JP5312171B2 - Image processing apparatus and method - Google Patents
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Images
Description
本発明は、画像処理装置および方法に関する。 The present invention relates to an image processing apparatus and method.
従来、入力画像信号の特徴に応じて階調変換処理(例えば、γ変換処理)を実行する画像処理方法がある(以後、このようなγ変換処理をダイナミックγ処理と表記する)。具体的には、入力画像の特徴を示す輝度ヒストグラム(階調毎の画像内に存在する画素数(度数;頻度)の分布を表すヒストグラム)を作成し、その輝度ヒストグラムに基づいてダイナミックγ処理が行われる。作成された輝度ヒストグラムはダイナミックγ処理等の画質補正(階調変換処理)に大きく影響を与える。 Conventionally, there is an image processing method for executing gradation conversion processing (for example, γ conversion processing) in accordance with the characteristics of an input image signal (hereinafter, such γ conversion processing is referred to as dynamic γ processing). Specifically, a luminance histogram indicating the characteristics of the input image (histogram representing the distribution of the number of pixels (frequency: frequency) present in the image for each gradation) is created, and dynamic γ processing is performed based on the luminance histogram. Done. The created luminance histogram greatly affects image quality correction (gradation conversion processing) such as dynamic γ processing.
入力される映像信号には、周辺より局所的に暗くなっている画素(局所暗部画素)が含まれる場合がある。局所暗部画素は、例えば、文字領域やOSD(On Screen Display)等のエッジ部に多く存在している。暗部のγカーブを生成する際に、局所暗部画素を含めて輝度ヒストグラムを作成すると、作成された輝度ヒストグラムは暗い階調に度数が多く分布したヒストグラムとなってしまう。このような輝度ヒストグラムに応じた階調変換処理では、文字領域やOSDのエッジ部の階調を浮かせる階調補正パラメータ(γ変換処理ではγカーブ)が生成されてしまう。 The input video signal may include pixels that are locally darker than the surroundings (local dark portion pixels). For example, many local dark area pixels exist in an edge portion such as a character area or an OSD (On Screen Display). If a luminance histogram is created including a local dark area pixel when generating a gamma curve in a dark area, the created luminance histogram becomes a histogram in which a large number of frequencies are distributed in dark gradations. In such a gradation conversion process according to the luminance histogram, a gradation correction parameter (a γ curve in the γ conversion process) is generated that floats the gradation of the character area and the edge of the OSD.
このような問題に鑑みた従来技術は、例えば、特許文献1,2に開示されている。具体的には、特許文献1に開示の技術では、輝度値及び色差値に一定の範囲を持たせ、当該範囲内の画素を文字領域を構成する画素とする。そして、文字領域ではない画素から輝度ヒストグラムを生成し、文字領域を構成する画素は除外する。特許文献2に開示の技術では、入力された輝度信号を高域成分と低域成分にわけ、高域成分に関してエッジヒストグラムを作成する。そして、エッジヒストグラムと輝度ヒストグラムに基づいて、どの階調範囲で階調補正特性を急にするかを決定する。
Conventional techniques in view of such problems are disclosed in, for example,
しかしながら、特許文献1に開示の技術では、文字領域でないと判断された画素のみを用いるため、実際の輝度ヒストグラムとは異なる輝度ヒストグラムが作成される(輝度ヒストグラムが加工される)。そのため、ダイナミックγ処理以外の画像処理でそのような輝度ヒストグラムを使用すると、それによる影響が生じてしまう。つまり、輝度ヒストグラムは階調補正以外の画像処理にも用いることが多いが、特許文献1に開示の技術で作成した輝度ヒストグラムは他の画像処理に用いることができない。結果として、他の画像処理で利用可能な輝度ヒストグラムを別途生成することになり、画像処理装置として無駄を生じることが考えられる。さらに、特許文献1に開示の技術では局所暗部画素を検出することができない。また、特許文献2に開示の技術では、画面全体のエッジと輝度の分布を検出するが、エッジ部分の画素が周辺の画素に比べて局所的に暗くなっているかどうか、即ち、当該画素が局所暗部画素か否かを判断することはできない。そのため、局所暗部画素を考慮した階調補正パラメータを生成できない。
However, since the technique disclosed in
そこで、本発明は、局所暗部画素による影響の無い階調補正パラメータを生成することができ、ひいては階調再現性を向上することができる画像処理装置および方法を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an image processing apparatus and method that can generate tone correction parameters that are not affected by local dark pixels, and that can improve tone reproducibility.
