JP2010091949A - Histogram generation method, histogram generation circuit and image processing device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、所定領域の画面を形成する複数画素のそれぞれの輝度値を示す画像データに基づき、全輝度値の度数の分布を示すヒストグラムを生成するヒストグラム生成方法、ヒストグラム生成回路およびこれを利用した画像処理装置に関するものである。 The present invention uses a histogram generation method, a histogram generation circuit, and a histogram generation circuit for generating a histogram indicating the frequency distribution of all luminance values based on image data indicating the luminance values of a plurality of pixels forming a screen of a predetermined area. The present invention relates to an image processing apparatus.
画像表示装置としてのLCDの短所の1つに、CRTやPDPなどの他の画像表示装置と比べてコントラスト比が低いことが挙げられる。これは、液晶がバックライトの光を完全には遮蔽できないことに起因する。例えば、背景が黒の画像を表示するときは、液晶が光を完全に遮蔽できないことから黒が白くぼやける(白浮き)ため、メリハリの無い画像になってしまう。そこで、LCDのコントラスト改善のために、暗いシーンではバックライトの明るさを抑える技術が提案された。また、暗いシーンで単純にバックライトを暗くすると、明るい部分もその分だけ暗くなってしまうので、画像データの値(輝度値)を変化させることも行われている。 One of the disadvantages of LCD as an image display device is that the contrast ratio is lower than that of other image display devices such as CRT and PDP. This is due to the fact that the liquid crystal cannot completely block the light of the backlight. For example, when displaying an image with a black background, the liquid crystal cannot completely shield the light, so that the black is blurred (white floating), resulting in a sharp image. Therefore, in order to improve the contrast of the LCD, a technique for suppressing the brightness of the backlight in a dark scene has been proposed. In addition, when the backlight is simply darkened in a dark scene, the bright portion is also darkened accordingly, so that the value (luminance value) of the image data is also changed.
この様に、コントラスト向上のために、画像表示装置での表示を行うときに、補正(バックライトの明るさの補正と画像データ値の補正)を実施しているが、その補正の最適条件は、画面を形成する複数画素の輝度値の分布パターンによって異なる。そのため最適な補正を行うためには、画像輝度値分布パターンを分析する必要があり、その分析法にヒストグラムが利用される。 As described above, in order to improve contrast, correction (backlight brightness correction and image data value correction) is performed when displaying on the image display device. The optimum conditions for the correction are as follows. Depending on the distribution pattern of the luminance values of a plurality of pixels forming the screen. Therefore, in order to perform the optimum correction, it is necessary to analyze the image luminance value distribution pattern, and a histogram is used for the analysis method.
その一例として、特許文献1では、画像データからヒストグラムを作成して、そのヒストグラムに基づいて画像データの値を変化させたり、バックライトの明るさを暗くすることが記載されている。このようにして、暗い画像では、階調表現を高めつつ消費電力を減少させることを可能としている。
As an example,
ところが、ヒストグラムに偏りがあり、画面全体の輝度が徐々にシフトするようなシーンでは、ヒストグラムの形が急激に変化する場合がある。これはヒストグラムの横軸を特定の輝度値範囲毎に区画して複数(輝度値分解能の数より少ない)の階級に分け、入力画像データの輝度値の度数を対応する階級に累積加算するためであり、ある階級内に含まれていた輝度値が一様に階級の境界をまたいで変化するときに起こり得る。 However, in a scene where the histogram is biased and the luminance of the entire screen gradually shifts, the shape of the histogram may change abruptly. This is because the horizontal axis of the histogram is divided into specific luminance value ranges and divided into a plurality of classes (less than the number of luminance value resolutions), and the frequency of the luminance value of the input image data is cumulatively added to the corresponding class. Yes, this can happen when the luminance values contained within a class change uniformly across class boundaries.
このため、このようなヒストグラムに基づいて画像補正等の制御を行うと、このヒストグラムの急激な変化により、連続的に変化するはずのシーンが不連続のものになってしまう。例えば、暗いシーンで全体が徐々に明るくなる場合では、ある明るさを境にヒストグラムが急激に大きく変化することによって、急に画面が明るくなってしまう。 For this reason, when control such as image correction is performed based on such a histogram, a scene that should change continuously becomes discontinuous due to a sudden change in the histogram. For example, when the entire scene gradually becomes brighter in a dark scene, the screen suddenly becomes brighter due to a sharp change of the histogram at a certain brightness.
