JPH06337932A - 画像のコントラスト強調方法及び装置 - Google Patents
画像のコントラスト強調方法及び装置Info
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- JPH06337932A JPH06337932A JP5128572A JP12857293A JPH06337932A JP H06337932 A JPH06337932 A JP H06337932A JP 5128572 A JP5128572 A JP 5128572A JP 12857293 A JP12857293 A JP 12857293A JP H06337932 A JPH06337932 A JP H06337932A
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- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 42
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 claims description 26
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- 230000000694 effects Effects 0.000 claims 1
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- 230000006870 function Effects 0.000 description 20
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
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- 238000010191 image analysis Methods 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- 241000282412 Homo Species 0.000 description 1
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- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
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- Television Receiver Circuits (AREA)
- Facsimile Image Signal Circuits (AREA)
- Color Image Communication Systems (AREA)
- Image Processing (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 高速でかつメモリ消費量が少なく、さらに、
画質を改善するためのコントラスト強調処理を自動的に
行い、又複雑なコントラスト調整を容易に行うことがで
きるコントラスト強調装置を提供すること。 【構成】 カラー画像の各画素におけるＲＧＢの最大値
で定義された明度Ｉを算出する最大値算出手段２と、第
一の制御係数ａと第二の制御係数ｃと明度Ｉを用いてａ
＋ｃ／Ｉの演算を各画素ごとに施す演算手段３と、演算
結果を各画素のＲＧＢ値に乗算する乗算手段５とからな
る。
画質を改善するためのコントラスト強調処理を自動的に
行い、又複雑なコントラスト調整を容易に行うことがで
きるコントラスト強調装置を提供すること。 【構成】 カラー画像の各画素におけるＲＧＢの最大値
で定義された明度Ｉを算出する最大値算出手段２と、第
一の制御係数ａと第二の制御係数ｃと明度Ｉを用いてａ
＋ｃ／Ｉの演算を各画素ごとに施す演算手段３と、演算
結果を各画素のＲＧＢ値に乗算する乗算手段５とからな
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、テレビジョン、スキャ
ナ、ファクシミリ等において、画像のコントラストを調
節する技術に関する。
ナ、ファクシミリ等において、画像のコントラストを調
節する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、カラー画像のコントラストを強調
するには、ＲＧＢのデータを明度と色度の成分に分解
し、明度成分のダイナミックレンジを広げるように明度
を変換し、その後色度の情報をもとに、ＲＧＢデータに
直す手段がとられていた。
するには、ＲＧＢのデータを明度と色度の成分に分解
し、明度成分のダイナミックレンジを広げるように明度
を変換し、その後色度の情報をもとに、ＲＧＢデータに
直す手段がとられていた。
【０００３】例えば、図８のように入力画像メモリ８０
のＲＧＢデータを、ＹＩＱ変換手段によってＹＩＱデー
タに変換し、明度信号はＹ画像メモリ８２、色度信号は
Ｉ画像メモリ８３とＱ画像メモリ８４に含まれるように
変換される。そしてＹ画像メモリ８２のデータに、図９
の明度変換ルックアップテーブルによる明度変換を明度
変換手段８５によって施した後、ＹＩＱ逆変換手段８６
によってＲＧＢに逆変換することにより、色相を変化さ
せずにコントラストを強調する。ＲＧＢからＹＩＱへの
変換は通常３×３のマトリクス変換で行われ、例えば、
文献テレビジョン学会偏「テレビジョン画像解析ハンド
ブック」ｐｐ．５８１−５９３に詳しい。
