JP2012505460A - Image contrast enhancement - Google Patents

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Abstract

装置は、１又はそれ以上のカラー画像に対してコントラスト強調を実行するように構成される。本装置は、画像エリアに関する色値をもつ前記カラー画像を与える画像ソース１０１を有し、各画像エリアは、詳細には、画素に対応し得る。コントラスト強調処理部１０３は、前記画像エリアに関する色値に応じて少なくとも幾つかの画像エリア対して輝度特性を変更することにより、前記カラー画像に対してコントラスト強調を実行する。コントラスト強調処理部１０３は、詳細には、画素の色に関する公称輝度値に対して輝度値を正規化することにより、画素に関する補償済み輝度値を生成し得る。そして、輝度コントラスト強調は、補償済み輝度値に対して実行される。本アプローチは、向上した画像品質を可能にし、詳細には、カラーバリエーションによる不自然な影効果の導入を低減し得る。  The apparatus is configured to perform contrast enhancement on one or more color images. The apparatus comprises an image source 101 that provides the color image with color values relating to an image area, and each image area may correspond in particular to a pixel. The contrast enhancement processing unit 103 performs contrast enhancement on the color image by changing luminance characteristics for at least some of the image areas in accordance with color values relating to the image area. Specifically, the contrast enhancement processing unit 103 may generate the compensated luminance value for the pixel by normalizing the luminance value with respect to the nominal luminance value for the pixel color. Then, luminance contrast enhancement is performed on the compensated luminance value. This approach allows for improved image quality and, in particular, can reduce the introduction of unnatural shadow effects due to color variations.

Description

本発明は、画像のコントラスト強調に関し、詳細には、排他的ではないが、カラービデオ信号の動画のコントラスト強調に関する。   The present invention relates to image contrast enhancement, and more particularly, but not exclusively, to contrast enhancement of moving images of color video signals.

画像のコントラスト強調は、準最適なコントラストをもつように把握された画像の画像品質を向上させるために、静止画及び動画の双方に対して広く適用されている。従来のコントラスト強調手法は、画像の輝度（明るさ）特性を変更することにより、例えば明るいエリアをより明るく、暗いエリアをより暗くする非線形関数を適用することにより、動作する。例えば、ビデオ信号用の輝度信号は、ダイナミックレンジ拡張関数（dynamic range expander function）を適用することにより変更され得る。しかしながら、このアプローチは、多くのアプリケーションに対して適切な性能を提供することができるが、多くのカラー画像に対して準最適になる傾向にあり、幾つかの状況において画像品質の劣化又は歪みをもたらし得る。例えば、飽和した赤色及び青色は、本質的な低輝度（典型的には、それぞれ白色の約２０％及び１０％）に関連付けられ、従来のコントラスト強調技術は、斯様な色が不自然な影領域の導入をもたらす明るさにおいて更に減少されるという不所望な効果をもたらす傾向にある。   Image contrast enhancement has been widely applied to both still images and moving images in order to improve the image quality of images that have been grasped to have sub-optimal contrast. Conventional contrast enhancement techniques operate by changing the luminance (brightness) characteristics of the image, for example by applying a non-linear function that brightens bright areas and darkens dark areas. For example, the luminance signal for a video signal can be changed by applying a dynamic range expander function. However, while this approach can provide adequate performance for many applications, it tends to be suboptimal for many color images, and in some situations can reduce image quality degradation or distortion. Can bring. For example, saturated reds and blues are associated with intrinsic low brightness (typically about 20% and 10% of white respectively), and conventional contrast enhancement techniques make such colors appear unnatural. It tends to have the undesirable effect of being further reduced in brightness resulting in the introduction of the region.

外部において、オブジェクトは、これらが光源により照らされて光が観察者の目に反射されたときに、観察者により理解される。反射された光のスペクトルは、光源のスペクトルの生成物及びオブジェクトの反射率のそれぞれとして計算され得る。そして、良く知られたカラーマッチング関数を用いて、CIE 1931 xy色度座標が、目に入る光の座標から計算され得る。光及び光源のシーン反射１００％のオブジェクトは、フラットなスペクトル（又は太陽光のような比較的フラットなスペクトル）を有し、白色オブジェクトが見られるだろう。このオブジェクトは、シーンにおける全ての反射するオブジェクトのうち最も高い可能な明るさを有する。オブジェクトが狭いスペクトル帯だけを反射するときには、これは、非常に飽和した色（例えば、飽和した赤色に対して６３０ｎｍ）を有するだろう。しかしながら、その明るさは、他の波長の光の全てが吸収されるので、非常に低くなるだろう。更に、同一の光強度をもつ異なる波長が異なるレベルの明るさをもつように知覚されるので、知覚された明るさは特定の色に依存するだろう。   Outside, objects are understood by the viewer when they are illuminated by a light source and the light is reflected in the viewer's eyes. The spectrum of reflected light can be calculated as the product of the light source spectrum and the reflectance of the object, respectively. Then, using well-known color matching functions, CIE 1931 xy chromaticity coordinates can be calculated from the coordinates of the light entering the eye. An object with 100% light and light source scene reflection will have a flat spectrum (or a relatively flat spectrum such as sunlight) and a white object will be seen. This object has the highest possible brightness of all the reflective objects in the scene. When an object reflects only a narrow spectral band, it will have a very saturated color (eg, 630 nm for saturated red). However, its brightness will be very low because all of the other wavelengths of light are absorbed. Furthermore, since different wavelengths with the same light intensity are perceived as having different levels of brightness, the perceived brightness will depend on the particular color.

それ故、例えば飽和した色のために、比較的明るいオブジェクトでさえも比較的低い輝度値を有し、コントラスト強調は、明るさのレベルを更に低減させる傾向にあるだろう。従って、多くのシーンに対して、コントラスト強調は、画像品質を低下させる傾向にあり、特に、追加の影効果を導入し、異なる色間の区別を悪化させ得る。   Therefore, for example, due to saturated colors, even relatively bright objects will have relatively low luminance values, and contrast enhancement will tend to further reduce the level of brightness. Thus, for many scenes, contrast enhancement tends to reduce image quality, and in particular, can introduce additional shadow effects and worsen the distinction between different colors.

それ故、画像のコントラスト強調のための改良されたシステムが有利であり、特に、増大した自由度、促進された動作又は実装、向上した画像品質及び／又は向上した性能を可能にするシステムが有利であるだろう。   Therefore, an improved system for image contrast enhancement is advantageous, particularly a system that allows increased flexibility, enhanced operation or implementation, improved image quality and / or improved performance. Would be.

従って、本発明は、好ましくは、１又はそれ以上の前述した欠点を単独で又は任意の組み合わせにおいて軽減、緩和又は除去することを目的としている。   The present invention is therefore preferably aimed at reducing, mitigating or eliminating one or more of the above-mentioned drawbacks, alone or in any combination.

本発明の第１の態様によれば、カラー画像のコントラスト強調のための装置であって、画像エリアに関する色値をもつカラー画像を与える手段と、前記画像エリアに関する色値に応じて少なくとも幾つかの画像エリアの各画像エリアの輝度特性を変更することにより、前記カラー画像に対してコントラスト強調を実行するためのコントラスト強調手段とを有する、装置が提供される。   According to a first aspect of the present invention, there is provided an apparatus for contrast enhancement of a color image, the means for providing a color image having a color value relating to the image area, and at least some depending on the color value relating to the image area. There is provided an apparatus having contrast enhancement means for performing contrast enhancement on the color image by changing the luminance characteristics of each of the image areas.

本発明は、画像に対する向上したコントラスト強調を可能にする。特に、本発明は、低く知覚された明るさに対応するとともに多くの実施形態において影効果及び色知覚の低下を阻止及び削減し得る色エリアをもつ画像に対して向上したコントラスト強調を与え得る。本発明は、特に、照射されたエリアを強化しながら影領域の改良された暗色化を与えるコントラスト強調を可能にする。本アプローチは、多くの実施形態において、特定の色値に対して、コントラスト強調の改良された非依存性を提供し得る。本発明は、カラー画像により描かれたシーンのより鮮明で現実的な外見を与えるコントラスト強調を適宜可能にし得る。   The present invention enables improved contrast enhancement for images. In particular, the present invention can provide improved contrast enhancement for images with color areas that correspond to low perceived brightness and in many embodiments can prevent and reduce shadow effects and reduced color perception. The present invention particularly enables contrast enhancement that provides improved darkening of shadow areas while enhancing the illuminated area. This approach may provide improved independence of contrast enhancement for a particular color value in many embodiments. The present invention can suitably enable contrast enhancement that gives a clearer and more realistic appearance of a scene drawn with a color image.

