JPS63182988A - ビデオ画像の強調方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 ゛本発明はビデオ画像の強調方法及びその装置に関する
ものである。

〔従来の技術および発明が解決しようとする問題点〕

従来のカラーテレビジョンシステムにおいて、許容しう
る画像品質を維持しながら三種のカラーチャンネルにお
ける情報を伝達するための帯域幅を最少化するという必
要性が存在している。歴史的な理由から、このことは、
現存する白、黒テレビジョンと互換性のあるアナログ技
術により実行されて来た。人間の目は細かい明度に関し
ては詳細に分解するがより微細なカラー情報の多くは見
過す。それ故、テレビ画像を輝度情報に関連する帯域幅
のほとんどを用いて１つの輝度信号と２つの色信号にコ
ード化することは通常のやり方である。色度を定義する
ために使用される正確な色信号座標は使用される伝達シ
ステムに依存するであろう。色度信号の空間分解能はそ
れ故輝度信号のそれよりも低い。色度信号のより高い空
間周波数は輝度情報との干渉を避けるためフィルターさ
れなければならない。

実施に際しては、目による動画の色分解能は相対的に低
いためこの帯域幅を減少させるという方法はカラー動画
に対して相当の成功をおさめてきた。

一方この帯域幅減少タイプについての欠点が、最近、明
らかに許容しうる動画像から静止画像を得たい場合に明
らかになってきた。このような把握された画像は色度信
号に対する貧弱な空間分解能のために、人間の目にとっ
ては受は入れ難いものであるということが明らかにされ
てきた。別の問題点が、高周波輝度信号が色度信号の周
波数帯域に侵入し、偽の色のパターンを発生させるコー
ド化における欠点から生じてくる。この理由及び他の理
由のために、通常は色度信号は輝度信号よりもノイズが
多い。

〔問題点を解決するための手段及び作用〕本発明の１態
様に従えば、輝度情報と色度情報とにより定義されるビ
デオ画像を強調する方法は、当該画像についての多数の
選択された領域に対して、 ａ）該選択された領域に対する輝度情報と色度情報との
間の統計的関係を決定すること、ｂ）選択された領域の
少くとも一部のために、当該部分に対する輝度情報に、
決定された統計的関係を適用することにより修正された
色度情報を発生させること、 から構成されたビデオ画像の強調方法である、典型的な
画像は、各々の特徴部分が正しく均一な色を有している
ような多くの特徴部分から構成されていると云われてい
るが、然し細かい明度についてのデテールを有している
。これ等の特徴部分は一般的には鋭い境界（エツジ）を
有している。

目が不十分さを認識するのは、これ等のエツジにおける
色のジャンプの再生が弱い場合である。

本発明の基本は次の通りである。

即ち、これ等の特徴部分はそれ等のエツジにおいて明度
におけるジャンプをもっている可能性が高い、つまり真
の画像における純粋な色の境界が存在することは非常に
まれである。エツジにおける明度のジャンプは高分解能
輝度データーにより十分に説明されるであろう。

色におけるジャンプを鋭くするとともにこれ等を明度に
おけるジャンプの上に置くと云う処理が画像におけるそ
の様な特徴部分の外観を改善することになろう。

本発明では輝度データーから「エッジネス」（境界部分
）をとり出しそれを色信号データーに付加するものであ
る。

例えば、ダークレッドとライトグリーンとの間のエツジ
に近づくと、十分に明確化された暗い部分から明るい部
分へのジャンプ（ｄａｒｋ　ｔｏ　ｌｉｇｈｔｊｕｍｐ
）　は存在するが然しぼやけた赤色から緑色へのジャン
プ（ｒｅｄ　ｔｏ　ｇｒｅｅｎ　ｊｕｍｐ）は存在しな
い。

本発明は赤色がエツジのごく近傍で明るさの関数（典型
的には直線的関数である）としていかに変化すると考え
られるかについて決定する。

この関数を使用することにより、新しい赤色の分布が明
るさの情報から計算されうるのである。

この赤−線データーの仕様は明度データーの高分解能エ
ツジをもつであろうし、又生の色データーに対す２偽の
高周波情報は持たないであろう。

代表的には、輝度と色度情報は別個の値としてディジタ
ル形式により画像を定義するであろう。

然しながら、この方法はアナログ表示にも適用しえるも
のである。

この明細書中において、“色度”とは輝度情報を含まな
いものを参照している一般的言葉である。

代表的には、ある特定の適用事例においては２よりも１
本或はそれ以上も可能であるが、２本の色信号軸或は色
度座標が存在する。

好ましくはステップａ）は、次式に示す輝度（Ｌ）と色
度座標（■°）間における関係を発生させるため回帰分
析を実行することから構成されている。

■＝ｃｏ＋ΣＣｎＦｎ（Ｌ）　　＋−・・ここでＦｎは
べき級数のようなしについての一般的な関数列である。

この分析の意図はＣ８，ＣＩ等の定数の値を決定する点
にある。好ましくは、色信号の各々に対して丁度２つの
回帰係数の発生につながるよう、輝度と色度との間にお
ける直線的関係が決定される。

