JP5933332B2 - Image processing apparatus, image processing method, image processing program, and recording medium storing image processing program - Google Patents

Image processing apparatus, image processing method, image processing program, and recording medium storing image processing program Download PDF

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Description

本発明は、画像処理装置に関し、例えばエッジ強調処理を行う画像処理装置、画像処理方法、画像処理プログラム、および画像処理プログラムを記憶した記録媒体に関する。   The present invention relates to an image processing apparatus, for example, an image processing apparatus that performs edge enhancement processing, an image processing method, an image processing program, and a recording medium storing the image processing program.

従来より、入力画像のエッジを強調する画像処理であるエッジ強調処理が知られている。このようなエッジ強調処理に関する技術は、例えば特許文献1,2などに記載されている。   Conventionally, an edge enhancement process, which is an image process for enhancing an edge of an input image, is known. Techniques relating to such edge enhancement processing are described in Patent Documents 1 and 2, for example.

特許文献1,2などに記載の従来のエッジ強調処理では、輝度信号および色差信号で示される入力画像について、輝度信号に対してのみ補正が行われ、色差信号に対しては補正が行われない。このため、エッジ強調処理前後では、輝度のみが変化し色差は不変となる。これにより、エッジ強調処理前後で輝度と色差との比が変化する。その結果、エッジ強調処理により例えば輝度が大きくなった場合に、輝度に対して色差が相対的に小さくなることに起因して色あせを生じる。   In the conventional edge enhancement processing described in Patent Documents 1 and 2, for an input image indicated by a luminance signal and a color difference signal, only the luminance signal is corrected, and the color difference signal is not corrected. . For this reason, before and after the edge enhancement process, only the luminance changes and the color difference remains unchanged. As a result, the ratio between the luminance and the color difference changes before and after the edge enhancement processing. As a result, for example, when the luminance is increased by the edge enhancement process, the color difference is relatively decreased with respect to the luminance, thereby causing fading.

本願発明に関連して、特許文献3には、輝度信号および色差信号に対してそれぞれブライトネス制御および色ゲイン制御を行う画像表示装置が開示されている。色ゲイン制御では、ブライトネス制御で得られた入力画像の平均輝度に応じた色ゲイン量で色差が補正される。この画像表示装置によれば、輝度および色差の双方を変化させることができる。   In relation to the present invention, Patent Document 3 discloses an image display device that performs brightness control and color gain control on a luminance signal and a color difference signal, respectively. In color gain control, the color difference is corrected with a color gain amount corresponding to the average luminance of the input image obtained by brightness control. According to this image display device, both luminance and color difference can be changed.

特開2008−92462号公報JP 2008-92462 A 特開2001−245158号公報JP 2001-245158 A 特開2006−285063号公報JP 2006-285063 A

しかし、特許文献3に記載の画像表示装置では、入力画像の平均輝度を用いて全画素に対して一律の色ゲイン量で色差が補正される。このため、入力画像の画素毎に異なる輝度変化が生じ得る輝度補正が行われる場合には、補正前後で輝度と色差との比が維持されるものではない。これにより、上述の色あせの抑制が困難となる。   However, in the image display device described in Patent Document 3, the color difference is corrected with a uniform color gain amount for all the pixels using the average luminance of the input image. For this reason, in the case of performing luminance correction that may cause a different luminance change for each pixel of the input image, the ratio between the luminance and the color difference is not maintained before and after the correction. Thereby, it becomes difficult to suppress the above-mentioned fading.

そこで、本発明は、例えばエッジ強調処理などの輝度補正を行う際に生じ得る色あせを抑制する画像処理装置、画像処理方法、画像処理プログラム、および画像処理プログラムを記憶した記録媒体を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention provides an image processing apparatus, an image processing method, an image processing program, and a recording medium storing the image processing program that suppress fading that may occur when performing luminance correction such as edge enhancement processing. Objective.

本発明の第1の局面は、入力画像を補正する画像処理装置であって、
入力画像を補正する画像処理装置であって、
前記入力画像を示す輝度信号に対し、前記入力画像のエッジを強調する補正を行う輝度補正部と、
補正前の輝度信号に対する補正後の輝度信号の比である第1係数を取得する係数取得部と、
前記第1係数に基づいて、前記入力画像の色を示す信号を補正する色補正部とを備え
前記輝度補正部は、
前記輝度信号を受け取り、互いに周波数特性の異なる複数のフィルタと、
前記複数のフィルタの出力に基づいて得られる絶対値に第2係数を乗じた値に、前記複数のフィルタのうちの、通過域の周波数が最も低いフィルタの出力の符号を付加することにより得られる補正量を、前記輝度信号に加算する補正処理部とを含むことを特徴とする。
A first aspect of the present invention is an image processing apparatus that corrects an input image,
An image processing apparatus for correcting an input image,
A luminance correction unit that performs correction for enhancing the edge of the input image with respect to the luminance signal indicating the input image ;
A coefficient acquisition unit that acquires a first coefficient that is a ratio of the luminance signal after correction to the luminance signal before correction;
A color correction unit that corrects a signal indicating the color of the input image based on the first coefficient ;
The brightness correction unit
A plurality of filters receiving the luminance signal and having different frequency characteristics from each other;
It is obtained by adding the output code of the filter having the lowest passband frequency among the plurality of filters to the value obtained by multiplying the absolute value obtained based on the outputs of the plurality of filters by the second coefficient. And a correction processing unit that adds a correction amount to the luminance signal .

本発明の第2の局面は、本発明の第1の局面において、
前記色補正部は、前記第1係数に基づいて、前記入力画像を示す色差信号を補正することを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention,
The color correction unit corrects a color difference signal indicating the input image based on the first coefficient.

本発明の第3の局面は、本発明の第2の局面において、
前記色補正部は、前記色差信号に前記第1係数を乗じることを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, in the second aspect of the present invention,
The color correction unit may multiply the color difference signal by the first coefficient.

本発明の第4の局面は、本発明の第2の局面において、
前記色補正部は、前記係数取得部が取得した前記第1係数を調整する係数調整部を含み、調整後の第1係数を前記色差信号に乗じることを特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, in the second aspect of the present invention,
The color correction unit includes a coefficient adjustment unit that adjusts the first coefficient acquired by the coefficient acquisition unit, and multiplies the color difference signal by the adjusted first coefficient.

本発明の第5の局面は、本発明の第4の局面において、
前記係数調整部は、前記係数取得部が取得した前記第1係数が1よりも小さいときには、当該第1係数を1とすることを特徴とする。
According to a fifth aspect of the present invention, in the fourth aspect of the present invention,
The coefficient adjustment unit sets the first coefficient to 1 when the first coefficient acquired by the coefficient acquisition unit is smaller than 1.

本発明の第6の局面は、本発明の第1の局面において、
前記入力画像を示す補正前の輝度信号および色差信号を原色信号に変換する原色変換部をさらに備え、
前記色補正部は、前記原色変換部により得られた原色信号を、前記第1係数に基づいて補正することを特徴とする。
According to a sixth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention,
A primary color conversion unit that converts a luminance signal and a color difference signal before correction indicating the input image into a primary color signal;
The color correction unit corrects the primary color signal obtained by the primary color conversion unit based on the first coefficient.

本発明の第7の局面は、本発明の第1の局面において、
前記絶対値は、各フィルタの出力の絶対値の和であることを特徴とする。
According to a seventh aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention,
The absolute value is a sum of absolute values of outputs of the filters.

本発明の第8の局面は、本発明の第1の局面から第6の局面までのいずれかにおいて、
前記入力画像は、輝度信号および色差信号で示されることを特徴とする。
According to an eighth aspect of the present invention, in any one of the first to sixth aspects of the present invention,
The input image is indicated by a luminance signal and a color difference signal.

本発明の第9の局面は、本発明の第8の局面において、
前記入力画像を示す原色信号を、前記入力画像を示す輝度信号および色差信号に変換する輝度・色差変換部をさらに備えることを特徴とする。
A ninth aspect of the present invention is the eighth aspect of the present invention,
The image processing apparatus further includes a luminance / color difference conversion unit that converts a primary color signal indicating the input image into a luminance signal and a color difference signal indicating the input image.

本発明の第10の局面は、入力画像を補正する画像処理方法であって、
前記入力画像を示す輝度信号に対し、前記入力画像のエッジを強調する補正を行う輝度補正ステップと、
補正前の輝度信号に対する補正後の輝度信号の比である第1係数を取得する係数取得ステップと、
前記第1係数に基づいて、前記入力画像の色を示す信号を補正する色補正ステップとを備え
前記輝度補正ステップは、
前記輝度信号を、互いに周波数特性の異なる複数のフィルタに与えるステップと、
前記複数のフィルタの出力に基づいて得られる絶対値に第2係数を乗じた値に、前記複数のフィルタのうちの、通過域の周波数が最も低いフィルタの出力の符号を付加することにより得られる補正量を、前記輝度信号に加算する補正処理ステップとを含むことを特徴とする。
A tenth aspect of the present invention is an image processing method for correcting an input image,
A luminance correction step for performing correction for emphasizing an edge of the input image with respect to the luminance signal indicating the input image ;
A coefficient acquisition step of acquiring a first coefficient that is a ratio of the luminance signal after correction to the luminance signal before correction;
A color correction step of correcting a signal indicating the color of the input image based on the first coefficient ,
The brightness correction step includes
Providing the luminance signal to a plurality of filters having different frequency characteristics;
It is obtained by adding the output code of the filter having the lowest passband frequency among the plurality of filters to the value obtained by multiplying the absolute value obtained based on the outputs of the plurality of filters by the second coefficient. And a correction processing step of adding a correction amount to the luminance signal .

本発明の第11の局面は、入力画像を補正する画像処理プログラムであって、
前記入力画像を示す輝度信号に対し、前記入力画像のエッジを強調する補正を行う輝度補正ステップと、
補正前の輝度信号に対する補正後の輝度信号の比である第1係数を取得する係数取得ステップと、
前記第1係数に基づいて、前記入力画像の色を示す信号を補正する色補正ステップとをコンピュータに実行させ
前記輝度補正ステップは、
前記輝度信号を、互いに周波数特性の異なる複数のフィルタに与えるステップと、
前記複数のフィルタの出力に基づいて得られる絶対値に第2係数を乗じた値に、前記複数のフィルタのうちの、通過域の周波数が最も低いフィルタの出力の符号を付加することにより得られる補正量を、前記輝度信号に加算する補正処理ステップとを含むことを特徴とする。
An eleventh aspect of the present invention is an image processing program for correcting an input image,
A luminance correction step for performing correction for emphasizing an edge of the input image with respect to the luminance signal indicating the input image ;
A coefficient acquisition step of acquiring a first coefficient that is a ratio of the luminance signal after correction to the luminance signal before correction;
Causing the computer to execute a color correction step of correcting a signal indicating the color of the input image based on the first coefficient ;
The brightness correction step includes
Providing the luminance signal to a plurality of filters having different frequency characteristics;
It is obtained by adding the output code of the filter having the lowest passband frequency among the plurality of filters to the value obtained by multiplying the absolute value obtained based on the outputs of the plurality of filters by the second coefficient. And a correction processing step of adding a correction amount to the luminance signal .

本発明の第12の局面は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体であって、
本発明の第11の局面に係る画像処理プログラムを記録したことを特徴とする。
A twelfth aspect of the present invention is a computer-readable recording medium,
An image processing program according to an eleventh aspect of the present invention is recorded.

