JP5025392B2 - Image processing apparatus and image processing method - Google Patents
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Description
本発明はディジタルカメラやイメージスキャナなどの画像入力装置や、入力画像を表示あるいは印刷するディスプレイやカラープリンタ等の画像出力装置において、画像入力装置または画像出力装置の特性に応じて画像の階調を補正する画像処理技術に関するものである。 The present invention relates to an image input device such as a digital camera or an image scanner, an image output device such as a display or color printer for displaying or printing an input image, and the gradation of the image according to the characteristics of the image input device or the image output device. The present invention relates to an image processing technique to be corrected.
CCD (Charge Coupled Devices)等の撮像素子を備えたディジタルカメラやイメージスキャナなどの画像入力装置や、画像入力装置で入力した画像を表示あるいは印刷するディスプレイやカラープリンタ等の画像出力装置では、撮像あるいは印刷デバイスの特性に応じて画像の階調を補正する画像処理を装置内で行うのが一般的である。こうした画像入出力装置のうち、ディジタルカメラにおいて階調を補正する手順に関して、従来の方法について説明する。 In an image input device such as a digital camera or image scanner equipped with an image sensor such as a CCD (Charge Coupled Devices), an image output device such as a display or a color printer that displays or prints an image input by the image input device, In general, image processing for correcting the gradation of an image in accordance with the characteristics of a printing device is performed in the apparatus. Among such image input / output devices, a conventional method will be described with respect to a procedure for correcting gradation in a digital camera.
階調を補正する最も平易で一般的な構成としては、図13に示すような階調変換特性をルックアップテーブルなどに予め定義しておき、画像処理対象である画素(以下、注目画素と称す)の入力値に対して変換後の値を参照出力する処理を行うことで実現できる。しかしながら、この方法を用いた場合、図13において入力信号がIx未満の輝度領域では、階調変換によって1倍を超える信号増幅が行われるため、画像信号に含まれるノイズも同時に増幅されてしまう問題があった。 As the simplest and general configuration for correcting gradation, a gradation conversion characteristic as shown in FIG. 13 is defined in advance in a lookup table or the like, and a pixel to be image-processed (hereinafter referred to as a target pixel). ) Can be realized by referring to and outputting the converted value for the input value. However, when this method is used, in the luminance region where the input signal is less than Ix in FIG. 13, signal amplification exceeding 1 time is performed by gradation conversion, so that noise included in the image signal is also amplified simultaneously. was there.
また、注目画素値を信号レベル毎のしきい値で分離して、低輝度部に低輝度用のローパスフィルタをかけ、高輝度部に高輝度用のローパスフィルタをかけることで、ノイズを抑えながら階調変換を行う方法が特開平06-113172号公報に提案されている。 In addition, the target pixel value is separated by a threshold value for each signal level, and a low luminance low pass filter is applied to the low luminance portion and a high luminance low pass filter is applied to the high luminance portion while suppressing noise. A method for gradation conversion is proposed in Japanese Patent Laid-Open No. 06-113172.
しかしながら、画像入出力装置において上記方法により階調変換を行う従来の信号処理は、信号増幅率が大きい低輝度領域ではノイズを抑圧するために強いローパスフィルタをかけるため、暗部の被写体で解像度が低下し画像がぼけるという問題があった。 However, the conventional signal processing that performs tone conversion by the above method in the image input / output device applies a strong low-pass filter to suppress noise in the low luminance region where the signal amplification factor is large, and the resolution is lowered in the dark subject. However, there was a problem that the image was blurred.
本発明は、かかる問題点を解決するためになされたものであり、暗部の被写体における解像度を低下させずにノイズ増幅を抑えた階調変換を行う画像処理を実現することを目的とする。 The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to realize image processing that performs gradation conversion while suppressing noise amplification without reducing the resolution of a dark subject.