便宜的には、ステップａ）は輝度情報を色度情報と同じ
ような空間分解能にまで減少させるため選択された領域
内での従属的領域に対して局部的な平均化処理を適用す
る予備的ステップを含んでいる。ステップａ）の間で使
用される平均化処理は又色度信号におけるノイズを減少
させるものである。

本発明の第２の態様によれば、画像の選択された多数の
領域について輝度情報と色度情報との間の統計的関係を
決定するための処理手段と、少くとも選択された１つの
領域に対してその領域についての輝度情報に該決定され
た統計的関係を適用することにより修正された色度情報
を発生させるための修正された色度情報発生手段とから
構成されている、輝度情報及び色度情報により定義され
たビデオ画像を強調するための装置が提供される。

代表的には、この装置は情報がディジタル的に表わされ
る適切にプログラムされたマイクロコンピュータ−を含
むことになろう。

本発明は１つの輝度信号と１つの単一の色度信号を有す
る画像の表示にも適用出来るかも知れないが、典型的に
は輝度信号と各々の色信号との間においてステップａ）
において決定された個別の関係のある１つの輝度信号と
２つの色信号とで構成される表示に適用されるであろう
。

色座標は伝達方式の基準（例えばＮＴＳＣ或はＰＡＬ等
）によって画像の異る色特性を表示するかも知れない。

記録や伝達以前のコード化段階において色度分解能にお
ける低下が典型的に発生するが、この方法では又、他の
方法において色度分解能が低下した画像を改良するのに
使用されることもできる。

例えばカメラに使用されている成る検出回路列は元来色
度信号の分解能を制限するような簡易化された設計を有
している。

これまで本発明の方法は静止画を得るという意味におい
て説明されて来たけれども、この方法は動画を強調する
ためにも使用されうるのである。

好ましくは各領域は同一の大きさを有し代表的には四角
或は矩形を有するものである。

その領域のいくつかの区域例えば中心部分は重み付けさ
れることが有用でありそれによって、その区域は他の区
域よりもより高い影響力をもつようになる。ある場合に
おいては、１つの領域をそれぞれの結果が局部的に平均
化されるよう、より小さな従属的領域に分割することも
更に有用である。このことは計量を減少させ分解能を互
換性あるものとしうる。

好ましくは、本発明の方法は更に、ステップｂ）の前に
決定された統計的関係を用いて個々の色度と輝度の値と
の間の相関関係の程度をチェックすることを含むもので
ある。もし相関関係がないか小さい場合にはそこで、こ
の方法はステップｂ）以前に終了されうる。相関関係の
程度は“最小２乗法”の適合のようなあらゆる従来の方
法により決定されうる。

本発明に従ったビデオ画像を強調するための方法及び装
置の実施例について図面を参照しながら以下に説明する
。

〔実施例〕

従来のテレビジョンシステムにおいて伝達されるような
典型的なビデオ画像は３つの信号により定義される。

即ち、１個の輝度信号（Ｌ）と２個の色度信号（Ｉ、　
Ｑ）である。輝度信号は最も高い分解能において画像の
輝度要素を定義し、又部に説明されているように、人間
の目の性質によりそのような高分解能において色度信号
を発生させることは過去においては必要とされていなか
った。

１つの実施例において、■信号は輝度信号分解能１の１
／４の分解能で又Ｑ信号は輝度信号分解能１の１／９の
分解能でそれぞれ発生される。

第１図は参照番号１によって４Ｘ４の画像画素２の従属
的領域を示している。これらの各々の画素はそれに何階
するり、　　Ｉ、及びＱ値を有している。便宜的にＴＶ
受信機１９のような装置からのＴＶ信号（第４図）は赤
、緑及び青の各信号が与えられるようにデコードされる
。

これ等の赤、緑、青信号（Ｒ，Ｇ、　Ｂ信号）からなる
１フレームは第３図のステップ１２で示されるようにビ
デオメモリー２０において連続的に新しいデーターに更
新される。

オペレーターはモニター２１上でストアーされている画
像を見る。オペレーターが残したいと思う画像を見出し
た時、オペレーターはそのことを通常の手段によりコン
ピューター（ＣＰＵ）２２に指示し、ＣＰｔＪは続いて
画像の更新を開始するようビデオメモリー２０に指示す
る。

画像を強調するために、マイクロコンピュータ−は最初
にＲＧＢデーターをＬＩＱ信号（ステップ１３）に変換
し、次で各々の信号列を同一サイズの領域に分割する。

各領域は４×４の輝度画素２に対応するサイズを持つあ
る数の従属的領域を構成している。９個の従属的領域１
及び３〜１０を持つそのような１つの領域が第１図に示
されている。