図3の「従来例1」は、元の画像(上段)の全体の輝度を一様に6だけ減少させたとき(中段)と、さらに6(合計12)だけ減少させたとき(下段)のヒストグラムの変化を示す。ここでは、画像データを8ビットとし、個々の階級の幅を16とし、階級の数を16としている。元の画像の全体の輝度を−6、−12と減少させただけであるので、作成されるヒストグラムは、理想的には同じ形状で暗い側(左側)にシフトするはずである。ところが、図3の「従来例1」では、元の画像のヒストグラムに対して、全体の輝度を6だけ減少させた画像では、そのヒストグラムはあまり大きくは変化していないが、全体の輝度を12だけ減少させると、ヒストグラムが急激に大きく変化している。 “Conventional example 1” in FIG. 3 is obtained when the entire luminance of the original image (upper stage) is uniformly reduced by 6 (middle stage), and when it is further reduced by 6 (total 12) (lower stage). Changes in the histogram are shown. Here, the image data is 8 bits, the width of each class is 16, and the number of classes is 16. Since the overall brightness of the original image has only been reduced to -6, -12, the histogram created should ideally shift to the dark side (left side) with the same shape. However, in the “conventional example 1” in FIG. 3, in the image in which the overall brightness is reduced by 6 with respect to the histogram of the original image, the histogram does not change so much, but the overall brightness is 12%. If it is decreased only by a large amount, the histogram changes drastically.
具体的には、元の画像のヒストグラムおよび全体の画像の輝度を6だけ減少させた画像のヒストグラムでは、いずれも、度数が存在する最高の階級である階級10に、大きな度数が含まれていた。ところが、全体の輝度を12だけ減少させた画像のヒストグラムでは、階級10の度数が0になっている。従って、ある閾値以上の度数が存在する最高の階級を考慮対象の1つとして補正の条件を設定した場合、全体の輝度が12だけ減少したときに補正条件が大きく変化する。
Specifically, in both the histogram of the original image and the histogram of the image in which the brightness of the entire image is reduced by 6, a high frequency is included in the
このような問題点の解決方法の1つに、ヒストグラムの連続性を高めるために、過去フレームの情報を使って輝度補正を行うことがあるが、この方法では、比較・演算を行う複雑な回路が必要になり、回路規模が大きくなってしまう。また、他の解決方法として、階級の数を増やすことが挙げられる。これは、階級の幅を狭くすることによって、下位ビットの情報を反映させ、なだらかで連続性のあるヒストグラムを作成するものである。しかし、これも、階級の数が増えるため、演算量が増え、回路規模が大きくなってしまう。 One solution to this problem is to perform luminance correction using information on past frames in order to increase the continuity of the histogram. In this method, a complicated circuit for comparison and calculation is used. Becomes necessary, and the circuit scale becomes large. Another solution is to increase the number of classes. This is to create a gentle and continuous histogram by narrowing the class width to reflect the information of the lower bits. However, this also increases the number of classes, which increases the amount of calculation and increases the circuit scale.
また、特許文献2には、雑音によるヒストグラム精製の不安定性要因を除くため、ヒストグラムの各階級の幅を設定する閾値の近傍の画像データの輝度値に対して重み付けを行う技術が提案されている。これは、図4に示すように、1つの階級の幅を決める閾値をA,Bとするとき、閾値A近傍の「A−W」〜「A+W」の範囲では増加関数であり、閾値B近傍の「B−W」〜「B+W」の範囲では減少関数となる重み関数を用いて累積加算を行うものである。
ところが、上記図4に示した手法は、重み付けが行われる範囲は閾値A,Bの近傍のみであり、閾値近傍を除いた階級区間(「A+W」〜「B−W」)内の輝度値では、その階級に度数の100%が分配されることになる。したがって、この手法では、従来と同様に、ヒストグラムに偏りがあり、画面全体の輝度が徐々にシフトするようなシーンでは、ヒストグラムが急激に大きく変化する場合があり得る。 However, in the method shown in FIG. 4, the weighting range is only in the vicinity of the threshold values A and B, and the luminance values in the class section (“A + W” to “B−W”) excluding the vicinity of the threshold value are used. , 100% of the frequency will be distributed to the class. Therefore, with this method, as in the conventional case, in a scene where the histogram is biased and the luminance of the entire screen gradually shifts, the histogram may change drastically.
