專利名稱：信號處理裝置及信號處理程序的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及視頻信號的灰度轉(zhuǎn)換處理，特別涉及使用視頻信號的直方圖來進行灰度轉(zhuǎn)換處理的圖像信號處理裝置及圖像信號處理程序。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)在的數(shù)碼照靜態(tài)相機或攝像機等攝影系統(tǒng)的信號處理中，常常進行對視頻信號進行灰度轉(zhuǎn)換這樣的處理。作為灰度轉(zhuǎn)換處理的一種方法，有使用視頻信號的直方圖來 計算灰度轉(zhuǎn)換特性的方法。例如，在日本特開2007-124453號公報中，根據(jù)從所輸入的視頻 信號的直方圖獲取的信息判定內(nèi)容的特征，并可以進行與內(nèi)容的特性相應(yīng)的對比度調(diào)整。但是，即使是相同的直方圖也存在視頻信號的被攝體信息不同的情況，并且有時 用同一灰度轉(zhuǎn)換特性時處理不充分。例如，當視頻信號是肖像的情況和風景的情況時，在肖 像時作為針對臉區(qū)域的灰度轉(zhuǎn)換特性，優(yōu)選不太強調(diào)對比度，在風景時優(yōu)選在一定程度上 強調(diào)對比度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，鑒于上述問題點，提供根據(jù)視頻信號的特征，可以進行高質(zhì)量 的灰度轉(zhuǎn)換處理的信號處理裝置。本發(fā)明中，信號處理裝置對來自攝影系統(tǒng)的視頻信號進行灰度轉(zhuǎn)換而進行輸出， 其包括特征量計算單元，其計算所述視頻信號的特征量；區(qū)間設(shè)定控制單元，其根據(jù)所述 特征量設(shè)定求出所述視頻信號的直方圖時的、該直方圖中的像素值的區(qū)間；灰度轉(zhuǎn)換特性 計算單元，其使用通過所述區(qū)間設(shè)定控制單元所設(shè)定的所述區(qū)間求出的直方圖計算灰度轉(zhuǎn) 換特性；以及灰度轉(zhuǎn)換單元，其對所述視頻信號使用所述灰度轉(zhuǎn)換特性進行灰度轉(zhuǎn)換。根據(jù)本發(fā)明，可以使用根據(jù)視頻信號的特征量求出的直方圖進行高質(zhì)量的灰度轉(zhuǎn) 換處理。


圖1是第1實施方式的信號處理裝置的構(gòu)成圖。圖2是區(qū)間設(shè)定部的構(gòu)成圖。圖3是特征量計算部的構(gòu)成圖。圖4A是表示改變區(qū)間數(shù)之前的直方圖的圖。圖4B是表示改變區(qū)間數(shù)之后的直方圖的圖。圖5A是表示改變區(qū)間寬度之前的直方圖的圖。圖5B是表示改變區(qū)間寬度之后的直方圖的圖。圖6A是表示直方圖的一例的圖。圖6B是表示灰度轉(zhuǎn)換特性的圖。圖7A是表示直方圖的一例的圖。
圖7B是表示改變區(qū)間寬度之后的直方圖的圖。圖7C是表示改變區(qū)間數(shù)之后的直方圖的圖。圖8A是表示直方圖的一例的圖。 圖8B是表示針對直方圖的灰度轉(zhuǎn)換特性的圖。圖8C是表示直方圖的一例的圖。圖8D是表示針對圖8C的直方圖的灰度轉(zhuǎn)換特性的圖。圖9是第1實施方式的軟件相關(guān)的流程圖。圖10是第2實施方式的信號處理裝置的構(gòu)成圖。圖11是第2實施方式的軟件相關(guān)的流程圖。圖12是第3實施方式的信號處理裝置的構(gòu)成圖。圖13是第3實施方式的軟件相關(guān)的流程圖。
具體實施例方式圖1是第1實施方式的信號處理裝置的構(gòu)成圖。通過透鏡系統(tǒng)100、光圈101、彩 色濾光片103、CCD(電荷耦合元件)104拍攝的影像由A/D(模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器)105轉(zhuǎn)換為數(shù) 字信號。來自A/D 105的視頻信號通過緩存106轉(zhuǎn)送至信號處理部108。并且，來自緩存 (緩沖存儲器)106的信號還轉(zhuǎn)送至攝影控制部107。攝影控制部107與光圈101、AF電機(自動對焦用電機)102、以及CXD 104連接。 信號處理部108與區(qū)間設(shè)定部109以及特征量計算部110連接。區(qū)間設(shè)定部109與灰度轉(zhuǎn) 換特性計算部112連接。特征量計算部110與區(qū)間控制部111連接。區(qū)間控制部111與區(qū) 間設(shè)定部109連接。灰度轉(zhuǎn)換特性計算部112與灰度轉(zhuǎn)換部113連接。