JP2000261685A - カラー画像画質改善方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、利用者の判断を要せずに簡単な計
算により、局所的及び大域的の双方のコントラストを強
調し、カラー画像の画質の向上を図る。 【解決手段】 カラー画像の全体の各画素値ｒ，ｇ，ｂ
を変換した色度値ｒｇ，ｙｂと輝度値ｌからそれらの各
平均値を求め、各画素毎に、その近傍の画素の各色度値
並びに輝度値の平均値を求め、全体の平均値と近傍の平
均値との比に対応して係数を求め、係数をポジティブ画
像での画素の相対値に乗じてポジティブ画素変量を求
め、同様に、係数を用いてネガティブ画素変量を求め、
ポジティブ画素変量をポジティブ画像での当該画素の相
対値に加えてこれら相対値を修正し、同様にネガティブ
画素変量を用いて相対値を修正し、これら修正した相対
値の比の対数によって当該画素の各色度値並びに輝度値
を夫々補正し、補正結果を出力レンジの範囲内に正規化
するカラー画像画質改善方法及び装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、イメージセンサや
ディジタルカメラ等から入力されたカラー画像に対し、
明部、暗部での微妙な輝度値及び色度値の変化を強調し
つつ、局所的なコントラストと大域的なコントラストと
を同時に強調し、出力レンジに適合させて出力し得るカ
ラー画像画質改善方法及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、カラーの画像処埋又は画像表示
を伴う視覚技術分野では、より高精細なカラー画像が要
求されるため、人間の特殊な操作を介さずに、カラー画
像を可能な限り高精度なカラー画像に変換するカラー画
像画質改善方法が必要とされている。

【０００３】この種のカラー画像画質改善方法として
は、ガンマ補正に代表される指数変換方法及び対数変換
方法がある。また、極端に画像を強調したい場合、ヒス
トグラム平坦化により、画像の画素値をコントラスト強
調する方法などがある。

【０００４】ここで、対数変換による方法では、図１２
に示すように、入力画像の画素値Ｉを全体に増す側に変
換する。なお、図示するように、画素値の小さい方が大
きい増分をもつことから、主に暗部のコントラストが強
調されることがわかる。

【０００５】さらに、指数変換による方法では、図１２
に示すように、指数が１より小さい場合、対数変換同様
の変換カーブを描き、全体に画素値を増す側に変換す
る。従って、暗部のコントラストが強調される。一方、
指数が１より大きい場合、図１３に示すように、全体に
画素値を減じる側に変換する。よって、明部のコントラ
ストが強調される。

【０００６】ヒストグラム平坦化による方法は、画素値
の分布の塊を周囲に適切に分散させて、分布に則してコ
ントラスト強調を実行する技術であり、実際に種々の画
像強調手法のなかでも強調効果が著しい手法となってい
る。

【０００７】これらの他、カラー画像ではなく、白黒画
像が対象であるものの、分解能向上に優れた画像強調方
法としては、元々視認性のよい中間部ではコントラスト
をある程度抑制しつつ、明部及び暗部ではコントラスト
を強調するという画質改善方法および装置が特公平８−
２１０７９号公報に開示されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら以上のよ
うなカラー画像画質改善方法では、以下のような問題が
ある。

【０００９】対数変換による方法では、画素値の小さい
区間のコントラストは強調されるものの、画素値の大き
い区間のコントラストが抑制される問題がある。

【００１０】指数変換による方法では、利用者が画像毎
に判断して指数を決定する手間がかかり、指数が１より
小さいとき画素値の小さい区間のコントラストは強調さ
れるものの、画素値の大きい区間のコントラストが抑制
される問題がある。また、指数が１より大きいとき、画
素値の大きい区間のコントラストは強調されるものの、
画素値の小さい区間のコントラストが抑制される問題が
ある。

【００１１】また、ヒストグラム平坦化による方法で
は、大域的なコントラストの強調効果が著しい一方、領
域内部での変化等を示す比較的に小さい局所的なコント
ラストが抑制される問題がある。

【００１２】また、特公平８−２１０７９号公報に記載
の方法では、局所的なコントラストの強調効果が高いこ
とから局所的にシャープな画像が得られる一方、大域的
なコントラストを低下させる傾向がある。また、白黒画
像を対象とした方法なので、カラー画像の画質改善とは
無関係である。

【００１３】まとめると、以上のようなコントラストの
低下は、高解像度な画像データであっても、その画像デ
ータの実質的な利用度を低下させるので、高細密なカラ
ー画像を実現し難いという問題を生じさせる。

【００１４】また、以上のような各画質の改善方式は、
白黒画像の場合にはある程度の画質の改善が見られるも
のの、より高細密なカラー画像の実現を図る観点から
は、未だ十分とは言えないものである。

【００１５】本発明は上記実情を考慮してなされたもの
で、利用者の判断を要せずに簡単な計算により、局所的
及び大域的の双方のコントラストを強調し、カラー画像
の画質を向上し得るカラー画像画質改善方法及び装置を
提供することを目的とする。

【００１６】また、本発明の他の目的は、局所的及び大
域的なコントラストの強調を人間の色覚に応じて行なう
ことにより、画像データの実質的な利用度を高め、高細
密なカラー画像を実現し得るカラー画像画質改善方法及
び装置を提供することにある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の骨子につ
いて説明する。特公平８−２１０７９号公報に開示され
た技術は、人間の視覚におけるＳ字型の応答特性を線形
に補正するために逆Ｓ字型変換を用いるものであるが、
前述した通り、局所的コントラストを強調する反面、大
域的なコントラストを低下させる傾向がある。

【００１８】この傾向を改善するため、本発明では、輝
度調整の手法と色度調整の手法とを夫々設けている。輝
度調整としては、画像全体の明るさ（全体の輝度の平均
値ｌ _mean）に対して局所的明るさ（画素近傍の輝度の平
均値ｌ_ave ）の比に対応する係数を求め、全体の明るさ
と局所的明るさとの差を強調することにより、局所的コ
ントラストを維持しつつ、大域的なコントラストの向上
を図っている。なお、この輝度調整に関しては、均等色
空間ＣＩＥ−ＬＡＢを用いることが輝度を色度とは独立
に且つ高精度に調整可能な観点から好ましい。

【００１９】一方、色度調整としては、本発明は、カラ
ー画像を対象とするため、人間の色覚の性質に基づい
て、色覚に関しても、全体の色合い（全体の色度の平均
値ｒｇ _mean，ｙｂ_mean）と局所的色合い（画素近傍の色
度の平均値ｒｇ_ave ，ｙｂ_ave）との差を強調すること
により、局所的コントラストを維持しつつ、大域的なコ
ントラストの向上を図っている。なお、この色度調整に
関しては、人間の色覚機構に基づく色空間を用いること
が自然な色合いの観点から好ましい。

【００２０】ここで例えば、図１１は人間の外側膝状体
での色覚機構を示す模式図である（De Valois, R. L. a
nd De Valois, K. K. : A multi-stage color model, V
ision Research, Vol.33, No.8, pp.1053-1065, 1993.
）。この色覚機構は、目が光を受けると、網膜にある
Ｌ，Ｍ，Ｓの３種の錐体が夫々信号を出力し、その信号
が外側膝状体において種々の組合せで加算されて大脳に
出力される結果、人間が明るさ、暗さを含む、赤色、黄
色、緑色及び青色等の色覚を生じることを示している。

【００２１】なお、図１１中、符号のＬは長波長を感じ
るＬ錐体を示し、Ｍは中波長を感じるＭ錐体を示し、Ｓ
は短波長を感じるＳ錐体を示す。また、符号の“ｏ”は
中心が正（興奮）に反応し、周辺に負（抑制）の反応を
生じる神経節細胞のＯＮセンタ形を示す。同様に、符号
の“−”は、ＯＮセンタ形とは逆の極性の反応を生じる
神経節細胞のＯＦＦセンタ形を示す。

【００２２】これらにより、例えばＯＦＦセンタ形のＭ
錐体を“−Ｍｏ”として示している。また、例えば“Ｌ
ｏ”、“Ｍｏ”及び“Ｓｏ”の和により、“明るさ”が
知覚され、“Ｌｏ”、“−Ｍｏ”及び“Ｓｏ”の和によ
り、“赤色”が知覚される旨を示している。

【００２３】本発明はこのような色覚機構に基づき、カ
ラー画像のＲ，Ｇ，Ｂ値を人間の色覚に合わせるように
色度図で示される色空間に変換し、さらに、上述した全
体平均と局所平均との比を用い、色度のコントラストを
向上させて高細密カラー画像の実現を図るものである。

【００２４】また、本発明は、人間の側抑制機構におけ
る受容野が略同心円状であることを考慮して、画像の局
所的な明るさや色度を画素近傍の輝度の平均値ｌ_ave や
色度の平均値ｒｇ_ave ，ｙｂ_ave より示すようにし、局
所的コントラスト自体の改善も図るものである。

【００２５】次に、本発明の第２の骨子について説明す
る。このような第１の骨子において、さらに大域的コン
トラストの強調を図るため、明暗順応機構及び色順応機
構の考慮により、画像の全体的な明るさや色度を輝度値
の平均値ｌ_meanや色度の平均値ｒｇ_ave ，ｙｂ_ave で代
表させ、これを逆Ｓ字型変換した補正値ｋl
（ｌ_mean），ｋrg（ｒｇ_mean），ｋyb（ｙｂ_mean）を表
示系の出力レンジの中間値Ｖl_mid ，Ｖrg_mid ，Ｖyb
_mid に対応させ、平均輝度や平均色度の前後で出力レン
ジに適合させるように線形変換を実行することにより、
大域的コントラストの強調を図っている。

【００２６】さて、上述した本発明の骨子に基づいて、
具体的には以下のような解決手段が実現される。請求項
１に対応する発明は、カラー画像の各画素における画素
値ｒ，ｇ，ｂを均等色空間ＣＩＥ−ＬＡＢ上の各色度値
ａ* ，ｂ* 並びに輝度値ｌ* に変換し、前記各画素の輝
度値ｌ* の平均値ｌ*_mean を求め、前記各画素毎に、当
該画素の近傍におけるｉ個の画素の各輝度値ｌ* １〜ｌ
* ｉの平均値ｌ*_ave を求め、前記全体の平均値ｌ*
_mean と前記近傍の平均値ｌ*_ave との比に対応する各
々の係数を求め、前記各々の係数をポジティブ画像での
前記近傍の平均値ｌ*_ave の相対値に乗じてポジティブ
画素変量δl*_posiを求めると共に、前記各々の係数をネ
ガティブ画像での前記近傍の平均値ｌ*_ave の相対値に
乗じてネガティブ画素変量δl*_negaを求め、前記ポジテ
ィブ画素変量δl*_posiをポジティブ画像での当該画素の
輝度値ｌ* の相対値に加えてこの相対値を修正すると共
に、前記ネガティブ画素変量δl*_negaをネガティブ画像
での当該画素の輝度値ｌ* の相対値に加えてこの相対値
を修正し、これら修正した相対値の比の対数によって当
該画素の輝度値ｌ* を補正し、この補正結果ｋl*（ｌ*
）を出力レンジの範囲内に正規化し、この正規化結果
Ｖl*（ｌ* ）及び前記各色度値ａ* ，ｂ* を前記均等色
空間ＣＩＥ−ＬＡＢからｒｇｂ色空間へ逆変換し、得ら
れた逆変換結果に基づいて、画像全体を構成して出力す
るカラー画像画質改善方法である。

【００２７】また、請求項２に対応する発明は、請求項
１に対応するカラー画像画質改善方法において、前記正
規化としては、前記全体の平均値ｌ*_mean の補正結果ｋ
l*（ｌ*_mean ）を前記出力レンジの中間値Ｖl*_mid に対
応させるように実行するカラー画像画質改善方法であ
る。

【００２８】さらに、請求項３に対応する発明は、カラ
ー画像を入力するための画像入力手段と、前記画像入力
手段により入力されたカラー画像の全画素の画素値ｒ，
ｇ，ｂを均等色空間ＣＩＥ−ＬＡＢ上の各色度値ａ* ，
ｂ* 及び輝度値ｌ* に変換する色空間変換手段と、前記
色空間変換手段にて得られた全画素の各輝度値ｌ* を平
均して全体平均値ｌ*_mean を算出する全体平均算出手段
と、前記色空間変換手段にて得られた各画素毎に、当該
画素の近傍におけるｉ個の画素の各輝度値ｌ*１〜ｌ*
ｉを抽出する近傍画像抽出手段と、前記近傍画像抽出手
段により抽出された近傍画素の各輝度値ｌ* １〜ｌ* ｉ
を平均して近傍平均値ｌ*_ave を算出する近傍平均算出
手段と、前記全体平均算出手段により算出された全体平
均値ｌ*_{m ean} と前記近傍平均算出手段により算出された
近傍平均値ｌ*_ave との比に対応する係数αl*_posi，α
l*_negaを算出する係数算出手段と、前記近傍平均算出手
段にて得られた当該画素の近傍平均値ｌ*_ave 及び係数
算出手段により算出された係数αl*_posiに基づいて、ポ
ジティブ画像の画素値変量δl*_posiを決定するポジティ
ブ画像画素値変量決定手段と、前記近傍平均算出手段に
て得られた当該画素の近傍平均値ｌ*_ave 及び係数算出
手段により算出された係数αl*_negaに基づいて、ネガテ
ィブ画像の画素値変量δl*_negaを決定するネガティブ画
像画素値変量決定手段と、前記ポジティブ画像画素値変
量決定手段により決定された画素値変量δl*_posi及び前
記ネガティブ画像画素値変量決定手段により決定された
画素値変量δl*_negaに基づいて当該画素の輝度値ｌを補
正し、この補正結果の比の対数を求めて画素補正値ｋl*
（ｌ* ）を算出する画素値補正手段と、前記画素値補正
手段により算出された全ての画素補正値ｋl*（ｌ* ）の
うち、最大値ｋl*_max と最小値ｋl*_min とを算出する補
正値最大最小値算出手段と、前記補正値最大最小値算出
手段により算出された最大値ｋl*_max 及び最小値ｋl*
_min に基づいて、前記画素値補正手段により算出された
画素補正値ｋl*（ｌ* ）を出力レンジの範囲内に正規化
して正規化変換値Ｖl*（ｌ* ）を算出する画素値正規化
手段と、前記画素値正規化手段により算出された各画素
の正規化変換値Ｖl*（ｌ* ）及び前記色空間変換手段に
て得られた各色度値ａ* ，ｂ* を前記均等色空間ＣＩＥ
−ＬＡＢからｒｇｂ色空間へ逆変換し、得られた逆変換
結果に基づいて、画像全体を構成して出力する画像出力
手段とを備えたカラー画像画質改善装置である。

