JPH01259690A - 画像信号処理方法 - 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］ 本発明は画像信号処理方法、特にテレビ会議システム等
において画像データを７１号化する前の処理段階におけ
る輝度調整技術を改冴した画像信号処理方法に関する。

［従来の技術］ 電話回線を用いて動画・音声・静止画等の各種信号を統
合し、より高度の意思又は情報の伝達を０１能とするテ
レビ電話・テレビ会議システムが実用化されつつある。

特に後者は、専用の会議室を必要とせずに省スペースで
コンパクトな装置をオフィス内に配設しておくのみで、
遠近を問わず複数の異なる場所にいる人物が同時に画像
及び音声を通じた意思疎通を実現した点で注１−１され
、会議の為の出張を減らす手段として企業内における導
入気運が高まっている。

テレビ会６講システムはビデオカメラとＣＲＴモニタを
組合わせたもので、カメラから取り込まれた画像データ
であるアナログ画像信号をデジタル変換し、これをン〕
号住処理した後に電品回線を介して相手側システムに送
り込む。

７１号住処理は、°テレビ画像を通信回線で送る場合に
必要な通信情報量が急愚に脹らむことから、これを少な
い情報量に圧縮して伝送コスト・時間の低減を図るもの
である。

こうしてＪＬいに相手側のカメラがとらえた人物像をＣ
ＲＴモニタで見ることが＋ｉＪ能であり、内線会議の場
合は１１１手側のカメラのとらえた映像をそのままＣＲ
Ｔモニタに表示し、外線会議の場合は画１濠圧縮装置で
圧縮された映１象が表示されることになる。必要に応じ
て自分側と相手側との映像表示切替え等もボタン操作で
行い１する。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、従来のテレビ電話或いはテレビ会議シス
テムにおいて、カメラのとらえた撮像対象中に極端に輝
Ｊ艷の高い例えば蛍光灯−９が入る場合がある。このと
き、表示画像中にその影響が当該蛍光灯のみならずその
周辺にまで及び、画像が不自然に白色化して画質の劣化
や視覚的違和感を招くという問題かあった。

発明の目的 本発明は上記従来の課題に鑑み為されたものであり、そ
の１−１的は極端な高輝度の肢撮像対象の存〆Ｉ：によ
る表示画像の不自然な白色化を効果的に解消し、良好な
画質を保持することのできる画像信号処理方法を提供す
ることにある。

［課題を解決するための手段］ 上記［１的を達成するために本発明は、各画素の輝度レ
ベルを判定し、この値か所定値以」−であるもののみを
高輝度領域に属するもの即ち光源の影響を受けて不自然
に白色化している画素であると見做して一具メモリ内に
記憶する。

そして、デジタル信号としてフレームメモリに書き込ま
れた画像信号を読み出すときに、その画素が前記メモリ
に記憶されている高輝度信号に対応したときに光源から
の距離に応じて階層的にその出力レベルをドげ、これに
よって画像を本来の自然な輝度に戻すよう構成したもの
である。

［作用］ 以！−の如＜（１４成される本発明によれば、蛍光灯等
の影響による極高輝度の信号の（１１−（１：か認めら
れた場合には、フレームメモリに供給される全撮像画像
信号のうち、当該高輝度画素信号のみのアドレスがフレ
ームメモリとは別個のホワイトレベルアドレスメモリに
一時格納される。

そして、後段の画像データ処理のためにフレームメモリ
から順次画素信号が読み出されていく際にその画像信号
が前記ホワイトレベルアドレスメモリ内に記憶されてい
る高輝度アドレスに対応するものである場合に、その輝
度レベルをドげる処理が行われた後に画像データとして
後段の処理に供されることとなる。

この結果、蛍光灯等の影響によって本来の輝度以］ニの
明かるさとして取り入られた画素信号であっても、その
輝度レベルが上記処理によって自然な明るさにまで下げ
られることとなり、画質の劣化は確実に防市される。

