CN101115144B - 图像处理装置和图像处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种图像处理装置和图像处理方法。仍旧保持清晰度地对图像模糊进行校正。向逆伽马处理部(22)提供伽马处理部(15)对由照相机(11)的摄像部(14)拍摄的图像实施伽马处理而得到的图像，逆伽马处理部(22)对该图像实施使得成为特性与由伽马处理部(15)实施伽马处理之前的图像相同的图像的逆伽马处理。然后，校正处理部(23)对由逆伽马处理部(22)实施逆伽马处理而得到的图像，实施对图像模糊进行校正的校正处理，伽马处理部(24)对实施校正处理而得到的图像实施与伽马处理部(15)相同的伽马处理，将实施伽马处理而得到的图像提供给显示器(13)。本发明例如可应用于电视接收机。

Description

图像处理装置和图像处理方法
技术领域
本发明涉及一种图像处理装置和图像处理方法、以及程序，特别是涉及能够仍旧保持图像中的明亮区域大小地对图像模糊进行校正的图像处理装置和图像处理方法、以及程序。
背景技术
目前，当照相机拍摄被摄体时，如果被摄体相对照相机运动、或照相机相对被摄体运动，则在由照相机拍摄的图像中产生运动模糊。当照相机输出产生了运动模糊的图像并将该图像提供给显示器时，在显示器中显示产生了运动模糊的图像。
因此，具有实施对从照相机输出的图像中产生的运动模糊进行抑制的图像处理的图像处理装置。在上述图像处理装置中进行如下的图像处理：根据图像中产生的运动模糊来算出照相机和被摄体的相对运动量，从该运动量类推拍摄时的运动模糊，从而抑制运动模糊。
例如，在产生了运动模糊的图像中，像素值在图像的边缘部分缓慢变化。图像处理装置对边缘部分中的像素值的变化缓慢的图像，校正像素值使得边缘部分中的像素值变化变得急剧。
另外，通常在电视接收机中显示图像的CRT(Cathode RayTube：阴极射线管)等显示器具有如下特性(伽马特性)：画面的明亮度不与图像的水平成比例，而是按指数函数变化。因此，例如电视台等的照相机，对拍摄的结果所得到的图像实施伽马处理使得校正显示器的伽马特性，输出实施伽马处理而得到的图像。例如，在ITU-R BT601、ITU-R BT709或者sRGB的规格中，CRT作为基准的显示装置，将伽马处理中的伽马值规定为γ＝1/2.2左右。
然而，对在照相机中实施过伽马处理的图像，有时当图像处理装置实施抑制运动模糊的图像处理时图像边缘部分的位置偏离。
参照图1以及图2说明通过对在照相机中实施伽马处理而得到的图像实施抑制运动模糊的图像处理而得到的图像。
图1是表示由照相机11、图像处理装置12以及显示器13构成的系统的框图。
照相机11由摄像部14以及伽马处理部15构成。
摄像部14拍摄未图示的被摄体，将其结果所得到的图像T1提供给伽马处理部15。
伽马处理部15对从摄像部14提供的图像T1实施伽马处理，将实施伽马处理而得到的图像T2提供给图像处理装置12。即，伽马处理部15按照图1的下方所示伽马曲线对从摄像部14提供的图像T1的像素值进行校正，将由进行了校正的像素值构成的图像T2提供给图像处理装置12。
图像处理装置12对从照相机11的伽马处理部15提供的图像T2实施抑制运动模糊的图像处理，将实施图像处理而得到的图像T3提供给显示器13。
显示器13显示由图像处理装置12实施过图像处理的图像T3。
图2示出了由摄像部14拍摄的图像T0以及图像T1、由伽马处理部15实施过伽马处理的图像T2、以及由图像处理装置12实施过图像处理的图像T3。
在图2中，横轴表示图像上的一个方向的位置(像素位置)，纵轴表示图像的像素值(亮度水平)。
例如，当照相机11拍摄了在黑色背景的前方有白色被摄体的场景时，在通过拍摄而得到的图像中存在：像素值根据黑色的背景而成为0(几乎为0)的黑色部分、像素值从0变化为100的边缘部分、以及像素值根据白色的被摄体而成为100(几乎为100)的白色部分。图2示出了在黑色背景的前方有白色的被摄体的场景被拍摄的图像的边缘部分的附近。
从图2的上起第1个，示出了例如在被摄体和照相机11都静止的情况下由摄像部14拍摄的图像T0。
在图像T0中，在位置A的左方存在像素值为0的黑色部分，在位置A存在像素值从0急剧变化为100的边缘部分，在位置A的右方存在像素值为100的白色部分。这样，在被摄体和照相机11静止的情况下，拍摄边缘部分的像素值急剧(相对黑色部分以及白色部分垂直)变化的图像T0、即没有产生运动模糊的图像T0。
从图2的上起第2个，示出了在被摄体和照相机11相对运动的情况下由摄像部14拍摄的图像T1。
图像T1中，在位置B的左方存在像素值为0的黑色部分，在从位置B到位置A之间，从位置B向位置A存在像素值从0起倾斜状地变化为100的边缘部分，在位置A的右方存在像素值为100的白色部分。此外，位置C是图像T1的边缘部分的中心位置。
这样，在被摄体和照相机11相对运动的情况下，拍摄边缘部分的像素值倾斜状地变化的图像T1、即产生了运动模糊的图像T1。
从图2的上起第3个，示出了由伽马处理部15对产生运动模糊的图像T1实施伽马处理而得到的图像T2。
在图像T2中，在位置B的左方存在像素值为0的黑色部分，在从位置B到位置A之间存在实施过伽马处理的边缘部分，在位置A的右方存在像素值为100的白色部分。即，图像T2由按照如图1所示的伽马曲线对产生了运动模糊的图像T1的像素值进行校正而得到的像素值构成，在图像T2中，边缘部分的像素值在位置B附近急剧上升地曲线状地变化。这样，当由伽马处理部15对产生了运动模糊的图像T1实施伽马处理时，得到边缘部分的像素值在位置B附近急剧上升地曲线状地变化的图像T2。
从图2的上起第4个(从下起第1个)，示出了由图像处理装置12对实施过伽马处理的图像T2实施图像处理而得到的图像T3。