灰度轉(zhuǎn)換部113與 壓縮部114連接。壓縮部114與輸出部115連接。微型計算機等的控制部116與攝影控制部107、信號處理部108、區(qū)間設(shè)定部109、 特征量計算部110、區(qū)間控制部111、灰度轉(zhuǎn)換特性計算部112、灰度轉(zhuǎn)換部113以及壓縮部 114雙向連接。進而，具有用于進行電源開關(guān)、快門按鈕、拍攝時的各種模式的切換的接口的 外部I/F部(接口部)117也與控制部116雙向連接。圖1中，說明信號流程。在通過外部I/F部117設(shè)定ISO感光度、曝光等的攝影條 件后，通過半按未圖示的快門按鈕，使得信號處理裝置進入到預(yù)攝影模式。通過透鏡系統(tǒng) 100、光圈101、彩色濾光片103、(XD104拍攝的視頻信號由A/D 105轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號并轉(zhuǎn)送 至緩存106。另外，在本實施方式中，CXD 104假設(shè)為RGB原色系的單板(XD，并將A/D 105 所產(chǎn)生信號的灰度數(shù)(位長)例如設(shè)為12bit(4096級)。緩存106內(nèi)的視頻信號被轉(zhuǎn)送至攝影控制部107。攝影控制部107檢測視頻信號 的AF區(qū)內(nèi)的對比度信息，通過按照其變得最大的方式控制AF電機102來得到對焦信號，取 得距離信息?；蛘?，還可以在預(yù)攝影時不取得視頻信號，而使用未圖示的外部紅外線傳感器 測定與主要被攝體之間的距離，根據(jù)該距離控制AF電機102，得到對焦位置中的距離信息。 在攝影控制部107中使用信號中的亮度級或未圖示的亮度傳感器控制光圈101及CCD104 的電子快門速度等，以實現(xiàn)適當曝光。接著，通過外部I/F部117全按未圖示的快門按鈕來進行本攝影。本攝影是基于 由攝影控制部107求出的對焦條件及曝光條件進行的，這些攝影時的信息被轉(zhuǎn)送至控制部116。緩存106內(nèi)的視頻信號被轉(zhuǎn)送至信號處理部108。信號處理部108根據(jù)控制部116 的控制讀入緩存106上的單板狀態(tài)的視頻信號，生成進行了公知的差值處理、白平衡處理 等的各像素RGB的三板狀態(tài)的視頻信號。進而還可以如式(1)所示將RGB信號轉(zhuǎn)換為YCbCr信號。 被信號處理部108處理的視頻信號被轉(zhuǎn)送至區(qū)間設(shè)定部109、特征量計算部110及 灰度轉(zhuǎn)換部113。區(qū)間設(shè)定部109將取得從信號處理部108轉(zhuǎn)送的視頻信號的信號值(像 素值)的范圍分割為多個區(qū)間，計算包含在各區(qū)間的信號值的頻度，根據(jù)頻度的計算結(jié)果 計算直方圖(次數(shù)分布)。圖2表示區(qū)間設(shè)定部109的構(gòu)成圖的一例，其由緩存200、區(qū)間數(shù)調(diào)整部201以及 區(qū)間寬度調(diào)整部202構(gòu)成。信號處理部108將視頻信號轉(zhuǎn)送至緩存200。區(qū)間數(shù)調(diào)整部201 根據(jù)區(qū)間控制部111的控制調(diào)整從緩存200轉(zhuǎn)送的視頻信號的信號值的區(qū)間數(shù)。圖4表示直方圖的區(qū)間數(shù)變化的說明圖。圖4Α表示轉(zhuǎn)送至緩存200的視頻信號 的直方圖。構(gòu)成該直方圖的柱(長方形)的個數(shù)、即區(qū)間數(shù)與輸入信號的位長(灰度數(shù))、 例如12bit(4096個)相等。圖4A、圖4B中的橫軸的作為信號值的像素的亮度值⑴可以 是RGB信號值的任意一個、或可以是Y信號值的某一個。圖4B表示從圖4A改變了區(qū)間數(shù)的直方圖。另外，由于信號值的總數(shù)一定，因此在 改變區(qū)間數(shù)的前后，構(gòu)成直方圖的多個柱的總面積被保持。變更了區(qū)間數(shù)的直方圖被轉(zhuǎn)送 至區(qū)間寬度調(diào)整部202。區(qū)間寬度調(diào)整部202根據(jù)區(qū)間控制部111的控制使用從區(qū)間數(shù)調(diào) 整部201轉(zhuǎn)送的直方圖以及從緩存200轉(zhuǎn)送的視頻信號調(diào)整直方圖的區(qū)間寬度。圖5A、圖5B表示直方圖的區(qū)間寬度變化的說明圖。圖5A表示從區(qū)間數(shù)調(diào)整部201 轉(zhuǎn)送的直方圖。