JPS62128694A - 画像信号処理方法 - Google Patents

画像信号処理方法

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JPS62128694A
JPS62128694A JP60269880A JP26988085A JPS62128694A JP S62128694 A JPS62128694 A JP S62128694A JP 60269880 A JP60269880 A JP 60269880A JP 26988085 A JP26988085 A JP 26988085A JP S62128694 A JPS62128694 A JP S62128694A
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JP
Japan
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limit value
sampling
histogram
signal
points
Prior art date
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Pending
Application number
JP60269880A
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English (en)
Inventor
Hideaki Kawamura
秀明 河村
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
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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】 く分野〉 本発明は入力画像信号を階調補正する画像信号処理装置
に関し、特に高階調のハードコピーを得るのに適した画
像信号処理方法に関する。
〈従来技術〉 テレビジョン信号等の階調性を有する入力画像信号から
ハードコピーを得るプリンタにおいて、その階調再現範
囲はテレビジョンによる再現範囲よりも狭いので、入力
画像信号をそのままプリントアウトすると階調性のない
画像が得られたり、全体的に明るい画像になったり、暗
い画像になったりする。そこで一般に入力画像信号に対
して適当なガンマ補正を行ったのち、プリントアウトし
ている。しかしながら、入力画像信号の態様によっては
、一義的なガンマ補正を施しても所望の画像が得られな
い。これはガンマ補正の特性を可変することによって解
決可能であるが、その特性の設定には熟練者の感に頼っ
たり、試行錯誤によって求めていた。
〈発明の目的〉 本発明は上記従来技術の欠点に鑑み、ガンマ補正の特性
を自動的に設定することが可能になると同時に、階調補
正の際に利用する上限値。
下限値を決定する為のヒストグラムを求める処理の高速
化及び上限値、下限値の高精度な決定が可能となった画
像信号処理方法の提供を目的としている。
〈実施例の説明〉 第1図は本実施例の画像処理装置の制御ブロツク図であ
る。以下動作説明する。
NTSC入力端子2に入力されたNTS CTV信号は
NTSCデコーダ6テR、G 、 B各色信号に復調さ
れ、切換スイッチ12に入力される。NTSCTV倍信
号同期分離回路8で垂直、水平同期信号が分離され、同
期信号は切換スイッチ14へ入力される。又、RGB入
力端子4に入力されたR、G、B各色信号は直接切換ス
イッチ12に入力され、又、同期信号SYも直接切換ス
イッチ14に入力される。そしてマニュアルの入力選択
スイッチ10で指定される入力信号源が切換スイッチ1
2.14で選択される0選択されたR、G、B各色信号
はアナログデジタル変換器(以下A/D変換器)16R
,16G、16Bで入力される。一方、選択された同期
信号はタイミング信号発生回路18に入力され、A/D
変換器16のサンプリング信号及び後述のラインメモリ
2OR,20G。
20Bの入出力クロックを形成する。一方、A/D変換
器16に入力されたアナログ色信号はデジタル信号に変
換され、各ラインメモリ20に入力される。このライン
メモリ20R,20G、20Bは、制御回路27から自
由に読み書き可能な構成となっている。そして各ライン
メモリ20の出力信号は夫々、ガンマ補正回路24R,
24G 、24Bに入力されてR→C9G−M、B+Y
の変換、ガンマ補正、及び正規化が同時に行われる。こ
こでガンマ補正の特性は制御回路22により自動制御さ
れる。この動作については後で詳述する。
ガンマ補正回路24で特性変換されたC 、 M。
Yのデータはマスキング回路26に入力され、不斉色成
分の除去及び下色除去の処理が行なわれ、各色信号C’
、 M’、 Y’、 B K’が得られ、夫々デジタル
−アナログ変換器(以下D/A変換器)28C,28M
、28Y 、28BKでアナログ信号に変換される。各
アナログ信号は例えばインクジェットヘッドのドライバ
回路を介してインクジェットヘッドに印加され、所望の
画像が得られる。
次′にガンマ補正回路24の動作を説明する。
ガンマ補正回路24は先に述べた如< RGBからCM
Yへの対数変換、ガンマ補正、及び正規化を行う。
この変換は実際の画像形成に先だって、次の如く行われ
る。
第2図にテレビジョン画面30を示す。図において32
は水平走査線、34はサンプリング方向、36はサンプ
リングポイント、Xは水平走査方向、Yは垂直方向を示