在图像T3中，在位置B的左方存在像素值为0的黑色部分，在从位置B到比位置A靠左侧的位置D之间，存在像素值比图像T1的边缘部分的像素值变化更急剧变化的边缘部分，在位置D的右方存在像素值为100的白色部分。此外，位置C’是图像T3的边缘部分的中心位置。
这样，当由图像处理部12对实施过伽马处理的图像T2实施图像处理时，得到图像T3、即比图像T1抑制了运动模糊的图像T3，其中，所述图像T3存在像素值比图像T1的边缘部分的像素值变化更急剧变化的边缘部。
然而，在图像T3中，作为图像T3的边缘部分中心位置的位置C’比作为由摄像部14拍摄的图像T1的边缘部分中心位置的位置C靠左方偏离。即，在由图像处理装置12对实施过伽马处理的图像T2实施图像处理而得到的图像T3中，边缘部分的中心位置将偏离。
并且，这样当边缘部分偏离时，白色部分变宽，由此导致所拍摄的被摄体的明亮区域的大小变宽，样子变差。
在此，公开了如下的图像处理装置：该图像处理装置对图像的亮度信号和颜色信号分别实施强调轮廓的处理，根据被摄体和背景的色调的对应关系，选择对亮度信号实施过处理的图像和对色彩信号实施过处理的图像中的任一个(例如参照专利文献1)。
专利文献1：日本特开2005-286411号公报
发明内容
发明要解决的问题
如上所述，当对实施过伽马处理的图像实施抑制运动模糊的图像处理时，有时图像的边缘部分的位置偏离，导致图像中的明亮区域变宽，样子变差。
本发明是鉴于这种状况而完成的，能够仍旧保持明亮区域的大小、并且保持清晰度地对图像模糊进行校正。
用于解决问题的方案
本发明的第1侧面的图像处理装置对来自拍摄图像并对上述图像实施伽马处理而输出的摄像装置的图像实施图像处理，该图像处理装置具备：逆伽马处理单元，其对来自上述摄像装置的上述图像实施逆伽马处理，该逆伽马处理使上述图像成为特性与在上述摄像装置中实施伽马处理之前的图像相同的图像；以及校正处理单元，其对由上述逆伽马处理单元实施逆伽马处理而得到的图像，实施对图像模糊进行校正的校正处理，其中，上述校正处理单元具有：运算单元，其使用构成由上述逆伽马处理单元实施逆伽马处理而得到的上述图像的像素之中的作为处理对象所关注的关注像素的像素值、在一个方向上和上述关注像素相分离的像素的像素值、以及在另一个方向上和上述关注像素相分离的像素的像素值，进行规定的运算；以及置换单元，其根据上述运算单元的运算结果，将上述关注像素的像素值置换为在一个方向上和上述关注像素相分离的像素的像素值、或者在另一个方向上和上述关注像素相分离的像素的像素值。
另外，本发明的第1侧面的图像处理方法或者程序，是对来自拍摄图像并对上述图像实施伽马处理而输出的摄像装置的图像实施图像处理的图像处理方法、或者使进行该图像处理的计算机执行的程序，图像处理方法或者程序包括以下步骤：对来自上述摄像装置的上述图像实施逆伽马处理，该逆伽马处理使上述图像成为特性与在上述摄像装置中实施伽马处理之前的图像相同的图像；校正处理步骤，用于对实施过逆伽马处理的图像，实施对图像模糊进行校正的校正处理，其中，上述校正处理步骤包括：运算步骤，其使用构成实施逆伽马处理而得到的上述图像的像素之中的作为处理对象所关注的关注像素的像素值、在一个方向上和上述关注像素相分离的像素的像素值、以及在另一个方向上和上述关注像素相分离的像素的像素值，进行规定的运算；以及置换步骤，其根据上述运算步骤的运算结果，将上述关注像素的像素值置换为在一个方向上和上述关注像素相分离的像素的像素值、或者在另一个方向上和上述关注像素相分离的像素的像素值。
在本发明的第1侧面中，对来自摄像装置的图像，实施使该图像成为特性与在摄像装置中实施伽马处理之前的图像相同的图像的逆伽马处理，对实施过逆伽马处理的图像实施对图像模糊进行校正的校正处理。
本发明的第2侧面的图像处理装置，对来自拍摄图像并对上述图像实施伽马处理而输出的摄像装置的图像实施图像处理，该图像处理装置具有：处理单元，其对来自上述摄像装置的上述图像实施将构成上述图像的像素的像素值进行平方的处理，或者对来自上述摄像装置的上述图像实施逆伽马处理，该逆伽马处理使上述图像成为特性与在上述摄像装置中实施伽马处理之前的图像相同的图像；校正处理单元，其对由上述处理单元实施处理而得到的图像，实施对图像模糊进行校正的校正处理，其中，上述校正处理单元具有：运算单元，其使用构成由上述处理单元实施处理而得到的上述图像的像素之中的作为处理对象所关注的关注像素的像素值、在一个方向上和上述关注像素相分离的像素的像素值、以及在另一个方向上和上述关注像素相分离的像素的像素值，进行规定的运算；以及置换单元，其根据上述运算单元的运算结果，将与上述关注像素对应的来自上述摄像装置的上述图像的像素的像素值，置换为与在一个方向上和上述关注像素相分离的像素对应的来自上述摄像装置的上述图像的像素的像素值、或者与在另一个方向上和上述关注像素相分离的像素对应的来自上述摄像装置的上述图像的像素的像素值。
本发明的第2侧面的图像处理方法或者程序，是对来自拍摄图像并对上述图像实施伽马处理而输出的摄像装置的图像实施图像处理的图像处理方法、或者使进行该图像处理的计算机执行的程序，图像处理方法或者程序包括以下步骤：处理步骤，用于对来自上述摄像装置的上述图像实施将构成上述图像的像素的像素值进行平方的处理，或者对来自上述摄像装置的上述图像实施逆伽马处理，该逆伽马处理使上述图像成为特性与在上述摄像装置中实施伽马处理之前的图像相同的图像；校正处理步骤，用于对在上述处理步骤中实施处理而得到的图像，实施对图像模糊进行校正的校正处理，其中，上述校正处理步骤包括：使用构成在上述处理步骤中实施处理而得到的上述图像的像素之中的作为处理对象所关注的关注像素的像素值、在一个方向上和上述关注像素相分离的像素的像素值、以及在另一个方向上和上述关注像素相分离的像素的像素值，进行规定的运算；根据运算结果，将与上述关注像素对应的来自上述摄像装置的上述图像的像素的像素值，置换为与在一个方向上和上述关注像素相分离的像素对应的来自上述摄像装置的上述图像的像素的像素值、或者与在另一个方向上和上述关注像素相分离的像素对应的来自上述摄像装置的上述图像的像素的像素值。
