JP2013239789A - 画像処理装置、画像処理方法、画像処理プログラム、および画像処理プログラムを記憶した記録媒体 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】画像処理装置は、エッジ強調部10、係数取得部20、色差補正部30、およびYCbCr−RGB変換部40を備える。エッジ強調部10は、処理前輝度信号Yにエッジ強調処理を施して得られた処理後輝度信号Y1をYCbCr−RGB変換部40に与える。係数取得部20は、エッジ強調処理による輝度変化率を表す第1係数αを取得する。色差補正部30は、補正前第1色差信号Cbに第1係数αを乗じて得られる補正後第1色差信号Cb1と、補正前第2色差信号Crに第1係数αを乗じて得られる補正後第2色差信号Cr1とをYCbCr−RGB変換部40に与える。YCbCr−RGB変換部40は、輝度信号Y1および補正後第1,第2色差信号Cb1,Cr1を原色信号に変換する。
【選択図】図2
Description
入力画像を補正する画像処理装置であって、
前記入力画像を示す輝度信号を補正する輝度補正部と、
補正前の輝度信号に対する補正後の輝度信号の比である第1係数を取得する係数取得部と、
前記第1係数に基づいて、前記入力画像の色を示す信号を補正する色補正部とを備えることを特徴とする。
前記色補正部は、前記第1係数に基づいて、前記入力画像を示す色差信号を補正することを特徴とする。
前記色補正部は、前記色差信号に前記第1係数を乗じることを特徴とする。
前記色補正部は、前記係数取得部が取得した前記第1係数を調整する係数調整部を含み、調整後の第1係数を前記色差信号に乗じることを特徴とする。
前記係数調整部は、前記係数取得部が取得した前記第1係数が1よりも小さいときには、当該第1係数を1とすることを特徴とする。
前記入力画像を示す補正前の輝度信号および色差信号を原色信号に変換する原色変換部をさらに備え、
前記色補正部は、前記原色変換部により得られた原色信号を、前記第1係数に基づいて補正することを特徴とする。
前記輝度補正部は、前記入力画像のエッジを強調する補正を行うことを特徴とする。
前記輝度補正部は、
前記輝度信号を受け取り、互いに周波数特性の異なる複数のフィルタと、
前記複数のフィルタの出力に基づいて得られる絶対値に第2係数を乗じた値に、前記複数のフィルタのうちの、通過域の周波数が最も低いフィルタの出力の符号を付加することにより得られる補正量を、前記輝度信号に加算する補正処理部とを含むことを特徴とする。
前記絶対値は、各フィルタの出力の絶対値の和であることを特徴とする。
前記入力画像は、輝度信号および色差信号で示されることを特徴とする。
前記入力画像を示す原色信号を、前記入力画像を示す輝度信号および色差信号に変換する輝度・色差変換部をさらに備えることを特徴とする。
入力画像を補正する画像処理方法であって、
前記入力画像を示す輝度信号を補正する輝度補正ステップと、
補正前の輝度信号に対する補正後の輝度信号の比である第1係数を取得する係数取得ステップと、
前記第1係数に基づいて、前記入力画像の色を示す信号を補正する色補正ステップとを備えることを特徴とする。
前記入力画像を示す輝度信号を補正する輝度補正ステップと、
補正前の輝度信号に対する補正後の輝度信号の比である第1係数を取得する係数取得ステップと、
前記第1係数に基づいて、前記入力画像の色を示す信号を補正する色補正ステップとをコンピュータに実行させることを特徴とする。
本発明の第13の局面に係る画像処理プログラムを記録したことを特徴とする。
<1.1 構成および処理概要>
図1は、本実施形態に係る画像処理装置のハードウェア構成を示すブロック図である。図1に示すように、本画像処理装置は、CPU1、入力部2、メモリ3、ハードディスク装置4、および出力部5を備えている。ハードディスク装置4には、本実施形態における画像処理をCPU1に実行させるための画像処理プログラム6が格納されている。画像処理プログラム6は例えば、当該画像処理プログラム6を記憶したDVD−ROMなどのコンピュータ読み取り可能な記録媒体から図示しないDVDドライブなどにより読み取られ、インストールされたものでも良く、また、図示しないネットワークを介して供給され、インストールされたものでも良い。
