JP2843232B2 - コントラスト強調装置及び方法 - Google Patents

コントラスト強調装置及び方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、入力画像のコントラス
トを改善し、鮮鋭な画像出力を得るためのコントラスト
強調装置及び方法に係り、特に、出現頻度の高い濃度分
布を、できるだけ異なる濃度値に分離することによって
コントラストを強調するコントラスト強調装置及び方法
に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、入力画素の濃度値と度数値のヒス
トグラムを、全ての濃度領域にわたり一様な濃度分布を
持つように濃度変換してコントラストを強調する方法が
特開昭61−45676に開示されている。
【0003】これを、例えば図1に示すような、座標
(x ,y )(位置)と濃度の情報を持つ画素データにつ
いて説明する。図1に示す例では、濃度値は6と7の2
値のみである。
【0004】まず、1画面の各濃度値における画素の累
積度数を算出し、横軸に濃度値、縦軸に濃度値毎の発生
頻度(画素数)をとった、図2に示すようなヒストグラ
ムを作成する。ヒストグラムは、全体的に明るい、暗
い、コントラストが低い等の画像の大まかな性質を簡便
に把握するのに有用である。
【0005】次に、図3に示すように、各濃度値の発生
頻度を等しくし、ヒストグラムを平坦にする。このヒス
トグラム平坦化により、原画像に比べてコントラストが
強調される。
【0006】なお、図3においては、画素が座標(x ,
y )の辞書式順序により、濃度の低い順に割り当てられ
ている。
【0007】一般に画素の周囲の濃度に応じて座標の順
序付けをして処理するのが良い方法と言われている。図
1で、座標(2,1)、(2,2)、(3,1)、
(3,2)、(4,1)、(4,2)は濃度7で、周り
より濃度が高くなっているので、これを考慮して、座標
を割り当てたものが図4である。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来
ントラスト強調処理(ハイコントラスト処理とも称す
る)では、平坦化処理前のどの同一濃度の画素を、平坦
化処理後のどの濃度に割り当てるかにより、結果が大き
く変わってしまうという問題がある。
【0009】上に述べたように、図4のような、画素の
周囲の濃度に応じて座標の順序付けをした処理をするに
は、アルゴリズムが複雑で、装置としての実現が難し
い。しかし、そのような処理をしないでランダムに割り
当てると、画像そのものの精度がかなり落ちてしまうと
いう問題がある。
【0010】本発明は、前記従来の問題点を解決するべ
くなされたもので、平坦化処理において、画素の座標情
報と濃度値情報の両方を必要とすることなく、濃度値情
報のみを変換することにより、出現頻度の高い濃度分布
を、できるだけ異なる濃度値に分離してコントラスト
調することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明は、入力画像に対
し、コントラストを強調する処理を行うコントラスト強
調装置において、入力画像の各画素の濃度値毎の度数を
示すヒストグラムを作成する手段と、該ヒストグラム
用いて、入力画素の濃度値の低いものから順に、全ての
濃度レベルに対して度数を平坦化する手段と、力画
の濃度値を、該平坦化で得られた濃度分布における同じ
元の入力画像濃度値の分布の略平均をとった値の濃度値
に変換することにより、コントラストを強調する手段と
を備えことにより、前記目的を達成したものである。
本発明は、又、入力画像に対し、コントラストを強調す
る処理を行うコントラスト強調方法において、入力画像
の各画素の濃度値毎の度数を示すヒストグラムを作成
し、該ヒストグラムを用いて、入力画素の濃度値の低い
ものから順に、全ての濃度レベルに対して度数を平坦化
し、入力画素の濃度値を、該平坦化で得られた濃度分布
における同じ元の入力画像濃度値の分布の略平均をとっ
た値の濃度値に変換することにより、同じく前記目的を
達成したものである。
【0012】
【作用】本発明によれば、入力画像の各画素の濃度値と
度数値のヒストグラムにより、入力画素の濃度値の低い
ものから順に全ての濃度レベルに対して度数を平坦化
し、入力画素の濃度値を、該平坦化で得られ濃度分布
における同じ元の入力画像濃度値の分布の略平均をとっ
た値の濃度値変換して、出現頻度の高い濃度分布を、
できるだけ異なった濃度値に分離することにより、コン
トラストの強調が行われる。
【0013】
【実施例】以下図面を参照して本発明の実施例を詳細に
説明する。
【0014】図5は、本発明の基本構成を表わすブロッ
ク線図である。
【0015】図5において、10はカメラ、12はアナ
ログ/デジタル変換器、14はフレームメモリ、16は
ヒストグラムジェネレータ、18は濃度値分離回路、2
0はデジタル/アナログ変換器、22はディスプレイで
ある。
【0016】又図6は、本実施例の構成の概要を表わす
ブロック線図であり、図6においては、図5の濃度値分
離回路18をCPU24とRAM等で構成される濃度変
換回路26で置換えたものである。
【0017】以下本実施例の作用を説明する。
【0018】カメラ10で撮り入れた画像をアナログ/
デジタル変換器12によりデジタル信号に変換し、フレ
ームメモリ14へ入力する。これからヒストグラムジェ
ネレータ16により、各濃度値毎の度数を表わすヒスト
グラムを作成する。ここで作成されたヒストグラムとフ
レームメモリのデータを用いてCPU24において、濃
度値の変換値を計算する。
【0019】これを具体例を用いて説明する。
【0020】図1に示すような画素データより得られた
ヒストグラムを図7に示す。これは図2とは違い、各画
素の座標(x ,y )は必要とはしていない。単に度数の
