JPS61105962A - 静止画の階調補正装置 - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、静止画像の諧調補正装置に関する。

〔従来の技術〕

ＣＯＤと磁気シート（ディスク）　ドライブとを組み込
んだ電子スチルカメラが映像メディアの１つとして利用
されている。例えば新聞社の写真伝送システムでは、電
子スチルカメラで撮ってディスクに記録した映像（静止
画）を再生機にかけて、再生出力を無線又は有線のライ
ンを用いて本社に伝送している。

通常、電子スチルカメラには自動しぼり機能が付属して
いて自動しぼり調整によって、適性な輝度レベルで録画
が行われるようになっている。しかし自動しぼり機能は
充分で無く、白−黒（明−暗）のダイナミックレンジの
大きい撮像対象については、しぼり調整の作用が明暗の
一方に偏り、白部分又は黒部骨の双方の解像度が劣化し
易い。

また描像素子に用いているＣＣＤはｎｆ）電流が安定で
なく、ビデオ信号のＤＣ成分は大きくドリフトする。

また特に報道映像の場合、画像内の特定の部分（人物な
ど）のみを明確に表現して、他の遠景や近景をぼかした
い場合が生じることがある。写真であれば、製版の際に
修正することができるが、電気的な画像の場合、これが
困難となる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

このような白−中間色一黒が一様に分布していない画像
を補正してコントラストの良い画像を得るために、従来
では、映像の白ピークを検出してＡＧＣをかける方法が
用いられている。この方法では白ピーク値に応じて映像
の輝度レベルの伸張が行われるので、黒レベルが浮きあ
がって黒例の再現性及び解像度が逆に低下する問題があ
り、またＣＣＤ出力の直流ドリフトも全く補正できなか
った。

本発明はこの問題にかんがみ、白から黒まで一様に諧調
分布する映像を得ることができ、またＣＣＤ出力の不安
定なりＣドリフトも除去でき、これにより実質的に画像
の分解能を向上させ得る画像補正手段を提供することを
目的とする。

また本発明の他の目的は、画像内の特定の領域の階調を
自由に変更し得る画像補正手段を提供することである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の静止画の階調補正装置は、静止画映像データを
記憶したメモリーと、このメモリー内の所定領域のデー
タが表す階調情報を抽出する手段と、この階調情報と修
正すべき目標値とを対比してデータ変換特性を生成する
手段とを具備し、上記データ変換特性に基づいてメモリ
ー内のデータを変換して所望の階調分布を有する映像デ
ータを得るように構成されている。

この構成により、例えばハードコピー化したときに最も
見やすい階調（濃度）分布となるように画像を加工する
ことができる。

〔実施例〕

第１図は本発明による静止画像補正装置を電子スチルカ
メラシステムの伝送器に用いた実施例を示す画像処理系
のブロック回路図で、第２図は第１図の動作を説明する
ためのグラフである。

第１図においてビデオ信号源ｌは、電子スチルカメラで
撮像した静止画像の再生ビデオ信号を導出するものであ
る。入力ビデオ信号はＡ／Ｄコンバータ２で８ビツトの
ディジタル信号に変換され、フレームメモリー３に書込
まれる。フレームメモリー３内のデータは、画像モニタ
ーが付いた操作卓４からの指示により、ＣＰＵ５、ＲＯ
Ｍ６、ＲＡＭ７から成る処理系に組込まれた所定のアル
ゴリズムに基づいて階調補正される。フレームメモリー
３内の補正されたデータは読出されて、Ｄ／Ａコンバー
タ８を介して伝送出力として導出される。

処理系による階調補正は、基本的にはデータをその濃淡
（濃度又は階調）と度数（頻度）とに基づいてヒストグ
ラム化し、このヒストグラムが所望形状になるようにデ
ータを加工することによって達成される。例えば画像デ
ータが０〜１００１ＲＥ　（０〜１００％白）の濃度に
て、第２図Ａのような度数分布を有しているとき、第２
図Ｂのように白側、中間部、黒側の各濃度が夫々例えば
３０％ずつ均一に分布するような形状に変更する。

また第２図Ｃのように白側及び黒例の双方の度数を増強
した分布にして、ハードコピー化したときにコントラス
トが良好になるようにすることもできる。この場合には
、白側及び黒側の端に近い部分では階調差が減少し、相
対的に中間階調部分がより鮮明になる。

更に、第２図りのようにヒストグラムが白側に偏ってい
る場合（実線）や、黒側に偏っている場合（点ｖＡ）に
、第２図Ｅのように偏りを修正して中心対称形の均一な
分布にすることもできる。

