JPH10198801A - Picture quality improving method, edge intensity calculating method and device therefor - Google Patents

Picture quality improving method, edge intensity calculating method and device therefor

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JPH10198801A
JPH10198801A JP9002773A JP277397A JPH10198801A JP H10198801 A JPH10198801 A JP H10198801A JP 9002773 A JP9002773 A JP 9002773A JP 277397 A JP277397 A JP 277397A JP H10198801 A JPH10198801 A JP H10198801A
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俊一 加藤
Yuichi Kobayashi
裕一 小林
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To emphasize both local and global contrasts and to improve the image quality by simply calculating without needing a user's judgment. SOLUTION: In this method, the mean value Vmean of an entire luminance value of an image is founed, the average value Vave of neighborhood luminance values vl to vi of each pixel of the image is found, positive pixel variable δposi is founed by multiplying a relative value of the value Vave of a positive image by a coefficient that corresponds to the ratio of the value Vmean to the value Vave , negative pixel variable δnega is founed by multiplying the relative value of the value Vave of a negative image by the coefficient, the variable δposi is corrected by adding it to the relative value of the pixel of the positive image, the variable δnega is corrected by adding it to the relative value of the pixel of the negative image, the luminance value (v) of the pixel is corrected by the logarithm of the ratio of each modified absolute value and normalizes a corrected result k (v) within the output range.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、イメージセンサや
ディジタルカメラ等からの入力画像に対し、明部、暗部
での微妙な輝度値の変化を強調しつつ、局所的なコント
ラストと大域的なコントラストとを同時に強調し、出力
レンジに適合させて出力し得る画質改善方法、エッジ強
度計算方法及び装置に関する。
The present invention relates to a local contrast and a global contrast for an input image from an image sensor, a digital camera, or the like while emphasizing a subtle change in luminance value between a bright portion and a dark portion. And an image quality improving method, an edge strength calculating method and a device capable of simultaneously outputting the image data in accordance with the output range.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、画像処埋又は画像表示を伴う視
覚技術分野では、より高精細な画像が要求されるため、
人間の特殊な操作を介さずに、入力画像を可能な限り高
精度な画像に変換する画質改善方法が必要とされてい
る。
2. Description of the Related Art Generally, in the field of visual technology involving image processing or image display, higher definition images are required.
There is a need for an image quality improvement method that converts an input image into an image with the highest possible accuracy without using a special human operation.

【0003】この種の画質改善方法としては、画像の各
画素値を線形変換する方法、ガンマ補正に代表される指
数変換方法及び対数変換方法がある。また、極端に画像
を強調したい場合、ヒストグラム平坦化により、画像の
画素値をコントラスト強調する方法などがある。
As this kind of image quality improvement method, there are a method of linearly converting each pixel value of an image, an exponential conversion method represented by gamma correction, and a logarithmic conversion method. When an extreme enhancement of an image is desired, there is a method of contrast enhancement of pixel values of the image by histogram flattening.

【0004】また、人の輝度感度特性曲線に合わせて、
レンジを幾つかの区間に分割し、各区間毎に曲線に近似
した線分を求め、それらの線分を結合させて、画素値を
変換する区分的線形変換方法等がある(高木、下田(監
修)「画像解析ハンドブック」、東京大学出版会、1991
年)。
Further, according to the luminance sensitivity characteristic curve of a person,
The range is divided into several sections, a line segment approximating a curve is obtained for each section, and those line segments are combined to convert a pixel value. There is a piecewise linear conversion method (Takagi, Shimoda ( Supervision) "Image Analysis Handbook", University of Tokyo Press, 1991
Year).

【0005】ここで、線形変換による方法では、図15
に示すように、入力画像の画素値Iの区間を幾つかの区
分に分けて、夫々の区間で線分の傾きを変えることによ
り、出力のダイナミックレンジを区分的に増減させ、コ
ントラストを強調している。
[0005] Here, in the method using the linear transformation, FIG.
As shown in (1), the section of the pixel value I of the input image is divided into several sections, and by changing the slope of the line segment in each section, the dynamic range of the output is increased or decreased in a piecewise manner to emphasize the contrast. ing.

【0006】また、対数変換による方法では、図16に
示すように、入力画像の画素値Iを全体に増す側に変換
する。なお、図示するように、画素値の小さい方が大き
い増分をもつことから、主に暗部のコントラストが強調
されることがわかる。
In the logarithmic conversion method, as shown in FIG. 16, the pixel value I of the input image is converted to a value that increases the entirety. As shown in the figure, since the smaller the pixel value has the larger increment, it can be understood that the contrast of the dark portion is mainly emphasized.

【0007】さらに、指数変換による方法では、図16
に示すように、指数が1より小さい場合、対数変換同様
の変換カーブを描き、全体に画素値を増す側に変換す
る。従って、暗部のコントラストが強調される。一方、
指数が1より大きい場合、図17に示すように、全体に
画素値を減じる側に変換する。よって、明部のコントラ
ストが強調される。
Further, in the method using the exponential conversion, FIG.
As shown in (1), when the exponent is smaller than 1, a conversion curve similar to logarithmic conversion is drawn, and conversion is performed to increase the pixel value as a whole. Therefore, the contrast of the dark part is enhanced. on the other hand,
If the exponent is greater than 1, the pixel value is converted to a value that reduces the pixel value as a whole, as shown in FIG. Therefore, the contrast of the bright part is enhanced.

【0008】区分的線形変換による方法は、区間を細分
化して曲線近似度を向上させることにより、相当程度の
コントラスト強調が可能となっている。
In the method based on the piecewise linear conversion, the section is subdivided to improve the degree of approximation of the curve, so that a considerable degree of contrast enhancement is possible.

【0009】ヒストグラム平坦化による方法は、画素値
の分布の塊を周囲に適切に分散させて、分布に則してコ
ントラスト強調を実行する技術であり、実際に種々の画
像強調手法のなかでも強調効果が著しい手法となってい
る。
The histogram flattening method is a technique of appropriately dispersing a cluster of pixel value distributions around and performing contrast enhancement in accordance with the distribution, and is actually an enhancement method among various image enhancement methods. It is a method with a remarkable effect.

【0010】これらの他、分解能向上に優れた画像強調
方法としては、元々視認性のよい中間部ではコントラス
トをある程度抑制しつつ、明部及び暗部ではコントラス
トを強調するという画質改善方法および装置が特公平8
−21079号公報に開示されている。
[0010] In addition to the above, as an image enhancement method excellent in resolution improvement, an image quality improvement method and apparatus in which contrast is suppressed to a certain extent in an intermediate portion having good visibility and contrast is enhanced in a bright portion and a dark portion, are particularly characteristic. Fairness 8
-21079.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら以上のよ
うな画質改善方法では、以下のような問題がある。
However, the above-described image quality improving method has the following problems.

【0012】線形変換による方法では、処理対象の画像
毎に、利用者が目視判断しながら分画区間を決定し、各
区間での傾きを決めるため、一般性がないという問題が
ある。
The method using the linear transformation has a problem in that it has no generality because the user determines the segmentation section while visually judging each image to be processed and determines the slope in each section.

【0013】対数変換による方法では、画素値の小さい
区間のコントラストは強調されるものの、画素値の大き
い区間のコントラストが抑制される問題がある。
In the method based on logarithmic conversion, the contrast in a section having a small pixel value is emphasized, but there is a problem that the contrast in a section having a large pixel value is suppressed.

【0014】指数変換による方法では、利用者が画像毎
に判断して指数を決定する手間がかかり、指数が1より
小さいとき画素値の小さい区間のコントラストは強調さ
れるものの、画素値の大きい区間のコントラストが抑制
される問題がある。また、指数が1より大きいとき、画
素値の大きい区間のコントラストは強調されるものの、
画素値の小さい区間のコントラストが抑制される問題が
ある。
In the method based on the exponential conversion, it takes time and effort for the user to determine the index by judging each image. When the index is smaller than 1, the contrast of the section having a small pixel value is emphasized, but the section having a large pixel value is emphasized. There is a problem that the contrast is suppressed. When the index is larger than 1, the contrast in the section where the pixel value is large is emphasized,
There is a problem that the contrast in a section having a small pixel value is suppressed.

【0015】また、区分的線形変換方式は、計算量が膨
大で現実的でない問題がある。
Further, the piecewise linear conversion method has a problem that the amount of calculation is enormous and is not realistic.

【0016】ヒストグラム平坦化による方法では、大域
的なコントラストの強調効果が著しい一方、領域内部で
の変化等を示す比較的に小さい局所的なコントラストが
抑制される問題がある。
The histogram flattening method has a problem in that while the effect of enhancing the global contrast is remarkable, a relatively small local contrast indicating a change or the like within the region is suppressed.

【0017】また、特公平8−21079号公報に記載
の方法では、局所的なコントラストの強調効果が高いこ
とから局所的にシャープな画像が得られる一方、大域的
なコントラストを低下させる傾向がある。
Further, in the method described in Japanese Patent Publication No. 8-21079, a sharp image is locally obtained due to a high local contrast enhancement effect, while the global contrast tends to be reduced. .

【0018】本発明は上記実情を考慮してなされたもの
で、利用者の判断を要せずに簡単な計算により、局所的
及び大域的の双方のコントラストを強調し、画質を向上
し得る画質改善方法、エッジ強度計算方法及び装置を提
供することを目的とする。
The present invention has been made in consideration of the above-described circumstances, and enhances both local and global contrasts by simple calculations without requiring user judgment to improve image quality. An object of the present invention is to provide an improvement method, an edge strength calculation method and an apparatus.

【0019】[0019]

【課題を解決するための手段】本発明の第1の骨子につ
いて説明する。特公平8−21079号公報に開示され
た技術は、人間の視覚におけるS字型の応答特性を線形
に補正するために逆S字型変換を用いるものであるが、
前述した通り、局所的コントラストを強調する反面、大
域的なコントラストを低下させる傾向がある。
A first gist of the present invention will be described. The technique disclosed in Japanese Patent Publication No. 8-21079 uses an inverse S-shaped conversion to linearly correct an S-shaped response characteristic in human vision.
As described above, while the local contrast is enhanced, the global contrast tends to be reduced.

【0020】この傾向を改善するため、本発明では、画
像全体の明るさ(全体の輝度の平均値vmean)に対して
局所的明るさ(画素近傍の輝度の平均値vave )の比に
対応する係数を求め、全体の明るさと局所的明るさとの
差を強調することにより、局所的コントラストを維持し
つつ、大域的なコントラストの向上を図っている。
In order to improve this tendency, in the present invention, the ratio of the local brightness (the average value v ave of the brightness in the vicinity of the pixel) to the brightness of the entire image (the average value v mean of the entire brightness) is set. By obtaining the corresponding coefficient and emphasizing the difference between the overall brightness and the local brightness, the global contrast is improved while maintaining the local contrast.

【0021】また、本発明は、人間の側抑制機構におけ
る受容野が略同心円状であることを考慮して、画像の局
所的明るさを画素近傍の輝度の平均値vave により示す
ようにし、局所的コントラスト自体の改善も図るもので
ある。
In addition, the present invention takes into account that the receptive field in the human side suppression mechanism is substantially concentric, so that the local brightness of the image is indicated by the average value v ave of the brightness in the vicinity of the pixel. The local contrast itself is also improved.

【0022】次に、本発明の第2の骨子について説明す
る。
Next, the second gist of the present invention will be described.

【0023】このような第1の骨子において、さらに大
域的コントラストの強調を図るため、明暗順応機構の考
慮により、画像の全体的な明るさを輝度値の平均値v
meanで代表させ、これを逆S字型変換した補正値k(v
mean)を表示系の出力レンジの中間値Vmid に対応さ
せ、平均輝度の前後で出力レンジに適合させるように線
形変換を実行することにより、大域的コントラストの強
調を図っている。
In order to further enhance the global contrast in the first gist, the overall brightness of the image is reduced to the average value v of the brightness values by taking into account the light-dark adaptation mechanism.
mean , and a correction value k (v
mean ) is made to correspond to the intermediate value V mid of the output range of the display system, and the linear contrast is executed so as to adapt to the output range before and after the average luminance, thereby enhancing the global contrast.

【0024】次に、本発明の第3の骨子について説明す
る。
Next, the third gist of the present invention will be described.

【0025】前述した第1の骨子において、逆S字型変
換の微分式を用い、暗い区間の変化と明るい区間の変化
とを強調することにより、明部、暗部の両方でのエッジ
強調効果の向上を図っている。なお、区間の変化には、
近傍画素間の最大勾配値dv(v)を用いている。
In the above-described first gist, the change of the dark section and the change of the bright section are emphasized by using the differential equation of the inverse S-shaped conversion, so that the edge emphasizing effect in both the bright portion and the dark portion is obtained. We are improving. In addition, in the change of the section,
The maximum gradient value dv (v) between neighboring pixels is used.

【0026】さて、上述した本発明の骨子に基づいて、
具体的には以下のような解決手段が実現される。
Now, based on the gist of the present invention described above,
Specifically, the following solution is realized.