している。A/D変換器16によるす、ンプリングは水
平走査方向Xに垂直な方向に行なわれ、順次その位置を
水平走査方向に移動させることにより全画面のサンプリ
ングが行なわれる。実際の画像形成時にはX方向に64
0点、Y方向に480点のサンプリングが行われる。し
かし、ガンマ補正及び正規化の為のハイライトポイント
、ダークポイントの設定の為には全サンプリング情報を
必要としないので、X方向にlO垂直ライン装きに合計
64点、Y方向には480点のサンプリングが行なわれ
る。
このサンプリングポイントにおける輝度信号(Y)の信
号レベルでヒストグラムを求め、ダークポイント、ハイ
ライトポイントを決定するのが理想的であるが、この輝
度信号レベルYを求めるには Y=0.3OR+0.59G+0.11B・・・式(1
)という計算を必要とし、かつ1サンプリングでは1色
のデータしか得られないので、R,G。
Bのデータを得る為には3回のサンプリングを行なわな
ければならない。これを制御回路に用いている8bit
程度のマイコンで実行するには数分かかり実用的ではな
い。
そこでYの成分の6割はGが占めていることがらGのみ
でヒストグラムを求める方法については既に提案した。
この手法では1画素のサンプリングはGのみで行なうの
で計算処理も必要としない為大巾にサンプリング時間を
短縮することができ、自然画の場合は実用上問題ないこ
とも実験で確かめた。しかし、その後の検討の結果、サ
ンプリング時間をほとんど増加することなくさらに上限
値、下限値を精度よく決定する方法としてGのみで求め
ていたヒストグラムを、R,G、Bをサンプリングライ
ンごとに適当に切り換え、そのデータの重みを式(1)
を考慮してRは3倍、Gは6倍、Bは1倍でヒストグラ
ムをとる方法が有効であることがわかった。第2図で詳
しく説明すると、入力画像はよこ640×たて480ド
ツトで構成され、それぞれR,G、B8bitにA/D
変換され、その輝度レベルは0〜255の値を持つ、こ
の場合サンプリングは10本おきに行なわれるが、最初
のラインはHについて、各画素の輝度レベルに応じてヒ
ストグラムの頻度を+3する。
同様に次はGについて、頻度を+6し、同様に次はBに
ついて、頻度を+1する。この様にして求めたヒストグ
ラム(Hx)を第3図に示すや図中点線で示すA’(x
)はH(x)の累積頻度カーブである。このA (x)
を用いて、階調補正する際のハイライトポイント(HP
)、ダークポイント(Dr)は次式(2) で示される値より求める。
この様にして求めたHP、Drの値がどの程度の誤差か
、50枚以上の画像について調べ平均したグラフが第4
図、第5図である。それぞれ横軸はX軸方向のサンプリ
ング間隔を示し、縦軸は輝度Yについて式(1)による
計算で、全画素をサンプリングしそのヒストグラムより
求めたDP・HPとの差を示す。
図中本発明による誤差のカーブは3R+6G十Bで示し
である。図からも明らかな様に、DP、HP共にサンプ
リング間隔10本程度では輝度Yの場合との誤差はほと
んど見られず、G単色のみの場合に比べ大巾に輝度が改
善されたことがわかる。
この様にして求めたDP、HPを用いて、入力画像R,
G、B(7)輝度レベルx(0≦X≦255)に対し階
調補正関数N (x)  は なる式(3)で変換すれば、YMC変換・ガンマ補正及
び正規化処理が同時に行なわれ、良好な階調性を持った
ハードコピーが得られる。N(X)のカーブは第3図中
2点鎖線で示しである。このN (x)の計算は、実際
は24R,24G、24BのROMによるテーブル変換
方式で行なわれるが、Dr 、HPの値はそれぞれO〜
255の値をとりうるが、実用上はDPは概略20から
5ステツプおきに8レベル、HPは150からlOステ
ップおきに8レベルの64木程度あれば十分である。こ
の補正カーブの例を第6図に示す。
この様に式(2)で求められたDr 、HPはROMテ
ーブルに予め収められている一番近いポイントのDP、
HPにより変換されることになる。
次に本実施例を実行する制御プログラムを第7図〜第9
図により説明する。
第7図はヒストグラムを求めるフローチャートで初期設
定として101.102で輝度分布のテーブルをクリア
しサンプリングは画面左上のX=1.Y=1の点から開
始し、どの色を選択するかを示すS E Lt−Rとす
る。103,104では選択色に応じた重み付けで発生
頻度をカウントする。106,107でy軸方向に48
0点サンプリングを行ない、108.109でX軸にl
Oラインおきに同様のカウントを行なう。110では1
サンプリングおきにR−G→B−Hの順に選択色を変え
て一画面分のサンプリングを終了する。
第8図は、前述の処理で求めた輝度分布から入力信号に
対する設定ダークポイントDP及び設定ハイライトポイ
ントHPを求める流れ図であって、ここではステップ2
01〜206で輝度合、布の累積度数、すなわち累計(
0〜255)を求め、ステップ207〜215で入力信
号レベルのDP及びHPを求めている。ここで累計(2
55)は総累積度数を示し、前述の画素数については6
4X480になる。また前記のポイン)Dr、HPは、
本実施例では簡単の為にそれぞれ輝度分布の総累積度数
の1%より小さい点及び同じく99%より大きい点とし
ている。詳しくは、DPは累計(ループ)を下からサー
チして行き総累積度数の1%以上になる直前の輝度レベ
ルを求め、HPは累計(ループ)を上からサーチして行
き総累積度数の99%以下になる直前の輝度レベルを求
める。この実施例では、上記の処理で求めたDP及びH
PをそれぞれR,G、B信号に対する共通のDr及びH
Pとする。
第8図にもどって、先ずステップ201で累計(0〜2