本発明の第1の局面によれば、第1係数に基づいて色が補正されるので、入力画像のエッジを強調する輝度補正による輝度変化に応じて色変化が決定される。このため、輝度補正後の輝度と色差との比を調整できる。例えば、入力画像のエッジを強調する輝度補正によって輝度が大きくなるときに、第1係数に基づいて色を輝度に比例させることにより、輝度補正前後で輝度と色差との比が維持される。これにより、輝度に対して色差が相対的に小さくなることに起因して生じ得る色あせを抑制できる。
また、本発明の第1の局面によれば、補正量の生成にあたって、互いに周波数特性の異なる複数のフィルタの出力に基づいて得られる絶対値に第2係数を乗じた値を用いているので、互いに周波数特性の異なる複数のフィルタの出力を平均化した補正量が得られる。また、補正量の符号として複数のフィルタの中で通過域の周波数が最も低いフィルタの出力の符号を用いているので、輝度変化の極めて少ない(周波数の極めて小さい)入力画像を除く全ての入力画像において出力結果が得られる当該最も周波数特性の低いフィルタの出力の符号によって補正量の符号が適切に設定される。例えば、比較的太い(緩やかな)エッジが含まれた入力画像に対しては、互いに周波数特性の異なる複数のフィルタの出力を平均化した値が当該エッジを適切に強調する方向に作用する。一方、ノイズが含まれた入力画像に対しては、ノイズを抑制する方向に作用する符号である上記通過域の周波数が最も低いフィルタの出力の符号を補正量の符号とすることにより、互いに周波数特性の異なる複数のフィルタの出力を平均化した値がノイズを抑制する方向に作用する。このようにして、ノイズを抑制しつつ比較的太いエッジを強調できる。
According to the first aspect of the present invention, since the color is corrected based on the first coefficient, the color change is determined according to the luminance change by the luminance correction that emphasizes the edge of the input image . For this reason, the ratio between the luminance after luminance correction and the color difference can be adjusted. For example, when the luminance is increased by luminance correction that emphasizes the edge of the input image, the ratio between the luminance and the color difference is maintained before and after the luminance correction by making the color proportional to the luminance based on the first coefficient. As a result, it is possible to suppress fading that may occur due to a relatively small color difference with respect to luminance.
Further, according to the first aspect of the present invention, since the correction amount is generated, a value obtained by multiplying the absolute value obtained based on outputs of a plurality of filters having different frequency characteristics from each other by the second coefficient is used. A correction amount is obtained by averaging the outputs of a plurality of filters having different frequency characteristics. In addition, since the code of the output of the filter having the lowest passband frequency among the plurality of filters is used as the correction amount code, all input images except for the input image with extremely small luminance change (very low frequency). The sign of the correction amount is appropriately set according to the sign of the output of the filter having the lowest frequency characteristic from which the output result is obtained. For example, for an input image including a relatively thick (gradual) edge, a value obtained by averaging the outputs of a plurality of filters having different frequency characteristics acts in a direction to appropriately emphasize the edge. On the other hand, for input images that contain noise, the code of the output of the filter having the lowest frequency in the passband, which is a code that acts in the direction of suppressing noise, is used as the correction amount code, so that the frequency of each other A value obtained by averaging the outputs of a plurality of filters having different characteristics acts in a direction to suppress noise. In this way, it is possible to emphasize a relatively thick edge while suppressing noise.

本発明の第2の局面によれば、第1係数に基づいて色差信号が補正されるので、輝度補正による輝度変化に応じて色差変化が決定される。このようにして、本発明の第1の局面と同様の効果を奏することができる。   According to the second aspect of the present invention, since the color difference signal is corrected based on the first coefficient, the color difference change is determined according to the luminance change by the luminance correction. In this way, the same effects as those of the first aspect of the present invention can be achieved.

本発明の第3の局面によれば、色差信号に第1係数が乗じられることにより、色差が輝度に比例して変化する。このため、輝度補正によって輝度が大きくなるときに、輝度補正前後で輝度と色差との比が維持されるので、色あせを抑制できる。また、輝度補正によって輝度が小さくなるときにも輝度補正前後で輝度と色差との比が維持されるので、輝度に対して色差が相対的に大きくなることに起因して色が不自然に鮮やかになることを防止できる。   According to the third aspect of the present invention, the color difference changes in proportion to the luminance by multiplying the color difference signal by the first coefficient. For this reason, when the luminance is increased by the luminance correction, the ratio between the luminance and the color difference is maintained before and after the luminance correction, so that fading can be suppressed. In addition, even when the brightness is reduced by brightness correction, the ratio between brightness and color difference is maintained before and after brightness correction, so the color is unnaturally bright due to the relatively large color difference with respect to brightness. Can be prevented.

本発明の第4の局面によれば、第1係数の調整により、必要に応じて色差補正の程度が変更される。このため、各種用途に応じた彩度の画像を得ることができる。   According to the fourth aspect of the present invention, the degree of color difference correction is changed as necessary by adjusting the first coefficient. For this reason, it is possible to obtain images with saturation according to various applications.

本発明の第5の局面によれば、輝度補正によって輝度が小さくなるときには色差が変化しない。このため、色あせのみを抑制した鮮やかな画像を得ることができる。   According to the fifth aspect of the present invention, the color difference does not change when the luminance is reduced by the luminance correction. For this reason, a vivid image in which only fading is suppressed can be obtained.

本発明の第6の局面によれば、第1係数に基づいて原色信号が補正されるので、輝度補正による輝度変化に応じて原色変化が決定される。色補正部での補正後の原色信号について輝度信号および色差信号の観点から考えると、輝度補正による輝度変化に応じて原色変化が決定されることにより、輝度補正後の輝度と色差との比を調整できる。このようにして、本発明の第1の局面と同様の効果を奏することができる。   According to the sixth aspect of the present invention, since the primary color signal is corrected based on the first coefficient, the primary color change is determined according to the luminance change due to the luminance correction. When considering the primary color signal after the correction by the color correction unit from the viewpoint of the luminance signal and the color difference signal, the primary color change is determined according to the luminance change due to the luminance correction, so that the ratio between the luminance and the color difference after the luminance correction is determined. Can be adjusted. In this way, the same effects as those of the first aspect of the present invention can be achieved.

本発明の第7の局面によれば、互いに周波数特性の異なる複数のフィルタの出力の絶対値の和に所定の係数を乗じた値に、複数のフィルタの中で通過域の周波数が最も低いフィルタの出力の符号を付加することにより補正量が得られる。すなわち、複数のフィルタの出力が相殺されることなく平均化された値に、上記通過域の周波数が最も低いフィルタの出力の符号を付加した値が補正量となる。このため、例えばノイズが含まれた入力画像に対しては、複数のフィルタの出力が相殺されることなく平均化された値がノイズを抑制する方向に作用する。これにより、ノイズをさらに抑制できる。 According to the seventh aspect of the present invention, the filter having the lowest passband frequency among the plurality of filters is obtained by multiplying the sum of the absolute values of the outputs of the plurality of filters having different frequency characteristics by a predetermined coefficient. The amount of correction can be obtained by adding the output sign. That is, the correction amount is a value obtained by adding the sign of the output of the filter having the lowest passband frequency to the value averaged without canceling the outputs of the plurality of filters. For this reason, for example, for an input image including noise, the averaged value without canceling out the outputs of the plurality of filters acts in a direction to suppress noise. Thereby, noise can be further suppressed.

本発明の第8の局面によれば、例えばテレビ放送を受信して得られるか、またはビデオシステムから得られる画像信号が示す入力画像を補正して、本発明の第1の局面から第6の局面までのいずれかと同様の効果を奏することができる。 According to the eighth aspect of the present invention, for example, by correcting an input image indicated by an image signal obtained by receiving a television broadcast or obtained from a video system, the first to sixth aspects of the present invention The same effect as any one up to the aspect can be achieved.

本発明の第9の局面によれば、例えばマルチメディアシステムから受信する画像信号が示す入力画像を補正して、本発明の第1の局面から第6の局面までのいずれかと同様の効果を奏することができる。 According to the ninth aspect of the present invention, for example, the input image indicated by the image signal received from the multimedia system is corrected, and the same effect as any of the first to sixth aspects of the present invention is achieved. be able to.

本発明の第10の局面によれば、画像処理方法において、本発明の第1の局面と同様の効果を奏することができる。 According to the tenth aspect of the present invention, in the image processing method, the same effect as in the first aspect of the present invention can be achieved.

本発明の第11の局面によれば、画像処理プログラムにおいて、本発明の第1の局面と同様の効果を奏することができる。 According to the eleventh aspect of the present invention, the image processing program can achieve the same effects as those of the first aspect of the present invention.

本発明の第12の局面によれば、コンピュータ読み取り可能な記録媒体において、本発明の第1の局面と同様の効果を奏することができる。

According to the twelfth aspect of the present invention, the same effects as those of the first aspect of the present invention can be achieved in a computer-readable recording medium.

本発明の第1の実施形態に係る画像処理装置のハードウェア構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the hardware constitutions of the image processing apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 上記第1の実施形態に係る画像処理装置の要部の機能的構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the functional structure of the principal part of the image processing apparatus which concerns on the said 1st Embodiment. 上記第1の実施形態におけるエッジ強調部の機能的構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the functional structure of the edge emphasis part in the said 1st Embodiment. 上記第1の実施形態における第1〜第3フィルタの周波数特性を示す図である。It is a figure which shows the frequency characteristic of the 1st-3rd filter in the said 1st Embodiment. 上記第1の実施形態において、第3フィルタによりエッジが強調される様子を説明するための模式図である。より詳細には、(a)は処理前輝度信号を示す模式図であり、(b)は第3フィルタの出力を示す模式図であり、(c)は第3フィルタの出力が加算された処理前輝度信号を示す模式図である。In the said 1st Embodiment, it is a schematic diagram for demonstrating a mode that an edge is emphasized by the 3rd filter. More specifically, (a) is a schematic diagram showing a luminance signal before processing, (b) is a schematic diagram showing an output of the third filter, and (c) is a process in which the output of the third filter is added. It is a schematic diagram which shows a front luminance signal. 上記第1の実施形態における、比較的太いエッジに対する第1〜第3フィルタの出力を示す模式図である。より詳細には、(a)は処理前輝度信号を示す模式図であり、(b)は第1フィルタの出力を示す模式図であり、(c)は第2フィルタの出力を示す模式図であり、(d)は第3フィルタの出力を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the output of the 1st-3rd filter with respect to the comparatively thick edge in the said 1st Embodiment. More specifically, (a) is a schematic diagram showing a luminance signal before processing, (b) is a schematic diagram showing an output of the first filter, and (c) is a schematic diagram showing an output of the second filter. (D) is a schematic diagram showing the output of the third filter. 上記第1の実施形態における、ノイズに対する第1〜第3フィルタの出力を示す模式図である。より詳細には、(a)は処理前輝度信号を示す模式図であり、(b)は第1フィルタの出力を示す模式図であり、(c)は第2フィルタの出力を示す模式図であり、(d)は第3フィルタの出力を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the output of the 1st-3rd filter with respect to the noise in the said 1st Embodiment. More specifically, (a) is a schematic diagram showing a luminance signal before processing, (b) is a schematic diagram showing an output of the first filter, and (c) is a schematic diagram showing an output of the second filter. (D) is a schematic diagram showing the output of the third filter. br座標を示す図である。Is a diagram illustrating a C b C r coordinates. 本発明の第2の実施形態に係る画像処理装置の要部の機能的構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the functional structure of the principal part of the image processing apparatus which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施形態に係る画像処理装置の要部の機能的構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the functional structure of the principal part of the image processing apparatus which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第4の実施形態に係る画像処理装置の要部の機能的構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the functional structure of the principal part of the image processing apparatus which concerns on the 4th Embodiment of this invention.

以下、添付図面を参照しながら、本発明の第1〜第3の実施形態について説明する。   Hereinafter, first to third embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

<1.第1の実施形態>
<1.1 構成および処理概要>
図1は、本実施形態に係る画像処理装置のハードウェア構成を示すブロック図である。図1に示すように、本画像処理装置は、CPU1、入力部2、メモリ3、ハードディスク装置4、および出力部5を備えている。ハードディスク装置4には、本実施形態における画像処理をCPU1に実行させるための画像処理プログラム6が格納されている。画像処理プログラム6は例えば、当該画像処理プログラム6を記憶したDVD−ROMなどのコンピュータ読み取り可能な記録媒体から図示しないDVDドライブなどにより読み取られ、インストールされたものでも良く、また、図示しないネットワークを介して供給され、インストールされたものでも良い。
<1. First Embodiment>
<1.1 Configuration and processing overview>
FIG. 1 is a block diagram illustrating a hardware configuration of the image processing apparatus according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, the image processing apparatus includes a CPU 1, an input unit 2, a memory 3, a hard disk device 4, and an output unit 5. The hard disk device 4 stores an image processing program 6 for causing the CPU 1 to execute image processing in the present embodiment. For example, the image processing program 6 may be read and installed by a DVD drive (not shown) from a computer-readable recording medium such as a DVD-ROM storing the image processing program 6 or via a network (not shown). May be supplied and installed.

