JPH03245278A

JPH03245278A - コントラスト抽出フィルタ

Info

Publication number: JPH03245278A
Application number: JP2043132A
Authority: JP
Inventors: Shigeki Yamagata; 山片　茂樹; Akihiko Saito; 斉藤　明彦
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1990-02-23
Filing date: 1990-02-23
Publication date: 1991-10-31

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〕本発明はコントラスト抽出フィルタに関し、特に動画像
のリアルタイム処理において、局所的な輝度のコントラ
ストを抽出するコントラスト抽出フィルタに関する。

〔従来の技術〕

動画像のリアルタイム処理において、居所的な輝度のコ
ントラストを抽出する目的で利用するコントラスト抽出
フィルタは近時よく知られている。

このコントラスト抽出フィルタは、輝度のコントラスト
を求めたい動画像の任意の局所に、横方向（１）、縦方
向（ｊ）それぞれに複数個の画素を占有するエリアとし
てのコントラストボックスを設定し、このコントラスト
ボックスを対称としてコントラスト抽出処理を行なう。

第３図は従来のコントラスト抽出フィルタにおけるコン
トラストボックスの説明図である。ｉ方向およびｊ方向
それぞれに複数の画素を含むエリアとしてのコントラス
トボックス５００には、内部にインナボックス４００の
エリアが設定され、これと隣接する残余の部分がアウタ
ボックス３００のエリアとなる。

コントラスト抽出フィルタの目的は、両ボックス（エリ
ア）における平均輝度の差の絶対値をもってコントラス
トボックスの中心画素Ｘ　＋　１のコントラストとする
処理を行なうことにある。

いま、μ。ＷＩＴをアウタボックス３００内平均輝度と
し、μｍＮをインナボックス４００内平均輝度とすると
、フィルタ出力値として得られるコントラスト値ｘｌ、
＝ｌμ、Ｎ−μ。Ｕア；で表現される。

上述したコントラストボックスは、所望に応じさまざま
な大きさ、すなわち、さまざまなボックスサイズが設定
され、上述したコントラスト値も、このボックスサイズ
に対応して変化する。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述した従来のコントラストボックスは、ボックスサイ
ズにコントラスト値が非常に敏感に対応して変動するた
め、良い結果を得るためにはボックスサイズに関して先
見的情報が必要である。また、ボックスサイズが最適に
選ばれた場合でも、インナボックスとアウタボックスと
のエッヂをなまらせてしまうという欠点がある。

〔課題を解決するための手段〕本発明のコントラスト抽出フィルタは、インナボックス
と、このインナボックスに外接することなく前記インナ
ボックスから水平および垂直方向にそれぞれｐおよびｍ
画素分ずつ隔離した位置に設定したアウタボックスとを
有するコントラストボックスを対象として、前記インナ
ボックスの含む画素の平均輝度値とを前記アウタボック
スの含む画素の平均輝度値との下の絶対値にもとづいて
前記コントラストボックスにおける中心画素のコントラ
ストを抽出する手段を備えて構成される。

〔実施例〕

次に、図面を参照して本発明を説明する。

第１図は本発明のコントラスト抽出フィルタの一実施例
の構成図である。

第１図に示す実施例の構成は、シフトレジスタ１〜９、
絶対値演算部１０．減算器１１．ラッチ回路１２．除算
器１３．減算器１４．加算器１５゜１７．１９．２０お
よび減算器１６．１８゜２０．２２を備えて成り、第１
図にはなお、本実施例の対象とするコントラストボック
ス３０と、出力すべきフントラスト値Ｘ、Ｊの算出式を
併記して示す。

本実施例の対象とするコントラストボックス３０のボッ
クスサイズは、第１図に示す如く５×５で示すｉ、ｊ方
向それぞれ５つの画素を含む正方形のエリアを対象とし
、アウタボックス３０１は５×５の外側と３×３の内側
で区分されるエリアに５２−３”＝１６個の画素を包含
する。

一方、インナボックスは、コントラストボックス３０の
内部中心にアウタボックス３０１から隔離して１×１の
単位画素が設定される。このインナボックスを一般的に
ＸＢと表現する。すなわち、ｘＨは画像全エリアの任意
の画素を指定することができる。

このように、本発明の特徴とするところは、インナボッ
クスからｉ＋　　ｊ方向それぞれＡ、ｍ個の画素ぶん離
隔した位置にアウタボックスを設定することにある。

第２図は本発明のコントラスト抽出フィルタの５− コントラストボックスの説明図である。

第２図の場合、アウタボックス１００内の平均輝度なμ
。０．で表わし、インナボックス２００内の平均輝度を
μ工、で表わすと、フィルタ出力値、すなわちコントラ
スト値は、Ｘ＋Ｈ”１μｍＮ−μ。ｖＴｌで示され、こ
れは表現上は第３図の従来の場合と同様であるが、イン
ナボックスとアウタボックスが互いに離隔することによ
り、両ボックス間の隣接エッギ近傍の鈍化を排して局所
的なコントラストを忠実に得んとするものである。

ふたたび第１図に戻って実施例の説明を続行する。

第１図の実施例で対象とするコントラストボックスにお
けるコントラスト値、すなわちフィルタ出力値Ｘ１１は
次の（１）式で与えられる。

・・・・・・（１）（１）式の意味するところは、インナボックス３０２の
平均輝度、この場合はＸｉからアウタボックス６− ３０１の平均輝度を減じ、その絶対値をもってフィルタ
出力値すなわちコントラスト値Ｘｌ＋を求めることを示
す。本実施例の場合、アウタボックス３０１には１６個
の画素を含むので、１画素当りの平均輝度として１／１
６が（１）式のカッコ内の演算量に乗算される。