図3の「従来例2」に、特許文献2の手法によって作成したヒストグラムを示す。画像データのビット数、階級の幅、階級の数、画像全体の輝度変化は「従来例1」と同じである。ここでは、範囲W=4とした。この例でも、元の画像のヒストグラムに対して、全体の輝度を6だけ減少させた画像では、ヒストグラムはあまり大きくは変化していないが、全体の輝度を12だけ減少させた画像では、階級10の度数が0になり、ヒストグラムが急激に大きく変化している。
A “conventional example 2” in FIG. 3 shows a histogram created by the method of
本発明の目的は、ヒストグラムに偏りがあり、画面全体の輝度が徐々にシフトするようなシーンであっても、ヒストグラムが急激に大きく変化することがないようにしたヒストグラム生成方法、ヒストグラム生成回路およびこれを利用した画像処理装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide a histogram generation method, a histogram generation circuit, and a histogram generation circuit that prevent the histogram from changing drastically even in a scene where the histogram is biased and the brightness of the entire screen gradually shifts. It is to provide an image processing apparatus using this.
上記目的を達成するために、請求項1にかかる発明のヒストグラム生成方法は、所定領域の画面を形成する複数画素のそれぞれの輝度値を示す画像データに基づいて、該複数画素の輝度値の、輝度値分解能の数より少ない数に区分けした階級ごとの度数の分布を示すヒストグラムを生成するヒストグラム生成方法であって、前記複数の画素のうちの分配対象画素の度数を、前記複数の階級のうちの、該分配対象画素の輝度値を含む分配元階級内での、該分配対象画素の輝度値の位置に応じて、該分配元階級と該分配元階級の上下の階級とのそれぞれに分配する分配度数を生成し、前記複数の画素のそれぞれについての前記分配度数を、前記複数の階級ごとに累積加算して、該階級ごとの度数を生成し、前記分配度数の生成において、前記分配対象画素の輝度値が前記分配元階級内のいずれの位置にあるときにも、前記上下の階級の少なくとも一方に分配する0を超える分配度数を生成することを特徴とする。
請求項2にかかる発明は、請求項1に記載のヒストグラム生成方法において、前記度数の生成において、前記分配対象画素の輝度値が前記分配元階級の中央に位置する場合にも、前記上下の階級のそれぞれに分配する0を超える分配度数を生成することを特徴とする。
請求項3にかかる発明のヒストグラム生成回路は、所定領域の画面を形成する複数画素のそれぞれの輝度値を示す画像データが入力され、該複数画素の輝度値の、輝度値分解能の数より少ない数に区分けした階級ごとの度数の分布を示すヒストグラムを生成するヒストグラム生成回路であって、前記複数の画素のうちの分配対象画素の度数を、前記複数の階級のうちの、該分配対象画素の輝度値を含む分配元階級内での、該分布対象画素の輝度値の位置に応じて、該分配元階級と該分配元階級の上下の階級とのそれぞれに分配する分配度数を生成する度数生成回路と、前記複数の画素のそれぞれについての前記分配度数を、前記複数の階級ごとに累積加算して、該階級ごとの度数を生成する累積加算回路とを備え、前記度数生成回路は、前記分配対象画素の輝度値が前記分配元階級内のいずれの位置にあるときにも、前記上下の階級の少なくとも一方に分配する0を超える分配度数を生成することを特徴とする。
請求項4にかかる発明は、請求項3に記載のヒストグラム生成回路において、前記度数生成回路は、前記分配対象画素の輝度値が前記分配元階級の中央に位置する場合にも、前記上下の階級のそれぞれに分配する0を超える分配度数を生成することを特徴とする。
請求項5にかかる発明は、請求項3又は4に記載のヒストグラム生成回路において、前記複数の画素のそれぞれの輝度値が、上位ビットおよび下位ビットで表現され、前記複数の階級は、前記上位ビットの値のそれぞれに対応して設けられ、前記度数生成回路は、前記輝度値の下位ビットが入力され、該下位ビットの値に応じて前記分配度数を生成し、前記累積加算回路は、前記上位ビットが入力され、該上位ビットの値に応じて決まる階級を前記分配元階級として、該分配元階級およびその上下の階級に、前記度数生成回路が生成した分配度数を累積加算することを特徴とする。
請求項6にかかる発明の画像処理装置は、前記請求項3ないし5のいずれかに記載のヒストグラム生成回路と、前記ヒストグラム生成回路が生成したヒストグラムに応じて、前記画面を表示装置に表示するときに行う補正処理の条件を生成する演算回路とを有することを特徴とする。
To achieve the above object, the histogram generation method according to the first aspect of the present invention is based on image data indicating the luminance values of the plurality of pixels forming the screen of the predetermined area, A histogram generation method for generating a histogram indicating a frequency distribution for each class divided into a number smaller than the number of luminance value resolutions, wherein the frequency of the distribution target pixel among the plurality of pixels is determined from the plurality of classes Are distributed to each of the distribution source class and the upper and lower classes of the distribution source class in accordance with the position of the luminance value of the distribution target pixel in the distribution source class including the luminance value of the distribution target pixel. A distribution frequency is generated, and the distribution frequency for each of the plurality of pixels is cumulatively added for each of the plurality of classes to generate a frequency for each of the classes. Even when in any position of the luminance values in the distribution source hierarchy elephant pixels, and generates a distribution frequency of greater than 0 to be distributed to at least one of the upper and lower ranks.
