JP5855224B2 - 画像処理装置及び方法 - Google Patents
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Description
画像信号で表される画像の各画素が、所定の輝度レベル以下の画素の出現頻度が所定値以下である補正対象領域内のものか否かを判定する領域判定回路と、
前記画像信号で表される画像のうち、前記領域判定回路で前記補正対象領域内のものであると判定された画素の各々について、オフセットレベルを生成するオフセットレベル生成回路と、
前記画像信号から、前記オフセットレベル生成回路で生成された前記オフセットレベルを減算しオフセット画像信号を生成するオフセット減算回路と、
前記オフセット画像信号に対するゲインを生成するゲイン生成回路と、
前記オフセット画像信号に前記ゲインを乗算し、補正画像信号を生成するゲイン乗算回路と、
を備えたことを特徴とする。
図1は本発明の実施の形態1に係る画像処理装置の構成を示す。
図示の画像処理装置は画像を構成する各画素の輝度信号Yiと色差信号Cbi,Criを受けて、画像の輝度信号Yiの階調補正を行うものである。各画素の輝度信号Yiと色差信号Cbi,Criは、単に入力信号とも呼ばれる。画像処理装置は、複数の画素を順に注目画素として、当該画素の補正後の輝度信号Yoを出力するとともに、入力された色差信号Cbi,Criをそのまま(補正を加えることなく)出力する。
つまり、オフセット減算回路1は、画像信号から、オフセットレベル生成回路10で生成されたオフセットレベルOffsetを減算しオフセット画像信号を生成する。ここで、画像信号は、輝度信号Yiである。また、オフセット画像信号は、輝度信号Yofstのことである。
ゲイン乗算回路2は、白補正ゲイン輝度乗算回路3と、平均輝度補正ゲイン輝度乗算回路4とを有する。ゲイン生成回路20は、白補正ゲイン算出回路30と、平均輝度補正ゲイン生成回路40を有する。ゲイン乗算回路2は、オフセット画像信号(輝度信号Yofst)にゲインを乗算し、補正画像信号Ywaを生成する。
色飽和補正レベル生成回路51は、色飽和量平均値算出回路45及び平均輝度値補正量算出回路46を有する。色飽和補正レベル生成回路51は、色飽和画素数SATnumと最大値M_POSTに基づいて色飽和補正レベルSATADJを生成する。
平均輝度補正ゲイン生成回路40は、画像信号の平均輝度値APLpreと、補正画像信号の平均輝度値APLpost及び色飽和補正レベルSATADJに基づいて平均輝度補正ゲインAPLGainを生成する。
混合比が百分率を表すものである場合、混合回路6における混合は下記の式で表される。
Yo=Yi×KMIX/100+Ya×(100−KMIX)/100 …(1)
つまり、オフセットレベル生成回路10は、画像信号で表される画像のうち、領域判定回路60で補正対象領域内のものであると判定された画素の各々について、オフセットレベルOffsetを生成する。
以下では、入力画像が図4に示すものである場合を想定して説明する。図4は、例えば霧に覆われた家屋を窓枠越しに撮像した場合に得られる画像の概略を示す。画像の一部を占める窓枠の部分LPAは輝度レベルが低い領域(低輝度領域)であり、それ以外の部分(窓枠越しに見える部分)HPAは比較的輝度が高い領域(非低輝度領域)である。図示の例ではこの非低輝度領域HPAに含まれる家屋のコントラストが低く、コントラストを増大させるための補正が望まれる。
つまり、領域判定回路60は、画像信号で表される画像の各画素が、所定の輝度レベル以下の画素の出現頻度が所定値以下である補正対象領域内のものか否かを判定する。ここで、画像信号は、輝度信号Yiである。
領域判定回路60は、輝度レベル判別回路61と、画素割合算出回路62と、補正対象画素指定回路63とを有する。