【0027】請求項1に対応する発明は、画像の全体に
おける画素の輝度値vの平均値vme anを求め、前記画像
の各画素毎に、当該画素の近傍におけるi個の輝度値v
1〜viの平均値vave を求め、前記全体の平均値v
meanと前記近傍の平均値vaveとの比に対応する係数を
求め、前記係数をポジティブ画像での前記近傍の平均値
ave の相対値に乗じてポジティブ画素変量δposiを求
めると共に、前記係数をネガティブ画像での前記近傍の
平均値vave の相対値に乗じてネガティブ画素変量δ
negaを求め、前記ポジティブ画素変量δposiをポジティ
ブ画像での当該画素の輝度値の相対値に加えてこの相対
値を修正すると共に、前記ネガティブ画素変量δnega
ネガティブ画像での当該画素の輝度値の相対値に加えて
この相対値を修正し、これら修正した相対値の比の対数
によって当該画素の輝度値vを補正し、この補正結果k
(v)を出力レンジの範囲内に正規化する画質改善方法
である。
The invention corresponding to claim 1, the average value v me an, the luminance value v of the pixels in the entire image, for each pixel of the image, the i number in the vicinity of the pixel luminance value v
An average value v ave of 1 to vi is obtained, and the average value v
A coefficient corresponding to the ratio between mean and the average value v ave of the neighborhood is obtained, and the coefficient is multiplied by a relative value of the average value v ave of the neighborhood in a positive image to obtain a positive pixel variable δ posi, and the coefficient Is multiplied by the relative value of the average value v ave of the neighborhood in the negative image to obtain a negative pixel variable δ
Finding nega , correcting the relative value by adding the positive pixel variable δ posi to the relative value of the luminance value of the pixel in the positive image, and the negative pixel variable δ nega the luminance value of the pixel in the negative image In addition to this relative value, the relative value is corrected, the luminance value v of the pixel is corrected by the logarithm of the ratio of the corrected relative value, and the correction result k
This is an image quality improvement method in which (v) is normalized within the range of the output range.

【0028】また、請求項2に対応する発明は、請求項
1に対応する画質改善方法において、前記正規化として
は、前記全体の平均値vmeanの補正結果k(vmean)を
前記出力レンジの中間値Vmid に対応させるように実行
する画質改善方法である。
According to a second aspect of the present invention, in the image quality improving method according to the first aspect, as the normalization, the correction result k (v mean ) of the overall average value v mean is used as the output range. Is an image quality improvement method executed so as to correspond to the intermediate value V mid of.

【0029】さらに、請求項3に対応する発明は、画像
の全体の画素の輝度値vの平均値vmeanを求め、前記画
像の各画素毎に、当該画素の近傍におけるi個の輝度値
v1〜viの平均値vave を求め、前記全体の平均値v
meanと前記近傍の平均値vav e との比に対応する係数を
求め、前記係数をポジティブ画像での前記近傍の平均値
ave の相対値に乗じてポジティブ画素変量δposiを求
めると共に、前記係数をネガティブ画像での前記近傍の
平均値vave の相対値に乗じてネガティブ画素変量δ
negaを求め、前記ポジティブ画素変量δposiをポジティ
ブ画像での当該画素の輝度値vの相対値に加えてこの相
対値を修正すると共に、前記ネガティブ画素変量δnega
をネガティブ画像での当該画素の輝度値vの相対値に加
えてこの相対値を修正し、さらに、前記近傍の各輝度値
v1〜vi間における上下、左右、左斜め、右斜めの4
方向に沿った各勾配の絶対値のうち最大を示す最大勾配
値dv(v)を求め、この最大勾配値dv(v)を前記
ポジティブ画像での相対値の修正結果で除してポジティ
ブ画像のエッジ強度値を求めると共に、当該最大勾配値
dv(v)を前記ネガティブ画像での相対値の修正結果
で除してネガティブ画像のエッジ強度値を求め、これら
両エッジ強度値を互いに加えて当該画素のエッジ強度を
算出し、この算出結果dk(v)を出力レンジの範囲内
に正規化するエッジ強度計算方法である。
Further, according to a third aspect of the present invention, an average value v mean of luminance values v of all pixels of an image is obtained, and for each pixel of the image, i luminance values v 1 in the vicinity of the pixel are determined. To the average value v ave of
mean the calculated coefficients corresponding to the ratio between the average value v av e of the proximity, the determined positive pixel variable [delta] posi multiplied by the coefficient relative value of the average value v ave of the vicinity of a positive image, the The coefficient is multiplied by the relative value of the average value v ave of the neighborhood in the negative image to obtain a negative pixel variable δ
nega , the positive pixel variable δ posi is added to the relative value of the luminance value v of the pixel in the positive image to correct this relative value, and the negative pixel variable δ nega
Is added to the relative value of the luminance value v of the pixel in the negative image, and the relative value is corrected.
The maximum gradient value dv (v) indicating the maximum among the absolute values of the gradients along the direction is obtained, and this maximum gradient value dv (v) is divided by the correction result of the relative value in the positive image to obtain the positive image. The edge strength value is obtained, and the maximum gradient value dv (v) is divided by the correction result of the relative value in the negative image to obtain the edge strength value of the negative image. Is calculated, and the calculation result dk (v) is normalized within an output range.

【0030】また、請求項4に対応する発明は、[a]
画像を入力するための画像入力手段と、[b]前記画像
入力手段により入力された画像の全画素の輝度値を平均
して全体平均値vmeanを算出する全体平均算出手段と、
[c]前記画像入力手段により入力された画像の各画素
毎に、当該画素の輝度値v及びその近傍におけるi個の
画素の輝度値v1〜viを抽出する近傍画像抽出手段
と、[d]前記近傍画像抽出手段により抽出された近傍
画素の輝度値v1〜viを平均して近傍平均値vave
算出する近傍平均算出手段と、[e]前記全体平均算出
手段により算出された全体平均値vmeanと前記近傍平均
算出手段により算出された近傍平均値vav e との比に対
応する係数を算出する係数算出手段と、[f]前記近傍
画像抽出手段により抽出された当該画素の輝度値v、前
記全体平均算出手段により算出された全体平均値
mean、前記近傍平均算出手段により算出された近傍平
均値vave、及び前記係数算出手段により算出された係
数に基づいて、ポジティブ画像の画素値変量δposiを決
定するポジティブ画像画素値変量決定手段と、[g]前
記近傍画像抽出手段により抽出された当該画素の輝度値
v、前記全体平均算出手段により算出された全体平均値
mean、前記近傍平均算出手段により算出された近傍平
均値vave 、及び前記係数算出手段により算出された係
数に基づいて、ネガティブ画像の画素値変量δnegaを決
定するネガティブ画像画素値変量決定手段と、[h]前
記ポジティブ画像画素値変量決定手段により決定された
画素値変量δpo si及び前記ネガティブ画像画素値変量決
定手段により決定された画素値変量δne gaの各々に基づ
いて夫々当該画素の輝度値vを補正し、夫々の補正結果
の比の対数を求めて画素補正値k(v)を算出する画素
値補正手段と、[j]前記画素補正手段により算出され
た全ての画素補正値k(v)のうち、最大値kmax と最
小値kmin とを算出する補正値最大最小値算出手段と、
[l]前記補正値最大最小値算出手段により算出された
最大値kmax 及び最小値kmin に基づいて、前記画素値
補正手段により算出された画素補正値k(v)を出力レ
ンジの範囲内に正規化して正規化変換値V(v)を算出
する画素値正規化手段と、[m]前記画素値正規化手段
により算出された各画素の正規化変換値V(v)に基づ
いて、画像全体を構成して出力する画像出力手段とを備
えた画質改善装置である。
[0030] Further, the invention according to claim 4 provides [a]
Image input means for inputting an image, [b] an overall average calculating means for calculating an overall average value v mean by averaging luminance values of all pixels of the image input by the image input means;
[C] neighboring image extracting means for extracting, for each pixel of the image input by the image input means, the luminance value v of the pixel and the luminance values v1 to vi of i pixels in the vicinity thereof, [d] A neighborhood average calculation means for calculating a neighborhood average value v ave by averaging the luminance values v1 to vi of the neighborhood pixels extracted by the neighborhood image extraction means, and [e] an overall average value calculated by the overall average calculation means v and coefficient calculating means for calculating a coefficient corresponding to the ratio of the mean and the neighboring average calculation means near the average value v av e calculated by, [f] the luminance value of the pixel extracted by the neighborhood image extracting unit v, the overall average value v mean calculated by the overall average calculation means, the neighborhood average value v ave calculated by the neighborhood average calculation means, and the coefficient calculated by the coefficient calculation means. A positive image pixel value variable determining means for determining the pixel value variable δ posi of [g], the luminance value v of the pixel extracted by the neighboring image extracting means, and the overall average value v calculated by the overall average calculating means. mean , a neighborhood average value v ave calculated by the neighborhood average calculation unit, and a coefficient calculated by the coefficient calculation unit, based on the pixel value variation δ nega of the negative image, a negative image pixel value variation determination unit, , [h] of each said pixel based on each determined pixel value variable [delta] ne ga by pixel value variable [delta] po si and the negative image pixel value variable determining means which is determined by the positive image pixel value variable determining means A pixel value correction means for correcting the luminance value v, calculating a logarithm of a ratio of each correction result to calculate a pixel correction value k (v), and [j] calculating a pixel correction value by the pixel correction means. And all of the pixel correction value k (v), the correction value maximum and minimum value calculating means for calculating the maximum value k max and the minimum value k min was,
[L] A pixel correction value k (v) calculated by the pixel value correction means based on the maximum value k max and the minimum value kmin calculated by the correction value maximum / minimum value calculation means within an output range. Pixel value normalizing means for calculating a normalized conversion value V (v) by normalizing to [m] based on the normalized conversion value V (v) of each pixel calculated by the pixel value normalizing means. An image quality improving apparatus comprising: an image output unit configured to output an entire image.

【0031】さらに、請求項5に対応する発明は、請求
項4に対応する画質改善装置において、前記画素値正規
化手段及び前記画像出力手段に代えて、[a]前記全体
平均算出手段により算出された全体平均値vmean、前記
近傍平均算出手段により算出された近傍平均値vave
及び前記係数算出手段により算出された係数に基づい
て、前記全体平均値vmeanの補正値k(vmean)を算出
する全体平均補正値算出手段と、[b]前記画素値補正
手段により算出された各画素の画素補正値k(v)と前
記全体平均補正値算出手段により算出された補正値k
(vmean)とを比較し、k(v)<k(vmean)のとき
には画素補正値k(v)を出力レンジ範囲内の中間値V
mid より小さい出力レンジ区間へ線形変換し、k(v)
=k(vmean)のときには画素補正値k(v)を出力レ
ンジの中間値Vmid へ変換し、k(v)>k(vmean
のときには画素補正値k(v)を出力レンジ範囲内の中
間値Vmid より大きい出力レンジ区間へ線形変換するこ
とにより、各画素補正値k(v)を出力レンジの範囲内
に正規化して正規化変換値V(v)を算出する画素補正
値変換手段と、[c]前記画素補正値変換手段により算
出された各画素の正規化変換値V(v)に基づいて、画
像全体を構成して出力する正規化画像出力手段とを備え
た画質改善装置である。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the image quality improving apparatus according to the fourth aspect, wherein the pixel value normalizing means and the image output means are replaced by [a] the overall average calculating means. The obtained overall average value v mean , the neighborhood average value v ave calculated by the neighborhood average calculation means,
And an overall average correction value calculation unit that calculates a correction value k (v mean ) of the overall average value v mean based on the coefficient calculated by the coefficient calculation unit, and [b] a pixel value correction unit that calculates the correction value k (v mean ). The pixel correction value k (v) of each pixel and the correction value k calculated by the overall average correction value calculation means.
(V mean ), and when k (v) <k (v mean ), the pixel correction value k (v) is set to the intermediate value V within the output range.
linearly converted to an output range section smaller than mid , k (v)
= K (v mean ), the pixel correction value k (v) is converted to an intermediate value V mid of the output range, and k (v)> k (v mean )
In the case of, the pixel correction value k (v) is linearly converted into an output range section larger than the intermediate value V mid in the output range, thereby normalizing each pixel correction value k (v) within the output range. A pixel correction value conversion means for calculating a normalized conversion value V (v), and [c] an entire image based on the normalized conversion value V (v) of each pixel calculated by the pixel correction value conversion means. And a normalized image output means for outputting the image.

