JP4719559B2 - Image quality improving apparatus and program - Google Patents

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Description

本発明は、色彩のついたカラー画像の画質、特にデジタルカメラ、携帯電話のカメラ、スキャナ装置、監視カメラ等で入力したカラー画像の輝度と色彩を自動的に有効な強度で調節し、元の画像の雰囲気を保ちつつ、画像がきれいに見えるように改善する方法とその装置及びプログラムに関する。   The present invention automatically adjusts the image quality of a color image with color, particularly the brightness and color of a color image input by a digital camera, a mobile phone camera, a scanner device, a surveillance camera, etc., with an effective intensity, The present invention relates to a method, an apparatus, and a program for improving an image so that the image looks beautiful while maintaining the atmosphere of the image.

画像処理の分野、および画像を利用した視覚的インターフェイス技術の分野では、高精度の画像入力機構と共に、入力された画像を人間の特殊な操作を介さずに人間がきれいだと感じる画質に変換する必要性が高まっている。   In the field of image processing and visual interface technology using images, together with a high-accuracy image input mechanism, the input image is converted into an image quality that humans feel beautiful without going through special human operations. There is a growing need.

本発明が考えるきれいな画像とは、元の画像の雰囲気を保ちつつ、画像の輝度および色彩の視認性を上げ、自然な補正がされた画像である。   A clean image considered by the present invention is an image that has been naturally corrected while improving the visibility of the brightness and color of the image while maintaining the atmosphere of the original image.

この種の画質改善方法としては、画像の各画素値を線形変換する方法、ガンマ補正に代表される指数変換方法及び対数変換方法がある。また、極端に画像を強調したい場合、ヒストグラム平坦化により、画像の画素値をコントラスト強調する方法などがある。   As this type of image quality improvement method, there are a method of linearly converting each pixel value of an image, an exponential conversion method represented by gamma correction, and a logarithmic conversion method. In addition, when the image is to be extremely enhanced, there is a method of enhancing the contrast of the pixel value of the image by histogram flattening.

更に、人の輝度感度特性曲線に合わせて、レンジを幾つかの区間に分割し、各区間毎に曲線に近似した線分を求め、それらの線分を結合させて、画素値を変換する区分的線形変換方法等がある(高木、下田(監修)「画像解析ハンドブック」、東京大学出版会、1991年) 。   Furthermore, the range is divided into several sections according to the luminance sensitivity characteristic curve of humans, line segments that approximate the curve are obtained for each section, and these line segments are combined to convert pixel values. Linear transformation methods (Takagi, Shimoda (supervised) “Image Analysis Handbook”, The University of Tokyo Press, 1991).

図1は、線形変換による画像のコントラスト強調の手法を説明するための図であり、図2は、指数変換による画像のコントラスト強調の手法を説明するための図であり、図3は、対数変換による画像のコントラスト強調の手法を説明するための図である。   FIG. 1 is a diagram for explaining an image contrast enhancement method using linear transformation, FIG. 2 is a diagram for explaining an image contrast enhancement method using exponential transformation, and FIG. 3 is a logarithmic transformation. It is a figure for demonstrating the method of the contrast enhancement of the image by A.

図1,図2および図3を参照しながら、従来の手法を説明する。   The conventional method will be described with reference to FIGS.

線形変換による画像のコントラスト強調の手法は、図1に見るように、入力画像の画素値vの区間をv≦b,b≦v≦a,a≦v等の幾つかに分けて、それぞれの区間で画素値を変換する1次変換式を

Figure 0004719559
のように定義し、この線形変換によって入力画像の画素値vをf(v)に変換する。この際、利用者は強調したい画素値の区間(例えばb≦v≦a)での1次変換式の傾きを大きく設定することが、行われている。 As shown in FIG. 1, the image contrast enhancement method by linear transformation divides the interval of the pixel value v of the input image into several parts such as v ≦ b, b ≦ v ≦ a, and a ≦ v. A linear conversion formula that converts pixel values in the interval
Figure 0004719559
The pixel value v of the input image is converted to f (v) by this linear conversion. At this time, the user sets a large slope of the primary conversion equation in a pixel value interval (for example, b ≦ v ≦ a) to be emphasized.

指数変換による画像のコントラスト強調の手法は、テレビジョン技術の分野ではガンマ補正と呼ばれ、図2に見るように、指数関数に基づいて入力画像の画素値vをg(v)に変換する。この際、コントラストの強調の度合いは、図2の指数関数の各点における曲線の傾きで定まり、画素値vの大きな範囲(図2の例ではb≦v≦a)でコントラストが強調される。この指数変換の式は入力画像全体に対して同じ形で適用されることが、行われている。   The method of image contrast enhancement by exponential conversion is called gamma correction in the field of television technology, and converts the pixel value v of the input image to g (v) based on the exponential function as seen in FIG. At this time, the degree of contrast enhancement is determined by the slope of the curve at each point of the exponential function in FIG. 2, and the contrast is enhanced in a large range of pixel values v (b ≦ v ≦ a in the example of FIG. 2). The exponential transformation formula is applied to the entire input image in the same manner.

対数変換による画像のコントラスト強調の手法は、図3に見られるように、対数関数に基づいて入力画像の画素値vをh(v)に変換する。この際、コントラスト強調の度合いは、図3の対数関数の各点における曲線の傾きで定まり、画素値vの小さな範囲(図3の例ではb≦v≦a)でコントラストが強調される。この曲線の形状すなわち対数変換の式は入力画像全体に対して同じ形で適用される。   As seen in FIG. 3, the image contrast enhancement technique using logarithmic conversion converts the pixel value v of the input image into h (v) based on a logarithmic function. At this time, the degree of contrast enhancement is determined by the slope of the curve at each point of the logarithmic function in FIG. 3, and the contrast is enhanced in a small range of pixel values v (b ≦ v ≦ a in the example of FIG. 3). The curve shape, that is, the logarithmic transformation formula, is applied in the same manner to the entire input image.

ヒストグラム平坦化による方法は、画素値の分布の塊を周囲に適切に分散させて、分布に則してコントラスト強調を実行する方法であり、実際に種々の画像強調手法の中でも強調効果が著しい手法となっている。   The method based on histogram flattening is a method in which a cluster of pixel value distributions are appropriately distributed around the image and contrast enhancement is executed according to the distribution. It has become.

特公平7−37084号公報Japanese Patent Publication No. 7-37084 特開平10−198801号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-198801 高木、下田(監修)「画像解析ハンドブック」、東京大学出版会、1991年Takagi, Shimoda (supervised) “Image Analysis Handbook”, The University of Tokyo Press, 1991

しかしながら、線形変換による方法では、入力された個々の画像を利用者が観察しながらその画質に応じて、図1に示した折れ線のように、入力画素値に対する出力画素値の写像を一次変換式の組として定義しなければならず、変換式の一般性は得られない。   However, in the method based on the linear conversion, the mapping of the output pixel value with respect to the input pixel value is converted into the primary conversion equation as shown by the broken line shown in FIG. 1 according to the image quality while the user observes each input image. The generality of the conversion formula cannot be obtained.

指数変換による方法では、あらかじめ定義された変換式に従って画素値を変換するが、画素値の大きい値の区間(図2の例ではb≦v≦a)のコントラストは強調されるが、一方、画素間の小さい値の区間(図2の例ではv≦b)のコントラストは劣化する。   In the method based on exponential conversion, pixel values are converted according to a predefined conversion formula, but the contrast of a section with a large pixel value (b ≦ v ≦ a in the example of FIG. 2) is enhanced, The contrast in the interval between the small values (v ≦ b in the example of FIG. 2) deteriorates.

同様に、対数変換による方法では、あらかじめ定義された変換式に従って画素値を変換するが、画素値の小さい値の区間(図3の例ではb≦v≦a)のコントラストは強調されるが、一方、画素値の大きい値の区間(図3の例ではa≦v)のコントラストは劣化する。   Similarly, in the method using logarithmic conversion, the pixel value is converted according to a predefined conversion formula, but the contrast of a section having a small pixel value (b ≦ v ≦ a in the example of FIG. 3) is enhanced. On the other hand, the contrast of a section having a large pixel value (a ≦ v in the example of FIG. 3) deteriorates.

ヒストグラム平坦化による方法では、大域的なコントラストの強調効果が著しく、一方領域内部での変化等を示す比較的に小さい局所的なコントラストが抑制される問題がある。したがって、処理結果が不自然な仕上がりとなり、元の画像の雰囲気を失ってしまうことがある。   In the method based on histogram flattening, the global contrast enhancement effect is remarkable, while there is a problem that a relatively small local contrast indicating a change in the region is suppressed. Therefore, the processing result may be unnatural and the original image may be lost.

これらの問題を解決し、従来の変換関数では得られなかった非線形の補正をし、人間にとって見づらい局所的に暗い部分や局所的に明るい部分のコントラストを強調して人間に違和感なく画質を改善した画質改善方法及び装置が提案されている(特公平7-37084 号公報) 。   To solve these problems, non-linear correction that could not be obtained with conventional conversion functions, and enhanced contrast without emphasis on humans by emphasizing the contrast of locally dark and locally bright areas that are difficult for humans to see An image quality improvement method and apparatus have been proposed (Japanese Patent Publication No. 7-37084).

