CN101661615B - 对对象图像实施灰度修正的图像处理装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种图像处理装置，具备：对处理对象图像(subject image)进行包括使该图像中的对比度降低的处理的灰度修正而生成修正图像(corrected image)的灰度修正单元；取得表示所述处理对象图像中的各部分的相对明亮度平衡的灰度信息的灰度信息取得单元；和基于所述灰度信息，按照每个像素来调整所述修正图像的明亮度。

Description

对对象图像实施灰度修正的图像处理装置

本申请主张日本专利申请号：2008-218500、申请日：2008年8月27日的在先申请，并将该内容融入到本发明中，以下作为参考。 

技术领域

本发明涉及一种例如适用于数码相机的图像处理装置、图像处理方法及图像处理程序。

背景技术

以往，提出一种技术：在摄像装置的曝光控制时，根据亮度等级低的区域的亮度等级与其他区域的亮度等级来检测表示逆光程度的逆光度，并根据该逆光度设定灰度修正(伽马修正)的控制参数，以便提高亮度等级低的区域的亮度等级。在日本专利公报：特开2003-116049号公报中公开了这种技术的一个例子。

根据该背景技术，在亮度等级低的区域中对灰度进行扩展，能够强调亮度等级低的局部区域中的对比度。

但是，如上所述通过进行提高亮度等级低的区域的亮度等级的灰度修正来强调图像内的亮度等级低的局部区域中的对比度的技术，并不限定在曝光控制时的控制参数的设定，也可适用于以通过摄像装置等取得之后的摄影图像的图像质量调整为目的的图像处理。

可是，在上述的背景技术中，由于以提高亮度等级低的区域的亮度等级的方式进行灰度修正，故在亮度等级低的区域中，灰度修正后的亮度等级与灰度修正前的亮度等级相比，大幅度地提高了。

于是，通过进行该灰度修正，从而作为图像整体而言，低亮度等级的区域与高亮度等级的区域的亮度等级之差(对比度)不可避免地变小。即， 在上述背景技术中存在着灰度修正时图像整体的对比度降低的问题。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种虽然进行在图像灰度修正时使对比度降低的处理但是最终却能不降低图像整体的对比度而得到良好质量的图像的图像处理装置、图像处理方法及图像处理程序。

根据本发明的一个方式，提供一种图像处理装置，其特征在于，该图像处理装置具备：

灰度修正单元，其对处理对象图像(subject image)进行包括使该图像中的对比度降低的处理的灰度修正而生成修正图像(corrected image)；

全局亮度图像生成单元(73)，其通过规定的滤波器处理而生成构成全局亮度图像的全局亮度图像数据，其中所述全局亮度图像表示所述处理对象图像中的全局的明亮度状态；

减法运算单元(74)，其进行从所述处理对象图像中的对应的像素的亮度值减去由该全局亮度图像生成单元生成的全局亮度图像数据中的各像素的亮度值的处理；

乘法运算单元(69)，其进行在由该减法运算单元进行减法运算之后的各像素的亮度值上乘以修正系数的乘法运算处理，该修正系数具有这些各像素的亮度值越大则变得越小的特性；

灰度信息取得单元，其通过进行包括该乘法运算单元的规定的处理，从而生成仅由反映了包含在所述处理对象图像中的高频成分的亮度信息构成的信息图像数据，并且将该信息图像数据作为表示所述处理对象图像中的各部分的相对明亮度平衡的灰度信息来取得；和

调整单元，其通过在由所述灰度修正单元进行灰度修正之后的修正图像的各像素的亮度值上相加由所述灰度信息取得单元作为所述灰度信息而取得的信息图像数据中的对应的像素的亮度值，从而按照每个像素来调整所述修正图像的明亮度。

根据本发明的另一方式，提供一种图像处理方法，其特征在于，该图像处理方法包括：

对处理对象图像进行包括使该处理对象图像中的对比度降低的处理的灰度修正的灰度修正步骤；

通过规定的滤波器处理而生成构成全局亮度图像的全局亮度图像数据的全局亮度图像生成步骤，其中所述全局亮度图像表示所述处理对象图像中的全局的明亮度状态； 

进行从所述处理对象图像中的对应的像素的亮度值减去通过该全局亮度图像生成步骤生成的全局亮度图像数据中的各像素的亮度值的处理的减法运算步骤；

进行在由该减法运算步骤进行减法运算之后的各像素的亮度值上乘以修正系数的乘法运算处理的乘法运算步骤，该修正系数具有这些各像素的亮度值越大则变得越小的特性；

通过进行包括该乘法运算步骤的规定的处理，从而生成仅由反映了包括在所述处理对象图像中的高频成分的亮度信息构成的信息图像数据，并且将该信息图像数据作为表示所述处理对象图像中的各部分的相对明亮度平衡的灰度信息来取得的灰度信息取得步骤；和

