JPH1032769A - 平均−マッチングヒストグラム等化を用いる映像改善方法及びその回路 - Google Patents
平均−マッチングヒストグラム等化を用いる映像改善方法及びその回路Info
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- JPH1032769A JPH1032769A JP9085291A JP8529197A JPH1032769A JP H1032769 A JPH1032769 A JP H1032769A JP 9085291 A JP9085291 A JP 9085291A JP 8529197 A JP8529197 A JP 8529197A JP H1032769 A JPH1032769 A JP H1032769A
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Abstract
映像改善方法を提供する。 【解決手段】 画面単位で映像信号の累積密度関数と平
均レベルを計算した後、前記累積密度関数と平均レベル
を用いて定義される変換関数により入力サンプルを新た
なグレ−レベルにマッピングする。この際、前記変換関
数は前記平均レベルが同じレベルにマッピングされるよ
うに定義されて、映像信号の全体的な明るさが保持され
る。かつ、前記方法は、入力映像の平均明るさに応じて
所定の補正関数による明るさ補償値を前記平均レベルに
加算して補償された平均レベルを得る段階をさらに含
む。映像の平均明るさに応じて入力映像の平均レベルが
補償された平均レベルにマッピングされるようにして明
るさ補償とコントラスト改善を同時に行うことができ
る。
Description
ストグラム等化を用いる映像改善方法及びその回路に係
り、特にコントラストを改善しながら、与えられた映像
の平均明るさを一定にする映像改善方法及びその回路に
関する。
観の全体描写を提供する。与えられた映像に対して適宜
に調節されたグレ−レベルは外観又は映像のコントラス
トを改善させる。コントラストを改善させるための各種
の方法のうち、映像のサンプル分布に応じて与えられた
映像のコントラストを改善する方法であるヒストグラム
等化が最も広く知られている。これは、下記の文献
〔1〕,〔2〕に開示されている:〔1〕 J.S.Lim, Tw
o-Dimentional Signal and Image Processing, Prentic
e Hall, Englewood Cliffs, New Jersey,1990, 〔2〕
R.C.Gonzalez and P.Wints,Digital Image Processin
g,Addison-Wesley, Reading, Massachusetts, 1997. さらに、医用映像処理とレ−ザ−映像処理を含むヒスト
グラム等化方法の有用な応用は下記の文献〔3〕,
〔4〕に開示している:〔3〕J.Zimmerman, S.Pizer,
E.Staab, E.Perry, W.McCartney and B.Brenton, " Eva
luation of the effectiveness of adaptive histogram
equalization for contrast enhancement,"IEEE Tr. o
n Medical Imaging,pp. 304-312, Dec. 1988, 〔4〕
Y.Li, W.Wangand D.Y.Yu, " Application of adaptive
histogram equalization to x-ray chest image," Pro
c. of the SPIE, pp. 513-514, vol. 2321, 1994. 一般に、ヒストグラム等化は映像の動的範囲を拡張させ
るので、結果映像のグレ−分布を平坦にし、映像のコン
トラストを改善する。
等化のこのような特性は実際の場合では欠点となる。す
なわち、ヒストグラム等化の出力密度が一定であるた
め、出力映像の平均明るさは中間グレ−レベルに近づ
く。実際は、アナログ映像のヒストグラム等化におい
て、出力映像の平均明るさは入力映像のものに係わら