各画像エリアは、１又はそれ以上の画素に対応し得るか又はこれらの画素を有し得る。更に、少なくとも幾つかの画像エリアは、画像エリア全体をカバーしてもよく、及び／又は、画像エリアと重ならなくてもよい。詳細には、少なくとも幾つかの画像エリアは、デジタルカラー画像の全ての画素に対応し得る。カラー画像は、静止画であってもよく、又は、ビデオ信号のフレームのような画像シーケンスの画像であってもよい。色値は、色表現又は組み合わせられた輝度及び彩度の表現により表され得る。例えば、アナログビデオ信号に関して、輝度値は、輝度信号の信号値により与えられ、色値は、１又はそれ以上の彩度信号の値に対応し得る。色値は、ディスプレイの複数の主色のそれぞれに関する色値のような、異なる色成分に関する別個の値を有する合成値であってもよい。   Each image area may correspond to one or more pixels or may have these pixels. Further, at least some image areas may cover the entire image area and / or may not overlap the image area. In particular, at least some image areas may correspond to all the pixels of the digital color image. The color image may be a still image or an image sequence image such as a frame of a video signal. The color value may be represented by a color representation or a combined luminance and saturation representation. For example, for an analog video signal, the luminance value is given by the signal value of the luminance signal, and the color value may correspond to the value of one or more saturation signals. The color value may be a composite value having distinct values for different color components, such as a color value for each of a plurality of primary colors of the display.

本発明のオプション的な特徴によれば、コントラスト強調手段は、前記画像エリアの前記色値に応じて、前記少なくとも幾つかの画像エリアのそれぞれに関する補償済み輝度値を生成するための補償手段と、前記補償済み輝度値に対して輝度コントラスト強調を実行するための手段とを有する。   According to an optional feature of the invention, the contrast enhancement means comprises compensation means for generating a compensated luminance value for each of the at least some image areas in response to the color value of the image area; Means for performing brightness contrast enhancement on the compensated brightness value.

本特徴は、向上した及び／又は促進されたコントラスト強調を提供し得る。詳細には、本特徴は、多くのシーンにおいて向上した画像品質を可能にする一方で、低複雑度の実装及び動作を提供する。   This feature may provide improved and / or enhanced contrast enhancement. Specifically, this feature provides low complexity implementation and operation while allowing improved image quality in many scenes.

補償済み輝度値は、他の色に対する、詳細には白色に対する、その色値により表された色に関する相対的な知覚輝度を特に反映し得る。   The compensated luminance value may specifically reflect the relative perceived luminance for the color represented by that color value relative to other colors, in particular to white.

本発明のオプション的な特徴によれば、補償手段は、第１の画像エリアの公称輝度値を前記第１の画像エリアの色値の関数として決定するための公称輝度手段と、前記第１の画像エリアに関する補償済み輝度値を前記公称輝度値及び前記第１の画像エリアの輝度値の関数として生成するための輝度決定手段とを更に有する。   According to an optional feature of the invention, the compensation means comprises nominal brightness means for determining a nominal brightness value of a first image area as a function of a color value of the first image area; Brightness determining means for generating a compensated brightness value for the image area as a function of the nominal brightness value and the brightness value of the first image area;

本特徴は、改良及び／又は促進されたコントラスト強調を提供し得る。詳細には、本特徴は、多くの状況において向上した画像品質可能にする一方で、低複雑度の実装及び動作を提供する。   This feature may provide improved and / or enhanced contrast enhancement. In particular, this feature provides low complexity implementation and operation while allowing improved image quality in many situations.

公称輝度値は、画像エリアの所与の（予め決められた）輝度レベルの他の色（及び特に白色）に対する、その色値により表された色に関する相対的な知覚輝度を特に反映し得る。それ故、色値は、特定の輝度レベルに対応するように補償され、公称輝度値は、この特定の輝度レベルに関する色の知覚された明るさを示し得る。詳細には、複数成分の色値に関して、公称輝度値は、個々の複数成分色値の所与の組み合わせられた値に関する知覚された相対的な明るさに対応し得る。例えば、公称輝度値は、色値により表された色に関する知覚された相対的な明るさに対応し得るが、（複数成分色値の間の同一の関係を維持しながら）予め決められた度合いをもつ。   The nominal luminance value may specifically reflect the relative perceived luminance for the color represented by that color value for other colors (and especially white) for a given (predetermined) luminance level of the image area. Therefore, the color value is compensated to correspond to a particular luminance level, and the nominal luminance value can indicate the perceived brightness of the color for this particular luminance level. Specifically, for multi-component color values, the nominal luminance value may correspond to the perceived relative brightness for a given combined value of the individual multi-component color values. For example, the nominal luminance value may correspond to the perceived relative brightness for the color represented by the color value, but with a predetermined degree (while maintaining the same relationship between the multi-component color values) It has.

本発明のオプション的な特徴によれば、補償手段は、前記公称輝度値に対して前記第１の画像エリアに関する前記輝度値を正規化することにより、前記第１の画像エリアに関する前記補償済み輝度値を生成するように構成される。   According to an optional feature of the invention, the compensation means normalizes the brightness value for the first image area with respect to the nominal brightness value, thereby compensating the compensated brightness for the first image area. Configured to generate a value.

これは、画像におけるカラーバリエーションの特に有利な補償を提供し得る。   This can provide a particularly advantageous compensation for color variations in the image.

本発明のオプション的な特徴によれば、前記公称輝度手段は、複数の色値に関する公称輝度値を有するルックアップテーブルを格納するためのデータ格納部を有し、前記ルックアップテーブルにおけるテーブルルックアップにより前記公称輝度値を決定するように構成される。   According to an optional feature of the invention, the nominal luminance means comprises a data storage for storing a lookup table having nominal luminance values for a plurality of color values, the table lookup in the lookup table. Is configured to determine the nominal luminance value.

これは、多くの実施形態において促進された動作を可能にし、及び／又は、複雑度及び／又はリソース消費を削減し得る。ルックアップテーブルは、特定の色に関する予め決められた輝度値を特に有し得る。   This may allow facilitated operation in many embodiments and / or reduce complexity and / or resource consumption. The lookup table may specifically have a predetermined brightness value for a particular color.

本発明のオプション的な特徴によれば、前記公称輝度値は、前記第１の画像エリアの前記色値に関する最大輝度値である。   According to an optional feature of the invention, the nominal luminance value is a maximum luminance value for the color value of the first image area.

これは、特に有利なコントラスト強調を可能にし、詳細には、色の関数としての知覚輝度バリエーションの影響に関して極めて効果的な補償を提供する。代わりに又は加えて、これは、所与の色値に関する最大輝度が決定を比較的容易にするので、促進された実装及び／又は動作のために提供され得る。   This enables a particularly advantageous contrast enhancement and in particular provides a very effective compensation for the influence of perceived luminance variations as a function of color. Alternatively or additionally, this can be provided for facilitated implementation and / or operation, as the maximum brightness for a given color value makes it relatively easy to determine.

本発明のオプション的な特徴によれば、前記公称輝度手段は、前記色値の複数の線形色成分値の関数として前記公称輝度を決定するように構成され、各色成分値は、表示主色に対応する。   According to an optional feature of the invention, the nominal luminance means is configured to determine the nominal luminance as a function of a plurality of linear color component values of the color value, wherein each color component value is a display primary color. Correspond.

例えば、色値は、線形の赤、緑及び青の主色成分値により（即ち、１のガンマ値を伴うＲＧＢカラースキームに対応する線形ＲＧＢカラースキームに応じて）与えられ得る。本アプローチは、色の関数としての知覚輝度バリエーションを反映する適切な公称輝度値を決定する効果的な手法を提供し得る。線形色成分値は、色値に関する最大輝度値を決定するための特に用いられ得る。   For example, color values may be given by linear red, green and blue principal color component values (ie, depending on the linear RGB color scheme corresponding to the RGB color scheme with a gamma value of 1). This approach can provide an effective way to determine an appropriate nominal luminance value that reflects perceived luminance variations as a function of color. The linear color component value can be used in particular to determine the maximum luminance value for the color value.