輝度レベル判別回路61は、入力画像の各画素の輝度信号Yiを所定の輝度レベルTHPと比較し、判別結果を示す信号SEPを出力する。つまり、輝度レベル判別回路61は、画像信号で表される画像の各画素の画素値を所定の輝度レベルTHPと比較し所定輝度レベルTHP以下の画素を判別する。ここで、画像信号は輝度信号Yiである。
非低輝度領域HPAの信号は、家屋の屋根に対応した信号が霧に覆われて小振幅となっており、一方、低輝度領域LPAの信号も窓枠に対応した小振幅の部分を含む。
輝度レベル判別回路61は、図5のような輝度信号Yiの各画素値を所定の輝度レベル(閾値)THPと比較し、判別結果として、閾値THP以下の画素(低輝度画素)に対しては“1”となり、閾値THPよりも大きい画素(非低輝度画素)に対しては“0”となる二値の状態信号SEPを出力する。
なお、ノイズの影響を防ぐため、輝度レベル判別回路61の入力段で、輝度信号Yiを周辺画素平均処理などの低域通過フィルタを通してから閾値判別しても良い。
輝度レベル判別回路61は状態信号SEPを、画素割合算出回路62へ供給する。
図7(a)〜(c)は例えば、注目画素を中心とした水平方向33画素、垂直方向33画素の矩形の領域で構成される周辺画素ブロックが、図6の低輝度領域LPAと非低輝度領域HPAの境界部分に位置するものである場合を示す。ここで、低輝度領域LPAが低輝度の画素のみから成り、非低輝度領域HPAが非低輝度の画素のみから成るものと仮定している。
図7(b)に示す周辺画素ブロックは、1089画素の内、545画素が低輝度画素であり、低輝度画素割合RLYは約50%である。
図7(c)に示す周辺画素ブロックは、1089画素の内、871画素が低輝度画素であり、低輝度画素割合RLYは約80%である。
実際の回路では百分率ではなく、カウントした低輝度画素の数をそのまま低輝度画素割合を表す指標として用いても良い。
上記低輝度画素割合RLYが所定の閾値THRL以下の画素を補正対象画素であると判断し、判断結果を示す補正対象識別信号CMPを出力する。つまり、補正対象画素指定回路63は、各画素についての低輝度画素割合RLYが所定の閾値以下THRLである場合に、当該画素が補正対象領域内の画素であると判断し、判断結果を示す信号を、補正対象識別信号CMPとして出力する。
上記の閾値THRLは例えば50パーセントに定められる。
閾値THRLを50%に定めた場合、補正対象領域HYA及び非補正対象領域LYAは、それぞれ非低輝度領域HPA及び低輝度領域LPAと一致する。このことを示すため、図6には、符号HYA(THRL=50)を符号HPAに併記し、LYA(THRL=50)を符号LPAに併記している。
閾値THRLを50%よりも小さい値に定めた場合、補正対象領域HYAは、図6に符号HYA(THRL<50)で示すように、非低輝度領域HPAよりも狭くなる。
閾値THRLを50%よりも大きな値に定めた場合、補正対象領域HYAは、図6に符号HYA(THRL>50)で示すように、非低輝度領域HPAよりも広くなる。
例えば図4に示す入力画像のA−A’ライン上の画素についての低輝度画素割合RLYを示すと、図8のように、各画素の周辺画素ブロックが非低輝度領域HPA(非低輝度画素のみから成ると仮定している)内の画素のみから成る場合には0%、各画素の周辺画素ブロックが低輝度領域LPA(低輝度画素のみから成ると仮定している)内の画素のみから成る場合には100%、各画素の周辺画素ブロックが非低輝度領域HPA内の画素と、低輝度領域LPA内の画素から成る場合には、非低輝度領域HPAと低輝度領域LPAの面積割合に応じて0%から100%へ変化する。
つまり、混合比生成回路65は、低輝度画素割合RLYが所定の上限値以上のときは混合比KMIXが100%となり、低輝度画素割合RLYが0%から上限値までの範囲では、低輝度画素割合RLYの増加にともなって混合比KMIXが0%から100%まで直線的に増加する変換特性を有する。