ず、正確に中間レベルである。この特性は明らかに実際
の応用では望ましくない。例えば、夜に取った場面はヒ
ストグラム等化後は、昼頃に取った場面のように見える
問題が発生することもある。一方、暗すぎるか、明るす
ぎる映像信号は等化後、低いコントラストをもたらす。
め、本発明の目的は、与えられた映像信号の累積密度関
数を変換関数として用いてヒストグラム等化するとき、
与えられた映像の平均グレ−レベルがそれ自体にマッピ
ングされるように変換関数を調整することにより、コン
トラストを改善しながら、与えられた映像の平均明るさ
が一定になるようにする映像改善方法を提供することに
ある。
さレベルに応じて平均明るさレベルに明るさ補償値を加
減して平均レベルを補償し、入力映像の平均グレ−レベ
ルが補償された平均明るさレベルにマッピングされるよ
うに変換関数を調整することにより、明るさ補償及びコ
ントラスト改善を同時に行う映像改善方法を提供するこ
とにある。
映像信号の累積密度関数を変換関数として用いてヒスト
グラム等化するとき、与えられた映像の平均グレ−レベ
ルがそれ自体にマッピングされるように変換関数を調整
することにより、コントラストを改善しながら、与えら
れた映像の平均明るさが一定になるようにする映像改善
回路を提供することにある。
均明るさレベルに応じて平均明るさレベルに明るさ補償
値を加減して平均レベルを補償し、入力映像の平均グレ
−レベルが補償された平均明るさレベルにマッピングさ
れるように変換関数を調整することにより、明るさ補償
及びコントラスト改善を同時に行う映像改善回路を提供
することにある。
に本発明による映像改善方法は、所定の数のグレ−レベ
ルで表される映像信号をヒストグラム等化して映像を改
善する方法において、(a)画面単位で入力される映像
信号の累積密度関数を求める段階と、(b)画面単位で
入力される映像信号の平均レベルを計算する段階と、
(c)前記累積密度関数を変換関数として用いて入力さ
れる映像信号の各入力サンプルをグレ−レベルにマッピ
ングすることにより前記映像信号を等化するが、前記平
均レベルが同じレベルにマッピングされるように前記変
換関数を調整する段階とを含むことを特徴とする。
数のグレ−レベルで表される映像信号をヒストグラム等
化して映像を改善する方法において、(a)画面単位で
入力される映像信号の累積密度関数を求める段階と、
(b)画面単位で入力される映像信号の平均レベルを計
算する段階と、(c)前記入力映像の平均レベルに応じ
て明るさ補償値を前記平均レベルに加算して補償された
平均レベルを得る段階と、(d)前記累積密度関数を変
換関数として用いて入力される映像信号の各入力サンプ
ルをグレ−レベルにマッピングすることにより前記映像
信号を等化するが、前記平均レベルが前記補償された平
均レベルにマッピングされるように前記変換関数を調整
する段階とを含むことを特徴とする。
グレ−レベルで表される映像信号をヒストグラム等化し
て映像を改善する回路において、画面単位で入力される
映像信号の平均レベルを計算する第1計算手段と、画面
単位で入力される映像信号のグレ−レベル分布を計算
し、前記グレ−レベル分布に基づいて画面単位で累積密
度関数を計算して、前記映像信号の各入力サンプルに対
応する累積密度関数値と前記平均レベルに対する累積密
度関数値を出力する第2計算手段と、前記入力サンプル
をこれに対応する累積密度関数値と平均レベルに対する
累積密度関数値に応じてグレ−レベルにマッピングする
が、前記平均レベルが同じレベルにマッピングされるよ
うにして、マッピングされたレベルを等化された信号と
して出力する手段とを含むことを特徴とする。
数のグレ−レベルで表される映像信号をヒストグラム等
化して映像を改善する回路において、画面単位で入力さ
れる映像信号の平均レベルを計算する第1計算手段と、
画面単位で入力される映像信号のグレ−レベル分布を計
算し、前記グレ−レベル分布に基づいて画面単位で累積
密度関数を計算して、前記映像信号の各入力サンプルに
対応する累積密度関数値と前記平均レベルに対する累積
密度関数値を出力する第2計算手段と、入力映像の平均
明るさに基づく所定の補正関数に応じる明るさ補償値を