幾つかの実施形態において、本装置は、（例えば１とは異なるガンマ値をもつＲＧＢ値のような）非線形の色成分値から線形の色成分値に色値を変換するための手段を有し得る。   In some embodiments, the apparatus comprises means for converting a color value from a non-linear color component value (eg, an RGB value having a gamma value different from 1) to a linear color component value. obtain.

本発明のオプション的な特徴によれば、前記公称輝度手段は、前記線形色成分値の最大値に対して前記線形色成分値を正規化することにより、正規化された色成分値を生成し、前記正規化された色成分値の組み合わせとして前記公称輝度を決定するように構成され、前記組み合わせは、線形色成分値に対応する各色に関する知覚輝度の寄与度に対応する重み付けを有する。   According to an optional feature of the invention, the nominal luminance means generates a normalized color component value by normalizing the linear color component value with respect to a maximum value of the linear color component value. , Configured to determine the nominal luminance as a combination of the normalized color component values, the combination having a weight corresponding to a perceived luminance contribution for each color corresponding to a linear color component value.

これは、公称輝度の特に有利な決定を提供し得る。詳細には、公称輝度の促進及び／又は改良された決定が実現され得る。   This may provide a particularly advantageous determination of nominal brightness. In particular, nominal brightness enhancement and / or improved determination may be realized.

本発明のオプション的な特徴によれば、前記公称輝度手段は、前記線形色成分値の組み合わせとして前記第１の画像エリアに関する輝度値を決定するように構成され、前記組み合わせは、線形色成分値に対応する各色に関する知覚輝度の寄与度に対応する重み付けを有する。   According to an optional feature of the invention, the nominal luminance means is arranged to determine a luminance value for the first image area as a combination of the linear color component values, the combination comprising a linear color component value The weighting corresponding to the degree of contribution of perceived luminance for each color corresponding to.

これは、輝度値の特に有利な決定を提供し得る。詳細には、輝度値の促進及び／又は改良された決定が実現され得る。   This can provide a particularly advantageous determination of the luminance value. In particular, facilitation of brightness values and / or improved determination can be realized.

本発明のオプション的な特徴によれば、前記コントラスト強調手段は、前記輝度コントラスト強調から生ずるコントラスト強調された輝度値を脱補償するための手段を更に有し、前記脱補償は、前記補償手段の逆動作に対応する。   According to an optional feature of the invention, the contrast enhancement means further comprises means for decompensating a contrast enhanced luminance value resulting from the luminance contrast enhancement, wherein the decompensation comprises: Corresponds to reverse operation.

本特徴は、改良及び／又は促進されたコントラスト強調を提供し得る。詳細には、本特徴は、多くの状況において向上した画像品質を可能にする一方で、低複雑度の実装及び動作を提供する。   This feature may provide improved and / or enhanced contrast enhancement. In particular, this feature provides low complexity implementation and operation while allowing improved image quality in many situations.

例えば、脱補償は、輝度値の生ずる相対的変更が、輝度コントラスト強調により補償済み輝度値に適用された相対的変更に対応するようになる。   For example, decompensation causes the relative change in which the brightness value occurs to correspond to the relative change applied to the compensated brightness value by brightness contrast enhancement.

本発明のオプション的な特徴によれば、前記コントラスト強調手段は、少なくとも第１の画像エリアに対して、前記第１の画像エリアに関する補償済み輝度値と前記輝度コントラスト強調から生ずる強調された輝度値との間の関係を決定するための手段と、前記関係に応じて前記第１の画像エリアに関する色値を変更するための変更手段とを更に有する。   According to an optional feature of the invention, the contrast enhancement means is for at least a first image area, a compensated luminance value for the first image area and an enhanced luminance value resulting from the luminance contrast enhancement. And a changing means for changing a color value related to the first image area in accordance with the relation.

本特徴は、改良及び／又は促進されたコントラスト強調を提供し得る。詳細には、本特徴は、多くの実施形態において向上した画像品質を可能にする一方で、低複雑度の実装及び動作を提供する。   This feature may provide improved and / or enhanced contrast enhancement. In particular, this feature provides low complexity implementation and operation while allowing improved image quality in many embodiments.

例えば、脱補償は、輝度値の生ずる相対的な変更が輝度コントラスト強調により補償済み輝度値に適用された相対的な変更に対応するようになる。   For example, decompensation causes the relative change in which the brightness value occurs to correspond to the relative change applied to the compensated brightness value by brightness contrast enhancement.

本発明のオプション的な特徴によれば、前記変更手段は、前記第１の画像エリアに関する色値の色成分値を、前記第１の画像エリアに関する前記補償済み輝度値と前記第１の画像エリアに関する前記輝度値との間の割合で乗算するように構成され、各色成分値は、表示主色に対応する。   According to an optional feature of the invention, the changing means includes a color component value of a color value relating to the first image area, the compensated luminance value relating to the first image area, and the first image area. The color component value corresponds to a display main color.

これは、特に効果的で低複雑度の動作を提供し得る。   This can provide a particularly effective and low complexity operation.

本発明のオプション的な特徴によれば、本装置は、非線形マルチカラー成分色値を線形マルチカラー成分色値に変換するための手段を更に有し、前記輝度手段は、前記線形マルチカラー成分色値に応じて輝度値を決定するように構成される。   According to an optional feature of the invention, the apparatus further comprises means for converting a non-linear multicolor component color value to a linear multicolor component color value, wherein the luminance means is the linear multicolor component color. The luminance value is determined according to the value.

本特徴は、改良及び／又は促進されたコントラスト強調を提供し得る。詳細には、本特徴は、多くの実施形態において向上した画像品質を可能にする一方で、低複雑度の実装及び動作を提供する。   This feature may provide improved and / or enhanced contrast enhancement. In particular, this feature provides low complexity implementation and operation while allowing improved image quality in many embodiments.

本発明のオプション的な特徴によれば、前記コントラスト強調手段は、前記色値に応じて各画像エリアに関する照射強度値を決定し、前記照射強度値に対して前記コントラスト強調を実行するための手段を有する。   According to an optional feature of the invention, the contrast enhancement means determines an illumination intensity value for each image area in accordance with the color value and performs the contrast enhancement on the illumination intensity value. Have

本特徴は、改良及び／又は促進されたコントラスト強調を提供し得る。詳細には、本特徴は、多くの実施形態において向上した画像品質を可能にする一方で、低複雑度の実装及び動作を提供する。   This feature may provide improved and / or enhanced contrast enhancement. In particular, this feature provides low complexity implementation and operation while allowing improved image quality in many embodiments.

本発明の他の態様によれば、カラー画像のためのコントラスト強調の方法であって、画像エリアに関する色値をもつ前記カラー画像を与えるステップと、前記画像エリアに関する色値に応じて少なくとも幾つかの画像エリアの各画像エリアに関する輝度特性を変更することにより、前記カラー画像に対してコントラスト強調を実行するステップとを有する、方法が提供される。   According to another aspect of the invention, there is provided a method for contrast enhancement for a color image, the step of providing the color image having a color value relating to an image area, and at least some depending on the color value relating to the image area. Performing contrast enhancement on the color image by changing a luminance characteristic for each image area of the image area.

本発明のこれら及び他の態様、特徴及び利点は、後述される実施形態から明らかになり、これらの実施形態を参照し説明されるだろう。   These and other aspects, features and advantages of the present invention will be apparent from and will be elucidated with reference to the embodiments described hereinafter.

本発明の実施形態は、図面を参照して、単なる例により述べられるだろう。   Embodiments of the invention will now be described by way of example only with reference to the drawings.

本発明の幾つかの実施形態によるコントラスト強調装置の一例の図である。1 is an example of a contrast enhancement device according to some embodiments of the present invention. 本発明の幾つかの実施形態によるコントラスト強調処理部の一例の図である。It is a figure of an example of the contrast emphasis processing part by some embodiments of the present invention. コントラスト強調アルゴリズムに関する輝度遷移特性の一例の図である。It is a figure of an example of the luminance transition characteristic regarding a contrast emphasis algorithm. 本発明の幾つかの実施形態によるカラー画像のためのコントラスト強調の方法の一例の図である。FIG. 6 is an example of a method for contrast enhancement for a color image according to some embodiments of the invention.