［実施例］ 以下、図面に基づき本発明のＵ適な実施例を説明する。

第１図は本発明に係る画１ｆ信号処理方法を適用したテ
レビ会議システムの一描成例を示す。

テレビカメラ（１）によって撮影対象に対応したアナロ
グ画素信号Ｓａが取り込まれ、Ａ／Ｄ変換器（２）にお
いてデジタル信号Ｓｄに変換される。Ａ／Ｄ変換器（１
２）から出力されるデジタル信号ＳｄはＹ／Ｃ分Ａｍ器
（３）においての色成分Ｓｅと輝度成分ｓｙとへの分離
を受ける。各要素はそれぞれ別個の処理段階を経て最終
的にＣＲＴモニタ表示のための画像データとなる訳であ
るが、ここでは前者ついては省略する。

ここで、第２図に示すように、撮影対安中に蛍光灯（Ｌ
）やその他各種光源に、ｒＪの１１゛−輝ｌ之物体が入
った場合、表示画面においてその影響が当該螢光灼のみ
ならずその周辺にまで及ぶため、不自然に白っぽくなっ
て本来の輝度が損なわれると共に、特に蛍光灯近傍に人
物の顔が位置した場合、その人物を認識困難となる不都
合を免れ得なかった。

このような問題に対する従来の解決法はＡＧＣ（オート
ゲインコントロール）を施すことであったが、この方法
では画面全体か不必要に暗化してしまうという二次的な
弊害を避けられない。

このために本発明は、前記Ｙ／Ｃ分４器（３）からの輝
度信号Ｓｙのレベルが所定値を越えたときにその画素が
蛍光灯の影響を受けている高輝度領域にあると判断し、
その出力レベルを蛍光灯からの距離に対応して階層的に
減衰させて本来の自然な明かるさに戻すことを特徴とす
るも、のである。

もちろん、蛍光灯自体に対応する画素はそのままの輝度
に保持される。

そして、ｉｌｌに高輝度領域の輝度レベルを下げるのみ
では白色化は回避できるか蛍光灯に相当する領域たけで
画面中で不自然に自＜　ｌｆかびにかり、その認識が困
難となるおそれかある。このために、前述した本来の明
るさに戻すだめの高輝度領域内における輝度レベルの減
衰と同時に、蛍光灯の輪郭部分のみを極度に輝度を低ド
させて暗色化し、蛍光灯の存（１゛を浮き出させること
を特徴とするものである。

第１図において、Ｙ／Ｃ分離器（３）からの輝度信号ｓ
ｙはアドレス制御カウンタ（１２）からのアドレス信号
Ｓ「に従ってフレームメモリ（４）内で画素毎の輝度を
数値情報に変換記憶される一方、同時にホワイトレベル
検出回路（５）に供給される。該ホワイトレベル検出回
路（５）内には所定の閾値か設定されており、Ｙ／Ｃ分
離′ｒ、（３）からの輝度信号レベルがこの閾値を越え
たときに当該画素は蛍光灯の影響を受けている高輝度領
域にあるものと判断する。

高輝度領域内にあると判断された画素信号のアドレスは
一目、ホワイトレベルアドレスメモリ（６）に書き込み
記憶された後、処理アドレスメモリ（７）に移される。

処理アドレスメモリ（７）において、これらの高輝度領
域内にあると判１ｔｌｉされた画素信号Ｓｖがそれぞれ
光源からの距離に対応した輝戊減貴を受けるための前段
処理として階層化別に所定のアドレスに書き込まれるこ
ととなる。

処理アドレスメモリ（７）からの出力（＋−ｉ号Ｓｐは
読み出しアドレス別カウンク（１０）からのアドレス信
号ＳＯにｆＬってレベル別処理回路（８）内で各画素に
対応した輝度減衰率が与えられた後ゲインコントローラ
（９）に送給される。同時に該ゲインコントローラ（９
）には読み出しアドレス別カウンタ（１Ｇ）からのアド
レス信号ｓｏに同期してフレームメモリ（４）から順次
各フレーム別画素信号が読み出されており、該フレーム
メモリ（４）からの出力画素信号Ｓｒがレベル別処理回
路（２６）からの信号Ｓノと一致したときにゲインコン
トローラ（９）がその高輝度画素信号のレベルに応じた
輝度減衰を行うこととなる。