また、上記非線形の補正を実現し、且つ局所コントラストばかりでなく、大域的コントラストも強調し、全自動的に適応的に画像を処理する画質改善方法、エッジ強度計算方法及びその装置が提案されている(特願平9-2773号)   Also proposed are an image quality improvement method, an edge strength calculation method, and an apparatus for realizing the above nonlinear correction and enhancing not only the local contrast but also the global contrast, and automatically and adaptively processing the image. Yes (Japanese Patent Application No. 9-2773)

上記の方法は、輝度情報を補正の対象とするものであり、色度情報を考慮しないため、上記の方法をカラー画像には適用できない。また、人間の視細胞のR値、G値、B値にあたるLMS色空間では、明度対比に対する処理と色対比に対する処理が異なるため、上記の手法と同じ手法でカラー画像に適用できるようにしようとしても有効な画像補正をすることができない。   The above method is intended for correction of luminance information, and does not consider chromaticity information, so the above method cannot be applied to a color image. Also, in the LMS color space corresponding to the R, G, and B values of human photoreceptor cells, the processing for brightness contrast and the processing for color contrast are different, so we tried to make it applicable to color images using the same method as above. Even effective image correction cannot be performed.

さらにこの手法で用いられる入力値に対する出力値の対応関係が逆S字型の曲線を描く関数(図4)は、人間の視覚感度が低下する暗い部分と明るい部分の感度を手助けする効果があり、白黒画像の処理には大変有効であるが、その手法を色彩を含むカラー画像に適用した場合、色彩を落としてしまうという問題点があるため、同じ手法をカラー画像にも適応させるのは難しい。   In addition, the function that draws an inverse S-shaped curve in which the correspondence of the output value to the input value used in this method (Fig. 4) has the effect of helping the sensitivity of dark and bright areas where human visual sensitivity is reduced. Although it is very effective for black and white image processing, it is difficult to apply the same method to color images due to the problem of dropping colors when the method is applied to color images that contain color. .

人間の視細胞のLMS空間では、図5のような受容野で、輝度に対する処理と色相に対する処理を行っている。人間には、この受容野の働きによって生じる、側抑制という視覚特性機能がある。人間は、側抑制の働きによって、輝度や色相のコントラストを自然に調節している。本発明の画像改善方法は、人間の側抑制と呼ばれる視覚特性の働きに着目し、その働きを数理的なモデルにすることで、デジタルセンサーによって入力されたカラー画像を、その画像の分布に応じて、元の画像の雰囲気を保ちつつ、自動的に明度対比(輝度のコントラスト)および色対比(色彩のコントラスト)を有効な強度で強調することを特徴とする。   In the LMS space of human visual cells, processing for luminance and processing for hue are performed in the receptive field as shown in FIG. Humans have a visual characteristic function called lateral inhibition that is generated by the action of this receptive field. Humans naturally adjust brightness and hue contrast by the action of side suppression. The image improvement method of the present invention pays attention to the function of visual characteristics called human side suppression, and makes the function a mathematical model so that a color image input by a digital sensor can be changed according to the distribution of the image. Thus, while maintaining the atmosphere of the original image, the brightness contrast (luminance contrast) and the color contrast (color contrast) are automatically enhanced with an effective intensity.

輝度に対する受容野は明度対比型と呼ばれている。色相に対する受容野は色対比型と呼ばれている。どちらの受容野もOn-center型とOff-center型があり、相互作用をしている。例えば、明度対比型では、On-center型の働きによって、ある点に明るい光が入ってくると、周囲の明るさを抑制する働きをする。それとは逆に、Off-center型の働きによって、ある点の周囲の光が興奮すると、ある点の光が抑制される。一方、色対比型では、On-center型の働きによって、ある点に赤の光が入ると周囲の赤の光を抑制するのではなく、周囲の緑の光を抑制する。それとは逆に、Off-center型の働きによって、ある点の周囲の赤い光が興奮すると、ある点の赤い光が抑制されるのではなく、ある点の緑の光が抑制される。このように、色対比に関しては、人間の視細胞では、RGB値にあたるLMS錐体細胞を単独に処理しているのではなく、L錐体とM錐体(つまりR値:赤とG値:緑)およびL錐体・M錐体とS錐体(つまりY値:黄とB値:青)の組み合わせで処理を行っている。本発明では、V回路、R-G回路、Y-B回路をそれぞれ独立に補正し、V回路は人間の視覚感度が低下する暗い部分や明るい部分の感度を助けるような逆S字型の曲線を描く関数を用いることで(図4)、輝度のコントラストおよびシャープさを強調し、R-G回路とY-B回路はそれぞれR値とG値のコントラスト、Y値とB値のコントラストが大きくなるようなS字型の曲線を描く関数を用いることで(図6)、色相のコントラスト及び鮮やかさを強調する。したがって、本発明では、RGB値を、明るさを表すV値、RとGの色差を表すCR-G値及びYとBの色差を表すCY-B値に変換し、それぞれの回路ごとに補正をおこなう。 The receptive field for luminance is called brightness contrast type. The receptive field for hue is called color contrast type. Both receptive fields have On-center type and Off-center type, and they interact. For example, the brightness contrast type works by suppressing the ambient brightness when bright light enters a certain point by the action of the on-center type. On the other hand, when the light around a certain point is excited by the off-center function, the light at a certain point is suppressed. On the other hand, in the color contrast type, when the red light enters a certain point, the surrounding green light is suppressed instead of the surrounding red light by the action of the On-center type. On the other hand, when the red light around a point is excited by the off-center action, the red light at a point is not suppressed, but the green light at a point is suppressed. Thus, with regard to color contrast, human visual cells do not process LMS cone cells corresponding to RGB values independently, but L cones and M cones (that is, R values: red and G values: Green) and L cone / M cone and S cone (ie, Y value: yellow and B value: blue). In the present invention, the V circuit, the RG circuit, and the YB circuit are corrected independently, and the V circuit has a function that draws an inverted S-shaped curve that helps the sensitivity of dark and bright areas where human visual sensitivity decreases. When used (Fig. 4), the contrast and sharpness of brightness are emphasized, and the RG and YB circuits have S-shaped curves that increase the contrast between the R and G values and the contrast between the Y and B values, respectively. Is used (FIG. 6) to enhance hue contrast and vividness. Therefore, in the present invention, the RGB value is converted into a V value representing brightness, a C RG value representing the color difference between R and G, and a C YB value representing the color difference between Y and B, and correction is performed for each circuit. .

なお、図6(a)は、色差(CR-G値)の強調に使用されるS字型の曲線を示しており、横軸がオリジナルの画像のCR-G値であり、縦軸が補正されたCR-G値である(縦軸、横軸とも、−255は緑(G)であり255は赤(R)に対応する)。図6(b)は、色差(CY-B値)の強調に使用されるS字型の曲線を示しており、横軸がオリジナルの画像のCY-B値であり、縦軸が補正されたCY-B値である(縦軸、横軸とも、−255は青(B)であり255は黄(Y)に対応する)。 FIG. 6A shows an S-shaped curve used for emphasizing the color difference (C RG value), the horizontal axis is the C RG value of the original image, and the vertical axis is corrected. C RG value (both ordinate and abscissa are -255 for green (G) and 255 for red (R)). FIG. 6B shows an S-shaped curve used for emphasizing the color difference (C YB value), the horizontal axis is the C YB value of the original image, and the vertical axis is the corrected C YB. (-255 corresponds to blue (B) and 255 corresponds to yellow (Y) on both the vertical and horizontal axes).

すなわち本発明は、オリジナルの画像から色差を導出する色差導出ステップと、色差導出ステップにおいて導出された前記色差をS字型の曲線を用いて補正することで補正色差を導出する補正色差導出ステップと、補正色差導出ステップにおいて導出された前記補正色差を用いて画質の改善された画像を生成する画質改善画像生成ステップとを有することを特徴とする画質改善方法である。   That is, the present invention provides a color difference deriving step for deriving a color difference from an original image, and a correction color difference deriving step for deriving a corrected color difference by correcting the color difference derived in the color difference deriving step using an S-shaped curve. And an image quality improvement image generation step for generating an image with improved image quality using the correction color difference derived in the correction color difference deriving step.

上記発明は、オリジナルの画像から輝度Vを導出する輝度導出ステップと、前記輝度導出ステップにおいて導出された前記輝度Vを逆S字型の曲線を用いて補正することで補正輝度を導出する補正輝度導出ステップとを更に備え、前記画質改善画像生成ステップは、前記補正色差と前記補正輝度を用いて画質の改善された画像を生成するものとすることも可能である。   The above invention is a luminance deriving step for deriving the luminance V from the original image, and a corrected luminance for deriving the corrected luminance by correcting the luminance V derived in the luminance deriving step using an inverse S-shaped curve. A deriving step, and the image quality improved image generating step may generate an image with improved image quality using the corrected color difference and the corrected luminance.

上記発明における前記色差は、RとGの色差を表すCR-G値及びYとBの色差を表すCY-B値とすることができる。この場合、前記色差導出ステップは、前記前記オリジナルの画像のRGB値からの変換により前記CR-G値及び前記CY-B値を導出するものとすることができる。同様に、前記輝度Vは、前記前記オリジナルの画像のRGB値からの変換により導出するものとすることができる。この場合、オリジナルの画像の全ての画素から抽出されるRGB値の全てについて色差及び/又は輝度の導出及び補正を行うことも可能であり、オリジナルの画像の一部の画素から抽出されるRGB値についてのみ、色差及び/又は輝度の導出及び補正を行うことも可能である。 The color difference in the above invention may be a C RG value representing a color difference between R and G and a C YB value representing a color difference between Y and B. In this case, the color difference deriving step may derive the C RG value and the C YB value by conversion from the RGB value of the original image. Similarly, the luminance V can be derived by conversion from RGB values of the original image. In this case, it is also possible to derive and correct color differences and / or luminances for all RGB values extracted from all pixels of the original image, and RGB values extracted from some pixels of the original image. It is also possible to derive and correct color differences and / or brightness only for.

上記発明における補正色差導出ステップは、前記色差の変域の上限及び下限を用いて前記S字型の曲線を決定するステップを更に備えることができる。   The correction color difference deriving step in the above invention may further comprise the step of determining the S-shaped curve using the upper and lower limits of the color difference range.