次に第３図のフローチャート及び第４図のグラフを参照
して画像データ補正のアルゴリズムの一例を説明する。

まずステップ（１）で、画信号を取込んだフレームメモ
リーの特定部分（補正すべき領域）に対して第４図Ａの
ように領域指定を行う。

次にステップ（２“）で、特定領域内のデータを複数個
ランダムサンプルして、各濃度の頻度を調べ、第４図Ｂ
のようなヒストテーブルをＲＡＭ？内に作成する。なお
第４図Ｂの横軸は濃度の階級ごとにθ〜１０１■、１０
〜２０ＩＩＩＥ・−−−−一一一一−−−−−−−−Ｄ
ｉ−＋　’＝Ｄｉｌ＊Ｅ−−−−−−・−・−・・−・
のように区分けされている。この階級はデータの量子化
ステップごと又は数量子化ステップごとの区分であって
よい。

次にステップ（３）で、ヒストテーブルのデータを黒か
ら白まで累積して新たに第３図Ｃのような累積テーブル
（累積度数折れ線グラフ）をＲＡＭ７内に作成する。

次にステップ（４）で、各濃度の出現頻度が一定な場合
の累積テーブルを発生させ、これを割当テーブルとする
。この割当テーブルは第４図りのように右上がりの直線
増加グラフとなる。

次にステップ（５）で、割当テーブルの濃度り。

における累積値ｎｉを求め、この値ｎｉとＲＡＭ７内の
累積テーブルの各累積値とを比較し、累積値ｎｉを越え
ない実際の濃度の階級Ｄ　′ｔ−＋Ｄ′、を検出する。

そして検出された階級Ｄ′ｉ、−＋　−Ｄ”ｔに対して
新しく濃度の階級Ｄ８−１〜Ｄ、を割当てる。この作業
を濃度の各階級について行い、現実の濃度Ｄ′から希望
する濃度りへの濃度変換テーブルＤ′→ＤをＲＡＭＴ内
に形成する。このときＲＡＭ７の対応記憶領域は、濃度
Ｄ゛をアドレス入力として濃度りを読出すようにＲＯＭ
化される。

次にステップ（６）で、濃度変換テーブルに従ってフレ
ームメモリー内の画像データの濃度変換を行う。この場
合、変換はメモリー内の全画像データについて行う。つ
まり第４図Ａの指定領域外でも変換を行い、領域の境界
での濃度の連続性を保っている。これにより指定領域内
では、希望の濃度分布が得られる。一方、領域外でも濃
度分布（？！度対頻度）が変化することになるが、この
部分は例えば人物の遠景や近景であって、本来重要な情
報を含まないので、濃度変化があっても支障は生じない
。

なお指定領域のみを濃度変換してもよい。また領域指定
せずに、全画面のランダムサンプルのデータについて濃
度ヒストグラムを作成し、これが希望スるパターンにな
るように濃度変換チーフルを作成することもできる。

この実施例において、割当テーブルを種々に変化させる
ことにより、白−中間一点の比率を任意に変更すること
ができ、第２図Ｂ、Ｄ、Ｅのような濃度分布の加工（補
正）を行うことが可能となる。

第５図は画像データ補正アルゴリズムの別の実施例を示
すフローチャートで、第６図は、この実施例での濃度変
換テーブルの一例を示すグラフである。

第５図においては、まずステップ（１）で、第４図Ａと
同様に特定部分の領域指定を行って、その部分の濃度り
をランダムサンプリングによって調べる。この濃度りは
全サンプルについての平均値であってよく、また第１実
施例と同様に濃度対度数（頻度）のヒストグラムをＲＡ
ＭＴ内に作成して、その最大度数に対応する濃度として
もよい。

また指定領域の成る部分、例えば人物の顔の一点をサン
プリングして、その点の画像データを濃度としてもよい
。

次にステップ（２）で、その領域の希望濃度Ｄ′を入力
する。そしてステップ（３）で実際の濃度りと希望濃度
Ｄ′とに基づいて第６図の実線のような濃度変換テーブ
ル（入出力特性グラフ）を作成する。なお第６図の一点
鎖線は無補正の場合で、入力データと出力データは一対
一に対応する。ここでＤとＤ′とが定まれば、変換テー
ブル座標の一点（Ｄ、Ｄ’）が決まるので、図示のよう
に黒〜濃度り及び濃度Ｄ〜白の各部にって最も単純な形
の線形関数による変換特性を与える。この場合、関数式
が求まれば、入力対出力のデータテーブルを作成するこ
とができるので、入力の濃度をアドレス入力として出力
値を読出すようにＲＡＭ７をＲＯＭ化する。

