JPS6326783A - カラ−画像処理方式 - 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〕 この発明は、カラー画像に対する画像強調等の変換処理
を行うカラー画像処理方式に関する。

（従来の技術〕 従来、白！４．４淡画像処理において、画像全体に同一
の処理操作を施すのではなく、画像の大局的な特徴や情
報を考慮に入れて処理する方法力ｑ采用されている。（
Ｍ、　Ｐ、　Ｅｋｓｔｒｏｍ著’　Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｉ
ｍａｇｅＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ
”　　Ａｃａｄｉｍｉｃ　Ｐｒｅｓｓ　Ｉｎｃ、　　　
。

発行、　１９８４．　ＰＰ、　３４〜４１参照）この画
像処理方法は、濃淡画像の大局的な明暗情￥ｇを算出し
、次いで画像の詳細情報を検出して、それらの大局明暗
情報と詳細情報に対して強調処理を施し、それらの処理
された各情報を結合することにより、処理画像を得るも
のである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、カラー画像において、３次元的情報、すなわ
ち赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）などで入力される場合
に、Ｒ，Ｇ、Ｂの各プレーン毎に、上記従来の方法で強
調処理を施すと、Ｒ，Ｇ、Ｂの比が大幅に変化したりす
るため、色調が変化し画像のイメージが大きく変化して
しまい不自然な画像強調処理となる問題点があった。

本発明は、上記問題点を解決するためりこなされたもの
で、カラー画像に対して空間適応型フィルタ処理を施し
て画像処理を行う場合に、色調の変化等の少ない自然な
強調処理画像等の処理画像が得られるようにしたカラー
画像処理方式を提供することを目的とするものである。

〔問題点を解決するための手段及び作用〕上記問題点を
解決するため、本発明は、入力されたカラー画像信号か
ら明度情報と他の色彩情報（例えば色相、彩度など）と
を抽出し、該明度情報から空間フィルタ処理を施すこと
により空間的大局情報と空間的詳細情報を算出すると共
に、該空間的大局情報と空間的詳細情報に対して所定の
変換処理を施して得られる変換された空間的大局情報と
変換された空間的詳ｍ情報を混合して新たな明度情報を
算出し、この新たな明度情報に前記色彩情報を結合させ
て所定のカラー画像信号に変換するようにするものであ
る。

このようにしてカラー画像に変換処理を行うことにより
、色調の変化等の少ない自然な強調処理の施された処理
画像等を得ることが可能となる。

（実施例〕 以下実施例について説明する。第１図は、本発明に係る
カラー画像処理方式の一実施例の処理子１頓の流れを示
す図であり、この流れ図に沿って本発明に係るカラー画
像処理方式について説明する。

まず、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）などのカラー画像
信号を入力し、これに色座標変換を施すことにより、明
度情報Ｖを抽出する。この色座標変換としては、次の（
１）式に示すような線形変換などがある。

・・・・・・（１） この＋１１弐による線形変換の場合には、１１が明度情
報となり、Ｉｚ、Ｉｚは１．軸に直交する軸として明度
以外の色情報Ｖ↓−Ｈｚ、　　Ｉｚ）を表すものである
。

また色座標変換としては、この［１＋式に示す変換の他
に、ＣＩＥが定めているＬ”ａ”ｂ′″空間。

Ｌ　”　ｕ　”　Ｖ　”空間などへの座標変換であって
もよい。

この場合にはＬｏが明度情報を、（ａ“、ｂ“）。

（ｕ　”、　　ｖ　”）が明度以外の色情報を表すもの
と考えれば、同等に取り扱うことができる。

このように、明度情報Ｖとその他の色情報Ｖ４とに分離
したのち、明度情報に関する大局情報ｖＬを抽出する。

この大局情報ＶＬは先に示した参照文献に記載されてい
るように、明度情？ＩＶの大まかな変化を示すものであ
り、例えば空間的な平均化フィルタによって得ることが
できる。

