JP3244406B2 - Image processing device - Google Patents
Image processing deviceInfo
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Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、カラー画像を、
R、G、Bまたはシアン、マゼンタ、イエロー等の各色
成分ごとに2値化する画像処理装置に関する。特に、R
GB信号等の各色をディザ法で2値化する画像処理装置
に関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a color image,
The present invention relates to an image processing apparatus that binarizes each color component such as R, G, B or cyan, magenta, and yellow. In particular, R
The present invention relates to an image processing apparatus that binarizes each color such as a GB signal by a dither method.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、パソコンやワープロ等の事務機器
のパーソナル化によって、CCDカメラ等によりカラー
画像を取り込み処理をするという要望が高まってきてい
る。しかし、CCDカメラ等を用いて画像を取り込む場
合、ファクシミリやスキャナと異なり光源が一定でない
ため、画像の明るさの調整やコントラストの調整が必要
となる。2. Description of the Related Art In recent years, with the personalization of office equipment such as personal computers and word processors, there has been an increasing demand for capturing and processing color images with a CCD camera or the like. However, when an image is captured using a CCD camera or the like, unlike a facsimile or a scanner, the light source is not constant, so that it is necessary to adjust the brightness of the image and the contrast.
【0003】一方、カメラで取り込んだ画像は、RGB
の三原色かまたはその補色系であるシアン、マゼンタ、
イエロー(以下CMY)において、それぞれ二値化され
て表示されたり、印刷されたりする。この時、できるだ
け原画像に近い画像を表現するために、二値化しても擬
似的に階調が表現出来ればよい。On the other hand, images captured by a camera are RGB
Three primary colors or their complementary colors, cyan, magenta,
In yellow (hereinafter referred to as CMY), each is binarized and displayed or printed. At this time, in order to represent an image as close as possible to the original image, it is sufficient that pseudo gradation can be expressed even when binarizing.
【0004】この疑似階調表現手法としては、ディザ法
及び誤差拡散法が、よく知られている。ディザ法では、
予め決められた幾つかの画素の集合の中で、あるパター
ンに従って各画素ごとに閾値を変える。これにより、画
素値に応じて集合内の閾値を越えるドット数が変化する
ため、見た目に階調があるように見える。As the pseudo gradation expression method, a dither method and an error diffusion method are well known. In the dither method,
In a predetermined set of several pixels, the threshold value is changed for each pixel according to a certain pattern. Thereby, the number of dots exceeding the threshold value in the set changes according to the pixel value, so that it looks as if there is a gradation.
【0005】ところで、このような疑似中間調処理によ
る2値化を行うと、輪郭部分がぼやけてしまうという欠
点がある。このため、特開平3−145273号公報
(H04N1/40)にも示されるように、これを改善
するため輪郭強調を行う必要がある。この輪郭強調をR
GBそれぞれに施すと回路規模の増大を招き、また、輪
郭部分で色相ずれが起きる等の問題があるため、図2に
示すように、カラー自然画像を輝度信号と色差信号に分
離し、輝度信号のみにこれらの処理を行う。[0005] By the way, when binarization is performed by such pseudo halftone processing, there is a disadvantage that the outline portion is blurred. For this reason, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-145273 (H04N1 / 40), it is necessary to enhance the contour to improve this. This contour enhancement is R
When applied to each of GB, there is a problem that the circuit scale is increased, and there is a problem that hue shift occurs at an outline portion. Therefore, as shown in FIG. 2, a color natural image is separated into a luminance signal and a color difference signal, Only these processes are performed.
【0006】図2において、1は、NTSC信号である
カラーTV信号から輝度信号と、色差信号とを分離して
いる。2は、この輝度信号の輪郭強調を行う輪郭強調回
路である。9は、輝度信号のコントラスト調整を行うコ
ントラスト調整回路である。3は、輝度信号と色差信号
をRGB信号に変換する変換回路である。In FIG. 2, reference numeral 1 separates a luminance signal and a color difference signal from a color TV signal which is an NTSC signal. Reference numeral 2 denotes an outline emphasizing circuit for emphasizing the outline of the luminance signal. Reference numeral 9 denotes a contrast adjustment circuit for adjusting the contrast of the luminance signal. Reference numeral 3 denotes a conversion circuit that converts a luminance signal and a color difference signal into RGB signals.
