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JP2010021694A - Edge enhancement image processing apparatus - Google Patents

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JP2010021694A
JP2010021694A JP2008178952A JP2008178952A JP2010021694A JP 2010021694 A JP2010021694 A JP 2010021694A JP 2008178952 A JP2008178952 A JP 2008178952A JP 2008178952 A JP2008178952 A JP 2008178952A JP 2010021694 A JP2010021694 A JP 2010021694A
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Abstract

【課題】特別なテーブルを設ける必要がない、精度のよい効果的なエッジ強調を行うことが出来るエッジ強調画像処理装置を提供する。
【解決手段】入力RGB画像信号から、輝度信号を生成し、ガンマ補正を行う。ガンマ補正に使用するガンマ補正テーブルは、主画像信号のガンマ補正に使用するものと同じものを使用するが、出力信号の精度は、主画像信号が必要とするものより精度の良い値を出力できるものとする。そして、エッジ検出とエッジの調整を行ってエッジ信号を生成し、主画像信号の精度に丸め込んでから、主画像信号の輝度信号にエッジ信号を加える。
【選択図】図1
An edge-enhanced image processing apparatus that can perform accurate and effective edge enhancement without the need to provide a special table.
A luminance signal is generated from an input RGB image signal, and gamma correction is performed. The gamma correction table used for gamma correction is the same as that used for gamma correction of the main image signal, but the accuracy of the output signal can be output with higher accuracy than that required by the main image signal. Shall. Then, edge detection and edge adjustment are performed to generate an edge signal and rounded to the accuracy of the main image signal, and then the edge signal is added to the luminance signal of the main image signal.
[Selection] Figure 1

Description

カメラ画像のエッジ強調を行うエッジ強調画像処理装置に関する。   The present invention relates to an edge enhanced image processing apparatus that performs edge enhancement of a camera image.

今日、電子カメラが普及し、一般に広く使用されているが、電子カメラの画質の更なる向上が望まれている。画質の向上には、画像の見た目をよくするために、エッジ強調が行われる。以下、従来のエッジ強調方法について述べる。   Today, electronic cameras have become widespread and generally used widely, but further improvement in image quality of electronic cameras is desired. In order to improve the image quality, edge enhancement is performed to improve the appearance of the image. A conventional edge enhancement method will be described below.

図8は、第1の従来技術のエッジ強調画像処理装置を説明する図である。
生の画像信号であるRGB信号を入力し、γ補正を行う。γ補正時には、たとえば、最初12bit信号であった画像信号を、8bitの低精度の画像信号に変換する。このように、画像信号の精度を落とすのは、ディスプレイモニタの規格や、JPEG、MPEG等の画像データフォーマットに合わせるためである。
FIG. 8 is a diagram for explaining a first conventional edge-enhanced image processing apparatus.
An RGB signal, which is a raw image signal, is input and γ correction is performed. At the time of γ correction, for example, an image signal that was initially a 12-bit signal is converted into an 8-bit low-accuracy image signal. In this way, the accuracy of the image signal is lowered in order to match the display monitor standard and the image data format such as JPEG or MPEG.

ビット長を短くした、γ補正後の画像信号をYC変換後に、輝度Yからエッジ検出を行い、検出したエッジ成分Eを調整した後、輝度Yにエッジ成分Eを加算することにより、エッジ強調を行う。   After YC conversion of the γ-corrected image signal with a reduced bit length, edge detection is performed from luminance Y, the detected edge component E is adjusted, and then edge enhancement E is added to luminance Y. Do.

第1の従来技術の問題点は、エッジ検出するのに、輝度Yのビット長が小さく(8bit)、精度が粗すぎることである。   The problem of the first prior art is that the bit length of the luminance Y is small (8 bits) and the accuracy is too rough for edge detection.

図9は、第2の従来技術のエッジ強調画像処理装置を説明する図である。
図9(a)に示されるように、RGB画像から輝度Ylを生成して、この輝度Ylからエッジ検出を行い、検出したエッジ成分Eを調整した後、RGB画像にエッジ成分Eadを加算することにより、エッジ強調を行う。
この方法は、特許文献1に記載されている。
FIG. 9 is a diagram for explaining a second prior art edge-enhanced image processing apparatus.
As shown in FIG. 9A, the luminance Yl is generated from the RGB image, the edge is detected from the luminance Yl, the detected edge component E is adjusted, and then the edge component Ead is added to the RGB image. To perform edge enhancement.
This method is described in Patent Document 1.

第2の従来技術の問題点は、エッジ強調した効果が、輝度Yの高い明るい部分では、ガンマ補正により見えづらくなることである。すなわち、ガンマ補正前にエッジ強調しても、ガンマ補正後には効果が潰れてしまって見えにくくなってしまうことである。これを説明するのが、図9(b)である。γ補正は、図9(b)に示されたようなカーブの特性を持つ。補正前の輝度が大きい場合には、カーブの傾きが小さくなっているため、補正前の輝度の変化は、補正後には、変化の量が小さくなってしまう。したがって、γ補正前にエッジ強調して、エッジ部分に輝度の変化をもたせても、γ補正後には、この輝度の変化が小さくなってしまい、エッジ強調の効果が小さくなってしまうという問題が生じる。   A problem of the second prior art is that the edge-enhanced effect becomes difficult to see due to gamma correction in a bright portion where the luminance Y is high. That is, even if edge enhancement is performed before gamma correction, the effect is crushed after gamma correction, making it difficult to see. This is illustrated in FIG. 9B. The γ correction has a curve characteristic as shown in FIG. When the luminance before correction is large, the slope of the curve is small, and therefore the amount of change in luminance before correction is small after correction. Therefore, even if edge enhancement is performed before γ correction and a change in luminance is given to the edge portion, the change in luminance is reduced after γ correction, and the effect of edge enhancement is reduced. .