上述した課題を解決するために、本発明の画像処理装置は、入力された画像の画素毎の輝度値から、輝度ヒストグラムを作成する作成手段と、前記画像の画素毎に、その画素の輝度値とその周辺画素の輝度値から、当該画素が局所的に暗い局所暗部画素であるか否かを判断する判断手段と、前記画像の階調を補正する階調補正パラメータを、前記輝度ヒストグラムと前記局所暗部画素の総数とを用いて生成する生成手段と、を有し、前記生成手段は、前記局所暗部画素の総数が所定の閾値以上の場合に、前記輝度ヒストグラムから前記局所暗部画素の階調を含む輝度領域を除いた範囲から、頻度が極大となる注目階調を検出し、前記注目階調を含む注目階調近傍の階調性を高くする階調補正パラメータを生成することを特徴とする。 In order to solve the above-described problem, an image processing apparatus according to the present invention includes a creation unit that creates a brightness histogram from brightness values for each pixel of an input image, and a brightness value for each pixel of the image. Determination means for determining whether or not the pixel is a locally dark local pixel from the luminance values of the surrounding pixels, and a gradation correction parameter for correcting the gradation of the image, the luminance histogram and the Generating means using the total number of local dark area pixels, and the generating means, when the total number of local dark area pixels is equal to or greater than a predetermined threshold, the gradation of the local dark area pixels from the luminance histogram Detecting a tone of interest having a maximum frequency from a range excluding a luminance region including the tone region, and generating a tone correction parameter for increasing a tone property in the vicinity of the tone of interest including the tone of interest. To do.
また、本発明の画像処理方法は、入力された画像の画素毎の輝度値から、輝度ヒストグラムを作成する作成ステップと、前記画像の画素毎に、その画素の輝度値とその周辺画素の輝度値から、当該画素が局所的に暗い局所暗部画素であるか否かを判断する判断ステップと、前記画像の階調を補正する階調補正パラメータを、前記輝度ヒストグラムと前記局所暗部画素の総数とを用いて生成する生成ステップと、を有し、前記生成ステップでは、前記局所暗部画素の総数が所定の閾値以上の場合に、前記輝度ヒストグラムから前記局所暗部画素の階調を含む輝度領域を除いた範囲から、頻度が極大となる注目階調を検出し、前記注目階調を含む注目階調近傍の階調性を高くする階調補正パラメータを生成することを特徴とする。 The image processing method of the present invention includes a creation step of creating a luminance histogram from the luminance value for each pixel of the input image, and the luminance value of the pixel and the luminance value of the surrounding pixels for each pixel of the image. A determination step for determining whether the pixel is a locally dark local dark pixel, a gradation correction parameter for correcting the gradation of the image, the luminance histogram and the total number of the local dark pixel. a generation step of generating with, the said at generating step, when the total number of the local dark portion pixel is not smaller than a predetermined threshold value, except for the luminance region including the gradation of the local dark portion pixel from the luminance histogram It is characterized in that a target gradation having a maximum frequency is detected from the range, and a gradation correction parameter for increasing the gradation in the vicinity of the target gradation including the target gradation is generated.
本発明によれば、局所暗部画素による影響の無い階調補正パラメータを生成することができ、ひいては階調再現性を向上することができる画像処理装置および方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an image processing apparatus and method that can generate gradation correction parameters that are not affected by local dark pixels, and that can improve gradation reproducibility.
