KR101089426B1 - 시각 처리 장치, 시각 처리 방법, 시각 처리 프로그램 및 반도체 장치 - Google Patents
시각 처리 장치, 시각 처리 방법, 시각 처리 프로그램 및 반도체 장치 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은, 시각 처리된 화상을 보는 사람에게 있어서, 보다 시각적 효과가 높은 화상을 얻는 것을 과제로 하는 것이다. 시각 처리 장치(910)는 출력부(914)와 변환부(915)를 구비하고 있다. 출력부(914)는 환경 광을 나타내는 파라미터(P1)에 기초하여 휘도 조정 파라미터(P2)를 출력한다. 변환부(915)는 출력부(914)에 의해 출력된 휘도 조정 파라미터(P2)와, 시각 처리의 대상이 되는 대상 화소의 휘도와, 대상 화소의 주변에 위치하는 주변 화소의 휘도에 기초하여, 대상 화소의 휘도를 변환한다.
Description
본 발명은 시각 처리 장치, 특히, 화상 신호의 공간 처리 또는 계조 처리 등의 시각 처리를 행하는 시각 처리 장치에 관한 것이다.
원화상의 화상 신호의 시각 처리로서 공간 처리와 계조 처리가 알려져 있다.
공간 처리란, 필터 적용의 대상이 되는 주목 화소의 주변의 화소를 이용하여 주목 화소의 처리를 행하는 것이다. 또한, 공간 처리된 화상 신호를 이용하여 원화상의 콘트라스트 강조, 다이나믹 레인지(DR) 압축 등을 행하는 기술이 알려져 있다. 콘트라스트 강조에서는 원화상과 블러링 신호의 차분(화상의 선예(鮮銳) 성분)을 원화상에 더하여 화상의 선예화가 행해진다. DR 압축에서는 원화상으로부터 블러링 신호의 일부가 감산되고 다이나믹 레인지의 압축이 행해진다.
계조 처리란, 주목 화소의 주변의 화소와는 관계없이, 주목 화소마다 룩업 테이블(LUT)을 이용하여 화소값의 변환을 행하는 처리이며, 감마 보정이라 하기도 한다. 예를 들면, 콘트라스트 강조하는 경우, 원화상에서의 출현 빈도가 높은(면적이 큰) 계조 레벨의 계조를 세우는 LUT를 이용하여 화소값의 변환이 행해진다. LUT를 이용한 계조 처리로서 원화상 전체에 1개의 LUT를 결정하여 이용하는 계조 처리(히스토그램 균등화법)와, 원화상을 복수로 분할한 화상 영역의 각각에 대해서 LUT를 결정하여 이용하는 계조 처리(국소적 히스토그램 균등화법)가 알려져 있다(예를 들면, 일본 특허 공개 공보 2000－57335호(제3페이지, 도 13∼도 16) 참조).
한편, 공간 처리와 계조 처리를 조합한 시각 처리에 대해서도 알려져 있다. 도 48∼도 51을 이용하여 공간 처리와 계조 처리를 조합한 종래의 시각 처리에 대해 설명한다.
도 48에 언샤프 마스킹을 이용한 에지 강조, 콘트라스트 강조를 행하는 시각 처리 장치(400)를 도시한다. 도 48에 도시하는 시각 처리 장치(400)는 입력 신호(IS)에 대해서 공간 처리를 행하여 언샤프 신호(US)를 출력하는 공간 처리부(401)와, 입력 신호(IS)로부터 언샤프 신호(US)를 감산하여 차분 신호(DS)를 출력하는 감산부(402)와, 차분 신호(DS)의 강조 처리를 행하여 강조 처리 신호(TS)를 출력하는 강조 처리부(403)와, 입력 신호(IS)와 강조 처리 신호(TS)를 가산하여 출력 신호(OS)를 출력하는 가산부(404)를 구비하고 있다.
여기서, 강조 처리는 차분 신호(DS)에 대해서, 선형 혹은 비선형의 강조 함수를 이용하여 행해진다. 도 49에 강조 함수 (R1∼R3)를 도시한다. 도 49의 가로축은 차분 신호(DS), 세로축은 강조 처리 신호(TS)를 나타내고 있다. 강조 함수 (R1)는 차분 신호(DS)에 대해서 선형인 강조 함수이다. 강조 함수 (R1)는 예를 들면, R1(x)=0.5x(x는 차분 신호(DS)의 값)로 표시되는 게인 조정 함수이다. 강조 함수 (R2)는 차분 신호(DS)에 대해서 비선형인 강조 함수이며, 과도한 콘트라스트를 억제하는 함수이다. 즉, 절대값이 큰 입력(x)(x는 차분 신호(DS)의 값)에 대해서, 보다 큰 억제 효과(보다 큰 억제율에 의한 억제 효과)를 발휘한다. 예를 들면, 강조 함수 (R2)는 절대값의 보다 큰 입력(x)에 대해서, 보다 작은 기울기를 가지는 그래프로 표시된다. 강조 함수 (R3)는 차분 신호(DS)에 대해서 비선형인 강조 함수이며, 소진폭의 노이즈 성분을 억제한다. 즉, 절대값이 작은 입력(x)(x는 차분 신호(DS)의 값)에 대해서, 보다 큰 억제 효과(보다 큰 억제율에 의한 억제 효과)를 발휘한다. 예를 들면, 강조 함수 (R3)는 절대값의 보다 큰 입력(x)에 대해서, 보다 큰 기울기를 가지는 그래프로 표시된다. 강조 처리부(403)에서는 이러한 강조 함수 (R1∼R3) 중 어느 하나가 이용되고 있다.
차분 신호(DS)는 입력 신호(IS)의 선예 성분이다. 시각 처리 장치(400)에서는 차분 신호(DS)의 강도를 변환하여 입력 신호(IS)에 가산한다. 이 때문에, 출력 신호(OS)에서는 입력 신호(IS)의 에지, 콘트라스트가 강조된다.
도 50에, 국소 콘트라스트(인텐시티)의 개선을 행하는 시각 처리 장치(406)을 도시한다(예를 들면, 특허 제2832954호 공보(제2페이지, 도 5) 참조). 도 50에 도시하는 시각 처리 장치(406)는 공간 처리부(407)와, 감산부(408)와, 제1 변환부(409)와, 승산부(410)와, 제2 변환부(411)와, 가산부(412)를 구비하고 있다. 공간 처리부(407)는 입력 신호(IS)에 대해서 공간 처리를 행하여 언샤프 신호(US)를 출력한다. 감산부(408)는 입력 신호(IS)로부터 언샤프 신호(US)를 감산하고 차분 신호(DS)를 출력한다. 제1 변환부(409)는 언샤프 신호(US)의 강도에 기초하여 차분 신호(DS)를 국소적으로 증폭하는 증폭 계수 신호(GS)를 출력한다. 승산부(410)는 차분 신호(DS)에 증폭 계수 신호(GS)를 승산하고, 차분 신호(DS)를 국소적으로 증폭한 콘트라스트 강조 신호(HS)를 출력한다. 제2 변환부(411)는 언샤프 신호(US)의 강도를 국소적으로 수정하고 수정 언샤프 신호(AS)를 출력한다. 가산부(412)는 콘트라스트 강조 신호(HS)와 수정 언샤프 신호(AS)를 가산하여 출력 신호(OS)를 출력한다.
증폭 계수 신호(GS)는 입력 신호(IS)에 있어서 콘트라스트가 적절하지 않은 부분에 대해, 국소적으로 콘트라스트를 적정화하는 비선형의 가중 계수이다. 이 때문에, 입력 신호(IS)에 있어서 콘트라스트의 적절한 부분은 그대로 출력되고, 적절하지 않은 부분은 적정화하여 출력된다.
도 51에, 다이나믹 레인지의 압축을 행하는 시각 처리 장치(416)를 도시한다(예를 들면, 일본 특허 공개 공보 2001－298619호(제3페이지, 도 9) 참조). 도 51에 도시하는 시각 처리 장치(416)는 입력 신호(IS)에 대해서 공간 처리를 행하여 언샤프 신호(US)를 출력하는 공간 처리부(417)와, 언샤프 신호(US)를 LUT를 이용하여 반전 변환 처리한 LUT 처리 신호(LS)를 출력하는 LUT 연산부(418)와, 입력 신호(IS)와 LUT 처리 신호(LS)를 가산하여 출력 신호(OS)를 출력하는 가산부(419)를 구비하고 있다.
LUT 처리 신호(LS)는 입력 신호(IS)에 가산되고, 입력 신호(IS)의 저주파 성분(공간 처리부(417)의 컷오프 주파수보다 낮은 주파수 성분)의 다이나믹 레인지를 압축한다. 이 때문에, 입력 신호(IS)의 다이나믹 레인지를 압축하면서 고주파 성분은 유지된다.
상기한 시각 처리에서는, 시각 처리된 화상을 보는 사람에 있어서, 보다 시각적 효과가 높은 화상을 얻는 것이 요구된다. 예를 들면, 시각 처리된 화상이 표시되는 경우, 표시된 화상은 표시 환경의 영향을 받은 상태에서 보여진다.
따라서, 본 발명에서는 시각 처리된 화상을 보는 사람에 있어서, 보다 시각적 효과가 높은 화상을 얻는 것을 과제로 한다.
시각 처리 장치는, 파라미터 출력 수단과 변환 수단을 구비하고 있다. 파라미터 출력 수단은 환경 광을 나타내는 파라미터에 기초하여 휘도 조정 파라미터를 출력한다. 변환 수단은 파라미터 출력 수단에 의해 출력된 휘도 조정 파라미터와, 시각 처리의 대상이 되는 대상 화소의 휘도와, 대상 화소의 주변에 위치하는 주변 화소의 휘도에 기초하여 대상 화소의 휘도를 변환한다.
환경 광을 나타내는 파라미터는, 예를 들면, 광의 강도를 검지하는 광 센서 등에 의해 측정되고 파라미터 출력 수단에 입력된다. 혹은, 환경 광을 나타내는 파라미터는, 사용자의 판단에 의해 작성되고 파라미터 출력 수단에 입력된다.
휘도 조정 파라미터란, 예를 들면, 대상 화소의 휘도, 주변 화소의 휘도, 혹은 그러한 값의 연산 결과 등에 대한 변환 후의 대상 화소의 휘도를 저장하는 룩업 테이블(LUT)이나, 대상 화소의 휘도, 주변 화소의 휘도, 혹은 그러한 값의 연산 결과 등을 변환하기 위한 계수 매트릭스 데이터 등이다. 또한, 휘도 조정 파라미터는 환경 광을 나타내는 파라미터를 포함해도 된다.
파라미터 출력 수단은, 예를 들면, 복수의 휘도 조정 파라미터로부터 환경 광을 나타내는 파라미터에 따른 휘도 조정 파라미터를 선택하여 출력하거나, 혹은 환경 광을 나타내는 파라미터에 따른 연산에 의해 휘도 조정 파라미터를 생성하여 출력한다.
본 발명에 기재된 시각 처리 장치에서는, 환경 광에 따른 시각 처리를 실현하는 것이 가능해진다. 즉, 시각 처리된 화상을 보는 사람에 있어서, 보다 시각적 효과가 높은 화상을 얻는 것이 가능해진다.
시각 처리 장치는, 파라미터 출력 수단은 환경 광을 나타내는 파라미터와 외부로부터 입력되는 외부 파라미터에 기초하여 휘도 조정 파라미터를 출력하는 것을 특징으로 한다.
외부 파라미터란, 예를 들면, 화상을 보는 사용자가 요구하는 시각적 효과를 나타내는 파라미터이다. 보다 구체적으로는, 화상을 보는 사용자가 요구하는 콘트라스트 등의 값이다(이하, 이 란에 있어서 동일함).
파라미터 출력 수단은, 환경 광을 나타내는 파라미터와 외부 파라미터에 기초하여 휘도 조정 파라미터를 출력한다. 여기서, 휘도 조정 파라미터는, 예를 들면, 외부 파라미터를 더 포함해도 된다.
본 발명에 기재된 시각 처리 장치에서는, 환경 광과 외부 파라미터에 따른 시각 처리를 실현하는 것이 가능해진다. 예를 들면, 화상을 보는 사용자가 요구하는 콘트라스트 등의 값을 사용자 자신이 설정하여, 보다 사용자에 있어서 시각적 효과가 높은 화상을 얻는 것이 가능해진다.
시각 처리 장치는, 파라미터 출력 수단은 환경 광을 나타내는 파라미터에 기초하여 휘도 조정 파라미터를 출력하는 제1 모드와, 환경 광을 나타내는 파라미터와 외부로부터 입력되는 외부 파라미터에 기초하여 휘도 조정 파라미터를 출력하는 제2 모드 중 어느 하나를 전환 신호에 기초하여 전환하여 동작하는 것을 특징으로 한다.
제1 모드에서는, 환경 광에 따른 휘도 조정 파라미터가 출력된다. 제2 모드에서는 환경 광과 외부 파라미터에 따른 휘도 조정 파라미터가 출력된다.
예를 들면, 제1 모드에서는 시스템에 미리 설정되어 있는 기정의 휘도 조정 파라미터가 출력된다. 또한, 예를 들면, 제2 모드에서는 화상을 보는 사용자가 요구하는 콘트라스트 등의 값을 사용자 자신이 설정하고, 설정된 값과 환경 광에 따라 휘도 조정 파라미터가 출력된다.
본 발명에 기재된 시각 처리 장치에서는, 화상을 보는 사용자 자신에 의해 설정된 콘트라스트 등의 값을 이용할지, 혹은 시스템에 미리 설정되어 있는 기정의 값을 이용할지를 전환하는 것이 가능해진다.
시각 처리 장치는, 변환 수단은 대상 화소의 휘도와 주변 화소의 휘도의 차 또는 비를 강조하는 연산을 행하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 강조하는 연산이란, 플러스 방향으로의 강조뿐만 아니라 마이너스 방향으로의 강조도 포함한다. 예를 들면, 대상 화소의 휘도와 주변 화소의 휘도를 평활화하는 처리나, 국소적인 콘트라스트를 강조하는 처리 등을 포함한다.
본 발명에 기재된 시각 처리 장치에서는, 예를 들면, 국소적인 콘트라스트를 강조하고, 환경 광이 존재하는 환경에 있어서 보여지는 콘트라스트를 유지하는 것 등이 가능해진다.
시각 처리 장치는, 환경 광을 나타내는 파라미터, 혹은 휘도 조정 파라미터의 시간 변화를 제어하는 시간 변화 조정부를 더 구비하고 있다.
여기서, 시간 변화 조정부란, 예를 들면, 파라미터의 시간 변화의 응답을 느긋하게 하거나, 혹은 파라미터의 시간 변화의 응답을 지연시키는 등, 시간 변화를 제어한다. 응답을 느긋하게 하는 경우에는, 시간 변화 조정부는, 예를 들면, IIR 필터 등의 평활화 필터나 각각의 파라미터의 값을 적분한 값 또는 적분한 값을 평균한 값 등을 출력하는 수단 등으로 구성되어도 된다.
본 발명의 시각 처리 장치에서는 환경 광을 나타내는 파라미터, 혹은 휘도 조정 파라미터의 시간 변화를 제어함으로써, 예를 들면, 급격한 파라미터 변동을 억제하는 것이 가능해지고, 표시 화면의 깜빡임을 억제하는 것 등이 가능해진다.
시각 처리 방법은, 파라미터 출력 단계와 변환 단계를 구비하고 있다. 파라미터 출력 단계는 환경 광을 나타내는 파라미터에 기초하여 휘도 조정 파라미터를 출력한다. 변환 단계는 파라미터 출력 단계에 의해 출력된 휘도 조정 파라미터와, 시각 처리의 대상이 되는 대상 화소의 휘도와, 대상 화소의 주변에 위치하는 주변 화소의 휘도에 기초하여 대상 화소의 휘도를 변환한다.
환경 광을 나타내는 파라미터는, 예를 들면, 광의 강도를 검지하는 광 센서 등에 의해 측정된다. 혹은, 환경 광을 나타내는 파라미터는, 사용자의 판단에 의해 작성된다.
휘도 조정 파라미터란, 예를 들면, 대상 화소의 휘도, 주변 화소의 휘도, 혹은 그러한 값의 연산 결과 등에 대한 변환 후의 대상 화소의 휘도를 저장하는 룩업 테이블(LUT)이나, 대상 화소의 휘도, 주변 화소의 휘도, 혹은 그러한 값의 연산 결과 등을 변환하기 위한 계수 매트릭스 데이터 등이다. 또한, 휘도 조정 파라미터는 환경 광을 나타내는 파라미터를 포함해도 된다.
파라미터 출력 단계는, 예를 들면, 복수의 휘도 조정 파라미터로부터 환경 광을 나타내는 파라미터에 따른 휘도 조정 파라미터를 선택하여 출력하거나, 혹은 환경 광을 나타내는 파라미터에 따른 연산에 의해 휘도 조정 파라미터를 생성하여 출력한다.
본 발명에 기재된 시각 처리 방법에서는, 환경 광에 따른 시각 처리를 실현하는 것이 가능해진다. 즉, 보다 시각적 효과가 높은 시각 처리를 실현하는 것이 가능해진다.
시각 처리 프로그램은, 컴퓨터에 시각 처리 방법을 행하게 하는 프로그램이다. 시각 처리 방법은 파라미터 출력 단계와 변환 단계를 구비하고 있다. 파라미터 출력 단계는 환경 광을 나타내는 파라미터에 기초하여 휘도 조정 파라미터를 출력한다. 변환 단계는 파라미터 출력 단계에 의해 출력된 휘도 조정 파라미터와, 시각 처리의 대상이 되는 대상 화소의 휘도와, 대상 화소의 주변에 위치하는 주변 화소의 휘도에 기초하여 대상 화소의 휘도를 변환한다.
환경 광을 나타내는 파라미터는, 예를 들면, 광의 강도를 검지하는 광 센서 등에 의해 측정된다. 혹은, 환경 광을 나타내는 파라미터는 사용자의 판단에 의해 작성된다.
휘도 조정 파라미터란, 예를 들면, 대상 화소의 휘도, 주변 화소의 휘도, 혹은 그들의 값의 연산 결과 등에 대한 변환 후의 대상 화소의 휘도를 저장하는 룩업 테이블(LUT)이나, 대상 화소의 휘도, 주변 화소의 휘도, 혹은 그들의 값의 연산 결과 등을 변환하기 위한 계수 매트릭스 데이터 등이다. 또한, 휘도 조정 파라미터는 환경 광을 나타내는 파라미터를 포함해도 된다.
파라미터 출력 단계는, 예를 들면, 복수의 휘도 조정 파라미터로부터 환경 광을 나타내는 파라미터에 따른 휘도 조정 파라미터를 선택하여 출력하거나, 혹은 환경 광을 나타내는 파라미터에 따른 연산에 의해 휘도 조정 파라미터를 생성하여 출력한다.
본 발명에 기재된 시각 처리 프로그램에서는, 환경 광에 따른 시각 처리를 실현하는 것이 가능해진다. 즉, 보다 시각적 효과가 높은 시각 처리를 실현하는 것이 가능해진다.
반도체 장치는, 파라미터 출력부와 변환부를 구비하고 있다. 파라미터 출력부는 환경 광을 나타내는 파라미터에 기초하여 휘도 조정 파라미터를 출력한다. 변환부는 파라미터 출력부에 의해 출력된 휘도 조정 파라미터와, 시각 처리의 대상이 되는 대상 화소의 휘도와, 대상 화소의 주변에 위치하는 주변 화소의 휘도에 기초하여 대상 화소의 휘도를 변환한다.
환경 광을 나타내는 파라미터는, 예를 들면, 광의 강도를 검지하는 광 센서 등에 의해 측정되고 파라미터 출력부에 입력된다. 혹은, 환경 광을 나타내는 파라미터는 사용자의 판단에 의해 작성되어 파라미터 출력부에 입력된다.
휘도 조정 파라미터란, 예를 들면, 대상 화소의 휘도, 주변 화소의 휘도, 혹은 그들의 값의 연산 결과 등에 대한 변환 후의 대상 화소의 휘도를 저장하는 룩업 테이블(LUT)이나, 대상 화소의 휘도, 주변 화소의 휘도, 혹은 그들의 값의 연산 결과 등을 변환하기 위한 계수 매트릭스 데이터 등이다. 또한, 휘도 조정 파라미터는 환경 광을 나타내는 파라미터를 포함해도 된다.
파라미터 출력부는, 예를 들면, 복수의 휘도 조정 파라미터로부터 환경 광을 나타내는 파라미터에 따른 휘도 조정 파라미터를 선택하여 출력하거나, 혹은 환경 광을 나타내는 파라미터에 따른 연산에 의해 휘도 조정 파라미터를 생성하여 출력한다.
본 발명에 기재된 반도체 장치에서는, 환경 광에 따른 시각 처리를 실현하는 것이 가능해진다. 즉, 보다 시각적 효과가 높은 시각 처리를 실현하는 것이 가능해진다.
본원은 환경 광을 나타내는 파라미터에 기초하여 조정 파라미터를 출력하는 파라미터 출력부와, 입력된 화상 신호에 대해서, 대상 화소의 주위의 복수의 화소로부터 생성되는 주위 정보와, 상기 조정 파라미터에 따라서 변환 특성을 결정하고, 상기 변환 특성에 따라서 상기 대상 화소를 변환하여, 출력 신호를 출력하는 출력 신호 작성부와, 상기 출력 신호를 표시하는 표시부를 구비하며, 상기 변환 특성은, 상기 조정 파라미터에 기초하여, 상기 화상 신호의 밝기, 또는 국소 콘트라스트를 조정하는 변환 특성을 갖는 것을 특징으로 하는 화상 표시 장치에 관한 것이다.
또한, 영상 신호를 수신하는 수신부와, 상기 영상 신호를 복호하여 화상 신호를 출력하는 복호부와, 환경 광을 나타내는 파라미터에 기초하여 조정 파라미터를 출력하는 파라미터 출력부와, 상기 화상 신호에 대해서, 대상 화소의 주위의 복수의 화소로부터 생성되는 주위 정보와, 상기 조정 파라미터에 따라서 변환 특성을 결정하고, 상기 변환 특성에 따라서 상기 대상 화소를 변환하여, 출력 신호를 출력하는 출력 신호 작성부와, 상기 출력 신호를 표시하는 표시부를 구비하며, 상기 변환 특성은, 상기 조정 파라미터에 기초하여, 상기 화상 신호의 밝기, 또는 국소 콘트라스트를 조정하는 변환 특성을 갖는 것을 특징으로 하는 텔레비전에 관한 것이다.
그리고, 영상 신호를 수신하는 수신부와, 상기 영상 신호를 복호하여 화상 신호를 출력하는 복호부와, 환경 광을 나타내는 파라미터에 기초하여 조정 파라미터를 출력하는 파라미터 출력부와, 상기 화상 신호에 대해서, 대상 화소의 주위의 복수의 화소로부터 생성되는 주위 정보와 상기 조정 파라미터에 따라서 변환 특성을 결정하고, 상기 변환 특성에 따라서 상기 대상 화소를 변환하여, 출력 신호를 출력하는 출력 신호 작성부와, 상기 출력 신호를 표시하는 표시부를 구비하며, 상기 변환 특성은, 상기 조정 파라미터에 기초하여, 상기 화상 신호의 밝기, 또는 국소 콘트라스트를 조정하는 변환 특성을 갖는 것을 특징으로 하는 휴대 정보 단말에 관한 것이다.
여기서, 상기 파라미터 출력부는, 상기 표시부의 표시 환경의 밝기를 검출하는 밝기 검출부를 더 구비하고, 상기 밝기 검출부가 검출한 표시 환경의 밝기에 따라서, 상기 조정 파라미터를 출력하는 화상 표시 장치이다.
본원은 화상을 촬영하여 화상 신호를 생성하는 촬영부와, 환경 광을 나타내는 파라미터에 기초하여 조정 파라미터를 출력하는 파라미터 출력부와, 상기 화상 신호에 대해서, 대상 화소의 주위의 복수의 화소로부터 생성되는 주위 정보와, 상기 조정 파라미터에 따라서 변환 특성을 결정하고, 상기 변환 특성에 따라서 상기 대상 화소를 변환하여, 출력 신호를 출력하는 출력 신호 작성부를 구비하며, 상기 변환 특성은, 상기 조정 파라미터에 기초하여, 상기 화상 신호의 밝기, 또는 국소 콘트라스트를 조정하는 변환 특성을 갖는 것을 특징으로 하는 카메라에 관한 것이다.
또한, 환경 광을 나타내는 파라미터에 기초하여 조정 파라미터를 출력하는 파라미터 출력 단계와, 입력된 화상 신호에 대해서, 대상 화소의 주위의 복수의 화소로부터 생성되는 주위 정보와, 상기 조정 파라미터에 따라서 변환 특성을 결정하고, 상기 변환 특성에 따라서 상기 대상 화소를 변환하여, 출력 신호를 출력하는 출력 신호 작성 단계를 포함하며, 상기 변환 특성은, 상기 조정 파라미터에 기초하여, 상기 화상 신호의 밝기, 또는 국소 콘트라스트를 조정하는 변환 특성을 갖는 것을 특징으로 하는 시각 처리 방법에 관한 것이다.
그리고, 화상 출력 장치에 이용되는 집적 회로로서, 환경 광을 나타내는 파라미터에 기초하여 조정 파라미터를 출력하는 파라미터 출력 단계와, 입력된 화상 신호에 대해서, 대상 화소의 주위의 복수의 화소로부터 생성되는 주위 정보와, 상기 조정 파라미터에 따라서 변환 특성을 결정하고, 상기 변환 특성에 따라서 상기 대상 화소를 변환하여, 출력 신호를 출력하는 출력 신호 작성 단계를 실행하며, 상기 변환 특성은, 상기 조정 파라미터에 기초하여, 상기 화상 신호의 밝기, 또는 국소 콘트라스트를 조정하는 변환 특성을 갖는 것을 특징으로 하는 화상 출력장치에 이용되는 집적 회로에 관한 것이다.
한편, 컴퓨터에 의해 화상 신호의 처리를 행하는 화상 처리 프로그램이 기록된 기록 매체로서, 상기 화상 처리 프로그램은, 환경 광을 나타내는 파라미터에 기초하여 조정 파라미터를 출력하는 파라미터 출력 단계와, 입력된 화상 신호에 대해서, 대상 화소의 주위의 복수의 화소로부터 생성되는 주위 정보와, 상기 조정 파라미터에 따라서 변환 특성을 결정하고, 상기 변환 특성에 따라서 상기 대상 화소를 변환하여, 출력 신호를 출력하는 출력 신호 작성 단계를 포함하며, 상기 변환 특성은, 상기 조정 파라미터에 기초하여, 상기 화상 신호의 밝기, 또는 국소 콘트라스트를 조정하는 변환 특성을 갖는 것을 특징으로 하는 시각 처리 방법을, 컴퓨터로 행하게 하는 것인, 화상 처리 프로그램이 기록된 기록 매체에 관한 것이다.
본 발명의 시각 처리 장치에 의해, 시각 처리된 화상을 보는 사람에 있어서 보다 시각적 효과가 높은 화상을 얻는 것이 가능해진다.
도 1은 시각 처리 장치(1)의 구조를 설명하는 블록도(제1 실시 형태)이다.
도 2는 프로파일 데이터의 일례(제1 실시 형태)이다.
도 3은 시각 처리 방법을 설명하는 흐름도(제1 실시 형태)이다.
도 4는 시각 처리부(500)의 구조를 설명하는 블록도(제1 실시 형태)이다.
도 5는 프로파일 데이터의 일례(제1 실시 형태)이다.
도 6은 시각 처리 장치(520)의 구조를 설명하는 블록도(제1 실시 형태)이다.
도 7은 시각 처리 장치(525)의 구조를 설명하는 블록도(제1 실시 형태)이다.
도 8은 시각 처리 장치(530)의 구조를 설명하는 블록도(제1 실시 형태)이다.
도 9는 프로파일 데이터 등록 장치(701)의 구조를 설명하는 블록도(제1 실시 형태)이다.
도 10은 시각 처리 프로파일 작성 방법에 대해 설명하는 흐름도(제1 실시 형태)이다.
도 11은 시각 처리 장치(901)의 구조를 설명하는 블록도(제1 실시 형태)이다.
도 12는 변경도 함수 fk(z)를 변화시킨 경우의 입력 신호(IS＇)와 출력 신호(OS＇)의 관계를 나타내는 그래프(제1 실시 형태)이다.
도 13은 변경도 함수 f1(z) 및 f2(z)를 나타내는 그래프(제1 실시 형태)이다.
도 14는 시각 처리 장치(905)의 구조를 설명하는 블록도(제1 실시 형태)이다.
도 15는 시각 처리 장치(11)의 구조를 설명하는 블록도(제1 실시 형태)이다.
도 16은 시각 처리 장치(21)의 구조를 설명하는 블록도(제1 실시 형태)이다.
도 17은 다이나믹 레인지 압축 함수(F4)에 대해 설명하는 설명도(제1 실시 형태)이다.
도 18은 강조 함수(F5)에 대해 설명하는 설명도(제1 실시 형태)이다.
도 19는 시각 처리 장치(31)의 구조를 설명하는 블록도(제1 실시 형태)이다.
도 20은 시각 처리 장치(41)의 구조를 설명하는 블록도(제1 실시 형태)이다.
도 21은 시각 처리 장치(51)의 구조를 설명하는 블록도(제1 실시 형태)이다.
도 22는 시각 처리 장치(61)의 구조를 설명하는 블록도(제1 실시 형태)이다.
도 23은 시각 처리 장치(71)의 구조를 설명하는 블록도(제1 실시 형태)이다.
도 24는 시각 처리 장치(600)의 구조를 설명하는 블록도(제2 실시 형태)이다.
도 25는 식 M20에 의한 변환을 설명하는 그래프(제2 실시 형태)이다.
도 26은 식 M2에 의한 변환을 설명하는 그래프(제2 실시 형태)이다.
도 27은 식 M21에 의한 변환을 설명하는 그래프(제2 실시 형태)이다.
도 28은 시각 처리 방법에 대해 설명하는 흐름도(제2 실시 형태)이다.
도 29는 함수 α1(A)의 경향을 나타내는 그래프(제2 실시 형태)이다.
도 30은 함수 α2(A)의 경향을 나타내는 그래프(제2 실시 형태)이다.
도 31은 함수 α3(A)의 경향을 나타내는 그래프(제2 실시 형태)이다.
도 32는 함수 α4(A, B)의 경향을 나타내는 그래프(제2 실시 형태)이다.
도 33은 변형예로서의 실제 콘트라스트 설정부(605)의 구조를 설명하는 블록도(제2 실시 형태)이다.
도 34는 변형예로서의 실제 콘트라스트 설정부(605)의 구조를 설명하는 블록도(제2 실시 형태)이다.
도 35는 제어부(605e)의 동작을 설명하는 흐름도(제2 실시 형태)이다.
도 36은 색차 보정 처리부(608)를 구비하는 시각 처리 장치(600)의 구조를 설명하는 블록도(제2 실시 형태)이다.
도 37은 색차 보정 처리의 개요를 설명하는 설명도(제2 실시 형태)이다.
도 38은 색차 보정 처리부(608)에서의 추정 연산에 대해 설명하는 흐름도(제2 실시 형태)이다.
도 39는 변형예로서의 시각 처리 장치(600)의 구조를 설명하는 블록도(제2 실시 형태)이다.
도 40은 시각 처리 장치(910)의 구조를 설명하는 블록도(제3 실시 형태)이다.
도 41은 시각 처리 장치(920)의 구조를 설명하는 블록도(제3 실시 형태)이다.
도 42는 시각 처리 장치(920＇)의 구조를 설명하는 블록도(제3 실시 형태)이다.
도 43은 시각 처리 장치(920")의 구조를 설명하는 블록도(제3 실시 형태)이다.
도 44는 컨텐츠 공급 시스템의 전체 구성에 대해 설명하는 블록도(제4 실시 형태)이다.
도 45는 본 발명의 보간 프레임 작성 장치를 탑재하는 휴대전화의 예(제4 실시 형태)이다.
도 46은 휴대전화의 구성에 대해 설명하는 블록도(제4 실시 형태)이다.
도 47은 디지털 방송용 시스템의 예(제4 실시 형태)이다.
도 48은 언샤프 마스킹을 이용한 시각 처리 장치(400)의 구조를 설명하는 블록도(배경 기술)이다.
도 49는 강조 함수 (R1∼R3)에 대해 설명하는 설명도(배경 기술)이다.
도 50은 국소 콘트라스트의 개선을 행하는 시각 처리 장치(406)의 구조를 설명하는 블록도(배경 기술)이다.
도 51은 다이나믹 레인지의 압축을 행하는 시각 처리 장치(416)의 구조를 설명하는 블록도(배경 기술)이다.
도 2는 프로파일 데이터의 일례(제1 실시 형태)이다.
도 3은 시각 처리 방법을 설명하는 흐름도(제1 실시 형태)이다.
도 4는 시각 처리부(500)의 구조를 설명하는 블록도(제1 실시 형태)이다.
도 5는 프로파일 데이터의 일례(제1 실시 형태)이다.
도 6은 시각 처리 장치(520)의 구조를 설명하는 블록도(제1 실시 형태)이다.
도 7은 시각 처리 장치(525)의 구조를 설명하는 블록도(제1 실시 형태)이다.
도 8은 시각 처리 장치(530)의 구조를 설명하는 블록도(제1 실시 형태)이다.
도 9는 프로파일 데이터 등록 장치(701)의 구조를 설명하는 블록도(제1 실시 형태)이다.
도 10은 시각 처리 프로파일 작성 방법에 대해 설명하는 흐름도(제1 실시 형태)이다.
도 11은 시각 처리 장치(901)의 구조를 설명하는 블록도(제1 실시 형태)이다.
도 12는 변경도 함수 fk(z)를 변화시킨 경우의 입력 신호(IS＇)와 출력 신호(OS＇)의 관계를 나타내는 그래프(제1 실시 형태)이다.
도 13은 변경도 함수 f1(z) 및 f2(z)를 나타내는 그래프(제1 실시 형태)이다.
도 14는 시각 처리 장치(905)의 구조를 설명하는 블록도(제1 실시 형태)이다.
도 15는 시각 처리 장치(11)의 구조를 설명하는 블록도(제1 실시 형태)이다.
도 16은 시각 처리 장치(21)의 구조를 설명하는 블록도(제1 실시 형태)이다.
도 17은 다이나믹 레인지 압축 함수(F4)에 대해 설명하는 설명도(제1 실시 형태)이다.
도 18은 강조 함수(F5)에 대해 설명하는 설명도(제1 실시 형태)이다.
도 19는 시각 처리 장치(31)의 구조를 설명하는 블록도(제1 실시 형태)이다.
도 20은 시각 처리 장치(41)의 구조를 설명하는 블록도(제1 실시 형태)이다.
도 21은 시각 처리 장치(51)의 구조를 설명하는 블록도(제1 실시 형태)이다.
도 22는 시각 처리 장치(61)의 구조를 설명하는 블록도(제1 실시 형태)이다.
도 23은 시각 처리 장치(71)의 구조를 설명하는 블록도(제1 실시 형태)이다.
도 24는 시각 처리 장치(600)의 구조를 설명하는 블록도(제2 실시 형태)이다.
도 25는 식 M20에 의한 변환을 설명하는 그래프(제2 실시 형태)이다.
도 26은 식 M2에 의한 변환을 설명하는 그래프(제2 실시 형태)이다.
도 27은 식 M21에 의한 변환을 설명하는 그래프(제2 실시 형태)이다.
도 28은 시각 처리 방법에 대해 설명하는 흐름도(제2 실시 형태)이다.
도 29는 함수 α1(A)의 경향을 나타내는 그래프(제2 실시 형태)이다.
도 30은 함수 α2(A)의 경향을 나타내는 그래프(제2 실시 형태)이다.
도 31은 함수 α3(A)의 경향을 나타내는 그래프(제2 실시 형태)이다.