【００２９】また、請求項４に対応する発明は、請求項
３に対応するカラー画像画質改善装置において、前記画
素値正規化手段及び前記画像出力手段に代えて、前記全
体平均算出手段により算出された全体平均値ｌ*_mean 及
び前記係数算出手段により算出された係数αl*_posi，α
l*_negaに基づいて、前記全体平均値ｌ*_mean の補正値ｋ
l*（ｌ*_mean ）を算出する全体平均補正値算出手段と、
前記画素値補正手段により算出された各画素の画素補正
値ｋl*（ｌ* ）と前記全体平均補正値算出手段により算
出された補正値ｋl*（ｌ*_mean ）とを比較し、前記画素
補正値ｋl*（ｌ* ）よりも対応する前記補正値ｋl*（ｌ
*_mean ）が大のときには画素補正値ｋl*（ｌ* ）を対応
する出力レンジ範囲内の中間値Ｖl*_mid より小さい出力
レンジ区間へ線形変換し、前記画素補正値ｋl*（ｌ* ）
と対応する前記補正値ｋl*（ｌ*_{m ean} ）とが等しいとき
には画素補正値ｋl*（ｌ* ）を対応する出力レンジ範囲
内の中間値Ｖl*_mid へ変換し、前記画素補正値ｋl*（ｌ
* ）よりも対応する前記補正値ｋl*（ｌ*_mean ）が小の
ときには画素補正値ｋl*（ｌ* ）を対応する出力レンジ
範囲内の中間値Ｖl*_mid より大きい出力レンジ区間へ線
形変換することにより、各画素補正値ｋl*（ｌ* ）を出
力レンジの範囲内に正規化して正規化変換値Ｖl*（ｌ*
）を算出する画素補正値変換手段と、前記画素補正値
変換手段により算出された各画素の正規化変換値Ｖl*
（ｌ* ）及び前記色空間変換手段にて得られた各色度値
ａ* ，ｂ* を前記均等色空間ＣＩＥ−ＬＡＢからｒｇｂ
色空間へ逆変換し、得られた逆変換結果に基づいて、画
像全体を構成して出力する正規化画像出力手段とを備え
たカラー画像画質改善装置である。

【００３０】さらに、請求項５に対応する発明は、カラ
ー画像の各画素における画素値ｒ，ｇ，ｂを色空間上の
各色度値ｒｇ，ｙｂ並びに輝度値ｌに変換し、前記各色
度値ｒｇ，ｙｂ並びに輝度値ｌの各々の平均値ｒ
ｇ_mean，ｙｂ_mean，ｌ_meanを求め、前記カラー画像の各
画素毎に、当該画素の近傍におけるｉ個の画素の各色度
値ｒｇ１〜ｒｇｉ，ｙｂ１〜ｙｂｉ並びに輝度値ｌ１〜
ｌｉの各々の平均値ｒｇ_ave，ｙｂ_ave ，ｌ_ave を求
め、前記全体の平均値ｒｇ_mean，ｙｂ_mean，ｌ_meanと前
記近傍の平均値ｒｇ_ave ，ｙｂ_ave ，ｌ_ave との比に対
応する各々の係数を求め、前記各々の係数をポジティブ
画像での前記近傍の平均値ｒｇ_ave ，ｙｂ_ave ，ｌ_ave
の各々の相対値に乗じてポジティブ画素変量δrg_posi，
δyb_posi，δl_{pos i} を求めると共に、前記各々の係数を
ネガティブ画像での前記近傍の平均値ｒｇ _ave ，ｙｂ
_ave ，ｌ_ave の各々の相対値に乗じてネガティブ画素変
量δrg_nega，δyb_nega，δl_nega を求め、前記ポジティ
ブ画素変量δrg_posi，δyb_posi，δl_{p osi} をポジティブ
画像での当該画素の各色度値ｒｇ，ｙｂ並びに輝度値ｌ
の各々の相対値に加えてこれら相対値を修正すると共
に、前記ネガティブ画素変量δrg _nega，δyb_nega，δl
_nega をネガティブ画像での当該画素の各色度値ｒｇ，
ｙｂ並びに輝度値ｌの各々の相対値に加えてこれら相対
値を修正し、これら修正した相対値の比の対数によって
当該画素の各色度値ｒｇ，ｙｂ並びに輝度値ｌを夫々補
正し、これらの補正結果ｋrg（ｒｇ），ｋyb（ｙｂ），
ｋl （ｌ）を夫々出力レンジの範囲内に正規化するカラ
ー画像画質改善方法である。

【００３１】また、請求項６に対応する発明は、請求項
５に対応するのカラー画像画質改善方法において、前記
正規化としては、前記全体の平均値ｒｇ_mean，ｙ
ｂ_mean，ｌ _meanの各々の補正結果ｋrg（ｒｇ），ｋyb
（ｙｂ_mean），ｋl （ｌ_mean）を前記出力レンジの中間
値Ｖrg_mid ，Ｖyb_mid ，Ｖl_mid に夫々対応させるよう
に実行するカラー画像画質改善方法である。

【００３２】さらに、請求項７に対応する発明は、カラ
ー画像を入力するための画像入力手段と、前記画像入力
手段により入力されたカラー画像の全画素の画素値ｒ，
ｇ，ｂを色空間上の各色度値ｒｇ，ｙｂ及び輝度値ｌに
変換する色空間変換手段と、前記色空間変換手段にて得
られたカラー画像の全画素の各色度値ｒｇ，ｙｂ及び輝
度値ｌの各々を平均して全体平均値ｒｇ_mean，ｙ
ｂ_mean，ｌ_meanを算出する全体平均算出手段と、前記色
空間変換手段にて得られたカラー画像の各画素毎に、当
該画素の各色度値ｒｇ，ｙｂ並びに輝度値ｌ及びその近
傍におけるｉ個の画素の各色度値ｒｇ１〜ｒｇｉ，ｙｂ
１〜ｙｂｉ並びに輝度値ｌ１〜ｌｉを抽出する近傍画像
抽出手段と、前記近傍画像抽出手段により抽出された近
傍画素の各色度値ｒｇ１〜ｒｇｉ，ｙｂ１〜ｙｂｉ並び
に輝度値ｌ１〜ｌｉを夫々平均して近傍平均値ｒ
ｇ_ave ，ｙｂ_ave ，ｌ_ave を算出する近傍平均算出手段
と、前記全体平均算出手段により算出された全体平均値
ｒｇ_mean，ｙｂ_mean，ｌ_meanと前記近傍平均算出手段に
より算出された近傍平均値ｒｇ_ave ，ｙｂ_ave ，ｌ_ave
との比に対応する係数αrg_posi，αyb_posi，αl_posi ，
αrg_nega，αyb_nega，αl_nega を算出する係数算出手段
と、前記近傍平均算出手段により算出された近傍平均値
ｒｇ_ave ，ｙｂ_ave ，ｌ_ave 及び係数算出手段により算
出された係数αrg_posi，αyb_posi，αl_posi に基づい
て、ポジティブ画像の画素値変量δrg_posi，δyb_posi，
δl_posi を決定するポジティブ画像画素値変量決定手段
と、前記近傍平均算出手段により算出された近傍平均値
ｒｇ_ave ，ｙｂ_ave ，ｌ_ave 及び係数算出手段により算
出された係数αrg_nega，αyb_nega，αl_nega に基づい
て、ネガティブ画像の画素値変量δrg_nega，δyb_nega，
δl_nega を決定するネガティブ画像画素値変量決定手段
と、前記ポジティブ画像画素値変量決定手段により決定
された画素値変量δrg_posi，δyb_posi，δl_posi 及び前
記ネガティブ画像画素値変量決定手段により決定された
画素値変量δrg_nega，δyb_nega，δl_nega の各々に基づ
いて夫々当該画素の各色度値ｒｇ，ｙｂ並びに輝度値ｌ
を補正し、夫々の補正結果の比の対数を求めて画素補正
値ｋrg（ｒｇ），ｋyb（ｙｂ），ｋl （ｌ）を算出する
画素値補正手段と、前記画素補正手段により算出された
全ての画素補正値ｋrg（ｒｇ），ｋyb（ｙｂ），ｋl
（ｌ）のうち、最大値ｋrg_max ，ｋyb_max ，ｋl_{m ax} と
最小値ｋrg_min ，ｋyb_min ，ｋl_min とを算出する補正
値最大最小値算出手段と、前記補正値最大最小値算出手
段により算出された最大値ｋrg_max ，ｋyb _max ，ｋl_max
及び最小値ｋrg_min ，ｋyb_min ，ｋl_min に基づい
て、前記画素値補正手段により算出された画素補正値ｋ
rg（ｒｇ），ｋyb（ｙｂ），ｋl （ｌ）を出力レンジの
範囲内に正規化して正規化変換値Ｖrg（ｒｇ），Ｖyb
（ｙｂ），Ｖl （ｌ）を算出する画素値正規化手段と、
前記画素値正規化手段により算出された各画素の正規化
変換値Ｖrg（ｒｇ），Ｖyb（ｙｂ），Ｖl （ｌ）に基づ
いて、画像全体を構成して出力する画像出力手段とを備
えたカラー画像画質改善装置である。

【００３３】また、請求項８に対応する発明は、請求項
７に対応するカラー画像画質改善装置において、前記画
素値正規化手段及び前記画像出力手段に代えて、前記全
体平均算出手段により算出された全体平均値ｒｇ_mean，
ｙｂ_mean，ｌ_mean及び前記係数算出手段により算出され
た係数αrg_posi，αyb_posi，αl_posi ，αrg_nega，αyb
_nega，αl_nega に基づいて、前記全体平均値ｒｇ_mean，
ｙｂ_mean，ｌ_meanの補正値ｋrg（ｒｇ_mean），ｋyb（ｙ
ｂ_mean），ｋl （ｌ_mean）を算出する全体平均補正値算
出手段と、前記画素値補正手段により算出された各画素
の画素補正値ｋrg（ｒｇ），ｋyb（ｙｂ），ｋl （ｌ）
と前記全体平均補正値算出手段により算出された補正値
ｋrg（ｒｇ_mean），ｋyb（ｙｂ_mean），ｋl （ｌ_mean）
とを夫々比較し、前記画素補正値ｋrg（ｒｇ），ｋyb
（ｙｂ），ｋl （ｌ）よりも対応する前記補正値ｋrg
（ｒｇ_mean），ｋyb（ｙｂ_mean），ｋl （ｌ_mean）が大
のときには画素補正値ｋrg（ｒｇ），ｋyb（ｙｂ），ｋ
l （ｌ）を対応する出力レンジ範囲内の中間値Ｖr
g_mid ，Ｖyb_mid ，Ｖl_mid より小さい出力レンジ区間
へ線形変換し、前記画素補正値ｋrg（ｒｇ），ｋyb（ｙ
ｂ），ｋl （ｌ）と対応する前記補正値ｋrg（ｒ
ｇ_mean），ｋyb（ｙｂ_mean），ｋl （ｌ_mean）とが等し
いときには画素補正値ｋrg（ｒｇ），ｋyb（ｙｂ），ｋ
l （ｌ）を対応する出力レンジ範囲内の中間値Ｖr
g_mid ，Ｖyb_mid ，Ｖl_mid へ変換し、前記画素補正値
ｋrg（ｒｇ），ｋyb（ｙｂ），ｋl （ｌ）よりも対応す
る前記補正値ｋrg（ｒｇ_mean），ｋyb（ｙｂ_mean），ｋ
l （ｌ_mean）が小のときには画素補正値ｋrg（ｒｇ），
ｋyb（ｙｂ），ｋl （ｌ）を対応する出力レンジ範囲内
の中間値Ｖrg_mid ，Ｖyb _mid ，Ｖl_mid より大きい出力
レンジ区間へ線形変換することにより、各画素補正値ｋ
rg（ｒｇ），ｋyb（ｙｂ），ｋl （ｌ）を出力レンジの
範囲内に正規化して正規化変換値Ｖrg（ｒｇ），Ｖyb
（ｙｂ），Ｖl （ｌ）を算出する画素補正値変換手段
と、前記画素補正値変換手段により算出された各画素の
正規化変換値Ｖrg（ｒｇ），Ｖyb（ｙｂ），Ｖl （ｌ）
に基づいて、画像全体を構成して出力する正規化画像出
力手段とを備えたカラー画像画質改善装置である。