在本发明的第2侧面中，对来自上述摄像装置的上述图像实施规定的处理，使用构成该图像的像素之中的作为处理对象所关注的关注像素的像素值、在一个方向上和关注像素相分离的像素的像素值、以及在另一个方向上和关注像素相分离的像素的像素值，进行规定的运算。并且，根据运算结果，将与关注像素对应的来自摄像装置的图像的像素的像素值，置换为与在一个方向上和关注像素相分离的像素对应的来自摄像装置的图像的像素的像素值、或者与在另一个方向上和关注像素相分离的像素对应的来自摄像装置的图像的像素的像素值。
发明的效果
根据本发明的第1以及第2侧面，能够仍旧保持图像中的明亮区域大小地对图像模糊进行校正。
附图说明
图1是用于说明以往的图像处理装置的图。
图2是用于说明通过以往的图像处理而得到的图像的图。
图3是表示应用本发明的一个实施方式的图像处理装置21的结构例的框图。
图4是表示由图像处理的各工序得到的图像的图。
图5是说明校正处理部23对图像T4实施的校正处理的图。
图6是表示校正处理部23的功能结构的例子的框图。
图7是说明图像处理装置21的图像处理的流程图。
图8是表示应用本发明的其它实施方式的图像处理装置21A的结构例的框图。
图9是说明图像处理装置21A的图像处理的流程图。
图10是表示应用了本发明的另外其它实施方式的图像处理装置21B的结构例的框图。
图11是表示利用程序执行一系列处理的计算机的结构的例子的框图。
附图标记说明
11：照相机；12：图像处理装置；13：显示器；14：摄像部；15：伽马处理部；21：图像处理装置；22：逆伽马处理部；23：校正处理部；24：伽马处理部；32：运算部；33：置换部；41和42：延迟处理部；43至45：加法部；46：乘法部；47和48：判断处理部；51和52：延迟处理部；53至55：选择器；61：乘法部。
具体实施方式
以下，说明本发明的实施方式，下面举例说明本发明的构成要件与说明书或者附图中记载的实施方式的对应关系。本记载是为了确认支持本发明的实施方式被记载在说明书或者附图中。因此，即使有虽然记载在说明书或者附图中、但是没有作为与本发明的构成要件对应的实施方式而记载在这里的实施方式，也不意味该实施方式不与该构成要件对应。相反，即使实施方式作为与构成要件对应的部分而记载于此，也不意味该实施方式不与该构成要件以外的构成要件对应。
本发明的第1侧面的图像处理装置，对来自拍摄图像并对上述图像实施伽马处理而输出的摄像装置的图像实施图像处理，该图像处理装置具备：
逆伽马处理单元(例如，图3的逆伽马处理部22)，其对来自上述摄像装置的上述图像实施逆伽马处理，该逆伽马处理使上述图像成为特性与在上述摄像装置中实施伽马处理之前的图像相同的图像；以及
校正处理单元(例如，图3的校正处理部23)，其对由上述逆伽马处理单元实施逆伽马处理而得到的图像，实施对图像模糊进行校正的校正处理。
另外，本发明的第1侧面的图像处理装置还可具备伽马处理单元(例如，图3的伽马处理部24)，该伽马处理单元对由上述校正处理单元实施校正处理而得到的图像，实施与在上述摄像装置中实施的伽马处理相同的伽马处理。
另外，在本发明的第1侧面的图像处理装置中，上述校正处理单元可具有：
运算单元(例如，图6的运算部32)，其使用构成由上述逆伽马处理单元实施逆伽马处理而得到的上述图像的像素之中的作为处理对象所关注的关注像素的像素值、在一个方向上和上述关注像素相分离的像素的像素值、以及在另一个方向上和上述关注像素相分离的像素的像素值，进行规定的运算；以及
置换单元(例如，图6的置换部33)，其根据上述运算单元的运算结果，将上述关注像素的像素值置换为在一个方向上和上述关注像素相分离的像素的像素值、或者在另一个方向上和上述关注像素相分离的像素的像素值。
本发明的第1侧面的图像处理方法或者程序，是对来自拍摄图像并对上述图像实施伽马处理而输出的摄像装置的图像实施图像处理的图像处理方法、或者使进行该图像处理的计算机执行的程序，该图像处理方法或者程序包括以下步骤：
对来自上述摄像装置的上述图像实施逆伽马处理，该逆伽马处理使上述图像成为特性与在上述摄像装置中实施伽马处理之前的图像相同的图像(例如，图7的步骤S11)；
对实施过逆伽马处理的图像，实施对图像模糊进行校正的校正处理(例如，图7的步骤S12)。
本发明的第2侧面的图像处理装置，对来自拍摄图像并对上述图像实施伽马处理而输出的摄像装置的图像实施图像处理，该图像处理装置具有：
处理单元(例如，图8的逆伽马处理部22)，其对来自上述摄像装置的上述图像实施规定的处理；
运算单元(例如，图8的运算部32)，其使用构成由上述处理单元实施规定处理而得到的上述图像的像素之中的作为处理对象所关注的关注像素的像素值、在一个方向上和上述关注像素相分离的像素的像素值、以及在另一个方向上和上述关注像素相分离的像素的像素值，进行规定的运算；以及
置换单元(例如，图8的置换部33)，其根据上述运算单元的运算结果，将与上述关注像素对应的来自上述摄像装置的上述图像的像素的像素值，置换为与在一个方向上和上述关注像素相分离的像素对应的来自上述摄像装置的上述图像的像素的像素值、或者与在另一个方向上和上述关注像素相分离的像素对应的来自上述摄像装置的上述图像的像素的像素值。
本发明的第2侧面的图像处理方法或者程序，是对来自拍摄图像并对上述图像实施伽马处理而输出的摄像装置的图像实施图像处理的图像处理方法、或者使进行该图像处理的计算机执行的程序，该图像处理方法或者程序包括以下步骤：
对来自上述摄像装置的上述图像实施规定的处理(例如，图9的步骤S21)；