도 32는 함수 α4(A, B)의 경향을 나타내는 그래프(제2 실시 형태)이다.
도 33은 변형예로서의 실제 콘트라스트 설정부(605)의 구조를 설명하는 블록도(제2 실시 형태)이다.
도 34는 변형예로서의 실제 콘트라스트 설정부(605)의 구조를 설명하는 블록도(제2 실시 형태)이다.
도 35는 제어부(605e)의 동작을 설명하는 흐름도(제2 실시 형태)이다.
도 36은 색차 보정 처리부(608)를 구비하는 시각 처리 장치(600)의 구조를 설명하는 블록도(제2 실시 형태)이다.
도 37은 색차 보정 처리의 개요를 설명하는 설명도(제2 실시 형태)이다.
도 38은 색차 보정 처리부(608)에서의 추정 연산에 대해 설명하는 흐름도(제2 실시 형태)이다.
도 39는 변형예로서의 시각 처리 장치(600)의 구조를 설명하는 블록도(제2 실시 형태)이다.
도 40은 시각 처리 장치(910)의 구조를 설명하는 블록도(제3 실시 형태)이다.
도 41은 시각 처리 장치(920)의 구조를 설명하는 블록도(제3 실시 형태)이다.
도 42는 시각 처리 장치(920＇)의 구조를 설명하는 블록도(제3 실시 형태)이다.
도 43은 시각 처리 장치(920")의 구조를 설명하는 블록도(제3 실시 형태)이다.
도 44는 컨텐츠 공급 시스템의 전체 구성에 대해 설명하는 블록도(제4 실시 형태)이다.
도 45는 본 발명의 보간 프레임 작성 장치를 탑재하는 휴대전화의 예(제4 실시 형태)이다.
도 46은 휴대전화의 구성에 대해 설명하는 블록도(제4 실시 형태)이다.
도 47은 디지털 방송용 시스템의 예(제4 실시 형태)이다.
도 48은 언샤프 마스킹을 이용한 시각 처리 장치(400)의 구조를 설명하는 블록도(배경 기술)이다.
도 49는 강조 함수 (R1∼R3)에 대해 설명하는 설명도(배경 기술)이다.
도 50은 국소 콘트라스트의 개선을 행하는 시각 처리 장치(406)의 구조를 설명하는 블록도(배경 기술)이다.
도 51은 다이나믹 레인지의 압축을 행하는 시각 처리 장치(416)의 구조를 설명하는 블록도(배경 기술)이다.
이하, 본 발명의 최선의 형태로서의 제1∼ 제4 실시 형태에 대해 설명한다.
제1 실시 형태에서는 2차원 LUT를 이용한 시각 처리 장치에 대해 설명한다.
제2 실시 형태에서는 화상을 표시하는 환경에 환경 광이 존재하는 경우에 환경 광의 보정을 행하는 시각 처리 장치에 대해 설명한다.
제3 실시 형태에서는 제1 실시 형태 및 제2 실시 형태의 응용예에 대해 설명한다.
제4 실시 형태에서는 제1∼ 제3 실시 형태의 또 다른 응용예에 대해 설명한다.
[제1 실시 형태]
도 1∼도 10을 이용하여 본 발명의 제1 실시 형태로서의 2차원 LUT를 이용한 시각 처리 장치(1)에 대해 설명한다. 또한, 도 11∼도 14를 이용하여 시각 처리 장치의 변형예에 대해 설명한다. 또한, 도 15∼도 23을 이용하여 시각 처리 장치(1)와 등가인 시각 처리를 실현하는 시각 처리 장치에 대해 설명한다.
시각 처리 장치(1)는 화상 신호의 공간 처리, 계조 처리 등 시각 처리를 행하는 장치이다. 시각 처리 장치(1)는 예를 들면, 컴퓨터, 텔레비전, 디지털카메라, 휴대전화, PDA, 프린터, 스캐너 등의 화상을 취급하는 기기에 있어서 화상 신호의 색처리를 행하는 장치와 함께 화상 처리 장치를 구성한다.
〈시각 처리 장치(1)〉
도 1에, 화상 신호(입력 신호(IS))에 시각 처리를 행하여 시각 처리 화상(출력 신호(OS))을 출력하는 시각 처리 장치(1)의 기본 구성을 도시한다. 시각 처리 장치(1)는 입력 신호(IS)로서 취득한 원화상의 화소마다의 휘도값에 공간 처리를 실행하여 언샤프 신호(US)를 출력하는 공간 처리부(2)와, 동일한 화소에 대한 입력 신호(IS)와 언샤프 신호(US)를 이용하여 원화상의 시각 처리를 행하고, 출력 신호(OS)를 출력하는 시각 처리부(3)를 구비하고 있다.
공간 처리부(2)는, 예를 들면, 입력 신호(IS)의 저역 공간만을 통과시키는 저역 공간 필터에 의해 언샤프 신호(US)를 얻는다. 저역 공간 필터로서는, 언샤프 신호의 생성에 통상 이용되는 FIR(Finite Impulse Respones) 형태의 저역 공간 필터, 혹은 IIR(Infinite Impulse Respones) 형태의 저역 공간 필터 등을 이용해도 된다.
시각 처리부(3)는 입력 신호(IS) 및 언샤프 신호(US)와 출력 신호(OS)의 관계를 부여하는 2차원 LUT4를 가지고 있고, 입력 신호(IS)와 언샤프 신호(US)에 대해서 2차원 LUT4를 참조하여 출력 신호(OS)를 출력한다.
〈2차원 LUT4〉
2차원 LUT4에는, 프로파일 데이터라 불리는 매트릭스 데이터가 등록된다. 프로파일 데이터는 입력 신호(IS)의 각각의 화소값에 대응하는 행(또는 열)과 언샤프 신호(US)의 각각의 화소값에 대응하는 열(또는 행)을 가지고 있고, 행렬의 요소로서 입력 신호(IS)와 언샤프 신호(US)의 조합에 대응하는 출력 신호(OS)의 화소값이 저장되어 있다. 프로파일 데이터는 시각 처리 장치(1)에 내장 혹은 접속되는 프로파일 데이터 등록 장치(8)에 의해 2차원 LUT4에 등록된다. 프로파일 데이터 등록 장치(8)에는 퍼스널 컴퓨터(PC) 등에 의해 미리 작성된 복수의 프로파일 데이터가 저장되어 있다. 예를 들면, 콘트라스트 강조, D레인지 압축 처리, 혹은 계조 보정 등(자세한 것은, 하기〈프로파일 데이터〉 란 참조)을 실현하는 복수의 프로파일 데이터가 저장되어 있다. 이것에 의해, 시각 처리 장치(1)에서는 프로파일 데이터 등록 장치(8)를 이용하여 2차원 LUT4의 프로파일 데이터의 등록 내용을 변경하고, 여러 가지 시각 처리를 실현하는 것이 가능해진다.
프로파일 데이터의 일례를 도 2에 도시한다. 도 2에 도시하는 프로파일 데이터는, 시각 처리 장치(1)에 도 48에서 도시한 시각 처리 장치(400)와 등가인 처리를 실현시키기 위한 프로파일 데이터이다. 도 2에 있어서, 프로파일 데이터는 64×64의 매트릭스 형식으로 표현되고 있고, 열방향(세로 방향)에는 8비트로 표현되는 입력 신호(IS)의 휘도값의 상위 6비트의 값이, 행방향(가로 방향)에는 8비트로 표현되는 언샤프 신호(US)의 휘도값의 상위 6비트의 값이 나타나고 있다. 또한, 2개의 휘도값에 대한 행렬의 요소로서 출력 신호(OS)의 값이 8비트로 나타나고 있다.
도 2에 나타내는 프로파일 데이터의 각 요소의 값 C(출력 신호(OS)의 값)은 입력 신호(IS)의 값 A(예를 들면, 8비트로 표현되는 입력 신호(IS)의 하위 2비트를 잘라 버린 값)와 언샤프 신호(US)의 값 B(예를 들면, 8비트로 표현되는 언샤프 신호(US)의 하위 2비트를 잘라 버린 값)를 이용하여 C=A＋0.5*(A－B)(이하, 식 M11이라 함)으로 표현된다. 즉, 시각 처리 장치(1)에서는 강조 함수 (R1)(도 49 참조)를 이용한 시각 처리 장치(400)(도 48 참조)와 등가인 처리가 행해지고 있는 것을 나타내고 있다.
한편, 입력 신호(IS)의 값 A와 언샤프 신호(US)의 값 B의 값의 조합에 의해서는, 식 M11로 구해지는 값 C가 마이너스의 값이 되는 일이 있다. 이 경우, 입력 신호(IS)의 값 A와 언샤프 신호(US)의 값 B에 대응하는 프로파일 데이터의 요소는 값 0으로 해도 된다. 또한, 입력 신호(IS)의 값 A와 언샤프 신호(US)의 값 B의 값의 조합에 의해서는 식 M11로 구해지는 값 C가 포화되는 일이 있다. 즉, 8비트로 표현할 수 있는 최대값 255를 넘는 일이 있다. 이 경우, 입력 신호(IS)의 값 A와 언샤프 신호(US)의 값 B에 대응하는 프로파일 데이터의 요소는, 값 255로 해도 된다. 도 2에서는, 이와 같이 하여 구한 프로파일 데이터의 각 요소를 등고선 표시하고 있다.
또한, 예를 들면, 각 요소의 값 C가 C=R6(B)＋R5(B)*(A－B)(이하, 식 M12라고 함)로 표현되는 프로파일 데이터를 이용하면, 도 50에서 도시한 시각 처리 장치(406)와 등가인 처리를 실현하는 것이 가능하다. 여기서, 함수 R5는 제1 변환부(409)에 있어서 언샤프 신호(US)로부터 증폭 계수 신호(GS)를 출력하는 함수이며, 함수 R6은 제2 변환부(411)에 있어서 언샤프 신호(US)로부터 수정 언샤프 신호(AS)를 출력하는 함수이다.
또한, 각 요소의 값 C가 C=A＋R8(B)(이하, 식 M13이라 함)로 표현되는 프로파일 데이터를 이용하면, 도 51에서 도시한 시각 처리 장치(416)와 등가인 처리를 실현하는 것이 가능하다. 여기서, 함수 R8은 언샤프 신호(US)로부터 LUT 처리 신호(LS)를 출력하는 함수이다.
한편, 식 M12, 식 M13으로 구해지는 프로파일 데이터의 임의의 요소의 값 C가 0≤C≤255의 범위를 넘는 경우에는, 그 요소의 값 C를 0 또는 255로 해도 된다.
〈시각 처리 방법 및 시각 처리 프로그램〉
도 3에 시각 처리 장치(1)에서의 시각 처리 방법을 설명하는 흐름도를 도시한다. 도 3에 도시하는 시각 처리 방법은 시각 처리 장치(1)에 있어서 하드웨어에 의해 실현되어 입력 신호(IS)(도 1 참조)의 시각 처리를 행하는 방법이다.
도 3에 도시하는 시각 처리 방법에서는, 입력 신호(IS)는 저역 공간 필터에 의해 공간 처리되고(단계 S11), 언샤프 신호(US)가 취득된다. 또한 입력 신호(IS)와 언샤프 신호(US)에 대한 2차원 LUT4의 값이 참조되어 출력 신호(OS)가 출력된다(단계 S12). 이상의 처리가 입력 신호(IS)로서 입력되는 화소마다 행해진다.
한편, 도 3에 도시하는 시각 처리 방법의 각각의 단계는 컴퓨터 등에 의해 시각 처리 프로그램으로서 실현되는 것이어도 된다.
〈효과〉
(1)
입력 신호(IS)의 값 A에만 기초하여 시각 처리를 행하는 경우에(예를 들면, 1차원의 계조 변환 곡선에 의한 변환을 행하는 경우 등), 화상 중의 상이한 장소에서 동일한 농도의 화소가 존재하면 동일한 밝기의 변환이 행해진다. 보다 구체적으로는, 화상 중의 인물의 배경의 어두운 장소를 밝게 하면 동일한 농도의 인물의 머리카락도 밝아진다.
그에 비교하여 시각 처리 장치(1)에서는 입력 신호(IS)의 값 A와 언샤프 신호(US)의 값 B에 대응하는 2차원의 함수에 기초하여 작성된 프로파일 데이터를 이용하여 시각 처리를 행한다. 이 때문에, 화상 중의 상이한 장소에 존재하는 동일한 농도의 화소를, 동일하게 변환하지 않고 주위 정보를 포함해 밝게 하거나 어둡게 하거나 할 수 있어, 화상 중의 영역마다 최적인 밝기의 조정을 할 수 있다. 보다 구체적으로는, 화상 중의 인물의 머리카락의 농도를 바꾸지 않고 동일한 농도의 배경을 밝게 할 수 있다.
(2)
시각 처리 장치(1)에서는 2차원 LUT4를 이용하여 입력 신호(IS)의 시각 처리를 행한다. 시각 처리 장치(1)는 실현되는 시각 처리 효과에 의존하지 않는 하드웨어 구성을 가지고 있다. 즉, 시각 처리 장치(1)는 범용성이 있는 하드웨어로 구성하는 것이 가능하고 하드웨어 비용의 삭감 등에 유효하다.
(3)
2차원 LUT4에 등록되는 프로파일 데이터는 프로파일 데이터 등록 장치(8)에 의해 변경 가능하다. 이 때문에, 시각 처리 장치(1)에서는 시각 처리 장치(1)의 하드웨어 구성을 변경하지 않고, 프로파일 데이터를 변경함으로써, 여러 가지 시각 처리를 실현하는 것이 가능해진다. 보다 구체적으로는, 시각 처리 장치(1)에서는 공간 처리 및 계조 처리를 동시에 실현하는 것이 가능해진다.
(4)
2차원 LUT4가 등록되는 프로파일 데이터는 미리 산출해 두는 것이 가능하다. 일단 작성된 프로파일 데이터는 아무리 복잡한 처리를 실현하는 것이어도, 그것을 이용한 시각 처리에 필요로 하는 시간은 일정하다. 이 때문에, 하드웨어 혹은 소프트웨어로 구성한 경우에는 복잡한 구성이 되는 시각 처리라도, 시각 처리 장치(1)를 이용한 경우에는, 시각 처리의 복잡함에 처리 시간은 의존하지 않고 시각 처리의 고속화를 도모하는 것이 가능해진다.
〈변형예〉
(1)
도 2에서는 64×64의 매트릭스 형식의 프로파일 데이터에 대해 설명하였다. 여기서, 본 발명의 효과는 프로파일 데이터의 사이즈에 의존하는 것은 아니다. 예를 들면, 2차원 LUT4는 입력 신호(IS) 및 언샤프 신호(US)가 취할 수 있는 모든 값의 조합에 따른 프로파일 데이터를 가지는 것도 가능하다. 예를 들면, 입력 신호 및 언샤프 신호(US)가 8비트로 표현되는 경우, 프로파일 데이터는 256×256의 매트릭스 형식이어도 된다.
이 경우, 2차원 LUT4에 필요한 메모리 용량은 증가하지만, 보다 정확한 시각 처리를 실현하는 것이 가능해진다.
(2)
도 2에서는, 프로파일 데이터는 8비트로 표현되는 입력 신호(IS)의 휘도값의 상위 6비트의 값과 8비트로 표현되는 언샤프 신호(US)의 휘도값의 상위 6비트의 값에 대한 출력 신호(OS)의 값을 저장하고 있다고 설명하였다. 여기서, 시각 처리 장치(1)는 인접하는 프로파일 데이터의 요소와, 입력 신호(IS) 및 언샤프 신호(US)의 하위 2비트의 크기에 기초하여, 출력 신호(OS)의 값을 선형 보간하는 보간부를 더 구비하고 있어도 된다.
이 경우, 2차원 LUT4에 필요한 메모리 용량을 늘리는 일 없이, 보다 정확한 시각 처리를 실현하는 것이 가능해진다.
또한, 보간부는 시각 처리부(3)에 구비되고, 2차원 LUT4의 저장하는 값을 선형 보간한 값을 출력 신호(OS)로서 출력하는 것이어도 된다.
도 4에, 시각 처리부(3)의 변형예로서 보간부(501)를 구비하는 시각 처리부(500)를 도시한다. 시각 처리부(500)는 입력 신호(IS) 및 언샤프 신호(US)와 보간전 출력 신호(NS)의 관계를 부여하는 2차원 LUT4와, 보간전 출력 신호(NS), 입력 신호(IS) 및 언샤프 신호(US)를 입력으로 하고 출력 신호(OS)를 출력하는 보간부(501)를 구비하고 있다.
2차원 LUT4는 8비트로 표현되는 입력 신호(IS)의 휘도값의 상위 6비트의 값과 8비트로 표현되는 언샤프 신호(US)의 휘도값의 상위 6비트의 값에 대한 보간전 출력 신호(NS)의 값을 저장하고 있다. 보간전 출력 신호(NS)의 값은, 예를 들면, 8비트의 값으로서 저장되고 있다. 2차원 LUT4는 입력 신호(IS)의 8비트값과 언샤프 신호(US)의 8비트값이 입력되면, 각각의 값을 포함하는 구간에 대응하는 4개의 보간전 출력 신호(NS)의 값을 출력한다. 각각의 값을 포함하는 구간이란, (입력 신호(IS)의 상위 6비트의 값, 언샤프 신호(US)의 상위 6비트의 값), (입력 신호(IS)의 상위 6비트의 값을 넘는 최소의 6비트의 값, 언샤프 신호(US)의 상위 6비트의 값), (입력 신호(IS)의 상위 6비트의 값, 언샤프 신호(US)의 상위 6비트의 값을 넘는 최소의 6비트의 값), (입력 신호(IS)의 상위 6비트의 값을 넘는 최소의 6비트의 값, 언샤프 신호(US)의 상위 6비트의 값을 넘는 최소의 6비트의 값)의 각각의 조합에 대해서 저장되고 있는 4개의 보간전 출력 신호(NS)에 둘러싸이는 구간이다.
보간부(501)에는, 입력 신호(IS)의 하위 2비트의 값과 언샤프 신호(US)의 하위 2비트의 값이 입력되고, 이들 값을 이용하여 2차원 LUT4가 출력한 4개의 보간전 출력 신호(NS)의 값이 선형 보간된다. 보다 구체적으로는, 입력 신호(IS)의 하위 2비트의 값과 언샤프 신호(US)의 하위 2비트의 값을 이용하여 4개의 보간전 출력 신호(NS)의 값의 가중 평균을 계산하고 출력 신호(OS)가 출력된다.
이상에 의해, 2차원 LUT4에 필요한 메모리 용량을 늘리는 일 없이, 보다 정확한 시각 처리를 실현하는 것이 가능해진다.
한편, 보간부(501)에서는 입력 신호(IS) 혹은 언샤프 신호(US) 중 어느 한 쪽에 대해서만 선형 보간을 행하는 것이어도 된다.
(3)
공간 처리부(2)에서 행해지는 공간 처리에서는, 주목 화소에 대한 입력 신호(IS)에 대해서, 주목 화소와 주목 화소의 주변 화소의 입력 신호(IS)의 평균값(단순 평균 또는 가중 평균), 최대값, 최소값, 혹은 중앙값을 언샤프 신호(US)로서 출력하는 것이어도 된다. 또한, 주목 화소의 주변 화소만의 평균값, 최대값, 최소값, 혹은 중앙값을 언샤프 신호(US)로서 출력하는 것이어도 된다.
(4)
도 2에서는, 프로파일 데이터의 각 요소의 값 C는, 입력 신호(IS)의 값 A와 언샤프 신호(US)의 값 B의 각각 대해 선형의 함수 M11에 기초하여 작성되어 있다. 한편, 프로파일 데이터의 각 요소의 값 C는 입력 신호(IS)의 값 A에 대해서 비선형의 함수에 기초하여 작성되어 있어도 된다.
이 경우, 예를 들면, 시각 특성에 따른 시각 처리의 실현이나 출력 신호(OS)를 출력하는 컴퓨터, 텔레비전, 디지털카메라, 휴대전화, PDA, 프린터, 스캐너 등의 화상을 취급하는 기기의 비선형 특성에 적절한 시각 처리를 실현하는 것이 가능해진다.
또한, 프로파일 데이터의 각 요소의 값 C는 입력 신호(IS)의 값 A와 언샤프 신호(US)의 값 B의 각각에 대해 비선형의 함수, 즉 2차원 비선형의 함수에 기초하여 작성되어 있어도 된다.
예를 들면, 입력 신호(IS)의 값 A에만 기초하여 시각 처리를 행하는 경우에(예를 들면, 1차원의 계조 변환 곡선에 의한 변환을 행하는 경우 등), 화상 중의 상이한 장소에서 동일한 농도의 화소가 존재하면, 동일한 밝기의 변환이 행해진다. 보다 구체적으로는, 화상 중의 인물의 배경의 어두운 장소를 밝게 하면, 동일한 농도의 인물의 머리카락도 밝아진다.
한편, 2차원 비선형의 함수에 기초하여 작성된 프로파일 데이터를 이용하여 시각 처리를 행하는 경우, 화상 중의 상이한 장소에 존재하는 동일한 농도의 화소를 동일하게 변환하지 않고, 주위 정보를 포함하여 밝게 하거나 어둡게 하거나 할 수 있어, 화상 중의 영역마다 최적인 밝기의 조정을 할 수 있다. 보다 구체적으로는, 화상 중의 인물의 머리카락의 농도를 바꾸지 않고, 동일한 농도의 배경을 밝게 하는 것이 가능해진다. 또한 선형의 함수에 기초하는 시각 처리에서는 처리 후의 화소값이 포화하는 화소 영역에 대해서도, 계조를 유지한 시각 처리를 행하는 것 등이 가능해진다.
이러한 프로파일 데이터의 일례를 도 5에 도시한다. 도 5에 도시하는 프로파일 데이터는 시각 처리 장치(1)에 시각 특성에 있던 콘트라스트 강조를 실현시키기 위한 프로파일 데이터이다. 도 5에 있어서, 프로파일 데이터는 64×64의 매트릭스 형식으로 표현되어 있고, 열방향(세로 방향)에는 8비트로 표현되는 입력 신호(IS)의 휘도값의 상위 6비트의 값이, 행방향(가로 방향)에는 8비트로 표현되는 언샤프 신호(US)의 휘도값의 상위 6비트의 값이 나타나고 있다. 또한, 2개의 휘도값에 대한 행렬의 요소로서 출력 신호(OS)의 값이 8비트로 나타나고 있다.
도 5에 도시하는 프로파일 데이터의 각 요소의 값 C(출력 신호(OS)의 값)은 입력 신호(IS)의 값 A(예를 들면, 8비트로 표현되는 입력 신호(IS)의 하위 2비트를 잘라 버린 값), 언샤프 신호(US)의 값 B(예를 들면, 8비트로 표현되는 언샤프 신호(US)의 하위 2비트를 잘라 버린 값), 변환 함수(F1), 변환 함수의 역변환 함수(F2), 강조 함수(F3)를 이용하여 C=F2(F1(A)＋F3(F1(A)－F1(B)))(이하, 식 M14라고 함)로 표시된다. 여기서, 변환 함수(F1)는 상용 대수 함수이다. 역변환 함수(F2)는 상용 대수 함수의 역함수로서의 지수 함수 (안티 로그)이다. 강조 함수(F3)는 도 49를 이용하여 설명한 강조 함수 (R1∼R3) 중 어느 하나의 함수이다.
이 프로파일 데이터에서는, 변환 함수(F1)에 의해 대수 공간으로 변환된 입력 신호(IS) 및 언샤프 신호(US)를 이용한 시각 처리가 실현된다. 인간의 시각 특성은 대수적이고, 대수 공간으로 변환하여 처리를 행함으로써 시각 특성에 적절한 시각 처리가 실현된다. 이것에 의해, 시각 처리 장치(1)에서는 대수 공간에서의 콘트라스트 강조가 실현된다.
한편, 입력 신호(IS)의 값 A와 언샤프 신호(US)의 값 B의 값의 조합에 의해서는, 식 M14로 구해지는 값 C가 마이너스의 값이 되는 일이 있다. 이 경우, 입력 신호(IS)의 값 A와 언샤프 신호(US)의 값 B에 대응하는 프로파일 데이터의 요소는 값 0으로 해도 된다. 또한, 입력 신호(IS)의 값 A와 언샤프 신호(US)의 값 B의 값의 조합에 의해서는, 식 M14로 구해지는 값 C가 포화되는 일이 있다. 즉, 8비트로 표현할 수 있는 최대값 255를 넘는 일이 있다. 이 경우, 입력 신호(IS)의 값 A와 언샤프 신호(US)의 값 B에 대응하는 프로파일 데이터의 요소는, 값 255로 해도 된다. 도 5에서는 이와 같이 하여 구한 프로파일 데이터의 각 요소를 등고선 표시하고 있다.
비선형의 프로파일 데이터에 대한 더욱 자세한 설명은, 하기〈프로파일 데이터〉에서 행한다.
(5)
2차원 LUT4가 구비하는 프로파일 데이터는, 입력 신호(IS)의 계조 보정을 실현하는 계조 변환 곡선(감마 곡선)을 복수 포함하고 있는 것이어도 된다.
각각의 계조 변환 곡선은, 예를 들면, 상이한 감마 계수를 가지는 감마 함수 등 단조 증가 함수이고, 언샤프 신호(US)의 값에 대해서 연관되어 있다. 연관은, 예를 들면, 작은 언샤프 신호(US)의 값에 대해서 큰 감마 계수를 가지는 감마 함수가 선택되도록 행해지고 있다. 이것에 의해, 언샤프 신호(US)는 프로파일 데이터가 포함하는 계조 변환 곡선군으로부터 적어도 1개의 계조 변환 곡선을 선택하기 위한 선택 신호로서의 역할을 다하고 있다.
이상의 구성에 의해, 언샤프 신호(US)의 값 B에 의해 선택된 계조 변환 곡선을 이용하여 입력 신호(IS)의 값 A의 계조 변환이 행해진다.
한편, 상기 (2)에서 설명한 것과 마찬가지로 2차원 LUT4의 출력을 보간하는 것도 가능하다.
(6)
프로파일 데이터 등록 장치(8)는 시각 처리 장치(1)에 내장 혹은 접속되어 PC 등에 의해 미리 작성된 복수의 프로파일 데이터를 저장하고 있고, 2차원 LUT4의 등록 내용을 변경한다고 설명하였다.
여기서, 프로파일 데이터 등록 장치(8)가 저장하는 프로파일 데이터는 시각 처리 장치(1)의 외부에 설치되는 PC에 의해 작성되어 있다. 프로파일 데이터 등록 장치(8)는 네트워크를 통하여 혹은 기록 매체를 통하여 PC로부터 프로파일 데이터를 취득한다.
프로파일 데이터 등록 장치(8)는 저장하는 복수의 프로파일 데이터를 소정의 조건에 따라서 2차원 LUT4에 등록한다. 도 6∼도 8을 이용하여 자세하게 설명한다. 한편, 도 1을 이용하여 설명한 시각 처리 장치(1)와 거의 동일한 기능을 가지는 부분에 대해서는 동일한 부호를 부여하여 설명을 생략한다.
《1》
도 6에, 입력 신호(IS)의 화상을 판정하고, 판정 결과에 기초하여 2차원 LUT4에 등록하는 프로파일 데이터를 전환하는 시각 처리 장치(520)의 블록도를 도시한다.
시각 처리 장치(520)는 도 1에 도시한 시각 처리 장치(1)와 동일한 구조에 더하여, 프로파일 데이터 등록 장치(8)와 동일한 기능을 구비하는 프로파일 데이터 등록부(521)를 구비하고 있다. 또한 시각 처리 장치(520)는 화상 판정부(522)를 구비하고 있다.
화상 판정부(522)는 입력 신호(IS)를 입력으로 하고, 입력 신호(IS)의 판정 결과(SA)를 출력으로 한다. 프로파일 데이터 등록부(521)는 판정 결과(SA)를 입력으로 하고, 판정 결과(SA)에 기초하여 선택된 프로파일 데이터(PD)를 출력으로 한다.
화상 판정부(522)는 입력 신호(IS)의 화상을 판정한다. 화상의 판정에서는 입력 신호(IS)의 휘도, 명도 등의 화소값을 취득함으로써 입력 신호(IS)의 밝기가 판정된다.
프로파일 데이터 등록부(521)는 판정 결과(SA)를 취득하고, 판정 결과(SA)에 기초하여 프로파일 데이터(PD)를 전환하여 출력한다. 보다 구체적으로는, 예를 들면, 입력 신호(IS)가 밝다고 판정되는 경우에는, 다이나믹 레인지를 압축하는 프로파일 등이 선택된다. 이것에 의해, 전체적으로 밝은 화상에 대해서도 콘트라스트를 유지하는 것이 가능해진다. 또한, 출력 신호(OS)를 표시하는 장치의 특성을 고려하여, 적절한 다이나믹 레인지의 출력 신호(OS)가 출력되는 프로파일이 선택된다.
이상에 의해, 시각 처리 장치(520)에서는 입력 신호(IS)에 따라 적절한 시각 처리를 실현하는 것이 가능해진다.
한편, 화상 판정부(522)는 입력 신호(IS)의 휘도, 명도 등의 화소값 뿐만 아니라, 공간 주파수 등의 화상 특성을 판정하는 것이어도 된다.
이 경우, 예를 들면, 공간 주파수가 낮은 입력 신호(IS)에 대해서, 선예함을 강조하는 정도가 보다 높은 프로파일이 선택되는 등, 보다 적절한 시각 처리를 실현하는 것이 가능해진다.
《2》
도 7에, 밝기에 관한 조건을 입력하기 위한 입력 장치로부터의 입력 결과에 기초하여 2차원 LUT4에 등록하는 프로파일 데이터를 전환하는 시각 처리 장치(525)의 블록도를 도시한다.
시각 처리 장치(525)는 도 1에 도시한 시각 처리 장치(1)와 동일한 구조에 더하여 프로파일 데이터 등록 장치(8)와 동일한 기능을 구비하는 프로파일 데이터 등록부(526)를 구비하고 있다. 또한, 시각 처리 장치(525)는 입력 장치(527)를 유선 또는 무선에 의해 접속하여 구비하고 있다. 보다 구체적으로는, 입력 장치(527)는 출력 신호(OS)를 출력하는 컴퓨터, 텔레비전, 디지털카메라, 휴대전화, PDA, 프린터, 스캐너 등, 화상을 취급하는 기기 자체에 구비되는 입력 버튼 혹은 각각의 기기의 리모콘 등으로서 실현된다.
입력 장치(527)는 밝기에 관한 조건을 입력하기 위한 입력 장치이며, 예를 들면, 「밝다」 「어둡다」등의 스위치를 구비하고 있다. 입력 장치(527)는 사용자의 조작에 의해 입력 결과(SB)를 출력한다.
프로파일 데이터 등록부(526)는 입력 결과(SB)를 취득하고, 입력 결과(SB)에 기초하여 프로파일 데이터(PD)를 전환하여 출력한다. 보다 구체적으로는, 예를 들면, 사용자가「밝다」라고 입력한 경우에는 입력 신호(IS)의 다이나믹 레인지를 압축하는 프로파일 등을 선택하여 프로파일 데이터(PD)로서 출력한다. 이것에 의해, 출력 신호(OS)를 표시하는 장치가 놓여져 있는 환경이「밝다」상태에 있는 경우에라도 콘트라스트를 유지하는 것이 가능해진다.
이상에 의해, 시각 처리 장치(525)에서는 입력 장치(527)로부터의 입력에 따라 적절한 시각 처리를 실현하는 것이 가능해진다.
한편, 밝기에 관한 조건이란 컴퓨터, 텔레비전, 디지털카메라, 휴대전화, PDA 등 출력 신호를 출력하는 매체 주변의 환경 광의 밝기에 관한 조건뿐만 아니라, 예를 들면, 프린터 용지 등 출력 신호를 출력하는 매체 자체의 밝기에 관한 조건이어도 된다. 또한, 예를 들면, 스캐너 용지 등 입력 신호를 입력하는 매체 자체의 밝기 등에 관한 조건이어도 된다.
또한, 이들은 스위치 등에 의한 입력뿐만 아니라, 포토 센서 등에 의해 자동적으로 입력되는 것이어도 된다.
한편, 입력 장치(527)는 밝기에 관한 조건을 입력할 뿐만 아니라, 프로파일 데이터 등록부(526)에 대해서 직접 프로파일의 전환을 동작시키기 위한 장치라도 된다. 이 경우, 입력 장치(527)는 밝기에 관한 조건 이외에 프로파일 데이터의 리스트를 표시하여 사용자에게 선택시키는 것이어도 된다.
이것에 의해, 사용자는 기호에 따른 시각 처리를 실행하는 것이 가능해진다.
한편, 입력 장치(527)는 사용자를 식별하는 장치라도 된다. 이 경우, 입력 장치(527)는 사용자를 식별하기 위한 카메라, 혹은, 사용자명을 입력시키기 위한 장치라도 된다.
예를 들면, 입력 장치(527)에 의해 사용자가 아이라고 입력된 경우에는, 과도한 휘도 변화를 억제하는 프로파일 데이터 등이 선택된다.
이것에 의해, 사용자에 따른 시각 처리를 실현하는 것이 가능해진다.
《3》
도 8에, 2종류의 밝기를 검출하기 위한 명도 검출부로부터의 검출 결과에 기초하여 2차원 LUT4에 등록하는 프로파일 데이터를 전환하는 시각 처리 장치(530)의 블록도를 도시한다.
시각 처리 장치(530)는 도 1에 도시한 시각 처리 장치(1)와 동일한 구조에 더하여, 프로파일 데이터 등록 장치(8)와 동일한 기능을 구비하는 프로파일 데이터 등록부(531)를 구비하고 있다. 또한, 시각 처리 장치(530)는 명도 검출부(532)를 구비하고 있다.
명도 검출부(532)는 화상 판정부(522)와 입력 장치(527)로 구성된다. 화상 판정부(522) 및 입력 장치(527)는 도 6, 도 7을 이용하여 설명한 것과 동일하다. 이것에 의해, 명도 검출부(532)는 입력 신호(IS)를 입력으로 하고, 화상 판정부(522)로부터의 판정 결과(SA)와 입력 장치(527)로부터의 입력 결과(SB)를 검출 결과적으로 출력한다.
프로파일 데이터 등록부(531)는 판정 결과(SA)와 입력 결과(SB)를 입력으로 하고, 판정 결과(SA)와 입력 결과(SB)에 기초하여 프로파일 데이터(PD)를 전환하여 출력한다. 보다 구체적으로는, 예를 들면, 환경 광이 「밝다」상태에 있고, 또한 입력 신호(IS)도 밝다고 판정되는 경우, 입력 신호(IS)의 다이나믹 레인지를 압축하는 프로파일 등을 선택하여 프로파일 데이터(PD)로서 출력한다. 이것에 의해, 출력 신호(OS)를 표시할 때에 콘트라스트를 유지하는 것이 가능해진다.
이상에 의해, 시각 처리 장치(530)에서는 적절한 시각 처리를 실현하는 것이 가능해진다.
《4》
도 6∼도 8의 시각 처리 장치에 있어서, 각각의 프로파일 데이터 등록부는 시각 처리 장치와 일체로서 구비되어 있지 않아도 된다. 구체적으로는, 프로파일 데이터 등록부는 프로파일 데이터를 복수 구비하는 서버로서 혹은 각각의 프로파일 데이터를 구비하는 복수의 서버로서 네트워크를 통하여 시각 처리 장치와 접속되고 있는 것이어도 된다. 여기서, 네트워크란, 예를 들면, 전용 회선, 공중 회선, 인터넷, LAN 등의 통신이 가능한 접속 수단이며, 유선이어도 무선이어도 된다. 또한 이 경우, 판정 결과(SA)나 입력 결과(SB)도 동일한 네트워크를 통하여 시각 처리 장치측으로부터 프로파일 데이터 등록부측에 전해진다.
(7)
상기 실시 형태에서는 프로파일 데이터 등록 장치(8)가 복수의 프로파일 데이터를 구비하고, 2차원 LUT4로의 등록을 전환함으로써 상이한 시각 처리를 실현한다고 설명하였다.
