JP5473981B2 - Image generation apparatus, image generation system, image display apparatus, computer program, and image generation method - Google Patents

Image generation apparatus, image generation system, image display apparatus, computer program, and image generation method Download PDF

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Description

本発明は、第1画像及び第2画像の階調値を任意の比率で重畳させて合成画像を生成する画像生成装置、該画像生成装置を備える画像生成システム、前記合成画像を生成する画像表示装置、前記画像生成装置を実現するためのコンピュータプログラム及び画像生成方法に関する。   The present invention relates to an image generation device that generates a composite image by superimposing gradation values of a first image and a second image at an arbitrary ratio, an image generation system that includes the image generation device, and an image display that generates the composite image. The present invention relates to an apparatus, a computer program for realizing the image generation apparatus, and an image generation method.

近年、インターネット又は情報端末の普及により、紙に印刷された新聞又は書籍などに代わって、モニタなどの表示装置で電子記事、電子書籍をはじめとする文字情報又は画像情報を参照することが増加している。そして、様々な文書、図画又は写真などの画像をモニタに表示させる場合に、従来の紙の印刷物に近い、見慣れた質感で表示し、閲覧時の目の負担あるいは違和感を軽減させることが望まれている。   In recent years, with the spread of the Internet or information terminals, instead of newspapers or books printed on paper, the use of electronic articles, electronic books and other text information or image information on a display device such as a monitor has increased. ing. When various images such as documents, drawings or photographs are displayed on a monitor, it is desirable to display them with familiar textures similar to conventional paper prints, and to reduce the burden on eyes or discomfort during browsing. ing.

例えば、紙媒体の文書などを見る場合と、モニタに表示された文書などを見る場合とを比較すると、モニタに表示された文書などは、表示デバイス特有の表示解像度又はコントラスト比が紙媒体の場合とかけ離れているため、一般的に背景地はムラが少なく輝度が高いのに対して、文字は太く濃く輪郭が荒くなり、眩しくて強調感のある見え方となる。結果的に紙媒体の文書などの方が見やすいという意見が多い。   For example, when comparing a document displayed on a paper medium and a document displayed on a monitor, the document displayed on the monitor has a display resolution or contrast ratio peculiar to the display device. In general, the background has little unevenness and high brightness, while the characters are thick and dark, and the outline becomes rough, making it look dazzling and emphasized. As a result, there are many opinions that paper documents are easier to read.

また、印刷に使用する用紙の用紙画像データと印刷データとを合成して得られた画像を印刷プレビュー画面に表示することにより、実際に得られる印刷結果を表示することができる情報処理装置が開示されている(特許文献1参照)。   Also disclosed is an information processing apparatus capable of displaying a print result actually obtained by displaying an image obtained by combining paper image data and print data of a sheet used for printing on a print preview screen. (See Patent Document 1).

特許第4429097号公報Japanese Patent No. 4429097

しかしながら、様々な文書、図画又は写真などを表示装置で表示する際に、背景画質に着目し、元画像にフィルタ画像を重畳することで擬似的に背景画質を調整して質感を改善させる技術についてはこれまで実現されていなかった。   However, when displaying various documents, drawings, photographs, etc. on a display device, focusing on the background image quality, a technique for improving the texture by artificially adjusting the background image quality by superimposing the filter image on the original image Has never been realized before.

本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであり、元画像と紙媒体のようなフィルタ画像をアルファブレンディング処理により合成して紙媒体のような見え方を実現することができる画像生成装置、該画像生成装置を備える画像生成システム、画像表示装置、前記画像生成装置を実現するためのコンピュータプログラム及び画像生成方法を提供することにある。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an image generation apparatus capable of realizing an appearance like a paper medium by combining an original image and a filter image such as a paper medium by alpha blending processing. Another object of the present invention is to provide an image generation system including the image generation apparatus, an image display apparatus, a computer program for realizing the image generation apparatus, and an image generation method.

第1発明に係る画像生成装置は、任意の階調値を含む第1階調幅にある第1画像及び前記第1画像と異なる第2階調幅を有する第2画像それぞれの階調値を任意の比率で重畳させて合成画像を生成する合成画像生成手段と、該合成画像生成手段で生成した合成画像の階調値を所定の条件で変換する階調変換手段と、前記合成画像生成手段で合成画像を生成した結果生ずる前記第1階調幅からの損失階調幅を補うべく前記所定の条件を変更する条件変更手段とを備えることを特徴とする。 Image generating apparatus according to the first invention, each second image having a first image and the first image is different from the second gradation range in a first tone width include any gradation value gray level value of any Composite image generation means for generating a composite image by superimposing at a ratio, gradation conversion means for converting the gradation value of the composite image generated by the composite image generation means under a predetermined condition, and composition by the composite image generation means Condition changing means for changing the predetermined condition so as to compensate for the loss gradation width from the first gradation width generated as a result of generating the image .

第2発明に係る画像生成装置は、第1発明において、前記比率及び前記第2画像の第2階調幅に基づいて前記合成画像の階調幅を算出する算出手段を備え、前記条件変更手段は、前記算出手段で算出した階調値に基づいて前記所定の条件を変更するように構成してあることを特徴とする。 Image generating apparatus according to the second invention, in the first invention, comprising a calculating means for calculating a gradation width before Symbol ratio and the synthesized image based on the second tone width of the second image, the condition changing means The predetermined condition is changed on the basis of the gradation value calculated by the calculating means .

第3発明に係る画像生成装置は、第1発明又は第2発明において、前記条件変更手段は、前記合成画像の階調幅が前記第1画像の階調幅になるよう該合成画像の階調幅を伸長又は圧縮すべく前記所定の条件を変更するように構成してあることを特徴とする。   In the image generation apparatus according to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect, the condition changing means extends the gradation width of the composite image so that the gradation width of the composite image becomes the gradation width of the first image. Alternatively, the predetermined condition is changed so as to be compressed.

第4発明に係る画像生成装置は、第1発明乃至第3発明のいずれか1つにおいて、前記階調変換手段は、入力階調値を出力階調値へ変換するルックアップテーブルを有し、前記条件変更手段は、前記ルックアップテーブルの出力階調値を書き換えることにより前記所定の条件を変更するように構成してあることを特徴とする。   An image generation apparatus according to a fourth invention is the image generation device according to any one of the first invention to the third invention, wherein the gradation converting means has a lookup table for converting an input gradation value into an output gradation value, The condition changing means is configured to change the predetermined condition by rewriting an output gradation value of the lookup table.

第5発明に係る画像生成装置は、第1発明乃至第4発明のいずれか1つにおいて、前記階調変換手段で階調値を変換して得られた出力画像のコントラスト比を調整する調整手段を備えることを特徴とする。   An image generation apparatus according to a fifth aspect of the present invention is the adjustment unit for adjusting a contrast ratio of an output image obtained by converting a gradation value by the gradation conversion unit in any one of the first to fourth aspects. It is characterized by providing.

第6発明に係る画像生成システムは、第1発明乃至第4発明のいずれか1つに係る画像生成装置と、該画像生成装置で階調値を変換して得られた出力画像を表示する画像表示装置とを備える画像生成システムにおいて、前記画像表示装置は、前記出力画像のコントラスト比を調整する調整手段を備えることを特徴とする。   An image generation system according to a sixth aspect of the present invention is an image generation apparatus according to any one of the first to fourth aspects of the present invention, and an image for displaying an output image obtained by converting a gradation value by the image generation apparatus In the image generation system including the display device, the image display device includes an adjusting unit that adjusts a contrast ratio of the output image.

第7発明に係る画像表示装置は、任意の階調値を含む第1階調幅にある第1画像及び前記第1画像と異なる第2階調幅を有する第2画像それぞれの階調値を任意の比率で重畳させて合成画像を生成する合成画像生成手段と、該合成画像生成手段で生成した合成画像の階調値を所定の条件で変換する階調変換手段と、前記合成画像生成手段で合成画像を生成した結果生ずる前記第1階調幅からの損失階調幅を補うべく前記所定の条件を変更する条件変更手段と、前記階調変換手段で階調値が変換された出力画像のコントラスト比を調整する調整手段とを備えることを特徴とする。 According to a seventh aspect of the present invention, there is provided the image display device according to the present invention, wherein the gradation values of the first image having the first gradation width including an arbitrary gradation value and the second image having the second gradation width different from the first image are arbitrarily determined. Composite image generation means for generating a composite image by superimposing at a ratio, gradation conversion means for converting the gradation value of the composite image generated by the composite image generation means under a predetermined condition, and composition by the composite image generation means A condition changing means for changing the predetermined condition to compensate for the lost gradation width from the first gradation width generated as a result of generating the image, and a contrast ratio of the output image whose gradation value is converted by the gradation converting means. Adjusting means for adjusting.

第8発明に係るコンピュータプログラムは、コンピュータに、任意の階調値を含む第1階調幅にある第1画像及び前記第1画像と異なる第2階調幅を有する第2画像それぞれの階調値を任意の比率で重畳させて合成画像を生成するステップと、生成した合成画像の階調値を所定の条件で変換するステップと、前記合成画像を生成した結果生ずる前記第1階調幅からの損失階調幅を補うべく前記所定の条件を変更するステップとを実行させることを特徴とする。 A computer program according to the eighth invention, the computer, the second image each gradation value having the first image and the first image is different from the second gradation range in a first tone width including any gradation values A step of generating a composite image by superimposing at an arbitrary ratio, a step of converting a gradation value of the generated composite image under a predetermined condition, and a loss floor from the first gradation width generated as a result of generating the composite image And a step of changing the predetermined condition to compensate for the adjustment range .

第9発明に係る画像生成方法は、任意の階調値を含む第1階調幅にある第1画像及び前記第1画像と異なる第2階調幅を有する第2画像それぞれの階調値を任意の比率で重畳させて合成画像を生成するステップと、生成した合成画像の階調値を所定の条件で変換するステップと、前記合成画像を生成した結果生ずる前記第1階調幅からの損失階調幅を補うべく前記所定の条件を変更するステップとを含むことを特徴とする。 Image generating method according to the ninth invention, each second image having a first image and the first image is different from the second gradation range in a first tone width include any gradation value gray level value of any A step of generating a composite image by superimposing at a ratio, a step of converting a gradation value of the generated composite image under a predetermined condition, and a loss gradation width from the first gradation width generated as a result of generating the composite image And a step of changing the predetermined condition to compensate .

第1発明、第8発明及び第9発明にあっては、合成画像生成手段は、第1画像(元画像)及び第2画像(フィルタ画像)の階調値を任意の比率で重畳させて合成画像を生成する。例えば、元画像の任意の画素の階調値をA、フィルタ画像の対応する画素の階調値をB、合成画像の対応する画素の階調値をC、比率(透過率とも称する)をαとすると、合成画像の階調値は、C=(1−α)×A+α×Bで求めることができる。階調幅とは、階調範囲をいい、最大階調から最小階調までの範囲である。なお、階調幅とは、例えば、画像のフルスケールが0〜255階調である場合、必ずしも0〜255の範囲の階調幅に限定されるものではなく、画像に含まれる最大階調から最小階調までの範囲(フルスケールよりも狭い場合もある)である。合成画像の階調幅を算出することにより、合成画像の生成に伴って損失したダイナミックレンジを求めることができる。ダイナミックレンジとは、表示可能な階調範囲であり、表示能力を指す。なお、合成画像の階調幅は、元画像(第1画像)の階調幅、比率、フィルタ画像(第2画像)の階調幅などにより求めることができる。 In the first invention, the eighth invention, and the ninth invention, the composite image generating means superimposes the gradation values of the first image (original image) and the second image (filter image) at an arbitrary ratio and combines them. Generate an image. For example, the gradation value of an arbitrary pixel of the original image is A, the gradation value of the corresponding pixel of the filter image is B, the gradation value of the corresponding pixel of the composite image is C, and the ratio (also referred to as transmittance) is α. When the gradation value of the composite image can be obtained by C = (1-α) × a + α × B. The gradation width, called the tonal range, in the range of from the maximum tone to the minimum tone. Note that the gradation width is not necessarily limited to the gradation width in the range of 0 to 255 when the full scale of the image is 0 to 255 gradation, for example. The range up to the key (may be narrower than full scale). By calculating the gradation width of the composite image, the dynamic range lost with the generation of the composite image can be obtained. The dynamic range is a displayable gradation range and indicates display capability. Note that the gradation width of the composite image can be obtained from the gradation width and ratio of the original image (first image), the gradation width of the filter image (second image), and the like.