使用构成被实施规定处理的上述图像的像素之中的作为处理对象所关注的关注像素的像素值、在一个方向上和上述关注像素相分离的像素的像素值、以及在另一个方向上和上述关注像素相分离的像素的像素值，进行规定的运算(例如，图9的步骤S22)；
根据运算结果，将与上述关注像素对应的来自上述摄像装置的上述图像的像素的像素值，置换为与在一个方向上和上述关注像素相分离的像素对应的来自上述摄像装置的上述图像的像素的像素值、或者与在另一个方向上和上述关注像素相分离的像素对应的来自上述摄像装置的上述图像的像素的像素值(例如，图9的步骤S23)。
下面参照附图详细说明应用了本发明的具体实施方式。
图3是表示应用了本发明的图像处理装置21的一个实施方式的结构例的框图。
在图3中，图像处理装置21由逆伽马处理部22、校正处理部23以及伽马处理部24构成。
将伽马处理部15对由照相机11的摄像部14拍摄的图像T1实施伽马处理而得到的图像T2提供给逆伽马处理部22。逆伽马处理部22对从伽马处理部15提供的图像T2，实施逆伽马处理使得图像T2具有与由伽马处理部15实施伽马处理之前的图像T1相同的特性，将实施过逆伽马处理的图像T4提供给校正处理部23。
例如，逆伽马处理部22按照图3的下方左侧所示的逆伽马曲线(即，相对图1所示的伽马曲线具有相反特性的曲线)对从伽马处理部15提供的图像T2的像素值进行校正。
校正处理部23对由逆伽马处理部22实施逆伽马处理而得到的图像T4，实施对图像模糊进行校正的校正处理，将实施校正处理而得到的图像T5提供给伽马处理部24。例如，校正处理部23实施对像素值进行校正的校正处理使得图像边缘部分的像素值变化变得急剧。
伽马处理部24对由校正处理部23实施校正处理而得到的图像T5，实施与由照相机11的伽马处理部15实施的伽马处理相同的伽马处理，将实施伽马处理而得到的图像提供给显示器13。例如，伽马处理部24按照图3的下方左侧所示的伽马曲线(即，与图1所示的伽马曲线相同的曲线)对从校正处理部23提供的图像T5的像素值进行校正。
下面，图4示出了由摄像部14拍摄的图像T1、由伽马处理部15实施伽马处理而得到的图像T2、由逆伽马处理部22实施逆伽马处理而得到的图像T4、以及由校正处理部23实施校正处理而得到的图像T5。
在图4中，横轴与图2同样地表示图像上的一个方向的位置(像素位置)，纵轴也与图2同样地表示图像的像素值(亮度水平)。
从图4的上起第1个与图2的上起第2个同样地，示出了在被摄体和照相机11相对运动的情况下由摄像部14拍摄并产生了运动模糊的图像T1。此外，位置C是图像T1的边缘部分的中心位置。
从图4的上起第2个与从图2的上起第3个同样地，示出了由伽马处理部15对产生了运动模糊的图像T1实施伽马处理而得到的图像T2。
从图4的上起第3个示出了由逆伽马处理部22对实施过伽马处理的图像T2实施逆伽马处理而得到的图像T4。
即，图像T4是与由伽马处理部15实施伽马处理之前的图像T1、即由摄像部14拍摄的图像T1相同的图像。在图像T4中，在位置B的左方存在像素值为0的黑色部分，在从位置B到位置A之间，存在从位置B向位置A像素值从0倾斜状地变化为100的边缘部分，在位置A的右方存在像素值为100的白色部分。
从图4的上起第4个(从下起第1个)示出了由校正处理部23对实施过逆伽马处理的图像T4实施校正处理而得到的图像T5。
在图像T5中，在比位置B靠右侧的位置E的左方存在像素值为0的黑色部分，在从位置E到比位置A靠左侧的位置F之间，存在像素值比图像T4的边缘部分的像素值的变化更急剧变化的边缘部分，在位置F的右方存在像素值为100的白色部分。此外，图像T5的边缘部分的中心位置成为与图像T1的边缘部分的中心位置相同的位置C。
下面，参照图5说明图3的校正处理部23对图像T4实施的校正处理。
在图5中，横轴表示图像上的一个方向的位置(像素位置)，纵轴表示图像的像素值(亮度水平)。
在图5的上方示出了从逆伽马处理部22提供给校正处理部23的图像T4，在图5的下方示出了由校正处理部23实施校正处理而得到的图像T5。另外，图像T4或者图像T5上的多个点表示构成图像T4或者图像T5的像素的像素值。
校正处理部23获取：作为校正对象而关注的关注像素的像素值、在右方向上和关注像素相分离规定数的像素(下面适当称为右方像素)的像素值、以及在左方向上和关注像素相分离规定数的像素(下面适当称为左方像素)的像素值之间的3个像素值。
例如，如图5的上方所示，校正处理部23获取：作为校正对象而关注的关注像素的像素值Sn、在右方向上和关注像素相分离3个的右方像素的像素值Sn-1、以及在左方向上和关注像素相分离3个的左方像素的像素值Sn+1这三个像素值。
而且，校正处理部23运算下式(1)取得将分别表示关注像素的像素值Sn、右方像素的像素值Sn-1以及左方像素的像素值Sn+1的图5的图像T4上的点以其顺序连结的线的、表示关注像素的像素值Sn的点上的2次微分值A。
A＝2×Sn-Sn-1-Sn+1    …(1)
另外，校正处理部23运算下式(2)而取得右方像素的像素值Sn-1和左方像素的像素值Sn+1的差分值B。此外，差分值B表示将分别表示右方像素的像素值Sn-1以及左方像素的像素值的Sn+1的图5上的点连接的直线的斜率。
B＝Sn-1-Sn+1    …(2)
而且，校正处理部23根据运算了式(1)的结果所得到的2次微分值A是否大于0、以及运算了式(2)的结果所得到的差分值B是否大于0，将关注像素的像素值Sn置换为右方像素的像素值Sn-1或者左方像素的像素值的Sn+1。
例如，关于在图5的上方示出的关注像素的像素值Sn、右方像素的像素值Sn-1以及左方像素的像素值的Sn+1，2次微分值A大于0，差分值B也大于0。这样，在2次微分值A大于0、且差分值B大于0的情况下，校正处理部23将关注像素的像素值Sn置换为右方像素的像素值Sn-1的像素值。