According to a second aspect of the present invention, in the histogram generation method according to the first aspect, in the generation of the frequency, the upper and lower classes are also generated when the luminance value of the distribution target pixel is located at the center of the distribution source class. It is characterized by generating a distribution frequency exceeding 0 distributed to each of the above.
According to a third aspect of the present invention, in the histogram generation circuit, image data indicating each luminance value of a plurality of pixels forming a screen of a predetermined area is input, and the number of luminance values of the plurality of pixels is smaller than the number of luminance value resolutions. A histogram generation circuit for generating a histogram indicating a frequency distribution for each class divided into a plurality of pixels, the frequency of the distribution target pixel of the plurality of pixels, the luminance of the distribution target pixel of the plurality of classes A frequency generation circuit that generates a distribution frequency to be distributed to each of the distribution source class and the upper and lower classes of the distribution source class in accordance with the position of the luminance value of the distribution target pixel within the distribution source class including the value And a cumulative addition circuit that cumulatively adds the distribution frequency for each of the plurality of pixels for each of the plurality of classes and generates a frequency for each of the classes, and the frequency generation circuit includes: Even when in any position of the luminance value distribution target pixel in the distribution source hierarchy, and generates a distribution frequency of greater than 0 to be distributed to at least one of the upper and lower ranks.
According to a fourth aspect of the present invention, in the histogram generation circuit according to the third aspect, the frequency generation circuit may be configured such that the upper and lower classes also when the luminance value of the distribution target pixel is located at the center of the distribution source class. It is characterized by generating a distribution frequency exceeding 0 distributed to each of the above.
According to a fifth aspect of the present invention, in the histogram generation circuit according to the third or fourth aspect, the luminance values of the plurality of pixels are represented by upper bits and lower bits, and the plurality of classes are represented by the upper bits. The frequency generation circuit receives the lower bits of the luminance value, generates the distribution frequency according to the value of the lower bits, and the cumulative addition circuit A bit is input, and a class determined according to a value of the upper bit is set as the distribution source class, and the distribution frequency generated by the frequency generation circuit is cumulatively added to the distribution source class and the upper and lower classes. To do.
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided an image processing apparatus for displaying the screen on a display device according to the histogram generation circuit according to any one of the third to fifth aspects and the histogram generated by the histogram generation circuit. And an arithmetic circuit for generating conditions for correction processing to be performed.