代わりに、混合比生成回路65は、低輝度画素割合RLYが所定の下限値以下のときは混合比KMIXが0%となり、低輝度画素割合RLYが下限値から100%までの範囲では、低輝度画素割合RLYの増加にともなって混合比KMIXが0%から100%まで直線的に増加する変換特性を有するものであっても良い。
図9は、この例の混合比生成回路65の入出力特性(変換特性)を示す。図9に示す変換特性では、低輝度画素割合RLYが所定の上限値THU以上のときは混合比KMIXが100%となり、低輝度画素割合RLYが0%から上限値THUまでの範囲では、低輝度割合RLYの増加にともなって混合比KMIXが0%から100%まで直線的に増加する。
図10(a)は、図8と同様の、画素割合算出回路62から入力される低輝度画素割合RLYである。
混合比生成回路65では、画素割合算出回路62から入力された低輝度画素割合RLYを所定の上限値THUと比較して、図9の点線RLYa及び図10(b)のように上限値THUを超える部分をクリップして、すべて上限値THUに置き換える。さらに、図9の実線KMIX及び図10(c)のように0%から上限値THUまでを、0%から100%となるように拡大する。即ち、上限値THU以下の部分も(100%/THU)を係数として拡大することで、対応する混合比KMIXを得る。
従って、RLYからKMIXへの変換は以下の式で表される。
RLY>THUのときは
KMIX=100%
RLY≦THUのときは、
KMIX=RLY×(100%/THU)
なお、クリップによって割合変化が連続的でなくなる部分は、周辺の混合比を平均するなどの処理によって、割合変化が連続的となるように、さらなる変換(調整)をしても良い。
図11は、この例の混合比生成回路65の入出力特性(変換特性)を示す。図11に示す変換特性では、低輝度画素割合RLYが所定の下限値THL以下のときは混合比KMIXが0%となり、低輝度画素割合RLYが下限値THLから100%までの範囲では、低輝度画素割合RLYの増加にともなって混合比KMIXが0%から100%まで直線的に増加する。
図12(a)は、図8と同様の、画素割合算出回路62から入力される低輝度画素割合RLYである。
混合比生成回路65では、画素割合算出回路62から入力された低輝度画素割合RLYを所定の下限値THLと比較して、図11の点線RLYb及び図12(b)のように下限値THL未満の部分をクリップして、すべて下限値THLに置き換える。さらに、図11の実線KMIX及び図12(c)のように下限値THLから100%までを0%から100%までに拡大する。即ち、下限値THL以上の部分の、100%からの差を、(100%/(100%−THL))を係数として拡大することで、対応する混合比KMIXを得る。
従って、RLYからKMIXへの変換は以下の式で表される。
RLY<THLのときは
KMIX=0%
RLY≧THLのときは、
KMIX=100%−(100%−RLY)×(100%/(100%−THL))
=100%(RLY−THL)/(100%−THL)
なお、クリップによって割合変化が連続的でなくなる部分は、周辺の混合比を平均するなどの処理によって、割合変化が連続的となるように、さらなる変換(調整)をしても良い。
この場合の低輝度割合RLYと混合比KMIXの関係は図13に示す如くとなる。
変換により得られる混合比(を示すデータ)KMIXは、混合回路6に供給される。
つまり、周辺領域輝度平均回路11は、画像信号の各画素を注目画素として、該注目画素の周辺画素平均値を画素毎に算出する。ここで、画像信号は、輝度信号Yiである。また、周辺画素平均値は、周辺領域輝度平均値Yavgである。
例えば、図14に示すように、注目画素P0を中心とし、水平方向5画素、垂直方向5画素の矩形の領域を周辺領域NAとし、該周辺領域NAに含まれる25画素の輝度信号値の平均値を、注目画素P0の周辺領域輝度平均値Yavgとして算出する。
つまり、輝度最小値検出回路12は、入力画像の画素毎に求められた周辺画素平均値のうち、領域判定回路60で補正対象であると判定された画素から成る補正対象領域HYA内における最小値を検出する。ここで、周辺画素平均値は、周辺領域輝度平均値Yavgである。また、最小値は、輝度最小値Yminである。
輝度最小値Yminは、オフセットレベル算出回路15へ供給される。
つまり、黒画素カウント回路13は、画面ごとに周辺画素平均値が所定レベル以下となる黒レベル画素を数える。ここで、周辺画素平均値は、周辺領域輝度平均値Yavgである。また、所定レベルは、閾値BmAxである。黒レベル画素を数えた結果は、黒画素数NumBである。
閾値BmAxは、画面内で黒として表示される階調範囲の上限以上の値に設定される。
つまり、オフセット係数算出回路14は、黒レベル画素数に基づいてオフセット係数KBを生成する。ここで、黒レベル画素数は、黒画素数NumBである。
黒画素数NumBと、これに応じて算出されるオフセット係数KBの関係の一例を図15に示す。
図15に示される例では、オフセット係数KBは、黒画素数NumBが所定値NumTPまでは1、それよりも大きい範囲では、1より小さくなるように、かつ黒画素数NumBの増加に伴いオフセット係数KBが次第に小さくなるように定められている。
オフセット係数KBは、オフセットレベル算出回路15へ入力される。
つまり、オフセットレベル算出回路15は、最小値とオフセット係数KBに基づいてオフセットレベルOffsetを算出する。ここで、最小値は、輝度最小値Yminである。
このオフセットレベルOffsetの算出においては、最初に目標オフセットレベルOffset_tgtを求め、次にこの目標オフセットレベルに基づいてオフセットレベルOffsetを求める。
目標オフセットレベルOffset_tgtは、式(2A)もしくは式(2B)に従い、画面ごとに算出される。
所定の閾値LIMofstは、輝度信号分布が高輝度側に偏っている場合に、輝度信号分布を広げることによる疑似輪郭の発生を抑制するために設定されるものであり、以下のように、Offset_tgtはLIMofst以下に制限される。
Ymin×KB<LIMofstの場合
Offset_tgt=Ymin×KB …(2A)
Ymin×KB≧LIMofstの場合
Offset_tgt=LIMofst …(2B)
Offset
=Kofst×Offset_tgt(t)
+(1−Kofst)×Offset_tgt(t−1) …(3)
算出されたオフセットレベルOffsetはオフセット減算回路1へ入力される。
Offset=Offset_tgt …(4)
Yofst=Yi−Offset …(5)
オフセット後の輝度信号Yofstは白補正ゲイン輝度乗算回路3へ入力される。
Offset<Wtgt−1の場合、
WGain=Wtgt/(Wtgt−Offset) …(6)
Offset≧Wtgt−1の場合、
WGain=Wtgt …(7)
Yw=WGain×Yofst …(8)
図16(a)の輝度信号Yiの分布をそのままオフセットレベルOffsetの分、左方向にずらしたものが図16(b)の輝度信号Yofstの分布となる。図16(a)に示す輝度信号Yiと図16(b)に示す輝度信号Yofstの分布位置は異なるが、その分布形状は同じである。
図16(b)の輝度信号Yofstの分布を、その左端を固定して横方向に拡大したものが図16(c)の輝度信号Ywの分布となる。図16(c)に示す輝度信号Ywと図16(a)に示す輝度信号Yiは分布位置と分布形状がともに異なる。
以下に述べるように、平均輝度補正ゲイン輝度乗算回路4及び平均輝度補正ゲイン生成回路40は、この点を改善するために設けられたものである。
平均輝度値APLpostは、平均輝度補正ゲイン算出回路48へ入力される。
R= +1.00×Ywa+0.00×Cbi+1.40×Cri