【0007】5は、RGB信号をディザ法を利用して、
2値信号に変換する回路であり、RGB信号を2値の疑
似中間調信号に変換する回路である。[0007] 5 uses the dither method to convert the RGB signals into
This is a circuit for converting a RGB signal into a binary pseudo-halftone signal.
【0008】[0008]
【発明が解決しようとする課題】この図2の画像処理装
置において、輝度信号で輪郭強調およびコントラスト調
整を行い、RGBに変換したのちディザ法で二値化した
場合、白っぽい背景等に不自然な点があらわれることが
ある。その一例を図3に示す。In the image processing apparatus shown in FIG. 2, when contour enhancement and contrast adjustment are performed using a luminance signal, and then converted into RGB and then binarized by a dither method, an unnatural image such as a whitish background may occur. A dot may appear. An example is shown in FIG.
【0009】図3(a)は、CCDカメラ等により人物
の画像を取り込み、図2の従来のシステムに従い処理
し、コントラスト調整が終わった時点のものである。背
景(61)に比べ人物(62)が暗めに映っているた
め、コントラストを上げた結果、背景がとんで真っ白に
なっている。これを輝度及び色差信号からRGBに変換
し、2値化したのが図3(b)である。FIG. 3A shows a state in which an image of a person is captured by a CCD camera or the like, processed according to the conventional system shown in FIG. 2, and the contrast adjustment is completed. Since the person (62) appears darker than the background (61), as a result of increasing the contrast, the background is completely white. FIG. 3B shows the result of conversion from the luminance and color difference signals to RGB and binarization.
【0010】このように真っ白になっているはずの背景
に不自然な点(63)があらわれている。これは、コン
トラスト調整時に、とり得る上限値(8ビットなら25
5)を超えて飽和したデータを、輝度及び色差信号から
RGBに変換するときに、その変換誤差により、変換結
果(RGB)が上限値よりわずかに小さい値になってし
まうことによる。As described above, an unnatural point (63) appears on the background that should be white. This is because the upper limit value that can be taken during the contrast adjustment (25 for 8 bits)
This is because when the data saturated beyond 5) is converted from the luminance and color difference signals to RGB, the conversion result (RGB) becomes slightly smaller than the upper limit value due to the conversion error.
【0011】図4を用いてこれを説明する。なお、ここ
で扱うデータはRGB、輝度、色差信号(Cr,Cb)
とも8ビットであるとする。すなわちそれぞれのとり得
る値は0〜255(色差信号は −127〜128)で
ある。ここで、図4(a)に示すような値をとる画素が
あったとする。この画素は輝度のみ150という値を持
ち、説明を簡単にするため色差信号は0とする。This will be described with reference to FIG. The data handled here are RGB, luminance, and color difference signals (Cr, Cb).
It is assumed that both are 8 bits. That is, each possible value is 0 to 255 (the color difference signal is -127 to 128). Here, it is assumed that there is a pixel having a value as shown in FIG. This pixel has a luminance value of 150 only, and the chrominance signal is 0 for simplicity.
【0012】一般的にCCDカメラの画像は、コントラ
ストが弱い。ここでコントラストをあげるために、輝度
を2倍にしたとする。すると図4(b)に示すように、
輝度の値は上限値255を越えてしまう。255を越え
た値は扱えないので、その画素の輝度は255(すなわ
ち白)とされる。Generally, the contrast of an image captured by a CCD camera is low. Here, it is assumed that the luminance is doubled to increase the contrast. Then, as shown in FIG.
The brightness value exceeds the upper limit value 255. Since a value exceeding 255 cannot be handled, the luminance of the pixel is set to 255 (that is, white).