上記発明における補正色差導出ステップは、前記色差をS字型の曲線を用いて補正した後に、例えばオリジナルの画像の色差の最小値から最大値の範囲に、正規化することで補正色差を導出するものとすることができる。更には、注目画素及びその近傍の画素から得られるRGB値に基づいて補正変量(ROn+Off、GOn+Off、BOn、YOff)を決定し、上記により正規化された値をこの補正変量(ROn+Off、GOn+Off、BOn、YOff)を用いて更に微調整することで補正色差を導出するものとすることもできる。 In the correction color difference deriving step in the above invention, after correcting the color difference using an S-shaped curve, for example, the correction color difference is derived by normalizing the color difference from the minimum value to the maximum value range of the original image. Can be. Further, correction variables (R On + Off , G On + Off , B On , Y Off ) are determined based on the RGB values obtained from the pixel of interest and its neighboring pixels, and the values normalized as described above are obtained. It is also possible to derive the correction color difference by further fine adjustment using the correction variables (R On + Off , G On + Off , B On , Y Off ).

上記発明における補正輝度導出ステップは、画像画素値変量αOn及びαOffを導出し、この画像画素値変量αOn及びαOffを用いて前記逆S字型の曲線を決定するステップを更に備えることができる。 Corrected luminance deriving step in the invention derives image pixel value variable alpha On and alpha Off, further comprising the step of determining the inverse S-shaped curve using the image pixel value variable alpha On and alpha Off Can do.

上記発明における補正輝度導出ステップは、前記輝度を逆S字型の曲線を用いて補正した後に、例えば前記輝度が取り得る変域の下限から上限に、正規化することで前記補正輝度を導出するものとすることができる。   The corrected luminance deriving step in the above invention derives the corrected luminance by normalizing from the lower limit to the upper limit of the range that the luminance can take, for example, after correcting the luminance using an inverted S-shaped curve. Can be.

本発明は、上記各発明における各ステップを処理装置に実行させる画質改善プログラムとして構成することも可能である。   The present invention can also be configured as an image quality improvement program that causes a processing device to execute each step in each of the above inventions.

本発明は、上記各発発明における各ステップを実行するそれぞれの機構を備える画質改善装置として構成することも可能である。
なお、本発明におけるS字型の曲線とは、色差(u)の変域の最小値から最大値を補正色差(U)に変換する曲線(U=f(u))であって、前記色差(u)が前記最小値からゼロである範囲では、前記曲線の2回微分(df(u)/du)が非負(即ち、ゼロ又は正)となり、前記色差(u)がゼロから前記最大値である範囲では、前記曲線の2回微分(df(u)/du)が非正(即ち、ゼロ又は負)となる曲線をいう。
The present invention can also be configured as an image quality improvement apparatus provided with respective mechanisms for executing the respective steps in the above inventions.
Note that the S-shaped curve in the present invention is a curve (U = f (u)) for converting the minimum value of the gamut of the color difference (u) to the maximum value of the corrected color difference (U). In the range where (u) is zero from the minimum value, the second derivative (d 2 f (u) / d 2 u) of the curve is non-negative (ie, zero or positive), and the color difference (u) is zero. To the maximum value range, it refers to a curve in which the second derivative (d 2 f (u) / d 2 u) of the curve is non-positive (that is, zero or negative).

本発明における逆S字型の曲線とは、輝度(v)の変域の最小値から最大値を補正輝度(V)に変換する曲線(V=g(v))であって、前記輝度(v)が前記最小値からある中間の値の範囲では、前記曲線の2回微分(dg(v)/dv)が非正となり、前記輝度(v)が前記中間の値から前記最大値である範囲では、前記曲線の2回微分(dg(v)/dv)が非負となる曲線をいう。 The inverted S-shaped curve in the present invention is a curve (V = g (v)) for converting the minimum value of the range of luminance (v) into the corrected luminance (V) (V = g (v)). In the range of the intermediate value v) from the minimum value, the second derivative (d 2 g (v) / d 2 v) of the curve is non-positive, and the luminance (v) is In the range that is the maximum value, it means a curve in which the second derivative (d 2 g (v) / d 2 v) of the curve is non-negative.

本発明の画像改善装置は、(a)画像情報を入力するための入力機構と、(b)前記入力画像により得られた値から輝度を表すV値を入力するV入力機構と、(c)前記入力画像により得られた値からR値とG値の色差であるCR-G値を入力するR-G入力機構と、(d)前記入力画像により得られた値からY値とB値の色差であるCY-B値を入力するY-B入力機構と、(e)前記V入力機構から画像を受け取り、各画素毎に当該画素を含む近傍のVの画素値を取り出すV近傍画像抽出機構と、(f)前記R-G入力機構から画像を受け取り、各画素毎に当該画素を含む近傍のCR-Gの画素値を取り出すR-G近傍画像抽出機構と、(g)前記Y-B入力機構から画像を受け取り、各画素毎に当該画素を含む近傍のCY-Bの画素値を取り出すY-B近傍画像抽出機構と、(h)前記V近傍画像抽出機構から近傍画像を受け取り、当該画素近傍のVの局所的変域を測定するV近傍画像画素値変域解析機構と、(i)前記R-G近傍画像抽出機構から近傍画像を受け取り、当該画素近傍のCR-G値の局所的変域を測定するR-G近傍画像画素値変域解析機構と、(j)前記Y-B近傍抽出機構から近傍画像を受け取り、当該画素近傍のCY-B値の局所的変域を測定するY-B近傍画像画素値変域解析機構と、(k)前記V入力機構及び前記V近傍画像画素値変域解析機構の結果に基づき、画像の下限値、標準偏差値、画像全体の平均値、画像の近傍の平均値によって前記V近傍中心の画素値の補正量を決定するVOn-center画像画素値変量決定機構と、(l) 前記V入力機構及び前記V近傍画像画素値変域解析機構の結果に基づき、画像の上限値、標準偏差値、画像全体の平均値、画像の近傍の平均値によって前記V近傍中心の画素値の補正量を決定するVOff-center画像画素値変量決定機構と、(m)前記VOn-center画像画素値変量決定機構とVOff-center画像画素値変量決定機構で得られた変数とによって、前記VOn-center画像画素値とVOff-center画像画素値を修正し、これらの比の対数で得られるような、逆S字型の曲線を描く関数で、前記V近傍中心画素の画素値を決定するV画素値補正機構と、(n)前記V画素値補正機構で得られた画素値を正規化するV画素値正規化機構と、(o)前記R-G入力機構および前記R-G近傍画像画素値変域解析機構の結果に基づき、シグモイド関数のようなS字型を描く曲線で全体的な補正量を決定するR-G画素値補正機構と、(p) 前記R-G画素値補正機構で得られて画素値を正規化するR-G画素値正規化機構と、(q)前記R-G近傍画像抽出機構から得られた変数によりRの補正変量ROn+Off-centerを決定し、前記R-G正規化機構で得られた値を微調整するR近傍画像画素値調節機構と、(r)前記R-G近傍画像抽出機構から得られたG近傍中心の画素値および近傍のR平均値に基づき、Gの補正変量GOn+Off-centerを決定し、前記R-G画素値正規化機構より得られたG値を微調整するG近傍画像画素値調節機構と、(s)前記R画素値調節機構とG画素値調節機構で得られたRとGの画素値から、RとG値の色差に変換するCr-g変換機構と、(t)前記Y-B入力機構及び前記Y-B近傍画像画素値変域解析機構の結果に基づき、シグモイド関数のようなS字型を描く曲線で全体的な補正量を決定するY-B画素値補正機構と、(u) 前記Y-B画素値補正機構で得られて画素値を正規化するY-B画素値正規化機構と、(v)前記Y-B近傍画像抽出機構から得られたY近傍中心の画素値を含む局所間のY平均とB近傍中心の画素値を含む局所間のB平均に基づき、B値の補正変数量BOn-centerを決定し、前記Y-B画素値正規化機構より得られたB値を調整するB近傍素画像画素値決定機構と、(u) 前記Y-B近傍画像抽出機構から得られたY近傍中心の画素値を含む局所間のY平均とB近傍中心の画素値を含む局所間のB平均に基づき、Y値の補正変数量YOff-centerを決定し、前記Y-B画素値正規化機構より得られたY値を微調整するY近傍素画像画素値調節機構と、 (w) 前記B近傍画像素値決定機構と前記Y近傍画像画素値調節機構で得られたYとB値の画素値から、YとB値の色差に変換するCy-b変換機構と、(x) V画素値正規化機構で得られたVの画素値とCr-g変換機構で得られたCr-gの画素値とCy-b変換機構で得られたCy-bの画素値を統合し、修正されたrgb値を求めるrgb変換機構と、 (y)前期rgb変換機構から各画素の画素値を受け取り、画像全体を構成して出力する出力機構とを備えたことを特徴とする画質改善装置。 The image improvement apparatus of the present invention includes (a) an input mechanism for inputting image information, (b) a V input mechanism for inputting a V value representing luminance from a value obtained by the input image, and (c). An RG input mechanism for inputting a C RG value, which is a color difference between the R value and the G value, from the value obtained from the input image, and (d) a color difference between the Y value and the B value from the value obtained from the input image. A YB input mechanism for inputting a C YB value; (e) a V-neighbor image extraction mechanism that receives an image from the V-input mechanism and extracts a pixel value of a nearby V including the pixel for each pixel; An RG neighborhood image extraction mechanism that receives an image from the RG input mechanism and extracts a pixel value of a neighboring CRG including the pixel for each pixel; and (g) receives an image from the YB input mechanism, and receives the pixel for each pixel. receiving and YB neighboring images extracted mechanism to retrieve the pixel values of C YB near, the neighboring images from (h) the V neighboring images extracted mechanism including, the picture And V neighboring image pixel value variance range analysis mechanism for measuring the local domain of the V in the vicinity of, the (i) receives the neighboring images from the RG neighboring images extracted mechanism, local domain of C RG value of the pixel neighboring and RG neighboring image pixel value variance range analysis mechanism for measuring, (j) the YB receive neighboring images from the vicinity extraction mechanism, YB neighboring image pixel value variance range analysis to measure the local domain of C YB value of the pixel neighborhood And (k) based on the results of the V input mechanism and the V neighborhood image pixel value domain analysis mechanism, the lower limit value of the image, the standard deviation value, the average value of the entire image, and the average value of the neighborhood of the image V On-center image pixel value variable determination mechanism for determining the correction amount of the pixel value at the center of the neighborhood, and (l) the upper limit value of the image based on the results of the V input mechanism and the V neighborhood image pixel value domain analysis mechanism , Standard deviation value, average value of entire image, correction value of pixel value at the center of the V neighborhood by the average value of the neighborhood of the image V off-center image pixel value variable determining mechanism for determining V, and (m) a variable obtained by the V On-center image pixel value variable determining mechanism and the V Off-center image pixel value variable determining mechanism. Correct the On-center image pixel value and the V Off-center image pixel value, and determine the pixel value of the V-neighbor center pixel with a function that draws an inverse S-shaped curve that can be obtained by the logarithm of these ratios. A V pixel value correcting mechanism that performs (n) a V pixel value normalizing mechanism that normalizes the pixel value obtained by the V pixel value correcting mechanism, and (o) the RG input mechanism and the RG neighboring image pixel value variable. An RG pixel value correction mechanism for determining an overall correction amount with an S-shaped curve such as a sigmoid function based on the result of the area analysis mechanism, and (p) a pixel value obtained by the RG pixel value correction mechanism. decisions and RG pixel value normalizer to normalize the correction variables R On + Off-center of R by the variable obtained from (q) the RG neighboring images extracted mechanism An R-neighbor image pixel value adjustment mechanism that finely adjusts the value obtained by the RG normalization mechanism, and (r) a G-neighbor center pixel value obtained from the RG-neighbor image extraction mechanism and a neighboring R average value. G correction variable G On + Off-center is determined based on G neighboring image pixel value adjustment mechanism for finely adjusting the G value obtained from the RG pixel value normalization mechanism, and (s) the R pixel value adjustment A C rg conversion mechanism for converting the R and G pixel values obtained by the mechanism and the G pixel value adjustment mechanism into a color difference between the R and G values, and (t) the YB input mechanism and the YB neighboring image pixel value range. Based on the result of the analysis mechanism, a YB pixel value correction mechanism that determines an overall correction amount with an S-shaped curve such as a sigmoid function, and (u) a pixel value obtained by the YB pixel value correction mechanism. YB pixel value normalization mechanism to normalize, and (v) the local Y average pixel value including the pixel value of the Y neighborhood center obtained from the YB neighborhood image extraction mechanism and the pixel value of the B neighborhood center Based on the B average between local, including, to determine the correction variable amount B On-center of B values, and B neighboring elementary image pixel value determining mechanism for adjusting the B value obtained from the YB pixel value normalizer, ( u) Y value correction variable amount Y Off based on the local Y average including the pixel value of the Y neighborhood center obtained from the YB neighborhood image extraction mechanism and the local B average including the pixel value of the B neighborhood center a Y neighborhood elementary image pixel value adjustment mechanism that determines -center and finely adjusts the Y value obtained from the YB pixel value normalization mechanism; (w) the B neighborhood image elementary value decision mechanism and the Y neighborhood image pixel Cyb conversion mechanism that converts Y and B pixel values obtained by the value adjustment mechanism into Y and B color differences, and (x) V pixel value and C obtained by the V pixel value normalization mechanism integrating pixel values of C yb obtained in the pixel value and C yb conversion mechanism of C rg obtained by rg conversion mechanism, and the rgb conversion mechanism for obtaining the modified rgb values, from (y) year rgb conversion mechanism Each pixel image Receives the value, the image quality improving device characterized by comprising an output mechanism for outputting to form a complete image.