本発明に係る画像処理装置は、入力された画像信号を複数ライン分保持するラインバッファ手段と、ラインバッファ手段から処理対象画素およびその周辺画素を含む複数の画像信号を取り出してフィルタ処理を行うローパスフィルタ手段と、ラインバッファ手段からの処理対象画素の画像信号値からローパスフィルタ手段の出力値を減算する第一の加算手段と、ローパスフィルタ手段の出力値に対して階調変換を行う第一の階調変換手段と、階調変換後の信号値に第一の加算手段からの出力を加算する第二の加算手段と、ラインバッファ手段からの処理対象画素に階調変換を行う第二の階調変換手段と、第二の加算手段からの出力信号値と第二の階調変換手段からの信号を入力信号値に応じて切り替え出力可能なセレクタ手段を備え、
上記セレクタ手段は、第一の階調変換手段および第二の階調変換手段にて規定されている階調変換特性を参照し、入力信号値に対応する出力値のゲインが1.0未満となる場合は第二の階調変換手段からの信号を選択し、1.0以上となる場合は第二の加算手段からの出力信号値を選択する構成にされる。
An image processing apparatus according to the present invention includes a line buffer unit that holds an input image signal for a plurality of lines, and a low-pass filter that extracts a plurality of image signals including a processing target pixel and its peripheral pixels from the line buffer unit and performs a filtering process. A first adding unit that subtracts the output value of the low-pass filter unit from the image signal value of the processing target pixel from the line buffer unit; and a first unit that performs gradation conversion on the output value of the low-pass filter unit . A gradation conversion means; a second addition means for adding the output from the first addition means to the signal value after gradation conversion; and a second floor for performing gradation conversion on the pixel to be processed from the line buffer means. A selector means capable of switching and outputting the output signal value from the tone converting means, the second adding means and the signal from the second gradation converting means in accordance with the input signal value;
The selector means refers to the gradation conversion characteristics defined by the first gradation conversion means and the second gradation conversion means, and the gain of the output value corresponding to the input signal value is less than 1.0. In this case, the signal from the second gradation converting means is selected, and when it is 1.0 or more, the output signal value from the second adding means is selected.
本発明に係る画像処理装置によれば、ローパスフィルタ手段で、処理対象の注目画素とその周辺の複数の水平方向及び垂直方向の画素のノイズ除去処理を実施し、ローパスフィルタ処理後のデータに対して第一の階調変換手段で階調変換を行い、注目画素値とローパスフィルタ処理後のノイズ除去された値の差分値を、第一の階調変換手段からの階調変換出力値に加算して出力し、
他方、処理対象の注目画素を第二の階調変換手段で階調変換を行って出力し、セレクタ手段により、第一の階調変換手段および第二の階調変換手段にて規定されている階調変換特性を参照し、入力信号値に対応する出力値のゲインが1.0未満となる場合は第二の階調変換手段からの信号を選択し、1.0以上となる場合は第二の加算手段からの出力信号値を選択する構成としているので、非線形な階調変換によってノイズが増幅される輝度領域においては、従来の階調変換処理におけるノイズの増幅、あるいは低輝度領域での解像度の低下を防止し、ノイズが増幅されることなく高解像度に階調変換処理を実施できる効果があり、階調変換によってノイズが抑圧される輝度領域においては、一般的な階調変換によってノイズが抑圧された出力を選択的に得られるという効果がある。
According to the image processing apparatus of the present invention, the low-pass filter unit performs noise removal processing on the target pixel to be processed and a plurality of pixels in the horizontal and vertical directions around the target pixel, and the low-pass filter processing data is processed. The tone conversion is performed by the first tone conversion means, and the difference value between the target pixel value and the noise-removed value after the low-pass filter processing is added to the tone conversion output value from the first tone conversion means. Output
On the other hand, the target pixel to be processed is subjected to gradation conversion by the second gradation conversion means and output, and is defined by the first gradation conversion means and the second gradation conversion means by the selector means. Referring to the gradation conversion characteristics, when the gain of the output value corresponding to the input signal value is less than 1.0, the signal from the second gradation conversion means is selected, and when the gain is 1.0 or more, the first value is selected. Since the output signal value from the second adding means is selected, in the luminance region where noise is amplified by non-linear gradation conversion, noise amplification in the conventional gradation conversion processing, or in the low luminance region to prevent a decrease in resolution, the effect noise can be carried out tone conversion processing for high resolution without being amplified there is, in the luminance region where noise by the tone conversion is suppressed by the general tone conversion Output with suppressed noise Effect there Ru that selectively obtain a.