本画像処理装置には、入力部2を介して入力画像信号INが外部から入力される。入力画像信号INは入力画像を示す。メモリ3には、入力画像信号IN、ハードディスク装置4から読み出された画像処理プログラム6が一時的に格納され、CPU1は、画像処理プログラム6に基づいて入力画像を補正する。本実施形態において入力画像に対して行われる補正は、輝度補正および色差補正である。入力画像を補正して得られた出力画像を示す出力画像信号OUTは、出力部5を介して外部に出力される。   The image processing apparatus receives an input image signal IN from the outside via the input unit 2. The input image signal IN indicates an input image. The memory 3 temporarily stores the input image signal IN and the image processing program 6 read from the hard disk device 4, and the CPU 1 corrects the input image based on the image processing program 6. In the present embodiment, the correction performed on the input image is luminance correction and color difference correction. An output image signal OUT indicating an output image obtained by correcting the input image is output to the outside via the output unit 5.

図2は、本実施形態に係る画像処理装置の要部の機能的構成を示すブロック図である。図2に示すように、本画像処理装置は、輝度補正部としてのエッジ強調部10、係数取得部20、色補正部としての色差補正部30、および原色変換部としてのYCbr−RGB変換部40を備えている。エッジ強調部10、係数取得部20、色差補正部30、およびYCbr−RGB変換部40のそれぞれは、CPU1によりソフトウェア的に実現される。なお、エッジ強調部10、係数取得部20、色差補正部30、およびYCbr−RGB変換部40のそれぞれはハードウェア的に実現されても良い。 FIG. 2 is a block diagram illustrating a functional configuration of a main part of the image processing apparatus according to the present embodiment. As shown in FIG. 2, the image processing apparatus, the edge enhancement unit 10 as the luminance correction unit, the coefficient obtaining unit 20, YC b C r -RGB as a color difference correction unit 30, and the primary conversion of the color correction unit A conversion unit 40 is provided. Edge enhancement unit 10, the respective coefficient acquisition unit 20, the color difference correction unit 30 and the YC b C r-RGB conversion unit 40, and is implemented by software by CPU 1. Incidentally, the edge enhancement unit 10, the coefficient obtaining unit 20, the color difference correction unit 30, and YC b C r each -RGB converter 40 may be hardware implemented.

本画像処理装置は、テレビ放送を受信して得られるか、またはビデオシステムから得られる入力画像信号が示す入力画像に対して補正を行うものである。したがって、入力画像信号INは、輝度信号Y、第1色差信号Cb、および第2色差信号Crからなっている。ここで、第1色差信号Cbは、入力画像中の青色成分と輝度信号Yとの差分を表す。第2色差信号Crは、入力画像中の赤色成分と輝度信号Yとの差分を表す。 This image processing apparatus corrects an input image indicated by an input image signal obtained by receiving a television broadcast or obtained from a video system. Therefore, the input image signal IN is composed of a luminance signal Y, first color difference signal C b, and the second color difference signal C r. Here, the first color difference signal C b, representing the difference between the blue component and the luminance signal Y in the input image. The second color difference signal C r, representing the difference between the red component and the luminance signal Y in the input image.

エッジ強調部10は、画像処理装置に入力された輝度信号Yにエッジ強調処理を施し、エッジ強調処理後の輝度信号Y1を係数取得部20およびYCbr−RGB変換部40に与える。以下では、エッジ強調部10によるエッジ強調処理前の輝度信号Yのことを「処理前輝度信号」といい、エッジ強調部10によるエッジ強調処理後の輝度信号Y1のことを「処理後輝度信号」という。 Edge enhancement unit 10 performs the edge enhancement processing on the luminance signal Y input to the image processing apparatus, providing the luminance signal Y1 after the edge enhancement processing to the coefficient acquisition unit 20 and the YC b C r-RGB converter 40. Hereinafter, the luminance signal Y before edge enhancement processing by the edge enhancement unit 10 is referred to as “pre-processing luminance signal”, and the luminance signal Y1 after edge enhancement processing by the edge enhancement unit 10 is referred to as “post-processing luminance signal”. That's it.

係数取得部20は、エッジ強調部10の出力である処理後輝度信号Y1と入力である処理前輝度信号Yとを受け取り、次式(1)で与えられる第1係数αを取得する。
α=Y1/Y …(1)
この第1係数αは、処理前輝度信号Yに対す処理後輝度信号Y1の比、すなわちエッジ強調処理による輝度変化率を表す。係数取得部20は、取得した第1係数αを色差補正部30に与える。
The coefficient acquisition unit 20 receives the post-processing luminance signal Y1 that is the output of the edge enhancement unit 10 and the pre-processing luminance signal Y that is the input, and acquires the first coefficient α given by the following equation (1).
α = Y1 / Y (1)
The first coefficient α represents the ratio of the post-processing luminance signal Y1 to the pre-processing luminance signal Y, that is, the luminance change rate due to edge enhancement processing. The coefficient acquisition unit 20 gives the acquired first coefficient α to the color difference correction unit 30.

色差補正部30は、第1,第2色差補正用乗算部31,32を備えている。色差補正部30は、係数取得部20から受け取った第1係数αを用いて、第1,第2色差信号Cb,Crを補正する。 The color difference correction unit 30 includes first and second color difference correction multiplication units 31 and 32. The color difference correction unit 30 corrects the first and second color difference signals C b and Cr using the first coefficient α received from the coefficient acquisition unit 20.

第1色差補正用乗算部31は第1色差信号Cbを補正する。より詳細には、第1色差補正用乗算部31は、第1色差信号Cbを次式(2)で与えられる第1色差信号Cb1に補正する。
b1=α・Cb …(2)
以下では、第1色差補正用乗算部31による補正前の第1色差信号Cbのことを「補正前第1色差信号」といい、補正後の第1色差信号Cb1のことを「補正後第1色差信号」という。第1色差補正用乗算部31は、補正後第1色差信号Cb1をYCbr−RGB変換部40に与える。
The first color difference correction multiplier unit 31 corrects the first color difference signal C b. More specifically, the first color difference correction multiplier 31 corrects the first color difference signal C b to the first color difference signal C b 1 given by the following equation (2).
C b 1 = α · C b (2)
Hereinafter, the first color difference signal C b before correction by the first color difference correction multiplication unit 31 is referred to as “first color difference signal before correction”, and the first color difference signal C b 1 after correction is referred to as “correction”. This is referred to as a “first color difference signal”. The first color difference correction multiplication unit 31 provides the corrected first color difference signal C b 1 to the YC b C r -RGB conversion unit 40.

第2色差補正用乗算部32は第2色差信号Crを補正する。より詳細には、第2色差補正用乗算部32は、第2色差信号Crを次式(3)で与えられる第2色差信号Cr1に補正する。
r1=α・Cr …(3)
以下では、第2色差補正用乗算部32による補正前の第2色差信号Crのことを「補正前第2色差信号」といい、補正後の第2色差信号Cr1のことを「補正後第2色差信号」という。第2色差補正用乗算部32は、補正後第2色差信号Cr1をYCbr−RGB変換部40に与える。
The second color difference correction multiplication unit 32 corrects the second color difference signal Cr . More specifically, the second color difference correction multiplication unit 32 corrects the second color difference signal C r to a second color difference signal C r 1 given by the following equation (3).
C r 1 = α · C r (3)
Hereinafter, the second color difference signal C r before correction by the second color difference correction multiplication unit 32 is referred to as "uncorrected second color difference signal", "correction to a corrected second color difference after signal C r 1 This is referred to as a “second color difference signal”. The second color difference correction multiplication unit 32 provides the corrected second color difference signal C r 1 to the YC b C r -RGB conversion unit 40.

YCbr−RGB変換部40は、輝度信号Y1および補正後第1,第2色差信号Cb1,Cr1を受け取り、それらをR(赤)成分を示す原色信号である赤色信号R、B(青)成分を示す原色信号である青色信号B、G(緑)成分を示す原色信号である緑色信号Gに変換する。YCbr−RGB変換部40は、赤色信号R、青色信号B、および緑色信号Gからなる出力画像信号を出力部5に与える。ここで、YCbr−RGB変換部40における信号変換は次式(4)に基づいて行われる。

Figure 0005933332
なお、式(4)におけるY,Cb,Crはそれぞれ、処理後輝度信号Y1、補正後第1色差信号Cb1、および補正後第2色差信号Cr1に相当する。 The YC b C r -RGB converter 40 receives the luminance signal Y1 and the corrected first and second color difference signals C b 1 and C r 1 and receives them as a red signal R which is a primary color signal indicating an R (red) component. , B (blue) component blue color signal B, and G (green) component primary color signal green signal G. The YC b C r -RGB conversion unit 40 gives an output image signal composed of a red signal R, a blue signal B, and a green signal G to the output unit 5. Here, the signal conversion in YC b C r-RGB conversion unit 40 is performed based on the following equation (4).
Figure 0005933332
Incidentally, Y in the formula (4), C b, are C r respectively, processed luminance signal Y1, first color difference signal C b 1 corrected, and correspond to the second color difference signal C r 1 after the correction.

<1.2 エッジ強調処理部>
図3は、本実施形態におけるエッジ強調部10の機能的構成を示すブロック図である。図3に示すように、エッジ強調部10は、複数(本実施形態では3つ)のフィルタ100a〜100c、複数(本実施形態では3つ)の絶対値処理部101a〜101c、第1加算部102、第1輝度補正用乗算部103、符号取得部104、第2輝度補正用乗算部105、および第2加算部106を備えている。
<1.2 Edge Enhancement Processing Unit>
FIG. 3 is a block diagram illustrating a functional configuration of the edge enhancement unit 10 in the present embodiment. As shown in FIG. 3, the edge enhancement unit 10 includes a plurality (three in the present embodiment) of filters 100a to 100c, a plurality (three in the present embodiment) of absolute value processing units 101a to 101c, and a first addition unit. 102, a first luminance correction multiplication unit 103, a code acquisition unit 104, a second luminance correction multiplication unit 105, and a second addition unit 106.

3つのフィルタ100a〜100cはエッジ強調処理を行うための鮮鋭化フィルタであり、入力画像の輝度変化を強調するための補正量を出力する。3つのフィルタ100a〜100cのそれぞれには処理前輝度信号Yが与えられる。ここで、3つのフィルタ100a〜100cの出力をそれぞれ符号y1〜y3で表す。3つのフィルタ100a〜100cは互いに周波数特性が異なっており、以下では3つのフィルタ100a〜100cをそれぞれ「第1〜第3フィルタ」という。第1〜第3フィルタ100a〜100cの周波数特性は図4中の符号F1〜F3でそれぞれ示すとおりである。すなわち、第1フィルタ100aはハイパスフィルタ、第2フィルタ100bは第1フィルタ100aよりも通過域の周波数(より詳細には低域遮断周波数)が低いバンドパスフィルタ、第3フィルタ100cは第2フィルタ100cよりも通過域の周波数(より詳細には低域遮断周波数)が低いバンドパスフィルタとなっている。すなわち、第3フィルタ100cの通過域の周波数は第1〜第3フィルタ100a〜100cの中で最も低い。以下では、通過域の周波数が低いことを「周波数特性が低い」と表現することがある。同様に、通過域の周波数が高いことを「周波数特性が高い」と表現することがある。 The three filters 100a to 100c are sharpening filters for performing edge enhancement processing, and output correction amounts for enhancing luminance changes of the input image. A pre-processing luminance signal Y is given to each of the three filters 100a to 100c. Here, representing the three outputs of the filter 100a~100c each code y 1 ~y 3. The three filters 100a to 100c have different frequency characteristics, and the three filters 100a to 100c are hereinafter referred to as “first to third filters”, respectively. The frequency characteristics of the first to third filters 100a to 100c are as indicated by symbols F1 to F3 in FIG. That is, the first filter 100a is a high-pass filter, the second filter 100b is a bandpass filter having a lower passband frequency (more specifically, a low-frequency cutoff frequency) than the first filter 100a, and the third filter 100c is the second filter 100c. The band-pass filter has a lower passband frequency (more specifically, a lower cut-off frequency). That is, the passband frequency of the third filter 100c is the lowest among the first to third filters 100a to 100c. Hereinafter, the low frequency in the passband may be expressed as “low frequency characteristics”. Similarly, a high frequency in the passband may be expressed as “high frequency characteristics”.