以上の画質改善方法及び装置によれば、入力されたカラー画像を入力された画像の輝度、R値とG値の色差、Y値とB値の色差のそれぞれの画素値の分布に適応して、画像全体の画素値の分布と、局所的な画素値の分布の両方を考慮した調節が可能となり、画素値の小さい値の区間の明度対比及び色対比が強調されると同時に、画素値の大きい値の区間の明度対比および色対比も自動的に強調することができる。   According to the above image quality improvement method and apparatus, the input color image is adapted to the distribution of the pixel values of the brightness of the input image, the color difference between the R value and the G value, and the color difference between the Y value and the B value. It is possible to adjust both the distribution of the pixel values of the entire image and the distribution of the local pixel values, and the brightness contrast and the color contrast of the section having a small pixel value are enhanced. The brightness contrast and color contrast of the large value section can also be automatically enhanced.

以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図7は、本発明の第一の実施例にかかる画質改善方法を説明するための流れ図であり、図8は、この画質改善方法を実施する装置のブロック図である。   FIG. 7 is a flowchart for explaining the image quality improvement method according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 8 is a block diagram of an apparatus for carrying out this image quality improvement method.

まず、イメージセンサ、モニタカメラ等の入力機構により画像を入力する。この入力機構が、例えば次式のようにR,G,B値からV,CR-G,CY-B値へ変換する。

Figure 0004719559
First, an image is input by an input mechanism such as an image sensor or a monitor camera. This input mechanism converts R, G, B values into V, C RG , C YB values, for example, as in the following equation.
Figure 0004719559

V入力機構は、入力機構より画像を受け取る。このV入力画像の各画素値が、取り得る変域の下限をVL、上限をVU、入力画像全体のV値の平均値をVgmean、入力画像全体のV値の標準偏差をVhensaで表すものとする。 The V input mechanism receives an image from the input mechanism. Each pixel value of this V input image is represented by V L as the lower limit of the possible range, V U as the upper limit, Vgmean as the average value of the V value of the entire input image, and Vhensa as the standard deviation of the V value of the entire input image Shall.

V近傍画像抽出機構は、V入力画像より画像を受け取り、この画像中の各画像毎にその近傍領域を含む部分画像を抽出し、近傍のVOn-center画像とする。近傍の一例として注目する画素の画素値をV0とし、その8近傍の画素の画素値(図9)をそれぞれV1, V2, V3, V4, V5, V6, V7, V8中の最大値Vmax=max(V0,・・・, V8)、最小値Vmin=min(V0,・・・, V8)、平均値Vlmean=(V0+・・・+ V8) /9を用いて説明する。 The V neighborhood image extraction mechanism receives an image from the V input image, extracts a partial image including the neighborhood area for each image in the image, and sets it as a nearby V On-center image. As an example of the neighborhood, the pixel value of the pixel of interest is V 0, and the pixel values of the 8 neighborhood pixels (FIG. 9) are V 1 , V 2 , V 3 , V 4 , V 5 , V 6 , V 7, respectively. the maximum value Vmax = max in V 8 (V 0, ···, V 8), the minimum value Vmin = min (V 0, ··· , V 8), the average value Vlmean = (V 0 + ··· + V 8) / 9 is used for explanation.

VOn-center画像画素値変量決定機構は、V近傍画像画素値変域解析機構より、画素値の局所的変域の最小値Vminを受け取る。例えば次式によって、VOn-center画像画素値変量αOnを計算する。

Figure 0004719559
The V On-center image pixel value variable determination mechanism receives the minimum value Vmin of the local domain of the pixel value from the V neighborhood image pixel value domain analysis mechanism. For example, the V On-center image pixel value variable α On is calculated by the following equation.
Figure 0004719559

VOff-center画像画素値変量決定機構は、V近傍画像画素値変域解析機構より、画素値の局所的変域の最大値Vmaxを受け取る。例えば次式によって、VOff-center画像画素値変量αOffを計算する。

Figure 0004719559
The V Off-center image pixel value variable determination mechanism receives the maximum value Vmax of the local domain of the pixel value from the V neighborhood image pixel value domain analysis mechanism. For example, the V Off-center image pixel value variable α Off is calculated by the following equation.
Figure 0004719559

V画素値補正機構は、V近傍画像画素値変域解析機構より、注目する画素の画素値V0を受け取り、VOff-center画像画素値変量決定機構よりVOn-center画像画素値変量αOnを受け取り、VOff-center画像画素値変量決定機構よりVOff-center画像画素値変量αOffを受け取る。例えば次式で定義される画素値の関数k(V)

Figure 0004719559
によって注目する画素の画素値V0を補正する。この式は、VOn-center画像画素値変量αOnによって補正されたVOn-center画像の画素値と、VOff-center画像画素値変量αOffによって補正されたVOff-center画像画素値の比の対数を求めていることに相当している。
Figure 0004719559
同様に、以下の諸量、すなわち、各画素値が取り得る変域の下限VLおよび上限VUに関してもk(VL),k(VU)を求める。
Figure 0004719559
The V pixel value correction mechanism receives the pixel value V 0 of the pixel of interest from the V neighborhood image pixel value domain analysis mechanism, and the V On-center image pixel value variable α On from the V Off-center image pixel value variable determination mechanism. to receive, it receives the V Off-center image pixel value variable alpha Off than V Off-center image pixel value variable determining mechanism. For example, the pixel value function k (V) defined by
Figure 0004719559
To correct the pixel value V 0 of the pixel of interest. This equation, V On-center and the image pixel value variable α pixel value of V On-center image corrected by On, V Off-center image pixel value variable α of V Off-center image pixel value corrected by Off This is equivalent to finding the logarithm of the ratio.
Figure 0004719559
Similarly, k (V L ) and k (V U ) are also obtained for the following various quantities, that is, the lower limit V L and the upper limit V U of the domain that each pixel value can take.
Figure 0004719559

V画素値正規化機構は、V画素値補正機構より、VL,VUの範囲に正規化された各画素値の画素値K(V0)を受け取り、次式によって、画素値k(V0)をVLからVUの範囲に正規化しK(V0)とする。

Figure 0004719559
V画素値正規化機構は、上式によって正規化された画素値K(V0)を次の3式によってさらに正規化することも可能であり、これにより、画素値K(V0)がより確実にVLからVUの範囲内に収まようにできる。得られる値によって補正されたV値(v値)が求まる。
Figure 0004719559
The V pixel value normalization mechanism receives the pixel value K (V 0 ) of each pixel value normalized to the range of V L and V U from the V pixel value correction mechanism, and the pixel value k (V 0 ) is normalized to a range from V L to V U and is set to K (V 0 ).
Figure 0004719559
The V pixel value normalization mechanism can further normalize the pixel value K (V 0 ) normalized by the above equation using the following three equations, and thus the pixel value K (V 0 ) can be further increased. It can be surely kept within the range of V L to V U. A V value (v value) corrected by the obtained value is obtained.
Figure 0004719559

R-G入力機構は、入力機構より画像を受け取る。このR-G入力画像の各画素値が、取り得る変域の下限をCR-G L、上限をCR-G Uを表すものとする。 The RG input mechanism receives an image from the input mechanism. Each pixel value of the RG input image, the lower limit of the C RG L for the variable area that can be taken, denote the C RG U limit.