本発明によれば、分配対象画素の輝度値の度数を、対応する分配元階級と該分配元階級の上下の階級とのそれぞれに分配し、しかも、分配対象画素の輝度値が分配元階級内のいずれの位置にあるときにも、分配元階級の上下の階級の少なくとも一方に分配する0を超える分配度数を生成するので、ヒストグラムに偏りがあり、画面全体の輝度が徐々にシフトするようなシーンであっても、ヒストグラムが急激に大きく変化することはない。このため、得られたヒストグラムを利用して表示補正を行う条件を、適正に生成することができる。 According to the present invention, the frequency of the luminance value of the distribution target pixel is distributed to the corresponding distribution source class and the upper and lower classes of the distribution source class, and the luminance value of the distribution target pixel is within the distribution source class. The distribution frequency exceeding 0 is distributed to at least one of the upper and lower classes of the distribution source class, so that the histogram is biased and the luminance of the entire screen is gradually shifted. Even in a scene, the histogram does not change drastically. For this reason, conditions for performing display correction using the obtained histogram can be appropriately generated.
本発明では、(a)画像データの下位ビットの情報もヒストグラム結果に反映させる、(b)できるだけ階級の数を増やさない、(c)度数の合計は画像パターンによって異ならせない、という点に注意を払う。 In the present invention, it is noted that (a) information of lower-order bits of image data is also reflected in the histogram result, (b) the number of classes is not increased as much as possible, and (c) the total frequency is not different depending on the image pattern. Pay.
従来のヒストグラム生成では、例えば、画像データを8ビットとすれば、分解能は256であり、階級の幅を16とすれば、階級の数も16となるので、特定の画素(以下、「分配対象画素」と呼ぶ)の画像データの例えば上位4ビットに応じて、当該分配対象画素がいずれの階級に属するかを判定し、属する階級(以下、「分配元階級」と呼ぶ)に度数を1だけ累積加算していた。このとき、画像データの下位4ビットは不要であった。 In the conventional histogram generation, for example, if the image data is 8 bits, the resolution is 256, and if the class width is 16, the number of classes is 16, so that a specific pixel (hereinafter referred to as “distribution target”). In accordance with, for example, the upper 4 bits of image data of “pixel”, it is determined to which class the distribution target pixel belongs, and the frequency is only 1 for the class to which it belongs (hereinafter referred to as “distribution source class”). Cumulative addition. At this time, the lower 4 bits of the image data are unnecessary.
これに対し、本発明では、(a)、(b)を解決するために、分配対象画素の画像データの例えば上位4ビットに応じて、当該分配対象画素の属する分配元階級を決定しながらも、当該分配対象画素の度数を、当該画像データの下位4ビットに応じて重みを付けた3つの度数に分配し、この3つの分配度数を、分配元階級とその上下の階級に分配して累積加算することにした。これにより階級の数は従来よりも2つだけ増えることとなる。(c)を解決するために、下位4ビットから生成される3つの分配度数の合計値は一定とし、全階級の度数の合計値は画像サイズによってのみ変化するものとする。 On the other hand, in the present invention, in order to solve (a) and (b), the distribution source class to which the distribution target pixel belongs is determined according to, for example, the upper 4 bits of the image data of the distribution target pixel. The frequency of the distribution target pixel is distributed to three frequencies weighted according to the lower 4 bits of the image data, and the three distribution frequencies are distributed and accumulated in the distribution source class and the upper and lower classes. I decided to add. As a result, the number of classes is increased by two from the conventional level. In order to solve (c), the total value of the three distribution frequencies generated from the lower 4 bits is assumed to be constant, and the total value of the frequencies of all classes changes only depending on the image size.
この手法を採用することにより、階級の数は2つ増えるが、ヒストグラムの連続性は向上するので、明るさが徐々に変化するシーンでヒストグラムが急激に大きく変化することはなくなる。 By adopting this method, the number of classes increases by two, but the continuity of the histogram is improved, so that the histogram does not change drastically in a scene where the brightness gradually changes.
ヒストグラム算出は、以下の順番で行う。以下では、入力する画像データは8ビット、ヒストグラムの階級の数は「16+2」の場合を考える。 The histogram calculation is performed in the following order. In the following, it is assumed that the input image data is 8 bits and the number of histogram classes is “16 + 2”.