여기서, 시각 처리 장치(1)는 상이한 시각 처리를 실현하는 프로파일 데이터가 등록되는 복수의 2차원 LUT를 구비하는 것이어도 된다. 이 경우, 시각 처리 장치(1)에서는 각각의 2차원 LUT로의 입력을 전환함으로써, 혹은 각각의 2차원 LUT로부터의 출력을 전환함으로써 상이한 시각 처리를 실현하는 것이어도 된다.
이 경우, 2차원 LUT를 위해서 확보해야 할 기억 용량은 증대하지만, 시각 처리의 전환에 필요한 시간이 단축 가능해진다.
또한, 프로파일 데이터 등록 장치(8)는 복수의 프로파일 데이터에 기초하여 새로운 프로파일 데이터를 생성하고, 생성된 프로파일 데이터를 2차원 LUT4에 등록하는 장치라도 된다.
이것에 관해, 도 9∼도 10을 이용하여 설명을 더한다.
도 9는, 프로파일 데이터 등록 장치(8)의 변형예로서의 프로파일 데이터 등록 장치(701)에 대해 주로 설명하는 블록도이다. 프로파일 데이터 등록 장치(701)는 시각 처리 장치(1)의 2차원 LUT4에 등록되는 프로파일 데이터를 전환하기 위한 장치이다.
프로파일 데이터 등록 장치(701)는 복수의 프로파일 데이터가 등록되는 프로파일 데이터 등록부(702)와, 복수의 프로파일 데이터에 기초하여 새로운 프로파일 데이터를 생성하는 프로파일 작성 실행부(703)와, 새로운 프로파일 데이터를 생성하기 위한 파라미터를 입력하기 위한 파라미터 입력부(706)와, 각부의 제어를 행하는 제어부(705)로 구성되어 있다.
프로파일 데이터 등록부(702)에는 프로파일 데이터 등록 장치(8) 혹은 도 6∼도 8에 도시하는 각각의 프로파일 데이터 등록부와 동일하게 복수의 프로파일 데이터가 등록되어 있고, 제어부(705)로부터의 제어 신호(c10)에 의해 선택된 선택 프로파일 데이터의 독출을 행한다. 여기서, 프로파일 데이터 등록부(702)에서는 2개의 선택 프로파일 데이터가 독출된다고 하고, 각각을 제1 선택 프로파일 데이터(d10) 및 제2 선택 프로파일 데이터(d11)로 한다.
프로파일 데이터 등록부(702)로부터 독출되는 프로파일 데이터는, 파라미터 입력부(706)의 입력에 의해 결정된다. 예를 들면, 파라미터 입력부(706)에서는 원하는 시각 처리 효과, 그 처리 정도, 처리된 화상의 시환경에 관한 정보 등이 파라미터로서, 수동에 의해, 혹은 센서 등으로부터 자동에 의해 입력된다. 제어부(705)는 파라미터 입력부(706)에 의해 입력된 파라미터로부터 독출해야 할 프로파일 데이터를 제어 신호(c10)에 의해 지정하는 동시에, 각각의 프로파일 데이터의 합성도의 값을 제어 신호(c12)에 의해 지정한다.
프로파일 작성 실행부(703)는 제1 선택 프로파일 데이터(d10) 및 제2 선택 프로파일 데이터(d11)로부터 새로운 프로파일 데이터인 생성 프로파일 데이터(d6)를 작성하는 프로파일 생성부(704)를 구비하고 있다.
프로파일 생성부(704)는 프로파일 데이터 등록부(702)로부터 제1 선택 프로파일 데이터(d10) 및 제2 선택 프로파일 데이터(d11)를 취득한다. 또한, 제어부(705)로부터 각각의 선택 프로파일 데이터의 합성도를 지정하는 제어 신호(c12)를 취득한다.
또한, 프로파일 생성부(704)는 제1 선택 프로파일 데이터(d10)의 값 [m] 및 제2 선택 프로파일 데이터(d11)의 값 [n]에 대해서, 제어 신호(c12)가 지정하는 합성도의 값 [k]를 이용하여, 값 [l]의 생성 프로파일 데이터(d6)를 작성한다. 여기서, 값 [l]은 [l] = (1－k) * [m] ＋ k * [n]에 의해 계산된다. 한편, 값 [k]가 0≤k≤1을 만족하는 경우에는, 제1 선택 프로파일 데이터(d10)와 제2 선택 프로파일 데이터(d11)는 내분되고, 값 [k]가 k＜0 또는 k＞1을 만족하는 경우에는, 제1 선택 프로파일 데이터(d10)와 제2 선택 프로파일 데이터(d11)는 외분되게 된다.
2차원 LUT4는 프로파일 생성부(704)가 생성하는 생성 프로파일 데이터(d6)를 취득하고, 취득한 값을 제어부(705)의 카운트 신호(c11)가 지정하는 어드레스에 저장한다. 여기서, 생성 프로파일 데이터(d6)는 생성 프로파일 데이터(d6)를 작성하는데 이용된 각각의 선택 프로파일 데이터가 연관되어 있는 것과 동일한 화상 신호값에 연관된다.
이상에 의해, 예를 들면, 상이한 시각 처리를 실현하는 프로파일 데이터에 기초하여 더욱 상이한 시각 처리를 실현하는 새로운 프로파일 데이터를 작성하는 것이 가능해진다.
도 10을 이용하여, 프로파일 데이터 등록 장치(701)를 구비하는 시각 처리 장치에 있어서 실행되는 시각 처리 프로파일 작성 방법에 대해 설명한다.
제어부(705)로부터의 카운트 신호(c10)에 의해, 프로파일 데이터 등록부(702)의 어드레스가 일정한 카운트 주기로 지정되고, 지정된 어드레스에 저장되어 있는 화상 신호값이 독출된다(단계 S701). 자세하게는, 파라미터 입력부(706)에 의해 입력된 파라미터에 따라 제어부(705)는 카운트 신호(c10)를 출력한다. 카운트 신호(c10)는, 프로파일 데이터 등록부(702)에 있어서 상이한 시각 처리를 실현하는 2개의 프로파일 데이터의 어드레스를 지정한다. 이것에 의해, 프로파일 데이터 등록부(702)로부터 제1 선택 프로파일 데이터(d10)와 제2 선택 프로파일 데이터(d11)가 독출된다.
프로파일 생성부(704)는 제어부(705)로부터 합성도를 지정하는 제어 신호(c12)를 취득한다(단계 S702).
프로파일 생성부(704)는 제1 선택 프로파일 데이터(d10)의 값 [m] 및 제2 선택 프로파일 데이터(d11)의 값 [n]에 대해서, 제어 신호(c12)가 지정하는 합성도의 값 [k]를 이용하여, 값 [l]의 생성 프로파일 데이터(d6)를 작성한다(단계 S703). 여기서, 값 [l]은 [l] = (1－k) * [m] ＋ k * [n]에 의해 계산된다.
2차원 LUT4에 대해서 생성 프로파일 데이터(d6)가 기록된다(단계 S704). 여기서, 기입처의 어드레스는 2차원 LUT4에 대해서 부여되는 제어부(705)로부터의 카운트 신호(c11)에 의해 지정된다.
제어부(705)는 선택된 프로파일 데이터의 모든 데이터에 대한 처리가 종료했는지 아닌지를 판단하고(단계 705), 종료할 때까지 단계 S701로부터 단계 S705의 처리를 반복한다.
또한, 이와 같이 하여 2차원 LUT4에 저장된 새로운 프로파일 데이터는 시각 처리를 실행하는데 이용된다.
《(7)의 효과》
프로파일 데이터 등록 장치(701)를 구비하는 시각 처리 장치에 있어서는, 상이한 시각 처리를 실현하는 프로파일 데이터에 기초하여 더욱 상이한 시각 처리를 실현하는 새로운 프로파일 데이터를 작성하고, 시각 처리를 행하는 것이 가능해진다. 즉, 프로파일 데이터 등록부(702)에 있어서, 소수의 프로파일 데이터를 구비하는 것만으로, 임의의 처리 정도의 시각 처리를 실현하는 것이 가능해지고, 프로파일 데이터 등록부(702)의 기억 용량을 삭감하는 것이 가능해진다.
한편, 프로파일 데이터 등록 장치(701)는 도 1에 도시하는 시각 처리 장치(1)뿐만이 아니라, 도 6∼도 8의 시각 처리 장치에 있어서 구비되어 있어도 된다. 이 경우, 프로파일 데이터 등록부(702)와 프로파일 작성 실행부(703)가 도 6∼도 8에 도시하는 각각의 프로파일 데이터 등록부(521, 526, 531) 대신에 이용되고, 파라미터 입력부(706)와 제어부(705)가 도 6의 화상 판정부(522), 도 7의 입력 장치(527), 도 8의 명도 검출부(532) 대신에 이용되어도 된다.
(8)
시각 처리 장치는 입력 신호(IS)의 밝기를 변환하는 장치라도 된다. 도 11을 이용하여 밝기를 변환하는 시각 처리 장치(901)에 대해 설명한다.
《구성》
시각 처리 장치(901)는 입력 신호(IS')의 밝기를 변환하는 장치로서, 입력 신호(IS')에 대해서 소정의 처리를 행하여 처리 신호(US')를 출력하는 처리부(902)와, 입력 신호(IS') 및 처리 신호(US')를 이용하여 입력 신호(IS')의 변환을 행하는 변환부(903)로 구성된다.
처리부(902)는 공간 처리부(2)(도 1 참조)와 동일하게 동작하고, 입력 신호(IS')의 공간 처리를 행한다. 한편, 상기〈변형예〉(3)에서 기재한 것과 같은 공간 처리를 행하는 것이어도 된다.
변환부(903)는 시각 처리부(3)와 동일하게 2차원 LUT를 구비하고, 입력 신호(IS')(값 [x])와 처리 신호(US')(값 [z])에 기초하여 출력 신호(OS')(값 [y])를 출력한다.
여기서, 변환부(903)가 구비하는 2차원 LUT의 각 요소의 값은, 밝기의 변경 정도에 관한 함수 fk(z)의 값에 따라 정해진 게인 혹은 오프셋에 대해서, 입력 신호(IS')의 값 [x]를 작용시킴으로써 정해져 있다. 이하, 밝기의 변경 정도에 관한 함수 fk(z)를 「변경도 함수」라고 한다.
2차원 LUT의 각 요소의 값(=출력 신호(OS')의 값 [y])은, 입력 신호(IS')의 값 [x]와 처리 신호(US')의 값 [z]의 함수에 기초하여 정해져 있다. 이하, 이 함수를 「변환 함수」라고 하고, 일례로서의 변환 함수 (a)∼(d)를 나타낸다. 또한, 도 12(a)∼(d)에 변경도 함수 fk(z)를 변화시킨 경우의 입력 신호(IS')와 출력 신호(OS')의 관계를 나타낸다.
《변환 함수 (a)에 대해》
변환 함수 (a)는, [y] = f1(z) * [x]로 표시된다.
여기서, 변경도 함수 f1(z)는, 입력 신호(IS')의 게인으로서 작용하고 있다. 이 때문에, 변경도 함수 f1(z)의 값에 의해 입력 신호(IS')의 게인이 변화하고 출력 신호(OS')의 값 [y]가 변화한다.
도 12(a)는 변경도 함수 f1(z)의 값이 변화한 경우의 입력 신호(IS')와 출력 신호(OS')의 관계의 변화를 나타낸다.
변경도 함수 f1(z)가 커짐(f1(z)＞1)에 따라 출력 신호의 값 [y]는 커진다. 즉, 변환 후의 화상은 밝아진다. 한편, 변경도 함수 f1(z)가 작아짐(f1(z)＜1)에 따라 출력 신호의 값 [y]는 작아진다. 즉, 변환 후의 화상은 어두워진다.
여기서, 변경도 함수 f1(z)는 값 [z]의 정의역에서의 최소값이 값 [0]미만이 되지 않는 함수이다.
또한, 변환 함수 (a)의 연산에 의해 출력 신호의 값 [y]가 취할 수 있는 값의 범위를 넘는 경우에는, 취할 수 있는 값의 범위에 클립되어도 된다. 예를 들면, 값 [1]을 넘은 경우에는, 출력 신호의 값 [y]는 값 [1]에 클립되어도 좋고, 값 [0]에 충족되지 못한 경우에는, 출력 신호의 값 [y]는 값 [0]에 클립되어도 된다. 이것은, 이하의 변환 함수 (b)∼(d)에 대해서도 동일하다.
《변환 함수 (b)에 대해》
변환 함수 (b)는 [y] = [x] ＋ f2(z)로 표시된다.
여기서, 변경도 함수 f2(z)는 입력 신호(IS')의 오프셋으로서 작용하고 있다. 이 때문에, 변경도 함수 f2(z)의 값에 의해 입력 신호(IS')의 오프셋이 변화하고 출력 신호(OS')의 값 [y]가 변화한다.
도 12(b)는 변경도 함수 f2(z)의 값이 변화한 경우의 입력 신호(IS')와 출력 신호(OS')의 관계의 변화를 나타낸다.
변경도 함수 f2(z)가 커짐(f2(z)＞0)에 따라 출력 신호의 값 [y]는 커진다. 즉, 변환 후의 화상은 밝아진다. 한편, 변경도 함수 f2(z)가 작아짐(f2(z)＜0)에 따라 출력 신호의 값 [y]는 작아진다. 즉, 변환 후의 화상은 어두워진다.
《변환 함수(c)에 대해》
변환 함수(c)는 [y] = f1(z) * [x] ＋ f2(z)로 표시된다.
여기서, 변경도 함수 f1(z)는 입력 신호(IS')의 게인으로서 작용하고 있다. 또한 변경도 함수 f2(z)는 입력 신호(IS')의 오프셋으로서 작용하고 있다. 이 때문에, 변경도 함수 f1(z)의 값에 의해 입력 신호(IS')의 게인이 변화하는 동시에, 변경도 함수 f2(z)의 값에 의해 입력 신호(IS')의 오프셋이 변화하고 출력 신호(OS')의 값 [y]가 변화한다.
도 12(c)는 변경도 함수 f1(z) 및 변경도 함수 f2(z)의 값이 변화한 경우의 입력 신호(IS')와 출력 신호(OS')의 관계의 변화를 나타낸다.
변경도 함수 f1(z) 및 변경도 함수 f2(z)가 커짐에 따라, 출력 신호의 값 [y]는 커진다. 즉, 변환 후의 화상은 밝아진다. 한편, 변경도 함수 f1(z) 및 변경도 함수 f2(z)가 작아짐에 따라, 출력 신호의 값 [y]는 작아진다. 즉, 변환 후의 화상은 어두워진다.
《변환 함수(d)에 대해》
변환 함수(d)는 [y] = [x]＾(1－f2(z))로 표시된다.
여기서, 변경도 함수 f2(z)는 「누승 함수」의 「누승」을 결정한다. 이 때문에, 변경도 함수 f2(z)의 값에 의해 입력 신호(IS')가 변화하고 출력 신호(OS')의 값 [y]가 변화한다.
도 12(d)는 변경도 함수 f2(z)의 값이 변화한 경우의 입력 신호(IS')와 출력 신호(OS')의 관계의 변화를 나타낸다.
변경도 함수 f2(z)가 커짐(f2(z)＞0)에 따라 출력 신호의 값 [y]는 커진다. 즉, 변환 후의 화상은 밝아진다. 한편, 변경도 함수 f2(z)가 작아짐(f2(z)＜0)에 따라 출력 신호의 값 [y]는 작아진다. 즉, 변환 후의 화상은 어두워진다. 또한, 변경도 함수 f2(z)가 값 [0]인 경우에는 입력 신호(IS')에 대한 변환은 행해지지 않게 된다.
한편, 값 [x]는 입력 신호(IS')의 값을 [0]∼[1]의 범위에 정규화한 값이다.
《효과》
(1)
시각 처리 장치(901)에서는 이상에 나타낸 변환 함수 (a)∼(d) 중 어느 하나를 이용하여 정해진 요소를 가지는 2차원 LUT에 의해, 입력 신호(IS')의 시각 처리가 행해진다. 2차원 LUT의 각 요소는 값 [x]와 값 [z]에 대한 값 [y]를 저장하고 있다. 이 때문에, 입력 신호(IS')와 처리 신호(US')에 기초하여 입력 신호(IS')의 밝기를 변환하는 시각 처리가 실현된다.
(2)
여기서, 변경도 함수 f1(z)와 변경도 함수 f2(z)가 함께 단조 감소하는 함수인 경우, 또한 역광 보정이나 백색 날림(白飛び)의 방지 등의 효과가 얻어진다. 이것에 관해서 설명을 더한다.
도 13(a)∼(b)에, 단조 감소하는 변경도 함수 f1(z) 및 f2(z)의 예를 나타낸다. 각각 3개의 그래프(a1∼a3, b1∼b3)를 나타내고 있지만, 모두 단조 감소하는 함수의 예이다.
변경도 함수 f1(z)는, 값 [1]을 걸치는 값 영역을 가지는 함수이며, 값 [z]의 정의역에 대한 최소값이 값 [0]미만이 되지 않는 함수이다. 변경도 함수 f2(z)는 값 [0]을 걸치는 값 영역을 가지는 함수이다.
예를 들면, 화상 중의 어둡고 면적이 큰 부분에서는, 처리 신호(US')의 값 [z]가 작다. 작은 값의 [z]에 대한 변경도 함수의 값은 커진다. 즉, 변환 함수 (a)∼(d)에 기초하여 작성된 2차원 LUT를 이용하면, 화상 중의 어둡고 면적이 큰 부분은 밝게 변환된다. 따라서, 예를 들면, 역광으로 촬영된 화상에서는 어둡고 면적이 큰 부분에 대해서 암부의 개선이 행해져 시각적 효과가 향상된다.
또한, 예를 들면, 화상 중의 밝고 면적이 큰 부분에서는, 처리 신호(US')의 값 [z]가 크다. 큰 값의 [z]에 대한 변경도 함수의 값은 작아진다. 즉, 변환 함수 (a)∼(d)에 기초하여 작성된 2차원 LUT를 이용하면, 화상 중의 밝고 면적이 큰 부분은 어둡게 변환된다. 따라서, 예를 들면, 하늘 등의 밝은 부분을 가지는 화상에서는, 밝고 면적이 큰 부분에 대해서 백색 날림의 개선이 행해져 시각적 효과가 향상된다.
《변형예》
(1)
상기한 변환 함수는 일례이며, 동일한 성질을 가지는 변환이면 임의의 함수로 된다.
(2)
2차원 LUT의 각 요소의 값은, 엄밀하게 상기한 변환 함수에 의해 정해지지 않아도 된다.
예를 들면, 상기한 변환 함수의 값이 출력 신호(OS＇)로서 취급할 수 있는 값의 범위를 넘는 경우에는, 2차원 LUT는 출력 신호(OS＇)로서 취급할 수 있는 값의 범위에 클립된 값을 저장해도 된다.
(3)
상기와 동일한 처리는 2차원 LUT를 이용하지 않고 행해져도 된다. 예를 들면, 변환부(903)는 입력 신호(IS＇)와 처리 신호(US＇)에 대해서, 변환 함수 (a)∼(d)를 연산함으로써 출력 신호(OS＇)를 출력해도 된다.
(9)
시각 처리 장치는, 복수의 공간 처리부를 구비하고, 공간 처리의 정도가 상이한 복수의 언샤프 신호를 이용하여 시각 처리를 행하는 것이어도 된다.
《구성》
도 14에, 시각 처리 장치(905)의 구성을 도시한다. 시각 처리 장치(905)는 입력 신호(IS")의 시각 처리를 행하는 장치로서, 입력 신호(IS")에 대해서 제1 소정의 처리를 행하여 제1 처리 신호(U1)를 출력하는 제1 처리부(906a)와, 입력 신호(IS")에 대해서 제2 소정의 처리를 행하여 제2 처리 신호(U2)를 출력하는 제2 처리부(906b)와, 입력 신호(IS")와 제1 처리 신호(U1)와 제2 처리 신호(U2)를 이용하여 입력 신호(IS")의 변환을 행하는 변환부(908)로 구성된다.
제1 처리부(906a) 및 제2 처리부(906b)는, 공간 처리부(2)(도 1 참조)와 동일하게 동작하고 입력 신호(IS")의 공간 처리를 행한다. 한편, 상기〈변형예〉(3)에서 기재한 바와 같은 공간 처리를 행하는 것이어도 된다.
여기서, 제1 처리부(906a)와 제2 처리부(906b)는 공간 처리에 있어서 이용하는 주변 화소의 영역의 크기가 상이하다.
구체적으로는, 제1 처리부(906a)에서는 주목 화소를 중심으로 세로 30화소, 가로 30화소의 영역에 포함되는 주변 화소를 이용하는(작은 언샤프 신호) 것에 대해서, 제2 처리부(906b)에서는 주목 화소를 중심으로 세로 90화소, 가로 90화소의 영역에 포함되는 주변 화소를 이용한다(큰 언샤프 신호). 한편, 여기서 기재한 주변 화소의 영역은 어디까지나 일례이며, 이것에 한정되는 것은 아니다. 시각 처리 효과를 충분히 발휘하기 위해서는, 상당히 넓은 영역에서 언샤프 신호를 생성하는 것이 바람직하다.
변환부(908)는 LUT를 구비하고, 입력 신호(IS")(값 [x])와 제1 처리 신호(U1)(값 [z1])와 제2 처리 신호(U2)(값 [z2])에 기초하여 출력 신호(OS")(값 [y])를 출력한다.
여기서, 변환부(903)가 구비하는 LUT는 입력 신호(IS")의 값 [x]와 제1 처리 신호(U1)의 값 [z1]과 제2 처리 신호(U2)의 값 [z2]에 대한 출력 신호(OS")의 값 [y]를 저장하는 3차원 LUT이다. 이 3차원 LUT의 각 요소의 값(=출력 신호(OS")의 값 [y])은, 입력 신호(IS＇)의 값 [x]와 제1 처리 신호(U1)의 값 [z1]과 제2 처리 신호(U2)의 값 [z2]의 함수에 기초하여 정해지고 있다.
이 3차원 LUT는 상기 실시 형태 및 하기 실시 형태에서 기재하는 처리를 실현 가능하지만, 여기에서는, 3차원 LUT가《입력 신호(IS")의 밝기를 변환하는 경우》와《입력 신호(IS")를 강조 변환하는 경우》에 대해서 설명을 더한다.
《입력 신호(IS")의 밝기를 변환하는 경우》
변환부(908)는 제1 처리 신호(U1)의 값 [z1]이 작으면, 입력 신호(IS")를 밝게 하도록 변환을 행한다. 단, 제2 처리 신호(U2)의 값 [z2]도 작으면, 밝게 하는 정도를 억제한다.
이러한 변환의 일례로서 변환부(903)가 구비하는 3차원 LUT의 각 요소의 값은 다음의 변환 함수(e) 또는 (f)에 기초하여 정해져 있다.
(변환 함수(e)에 대해)
변환 함수(e)는 [y] = [f11(z1)/f12(z2)] * [x]로 표시된다.
여기서, 변경도 함수 f11(z1), f12(z2)는 상기〈변형예〉(8)에서 기재한 변경도 함수 f1(z)와 동일한 함수이다. 또한, 변경도 함수 f11(z1)와 변경도 함수 f12(z2)는 상이한 함수가 되어 있다.
이것에 의해, [f11(z1)/f12(z2)]는 입력 신호(IS")의 게인으로서 작용하고, 제1 처리 신호(U1)의 값과 제2 처리 신호(U2)의 값에 의해 입력 신호(IS")의 게인이 변화하고 출력 신호(OS")의 값 [y]가 변화한다.
(변환 함수(F)에 대해)
변환 함수(F)는 [y] = [x] ＋ f21(z1)－f22(z2)로 표시된다.
여기서, 변경도 함수 f21(z1), f22(z2)는 상기〈변형예〉(8)에서 기재한 변경도 함수 f2(z)와 동일한 함수이다. 또한, 변경도 함수 f21(z1)와 변경도 함수 f22(z2)는 상이한 함수가 되고 있다.
이것에 의해, [f21(z1)－f22(z2)]는 입력 신호(IS")의 오프셋으로서 작용하고, 제1 처리 신호(U1)의 값과 제2 처리 신호(U2)의 값에 의해 입력 신호(IS")의 오프셋이 변화하여 출력 신호(OS")의 값 [y]가 변화한다.
(효과)
이러한 변환 함수(e)∼(f)를 이용한 변환에 의해, 예를 들면, 역광 부분의 작은 영역의 암부를 밝게 하면서, 야경의 화상의 큰 영역의 암부를 너무 밝게 하지 않는 등의 효과를 실현하는 것이 가능해진다.
(변형예)
한편, 변환부(908)에서의 처리는 3차원 LUT를 이용한 처리에 한정되지 않고, 변환 함수(e) 나 (f) 등과 동일한 연산을 행하는 것이어도 된다.
또한, 3차원 LUT의 각 요소는 엄밀하게 변환 함수(e)나 (f)에 기초하여 정해지지 않아도 된다.
《입력 신호(IS")를 강조 변환하는 경우》
변환부(908)에서의 변환이 입력 신호(IS")를 강조하는 변환인 경우, 복수의 주파수 성분을 독립하여 강조하는 것이 가능해진다.
예를 들면, 제1 처리 신호(U1)를 보다 강조하는 변환이면, 주파수의 비교적 높은 농담 부분의 강조를 행하는 것이 가능해지고, 제2 처리 신호(U2)를 보다 강조하는 변환이면 주파수가 낮은 농담 부분의 강조를 행하는 것이 가능해진다.
〈프로파일 데이터〉
시각 처리 장치(1)는 상기에서 설명한 것 이외에도 여러 가지 시각 처리를 실현하는 프로파일 데이터를 구비하는 것이 가능하다. 이하, 여러 가지 시각 처리를 실현하는 제1∼제7 프로파일 데이터에 대해서, 프로파일 데이터를 특징짓는 식과, 그 프로파일 데이터를 구비하는 시각 처리 장치(1)와 등가인 시각 처리를 실현하는 시각 처리 장치의 구성을 나타낸다.
각각의 프로파일 데이터는 입력 신호(IS)와 언샤프 신호(US)로부터 산출된 값을 강조하는 연산을 포함하는 수식에 기초하여 정해져 있다. 여기서, 강조하는 연산이란, 예를 들면, 비선형의 강조 함수에 의한 연산이다.
이것에 의해, 각각의 프로파일 데이터에서는 입력 신호(IS)의 시각 특성에 있던 강조, 혹은 출력 신호(OS)를 출력하는 기기의 비선형 특성에 있던 강조를 실현하는 것 등이 가능해진다.
(1)
《제1 프로파일 데이터》
제1 프로파일 데이터는 입력 신호(IS)와 언샤프 신호(US)에 대해서 소정의 변환을 행한 각각의 변환값의 차를 강조하는 함수를 포함하는 연산에 기초하여 정해져 있다. 이것에 의해, 입력 신호(IS)와 언샤프 신호(US)를 별개의 공간으로 변환한 다음 각각의 차를 강조하는 것이 가능해진다. 이것에 의해, 예를 들면, 시각 특성에 있던 강조 등을 실현하는 것이 가능해진다.
이하, 구체적으로 설명한다.
제1 프로파일 데이터의 각 요소의 값 C(출력 신호(OS)의 값)은 입력 신호(IS)의 값 A, 언샤프 신호(US)의 값 B, 변환 함수(F1), 변환 함수의 역변환 함수(F2), 강조 함수(F3)를 이용하여 C=F2(F1(A)＋F3(F1(A)－F1(B)))(이하, 식 M1이라고 함)로 표시된다.
여기서, 변환 함수(F1)는 상용 대수 함수이다. 역변환 함수(F2)는 상용 대수 함수의 역함수로서의 지수 함수(안티 로그)이다. 강조 함수(F3)는 도 49를 이용하여 설명한 강조 함수(R1∼R3) 중 몇 개의 함수이다.
《등가인 시각 처리 장치(11)》
도 15에, 제1 프로파일 데이터를 2차원 LUT4에 등록한 시각 처리 장치(1)와 등가인 시각 처리 장치(11)를 나타낸다.
시각 처리 장치(11)는 입력 신호(IS)와 언샤프 신호(US)에 대해서 소정의 변환을 행한 각각의 변환값의 차를 강조하는 연산에 기초하여 출력 신호(OS)를 출력하는 장치이다. 이것에 의해, 입력 신호(IS)와 언샤프 신호(US)를 별개의 공간으로 변환한 다음 각각의 차를 강조하는 것이 가능해지고, 예를 들면, 시각 특성에 있던 강조 등을 실현하는 것이 가능해진다.
도 15에 도시하는 시각 처리 장치(11)는 입력 신호(IS)로서 취득한 원화상의 화소마다의 휘도값에 공간 처리를 실행하여 언샤프 신호(US)를 출력하는 공간 처리부(12)와, 입력 신호(IS)와 언샤프 신호(US)를 이용하여 원화상의 시각 처리를 행하고 출력 신호(OS)를 출력하는 시각 처리부(13)를 구비하고 있다.
공간 처리부(12)는 시각 처리 장치(1)가 구비하는 공간 처리부(2)와 동일한 동작을 행하기 위해 설명을 생략한다.
시각 처리부(13)는 입력 신호(IS)와 언샤프 신호(US)의 신호 공간의 변환을 행하고, 변환 입력 신호(TIS)와 변환 언샤프 신호(TUS)를 출력하는 신호 공간 변환부(14)와, 변환 입력 신호(TIS)를 제1 입력, 변환 언샤프 신호(TUS)를 제2 입력으로 하고, 각각의 차분인 차분 신호(DS)를 출력하는 감산부(17)와, 차분 신호(DS)를 입력으로 하여 강조 처리된 강조 처리 신호(TS)를 출력하는 강조 처리부(18)와, 변환 입력 신호(TIS)를 제1 입력, 강조 처리 신호(TS)를 제2 입력으로 하고, 각각을 가산한 가산 신호(PS)를 출력하는 가산부(19)와, 가산 신호(PS)를 입력으로 하여 출력 신호(OS)를 출력하는 역변환부(20)를 구비하고 있다.
신호 공간 변환부(14)는 입력 신호(IS)를 입력으로 하고 변환 입력 신호(TIS)를 출력으로 하는 제1 변환부(15)와, 언샤프 신호(US)를 입력으로 하고 변환 언샤프 신호(TUS)를 출력으로 하는 제2 변환부(16)를 더 가지고 있다.
《등가인 시각 처리 장치(11)의 작용》
시각 처리부(13)의 동작에 대해 더욱 설명을 더한다.
제1 변환부(15)는 변환 함수(F1)를 이용하여, 값 A의 입력 신호를 값 F1(A)의 변환 입력 신호(TIS)로 변환한다. 제2 변환부(16)는 변환 함수(F1)를 이용하고, 값 B의 언샤프 신호(US)를 값 F1(B)의 변환 언샤프 신호(TUS)로 변환한다. 감산부(17)는 값 F1(A)의 변환 입력 신호(TIS)와 값 F1(B)의 변환 언샤프 신호(TUS)의 차분을 계산하여 값 F1(A)－F1(B)의 차분 신호(DS)를 출력한다. 강조 처리부(18)는 강조 함수(F3)를 이용하고, 값 F1(A)－F1(B)의 차분 신호(DS)로부터 값 F3(F1(A)－F1(B))의 강조 처리 신호(TS)를 출력한다. 가산부(19)는 값 F1(A)의 변환 입력 신호(TIS)와 값 F3(F1(A)－F1(B))의 강조 처리 신호(TS)를 가산하고, 값 F1(A)＋F3(F1(A)－F1(B))의 가산 신호(PS)를 출력한다. 역변환부(20)는 역변환 함수(F2)를 이용하고, 값 F1(A)＋F3(F1(A)－F1(B))의 가산 신호(PS)를 역변환하여 값 F2(F1(A)＋F3(F1(A)－F1(B)))의 출력 신호(OS)를 출력한다.
한편, 변환 함수(F1), 역변환 함수(F2), 강조 함수(F3)를 이용한 계산은, 각각의 함수에 대한 1차원의 LUT를 이용하여 행해져도 좋고, LUT를 이용하지 않고 행해져도 된다.
《효과》
제1 프로파일 데이터를 구비하는 시각 처리 장치(1)와 시각 처리 장치(11)는 동일한 시각 처리 효과를 나타낸다.
(i)
변환 함수(F1)에 의해 대수 공간으로 변환된 변환 입력 신호(TIS) 및 변환 언샤프 신호(TUS)를 이용한 시각 처리가 실현된다. 인간의 시각 특성은 대수적이고, 대수 공간으로 변환하여 처리를 행함으로써 시각 특성에 적절한 시각 처리가 실현된다.
(ⅱ)
각각의 시각 처리 장치에서는 대수 공간에서의 콘트라스트 강조가 실현된다.
도 48에 도시하는 종래의 시각 처리 장치(400)는 일반적으로 블러링 상태가 작은 언샤프 신호(US)를 이용하여 윤곽(에지) 강조를 행하기 위해서 이용된다. 그러나, 시각 처리 장치(400)는 블러링 상태가 큰 언샤프 신호(US)를 이용하여 콘트라스트 강조하는 경우에는, 원화상의 명부에는 강조 부족, 암부에는 강조가 과다해져 시각 특성에 적합하지 않은 시각 처리가 된다. 즉, 밝게 하는 방향에 대한 보정은 강조 부족, 어둡게 하는 방향에 대한 보정은 강조 과다가 되는 경향이 있다.
한편, 시각 처리 장치(1) 또는 시각 처리 장치(11)를 이용하여 시각 처리를 행한 경우에는, 암부로부터 명부까지 시각 특성에 적합한 시각 처리를 행하는 것이 가능하고, 밝게 하는 방향의 강조와 어둡게 하는 방향의 강조를 밸런스 좋게 행하는 것이 가능하다.
(ⅲ)
종래의 시각 처리 장치(400)에서는 시각 처리 후의 출력 신호(OS)가 마이너스가 되어 파탄하는 경우가 있다.
한편, 식 M1로 구해지는 프로파일 데이터의 임의의 요소의 값 C가 0≤C≤255의 범위를 넘는 경우에는, 그 요소의 값을 0 또는 255로 해둠으로써 보정 후의 화소 신호가 마이너스가 되어 파탄하는 것이나, 포화하여 파탄하는 것은 방지 가능해진다. 이것은 프로파일 데이터의 요소를 표현하기 위한 비트 길이에 관계없이 실현된다.
《변형예》
(i)
변환 함수(F1)는 대수 함수에 한정되지 않는다. 예를 들면, 변환 함수(F1)를 입력 신호(IS)에 가해져 있는 감마 보정(예를 들면, 감마 계수 [0.45])을 제외한 변환으로 하고, 역변환 함수(F2)를 입력 신호(IS)에 가해져 있던 감마 보정을 가하는 변환으로 해도 된다.
이것에 의해, 입력 신호(IS)에 가해져 있는 감마 보정을 제외하고, 선형 특성 하에서 처리를 행하는 것이 가능해진다. 이 때문에, 광학적인 블러링의 보정을 행하는 것이 가능해진다.
(ⅱ)
시각 처리 장치(11)에서는 시각 처리부(13)는 입력 신호(IS)와 언샤프 신호(US)에 기초하여, 2차원 LUT4를 이용하지 않고 상기 식 M1을 연산하는 것이어도 된다. 이 경우, 각각의 함수(F1∼F3)의 계산에 있어서는 1차원의 LUT를 이용해도 된다.
(2)
《제2 프로파일 데이터》
제2 프로파일 데이터는, 입력 신호(IS)와 언샤프 신호(US)의 비를 강조하는 함수를 포함하는 연산에 기초하여 정해져 있다. 이것에 의해, 예를 들면, 샤프 성분을 강조하는 시각 처리 등을 실현하는 것이 가능해진다.