図10は、第3の従来技術のエッジ強調画像処理装置を説明する図である。
図10においては、RGB画像から輝度Ylを生成して、この輝度Ylからエッジ検出を行い、検出したエッジ成分Eを調整する。その後、更に、ガンマ補正の傾きを考慮したエッジγ処理を行い、主画像信号をYC変換後の輝度Yにエッジ成分Eadgを加算することにより、エッジ強調を行う。
FIG. 10 is a diagram for explaining a third conventional edge-enhanced image processing apparatus.
In FIG. 10, luminance Yl is generated from the RGB image, edge detection is performed from the luminance Yl, and the detected edge component E is adjusted. Thereafter, edge γ processing is performed in consideration of the gradient of gamma correction, and edge enhancement is performed by adding the edge component Eadg to the luminance Y after YC conversion of the main image signal.

この技術は、特許文献2、3に記載されている。ここでのエッジγ処理とは、次のような演算を行うものである。
(エッジγ後エッジ成分Eadg)=(エッジγ前エッジ成分Ead)×(エッジγゲイン)
エッジγゲインは、予め設定しておいたテーブルを輝度Yで参照することにより求める。
エッジγは、ガンマ補正により、輝度Y成分の階調が変形することに対応するためのものである。
This technique is described in Patent Documents 2 and 3. The edge γ processing here is to perform the following calculation.
(Edge γ rear edge component Eadg) = (Edge γ front edge component Ead) × (Edge γ gain)
The edge γ gain is obtained by referring to a preset table by luminance Y.
The edge γ corresponds to the case where the gradation of the luminance Y component is deformed by gamma correction.

第3の従来技術の問題点は、エッジγゲイン用のテーブルデータが必要であり、エッジγの調整が難しいことにある。
特開2006−333316号 特開平9−46554号 特開2005−260517号
A problem of the third prior art is that it requires table data for edge γ gain, and it is difficult to adjust edge γ.
JP 2006-333316 A JP 9-46554 A JP-A-2005-260517

第1の従来技術の問題点は、エッジ検出するのに、輝度Yのビット長が小さく(8bit)、精度が粗すぎることである。
第2の従来技術の問題点は、エッジ強調した効果が、輝度Yの高い明るい部分では、ガンマ補正により見えづらくなることである。
The problem of the first prior art is that the bit length of the luminance Y is small (8 bits) and the accuracy is too rough for edge detection.
A problem of the second prior art is that the edge-enhanced effect becomes difficult to see due to gamma correction in a bright portion where the luminance Y is high.

第3の従来技術の問題点は、エッジγゲイン用のテーブルデータが必要であり、エッジγの調整が難しいことにある。
本発明の課題は、特別なテーブルを設ける必要がない、精度のよい効果的なエッジ強調を行うことが出来るエッジ強調画像処理装置を提供することである。
A problem of the third prior art is that table data for edge γ gain is required, and it is difficult to adjust edge γ.
An object of the present invention is to provide an edge-enhanced image processing apparatus that can perform accurate and effective edge enhancement without requiring a special table.

本発明のエッジ強調画像処理装置は、入力画像信号に、第1の精度の出力信号を出力するガンマ補正テーブルを用いてガンマ補正を行う第1のガンマ補正手段と、入力画像信号に、該ガンマ補正テーブルを用いて、該第1の精度より精度を落とした第2の精度でガンマ補正を行う第2のガンマ補正手段と、該第1のガンマ補正手段からの出力信号を用いて、画像信号のエッジ成分を抽出するエッジ抽出手段と、該第2のガンマ補正手段の出力と、該エッジ抽出手段の出力を加算する加算手段とを備える。   The edge-enhanced image processing apparatus according to the present invention includes a first gamma correction unit that performs gamma correction on an input image signal using a gamma correction table that outputs an output signal having a first accuracy, Using a correction table, a second gamma correction unit that performs gamma correction at a second accuracy that is lower than the first accuracy, and an image signal using an output signal from the first gamma correction unit Edge extraction means for extracting the edge component of the second gamma correction means, an output of the second gamma correction means, and an addition means for adding the output of the edge extraction means.

本発明によれば、特別なテーブルを設ける必要がない、精度のよい効果的なエッジ強調を行うことが出来るエッジ強調画像処理装置を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide an edge-enhanced image processing apparatus that does not require a special table and can perform effective and effective edge enhancement.

カメラ画像処理の本線となる処理は、
図1は、本発明の実施形態のエッジ強調画像処理装置を説明する図である。
RGB画像をガンマ補正部10においてガンマ補正して、その後、YC変換部11でYCbCr画像に変換する。ここで、ガンマ補正するときに、通常ビット長の圧縮(例:12bit→8bit)を行う。
The main process of camera image processing is
FIG. 1 is a diagram for explaining an edge-enhanced image processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
The gamma correction unit 10 performs gamma correction on the RGB image, and then the YC conversion unit 11 converts the RGB image into a YCbCr image. Here, when gamma correction is performed, normal bit length compression (eg, 12 bits → 8 bits) is performed.