のＲＧＢデータを、ＹＩＱ変換手段によってＹＩＱデー
タに変換し、明度信号はＹ画像メモリ８２、色度信号は
Ｉ画像メモリ８３とＱ画像メモリ８４に含まれるように
変換される。そしてＹ画像メモリ８２のデータに、図９
の明度変換ルックアップテーブルによる明度変換を明度
変換手段８５によって施した後、ＹＩＱ逆変換手段８６
によってＲＧＢに逆変換することにより、色相を変化さ
せずにコントラストを強調する。ＲＧＢからＹＩＱへの
変換は通常３×３のマトリクス変換で行われ、例えば、
文献テレビジョン学会偏「テレビジョン画像解析ハンド
ブック」ｐｐ．５８１−５９３に詳しい。
【０００４】また、従来のコントラスト強調装置は図９
の明度変換ルックアップテーブル９０の他に、明度変換
関数を作用させることによってコントラストを強調す
る。このような関数のなかで従来最も単純な形は、入力
明度Ｉから出力明度Ｉ’への関数として、式（１）の一
次変換で表される。
の明度変換ルックアップテーブル９０の他に、明度変換
関数を作用させることによってコントラストを強調す
る。このような関数のなかで従来最も単純な形は、入力
明度Ｉから出力明度Ｉ’への関数として、式（１）の一
次変換で表される。
【０００５】 Ｉ’＝ａＩ＋ｃ （１） よってコントラスト強調では、少なくとも２つの制御係
数を調節することが必要である。
数を調節することが必要である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従来のカラー画像のコ
ントラスト強調装置は、ＲＧＢ信号を一度、マトリクス
変換または変換テーブルを参照するなどして、明度成分
と色度成分に分解する必要があり、計算時間とメモリが
余計にかかるという欠点がある。
ントラスト強調装置は、ＲＧＢ信号を一度、マトリクス
変換または変換テーブルを参照するなどして、明度成分
と色度成分に分解する必要があり、計算時間とメモリが
余計にかかるという欠点がある。
【０００７】また明度成分のとりかたによっては、処理
後に色相や彩度が変わってしまうという欠点がある。
後に色相や彩度が変わってしまうという欠点がある。
【０００８】また、従来のコントラスト強調装置は、コ
ントラストの制御パラメータとして、２つ以上の変数が
必要であり、人間が対話的に制御する際に、操作が複雑
であるという欠点がある。
ントラストの制御パラメータとして、２つ以上の変数が
必要であり、人間が対話的に制御する際に、操作が複雑
であるという欠点がある。
【０００９】本発明の目的は、上記の課題を解決し、高
速で、かつメモリ消費量が少なくてすむカラー画像のコ
ントラスト強調装置を提供することである。さらに、画
質を改善するためのコントラスト強調処理の自動化方
法、そして、複雑なコントラスト強調の調整を容易に行
うことのできるコントラスト装置を提供することであ
る。
速で、かつメモリ消費量が少なくてすむカラー画像のコ
ントラスト強調装置を提供することである。さらに、画
質を改善するためのコントラスト強調処理の自動化方
法、そして、複雑なコントラスト強調の調整を容易に行
うことのできるコントラスト装置を提供することであ
る。
【００１０】
【課題を解決するための手段】第１の発明である画像の
コントラスト強調方法は、カラー画像の各画素における
Ｒ，Ｇ，Ｂの最大値として定義された明度Ｉと、２つの
制御係数ａ，ｃを用いて各画素ごとにａ＋ｃ／Ｉの演算
をし、この演算結果を各画素のＲ，Ｇ，Ｂにそれぞれ乗
ずることによってコントラストを調節することを特徴と
する。
コントラスト強調方法は、カラー画像の各画素における
Ｒ，Ｇ，Ｂの最大値として定義された明度Ｉと、２つの
制御係数ａ，ｃを用いて各画素ごとにａ＋ｃ／Ｉの演算
をし、この演算結果を各画素のＲ，Ｇ，Ｂにそれぞれ乗
ずることによってコントラストを調節することを特徴と
する。
【００１１】第２の発明である画像のコントラスト強調
方法は、１つの制御係数ａを用いてコントラスト強調す
る際に、入力画像の明度データの最大値及び最小値、及
び平均値を算出し、出力画像の明度範囲全体に明度が線
形変換されるときの変換特性直線を求め、この変換特性
直線上で入力画像の平均値が交わる交点を求め、平均値
との交点を通り傾きが制御係数ａである変換特性直線を
用いてコントラストを調節することを特徴とする。
方法は、１つの制御係数ａを用いてコントラスト強調す
る際に、入力画像の明度データの最大値及び最小値、及
び平均値を算出し、出力画像の明度範囲全体に明度が線
形変換されるときの変換特性直線を求め、この変換特性
直線上で入力画像の平均値が交わる交点を求め、平均値
との交点を通り傾きが制御係数ａである変換特性直線を
用いてコントラストを調節することを特徴とする。
【００１２】第３の発明である画像のコントラスト強調
方法は、第１又は第２の発明において、入力画像の明度
データに低減濾過作用を施した画像の明度の最大値及び
最小値、あるいは、最大値、最小値、平均値を算出し、
これらの値をもとに制御係数を求めることを特徴とす
る。
方法は、第１又は第２の発明において、入力画像の明度
データに低減濾過作用を施した画像の明度の最大値及び
最小値、あるいは、最大値、最小値、平均値を算出し、
これらの値をもとに制御係数を求めることを特徴とす
る。
【００１３】第４の発明である画像のコントラスト強調
装置は、カラー画像の各画素におけるＲ，Ｇ，Ｂの最大
値として定義された明度Ｉを算出する最大値算出手段
と、第一の制御係数ａと第二の制御係数ｃと明度Ｉを用
いて、ａ＋ｃ／Ｉの演算を各画素ごとに施す演算装置
と、前記演算装置の出力値を各画素のＲ，Ｇ，Ｂにそれ