R-G近傍画像抽出機構から近傍画像を受け取り、当該画素近傍のCR-G値の局所的変域を測定するR-G近傍画像画素値変域解析機構により、近傍のR-G画像とする。近傍の一例として、注目する画像の画素値をCR-G0とし、その8近傍の画像のRの画素値をそれぞれR o, R 2,R 3, R 4, R 5, R 6, R 7, R 8中の最大値Rmax=max(R 0,・・・, R 8)、最小値Rmin=min(R 0,・・・, R 8)、平均値Rlmean=(R 1+・・・+ R 8) /8と8近傍の画像のGの画素値をそれぞれG 1 , G 2,G 3, G 4, G 5, G 6, G 7, G 8中の最大値Gmax=max(G 0,・・・, G 8)、最小値Gmin=min(G 0,・・・, G 8)、平均値Glmean=(G 1+・・・+ G 8) /8を用いて説明する。 A neighboring image is received from the RG neighboring image extraction mechanism, and is determined as a neighboring RG image by the RG neighboring image pixel value domain analysis mechanism that measures the local domain of the C RG value near the pixel. As an example of the neighborhood, the pixel value of the image of interest is C R-G0, and the R pixel value of the eight neighboring images is R o, R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , R 6 , R 7, R 8 , maximum value Rmax = max (R 0 , ..., R 8 ), minimum value Rmin = min (R 0 , .., R 8 ), average value Rlmean = (R 1 +... + R 8) / 8 and G pixel values of images in the vicinity of 8 are respectively G 1 , G 2 , G 3 , G 4 , G 5 , G 6 , G 7, G 8 maximum value Gmax = max (G 0 , ..., G 8 ), minimum value Gmin = min (G 0 , ..., G 8 ), average value Glmean = Explanation will be made using (G 1 +... + G 8) / 8.

R-G画素値補正機構は、画像の全体的な補正強度をシグモイド関数のようなS字型の曲線を描く関数l(CR-G)

Figure 0004719559
(λは定数)
によって注目する画素の画素値CR-G0を補正する。この式は、R-G近傍画像画素値変域解析機構より、注目する画素の画素値CR-G0を受け取り、CR-G L, CR-G Un により、関数の曲率が定めている。
Figure 0004719559
(λは定数)
同様に、以下の諸量、すなわち、各画素値が取り得る変域の下限CR-G L ,および上限CR-G Uに関してもl(CR-G L),l(CR-G U),l(CR-G 0)を求める。
Figure 0004719559
(λは定数) The RG pixel value correction mechanism is a function l (C RG ) that draws an S-shaped curve like the sigmoid function for the overall correction strength of the image.
Figure 0004719559
(Λ is a constant)
To correct the pixel value C R-G0 of the pixel of interest. This expression receives the pixel value C R-G0 of the pixel of interest from the RG neighborhood image pixel value domain analysis mechanism, and the curvature of the function is determined by C RG L, C RG Un .
Figure 0004719559
(Λ is a constant)
Similarly, with respect to the following various quantities, that is, the lower limit C RG L and the upper limit C RG U that each pixel value can take, l (C RG L ), l (C RG U ), l (C RG 0 )
Figure 0004719559
(Λ is a constant)

R-G画素値正規化機構
R-G画素値正規化機構は、R-G画素値補正機構より、CR-G L, CR-G Unの範囲に正規化された各画素値の画素値l(CR-G)を受け取り、例えば次式によって、画素値l(CR-G 0)をCR-G LからCR-G Uの範囲に正規化しL(CR-G 0)とする。

Figure 0004719559
RG pixel value normalization mechanism
The RG pixel value normalization mechanism receives the pixel value l (C RG ) of each pixel value normalized to the range of C RG L, C RG Un from the RG pixel value correction mechanism. l (C RG 0 ) is normalized to a range from C RG L to C RG U and is set to L (C RG 0 ).
Figure 0004719559

R近傍画像画素値調節機構は、R-G近傍画像抽出機構から得られたR近傍中心の画素値および近傍のG平均値に基づき、Rの補正変量を決定し、色対比型の受容野のRの働きを表すような式により、R-G画素値正規化機構で得られた画像の全体的な補正を局所的な面から微調整する。例えば次式によって、R近傍画像画素値変量ROn+Off値を決定する。RON+OFF値を入力画像によって得られた元のR値に加えることで、R-G回路によって補正したR値(r’値)を求める。

Figure 0004719559
The R neighborhood image pixel value adjustment mechanism determines a correction variable of R based on the pixel value of the R neighborhood center obtained from the RG neighborhood image extraction mechanism and the G average value of the neighborhood, and determines the R of the color contrast type receptive field. The overall correction of the image obtained by the RG pixel value normalization mechanism is finely adjusted from a local surface by an expression representing the function. For example, the R neighborhood image pixel value variable R On + Off value is determined by the following equation. By adding the R ON + OFF value to the original R value obtained by the input image, the R value (r ′ value) corrected by the RG circuit is obtained.
Figure 0004719559

G近傍画像画素値調節機構は、R-G近傍画像抽出機構から得られたG近傍中心の画素値および近傍のR平均値に基づき、Gの補正変量を決定し、色対比型の野のGの働きを表すような式により、R-G画素値正規化機構で得られた画像の全体的な補正を局所的な面から微調整する。例えば次式によって、G近傍画像画素値変量GOn+Off値を決定する。GON+OFF値を入力画像によって得られた元のG値に加えることで、R-G回路によって補正したG値(g’値)を求める。

Figure 0004719559
The G neighborhood image pixel value adjustment mechanism determines the G correction variable based on the G neighborhood center pixel value and the neighborhood R average value obtained from the RG neighborhood image extraction mechanism, and the function of G in the color contrast type field The overall correction of the image obtained by the RG pixel value normalization mechanism is finely adjusted from a local surface by an expression such that For example, the G neighborhood image pixel value variable G On + Off value is determined by the following equation. The G value (g ′ value) corrected by the RG circuit is obtained by adding the G ON + OFF value to the original G value obtained by the input image.
Figure 0004719559

Cr-g変換機構は、R近傍画像画素値変量とG近傍画像画素値変量で得られた値より、次式を用いてRとG値の色差に変換する。 The C rg conversion mechanism converts the color difference between the R and G values from the values obtained from the R neighborhood image pixel value variable and the G neighborhood image pixel value variable using the following equation.

Y-B入力機構は、入力機構より画像を受け取る。このY-B入力画像の各画素値が、取り得る変域の下限をCY-B L、上限をCY-B Uで表すものとする。 The YB input mechanism receives an image from the input mechanism. Assume that each pixel value of this YB input image represents the lower limit of the range that can be taken as C YB L and the upper limit as C YB U.

Y-B近傍画像抽出機構から近傍画像を受け取り、当該画素近傍のCY-B値の局所的変域を測定するY-B近傍画像画素値変域解析機構により、近傍のY-B画像とする。近傍の一例として、Y-B回路にある細胞の数はR-G回路にある細胞に比べて非常に少ないので、注目する画像の画素値をCY-B 0とし、そのBの画素値とその8近傍の画素のBの画素値をそれぞれB 0 ,B 1 , B 2, B 3, B 4, B 5, B 6, B 7, B 8とその平均値Blmean=(B 0+・・・+ B8) /9及びそのYの画素値とその8近傍の画素のYの画素値をそれぞれY 0 ,Y 1 , Y 2, Y 3, Y 4, Y 5, Y 6, Y 7, Y 8とその平均値Ylmean=(Y 0+・・・+ Y8) /9を用いて説明する。 Receive neighboring images from YB neighboring images extracted mechanism, by the pixel near the C YB values of YB neighboring image pixel value variance range analysis mechanism for measuring the local domain, and YB image neighborhood. As an example of the neighborhood, since the number of cells in the YB circuit is very small compared to the cells in the RG circuit, the pixel value of the image of interest is C YB 0 , the B pixel value and the eight neighboring pixels. The pixel values of B are B 0 , B 1 , B 2 , B 3 , B 4 , B 5 , B 6 , B 7, B 8 and their average values Blmean = (B 0 + ... + B 8) / 9 and its Y pixel values and Y pixel values of its 8 neighboring pixels are Y 0 , Y 1 , Y 2 , Y 3 , Y 4 , Y 5 , Y 6 , Y 7, Y 8 and their average values, respectively. This will be described using Ylmean = (Y 0 +... + Y 8) / 9.

