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JP2003060913A - Image processing method and image processor - Google Patents

Image processing method and image processor

Info

Publication number
JP2003060913A
JP2003060913A JP2001245465A JP2001245465A JP2003060913A JP 2003060913 A JP2003060913 A JP 2003060913A JP 2001245465 A JP2001245465 A JP 2001245465A JP 2001245465 A JP2001245465 A JP 2001245465A JP 2003060913 A JP2003060913 A JP 2003060913A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
image
image processing
low
frequency component
coefficient
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2001245465A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Mineki Soga
峰樹 曽我
Keiichi Yamada
啓一 山田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Central R&D Labs Inc
Original Assignee
Toyota Central R&D Labs Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Central R&D Labs Inc filed Critical Toyota Central R&D Labs Inc
Priority to JP2001245465A priority Critical patent/JP2003060913A/en
Publication of JP2003060913A publication Critical patent/JP2003060913A/en
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 適切な圧縮率で圧縮処理する画像処理装置を
提供すること。 【解決手段】 輝度分布の広がりを示す特性量から低周
波成分の抑制量を決定し、適正にダイナミックレンジを
圧縮する画像処理装置である。画像処理装置10の入力
部にハイパスフィルタ装置11を設け、それに並列に輝
度分散算出部17と圧縮係数算出部18を設ける。輝度
分散算出部17によって、入力画像、特に明暗等の低周
波成分の分散を算出する。そして、分散が大きい時、即
ち低周波成分の明暗差が大きい時には、圧縮係数算出部
18が圧縮係数Aを大きくする。ハイパスフィルタ装置
11は、それに基づいて低周波成分を大きく抑制する。
分散に基づいて低周波成分を抑制するので、局所的な明
暗部があってもその影響を受けることがない。適切な圧
縮率で圧縮処理される。
(57) [Summary] To provide an image processing apparatus that performs compression processing at an appropriate compression ratio. An image processing apparatus determines an amount of suppression of a low-frequency component from a characteristic amount indicating a spread of a luminance distribution, and appropriately compresses a dynamic range. A high-pass filter device 11 is provided at an input unit of the image processing device 10, and a luminance variance calculation unit 17 and a compression coefficient calculation unit 18 are provided in parallel with the high-pass filter device 11. The luminance variance calculation unit 17 calculates the variance of the input image, particularly low frequency components such as light and dark. When the variance is large, that is, when the difference in brightness of the low frequency component is large, the compression coefficient calculation unit 18 increases the compression coefficient A. The high-pass filter device 11 largely suppresses low-frequency components based on the high-pass filter device.
Since the low-frequency component is suppressed based on the dispersion, even if there is a local light-dark portion, it is not affected. Compression processing is performed at an appropriate compression ratio.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は画像のダイナミック
レンジを圧縮する画像処理方法及び画像処理装置に関す
る。特に、輝度分布における画像の統計的な量である分
散に関連する分散関連値、輝度分布における双峰性の程
度を表す双峰係数に基づいて、過剰圧縮することなく適
切に圧縮する画像処理方法とその装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image processing method and an image processing apparatus for compressing a dynamic range of an image. In particular, an image processing method for appropriately compressing without excessive compression based on a variance-related value related to variance, which is a statistical amount of an image in a luminance distribution, and a bimodal coefficient representing a degree of bimodality in the luminance distribution. And its equipment.

【0002】[0002]

【従来の技術】影及び日向の2領域を含むような明暗差
の大きな画像をダイナミックレンジ(階調度)の小さい
表示装置に表示させた場合、画像中の暗部が黒つぶれ
(黒一色)、又は明部が白とび(白一色)となることが
ある。これは、視認者に物体の正確な認識を困難とさせ
るものである。これに対し、Homomorphic Fillering と
呼ばれる画像のダイナミックレンジを圧縮する方法が提
案されている。これは、影日向や照明ムラなどの照明強
度に関する情報は輝度の低周波数成分であることに着目
し、その低周波成分のみを除去する方法である。具体的
には、物体の反射率と照明強度の積である輝度を対数変
換して反射率の対数と照明強度の対数の和に変換し、そ
して低周波成分である照明強度の成分を除去した後、逆
対数変換することでダイナミックレンジを圧縮してい
る。
2. Description of the Related Art When an image having a large difference in light and shade including a shadow and a sunlit area is displayed on a display device having a small dynamic range (gradation), a dark portion in the image is crushed black (black color), or Bright areas may become overexposed (white color). This makes it difficult for the viewer to accurately recognize the object. On the other hand, a method called Homomorphic Fillering for compressing the dynamic range of an image has been proposed. This is a method of focusing on the fact that the information about the illumination intensity such as the shadow of the sun and the unevenness of illumination is the low frequency component of the luminance, and removing only the low frequency component. Specifically, the luminance, which is the product of the reflectance and the illumination intensity of the object, is logarithmically converted into the sum of the logarithm of the reflectance and the logarithm of the illumination intensity, and the low-frequency component of the illumination intensity is removed. After that, the dynamic range is compressed by inverse logarithmic conversion.

【0003】又、他に特許第2663189号に開示の
画像のダイナミックレンジ圧縮処理方法がある。これ
は、原画像の各画素においてその近傍の所定範囲内での
輝度の平均化により低周波画像を算出し、それに基づい
て処理する手法である。具体的には、各画素において低
周波画像の輝度を引数とする単調減少関数を設定し、そ
の出力を原画像の対応する画素の輝度値に加算すること
によりダイナミックレンジを圧縮する手法である。単調
減少関数の特性の設定により、明部や暗部など所望の明
るさ範囲のみを圧縮することを可能としている。
In addition, there is an image dynamic range compression processing method disclosed in Japanese Patent No. 2663189. This is a method of calculating a low-frequency image by averaging the luminance within a predetermined range in the vicinity of each pixel of the original image, and processing based on the calculated low-frequency image. Specifically, it is a method of compressing the dynamic range by setting a monotonically decreasing function with the brightness of the low-frequency image as an argument at each pixel and adding the output to the brightness value of the corresponding pixel of the original image. By setting the characteristic of the monotonous decreasing function, it is possible to compress only a desired brightness range such as a bright part and a dark part.

【0004】しかしながら、上記Homomorphic Fillerin
g や特許第2663189に号に開示の方法は何れも画
像の低周波成分を抑制する方法であって、その抑制量を
大とすると相対的に高周波成分が強調されるため、それ
によりエッジが不自然に強調される場合がある。例え
ば、処理過程の1例を図17に示す。図は、横軸が例え
ばx軸、縦軸が輝度である1次元の輝度分布である。図
17(a)が入力画像、即ち原画像の輝度分布、(b)
がその低周波成分、(c)が低周波成分を少なく抑制し
た場合の輝度分布、そして(d)が低周波成分を大きく
抑制した場合の輝度分布である。
However, the above Homomorphic Fillerin
g and the methods disclosed in Japanese Patent No. 2663189 are methods for suppressing low-frequency components of an image, and when the suppression amount is large, high-frequency components are relatively emphasized, which causes edges to be unclear. May be naturally emphasized. For example, an example of the processing process is shown in FIG. The figure is a one-dimensional luminance distribution in which the horizontal axis is the x-axis and the vertical axis is the luminance. FIG. 17A shows the luminance distribution of the input image, that is, the original image, and FIG.
Is the low frequency component, (c) is the luminance distribution when the low frequency component is suppressed to a small extent, and (d) is the luminance distribution when the low frequency component is greatly suppressed.

【0005】図17(d)に示すようにダイナミックレ
ンジを大きく圧縮すると、輝度がステップ状に変化する
場所において大きなオーバーシュート及びアンダーシュ
ートが発生することが分かる。従って、低周波成分の抑
制量、即ちダイナミックレンジの圧縮率は必要最小限の
ものであることが好ましい。しかしながら、上記Homomo
rphic Fillering や特許第2663189号に開示の方
法は、全ての画像を同様な方法で処理するために、必要
最小限の適切な圧縮率でダイナミックレンジを圧縮する
ことができなかった。即ち、晴天時の明暗差の大きな画
像に対して所望のダイナミックレンジまで圧縮すること
ができなかったり、曇天時のような明暗差の小さな画像
に対して必要以上に低周波成分を抑制してエッジが強調
され過ぎる場合があった。即ち、不自然な画像になると
云う問題があった。これら問題を解決するためには、例
えば特開平6−303430、特開平9−18209
3、特開平ll−53535がある。
As shown in FIG. 17D, it can be seen that when the dynamic range is greatly compressed, large overshoots and undershoots occur at the place where the brightness changes stepwise. Therefore, it is preferable that the suppression amount of the low frequency component, that is, the compression ratio of the dynamic range is the minimum necessary. However, the above Homomo
The method disclosed in rphic Fillering and Japanese Patent No. 2663189 was unable to compress the dynamic range with the minimum necessary proper compression rate in order to process all images in a similar manner. That is, it is not possible to compress the image to a desired dynamic range for an image with a large difference in light and shade in fine weather, or for an image with a small difference in light and dark such as in cloudy weather, suppressing low-frequency components more than necessary Was sometimes overemphasized. That is, there is a problem that the image becomes unnatural. To solve these problems, for example, JP-A-6-303430 and JP-A-9-18209.
3 and JP-A-53535.

【0006】特開平6−303430記載の方法は、原
画像から求めたコントラストに基づいて、特許第266
3189号の発明における上記単調減少関数の信号適用
範囲や大きさを決定することが特徴である。それによ
り、原画像の最高輝度と最低輝度の差に応じたダイナミ
ックレンジ圧縮処理を行っている。又、特開平9−18
2093記載の方法は、IIR(Infinite Impulse Res
ponse )フィルタにより作成した低周波画像に基づいて
ダイナミックレンジ圧縮処理を行うものである。そして
その処理の圧縮率を原画像のヒストグラムから、即ちヒ
ストグラムによって決定された最高輝度と最低輝度の差
に基づいて算出することを特徴としている。又、特開平
11 −53535記載の方法は、エッジ保存平滑化フィ
ルタにより作成した低周波画像に基づいてダイナミック
レンジの圧縮又は伸長処理を行うものである。そしてそ
の圧縮率又は伸長率を原画像のヒストグラムから、即ち
原画像のヒストグラムによって決定された最高輝度と最
低輝度の差から求めることを特徴としている。
The method described in Japanese Patent Laid-Open No. 6-303430 is based on the contrast obtained from the original image, and is disclosed in Japanese Patent No. 266.
The feature of the invention of No. 3189 is to determine the signal application range and magnitude of the monotonically decreasing function. Thereby, the dynamic range compression processing is performed according to the difference between the highest luminance and the lowest luminance of the original image. In addition, JP-A-9-18
The method described in 2093 is based on IIR (Infinite Impulse Res
The dynamic range compression processing is performed based on the low frequency image created by the filter. The compression ratio of the processing is calculated from the histogram of the original image, that is, based on the difference between the maximum brightness and the minimum brightness determined by the histogram. The method described in Japanese Patent Laid-Open No. 11-53535 is to perform dynamic range compression or expansion processing on the basis of a low-frequency image created by an edge-preserving smoothing filter. The compression ratio or the expansion ratio is obtained from the histogram of the original image, that is, from the difference between the highest luminance and the lowest luminance determined by the histogram of the original image.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
6−303430、特開平9−1 82093、特開平1
1−53535記載の方法は、何れもダイナミックレン
ジの圧縮率又は伸長率を原画像の最高輝度と最低輝度、
又はヒストグラムで決定された最高輝度と最低輝度の差
に応じて決定している。即ち、いずれも原画像の局所性
については考慮していない。そのため、上記の何れの方
法でもその圧縮率又は伸長率を適切に、又、安定して求
めることができない。ここで、局所性とは画像における
局所的な暗部や明部、及びその時間的な変化を云う。例
えば、局所的な暗部や明部とは撮像装置に含まれる欠陥
画素である。又は、照明光が撮像物体上で部分的に正反
射して撮像装置に入射する場合に生じる明部である。
又、その変化とは、例えば照明光の反射状態の時間的な
変化により発生する局所的な明部の画素数の時間変化で
ある。このような局所的な暗部や明部が存在すると、明
暗差の小さいシーンの画像であってもその輝度の最大値
と最小値の差は大きくなるため、ダイナミックレンジが
大と算出され、その結果圧縮率が大きく設定されてエッ
ジが強調され過ぎた画像となる。
However, JP-A-6-303430, JP-A-9-182093, and JP-A-1 are used.
In any of the methods described in 1-53535, the compression ratio or expansion ratio of the dynamic range is set to the maximum brightness and the minimum brightness of the original image,
Alternatively, it is determined according to the difference between the highest luminance and the lowest luminance determined by the histogram. That is, neither considers the locality of the original image. Therefore, the compression rate or the expansion rate cannot be properly and stably obtained by any of the above methods. Here, the locality means a local dark part or bright part in an image and its temporal change. For example, a local dark part or bright part is a defective pixel included in the image pickup device. Alternatively, it is a bright portion that occurs when the illumination light is partially specularly reflected on the imaging object and enters the imaging device.
Further, the change is, for example, a temporal change in the number of pixels in the local bright portion, which occurs due to a temporal change in the reflection state of the illumination light. If such a local dark part or bright part exists, the difference between the maximum value and the minimum value of the brightness becomes large even in an image of a scene with a small difference in brightness, so the dynamic range is calculated to be large, and as a result, The image is an image in which the compression ratio is set large and edges are emphasized too much.

【0008】上記問題のうち、例えば欠陥画素のような
時間的に変化しない固定した局所的な明部又は暗部の影
響は、輝度分布の高輝度側と低輝度側でその画素数(頻
度)を判定することで回避することはできる。しかし、
動画像において局所的な明部の画素数が時間的に変化す
る場合は、安定して最大値と最小値の差を求めることは
できない。例えば、局所的な明部の画素数が時間ととも
に変化する場合は、図18に説明するように局所的な明
部の画素数総和が所定値(閾値)を越える時点で、ダイ
ナミックレンジ(最大値と最小値の差)は大きく変化す
る。結果として、エッジの強調度合いが時間的に急激に
変化する不自然な動画像となる。
Among the above problems, the influence of a fixed local bright portion or dark portion that does not change with time, such as a defective pixel, is the number of pixels (frequency) on the high luminance side and the low luminance side of the luminance distribution. It can be avoided by making a judgment. But,
When the number of pixels in the bright portion that is local in a moving image changes with time, it is not possible to stably obtain the difference between the maximum value and the minimum value. For example, when the number of pixels in the local bright portion changes with time, when the total number of pixels in the local bright portion exceeds a predetermined value (threshold value), the dynamic range (maximum value is And the difference between the minimum values) changes greatly. As a result, an unnatural moving image in which the degree of edge enhancement sharply changes with time is obtained.

【0009】例えば、画像を取り込んで、その輝度分布
をヒストグラムで表す。ヒストグラムにおいて、最小か
らの累積輝度が所定値となる輝度を最小輝度とし、最大
からの累積輝度が所定値となる輝度を最大輝度とする。
図18(a)は、局所的な明部の頻度(画素数)が少な
い場合であり、求められる輝度の最大値は斜線部分の積
分値(累積輝度)からD1となる。即ち、ダイナミック
レンジはD1−D0となる。一方、図18(b)のヒス
トグラムは、局所的な明部の画素数(欠陥画素数と真正
の明部画素数の総和)が多い場合であり、累積輝度から
求められる輝度の最大値はD2となる。即ち、ダイナミ
ックレンジはD2−D0となる。図18(a)、(b)
より、明部画素数の変化によりダイナミックレンジが
(D1−D0)から(D2−D0)に急激に変化するこ
とが分かる。即ち、従来の手法ではシーン把握に必要な
画像のダイナミックレンジは変化しないにも係わらず、
局所的な明部又は暗部の変化により画像全体のダイナミ
ックレンジが大きく変化し、その結果圧縮率が大きく変
化するのである。その結果、必要以上にダイナミックレ
ンジが圧縮されてエッジが過強調となる場合や、又、動
画像を処理する場合においてエッジの強調度合いが時間
的に変化し、不自然な動画像になる場合がある。これら
の現象は、視認者の正確なシーンの把握を困難にするも
のである。
For example, an image is captured and its luminance distribution is represented by a histogram. In the histogram, the luminance at which the cumulative luminance from the minimum is the predetermined value is the minimum luminance, and the luminance at which the cumulative luminance from the maximum is the predetermined value is the maximum luminance.
FIG. 18A shows a case where the frequency (number of pixels) of local bright areas is small, and the maximum value of the obtained brightness is D1 from the integrated value (cumulative brightness) of the shaded area. That is, the dynamic range is D1-D0. On the other hand, in the histogram of FIG. 18B, the number of pixels in the local bright portion (the total number of defective pixels and the number of genuine bright portion pixels) is large, and the maximum value of the luminance obtained from the accumulated luminance is D2. Becomes That is, the dynamic range is D2-D0. 18 (a), (b)
From this, it can be seen that the dynamic range drastically changes from (D1-D0) to (D2-D0) due to the change in the number of bright area pixels. That is, although the conventional method does not change the dynamic range of the image necessary for grasping the scene,
The dynamic range of the entire image is largely changed by the local change of the bright part or the dark part, and as a result, the compression ratio is largely changed. As a result, there are cases where the dynamic range is compressed more than necessary and edges are overemphasized, or when processing a moving image, the degree of edge emphasis changes with time, resulting in an unnatural moving image. is there. These phenomena make it difficult for the viewer to accurately grasp the scene.

【0010】本発明は上記課題を解決するため成された
ものであり、その目的は画像のダイナミックレンジ圧縮
処理において、その圧縮係数を画像の輝度分布の分散に
関連する分散関連値に基づいて決定し、画像の局所的な
明部や暗部の影響を受けず適切に圧縮する画像処理方法
及びその装置を提供することである。又、その圧縮係数
を画像の輝度分布における双峰性に基づいて決定し明暗
差の大きい画像に対して、適切に圧縮処理する画像処理
方法とその装置を提供することである。又、上記画像処
理装置をカラー画像に適用し、色情報に影響を与えるこ
となくダイナミックレンジ圧縮処理を可能とする画像処
理装置を提供することである。上記の各目的は、個々の
発明が達成する目的であって、それぞれの発明が、全て
の目的を同時に達成するものと解釈されるべきではな
い。
The present invention has been made to solve the above problems, and its object is to determine a compression coefficient in a dynamic range compression process of an image based on a dispersion-related value related to a dispersion of a luminance distribution of the image. However, it is an object of the present invention to provide an image processing method and apparatus for appropriately compressing an image without being affected by a local bright portion or dark portion. Another object of the present invention is to provide an image processing method and apparatus for appropriately compressing an image having a large difference in brightness by determining its compression coefficient based on the bimodality in the brightness distribution of the image. Another object of the present invention is to provide an image processing apparatus which applies the image processing apparatus to a color image and enables dynamic range compression processing without affecting color information. Each of the above objects is an object achieved by each individual invention, and each invention should not be construed as achieving all the objects at the same time.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項1に記載の画像処理方法は、入力画像の低周
波成分を抑制することによりダイナミックレンジを圧縮
する画像処理方法であって、入力画像の輝度分布の分散
に関連した分散関連値を求め、求められた分散関連値に
基づいて入力画像の低周波成分を抑制することによりダ
イナミックレンジを圧縮することを特徴とする。尚、輝
度分布とは、輝度の確率分布又は密度分布の意味であ
り、入力画像の輝度の頻度分布やヒストグラム等の分布
特性を言う。即ち、輝度分布とは、入力画像においてあ
る輝度xの存在割合(密度)を示した分布関数であり、
例えば、具体的には、ある輝度xをとる画素数の全画素
に対する割合を示したものである。ある輝度xに関して
ランクを設けて階層化すれば、頻度分布やヒストグラム
等は輝度分布の一例となる。輝度分布はこのような意味
で使用されており、入力画像の輝度の空間分布を意味す
るものではない。又、分散とは、上記の輝度分布におけ
る統計的な分散を意味する。そして、分散関連値とは、
分散に対して所定の関数関係にある変数の全てを意味す
る。例えば、分散の平方根である標準偏差も分散関連値
であり、分散に関する任意の全ての関数も分散関連値で
ある。以下、特許請求の範囲及び本明細書において、輝
度分布及び分散関連値は、それらの意味で用いられてい
る。
In order to solve the above problems, an image processing method according to claim 1 is an image processing method for compressing a dynamic range by suppressing low frequency components of an input image, It is characterized in that a dynamic range is compressed by obtaining a variance related value related to the variance of the luminance distribution of the input image and suppressing the low frequency component of the input image based on the obtained variance related value. Note that the brightness distribution means a probability distribution or a density distribution of brightness, and refers to a frequency distribution of brightness of an input image or a distribution characteristic such as a histogram. That is, the brightness distribution is a distribution function indicating the existence ratio (density) of a certain brightness x in the input image,
For example, specifically, the ratio of the number of pixels having a certain brightness x to all the pixels is shown. If a rank is provided for a certain brightness x and hierarchized, the frequency distribution, the histogram, etc. are examples of the brightness distribution. The brightness distribution is used in this sense, and does not mean the spatial distribution of the brightness of the input image. Further, the dispersion means a statistical dispersion in the above luminance distribution. And the variance-related value is
It means all variables that have a predetermined functional relationship with the variance. For example, the standard deviation, which is the square root of the variance, is also the variance-related value, and any function related to the variance is also the variance-related value. Hereinafter, in the claims and the present specification, the luminance distribution and the dispersion-related value are used with their meanings.

【0012】又、請求項2に記載の画像処理方法は、請
求項1に記載の画像処理方法において、分散関連値が大
きい程、低周波成分の抑制量を大きくすることを特徴と
する。又、請求項3に記載の画像処理方法によれば、入
力画像の低周波成分を抑制することによりダイナミック
レンジを圧縮する画像処理方法であって、入力画像の輝
度分布において、双峰性の程度を表す双峰係数に基づい
て入力画像の低周波成分を抑制することによりダイナミ
ックレンジを圧縮することを特徴とする。又、請求項4
に記載の画像処理方法は、請求項3に記載の画像処理方
法において、双峰係数が大きい程、低周波成分の抑制量
を大きくすることを特徴とする。
An image processing method according to a second aspect of the invention is characterized in that, in the image processing method according to the first aspect, the greater the dispersion-related value, the greater the suppression amount of the low frequency component. The image processing method according to claim 3 is an image processing method for compressing a dynamic range by suppressing low-frequency components of an input image, wherein the luminance distribution of the input image is bimodal. The dynamic range is compressed by suppressing the low-frequency component of the input image based on the bimodal coefficient that represents. Also, claim 4
The image processing method according to the third aspect is characterized in that, in the image processing method according to the third aspect, the larger the bimodal coefficient, the larger the suppression amount of the low frequency component.