みを用いる。
【0021】これを平坦化したものが図8である。図7
で濃度6は度数18、濃度7は度数6だから総度数は2
4で、これを平坦化すると、濃度値の数(階調数)は8
より、24÷8=3となり、全ての濃度について度数は
3となる。
【0022】図7において、濃度値n=0から5までは
度数h(n )=0なので、これらについては濃度値の変
換値は0とする。又、濃度値n=6については、図7
で度数h(n )=18あったものが、平坦化により、
8で濃度値n=0から5までに、度数h(n )=3ずつ
移ったので、後出(1)式に即した次式
【数1】 より、変換値C(6)=2又は3(図では2)とする。
又濃度値n=7についても同様に、図7で濃度値n=
は度数h(n )=6あったが、図8では濃度値n=6と
7に、度数h(n )=3ずつ移ったので、後出(1)式
に即した次式
【数2】 より、変換値C(7)=6又は7(図では6)とする。
【0023】これらの変換値は、平坦化前の度数がどの
濃度値に移るかを示すものであり、上の例では、もとも
と濃度値6の度数18個が濃度値2に、濃度値7の度数
6個が濃度値6に移ることになる。
【0024】これをヒストグラムで表わしたものが図9
であり、画素データで表わしたものが図10である。
【0025】このように、もともと濃度が6と7で濃度
差が1しかなかったものが、濃度2と6で濃度差4に移
り、コントラストが強調される。
【0026】図6の濃度変換回路26で、これら変換値
に濃度を変換し、フレームメモリ14を通し、デジタル
/アナログ変換器20で再びアナログ信号に変換し、デ
ィスプレイ22に表示する。
【0027】なお、上で行った変換値を求める計算を一
般式で示すと次のようになる。ヒストグラムの濃度値
(整数)をn 、各濃度値n におけるヒストグラム度数
(整数)を h(n )として、n が0から濃度MAXまで
の値をとるとき、 T(n )=T( n−1)+ h(n ) 但し、T(−1)=0 B(n )=n 但し、[n]はnを越えない最大の整数 A=全度数÷階調値 として、濃度変換値(整数)C(n)次の(1)式で
計算される。
【0028】
【数3】
【0029】但し、(1)式において、(i÷A)は
常に整数とし、h (n )=0のときは、濃度変換は行わ
ず、C=0とする。
【0030】基本構成における濃度値分離回路が、ヒス
トグラムジェネレータ及びフレームメモリからデータを
取り出し、上の式に従って濃度変換することにより変換
値Cを算出する。
【0031】上に述べたように、本発明は、画素の座標
情報を必要とせず、濃度値情報のみを変換することによ
りコントラストの強調を行うものである。
【0032】又、例えば、図11にヒストグラムを示す
ような画像データに対し、特開昭61−45676に開
示されているような従来の技術では、図12に示すよう
に全ての濃度レベルを一様に分布、平坦化させるのみで
あるのに対し、本発明では、例えば図13に示すよう
に、出現頻度の高い濃度分布を、できるだけ異なった濃
度値に分離することによって、より一層コントラストを
強調するものである。
【0033】
【発明の効果】以上説明した通り、本発明によれば、画
素の座標情報と濃度情報の両方を必要とすることなく、
濃度値情報のみを用いて、簡単な計算で濃度変換値を求
めることができ、より一層のコントラスト強調をするこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】入力画素データの例を示す説明図
【図2】図1の画素データの濃度と度数の関係を表わす
ヒストグラム
【図3】図2のヒストグラムを平坦化したグラフ
【図4】図3の平坦化による変換された画素データを示
す説明図
【図5】本発明の基本構成を示すブロック線図
【図6】本実施例の概略構成を示すブロック線図
【図7】本実施例を説明するためのヒストグラム
【図8】図7のヒストグラムを平坦化したグラフ
【図9】本実施例による濃度値分離を示すヒストグラム
【図10】図9のヒストグラムを画素データとして表わ
した説明図
【図11】従来と本発明を比較するための例であるヒス
トグラム
【図12】従来の平坦化を示すヒストグラム
【図13】本発明による濃度値分離を示すヒストグラム
【符号の説明】
10…カメラ 12…A/D 14…フレームメモリ 16…ヒストグラムジェネレータ 20…D/A 22…ディスプレイ 24…CPU 26…濃度変換回路

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】入力画像に対し、コントラストを強調す
    処理を行うコントラスト強調装置において、 入力画像の各画素の濃度値毎の度数を示すヒストグラム
    を作成する手段と、該ヒストグラムを用いて、入力画素の濃度値の低いもの
    から順に、全ての濃度レベルに対して度数を平坦化する
    手段と、 入力画素の濃度値を、該平坦化で得られた濃度分布にお
    ける同じ元の入力画像濃度値の分布の略平均をとった値
    の濃度値に変換することにより、コントラストを強調す
    る手段と、 を備えたことを特徴とするコントラスト強調装置。
  2. 【請求項2】入力画像に対し、コントラストを強調する
    処理を行うコントラスト強調方法において、 入力画像の各画素の濃度値毎の度数を示すヒストグラム
    を作成し、該ヒストグラムを用いて、入力画素の濃度値の低いもの
    から順に、全ての濃度レベルに対して度数を平坦化し、 入力画素の濃度値を、該平坦化で得られた濃度分布にお
    ける同じ元の入力画像濃度値の分布の略平均をとった値
    の濃度値に変換することにより、コントラストを強調す
    ることを特徴とするコントラスト強調方法。
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