なお、図4における正規化周波数は、処理前輝度信号Yxのナイキスト周波数で正規化したものである。第1〜第3フィルタ100a〜100cは例えばFIRフィルタにより実現される。FIRフィルタを用いる場合のタップ数は奇数とする。なお、第1〜第3フィルタ100a〜100cを実現するためのFIRフィルタにおけるタップ数およびパラメータ数は当業者にとっては自明であるので、ここでは具体的な数値の例示を省略する。   Note that the normalized frequency in FIG. 4 is normalized by the Nyquist frequency of the pre-process luminance signal Yx. The first to third filters 100a to 100c are realized by, for example, FIR filters. When the FIR filter is used, the number of taps is an odd number. Since the number of taps and the number of parameters in the FIR filter for realizing the first to third filters 100a to 100c are obvious to those skilled in the art, specific numerical values are not illustrated here.

3つの絶対値処理部101a〜101cはそれぞれ、第1〜第3フィルタ100a〜100cの出力y1〜y3の絶対値を出力する。以下では、3つの絶対値処理部101a〜101cをそれぞれ「第1〜第3絶対値処理部」という。 Three absolute value processing unit 101a~101c respectively outputs the absolute value of the output y 1 ~y 3 of the first to third filter 100a-100c. Hereinafter, the three absolute value processing units 101a to 101c are referred to as “first to third absolute value processing units”, respectively.

第1加算部102は、第1〜第3フィルタ100a〜100cの出力y1〜y3の絶対値を受け取り、下記の式(5)により得られる出力y4を出力する。
4=|y1|+|y2|+|y3| …(5)
First adder 102 receives the absolute value of the output y 1 ~y 3 of the first to third filter 100a-100c, and outputs the output y 4 obtained by the following equation (5).
y 4 = | y 1 | + | y 2 | + | y 3 | (5)

第1輝度補正用乗算部103は、第1加算部102の出力y4および第2係数kを受け取り、下記の式(6)により得られる出力y5を出力する。
5=k×y4 …(6)
ここで、第2係数kはエッジ強調処理における補正量の度合いを決定するためのものであり、例えば1/3に設定される。この第2係数kにより、y5は、第1〜第3フィルタ100a〜100cの出力y1〜y3の絶対値を平均化したものとなる。
The first luminance correction multiplying unit 103 receives the output y 4 and the second coefficient k of the first adding unit 102, and outputs an output y 5 obtained by the following equation (6).
y 5 = k × y 4 (6)
Here, the second coefficient k is for determining the degree of correction amount in the edge enhancement processing, and is set to 1/3, for example. The second coefficient k, y 5 is becomes the average of the absolute value of the output y 1 ~y 3 of the first to third filter 100a-100c.

符号取得部104は、第1〜第3フィルタ100a〜100cの中で最も周波数特性の低い第3フィルタ100cの出力y3を受け取り、当該出力y3の符号を出力y6として出力する。具体的には、出力y6は下記の式(7)により取得される。
6=sign(y3) …(7)
すなわち、出力y3が正であればy6は1になり、出力y3が正であればy6は−1になり、出力y3が0であれば(出力がなければ)y6は0になる。
Code acquiring unit 104 receives the output y 3 of the first to the lowest frequency characteristic in the third filter 100a~100c third filter 100c, and outputs a code of the output y 3 as the output y 6. Specifically, the output y 6 is acquired by the following equation (7).
y 6 = sign (y 3 ) (7)
That is, if positive output y 3 y 6 becomes 1, if positive output y 3 y 6 becomes -1, (if there is no output) Output y 3 is if 0 y 6 is 0.

第2輝度補正用乗算部105は、第1輝度補正用乗算部103の出力y5および符号取得部104の出力y6を受け取り、下記の式(8)により得られる出力y7を出力する。
7=y6×y5 …(8)
本実施形態では出力y7が補正量になる。このため、以下では出力y7ことを「補正量」ともいう。
Second luminance correction multiplication unit 105 receives the output y 6 output y 5 and the code acquiring section 104 of the first luminance correction multiplication unit 103, and outputs the output y 7 obtained by the following equation (8).
y 7 = y 6 × y 5 (8)
In this embodiment, the output y 7 is the correction amount. Therefore, hereinafter, the output y 7 is also referred to as “correction amount”.

第2加算部106は、処理前輝度信号Yおよび第2輝度補正用乗算部105の出力y7を受け取り、下記の式(9)により得られる処理後輝度信号Y1を出力する。
Y1=Y+y7 …(9)
The second adder 106 receives the pre-process luminance signal Y and the output y 7 of the second luminance correction multiplier 105, and outputs a post-process luminance signal Y1 obtained by the following equation (9).
Y1 = Y + y 7 (9)

以上のような処理が入力画像の各画素に対して行われることにより、処理後輝度信号Y2が生成される。本実施形態では、第1〜第3絶対値処理部101a〜101c、第1加算部102、第1輝度補正用乗算部103、符号取得部104、第2輝度補正用乗算部105、および第2加算部106により補正処理部が実現されている。   The post-process luminance signal Y2 is generated by performing the above process on each pixel of the input image. In the present embodiment, the first to third absolute value processing units 101a to 101c, the first addition unit 102, the first luminance correction multiplication unit 103, the code acquisition unit 104, the second luminance correction multiplication unit 105, and the second A correction processing unit is realized by the adding unit 106.

ここで、本実施形態におけるフィルタの機能についてさらに説明する。図5は、第1〜第3フィルタ100a〜100cのうちの第3フィルタ100cのみを用いて処理前輝度信号Yにエッジ強調処理を施すと仮定した場合に、当該第3フィルタ100によりエッジが強調される様子を説明するための模式図である。より詳細には、図5(a)は処理前輝度信号Yを示す模式図であり、図5(b)は第3フィルタ100cの出力y3を示す模式図であり、図5(c)は第3フィルタ100cの出力y3が加算された処理前輝度信号Yを示す模式図である。図中では横軸は画素位置を、縦軸は輝度を示している。ここで、図中の画素位置は画像の横方向の位置または縦方向の位置のどちらでも良い。また、図5(a)に示す処理前輝度信号Yで最も輝度変化が生じている画素位置を符号EDで示している。以下では、符号EDで示す画素位置のことを「位置ED」という。 Here, the function of the filter in the present embodiment will be further described. In FIG. 5, when it is assumed that the edge enhancement process is performed on the pre-process luminance signal Y using only the third filter 100c among the first to third filters 100a to 100c, the edge is enhanced by the third filter 100. It is a schematic diagram for demonstrating a mode performed. More specifically, FIG. 5A is a schematic diagram showing the pre-processing luminance signal Y, FIG. 5B is a schematic diagram showing the output y 3 of the third filter 100c, and FIG. preprocessing the output y 3 of the third filter 100c is added is a schematic diagram showing a luminance signal Y. In the figure, the horizontal axis indicates the pixel position, and the vertical axis indicates the luminance. Here, the pixel position in the figure may be either a horizontal position or a vertical position of the image. Further, a pixel position where the luminance change is most caused in the pre-processing luminance signal Y shown in FIG. Hereinafter, the pixel position indicated by the symbol ED is referred to as “position ED”.

図5(b)に示すように、第3フィルタ100cの出力y3は、位置EDを挟んで輝度の高い側(以下「明るい側」ともいう)で正の値になり、位置EDを挟んで輝度の低い側(以下「暗い側」ともいう)で負の値になる。より詳細には、バンドパスフィルタである第3フィルタ100cの出力y3は、図4中の符号F3の周波数特性に基づいて得られる二次微分値の符号を反転させたものである。このような出力y3が処理前輝度信号Yに加算されることにより、図5(c)に示すように、位置ED近傍の輝度変化が強調され、結果としてエッジが強調される。なお、第1フィルタ100aの出力y1は、詳細には、図4中の符号F1の周波数特性に基づいて得られる二次微分値の符号を逆転させたものである。同様に、第2フィルタ100bの出力y2は、詳細には、図4中の符号F2の周波数特性に基づいて得られる二次微分値の符号を逆転させたものである。これらの第1フィルタ100aおよび第2フィルタ100bの機能については周波数特性を除き第3フィルタ100cと同様であるのでその説明を省略する。 As shown in FIG. 5B, the output y 3 of the third filter 100c has a positive value on the high brightness side (hereinafter also referred to as “bright side”) across the position ED, and the position ED is sandwiched therebetween. Negative value on the low luminance side (hereinafter also referred to as “dark side”). More specifically, the output y 3 of the third filter 100c, which is a bandpass filter, is obtained by inverting the sign of the secondary differential value obtained based on the frequency characteristic of the sign F3 in FIG. By adding such output y 3 to the pre-processing luminance signal Y, as shown in FIG. 5C, the luminance change in the vicinity of the position ED is enhanced, and as a result, the edge is enhanced. The output y 1 of the first filter 100a is obtained by reversing the sign of the secondary differential value obtained based on the frequency characteristic of the sign F1 in FIG. Similarly, the output y 2 of the second filter 100b is obtained by reversing the sign of the secondary differential value obtained based on the frequency characteristic of the sign F2 in FIG. Since the functions of the first filter 100a and the second filter 100b are the same as those of the third filter 100c except for the frequency characteristics, description thereof is omitted.

次に、本実施形態において、互いに周波数特性の異なる第1〜第3フィルタ100a〜100cを用いると共に、それらの出力の絶対値の和である出力y4および最も周波数特性の低い第3フィルタ100cの出力y3の符号である出力y6を用いることによる利点について、比較的太いエッジ(輝度変化が比較的緩やかなエッジともいえる。)が入力画像に含まれる例、およびノイズに代表される急峻なエッジが入力画像に含まれる例を挙げて説明する。 Next, in the present embodiment, the first to third filters 100a to 100c having different frequency characteristics are used, and the output y 4 that is the sum of the absolute values of the outputs and the third filter 100c having the lowest frequency characteristics are used. Regarding the advantage of using the output y 6 that is the sign of the output y 3, an example in which a relatively thick edge (also referred to as an edge having a relatively slow change in luminance) is included in the input image, and a steep typified by noise. An example will be described in which an edge is included in an input image.

図6は、本実施形態における、比較的太いエッジに対する第1〜第3フィルタ100a〜100cの出力y1〜y3を示す模式図である。より詳細には、図6(a)は処理前輝度信号Yを示す模式図であり、図6(b)は第1フィルタの出力y1を示す模式図であり、図6(c)は第2フィルタの出力y2を示す模式図であり、図6(d)は第3フィルタの出力y3を示す模式図である。図6(a)に示す処理前輝度信号Yの周波数成分は、第3フィルタ100cの通過域のピークにおける周波数を上限とする、図4における符号EXAで示した範囲に含まれるものとする。すなわち、図6(a)に示す処理前輝度信号Yには、位置ED近傍において第3フィルタ100cの通過域のピークにおける周波数に相当する輝度変化が生じているものとする。 6, in this embodiment, is a schematic diagram showing an output y 1 ~y 3 of the first to third filter 100a~100c for relatively thick edge. More specifically, FIG. 6A is a schematic diagram showing the pre-processing luminance signal Y, FIG. 6B is a schematic diagram showing the output y 1 of the first filter, and FIG. FIG. 6D is a schematic diagram showing the output y 2 of the second filter, and FIG. 6D is a schematic diagram showing the output y 3 of the third filter. The frequency component of the pre-process luminance signal Y shown in FIG. 6A is assumed to be included in the range indicated by the symbol EXA in FIG. 4 with the frequency at the peak of the pass band of the third filter 100c as the upper limit. That is, it is assumed that the luminance change corresponding to the frequency at the peak of the pass band of the third filter 100c occurs in the vicinity of the position ED in the pre-processing luminance signal Y shown in FIG.

第3フィルタ100cは、図6(d)に示すように、位置ED近傍の輝度変化を、第1〜第3フィルタ100a〜100cの中で最も大きく強調するように作用する。このため、第3フィルタ100cは、位置EDを挟んで明るい側で大きな正の値になり、位置EDを挟んで暗い側で大きな負の値になる出力y3を得る。このようにして、第3フィルタ100cは、第1〜第3フィルタ100a〜100cの中で位置ED近傍の輝度変化を最も大きく強調する出力y3を得る。 As shown in FIG. 6D, the third filter 100c acts to emphasize the luminance change near the position ED most greatly among the first to third filters 100a to 100c. Therefore, the third filter 100c becomes a large positive value at the bright side across the position ED, obtain an output y 3 become large negative value at the dark side across the position ED. In this way, the third filter 100c obtains an output y 3 that most emphasizes the luminance change in the vicinity of the position ED among the first to third filters 100a to 100c.