【0013】又、請求項5に記載の画像処理方法は、入
力画像の低周波成分を抑制することによりダイナミック
レンジを圧縮する画像処理方法であって、入力画像の低
周波成分から成る低周波画像を求め、その低周波画像の
輝度分布の広がりを示す特性量に基づいて、入力画像の
低周波成分を抑制することによりダイナミックレンジを
圧縮することを特徴とする。
An image processing method according to a fifth aspect of the present invention is an image processing method for compressing a dynamic range by suppressing low frequency components of an input image, the low frequency image comprising the low frequency components of the input image. Is obtained, and the dynamic range is compressed by suppressing the low-frequency component of the input image based on the characteristic amount indicating the spread of the luminance distribution of the low-frequency image.

【0014】又、請求項6に記載の画像処理方法は、請
求項5に記載の画像処理方法における特性量が、輝度分
布の分散に関連した分散関連値であることを特徴とす
る。又、請求項7に記載の画像処理方法は、請求項5に
記載の画像処理方法における特性量が、輝度分布の双峰
性の程度を表す双峰係数であることを特徴とする。又、
請求項8に記載の画像処理方法は、請求項5に記載の画
像処理方法における特性量が、輝度分布における輝度の
最大値と最小値との差、又は、最大値と最小値との比で
あることを特徴とする。又、請求項9に記載の画像処理
方法は、請求項6乃至請求項8の何れか1項に記載の画
像処理方法において、その特性量が大きい程、低周波成
分の抑制量を大きくすることを特徴とする。
The image processing method according to claim 6 is characterized in that the characteristic amount in the image processing method according to claim 5 is a dispersion-related value related to the dispersion of the luminance distribution. The image processing method according to claim 7 is characterized in that the characteristic amount in the image processing method according to claim 5 is a bimodal coefficient representing the degree of bimodality of the luminance distribution. or,
In the image processing method according to claim 8, the characteristic amount in the image processing method according to claim 5 is the difference between the maximum value and the minimum value of the brightness in the brightness distribution, or the ratio between the maximum value and the minimum value. It is characterized by being. Further, in the image processing method according to claim 9, in the image processing method according to any one of claims 6 to 8, the suppression amount of the low frequency component is increased as the characteristic amount is increased. Is characterized by.

【0015】又、請求項10に記載の画像処理装置は、
入力画像の低周波成分を抑制することによりダイナミッ
クレンジを圧縮する画像処理装置であって、入力画像の
輝度分布の分散に関連した分散関連値を算出する輝度分
散算出手段と、輝度分散算出手段により求められた分散
関連値に基づいて、入力画像において入力画像の低周波
成分を抑制することによりダイナミックレンジを圧縮す
るレンジ圧縮手段とを備えたことを特徴とする。又、請
求項11に記載の画像処理装置は、請求項10に記載の
画像処理装置のレンジ圧縮手段が、分散関連値が大きい
程、低周波成分の抑制量を大きくする装置であることを
特徴とする。
An image processing apparatus according to a tenth aspect of the invention is
An image processing apparatus for compressing a dynamic range by suppressing a low frequency component of an input image, comprising: a brightness variance calculating means for calculating a variance related value related to a variance of a brightness distribution of the input image; and a brightness variance calculating means. A range compression unit that compresses the dynamic range by suppressing the low-frequency component of the input image based on the calculated dispersion-related value is provided. The image processing device according to claim 11 is characterized in that the range compression means of the image processing device according to claim 10 is a device that increases the suppression amount of the low-frequency component as the dispersion-related value increases. And

【0016】又、請求項12に記載の画像処理装置は、
入力画像の低周波成分を抑制することによりダイナミッ
クレンジを圧縮する画像処理装置であって、入力画像の
輝度分布において、双峰性の程度を表す双峰係数を算出
する双峰係数算出手段と、双峰係数算出手段により算出
された双峰係数に基づいて、入力画像の低周波成分を抑
制することによりダイナミックレンジを圧縮するレンジ
圧縮手段とを備えたことを特徴とする。又、請求項13
に記載の画像処理装置は、請求項12に記載の画像処理
装置におけるレンジ圧縮手段が双峰係数が大きい程、低
周波成分の抑制量を大きくする装置であることを特徴と
する。
The image processing apparatus according to the twelfth aspect is
An image processing device for compressing a dynamic range by suppressing a low frequency component of an input image, wherein in a luminance distribution of the input image, a bimodal coefficient calculating means for calculating a bimodal coefficient representing a degree of bimodality, A range compression unit that compresses the dynamic range by suppressing the low-frequency component of the input image based on the bimodal coefficient calculated by the bimodal coefficient calculation unit is provided. Also, claim 13
The image processing apparatus according to the present invention is characterized in that the range compression means in the image processing apparatus according to the twelfth aspect increases the suppression amount of the low frequency component as the bimodal coefficient increases.

【0017】又、請求項14に記載の画像処理装置は、
入力画像の低周波成分を抑制することによりダイナミッ
クレンジを圧縮する画像処理装置であって、入力画像か
らその入力画像の低周波成分から成る低周波画像を抽出
する低周波画像抽出手段と、低周波画像抽出手段により
抽出された低周波画像の輝度分布の広がりを示す特性量
を算出する特性量算出手段と、特性量算出手段により求
められた特性量に基づいて、入力画像において入力画像
の低周波成分を抑制することによりダイナミックレンジ
を圧縮するレンジ圧縮手段とを備えたことを特徴とす
る。
Further, the image processing apparatus according to claim 14 is
An image processing apparatus for compressing a dynamic range by suppressing low-frequency components of an input image, the low-frequency image extracting means for extracting a low-frequency image composed of the low-frequency components of the input image from the input image; Based on the characteristic amount calculated by the characteristic amount calculating unit for calculating the characteristic amount indicating the spread of the luminance distribution of the low frequency image extracted by the image extracting unit, and the low frequency of the input image in the input image And a range compression unit that compresses the dynamic range by suppressing the component.

【0018】又、請求項15に記載の画像処理装置は、
請求項14に記載の画像処理装置における特性量が、輝
度分布の分散に関連した分散関連値であることを特徴と
する。又、請求項16に記載の画像処理装置は、請求項
14に記載の画像処理装置における特性量が、輝度分布
の双峰性の程度を表す双峰係数であることを特徴とす
る。又、請求項17に記載の画像処理装置は、請求項1
4に記載の画像処理装置における特性量が、輝度分布に
おける輝度の最大値と最小値との差、又は、最大値と最
小値との比であることを特徴とする。又、請求項18に
記載の画像処理装置は、請求項15乃至請求項17の何
れか1項に記載の画像処理装置における特性量が大きい
程、低周波成分の抑制量を大きくすることを特徴とす
る。又、請求項19に記載の画像処理装置は、請求項1
0乃至請求項18の何れか1項に記載の画像処理装置に
おいて、レンジ圧縮手段が低周波成分を抑制した後の画
像の平均輝度を修正する平均輝度修正手段を有すること
を特徴とする。
An image processing apparatus according to a fifteenth aspect is
The characteristic amount in the image processing apparatus according to claim 14 is a dispersion-related value related to the dispersion of the luminance distribution. An image processing apparatus according to a sixteenth aspect is characterized in that the characteristic amount in the image processing apparatus according to the fourteenth aspect is a bimodal coefficient representing the degree of bimodality of the luminance distribution. The image processing device according to claim 17 is the image processing device according to claim 1.
The characteristic amount in the image processing device described in item 4 is the difference between the maximum value and the minimum value of the brightness in the brightness distribution, or the ratio between the maximum value and the minimum value. The image processing device according to claim 18 is characterized in that the suppression amount of the low frequency component is increased as the characteristic amount of the image processing device according to any one of claims 15 to 17 is increased. And The image processing device according to claim 19 is the image processing device according to claim 1.
The image processing apparatus according to any one of claims 0 to 18, characterized in that the range compression means has an average brightness correction means for correcting the average brightness of the image after suppressing the low frequency components.

【0019】又、請求項20に記載の画像処理装置は、
請求項10又は請求項11に記載の画像処理装置におい
て、レンジ圧縮手段が輝度分散算出手段により求められ
た分散関連値に基づいて少なくともダイナミックレンジ
の圧縮係数を決定する圧縮係数算出手段と、入力画像の
低周波成分を抑制する低周波成分抑制手段と、圧縮係数
に基づいて低周波成分抑制手段の特性を設定する抑制特
性設定手段とを有することを特徴とする。
The image processing apparatus according to claim 20 is
The image processing device according to claim 10 or 11, wherein the range compression means determines at least a compression coefficient of the dynamic range based on the dispersion-related value obtained by the brightness dispersion calculation means, and an input image. The low-frequency component suppressing means for suppressing the low-frequency component and the suppression characteristic setting means for setting the characteristics of the low-frequency component suppressing means based on the compression coefficient.

【0020】又、請求項21に記載の画像処理装置は、
請求項12又は請求項13に記載の画像処理装置におい
て、レンジ圧縮手段は双峰係数算出手段により算出され
た双峰係数に基づいて少なくともダイナミックレンジの
圧縮係数を決定する圧縮係数算出手段と、入力画像の低
周波成分を抑制する低周波成分抑制手段と、圧縮係数に
基づいて、低周波成分抑制手段の特性を設定する抑制特
性設定手段とを有することを特徴とする。
The image processing apparatus according to the twenty-first aspect is:
The image processing apparatus according to claim 12 or 13, wherein the range compression means determines at least a compression coefficient of a dynamic range based on the bimodal coefficient calculated by the bimodal coefficient calculation means, and an input. It is characterized by having low-frequency component suppressing means for suppressing the low-frequency component of the image, and suppression characteristic setting means for setting the characteristics of the low-frequency component suppressing means based on the compression coefficient.

【0021】又、請求項22に記載の画像処理装置は、
請求項14乃至請求項18の何れか1項に記載の画像処
理装置において、レンジ圧縮手段が特性量算出手段によ
り算出された特性量に基づいて少なくともダイナミック
レンジの圧縮係数を決定する圧縮係数算出手段と、入力
画像の低周波成分を抑制する低周波成分抑制手段と、そ
の圧縮係数に基づいて、低周波成分抑制手段の特性を設
定する抑制特性設定手段とを有することを特徴とする。
An image processing apparatus according to the twenty-second aspect is:
The image processing device according to any one of claims 14 to 18, wherein the range compression means determines at least the compression coefficient of the dynamic range based on the characteristic amount calculated by the characteristic amount calculation means. And low-frequency component suppressing means for suppressing low-frequency components of the input image, and suppression characteristic setting means for setting the characteristics of the low-frequency component suppressing means based on the compression coefficient thereof.

【0022】又、請求項23に記載の画像処理装置は、
請求項20乃至請求項22の何れか1項に記載の画像処
理装置において、レンジ圧縮手段が圧縮係数算出手段に
よって得られた圧縮係数と輝度平均とに基づいて補正加
算値を設定する加算値設定手段と、低周波成分抑制手段
による抑制処理後の全画素にその補正加算値を加算する
加算器とから成る平均輝度修正手段を、さらに、有する
ことを特徴とする。又、請求項24に記載の画像処理装
置は、請求項20乃至請求項23の何れか1項に記載の
画像処理装置において、レンジ圧縮手段が圧縮係数に基
づいて補正乗算値を設定する乗算値設定手段と、低周波
成分抑制手段による抑制処理後の全画素に補正乗算値を
乗算する乗算器とを備えたことを特徴とする。
An image processing apparatus according to a twenty-third aspect of the invention is
The image processing device according to any one of claims 20 to 22, wherein the range compression means sets a correction addition value based on the compression coefficient and the luminance average obtained by the compression coefficient calculation means. It is characterized by further comprising an average luminance correction means comprising a means and an adder for adding the corrected addition value to all pixels after the suppression processing by the low frequency component suppression means. The image processing device according to claim 24 is the image processing device according to any one of claims 20 to 23, wherein the range compression means sets a correction multiplication value based on a compression coefficient. It is characterized by comprising a setting means and a multiplier for multiplying all the pixels after the suppression processing by the low frequency component suppressing means by the correction multiplication value.

【0023】又、請求項25に記載の画像処理装置は、
請求項20乃至請求項24の何れか1項に記載の画像処
理装置において、レンジ圧縮手段が入力に対数変換装置
を備え、その対数変換装置の出力を入力画像としたこと
を特徴とする。又、請求項26に記載の画像処理装置
は、請求項20乃至請求項25の何れか1項に記載の画
像処理装置において、低周波成分抑制手段がハイパスフ
ィルタ装置であることを特徴とする。
The image processing apparatus according to the twenty-fifth aspect is:
The image processing apparatus according to any one of claims 20 to 24, characterized in that the range compression means is provided with a logarithmic conversion device as an input, and an output of the logarithmic conversion device is used as an input image. An image processing apparatus according to a twenty-sixth aspect is the image processing apparatus according to any one of the twentieth to twenty-fifth aspects, wherein the low frequency component suppressing means is a high pass filter device.

【0024】又、請求項27に記載の画像処理装置は、
請求項26に記載の画像処理装置において、ハイパスフ
ィルタ装置がハイパスフィルタ手段と画像メモリ手段か
らなることを特徴とする。又、請求項28に記載の画像
処理装置は、請求項20乃至請求項25の何れか1項に
記載の画像処理装置において、低周波成分抑制手段がロ
ーパスフィルタ装置と、そのローパスフィルタ処理後の
各輝度と抑制特性設定手段によって設定された抑制係数
とを乗算する乗算器と、入力画像から乗算器の乗算結果
を減算する減算器とからなることを特徴とする。
The image processing apparatus according to the twenty-seventh aspect is:
The image processing apparatus according to claim 26, wherein the high-pass filter device comprises a high-pass filter means and an image memory means. An image processing apparatus according to claim 28 is the image processing apparatus according to any one of claims 20 to 25, wherein the low-frequency component suppressing means is a low-pass filter device and a low-pass filter device after the low-pass filter processing. It is characterized by comprising a multiplier for multiplying each luminance by the suppression coefficient set by the suppression characteristic setting means, and a subtractor for subtracting the multiplication result of the multiplier from the input image.

【0025】又、請求項29に記載の画像処理装置は、
請求項20乃至請求項25の何れか1項に記載の画像処
理装置において、低周波成分抑制手段がローパスフィル
タ装置と、圧縮係数に基づいてローパスフィルタ処理後
の各輝度を非線形に補正する非線形補正手段と、入力画
像から非線形補正された画像を減算する減算器とからな
ることを特徴とする。又、請求項30に記載の画像処理
装置は、請求項10乃至請求項29の何れか1項に記載
の画像処理装置において、入力画像が濃淡画像であるこ
とを特徴とする。
The image processing apparatus according to claim 29 is
The image processing device according to any one of claims 20 to 25, wherein the low-frequency component suppressing unit is a low-pass filter device and a non-linear correction that non-linearly corrects each luminance after the low-pass filter processing based on the compression coefficient. And means for subtracting the non-linearly corrected image from the input image. An image processing apparatus according to claim 30 is the image processing apparatus according to any one of claims 10 to 29, characterized in that the input image is a grayscale image.

【0026】又、請求項31に記載の画像処理装置は、
請求項10乃至請求項29の何れか1項に記載の画像処
理装置において、入力画像がカラー画像であり、カラー
画像から得られる輝度成分に関してダイナミックレンジ
の圧縮が行なわれることを特徴とする。又、請求項32
に記載の画像処理装置は、請求項31に記載の画像処理
装置において、レンジ圧縮装置がカラー画像のRGBデ
ータから輝度成分と、RGBデータを輝度成分で除して
得られる補正RGBデータとに分解するデコード装置
と、輝度成分に関してダイナミックレンジの圧縮を行
い、圧縮された輝度成分と補正RGBデータとの積によ
りダイナミックレンジの圧縮されたRGBデータを得る
エンコード装置とを有することを特徴とする。
Further, the image processing apparatus according to claim 31,
The image processing device according to any one of claims 10 to 29, wherein the input image is a color image, and a dynamic range is compressed with respect to a luminance component obtained from the color image. In addition, claim 32
The image processing device according to claim 31 is the image processing device according to claim 31, wherein the range compression device decomposes the RGB data of the color image into a luminance component and corrected RGB data obtained by dividing the RGB data by the luminance component. And a decoding device for performing dynamic range compression on the luminance component, and for obtaining RGB data compressed for the dynamic range by the product of the compressed luminance component and the corrected RGB data.

【0027】[0027]

【作用及び発明の効果】請求項1に記載の画像処理方法
では、先ず、入力画像の輝度分布の分散に関連する分散
関連値を求める。分散関連値の具体例である分散とは、
上記の輝度分布における統計的な分散を意味し、各輝度
と平均輝度との差の2乗平均を表し、輝度分布の広がり
の程度を表す。例えば、横軸に輝度、縦軸に頻度を撮と
ったヒストグラムにおいては、ヒストグラムの平均輝度
と各輝度の差の2乗平均を表す量であり、ヒストグラム
の分布の広がりを示す。例えば、図19(a)に示すよ
うに照明が一様な場合は、分布幅の狭い、例えば半値幅
1 の狭いヒストグラムとなる。画像処理においては、
影日向、照明ムラ等(以下、太陽光線や人口的な照明を
総合して、照明と言う)の明暗差がある環境で認識すべ
き物体を人間が把握できるようにする必要が生じる。一
般的に、照明の明度は空間的に長い周期で変化している
ので、画像における低周波成分となる。これに対して物
体からの反射による物体の輪郭像に関しては、明暗が短
周期で変化するので高周波成分となる。入力画像の輝度
は物体の反射率と照明強度の積である。したがって、照
明強度が一様でない場合の輝度のヒストグラムは、照明
による明部では物体の反射率の成分のヒストグラムが高
輝度側にシフトし、照明による暗部では物体の反射率の
ヒストグラムが低輝度側にシフトしたものとなる。照明
の明度差がある入力画像の輝度分布に関して、ヒストグ
ラムを作成すれば、照明による明部がヒストグラムの高
輝度側に現れ、照明による暗部は低輝度側に現れる。即
ち、照明強度の明暗差が存在する場合は、それが存在し
ない場合に比べてヒストグラムの広がりが大きくなる。
即ち、輝度分布の分散は照明強度の明暗差の存在とその
程度に関連することになる。例えば、ヒストグラムの半
値幅で考えれば、図19(b)に示すように、照明強度
による明暗差がある場合は半値幅L2 が上記半値幅L1
に比べて大きくなる。
In the image processing method according to the first aspect of the present invention, first, the dispersion related value related to the dispersion of the luminance distribution of the input image is obtained. What is variance, which is a specific example of variance-related values?
It means the statistical dispersion in the above luminance distribution, represents the root mean square of the difference between each luminance and the average luminance, and represents the degree of spread of the luminance distribution. For example, in a histogram in which brightness is plotted on the horizontal axis and frequency is plotted on the vertical axis, this is an amount that represents the mean square of the average brightness of the histogram and the difference between the brightnesses, and indicates the spread of the histogram distribution. For example, when the illumination is uniform as shown in FIG. 19A, the histogram has a narrow distribution width, for example, a half-value width L 1 . In image processing,
It becomes necessary for a person to be able to grasp an object to be recognized in an environment where there is a difference in light and shade such as shadows, uneven lighting, and the like (hereinafter, referred to as lighting by combining sun rays and artificial lighting). In general, the brightness of illumination changes spatially with a long period, and thus becomes a low-frequency component in an image. On the other hand, the contour image of the object due to the reflection from the object becomes a high frequency component because the brightness changes in a short period. The brightness of the input image is the product of the reflectance of the object and the illumination intensity. Therefore, in the luminance histogram when the illumination intensity is not uniform, the histogram of the reflectance component of the object shifts to the high luminance side in the bright part due to the illumination, and the histogram of the reflectance factor of the object shifts to the low luminance side in the dark part due to the illumination. Will be shifted to. If a histogram is created for the luminance distribution of an input image having a difference in the brightness of illumination, the bright portion due to illumination appears on the high luminance side of the histogram and the dark portion due to illumination appears on the low luminance side. That is, when there is a brightness difference between the illumination intensities, the spread of the histogram is larger than when it does not exist.
That is, the dispersion of the luminance distribution is related to the existence and the degree of the brightness difference of the illumination intensity. For example, considering the half-value width of the histogram, the half-value width L 2 is the half-value width L 1 when there is a brightness difference due to the illumination intensity as shown in FIG. 19B.
Will be larger than.

【0028】本発明は、この関連に着目し、入力画像の
輝度分布における分散関連値の大きさに基づいて低周波
成分を抑制する。低周波成分の抑制とは、例えば入力画
像のハイパスフィルタ処理である。これにより、低周波
成分が抑制されダイナミックレンジが圧縮される。上記
抑制は、分散関連値の大きさに基づいているので、局所
的に輝度の大きい画素、又は局所的に輝度の小さい画素
が存在してもそれらの影響が緩和される。即ち、局所的
な明暗の影響を受けることなく低周波成分を抑制するこ
とができる。即ち、従来のように抑制過剰や抑制不足と
することなく圧縮処理することができる。具体的には照
明の大きな明度差を適正に排除してダイナミックレンジ
を圧縮することができる。
The present invention pays attention to this relationship and suppresses the low frequency component based on the magnitude of the dispersion related value in the luminance distribution of the input image. Suppression of low frequency components is, for example, high-pass filter processing of an input image. As a result, low frequency components are suppressed and the dynamic range is compressed. Since the above suppression is based on the magnitude of the dispersion-related value, even if there are locally high-luminance pixels or locally low-luminance pixels, their influence is mitigated. That is, the low frequency component can be suppressed without being affected by the local brightness. That is, the compression processing can be performed without causing excessive suppression or insufficient suppression as in the conventional case. Specifically, the dynamic range can be compressed by appropriately eliminating a large difference in brightness of illumination.

【0029】又、請求項2に記載の画像処理方法は、請
求項1に記載の画像処理方法において、分散関連値が大
きい程、低周波成分の抑制量を大きくすることを特徴と
している。分散関連値の大きさは、低周波成分の明暗差
の大きさに略比例する。よって、分散関連値が大きい
程、低周波成分の抑制量を大きくすれば、効果的にダイ
ナミックレンジを圧縮することができる。
The image processing method according to claim 2 is characterized in that, in the image processing method according to claim 1, the larger the dispersion-related value, the larger the suppression amount of the low frequency component. The magnitude of the dispersion-related value is substantially proportional to the magnitude of the difference in brightness of the low frequency component. Therefore, the dynamic range can be effectively compressed by increasing the suppression amount of the low frequency component as the dispersion-related value increases.