또한, 제2 프로파일 데이터는 강조된 입력 신호(IS)와 언샤프 신호(US)의 비에 대해서 다이나믹 레인지 압축을 행하는 연산에 기초하여 정해져 있다. 이것에 의해, 예를 들면, 샤프 성분을 강조하면서 다이나믹 레인지의 압축을 행하는 시각 처리 등을 실현하는 것이 가능해진다.
이하, 구체적으로 설명한다.
제2 프로파일 데이터의 각 요소의 값 C(출력 신호(OS)의 값)은 입력 신호(IS)의 값 A, 언샤프 신호(US)의 값 B, 다이나믹 레인지 압축 함수(F4), 강조 함수(F5)를 이용하여 C=F4(A)*F5(A/B)(이하, 식 M2라고 함)로 표시된다.
여기서, 다이나믹 레인지 압축 함수(F4)는, 예를 들면, 위로 돌출된 누승 함수 등의 단조 증가 함수이다. 예를 들면, F4(x)=x＾γ(0＜γ＜1)로 표시된다. 강조 함수(F5)는 누승 함수이다. 예를 들면, F5(x)=x＾α(0＜α≤1)로 표시된다.
《등가인 시각 처리 장치(21)》
도 16에, 제2 프로파일 데이터를 2차원 LUT4에 등록한 시각 처리 장치(1)와 등가인 시각 처리 장치(21)를 도시한다.
시각 처리 장치(21)는 입력 신호(IS)와 언샤프 신호(US)의 비를 강조하는 연산에 기초하여 출력 신호(OS)를 출력하는 장치이다. 이것에 의해, 예를 들면, 샤프 성분을 강조하는 시각 처리 등을 실현하는 것이 가능해진다.
또한, 시각 처리 장치(21)는 강조된 입력 신호(IS)와 언샤프 신호(US)의 비에 대해서 다이나믹 레인지 압축을 행하는 연산에 기초하여 출력 신호(OS)를 출력한다. 이것에 의해, 예를 들면, 샤프 성분을 강조하면서 다이나믹 레인지의 압축을 행하는 시각 처리 등을 실현하는 것이 가능해진다.
도 16에 도시하는 시각 처리 장치(21)는 입력 신호(IS)로서 취득한 원화상의 화소마다의 휘도값에 공간 처리를 실행하여 언샤프 신호(US)를 출력하는 공간 처리부(22)와, 입력 신호(IS)와 언샤프 신호(US)를 이용하여 원화상의 시각 처리를 행하고 출력 신호(OS)를 출력하는 시각 처리부(23)를 구비하고 있다.
공간 처리부(22)는 시각 처리 장치(1)가 구비하는 공간 처리부(2)와 동일한 동작을 행하기 때문에 설명을 생략한다.
시각 처리부(23)는 입력 신호(IS)를 제1 입력, 언샤프 신호(US)를 제2 입력으로 하고, 입력 신호(IS)를 언샤프 신호(US)로 제산한 제산 신호(RS)를 출력하는 제산부(25)와, 제산 신호(RS)를 입력으로 하고 강조 처리 신호(TS)를 출력으로 하는 강조 처리부(26)와, 입력 신호(IS)를 제1 입력, 강조 처리 신호(TS)를 제2 입력으로 하고 출력 신호(OS)를 출력하는 출력 처리부(27)를 구비하고 있다. 출력 처리부(27)는 입력 신호(IS)를 입력으로 하고, 다이나믹 레인지(DR) 압축된 DR 압축 신호(DRS)를 출력하는 DR 압축부(28)와, DR 압축 신호(DRS)를 제1 입력, 강조 처리 신호(TS)를 제2 입력으로 하고 출력 신호(OS)를 출력하는 승산부(29)를 구비하고 있다.
《등가인 시각 처리 장치(21)의 작용》
시각 처리부(23)의 동작에 대해 더욱 설명을 더한다.
제산부(25)는 값 (A)의 입력 신호(IS)를 값 B의 언샤프 신호(US)로 제산하고, 값 A/B의 제산 신호(RS)를 출력한다. 강조 처리부(26)는 강조 함수(F5)를 이용하여 값 A/B의 제산 신호(RS)로부터 값 F5(A/B)의 강조 처리 신호(TS)를 출력한다. DR 압축부(28)는 다이나믹 레인지 압축 함수(F4)를 이용하여 값 A의 입력 신호(IS)로부터 값 F4(A)의 DR 압축 신호(DRS)를 출력한다. 승산부(29)는 값 F4(A)의 DR 압축 신호(DRS)와 값 F5(A/B)의 강조 처리 신호(TS)를 승산하여 값 F4(A)*F5(A/B)의 출력 신호(OS)를 출력한다.
한편, 다이나믹 레인지 압축 함수(F4), 강조 함수(F5)를 이용한 계산은, 각각의 함수에 대한 1차원의 LUT를 이용하여 행해져도 좋고, LUT를 이용하지 않고 행해져도 된다.
《효과》
제2 프로파일 데이터를 구비하는 시각 처리 장치(1)와 시각 처리 장치(21)는 동일한 시각 처리 효과를 나타낸다.
(i)
종래에서는, 화상 전체의 다이나믹 레인지를 압축하는 경우, 도 17에 도시하는 다이나믹 레인지 압축 함수(F4)를 이용하여, 암부로부터 하이라이트까지 포화시키지 않고 계조 레벨을 압축한다. 즉, 압축전의 화상 신호에서의 재현 목표의 흑색 레벨을 L0, 최대인 백색 레벨을 L1로 하면, 압축 전의 다이나믹 레인지(L1：L0)는 압축 후의 다이나믹 레인지(Q1：Q0)로 압축된다. 그러나, 화상 신호 레벨의 비인 콘트라스트는 다이나믹 레인지의 압축에 의해 (Q1/Q0)*(L0/L1) 배로 내려가게 된다. 여기서, 다이나믹 레인지 압축 함수(F4)는 위로 돌출된 누승 함수 등이다.
한편, 제2 프로파일 데이터를 구비하는 시각 처리 장치(1) 및 시각 처리 장치(21)에서는, 값 A/B의 제산 신호(RS), 즉 샤프 신호를 강조 함수(F5)로 강조 처리하여 DR 압축 신호(DRS)를 곱하고 있다. 이 때문에, 국소적인 콘트라스트를 강조하게 된다. 여기서, 강조 함수(F5)는, 도 18에 도시하는 바와 같은 누승 함수이고(F5(x)=x＾α), 제산 신호(RS)의 값이 1보다 클 때에 밝은 쪽에 강조를 행하고, 1보다 작을 때에 어두운 방향으로 강조를 행한다.
일반적으로, 인간의 시각은 국소 콘트라스트를 유지하면, 전체적인 콘트라스트가 저하되어 있어도 동일한 콘트라스트로 보이는 성질이 있다. 이것에 의해, 제2 프로파일 데이터를 구비하는 시각 처리 장치(1) 및 시각 처리 장치(21)에서는, 다이나믹 레인지의 압축을 행하면서 시각적으로는 콘트라스트를 저하시키지 않는 시각 처리를 실현하는 것이 가능해진다.
(ⅱ)
더욱 구체적으로 본 발명의 효과를 설명한다.
다이나믹 레인지 압축 함수(F4)는 F4(x)=x＾
(예를 들면, 
=0.6으로 함)이라고 한다. 또한, 강조 함수(F5)는 F5(x)=x＾
(예를 들면, 
=0.4로 함)라고 한다. 또한, 입력 신호(IS)의 최대인 백색 레벨을 값 1로 정규화한 경우의 재현 목표의 흑색 레벨이 값 1/300이라고 한다. 즉, 입력 신호(IS)의 다이나믹 레인지가 300：1이라고 한다.
다이나믹 레인지 압축 함수(F4)를 이용하여, 이 입력 신호(IS)의 다이나믹 레인지 압축한 경우, 압축 후의 다이나믹 레인지는 F4(1)：F4(1/300)=30：1이 된다. 즉, 다이나믹 레인지 압축 함수(F4)에 의해 다이나믹 레인지는 1/10로 압축되게 된다.
한편, 출력 신호(OS)의 값 C는 상기 식 M2로 표시되고, C=(A＾0.6)*｛(A/B)＾0.4｝, 즉 C=A/(B＾0.4)이다. 여기서, 국소적인 범위에서는, B의 값은 일정하다고 볼 수 있기 때문에 C는 A에 비례한다. 즉, 값 C의 변화량과 값 A의 변화량의 비는 1이 되고, 입력 신호(IS)와 출력 신호(OS)에 있어서 국소적인 콘트라스트는 변화하지 않게 된다.
상기와 마찬가지로, 인간의 시각은 국소 콘트라스트를 유지하면, 전체적인 콘트라스트가 저하되어 있어도 동일한 콘트라스트로 보이는 성질이 있다. 이것에 의해, 제2 프로파일 데이터를 구비하는 시각 처리 장치(1) 및 시각 처리 장치(21)에서는, 다이나믹 레인지의 압축을 행하면서, 시각적으로는 콘트라스트를 저하시키지 않는 시각 처리를 실현하는 것이 가능해진다.
한편, 도 18에 도시하는 강조 함수(F5)의 누승 승수(α)를 0.4보다 크게 하면, 다이나믹 레인지의 압축을 행하면서 입력 신호(IS)보다도 출력 신호(OS)의 외관의 콘트라스트를 높이는 것도 가능하다.
본 발명에서는, 이상의 효과를 실현할 수 있기 때문에 다음의 상황에 있어 특히 유효하다. 즉, 물리적인 다이나믹 레인지의 좁은 디스플레이로, 암부도 명부도 무너지지 않고 콘트라스트가 높은 화상을 재현하는 것이 가능해진다. 또한 예를 들면, 밝은 환경하의 텔레비전 프로젝터로 콘트라스트가 높은 영상을 표시하는, 농도가 낮은 잉크(옅은 색 밖에 나오지 않는 프린터)로 콘트라스트가 높은 프린트를 얻는 것이 가능해진다.
《변형예》
(i)
시각 처리 장치(21)에서는, 시각 처리부(23)는 입력 신호(IS)와 언샤프 신호(US)에 기초하여 2차원 LUT4를 이용하지 않고 상기 식 M2를 연산하는 것이어도 된다. 이 경우, 각각의 함수(F4, F5)의 계산에 있어서는 1차원의 LUT를 이용해도 된다.
(ⅱ)
한편, 식 M2로 구해지는 프로파일 데이터의 임의의 요소의 값 C가 C＞255가 되는 경우에는 그 요소의 값 C를 255로 해도 된다.
(3)
《제3 프로파일 데이터》
제3 프로파일 데이터는, 입력 신호(IS)와 언샤프 신호(US)의 비를 강조하는 함수를 포함하는 연산에 기초하여 정해져 있다. 이것에 의해, 예를 들면, 샤프 성분을 강조하는 시각 처리 등을 실현하는 것이 가능해진다.
이하, 구체적으로 설명한다.
상기 제 2 프로파일 데이터의 식 M2에 있어서, 다이나믹 레인지 압축 함수(F4)는 비례 계수 1의 정비례 함수라도 된다. 이 경우, 제3 프로파일 데이터의 각 요소의 값 C(출력 신호(OS)의 값)은 입력 신호(IS)의 값 A, 언샤프 신호(US)의 값 B, 강조 함수(F5)를 이용하여, C=A*F5(A/B)(이하, 식 M3라고 함)로 표시된다.
《등가인 시각 처리 장치(31)》
도 19에, 제3 프로파일 데이터를 2차원 LUT4에 등록한 시각 처리 장치(1)와 등가인 시각 처리 장치(31)를 도시한다.
시각 처리 장치(31)는 입력 신호(IS)와 언샤프 신호(US)의 비를 강조하는 연산에 기초하여 출력 신호(OS)를 출력하는 장치이다. 이것에 의해, 예를 들면, 샤프 성분을 강조하는 시각 처리 등을 실현하는 것이 가능해진다.
도 19에 도시하는 시각 처리 장치(31)는 DR 압축부(28)를 구비하지 않은 점에 있어서 도 16에 도시하는 시각 처리 장치(21)와 상이하다. 이하, 도 19에 도시하는 시각 처리 장치(31)에 있어서, 도 16에 도시하는 시각 처리 장치(21)와 동일한 동작을 행하는 부분에 대해서는, 동일한 부호를 부여하고 자세한 설명을 생략한다.
시각 처리 장치(31)는 입력 신호(IS)로서 취득한 원화상의 화소마다의 휘도값에 공간 처리를 실행하여 언샤프 신호(US)를 출력하는 공간 처리부(22)와, 입력 신호(IS)와 언샤프 신호(US)를 이용하여 원화상의 시각 처리를 행하고 출력 신호(OS)를 출력하는 시각 처리부(32)를 구비하고 있다.
공간 처리부(22)는 시각 처리 장치(1)가 구비하는 공간 처리부(2)와 동일한 동작을 행하기 때문에 설명을 생략한다.
시각 처리부(32)는 입력 신호(IS)를 제1 입력, 언샤프 신호(US)를 제2 입력으로 하고, 입력 신호(IS)를 언샤프 신호(US)로 제산한 제산 신호(RS)를 출력하는 제산부(25)와, 제산 신호(RS)를 입력으로 하고 강조 처리 신호(TS)를 출력으로 하는 강조 처리부(26)와, 입력 신호(IS)를 제1 입력, 강조 처리 신호(TS)를 제2 입력으로 하고 출력 신호(OS)를 출력하는 승산부(33)를 구비하고 있다.
《등가인 시각 처리 장치(31)의 작용》
시각 처리부(32)의 동작에 대해 더욱 설명을 더한다.
제산부(25) 및 강조 처리부(26)는 도 16에 도시하는 시각 처리 장치(21)에 대해서 설명한 것과 동일한 동작을 행한다.
승산부(33)는 값 A의 입력 신호(IS)와 값 F5(A/B)의 강조 처리 신호(TS)를 승산하여 값 A*F5(A/B)의 출력 신호(OS)를 출력한다. 여기서, 강조 함수(F5)는 도 18에 도시한 것과 동일하다.
한편, 강조 함수(F5)를 이용한 계산은, 도 16에 도시하는 시각 처리 장치(21)에 대해 설명한 것과 동일하게, 각각의 함수에 대한 1차원의 LUT를 이용하여 행해져도 좋고, LUT를 이용하지 않고 행해져도 된다.
《효과》
제3 프로파일 데이터를 구비하는 시각 처리 장치(1)와 시각 처리 장치(31)는 동일한 시각 처리 효과를 나타낸다.
(i)
강조 처리부(26)에서는, 입력 신호(IS)와 언샤프 신호(US)의 비로서 표시되는 샤프 신호(제산 신호(RS))의 강조 처리가 행해지고, 강조된 샤프 신호가 입력 신호(IS)에 승산된다. 입력 신호(IS)와 언샤프 신호(US)의 비로서 표시되는 샤프 신호를 강조 처리하는 것은, 대수 공간에서의 입력 신호(IS)와 언샤프 신호(US)의 차분을 계산하는 것에 상당한다. 즉, 대수적인 인간의 시각 특성에 적합한 시각 처리가 실현된다.
(ⅱ)
강조 함수(F5)에 의한 강조량은 입력 신호(IS)가 큰 경우(밝은 경우)에 커지고, 작은 경우(어두운 경우)에 작아진다. 또한, 밝게 하는 방향으로의 강조량은, 어둡게 하는 방향으로의 강조량보다 커진다. 이 때문에, 시각 특성에 적합한 시각 처리가 실현 가능해지고 밸런스 좋게 자연스러운 시각 처리가 실현된다.
(ⅲ)
한편, 식 M3으로 구해지는 프로파일 데이터의 임의의 요소의 값 C가 C＞255가 되는 경우에는, 그 요소의 값 C를 255로 해도 된다.
(ⅳ)
식 M3을 이용한 처리에서는, 입력 신호(IS)에 대한 다이나믹 레인지의 압축은 실시되지 않지만, 국소적인 콘트라스트를 강조할 수 있어 시각적으로 다이나믹 레인지의 압축·신장을 행하는 것이 가능해진다.
(4)
《제4 프로파일 데이터》
제4 프로파일 데이터는 입력 신호(IS)와 언샤프 신호(US)의 차를 입력 신호(IS)의 값에 따라 강조하는 함수를 포함하는 연산에 기초하여 정해져 있다. 이것에 의해, 예를 들면, 입력 신호(IS)의 샤프 성분 등을 입력 신호(IS)의 값에 따라 강조하는 것이 가능해진다. 이 때문에, 입력 신호(IS)의 암부로부터 명부까지 적절한 강조를 행하는 것이 가능해진다.
또한, 제4 프로파일 데이터는 강조된 값에 대해서, 입력 신호(IS)를 다이나믹 레인지 압축한 값을 더하는 연산에 기초하여 정해져 있다. 이것에 의해, 입력 신호(IS)의 샤프 성분 등을 입력 신호(IS)의 값에 따라 강조하면서 다이나믹 레인지의 압축을 행하는 것이 가능해진다.
이하, 구체적으로 설명한다.
제4 프로파일 데이터의 각 요소의 값 C(출력 신호(OS)의 값)은 입력 신호(IS)의 값 A, 언샤프 신호(US)의 값 B, 강조량 조정 함수(F6), 강조 함수(F7), 다이나믹 레인지 압축 함수(F8)를 이용하여 C=F8(A)＋F6(A)*F7(A－B)(이하, 식 M4라고 함)로 표시된다.
여기서, 강조량 조정 함수(F6)는 입력 신호(IS)의 값에 대해서 단조 증가하는 함수이다. 즉, 입력 신호(IS)의 값 A가 작을 때에는 강조량 조정 함수(F6)의 값도 작고, 입력 신호(IS)의 값 A가 클 때에는 강조량 조정 함수(F6)의 값도 커진다. 강조 함수(F7)는 도 49를 이용하여 설명한 강조 함수(R1∼R3) 중 어느 하나의 함수이다. 다이나믹 레인지 압축 함수(F8)는, 도 17을 이용하여 설명한 누승 함수로서, F8(x)=x＾
(0＜
＜1)로 표시된다.
《등가인 시각 처리 장치(41)》
도 20에, 제4 프로파일 데이터를 2차원 LUT4에 등록한 시각 처리 장치(1)와 등가인 시각 처리 장치(41)를 도시한다.
시각 처리 장치(41)는 입력 신호(IS)와 언샤프 신호(US)의 차를 입력 신호(IS)의 값에 따라 강조하는 연산에 기초하여 출력 신호(OS)를 출력하는 장치이다. 이것에 의해, 예를 들면, 입력 신호(IS)의 샤프 성분 등을 입력 신호(IS)의 값에 따라 강조하는 것이 가능해진다. 이 때문에, 입력 신호(IS)의 암부로부터 명부까지 적절한 강조를 행하는 것이 가능해진다.
또한, 시각 처리 장치(41)는 강조된 값에 대해서, 입력 신호(IS)를 다이나믹 레인지 압축한 값을 더하는 연산에 기초하여 출력 신호(OS)를 출력한다. 이것에 의해, 입력 신호(IS)의 샤프 성분 등을 입력 신호(IS)의 값에 따라 강조하면서, 다이나믹 레인지의 압축을 행하는 것이 가능해진다.
도 20에 도시하는 시각 처리 장치(41)는 입력 신호(IS)로서 취득한 원화상의 화소마다의 휘도값에 공간 처리를 실행하여 언샤프 신호(US)를 출력하는 공간 처리부(42)와, 입력 신호(IS)와 언샤프 신호(US)를 이용하여 원화상의 시각 처리를 행하고 출력 신호(OS)를 출력하는 시각 처리부(43)를 구비하고 있다.
공간 처리부(42)는 시각 처리 장치(1)가 구비하는 공간 처리부(2)와 동일한 동작을 행하기 때문에 설명을 생략한다.
시각 처리부(43)는 입력 신호(IS)를 제1 입력, 언샤프 신호(US)를 제2 입력으로 하고, 각각의 차분인 차분 신호(DS)를 출력하는 감산부(44)와, 차분 신호(DS)를 입력으로 하고 강조 처리 신호(TS)를 출력하는 강조 처리부(45)와, 입력 신호(IS)를 입력으로 하고 강조량 조정 신호(IC)를 출력하는 강조량 조정부(46)와, 강조량 조정 신호(IC)를 제1 입력, 강조 처리 신호(TS)를 제2 입력으로 하고 강조량 조정 신호(IC)와 강조 처리 신호(TS)를 승산한 승산 신호(MS)를 출력하는 승산부(47)와, 입력 신호(IS)를 제1 입력, 승산 신호(MS)를 제2 입력으로 하고 출력 신호(OS)를 출력하는 출력 처리부(48)를 구비하고 있다. 출력 처리부(48)는 입력 신호(IS)를 입력으로 하고 다이나믹 레인지(DR) 압축된 DR 압축 신호(DRS)를 출력하는 DR 압축부(49)와, DR 압축 신호(DRS)를 제1 입력, 승산 신호(MS)를 제2 입력으로 하고 출력 신호(OS)를 출력하는 가산부(50)를 구비하고 있다.
《등가인 시각 처리 장치(41)의 작용》
시각 처리부(43)의 동작에 대해 더욱 설명을 더한다.
감산부(44)는 값 A의 입력 신호(IS)와 값 B의 언샤프 신호(US)의 차분을 계산하여 값 A－B의 차분 신호(DS)를 출력한다. 강조 처리부(45)는 강조 함수(F7)를 이용하여, 값 A－B의 차분 신호(DS)로부터 값 F7(A－B)의 강조 처리 신호(TS)를 출력한다. 강조량 조정부(46)는 강조량 조정 함수(F6)를 이용하여, 값 A의 입력 신호(IS)로부터 값 F6(A)의 강조량 조정 신호(IC)를 출력한다. 승산부(47)는 값 F6(A)의 강조량 조정 신호(IC)와 값 F7(A－B)의 강조 처리 신호(TS)를 승산하고, 값 F6(A)*F7(A－B)의 승산 신호(MS)를 출력한다. DR 압축부(49)는 다이나믹 레인지 압축 함수(F8)를 이용하여 값 A의 입력 신호(IS)로부터 값 F8(A)의 DR 압축 신호(DRS)를 출력한다. 가산부(50)는 DR 압축 신호(DRS)와 값 F6(A)*F7(A－B)의 승산 신호(MS)를 가산하여 값 F8(A)＋F6(A)*F7(A－B)의 출력 신호(OS)를 출력한다.
한편, 강조량 조정 함수(F6), 강조 함수(F7), 다이나믹 레인지 압축 함수(F8)를 이용한 계산은, 각각의 함수에 대한 1차원의 LUT를 이용하여 행해져도 좋고, LUT를 이용하지 않고 행해져도 된다.
《효과》
제4 프로파일 데이터를 구비하는 시각 처리 장치(1)와 시각 처리 장치(41)는 동일한 시각 처리 효과를 나타낸다.
(i)
입력 신호(IS)의 값 A에 의해, 차분 신호(DS)의 강조량의 조정을 행한다. 이 때문에, 다이나믹 레인지 압축을 행하면서 암부로부터 명부까지의 국소 콘트라스트를 유지하는 것이 가능해진다.
(ⅱ)
강조량 조정 함수(F6)는 단조 증가하는 함수이지만, 입력 신호(IS)의 값 A가 클수록 함수의 값의 증가량이 감소하는 함수로 할 수 있다. 이 경우, 출력 신호(OS)의 값이 포화되는 것이 방지된다.
(ⅲ)
강조 함수(F7)를 도 49를 이용하여 설명한 강조 함수 (R2)로 하는 경우, 차분 신호(DS)의 절대값이 클 때의 강조량을 억제하는 것이 가능해진다. 이 때문에, 선예도가 높은 부분에서의 강조량이 포화되는 것이 방지되고, 시각적으로도 자연스러운 시각 처리를 실행하는 것이 가능해진다.
《변형예》
(i)
시각 처리 장치(41)에서는 시각 처리부(43)는 입력 신호(IS)와 언샤프 신호(US)에 기초하여 2차원 LUT4를 이용하지 않고 상기 식 M4를 연산하는 것이어도 된다. 이 경우, 각각의 함수(F6)∼F8의 계산에 있어서는, 1차원의 LUT를 이용해도 된다.
(ⅱ)
강조 함수(F7)를 비례 계수 1의 정비례 함수로 하는 경우에는, 강조 처리부(45)는 특별히 마련할 필요가 없다.
(ⅲ)
한편, 식 M4로 구해지는 프로파일 데이터의 임의의 요소의 값 C가 0≤C≤255의 범위를 넘는 경우에는, 그 요소의 값 C를 0 또는 255로 해도 된다.
(5)
《제5 프로파일 데이터》
제5 프로파일 데이터는, 입력 신호(IS)와 언샤프 신호(US)와의 차를 입력 신호(IS)의 값에 따라 강조하는 함수를 포함하는 연산에 기초하여 정해져 있다. 이것에 의해, 예를 들면, 입력 신호(IS)의 샤프 성분등을 입력 신호(IS)의 값에 따라 강조하는 것이 가능해진다. 이 때문에, 입력 신호(IS)의 암부로부터 명부까지 적절한 강조를 행하는 것이 가능해진다.
이하, 구체적으로 설명한다.
상기 제4 프로파일 데이터의 식 M4에 있어서, 다이나믹 레인지 압축 함수(F8)는 비례 계수 1의 정비례 함수라도 된다. 이 경우, 제5 프로파일 데이터의 각 요소의 값 C(출력 신호(OS)의 값)는 입력 신호(IS)의 값 A, 언샤프 신호(US)의 값 B, 강조량 조정 함수(F6), 강조 함수(F7)를 이용하여 C=A＋F6(A)*F7(A－B)(이하, 식 M5라고 함)로 표시된다.
《등가인 시각 처리 장치(51)》
도 21에, 제5 프로파일 데이터를 2차원 LUT4에 등록한 시각 처리 장치(1)와 등가인 시각 처리 장치(51)를 도시한다.
시각 처리 장치(51)는 입력 신호(IS)와 언샤프 신호(US)의 차를 입력 신호(IS)의 값에 따라 강조하는 연산에 기초하여 출력 신호(OS)를 출력하는 장치이다. 이것에 의해, 예를 들면, 입력 신호(IS)의 샤프 성분 등을 입력 신호(IS)의 값에 따라 강조하는 것이 가능해진다. 이 때문에, 입력 신호(IS)의 암부로부터 명부까지 적절한 강조를 행하는 것이 가능해진다.
도 21에 도시하는 시각 처리 장치(51)는 DR 압축부(49)를 구비하지 않은 점에 있어서 도 20에 도시하는 시각 처리 장치(41)와 상이하다. 이하, 도 21에 도시하는 시각 처리 장치(51)에 있어서, 도 20에 도시하는 시각 처리 장치(41)와 동일한 동작을 행하는 부분에 대해서는, 동일한 부호를 부여하여 자세한 설명을 생략한다.
시각 처리 장치(51)는 입력 신호(IS)로서 취득한 원화상의 화소마다의 휘도값에 공간 처리를 실행하여 언샤프 신호(US)를 출력하는 공간 처리부(42)와, 입력 신호(IS)와 언샤프 신호(US)를 이용하여 원화상의 시각 처리를 행하고 출력 신호(OS)를 출력하는 시각 처리부(52)를 구비하고 있다.
공간 처리부(42)는 시각 처리 장치(1)가 구비하는 공간 처리부(2)와 동일한 동작을 행하기 때문에 설명을 생략한다.
시각 처리부(52)는 입력 신호(IS)를 제1 입력, 언샤프 신호(US)를 제2 입력으로 하고 각각의 차분인 차분 신호(DS)를 출력하는 감산부(44)와, 차분 신호(DS)를 입력으로 하고 강조 처리 신호(TS)를 출력하는 강조 처리부(45)와, 입력 신호(IS)를 입력으로 하고 강조량 조정 신호(IC)를 출력하는 강조량 조정부(46)와, 강조량 조정 신호(IC)를 제1 입력, 강조 처리 신호(TS)를 제2 입력으로 하고 강조량 조정 신호(IC)와 강조 처리 신호(TS)를 승산한 승산 신호(MS)를 출력하는 승산부(47)와, 입력 신호(IS)를 제1 입력, 승산 신호(MS)를 제2 입력으로 하고 출력 신호(OS)를 출력하는 가산부(53)를 구비하고 있다.
《등가인 시각 처리 장치(51)의 작용》
시각 처리부(52)의 동작에 대해 더욱 설명을 더한다.
감산부(44), 강조 처리부(45), 강조량 조정부(46) 및 승산부(47)는 도 20에 도시하는 시각 처리 장치(41)에 대해 설명한 것과 동일한 동작을 행한다.
가산부(53)는 값 A의 입력 신호(IS)와 값 F6(A)*F7(A－B)의 승산 신호(MS)를 가산하고, 값 A＋F6(A)*F7(A－B)의 출력 신호(OS)를 출력한다.
한편, 강조량 조정 함수(F6), 강조 함수(F7)를 이용한 계산은, 도 20에 도시하는 시각 처리 장치(41)에 대해 설명한 것과 동일하게, 각각의 함수에 대한 1차원의 LUT를 이용하여 행해져도 좋고, LUT를 이용하지 않고 행해져도 된다.
《효과》
제5 프로파일 데이터를 구비하는 시각 처리 장치(1)와 시각 처리 장치(51)는 동일한 시각 처리 효과를 나타낸다. 또한, 제4 프로파일 데이터를 구비하는 시각 처리 장치(1) 및 시각 처리 장치(41)가 나타내는 효과와 거의 동일한 시각 처리 효과를 나타낸다.
(i)
입력 신호(IS)의 값 A에 의해, 차분 신호(DS)의 강조량의 조정을 행한다. 이 때문에, 암부로부터 명부까지의 콘트라스트의 강조량을 균일하게 하는 것이 가능해진다.
《변형예》
(i)
강조 함수(F7)를 비례 계수 1의 정비례 함수로 하는 경우에는, 강조 처리부(45)는 특별히 마련할 필요가 없다.
(ⅱ)
한편, 식 M5로 구해지는 프로파일 데이터의 임의의 요소의 값 C가 0≤C≤255의 범위를 넘는 경우에는 그 요소의 값 C를 0 또는 255로 해도 된다.
(6)
《제6 프로파일 데이터》
제6 프로파일 데이터는 입력 신호(IS)와 언샤프 신호(US)의 차를 강조한 값에 대해서, 입력 신호(IS)의 값을 더한 값을 계조 보정하는 연산에 기초하여 정해져 있다. 이것에 의해, 예를 들면, 샤프 성분이 강조된 입력 신호(IS)에 대해서, 계조 보정을 행하는 시각 처리를 실현하는 것이 가능해진다.
이하, 구체적으로 설명한다.
제6 프로파일 데이터의 각 요소의 값 C(출력 신호(OS)의 값)는 입력 신호(IS)의 값 A, 언샤프 신호(US)의 값 B, 강조 함수(F9), 계조 보정 함수(F10)를 이용하여 C=F10(A＋F9(A－B))(이하, 식 M6이라고 함)로 표시된다.
여기서, 강조 함수(F9)는 도 49를 이용하여 설명한 강조 함수 (R1∼R3) 중 어느 하나의 함수이다. 계조 보정 함수(F10)는, 예를 들면, 감마 보정 함수, S자형의 계조 보정 함수, 역 S자형의 계조 보정 함수 등, 통상의 계조 보정으로 이용되는 함수이다.
《등가인 시각 처리 장치(61)》
도 22에, 제6 프로파일 데이터를 2차원 LUT4에 등록한 시각 처리 장치(1)와 등가인 시각 처리 장치(61)를 도시한다.
시각 처리 장치(61)는 입력 신호(IS)와 언샤프 신호(US)의 차를 강조한 값에 대해서, 입력 신호(IS)의 값을 더한 값을 계조 보정하는 연산에 기초하여 출력 신호(OS)를 출력하는 장치이다. 이것에 의해, 예를 들면, 샤프 성분이 강조된 입력 신호(IS)에 대해서, 계조 보정을 행하는 시각 처리를 실현하는 것이 가능해진다.
도 22에 도시하는 시각 처리 장치(61)는 입력 신호(IS)로서 취득한 원화상의 화소마다의 휘도값에 공간 처리를 실행하여 언샤프 신호(US)를 출력하는 공간 처리부(62)와, 입력 신호(IS)와 언샤프 신호(US)를 이용하여 원화상의 시각 처리를 행하고 출력 신호(OS)를 출력하는 시각 처리부(63)를 구비하고 있다.
공간 처리부(62)는 시각 처리 장치(1)가 구비하는 공간 처리부(2)와 동일한 동작을 행하기 때문에 설명을 생략한다.
시각 처리부(63)는 입력 신호(IS)를 제1 입력, 언샤프 신호(US)를 제2 입력으로 하고, 각각의 차분인 차분 신호(DS)를 출력하는 감산부(64)와, 차분 신호(DS)를 입력으로 하여 강조 처리된 강조 처리 신호(TS)를 출력하는 강조 처리부(65)와, 입력 신호(IS)를 제1 입력, 강조 처리 신호(TS)를 제2 입력으로 하고, 각각을 가산한 가산 신호(PS)를 출력하는 가산부(66)와, 가산 신호(PS)를 입력으로 하고 출력 신호(OS)를 출력하는 계조 보정부(67)를 구비하고 있다.
《등가인 시각 처리 장치(61)의 작용》
시각 처리부(63)의 동작에 대해 더욱 설명을 더한다.
감산부(64)는 값 A의 입력 신호(IS)와 값 B의 언샤프 신호(US)의 차분을 계산하여 값 A－B의 차분 신호(DS)를 출력한다. 강조 처리부(65)는 강조 함수(F9)를 이용하여 값 A－B의 차분 신호(DS)로부터 값 F9(A－B)의 강조 처리 신호(TS)를 출력한다. 가산부(66)는 값 A의 입력 신호(IS)와 값 F9(A－B)의 강조 처리 신호(TS)를 가산하여 값 A＋F9(A－B)의 가산 신호(PS)를 출력한다. 계조 보정부(67)는 계조 보정 함수(F10)를 이용하여 값 A＋F9(A－B)의 가산 신호(PS)로부터, 값 F10(A＋F9(A－B))의 출력 신호(OS)를 출력한다.
한편, 강조 함수(F9), 계조 보정 함수(F10)를 이용한 계산은, 각각의 함수에 대한 1차원의 LUT를 이용하여 행해져도 좋고 LUT를 이용하지 않고 행해져도 된다.
《효과》
제6 프로파일 데이터를 구비하는 시각 처리 장치(1)와 시각 처리 장치(61)는 동일한 시각 처리 효과를 나타낸다.
(i)
차분 신호(DS)는 강조 함수(F9)에 의해 강조 처리되고 입력 신호(IS)에 가산된다. 이 때문에, 입력 신호(IS)의 콘트라스트를 강조하는 것이 가능해진다. 또한, 계조 보정부(67)는 가산 신호(PS)의 계조 보정 처리를 실행한다. 이 때문에, 예를 들면, 원화상에서의 출현 빈도가 높은 중간조에서 더욱 콘트라스트를 강조하는 것이 가능해진다. 또한, 예를 들면, 가산 신호(PS) 전체를 밝게 하는 것이 가능해진다. 이상에 의해, 공간 처리와 계조 처리를 동시에 조합해서 실현하는 것이 가능해진다.
《변형예》
(i)
시각 처리 장치(61)에서는 시각 처리부(63)는 입력 신호(IS)와 언샤프 신호(US)에 기초하여, 2차원 LUT4를 이용하지 않고 상기 식 M6을 연산하는 것이어도 된다. 이 경우, 각각의 함수(F9, F10)의 계산에 있어서는, 1차원의 LUT를 이용해도 된다.
(ⅱ)
한편, 식 M6으로 구해지는 프로파일 데이터의 임의의 요소의 값 C가 0≤C≤255의 범위를 넘는 경우에는 그 요소의 값 C를 0 또는 255로 해도 된다.
(7)
《제7 프로파일 데이터》
제7 프로파일 데이터는 입력 신호(IS)와 언샤프 신호(US)의 차를 강조한 값에 대해서, 입력 신호(IS)를 계조 보정한 값을 더하는 연산에 기초하여 정해져 있다. 여기서, 샤프 성분의 강조와 입력 신호(IS)의 계조 보정은 독립하여 행해진다. 이 때문에, 입력 신호(IS)의 계조 보정량에 관계없이, 일정한 샤프 성분의 강조를 행하는 것이 가능해진다.