さて、アウタボックス３０１内の平均輝度は、５×５の
エリアから３×３のエリアの除去した全画素の輝度の総
和を求めてそれを１／１６すればよい。（１）式のカッ
コ内はアウタボックス３０１の１６６画素んの輝度総和
である。

本実施例の場合、アウタボックス３０１は、インナボッ
クスからｊ２＝２．ｍ＝２画素だけ離れているので、こ
れら条件にもとづいて（１）式のカッコ内演算式が設定
されている。

第１図の実施例において、ラッチ回路１２は、（１）式
のＸｌｌを一時保留し減算器１１に被減算量として供給
する。

シフトレジスタ１〜４に示すり、３Ｄ、５Ｄはそれぞれ
水平方向の１．３．５画素分の遅延量を免し、シフトレ
ジスタ５〜８に示すＩＨＤ、３ＨＤ、５ＨＤはそれぞれ
画素の水平方向走査時間従って垂直方向の１回、３回、
５回分の遅延量を示す。これらシフトレジスタ群は、（
１）式のカッコ内演算に必要な処理を行なうためのもの
であり、シフトレジスタ１，２，５．６および減算器１
６．加算器１７を含む加算器１５から減算器１８に至る
の演算を行ない、また、シフトレジスタ９からシフトレ
ジスタ３，４，７．８等を含み減算器２２ｘｋ、の演算
を行なう。

算を示し、インナボックスの輝度Ｘｌｌが１×１であり
、これの位置を中心として水平方向には−２から＋２個
までの５個、−数的にはｉ　−２からｉ＋２の５個の加
算を行なうことを示す。また、Ｚは垂直方向の５個の加
算を示す。

第１図のシフトレジスタ１，２、加算器１５および減算
器１６は、ＸｒＸｂｔの演算を、またシフトレジスタは
その結果に対してさらに、；−、Ｘｋｒの結果を出力す
る。

シフトレジスタ１は、常にＩＤずつ遅延したデータを加
算器１５に帰還して加算し、５個までのデータ加算結果
が減算器１６から出力されたあとは、シフトレジスタ２
と減算器１６によって最も古いデータの加算処理が除去
され、減算器１６からは最新の５個のデータによるＸＸ
ｋｔの結果が出力される。この結果は次次に加算器１７
に供給され、この加算器１７とシフトレジスタ５，６お
よび減算器１８によって垂直方向に対する画素一方、シ
フトレジスタ９は、入力データをＩＨＤとＤだけ水平お
よび垂直方向に遅延し、アウタボックス３０１のエリア
における５×５と３×３の時間的整合を行なったのち加
算器１９に供給される。

加算器１９、シフトレジスタ３，４および減算器２０は
、３×３のボックスサイズにおける水平つ行ない、この
あと加算器２１、シフトレジスタる。

減算器１４は（１）式のカッコ内の減算を行なってこれ
を除算器１３に供給する。

除算器１３は、入力を１／１６して減算器１１に供給す
る。

減算器１１はラッチ回路１２の出力Ｘ１１から除算器１
３の出力を減じ、絶対値演算部１０に供給する。

絶対値演算部１０は、減算器１１の出力の絶対値をとり
、これをコントラスト値ｘｉ、として出力する。

こうして、コントラストボックス３０に対するコントラ
スト値ＸＬＩがインナボックス３０２と、０アウタボックス３０１を互いに分離した状態で求めるこ
とができる。

このように、インナボックスとアウタボックスとを分離
してコントラスト値を求めることにより、１×１〜（ｊ
！＋１）ｘ　（ｍ＋１）までのボックスサイズの局所的
なコントラスト値を、インナボックスとアウタボックス
の隣接エツイ゛近傍のなまりを排除して忠実に求めるこ
とができる。また、インナボックスに対して重み付は平
均値を取る操作を加味することによって、移動平均フィ
ルタリングとしての機能も容易に付与することができる
。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、インナボックスとアウタ
ボックスを互いに水平および垂直方向にそれぞれ４２．
ｍ画素分だけ離した構成にし、アウタボックスの平均輝
度値とインナボックスの平均輝度値との差にもとづいて
コントラスト値を算出することにより、１×１〜（ｊ２
＋１）　Ｘ　（ｍ＋１）までの大きさを有する局所的な
コントラストのみを取得画像に忠実に、かつインナボッ
クスとアウタボックスの隣接近傍におけるエッヂなまり
を排除して抽出できる効果がある。

また、インナボックスに対して重み付は平均値を取るこ
とにより、移動平均フィルタリングの効果も期待できる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のコントラスト抽出フィルタの一実施例
の構成図、第２図は本発明のコントラスト抽出フィルタ
のコントラストボックスの説明図、第３図は従来のコン
トラスト抽出フィルタのコントラストボックスの説明図
である。１〜９・・・・・・シフトレジスタ、１０・・・・・・
絶対値演算部、１１・・・・・・減算器、１２・・・・
・・ラッチ回路、１３・・・・・・除算器、１４・・・
・・・減算器、１５，１７，１９゜２１・・・・・・加
算器、１６．１８，２０．２２・・・・・・減算器、３
０，５００・・・・・・コントラストボックス、１００
．３００，３０１・・・・・・アウタボックス、２００
．３０２，４００・・・・・・インナボックス。

Claims

【特許請求の範囲】

　インナボックスと、このインナボックスに外接するこ
となく前記インナボックスから水平および垂直方向にそ
れぞれｌおよびｍ画素分ずつ隔離した位置に設定したア
ウタボックスとを有するコントラストボックスを対象と
して、前記インナボックスの含む画素の平均輝度値と前
記アウタボックスの含む画素の平均輝度値との下の絶対
値にもとづいて前記コントラストボックスにおける中心
画素のコントラストを抽出する手段を備えて成ることを
特徴とするコントラスト抽出フィルタ。