図１は、１又はそれ以上のカラー画像に対してコントラスト強調を実行するためのコントラスト強調装置の一例を示している。以下において、本装置により実行されるコントラスト強調は、単一のデジタルカラー画像のためのコントラスト強調を中心に述べられるだろう。しかしながら、他の実施形態において、コントラスト強調は、例えば、デジタルビデオ信号のビデオフレームのような画像のシーケンスに適用されてもよく、又は、アナログカラービデオ信号のようなカラー画像のアナログ表現に対して直接的に適用されてもよいことが理解されるだろう。   FIG. 1 shows an example of a contrast enhancement device for performing contrast enhancement on one or more color images. In the following, the contrast enhancement performed by the apparatus will be described with a focus on contrast enhancement for a single digital color image. However, in other embodiments, contrast enhancement may be applied to a sequence of images, such as a video frame of a digital video signal, or for an analog representation of a color image, such as an analog color video signal. It will be understood that it may be applied directly.

コントラスト強調装置は、特定の例においては画像の各画素に関する色値により表されたデジタル静止画像であるカラー画像を与えるように構成されたカラー画像ソース１０１を有する。色値は、詳細には、特定の色空間に対応するマルチカラー色値のセットである。それ故、値は、画像を示すためにディスプレイの各主色に対して与えられる。例えば、色値は、例えばＸＹＺ又はＲＧＢ色空間の色成分に対応する３つのマルチカラー色値を含み得る。   The contrast enhancement device has a color image source 101 configured to provide a color image, which in a particular example is a digital still image represented by a color value for each pixel of the image. The color value is specifically a set of multi-color color values corresponding to a specific color space. Therefore, a value is given for each primary color of the display to show the image. For example, the color value may include three multi-color color values corresponding to color components in, for example, XYZ or RGB color space.

以下の説明は、各画素に関する色値がＲＧＢ色空間のそれぞれ赤色、緑色及び青色に関する３つの駆動値を含む例に着目するだろう。しかしながら、他の色表現が他の実施形態に用いられてもよいことが理解されるだろう。例えば、幾つかの状況において、画像は、更にアナログ又はデジタルの表現であり得る輝度及び彩度の値により表されてもよい。   The following description will focus on an example where the color value for each pixel includes three drive values for red, green and blue, respectively, in the RGB color space. However, it will be understood that other color representations may be used in other embodiments. For example, in some situations, an image may be further represented by luminance and saturation values that may be analog or digital representations.

他の例において、別個の色値が各画像画素に対して与えられるのではなく、むしろ、一の色値が複数の画素に対応し得る画像エリアに関する色情報を与え得ることも理解されるだろう。例えば、輝度データが画素毎に基づき与えられる一方で、色値は、各画素ブロックが複数の画素を有する画素ブロック毎に基づき与えられる（例えば、色データは、４つの画素のブロックに対して与えられ得る）。それ故、画像エリアは、１又はそれ以上の画素を有する画素ブロックであり得る。   It will also be appreciated that in other examples, separate color values are not provided for each image pixel, but rather color information about an image area where one color value may correspond to multiple pixels. Let's go. For example, while luminance data is provided on a pixel-by-pixel basis, color values are provided on a pixel block basis where each pixel block has a plurality of pixels (eg, color data is provided for a block of four pixels. Can be). Therefore, the image area can be a pixel block having one or more pixels.

カラー画像ソース１０１は、例えば、ハードディスク若しくは他の格納手段のような内部ソースからカラー画像を取り出すことによりこのカラー画像を与えてもよく、又は、例えば、外部ソースからカラー画像を受信するためのレシーバを有してもよい。   The color image source 101 may provide this color image by retrieving the color image from an internal source such as a hard disk or other storage means, or a receiver for receiving a color image from an external source, for example. You may have.

カラー画像ソース１０１は、画像に対してコントラスト強調を実行するように構成されたコントラスト強調処理部１０３に結合される。コントラスト強調は、個々の画像エリアに関する色値に依存して少なくとも幾つかの画像エリアに関する輝度特性を変更することを含む。それ故、コントラスト強調処理部１０３は、輝度情報を考慮するだけでなく、変更される画像エリアの色に依存するコントラスト強調を実行する。例えば、画素値の調節は、輝度だけでなく、その画素の色にも依存する。   The color image source 101 is coupled to a contrast enhancement processing unit 103 configured to perform contrast enhancement on the image. Contrast enhancement includes changing luminance characteristics for at least some image areas depending on the color values for the individual image areas. Therefore, the contrast enhancement processing unit 103 not only considers luminance information, but also performs contrast enhancement depending on the color of the image area to be changed. For example, adjustment of a pixel value depends not only on luminance but also on the color of the pixel.

詳細には、コントラスト強調処理部１０３は、画像エリアの輝度がコントラスト強調前の画像エリアの色の最大輝度に対して正規化されるように、画像エリアの輝度特性を正規化する。この正規化の手順は、シーンにおける照射強度の近似値を効果的に与える。   Specifically, the contrast enhancement processing unit 103 normalizes the luminance characteristics of the image area so that the luminance of the image area is normalized with respect to the maximum luminance of the color of the image area before contrast enhancement. This normalization procedure effectively gives an approximation of the illumination intensity in the scene.

そして、コントラスト強調処理部１０３は、影領域を暗くし、色に関わらず照射されたエリアにおける輝度を増大させることにより、正規化された画像に対してコントラスト強調を実行する。その後、生ずるコントラスト強調された画像は、元の画像に対応するコントラスト強調された画像を与えるために脱正規化され得る。   The contrast enhancement processing unit 103 darkens the shadow area and increases the luminance in the irradiated area regardless of the color, thereby performing contrast enhancement on the normalized image. The resulting contrast enhanced image can then be denormalized to give a contrast enhanced image corresponding to the original image.

コントラスト強調が特定の色に関する知覚輝度の依存状態を考慮するので、本アプローチは、改良されたコントラスト強調を与えるためにコントラスト強調が局所的な色状態に適合されるのを可能にする。詳細には、異なる色のコントラスト強調は、より多くの一貫性のあるコントラスト強調を与えるように調和され得る。これは、詳細には、相対的な明るさよりもむしろ色に起因して低い輝度値を有する比較的明るい色の暗色化を阻止することができる。例えば、従来のコントラスト強調のアプローチにおいて、本質的に低い最大輝度に関連付けられた飽和色（例えば赤色及び青色）は、緑色や黄色のような高い本質的な最大輝度をもつ色よりも暗くならない。その結果は、現実的な影効果及びより明るい色の差別化をもつより明るくより鮮明な画像になり得る。   Since contrast enhancement considers the perceived luminance dependence for a particular color, this approach allows the contrast enhancement to be adapted to the local color state to provide improved contrast enhancement. In particular, the contrast enhancement of different colors can be harmonized to give more consistent contrast enhancement. This can in particular prevent darkening of relatively light colors having low luminance values due to color rather than relative brightness. For example, in conventional contrast enhancement approaches, saturated colors (e.g., red and blue) associated with inherently low maximum brightness are not darker than colors with high intrinsic maximum brightness, such as green and yellow. The result can be a brighter and clearer image with realistic shadow effects and brighter color differentiation.

輝度の補償は、詳細には、画像エリアに関する色特有の輝度値よりもむしろ、画像エリアに関する色特有ではない照射強度に対応する補償済み輝度をもたらし得る。それ故、補償済み輝度は、画像オブジェクトにより反射された光から生ずる知覚輝度よりもむしろ、画像オブジェクトに位置する白色光の強さを反映する。それ故、図２の例において、コントラスト強調プロセスは、元の輝度値よりも照射値に適用される。   Luminance compensation may in particular result in compensated luminance corresponding to illumination intensity that is not color specific for the image area, rather than color specific luminance values for the image area. Therefore, the compensated luminance reflects the intensity of white light located on the image object, rather than the perceived luminance that results from the light reflected by the image object. Therefore, in the example of FIG. 2, the contrast enhancement process is applied to the illumination values rather than the original luminance values.

図２は、図１のコントラスト強調処理部１０３のより詳細な要素を示している。   FIG. 2 shows more detailed elements of the contrast enhancement processing unit 103 of FIG.