実施の形態1.
以下、本発明の実施の形態1を図について説明する。図1は、本発明の実施の形態1による画像処理装置を示すブロック図である。図1において、1は画像の複数ライン分のデータを保持するラインバッファ手段、2はラインバッファ手段1から供給される複数の水平方向の画素及び複数の垂直方向の画素を用いてノイズ除去を行うローパスフィルタ手段、3はローパスフィルタ処理後のデータに対して階調変換を行う階調変換手段としてのルックアップテーブル、4はラインバッファ手段1から供給されるローパスフィルタ手段2における処理対象の注目画素値とローパスフィルタ手段2によってノイズ除去された値の差分を算出する第一の加算手段、5は第一の加算手段4で算出された処理対象の注目画素とローパスフィルタ処理後の値の差分値をルックアップテーブル3からの階調変換出力値に加算する第二の加算手段である。
以下、図1のブロック図に基づいて画像処理装置の動作を説明する。
例えばローパスフィルタ手段2においてノイズ除去フィルタとして水平3画素、垂直3画素の3タップフィルタを行う場合について説明する。ラインバッファ手段1には3ライン分の画像データが保持されており、中央ラインの処理対象注目画素を中心にした3タップ分の画素データがローパスフィルタ手段2に転送される。ローパスフィルタ手段2におけるタップの内容を図2に示す。図2において、中央の画素Y11が階調変換しようとする処理対象の注目画素に相当する。
The operation of the image processing apparatus will be described below based on the block diagram of FIG.
For example, a case where a 3-tap filter of 3 horizontal pixels and 3 vertical pixels is used as a noise removal filter in the low-pass filter means 2 will be described. The line buffer means 1 holds image data for three lines, and pixel data for three taps centered on the pixel to be processed in the center line is transferred to the low-pass filter means 2. The contents of taps in the low-pass filter means 2 are shown in FIG. In FIG. 2, the center pixel Y11 corresponds to the target pixel to be processed for gradation conversion.
ローパスフィルタ手段2では、例えば式(1)に従ってローパスフィルタ処理を行い、出力値Ylpfを算出する。 In the low-pass filter means 2, for example, low-pass filter processing is performed according to equation (1) to calculate the output value Ylpf.
ローパスフィルタ手段2の出力値Ylpfは、次段の処理に分岐して供給される。すなわち、一方はラインバッファ手段1から供給される注目画素値Y11とローパスフィルタ手段2の出力値Ylpfの差分値を算出する第一の加算手段4に供給され、他方はルックアップテーブル3に供給される。 The output value Ylpf of the low-pass filter means 2 is branched and supplied to the next stage processing. That is, one is supplied to the first addition means 4 for calculating the difference value between the target pixel value Y11 supplied from the line buffer means 1 and the output value Ylpf of the low-pass filter means 2, and the other is supplied to the lookup table 3. The
ルックアップテーブル3からは、ローパスフィルタ手段2の出力値Ylpfに対して階調変換処理を行った出力値LUT(Ylpf)が出力される。また、ルックアップテーブル3からの出力値LUT(Ylpf)は第二の加算手段5に入力され、第一の加算手段4からの出力値Y22-Ylpfと加算され、最終出力Youtが得られる。
From the look-up table 3, an output value LUT (Ylpf) obtained by performing gradation conversion processing on the output value Ylpf of the low-pass filter means 2 is output. The output value LUT (Ylpf) from the look-up table 3 is input to the second adding means 5 and added with the output value Y22-Ylpf from the
以上の処理をまとめると式(2)のように表される。 The above processing is summarized as shown in Equation (2).