本実施形態のエッジ強調は、Y生成部12において、RGB画像から輝度Ylを生成して、ガンマ補正部13において、これに主画像信号と同様のガンマ補正を行う。但し、ここではビット長の圧縮は行わない(例:12bit→12bit)。ガンマ補正後の輝度Ygからエッジ検出を行い、検出したエッジ成分Eを調整した後、主画像信号のYC変換後の輝度Yにエッジ成分Eadを加算することにより、エッジ強調を行う。   In the edge emphasis of this embodiment, the Y generation unit 12 generates the luminance Yl from the RGB image, and the gamma correction unit 13 performs the same gamma correction as that of the main image signal. However, compression of bit length is not performed here (example: 12bit → 12bit). Edge detection is performed from the luminance Yg after gamma correction, the detected edge component E is adjusted, and then edge enhancement is performed by adding the edge component Ead to the luminance Y after YC conversion of the main image signal.

ここで、ガンマ補正前の画像空間は、リニアな空間である。リニアな空間とは、被写体からの光のエネルギーに対して、画素値が比例して大きくなる空間である。これに対し、ガンマ補正後の画像空間は、曲がった空間である。曲がった空間とは、被写体からの光のエネルギーに対して、画素値が比例しないで大きくなる空間である。   Here, the image space before gamma correction is a linear space. The linear space is a space in which the pixel value increases in proportion to the energy of light from the subject. On the other hand, the image space after the gamma correction is a curved space. The curved space is a space in which the pixel value is not proportional to the energy of light from the subject and becomes large.

すなわち、ガンマ補正前のRGBから、輝度Ylを生成する。輝度Ylに対してガンマ補正を行う。但し、このガンマ補正は 12bit→A bit (8<A)とする。これはガンマ補正後のRGBより精度を持たせること意味する。但し、このガンマ補正の出力値の上位8bitは、主画像信号のRGBに対するガンマ補正の出力値と一致する。2つのガンマ補正は、精度だけが異なる。
ガンマ補正後の輝度Ygに対して、エッジ検出して、エッジ成分Eを求める。画像に含まれるエッジ(凹凸)を検出するため、この時点での画像の精度が重要になる。次に、エッジ成分Eを調整する。調整内容は次のようなものである。
・エッジ成分Eに含まれるノイズ成分の抑制。
・エッジ強調の強弱。
・YC変換後の輝度Yの8bit精度に合わせるように精度調整。
That is, the luminance Yl is generated from RGB before gamma correction. Gamma correction is applied to the luminance Yl. However, this gamma correction is 12bit → Abit (8 <A). This means that it is more accurate than RGB after gamma correction. However, the upper 8 bits of the output value of the gamma correction coincide with the output value of the gamma correction for RGB of the main image signal. The two gamma corrections differ only in accuracy.
Edge detection is performed on the luminance Yg after gamma correction to obtain an edge component E. Since the edge (unevenness) included in the image is detected, the accuracy of the image at this point is important. Next, the edge component E is adjusted. The contents of adjustment are as follows.
・ Suppression of noise component contained in edge component E.
・ Strength of edge enhancement.
-Adjust the accuracy to match the 8-bit accuracy of Y after YC conversion.

主画像信号のYC変換後の輝度Yに、調整されたエッジ成分Eadを足しこみ、エッジ強調された輝度Yeeを求める。
図1〜図3を参照して、本実施形態の動作をより詳しく説明する。
The adjusted edge component Ead is added to the luminance Y after YC conversion of the main image signal to obtain the edge-enhanced luminance Yee.
The operation of this embodiment will be described in more detail with reference to FIGS.

図2は、ガンマ補正部10、13に保持される共通のガンマ補正テーブルの変換グラフを示す。図3は、ラプラシアンフィルタを説明する図である。
主画像信号に対し、R,G,Bに対してガンマ補正を行う。
Rg = (GTbl[R] >> 4)
Gg = (GTbl[G] >> 4)
Bg = (GTbl[B] >> 4)
ここで、GTblはガンマ補正テーブルであり、主画像信号側とエッジ強調側とで同じテーブルを使う。図2に示されるように、本実施形態で使用するガンマ補正テーブルGTblは、12ビットの補正前信号を12ビットの補正後信号に変換する。ただし、主画像信号側では、補正後の信号は、ガンマ補正テーブルGTblの上位8bitだけを使う。
次に、Rg,Gg,Bgに対してYC変換を行う。
FIG. 2 shows a conversion graph of a common gamma correction table held in the gamma correction units 10 and 13. FIG. 3 is a diagram illustrating a Laplacian filter.
Gamma correction is performed on R, G, and B for the main image signal.
Rg = (GTbl [R] >> 4)
Gg = (GTbl [G] >> 4)
Bg = (GTbl [B] >> 4)
Here, GTbl is a gamma correction table, and the same table is used on the main image signal side and the edge enhancement side. As shown in FIG. 2, the gamma correction table GTbl used in this embodiment converts a 12-bit pre-correction signal into a 12-bit post-correction signal. However, on the main image signal side, the corrected signal uses only the upper 8 bits of the gamma correction table GTbl.
Next, YC conversion is performed on Rg, Gg, and Bg.