通过在由所述灰度修正步骤进行灰度修正之后的修正图像的各像素的亮度值上相加在所述灰度信息取得步骤中作为所述灰度信息而取得的信息图像数据中的对应的像素的亮度值，从而按照每个像素来调整所述修正图像的明亮度的调整步骤。

根据本发明的又一方式，提供一种计算机可读取介质，其存储了由计算机系统能执行的软件程序、即包括使所述计算机系统执行包括以下步骤的处理的一系列命令组的软件程序：

对处理对象图像进行包括使该处理对象图像中的对比度降低的处理的灰度修正而生成灰度图像的步骤；

取得表示所述处理对象图像中的各部分的相对明亮度平衡的灰度信息的步骤；和

基于所述灰度信息，按照每个像素来调整所述修正图像的明亮度。

具体实施方式

以下，根据附图对本发明的一个实施方式进行说明。图1是表示包括本发明相关的图像处理装置的数码相机1的大致构成的框图。

该数码相机1作为摄像元件而具有CCD2。CCD2在感光面上设置有贝叶(Bayer)排列的原色滤波器，基于由TG(Timing Generator)3生成的定时信号，通过由水平/垂直驱动器4提供的水平及垂直传送用的驱动信号而被驱动，并将由未图示的光学系统成像的被摄物的光学像变换为电信号(摄像信号)。CCD2的输出信号在CDS/AD电路5中进行相关双重采样而引起的噪声降低并且变换为数字信号，变换后的摄像信号(贝叶数据被输入到DSP(Digital Signal Processor)6中。

DSP6进行根据贝叶数据生成每个像素的R、G、B颜色成分数据(RGB数据)的RGB变换、将RGB数据变换为包括亮度信号(Y信号)和色差信号(Cb(U)信号、Cr(V)信号)的YUV数据的YUV变换等各种数字信号处理。在DSP6中变换过的YUV数据被依次存储到 SDRAM(Synchronous RAM)7中，并且在记录模式的摄影待机时，每当蓄积1帧数据(图像数据)就传送到LCD(Liquid Crystal Display)8，作为实时取景(live view)图像进行画面显示。另外，在静止图像摄影时暂时存储在SDRAM7中的YUV数据，在由CPU9压缩后最终被存储到外部存储器10中。

外部存储器10是在经由未图示的卡接口而连接的照相机主体中可自由装卸的存储卡，记录在外部存储器10中的图像文件在再生模式中根据用户的选择操作而被读取到CPU9中并且进行扩展，作为YUV数据在SDRAM7中进行展开后传送到LCD8，作为静止图像进行再生显示。

闪存11是程序存储器，在CPU9中存储了用于控制照相机整体的各种程序或数据。在各种程序中存储了用于在CPU9中进行AE、AWB各控制的程序或使CPU9作为本发明的调整机构、灰度信息修正机构起作用的程序及在其中使用的各种数据。

键输入部12由用户操作数码相机1所需要的各种操作键例如电源键或快门键、用于设定记录模式或再生模式的模式设定键构成，各操作键的操作状态由CPU9依次检测。

图2是表示上述DSP6构成的一部分的框图。在DSP6中包括：灰度修正部61，其对作为静止图像摄影时生成的图像数据、即YUV数据实施用于修正摄影图像(处理对象图像)的灰度的后述处理，并向CPU9输出灰度修正后的图像数据(drc(x，y))；和调整数据生成部62，其生成在该灰度修正后的图像数据的图像(修正图像)的对比度平衡的调整中使用的后述第三对比度成分数据(Y_high3(x，y))，并向CPU9输出。在DSP6的内部存储了控制DSP6的程序。

首先，对所述灰度修正部61进行说明。灰度修正部61是本发明的灰度修正机构，如图2所示，该灰度修正部61由V值变换部63、V值平均计算部64、第一键判断部65、第二键判断部66、第三键判断部67、直方图生成部68、修正增益运算部69及灰度变换部70的各部件构成。

所述V值变换部63是将YUV变换后的图像数据变换为由色调(hue)、饱和度(saturation value)、明度(value)三成分构成的HSV颜色空间的 图像数据并取得该明度成分的值(V值)的部分，且向V值平均计算部64及直方图生成部68输出取得的V值(Vin)。