本実施の形態に記載する階調変換処理を行った場合の信号特性の変化を図3〜図5に示す。図3において、(a)は本来はフラットな画素信号に対してランダムノイズが混入している様子を示しており、(b)は(a)に示すランダムノイズ混入画素信号に従来の単純な階調補正を適用した結果である。図3(b)から、ノイズが増幅されている様子がわかる。また、図4(a)はローパスフィルタ手段2の出力信号Ylpf、(b)はローパスフィルタ手段2の出力信号Ylpfに対してルックアップテーブル3により階調補正を行ったLUT(Ylpf)信号を示し、図5は階調補正後の信号LUT(Ylpf)に対して第一の加算手段4からの出力値Y22-Ylpfを加算した結果、即ち第二の加算手段5の出力信号である。図3(b)と図5から、本実施の形態における画像処理装置により階調補正を行った場合、非線形な階調補正の影響でノイズが増幅されるのを抑制し、階調変換後の信号において変換前と同様のS/Nが得られることがわかる。 3 to 5 show changes in signal characteristics when the gradation conversion process described in this embodiment is performed. In FIG. 3, (a) shows a state in which random noise is mixed into a pixel signal that is originally flat, and (b) shows a conventional simple floor to the random noise mixed pixel signal shown in (a). This is a result of applying the tone correction. FIG. 3B shows that noise is amplified. 4A shows the output signal Ylpf of the low-pass filter means 2, and FIG. 4B shows the LUT (Ylpf) signal obtained by performing tone correction on the output signal Ylpf of the low-pass filter means 2 by the look-up table 3. FIG. 5 shows the result of adding the output value Y22-Ylpf from the first addition means 4 to the signal LUT (Ylpf) after gradation correction, that is, the output signal of the second addition means 5. From FIG. 3B and FIG. 5, when tone correction is performed by the image processing apparatus according to the present embodiment, noise is suppressed from being amplified due to the influence of nonlinear tone correction, and after tone conversion. It can be seen that the S / N similar to that before conversion is obtained in the signal.
以上のように、本実施の形態の画像処理装置によれば、従来はノイズが増幅される、あるいは低輝度領域の解像度が低下する階調変換処理を、ノイズが増幅されることなく高解像度に実施できる効果がある。 As described above, according to the image processing apparatus of the present embodiment, conventionally, the tone conversion processing in which noise is amplified or the resolution of the low luminance region is reduced can be increased without increasing noise. There is an effect that can be implemented.
実施の形態2.
以下、実施の形態2を図について説明する。図6は、本発明の実施の形態2による画像処理装置を示すブロック図である。図6において、1から5は実施の形態1における図1と同様の構成である。図6においては、乗算手段6を備えている点が図1に示す実施の形態1と異なっている。
The second embodiment will be described below with reference to the drawings. FIG. 6 is a block diagram showing an image processing apparatus according to
次に、実施の形態2における画像処理装置の動作について記述する。
実施の形態2では、処理対象の注目画素信号Y11と、注目画素信号Y11を中心にローパスフィルタ手段2でノイズ除去した信号Ylpfの差分を第一の加算手段4で算出した後、レジスタ等によって外部から与えられる所定の係数αを乗算手段6で乗ずる点が特徴である。実施の形態2における階調補正処理の演算式を式(3)に示す。
Next, the operation of the image processing apparatus in the second embodiment will be described.
In the second embodiment, the difference between the target pixel signal Y11 to be processed and the signal Ylpf from which noise has been removed by the low-
以上のように画像処理装置を構成することによって、例えばデジタルカメラで階調補正を行う場合、低感度で撮影したノイズの少ない画像が入力された場合には係数αに大きな値を与えてシャープにエッジを再現し、高感度で撮影したノイジーな画像が入力された場合には係数αに小さい値を与えてノイズ除去を重視した階調補正を行うことが可能になる。 By configuring the image processing device as described above, for example, when performing gradation correction with a digital camera, if a low-sensitivity image captured with low sensitivity is input, a large value is given to the coefficient α to sharpen it. When a noisy image captured with high sensitivity is reproduced by reproducing an edge, it is possible to give a small value to the coefficient α and perform gradation correction with an emphasis on noise removal.
実施の形態3.