また、第2フィルタ100bは、図6(c)に示すように、位置ED近傍の輝度変化を僅かに強調するように作用する。このため、第2フィルタ100bは、位置EDを挟んで明るい側で小さな正の値になり、位置EDを挟んで暗い側の輝度を小さな負の値になる出力y2を得る。このようにして、第2フィルタ100bは、位置ED近傍の輝度変化を僅かに強調する出力y2を得る。 Further, as shown in FIG. 6C, the second filter 100b acts to slightly emphasize the luminance change in the vicinity of the position ED. Therefore, the second filter 100b becomes small positive value at the bright side across the position ED, obtain an output y 2 comprising a luminance of the dark side across the position ED to a small negative value. In this way, the second filter 100b obtains an output y 2 that slightly enhances the luminance change near the position ED.

これらに対して、第1フィルタ100aは、図6(b)に示すように、符号EXAで示す範囲は通過域に含まれないので(図4を参照)、位置ED近傍の輝度変化を強調するようには作用しない。したがって、第1フィルタ100aの出力y1は0となる。 On the other hand, as shown in FIG. 6B, the first filter 100a emphasizes the luminance change in the vicinity of the position ED because the range indicated by the symbol EXA is not included in the passband (see FIG. 4). Does not work. Therefore, the output y 1 of the first filter 100a is zero.

例えば、第3フィルタ100cの出力y3のみを用いて、図6(a)に示す比較的太いエッジを含む入力画像のエッジ強調処理を行う場合を考える。この場合、図6(d)からわかるように、位置EDを挟んで比較的広い範囲で輝度補正が行われることになる。一方で、第2フィルタ100bの出力y2のみを用いるとすると、位置EDを挟んで、第3フィルタ100cの出力y3のみを用いるときよりも狭い範囲で輝度補正が行われることになる。また、第1フィルタ100aの出力y3は本例では出力が0になっているが、本例よりも僅かに高い周波数成分を入力画像が含んでいる場合に第1フィルタ100aの出力y1のみを用いるとすると、位置EDを挟んで、第2フィルタ100cの出力y2のみを用いるときよりも狭い範囲で輝度補正が行われることになる。このように、単一のフィルタを用いるとすると、位置EDを挟んで比較的広い範囲で輝度補正が行われることによりエッジ強調が過度になるか、または、エッジの強調が不十分もしくはされないおそれがある。 For example, consider a case where the edge enhancement processing of an input image including a relatively thick edge shown in FIG. 6A is performed using only the output y 3 of the third filter 100c. In this case, as can be seen from FIG. 6D, the luminance correction is performed in a relatively wide range with the position ED interposed therebetween. If, on the other hand, an use of only the output y 2 of the second filter 100b, sandwiching the position ED, so that the luminance correction is performed in a narrower range than when using only the output y 3 of the third filter 100c. The output y 3 of the first filter 100a is 0 in this example, but only the output y 1 of the first filter 100a when the input image contains a frequency component slightly higher than this example. Is used, luminance correction is performed in a narrower range than when only the output y 2 of the second filter 100c is used with the position ED interposed therebetween. As described above, when a single filter is used, there is a possibility that edge enhancement may be excessive due to luminance correction performed in a relatively wide range across the position ED, or edge enhancement may be insufficient or not performed. is there.

これに対して、本実施形態では、補正量y7の生成にあたって、第1〜第3フィルタ100a〜100cの出力y1〜y3の絶対値の和である出力y4に係数kを乗じた出力y5を用いているので、第1〜第3フィルタ100a〜100cの出力y1〜y3を相殺することなく平均化した補正量y7が得られる。また、補正量y7の符号として第1〜第3フィルタ100a〜100cの中で最も周波数特性の低い第3フィルタ100cの出力y3の符号を用いているので、輝度変化の極めて少ない(周波数の極めて小さい)入力画像等を除く全ての入力画像において出力結果が得られる第3フィルタ100cの出力y3の符号によって補正量y7の符号が適切に設定される。このような設定において、比較的太いエッジが含まれた入力画像に対しては、上述のように、第1〜第3フィルタ100a〜100cの出力y1〜y3を平均化した値(出力y5)が当該エッジを適切に強調する方向に作用する。 In contrast, in the present embodiment, when generating the correction amount y 7, multiplied by a coefficient k to an output y 4 is the sum of the absolute value of the output y 1 ~y 3 of the first to third filter 100a~100c because of the use of the output y 5, the correction amount y 7 averaged without offsetting the output y 1 ~y 3 of the first to third filter 100a~100c is obtained. Further, since the sign of the output y 3 of the third filter 100c having the lowest frequency characteristic among the first to third filters 100a to 100c is used as the sign of the correction amount y 7 , the luminance change is extremely small (the frequency change). The sign of the correction amount y 7 is appropriately set according to the sign of the output y 3 of the third filter 100 c from which the output result is obtained in all input images except the input image (which is extremely small). In such a setting, for the relatively thick input image edge is included, as described above, a value obtained by averaging the output y 1 ~y 3 of the first to third filter 100a-100c (the output y 5 ) acts in a direction to properly emphasize the edge.

なお、最も周波数特性の高い第1フィルタ100aの出力y1の符号を補正量y7の符号として用いるとすると、比較的太いエッジが入力画像に含まれる例において、当該符号が得られなくなるので(すなわち出力y6が0になるので)。このため、第1〜第3フィルタ100a〜100cの出力y1〜y3を相殺することなく平均化した補正量y7により輝度を補正すべき位置において、第2フィルタ100bの出力y2および第3フィルタ100cの出力y3があったとしても、補正量y7が0になるので、当該補正が行われなくなる。上記図6(a)に示すエッジに代えて、当該エッジよりも太いエッジが含まれる場合には、第2フィルタ100bの符号を補正量y7の符号として用いたときにも同様の問題が生じ得る。 If the sign of the output y 1 of the first filter 100a having the highest frequency characteristic is used as the sign of the correction amount y 7 , the sign cannot be obtained in an example in which a relatively thick edge is included in the input image ( That is, the output y 6 becomes 0). Therefore, in the position to correct the luminance by the correction amount y 7 averaged without offsetting the output y 1 ~y 3 of the first to third filter 100a-100c, the output y 2 of the second filter 100b and the Even if the output y 3 of the three filters 100c is present, the correction amount y 7 becomes 0, so that the correction is not performed. Instead of the edge shown in FIG. 6 (a), when containing the thicker edge than the edge, cause similar problems when using the sign of the second filter 100b as the sign of the correction amount y 7 obtain.

これに対して、本実施形態では、補正量y7の符号として最も周波数特性の低い第3フィルタ100cの出力y3の符号を用いている。比較的太いエッジが入力画像に含まれる例では、図6(d)からわかるように、位置EDを挟んだ比較的広い範囲で第3フィルタ100cの出力y3が存在する。このため、補正量y7の符号として第3フィルタ100cの出力y3の符号を用いることにより、第1〜第3フィルタ100a〜100cの出力y1〜y3を相殺することなく平均化した補正量y7により輝度を補正すべき位置において、補正量y7が0にならずに適切に正または負のいずれかの符号が適切に設定されるので、当該補正を行うことができる。 On the other hand, in the present embodiment, the sign of the output y 3 of the third filter 100c having the lowest frequency characteristic is used as the sign of the correction amount y 7 . In an example in which a relatively thick edge is included in the input image, as can be seen from FIG. 6D, the output y 3 of the third filter 100c exists in a relatively wide range across the position ED. Therefore, by using the sign of the output y 3 of the third filter 100c as the sign of the correction amount y 7, averaged without offsetting the output y 1 ~y 3 of the first to third filter 100a~100c correction in the position to be corrected luminance by the amount y 7, the correction amount y 7 is suitably either positive or negative sign is set appropriately without being 0, it is possible to perform the correction.

ところで、上述のように、輝度変化の極めて少ない(周波数の極めて小さい)入力画像に対しては、最も周波数特性の低い第3フィルタ100cの出力y3も0になる。しかし、輝度変化の極めて少ない入力画像はエッジを含んでいないと考えられる。このため、このような入力画像に対してはそもそもエッジ強調処理が必要ないので、出力y3の符号が定まらないことにより補正量y7が0になっても問題は生じない。 Incidentally, as described above, the output y 3 of the third filter 100c having the lowest frequency characteristic is also zero for an input image with very little change in luminance (very low frequency). However, it is considered that an input image with very little change in luminance does not include an edge. For this reason, edge enhancement processing is not necessary for such an input image in the first place. Therefore, no problem occurs even if the correction amount y 7 becomes 0 because the sign of the output y 3 is not determined.

図7は、本実施形態における、ノイズに代表される急峻なエッジに対する第1〜第3フィルタ100a〜100cの出力y1〜y3を示す模式図である。より詳細には、図7(a)は処理前輝度信号Yを示す模式図であり、図7(b)は第1フィルタの出力y1を示す模式図であり、図7(c)は第2フィルタの出力y2を示す模式図であり、図7(d)は第3フィルタの出力y3を示す模式図である。図7(a)における処理前輝度信号Yの周波数成分は、第1フィルタ100aおよび第2フィルタ100bのゲインが等しくなる周波数を上限とする、図4における符号EXBで示した範囲に含まれるものとする。具体的には、図7(a)に示す処理前輝度信号Yには、位置ED近傍において第1フィルタ100aおよび第2フィルタ100bのゲインが等しくなる周波数に相当する輝度変化が生じ、位置EDよりも僅かに明るい側の符号EDBで示した画素位置(以下「位置EDB」という)近傍および位置EDよりも僅かに暗い側の符号EDCで示した画素位置(以下「位置EDC」という)近傍において第2フィルタ100bの通過域のピークにおける周波数に相当する輝度変化が生じ、位置EDBよりも僅かに明るい側の符号EDAで示した画素位置(以下「位置EDA」という)近傍および位置EDCよりも僅かに暗い側の符号EDDで示した画素位置(以下「位置EDD」という)近傍において第3フィルタ100cの通過域のピークにおける周波数に相当する輝度変化が生じているものとする。 7, in this embodiment, is a schematic diagram showing an output y 1 ~y 3 of the first to third filter 100a~100c against sharp edges typified by noise. More specifically, FIG. 7A is a schematic diagram showing the pre-process luminance signal Y, FIG. 7B is a schematic diagram showing the output y 1 of the first filter, and FIG. FIG. 7D is a schematic diagram showing the output y 2 of the second filter, and FIG. 7D is a schematic diagram showing the output y 3 of the third filter. The frequency component of the pre-process luminance signal Y in FIG. 7A is included in the range indicated by symbol EXB in FIG. 4 with the upper limit being the frequency at which the gains of the first filter 100a and the second filter 100b are equal. To do. Specifically, in the pre-process luminance signal Y shown in FIG. 7A, a luminance change corresponding to the frequency at which the gains of the first filter 100a and the second filter 100b are equal occurs in the vicinity of the position ED. In the vicinity of the pixel position (hereinafter referred to as “position EDB”) indicated by the symbol EDB on the slightly brighter side and in the vicinity of the pixel position indicated by symbol EDC (hereinafter referred to as “position EDC”) on the slightly darker side than the position ED. 2 The luminance change corresponding to the frequency at the peak of the pass band of the filter 100b occurs, and is slightly near the pixel position (hereinafter referred to as “position EDA”) indicated by the symbol EDA slightly brighter than the position EDB and slightly below the position EDC. At the peak of the pass band of the third filter 100c in the vicinity of the pixel position (hereinafter referred to as “position EDD”) indicated by the dark side code EDD. It shall luminance variation corresponding to the frequency is generated.

なお、図7(a)では、説明の便宜上、ノイズのうちの、本図の左側を基準として暗い輝度から明るい輝度への変化部分のみを示している。しかし実際には、ノイズのうちの、本図の左側を基準として明るい輝度から暗い輝度への変化部分が図7(a)に示す曲線の右側に存在する。なお、ノイズの種類としては、図7(a)に示す例よりも輝度変化が急峻なものもあるが、ここでは第1〜第3フィルタ100a〜100cの出力y1〜y3の符号が異なる例を示すため、便宜上、図7(a)に示す程度の輝度変化のノイズを例に挙げて説明する。 In FIG. 7A, for convenience of explanation, only a portion of noise that changes from dark to bright with reference to the left side of the drawing is shown. However, in practice, a portion of noise that changes from bright to dark with reference to the left side of the figure is present on the right side of the curve shown in FIG. As the type of the noise, there is also what the luminance change is steeper than the example shown in FIG. 7 (a), where the different sign of the output y 1 ~y 3 of the first to third filter 100a~100c For the sake of illustration, for the sake of convenience, description will be made by taking as an example the noise of luminance change of the degree shown in FIG.