이하, 구체적으로 설명한다.
제7 프로파일 데이터의 각 요소의 값 C(출력 신호(OS)의 값)는 입력 신호(IS)의 값 A, 언샤프 신호(US)의 값 B, 강조 함수(F11), 계조 보정 함수(F12)에 대해서 C=F12(A)＋F11(A－B)(이하, 식 M7이라고 함)로 표시된다.
여기서, 강조 함수(F11)는 도 49를 이용하여 설명한 강조 함수 (R1∼R3) 중 어느 하나의 함수이다. 계조 보정 함수(F12)는, 예를 들면, 감마 보정 함수, S자형의 계조 보정 함수, 역 S자형의 계조 보정 함수 등이다.
《등가인 시각 처리 장치(71)》
도 23에, 제7 프로파일 데이터를 2차원 LUT4에 등록한 시각 처리 장치(1)와 등가인 시각 처리 장치(71)를 도시한다.
시각 처리 장치(71)는 입력 신호(IS)와 언샤프 신호(US)의 차를 강조한 값에 대해서, 입력 신호(IS)를 계조 보정한 값을 더하는 연산에 기초하여 출력 신호(OS)를 출력하는 장치이다. 여기서, 샤프 성분의 강조와 입력 신호(IS)의 계조 보정은 독립하여 행해진다. 이 때문에, 입력 신호(IS)의 계조 보정량에 관계없이, 일정한 샤프 성분의 강조를 행하는 것이 가능해진다.
도 23에 도시하는 시각 처리 장치(71)는 입력 신호(IS)로서 취득한 원화상의 화소마다의 휘도값에 공간 처리를 실행하여 언샤프 신호(US)를 출력하는 공간 처리부(72)와, 입력 신호(IS)와 언샤프 신호(US)를 이용하여 원화상의 시각 처리를 행하고 출력 신호(OS)를 출력하는 시각 처리부(73)를 구비하고 있다.
공간 처리부(72)는 시각 처리 장치(1)가 구비하는 공간 처리부(2)와 동일한 동작을 행하기 때문에 설명을 생략한다.
시각 처리부(73)는 입력 신호(IS)를 제1 입력, 언샤프 신호(US)를 제2 입력으로 하고, 각각의 차분인 차분 신호(DS)를 출력하는 감산부(74)와, 차분 신호(DS)를 입력으로 하고 강조 처리된 강조 처리 신호(TS)를 출력하는 강조 처리부(75)와, 입력 신호(IS)를 입력으로 하고 계조 보정된 계조 보정 신호(GC)를 출력하는 계조 보정부(76)와, 계조 보정 신호(GC)를 제1 입력, 강조 처리 신호(TS)를 제2 입력으로 하고 출력 신호(OS)를 출력하는 가산부(77)을 구비하고 있다.
《등가인 시각 처리 장치(71)의 작용》
시각 처리부(73)의 동작에 대해 더욱 설명을 더한다.
감산부(74)는 값 A의 입력 신호(IS)와, 값 B의 언샤프 신호(US)의 차분을 계산하여 값 A－B의 차분 신호(DS)를 출력한다. 강조 처리부(75)는, 강조 함수(F11)를 이용하여 값 A－B의 차분 신호(DS)로부터 값 F11(A－B)의 강조 처리 신호(TS)를 출력한다. 계조 보정부(76)는 계조 보정 함수(F12)를 이용하여, 값 A의 입력 신호(IS)로부터 값 F12(A)의 계조 보정 신호(GC)를 출력한다. 가산부(77)는 값 F12(A)의 계조 보정 신호(GC)와 값 F11(A－B)의 강조 처리 신호(TS)를 가산하여 값 F12(A)＋F11(A－B)의 출력 신호(OS)를 출력한다.
한편, 강조 함수(F11), 계조 보정 함수(F12)를 이용한 계산은, 각각의 함수에 대한 1차원의 LUT를 이용하여 행해져도 좋고, LUT를 이용하지 않고 행해져도 된다.
《효과》
제7 프로파일 데이터를 구비하는 시각 처리 장치(1)와 시각 처리 장치(71)는 동일한 시각 처리 효과를 나타낸다.
(i)
입력 신호(IS)는 계조 보정부(76)에 의해 계조 보정된 후, 강조 처리 신호(TS)와 가산된다. 이 때문에, 계조 보정 함수(F12)의 계조 변화가 적은 영역, 즉 콘트라스트가 저하되는 영역에 있어서도, 그 후의 강조 처리 신호(TS)의 가산에 의해 국소 콘트라스트를 강조하는 것이 가능해진다.
《변형예》
(i)
시각 처리 장치(71)에서는, 시각 처리부(73)는 입력 신호(IS)와 언샤프 신호(US)에 기초하여 2차원 LUT4를 이용하지 않고 상기 식 M7을 연산하는 것이어도 된다. 이 경우, 각각의 함수(F11, F12)의 계산에 있어서는, 1차원의 LUT를 이용해도 된다.
(ⅱ)
한편, 식 M7로 구해지는 프로파일 데이터의 임의의 요소의 값 C가 0≤C≤255의 범위를 넘는 경우에는, 그 요소의 값 C를 0 또는 255로 해도 된다.
(8)
《제1∼ 제7 프로파일 데이터의 변형예》
(i)
상기(1)∼(7)에 있어서, 제1∼제7 프로파일 데이터의 각 요소는 식 M1∼M7에 기초하여 계산된 값을 저장한다고 설명하였다. 또한, 각각의 프로파일 데이터에서는, 식 M1∼M7에 의해 산출되는 값이 프로파일 데이터가 저장 가능한 값의 범위를 넘는 경우에는, 그 요소의 값을 제한해도 된다고 설명하였다.
또한, 프로파일 데이터에서는 일부의 값에 대해서는 임의라도 된다. 예를 들면, 어두운 야경 중에 있는 작은 밝은 부분 등(야경 중에 있는 네온 부분 등), 입력 신호(IS)의 값은 크지만, 언샤프 신호(US)의 값은 작은 경우, 시각 처리된 입력 신호(IS)의 값이 화질에 부여하는 영향은 작다. 이와 같이, 시각 처리 후의 값이 화질에 부여하는 영향이 작은 부분에서는, 프로파일 데이터가 저장하는 값은 식 M1∼M7에 의해 산출되는 값의 근사값, 혹은 임의의 값이어도 된다.
프로파일 데이터가 저장하는 값이, 식 M1∼M7에 의해 산출되는 값의 근사값, 혹은 임의의 값이 되는 경우에도, 동일한 값의 입력 신호(IS)와 언샤프 신호(US)에 대해서 저장되어 있는 값은, 입력 신호(IS)와 언샤프 신호(US)의 값에 대해서, 단조 증가, 혹은 단조 감소하는 관계를 유지하고 있는 것이 바람직하다. 식 M1∼M7 등에 기초하여 작성된 프로파일 데이터에 있어서, 동일한 값의 입력 신호(IS)와 언샤프 신호(US)에 대한 프로파일 데이터가 저장하는 값은, 프로파일 데이터의 특성의 개요를 나타내고 있다. 이 때문에, 2차원 LUT의 특성을 유지하기 위해서, 상기 관계를 유지한 상태에서 프로파일 데이터의 튜닝을 행하는 것이 바람직하다.
[제2 실시 형태]
도 24∼도 39를 이용하여 본 발명의 제2 실시 형태로서의 시각 처리 장치(600)에 대해 설명한다.
시각 처리 장치(600)는 화상 신호(입력 신호(IS))에 시각 처리를 행하여 시각 처리 화상(출력 신호(OS))을 출력하는 시각 처리 장치로서, 출력 신호(OS)를 표시하는 표시 장치(도시하지 않음)가 설치되는 환경(이하, 표시 환경이라고 함)에 따른 시각 처리를 행하는 장치이다.
구체적으로는, 시각 처리 장치(600)는 표시 환경의 환경 광의 영향에 의한 표시 화상의 「시각적인 콘트라스트」의 저하를, 인간의 시각 특성을 이용한 시각 처리에 의해 개선하는 장치이다.
시각 처리 장치(600)는, 예를 들면, 컴퓨터, 텔레비전, 디지털카메라, 휴대전화, PDA, 프린터, 스캐너 등의 화상을 취급하는 기기에 있어서 화상 신호의 색처리를 행하는 장치와 함께 화상 처리 장치를 구성한다.
〈시각 처리 장치(600)〉
도 24에, 시각 처리 장치(600)의 기본 구성을 도시한다.
시각 처리 장치(600)는 목표 콘트라스트 변환부(601)와, 변환 신호 처리부(602)와, 실제 콘트라스트 변환부(603)와, 목표 콘트라스트 설정부(604)와, 실제 콘트라스트 설정부(605)로 구성되어 있다.
목표 콘트라스트 변환부(601)는 입력 신호(IS)를 제1 입력, 목표 콘트라스트 설정부(604)에 있어서 설정된 목표 콘트라스트(C1)를 제2 입력으로 하고, 목표 콘트라스트 신호(JS)를 출력으로 한다. 한편, 목표 콘트라스트(C1)의 정의에 대해서는 후술한다.
변환 신호 처리부(602)는 목표 콘트라스트 신호(JS)를 제1 입력, 목표 콘트라스트(C1)를 제2 입력, 실제 콘트라스트 설정부(605)에 있어서 설정된 실제 콘트라스트(C2)를 제3 입력으로 하고, 시각 처리된 목표 콘트라스트 신호(JS)인 시각 처리 신호(KS)를 출력으로 한다. 한편, 실제 콘트라스트(C2)의 정의에 대해서는 후술한다.
실제 콘트라스트 변환부(603)는 시각 처리 신호(KS)를 제1 입력, 실제 콘트라스트(C2)를 제2 입력으로 하고 출력 신호(OS)를 출력으로 한다.
목표 콘트라스트 설정부(604) 및 실제 콘트라스트 설정부(605)는 사용자에 대해서 목표 콘트라스트(C1) 및 실제 콘트라스트(C2)의 값을 입력 인터페이스 등을 통하여 설정시킨다.
이하, 각부의 상세에 대하여 설명한다.
〈목표 콘트라스트 변환부(601)〉
목표 콘트라스트 변환부(601)는 시각 처리 장치(600)에 입력된 입력 신호(IS)를 콘트라스트 표현에 적합한 목표 콘트라스트 신호(JS)로 변환한다. 여기서, 입력 신호(IS)에서는 시각 처리 장치(600)에 입력되는 화상의 휘도값이 값 [0.0∼1.0]의 계조로 나타나고 있다.
목표 콘트라스트 변환부(601)는 목표 콘트라스트(C1)(값 [m])를 이용하여 입력 신호(IS)(값 [P])를 「식 M20」에 의해 변환하고, 목표 콘트라스트 신호(JS)(값 [A])를 출력한다. 여기서, 식 M20은 A=｛(m－1)/m｝*P＋1/m이다.
목표 콘트라스트(C1)의 값 [m]은 표시 장치에 의해 표시되는 표시 화상이 가장 콘트라스트 좋게 보이는 콘트라스트값으로서 설정된다.
여기서, 콘트라스트값이란 화상의 흑색 레벨에 대한 백색 레벨의 명도비로서 나타나는 값이며, 흑색 레벨을 1로 했을 경우의 백색 레벨의 휘도값을 나타내고 있다(흑색 레벨：백색 레벨=1：m).
목표 콘트라스트(C1)의 값 [m]은 100∼1000(흑색 레벨：백색 레벨=1：100∼1：1000) 정도로 설정되는 것이 적절하지만, 표시 장치가 표시 가능한 흑색 레벨에 대한 백색 레벨의 명도비에 기초하여 결정해도 된다.
도 25를 이용하여 식 M20에 의한 변환을 더욱 자세하게 설명한다. 도 25는, 입력 신호(IS)의 값(가로축)과 목표 콘트라스트 신호(JS)의 값(세로축)의 관계를 나타내는 그래프이다. 도 25가 나타내는 바와 같이, 목표 콘트라스트 변환부(601)에 의해, 값 [0.0∼1.0]의 범위의 입력 신호(IS)가 값 [1/m∼1.0]의 범위의 목표 콘트라스트 신호(JS)로 변환된다.
〈변환 신호 처리부(602)〉
도 24를 이용하여 변환 신호 처리부(602)의 상세에 대하여 설명한다.
변환 신호 처리부(602)는 입력되는 목표 콘트라스트 신호(JS)의 국소적인 콘트라스트를 유지하면서, 다이나믹 레인지를 압축하고 시각 처리 신호(KS)를 출력한다. 구체적으로는, 변환 신호 처리부(602)는, 제1 실시 형태에서 나타낸 시각 처리 장치(21)에서의 입력 신호(IS)(도 16 참조)를 목표 콘트라스트 신호(JS)라고 간주하고, 출력 신호(OS)(도 16 참조)를 시각 처리 신호(KS)라고 간주한 것과 동일한 구성·작용·효과를 가지고 있다.
변환 신호 처리부(602)는, 목표 콘트라스트 신호(JS)와 언샤프 신호(US)의 비를 강조하는 연산에 기초하여 시각 처리 신호(KS)를 출력한다. 이것에 의해, 예를 들면, 샤프 성분을 강조하는 시각 처리 등을 실현하는 것이 가능해진다.
또한, 변환 신호 처리부(602)는 강조된 목표 콘트라스트 신호(JS)와 언샤프 신호(US)의 비에 대해서 다이나믹 레인지 압축을 행하는 연산에 기초하여 시각 처리 신호(KS)를 출력한다. 이것에 의해, 예를 들면, 샤프 성분을 강조하면서 다이나믹 레인지의 압축을 행하는 시각 처리 등을 실현하는 것이 가능해진다.
《변환 신호 처리부(602)의 구성》
변환 신호 처리부(602)는 목표 콘트라스트 신호(JS)에서의 화소마다의 휘도값에 공간 처리를 실행하고 언샤프 신호(US)를 출력하는 공간 처리부(622)와 목표 콘트라스트 신호(JS)와 언샤프 신호(US)를 이용하여 목표 콘트라스트 신호(JS)에 대한 시각 처리를 행하고, 시각 처리 신호(KS)를 출력하는 시각 처리부(623)를 구비하고 있다.
공간 처리부(622)는 시각 처리 장치(1)(도 1 참조)가 구비하는 공간 처리부(2)와 동일한 동작을 행하기 때문에 자세한 설명을 생략한다.
시각 처리부(623)는 제산부(625)와 강조 처리부(626)와 DR 압축부(628) 및 승산부(629)를 가지는 출력 처리부(627)를 구비하고 있다.
제산부(625)는 목표 콘트라스트 신호(JS)를 제1 입력, 언샤프 신호(US)를 제2 입력으로 하고, 목표 콘트라스트 신호(JS)를 언샤프 신호(US)로 제산한 제산 신호(RS)를 출력한다. 강조 처리부(626)는 제산 신호(RS)를 제1 입력, 목표 콘트라스트(C1)를 제2 입력, 실제 콘트라스트(C2)를 제3 입력으로 하고 강조 처리 신호(TS)를 출력한다.
출력 처리부(627)는 목표 콘트라스트 신호(JS)를 제1 입력, 강조 처리 신호(TS)를 제2 입력, 목표 콘트라스트(C1)를 제3 입력, 실제 콘트라스트(C2)를 제4 입력으로 하여 시각 처리 신호(KS)를 출력한다. DR 압축부(628)는 목표 콘트라스트 신호(JS)를 제1 입력, 목표 콘트라스트(C1)를 제2 입력, 실제 콘트라스트(C2)를 제3 입력으로 하고 다이나믹 레인지(DR) 압축된 DR 압축 신호(DRS)를 출력한다. 승산부(629)는 DR 압축 신호(DRS)를 제1 입력, 강조 처리 신호(TS)를 제2 입력으로 하고 시각 처리 신호(KS)를 출력한다.
《변환 신호 처리부(602)의 작용》
변환 신호 처리부(602)는 목표 콘트라스트(C1)(값 [m]) 및 실제 콘트라스트(C2)(값 [n])를 이용하여 목표 콘트라스트 신호(JS)(값 [A])를 「식 M2」에 의해 변환하고, 시각 처리 신호(KS)(값 [C])를 출력한다. 여기서, 식 M2는 다이나믹 레인지 압축 함수(F4)와 강조 함수(F5)를 이용하여 C=F4(A)*F5(A/B)로 나타난다. 한편, 값 [B]는 목표 콘트라스트 신호(JS)를 공간 처리한 언샤프 신호(US)의 값이다.
다이나믹 레인지 압축 함수(F4)는, 위로 볼록한 단조 증가 함수인 「누승 함수」이며 F4(x)=x＾
로 나타난다. 다이나믹 레인지 압축 함수(F4)의 지수 
는 상용 대수를 이용하여 
=log(n)/log(m)로 나타난다. 강조 함수(F5)는 「누승 함수」이며 F5(x)=x＾(1－
)로 나타난다.
이하, 식 M2와 변환 신호 처리부(602)의 각부의 동작의 관계에 대하여 설명을 더한다.
공간 처리부(622)는 값 [A]의 목표 콘트라스트 신호(JS)에 대해서 공간 처리를 행하고, 값 [B]의 언샤프 신호(US)를 출력한다.
제산부(625)는 값 [A]의 목표 콘트라스트 신호(JS)를 값 [B]의 언샤프 신호(US)로 제산하고, 값 [A/B]의 제산 신호(RS)를 출력한다. 강조 처리부(626)는 강조 함수(F5)를 이용하여 값 [A/B]의 제산 신호(RS)로부터 값 [F5(A/B)]의 강조 처리 신호(TS)를 출력한다. DR 압축부(628)는 다이나믹 레인지 압축 함수(F4)를 이용하여, 값 [A]의 목표 콘트라스트 신호(JS)로부터 값 [F4(A)]의 DR 압축 신호(DRS)를 출력한다. 승산부(629)는 값 [F4(A)]의 DR 압축 신호(DRS)와 값 [F5(A/B)]의 강조 처리 신호(TS)를 승산하고, 값 [F4(A)*F5(A/B)]의 시각 처리 신호(KS)를 출력한다.
한편, 다이나믹 레인지 압축 함수(F4), 강조 함수(F5)를 이용한 계산은, 각각의 함수에 대한 1차원의 LUT를 이용하여 행해도 좋고, LUT를 이용하지 않고 행해도 된다.
《변환 신호 처리부(602)의 효과》
시각 처리 신호(KS)에서의 시각적인 다이나믹 레인지는 다이나믹 레인지 압축 함수(F4)의 값에 의해 결정된다.
도 26을 이용하여, 식 M2에 의한 변환을 더욱 자세하게 설명한다. 도 26은, 목표 콘트라스트 신호(JS)의 값(가로축)과 목표 콘트라스트 신호(JS)에 다이나믹 레인지 압축 함수(F4)를 적용한 값(세로축)의 관계를 나타내는 그래프이다. 도 26이 도시하는 바와 같이, 목표 콘트라스트 신호(JS)의 다이나믹 레인지는 다이나믹 레인지 압축 함수(F4)에 의해 압축된다. 보다 자세하게는, 다이나믹 레인지 압축 함수(F4)에 의해, 값 [1/m∼1.0]의 범위의 목표 콘트라스트 신호(JS)는 값 [1/n∼1.0]의 범위로 변환된다. 이 결과, 시각 처리 신호(KS)에서의 시각적인 다이나믹 레인지는 1/n(최소값：최대값=1：n)으로 압축된다.
여기서, 실제 콘트라스트(C2)에 대해 설명한다. 실제 콘트라스트(C2)의 값 [n]은 표시 환경의 환경 광 하에서의 표시 화상의 시각적인 콘트라스트값으로서 설정되어 있다. 즉, 실제 콘트라스트(C2)의 값 [n]은 목표 콘트라스트(C1)의 값 [m]을, 표시 환경의 환경 광의 휘도에 의한 영향분만큼 저하시킨 값으로서 결정할 수 있다.
이와 같이 하여 설정된 실제 콘트라스트(C2)의 값 [n]을 이용하고 있기 때문에, 식 M2에 의해 목표 콘트라스트 신호(JS)의 다이나믹 레인지는 1：m에서 1：n로 압축되게 된다. 한편, 여기서 「다이나믹 레인지」란, 신호의 최소값과 최대값의 비를 의미하고 있다.
한편, 시각 처리 신호(KS)에서의 국소적인 콘트라스트의 변화는 목표 콘트라스트 신호(JS)의 값 [A]와 시각 처리 신호(KS)의 값 [C]의 변환의 전후에서의 변화량의 비로서 나타난다. 여기서, 국소적 즉 좁은 범위에서의 언샤프 신호(US)의 값 [B]는 일정하다고 간주할 수 있다. 이 때문에, 식 M2에서의 값 C의 변화량과 값 A의 변화량과의 비는 1이 되고, 목표 콘트라스트 신호(JS)와 시각 처리 신호(KS)의 국소적인 콘트라스트는 변화하지 않게 된다.
인간의 시각은 국소 콘트라스트를 유지하면, 전체적인 콘트라스트가 저하되어 있어도 동일한 콘트라스트로 보이는 성질이 있다. 이 때문에, 변환 신호 처리부(602)에서는 목표 콘트라스트 신호(JS)의 다이나믹 레인지의 압축을 행하면서, 시각적인 콘트라스트를 저하시키지 않는 시각 처리를 실현하는 것이 가능해진다.
〈실제 콘트라스트 변환부(603)〉
도 24를 이용하여 실제 콘트라스트 변환부(603)의 상세에 대하여 설명한다.
실제 콘트라스트 변환부(603)는 시각 처리 신호(KS)를, 표시 장치(도시하지 않음)에 입력 가능한 범위의 화상 데이터로 변환한다. 표시 장치에 입력 가능한 범위의 화상 데이터란, 예를 들면, 화상의 휘도값을 값 [0.0∼1.0]의 계조로 나타낸 화상 데이터이다.
실제 콘트라스트 변환부(603)는 실제 콘트라스트(C2)(값 [n])를 이용하여 시각 처리 신호(KS)(값 [C])를 「식 M21」에 의해 변환하고, 출력 신호(OS)(값 [Q])를 출력한다. 여기서, 식 M21은 Q=｛n/(n－1)｝*C－｛1/(n－1)｝이다.
도 27을 이용하여 식 M21에 의한 변환을 더욱 자세하게 설명한다. 도 27은 시각 처리 신호(KS)의 값(가로축)과 출력 신호(OS)의 값(세로축)의 관계를 나타내는 그래프이다. 도 27이 도시하는 바와 같이, 실제 콘트라스트 변환부(603)에 의해 값 [1/n∼1.0]의 범위의 시각 처리 신호(KS)가 값 [0.0∼1.0]의 범위의 출력 신호(OS)에 변환된다. 여기서, 각각의 시각 처리 신호(KS)의 값에 대해서, 출력 신호(OS)의 값은 감소하게 된다. 이 감소분은 표시 화상의 각 휘도가 환경 광으로부터 받는 영향에 상당하고 있다.
한편, 실제 콘트라스트 변환부(603)에서는 값 [1/n] 이하의 시각 처리 신호(KS)가 입력되는 경우에는, 출력 신호(OS)는 값 [0]으로 변환된다. 또한, 실제 콘트라스트 변환부(603)에서는 값 [1] 이상의 시각 처리 신호(KS)가 입력되는 경우에는 출력 신호(OS)는 값 [1]로 변환된다.
〈시각 처리 장치(600)의 효과〉
시각 처리 장치(600)는 제1 실시 형태에서 설명한 시각 처리 장치(21)와 동일한 효과를 나타낸다. 이하, 시각 처리 장치(600)에 특징적인 효과를 기재한다.
(i)
시각 처리 장치(600)의 출력 신호(OS)를 표시하는 표시 환경에 환경 광이 존재하는 경우, 출력 신호(OS)는 환경 광의 영향을 받아 보여진다. 그러나, 출력 신호(OS)는 실제 콘트라스트 변환부(603)에 의해, 환경 광의 영향을 보정하는 처리가 실시된 신호이다. 즉, 환경 광이 존재하는 표시 환경 하에서는 표시 장치에 표시된 출력 신호(OS)는 시각 처리 신호(KS)의 특성을 가지는 표시 화상으로서 보여진다.
시각 처리 신호(KS)의 특성이란, 제1 실시 형태에서 설명한 시각 처리 장치(21)의 출력 신호(OS)(도 16 참조) 등과 마찬가지로, 국소적인 콘트라스트를 유지하면서 화상 전체의 다이나믹 레인지가 압축되고 있다는 것이다. 즉, 시각 처리 신호(KS)는 국소적으로는 표시 화상이 최적으로 표시되는 목표 콘트라스트(C1)를 유지하면서, 환경 광의 영향 하에 있어서 표시 가능한 다이나믹 레인지(실제 콘트라스트(C2)에 상당)에 압축된 신호가 되고 있다.
이 때문에, 시각 처리 장치(600)에서는 환경 광의 존재에 의해서 저하하는 콘트라스트의 보정을 행하면서, 시각 특성을 이용한 처리에 의해 시각적인 콘트라스트를 유지하는 것이 가능해진다.
〈시각 처리 방법〉
도 28을 이용하여 상기 시각 처리 장치(600)와 동일한 효과를 나타내는 시각 처리 방법을 설명한다. 한편, 각각의 단계의 구체적인 처리는 상기 시각 처리 장치(600)에서의 처리와 동일하기 때문에 설명을 생략한다.
도 28에 도시하는 시각 처리 방법에서는, 우선, 설정된 목표 콘트라스트(C1) 및 실제 콘트라스트(C2)가 취득된다(단계 S601). 다음에, 취득된 목표 콘트라스트(C1)를 이용하여 입력 신호(IS)에 대한 변환이 행해지고(단계 S602), 목표 콘트라스트 신호(JS)가 출력된다. 다음에, 목표 콘트라스트 신호(JS)에 대해서 공간 처리가 행해지며(단계 S603), 언샤프 신호(US)가 출력된다. 다음에, 목표 콘트라스트 신호(JS)가 언샤프 신호(US)에 의해 제산되고(단계 S604), 제산 신호(RS)가 출력된다. 제산 신호(RS)는 목표 콘트라스트(C1) 및 실제 콘트라스트(C2)에 의해 결정되는 지수를 가지는 「누승 함수」인 강조 함수(F5)에 의해 강조되고(단계 S605), 강조 처리 신호(TS)가 출력된다. 한편, 목표 콘트라스트 신호(JS)는 목표 콘트라스트(C1) 및 실제 콘트라스트(C2)에 의해 결정되는 지수를 가지는 「누승 함수」인 다이나믹 레인지 압축 함수(F4)에 의해 다이나믹 레인지 압축되고(단계 S606), DR 압축 신호(DRS)가 출력된다. 다음에, 단계 S605에 의해 출력된 강조 처리 신호(TS)와 단계 S606에 의해 출력된 DR 압축 신호(DRS)는 승산되고(단계 S607), 시각 처리 신호(KS)가 출력된다. 다음에, 실제 콘트라스트(C2)를 이용하여 시각 처리 신호(KS)에 대한 변환이 행해지고(단계 S608) 출력 신호(OS)가 출력된다. 입력 신호(IS)의 모든 화소에 대해서 단계 S602∼단계 S608의 처리가 반복된다(단계 S609).
도 28에 도시하는 시각 처리 방법의 각각의 단계는 시각 처리 장치(600)나 그 외의 컴퓨터 등에 있어서, 시각 처리 프로그램으로서 실현되는 것이어도 된다. 또한, 단계 S604∼단계 S607까지의 처리는 식 M2를 계산함으로써 한 번에 행해지는 것이어도 상관없다.
〈변형예〉
본 발명은 이러한 상기 실시 형태에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 범위를 일탈하지 않고 여러 가지의 변형 또는 수정이 가능하다.
(i) 식 M2－강조 함수(F5)를 구비하지 않은 경우-
상기 실시 형태에서는 변환 신호 처리부(602)는 식 M2에 기초하여 시각 처리 신호(KS)를 출력한다고 기재하였다. 여기서, 변환 신호 처리부(602)는 다이나믹 레인지 강조 함수(F4)에만 기초하여 시각 처리 신호(KS)를 출력하는 것이어도 된다. 이 경우, 변형예로서의 변환 신호 처리부(602)에서는 공간 처리부(622), 제산부(625), 강조 처리부(626), 승산부(629)를 구비할 필요가 없고, DR 압축부(628)만을 구비하고 있으면 된다.
변형예로서의 변환 신호 처리부(602)에서는 환경 광의 영향 하에 있어서 표시 가능한 다이나믹 레인지에 압축된 시각 처리 신호(KS)를 출력하는 것이 가능해진다.
(ii) 강조 함수(F5)－지수·그 외의 변형예-
상기 실시 형태에서는, 강조 함수(F5)는 「누승 함수」이며, F5(x)=x＾(1－
)로 나타난다고 기재하였다. 여기서, 강조 함수(F5)의 지수는 목표 콘트라스트 신호(JS)의 값 [A]또는 언샤프 신호(US)의 값 [B]의 함수라도 된다.
이하, 구체예《1》∼《6》을 나타낸다.
《1》
강조 함수(F5)의 지수는, 목표 콘트라스트 신호(JS)의 값 [A]의 함수로서, 목표 콘트라스트 신호(JS)의 값 [A]가 언샤프 신호(US)의 값 [B]보다도 큰 경우에, 단조 감소하는 함수이다. 보다 구체적으로는, 강조 함수(F5)의 지수는, 
1(A)*(1－
)로 나타내지고, 함수 
1(A)은 도 29에 도시하는 바와 같이 목표 콘트라스트 신호(JS)의 값 [A]에 대해서 단조 감소하는 함수이다. 한편, 함수 
1(A)의 최대값은 [1.0]이 되고 있다.
이 경우, 강조 함수(F5)에 의해 고휘도부의 국소 콘트라스트의 강조량이 적어진다. 이 때문에, 주목 화소의 휘도가 주위 화소의 휘도보다도 높은 경우에, 고휘도부의 국소 콘트라스트의 강조 과다가 억제된다. 즉, 주목 화소의 휘도값이 고휘도로 포화하여, 이른바 백색 날림 상태가 되는 것이 억제된다.
《2》
강조 함수(F5)의 지수는, 목표 콘트라스트 신호(JS)의 값 [A]의 함수로서, 목표 콘트라스트 신호(JS)의 값 [A]가 언샤프 신호(US)의 값 [B]보다 작은 경우에 단조 증가하는 함수이다. 보다 구체적으로는, 강조 함수(F5)의 지수는 
2(A)*(1－
)로 나타나고 함수 
2(A)는 도 30에 도시하는 바와 같이 목표 콘트라스트 신호(JS)의 값 [A]에 대해서 단조 증가하는 함수이다. 한편, 함수 
2(A)의 최대값은 [1.0]이 되고 있다.
이 경우, 강조 함수(F5)에 의해 저휘도부의 국소 콘트라스트의 강조량이 적어진다. 이 때문에, 주목 화소의 휘도가 주위 화소의 휘도보다 낮은 경우에, 저휘도부의 국소 콘트라스트의 강조 과다가 억제된다. 즉, 주목 화소의 휘도값이 저휘도로 포화하고, 이른바 흑색 뭉개짐 상태가 되는 것이 억제된다.
《3》
강조 함수(F5)의 지수는 목표 콘트라스트 신호(JS)의 값 [A]의 함수이며, 목표 콘트라스트 신호(JS)의 값 [A]가 언샤프 신호(US)의 값 [B]보다 큰 경우에, 단조 증가하는 함수이다. 보다 구체적으로는, 강조 함수(F5)의 지수는, 
3(A)*(1－
)로 나타내지고, 함수 
3(A)은 도 31에 도시하는 바와 같이 목표 콘트라스트 신호(JS)의 값 [A]에 대해서 단조 증가하는 함수이다. 한편, 함수 
3(A)의 최대값은 [1.0]이 되고 있다.
이 경우, 강조 함수(F5)에 의해 저휘도부의 국소 콘트라스트의 강조량이 적어진다. 이 때문에, 주목 화소의 휘도가 주위 화소의 휘도보다 높은 경우에, 저휘도부의 국소 콘트라스트의 강조 과다가 억제된다. 화상 중의 저휘도부는 신호 레벨이 작기 때문에, 상대적으로 노이즈의 비율이 높아지고 있지만, 이러한 처리를 행함으로써 SN비의 열화를 억제하는 것이 가능해진다.
《4》
강조 함수(F5)의 지수는 목표 콘트라스트 신호(JS)의 값 [A]와 언샤프 신호(US)의 값 [B]의 함수이며, 값 [A]와 값 [B]의 차의 절대값에 대해서 단조 감소하는 함수이다. 바꾸어 말하면, 강조 함수(F5)의 지수는 값 [A]와 값 [B]의 비가 1에 가까울수록 증가하는 함수라고도 할 수 있다. 보다 구체적으로는, 강조 함수(F5)의 지수는, 
4(A, B)*(1－
)로 나타내지고, 함수 
4(A, B)는 도 32에 도시하는 바와 같이 값 [A－B]의 절대값에 대해서 단조 감소하는 함수이다.
이 경우, 주위 화소와의 명암차가 작은 주목 화소에서의 국소적인 콘트라스트를 특히 강조하고, 주위 화소와의 명암 차가 큰 주목 화소에서의 국소적인 콘트라스트의 강조를 억제한다는 것이 가능해진다.
《5》
상기《1》∼《4》의 강조 함수(F5)의 연산 결과에는 상한 혹은 하한이 마련되어 있어도 된다. 구체적으로는, 값 [F5(A/B)]가 소정의 상한값을 넘는 경우에는, 강조 함수(F5)의 연산 결과로서 소정의 상한값이 채용된다. 또한, 값 [F5(A/B)]가 소정의 하한값을 넘는 경우에는, 강조 함수(F5)의 연산 결과로서 소정의 하한값이 채용된다.
이 경우, 강조 함수(F5)에 의한 국소적인 콘트라스트의 강조량을 적절한 범위로 제한하는 것이 가능해지고, 과다 혹은 과소의 콘트라스트의 강조가 억제된다.
《6》
한편, 상기《1》∼《5》는 제1 실시 형태에 있어서 강조 함수(F5)를 이용한 연산을 행하는 경우에도 마찬가지로 적용 가능하다(예를 들면, 제1 실시 형태〈프로파일 데이터〉(2) 혹은 (3) 등). 한편, 제1 실시 형태에서는 값 [A]는 입력 신호(IS)의 값이며, 값 [B]는 입력 신호(IS)를 공간 처리한 언샤프 신호(US)의 값이다.
(iii) 식 M2－다이나믹 레인지 압축을 행하지 않는 경우-
상기 실시 형태에서는, 변환 신호 처리부(602)는 제1 실시 형태에서 나타낸 시각 처리 장치(21)와 동일한 구성을 가지고 있다고 설명하였다. 여기에서, 변형예로서의 변환 신호 처리부(602)는 제1 실시 형태에서 나타낸 시각 처리 장치(31)(도 19 참조)와 동일한 구성을 가지는 것이어도 된다. 구체적으로는 시각 처리 장치(31)에서의 입력 신호(IS)를 목표 콘트라스트 신호(JS)라고 보고, 출력 신호(OS)를 시각 처리 신호(KS)라고 봄으로써 변형예로서의 변환 신호 처리부(602)가 실현된다.
이 경우, 변형예로서의 변환 신호 처리부(602)에서는, 목표 콘트라스트 신호(JS)(값 [A]) 및 언샤프 신호(US)(값 [B])에 대해서, 「식 M3」에 기초하여 시각 처리 신호(KS)(값 [C])가 출력된다. 여기서 식 M3이란 강조 함수(F5)를 이용하여 C=A*F5(A/B)로 나타난다.