【0032】さらに、請求項6に対応する発明は、
[a]画像を入力するための画像入力手段と、[b]前
記画像入力手段により入力された画像の全画素の輝度値
を平均して全体平均値vmeanを算出する全体平均算出手
段と、[c]前記画像入力手段により入力された画像の
各画素毎に、当該画素の輝度値v及びその近傍における
i個の画素の輝度値v1〜viを抽出する近傍画像抽出
手段と、[d]前記近傍画像抽出手段により抽出された
近傍画素の輝度値v1〜viを平均して近傍平均値v
ave を算出する近傍平均算出手段と、[e]前記全体平
均算出手段により算出された全体平均値vmeanと前記近
傍平均算出手段により算出された近傍平均値vave との
比に対応する係数を算出する係数算出手段と、[f]前
記近傍画像抽出手段により抽出された当該画素の輝度値
v、前記全体平均算出手段により算出された全体平均値
mean、前記近傍平均算出手段により算出された近傍平
均値vav e 、及び前記係数算出手段により算出された係
数に基づいて、ポジティブ画像の画素値変量δposiを決
定するポジティブ画像画素値変量決定手段と、[g]前
記近傍画像抽出手段により抽出された当該画素の輝度値
v、前記全体平均算出手段により算出された全体平均値
mean、前記近傍平均算出手段により算出された近傍平
均値vave 、及び前記係数算出手段により算出された係
数に基づいて、ネガティブ画像の画素値変量δnegaを決
定するネガティブ画像画素値変量決定手段と、[h]前
記近傍画像抽出手段により抽出された近傍画素の各輝度
値v1〜vi間における上下、左右、左斜め、右斜めの
4方向に沿った各勾配の絶対値のうち最大を示す最大勾
配値dv(v)を算出する近傍画素最大勾配値算出手段
と、[j]前記ポジティブ画像画素値変量決定手段によ
り決定された画素値変量δposiをポジティブ画像での当
該画素の輝度値vの相対値に加えてこの相対値を修正す
ると共に、前記近傍画素最大勾配値算出手段により算出
された最大勾配値dv(v)を当該修正結果で除してポ
ジティブ画像エッジ強度値を算出するポジティブ画像エ
ッジ強度値算出手段と、[l]前記ネガティブ画像画素
値変量決定手段により決定された画素値変量δnegaをネ
ガティブ画像での当該画素の輝度値vの相対値に加えて
この相対値を修正すると共に、前記近傍画素最大勾配値
算出手段により算出された最大勾配値dv(v)を当該
修正結果で除してネガティブ画像エッジ強度値を算出す
るネガティブ画像エッジ強度値算出手段と、[m]前記
ポジティブ画像エッジ強度値算出手段により算出された
ポジティブ画像エッジ強度値と前記ネガティブ画像エッ
ジ強度値算出手段により算出されたネガティブ画像エッ
ジ強度値とを互いに加えて当該画素のエッジ強度値dk
(v)を算出するエッジ強度算出手段と、[n]前記エ
ッジ強度算出手段により算出された各画素のエッジ強度
値dk(v)を出力レンジの範囲内に正規化して正規化
変換値dV(v)を算出するエッジ強度正規化手段と、
[o]前記エッジ強度正規化手段により算出された各画
素の正規化変換値dV(v)に基づいて、画像全体を構
成して出力するエッジ強度画像出力手段とを備えたエッ
ジ強度計算装置である。
Further, the invention corresponding to claim 6 is:
[A] image input means for inputting an image, and [b] overall average calculation means for calculating an overall average value v mean by averaging luminance values of all pixels of the image input by the image input means. [C] neighboring image extracting means for extracting, for each pixel of the image input by the image input means, the luminance value v of the pixel and the luminance values v1 to vi of i pixels in the vicinity thereof, [d] By averaging the luminance values v1 to vi of the neighboring pixels extracted by the neighboring image extracting means, a neighborhood average value v
a neighborhood average calculation means for calculating ave , and [e] a coefficient corresponding to a ratio between the overall average value v mean calculated by the overall average calculation means and the neighborhood average value v ave calculated by the neighborhood average calculation means. A coefficient calculating means for calculating; [f] a luminance value v of the pixel extracted by the neighboring image extracting means, an overall average value v mean calculated by the overall average calculating means, calculated by the neighboring average calculating means. based on the coefficient calculated by the neighboring average value v av e, and said coefficient calculating means, a positive image pixel value variable determining means for determining a pixel value variable [delta] posi positive image, by [g] said neighboring image extracting means luminance value v of the extracted the pixel, the entire overall calculated by the average calculating means averages v mean, near the average value v ave calculated by the neighborhood average calculating unit, and the engaging Based on the coefficient calculated by the calculating means, and a negative image pixel value variable determining means for determining a pixel value variable [delta] nega negative image, [h] the luminance values of the neighboring pixels extracted by the neighboring image extracting unit v1 A maximum pixel gradient value calculating means for calculating the maximum gradient value dv (v) indicating the maximum among the absolute values of the gradients along the four directions of up, down, left, right, left diagonal, and right diagonal between vi; ] The pixel value variation δ posi determined by the positive image pixel value variation determining means is added to the relative value of the luminance value v of the pixel in the positive image to correct the relative value and calculate the maximum gradient value of the neighboring pixels. Means for calculating a positive image edge strength value by dividing the maximum gradient value dv (v) calculated by the means by the correction result; The pixel value variation δ nega determined by the image pixel value variation determining means is added to the relative value of the luminance value v of the pixel in the negative image to correct the relative value, and calculated by the neighboring pixel maximum gradient value calculating means. A negative image edge intensity value calculating means for calculating a negative image edge intensity value by dividing the maximum gradient value dv (v) thus obtained by the correction result; and [m] a positive image edge intensity value calculating means calculated by the positive image edge intensity value calculating means. The image edge intensity value and the negative image edge intensity value calculated by the negative image edge intensity value calculating means are added to each other to obtain an edge intensity value dk of the pixel.
And (n) normalizing the edge strength value dk (v) of each pixel calculated by the edge strength calculating means to be within the range of the output range. v) edge intensity normalizing means for calculating;
[O] An edge intensity calculation device comprising: an edge intensity image output unit configured to output an entire image based on the normalized conversion value dV (v) of each pixel calculated by the edge intensity normalization unit. is there.

【0033】(作用)従って、請求項1及び請求項4に
対応する発明は以上のような手段を講じたことにより、
入力された画像の輝度値の分布特性を事前に仮定するこ
となしに、入力された画像の全体平均値vmeanを求める
ことにより、局所的な輝度値v1〜viの分布に適応し
てコントラストを強調する度合いを、各画素近傍での処
理のみで調節することができるので、利用者の判断を要
せずに簡単な計算により、画質を向上させることができ
る。
(Operation) Therefore, the inventions corresponding to the first and fourth aspects have the following features.
By determining the overall average value v mean of the input image without assuming in advance the distribution characteristics of the luminance value of the input image, the contrast is adapted to the distribution of the local luminance values v1 to vi. Since the degree of emphasis can be adjusted only by processing in the vicinity of each pixel, the image quality can be improved by a simple calculation without requiring the user's judgment.

【0034】また、請求項2及び請求項5に対応する発
明は、請求項1に対応する作用に加え、全体の平均値v
meanの補正値k(vmean)を出力レンジの感度の良い中
間値Vmid に対応づけて正規化するので、局所的なコン
トラストと大域的コントラストとを同時に強調すること
ができる。
According to the second and fifth aspects of the present invention, in addition to the action of the first aspect, the overall average value v
Since the mean correction value k (v mean ) is normalized by associating it with the intermediate value V mid with good sensitivity of the output range, the local contrast and the global contrast can be enhanced simultaneously.

【0035】さらに、請求項3及び請求項6に対応する
発明は、請求項1及び請求項4と同様のコントラスト強
調の後にエッジ強度を算出するので、明部、暗部の両方
で細かい対象物や構造を含む大部分の画像に対して、利
用者の判断を要せずに簡単な計算により、精度の良いエ
ッジ強度の算出及びエッジ検出を実行でき、優れたエッ
ジ強調画像を出力することができる。
Further, according to the inventions corresponding to claims 3 and 6, since the edge strength is calculated after the contrast enhancement similar to the claims 1 and 4, fine objects or objects can be obtained in both the bright and dark portions. For most of the images including the structure, accurate calculation of edge strength and edge detection can be executed by simple calculation without user's judgment, and an excellent edge-enhanced image can be output. .

【0036】[0036]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0037】(第1の実施の形態)図1は本発明の第1
の実施の形態に係る画質改善装置の構成を示すブロック
図である。この画質改善装置は、画像入力部1、全体平
均算出部2、近傍画像抽出部3、近傍平均算出部4、係
数算出部5、ポジティブ画像画素値変量決定部6、ネガ
ティブ画像画素値変量決定部7、画素値補正部8、画素
値補正制御部9、画素補正値記憶部10、画素補正値最
大最小値算出部11、画素値正規化部12、画素値正規
化制御部13、画素値正規化変換値記憶部14及び画像
出力部15を備えている。また、前段の構成要素で得ら
れたデータは、後段の構成要素で使用可能となってい
る。
(First Embodiment) FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention.
It is a block diagram showing the composition of the picture quality improvement device concerning an embodiment. This image quality improvement device includes an image input unit 1, an overall average calculation unit 2, a neighborhood image extraction unit 3, a neighborhood average calculation unit 4, a coefficient calculation unit 5, a positive image pixel value variation determination unit 6, and a negative image pixel value variation determination unit. 7, pixel value correction unit 8, pixel value correction control unit 9, pixel correction value storage unit 10, pixel correction value maximum / minimum value calculation unit 11, pixel value normalization unit 12, pixel value normalization control unit 13, pixel value normalization A conversion conversion value storage unit 14 and an image output unit 15 are provided. The data obtained by the components at the preceding stage can be used by the components at the subsequent stage.

【0038】ここで、画像入力部1は、画像が入力され
て保存されるものであり、全体平均算出部2及び近傍平
均算出部3などから読出可能なものであって、例えばイ
メージセンサ、モニタカメラ又はディジタルカメラ等が
適宜使用可能となっている。
Here, the image input section 1 is for inputting and storing an image, and is readable from the overall average calculation section 2 and the neighborhood average calculation section 3 and the like. A camera or a digital camera can be used as appropriate.

【0039】全体平均算出部2は、画像入力部にて入力
された画像の全画素の輝度値(画素値)を平均して全体
平均値vmeanを算出し、この全体平均値vmeanを係数算
出部5に与える機能をもっている。
The overall average calculator 2 calculates the overall average v mean by averaging the luminance values (pixel values) of all the pixels of the image input by the image input unit, and calculates the overall average v mean by a coefficient. It has a function to be given to the calculation unit 5.

【0040】近傍画像抽出部3は、画像入力部1にて入
力された画像の各画素毎に、当該画素の輝度値v及びそ
の近傍におけるi個の画素の輝度値v1〜viを抽出し
て近傍平均算出部4に与える機能をもっている。
The neighboring image extracting unit 3 extracts, for each pixel of the image input by the image input unit 1, the luminance value v of the pixel and the luminance values v1 to vi of i pixels in the vicinity thereof. It has a function to be provided to the neighborhood average calculation unit 4.

【0041】近傍平均算出部4は、近傍画像抽出部3に
より抽出された近傍画素の輝度値v1〜viを平均して
近傍平均値vave を算出し、この近傍平均値vave を係
数算出部5、ポジティブ画像画素値変量決定部6及びネ
ガティブ画像画素値変量決定部7に与える機能をもって
いる。
The neighborhood average calculation section 4 calculates the neighborhood average value v ave by averaging the luminance values v1 to vi of the neighborhood pixels extracted by the neighborhood image extraction section 3, and calculates the neighborhood average value v ave by the coefficient calculation section. 5. It has a function of giving to the positive image pixel value variable determining unit 6 and the negative image pixel value variable determining unit 7.

【0042】係数算出部5は、全体平均算出部2から受
けた全体平均値vmeanと近傍平均算出部から受けた近傍
平均値vave との比に対応してポジティブ画像の係数α
posi及びネガティブ画像の係数αnegaを算出するもので
あり、係数αposiをポジティブ画像画素値変量決定部6
に与える機能と、係数αnegaをネガティブ画像画素値変
量決定部7に与える機能とをもっている。
The coefficient calculator 5 calculates the coefficient α of the positive image corresponding to the ratio between the overall average value v mean received from the overall average calculator 2 and the neighborhood average value v ave received from the neighborhood average calculator.
It is for calculating the coefficient alpha nega of posi and negative images, positive image pixel value coefficient alpha posi variable determining unit 6
, And a function of providing the coefficient α nega to the negative image pixel value variation determining unit 7.

【0043】ポジティブ画像画素値変量決定部6は、近
傍画像抽出部5により抽出された当該画素の輝度値v、
全体平均算出部2により算出された全体平均値vmean
近傍平均算出部4により算出された近傍平均値vave
及び係数算出部5により算出された係数αposiに基づい
て、ポジティブ画像の画素値変量δposiを決定するもの
であり、この画素値変量δposiを画素値補正部8に与え
る機能をもっている。
The positive image pixel value variation determining unit 6 determines the luminance value v of the pixel extracted by the neighboring image extracting unit 5,
The overall average value v mean calculated by the overall average calculation unit 2,
The neighborhood average value v ave calculated by the neighborhood average calculation unit 4,
The pixel value variation δ posi of the positive image is determined based on the coefficient α posi calculated by the coefficient calculation unit 5 and has a function of giving the pixel value variation δ posi to the pixel value correction unit 8.

【0044】ネガティブ画像画素値変量決定部7は、近
傍画像抽出部3により抽出された当該画素の輝度値v、
全体平均算出部2により算出された全体平均値vmean
近傍平均算出部4により算出された近傍平均値vave
及び係数算出部5により算出された係数αnegaに基づい
て、ネガティブ画像の画素値変量δnegaを決定するもの
であり、この画素値変量δnegaを画素値補正部8に与え
る機能をもっている。
The negative image pixel value variable determining unit 7 determines the luminance value v of the pixel extracted by the neighborhood image extracting unit 3,
The overall average value v mean calculated by the overall average calculation unit 2,
The neighborhood average value v ave calculated by the neighborhood average calculation unit 4,
The pixel value variation δ nega of the negative image is determined based on the coefficient α nega calculated by the coefficient calculation unit 5 and has a function of giving the pixel value variation δ nega to the pixel value correction unit 8.

【0045】画素値補正部8は、ポジティブ画像画素値
変量決定部6により決定された画素値変量δposi及びネ
ガティブ画像画素値変量決定部7により決定された画素
値変量δnegaの各々に基づいて夫々当該画素の輝度値v
を補正し、夫々の補正結果の比の対数を求めて画素補正
値k(v)を算出するものであり、この画素補正値k
(v)を画素値補正制御部9に与える機能をもってい
る。
The pixel value correction unit 8 calculates the pixel value variation δ posi determined by the positive image pixel value variation determination unit 6 and the pixel value variation δ nega determined by the negative image pixel value variation determination unit 7. The luminance value v of the pixel
To calculate the pixel correction value k (v) by calculating the logarithm of the ratio of the respective correction results.
(V) to the pixel value correction controller 9.

【0046】画素値補正制御部9は、画素値補正部8か
ら受ける画素補正値k(v)を画素補正値記憶部10に
与える機能と、全ての画素について画素補正値k(v)
を算出するように近傍画像抽出部3乃至画素値補正部8
を制御する機能をもっている。
The pixel value correction control unit 9 has a function of providing the pixel correction value k (v) received from the pixel value correction unit 8 to the pixel correction value storage unit 10 and a pixel correction value k (v) for all the pixels.
Is calculated so that the neighboring image extracting unit 3 to the pixel value correcting unit 8 calculate
It has a function to control

【0047】画素補正値記憶部10は、画素値補正制御
部9から受ける各画素補正値k(v)をメモリ等に格納
するものであり、画素補正値最大最小値算出部11及び
画素値正規化手段から読出可能となっている。
The pixel correction value storage unit 10 stores each pixel correction value k (v) received from the pixel value correction control unit 9 in a memory or the like. The pixel correction value maximum / minimum value calculation unit 11 and the pixel value normal It can be read from the conversion means.