【0013】この後、After this,
【0014】[0014]
【数1】 (Equation 1)
【0015】(1)式によりRGBに変換される。この
変換が理想的で有れば、図4(d)のようにRGBそれ
ぞれ上限値255となり、変換後も白色となる。この場
合、輝度信号において飽和している値が、RGBへの変
換後もRGB各々が飽和した場合と同じ値(255)を
とっているので問題ない。The data is converted into RGB according to the equation (1). If this conversion is ideal, the upper limit of each of RGB becomes 255 as shown in FIG. In this case, there is no problem because the saturated value of the luminance signal has the same value (255) after RGB conversion as when each of RGB is saturated.
【0016】ところが、輝度及び色差信号からRGBに
変換する(1)式の変換マトリクスをハードウエアで実
現する場合、回路規模的な制約(費用的な制約もある)
から理想的なマトリクスを作ることは困難であり、変換
に誤差が生じる。この変換誤差により、変換後の値は、
図4(e)のように255を越えたり、足りなかったり
する。However, when the conversion matrix of the formula (1) for converting the luminance and chrominance signals into RGB is realized by hardware, the circuit scale is limited (there is also a cost limitation).
It is difficult to create an ideal matrix from, and an error occurs in the conversion. Due to this conversion error, the value after conversion is
As shown in FIG. 4 (e), the value exceeds 255 or is insufficient.
【0017】これをディザ法で各色を二値化すると、こ
のわずかな差の部分に、たまたまディザの閾値の一つが
位置する場合がある。この部分が、点となってあらわれ
る。すなわち、閾値がGB信号より高いとすると、この
部分は赤い点となる。このように、コントラスト調整の
結果、飽和してとんでしまい真っ白になっているはずの
部分に色のついた点があらわれるのである。If each color is binarized by the dither method, one of the threshold values of the dither happens to be located at the small difference. This part appears as a dot. That is, if the threshold is higher than the GB signal, this portion becomes a red point. As described above, as a result of the contrast adjustment, a colored point appears in a portion that should be saturated and stopped and become pure white.
【0018】この変換誤差により発生する点を、変換誤
差ノイズと呼ぶこととする。この例では、コントラスト
調整を、画素の輝度およびRGB各成分を定数倍するこ
とで実現しているが、コントラストをあげるということ
は、各画素における最大値と最小値の差を広げることに
なるので、他の方法をとった場合でもコントラスト調整
は各画素値が飽和しやすいという性質を持つ。The point generated by this conversion error is called conversion error noise. In this example, the contrast is adjusted by multiplying the luminance and RGB components of the pixel by a constant, but increasing the contrast increases the difference between the maximum value and the minimum value in each pixel. Even when other methods are used, the contrast adjustment has a property that each pixel value is easily saturated.
【0019】またコントラスト調整を行う場合、画像内
の特定部分(例えば人の顔等)を基準に行うため、その
他の部分(背景等)が飽和しがちであり、変換誤差ノイ
ズはしばしばあらわれる。When the contrast adjustment is performed, since a specific portion (for example, a human face) in the image is used as a reference, the other portions (such as the background) tend to be saturated, and conversion error noise often appears.
【0020】[0020]
【課題を解決するための手段】上記の問題は、画素値が
飽和しやすいコントラスト調整を、輝度及び色差信号か
らRGBへの変換の前に行ったことによる。これを解決
するために、コントラスト調整をRGBへの変換の後に
行うこととする。 [作用]本発明により、上記に示した変換誤差ノイズの
発生を防ぐことができる。The above problem is caused by the fact that the contrast adjustment, in which the pixel value is likely to be saturated, is performed before the conversion of the luminance and color difference signals into RGB. In order to solve this, the contrast adjustment is performed after the conversion into RGB. [Operation] According to the present invention, the occurrence of the conversion error noise described above can be prevented.
【0021】[0021]
【実施の形態】本発明の構成を図1の第1実施例を参照
しながら説明する。ここで、各色成分ごとのビット数等
の条件は、従来の説明と同様とする。入力されたカラー
画像は輝度色差分離回路(1)により、輝度信号と色差
信号に分離される。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The configuration of the present invention will be described with reference to the first embodiment of FIG. Here, conditions such as the number of bits for each color component are the same as in the conventional description. The input color image is separated into a luminance signal and a chrominance signal by a luminance / chrominance separation circuit (1).
【0022】分離された輝度信号は、輪郭強調回路
(2)により輪郭が強調される。これにより、回路規模
拡大を防ぎつつ、ディザ処理において輪郭がぼけるのを
補う。輪郭強調の具体的な例としては、原画像における
輝度のラプラシアンを計算し、それを原画像に加える方
法等が挙げられる。次に、RGB変換回路(3)によ
り、輪郭強調後の輝度信号と色差信号をRGB信号に変
換する。The outline of the separated luminance signal is emphasized by an outline emphasizing circuit (2). This compensates for the blurring of the outline in the dither processing while preventing the circuit scale from expanding. As a specific example of the edge enhancement, there is a method of calculating the Laplacian of the luminance in the original image and adding it to the original image. Next, an RGB conversion circuit (3) converts the luminance signal and the color difference signal after contour enhancement into RGB signals.
【0023】これは、最終的にRGB各二値のデータを
得るためである。この時の変換後の値の様子を図5
(a)に示す。変換によるわずかな誤差による差がRG
B各色成分にあらわれている。次に、コントラスト調整
回路(4)により、RGB各色でコントラスト調整を行
う。This is to finally obtain binary data of RGB. The state of the converted value at this time is shown in FIG.
(A). The difference due to slight error due to conversion is RG
B appears in each color component. Next, the contrast adjustment circuit (4) performs contrast adjustment for each of the RGB colors.
【0024】コントラスト調整を図5を用いて説明す
る。ここでは、コントラストをあげるため、各画素にお
けるRGBの値を2倍した場合を考える。すると図5
(b)のようにRGBすべて飽和して上限値を越えてし
まうので、コントラスト調整後の結果は図5(c)のよ
うになる。The contrast adjustment will be described with reference to FIG. Here, it is assumed that the value of RGB in each pixel is doubled in order to increase the contrast. Then Figure 5
As shown in FIG. 5B, all the RGB components are saturated and exceed the upper limit, and the result after the contrast adjustment is as shown in FIG. 5C.
【0025】図2の従来例におけるディザ処理回路への
入力データ図4(e)と図5(c)を比較すると、本実
施例により、誤差の無いときのデータ図4(d)と同じ
データが、ディザ処理回路(5)に入力されていること
がわかる。この後、ディザ処理回路(5)により二値化
処理を行う。この時、従来において現れた変換誤差ノイ
ズはあらわれない。When comparing FIG. 4 (e) with FIG. 5 (c), the input data to the dither processing circuit in the conventional example of FIG. 2 is the same as FIG. 4 (d) when there is no error. Is input to the dither processing circuit (5). Thereafter, the dither processing circuit (5) performs binarization processing. At this time, the conversion error noise that has appeared in the related art does not appear.
【0026】このように、輝度及び色差信号からRGB
に変換した後に、コントラストの調整をすることによ
り、変換誤差ノイズの発生を防ぐことができる。図6を
参照しつつ本発明の第2実施例を説明する。この第2実
施例では、カラー画像信号を輝度色差分離回路(1)に
より輝度信号、色差信号に分離した後、黒レベル調整回
路(7)により輝度信号に黒レベル調整を行っている。As described above, the RGB signals are obtained from the luminance and color difference signals.
After the conversion, the adjustment of the contrast can prevent the occurrence of conversion error noise. A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the second embodiment, after a color image signal is separated into a luminance signal and a color difference signal by a luminance / color difference separation circuit (1), a black level adjustment circuit (7) performs black level adjustment on the luminance signal.
