JPH01120682A - 画像強調回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明°はロボットの目やファクトリ・オートメーショ
ン用監視カメラなどからの信号から鮮明な画像信号を抽
出する回路に関する。

（従来の技術） 従来、不鮮明画像から鮮明な画像を得る方式として、プ
ロシーディングズ　オブ　アイシーエイニスエスピー（
Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ　ｏｆ　ＩＣＡＳＳＰ）１９８
１年の１１１７頁より１１２０頁記載の方式が知られて
いる。この方式は画像が不鮮明なる理由が、第２図（ａ
＞に示すようにインテンシテイの極端に弱い部分もしく
は強い部分において映写機のダイナミックレンジの制約
から画像の細かい変動信号が十分に記録されないまま画
像信号として出力される点に有るとして、好ｉしい処理
は第２図（ｂ）に示すようにインテンシテイの極端に弱
い部分や強い部分は各々インテンシテイを大きくもしく
は小さくし、その分、細かい変動信号を増強するように
している。

第３図は以上の方式を実現する従来の画像強調回路の構
成図であり、端子１から入力された画像信号は低域空間
フィルタ２に入力され、低域空間フィルタ２により平均
的局部インテンシテイ信号が出力される。一方、端子１
より入力された画像信号は減算器３に入力され、減算器
３において低域空間フィルタ２からの平均的局部インテ
ンシテイ信号が除去され、画像の細部信号のみが得られ
る。この画像の細部信号を強調すべく、平均的局部イン
テンシテイ信号は非線形な重み付けを行なう第１の変換
回路７を介して乗算器８に伝えられる。つまり第１の変
換回路７は平均的局部インテンシテイ信号が極端に弱い
部分もしくは強い部分における画像の細部信号のみを選
択的に増幅すべく大きな値を出力するようになっている
。また、この様に画像の細部信号を強調して平均的局部
インテンシテイ信号に加えると画像のダイナミックレン
ジの範囲を超える可能性があるため、第２の変換回路９
により平均的局部インテンシテイ信号を修正し、修正さ
れた平均的局部インテンシテイと乗算器８の出力である
強調された画像の細部信号を加算器１０で加えあわせ、
出力端子１１から出力する。この結果、インテンシテイ
の適切な部分はそのまま、また、インテンシテイの強す
ぎたり弱すぎたりする部分は調整を加えられて出力でき
、画像強調が行なえることになる。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、従来方式では、インテンシテイが適切な
部分はなるべくそのままにしておきたいことと、増幅す
べき細部信号が存在する平均的局部インテンシテイ信号
のレベルが入力画像に依存することの２点より、重み付
は回路５．６の最適な特性は入力画像毎に異なると共に
、非線形な特性を持たせない限り良い結果が得られない
。このため、写真などの静止画を処理する場合には慎重
に重み付は回路５．６の特性を定めなければならず、ざ
らに、テレビカメラからの信号を実時間で処理するには
不都合であった。

本発明の目的は入力画像の特性に応じて重み付は回路の
最適な特性を定め得る画像強調回路を提供することにあ
る。

（問題点を解決する為の手段） 本発明の画、像強調回路は、入力画像信号に低域空間周
波数ろ披を行なう低域空間フィルタと、前記入力画像よ
り前記低域空間フィルタの出力を除去し高域信号を得る
手段と、前記低域空間フィルタの出力に応じて前記高域
信号を増幅する手段と、前記低域空間フィルタの出力に
対し、振幅の小さい成分は増幅し振幅の大きい成分は減
衰させることにより振幅の幅を減少させる振幅変換回路
と、前記振幅変換回路の出力と前記増幅された高域信号
とを加える加算器とからなる画像強調回路において、前
記高域信号の振幅が定められた範囲に有る画素の低域空
間フィルタの出力の振幅のヒストグラムを求める手段と
、前記振幅のヒストグラムを平滑化し重み付けを行なう
手段とを備え、前記平滑化され、重み付けされた振幅の
ヒストグラムにより増幅関数を決定し、前記低域空間フ
ィルタの出力に応じた高域信号の増幅を行なうことを特
徴とする。

（作用） 本発明の原理は細部信号を増幅することにより画像を鮮
明にすることができる部分の画素の平均的局部インテン
シテイのヒストグラムを求め、これを平滑化しさらに人
間の平均的局部インテンシテイに対する視覚特性を考慮
した補正を施すことにより入力画像に適した細部信号の
増幅回路の最適な特性を求めることにある。具体的には
、各々の画素の細部信号が微小雑音信号振幅レベル以上
あるいは既に鮮明に見えると判断される振幅レベル以下
である場合を検出して増幅すべき細部信号とし、増幅す
べき細部信号であると判定された画素の平均的局部イン
テンシテイの全画面に対するヒストグラムを求める。

作成されたヒストグラムは増幅すべき高域信号が集中す
る平均的局部インテンシテイに対しては大きな値をとる
ため、入力画像信号の高域信号に対し平均的局部インテ
ンシテイに対応するヒストグラムの値に比例した値を増
幅係数として乗することにより、増幅すべき細部信号に
対して必要な増幅が行なうことができる。

また、求められるヒストグラムは局所的に見ると平均的
局部インテンシテイのレベルの小さな変動に対して大き
く値が変動する可能性が有り、これにより画質が劣化す
るため、ヒストグラムの平滑化を行なう。さらに人間の
平均的局部インテンシテイに対する視覚特性として、平
均的局部インテンシテイのレベルが極端に低い時は細部
信号に対する検知能力が落ちる為、平滑化されたヒスト
グラムに対して重み付けを行なって平均的局部インテン
シテイの極端に低いレベルをより大きく強調することに
より平均的局部インテンシテイのすべてのレベルにわた
る画像の鮮明化を実現することができる。