条件変更手段は、合成画像の階調値を所定の条件で変換する階調変換手段の当該所定の条件を変更する。所定の条件とは、階調変換手段への入力階調値と、階調変換手段からの出力階調値との対応付け条件をいい、変更とは、対応付けられた出力階調値を変更することをいう。階調変換手段は、合成画像の階調値を変換して出力画像を生成する。階調変換は階調補正と称することもできる。そして、条件変更手段は、合成画像の階調幅、すなわち合成画像の生成に伴って損失したダイナミックレンジに基づいて、階調変換手段で合成画像の階調値を変換する際に損失したダイナミックレンジを補うように所定の条件を変更する(変換処理を制御する)。合成画像でのダイナミックレンジの損失を補うべく所定の条件を変更することにより、フィルタ画像の「しわ」又は「ムラ」の模様をモニタの元画像に重ねることで、モニタの見栄えを紙に近づけることが可能となる。また、グラフィックボードLUT制御機能を用いて、アルファブレンディング手法で合成された画像のダイナミックレンジ損失分を補正することができ、モニタに表示される合成画像が元画像より明るくなること、あるいは暗くなることを防止することができ、元画像のダイナミックレンジを忠実に再現することができる。 Condition changing means changes the predetermined condition of the gradation conversion means for converting the gradation values of the synthetic image at a predetermined condition. The predetermined condition is a condition for associating the input gradation value to the gradation converting means with the output gradation value from the gradation converting means, and changing means changing the associated output gradation value. To do. The tone conversion means converts the tone value of the composite image to generate an output image. The gradation conversion can also be referred to as gradation correction. Then, the condition changing means calculates the dynamic range lost when converting the gradation value of the composite image by the gradation conversion means based on the gradation width of the composite image, that is, the dynamic range lost with the generation of the composite image. The predetermined condition is changed so as to compensate (control the conversion process). By changing predetermined conditions to compensate for the loss of dynamic range in the composite image, the “wrinkle” or “unevenness” pattern of the filter image is superimposed on the original image of the monitor, making the monitor look closer to paper Is possible. In addition, the graphic board LUT control function can be used to correct the dynamic range loss of the image synthesized by the alpha blending method, and the synthesized image displayed on the monitor becomes brighter or darker than the original image. Can be prevented, and the dynamic range of the original image can be faithfully reproduced.

第2発明にあっては、算出手段は、例えば、元画像(第1画像)の階調幅が0〜255である場合、比率及び第2画像(フィルタ画像)の階調幅に基づいて合成画像の階調幅を算出する。例えば、元画像(第1画像)の階調幅が0〜255、フィルタ画像(第2画像)の階調幅が144〜240、比率α=0.2とすると、合成画像の階調幅は29〜252となる。合成画像の最小階調29は、0×(1−0.2)+144×0.2で求めることができ、合成画像の最大階調252は、255×(1−0.2)+240×0.2で求めることができる。なお、元画像の階調幅が上述と異なる場合、フィルタ画像の階調幅が上述と異なる場合、あるいは比率が異なる場合についても同様に求めることができる。   In the second invention, for example, when the gradation width of the original image (first image) is 0 to 255, the calculation means calculates the composite image based on the ratio and the gradation width of the second image (filter image). The gradation width is calculated. For example, if the gradation width of the original image (first image) is 0 to 255, the gradation width of the filter image (second image) is 144 to 240, and the ratio α is 0.2, the gradation width of the composite image is 29 to 252. It becomes. The minimum gradation 29 of the composite image can be obtained by 0 × (1−0.2) + 144 × 0.2, and the maximum gradation 252 of the composite image is 255 × (1−0.2) + 240 × 0. .2 can be obtained. In addition, when the gradation width of the original image is different from the above, when the gradation width of the filter image is different from the above, or when the ratio is different, the same can be obtained.

第3発明にあっては、条件変更手段は、合成画像の階調幅が第1画像(元画像)の階調幅になるよう合成画像の階調幅を伸長又は圧縮すべく所定の条件を変更する。例えば、元画像の階調幅が0〜255である場合に、合成画像の階調幅が29〜252であるときには、合成画像の階調幅29〜252の範囲にある階調値を変換する際の階調値(出力階調値)を変更することにより、合成画像の階調幅を伸長して得られた出力画像(変換後の合成画像)の階調幅が0〜255となるようにする。なお、元画像の階調幅に対してフィルタ画像の階調幅が広い(大きい)場合には、合成画像の階調幅を圧縮すればよい。これにより、元画像のダイナミックレンジを再現することができる。   In the third invention, the condition changing means changes the predetermined condition so as to expand or compress the gradation width of the composite image so that the gradation width of the composite image becomes the gradation width of the first image (original image). For example, when the gradation width of the original image is 0 to 255 and the gradation width of the composite image is 29 to 252, the gradation value in the range of the gradation width 29 to 252 of the composite image is converted. By changing the tone value (output gradation value), the gradation width of the output image (composited composite image) obtained by extending the gradation width of the composite image is set to 0 to 255. If the gradation width of the filter image is wider (larger) than the gradation width of the original image, the gradation width of the composite image may be compressed. Thereby, the dynamic range of the original image can be reproduced.

第4発明にあっては、階調変換手段は、入力階調値を出力階調値へ変換するルックアップテーブルを有し、条件変更手段は、ルックアップテーブルの出力階調値を書き換えることにより所定の条件を変更する。これにより、専用のハードウエア等を必要とすることなく、階調変換(階調補正)を行う既存のルックアップテーブルの出力値を書き換えるだけで、画像合成時のダイナミックレンジの損失を容易に補うことができる。   In the fourth invention, the gradation converting means has a lookup table for converting the input gradation value to the output gradation value, and the condition changing means rewrites the output gradation value of the lookup table. Change predetermined conditions. This makes it easy to compensate for the loss of dynamic range during image composition by simply rewriting the output value of an existing lookup table that performs gradation conversion (gradation correction) without the need for dedicated hardware. be able to.

第5発明にあっては、階調変換手段で階調値を変換して得られた出力画像(階調変換後の合成画像)のコントラスト比を調整する調整手段を備える。コントラスト比は、最大階調時の輝度:最小階調時の輝度であり、紙媒体のコントラスト比は、例えば、新聞が6〜7:1、コピー用紙(再生紙)が10〜11:1、コピー用紙(普通の白紙)が30:1、プリンタ写真用紙が50:1程度である。コントラスト比を調整することにより、例えば、フィルタ画像(第2画像)として紙の「しわ」又は「ムラ」を表した紙模様のものを用いた場合に、出力画像を紙媒体に近い状態で表示することが可能となる。   According to the fifth aspect of the present invention, there is provided adjusting means for adjusting the contrast ratio of the output image (composited image after gradation conversion) obtained by converting the gradation value by the gradation converting means. The contrast ratio is the luminance at the maximum gradation: the luminance at the minimum gradation. The contrast ratio of the paper medium is, for example, 6-7: 1 for newspapers, 10-11: 1 for copy paper (recycled paper), Copy paper (ordinary white paper) is about 30: 1 and printer photo paper is about 50: 1. By adjusting the contrast ratio, for example, when a paper pattern representing paper “wrinkles” or “unevenness” is used as the filter image (second image), the output image is displayed close to the paper medium. It becomes possible to do.

第6発明にあっては、前述の画像生成装置と、画像生成装置で階調変換して得られた出力画像を表示する画像表示装置とを備え、画像表示装置は、出力画像のコントラスト比を調整する調整手段を備える。これにより、例えば、フィルタ画像(第2画像)として紙の「しわ」又は「ムラ」を表した紙模様のものを用いた場合に、元画像に所望の比率でフィルタ画像を重畳させて合成画像を生成する場合でも元画像のダイナミックレンジを再現することができるとともに、出力画像を表示した場合でも画像を紙に近づけることができる。   In the sixth aspect of the invention, the image generation apparatus includes the above-described image generation apparatus and an image display apparatus that displays an output image obtained by gradation conversion by the image generation apparatus. The image display apparatus has a contrast ratio of the output image. Adjustment means for adjusting is provided. Thereby, for example, when a paper pattern representing “wrinkle” or “unevenness” of paper is used as the filter image (second image), the composite image is formed by superimposing the filter image on the original image at a desired ratio. The dynamic range of the original image can be reproduced even when generating the image, and the image can be brought close to paper even when the output image is displayed.

第7発明にあっては、第1画像(元画像)及び第2画像(フィルタ画像)の階調値を任意の比率で重畳させて合成画像を生成する。例えば、元画像の任意の画素の階調値をA、フィルタ画像の対応する画素の階調値をB、合成画像の対応する画素の階調値をC、比率(透過率とも称する)をαとすると、合成画像の階調値は、C=(1−α)×A+α×Bで求めることができる。算出手段は、合成画像の階調幅を算出する。階調幅とは、階調範囲をいい、最大階調から最小階調までの範囲である。なお、階調幅とは、例えば、画像のフルスケールが0〜255階調である場合、必ずしも0〜255の範囲の階調幅に限定されるものではなく、画像に含まれる最大階調から最小階調までの範囲(フルスケールよりも狭い場合もある)である。合成画像の階調幅を算出することにより、合成画像の生成に伴って損失したダイナミックレンジを求めることができる。ダイナミックレンジとは、表示可能な階調範囲であり、表示能力を指す。なお、合成画像の階調幅は、元画像(第1画像)の階調幅、比率、フィルタ画像(第2画像)の階調幅などにより求めることができる。   In the seventh invention, the composite image is generated by superimposing the gradation values of the first image (original image) and the second image (filter image) at an arbitrary ratio. For example, the gradation value of an arbitrary pixel of the original image is A, the gradation value of the corresponding pixel of the filter image is B, the gradation value of the corresponding pixel of the composite image is C, and the ratio (also referred to as transmittance) is α. Then, the gradation value of the composite image can be obtained by C = (1−α) × A + α × B. The calculation means calculates the gradation width of the composite image. The gradation width means a gradation range, which is a range from the maximum gradation to the minimum gradation. Note that the gradation width is not necessarily limited to the gradation width in the range of 0 to 255 when the full scale of the image is 0 to 255 gradation, for example. The range up to the key (may be narrower than full scale). By calculating the gradation width of the composite image, the dynamic range lost with the generation of the composite image can be obtained. The dynamic range is a displayable gradation range and indicates display capability. Note that the gradation width of the composite image can be obtained from the gradation width and ratio of the original image (first image), the gradation width of the filter image (second image), and the like.

条件変更手段は、算出した階調幅に基づいて、合成画像の階調値を所定の条件で変換する階調変換手段の当該所定の条件を変更する。所定の条件とは、階調変換手段への入力階調値と、階調変換手段からの出力階調値との対応付け条件をいい、変更とは、対応付けられた出力階調値を変更することをいう。階調変換手段は、合成画像の階調値を変換して出力画像を生成する。階調変換は階調補正と称することもできる。そして、条件変更手段は、合成画像の階調幅、すなわち合成画像の生成に伴って損失したダイナミックレンジに基づいて、階調変換手段で合成画像の階調値を変換する際に損失したダイナミックレンジを補うように所定の条件を変更する(変換処理を制御する)。合成画像でのダイナミックレンジの損失を補うべく所定の条件を変更することにより、フィルタ画像の「しわ」又は「ムラ」の模様をモニタの元画像に重ねることで、モニタの見栄えを紙に近づけることが可能となる。また、グラフィックボードLUT制御機能を用いて、アルファブレンディング手法で合成された画像のダイナミックレンジ損失分を補正することができ、モニタに表示される合成画像が元画像より明るくなること、あるいは暗くなることを防止することができ、元画像のダイナミックレンジを忠実に再現することができる。   The condition changing means changes the predetermined condition of the gradation converting means for converting the gradation value of the composite image under a predetermined condition based on the calculated gradation width. The predetermined condition is a condition for associating the input gradation value to the gradation converting means with the output gradation value from the gradation converting means, and changing means changing the associated output gradation value. To do. The tone conversion means converts the tone value of the composite image to generate an output image. The gradation conversion can also be referred to as gradation correction. Then, the condition changing means calculates the dynamic range lost when converting the gradation value of the composite image by the gradation conversion means based on the gradation width of the composite image, that is, the dynamic range lost with the generation of the composite image. The predetermined condition is changed so as to compensate (control the conversion process). By changing predetermined conditions to compensate for the loss of dynamic range in the composite image, the “wrinkle” or “unevenness” pattern of the filter image is superimposed on the original image of the monitor, making the monitor look closer to paper Is possible. In addition, the graphic board LUT control function can be used to correct the dynamic range loss of the image synthesized by the alpha blending method, and the synthesized image displayed on the monitor becomes brighter or darker than the original image. Can be prevented, and the dynamic range of the original image can be faithfully reproduced.

調整手段は、階調変換手段で階調値を変換して得られた出力画像(階調変換後の合成画像)のコントラスト比を調整する。コントラスト比は、最大階調時の輝度:最小階調時の輝度であり、紙媒体のコントラスト比は、例えば、新聞が6〜7:1、コピー用紙(再生紙)が10〜11:1、コピー用紙(普通の白紙)が30:1、プリンタ写真用紙が50:1程度である。コントラスト比を調整することにより、例えば、フィルタ画像(第2画像)として紙の「しわ」又は「ムラ」を表した紙模様のものを用いた場合に、出力画像を紙媒体に近い状態で表示することが可能となる。   The adjusting means adjusts the contrast ratio of the output image (composited image after gradation conversion) obtained by converting the gradation value by the gradation converting means. The contrast ratio is the luminance at the maximum gradation: the luminance at the minimum gradation. The contrast ratio of the paper medium is, for example, 6-7: 1 for newspapers, 10-11: 1 for copy paper (recycled paper), Copy paper (ordinary white paper) is about 30: 1 and printer photo paper is about 50: 1. By adjusting the contrast ratio, for example, when a paper pattern representing paper “wrinkles” or “unevenness” is used as the filter image (second image), the output image is displayed close to the paper medium. It becomes possible to do.