以下、本発明の実施形態に係る画像処理装置および方法を図面を参照しながら詳細に説明する。図1は本実施形態に係る画像処理装置100の機能ブロック図である。画像処理装置100は、輝度計算部101、輝度ヒストグラム作成部102、分割領域情報生成部103、局所暗部画素判断部104、局所暗部画素カウント部105、注目階調検出部106、画質補正部107を有する。なお、本実施形態では、暗部(例えば、最大階調の1/2以下)の階調を補正するための構成について説明する。
Hereinafter, an image processing apparatus and method according to embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a functional block diagram of an
輝度計算部101は、入力された画像(入力画像)の画素ごとに輝度値(輝度データ)を求める。入力画像データ(入力画像信号)がRGBの画像データである場合には、カラ
ーマトリックス演算をし、輝度データを求める。
The
輝度ヒストグラム作成部102は、入力画像の画素毎の輝度値から輝度ヒストグラムを作成する。本実施形態では、輝度ヒストグラム作成部102は、入力画像を複数の領域(分割領域)に分割し、輝度計算部101で求めた輝度データより分割領域毎の輝度ヒストグラムを作成する。例えば、入力画像は1920×1080の画像とする。そして、図2に示すように入力画像を3(列)×2(行)の6つの分割領域に分割し、分割領域毎の輝度ヒストグラムを作成する。本実施形態では、輝度ヒストグラムでは、階調が、黒を表す0階調から白を表す127階調の128カテゴリに区分されているものとする。なお、領域の分割数は3×2に限らない。例えば、10×5や5×3でも良いし、分割しなくてもよい。また、輝度ヒストグラムのカテゴリの数は128に限らない。例えば、64や256であってもよい。
The luminance
なお、各分割領域を表す分割領域情報は分割領域情報生成部103で生成され、輝度ヒストグラム作成部102と後述する局所暗部画素カウント部105に送られる。また、図2に示すように、各分割領域には、それぞれ、番号blk00,blk10,blk20,blk01,blk11,blk21(識別子)が対応付けられているものとする。
Note that the divided region information representing each divided region is generated by the divided region
局所暗部画素判断部104は、入力画像の画素毎に、その画素(注目画素)の輝度値とその周辺の画素(周辺画素)の輝度値から、当該注目画素が局所的に暗い局所暗部画素であるか否かを判断する。局所暗部画素判断部104について図3と図4を用いてより詳細に説明する。図3は、注目画素が局所暗部画素であるか否かを判断するためのフィルタの形を示す図である。図3において丸が1画素分の輝度データに相当する。図4は、注目画素が局所暗部画素か否かを判断する際の、画像処理装置の処理の流れの一例を示すフローチャートである。
For each pixel of the input image, the local dark part
ステップS401では、局所暗部画素判断部104が、局所暗部画素判定フラグusth_fの初期化を行う。本実施形態では、局所暗部画素判定フラグusth_fの初期値を0とする。
In step S401, the local dark part
ステップS402では、局所暗部画素判断部104が、注目画素(図3に示す画素(x,y))の輝度データb(x,y)と所定の輝度閾値usthを比較する。注目画素の輝度データが輝度閾値usthより小さい場合には(ステップS402:YES)、当該注目画素が暗部の画素であると判断し、ステップS403へ進む。注目画素の輝度データが輝度閾値usth以上である場合には(ステップS402:NO)、当該注目画素は暗部の画素ではないと判断し、処理を終了する。
In step S402, the local dark
ステップS403では、局所暗部画素判断部104が、注目画素(x,y)の周辺画素の輝度データ(例えば、画素(x−2,y)の輝度データb(x−2,y))から、注目画素(x,y)の輝度データb(x,y)を減算する。周辺画素は、例えば、図3に示す画素(x,y−2),(x,y−1),(x,y+1),(x,y+2),(x−2,y),(x−1,y),(x+1,y),(x+2,y)である。そして、画素(x,y−2),(x,y−1),(x,y+1),(x,y+2)の輝度データから注目画素(x,y)の輝度データを減算することにより得られる差分値を、それぞれ、差分値diff0〜diff3とする。画素(x−2,y),(x−1,y),(x+1,y),(x+2,y)の輝度データから注目画素(x,y)の輝度データを減算することにより得られる差分値を、それぞれ、差分値diff4〜diff7とする。
In step S403, the local dark area
ステップS404では、局所暗部画素判断部104が、ステップS403で求めた差分値diff0〜diff7と、所定の差分閾値とをそれぞれ比較する。差分値diff0
〜diff7の少なくとも1つが差分閾値よりも大きい場合には(ステップS404:YES)、注目画素が局所暗部画素であると判断し、ステップS405へ進む。差分値diff0からdiff7のすべてが差分閾値以下である場合には(ステップS404:NO)、注目画素は局所暗部画素ではないと判断し、処理を終了する。即ち、本実施形態では、注目画素の輝度値が所定の輝度閾値よりも小さく、且つ、当該注目画素の輝度値と少なくとも1つの周辺画素の輝度値との差分が所定の差分閾値よりも大きい場合に、当該注目画素が局所暗部画素とされる。
In step S404, the local dark
When at least one of ~ diff7 is larger than the difference threshold (step S404: YES), it is determined that the target pixel is a local dark pixel, and the process proceeds to step S405. If all of the difference values diff0 to diff7 are equal to or less than the difference threshold value (step S404: NO), it is determined that the pixel of interest is not a local dark pixel, and the process ends. That is, in this embodiment, the luminance value of the target pixel is smaller than a predetermined luminance threshold value, and the difference between the luminance value of the target pixel and the luminance value of at least one peripheral pixel is larger than the predetermined difference threshold value. In addition, the target pixel is a local dark pixel.