此外，在2次微分值A为0以下、且差分值B为0以下的情况下，校正处理部23也将关注像素的像素值Sn置换为右方像素的像素值Sn-1。另外，在2次微分值A大于0且差分值B为0以下的情况、以及2次微分值A为0以下且差分值B大于0的情况下，校正处理部23将关注像素的像素值Sn置换为左方像素的像素值Sn+1。
这样，校正处理部23将构成图5的上方示出的图像T4的全部像素作为关注像素，通过置换关注像素的像素值，得到在图5下方示出的图像T5。
然后，图6是表示图3的校正处理部23的功能结构的例子的框图。
在图6中，校正处理部23由运算部32以及置换部33构成。
从逆伽马处理部22，将实施逆伽马处理而得到的图像T4的像素的像素值、例如从在图5中配置在右方的像素起按顺序逐个像素地提供给校正处理部23。此外，以下说明从逆伽马处理部22提供给校正处理部23的像素的像素值是左方像素的像素值Sn+1的情况下的校正处理部23中的处理。
运算部32如参照图5所说明那样，对式(1)进行运算而取得2次微分值A，对式(2)进行运算而取得差分值B。而且，运算部32将表示差分值B是否大于0的控制信号D 1以及表示2次微分值A是否大于0的控制信号D2提供给置换部33。
即，运算部32由延迟处理部41和42、加法部43至45、乘法部46、以及判断处理部47和48构成。
在运算部32中，逆伽马处理部22的输出端子连接在延迟处理部41的输入端子、加法部43的一个输入端子以及加法部44的一个输入端子上。另外，延迟处理部41的输出端子连接在延迟处理部42的输入端子和乘法部46的输入端子上，延迟处理部42的输出端子连接在加法部43的另一个输入端子以及加法部45的一个输入端子上。
另外，在运算部32中，乘法部46的输出端子连接在加法部44的另一个输入端子上，加法部44的输出端子连接在加法部45的另一个输入端子上。另外，加法部43的输出端子连接在判断处理部47的输入端子上，加法部45的输出端子连接在判断处理部48的输入端子上。
延迟处理部41和42将所提供的像素值延迟而输出。
例如，从逆伽马处理部22向延迟处理部41提供左方像素的像素值Sn+1，延迟处理部41输出关注像素的像素值Sn。另外，从延迟处理部41向延迟处理部42提供关注像素的像素值Sn，延迟处理部42输出右方像素的像素值Sn-1。
从逆伽马处理部22向加法部43提供左方像素的像素值Sn+1，并且从延迟处理部42向加法部43提供右方像素的像素值Sn-1，加法部43从来自延迟处理部42的右方像素的像素值Sn-1减去来自逆伽马处理部22的左方像素的像素值Sn+1，并将其结果所得到的值提供给判断处理部47。即，加法部43对式(2)进行运算，将运算的结果所得到的差分值B提供给判断处理部47。
从延迟处理部41向乘法部46提供关注像素的像素值Sn，乘法部46在来自延迟处理部41的关注像素的像素值Sn上乘以预先设定的2，输出在关注像素的像素值Sn上乘以2的结果所得到的值D11。
从逆伽马处理部22向加法部44提供左方像素的像素值Sn+1，并且从乘法部46向加法部44提供值D11，加法部44从来自乘法部46的值D11减去来自逆伽马处理部22的左方像素的像素值Sn+1，将其结果所得到的值D12提供给加法部45。
从延迟处理部42向加法部45提供右方像素的像素值Sn-1，并且从加法部44向加法部45提供值D12，加法部45从来自加法部44的值D12减去来自延迟处理部42的右方像素的像素值Sn-1，将其结果所得到的值提供给判断处理部48。
即，由乘法部46、加法部44以及加法部45对式(1)进行运算，加法部45将运算了式(1)的结果所得到的2次微分值A提供给判断处理部48。
从加法部43向判断处理部47提供运算了式(2)的结果所得到的差分值B，判断处理部47判断差分值B是否大于0，将基于该判断结果的控制信号D1提供给置换部33。
在判断处理部47判断为差分值B大于0的情况下，作为提供给置换部33的控制信号D1，输出表示差分值B大于0的“1”。另一方面，判断处理部47在判断为差分值B在0以下的情况下，作为提供给置换部33的控制信号D1，输出表示差分值B为0以下的的“0”。
从加法部45向判断处理部48提供运算了式(1)的结果所得到的2次微分值A，判断处理部48判断2次微分值A是否大于0，并将基于该判断结果的控制信号D2提供给置换部33。
判断处理部48在判断为2次微分值A大于0的情况下，作为提供给置换部33的控制信号D2，输出表示2次微分值A大于0的“1”。另一方面，判断处理部48在判断为2次微分值A是0以下的情况下，作为提供给置换部33的控制信号D2，输出表示2次微分值A为0以下的“0”。
置换部33根据从运算部32提供的控制信号D1以及D2，将关注像素的像素值Sn置换为左方像素的像素值Sn+1或者右方像素的像素值Sn-1而输出。
即，置换部33由延迟处理部51和52、以及选择器53至55构成。
在置换部33中，逆伽马处理部22的输出端子连接在延迟处理部51的输入端子、选择器53的一个输入端子以及选择器54的一个输入端子上。另外，延迟处理部51的输出端子连接在延迟处理部52的输入端子上，延迟处理部52的输出端子连接在选择器53的另一个输入端子以及选择器54的另一个输入端子上。并且，选择器53的输出端子连接在选择器55的一个输入端子上，选择器54的输出端子连接在选择器55的另一个输入端子上。
延迟处理部51和52延迟所提供的像素值而输出。例如，从逆伽马处理部22向延迟处理部51提供左方像素的像素值Sn+1，延迟处理部51输出关注像素的像素值Sn。并且，从延迟处理部51向延迟处理部52提供关注像素的像素值Sn，延迟处理部52输出右方像素的像素值Sn-1。