本例において、コントラスト強調処理部１０３は、３つの非線形成分値を有するマルチカラー成分色値の形式でデータを受信する。３つの成分の非線形色フォーマットは、例えばＸＹＺフォーマットのような特定の例において用いられる。以下の説明は、画像を示すディスプレイに関する３つの主色に対応する赤色、緑色及び青色成分を有する色値に着目するだろう。詳細には、色値は、ＲＧＢ色空間に応じたＲＧＢ値として与えられる。更に、ＲＧＢ色空間は、本例において、異なるガンマ値をもつ非線形色空間である。典型的なガンマ値は、例えば２．２であり得る。   In this example, the contrast enhancement processing unit 103 receives data in the form of multi-color component color values having three nonlinear component values. The three component non-linear color format is used in certain examples, such as the XYZ format. The following description will focus on color values having red, green and blue components corresponding to the three primary colors for a display showing an image. Specifically, the color value is given as an RGB value corresponding to the RGB color space. Further, the RGB color space is a non-linear color space having different gamma values in this example. A typical gamma value may be 2.2, for example.

コントラスト強調処理部１０３は、適宜、カラー画像ソース１０１から非線形ＲＧＢ画像データを受信するカラースキーム変換部２０１を有する。そして、カラースキーム変換部２０１は、カラースキームを線形カラースキーム、特定の例においては線形ＲＧＢカラースキームに変換する。それ故、カラースキームコンバータ２０１は、変換

Figure 2012505460
を実行する。ここで、Rij，Gij及びBijは、それぞれ、行i及び画素位置jでの入力された赤色、緑色及び青色の副画素駆動値を示し、Rij lin，Gij lin及びBij linは、線形光領域における副画素駆動値を表す。 The contrast enhancement processing unit 103 appropriately includes a color scheme conversion unit 201 that receives nonlinear RGB image data from the color image source 101. The color scheme conversion unit 201 converts the color scheme into a linear color scheme, in a specific example, a linear RGB color scheme. Therefore, the color scheme converter 201 converts
Figure 2012505460
 Execute. Here, R ij , G ij, and B ij indicate the input red, green, and blue sub-pixel driving values at row i and pixel position j, respectively, and R ij lin , G ij lin, and B ij lin Represents a sub-pixel drive value in the linear light region.

カラースキーム変換部２０１は、画像エリアに関する補償済み輝度値を生成する輝度補償処理部２０３に結合される。補償済み輝度値は、画像エリアの輝度値だけでなく画像エリアの色値にも依存する。   The color scheme conversion unit 201 is coupled to a luminance compensation processing unit 203 that generates a compensated luminance value for the image area. The compensated luminance value depends not only on the luminance value of the image area but also on the color value of the image area.

輝度補償処理部２０３は、各画像エリアに関する、詳細には各画像画素に関する公称輝度値を決定するように構成された公称輝度処理部２０５を有する。公称輝度値は、詳細には、白色に対する、その色に関する相対輝度値である。それ故、公称輝度値は、所与の光強度の色の知覚明度又は輝度レベルを反映し得る。それ故、目が同一の光強度をもつにも関わらず異なる明るさをもつ異なる色を知覚するように、異なる色が異なる公称輝度値を有するだろう。例えば、青色の光の同一量は、緑色の光の同一量よりも１０倍少ない明るさになるように知覚される傾向にあるだろう。   The luminance compensation processing unit 203 has a nominal luminance processing unit 205 configured to determine a nominal luminance value for each image area, in particular for each image pixel. The nominal luminance value is in particular the relative luminance value for that color with respect to white. Thus, the nominal luminance value may reflect the perceived lightness or luminance level of a given light intensity color. Therefore, different colors will have different nominal brightness values so that the eyes perceive different colors with different brightness despite having the same light intensity. For example, the same amount of blue light will tend to be perceived to be 10 times less bright than the same amount of green light.

公称輝度処理部２０５は、例えば、所与の光強度での異なる色値に関する予め決められた公称輝度値を有するルックアップテーブルを格納するデータ格納部を有し得る。そして、公称輝度処理部２０５は、色値をその光強度に対して正規化し、色値により表される色に最も近い（又はこの色と同一の）色に関する格納された公称輝度値を識別するテーブルルックアップを実行する。   The nominal luminance processing unit 205 may have a data storage unit that stores, for example, a lookup table having predetermined nominal luminance values for different color values at a given light intensity. Then, the nominal luminance processing unit 205 normalizes the color value with respect to the light intensity, and identifies the stored nominal luminance value for the color closest to (or the same as) the color represented by the color value. Perform a table lookup.

図２の特定の例において、公称輝度値は、所与の色に関する最大輝度値である。それ故、公称輝度値は、光強度がその色表現により表され得る最大レベルであると見なす、その色に関する知覚された輝度値に対する相対値である。   In the particular example of FIG. 2, the nominal luminance value is the maximum luminance value for a given color. Therefore, the nominal luminance value is a relative value to the perceived luminance value for that color, assuming that the light intensity is the maximum level that can be represented by that color representation.

この場合における最大輝度値は、（異なる色に関する目及び脳の相対的な輝度の知覚に起因した）知覚輝度に対する色の影響と異なる色に対して最大光強度を与えるためのカラースキームの変化能力の影響との双方を反映し得る。例えば、ＲＧＢカラースキームに関して、白色シグナルは、成分値（１，１，１）で表され得るのに対し、例えば赤色に対して与えられ得る最大光強度は（１，０，０）に対応し得る。即ち、与えられ得る最大光強度は、この場合においては、幾つかの合成色に対して、赤色に関して削減されるだろう。   The maximum luminance value in this case is the influence of the color on the perceived luminance (due to the perception of the relative luminance of the eyes and brain for different colors) and the ability of the color scheme to give the maximum light intensity for the different colors Both of these effects can be reflected. For example, for an RGB color scheme, a white signal can be represented by component values (1, 1, 1), whereas the maximum light intensity that can be given for example for red corresponds to (1, 0, 0). obtain. That is, the maximum light intensity that can be applied will in this case be reduced with respect to red for some composite colors.

特定の例において、公称輝度処理部２０５は、色値に関する公称輝度値を、線形複数成分色値、即ち線形ＲＧＢ値から直接的に計算する。この計算は、線形色成分値の最大値に対する色値の最初の正規化、続いて、線形色成分値に対応する各色に関する知覚輝度の寄与度を考慮する正規化された値の組み合わせを有する。   In a particular example, the nominal luminance processor 205 calculates a nominal luminance value for the color value directly from a linear multi-component color value, i.e., a linear RGB value. This calculation has an initial normalization of the color value to the maximum value of the linear color component value, followed by a normalized value combination that takes into account the perceived luminance contribution for each color corresponding to the linear color component value.

詳細には、公称輝度処理部２０５は、複数成分値の最も大きな値

Figure 2012505460
により各値を分割することにより線形ＲＧＢ値を正規化する。 Specifically, the nominal luminance processing unit 205 is the largest value of the multiple component values.
Figure 2012505460
 The linear RGB values are normalized by dividing each value by

それ故、（ＲＧＢ値が［０，１］の範囲内の値として表されることを前提とした場合に）その色に関する最大強度に対応する相対ＲＧＢ値が決定される。   Therefore, the relative RGB value corresponding to the maximum intensity for that color is determined (assuming that the RGB value is represented as a value in the range [0, 1]).

この最大輝度が異なる色に関するカラースキームの強度限界を反映することも理解されるだろう（例えば、純緑色光に関して生ずる最大値は（０，１，０）であり、合成白色光に関して生ずる最大値は（１，１，１）であるだろう）。   It will also be understood that this maximum brightness reflects the intensity limits of the color scheme for different colors (eg, the maximum value that occurs for pure green light is (0, 1, 0) and the maximum value that occurs for synthetic white light. Would be (1,1,1)).