ステップS405では、局所暗部画素判断部104が、局所暗部画素判定フラグusth_fを1にして終了する。即ち、局所暗部画素では、局所暗部画素判定フラグusth_fは1とされ、それ以外の画素では、局所暗部画素判定フラグusth_fは0とされる。以上述べた処理は、分割領域毎に各画素に対して行われる。
In step S405, the local dark part
局所暗部画素カウント部105は、局所暗部画素判断部104において局所暗部画素判定フラグusth_fが1となった数、即ち、局所暗部画素の数を分割領域毎にカウントする。そして、当該カウント結果(局所暗部画素の総数)を局所暗部画素数yheuとして分割領域毎に生成する。
The local dark part
注目階調検出部106と画質補正部107では、入力画像の階調を補正する階調補正パラメータを、輝度ヒストグラムと局所暗部画素数とを用いて生成する。階調補正パラメータとは、入力階調と出力階調を対応付けたカーブ(階調変換カーブ)や、テーブル、関数のことであり、本実施形態では階調補正パラメータとして階調変換カーブ(γカーブ)を生成する。以下、注目階調検出部106と画質補正部107の機能について詳しく説明する。
The target
注目階調検出部106は、分割領域毎に、輝度ヒストグラム作成部102で作成した輝度ヒストグラムと局所暗部画素カウント部105で求めた局所暗部画素数yheuに基づいて注目階調を検出する。なお、注目階調は、画像内で注目すべき被写体(注目被写体)が有する主な階調値(または階調範囲)である。注目階調検出部106について図5〜7を用いてより詳しく説明する。
The attention
本実施形態では、図5に示すような1920×1080の大きさの入力画像が入力されたことを想定して説明する。分割領域blk01には、図5に示すように、中間色の背景中に局所暗部画素に相当する星の形をした線501と中間色より暗い注目被写体502が存在しているものとする。また、領域blk01の局所暗部画素数yheuは45とする。
In the present embodiment, description will be made assuming that an input image having a size of 1920 × 1080 as shown in FIG. 5 is input. In the divided region blk01, as shown in FIG. 5, it is assumed that a star-shaped
図6は図5に示す分割領域blk01の輝度ヒストグラムである。注目階調を決定する際の、画像処理装置の処理の流れの一例について、図7のフローチャートを用いて説明する。 FIG. 6 is a luminance histogram of the divided region blk01 shown in FIG. An example of the processing flow of the image processing apparatus when determining the target gradation will be described with reference to the flowchart of FIG.