【0048】画素補正値最大最小値算出部11は、画素
補正値記憶部10にて記憶された全ての画素補正値k
(v)のうち、最大値kmax と最小値kmin とを算出し
て画素値正規化部12に与える機能をもっている。
The pixel correction value maximum / minimum value calculator 11 calculates all the pixel correction values k stored in the pixel correction value storage 10.
(V) has a function of calculating the maximum value k max and the minimum value kmin and providing the calculated value to the pixel value normalization unit 12.

【0049】画素値正規化部12は、画素補正値最大最
小値算出部11から受ける最大値kmax 及び最小値k
min に基づいて、画素値補正部8により算出された各画
素の画素補正値k(v)を出力レンジの範囲内に正規化
して夫々正規化変換値V(v)を算出し、これら正規化
変換値V(v)を画素値正規化制御部13に与える機能
をもっている。
The pixel value normalizing section 12 receives the maximum value k max and the minimum value k received from the pixel correction value maximum / minimum value calculating section 11.
Based on the min , the pixel correction value k (v) of each pixel calculated by the pixel value correction unit 8 is normalized within the range of the output range to calculate a normalized conversion value V (v), respectively. It has a function of giving the converted value V (v) to the pixel value normalization control unit 13.

【0050】画素値正規化制御部13は、画素値正規化
部12から受ける正規化変換値V(v)を画素値正規化
変換値記憶部14に与える機能と、全ての画素について
正規化変換値V(v)を算出するように画素値正規化部
12を制御する機能をもっている。
The pixel value normalization control section 13 has a function of giving the normalized conversion value V (v) received from the pixel value normalization section 12 to the pixel value normalization conversion value storage section 14 and a normalization conversion for all pixels. It has a function of controlling the pixel value normalization unit 12 to calculate the value V (v).

【0051】画素値正規化変換値記憶部14は、画素値
正規化制御部13から受ける各正規化変換値V(v)を
メモリ等に格納するものであり、画像出力部15から読
出可能となっている。
The pixel value normalized conversion value storage section 14 stores each normalized conversion value V (v) received from the pixel value normalization control section 13 in a memory or the like, and is readable from the image output section 15. Has become.

【0052】画像出力部15は、画素値正規化変換値記
憶部14にて記憶された各画素の正規化変換値V(v)
に基づいて、画像全体を構成して出力する機能をもって
いる。
The image output unit 15 stores the normalized conversion value V (v) of each pixel stored in the pixel value normalized conversion value storage unit 14.
Has the function of composing and outputting the entire image based on the

【0053】次に、以上のように構成された画質改善装
置による画質改善方法を図2のフローチャートを用いて
説明する。
Next, an image quality improving method by the image quality improving apparatus configured as described above will be described with reference to the flowchart of FIG.

【0054】まず、イメージセンサ、モニタカメラ、デ
ィジタルカメラ等の画像入力部1により画像を入力す
る。このとき、入力画像の各画素値が取り得る変域の下
限をvL 、上限をvU と表すものとする。
First, an image is input by an image input unit 1 such as an image sensor, a monitor camera, or a digital camera. At this time, the lower limit of the domain that each pixel value of the input image can take is represented by v L , and the upper limit is represented by v U.

【0055】全体平均算出部2は、入力画像の全画素値
を加算し、加算結果を全画素数で除算して、入力画像の
全体平均値vmeanを算出する(ST1)。
The overall average calculating unit 2 calculates the overall average value v mean of the input image by adding up all the pixel values of the input image and dividing the addition result by the total number of pixels (ST1).

【0056】近傍画像抽出部3は、入力部1より画像を
受け取り、与えられた、あるいは適当に定められた画素
数の近傍領域を抽出し、近傍画像とする(ST2)。
The neighborhood image extraction unit 3 receives the image from the input unit 1, extracts a neighborhood area having a given or appropriately determined number of pixels, and sets it as a neighborhood image (ST2).

【0057】近傍の最も単純な例は、注目する画素の8
近傍であり、図3に示すように、注目画素の画素値をv
とし、注目画素の近傍における8個の画素値をそれぞれ
v1〜v8のいずれかの符号で表すものとする。また、
図4は画像全体と注目画素とその近傍画素との関係を示
す模式図である。以下、近傍画素を8個とした例につい
て説明する。
The simplest example of the neighborhood is the pixel 8 of interest.
In the neighborhood, as shown in FIG.
It is assumed that the eight pixel values in the vicinity of the pixel of interest are represented by any of the signs v1 to v8. Also,
FIG. 4 is a schematic diagram showing the relationship between the entire image, the pixel of interest, and its neighboring pixels. Hereinafter, an example in which the number of neighboring pixels is eight will be described.

【0058】近傍平均算出部4は、近傍画像抽出部3よ
り近傍画像を受け取り、次の(1)式に示すように、近
傍画像の画素値を平均して近傍平均値vave を算出する
(ST3)。
The neighborhood average calculation unit 4 receives the neighborhood image from the neighborhood image extraction unit 3 and calculates the neighborhood average value v ave by averaging the pixel values of the neighborhood image as shown in the following equation (1). ST3).

【0059】[0059]

【数1】 (Equation 1)

【0060】係数算出部5は、全体平均算出部2より全
体平均値vmeanを受け取り、近傍平均算出部4より近傍
平均値vave を受け取り、次の(2)式及び(3)式に
示すように、それらの比を算出し(ST4)、ポジティ
ブ画素値補正係数αposiと、ネガティブ画素値補正係数
αnegaとする。
The coefficient calculating section 5 receives the overall average value v mean from the overall average calculating section 2, receives the neighborhood average value v ave from the neighborhood average calculating section 4, and obtains the following equations (2) and (3). As described above, the ratio is calculated (ST4), and is set as the positive pixel value correction coefficient α posi and the negative pixel value correction coefficient α nega .

【0061】[0061]

【数2】 (Equation 2)

【0062】ポジティブ画像画素値変量決定部6は、近
傍平均算出部4より近傍画素値平均値vave を受け取
り、係数算出部5より画素値補正係数αposiを受け取
り、次の(4)式に示すように、入力画像の画素値下限
値vL との差を算出したものに画素値補正係数αposi
乗じて適当な定数βposiを加え、ポジティブ画像画素値
変量δposiとする(ST5)。
The positive image pixel value variable determining unit 6 receives the neighboring pixel value average value v ave from the neighboring average calculating unit 4, receives the pixel value correction coefficient αposi from the coefficient calculating unit 5, and is expressed by the following equation (4). As described above, the difference between the input image pixel value lower limit value v L and the calculated value is multiplied by the pixel value correction coefficient α posi and an appropriate constant β posi is added to obtain a positive image pixel value variable δ posi (ST5).

【0063】 δposi=αposi(vave −vL )+βposi …(4) ネガティブ画像画素値変量決定部7は、近傍平均算出部
4より近傍画素値平均値vave を受け取り、係数算出部
5より画素値補正係数αnegaを受け取り、次の(5)式
に示すように、入力画像の画素値上限値vU との差を算
出したものに画素値補正係数αnegaを乗じて適当な定数
βnegaを加え、ネガティブ画像画素値変量δnegaとする
(ST6)。
Δ posi = α posi (v ave −v L ) + β posi (4) The negative image pixel value variation determining unit 7 receives the neighboring pixel value average value v ave from the neighboring average calculating unit 4, and receiving a pixel value correction coefficient alpha nega than 5, as shown in the following equation (5), suitable by multiplying the pixel value correction coefficient alpha nega to that calculates a difference between the pixel value limit v U of the input image The constant β nega is added to obtain a negative image pixel value variable δ nega (ST6).

【0064】 δnega=αnega(vU −vave )+βnega …(5) 画素値補正部8は、ポジティブ画像画素値変量決定部6
よりポジティブ画像画素値変量δposiを受け取り、ネガ
ティブ画像画素値変量決定部7よりネガティブ画像画素
値変量δnegaを受け取り、次の(6)式に示すように、
注目画素の画素値vから画像の下限値vL を差し引いた
値にポジティブ画像画素値変量δposiを加えてポジティ
ブ画像画素値補正値を求め、また画像の上限値vU から
注目画素の画素値vを差し引いた値にネガティブ画像画
素変量δnegaを加えてネガティブ画像画素値補正値を求
め、ポジティブ画像画素値補正値をネガティブ画像画素
値補正値で割って比を求め、さらにその比の対数(自然
対数)を算出し、画素補正値k(v)とする(ST
7)。
Δ nega = α nega (v U −v ave ) + β nega (5) The pixel value correction unit 8 is a positive image pixel value variable determination unit 6
The positive image pixel value variable δ posi is received from the negative image pixel value variable determining unit 7 and the negative image pixel value variable δ nega is received from the negative image pixel value variable determining unit 7 as shown in the following equation (6).
The positive image pixel value variable δ posi is added to the value obtained by subtracting the lower limit value v L of the image from the pixel value v of the target pixel to obtain a positive image pixel value correction value, and the pixel value of the target pixel is obtained from the upper limit value v U of the image. The negative image pixel variable δ nega is added to the value obtained by subtracting v to obtain a negative image pixel value correction value. The positive image pixel value correction value is divided by the negative image pixel value correction value to obtain a ratio. (Natural logarithm) is calculated as a pixel correction value k (v) (ST
7).

【0065】[0065]

【数3】 (Equation 3)

【0066】画素値補正制御部9は、入力画像の全画素
について、画素補正値kを算出するように画素値補正部
8等を制御する。
The pixel value correction control section 9 controls the pixel value correction section 8 and the like so as to calculate the pixel correction value k for all the pixels of the input image.

【0067】画素補正値記憶部10は、全画素について
画素値補正制御部9から全画素の画素補正値kを受け取
り、メモリ等に格納する。
The pixel correction value storage section 10 receives the pixel correction values k of all the pixels from the pixel value correction control section 9 for all the pixels, and stores them in a memory or the like.

【0068】画素補正値最大・最小値算出部11は、画
素値補正記憶部10から全画素の画素補正値を読み出
し、次の(7)式〜(8)式に示すように、それらの最
大値kmax 、最小値kmin を算出する。
The pixel correction value maximum / minimum value calculation unit 11 reads out the pixel correction values of all the pixels from the pixel value correction storage unit 10, and calculates the maximum values of the pixels as shown in the following equations (7) to (8). A value k max and a minimum value kmin are calculated.

【0069】 kmax =max(k(v0 ),k(v1 ),k(v2 ),…,k(vn )) …(7) kmin =min(k(v0 ),k(v1 ),k(v2 ),…,k(vn )) …(8) 但し、nは全画素数である。K max = max (k (v 0 ), k (v 1 ), k (v 2 ),..., K (v n )) (7) kmin = min (k (v 0 ), k (V 1 ), k (v 2 ),..., K (v n )) (8) where n is the total number of pixels.

【0070】画素値正規化部12は、画素補正値記憶部
10より画素補正値を読み出し、出力レンジの最大値V
max 、最小値Vmin に対して、画素補正値k(v)を次
の(9)式に示すように正規化変換する(ST7)。
The pixel value normalizing section 12 reads the pixel correction value from the pixel correction value storage section 10 and outputs the maximum value V of the output range.
max, for the minimum value V min, normalized conversion as shown pixel correction value k to (v) in the following equation (9) (ST7).

【0071】[0071]

【数4】 (Equation 4)

【0072】画素値変換制御部13は、入力画像の全画
素について、画素値正規化部12によって画素値変換値
V(v)を算出する。
The pixel value conversion control unit 13 calculates a pixel value conversion value V (v) by the pixel value normalization unit 12 for all pixels of the input image.

【0073】画素値正規化変換値記憶部14は、全画素
について画素値正規化制御部13から全画素の画素値変
換値V(v)を受け取り、格納する。
The pixel value normalized conversion value storage unit 14 receives and stores the pixel value conversion values V (v) of all pixels from the pixel value normalization control unit 13 for all pixels.

【0074】画像出力部15は、画素値正規化変換値記
憶部14から各画素の画素値変換値V(v)を受け取
り、画像全体を構成して出力する。
The image output unit 15 receives the pixel value conversion value V (v) of each pixel from the pixel value normalized conversion value storage unit 14 and forms and outputs the entire image.

【0075】(評価)次に、このような画質改善方法に
より、画像のコントラストとシャープさがどのように改
善されるかについて述べる。
(Evaluation) Next, how the image contrast and sharpness are improved by such an image quality improving method will be described.

【0076】図5は明部、中間部、暗部が存在するガソ
リンスタンドの風景画像を似せた模型における画質改善
前の原画像を示す図であり、全体的にぼやけており、さ
らに、図5の上半分に位置する暗部の視認性が低くなっ
ている。
FIG. 5 is a view showing an original image before image quality improvement in a model that resembles a scenery image of a gas station having a bright portion, an intermediate portion, and a dark portion, and is entirely blurred. The visibility of the dark part located in the upper half is low.

【0077】一方、本実施形態による画質改善後の画像
は、図6に示すように、全体的にシャープとなり、特に
原画像とは異なり、暗部における店内が良好に視認でき
ると共に、洗車機やスタンド部などの明部の視認性も向
上されている。
On the other hand, the image after the image quality improvement according to the present embodiment becomes sharp as a whole as shown in FIG. 6, and, unlike the original image in particular, the inside of the store in the dark part can be visually recognized well and the car washer and the stand The visibility of bright parts such as the parts is also improved.

【0078】上述したように第1の実施の形態によれ
ば、入力された画像の輝度値の分布特性を事前に仮定す
ることなしに、入力された画像の全体平均値vmeanを求
めることにより、局所的な輝度値v1〜viの分布に適
応してコントラストを強調する度合いを、各画素近傍で
の処理のみで調節することができるので、利用者の判断
を要せずに簡単な計算により、画質を向上させることが
できる。
As described above, according to the first embodiment, the overall average value v mean of the input image is obtained without assuming in advance the distribution characteristics of the luminance values of the input image. The degree of enhancing the contrast by adapting to the distribution of the local luminance values v1 to vi can be adjusted only by processing in the vicinity of each pixel, so that a simple calculation can be performed without the user's judgment. , Image quality can be improved.