以下、実施の形態3を図について説明する。図7は、本発明の実施の形態3による画像処理装置を示したブロック図である。図7において、1及び3から6は実施の形態2における図6と同様の構成である。図7においては、ローパスフィルタ手段2の構成が図6に示す実施の形態2と異なっている。図8は図7におけるローパスフィルタ手段2の内部構成を示した図である。図8において、7は図2の処理対象の注目画素Y11を中心にした3タップの各画素を用いて処理対象の注目画素を通るエッジの有無を検出するエッジ検出フィルタ、8は3タップの各画素を用いるローパスフィルタである。また、図7においては、エッジ検出フィルタ7のエッジ検出結果が乗算手段6に入力される構成になっている点も実施の形態2と異なっている。
The third embodiment will be described below with reference to the drawings. FIG. 7 is a block diagram showing an image processing apparatus according to
次に、本実施の形態における動作について説明する。以下、本実施の形態における特徴的な動作であるローパスフィルタ手段2の動作について最初に説明する。エッジ検出フィルタ7に入力された3タップの各画素に対して、例えばSobelフィルタを適用することで処理対象の注目画素がエッジ上にあるか否かを判定する。Sobelフィルタの係数の例を図9に示す。Sobelフィルタは、図2の各画素値に、図9の同じ座標の係数を乗じて加算した結果が大きい場合に処理対象の注目画素がエッジ上にあり、加算結果が小さいときに処理対象の注目画素がエッジ上にないと判断することができるためエッジ検出が可能である。例えば図9(a)のフィルタ係数を乗じた場合は処理対象の注目画素が水平エッジ上にあるか否かを判断でき、(b)のフィルタ係数を乗じた場合は処理対象の注目画素が垂直エッジ上にあるか否かを判断できる。エッジ検出フィルタ7におけるエッジ検出値Edgeを算出する演算式を式(4)に示す。ここで、Kxyは座標(x,y)におけるフィルタ係数である。
Next, the operation in this embodiment will be described. Hereinafter, the operation of the low-pass filter means 2 which is a characteristic operation in the present embodiment will be described first. For example, a Sobel filter is applied to each 3-tap pixel input to the
例えば、エッジ検出部7で検出された各方向のエッジ強度Edgeのうち最大のものが所定のしきい値THedgeと比較し、これより大きい場合は処理対象の注目画素がエッジ上にあると判定しローパスフィルタ手段2から乗算手段6に対して通常のαを用いた乗算実行を指示する信号(例えば"1")を送出し、所定のしきい値THedgeより小さければ処理対象の注目画素はエッジ上にないと判定しローパスフィルタ手段2から乗算手段6に対してα=0とした乗算実行を指示する信号(例えば"0")を送出する。これによって、エッジ領域では式(3)がそのまま実行され、非エッジ領域では式(3)のうちノイズレベルのオフセットを加算する第1項がキャンセルされるためローパスフィルタ値に階調補正を行ったLUT(Ylpf)が最終的に出力されることになる。
For example, the maximum edge strength Edge in each direction detected by the
本実施の形態では、エッジ領域と非エッジ領域を検出し、領域に応じてエッジのみを強調しノイズをより抑圧した階調補正結果を得られるという効果がある。 In the present embodiment, there is an effect that an edge region and a non-edge region are detected, and a gradation correction result in which only the edge is emphasized and noise is further suppressed according to the region can be obtained.
実施の形態3では、エッジ検出フィルタ7としてSobelフィルタを用いる場合について説明したが、この限りでなく、ラプラシアンフィルタなど画像中のエッジ情報を抽出できる処理であれば同様の効果を得ることができる。
In the third embodiment, the case where a Sobel filter is used as the
実施の形態4.