區(qū)間寬度調(diào)整部202如圖5B那樣改變直方圖的區(qū)間寬度，使區(qū)間寬度不均 勻。另外，由于信號值的總數(shù)為一定，因此在改變區(qū)間寬度的前后，構(gòu)成直方圖的多個柱的 總面積被保持。并且，構(gòu)成直方圖的柱的面積(即、將頻度的值與區(qū)間寬度相乘的結(jié)果)，與 包含在該柱的區(qū)間的信號值的個數(shù)(像素的個數(shù))對應(yīng)。變更了區(qū)間寬度的直方圖被轉(zhuǎn)送 至灰度轉(zhuǎn)換特性計算部112。此處，表示了具有區(qū)間數(shù)調(diào)整部201以及區(qū)間寬度調(diào)整部202雙方的構(gòu)成，但也可 以由其中的一方構(gòu)成。例如，當僅由區(qū)間數(shù)調(diào)整部201構(gòu)成時，構(gòu)成直方圖的的柱寬度在所 有地方都相等，當僅由區(qū)間寬度調(diào)整部202構(gòu)成時，在區(qū)間數(shù)已預(yù)先決定為規(guī)定數(shù)的情況 下進行直方圖的計算。特征量計算部110針對從信號處理部108轉(zhuǎn)送的視頻信號計算特征量，將該信息 轉(zhuǎn)送至區(qū)間控制部111。區(qū)間控制部111根據(jù)轉(zhuǎn)送的信息控制區(qū)間設(shè)定部109中的區(qū)間數(shù) 以及區(qū)間寬度。對于這些特征量計算部110以及區(qū)間控制部111的處理，將后述?；叶绒D(zhuǎn)換特性計算部112使用從區(qū)間設(shè)定部109轉(zhuǎn)送的直方圖計算灰度轉(zhuǎn)換特性 (也稱為灰度轉(zhuǎn)換函數(shù)或色調(diào)曲線)。作為灰度轉(zhuǎn)換特性計算的一個方法，有將圖6B所示的累積直方圖作為灰度轉(zhuǎn)換特性使用的方法。圖6A表示從區(qū)間設(shè)定部109轉(zhuǎn)送的直方圖，圖6B表示累積該直方圖的結(jié)果(累積直方圖)。圖6B的縱軸t(k)表示針對橫軸的輸入亮度值的輸出亮度值。輸入亮度值是 灰度轉(zhuǎn)換前的亮度值，輸出亮度值是灰度轉(zhuǎn)換后的亮度值。此處，k值表示區(qū)間的序號，與 直方圖的區(qū)間數(shù)相關(guān)。根據(jù)使用了該灰度轉(zhuǎn)換特性的灰度轉(zhuǎn)換，可以使直方圖平滑化而提 高對比度。由灰度轉(zhuǎn)換特性計算部112計算出的灰度轉(zhuǎn)換特性被轉(zhuǎn)送至灰度轉(zhuǎn)換部113?；?度轉(zhuǎn)換部113使用從灰度轉(zhuǎn)換特性計算部112轉(zhuǎn)送的灰度轉(zhuǎn)換特性對從信號處理部108轉(zhuǎn) 送的視頻信號進行灰度轉(zhuǎn)換處理?；叶绒D(zhuǎn)換處理可以對RGB的各信號進行，也可以對Y信 號(亮度信號)進行。由灰度轉(zhuǎn)換部113進行了灰度轉(zhuǎn)換處理的視頻信號被轉(zhuǎn)送至壓縮部 114。壓縮部114對從灰度轉(zhuǎn)換部113轉(zhuǎn)送的視頻信號進行公知的JPEG等的壓縮處理，并 轉(zhuǎn)送至輸出部115。輸出部115向存儲卡等記錄保存壓縮信號或在外部顯示器中顯示視頻 信號。圖3表示特征量計算部110的構(gòu)成的一例，其由緩存300、直方圖計算部301、位亮 度計算部302以及主要被攝體計算部303構(gòu)成。信號處理部108將視頻信號轉(zhuǎn)送至緩存 300。緩存300將視頻信號轉(zhuǎn)送至直方圖計算部301、位亮度計算部302以及主要被攝體計 算部303。直方圖計算部301計算與圖4A同樣的直方圖，作為從緩存300轉(zhuǎn)送的視頻信號的 特征量或特性。直方圖計算部301包含計算包含在各區(qū)間的上述信號值的個數(shù)的個數(shù)計算 單元。此處計算出的直方圖與由區(qū)間設(shè)定部109計算出而轉(zhuǎn)送至灰度轉(zhuǎn)換特性計算部112 的直方圖不同，是由預(yù)先決定的區(qū)間數(shù)以及均勻的區(qū)間寬度來計算得出的。位亮度計算部302計算平均亮度值以及表示灰度的位長，作為從緩存300轉(zhuǎn)送的 視頻信號的特征量。平均亮度值的計算中使用G信號或Y信號。主要被攝體計算部303進 行主要被攝體的提取來作為從緩存300轉(zhuǎn)送的視頻信號的特征量，并計算此處的直方圖或 平均亮度值和方差值。當主要被攝體是臉時，使用公知的臉檢測法提取臉的區(qū)域。并且，還 可以從來自攝影控制部107的信息將AF區(qū)中的規(guī)定區(qū)域作為主要被攝體。