前記平均レベルに加算して補償された平均レベルを出力
する明るさ補償手段と、前記入力サンプルをこれに対応
する累積密度関数値と平均レベルに対する累積密度関数
値に応じてグレ−レベルにマッピングするが、前記平均
レベルを補償された平均レベルにマッピングして、マッ
ピングされたレベルを等化された信号として出力する手
段とを含むことを特徴とする。
明の実施の形態を詳しく説明する。先ず、本発明による
平均−マッチングヒストグラム等化を用いる映像改善方
法について説明する。ここで、{X}は与えられた映像
を、Xm は与えられた映像{X}の平均明るさレベルを
示す。与えられた映像{X}はL個の離散グレ−レベル
{X0 ,X1,..,XL-1 }からなる。ここで、X0
=0はブラックレベルを、XL-1 =1ホワイトレベルを
示す。かつ、Xm ∈{X0 ,X1 ,..,XL-1 }であ
る。
F)は次のように定義される。
Xk の発生回数を示し、nは映像{X}で全体のサンプ
ル数を示す。一方、累積密度関数(CDF)は次のよう
に定義される。
ンプルXk に対する典型的なヒストグラム等化の出力Y
t は次のように与えられる。 Yt =X0 +(XL-1 −X0 )c(Xk ) =c(Xk ) (式3) ここで、X0 =0,XL-1 =1と仮定した。
数として用いられる累積密度関数に応じて出力信号の平
均明るさレベルが入力信号の平均レベルから顕著に変わ
ることができるということである。このような問題点を
解決するため、本発明の第1方法では、累積密度関数と
結合して入力映像の平均レベルに基づく次のマッピング
動作を提案する。
プルは
マッピングされ、平均レベル(Xm )より大きいサンプ
ルは
ルにマッピングされる。式4において、Xm はXm にマ
ッピングされることがわかる。したがって、与えられた
映像を計算された累積密度関数に応じてヒストグラム等
化するとき、与えられた映像の平均レベルがそれ自体に
再びマッピングされるように累積密度関数に基づく変換
関数を式4のように調整して、与えられた映像の平均明
るさがヒストグラム等化により変化しなくないが、この
ような方法を本発明では平均−マッチングヒストグラム
等化と称する。
像信号の平均明るさが暗すぎるか、明るすぎる場合、明
るさ補償をする次のマッピング動作を提案する。
明るさに応じて所定の補正関数による所定の明るさ補償
値である。したがって、この補償された平均レベルBm
は平均レベルXm に明るさ補償値△を加算する結果とな
る。この際、Bm ∈{X0 ,X1 ,..,XL-1 }と仮
定する。したがって、明るさ補償値が0より大きければ
(△>0)、等化された出力Y H が明るくなり、明るさ
補償値が0より小さければ(△<0)、等化された出力
YH が暗くなる。△が増加するほど、低いグレ−レベル
領域の動的範囲が改善する一方、△が減少するほど、高
いグレ−レベル領域の動的範囲は改善する。与えられた
映像信号の平均レベルXm に応じて、すなわち明るさと
暗さに応じて適宜に補償された平均レベルBm は平均−
マッチングヒストグラム等化法と共に入力映像の画質を
大いに改善させる。
入力サンプルは
マッピングされ、平均Xm より大きい入力サンプルは、
にマッピングされる。式5において、Xm はBm にマッ
ピングされることがわかる。したがって、与えられた映
像を計算された累積密度関数値に応じてヒストグラム等
化するとき、与えられた映像の平均レベルが補償された
平均レベルにマッピングされるように確率密度関数に基
づく変換関数を式5のように調整して、与えられた映像
の平均明るさを補償しながら、ヒストグラム等化により
コントラストを改善する。
ッチングヒストグラム等化を用いる映像改善回路の実施
例を説明する。図1は本発明による平均−マッチングヒ
ストグラム等化を用いる映像改善回路の第1実施例によ
るブロック図である。図1において、フレ−ムヒストグ
ラム計算器102は入力される映像{X}に対して1画
面単位で式1を用いてグレ−レベル分布度を示す確率密
度関数p(X k )を計算する。ここで、画面単位はフレ
−ムである。しかしながら、他の対案において、前記画
面単位はフィ−ルドとなることもある。
ム計算器102で計算された1フレ−ムの確率密度関数