第1フィルタ100aは、図7(b)に示すように、位置EDを挟んで明るい側で正の値になり、位置EDを挟んで暗い側で負の値になる出力y1を得る。すなわち、第1フィルタ100aは、位置ED近傍の輝度変化を強調する出力y1を得る。 The first filter 100a, as shown in FIG. 7 (b), a positive value in the bright side across the position ED, obtain an output y 1 to a negative value in the dark side across the position ED. That is, the first filter 100a obtains an output y 1 that emphasizes the luminance change near the position ED.

これに対して、第2フィルタ100bは、位置EDBを挟んで明るい側で正の値になり、位置EDBを挟んで暗い側で負の値になると共に、位置EDCを挟んで出力y2明るい側で正の値になり、位置EDCを挟んで暗い側で負の値になる出力y2を得る。すなわち、第2フィルタ100bは、位置EDB近傍および位置EDC近傍の輝度変化を強調する出力y2を得る。なお、図7(c)からわかるとおり、出力y2は、位置EDを挟んで明るい側で負の値になり、位置EDを挟んで暗い側で正の値になるので、位置ED近傍の輝度変化を抑える方向に作用する。 In contrast, the second filter 100b becomes a positive value in the bright side across the position EDB, with a negative value in the dark side across the position EDB, the output y 2 bright side across the position EDC The output y 2 becomes a positive value and becomes a negative value on the dark side across the position EDC. That is, the second filter 100b obtains an output y 2 that emphasizes the luminance change in the vicinity of the position EDB and in the vicinity of the position EDC. As can be seen from FIG. 7C, the output y 2 has a negative value on the bright side across the position ED and a positive value on the dark side across the position ED. Acts in the direction of suppressing changes.

また、第3フィルタ100cは、位置EDAを挟んで明るい側で正の値になり、位置EDAを挟んで暗い側で負の値になると共に、位置EDDを挟んで出力y2明るい側で正の値になり、位置EDDを挟んで暗い側で負の値になる出力y3を得る。すなわち、第3フィルタ100cは、位置EDA近傍および位置EDD近傍の輝度変化を強調する出力y3を得る。なお、図7(d)からわかるとおり、出力y3は、位置EDを挟んで明るい側で負の値になり、位置EDを挟んで暗い側で正の値になるので、位置ED近傍の輝度変化を抑える方向に作用する。 The third filter 100c is a positive value in the bright side across the position EDA, with a negative value in the dark side across the position EDA, positive output y 2 bright side across the position EDD An output y 3 that becomes a negative value on the dark side across the position EDD is obtained. That is, the third filter 100c obtains an output y 3 that emphasizes the luminance change in the vicinity of the position EDA and in the vicinity of the position EDD. As can be seen from FIG. 7D, the output y 3 has a negative value on the bright side across the position ED and a positive value on the dark side across the position ED. Acts in the direction of suppressing changes.

以上のように、図7(a)〜図7(d)に示す例において、処理前輝度信号Yの輝度変化が最も大きい位置EDに着目すると、第1フィルタの出力y1は位置ED近傍の輝度変化を強調する方向に作用するのに対して、第2フィルタの出力y2および第3フィルタの出力y3は位置ED近傍の輝度変化を抑える方向に作用する。このように、ノイズが含まれた入力画像に対しては、画素位置によって各フィルタで出力の符号が異なると共に、第2フィルタの出力y2および第3フィルタの出力y3はノイズを抑制する方向に作用する。なお、ここで挙げた各フィルタの出力の符号が異なる場合の例は単なる一例であり、より輝度変化の複雑な実際の入力画像では様々な場合において各フィルタの出力の符号が異なり得る点に留意されたい。 As described above, in the example shown in FIGS. 7A to 7D, when attention is paid to the position ED where the luminance change of the luminance signal Y before processing is the largest, the output y 1 of the first filter is in the vicinity of the position ED. The output y 2 of the second filter and the output y 3 of the third filter act in a direction to suppress the luminance change in the vicinity of the position ED, while acting in the direction of enhancing the luminance change. As described above, with respect to an input image including noise, the output signs of the filters differ depending on the pixel position, and the output y 2 of the second filter and the output y 3 of the third filter suppress noise. Act on. It should be noted that the example of the case where the output codes of the respective filters are different here is merely an example, and the sign of the output of each filter may be different in various cases in an actual input image having a more complicated luminance change. I want to be.

<1.3 エッジ強調処理前後について>
上記式(1)、式(2)、および式(3)に示すように、処理後輝度信号Y1および補正後補正前第1,第2色差信号Cb1,Cr1は、処理前輝度信号Yおよび補正前第1,第2色差信号Cb,Crにそれぞれ第1係数αを乗じた値となっている。これにより、処理前輝度信号Yと補正前第1,第2色差信号Cb,Crとの比と、処理後輝度信号Y1と補正後補正前第1,第2色差信号Cb1,Cr1との比が互いに等しくなる。すなわち、エッジ強調処理前後で輝度と色差との比が維持されている。
<1.3 Before and after edge enhancement processing>
As shown in the above equations (1), (2), and (3), the post-processing luminance signal Y1 and the post-correction first and second color difference signals C b 1 and C r 1 are the pre-processing luminance. signal Y and the pre-correction first, has a respective value obtained by multiplying the first coefficient α to the second color difference signal C b, C r. Accordingly, the ratio between the pre-processing luminance signal Y and the first and second color difference signals C b and C r before correction, the post-processing luminance signal Y1 and the first and second color difference signals C b and C before correction. The ratio with r1 is equal to each other. That is, the ratio between luminance and color difference is maintained before and after edge enhancement processing.

図8は、Cbr座標を示す図である。Crb座標において、彩度rは次式(10)で与えられる。

Figure 0005933332
FIG. 8 is a diagram showing C b Cr coordinates. In the C r C b coordinate, the saturation r is given by the following equation (10).
Figure 0005933332

式(10)、式(2)、および式(3)から、補正前第1色差信号Cbおよび補正前第2色差信号Crにより得られる彩度rと補正後第1色差信号Cb1および補正後第2色差信号Cr1により得られる彩度r1との関係は、次式(11)で表すことができる。
r1=α・r …(11)
式(11)から、エッジ強調処理による輝度変化率と同じ比で彩度が変化することがわかる。すなわち、上述のようにエッジ強調処理前後で輝度と色差との比が維持されることは、エッジ強調処理前後で輝度(明度に相当する。)と彩度との比が維持されることを意味する。
Equation (10), equation (2), and (3) from the pre-correction first color difference signal C b and the first color difference signal after correction before correction and the saturation r obtained by the second color difference signal C r C b 1 The relationship with the saturation r1 obtained from the corrected second color difference signal C r 1 can be expressed by the following equation (11).
r1 = α · r (11)
From equation (11), it can be seen that the saturation changes at the same ratio as the luminance change rate by the edge enhancement processing. That is, as described above, maintaining the ratio between luminance and color difference before and after edge enhancement processing means that the ratio between luminance (corresponding to lightness) and saturation is maintained before and after edge enhancement processing. To do.

なお、色相θは、次式(12)で与えられる。

Figure 0005933332
式(12)、式(2)、および式(3)から、エッジ強調処理前後で色相θは変化しないことがわかる。 The hue θ is given by the following equation (12).
Figure 0005933332
From the equations (12), (2), and (3), it can be seen that the hue θ does not change before and after the edge enhancement processing.

<1.4 効果>
本実施形態によれば、テレビ放送を受信して得られるかまたはビデオシステムから得られる画像信号が示す画像に対してエッジ強調処理を行う画像処理装置において、第1係数αを用いて補正前第1,第2色差信号Cb,Crが補正されるので、エッジ強調による輝度変化に応じて色差変化が決定される。より詳細には、補正前第1,第2色差信号Cb,Crに第1係数αが乗じられることにより、色差が輝度に比例して変化する。エッジ強調によって輝度が大きくなるときには、輝度に比例して色差が大きくなることにより、輝度補正前後で輝度と色差との比が維持される。このため、輝度に対して色差が相対的に小さくなることに起因して生じ得る色あせを抑制できる。また、エッジ強調によって輝度が小さくなるときにも、輝度に比例して色差が小さくなることにより、輝度補正前後で輝度と色差との比が維持される。これにより、輝度に対して色差が相対的に大きくなることに起因して色が不自然に鮮やかになることを防止できる。
<1.4 Effect>
According to this embodiment, in an image processing apparatus that performs edge enhancement processing on an image indicated by an image signal obtained by receiving a television broadcast or obtained from a video system, the first coefficient α is used before correction. Since the first and second color difference signals C b and C r are corrected, the color difference change is determined according to the luminance change due to edge enhancement. More specifically, the first pre-correction, the second color difference signal C b, by the first coefficient α is multiplied by C r, color difference changes in proportion to the brightness. When the luminance increases due to edge enhancement, the color difference increases in proportion to the luminance, so that the ratio between the luminance and the color difference is maintained before and after the luminance correction. For this reason, it is possible to suppress fading that may occur due to a relatively small color difference with respect to luminance. Further, even when the luminance is reduced by edge enhancement, the color difference is reduced in proportion to the luminance, so that the ratio between the luminance and the color difference is maintained before and after the luminance correction. As a result, it is possible to prevent colors from becoming unnaturally bright due to a relatively large color difference with respect to luminance.

また、本実施形態によれば、補正量y7の生成にあたって、互いに周波数特性の異なる第1〜第3フィルタ100a〜100cの出力y1〜y3の絶対値の和である出力y4に第2係数kを乗じた出力y5を用いているので、第1〜第3フィルタ100a〜100cの出力y1〜y3を相殺することなく平均化した補正量y7が得られる。また、補正量y7の符号として第1〜第3フィルタ100a〜100cの中で最も周波数特性の低い第3フィルタ100cの出力y3の符号を用いているので、輝度変化の極めて少ない(周波数の極めて小さい)入力画像を除く全ての入力画像において出力結果が得られる第3フィルタ100cの出力y3の符号によって補正量y7の符号が適切に設定される。例えば、比較的太いエッジが含まれた入力画像に対しては、上述のように、第1〜第3フィルタ100a〜100cの出力y1〜y3を相殺することなく平均化した値(出力y5)が当該エッジを適切に強調する方向に作用する。一方、ノイズが含まれた入力画像に対しては、ノイズを抑制する方向に作用する符号である第3フィルタ100cの出力y3の符号を補正量y7の符号とすることにより、第1〜第3フィルタ100a〜100cの出力y1〜y3を相殺することなく平均化した値(出力y5)がノイズを抑制する方向に作用する。このようにして、ノイズを抑制しつつ比較的太いエッジを強調できる。 Further, according to this embodiment, when generating the correction amount y 7, the output y 4 is the sum of the absolute value of the output y 1 ~y 3 different from the first to third filter 100a~100c frequency characteristics from each other the because of the use of the output y 5 multiplied by the second coefficient k, the correction amount y 7 averaged without offsetting the output y 1 ~y 3 of the first to third filter 100a~100c is obtained. Further, since the sign of the output y 3 of the third filter 100c having the lowest frequency characteristic among the first to third filters 100a to 100c is used as the sign of the correction amount y 7 , the luminance change is extremely small (the frequency change). The sign of the correction amount y 7 is appropriately set according to the sign of the output y 3 of the third filter 100 c from which output results are obtained in all input images except for the extremely small input image. For example, for an input image relatively thick edge is included, as described above, a value obtained by averaging without offsetting the output y 1 ~y 3 of the first to third filter 100a-100c (the output y 5 ) acts in a direction to properly emphasize the edge. On the other hand, for an input image including noise, the sign of the output y 3 of the third filter 100c, which is a sign that acts in the direction of suppressing noise, is used as the sign of the correction amount y 7 . It averaged value without offsetting the output y 1 ~y 3 of the third filter 100a-100c (the output y 5) acts in a direction to suppress the noise. In this way, it is possible to emphasize a relatively thick edge while suppressing noise.