各特征量被轉(zhuǎn) 送至區(qū)間控制部111，并進行直方圖的區(qū)間數(shù)以及區(qū)間寬度的控制。另外，特征量計算部110可以構(gòu)成為具有直方圖計算部301、位亮度計算部302以 及主要被攝體計算部303中的至少任意一個或兩個。圖7表示在區(qū)間控制部111中進行的基于直方圖的信息的區(qū)間寬度和區(qū)間數(shù)的 控制的說明圖。作為特征量，在從視頻信號得到圖7A所示的直方圖時，在各區(qū)間中的頻度 h(0)-h(k)中，h(2)的頻度與其他區(qū)間的頻度相比變大(或者成為最大或極大)。例如，區(qū) 間控制部111檢測頻度比其他區(qū)間的頻度變大的區(qū)間，可以將該區(qū)間的信號值計算為直方 圖的信息(特征量)。此處，在直方圖的區(qū)間數(shù)是η時，k成為0彡k彡n-1。從這樣的直方 圖計算灰度轉(zhuǎn)換特性時，直方圖的頻度大的亮度值的周邊灰度轉(zhuǎn)換特性的變化變得陡峭， 灰度轉(zhuǎn)換處理的結(jié)果，有時所輸入的視頻信號的對比度被過于強調(diào)而成為不自然的影像。如圖8A及圖8B所示，在低亮度部中直方圖的頻度大時，其灰度轉(zhuǎn)換特性在低亮度 部中成為陡峭的特性。此時，如圖7B及圖7C那樣通過改變直方圖的區(qū)間寬度或區(qū)間數(shù)，抑 制灰度轉(zhuǎn)換特性的陡峭的變化，可以得到不太強調(diào)對比度的、自然的視頻信號。此時，根據(jù)包含在鄰接的區(qū)間各自的像素的個數(shù)和直方圖的信息(特征量)設(shè)定區(qū)間寬度或區(qū)間數(shù)即可。另外，圖7中，增加頻度比其他區(qū)間的頻度大的h(2)的亮度值的區(qū)間的區(qū)間寬度，在該區(qū)間的周圍的區(qū)間減少區(qū)間寬度。如圖8C及圖8D所示，通過對圖8A的直方圖改變(減少)區(qū)間數(shù)，可以進行使低 亮度部中的灰度轉(zhuǎn)換特性緩慢、不太強調(diào)對比度的處理。并且，區(qū)間控制部111從由直方圖計算出的灰度轉(zhuǎn)換特性計算陡峭的特性，并可 以在該處改變區(qū)間數(shù)或區(qū)間寬度。例如可以使用如圖6B所示的灰度轉(zhuǎn)換特性的2階差分 值判定陡峭的特性。使用輸出亮度值t(k)，如以下式(2)計算區(qū)間k中的2階差分的值。t" (k) = t(k+l)-2t(k)+t(k-l) (2)在式(2)中計算出的值的絕對值大時，由于表示區(qū)間k中的灰度轉(zhuǎn)換特性的變化 陡峭，因此進行不包含這樣的區(qū)間k的直方圖的區(qū)間寬度或區(qū)間數(shù)的調(diào)整。由此，能夠?qū)崿F(xiàn) 緩慢的變化的灰度轉(zhuǎn)換特性的計算。更具體地，區(qū)間控制部111設(shè)定規(guī)定的閾值，在式(2) 中的2階差分的絕對值比閾值大時，增加區(qū)間寬度或減少區(qū)間數(shù)，以使2階差分的絕對值大 于閾值的區(qū)間不存在于灰度轉(zhuǎn)換特性中。此處，說明了基于特征量計算部110的直方圖信息的控制，但對其他信息也同樣。 作為特征量還存在使用平均亮度值以及位長的情況。當平均亮度是規(guī)定值以下時，視頻信 號的直方圖在低亮度部具有峰值而成為如圖8A所示的直方圖的可能性高。此時，在視頻信 號的位長是規(guī)定值以下時，如果在灰度轉(zhuǎn)換特性陡峭時進行灰度轉(zhuǎn)換處理，則存在強調(diào)了 對比度、灰度跳變顯眼的情況。因此，通過改變平均亮度值周邊的直方圖的區(qū)間數(shù)或區(qū)間數(shù) (減少區(qū)間數(shù)或增加區(qū)間寬度)使灰度轉(zhuǎn)換特性緩慢，可以不太強調(diào)對比度且使灰度跳變 不顯眼。并且，在作為特征量使用主要被攝體的信息時，使用主要被攝體的平均亮度值以 及方差值，通過對應(yīng)于這些值來改變直方圖的區(qū)間數(shù)或區(qū)間寬度，可以進行改變主要被攝 體中的對比度的強調(diào)狀態(tài)的處理。例如，當主要被攝體是臉時，通過進行不太強調(diào)對比度的 處理來得到自然的影像，當主要被攝體是建筑物等時，在一定程度上強調(diào)對比度來得到好 的影像。當然，也可以進行組合這些特征量的控制。例如，區(qū)間控制部111根據(jù)特征量設(shè)定 閾值th (0)，并設(shè)定區(qū)間的數(shù)或區(qū)間的寬度，以使直方圖的頻度或者包含在多個區(qū)間各自的 像素的個數(shù)滿足與閾值之間的規(guī)定條件。