从逆伽马处理部22向选择器53的一个输入端子提供左方像素的像素值Sn+1，从延迟处理部52向选择器53的另一个输入端子提供右方像素的像素值Sn-1。另外，从判断处理部47向选择器53提供控制信号D1，选择器53按照来自判断处理部47的控制信号D1，输出来自逆伽马处理部22的左方像素的像素值Sn+1、或者来自延迟处理部52的右方像素的像素值Sn-1。
例如，在从判断处理部47提供的控制信号D1是表示运算了式(2)的结果所得到的差分值B大于0的“1”的情况下，选择器53输出从延迟处理部52提供的右方像素的像素值Sn-1。另一方面，从判断处理部47提供的控制信号D1是表示运算了式(2)的结果所得到的差分值B为0以下的“0”的情况下，选择器53输出从逆伽马处理部22提供的左方像素的像素值Sn+1。
另外，还从逆伽马处理部22向选择器54的一个输入端子提供左方像素的像素值Sn+1，还从延迟处理部52向选择器54的另一个输入端子提供右方像素的像素值Sn-1。另外，也从判断处理部47向选择器54提供控制信号D1。并且，选择器54与选择器53相反，在从判断处理部47提供的控制信号D1是“1”的情况下，输出从逆伽马处理部22提供的左方像素的像素值Sn+1，在从判断处理部47提供的控制信号D1是“0”的情况下，输出从延迟处理部52提供的右方像素的像素值Sn-1。
向选择器55的一个输入端子输入来自选择器53的输出，向选择器55的另一个输入端子输入来自选择器54的输出。
即，在从判断处理部47输出的控制信号D1是“1”的情况下，向选择器55的一个输入端子提供从选择器53输出的右方像素的像素值Sn-1，并且向选择器55的另一个输入端子提供从选择器54输出的左方像素的像素值Sn+1。另一方面，在从判断处理部47输出的控制信号D1是“0”的情况下，向选择器55的一个输入端子提供从选择器53输出的左方像素的像素值Sn+1，并且向选择器55的另一个输入端子提供从选择器54输出的右方像素的像素值Sn-1。
另外，从判断处理部48向选择器55提供控制信号D2，选择器55按照来自判断处理部48的控制信号D2，将输入到连接在选择器53上的一个输入端子或者连接在选择器54上的另一个输入端子的像素值进行输出。
例如，从判断处理部48提供的控制信号D2是表示运算了式(1)的结果所得到的2次微分值A大于0的“1”的情况下，选择器55将输入到连接在选择器53上的一个输入端子的像素值进行输出。另一方面，从判断处理部48提供的控制信号D2是表示运算了式(1)的结果所得到的2次微分值A为0以下的“0”的情况下，选择器55将输入到连接在选择器54上的另一个输入端子的像素值进行输出。
即，按照从判断处理部47输出的控制信号D1，向选择器55的输入端子提供右方像素的像素值Sn-1或者左方像素的像素值Sn+1，选择器55按照从判断处理部48输出的控制信号D2，输出右方像素的像素值Sn-1或者左方像素的像素值Sn+1。
具体地说，从判断处理部47输出的控制信号D1是表示差分值B大于0的“1”、且从判断处理部48输出的控制信号D2是表示2次微分值A大于0的“1”的情况下，选择器55输出右方像素的像素值Sn-1。另外，从判断处理部47输出的控制信号D1是表示差分值B为0以下的“0”、且从判断处理部48输出的控制信号D2是表示2次微分值A大于0的“1”的情况下，选择器55输出左方像素的像素值Sn+1。
另外，从判断处理部47输出的控制信号D1是表示差分值B大于0的“1”、且从判断处理部48输出的控制信号D2是表示2次微分值A为0以下的“0”的情况下，选择器55输出右方像素的像素值Sn+1。另外，从判断处理部47输出的控制信号D1是表示差分值B为0以下的“0”、且从判断处理部48输出的控制信号D2是表示2次微分值A为0以下的“0”的情况下，选择器55输出右方像素的像素值Sn-1。
这样，在校正处理部23中，根据运算部32的运算结果，从置换部33将关注像素的像素值Sn置换为左方像素的像素值Sn+1或者右方像素的像素值Sn-1而输出。
下面，图7是说明图3的图像处理装置21对从照相机11的伽马处理部15提供的图像进行的图像处理的流程图。
在步骤S11中，从照相机11的伽马处理部15向图像处理装置21的逆伽马处理部22提供图像(例如，图4的图像T2)，逆伽马处理部22对来自伽马处理部15的图像实施逆伽马处理。逆伽马处理部22将实施逆伽马处理而得到的图像(例如图4的图像T4)提供给校正处理部23，并进入步骤S12。
在步骤S12中，校正处理部23对从逆伽马处理部22提供的图像实施如参照图5所说明的校正处理，将实施校正处理而得到的图像(例如图4的图像T5)提供给伽马处理部24。
步骤S12的处理后，进入步骤S13，伽马处理部24对从校正处理部23提供的图像实施伽马处理，将实施伽马处理而得到的图像提供给显示器13，结束图像处理。
如上所述，在图像处理装置21中，由校正处理部23对由逆伽马处理部22实施逆伽马处理而得到的图像实施校正处理，因此实施校正处理而得到的图像(例如图4的图像T5)的边缘部分的中心位置不从由摄像部14拍摄的图像(例如图4的图像T1)的边缘部分的中心位置偏离，能够抑制使边缘部分的像素值的变化急剧的、即图像的运动模糊。
另外，由于边缘部分没有偏离，因此图像中的明亮区域没有变宽，即能够保持图像中的明亮区域的大小并且实施仍旧保持清晰度的图像处理。由此，避免图像的样子变差。
然后，图8是表示应用本发明的其它实施方式的图像处理装置21A的结构例的框图。
在图8中，图像处理装置21A由逆伽马处理部22、运算部32以及置换部33构成。此外，在图8中，对于与图6的图像处理装置21对应的部分标记相同的符号，以下适当省略其说明。