Figure 2010021694
Y00〜Y22は、あらかじめ定められた係数である。
Figure 2010021694
Y00 to Y22 are predetermined coefficients.

エッジ強調処理側では、ガンマ補正前のR,G,Bから、輝度Ylを生成する。輝度Ylを求める式は、たとえば、以下のようなものである。
Yl = kr*R + kg*G + kb*B
例えば、kr=0.3 kg=0.59 kb=0.11
輝度Ylに対してガンマ補正を行う(Yg = GTbl[Yl]:この式は、輝度Ylを用いてガンマ補正テーブルGTblを索引することを示す)。
On the edge enhancement processing side, luminance Yl is generated from R, G, and B before gamma correction. An expression for obtaining the luminance Yl is, for example, as follows.
Yl = kr * R + kg * G + kb * B
For example, kr = 0.3 kg = 0.59 kb = 0.11
Gamma correction is performed on the luminance Yl (Yg = GTbl [Yl]: This equation indicates that the gamma correction table GTbl is indexed using the luminance Yl).

ガンマ補正後の輝度Ygに対して、エッジ検出して、エッジ成分Eを求める。
E = ラプラシアンフィルタ[輝度Yg]
ラプラシアンフィルタは、例えば、図3のようなフィルタである。ここで、c=4×(a+b)であり、たとえば、a=1.0、b=1.0である。このラプラシアンフィルタは3x3だが、もちろん、もっと大きいものでもよい。ラプラシアンフィルタを画像に適用すると、画像のエッジ成分が得られる。
Edge detection is performed on the luminance Yg after gamma correction to obtain an edge component E.
E = Laplacian filter [luminance Yg]
The Laplacian filter is, for example, a filter as shown in FIG. Here, c = 4 × (a + b), for example, a = 1.0 and b = 1.0. The Laplacian filter is 3x3, but of course it can be larger. When a Laplacian filter is applied to an image, an edge component of the image is obtained.

エッジ成分Eを調整して、エッジ成分Eadlを作る。エッジ成分Eの調整方法は、たとえば、以下のような処理である。これは、エッジ成分Eに含まれるノイズ成分の抑制を行う。
+Cor < E の場合 Ead1 = E-Cor
-Cor ≦ E ≦ +Cor の場合 Ead1 = 0
E < -Cor の場合 Ead1 = E+Cor
ここでCorは、コアリング閾値パラメータである。Corは、輝度Yg,あるいは輝度Yに応じて変更できるようにしてもよい。
Edge component E is adjusted to create edge component Eadl. The method for adjusting the edge component E is, for example, the following processing. This suppresses the noise component included in the edge component E.
If + Cor <E, Ead1 = E-Cor
-Cor ≤ E ≤ + Cor Ead1 = 0
If E <-Cor Ead1 = E + Cor
Here, Cor is a coring threshold parameter. Cor may be changed according to luminance Yg or luminance Y.

更に、たとえば、以下のような処理を行う。これは、エッジの強度の調整である。
Ead = Ead1 * Scl
ここでSclは、スケールパラメータである。Sclは、輝度Yg,あるいは輝度Yに応じて変更できるようにしてもよい。更に、主画像信号のYC変換後の輝度Yの8bit精度に合わせるように、エッジ強調信号を精度調整する。この場合、8bitの信号にする。
Further, for example, the following processing is performed. This is an adjustment of the edge strength.
Ead = Ead1 * Scl
Here, Scl is a scale parameter. Scl may be changed according to the luminance Yg or the luminance Y. Further, the accuracy of the edge enhancement signal is adjusted so as to match the 8-bit accuracy of luminance Y after YC conversion of the main image signal. In this case, an 8-bit signal is used.

主画像信号のYC変換後の輝度Yに、調整されたエッジ成分Eadを加算器16で足しこみ、エッジ強調された輝度Yeeを求める。
Yee = Y + Ead
Yee は、範囲[0〜255]に収まるようにクリップする。
The adjusted edge component Ead is added to the luminance Y after YC conversion of the main image signal by the adder 16 to obtain the edge-enhanced luminance Yee.
Yee = Y + Ead
Yee clips to fit in the range [0-255].

図4は、トーンコントロール(階調補正)のための構成を示す図である。
ガンマ補正前のR,G,Bから、Y生成部12aで輝度Ylを生成する。輝度Ylの生成は、以下のような式による。
Yl = kr*R + kg*G + kb*B
例えば、kr=0.3 kg=0.59 kb=0.11
FIG. 4 is a diagram showing a configuration for tone control (tone correction).
The luminance Yl is generated by the Y generator 12a from R, G, B before gamma correction. The luminance Yl is generated according to the following equation.
Yl = kr * R + kg * G + kb * B
For example, kr = 0.3 kg = 0.59 kb = 0.11

トーンコントロールゲイン生成部20において、輝度Ylで、トーンコントロールゲインテーブルTcTblを参照して、トーンコントロールゲインβを求める。そして、R,G,Bに対して、以下の式のようなトーンコントロールを行う。すなわち、乗算器17で下記の乗算を行う。
Rt = β*R
Gt = β*G
Bt = β*B
The tone control gain generation unit 20 obtains the tone control gain β with the luminance Y1 by referring to the tone control gain table TcTbl. Then, tone control is performed on R, G, and B as shown in the following equation. That is, the multiplier 17 performs the following multiplication.
Rt = β * R
Gt = β * G
Bt = β * B

この式から、以下の式が成り立つ。
Yt = kr*Rt + kg*Gt + kb*Bt
Yt = β*Yl
Rt,Gt,Btは、範囲[0〜4095]に収まるようにクリップする。
From this equation, the following equation holds.
Yt = kr * Rt + kg * Gt + kb * Bt
Yt = β * Yl
Rt, Gt, and Bt are clipped to fall within the range [0 to 4095].