當直方圖的頻度h(k)比某閾值th(o)大時、即 h(k) >th(0)時，進行區(qū)間數(shù)或區(qū)間寬度的控制以使頻度成為閾值以下。此處，th(o)的參 數(shù)ο是從主要被攝體計算部303得到的作為特征量的被攝體信息。在被攝體是臉時，可以 將閾值設(shè)為小的值來計算不強調(diào)對比度的灰度轉(zhuǎn)換特性，并且在被攝體是風景時，可以將 閾值設(shè)為大的值來計算強調(diào)了對比度的灰度轉(zhuǎn)換特性。通過進行這樣的處理，可以根據(jù)視頻信號進行最佳的灰度轉(zhuǎn)換處理，可以計算高 質(zhì)量的視頻信號。另外，在上述實施方式中，將基于硬件的處理作為前提，但沒有必要限定在這樣的 構(gòu)成。例如，還可以是將來自CCD 104的視頻信號作為未處理的Raw數(shù)據(jù)，與將ISO感光度 信息或視頻信號尺寸等的頭信息一起輸出到計算機，并由另外的軟件進行處理的構(gòu)成。另夕卜，軟件作為程序存儲在計算機可讀取的存儲介質(zhì)。計算機例如具有微處理器和存儲器。程 序具有用于使計算機執(zhí)行以下步驟的程序代碼(指令)。圖9表示與第1實施方式的軟件(程序)執(zhí)行的處理有關(guān)的流程圖。當與圖1中 的處理對 應(yīng)時，在步驟Sl中讀取頭信息，并在步驟S2中輸入視頻信號。與信號處理部108 相當?shù)牟襟ES3中進行規(guī)定的信號處理，在與特征量計算部110相當?shù)牟襟ES5中根據(jù)視頻 信號計算特征量，在與區(qū)間設(shè)定部109相當?shù)牟襟ES4中根據(jù)來自步驟S5的信息進行在灰 度轉(zhuǎn)換特性的計算中使用的直方圖的計算。在與灰度轉(zhuǎn)換特性計算部112相當?shù)牟襟ES6 中進行灰度轉(zhuǎn)換特性的計算，在與灰度轉(zhuǎn)換部113相當?shù)牟襟ES7中對視頻信號進行灰度轉(zhuǎn) 換處理。在步驟S8中判斷是否對所有像素進行了處理，當對所有像素進行了處理時，結(jié)束 處理。圖10是第2實施方式的信號處理裝置的構(gòu)成圖。與第1實施方式相同的構(gòu)成分 配相同的名稱和編號。以下僅說明與第1實施方式的不同之處。信號處理部108連接至局 部區(qū)域提取部123。局部區(qū)域提取部123連接至區(qū)間設(shè)定部120及灰度轉(zhuǎn)換部122。區(qū)間 設(shè)定部120連接至灰度轉(zhuǎn)換特性計算部121。灰度轉(zhuǎn)換特性計算部121與灰度轉(zhuǎn)換部122 連接?；叶绒D(zhuǎn)換部122連接至壓縮部114。微型計算機等的控制部116雙向連接至區(qū)間設(shè) 定部120、灰度轉(zhuǎn)換特性計算部121以及灰度轉(zhuǎn)換部122。主要說明與第1實施方式的不同之處。視頻信號從信號處理部108轉(zhuǎn)送至局部區(qū) 域提取部123。局部區(qū)域提取部123對視頻信號提取以關(guān)注像素為中心的局部區(qū)域，并將局 部區(qū)域的視頻信號轉(zhuǎn)送至區(qū)間設(shè)定部120及灰度轉(zhuǎn)換部122。區(qū)間設(shè)定部120與區(qū)間設(shè)定 部109同樣，對轉(zhuǎn)送的局部區(qū)域的視頻信號根據(jù)區(qū)間控制部111的控制計算直方圖。計算出的局部區(qū)域中的直方圖被轉(zhuǎn)送至灰度轉(zhuǎn)換特性計算部121，與灰度轉(zhuǎn)換特 性計算部112同樣計算局部區(qū)域中的灰度轉(zhuǎn)換特性。計算出的灰度轉(zhuǎn)換特性被轉(zhuǎn)送至灰度 轉(zhuǎn)換部122?；叶绒D(zhuǎn)換部122對從局部區(qū)域提取部123轉(zhuǎn)送的視頻信號的局部區(qū)域進行灰 度轉(zhuǎn)換處理?；蛘哌€可以對局部區(qū)域中的關(guān)注像素進行灰度轉(zhuǎn)換處理。通過進行這樣的處理，可以根據(jù)視頻信號的特征量控制局部的灰度轉(zhuǎn)換特性，可 以計算高質(zhì)量的視頻信號。另外，在上述實施方式中，將根據(jù)硬件的處理作為前提，但沒有必要限定在這樣的 構(gòu)成。例如，還可以是將來自CCD 104的視頻信號作為未處理的Raw數(shù)據(jù)，與將ISO感光度 信息或視頻信號尺寸等的頭信息一起輸出到計算機，并由另外的軟件進行處理的構(gòu)成。另 夕卜，軟件作為程序存儲在計算機可讀取的存儲介質(zhì)。計算機例如具有微處理器和存儲器。程 序具有用于使計算機執(zhí)行以下步驟的程序代碼(指令)。圖11表示與第2實施方式的軟件處理(程序)有關(guān)的流程圖。