こうして蛍光灯の影響が除去された画素信号Ｓｇは、次
はエツジ補正回路（１１）に送り込まれ、光源である蛍
光灯の輪郭部位にあると判断された画素信号のみに対し
て更にその輝度レベルを極端に落とす調整処理が為され
る。こうして蛍光灯の影響による不自然な白色化が除去
されると共に蛍光灯自体の存在を浮き彫りにするだめの
処理か施された画素信号が符号化処理用データＳｏとし
て後段の回路に供給されることとなる。

以下に、本発明の中心的特徴・１１項であるゲインコン
トロールとエツジ捕ｉＦとを第３図及び第４図に基づき
具体的な数値を用いて詳説する。

第３図（Ａ）は本発明方法に係るゲインコントロール及
びエツジ補正処理前の蛍光灯の存在する１フレーム内の
６画素の輝１立を１０階調の数値で表したものである。

図において、蛍光灯の存在位置に対応する画素の輝度を
１０とし、この光源がら遠ざかるに従い、輝度レベルは
９，７．・・・というように順次下がっていく。勿論、
光源である螢光幻の高輝度の影響の及ぶ範囲は１フレ一
ム全体ではなく当該螢光灯周辺部近傍に限られており、
上記輝度レベルの順次減衰制御はこの螢光月の影響の及
んである範囲である高輝ｔ’ｌ　Ｄｆ’ｌ域に限って行
われる。

このような輝度分布のフレームに対して前述したゲイン
コントロールをかけると螢光灯周辺の各画素の輝度は第
３図（Ｂ）のように変化する。即ち、蛍光灯に対応する
画素は輝ｌ１ｘｏのまま保持される。そして、該螢光灯
周辺の高輝度領域に属する各画素の輝度に対し、蛍光灯
から遠ざかるに従ってそれぞれ段階的１；０．５　、０
．Ｇ　、・・・という係数を掛け、蛍光灯の影響を最も
受けている画素、即ち輝度の高い画素はど輝度レベルの
減衰率を大きくする。従って、同図（Ｂ）に示すごとく
、蛍光灯の輝度１０のすぐ隣りの輝度レベル９の画素に
対しては係数として０．５がかけられるのでゲインコン
トロール後の輝度は４．５と崖減し、その隣りの輝度７
の画素に対しては０．６がかけられて４．２、というよ
うに階層状の輝度減衰制御が行われることとなる。

この作用によって蛍光灯はそのままの明るさに保持され
ると」１ミに、その周辺の高輝度領域にある画素は蛍光
灯の影響によって増大した分の不必要な明かるさのみが
除去されることが理解でき、本来の自然の輝度を回復し
ｉりる。

しかしながら、このゲインコントロールのみでは蛍光灯
の存在部位がそのまま高輝度として残されるため、この
高輝度領域だけが画面上から不自然に汀き上がり、視認
者に違和感をりえる恐れがある。

このために本発明は、ゲインコントロールをなした後に
高輝度領域の１．′Ｊ縁、即ち蛍光灯の輪郭部に位置す
る各画素の輝度を極端に落として暗色化し、蛍光灯の存
ｔにを強Ｊ、２するエツジ捕１１：、を行うことを特徴
とする。

エツジ袖１（ミは、エツジ補正回路（１１）内で各画素
とその隣りの画素との輝度を比較し、その差かある値以
上である場合にその小さいほうに所定の係数をかけるこ
とによってゲインコントロール後の蛍光灯の輪郭部に位
置する画素の輝度を更に落とすという操作を行うもので
ある。