【0030】又、請求項3に記載の画像処理方法は、入
力画像の輝度分布において、双峰性の程度を表す双峰係
数を求める。なぜなら、例えば図20に示すように入力
画像において照明強度(低周波成分)が一様な場合(図
20(a))はヒストグラムは、1つのピークAを有す
る山形状になる場合が多いが、照明強度が明部や暗部の
2つに分かれその明暗差が大きい場合(図20(b)
は、ヒストグラムでは2つのピークB1 、B2 を有する
双峰形状になるからである。この双峰性の程度を表す双
峰係数は、例えば”パターン認識理論と応用”(pp65ー6
9 朝倉書店1996年)に記載の、画像2値化の自動閾値選
定法のための判別基準値ηで表すことができる。
Further, in the image processing method according to the third aspect, a bimodal coefficient representing the degree of bimodality is obtained in the luminance distribution of the input image. This is because, for example, when the illumination intensity (low frequency component) is uniform in the input image as shown in FIG. 20 (FIG. 20 (a)), the histogram often has a mountain shape having one peak A. When the illumination intensity is divided into two parts, a bright part and a dark part, and the difference in brightness is large (Fig. 20 (b)).
Is because the histogram has a bimodal shape having two peaks B 1 and B 2 . The bimodal coefficient representing the degree of bimodality is, for example, “Pattern recognition theory and application” (pp65-6
9 Asakura Shoten 1996), which can be represented by the discrimination reference value η for the automatic threshold selection method for image binarization.

【0031】例えば、この判別基準値ηは画像をある閾
値kで2値化し各画素をクラス1 とクラス2の2つのク
ラスに分けたときの、クラス間分散σB と全画素分散σ
T の比として、
For example, the discrimination reference value η is obtained by binarizing an image with a certain threshold value k and dividing each pixel into two classes, class 1 and class 2, between-class variance σ B and total pixel variance σ.
As the ratio of T ,

【数1】 η=σB 2 /σT 2 ・・・・・・・(1) と定義される。ここで、クラス間分散σB 2 は、クラス
1 の平均μ1 、生起確率ω1 、クラス2の平均μ2 、生
起確率ω2 を用いて、
## EQU1 ## η = σ B 2 / σ T 2 ... (1) Where the interclass variance σ B 2 is the class
Using the mean μ 1 of 1 and the occurrence probability ω 1 , the mean μ 2 of class 2 and the occurrence probability ω 2 ,

【数2】 σB 2 =ω1 ω2 (μ1 −μ2 2 ・・・・・・・・(2) と表される。2値化の閾値kを変化させたとき最大とな
る判別基準値ηmax が、2つのクラスヘの分離の良さを
表す定数であり、0から1 までの大きさとなる。即ち、
ヒストグラムが2つの山となり、その2つの山が細く高
くなるほど判別基準値ηmaxは1に近い大きな値とな
る。2値画像である場合に判別基準値ηmax は1 とな
る。又、輝度分布の曲線が1 つの山となり、その山が細
く高くなるほど判別基準値ηmax は0に近い小さな値と
なる。つまり、この判別基準値ηmax は、輝度分布の双
峰性の程度を表す双峰係数とすることができる。
## EQU2 ## σ B 2 = ω 1 ω 21 −μ 2 ) 2 ... (2) The discriminant reference value η max , which becomes the maximum when the binarization threshold value k is changed, is a constant representing the goodness of separation into two classes, and has a magnitude of 0 to 1. That is,
The histogram has two peaks, and the smaller and higher the two peaks, the larger the discrimination reference value η max becomes. When the image is a binary image, the discrimination reference value η max is 1. Moreover, the curve of the luminance distribution has one peak, and the smaller the peak is, the smaller the discrimination reference value η max becomes. That is, the discrimination reference value η max can be a bimodal coefficient that represents the degree of bimodality of the luminance distribution.

【0032】即ち、双峰係数を調べれば、低周波成分の
分布の広がり、例えば、照明強度の明部と暗部の存在と
その明暗差が推定できる。よって、この双峰係数に基づ
いて、例えばハイパスフィルタで入力画像の低周波成分
を抑制する。即ち、ヒストグラム上では図20(c)に
示すように2つの峰B1 、B2 が互いに近づくように処
理する。望ましくは、この2つの山が重なって1つのピ
ークAを形成するように低周波成分を抑制する。これに
より、照明強度の明部と暗部の明暗差が大きい入力画像
のダイナミックレンジが効果的に圧縮される。
That is, by examining the bimodal coefficient, it is possible to estimate the spread of the distribution of the low frequency component, for example, the existence of the bright portion and the dark portion of the illumination intensity and the difference between the bright and dark portions. Therefore, based on this bimodal coefficient, for example, a low pass component of the input image is suppressed by a high pass filter. That is, on the histogram, the two peaks B 1 and B 2 are processed so as to approach each other as shown in FIG. Desirably, a low frequency component is suppressed so that these two peaks may overlap and form one peak A. This effectively compresses the dynamic range of the input image in which the difference between the bright and dark areas of the illumination intensity is large.

【0033】又、請求項4に記載の画像処理方法は、請
求項3に記載の画像処理方法において、双峰係数が大き
い程、低周波成分の抑制量を大きくしている。双峰係数
の大きさも、照明強度の明暗差に略比例する。これは、
双峰係数が大きいほど、低周波成分の明暗差が大きいこ
とを意味する。よって、双峰係数が大きい程、低周波成
分の抑制量を大きくすれば効果的にダイナミックレンジ
を圧縮することができる。
According to the image processing method of the fourth aspect, in the image processing method of the third aspect, the larger the bimodal coefficient, the larger the suppression amount of the low frequency component. The magnitude of the bimodal coefficient is also substantially proportional to the brightness difference of the illumination intensity. this is,
The larger the bimodal coefficient, the larger the difference in brightness of the low frequency component. Therefore, as the bimodal coefficient is larger, the dynamic range can be effectively compressed by increasing the suppression amount of the low frequency component.

【0034】又、請求項5に記載の画像処理方法は、先
ず、入力画像の低周波成分から成る低周波画像を求め
る。これは、照明ムラ等の明暗差は、主に低周波成分に
含まれるからである。そして、低周波画像の輝度分布の
広がりを示す特性量を求める。その特性量とは、低周波
成分の明暗差に対応する量、例えばヒストグラムの形
状、大きさに関連する量である。その特性量は、低周波
成分の明暗差に対応(略比例)しているので、その特性
量に基づいて入力画像の低周波成分を抑制すれば、より
効果的にダイナミックレンジを圧縮することができる。
According to the image processing method of the fifth aspect, first, a low frequency image composed of low frequency components of the input image is obtained. This is because the difference in brightness such as uneven illumination is mainly included in the low frequency component. Then, a characteristic amount indicating the spread of the luminance distribution of the low frequency image is obtained. The characteristic amount is an amount corresponding to the brightness difference of the low frequency component, for example, an amount related to the shape and size of the histogram. Since the characteristic amount corresponds (substantially proportional) to the contrast difference of the low frequency component, if the low frequency component of the input image is suppressed based on the characteristic amount, the dynamic range can be compressed more effectively. it can.

【0035】又、請求項6に記載の画像処理方法は、請
求項5に記載の画像処理方法における特性量を、低周波
画像の輝度分布における分散関連値としている。低周波
画像の輝度分布の分散関連値は、低周波成分の明暗差に
対応(略比例)している。よって、低周波成分の分散関
連値に基づいて低周波成分を抑制すれば、物体の反射率
の成分を多く含む高周波画像の影響を受けることなく、
より確実に低周波成分の明度差、特に、照明強度に依存
する明度差を圧縮することができる。即ち、より的確に
ダイナミックレンジを圧縮することができる。
According to the image processing method of the sixth aspect, the characteristic amount in the image processing method of the fifth aspect is used as a dispersion-related value in the luminance distribution of the low frequency image. The dispersion-related value of the luminance distribution of the low-frequency image corresponds (substantially proportional) to the contrast difference of the low-frequency component. Therefore, if the low-frequency component is suppressed based on the dispersion-related value of the low-frequency component, it will not be affected by the high-frequency image containing many reflectance components of the object,
It is possible to more reliably compress the brightness difference of the low-frequency component, especially the brightness difference depending on the illumination intensity. That is, the dynamic range can be compressed more accurately.

【0036】又、請求項7に記載の画像処理方法は、請
求項5に記載の画像処理方法における特性量を、輝度分
布の双峰性の程度を表す双峰係数としている。低周波画
像の輝度分布の双峰係数は、輝度分布の一例であるヒス
トグラムにおける明部と暗部の分離の程度を示してお
り、低周波成分の明暗差が大きい場合に特にその明暗差
を忠実に示すことができる。よって、低周波画像の輝度
分布の双峰係数に基づいて低周波成分を抑制すれば、物
体の反射率の成分を多く含む高周波画像の影響を受ける
ことなく、低周波成分の明暗差、特に、照明による明度
差が大きく、明部と暗部との2つに明確に分かれるいる
ような入力画像からより的確に低周波成分(明暗差)を
抑制することができる。即ち、明暗差の大きい入力画像
のダイナミックレンジを効果的に圧縮することができ
る。
In the image processing method according to the seventh aspect, the characteristic amount in the image processing method according to the fifth aspect is a bimodal coefficient representing the degree of bimodality of the luminance distribution. The bimodal coefficient of the luminance distribution of the low-frequency image indicates the degree of separation between the bright portion and the dark portion in the histogram, which is an example of the luminance distribution. Can be shown. Therefore, if the low-frequency component is suppressed based on the bimodal coefficient of the luminance distribution of the low-frequency image, the brightness difference of the low-frequency component, in particular, without being affected by the high-frequency image containing many reflectance components of the object, A low frequency component (brightness / darkness difference) can be more accurately suppressed from an input image having a large brightness difference due to illumination and clearly divided into a light part and a dark part. That is, it is possible to effectively compress the dynamic range of the input image having a large difference in brightness.

【0037】又、請求項8に記載の画像処理方法は、請
求項5に記載の画像処理方法における特性量を、輝度分
布における輝度の最大値と最小値との差、又は、最大値
と最小値との比としている。即ち、低周波画像の輝度分
布における輝度の最大値と最小値との差、又は、輝度の
最大値と最小値との比を求め、それを特性量としてい
る。低周波画像の輝度分布における輝度の最大値と最小
値との差、又は、輝度の最大値と最小値との比は、低周
波成分の明暗差を直接的に示すパラメータである。又、
この時、局所的な明暗差等の高周波画像は取り除かれて
いるので、上記直接的なパラメータはその影響を受ける
ことがない。よって、低周波画像の輝度分布における輝
度の最大値と最小値との差、又は、輝度の最大値と最小
値との比(明暗差を直接的に示すパラメータ)に基づい
て低周波成分を抑制すれば、請求項6又は請求項7に記
載の画像処理方法と同等の効果が得られる。又、低周波
画像の輝度分布における輝度の最大値と最小値との差、
又は、輝度の最大値と最小値との比の算出は、分散関連
値、双峰性等に比較して演算量が少ない。よって、画像
処理時間を短縮化することもできる。
The image processing method according to claim 8 is characterized in that the characteristic amount in the image processing method according to claim 5 is defined as the difference between the maximum value and the minimum value of the brightness in the brightness distribution, or the maximum value and the minimum value. It is the ratio with the value. That is, the difference between the maximum value and the minimum value of the brightness in the brightness distribution of the low-frequency image or the ratio between the maximum value and the minimum value of the brightness is obtained and used as the characteristic amount. The difference between the maximum value and the minimum value of the brightness in the brightness distribution of the low-frequency image or the ratio between the maximum value and the minimum value of the brightness is a parameter that directly indicates the brightness difference of the low-frequency component. or,
At this time, since the high-frequency image such as the local difference in brightness is removed, the above-mentioned direct parameters are not affected. Therefore, the low frequency component is suppressed based on the difference between the maximum value and the minimum value of the brightness in the brightness distribution of the low frequency image or the ratio between the maximum value and the minimum value of the brightness (a parameter that directly indicates the contrast). Then, the same effect as that of the image processing method according to claim 6 or 7 can be obtained. Also, the difference between the maximum value and the minimum value of the luminance in the luminance distribution of the low frequency image,
Alternatively, the calculation of the ratio between the maximum value and the minimum value of the brightness requires a smaller amount of calculation than the dispersion-related value, the bimodal property, and the like. Therefore, the image processing time can be shortened.

【0038】請求項9に記載の画像処理方法は、請求項
6乃至請求項8の何れか1項に記載の画像処理方法にお
いて、その特性量が大きい程、低周波成分の抑制量を大
きくしている。請求項6乃至請求項8の何れか1項に記
載の画像処理方法における特性量は、低周波成分の明暗
差に略比例している。即ち、特性量が大きいほど低周波
成分の明暗差が大きい。これは、特性量が大きいほど低
周波成分の明暗差、例えば照明強度による明度差を縮小
できる余地があることを示している。よって、特性量が
大きい程、低周波成分の抑制量を大きくすれば、より大
きく効果的にダイナミックレンジを圧縮することができ
る。
An image processing method according to a ninth aspect is the image processing method according to any one of the sixth to eighth aspects, in which the larger the characteristic amount, the greater the suppression amount of the low frequency component. ing. The characteristic amount in the image processing method according to any one of claims 6 to 8 is substantially proportional to the difference in brightness of the low frequency component. That is, the larger the characteristic amount, the larger the difference in brightness of the low frequency component. This indicates that there is room for reducing the difference in brightness of the low-frequency component, for example, the difference in brightness due to the illumination intensity, as the characteristic amount increases. Therefore, if the amount of suppression of the low frequency component is increased as the characteristic amount is increased, the dynamic range can be compressed more effectively.

【0039】又、請求項10に記載の画像処理装置によ
れば、輝度分散算出手段が入力画像の輝度分布における
分散関連値を算出する。分散関連値の具体例である分散
とは、輝度の平均値と各輝度の差の2乗平均であり輝度
分布の広がりを示す。即ち、輝度分布を分散で表現すれ
ば、局所的に輝度の大きい画素、又は局所的に輝度の小
さい画素があってもそれらの影響は緩和される。そし
て、レンジ圧縮手段はその分散関連値に基づいて入力画
像において入力画像の低周波成分を抑制する。レンジ圧
縮手段とは、例えばハイパスフィルタである。例えば、
このハイパスフィルタのカットオフ周波数等の周波数特
性、及び減衰率等の特性により低周波成分が抑制され
る。即ち、入力画像のダイナミックレンジが圧縮され
る。分散関連値に基づいて低周波成分を抑制しているの
で、局所的(少数画素)な明暗差の影響を受けずにその
画像を圧縮することができる画像処理装置となる。
Further, according to the image processing apparatus of the tenth aspect, the luminance variance calculating means calculates the variance related value in the luminance distribution of the input image. The variance, which is a specific example of the variance-related value, is the mean square of the luminance and the mean square of the difference between the luminances, and indicates the spread of the luminance distribution. That is, if the luminance distribution is expressed in a distributed manner, the influence of locally high luminance pixels or locally low luminance pixels is mitigated. Then, the range compression unit suppresses the low-frequency component of the input image in the input image based on the dispersion-related value. The range compression means is, for example, a high pass filter. For example,
The low-frequency component is suppressed by the frequency characteristics such as the cutoff frequency of the high-pass filter and the characteristics such as the attenuation rate. That is, the dynamic range of the input image is compressed. Since the low frequency component is suppressed based on the dispersion-related value, the image processing apparatus can compress the image without being affected by the local (small number of pixels) brightness difference.

【0040】又、請求項11に記載の画像処理装置によ
れば、請求項10に記載の画像処理装置におけるレンジ
圧縮手段を、分散関連値が大きい程、低周波成分の抑制
量を大きくしている。分散関連値は、低周波成分、例え
ば照明強度の明暗差に略比例する。これは、分散関連値
が大きい程、低周波成分を大きく抑制できる余地がある
ことを意味してしいる。よって、レンジ圧縮手段が、そ
の分散関連値に応じて低周波成分の抑制量を大きく抑制
すれば、より大きくダイナミックレンジを圧縮すること
ができる。
According to the image processing apparatus of the eleventh aspect, the range compression means in the image processing apparatus of the tenth aspect is configured such that the suppression amount of the low frequency component is increased as the dispersion-related value increases. There is. The dispersion-related value is substantially proportional to the low-frequency component, for example, the difference in brightness of the illumination intensity. This means that the larger the dispersion-related value, the more room for suppressing low-frequency components. Therefore, if the range compression means greatly suppresses the suppression amount of the low frequency component according to the dispersion-related value, the dynamic range can be compressed more.

【0041】又、請求項12に記載の画像処理装置によ
れば、双峰係数算出手段が入力画像の輝度分布におい
て、双峰性の程度を表す双峰係数を算出する。双峰係数
とは、輝度分布、例えば、ヒストグラムで表した輝度分
布における明部と暗部の分離の程度を示すパラメータで
ある。特に、低周波成分の明暗差の大きい場合、例え
ば、照明の強度差により明部と暗部との2つに明確に分
かれている場合に、それをより忠実に示す示すパラメー
タである。よって、レンジ圧縮手段が双峰係数算出手段
により算出された双峰係数に基づいて、入力画像の低周
波成分を抑制すれば、例えば、照明による明度差等の低
周波成分の明暗差の大きい入力画像に対してより効果的
に低周波成分を抑制することができる。即ち、特に明暗
差の大きい入力画像に対して効果的にダイナミックレン
ジを圧縮する画像処理装置となる。
According to the image processing device of the twelfth aspect, the bimodal coefficient calculating means calculates the bimodal coefficient representing the degree of bimodality in the luminance distribution of the input image. The bimodal coefficient is a parameter indicating the degree of separation of a bright portion and a dark portion in a luminance distribution, for example, a luminance distribution represented by a histogram. In particular, when the brightness difference of the low frequency component is large, for example, when the brightness is clearly divided into two parts, that is, the bright part and the dark part due to the intensity difference of the illumination, it is a parameter that indicates it more faithfully. Therefore, if the range compression means suppresses the low-frequency component of the input image based on the bimodal coefficient calculated by the bimodal coefficient calculating means, for example, an input having a large difference in brightness of the low-frequency component such as a brightness difference due to illumination is input. The low frequency component can be suppressed more effectively for the image. That is, the image processing apparatus effectively compresses the dynamic range of an input image having a large difference in brightness.

【0042】又、請求項13に記載の画像処理装置は、
請求項12に記載の画像処理装置におけるレンジ圧縮手
段が双峰係数が大きい程、低周波成分を大きく抑制して
いる。双峰係数は、入力画像の低周波成分、例えば、照
明強度の明暗差に略比例する。よって、レンジ圧縮手段
が双峰係数が大きい程、入力画像の低周波成分を大きく
抑制すれば、より効果的に低周波成分を抑制することが
できる。即ち、より効果的にダイナミックレンジを圧縮
する画像処理装置となる。
The image processing apparatus according to claim 13 is
The range compression unit in the image processing apparatus according to the twelfth aspect suppresses the low-frequency component to a greater extent as the bimodal coefficient increases. The bimodal coefficient is substantially proportional to the low-frequency component of the input image, for example, the brightness difference of the illumination intensity. Therefore, if the low-frequency component of the input image is suppressed to a large extent as the range compression unit has a large bimodal coefficient, the low-frequency component can be suppressed more effectively. That is, the image processing apparatus can compress the dynamic range more effectively.

【0043】又、請求項14に記載の画像処理装置によ
れば、低周波画像抽出手段が入力画像から、その入力画
像の低周波成分から成る低周波画像を抽出する。そし
て、特性量算出手段が抽出された低周波画像の輝度分布
の広がりを示す特性量を算出する。特性量とは、例えば
低周波成分の明暗差に対応する量、例えばヒストグラム
の形状、大きさに関連する量であり、低周波成分の明暗
差、例えば、照明強度の明度差に対応(略比例)する量
である。
According to the image processing apparatus of the fourteenth aspect, the low-frequency image extracting means extracts from the input image a low-frequency image composed of low-frequency components of the input image. Then, the characteristic amount calculating means calculates the characteristic amount indicating the spread of the luminance distribution of the extracted low frequency image. The characteristic amount is, for example, an amount corresponding to the brightness difference of the low frequency component, for example, an amount related to the shape and size of the histogram, and corresponds to the brightness difference of the low frequency component, for example, the brightness difference of the illumination intensity (substantially proportional). ) Is the amount.

【0044】従来は、原画像から輝度分布、例えばヒス
トグラムを作成し、その輝度分布の最大輝度と最小輝度
とを算出し、それらに基づいて低周波成分の抑制を行っ
ている。この場合は、局所的な明部又は暗部の影響によ
り、過大にダイナミックレンジを圧縮する可能性があ
る。本発明は、入力画像を一旦低周波成画像抽出手段に
よって低周波成分を得て、その低周波成分の輝度分布の
広がりを示す特性量を得ている。よって、レンジ圧縮手
段がその特性量に基づいて入力画像の低周波成分を抑制
すれば、局所的な明部又は暗部の影響を受けずに、それ
を抑制することができる。よって、過大なダイナミック
レンジの圧縮はない。尚、仮に局所的な明部又は暗部が
低周波画像に混入した場合でも、上記特性量を例えば、
分散、双峰性等の統計的な量とすれは、局所的な明部又
は暗部の頻度が小であるので、それらの影響を受けるこ
とはない。
Conventionally, a luminance distribution, for example, a histogram is created from an original image, the maximum luminance and the minimum luminance of the luminance distribution are calculated, and the low frequency component is suppressed based on them. In this case, the dynamic range may be excessively compressed due to the local influence of the bright portion or the dark portion. According to the present invention, the low frequency component is once obtained from the input image by the low frequency component image extracting means, and the characteristic amount indicating the spread of the luminance distribution of the low frequency component is obtained. Therefore, if the range compression unit suppresses the low frequency component of the input image based on the characteristic amount, it can be suppressed without being affected by the local bright portion or dark portion. Therefore, there is no excessive dynamic range compression. Even if a local bright part or dark part is mixed in the low-frequency image,
Statistical quantities such as variance and bimodality are not affected by the local frequency of light or dark areas.