V值平均计算部64将输入图像分割为预先确定的多个块区域(分割区域)，将每个块区域分别作为关注区域，对面积不同的两种类的键判断区域分别计算每个区域内的全部像素的V值的平均值(以下，称为平均V值)。图3A、3B是表示输入图像100中的上述块区域101的示意图，同图3A及同图3B中用斜线示出的区域是键判断区域。

即，如图3A所示，V值平均计算部64将作为关注区域的块区域101(图3A中的A)自身作为第一键判断区域A来计算平均V值。另外，如图3B所示，将由成为关注区域的块区域101(图3A中的A)和与其周围邻接的8个其他块区域101(图3B中的B1、B2、……、B8)构成的区域作为第二键判断区域(包括区域)来计算平均V值。

第一键判断部65根据由V值平均计算部64算出的上述第一键判断区域A的平均V值来判断该区域的明亮度符合被等级划分的预先确定的多个级别的明亮度基准(第一明亮度基准)中的哪个明亮度等级(以下，称为第一明亮度等级)。在以下的说明中，将相关判断作为第一键判断。在此判断的明亮度等级为“低”、“中”、“高”三个级别中的其中一个。另外，各明亮度等级对应的平均V值的范围是例如将平均V值的整个范围(“0”～“MAX”)进行三等分的范围。且有，由V值平均计算部64和第一键判断部65构成第一判断机构。

第二键判断部66根据由V值平均计算部64计算出的上述第二键判断区域B的平均V值来判断该区域的明亮度符合被等级划分的预先确定的多个级别的明亮度基准(第二明亮度基准)中的哪个明亮度等级(以下，称为第二明亮度等级)。在以下的说明中，将相关判断作为第二键判断。在此判断的明亮度等级也是基于与上述的第一键判断情况等相同的基准的明亮度等级，是“低”、“中”、“高”三个级别中的其中一个。且有，由V值平均计算部64和第二键判断部66构成第二判断机构。

第三键判断部67判断与上述的第一及第二键判断的结果(第一及第 二明亮度等级)的组合对应的明亮度等级，符合比上述明亮度基准更详细地进行了等级划分的明亮度基准(第三明亮度基准)中的哪个明亮度等级(以下，称为第三明亮度等级)。即，对成为关注区域的块区域101而言，判断考虑了其周围邻接的8个其他块区域101(B1、B2、……、B8)之间的相对明亮度的关系后的明亮度等级。在以下的说明中，将相关判断称为第三键判断。 

在本实施方式中，上述的第三键判断中所判断的明亮度等级是“低1”、“低2”、“中1”、“中2”、“高1”、“高2”的六个级别中的其中一个等级，“低1”是最低等级，“高2”是最高等级。另外，第一及第二明亮度等级的组合与第三明亮度等级之间的对应关系是预先确定的。图4是表示该对应关系的图。 

直方图生成部68根据由所述V值变换部63变换过的全部像素的V值(Vin)对按照V值分类的像素数进行计数，将计数结果作为表示输入图像整体的明亮度分布状态的直方图信息而向所述修正增益运算部69输出。 

修正增益运算部69是本发明的计算机构、对比度判断机构、上限调整机构，基于上述的第三键判断结果和直方图信息，利用后述的增益函数(修正函数)来分别计算灰度变换部70进行的每个像素的增益调整时的修正用增益、即与图像数据的各像素值相乘的灰度修正用的修正系数，并在灰度变换部70中进行设定。 

灰度变换部70是本发明按照区域修正的机构，利用在修正增益运算部69中按照每个像素运算出的增益，按照每个像素对YUV数据的亮度进行调整。即，将各像素的亮度值(Y值)变换为乘以上述增益后的亮度值。 

在此，对上述修正增益运算部69中的修正用的增益的运算内容进行 详细地叙述。首先，修正增益运算部69是增益计算时作为基本的各像素V值的变化对应的增益的变化特性，在全部像素中分别设定由后述的增益函数得到的修正特性。 

具体地说，对于多个块区域101(参照图3A、图3B)各自的中心像素而言，在与所述的“低1”、“低2”、“中1”、“中2”、“高1”、“高2”六个级别的明亮度等级(参照图4)分别对应而预先确定的多种修正特性中，将在第三键判断中按照每个块区域101判断出的第三明亮度等级对应的修正特性作为代表修正特性进行设定。 

另外，在中心像素以外的像素中，根据在与其临近的多个中心像素中设定的代表修正特性，通过线性插补取得新的修正特性，并设定该修正特性。且有，对于在中心像素以外的像素中设定的修正特性的插补而言，也可以不限定为线性插补而利用样条(Spline)插补等其他插补方法。 