実施例において、このエツジ補正における係数値は約０
．５３であり、これによって蛍光灯の輪郭に位置する輝
ｔＵ　４　、５の画素は２．４にまで更に減衰を受ける
こととなる。

前記エツジ袖ＩＦは、当該フレームの水゛１′−及び垂
Ｂ’（の２方向においてへ別個に８画素間の輝度を比較
して行われる。第４図（Ａ）には水・１′、方向のエツ
ジ浦＋１：、を加えた後の輝度分量が示され、輝度１０
の画素の水゛ｌ’ノｊ向に隣接する画素のみか前記袖１
１：、によって２．４にまで輝度が低減していることが
理解される。

この後、第４図（Ｂ）に示すように、垂直方向において
同様の作用が為され、これによって輝度１０の画素の弔
直方向に隣接する画素輝度が２．４となる。

こうして蛍光灯の周縁に位置する画素に対してのみエツ
ジ袖１１：、か行われ、蛍光灯の輪郭部が黒く強調され
てその高輝度領域が光源であることが容易に認識し１′
、ｌる。

こうして蛍光灯の影響を除去し、史にその輪郭部位を強
調する減衰制御を受けた各画素は符号化伝送用データと
して後段の処理回路に出力されることとなる。

従って、本発明ノｊ法によれば高輝度物体の影響除去の
ために従来用いていたＡＧＣ（オーＩ・ゲインコン！・
ロール）をかけること無く光源である蛍光灯の影響を受
けている部位のみの不自然な高輝度を全体の画質を損な
うこと無く白°効に低減しｉｉζるとと共にエツジ補正
によって蛍光灯の存在が明確となり、使用名は容易にそ
の高輝度部位か光源であることを認識し得る。

［発明の効果］ 以１．説明した通り本発明によれば、蛍光灯の影響を受
けている高輝度領域に含まれている画素のみに階層的な
ゲインコンｊ・ロールを施すと共に蛍光灯の輪郭部位に
対応する画素に対して更にエツジ浦１１：、処理を行う
ことにより画像本来の自然な輝度を取り戻すことが可能
となり、高輝度撮像対象物による画質の劣化が有効に防
１１．される。

【図面の簡単な説明】

像中における高輝度物体を示した図、第３図及び第４図
は本発明方法におけるゲインコントロール及びエツジ補
正による各画素の輝度変化を数値をもって現わした説明
図である。 図において、（１）はテレビカメラ、（２）はＡ／Ｄｅ
換器、（３）はＹ／ｃｌ））離型、（１４）はフレーム
メモリ、（５）はホワイトレベル検出回路、（６）はホ
ワイトレベルアドレスメモリ、（２２）は処理アドレス
メモリ、（８）はレベル別処理回路、（９）はゲインコ
ントローラ、（１０）は読み出しアドレス別カウンタ、
（１１）はエツジ捕１Ｆ回路、（１２）はアドレス制御
カウンタである。 尚、図中同一７３号は同−叉は相当部分を示す。 代理人　弁理士　人　岩　増　Ｉ！４Ｌ（外２名） 島ｔｌ／ｌＪサイキヵ（入、ｔ＝表示画面第２図 た理ｆＪＩ＝ｉける高譚虐領厖の画素（１度分布第３図
（Ａ） ケ”インコントロール後の画ｉｔｗａ分今第３図（Ｂ） 水平方間の工１ヅ横°正饋の画素婬／を分部第４図（Ａ
） ’１１！方同のエツジ゛＃ｆｌ’正を麦の画素ａ虐分今
第４図ＣＢ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 画像データをデジタル信号として一旦フレームメモリに
   書込み、前記フレームメモリのデジタル信号を読み出し
   て画像伝送の為に出力する画像信号処理方法において、 画像データの輝度レベルが所定値を越えた時に高輝度領
   域としてそのアドレスを記憶し、前記フレームメモリか
   らの画像信号読み出し時に、この画素が高輝度領域内で
   ある時に、出力レベルを減衰させることを特徴とする画
   像信号処理方法。