【0079】具体的には、入力された原画像から、その
各画素の近傍でのコントラストを改善したシャープな画
像を得ることができる。例えば撮像素子からの輝度信号
を高精度高分解能に補正したり、コントラストの悪い画
像データの画質を改善することができる。
More specifically, a sharp image with improved contrast near each pixel can be obtained from the input original image. For example, it is possible to correct the luminance signal from the image sensor with high precision and high resolution, and to improve the image quality of image data with low contrast.

【0080】(第2の実施の形態)次に、本発明の第2
の実施の形態に係る画質改善装置について説明する。
(Second Embodiment) Next, a second embodiment of the present invention will be described.
An image quality improving device according to the embodiment will be described.

【0081】図7はこの画質改善装置の構成を示すブロ
ック図であり、図1と同一部分には同一符号を付してそ
の詳しい説明を省略し、ここでは異なる部分についての
み述べる。
FIG. 7 is a block diagram showing the structure of the image quality improving apparatus. The same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, detailed description thereof will be omitted, and only different parts will be described here.

【0082】すなわち、本実施の形態は、第1の実施形
態の処理に加え、平均輝度と表示系の輝度中心とを対応
付けて正規化することにより画像全体のコントラストの
改善を図るものであって、具体的には図7に示すよう
に、画素値正規化部12乃至画像出力部15に代えて、
全体平均補正値算出部20、画素補正値変換部21、画
素補正値変換制御部22、画素補正値変換値記憶部23
及び正規化画像出力部24を備えている。
That is, in the present embodiment, in addition to the processing of the first embodiment, the contrast of the entire image is improved by normalizing the average luminance and the luminance center of the display system in association with each other. Specifically, as shown in FIG. 7, instead of the pixel value normalizing unit 12 to the image output unit 15,
Overall average correction value calculation unit 20, pixel correction value conversion unit 21, pixel correction value conversion control unit 22, pixel correction value conversion value storage unit 23
And a normalized image output unit 24.

【0083】ここで、全体平均補正値算出部20は、全
体平均算出部2により算出された全体平均値vmean、近
傍平均算出部4により算出された近傍平均値vave 、及
び係数算出部5により算出された係数αposi,αnega
基づいて、全体平均値vmeanの補正値k(vmean)を算
出し、この補正値k(vmean)を画素補正値変換部21
に与える機能をもっている。
Here, the overall average correction value calculating section 20 includes an overall average value v mean calculated by the overall average calculating section 2, a neighborhood average value v ave calculated by the neighborhood average calculating section 4, and a coefficient calculating section 5. The correction value k (v mean ) of the overall average value v mean is calculated based on the coefficients α posi and α nega calculated by the above equation, and this correction value k (v mean ) is calculated by the pixel correction value conversion unit 21.
It has a function to give to.

【0084】画素補正値変換部21は、画素値補正部8
により算出された各画素の画素補正値k(v)と全体平
均補正値算出部20により算出された補正値k
(vmean)とを比較し、k(v)<k(vmean)のとき
には画素補正値k(v)を出力レンジ範囲内の中間値V
mid より小さい出力レンジ区間へ線形変換し、k(v)
=k(vmean)のときには画素補正値k(v)を出力レ
ンジ範囲内の中間値Vmid へ線形変換し、k(v)>k
(vmean)のときには画素補正値k(v)を出力レンジ
範囲内の中間値Vmid より大きい出力レンジ区間へ線形
変換することにより、各画素補正値k(v)を出力レン
ジの範囲内に正規化して正規化変換値V(v)を算出す
るものであり、正規化変換値V(v)を画素補正値変換
制御部22に与える機能をもっている。
The pixel correction value conversion unit 21 includes the pixel value correction unit 8
And the correction value k calculated by the overall average correction value calculation unit 20.
(V mean ), and when k (v) <k (v mean ), the pixel correction value k (v) is set to the intermediate value V within the output range.
linearly converted to an output range section smaller than mid , k (v)
= K (v mean ), the pixel correction value k (v) is linearly converted to an intermediate value V mid within the output range, and k (v)> k
When (v mean ), the pixel correction value k (v) is linearly converted into an output range section larger than the intermediate value V mid in the output range, so that each pixel correction value k (v) falls within the output range. The normalization conversion value V (v) is calculated by normalization, and has a function of giving the normalization conversion value V (v) to the pixel correction value conversion control unit 22.

【0085】画素補正値変換制御部22は、画素補正値
変換部21から受ける正規化変換値V(v)を画素補正
値変換値記憶部23に与える機能と、全ての画素につい
て正規化変換値V(v)を算出するように画素補正値変
換部21を制御する機能をもっている。
The pixel correction value conversion control unit 22 has a function of giving the normalized conversion value V (v) received from the pixel correction value conversion unit 21 to the pixel correction value conversion value storage unit 23, It has a function of controlling the pixel correction value conversion unit 21 to calculate V (v).

【0086】画素補正値変換値記憶部23は、画素補正
値変換制御部22から受ける各正規化変換値V(v)を
メモリ等に格納するものであり、正規化画像出力部24
から読出可能となっている。
The pixel correction value conversion value storage unit 23 stores each normalized conversion value V (v) received from the pixel correction value conversion control unit 22 in a memory or the like.
Can be read from.

【0087】正規化画像出力部24は、画素補正値変換
値記憶部23にて記憶された各画素の正規化変換値V
(v)に基づいて、画像全体を構成して出力する機能を
もっている。
The normalized image output unit 24 calculates the normalized conversion value V for each pixel stored in the pixel correction value conversion value storage unit 23.
It has a function of composing and outputting the entire image based on (v).

【0088】次に、このように構成された画質改善装置
による画質改善方法について図8のフローチャートを用
いて説明する。
Next, an image quality improving method by the image quality improving apparatus thus configured will be described with reference to the flowchart of FIG.

【0089】いま、前述同様に、画像入力部1乃至画素
補正値最大最小値算出部11までの処理が終了したとす
る(ST1〜ST7)。
Assume that the processes from the image input unit 1 to the pixel correction value maximum / minimum value calculation unit 11 have been completed (ST1 to ST7) as described above.

【0090】全体平均補正値算出部20は、全体平均算
出部2により算出された全体平均値vmeanなどに基づい
て、前述した(6)式を用い、全体平均値vmeanの補正
値k(vmean)を算出して画素補正値変換部21に与え
る。
[0090] Overall average correction value calculation unit 20, based on such overall average value v mean calculated by the overall average calculation unit 2, using the aforementioned equation (6), the correction value k of the overall mean value v mean ( v mean ) is calculated and given to the pixel correction value conversion unit 21.

【0091】画素補正値変換部21は、この補正値k
(vmean)を受け取り、画素補正値記憶部20より画素
補正値k(v)を読み出す。また、次の(10)式に示
すように、出力レンジの最大値Vmax 、最小値Vmin
対して、その中間値Vmin を算出する(ST20)。
The pixel correction value converter 21 calculates the correction value k
(V mean ), and reads the pixel correction value k (v) from the pixel correction value storage unit 20. Further, as shown in the following equation (10), the maximum value V max of the output range, for the minimum value V min, and calculates the intermediate value V min (ST20).

【0092】[0092]

【数5】 (Equation 5)

【0093】次いで、全体平均値vmeanが中間値vmid
に対応するように、画素補正値k(v)を次の(11)
式〜(12)式のように線形変換する(ST21)。
Next, the overall average value v mean is changed to the intermediate value v mid
The pixel correction value k (v) is changed to the following (11) so as to correspond to
Linear conversion is performed as shown in Expressions (12) (ST21).

【0094】[0094]

【数6】 (Equation 6)

【0095】画素補正値変換制御部23は、入力画像の
全画素について、画素補正値変換値V(v)を算出する
ように画素補正値変換部21を制御する。
The pixel correction value conversion control unit 23 controls the pixel correction value conversion unit 21 so as to calculate the pixel correction value conversion value V (v) for all the pixels of the input image.

【0096】画素補正値変換値記憶部85は、全画素に
ついて画素補正値変換制御部23から全画素の画素補正
値変換値V(v)を受け取り、メモリ等に格納する。
The pixel correction value conversion value storage unit 85 receives the pixel correction value conversion values V (v) of all pixels from the pixel correction value conversion control unit 23 for all pixels, and stores them in a memory or the like.

【0097】正規化画像出力部24は、画素補正値変換
値記憶部23から各画素の画素補正値変換値V(v)を
読み出し、画像全体を構成して出力する。
The normalized image output unit 24 reads the pixel correction value conversion value V (v) of each pixel from the pixel correction value conversion value storage unit 23, and constructs and outputs the entire image.

【0098】(評価)次に、この画質改善方法により、
画像のコントラストとシャープさがどのように改善され
るかについて述べる。
(Evaluation) Next, according to this image quality improving method,
The following describes how the contrast and sharpness of an image can be improved.

【0099】図9は図5と同様の画質改善前の原画像を
示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing an original image before image quality improvement similar to FIG.

【0100】一方、本実施形態による画質改善後の画像
は、図10に示すように、前述同様のシャープさ及び明
部・暗部の視認性の向上に加え、さらに、局所的コント
ラストの良さを保ちながら、全体的なコントラスト感が
増大され、自然な大域的コントラスト強調が実現されて
いる。
On the other hand, as shown in FIG. 10, in the image after the image quality improvement according to the present embodiment, in addition to the improvement of the sharpness and the visibility of the bright and dark parts as described above, the good local contrast is maintained. However, the overall sense of contrast is increased, and natural global contrast enhancement is realized.

【0101】上述したように第2の実施の形態によれ
ば、第1の実施形態の効果に加え、全体の平均値vmean
の補正値k(vmean)を出力レンジの感度の良い中間値
midに対応づけて正規化するので、局所的なコントラ
ストと大域的コントラストとを同時に強調することがで
きる。
As described above, according to the second embodiment, in addition to the effects of the first embodiment, the overall average value v mean
Is normalized by associating the correction value k (v mean ) with the intermediate value V mid with good sensitivity of the output range, so that the local contrast and the global contrast can be enhanced simultaneously.

【0102】具体的には、入力された原画像から、その
各画素の近傍でのコントラストを改善し、さらに画像全
体でのコントラストをも改善し、シャープで視認性の良
い画像を得ることができる。例えば撮像素子からの輝度
信号を高精度高分解能に補正したり、コントラストの悪
い画像データの画質を改善することができる。
More specifically, from the input original image, the contrast in the vicinity of each pixel is improved, and the contrast of the entire image is also improved, so that a sharp and highly visible image can be obtained. . For example, it is possible to correct the luminance signal from the image sensor with high precision and high resolution, and to improve the image quality of image data with low contrast.

【0103】(第3の実施の形態)次に、本発明の第3
の実施の形態に係るエッジ強度計算装置について説明す
る。図11はこのエッジ強度計算装置の構成を示すブロ
ック図であり、図1と同一部分には同一符号を付してそ
の詳しい説明を省略し、ここでは異なる部分についての
み述べる。
(Third Embodiment) Next, a third embodiment of the present invention will be described.
The edge strength calculation device according to the embodiment will be described. FIG. 11 is a block diagram showing the configuration of the edge strength calculation apparatus. The same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. Only different parts will be described here.

【0104】すなわち、本実施の形態は、第1の実施形
態の変形により、エッジ強度画像を出力するものであ
り、具体的には図11に示すように、画素値補正部8乃
至画像出力部15に代えて、近傍画像画素値最大勾配値
算出部30、エッジ強度算出部31、エッジ強度計算制
御部32、エッジ強度値記憶部33、エッジ強度値最大
最小値算出部34、エッジ強度値正規化部35、エッジ
強度値正規化制御部36、エッジ強度値正規化変換値記
憶部37及びエッジ強度画像出力部38を備えている。
That is, in the present embodiment, an edge intensity image is output by a modification of the first embodiment. Specifically, as shown in FIG. 11, the pixel value correction unit 8 to the image output unit 15, the neighborhood image pixel value maximum gradient value calculation unit 30, the edge strength calculation unit 31, the edge strength calculation control unit 32, the edge strength value storage unit 33, the edge strength value maximum / minimum value calculation unit 34, and the edge strength value normal A normalizing unit 35, an edge intensity value normalization control unit 36, an edge intensity value normalized conversion value storage unit 37, and an edge intensity image output unit 38.

【0105】ここで、近傍画像画素値最大勾配値算出部
30は、近傍画像抽出部3により抽出された近傍画素の
各輝度値v1〜vi間における複数の所定方向に沿った
各勾配の絶対値のうち最大を示す最大勾配値dv(v)
を算出し、この最大勾配値dv(v)をエッジ強度算出
部31に与える機能をもっている。
Here, the neighborhood image pixel value maximum gradient value calculation unit 30 calculates the absolute value of each gradient along a plurality of predetermined directions between the luminance values v1 to vi of the neighborhood pixels extracted by the neighborhood image extraction unit 3. The maximum gradient value dv (v) indicating the maximum
And gives the maximum gradient value dv (v) to the edge strength calculation unit 31.

【0106】エッジ強度算出部31は、ポジティブ画像
エッジ強度値算出機能と、ネガティブ画像エッジ強度値
算出機能と、画素のエッジ強度値dk(v)を算出する
エッジ強度算出機能とをもっている。
The edge strength calculator 31 has a function of calculating a positive image edge strength value, a function of calculating a negative image edge strength value, and an edge strength calculating function of calculating an edge strength value dk (v) of a pixel.