图5A是表示将摄影图像(处理对象图像)100分割为9个块区域时的各块区域和这些中心像素(图5A中“+”)的图，图5B是表示中心像素以外的某个像素(图5B中“·”)和在该像素的修正特性的取得(插补)中使用的中心像素之间的关系的图。如图5B所示，在上述的中心像素以外的其他像素中设定的修正特性的插补时，使用与该像素邻接的最大4个中心像素的代表修正特性。其中，对于位于输入图像的上下左右角部分的块区域内的像素而言，将在该块区域的中心像素中设定的代表修正特性直接作为修正特性来进行设定。 

接着，对代表修正特性及修正特性进行详细叙述。其中，在各像素中设定的代表修正特性及修正特性是通过图6A中示出的作为基本的增益函数g(lev，x)而得到的特性，修正增益运算部69在该增益函数中将确定其特性的参数(变量)即增益等级(lev)及次数(x)的值作为上述的代表修正特性或修正特性，按照每个像素进行设定。 

图6B及图6C是表示由上述增益函数得到的V值(Vin)的变化对应的增益(g)的变化特性的图，由上述增益函数计算的增益(g)随着V值(Vin)增大而减小，在“V值＝MAX”时为1.0倍。另外，上述参数值的不同如以下所述反映在特性中。 

即，如图6B所示，在次数(x)的值相同的情况下，增益等级(lev)越大则整体增益(g)越大，“lev＝2”时增益(g)的最大值为2.0倍。另外，如图6C所示，在增益等级(lev)的值相同的情况下，次数(x)越大则越能抑制中间的明亮度区域特别是高光(V值最大)侧的增益(g)，根据值的不同，高光侧(V值大的一侧)的增益(g)为1.0以下。 

即，在利用上述增益函数而按照每个像素来计算灰度变换部70中设定的增益时，若增益等级(lev)增大且整体增益上升，则能够提高输入图像的黑暗部分的灰度。同时，若次数(x)增大且将高光(V值最大)侧的增益变为1.0以下，则能够减轻输入图像的明亮部分的白斑。 

由此，虽然未图示，但在上述6个级别(“低1”、……、“高2”)的各明亮度等级对应的增益等级(lev)中，设定按照明亮度等级上升的顺序而依次变小的值，另外，在各明亮度等级对应的次数(x)中，设定根据明亮度等级上升的顺序而依次增大的值。且有，双方的参数(lev，x)的值是基于经验规则而预先确定的值。 

另外，在修正增益运算部69中，并不是直接利用上述的增益函数来计算增益，而是通过如图7A中示出的下式(1)所表示的增益函数来计算增益。glim(lev，x)＝min{g(lev，x)，(lev-1.0)×lim+1.0}          (1)该增益函数中的参数(lim)是确定增益上限的增益限制系数，通过将该值设定为1.0以下，从而能够根据增益等级(lev)的值来调整增益上 限。且有，增益限制系数的值在图像整体(全部像素)中相同。在以下的说明中，权宜上将上述增益函数在作为增益限制后的增益函数。 

图7B是表示“lim＝1”时的各像素的V值变化对应的增益的变化特性的图，此时，成为与不进行增益限制的情况同样的特性。图7C是表示“lim＝0.5”时的各像素的V值变化对应的增益的变化特性的图，通过将增益限制系数设定为1.0以下，从而增益等级(lev)的值越小越能抑制V值较大的一侧的像素对应的增益。即，通过抑制黑暗部分像素对应的增益，能够强调图像的对比度(暗部的结束(締まり))。 

另外，增益限制系数(lim)的值根据图像的对比度进行设定。在本实施方式中，进行基于上述第三键判断的结果来判断(推断)图像的对比度状态的对比度判断，并设定该判断结果对应的值。 

具体地说，在第三键判断时对明亮度等级最低的“低1”的块区域的数和明亮度级别最高的“高2”的块区域的数分别计数，对双方的明亮度等级而言，确认各计数数是按照每个等级确定的阈值(N，M)以上还是小于阈值(N，M)。并且，如图7A～7C所示，根据“低1”的块区域的数(N以上的数，小于N的数)和“低2”的块区域的数(M以上的数，小于M的数)的组合来判断对比度状态，并根据该判断结果来设定增益限制系数。 