図4の構成を、図1の入力RGB信号をY生成部12へ分岐する前に設ければ、エッジ強調も含めて、全体画像にトーンコントロールを行うことが出来る。   If the configuration of FIG. 4 is provided before the input RGB signal of FIG. 1 is branched to the Y generator 12, tone control can be performed on the entire image, including edge enhancement.

図5及び図6は、トーンコントロールを含む第2の実施形態を説明する図である。
図5において、図1及び図4と同じ構成要素には、同じ参照符号を付す。
ガンマ補正前のR,G,Bから、Y生成部12において輝度Ylを生成する。
Yl = kr*R + kg*G + kb*B
例えば、kr=0.3 kg=0.59 kb=0.11
トーンコントロールゲイン生成部20において、輝度Ylで、トーンコントロールゲイン
テーブルTcTblを参照して、トーンコントロールゲインβを求める。そして、R,G,B,Yに対して、トーンコントロールを行う。すなわち、乗算器17で下記の乗算を行う。
Rt = β*R
Gt = β*G
Bt = β*B
Yt = β*Yl
Rt,Gt,Bt,Ytは、範囲[0〜4095]に収まるようにクリップする。
5 and 6 are diagrams illustrating a second embodiment including tone control.
In FIG. 5, the same components as those in FIGS. 1 and 4 are denoted by the same reference numerals.
From the R, G, and B before the gamma correction, the Y generator 12 generates the luminance Yl.
Yl = kr * R + kg * G + kb * B
For example, kr = 0.3 kg = 0.59 kb = 0.11
The tone control gain generation unit 20 obtains the tone control gain β with the luminance Y1 by referring to the tone control gain table TcTbl. Then, tone control is performed for R, G, B, and Y. That is, the multiplier 17 performs the following multiplication.
Rt = β * R
Gt = β * G
Bt = β * B
Yt = β * Yl
Rt, Gt, Bt, and Yt are clipped to be within the range [0 to 4095].

Rt,Gt,Btに対して、ガンマ補正部10において、ガンマ補正を行う。
Rg = (GTbl[Rt] >> 4)
Gg = (GTbl[Gt] >> 4)
Bg = (GTbl[Bt] >> 4)
ここでは、ガンマ補正テーブルGTblの上位8bitだけを使う。
The gamma correction unit 10 performs gamma correction on Rt, Gt, and Bt.
Rg = (GTbl [Rt] >> 4)
Gg = (GTbl [Gt] >> 4)
Bg = (GTbl [Bt] >> 4)
Here, only the upper 8 bits of the gamma correction table GTbl are used.

Rg、Gg、Bgに対してYC変換を行う。YC変換は、以下の式にしたがって行う。

Figure 2010021694
Y00〜Y22は、あらかじめ定められた係数である。 Performs YC conversion for Rg, Gg, and Bg. YC conversion is performed according to the following equation.
Figure 2010021694
Y00 to Y22 are predetermined coefficients.

輝度Ytに対して、ガンマ補正テーブルを参照し、ガンマ補正を行う。ここでは、変換後の信号のビット数は、入力と同じ12bitである。
Yg=GTbl[Yt]
ガンマ補正後の輝度Ygに対して、エッジ検出して、エッジ成分Eを求める。
E=ラプラシアンフィルタ[輝度Yg]
ラプラシアンフィルタは、たとえば、図3で説明したものである。
For the luminance Yt, gamma correction is performed with reference to the gamma correction table. Here, the number of bits of the converted signal is 12 bits which is the same as the input.
Yg = GTbl [Yt]
Edge detection is performed on the luminance Yg after the gamma correction to obtain an edge component E.
E = Laplacian filter [Luminance Yg]
The Laplacian filter is the one described in FIG. 3, for example.

次に、エッジ調整を行う。エッジ調整は、たとえば、以下のような処理である。これは、エッジ成分Eに含まれるノイズ成分の抑制を行う。
+Cor < E の場合 Ead1 = E-Cor
-Cor ≦ E ≦ +Cor の場合 Ead1 = 0
E < -Cor の場合 Ead1 = E+Cor
ここで、Corは、コアリング閾値パラメータである。Corは、輝度Yg、あるいは、輝度Yに応じて変更できるようにしても良い。
Next, edge adjustment is performed. The edge adjustment is, for example, the following process. This suppresses the noise component included in the edge component E.
If + Cor <E, Ead1 = E-Cor
-Cor ≤ E ≤ + Cor Ead1 = 0
If E <-Cor Ead1 = E + Cor
Here, Cor is a coring threshold parameter. Cor may be changed according to luminance Yg or luminance Y.

更に、たとえば、以下のような処理を行う。これは、エッジの強度の調整である。
Ead = Ead1 * Scl
ここで、Sclは、スケールパラメータである。Sclは、輝度Yg、あるいは、輝度Yに応じて変更できるようにしてもよい。更に、主画像信号側のYC変換後の輝度Yの8bit精度に合わせるように、エッジ強調信号を精度調整する。この場合、8bitの信号にする。
Further, for example, the following processing is performed. This is an adjustment of the edge strength.
Ead = Ead1 * Scl
Here, Scl is a scale parameter. Scl may be changed according to luminance Yg or luminance Y. Further, the accuracy of the edge emphasis signal is adjusted so as to match the 8-bit accuracy of the luminance Y after YC conversion on the main image signal side. In this case, an 8-bit signal is used.

主画像信号のYC変換後の輝度Yに、調整されたエッジ成分Eadを加算器16で足しこみ、エッジ強調された輝度Yeeを求める。
Yee = Y + Ead
Yee は、範囲[0〜255]に収まるようにクリップする。
The adjusted edge component Ead is added to the luminance Y after YC conversion of the main image signal by the adder 16 to obtain the edge-enhanced luminance Yee.
Yee = Y + Ead
Yee clips to fit in the range [0-255].

ガンマ補正テーブルGTblは図6(a)に示されるように、12bitの信号を入力し、12bitの信号を出力するものである。図6(a)のように、補正前の輝度が大きくなるにつれて、傾きが小さくなるようなカーブを有している。一方、トーンコントロールゲインテーブルは、入力される輝度値に応じて、トーンコントロールゲインを格納したテーブルであり、12bitの輝度値を入力して、トーンコントロールゲインを出力する。トーンコントロールゲインは、たとえば、図6(b)に示されるように、輝度の値にしたがって、変化するカーブで示される。   As shown in FIG. 6A, the gamma correction table GTbl inputs a 12-bit signal and outputs a 12-bit signal. As shown in FIG. 6A, the curve has such a curve that the inclination decreases as the luminance before correction increases. On the other hand, the tone control gain table is a table storing the tone control gain according to the input luminance value, and inputs the 12-bit luminance value and outputs the tone control gain. For example, as shown in FIG. 6B, the tone control gain is indicated by a curve that changes in accordance with the luminance value.

図5の構成では、トーンコントロールのためのY変換部とエッジ強調処理のためのY変換部が共通の1つのユニットとなっているため、図4の構成を図1の構成に単に加えた場合よりも、ハードウェア構成を少なくすることが出来、有利である。   In the configuration of FIG. 5, the Y conversion unit for tone control and the Y conversion unit for edge enhancement processing are one common unit, and therefore the configuration of FIG. 4 is simply added to the configuration of FIG. 1. As a result, the hardware configuration can be reduced, which is advantageous.

従来、エッジ検出するのに、輝度Yのビット長が小さく(8bit=出力画像の精度と同じ)、精度が粗すぎるということがあった。大雑把にいうと、エッジ強調は、画像に存在するエッジ成分を検出して取り出し、そのエッジ成分を調整により大きくして、元画像に付加することにより行う。エッジ検出する元の画像精度が8bitの場合、検出されるエッジ成分の精度は同じ8bit精度となる。これを調整により大きくすると、エッジ成分の精度は8bit精度より粗くなる。粗くなったエッジ成分を元画像に付加してエッジ強調した画像を作ると、当然、エッジ強調された部分には滑らかさは失われてしまう。   Conventionally, for edge detection, the bit length of the luminance Y is small (8 bits = same as the accuracy of the output image), and the accuracy is too rough. Roughly speaking, edge enhancement is performed by detecting and extracting an edge component present in an image, increasing the edge component by adjustment, and adding it to the original image. When the original image accuracy for edge detection is 8 bits, the detected edge components have the same 8 bit accuracy. If this is increased by adjustment, the accuracy of the edge component becomes coarser than the 8-bit accuracy. When an edge-enhanced image is created by adding a rough edge component to the original image, naturally the smoothness is lost in the edge-enhanced portion.

本実施形態では、エッジ検出に使用する輝度Yのビット長は出力画像の精度8bitより大きいので、エッジ強調するのに十分な精度を持たせることができる。
また、従来では、図7のガンマ補正カーブに示されるように、補正前の輝度が大きいところでは、ガンマ補正カーブの傾きが小さくなるので、エッジ強調した効果が、輝度Yの高い明るい部分では、ガンマ補正により見えづらくなることがあった。
In this embodiment, since the bit length of the luminance Y used for edge detection is larger than the accuracy of the output image of 8 bits, it is possible to provide sufficient accuracy for edge enhancement.
Further, conventionally, as shown in the gamma correction curve of FIG. 7, the slope of the gamma correction curve is small where the luminance before correction is large. Sometimes gamma correction made it difficult to see.

本実施形態では、調整されたエッジ成分Eは、YC変換後の輝度Yに加算することにより、エッジ強調を行うので、エッジ強調の効果が見えづらくならない。
また、従来では、エッジγゲイン用のテーブルデータが必要であり、エッジγの調整が難しいことにある。
In the present embodiment, the edge enhancement is performed by adding the adjusted edge component E to the luminance Y after YC conversion, so that the edge enhancement effect is not easily seen.
Conventionally, table data for edge γ gain is required, and adjustment of edge γ is difficult.