【0107】ポジティブ画像エッジ強度値算出機能は、
ポジティブ画像画素値変量決定部6により決定された画
素値変量δposiをポジティブ画像での当該画素の輝度値
vの相対値に加えてこの相対値を修正すると共に、近傍
画素最大勾配値算出部30から受ける最大勾配値dv
(v)を当該修正結果で除してポジティブ画像エッジ強
度値を算出する処理である。
The function of calculating the positive image edge intensity value is as follows.
The pixel value variation δ posi determined by the positive image pixel value variation determining unit 6 is added to the relative value of the luminance value v of the pixel in the positive image to correct the relative value, and the maximum gradient value calculating unit 30 for the neighboring pixels is used. Maximum gradient value dv received from
This is a process of calculating the positive image edge intensity value by dividing (v) by the correction result.

【0108】ネガティブ画像エッジ強度値算出機能は、
ネガティブ画像画素値変量決定部7により決定された画
素値変量δnegaをネガティブ画像での当該画素の輝度値
vの相対値に加えてこの相対値を修正すると共に、近傍
画素最大勾配値算出部30から受ける最大勾配値dv
(v)を当該修正結果で除してネガティブ画像エッジ強
度値を算出する処理である。
The function of calculating the negative image edge intensity value is as follows.
The pixel value variation δ nega determined by the negative image pixel value variation determining unit 7 is added to the relative value of the luminance value v of the pixel in the negative image to correct the relative value, and the maximum gradient value calculating unit 30 for the neighboring pixels is used. Maximum gradient value dv received from
This is a process of calculating the negative image edge intensity value by dividing (v) by the correction result.

【0109】エッジ強度算出機能は、これら両機能によ
り算出されたポジティブ画像エッジ強度値とネガティブ
画像エッジ強度値とを互いに加えて当該画素のエッジ強
度値dk(v)を算出し、このエッジ強度値dk(v)
をエッジ強度計算制御部32に与える処理である。
The edge strength calculation function calculates the edge strength value dk (v) of the pixel by adding the positive image edge strength value and the negative image edge strength value calculated by these two functions to each other. dk (v)
Is given to the edge strength calculation control unit 32.

【0110】エッジ強度計算制御部32は、エッジ強度
算出部31から受けるエッジ強度値dk(v)をエッジ
強度値記憶部33に与える機能と、全ての画素について
エッジ強度値dk(v)を算出するように近傍画像抽出
部3乃至エッジ強度算出部31を制御する機能をもって
いる。
The edge strength calculation control unit 32 provides the edge strength value dk (v) received from the edge strength calculation unit 31 to the edge strength value storage unit 33, and calculates the edge strength values dk (v) for all the pixels. To control the neighboring image extraction unit 3 to the edge strength calculation unit 31 so as to perform the operation.

【0111】エッジ強度値記憶部33は、エッジ強度計
算制御部32から受ける各エッジ強度値dk(v)をメ
モリ等に格納するものであり、エッジ強度値最大最小値
算出部34から読出可能となっている。
The edge strength value storage section 33 stores each edge strength value dk (v) received from the edge strength calculation control section 32 in a memory or the like, and is readable from the edge strength value maximum / minimum value calculation section. Has become.

【0112】エッジ強度値最大最小値算出部34は、エ
ッジ強度値記憶部33にて記憶された全てのエッジ強度
値dk(v)のうち、最大値dkmax と最小値dkmin
とを算出してエッジ強度値正規化部35に与える機能を
もっている。
The edge intensity value maximum / minimum value calculation unit 34 calculates the maximum value dk max and the minimum value dk min of all the edge intensity values dk (v) stored in the edge intensity value storage unit 33.
Is calculated and given to the edge intensity value normalizing unit 35.

【0113】エッジ強度値正規化部35は、エッジ強度
値最大最小値算出部34から受ける最大値dkmax 及び
最小値dkmin に基づいて、エッジ強度値記憶部33に
て記憶された各画素のエッジ強度値dk(v)を出力レ
ンジの範囲内に正規化して夫々正規化変換値dV(v)
を算出し、これら正規化変換値dV(v)をエッジ強度
値正規化制御部36に与える機能をもっている。
[0113] edge intensity value normalization unit 35, based on the maximum value dk max and the minimum value dk min received from the edge strength value maximum-minimum value calculation unit 34, for each pixel stored in the edge intensity value storage unit 33 The edge strength value dk (v) is normalized within the range of the output range, and the respective normalized converted values dV (v) are obtained.
Is calculated, and these normalized conversion values dV (v) are provided to the edge intensity value normalization control unit 36.

【0114】エッジ強度値正規化制御部36は、エッジ
強度値正規化部35から受ける正規化変換値dV(v)
をエッジ強度値正規化変換値記憶部37に与える機能
と、全ての画素について正規化変換値dV(v)を算出
するようにエッジ強度値正規化部35を制御する機能を
もっている。
The edge intensity value normalization control unit 36 receives the normalized conversion value dV (v) received from the edge intensity value normalization unit 35.
To the edge intensity value normalized conversion value storage unit 37, and the function of controlling the edge intensity value normalization unit 35 to calculate the normalized conversion value dV (v) for all pixels.

【0115】エッジ強度値正規化変換値記憶部37は、
エッジ強度値正規化制御部36から受ける各正規化変換
値dV(v)をメモリ等に格納するものであり、エッジ
強度画像出力部38から読出可能となっている。
The edge intensity value normalized conversion value storage unit 37 stores
Each normalized conversion value dV (v) received from the edge intensity value normalization control unit 36 is stored in a memory or the like, and can be read from the edge intensity image output unit 38.

【0116】エッジ強度画像出力部38は、エッジ強度
値正規化変換値記憶部37にて記憶された各画素の正規
化変換値dV(v)に基づいて、画像全体を構成して出
力する機能をもっている。
The edge intensity image output section 38 constructs and outputs the entire image based on the normalized conversion value dV (v) of each pixel stored in the edge intensity value normalized conversion value storage section 37. Have.

【0117】次に、以上のようなエッジ強度計算装置に
よるエッジ強度計算方法について図12のフローチャー
トを用いて説明する。
Next, an edge strength calculation method by the above-described edge strength calculation apparatus will be described with reference to the flowchart of FIG.

【0118】いま、前述同様に、画像入力部1乃至ネガ
ティブ画像画素値変量決定部7までの処理が終了したと
する(ST1〜ST6)。
Assume that the processing from the image input unit 1 to the negative image pixel value variable determination unit 7 has been completed (ST1 to ST6), as described above.

【0119】近傍画像画素値最大勾配値算出部30は、
注目画素の上下、左右、左斜め、右斜めの4方向での画
素値変化量の絶対値を求め、それらの内、最大のものを
近傍画素値最大勾配値dvとする。
The neighborhood image pixel value maximum gradient value calculating section 30 calculates
The absolute value of the pixel value change amount of the target pixel in the four directions of up, down, left, right, diagonally left, and diagonally right is obtained, and the maximum value is set as the maximum gradient value dv of the neighboring pixel value.

【0120】エッジ強度算出部31は、ポジティブ画像
画素値変量決定部6よりポジティブ画像画素値変量δ
posiを受け取り、ネガティブ画像画素値変量決定部7よ
りネガティブ画像画素値変量δnegaを受け取り、さら
に、近傍画像画素値最大勾配値算出部30より近傍画像
画素値最大勾配値dvを受け取る。
The edge intensity calculating section 31 sends the positive image pixel value variable δ from the positive image pixel value variable determining section 6.
Posi is received, the negative image pixel value variation δ nega is received from the negative image pixel value variation determination unit 7, and the maximum neighboring image pixel value gradient value dv is received from the maximum neighboring image pixel value gradient value calculation unit 30.

【0121】続いて、エッジ強度算出部31は、次の
(13)式に示すように、注目画素の画素値vから画像
の下限値vL を差し引いた値にポジティブ画像画素値変
量δpo siを加えてポジティブ画像画素値を求め、また画
像の上限値vU から注目画素の画素値vを差し引いた値
にネガティブ画像画素値変量δnegaを加えてネガティブ
画像画素値を求め、ポジティブ画像画素値で、近傍画像
画素値最大勾配値dvを割って商を求め、ポジティブ画
像エッジ強度値とし、またネガティブ画像画素値で、近
傍画素画素値最大勾配値dvを割って商を求め、ネガテ
ィブ画像エッジ強度値とし、さらにポジティブ画像エッ
ジ強度値とネガティブ画像エッジ強度値の線形和を算出
し、当該画素のエッジ強度値dk(v)とする(ST3
0)。
[0121] Then, the edge strength calculating unit 31, as shown in the following equation (13), a positive image pixel value variable from the pixel value v of the target pixel to a value obtained by subtracting the lower limit value v L of the image [delta] po si the seek positive image pixel values in addition, also added negative image pixel value variable [delta] nega the upper limit value v value obtained by subtracting the pixel value v of the target pixel from the U of the image sought negative image pixel value, the positive image pixel value Then, the quotient is obtained by dividing the neighboring image pixel value maximum gradient value dv to obtain a positive image edge intensity value, and the quotient is obtained by dividing the neighboring pixel pixel value maximum gradient value dv by the negative image pixel value to obtain the negative image edge intensity. , And a linear sum of the positive image edge intensity value and the negative image edge intensity value is calculated, and is set as the edge intensity value dk (v) of the pixel (ST3).
0).

【0122】[0122]

【数7】 (Equation 7)

【0123】エッジ強度計算制御部32は、入力画像の
全画素について、当該画素のエッジ強度値を算出するよ
うにエッジ強度算出部31を制御する。
The edge strength calculation controller 32 controls the edge strength calculator 31 so as to calculate the edge strength value of all the pixels of the input image.

【0124】エッジ強度値記憶部33は、エッジ強度計
算制御32から全画素のエッジ強度値dk(v)を受け
取り、メモリ等に格納する。
The edge intensity value storage unit 33 receives the edge intensity values dk (v) of all the pixels from the edge intensity calculation control 32 and stores them in a memory or the like.

【0125】エッジ強度値最大・最小値算出部34は、
エッジ強度値記憶33から全画素のエッジ強度値dk
(v)を読み出し、次の(14)式〜(15)式に示す
ように、それらの最大値dkmax 、最小値dkmin を算
出する。
The edge intensity maximum / minimum value calculator 34 calculates
From the edge intensity value storage 33, the edge intensity values dk of all pixels
(V) is read out, and the maximum value dk max and the minimum value dk min are calculated as shown in the following equations (14) to (15).

【0126】 dkmax =max(dk(v0 ),dk(v1 ),dk(v2 ),…,dk(vn )) …(14) dkmin =min(dk(v0 ),dk(v1 ),dk(v2 ),…,dk(vn )) …(15) 但し、nは全画素数。Dk max = max (dk (v 0 ), dk (v 1 ), dk (v 2 ),..., Dk (v n )) (14) dk min = min (dk (v 0 ), dk (V 1 ), dk (v 2 ),..., Dk (v n )) (15) where n is the total number of pixels.

【0127】エッジ強度値正規化部35は、注目画素の
画素値vに対するエッジ強度値dk(v)を受け取り、
エッジ強度値最大・最小値算出部34よりエッジ強度値
の最大値dkmax 、最小値dkmin を受け取り、次の
(16)式に示すように、エッジ強度値dk(v)を各
画素値が取り得る変量の変域[vL ,vU ]内に正規化
して、エッジ強度値正規化変換値dV(v)を求める
(ST31)。
The edge intensity value normalizing section 35 receives the edge intensity value dk (v) for the pixel value v of the target pixel,
The maximum edge value dk max and the minimum edge value dk min are received from the edge intensity maximum / minimum value calculation unit 34, and as shown in the following equation (16), the edge intensity value dk (v) is set to each pixel value. Normalization is performed within the domain [v L , v U ] of the variable that can be taken to obtain an edge intensity value normalized conversion value dV (v) (ST31).

【0128】[0128]

【数8】 (Equation 8)

【0129】エッジ強度値正規化変換制御部36は、入
力画像の全画素について、エッジ強度値正規化変換値d
V(v)を算出するようにエッジ強度値正規化部35を
制御する。
The edge-intensity-value-normalized conversion control unit 36 controls the edge-intensity-value-normalized conversion value d for all the pixels of the input image.
The edge intensity value normalizing unit 35 is controlled so as to calculate V (v).

【0130】エッジ強度値正規化変換値記憶部37は、
全画素についてエッジ強度値正規化変換制御部36から
全画素のエッジ強度値正規化変換値dV(v)を受け取
り、格納する。
The edge intensity value normalized conversion value storage unit 37
The edge intensity value normalized conversion value dV (v) of all pixels is received from the edge intensity value normalization conversion control unit 36 for all pixels, and stored.

【0131】エッジ強度画像出力部38は、エッジ強度
値正規化変換値記憶部37から各画素のエッジ強度値正
規化変換値dV(v)を読み出し、エッジ強度画像(微
分画像)全体を構成して出力する。
The edge strength image output section 38 reads out the edge strength value normalized conversion value dV (v) of each pixel from the edge strength value normalized conversion value storage section 37 and forms the entire edge strength image (differential image). Output.

【0132】(評価)次に、このようなエッジ強度計算
方法により、画像のエッジ強度がどのように現されるか
について述べる。
(Evaluation) Next, how the edge strength of an image is represented by such an edge strength calculation method will be described.

【0133】図13は図5と同様の原画像を示す図であ
る。
FIG. 13 is a diagram showing an original image similar to FIG.

【0134】一方、本実施形態によるエッジ強度画像
は、図14に示すように、暗部から中間部においては、
特に、原画像では確認不可能な店内の構造がよく現れて
いる。また、明部から中間部においては、特に、洗車
機、スタンド部などの細かな構造が明らかになってい
る。すなわち、明部、暗部の両方でエッジ強調効果の高
い出力結果が得られている。
On the other hand, as shown in FIG. 14, the edge intensity image according to the present embodiment has
In particular, the in-store structure that cannot be confirmed in the original image often appears. In addition, from the light part to the middle part, in particular, detailed structures such as a car wash machine and a stand part are clarified. That is, an output result with a high edge emphasis effect is obtained in both the bright part and the dark part.