また、他の実施形態において他の正規化パラメータが用いられてもよいことが理解されるだろう。例えば、この正規化は、例えば、

Figure 2012505460
のような画素値に関する組み合わせられた輝度と相対的である。 It will also be appreciated that other normalization parameters may be used in other embodiments. For example, this normalization is, for example,
Figure 2012505460
 Is relative to the combined luminance for pixel values such as

そして、公称輝度処理部２０５は、３つの主な表示色に関する目及び脳の相対的知覚を考慮に入れた正規化された色値に関する知覚輝度を計算する。詳細には、公称輝度処理部２０５は、複数成分値を、対応する主色からの知覚された明るさの寄与度を反映する値により重み付けされた各値と組み合わせる。本例において、公称輝度処理部２０５は、重み付けされた合計

Figure 2012505460
を用いる。ここで、Yij maxは画素に関する公称輝度値であり、Wは個々の主色に関する知覚明るさの寄与度を反映するように設定される。例えば、Rec709全域に関して、その値は、WR=0.2126，WG=0.7152及びWB=0.0722として設定され得る。 Then, the nominal luminance processing unit 205 calculates the perceived luminance regarding the normalized color value taking into account the relative perception of the eyes and the brain regarding the three main display colors. Specifically, the nominal luminance processor 205 combines the multi-component value with each value weighted with a value that reflects the perceived brightness contribution from the corresponding primary color. In this example, the nominal luminance processing unit 205 is a weighted sum.
Figure 2012505460
 Is used. Here, Y ij max is a nominal luminance value relating to the pixel, and W is set so as to reflect the contribution of perceived brightness relating to each main color. For example, for the entire Rec709, the values may be set as W R = 0.2126, W G = 0.7152 and W B = 0.0722.

輝度補償処理部２０３は、画像エリアに関する色値に応じて各画像エリア（及び詳細には本例における画素）に関する輝度値を計算する輝度処理部２０７を更に有する。特定の例において、同一の組み合わせは、公称輝度値を決定するために用いられたように、知覚された輝度値を決定するために用いられる。それ故、輝度処理部２０７は、

Figure 2012505460
として画素（j，i）に関する輝度を計算する。 The luminance compensation processing unit 203 further includes a luminance processing unit 207 that calculates a luminance value regarding each image area (and in detail, the pixel in this example) according to the color value regarding the image area. In certain instances, the same combination is used to determine the perceived brightness value, as used to determine the nominal brightness value. Therefore, the luminance processing unit 207 is
Figure 2012505460
 To calculate the luminance for the pixel (j, i).

公称輝度処理部２０５及び輝度処理部２０７は、画素に関する公称輝度値と輝度値との関数として画素に関する補償済み輝度値を計算する補償済み輝度処理部２０９に結合される。補償済み輝度値は、如何なる他のパラメータを考慮することなく、これらのパラメータのみに応じて計算され得る。   The nominal luminance processing unit 205 and the luminance processing unit 207 are coupled to a compensated luminance processing unit 209 that calculates a compensated luminance value for the pixel as a function of the nominal luminance value for the pixel and the luminance value. The compensated luminance value can be calculated only according to these parameters without taking into account any other parameters.

特定の例において、補償済み輝度処理部２０９は、画素に関する公称輝度値に対して画素に関する輝度値を正規化することにより画素に関する補償済み輝度値を計算する。詳細には、補償済み輝度処理部２０９は、最大輝度値に対する画素の相対輝度として補償済み輝度を計算し得る。詳細には、補償済み輝度は、

Figure 2012505460
として計算され得る。 In a particular example, the compensated brightness processor 209 calculates a compensated brightness value for the pixel by normalizing the brightness value for the pixel with respect to the nominal brightness value for the pixel. Specifically, the compensated luminance processing unit 209 can calculate the compensated luminance as the relative luminance of the pixel with respect to the maximum luminance value. In detail, the compensated brightness is
Figure 2012505460
 Can be calculated as:

この値は、画素の照射強度の推定に対応し（即ち、色情報の明るさの効果に対して補償される）、詳細には、画素の色に関して達成可能な最大輝度に対して入力画素の輝度を正規化することにより計算される。特定の例において、ＲＧＢ値は、［０，１］の範囲において照射強度値Iをもたらし得る。   This value corresponds to an estimate of the illumination intensity of the pixel (ie compensated for the brightness effect of the color information), and in particular, the input pixel's relative to the maximum luminance achievable for the pixel's color Calculated by normalizing luminance. In a particular example, the RGB value may result in an illumination intensity value I in the range [0, 1].

輝度補償処理部２０３及び詳細には補償済み輝度処理部２０９は、補償済み輝度値及び詳細には輝度強度値Iijが供給される輝度コントラスト強調処理部２１１に結合され、補償済み輝度値に対して輝度（のみの）コントラスト強調を実行する。 The luminance compensation processing unit 203 and in particular the compensated luminance processing unit 209 are coupled to the luminance contrast enhancement processing unit 211 to which the compensated luminance value and in particular the luminance intensity value I ij are supplied, and for the compensated luminance value To perform brightness (only) contrast enhancement.

それ故、輝度コントラスト強調処理部２１１により画像に適用されたコントラスト強調は、補償済み輝度特性のみを考慮し、如何なる色パラメータ又は特性も考慮しない。   Therefore, the contrast enhancement applied to the image by the luminance contrast enhancement processing unit 211 considers only the compensated luminance characteristics and does not consider any color parameters or characteristics.

輝度に基づく任意の適切なコントラスト強調処理が用いられてもよいことが理解されるだろう。例えば、簡単な非線形関数が、低輝度値の削減及び高輝度値の増大をもたらす補償済み輝度値に適用されてもよい。例えば、図３の遷移特性が適用され得る。多くの輝度コントラスト強調アルゴリズムが当業者にとって既知であり、任意の適切な斯様なアルゴリズムが本発明から逸脱することなく用いられ得ることが理解されるだろう。   It will be appreciated that any suitable contrast enhancement process based on luminance may be used. For example, a simple non-linear function may be applied to the compensated luminance value that results in a reduction in low luminance values and an increase in high luminance values. For example, the transition characteristics of FIG. 3 can be applied. It will be appreciated that many luminance contrast enhancement algorithms are known to those skilled in the art, and any suitable such algorithm can be used without departing from the invention.

それ故、本例において、コントラスト強調は、輝度Yに適用される代わりに輝度信号Iに適用される。Fcontrast｛｝によるコントラスト強調動作及びIenhによる生ずる輝度値を示す場合には、強調動作は、

Figure 2012505460
により表され得る。 Therefore, in this example, contrast enhancement is applied to the luminance signal I instead of being applied to the luminance Y. When the contrast enhancement operation by F contrast {} and the luminance value generated by I enh are shown, the enhancement operation is
Figure 2012505460
 Can be represented by:

図１及び図２の例において、コントラスト強調処理部１０３は、輝度補償処理部２０３により実行された元の輝度値の補償に対してコントラスト強調済み輝度データを補償可能な脱補償処理部２１３を更に有する。それ故、脱補償処理部２１３は、輝度補償処理部２０３の逆動作に対応する脱補償を実行し得る。詳細には、公称輝度値に対する正規化が戻され得る。特定の例として、画素に関する脱補償済み輝度値は、コントラスト強調された補償済み輝度値を、その画素の色に関連付けられた公称輝度値と乗算することにより決定され得る。   In the example of FIGS. 1 and 2, the contrast enhancement processing unit 103 further includes a de-compensation processing unit 213 that can compensate the contrast-enhanced luminance data for the original luminance value compensation performed by the luminance compensation processing unit 203. Have. Therefore, the decompensation processing unit 213 can perform decompensation corresponding to the reverse operation of the luminance compensation processing unit 203. In particular, normalization to the nominal luminance value can be returned. As a specific example, the decompensated brightness value for a pixel may be determined by multiplying the contrast enhanced compensated brightness value with the nominal brightness value associated with the color of the pixel.

図２の特定の例において、脱補償処理部２１３は、コントラスト強調された色値に依存した画素の色座標を直接的にスケーリングすることにより間接的な脱補償を実行する。詳細には、脱補償処理部２１３は、コントラスト強調された輝度値とコントラスト強調される前の補償済み輝度値との間の関係を決定する輝度関係処理部２１５を有する。この関係は、詳細には、コントラスト強調から生ずる輝度値の相対変化を示す割合であり得る。図２の特定の例において、輝度関係処理部２１５は、割合

Figure 2012505460
を計算する。 In the specific example of FIG. 2, the decompensation processing unit 213 performs indirect decompensation by directly scaling the pixel color coordinates depending on the contrast-enhanced color value. Specifically, the decompensation processing unit 213 includes a luminance relationship processing unit 215 that determines a relationship between a contrast-enhanced luminance value and a compensated luminance value before contrast enhancement. In particular, this relationship can be a ratio indicating the relative change in luminance value resulting from contrast enhancement. In the specific example of FIG.
Figure 2012505460
 Calculate

輝度関係処理部２１５は、カラースキーム変換部２０１にも結合される色値変更部２１７に結合される。色値変更部２１７は、コントラスト強調により導入された輝度値間の関係を反映するために画像の色値を変更する。   The luminance relationship processing unit 215 is coupled to a color value changing unit 217 that is also coupled to the color scheme conversion unit 201. The color value changing unit 217 changes the color value of the image to reflect the relationship between the luminance values introduced by contrast enhancement.