【0027】CCDカメラ等により取り込んだカラー画
像における輝度信号は、最も小さな値でも0になること
はほとんどないため、各画素の輝度の値から一定値を減
じ、黒い部分を輝度0に調節する。これにより画面が締
まり、コントラストもよくなる。前述の(1)式より、
輝度信号より一定の値を減ずることは、RGB各成分か
ら同じ値を減ずるのとまったく等価であるため、このよ
うに輝度のみで行うことは、回路規模の縮小に有効であ
る。Since the luminance signal in a color image captured by a CCD camera or the like rarely becomes 0 even at the smallest value, a constant value is subtracted from the luminance value of each pixel to adjust the black portion to luminance 0. This results in a tighter screen and better contrast. From the above equation (1),
Subtracting a constant value from the luminance signal is completely equivalent to subtracting the same value from each of the RGB components, and thus performing only with luminance is effective in reducing the circuit scale.
【0028】この黒レベル調整の後、輪郭強調回路
(2)により処理がされるが、以降は図1と同様であ
る。この第2実施例では、黒レベル調整回路(7)を輪
郭強調回路(2)の前においたが、処理の順番は逆でも
よい。図7を参照しつつ本発明の第3実施例を説明す
る。After the black level adjustment, processing is performed by the contour emphasizing circuit (2), and thereafter, the processing is the same as that of FIG. In the second embodiment, the black level adjusting circuit (7) is placed before the contour emphasizing circuit (2), but the order of processing may be reversed. A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
【0029】第1実施例では、輝度及び色差信号をRG
B信号に変換したが、この第3実施例においてはRGB
信号ではなくCMY信号に変換するものである。つま
り、コントラスト調整回路(4)の前段にYMC変換回
路(8)を配置している。一般的にディスプレイ等の表
示にはRGBが用いられ、プリンタ等への出力にはY、
M、CのCMY信号が用いられる。In the first embodiment, the luminance and color difference signals are
B signal, but in the third embodiment, RGB
It is not a signal but a CMY signal. That is, the YMC conversion circuit (8) is arranged before the contrast adjustment circuit (4). Generally, RGB is used for display on a display or the like, and Y or Y is used for output to a printer or the like.
M and C CMY signals are used.
【0030】印字のみが目的であれば、この第3実施例
のほうが、図1の第1実施例より効率がよい。なお、本
実施例では、輝度色差信号から直接CMY信号に変換し
ているが、一度RGB信号に変換してコントラスト調整
等の処理を行い出力時にCMY信号に変換してもよい。If only printing is intended, the third embodiment is more efficient than the first embodiment shown in FIG. In the present embodiment, the luminance / color difference signal is directly converted into a CMY signal. However, the signal may be converted into an RGB signal once, subjected to processing such as contrast adjustment, and then converted into a CMY signal at the time of output.
【0031】また逆に一度CMY信号に変換して出力時
にRGB信号に変換してもよい。この場合、図7の構成
の他に、RGB信号からCMY信号へ、またはCMY信
号からRGB信号への変換回路が必要となる。印刷関係
では本実施例でCMY信号と呼んでいる三原色にK
(黒)を加える場合もある。本実施例において、CMY
信号といった場合、CMYK信号も含んでいる。Conversely, the signal may be converted into a CMY signal once and then converted into an RGB signal at the time of output. In this case, in addition to the configuration of FIG. 7, a conversion circuit from RGB signals to CMY signals or from CMY signals to RGB signals is required. In printing, three primary colors called CMY signals in this embodiment
(Black) may be added. In this embodiment, CMY
In the case of a signal, it also includes a CMYK signal.
【0032】[0032]
【発明の効果】本発明は、RGB信号等への変換時に変
換誤差が発生し、且つ、ディザ法により2値化する画像
処理回路において、発生する特有の問題である変換誤差
ノイズを防止するものである。本発明では、画素値が飽
和しやすいコントラスト調整を、輝度信号及び色差信号
からRGB等の各色成分に変換後に行うという、容易な
回路変更でのみで、上述の変換誤差ノイズの発生を防
ぎ、高品位の画像を得ることができる。The present invention is intended to prevent a conversion error noise which is a specific problem that occurs in an image processing circuit which generates a conversion error at the time of conversion to an RGB signal or the like and which is binarized by a dither method. It is. In the present invention, the above-described conversion error noise can be prevented by a simple circuit change in which the contrast adjustment in which the pixel value easily saturates is performed after the conversion from the luminance signal and the color difference signal to each of the color components such as RGB. A high-quality image can be obtained.