Y-B画素値補正機構は、画像の全体的な補正強度をシグモイド関数のようなS字型の曲線を描く関数により決定する。Y-B近傍画像画素値変域解析機構より、注目する画素の画素値CY-B 0を受け取り、CY-B L, CY-B U により、関数の曲率が定められる。例えば次式で定義される画素値の関数l(CY-B)

Figure 0004719559
(λは定数)
同様に、以下の諸量、すなわち、各画素値が取り得る変域の下限CR-G L ,および上限CR-G Uに関してもl(CR-G L),l(CR-G U),l(CR-G 0)を求める。
Figure 0004719559
(λは定数) The YB pixel value correction mechanism determines the overall correction strength of an image by a function that draws an S-shaped curve such as a sigmoid function. The pixel value C YB 0 of the pixel of interest is received from the YB neighborhood image pixel value domain analysis mechanism, and the curvature of the function is determined by C YB L and C YB U. For example, the pixel value function l (C YB ) defined by
Figure 0004719559
(Λ is a constant)
Similarly, with respect to the following various quantities, that is, the lower limit C RG L and the upper limit C RG U that each pixel value can take, l (C RG L ), l (C RG U ), l (C RG 0 )
Figure 0004719559
(Λ is a constant)

Y-B画素値正規化機構
Y-B画素値正規化機構は、Y-B画素値補正機構より、CY-B L, CY-B U範囲に正規化された各画素値の画素値l(CY-B)を受け取り、例えば次式によって、画素値L(CY-B 0)をCY-B LからCY-B Uの範囲に正規化しL(CY-B 0)とする。

Figure 0004719559
YB pixel value normalization mechanism
The YB pixel value normalization mechanism receives the pixel value l (C YB ) of each pixel value normalized to the C YB L, C YB U range from the YB pixel value correction mechanism. (C YB 0 ) is normalized to a range from C YB L to C YB U and is set to L (C YB 0 ).
Figure 0004719559

B近傍画像画素値調節機構は、Y-B近傍画像抽出機構から得られたB近傍中心を含むB近傍平均画素値およびY近傍中心を含むY近傍平均画素値により、Bの補正変量を決定し、色対比型の受容野のBの働きを表すような式により、Y-B画素値正規化機構で得られた画像の全体的な補正を局所的な面から微調整する。例えば次式によって、B近傍画像画素値変量BOn値を決定するBON値を入力画像によって得られた元のB値に加えることで、Y-B回路によって補正したB値(g’値)を求める。

Figure 0004719559
The B neighborhood image pixel value adjustment mechanism determines the B correction variable based on the B neighborhood average pixel value including the B neighborhood center and the Y neighborhood average pixel value including the Y neighborhood center obtained from the YB neighborhood image extraction mechanism. The overall correction of the image obtained by the YB pixel value normalization mechanism is finely adjusted from the local surface by an expression that expresses the function of B of the contrast type receptive field. For example, the B value corrected by the YB circuit (g ′ value) is obtained by adding the B ON value that determines the B neighborhood image pixel value variable B On value to the original B value obtained by the input image by the following equation: .
Figure 0004719559

Y近傍画像画素値調節機構は、Y-B近傍画像抽出機構から得られたY近傍中心を含むY近傍平均画素値およびB近傍中心を含むB近傍平均画素値により、Yの補正変量を決定し、色対比型の受容野のYの働きを表すような式により、Y-B画素値正規化機構で得られた画像の全体的な補正を局所的な面から微調整する。例えば次式によって、Y近傍画像画素値変量YOff値を決定する。YOFF値を入力画像によって得られた元のY値に加えることで、Y-B回路によって補正したY値(y’値)を求める。

Figure 0004719559
The Y neighborhood image pixel value adjustment mechanism determines the Y correction variable based on the Y neighborhood average pixel value including the Y neighborhood center and the B neighborhood average pixel value including the B neighborhood center obtained from the YB neighborhood image extraction mechanism. The overall correction of the image obtained by the YB pixel value normalization mechanism is finely adjusted from a local surface by an expression representing the function of Y of the contrast type receptive field. For example, the Y neighborhood image pixel value variable Y Off value is determined by the following equation. The Y value corrected by the YB circuit (y ′ value) is obtained by adding the Y OFF value to the original Y value obtained from the input image.
Figure 0004719559

Cy-b変換機構は、B近傍画像画素値変量とY近傍画像画素値変量で得られた値より、例えば次式を用いてYとB値の色差に変換する。

Figure 0004719559
The Cyb conversion mechanism converts the color difference between the Y and B values from the values obtained from the B neighborhood image pixel value variable and the Y neighborhood image pixel value variable using, for example, the following equation.
Figure 0004719559

rgb変換機構は、V画素値正規化機構、CR-G変換機構、CY-B変換機構で得られた補正後の輝度(v値)及び色差(Cr-g,Cy-b値)から、rgb値に変換する。例えば次式のような連立方程式により求める。

Figure 0004719559
The rgb conversion mechanism converts the corrected luminance (v value) and color difference (C rg , Cyb value) obtained by the V pixel value normalization mechanism, C RG conversion mechanism, and C YB conversion mechanism into an rgb value. . For example, it is obtained by simultaneous equations as shown below.
Figure 0004719559

画像出力機構は、rgb変換機構より正規化済の各画素の画素値(r値,g値,b値)を受け取り、画像全体を構成して出力する。   The image output mechanism receives the normalized pixel values (r value, g value, b value) of each pixel from the rgb conversion mechanism, and configures and outputs the entire image.

参考のために、図10に本実施例で画像の輝度のコントラストとシャープさ及び色相のコントラスト、鮮やかさがどのように改善されるかをヒストグラム平滑化を用いて処理をした結果と比べることで示す。図10は携帯電話のカメラで撮った写真で、ポスターの一部分の絵である。図8は(a)はオリジナル画像(b)本発明で提案した装置で補正を行った出力画像(c)ヒストグラム平滑化を用いて処理を行った出力画像である。
(c)は、右側の女の子の画像の部分等に(a)では存在しなかった青色が出現してしまっているのに対し、(b)は、左上のビルの輪郭がはっきりし、全体的に鮮やかさも増し、視認性が上がり、元の雰囲気を保ちつつ自然な補正がされていることがわかる。
For reference, FIG. 10 shows how the brightness contrast, sharpness, hue contrast, and vividness of the image are improved in this embodiment compared to the result of processing using histogram smoothing. Show. FIG. 10 is a photograph of a part of a poster taken with a mobile phone camera. 8A is an original image, FIG. 8B is an output image corrected by the apparatus proposed in the present invention, and FIG. 8C is an output image processed using histogram smoothing.
In (c), the blue color that did not exist in (a) appears in the image of the girl on the right side, while (b) shows the outline of the building in the upper left and the overall It can be seen that the vividness also increases, the visibility increases, and natural correction is made while maintaining the original atmosphere.

以上説明したように、この実施例によれば、側抑制の働きに基づいてモデルを構築することによって、入力された原画像を、元の画像の雰囲気を保ちつつ自然な補正が可能となり、例えば携帯電話で撮った写真を即座に補正したり、輝度や色相のコントラストが悪い画像を即座に、自動的に補正するなどの効果がある。   As described above, according to this embodiment, by building a model based on the function of side suppression, the input original image can be naturally corrected while maintaining the atmosphere of the original image. There are effects such as instant correction of photos taken with a mobile phone and automatic correction of images with poor brightness and hue contrast.

V回路、R-G回路、Y-B回路をそれぞれ独立に補正しているため、輝度のみを変化させたり、特定の色相のみを変化させたり、輝度と色相を同時に変化させたりすることも可能であり、画像の輝度・色相・彩度を自由に変化させるなどの効果がある。   Since the V circuit, RG circuit, and YB circuit are each independently corrected, it is possible to change only the brightness, change only a specific hue, or change the brightness and hue at the same time. There are effects such as freely changing the brightness, hue, and saturation.

以上説明したように本発明によれば、例えばイメージセンサやモニタカメラ等から入力した色彩を含むカラー画像の輝度および色相のコントラストを、元の雰囲気を変えずに自然な補正をすることができる。   As described above, according to the present invention, for example, the brightness and hue contrast of a color image including colors input from an image sensor, a monitor camera, or the like can be naturally corrected without changing the original atmosphere.

線形変換による画像のコントラスト強調の手法を説明するための図。The figure for demonstrating the method of the contrast emphasis of the image by linear transformation. 指数変換による画像のコントラスト強調の手法を説明するための図。The figure for demonstrating the method of the contrast emphasis of the image by an exponential transformation. 対数変換による画像のコントラスト強調の手法を説明するための図。The figure for demonstrating the method of the contrast enhancement of the image by logarithmic transformation. 輝度値補正に用いられる入力値に対する出力値の対応関係が逆S字型の曲線を描く関数。A function that draws an inverse S-shaped curve in which the correspondence between the output value and the input value used for luminance value correction. 人間の視細胞において行われる輝度や色相のコントラストの調節機構を示す説明図Explanatory diagram showing the mechanism for adjusting the contrast of brightness and hue performed in human visual cells 色差(CR-G値及びCY-B値)の補正に用いられる入力値に対する出力値の対応関係がS字型の曲線を描く関数を示す説明図。Explanatory drawing which shows the function which draws an S-shaped curve with the correspondence of the output value with respect to the input value used for correction | amendment of a color difference (C RG value and C YB value). 本発明の一の実施形態にかかる画質改善方法を説明するための流れ図。5 is a flowchart for explaining an image quality improvement method according to an embodiment of the present invention. 本発明の一の実施形態にかかる画質改善装置の構成を示すブロック図。1 is a block diagram showing a configuration of an image quality improvement apparatus according to an embodiment of the present invention. 注目画素(V0)及び近傍画素(V0,・・・, V8)の取り方の一例を示す説明図。Explanatory view showing an example of how to take the pixel of interest (V 0) and neighboring pixels (V 0, ···, V 8 ). 本発明による処理画像とヒストグラム平滑化による処理画像を対比を示す説明図。Explanatory drawing which shows a comparison with the processing image by this invention, and the processing image by histogram smoothing.