G= +1.00×Ywa−0.34×Cbi−0.71×Cri
B= +1.00×Ywa+1.77×Cbi+0.00×Cri
…(9)
画素代表値M_POSTは、色飽和画素カウント回路44と色飽和量平均値算出回路45へ入力される。
所定の閾値SATminは、画像を表示する際に色飽和が発生しないようマージンも考慮して設定する。
カウント結果としての色飽和画素数SATnumは、色飽和量平均値算出回路45へ入力される。
SATsub = Σ(M_POST−SATmin) …(10)
SATavg = SATsub/SATnum …(11)
式(10)のSATsubは、SATmin≦M_POSTを満たすすべてのM_POSTについてのM_POST−SATminの総和(SATnum個のM_POST−SATminの総和)を表す。
算出された色飽和量平均値SATavgは平均輝度値補正量算出回路46へ入力される。
SATADJ=SATavg×(SATnum/NMAX)×SATstr …(12)
式(12)の右辺における(SATnum/NMAX)は色飽和が発生している面積の割合に相当する。
SATADJ=(SATsub/NMAX)×SATstr …(13)
SATADJ
=SATavg×(SATnum/NMAX)×SATstr
=(SATsub/SATnum)×(SATnum/NMAX)×SATstr
=(SATsub/NMAX)×SATstr
APL_TGT=APLpre+APLADJ−SATADJ …(14)
調整値APLADJは、補正前後で平均輝度値に所望のレベル差を与えるためのものであり、予め設定される。なお、調整値APLADJを外部から変更可能としても良い。
目標平均輝度値APL_TGTは、平均輝度補正ゲイン算出回路48へ入力される。
つまり、平均輝度補正ゲイン算出回路48は、目標画像レベルに補正画像信号の平均輝度値が近づくように平均輝度補正ゲインAPLGainを生成する。ここで、目標画像レベルは、目標平均輝度値APL_TGTである。また、平均輝度値は、平均輝度値APLpostである。
この平均輝度補正ゲインAPLGainの算出においては、まず、目標平均輝度補正ゲインAPLGain_tgtを算出し、目標平均輝度補正ゲインAPLGain_tgtに基づいて平均輝度補正ゲインAPLGainを算出する。
目標平均輝度補正ゲインAPLGain_tgtの算出は、目標平均輝度値APL_TGTと、出力画像の平均輝度値APLpostとに基づいて、以下のように行われる。まず、APLpostがAPLGainと同じであれば、前フレームのAPLGain_tgt(t−1)をそのまま現フレームのAPLGain_tgt(t)として用いる。APLpostがAPLGainと同じでなければ、下記の式(15)によりAPLGain_tgtを求め、現フレームのAPLGain_tgt(t)として用いる。
APLGain_tgt=APL_TGT/APLpost …(15)
APLGain
=KApl×APLGain_tgt(t)
+(1−KApl)×APLGain_tgt(t−1) …(16)
算出された平均輝度補正ゲインAPLGainは平均輝度補正ゲイン輝度乗算回路4へ入力される。
APLGain=APLGain_tgt …(17)
Ywa=APLGain×Yw …(18)
例えば図4の入力画像を処理した出力画像例を図17に示す。図4の霧に覆われた家屋を窓枠越しに撮像した画像は、図17のように低輝度領域LPAは、黒潰れすることなくそのまま表示され、非低輝度領域HPAにおける家屋のコントラストがはっきりしコントラストが改善される。
仮に、平均輝度値補正量算出回路46を設けない場合には以下の問題が生じる。