ぞれ乗ずる演算手段とからなることを特徴とする。
装置は、カラー画像の各画素におけるＲ，Ｇ，Ｂの最大
値として定義された明度Ｉを算出する最大値算出手段
と、第一の制御係数ａと第二の制御係数ｃと明度Ｉを用
いて、ａ＋ｃ／Ｉの演算を各画素ごとに施す演算装置
と、前記演算装置の出力値を各画素のＲ，Ｇ，Ｂにそれ
ぞれ乗ずる演算手段とからなることを特徴とする。
【００１４】第５の発明である画像のコントラスト強調
装置は、第４の発明において、カラー画像の各画素にお
けるＲ，Ｇ，Ｂの最大値として定義された明度Ｉを算出
する最大値算出手段と、明度Ｉをストアする明度画像メ
モリと、明度画像の最大値である入力最大明度値と明度
画像の最小値である入力最小明度値を計算する明度画像
統計量算出装置と、入力最大明度値と入力最小明度値及
び、出力画像の最大明度値と出力画像の最小明度値を用
いて、第一の制御係数、と第二の制御係数を計算する演
算装置とからなる制御係数自動算出装置を更に有するこ
とを特徴とする。
装置は、第４の発明において、カラー画像の各画素にお
けるＲ，Ｇ，Ｂの最大値として定義された明度Ｉを算出
する最大値算出手段と、明度Ｉをストアする明度画像メ
モリと、明度画像の最大値である入力最大明度値と明度
画像の最小値である入力最小明度値を計算する明度画像
統計量算出装置と、入力最大明度値と入力最小明度値及
び、出力画像の最大明度値と出力画像の最小明度値を用
いて、第一の制御係数、と第二の制御係数を計算する演
算装置とからなる制御係数自動算出装置を更に有するこ
とを特徴とする。
【００１５】第６の発明である画像のコントラスト強調
装置は、第４の発明において、カラー画像の各画素にお
けるＲ，Ｇ，Ｂの最大値として定義された明度Ｉを算出
する最大値算出手段と、明度Ｉをストアする明度画像メ
モリと、明度画像の最大値である入力最大明度値と明度
画像の最小値である入力最小明度値と明度画像の平均明
度値である入力平均明度値を計算する明度画像統計量算
出装置と、第一の制御係数を入力する強調量制御装置
と、前記明度画像統計量算出装置の出力及び第一の制御
係数、及び出力画像の最大明度値と出力画像の最小明度
値を用いて、第二の制御係数を計算する演算装置とから
なる制御係数半自動算出装置を更に有することを特徴と
する。
装置は、第４の発明において、カラー画像の各画素にお
けるＲ，Ｇ，Ｂの最大値として定義された明度Ｉを算出
する最大値算出手段と、明度Ｉをストアする明度画像メ
モリと、明度画像の最大値である入力最大明度値と明度
画像の最小値である入力最小明度値と明度画像の平均明
度値である入力平均明度値を計算する明度画像統計量算
出装置と、第一の制御係数を入力する強調量制御装置
と、前記明度画像統計量算出装置の出力及び第一の制御
係数、及び出力画像の最大明度値と出力画像の最小明度
値を用いて、第二の制御係数を計算する演算装置とから
なる制御係数半自動算出装置を更に有することを特徴と
する。
【００１６】第７の発明である画像のコントラスト強調
装置は、入力画像メモリから入力画像の最大明度値と入
力画像の最小明度値と入力画像の平均明度値を計算する
明度画像統計量算出装置と、第一の制御係数を入力する
強調量制御装置と、前記明度画像統計量算出装置の出力
及び第一の制御係数、及び出力画像の最大明度値と出力
画像の最小明度値を用いて、第二の制御係数を計算する
演算装置と、第一の制御係数ａと第二の制御係数ｃを用
い、入力画像の明度値Ｉに対し、画素事に、ａＩ＋ｃの
演算を施す画素演算装置を持つことを特徴とする。
装置は、入力画像メモリから入力画像の最大明度値と入
力画像の最小明度値と入力画像の平均明度値を計算する
明度画像統計量算出装置と、第一の制御係数を入力する
強調量制御装置と、前記明度画像統計量算出装置の出力
及び第一の制御係数、及び出力画像の最大明度値と出力
画像の最小明度値を用いて、第二の制御係数を計算する
演算装置と、第一の制御係数ａと第二の制御係数ｃを用
い、入力画像の明度値Ｉに対し、画素事に、ａＩ＋ｃの
演算を施す画素演算装置を持つことを特徴とする。
【００１７】第８の発明である画像のコントラスト強調
装置は、第５、第６又は第７の発明において、明度画像
統計量算出装置の前段に、低周波濾過装置をもつことを
特徴とする。
装置は、第５、第６又は第７の発明において、明度画像
統計量算出装置の前段に、低周波濾過装置をもつことを
特徴とする。
【００１８】
【作用】以下に、第１の発明のコントラスト強調方法の
原理を説明する。
原理を説明する。
【００１９】一般的な白黒画像のコントラスト強調方式
は、入力明度Ｉから出力明度Ｉ’への関数として、式
（２）の線形変換で表される。
は、入力明度Ｉから出力明度Ｉ’への関数として、式
（２）の線形変換で表される。
【００２０】 Ｉ’＝ａＩ＋ｃ （２） ａ，ｃは制御係数である。線形変換関数は、例えば図７
の変換関数７０のように表示される。
の変換関数７０のように表示される。
【００２１】線形変換関数をカラー画像にそのまま適用
し、ＲＧＢにそれぞれ式（２）を施すと、式（３）にな
るが、これだと出力画像の色の彩度が入力画像と異なっ
てしまうという欠点がある。
し、ＲＧＢにそれぞれ式（２）を施すと、式（３）にな
るが、これだと出力画像の色の彩度が入力画像と異なっ
てしまうという欠点がある。
【００２２】 ｛Ｒ，Ｇ，Ｂ｝＝ａ｛Ｒ，Ｇ，Ｂ｝＋ｃ （３） そこで第１の発明の画像のコントラスト強調方法は、処
理前後で画像の色度を変化させないようにする。カラー
画像の３つの色度ｒ，ｇ，ｂは、
理前後で画像の色度を変化させないようにする。カラー
画像の３つの色度ｒ，ｇ，ｂは、