(1)画像データの上位4ビット[7:4]に基づき、度数を累積加算する階級を決定する。この階級は、Histo[n-1]、Histo[n]、Histo[n+1]の3つである。Histo[n]は分配元階級を、Histo[n-1]はその1つ下の階級を、Histo[n+1]はその1つ上の階級を、それぞれ示す。nは8ビットの画像データの上位4ビット[7:4]で決まる値であって、次式(1)で導き出される。
n=[7:4]+1 (1)
ここで、nは1〜16となる。
(1) Based on the upper 4 bits [7: 4] of the image data, a class for accumulating the frequencies is determined. There are three classes, Histo [n-1], Histo [n], and Histo [n + 1]. Histo [n] indicates the source class, Histo [n-1] indicates the class below it, and Histo [n + 1] indicates the class above it. n is a value determined by the upper 4 bits [7: 4] of the 8-bit image data, and is derived by the following equation (1).
n = [7: 4] +1 (1)
Here, n is 1-16.
(2)画像データの下位4ビット[3:0]に基づき、加算する3つの分配度数の値をLUTから決定して、3つの階級Histo[n-1]、Histo[n]、Histo[n+1]に加算する。1つの画像データについて、各階級Histo[n-1]、Histo[n]、Histo[n+1]に加える度数の合計値は一定値(αとする)である。図1に、下位4ビットと各階級Histo[n-1]、Histo[n]、Histo[n+1]に加算する分配度数の関係を示す。ここでは、α=100である。この内容はLUTに設定される。下の階級Histo[n-1]に加える分配度数down_valは、下位4ビットの値が最大(15)のとき最小(0)であり、下位4ビットの値が小さくなるほど大きくなって、最大50(=α/2)になる。上の階級Histo[n+1]に加える分配度数up_valは、下位4ビットの値が最小(0)のとき最小(0)であり、下位4ビットの値が大きくなるほど大きくなって最大50(=α/2)になる。分配元階級Histo[n]に加える分配度数middle_valは、下位4ビットの値が中間(7又は8)のときに最も大きいが、100ではなく、残りの度数が上下の階級Histo[n-1]、Histo[n+1]の分配度数down_val、up_valに振り分けられている。 (2) Based on the lower 4 bits [3: 0] of the image data, three distribution frequency values to be added are determined from the LUT, and the three classes Histo [n-1], Histo [n], Histo [n Add to +1]. For one image data, the total value of the frequencies added to each class Histo [n−1], Histo [n], Histo [n + 1] is a constant value (α). FIG. 1 shows the relationship between the lower 4 bits and the distribution frequency added to each class Histo [n-1], Histo [n], Histo [n + 1]. Here, α = 100. This content is set in the LUT. The distribution frequency down_val added to the lower class Histo [n−1] is the minimum (0) when the value of the lower 4 bits is the maximum (15), and increases as the value of the lower 4 bits decreases, and the maximum 50 ( = Α / 2). The distribution frequency up_val to be added to the upper class Histo [n + 1] is the minimum (0) when the value of the lower 4 bits is the minimum (0), and increases as the value of the lower 4 bits is increased to the maximum 50 (= α / 2). The distribution frequency middle_val added to the distribution source class Histo [n] is the largest when the value of the lower 4 bits is intermediate (7 or 8), but is not 100, and the remaining frequencies are the upper and lower classes Histo [n-1]. , Histo [n + 1] distribution frequency is divided into down_val and up_val.
(3)ヒストグラムの結果を画面サイズ(全画素数)によって補正して、最終的なヒストグラムを生成する。 (3) The histogram result is corrected by the screen size (total number of pixels) to generate a final histogram.
なお、上記の例では、各画素の輝度値を示す画像データは8ビット、分配元階級を決定するのは上位4ビット、分配度数を決定するのは下位4ビットとしているが、これらのビットと幅と前記したαは任意に設定できる。たとえば、画像データを10ビットとした場合は、最上位から4ビット[9:6]を上位ビットとして分配元階級を決め、その下位の5ビット[5:2]を下位ビットとして配分度数を決め、最下位1ビット[0]を使用しないようにしてもよい。 In the above example, the image data indicating the luminance value of each pixel is 8 bits, the distribution source class is determined by the upper 4 bits, and the distribution frequency is determined by the lower 4 bits. The width and α described above can be set arbitrarily. For example, when the image data is 10 bits, the distribution source class is determined with the most significant 4 bits [9: 6] as the upper bits, and the distribution frequency is determined with the lower 5 bits [5: 2] as the lower bits. The least significant 1 bit [0] may not be used.