以下、実施の形態4を図について説明する。実施の形態4のブロック構成は実施の形態3と同様に図7である。ただし、ローパスフィルタ手段2の構成が図7に示す実施の形態3と異なっている。実施の形態4のローパスフィルタ手段2の構成を図10に示す。図10のローパスフィルタ手段2では、エッジ検出フィルタ7におけるエッジ検出結果がローパスフィルタ8に入力されている点が図8と異なっている。
Hereinafter, the fourth embodiment will be described with reference to the drawings. The block configuration of the fourth embodiment is FIG. 7 as in the third embodiment. However, the configuration of the low-pass filter means 2 is different from that of the third embodiment shown in FIG. FIG. 10 shows the configuration of the low-pass filter means 2 according to the fourth embodiment. The low pass filter means 2 of FIG. 10 is different from FIG. 8 in that the edge detection result in the
次に、本実施の形態における動作について説明する。以下、本実施の形態における特徴的な動作であるローパスフィルタ手段2の動作について最初に説明する。エッジ検出フィルタ7では例えば図9のSobelフィルタを用いて処理対象の注目画素Y11がエッジ上にあるか否かと、エッジ上にある場合のエッジ方向を検出する。ローパスフィルタ8では、エッジ検出フィルタ7の検出結果に基づき、例えば図11に示すローパスフィルタ係数のセットから最適なフィルタ係数を選択してローパスフィルタ処理を実施する。例えば、エッジ検出フィルタ7において検出値が図9(a)の最大かつエッジしきい値THedgeを超える場合、処理対象の注目画素は水平エッジ上に存在すると判定し、ローパスフィルタ8では図11(a)の水平解像度を重視したフィルタ係数を選択しローパスフィルタ処理を行う。また、エッジ検出フィルタ7において検出値が図9(b)の最大かつエッジしきい値THedgeを超える場合、処理対象の注目画素は垂直エッジ上に存在すると判定し、ローパスフィルタ8では図11(b)の垂直解像度を重視したフィルタ係数を選択しローパスフィルタ処理を行う。また、エッジ検出フィルタ7の検出結果の最大値がしきい値THedgeを超えない場合、処理対象の注目画素は非エッジ領域にあると判定し、図11(c)のノイズ除去重視のフィルタ係数を用いてローパスフィルタをかける。
Next, the operation in this embodiment will be described. Hereinafter, the operation of the low-pass filter means 2 which is a characteristic operation in the present embodiment will be described first. The
以上のように画像処理装置を構成することによって、解像度を重視しながらエッジ近傍のノイズを良好に除去しつつ、非エッジ領域には十分なノイズ除去効果を発揮できる効果がある。 By configuring the image processing apparatus as described above, there is an effect that a noise removal effect can be sufficiently exerted in a non-edge region while noise near the edge is favorably removed while placing importance on the resolution.
実施の形態4では、エッジ検出フィルタ7としてSobelフィルタを用いる場合について説明したが、この限りでなく、ラプラシアンフィルタなど画像中のエッジ情報を抽出できる処理と、処理対象の注目画素の上下画素の差分値と左右画素の差分値を比較するなどして相関方向を検出できる処理を組み合わせるなどして同様の効果を得ることができる。
In the fourth embodiment, the case where the Sobel filter is used as the
実施の形態5.
以下、実施の形態5を図について説明する。図12は、本発明の実施の形態5を示す画像処理装置を示したブロック図である。図12において、1から5は実施の形態1における図1と同様の構成である。図12においては、ルックアップテーブルを3a、3bと2つ備えた点、およびセレクタ9を備えた点が図1と異なっている。ルックアップテーブル3bはラインバッファ手段1から出力される処理対象の注目画素に対して、一般的な階調変換を行い、セレクタ9は、このルックアップテーブル3bの出力と第二の加算手段5からの出力結果を選択して出力する。
なお、ルックアップテーブル3bは第二の階調変換手段として用いられるもので、その階調変換特性は、ルックアップテーブル3aと同じ特性を有する。
Embodiment 5 FIG.
The fifth embodiment will be described below with reference to the drawings. FIG. 12 is a block diagram showing an image processing apparatus according to Embodiment 5 of the present invention. In FIG. 12, 1 to 5 have the same configurations as those in FIG. 12 differs from FIG. 1 in that two look-up tables 3a and 3b and a
Note that the look-up table 3b is used as the second gradation converting means, and the gradation conversion characteristics thereof are the same as those of the lookup table 3a.