まず、ステップS701で、注目階調検出部106が、階調の番号iを初期化する。本実施形態では、番号iの初期値を0、即ち、最も暗い0階調を初期の階調とする。それにより、注目階調は最暗部から検出されることになる。
First, in step S701, the target
ステップS702では、注目階調検出部106が、i階調の輝度データd(i)と輝度閾値usthを比較する。i階調の輝度データが輝度閾値usthより小さい場合には(ステップS702:YES)、ステップS703へ進む。i階調の輝度データが輝度閾値usth以上である場合には(ステップS702:NO)、ステップS704へ進む。図6の8階調を例に説明する。なお、輝度閾値usthは、図6に示すように、10階調に
相当するものとする。8階調は10階調より暗い階調に対応するのでステップS703へ進む。
In step S702, the target
ステップS703では、注目階調検出部106が、局所暗部画素カウント部105で生成された局所暗部画素数yheuと所定の判定閾値eglimとを比較する。局所暗部画素数yheuが判定閾値eglim以上である場合には(ステップS703:YES)、ステップS705へ進む。局所暗部画素数yheuが判定閾値eglimより小さい場合には(ステップS703:NO)、ステップS704へ進む。
In step S <b> 703, the target
ステップS704では、注目階調検出部106が、i階調を(暗部の)注目階調とするか否かを判断する(注目階調判断処理)。当該判断の方法はいくつかある。本実施形態では、i階調の頻度(度数)が極大となった場合に、i階調を注目階調とする。極大とは周辺の他の階調の頻度よりも大きい値を示した場合、または、所定の閾値よりも頻度が大きくなった場合に相当する。度数が極大か否かは、例えば、所定の範囲(例えばi±2)の階調の度数を確認することで判断すればよい。また、レターボックスや黒帯のような同一階調の画素が多く含まれる画像においては、その画素の階調を注目階調としないようにしてもよい。即ち、局所暗部画素の総数が判定閾値以上の場合には、輝度ヒストグラムから局所暗部画素の階調を含む輝度領域を除いた範囲から、頻度が極大となる注目階調が検出される。
In step S704, the target
ステップS705では、注目階調検出部106が、注目階調が決定された場合、または、暗部と明部の境界となる階調(図6の例では63階調目)まで注目階調の検索が行われた場合に処理を終了する。それ以外の場合には、注目階調検出部106がiに1を加算し(ステップS706)、ステップS702へ戻る。
In step S705, the target
ここで、図6の8階調目を例にして説明を補足する。なお、本実施形態では、判定閾値eglimを32とする。また、blk01の局所暗部画素数yheuは45であるとする。その場合には、図7のステップS703における処理において、局所暗部画素数yheuは判定閾値eglim以上であるため、ステップS704を飛ばしてステップS705の処理に進むことになる。それにより、8階調目は(度数が極大となる階調であるが)注目階調とはならない。仮に、局所暗部画素数yheuが判定閾値eglimより小さかった場合には、8階調目が注目階調とされる。局所暗部画素数yheuが判定閾値eglim以上であり、図6に示すような輝度ヒストグラムが得られた場合には、8階調目ではなく、25階調目が注目階調とされる。 Here, the description will be supplemented by taking the eighth gradation in FIG. 6 as an example. In the present embodiment, the determination threshold eglim is 32. Further, it is assumed that the local dark portion pixel number yheu of blk01 is 45. In that case, in the process in step S703 of FIG. 7, since the local dark portion pixel number yheu is equal to or larger than the determination threshold eglim, step S704 is skipped and the process proceeds to step S705. As a result, the eighth gradation is not the attention gradation (although the gradation has the maximum frequency). If the local dark pixel number yheu is smaller than the determination threshold eglim, the eighth gradation is set as the target gradation. When the local dark portion pixel number yheu is equal to or larger than the determination threshold eglim and a luminance histogram as shown in FIG. 6 is obtained, the 25th gradation is set as the attention gradation instead of the eighth gradation.
画質補正部107は、注目階調検出部106で決定された暗部の注目階調(暗部注目階調)に基づいて、階調補正パラメータ(本実施形態ではγカーブ)を生成する。具体的には、注目階調を含む当該注目階調近傍の階調性を高くする階調補正パラメータを生成する。本実施形態では、階調補正パラメータを分割領域毎に生成する。そして、生成(作成)したγカーブを用いて階調変換を行い、γ変換されたデータ(画像データ)を出力する。作成されるγカーブの一例を図8(b)に示す。図8(b)において、実線は作成されたγカーブ、破線は入力画像をそのまま出力する変換直線を示す。
The image
領域blk01では、図6に示すように、25階調が暗部注目階調となる。そのため、低階調側では図8(b)に示すように、暗部注目階調として検出された25階調(入力階調)近傍に広範囲の出力階調(変換後の階調)が割り当てられたγカーブが作成される。なお、図示するγカーブは、一例であり、注目階調近傍の階調性を高くする任意のγカーブが生成されればよい。注目階調近傍の階調性を高くするとは、注目階調を含む所定の階調範囲における入力階調のレンジよりも出力階調のレンジを大きくすることに相当する。従って、入力された映像の注目階調近傍の階調変化度合いがより強調されるように出力階
調が割り当てられることになる。なお、暗部注目階調の階調性を高くすることで、相対的に局所暗部画素が強調された画像となることは抑制されるが、より積極的に、局所暗部画素にあたる入力階調の階調性を低下させるようなγカーブを生成するようにしても良い。図8(b)に示したγカーブでは、入力階調値が8の近傍については、入力階調のレンジよりも出力階調のレンジを小さくしたカーブとなっている。このようにすることで、局所暗部画素にあたるエッジ部の強調をより抑制することが可能となる。