【００３４】（作用）従って、請求項１，３，５，７に
対応する発明は以上のような手段を講じたことにより、
請求項１，３は輝度（ｌ* ）に関し、請求項５，７は色
度（ｒｇ，ｙｂや輝度値ｌ）に関して夫々、入力された
画像の色度値ｒｇ，ｙｂや輝度値ｌ，ｌ* の分布特性を
事前に仮定することなしに、入力された画像の全体平均
値ｒｇ _mean，ｙｂ_mean，ｌ_mean，ｌ*_mean を求めること
により、局所的な色度値ｒｇ１〜ｒｇｉ，ｙｂ１〜ｙｂ
ｉ及び輝度値ｌ１〜ｌｉ，ｌ* １〜ｌ* ｉの分布に適応
してコントラストを強調する度合いを、各画素近傍での
処理のみで調節することができるので、利用者の判断を
要せずに簡単な計算により、カラー画像の画質を向上さ
せることができる。

【００３５】また、局所的及び大域的なコントラストの
強調を人間の色覚に応じて行なうことにより、画像デー
タの実質的な利用度を高め、高細密なカラー画像を実現
させることができる。

【００３６】また、請求項２，４，６，８に対応する発
明は、請求項１，３，５，７に対応する作用に加え、請
求項２，４は輝度（ｌ* ）に関し、請求項６，８は色度
（ｒｇ，ｙｂや輝度値ｌ）に関して夫々、全体の平均値
ｒｇ_mean，ｙｂ_mean，ｌ_mean，ｌ*_mean の補正値ｋrg
（ｒｇ_mean），ｋyb（ｙｂ_mean），ｋl （ｌ_mean），ｋ
l*（ｌ*_mean ）を出力レンジの感度の良い中間値Ｖrg
_mid ，Ｖyb_mid ，Ｖl_mid，Ｖl*_mid に対応づけて正規化
するので、局所的なコントラストと大域的コントラスト
とを同時に強調することができる。

【００３７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。

【００３８】（第１の実施の形態）図１は本発明の第１
の実施の形態に係るカラー画像画質改善装置の構成を示
すブロック図である。この画質改善装置は、画像入力部
１、色空間変換部２、全体平均算出部３、近傍画像抽出
部４、近傍平均算出部５、係数算出部６、ポジティブ画
像画素値変量決定部７、ネガティブ画像画素値変量決定
部８、画素値補正部９、画素値補正制御部１０、画素補
正値記憶部１１、画素補正値最大最小値算出部１２、画
素値正規化部１３、画素値正規化制御部１４、画素値正
規化変換値記憶部１５及び画像出力部１６を備えてい
る。また、前段の構成要素で得られたデータは、後段の
構成要素で使用可能となっており、以下の各実施形態で
も同様である。

【００３９】ここで、画像入力部１は、カラー画像が入
力されて各画素毎にＲＧＢに対応する各画素値ｒ
（赤），ｇ（緑），ｂ（青）として保存されるものであ
り、色空間変換部２などから読出可能なものであって、
例えばイメージセンサ、モニタカメラ又はディジタルカ
メラ等が適宜使用可能となっている。なお、画像入力部
は、単にカラー画像が記憶されるハードディスク等の記
憶装置としてもよい。

【００４０】色空間変換部２は、画像入力部１にて入力
されたカラー画像の全画素の画素値ｒ，ｇ，ｂを色空間
上の値に変換し、変換結果を全体平均算出部３に与える
機能をもっている。

【００４１】具体的には、色空間変換部２は、輝度調整
の場合、全画素の画素値ｒ，ｇ，ｂを均等色空間ＣＩＥ
−ＬＡＢ上の各色度値ａ* ，ｂ* 並びに輝度値ｌ* に変
換し、この輝度値ｌ* を全体平均算出部３に与える機能
をもっている。なお、この輝度値ｌ* は、色空間変換部
２により変換されてから最終段の画像出力部１６により
ｒｇｂ色空間に逆変換されるまでの全体平均算出部３〜
画像出力部１６の間、次に述べる色度調整の輝度値ｌと
同様に演算処理される。よって、説明の簡単のため、輝
度値ｌ* の演算処理は、全体平均算出部３〜画像出力部
１６の間、色度調整の輝度値ｌの演算処理を用いて述べ
る。

【００４２】一方、色空間変換部２は、色度調整の場
合、全画素の画素値ｒ，ｇ，ｂをＲ軸，Ｇ軸及びＢ軸を
有する三次元色空間の各色度値ｒｇ，ｙｂ及び輝度値ｌ
に変換し、得られた各色度値ｒｇ，ｙｂ及び輝度値ｌを
全体平均算出部３に与える機能をもっている。ここで、
色度値ｒｇは、三次元色空間のＲ軸−Ｇ軸にて示される
ＲＧ平面上の値を示し、色度値ｙｂは、三次元色空間の
Ｇ軸−Ｂ軸にて示されるｙｂ平面上の値を示す。換言す
ると、各色度値ｒｇ，ｙｂは、色度図上において、知覚
される色空間の広帯域（ｒ−ｇ）軸及び狭帯域（ｙ−
ｂ）軸の各々の値を示している。

【００４３】全体平均算出部３は、色空間変換部２にて
得られたカラー画像の全画素の各色度値ｒｇ，ｙｂ及び
輝度値ｌを夫々平均して全体平均値ｒｇ_mean，ｙ
ｂ_mean，ｌ _meanを算出し、この全体平均値ｒｇ_mean，ｙ
ｂ_mean，ｌ_meanを係数算出部６に与える機能をもってい
る。

【００４４】近傍画像抽出部４は、色空間変換部２にて
得られたカラー画像の全ての各画素毎に、当該画素の各
色度値ｒｇ，ｙｂ並びに輝度値ｌと、その近傍における
ｉ個の画素の各色度値ｒｇ１〜ｒｇｉ，ｙｂ１〜ｙｂｉ
並びに輝度値ｌ１〜ｌｉとを抽出して近傍平均算出部５
に与える機能をもっている。

【００４５】近傍平均算出部５は、近傍画像抽出部４に
より抽出された近傍画素の各色度値ｒｇ１〜ｒｇｉ，ｙ
ｂ１〜ｙｂｉ並びに輝度値ｌ１〜ｌｉを夫々平均して近
傍平均値ｒｇ_ave ，ｙｂ_ave ，ｌ_ave を算出し、これら
近傍平均値ｒｇ_ave ，ｙｂ_{av e} ，ｌ_ave を係数算出部
６、ポジティブ画像画素値変量決定部７及びネガティブ
画像画素値変量決定部８に与える機能をもっている。

【００４６】係数算出部６は、全体平均算出部３から受
けた全体平均値ｒｇ_mean，ｙｂ_mean，ｌ_meanと近傍平均
算出部５から受けた近傍平均値ｒｇ_ave ，ｙｂ_ave ，ｌ
_aveとの比に対応してポジティブ画像の係数αrg_posi，
αyb_posi，αl_posi 及びネガティブ画像の係数αr
g_nega，αyb_nega，αl_nega を算出するものであり、係
数αrg_posi，αyb_posi，αl_posi をポジティブ画像画素
値変量決定部７に与える機能と、係数αrg_nega，αyb
_nega，αl_nega をネガティブ画像画素値変量決定部８に
与える機能とをもっている。

【００４７】ポジティブ画像画素値変量決定部７は、近
傍平均算出部５により算出された近傍平均値ｒｇ_ave ，
ｙｂ_ave ，ｌ_ave と、係数算出部６により算出された係
数αrg_posi，αyb_posi，αl_posi とに基づいて、ポジテ
ィブ画像の画素値変量δrg_{po si}，δyb_posi，δl_posi を
決定するものであり、この画素値変量δrg_posi，δyb
_posi，δl_posi を画素値補正部９に与える機能をもって
いる。

【００４８】ネガティブ画像画素値変量決定部８は、近
傍平均算出部５により算出された近傍平均値ｒｇ_ave ，
ｙｂ_ave ，ｌ_ave と、係数算出部６により算出された係
数αrg_nega，αyb_nega，αl_nega とに基づいて、ネガテ
ィブ画像の画素値変量δrg_{ne ga}，δyb_nega，δl_nega を
決定するものであり、これら画素値変量δrg_nega，δyb
_nega，δl_nega を画素値補正部９に与える機能をもって
いる。

【００４９】画素値補正部９は、ポジティブ画像画素値
変量決定部７により決定された画素値変量δrg_posi，δ
yb_posi，δl_posi 及びネガティブ画像画素値変量決定部
８により決定された画素値変量δrg_nega，δyb_nega，δ
l_nega の各々に基づいて夫々当該画素の各色度値ｒｇ，
ｙｂ並びに輝度値ｌを補正し、夫々の補正結果の比の対
数を求めて画素補正値ｋrg（ｒｇ），ｋyb（ｙｂ），ｋ
l （ｌ）を算出するものであり、この画素補正値ｋrg
（ｒｇ），ｋyb（ｙｂ），ｋl （ｌ）を画素値補正制御
部１０に与える機能をもっている。

【００５０】画素値補正制御部１０は、画素値補正部９
から受ける画素補正値ｋrg（ｒｇ），ｋyb（ｙｂ），ｋ
l （ｌ）を画素補正値記憶部１１に与える機能と、全て
の画素について画素補正値ｋrg（ｒｇ），ｋyb（ｙ
ｂ），ｋl （ｌ）を算出するように近傍画像抽出部４乃
至画素値補正部９を制御する機能をもっている。

【００５１】画素補正値記憶部１１は、画素値補正制御
部１０から受ける各画素補正値ｋrg（ｒｇ），ｋyb（ｙ
ｂ），ｋl （ｌ）をメモリ等に格納するものであり、画
素補正値最大最小値算出部１２及び画素値正規化手段か
ら読出可能となっている。

【００５２】画素補正値最大最小値算出部１２は、画素
補正値記憶部１１にて記憶された全ての画素補正値ｋrg
（ｒｇ），ｋyb（ｙｂ），ｋl （ｌ）のうち、最大値ｋ
rg_{ma x} ，ｋyb_max ，ｋl_max と最小値ｋrg_min ，ｋyb
_min ，ｋl_min とを算出して画素値正規化部１３に与え
る機能をもっている。

【００５３】画素値正規化部１３は、画素補正値最大最
小値算出部１２から受ける最大値ｋrg_max ，ｋyb_max ，
ｋl_max 及び最小値ｋrg_min ，ｋyb_min ，ｋl_min に基
づいて、画素値補正部９により算出された各画素の画素
補正値ｋrg（ｒｇ），ｋyb（ｙｂ），ｋl （ｌ）を出力
レンジの範囲内に正規化して夫々正規化変換値Ｖrg（ｒ
ｇ），Ｖyb（ｙｂ），Ｖl （ｌ）を算出し、これら正規
化変換値Ｖrg（ｒｇ），Ｖyb（ｙｂ），Ｖl （ｌ）を画
素値正規化制御部１４に与える機能をもっている。

【００５４】画素値正規化制御部１４は、画素値正規化
部１３から受ける正規化変換値Ｖrg（ｒｇ），Ｖyb（ｙ
ｂ），Ｖl （ｌ）を画素値正規化変換値記憶部１５に与
える機能と、全ての画素について正規化変換値Ｖrg（ｒ
ｇ），Ｖyb（ｙｂ），Ｖl （ｌ）を算出するように画素
値正規化部１３を制御する機能をもっている。

【００５５】画素値正規化変換値記憶部１５は、画素値
正規化制御部１４から受ける各正規化変換値Ｖrg（ｒ
ｇ），Ｖyb（ｙｂ），Ｖl （ｌ）をメモリ等に格納する
ものであり、画像出力部１６から読出可能となってい
る。

【００５６】画像出力部１６は、色度調整の場合、画素
値正規化変換値記憶部１５にて記憶された各画素の正規
化変換値Ｖrg（ｒｇ），Ｖyb（ｙｂ），Ｖl （ｌ）に基
づいて、画像全体を構成して出力する機能をもってい
る。

【００５７】また、輝度調整の場合、画像出力部１６
は、画素値正規化変換値記憶部１５にて記憶された各画
素の正規化変換値Ｖl*（ｌ* ）及び色空間変換部２によ
り得られた各色度値ａ* ，ｂ* を均等色空間ＣＩＥ−Ｌ
ＡＢからｒｇｂ色空間に逆変換し、得られた逆変換結果
に基づいて、画像全体を構成して出力する機能をもって
いる。

【００５８】次に、以上のように構成されたカラー画像
画質改善装置によるカラー画像画質改善方法について図
２のフローチャートを用いて説明する。

【００５９】まず、イメージセンサ、モニタカメラ、デ
ィジタルカメラ等の画像入力部１によりカラー画像を入
力する。このとき、入力画像の各画素値が取り得る変域
の下限をｒ_L ，ｇ_L ，ｂ_L 、上限をｒ_U ，ｇ_U ，ｂ_U と
表すものとする。なお、これら添字“Ｌ”と“Ｕ”と
は、変換後の色度値及び輝度値ｌについても同様に下限
及び上限を表すものとする。

【００６０】色空間変換部２は、色度調整の場合、画像
入力部にて入力されたカラー画像の全画素の画素値ｒ，
ｇ，ｂを次の（１）式〜（３）式に示すように、各画素
毎に各色度値ｒｇ，ｙｂ及び輝度値ｌに変換し（ＳＴ
１）、得られた各色度値ｒｇ，ｙｂ及び輝度値ｌを全体
平均算出部３に与える。