<実施例>
図2に、本発明の1つの実施例の画像処理装置の構成を示す。入力する画像データは8ビットである。10はヒストグラム生成回路であり、度数生成回路11と累積加算回路12からなる。
<Example>
FIG. 2 shows the configuration of an image processing apparatus according to one embodiment of the present invention. The input image data is 8 bits. A
度数生成回路11は、画像データの下位4ビット[3:0]を入力し、図1に示した特性をもつLUTにより隣接する3個の階級Histo[n-1]、Histo[n]、Histo[n+1]に分配する分配度数down_val、middle_val、up_valを作成する。例えば、下位4ビットの値が4であれば、各分配度数は、down_val=22、middle_val=73、up_val=5である。
The
累積加算回路12は、画像データの上位4ビット[7:4]を入力し、これにより式(1)からnが求まり、分配元階級Histo[n]が決定される。これによって決定された3個の階級Histo[n-1]、Histo[n]、Histo[n+1]に、度数生成回路11から入力された分配度数度数down_val、middle_val、up_valが累積加算される。例えば、上位4ビット[7:4]でn=12が決まれば、Histo[11]に22、Histo[12]に73、Histo[13]に5の分配度数が累積加算される。
The
このような度数生成回路11での分配度数の生成、および、累積加算回路12での累積加算を、画面を構成するそれぞれの画素の画像データについて行い、さらに、画面サイズによる補正を行うことにより、ヒストグラムが生成される。
By generating the distribution frequency in the
20は演算回路であり、得られたヒストグラムに応じて補正(画像補正、および、バックライトの明るさ補正)を行う条件を生成する。
An
30は画像処理部であり、入力する8ビットの画像データに対して、演算回路20で得られた画像補正処理を行う条件に基づき、入力する画像データに対して補正を行う。
40は画像表示装置としてのLCDモジュールであり、LCDパネル41とバックライト制御部42を備え、演算回路20が生成した補正の条件に基づき、バックライトの制御を行う。
図3の「本実施例」に、本実施例によって作成したヒストグラムを示す。画像データのビット数、階級幅、画像全体の輝度変化は図3の「従来例1」と同じである。ただし、階級数は「16+2」である。また、αの値は図1の場合とは異なる。本実施例では、元の画像のヒストグラムに対して、画面の全体の輝度を6だけ減少させた画像のヒストグラム、全体の輝度を12だけ減少させた画像のヒストグラムのいずれも、大きくは変化していない。 The “present example” in FIG. 3 shows a histogram created by the present example. The number of bits of the image data, the class width, and the luminance change of the entire image are the same as those of “Conventional example 1” in FIG. However, the number of classes is “16 + 2”. Further, the value of α is different from that in FIG. In this embodiment, both the histogram of the image in which the overall brightness of the screen is reduced by 6 and the histogram of the image in which the overall brightness is reduced by 12 are greatly changed from the histogram of the original image. Absent.
具体的には、元の画像のヒストグラム(上段)から、全体の輝度が6だけ(中段)、および、12だけ(下段)減少するにともなって、ピークの位置が、階級9から階級8に移動しているが、ヒストグラム全体の形は顕著には変化していない。そして、元の画像のヒストグラムでは大きな度数が含まれていた階級10の度数も、全体の輝度が6だけ、および、12だけ減少するにともなって、徐々に減少しており、「従来例1」もしくは「従来例2」のように、急に0になることはない。従って、補正の条件も徐々に変化するように、演算回路20における演算を設定することが用意である。
Specifically, the peak position moves from
10:ヒストグラム生成回路、11:度数生成回路、12:累積加算回路
20:演算回路
30:画像処理部
40:LCDモジュール、41:LCDパネル、42:バックライト制御部
10: Histogram generation circuit, 11: Frequency generation circuit, 12: Cumulative addition circuit, 20: Arithmetic circuit, 30: Image processing unit, 40: LCD module, 41: LCD panel, 42: Backlight control unit
Claims (6)
前記複数の画素のうちの分配対象画素の度数を、前記複数の階級のうちの、該分配対象画素の輝度値を含む分配元階級内での、該分配対象画素の輝度値の位置に応じて、該分配元階級と該分配元階級の上下の階級とのそれぞれに分配する分配度数を生成し、
前記複数の画素のそれぞれについての前記分配度数を、前記複数の階級ごとに累積加算して、該階級ごとの度数を生成し、
前記分配度数の生成において、前記分配対象画素の輝度値が前記分配元階級内のいずれの位置にあるときにも、前記上下の階級の少なくとも一方に分配する0を超える分配度数を生成することを特徴とするヒストグラム生成方法。 Histogram showing the frequency distribution for each class divided into a number smaller than the number of luminance value resolutions of the luminance values of the plurality of pixels based on the image data indicating the luminance values of the plurality of pixels forming the screen of the predetermined area A histogram generation method for generating
The frequency of the distribution target pixel in the plurality of pixels is determined according to the position of the luminance value of the distribution target pixel in the distribution source class including the luminance value of the distribution target pixel in the plurality of classes. , Generating a distribution frequency to be distributed to each of the distribution source class and the upper and lower classes of the distribution source class,
The distribution frequency for each of the plurality of pixels is cumulatively added for each of the plurality of classes to generate a frequency for each class,
In the generation of the distribution frequency, when the luminance value of the pixel to be distributed is in any position in the distribution source class, a distribution frequency exceeding 0 distributed to at least one of the upper and lower classes is generated. Histogram generation method as a feature.