p(Xk )に基づき式2を用いて累積密度関数c
(Xk )を計算する。フレ−ム平均計算器106はフレ
−ム単位で入力映像{X}の平均レベルXmを計算し、
同期信号(ここでは、フレ−ム同期信号(SYNC))
に応じて計算された平均レベルXm をCDFメモリ11
0、第1、第2マッパ−112,114及び比較器11
6に出力する。
{X}を1フレ−ム単位で貯蔵する。CDF計算器10
4で計算された累積密度関数c(Xk )は現在の入力さ
れる映像{X}に比べて1フレ−ムだけ遅延された映像
の累積密度関数であるため、この累積密度関数c
(Xk )に該当するフレ−ムの映像信号が第1及び第2
マッパ−112,114に入力されるように、入力映像
{X}をフレ−ムメモリ108により1フレ−ムだけ遅
延させる。
で計算された累積密度関数c(Xk)をフレ−ム単位で
貯蔵し、同期信号(SYNC)に応じて更新して、フレ
−ムメモリ108から出力されるサンプルXk に対応す
る累積密度関数値c(Xk )と、フレ−ム平均計算器1
06から出力される平均レベルXm に対する累積密度関
数値c(Xm )を出力する。ここで、CDFメモリ11
0はバッファ−として用いられる。
から出力される累積密度関数値c(Xk ),c
(Xm )、フレ−ム平均計算器106から出力される平
均レベルXm及びフレ−ムメモリ108から出力される
入力サンプルXk を入力して式4の一番目の表現を用い
て1フレ−ムだけ遅延された入力サンプルXk をX0 か
らXmまでのグレ−レベルにマッピングして改善された
信号YH を出力する。
から出力される累積密度関数値c(Xk ),c
(Xm )、フレ−ム平均計算器106から出力される平
均レベルXm及びフレ−ムメモリ108から出力される
入力サンプルXk を入力して1フレ−ムだけ遅延された
入力サンプルXk を式4の二番目の表現を用いてX0 か
らXL- 1 までのグレ−レベルにマッピングして改善され
た信号YH を出力する。
出力される入力サンプルXk とフレ−ム平均計算器10
6から出力される平均レベルXm を比べて選択制御信号
を出力する。選択器118は選択制御信号に応じて第1
マッパ−112又は第2マッパ−114の出力信号を選
択する。すなわち、選択器118はフレ−ムメモリ10
8から出力されるサンプルXk が平均レベルXm 以下で
あれば、第1マッパ−112の出力信号を選択し、そう
でなければ、第2マッパ−114の出力信号を選択して
式4に示したような出力映像YH を出力する。
計算器102とCDF計算器104を別途に使用せず、
入力される映像信号{X}に対して1画面単位でグレ−
レベル分布を計算して、これに基づいてCDFを計算す
る一つのブロックから構成されることもある。図2は本
発明による平均−マッチングヒストグラム等化を用いる
映像改善回路の第2実施例によるブロック図である。図
2において、フレ−ムヒストグラム計算器202は入力
される映像{X}に対して画面単位で式1を用いてグレ
−レベル分布度を示すが確率密度関数p(Xk )を計算
する。
ム計算器202で計算された1フレ−ムの確率密度関数
p(Xk )に基づき、式2を用いて累積密度関数c(X
k )を計算する。フレ−ム平均計算器206はフレ−ム
単位で入力映像{X}の平均レベルXmを計算する。こ
の際、フレ−ム平均計算器206はフレ−ム同期信号S
YNCに応じて計算された平均レベルXm をCDFメモ
リ208、第1、第2マッパ−210,212及び比較
器214に出力する。
で計算された累積密度関数c(Xk)をフレ−ム単位で
貯蔵し、同期信号SYNCに応じて更新して、入力サン
プルXk に対応する累積密度関数値c(Xk )と、フレ
−ム平均計算器206から出力される平均レベルXm に
対する平均累積密度関数値c(Xm )を出力する。第1
マッパ−210はCDFメモリ208から出力される累
積密度関数値c(Xk ),c(Xm )、フレ−ム平均計
算器206から出力される平均レベルXm及び入力サン
プルXk を入力して入力サンプルXk を式4の一番目の
表現を用いてX0 からXm までのグレ−レベルにマッピ
ングして改善された信号YH を出力する。
から出力される累積密度関数値c(Xk ),c