【００２３】
【００２４】で表される。色度が変化しないということ
は、彩度と色相が変化しないということである。
は、彩度と色相が変化しないということである。
【００２５】色度を変化させないためには図６に示すよ
うに、処理前後のＲＧＢ値の比が不変である必要があ
る。よって第１の発明の画像のコントラスト強調方法
は、式（３）の代わりに、式（５）をＲＧＢに施す。
うに、処理前後のＲＧＢ値の比が不変である必要があ
る。よって第１の発明の画像のコントラスト強調方法
は、式（３）の代わりに、式（５）をＲＧＢに施す。
【００２６】 ｛Ｒ，Ｇ，Ｂ｝＝（ａ＋ｃ／Ｉ）｛Ｒ，Ｇ，Ｂ｝ （５） これによって処理前後で、ＲＧＢ値の比は一定となり、
彩度と色相は変化しない。
彩度と色相は変化しない。
【００２７】線形変換式（２）の制御係数ａと、ｃの求
め方は文献「画像解析ハンドブック」ｐｐ．４７５−４
８１東京大学出版会、などに記されている。
め方は文献「画像解析ハンドブック」ｐｐ．４７５−４
８１東京大学出版会、などに記されている。
【００２８】図７を用いて制御係数の求め方の例を説明
する。まず入力画像の明度Ｉの画像内での最大値Ｉ
m a x ７５と最小値Ｉm i n ７３を求める。そしてあら
かじめ分かっている出力画像の明度の最大値Ｍ７８と最
小値ｍ７６を用い、制御係数ａ，ｃとして式（６）のａ
0 ，ｃ0 を求める事が出来る。
する。まず入力画像の明度Ｉの画像内での最大値Ｉ
m a x ７５と最小値Ｉm i n ７３を求める。そしてあら
かじめ分かっている出力画像の明度の最大値Ｍ７８と最
小値ｍ７６を用い、制御係数ａ，ｃとして式（６）のａ
0 ，ｃ0 を求める事が出来る。
【００２９】
【００３０】これは、入力画像の明度のダイナミックレ
ンジを最大にするように、ＩからＩ’への関数として線
形変換式を求める方法である。これによって求められる
線形変換式はＩ’＝ｇ0 として変換関数７０で表され
る。
ンジを最大にするように、ＩからＩ’への関数として線
形変換式を求める方法である。これによって求められる
線形変換式はＩ’＝ｇ0 として変換関数７０で表され
る。
【００３１】また、上記方法によってカラー画像のコン
トラスト強調式（５）の制御係数も同様にして求められ
る。すなわち各画素のＲＧＢの最大値をその画素の明度
Ｉと考え、明度Ｉの最大値と最小値から、制御係数ａ，
ｃが求めることができる。
トラスト強調式（５）の制御係数も同様にして求められ
る。すなわち各画素のＲＧＢの最大値をその画素の明度
Ｉと考え、明度Ｉの最大値と最小値から、制御係数ａ，
ｃが求めることができる。
【００３２】以下に第２の発明のコントラスト強調方法
の原理を説明する。
の原理を説明する。
【００３３】第１のコントラスト強調方法で説明したよ
うに、入力明度Ｉから出力明度Ｉ’への変換関数として
一般的である線形変換は式（２）で表されるため、従来
２つの制御係数が必要であった。
うに、入力明度Ｉから出力明度Ｉ’への変換関数として
一般的である線形変換は式（２）で表されるため、従来
２つの制御係数が必要であった。
【００３４】第２のコントラスト強調方法は、１つの制
御係数ａ、すなわち式（２）の傾きの値を制御係数とし
て、コントラストを調整する。
御係数ａ、すなわち式（２）の傾きの値を制御係数とし
て、コントラストを調整する。
【００３５】図７を用いて説明する。入力画像の明度Ｉ
の最大値である入力最大明度値７５及び最小値である入
力最小明度値７３及び平均値である入力平均明度値７４
を算出し、まず、出力画像の明度範囲全体に明度が線形
変換されるときの変換関数７０を求める。次に変換関数
７０上で入力平均値明度値７４が交わる交点７１を求め
る。そしてこの交点７１を通り、傾きが制御係数ａであ
るような変換関数７２を用いて、コントラストを調節す
る。
の最大値である入力最大明度値７５及び最小値である入
力最小明度値７３及び平均値である入力平均明度値７４
を算出し、まず、出力画像の明度範囲全体に明度が線形
変換されるときの変換関数７０を求める。次に変換関数
７０上で入力平均値明度値７４が交わる交点７１を求め
る。そしてこの交点７１を通り、傾きが制御係数ａであ
るような変換関数７２を用いて、コントラストを調節す
る。
【００３６】具体的には、まず式（６）を用いて、変換
関数７０における制御係数ａ0 とｃ0 を求める。よって
変換関数７０は次式で表される。
関数７０における制御係数ａ0 とｃ0 を求める。よって
変換関数７０は次式で表される。
【００３７】 ｇ0 （Ｉ）＝ａ0 Ｉ＋ｃ0 （７） 次に式（８）を用い、入力画像の明度の平均値Ｉa v e
を、変換関数７０で変換したときの値ｇ0 （Ｉa v e ）
を求める。
を、変換関数７０で変換したときの値ｇ0 （Ｉa v e ）
を求める。
【００３８】 ｇ0 （Ｉa v e ）＝ａ0 Ｉa v e ＋ｃ0 （８） 点Ａを（Ｉa v e ，ｇ0 （Ｉa v e ））とすると、点Ａ
を通り、傾きが制御係数ａp であるような変換関数７２
は、式（９）で表すことができる。
を通り、傾きが制御係数ａp であるような変換関数７２
は、式（９）で表すことができる。
【００３９】 ｇ（Ｉ）＝ａp （Ｉ−Ｉa v e ）＋ｇ0 （Ｉa v e ） （９） このとき、変換関数７２の切片はｃp は、 ｃp ＝ｇ0 （Ｉa v e ）−ａp Ｉa v e （１０） で表される。
【００４０】以上の方法は、白黒画像に適用できるだけ
でなく、カラー画像の明度成分に適用すれば、カラー画
像のコントラスト強調にも使用できることは自明であ
る。また、本発明は第１の発明のコントラスト強調方法
