JPH083842B2 - 画像処理方法 - Google Patents

画像処理方法

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JPH083842B2
JPH083842B2 JP62004033A JP403387A JPH083842B2 JP H083842 B2 JPH083842 B2 JP H083842B2 JP 62004033 A JP62004033 A JP 62004033A JP 403387 A JP403387 A JP 403387A JP H083842 B2 JPH083842 B2 JP H083842B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、カラー画像の強調処理を行う画像処理方
法に関する。
〔従来の技術〕
従来、白黒画像を処理する場合、その画像のヒストグ
ラム(頻度分布)を見て、Histgram Modification等の
画像強調処理を行っていた。また、赤(R),緑
(G),青(B)などの3次元変数で表されるカラー画
像のような場合には、R,G,Bの各プレーン毎に画像強調
を行っていた。
〔発明が解決しようとする問題点〕
ところが、R,G,Bで表されるカラー画像を、R,G,Bの各
プレーン毎に画像強調を行うと、R,G,B間の分布の相関
等を無視して処理を行うことになるために、効率的な強
調処理にはならないという問題点があった。
本発明は上記問題点を解決するためになされたもの
で、カラー画像の多次元的な頻度分布を考慮に入れて、
従来の処理方法では充分効果的に処理を行うことができ
なかった微妙な色の差異等を、効果的に拡大することの
可能な画像処理方式を提供することを目的とする。
〔問題点を解決するための手段及び作用〕
上記問題点を解決するため、本発明は、多次元変数か
らなるカラー画像データに基づいてカラー画像を表示す
る画像処理方法において、前記多次元変数からなるカラ
ー画像データを、前記カラー画像を表示する際の第1の
座標系とは異なる第2の座標系に移し、前記第2の座標
系に移された前記多次元変数からなるカラー画像データ
の分布を規定する統計量に基づいて前記カラー画像を強
調する強調式のパラメータを決定し、前記第2の座標系
における前記多次元変数からなるカラー画像データを前
記パラメータが決定された強調式に基づいて強調処理す
ると共に、前記カラー画像を表示する際の第1の座標系
に移して表示させるものである。
このように、多次元変数からなるカラー画像データ
を、カラー画像を表示する際の第1の座標系とは異なる
第2の座標系に移し、カラー画像データ分布を規定する
統計量に基づいた強調処理を行うようにしたことによ
り、従来の各プレーン毎に画像処理を行うものとは異な
り、カラー画像の多次元的な頻度分布を考慮に入れた微
妙な色の差異等を容易に且つ効果的に拡大することが可
能となる。
〔実施例〕
以下実施例について説明する。第1図は、本発明に係
る画像処理方式のハードウエアの一構成例を示すブロッ
ク構成図である。この構成例は、色彩情報をもった画像
を入力するカラーTVカメラ1、カラーTVカメラ1から入
力されたアナログデータをディジタルデータに変換して
画像バス2に送出する画像入力装置3、画像バス2上の
データを蓄積、あるいは既に蓄積されたデータを画像バ
ス2に送出するための画像メモリ4、画像バス2上のデ
ータに種々の演算を施し、再び画像バス2上に送出する
画像処理プロセッサ5、画像バス2上のデータをD/A変
換し、カラーディスプレイモニタ7に出力するD/A変換
装置6、更にカラーディスプレイモニタ7上の任意の部
分領域に対するパラメータを指定することが可能なポイ
ンティング・デバイス装置8、上記A/D変換画像入力装
置3,画像処理プロセッサ5,画像メモリ4,D/A変換装置6,
ポインティング・デバイス装置8など、システムバス9
に接続された装置に対して、各種処理やコントロールの
ための指示を送るためのマイクロコンピュータ10とで構
成されている。
ところで、一般的にカラー画像をはじめとする多次元
画像 は、各色間に強い相関を有しているため、その分布を表
す統計量としては分散共分散行列(Covariance Matri
x)S,平均値 などがよく用いられる。このときSの逆行列S-1を用い
て、 AtA=S-1 となる直交行列Aにおいて、 直交行列Aにより、すなわち、A=(aij)として、 により新たな座標系 に移る。例えばR(赤),G(緑),B(青)により規定さ
れるカラー画像の場合には、 となる。このとき 座標系は分布によって正規化された座標系である。これ
を図示すると第2図(A)の 空間での分布、第2図(B)の 空間での分布の如くになる。
さて、この新たな座標系に関して画像強調処理を行う
操作は、 と表わすことができる。その結果 は、 座標系において、 で表される。例えば、 なる準線形変換による処理(Bは行列)の場合には、 すなわち、 とおけば、 なる準線形変換により処理が可能となる。例えば、 とすれば、分布を拡大する処理となる。
次に第1図に示したシステム構成により、上記拡大処
理を行う動作について説明する。第1図においてカラー
TVカメラ1から入力されたデータは一旦画像メモリ4に
蓄積され、画像出力D/A変換装置6を介してカラーディ
スプレイモニタ7に表示される。カラーディスプレイモ
ニタ7に表示された画像データに関し、観察者はポンテ
ィング・デバイス装置8を用いて、ある分布のベースと
なるべき標準的な部分領域を指定する。指定する方法は
数多くあるが、例えば長方形領域の場合には長方形を規
定する対角線端の2点の座標を指定すればよいし、円形
領域の場合には、中心と円周上の1点の座標を指定すれ
ばよいし、また任意形状の領域の場合には外周上の点群
の座標を指定すればよい。これら部分領域に関するパラ
メータはポインティング・デバイス装置8からシステム
バス9を介してマイクロコンピュータ10に与えられ、マ
イクロコンピュータ10は対応する領域を格納した画像メ
モリ4内の画像データをシステムバス9を介して読み出
し、分布の平均値 分散共分散行列Sを計算する。そして強調処理関数 に基づいて、式(3)や式(6)で示される変換式のパ
ラメータを算出し、そのパラメータを画像処理プロセッ
サ5にシステムバス9を介して送出する。画像処理プロ
セッサ5ではそのパラメータに従って画像メモリ4内に
格納されたデータに関し、順次操作しながら処理を施
し、再びその結果を画像メモリ4に格納した後、カラー
ディスプレイモニタ7に表示される。
また画像に関する平均値 や分散共分散行列Sの情報が予めわかっている場合に
は、画像に関して部分領域を指定して、分布の平均値 分散共分散行列Sを計算するプロセスは取り除くことが
できる。またこの際交換式が式(6)のように比較的簡
単な場合には、カラーTVカメラ1からリアルタイムに入
力されたデータに関し、画像処理プロセッサ5でリアル
タイムに処理してカラーディスプレイモニタ7にリアル
タイムで表示するようにシステムを構成することも可能
である。第3図は以上の処理手順を示すフローチャート
を表したものである。
第4図は、画像処理プロセッサ5の内部の一例を示す
ブロック構成図である。このブロック構成図は、特に式
(3)を実行する構成を表したものである。図に示すよ
うにこの画像処理プロセッサは、画像バス2上の3次元
データx1,X2,X3を取り込むレジスタ11、該レジスタ11の
データに関し、各aji1xi(i,j=1,2,3)をルック・アッ
プ・テーブル変換により実行するルック・アップ・テー
ブルメモリ(LUT)12、該LUT12の出力を一時保持するレ
ジスタ13、該レジスタ13に格納されたajix1を各i(i
=1,2,3)について加算する、すなわち、 ajix1+aj2x2+aj3x3 を計算する算術論理演算ユニットALU14、ALU14の出力を
一時保持するレジスタ15、レジスタ15に格納されたデー
タに関し、式(2)になる変換を施すルック・アップ・
テーブルメモリ(LUT)16、該LUT16の出力を保持するレ
ジスタ17、前記LUT12,LUT16の複数のテーブル変換のう
ちから一つを選択するための指令をそれぞれ保持するレ
ジスタ18,20、ALU14の演算命令を一時保持するレジスタ
19などで構成されている。
前記LUT12,LUT16はランダム・アクセス・メモリによ
って構成されており、そしてシステムバス9を介してマ
イクロコンピュータ10から読み書きできるようになって
おり、処理が始まる前に予め処理に応じて設定しておく
ように構成されている。
第5図は、前記LUT12の詳細な構成を表したブロック
構成図である。図においてルック・アップ・テーブルメ
モリ(LUT)12−iはランダム・アクセス・メモリによ
って構成されており、システムバス9を介してマイクロ
コンピュータ10からアクセスすることが可能となってい
る。本発明においては、LUT12−iは複数の出力変換用
テーブルを有しており、実際にそのうちの1つを選択す
るためには、レジスタ18のデータを書き換えることで変
換することが可能なようになっている。
次に前記LUT12−iへのアクセスについて説明する。L
UT12−iのアドレス線にはレジスタ11,バッファ21,レジ
スタ18が接続されており、LUTアクセスコントロール信
号23により、レジスタ11,レジスタ18のペアか、バッフ
ァ21のいずれか一方のアドレスが選択されることにな
る。一方LUT12−iのデータ線はバッファ22に接続され
ており、マイクロコンピュータ10から書き込みアクセス
される場合には、バッファ22がイネーブルになるように
LUTアクセスコントロール信号23がコントロールされ
る。
以上のような方式をとることによって、マイクロコン
ピュータ10からもLUT12に容易にアクセスすることが可
能となるようになっている。またLUT12の他にLUT16も同
様の構造となっている。
次にこのような構成のLUTをもつ画像処理プロセッサ
5による処理動作の一例を説明する。本画像処理プロセ
ッサ5においては、レジスタ11,13,15,17を介してパイ
プライン処理が施される。画像データは従来のように画
像メモリ4に格納された長方形の領域が、1画素ごと走
査されることにより、順次パイプラインサイクル毎に画
像処理プロセッサ5に到着する。
式(3)の処理の実行は、画像処理プロセッサ5内を
2回データが通過することにより行われるが、第1回目
の処理のあと、一旦途中経過が画像メモリ4に書き込ま
れ、次の走査によって再び本プロセッサ5内で処理が施
された後に、再び画像メモリ4に書き込まれることによ
り処理は終了する。
LUT12,LUT16には2通りのテーブルがそれぞれ書き込
まれており、LUT12の第1のテーブルは、行列Aに対す
る各要素ajiについて、 xi→aji(xi-ci) に変換するテーブルが、第2のテーブルには行列Aの逆
行列A-1に対する各要素bjiについて、 xi→bjixi に変換されるようにテーブルが構成される。
一方LUT16は、第1のテーブルには式(2)に対応す
る に変換するようにテーブルが書き込まれ、第2のテーブ
ルは、出力信号に を加えた後、ALU14の出力に対するオーバーフローデー
タやマイナスデータの補正にあてられる。例えばALU14
の出力xiに対して画像データの範囲が、 xL≦xi+xoi≦xHであれば、 xL>xi+ciのとき xi+ci=xL xH<xi+ciのとき xi+ci=xH とするようにテーブルを組んでおけばよい。このデータ
補正変換をTと表すことにする。
またALU14に関しては、3入力データに関して加算す
るモードとする。そしてこのように予めテーブルを設定
した後、第1回目の走査の時には第1のテーブルが、第
2回目の走査の時には第2のテーブルが選択されるよう
に構成されている。いま画像メモリ4から順次読み出さ
れるデータを に対して、まず第1回目の走査で を計算し、第2回目の走査で を計算することになる。
ここで各ブロック毎のタイミングチャートを示すと第
6図のようになる。すなわちデータ に関していえばステップt0以前に画像メモリ4から読み
出されたデータ は、ステップt1においてLUT12に値が渡され、該LUT12で
変換を受け、そのデータはステップt2においてALU14で
加算され、ステップt3においてLUT16で の変換を受ける。以下データ ……は、1パイプラインサイクル毎遅延させられなが
ら、順次処理が施されてゆくようになっている。
第7図及び第8図は、第1回目の走査と第2回目の走
査で画像処理プロセッサ5の各ブロックにおいて如何な
る計算が行われるかを表したものである。以上のように
分布に関するパラメータ、すなわち分散共分散行列S,平
均値 から導き出されるパラメータA=(aji),A-1=(bji), に対するテーブル情報をLUT12,LUT16に書き込むことに
より画像強調の処理を施すことができる。
第9図は、式(6)による処理を表したものであり、
上記の処理動作例と同一のハードウエア構成で処理する
ことが可能である。図中P=(Pji)とし、Tは先に述べ
たデータ補正用テーブル変換を表す。この実施例におい
ては、1回の走査により、全ての処理を完了することが
できる。
上記実施例では説明を容易にするため、カラー画像 の場合を中心に述べてきたが、本発明に係る画像処理方
式は、特にR(赤),G(緑),B(青)の場合でなくても
もちろん適用可能である。例えばR,G,B空間から人間の
色知覚に合致させるようにしたCIEL*a*b*空間,CIEL*u*
v*空間などに一旦変換した後、その空間上で統計的分布
のパラメータを求めることにより、画像強調パラメータ
を決定することも、いうまでもなく同様に行うことがで
きる。
〔発明の効果〕
以上実施例に基づいて説明したように、本発明によれ
ば、多次元変数からなるカラー画像データを、カラー画
像を表示する際の第1の座標系とは異なる第2の座標系
に移し、カラー画像データ分布を規定する統計量に基づ
いて強調式のパラメータを決定し、そのパラメータの決
定された強調式に基づいて強調処理を行うようにしたこ
とにより、カラー画像の多次元的な頻度分布を考慮に入
れた微妙な色の差異等を拡大したりすることが効果的に
できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明に係る画像処理方法のハードウエアの
一構成例を示すブロック構成図、第2図(A)は、多次
元画像の 空間での分布を示す図、第2図(B)は、 空間での分布を示す図、第3図は、第1図に示した画像
処理システムによる処理手順を示すフローチャート、第
4図は、画像処理プロセッサの一構成例を示すブロック
図、第5図は、ルック・アップ・テーブル・メモリの構
成例を示すブロック図、第6図は、画像処理プロセッサ
における各画像データの処理のタイミングチャート、第
7図は、画像処理プロセッサにおける第1走査時の計算
態様を示す図、第8図は、画像処理プロセッサにおける
第2走査時の計算態様を示す図、第9図は、画像処理プ
ロセッサにおける他の処理態様を示す図である。 図において、1はカラーTVカメラ、2は画像バス、3は
A/D変換画像入力装置、4は画像メモリ、5は画像処理
プロセッサ、6はD/A変換画像出力装置、7はカラーデ
ィスプレイモニタ、8はポインティング・デバイス装
置、9はシステムバス、10はマイクロコンピュータを示
す。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】多次元変数からなるカラー画像データに基
    づいてカラー画像を表示する画像処理方法において、前
    記多次元変数からなるカラー画像データを、前記カラー
    画像を表示する際の第1の座標系とは異なる第2の座標
    系に移し、前記第2の座標系に移された前記多次元変数
    からなるカラー画像データの分布を規定する統計量に基
    づいて前記カラー画像を強調する強調式のパラメータを
    決定し、前記第2の座標系における前記多次元変数から
    なるカラー画像データを前記パラメータが決定された強
    調式に基づいて強調処理すると共に、前記カラー画像を
    表示する際の第1の座標系に移して表示させることを特
    徴とする画像処理方法。
  2. 【請求項2】前記多次元変数からなるカラー画像データ
    の分布を規定する統計量が既に算出されている場合に
    は、該統計量を用いてカラー画像を強調する強調式のパ
    ラメータを決定し、強調処理を行うことを特徴とする特
    許請求の範囲第1項記載の画像処理方法。
  3. 【請求項3】前記多次元変数からなるカラー画像データ
    の分布を規定する統計量として分散共分散行列及び平均
    値を利用して、カラー画像を強調する強調式のパラメー
    タを決定することを特徴とする特許請求の範囲第1項記
    載の画像処理方法。
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