JPH02171095A - カラー画像強調回路 - 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１ルオートメーシヨン
用監視カメラなどからの信号から画像強調処理により鮮
明なカラー画像信号を得るためのカラー画像強調回路に
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、Ｐ
ｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ　ｏｆ　ＩＣＡＳＳＰ１９８１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となる理由が、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、好ましい処理は
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細部信号を強調し
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、従来方式では入力画像信号がモノクロ信
号に限られていた。また、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かった
。

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ない。

本発明の目的はカラー人力画像の特性に応じて重み付は
回路に対し最適な強調特性を定め得る画像強調回路を提
供することにある。

（問題点を解決するための手段） 本発明のＮＴＳＣカラー画像強調回路は、輝度信号と色
信号とに分離されたＮＴＳＣ信号をＲＧＢカラー画像に
変換する色信号変換回路と、前記輝度信号に基づいて各
輝度レベルに対する強調関数を求める強調関数計算回路
と、該強調関数計算回路により求めた強調関数を用いて
Ｒ信号の強調を行うＲ信号強調回路と、前記強調関数計
算回路により求めた強調関数を用いてＧ信号の強調を行
うＧ信号強調回路と、前記強調関数計算回路により求め
た強調関数を用いてＢ信号の強調を行うＢ信号強調回路
と、前記Ｒ信号強調回路の出力と前記Ｇ信号強調回路の
出力と前記Ｂ信号強調回路の出力とを輝度信号と色信号
から構成されるＮＴＳＣ信号に変換する逆変換回路とか
ら構成される。

（作用） 本発明の原理はＮＴＳＣカラー画像信号に変換しＲＧＢ
の各輝度信号成分に対して適応画像強調処理゛を適用す
ることによりカラー画像を鮮明にすることにある。具体
的には、ＮＴＳＣカラー信号をＲＧＢカラー画像信号に
変換し、ＮＴＳＣ信号の輝度信号に基づいて輝度信号の
各輝度レベルに対する強調関数を求め、これを用いてＲ
ＧＢの各画像信号に対して強調処理を行い、さらに強調
されたＲＧＢの各信号をＮＴＳＣ信号に再変換すること
により鮮明なＮＴＳＣカラー画像を得るものである。

（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、輝度信号入力端子１
、第１の色信号入力端子２、第２の色信号入力端子３、
色信号変換回路４、強調関数計算回路５、Ｒ信号強調回
路６、Ｇ信号強調回路７、Ｂ信号強調回路８とから構成
される。色信号変換回路４は、カラーテレビ方式の１つ
であるＮＴＳＣ方式で用いられている輝度信号Ｙ、と２
つの色信号であるＩ信号とＱ信号からＲＧＢ信号への変
換を行う。但しＲＧＢ信号とは赤（Ｒｅｄ）、緑（Ｇｒ
ｅｅｎ）、青（Ｂｌｕｅ）の３原色からなるカラー信号
のことである。詳しくは昭晃堂１９８７年発行の画像処
理ハンドブック（同編集委員会纏）の１８０ページから
１８３ページを参照されたい。強調関数計算回路５は前
記輝度信号から各輝度レベルに対する強調関数を求める
。強調関数計算回路５の詳細は後述する。Ｒ信号強調回
路６は強調関数計算回路５により求められた強調関数に
基づいてＲ信号の強調を行う。Ｇ信号強調回路７は強調
関数計算回路５により求められた強調関数に基づいてＧ
信号の強調を行う。

Ｂ信号強調回路８は強調関数計算回路５により求められ
た強調関数に基づいてＢ信号の強調を行う。Ｒ信号強調
回路６、Ｇ信号強調回路７、Ｂ信号強調回路８、の各々
は同じ構造をもつ。詳細は後述する。色信号逆変換回路
９は強調されたＲＧＢ信号から輝度信号と色信号とから
なるＮＴＳＣ信号への変換を行う。