【図1】本発明の第1実施例を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a first embodiment of the present invention.
【図2】従来の画像処理の構成例である。FIG. 2 is a configuration example of conventional image processing.
【図3】変換誤差ノイズの発生を説明する図である。FIG. 3 is a diagram illustrating generation of conversion error noise.
【図4】変換誤差ノイズ発生の原因を説明する図であ
る。FIG. 4 is a diagram illustrating a cause of generation of conversion error noise.
【図5】本実施例による信号処理を説明する図である。FIG. 5 is a diagram illustrating signal processing according to the present embodiment.
【図6】本発明の第2実施例を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a second embodiment of the present invention.
【図7】本発明の第3実施例を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing a third embodiment of the present invention.
(1)・・・・輝度信号、色差信号分離回路、 (2)・・・・輪郭強調回路、 (3)・・・・輝度信号、色差信号からRGBに変換す
る変換回路、 (4)・・・・コントラスト調整回路、 (5)・・・・ディザ処理回路、 (6)・・・・人物を取り込んだ画像、 (61)・・・人物、 (62)・・・背景、 (63)・・・変換誤差ノイズ、 (7)・・・・黒レベル調整回路、 (8)・・・・輝度信号、色差信号からCMY信号に変
換する変換回路。(1): a luminance signal / color difference signal separation circuit; (2): an outline emphasis circuit; (3): a conversion circuit for converting a luminance signal and a color difference signal into RGB; ... contrast adjustment circuit, (5) ... dither processing circuit, (6) ... image captured with a person, (61) ... person, (62) ... background, (63) ... Conversion error noise, (7) black level adjustment circuit, (8) conversion circuit for converting luminance signals and color difference signals into CMY signals.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平7−93563(JP,A) 特開 平4−35360(JP,A) 特開 平4−259165(JP,A) 特開 平2−210968(JP,A) 特開 平9−65158(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04N 1/40 - 1/409 H04N 1/46 - 1/64 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-7-93563 (JP, A) JP-A-4-35360 (JP, A) JP-A-4-259165 (JP, A) JP-A-2- 210968 (JP, A) JP-A-9-65158 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H04N 1/40-1/409 H04N 1/46-1/64
Claims (2)
1方の信号に対して画像処理を行う画像処理手段(2)
と、 この画像処理された信号を含む前記輝度信号と前記色差
信号とを、R、G、Bまたはシアン、マゼンタ、イエロ
ー等の各色成分の信号に変換する変換手段(3,8)
と、 この各色成分の信号に対してコントラスト調整を行うコ
ントラスト調整手段(4)と、 このコントラスト調整された前記各色成分の信号をディ
ザ法を用いて2値化する疑似中間調変換手段(5)とを
備えることを特徴とする画像処理装置。An image processing means for performing image processing on at least one of a luminance signal and a color difference signal;
Conversion means (3, 8) for converting the luminance signal including the image-processed signal and the color difference signal into signals of respective color components such as R, G, B or cyan, magenta, yellow and the like.
A contrast adjusting means (4) for performing contrast adjustment on the signal of each color component; and a pseudo halftone conversion means (5) for binarizing the signal of each color component subjected to the contrast adjustment using a dither method. An image processing apparatus comprising:
号の輪郭強調処理を行うことを特徴とする請求項1の画
像処理装置。2. An image processing apparatus according to claim 1, wherein said image processing means performs an outline emphasis process on said luminance signal.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21779995A JP3244406B2 (en) | 1995-08-25 | 1995-08-25 | Image processing device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP21779995A JP3244406B2 (en) | 1995-08-25 | 1995-08-25 | Image processing device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0965159A JPH0965159A (en) | 1997-03-07 |
JP3244406B2 true JP3244406B2 (en) | 2002-01-07 |
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ID=16709922
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1995
- 1995-08-25 JP JP21779995A patent/JP3244406B2/en not_active Expired - Fee Related
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JPH0965159A (en) | 1997-03-07 |
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LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |