(57)【要約】【課題】画面上に輝度レベルの異なる画像数が少ない場合でも、階調数の十分改善された画像を表示することができる画像処理装置を提供する。【解決手段】画面上に第1の複数の画像が輝度レベルを異にして表示されている場合に、前記第1の複数の画像のコントラストを明確にする画像処理装置において、前記第１の複数の画像の輝度に対する画素数分布を求める分布測定部（画像領域認定手段４）と、前記画素数分布のうち、所定の基準以上の分布を有する画素数で表される前記第1の複数の画像とは異なる第２の複数の画像を抽出する画素数抽出手段（輝度レベル測定手段５）と、前記第２の複数の画像の輝度レベルをそれぞれ最大から最小輝度レベルに分布するように拡張して前記コントラストを明確にする輝度レベル拡張手段（画像処理手段６）と、を備えている。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
画面上に第1の複数の画像が輝度レベルを異にして表示されている場合に、前記第1の複数の画像のコントラストを明確にする画像処理装置において、
前記第１の複数の画像の輝度に対する画素数分布を求める分布測定部と、
前記画素数分布のうち、所定の基準以上の分布を有する画素数で表される前記第1の複数の画像とは異なる第２の複数の画像を抽出する画素数抽出手段と、
前記第２の複数の画像の輝度レベルをそれぞれ最大から最小輝度レベルに分布するように拡張して前記コントラストを明確にする輝度レベル拡張手段と、
を備えたことを特徴とする画像処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画面上に輝度レベルの異なる複数の画像を表示する際に、前記複数の画像間の階調レベルを一致させて表示を行う画像処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の表示システムは、図９に示すように、複数のＣＰＵ３１〜ＣＰＵ３４を用いて画像処理のための並列演算を行う演算部３０と、処理前の画像をＭａｉｎＢｕｓ３６から入力して一旦記憶した後演算進行状態により画像を演算部３０との間でＭａｉｎＢｕｓ３６を介して転送し合うメインメモリ３５と、演算処理後メインメモリ３５に記憶された画像を読み出して表示する表示部３７と、から構成されている。
【０００３】
次に、この表示システムの動作を説明する。
まず、図１０（Ａ）に示すように、逆光の画像がＭａｉｎｂｕｓを介してメインメモリ３５に記憶される。そして、メインメモリ３５から逆光の画像を読み出して演算部３０に転送し図１０（Ｂ）に示すように逆光の画像の輝度レベルを領域分割して各領域の分布を演算部３０で計測する。さらに図１０（Ｃ）に示すように各領域の輝度レベルに対する階調数を各領域の分布に応じて分布の多い領域は階調数を増やし分布の少ない領域は階調数を減算する所定の演算を行って算出し、逆光の画像の輝度レベルを、算出した各領域の輝度レベルに対する階調数に応じてレベル変換し、再びメインメモリ３５に記憶する。
【０００４】
そして、メインメモリ３５に記憶されているレベル変換した逆光の画像を読み出して表示部３６に表示すれば、逆光部分の階調数が改善された画像が表示できる。
【０００５】
特許文献１には、逆光画像の輝度レベルを領域分割して分布量を計測し、各領域の分布に応じて階調数を設定し、画質を改善することが記載されている。
【特許文献１】特開２００３−２４８８２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら上述したように、画像の輝度レベルを領域分割して各領域の分布を計測し、その計測結果の各領域の分布に応じて階調数を設定しても、階調数の変化は各領域に分割されてしまうからわずかであり、特に画面上に輝度レベルの異なる画像数が少なくたとえば２分割されている場合、階調数の改善された画像は得られないという問題点があった。
【０００７】
そこで、本発明は、上記のような問題点を解消するためになされたもので、画面上に輝度レベルの異なる画像数が少なくたとえば２分割されている場合でも、階調数の十分改善された画像を表示することができる画像処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本願発明は、画面上に第1の複数の画像が輝度レベルを異にして表示されている場合に、前記第1の複数の画像のコントラストを明確にする画像処理装置において、前記第１の複数の画像の輝度に対する画素数分布を求める分布測定部と、前記画素数分布のうち、所定の基準以上の分布を有する画素数で表される前記第1の複数の画像とは異なる第２の複数の画像を抽出する画素数抽出手段と、前記第２の複数の画像の輝度レベルをそれぞれ最大から最小輝度レベルに分布するように拡張して前記コントラストを明確にする輝度レベル拡張手段と、を備えたことを特徴とする画像処理装置を提供する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、前記第１の複数の画像の輝度に対する画素数分布を求める分布測定部と、前記画素数分布のうち、所定の基準以上の分布を有する画素数で表される前記第1の複数の画像とは異なる第２の複数の画像を抽出する画素数抽出手段と、前記第２の複数の画像の輝度レベルをそれぞれ最大から最小輝度レベルに分布するように拡張して前記コントラストを明確にする輝度レベル拡張手段と、を備えているので、画面上に輝度レベルの異なる画像数が少なくたとえば２分割されている場合でも、階調数の十分改善された画像を表示することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下に本発明の実施形態に係る画像処理装置について図１〜図７を用いて説明する。
図１は、本発明の実施形態における画像処理装置の概要ブロック図である。
図２は、画像処理装置の機能を示す図であり、（Ａ）は画像領域認定手段の概要ブロックを示す図であり、（Ｂ）は輝度レベル測定手段の構成を示す図である。
図３は、画像の輝度レベルの分布量を示す図であり、（Ａ）は分布量が２つに分割された場合を示す図であり、（Ｂ）は分布量に閾値を設置して２つに分割した場合を示す図である。
図４は、画像と輝度レベルと階調数を示す図であり、（Ａ）は処理前の場合を示す図であり、（Ｂ）は処理後を示す図である。
図５は、輝度レベルのテーブルを示す図である。
図６は、画像処理部を説明するための図であり、（Ａ）はＭｕｎｉｔを示す図であり、（Ｂ）はＰｕｎｉｔを示す図である。
図７は、表示システムのタイミングチャートを示す図である。
図８は、表示システムのフローチャートを示す図である。
【００１１】
図１に示すように、本発明の実施形態における画像処理装置は、撮像カメラ、スキャナー、デジタルカメラ等を用いて画像を入力する画像入力装置１と、画像の輝度レベルの分布量を測定し表示装置に応じた階調処理を行う画像処理部２と、階調処理された画像を表示する表示装置３と、からなる。
そして、画像処理部２は、画像入力装置１から入力した画像の表示領域を認定する画像領域認定手段４と、画像領域認定手段４で認定された複数の画像の表示領域の輝度レベルを測定する輝度レベル測定手段５と、輝度レベルと階調レベルとの相関を有する相関テーブルを用いて、複数の画像を輝度レベル及び階調レベルが最大から最小まで分布させ、かつ複数の画像間の境界の階調レベルを一致させる画像処理手段６と、画像処理手段６で処理が終了した画像を記憶し表示装置３に同期させたタイミングで画像を読み出すバッファメモリ７と、を備える。
図２（Ａ）に示すように、画像領域認定手段４は、入力した画像をデジタルに変換するＡ／Ｄ変換部９と、デジタルに変換された画像の輝度レベルの分布を計数する輝度レベル分布係数部１０と、画像の輝度レベルの最大値最小値と表示部の表示レベルの最大値最小値とを比較して一致させる輝度レベル／表示部最大値最小値設定部１１と、計数した輝度レベルの分布から分布が２分割されているかを判定し２分割されていればその２つの輝度レベル範囲を設定する判定レベル設定部１２と、２つの輝度レベル分布範囲が画面上で２つの範囲に分布しているか２つ以上なのかを判定する画像分布範囲判定部１３と、から構成される。
図２（Ｂ）に示すように輝度レベル測定手段５は、２つの輝度レベル分布範囲が画面上で２つの範囲に分布していればそれぞれの範囲ごとに表示部で最大値最小値を表示するよう階調数を設定し、２つ以上の範囲であれば輝度レベルを２つに分割してそれぞれの分布の範囲内で最大階調数となるよう設定する分布範囲領域設定部１４と、分布範囲ごとに設定された輝度レベルに対する表示部の階調特性を設定する表示部階調特性設定部１５と、画像処理手段６に対し輝度レベルに対する階調特性の処理情報を生成する表示処理情報生成部と、から構成される。
【００１２】
次に動作について説明する。
まず画像入力装置１から画像ＶｉｎがＡ／Ｄ変換部９に入力されデジタルの画像Ｖ０に変換される。次に輝度レベルの分布を輝度レベル分布計数部１０で計数し輝度レベルの最大値最小値情報Ｓ０を生成し輝度レベル／表示部最大値最小値設定部１１へ送り、一方分布情報Ｓ１を別に生成し判定レベル設定部１２へ送る。
【００１３】
判定レベル設定部１２では、分布情報Ｓ１が図３（Ａ）に示すような閾値ａに対し２つの輝度レベル範囲に分割されていればその輝度レベル範囲Ｖ１０〜Ｖ１１と１２Ｖ〜Ｖ１３を判定情報Ｓ２に付加する。また図３（Ｂ）に示すように２つの輝度レベル範囲に分割されていなくても、分布両側の閾値ｂにより識別すれば（１）の分布状態を（２）の分布状態とすることができるからこれを図３（Ａ）と同様とする。
【００１４】
次に判定情報Ｓ２を画像分布範囲判定部１３へ送り輝度レベル分布範囲を判定する。
そして、輝度レベル分布範囲が２つと判定された場合は、図４（Ａ）の左図に示すように輝度レベルを図４（Ｂ）に設定するよう判定情報Ｐ０を設定する。
【００１５】
図５にテーブル例を示す。このテーブルにより最適な階調数を画像処理手段６に送るために、処理情報Ｐ１を生成する。
【００１６】
画像処理手段６では処理情報Ｐ１を入力してデジタル画像Ｖ０の輝度レベルと表示部の階調レベルとの相関を有する相関テーブルを用いて、複数の画像を輝度レベル及び階調レベルが最大から最小まで分布させ、かつ複数の画像間の境界の階調レベルを一致させる。
これらの処理を複数の画像処理部６ａ〜６ｃで並列演算により行い、図７に示すようにデジタル画像Ｖ０が連続して送られてきても処理画像Ｖｏｕｔを同様のタイミングで同期して出力する。これらの動作を示すフローチャートを図８に示す。
【００１７】
このようにして、それぞれの輝度レベルに対して階調数を最大とすれば表示部で表示される階調数が少なくても十分な階調数の画像を表示することができる。
【００１８】
次に画像処理部６ａ〜６ｃについて説明する。
図６（Ａ）に示すように画像処理部６ａ〜６ｃは、複数のＰｕｎｉｔ２０ａ〜２０ｄからなるＭｕｎｉｔ２０と、ＤＭＡＣからなるバスＩ／Ｆと、から構成される。
Ｐｕｎｉｔ２０ａ〜２０ｄは、図６（Ｂ）に示すように、演算を行うマイクロプロセッサ２２と、プログラムや相関テーブルを記憶するデータＲＡＭ２３と、ＤＭＡＣからなるバスＩ／Ｆと、から構成される。
【００１９】
そして、ＭａｉｎＢｕｓから画像を入力する。そして、Ｍｕｎｉｔ２０内のＰｕｎｉｔ２０ａ〜Ｐｕｎｉｔ２０ｄを、同時に用いて画像処理をおこなう。この画像処理は、予め、輝度レベル測定手段６から送られてきた処理情報Ｐ１をもとに行われる。
【００２０】
このようにして、画像の一連の画像処理を画像処理部６のＭｕｎｉｔ２０で行っている間は、画像処理途中で画像処理に用いる画像や演算中に待機する画像は、それぞれのＰｕｎｉｔに内蔵されているデータＲＡＭ９に格納することにより、ＭａｉｎＢｕｓを用いなくともよいから、ＭａｉｎＢｕｓはこの画像の一連の演算処理を行っている期間開放されている。
従って画像処理部６ａで画像の一連の演算処理を行っている間に、次の画像を画像処理部６ｂに送り、次の画像の一連の演算処理を画像処理部６ｂで行う。以下同様にして画像処理部６ａ〜画像処理６ｃを用いて画像処理を順次時系列的に行う。
【００２１】
このようにして画像処理を順次時系列的に行うことにより、時系列に高速の演算処理を行うことが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施形態における表示システムの概要ブロック図である。
【図２】画像処理部の機能を示す図であり、（Ａ）は画像領域認定手段の概要ブロックを示す図であり、（Ｂ）は輝度レベル測定手段の構成を示す図である。
【図３】画像の輝度レベルの分布量を示す図であり、（Ａ）は分布量が２つに分割された場合を示す図であり、（Ｂ）は分布量に閾値を設置して２つに分割した場合を示す図である。
【図４】輝度レベルと階調数を示す図であり、（Ａ）は輝度レベル範囲が２分割された場合を示す図であり、（Ｂ）は輝度レベル範囲が複数の場合を示す図である。
【図５】輝度レベルのテーブルを示す図である。
【図６】画像処理部を説明するための図であり、（Ａ）はＭｕｎｉｔを示す図であり、（Ｂ）はＰｕｎｉｔを示す図である。
【図７】表示システムのタイミングチャートを示す図である。
【図８】表示システムのフローチャートを示す図である。
【図９】従来の表示システムの概要ブロック図である。
【図１０】従来の表示システムによる画像処理を示す図である。
【符号の説明】
【００２３】
１・・・画像入力装置、２・・・画像処理部、３・・・表示装置、４・・・画像領域認定手段、５・・・画像レベル測定手段、６・・・画像処理手段、６ａ〜６ｃ・・・画像処理部、７・・・バッファメモリ８・・・ＭａｉｎＢｕｓ、９・・・Ａ／Ｄ変換部、１０・・・輝度レベル分布計数部、１１・・・輝度レベル／表示部最大値最小値設定部、１２・・・判定レベル設定部、１３・・・画像分布範囲判定部、１４・・・分布範囲領域設定部、１５・・・表示部階調特性設定部、１６・・・表示処理情報生成部、２０・・・Ｍｕｎｉｔ、２０ａ〜２０ｄ・・・Ｐｕｎｉｔ、２１・・・バスＩ／Ｆ、２２・・・マイクロプロセッサ、２３・・・データＲＡＭ、２４・・・バスＩ／Ｆ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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