55)が格納されているRAM内のデータエリアをクリ
アする。次にステップ202で累積度数分布の初期設定
、すなわち輝度が0である度数の設定をし、ステップ2
03でループカウントの初期設定を行う。ステップ20
4でその直前のループに対する累積度数、すなわち累計
(ループ)に当該ループにおける輝度分布(当該輝度レ
ベルの発生度数)を加える。ステップ205でループカ
ウントに1を加え、これらの処理をループ〉255にな
るまでくり返す(ステップ206)。
次にDr及びHPを求めるには、ステップ207でDP
及びHPの初期設定を、ステップ208でDPを求める
ためのループカウントの初期設定を行う。ステップ20
9及び201での演算を行い、この値が0101より小
さい間は順次ループカウントに1を加えて上記の演算を
くり返し、その値が0.01以上になれば、その直前の
ループカウント値をDPとして設定する(ステップ21
1)。次にステップ212でHI3 Pを求めるためのループカウントの初期設定を行い、ス
テップ213及び214で前記と同様の演算をその値が
0.99より大きい間くり返し、その値が0.99以下
になれば、その直前のループカウント値をHPとして設
定する(ステップ215)。
次に上記Dr 、HPからテーブル変換用各ポイントD
PB 、HPBを求める手順を第9図に従い説明する。
まずステップ301でDPとDP8の大小関係を調べ、
DPがDP8より大きいとき、ステップ302でDPB
とDP8とする。次にDPとDPIの大小関係をステッ
プ303で調べ、DPがDPIより小さいときステップ
304でDPBをDPIとする。次にステップ505で
の演算を行う。ここで10はDPBの6値の差である。
即ち、本実施例では第6図に示す如く、DP8−DP7
=DP7−DP6=・・・・・・=DP2−Dr 1=
 5と設定されている。
この演算により求められたDPAを四捨五入した値によ
りDPBが求められる。以上の処理により設定ダークポ
イントDPに最も近い処理用ダークポイントDPBが求
められる。
ステップ307〜312では同様に設定HPに最も近い
処理用ハイライトポイントHPBが求められる。
そしてこのDPB 、HPBがステップ313でガンマ
補正回路24R,24G 、24Bに出力される。この
処理の後、実際の画像形成が行なわれる。
尚、第4N−第5図からも明らかな様にサンプリング間
隔も10本に固定されることはなく、20木おき、30
木おきでもかなりの精度でDr 、HPが求められるこ
とはわかる。またサンプリングの色順序も今はR4G+
Bで説明したが、どういう順序でもかまわなく、又R→
R−G−G+B→B等複数ラインごとでも良い。
又、1種の参照テーブルについて2にビットの容量が必
要とすれば、64種の参照テーブルをもつガンマ補正回
路24は128にビットのROMにより構成できる。又
、入力色信号の8ビツトのうち、最下位ビットを無視し
て、参照テーブルをつくれば、1種の参照テーブルにつ
いてはIKビットの容量で足り、例えば処理用グークポ
イン)DPBを16点、ハイライトポイントHPBを8
点設け、合計128種のテーブルを持つことができる。
もちろんROMサインを大きくすればより細かい変化に
対応できる。
又、設定ポイン)Dr、HPは累計の1%点及び99%
点として説明したが、マニュアルの画質調整入力スイッ
チ29により、種々のポイントを選ぶこともできる。
又、HPB 、DPBはどちらか一方を固定し、他方を
可変しうる如く構成してもよい。
く効果〉 以上説明した如く本発明によれば、R,G。
Bでヒストグラムをとる為に単色のみの場合に比べ、ハ
イライトポイント、ダークポイントを精度良く求めるこ
とができ、求められたハイライトポイント及びダークポ
イントから一義的にガンマ補正曲線が求められるので、
人間の感に頼ることなく、又、試行錯誤によることなく
高品質、高階調の画像を得ることができる。更にガンマ
補正曲線は複数の補正手段の一つが自動的に選択される
ので、ガンマ補正の為の処理時間が短かくて済む。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本実施例の処理回路の制御ブロック図、第2
図は本実施例のサンプリングの説明図、第3図は頻度分
布曲線を示す図、第4図。 第5図は夫々ダークポイント、ハイライトポイントの検
出信号別の誤差を示す図、第6図はダークポイントの相
違によるガンマ補正カーブの違いを示す図、第7図〜第
9図は第1の制御回路22内のプログラムフローチャー
トを示す図である。 ロ 〆ぺ 嫁 駅 口へ 諒 口 薊

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 入力画像信号を階調補正する際の上限値(ハイライトポ
    イント)、下限値(ダークポイント)を求める際に、R
    、G、Bの値の重み付けをそれぞれ概略3:6:1とし
    てヒストグラムを求め、その累積分布から上限値、下限
    値を決定することを特徴とする画像信号処理方法。
JP60269880A 1985-11-29 1985-11-29 画像信号処理方法 Pending JPS62128694A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01165265A (ja) * 1987-12-21 1989-06-29 Matsushita Electric Ind Co Ltd カラー画像処理装置
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