次に明度情１１ｉ１Ｖと大局情報■、から詳細情報■イ
を抽出する。この詳細情報ｖＨは、基本的には原画像の
明度情報から大局情報ｖＬを除いたものであり、 Ｖに−ｖ−ｖＬ　　　　・・・・・・（２）によって得
ることができる。

大局情報■、と詳細情報■８が得られたのち、両者に関
して所望の画像強調処理ｒＬ、ｒＨが施され、その結果
、次の（３）式又は（３′）式に示す変換処理された大
局情報■、′　及び変換処理された詳細情叩■イ′が得
られる。

そして、これらの変換処理された大局情報■、′と変換
処理された詳細情報ｖ８′　は加えられ、新たな明度情
報ｖ′が算出される。次いでこの新たな明度情報Ｖ′と
元の色情報Ｖｈ　　０組（ｖ’、ｖ工）に対して、＋１
１式に示したような色座標変換の逆変換を施すことによ
り、所望の強調処理の施されたカラー画像信号（Ｒ’、
Ｇ’、Ｂ’）が得られ、強調処理操作を終了する。

第２図は、第１図に示した本発明に係るカラー画像処理
方式の一実施例を実施するためのハードウェアの構成例
を示すブロック図である。この構成例は、内部が機能ブ
ロック化された画像処理プロセッサによって構成されて
いる。すなわち、カラー画像を取り込むことが可能なＴ
Ｖカメラ１と、該ＴＶカメラ１で取り込まれたアナログ
カラー画像信号をディジクル信号に変換するためのＡ／
Ｄ変換部２と、上記ディジクル画像信号を、この画像処
理装置の各部に転送するための画像バス３と、該画像バ
ス３上のデータあるいはシステムバス４上のデータを取
り込み、画像を格納するための画像メモリ５と、画像バ
ス３上のデータに関して所望の処理を実行し、その結果
を再び画像バス３上に送出する画像処理プロセッサ６と
、画像バス３上のディジタルデータをアナログデータに
変換し、カラーモニタディスプレイ７にその信号を送出
するＤ／Ａ変換部と、システムバス４に接続されて画像
処理装置全体をコントロールするためのＣＰＵ９とで構
成されている。

更に画像処理プロセッサ６の内部は、カラー画像信号（
Ｒ，Ｇ、Ｂ）と明度情報１色情ｔｌａ（Ｖ’。

Ｖ上）などの間の色座標変換を行う色座標変換処理部１
０と、画像に対して局所的空間フィルタ処理を施すため
の空間フィルタ処理部１１と、少なくとも２枚の画像間
の任意の四則演算を施すことが可能な画像間演算部１２
と、画像に関して所望のテーブル変換を施す濃度変換処
理部１３とで構成されている。

次にこのように構成されたカラー画像処理装置の動作に
ついて説明する。動作の流れは第１図に示した基本的な
処理手順の流れとほぼ同様である。

まずカラー画像信号はＴＶカメラ１から入力され、Ａ／
Ｄ変換部２によってディジタルデータに変換されたのち
、画像バス３を介して画像メモリ５に格納される。画像
メモリ５に格納された画像データ（Ｒ，Ｇ、　Ｂ）は、
色座標変換処理部１０によって明度情報Ｖとその他の色
情ｆｌｌｖｈ　に分離され、再び画像メモリ５に格納さ
れる。このようにして格納された明度情報■は、空間フ
ィルタ処理部１１においてローパスフィルタ処理が施さ
れ、空間的大局情報Ｖ、が算出される。このローパスフ
ィルタとしては、入力画像ｘｉｊ、出力画像Ｙｒｊ、荷
重関数Ｗ＃、を用いて、次の（４）式に示す部分領域の
線形フィルタリングによって求めることができる。