本実施形態では、テーブルデータは、主画像信号用とエッジ強調信号用の両方に共通のガンマ補正テーブルのみあればよく、エッジγゲイン用のテーブルデータは必要ない。
ガンマ補正テーブルに変更を加える場合には、従来の場合には、それに応じて、ガンマ補正テーブルの変更に伴ってエッジγゲイン用のテーブルデータを生成する必要があるが、本実施形態では、主画像信号処理用とエッジ強調処理用とで共通のガンマ補正テーブルを使用するので、これが必要ない。
In the present embodiment, the table data only needs to be a common gamma correction table for both the main image signal and the edge enhancement signal, and the table data for the edge γ gain is not necessary.
When a change is made to the gamma correction table, in the conventional case, it is necessary to generate table data for the edge γ gain in accordance with the change of the gamma correction table. This is not necessary because a common gamma correction table is used for image signal processing and edge enhancement processing.

上記実施形態のほかに、以下の付記を開示する。
(付記1)
入力画像信号に、第1の精度の出力信号を出力するガンマ補正テーブルを用いてガンマ補正を行う第1のガンマ補正手段と、
入力画像信号に、該ガンマ補正テーブルを用いて、該第1の精度より精度を落とした第2の精度でガンマ補正を行う第2のガンマ補正手段と、
該第1のガンマ補正手段からの出力信号を用いて、画像信号のエッジ成分を抽出するエッジ抽出手段と、
該第2のガンマ補正手段の出力と、該エッジ抽出手段の出力を加算する加算手段と、
を備えることを特徴とするエッジ強調画像処理装置。
(付記2)
前記入力画像信号は、RGB信号であり、
前記第2のガンマ補正手段は、入力RGB信号に直接ガンマ補正を行い、
前記第2のガンマ補正手段からの出力RGB信号を輝度・色差信号に変換する変換手段を更に備えることを特徴とする付記1に記載のエッジ強調画像処理装置。
(付記3)
前記第1のガンマ補正手段は、入力画像信号から得られた輝度信号についてガンマ補正を行うことを特徴とする付記2に記載のエッジ強調画像処理装置。
(付記4)
前記エッジ抽出手段は、前記第1のガンマ補正手段からの輝度信号について、エッジ成分を抽出することを特徴とする付記3に記載のエッジ強調画像処理装置。
(付記5)
前記加算手段は、前記第2のガンマ補正手段からの輝度信号と、前記エッジ抽出手段からのエッジ成分とを加算することを特徴とする付記4に記載のエッジ強調画像処理装置。(付記6)
前記第1と第2のガンマ補正手段によるガンマ補正の前に、入力画像信号の階調補正を行う階調補正手段を更に備えることを特徴とする付記1に記載のエッジ強調画像処理装置。
(付記7)
前記第2のガンマ補正手段は、前記ガンマ補正テーブルの出力値の上位ビットのみを使用することにより、前記第1の精度より精度を落とした前記第2の精度のガンマ補正を行うことを特徴とする付記1に記載のエッジ強調画像処理装置。
(付記8)
前記エッジ抽出手段は、エッジ成分の抽出後、エッジ成分の精度を前記第2の精度に変換することを特徴とする付記1に記載のエッジ強調画像処理装置。
(付記9)
前記エッジ抽出手段は、抽出されたエッジ成分の値を調整するエッジ調整手段を備えることを特徴とする付記1に記載のエッジ強調画像処理装置。
(付記10)
入力画像信号に、第1の精度の出力信号を出力するガンマ補正テーブルを用いて第1のガンマ補正を行い、
入力画像信号に、該ガンマ補正テーブルを用いて、該第1の精度より精度を落とした第2の精度で第2のガンマ補正を行い、
該第1のガンマ補正からの出力信号を用いて、画像信号のエッジ成分を抽出し、
該第2のガンマ補正結果と、該エッジ抽出結果を加算する、
ことを特徴とするエッジ強調画像処理方法。
In addition to the above embodiment, the following supplementary notes are disclosed.
(Appendix 1)
First gamma correction means for performing gamma correction on the input image signal using a gamma correction table that outputs an output signal of the first accuracy;
Second gamma correction means for performing gamma correction with a second accuracy lower than the first accuracy using the gamma correction table for the input image signal;
Edge extraction means for extracting an edge component of an image signal using an output signal from the first gamma correction means;
Adding means for adding the output of the second gamma correction means and the output of the edge extraction means;
An edge-enhanced image processing apparatus comprising:
(Appendix 2)
The input image signal is an RGB signal,
The second gamma correction means performs gamma correction directly on the input RGB signal,
The edge-enhanced image processing apparatus according to claim 1, further comprising conversion means for converting an output RGB signal from the second gamma correction means into a luminance / color difference signal.
(Appendix 3)
The edge-enhanced image processing apparatus according to appendix 2, wherein the first gamma correction unit performs gamma correction on a luminance signal obtained from an input image signal.
(Appendix 4)
The edge-enhanced image processing apparatus according to appendix 3, wherein the edge extraction unit extracts an edge component from the luminance signal from the first gamma correction unit.
(Appendix 5)
The edge-enhanced image processing apparatus according to appendix 4, wherein the adding means adds the luminance signal from the second gamma correction means and the edge component from the edge extracting means. (Appendix 6)
The edge-enhanced image processing apparatus according to appendix 1, further comprising a gradation correction unit that performs gradation correction of an input image signal before the gamma correction by the first and second gamma correction units.
(Appendix 7)
The second gamma correction means performs gamma correction with the second accuracy, which is less accurate than the first accuracy, by using only the upper bits of the output value of the gamma correction table. The edge-enhanced image processing apparatus according to appendix 1.
(Appendix 8)
The edge-enhanced image processing apparatus according to appendix 1, wherein the edge extraction unit converts the accuracy of the edge component to the second accuracy after extracting the edge component.
(Appendix 9)
The edge-enhanced image processing apparatus according to claim 1, wherein the edge extraction unit includes an edge adjustment unit that adjusts the value of the extracted edge component.
(Appendix 10)
A first gamma correction is performed on the input image signal using a gamma correction table that outputs an output signal of the first accuracy,
Using the gamma correction table for the input image signal, a second gamma correction is performed with a second accuracy lower than the first accuracy,
Using the output signal from the first gamma correction, the edge component of the image signal is extracted,
Adding the second gamma correction result and the edge extraction result;
And an edge-enhanced image processing method.