本発明によれば、フィルタ画像の「しわ」又は「ムラ」の模様をモニタの元画像に重ねることで、モニタの見栄えを紙に近づけることが可能となる。また、グラフィックボードLUT制御機能を用いて、アルファブレンディング手法で合成された画像のダイナミックレンジ損失分を補正することができ、モニタに表示される合成画像が元画像より明るくなること、あるいは暗くなることを防止することができ、元画像のダイナミックレンジを忠実に再現することができる。さらに、コントラスト比を調整することにより、出力画像を紙媒体に近い状態で表示することができる。   According to the present invention, the “wrinkle” or “unevenness” pattern of the filter image is superimposed on the original image of the monitor, so that the appearance of the monitor can be brought close to paper. In addition, the graphic board LUT control function can be used to correct the dynamic range loss of the image synthesized by the alpha blending method, and the synthesized image displayed on the monitor becomes brighter or darker than the original image. Can be prevented, and the dynamic range of the original image can be faithfully reproduced. Furthermore, by adjusting the contrast ratio, the output image can be displayed in a state close to a paper medium.

実施の形態1の画像生成システムの構成の一例を示すブロック図である。1 is a block diagram illustrating an example of a configuration of an image generation system according to a first embodiment. アルファブレンディング技術の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of an alpha blending technique. 入力画像の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of an input image. フィルタ画像の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of a filter image. 合成画像の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of a synthesized image. 実施の形態1の画像生成装置による階調変換処理の制御の第1例を示す説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating a first example of control of gradation conversion processing by the image generation device according to the first embodiment. 出力画像の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of an output image. 実施の形態1の画像生成装置による階調変換処理の制御の第2例を示す説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram illustrating a second example of gradation conversion processing control by the image generation apparatus according to the first embodiment. 図8の制御方法の場合の出力画像の例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the example of the output image in the case of the control method of FIG. 実施の形態1の画像生成装置による階調変換処理の制御の第3例を示す説明図である。FIG. 11 is an explanatory diagram illustrating a third example of control of gradation conversion processing by the image generation device according to the first embodiment. 実施の形態1の画像生成装置による階調変換処理の制御の第4例を示す説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram illustrating a fourth example of control of gradation conversion processing by the image generation device according to the first embodiment. 実施の形態1の画像生成装置による階調変換処理の制御の第5例を示す説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram illustrating a fifth example of gradation conversion processing control by the image generation apparatus according to the first embodiment. 実施の形態1の画像生成装置による階調変換処理の制御の第6例を示す説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram illustrating a sixth example of control of gradation conversion processing by the image generation device according to the first embodiment. 本実施の形態の画像表示装置の階調輝度テーブルの一例を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows an example of the gradation brightness | luminance table of the image display apparatus of this Embodiment. 本実施の形態の画像生成装置によるLUT制御処理の手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure of the LUT control process by the image generation apparatus of this Embodiment. 実施の形態2の画像表示装置の構成の一例を示すブロック図である。FIG. 6 is a block diagram illustrating an example of a configuration of an image display device according to a second embodiment. 実施の形態3の画像生成装置の構成の一例を示すブロック図である。10 is a block diagram illustrating an example of a configuration of an image generation device according to Embodiment 3. FIG.

実施の形態1
以下、本発明に係る画像生成装置、画像生成システム、画像表示装置、コンピュータプログラム及び画像生成方法を実施の形態を示す図面に基づいて説明する。図1は実施の形態1の画像生成システム100の構成の一例を示すブロック図である。画像生成システム100は、画像生成装置10、画像表示装置20などを備える。画像生成装置10は、例えば、パーソナルコンピュータPCなどで実現することができる。
Embodiment 1
Hereinafter, an image generation apparatus, an image generation system, an image display apparatus, a computer program, and an image generation method according to the present invention will be described with reference to the drawings illustrating embodiments. FIG. 1 is a block diagram illustrating an example of a configuration of an image generation system 100 according to the first embodiment. The image generation system 100 includes an image generation device 10, an image display device 20, and the like. The image generation device 10 can be realized by, for example, a personal computer PC.

画像生成装置10は、第1画像としての元画像(以下、入力画像とも称する)及び第2画像としてのフィルタ画像121を記憶する記憶部12、画像生成装置10を制御する制御部13、入力画像とフィルタ画像とを合成する合成画像生成手段としての合成画像生成部14、階調変換手段(以下、階調補正手段とも称する)としてのLUT(ルックアップテーブル)変換部15、ユーザが比率(透過率とも称する)の値を設定する操作部16などを備える。   The image generation device 10 includes a storage unit 12 that stores an original image (hereinafter also referred to as an input image) as a first image and a filter image 121 as a second image, a control unit 13 that controls the image generation device 10, and an input image. A combined image generating unit 14 as a combined image generating unit for combining the filter image and the filter image, an LUT (look-up table) converting unit 15 as a gradation converting unit (hereinafter also referred to as a gradation correcting unit), and a user ratio (transmission) And an operation unit 16 for setting a value of the ratio.

制御部13は、階調変換手段(LUT変換部15)の所定の条件を変更する条件変更手段としての機能を有する。所定の条件とは、LUT変換部15への入力階調値と、LUT変換部15からの出力階調値との対応付け条件をいい、変更とは、対応付けられた出力階調値を変更することをいう。また、制御部13は、階調値幅を算出する算出手段としての階調範囲算出部131、割合算出手段としてのゲイン算出部132、オフセット算出手段としてのオフセット算出部133などを備える。なお、階調範囲算出部131、ゲイン算出部132及びオフセット算出部133を制御部13から分離させた構成とすることもできる。   The control unit 13 has a function as a condition changing unit that changes a predetermined condition of the gradation converting unit (LUT converting unit 15). The predetermined condition is a condition for associating the input tone value to the LUT converter 15 and the output tone value from the LUT converter 15, and changing means changing the associated output tone value To do. In addition, the control unit 13 includes a gradation range calculation unit 131 as a calculation unit that calculates a gradation value width, a gain calculation unit 132 as a ratio calculation unit, an offset calculation unit 133 as an offset calculation unit, and the like. The gradation range calculation unit 131, the gain calculation unit 132, and the offset calculation unit 133 may be separated from the control unit 13.

記憶部12は、予め複数のフィルタ画像121を記憶している。フィルタ画像121は、例えば、紙媒体を表現した画像であり、紙の「しわ」又は「ムラ」などを表現した紙模様の画像である。ユーザが、操作部16を操作することにより、記憶されたフィルタ画像121のサンプル画像(サムネイル画像)を画面上に表示させ、好みのフィルタ画像を選択することができる。これにより、ユーザは、画像表示装置20で表示させる入力画像にフィルタ画像を合成させることができ、モニタ上で紙媒体上の印刷物のような見え方を再現することができる。   The storage unit 12 stores a plurality of filter images 121 in advance. The filter image 121 is, for example, an image expressing a paper medium, and is a paper pattern image expressing “wrinkle” or “unevenness” of paper. By operating the operation unit 16, the user can display the stored sample image (thumbnail image) of the filter image 121 on the screen and select a desired filter image. Thereby, the user can synthesize the filter image with the input image displayed on the image display device 20, and can reproduce the appearance of the printed matter on the paper medium on the monitor.

また、ユーザが、操作部16を操作することにより、比率αを0から1までの範囲の任意の値に設定することができる。比率(透過率)α=0の場合は、元画像が完全な不透明となり、α=1の場合は、元画像が完全な透明となる。すなわち、不透明な元画像にフィルタ画像を重ねて透明に近づけることで、例えば、紙のような背景画像に元画像を重ねて紙にインクを重ねたときの質感を再現することができる。   Further, the user can set the ratio α to an arbitrary value in the range from 0 to 1 by operating the operation unit 16. When the ratio (transmittance) α = 0, the original image is completely opaque, and when α = 1, the original image is completely transparent. That is, by superimposing the filter image on the opaque original image and making it close to transparency, it is possible to reproduce the texture when the original image is superimposed on the background image such as paper and ink is superimposed on the paper.

合成画像生成部14は、いわゆるアルファブレンディング技術を用いて入力画像とフィルタ画像121とを重畳させて合成画像を生成し、制御部13の制御の下、生成した合成画像をLUT変換部15へ出力する。   The composite image generation unit 14 generates a composite image by superimposing the input image and the filter image 121 using a so-called alpha blending technique, and outputs the generated composite image to the LUT conversion unit 15 under the control of the control unit 13. To do.

図2はアルファブレンディング技術の一例を示す説明図である。入力画像(元画像、第1画像)をA、フィルタ画像(第2画像)をB、合成画像をCとする。また、ユーザが設定した比率をαとすると、合成画像は、C=(1−α)×A+α×Bで求めることができる。符号A、B、Cはそれぞれの画像の同一座標上の(対応する)各画素の階調値を意味する。   FIG. 2 is an explanatory diagram showing an example of alpha blending technology. The input image (original image, first image) is A, the filter image (second image) is B, and the composite image is C. If the ratio set by the user is α, the composite image can be obtained by C = (1−α) × A + α × B. Reference signs A, B, and C mean the gradation values of the respective pixels on (corresponding to) the same coordinates of the respective images.

例えば、図2に示すように、入力画像Aの階調値を0、フィルタ画像Bの階調値を128、比率αを0.5とすると、合成画像の階調値は、0×(1−0.5)+128×0.5=64となる。また、入力画像Aの階調値を255、フィルタ画像Bの階調値を128、比率αを0.5とすると、合成画像の階調値は、255×(1−0.5)+128×0.5=192となる。   For example, as shown in FIG. 2, when the gradation value of the input image A is 0, the gradation value of the filter image B is 128, and the ratio α is 0.5, the gradation value of the composite image is 0 × (1 −0.5) + 128 × 0.5 = 64. Further, if the gradation value of the input image A is 255, the gradation value of the filter image B is 128, and the ratio α is 0.5, the gradation value of the composite image is 255 × (1−0.5) + 128 ×. 0.5 = 192.

図2は入力画像の各画素の階調値がフィルタ画像と合成されることにより、どのように変化するかを示している。例えば、入力画像Aの階調値0は、合成画像では階調値64となり階調浮き(明るくなる)が生じている。一方で、入力画像Aの階調値255は、合成画像では階調値192となり階調沈み(暗くなる)が生じている。   FIG. 2 shows how the gradation value of each pixel of the input image changes when it is combined with the filter image. For example, the gradation value 0 of the input image A becomes a gradation value 64 in the composite image, and gradation floating (lightening) occurs. On the other hand, the gradation value 255 of the input image A becomes a gradation value 192 in the composite image, and gradation depression (darkening) occurs.

次に、入力画像とフィルタ画像との画像合成について、詳細に説明する。図3は入力画像の一例を示す説明図であり、図4はフィルタ画像の一例を示す説明図であり、図5は合成画像の一例を示す説明図である。以下の説明では、簡略化のため、6×6画素のブロックについて説明する。ブロック内の数値は階調値である。図3Aに示すように、入力画像の階調値を、0、48、96、144、192、255とする。すなわち入力画像の最小階調値は0であり、最大階調値は255であるので、階調幅(階調範囲)は、0〜255となる。なお、入力画像の各画素の階調値は0〜255の任意の値をとることができるが、簡便のため、図3Aの例では、0、48、96、144、192、255の値を例示している。   Next, image composition of the input image and the filter image will be described in detail. FIG. 3 is an explanatory diagram showing an example of an input image, FIG. 4 is an explanatory diagram showing an example of a filter image, and FIG. 5 is an explanatory diagram showing an example of a composite image. In the following description, for simplification, a 6 × 6 pixel block will be described. The numerical value in the block is a gradation value. As shown in FIG. 3A, the gradation values of the input image are 0, 48, 96, 144, 192, 255. That is, since the minimum gradation value of the input image is 0 and the maximum gradation value is 255, the gradation width (gradation range) is 0 to 255. Note that the gradation value of each pixel of the input image can take any value from 0 to 255, but for the sake of simplicity, in the example of FIG. 3A, the values of 0, 48, 96, 144, 192, and 255 are set. Illustrated.

図3Bは、LUTがオフセットF=0、ゲインG=1のリニアな特性とした場合、横軸は入力画像の階調範囲(LUT通過前の階調範囲)を示し、縦軸は入力画像の階調を忠実に出力した出力画像の階調範囲(LUT通過後の階調範囲)を示す。すなわち、階調範囲が0〜255の入力画像は、そのまま階調範囲が0〜255の出力画像となる。   In FIG. 3B, when the LUT has a linear characteristic with an offset F = 0 and a gain G = 1, the horizontal axis indicates the gradation range of the input image (the gradation range before passing through the LUT), and the vertical axis indicates the input image. The gradation range (gradation range after passing through the LUT) of the output image that faithfully outputs the gradation is shown. That is, an input image with a gradation range of 0 to 255 becomes an output image with a gradation range of 0 to 255 as it is.

図4Aに示すように、フィルタ画像の階調値を、一例として、144、192、240とする。すなわちフィルタ画像の最小階調値は144であり、最大階調値は240であるので、階調幅(階調範囲)は、144〜240となる。図4Aに示すように、紙模様を表すようなフィルタ画像のダイナミックレンジは、入力画像の階調範囲(0〜255)よりも極端に狭い(小さい)ことがわかる。   As shown in FIG. 4A, the gradation values of the filter image are 144, 192, and 240 as an example. That is, since the minimum gradation value of the filter image is 144 and the maximum gradation value is 240, the gradation width (gradation range) is 144 to 240. As shown in FIG. 4A, it can be seen that the dynamic range of the filter image representing the paper pattern is extremely narrow (smaller) than the gradation range (0 to 255) of the input image.