【0045】又、請求項15に記載の画像処理装置は、
請求項14に記載の画像処理装置における特性量を輝度
分布の分散関連値とした装置である。低周波画像の輝度
分布の分散関連値は、低周波成分の明暗差に対応(略比
例)している。よって、レンジ圧縮手段が低周波成分の
分散に基づいて低周波成分を抑制すれば、物体の反射率
の成分を多く含む高周波画像の影響を受けることなく、
より的確にダイナミックレンジを圧縮する装置となる。
The image processing apparatus according to claim 15 is
An image processing apparatus according to claim 14, wherein the characteristic amount is a dispersion-related value of a luminance distribution. The dispersion-related value of the luminance distribution of the low-frequency image corresponds (substantially proportional) to the contrast difference of the low-frequency component. Therefore, if the range compression means suppresses the low-frequency component based on the dispersion of the low-frequency component, without being affected by the high-frequency image containing many reflectance components of the object,
It becomes a device that compresses the dynamic range more accurately.

【0046】又、請求項16に記載の画像処理装置は、
請求項14に記載の画像処理装置における特性量を輝度
分布の双峰性の程度を表す双峰係数とした装置である。
双峰係数は、ヒストグラム等で表される輝度分布におけ
る明部と暗部の分離の程度を示しており、低周波成分の
明暗差が大きい場合、例えば、照明強度により明部と暗
部との2つの領域に明確に分かれ、その明度差が大きい
場合に、その明暗差を忠実に示すことができる。よっ
て、レンジ圧縮手段がその双峰係数に基づいて低周波成
分を抑制すれば、物体の反射率成分を多く含む高周波画
像の影響を受けることなく、低周波成分の明暗差の大き
い入力画像からより的確に低周波成分を抑制することが
できる。即ち、明暗差の大きい入力画像のダイナミック
レンジをより的確に圧縮する画像処理装置となる。
The image processing apparatus according to claim 16 is
An image processing apparatus according to claim 14, wherein the characteristic amount is a bimodal coefficient representing the degree of bimodality of the luminance distribution.
The bimodal coefficient indicates the degree of separation between the bright part and the dark part in the luminance distribution represented by a histogram or the like, and when the difference in light and dark of the low frequency component is large, for example, the two parts of the bright part and the dark part depending on the illumination intensity. When the area is clearly divided and the difference in brightness is large, the difference in brightness can be faithfully shown. Therefore, if the range compression unit suppresses the low-frequency component based on the bimodal coefficient, the range-compression unit can suppress the low-frequency component from the input image having a large difference in brightness and darkness without being affected by the high-frequency image containing many reflectance components of the object. The low frequency component can be suppressed accurately. That is, the image processing apparatus can more accurately compress the dynamic range of the input image having a large difference in brightness.

【0047】又、請求項17に記載の画像処理装置は、
請求項14に記載の画像処理装置における特性量を輝度
分布における輝度の最大値と最小値との差、又は、輝度
の最大値と最小値との比としている。低周波画像の輝度
分布における輝度の最大値と最小値との差、又は、輝度
の最大値と最小値との比は、低周波成分の明暗差を直接
的に示すパラメータである。又、この時、高周波成分は
取り除かれているので、上記直接的なパラメータは物体
画像(高周波画像)その影響を受けることがない。よっ
て、レンジ圧縮手段が低周波画像の輝度分布における輝
度の最大値と最小値との差、又は、輝度の最大値と最小
値との比(明暗差を直接的に示すパラメータ)に基づい
て低周波成分を抑制すれば、請求項15又は請求項16
に記載の画像処理装置と同等の効果を有する装置とな
る。又、上記輝度の最大値と最小値との差、又は、輝度
の最大値と最小値との比の算出は、分散、双峰性等に比
較して演算量が少ない。よって、高速圧縮処理が可能な
画像処理装置となる。
The image processing apparatus according to claim 17 is
The characteristic amount in the image processing apparatus according to claim 14 is the difference between the maximum value and the minimum value of the brightness in the brightness distribution, or the ratio between the maximum value and the minimum value of the brightness. The difference between the maximum value and the minimum value of the brightness in the brightness distribution of the low-frequency image or the ratio between the maximum value and the minimum value of the brightness is a parameter that directly indicates the brightness difference of the low-frequency component. Further, at this time, since the high frequency component is removed, the direct parameter is not affected by the object image (high frequency image). Therefore, the range compression means reduces the low value based on the difference between the maximum value and the minimum value of the brightness in the brightness distribution of the low-frequency image, or the ratio between the maximum value and the minimum value of the brightness (a parameter that directly indicates the brightness difference). Claim 15 or claim 16 if the frequency component is suppressed.
The image processing apparatus has the same effect as the image processing apparatus described in (1). Further, the calculation of the difference between the maximum value and the minimum value of the brightness or the ratio between the maximum value and the minimum value of the brightness requires a smaller amount of calculation than the variance, the bimodal property and the like. Therefore, the image processing apparatus is capable of high-speed compression processing.

【0048】又、請求項18に記載の画像処理装置は、
請求項15乃至請求項17の何れか1項に記載の画像処
理装置において、特性量が大きい程、低周波成分の抑制
量を大としている。請求項15乃至請求項17の何れか
1項に記載の画像処理装置における特性量は、低周波成
分の明暗差に略比例している。即ち、特性量が大きいほ
ど低周波成分の明暗差が大きい。これは、特性量が大き
いほど低周波成分の明暗差を縮小できる余地があること
を示している。よって、特性量が大きい程、低周波成分
の抑制量を大きくすれば、より大きく適切にダイナミッ
クレンジを圧縮することができる画像処理装置となる。
The image processing apparatus according to claim 18 is
In the image processing apparatus according to any one of claims 15 to 17, the amount of suppression of low frequency components is increased as the characteristic amount is increased. The characteristic amount in the image processing apparatus according to any one of claims 15 to 17 is substantially proportional to the difference in brightness of the low frequency component. That is, the larger the characteristic amount, the larger the difference in brightness of the low frequency component. This indicates that the larger the characteristic amount, the more room there is for reducing the contrast difference of the low frequency component. Therefore, the larger the characteristic amount is, the larger the suppression amount of the low frequency component is, and the larger the image processing apparatus can be, which can appropriately compress the dynamic range.

【0049】又、請求項19に記載の画像処理装置は、
請求項10乃至請求項18の何れか1項に記載の画像処
理装置であって、レンジ圧縮手段が低周波成分を抑制し
た後の画像の平均輝度を平均輝度修正手段が修正してい
る。これは、レンジ圧縮手段によって低周波成分を抑制
すると平均輝度が低下する場合があるからである。よっ
て、処理前後で輝度平均をほぼ同一とする場合には、上
記平均輝度修正手段によって、全ての画素に所定値を加
算する。これにより、入力画像と出力画像でその明るさ
(輝度平均)をほぼ同一とすることができる。本発明の
画像処理処理装置を用いれば、圧縮処理後にも視認し易
い画像とすることができる。
The image processing apparatus according to claim 19 is
The image processing apparatus according to any one of claims 10 to 18, wherein the average luminance correction means corrects the average luminance of the image after the range compression means has suppressed the low frequency component. This is because suppressing the low frequency component by the range compression means may reduce the average brightness. Therefore, when the average brightness is substantially the same before and after the process, the average brightness correction means adds a predetermined value to all pixels. This allows the input image and the output image to have substantially the same brightness (luminance average). By using the image processing apparatus of the present invention, it is possible to obtain an image that is easily visible even after compression processing.

【0050】又、請求項20に記載の画像処理装置は、
請求項10又は請求項11に記載の画像処理装置であっ
て、レンジ圧縮手段は輝度分散算出手段により求められ
た分散関連値に基づいて少なくともダイナミックレンジ
の圧縮係数を決定する圧縮係数算出手段と、入力画像の
低周波成分を抑制する低周波成分抑制手段と、圧縮係数
に基づいて低周波成分抑制手段の特性を設定する抑制特
性設定手段とを有している。圧縮係数算出手段は、輝度
分散算出手段により求められた分散関連値に基づいて少
なくともダイナミックレンジの圧縮係数を決定する。こ
の決定は、例えば図2による関数によって決定する。そ
の関数は、例えば分散σ2 が所定値σ1までは単調減少
関数であり、所定値σ1 以上では一定値とする関数であ
る。
The image processing apparatus according to claim 20 is
The image processing device according to claim 10 or 11, wherein the range compression means determines at least a compression coefficient of a dynamic range based on the dispersion-related value obtained by the brightness dispersion calculation means, It has low frequency component suppressing means for suppressing the low frequency component of the input image, and suppression characteristic setting means for setting the characteristics of the low frequency component suppressing means based on the compression coefficient. The compression coefficient calculation means determines at least the compression coefficient of the dynamic range based on the dispersion-related value obtained by the luminance dispersion calculation means. This decision is made, for example, by the function according to FIG. The function is, for example, a monotonically decreasing function up to a predetermined value σ 1 of variance σ 2 and a constant value above a predetermined value σ 1 .

【0051】そして、抑制特性設定手段がその圧縮係数
に基づいて低周波成分抑制手段の特性を設定する。低周
波成分抑制手段とは、例えばフィルタ装置であり、その
特性はカットオフ周波数等の周波数特性、及び減衰率等
の特性である。この特性を変化させる。そして、低周波
成分抑制手段が入力画像をその特性で抑制する。このよ
うに、レンジ圧縮手段は統計量である分散関連値に基づ
いて低周波成分抑制手段の特性(圧縮率)を設定してい
る。よって、本発明によれば、局所的な少数画素の影響
を受けずにその画像を過不足なく常に安定した圧縮率で
ダイナミックレンジを圧縮する画像処理装置となる。
Then, the suppression characteristic setting means sets the characteristics of the low frequency component suppressing means based on the compression coefficient. The low frequency component suppressing means is, for example, a filter device, and its characteristics are frequency characteristics such as cutoff frequency and characteristics such as attenuation rate. This characteristic is changed. Then, the low frequency component suppressing means suppresses the input image with its characteristics. In this way, the range compression means sets the characteristic (compression rate) of the low frequency component suppression means based on the dispersion-related value that is a statistic. Therefore, according to the present invention, the image processing apparatus can compress the dynamic range at a stable compression rate without excess or deficiency of the image without being affected by the local small number of pixels.

【0052】又、請求項21に記載の画像処理装置は、
請求項12又は請求項13に記載の画像処理装置であっ
て、レンジ圧縮手段が双峰係数算出手段により算出され
た双峰係数に基づいて少なくともダイナミックレンジの
圧縮係数を決定する圧縮係数算出手段と、入力画像の低
周波成分を抑制する低周波成分抑制手段と、圧縮係数に
基づいて低周波成分抑制手段の特性を設定する抑制特性
設定手段とを有している。レンジ圧縮手段の圧縮係数算
出手段は、双峰係数算出手段により求められた双峰係数
に基づいて少なくともダイナミックレンジの圧縮係数を
決定する。この決定は、例えば図11による関数によっ
て決定する。その関数は、例えば双峰係数関連値である
(判別基準値)ηmax が所定値η1 までは単調減少関数
であり、所定値η1 以上では一定値とする関数である。
The image processing apparatus according to the twenty-first aspect is:
The image processing device according to claim 12 or 13, wherein the range compression means determines at least a compression coefficient of a dynamic range based on the bimodal coefficients calculated by the bimodal coefficient calculation means. It has a low frequency component suppressing means for suppressing the low frequency component of the input image, and a suppression characteristic setting means for setting the characteristic of the low frequency component suppressing means based on the compression coefficient. The compression coefficient calculation means of the range compression means determines at least the compression coefficient of the dynamic range based on the bimodal coefficients obtained by the bimodal coefficient calculation means. This decision is made, for example, by the function shown in FIG. The function is, for example, a monotone decreasing function up to a predetermined value η 1 which is a bimodal coefficient-related value (discrimination reference value) η max , and a constant value when the predetermined value η 1 or more.

【0053】そして、抑制特性設定手段がその圧縮係数
に基づいて低周波成分抑制手段の特性を設定する。例え
ば、低周波成分抑制手段とはフィルタ装置であり、その
特性はカットオフ周波数等の周波数特性、及び減衰率等
の特性である。この特性を変化させる。そして、低周波
成分抑制手段が入力画像をその特性で抑制する。このよ
うにレンジ圧縮手段は、双峰係数に基づいて低周波成分
抑制手段の特性(圧縮率)を設定している。よって、本
発明のレンジ圧縮手段を画像処理装置に適用すれば、局
所的な明暗部の影響を受けずにその画像を過不足なく常
に安定してダイナミックレンジを圧縮することができ
る。特に、双峰係数に基づいているので、低周波成分の
明暗差の大きい入力画像、例えば、照明による明部と暗
部が明確に2分化されその明度差が大きい入力画像に対
して、特に有効にダイナミックレンジを圧縮することが
できる。
Then, the suppressing characteristic setting means sets the characteristic of the low frequency component suppressing means based on the compression coefficient. For example, the low frequency component suppressing means is a filter device, and its characteristics are frequency characteristics such as cutoff frequency and characteristics such as attenuation rate. This characteristic is changed. Then, the low frequency component suppressing means suppresses the input image with its characteristics. In this way, the range compression means sets the characteristic (compression rate) of the low frequency component suppression means based on the bimodal coefficient. Therefore, when the range compression means of the present invention is applied to the image processing apparatus, the dynamic range can be constantly and stably compressed without excess or deficiency of the image without being affected by local bright and dark parts. In particular, since it is based on the bimodal coefficient, it is particularly effective for an input image having a large difference in brightness of low frequency components, for example, an input image in which a bright part and a dark part due to illumination are clearly divided and the brightness difference is large. The dynamic range can be compressed.

【0054】又、請求項22に記載の画像処理装置は、
請求項14乃至請求項18の何れか1項に記載の画像処
理装置であって、レンジ圧縮手段が特性量算出手段によ
り算出された特性量に基づいて少なくともダイナミック
レンジの圧縮係数を決定する圧縮係数算出手段と、入力
画像の低周波成分を抑制する低周波成分抑制手段と、圧
縮係数に基づいて、低周波成分抑制手段の特性を設定す
る抑制特性設定手段とを有している。
The image processing apparatus according to the twenty-second aspect is:
The image processing device according to any one of claims 14 to 18, wherein the range compression means determines at least a compression coefficient of a dynamic range based on the characteristic amount calculated by the characteristic amount calculation means. It has a calculating means, a low frequency component suppressing means for suppressing the low frequency component of the input image, and a suppressing characteristic setting means for setting the characteristic of the low frequency component suppressing means based on the compression coefficient.

【0055】圧縮係数算出手段は、請求項14乃至請求
項18の何れか1項に記載の画像処理装置の特性量算出
手段により低周波画像から算出された特性量に基づい
て、少なくともダイナミックレンジの圧縮係数を決定す
る。又、抑制特性設定手段はその圧縮係数に基づいて、
低周波成分抑制手段の特性を制御する。特性の制御と
は、例えば、低周波成分抑制手段をハイパスフィルタと
した時、そのフィルタ特性の制御である。そして、低周
波成分抑制手段が入力画像の低周波成分を抑制する。こ
のようにレンジ圧縮手段は、低周波画像から算出された
特性量に基づいて低周波成分抑制手段の特性を設定して
いる。よって、本発明のレンジ圧縮手段を画像処理装置
に適用すれば、物体の反射率成分である高周波画像や局
所的な明暗の影響を受けずにその画像のダイナミックレ
ンジを圧縮することができる。特に、高周波画像や局所
的な明暗の影響を受けずにダイナミックレンジを圧縮す
ることができるので、その圧縮には過不足がない。安定
した圧縮が可能な画像処理装置となる。
The compression coefficient calculating means determines at least the dynamic range based on the characteristic amount calculated from the low frequency image by the characteristic amount calculating means of the image processing apparatus according to any one of claims 14 to 18. Determine the compression factor. Further, the suppression characteristic setting means, based on the compression coefficient,
Controls the characteristics of the low frequency component suppressing means. The characteristic control is, for example, control of the filter characteristic when the low frequency component suppressing means is a high-pass filter. Then, the low frequency component suppressing means suppresses the low frequency component of the input image. In this way, the range compression unit sets the characteristic of the low frequency component suppressing unit based on the characteristic amount calculated from the low frequency image. Therefore, when the range compression means of the present invention is applied to the image processing apparatus, the dynamic range of the image can be compressed without being affected by the high frequency image which is the reflectance component of the object and the local brightness. In particular, since the dynamic range can be compressed without being affected by a high frequency image and local light and dark, there is no excess or deficiency in the compression. The image processing device is capable of stable compression.

【0056】又、請求項23に記載の画像処理装置は、
請求項20乃至請求項22の何れか1項に記載の画像処
理装置であって、レンジ圧縮手段は、圧縮係数算出手段
によって得られた圧縮係数と輝度平均とに基づいて補正
加算値を設定する加算値設定手段と、低周波成分抑制手
段による抑制処理後の全画素にその補正加算値を加算す
る加算器とから成る平均輝度修正手段を、さらに、有し
ている。この構成において、加算値設定手段は圧縮係数
算出手段によって得られた圧縮係数と輝度平均に基づい
て補正加算値を設定する。そして、加算器がその補正加
算値を低周波成分抑制手段による抑制処理後の全画素に
加算する。
The image processing apparatus according to claim 23 is
The image processing device according to any one of claims 20 to 22, wherein the range compression unit sets a correction addition value based on the compression coefficient and the luminance average obtained by the compression coefficient calculation unit. It further has an average brightness correction unit including an addition value setting unit and an adder that adds the corrected addition value to all pixels after the suppression processing by the low frequency component suppression unit. In this configuration, the addition value setting means sets the correction addition value based on the compression coefficient and the luminance average obtained by the compression coefficient calculation means. Then, the adder adds the corrected addition value to all pixels after the suppression processing by the low frequency component suppression means.

【0057】これは、低周波成分抑制手段によって抑制
処理をすると、例えば入力画像の輝度平均に対して処理
後の画像の輝度平均が低下し、全体的に暗くなるからで
ある。よって、処理前後で輝度平均をほぼ同一とする場
合には、加算器によって上記補正加算値を全ての画素に
加算する。これにより、入力画像と出力画像でその明る
さ(輝度平均)をほぼ同一とすることができる。又、場
合によっては入力画像そのもの(原画像)の輝度が全体
的に低い場合がある。その場合にも本発明は有効であ
る。即ち、補正加算値を全ての画素に加算すれば圧縮処
理後の画像を視認し易いレベルの画像とすることができ
る。
This is because when the suppression processing is performed by the low frequency component suppressing means, the average brightness of the processed image is lower than the average brightness of the input image, and the entire image becomes dark. Therefore, in the case where the average brightness is substantially the same before and after the processing, the above-described corrected addition value is added to all pixels by the adder. This allows the input image and the output image to have substantially the same brightness (luminance average). In some cases, the brightness of the input image itself (original image) may be low overall. Even in that case, the present invention is effective. That is, if the correction addition value is added to all the pixels, the image after the compression processing can be made an image of a level that is easily visible.

【0058】又、請求項24に記載の画像処理装置は、
請求項20乃至請求項23の何れか1項に記載の画像処
理装置であって、レンジ圧縮手段が圧縮係数に基づいて
補正乗算値を設定する乗算値設定手段と、低周波成分抑
制手段による抑制処理後の全画素に補正乗算値を乗算す
る乗算器とを有している。この構成においては、乗算値
設定手段が圧縮係数に基づいて補正乗算値を設定する。
そして、乗算器がその補正乗算値を低周波成分抑制手段
による抑制処理後の全画素に乗算する。これは、例えば
入力画像そのもの(原画像)が、圧縮する必要のない画
像である場合や、低コントラストな画像である場合があ
るからである。又、出力画像のレンジが表示装置のレン
ジよりも小さい場合があるからである。この場合は、上
記補正乗算値を全ての画素に乗算する。これにより、出
力すべき表示装置のレンジを有効に使用する。又、出力
画像のコントラストも上げることができる。即ち、例え
ば表示装置のダイナミックレンジに応じてより最適に調
整された画像を提供することができる。
The image processing apparatus according to the twenty-fourth aspect is
The image processing apparatus according to any one of claims 20 to 23, wherein the range compression means sets a correction multiplication value based on a compression coefficient, and a low frequency component suppression means suppresses the multiplication. And a multiplier that multiplies all processed pixels by a correction multiplication value. In this configuration, the multiplication value setting means sets the correction multiplication value based on the compression coefficient.
Then, the multiplier multiplies the corrected multiplication value by all the pixels after the suppression processing by the low frequency component suppression means. This is because, for example, the input image itself (original image) may be an image that does not need to be compressed or a low-contrast image. Also, the range of the output image may be smaller than the range of the display device. In this case, all the pixels are multiplied by the corrected multiplication value. As a result, the range of the display device to be output is effectively used. Also, the contrast of the output image can be increased. That is, for example, it is possible to provide an image that is more optimally adjusted according to the dynamic range of the display device.

【0059】又、請求項25に記載の画像処理装置は、
請求項20乃至請求項24の何れか1項に記載の画像処
理装置であって、レンジ圧縮手段は入力に対数変換装置
を備えている。これは、撮影画像の輝度は物体の反射率
成分と照明強度成分の積として与えられるからである。
よって、対数変換装置で入力画像を対数変換すれば、画
像の各輝度は物体の反射率成分(高周波成分)と照明強
度成分(低周波成分)の和となる。即ち、輝度分布にお
いて、物体情報(高周波成分)は照明強度成分(低周波
成分)だけ線形的にオフセットされた状態となる。その
状態での画像に対して、レンジ圧縮を行う。即ち、レン
ジ圧縮手段により上記低周波成分を差し引くことにより
圧縮処理を行う。よって、より的確に低周波成分を抑制
することができる。即ち、より的確に物体反射率(物体
情報)を抽出することができる。
The image processing apparatus according to the twenty-fifth aspect is:
The image processing apparatus according to any one of claims 20 to 24, wherein the range compression means includes a logarithmic conversion device at an input. This is because the brightness of the captured image is given as the product of the reflectance component of the object and the illumination intensity component.
Therefore, if the input image is logarithmically converted by the logarithmic conversion device, each luminance of the image becomes the sum of the reflectance component (high frequency component) and the illumination intensity component (low frequency component) of the object. That is, in the luminance distribution, the object information (high frequency component) is linearly offset by the illumination intensity component (low frequency component). Range compression is performed on the image in that state. That is, the compression processing is performed by subtracting the low frequency component by the range compression means. Therefore, the low frequency component can be suppressed more accurately. That is, the object reflectance (object information) can be extracted more accurately.