【0135】上述したように第3の実施の形態によれ
ば、第1の実施形態と同様のコントラスト強調の後にエ
ッジ強度を算出するので、明部、暗部の両方で細かい対
象物や構造を含む大部分の画像に対して、利用者の判断
を要せずに簡単な計算により、精度の良いエッジ強度の
算出及びエッジ検出を実行でき、優れたエッジ強調画像
を出力することができる。
As described above, according to the third embodiment, the edge intensity is calculated after the contrast enhancement similar to that of the first embodiment, so that both bright and dark parts include fine objects and structures. For most of the images, accurate calculation of edge strength and edge detection can be performed by simple calculations without requiring user judgment, and an excellent edge-emphasized image can be output.

【0136】すなわち、入力された原画像から、その各
画素の近傍でのコントラストを大幅に改善してエッジ強
度を計算するので、従来とは異なり、明部・暗部での細
かなエッジをも検出することができる。例えば撮像素子
からの輝度信号を高精度高分解能にエッジ検出したり、
明部・暗部等の視認性の悪い画像データの構造等を高精
度に検出することができるようになる。
In other words, since the edge intensity is calculated from the input original image while greatly improving the contrast in the vicinity of each pixel, unlike the related art, even a fine edge in a bright portion or a dark portion can be detected. can do. For example, edge detection with high accuracy and high resolution of the luminance signal from the image sensor,
It becomes possible to detect the structure and the like of image data with low visibility such as a bright portion and a dark portion with high accuracy.

【0137】(他の実施の形態)なお、第1乃至第3の
実施の形態において、近傍領域の大きさを適当な値に固
定しても、あるいはパラメタとして適当に与えてもよ
い。近傍領域の大きさとしては、略同心円状の領域にお
いて、例えば半径を3〜4個の画素とすることが好まし
く、また、面積を20〜40個の画素とすることが好ま
しい。
(Other Embodiments) In the first to third embodiments, the size of the neighboring area may be fixed to an appropriate value or may be appropriately given as a parameter. Regarding the size of the neighboring region, for example, in a substantially concentric region, it is preferable that the radius is 3 to 4 pixels, and the area is 20 to 40 pixels.

【0138】また、第1乃至第3の実施の形態におい
て、βposi,βnegaの値を適当な値に固定しても、ある
いはパラメタとして適当に与えてもよい。
In the first to third embodiments, the values of β posi and β nega may be fixed to appropriate values, or may be appropriately given as parameters.

【0139】また、上記実施形態に記載した手法は、コ
ンピュータに実行させることのできるプログラムとし
て、磁気ディスク(フロッピーディスク、ハードディス
クなど)、光ディスク(CD−ROM,DVDなど)、
半導体メモリなどの記憶媒体に格納して頒布することも
できる。
The method described in the above embodiment can be executed by a computer as a program such as a magnetic disk (floppy disk, hard disk, etc.), an optical disk (CD-ROM, DVD, etc.),
It can also be stored in a storage medium such as a semiconductor memory and distributed.

【0140】その他、本発明はその要旨を逸脱しない範
囲で種々変形して実施できる。
In addition, the present invention can be variously modified and implemented without departing from the gist thereof.

【0141】[0141]

【発明の効果】以上、説明したように本発明の画質改善
方法及び装置によれば、モニタカメラやディジタルカメ
ラ等から入力した画像の局所的シャープさを増し、局所
的コントラストと大域的コントラストとを大幅に改善で
きる。
As described above, according to the image quality improving method and apparatus of the present invention, the local sharpness of an image input from a monitor camera, a digital camera or the like is increased, and the local contrast and the global contrast are improved. Can be greatly improved.

【0142】また、本発明のエッジ強度計算方法及び装
置によれば、従来のエッジ強度計算方法では検出不可能
な、明部・暗部における細かい濃淡変化を検出でき、明
るさの全域にわたって良好なエッジ検出を実現できる。
Further, according to the edge strength calculation method and apparatus of the present invention, a fine gradation change in a bright portion and a dark portion, which cannot be detected by the conventional edge strength calculation method, can be detected, and a good edge can be obtained over the entire brightness range. Detection can be realized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施の形態に係る画質改善装置
の構成を示すブロック図
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an image quality improving device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】同実施の形態における動作を説明するためのフ
ローチャート
FIG. 2 is a flowchart for explaining an operation in the embodiment;

【図3】同実施の形態における注目する画素とその近傍
の画素とを説明するための模式図
FIG. 3 is a schematic diagram for explaining a pixel of interest and pixels in the vicinity thereof according to the embodiment;

【図4】同実施の形態における画像全体と注目画素とそ
の近傍画素との関係を示す模式図
FIG. 4 is a schematic diagram showing the relationship between the entire image, a pixel of interest, and its neighboring pixels according to the embodiment;

【図5】同実施の形態における画質改善前の原画像を写
真印刷して示す図
FIG. 5 is a diagram showing a photo-printed original image before image quality improvement in the embodiment.

【図6】同実施の形態における画質改善後の画像を写真
印刷して示す図
FIG. 6 is a diagram showing a photo-printed image after the image quality is improved in the embodiment.

【図7】本発明の第2の実施の形態に係る画質改善装置
の構成を示すブロック図
FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of an image quality improving device according to a second embodiment of the present invention.

【図8】同実施の形態における動作を説明するためのフ
ローチャート
FIG. 8 is a flowchart for explaining the operation in the embodiment.

【図9】同実施の形態における画質改善前の原画像を写
真印刷して示す図
FIG. 9 is a view showing an original image before image quality improvement in the embodiment by photo printing;

【図10】同実施の形態における画質改善後の画像を写
真印刷して示す図
FIG. 10 is a diagram showing a photo-printed image after the image quality is improved in the embodiment.

【図11】本発明の第3の実施の形態に係るエッジ強度
計算装置の構成を示すブロック図
FIG. 11 is a block diagram showing a configuration of an edge strength calculation device according to a third embodiment of the present invention.

【図12】同実施の形態における動作を説明するための
フローチャート
FIG. 12 is a flowchart for explaining the operation in the embodiment;

【図13】同実施の形態におけるエッジ強度計算前の原
画像を写真印刷して示す図
FIG. 13 is a diagram showing an original image before the calculation of the edge strength in the same embodiment by photo printing.

【図14】同実施の形態におけるエッジ強度計算後のエ
ッジ強度画像を写真印刷して示す図
FIG. 14 is a view showing an edge strength image after edge strength calculation in the embodiment by photo printing;

【図15】従来の線形変換による画質改善方法を説明す
るための図
FIG. 15 is a diagram for explaining a conventional image quality improving method by linear conversion.

【図16】従来の対数変換又は指数変換による画質改善
方法を説明するための図
FIG. 16 is a view for explaining a conventional image quality improving method by logarithmic conversion or exponential conversion.

【図17】従来の指数変換による画質改善方法を説明す
るための図
FIG. 17 is a view for explaining a conventional image quality improving method by exponential conversion.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…画像入力部 2…全体平均算出部 3…近傍画像抽出部 4…近傍平均算出部 5…係数算出部 6…ポジティブ画像画素値変量決定部 7…ネガティブ画像画素値変量決定部 8…画素値補正部 9…画素値補正制御部 10…画素補正値記憶部 11…画素補正値最大最小値算出部 12…画素値正規化部 13…画素値正規化制御部 14…画素値正規化変換値記憶部 15…画像出力部 20…全体平均補正値算出手段 21…画素補正値変換部 22…画素補正値変換制御部 23…画素補正値変換値記憶部 24…正規化画像出力部 30…近傍画像画素値最大勾配値算出部 31…エッジ強度算出部 32…エッジ強度計算制御部 33…エッジ強度値記憶部 34…エッジ強度値最大最小値算出部 35…エッジ強度値正規化部 36…エッジ強度値正規化変換制御部 37…エッジ強度値正規化変換値記憶部 38…エッジ強度画像出力部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Image input part 2 ... Whole average calculation part 3 ... Neighborhood image extraction part 4 ... Neighborhood average calculation part 5 ... Coefficient calculation part 6 ... Positive image pixel value variation determination part 7 ... Negative image pixel value variation determination part 8 ... Pixel value Correction unit 9 Pixel value correction control unit 10 Pixel correction value storage unit 11 Pixel correction value maximum / minimum value calculation unit 12 Pixel value normalization unit 13 Pixel value normalization control unit 14 Pixel value normalization conversion value storage Unit 15: Image output unit 20: Overall average correction value calculation means 21: Pixel correction value conversion unit 22: Pixel correction value conversion control unit 23: Pixel correction value conversion value storage unit 24: Normalized image output unit 30: Neighboring image pixels Value maximum gradient value calculation unit 31 ... edge intensity calculation unit 32 ... edge intensity calculation control unit 33 ... edge intensity value storage unit 34 ... edge intensity value maximum / minimum value calculation unit 35 ... edge intensity value normalization unit 36 ... edge intensity value normalization Conversion Conversion control unit 37 ... edge intensity value normalized conversion value storage unit 38 ... edge strength image output unit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小林 裕一 東京都台東区台東1丁目5番1号 凸版印 刷株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────の Continuing on the front page (72) Inventor Yuichi Kobayashi Inside Toppan Printing Co., Ltd., 1-1-1, Taito, Taito-ku, Tokyo