ここで（ｉ、　　ｊ）は空間座標、（ｐ、　　ｑ）は空
間相対座標で、Ｗ□は定数であり、Ｓ＝　（（ｐ、Ｑ）
１ｐ≧α〜β、ｑ≧γ〜δ、α、β、γ、δ：整数Ｉ〕
である。

次に、このようにして求められた大局情ｔａｖｔと原画
像の明度情報Ｖとを用いて、画像間演算部１２において
、それらの差である詳細情ｔＦｆＶｎ＝Ｖ−ＶＬが計算
され、再び画像メモリ５に書き込まれる。

次いで前記（３）式に表される画像強調処理を施す場合
には、画像メモリ５に書き込まれた大局情報■、と詳細
情ｆＩｉＶＨに対して、濃度変換処理部１３において、
次の（５）式に示す所望の強調処理が施される。

また、前記（３′）式に表される処理を施す場合には、
濃度変換処理部１３を２回用いることにより、まず、 が計算され、次いで画像間演算部１２で、■□’−ｑＸ
ｆイ（Ｖ、） なる所望の強調処理が施される。そして、その結果得ら
れた変換処理された大局情報ｖＬ′　及び変換処理され
た詳細情報ｖＨ′　は、画像演算部１２において再び加
えられ、新たな明度情９１３■’を得る。

更にこのようにして得られた新たな明度情報ｖ′と、画
像メモリ５に格納されていた元の色情報Ｖ工は、色座標
変換処理部ＩＯにおいて、画像表示に適したカラー画像
信号（Ｒ’、Ｇ’、Ｂ’）に変換されて、画像メモリ５
に格納された後、Ｄ／Ａ変換部８を介してカラーディス
プレイモニタ７に表示される。

以上のように本構成例においては、画像処理プロセッサ
内を数種の機能ブロックに分割し、画像メモリに処理の
途中結果を格納しておくことにより、分離した明度ｆｆ
ｆ報に対して容易に空間適応型フィルタ処理を施すこと
ができる。

第３図は、前記（３）弐で表される強調処理を砲す場合
の、画像処理プロセッサの具体的な構成例を示すブロッ
ク回であり、次のように構成されている。すなわち、入
力されたカラー画像信号（Ｒ。

Ｇ、　　Ｂ）から明度情報■とその他の色情報Ｖ４　を
分離する色座標変換回路１４と、前記明度情報■に空間
フィルタをかけて空間的大局情報ｖＬを抽出するための
ローバスフィルり１５と、工亥’ｏ’ｌバスフィルタ１
５における処理に必要な時間だけ明度情報Ｖを遅延させ
るためのディレィエレメント１６と、明度悄Ｉｌｖがら
空間的大局情ｆＩｌｖＬを引いて空間的詳細情報ｖ、ｌ
を抽出するための加減算器１７と、該加減算器１７にお
ける処理に必要な時間だけ、大局情報Ｖ、を遅延させる
ためのディレィエレメント１８と、上記のようにして求
められた空間的大局情報Ｖｔ及び空間的詳細情報ｖ８に
、それぞれ所定の処理を施すためのルック・アップ・テ
ーブル・メモリ（Ｌ　ＵＴ）１９．２０と、該ルック・
アップ・テーブル・メモリ１９．２０でそれぞれ求めら
れた処理後の大局情報ｖＬ′及び詳細情報ｖ９′を加え
て、新たな明度情報Ｖ′を算出するための加算器２１と
、前記ローパスフィルタ１５、加減算器１７．ルック・
アップ・テーブル・メモリ２０及び加算器２１における
処理に要する時間だけ、先の色情ｔｉｖｐ　を遅延させ
るためのディレィエレメント２２と、前記新たな明度情
報ｖ′と前記色情報ｖ４　を座標変換して、強調処理さ
れたカラー画像信号（Ｒ’、Ｇ’、Ｂ’）の値を求める
ための色座標変換回路２３とで構成されている。