<2.第2の実施形態>
<2.1 構成>
図9は、本発明の第2の実施形態に係る画像処理装置の要部の機能的構成を示すブロック図である。図9に示すように、本画像処理装置は、上記第1の実施形態に係る画像処理装置に、輝度・色差変換部としてのRGB−YCbr変換部50を加えたものである。RGB−YCbr変換部50は、CPU1によりソフトウェア的に実現される。なお、その他の構成および動作などは上記第1の実施形態と同様であるので、その説明を省略する。本実施形態に係る画像処理装置は、マルチメディアシステムから受信する入力画像信号が示す入力画像に対して補正を行うものである。したがって、上記第1の実施形態と異なり、本実施形態では、入力画像信号INは赤色信号R、緑色信号G、および青色信号Bからなっている。
<2. Second Embodiment>
<2.1 Configuration>
FIG. 9 is a block diagram showing a functional configuration of a main part of an image processing apparatus according to the second embodiment of the present invention. As shown in FIG. 9, the image processing apparatus, an image processing apparatus according to the first embodiment is obtained by adding the RGB-YC b C r conversion unit 50 as the luminance and color difference conversion unit. The RGB-YC b Cr conversion unit 50 is implemented by software by the CPU 1. Since other configurations and operations are the same as those in the first embodiment, description thereof is omitted. The image processing apparatus according to the present embodiment corrects an input image indicated by an input image signal received from a multimedia system. Therefore, unlike the first embodiment, in this embodiment, the input image signal IN includes a red signal R, a green signal G, and a blue signal B.

RGB−YCbr変換部50は、赤色信号R、緑色信号G、および青色信号Bを受け取り、それらを処理前輝度信号Yおよび補正前第1,第2色差信号Cb,Crに変換する。RGB−YCbr変換部50は、変換した処理前輝度信号Yをエッジ強調部10および係数取得部20に与え、補正前第1,第2色差信号Cb,Crを第1,第2色差補正用乗算部31,32にそれぞれ与える。ここで、RGB−YCbr変換部50における信号変換は次式(13)に基づいて行われる。

Figure 0005933332
RGB-YC b C r conversion unit 50 receives the red signal R, green signal G, and a blue signal B, the first front thereof pretreatment luminance signal Y and the correction, a second color difference signal C b, converted to C r To do. RGB-YC b C r conversion unit 50 gives the converted pretreated luminance signal Y to the edge enhancement unit 10 and the coefficient acquisition section 20, the first pre-correction, the second color difference signal C b, the C r first, The two color difference correction multiplying units 31 and 32 are respectively provided. Here, the signal conversion in the RGB-YC b Cr conversion unit 50 is performed based on the following equation (13).
Figure 0005933332

本実施形態におけるRGB−YCbr変換部50による信号形式変換後の動作については、上記第1の実施形態と同様であるので、その説明を省略する。 Since the operation after the signal format conversion by the RGB-YC b Cr converter 50 in this embodiment is the same as that in the first embodiment, the description thereof is omitted.

<2.2 効果>
本実施形態によれば、マルチメディアシステムから受信する画像信号が示す画像に対してエッジ強調処理を行う場合において、上記第1の実施形態と同様の効果を奏することができる。
<2.2 Effect>
According to the present embodiment, when edge enhancement processing is performed on an image indicated by an image signal received from a multimedia system, the same effect as in the first embodiment can be obtained.

<3.第3の実施形態>
<3.1 構成>
図10は、本発明の第3の実施形態に係る画像処理装置の要部の機能的構成を示すブロック図である。図10に示すように、本画像処理装置は、上記第1の実施形態に係る画像処理装置の色差補正部30内に係数調整部33を加えたものである。なお、その他の構成および動作などは上記第1の実施形態と同様であるので、その説明を省略する。
<3. Third Embodiment>
<3.1 Configuration>
FIG. 10 is a block diagram illustrating a functional configuration of a main part of an image processing apparatus according to the third embodiment of the present invention. As shown in FIG. 10, the image processing apparatus is obtained by adding a coefficient adjustment unit 33 to the color difference correction unit 30 of the image processing apparatus according to the first embodiment. Since other configurations and operations are the same as those in the first embodiment, description thereof is omitted.

係数調整部33は、係数取得部20から第1係数αを受け取り、当該第1係数αを調整する。より詳細には、係数調整部33は、次式(14)に示すように、第1係数αが1以上であるときには第1係数αをそのままとし、第1係数αが1よりも小さいときには当該第1係数αを1にする調整を行う。

Figure 0005933332
ここで、α1は係数調整部33による調整後の第1係数(以下「調整後第1係数」という。)を表す。係数調整部33は、調整後第1係数α1を第1,第2色差補正用乗算部31,32に与える。 The coefficient adjustment unit 33 receives the first coefficient α from the coefficient acquisition unit 20 and adjusts the first coefficient α. More specifically, as shown in the following equation (14), the coefficient adjustment unit 33 keeps the first coefficient α when the first coefficient α is 1 or more, and when the first coefficient α is smaller than 1, Adjustment is performed so that the first coefficient α is 1.
Figure 0005933332
Here, α1 represents the first coefficient after adjustment by the coefficient adjustment unit 33 (hereinafter referred to as “first coefficient after adjustment”). The coefficient adjusting unit 33 supplies the adjusted first coefficient α1 to the first and second color difference correcting multiplying units 31 and 32.

このようにして、本実施形態では、第1係数αに代えて調整後第1係数α1が色差補正に用いられる。このため、第1係数αが1以上であるとき、すなわちエッジ強調によって輝度が大きくなるかまたは変化しないときには、上記第1の実施形態と同様の色差補正結果が得られるので、色あせが抑制される。一方、第1係数αが1よりも小さいとき、すなわちエッジ強調によって輝度が小さくなるときには、色差補正が行われないこととなる。これにより、エッジ強調によって輝度が小さくなるときには、輝度に対して色差が相対的に大きくなることに起因して色が本来よりも鮮やかになる。しかし、鮮やかな色の画像が要求される場合には、色が本来よりも鮮やかになることを積極的に活用することが望ましい。このような場合に、上記式(14)で示されるような調整後第1係数α1を用いた本実施形態は好適である。   Thus, in the present embodiment, the adjusted first coefficient α1 is used for color difference correction instead of the first coefficient α. For this reason, when the first coefficient α is 1 or more, that is, when the luminance increases or does not change due to edge enhancement, the same color difference correction result as in the first embodiment can be obtained, so that fading is suppressed. . On the other hand, when the first coefficient α is smaller than 1, that is, when the luminance is decreased by edge enhancement, color difference correction is not performed. As a result, when the luminance is reduced by edge enhancement, the color becomes brighter than the original color due to a relatively large color difference with respect to the luminance. However, when a vivid color image is required, it is desirable to actively utilize the fact that the color becomes brighter than the original. In such a case, the present embodiment using the adjusted first coefficient α1 as represented by the above formula (14) is preferable.

<3.2 効果>
本実施形態によれば、エッジ強調によって輝度が小さくなるときには色差が変化しない。このため、色あせのみを抑制した鮮やかな出力画像を得ることができる。
<3.2 Effects>
According to the present embodiment, the color difference does not change when the luminance is reduced by edge enhancement. For this reason, a vivid output image in which only fading is suppressed can be obtained.

なお、係数調整部33による第1係数αの調整方法は上記式(14)に基づくものに限定されるものではなく、その他種々の調整方法を用いることができる。   The adjustment method of the first coefficient α by the coefficient adjustment unit 33 is not limited to that based on the above formula (14), and various other adjustment methods can be used.

<4.第4の実施形態>
<4.1 構成>
図11は、本発明の第4の実施形態に係る画像処理装置の要部の機能的構成を示すブロック図である。図11に示すように、本画像処理装置は、上記第1の実施形態に係る画像処理装置の色差補正部30に代えて、YCbr−RGB変換部40の後段に原色補正部60を設けたものである。本実施形態では、原色補正部60により色補正部が実現されている。なお、その他の構成および動作などは上記第1の実施形態と同様であるので、適宜説明を省略する。
<4. Fourth Embodiment>
<4.1 Configuration>
FIG. 11 is a block diagram showing a functional configuration of a main part of an image processing apparatus according to the fourth embodiment of the present invention. As shown in FIG. 11, the image processing apparatus, instead of the color difference correction unit 30 of the image processing apparatus according to the first embodiment, the primary color correction unit 60 in the subsequent stage of the YC b C r-RGB conversion unit 40 It is provided. In the present embodiment, the primary color correction unit 60 realizes a color correction unit. Since other configurations and operations are the same as those in the first embodiment, description thereof will be omitted as appropriate.

YCbr−RGB変換部40は、輝度信号Y、第1、第2色差信号Cb,Crを赤色信号R、青色信号B、および緑色信号Gに変換する。YCbr−RGB変換部40は、赤色信号R、青色信号B、および緑色信号Gを原色補正部60に与える。 YC b C r-RGB conversion unit 40 converts the luminance signal Y, first, second color difference signal C b, the C r red signal R, blue signal B, and the green signal G. YC b C r-RGB conversion unit 40 gives a red signal R, blue signal B, and the green signal G to the primary color correction unit 60.

原色補正部60は、第1〜第3原色補正用乗算部61〜63を備えている。原色補正部60は、係数取得部20から受け取った第1係数αを用いて、赤色信号R、青色信号B、および緑色信号Gを補正する。   The primary color correction unit 60 includes first to third primary color correction multiplication units 61 to 63. The primary color correction unit 60 corrects the red signal R, the blue signal B, and the green signal G using the first coefficient α received from the coefficient acquisition unit 20.

第1原色補正用乗算部61は赤色信号Rを補正する。より詳細には、第1原色補正用乗算部61は、赤色信号Rを次式(15)で与えられる赤色信号R1に補正する。
R1=α・R …(15)
以下では、第1原色補正用乗算部61による補正前の赤色信号Rのことを「補正前赤色信号」といい、補正後の赤色信号R1のことを「補正後赤色信号」という。
The first primary color correction multiplication unit 61 corrects the red signal R. More specifically, the first primary color correction multiplication unit 61 corrects the red signal R to a red signal R1 given by the following equation (15).
R1 = α · R (15)
Hereinafter, the red signal R before correction by the first primary color correction multiplication unit 61 is referred to as “pre-correction red signal”, and the red signal R1 after correction is referred to as “corrected red signal”.

第2原色補正用乗算部62は緑色信号Gを補正する。より詳細には、第2原色補正用乗算部62は、緑色信号Gを次式(16)で与えられる緑色信号G1に補正する。
G1=α・G …(16)
以下では、第2原色補正用乗算部62による補正前の緑色信号Gのことを「補正前緑色信号」といい、補正後の緑色信号G1のことを「補正後緑色信号」という。
The second primary color correction multiplying unit 62 corrects the green signal G. More specifically, the second primary color correction multiplying unit 62 corrects the green signal G to a green signal G1 given by the following equation (16).
G1 = α · G (16)
Hereinafter, the green signal G before correction by the second primary color correction multiplying unit 62 is referred to as “green signal before correction”, and the green signal G1 after correction is referred to as “green signal after correction”.

第3原色補正用乗算部63は青色信号Bを補正する。より詳細には、第3原色補正用乗算部63は、青色信号Bを次式(17)で与えられる青色信号B1に補正する。
B1=α・B …(17)
以下では、第3原色補正用乗算部63による補正前の青色信号Bのことを「補正前青色信号」といい、補正後の青色信号B1のことを「補正後青色信号」という。
The third primary color correction multiplication unit 63 corrects the blue signal B. More specifically, the third primary color correction multiplying unit 63 corrects the blue signal B to the blue signal B1 given by the following equation (17).
B1 = α · B (17)
Hereinafter, the blue signal B before correction by the third primary color correction multiplication unit 63 is referred to as “pre-correction blue signal”, and the corrected blue signal B1 is referred to as “corrected blue signal”.

原色補正部60は、以上のようにして得られた補正後赤色信号R1、補正後緑色信号G1、および補正後青色信号B1からなる出力画像信号を出力部5に与える。   The primary color correction unit 60 gives the output unit 5 an output image signal composed of the corrected red signal R1, the corrected green signal G1, and the corrected blue signal B1 obtained as described above.