식 M3을 이용한 처리에서는, 입력 신호(IS)에 대한 다이나믹 레인지의 압축은 실시되지 않지만, 국소적인 콘트라스트를 강조할 수 있다. 이 국소적인 콘트라스트의 강조의 효과에 의해 「시각적으로」다이나믹 레인지가 압축 혹은 신장된 것 같은 인상을 주는 것이 가능해진다.
한편, 본 변형예에 대해서도, 상기〈변형예〉(ⅱ)《1》∼《5》를 동일하게 적용 가능하다. 즉, 본 변형예에 있어서, 강조 함수(F5)는 「누승 함수」이며, 그 지수는 상기〈변형예〉(ⅱ)《1》∼《4》에서 설명한 함수 
1(A), 
2(A), 
3(A), 
4(A, B)와 동일한 경향을 가지는 함수로 된다. 또한, 상기〈변형예〉(ⅱ)《5》에서 설명한 바와 같이, 강조 함수(F5)의 연산 결과에는 상한 혹은 하한이 설치되어 있어도 된다.
(ⅳ) 파라미터 자동 설정
상기 실시 형태에서는 목표 콘트라스트 설정부(604) 및 실제 콘트라스트 설정부(605)는, 사용자에 대해서 목표 콘트라스트(C1) 및 실제 콘트라스트(C2)의 값을 입력 인터페이스 등을 통하여 설정시킨다고 설명하였다. 여기서, 목표 콘트라스트 설정부(604) 및 실제 콘트라스트 설정부(605)는 목표 콘트라스트(C1) 및 실제 콘트라스트(C2)의 값을 자동 설정할 수 있는 것이어도 된다.
《1》디스플레이
출력 신호(OS)를 표시하는 표시 장치가 PDP, LCD, CRT 등의 디스플레이이며, 환경 광이 없는 상태로 표시할 수 있는 백색 휘도(백색 레벨)와 흑색 휘도(흑색 레벨)가 이미 알려진 경우에, 실제 콘트라스트(C2)의 값을 자동 설정하는 실제 콘트라스트 설정부(605)에 대해 설명한다.
도 33에 실제 콘트라스트(C2)의 값을 자동 설정하는 실제 콘트라스트 설정부(605)를 도시한다. 실제 콘트라스트 설정부(605)는 휘도 측정부(605a)와 기억부(605b)와 계산부(605c)를 구비하고 있다.
휘도 측정부(605a)는 출력 신호(OS)를 표시하는 디스플레이의 표시 환경에서의 환경 광의 휘도값을 측정하는 휘도 센서이다. 기억부(605b)는 출력 신호(OS)를 표시하는 디스플레이가 환경 광이 없는 상태로 표시할 수 있는 백색 휘도(백색 레벨)와 흑색 휘도(흑색 레벨)를 기억하고 있다. 계산부(605c)는 휘도 측정부(605a)와 기억부(605b)로부터 각각 값을 취득하여 실제 콘트라스트(C2)의 값을 계산한다.
계산부(605c)의 계산의 일례를 설명한다. 계산부(605c)는 휘도 측정부(605a)로부터 취득한 환경 광의 휘도값을 기억부(605b)가 기억하는 흑색 레벨의 휘도값 및 백색 레벨의 휘도값의 각각에 가산한다. 또한, 계산부(605c)는 흑색 레벨의 휘도값에의 가산 결과를 이용하여, 백색 레벨의 휘도값에의 가산 결과를 제산한 값을 실제 콘트라스트(C2)의 값 [n]으로서 출력한다. 이것에 의해, 실제 콘트라스트(C2)의 값 [n]은 환경 광이 존재하는 표시 환경에 있어서 디스플레이가 표시하는 콘트라스트값을 나타내게 된다.
또한, 도 33에 나타낸 기억부(605b)는 디스플레이가 환경 광이 없는 상태로 표시할 수 있는 백색 휘도(백색 레벨)와 흑색 휘도(흑색 레벨)의 비를 목표 콘트라스트(C1)의 값 [m]으로서 기억하고 있는 것이어도 된다. 이 경우, 실제 콘트라스트 설정부(605)는 목표 콘트라스트(C1)를 자동 설정하는 목표 콘트라스트 설정부(604)의 기능을 동시에 완수하게 된다. 한편, 기억부(605b)는 비를 기억하고 있지 않고, 비는 계산부(605c)에 의해 계산되는 것이어도 된다.
《2》프로젝터
출력 신호(OS)를 표시하는 표시 장치가 프로젝터 등이고, 환경 광이 없는 상태로 표시할 수 있는 백색 휘도(백색 레벨)와 흑색 휘도(흑색 레벨)가 스크린까지의 거리에 의존하는 경우에, 실제 콘트라스트(C2)의 값을 자동 설정하는 실제 콘트라스트 설정부(605)에 대해 설명한다.
도 34에 실제 콘트라스트(C2)의 값을 자동 설정하는 실제 콘트라스트 설정부(605)를 나타낸다. 실제 콘트라스트 설정부(605)는 휘도 측정부(605d)와 제어부(605e)를 구비하고 있다.
휘도 측정부(605d)는 프로젝터에 의해 표시된 출력 신호(OS)의 표시 환경에서의 휘도값을 측정하는 휘도 센서이다. 제어부(605e)는 프로젝터에 대해서, 백색 레벨과 흑색 레벨과의 표시를 행하게 한다. 또한, 각각의 레벨이 표시될 때의 휘도값을 휘도 측정부(605d)로부터 취득하여 실제 콘트라스트(C2)의 값을 계산한다.
도 35를 이용하여 제어부(605e)의 동작의 일례를 설명한다. 우선 제어부(605e)는 환경 광이 존재하는 표시 환경에 있어서 프로젝터를 동작시키고, 백색 레벨의 표시를 행하게 한다(단계 S620). 제어부(605e)는 휘도 측정부(605d)로부터 측정된 백색 레벨의 휘도를 취득한다(단계 S621). 다음에, 제어부(605e)는 환경 광이 존재하는 표시 환경에 있어서 프로젝터를 동작시키고, 흑색 레벨의 표시를 행하게 한다(단계 S622). 제어부(605e)는 휘도 측정부(605d)로부터 측정된 흑색 레벨의 휘도를 취득한다(단계 S623). 제어부(605e)는 취득한 백색 레벨의 휘도값과 흑색 레벨의 휘도값의 비를 계산하여 실제 콘트라스트(C2)의 값으로 해서 출력한다. 이것에 의해, 실제 콘트라스트(C2)의 값 [n]은 환경 광이 존재하는 표시 환경에 있어서 프로젝터가 표시하는 콘트라스트값을 나타내게 된다.
또한, 상기와 동일하게 하여 환경 광이 존재하지 않는 표시 환경에서의 백색 레벨과 흑색 레벨의 비를 계산함으로써 목표 콘트라스트(C1)의 값 [m]을 도출하는 것도 가능하다. 이 경우, 실제 콘트라스트 설정부(605)는 목표 콘트라스트(C1)를 자동 설정하는 목표 콘트라스트 설정부(604)의 기능을 동시에 완수하게 된다.
(v) 다른 신호 공간
상기 실시 형태에서는, 시각 처리 장치(600)에서의 처리는 입력 신호(IS)의 휘도에 대해 행한다고 설명했다. 여기서, 본 발명은 입력 신호(IS)가 YCbCr 색 공간으로 표시되고 있는 경우에만 유효한 것은 아니다. 입력 신호(IS)는 YUV 색 공간, Lab 색 공간, Luv 색 공간, YIQ 색 공간, XYZ 색 공간, YPbPr 색 공간 등으로 표시되어 있는 것이어도 된다. 이러한 경우에 각각의 색 공간의 휘도, 명도에 대해서, 상기 실시 형태에서 설명한 처리를 실행하는 것이 가능하다.
또한, 입력 신호(IS)가 RGB 색 공간으로 표시되고 있는 경우에, 시각 처리 장치(600)에서의 처리는, RGB 각각의 성분에 대해서 독립으로 행해지는 것이어도 된다. 즉, 입력 신호(IS)의 RGB 성분에 대해서, 목표 콘트라스트 변환부(601)에 의한 처리가 독립적으로 행해지고 목표 콘트라스트 신호(JS)의 RGB 성분이 출력된다. 또한, 목표 콘트라스트 신호(JS)의 RGB 성분에 대해서, 변환 신호 처리부(602)에 의한 처리가 독립적으로 행해져 시각 처리 신호(KS)의 RGB 성분이 출력된다. 또한, 시각 처리 신호(KS)의 RGB 성분에 대해서, 실제 콘트라스트 변환부(603)에 의한 처리가 독립적으로 행해져 출력 신호(OS)의 RGB 성분이 출력된다. 여기서, 목표 콘트라스트(C1) 및 실제 콘트라스트(C2)는 RGB 성분 각각의 처리에 있어서 공통의 값이 이용된다.
(ⅵ) 색차 보정 처리
시각 처리 장치(600)는 변환 신호 처리부(602)에 의해 처리된 휘도 성분의 영향에 의해 출력 신호(OS)의 색상이 입력 신호(IS)의 색상과 상이한 것이 되는 것을 억제하기 때문에, 색차 보정 처리부를 더 구비하는 것이어도 된다.
도 36에 색차 보정 처리부(608)를 구비하는 시각 처리 장치(600)를 도시한다. 한편, 도 24에 도시하는 시각 처리 장치(600)와 동일한 구성에 대해서는 동일한 부호를 부여한다. 한편, 입력 신호(IS)는 YCbCr의 색 공간을 가진다고 하고, Y성분에 대해서는 상기 실시 형태에서 설명한 것과 동일한 처리가 행해진다고 한다. 이하, 색차 보정 처리부(608)에 대해 설명한다.
색차 보정 처리부(608)는 목표 콘트라스트 신호(JS)를 제1 입력(값 [Yin]), 시각 처리 신호(KS)를 제2 입력(값 [Yout]), 입력 신호(IS)의 Cb 성분을 제3 입력(값 [CBin]), 입력 신호(IS)의 Cr 성분을 제4 입력(값 [CRin])으로 하고, 색차 보정 처리된 Cb 성분을 제1 출력(값 [CBout]), 색차 보정 처리된 Cr 성분을 제2 출력(값 [CRout])으로 한다.
도 37에 색차 보정 처리의 개요를 도시한다. 색차 보정 처리부(608)는 [Yin], [Yout], [CBin], [CRin]의 4입력을 가지고, 이 4입력을 연산함으로써 [CBout], [CRout]의 2출력을 얻는다.
[CBout]와 [CRout]는 [Yin]와 [Yout]의 차 및 비에 의해 [CBin]와 [CRin]를 보정하는 다음 식에 기초하여 도출된다.
[CBout]는 a1*([Yout]－[Yin])*[CBin]＋a2*(1－[Yout]/[Yin])*[CBin]＋a3*([Yout]－[Yin])*[CRin]＋a4*(1－[Yout]/[Yin])*[CRin]＋[CBin]에 기초하여 도출된다(이하, 식 CB라고 한다).
[CRout]는 a5*([Yout]－[Yin])*[CBin]＋a6*(1－[Yout]/[Yin])*[CBin]＋a7*([Yout]－[Yin])*[CRin]＋a8*(1－[Yout]/[Yin])*[CRin]＋[CRin]에 기초하여 도출된다(이하, 식 CR라고 한다).
식 CB 및 식 CR에서의 계수 a1∼a8에는 이하에 설명하는 추정 연산에 의해 사전에 시각 처리 장치(600)의 외부의 계산 장치 등에 의해서 결정된 값이 이용되고 있다.
도 38을 이용하여 계산 장치 등에서의 계수 a1∼a8의 추정 연산에 대해 설명한다.
우선, [Yin], [Yout], [CBin], [CRin]의 4입력이 취득된다(단계 S630). 각각의 입력의 값은 계수 a1∼a8을 결정하기 위해서 미리 준비된 데이터이다. 예를 들면, [Yin], [CBin], [CRin]로서는, 각각이 취할 수 있는 모든 값을 소정의 간격으로 추려낸 값 등이 이용된다. 또한 [Yout]로서는, [Yin]의 값을 변환 신호 처리부(602)에 입력한 경우에 출력될 수 있는 값을 소정의 간격으로 추려낸 값 등이 이용된다. 이와 같이 하여 준비된 데이터가 4입력으로서 취득된다.
취득된 [Yin], [CBin], [CRin]는 Lab 색 공간으로 변환되고, 변환된 Lab 색 공간에서의 색도값 [Ain]및 [Bin]가 계산된다(단계 S631).
다음에, 디폴트의 계수 a1∼a8을 이용하여 「식 CB」 및 「식 CR」가 계산되고, [CBout] 및 [CRout]의 값이 취득된다(단계 S632). 취득된 값 및 [Yout]는 Lab 색 공간으로 변환되고, 변환된 Lab 색 공간에서의 색도값 [Aout] 및 [Bout]가 계산된다(단계 S633).
다음에, 계산된 색도값 [Ain], [Bin], [Aout], [Bout]을 이용하여 평가 함수가 계산되고(단계 S634), 평가 함수의 값이 소정의 임계값 이하가 될지 판단된다. 여기서, 평가 함수는 [Ain] 및 [Bin]와 [Aout] 및 [Bout]의 색상의 변화가 작아지는 경우에 작은 값이 되는 함수이며, 예를 들면, 각각의 성분의 편차의 자승화라는 함수이다. 보다 구체적으로는, 평가 함수는 ([Ain]－[Aout])＾2＋([Bin]－[Bout])＾2, 등이다.
평가 함수의 값이 소정의 임계값보다 큰 경우(단계 S635), 계수 a1∼a8이 수정되고(단계 S636), 새로운 계수를 이용하여 단계 S632∼단계 S635의 연산이 반복된다.
평가 함수의 값이 소정의 임계값보다 작은 경우(단계 S635), 평가 함수의 계산에 이용된 계수 a1∼a8이 추정 연산의 결과로서 출력된다(단계 S637).
한편, 추정 연산에 있어서는, 미리 준비한 [Yin], [Yout], [CBin], [CRin]의 4입력의 조합 중 하나를 이용하여 계수 a1∼a8을 추정 연산해도 좋지만, 조합 중 복수를 이용하여 전술의 처리를 행하고, 평가 함수를 최소로 하는 계수 a1∼a8을 추정 연산의 결과로서 출력해도 된다.
[색차 보정 처리에서의 변형예]
《1》
상기 색차 보정 처리부(608)에서는 목표 콘트라스트 신호(JS)의 값을 [Yin], 시각 처리 신호(KS)의 값을 [Yout], 입력 신호(IS)의 Cb 성분의 값을 [CBin], 입력 신호(IS)의 Cr 성분의 값을 [CRin], 출력 신호(OS)의 Cb 성분의 값을 [CBout], 출력 신호(OS)의 Cr 성분의 값을 [CRout]로 하였다. 여기서, [Yin], [Yout], [CBin], [CRin], [CBout], [CRout]는 다른 신호의 값을 나타내는 것이어도 된다.
예를 들면, 입력 신호(IS)가 RGB 색 공간의 신호인 경우, 목표 콘트라스트 변환부(601)(도 24 참조)는 입력 신호(IS)의 각각의 성분에 대해서 처리를 행한다. 이 경우, 처리 후의 RGB 색 공간의 신호를 YCbCr 색 공간의 신호로 변환하고, 그 Y 성분의 값을 [Yin], Cb 성분의 값을 [CBin], Cr 성분의 값을 [CRin]로 해도 된다.
또한, 출력 신호(OS)가 RGB 색 공간의 신호인 경우, 도출된 [Yout], [CBout], [CRout]를 RGB 색 공간으로 변환하고, 각각의 성분에 대해서 실제 콘트라스트 변환부(603)에 의한 변환 처리를 행하여 출력 신호(OS)로 해도 된다.
《2》
색차 보정 처리부(608)는 변환 신호 처리부(602)의 처리의 전후에서의 신호치의 비를 이용하여 색차 보정 처리부(608)에 입력되는 RGB 성분의 각각을 보정 처리하는 것이어도 된다.
도 39를 이용하여, 변형예로서의 시각 처리 장치(600)의 구조에 대해 설명한다. 한편, 도 36에 도시하는 시각 처리 장치(600)와 거의 동일한 기능을 다하는 부분에 대해서는, 동일한 부호를 부여하여 설명을 생략한다. 변형예로서의 시각 처리 장치(600)는 특징적인 구성으로서 휘도 신호 생성부(610)를 구비하고 있다.
RGB 색 공간의 신호인 입력 신호(IS)의 각각의 성분은 목표 콘트라스트 변환부(601)에 있어서, RGB 색 공간의 신호인 목표 콘트라스트 신호(JS)로 변환된다. 자세한 처리에 대해서는 전술했기 때문에 설명을 생략한다. 여기서, 목표 콘트라스트 신호(JS)의 각각의 성분의 값을 [Rin], [Gin], [Bin]로 한다.
휘도 신호 생성부(610)는 목표 콘트라스트 신호(JS)의 각각의 성분으로부터, 값 [Yin]의 휘도 신호를 생성한다. 휘도 신호는 RGB의 각각의 성분의 값을 일정 비율로 서로 더함으로써 구해진다. 예를 들면, 값 [Yin]는 다음 식, [Yin]=0.299*[Rin]＋0.587*[Gin]＋0.114*[Bin] 등에 의해 구해진다.
변환 신호 처리부(602)는 값 [Yin]의 휘도 신호를 처리하고, 값 [Yout]의 시각 처리 신호(KS)를 출력한다. 자세한 처리는 목표 콘트라스트 신호(JS)로부터 시각 처리 신호(KS)를 출력하는 변환 신호 처리부(602)(도 36 참조)에서의 처리와 동일하기 때문에 설명을 생략한다.
색차 보정 처리부(608)는 휘도 신호(값 [Yin]), 시각 처리 신호(KS)(값 [Yout]), 목표 콘트라스트 신호(JS)(값 [Rin], [Gin], [Bin])를 이용하여, RGB 색공간의 신호인 색차 보정 신호(값 [Rout], [Gout], [Bout])를 출력한다.
구체적으로는, 색차 보정 처리부(608)에서는 값 [Yin]와 값 [Yout]의 비(값 [[Yout]/[Yin]])가 계산된다. 계산된 비는 색차 보정 계수로서 목표 콘트라스트 신호(JS)(값 [Rin], [Gin], [Bin])의 각각의 성분에 승산된다. 이것에 의해, 색차 보정 신호(값 [Rout], [Gout], [Bout])가 출력된다.
실제 콘트라스트 변환부(603)는 RGB 색공간의 신호인 색차 보정 신호의 각각의 성분에 대해서 변환을 행하고, RGB 색공간의 신호인 출력 신호(OS)로 변환한다. 자세한 처리에 대해서는 전술했기 때문에 설명을 생략한다.
변형예로서의 시각 처리 장치(600)에서는 변환 신호 처리부(602)에서의 처리는, 휘도 신호에 대한 처리뿐이고, RGB 성분의 각각에 대해서 처리를 행할 필요가 없다. 이 때문에, RGB 색공간의 입력 신호(IS)에 대한 시각 처리의 부하가 경감된다.
《3》
「식 CB」 및 「식 CR」는 일례이며, 다른 식이 이용되어도 된다.
(ⅶ) 시각 처리부(623)
도 24에 도시하는 시각 처리부(623)는 2차원 LUT에 의해 형성되어 있어도 된다.
이 경우, 2차원 LUT는 목표 콘트라스트 신호(JS)의 값과 언샤프 신호(US)의 값에 대한 시각 처리 신호(KS)의 값을 저장하고 있다. 보다 구체적으로는, [제1 실시 형태]〈프로파일 데이터〉(2)《제2 프로파일 데이터》에서 설명한 「식 M2」에 기초하여 시각 처리 신호(KS)의 값이 정해져 있다. 한편, 「식 M2」중, 값 A로서 목표 콘트라스트 신호(JS)의 값이, 값 B로서 언샤프 신호(US)의 값이 이용된다.
시각 처리 장치(600)는 이러한 2차원 LUT를 기억 장치(도시하지 않음)에 복수 구비하고 있다. 여기서, 기억 장치는 시각 처리 장치(600)에 내장되어 있어도 좋고, 유선 혹은 무선을 통하여 외부에 접속되어 있어도 된다. 기억 장치에 기억되는 각각의 2차원 LUT는 목표 콘트라스트(C1)의 값과 실제 콘트라스트(C2)의 값에 대해서 연관되어 있다. 즉, 목표 콘트라스트(C1)의 값과 실제 콘트라스트(C2)의 값의 조합의 각각에 대하여 [제2 실시 형태]〈변환 신호 처리부(602)〉《변환 신호 처리부(602)의 작용》에서 설명한 것과 동일한 연산이 행해져 2차원 LUT로서 기억되고 있다.
시각 처리부(623)는 목표 콘트라스트(C1)와 실제 콘트라스트(C2)의 값을 취득하면, 기억 장치에 기억되어 있는 2차원 LUT 중, 취득된 각각의 값에 연관된 2차원 LUT를 판독한다. 또한, 시각 처리부(623)는 판독한 2차원 LUT를 이용하여 시각 처리를 행한다. 구체적으로는, 시각 처리부(623)는 목표 콘트라스트 신호(JS)의 값과 언샤프 신호(US)의 값을 취득하고, 취득된 값에 대한 시각 처리 신호(KS)의 값을 2차원 LUT로부터 독출하여 시각 처리 신호(KS)를 출력한다.
[제3 실시 형태]
〈1〉
본 발명의 제3 실시 형태로서 상기 제1 실시 형태 및 제2 실시 형태에서 설명한 시각 처리 장치, 시각 처리 방법, 시각 처리 프로그램의 응용예와 그것을 이용한 시스템에 대해서 설명한다.
시각 처리 장치는, 예를 들면, 컴퓨터, 텔레비전, 디지털카메라, 휴대전화, PDA, 프린터, 스캐너 등, 화상을 취급하는 기기에 내장, 혹은 접속되어 화상의 시각 처리를 행하는 장치로서, LSI 등의 집적 회로로서 실현된다.
보다 자세하게는, 상기 실시 형태의 각 기능 블록은 개별적으로 1칩화되어도 좋고, 일부 또는 모두를 포함하도록 1칩화되어도 된다. 한편, 여기에서는, LSI로 했지만, 집적도의 차이에 의해 IC, 시스템 LSI, 슈퍼 LSI, 울트라 LSI라고 호칭되는 경우도 있다.
또한, 집적 회로화의 수법은 LSI에 한정하는 것은 아니고, 전용 회로 또는 범용 프로세서로 실현되어도 된다. LSI 제조 후에, 프로그램하는 것이 가능한 FPGA(Field Programmable Gate Array)나, LSI 내부의 회로 셀의 접속이나 설정을 재구성 가능한 리컨피규러블·프로세서를 이용해도 된다.
나아가서는, 반도체 기술의 진보 또는 파생하는 다른 기술에 의해 LSI로 치환되는 집적 회로화의 기술이 등장하면, 당연히 그 기술을 이용하여 기능 블록의 집적화를 행해도 된다. 바이오 기술의 적응 등이 가능성으로서 있을 수 있다.
상기 제1 실시 형태 및 제2 실시 형태에서 설명한 각각의 시각 처리 장치의 각 블록의 처리는, 예를 들면, 시각 처리 장치가 구비하는 중앙 연산 장치(CPU)에 의해 행해진다. 또한, 각각의 처리를 행하기 위한 프로그램은 하드 디스크, ROM 등의 기억 장치에 저장되어 있고, ROM에 있어서 혹은 RAM에 독출되어 실행된다.
또한, 도 1의 시각 처리 장치(1)에 있어서 2차원 LUT4는 하드 디스크, ROM 등의 기억 장치에 저장되어 있어 필요에 따라서 참조된다. 또한 시각 처리부(3)는 시각 처리 장치(1)에 직접적으로 접속되거나, 혹은 네트워크를 통하여 간접적으로 접속되는 프로파일 데이터 등록 장치(8)로부터 프로파일 데이터의 제공을 받아 2차원 LUT4로서 등록한다.
또한, 시각 처리 장치는 동화상을 취급하는 기기에 내장, 혹은 접속되어 프레임마다(필드마다)의 화상의 계조 처리를 행하는 장치라도 된다.
또한, 시각 처리 장치(1)에서는 상기 제1 실시 형태에서 설명한 시각 처리 방법이 실행된다.
시각 처리 프로그램은 컴퓨터, 텔레비전, 디지털카메라, 휴대전화, PDA, 프린터, 스캐너 등, 화상을 취급하는 기기에 내장, 혹은 접속되는 장치에 있어서, 하드 디스크, ROM 등의 기억 장치에 기억되어 화상의 시각 처리를 실행하는 프로그램이며, 예를 들면, CD－ROM 등의 기록 매체를 통하여 혹은 네트워크를 통하여 제공된다.
〈2〉
상기 제1 실시 형태 및 제2 실시 형태에서 설명한 시각 처리 장치는, 도 40∼도 41에 나타내는 구성으로 나타내는 것도 가능하다.
(1)
《구성》
도 40은, 예를 들면, 도 7을 이용하여 도시한 시각 처리 장치(525)와 동일한 기능을 다하는 시각 처리 장치(910)의 구성을 도시하는 블록도이다.
시각 처리 장치(910)에 있어서, 센서(911) 및 사용자 입력부(912)는, 입력 장치(527)(도 7 참조)와 동일한 기능을 가진다. 보다 구체적으로는, 센서(911)는 시각 처리 장치(910)가 설치되는 환경, 혹은 시각 처리 장치(910)로부터의 출력 신호(OS)가 표시되는 환경에서의 환경 광을 검출하는 센서이며, 검출한 값을 환경 광을 나타내는 파라미터(P1)로서 출력한다. 또한, 사용자 입력부(912)는 사용자에 대해서, 환경 광의 강도를, 예를 들면, 「강·중·약」의 단계적으로, 혹은 무단계적(연속적)으로 설정시키는 장치이며, 설정된 값을 환경 광을 나타내는 파라미터(P1)로서 출력한다.
출력부(914)는 프로파일 데이터 등록부(526)(도 7 참조)와 동일한 기능을 가진다. 보다 구체적으로는, 출력부(914)는 환경 광을 나타내는 파라미터(P1)의 값에 연관된 복수의 프로파일 데이터를 구비하고 있다. 여기서, 프로파일 데이터란, 입력 신호(IS)와 입력 신호(IS)를 공간 처리한 신호에 대한 출력 신호(OS)의 값을 부여하는 테이블 형식의 데이터이다. 또한 출력부(914)는 취득한 환경 광을 나타내는 파라미터(P1)의 값에 대응하는 프로파일 데이터를 휘도 조정 파라미터(P2)로서 변환부(915)에 출력한다.
변환부(915)는 공간 처리부(2) 및 시각 처리부(3)(도 7 참조)와 동일한 기능을 가진다. 변환부(915)는 시각 처리의 대상이 되는 대상 화소(주목 화소)의 휘도와, 대상 화소의 주변에 위치하는 주변 화소의 휘도와, 휘도 조정 파라미터(P2)를 입력으로 하고, 대상 화소의 휘도를 변환하여 출력 신호(OS)를 출력한다.
보다 구체적으로는, 변환부(915)는, 대상 화소와 주변 화소를 공간 처리한다. 또한 변환부(915)는 대상 화소와 공간 처리한 결과에 대응하는 출력 신호(OS)의 값을 테이블 형식의 휘도 조정 파라미터(P2)로부터 독출하고 출력 신호(OS)로서 출력한다.
《변형예》
(1)
상기 구성에 있어서, 휘도 조정 파라미터(P2)는 상기한 프로파일 데이터로 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 휘도 조정 파라미터(P2)는 대상 화소의 휘도와 주변 화소의 휘도로부터 출력 신호(OS)의 값을 연산할 때에 이용되는 계수 매트릭스 데이터라도 된다. 여기서, 계수 매트릭스 데이터란, 대상 화소의 휘도와 주변 화소의 휘도로부터 출력 신호(OS)의 값을 연산할 때에 이용되는 함수의 계수 부분을 저장한 데이터이다.
(2)
출력부(914)는, 환경 광을 나타내는 파라미터(P1)의 모든 값에 대한 프로파일 데이터나 계수 매트릭스 데이터를 구비하고 있을 필요는 없다. 이 경우, 취득된 환경 광을 나타내는 파라미터(P1)에 따라 구비되어 있는 프로파일 데이터 등을 적절히 내분 혹은 외분함으로써 적절한 프로파일 데이터 등을 생성하는 것이어도 된다.
(2)
《구성》
도 41은, 예를 들면, 도 24를 이용하여 도시한 시각 처리 장치(600)와 동일한 기능을 다하는 시각 처리 장치(920)의 구성을 도시하는 블록도이다.
시각 처리 장치(920)에서는, 출력부(921)가 환경 광을 나타내는 파라미터(P1)에 더하여 외부 파라미터(P3)를 더욱 취득하고, 환경 광을 나타내는 파라미터(P1)와 외부 파라미터(P3)에 기초하여 휘도 조정 파라미터(P2)를 출력한다.
여기서, 환경 광을 나타내는 파라미터(P1)는 상기(1)에서 기재한 것과 동일하다.
또한, 외부 파라미터(P3)는, 예를 들면, 출력 신호(OS)를 보는 사용자가 구하는 시각적 효과를 나타내는 파라미터이다. 보다 구체적으로는, 화상을 보는 사용자가 구하는 콘트라스트 등의 값(목표 콘트라스트)이다. 여기서, 외부 파라미터(P3)는 목표 콘트라스트 설정부(604)(도 24 참조)에 의해 설정된다. 혹은, 미리 출력부(921)에 기억된 디폴트값을 이용하여 설정된다.
출력부(921)는 환경 광을 나타내는 파라미터(P1)로부터, 도 33이나 도 34에 도시한 구성에 의해 실제 콘트라스트의 값을 산출하고, 휘도 조정 파라미터(P2)로서 출력한다. 또, 출력부(921)는 외부 파라미터(P3)(목표 콘트라스트)를 휘도 조정 파라미터(P2)로서 출력한다. 또한, 출력부(921)는 [제2 실시 형태]〈변형예〉(ⅶ)에서 설명한 2차원 LUT에 저장되는 프로파일 데이터를 복수 기억하고 있고, 외부 파라미터(P3)와 환경 광을 나타내는 파라미터(P1)로부터 산출된 실제 콘트라스트로부터 프로파일 데이터를 선택하며, 그 테이블 형식의 데이터를 휘도 조정 파라미터(P2)로서 출력한다.
변환부(922)는 목표 콘트라스트 변환부(601), 변환 신호 처리부(602), 실제 콘트라스트 변환부(603)(이상, 도 24 참조)와 동일한 기능을 갖는다. 보다 구체적으로는, 변환부(922)에는 입력 신호(IS)(대상 화소의 휘도 및 주변 화소의 휘도)와 휘도 조정 파라미터(P2)가 입력되고 출력 신호(OS)가 출력된다. 예를 들면, 입력 신호(IS)는, 휘도 조정 파라미터(P2)로서 취득되는 목표 콘트라스트를 이용하여, 목표 콘트라스트 신호(JS)(도 24 참조)로 변환된다. 또한 목표 콘트라스트 신호(JS)가 공간 처리되어 언샤프 신호(US)(도 24 참조)가 도출된다.
변환부(922)는, [제2 실시 형태]〈변형예〉(ⅶ)에서 설명한 변형예로서의 시각 처리부(623)를 구비하고 있고, 휘도 조정 파라미터(P2)로서 취득된 프로파일 데이터와, 목표 콘트라스트 신호(JS)와, 언샤프 신호(US)로부터 시각 처리 신호(KS)(도 24 참조)가 출력된다. 또한, 시각 처리 신호(KS)는 휘도 조정 파라미터(P2)로서 취득되는 실제 콘트라스트를 이용하여 출력 신호(OS)로 변환된다.
이 시각 처리 장치(920)에서는, 외부 파라미터(P3)와 환경 광을 나타내는 파라미터(P1)에 기초하여 시각 처리에 이용하는 프로파일 데이터를 선택하는 것이 가능해지는 동시에, 환경 광에 의한 영향을 보정하여, 환경 광의 존재하는 환경에서도 국소적인 콘트라스트를 개선하여, 출력 신호(OS)를 보는 사용자의 취향의 콘트라스트에 접근하는 것이 가능해진다.
《변형예》
한편, 본 구성에 있어서도 (1)에서 기재한 것과 동일한 변형을 행하는 것이 가능하다.
또한, (1)에 기재한 구성과 (2)에 기재한 구성은, 필요에 따라서 전환하여 이용하는 것도 가능하다. 전환은 외부로부터의 전환 신호를 이용하여 행해도 된다. 또한, 외부 파라미터(P3)가 존재하는지 아닌지로 어느 구성을 이용할지 판단해도 된다.
또한, 실제 콘트라스트는 출력부(921)에서 산출된다고 기재했지만, 실제 콘트라스트의 값이 출력부(921)에 직접 입력되는 구성이어도 된다.
(3)
도 41에 도시하는 구성에서는 출력부(921)로부터 변환부(922)로의 입력이 급격하게 변화하지 않도록 하기 위한 수단을 더 채용하는 것이 가능하다.
도 42에 도시하는 시각 처리 장치(920')는 도 41에 도시하는 시각 처리 장치(920)에 대해서, 환경 광을 나타내는 파라미터(P1)의 시간 변화를 완만하게 하는 조정부(925)를 구비하는 점에 있어서 상이하다. 조정부(925)는 환경 광을 나타내는 파라미터(P1)를 입력으로 하고, 조정 후의 출력(P4)을 출력으로 한다.
이것에 의해, 출력부(921)는 급격한 변화를 수반하지 않는 환경 광을 나타내는 파라미터(P1)를 취득하는 것이 가능해지고, 이 결과, 출력부(921)의 출력의 시간 변화도 완만하게 된다.
조정부(925)는, 예를 들면, IIR 필터에 의해 실현된다. 여기서, IIR 필터에서는 조정부(925)의 출력(P4)의 값 [P4]는 [P4] = k1 * [P4]' ＋ k2 * [P1]에 의해 연산된다. 한편, 식 중, k1, k2는, 각각 플러스의 값을 받는 파라미터이고, [P1]은 환경 광을 나타내는 파라미터(P1)의 값이며, [P4]'는, 조정부(925)의 출력(P4)의 지연 출력(예를 들면, 전회의 출력)의 값이다. 한편, 조정부(925)에서의 처리는, IIR 필터 이외의 구성을 이용하여 행해져도 된다.
또한, 조정부(925)는, 도 43에 도시하는 시각 처리 장치(920")와 같이, 출력부(921)의 출력측에 구비되고, 휘도 조정 파라미터(P2)의 시간 변화를 직접 완만하게 하는 수단이어도 된다.
여기서, 조정부(925)의 동작은 상기한 것과 동일하다. 구체적으로는, 조정부(925)의 출력(P4)의 값 [P4]는 [P4] = k3 * [P4]' ＋ k4 * [P2]에 의해 연산된다. 한편, 식 중, k3, k4는 각각 플러스의 값을 취하는 파라미터이며, [P2]는 휘도 조정 파라미터(P2)의 값이며, [P4]'는 조정부(925)의 출력(P4)의 지연 출력(예를 들면, 전회의 출력)의 값이다. 한편, 조정부(925)에서의 처리는 IIR 필터 이외의 구성을 이용하여 행해져도 된다.
도 42, 도 43 등에 도시한 구성에 의해, 환경 광을 나타내는 파라미터(P1), 혹은 휘도 조정 파라미터(P2)의 시간 변화를 제어하는 것이 가능해진다. 이 때문에, 예를 들면, 환경 광을 검출하는 센서(911)가 센서의 앞을 이동하는 사람에게 응답하고, 단시간에 파라미터가 크게 변화한 경우라도 급격한 파라미터 변동을 억제할 수 있다. 이 결과, 표시 화면의 깜빡임을 억제할 수 있다.
[제4 실시 형태]
본 발명의 제4 실시 형태로서 상기에서 설명한 시각 처리 장치, 시각 처리 방법, 시각 처리 프로그램의 응용예와 그것을 이용한 시스템을 도 44∼도 47을 이용해 설명한다.