（実施例） 次に本発明の実施例を図面を参照しながら説明する。

第１図は本発明の一実施例であり、入力端子１、低域空
間フィルタ２、減算器３、条件付選択回路４、ヒストグ
ラム計算回路５、平滑化重み付は回路６、第１の変換回
路７、乗算器８、第２の変換回路９、加算器１０、出力
端子１１から構成されている。低域空間フィルタ２は入
力端子１から入力された画像信号に対し低域空間周波数
ろ波を行なうもので、昭和６０年度電子通信学会情報シ
ステム部門全国大会講演番号１６８記載の図１に示すも
のが利用できる。減算器３は入力端子１から入力された
画像信号から低域空間フィルタ２の出力を除去して入力
画像の細部信号を出力する０条件材選択回路４は、減算
器３の出力する細部信号の振幅があらかじめ定められた
微小雑音信号振幅レベル以上であると同時に既に鮮明に
見えると判断されるあらかじめ定められた振幅レベル以
下であるかを判定し、上記条件を満たす画素に対する低
域空間フィルタ２の出力を選択出力する。ヒストグラム
計算回路５は条件付選択回路で選択された画素に対する
振幅のヒストグラムを計算する。平滑化重み付は回路６
ｃｉヒストグラム計算回路５で求めたヒストグラムに対
し移動平均をとることにより平滑化を□行ない、さらに
平滑化されたヒストグラムに対し振幅レベルの小さな成
分がより大きくなるような重み付けを行なう。第１の変
換回路７は平滑化重み付は回路６により求められたヒス
トグラムにより前記低域空間フィルタ２の出力に応じた
細部信号の増幅係数を出力する。乗算器８は減算器、３
の出力する細部信号と第１の変換回路７で求められた増
幅係数との乗算を行なう。第２の変換回路９は低域空間
フィルタ２の出力に対しその振幅に対応する予め定めら
れた変換値を出力する。加算器１０は乗算器８の出力と
第２の変換回路９の出力との加算を行なう。出力端子１
１は加算器１０による加算結果を出力する。

本発明の画像強調回路では低域空間フィルタ２により入
力画像信号に対する平均的一部インテンシティ信号を求
め、さらにこれを減算器３により入力画像信号から減す
ることにより入力画像の細部信号を求める。つぎに入力
画像に応じた高域信号に対する増幅特性を求める為、ま
ず条件付選択回路４によりｉ算器３で求められた細部信
号から増幅すべき画素を選択し、ヒストグラム計算回路
５により選択された画素の平均的局部インテンシテイの
ヒストグラムをもとめる。さらに、これを平滑化重み付
は回路６によりヒストグラムの平滑化及び人間の視覚特
性を補償する重み付けを行なって平均的局部インテンシ
テイ信号に対する細部信号の増幅関数を求める。つぎに
第１の変換回路７により平均的局部インテンシテイ信号
に対する細部信号の増幅係数を求め、これによ°り細部
信号を乗算器７を用いて増幅する。一方、低域空間フィ
ルタ２の出力は第２の変換回路９により、振幅の小さい
成分は増幅し振幅の大きい成分は減衰させることにより
振幅の幅を減少させる。最後に加算器１０により増幅さ
れた細部信号と振幅の幅を減少させた平均的局部インテ
ンシテイ信号との加算を行なうことにより、出力端子１
１より入力画像をダ、イナミックレンジを増加させずに
鮮明化した画像を得ることができる。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明に従えば入力画像の性質に
応じて適応的に細部信号を強調させることが可能となり
入力画像を鮮明化することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す図、 第２図は従来の方式の原理を示す図、 第３図は従来の画像強調回路の一例を示す図である。 図において １・・・入力端子、 ２・・・低域空間フィルタ、 ３・・・減算器、 ４・・・条件付ヒストグラム計算回路、５・・・平滑化
重み付は回路、 ６・・・第１の変換回路、 ７・・・乗算器、 ８・・・第２の変換回路、 ９・・・加算器、 １０・・・出力端子。 〜　代理人　弁理士　内厚　晋 ｖ、）ｌｈ：Ｘ、八１ｈ亨

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 入力画像信号に低域空間周波数ろ波を行なう低域空間フ
   ィルタと、前記入力画像より前記低域空間フィルタの出
   力を除去し高域信号を得る手段と、前記低域空間フィル
   タの出力に応じて前記高域信号を増幅する手段と、前記
   低域空間フィルタの出力に対し、振幅の小さい成分は増
   幅し振幅の大きい成分は減衰させることにより振幅の幅
   を減少させる振幅変換回路と、前記振幅変換回路の出力
   と前記増幅された高域信号とを加える加算器とからなる
   画像強調回路において、前記高域信号の振幅が定められ
   た範囲に有る画素の低域空間フィルタの出力の振幅のヒ
   ストグラムを求める手段と、前記振幅のヒストグラムを
   平滑化し重み付けを行なう手段とを備え、前記平滑化さ
   れ、重み付けされた振幅のヒストグラムにより増幅関数
   を決定し、前記低域空間フィルタの出力に応じた高域信
   号の増幅を行なうことを特徴とする画像強調回路。