Claims (2)

(a)画像情報を入力するための入力機構と、
(b)前記入力機構より受け取る画像により得られた値から輝度を表すV値を入力するV入力機構と、
(c)前記入力機構より受け取る画像により得られた値からR値とG値の色差であるCR-G値を入力するR-G入力機構と、
(d)前記入力機構より受け取る画像により得られた値からY値とB値の色差であるCY-B値を入力するY-B入力機構と、
(e)前記V入力機構から画像を受け取り、各画素毎に当該画素を含む近傍のVの画素値を取り出すV近傍画像抽出機構と、
(f)前記R-G入力機構から画像を受け取り、各画素毎に当該画素を含む近傍のCR-Gの画素値を取り出すR-G近傍画像抽出機構と、
(g)前記Y-B入力機構から画像を受け取り、各画素毎に当該画素を含む近傍のCY-Bの画素値を取り出すY-B近傍画像抽出機構と、
(h)前記V近傍画像抽出機構から近傍画像を受け取り、当該画素近傍のVの局所的変域を測定するV近傍画像画素値変域解析機構と、
(i)前記R-G近傍画像抽出機構から近傍画像を受け取り、当該画素近傍のCR-G値の局所的変域を測定するR-G近傍画像画素値変域解析機構と、
(j)前記Y-B近傍抽出機構から近傍画像を受け取り、当該画素近傍のCY-B値の局所的変域を測定するY-B近傍画像画素値変域解析機構と、
(k)前記V入力機構及び前記V近傍画像画素値変域解析機構の結果に基づき、画像の下限値、標準偏差値、画像全体の平均値、画像の近傍の平均値によって前記V近傍中心の画素値の補正量を決定するVOn-center画像画素値変量決定機構と、
(l) 前記V入力機構及び前記V近傍画像画素値変域解析機構の結果に基づき、画像の上限値、標準偏差値、画像全体の平均値、画像の近傍の平均値によって前記V近傍中心の画素値の補正量を決定するVOff-center画像画素値変量決定機構と、
(m)前記VOn-center画像画素値変量決定機構とVOff-center画像画素値変量決定機構で得られた変数とによって、前記VOn-center画像画素値とVOff-center画像画素値を修正し、これらの比の対数で得られる逆S字型の曲線を描く関数で、前記V近傍中心画素の画素値を決定するV画素値補正機構と、
(n)前記V画素値補正機構で得られた画素値を正規化するV画素値正規化機構と、
(o)前記R-G入力機構および前記R-G近傍画像画素値変域解析機構の結果に基づき、S字型を描く曲線で全体的な補正量を決定するR-G画素値補正機構と、
(p) 前記R-G画素値補正機構で得られて画素値を正規化するR-G画素値正規化機構と、
(q)前記R-G近傍画像抽出機構から得られた変数によりRの補正変量ROn+Offを決定し、前記R-G正規化機構で得られた値を微調整するR近傍画像画素値調節機構と、
(r)前記R-G近傍画像抽出機構から得られたG近傍中心の画素値および近傍のR平均値に基づき、Gの補正変量GOn+Offを決定し、前記R-G画素値正規化機構より得られたG値を微調整するG近傍画像画素値調節機構と、
(s)前記R近傍画像画素値調節機構とG近傍画像画素値調節機構で得られたRとGの画素値から、RとG値の色差に変換するCr-g変換機構と、
(t)前記Y-B入力機構及び前記Y-B近傍画像画素値変域解析機構の結果に基づき、S字型を描く曲線で全体的な補正量を決定するY-B画素値補正機構と、
(u) 前記Y-B画素値補正機構で得られて画素値を正規化するY-B画素値正規化機構と、
(v)前記Y-B近傍画像抽出機構から得られたY近傍中心の画素値を含む局所間のY平均とB近傍中心の画素値を含む局所間のB平均に基づき、B値の補正変数量BOnを決定し、前記Y-B画素値正規化機構より得られたB値を調整するB近傍画像画素値調節機構と、
(w) 前記Y-B近傍画像抽出機構から得られたY近傍中心の画素値を含む局所間のY平均とB近傍中心の画素値を含む局所間のB平均に基づき、Y値の補正変数量YOffを決定し、前記Y-B画素値正規化機構より得られたY値を微調整するY近傍画像画素値調節機構と、

(x) 前記B近傍画像素値調節機構と前記Y近傍画像画素値調節機構で得られたYとB値の画素値から、YとB値の色差に変換するCy-b変換機構と、
(y) 前記V画素値正規化機構で得られたVの画素値と前記Cr-g変換機構で得られたCr-gの画素値と前記Cy-b変換機構で得られたCy-bの画素値を統合し、修正されたrgb値を求めるrgb変換機構と、
(z)前記rgb変換機構から各画素の画素値を受け取り、画像全体を構成して出力する出力機構とを備えたことを特徴とする画質改善装置。
(a) an input mechanism for inputting image information;
(b) a V input mechanism for inputting a V value representing luminance from a value obtained from an image received from the input mechanism;
(c) an RG input mechanism for inputting a C RG value, which is a color difference between the R value and the G value, from a value obtained from an image received from the input mechanism;
(d) a YB input mechanism that inputs a C YB value that is a color difference between the Y value and the B value from a value obtained from an image received from the input mechanism;
(e) a V-neighbor image extraction mechanism that receives an image from the V-input mechanism and extracts a neighboring V pixel value including the pixel for each pixel;
(f) an RG neighboring image extraction mechanism that receives an image from the RG input mechanism and extracts a pixel value of a neighboring C RG including the pixel for each pixel;
(g) a YB neighborhood image extraction mechanism that receives an image from the YB input mechanism and extracts a pixel value of a neighboring CYB including the pixel for each pixel;
(h) a V neighborhood image pixel value domain analysis mechanism that receives a neighborhood image from the V neighborhood image extraction mechanism and measures a local domain of V near the pixel; and
(i) an RG neighborhood image pixel value domain analysis mechanism that receives a neighborhood image from the RG neighborhood image extraction mechanism and measures a local domain of the C RG value near the pixel;
(j) a YB neighborhood image pixel value domain analysis mechanism that receives a neighborhood image from the YB neighborhood extraction mechanism and measures a local domain of the C YB value near the pixel;
(k) Based on the results of the V input mechanism and the V neighborhood image pixel value domain analysis mechanism, the lower limit value of the image, the standard deviation value, the average value of the entire image, the average value of the neighborhood of the image, V On-center image pixel value variable determination mechanism that determines pixel value correction amount,
(l) Based on the results of the V input mechanism and the V vicinity image pixel value domain analysis mechanism, the upper limit value of the image, the standard deviation value, the average value of the entire image, the average value of the vicinity of the image, V Off-center image pixel value variable determination mechanism that determines the pixel value correction amount,
(m) by a variable obtained by the V On-center image pixel value variable determining mechanism and V Off-center image pixel value variable determining mechanism, said V On-center image pixel value and V Off-center image pixel value modified, and these function to draw a reverse S-shaped curve that is obtained by logarithm of the ratio, V pixel value correction mechanism for determining the pixel value of the V near the center pixel,
(n) a V pixel value normalization mechanism that normalizes the pixel value obtained by the V pixel value correction mechanism;
(o) based on the results of the RG input mechanism and the RG neighborhood image pixel value domain analysis mechanism, an RG pixel value correction mechanism that determines an overall correction amount with a curve that draws an S -shape;
(p) an RG pixel value normalization mechanism that normalizes pixel values obtained by the RG pixel value correction mechanism;
(q) R correction variable R On + Off is determined by a variable obtained from the RG neighborhood image extraction mechanism, and an R neighborhood image pixel value adjustment mechanism that finely adjusts the value obtained by the RG normalization mechanism;
(r) Based on the pixel value of the G neighborhood center obtained from the RG neighborhood image extraction mechanism and the R average value of the neighborhood, a correction variable G On + Off of G is determined and obtained from the RG pixel value normalization mechanism. G neighboring image pixel value adjustment mechanism for finely adjusting the G value,
(s) a C rg conversion mechanism for converting the R and G pixel values obtained by the R vicinity image pixel value adjustment mechanism and the G vicinity image pixel value adjustment mechanism into a color difference between the R and G values;
(t) based on the results of the YB input mechanism and the YB neighborhood image pixel value domain analysis mechanism, a YB pixel value correction mechanism that determines an overall correction amount with a curve that draws an S -shape;
(u) a YB pixel value normalization mechanism that normalizes pixel values obtained by the YB pixel value correction mechanism;
(v) Based on the Y average between the locals including the pixel value of the Y neighborhood center obtained from the YB neighborhood image extraction mechanism and the B average between the locals including the pixel value of the B neighborhood center, the correction variable amount B of the B value B near image pixel value adjusting mechanism for finely adjusting the B value obtained by determining On and YB pixel value normalizing mechanism,
(w) Y value correction variable amount Y based on the Y average between the locals including the pixel value of the Y neighborhood center obtained from the YB neighborhood image extraction mechanism and the B average between the locals including the pixel value of the B neighborhood center Determining Off , Y neighborhood image pixel value adjustment mechanism for finely adjusting the Y value obtained from the YB pixel value normalization mechanism,

