画像処理装置

【課題】入力信号の着目画素に対して近傍画素、周辺画素の色相角差、色相変化の方向に着目し、それに応じた補正を施しコントラスト感の調整を可能にする。
【解決手段】入力データ１を色相空間変換部２で色相値に変換し、近傍画素色相角計算部３で着目画素と近傍領域内の画素との色相角を計算し、周辺画素色相角計算部４で着目画素と周辺領域内の画素との色相角を計算し、３，４で求めた色相角差の値と色相変化の方向を用いて色相補正量計算部５で元の色相値に対する補正量を求める。５で求めた補正量を色相補正部６で元の色相値に対して補正を施し、出力データ７とする。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラズマディスプレイ又は液晶などのカラー画像表示装置に関するものであり、着目画素と近傍領域内の画素との色相差と、近傍領域よりも大きな距離を持つ周辺領域内の画素との色相差の２つの情報から色相補正量を求め、人間の視覚特性に合わせたコントラスト調整を実現させるための画像処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
高齢者などの年齢経過や個人差による視覚機能の低下を補償するために、色相の変化に対してトランジェント部分の強調処理を行う。また、カラー画像の隣接するピクセル間のカラーバランスから人間の視覚特性に合致するよう色再現範囲を変換する技術がある（例えば、特許文献１及び特許文献２）。
【特許文献１】特開平９−９７３３３号公報
【特許文献２】特開平８−１３９９５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記従来の手法によれば、色相変化のみに着目した強調処理であるので、例えば様々な色相を含んだテクスチャを多く含む画像などでは全てのピクセルにおいて色相が強調処理されてしまい、処理画像が原画像の色再現性を大きく損なう可能性がある。
本手法では上記問題点を解決するために、着目画素と隣接する近傍領域内の画素との情報に加えて、前記の近傍領域内画素より距離の大きい周辺領域内の画素との情報も考慮することで、シーンによって強調処理を行わない等、適切な強調処理を行うことを可能とすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
第１の発明は、カラー画像において入力データから得られる色相値を補正する画像補正装置であって、入力信号のＲＧＢ信号またはＹＵＶ信号から色相空間へ変換する第１の関数により変換する色相空間変換部と、前記色相空間変換部により変換された色相値において、着目画素と近傍画素との色相角差と色相変化の向きを表す第２の関数を算出する近傍画素色相角計算部と、前記色相空間変換部により変換された色相値において、着目画素と前記近傍画素とは異なる周辺画素との色相角差と色相変化の向きを表す第３の関数を算出する周辺画素色相角計算部と、前記第２、第３の関数から着目画素に対する色相補正量を算出する第４の関数を計算する色相補正量計算部と、前記色相補正量計算部により計算された第４の関数で求められた補正量を元の色相値と合成する第５の関数を有する色相補正部とを備えることを特徴とする。
第２の発明は、前記近傍画素色相角計算部及び周辺画素色相角計算部では、前記第２、第３の関数において、着目画素と対象領域内における任意の数の画素の色相角をそれぞれ比較し、色相差と色相変化の方向を考慮した色相変化量を算出し、着目画素と対象領域内の画素に対する色変化を求めることを特徴とする。
第３の発明は、前記第４の関数において、ｍ＜ｎが成り立つ、着目画素から距離ｍを持つ近傍画素との色相変化量をＨｍとし、着目画素から距離ｎを持つ周辺画素との色相変化量をＨｎとすると、ＨｍとＨｎの値から着目画素に対する色相補正量を算出することを特徴とする。
第４の発明は、前記色相補正量算出において、Ｈｍ、Ｈｎの値がある程度小さい場合に、着目画素と周辺画素との色相値に基づいて色相補正量を算出することを特徴とする。
第５の発明は、前記色相補正量算出において、Ｈｍ、Ｈｎの値が大きい、または着目画素と周辺画素との色相が近い程、色相補正量を小さくすることを特徴とする。
第６の発明は、前記色相補正量計算について、補正する割合が強い程、着目画素と周辺領域との色相角の相対距離を大きくする補正量を算出することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００５】
以上のように、本発明によれば、画像内に一定のテクスチャが存在し、着目画素に隣接する近傍領域内、または周辺領域内での画素の色相変化が激しい場合には色相補正を施さず、近傍または周辺領域においてそれぞれ色相変化が少なく、近傍領域と周辺領域の色相差がある程度の距離を持つ場合にのみに着目画素に対して色相補性を施すことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
本発明の具体的な例について図を用いて説明する。図１は入力カラー画像に対してシーンに適応した色相調整を行う画像補正装置のブロック図である。この画像補正装置は、図１に示すように、カラー映像信号であるＲＧＢ信号またはＹＵＶ信号の入力１から色相値に変換する色相空間変換部２、色相空間変換部により変換された色相値から着目画素に対する近傍画素との色相変化量を算出する近傍画素色相角計算部３と、着目画素に対する周辺画素との色相変化量を算出する周辺画素色相角計算部４を有する。
さらに、近傍画素色相角計算部３、周辺画素色相角計算部４で算出された色相角と領域内の色相変化量情報から着目画素に対しての色相補正量を算出する色相補正量計算部５、色相補正量計算部５で算出された補正量と色相空間変換部２を通った補正前データと合成する色相補正部６で構成されている。
近傍画素色相角計算部３は、着目画素の色相値から着目画素の近傍に配置された近傍画素の色相角を差分し、近傍領域内の画素との色相変化量を算出する。図２は着目画素と着目画素の近傍に配置された近傍領域内画素の関係を示す図である。
例として、着目画素に対して右下の画素に注目した場合、着目画素をＸ（ｉ，ｊ）、着目画素からの距離ｍを持つ近傍画素をＸ（ｉ＋ｍ，ｊ＋ｍ）とすると、２つの画素の色相角の差分をＨｍ１とした場合、次式で表される。これを対象とするｋ箇所の近傍画素に対してそれぞれＨｍ１からＨｍｋまで求める。
【０００７】
【数１】