图7A～7C是将对比度状态分为4个级别进行判断的情况的例子，例如，在“低1”的块区域的数为阈值N以上且“高2”的块区域的数为阈值M以上时，判断为图像的对比度为最高状态，并将增益限制值系数的值设定为“1.0”。即，实质上未进行上述的对比度强调。另外，在“低1”的块区域的数小于阈值N且“高2”的块区域的数小于阈值M时，判断为图像的对比度为最低状态，并将增益限制系数的值设定为“0.5”。 

另一方面，若利用上述的增益限制后的增益函数来调整各像素对应的 增益的上限，则能够强调图像的对比度(暗部的结束)，但是即使在此时，如图6C所示，也能在增益计算之际在各像素中设定的次数(x)的值大到某种程度时，除高光部分(V值为最大值的像素部分)以外的高光侧(V值较大一侧)的增益(g)变为1.0以下。也就是说，对图像内的明亮部分的像素值进行负修正。 

这在明亮部分的灰度贫乏的图像中与对比度无故降低关联，另外，在白斑大(白斑部分多)的图像中，成为使产生白斑的部分和接近其周围的白斑部分(V值为最大值附近)之间的灰度差变大的跳转发生的主要原因。 

由此，在修正增益运算部69中，在各像素的增益计算时，进行输入图像是否是明亮部分的像素对应的像素值的负修正不适当的图像、即是否是明亮部分的灰度贫乏的图像或者是白斑大的图像的判断(以下，称为高光判断)，在判断为是负修正不适当的图像的情况下，通过如图9A中示出的下式(2)表示的增益函数来计算增益。gc lip(lev，x)＝max{glim(lev，x)，1.0}           (2) 

也就是说，通过将增益的下限限制(Clip)为“1.0”，来回避输入图像明亮部分的灰度贫乏的图像的情况中的对比度的无故降低及白斑大的图像的情况中的跳转的发生。在以下的说明中，在权宜上将上述增益函数作为限制后的增益函数。 

图9B、图9C是表示在将上述增益限制系数(lim)的值设定为“1.0”时的上述限制的有无引起的增益变化特性不同的图，图9B是不进行上述限制时的变化特性，图9C是进行上述限制时的变化特性。 

另外，上述的高光判断基于由所述直方图生成部68取得的直方图信息(图像整体的按照V值来分类的像素数的明亮度分布状态)如下所述地进行。即，如图10A所示，比低于最大灰度值(最大V值)几个％(例如，5～10％)的灰度位置的灰度值X还大的灰度值的像素数在预先确定 的一定数以下时，则判断为输入图像是明亮部分的灰度贫乏且负修正不适当的图像。另外，如图10C所示，在最大灰度值(最大V值)的像素数为预先确定的一定数以上时，则判断为输入图像是白斑大且负修正不适当的图像。并且，如图10B所示，在比灰度值X还大的灰度值的像素数超过预先确定的一定数且最大灰度值(最大V值)的像素数小于预先确定的一定数时，即不符合两个判断条件中的其中一个时，判断为输入图像是明亮部分的灰度比较丰富且负修正合适的图像。 

其中，由于在上述的高光判断中使用的直方图信息是按照V值来分类的像素数的明亮度分布状态，因此判断为即使在发生色饱和部分多的图像的情况下，也能判断为输入图像是与白斑大的图像的情况同样地负修正不适当的图像。由此，能够回避产生白斑的附近的跳转，同时还能回避产生色饱和度附近的跳转的发生。 

如上所述，修正增益运算部69根据上述高光判断的结果，在输入图像为需要增益限制的图像的情况下，利用限制后的增益函数gclip(lev，x)来计算每个像素的增益，作为修正用的增益在所述灰度变换部70中进行设定，另外，在输入图像为不需要增益限制的图像的情况下，利用增益函数glim(lev，x)来计算每个像素的增益，作为修正用的增益在所述灰度变换部70中进行设定。 

并且，在灰度变换部70中，根据修正增益运算部69利用上述高光判断的结果计算出的增益，按照每个像素来调整YUV数据的亮度值。即，将输入的各像素的灰度值(Yin)变换为由下式(3)或(4)中任一个得到的亮度值Yout。Yout＝Yin×glim(lev，x) (3)Yout＝Yin×gclip(lev，x)(4)即，通过根据按照每个像素设定的修正特性来分别变换输入图像的各像素的亮度等级(明亮度)而对摄影图像的灰度进行修正，并向CPU9 输出修正后的像素数据(drc(x，y))。 

图11是表示上述的灰度修正部61中的信号处理内容的流程图。在图11的流程图中示出的各处理通过DSP6和存储在DSP6内部的程序的相互协动来执行。图11中示出的步骤SA1是V值平均计算部64进行的处理，步骤SA2～SA4是第一键判断部65、第二键判断部66、第三键判断部67进行的处理，步骤SA5～SA12是修正增益运算部69进行的处理。另外，步骤SA12、SA13的处理实际上只重复进行与像素数对应的次数。且有，对于各步骤的详细说明而言，由于与在先的说明重复，因此省略说明。 