図4Bは、LUTがオフセットF=0、ゲインG=1のリニアな特性とした場合、横軸はフィルタ画像の階調範囲(LUT通過前の階調範囲)を示し、縦軸はフィルタ画像の階調を忠実に出力した出力画像の階調範囲(LUT通過後の階調範囲)を示す。すなわち、階調範囲が144〜240のフィルタ画像は、そのまま階調範囲が144〜240の出力画像となる。   In FIG. 4B, when the LUT has a linear characteristic with an offset F = 0 and a gain G = 1, the horizontal axis indicates the gradation range of the filter image (the gradation range before passing through the LUT), and the vertical axis indicates the filter image. The gradation range (gradation range after passing through the LUT) of the output image that faithfully outputs the gradation is shown. That is, the filter image with the gradation range of 144 to 240 becomes the output image with the gradation range of 144 to 240 as it is.

図5Aに示す合成画像は、図3Aの入力画像と図4Aのフィルタ画像とを比率α=0.2で合成したものである。すなわち、入力画像をA、フィルタ画像をB、合成画像をCとすると、C=(1−0.2)×A+0.2×Bである。A、Bには、それぞれ入力画像の任意の画素の階調値、フィルタ画像の対応する画素の階調値を当てはめることにより、合成画像の対応する画素の階調値を求めることができる。   The composite image shown in FIG. 5A is obtained by combining the input image of FIG. 3A and the filter image of FIG. 4A at a ratio α = 0.2. That is, assuming that the input image is A, the filter image is B, and the combined image is C, C = (1−0.2) × A + 0.2 × B. By applying the gradation value of an arbitrary pixel of the input image and the gradation value of the corresponding pixel of the filter image to A and B, respectively, the gradation value of the corresponding pixel of the composite image can be obtained.

上述のように、比率α=0.2とすると、図5Aに示すように、合成画像の各画素の階調値は、29、38、48、…252であり、合成画像の階調範囲は、29〜252となる。この場合、入力画像の階調範囲が0〜255であるから、合成画像の階調範囲は、入力画像の階調範囲が正しく出力されずに狭まったので、ダイナミックレンジが損失したことになる。   As described above, if the ratio α = 0.2, as shown in FIG. 5A, the gradation value of each pixel of the composite image is 29, 38, 48,... 252 and the gradation range of the composite image is 29-252. In this case, since the gradation range of the input image is 0 to 255, the gradation range of the composite image is narrowed because the gradation range of the input image is not output correctly, and thus the dynamic range is lost.

図5Bは、LUTがオフセットF=0、ゲインG=1のリニアな特性とした場合に、横軸はLUT通過前の合成画像の階調範囲を示し、縦軸はLUT通過後の出力画像の階調範囲を示し、ダイナミックレンジを損失した合成画像をそのまま出力しているので、合成画像のダイナミックレンジは損失していないが、元画像である入力画像のダイナミックレンジは損失したままとなる。すなわち、LUTの変換条件を変更しない限り、0〜255フルスケールの入力画像(元画像)を入力しても、合成画像の階調範囲が29〜252である限り、LUT通過後の出力画像の階調範囲も29〜252となる。   In FIG. 5B, when the LUT has a linear characteristic with an offset F = 0 and a gain G = 1, the horizontal axis indicates the gradation range of the composite image before passing through the LUT, and the vertical axis indicates the output image after passing through the LUT. Since the composite image that indicates the gradation range and loses the dynamic range is output as it is, the dynamic range of the composite image is not lost, but the dynamic range of the input image that is the original image remains lost. That is, as long as the LUT conversion condition is not changed, even if an input image (original image) of 0 to 255 full scale is input, as long as the gradation range of the composite image is 29 to 252, the output image after passing through the LUT The gradation range is 29-252.

このため、合成画像をそのままLUT変換部15を介して出力したのでは、入力画像(元の画像)と比較して、階調浮き、あるいは階調沈みの問題が生じ、コントラストの浅い画像となってしまう。本実施の形態では、制御部13がLUT変換部15の所定の条件を変更する(階調変換処理を制御する)ことにより、上述の問題を解決して、入力画像とフィルタ画像を合成する場合でも入力画像のダイナミックレンジを再現することができる。以下、この点について説明する。   For this reason, if the composite image is output as it is through the LUT conversion unit 15, the problem of gradation floating or gradation sinking occurs as compared with the input image (original image), and the image has a low contrast. End up. In the present embodiment, the control unit 13 changes the predetermined condition of the LUT conversion unit 15 (controls the gradation conversion process), thereby solving the above-described problem and synthesizing the input image and the filter image. But it can reproduce the dynamic range of the input image. Hereinafter, this point will be described.

まず、階調範囲算出部131は、合成画像の階調幅(例えば、最大階調と最小階調との差、いわゆるダイナミックレンジ)を算出する。   First, the gradation range calculation unit 131 calculates the gradation width of the composite image (for example, the difference between the maximum gradation and the minimum gradation, so-called dynamic range).

より具体的には、階調範囲算出部131は、比率α及びフィルタ画像の階調幅に基づいて合成画像の階調幅を算出する。例えば、入力画像の階調幅が0〜255、フィルタ画像の階調幅が144〜240、比率α=0.2とすると、合成画像の階調幅は29〜252となる。合成画像の最小階調29は、0×(1−0.2)+144×0.2で求めることができ、合成画像の最大階調252は、255×(1−0.2)+240×0.2で求めることができる。なお、入力像の階調幅が上述と異なる場合、フィルタ画像の階調幅が上述と異なる場合、あるいは比率が異なる場合についても同様に求めることができる。   More specifically, the gradation range calculation unit 131 calculates the gradation width of the composite image based on the ratio α and the gradation width of the filter image. For example, if the gradation width of the input image is 0 to 255, the gradation width of the filter image is 144 to 240, and the ratio α = 0.2, the gradation width of the composite image is 29 to 252. The minimum gradation 29 of the composite image can be obtained by 0 × (1−0.2) + 144 × 0.2, and the maximum gradation 252 of the composite image is 255 × (1−0.2) + 240 × 0. .2 can be obtained. In addition, when the gradation width of the input image is different from the above, when the gradation width of the filter image is different from the above, or when the ratio is different, the same can be obtained.

階調範囲算出部131で合成画像の階調幅を算出することにより、合成画像の生成に伴って損失したダイナミックレンジを求めることができる。   By calculating the gradation width of the composite image by the gradation range calculation unit 131, the dynamic range lost with the generation of the composite image can be obtained.

制御部13は、階調範囲算出部131で算出した合成画像の階調幅に基づいてLUT変換部15の所定の条件を変更することにより階調変換処理(階調補正処理)を制御する。なお、所定の条件とは、LUT変換部15への入力階調値と、LUT変換部15からの出力階調値との対応付け条件をいい、変更とは、対応付けられた出力階調値を変更することをいう。   The control unit 13 controls gradation conversion processing (gradation correction processing) by changing predetermined conditions of the LUT conversion unit 15 based on the gradation width of the composite image calculated by the gradation range calculation unit 131. The predetermined condition refers to a condition for associating the input tone value to the LUT converter 15 and the output tone value from the LUT converter 15, and the change is the associated output tone value. Is to change.

LUT変換部15は、入力階調値に対応付けて出力階調値を保持しており、合成画像の階調値を入力階調値とし、当該入力階調値に対応する出力階調値で合成画像の階調値を変換(補正)することにより、階調変換後の合成画像(すなわち、出力画像)を生成することができる。   The LUT conversion unit 15 holds an output tone value in association with an input tone value, uses the tone value of the composite image as an input tone value, and outputs an output tone value corresponding to the input tone value. By converting (correcting) the gradation value of the composite image, a composite image after gradation conversion (that is, an output image) can be generated.

制御部13は、合成画像の階調幅(階調範囲)に基づいて、合成画像を生成した際に損失したダイナミックレンジを補うようにLUT変換部15での階調変換処理(階調補正処理)を制御する。合成画像でのダイナミックレンジの損失を補うべく階調変換処理を制御することにより、入力画像とフィルタ画像とを合成する場合でも入力画像のダイナミックレンジを再現することができる。   The control unit 13 performs tone conversion processing (tone correction processing) in the LUT conversion unit 15 so as to compensate for the dynamic range lost when the composite image is generated based on the tone width (tone range) of the composite image. To control. By controlling the gradation conversion process to compensate for the loss of the dynamic range in the composite image, the dynamic range of the input image can be reproduced even when the input image and the filter image are combined.

また、制御部13は、合成画像の階調幅が入力画像の階調幅になるよう合成画像の階調幅を伸長又は圧縮すべくLUT変換部15の所定の条件を変更する。例えば、入力画像の階調幅が0〜255である場合に、合成画像の階調幅が29〜252であるときには、LUT変換部15の所定の条件を変更することにより、合成画像の階調幅を伸長して得られた出力画像(変換後の合成画像)の階調幅が0〜255となるようにする。なお、入力画像(元画像)の階調幅に対してフィルタ画像の階調幅が広い(大きい)場合には、合成画像の階調幅を圧縮すればよい。これにより、入力画像(元画像)のダイナミックレンジを再現することができる。   In addition, the control unit 13 changes a predetermined condition of the LUT conversion unit 15 so as to expand or compress the gradation width of the composite image so that the gradation width of the composite image becomes the gradation width of the input image. For example, when the tone width of the input image is 0 to 255 and the tone width of the composite image is 29 to 252, the tone width of the composite image is expanded by changing a predetermined condition of the LUT conversion unit 15. The gradation width of the output image (converted composite image) obtained in this way is set to be 0-255. If the gradation width of the filter image is wider (larger) than the gradation width of the input image (original image), the gradation width of the composite image may be compressed. Thereby, the dynamic range of the input image (original image) can be reproduced.

図6は実施の形態1の画像生成装置10による階調変換処理の制御の第1例を示す説明図である。所定の条件の変更、すなわち階調変換処理(階調補正処理)の制御は、ゲイン算出、オフセット算出等より実現することができる。   FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating a first example of gradation conversion processing control by the image generation apparatus 10 according to the first embodiment. The change of the predetermined condition, that is, the control of the gradation conversion process (gradation correction process) can be realized by gain calculation, offset calculation, or the like.

ゲイン算出部132は、LUT変換部15の入力階調の変化に対する出力階調の変化、すなわち階調特性のゲインを算出し、制御部13は、ゲイン算出部132で算出したゲインとなるようにLUT変換部15の出力値を書き換える。   The gain calculation unit 132 calculates a change in output tone with respect to a change in input tone of the LUT conversion unit 15, that is, a gain of tone characteristics, and the control unit 13 has the gain calculated by the gain calculation unit 132. The output value of the LUT converter 15 is rewritten.

より具体的には、ゲイン算出部132は、合成画像の階調幅(最大階調−最小階調)に対する入力画像の階調幅(最大階調−最小階調)の割合をゲインGとして算出する。例えば、入力画像の最大階調値が255であり最小階調値が0であるとし、合成画像の最大階調値が252であり最小階調値が29であるとした場合、ゲインGは、G=(255−0)/(252−29)=1.14350となる。   More specifically, the gain calculation unit 132 calculates the ratio of the gradation width (maximum gradation−minimum gradation) of the input image to the gradation width (maximum gradation−minimum gradation) of the composite image as the gain G. For example, when the maximum gradation value of the input image is 255 and the minimum gradation value is 0, and the maximum gradation value of the composite image is 252 and the minimum gradation value is 29, the gain G is G = (255-0) / (252-29) = 1.14350.

制御部13は、LUT変換部15の入力階調の階調幅に対する出力階調の階調幅のゲイン(割合)を、算出したゲインGに変えることによりLUT変換部15の所定の条件を変更して階調変換処理を制御する。LUT変換部15のゲインとは、入力階調に対する出力階調のゲイン特性であるから、制御部13は、階調変換のゲイン特性を、算出したゲインGにすることにより、LUT変換部15の階調変換処理を制御することになる。これにより、ダイナミックレンジの損失分を補うべく階調幅を伸長(変更)する場合でも、合成画像を階調変換する際の入力階調の変化に対する出力階調の変化を、ゲインG(割合)で定めることができ、出力画像(階調変換後の合成画像)の明暗度合を元画像の明暗度合と同等にすることができる。   The control unit 13 changes a predetermined condition of the LUT conversion unit 15 by changing the gain (ratio) of the gradation width of the output gradation with respect to the gradation width of the input gradation of the LUT conversion unit 15 to the calculated gain G. Controls gradation conversion processing. Since the gain of the LUT conversion unit 15 is the gain characteristic of the output gradation with respect to the input gradation, the control unit 13 changes the gain characteristic of the gradation conversion to the calculated gain G, thereby The gradation conversion process is controlled. As a result, even when the gradation width is expanded (changed) to compensate for the loss of the dynamic range, the change in the output gradation with respect to the change in the input gradation when the composite image is subjected to gradation conversion is expressed by the gain G (ratio). The brightness level of the output image (the synthesized image after gradation conversion) can be made equal to the brightness level of the original image.

オフセット算出部133は、合成画像の最小階調値をオフセットFとして算出する。例えば、合成画像の最小階調値が29であれば、オフセットFは、F=29となる。   The offset calculation unit 133 calculates the minimum gradation value of the composite image as the offset F. For example, if the minimum gradation value of the composite image is 29, the offset F is F = 29.