【００６１】

【数１】

【００６２】また色空間変換部２は、輝度調整の場合、
画像入力部にて入力されたカラー画像の全画素の画素値
ｒ，ｇ，ｂを均等色空間ＣＩＥ−ＬＡＢ上の各色度値ａ
* ，ｂ* 及び輝度値ｌ* に変換し、得られた輝度値ｌ*
を全体平均算出部３に与える。但し、以後の輝度調整の
動作は、前述した通り、色度調整における輝度値ｌの演
算処理と同様なので、全体平均算出部３〜画像出力部１
６の途中までの間、色度調整における輝度値ｌの演算処
理に含めて述べる。すなわち、輝度調整の動作は、後述
する（６）式、（９）式、（１２）式、（１５）式、
（１８）式、（２１）式、（２４）式、（２７）式及び
（３０）式などにおける輝度値ｌ及びそれに基づく値ｌ
_mean，ｌ１〜ｌ８，ｌ_ave ，αl_posi ，αl_nega ，
ｌ_L ，ｌ_U ，βl_posi ，βl_nega ，δl_posi ，δl
_nega ，ｋl （ｌ），ｋl_max ，ｋl_min ，Ｖl_max ，
Ｖl_min 及びＶl （ｌ）を、輝度値ｌ* 及びそれに基づ
く値ｌ*_mean ，ｌ* １〜ｌ* ８，ｌ*_ave ，αl*_posi，
αl*_nega，ｌ*_L ，ｌ*_U ，βl*_posi，βl*_nega，δl*
_posi，δl*_nega，ｋl*（ｌ* ），ｋl*_max ，ｋl*_min ，
Ｖl*_max，Ｖl*_min 及びＶl*（ｌ* ）と置換したもので
ある。

【００６３】全体平均算出部３は、色空間変換部２にて
得られたカラー画像の全画素の各色度値ｒｇ，ｙｂ及び
輝度値ｌの各々を個別に加算し、加算結果を夫々全画素
数で除算して全体平均値ｒｇ_mean，ｙｂ_mean，ｌ_meanを
算出し（ＳＴ２）、この全体平均値ｒｇ_mean，ｙ
ｂ_mean，ｌ_meanを係数算出部６に与える。

【００６４】近傍画像抽出部４は、色空間変換部２より
変換結果を受け取り、与えられた、あるいは適当に定め
られた画素数の近傍領域を抽出し、近傍画像とする（Ｓ
Ｔ３）。

【００６５】近傍の最も単純な例は、注目する画素の８
近傍であり、図３に示すように、注目画素の色度値をｒ
ｇとし、注目画素の近傍における８個の色度値をそれぞ
れｒｇ１〜ｒｇ８のいずれかの符号で表すものとする。
また、図４は画像全体と注目画素とその近傍画素との関
係を示す模式図である。なお、色度値ｙｂ及び輝度値ｌ
についても図３と同様にそれぞれ色度値ｙｂ１〜ｙｂ
８、輝度値ｌ１〜ｌ８として表され、図４と同様の関係
にある。以下、近傍画素を８個とした例について説明す
る。

【００６６】近傍平均算出部５は、近傍画像抽出部４よ
り近傍画像を受け取り、次の（４）式〜（６）式に示す
ように、近傍画像の画素値を平均して近傍平均値ｒｇ
_ave ，ｙｂ_ave ，ｌ_ave を算出する（ＳＴ４）。

【００６７】

【数２】

【００６８】係数算出部６は、全体平均算出部３より全
体平均値ｒｇ_mean，ｙｂ_mean，ｌ_{me an}を受け取り、近傍
平均算出部５より近傍平均値ｒｇ_ave ，ｙｂ_ave ，ｌ
_ave を受け取り、次の（７）式〜（１２）式に示すよう
に、それらの比を算出し（ＳＴ５）、ポジティブ画素値
補正係数αrg_posi，αyb_posi，αl_posi と、ネガティブ
画素値補正係数αrg_nega，αyb_nega，αl_nega とする。

【００６９】

【数３】

【００７０】ポジティブ画像画素値変量決定部７は、近
傍平均算出部５により算出された近傍平均値ｒｇ_ave ，
ｙｂ_ave ，ｌ_ave と、係数算出部６により算出された係
数αrg_posi，αyb_posi，αl_posi とに基づいて、次の
（１３）式〜（１５）式に示すように、変換画像の画素
値下限値ｒｇ_L ，ｙｂ_L ，ｌ_L の差を算出したものに画
素値補正係数αrg_posi，αyb_posi，αl_posi を乗じて適
当な定数βrg_posi，βyb _posi，βl_posi を加え、ポジテ
ィブ画像画素値変量δrg_posi，δyb_posi，δl_{pos i} とす
る（ＳＴ６）。

【００７１】 δrg_posi＝αrg_posi（ｒｇ_ave −ｒｇ_L ）＋βrg_posi …（１３） δyb_posi＝αyb_posi（ｙｂ_ave −ｙｂ_L ）＋βyb_posi …（１４） δl_posi ＝αl_posi （ｌ_ave −ｌ_L ）＋βl_posi …（１５） ネガティブ画像画素値変量決定部８は、近傍平均算出部
５により算出された近傍平均値ｒｇ_ave ，ｙｂ_ave ，ｌ
_ave と、係数算出部６により算出された係数αrg_nega，
αyb_nega，αl_nega とに基づいて、次の（１６）式〜
（１８）式に示すように、変換画像の画素値上限値ｒｇ
_U ，ｙｂ_U ，ｌ_U との差を算出したものに画素値補正係
数αrg_nega，αyb_nega，αl_nega を乗じて適当な定数β
rg_nega，βyb_nega，βl_nega を加え、ネガティブ画像画
素値変量δrg_nega，δyb_nega，δl_{n ega} とする（ＳＴ
７）。

【００７２】 δrg_nega＝αrg_nega（ｒｇ_U −ｒｇ_ave ）＋βrg_nega …（１６） δyb_nega＝αyb_nega（ｙｂ_U −ｙｂ_ave ）＋βyb_nega …（１７） δl_nega ＝αl_nega （ｌ_U −ｌ_ave ）＋βl_nega …（１８） 画素値補正部９は、ポジティブ画像画素値変量決定部７
よりポジティブ画像画素値変量δrg_posi，δyb_posi，δ
l_posi を受け取り、ネガティブ画像画素値変量決定部８
よりネガティブ画像画素値変量δrg_nega，δyb_nega，δ
l_nega を受け取り、次の（１９）式〜（２１）式に示す
ように、注目画素の色度値ｒｇ，ｙｂ並びに輝度値ｌか
ら画素値下限値ｒｇ_L ，ｙｂ_L ，ｌ_L を差し引いた値に
ポジティブ画像画素値変量δrg_posi，δyb_posi，δl
_posi を加えてポジティブ画像画素値補正値を求め、ま
た画素値上限値ｒｇ_U ，ｙｂ_U ，ｌ_U から注目画素の色
度値ｒｇ，ｙｂ並びに輝度値ｌを差し引いた値にネガテ
ィブ画像画素変量δrg_nega，δyb_nega，δl_nega を加え
てネガティブ画像画素値補正値を求め、ポジティブ画像
画素値補正値をネガティブ画像画素値補正値で割って比
を求め、さらにその比の対数（自然対数）を算出し、画
素補正値ｋrg（ｒｇ），ｋyb（ｙｂ），ｋl （ｌ）とす
る（ＳＴ８）。

【００７３】

【数４】

【００７４】画素値補正制御部１０は、入力画像の全画
素について、画素補正値ｋrg（ｒｇ），ｋyb（ｙｂ），
ｋl （ｌ）を算出するように画素値補正部９等を制御す
る。

【００７５】画素補正値記憶部１１は、全画素について
画素値補正制御部１０から全画素の画素補正値ｋrg（ｒ
ｇ），ｋyb（ｙｂ），ｋl （ｌ）を受け取り、メモリ等
に格納する。

【００７６】画素補正値最大最小値算出部１２は、画素
値補正記憶部１０から全画素の画素補正値ｋrg（ｒ
ｇ），ｋyb（ｙｂ），ｋl （ｌ）を読み出し、次の（２
２）式〜（２７）式に示すように、それらの最大値ｋrg
_max ，ｋyb_max ，ｋl_max 、最小値ｋrg_min ，ｋy
b_min ，ｋl_min を算出する。

【００７７】 ｋrg_max ＝ｍａｘ（ｋrg（rg₀ ），ｋrg（rg₁ ），…，ｋrg（rg_n ）） …（２２） ｋyb_max ＝ｍａｘ（ｋyb（yb₀ ），ｋyb（yb₁ ），…，ｋyb（yb_n ）） …（２３） ｋl_max ＝ｍａｘ（ｋl （ｌ₀ ），ｋl （ｌ₁ ），…，ｋl （ｌ_n ）） …（２４） ｋrg_min ＝ｍｉｎ（ｋrg（rg₀ ），ｋrg（rg₁ ），…，ｋrg（rg_n ）） …（２５） ｋyb_min ＝ｍｉｎ（ｋyb（yb₀ ），ｋyb（yb₁ ），…，ｋyb（yb_n ）） …（２６） ｋl_min ＝ｍｉｎ（ｋl （ｌ₀ ），ｋl （ｌ₁ ），…，ｋl （ｌ_n ）） …（２７） 但し、ｎは全画素数である。

【００７８】画素値正規化部１３は、画素補正値記憶部
１１より画素補正値を読み出し、出力レンジの最大値Ｖ
rg_max ，Ｖyb_max ，Ｖl_max 、最小値Ｖrg_min ，Ｖyb
_min ，Ｖl_min に対して、画素補正値ｋrg（ｒｇ），ｋ
yb（ｙｂ），ｋl （ｌ）を次の（２８）式〜（３０）式
に示すように正規化変換する（ＳＴ９）。

【００７９】

【数５】

【００８０】画素値変換制御部１３は、入力画像の全画
素について、画素値正規化部１３によって画素値変換値
Ｖrg（ｒｇ），Ｖyb（ｙｂ），Ｖl （ｌ）を算出する。

【００８１】画素値正規化変換値記憶部１５は、全画素
について画素値正規化制御部１４から全画素の画素値変
換値Ｖrg（ｒｇ），Ｖyb（ｙｂ），Ｖl （ｌ）を受け取
り、格納する。

【００８２】画像出力部１６は、色度調整の場合、画素
値正規化変換値記憶部１５から各画素の画素値変換値Ｖ
rg（ｒｇ），Ｖyb（ｙｂ），Ｖl （ｌ）を受け取り、画
像全体を構成して出力する。

【００８３】また、輝度調整の場合、画像出力部１６
は、画素値正規化変換値記憶部１５にて記憶された各画
素の正規化変換値Ｖl*（ｌ* ）及び色空間変換部２によ
り得られた各色度値ａ* ，ｂ* を均等色空間ＣＩＥ−Ｌ
ＡＢからｒｇｂ色空間に逆変換し、得られた逆変換結果
に基づいて、画像全体を構成して出力する。

【００８４】（評価）次に、このような画質改善方法に
より、カラー画像の画質がどのように改善されるかにつ
いて輝度調整（図５，図６の手法１）及び色度調整（図
７，図８の手法２）の順に述べる。

【００８５】図５（ａ）は前面に立像を有する建築物が
撮像された画質改善前の元画像を示す図である。この元
画像は、薄暮の中、建築物内で照明を点しているため、
暗部が真っ暗になり、明部がとても明るく見えている。

【００８６】一方、本実施形態による画質改善後の画像
は、図５（ｂ）に示すように、輝度値ｌ* の調整によ
り、元画像とは異なり、暗がりに紛れて視認できなかっ
た建築物や立像の細かい凹凸形状を明瞭に目視でき、暗
部の視認性が向上されている。

【００８７】図５（ｃ）は前面に噴水広場を有する塔が
撮像された画質改善前の元画像を示す図である。この元
画像は、昼間の晴天時に撮像されており、中央の塔や周
囲の緑の部分が暗くなっており、噴水の水飛沫が明るく
光を反射している。

【００８８】一方、本実施形態による画質改善後の画像
は、図５（ｄ）に示すように、輝度値ｌ* の調整によ
り、元画像とは異なり、塔の構造や緑の木立の葉が明確
になり、さらに噴水の水飛沫の細い線まで明瞭に視認す
ることができる。すなわち、本実施形態の輝度調整によ
り、図５（ｄ）は自然な感じを保ちながら細部まで明瞭
に目視可能な明るい感じの画像に画質改善されている。

【００８９】次に、図５に示した寒色系の例に代えて、
暖色系の例を図６を用いて説明する。

【００９０】図６（ａ）は医用画像の一種である眼底写
真の画質改善前の元画像を示す図である。この元画像
は、太い血管が明瞭に見えるものの、細かい血管にやや
視認しにくい箇所がある。

【００９１】一方、本実施形態による画質改善後の画像
は、図６（ｂ）に示すように、輝度値ｌ* の調整によ
り、元画像とは異なり、色味を損なわずに、細かい血管
や中央部の明部がより明確となっている。

【００９２】図６（ｃ）は前面に２人の人物がいる町中
の風景が撮像された画質改善前の元画像を示す図であ
る。この元画像は、背後のハイライト部に比べ、前面の
被写体（人物）が暗く見づらくなっている。