Ｌ、Ｉ、Ｑの各値は各従属的領域１．３〜工０の各々に
ついて平均化され、次で平均化された値Ｕ、、Ｔ、、ｕ
、等はストアーされる（ステップ１４）。

次で全ての従属的領域３〜１０について決定された平均
値にもとづいて中央の従属的領域ＩについてＬに対する
■平均値とＱ平均値の回帰係数を計算するため回帰分析
が実行される。

回帰分析はＬ値と■値との間又はＬ値とＱ値との間の各
々について直線的関係を定義するよう試みる。このこと
は２つの直線式の形に導かれる。

ｒ　＝　ｃ　ｏ　Ｉ十ｃ　Ｉｒ　Ｔ Ｔ＝ｃｏ。＋〇ＩＯ頁 これ等の等式の第１の実施例が第２図にグラフ状に示さ
れている。

これ等の等式は次で元の平均化されていない輝度に対し
て適用するため取り上げられる。

ステップ１５における回帰分析は、領域１に対してＬと
工を結びつける２つの回帰係数のための値を生み出す。

次でマイクロコンピュータ−２２がステップ１５で導き
出された直線関数がその領域に対してり、Ｉデーターを
十分に適合させるものか否かを決定する。このことは、
各データ一点と関数との間の差の二乗の合計を得てそれ
を予め決められたしきい値と比較することにより達成さ
れる。

もしその合計がしきい値より低い場合、マイクロコンピ
ュータ−は次で丁度計算されたばかりの回帰係数を使用
して各輝度画素１について色度値（Ｉ）を決定する（ス
テップ１６）。

もしその合計がしきい値を越えている場合、■値は変化
されずにそのまま残され、ステップ１７が直ちに実行さ
れる。

ステップ１４．１５はその後Ｑ信号のために繰返えされ
る（ステップ１７）。

得られた各輝度画素２についての■′及びＱ′信号はく
これは元の値と同じでもよく或は異ってもよいが）次で
ストアーされ、そして典型的にはオーバーラツプするで
あろう他の主領域に関してこの方法が繰返され、それに
よって、１つの主領域における各従属的領域（例えば３
〜１０）はそれ自身性の主領域における中心的な従属的
領域を形成する。

最後にストアーされたり、Ｉ、Ｑ情報は処理された画像
がモニター２１上に表示されうるようにＲＧＢに再度変
換される（ステップ１８）。

本発明の方法に対して多くの変形態様が存在しており例
えば高位の回帰係数が計算されうるということは評価さ
れるであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は考慮されている異なるサンプル領域を示してい
る強調されるべき画像の部分を拡大的にかつ概略的に示
す図である。 第２図は平均的輝度要素と平均的色度要素との間の関係
についての例をグラフ的に示したものである。 第３図は１つの選択された領域に対する本発明における
各ステップを示すフローダイアグラムである。 第４図は本発明を実行するための装置についてのブロッ
クダイアグラムである。 １．３〜１０・・・従属的領域、 ２・・・画素、　　　　　　　１９・・・ＴＶ受信機、
２０・・・ＲＧＢフレームスドアー、 ２１・・・モニターテレビ、２２・・・コンピューター
。 以下仝白

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、多数の選択された領域に対し、 ａ）該選択された領域に対する輝度情報と色度情報との
   間の統計的関係を決定すること、及びｂ）選択された領
   域の少くとも一部のために、当該部分に対する輝度情報
   に決定された統計的関係を適用することにより修正され
   た色度情報を発生させること、 とから構成されていることを特徴とする輝度情報と色度
   情報により定義されたビデオ画像を強調する方法。 ２、ステップａ）は輝度（Ｌ）と色度座標（Ｉ）との間
   で次式の関係が発生するよう回帰分析を実行することを
   含むことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の方法 Ｉ＝Ｃ＿ｏ＋ΣＣｎＦｎ（Ｌ）＋・・・ ここでＦｎはべき級数のようなＬについての一般的な関
   数列である。 ３、輝度と色度の間で直線的関係が決定されることを特
   徴とする特許請求の範囲第２項記載の方法。 ４、ステップａ）は輝度情報を色度情報と同じ空間分解
   能にまで減少させるため、選択された領域内での従属的
   領域に対して局部的な平均化処理を適用する予備的ステ
   ップを含んでいることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項乃至第３項記載の方法。 ５、輝度信号と２つの色度信号により定義されている画
   像を強調するために、ステップａ）において１つの輝度
   信号と各々の色度信号との間に別個の関係が決定される
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第３項記載
   の方法。 ６、ステップｂ）の前に個々の色度値と輝度値との間の
   相関関係の程度を決定された統計的関係を使用してチェ
   ックすることを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第
   ３項記載の方法。 ７、画像の選択された多数の領域に対して輝度情報と色
   度情報の間の統計的関係を決定するための処理手段と、
   選択された領域の少くとも一部に対して、決定された統
   計的関係を当該領域部分に対する輝度情報に適用して修
   正された色度情報を発生させる修正された色度情報を発
   生するための手段とから構成されていることを特徴とす
   る輝度情報と色度情報により定義されたビデオ画像を強
   調するための装置。