制御部13は、ゲイン算出部132で算出したゲインG及びオフセット算出部133で算出したオフセットFに基づいて、LUT変換部15の出力階調を、出力階調=(入力階調−F)×Gとすることにより、所定の条件を変更してLUT変換部15の階調変換処理を制御する。なお、LUT変換部15の階調補正処理を制御するとは、例えば、制御部13がLUT変換部15へ制御命令を出力し、LUT変換部15が出力値を書き換えることである。なお、オフセットFは、正負あるいは0のいずれの値も取り得る。   Based on the gain G calculated by the gain calculation unit 132 and the offset F calculated by the offset calculation unit 133, the control unit 13 determines the output gradation of the LUT conversion unit 15 as output gradation = (input gradation−F) × By setting G, a predetermined condition is changed to control the gradation conversion processing of the LUT conversion unit 15. Controlling the tone correction processing of the LUT conversion unit 15 means that, for example, the control unit 13 outputs a control command to the LUT conversion unit 15 and the LUT conversion unit 15 rewrites the output value. Note that the offset F can be either positive or negative or zero.

また、LUT変換部15の出力値が0より小さい場合には0にし、255より大きい場合には255にすればよい。   Further, it may be 0 when the output value of the LUT converter 15 is smaller than 0, and 255 when it is larger than 255.

ゲインGとオフセットFとを組み合わせることにより、LUT変換部15を図6に示すように操作すれば、合成画像の階調幅は29〜252のままであるが、LUT変換部15通過後の出力画像の階調幅は0〜255となり、フルスケールのダイナミックレンジを実現することができる。すなわち、LUT変換部15より出力される出力画像のダイナミックレンジは、元の入力画像のダイナミックレンジと同等になることがわかる。   When the LUT conversion unit 15 is operated as shown in FIG. 6 by combining the gain G and the offset F, the gradation width of the composite image remains 29 to 252 but the output image after passing through the LUT conversion unit 15 The gradation range of 0 to 255 is a full-scale dynamic range. That is, it can be seen that the dynamic range of the output image output from the LUT converter 15 is equivalent to the dynamic range of the original input image.

図7は出力画像の一例を示す説明図である。LUT変換部15を図6に示すように操作すれば、図7に示すように、出力画像のダイナミックレンジ(階調幅)は、0〜255となっている。図5の合成画像と比較すると、合成画像の最小階調値29が0へ伸長され、合成画像の最大階調値252が255へ伸長されている。   FIG. 7 is an explanatory diagram showing an example of an output image. When the LUT converter 15 is operated as shown in FIG. 6, the dynamic range (gradation width) of the output image is 0 to 255 as shown in FIG. Compared with the composite image of FIG. 5, the minimum gradation value 29 of the composite image is expanded to 0, and the maximum gradation value 252 of the composite image is expanded to 255.

図8は実施の形態1の画像生成装置10による階調変換処理の制御の第2例を示す説明図である。図6の例との違いは、ゲインは変更せず(ゲイン固定)、損失したダイナミックレンジの範囲の出力値を0又は255にする。これにより、損失分に相当する階調値を黒又は白にして出力することで、LUT変換部15より出力される出力画像のダイナミックレンジは、元の入力画像のダイナミックレンジと同等になることがわかる。   FIG. 8 is an explanatory diagram illustrating a second example of control of gradation conversion processing by the image generation apparatus 10 according to the first embodiment. The difference from the example of FIG. 6 is that the gain is not changed (the gain is fixed), and the output value of the lost dynamic range is set to 0 or 255. Thus, by outputting the gradation value corresponding to the loss as black or white, the dynamic range of the output image output from the LUT conversion unit 15 may be equivalent to the dynamic range of the original input image. Recognize.

図9は図8の制御方法の場合の出力画像の例を示す説明図である。図9の場合も図7の場合と同様に、出力画像のダイナミックレンジ(階調幅)は、0〜255となっている。なお、図8、図9の例では、合成画像の最小階調及び最大階調の近傍で輝度ステップが大きく変化するので、実用上は以下に説明する図10の例の方が、画質がより自然に見えるので好ましい。   FIG. 9 is an explanatory diagram showing an example of an output image in the case of the control method of FIG. In the case of FIG. 9 as well, as in the case of FIG. 7, the dynamic range (gradation width) of the output image is 0 to 255. In the examples of FIGS. 8 and 9, the luminance step changes greatly in the vicinity of the minimum gradation and the maximum gradation of the composite image. Therefore, the image quality of the example of FIG. This is preferable because it looks natural.

図10は実施の形態1の画像生成装置10による階調変換処理の制御の第3例を示す説明図である。図6の例との違いは、所望の階調範囲だけゲインを固定とし、入力画像(元画像)の階調特性をそのまま維持するとともに、所望の階調範囲を除く階調範囲では、図6に示す制御と同様の階調幅の伸長を行う。   FIG. 10 is an explanatory diagram illustrating a third example of control of gradation conversion processing by the image generation apparatus 10 according to the first embodiment. The difference from the example of FIG. 6 is that the gain is fixed only in a desired gradation range, the gradation characteristic of the input image (original image) is maintained as it is, and in the gradation range excluding the desired gradation range, FIG. The same gradation width expansion as in the control shown in FIG.

入力画像に含まれる階調値のうち、特に重視すべき階調範囲が存在する場合(例えば、各階調間の輝度ステップも入力画像に合せる必要があるような場合)には、当該重視すべく階調範囲のゲインを変更せずに固定とし、当該階調範囲外の階調範囲で階調幅の伸長を行うことで、出力画像のダイナミックレンジを入力画像のダイナミックレンジと同等にしつつ入力画像の重視すべき階調範囲を維持することができる。   Among the gradation values included in the input image, when there is a gradation range that should be particularly emphasized (for example, when it is necessary to match the luminance step between each gradation to the input image), the importance should be emphasized. The gain of the tone range is fixed without changing, and the tone width is expanded in the tone range outside the tone range, so that the dynamic range of the output image becomes the same as the dynamic range of the input image. The gradation range that should be emphasized can be maintained.

図10の場合には、制御部13は、入力画像の所要の階調範囲(特に重視すべき階調範囲)を除いた他の階調範囲において、LUT変換部15の入力階調の階調幅に対する出力階調の階調幅の割合を、ゲイン算出部132で算出したゲインGにして補正処理を制御することになる。   In the case of FIG. 10, the control unit 13 determines the gradation width of the input gradation of the LUT conversion unit 15 in other gradation ranges excluding the required gradation range (particularly, the gradation range to be emphasized) of the input image. The correction processing is controlled by setting the ratio of the gradation width of the output gradation to the gain G calculated by the gain calculation unit 132.

また、図10の場合のオフセットFは、図6の場合と同様にして求めることができる。   Further, the offset F in the case of FIG. 10 can be obtained in the same manner as in the case of FIG.

図11は実施の形態1の画像生成装置10による階調変換処理の制御の第4例を示す説明図である。図6の例との違いは、図6のようなリニアな伸長ではなく非リニアな伸長を行う点である。この場合には、入力階調の変化に対する出力階調の変化が、図11に示すような非リニアの関係となるようにLUT変換部15の出力値を書き換えることになる。   FIG. 11 is an explanatory diagram illustrating a fourth example of gradation conversion control performed by the image generation apparatus 10 according to the first embodiment. The difference from the example in FIG. 6 is that non-linear expansion is performed instead of linear expansion as in FIG. In this case, the output value of the LUT converter 15 is rewritten so that the change in the output gradation with respect to the change in the input gradation has a non-linear relationship as shown in FIG.

すなわち、制御部13は、LUT変換部15の入力階調の変化に対する出力階調の変化が非線形(非リニア)となるように階調変換処理を制御する。また、オフセットとしては、図8と同様に、合成画像により損失したダイナミックレンジの範囲の出力値を0又は255にする。   That is, the control unit 13 controls the gradation conversion process so that the change in the output gradation with respect to the change in the input gradation of the LUT conversion unit 15 becomes nonlinear (non-linear). As the offset, the output value in the range of the dynamic range lost due to the composite image is set to 0 or 255, as in FIG.

図12は実施の形態1の画像生成装置10による階調変換処理の制御の第5例を示す説明図である。図6の例との違いは、図6の場合のようにして算出したゲインGに対して、当該ゲインGとは異なるゲインG′を用いる点である。なお、ゲインGをゲインG′に変更することにより、オフセットFも変更する必要がある。図12の例では、階調値を0又は255にオフセットする入力階調が若干増加している(大きくなっている)。これにより、例えば、入力画像の階調範囲と出力画像の階調範囲を必ずしも合わせる必要がない場合などには、任意の階調範囲(コントラスト比)又は出力特性を得ることができる。なお、図12の例では、ゲインG′はゲインGよりも大きい場合を示すが、これに限定されるものではなく、ゲインG′をゲインGよりも小さくしてもよい。   FIG. 12 is an explanatory diagram illustrating a fifth example of gradation conversion control performed by the image generation apparatus 10 according to the first embodiment. The difference from the example of FIG. 6 is that a gain G ′ different from the gain G is used for the gain G calculated as in the case of FIG. Note that the offset F needs to be changed by changing the gain G to the gain G ′. In the example of FIG. 12, the input gradation for offsetting the gradation value to 0 or 255 is slightly increased (increased). Thereby, for example, when it is not necessary to match the gradation range of the input image and the gradation range of the output image, an arbitrary gradation range (contrast ratio) or output characteristics can be obtained. In the example of FIG. 12, the gain G ′ is larger than the gain G, but the present invention is not limited to this, and the gain G ′ may be smaller than the gain G.

図13は実施の形態1の画像生成装置10による階調変換処理の制御の第6例を示す説明図である。上述の第1例ないし第5例との違いは、入力画像とフィルタ画像とで階調範囲が異なる(階調を表現するビット数が異なる)点である。   FIG. 13 is an explanatory diagram illustrating a sixth example of gradation conversion processing control by the image generation apparatus 10 according to the first embodiment. The difference from the first to fifth examples described above is that the gradation range is different between the input image and the filter image (the number of bits representing the gradation is different).

例えば、入力画像が10ビット深度の画像であり、フィルタ画像が8ビット深度の画像であるとした場合、合成画像及び出力画像はビット深度を正規化して求める。以下では、一例として、10ビット深度の入力画像と8ビット深度のフィルタ画像とを合成して10ビット深度の合成画像を生成し、その後8ビット深度の出力画像を生成する場合について説明する。   For example, when the input image is an image having a 10-bit depth and the filter image is an image having an 8-bit depth, the synthesized image and the output image are obtained by normalizing the bit depth. In the following, as an example, a case where a 10-bit depth input image and an 8-bit depth filter image are combined to generate a 10-bit depth composite image, and then an 8-bit depth output image is generated will be described.

例えば、入力画像の最小階調をA1、最大階調をA2とすると、入力画像の階調範囲は、A1/1024〜A2/1024となる。また、フィルタ画像の最小階調をB1、最大階調をB2とすると、フィルタ画像の階調範囲は、B1/255〜B2/255となる。   For example, if the minimum gradation of the input image is A1 and the maximum gradation is A2, the gradation range of the input image is A1 / 1024 to A2 / 1024. If the minimum gradation of the filter image is B1 and the maximum gradation is B2, the gradation range of the filter image is B1 / 255 to B2 / 255.

そして、比率(透過率)をαとすると、合成画像の階調範囲は、{(1−α)×A1/1024+α×B1/255}から{(1−α)×A2/1024+α×B2/255}までの範囲となる。ダイナミックレンジは正規化されているので、8ビット深度の出力画像に対する最適な階調補正特性は図13に示すようになる。図13において、入力階調S1={(1−α)×A1/1024+α×B1/255}であり、入力階調S2={(1−α)×A2/1024+α×B2/255}である。なお、入力階調S1以下の入力階調に対する出力階調は0であり、入力階調S2以上の入力階調に対する出力階調は255である。入力階調S1、S2の求め方は、ゲインG及びオフセットFによって求めることができるが、上述のように一般化することもできる。   When the ratio (transmittance) is α, the gradation range of the composite image is {(1−α) × A1 / 1024 + α × B1 / 255} to {(1−α) × A2 / 1024 + α × B2 / 255. } Range. Since the dynamic range is normalized, the optimum gradation correction characteristic for an output image having an 8-bit depth is as shown in FIG. In FIG. 13, the input gradation S1 = {(1−α) × A1 / 1024 + α × B1 / 255}, and the input gradation S2 = {(1−α) × A2 / 1024 + α × B2 / 255}. Note that the output gradation for the input gradation below the input gradation S1 is 0, and the output gradation for the input gradation above the input gradation S2 is 255. The method of obtaining the input gradations S1 and S2 can be obtained from the gain G and the offset F, but can be generalized as described above.

次に、最適な階調変換特性(LUT変換部15の出力値)の一般的な算出方法について説明する。入力画像を解像度(H×V)のLビットのRGBデータとし、座標(i、j)の画素におけるRGBの階調値それぞれをaR(i、j)、aG(i、j)、aB(i、j)とする。ここで、1≦i≦H:水平、1≦j≦V:垂直とする。ビット深度で正規化したRGBの階調レベルをそれぞれAR(i、j)、AG(i、j)、AB(i、j)とすると、AR(i、j)、AG(i、j)、AB(i、j)は、それぞれ式(1)ないし式(3)で表すことができる。   Next, a general calculation method of optimum gradation conversion characteristics (output value of the LUT conversion unit 15) will be described. The input image is L-bit RGB data with a resolution (H × V), and the RGB gradation values in the pixel at coordinates (i, j) are aR (i, j), aG (i, j), aB (i , J). Here, 1 ≦ i ≦ H: horizontal, 1 ≦ j ≦ V: vertical. If the RGB gradation levels normalized by the bit depth are AR (i, j), AG (i, j), and AB (i, j), respectively, AR (i, j), AG (i, j), AB (i, j) can be represented by the formulas (1) to (3), respectively.