平均輝度値補正量算出回路46を設けない場合における、入力画像の輝度信号Yiの分布と、平均輝度補正ゲイン輝度乗算回路4から出力される輝度信号Ywa’の分布を図18に示す。平均輝度補正ゲイン算出回路48は、入力画像の輝度信号Yiの平均輝度値APLpreと、輝度信号Ywa’の平均輝度値APLpostが等しくなるように平均輝度補正ゲインAPLGainを算出するために、輝度信号Ywa’の分布は輝度信号の階調の最大値Yfcに近づくこととなり、白飛びする画素が増加する。
R= +1.00×Ywa’+0.00×Cbi+1.40×Cri …(19)
B= +1.00×Ywa’+1.77×Cbi+0.00×Cri …(20)
黒画素カウント回路13、補正前平均輝度値算出回路41、補正後平均輝度値算出回路42、色飽和画素カウント回路44、及び平均輝度値補正量算出回路46についても同様である。
各画面(フレーム)についての入力画像の輝度信号Yi、及び補正画像Ywaに基づいて生成されたオフセットレベルOffset、白補正ゲインWGain、及び平均輝度補正ゲインAPLGainを、同じ画面の画面(フレーム)の輝度信号に対する補正に用いるためには、図1のオフセット減算回路1の前段に輝度信号Yiを1画面(フレーム)期間の遅延させるための回路(記憶回路)を挿入すれば良い。
図20は本発明の実施の形態2に係る画像処理装置を示す。
図20に示される画像処理装置は、図1に示される実施の形態1の画像処理装置と概して同じであるが、ゲイン乗算回路2が、白補正ゲイン色差乗算回路7及び平均輝度補正ゲイン色差乗算回路8をさらに含み、さらに色差飽和処理回路9が付加されており、色差信号に対する階調補正を行う点で実施の形態1と異なる。
白補正ゲイン色差乗算回路7は、白補正ゲイン算出回路30から出力される白補正ゲイン値WGainと入力画像の色差信号Cbi,Criを乗算し、色差信号Cbw,Crwを算出する。色差信号Cbw,Crwは、平均輝度補正ゲイン色差乗算回路8へ入力される。
以上、実施の形態1及び2の画像処理装置をハードウェアで構成するものとして説明したが実施の形態1及び2の装置の一部又は全部をソフトウェアにより、即ちプログラムされたコンピュータにより実現することも可能である。
その場合には、画像処理装置は例えば図21に示すように構成される。
説明を簡潔にするために、入力画像の画素ごとに輝度信号と色差信号が入力されるのではなく、入力画像の画面ごとに、画面全体の画素の輝度信号と色差信号が入力されることとする。
ステップS2では、現画面(フレーム)の入力画像の輝度信号Yi、及び色差信号Cbi、Criと、算出されたオフセットレベルOffset、白補正ゲインWGain、及び平均輝度補正ゲインAPLGainから輝度信号Ywa、色差信号Cbwa,Crwaを算出する。ここで、オフセットレベルOffsetと白補正ゲインWGainと平均輝度補正ゲインAPLGainとしては、1画面(フレーム)前の入力画像の輝度信号Yi及び補正画像の輝度信号Ywa及び色差信号Cbwa及びCrwaに基づいて算出したものが用いられる。この処理は、図1のオフセット減算回路1、白補正ゲイン輝度乗算回路3、及び平均輝度補正ゲイン輝度乗算回路4による処理と同じである。
この処理は、図2の周辺領域輝度平均回路11の処理と同じである。
ステップS4では、現在の画面中の補正対象領域内の各画素の周辺領域輝度平均値Yavgの最小値である輝度最小値Yminを算出する。この処理は、図2の輝度最小値検出回路12の処理と同じである。
ステップS6では、黒画素数NumBの値に応じてオフセット係数KBを算出する。この処理は、図2のオフセット係数算出回路14の処理と同じである。
ステップS10では、画面全体の画素の輝度信号Yiの平均値である補正前平均輝度値APLpreと、画面全体の画素の輝度信号Ywaの平均値である補正後平均輝度値APLpostを算出する。この処理は、図3の補正前平均輝度値算出回路41及び補正後平均輝度値算出回路42の処理と同じである。