【0060】又、請求項26に記載の画像処理装置は、
請求項20乃至請求項25の何れか1項に記載の画像処
理装置であって、低周波成分抑制手段がハイパスフィル
タ装置からなっている。ハイパスフィルタ装置は例え
ば、DSP(Digital Signal Processor)等で構成され
るフィルタである。そのフィルタ特性がプログラム可能
であるので、低周波成分の抑制量を容易に低減すること
ができる。又、そのフィルタ特性を制御することによ
り、容易にその圧縮率を制御することもできる。
The image processing apparatus according to claim 26 is
The image processing device according to any one of claims 20 to 25, wherein the low-frequency component suppressing unit is a high-pass filter device. The high-pass filter device is, for example, a filter including a DSP (Digital Signal Processor) or the like. Since the filter characteristic is programmable, the suppression amount of low frequency components can be easily reduced. Further, by controlling the filter characteristic, the compression rate can be easily controlled.

【0061】又、請求項27に記載の画像処理装置は、
請求項26に記載の画像処理装置において、ハイパスフ
ィルタ装置をハイパスフィルタ手段と画像メモリ手段か
ら構成している。この構成において、ハイパスフィルタ
手段とは、例えば入力信号を一旦画像メモリに取り込
み、取り込んだ画像に対してソフトウエアで行うフィル
タリング処理のことである。即ち、請求項26に記載の
ハイパスフィルタ装置と同等の処理をソフトウエアによ
って行う。例えば、マトリクスで表現された高域強調フ
ィルタを画像メモリ手段である画像メモリと演算する。
これにより、画像の低周波成分が抑制される。ハイパス
フィルタ装置を画像メモリとソフトウエア(プログラ
ム)で構成するので、例えば出力先の表示装置等の様々
な条件に合わせて柔軟にそれを設定するできる。即ち、
柔軟性に優れた画像処理装置となる。尚、ソフトウエア
によるハイパスフィルタ手段は、マトリクスで表現され
たフィルタの演算には勿論限定されない。例えば、画像
全体をフーリエ変換し、低周波成分を除去したのち逆フ
ーリエ変換してもよい。ハイパスフィルタ手段は、画像
メモリを用いて低周波成分を抑制する全てのフィルタリ
ング処理を含む。
The image processing apparatus according to the twenty-seventh aspect is
In the image processing device according to the twenty-sixth aspect, the high-pass filter device comprises high-pass filter means and image memory means. In this configuration, the high-pass filter means is, for example, a filtering process in which an input signal is temporarily stored in an image memory and the captured image is processed by software. That is, processing equivalent to that of the high-pass filter device according to claim 26 is performed by software. For example, a high-frequency emphasis filter represented by a matrix is operated as an image memory that is an image memory unit.
This suppresses the low frequency components of the image. Since the high-pass filter device is composed of the image memory and the software (program), it can be flexibly set according to various conditions such as the display device of the output destination. That is,
The image processing device has excellent flexibility. Incidentally, the high-pass filter means by software is not limited to the calculation of the filter expressed by the matrix. For example, the entire image may be Fourier transformed, low frequency components may be removed, and then inverse Fourier transform may be performed. The high-pass filter means includes all filtering processing that suppresses low frequency components using an image memory.

【0062】又、請求項28に記載の画像処理装置は、
請求項20乃至請求項25の何れか1項に記載の画像処
理装置であって、低周波成分抑制手段をローパスフィル
タ装置と、そのローパスフィルタ処理後の各輝度と抑制
特性設定手段によって設定された抑制係数とを乗算する
乗算器と、入力画像から乗算器の乗算結果を減算する減
算器とで構成している。上記構成において、ローパスフ
ィルタ装置は入力画像から低周波成分を抽出し低周波画
像を生成する。そして、乗算器によりその低周波画像に
抑制特性設定手段によって設定された抑制係数を乗算す
る。これにより抑制量を調節する。そして、減算器によ
り入力画像からその乗算画像を差し引く。これにより、
入力画像からその乗算係数に応じて低周波画像が減算
(抑制)される。即ち、ハイパスフィルタ装置となる。
よって、請求項26又は請求項27の画像処理装置と同
等の効果を呈する。
The image processing apparatus according to claim 28 is
The image processing apparatus according to any one of claims 20 to 25, wherein the low-frequency component suppressing unit is set by a low-pass filter device and each luminance and suppression characteristic setting unit after the low-pass filtering process. It is composed of a multiplier that multiplies the suppression coefficient and a subtracter that subtracts the multiplication result of the multiplier from the input image. In the above configuration, the low pass filter device extracts the low frequency component from the input image and generates the low frequency image. Then, the multiplier multiplies the low frequency image by the suppression coefficient set by the suppression characteristic setting means. This controls the amount of suppression. Then, the subtracted image subtracts the multiplied image from the input image. This allows
The low frequency image is subtracted (suppressed) from the input image according to the multiplication coefficient. That is, it becomes a high-pass filter device.
Therefore, an effect equivalent to that of the image processing apparatus of claim 26 or claim 27 is exhibited.

【0063】又、請求項29に記載の画像処理装置は、
請求項20乃至請求項25の何れか1項に記載の画像処
理装置であって、低周波成分抑制手段をローパスフィル
タ装置と、圧縮係数に基づいてローパスフィルタ処理後
の各輝度を非線形に補正する非線形補正手段と、入力画
像から非線形補正された画像を減算する減算器とで構成
している。この構成は、低周波成分抑制手段の抑制特性
を輝度に応じて非線形に変化させるものである。例え
ば、請求項28記載の画像処理装置では、低周波画像に
定数の抑制係数を乗算し、入力画像からそれを減算して
いる。即ち、低周波画像を線形的に減算している。この
場合は、その効果も線形である。
Further, the image processing apparatus according to claim 29,
The image processing device according to any one of claims 20 to 25, wherein the low-frequency component suppressing unit is a low-pass filter device, and each luminance after the low-pass filter process is nonlinearly corrected based on a compression coefficient. It comprises a non-linear correction means and a subtractor for subtracting the non-linearly corrected image from the input image. This configuration changes the suppression characteristic of the low frequency component suppression means in a non-linear manner according to the brightness. For example, in the image processing device according to the twenty-eighth aspect, the low-frequency image is multiplied by a constant suppression coefficient and subtracted from the input image. That is, the low frequency image is linearly subtracted. In this case, the effect is also linear.

【0064】これに代えて、非線形補正手段によってロ
ーパスフィルタ処理後の各輝度を非線形に補正する。非
線形補正手段とは、例えば輝度が高輝度になるほどその
抑制係数が大きくなるように記憶させた参照テーブルと
輝度変換装置である。これにより、ローパスフィルタ処
理後の各輝度を非線形変換する。そして、減算器によっ
て入力画像から非線変換された画像を減算する(非線形
補正)。このようにすれば、輝度が高くなる程ダイナミ
ックレンジが大きく圧縮される。即ち、例えば参照テー
ブル等に輝度に応じて非線形に変化する抑制係数を記憶
し、それに従って輝度変換すれば、輝度レベルに応じて
圧縮の程度を変化させることができる。即ち、ダイナミ
ックレンジの圧縮度合いを輝度レベルに応じて所望の量
に調整して圧縮処理することができる画像処理装置とな
る。
Instead of this, the non-linear correction means non-linearly corrects each luminance after the low-pass filter processing. The non-linear correction means is, for example, a reference table and a brightness conversion device that are stored such that the suppression coefficient increases as the brightness increases. As a result, each luminance after the low-pass filter processing is non-linearly converted. Then, the non-linearly transformed image is subtracted from the input image by the subtractor (non-linear correction). In this way, the dynamic range is compressed more as the brightness increases. That is, for example, by storing a suppression coefficient that changes non-linearly according to the brightness in a reference table and converting the brightness according to the suppression coefficient, the degree of compression can be changed according to the brightness level. That is, the image processing apparatus can adjust the degree of compression of the dynamic range to a desired amount according to the brightness level and perform compression processing.

【0065】又、請求項30に記載の画像処理装置は、
請求項10乃至請求項29の何れか1項に記載の画像処
理装置において、入力画像が濃淡画像であることを特徴
とする。濃淡画像であれば、各画素の濃度が各画素の輝
度とほぼ等しい。よって、輝度を処理する請求項10乃
至請求項29の何れか1項に記載の画像処理装置を実現
することができる。
The image processing apparatus according to claim 30 is
The image processing apparatus according to any one of claims 10 to 29, wherein the input image is a grayscale image. In a grayscale image, the density of each pixel is almost equal to the brightness of each pixel. Therefore, it is possible to realize the image processing apparatus according to any one of claims 10 to 29 that processes the brightness.

【0066】又、請求項31に記載の画像処理装置は、
請求項10乃至請求項29の何れか1項に記載の画像処
理装置であって、入力画像がカラー画像であり、カラー
画像から得られる輝度成分に関してダイナミックレンジ
の圧縮を行なっている。請求項10乃至請求項29の何
れか1項に記載の画像処理装置は、例えば入力画像がカ
ラー画像の場合は、入力画像をR,G,Bに分解して、
各色に対してダイナミックレンジを圧縮する。そして、
処理後の各色をカラー画像表示装置に出力するようにす
れば、カラー画像に対してもダイナミックレンジの圧縮
が可能となる。又、入力画像をYUV画像やYIQ画像
のように輝度信号と色差信号とに分解して、輝度信号の
みに対してダイナミックレンジ圧縮処理をする。そし
て、色差信号は変化させないようにすれば、カラー画像
に対してもダイナミックレンジの圧縮が可能となる。即
ち、カラー画像に対しても有効な画像処理装置となる。
The image processing apparatus according to claim 31 is
The image processing device according to any one of claims 10 to 29, wherein the input image is a color image, and the dynamic range is compressed with respect to the luminance component obtained from the color image. The image processing apparatus according to any one of claims 10 to 29, wherein, for example, when the input image is a color image, the input image is decomposed into R, G, and B,
Compress the dynamic range for each color. And
If each color after processing is output to the color image display device, the dynamic range can be compressed even for a color image. Also, an input image is decomposed into a luminance signal and a color difference signal like a YUV image or a YIQ image, and dynamic range compression processing is performed only on the luminance signal. Then, if the color difference signal is not changed, the dynamic range can be compressed even for a color image. That is, the image processing apparatus is also effective for color images.

【0067】又、請求項32に記載の画像処理装置は、
請求項31に記載の画像処理装置であって、レンジ圧縮
装置がカラー画像のRGBデータから輝度成分と、RG
Bデータを輝度成分で除して得られる補正RGBデータ
とに分解するデコード装置を有している。又、輝度成分
に関してダイナミックレンジの圧縮を行い、圧縮された
輝度成分と補正RGBデータとの積によりダイナミック
レンジの圧縮されたRGBデータを得るエンコード装置
とを有している。デコード装置はRGBデータから輝度
成分と、RGBデータを輝度成分で除して得られる補正
RGBデータとに分解する。そして、請求項10乃至請
求項29の何れか1項に記載の画像処理装置がその輝度
成分に関してダイナミックレンジを圧縮処理する。そし
て、エンコード装置が、圧縮された輝度成分と補正RG
Bデータとを乗算してダイナミックレンジの圧縮された
RGBデータを作成する。最後に、例えば次段のカラー
表示装置に送出する。このようにすれば、色成分を変化
させることなくカラー画像のダイナミックレンジを圧縮
することができる。即ち、請求項31の画像処理装置が
実現できる。
The image processing apparatus according to the thirty-second aspect is:
The image processing device according to claim 31, wherein the range compression device converts the RGB data of the color image into a luminance component and an RG.
It has a decoding device for decomposing the B data into corrected RGB data obtained by dividing the B data by the luminance component. Further, the encoding device includes a dynamic range compression for the luminance component, and obtains the dynamic range compressed RGB data by the product of the compressed luminance component and the corrected RGB data. The decoding device decomposes the RGB data into a luminance component and corrected RGB data obtained by dividing the RGB data by the luminance component. Then, the image processing apparatus according to any one of claims 10 to 29 compresses the dynamic range for the luminance component. Then, the encoding device uses the compressed luminance component and the corrected RG.
Multiply B data to create RGB data with a compressed dynamic range. Finally, it is sent to the next color display device, for example. By doing so, the dynamic range of the color image can be compressed without changing the color components. That is, the image processing device according to claim 31 can be realized.

【0068】[0068]

【発明の実施の形態】以下、本発明の具体的な実施例に
ついて図を用いて説明する。尚、本発明は以下の実施例
に限定されるものではない。 (第1実施例)図1に本発明の画像処理装置を用いたダ
イナミックレンジを圧縮する画像処理システムを示す。
図は、システム構成図である。本実施例の画像処理シス
テムは、モノクロ画像撮像装置1、ディジタル処理装置
2、対数変換装置である輝度レベル変換装置3、画像処
理装置10、アナログ処理装置5、モノクロ画像表示装
置6から構成される。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Specific embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. The present invention is not limited to the examples below. (First Embodiment) FIG. 1 shows an image processing system for compressing a dynamic range using the image processing apparatus of the present invention.
The figure is a system configuration diagram. The image processing system of the present embodiment comprises a monochrome image pickup device 1, a digital processing device 2, a brightness level conversion device 3 which is a logarithmic conversion device, an image processing device 10, an analog processing device 5, and a monochrome image display device 6. .

【0069】上記構成において、モノクロ画像撮像装置
1は、例えばCCDカメラである。ディジタル処理装置
2は、モノクロ画像撮像装置1のアナログ出力(輝度)
を例えばA/D変換器でデジタル値(輝度Y)に変換し
濃淡画像として出力する装置である。輝度レベル変換装
置3は、入力された輝度Yを対数変換する装置である。
画像処理装置10は、後述する輝度分布の分散σ2 に基
づいてダイナミックレンジを圧縮する装置である。アナ
ログ処理装置5は、その信号例えばD/A変換器等でア
ナログ信号に変換する装置である。モノクロ画像表示装
置6は、そのアナログ信号に従って画像を表示する表示
装置である。ここでは、輝度レベル変換装置3は画像処
理装置10と分離して説明したが、これを画像処理装置
10内に含んでもよい。
In the above structure, the monochrome image pickup device 1 is, for example, a CCD camera. The digital processing device 2 is an analog output (luminance) of the monochrome image pickup device 1.
Is converted into a digital value (luminance Y) by an A / D converter and output as a grayscale image. The brightness level conversion device 3 is a device for logarithmically converting the input brightness Y.
The image processing device 10 is a device that compresses the dynamic range based on the variance σ 2 of the brightness distribution described below. The analog processing device 5 is a device for converting the signal, for example, a D / A converter into an analog signal. The monochrome image display device 6 is a display device that displays an image in accordance with the analog signal. Here, the brightness level conversion device 3 is described separately from the image processing device 10, but it may be included in the image processing device 10.

【0070】上記画像処理システムの処理プロセスは以
下のとおりである。先ず、モノクロ画像撮像装置1が、
画像をアナログ信号でディジタル処理装置2に送出す
る。ディジタル処理装置2は、その信号をディジタルデ
ータにA/D変換してフレーム毎の各画素の輝度Yとし
て輝度レベル変換器3に出力する。輝度レベル変換器3
は、入力された輝度Yを対数変換して輝度Y’とし、画
像処理装置10に出力する。画像処理装置10は、後述
する分散σ2 に基づいた処理に従って輝度Y’を輝度
Y''に変換し、後段のアナログ処理装置5に出力する。
アナログ処理装置5は、l フレーム毎の各画素の輝度
Y''をD/A変換してアナログ信号を形成し、モノクロ
画像表示装置6に出力する。モノクロ画像撮像装置1に
より撮像された画像はこのように処理される。
The processing process of the image processing system is as follows. First, the monochrome image pickup device 1
The image is sent to the digital processing device 2 as an analog signal. The digital processing device 2 A / D converts the signal into digital data and outputs it to the brightness level converter 3 as the brightness Y of each pixel in each frame. Brightness level converter 3
Outputs the input brightness Y to the image processing apparatus 10 by logarithmically converting it to brightness Y ′. The image processing device 10 converts the luminance Y ′ into the luminance Y ″ according to the processing based on the variance σ 2 described later, and outputs the luminance Y ″ to the analog processing device 5 in the subsequent stage.
The analog processing device 5 D / A converts the luminance Y ″ of each pixel for each l frame to form an analog signal, and outputs the analog signal to the monochrome image display device 6. The image captured by the monochrome image capturing device 1 is processed in this manner.

【0071】以下に、画像処理装置1 0の構成とその動
作を示す。この画像処理装置1 0の構成と、処理内容が
本実施例の特徴である。画像処理装置10は低周波抑制
手段であるハイパスフィルタ装置11、抑制特性設定手
段であるフィルタ設定部14、輝度分散算出手段である
輝度分散算出部17、圧縮係数算出手段である圧縮係数
算出部18、加算値設定手段である加算値設定部15、
そして加算器16から構成される。尚、上記構成におい
て輝度分散算出手段である輝度分散算出部17を除く全
ての構成要素が、ダイナミックレンジを圧縮するレンジ
圧縮手段を構成し、加算値設定部15と加算器16が、
平均輝度を修正する平均輝度修正手段を構成する。又、
ハイパスフィルタ装置11は、画像メモリ手段であるフ
レームメモリ12、ハイパスフィルタ手段であるハイパ
スフィルタ13から構成される。
The configuration and operation of the image processing apparatus 10 will be described below. The configuration of the image processing apparatus 10 and the processing contents are the features of this embodiment. The image processing apparatus 10 includes a high-pass filter device 11 that is a low-frequency suppressing unit, a filter setting unit 14 that is a suppressing characteristic setting unit, a brightness dispersion calculating unit 17 that is a brightness dispersion calculating unit, and a compression coefficient calculating unit 18 that is a compression coefficient calculating unit. An additional value setting unit 15 which is an additional value setting means,
Then, it is composed of an adder 16. In the above configuration, all the constituent elements except the luminance dispersion calculating section 17 which is the luminance dispersion calculating section constitute range compression means for compressing the dynamic range, and the addition value setting section 15 and the adder 16
An average brightness correction means for correcting the average brightness is configured. or,
The high-pass filter device 11 includes a frame memory 12 which is an image memory means and a high-pass filter 13 which is a high-pass filter means.

【0072】画像処理装置10に入力された上記輝度
Y’は、輝度分散算出部17とハイパスフィルタ装置1
1のフレームメモリ12に送られる。輝度分散算出部1
7は、入力された輝度Y’の1 フレーム内の輝度平均E
とその分散σ2 =ΣN i=1 (E−Yi 2 /N(i:整
数、N:1フレーム内の画素数)を算出し圧縮係数算出
部18に送出する。圧縮係数算出部18は、その分散σ
2 から圧縮係数Aを算出し、上記輝度平均Eと共に次段
に出力する。圧縮係数Aとは、画素の階調幅を調整する
係数でありその値が1 以下であるときダイナミックレン
ジは圧縮され、圧縮係数Aが小さければ小さい程ダイナ
ミックレンジは圧縮される。又、圧縮係数Aは1 以上で
あるときはダイナミックレンジは伸張される。
The luminance Y ′ input to the image processing apparatus 10 is the luminance dispersion calculating unit 17 and the high-pass filter device 1.
1 to the frame memory 12. Luminance variance calculator 1
7 is the average brightness E of the input brightness Y'in one frame.
And its variance σ 2 = Σ N i = 1 (E-Y i) 2 / N and sends (i:: integer, N 1 number of pixels in a frame) is calculated in compression coefficient calculating unit 18. The compression coefficient calculation unit 18 calculates the variance σ
The compression coefficient A is calculated from 2, and is output to the next stage together with the brightness average E. The compression coefficient A is a coefficient for adjusting the gradation width of a pixel, and when the value is 1 or less, the dynamic range is compressed, and the smaller the compression coefficient A is, the more the dynamic range is compressed. When the compression coefficient A is 1 or more, the dynamic range is expanded.

【0073】圧縮係数Aの算出方法を図2に示す。図
は、圧縮係数Aと分散σ2 の関係を表す関数(グラフ)
である。圧縮係数Aは、図2(a)、(b)に示す関数
によって求められる。例えば、図2(a)に示すように
分散σ2 がσ1 より大きいときは圧縮係数Aを1より小
さい一定値に設定し、分散σ2 がσ1 より小さい時は、
圧縮係数Aは分散σ2 に(マイナスの係数で)比例する
ようにする。即ち、分散σ2 が大きくなるとそれに比例
して圧縮係数Aが小さくなるような関数で設定する。
尚、分散σ2 がσ2 より小さい場合は圧縮係数Aは1 よ
り大きい値となり、この時はダイナミックレンジは伸長
される。
A method of calculating the compression coefficient A is shown in FIG. The figure shows the function (graph) that represents the relationship between the compression coefficient A and the variance σ 2.
Is. The compression coefficient A is obtained by the function shown in FIGS. For example, as shown in FIG. 2A, when the variance σ 2 is larger than σ 1, the compression coefficient A is set to a constant value smaller than 1, and when the variance σ 2 is smaller than σ 1 ,
The compression coefficient A should be proportional (with a negative coefficient) to the variance σ 2 . That is, the function is set such that the compression coefficient A decreases in proportion to the increase of the variance σ 2 .
When the variance σ 2 is smaller than σ 2, the compression coefficient A becomes a value larger than 1, and the dynamic range is expanded at this time.

【0074】又、他に、図2(a)に示す関数に代え
て、図2(b)に示す関数を適用してもよい。即ち、分
散σ2 がσ2 より小さいときの圧縮係数Aを1 とする関
数である。これにより、分散σ2 がσ2 より小さいとき
はダイナミックレンジの伸長は行わないようにする。圧
縮係数Aは、図2(a)、(b)に示すような分散σ2
に関する単調減少関数によって算出される。この単調減
少関数は分散σ2 の変化に対して不変な部分を含むもの
であっても良い。尚、両関数において、分散σ2 がσ1
より大きいときの圧縮係数Aを1 より小さい所定値Gと
しているのは、エッジ部分が強調されすぎないように低
周波成分の抑制量を制限するためである。この圧縮係数
Aがこの所定値Gを下回ると過剰圧縮となりエッジ部分
が強調され過ぎて、オーバーシュートやアンダーシュー
トが目立つ画像となる。
In addition, instead of the function shown in FIG. 2 (a), the function shown in FIG. 2 (b) may be applied. That is, it is a function that sets the compression coefficient A to 1 when the variance σ 2 is smaller than σ 2 . As a result, when the variance σ 2 is smaller than σ 2 , the dynamic range is not expanded. The compression coefficient A has a variance σ 2 as shown in FIGS.
It is calculated by a monotonically decreasing function with respect to. This monotonically decreasing function may include a part that is invariant with respect to changes in the variance σ 2 . In both functions, the variance σ 2 is σ 1
The compression coefficient A when it is larger is set to the predetermined value G smaller than 1 in order to limit the suppression amount of the low frequency component so that the edge portion is not overemphasized. If the compression coefficient A is less than the predetermined value G, the image is over-compressed and the edge portion is overemphasized, resulting in an image in which overshoot and undershoot are conspicuous.