其中，如上所述，在所述灰度修正部61中，在确定每个像素的增益计算时的修正特性时成为基准的各块区域101的明亮度等级，如在先叙述的，考虑与周围的相对明亮度的关系而进行判断，并基于所判断出的明亮度等级来修正各像素的明亮度。为此，能够进行正确反映图像内的各部分特征且更适当的灰度调整，能够生成维持图像内的局部(明亮部分和黑暗部分的边界附近)的对比度平衡的图像数据(修正图像)。 

另外，由于在每个像素增益计算时对摄影图像进行上述的对比度判断并根据其判断结果来调整在各像素中设定的增益的上限，因此能够抑制如在先所述的与黑暗部分像素对应的增益，其结果作为修正图像能得到强调了图像黑暗部分的对比度(暗部的结束)的图像。 

且有，在每个像素的增益计算时，通过对摄影图像进行上述的高光判断，来判断是否是明亮部分像素对应的像素值的负修正不适当的图像，在为上述负修正不适当的图像的情况下，按照每个像素设定的增益的下限被限制(Clip)为“1.0”。由此，能够防止在输入图像是明亮部分灰度贫乏的图像的情况下的对比度的无故降低及白斑大的图像的情况下的跳转的发生或发生色饱和度部分的周围中的跳转的发生。 

接着，对上述的调整数据生成部62进行说明。调整数据生成部62是 本发明的灰度信息取得机构，如图2所示该调整数据生成部由：亮度数据提取部71、第一滤波器处理部72、第二滤波器处理部73、亮度减法运算处理部74的各部分构成。以下，边参照表示调整数据生成部62中的信号处理内容的图12的流程图边对各部的详细内容进行说明。图12的流程图中示出的各处理通过DSP6与存储在DSP6内部的程序的相互协动来执行。 

亮度数据提取部71从摄影图像(处理对象图像)的YUV数据中提取构成仅由亮度成分构成的亮度成分图像的第一亮度图像数据(Y_org(x，y))，并向第一滤波器处理部72输出(图12中的步骤SB1)。 

第一滤波器处理部72进行利用了用于去除上述灰度成分图像中包括的噪声的如中值滤波等NR滤波器的滤波器处理，生成构成噪声去除后的亮度成分图像的第二亮度图像数据(Y_org1(x，y))，并输出到第二滤波器处理部73中(图12中的步骤SB2)。另外，NR滤波器的噪声去除是强制执行的。 

第二滤波器处理部73是本发明的全局亮度图像生成机构，对第二亮度图像数据的各像素实施利用了ε滤波器的平滑化处理，生成构成一直保持边缘的各部分变大模糊的图像且表示原始图像的各部分全局明亮状态的全局亮度图像的第三亮度图像数据(Y_low(x，y))，并输出到亮度减法运算部74(图12中的步骤SB3)。 

在本实施方式中，在针对各关注像素的ε滤波器处理中，关注由第二亮度图像数据中的纵横各三个像素构成的像素区域(将各关注像素作为中心的合计9个像素区域)。即，对关注像素及位于其周边的8个周边像素进行关注。并且，关注像素的亮度值与各周边像素的亮度值的各差分值以成为阈值T(T＝20)以下的方式来调整各周边像素的亮度值。并且，进行以下运算，即：计算通过在关注像素的原始亮度值与调整后的各周边像素的亮度值上分别乘以作为规定系数的1/9而得到的各亮度值的总和。将通过 该运算得到的亮度值作为ε滤波器处理后的关注像素(第三亮度图像数据中的各像素)的亮度值。且有，ε滤波器处理时，关注的像素区域的范围、阈值T的值、在各像素的亮度值上相乘的系数可以进行适当变更。 

亮度减法运算处理部74是通过从第一亮度图像数据的各像素的像素值中减去第三亮度图像数据对应像素的像素值而得到的数据，基于下式(5)生成反映了包括在摄影图像中的高频成分的第一对比度成分数据(Y_high1(x，y))，并向第一亮度修正部75输出(图12中的步骤SB4)。Y_high1(x，y)＝Y_org(x，y)-Y_low(x，y)        (5) 