도 44는 컨텐츠 전달 서비스를 실현하는 컨텐츠 공급 시스템(ex100)의 전체 구성을 도시하는 블록도이다. 통신 서비스의 제공 에리어를 원하는 크기로 분할하고, 각 셀 내에 각각 고정 무선국인 기지국(ex107∼ex110)이 설치되어 있다.
이 컨텐츠 공급 시스템(ex100)은 예를 들면, 인터넷(ex101)에 인터넷 서비스 프로바이더(ex102) 및 전화망(ex104) 및 기지국(ex107∼ex110)을 통하여 컴퓨터(ex111), PDA(personal digital assistant : ex112), 카메라(ex113), 휴대전화(ex114), 카메라 부착의 휴대전화(ex115) 등의 각 기기가 접속된다.
그러나, 컨텐츠 공급 시스템(ex100)은 도 44와 동일한 조합에 한정되지 않고, 어느 것을 조합하여 접속하도록 해도 된다. 또한, 고정 무선국인 기지국(ex107∼ex110)을 통하지 않고 각 기기가 전화망(ex104)에 직접 접속되어도 된다.
카메라(ex113)는 디지털 비디오 카메라 등의 동영상 촬영이 가능한 기기이다. 또한, 휴대전화는 PDC(Personal Digital Communications) 방식, CDMA(Code Division Multiple Access) 방식, W－CDMA(Wideband-Code Division Multiple Access) 방식, 혹은 GSM(Global System for Mobile Communications) 방식의 휴대전화기, 또는 PHS(Personal Handyphone System) 등이며 어느 것이라도 상관없다.
또한, 스트리밍 서버(ex103)는 카메라(ex113)로부터 기지국(ex109), 전화망(ex104)을 통해서 접속되고 있고, 카메라(ex113)를 이용하여 사용자가 송신하는 부호화 처리된 데이터에 기초한 라이브 전달 등이 가능해진다. 촬영한 데이터의 부호화 처리는 카메라(ex113)로 행해도, 데이터의 송신 처리를 행하는 서버 등으로 행해도 된다. 또한, 카메라(ex116)로 촬영한 동영상 데이터는 컴퓨터(ex111)를 통하여 스트리밍 서버(ex103)에 송신되어도 된다. 카메라(ex116)는 디지털 카메라 등의 정지 화면, 동영상이 촬영 가능한 기기이다. 이 경우, 동영상 데이터의 부호화는 카메라(ex116)로 행해도, 컴퓨터(ex111)로 행해도 어느 것이라도 된다. 또한, 부호화 처리는 컴퓨터(ex111)나 카메라(ex116)가 가지는 LSI(ex117)에 있어서 처리하게 된다. 한편, 화상 부호화·복호화용의 소프트웨어를 컴퓨터(ex111) 등으로 판독 가능한 기록 매체인 어떠한 축적 미디어(CD－ROM, 플렉시블 디스크, 하드 디스크 등)에 삽입해도 된다. 또한, 카메라 부착의 휴대전화(ex115)로 동영상 데이터를 송신해도 된다. 이 때의 동영상 데이터는 휴대전화(ex115)가 가지는 LSI로 부호화 처리된 데이터이다.
이 컨텐츠 공급 시스템(ex100)에서는, 사용자가 카메라(ex113), 카메라(ex116) 등으로 촬영하고 있는 컨텐츠(예를 들면, 음악 라이브를 촬영한 영상 등)를 부호화 처리하여 스트리밍 서버(ex103)에 송신하는 한편으로, 스트리밍 서버(ex103)는 요구가 있던 클라이언트에 대해서 상기 컨텐츠 데이터를 스트림 전달한다. 클라이언트로서는, 부호화 처리된 데이터를 복호화하는 것이 가능한, 컴퓨터(ex111), PDA(ex112), 카메라(ex113), 휴대전화(ex114) 등이 있다. 이렇게 함으로써 컨텐츠 공급 시스템(ex100)은 부호화된 데이터를 클라이언트에 있어서 수신하여 재생할 수 있고, 또한 클라이언트에 있어서 리얼 타임으로 수신하여 복호화하고 재생함으로써 개인 방송도 실현 가능하게 되는 시스템이다.
컨텐츠의 표시 시에 있어서, 상기 실시 형태에서 설명한 시각 처리 장치, 시각 처리 방법, 시각 처리 프로그램을 이용해도 된다. 예를 들면, 컴퓨터(ex111), PDA(ex112), 카메라(ex113), 휴대전화(ex114) 등은, 상기 실시 형태에서 나타낸 시각 처리 장치를 구비하여 시각 처리 방법, 시각 처리 프로그램을 실현하는 것이어도 된다.
또한, 스트리밍 서버(ex103)는 시각 처리 장치에 대해서, 인터넷(ex101)을 통하여 프로파일 데이터를 제공하는 것이어도 된다. 또한, 스트리밍 서버(ex103)는 복수 대 존재하고, 각각 상이한 프로파일 데이터를 제공하는 것이어도 된다. 또한, 스트리밍 서버(ex103)는 프로파일의 작성을 행하는 것이어도 된다. 이렇게, 인터넷(ex101)을 통하여 시각 처리 장치가 프로파일 데이터를 취득할 수 있는 경우, 시각 처리 장치는, 미리 시각 처리에 이용하는 프로파일 데이터를 기억해 둘 필요가 없고, 시각 처리 장치의 기억 용량을 삭감하는 것도 가능해진다. 또한, 인터넷(ex101)을 통하여 접속되는 복수의 서버로부터 프로파일 데이터를 취득할 수 있기 때문에, 상이한 시각 처리를 실현하는 것이 가능해진다.
일례로서 휴대전화에 대해 설명한다.
도 45는, 상기 실시 형태의 시각 처리 장치를 구비한 휴대전화(ex115)를 도시하는 도면이다. 휴대전화(ex115)는 기지국(ex110)과의 사이에서 전파를 송수신하기 위한 안테나(ex201), CCD 카메라 등의 영상, 정지 화면을 찍는 것이 가능한 카메라부(ex203), 카메라부(ex203)로 촬영한 영상, 안테나(ex201)로 수신한 영상 등이 복호화된 데이터를 표시하는 액정 디스플레이 등의 표시부(ex202), 조작 키(ex204)군으로 구성되는 본체부, 음성 출력을 행하기 위한 스피커 등의 음성 출력부(ex208), 음성 입력을 행하기 위한 마이크 등의 음성 입력부(ex205), 촬영한 동영상 혹은 정지 화면의 데이터, 수신한 메일의 데이터, 동영상의 데이터 혹은 정지화면의 데이터 등, 부호화된 데이터 또는 복호화된 데이터를 보존하기 위한 기록 미디어(ex207), 휴대전화(ex115)에 기록 미디어(ex207)를 장착 가능하게 하기 위한 슬롯부(ex206)를 가지고 있다. 기록 미디어(ex207)는 SD 카드 등의 플라스틱 케이스 내에 전기적으로 재기록이나 소거가 가능한 불휘발성 메모리인 EEPROM(Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory)의 일종인 플래쉬 메모리 소자를 저장한 것이다.
또한, 휴대전화(ex115)에 대해 도 46을 이용하여 설명한다. 휴대전화(ex115)는 표시부(ex202) 및 조작 키(ex204)를 구비한 본체부의 각부를 통괄적으로 제어하도록 이루어진 주제어부(ex311)에 대해서, 전원 회로부(ex310), 조작 입력 제어부(ex304), 화상 부호화부(ex312), 카메라 인터페이스부(ex303), LCD(Liquid Crystal Display) 제어부(ex302), 화상 복호화부(ex309), 다중 분리부(ex308), 기록 재생부(ex307), 변복조 회로부(ex306) 및 음성 처리부(ex305)가 동기 버스(ex313)를 통하여 서로 접속되고 있다.
전원 회로부(ex310)는 사용자의 조작에 의해 종화 및 전원 키가 온 상태로 되면, 배터리 팩으로부터 각부에 대해서 전력을 공급함으로써 카메라 부착 디지털 휴대전화(ex115)를 동작 가능한 상태로 기동한다.
휴대전화(ex115)는 CPU, ROM 및 RAM 등으로 되는 주제어부(ex311)의 제어에 기초하여, 음성 통화 모드시에 음성 입력부(ex205)로 집음한 음성 신호를 음성 처리부(ex305)에 의해서 디지털 음성 데이터로 변환하고, 이것을 변복조 회로부(ex306)에서 스펙트럼 확산 처리하며, 송수신 회로부(ex301)에서 디지털 아날로그 변환 처리 및 주파수 변환 처리를 실시한 후에 안테나(ex201)를 통하여 송신한다. 또한, 휴대전화(ex115)는 음성 통화 모드시에 안테나(ex201)로 수신한 수신 신호를 증폭하여 주파수 변환 처리 및 아날로그 디지털 변환 처리를 실시하고, 변복조 회로부(ex306)에서 스펙트럼 역확산 처리하여 음성 처리부(ex305)에 의해서 아날로그 음성 신호로 변환한 후, 이것을 음성 출력부(ex208)를 통하여 출력한다.
또한, 데이터 통신 모드시에 전자 메일을 송신하는 경우, 본체부의 조작 키(ex204)의 조작에 의해서 입력된 전자 메일의 텍스트 데이터는 조작 입력 제어부(ex304)를 통하여 주제어부(ex311)에 송출된다. 주제어부(ex311)는 텍스트 데이터를 변복조 회로부(ex306)에서 스펙트럼 확산 처리하고, 송수신 회로부(ex301)에서 디지털 아날로그 변환 처리 및 주파수 변환 처리를 실시한 후에 안테나(ex201)를 통하여 기지국(ex110)에 송신한다.
데이터 통신 모드시에 화상 데이터를 송신하는 경우, 카메라부(ex203)에서 촬상된 화상 데이터를 카메라 인터페이스부(ex303)를 통하여 화상 부호화부(ex312)에 공급한다. 또한, 화상 데이터를 송신하지 않은 경우에는, 카메라부(ex203)에서 촬상한 화상 데이터를 카메라 인터페이스부(ex303) 및 LCD 제어부(ex302)를 통하여 표시부(ex202)에 직접 표시하는 것도 가능하다.
화상 부호화부(ex312)는 카메라부(ex203)로부터 공급된 화상 데이터를 압축 부호화함으로써 부호화 화상 데이터로 변환하고, 이것을 다중 분리부(ex308)에 송출한다. 또한, 이 때 동시에 휴대전화(ex115)는 카메라부(ex203)에서 촬상 중에 음성 입력부(ex205)에서 집음한 음성을 음성 처리부(ex305)를 통하여 디지털의 음성 데이터로서 다중 분리부(ex308)에 송출한다.
다중 분리부(ex308)는 화상 부호화부(ex312)로부터 공급된 부호화 화상 데이터와 음성 처리부(ex305)로부터 공급된 음성 데이터를 소정의 방식으로 다중화하고, 그 결과 얻어지는 다중화 데이터를 변복조 회로부(ex306)에서 스펙트럼 확산 처리하고, 송수신 회로부(ex301)에서 디지털 아날로그 변환 처리 및 주파수 변환 처리를 실시한 후에 안테나(ex201)를 통하여 송신한다.
데이터 통신 모드시에 홈페이지 등에 링크된 동화상 파일의 데이터를 수신하는 경우, 안테나(ex201)를 통하여 기지국(ex110)으로부터 수신한 수신 신호를 변복조 회로부(ex306)에서 스펙트럼 역확산 처리하고, 그 결과 얻어지는 다중화 데이터를 다중 분리부(ex308)에 송출한다.
또한, 안테나(ex201)를 통하여 수신된 다중화 데이터를 복호화하려면, 다중 분리부(ex308)는 다중화 데이터를 분리함으로써 화상 데이터의 부호화 비트 스트림과 음성 데이터의 부호화 비트 스트림으로 나누어, 동기 버스(ex313)를 통하여 상기 부호화 화상 데이터를 화상 복호화부(ex309)에 공급하는 동시에 그 음성 데이터를 음성 처리부(ex305)에 공급한다.
다음에, 화상 복호화부(ex309)는 화상 데이터의 부호화 비트 스트림을 복호 함으로써 재생 동화상 데이터를 생성하고, 이것을 LCD 제어부(ex302)를 통하여 표시부(ex202)에 공급하고, 이것에 의해, 예를 들면 홈페이지에 링크된 동화상 파일에 포함되는 동영상 데이터가 표시된다. 이 때 동시에 음성 처리부(ex305)는 음성 데이터를 아날로그 음성 신호로 변환한 후, 이것을 음성 출력부(ex208)에 공급하고, 이것에 의해, 예를 들면 홈페이지에 링크된 동화상 파일에 포함하는 음성 데이터가 재생된다.
이상의 구성에 있어서, 화상 복호화부(ex309)는 상기 실시 형태의 시각 처리 장치를 구비하고 있어도 된다.
한편, 상기 시스템의 예에 한정되지 않고, 최근에는 위성, 지상파에 의한 디지털 방송이 화제가 되고 있고, 도 47에 도시하는 바와 같이, 디지털 방송용 시스템에도 상기 실시 형태에서 설명한 시각 처리 장치, 시각 처리 방법, 시각 처리 프로그램을 삽입할 수 있다. 구체적으로는, 방송국(ex409)에서는 영상 정보의 부호화 비트 스트림이 전파를 통하여 통신 또는 방송 위성(ex410)에 전송된다. 이것을 받은 방송 위성(ex410)은 방송용의 전파를 발신하고, 이 전파를 위성 방송 수신 설비를 가지는 가정의 안테나(ex406)에서 수신하여 텔레비전(수신기 : ex401) 또는 셋톱 박스(STB : ex407) 등의 장치에 의해 부호화 비트 스트림을 복호화하여 이것을 재생한다. 여기서, 텔레비전(수신기 : ex401) 또는 셋톱 박스(STB : ex407) 등의 장치가 상기 실시 형태에서 설명한 시각 처리 장치를 구비하고 있어도 된다. 또한, 상기 실시 형태의 시각 처리 방법을 이용하는 것이어도 된다. 또한, 시각 처리 프로그램을 구비하고 있어도 된다. 또한, 기록 매체인 CD나 DVD 등의 축적 미디어(ex402)에 기록한 부호화 비트 스트림을 판독하고, 복호화하는 재생 장치(ex403)에도 상기 실시 형태에서 설명한 시각 처리 장치, 시각 처리 방법, 시각 처리 프로그램을 실장하는 것이 가능하다. 이 경우, 재생된 영상 신호는 모니터(ex404)에 표시된다. 또한, 케이블 텔레비전용 케이블(ex405) 또는 위성/지상파 방송의 안테나(ex406)에 접속된 셋톱 박스(ex407) 내에 상기 실시 형태에서 설명한 시각 처리 장치, 시각 처리 방법, 시각 처리 프로그램을 실장하고, 이것을 텔레비전의 모니터(ex408)로 재생하는 구성도 생각된다. 이 때 셋톱 박스가 아니고, 텔레비전 내에 상기 실시 형태에서 설명한 시각 처리 장치를 삽입해도 된다. 또한, 안테나(ex411)를 가지는 차(ex412)에서 위성(ex410)으로부터 또는 기지국(ex107) 등으로부터 신호를 수신하고, 차(ex412)가 가지는 카 내비게이션(ex413) 등의 표시 장치에 동영상을 재생하는 것도 가능하다.
또한, 화상 신호를 부호화하여 기록 매체에 기록할 수도 있다. 구체예로서는, DVD 디스크(ex421)에 화상 신호를 기록하는 DVD 레코더나, 하드 디스크에 기록하는 디스크 레코더 등의 레코더(ex420)가 있다. 또한 SD 카드(ex422)에 기록할 수도 있다. 레코더(ex420)가 상기 실시 형태의 복호화 장치를 구비하고 있으면, DVD 디스크(ex421)나 SD 카드(ex422)에 기록한 화상 신호를 보간하고 재생하여 모니터(ex408)에 표시할 수 있다.
한편, 카 내비게이션(ex413)의 구성은 예를 들면 도 46에 도시하는 구성 중, 카메라부(ex203)와 카메라 인터페이스부(ex303), 화상 부호화부(ex312)를 제외한 구성이 생각되고, 동일한 것이 컴퓨터(ex111)나 텔레비전(수신기 : ex401) 등에서도 생각된다.
또한, 상기 휴대전화(ex114) 등의 단말은 부호화기·복호화기를 양쪽 모두 가지는 송수신형의 단말 외에 부호화기만의 송신 단말, 복호화기만의 수신 단말의 3가지의 실장 형식이 생각된다.
이렇게, 상기 실시 형태에서 설명한 시각 처리 장치, 시각 처리 방법, 시각 처리 프로그램을 전술한 어느 하나의 기기·시스템에 이용하는 것은 가능하고, 상기 실시 형태에서 설명한 효과를 얻을 수 있다.
[부기]
본 발명은, 다음과 같이 표현하는 것도 가능하다.
〈부기의 내용〉
(부기 1)
입력된 화상 신호에 대해서 공간 처리를 행하고, 처리 신호를 출력하는 입력 신호 처리 수단과,
상기 화상 신호와 상기 처리 신호를 소정의 변환에 의해 변환한 각각의 값의 차를 강조하는 연산에 기초하여 출력 신호를 출력하는 신호 연산 수단을 구비하는 시각 처리 장치.
(부기 2)
상기 신호 연산 수단은 상기 화상 신호의 값 A, 상기 처리 신호의 값 B, 변환 함수(F1), 상기 변환 함수(F1)의 역변환 함수(F2), 강조 함수(F3)에 대해서, 수식 F2(F1(A)＋F3(F1(A)－F1(B)))에 기초하여 출력 신호의 값 C를 연산하는, 부기 1에 기재된 시각 처리 장치.
(부기 3)
상기 변환 함수(F1)는 대수 관계인, 부기 2에 기재된 시각 처리 장치.
(부기 4)
상기 역변환 함수(F2)는 감마 보정 함수인, 부기 2에 기재된 시각 처리 장치.
(부기 5)
상기 신호 연산 수단은 상기 화상 신호 및 상기 처리 신호의 신호 공간의 변환을 행하는 신호 공간 변환 수단과, 변환 후의 상기 화상 신호와 변환 후의 상기 처리 신호의 차분 신호에 대해서 강조 처리를 행하는 강조 처리 수단과, 변환 후의 상기 화상 신호와 상기 강조 처리 후의 상기 차분 신호의 가산 신호에 대해서 신호 공간의 역변환을 행하고, 상기 출력 신호를 출력하는 역변환 수단을 가지는, 부기 2∼4 중 어느 하나에 기재된 시각 처리 장치.
(부기 6)
입력된 화상 신호에 대해서 공간 처리를 행하고, 처리 신호를 출력하는 입력 신호 처리 수단과,
상기 화상 신호와 상기 처리 신호의 비를 강조하는 연산에 기초하여 출력 신호를 출력하는 신호 연산 수단을 구비하는 시각 처리 장치.
(부기 7)
상기 신호 연산 수단은 상기 화상 신호의 다이나믹 레인지 압축을 더욱 행하는 상기 연산에 기초하여 상기 출력 신호를 출력하는, 부기 6에 기재된 시각 처리 장치.
(부기 8)
상기 신호 연산 수단은, 상기 화상 신호의 값 A, 상기 처리 신호의 값 B, 다이나믹 레인지 압축 함수(F4), 강조 함수(F5)에 대해서, 수식 F4(A)*F5(A/B)에 기초하여 출력 신호의 값 C를 연산하는, 부기 6 또는 7에 기재된 시각 처리 장치.
(부기 9)
상기 다이나믹 레인지 압축 함수(F4)는 비례 계수 1의 정비례 함수인, 부기 8에 기재된 시각 처리 장치.
(부기 10)
상기 다이나믹 레인지 압축 함수(F4)는 단조 증가 함수인, 부기 8에 기재된 시각 처리 장치.
(부기 11)
상기 다이나믹 레인지 압축 함수(F4)는, 위로 볼록한 함수인, 부기 10에 기재된 시각 처리 장치.
(부기 12)
상기 다이나믹 레인지 압축 함수(F4)는, 누승 함수인, 부기 8에 기재된 시각 처리 장치.
(부기 13)
상기 다이나믹 레인지 압축 함수(F4)에서의 누승 함수의 지수는, 화상 표시를 행할 때의 콘트라스트의 목표값인 목표 콘트라스트값과, 화상 표시를 행할 때의 표시 환경에서의 콘트라스트값인 실제 콘트라스트값에 기초하여 정해지는, 부기 12에 기재된 시각 처리 장치.
(부기 14)
상기 강조 함수(F5)는 누승 함수인, 부기 8∼13 중 어느 하나에 기재된 시각 처리 장치.
(부기 15)
상기 강조 함수(F5)에서의 누승 함수의 지수는, 화상 표시를 행할 때의 콘트라스트의 목표값인 목표 콘트라스트값과, 화상 표시를 행할 때의 표시 환경에서의 콘트라스트값인 실제 콘트라스트값에 기초하여 정해지는, 부기 14에 기재된 시각 처리 장치.
(부기 16)
상기 강조 함수(F5)에서의 누승 함수의 지수는, 상기 화상 신호의 값 A가 상기 처리 신호의 값 B보다도 큰 경우에, 상기 화상 신호의 값 A에 대해서 단조 감소하는 값인, 부기 14 또는 15에 기재된 시각 처리 장치.
(부기 17)
상기 강조 함수(F5)에서의 누승 함수의 지수는, 상기 화상 신호의 값 A가 상기 처리 신호의 값 B보다도 작은 경우에, 상기 화상 신호의 값 A에 대해서 단조 증가하는 값인, 부기 14 또는 15에 기재된 시각 처리 장치.
(부기 18)
상기 강조 함수(F5)에서의 누승 함수의 지수는, 상기 화상 신호의 값 A가 상기 처리 신호의 값 B보다도 큰 경우에, 상기 화상 신호의 값 A에 대해서 단조 증가하는 값인, 부기 14 또는 15에 기재된 시각 처리 장치.
(부기 19)
상기 강조 함수(F5)에서의 누승 함수의 지수는, 상기 화상 신호의 값 A와 상기 처리 신호의 값 B의 차의 절대값에 대해서 단조 증가하는 값인, 부기 14 또는 15에 기재된 시각 처리 장치.
(부기 20)
상기 강조 함수(F5)의 최대값 혹은 최소값의 적어도 한 쪽은 소정의 범위 내에 제한되고 있는, 부기 14∼19 중 어느 하나에 기재된 시각 처리 장치.
(부기 21)
상기 신호 연산 수단은, 상기 화상 신호를 상기 처리 신호로 제산한 제산 처리 신호에 대해서 강조 처리를 행하는 강조 처리 수단과, 상기 화상 신호와 상기 강조 처리된 상기 제산 처리 신호에 기초하여 상기 출력 신호를 출력하는 출력 처리 수단을 가지는, 부기 8에 기재된 시각 처리 장치.
(부기 22)
상기 출력 처리 수단은 상기 화상 신호와 상기 강조 처리된 상기 제산 처리 신호의 승산 처리를 행하는, 부기 21에 기재된 시각 처리 장치.
(부기 23)
상기 출력 처리 수단은 상기 화상 신호에 대해서 다이나믹 레인지(DR) 압축을 행하는 DR 압축 수단을 포함하고 있고, 상기 DR 압축된 상기 화상 신호와 상기 강조 처리된 상기 제산 처리 신호의 승산 처리를 행하는, 부기 21에 기재된 시각 처리 장치.
(부기 24)
제1 소정의 범위의 입력 화상 데이터를 제2 소정의 범위로 변환하고, 상기 화상 신호로 하는 제1 변환 수단과,
제3 소정의 범위의 상기 출력 신호를 제4 소정의 범위로 변환하고, 출력 화상 데이터로 하는 제2 변환 수단을 더 구비하고,
상기 제2 소정의 범위는 화상 표시를 행할 때의 콘트라스트의 목표값인 목표 콘트라스트값에 기초하여 정해져 있고,
상기 제3 소정의 범위는 화상 표시를 행할 때의 표시 환경에서의 콘트라스트값인 실제 콘트라스트값에 기초하여 정해져 있는, 부기 8∼23 중 어느 하나에 기재된 시각 처리 장치.
(부기 25)
상기 다이나믹 레인지 압축 함수(F4)는 상기 제2 소정의 범위의 상기 화상 신호를 상기 제3 소정의 범위의 상기 출력 신호로 변환하는 함수인, 부기 24에 기재된 시각 처리 장치.
(부기 26)
상기 제1 변환 수단은, 상기 제1 소정의 범위의 최소값과 최대값의 각각을 상기 제2 소정의 범위의 최소값과 최대값의 각각으로 변환하고,
상기 제2 변환 수단은 상기 제3 소정의 범위의 최소값과 최대값의 각각을 상기 제4 소정의 범위의 최소값과 최대값의 각각으로 변환하는, 부기 24 또는 25에 기재된 시각 처리 장치.
(부기 27)
상기 제1 변환 수단 및 상기 제2 변환 수단에서의 변환은 각각 선형의 변환인, 부기 26에 기재된 시각 처리 장치.
(부기 28)
상기 제3 소정의 범위를 설정하는 설정 수단을 더 구비하는, 부기 24∼27 중 어느 하나에 기재된 시각 처리 장치.
(부기 29)
상기 설정 수단은, 화상 표시를 행하는 표시 장치의 다이나믹 레인지를 기억하는 기억 수단과, 화상 표시를 행할 때의 표시 환경에서의 환경 광의 휘도를 측정하는 측정 수단을 포함하는, 부기 28에 기재된 시각 처리 장치.
(부기 30)
상기 설정 수단은 화상 표시를 행하는 표시 장치의 표시 환경에서의 흑색 레벨 표시 시와 백색 레벨 표시 시의 휘도를 측정하는 측정 수단을 포함하는, 부기 28에 기재된 시각 처리 장치.
(부기 31)
입력된 화상 신호에 대해서 공간 처리를 행하고, 처리 신호를 출력하는 입력 신호 처리 수단과,
상기 화상 신호와 상기 처리 신호의 차를 상기 화상 신호의 값에 따라 강조하는 연산에 기초하여 출력 신호를 출력하는 신호 연산 수단을 구비하는 시각 처리 장치.
(부기 32)
상기 신호 연산 수단은, 상기 강조하는 연산에 의해 강조된 값에 대해서, 상기 화상 신호를 다이나믹 레인지 압축한 값을 더하는 연산에 기초하여 상기 출력 신호를 출력하는, 부기 31에 기재된 시각 처리 장치.
(부기 33)
상기 신호 연산 수단은 상기 화상 신호의 값 A, 상기 처리 신호의 값 B, 강조량 조정 함수(F6), 강조 함수(F7), 다이나믹 레인지 압축 함수(F8)에 대해서, 수식 F8(A)＋F6(A)*F7(A－B)에 기초하여 출력 신호의 값 C를 연산하는, 부기 31 또는 32에 기재된 시각 처리 장치.
(부기 34)
상기 다이나믹 레인지 압축 함수(F8)는 비례 계수 1의 정비례 함수인, 부기 33에 기재된 시각 처리 장치.
(부기 35)
상기 다이나믹 레인지 압축 함수(F8)는 단조 증가 함수인, 부기 33에 기재된 시각 처리 장치.
(부기 36)
상기 다이나믹 레인지 압축 함수(F8)는, 위로 볼록한 함수인, 부기 35에 기재된 시각 처리 장치.
(부기 37)
상기 다이나믹 레인지 압축 함수(F8)는 누승 함수인, 부기 33에 기재된 시각 처리 장치.
(부기 38)
상기 신호 연산 수단은, 상기 화상 신호와 상기 처리 신호의 차분 신호에 대해서 상기 화상 신호의 화소값에 따른 강조 처리를 행하는 강조 처리 수단과, 상기 화상 신호와 상기 강조 처리된 차분 신호에 기초하여 상기 출력 신호를 출력하는 출력 처리 수단을 가지는, 부기 33에 기재된 시각 처리 장치.
(부기 39)
상기 출력 처리 수단은, 상기 화상 신호와 상기 강조 처리된 상기 차분 신호의 가산 처리를 행하는, 부기 38에 기재된 시각 처리 장치.
(부기 40)
상기 출력 처리 수단은, 상기 화상 신호에 대해서 다이나믹 레인지(DR) 압축을 행하는 DR 압축 수단을 포함하고 있고, 상기 DR 압축된 상기 화상 신호와 상기 강조 처리된 상기 차분 신호의 가산 처리를 행하는, 부기 38에 기재된 시각 처리 장치.
(부기 41)
입력된 화상 신호에 대해서 공간 처리를 행하고, 처리 신호를 출력하는 입력 신호 처리 수단과,
상기 화상 신호와 상기 처리 신호의 차를 강조한 값에 대해서, 상기 화상 신호를 계조 보정한 값을 더하는 연산에 기초하여 출력 신호를 출력하는 신호 연산 수단을 구비하는 시각 처리 장치.
(부기 42)
상기 신호 연산 수단은, 상기 화상 신호의 값 A, 상기 처리 신호의 값 B, 강조 함수(F11), 계조 보정 함수(F12)에 대해서, 수식 F12(A)＋F11(A－B)에 기초하여 출력 신호의 값 C를 연산하는, 부기 41에 기재된 시각 처리 장치.
(부기 43)
상기 신호 연산 수단은, 상기 화상 신호와 상기 처리 신호의 차분 신호에 대해서 강조 처리를 행하는 강조 처리 수단과, 계조 보정된 상기 화상 신호와 상기 강조 처리된 차분 신호를 가산 처리하여 출력 신호로서 출력하는 가산 처리 수단을 가지는, 부기 42에 기재된 시각 처리 장치.
(부기 44)
제1 소정의 범위의 입력 화상 데이터를 제2 소정의 범위로 변환하고, 화상 신호로 하는 제1 변환 단계와,
상기 화상 신호의 다이나믹 레인지 압축을 행하는 연산, 혹은 상기 화상 신호와 상기 화상 신호를 공간 처리한 처리 신호의 비를 강조하는 연산의 적어도 한 쪽을 포함하는 연산에 기초하여 제3 소정의 범위의 출력 신호를 출력하는 신호 연산 단계와,
상기 제3 소정의 범위의 상기 출력 신호를 제4 소정의 범위로 변환하고, 출력 화상 데이터로 하는 제2 변환 단계를 구비하고,
상기 제2 소정의 범위는 화상 표시를 행할 때의 콘트라스트의 목표값인 목표 콘트라스트값에 기초하여 정해져 있고,
상기 제3 소정의 범위는 화상 표시를 행할 때의 표시 환경에서의 콘트라스트값인 실제 콘트라스트값에 기초하여 정해져 있는, 시각 처리 방법.
(부기 45)
제1 소정의 범위의 입력 화상 데이터를 제2 소정의 범위로 변환하고, 화상 신호로 하는 제1 변환 수단과,
상기 화상 신호의 다이나믹 레인지 압축을 행하는 연산, 혹은 상기 화상 신호와 상기 화상 신호를 공간 처리한 처리 신호의 비를 강조하는 연산의 적어도 한 쪽을 포함하는 연산에 기초하여 제3 소정의 범위의 출력 신호를 출력하는 신호 연산 수단과,
상기 제3 소정의 범위의 상기 출력 신호를 제4 소정의 범위로 변환하고, 출력 화상 데이터로 하는 제2 변환 수단을 구비하고,
상기 제2 소정의 범위는 화상 표시를 행할 때의 콘트라스트의 목표값인 목표 콘트라스트값에 기초하여 정해져 있고,
상기 제3 소정의 범위는, 화상 표시를 행할 때의 표시 환경에서의 콘트라스트값인 실제 콘트라스트값에 기초하여 정해져 있는, 시각 처리 장치.
(부기 46)
컴퓨터에 시각 처리를 행하게 하기 위한 시각 처리 프로그램으로서,
제1 소정의 범위의 입력 화상 데이터를 제2 소정의 범위로 변환하고, 화상 신호로 하는 제1 변환 단계와,
상기 화상 신호의 다이나믹 레인지 압축을 행하는 연산, 혹은 상기 화상 신호와 상기 화상 신호를 공간 처리한 처리 신호의 비를 강조하는 연산의 적어도 한 쪽을 포함하는 연산에 기초하여 제3 소정의 범위의 출력 신호를 출력하는 신호 연산 단계와,
상기 제3 소정의 범위의 상기 출력 신호를 제4 소정의 범위로 변환하고, 출력 화상 데이터로 하는 제2 변환 단계를 구비하고,
상기 제2 소정의 범위는 화상 표시를 행할 때의 콘트라스트의 목표값인 목표 콘트라스트값에 기초하여 정해져 있고,
상기 제3 소정의 범위는 화상 표시를 행할 때의 표시 환경에서의 콘트라스트값인 실제 콘트라스트값에 기초하여 정해져 있는,
시각 처리 방법을 컴퓨터에 대해서 행하게 하는 것인, 시각 처리 프로그램.
〈부기의 설명〉
부기 1에 기재된 시각 처리 장치는, 입력 신호 처리 수단과 신호 연산 수단을 구비하고 있다. 입력 신호 처리 수단은 입력된 화상 신호에 대해서 공간 처리를 행하여 처리 신호를 출력한다. 신호 연산 수단은 화상 신호와 처리 신호를 소정의 변환에 의해 변환한 각각의 값의 차를 강조하는 연산에 기초하여 출력 신호를 출력한다.
여기서, 공간 처리란, 입력된 화상 신호에 대해서 저역 공간 필터를 적용하는 처리, 혹은, 입력된 화상 신호의 주목 화소와 주위 화소의 평균값, 최대값 혹은 최소값 등을 도출하는 처리 등이다(이하, 이 란에 있어 동일함). 또한, 강조하는 연산이란, 예를 들면, 게인을 조정하는 연산, 과도의 콘트라스트를 억제하는 연산, 소진폭의 노이즈 성분을 억제하는 연산 등이다(이하, 이 란에 있어 동일함).
본 발명의 시각 처리 장치에서는, 화상 신호와 처리 신호를 별개의 공간으로 변환한 후에 각각의 차를 강조하는 것이 가능해진다. 이것에 의해, 예를 들면, 시각 특성에 있던 강조 등을 실현하는 것이 가능해진다.
부기 2에 기재된 시각 처리 장치는, 부기 1에 기재된 시각 처리 장치로서, 신호 연산 수단은 화상 신호의 값 A, 처리 신호의 값 B, 변환 함수(F1), 변환 함수(F1)의 역변환 함수(F2), 강조 함수(F3)에 대해서, 수식 F2(F1(A)＋F3(F1(A)－F1(B)))에 기초하여 출력 신호의 값 C를 연산한다.
강조 함수(F3)란, 예를 들면, 게인을 조정하는 함수, 과도한 콘트라스트를 억제하는 함수, 소진폭의 노이즈 성분을 억제하는 함수 등이다.
출력 신호의 값 C는 다음의 것을 나타내고 있다. 즉, 화상 신호의 값 A와 처리 신호의 값 B는 변환 함수(F1)에 의해 별개의 공간 상의 값으로 변환되고 있다. 변환 후의 화상 신호의 값과 처리 신호의 값의 차분은, 예를 들면, 별개의 공간 상에서의 샤프 신호 등을 나타내고 있다. 강조 함수(F3)에 의해 강조된 변환 후의 화상 신호와 처리 신호의 차분은, 변환 후의 화상 신호에 가산되고 있다. 이것에 의해, 출력 신호의 값 C는 별개의 공간 상에서의 샤프 신호 성분이 강조된 값을 나타내고 있다.
본 발명의 시각 처리 장치에서는, 예를 들면, 별개의 공간에 변환된 화상 신호의 값 A 및 처리 신호의 값 B를 이용하여 별개의 공간 상에서의 에지 강조, 콘트라스트 강조 등의 처리가 가능해진다.
부기 3에 기재된 시각 처리 장치는, 부기 2에 기재된 시각 처리 장치로서, 변환 함수(F1)는 대수 관계이다.
여기서, 인간의 시각 특성은, 일반적으로 대수적이다. 이 때문에 대수 공간으로 변환하여 화상 신호 및 처리 신호의 처리를 행하면, 시각 특성에 적합한 처리를 행하는 것이 가능해진다.