【0075】以上のように求められた圧縮係数Aは、次
にフィルタ設定部14に送出される。又、同時に輝度平
均Eと共に加算値設定部15にも送出される(図1)。
フィルタ設定部1 4では、圧縮係数Aに基づいて低周波
成分を抑制するためのハイパスフィルタ13の周波数特
性を設定する。ハイパスフィルタ13の周波数特性は、
例えば図3に示すような周波数特性に設定される。即
ち、圧縮係数Aが1以下である時は図3(a)に示すよ
うな低周波成分が抑制されるハイパスフィルタに設定
し、圧縮係数Aが1より大きい時は図3(b)に示すよ
うな周波数成分は変化せず輝度がA倍されるだけのオー
ルパスフィルタに設定する。尚、この時、横軸は空間周
波数fであり縦軸はその空間周波数fの成分が伝達され
る倍率である。そして、1 フレーム毎にフレームメモリ
12に記憶されたY’は、ハイパスフィルタ13によ
り、フィルタリング処理されて低周波成分が抑制され、
輝度Y’ F として再度フレームメモリ12に記録され
る。即ち、ハイパスフィルタ13のフィルタリング処理
により低周波成分が抑制された画像が形成される。又、
その輝度Y’F は順次、加算器1 6に出力される。
The compression coefficient A obtained as described above is
To the filter setting unit 14. Also, the brightness is flat at the same time.
It is also sent to the added value setting unit 15 together with the average E (FIG. 1).
In the filter setting unit 14, the low frequency
Frequency characteristics of the high-pass filter 13 for suppressing the component
Sex. The frequency characteristic of the high pass filter 13 is
For example, the frequency characteristic is set as shown in FIG. Immediately
Then, when the compression coefficient A is 1 or less, as shown in FIG.
Set to a high-pass filter that suppresses such low frequency components
However, when the compression coefficient A is larger than 1, it is shown in FIG.
The frequency component does not change and the brightness is multiplied by A.
Set to the lupass filter. At this time, the horizontal axis is the space circumference.
It is the wave number f and the vertical axis is the component of the spatial frequency f transmitted.
It is a multiplication factor. And the frame memory for each frame
Y ′ stored in 12 is output by the high-pass filter 13.
Low-frequency components are suppressed by filtering,
Brightness Y ' FIs recorded again in the frame memory 12 as
It That is, the filtering process of the high-pass filter 13
Thus, an image in which low frequency components are suppressed is formed. or,
Its brightness Y 'FAre sequentially output to the adder 16.

【0076】一方、加算値設定部15は、入力された輝
度平均Eと圧縮係数Aに基づいて補正加算値としての加
算値Pを設定する。なぜならば、ハイパスフィルタ13
によって低周波成分を抑制すると平均輝度が低下するか
らである。よって、加算値設定部15では、ハイパスフ
ィルタ13による低周波成分抑制後の輝度Y’F の平均
値を所望の値とするための加算係数Pを決定する。例え
ば、図3(b)に示す特性のフィルタを適用した場合
は、フィルタリング処理された後の画像の輝度Y’F
輝度平均EはA倍されてEAとなる。フィルタリング処
理の前後で、平均値を等しくしたい場合は加算値P=E
(1 −A )を算出する。又、フィルタリング処理後の輝
度Y’F の平均値を表示装置の入力レンジの中央値Cと
したい場合は加算値P=C−E Aを算出する。そして、
加算器16において加算値設定部15で算出した加算値
Pが各輝度Y’F に加算され、例えば平均値が等しくな
るような輝度Y''に変換され出力される。画像処理装置
1 0は、以上のように構成され以上のように動作する。
On the other hand, the addition value setting section 15 sets the addition value P as a correction addition value based on the input luminance average E and the compression coefficient A. Because the high pass filter 13
This is because suppressing the low frequency component reduces the average luminance. Therefore, the addition value setting unit 15 determines the addition coefficient P for setting the average value of the luminance Y ′ F after the low frequency component is suppressed by the high pass filter 13 to a desired value. For example, when the filter having the characteristics shown in FIG. 3B is applied, the average brightness E of the brightness Y ′ F of the image after the filtering process is multiplied by A to obtain EA. If you want to make the average values equal before and after filtering, add value P = E
Calculate (1-A). Also, if you want the center value C of the input range of the display device a mean value of the luminance Y 'F after filtering process for calculating the additional value P = C-E A. And
In the adder 16, the added value P calculated by the added value setting unit 15 is added to each luminance Y ′ F , and converted into the luminance Y ″ having the same average value and output. Image processing device
10 is configured as described above and operates as described above.

【0077】上述したように、画像処理装置10におい
ては入力画像の輝度の分散σ2 が大きい程、低周波成分
が大きく抑制される処理が行われる。従って、輝度が平
均的により広い明るさ範囲に分布する画像ほど大きな圧
縮率でダイナミックレンジの圧縮が行われる。逆に、輝
度が平均的により狭い明るさ範囲に分布する画像ほど、
小さな圧縮率でダイナミックレンジの圧縮が行われる。
尚、輝度分布の平均的な広がりが一定値以下(σ2 <σ
2 )あるときは、低周波成分を抑制せずに輝度を定数倍
することによりダイナミックレンジを伸張することがで
きる。即ち、出力対象となる外部の表示装置にダイナミ
ックレンジの余裕がある場合は、それに合わせることも
可能となっている。
As described above, in the image processing apparatus 10, the processing in which the low frequency component is largely suppressed is performed as the luminance variance σ 2 of the input image is larger. Therefore, the compression of the dynamic range is performed at a higher compression rate for an image whose luminance is distributed in a wider brightness range on average. On the contrary, the image whose brightness is distributed in a narrower brightness range on average,
The dynamic range is compressed with a small compression rate.
The average spread of the luminance distribution is below a certain value (σ 2
2 ) In some cases, the dynamic range can be extended by multiplying the luminance by a constant without suppressing low frequency components. That is, if the external display device to be output has a margin of the dynamic range, it is possible to match it.

【0078】従来の輝度分布(ヒストグラム)の最大値
と最小値から圧縮係数Aを決める手法では、少数画素の
局所的な明暗の影響は免れない。しかしながら、本実施
例では上述のように輝度分散算出部17が統計量である
分散σ2 を算出し、圧縮係数算出部18がそれに基づい
て圧縮係数Aを決定しているので、局所的な明部や暗部
のような少数画素の影響をほとんど受けることがない。
即ち、過剰圧縮等によるエッジの不自然な強調がない。
即ち、常に適切な圧縮係数Aでダイナミックレンジを圧
縮することができる。又、少数画素の輝度変化により圧
縮係数Aが大きく変化することもないので、動画像を処
理する場合においてもエッジ強調度合いが時間的に不自
然に変化することはない。
In the conventional method of determining the compression coefficient A from the maximum value and the minimum value of the luminance distribution (histogram), the influence of local light and dark of a small number of pixels cannot be avoided. However, in the present embodiment, the brightness variance calculator 17 calculates the variance σ 2 which is the statistic as described above, and the compression coefficient calculator 18 determines the compression coefficient A based on the variance σ 2. It is hardly affected by a small number of pixels such as a dark area and a dark area.
That is, there is no unnatural emphasis of edges due to excessive compression.
That is, the dynamic range can always be compressed with the appropriate compression coefficient A. Further, since the compression coefficient A does not change significantly due to the change in the brightness of a small number of pixels, the degree of edge enhancement does not change unnaturally in time even when processing a moving image.

【0079】(第1 実施例の変形例)第1実施例では、
低周波成分抑制手段をハイパスフィルタ装置11で、特
にハイパスフィルタ13で構成した。そして、輝度分散
に応じてそのフィルタ特性を変化させて低周波成分の抑
制量を制御する例であった。上記低周波成分抑制手段
は、ローパスフィルタ装置と減算器によって構成しても
よい。即ち、第1実施例の画像処理装置10は、図4に
示す画像処理装置30のように変形することもできる。
即ち、低周波成分抑制手段をローパスフィルタ装置3
1、乗算器32及び減算器33によって構成し、ローパ
スフィルタ装置31で抽出した低周波成分を入力画像の
各輝度Y’から減算することによっても実現できる。
(Modification of First Embodiment) In the first embodiment,
The low frequency component suppressing means is composed of the high-pass filter device 11, especially the high-pass filter 13. Then, the filter characteristic is changed according to the luminance dispersion to control the suppression amount of the low frequency component. The low frequency component suppressing means may be composed of a low pass filter device and a subtractor. That is, the image processing apparatus 10 of the first embodiment can be modified like the image processing apparatus 30 shown in FIG.
That is, the low frequency component suppressing means is used as the low pass filter device 3
It is also possible to realize by subtracting the low frequency component extracted by the low-pass filter device 31 from each luminance Y ′ of the input image.

【0080】この場合、ローパスフィルタ装置31の周
波数特性は図5に示すような固定の特性であり、入力画
像によって変化させない。それに代えて、補正乗算値を
設定する乗算値設定手段である係数演算器35を設け、
その係数演算器35によって圧縮係数算出部18で求め
られた圧縮係数Aに基づいて低周波成分抑制量である抑
制係数B、及びダイナミックレンジを伸張するための補
正乗算値である伸長係数Cを決定する。これによりフィ
ルタ特性を変化させる。即ち、乗算器32において抑制
係数Bが乗算されることにより低周波成分の抑制量が調
節され、乗算器34において伸長係数Cが乗算されるこ
とによりダイナミックレンジが伸張される。抑制係数B
及び伸長係数Cは、図6(a)、(b)に示す関数で圧
縮係数Aから求められる。例えば、抑制係数Bは圧縮係
数Aが1以下の場合は、B=1−αAで求め、圧縮係数
Aが1以上の場合は一定値とする。又、伸長係数Cは圧
縮係数Aが1以上の場合はC=βAで求め、1以下の場
合は一定値とする。ここに、α、βは所定の係数であ
る。本実施例では、ローパスフィルタを用いた構成とす
ることにより、フィルタの周波数特性を原画像の特性に
よって変化しない固定の特性とすることができるため、
フィルタの構成を簡略化することが可能となる。このよ
うに画像処理装置30を構成してもよい。ダイナミック
レンジの圧縮に関しては、画像処理装置1 0と同様の機
能を実現することができる。尚、この場合は第1実施例
のフレームメモリ12を用いずにリアルタイムで逐次、
各画素の輝度Y’に対して変換を行う1例である。
In this case, the frequency characteristic of the low-pass filter device 31 is a fixed characteristic as shown in FIG. 5 and is not changed depending on the input image. Instead, a coefficient calculator 35, which is a multiplication value setting means for setting a correction multiplication value, is provided,
The coefficient calculator 35 determines the suppression coefficient B, which is the low frequency component suppression amount, and the expansion coefficient C, which is the correction multiplication value for expanding the dynamic range, based on the compression coefficient A obtained by the compression coefficient calculation unit 18. To do. This changes the filter characteristics. That is, the multiplier 32 multiplies the suppression coefficient B to adjust the suppression amount of the low frequency component, and the multiplier 34 multiplies the expansion coefficient C to expand the dynamic range. Suppression coefficient B
The expansion coefficient C and the expansion coefficient C are obtained from the compression coefficient A by the functions shown in FIGS. For example, when the compression coefficient A is 1 or less, the suppression coefficient B is calculated by B = 1-αA, and when the compression coefficient A is 1 or more, it is a constant value. Further, the expansion coefficient C is calculated by C = βA when the compression coefficient A is 1 or more, and is a constant value when it is 1 or less. Here, α and β are predetermined coefficients. In the present embodiment, by using the configuration using the low-pass filter, the frequency characteristic of the filter can be a fixed characteristic that does not change depending on the characteristic of the original image.
It is possible to simplify the configuration of the filter. The image processing device 30 may be configured in this way. Regarding the compression of the dynamic range, it is possible to realize the same function as that of the image processing apparatus 10. In this case, the frame memory 12 of the first embodiment is not used, and sequentially, in real time,
This is an example of converting the luminance Y ′ of each pixel.

【0081】尚、上記ローパスフィルタ装置31はコン
ボルーションフィルタが用いられるがそれに限定される
ものではなく、メディアンフィルタ等のエッジ保存平滑
化フィルタを用いてもよい。又、原画像の画素を間引い
た画像に対してこれらのフィルタを適用するものであっ
てもよい。更に、光学的手段でぼかした画像を作成する
ことにより低周波成分を得るものであってもよい。要
は、画像の高周波成分を抑制する手段であればよい。
A convolution filter is used as the low-pass filter device 31, but the invention is not limited to this, and an edge-preserving smoothing filter such as a median filter may be used. Further, these filters may be applied to an image obtained by thinning out pixels of the original image. Further, the low frequency component may be obtained by creating a blurred image by optical means. In short, any means can be used as long as it suppresses the high frequency component of the image.

【0082】更に、図4の画像処理装置30は、図7に
示す画像処理装置40のように変形することもできる。
即ち、上記乗算器32の機能を非線形補正手段であるル
ックアップテーブルに基づく輝度変換器41で、ローパ
スフィルタ装置31通過後の輝度を非線形に補正しても
よい。ルックアップテーブルの変換特性は、例えば図8
に示すような特性にする。図8(a)は、高輝度部分の
みを圧縮する特性であり、図8(b)は低輝度部分のみ
を圧縮する特性の例である。図に示したように、圧縮係
数Aに応じて変換特性を変化させることで低周波成分の
抑制量を輝度と輝度分布の分散に応じて非線形に変化さ
せることができる。このように、入力画像の輝度分布の
分散、即ち、圧縮係数Aと輝度に応じて低周波成分を非
線形に変換し、そしてそれを入力画像から減算器33に
よって減算してもよい。このようにすれば、低輝度部分
や高輝度部分など所望の特定範囲のみを、所望の圧縮率
で圧縮することが可能となる。尚、この例では図4の係
数演算器35に代えて係数演算器42を備え、伸長係数
Cのみ出力されるように構成した。
Further, the image processing apparatus 30 of FIG. 4 can be modified like the image processing apparatus 40 shown in FIG.
That is, the function of the multiplier 32 may be non-linearly corrected by the brightness converter 41 based on the look-up table which is a non-linear correction means. The conversion characteristics of the lookup table are shown in FIG.
The characteristics are as shown in. FIG. 8A shows the characteristic of compressing only the high luminance portion, and FIG. 8B shows the example of the characteristic of compressing only the low luminance portion. As shown in the figure, by changing the conversion characteristic according to the compression coefficient A, the suppression amount of the low frequency component can be changed nonlinearly according to the luminance and the dispersion of the luminance distribution. In this way, the variance of the brightness distribution of the input image, that is, the low-frequency component may be non-linearly converted according to the compression coefficient A and the brightness, and the subtracter 33 may subtract the low-frequency component from the input image. By doing so, it becomes possible to compress only a desired specific range such as a low-luminance portion or a high-luminance portion at a desired compression rate. In this example, a coefficient calculator 42 is provided instead of the coefficient calculator 35 of FIG. 4, and only the expansion coefficient C is output.

【0083】(第2実施例)第1実施例では、入力画像
の分散σ2 に応じて低周波成分の抑制量を変化させる1
例を示した。本実施例は、入力画像の輝度分布の双峰性
を表す量に基づいて低周波成分の抑制量を変化させる1
例である。本方法は、影日向等による明暗差により明部
と暗部の2つに明確に分かれ、その明度差が大きいシー
ンの処理に有効である。本実施例の画像処理装置20の
1例を図9に示す。本実施例の画像処理装置は、第1実
施例の画像処理装置10の輝度分散算出部17と圧縮係
数算出部18を、図10に示す双峰係数算出手段と圧縮
係数算出手段を含んだ双峰係数/圧縮係数算出部50に
置き換えることで構成される。他の構成要素は、第1実
施例の構成要素と同等である。尚、双峰係数算出手段
は、後述するようにダイナミックレンジ圧縮係数Aと輝
度平均を出力する機能という点では、輝度分散算出手段
と等価である。よって、輝度分散算出部17と圧縮係数
算出部18を双峰係数/圧縮係数算出部50にそのまま
置き換えることができる。
(Second Embodiment) In the first embodiment, the suppression amount of the low frequency component is changed according to the variance σ 2 of the input image 1
An example was given. In this embodiment, the suppression amount of the low frequency component is changed based on the amount representing the bimodality of the luminance distribution of the input image.
Here is an example. This method is effective for processing a scene in which a bright portion and a dark portion are clearly separated due to a difference in light and shade due to a shadow and the like, and the difference in lightness is large. An example of the image processing apparatus 20 of this embodiment is shown in FIG. The image processing apparatus according to the present embodiment includes the brightness variance calculation unit 17 and the compression coefficient calculation unit 18 of the image processing apparatus 10 according to the first embodiment, and includes the bimodal coefficient calculation unit and the compression coefficient calculation unit illustrated in FIG. It is configured by replacing the peak coefficient / compression coefficient calculation unit 50. The other components are the same as those of the first embodiment. The bimodal coefficient calculating means is equivalent to the brightness dispersion calculating means in terms of the function of outputting the dynamic range compression coefficient A and the brightness average as described later. Therefore, the brightness variance calculating unit 17 and the compression coefficient calculating unit 18 can be directly replaced by the bimodal coefficient / compression coefficient calculating unit 50.

【0084】本実施例の双峰係数/圧縮係数算出部50
は、輝度レベル判定器51 、2乗平均演算器52、クラ
ス演算器53、画素数加算器54、輝度加算器55、全
分散演算器56、クラス間分散演算器57、最大値出力
器58、判別基準値演算器59から構成される。輝度レ
ベル判定器51 は、入力された1フレーム内の各画素の
輝度レベルを判定してX0 〜Xn の(n+1)個の出力
線の中のいずれか1 本に出力する装置である。2乗平均
演算器52は全画素の2乗平均を算出する演算器であ
る。又、クラス演算器53は、l フレーム間に輝度Y’
i で入力された画素数Mi 及びその輝度Y’の和Ri
算出する演算器である。画素数加算器54は、クラス演
算器53の出力(画素数)Mi にM0 〜Mi-1 の和を加
算して累積画素数Ni を出力する加算器である。又、輝
度加算器55は、クラス演算器53の出力Ri にR0
i-1 の和を加算して累積輝度Si を出力する加算器で
ある。
The bimodal coefficient / compression coefficient calculation unit 50 of this embodiment.
Is a brightness level determiner 51, a mean square calculator 52, a class calculator 53, a pixel number adder 54, a brightness adder 55, a total variance calculator 56, an interclass variance calculator 57, a maximum value output device 58, It is composed of a discrimination reference value calculator 59. The brightness level determiner 51 is a device that determines the brightness level of each pixel in one input frame and outputs it to any one of (n + 1) output lines of X 0 to X n . The mean square calculator 52 is a calculator that calculates the mean square of all pixels. Also, the class calculator 53 determines that the luminance Y ′
This is an arithmetic unit for calculating the sum R i of the number of pixels M i input with i and its luminance Y ′. The pixel number adder 54 is an adder that adds the sum of M 0 to M i−1 to the output (number of pixels) M i of the class calculator 53 and outputs the cumulative number of pixels N i . The brightness adder 55 outputs R 0 to R i to the output R i of the class calculator 53.
It is an adder that adds the sum of R i−1 and outputs the cumulative luminance S i .

【0085】クラス間分散演算器57は、累積画素数入
力Ni 、Nn 、累積輝度Si 、Snから後述する式
(5)に示す演算式を用いて、閾値ki で2値化した場
合のクラス間分散σBiを求める演算器である。最大値出
力器58は、入力されたn個のクラス間分散σBi(i =
1 ,2,…,n )の中の最大値を検出する演算器であ
る。全分散演算器56は、2乗平均演算器52の出力と
上記累積画素数Nn 、累積輝度Sn から、全画素分散σ
T を算出し、又、累積画素数Nn 、累積輝度Sn から全
画素の輝度平均Eを算出する演算器である。判別基準値
演算器59は、クラス間分散σBiの最大値と、全画素分
散σT の比から、上述した式(1)、(2)に基づいて
判別基準値ηmax を算出する演算器である。ここで、判
別基準値ηma x は輝度分布の双峰性の程度を表す双峰係
数に相当する値である。
The inter-class variance calculator 57 binarizes the accumulated pixel number inputs N i , N n , and the accumulated luminance S i , S n with the threshold value k i using the equation shown in the equation (5) described later. This is a computing unit that obtains the interclass variance σ Bi in the case. The maximum value output device 58 receives the n interclass variances σ Bi (i =
It is an arithmetic unit that detects the maximum value among 1, 2, ..., n). The total variance calculator 56 calculates the total pixel variance σ from the output of the mean square calculator 52, the cumulative number of pixels N n , and the cumulative luminance S n.
It is an arithmetic unit that calculates T and calculates the average luminance E of all pixels from the cumulative number of pixels N n and the cumulative luminance S n . The discriminant reference value calculator 59 calculates the discriminant reference value η max from the ratio between the maximum value of the inter-class variance σ Bi and the total pixel variance σ T based on the above equations (1) and (2). Is. Here, the determination reference value eta ma x is a value corresponding to a bimodal coefficient representing the degree of bimodality of the luminance distribution.

【0086】以下では、双峰係数/圧縮係数算出部50
において判別基準値ηmax を求め、求めた判別基準値η
max に基づいて圧縮係数Aを算出し、更に全画像の輝度
平均Eを算出する動作について説明する。上述した式
(1)、(2)において、各クラスにおける生起確率ω
1 、ω2 とクラス平均値μ1 、μ2 と全体平均値μT
は、以下の関係が成立する。
Below, the bimodal coefficient / compression coefficient calculation unit 50
Discriminant reference value η max is obtained in
The operation of calculating the compression coefficient A based on max and further calculating the brightness average E of all images will be described. In the above equations (1) and (2), the occurrence probability ω in each class
The following relationship holds between 1 , ω 2 and class mean value μ 1 , μ 2 and overall mean value μ T.

【数3】 ω1 +ω2 =1 ω1 μ1 +ω2 μ2 =μT ・・・・・・(3) そして、上記関係式(3)を用いれば、式(2)は次式
のように表わされる。
## EQU00003 ## ω 1 + ω 2 = 1 ω 1 μ 1 + ω 2 μ 2 = μ T (3) Then, if the above relational expression (3) is used, the expression (2) becomes It is expressed as follows.