本発明のＮＴＳＣカラー画像強調回路においては色信号
変換回路４で輝度信号と２つの色信号からなるＮＴＳＣ
カラー信号をＲＧＢカラー画像信号に変換し、また前記
輝度信号を用いて強調関数計算回路５により各輝度レベ
ルに対する増幅関数を求める。つぎに求められた強調関
数を用いてＲＧＢの各々の信号に対してＲ信号強調回路
６、Ｇ信号強調回路７、Ｂ信号強調回路８により鮮明化
されたＫＧＢの各信号を得る。さらに色信号逆変換回路
９により、強調されたＲＧＢの各信号から鮮明化された
ＮＴＳＣカラー信号を得る。

第４図は第１図の強調関数計算回路５の詳細構成図であ
り、入力端子５１、低域空間フィルタ５２、減算器５３
、条件付選択回路５４、ヒストグラム計算回路５５、平
滑化重み付は回路５６とから構成される。低域空間フィ
ルタ５２は入力端子５１からの人力信号に対して低域空
間周波数ろ波を行なうもので、例えば昭和６０年度通信
学会情報システム部門全国大会講演番号１６８の論文の
図１に記載されているものが利用できる。減算器５３は
前記入力信号から低域空間フィルタ５２の出力を除去し
て輝度信号内における細部信号を出力する。条件付選択
回路５４は、減算器５３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り
、かつ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５２の出力を選択して出力
する。ヒストグラム計算回路５５は条件付選択回路５６
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５６はヒストグラム計算回路５
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。

本強調関数計算回路では低域空間フィルタ５２により入
力端子５１より入力された輝度信号に対する平均的局部
インテンシテイ信号を求め、さらにこれを減算器５３に
より輝度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。つぎに入力輝度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５４により
減算器５３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５５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５６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ことができる。

第５図は第１図のＲ信号強調回路６、Ｇ信号強調回路７
、Ｂ信号強調回路８で共通に用いられる強調回路の詳細
構成図であり、信号入力端子１１、低域空間フィルタエ
２、減算器１３、増幅関数入力端子１４、第１の変換回
路１５、乗算器１６、第２の変換回路１７、加算器１８
、出力端子１９から構成される。

低域空間フィルタ１２は入力端子１１からの人力信号に
対し低域空間周波数ろ波を行なうもので、第４図の低域
空間フィルタ５２と同じものを利用する。

減算器１３は前記入力信号から低域空間フィルタ１２の
出力を除去して輝度信号内におけるの細部信号を出力す
る。第１の変換回路１５は増幅関数入力端子１４から入
力された増幅関数により低域空間フィルタの出力の輝度
レベルに対応したの増幅係数を出力する。乗算器１６は
減算器１３の出力する細部信号と第１の変換回路１５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
１７は低域空間フィルタ１２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１３は
乗算器１１の出力と第２の変換回路１２の出力との加算
を行なう。

本強調回路では低域空間フィルタ１２により入力輝度信
号に対する平均的局部インテンシテイ信号を求め、さら
にこれを減算器１３により画像輝度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。つぎに第１の変換
回路１５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１６を用いて増幅する。一方、低域空間フィルタ１２
の出力は第２の変換回路１７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１８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入力信号をダイナ
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カラー画像の
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
となり入力カラー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１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、第４図は強調関数計算回路図の構成例を示す
図、第５図は強調回路の構成例を示す図である。 図において ４・・・色信号変換回路、５・・・強調関数計算回路６
・・・Ｒ信号強調回路、７・・・Ｇ信号強調回路、８・
・・Ｂ信号強調回路、９・・・色信号逆変換回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 輝度信号と色信号とに分離されたＮＴＳＣ信号をＲＧＢ
   カラー画像信号に変換する色信号変換回路と、前記輝度
   信号に基づいて各輝度レベルに対する強調関数を求める
   強調関数計算回路により求めた強調関数を用いてＲ信号
   の強調を行うＲ信号強調回路と、前記強調関数計算回路
   により求めた強調関数を用いてＧ信号の強調を行うＧ信
   号強調回路と、前記強調関数計算回路により求めた強調
   関数を用いてＢ信号の強調を行うＢ信号強調回路と、前
   記Ｒ信号強調回路の出力と前記Ｇ信号強調回路の出力と
   前記Ｂ信号強調回路の出力とを輝度信号と色信号から構
   成されるＮＴＳＣ信号に変換する逆変換回路とから構成
   されるカラー画像強調回路。