第一亮度修正部75对第一对比度成分数据乘以与各像素亮度值大小成反比变化的修正系数，并且进行基于一律在各像素的亮度值中加上作为图像数据有效的有效亮度范围的中间亮度值(128)的下式(6)的第一亮度修正。Y_high2(x，y)＝Y_high1(x，y)×[256-Y_low(x，y)]/256+128       (6) 

即，通过对第一对比度成分数据使整个像素的亮度值只增加128，从而即使对于亮度值低于作为图像数据有效的最小亮度(亮度值＝0)的像素而言，也能使在调整上述灰度修正部61进行灰度修正后的图像数据(摄影图像)的对比度平衡时有效的像素的亮度值移到有效亮度范围(0～255)内。由此，进行防止摄影图像的黑暗部分的高频成分相关信息的欠缺的修正。同时，对原始亮度值在有效亮度范围内且超过了与增加量对应的亮度值(128)的像素的亮度值进行原始亮度值越大而越大幅度减少的修正。并且，向第二亮度修正部76输出相关修正后的第二对比度成分数据(Y_high2(x，y))(图2中的步骤SB5)。 

另外，在本实施方式中，上述的第一滤波器处理部72、第二滤波器处理部73、亮度减法运算处理部74、第一亮度修正部75相当于本发明的 信息图像生成机构。 

第二亮度修正部76是本发明的灰度信息修正机构，将上述的第二对比度成分数据中亮度值从第一阈值(123)到第二阈值(133)的范围、即作为有效亮度范围的中间区域的像素的亮度值变换为有效亮度范围的中间亮度值(128)，进行在比第一阈值(123)小的像素值中一律加上规定的修正值(5)，并且在比第二阈值(133)大的像素值中一律减去规定的修正值(5)的第二亮度修正(图12中的步骤SB6)。 

即，进行降低第二对比度成分数据中所包括的噪声且有效亮度范围的中间区域的像素值中所包括的噪声的修正。同时，进行消除灰度值比伴随其而产生的中间区域小的一侧与大的一侧之间的像素值的不连续性的修正。并且，向CPU9输出相关修正后的第三对比度成分数据(Y_high3(x，y))。 

另一方面，图13是表示静止图像摄影时CPU9的本发明相关处理的流程图。 

在记录模式中，若用户按下快门键则CPU9驱动CCD2，并且通过使DSP6进行上述处理，从而直接取得由灰度修正部61生成的灰度修正后的图像数据(drc(x，y))和由调整数据生成部62生成的第三对比度成分数据(Y_high3(x，y))(步骤SC1)。 

接着，CPU9对第三对比度成分数据实施以下所述的第三亮度修正，生成第四对比度成分数据(Y_high4(x，y))(步骤SC2)。在相关第三亮度修正中，将第三对比度成分数据的各像素的亮度值划分为由比有效亮度范围的中间亮度值(128)还大的像素构成的明区域和由中间亮度值(128)以下的像素构成的暗区域而进行如下的修正。 

对于明区域中的像素的亮度值，基于下式(7)进行第三对比度成分 数据的各像素的亮度值的修正。Y_high4(x，y)＝128+[Y_high3(x，y)-128]×[256-Y_drc(x，y)]/256           (7) 

即，对于明区域中的像素的亮度值而言，在第三对比度成分数据的生成过程中，在减去上述的第一亮度修正(参照图12的步骤SB5)中加法运算的中间亮度值分后的亮度值中，乘以与灰度修正后的图像数据对应的像素的亮度值大小成反比变化的修正系数，并且一律加上中间亮度值(128)。也就是说，对各像素的原始亮度值进行灰度修正后的图像数据所对应的像素的亮度值越大而越小的修正。换言之，对第三对比度成分数据，进行使与灰度修正后的图像数据(修正图像)的明区域中的像素亮度值加法运算的亮度值和修正图像侧对应的像素的原始亮度值成反比的修正。 

另外，对于暗区域中的像素亮度值，基于下式(8)进行第三对比度成分数据的各像素的亮度值修正。Y_high4(x，y)＝128+[Y_high3(x，y)-128]×[Y_drc(x，y)]/256         (8) 

即，对于暗区域中的像素亮度值而言，在第三对比度成分数据的生成过程中，在减去上述的第一亮度修正(参照图12的步骤SB5)中加法运算的中间亮度值后的亮度值中，乘以与灰度修正后的图像数据对应的像素亮度值大小成正比变化的修正系数并且一律加上中间亮度值(128)。也就是说，对原始亮度值进行灰度修正后的图像数据对应的像素亮度值越小而越小的修正。换言之，对第三对比度成分数据，进行使与灰度修正后的图像数据(修正图像)的暗区域中的像素亮度值进行加法运算的亮度值和灰度图像侧对应的像素的原始亮度值成正比的修正。 