次にステップ（４）で、濃度変換テーブルに従ってフレ
ームメモリー内の画像のデータの濃度変換を行う。この
場合、第６図の実線の変換特性によれば、黒〜濃度りは
黒〜濃度Ｄ′に伸長され、逆に、濃度Ｄ〜白は濃度Ｄ′
〜白に圧縮される。

これによって例えば黒側に偏っていた画像を白側に修正
して、暗部の見かけ上の解像度を上げ、見やすい画質に
することができる。

なおこの変換は、指定領域に対してのみ行うことができ
、領域外の部分はそのままにしておいてもよい。或いは
全画面のデータに対して変換を施してもよい。また指定
領域の外側の部分に対しては、第６図の点線で示すよう
な逆方向の変換特性を与えてもよい。即ち、希望濃度と
して現実の濃度よりも低い値を与え、指定領域外の不必
要な近景や遠景に対しては濃度（階１Ｊｉｉ）を減する
ような補正を行って、指定領域の中量のみをコントラス
ト良く浮き上がらせるようにすることもできる。

更に一回の変換では良好な濃度が得られなかった場合に
、ステップ（５）のように補正された画像データに対し
て新たな希望濃度Ｄ′を与え、ステップ（１）〜（４）
を再度繰返すこともできる。

このようにして、Ｄ′を適正に設定することにより、指
定領域の濃度ヒストグラムを、例えばハードコピー化し
たときに画像が最良の階調表現レベルを示すように、変
形させることができる。

第７図は第６図の変換特性の変形例を示すグラフで、こ
の場合には、現濃度りから希望濃度Ｄ′への平行移動（
即ち現データに対する差分Ｄ’−Ｄの加算）による濃度
変換を行う。変換テーブルは特に必要なく、画像データ
に対する一定値（Ｄ”−Ｄ）の加算又は減算で変換を実
行することができる。

以上の第１図〜第７図に示した実施例の階調補正装置の
副次的な利益は、撮像素子の出力のＤＣドリフトなども
同時に修正され、常に一様な階調の画像が得られること
である。また画像処理系にＡ／Ｄコンバータを用いたと
き、Ａ／Ｄ後のディジタルデータに対して補正を行って
いるので、Ａ／Ｄコンバータへの入力レベル（クランプ
レベルＡ／Ｄコンバータの変換ダイナミクレンジを定め
る基準電圧などのハードウェア部の精度を設計上低下さ
せてもソフトウェアによる補正によって一様に修復する
ことができる利点もある。

〔発明の効果〕

本発明は上述の如く、画像データから抽出された階調情
報と設定目標値とを対比して変換特性（対応関係式）を
生成し、任意の階調分布を得るようにしたから、階調分
布が白側又は黒側に偏っている画像を補正して見やすい
階調分布にしたり画像の所定部分の階調差を拡大してハ
ードコピー化したときにその部分の分解能を上げてより
鮮明にしたり、或いはその逆に不必要な特定部分の解像
度を見かけ上劣化させたりすることができる。

またソフトウェアでもって補正処理が可能であるので、
目的に応じた任意の画像加工ができる上、映像メディア
（カメラや伝送器又は録再機）のハードウェア部分の特
性補償も兼ねることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による静止画像補正装置を電子スチルカ
メラの伝送器に用いた実施例を示す画像処理系のブロッ
ク図で、第２図は第１図の動作を説明するためのグラフ
、第３図は画像補正のアルゴリズムを説明するためのフ
ローチャート、第４図Ａ−Ｄは第３図の各ステップに対
応するグラフ、第５図は画像補正アルゴリズムの他の実
施例を示すフローチャート、第６図は第５図の場合のデ
ータ変換テーブルのグラフ、第７図は第６図の変換テー
ブルの変形例を示すグラフである。 なお図面に用いた符号において、 １・−−−−一−−・−・・・−・−・ビデオ信号源２
・−・−・・−・−・−・−・−・Ａ／Ｄコンバータ３
・−・−・−・−・・−・・・・−・フレームメモリー
４−−−−−−−−−・・−・−−−−−・操作卓５−
・・−−−−−−−−−−・・−ＣＰ　Ｕ６・−−−−
−−・−−−−−・・−Ｒ０Ｍ７−・・・・・−・・−
−−−・−・−・ＲＡＭ８−・−・・−・・−−−−−
一・Ｄ／Ａコンバータである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 静止画映像データを記憶したメモリーと、このメモリー
   内の所定領域のデータが表す階調情報を抽出する手段と
   、この階調情報と修正すべき目標値とを対比してデータ
   変換特性を生成する手段とを具備し、上記データ変換特
   性に基づいてメモリー内のデータを変換して所望の階調
   分布を有する映像データを得るようにした静止画の階調
   補正装置。