Figure 0005473981
Figure 0005473981

同様に、フィルタ画像を解像度(H×V)のMビットのRGBデータとし、座標(i、j)の画素におけるRGBの階調値それぞれをbR(i、j)、bG(i、j)、bB(i、j)とする。ここで、1≦i≦H:水平、1≦j≦V:垂直とする。ビット深度で正規化したRGBの階調レベルをそれぞれBR(i、j)、BG(i、j)、BB(i、j)とすると、BR(i、j)、BG(i、j)、BB(i、j)は、それぞれ式(4)ないし式(6)で表すことができる。   Similarly, the filter image is M-bit RGB data with a resolution (H × V), and the RGB gradation values at the pixel at the coordinates (i, j) are bR (i, j), bG (i, j), Let bB (i, j). Here, 1 ≦ i ≦ H: horizontal, 1 ≦ j ≦ V: vertical. Assuming that the gradation levels of RGB normalized by the bit depth are BR (i, j), BG (i, j), and BB (i, j), respectively, BR (i, j), BG (i, j), BB (i, j) can be expressed by the equations (4) to (6), respectively.

入力画像とフィルタ画像とを比率(透過率)αでアルファブレンド処理して同じ解像度(H×V)のNビットのRGBデータとして合成画像を生成するとき、合成画像の座標(i、j)の画素におけるRGBの階調値それぞれをcR(i、j)、cG(i、j)、cB(i、j)とする。ここで、1≦i≦H:水平、1≦j≦V:垂直とする。ビット深度で正規化したRGBの階調レベルをそれぞれCR(i、j)、CG(i、j)、CB(i、j)とすると、CR(i、j)、CG(i、j)、CB(i、j)は、それぞれ式(7)ないし式(9)で表すことができる。   When an input image and a filter image are alpha-blended with a ratio (transmittance) α to generate a composite image as N-bit RGB data with the same resolution (H × V), the coordinates (i, j) of the composite image The RGB gradation values in the pixel are cR (i, j), cG (i, j), and cB (i, j), respectively. Here, 1 ≦ i ≦ H: horizontal, 1 ≦ j ≦ V: vertical. If the gradation levels of RGB normalized by bit depth are CR (i, j), CG (i, j), and CB (i, j), respectively, CR (i, j), CG (i, j), CB (i, j) can be expressed by the following formulas (7) to (9).

Figure 0005473981
Figure 0005473981

また、CR(i、j)、CG(i、j)、CB(i、j)については、式(10)ないし式(12)の関係が成り立つ。   Further, for CR (i, j), CG (i, j), and CB (i, j), the relationships of Expressions (10) to (12) are established.

入力画像A(i、j)は任意の画像であり、想定される階調範囲は、例えば、全範囲0≦A(i、j)≦1である。なお、予め階調範囲が決められている場合には、全範囲ではなく決められた範囲とすることができる。また、フィルタ画像B(i、j)は、ユーザが予め設定(選択)することができる画像であり、階調範囲は固有のX≦B(i、j)≦Yとすることができる。また、比率(透過率)αもユーザが任意に設定することができる値Z(α=Z)である。   The input image A (i, j) is an arbitrary image, and the assumed gradation range is, for example, the entire range 0 ≦ A (i, j) ≦ 1. When the gradation range is determined in advance, the range can be set instead of the entire range. Further, the filter image B (i, j) is an image that can be set (selected) by the user in advance, and the gradation range can be set as inherent X ≦ B (i, j) ≦ Y. The ratio (transmittance) α is also a value Z (α = Z) that can be arbitrarily set by the user.

すなわち、合成画像C(i、j)の階調範囲は、前述のX、Y、Zを用いて、式(13)のように求めることができる。すなわち、合成画像の未使用階調範囲(ダイナミックレンジの損失範囲)は、0から{(1−Z)×0+Z×X}まで、及び{(1−Z)×1+Z×Y}から1までの範囲となるため、入力画像の階調範囲と出力画像の階調範囲とが等しくなるようにするには、図6、図8、図10〜図13に示すような階調特性となるようにLUT変換部15の出力値を書き換えればよい。   That is, the gradation range of the composite image C (i, j) can be obtained as in Expression (13) using the above-described X, Y, and Z. That is, the unused gradation range (dynamic range loss range) of the composite image is from 0 to {(1-Z) × 0 + Z × X} and from {(1-Z) × 1 + Z × Y} to 1. Therefore, in order to make the gradation range of the input image equal to the gradation range of the output image, the gradation characteristics as shown in FIGS. 6, 8, and 10 to 13 are obtained. The output value of the LUT conversion unit 15 may be rewritten.

また、入力画像の階調範囲が全範囲ではなく、任意の階調範囲P≦A(i、j)≦Qである場合、同様の方法で合成画像の未使用階調範囲を0から{(1−Z)×P+Z×X}まで、及び{(1−Z)×Q+Z×Y}から1までの範囲とすることができる。なお、X、Y、P、Q、Zの範囲は、正規化値なので0〜1の範囲の値となる。   In addition, when the gradation range of the input image is not the entire range and any gradation range P ≦ A (i, j) ≦ Q, the unused gradation range of the composite image is changed from 0 to {( 1-Z) * P + Z * X} and {(1-Z) * Q + Z * Y} to 1. Since the ranges of X, Y, P, Q, and Z are normalized values, the values are in the range of 0 to 1.

また、任意の階調範囲P≦A(i、j)≦Qが時間的に変化する場合には、随時最適な出力値を算出してLUT変換部15の出力値を書き換えることができる。   Further, when an arbitrary gradation range P ≦ A (i, j) ≦ Q changes with time, it is possible to rewrite the output value of the LUT converter 15 by calculating an optimal output value as needed.

上述のとおり、制御部13は、LUT変換部15のルックアップテーブルの出力階調値を書き換えることにより所定の条件を変更して階調変換処理(階調補正処理)を制御する。これにより、専用のハードウエア等を必要とすることなく、階調補正を行う既存のルックアップテーブルの出力値を書き換えるだけで、画像合成時のダイナミックレンジの損失を容易に補うことができる。   As described above, the control unit 13 controls the gradation conversion process (gradation correction process) by changing a predetermined condition by rewriting the output gradation value of the lookup table of the LUT conversion unit 15. As a result, it is possible to easily compensate for the loss of dynamic range during image composition simply by rewriting the output value of an existing lookup table that performs gradation correction without requiring dedicated hardware or the like.

また、操作部16により、比率を所望の任意の値(0〜1)に設定することができる。これにより、所望の比率で画像を合成した場合でも、比率に基づいて階調変換処理の制御が行われるので、比率の大小に関わらず、入力画像のダイナミックレンジを再現することができる。   Further, the ratio can be set to a desired arbitrary value (0 to 1) by the operation unit 16. As a result, even when the images are combined at a desired ratio, the gradation conversion process is controlled based on the ratio, so that the dynamic range of the input image can be reproduced regardless of the ratio.

画像表示装置20は、階調輝度テーブル21、出力画像を表示する液晶パネル22などを備える。液晶パネル22は、例えば、一対のガラス基板が対向配置され、その間隙内に液晶物質である液晶層が形成された構造を有し、一方のガラス基板には複数の画素電極と、画素電極の夫々にドレインを接続したTFTとが、他方のガラス基板には共通電極が設けてある。TFTのゲート及びソースは、夫々ゲートドライバ及びソースドライバの各出力段に順次接続されている。   The image display device 20 includes a gradation luminance table 21, a liquid crystal panel 22 that displays an output image, and the like. The liquid crystal panel 22 has, for example, a structure in which a pair of glass substrates are arranged to face each other and a liquid crystal layer that is a liquid crystal material is formed in the gap between the plurality of pixel electrodes and the pixel electrodes. A TFT having a drain connected to each other and a common electrode on the other glass substrate are provided. The gate and source of the TFT are sequentially connected to the output stages of the gate driver and source driver, respectively.

液晶パネル22は、ゲートドライバから入力されたゲート信号によって各画素のTFTのオン・オフが制御され、ソースドライバから入力される出力電圧(表示パネル1への入力レベル)をオン期間に各画素のTFTに印加することにより、液晶物質の電気光学特性によって決定される光透過率を制御して映像を階調表示する。   In the liquid crystal panel 22, the on / off state of the TFT of each pixel is controlled by the gate signal input from the gate driver, and the output voltage (input level to the display panel 1) input from the source driver is set to the ON period of each pixel. When applied to the TFT, the light transmittance determined by the electro-optical characteristics of the liquid crystal substance is controlled to display an image in gradation.

階調輝度テーブル21は、入力階調に対するR(赤)G(緑)B(青)の各輝度値を定めたテーブルである。以下、階調輝度テーブル21について説明する。   The gradation luminance table 21 is a table that defines the luminance values of R (red), G (green), and B (blue) for the input gradation. Hereinafter, the gradation luminance table 21 will be described.

図14は本実施の形態の画像表示装置20の階調輝度テーブルの一例を示す概念図である。一般的に、液晶パネル22などの表示画面(モニタ)でのコントラスト比は、1000:1程度になっている。コントラスト比は、最大階調時の最大輝度と最小階調時の最小輝度の比率である。図14中、破線で示す曲線が、いわゆるモニタ(表示画面)の階調輝度特性を示し、階調が0、輝度が0の点からガンマ曲線(例えば、γ=2.2など)に沿って階調の増加とともに輝度が増加している。   FIG. 14 is a conceptual diagram showing an example of the gradation luminance table of the image display device 20 of the present embodiment. Generally, the contrast ratio on a display screen (monitor) such as the liquid crystal panel 22 is about 1000: 1. The contrast ratio is a ratio of the maximum luminance at the maximum gradation and the minimum luminance at the minimum gradation. In FIG. 14, the curve indicated by the broken line indicates the gradation luminance characteristics of a so-called monitor (display screen), and the gamma curve (for example, γ = 2.2) from the point where the gradation is 0 and the luminance is 0. Luminance increases with increasing gradation.

本実施の形態の階調輝度テーブル21には、調整手段としてのLUT(ルックアップテーブル)を備え、階調0の輝度を高くすることで、液晶パネル22での階調輝度特性を図14の実線で示すガンマ曲線(例えば、γ=2.2など)に修正して、コントラスト比を50:1程度にする。   The gradation luminance table 21 of this embodiment is provided with an LUT (lookup table) as an adjusting means, and the gradation luminance characteristics in the liquid crystal panel 22 are shown in FIG. The contrast ratio is set to about 50: 1 by correcting to a gamma curve indicated by a solid line (for example, γ = 2.2).

紙媒体のコントラスト比は、例えば、新聞が6〜7:1、コピー用紙(再生紙)が10〜11:1、コピー用紙(普通の白紙)が30:1、プリンタ写真用紙が50:1程度である。コントラスト比を50:1以下にすることにより、例えば、合成用画像(フィルタ画像)として紙の「しわ」又は「ムラ」を表した紙模様のものを用いた場合に、出力画像を紙媒体に近い状態で表示することが可能となる。なお、コントラスト比を30:1程度にすることで、一般的な印刷物が通常有するコントラスト比とすることができる。なお、コントラス比の調整では、コントラスト比を50:1以下にすることに限定されず、例えば、100:1などのように、目標とする紙に応じて、当該紙のコントラスト比に近い値に調整することができる。   The contrast ratio of the paper medium is, for example, 6-7: 1 for newspapers, 10-11: 1 for copy paper (recycled paper), 30: 1 for copy paper (ordinary white paper), and 50: 1 for printer photo paper. It is. By setting the contrast ratio to 50: 1 or less, for example, when a paper pattern representing “wrinkles” or “unevenness” of paper is used as a synthesis image (filter image), the output image is printed on a paper medium. It is possible to display in a close state. In addition, it can be set as the contrast ratio which a general printed matter usually has by setting a contrast ratio to about 30: 1. Note that the contrast ratio adjustment is not limited to a contrast ratio of 50: 1 or less. For example, the contrast ratio is close to the contrast ratio of the paper according to the target paper, such as 100: 1. Can be adjusted.

なお、図14の例では、Yminを上げてコントラス比を調整する構成であったが、これに限定されるものではなく、コントラスト(YmaxとYminの比)を紙に近づければよいので、Ymaxを下げてもよく、Ymaxを下げるとともにYminを上げるようにしてもよい。   In the example of FIG. 14, the contrast ratio is adjusted by increasing Ymin. However, the present invention is not limited to this, and the contrast (ratio between Ymax and Ymin) can be made closer to the paper. May be lowered, and Ymax may be lowered and Ymin may be raised.