【００９３】一方、本実施形態による画質改善後の画像
は、図６（ｄ）に示すように、輝度値ｌ* の調整によ
り、元画像とは異なり、暗かった被写体の人物が明確と
なり、肌の色も認識でき、暗部の視認性が向上されると
共に、明るかった背後の構造物も一層明確となるように
改善されている。

【００９４】次に、均等色空間ＣＩＥ−ＬＡＢによる輝
度値ｌ* の調整に代え、色度値ｒｇ，ｙｂ及び輝度値ｌ
により、色度を調整した場合の効果について述べる。な
お、前述した図５及び図６の輝度調整が可能な限り色味
を変えずに画質を改善したのに対し、この色度の調整
は、色味を積極的に変えて画質を改善している。このた
め、色度の調整手法は、輝度調整の手法とは単純に比較
しにくいので、カラー強調手法として最も良く用いら
れ、且つ強力であるといわれる周知のヒストグラム平坦
化による処理結果と比較しながら説明する。

【００９５】図７（ａ）は屋外で大仏像が撮像された画
質改善前の元画像を示す図である。この元画像は、全体
的にもやがかかってぼやけた感じを有し、且つ低い解像
度のものである。

【００９６】図７（ｂ）は周知のヒストグラム平坦化処
理による画質改善後の画像を示しており、夫々の色味が
過度に明確に強くなると共に、大仏像周辺部や、空など
で偽の輪郭が明らかに認められる。この偽の輪郭は、元
画像の雰囲気を完全に逸脱して、過度に強調が施された
ために起こる現象である。

【００９７】一方、本実施形態による画質改善後の画像
は、図７（ｃ）に示すように、色度値ｒｇ，ｙｂの調整
により、周知のヒストグラム強調手法とは異なり、元画
像の雰囲気を保ちながらも各色を確実に強調することが
できると共に、偽輪郭をどこにも発生させていない。

【００９８】次に、図８（ａ）は都会の夜の道路状況が
撮像された画質改善前の元画像を示す図である。この元
画像は、街灯や車のテールランプの影響により、赤被り
が見られる。

【００９９】図８（ｂ）は周知のヒストグラム平坦化処
理による画質改善後の画像を示しており、赤被りの赤み
がさらに強調され、且つ全体に過剰な強調がなされてお
り、かえって画質を劣化させている。

【０１００】一方、本実施形態による画質改善後の画像
は、図８（ｃ）に示すように、赤被りの赤みが除去さ
れ、明らかに視認性が向上されている。

【０１０１】このような輝度調整と色度調整という両方
式は、夫々異なる性質を持ちつつ、いずれも元の画像の
雰囲気を保ちながら自然に画質を改善させることができ
る。このような効果は、従来の純粋に工学的な手法では
実現困難であるが、本発明の手法が人間の生理学的な視
覚機構をうまく組込んで人間にとって自然な感覚で色を
強調することにより、得ることができる。また、両方式
とも、局所的及び大域的なコントラストの強調が人間の
色覚に応じて行なわれており、画像データの実質的な利
用度が向上され、高細密なカラー画像が実現されてい
る。

【０１０２】上述したように第１の実施の形態によれ
ば、色度（ｒｇ，ｙｂや輝度値ｌ）の調整処理及び輝度
（ｌ* ）の調整処理に関し夫々、入力された画像の色度
値ｒｇ，ｙｂや輝度値ｌ，ｌ* の分布特性を事前に仮定
することなしに、入力された画像の全体平均値ｒ
ｇ_mean，ｙｂ_mean，ｌ_mean，ｌ*_mean を求めることによ
り、局所的な色度値ｒｇ１〜ｒｇｉ，ｙｂ１〜ｙｂｉ及
び輝度値ｌ１〜ｌｉ，ｌ* １〜ｌ* ｉの分布に適応して
コントラストを強調する度合いを、各画素近傍での処理
のみで調節することができるので、利用者の判断を要せ
ずに簡単な計算により、カラー画像の画質を向上させる
ことができる。

【０１０３】また、局所的及び大域的なコントラストの
強調を人間の色覚に応じて行なうことにより、画像デー
タの実質的な利用度を高め、高細密なカラー画像を実現
させることができる。

【０１０４】具体的には、入力された原画像から、その
各画素の近傍でのコントラストを改善したシャープな画
像を得ることができる。例えば撮像素子からの輝度信号
を高精度高分解能に補正したり、コントラストの悪い画
像データの画質を改善することができる。

【０１０５】また、色度値ｒｇ、ｙｂにより色度を調整
することにより、人間の色覚に合った自然な色合いを実
現することができる。

【０１０６】さらに、本実施形態は、輝度調整と色度調
整とで画素値を変換する色空間を変えているので、調整
内容に応じてより最適な画質の改善を達成することがで
きる。例えば、輝度調整においては、画素値ｒｇｂを、
精密でより色度と輝度との独立性の高い均等色空間ＣＩ
Ｅ−ＬＡＢ上に変換し、そこで輝度軸に対して逆Ｓ字型
手法を適用するので、カラー画像の輝度に関して著しく
画質を改善することができる。

【０１０７】また、色度調整においては、画素値ｒｇｂ
を、人間の色覚機構に基づく色空間上に変換し、そこで
（ｒ−ｇ）軸及び（ｙ−ｂ）軸に対して逆Ｓ字型手法を
適用するので、カラー画像の色度に関して著しく画質を
改善することができる。

【０１０８】（第２の実施の形態）図９は本発明の第２
の実施の形態に係るカラー画像画質改善装置の構成を示
すブロック図であり、図１と同一部分には同一符号を付
してその詳しい説明を省略し、ここでは異なる部分につ
いてのみ述べる。

【０１０９】すなわち、本実施の形態は、第１の実施形
態の処理に加え、平均輝度と表示系の輝度中心とを対応
付け、且つ平均色度と表示系の色度中心を対応付けて夫
々正規化することにより画像全体のコントラストの改善
を図るものである。具体的には図９に示すように、画素
値正規化部１３乃至画像出力部１６に代えて、全体平均
補正値算出部２０、画素補正値変換部２１、画素補正値
変換制御部２２、画素補正値変換値記憶部２３及び正規
化画像出力部２４を備えている。

【０１１０】なお、前述同様に、輝度調整の輝度値ｌ*
の処理は、色度調整における輝度値ｌの演算処理と同様
なので、全体平均算出部３〜正規化画像出力部２４の途
中までの間、色度調整における輝度値ｌの演算処理に含
めて述べる。すなわち、輝度調整の動作は、前述した各
式に加え、後述する（３３）式、（３８）式及び（３
９）式などにおける輝度値ｌ及びそれに基づく値
ｌ_mean，αl_posi ，αl_nega ，ｌ_L ，ｌ_U ，δl_posi ，
δl_nega ，ｋl （ｌ），ｋl_max ，ｋl_min ，Ｖl_max，
Ｖl_min 及びＶl （ｌ）を、輝度値ｌ* 及びそれに基づ
く値ｌ*_mean ，αl*_{po si}，αl*_nega，δl*_posi，δl*
_nega，ｋl*（ｌ* ），ｋl*_max ，ｋl*_min ，Ｖl* _max ，
Ｖl*_min 及びＶl*（ｌ* ）と置換したものである。

【０１１１】ここで、全体平均補正値算出部２０は、全
体平均算出部３により算出された全体平均値ｒｇ_mean，
ｙｂ_mean，ｌ_mean及び係数算出部６により算出された係
数αrg_posi，αyb_posi，αl_posi ，αrg_nega，αy
b_nega，αl_nega に基づいて、全体平均値ｒｇ_mean，ｙ
ｂ_mean，ｌ_meanの補正値ｋrg（ｒｇ_mean），ｋyb（ｙｂ
_mean），ｋl （ｌ_mean）を算出し、この補正値ｋrg（ｒ
ｇ_mean），ｋyb（ｙｂ_mean），ｋl （ｌ_mean）を画素補
正値変換部２１に与える機能をもっている。

【０１１２】画素補正値変換部２１は、画素値補正部９
により算出された各画素の画素補正値ｋrg（ｒｇ），ｋ
yb（ｙｂ），ｋl （ｌ）と全体平均補正値算出部２０に
より算出された補正値ｋrg（ｒｇ_mean），ｋyb（ｙｂ
_mean），ｋl （ｌ_mean）との大小関係を比較し、比較結
果に応じて変換を行う変換機能をもっている。

【０１１３】この変換機能は、色度値ｒｇを例に挙げる
と、ｋrg（ｒｇ）＜ｋrg（ｒｇ_mean）のときには画素補
正値ｋrg（ｒｇ）を出力レンジ範囲内の中間値Ｖrg_mid
より小さい出力レンジ区間へ線形変換し、ｋrg（ｒｇ）
＝ｋrg（ｒｇ_mean）のときには画素補正値ｋrg（ｒｇ）
を出力レンジ範囲内の中間値Ｖrg_mid へ線形変換し、ｋ
rg（ｒｇ）＞ｋrg（ｒｇ_mean）のときには画素補正値ｋ
rg（ｒｇ）を出力レンジ範囲内の中間値Ｖrg_mid より大
きい出力レンジ区間へ線形変換する（ｋyb（ｙ
ｂ_mean），ｋl （ｌ_mean）も夫々同様に比較・線形変換
する）ものである。

【０１１４】画素値補正値変換部２１は、この変換機能
により、各画素補正値ｋrg（ｒｇ），ｋyb（ｙｂ），ｋ
l （ｌ）を出力レンジの範囲内に正規化して正規化変換
値Ｖrg（ｒｇ），Ｖyb（ｙｂ），Ｖl （ｌ）を算出する
ものであり、正規化変換値Ｖrg（ｒｇ），Ｖyb（ｙ
ｂ），Ｖl （ｌ）を画素補正値変換制御部２２に与える
機能をもっている。

【０１１５】画素補正値変換制御部２２は、画素補正値
変換部２１から受ける正規化変換値Ｖrg（ｒｇ），Ｖyb
（ｙｂ），Ｖl （ｌ）を画素補正値変換値記憶部２３に
与える機能と、全ての画素について正規化変換値Ｖrg
（ｒｇ），Ｖyb（ｙｂ），Ｖl（ｌ）を算出するように
画素補正値変換部２１を制御する機能をもっている。

【０１１６】画素補正値変換値記憶部２３は、画素補正
値変換制御部２２から受ける各正規化変換値Ｖrg（ｒ
ｇ），Ｖyb（ｙｂ），Ｖl （ｌ）をメモリ等に格納する
ものであり、正規化画像出力部２４から読出可能となっ
ている。

【０１１７】正規化画像出力部２４は、色度調整の場
合、画素補正値変換値記憶部２３にて記憶された各画素
の正規化変換値Ｖrg（ｒｇ），Ｖyb（ｙｂ），Ｖl
（ｌ）に基づいて、画像全体を構成して出力する機能を
もっている。

【０１１８】また、輝度調整の場合、正規化画像出力部
２４は、画素補正値変換値記憶部２３にて記憶された各
画素の正規化変換値Ｖl*（ｌ* ）及び色空間変換部２に
より得られた各色度値ａ* ，ｂ* を均等色空間ＣＩＥ−
ＬＡＢからｒｇｂ色空間に逆変換し、得られた逆変換結
果に基づいて、画像全体を構成して出力する機能をもっ
ている。

【０１１９】次に、このように構成されたカラー画像画
質改善装置によるカラー画像画質改善方法について図１
０のフローチャートを用いて説明する。

【０１２０】いま、前述同様に、画像入力部１乃至画素
補正値最大最小値算出部１２までの処理が終了したとす
る（ＳＴ１〜ＳＴ８）。

【０１２１】全体平均補正値算出部２０は、全体平均算
出部３により算出された全体平均値ｒｇ_mean，ｙ
ｂ_mean，ｌ_meanなどに基づいて、前述した（１９）式〜
（２１）式を用い、全体平均値ｒｇ_mean，ｙｂ_mean，ｌ
_meanの補正値ｋrg（ｒｇ_mean），ｋyb（ｙｂ_mean），ｋ
l （ｌ_mean）を算出して画素補正値変換部２１に与え
る。

【０１２２】画素補正値変換部２１は、この補正値ｋrg
（ｒｇ_mean），ｋyb（ｙｂ_mean），ｋl （ｌ_mean）を受
け取り、画素補正値記憶部２０より画素補正値ｋrg（ｒ
ｇ），ｋyb（ｙｂ），ｋl （ｌ）を読み出す。また、次
の（３１）式〜（３３）式に示すように、出力レンジの
最大値Ｖrg_max ，Ｖyb_max ，Ｖl_max 、最小値Ｖr
g_{mi n} ，Ｖyb_min ，Ｖl_min に対して、それぞれ中間値
Ｖrg_mid ，Ｖyb_mid ，Ｖl_midを算出する（ＳＴ２０）。

【０１２３】

【数６】

【０１２４】次いで、全体平均値ｒｇ_mean，ｙｂ_mean，
ｌ_meanを中間値Ｖrg_mid ，Ｖyb_mid，Ｖl_mid に対応さ
せるように、画素補正値ｋrg（ｒｇ），ｋyb（ｙｂ），
ｋl（ｌ）を次の（３４）式〜（３９）式のように線形
変換する（ＳＴ２１）。

【０１２５】

【数７】

【０１２６】

【数８】

【０１２７】画素補正値変換制御部２２は、入力画像の
全画素について、画素補正値変換値Ｖrg（ｒｇ），Ｖyb
（ｙｂ），Ｖl （ｌ）を算出するように画素補正値変換
部２１を制御する。