ステップS12では、画素代表値M_POSTが所定の閾値SATmin以上である色飽和画素数SATnumをカウントする。この処理は、図3の色飽和画素カウント回路44の処理と同じである。
ステップS14では、ステップS12で算出した色飽和画素数SATnumと、ステップS13で算出した色飽和量平均値SATavgと、画面画素数NMAXと、平均輝度値補正量に対する強度係数SATstrから色飽和補正レベルSATADJを算出する。この処理は、図3の平均輝度値補正量算出回路46により行なわれる、式(12)で表される処理と同じである。
一方、ステップS18では、ステップS15で算出した目標平均輝度値APL_TGTとステップS10で算出した補正後平均輝度値APLpostから現画面の目標平均輝度補正ゲインAPLGain_tgtを算出する。そのための演算は、実施の形態1で式(15)を参照して説明したのと同様である。
最後に、ステップS20では、ステップS7、S8、S17、S18、S19で使用するカウンタt(画面番号を表す)の更新を行い、次の入力画像の処理を開始するためにステップ1に戻る。
一方、補正画像の色飽和画素数SATnumが多い場合や色飽和量平均値SATavgが大きい場合には、補正により色相が変化する画素数の増加を抑制した上で、補正後平均輝度値APLpostと補正前平均輝度値APLpreの差が小さくなるように制御することが可能となる。
Claims (11)
- 画像信号で表される画像の各画素が、所定の輝度レベル以下の画素の出現頻度が所定値以下である補正対象領域内のものか否かを判定する領域判定回路と、
前記画像信号で表される画像のうち、前記領域判定回路で前記補正対象領域内のものであると判定された画素の各々について、オフセットレベルを生成するオフセットレベル生成回路と、
前記画像信号から、前記オフセットレベル生成回路で生成された前記オフセットレベルを減算しオフセット画像信号を生成するオフセット減算回路と、
前記オフセット画像信号に対するゲインを生成するゲイン生成回路と、
前記オフセット画像信号に前記ゲインを乗算し、補正画像信号を生成するゲイン乗算回路と、
を備えたことを特徴とする画像処理装置。 - 前記画像信号で表される画像の各画素について、その周囲の画素のうち、輝度が前記所定の輝度レベル以下の画素が占める割合である低輝度画素割合に基づいて混合比を画素毎に求める混合比生成回路と、
前記画像信号と前記補正画像信号を前記混合比に基づいて混合する混合回路と
をさらに備えたことを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。 - 前記領域判定回路は、
前記画像信号で表される画像の各画素の画素値を前記所定の輝度レベルと比較し前記所定輝度レベル以下の画素を判別する輝度レベル判別回路と、
前記画像信号で表される画像の各画素を順に注目画素として、該注目画素を中心とした所定の周辺画素範囲の中に前記輝度レベル判別回路で前記所定の輝度レベル以下の画素と判別された画素が占める割合を、前記低輝度画素割合として算出する画素割合算出回路と、
各画素についての前記低輝度画素割合が所定の閾値以下である場合に、当該画素が前記補正対象領域内の画素であると判断し、判断結果を示す信号を、補正対象識別信号として出力する補正対象画素指定回路と
を備えたことを特徴とする請求項2に記載の画像処理装置。 - 前記混合比生成回路は、
前記画素割合算出回路で算出された前記低輝度画素割合を所定の特性で変換して、前記混合比を生成する
ことを特徴とする請求項3に記載の画像処理装置。 - 前記混合比生成回路は、
前記低輝度画素割合が所定の上限値以上のときは前記混合比が100%となり、
前記低輝度画素割合が0%から前記上限値までの範囲では、前記低輝度画素割合の増加にともなって前記混合比が0%から100%まで直線的に増加する変換特性を有する