即，图8的图像处理装置21A在具备逆伽马处理部22、运算部32以及置换部33的这点上，与图6的图像处理装置21共同。但是，在图像处理装置21A中向运算部32提供由逆伽马处理部22实施逆伽马处理而得到的图像，但向置换部33直接提供从照相机11输出的图像，这点与图6的图像处理装置21不同。
即，在图像处理装置21A中，只在由运算部32进行的上述式(1)以及式(2)的运算中使用由逆伽马处理部22实施逆伽马处理而得到的图像的像素值。
另外，向置换部33提供由照相机11的伽马处理部15实施伽马处理而得到的图像，即对提供给置换部33的图像没有实施逆伽马处理，因此能够将从置换部33输出的图像直接提供给显示器13。
然后，图9是说明图8的图像处理装置21A对从照相机11提供的图像进行的图像处理的流程图。
在步骤S21中，从照相机11的伽马处理部15向图像处理装置21A的逆伽马处理部22提供图像，逆伽马处理部22对来自伽马处理部15的图像实施逆伽马处理。逆伽马处理部22将实施逆伽马处理而得到的图像提供给运算部32，进入步骤S22。
在步骤S22中，运算部32将构成从逆伽马处理部22提供的图像的像素之中的规定的像素设为关注像素，使用关注像素的像素值Sn、左方像素的像素值Sn+1以及右方像素的像素值Sn-1，运算上述式(1)以及式(2)。
在运算部32中，判断处理部47将表示运算了式(1)的结果所得到的2次微分值A是否大于0的控制信号D1提供给置换部33的选择器53和54，并且判断处理部48将表示运算了式(2)的结果所得到的差分值B是否大于0的控制信号D2提供给置换部33的选择器55。
步骤S22的处理后，进入步骤S23，置换部33根据控制信号D1和D2，将关注像素的像素值Sn(即，与在运算部32中用于运算的关注像素对应的从照相机11提供的图像的像素的像素值)置换为左方像素的像素值Sn+1或者右方像素的像素值Sn-1(即，与在运算部32中用于运算的左方像素或者右方像素对应的从照相机11提供的图像的像素的像素值)，并将置换的像素值提供给显示器13。
步骤S23的处理后，进入步骤S24，判断运算部32是否将从逆伽马处理部22提供的图像的全部像素作为关注像素而进行了运算。
在步骤S24中，在判断为没有将从逆伽马处理部22提供的图像的全部像素作为关注像素而进行运算的情况下，返回步骤S22，以下重复步骤S22之后的处理。另一方面，在步骤S24中，在判断为将从逆伽马处理部22提供的图像的全部像素作为关注像素而进行了运算的情况下，结束图像处理。
如上所述，在图像处理装置21A中不进行逆伽马处理，与图6的图像处理装置21相比能够提高处理速度，并且能够利用存储容量较少的存储器来进行处理。
接着，图10是表示应用本发明的另外其它实施方式的图像处理装置21B的结构例的框图。
在图10中，图像处理装置21B由乘法部61、运算部32以及置换部33构成。此外，在图10中，对于与图8的图像处理装置21A对应的部分标记相同的附图标记，下面适当省略其说明。
即，图10的图像处理装置21B在具备运算部32以及置换部33的这点上与图8的图像处理装置21A共同。但是，在图像处理装置21B中，代替逆伽马处理部22而设置了乘法部61的这点上与图8的图像处理装置21A不同。
乘法部61运算从照相机11提供的图像的像素值的平方，将平方了的像素值提供给运算部32。这样，通过在乘法部61中运算像素值的平方，能够得到实施过逆伽马处理的像素值的近似值。
运算部32使用由乘法部61进行了平方的像素值来运算上述的式(1)以及式(2)。
在此，说明运算部32使用由图8的逆伽马处理部22实施逆伽马处理而得到的图像的像素值来进行运算的处理、和使用由乘法部61进行了平方的像素值来进行运算的处理之间的不同。
例如，在照相机11的伽马处理部15中对图像实施的伽马处理中的伽马值是γ＝1/2.2的情况下，图8的逆伽马处理部22通过将构成从照相机11提供的图像的像素的像素值进行2.2次方，进行逆伽马处理。因而，在运算部32使用由伽马处理部15进行了2.2次方的像素值来运算上述式(1)的情况下，运算部32实质上运算下式(3)。
A＝2×S22.2-S12.2-S32.2    …(3)
另一方面，在运算部32使用由乘法部61进行了平方的像素值来运算上述式(1)的情况下，运算部32实质上运算下式(4)。
A＝2×S22-S12-S32    …(4)
在式(3)以及式(4)中，S1表示从照相机11提供的图像的右方像素的像素值，S2表示从照相机11提供的图像的关注像素的像素值，S3表示从照相机11提供的图像的左方像素的像素值。
式(3)的运算处理中，与式(4)的运算处理相比，需要存储容量大的存储器。因而，反过来说，通过使用乘法部61来代替逆伽马处理部22，在图像处理装置21B中能够减少运算部32用于运算的存储器的存储容量。
上述的一系列处理既可以由硬件执行，也可以由软件执行。在由软件执行一系列处理的情况下，从程序记录介质将构成该软件的程序安装到：装入到专用的硬件中的计算机中；或者可通过安装各种程序来执行各种功能的、例如通用的个人计算机等中。
图11是表示利用程序执行上述一系列处理的计算机的结构的示例的框图。CPU(Central Processing Unit：中央处理器)101根据存储在ROM(Read Only Memory：只读存储器)102或存储部108中的程序来执行各种处理。在RAM(Random AccessMemory：随机存取存储器)103中适当存储有CPU101所执行的程序、数据等。这些CPU101、ROM 102以及RAM 103通过总线104相互连接。
CPU101还通过总线104与输入输出接口105连接。在输入输出接口105上连接有由键盘、鼠标、麦克风等构成的输入部106、由显示器、扬声器等构成的输出部107。CPU101对应于从输入部106输入的指令来执行各种处理。并且，CPU101将处理的结果输出到输出部107。