(Xm )、フレ−ム平均計算器206から出力される平
均レベルXm及び入力サンプルXk を入力して式4の二
番目の表現を用いて入力サンプルXkをXm からXL-1
までのグレ−レベルにマッピングして改善された信号Y
H を出力する。
ム平均計算器206から出力される平均レベルXm を比
べて選択制御信号を出力する。選択器216は選択制御
信号に応じて第1マッパ−210又は第2マッパ−21
2の出力信号を選択する。すなわち、選択器216は入
力サンプルXk が平均レベル以下のときは、第1マッパ
−210の出力信号を選択し、そうでなければ、第2マ
ッパ−212の出力信号を選択する。
という特性を考慮して、図1に示した本発明の第1実施
例と比べるとき、図2に示した実施例ではフレ−ムメモ
リが省略してある。したがって、第1及び第2マッパ−
210,212に入力されるサンプルXk はCDFメモ
リ208の出力信号が関連するフレ−ムの次のフレ−ム
に属する信号となる。このように、フレ−ムメモリを省
略することにより、ハ−ドウェアが減少する。
トグラム等化を用いる映像改善回路の第3実施例による
ブロック図である。図3に示した回路の構成は、明るさ
補償器312、第1及び第2マッパ−314,316を
除いては、図1に示した回路のものと類似である。した
がって、明るさ補償器312、第1及び第2マッパ−3
14,316を説明する。
−ム平均計算器306から出力される平均レベルXm を
入力し、式6に示したように入力映像の平均明るさによ
る明るさ補償値△を平均レベルXm に加算して、補償さ
れた平均レベルBm を出力する。この明るさ補償値△は
図4(A)及び図4(B)に示した所定の補正関数によ
り決められる。しかしながら、図4(A)及び図4
(B)に示した補正関数は例示的なものに過ぎず、他の
形態を有する補正関数も対案として考えられることもあ
る。
数による明るさ補償値により等化された出力の明るさを
調節する。すなわち、入力映像の平均レベルXm がわず
かであれば、すなわち、暗すぎる映像であれば、“0”
より大きい明るさの補償値△を平均レベルXm に加算す
るので、本発明で提案している平均−マッチングヒスト
グラム等化方法により等化された出力は明るくなる。
過ぎると、すなわち、明るすぎる映像であれば、“0”
より小さい明るさの補償値△を平均レベルXm に加算す
るので、本発明で提案している平均−マッチングヒスト
グラム等化方法により等化された出力は暗くなる。した
がって、平均レベルXm に応じて所定の適宜な明るさの
補償値△により補償された平均レベルBm は入力映像の
画質を大幅に改善させる。
び図4(B)に示した明るさ補正関数に応じる明るさ補
償値△により補償された平均レベルBm と入力映像の平
均レベルXm の関係を示す図面である。一方、第1マッ
パ−314はCDFメモリ310から出力される累積密
度関数値c(Xk ),c(Xm )、明るさ補償器312
から出力される補償された平均レベルBm 及びフレ−ム
メモリ308から出力される入力サンプルXk を入力し
て、式5の一番目の表現を用いて入力サンプルXk をX
0 からBm までのグレ−レベルにマッピングして改善さ
れた信号YH を出力する。
から出力される累積密度関数値c(Xk ),c
(Xm )、明るさ補償器312から出力される補償され
た平均レベルBm 及びフレ−ムメモリ308から出力さ
れる1フレ−ムだけ遅延された入力サンプルXk を入力
して、式5の二番目の表現を用いて1フレ−ムだけ遅延
された入力サンプルXk をBm からXL-1 までのグレ−
レベルにマッパングして改善された信号YH を出力す
る。
トグラム等化を用いる映像改善回路の第4実施例による
ブロック図である。図6に示した回路の構成要素は明る
さ補償器410、第1及び第2マッパ−412,414
を除いては、図2に示した回路のものと類似である。し
たがって、明るさ補償器410、第1及び第2マッパ−
412,414を説明する。
−ム平均計算器406から出力される平均レベルXm を
入力し、式6に示したように入力映像の平均明るさに応
じる明るさ補償値△を平均レベルXm に加算して補償さ
れた平均レベルBm を出力する。第1マッパ−412は
CDFメモリ408から出力される累積密度関数値c
(Xk ),c(Xm )、明るさ補償器410から出力さ
れる補償された平均レベルBm 及び入力サンプルXk を
入力して、入力サンプルXk を式5の一番目の表現を用
いてX0 からXm までのグレ−レベルにマッピングして
改善された信号YHを出力する。
から出力される累積密度関数値c(Xk ),c
(Xm )、明るさ補償器410から出力される補償され
た平均レベルBm 及び入力サンプルXk を入力して、式
5の二番目の表現を用いて入力サンプルXk をBm から
XL-1 までのグレ−レベルにマッピングして改善された
信号Y H を出力する。
間には高い相関性を有するという特性を用いて図6に示
した回路ではフレ−ムメモリを省略することにより、ハ
−ドウェアを減少させる。
像信号の累積密度関数を変換関数として用いてヒストグ
ラム等化するとき、与えられた映像の平均グレ−レベル
がそれ自体にマッピングされるように変換関数を調整し
てコントラストを改善しながら、与えられた映像の平均
明るさを一定にすることができる。
密度関数に応じてヒストグラム等化するとき、与えられ
た映像の平均グレ−レベルが明るさに応じて補償された
平均レベルにマッピングされるように変換関数を調整し
て、明るさ補償とコントラスト改善を同時に行うことが
できる。さらに、暗すぎるか、明るすぎる入力映像信号
のコントラストを改善して画質を大いに改善させる。
化を用いる映像改善回路の第1実施例によるブロック図
である。
化を用いる映像改善回路の第2実施例によるブロック図
である。
化を用いる映像改善回路の第3実施例によるブロック図
である。
補正関数の例を示す。
した明るさ補正関数により補償された平均レベルと入力
映像の平均レベルの関係の例を示す。
化を用いる映像改善回路の第4実施例によるブロック図
である。
ム計算器 104,204,304,404 CDF計算器 106,206,306,406 フレーム平均計算器 108,308 フレームメモリ 110,208,310,408 CDFメモリ 112,210,314,412 第1マッパ− 114,212,316,414 第2マッパ− 116,214,318,416 比較器 118,216,320,418 選択器 312,410 明るさ補償器
Claims (18)
- 【請求項1】 所定の数のグレ−レベルで表される映像
信号をヒストグラム等化して映像を改善する方法におい
て、 (a)画面単位で入力される映像信号の累積密度関数を
求める段階と、 (b)画面単位で入力される映像信号の平均レベルを計
算する段階と、 (c)前記累積密度関数を変換関数として用いて入力さ
れる映像信号の各入力サンプルをグレ−レベルにマッピ
ングすることにより前記映像信号を等化するが、前記平
均レベルが同じレベルにマッピングされるように前記変
換関数を調整する段階とを含むことを特徴とする映像改
善方法。 - 【請求項2】 前記入力される映像信号を画面単位で遅
延する(d)段階をさらに含み、前記(c)段階では遅
延された映像信号を等化することを特徴とする請求項1
に記載の映像改善方法。 - 【請求項3】 所定の数のグレ−レベルで表される映像
信号をヒストグラム等化して映像を改善する方法におい
て、 (a)画面単位で入力される映像信号のグレ−レベル分
布を求め、前記グレ−レベル分布に基づいて画面単位で
累積密度関数を求める段階と、 (b)画面単位で入力される映像信号の平均レベルを計
算する段階と、 (c)前記累積密度関数に基づいて前記平均レベルに対
する累積密度関数値を求める段階と、 (d)前記入力される映像信号の各入力サンプルをこれ
に対応する累積密度関数値と平均レベルに対する累積密
度関数値に応じてグレ−レベルにマッピングすることに
より映像信号を等化するが、前記平均レベルが同じレベ
ルにマッピングされるようにする段階とを含むことを特
徴とする映像改善方法。 - 【請求項4】 前記入力される映像信号を画面単位で遅
延する(e)段階をさらに含み、前記(d)段階では遅
延された映像信号を等化することを特徴とする請求項3
に記載の映像改善方法。 - 【請求項5】 所定の数のグレ−レベルで表される映像