<4.2 効果>
本実施形態によれば、第1係数αを用いて補正前赤色信号R、補正前緑色信号G、および補正後青色信号Bが補正されるので、エッジ強調による輝度変化に応じて原色変化が決定される。より詳細には、補正前赤色信号R、補正前緑色信号G、および補正後青色信号Bに第1係数αが乗じられることにより、原色が輝度に比例して変化する。原色補正部60での補正後の原色信号である補正後赤色信号R1、補正後緑色信号G1、および補正後青色信号B1について輝度信号および色差信号の観点から考えると、エッジ強調による輝度変化に応じて原色変化が決定されることにより、輝度補正前後で輝度と色差との比が維持される。このようにして、本実施形態においても、第1の実施形態と同様の効果を奏することができる。
<4.2 Effects>
According to this embodiment, since the red signal R before correction, the green signal G before correction, and the blue signal B after correction are corrected using the first coefficient α, the primary color change is determined according to the luminance change due to edge enhancement. Is done. More specifically, by multiplying the red signal R before correction, the green signal G before correction, and the blue signal B after correction by the first coefficient α, the primary color changes in proportion to the luminance. From the viewpoint of the luminance signal and the color difference signal, the corrected red signal R1, the corrected green signal G1, and the corrected blue signal B1, which are the primary color signals corrected by the primary color correction unit 60, are changed according to the luminance change due to edge enhancement. By determining the primary color change, the ratio between the luminance and the color difference is maintained before and after the luminance correction. Thus, also in this embodiment, the same effects as those of the first embodiment can be obtained.

なお、本実施形態において、上記第2の実施形態のようにRGB−YCbr変換部50を設けるようにしても良いし、上記第3の実施形態のように係数調整部33を設けるようにしても良い。 In this embodiment, the RGB-YC b Cr conversion unit 50 may be provided as in the second embodiment, or the coefficient adjustment unit 33 may be provided as in the third embodiment. Anyway.

<5.その他>
上記第1の実施形態では、互いに周波数特性の異なるフィルタを3つ用いる例を挙げて説明したが本発明はこれに限定されるものではない。互いに周波数特性の異なるフィルタは2つでも良く、または4つ以上でも良い。また、複数のフィルタの周波数特性は互いに異なっていれば良く、図4に示される例に限定されるものではない。また、本発明に用いるフィルタとしてハイパスフィルタは必須のものではなく、互いに周波数特性の異なる2つ以上のバンドパスフィルタのみを用いるようにしても良い。
<5. Other>
In the first embodiment, the example in which three filters having different frequency characteristics are used has been described, but the present invention is not limited to this. There may be two filters having different frequency characteristics, or four or more filters. The frequency characteristics of the plurality of filters may be different from each other and are not limited to the example shown in FIG. In addition, a high-pass filter is not essential as a filter used in the present invention, and only two or more band-pass filters having different frequency characteristics may be used.

また、上記第1の実施形態で説明したエッジ強調部10の構成および動作は単なる一例であり、本発明はこれに限定されるものではない。なお、エッジ強調に関わらず、他の輝度補正を行う態様にも本発明は適用できる。その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で上記各実施形態を種々変形して実施することができる。   Further, the configuration and operation of the edge enhancement unit 10 described in the first embodiment is merely an example, and the present invention is not limited to this. Note that the present invention can also be applied to other luminance correction modes regardless of edge enhancement. In addition, the above-described embodiments can be variously modified and implemented without departing from the spirit of the present invention.

以上より、本発明によれば、例えばエッジ強調処理などの輝度補正を行う際に生じ得る色あせを抑制する画像処理装置、画像処理方法、画像処理プログラム、および画像処理プログラムを記憶した記録媒体を提供することができる。   As described above, according to the present invention, there are provided an image processing apparatus, an image processing method, an image processing program, and a recording medium storing an image processing program that suppress fading that may occur when performing luminance correction such as edge enhancement processing. can do.

1…CPU
3…メモリ
6…画像処理プログラム
10…エッジ強調部(輝度補正部)
20…係数取得部
30…色差補正部(色補正部)
31,32…色差補正用乗算部
33…係数調整部
40…YCbr−RGB変換部(第1信号形式変換部)
50…RGB−YCbr変換部(第2信号形式変換部)
60…原色補正部(色補正部)
61〜63…原色補正用乗算部
100a〜100c…第1〜第3フィルタ
101…絶対値処理部
101a〜101c…第1〜第3絶対値処理部
103,105…輝度補正用乗算部
104…符号取得部
102,106…加算部
IN…入力画像信号
OUT…出力画像信号
Y,Y1…輝度信号
b,Cr…色差信号
α,α1…第1係数
k…第2係数
1 ... CPU
3 ... Memory 6 ... Image processing program 10 ... Edge enhancement unit (luminance correction unit)
20 ... Coefficient acquisition unit 30 ... Color difference correction unit (color correction unit)
31, 32 color difference correction multiplication unit 33 ... coefficient adjusting unit 40 ... YC b C r -RGB converting unit (first signal format conversion portion)
50... RGB-YC b Cr converter (second signal format converter)
60: Primary color correction unit (color correction unit)
61 to 63 ... primary color correction multiplying units 100a to 100c ... first to third filters 101 ... absolute value processing units 101a to 101c ... first to third absolute value processing units 103 and 105 ... luminance correction multiplying unit 104 ... sign acquiring unit 102, 106 ... adding unit IN ... input image signal OUT ... output image signal Y, Y1 ... luminance signal C b, C r ... color difference signals alpha, [alpha] 1 ... first coefficient k ... second coefficient

Claims (12)

入力画像を補正する画像処理装置であって、
前記入力画像を示す輝度信号に対し、前記入力画像のエッジを強調する補正を行う輝度補正部と、
補正前の輝度信号に対する補正後の輝度信号の比である第1係数を取得する係数取得部と、
前記第1係数に基づいて、前記入力画像の色を示す信号を補正する色補正部とを備え
前記輝度補正部は、
前記輝度信号を受け取り、互いに周波数特性の異なる複数のフィルタと、
前記複数のフィルタの出力に基づいて得られる絶対値に第2係数を乗じた値に、前記複数のフィルタのうちの、通過域の周波数が最も低いフィルタの出力の符号を付加することにより得られる補正量を、前記輝度信号に加算する補正処理部とを含むことを特徴とする、画像処理装置。
An image processing apparatus for correcting an input image,
A luminance correction unit that performs correction for enhancing the edge of the input image with respect to the luminance signal indicating the input image ;
A coefficient acquisition unit that acquires a first coefficient that is a ratio of the luminance signal after correction to the luminance signal before correction;
A color correction unit that corrects a signal indicating the color of the input image based on the first coefficient ;
The brightness correction unit
A plurality of filters receiving the luminance signal and having different frequency characteristics from each other;
It is obtained by adding the output code of the filter having the lowest passband frequency among the plurality of filters to the value obtained by multiplying the absolute value obtained based on the outputs of the plurality of filters by the second coefficient. An image processing apparatus comprising: a correction processing unit that adds a correction amount to the luminance signal .
前記色補正部は、前記第1係数に基づいて、前記入力画像を示す色差信号を補正することを特徴とする、請求項1に記載の画像処理装置。   The image processing apparatus according to claim 1, wherein the color correction unit corrects a color difference signal indicating the input image based on the first coefficient. 前記色補正部は、前記色差信号に前記第1係数を乗じることを特徴とする、請求項2に記載の画像処理装置。   The image processing apparatus according to claim 2, wherein the color correction unit multiplies the color difference signal by the first coefficient. 前記色補正部は、前記係数取得部が取得した前記第1係数を調整する係数調整部を含み、調整後の第1係数を前記色差信号に乗じることを特徴とする、請求項2に記載の画像処理装置。   The color correction unit includes a coefficient adjustment unit that adjusts the first coefficient acquired by the coefficient acquisition unit, and multiplies the color difference signal by the adjusted first coefficient. Image processing device. 前記係数調整部は、前記係数取得部が取得した前記第1係数が1よりも小さいときには、当該第1係数を1とすることを特徴とする、請求項4に記載の画像処理装置。   The image processing apparatus according to claim 4, wherein the coefficient adjustment unit sets the first coefficient to 1 when the first coefficient acquired by the coefficient acquisition unit is smaller than 1. 6. 前記入力画像を示す補正前の輝度信号および色差信号を原色信号に変換する原色変換部をさらに備え、
前記色補正部は、前記原色変換部により得られた原色信号を、前記第1係数に基づいて補正することを特徴とする、請求項1に記載の画像処理装置。
A primary color conversion unit that converts a luminance signal and a color difference signal before correction indicating the input image into a primary color signal;
The image processing apparatus according to claim 1, wherein the color correction unit corrects the primary color signal obtained by the primary color conversion unit based on the first coefficient.
前記絶対値は、各フィルタの出力の絶対値の和であることを特徴とする、請求項1に記載の画像処理装置。 The image processing apparatus according to claim 1 , wherein the absolute value is a sum of absolute values of outputs of the filters. 前記入力画像は、輝度信号および色差信号で示されることを特徴とする、請求項1から6までのいずれか1項に記載の画像処理装置。   The image processing apparatus according to claim 1, wherein the input image is indicated by a luminance signal and a color difference signal. 前記入力画像を示す原色信号を、前記入力画像を示す輝度信号および色差信号に変換する輝度・色差変換部をさらに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。   The image processing apparatus according to claim 8, further comprising a luminance / color difference conversion unit that converts a primary color signal indicating the input image into a luminance signal and a color difference signal indicating the input image. 入力画像を補正する画像処理方法であって、
前記入力画像を示す輝度信号に対し、前記入力画像のエッジを強調する補正を行う輝度補正ステップと、
補正前の輝度信号に対する補正後の輝度信号の比である第1係数を取得する係数取得ステップと、
前記第1係数に基づいて、前記入力画像の色を示す信号を補正する色補正ステップとを備え、
前記輝度補正ステップは、
前記輝度信号を、互いに周波数特性の異なる複数のフィルタに与えるステップと、
前記複数のフィルタの出力に基づいて得られる絶対値に第2係数を乗じた値に、前記複数のフィルタのうちの、通過域の周波数が最も低いフィルタの出力の符号を付加することにより得られる補正量を、前記輝度信号に加算する補正処理ステップとを含むことを特徴とする、画像処理方法。
An image processing method for correcting an input image,
A luminance correction step for performing correction for emphasizing an edge of the input image with respect to the luminance signal indicating the input image ;
A coefficient acquisition step of acquiring a first coefficient that is a ratio of the luminance signal after correction to the luminance signal before correction;
Based on the first coefficient, Bei example a color correction step of correcting a signal indicating the color of the input image,
The brightness correction step includes
Providing the luminance signal to a plurality of filters having different frequency characteristics;
It is obtained by adding the output code of the filter having the lowest passband frequency among the plurality of filters to the value obtained by multiplying the absolute value obtained based on the outputs of the plurality of filters by the second coefficient. And a correction processing step of adding a correction amount to the luminance signal .
入力画像を補正する画像処理プログラムであって、
前記入力画像を示す輝度信号に対し、前記入力画像のエッジを強調する補正を行う輝度補正ステップと、
補正前の輝度信号に対する補正後の輝度信号の比である第1係数を取得する係数取得ステップと、
前記第1係数に基づいて、前記入力画像の色を示す信号を補正する色補正ステップとをコンピュータに実行させ
前記輝度補正ステップは、
前記輝度信号を、互いに周波数特性の異なる複数のフィルタに与えるステップと、
前記複数のフィルタの出力に基づいて得られる絶対値に第2係数を乗じた値に、前記複数のフィルタのうちの、通過域の周波数が最も低いフィルタの出力の符号を付加することにより得られる補正量を、前記輝度信号に加算する補正処理ステップとを含むことを特徴とする、画像処理プログラム。
An image processing program for correcting an input image,
A luminance correction step for performing correction for emphasizing an edge of the input image with respect to the luminance signal indicating the input image ;
A coefficient acquisition step of acquiring a first coefficient that is a ratio of the luminance signal after correction to the luminance signal before correction;
Causing the computer to execute a color correction step of correcting a signal indicating the color of the input image based on the first coefficient ;
The brightness correction step includes
Providing the luminance signal to a plurality of filters having different frequency characteristics;
It is obtained by adding the output code of the filter having the lowest passband frequency among the plurality of filters to the value obtained by multiplying the absolute value obtained based on the outputs of the plurality of filters by the second coefficient. An image processing program comprising: a correction processing step of adding a correction amount to the luminance signal .
請求項11に記載の画像処理プログラムを記録したことを特徴とする、コンピュータ読み取り可能な記録媒体。   A computer-readable recording medium on which the image processing program according to claim 11 is recorded.
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