与输入输出接口105连接的存储部108例如由硬盘构成，存储CPU101所执行的程序、各种数据。通信部109通过因特网、局域网等网络与外部装置进行通信。
另外，也可以通过通信部109取得程序，存储在存储部108。
当安装了磁盘、光盘、磁光盘、或半导体存储器等可移动介质111时，连接在输入输出接口105上的驱动器110驱动上述介质，获取记录在那里的程序、数据等。获取的程序、数据根据需要被传送到存储部108并被存储。
此外，在对图像模糊进行校正的处理中，能够应用除了如上所述的使图像边缘部分的像素值的变化急剧地对像素值进行校正的处理以外的处理。
此外，参照上述流程图说明的各处理未必沿着作为流程图而记载的顺序按时间序列进行的处理，也可以包含并行或者单独执行的处理(例如并行处理或者基于对象的处理)。
另外，本发明的实施方式并不限于上述实施方式，在不脱离本发明精神的范围内，能够做出各种变更。

Claims (7)

1.一种图像处理装置，对来自拍摄图像并对上述图像实施伽马处理而输出的摄像装置的图像实施图像处理，该图像处理装置具备：
逆伽马处理单元，其对来自上述摄像装置的上述图像实施逆伽马处理，该逆伽马处理使上述图像成为特性与在上述摄像装置中实施伽马处理之前的图像相同的图像；以及
校正处理单元，其对由上述逆伽马处理单元实施逆伽马处理而得到的图像，实施对图像模糊进行校正的校正处理，
其中，上述校正处理单元具有：
运算单元，其使用构成由上述逆伽马处理单元实施逆伽马处理而得到的上述图像的像素之中的作为处理对象所关注的关注像素的像素值、在一个方向上和上述关注像素相分离的像素的像素值、以及在另一个方向上和上述关注像素相分离的像素的像素值，进行规定的运算；以及
置换单元，其根据上述运算单元的运算结果，将上述关注像素的像素值置换为在一个方向上和上述关注像素相分离的像素的像素值、或者在另一个方向上和上述关注像素相分离的像素的像素值。
2.根据权利要求1所述的图像处理装置，其特征在于，
还具备伽马处理单元，该伽马处理单元对由上述校正处理单元实施校正处理而得到的图像，实施与在上述摄像装置中实施的伽马处理相同的伽马处理。
3.根据权利要求1所述的图像处理装置，其特征在于，
上述校正处理单元对上述图像的亮度信号，实施对图像模糊进行校正的校正处理。
4.根据权利要求1所述的图像处理装置，其特征在于，
上述校正处理单元对由上述逆伽马处理单元实施逆伽马处理而得到的图像，实施使上述图像的边缘部分的像素值的变化急剧的处理。
5.一种图像处理方法，对来自拍摄图像并对上述图像实施伽马处理而输出的摄像装置的图像实施图像处理，该图像处理方法包括以下步骤：
对来自上述摄像装置的上述图像实施逆伽马处理，该逆伽马处理使上述图像成为特性与在上述摄像装置中实施伽马处理之前的图像相同的图像；
校正处理步骤，用于对实施过逆伽马处理的图像，实施对图像模糊进行校正的校正处理，
其中，上述校正处理步骤包括：
运算步骤，其使用构成实施逆伽马处理而得到的上述图像的像素之中的作为处理对象所关注的关注像素的像素值、在一个方向上和上述关注像素相分离的像素的像素值、以及在另一个方向上和上述关注像素相分离的像素的像素值，进行规定的运算；以及
置换步骤，其根据上述运算步骤的运算结果，将上述关注像素的像素值置换为在一个方向上和上述关注像素相分离的像素的像素值、或者在另一个方向上和上述关注像素相分离的像素的像素值。
6.一种图像处理装置，对来自拍摄图像并对上述图像实施伽马处理而输出的摄像装置的图像实施图像处理，该图像处理装置具有：
处理单元，其对来自上述摄像装置的上述图像实施将构成上述图像的像素的像素值进行平方的处理，或者对来自上述摄像装置的上述图像实施逆伽马处理，该逆伽马处理使上述图像成为特性与在上述摄像装置中实施伽马处理之前的图像相同的图像；
校正处理单元，其对由上述处理单元实施处理而得到的图像，实施对图像模糊进行校正的校正处理，
其中，上述校正处理单元具有：
运算单元，其使用构成由上述处理单元实施处理而得到的上述图像的像素之中的作为处理对象所关注的关注像素的像素值、在一个方向上和上述关注像素相分离的像素的像素值、以及在另一个方向上和上述关注像素相分离的像素的像素值，进行规定的运算；以及
置换单元，其根据上述运算单元的运算结果，将与上述关注像素对应的来自上述摄像装置的上述图像的像素的像素值，置换为与在一个方向上和上述关注像素相分离的像素对应的来自上述摄像装置的上述图像的像素的像素值、或者与在另一个方向上和上述关注像素相分离的像素对应的来自上述摄像装置的上述图像的像素的像素值。
7.一种图像处理方法，对来自拍摄图像并对上述图像实施伽马处理而输出的摄像装置的图像实施图像处理，该图像处理方法包括以下步骤：
处理步骤，用于对来自上述摄像装置的上述图像实施将构成上述图像的像素的像素值进行平方的处理，或者对来自上述摄像装置的上述图像实施逆伽马处理，该逆伽马处理使上述图像成为特性与在上述摄像装置中实施伽马处理之前的图像相同的图像；
校正处理步骤，用于对在上述处理步骤中实施处理而得到的图像，实施对图像模糊进行校正的校正处理，
其中，上述校正处理步骤包括：
使用构成在上述处理步骤中实施处理而得到的上述图像的像素之中的作为处理对象所关注的关注像素的像素值、在一个方向上和上述关注像素相分离的像素的像素值、以及在另一个方向上和上述关注像素相分离的像素的像素值，进行规定的运算；
根据运算结果，将与上述关注像素对应的来自上述摄像装置的上述图像的像素的像素值，置换为与在一个方向上和上述关注像素相分离的像素对应的来自上述摄像装置的上述图像的像素的像素值、或者与在另一个方向上和上述关注像素相分离的像素对应的来自上述摄像装置的上述图像的像素的像素值。
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