【数4】 σB 2 =ω1 (μ1 −μ2 2 /(1−ω1 ) ・・・・・・(4) 従って、式(1)のηを最大にする閾値kを選択するた
めには、式(4)のσ B 2 を最大にする閾値を選択すれ
ばよい。この選択が以下の動作で行われる。
[Equation 4]         σB 2= Ω112)2/ (1-ω1) ・ ・ ・ ・ ・ ・ (4) Therefore, the threshold value k that maximizes η in equation (1) is selected.
To solve this, σ in equation (4) B 2Choose a threshold that maximizes
Good. This selection is made by the following operation.

【0087】双峰係数/圧縮係数算出部50に入力され
た輝度Y’は、輝度レベル判定器51 及び2乗平均演算
器52に送られる。輝度レベル判定器51 では、入力さ
れた各画素の輝度のレベルを判定してX0 〜Xn の(n
+1)個の出力線の中のいずれか1 本に出力する。具体
的には、k 1 < k2 < ・・< k n であるn個の閾値k i
(i =1 ,2‥‥,n )を設けて、入力された輝度のレ
ベルYが、Y< k1 であるときX0 に、ki < Y < k
i+1 (i=1,2,…,n−1)であるときXiに、Y>
n であるときXn に出力する。そして、Xi が入力
されたクラス演算器53は、l フレーム間に入力された
画素数Mi 及び入力された輝度Y’の和R i を出力す
る。
It is input to the bimodal coefficient / compression coefficient calculation unit 50.
The luminance Y ′ is calculated by the luminance level determiner 51 and the root mean square calculation.
Sent to the container 52. The brightness level determiner 51 inputs
The brightness level of each pixel0~ XnOf (n
+1) Output to any one of the output lines. Concrete
Specifically, k1<k2<・ ・ <KnN thresholds k i
(I = 1, 2, ..., N) is provided to adjust the brightness of the input luminance.
Bell Y is Y <k1When X0To ki<Y <k
i + 1X when (i = 1, 2, ..., N-1)iTo Y>
 knWhen XnOutput to. And XiIs input
The generated class calculator 53 is input during l frames.
Number of pixels MiAnd the sum R of the input luminance Y ' iOutput
It

【0088】画素数加算器54では、クラス演算器53
の出力(画素数)Mi にM0 〜Mi- 1 の和を加算して累
積画素数Ni を出力する。輝度加算器55では、クラス
演算器53の出力Ri にR0 〜Ri-1 の和を加算して累
積輝度Si を出力する。即ち、累積画素数Ni は輝度
Y’が閾値ki 以下である画素数であり、累積輝度S i
は輝度Y’が閾値ki 以下である画素の輝度の和であ
る。又、累積画素数Nn 、及び累積輝度Sn は、全画素
の画素数及び輝度の和である。クラス間分散演算器57
では、累積画素数Ni 、累積輝度Si 、累積画素数
n 、累積輝度Sn から式(5)に示す演算式を用い
て、閾値ki で2値化した場合のクラス間分散σBiを求
めて出力する。
In the pixel number adder 54, the class calculator 53
Output (number of pixels) MiTo M0~ Mi- 1Add the sum of
Number of product pixels NiIs output. In the brightness adder 55, the class
Output R of calculator 53iTo R0~ Ri-1Add the sum of
Product brightness SiIs output. That is, the cumulative number of pixels NiIs the brightness
Y'is the threshold value kiIs the number of pixels that is less than or equal toi
The luminance Y'is the threshold value kiIs the sum of the brightness of the pixels
It Also, the cumulative number of pixels Nn, And the cumulative brightness SnIs all pixels
Is the sum of the number of pixels and the luminance. Inter-class distributed computing unit 57
Then, the cumulative number of pixels Ni, Cumulative brightness Si, Cumulative pixel count
N n, Cumulative brightness SnFrom the calculation formula shown in Formula (5)
And the threshold kiInter-class variance σ when binarized byBiSeeking
And output.

【数5】 σBi 2 =Ni ・(Si /Ni −Sn /Nn 2 /(Nn −Ni )・・・(5)Σ Bi 2 = N i · (S i / N i −S n / N n ) 2 / (N n −N i ) ... (5)

【0089】最大値出力器58では、入力されたn個の
クラス間分散σBi(i =1 ,2,…,n )の中の最大値
を検出して出力する。一方、2乗平均演算器52からは
全画素の2乗平均が算出されて出力されている。全分散
演算器56では、その2乗平均と累積画素数Nn 、累積
輝度Sn から、全画素分散σT を算出して判別基準値演
算器59に出力する。又、全分散演算器56は、累積画
素数Nn 、累積輝度S n から全画素の輝度平均E(=累
積輝度Sn /累積画素数Nn )を算出して出力する。判
別基準値演算器59は、最大値出力器58において入力
されたクラス間分散σBiの最大値と、全分散演算器56
において算出された全画素分散σT の比から、式(1)
に従って双峰係数である判別基準値ηmax を求める。そ
して、求めた判別基準値ηmax (双峰係数)から図11
に示す特性にしたがって圧縮係数Aを算出して出力す
る。以降、双峰係数と判別基準値ηmax は同一意味で使
用する。
In the maximum value output device 58, the n input
Interclass variance σBiMaximum value in (i = 1, 2, 2, ..., N)
Is detected and output. On the other hand, from the mean square calculator 52
The root mean square of all pixels is calculated and output. Total variance
In the computing unit 56, the root mean square and the cumulative pixel number Nn,Accumulation
Brightness SnFrom the total pixel variance σTTo calculate the discrimination standard value
Output to the calculator 59. In addition, the total variance calculator 56
Prime number Nn, Cumulative brightness S nTo the average luminance E of all pixels (= cumulative
Product brightness Sn/ Cumulative number of pixels Nn) Is calculated and output. Size
The different reference value calculator 59 is input at the maximum value output device 58.
Between classes σBiMaximum value and total variance calculator 56
Total pixel variance σ calculated inTFrom the ratio of
Discriminant reference value η which is a bimodal coefficient according tomaxAsk for. So
Then, the determined reference value ηmaxFig. 11 from (bimodal coefficient)
The compression coefficient A is calculated and output according to the characteristics shown in
It After that, the bimodal coefficient and the discrimination reference value ηmaxAre used interchangeably
To use.

【0090】判別基準値ηmax から圧縮係数A算出する
方法は、図2において分散σ2 から圧縮係数Aを算出す
る方法と同様である。即ち、判別基準値ηmax がη1
り大きいときは圧縮係数Aを1より小さい一定値Jに設
定し、判別基準値ηmax がη 1 より小さい時は、圧縮係
数Aは判別基準値ηmax に(マイナスの係数で)比例す
るようにする。即ち、判別基準値ηmax が大きくなると
それに比例して圧縮係数Aが小さくなるような関数で設
定する。即ち、判別基準値ηmax が大きい(低周波成
分、例えば、照明強度の輝度分布の明暗差が大きい)画
像に対しては、圧縮係数Aを小とし低周波成分を大きく
抑制する。逆に、判別基準値ηmax が小さい(低周波成
分、例えば、照明強度の輝度分布の明暗差が小さい)画
像に対しては、抑制率を低減して処理する。これによ
り、エッジ部分が必要以上に強調され過ぎることはな
い。又、照明強度の明暗差が大きい入力画像をレンジの
狭い表示装置に表示した場合に生じる、暗部における黒
つぶれや明部における白つぶれも緩和される。尚、上記
処理はヒストグラム上では、双峰性の二つのピーク
1 、B2 が1つのピークAに近づくように処理される
(図20)。即ち、低周波成分である背景の明暗、例え
ば、照明による明暗が緩和されるように処理される。
Discrimination reference value ηmaxCalculate compression factor A from
The method is shown in FIG.2Calculate the compression factor A from
It is similar to the method described above. That is, the discrimination reference value ηmaxIs η1Yo
If it is larger than 0, set the compression coefficient A to a constant value J smaller than 1.
The judgment reference value ηmaxIs η 1Compressor when smaller
The number A is the discrimination reference value ηmaxProportional to (with a negative coefficient)
To do so. That is, the discrimination reference value ηmaxBecomes larger
The function is set so that the compression coefficient A decreases in proportion to it.
Set. That is, the discrimination reference value ηmaxIs large (low frequency
Min., For example, the brightness distribution of the illumination intensity is large)
For the image, the compression coefficient A is small and the low frequency component is large.
Suppress. On the contrary, the discrimination reference value ηmaxIs small (low frequency
Min., For example, the difference in the brightness distribution of the illumination intensity is small)
The image is processed with a reduced suppression rate. By this
Therefore, the edges are not overemphasized.
Yes. In addition, the input image with a large difference
Black in dark areas when displayed on a narrow display device
Crushing and whitening in bright areas are also alleviated. The above
The processing shows two bimodal peaks on the histogram.
B1, B2Are processed to approach one peak A
(FIG. 20). That is, the background darkness, which is a low-frequency component,
For example, it is processed so that the light and darkness due to lighting is reduced.

【0091】上述したように、輝度分布の双峰係数は、
影及び日向をを含むシーンのように明部と暗部の2つに
明確に分かれ、明度差の大きい画像に対してより忠実に
その差を示すことができるので、明部と暗部の2つに明
確に分かれ、その明度差の大きい画像をより的確により
大きく圧縮することができる。又、輝度分布の双峰性を
表す双峰係数も統計的な量であるので、入力画像の局所
的な明部や暗部のような少数画素の影響をほとんど受け
ることがない。よって、常に安定して適切にダイナミッ
クレンジを圧縮することができる。又、少数画素の輝度
変化により圧縮係数が大きく変化することがないので、
動画像を処理する場合においてエッジ強調度合いが時間
的に不自然に変化することもない。
As described above, the bimodal coefficient of the luminance distribution is
It is clearly divided into two parts, a light part and a dark part, like a scene including shadows and sun rays, and it is possible to more faithfully show the difference in an image with a large difference in brightness. An image that is clearly divided and has a large difference in lightness can be compressed more accurately and largely. In addition, since the bimodal coefficient representing the bimodal nature of the luminance distribution is also a statistical quantity, it is hardly affected by a small number of pixels such as a local bright part or dark part of the input image. Therefore, the dynamic range can always be stably and appropriately compressed. Also, since the compression coefficient does not change significantly due to the change in the brightness of a few pixels,
In processing a moving image, the degree of edge enhancement does not change unnaturally with time.

【0092】(第3実施例)第1、第2実施例は、輝度
変換後の(フィルタ処理しない)入力画像から圧縮係数
Aを算出して処理する例であった。本実施例は、フィル
タ処理後の即ち低周波画像から圧縮係数Aを算出して処
理する例である。本実施例の画像処理装置60を図12
に示す。図は構成ブロック図である。本実施例の画像処
理装置60は、画像処理装置1 0における輝度分散算出
部17の前段に低周波画像抽出手段であるローパスフィ
ルタ61を設け、輝度分散算出部17を低周波画像の特
性を算出する特性量算出手段としたことが特徴である。
この時、特性量は勿論、分散である。これは、もともと
照明ムラ等の低周波成分は低周波画像であることに着目
したものである。即ち、その低周波画像から圧縮係数等
を得ることは、もとより高周波成分が緩和されるので合
理的である。尚、その他の構成は画像処理装置10と同
じであり、同一部位は同一番号で示してある。
(Third Embodiment) The first and second embodiments are examples in which the compression coefficient A is calculated and processed from the input image after the luminance conversion (without filter processing). The present embodiment is an example in which the compression coefficient A is calculated from the low-frequency image after the filter processing and is processed. The image processing device 60 of this embodiment is shown in FIG.
Shown in. The figure is a configuration block diagram. The image processing device 60 of the present embodiment is provided with a low-pass filter 61, which is a low-frequency image extracting means, in the preceding stage of the brightness dispersion calculating unit 17 in the image processing device 10, and the brightness dispersion calculating unit 17 calculates the characteristics of the low-frequency image. The characteristic feature is that it is a characteristic amount calculating means.
At this time, the characteristic amount is, of course, dispersion. This focuses on the fact that low-frequency components such as uneven illumination are low-frequency images. That is, it is rational to obtain the compression coefficient and the like from the low-frequency image because the high-frequency component is naturally relaxed. The other configurations are the same as those of the image processing apparatus 10, and the same parts are denoted by the same reference numerals.

【0093】上記構成において、輝度分散算出部17前
段にローパスフィルタ61 を設けているので、輝度分散
算出部17には画像の急激な輝度変化である局所的な明
部や暗部は高周波成分として取り除かれて入力される。
又は、その変化分が緩和されて入力される。従って、圧
縮係数算出部18からは局所的な明部や暗部の影響が低
減された圧縮係数Aが算出される。又、その圧縮係数A
の算出における局所的な明部や暗部の影響は、ローパス
フィルタ61のカットオフ周波数及び/又は透過係数を
調整することで制御される。例えば、ローパスフィルタ
61のカットオフ周波数を小さくすれば、圧縮係数Aの
算出における局所的な明部や暗部の影響をより小さくす
ることができる。このように構成しても、第1実施例の
画像処理装置と同様の効果が得られる。
In the above configuration, since the low-pass filter 61 is provided in the preceding stage of the brightness dispersion calculating unit 17, the brightness dispersion calculating unit 17 removes the local bright and dark parts, which are rapid brightness changes of the image, as high frequency components. Entered.
Alternatively, the changed amount is relaxed and input. Therefore, the compression coefficient calculation unit 18 calculates the compression coefficient A in which the influence of the local bright portion or dark portion is reduced. Also, the compression coefficient A
The influence of the local bright portion or dark portion in the calculation of is controlled by adjusting the cutoff frequency and / or the transmission coefficient of the low pass filter 61. For example, if the cutoff frequency of the low-pass filter 61 is reduced, it is possible to further reduce the local influence of the bright portion and the dark portion in the calculation of the compression coefficient A. Even with this configuration, the same effect as that of the image processing apparatus of the first embodiment can be obtained.

【0094】又、本実施例に示した輝度分散算出部17
と圧縮係数算出部18は、第2実施例に示した双峰係数
/圧縮係数算出部50に置換えることができる。その場
合は特性量は双峰係数となり、第2実施例の画像処理装
置と同様の効果が得られる。更に、輝度分散算出部17
は特性量算出手段である図示しない最大最小算出装置に
置き換えることもできる。最大最小算出装置が入力画像
(低周波画像)の最大値と最小値の差又は比を求めて、
圧縮係数算出部18がその求めた差又は比に応じて圧縮
係数Aを算出するようにしてもよい。最大最小算出装置
は、例えば図示しないヒストグラム探索装置であり、画
像のヒストグラムを探索すれば最大値及び最小値の差、
又は比を容易に求めることができる。最大値と最小値の
差又は比は、低周波画像の明暗差に略比例するで、その
特性量(差又は、比)が大きければ、大きく低周波成分
を抑制すればよい。同様な効果が得られる。ヒストグラ
ムから最大値と最小値の差又は比を求めることは、上記
分散及双峰係数に比較して計算量が少なく容易である。
演算が短時間であるので、高速に圧縮処理する画像処理
装置となる。このような構成としてもよい。
In addition, the luminance dispersion calculation unit 17 shown in this embodiment.
The compression coefficient calculation unit 18 can be replaced with the bimodal coefficient / compression coefficient calculation unit 50 shown in the second embodiment. In that case, the characteristic amount becomes a bimodal coefficient, and the same effect as that of the image processing apparatus of the second embodiment can be obtained. Furthermore, the brightness variance calculation unit 17
Can be replaced with a maximum / minimum calculation device (not shown) that is a characteristic amount calculation means. The maximum / minimum calculation device obtains the difference or ratio between the maximum value and the minimum value of the input image (low frequency image),
The compression coefficient calculation unit 18 may calculate the compression coefficient A according to the obtained difference or ratio. The maximum / minimum calculation device is, for example, a histogram search device (not shown), and if the histogram of the image is searched, the difference between the maximum value and the minimum value,
Alternatively, the ratio can be easily obtained. The difference or ratio between the maximum value and the minimum value is approximately proportional to the difference between the brightness and darkness of the low-frequency image, and if the characteristic amount (difference or ratio) is large, the low-frequency component may be greatly suppressed. Similar effects are obtained. Obtaining the difference or ratio between the maximum value and the minimum value from the histogram is easy with a small amount of calculation as compared with the variance and the bimodal coefficient.
Since the calculation takes a short time, the image processing apparatus can perform high-speed compression processing. Such a configuration may be adopted.

【0095】(第3実施例の変形)上記第3実施例は、
ローパスフィルタで低周波成分を作成し、それに基づい
て圧縮係数Aを算出する例であった。即ち、第1実施例
の画像処理装置10(図1)の輝度分散算出部17の前
段にローパスフィルタ61を設ける構成であった。この
構成は、更に簡略化することができる。即ち、図4の画
像処理装置30の輝度分散算出部17の前段にローパス
フィルタ装置31を設けて、図13に示す画像処理装置
70を構成してもよい。フレームメモリ12とハイパス
フィルタ13を省略することができる。更に、図14に
示すように、図13の画像処理装置70においてローパ
スフィルタ装置31とは異なる特性を有する第2のロー
パスフィルタ装置71を輝度分散算出部17前段に設け
ても良い。フィルタ特性を変えることで、圧縮係数Aを
変えることができる。即ち、低周波成分の抑制量を圧縮
係数算出部18の外部からも制御するようにしてもよ
い。
(Modification of Third Embodiment) The third embodiment is as follows.
This is an example in which a low frequency component is created by a low pass filter and the compression coefficient A is calculated based on the low frequency component. That is, the low-pass filter 61 is provided in the preceding stage of the luminance dispersion calculation unit 17 of the image processing apparatus 10 (FIG. 1) of the first embodiment. This configuration can be further simplified. That is, the image processing apparatus 70 shown in FIG. 13 may be configured by providing the low-pass filter device 31 in the preceding stage of the luminance dispersion calculation unit 17 of the image processing apparatus 30 of FIG. The frame memory 12 and the high pass filter 13 can be omitted. Further, as shown in FIG. 14, a second low-pass filter device 71 having a characteristic different from that of the low-pass filter device 31 in the image processing device 70 of FIG. 13 may be provided in the preceding stage of the luminance dispersion calculator 17. The compression coefficient A can be changed by changing the filter characteristic. That is, the suppression amount of the low frequency component may be controlled from outside the compression coefficient calculation unit 18.

【0096】(第4実施例)第1実施例乃至第3実施例
は、モノクロ濃淡画像に対してダイナミックレンジを圧
縮する画像処理装置の例であった。本実施例は、カラー
画像(濃淡画像)に対してダイナミックレンジの圧縮を
可能とする画像処理装置の1例である。図15に、本発
明の画像処理システムを示す。図は、カラー画像の圧縮
を可能とするカラー画像処理装置80を用いたシステム
である。本実施例の画像処理システムは、大きくカラー
画像撮像装置1c、カラー画像処理装置80、カラー表
示装置6c から構成される。そして、カラー画像処理装
置80は、デコード装置であるビデオデコーダ81、色
信号記憶装置であるrgbメモリ82、エンコード装置
である乗算器83r、83g、83b、ビデオエンコー
ダ84、輝度レベル変換器3、画像処理装置10から構
成される。尚、輝度レベル変換器3、画像処理装置1 0
は、第1 実施例のそれと同一である。
(Fourth Embodiment) The first to third embodiments are examples of the image processing apparatus for compressing the dynamic range of a monochrome grayscale image. The present embodiment is an example of an image processing apparatus capable of compressing a dynamic range for a color image (grayscale image). FIG. 15 shows an image processing system of the present invention. The figure shows a system using a color image processing apparatus 80 capable of compressing a color image. The image processing system according to the present embodiment mainly includes a color image pickup device 1c, a color image processing device 80, and a color display device 6c. The color image processing device 80 includes a video decoder 81 which is a decoding device, an rgb memory 82 which is a color signal storage device, multipliers 83r, 83g and 83b which are encoding devices, a video encoder 84, a brightness level converter 3, and an image. It is composed of the processing device 10. The brightness level converter 3 and the image processing device 10
Is the same as that of the first embodiment.

【0097】このカラー画像処理システムの処理プロセ
スは以下のとおりである。先ず、カラー画像撮像装置1
cで得られたアナログ画像信号をビデオデコーダ81に
送出する。ビデオデコーダ81は、カラー画像のRGB
データから輝度成分である輝度Yと、RGB信号を輝度
Yで除した補正RGBデータであるr 、g 、b の信号に
分解し、デジタル値で次段に出力する。即ち、輝度(信
号)Yは輝度レベル変換器3、画像処理装置10に送ら
れ、第1実施例と同様のプロセスで圧縮処理される。
又、r 、g、b 信号はrgbメモリ82に入力され記憶
される。
The processing process of this color image processing system is as follows. First, the color image pickup device 1
The analog image signal obtained in c is sent to the video decoder 81. The video decoder 81 uses RGB color images.
The data is decomposed into a luminance Y which is a luminance component and r, g and b signals which are corrected RGB data obtained by dividing an RGB signal by the luminance Y, and output as digital values to the next stage. That is, the brightness (signal) Y is sent to the brightness level converter 3 and the image processing device 10 and is compressed by the same process as in the first embodiment.
The r, g and b signals are input to and stored in the rgb memory 82.

【0098】画像処理装置10からは、画像の輝度分布
に応じて適切に圧縮処理された輝度信号Y''が出力され
る。rgbメモリからはこの輝度Y''に対応するr 、g
、b信号が読み出され、エンコード装置である各々の乗
算器83r 、83g 、83bにおいてR’=RY''/
Y、G’=GY''/Y、B’=BY''/Yが演算され
る。こうして得られたR’、G’、B’信号は、入力画
像の輝度分布に応じて適切に明暗差の抑制された新たな
RGB信号となる。そして、ビデオエンコーダ84がこ
のRGB信号を基にアナログカラー信号を生成し、カラ
ー画像表示装置6cに出力する。このようにして、カラ
ー画像処理装置80は色情報に影響を与えることなく明
暗差を圧縮することができる。
The image processing apparatus 10 outputs a luminance signal Y ″ which has been appropriately compressed according to the luminance distribution of the image. From the rgb memory, r, g corresponding to this luminance Y ″
, B signals are read out, and R ′ = RY ″ / in each of the multipliers 83r, 83g, 83b which are encoding devices.
Y, G ′ = GY ″ / Y, B ′ = BY ″ / Y are calculated. The R ′, G ′, and B ′ signals obtained in this way become new RGB signals in which the difference in brightness is appropriately suppressed according to the luminance distribution of the input image. Then, the video encoder 84 generates an analog color signal based on this RGB signal and outputs it to the color image display device 6c. In this way, the color image processing device 80 can compress the difference in brightness without affecting the color information.