當與圖10中的處 理對應(yīng)時，在步驟Sl中讀取頭信息，并在步驟S2中輸入視頻信號。與信號處理部108相當 的步驟S3中進行規(guī)定的信號處理，在與局部區(qū)域提取部123相當?shù)牟襟ESlO中提取將關(guān)注 像素作為中心的局部區(qū)域。在與特征量計算部110相當?shù)牟襟ES5中從視頻信號計算特征 量，在與區(qū)間設(shè)定部120相當?shù)牟襟ESll中根據(jù)來自步驟S5的信息進行在灰度轉(zhuǎn)換特性的 計算中使用的局部區(qū)域中的直方圖的計算。在與灰度轉(zhuǎn)換特性計算部121相當?shù)牟襟ES12 中進行灰度轉(zhuǎn)換特性的計算，在與灰度轉(zhuǎn)換部122相當?shù)牟襟ES13中進行對視頻信號的局 部區(qū)域的灰度轉(zhuǎn)換處理。在步驟S8中判斷是否對所有像素進行了處理，當對所有像素進行了處理時，結(jié)束處理。圖12是第3實施方式的信號處理裝置的構(gòu)成圖。與第1實施方式相同的構(gòu)成分 配相同的名稱和編號。以下，僅說明與第1實施方式的不同之處。信號處理部108連接至 局部區(qū)域提取部123。局部區(qū)域提取部123連接至特征量計算部130、區(qū)間設(shè)定部132及灰 度轉(zhuǎn)換部122。特征量計算部130連接至區(qū)間控制部131，區(qū)間控制部131連接至區(qū)間設(shè)定 部132。區(qū)間設(shè)定部132連接至灰度轉(zhuǎn)換特性計算部121?；叶绒D(zhuǎn)換特性計算部121與灰 度轉(zhuǎn)換部122連接，灰度轉(zhuǎn)換部122連接至壓縮部114。微型計算機等的控制部116雙向連 接至區(qū)間設(shè)定部132、灰度轉(zhuǎn)換特性計算部121以及灰度轉(zhuǎn)換部122。主要說明與第1實施方式的不同之處。視頻信號從局部區(qū)域提取部123轉(zhuǎn)送至特 征量計算部130。特征量計算部130與特征量計算部110同樣，計算視頻信號的局部區(qū)域中 的特征量。該特征量被轉(zhuǎn)送至區(qū)間控制部131。區(qū)間設(shè)定部132與區(qū)間設(shè)定部109同樣，對 轉(zhuǎn)送的局部區(qū)域的視頻信號根據(jù)區(qū)間控制部131的控制計算直方圖。 計算出的局部區(qū)域中的直方圖被轉(zhuǎn)送至灰度轉(zhuǎn)換特性計算部121，與灰度轉(zhuǎn)換特 性計算部112同樣計算局部區(qū)域中的灰度轉(zhuǎn)換特性。計算出的灰度轉(zhuǎn)換特性被轉(zhuǎn)送至灰度 轉(zhuǎn)換部122?；叶绒D(zhuǎn)換部122對從局部區(qū)域提取部123轉(zhuǎn)送的視頻信號的局部區(qū)域進行灰 度轉(zhuǎn)換處理?；蛘哌€可以對局部區(qū)域中的關(guān)注像素進行灰度轉(zhuǎn)換處理。通過進行這樣的處理，可以根據(jù)視頻信號的局部的特征量控制灰度轉(zhuǎn)換特性，可 以計算高質(zhì)量的視頻信號。另外，在上述實施方式中，將根據(jù)硬件的處理作為前提，但沒有必要限定在這樣的 構(gòu)成。例如，還可以是將來自CCD 104的視頻信號作為未處理的Raw數(shù)據(jù)，與將ISO感光度 信息或視頻信號尺寸等的頭信息一起輸出到計算機，并由另外的軟件進行處理的構(gòu)成。另 夕卜，軟件作為程序存儲在計算機可讀取的存儲介質(zhì)。計算機例如具有微處理器和存儲器。程 序具有用于使計算機執(zhí)行以下步驟的程序代碼(指令)。圖13表示與第3實施方式的軟件處理(程序)有關(guān)的流程圖。當與圖12中的處 理對應(yīng)時，在步驟Sl中讀取頭信息，并在步驟S2中輸入視頻信號。與信號處理部108相當 的步驟S3中進行規(guī)定的信號處理，在步驟SlO中提取將關(guān)注像素作為中心的局部區(qū)域。在 與特征量計算部130相當?shù)牟襟ES20中計算每個局部區(qū)域的特征量，在與區(qū)間設(shè)定部132 相當?shù)牟襟ES21中根據(jù)來自步驟S20的信息進行在灰度轉(zhuǎn)換特性的計算中使用的局部區(qū)域 中的直方圖的計算。在與灰度轉(zhuǎn)換特性計算部121相當?shù)牟襟ES12中進行灰度轉(zhuǎn)換特性的 計算，在與灰度轉(zhuǎn)換部122相當?shù)牟襟ES13中進行對視頻信號的局部區(qū)域的灰度轉(zhuǎn)換處理。 在步驟S8中判斷是否對所有像素進行了處理，當對所有像素進行了處理時，結(jié)束處理。本發(fā)明不限定于上述的實施方式，可以在該技術(shù)思想的范圍內(nèi)進行各種變更。將2007年11月5日申請的日本專利申請2007-287279的全文內(nèi)容，通過參照組 合到本說明書中。