In the region blk01, as shown in FIG. 6, 25 gradations are dark part attention gradations. Therefore, on the low gradation side, as shown in FIG. 8B, a wide range of output gradations (converted gradations) are assigned in the vicinity of 25 gradations (input gradations) detected as dark part attention gradations. A gamma curve is created. Note that the γ curve shown in the figure is an example, and an arbitrary γ curve that increases the gradation in the vicinity of the target gradation may be generated. Increasing the gradation in the vicinity of the target gradation corresponds to increasing the output gradation range in comparison with the input gradation range in a predetermined gradation range including the attention gradation. Therefore, the output gradation is assigned so that the degree of gradation change near the target gradation of the input video is more emphasized. Note that by increasing the gradation of the dark part attention gradation, an image in which the local dark part pixel is relatively emphasized is suppressed, but the level of the input gradation corresponding to the local dark part pixel is more positive. You may make it produce | generate the gamma curve which reduces a tonality. In the γ curve shown in FIG. 8B, in the vicinity of the input gradation value of 8, the output gradation range is smaller than the input gradation range. By doing in this way, it becomes possible to suppress the emphasis of the edge part which corresponds to a local dark part pixel more.
図8(a)は本発明を適用しなかった場合の暗部のγカーブを示している。本発明を適用しない場合には、8階調近傍に広範囲の出力階調が割り当てられたγカーブが作成されることになる。結果、注目階調(25階調)が存在していても、注目階調が好ましく表現されない画像が出力されてしまう。具体的には、文字やOSDの局所暗部画素にあたるエッジ部が強調され、全体的に黒が浮いた画像が出力されてしまう。しかし、本発明を適用した場合には、局所暗部画素に相当するエッジ部が強調されることを抑制し、かつ注目階調が好ましく表現できるようになる。 FIG. 8A shows a gamma curve in a dark part when the present invention is not applied. When the present invention is not applied, a γ curve in which a wide range of output gradations are assigned in the vicinity of 8 gradations is created. As a result, even if the target gradation (25 gradations) exists, an image in which the target gradation is not preferably expressed is output. Specifically, an edge portion corresponding to a local dark portion pixel of a character or OSD is emphasized, and an image with black as a whole is output. However, when the present invention is applied, it is possible to suppress the edge portion corresponding to the local dark pixel from being emphasized and to express the target gradation favorably.
以上説明したように、本実施形態に係る画像処理装置および方法によれば、階調補正パラメータが、輝度ヒストグラムと局所暗部画素数とを用いて生成される。それにより、局所暗部画素による影響の無い階調補正パラメータを生成することができ、ひいては階調再現性を向上することができる。例えば、局所暗部画素の階調を含む輝度領域を除いた範囲から注目階調を検出することができる。即ち、本来階調性を向上させるべき階調を注目階調として設定することができる。それにより、文字やOSDのエッジ部が有する階調の階調性を高めず、注目階調を含む注目階調近傍の階調性を高めることのできる階調補正パラメータを生成することができる。そのため、暗部の微妙な陰影などのシーンを良好に再現することができる。 As described above, according to the image processing apparatus and method according to the present embodiment, the gradation correction parameter is generated using the luminance histogram and the number of local dark area pixels. As a result, tone correction parameters that are not affected by local dark pixels can be generated, and tone reproducibility can be improved. For example, the target gradation can be detected from the range excluding the luminance region including the gradation of the local dark pixel. That is, the gradation that should originally improve the gradation can be set as the attention gradation. Accordingly, it is possible to generate a gradation correction parameter that can improve the gradation of the vicinity of the target gradation including the target gradation without increasing the gradation of the gradation of the edge portion of the character or OSD. Therefore, a scene such as a subtle shadow in a dark part can be reproduced well.