【０１２８】画素補正値変換値記憶部２３は、全画素に
ついて画素補正値変換制御部２２から全画素の画素補正
値変換値Ｖrg（ｒｇ），Ｖyb（ｙｂ），Ｖl （ｌ）を受
け取り、メモリ等に格納する。

【０１２９】正規化画像出力部２４は、色度調整の場
合、画素補正値変換値記憶部２３から各画素の画素補正
値変換値Ｖrg（ｒｇ），Ｖyb（ｙｂ），Ｖl （ｌ）を読
み出し、画像全体を構成して出力する。

【０１３０】また、輝度調整の場合、正規化画像出力部
２４は、画素補正値変換値記憶部２３にて記憶された各
画素の正規化変換値Ｖl*（ｌ* ）及び色空間変換部２に
より得られた各色度値ａ* ，ｂ* を均等色空間ＣＩＥ−
ＬＡＢからｒｇｂ色空間に逆変換し、得られた逆変換結
果に基づいて、画像全体を構成して出力する。

【０１３１】上述したように第２の実施の形態によれ
ば、第１の実施形態の効果に加え、色度の調整処理及び
輝度の調整処理に関して夫々、全体の平均値ｒｇ_mean，
ｙｂ_{me an}，ｌ_mean，ｌ*_mean の補正値ｋrg（ｒ
ｇ_mean），ｋyb（ｙｂ_mean），ｋl （ｌ _mean），ｋl*
（ｌ*_mean ）を出力レンジの感度の良い中間値Ｖr
g_mid ，Ｖyb_mid，Ｖl_mid ，Ｖl*_mid に対応づけて正規
化するので、局所的なコントラストと大域的コントラス
トとを同時に強調することができる。

【０１３２】具体的には、入力された原画像から、その
各画素の近傍でのコントラストを改善し、さらに画像全
体でのコントラストをも改善し、シャープで視認性の良
い画像を得ることができる。例えば撮像素子からの輝度
信号を高精度高分解能に補正したり、コントラストの悪
い画像データの画質を改善することができる。

【０１３３】（他の実施の形態）なお、第１及び第２の
実施の形態において、近傍領域の大きさを適当な値に固
定しても、あるいはパラメタとして適当に与えてもよ
い。近傍領域の大きさとしては、略同心円状の領域にお
いて、例えば半径を３〜７個の画素とすることが好まし
く、また、面積を２０〜１６０個の画素とすることが好
ましい。なお、実際の傾向としては、１００個程度の画
素の面積までのように近傍領域を細かく取ると局所的な
コントラストを強調でき、１００個を越える画素の面積
のように近傍領域を大きく取ると大域的なコントラスト
を強調できる。

【０１３４】また、第１及び第２の実施の形態におい
て、βrg_nega，βyb_nega，βl_nega の値を適当な値に固
定しても、あるいはパラメタとして適当に与えてもよ
い。

【０１３５】また、第１及び第２の実施の形態におい
て、輝度値ｌ* のみを調整した場合と、輝度値ｌと色度
値ｒｇ，ｙｂとの両方を調整した場合とを説明したが、
これに限らず、色度値ｒｇ，ｙｂのみを調整しても、色
覚に関しては画質を向上させることができる。

【０１３６】また、上記実施形態に記載した手法は、コ
ンピュータに実行させることのできるプログラムとし
て、磁気ディスク（フロッピーディスク、ハードディス
クなど）、光ディスク（ＣＤ−ＲＯＭ，ＤＶＤなど）、
半導体メモリなどの記憶媒体に格納して頒布することも
できる。

【０１３７】その他、本発明はその要旨を逸脱しない範
囲で種々変形して実施できる。

【０１３８】

【発明の効果】以上、説明したように本発明によれば、
利用者の判断を要せずに簡単な計算により、局所的及び
大域的の双方のコントラストを強調し、カラー画像の画
質を向上できるカラー画像画質改善方法及び装置を提供
できる。

【０１３９】また、局所的及び大域的なコントラストの
強調を人間の色覚に応じて行なうことにより、画像デー
タの実質的な利用度を高め、高細密なカラー画像を実現
できるカラー画像画質改善方法及び装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係るカラー画像画
質改善装置の構成を示すブロック図

【図２】同実施の形態における動作を説明するためのフ
ローチャート

【図３】同実施の形態における注目する画素とその近傍
の画素とを説明するための模式図

【図４】同実施の形態における画像全体と注目画素とそ
の近傍画素との関係を示す模式図

【図５】同実施の形態における効果を説明するための画
像を写真印刷して示す図

【図６】同実施の形態における効果を説明するための画
像を写真印刷して示す図

【図７】同実施の形態における効果を説明するための画
像を写真印刷して示す図

【図８】同実施の形態における効果を説明するための画
像を写真印刷して示す図

【図９】本発明の第２の実施の形態に係るカラー画像画
質改善装置の構成を示すブロック図

【図１０】同実施の形態における動作を説明するための
フローチャート

【図１１】本発明に適用される人間の色覚機構を示す模
式図

【図１２】従来の対数変換又は指数変換によるカラー画
像画質改善方法を説明するための図

【図１３】従来の指数変換によるカラー画像画質改善方
法を説明するための図

【符号の説明】

１…画像入力部 ２…色空間変換部 ３…全体平均算出部 ４…近傍画像抽出部 ５…近傍平均算出部 ６…係数算出部 ７…ポジティブ画像画素値変量決定部 ８…ネガティブ画像画素値変量決定部 ９…画素値補正部 １０…画素値補正制御部 １１…画素補正値記憶部 １２…画素補正値最大最小値算出部 １３…画素値正規化部 １４…画素値正規化制御部 １５…画素値正規化変換値記憶部 １６…画像出力部 ２０…全体平均補正値算出手段 ２１…画素補正値変換部 ２２…画素補正値変換制御部 ２３…画素補正値変換値記憶部 ２４…正規化画像出力部

【手続補正書】

【提出日】平成１２年１月３１日（２０００．１．３
１）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項１

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項３

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項５

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項７

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２６

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２６】さて、上述した本発明の骨子に基づいて、
具体的には以下のような解決手段が実現される。請求項
１に対応する発明は、カラー画像の各画素における画素
値ｒ，ｇ，ｂを均等色空間ＣＩＥ−ＬＡＢ上の各色度値
ａ*，ｂ*並びに輝度値ｌ*に変換し、前記各画素の輝度
値ｌ*の平均値ｌ*_meanを求め、前記各画素毎に、当該画
素の近傍におけるｉ個の画素の各輝度値ｌ*１〜ｌ*ｉの
平均値ｌ*_ave を求め、前記全体の平均値ｌ*_mean から前
記輝度値ｌ*の下限値ｌ* _L を引いた値と前記近傍の平均
値ｌ*_ave から前記下限値ｌ* _L を引いた値との比に対応
するポジティブ画素値補正係数αｌ* _posi を求めると共
に、前記輝度値ｌ*の上限値ｌ* _U から前記全体の平均値
ｌ* _mean を引いた値と前記上限値ｌ* _U から前記近傍の平
均値ｌ* _ave を引いた値との比に対応するネガティブ画
素値補正係数αｌ* _nega を求め、前記ポジティブ画素値
補正係数αｌ* _posi を前記近傍の平均値ｌ*_ave から前記
下限値ｌ* _L を引いた値に乗じてポジティブ画像画素値変
量δl*_posiを求めると共に、前記ネガティブ画素値補正
係数αｌ* _nega を前記上限値ｌ* _U から前記近傍の平均値
ｌ*_ave を引いた値に乗じてネガティブ画像画素値変量
δl*_negaを求め、前記ポジティブ画像画素値変量δl*
_posi を当該画素の輝度値ｌ*から前記下限値ｌ* _L を引い
た相対値に加えてこの相対値を修正すると共に、前記ネ
ガティブ画像画素値変量δl*_negaを前記上限値ｌ* _U から
当該画素の輝度値ｌ*を引いた相対値に加えてこの相対
値を修正し、これら修正した相対値の比の対数によって
当該画素の輝度値ｌ*を補正し、この補正結果ｋl*（ｌ
*）を出力レンジの範囲内に正規化し、この正規化結果
Ｖl*（ｌ*）及び前記各色度値ａ*，ｂ*を前記均等色空
間ＣＩＥ−ＬＡＢからｒｇｂ色空間へ逆変換し、得られ
た逆変換結果に基づいて、画像全体を構成して出力する
カラー画像画質改善方法である。

【手続補正６】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２８

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２８】さらに、請求項３に対応する発明は、カラ
ー画像を入力するための画像入力手段と、前記画像入力
手段により入力されたカラー画像の全画素の画素値ｒ，
ｇ，ｂを均等色空間ＣＩＥ−ＬＡＢ上の各色度値ａ*，
ｂ*及び輝度値ｌ*に変換する色空間変換手段と、前記色
空間変換手段にて得られた全画素の各輝度値ｌ*を平均
して全体平均値ｌ*_meanを算出する全体平均算出手段
と、前記色空間変換手段にて得られた各画素毎に、当該
画素の近傍におけるｉ個の画素の各輝度値ｌ*１〜ｌ*ｉ
を抽出する近傍画像抽出手段と、前記近傍画像抽出手段
により抽出された近傍画素の各輝度値ｌ*１〜ｌ*ｉを平
均して近傍平均値ｌ*_ave を算出する近傍平均算出手段
と、前記全体平均算出手段により算出された全体平均値
ｌ*_mean から前記輝度値ｌ*の下限値ｌ* _L を引いた値と前
記近傍平均算出手段により算出された近傍平均値ｌ*
_ave から前記下限値ｌ* _L を引いた値との比に対応するポ
ジティブ画素値補正係数αｌ*_posi を算出すると共に、
前記輝度値ｌ*の上限値ｌ* _U から前記全体平均算出手段
により算出された全体平均値ｌ* _mean を引いた値と前記
上限値ｌ* _U から前記近傍平均算出手段により算出された
近傍平均値ｌ* _ave を引いた値との比に対応するネガテ
ィブ画素値補正係数αｌ*_negaを算出する係数算出手段
と、前記近傍平均算出手段にて得られた当該画素の近傍
平均値ｌ*_ave から前記下限値ｌ* _L を引いた値に対し、前
記係数算出手段により算出されたポジティブ画素値補正
係数αl*_posi を乗じて、ポジティブ画像の画素値変量δ
l*_posiを決定するポジティブ画像画素値変量決定手段
と、前記近傍平均算出手段にて得られた当該画素の近傍
平均値ｌ*_ave を前記上限値ｌ* _U から引いた値に対し、
前記係数算出手段により算出されたネガティブ画素値補
正係数αl*_nega を乗じて、ネガティブ画像の画素値変量
δl*_negaを決定するネガティブ画像画素値変量決定手段
と、前記ポジティブ画像画素値変量決定手段により決定
されたポジティブ画像画素値変量δl*_posi を当該画素の
輝度値ｌ*から前記下限値ｌ _L* を引いた相対値に加えて
この相対値を修正すると共に、前記ネガティブ画像画素
値変量決定手段により決定されたネガティブ画像画素値
変量δl*_nega を前記上限値ｌ* _U から当該画素の輝度値ｌ
*を引いた相対値に加えてこの相対値を修正し、これら
修正した相対値の比の対数を求めて画素補正値ｋl*（ｌ
*）を算出する画素値補正手段と、前記画素値補正手段
により算出された全ての画素補正値ｋl*（ｌ*）のう
ち、最大値ｋl*_max と最小値ｋl*_min とを算出する補正
値最大最小値算出手段と、前記補正値最大最小値算出手
段により算出された最大値ｋl*_max 及び最小値ｋl* _min
に基づいて、前記画素値補正手段により算出された画素
補正値ｋl*（ｌ*）を出力レンジの範囲内に正規化して
正規化変換値Ｖl*（ｌ*）を算出する画素値正規化手段
と、前記画素値正規化手段により算出された各画素の正
規化変換値Ｖl*（ｌ*）及び前記色空間変換手段にて得
られた各色度値ａ*，ｂ*を前記均等色空間ＣＩＥ−ＬＡ
Ｂからｒｇｂ色空間へ逆変換し、得られた逆変換結果に
基づいて、画像全体を構成して出力する画像出力手段と
を備えたカラー画像画質改善装置である。