信号をヒストグラム等化して映像を改善する方法におい
て、 (a)画面単位で入力される映像信号の累積密度関数を
求める段階と、 (b)画面単位で入力される映像信号の平均レベルを計
算する段階と、 (c)前記入力映像の平均レベルに応じて明るさ補償値
を前記平均レベルに加算して補償された平均レベルを得
る段階と、 (d)前記累積密度関数を変換関数として用いて入力さ
れる映像信号の各入力サンプルをグレ−レベルにマッピ
ングすることにより前記映像信号を等化するが、前記平
均レベルが前記補償された平均レベルにマッピングされ
るように前記変換関数を調整する段階とを含むことを特
徴とする映像改善方法。 - 【請求項6】 前記入力される映像信号を画面単位で遅
延する(e)段階をさらに含み、前記(d)段階では遅
延された映像信号を等化することを特徴とする請求項5
に記載の映像改善方法。 - 【請求項7】 所定の数のグレ−レベルで表される映像
信号をヒストグラム等化して映像を改善する方法におい
て、 (a)画面単位で入力される映像信号のグレ−レベル分
布を求め、前記グレ−レベル分布に基づいて画面単位で
累積密度関数を求める段階と、 (b)画面単位で入力される映像信号の平均レベルを計
算する段階と、 (c)前記累積密度関数に基づいて前記平均レベルに対
する累積密度関数値を求める段階と、 (d)前記入力映像の平均レベルに応じて明るさ補償値
を前記平均レベルに加算して補償された平均レベルを得
る段階と、 (e)前記入力される映像信号の各入力サンプルをこれ
に対応する累積密度関数値と平均レベルに対する累積密
度関数値に応じてグレ−レベルにマッピングすることに
より映像信号を等化するが、前記平均レベルが補償され
た平均レベルにマッピングされるようにする段階とを含
むことを特徴とする映像改善方法。 - 【請求項8】 前記入力される映像信号を画面単位で遅
延する(f)段階をさらに含み、前記(e)段階では遅
延された映像信号を等化することを特徴とする請求項7
に記載の映像改善方法。 - 【請求項9】 所定の数のグレ−レベルで表される映像
信号をヒストグラム等化して映像を改善する回路におい
て、 画面単位で入力される映像信号の平均レベルを計算する
第1計算手段と、 画面単位で入力される映像信号のグレ−レベル分布を計
算し、前記グレ−レベル分布に基づいて画面単位で累積
密度関数を計算して、前記映像信号の各入力サンプルに
対応する累積密度関数値と前記平均レベルに対する累積
密度関数値を出力する第2計算手段と、 前記入力サンプルをこれに対応する累積密度関数値と平
均レベルに対する累積密度関数値に応じてグレ−レベル
にマッピングするが、前記平均レベルが同じレベルにマ
ッピングされるようにして、マッピングされたレベルを
等化された信号として出力する手段とを含むことを特徴
とする映像改善回路。 - 【請求項10】 前記第2計算手段で計算された累積密
度関数と関連するフレ−ムと同じフレ−ムに属する映像
サンプルを前記出力手段に供給するため、前記入力され
る映像信号を1画面単位で遅延する画面メモリをさらに
含むことを特徴とする請求項9に記載の映像改善回路。 - 【請求項11】 前記第2計算手段で計算された累積密
度関数を貯蔵し、画面単位で更新して入力映像信号の累
積密度関数値と前記平均レベルに対する累積密度関数値
を出力するバッファ−をさらに含むことを特徴とする請
求項9に記載の映像改善回路。 - 【請求項12】 前記出力手段は、 前記累積密度関数を用いて定義される第1変換関数に応
じて前記入力サンプルを第1範囲のグレ−レベルにマッ
ピングする第1マッパ−と、 前記累積密度関数を用いて定義される第2変換関数に応
じて前記入力サンプルを第2範囲のグレ−レベルにマッ
ピングする第2マッパ−と、 前記入力サンプルと前記平均レベルを比べて選択制御信
号を発生する比較器と、 前記選択制御信号に応じて前記第1マッパ−または前記
第2マッパ−の出力信号を選択するが、前記選択制御信
号は前記入力サンプルが平均レベル以下であれば、第1
マッパ−の出力信号を出力し、そうでなければ、第2マ
ッパ−の出力信号を選択する選択器とを含むことを特徴