また、本実施形態に係る画像処理装置によれば、文字やOSDのエッジ部の画素も含めた輝度ヒストグラムが作成される。即ち、従来技術のように輝度ヒストグラムを加工していないため、輝度ヒストグラムが他の画像処理に影響を及ぼすことはない。 Further, according to the image processing apparatus according to the present embodiment, a luminance histogram including characters and pixels at the edge portion of the OSD is created. That is, since the luminance histogram is not processed as in the prior art, the luminance histogram does not affect other image processing.
なお、図6の例では、注目階調が1つである場合について説明したが、度数が極大となる階調がより多く存在する場合には、それらの階調を注目階調としてもよい。そして、複数の注目階調の全てまたは一部の階調近傍に広範囲の出力階調が割り当てられた階調補正パラメータを作成してもよい。局所暗部画素の総数が判定閾値以上の場合に、上述した局所暗部画素の階調を含む輝度領域の階調性を高くする階調補正パラメータが作成されなければよい。 In the example of FIG. 6, the case where there is one target gradation has been described. However, when there are more gradations having the maximum frequency, these gradations may be used as the target gradation. Then, a gradation correction parameter in which a wide range of output gradations are assigned in the vicinity of all or some of the plurality of attention gradations may be created. When the total number of local dark area pixels is equal to or greater than the determination threshold, it is not necessary to create a gradation correction parameter that increases the gradation of the luminance region including the gradation of the local dark area pixels described above.
なお、複数の階調が注目階調とされた場合には、複数の注目階調のうち少なくとも最も低階調側の注目階調を含む注目階調近傍の階調性を高くする階調補正パラメータを生成することが好ましい。少なくともそのような階調補正パラメータを生成すれば、階調再現性を向上することができる。 In addition, when a plurality of gradations are set as the attention gradations, the gradation correction that enhances the gradation in the vicinity of the attention gradation including at least the attention gradation on the lowest gradation side among the plurality of attention gradations. It is preferable to generate parameters. If at least such tone correction parameters are generated, tone reproducibility can be improved.
なお、入力画像の種類によって黒を示す階調が異なるため、輝度閾値usthは入力画像の種類毎に異なることが好ましい。例えば、輝度ヒストグラムの階調のカテゴリ数が128である場合に、デジタルカメラやパーソナルコンピュータで生成された画像の黒は0階調に対応し、テレビで生成された画像の黒は8階調に対応する。 Note that, since the gradation indicating black differs depending on the type of input image, the luminance threshold usth is preferably different for each type of input image. For example, when the number of gradation histogram categories is 128, black in an image generated by a digital camera or a personal computer corresponds to 0 gradation, and black in an image generated by a television has 8 gradations. Correspond.
なお、本実施形態では、注目階調に基づいて階調補正パラメータを生成する構成としたが、階調補正パラメータは、輝度ヒストグラムと局所暗部画素の総数とに基づいて生成されればどのように生成してもよい。例えば、局所暗部画素数が判定閾値より大きかった場合に、局所暗部画素数に応じたγカーブ(黒を浮かせないようなγカーブ)を生成するよ
うにしてもよい。
In the present embodiment, the tone correction parameter is generated based on the target tone. However, how the tone correction parameter is generated based on the luminance histogram and the total number of local dark pixels. It may be generated. For example, when the number of local dark area pixels is larger than the determination threshold value, a γ curve corresponding to the local dark area pixel number (a γ curve that does not float black) may be generated.
なお、本実施形態では、輝度閾値より小さい輝度領域を除いた範囲から、頻度が極大となる注目階調を検出するものとしたが、注目階調を検出する範囲はこれに限らない。輝度ヒストグラムから局所暗部画素の階調を含む輝度領域を除いた範囲から、注目階調を検出すればよい。例えば、局所暗部画素の階調のみや局所暗部画素の階調の前後数階調(±3、5階調など)を除いた範囲から注目階調を検出してもよい。 Note that, in the present embodiment, the target gradation with the highest frequency is detected from the range excluding the luminance region smaller than the luminance threshold, but the range in which the target gradation is detected is not limited to this. The target gradation may be detected from a range obtained by excluding the luminance region including the gradation of the local dark pixel from the luminance histogram. For example, the target gradation may be detected from a range excluding only the gradation of the local dark area pixel or several gradations before and after the gradation of the local dark area pixel (± 3, 5 gradation, etc.).