【手続補正７】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３０】さらに、請求項５に対応する発明は、カラ
ー画像の各画素における画素値ｒ，ｇ，ｂを色空間上の
各色度値ｒｇ，ｙｂ並びに輝度値ｌに変換し、前記各色
度値ｒｇ，ｙｂ並びに輝度値ｌの各々の平均値ｒ
ｇ_mean，ｙｂ_mean，ｌ_meanを求め、前記カラー画像の各
画素毎に、当該画素の近傍におけるｉ個の画素の各色度
値ｒｇ１〜ｒｇｉ，ｙｂ１〜ｙｂｉ並びに輝度値ｌ１〜
ｌｉの各々の平均値ｒｇ_ave，ｙｂ_ave ，ｌ_ave を求
め、前記全体の平均値ｒｇ_mean，ｙｂ_mean，ｌ_mean から
前記各色度値ｒｇ，ｙｂ並びに輝度値ｌの各下限値ｒｇ
_L ，ｙｂ _L ，ｌ _L を引いた値と前記近傍の平均値ｒ
ｇ_ave ，ｙｂ_ave ，ｌ_ave から前記各下限値ｒｇ _L ，ｙ
ｂ _L ，ｌ _L を引いた値との比に対応するポジティブ画素値
補正係数αｒｇ _posi ，αｙｂ _posi ，αｌ _posi を求めると
共に、前記各色度値ｒｇ，ｙｂ並びに輝度値ｌの各上限
値ｒｇ _U ，ｙｂ _U ，ｌ _U から前記全体の平均値ｒｇ _mean ，
ｙｂ _mean ，ｌ _mean を引いた値と前記各上限値ｒｇ _U ，ｙ
ｂ _U ，ｌ _U から前記近傍の平均値ｒｇ _ave ，ｙｂ _ave ，ｌ
_ave を引いた値との比に対応するネガティブ画素値補正
係数αｒｇ _nega ，αｙｂ _nega ，αｌ _nega を求め、前記ポ
ジティブ画素値補正係数αｒｇ _posi ，αｙｂ _posi ，αｌ
_posi を前記近傍の平均値ｒｇ _ave ，ｙｂ _ave ，ｌ _ave か
ら前記各下限値ｒｇ _L ，ｙｂ _L ，ｌ _L を引いた相対値に乗
じてポジティブ画像画素値変量δrg_posi，δyb_posi，δ
l_posiを求めると共に、前記ネガティブ画素値補正係数
αｒｇ _nega ，αｙｂ _nega ，αｌ _nega を前記各上限値ｒｇ
_U ，ｙｂ _U ，ｌ _U から前記近傍の平均値ｒｇ _ave ，ｙｂ
_ave ，ｌ _ave を引いた値に乗じてネガティブ画像画素値
変量δrg_nega，δyb_nega，δl_negaを求め、前記ポジテ
ィブ画像画素値変量rg_posi，δyb_posi，δl_posi を当該
画素の各色度値ｒｇ，ｙｂ並びに輝度値ｌから前記各下
限値ｒｇ _L ，ｙｂ _L ，ｌ _L を引いた各々の相対値に加えて
これら相対値を修正すると共に、前記ネガティブ画像画
素値変量αｒｇ _nega ，αｙｂ _nega ，αｌ _nega を前記各上
限値ｒｇ _U ，ｙｂ _U ，ｌ _U から当該画素の各色度値ｒｇ，
ｙｂ並びに輝度値ｌを引いた各々の相対値に加えてこれ
ら相対値を修正し、これら修正した相対値の比の対数に
よって当該画素の各色度値ｒｇ，ｙｂ並びに輝度値ｌを
夫々補正し、これらの補正結果ｋrg（ｒｇ），ｋyb（ｙ
ｂ），ｋl（ｌ）を夫々出力レンジの範囲内に正規化す
るカラー画像画質改善方法である。

【手続補正８】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３２】さらに、請求項７に対応する発明は、カラ
ー画像を入力するための画像入力手段と、前記画像入力
手段により入力されたカラー画像の全画素の画素値ｒ，
ｇ，ｂを色空間上の各色度値ｒｇ，ｙｂ及び輝度値ｌに
変換する色空間変換手段と、前記色空間変換手段にて得
られたカラー画像の全画素の各色度値ｒｇ，ｙｂ及び輝
度値ｌの各々を平均して全体平均値ｒｇ_mean，ｙ
ｂ_mean，ｌ_meanを算出する全体平均算出手段と、前記色
空間変換手段にて得られたカラー画像の各画素毎に、当
該画素の各色度値ｒｇ，ｙｂ並びに輝度値ｌ及びその近
傍におけるｉ個の画素の各色度値ｒｇ１〜ｒｇｉ，ｙｂ
１〜ｙｂｉ並びに輝度値ｌ１〜ｌｉを抽出する近傍画像
抽出手段と、前記近傍画像抽出手段により抽出された近
傍画素の各色度値ｒｇ１〜ｒｇｉ，ｙｂ１〜ｙｂｉ並び
に輝度値ｌ１〜ｌｉを夫々平均して近傍平均値ｒ
ｇ_ave ，ｙｂ_ave ，ｌ_ave を算出する近傍平均算出手段
と、前記全体平均算出手段により算出された全体平均値
ｒｇ_mean，ｙｂ_mean，ｌ_mean から前記各色度値ｒｇ，ｙ
ｂ並びに輝度値ｌの各下限値ｒｇ _L ，ｙｂ _L ，ｌ _L を引い
た値と前記近傍平均算出手段により算出された近傍平均
値ｒｇ_ave ，ｙｂ_ave ，ｌ_ave から前記各下限値ｒ
ｇ _L ，ｙｂ _L ，ｌ _L を引いた値との比に対応するポジティ
ブ画素値補正係数αｒｇ _posi ，αｙｂ _posi ，αｌ _posi を
求めると共に、前記各色度値ｒｇ，ｙｂ並びに輝度値ｌ
の各上限値ｒｇ _U ，ｙｂ _U ，ｌ _U から前記全体平均算出手
段により算出された全体平均値ｒｇ _mean ，ｙｂ _mean ，ｌ
_mean を引いた値と前記各上限値ｒｇ _U ，ｙｂ _U ，ｌ _U から
前記近傍平均算出手段により算出された近傍平均値ｒｇ
_ave ，ｙｂ _ave ，ｌ _ave を引いた値との比に対応するネ
ガティブ画素値補正係数αｒｇ _nega ，αｙｂ _nega ，αｌ
_nega を算出する係数算出手段と、前記近傍平均算出手段
にて得られた当該画素の近傍平均値ｒｇ _ave ，ｙ
ｂ _ave ，ｌ _ave から前記各下限値ｒｇ _L ，ｙｂ _L ，ｌ _L を
引いた値に対し、前記係数算出手段により算出されたポ
ジティブ画素値補正係数αｒｇ _posi ，αｙｂ _posi ，αｌ
_posi を乗じて、ポジティブ画像画素値変量δrg_posi，δ
yb_posi，δl_posiを決定するポジティブ画像画素値変量
決定手段と、前記近傍平均算出手段にて得られた当該画
素の近傍平均値ｒｇ _ave ，ｙｂ _ave ，ｌ _ave を前記各上
限値ｒｇ _U ，ｙｂ _U ，ｌ _U から引いた値に対し、前記係数
算出手段により算出されたネガティブ画素値補正係数α
ｒｇ _nega ，αｙｂ _nega ，αｌ _nega を乗じて、ネガティブ
画像画素値変量δrg_{ne ga}，δyb_nega，δl_negaを決定す
るネガティブ画像画素値変量決定手段と、前記ポジティ
ブ画像画素値変量決定手段により決定されたポジティブ
画像画素値変量δrg_posi，δyb_posi，δl_posi を当該画
素の各色度値ｒｇ，ｙｂ並びに輝度値ｌから前記各下限
値ｒｇ _L ，ｙｂ _L ，ｌ _L を引いた相対値に加えてこの相対
値を修正すると共に、前記ネガティブ画像画素値変量決
定手段により決定されたネガティブ画像画素値変量δrg
_nega，δyb_nega，δl_nega を前記各上限値ｒｇ _U ，ｙ
ｂ _U ，ｌ _U から当該画素の各色度値ｒｇ，ｙｂ並びに輝度
値ｌを引いた相対値に加えてこれら相対値を修正し、こ
れら修正した相対値の比の対数を求めて画素補正値ｋrg
（ｒｇ），ｋyb（ｙｂ），ｋl（ｌ）を算出する画素値
補正手段と、前記画素補正手段により算出された全ての
画素補正値ｋrg（ｒｇ），ｋyb（ｙｂ），ｋl（ｌ）の
うち、最大値ｋrg_max ，ｋyb_max ，ｋl_max と最小値ｋr
g_min ，ｋyb_min ，ｋl_min とを算出する補正値最大最小
値算出手段と、前記補正値最大最小値算出手段により算
出された最大値ｋrg_max ，ｋyb_max ，ｋl_max 及び最小
値ｋrg_min ，ｋyb_min ，ｋl_min に基づいて、前記画素値
補正手段により算出された画素補正値ｋrg（ｒｇ），ｋ
yb（ｙｂ），ｋl（ｌ）を出力レンジの範囲内に正規化
して正規化変換値Ｖrg（ｒｇ），Ｖyb（ｙｂ），Ｖl
（ｌ）を算出する画素値正規化手段と、前記画素値正規
化手段により算出された各画素の正規化変換値Ｖrg（ｒ
ｇ），Ｖyb（ｙｂ），Ｖl（ｌ）に基づいて、画像全体
を構成して出力する画像出力手段とを備えたカラー画像
画質改善装置である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 加藤 俊一 茨城県つくば市梅園１丁目１番４ 工業技 術院電子技術総合研究所内 (72)発明者 小林 裕一 東京都台東区台東１丁目５番１号 凸版印 刷株式会社内 Ｆターム(参考） 5B057 AA11 BA02 BA11 BA28 CA01 CA08 CA12 CB01 CB08 CB12 CC02 CE17 CE18 CH08 5C066 AA03 BA20 CA08 DA09 DD07 EA08 GA01 GA21 GB02 HA02 JA03 KA12 KD04 KD06 KE01 KE19 KM15 LA02 5C077 LL19 MM02 MP08 NN03 PP15 PP31 PP32 PP36 PP41 PP46 PP68 PQ12 PQ20 TT02 TT06 TT09 TT10 5C079 HB01 HB08 HB11 LA10 LA12 LB01 NA03 PA02 PA03