の制御係数を算出する際にも使用することが出来る。
でなく、カラー画像の明度成分に適用すれば、カラー画
像のコントラスト強調にも使用できることは自明であ
る。また、本発明は第１の発明のコントラスト強調方法
の制御係数を算出する際にも使用することが出来る。
【００４１】以下に第３の発明のコントラスト強調方法
の原理を説明する。本発明は、第１、第２の発明のコン
トラスト強調方法において、入力画像の明度の最大値Ｉ
m ax 、及び最小値Ｉm i n 、または平均値Ｉa v e を
求める際に、ノイズの影響を除去するため、入力画像の
明度に低周波濾過フィルタを通したものから求める方法
である。
の原理を説明する。本発明は、第１、第２の発明のコン
トラスト強調方法において、入力画像の明度の最大値Ｉ
m ax 、及び最小値Ｉm i n 、または平均値Ｉa v e を
求める際に、ノイズの影響を除去するため、入力画像の
明度に低周波濾過フィルタを通したものから求める方法
である。
【００４２】画像のコントラストは、主観評価実験より
画像の明度成分の低周波成分に依存する心理量であるこ
とがわかっている。このことは、例えば画像に高周波ノ
イズを付加しても人間の感じるコントラストはほとんど
変化しないという事実から明らかである。よって、制御
係数を求める際に、このような心理学的な知験を取り入
れ、明度に低周波を濾過したものから制御係数を求め
る。
画像の明度成分の低周波成分に依存する心理量であるこ
とがわかっている。このことは、例えば画像に高周波ノ
イズを付加しても人間の感じるコントラストはほとんど
変化しないという事実から明らかである。よって、制御
係数を求める際に、このような心理学的な知験を取り入
れ、明度に低周波を濾過したものから制御係数を求め
る。
【００４３】本発明により、画像のノイズに左右されず
にコントラスト強調を制御することが可能となる。
にコントラスト強調を制御することが可能となる。
【００４４】
【実施例】以下に、本発明の実施例である画像のコント
ラスト強調装置を図面を用いて説明する。
ラスト強調装置を図面を用いて説明する。
【００４５】図１に第４の発明の画像のコントラスト強
調装置の一実施例を示す。入力画像メモリ１からカラー
画像データＲ，Ｇ，Ｂを、最大値算出手段２に送信し、
ここで各画素ごとに、Ｒ，Ｇ，Ｂの中の最大値である明
度Ｉを算出する。係数制御装置４から、第一の制御係数
ａと第二の制御係数ｃが入力され、演算手段３におい
て、 ａ＋ｃ／Ｉ の演算を各画素ごとに施す。演算手段３の出力を、乗算
手段５において、ＲＧＢデータに各画素ごとに乗算す
る。このようにして得られた結果を出力画像メモリ７に
出力することで、コントラスト強調されたカラー画像を
得る。なお、６はコントラスト強調演算処理部を示す。
調装置の一実施例を示す。入力画像メモリ１からカラー
画像データＲ，Ｇ，Ｂを、最大値算出手段２に送信し、
ここで各画素ごとに、Ｒ，Ｇ，Ｂの中の最大値である明
度Ｉを算出する。係数制御装置４から、第一の制御係数
ａと第二の制御係数ｃが入力され、演算手段３におい
て、 ａ＋ｃ／Ｉ の演算を各画素ごとに施す。演算手段３の出力を、乗算
手段５において、ＲＧＢデータに各画素ごとに乗算す
る。このようにして得られた結果を出力画像メモリ７に
出力することで、コントラスト強調されたカラー画像を
得る。なお、６はコントラスト強調演算処理部を示す。
【００４６】図２に第５の発明の画像のコントラスト強
調装置の一実施例を示す。本発明の画像のコントラスト
強調装置は、第４の発明のコントラスト強調装置におい
て、制御係数を自動的に計算するため、係数制御装置１
０の代わりに、以下のような係数自動算出装置２０を持
つ。
調装置の一実施例を示す。本発明の画像のコントラスト
強調装置は、第４の発明のコントラスト強調装置におい
て、制御係数を自動的に計算するため、係数制御装置１
０の代わりに、以下のような係数自動算出装置２０を持
つ。
【００４７】係数自動算出装置２０は、入力画像メモリ
１から最大値算出手段１１によってカラー画像の明度画
像メモリ１２に各画素のＲＧＢの最大値の値をストアす
る。
１から最大値算出手段１１によってカラー画像の明度画
像メモリ１２に各画素のＲＧＢの最大値の値をストアす
る。
【００４８】そして明度画像メモリ１２内での最大値で
ある入力最大明度値１５（Ｉｍａｘ）と明度画像メモリ
１２内での最小値である入力最小明度値１４（Ｉｍｉ
ｎ）を、明度画像統計量算出装置１３から計算する。
ある入力最大明度値１５（Ｉｍａｘ）と明度画像メモリ
１２内での最小値である入力最小明度値１４（Ｉｍｉ
ｎ）を、明度画像統計量算出装置１３から計算する。
【００４９】前記入力最大明度値１５と入力最小明度値
１４と、あらかじめ設定した出力画像の最大明度知であ
る出力最大明度値１８（Ｍ）と出力画像の最小明度値で
ある出力最小明度値１７（ｍ）とを、演算装置１９に入
力し、第一の制御係数ａと第二の制御係数ｃを計算す
る。
１４と、あらかじめ設定した出力画像の最大明度知であ
る出力最大明度値１８（Ｍ）と出力画像の最小明度値で
ある出力最小明度値１７（ｍ）とを、演算装置１９に入
力し、第一の制御係数ａと第二の制御係数ｃを計算す
る。
【００５０】なお第一の制御係数ａと第二の制御係数ｃ
は式（５）の線形変換のための係数である。
は式（５）の線形変換のための係数である。
【００５１】演算装置１９における、線形変換の係数の
計算方法は、第１の発明のコントラスト強調方法の原理
の説明で述べた、式（６）などを用いればよい。
計算方法は、第１の発明のコントラスト強調方法の原理
の説明で述べた、式（６）などを用いればよい。