100 画像処理装置
102 輝度ヒストグラム作成部
104 局所暗部画素判断部
106 注目階調検出部
107 画質補正部
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記画像の画素毎に、その画素の輝度値とその周辺画素の輝度値から、当該画素が局所的に暗い局所暗部画素であるか否かを判断する判断手段と、
前記画像の階調を補正する階調補正パラメータを、前記輝度ヒストグラムと前記局所暗部画素の総数とを用いて生成する生成手段と、
を有し、
前記生成手段は、
前記局所暗部画素の総数が所定の閾値以上の場合に、前記輝度ヒストグラムから前記局所暗部画素の階調を含む輝度領域を除いた範囲から、頻度が極大となる注目階調を検出し、
前記注目階調を含む注目階調近傍の階調性を高くする階調補正パラメータを生成する
ことを特徴とする画像処理装置。 Creating means for creating a luminance histogram from the luminance value of each pixel of the input image;
For each pixel of the image, from the luminance value of the pixel and the luminance value of the surrounding pixels, a determination unit for determining whether the pixel is a locally dark local pixel,
Generating means for generating a gradation correction parameter for correcting the gradation of the image using the luminance histogram and the total number of local dark pixels;
Have
The generating means includes
When the total number of the local dark area pixels is equal to or greater than a predetermined threshold, a target gradation having a maximum frequency is detected from a range excluding the luminance area including the gradation of the local dark area pixels from the luminance histogram,
An image processing apparatus for generating a gradation correction parameter for increasing gradation in the vicinity of an attention gradation including the attention gradation.
ことを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。 The generation means generates a gradation correction parameter for increasing the gradation property in the vicinity of the attention gradation including at least the attention gradation on the lowest gradation side when a plurality of the attention gradations are detected. The image processing apparatus according to claim 1, wherein:
ことを特徴とする請求項1または2に記載の画像処理装置。 The determination means, when the luminance value of the pixel is smaller than a predetermined luminance threshold and the difference between the luminance value of the pixel and the luminance value of at least one surrounding pixel is larger than a predetermined difference threshold, The image processing apparatus according to claim 1, wherein the pixel is a local dark pixel.
ことを特徴とする請求項3に記載の画像処理装置。 The image processing apparatus according to claim 3, wherein the brightness threshold is different for each type of input image.
階調補正パラメータは前記領域毎に生成される
ことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の画像処理装置。 Further comprising dividing means for dividing the image into a plurality of regions;
The image processing apparatus according to claim 1, wherein the gradation correction parameter is generated for each region.
前記画像の画素毎に、その画素の輝度値とその周辺画素の輝度値から、当該画素が局所的に暗い局所暗部画素であるか否かを判断する判断ステップと、
前記画像の階調を補正する階調補正パラメータを、前記輝度ヒストグラムと前記局所暗部画素の総数とを用いて生成する生成ステップと、
を有し、
前記生成ステップでは、
前記局所暗部画素の総数が所定の閾値以上の場合に、前記輝度ヒストグラムから前記局所暗部画素の階調を含む輝度領域を除いた範囲から、頻度が極大となる注目階調を検出し、
前記注目階調を含む注目階調近傍の階調性を高くする階調補正パラメータを生成する
することを特徴とする画像処理方法。 A creation step of creating a brightness histogram from the brightness value of each pixel of the input image;
For each pixel of the image, from the luminance value of the pixel and the luminance value of the surrounding pixels, a determination step of determining whether the pixel is a locally dark local pixel,
The tone correction parameter for correcting the tone of the image, a generation step of generating by using the total number of the luminance histogram and the local dark portion pixel,
Have
In the generating step,
When the total number of the local dark area pixels is equal to or greater than a predetermined threshold, a target gradation having a maximum frequency is detected from a range excluding the luminance area including the gradation of the local dark area pixels from the luminance histogram,
An image processing method for generating a gradation correction parameter for increasing gradation in the vicinity of a target gradation including the target gradation.
ことを特徴とする請求項6に記載の画像処理方法。The image processing method according to claim 6.
ことを特徴とする請求項6または7に記載の画像処理方法。The image processing method according to claim 6 or 7, wherein:
ことを特徴とする請求項8に記載の画像処理方法。The image processing method according to claim 8.
階調補正パラメータは前記領域毎に生成される The tone correction parameter is generated for each area.
ことを特徴とする請求項6〜9のいずれか1項に記載の画像処理方法。The image processing method according to any one of claims 6 to 9.
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