權(quán)利要求
一種信號處理裝置，其使用視頻信號的直方圖進行灰度轉(zhuǎn)換處理，所述信號處理裝置包括特征量計算單元(110)，其計算所述視頻信號的特征量；區(qū)間設(shè)定控制單元(109、111)，其根據(jù)所述特征量設(shè)定求出所述視頻信號的直方圖時的該直方圖中的像素值的區(qū)間；灰度轉(zhuǎn)換特性計算單元(112)，其使用通過利用所述區(qū)間設(shè)定控制單元所設(shè)定的所述區(qū)間來求出的直方圖計算灰度轉(zhuǎn)換特性；以及灰度轉(zhuǎn)換單元(113)，其對所述視頻信號使用所述灰度轉(zhuǎn)換特性進行灰度轉(zhuǎn)換。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的信號處理裝置，其中， 所述信號處理裝置包括提取所述視頻信號的以關(guān)注像素為中心的局部區(qū)域的局部區(qū) 域提取單元(123)，所述區(qū)間設(shè)定控制單元(111、120)根據(jù)所述視頻信號的所述特征量設(shè)定直方圖中的 像素值的區(qū)間，以求出所述視頻信號的所述局部區(qū)域的該直方圖，所述灰度轉(zhuǎn)換特性計算單元(121)使用針對所述局部區(qū)域的直方圖，計算針對所述局 部區(qū)域的灰度轉(zhuǎn)換特性，所述灰度轉(zhuǎn)換單元(122)針對所述局部區(qū)域，使用所述灰度轉(zhuǎn)換特性進行灰度轉(zhuǎn)換。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的信號處理裝置，其中，所述信號處理裝置包括提取所述視頻信號的以關(guān)注像素為中心的局部區(qū)域的局部區(qū) 域提取單元(123)，所述特征量計算單元(130)計算所述局部區(qū)域的特征量來作為所述特征量， 所述區(qū)間設(shè)定控制單元(131、132)根據(jù)所述局部區(qū)域的特征量設(shè)定直方圖中的像素 值的區(qū)間，以求出所述視頻信號的所述局部區(qū)域的該直方圖，所述灰度轉(zhuǎn)換特性計算單元(121)使用針對所述局部區(qū)域的直方圖，計算針對所述局 部區(qū)域的灰度轉(zhuǎn)換特性，所述灰度轉(zhuǎn)換單元(122)針對所述局部區(qū)域，使用所述灰度轉(zhuǎn)換特性進行灰度轉(zhuǎn)換。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的信號處理裝置，其中，所述特征量計算單元(110)包括計算所述視頻信號的直方圖的信息來作為所述特征 量的直方圖計算單元。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的信號處理裝置，其中，所述特征量計算單元(110)包括計算所述視頻信號的位長及亮度值的信息來作為所 述特征量的單元。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的信號處理裝置，其中，所述特征量計算單元(110)包括計算所述視頻信號的主要被攝體的信息來作為所述 特征量的主要被攝體計算單元。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的信號處理裝置，其中，所述特征量計算單元(110)包括如下單元中的至少兩個以上的單元 直方圖計算單元(301)，其計算所述視頻信號的直方圖的信息來作為所述特征量； 計算所述視頻信號的位長及亮度值的信息來作為所述特征量的單元(302)以及 關(guān)注被攝體計算單元(303)，其計算所述視頻信號的關(guān)注被攝體的信息來作為所述特征量。
8.根據(jù)權(quán)利要求4或7所述的信號處理裝置，其中，所述直方圖計算單元(301)還包括 計算所述直方圖的最大頻度的信號值來作為所述特征量的信號值計算單元。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中的任意一項所述的信號處理裝置，其中，所述區(qū)間設(shè)定控制單 元(109、111)根據(jù)所述特征量設(shè)定所述區(qū)間的寬度。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至8中的任意一項所述的信號處理裝置，其中，所述區(qū)間設(shè)定控制 單元(109、111)根據(jù)所述特征量設(shè)定所述區(qū)間的數(shù)量。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至8中的任意一項所述的信號處理裝置，其中，所述區(qū)間設(shè)定控制 單元(109、111)根據(jù)所述特征量設(shè)定所述區(qū)間的寬度和數(shù)量。