ことを特徴とする請求項4に記載の画像処理装置。 - 前記混合比生成回路は、前記低輝度画素割合が所定の下限値以下のときは前記混合比が0%となり、前記低輝度画素割合が前記下限値から100%までの範囲では、前記低輝度画素割合の増加にともなって前記混合比が0%から100%まで直線的に増加する変換特性を有する
ことを特徴とする請求項4に記載の画像処理装置。 - 前記ゲイン生成回路は、
前記画像信号の前記オフセットレベルと所定の目標上限値に基づいて白補正ゲインを生成する白補正ゲイン算出回路と、
前記画像信号の平均輝度値と、前記補正画像信号の平均輝度値及び色飽和補正レベルに基づいて平均輝度補正ゲインを生成する平均輝度補正ゲイン生成回路とを有し、
前記ゲイン乗算回路は、
前記オフセット画像信号に前記白補正ゲインを乗算し白補正画像信号を生成する白補正ゲイン輝度乗算回路と、
前記白補正画像信号に前記平均輝度補正ゲインを乗算して平均輝度補正画像信号を生成する平均輝度補正ゲイン輝度乗算回路とを有する
ことを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の画像処理装置。 - 前記平均輝度補正ゲイン生成回路は、
前記画像信号の平均輝度値を生成する補正前平均輝度値算出回路と、
前記補正画像信号の平均輝度値を生成する補正後平均輝度値算出回路と、
前記補正画像信号を三原色信号に変換し、その画素毎の最大値を生成する原色画素代表値生成回路と、
画面ごとに前記最大値が所定レベル以上となる色飽和画素数を数える色飽和画素カウント回路と、
前記色飽和画素数と前記最大値に基づいて色飽和補正レベルを生成する色飽和補正レベル生成回路と、
前記補正画像信号の平均輝度値と前記補正画像信号の色飽和補正レベルに基づいて前記平均輝度補正ゲインを決定する平均輝度補正ゲイン決定回路と
を有することを特徴とする請求項7に記載の画像処理装置。 - 前記平均輝度補正ゲイン決定回路は、
前記画像信号の平均輝度値と、前記補正画像信号の前記色飽和補正レベルに基づいて目標画像レベルを生成する目標平均輝度値算出回路と、
前記目標画像レベルに前記補正画像信号の前記平均輝度値が近づくように前記平均輝度補正ゲインを生成する平均輝度補正ゲイン算出回路とを備える
ことを特徴とする請求項8に記載の画像処理装置。 - 前記オフセットレベル生成回路は、
前記画像信号の各画素を注目画素として、該注目画素の周辺画素平均値を画素毎に算出する周辺領域輝度平均回路と、
前記画像信号で表される画像の画素毎に求められた前記周辺画素平均値のうち、前記領域判定回路で補正対象であると判定された画素から成る補正対象領域内における最小値を検出する輝度最小値検出回路と、
画面ごとに前記周辺画素平均値が所定レベル以下となる黒レベル画素を数える黒画素カウント回路と、
前記黒レベル画素の数に基づいてオフセット係数を生成するオフセット係数算出回路と、
前記最小値と前記オフセット係数に基づいて前記オフセットレベルを算出するオフセットレベル算出回路と
を備えることを特徴とする請求項7乃至9のいずれかに記載の画像処理装置。 - 画像信号で表される画像の各画素が、所定の輝度レベル以下の画素の出現頻度が所定値以下である補正対象領域内のものか否かを判定する領域判定ステップと、
前記画像信号で表される画像のうち、前記領域判定ステップで前記補正対象領域内のものであると判定された画素の各々について、オフセットレベルを生成するオフセットレベル生成ステップと、
前記画像信号から、前記オフセットレベル生成ステップで生成された前記オフセットレベルを減算しオフセット画像信号を生成するオフセット減算ステップと、
前記オフセット画像信号に対するゲインを生成するゲイン生成ステップと、
前記オフセット画像信号に前記ゲインを乗算し、補正画像信号を生成するゲイン乗算ステップと、
を備えたことを特徴とする画像処理方法。
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