α=Y1/Y …(1)
この第1係数αは、処理前輝度信号Yに対す処理後輝度信号Y1の比、すなわちエッジ強調処理による輝度変化率を表す。係数取得部20は、取得した第1係数αを色差補正部30に与える。
Cb1=α・Cb …(2)
以下では、第1色差補正用乗算部31による補正前の第1色差信号Cbのことを「補正前第1色差信号」といい、補正後の第1色差信号Cb1のことを「補正後第1色差信号」という。第1色差補正用乗算部31は、補正後第1色差信号Cb1をYCbCr−RGB変換部40に与える。
Cr1=α・Cr …(3)
以下では、第2色差補正用乗算部32による補正前の第2色差信号Crのことを「補正前第2色差信号」といい、補正後の第2色差信号Cr1のことを「補正後第2色差信号」という。第2色差補正用乗算部32は、補正後第2色差信号Cr1をYCbCr−RGB変換部40に与える。
図3は、本実施形態におけるエッジ強調部10の機能的構成を示すブロック図である。図3に示すように、エッジ強調部10は、複数(本実施形態では3つ)のフィルタ100a〜100c、複数(本実施形態では3つ)の絶対値処理部101a〜101c、第1加算部102、第1輝度補正用乗算部103、符号取得部104、第2輝度補正用乗算部105、および第2加算部106を備えている。
y4=|y1|+|y2|+|y3| …(5)
y5=k×y4 …(6)
ここで、第2係数kはエッジ強調処理における補正量の度合いを決定するためのものであり、例えば1/3に設定される。この第2係数kにより、y5は、第1〜第3フィルタ100a〜100cの出力y1〜y3の絶対値を平均化したものとなる。
y6=sign(y3) …(7)
すなわち、出力y3が正であればy6は1になり、出力y3が正であればy6は−1になり、出力y3が0であれば(出力がなければ)y6は0になる。
y7=y6×y5 …(8)
本実施形態では出力y7が補正量になる。このため、以下では出力y7ことを「補正量」ともいう。
Y1=Y+y7 …(9)
上記式(1)、式(2)、および式(3)に示すように、処理後輝度信号Y1および補正後補正前第1,第2色差信号Cb1,Cr1は、処理前輝度信号Yおよび補正前第1,第2色差信号Cb,Crにそれぞれ第1係数αを乗じた値となっている。これにより、処理前輝度信号Yと補正前第1,第2色差信号Cb,Crとの比と、処理後輝度信号Y1と補正後補正前第1,第2色差信号Cb1,Cr1との比が互いに等しくなる。すなわち、エッジ強調処理前後で輝度と色差との比が維持されている。
r1=α・r …(11)
式(11)から、エッジ強調処理による輝度変化率と同じ比で彩度が変化することがわかる。すなわち、上述のようにエッジ強調処理前後で輝度と色差との比が維持されることは、エッジ強調処理前後で輝度(明度に相当する。)と彩度との比が維持されることを意味する。
本実施形態によれば、テレビ放送を受信して得られるかまたはビデオシステムから得られる画像信号が示す画像に対してエッジ強調処理を行う画像処理装置において、第1係数αを用いて補正前第1,第2色差信号Cb,Crが補正されるので、エッジ強調による輝度変化に応じて色差変化が決定される。より詳細には、補正前第1,第2色差信号Cb,Crに第1係数αが乗じられることにより、色差が輝度に比例して変化する。エッジ強調によって輝度が大きくなるときには、輝度に比例して色差が大きくなることにより、輝度補正前後で輝度と色差との比が維持される。このため、輝度に対して色差が相対的に小さくなることに起因して生じ得る色あせを抑制できる。また、エッジ強調によって輝度が小さくなるときにも、輝度に比例して色差が小さくなることにより、輝度補正前後で輝度と色差との比が維持される。これにより、輝度に対して色差が相対的に大きくなることに起因して色が不自然に鮮やかになることを防止できる。