【００５２】このようにして得られた第一の制御係数ａ
と第二の制御係数ｃの値をもとに、コントラスト強調演
算処理部６によって各画素に演算を施す。
と第二の制御係数ｃの値をもとに、コントラスト強調演
算処理部６によって各画素に演算を施す。
【００５３】図３に第６の発明の画像のコントラスト強
調装置の一実施例を示す。本発明の画像のコントラスト
強調装置は、第５の発明のコントラスト強調装置におい
て、係数自動算出装置２０の代わりに係数半自動算出装
置３０を持つ。
調装置の一実施例を示す。本発明の画像のコントラスト
強調装置は、第５の発明のコントラスト強調装置におい
て、係数自動算出装置２０の代わりに係数半自動算出装
置３０を持つ。
【００５４】係数半自動算出装置３０は、入力画像メモ
リ１から最大値算出手段１１によって明度画像メモリ１
２に各画素のＲＧＢの最大値Ｉの値をストアする。
リ１から最大値算出手段１１によって明度画像メモリ１
２に各画素のＲＧＢの最大値Ｉの値をストアする。
【００５５】そして明度画像統計量算出装置３１を用い
て明度画像メモリ１２内の最大値である入力最大明度値
１５（Ｉｍａｘ）と明度画像メモリ１２内の最大値であ
る入力最小明度値１４（Ｉｍｉｎ）と明度画像メモリ１
２内の平均値である入力平均明度値１６（Ｉａｖｅ）を
計算し、演算装置３２に入力する。さらに強調量制御装
置３３より、強調量として第一の制御係数ａを演算装置
３２に入力する。
て明度画像メモリ１２内の最大値である入力最大明度値
１５（Ｉｍａｘ）と明度画像メモリ１２内の最大値であ
る入力最小明度値１４（Ｉｍｉｎ）と明度画像メモリ１
２内の平均値である入力平均明度値１６（Ｉａｖｅ）を
計算し、演算装置３２に入力する。さらに強調量制御装
置３３より、強調量として第一の制御係数ａを演算装置
３２に入力する。
【００５６】前記入力最大明度値１５、入力最小明度値
１４、入力平均明度値１６と、あらわじめ設定した出力
画像の最大明度値である出力最大明度値１７（Ｍ）と出
力画像の最小明度値である出力最小明度値１８（ｍ）
と、第一の制御係数ａから、演算装置３２によって第二
の制御係数ｃを計算する。
１４、入力平均明度値１６と、あらわじめ設定した出力
画像の最大明度値である出力最大明度値１７（Ｍ）と出
力画像の最小明度値である出力最小明度値１８（ｍ）
と、第一の制御係数ａから、演算装置３２によって第二
の制御係数ｃを計算する。
【００５７】演算装置３２における計算手段の例として
は、第２の発明のコントラスト強調方法の原理の説明で
のべた、式（１０）に従って計算する手段がある。
は、第２の発明のコントラスト強調方法の原理の説明で
のべた、式（１０）に従って計算する手段がある。
【００５８】このようにして得られた第一の制御係数ａ
と第二の制御係数ｃの値をもとに、コントラスト強調演
算処理部６によって各画素に演算を施す。
と第二の制御係数ｃの値をもとに、コントラスト強調演
算処理部６によって各画素に演算を施す。
【００５９】図４に第７の発明の画像のコントラスト強
調装置の一実施例を示す。第７の発明の画像のコントラ
スト強調装置は、第６の発明の画像のコントラスト強調
装置を白黒の濃淡画像に適用したものである。
調装置の一実施例を示す。第７の発明の画像のコントラ
スト強調装置は、第６の発明の画像のコントラスト強調
装置を白黒の濃淡画像に適用したものである。
【００６０】入力画像メモリ４０から、白黒の濃淡画像
データを係数半自動算出装置４３に入力し、明度画像統
計量算出装置３１によって入力画像の最大値である入力
最大明度値１５（Ｉｍａｘ）と入力画像の最小値である
入力最小明度値１４（Ｉｍｉｎ）と入力画像の平均値で
ある入力平均明度値１６（Ｉａｖｅ）を計算する。
データを係数半自動算出装置４３に入力し、明度画像統
計量算出装置３１によって入力画像の最大値である入力
最大明度値１５（Ｉｍａｘ）と入力画像の最小値である
入力最小明度値１４（Ｉｍｉｎ）と入力画像の平均値で
ある入力平均明度値１６（Ｉａｖｅ）を計算する。
【００６１】そして前記入力最大明度値１４と、入力最
小明度値１５と、入力平均明度値１６と、あらかじめ設
定した出力画像の最大明度値である出力最大明度値１８
（Ｍ）とし出力画像の最小明度値である出力最小明度値
１７（ｍ）を、演算装置３２に入力する。さらに強調量
制御装置３３より、強調量として第一の制御ａを演算装
置３２に入力する。
小明度値１５と、入力平均明度値１６と、あらかじめ設
定した出力画像の最大明度値である出力最大明度値１８
（Ｍ）とし出力画像の最小明度値である出力最小明度値
１７（ｍ）を、演算装置３２に入力する。さらに強調量
制御装置３３より、強調量として第一の制御ａを演算装
置３２に入力する。
【００６２】以上の入力より、演算装置３２は、第二の
制御係数ｃを算出する。演算装置３２における、線形変
換の係数の計算方法は、第１の発明のコントラスト強調
方法の原理を説明で述べた、式（６）などを用いればよ
い。
制御係数ｃを算出する。演算装置３２における、線形変
換の係数の計算方法は、第１の発明のコントラスト強調
方法の原理を説明で述べた、式（６）などを用いればよ
い。
【００６３】このようにして得られた第一の制御係数ａ
と第二の制御係数ｃを用い、画素演算装置４１におい
て、線形変換処理を行う。すなわち第一の制御係数を
ａ、第二の制御係数をｂとし、入力画像の明度値をＩと
すると、ａＩ＋ｃの演算を各画素ごとに行い、出力画像
メモリ４２にストアする。
と第二の制御係数ｃを用い、画素演算装置４１におい
て、線形変換処理を行う。すなわち第一の制御係数を
ａ、第二の制御係数をｂとし、入力画像の明度値をＩと