次に、本実施の形態における動作について説明する。以下、本実施の形態における特徴的な動作である2つのルックアップテーブル3a及び3bとセレクタ9の動作について説明する。図12における1、2、3a、4、5を用いた階調変換方法は実施の形態1で説明した動作と同じである。本実施の形態に特徴的な動作として、ルックアップテーブル3bはラインバッファ手段1から出力される処理対象の注目画素Y11に対して、ルックアップテーブル3aにて規定されている階調変換特性と同じ特性で一般的な階調変換を行い、LUT(Y11)を出力する。また、ルックアップテーブル3aから実施の形態1と同様に出力値LUT(Ylpf)が出力され、第二の加算手段5からは上記式(2)のYoutが出力される。ここで、階調変換された値として、YoutとLUT(Y11)の2つが得られることになるが、図13におけるゲイン値が1.0になる点Ixを境界に、セレクタ9を用いていずれか一方の出力値を選択し出力する。セレクタ9における具体的な動作を以下に示す。尚、lxは階調変換特性から予め与えておく。
Next, the operation in this embodiment will be described. Hereinafter, the operations of the two look-up tables 3a and 3b and the
(i) Y11 > Ix の場合 出力値:LUT(Y11)
(ii) Y11≦lx の場合 出力値:Yout
(i) When Y11> Ix Output value: LUT (Y11)
(ii) When Y11 ≦ lx Output value: Yout
以上のように画像処理装置を構成することによって、非線形な階調変換によってノイズが増幅される輝度領域においては、本発明の階調変換装置を用いることで良好にノイズが抑圧された出力を得ることができ、階調変換によってノイズが抑圧される輝度領域においては、一般的な階調変換によってノイズが抑圧された出力を選択的に得られるという効果がある。 By configuring the image processing apparatus as described above, in a luminance region where noise is amplified by nonlinear gradation conversion, an output with good noise suppression can be obtained by using the gradation conversion apparatus of the present invention. In a luminance region where noise is suppressed by gradation conversion, an output in which noise is suppressed by general gradation conversion can be selectively obtained.
上記実施の形態では、lxを予め与えておく構成で説明したがこの限りでなく、階調変換特性を設定したルックアップテーブル3a及び3bの設定値から自動的に算出する構成にしてもよい。 In the above-described embodiment, the configuration in which lx is given in advance has been described. However, the present invention is not limited to this, and a configuration in which the value is automatically calculated from the set values of the lookup tables 3a and 3b in which the gradation conversion characteristics are set may be employed.
また、上記実施の形態では、実施の形態1に対応する構成について説明したが、実施の形態2〜実施の形態4の何れの形態にも対応する構成にすることが可能である。何れの形態においても、ラインバッファ手段1からの処理対象の注目画素Y11に対して、一般的な階調変換を行うルックアップテーブル3bを備え、ルックアップテーブル3bの出力と第二の加算手段5からの出力とを処理対象の注目画素の入力値で選択的に切り替え出力するセレクタ9を備える構成とすればよい。
Moreover, although the said embodiment demonstrated the structure corresponding to
また、以上の全ての実施の形態では、ローパスフィルタ手段2として3タップの例を示したがこの限りでなく、処理対象の画像サイズやノイズ特性に応じて任意のサイズに設定し、また複数のローパスフィルタを備えて検出されたエッジの周波数帯域などに応じて切り替え使用する構成にしてもよい。 Further, in all the above embodiments, the example of the 3-tap is shown as the low-pass filter means 2, but this is not limited to this, and an arbitrary size is set according to the image size and noise characteristics to be processed, A low-pass filter may be provided so as to be switched according to the detected frequency band of the edge.