【０００８】
次に、前記で算出されたＨｍ１からＨｍｋの色相差分値に対して次式を適応し、各近傍画素同士の色相変化量Ｈｍを算出する。このＨｍが小さいほど近傍領域内での色相変化が少ないとする。
【０００９】
【数２】

【００１０】
同様に、図３に示すように、ｍ＜ｎである距離ｎを持つ周辺画素に対しても次式にて色相角の差分と、周辺領域内画素の色相変化量Ｈｎを求める。
【００１１】
【数３】

【００１２】
【数４】

【００１３】
Ｈｍ、Ｈｎの値が小さいほど、該当領域では色相変化が小さいと判断できるため、図４に示すように、近傍画素の色相値の平均値を色相角−１８０°〜１８０°で正規化した値をＨａｍ、周辺画素の色相値の平均を同様に正規化した値をＨａｎとし、ＨａｍとＨａｎの色相角差をＨａｎｇとすると、着目画素に対する色相補正量を次式で定義することで色相補正量ΔＨを算出する。
【００１４】
【数５】

【００１５】
図１の色相補正部６にて補正前の色相値ＸにΔＨを加算したものを補正後の色相値Ｘ’として出力データとする。例として、着目画素Ｘの色相角を１２０、Ｈａｍ＝１２０、Ｈａｎ＝２０、Ｈｍ＝０．１、Ｈｎ＝０．３、Ｈａｎｇ＝１００とした場合、下記の補正量が算出される。
ΔＨ＝（１ − ０．１）＊（１ − ０．３）＊（１８０ - １００）＊（１００／１８０） ≒２８
得られた補正量ΔＨ＝２８を、着目画素Ｘの色相値１２０に対して加算し着目画素の色相値を１４８とする。この補正により、周辺画素に対して、着目画素の色相角の相対距離を広げる。
このような処理により、本発明においては、領域内の色相変化が大きい場合はテクスチャが多いと判断し着目画素に対して色相補正を弱め、色相変化が少なく近傍領域と周辺領域との色相差が大きい場合は、周辺画素に対して色相角の相対距離が広がるように色相補正を行うことが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００１６】
本発明による画像処理装置では、多くのテクスチャから構成されるような高周波成分の多い画像に対しては画像補正を施さず、ある程度の領域を持ちその領域内にて低周波成分で構成される画像に対してのみ画質補正を施すため、画質補正が有効なシーンに対してのみ補正を施すことができる。また色相に対する補正のため、人間の視覚特性に合わせた補正量の調整が容易となるため、デジタルテレビなどの画質設定メニューなどと連動させた画質補正に有効である。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施例のカラー画像処理装置のブロック図
【図２】着目画素と近傍領域内画素との色相角差を算出するための領域を示す図
【図３】近傍領域内画素と周辺領域内領域を示す図
【図４】着目画素と周辺画素との色相関係と色相補正を示す図
【符号の説明】
【００１８】
１入力データ
２色相空間変換部
３周辺画素色相角計算部
４周辺領域色相角計算部
５色相補正量計算部
６色相補正部
７出力データ

【特許請求の範囲】
【請求項１】
カラー画像において入力データから得られる色相値を補正する画像補正装置であって、
入力信号のＲＧＢ信号またはＹＵＶ信号から色相空間へ変換する色相空間変換部と、
前記色相空間変換部により変換された色相値において、着目画素と近傍画素との色相角差と色相変化の向きを算出する近傍画素色相角計算部と、
前記色相空間変換部により変換された色相値において、着目画素と前記近傍画素とは異なる周辺画素との色相角差と色相変化の向きを算出する周辺画素色相角計算部と、
前記近傍画素色相角計算部と周辺画素色相角計算部の算出結果から着目画素に対する色相補正量を計算する色相補正量計算部と、
前記色相補正量計算部により計算された結果から補正量を元の色相値と合成する色相補正部とを備えることを特徴とする画像補正装置。
【請求項２】
前記近傍画素色相角計算部及び周辺画素色相角計算部では、着目画素と前記近傍画素及び前記周辺画素の対象領域内における任意の数の画素の色相角をそれぞれ比較し、色相差と色相変化の方向を考慮した色相変化量を算出し、着目画素と対象領域内の画素に対する色変化を求めることを特徴とする請求項１に記載の画像補正装置。
【請求項３】
前記色相補正量計算部では、着目画素から距離ｍを持つ近傍画素との色相変化量をＨｍとし、着目画素から距離ｎ（ｍ＜ｎ）を持つ周辺画素との色相変化量をＨｎとすると、ＨｍとＨｎの値から着目画素に対する色相補正量を算出することを特徴とする請求項１に記載の画像補正装置。
【請求項４】
前記色相補正量計算部では、前記色相補正量算出において、Ｈｍ、Ｈｎの値が所定の閾値よりも小さい場合に、着目画素と周辺画素との色相値に基づいて色相補正量を算出する請求項３に記載の画像補正装置。
【請求項５】
前記色相補正量計算部では、前記色相補正量算出において、Ｈｍ、Ｈｎの値が所定の閾値よりも大きい場合、または着目画素と周辺画素との色相が近い程、色相補正量を小さくする請求項３に記載の画像補正装置。
【請求項６】
前記色相補正量計算部では、前記色相補正量計算において、補正する割合が強い程、着目画素と周辺領域との色相角の相対距離を大きくする補正量を算出する画像補正装置。

【図１】