この構成例においては、処理がパイプライン的に実行さ
れるように構成されている。このため演算を実行する色
座標変換回路１４、ローパスフィルタ１５．加減算器１
７．ルック・アップ・テーブル・メモリ１９．２０．加
算器２１．色座標変換回路２３の他に、演算データと同
期をとるためのディレィニレメンＨ６，１８，２２が挿
入され、画像全体が走査されるのに伴いバイブライン的
に処理が実行される。

なお色座標変換回路１４．２３は、例えば零件出廓と同
一出願人の出願に係る特願昭６１−９９０６９号に開示
されている構成を用いることができる。

またローパスフィルタ１５は、特公昭５１−１２４９２
号公報に開示されているような構成により実現すること
ができる。

一方、ルック・アンプ・テーブル・メモリ１９゜２０は
プログラマブル・リード・オンリ・メモリ　（ＦＲＯＭ
）、あるいはランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）に
よって構成することができる。例えば入力信号線をメモ
リのアドレス線に、出力信号線をメモリのデータ線に接
続し、入力と出力との関係を対応するメモリ番地に書き
込んでおくことにより、ルック・アップ・テーブル・メ
モリとして使用することが可能となる。

次にこのように構成した画像処理プロセッサの動作につ
いて説明する。まずＴＶカメラから入力されるカラー画
像信号、あるいは画像メモリ等に格納されているカラー
画像データ（Ｒ，Ｇ、Ｂ）は、色座標変換回路１４で明
度情報■とその他の色情化ＶＬ　に分離される。その後
明度情報■はローパスフィルタ１５及びディレィエレメ
ント１６に送られ、前記色情報Ｖエ　はディレィエレメ
ント２２に送られる。ローパスフィルタ１５では前記（
４）式で示されるようなローパスフィルタ処理が施され
て、その演算結果の大局情報ｖＬが出力される。そして
ディレィエレメント１６で同期をとられた明度情報■と
共に加減算器■７と、ディレィエレメント１８に送られ
る。加減算器１７では明度情報■から大局情報ｖＬが減
算されて、詳細情報■工が計算される。

一方、ディレィニレメン目８では、加減算器１７で前記
計算が行われている時間だけ、前記大局情報■、が遅延
される。次いで大局情ｉＶＬ及び詳細情報■８は、それ
ぞれルック・アンプ・テーブル・メモリ１９．２０で、
前記（３）式で示される所定の変換を受けて、変換処理
された大局悄ａ　ｖ、’　　及び詳細情報ｖ、ｌ′　　
が出力される。

次に互いに同期化された変換処理後の大局情報ｖＬ′　
及び詳細情報■、′　は、加算器２１で加え合わされて
、その出力として新たな明度情報Ｖ′を得る。次いでこ
の明度情報ｖ′は、以上の処理が行われている間、ディ
レィエレメント２２で遅延させられていた対応する色情
報ＶＬ　と共に、色座標変換回路２３で再びカラー画像
信号（Ｒ’、Ｇ’。