12.根據(jù)權(quán)利要求9或11所述的信號處理裝置，其中，所述區(qū)間設(shè)定控制單元(109、111)包括設(shè)定與所述特征量相應(yīng)的閾值(th(o))的閾值 設(shè)定單元，所述區(qū)間設(shè)定控制單元(109、111)設(shè)定所述區(qū)間的寬度，使得多個所述區(qū)間各自所包 含的像素的個數(shù)在與所述閾值(th(o))之間滿足規(guī)定條件。
13.根據(jù)權(quán)利要求9或11所述的信號處理裝置，其中，所述區(qū)間設(shè)定控制單元(109、111)根據(jù)多個所述區(qū)間中的相鄰區(qū)間各自所包含的像 素的個數(shù)和所述特征量，設(shè)定所述區(qū)間的寬度。
14.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的信號處理裝置，其中，所述區(qū)間設(shè)定控制單元(109、111)包括設(shè)定與所述特征量相應(yīng)的閾值(th(o))的閾值 設(shè)定單元，所述區(qū)間設(shè)定控制單元(109、111)設(shè)定所述區(qū)間的數(shù)量，使得多個所述區(qū)間各自所包 含的像素的個數(shù)在與所述閾值之間滿足規(guī)定條件。
15.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的信號處理裝置，其中，所述區(qū)間設(shè)定控制單元(109、111)根據(jù)多個所述區(qū)間中的相鄰區(qū)間各自所包含的像 素的個數(shù)和所述特征量，設(shè)定所述區(qū)間的數(shù)量。
16.根據(jù)權(quán)利要求9或11所述的信號處理裝置，其中，所述區(qū)間設(shè)定控制單元(109、 111)將所述區(qū)間的寬度設(shè)定得不均勻。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的信號處理裝置，其中，所述區(qū)間設(shè)定控制單元(109、111)設(shè) 定區(qū)間的寬度或區(qū)間的數(shù)量，使得在所述灰度轉(zhuǎn)換特性中不存在2階差分值的絕對值大于 閾值的區(qū)間。
18.一種信號處理程序，其使用視頻信號的直方圖進行灰度轉(zhuǎn)換處理，所述信號處理程 序包括計算所述視頻信號的特征量的特征量計算步驟(S5)；根據(jù)所述特征量設(shè)定求出所述視頻信號的直方圖時的該直方圖中的像素值的區(qū)間的 區(qū)間設(shè)定控制步驟(S4)；使用通過利用所述區(qū)間設(shè)定控制步驟所設(shè)定的所述區(qū)間來求出的直方圖計算灰度轉(zhuǎn) 換特性的灰度轉(zhuǎn)換特性計算步驟(S6)；以及對所述視頻信號使用所述灰度轉(zhuǎn)換特性進行灰度轉(zhuǎn)換的灰度轉(zhuǎn)換步驟(S7)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種信號處理裝置及信號處理程序，該信號處理裝置使用視頻信號的直方圖進行灰度轉(zhuǎn)換處理，包括特征量計算單元，其計算所述視頻信號的特征量；區(qū)間設(shè)定控制單元，其根據(jù)所述特征量設(shè)定求出所述視頻信號的直方圖時的該直方圖中的像素值的區(qū)間；灰度轉(zhuǎn)換特性計算單元，其使用通過利用所述區(qū)間設(shè)定控制單元所設(shè)定的所述區(qū)間來求出的直方圖計算灰度轉(zhuǎn)換特性；以及灰度轉(zhuǎn)換單元，其對所述視頻信號使用所述灰度轉(zhuǎn)換特性進行灰度轉(zhuǎn)換。
文檔編號G06T5/00GK101849405SQ200880114699
公開日2010年9月29日 申請日期2008年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月5日
發(fā)明者三本木將夫 申請人:奧林巴斯株式會社