<2.1 構成>
図9は、本発明の第2の実施形態に係る画像処理装置の要部の機能的構成を示すブロック図である。図9に示すように、本画像処理装置は、上記第1の実施形態に係る画像処理装置に、輝度・色差変換部としてのRGB−YCbCr変換部50を加えたものである。RGB−YCbCr変換部50は、CPU1によりソフトウェア的に実現される。なお、その他の構成および動作などは上記第1の実施形態と同様であるので、その説明を省略する。本実施形態に係る画像処理装置は、マルチメディアシステムから受信する入力画像信号が示す入力画像に対して補正を行うものである。したがって、上記第1の実施形態と異なり、本実施形態では、入力画像信号INは赤色信号R、緑色信号G、および青色信号Bからなっている。
本実施形態によれば、マルチメディアシステムから受信する画像信号が示す画像に対してエッジ強調処理を行う場合において、上記第1の実施形態と同様の効果を奏することができる。
<3.1 構成>
図10は、本発明の第3の実施形態に係る画像処理装置の要部の機能的構成を示すブロック図である。図10に示すように、本画像処理装置は、上記第1の実施形態に係る画像処理装置の色差補正部30内に係数調整部33を加えたものである。なお、その他の構成および動作などは上記第1の実施形態と同様であるので、その説明を省略する。
本実施形態によれば、エッジ強調によって輝度が小さくなるときには色差が変化しない。このため、色あせのみを抑制した鮮やかな出力画像を得ることができる。
<4.1 構成>
図11は、本発明の第4の実施形態に係る画像処理装置の要部の機能的構成を示すブロック図である。図11に示すように、本画像処理装置は、上記第1の実施形態に係る画像処理装置の色差補正部30に代えて、YCbCr−RGB変換部40の後段に原色補正部60を設けたものである。本実施形態では、原色補正部60により色補正部が実現されている。なお、その他の構成および動作などは上記第1の実施形態と同様であるので、適宜説明を省略する。
R1=α・R …(15)
以下では、第1原色補正用乗算部61による補正前の赤色信号Rのことを「補正前赤色信号」といい、補正後の赤色信号R1のことを「補正後赤色信号」という。
G1=α・G …(16)
以下では、第2原色補正用乗算部62による補正前の緑色信号Gのことを「補正前緑色信号」といい、補正後の緑色信号G1のことを「補正後緑色信号」という。
B1=α・B …(17)
以下では、第3原色補正用乗算部63による補正前の青色信号Bのことを「補正前青色信号」といい、補正後の青色信号B1のことを「補正後青色信号」という。
本実施形態によれば、第1係数αを用いて補正前赤色信号R、補正前緑色信号G、および補正後青色信号Bが補正されるので、エッジ強調による輝度変化に応じて原色変化が決定される。より詳細には、補正前赤色信号R、補正前緑色信号G、および補正後青色信号Bに第1係数αが乗じられることにより、原色が輝度に比例して変化する。原色補正部60での補正後の原色信号である補正後赤色信号R1、補正後緑色信号G1、および補正後青色信号B1について輝度信号および色差信号の観点から考えると、エッジ強調による輝度変化に応じて原色変化が決定されることにより、輝度補正前後で輝度と色差との比が維持される。このようにして、本実施形態においても、第1の実施形態と同様の効果を奏することができる。
上記第1の実施形態では、互いに周波数特性の異なるフィルタを3つ用いる例を挙げて説明したが本発明はこれに限定されるものではない。互いに周波数特性の異なるフィルタは2つでも良く、または4つ以上でも良い。また、複数のフィルタの周波数特性は互いに異なっていれば良く、図4に示される例に限定されるものではない。また、本発明に用いるフィルタとしてハイパスフィルタは必須のものではなく、互いに周波数特性の異なる2つ以上のバンドパスフィルタのみを用いるようにしても良い。
3…メモリ