본 발명의 시각 처리 장치에서는, 시각적 효과가 높은 콘트라스트 강조, 혹은 국소 콘트라스트를 유지하는 다이나믹 레인지 압축이 가능해진다.
부기 4에 기재된 시각 처리 장치는, 부기 2에 기재된 시각 처리 장치로서, 역변환 함수(F2)는 감마 보정 함수이다.
일반적으로 화상 신호에는, 화상 신호를 입출력하는 기기의 감마 특성에 따라 감마 보정 함수에 의한 감마 보정이 실시되고 있다.
본 발명의 시각 처리 장치에서는, 변환 함수(F1)에 의해, 화상 신호의 감마 보정을 제외하고, 선형 특성 하에서 처리를 행하는 것이 가능해진다. 이것에 의해, 광학적인 블러링의 보정을 행하는 것이 가능해진다.
부기 5에 기재된 시각 처리 장치는, 부기 2∼4 중 어느 하나에 기재된 시각 처리 장치로서, 신호 연산 수단은 신호 공간 변환 수단과, 강조 처리 수단과, 역변환 수단을 가지고 있다. 신호 공간 변환 수단은, 화상 신호 및 처리 신호의 신호 공간의 변환을 행한다. 강조 처리 수단은, 변환 후의 화상 신호와 변환 후의 처리 신호의 차분 신호에 대해서 강조 처리를 행한다. 역변환 수단은 변환 후의 화상 신호와 강조 처리 후의 차분 신호의 가산 신호에 대해서 신호 공간의 역변환을 행하고 출력 신호를 출력한다.
본 발명의 시각 처리 장치에서는, 신호 공간 변환 수단은 변환 함수(F1)를 이용하여 화상 신호와 처리 신호와의 신호 공간의 변환을 행한다. 강조 처리 수단은, 강조 함수(F3)를 이용하여 변환 후의 화상 신호와 변환 후의 처리 신호와의 차분 신호에 대해서 강조 처리를 행한다. 역변환 수단은 역변환 함수(F2)를 이용하여, 변환 후의 화상 신호와 강조 처리 후의 차분 신호와의 가산 신호에 대해서 신호 공간의 역변환을 행한다.
부기 6에 기재된 시각 처리 장치는, 입력 신호 처리 수단과 신호 연산 수단을 구비하고 있다. 입력 신호 처리 수단은 입력된 화상 신호에 대해서 공간 처리를 행하여 처리 신호를 출력한다. 신호 연산 수단은 화상 신호와 처리 신호의 비를 강조하는 연산에 기초하여 출력 신호를 출력한다.
본 발명의 시각 처리 장치에서는, 예를 들면, 화상 신호와 처리 신호의 비는, 화상 신호의 샤프 성분을 나타내고 있다. 이 때문에, 예를 들면, 샤프 성분을 강조하는 시각 처리를 행하는 것이 가능해진다.
부기 7에 기재된 시각 처리 장치는, 부기 6에 기재된 시각 처리 장치로서, 신호 연산 수단은 화상 신호의 다이나믹 레인지 압축을 더욱 행하는 연산에 기초하여 출력 신호를 출력한다.
본 발명의 시각 처리 장치에서는, 예를 들면, 화상 신호와 처리 신호의 비가 나타내는 화상 신호의 샤프 성분을 강조하면서, 다이나믹 레인지의 압축을 행하는 것이 가능해진다.
부기 8에 기재된 시각 처리 장치는, 부기 6 또는 7에 기재된 시각 처리 장치로서, 신호 연산 수단은 화상 신호의 값 A, 처리 신호의 값 B, 다이나믹 레인지 압축 함수(F4), 강조 함수(F5)에 대해서, 수식 F4(A)*F5(A/B)에 기초하여 출력 신호의 값 C를 연산한다.
여기서 출력 신호의 값 C는 다음의 것을 나타내고 있다. 즉, 화상 신호의 값 A와 처리 신호의 값 B의 제산량(A/B)은, 예를 들면 샤프 신호를 나타내고 있다. 또, F5(A/B)는 예를 들면, 샤프 신호의 강조량을 나타내고 있다. 이들은, 화상 신호의 값 A와 처리 신호의 값 B를 대수 공간으로 변환하고, 각각의 차분을 강조 처리하는 것과 등가인 처리를 나타내고 있어 시각 특성에 적합한 강조 처리가 행해지고 있다.
본 발명의 시각 처리 장치에서는, 필요에 따라서 다이나믹 레인지의 압축을 행하면서, 국소적인 콘트라스트를 강조하는 것이 가능해진다.
부기 9에 기재된 시각 처리 장치는, 부기 8에 기재된 시각 처리 장치로서, 다이나믹 레인지 압축 함수(F4)는 비례 계수 1의 정비례 함수이다.
본 발명의 시각 처리 장치에서는, 화상 신호의 암부로부터 명부까지 균일하게, 콘트라스트를 강조하는 것이 가능해진다. 이 콘트라스트 강조는, 시각 특성에 적합한 강조 처리가 되고 있다.
부기 10에 기재된 시각 처리 장치는, 부기 8에 기재된 시각 처리 장치로서, 다이나믹 레인지 압축 함수(F4)는 단조 증가 함수이다.
본 발명의 시각 처리 장치에서는, 단조 증가 함수인 다이나믹 레인지 압축 함수(F4)를 이용해 다이나믹 레인지 압축을 행하면서, 국소적인 콘트라스트를 강조하는 것이 가능해진다.
부기 11에 기재된 시각 처리 장치는, 부기 10에 기재된 시각 처리 장치로서, 다이나믹 레인지 압축 함수(F4)는 위로 볼록한 함수이다.
본 발명의 시각 처리 장치에서는, 위로 볼록한 함수인 다이나믹 레인지 압축 함수(F4)를 이용하여 다이나믹 레인지 압축을 행하면서, 국소적인 콘트라스트를 강조하는 것이 가능해진다.
부기 12에 기재된 시각 처리 장치는, 부기 8에 기재된 시각 처리 장치로서, 다이나믹 레인지 압축 함수(F4)는 누승 함수이다.
본 발명의 시각 처리 장치에서는, 누승 함수인 다이나믹 레인지 압축 함수(F4)를 이용해 다이나믹 레인지의 변환을 행하면서, 국소적인 콘트라스트를 강조하는 것이 가능해진다.
부기 13에 기재된 시각 처리 장치는, 부기 12에 기재된 시각 처리 장치로서, 다이나믹 레인지 압축 함수(F4)에서의 누승 함수의 지수는, 화상 표시를 행할 때의 콘트라스트의 목표값인 목표 콘트라스트값과, 화상 표시를 행할 때의 표시 환경에서의 콘트라스트값인 실제 콘트라스트값에 기초하여 정해진다.
여기서, 목표 콘트라스트값이란, 화상 표시를 행할 때의 콘트라스트의 목표값이며, 예를 들면, 화상 표시를 행하는 표시 장치의 다이나믹 레인지에 의해 결정되는 값 등이다. 실제 콘트라스트값이란, 화상 표시를 행할 때의 표시 환경에서의 콘트라스트값이며, 예를 들면, 환경 광이 존재하는 경우에 있어서 표시 장치가 표시하는 화상의 콘트라스트에 의해 결정되는 값 등이다.
본 발명의 시각 처리 장치에서는, 다이나믹 레인지 압축 함수(F4)에 의해 목표 콘트라스트값과 동일한 다이나믹 레인지를 가지는 화상 신호를 실제 콘트라스트값과 동일한 다이나믹 레인지에 다이나믹 레인지 압축하는 것이 가능해진다.
부기 14에 기재된 시각 처리 장치는, 부기 8∼13 중 어느 하나에 기재된 시각 처리 장치로서, 강조 함수(F5)는 누승 함수이다.
본 발명의 시각 처리 장치에서는, 누승 함수인 강조 함수(F5)를 이용해 국소적인 콘트라스트를 강조하는 것이 가능해지고, 시각적으로 다이나믹 레인지의 변환을 행하는 것이 가능해진다.
부기 15에 기재된 시각 처리 장치는, 부기 14에 기재된 시각 처리 장치로서, 강조 함수(F5)에서의 누승 함수의 지수는, 화상 표시를 행할 때의 콘트라스트의 목표값인 목표 콘트라스트값과 화상 표시를 행할 때의 표시 환경에서의 콘트라스트값인 실제 콘트라스트값에 기초하여 정해진다.
본 발명의 시각 처리 장치에서는, 누승 함수인 강조 함수(F5)를 이용해 국소적인 콘트라스트를 강조하는 것이 가능해지고, 시각적으로 다이나믹 레인지의 변환을 행하는 것이 가능해진다.
부기 16에 기재된 시각 처리 장치는, 부기 14 또는 15에 기재된 시각 처리 장치로서, 강조 함수(F5)에서의 누승 함수의 지수는, 화상 신호의 값 A가 처리 신호의 값 B보다도 큰 경우에, 화상 신호의 값 A에 대해서 단조 감소하는 값이다.
본 발명의 시각 처리 장치에서는, 화상 신호에 있어서 주위 화소보다도 휘도가 높은 주목 화소 중, 고휘도의 부분에서의 국소적인 콘트라스트의 강조를 약하게 하는 것이 가능해진다. 이 때문에, 시각 처리된 화상에 있어서, 이른바 백색 날림이 억제된다.
부기 17에 기재된 시각 처리 장치는, 부기 14 또는 15에 기재된 시각 처리 장치로서, 강조 함수(F5)에서의 누승 함수의 지수는, 화상 신호의 값 A가 처리 신호의 값 B보다도 작은 경우에, 화상 신호의 값 A에 대해서 단조 증가하는 값이다.
본 발명의 시각 처리 장치에서는, 화상 신호에 있어서 주위 화소보다도 휘도가 낮은 주목 화소 중, 저휘도의 부분에서의 국소적인 콘트라스트의 강조를 약하게 하는 것이 가능해진다. 이 때문에, 시각 처리된 화상에 있어서, 이른바 흑색 뭉침이 억제된다.
부기 18에 기재된 시각 처리 장치는, 부기 14 또는 15에 기재된 시각 처리 장치로서, 강조 함수(F5)에서의 누승 함수의 지수는, 화상 신호의 값 A가 처리 신호의 값 B보다도 큰 경우에, 화상 신호의 값 A에 대해서 단조 증가하는 값이다.
본 발명의 시각 처리 장치에서는, 화상 신호에 있어서 주위 화소보다도 휘도가 높은 주목 화소 중, 저휘도의 부분에서의 국소적인 콘트라스트의 강조를 약하게 하는 것이 가능해진다. 이 때문에, 시각 처리된 화상에 있어서, SN비의 열화가 억제된다.
부기 19에 기재된 시각 처리 장치는, 부기 14 또는 15에 기재된 시각 처리 장치로서, 강조 함수(F5)에서의 누승 함수의 지수는, 화상 신호의 값 A와 처리 신호의 값 B의 차의 절대값에 대해서 단조 증가하는 값이다.
여기서, 화상 신호의 값 A와 처리 신호의 값 B의 차의 절대값에 대해서 단조 증가하는 값이란, 화상 신호의 값 A와 처리 신호의 값 B의 비가 1에 가까울 수록 증가한다고 정의할 수도 있다.
본 발명의 시각 처리 장치에서는, 화상 신호에 있어서 주위 화소와의 명암차가 작은 주목 화소에서의 국소적인 콘트라스트를 특히 강조하고, 화상 신호에 있어서 주위 화소와의 명암차가 큰 주목 화소에서의 국소적인 콘트라스트를 너무 강조하지 않는 것이 가능해진다.
부기 20에 기재된 시각 처리 장치는, 부기 14∼19 중 어느 하나에 기재된 시각 처리 장치로서, 강조 함수(F5)의 최대값 혹은 최소값의 적어도 한 쪽은 소정의 범위 내에 제한되고 있다.
본 발명의 시각 처리 장치에서는, 국소적인 콘트라스트의 강조량을 적절한 범위로 제한하는 것이 가능해진다.
부기 21에 기재된 시각 처리 장치는, 부기 8에 기재된 시각 처리 장치로서, 신호 연산 수단은 강조 처리 수단과 출력 처리 수단을 가지고 있다. 강조 처리 수단은, 화상 신호를 처리 신호로 제산한 제산 처리 신호에 대해서 강조 처리를 행한다. 출력 처리 수단은 화상 신호와 강조 처리된 제산 처리 신호에 기초하여 출력 신호를 출력한다.
본 발명의 시각 처리 장치에서는, 강조 처리 수단은, 화상 신호를 처리 신호로 제산한 제산 처리 신호에 대해서, 강조 함수(F5)를 이용하여 강조 처리를 행한다. 출력 처리 수단은 화상 신호와 제산 처리 신호에 기초하여 출력 신호를 출력한다.
부기 22에 기재된 시각 처리 장치는, 부기 21에 기재된 시각 처리 장치로서, 출력 처리 수단은 화상 신호와 강조 처리된 제산 처리 신호의 승산 처리를 행한다.
본 발명의 시각 처리 장치에서는, 다이나믹 레인지 압축 함수(F4)는, 예를 들면, 비례 계수 1의 정비례 함수이다.
부기 23에 기재된 시각 처리 장치는, 부기 21에 기재된 시각 처리 장치로서, 출력 처리 수단은 화상 신호에 대해서 다이나믹 레인지(DR) 압축을 행하는 DR 압축 수단을 포함하고 있고, DR 압축된 화상 신호와 강조 처리된 제산 처리 신호의 승산 처리를 행한다.
본 발명의 시각 처리 장치에서는, DR 압축 수단은 다이나믹 레인지 압축 함수(F4)를 이용하여 화상 신호의 다이나믹 레인지 압축을 행한다.
부기 24에 기재된 시각 처리 장치는, 부기 8∼23 중 어느 하나에 기재된 시각 처리 장치로서, 제1 변환 수단과 제2 변환 수단을 더 구비하고 있다. 제1 변환 수단은 제1 소정의 범위의 입력 화상 데이터를 제2 소정의 범위로 변환하고, 화상 신호로 한다. 제2 변환 수단은 제3 소정의 범위의 출력 신호를 제4 소정의 범위로 변환하여 출력 화상 데이터로 한다. 제2 소정의 범위는, 화상 표시를 행할 때의 콘트라스트의 목표값인 목표 콘트라스트값에 기초하여 정해져 있다. 제3 소정의 범위는, 화상 표시를 행할 때의 표시 환경에서의 콘트라스트값인 실제 콘트라스트값에 기초하여 정해져 있다.
본 발명의 시각 처리 장치에서는, 환경 광의 존재에 의해서 저하된 실제 콘트라스트값까지 화상 전체의 다이나믹 레인지를 압축하면서, 국소적으로는 목표 콘트라스트값을 유지하는 것 등이 가능해진다. 이 때문에, 시각 처리된 화상의 시각적 효과가 향상된다.
부기 25에 기재된 시각 처리 장치는, 부기 24에 기재된 시각 처리 장치로서, 다이나믹 레인지 압축 함수(F4)는, 제2 소정의 범위의 화상 신호를 제3 소정의 범위의 출력 신호로 변환하는 함수이다.
본 발명의 시각 처리 장치에서는, 다이나믹 레인지 압축 함수(F4)에 의해, 화상 전체의 다이나믹 레인지가 제3 소정의 범위까지 압축되고 있다.
부기 26에 기재된 시각 처리 장치는, 부기 24 또는 25에 기재된 시각 처리 장치로서, 제1 변환 수단은 제1 소정의 범위의 최소값과 최대값의 각각을 제2 소정의 범위의 최소값과 최대값의 각각으로 변환한다. 제2 변환 수단은, 제3 소정의 범위의 최소값과 최대값의 각각을 제4 소정의 범위의 최소값과 최대값의 각각으로 변환한다.
부기 27에 기재된 시각 처리 장치는, 부기 26에 기재된 시각 처리 장치로서, 제1 변환 수단 및 제2 변환 수단에서의 변환은 각각 선형의 변환이다.
부기 28에 기재된 시각 처리 장치는, 부기 24∼27 중 어느 하나에 기재된 시각 처리 장치로서, 제3 소정의 범위를 설정하는 설정 수단을 더 구비한다.
본 발명의 시각 처리 장치에서는, 화상 표시를 행하는 표시 장치의 표시 환경에 따라 제3 소정의 범위를 설정 가능해진다. 이 때문에, 보다 적절히 환경 광의 보정을 행하는 것이 가능해진다.
부기 29에 기재된 시각 처리 장치는, 부기 28에 기재된 시각 처리 장치로서, 설정 수단은, 화상 표시를 행하는 표시 장치의 다이나믹 레인지를 기억하는 기억 수단과, 화상 표시를 행할 때의 표시 환경에서의 환경 광의 휘도를 측정하는 측정 수단을 포함한다.
본 발명의 시각 처리 장치에서는, 환경 광의 휘도를 측정하고, 측정된 휘도와 표시 장치의 다이나믹 레인지로부터 실제 콘트라스트값을 결정하는 것이 가능해진다.
부기 30에 기재된 시각 처리 장치는, 부기 28에 기재된 시각 처리 장치로서, 설정 수단은 화상 표시를 행하는 표시 장치의 표시 환경에서의 흑색 레벨 표시 시와 백색 레벨 표시 시의 휘도를 측정하는 측정 수단을 포함한다.
본 발명의 시각 처리 장치에서는, 표시 환경에서의 흑색 레벨 표시 시와 백색 레벨 표시 시의 휘도를 측정하여 실제 콘트라스트값을 결정하는 것이 가능해진다.
부기 31에 기재된 시각 처리 장치는, 입력 신호 처리 수단과 신호 연산 수단을 구비하고 있다. 입력 신호 처리 수단은, 입력된 화상 신호에 대해서 공간 처리를 행하고 처리 신호를 출력한다. 신호 연산 수단은 화상 신호와 처리 신호의 차를, 화상 신호의 값에 따라 강조하는 연산에 기초하여 출력 신호를 출력한다.
본 발명의 시각 처리 장치에서는, 예를 들면, 화상 신호와 처리 신호의 차인 화상 신호의 샤프 성분을 화상 신호의 값에 따라 강조하는 것이 가능해진다. 이 때문에, 화상 신호의 암부로부터 명부까지 적절한 강조를 행하는 것이 가능해진다.
부기 32에 기재된 시각 처리 장치는, 부기 31에 기재된 시각 처리 장치로서, 신호 연산 수단은, 강조하는 연산에 의해 강조된 값에 대해서, 화상 신호를 다이나믹 레인지 압축한 값을 더하는 연산에 기초하여 출력 신호를 출력한다.
본 발명의 시각 처리 장치에서는, 예를 들면, 화상 신호의 샤프 성분 등을 화상 신호의 값에 따라 강조하면서 다이나믹 레인지의 압축을 행하는 것이 가능해진다.
부기 33에 기재된 시각 처리 장치는, 부기 31 또는 32에 기재된 시각 처리 장치로서, 신호 연산 수단은 화상 신호의 값 A, 처리 신호의 값 B, 강조량 조정 함수(F6), 강조 함수(F7), 다이나믹 레인지 압축 함수(F8)에 대해서, 수식 F8(A)＋F6(A)*F7(A－B)에 기초하여 출력 신호의 값 C를 연산한다.
여기서 출력 신호의 값 C는 다음의 것을 나타내고 있다. 즉, 화상 신호의 값 A와 처리 신호의 값 B의 차분(A－B)은, 예를 들면 샤프 신호를 나타내고 있다. 또, F7(A－B)은 예를 들면, 샤프 신호의 강조량을 나타내고 있다. 또한, 강조량은, 강조량 조정 함수(F6)에 의해, 화상 신호의 값 A에 따라 조정되어 필요에 따라서 다이나믹 레인지 압축을 행한 화상 신호에 대해서 가산되고 있다.
본 발명의 시각 처리 장치에서는, 예를 들면, 화상 신호 A의 값이 큰 곳에서는, 강조량을 줄이는 등 암부로부터 명부까지의 콘트라스트를 유지하는 것이 가능해진다. 또한, 다이나믹 레인지 압축을 행한 경우에서도, 암부로부터 명부까지의 국소 콘트라스트를 유지하는 것이 가능해진다.
부기 34에 기재된 시각 처리 장치는, 부기 33에 기재된 시각 처리 장치로서, 다이나믹 레인지 압축 함수(F8)는 비례 계수 1의 정비례 함수이다.
본 발명의 시각 처리 장치에서는, 화상 신호의 암부로부터 명부까지 균일하게, 콘트라스트를 강조하는 것이 가능해진다.
부기 35에 기재된 시각 처리 장치는, 부기 33에 기재된 시각 처리 장치로서, 다이나믹 레인지 압축 함수(F8)는 단조 증가 함수이다.
본 발명의 시각 처리 장치에서는, 단조 증가 함수인 다이나믹 레인지 압축 함수(F8)를 이용해 다이나믹 레인지 압축을 행하면서, 국소적인 콘트라스트를 유지하는 것이 가능해진다.
부기 36에 기재된 시각 처리 장치는, 부기 35에 기재된 시각 처리 장치로서, 다이나믹 레인지 압축 함수(F8)는, 위로 볼록한 함수이다.
본 발명의 시각 처리 장치에서는, 위로 볼록한 함수인 다이나믹 레인지 압축 함수(F8)를 이용해 다이나믹 레인지 압축을 행하면서, 국소적인 콘트라스트를 유지하는 것이 가능해진다.
부기 37에 기재된 시각 처리 장치는, 부기 33에 기재된 시각 처리 장치로서, 다이나믹 레인지 압축 함수(F8)는 누승 함수이다.
본 발명의 시각 처리 장치에서는, 누승 함수인 다이나믹 레인지 압축 함수(F8)를 이용해 다이나믹 레인지의 변환을 행하면서, 국소적인 콘트라스트를 유지하는 것이 가능해진다.
부기 38에 기재된 시각 처리 장치는, 부기 33에 기재된 시각 처리 장치로서, 신호 연산 수단은, 강조 처리 수단과 출력 처리 수단을 가지고 있다. 강조 처리 수단은, 화상 신호와 처리 신호의 차분 신호에 대해서 화상 신호의 화소값에 따른 강조 처리를 행한다. 출력 처리 수단은, 화상 신호와 강조 처리된 차분 신호에 기초하여 출력 신호를 출력한다.
본 발명의 시각 처리 장치에서는, 강조 처리 수단은 강조량 조정 함수(F6)에 의해 강조량이 조정된 강조 함수(F7)를 이용해 강조 처리를 행한다. 출력 처리 수단은, 화상 신호와 차분 신호에 기초하여 출력 신호를 출력한다.
부기 39에 기재된 시각 처리 장치는, 부기 38에 기재된 시각 처리 장치로서, 출력 처리 수단은 화상 신호와 강조 처리된 차분 신호의 가산 처리를 행한다.
본 발명의 시각 처리 장치에서는, 다이나믹 레인지 압축 함수(F8)는, 예를 들면, 비례 계수 1의 정비례 함수이다.
부기 40에 기재된 시각 처리 장치는, 부기 38에 기재된 시각 처리 장치로서, 출력 처리 수단은 화상 신호에 대해서 다이나믹 레인지(DR) 압축을 행하는 DR 압축 수단을 포함하고 있고, DR 압축된 화상 신호와 강조 처리된 차분 신호의 가산 처리를 행한다.
본 발명의 시각 처리 장치에서는, DR 압축 수단은, 다이나믹 레인지 압축 함수(F8)를 이용하여 화상 신호의 다이나믹 레인지 압축을 행한다.
부기 41에 기재된 시각 처리 장치는, 입력 신호 처리 수단과 신호 연산 수단을 구비하고 있다. 입력 신호 처리 수단은, 입력된 화상 신호에 대해서 공간 처리를 행하고 처리 신호를 출력한다. 신호 연산 수단은, 화상 신호와 처리 신호와의 차를 강조한 값에 대해서, 화상 신호를 계조 보정한 값을 더하는 연산에 기초하여 출력 신호를 출력한다.
본 발명의 시각 처리 장치에서는, 예를 들면, 화상 신호와 처리 신호의 차는 화상 신호의 샤프 성분을 나타내고 있다. 또, 샤프 성분의 강조와 화상 신호의 계조 보정은 독립적으로 행해진다. 이 때문에, 화상 신호의 계조 보정량에 관계없이, 일정한 샤프 성분의 강조를 행하는 것이 가능해진다.
부기 42에 기재된 시각 처리 장치는, 부기 41에 기재된 시각 처리 장치로서, 신호 연산 수단은, 화상 신호의 값 A, 처리 신호의 값 B, 강조 함수(F11), 계조 보정 함수(F12)에 대해서, 수식 F12(A)＋F11(A－B)에 기초하여 출력 신호의 값 C를 연산한다.
여기서 출력 신호의 값 C는, 다음의 것을 나타내고 있다. 즉, 화상 신호의 값 A와 처리 신호의 값 B와의 차분(A－B)은, 예를 들면, 샤프 신호를 나타내고 있다. 또, F11(A－B)는, 예를 들면, 샤프 신호의 강조 처리를 나타내고 있다. 게다가 계조 보정된 화상 신호와 강조 처리된 샤프 신호가 가산되고 있는 것을 나타내고 있다.
본 발명의 시각 처리 장치에서는, 계조 보정에 관계없이, 일정한 콘트라스트 강조를 행하는 것이 가능해진다.
부기 43에 기재된 시각 처리 장치는, 부기 42에 기재된 시각 처리 장치로서, 신호 연산 수단은, 강조 처리 수단과 가산 처리 수단을 가지고 있다. 강조 처리 수단은, 화상 신호와 처리 신호의 차분 신호에 대해서 강조 처리를 행한다. 가산 처리 수단은 계조 보정된 화상 신호와 강조 처리된 차분 신호를 가산 처리해 출력 신호로서 출력한다.
본 발명의 시각 처리 장치에서는, 강조 처리 수단은 차분 신호에 대해서, 강조 함수(F11)를 이용해 강조 처리를 행한다. 가산 처리 수단은, 계조 보정 함수(F12)를 이용해 계조 보정 처리한 화상 신호와 강조 처리된 차분 신호를 가산 처리한다.
부기 44에 기재된 시각 처리 방법은, 제1 변환 단계와 신호 연산 단계와 제2 변환 단계를 구비하고 있다. 제1 변환 단계는 제1 소정의 범위의 입력 화상 데이터를 제2 소정의 범위로 변환하여 화상 신호로 한다. 신호 연산 단계는 화상 신호의 다이나믹 레인지 압축을 행하는 연산, 혹은 화상 신호와 화상 신호를 공간 처리한 처리 신호의 비를 강조하는 연산의 적어도 한 쪽을 포함하는 연산에 기초하여 제3 소정의 범위의 출력 신호를 출력한다. 제2 변환 단계는 제3 소정의 범위의 출력 신호를 제4 소정의 범위로 변환하고 출력 화상 데이터로 한다. 제2 소정의 범위는, 화상 표시를 행할 때의 콘트라스트의 목표값인 목표 콘트라스트값에 기초하여 정해져 있다. 제3 소정의 범위는 화상 표시를 행할 때의 표시 환경에서의 콘트라스트값인 실제 콘트라스트값에 기초하여 정해져 있다.
본 발명의 시각 처리 방법에서는, 예를 들면, 환경 광의 존재에 의해서 저하된 실제 콘트라스트값까지 화상 전체의 다이나믹 레인지를 압축하면서, 국소적으로는 목표 콘트라스트값을 유지하는 것 등이 가능해진다. 이 때문에, 시각 처리된 화상의 시각적 효과가 향상된다.
부기 45에 기재된 시각 처리 장치는, 제1 변환 수단과 신호 연산 수단과 제2 변환 수단을 구비하고 있다. 제1 변환 수단은, 제1 소정의 범위의 입력 화상 데이터를 제2 소정의 범위로 변환하고 화상 신호로 한다. 신호 연산 수단은 화상 신호의 다이나믹 레인지 압축을 행하는 연산, 혹은 화상 신호와 화상 신호를 공간 처리한 처리 신호의 비를 강조하는 연산의 적어도 한 쪽을 포함한 연산에 기초하여 제3 소정의 범위의 출력 신호를 출력한다. 제2 변환 수단은, 제3 소정의 범위의 출력 신호를 제4 소정의 범위로 변환하고 출력 화상 데이터로 한다. 제2 소정의 범위는, 화상 표시를 행할 때의 콘트라스트의 목표값인 목표 콘트라스트값에 기초하여 정해져 있다. 제3 소정의 범위는, 화상 표시를 행할 때의 표시 환경에서의 콘트라스트값인 실제 콘트라스트값에 기초하여 정해져 있다.
본 발명의 시각 처리 장치에서는, 예를 들면, 환경 광의 존재에 의해서 저하한 실제 콘트라스트값까지 화상 전체의 다이나믹 레인지를 압축하면서, 국소적으로는 목표 콘트라스트값을 유지하는 것 등이 가능해진다. 이 때문에, 시각 처리된 화상의 시각적 효과가 향상한다.
부기 46에 기재된 시각 처리 프로그램은, 컴퓨터에 시각 처리를 행하게 하기 위한 시각 처리 프로그램으로서, 제1 변환 단계와 신호 연산 단계와 제2 변환 단계를 구비하는 시각 처리 방법을 컴퓨터에 대해서 행하게 하는 것이다.
제1 변환 단계는, 제1 소정의 범위의 입력 화상 데이터를 제2 소정의 범위로 변환하고 화상 신호로 한다. 신호 연산 단계는 화상 신호의 다이나믹 레인지 압축을 행하는 연산, 혹은 화상 신호와 화상 신호를 공간 처리한 처리 신호의 비를 강조하는 연산의 적어도 한 쪽을 포함하는 연산에 기초하여 제3 소정의 범위의 출력 신호를 출력한다. 제2 변환 단계는, 제3 소정의 범위의 출력 신호를 제4 소정의 범위로 변환하여 출력 화상 데이터로 한다. 제2 소정의 범위는, 화상 표시를 실시할 때의 콘트라스트의 목표값인 목표 콘트라스트값에 기초하여 정해져 있다. 제3 소정의 범위는, 화상 표시를 행할 때의 표시 환경에서의 콘트라스트값인 실제 콘트라스트값에 기초하여 정해져 있다.
본 발명의 시각 처리 프로그램에서는, 예를 들면, 환경 광의 존재에 의해서 저하한 실제 콘트라스트값까지 화상 전체의 다이나믹 레인지를 압축하면서, 국소적으로는 목표 콘트라스트값을 유지하는 것 등이 가능해진다. 이 때문에, 시각 처리된 화상의 시각적 효과가 향상한다.
본 발명의 시각 처리 장치에 의해, 시각 처리된 화상을 보는 사람에게 있어서, 보다 시각적 효과가 높은 화상을 얻는 것이 가능해지고, 시각 처리 장치, 특히, 화상 신호의 공간 처리 또는 계조 처리 등의 시각 처리를 행하는 시각 처리 장치로서 유용하다.
Claims (5)
- 환경 광을 나타내는 파라미터에 기초하여 조정 파라미터를 출력하는 파라미터 출력부와,
입력된 화상 신호에 대해서, 대상 화소의 주위의 복수의 화소로부터 생성되는 주위 정보와, 상기 조정 파라미터에 따라서 변환 특성을 결정하고, 상기 변환 특성에 따라서 상기 대상 화소를 변환하여, 출력 신호를 출력하는 출력 신호 작성부를 구비하며,
상기 변환 특성은, 소정의 입력 범위에 있어서,
상기 대상 화소의 화소값을 소정의 레벨에 고정했을 경우에, 상기 주위 정보의 값에 대해서, 변환 처리 후의 상기 대상 화소의 화소값이 감소하고,
상기 조정 파라미터에 기초하여, 상기 환경 광의 밝기가 클수록, 변환 처리 후의 상기 대상 화소의 밝기 향상의 정도를 크게 하는 특성을 갖는 것을 특징으로 하는, 시각 처리 장치. - 영상 신호를 수신하는 수신부와,
상기 영상 신호를 복호하여 화상 신호를 출력하는 복호부와,
환경 광을 나타내는 파라미터에 기초하여 조정 파라미터를 출력하는 파라미터 출력부와,
입력된 화상 신호에 대해서, 대상 화소의 주위의 복수의 화소로부터 생성되는 주위 정보와, 상기 조정 파라미터에 따라서 변환 특성을 결정하고, 상기 변환 특성에 따라서 상기 대상 화소를 변환하여, 출력 신호를 출력하는 출력 신호 작성부를 구비하며,
상기 변환 특성은, 소정의 입력 범위에 있어서,
상기 대상 화소의 화소값을 소정의 레벨에 고정했을 경우에, 상기 주위 정보의 값에 대해서, 변환 처리 후의 상기 대상 화소의 화소값이 감소하고,
상기 조정 파라미터에 기초하여, 상기 환경 광의 밝기가 클수록, 변환 처리 후의 상기 대상 화소의 밝기 향상의 정도를 크게 하는 특성을 갖는 것을 특징으로 하는, 휴대 정보 단말. - 화상을 촬영하여 화상 신호를 생성하는 촬영부와,
환경 광을 나타내는 파라미터에 기초하여 조정 파라미터를 출력하는 파라미터 출력부와,
입력된 화상 신호에 대해서, 대상 화소의 주위의 복수의 화소로부터 생성되는 주위 정보와, 상기 조정 파라미터에 따라서 변환 특성을 결정하고, 상기 변환 특성에 따라서 상기 대상 화소를 변환하여, 출력 신호를 출력하는 출력 신호 작성부를 구비하며,
상기 변환 특성은, 소정의 입력 범위에 있어서,
상기 대상 화소의 화소값을 소정의 레벨에 고정했을 경우에, 상기 주위 정보의 값에 대해서, 변환 처리 후의 상기 대상 화소의 화소값이 감소하고,
상기 조정 파라미터에 기초하여, 상기 환경 광의 밝기가 클수록, 변환 처리 후의 상기 대상 화소의 밝기 향상의 정도를 크게 하는 특성을 갖는 것을 특징으로 하는, 카메라. - 환경 광을 나타내는 파라미터에 기초하여 조정 파라미터를 출력하는 파라미터 출력 단계와,
입력된 화상 신호에 대해서, 대상 화소의 주위의 복수의 화소로부터 생성되는 주위 정보와, 상기 조정 파라미터에 따라서 변환 특성을 결정하고, 상기 변환 특성에 따라서 상기 대상 화소를 변환하여, 출력 신호를 출력하는 출력 신호 작성 단계를 구비하며,
상기 변환 특성은, 소정의 입력 범위에 있어서,
상기 대상 화소의 화소값을 소정의 레벨에 고정했을 경우에, 상기 주위 정보의 값에 대해서, 변환 처리 후의 상기 대상 화소의 화소값이 감소하고,
상기 조정 파라미터에 기초하여, 상기 환경 광의 밝기가 클수록, 변환 처리 후의 상기 대상 화소의 밝기 향상의 정도를 크게 하는 특성을 갖는 것을 특징으로 하는, 시각 처리 방법. - 영상 신호를 수신하는 수신부와,
상기 영상 신호를 복호하여 화상 신호를 출력하는 복호부와,
환경 광을 나타내는 파라미터에 기초하여 조정 파라미터를 출력하는 파라미터 출력부와,
상기 복호된 화상 신호에 대해서, 대상 화소의 주위의 복수의 화소로부터 생성되는 주위 정보와,
상기 조정 파라미터에 따라서 변환 특성을 결정하고, 상기 변환 특성에 따라서 상기 대상 화소를 변환하여, 출력 신호를 출력하는 출력 신호 작성부를 구비하고,
상기 변환 특성은, 소정의 입력 범위에 있어서,
상기 대상 화소의 화소값을 소정의 레벨에 고정했을 경우에, 상기 주위 정보의 값에 대해서, 변환 처리 후의 상기 대상 화소의 화소값이 감소하고,
상기 조정 파라미터에 기초하여, 상기 환경 광의 밝기가 클수록, 변환 처리 후의 상기 대상 화소의 밝기 향상의 정도를 크게 하는 특성을 갖는 것을 특징으로 하는, 텔레비젼.
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