とする請求項9に記載の映像改善回路。 - 【請求項13】 前記出力手段は、 前記累積密度関数を用いて定義される第1変換関数に応
じて前記画面メモリから出力される映像サンプルを第1
範囲のグレ−レベルにマッピングする第1マッパ−と、 前記累積密度関数を用いて定義される第2変換関数に応
じて前記画面メモリから出力される映像サンプルを第2
範囲のグレ−レベルにマッピングする第2マッパ−と、 前記画面メモリから出力される映像サンプルと前記平均
レベルを比べて選択制御信号を発生する比較器と、 前記選択制御信号に応じて前記第1マッパ−または前記
第2マッパ−の出力信号を選択するが、前記選択制御信
号は前記画面メモリから出力される映像サンプルが前記
平均レベル以下であれば、第1マッパ−の出力信号を出
力し、そうでなければ、第2マッパ−の出力信号を選択
する選択器とを含むことを特徴とする請求項10に記載
の映像改善回路。 - 【請求項14】 所定の数のグレ−レベルで表される映
像信号をヒストグラム等化して映像を改善する回路にお
いて、 画面単位で入力される映像信号の平均レベルを計算する
第1計算手段と、 画面単位で入力される映像信号のグレ−レベル分布を計
算し、前記グレ−レベル分布に基づいて画面単位で累積
密度関数を計算して、前記映像信号の各入力サンプルに
対応する累積密度関数値と前記平均レベルに対する累積
密度関数値を出力する第2計算手段と、 入力映像の平均明るさに基づく所定の補正関数に応じる
明るさ補償値を前記平均レベルに加算して補償された平
均レベルを出力する明るさ補償手段と、 前記入力サンプルをこれに対応する累積密度関数値と平
均レベルに対する累積密度関数値に応じてグレ−レベル
にマッピングするが、前記平均レベルを補償された平均
レベルにマッピングして、マッピングされたレベルを等
化された信号として出力する手段とを含むことを特徴と
する映像改善回路。 - 【請求項15】 前記第2計算手段で計算された累積密
度関数と関連するフレ−ムと同じフレ−ムに属する映像
サンプルを前記出力手段に供給するため、前記入力され
る映像信号を1画面単位で遅延する画面メモリをさらに
含むことを特徴とする請求項14に記載の映像改善回
路。 - 【請求項16】 前記第2計算手段で計算された累積密
度関数を貯蔵し、画面単位で更新して入力映像信号の累
積密度関数値と前記平均レベルに対する累積密度関数値
を出力するバッファ−をさらに含むことを特徴とする請
求項14に記載の映像改善回路。 - 【請求項17】 前記出力手段は、 前記累積密度関数を用いて定義される第1変換関数に応
じて前記入力サンプルを第1範囲のグレ−レベルにマッ
ピングする第1マッパ−と、 前記累積密度関数を用いて定義される第2変換関数に応
じて前記入力サンプルを第2範囲のグレ−レベルにマッ
ピングする第2マッパ−と、 前記入力サンプルと前記平均レベルを比べて選択制御信
号を発生する比較器と、 前記選択制御信号に応じて前記第1マッパ−または前記
第2マッパ−の出力信号を選択するが、前記選択制御信
号は前記入力サンプルが平均レベル以下であれば、第1
マッパ−の出力信号を出力し、そうでなければ、第2マ
ッパ−の出力信号を選択する選択器とを含むことを特徴
とする請求項14に記載の映像改善回路。 - 【請求項18】 前記出力手段は、 前記累積密度関数を用いて定義される第1変換関数に応
じて前記画面メモリから出力される映像サンプルを第1
範囲のグレ−レベルにマッピングする第1マッパ−と、 前記累積密度関数を用いて定義される第2変換関数に応
じて前記画面メモリから出力される映像サンプルを第2
範囲のグレ−レベルにマッピングする第2マッパ−と、 前記画面メモリから出力される映像サンプルと前記平均
レベルを比べて選択制御信号を発生する比較器と、 前記選択制御信号に応じて前記第1マッパ−または前記
第2マッパ−の出力信号を選択するが、前記選択制御信
号は前記画面メモリから出力される映像サンプルが前記
平均レベル以下であれば、第1マッパ−の出力信号を出
力し、そうでなければ、第2マッパ−の出力信号を選択
する選択器とを含むことを特徴とする請求項15に記載
の映像改善回路。
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