上述のように、画像表示装置20であえてコントラスト比を調整する理由は、例えば、以下のとおりである。すなわち、パーソナルコンピュータ(PC)で紙のコントラスト比に応じて画像のコントラスト比を調整したとしても、モニタ(画像表示装置)毎にコントラスト比が異なるため、モニタによっては紙のコントラスト比に合った画像を表示することができない。また、パーソナルコンピュータ(PC)に装備されているグラフィックボードは、現状では8ビットで画像データを処理し、0〜255階調表現しかできない。10ビットで0〜1024階調表現が可能なモニタと比較して、パーソナルコンピュータ(PC)でのコントラスト調整では、損失する階調量が多く、圧縮された画像のグラデーションが荒くなる。また、パーソナルコンピュータ(PC)でコントラスト調整された画像をモニタで表示させる場合、モニタのLUTによって画像の階調補正がさらに行われるため、画像の階調がさらに失われることになる。   As described above, the reason for adjusting the contrast ratio in the image display device 20 is, for example, as follows. That is, even if the contrast ratio of the image is adjusted according to the contrast ratio of the paper with a personal computer (PC), the contrast ratio differs for each monitor (image display device). Cannot be displayed. In addition, a graphic board equipped in a personal computer (PC) currently processes image data with 8 bits and can only express 0 to 255 gradations. Compared with a monitor capable of expressing 0 to 1024 gradations with 10 bits, contrast adjustment in a personal computer (PC) has a large amount of gradation to be lost, and the gradation of the compressed image becomes rough. In addition, when an image whose contrast is adjusted by a personal computer (PC) is displayed on a monitor, the tone of the image is further corrected by the LUT of the monitor, so that the tone of the image is further lost.

次に、本実施の形態の画像生成装置10の動作について説明する。図15は本実施の形態の画像生成装置10によるLUT制御処理の手順を示すフローチャートである。なお、LUT制御処理とは、例えば、LUT変換部15による階調変換処理をアルファブレンド処理時の比率等に連動させて制御する処理である。以下、便宜上処理の主体を制御部13として説明する。   Next, the operation of the image generation apparatus 10 according to the present embodiment will be described. FIG. 15 is a flowchart showing a procedure of LUT control processing by the image generation apparatus 10 according to the present embodiment. The LUT control process is, for example, a process for controlling the gradation conversion process by the LUT conversion unit 15 in conjunction with the ratio during the alpha blend process. Hereinafter, for convenience, the processing subject will be described as the control unit 13.

制御部13は、入力画像を取得し(S11)、ユーザが設定又は選択したフィルタ画像を記憶部12から読み出す(S12)。制御部13は、ユーザが設定した(あるいは予め設定済みの)比率αを取得し(S13)、アルファブレンド処理を施して合成画像を生成する(S14)。   The control unit 13 acquires an input image (S11), and reads out a filter image set or selected by the user from the storage unit 12 (S12). The control unit 13 acquires a ratio α set (or set in advance) by the user (S13), and performs alpha blending processing to generate a composite image (S14).

制御部13は、比率α及びフィルタ画像の階調範囲(階調幅)に基づいて合成画像の階調範囲(階調幅)を算出する(S15)。制御部13は、合成画像の階調範囲を算出することにより、合成画像のダイナミックレンジの損失分を求めることができる。   The control unit 13 calculates the gradation range (gradation width) of the composite image based on the ratio α and the gradation range (gradation width) of the filter image (S15). The control unit 13 can obtain the loss of the dynamic range of the composite image by calculating the gradation range of the composite image.

制御部13は、合成画像のダイナミックレンジの損失分に応じて、ゲイン補正及びオフセット補正のための階調の伸長処理を行うべく、LUT変換部15の出力階調値を書き換える(S16)。   The control unit 13 rewrites the output gradation value of the LUT conversion unit 15 in order to perform gradation expansion processing for gain correction and offset correction according to the loss of the dynamic range of the composite image (S16).

制御部13は、LUT制御処理が施されたLUT変換部15へ合成画像を出力することにより、合成画像の階調値を変換し、入力画像のダイナミックレンジと一致するダイナミックレンジを有する出力画像を生成し(S17)、処理を終了する。   The control unit 13 converts the gradation value of the composite image by outputting the composite image to the LUT conversion unit 15 that has been subjected to the LUT control process, and outputs an output image having a dynamic range that matches the dynamic range of the input image. Generate (S17) and end the process.

実使用の想定の一例としては、入力画像はフルスケールを前提とし、フィルタ画像及び比率αは一旦設定すればLUT変換部15の所定の条件も定まるので、ユーザがフィルタ画像の変更あるいは比率αの変更を行わない限り、上述の処理を繰り返す必要はない。   As an example of actual use, the input image is assumed to be full scale, and once the filter image and the ratio α are set, the predetermined conditions of the LUT conversion unit 15 are determined. As long as no change is made, it is not necessary to repeat the above process.

本実施の形態の画像生成装置10は、CPU、RAMなどを備えた汎用コンピュータを用いて実現することもできる。すなわち、図15に示すような各処理手順を定めたコンピュータプログラムをCD、DVD、USBメモリ等のコンピュータプログラム記録媒体に記録しておき、当該記録媒体を読み取り装置(例えば、光ディスクドライブなど)に読み込ませ、当該コンピュータプログラムをコンピュータに備えられたRAMにロードし、コンピュータプログラムをCPUで実行することにより、コンピュータ上で画像生成装置10を実現することができる。   The image generation apparatus 10 according to the present embodiment can be realized using a general-purpose computer including a CPU, a RAM, and the like. That is, a computer program that defines each processing procedure as shown in FIG. 15 is recorded on a computer program recording medium such as a CD, a DVD, or a USB memory, and the recording medium is read into a reading device (for example, an optical disc drive). The image generation apparatus 10 can be realized on the computer by loading the computer program into a RAM provided in the computer and executing the computer program by the CPU.

従来、任意の入力画像(元画像)にユーザの所望のフィルタ画像(例えば、紙模様を表した画像)を比率αでアルファブレンド処理を施して合成した場合、合成画像の階調範囲は、{(1−α)×入力画像の階調範囲+α×フィルタ画像の階調範囲}となる。フィルタ画像が紙を模したようなパターンである場合には、フィルタ画像の階調範囲は極端に狭いため、合成画像の階調範囲は、元の入力画像の階調範囲に比べて狭くなる。比率αを大きい値にするほど、合成画像のダイナミックレンジが失われるため、合成画像の画質(彩度あるいはコントラスト比)を考慮すると、比率αを広くすることができないという課題があった。   Conventionally, when a desired filter image (for example, an image representing a paper pattern) of a user is combined with an arbitrary input image (original image) by performing alpha blend processing at a ratio α, the gradation range of the combined image is { (1−α) × tone range of input image + α × tone range of filter image}. When the filter image has a pattern imitating paper, the tone range of the filter image is extremely narrow, so the tone range of the composite image is narrower than the tone range of the original input image. As the ratio α is increased, the dynamic range of the composite image is lost as the ratio α is increased. Therefore, when the image quality (saturation or contrast ratio) of the composite image is taken into consideration, there is a problem that the ratio α cannot be increased.

上述のとおり、本実施の形態では、フィルタ画像の階調範囲及び比率αに基づいて、合成画像のダイナミックレンジの損失分を算出し、算出した損失分だけLUT変換部15のパラメータ(出力値)を伸長処理(ゲイン補正及びオフセット補正)することにより、入力画像(元画像)のダイナミックレンジに忠実な出力画像のダイナミックレンジを実現することができる。本実施の形態では、所望の比率αを設定したときでも、出力画像のダイナミックレンジを入力画像のダイナミックレンジと同等にすることができるので、従来不可能であった比率αを大きい値にした場合でも出力画像の画質を入力画像の画質と同程度にすることができ、入力画像の画質を維持した出力画像を得ることができる。表示装置への入力画像のダイナミックレンジが十分確保できるため、表示装置で紙媒体の低コントラスト比に調整しても、階調表現の劣化を極力避けることができる。   As described above, in the present embodiment, the loss of the dynamic range of the composite image is calculated based on the gradation range and the ratio α of the filter image, and the parameters (output values) of the LUT conversion unit 15 are calculated by the calculated loss. Is decompressed (gain correction and offset correction), so that the dynamic range of the output image faithful to the dynamic range of the input image (original image) can be realized. In the present embodiment, even when the desired ratio α is set, the dynamic range of the output image can be made equal to the dynamic range of the input image. However, the image quality of the output image can be made comparable to the image quality of the input image, and an output image maintaining the image quality of the input image can be obtained. Since a sufficient dynamic range of an input image to the display device can be ensured, deterioration of gradation expression can be avoided as much as possible even when the display device is adjusted to a low contrast ratio of the paper medium.

本実施の形態は、アルファブレンド処理を行う少なくとも2つ以上の画像について表示優先度が存在し(例えば、入力画像の表示優先度がフィルタ画像の表示優先度よりも高い)、それぞれ表示優先度の高い画像と低い画像とをアルファブレンド処理して合成する際に、最終出力画像が表示優先度の高い画像(例えば、入力画像)のダイナミックレンジに一致するように比率αに連動したLUT変換部15の階調変換処理(階調補正処理)を制御するものである。   In the present embodiment, there is a display priority for at least two or more images to be subjected to alpha blend processing (for example, the display priority of the input image is higher than the display priority of the filter image). When synthesizing a high image and a low image by alpha blending processing, the LUT conversion unit 15 linked to the ratio α is set so that the final output image matches the dynamic range of an image with high display priority (for example, an input image). The tone conversion process (gradation correction process) is controlled.

上述の実施の形態では、入力画像のダイナミックレンジをフルスケール(例えば、8ビット深度の画像処理ならば0〜255階調)とし、LUT変換部15(LUT)通過後の出力画像のダイナミックレンジが入力画像のフルスケールに戻るようにLUT制御を行っているが、これに限定されるものではない。例えば、入力画像のダイナミックレンジがフルスケールでない場合、ダイナミックレンジが時間的に変化する場合、あるいはLUT通過後のダイナミックレンジを任意に設定したい場合には、予め(あるいはリアルタイムに)ダイナミックレンジ、あるいは各階調レベルに対する強度(度数)を表すヒストグラムを解析することにより、ダイナミックレンジの損失分を算出してLUT変換部15の制御を行ってもよい。   In the above-described embodiment, the dynamic range of the input image is set to full scale (for example, 0 to 255 gradations in the case of 8-bit depth image processing), and the dynamic range of the output image after passing through the LUT converter 15 (LUT) is Although the LUT control is performed so as to return to the full scale of the input image, the present invention is not limited to this. For example, when the dynamic range of the input image is not full scale, when the dynamic range changes with time, or when it is desired to arbitrarily set the dynamic range after passing through the LUT, the dynamic range or each floor is set in advance (or in real time). The LUT conversion unit 15 may be controlled by calculating a loss of the dynamic range by analyzing a histogram representing the intensity (frequency) with respect to the key level.

本実施の形態は、モノクロ(グレーレベル)及びR(赤)G(緑)B(青)に対して適用することができる。R(赤)G(緑)B(青)個別にダイナミックレンジの損失分を算出して個別にLUT制御を行うことにより、出力画像の色合いも含めた補正を行うことができる。   The present embodiment can be applied to monochrome (gray level) and R (red) G (green) B (blue). By calculating the loss of the dynamic range for each of R (red), G (green), and B (blue) and individually performing LUT control, correction including the hue of the output image can be performed.

アルファブレンド処理を行う場合に、フィルタ画像は複数(フィルタ画像が動画であれば複数のソース)あってもよく、それぞれのフィルタ画像毎に固有の比率に基づいて合成画像のダイナミックレンジの損失分を算出してLUT変換部15の階調補正処理を制御することもできる。   When performing alpha blending processing, there may be multiple filter images (or multiple sources if the filter image is a moving image), and the amount of loss in the dynamic range of the composite image is calculated based on a specific ratio for each filter image. It is also possible to control the gradation correction processing of the LUT converter 15 by calculating.

LUT変換部15は、グラフィックカードなど画像出力装置の出力段LUTをドライバレベル(ソフトウエア)で制御することもでき、あるいは映像表示装置内のASIC(Application Specific Integrated Circuit)などの画像処理回路によってロジックレベル(ハードウエア)で制御することもできる。   The LUT conversion unit 15 can also control the output stage LUT of an image output device such as a graphic card at a driver level (software), or logic by an image processing circuit such as an ASIC (Application Specific Integrated Circuit) in the video display device. It can also be controlled by level (hardware).

上述の実施の形態では、入力画像のダイナミックレンジに比べてフィルタ画像のダイナミックレンジが狭い場合について説明したが、これに限定されるものではなく、入力画像のダイナミックレンジに比べてフィルタ画像のダイナミックレンジが広い場合についても本実施の形態を適用することができる。この場合、入力画像のダイナミックレンジに比較して合成画像のダイナミックレンジが広くなるときには、合成画像の階調幅を伸長する代わりに圧縮すればよい。また、制御部13は、LUT変換部15の出力階調値に正のオフセットを減算する代わりに加算して補正処理を制御してもよく、あるいは負のオフセットを減算してもよい。   In the above-described embodiment, the case where the dynamic range of the filter image is narrower than the dynamic range of the input image has been described. However, the present invention is not limited to this, and the dynamic range of the filter image is compared with the dynamic range of the input image. The present embodiment can also be applied to a case where the width is wide. In this case, when the dynamic range of the composite image becomes wider than the dynamic range of the input image, compression may be performed instead of expanding the gradation width of the composite image. Further, the control unit 13 may control the correction process by adding a positive offset to the output tone value of the LUT conversion unit 15 instead of subtracting it, or may subtract a negative offset.