色値が３つのマルチカラー成分値により与えられる特定の例において、色値変更部２１７は、画素に関する色値の色成分値を、コントラスト強調の前後の画素の輝度値間の割合で単純に乗算し得る。それ故、図２の特定の例において、色値変更部２１７は、個々の線形ＲＧＢ色値を、コントラスト強調の前後の補償済み輝度値（照射強度）間の割合で乗算する乗算部である。

Figure 2012505460
In the specific example where the color value is given by three multi-color component values, the color value changing unit 217 simply multiplies the color component value of the pixel by the ratio between the luminance values of the pixels before and after contrast enhancement. Can do. Therefore, in the specific example of FIG. 2, the color value changing unit 217 is a multiplying unit that multiplies each linear RGB color value by a ratio between compensated luminance values (irradiation intensity) before and after contrast enhancement.
Figure 2012505460

それ故、強調された出力の色値は、強調された照射及び元の照射の割合により入力線形ＲＧＢデータ値をスケーリングすることにより生成される。   Therefore, the enhanced output color value is generated by scaling the input linear RGB data values by the ratio of the enhanced illumination and the original illumination.

本システムにおいて、輝度補償処理部２０３は、適宜、輝度領域から照射強度領域への変換を実行するものと見なされてもよく、脱補償処理部２１３は、照射強度領域から輝度領域への相補的な変換を実行するものと見なされてもよい。   In this system, the luminance compensation processing unit 203 may be regarded as appropriately performing conversion from the luminance region to the irradiation intensity region, and the decompensation processing unit 213 is complementary to the irradiation intensity region to the luminance region. May be regarded as performing a certain conversion.

そして、生ずるＲＧＢ色値は、色値変更部２１７に結合されるとともに、線形ＲＧＢ値を、第１のカラースキーム変換部２０１に対する入力データのために用いられるフォーマットに対応する非線形ＲＧＢ値に変換するように構成された第２のカラースキーム変換部２１９に供給される。   The resulting RGB color values are then coupled to the color value changer 217, and the linear RGB values are converted to non-linear RGB values corresponding to the format used for the input data to the first color scheme converter 201. The second color scheme conversion unit 219 configured as described above is supplied.

述べられたアプローチは、改良されたコントラスト強調を提供し、例えばカラー画像に対して不自然な影効果を導入する恐れを削減し得る。本アプローチは、重要エリアが同一の照射強度をもつものとして識別されることを可能にし、これらが一貫性のある態様でマッピングされることを可能にする。更に、補償済み輝度値からなる照射マップは、照射されたエリアと影エリアとの間の明確な差を与える。それ故、照射値のコントラスト強調は、オブジェクト間の自然なバランスを維持しながら、影強度を増大させる。   The described approach may provide improved contrast enhancement and reduce the risk of introducing unnatural shadow effects, for example on color images. This approach allows important areas to be identified as having the same illumination intensity and allows them to be mapped in a consistent manner. Furthermore, the illumination map consisting of compensated luminance values gives a clear difference between the illuminated area and the shadow area. Therefore, contrast enhancement of illumination values increases shadow intensity while maintaining a natural balance between objects.

図４は、カラー画像のためのコントラスト強調の方法の一例を示す。   FIG. 4 shows an example of a contrast enhancement method for color images.

本方法は、画像エリアに関する色値をもつカラー画像が与えられるステップ４０１において開始する。   The method begins at step 401 where a color image having color values for an image area is provided.

ステップ４０１に続いて、画像エリアに関する色値に応じて少なくとも幾つかの画像エリアの各画像エリアに関する輝度特性を変更することによりカラー画像に対してコントラスト強調が実行されるステップ４０３が行われる。   Following step 401, step 403 is performed in which contrast enhancement is performed on the color image by changing the luminance characteristics for each image area of at least some of the image areas in accordance with the color values for the image area.

明確さのための前記説明は、異なる機能ユニット及び処理部を参照して本発明の実施形態を説明したことが理解されるだろう。しかしながら、異なる機能ユニット又は処理部間の機能性の任意の適切な分配は、本発明からそれることなく用いられ得ることが理解されるだろう。例えば、別個の処理部又は制御部により実行されるように示された機能が、同一の処理部又は制御部により実行されてもよい。それ故、特定の機能ユニットの参照は、厳密に論理的又は物理的な構造又は組織を示すよりもむしろ述べられた機能を与えるための適切な手段の参照としてのみ理解されるべきである。   It will be appreciated that the above description for clarity has described embodiments of the invention with reference to different functional units and processing units. However, it will be appreciated that any suitable distribution of functionality between different functional units or processing units may be used without departing from the present invention. For example, functions shown to be performed by separate processing units or control units may be performed by the same processing unit or control unit. Thus, a reference to a particular functional unit should only be understood as a reference to a suitable means for providing the stated function, rather than strictly representing a logical or physical structure or organization.

本発明は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア又はこれらの任意の組み合わせを含む任意の適切な形式において実装され得る。本発明は、オプション的に、１又はそれ以上のデータプロセッサ及び／又はデジタルプロセッサを動作させるコンピュータソフトウェアとして少なくとも部分的に実装されてもよい。本発明の一実施形態の要素及び部品は、任意の適切な態様において物理的、機能的及び論理的に実装されてもよい。実際には、機能は、単一ユニットにおいて、複数のユニットにおいて、又は、他の機能ユニットの部分として、実装されてもよい。本発明は、単一のユニットにおいて実装されてもよく、又は、異なるユニット及びプロセッサ間で物理的及び機能的に分配されてもよい。   The invention can be implemented in any suitable form including hardware, software, firmware or any combination of these. The invention may optionally be implemented at least in part as computer software running one or more data processors and / or digital processors. The elements and components of an embodiment of the invention may be physically, functionally and logically implemented in any suitable manner. In practice, functionality may be implemented in a single unit, in multiple units, or as part of another functional unit. The present invention may be implemented in a single unit or may be physically and functionally distributed between different units and processors.

本発明は、幾つかの実施形態と組み合わせて述べられたが、ここに記載された特定の形式に限定されることを意図するものではない。むしろ、本発明の範囲は、特許請求の範囲によってのみ限定される。追加的に、一の特徴が特定の実施形態と組み合わせて述べられるように見えるが、当業者は、述べられた実施形態の種々の特徴が本発明に従って組み合わせられ得ることを理解するだろう。請求項において、"有する"という用語は、他の要素又はステップの存在を除外するものではない。   Although the present invention has been described in combination with several embodiments, it is not intended to be limited to the specific form set forth herein. Rather, the scope of the present invention is limited only by the claims. Additionally, while one feature appears to be described in combination with a particular embodiment, those skilled in the art will appreciate that various features of the described embodiment can be combined in accordance with the present invention. In the claims, the term “comprising” does not exclude the presence of other elements or steps.