前記複数の画素のうちの分配対象画素の度数を、前記複数の階級のうちの、該分配対象画素の輝度値を含む分配元階級内での、該分布対象画素の輝度値の位置に応じて、該分配元階級と該分配元階級の上下の階級とのそれぞれに分配する分配度数を生成する度数生成回路と、
前記複数の画素のそれぞれについての前記分配度数を、前記複数の階級ごとに累積加算して、該階級ごとの度数を生成する累積加算回路とを備え、
前記度数生成回路は、前記分配対象画素の輝度値が前記分配元階級内のいずれの位置にあるときにも、前記上下の階級の少なくとも一方に分配する0を超える分配度数を生成することを特徴とするヒストグラム生成回路。 Histogram showing frequency distribution for each class into which image data indicating the luminance values of a plurality of pixels forming a screen of a predetermined area is input and divided into a number smaller than the number of luminance value resolutions of the luminance values of the plurality of pixels A histogram generation circuit for generating
The frequency of the distribution target pixel in the plurality of pixels is determined according to the position of the luminance value of the distribution target pixel in the distribution source class including the luminance value of the distribution target pixel in the plurality of classes. A frequency generation circuit for generating a distribution frequency to be distributed to each of the distribution source class and the upper and lower classes of the distribution source class;
A cumulative addition circuit that cumulatively adds the distribution frequency for each of the plurality of pixels for each of the plurality of classes and generates the frequency for each of the classes;
The frequency generation circuit generates a distribution frequency exceeding 0 that is distributed to at least one of the upper and lower classes when the luminance value of the distribution target pixel is in any position in the distribution source class. A histogram generation circuit.
前記度数生成回路は、前記輝度値の下位ビットが入力され、該下位ビットの値に応じて前記分配度数を生成し、
前記累積加算回路は、前記上位ビットが入力され、該上位ビットの値に応じて決まる階級を前記分配元階級として、該分配元階級およびその上下の階級に、前記度数生成回路が生成した分配度数を累積加算することを特徴とする請求項3または4記載のヒストグラム生成回路。 The luminance values of each of the plurality of pixels are represented by upper bits and lower bits, and the plurality of classes are provided corresponding to the values of the upper bits,
The frequency generation circuit receives lower bits of the luminance value, generates the distribution frequency according to the value of the lower bits,
The cumulative addition circuit receives the upper bits and uses the distribution determined by the frequency generation circuit in the distribution source class and its upper and lower classes, with the class determined according to the value of the higher bit as the distribution source class The histogram generation circuit according to claim 3 or 4, characterized in that cumulative addition is performed.
前記ヒストグラム生成回路が生成したヒストグラムに応じて、前記画面を表示装置に表示するときに行う補正処理の条件を生成する演算回路とを有することを特徴とする画像処理装置。 The histogram generation circuit according to any one of claims 3 to 5,
An image processing apparatus comprising: an arithmetic circuit that generates a condition for correction processing performed when the screen is displayed on a display device according to the histogram generated by the histogram generation circuit.
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