Ｂ’）に変換される。そして、以上の処理は、この画像
処理プロセッサのパイプラインサイクルに合わせて、画
像の各画素について順次実行されることになる。

第４図は、前記（３′）弐で表される強調処理を施す場
合の画像処理プロセッサの構成例を示すブロック図で、
次のように構成されている。すなわち、入力されるカラ
ー画像信号（Ｒ，Ｇ、Ｂ）から明度情報Ｖとその他の色
情報ＶＬを分離する色座標変換回路２４と、該明度情報
Ｖに空間フィルタをかけて空間的大局情ＩＶＬを抽出す
るためのローパスフィルタ２５と、ローパスフィルタ２
５における処理に要する時間だけ明度情ｆ［ｉＶを遅延
させるためのディレィエレメント２６と、明度情報ｖが
ら空間的大局情報■、を減算して空間的詳細情報ｖ８を
抽出するための加減算器２７と、前記空間的大局悄ＩＷ
ＶＬを入力して、それぞれ前記（３′）式に示すｋ（ｖ
ｔ）、ｖＬ’＝ｒＬ（ｖＬ）なる変換を施すためのルッ
ク・アップ・テーブル・メモリ２８．２９と、加減算器
２７の出力である空間的詳細情報Ｖ□と前記ルック・ア
ップ・テーブル・メモリ２８の出力ｋ（ＶＬ）を乗算す
るための乗算器３０と、該乗算器３０の処理時間だけ、
前記変換された空間的大局情ａ　ｖ　、　’　　を遅延
させるためのディレィエレメント３１と、乗算器３０の
出力である変換された詳細情報Ｖイ′　とディレィエレ
メント３１の出力ｖＬ′　との加算を行うための加算器
３２と、前記ローパスフィルタ２５．ルック・アンプ・
テーブル・メモリ２８゜乗算器３０．加算器３２等の処
理時間分、前記色情報ＶＬ　を遅延させるためのディレ
ィエレメント３３と、前記加算！Ｓ３２の出力である新
たな明度商１ｖ’と色情報Ｖ工を座標変換して再びカラ
ー画像信号（Ｒ’、Ｇ’、Ｂ’）の値を求めるための色
座標変換回路３４とで構成されている。

この構成の画像処理プロセッサの動作は、ローパスフィ
ルタ２５で処理が施されて得られた大局情報ｖＬを、詳
細情ｉｖイを抽出するために明度情報Ｖと共に加減算器
２７に入力させる他に、前記（３′）式に示すｋ　（Ｖ
Ｌ）ｌ　　Ｖｔ　’　＝　ｆ　Ｌ（ＶＬ）なる変換を施
すために、ルック・アップ・テーブル・メモリ２８．２
９とに入力させ、ルンク・アップ・テーブル・メモリ２
８の出力ｋ（ｖｔ）と加減算器２７の出力である詳細情
報Ｖ、ｌとを乗算器３０で乗算して変換された詳細情報
ｖ□′　を得るようにしている点を除いては、第３図に
示した構成の画像処理プロセッサと同様である。

上記画像処理プロセッサの２つの具体的構成例において
は、ディジタルデータに関して処理を施すものを示した
が、アナログ信号に関しても同様の処理を施すことがで
きる。例えば、第３回及び第４図に示した構成例におい
て、色座標変換回路をアナログ回路方式のリニアマトリ
ックス回路によって構成し、ルック・アップ・テーブル
・メモリ１９．２０．２８．２９などは特別なアナログ
ファンクンヨン回路を用いれば、アナログ信号を処理す
ることが可能となり、したがってアナログ処理によって
も高速に画像処理を行うことができる。

〔発明の効果〕

以上実施例に基づいて説明したように、本発明によれば
、カラー画像信号を明度情報とその他の色彩情報に分離
し、明度情報に関してのみ所定の空間フィルタ処理を施
して、元の色情報と結合して所定のカラー画像信号に変
換するようにしたので、色調の変化の少ない画像強調処
理等のカラー画像処理を実行させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係るカラー画像処理方式の一実施例
の処理手順を示す流れ図、第２図は、第１図に示したカ
ラー画像処理方式を実施するためのハードウェアの構成
例を示すブロック図、第３図は、その画像処理プロセッ
サの構成例を示すブロック図、第４図は、画像処理ブロ
モ、すの他の構成例を示すブロック図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. カラー画像を扱う画像処理装置において、入力されたカ
   ラー画像信号から明度情報と他の色彩情報とを抽出し、
   該明度情報から空間フィルタ処理を施すことにより空間
   的大局情報と空間的詳細情報を算出すると共に、該空間
   的大局情報と空間的詳細情報に対して所定の変換処理を
   施して得られる変換された空間的大局情報と変換された
   空間的詳細情報を混合して新たな明度情報を算出し、こ
   の新たな明度情報に前記色彩情報を結合させて所定のカ
   ラー画像信号に変換することを特徴とするカラー画像処
   理方式。