6…画像処理プログラム
10…エッジ強調部(輝度補正部)
20…係数取得部
30…色差補正部(色補正部)
31,32…色差補正用乗算部
33…係数調整部
40…YCbCr−RGB変換部(第1信号形式変換部)
50…RGB−YCbCr変換部(第2信号形式変換部)
60…原色補正部(色補正部)
61〜63…原色補正用乗算部
100a〜100c…第1〜第3フィルタ
101…絶対値処理部
101a〜101c…第1〜第3絶対値処理部
103,105…輝度補正用乗算部
104…符号取得部
102,106…加算部
IN…入力画像信号
OUT…出力画像信号
Y,Y1…輝度信号
Cb,Cr…色差信号
α,α1…第1係数
k…第2係数
Claims (14)
- 入力画像を補正する画像処理装置であって、
前記入力画像を示す輝度信号を補正する輝度補正部と、
補正前の輝度信号に対する補正後の輝度信号の比である第1係数を取得する係数取得部と、
前記第1係数に基づいて、前記入力画像の色を示す信号を補正する色補正部とを備えることを特徴とする、画像処理装置。 - 前記色補正部は、前記第1係数に基づいて、前記入力画像を示す色差信号を補正することを特徴とする、請求項1に記載の画像処理装置。
- 前記色補正部は、前記色差信号に前記第1係数を乗じることを特徴とする、請求項2に記載の画像処理装置。
- 前記色補正部は、前記係数取得部が取得した前記第1係数を調整する係数調整部を含み、調整後の第1係数を前記色差信号に乗じることを特徴とする、請求項2に記載の画像処理装置。
- 前記係数調整部は、前記係数取得部が取得した前記第1係数が1よりも小さいときには、当該第1係数を1とすることを特徴とする、請求項4に記載の画像処理装置。
- 前記入力画像を示す補正前の輝度信号および色差信号を原色信号に変換する原色変換部をさらに備え、
前記色補正部は、前記原色変換部により得られた原色信号を、前記第1係数に基づいて補正することを特徴とする、請求項1に記載の画像処理装置。 - 前記輝度補正部は、前記入力画像のエッジを強調する補正を行うことを特徴とする、請求項1から6までのいずれか1項に記載の画像処理装置。
- 前記輝度補正部は、
前記輝度信号を受け取り、互いに周波数特性の異なる複数のフィルタと、
前記複数のフィルタの出力に基づいて得られる絶対値に第2係数を乗じた値に、前記複数のフィルタのうちの、通過域の周波数が最も低いフィルタの出力の符号を付加することにより得られる補正量を、前記輝度信号に加算する補正処理部とを含むことを特徴とする、請求項7に記載の画像処理装置。 - 前記絶対値は、各フィルタの出力の絶対値の和であることを特徴とする、請求項8に記載の画像処理装置。
- 前記入力画像は、輝度信号および色差信号で示されることを特徴とする、請求項1から6までのいずれか1項に記載の画像処理装置。
- 前記入力画像を示す原色信号を、前記入力画像を示す輝度信号および色差信号に変換する輝度・色差変換部をさらに備えることを特徴とする、請求項10に記載の画像処理装置。
- 入力画像を補正する画像処理方法であって、
前記入力画像を示す輝度信号を補正する輝度補正ステップと、
補正前の輝度信号に対する補正後の輝度信号の比である第1係数を取得する係数取得ステップと、
前記第1係数に基づいて、前記入力画像の色を示す信号を補正する色補正ステップとを備えることを特徴とする、画像処理方法。 - 入力画像を補正する画像処理プログラムであって、
前記入力画像を示す輝度信号を補正する輝度補正ステップと、
補正前の輝度信号に対する補正後の輝度信号の比である第1係数を取得する係数取得ステップと、
前記第1係数に基づいて、前記入力画像の色を示す信号を補正する色補正ステップとをコンピュータに実行させることを特徴とする、画像処理プログラム。 - 請求項13に記載の画像処理プログラムを記録したことを特徴とする、コンピュータ読み取り可能な記録媒体。
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