また、実施の形態4及び実施の形態5では、エッジ検出フィルタ7として3タップのSobelフィルタを用いる例を示したがこの限りでなく、任意タップサイズのエッジ検出可能な処理に置き換えることでも同様の効果を得ることができる。
In the fourth embodiment and the fifth embodiment, an example in which a 3-tap Sobel filter is used as the
また、以上の全ての実施の形態では、階調変換手段として予め階調変換特性を記述したルックアップテーブル3を用いる構成を示したが、この限りでなく、変換曲線の代表的な点のみを登録し各点間を線形補間などで補間して使用する方法や、変換曲線を多次曲線で定義しておき変換処理時に出力値を演算出力する構成にしてもよい。 In all the embodiments described above, the configuration using the look-up table 3 in which the gradation conversion characteristics are described in advance as the gradation conversion means has been shown. However, this is not restrictive, and only representative points of the conversion curve are used. A method of registering and interpolating between points by linear interpolation or the like, or defining a conversion curve as a multi-order curve and calculating and outputting an output value during conversion processing may be adopted.
本発明の画像処理技術は、ディジタルカメラやイメージスキャナなどの画像入力装置や、入力画像を表示あるいは印刷するディスプレイやカラープリンタ等の画像出力装置に適用可能である。 The image processing technique of the present invention can be applied to an image input device such as a digital camera or an image scanner, an image output device such as a display or a color printer for displaying or printing an input image.
1;ラインバッファ手段、2;ローパスフィルタ手段、3、3a、3b;ルックアップテーブル、4;第一の加算手段、5;第二の加算手段、6;乗算手段、7;エッジ検出フィルタ、8;ローパスフィルタ、9;セレクタ。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
上記セレクタ手段は、第一の階調変換手段および第二の階調変換手段にて規定されている階調変換特性を参照し、入力信号値に対応する出力値のゲインが1.0未満となる場合は第二の階調変換手段からの信号を選択し、1.0以上となる場合は第二の加算手段からの出力信号値を選択する構成にされることを特徴とする画像処理装置。 Line buffer means for holding an input image signal for a plurality of lines, low-pass filter means for extracting a plurality of image signals including a pixel to be processed and its peripheral pixels from the line buffer means, and filtering processing; and line buffer means First addition means for subtracting the output value of the low-pass filter means from the image signal value of the pixel to be processed; first gradation conversion means for performing gradation conversion on the output value of the low-pass filter means; and gradation conversion Second addition means for adding the output from the first addition means to the subsequent signal value, second gradation conversion means for performing gradation conversion on the pixel to be processed from the line buffer means, and second addition Selector means capable of switching and outputting the output signal value from the means and the signal from the second gradation conversion means according to the input signal value;
The selector means refers to the gradation conversion characteristics defined by the first gradation conversion means and the second gradation conversion means, and the gain of the output value corresponding to the input signal value is less than 1.0. In this case, an image processing apparatus is configured to select a signal from the second gradation converting means, and to select an output signal value from the second adding means when 1.0 or more. .
上記セレクタステップは、第一の階調変換ステップおよび第二の階調変換ステップにて規定されている階調変換特性を参照し、入力信号値に対応する出力値のゲインが1.0未満となる場合は第二の階調変換ステップからの信号を選択し、1.0以上となる場合は第二の加算ステップからの出力信号値を選択することを特徴とする画像処理方法。 A holding step for holding the input image signal in a line buffer means for holding a plurality of lines, and a plurality of image signals including a pixel to be processed and its peripheral pixels are extracted from the line buffer means, and low- pass filter processing is performed by the low- pass filter means. A low-pass filter processing step to be performed; a first addition step of subtracting the output value after the low-pass filter processing from the image signal value to be processed extracted from the line buffer means by the first addition means; and an output value of the low-pass filter processing A first gradation conversion step for performing gradation conversion using the first gradation conversion means, and a first addition step for the signal value after the first gradation conversion processing by the second addition means . a second adding step for adding outputs from, floors to the processing target pixel from the line buffer unit by the second gradation conversion means A second gradation conversion step for converting comprises a second switching output possible selectors steps in accordance with the output signal value and the signal of the second gradation conversion step to an input signal value of the addition step by the selector means,
The selector step refers to the gradation conversion characteristics defined in the first gradation conversion step and the second gradation conversion step, and the gain of the output value corresponding to the input signal value is less than 1.0. In the image processing method , the signal from the second gradation conversion step is selected if the output signal value is 1.0, and the output signal value from the second addition step is selected if 1.0 or more .
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