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 画像の全体における画素の輝度値vの平
均値vmeanを求め、前記画像の各画素毎に、当該画素の
近傍におけるi個の輝度値v1〜viの平均値vave
求め、前記全体の平均値vmeanと前記近傍の平均値v
ave との比に対応する係数を求め、前記係数をポジティ
ブ画像での前記近傍の平均値vave の相対値に乗じてポ
ジティブ画素変量δposiを求めると共に、前記係数をネ
ガティブ画像での前記近傍の平均値vave の相対値に乗
じてネガティブ画素変量δnegaを求め、前記ポジティブ
画素変量δposiをポジティブ画像での当該画素の輝度値
の相対値に加えてこの相対値を修正すると共に、前記ネ
ガティブ画素変量δnegaをネガティブ画像での当該画素
の輝度値の相対値に加えてこの相対値を修正し、これら
修正した相対値の比の対数によって当該画素の輝度値v
を補正し、この補正結果k(v)を出力レンジの範囲内
に正規化することを特徴とする画質改善方法。
1. An average value v mean of luminance values v of pixels in an entire image is determined, and an average value v ave of i luminance values v1 to vi in the vicinity of the pixel is determined for each pixel of the image. , The mean value v mean of the whole and the mean value v of the neighborhood
A coefficient corresponding to the ratio with ave , the coefficient is multiplied by the relative value of the average value v ave of the neighborhood in a positive image to determine a positive pixel variable δ posi, and the coefficient is the neighborhood of the neighborhood in a negative image. The negative pixel variable δ nega is obtained by multiplying the relative value of the average value v ave to correct the relative value by adding the positive pixel variable δ posi to the relative value of the luminance value of the pixel in the positive image, and correcting the negative value. The pixel variable δ nega is added to the relative value of the luminance value of the pixel in the negative image to correct the relative value, and the luminance value v of the pixel is calculated by the logarithm of the ratio of the corrected relative values.
, And normalizing the correction result k (v) within the range of the output range.
【請求項2】 請求項1に記載の画質改善方法におい
て、 前記正規化は、前記全体の平均値vmeanの補正結果k
(vmean)を前記出力レンジの中間値Vmid に対応させ
るように実行することを特徴とする画質改善方法。
2. The image quality improving method according to claim 1, wherein the normalization is performed by correcting a correction result k of the overall average value v mean.
(V mean ) corresponding to the intermediate value V mid of the output range.
【請求項3】 画像の全体の画素の輝度値vの平均値v
meanを求め、前記画像の各画素毎に、当該画素の近傍に
おけるi個の輝度値v1〜viの平均値vav e を求め、
前記全体の平均値vmeanと前記近傍の平均値vave との
比に対応する係数を求め、前記係数をポジティブ画像で
の前記近傍の平均値vave の相対値に乗じてポジティブ
画素変量δposiを求めると共に、前記係数をネガティブ
画像での前記近傍の平均値vave の相対値に乗じてネガ
ティブ画素変量δnegaを求め、前記ポジティブ画素変量
δposiをポジティブ画像での当該画素の輝度値vの相対
値に加えてこの相対値を修正すると共に、前記ネガティ
ブ画素変量δnegaをネガティブ画像での当該画素の輝度
値vの相対値に加えてこの相対値を修正し、さらに、前
記近傍の各輝度値v1〜vi間における上下、左右、左
斜め、右斜めの4方向に沿った各勾配の絶対値のうち最
大を示す最大勾配値dv(v)を求め、この最大勾配値
dv(v)を前記ポジティブ画像での相対値の修正結果
で除してポジティブ画像のエッジ強度値を求めると共
に、当該最大勾配値dv(v)を前記ネガティブ画像で
の相対値の修正結果で除してネガティブ画像のエッジ強
度値を求め、これら両エッジ強度値を互いに加えて当該
画素のエッジ強度を算出し、この算出結果dk(v)を
出力レンジの範囲内に正規化することを特徴とするエッ
ジ強度計算方法。
3. An average value v of luminance values v of all pixels of an image.
seek mean, for each pixel of the image, the average value v av e of i pieces of luminance values v1~vi in the vicinity of the pixel,
A coefficient corresponding to a ratio between the overall average value v mean and the neighborhood average value v ave is obtained, and the coefficient is multiplied by a relative value of the neighborhood average value v ave in a positive image to obtain a positive pixel variable δ posi And the coefficient is multiplied by the relative value of the average value v ave of the neighborhood in the negative image to obtain a negative pixel variable δ nega , and the positive pixel variable δ posi is calculated as the luminance value v of the pixel in the positive image. In addition to correcting this relative value in addition to the relative value, correcting the relative value by adding the negative pixel variable δ nega to the relative value of the luminance value v of the pixel in the negative image, and further correcting each of the neighboring luminance values The maximum gradient value dv (v) indicating the maximum among the absolute values of the gradients along the four directions of up and down, left and right, left diagonal, and right diagonal between the values v1 to vi is obtained, and this maximum gradient value dv (v) is calculated. Said positive The edge intensity value of the positive image is obtained by dividing by the correction result of the relative value in the image, and the edge intensity of the negative image is obtained by dividing the maximum gradient value dv (v) by the correction result of the relative value in the negative image. An edge strength calculation method comprising: calculating a value, adding the two edge strength values to each other, calculating the edge strength of the pixel, and normalizing the calculation result dk (v) within the range of the output range.
【請求項4】[a]画像を入力するための画像入力手段
と、[b]前記画像入力手段により入力された画像の全
画素の輝度値を平均して全体平均値vmeanを算出する全
体平均算出手段と、[c]前記画像入力手段により入力
された画像の各画素毎に、当該画素の輝度値v及びその
近傍におけるi個の画素の輝度値v1〜viを抽出する
近傍画像抽出手段と、[d]前記近傍画像抽出手段によ
り抽出された近傍画素の輝度値v1〜viを平均して近
傍平均値vave を算出する近傍平均算出手段と、[e]
前記全体平均算出手段により算出された全体平均値v
meanと前記近傍平均算出手段により算出された近傍平均
値vave との比に対応する係数を算出する係数算出手段
と、[f]前記近傍画像抽出手段により抽出された当該
画素の輝度値v、前記全体平均算出手段により算出され
た全体平均値vmean、前記近傍平均算出手段により算出
された近傍平均値vave 、及び前記係数算出手段により
算出された係数に基づいて、ポジティブ画像の画素値変
量δposiを決定するポジティブ画像画素値変量決定手段
と、[g]前記近傍画像抽出手段により抽出された当該
画素の輝度値v、前記全体平均算出手段により算出され
た全体平均値vmean、前記近傍平均算出手段により算出
された近傍平均値vave 、及び前記係数算出手段により
算出された係数に基づいて、ネガティブ画像の画素値変
量δnegaを決定するネガティブ画像画素値変量決定手段
と、[h]前記ポジティブ画像画素値変量決定手段によ
り決定された画素値変量δpo si及び前記ネガティブ画像
画素値変量決定手段により決定された画素値変量δne ga
の各々に基づいて夫々当該画素の輝度値vを補正し、夫
々の補正結果の比の対数を求めて画素補正値k(v)を
算出する画素値補正手段と、[j]前記画素補正手段に
より算出された全ての画素補正値k(v)のうち、最大
値kmax と最小値kmin とを算出する補正値最大最小値
算出手段と、[l]前記補正値最大最小値算出手段によ
り算出された最大値kmax 及び最小値kmin に基づい
て、前記画素値補正手段により算出された画素補正値k
(v)を出力レンジの範囲内に正規化して正規化変換値
V(v)を算出する画素値正規化手段と、[m]前記画
素値正規化手段により算出された各画素の正規化変換値
V(v)に基づいて、画像全体を構成して出力する画像
出力手段とを備えたことを特徴とする画質改善装置。
4. An image input means for inputting an image, and [b] an overall average value v mean is calculated by averaging luminance values of all pixels of the image input by the image input means. Average calculating means; and [c] neighboring image extracting means for extracting, for each pixel of the image input by the image inputting means, a luminance value v of the pixel and luminance values v1 to vi of i pixels in the vicinity thereof. [D] a neighborhood average calculation means for calculating a neighborhood average value v ave by averaging the luminance values v1 to vi of the neighborhood pixels extracted by the neighborhood image extraction means, and [e].
The overall average value v calculated by the overall average calculation means
a coefficient calculating means for calculating a coefficient corresponding to the ratio between the neighboring average value v ave calculated by mean and the neighboring average calculation means, [f] the luminance value v of the pixel extracted by the neighborhood image extracting unit, Based on the overall average value v mean calculated by the overall average calculation means, the neighborhood average value v ave calculated by the neighborhood average calculation means, and the coefficient calculated by the coefficient calculation means, the pixel value variation of the positive image is calculated. a positive image pixel value variable determining means for determining δ posi , [g] a luminance value v of the pixel extracted by the neighboring image extracting means, a global average value v mean calculated by the global average calculating means, and the neighborhood near the average value v ave calculated by the average calculating means, and based on the coefficient calculated by the coefficient calculation means, negative for determining a pixel value variable [delta] nega negative image And I Bed image pixel value variable determining means, [h] the positive image pixel value pixel value variable determined by the variable determining means [delta] po si and the pixel value variables determined by the negative image pixel value variable determining means [delta] ne ga
Pixel value correction means for correcting the luminance value v of the pixel based on each of the above, calculating the logarithm of the ratio of the respective correction results to calculate the pixel correction value k (v), and [j] the pixel correction means. Correction value maximum / minimum value calculation means for calculating a maximum value kmax and a minimum value kmin of all the pixel correction values k (v) calculated by [1], and [1] the correction value maximum / minimum value calculation means The pixel correction value k calculated by the pixel value correction means based on the calculated maximum value k max and minimum value kmin
Pixel value normalization means for normalizing (v) within the range of the output range to calculate a normalized conversion value V (v); [m] normalization conversion of each pixel calculated by the pixel value normalization means An image quality improving apparatus comprising: an image output unit configured to output an entire image based on the value V (v).
【請求項5】 請求項4に記載の画質改善装置におい
て、 前記画素値正規化手段及び前記画像出力手段に代えて、
[a]前記全体平均算出手段により算出された全体平均
値vmean、前記近傍平均算出手段により算出された近傍
平均値vave 、及び前記係数算出手段により算出された
係数に基づいて、前記全体平均値vmeanの補正値k(v
mean)を算出する全体平均補正値算出手段と、[b]前
記画素値補正手段により算出された各画素の画素補正値
k(v)と前記全体平均補正値算出手段により算出され
た補正値k(vmean)とを比較し、k(v)<k(v
mean)のときには画素補正値k(v)を出力レンジ範囲
内の中間値Vmid より小さい出力レンジ区間へ線形変換
し、k(v)=k(vmean)のときには画素補正値k
(v)を出力レンジの中間値Vmid へ変換し、k(v)
>k(vmean)のときには画素補正値k(v)を出力レ
ンジ範囲内の中間値Vmid より大きい出力レンジ区間へ
線形変換することにより、各画素補正値k(v)を出力
レンジの範囲内に正規化して正規化変換値V(v)を算
出する画素補正値変換手段と、[c]前記画素補正値変
換手段により算出された各画素の正規化変換値V(v)
に基づいて、画像全体を構成して出力する正規化画像出
力手段とを備えたことを特徴とする画質改善装置。
5. The image quality improving device according to claim 4, wherein said pixel value normalizing means and said image output means are replaced by:
[A] The overall average is calculated based on the overall average value v mean calculated by the overall average calculation means, the neighborhood average value v ave calculated by the neighborhood average calculation means, and the coefficient calculated by the coefficient calculation means. correction value k (v value v mean
mean ), and [b] a pixel correction value k (v) of each pixel calculated by the pixel value correction means and a correction value k calculated by the total average correction value calculation means. (V mean ), and k (v) <k (v
mean ), the pixel correction value k (v) is linearly converted to an output range section smaller than the intermediate value V mid in the output range, and when k (v) = k (v mean ), the pixel correction value k (v) is converted.
(V) is converted to an intermediate value V mid of the output range, and k (v)
When> k (v mean ), each pixel correction value k (v) is linearly converted into an output range section larger than the intermediate value V mid in the output range, thereby converting each pixel correction value k (v) into the output range. A pixel correction value conversion means for calculating a normalized conversion value V (v) by normalizing the values in [c], and a normalized conversion value V (v) of each pixel calculated by the pixel correction value conversion means.
And a normalized image output means for constructing and outputting the entire image based on the image quality improvement device.
【請求項6】[a]画像を入力するための画像入力手段
と、[b]前記画像入力手段により入力された画像の全
画素の輝度値を平均して全体平均値vmeanを算出する全
体平均算出手段と、[c]前記画像入力手段により入力
された画像の各画素毎に、当該画素の輝度値v及びその
近傍におけるi個の画素の輝度値v1〜viを抽出する
近傍画像抽出手段と、[d]前記近傍画像抽出手段によ
り抽出された近傍画素の輝度値v1〜viを平均して近
傍平均値vave を算出する近傍平均算出手段と、[e]
前記全体平均算出手段により算出された全体平均値v
meanと前記近傍平均算出手段により算出された近傍平均
値vave との比に対応する係数を算出する係数算出手段
と、[f]前記近傍画像抽出手段により抽出された当該
画素の輝度値v、前記全体平均算出手段により算出され
た全体平均値vmean、前記近傍平均算出手段により算出
された近傍平均値vave 、及び前記係数算出手段により
算出された係数に基づいて、ポジティブ画像の画素値変
量δposiを決定するポジティブ画像画素値変量決定手段
と、[g]前記近傍画像抽出手段により抽出された当該
画素の輝度値v、前記全体平均算出手段により算出され
た全体平均値vmean、前記近傍平均算出手段により算出
された近傍平均値vave 、及び前記係数算出手段により
算出された係数に基づいて、ネガティブ画像の画素値変
量δnegaを決定するネガティブ画像画素値変量決定手段
と、[h]前記近傍画像抽出手段により抽出された近傍
画素の各輝度値v1〜vi間における上下、左右、左斜
め、右斜めの4方向に沿った各勾配の絶対値のうち最大
を示す最大勾配値dv(v)を算出する近傍画素最大勾
配値算出手段と、[j]前記ポジティブ画像画素値変量
決定手段により決定された画素値変量δpo siをポジティ
ブ画像での当該画素の輝度値vの相対値に加えてこの相
対値を修正すると共に、前記近傍画素最大勾配値算出手
段により算出された最大勾配値dv(v)を当該修正結
果で除してポジティブ画像エッジ強度値を算出するポジ
ティブ画像エッジ強度値算出手段と、[l]前記ネガテ
ィブ画像画素値変量決定手段により決定された画素値変
量δne gaをネガティブ画像での当該画素の輝度値vの相
対値に加えてこの相対値を修正すると共に、前記近傍画
素最大勾配値算出手段により算出された最大勾配値dv
(v)を当該修正結果で除してネガティブ画像エッジ強
度値を算出するネガティブ画像エッジ強度値算出手段
と、[m]前記ポジティブ画像エッジ強度値算出手段に
より算出されたポジティブ画像エッジ強度値と前記ネガ
ティブ画像エッジ強度値算出手段により算出されたネガ
ティブ画像エッジ強度値とを互いに加えて当該画素のエ
ッジ強度値dk(v)を算出するエッジ強度算出手段
と、[n]前記エッジ強度算出手段により算出された各
画素のエッジ強度値dk(v)を出力レンジの範囲内に
正規化して正規化変換値dV(v)を算出するエッジ強
度正規化手段と、[o]前記エッジ強度正規化手段によ
り算出された各画素の正規化変換値dV(v)に基づい
て、画像全体を構成して出力するエッジ強度画像出力手
段とを備えたことを特徴とするエッジ強度計算装置。
6. An image input means for inputting an image, and [b] an overall average value v mean is calculated by averaging luminance values of all pixels of the image input by the image input means. Average calculating means; and [c] neighboring image extracting means for extracting, for each pixel of the image input by the image inputting means, a luminance value v of the pixel and luminance values v1 to vi of i pixels in the vicinity thereof. [D] a neighborhood average calculation means for calculating a neighborhood average value v ave by averaging the luminance values v1 to vi of the neighborhood pixels extracted by the neighborhood image extraction means, and [e].
The overall average value v calculated by the overall average calculation means
a coefficient calculating means for calculating a coefficient corresponding to the ratio between the neighboring average value v ave calculated by mean and the neighboring average calculation means, [f] the luminance value v of the pixel extracted by the neighborhood image extracting unit, Based on the overall average value v mean calculated by the overall average calculation means, the neighborhood average value v ave calculated by the neighborhood average calculation means, and the coefficient calculated by the coefficient calculation means, the pixel value variation of the positive image is calculated. a positive image pixel value variable determining means for determining δ posi , [g] a luminance value v of the pixel extracted by the neighboring image extracting means, a global average value v mean calculated by the global average calculating means, and the neighborhood near the average value v ave calculated by the average calculating means, and based on the coefficient calculated by the coefficient calculation means, negative for determining a pixel value variable [delta] nega negative image And (h) gradients along the four directions of up, down, left, right, diagonally left, and diagonally right between the luminance values v1 to vi of the neighboring pixels extracted by the neighborhood image extracting means. And [j] the pixel value variable δ po si determined by the positive image pixel value variable determining means, which calculates the maximum gradient value dv (v) indicating the maximum value among the absolute values of This relative value is corrected in addition to the relative value of the luminance value v of the pixel in the image, and the maximum gradient value dv (v) calculated by the neighboring pixel maximum gradient value calculating means is divided by the correction result. a positive image edge intensity value calculating means for calculating a positive image edge strength value, [l] bright of the pixel of the pixel value variable [delta] ne ga decided by the negative image pixel value variable determining means negative image In addition to the relative value of the value v as well as fix the relative value, the maximum slope value dv calculated by the neighboring pixel maximum gradient value calculating means
Negative image edge intensity value calculating means for calculating a negative image edge intensity value by dividing (v) by the correction result; [m] the positive image edge intensity value calculated by the positive image edge intensity value calculating means; Edge strength calculating means for calculating the edge strength value dk (v) of the pixel by adding together the negative image edge strength values calculated by the negative image edge strength calculating means, and [n] calculating by the edge strength calculating means Edge intensity normalizing means for normalizing the obtained edge intensity value dk (v) of each pixel within the range of the output range to calculate a normalized conversion value dV (v); [o] the edge intensity normalizing means Edge strength image output means for constructing and outputting the entire image based on the calculated normalized conversion value dV (v) of each pixel. The edge intensity computing device.
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