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 カラー画像の各画素における画素値ｒ，
   ｇ，ｂを均等色空間ＣＩＥ−ＬＡＢ上の各色度値ａ* ，
   ｂ* 並びに輝度値ｌ* に変換し、 前記各画素の輝度値ｌ* の平均値ｌ*_mean を求め、 前記各画素毎に、当該画素の近傍におけるｉ個の画素の
   各輝度値ｌ* １〜ｌ*ｉの平均値ｌ*_ave を求め、 前記全体の平均値ｌ*_mean と前記近傍の平均値ｌ*_ave
   との比に対応する各々の係数を求め、 前記各々の係数をポジティブ画像での前記近傍の平均値
   ｌ*_ave の相対値に乗じてポジティブ画素変量δl*_posi
   を求めると共に、前記各々の係数をネガティブ画像での
   前記近傍の平均値ｌ*_ave の相対値に乗じてネガティブ
   画素変量δl*_{ne ga}を求め、 前記ポジティブ画素変量δl*_posiをポジティブ画像での
   当該画素の輝度値ｌ*の相対値に加えてこの相対値を修
   正すると共に、前記ネガティブ画素変量δl*_{ne ga}をネガ
   ティブ画像での当該画素の輝度値ｌ* の相対値に加えて
   この相対値を修正し、 これら修正した相対値の比の対数によって当該画素の輝
   度値ｌ* を補正し、 この補正結果ｋl*（ｌ* ）を出力レンジの範囲内に正規
   化し、 この正規化結果Ｖl*（ｌ* ）及び前記各色度値ａ* ，ｂ
   * を前記均等色空間ＣＩＥ−ＬＡＢからｒｇｂ色空間へ
   逆変換し、 得られた逆変換結果に基づいて、画像全体を構成して出
   力することを特徴とするカラー画像画質改善方法。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のカラー画像画質改善方
   法において、 前記正規化は、前記全体の平均値ｌ*_mean の補正結果ｋ
   l*（ｌ*_mean ）を前記出力レンジの中間値Ｖl*_mid に対
   応させるように実行することを特徴とするカラー画像画
   質改善方法。
3. 【請求項３】 カラー画像を入力するための画像入力手
   段と、 前記画像入力手段により入力されたカラー画像の全画素
   の画素値ｒ，ｇ，ｂを均等色空間ＣＩＥ−ＬＡＢ上の各
   色度値ａ* ，ｂ* 及び輝度値ｌ* に変換する色空間変換
   手段と、 前記色空間変換手段にて得られた全画素の各輝度値ｌ*
   を平均して全体平均値ｌ*_mean を算出する全体平均算出
   手段と、 前記色空間変換手段にて得られた各画素毎に、当該画素
   の近傍におけるｉ個の画素の各輝度値ｌ* １〜ｌ* ｉを
   抽出する近傍画像抽出手段と、 前記近傍画像抽出手段により抽出された近傍画素の各輝
   度値ｌ* １〜ｌ* ｉを平均して近傍平均値ｌ*_ave を算
   出する近傍平均算出手段と、 前記全体平均算出手段により算出された全体平均値ｌ*
   _mean と前記近傍平均算出手段により算出された近傍平
   均値ｌ*_ave との比に対応する係数αl*_posi，αl*_nega
   を算出する係数算出手段と、 前記近傍平均算出手段にて得られた当該画素の近傍平均
   値ｌ*_ave 及び係数算出手段により算出された係数αl*
   _posiに基づいて、ポジティブ画像の画素値変量δl*_posi
   を決定するポジティブ画像画素値変量決定手段と、 前記近傍平均算出手段にて得られた当該画素の近傍平均
   値ｌ*_ave 及び係数算出手段により算出された係数αl*
   _negaに基づいて、ネガティブ画像の画素値変量δl*_nega
   を決定するネガティブ画像画素値変量決定手段と、 前記ポジティブ画像画素値変量決定手段により決定され
   た画素値変量δl*_posi及び前記ネガティブ画像画素値変
   量決定手段により決定された画素値変量δl*_{ne ga}に基づ
   いて当該画素の輝度値ｌを補正し、この補正結果の比の
   対数を求めて画素補正値ｋl*（ｌ* ）を算出する画素値
   補正手段と、 前記画素値補正手段により算出された全ての画素補正値
   ｋl*（ｌ* ）のうち、最大値ｋl*_max と最小値ｋl*_min
   とを算出する補正値最大最小値算出手段と、 前記補正値最大最小値算出手段により算出された最大値
   ｋl*_max 及び最小値ｋl*_min に基づいて、前記画素値補
   正手段により算出された画素補正値ｋl*（ｌ*）を出力
   レンジの範囲内に正規化して正規化変換値Ｖl*（ｌ* ）
   を算出する画素値正規化手段と、 前記画素値正規化手段により算出された各画素の正規化
   変換値Ｖl*（ｌ* ）及び前記色空間変換手段にて得られ
   た各色度値ａ* ，ｂ* を前記均等色空間ＣＩＥ−ＬＡＢ
   からｒｇｂ色空間へ逆変換し、得られた逆変換結果に基
   づいて、画像全体を構成して出力する画像出力手段とを
   備えたことを特徴とするカラー画像画質改善装置。
4. 【請求項４】 請求項３に記載のカラー画像画質改善装
   置において、 前記画素値正規化手段及び前記画像出力手段に代えて、 前記全体平均算出手段により算出された全体平均値ｌ*
   _mean 及び前記係数算出手段により算出された係数αl*
   _posi，αl*_negaに基づいて、前記全体平均値ｌ*_{m ean} の
   補正値ｋl*（ｌ*_mean ）を算出する全体平均補正値算出
   手段と、 前記画素値補正手段により算出された各画素の画素補正
   値ｋl*（ｌ* ）と前記全体平均補正値算出手段により算
   出された補正値ｋl*（ｌ*_mean ）とを比較し、前記画素
   補正値ｋl*（ｌ* ）よりも対応する前記補正値ｋl*（ｌ
   *_mean ）が大のときには画素補正値ｋl*（ｌ* ）を対応
   する出力レンジ範囲内の中間値Ｖl*_midより小さい出力
   レンジ区間へ線形変換し、前記画素補正値ｋl*（ｌ* ）
   と対応する前記補正値ｋl*（ｌ*_mean ）とが等しいとき
   には画素補正値ｋl*（ｌ* ）を対応する出力レンジ範囲
   内の中間値Ｖl*_mid へ変換し、前記画素補正値ｋl*（ｌ
   *）よりも対応する前記補正値ｋl*（ｌ*_mean ）が小の
   ときには画素補正値ｋl*（ｌ* ）を対応する出力レンジ
   範囲内の中間値Ｖl*_mid より大きい出力レンジ区間へ線
   形変換することにより、各画素補正値ｋl*（ｌ* ）を出
   力レンジの範囲内に正規化して正規化変換値Ｖl*（ｌ*
   ）を算出する画素補正値変換手段と、 前記画素補正値変換手段により算出された各画素の正規
   化変換値Ｖl*（ｌ* ）及び前記色空間変換手段にて得ら
   れた各色度値ａ* ，ｂ* を前記均等色空間ＣＩＥ−ＬＡ
   Ｂからｒｇｂ色空間へ逆変換し、得られた逆変換結果に
   基づいて、画像全体を構成して出力する正規化画像出力
   手段とを備えたことを特徴とするカラー画像画質改善装
   置。
5. 【請求項５】 カラー画像の各画素における画素値ｒ，
   ｇ，ｂを色空間上の各色度値ｒｇ，ｙｂ並びに輝度値ｌ
   に変換し、 前記各色度値ｒｇ，ｙｂ並びに輝度値ｌの各々の平均値
   ｒｇ_mean，ｙｂ_mean，ｌ_meanを求め、 前記カラー画像の各画素毎に、当該画素の近傍における
   ｉ個の画素の各色度値ｒｇ１〜ｒｇｉ，ｙｂ１〜ｙｂｉ
   並びに輝度値ｌ１〜ｌｉの各々の平均値ｒｇ_{av e} ，ｙｂ
   _ave ，ｌ_ave を求め、 前記全体の平均値ｒｇ_mean，ｙｂ_mean，ｌ_meanと前記近
   傍の平均値ｒｇ_ave ，ｙｂ_ave ，ｌ_ave との比に対応す
   る各々の係数を求め、 前記各々の係数をポジティブ画像での前記近傍の平均値
   ｒｇ_ave ，ｙｂ_ave ，ｌ_ave の各々の相対値に乗じてポ
   ジティブ画素変量δrg_posi，δyb_posi，δl_{pos i} を求め
   ると共に、前記各々の係数をネガティブ画像での前記近
   傍の平均値ｒｇ _ave ，ｙｂ_ave ，ｌ_ave の各々の相対値
   に乗じてネガティブ画素変量δrg_nega，δyb_nega，δl
   _nega を求め、 前記ポジティブ画素変量δrg_posi，δyb_posi，δl_posi
   をポジティブ画像での当該画素の各色度値ｒｇ，ｙｂ並
   びに輝度値ｌの各々の相対値に加えてこれら相対値を修
   正すると共に、前記ネガティブ画素変量δrg_nega，δyb
   _nega，δl_negaをネガティブ画像での当該画素の各色度
   値ｒｇ，ｙｂ並びに輝度値ｌの各々の相対値に加えてこ
   れら相対値を修正し、 これら修正した相対値の比の対数によって当該画素の各
   色度値ｒｇ，ｙｂ並びに輝度値ｌを夫々補正し、 これらの補正結果ｋrg（ｒｇ），ｋyb（ｙｂ），ｋl
   （ｌ）を夫々出力レンジの範囲内に正規化することを特
   徴とするカラー画像画質改善方法。
6. 【請求項６】 請求項５に記載のカラー画像画質改善方
   法において、 前記正規化は、前記全体の平均値ｒｇ_mean，ｙｂ_mean，
   ｌ_meanの各々の補正結果ｋrg（ｒｇ），ｋyb（ｙ
   ｂ_mean），ｋl （ｌ_mean）を前記出力レンジの中間値Ｖ
   rg_mid ，Ｖyb_mid ，Ｖl_mid に夫々対応させるように実
   行することを特徴とするカラー画像画質改善方法。
7. 【請求項７】 カラー画像を入力するための画像入力手
   段と、 前記画像入力手段により入力されたカラー画像の全画素
   の画素値ｒ，ｇ，ｂを色空間上の各色度値ｒｇ，ｙｂ及
   び輝度値ｌに変換する色空間変換手段と、 前記色空間変換手段にて得られたカラー画像の全画素の
   各色度値ｒｇ，ｙｂ及び輝度値ｌの各々を平均して全体
   平均値ｒｇ_mean，ｙｂ_mean，ｌ_meanを算出する全体平均
   算出手段と、 前記色空間変換手段にて得られたカラー画像の各画素毎
   に、当該画素の各色度値ｒｇ，ｙｂ並びに輝度値ｌ及び
   その近傍におけるｉ個の画素の各色度値ｒｇ１〜ｒｇ
   ｉ，ｙｂ１〜ｙｂｉ並びに輝度値ｌ１〜ｌｉを抽出する
   近傍画像抽出手段と、 前記近傍画像抽出手段により抽出された近傍画素の各色
   度値ｒｇ１〜ｒｇｉ，ｙｂ１〜ｙｂｉ並びに輝度値ｌ１
   〜ｌｉを夫々平均して近傍平均値ｒｇ_ave ，ｙｂ_ave ，
   ｌ_ave を算出する近傍平均算出手段と、 前記全体平均算出手段により算出された全体平均値ｒｇ
   _mean，ｙｂ_mean，ｌ_{me an}と前記近傍平均算出手段により
   算出された近傍平均値ｒｇ_ave ，ｙｂ_ave ，ｌ _ave との
   比に対応する係数αrg_posi，αyb_posi，αl_posi ，αrg
   _nega，αyb_nega，αl_nega を算出する係数算出手段と、 前記近傍平均算出手段により算出された近傍平均値ｒｇ
   _ave ，ｙｂ_ave ，ｌ_{av e} 及び係数算出手段により算出さ
   れた係数αrg_posi，αyb_posi，αl_posi に基づいて、ポ
   ジティブ画像の画素値変量δrg_posi，δyb_posi，δl
   _posi を決定するポジティブ画像画素値変量決定手段
   と、 前記近傍平均算出手段により算出された近傍平均値ｒｇ
   _ave ，ｙｂ_ave ，ｌ_{av e} 及び係数算出手段により算出さ
   れた係数αrg_nega，αyb_nega，αl_nega に基づいて、ネ
   ガティブ画像の画素値変量δrg_nega，δyb_nega，δl
   _nega を決定するネガティブ画像画素値変量決定手段
   と、 前記ポジティブ画像画素値変量決定手段により決定され
   た画素値変量δrg_posi，δyb_posi，δl_posi 及び前記ネ
   ガティブ画像画素値変量決定手段により決定された画素
   値変量δrg_nega，δyb_nega，δl_nega の各々に基づいて
   夫々当該画素の各色度値ｒｇ，ｙｂ並びに輝度値ｌを補
   正し、夫々の補正結果の比の対数を求めて画素補正値ｋ
   rg（ｒｇ），ｋyb（ｙｂ），ｋl （ｌ）を算出する画素
   値補正手段と、 前記画素補正手段により算出された全ての画素補正値ｋ
   rg（ｒｇ），ｋyb（ｙｂ），ｋl （ｌ）のうち、最大値
   ｋrg_max ，ｋyb_max ，ｋl_max と最小値ｋrg_{mi n} ，ｋyb
   _min ，ｋl_min とを算出する補正値最大最小値算出手段
   と、 前記補正値最大最小値算出手段により算出された最大値
   ｋrg_max ，ｋyb_max ，ｋl_max 及び最小値ｋrg_min ，ｋ
   yb_min ，ｋl_min に基づいて、前記画素値補正手段によ
   り算出された画素補正値ｋrg（ｒｇ），ｋyb（ｙｂ），
   ｋl （ｌ）を出力レンジの範囲内に正規化して正規化変
   換値Ｖrg（ｒｇ），Ｖyb（ｙｂ），Ｖl（ｌ）を算出す
   る画素値正規化手段と、 前記画素値正規化手段により算出された各画素の正規化
   変換値Ｖrg（ｒｇ），Ｖyb（ｙｂ），Ｖl （ｌ）に基づ
   いて、画像全体を構成して出力する画像出力手段とを備
   えたことを特徴とするカラー画像画質改善装置。
8. 【請求項８】 請求項７に記載のカラー画像画質改善装
   置において、 前記画素値正規化手段及び前記画像出力手段に代えて、 前記全体平均算出手段により算出された全体平均値ｒｇ
   _mean，ｙｂ_mean，ｌ_{me an}及び前記係数算出手段により算
   出された係数αrg_posi，αyb_posi，αl_posi ，αr
   g_nega，αyb_nega，αl_nega に基づいて、前記全体平均
   値ｒｇ_mean，ｙｂ_mean，ｌ_meanの補正値ｋrg（ｒ
   ｇ_mean），ｋyb（ｙｂ_mean），ｋl （ｌ_mean）を算出す
   る全体平均補正値算出手段と、 前記画素値補正手段により算出された各画素の画素補正
   値ｋrg（ｒｇ），ｋyb（ｙｂ），ｋl （ｌ）と前記全体
   平均補正値算出手段により算出された補正値ｋrg（ｒｇ
   _mean），ｋyb（ｙｂ_mean），ｋl （ｌ_mean）とを夫々比
   較し、前記画素補正値ｋrg（ｒｇ），ｋyb（ｙｂ），ｋ
   l （ｌ）よりも対応する前記補正値ｋrg（ｒｇ_mean），
   ｋyb（ｙｂ_mean），ｋl （ｌ_mean）が大のときには画素
   補正値ｋrg（ｒｇ），ｋyb（ｙｂ），ｋl （ｌ）を対応
   する出力レンジ範囲内の中間値Ｖrg_mid ，Ｖyb_mid ，Ｖ
   l_mid より小さい出力レンジ区間へ線形変換し、前記画
   素補正値ｋrg（ｒｇ），ｋyb（ｙｂ），ｋl （ｌ）と対
   応する前記補正値ｋrg（ｒｇ_mean），ｋyb（ｙ
   ｂ_mean），ｋl （ｌ_mean）とが等しいときには画素補正
   値ｋrg（ｒｇ），ｋyb（ｙｂ），ｋl （ｌ）を対応する
   出力レンジ範囲内の中間値Ｖrg_mid ，Ｖyb_mid ，Ｖl_mid
   へ変換し、前記画素補正値ｋrg（ｒｇ），ｋyb（ｙ
   ｂ），ｋl （ｌ）よりも対応する前記補正値ｋrg（ｒｇ
   _mean），ｋyb（ｙｂ_mean），ｋl （ｌ_mean）が小のとき
   には画素補正値ｋrg（ｒｇ），ｋyb（ｙｂ），ｋl
   （ｌ）を対応する出力レンジ範囲内の中間値Ｖrg_mid ，
   Ｖyb_mid ，Ｖl_mid より大きい出力レンジ区間へ線形変
   換することにより、各画素補正値ｋrg（ｒｇ），ｋyb
   （ｙｂ），ｋl （ｌ）を出力レンジの範囲内に正規化し
   て正規化変換値Ｖrg（ｒｇ），Ｖyb（ｙｂ），Ｖl
   （ｌ）を算出する画素補正値変換手段と、 前記画素補正値変換手段により算出された各画素の正規
   化変換値Ｖrg（ｒｇ），Ｖyb（ｙｂ），Ｖl （ｌ）に基
   づいて、画像全体を構成して出力する正規化画像出力手
   段とを備えたことを特徴とするカラー画像画質改善装
   置。