すると、ａＩ＋ｃの演算を各画素ごとに行い、出力画像
メモリ４２にストアする。
【００６４】図５に第８の本発明の画像のコントラスト
強調装置の一実施例を示す。第８の発明の画像のコント
ラスト強調装置は、前記第４、第５、第６、第７のコン
トラスト強調装置において、明度画像統計量算出装置１
３、又は３３の前に、低周波濾過装置５０を付加した構
造をもつ。
強調装置の一実施例を示す。第８の発明の画像のコント
ラスト強調装置は、前記第４、第５、第６、第７のコン
トラスト強調装置において、明度画像統計量算出装置１
３、又は３３の前に、低周波濾過装置５０を付加した構
造をもつ。
【００６５】明度画像メモリ３２のデータを低周波濾過
装置５０によって低域濾過し、その出力をもとに明度統
計量算出装置３３によって、入力最小明度値１４、入力
最小明度値１５、入力平均明度値１６を算出する。
装置５０によって低域濾過し、その出力をもとに明度統
計量算出装置３３によって、入力最小明度値１４、入力
最小明度値１５、入力平均明度値１６を算出する。
【００６６】または、明度画像メモリ１２のデータを低
周波濾過装置５０によって低域濾過し、その出力をもと
に明度統計量算出装置３１によって、入力最小明度値１
４、入力最大明度値１５を算出する。
周波濾過装置５０によって低域濾過し、その出力をもと
に明度統計量算出装置３１によって、入力最小明度値１
４、入力最大明度値１５を算出する。
【００６７】以後の処理は、前記第４、第５、第６、第
７のコントラスト強調装置と同様である。
７のコントラスト強調装置と同様である。
【００６８】
【発明の効果】第１の発明の方法及び第４、第５、第６
の発明の装置は、ＲＧＢ値のカラー画像を他の座標系に
変換することなく、色相や彩度を変化させずに、コント
ラストの強調ができる。また、処理時間が短くてすむ。
の発明の装置は、ＲＧＢ値のカラー画像を他の座標系に
変換することなく、色相や彩度を変化させずに、コント
ラストの強調ができる。また、処理時間が短くてすむ。
【００６９】第５の発明の装置は、第４の発明の装置に
くらべ、ＲＧＢのカラー画像のコントラストを、見た目
に高画質となるよう自動的に強調できる。
くらべ、ＲＧＢのカラー画像のコントラストを、見た目
に高画質となるよう自動的に強調できる。
【００７０】第２の発明の方法及び第６、第７の発明の
装置は、コントラストの調整パラメータが一つだけで画
像のコントラストを調整でき、人間が対話的に調整する
際の操作性が著しく向上する。しかも画像の平均輝度に
応じて出力変換関数が変化するため、画像の種類によら
ずに人間の主観的コントラスト感覚に応じた自然な強調
が可能である。
装置は、コントラストの調整パラメータが一つだけで画
像のコントラストを調整でき、人間が対話的に調整する
際の操作性が著しく向上する。しかも画像の平均輝度に
応じて出力変換関数が変化するため、画像の種類によら
ずに人間の主観的コントラスト感覚に応じた自然な強調
が可能である。
【００７１】第３の発明の方法、及び第８の発明の装置
は、補正係数を計算する際にノイズ成分を除去すること
になり、原画像のノイズ成分に左右されず、人間の主観
に応じた自動的なコントラスト強調が可能である。
は、補正係数を計算する際にノイズ成分を除去すること
になり、原画像のノイズ成分に左右されず、人間の主観
に応じた自動的なコントラスト強調が可能である。
【図１】第４の発明の画像のコントラスト強調装置の一
実施例を示すブロック図
実施例を示すブロック図
【図２】第５の発明の画像のコントラスト強調装置の一
実施例を示すブロック図
実施例を示すブロック図
【図３】第６の発明の画像のコントラスト強調装置の一
実施例を示すブロック図
実施例を示すブロック図
【図４】第７の発明の画像のコントラスト強調装置の一
実施例を示すブロック図
実施例を示すブロック図
【図５】第８の発明の画像のコントラスト強調装置の一
実施例を示すブロック図
実施例を示すブロック図
【図６】第１の発明の画像のコントラスト強調方法の原
理を説明するための図
理を説明するための図
【図７】第２の発明の画像のコントラスト強調方法の原
理を説明するための図
理を説明するための図
【図８】従来の画像のコントラスト強調装置の例を示す
ブロック図
ブロック図
【図９】明度変換ルックアップテーブルの例
１，４０，８０ 入力画像メモリ ２ 最大値算出手段 ３ 演算手段 ４ 係数制御装置 ５ 乗算手段 ６ コントラスト強調演算処理部 ７，４２，８７ 出力画像メモリ １１ 最大値算出手段 １２ 明度画像メモリ １３，３１ 明度画像統計量算出装置 １４，７３ 入力最小明度値 １５，７５ 入力最大明度値 １６，７４ 入力平均明度値 １７，７６ 出力最小明度値 １８，７８ 出力最大明度値 １９，３２ 演算装置 ２０ 係数自動算出装置 ３０ 係数半自動算出装置 ３３ 強調量制御装置 ４１ 画素演算装置 ５０ 低域濾過装置 ６０ コントラスト強調前ＲＧＢ値 ６１ コントラスト強調後画素値 ７０，７２ 変換関数 ７１ 交点 ７７ 入力平均明度値の出力値 ８１ ＹＩＱ変換手段 ８２ Ｙ画像メモリ ８３ Ｉ画像メモリ ８４ Ｑ画像メモリ ８５ 明度変換手段 ８６ ＹＩＱ逆変換手段 ９０ 明度変換ルックアップテーブル
Claims (8)
- 【請求項１】 カラー画像の各画素におけるＲ，Ｇ，Ｂ
の最大値として定義された明度Ｉと、２つの制御係数
ａ，ｃを用いて各画素ごとにａ＋ｃ／Ｉの演算をし、こ
の演算結果を各画素のＲ，Ｇ，Ｂにそれぞれ乗ずること
によってコントラストを調節することを特徴とする画像
のコントラスト強調方法。 - 【請求項２】 １つの制御係数ａを用いてコントラスト
強調する際に、入力画像の明度データの最大値及び最小
値、及び平均値を算出し、出力画像の明度範囲全体に明
度が線形変換されるときの変換特性直線を求め、この変
換特性直線上で入力画像の平均値が交わる交点を求め、
平均値との交点を通り傾きが制御係数ａである変換特性
直線を用いてコントラストを調節することを特徴とする
画像のコントラスト強調方法。 - 【請求項３】 入力画像の明度データに低減濾過作用を
施した画像の明度の最大値及び最小値、あるいは、最大
値、最小値、平均値を算出し、これらの値をもとに前記
制御係数を求めることを特徴とする請求項１又は２記載
の画像のコントラスト強調方法。 - 【請求項４】 カラー画像の各画素におけるＲ，Ｇ，Ｂ
の最大値として定義された明度Ｉを算出する最大値算出
手段と、第一の制御係数ａと第二の制御係数ｃと明度Ｉ
を用いて、ａ＋ｂ／Ｉの演出を各画素ごとに施す演算装
置と、前記演算装置の出力値を各画素のＲ，Ｇ，Ｂにそ
れぞれ乗ずる乗算し手段とからなることを特徴とする画
像のコントラスト強調装置。 - 【請求項５】 カラー画像の各画素におけるＲ，Ｇ，Ｂ
の最大値として定義された明度Ｉを算出する最大値算出
手段と、明度Ｉをストアする明度画像メモリと、明度画
像の最大値である入力最大明度値と明度画像の最小値で
ある入力最小明度値を計算する明度画像統計量算出装置
と、入力最大明度値と入力最小明度値及び、出力画像の
最大明度値と出力画像の最小明度値を用いて、第一の制
御係数、と第二の制御係数を計算する演算装置とからな
る制御係数自動算出装置を更に有することを特徴とする
請求項４記載の画像のコントラスト強調装置。 - 【請求項６】 カラー画像の各画素におけるＲ，Ｇ，Ｂ
の最大値として定義された明度Ｉを算出する最大値算出
手段と、明度Ｉをストアする明度画像メモリと、明度画
像の最大値である入力最大明度値と明度画像の最小値で
ある入力最小明度値と明度画像の平均明度値である入力
平均明度値を計算する明度画像統計量算出装置と、第一
の制御係数を入力する強調量制御装置と、前記明度画像
統計量算出装置の出力及び第一の制御係数、及び出力画
像の最大明度値と出力画像の最小明度値を用いて、第二
の制御係数を計算する演算装置とからなる制御係数半自
動算出装置を更に有することを特徴とする請求項４記載
の画像のコントラスト強調装置。 - 【請求項７】 入力画像メモリから入力画像の最大明度
値と入力画像の最小明度値と入力画像の平均明度値を計
算する明度画像統計量算出装置と、第一の制御係数を入
力する強調量制御装置と、前記明度画像統計量算出装置
の出力及び第一の制御係数、及び出力画像の最大明度値
と出力画像の最小明度値を用いて、第二の制御係数を計
算する演算装置と、第一の制御係数ａと第二の制御係数
ｃを用い、入力画像の明度値Ｉに対し、画素毎に、ａＩ
＋ｃの演算を施す画素演算装置を持つことを特徴とする
画像のコントラスト強調装置。 - 【請求項８】 前記明度画像統計量算出装置の前段に、
低周波濾過装置をもつことを特徴とする請求項５，６又
は７記載の画像のコントラスト強調装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5128572A JP2876934B2 (ja) | 1993-05-31 | 1993-05-31 | 画像のコントラスト強調方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5128572A JP2876934B2 (ja) | 1993-05-31 | 1993-05-31 | 画像のコントラスト強調方法及び装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06337932A true JPH06337932A (ja) | 1994-12-06 |
| JP2876934B2 JP2876934B2 (ja) | 1999-03-31 |
Family
ID=14988075
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5128572A Expired - Lifetime JP2876934B2 (ja) | 1993-05-31 | 1993-05-31 | 画像のコントラスト強調方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2876934B2 (ja) |
Cited By (8)
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-
1993
- 1993-05-31 JP JP5128572A patent/JP2876934B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| CN114511471A (zh) * | 2022-04-18 | 2022-05-17 | 广州骏天科技有限公司 | 基于灰度共生矩阵的图像优化方法及系统 |
| CN114511471B (zh) * | 2022-04-18 | 2022-07-01 | 广州骏天科技有限公司 | 基于灰度共生矩阵的图像优化方法及系统 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2876934B2 (ja) | 1999-03-31 |
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