更に、個別に記載されているが、複数の手段、要素又は方法ステップが、例えば単一のユニット又はプロセッサにより実行されてもよい。追加的に、個々の特徴は異なる請求項に含まれ得るが、これらは、場合により、有利に組み合わせられ、異なる請求項における包含は、これら特徴の組み合わせが実現可能ではない／有利ではないことを意味するものではない。請求項の一のカテゴリにおける特徴の包含も、このカテゴリに対する限定を意味するものではなく、むしろ、この特徴は、適切なものとして他の請求項のカテゴリに同等に適用可能である。更に、請求項における特徴の順序は、これらの特徴が動作されるべき如何なる特定の順序を意味するものではなく、詳細には、方法に係る請求項における個々のステップの順序は、これらのステップがこの順序で実行されなければならないことを意味するものではない。むしろ、これらのステップは、任意の適切な順序で実行され得る。加えて、単数表記は複数を除外するものではない。それ故、"第１"、"第２"等の参照は、複数を排除するものはない。請求項中の参照符号は、単に明確にする例として与えられ、如何なる態様においても請求項の範囲を限定するものとして考慮されるべきではない。   Furthermore, although individually listed, a plurality of means, elements or method steps may be implemented by eg a single unit or processor. In addition, although individual features may be included in different claims, they are sometimes advantageously combined, and inclusion in different claims indicates that a combination of these features is not feasible / advantageous. It doesn't mean. The inclusion of a feature in one category of claims does not imply a limitation on this category, but rather the feature is equally applicable to other claim categories as appropriate. Furthermore, the order of the features in the claims does not imply any particular order in which these features should be operated, and in particular, the order of the individual steps in a method claim It does not mean that they must be executed in this order. Rather, these steps can be performed in any suitable order. In addition, singular notation does not exclude a plurality. Therefore, there is no exclusion of a plurality of references such as “first” and “second”. Reference signs in the claims are provided merely as a clarifying example and shall not be construed as limiting the scope of the claims in any way.

Claims (15)

カラー画像のコントラスト強調のための装置であって、
画像エリアに関する色値をもつ前記カラー画像を与える手段と、
前記画像エリアに関する色値に応じて少なくとも幾つかの画像エリアの各画像エリアの輝度特性を変更することにより、前記カラー画像に対してコントラスト強調を実行するためのコントラスト強調手段とを有する、装置。 A device for color image contrast enhancement,
Means for providing said color image having color values relating to an image area;
An apparatus comprising: contrast enhancement means for performing contrast enhancement on the color image by changing a luminance characteristic of each image area of at least some of the image areas according to a color value relating to the image area. 前記コントラスト強調手段は、
前記画像エリアの前記色値に応じて、前記少なくとも幾つかの画像エリアのそれぞれに関する補償済み輝度値を生成するための補償手段と、
前記補償済み輝度値に対して輝度コントラスト強調を実行するための手段とを有する、請求項１に記載の装置。 The contrast enhancing means includes
Compensation means for generating a compensated luminance value for each of the at least some image areas in response to the color value of the image area;
The apparatus of claim 1, comprising: means for performing brightness contrast enhancement on the compensated brightness value. 前記補償手段は、
第１の画像エリアに関する公称輝度値を前記第１の画像エリアに関する色値の関数として決定するための公称輝度手段と、
前記第１の画像エリアに関する補償済み輝度値を前記公称輝度値及び前記第１の画像エリアの輝度値の関数として生成するための輝度決定手段とを更に有する、請求項２に記載の装置。 The compensation means includes
Nominal luminance means for determining a nominal luminance value for a first image area as a function of a color value for the first image area;
The apparatus according to claim 2, further comprising brightness determining means for generating a compensated brightness value for the first image area as a function of the nominal brightness value and the brightness value of the first image area. 前記補償手段は、前記公称輝度値に対して前記第１の画像エリアに関する前記輝度値を正規化することにより、前記第１の画像エリアに関する前記補償済み輝度値を生成するように構成される、請求項３に記載の装置。   The compensation means is configured to generate the compensated brightness value for the first image area by normalizing the brightness value for the first image area with respect to the nominal brightness value. The apparatus of claim 3. 前記公称輝度手段は、複数の色値に関する公称輝度値を有するルックアップテーブルを格納するためのデータ格納部を有し、前記ルックアップテーブルにおけるテーブルルックアップにより前記公称輝度値を決定するように構成される、請求項３に記載の装置。   The nominal luminance means has a data storage for storing a lookup table having nominal luminance values for a plurality of color values, and is configured to determine the nominal luminance value by table lookup in the lookup table The apparatus of claim 3. 前記公称輝度値は、前記第１の画像エリアの前記色値に関する最大輝度値である、請求項３に記載の装置。   The apparatus of claim 3, wherein the nominal luminance value is a maximum luminance value for the color value of the first image area. 前記公称輝度手段は、前記色値の複数の線形色成分値の関数として前記公称輝度を決定するように構成され、各色成分値は、表示主色に対応する、請求項３に記載の装置。   The apparatus of claim 3, wherein the nominal luminance means is configured to determine the nominal luminance as a function of a plurality of linear color component values of the color value, each color component value corresponding to a display primary color. 前記公称輝度手段は、
前記線形色成分値の最大値に対して前記線形色成分値を正規化することにより、正規化された色成分値を生成し、
前記正規化された色成分値の組み合わせとして前記公称輝度を決定するように構成され、
前記組み合わせは、線形色成分値に対応する各色に関する知覚輝度の寄与度に対応する重み付けを有する、請求項７に記載の装置。 The nominal luminance means is
Normalizing the linear color component value with respect to the maximum value of the linear color component value to generate a normalized color component value;
Configured to determine the nominal luminance as a combination of the normalized color component values;
8. The apparatus of claim 7, wherein the combination has a weight corresponding to a perceived luminance contribution for each color corresponding to a linear color component value. 前記公称輝度手段は、前記線形色成分値の組み合わせとして前記第１の画像エリアに関する前記輝度値を決定するように構成され、前記組み合わせは、線形色成分値に対応する各色に関する知覚輝度の寄与度に対応する重み付けを有する、請求項８に記載の装置。   The nominal luminance means is configured to determine the luminance value for the first image area as a combination of the linear color component values, wherein the combination is a contribution of perceived luminance for each color corresponding to the linear color component value. 9. The apparatus of claim 8, having a weighting corresponding to. 前記コントラスト強調手段は、前記輝度コントラスト強調から生ずるコントラスト強調された輝度値を脱補償するための手段を更に有し、前記脱補償は、前記補償手段の逆動作に対応する、請求項２に記載の装置。   The contrast enhancement means further comprises means for decompensating a contrast enhanced luminance value resulting from the luminance contrast enhancement, wherein the decompensation corresponds to an inverse operation of the compensation means. Equipment. 前記コントラスト強調手段は、
少なくとも第１の画像エリアに対して、前記第１の画像エリアに関する補償済み輝度値と前記輝度コントラスト強調から生ずる強調された輝度値との間の関係を決定するための手段と、
前記関係に応じて前記第１の画像エリアに関する色値を変更するための変更手段とを更に有する、請求項２に記載の装置。 The contrast enhancing means includes
Means for determining a relationship between a compensated luminance value for said first image area and an enhanced luminance value resulting from said luminance contrast enhancement for at least a first image area;
The apparatus according to claim 2, further comprising changing means for changing a color value related to the first image area according to the relationship. 前記変更手段は、前記第１の画像エリアに関する色値の色成分値を、前記第１の画像エリアに関する前記補償済み輝度値と前記第１の画像エリアに関する前記輝度値との間の割合で乗算するように構成され、各色成分値は、表示主色に対応する、請求項１１に記載の装置。   The changing unit multiplies a color component value of a color value related to the first image area by a ratio between the compensated luminance value related to the first image area and the luminance value related to the first image area. The apparatus of claim 11, wherein each color component value corresponds to a display primary color. 非線形マルチカラー成分色値を線形マルチカラー成分色値に変換するための手段を更に有し、
前記輝度手段は、前記線形マルチカラー成分色値に応じて輝度値を決定するように構成される、請求項１に記載の装置。 Means for converting the non-linear multi-color component color value to a linear multi-color component color value;
The apparatus of claim 1, wherein the luminance means is configured to determine a luminance value in response to the linear multi-color component color value. 前記コントラスト強調手段は、前記色値に応じて各画像エリアに関する照射強度値を決定し、前記照射強度値に対して前記コントラスト強調を実行するための手段を有する、請求項１に記載の装置。   The apparatus according to claim 1, wherein the contrast enhancement means includes means for determining an irradiation intensity value for each image area according to the color value and performing the contrast enhancement on the irradiation intensity value. カラー画像のためのコントラスト強調の方法であって、
画像エリアに関する色値をもつ前記カラー画像を与えるステップと、
前記画像エリアに関する色値に応じて少なくとも幾つかの画像エリアの各画像エリアに関する輝度特性を変更することにより、前記カラー画像に対してコントラスト強調を実行するステップとを有する、方法。 A method of contrast enhancement for color images,
Providing said color image with color values relating to an image area;
Performing contrast enhancement on the color image by changing a luminance characteristic for each image area of at least some of the image areas in accordance with a color value for the image area.
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