(x) from the pixel values of the obtained Y and B values in the said B neighboring images image pixel value adjustment mechanism Y neighboring image pixel value adjusting mechanism, and C yb conversion mechanism for converting the color difference of the Y and B values,
(y) integrating pixel values of the V pixel value C yb obtained pixel value of V obtained in the normalizer and the C rg pixel values of the obtained C rg conversion mechanism by the C yb converting mechanism An rgb conversion mechanism for obtaining a corrected rgb value;
(z) An image quality improvement apparatus comprising: an output mechanism that receives a pixel value of each pixel from the rgb conversion mechanism, and configures and outputs the entire image.
コンピュータを、
(a)画像情報を入力するための入力機構と、
(b)前記入力機構より受け取る画像により得られた値から輝度を表すV値を入力するV入力機構と、
(c)前記入力機構より受け取る画像により得られた値からR値とG値の色差であるCR-G値を入力するR-G入力機構と、
(d)前記入力機構より受け取る画像により得られた値からY値とB値の色差であるCY-B値を入力するY-B入力機構と、
(e)前記V入力機構から画像を受け取り、各画素毎に当該画素を含む近傍のVの画素値を取り出すV近傍画像抽出機構と、
(f)前記R-G入力機構から画像を受け取り、各画素毎に当該画素を含む近傍のCR-Gの画素値を取り出すR-G近傍画像抽出機構と、
(g)前記Y-B入力機構から画像を受け取り、各画素毎に当該画素を含む近傍のCY-Bの画素値を取り出すY-B近傍画像抽出機構と、
(h)前記V近傍画像抽出機構から近傍画像を受け取り、当該画素近傍のVの局所的変域を測定するV近傍画像画素値変域解析機構と、
(i)前記R-G近傍画像抽出機構から近傍画像を受け取り、当該画素近傍のCR-G値の局所的変域を測定するR-G近傍画像画素値変域解析機構と、
(j)前記Y-B近傍抽出機構から近傍画像を受け取り、当該画素近傍のCY-B値の局所的変域を測定するY-B近傍画像画素値変域解析機構と、
(k)前記V入力機構及び前記V近傍画像画素値変域解析機構の結果に基づき、画像の下限値、標準偏差値、画像全体の平均値、画像の近傍の平均値によって前記V近傍中心の画素値の補正量を決定するVOn-center画像画素値変量決定機構と、
(l) 前記V入力機構及び前記V近傍画像画素値変域解析機構の結果に基づき、画像の上限値、標準偏差値、画像全体の平均値、画像の近傍の平均値によって前記V近傍中心の画素値の補正量を決定するVOff-center画像画素値変量決定機構と、
(m)前記VOn-center画像画素値変量決定機構とVOff-center画像画素値変量決定機構で得られた変数とによって、前記VOn-center画像画素値とVOff-center画像画素値を修正し、これらの比の対数で得られる逆S字型の曲線を描く関数で、前記V近傍中心画素の画素値を決定するV画素値補正機構と、
(n)前記V画素値補正機構で得られた画素値を正規化するV画素値正規化機構と、
(o)前記R-G入力機構および前記R-G近傍画像画素値変域解析機構の結果に基づき、S字型を描く曲線で全体的な補正量を決定するR-G画素値補正機構と、
(p) 前記R-G画素値補正機構で得られて画素値を正規化するR-G画素値正規化機構と、
(q)前記R-G近傍画像抽出機構から得られた変数によりRの補正変量ROn+Offを決定し、前記R-G正規化機構で得られた値を微調整するR近傍画像画素値調節機構と、
(r)前記R-G近傍画像抽出機構から得られたG近傍中心の画素値および近傍のR平均値に基づき、Gの補正変量GOn+Offを決定し、前記R-G画素値正規化機構より得られたG値を微調整するG近傍画像画素値調節機構と、
(s)前記R近傍画像画素値調節機構とG近傍画像画素値調節機構で得られたRとGの画素値から、RとG値の色差に変換するCr-g変換機構と、
(t)前記Y-B入力機構及び前記Y-B近傍画像画素値変域解析機構の結果に基づき、S字型を描く曲線で全体的な補正量を決定するY-B画素値補正機構と、
(u) 前記Y-B画素値補正機構で得られて画素値を正規化するY-B画素値正規化機構と、
(v)前記Y-B近傍画像抽出機構から得られたY近傍中心の画素値を含む局所間のY平均とB近傍中心の画素値を含む局所間のB平均に基づき、B値の補正変数量BOnを決定し、前記Y-B画素値正規化機構より得られたB値を調整するB近傍画像画素値調節機構と、
(w) 前記Y-B近傍画像抽出機構から得られたY近傍中心の画素値を含む局所間のY平均とB近傍中心の画素値を含む局所間のB平均に基づき、Y値の補正変数量YOffを決定し、前記Y-B画素値正規化機構より得られたY値を微調整するY近傍画像画素値調節機構と、

(x) 前記B近傍画像素値調節機構と前記Y近傍画像画素値調節機構で得られたYとB値の画素値から、YとB値の色差に変換するCy-b変換機構と、
(y) 前記V画素値正規化機構で得られたVの画素値と前記Cr-g変換機構で得られたCr-gの画素値と前記Cy-b変換機構で得られたCy-bの画素値を統合し、修正されたrgb値を求めるrgb変換機構と、
(z)前記rgb変換機構から各画素の画素値を受け取り、画像全体を構成して出力する出力機構として機能させることを特徴とするプログラム
Computer
(a) an input mechanism for inputting image information;
(b) a V input mechanism for inputting a V value representing luminance from a value obtained from an image received from the input mechanism;
(c) an RG input mechanism for inputting a C RG value, which is a color difference between the R value and the G value, from a value obtained from an image received from the input mechanism;
(d) a YB input mechanism that inputs a C YB value that is a color difference between the Y value and the B value from a value obtained from an image received from the input mechanism;
(e) a V-neighbor image extraction mechanism that receives an image from the V-input mechanism and extracts a neighboring V pixel value including the pixel for each pixel;
(f) an RG neighboring image extraction mechanism that receives an image from the RG input mechanism and extracts a pixel value of a neighboring C RG including the pixel for each pixel;
(g) a YB neighborhood image extraction mechanism that receives an image from the YB input mechanism and extracts a pixel value of a neighboring CYB including the pixel for each pixel;
(h) a V neighborhood image pixel value domain analysis mechanism that receives a neighborhood image from the V neighborhood image extraction mechanism and measures a local domain of V near the pixel; and
(i) an RG neighborhood image pixel value domain analysis mechanism that receives a neighborhood image from the RG neighborhood image extraction mechanism and measures a local domain of the C RG value near the pixel;
(j) a YB neighborhood image pixel value domain analysis mechanism that receives a neighborhood image from the YB neighborhood extraction mechanism and measures a local domain of the C YB value near the pixel;
(k) Based on the results of the V input mechanism and the V neighborhood image pixel value domain analysis mechanism, the lower limit value of the image, the standard deviation value, the average value of the entire image, the average value of the neighborhood of the image, V On-center image pixel value variable determination mechanism that determines pixel value correction amount,
(l) Based on the results of the V input mechanism and the V vicinity image pixel value domain analysis mechanism, the upper limit value of the image, the standard deviation value, the average value of the entire image, the average value of the vicinity of the image, V Off-center image pixel value variable determination mechanism that determines the pixel value correction amount,
(m) by a variable obtained by the V On-center image pixel value variable determining mechanism and V Off-center image pixel value variable determining mechanism, said V On-center image pixel value and V Off-center image pixel value modified, and these function to draw a reverse S-shaped curve that is obtained by logarithm of the ratio, V pixel value correction mechanism for determining the pixel value of the V near the center pixel,
(n) a V pixel value normalization mechanism that normalizes the pixel value obtained by the V pixel value correction mechanism;
(o) based on the results of the RG input mechanism and the RG neighborhood image pixel value domain analysis mechanism, an RG pixel value correction mechanism that determines an overall correction amount with a curve that draws an S -shape;
(p) an RG pixel value normalization mechanism that normalizes pixel values obtained by the RG pixel value correction mechanism;
(q) R correction variable R On + Off is determined by a variable obtained from the RG neighborhood image extraction mechanism, and an R neighborhood image pixel value adjustment mechanism that finely adjusts the value obtained by the RG normalization mechanism;
(r) Based on the pixel value of the G neighborhood center obtained from the RG neighborhood image extraction mechanism and the R average value of the neighborhood, a correction variable G On + Off of G is determined and obtained from the RG pixel value normalization mechanism. G neighboring image pixel value adjustment mechanism for finely adjusting the G value,
(s) a C rg conversion mechanism for converting the R and G pixel values obtained by the R vicinity image pixel value adjustment mechanism and the G vicinity image pixel value adjustment mechanism into a color difference between the R and G values;
(t) based on the results of the YB input mechanism and the YB neighborhood image pixel value domain analysis mechanism, a YB pixel value correction mechanism that determines an overall correction amount with a curve that draws an S -shape;
(u) a YB pixel value normalization mechanism that normalizes pixel values obtained by the YB pixel value correction mechanism;
(v) Based on the Y average between the locals including the pixel value of the Y neighborhood center obtained from the YB neighborhood image extraction mechanism and the B average between the locals including the pixel value of the B neighborhood center, the correction variable amount B of the B value B near image pixel value adjusting mechanism for finely adjusting the B value obtained by determining On and YB pixel value normalizing mechanism,
(w) Y value correction variable amount Y based on the Y average between the locals including the pixel value of the Y neighborhood center obtained from the YB neighborhood image extraction mechanism and the B average between the locals including the pixel value of the B neighborhood center Determining Off , Y neighborhood image pixel value adjustment mechanism for finely adjusting the Y value obtained from the YB pixel value normalization mechanism,

(x) from the pixel values of the obtained Y and B values in the said B neighboring images image pixel value adjustment mechanism Y neighboring image pixel value adjusting mechanism, and C yb conversion mechanism for converting the color difference of the Y and B values,
(y) integrating pixel values of the V pixel value C yb obtained pixel value of V obtained in the normalizer and the C rg pixel values of the obtained C rg conversion mechanism by the C yb converting mechanism An rgb conversion mechanism for obtaining a corrected rgb value;
(z) A program that receives a pixel value of each pixel from the rgb conversion mechanism, and functions as an output mechanism that configures and outputs the entire image.
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