本発明の実施形態のエッジ強調画像処理装置を説明する図である。It is a figure explaining the edge emphasis image processing device of an embodiment of the present invention. ガンマ補正部10、13に保持される共通のガンマ補正テーブルの変換グラフを示す図である。It is a figure which shows the conversion graph of the common gamma correction table hold | maintained at the gamma correction parts 10 and 13. FIG. ラプラシアンフィルタを説明する図である。It is a figure explaining a Laplacian filter. トーンコントロール(階調補正)のための構成を示す図である。It is a figure which shows the structure for tone control (tone correction). トーンコントロールを含む第2の実施形態を説明する図(その1)である。It is FIG. (1) explaining 2nd Embodiment containing a tone control. トーンコントロールを含む第2の実施形態を説明する図(その2)である。It is FIG. (2) explaining 2nd Embodiment containing a tone control. ガンマ補正カーブの例を示す図である。It is a figure which shows the example of a gamma correction curve. 第1の従来技術のエッジ強調画像処理装置を説明する図である。It is a figure explaining the edge emphasis image processing device of the 1st prior art. 第2の従来技術のエッジ強調画像処理装置を説明する図である。It is a figure explaining the edge enhancement image processing apparatus of the 2nd prior art. 第3の従来技術のエッジ強調画像処理装置を説明する図である。It is a figure explaining the edge emphasis image processing device of the 3rd prior art.

符号の説明Explanation of symbols

10、13 ガンマ補正部
11 YC変換部
12、12a Y生成部
14 エッジ検出部
15 エッジ調整部
20 トーンコントロールゲイン生成部
10, 13 Gamma correction unit 11 YC conversion unit 12, 12a Y generation unit 14 Edge detection unit 15 Edge adjustment unit 20 Tone control gain generation unit

Claims (5)

入力画像信号に、第1の精度の出力信号を出力するガンマ補正テーブルを用いてガンマ補正を行う第1のガンマ補正手段と、
入力画像信号に、該ガンマ補正テーブルを用いて、該第1の精度より精度を落とした第2の精度でガンマ補正を行う第2のガンマ補正手段と、
該第1のガンマ補正手段からの出力信号を用いて、画像信号のエッジ成分を抽出するエッジ抽出手段と、
該第2のガンマ補正手段の出力と、該エッジ抽出手段の出力を加算する加算手段と、
を備えることを特徴とするエッジ強調画像処理装置。
First gamma correction means for performing gamma correction on the input image signal using a gamma correction table that outputs an output signal of the first accuracy;
Second gamma correction means for performing gamma correction with a second accuracy lower than the first accuracy using the gamma correction table for the input image signal;
Edge extraction means for extracting an edge component of an image signal using an output signal from the first gamma correction means;
Adding means for adding the output of the second gamma correction means and the output of the edge extraction means;
An edge-enhanced image processing apparatus comprising:
前記入力画像信号は、RGB信号であり、
前記第2のガンマ補正手段は、入力RGB信号に直接ガンマ補正を行い、
前記第2のガンマ補正手段からの出力RGB信号を輝度・色差信号に変換する変換手段を更に備えることを特徴とする請求項1に記載のエッジ強調画像処理装置。
The input image signal is an RGB signal,
The second gamma correction means performs gamma correction directly on the input RGB signal,
2. The edge-enhanced image processing apparatus according to claim 1, further comprising conversion means for converting an output RGB signal from the second gamma correction means into a luminance / color difference signal.
前記第1のガンマ補正手段は、入力画像信号から得られた輝度信号についてガンマ補正を行うことを特徴とする請求項2に記載のエッジ強調画像処理装置。   The edge-enhanced image processing apparatus according to claim 2, wherein the first gamma correction unit performs gamma correction on a luminance signal obtained from an input image signal. 前記エッジ抽出手段は、前記第1のガンマ補正手段からの輝度信号について、エッジ成分を抽出することを特徴とする請求項3に記載のエッジ強調画像処理装置。   The edge-enhanced image processing apparatus according to claim 3, wherein the edge extraction unit extracts an edge component from the luminance signal from the first gamma correction unit. 前記第1と第2のガンマ補正手段によるガンマ補正の前に、入力画像信号の階調補正を行う階調補正手段を更に備えることを特徴とする請求項1に記載のエッジ強調画像処理装置。   2. The edge-enhanced image processing apparatus according to claim 1, further comprising a gradation correction unit that performs gradation correction of an input image signal before the gamma correction by the first and second gamma correction units.
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