【0099】(変形例)本発明は、他にも様々な形態で
実施することができる。例えば、第1実施例(図1)で
はハイパスフィルタ装置11をフレームメモリ12とハ
イパスフィルタ13で構成しソフトウエアで処理した
が、図16に示すようにDSP(DigitalSignal Proces
sor)等で構成したハイパスフィルタ装置11aを用い
てもよい。この時は、フィルタ設定部14に代えて、係
数演算器35を設け、それによりハイパスフィルタ装置
11aを制御するようにする。即ち、抑制係数Bでハイ
パスフィルタ装置11aの特性を制御する。このように
構成してもよい。同等の効果が得られる。
(Modification) The present invention can be implemented in various other forms. For example, in the first embodiment (FIG. 1), the high-pass filter device 11 is composed of the frame memory 12 and the high-pass filter 13 and processed by software. However, as shown in FIG.
The high-pass filter device 11a composed of sor) or the like may be used. At this time, a coefficient calculator 35 is provided in place of the filter setting unit 14 to control the high-pass filter device 11a. That is, the suppression coefficient B controls the characteristics of the high-pass filter device 11a. You may comprise in this way. The same effect can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1実施例に係る画像処理装置を用い
た画像処理システム構成図。
FIG. 1 is a configuration diagram of an image processing system using an image processing apparatus according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第1実施例に係る分散を用いた圧縮係
数の算出方法説明図。
FIG. 2 is an explanatory diagram of a compression coefficient calculation method using dispersion according to the first embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第1実施例に係るハイパスフィルタ特
性図。
FIG. 3 is a characteristic diagram of a high-pass filter according to the first embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第1実施例の変形例に係る画像処理装
置構成図。
FIG. 4 is a configuration diagram of an image processing apparatus according to a modification of the first embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第1実施例の変形例に係る画像処理装
置に用いるローパスフィルタ特性図。
FIG. 5 is a characteristic diagram of a low-pass filter used in the image processing apparatus according to the modified example of the first embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第1実施例に係る画像処理装置の変形
例における抑制係数Bの算出方法説明図(a)、伸長係
数Cの算出方法説明図(b)。
FIG. 6 is an explanatory view (a) of a method of calculating a suppression coefficient B and an explanatory view (b) of a method of calculating an expansion coefficient C in a modified example of the image processing apparatus according to the first embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第1実施例の変形例に係る非線形抑制
可能な画像処理装置の構成図。
FIG. 7 is a configuration diagram of an image processing apparatus capable of nonlinear suppression according to a modification of the first embodiment of the present invention.

【図8】本発明の第1実施例の変形例に係る非線形抑制
関数を説明する説明図。
FIG. 8 is an explanatory diagram illustrating a non-linear suppression function according to a modification of the first embodiment of the present invention.

【図9】本発明の第2実施例に係る画像処理装置の構成
図。
FIG. 9 is a configuration diagram of an image processing apparatus according to a second embodiment of the present invention.

【図10】本発明の第2実施例に係る双峰係数/圧縮係
数算出部の構成図。
FIG. 10 is a configuration diagram of a bimodal coefficient / compression coefficient calculation unit according to the second embodiment of the present invention.

【図11】本発明の第2実施例に係る双峰係数を用いた
圧縮係数の算出方法説明図。
FIG. 11 is an explanatory diagram of a compression coefficient calculation method using a bimodal coefficient according to the second embodiment of the present invention.

【図12】本発明の第3実施例に係る画像処理装置の構
成図。
FIG. 12 is a configuration diagram of an image processing apparatus according to a third embodiment of the present invention.

【図13】本発明の第3実施例に係る画像処理装置の変
形例を示す構成図。
FIG. 13 is a configuration diagram showing a modified example of the image processing apparatus according to the third embodiment of the present invention.

【図14】本発明の第3実施例に係る画像処理装置の変
形例を示す構成図。
FIG. 14 is a configuration diagram showing a modification of the image processing apparatus according to the third embodiment of the present invention.

【図15】本発明の第4実施例に係るカラー画像処理装
置の構成図。
FIG. 15 is a configuration diagram of a color image processing device according to a fourth embodiment of the invention.

【図16】本発明の第1実施例に係る変形例の画像処理
装置を用いた画像処理システム構成図。
FIG. 16 is a configuration diagram of an image processing system using an image processing apparatus of a modified example according to the first embodiment of the present invention.

【図17】従来例における低周波成分と高周波成分から
なる入力画像の1次元輝度分布図。
FIG. 17 is a one-dimensional luminance distribution diagram of an input image including low frequency components and high frequency components in the conventional example.

【図18】従来例におけるダイナミックレンジの変化を
説明する入力画像のヒストグラム。
FIG. 18 is a histogram of an input image for explaining a change in dynamic range in the conventional example.

【図19】本発明の照明差による分散の違いを示したヒ
ストグラム。
FIG. 19 is a histogram showing the difference in dispersion according to the illumination difference of the present invention.

【図20】本発明の双峰性と抑圧によるピークの移動を
示したヒストグラム。
FIG. 20 is a histogram showing peak shift due to bimodality and suppression of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

3…輝度レベル変換器 10、20、30…画像処理装置 12…フレームメモリ 13…ハイパスフィルタ 14…フィルタ設定部 15…加算値設定部 16…加算器 17…輝度分散算出部 18…圧縮係数算出部 31…ローパスフィルタ 32、34…乗算器 33…減算器 35、42…係数演算器 40、60、70…画像処理装置 41…輝度変換器 50…双峰係数/圧縮係数算出部 81…ビデオデコーダ 82…rgbメモリ 83r、83g、83b…乗算器 84…ビデオエンコーダ 3 ... Luminance level converter 10, 20, 30 ... Image processing device 12 ... Frame memory 13 ... High-pass filter 14 ... Filter setting unit 15 ... Additional value setting section 16 ... Adder 17 ... Luminance variance calculator 18 ... Compression coefficient calculation unit 31 ... Low-pass filter 32, 34 ... Multiplier 33 ... Subtractor 35, 42 ... Coefficient calculator 40, 60, 70 ... Image processing device 41 ... Luminance converter 50 ... Bimodal coefficient / compression coefficient calculation unit 81 ... Video decoder 82 ... rgb memory 83r, 83g, 83b ... Multiplier 84 ... Video encoder

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Claims (32)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 入力画像の低周波成分を抑制することに
よりダイナミックレンジを圧縮する画像処理方法におい
て、 入力画像の輝度分布の分散に関連した分散関連値を求
め、求められた分散関連値に基づいて、入力画像の低周
波成分を抑制することによりダイナミックレンジを圧縮
することを特徴とする画像処理方法。
1. An image processing method for compressing a dynamic range by suppressing low-frequency components of an input image, wherein a variance-related value related to a variance of a luminance distribution of an input image is obtained, and based on the obtained variance-related value. And compressing the dynamic range by suppressing low frequency components of the input image.
【請求項2】 前記分散関連値が大きい程、前記低周波
成分の抑制量を大きくすることを特徴とする請求項1に
記載の画像処理方法。
2. The image processing method according to claim 1, wherein the suppression amount of the low frequency component is increased as the dispersion related value is increased.
【請求項3】 入力画像の低周波成分を抑制することに
よりダイナミックレンジを圧縮する画像処理方法におい
て、 入力画像の輝度分布において、双峰性の程度を表す双峰
係数に基づいて、入力画像の低周波成分を抑制すること
によりダイナミックレンジを圧縮することを特徴とする
画像処理方法。
3. An image processing method for compressing a dynamic range by suppressing a low frequency component of an input image, wherein the luminance distribution of the input image is based on a bimodal coefficient representing a degree of bimodality, An image processing method characterized by compressing a dynamic range by suppressing low-frequency components.
【請求項4】 前記双峰係数が大きい程、前記低周波成
分の抑制量を大きくすることを特徴とする請求項3に記
載の画像処理方法。
4. The image processing method according to claim 3, wherein the suppression amount of the low frequency component is increased as the bimodal coefficient is increased.
【請求項5】 入力画像の低周波成分を抑制することに
よりダイナミックレンジを圧縮する画像処理方法におい
て、 入力画像の低周波成分から成る低周波画像を求め、その
低周波画像の輝度分布の広がりを示す特性量に基づい
て、入力画像の低周波成分を抑制することによりダイナ
ミックレンジを圧縮することを特徴とする画像処理方
法。
5. An image processing method for compressing a dynamic range by suppressing low-frequency components of an input image, wherein a low-frequency image composed of low-frequency components of the input image is obtained, and the spread of luminance distribution of the low-frequency image is expanded. An image processing method characterized by compressing a dynamic range by suppressing a low-frequency component of an input image based on a characteristic amount shown.
【請求項6】 前記特性量は、前記輝度分布の分散に関
連した分散関連値であることを特徴とする請求項5に記
載の画像処理方法。
6. The image processing method according to claim 5, wherein the characteristic amount is a dispersion related value related to the dispersion of the luminance distribution.
【請求項7】 前記特性量は、前記輝度分布の双峰性の
程度を表す双峰係数であることを特徴とする請求項5に
記載の画像処理方法。
7. The image processing method according to claim 5, wherein the characteristic amount is a bimodal coefficient that represents a degree of bimodality of the luminance distribution.
【請求項8】 前記特性量は、前記輝度分布における輝
度の最大値と最小値との差、又は、最大値と最小値との
比であることを特徴とする請求項5に記載の画像処理方
法。
8. The image processing according to claim 5, wherein the characteristic amount is a difference between a maximum value and a minimum value of brightness in the brightness distribution, or a ratio between the maximum value and the minimum value. Method.
【請求項9】 前記特性量が大きい程、前記低周波成分
の抑制量を大きくすることを特徴とする請求項6乃至請
求項8の何れか1項に記載の画像処理方法。
9. The image processing method according to claim 6, wherein the amount of suppression of the low frequency component is increased as the characteristic amount is increased.
【請求項10】 入力画像の低周波成分を抑制すること
によりダイナミックレンジを圧縮する画像処理装置にお
いて、 入力画像の輝度分布の分散に関連した分散関連値を算出
する輝度分散算出手段と、 前記輝度分散算出手段により求められた分散関連値に基
づいて、前記入力画像において、前記入力画像の低周波
成分を抑制することによりダイナミックレンジを圧縮す
るレンジ圧縮手段とを備えたことを特徴とする画像処理
装置。
10. An image processing apparatus for compressing a dynamic range by suppressing a low frequency component of an input image, a brightness variance calculating means for calculating a variance related value related to a variance of a brightness distribution of an input image, and the brightness. Image processing, characterized in that, in the input image, based on the dispersion-related value obtained by the dispersion calculation means, range compression means for compressing a dynamic range by suppressing low-frequency components of the input image is provided. apparatus.
【請求項11】 前記レンジ圧縮手段は、前記分散関連
値が大きい程、前記低周波成分の抑制量を大きくする装
置であることを特徴とする請求項10に記載の画像処理
装置。
11. The image processing apparatus according to claim 10, wherein the range compression unit is a device that increases the suppression amount of the low frequency component as the dispersion-related value increases.
【請求項12】 入力画像の低周波成分を抑制すること
によりダイナミックレンジを圧縮する画像処理装置にお
いて、 入力画像の輝度分布において、双峰性の程度を表す双峰
係数を算出する双峰係数算出手段と、 前記双峰係数算出手段により算出された前記双峰係数に
基づいて、入力画像の低周波成分を抑制することにより
ダイナミックレンジを圧縮するレンジ圧縮手段とを備え
たことを特徴とする画像処理装置。
12. An image processing apparatus for compressing a dynamic range by suppressing a low frequency component of an input image, wherein a bimodal coefficient calculation for calculating a bimodal coefficient representing a degree of bimodality in a luminance distribution of the input image. An image comprising: means for compressing a dynamic range by suppressing a low frequency component of an input image based on the bimodal coefficient calculated by the bimodal coefficient calculating means. Processing equipment.
【請求項13】 前記レンジ圧縮手段は、前記双峰係数
が大きい程、前記低周波成分の抑制量を大きくする装置
であることを特徴とする請求項12に記載の画像処理装
置。
13. The image processing apparatus according to claim 12, wherein the range compression unit is a device that increases the suppression amount of the low frequency component as the bimodal coefficient increases.
【請求項14】 入力画像の低周波成分を抑制すること
によりダイナミックレンジを圧縮する画像処理装置にお
いて、 入力画像からその入力画像の低周波成分から成る低周波
画像を抽出する低周波画像抽出手段と、 前記低周波画像抽出手段により抽出された前記低周波画
像の輝度分布の広がりを示す特性量を算出する特性量算
出手段と、 前記特性量算出手段により求められた特性量に基づい
て、前記入力画像において、前記入力画像の低周波成分
を抑制することによりダイナミックレンジを圧縮するレ
ンジ圧縮手段とを備えたことを特徴とする画像処理装
置。
14. An image processing apparatus for compressing a dynamic range by suppressing low frequency components of an input image, comprising: A characteristic amount calculation unit that calculates a characteristic amount indicating the spread of the luminance distribution of the low frequency image extracted by the low frequency image extraction unit; and the input based on the characteristic amount obtained by the characteristic amount calculation unit An image processing apparatus, comprising: a range compression unit that compresses a dynamic range by suppressing a low frequency component of the input image.
【請求項15】 前記特性量は、前記輝度分布の分散に
関連した分散関連値であることを特徴とする請求項14
に記載の画像処理装置。
15. The characteristic amount is a dispersion-related value related to the dispersion of the luminance distribution.
The image processing device according to item 1.
【請求項16】 前記特性量は、前記輝度分布の双峰性
の程度を表す双峰係数であることを特徴とする請求項1
4に記載の画像処理装置。
16. The bimodal coefficient representing the bimodal degree of the luminance distribution, wherein the characteristic amount is a bimodal coefficient.
4. The image processing device according to item 4.
【請求項17】 前記特性量は、前記輝度分布における
輝度の最大値と最小値との差、又は、最大値と最小値と
の比であることを特徴とする請求項14に記載の画像処
理装置。
17. The image processing according to claim 14, wherein the characteristic amount is a difference between a maximum value and a minimum value of brightness in the brightness distribution, or a ratio between the maximum value and the minimum value. apparatus.
【請求項18】 前記特性量が大きい程、前記低周波成
分の抑制量を大きくすることを特徴とする請求項15乃
至請求項17の何れか1項に記載の画像処理装置。
18. The image processing apparatus according to claim 15, wherein the amount of suppression of the low frequency component is increased as the characteristic amount is increased.
【請求項19】 前記レンジ圧縮手段は、低周波成分を
抑制した後の画像の平均輝度を修正する平均輝度修正手
段を有することを特徴とする請求項10乃至請求項18
の何れか1項に記載の画像処理装置。
19. The range compression means comprises an average brightness correction means for correcting the average brightness of an image after suppressing low frequency components.
The image processing apparatus according to any one of 1.
【請求項20】 前記レンジ圧縮手段は、前記輝度分散
算出手段により求められた分散関連値に基づいて少なく
ともダイナミックレンジの圧縮係数を決定する圧縮係数
算出手段と、 入力画像の低周波成分を抑制する低周波成分抑制手段
と、 前記圧縮係数に基づいて、前記低周波成分抑制手段の特
性を設定する抑制特性設定手段と、 を有することを特徴とする請求項10又は請求項11に
記載の画像処理装置。
20. The range compressing means determines a compression coefficient of at least a dynamic range based on the dispersion-related value calculated by the luminance dispersion calculating means, and suppresses low frequency components of an input image. The image processing according to claim 10 or 11, further comprising: low-frequency component suppressing means, and suppression characteristic setting means for setting characteristics of the low-frequency component suppressing means based on the compression coefficient. apparatus.
【請求項21】 前記レンジ圧縮手段は、前記双峰係数
算出手段により算出された双峰係数に基づいて少なくと
もダイナミックレンジの圧縮係数を決定する圧縮係数算
出手段と、 入力画像の低周波成分を抑制する低周波成分抑制手段
と、 前記圧縮係数に基づいて、前記低周波成分抑制手段の特
性を設定する抑制特性設定手段と、 を有することを特徴とする請求項12又は請求項13に
記載の画像処理装置。
21. The range compression means determines a compression coefficient of at least a dynamic range based on the bimodal coefficients calculated by the bimodal coefficient calculation means, and suppresses low frequency components of an input image. 14. The image according to claim 12 or 13, further comprising: a low-frequency component suppressing unit configured to perform: a suppression characteristic setting unit configured to set a characteristic of the low-frequency component suppressing unit based on the compression coefficient. Processing equipment.
【請求項22】 前記レンジ圧縮手段は、前記特性量算
出手段により算出された特性量に基づいて少なくともダ
イナミックレンジの圧縮係数を決定する圧縮係数算出手
段と、 入力画像の低周波成分を抑制する低周波成分抑制手段
と、 前記圧縮係数に基づいて、前記低周波成分抑制手段の特
性を設定する抑制特性設定手段と、 を有することを特徴とする請求項14乃至請求項18の
何れか1項に記載の画像処理装置。
22. The range compression means includes a compression coefficient calculation means for determining at least a compression coefficient of a dynamic range based on the characteristic amount calculated by the characteristic amount calculation means, and a low-frequency component for suppressing a low frequency component of an input image. 19. A frequency component suppressing means, and a suppression characteristic setting means for setting a characteristic of the low frequency component suppressing means on the basis of the compression coefficient, according to any one of claims 14 to 18. The image processing device described.
【請求項23】 前記レンジ圧縮手段は、前記圧縮係数
算出手段によって得られた前記圧縮係数と輝度平均とに
基づいて補正加算値を設定する加算値設定手段と、 前記低周波成分抑制手段による抑制処理後の全画素に、
前記補正加算値を加算する加算器と から成る平均輝度修正手段を、さらに、有することを特
徴とする請求項20乃至請求項22の何れか1項に記載
の画像処理装置。
23. The range compression means, an addition value setting means for setting a correction addition value based on the compression coefficient and the luminance average obtained by the compression coefficient calculation means, and suppression by the low frequency component suppression means. For all pixels after processing,
23. The image processing apparatus according to claim 20, further comprising an average brightness correction unit including an adder that adds the correction addition value.
【請求項24】 前記レンジ圧縮手段は、前記圧縮係数
に基づいて補正乗算値を設定する乗算値設定手段と、前
記低周波成分抑制手段による抑制処理後の全画素に前記
補正乗算値を乗算する乗算器とを備えたことを特徴とす
る請求項20乃至請求項23の何れか1項に記載の画像
処理装置。
24. The range compression means multiplies the correction multiplication value by a multiplication value setting means for setting a correction multiplication value based on the compression coefficient, and all the pixels after the suppression processing by the low frequency component suppression means. 24. The image processing device according to claim 20, further comprising a multiplier.
【請求項25】 前記レンジ圧縮手段は、入力に対数変
換装置を備え、その対数変換装置の出力を前記入力画像
としたことを特徴とする請求項20乃至請求項24の何
れか1項に記載の画像処理装置。
25. The range compression means is provided with a logarithmic conversion device at an input, and the output of the logarithmic conversion device is used as the input image. Image processing device.
【請求項26】 前記低周波成分抑制手段は、ハイパス
フィルタ装置であることを特徴とする請求項20乃至請
求項25の何れか1項に記載の画像処理装置。
26. The image processing apparatus according to claim 20, wherein the low-frequency component suppressing unit is a high-pass filter device.
【請求項27】 前記ハイパスフィルタ装置は、ハイパ
スフィルタ手段と画像メモリ手段からなることを特徴と
する請求項26に記載の画像処理装置。
27. The image processing apparatus according to claim 26, wherein the high-pass filter device includes high-pass filter means and image memory means.
【請求項28】 前記低周波成分抑制手段はローパスフ
ィルタ装置と、該ローパスフィルタ処理後の各輝度と前
記抑制特性設定手段によって設定された抑制係数とを乗
算する乗算器と、入力画像から前記乗算器の乗算結果を
減算する減算器とからなることを特徴とする請求項20
乃至請求項25の何れか1項に記載の画像処理装置。
28. The low frequency component suppressing means is a low-pass filter device, a multiplier for multiplying each luminance after the low-pass filter processing by a suppression coefficient set by the suppressing characteristic setting means, and the multiplication from an input image. 21. A subtractor for subtracting the multiplication result of the multiplier.
The image processing apparatus according to claim 25.
【請求項29】 前記低周波成分抑制手段は、ローパス
フィルタ装置と、前記圧縮係数に基づいてローパスフィ
ルタ処理後の各輝度を非線形に補正する非線形補正手段
と、入力画像から前記非線形補正された画像を減算する
減算器とからなることを特徴とする請求項20乃至請求
項25の何れか1項に記載の画像処理装置。
29. The low-frequency component suppressing means, a low-pass filter device, a non-linear correcting means for non-linearly correcting each luminance after low-pass filtering based on the compression coefficient, and the non-linearly corrected image from an input image. 26. The image processing apparatus according to claim 20, further comprising a subtractor that subtracts
【請求項30】 前記入力画像は濃淡画像であることを
特徴とする請求項10乃至請求項29の何れか1項に記
載の画像処理装置。
30. The image processing apparatus according to claim 10, wherein the input image is a grayscale image.
【請求項31】 前記入力画像はカラー画像であり、カ
ラー画像から得られる輝度成分に関して前記ダイナミッ
クレンジの圧縮が行なわれることを特徴とする請求項1
0乃至請求項29の何れか1項に記載の画像処理装置。
31. The input image is a color image, and compression of the dynamic range is performed with respect to a luminance component obtained from the color image.
The image processing device according to any one of claims 0 to 29.
【請求項32】 前記レンジ圧縮装置は、前記カラー画
像のRGBデータから輝度成分と、RGBデータを輝度
成分で除して得られる補正RGBデータとに分解するデ
コード装置と、 前記輝度成分に関してダイナミックレンジの圧縮を行
い、 圧縮された輝度成分と前記補正RGBデータとの積によ
りダイナミックレンジの圧縮されたRGBデータを得る
エンコード装置と、 を有することを特徴とする請求項31に記載の画像処理
装置。
32. The range compressing device decomposes RGB data of the color image into a luminance component and corrected RGB data obtained by dividing the RGB data by a luminance component, and a decoding device, and a dynamic range for the luminance component. 32. The image processing device according to claim 31, further comprising: an encoding device that obtains RGB data having a compressed dynamic range by compressing the compressed luminance component and the corrected RGB data.
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