本実施の形態は、所望のパターン画像と所望の入力画像を合成処理する場合に、単に合成画像が元の画像と比べて同じような雰囲気の画像にするだけのものでない。すなわち、本実施の形態では、任意の入力画像と所望のフィルタ画像とをアルファブレンド処理により合成する場合、ユーザがどのような比率を設定したときでも入力画像のダイナミックレンジと出力画像のダイナミックレンジとを一致させることができ、比率をどのように設定した場合でも入力画像の画質を維持した出力画像を得ることができる。   In the present embodiment, when a desired pattern image and a desired input image are combined, the combined image is not simply an image having a similar atmosphere as compared with the original image. That is, in the present embodiment, when an arbitrary input image and a desired filter image are synthesized by alpha blending processing, the dynamic range of the input image and the dynamic range of the output image are set regardless of the ratio set by the user. The output image can be obtained while maintaining the image quality of the input image regardless of how the ratio is set.

合成画像の画質を元画像と同じようにするためには、階調補正のためのLUT変換を複数回(例えば、2回など)行うことにより、合成画像の画質を元の画像と同じようにすることができる場合も考えられる。しかし、本実施の形態では、LUT変換部15の出力値を、算出したダイナミックレンジの損失分に応じて1回だけ書き換えることにより、入力画像の画質を維持した出力画像を得ることができる。   In order to make the image quality of the composite image the same as that of the original image, the LUT conversion for gradation correction is performed a plurality of times (for example, twice) so that the image quality of the composite image is the same as that of the original image. It is also conceivable if you can. However, in this embodiment, an output image that maintains the image quality of the input image can be obtained by rewriting the output value of the LUT converter 15 only once according to the calculated loss of the dynamic range.

(実施の形態2)
図16は実施の形態2の画像表示装置30の構成の一例を示すブロック図である。図16に示すように、画像表示装置30は、入力画像及びフィルタ画像121を記憶する記憶部32、画像表示装置30を制御する制御部33、入力画像とフィルタ画像とを合成する合成画像生成手段としての合成画像生成部34、階調補正手段としてのLUT(ルックアップテーブル)変換部35、ユーザが比率(透過率とも称する)の値を設定するための操作部36、階調輝度テーブル37、液晶パネル38などを備える。
(Embodiment 2)
FIG. 16 is a block diagram illustrating an example of the configuration of the image display device 30 according to the second embodiment. As illustrated in FIG. 16, the image display device 30 includes a storage unit 32 that stores the input image and the filter image 121, a control unit 33 that controls the image display device 30, and a composite image generation unit that combines the input image and the filter image. A composite image generation unit 34, a LUT (look-up table) conversion unit 35 as gradation correction means, an operation unit 36 for a user to set a ratio (also referred to as transmittance), a gradation luminance table 37, A liquid crystal panel 38 and the like are provided.

なお、記憶部32、制御部33、合成画像生成部34、LUT変換部35、操作部36、階調輝度テーブル37、液晶パネル38は、それぞれ実施の形態1の記憶部12、制御部13、合成画像生成部14、LUT変換部15、操作部16、階調輝度テーブル21、液晶パネル22と同等であるので、説明は省略する。   Note that the storage unit 32, the control unit 33, the composite image generation unit 34, the LUT conversion unit 35, the operation unit 36, the gradation luminance table 37, and the liquid crystal panel 38 are the storage unit 12, the control unit 13, and the liquid crystal panel 38 of the first embodiment, respectively. Since it is equivalent to the composite image generation unit 14, the LUT conversion unit 15, the operation unit 16, the gradation luminance table 21, and the liquid crystal panel 22, the description thereof is omitted.

また、制御部33は、階調値幅を算出する算出手段としての階調範囲算出部331、割合算出手段としてのゲイン算出部332、オフセット算出手段としてのオフセット算出部333などを備える。   The control unit 33 includes a gradation range calculation unit 331 as a calculation unit that calculates a gradation value width, a gain calculation unit 332 as a ratio calculation unit, an offset calculation unit 333 as an offset calculation unit, and the like.

なお、階調範囲算出部331、ゲイン算出部332、オフセット算出部333は、それぞれ実施の形態1の階調範囲算出部131、ゲイン算出部132、オフセット算出部133と同等であるので、説明は省略する。   Note that the gradation range calculation unit 331, the gain calculation unit 332, and the offset calculation unit 333 are equivalent to the gradation range calculation unit 131, the gain calculation unit 132, and the offset calculation unit 133 according to Embodiment 1, respectively. Omitted.

実施の形態2によれば、実施の形態1で説明したのと同様の効果を奏する画像表示装置を実現することが可能となる。なお、画像表示装置としては、例えば、映像表示装置、携帯電話機、タブレットPC、表示画面を有する携帯機器などを含む。   According to the second embodiment, it is possible to realize an image display device that exhibits the same effect as described in the first embodiment. Examples of the image display device include a video display device, a mobile phone, a tablet PC, and a mobile device having a display screen.

(実施の形態3)
図17は実施の形態3の画像生成装置40の構成の一例を示すブロック図である。実施の形態1の画像生成装置10との違いは、コントラスト調整部17を備える点である。
(Embodiment 3)
FIG. 17 is a block diagram illustrating an example of the configuration of the image generation apparatus 40 according to the third embodiment. The difference from the image generation apparatus 10 according to the first embodiment is that a contrast adjustment unit 17 is provided.

コントラスト調整部17は、実施の形態1の階調輝度テーブル21のLUTと同様の機能を備えるものである。すなわち、コントラスト調整部17は、モニタなどの画像表示装置において、階調0の輝度を高くするようにLUT変換部15の出力階調を補正することで、モニタ上でのコントラスト比を調整する。   The contrast adjustment unit 17 has the same function as the LUT of the gradation luminance table 21 of the first embodiment. That is, the contrast adjustment unit 17 adjusts the contrast ratio on the monitor by correcting the output gradation of the LUT conversion unit 15 so as to increase the luminance of gradation 0 in an image display device such as a monitor.

紙媒体のコントラスト比は、例えば、新聞が6〜7:1、コピー用紙(再生紙)が10〜11:1、コピー用紙(普通の白紙)が30:1、プリンタ写真用紙が50:1程度である。コントラスト比を調整することにより、例えば、フィルタ画像として紙の「しわ」又は「ムラ」を表した紙模様のものを用いた場合に、出力画像を紙媒体に近い状態で表示することが可能となる。なお、コントラスト比を30:1程度にすることで、一般的な印刷物が通常有するコントラスト比とすることができる。   The contrast ratio of the paper medium is, for example, 6-7: 1 for newspapers, 10-11: 1 for copy paper (recycled paper), 30: 1 for copy paper (ordinary white paper), and 50: 1 for printer photo paper. It is. By adjusting the contrast ratio, for example, when a paper pattern representing paper “wrinkles” or “unevenness” is used as the filter image, the output image can be displayed in a state close to a paper medium. Become. In addition, it can be set as the contrast ratio which a general printed matter usually has by setting a contrast ratio to about 30: 1.

10、40 画像生成装置
20、30 画像表示装置
13、33 制御部
131、331 階調範囲算出部
132、332 ゲイン算出部
133、333 オフセット算出部
14、34 合成画像生成部
15、35 LUT変換部
16、36 操作部
17 コントラスト調整部
21、37 階調輝度テーブル
10, 40 Image generation device 20, 30 Image display device 13, 33 Control unit 131, 331 Tone range calculation unit 132, 332 Gain calculation unit 133, 333 Offset calculation unit 14, 34 Composite image generation unit 15, 35 LUT conversion unit 16, 36 Operation unit 17 Contrast adjustment unit 21, 37 Gradation luminance table

Claims (9)

任意の階調値を含む第1階調幅にある第1画像及び前記第1画像と異なる第2階調幅を有する第2画像それぞれの階調値を任意の比率で重畳させて合成画像を生成する合成画像生成手段と、
該合成画像生成手段で生成した合成画像の階調値を所定の条件で変換する階調変換手段と、
前記合成画像生成手段で合成画像を生成した結果生ずる前記第1階調幅からの損失階調幅を補うべく前記所定の条件を変更する条件変更手段と
を備えることを特徴とする画像生成装置。
Any second image each gradation value having the first image and the first image is different from the second gradation range in a first tone width including gradation value by superimposing in any ratio to generate a composite image A composite image generating means ;
Gradation conversion means for converting the gradation value of the composite image generated by the composite image generation means under a predetermined condition;
An image generation apparatus comprising: condition changing means for changing the predetermined condition so as to compensate for a loss gradation width from the first gradation width that is generated as a result of generating a composite image by the composite image generation means .
記比率及び前記第2画像の第2階調幅に基づいて前記合成画像の階調幅を算出する算出手段を備え、
前記条件変更手段は、
前記算出手段で算出した階調値に基づいて前記所定の条件を変更するように構成してあることを特徴とする請求項1に記載の画像生成装置。
Comprising a calculating means for calculating a gradation width of the composite image based on the second tone width before Symbol ratio and the second image,
The condition changing means includes
The image generation apparatus according to claim 1, wherein the predetermined condition is changed based on a gradation value calculated by the calculation unit.
前記条件変更手段は、
前記合成画像の階調幅が前記第1画像の階調幅になるよう該合成画像の階調幅を伸長又は圧縮すべく前記所定の条件を変更するように構成してあることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の画像生成装置。
The condition changing means includes
2. The predetermined condition is changed to extend or compress the gradation width of the composite image so that the gradation width of the composite image becomes the gradation width of the first image. Or the image generation apparatus of Claim 2.
前記階調変換手段は、
入力階調値を出力階調値へ変換するルックアップテーブルを有し、
前記条件変更手段は、
前記ルックアップテーブルの出力階調値を書き換えることにより前記所定の条件を変更するように構成してあることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の画像生成装置。
The gradation converting means includes
A lookup table for converting input tone values to output tone values;
The condition changing means includes
The image generating apparatus according to claim 1, wherein the predetermined condition is changed by rewriting an output gradation value of the lookup table.
前記階調変換手段で階調値を変換して得られた出力画像のコントラスト比を調整する調整手段を備えることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の画像生成装置。   5. The image generation according to claim 1, further comprising an adjustment unit configured to adjust a contrast ratio of an output image obtained by converting a gradation value by the gradation conversion unit. apparatus. 請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の画像生成装置と、該画像生成装置で階調値を変換して得られた出力画像を表示する画像表示装置とを備える画像生成システムにおいて、
前記画像表示装置は、
前記出力画像のコントラスト比を調整する調整手段を備えることを特徴とする画像生成システム。
An image generation system comprising: the image generation device according to any one of claims 1 to 4; and an image display device that displays an output image obtained by converting a gradation value by the image generation device. ,
The image display device includes:
An image generation system comprising adjustment means for adjusting a contrast ratio of the output image.
任意の階調値を含む第1階調幅にある第1画像及び前記第1画像と異なる第2階調幅を有する第2画像それぞれの階調値を任意の比率で重畳させて合成画像を生成する合成画像生成手段と、
該合成画像生成手段で生成した合成画像の階調値を所定の条件で変換する階調変換手段と、
前記合成画像生成手段で合成画像を生成した結果生ずる前記第1階調幅からの損失階調幅を補うべく前記所定の条件を変更する条件変更手段と、
前記階調変換手段で階調値が変換された出力画像のコントラスト比を調整する調整手段と
を備えることを特徴とする画像表示装置。
A composite image is generated by superimposing gradation values of a first image having a first gradation width including an arbitrary gradation value and a second image having a second gradation width different from the first image at an arbitrary ratio. A composite image generating means;
Gradation conversion means for converting the gradation value of the composite image generated by the composite image generation means under a predetermined condition;
Condition changing means for changing the predetermined condition so as to compensate for the loss gradation width from the first gradation width generated as a result of generating the composite image by the composite image generation means ;
An image display apparatus comprising: an adjusting unit that adjusts a contrast ratio of an output image whose tone value is converted by the tone converting unit.
コンピュータに、
任意の階調値を含む第1階調幅にある第1画像及び前記第1画像と異なる第2階調幅を有する第2画像それぞれの階調値を任意の比率で重畳させて合成画像を生成するステップと、
生成した合成画像の階調値を所定の条件で変換するステップと、
前記合成画像を生成した結果生ずる前記第1階調幅からの損失階調幅を補うべく前記所定の条件を変更するステップと
を実行させることを特徴とするコンピュータプログラム。
On the computer,
Any second image each gradation value having the first image and the first image is different from the second gradation range in a first tone width including gradation value by superimposing in any ratio to generate a composite image Steps,
Converting the gradation value of the generated composite image under a predetermined condition;
And a step of changing the predetermined condition to compensate for a lossy gradation width from the first gradation width generated as a result of generating the composite image .
任意の階調値を含む第1階調幅にある第1画像及び前記第1画像と異なる第2階調幅を有する第2画像それぞれの階調値を任意の比率で重畳させて合成画像を生成するステップと、
生成した合成画像の階調値を所定の条件で変換するステップと、
前記合成画像を生成した結果生ずる前記第1階調幅からの損失階調幅を補うべく前記所定の条件を変更するステップと
を含むことを特徴とする画像生成方法。
Any second image each gradation value having the first image and the first image is different from the second gradation range in a first tone width including gradation value by superimposing in any ratio to generate a composite image Steps,
Converting the gradation value of the generated composite image under a predetermined condition;
Changing the predetermined condition so as to compensate for the lossy gradation width from the first gradation width generated as a result of generating the composite image .
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