然后，CPU9利用第四对比度成分数据对应的像素亮度值对灰度修正后的像素数据的亮度成分(Y_drc(x，y))进行修正。即，基于下式(9)进行在灰度修正后的图像数据的各像素亮度值中加上所述第四对比度成分数据(Y_high4(x，y))对应的各像素亮度值并且一律减去中间亮度值(128)的处理。Y_drc1(x，y)＝Y_drc(x，y)+Y_high4(x，y)-128              (9)由此，生成具有修正后的亮度成分(Y_drc1(x，y))的新图像数据(步骤SC3)。即，在灰度修正部61中，通过在进行了灰度修正后的摄影图像(修正图像)中反映进行灰度修正前的当初摄影图像中包括的高频成分，从而进行按照每个像素调整修正图像的亮度的亮度调整。 

而且，压缩所生成的图像数据并且作为摄影图像向外部存储器10记录(步骤SC4)。 

如上所述，在静止图像摄影时，如在先说明的那样，通过所述灰度修正部61能够对摄影图像进行正确反映图像内的各部分特征且更适当的灰度修正，并能够得到维持图像内的局部(明亮部分与黑暗部分的边界附近)的对比度平衡的图像数据(修正图像)。 

并且，由于在上述灰度修正时提升亮度等级低的区域的亮度等级，作为图像整体不可避免地低亮度等级侧与高亮度等级侧的区域的亮度等级之差(对比度)变小，但是如上所述最终也能通过在进行了灰度修正后的摄影图像(修正图像)中反映进行灰度修正前的当初摄影图像中包括的高频成分来补偿伴随着灰度修正而损失的图像整体的对比度。 

图14A～14C是表示其中一个例子的图，图14A是灰度修正前的摄影图像的亮度直方图，图14B是灰度修正后的摄影图像的亮度直方图，图 14C是明亮度调整后的摄影图像的亮度直方图。如图14A～14C所示，通过反映进行灰度修正前的当初摄影图像中包括的高频成分，作为最终摄影图像，能够得到进行正确反映图像内各部分特征的灰度修正的同时、各部分相对的亮度平衡接近当初状态的优质图像。 

另外，在本实施方式中，在DSP6的调整数据生成部62(第二滤波器处理部73)中，在根据构成噪声去除后的亮度成分图像的第二亮度数据(Y_org1(x，y))生成构成全局亮度图像的第三亮度数据(Y_low(x，y))时，利用了ε滤波器。由此，在作为摄影图像而最终生成的图像数据中，能够正确地反映当初摄影图像中包括的高频成分(对比度信息)。以下，说明其理由。 

即，上述第三亮度图像数据例如也可以通过利用通常的LPF(低通滤波器)对噪声去除后的亮度成分图像进行平滑化而生成，但是此时，在由通常的LPF处理(平滑化处理)生成的全部亮度图像(第三亮度图像数据)中，明暗的边界模糊。即，原始图像(处理对象图像)中的明暗边界附近的明区域侧变暗(亮度值变小)，暗区域侧变亮(亮度值变大)。 

由此，在从亮度成分图像(第一亮度图像数据)的各像素的像素值减去全局亮度图像(第三亮度图像数据)对应的像素的像素值后而得到的第一对比度成分数据(Y_high1(x，y))中，明暗边界附近中的明区域侧的像素的亮度值变得比独立的明区域内(背景的天空等)的像素的亮度值大(如上所述，其原因在于：从原始图像的亮度值中减去的LPF处理后的图像的明暗边界的明区域侧的像素亮度值小)。因此，仅明暗边界附近的像素的亮度值变大。也就是说，在由第一对比度成分数据构成的亮度图像中，在明暗边界附近的明区域侧产生了犹如白色的“带”。图17A是表示由此时的第一对比度成分数据构成的图像及上述的白色的“带”的图。且有，图示的白色的“带”说到底是为了方便，其宽度及表现方式与实际不同。 

另外，明暗边界附近的暗区域侧的像素的亮度值变得比独立的暗区域 内(逆光下的人物被摄物等)的像素的灰度值小(如上所述，其原因在于：从原始图像的亮度值中减去的LPF处理后的图像的明暗边界的暗区域侧的像素的亮度值大)。因此，仅明暗边界附近的像素亮度值变小。也就是说，在由第一对比度成分数据构成的亮度图像中，在明暗的边界附近的暗区域侧发生了犹如黑色的“带”(未图示)。 

因此，在噪声去除后的亮度成分图像中存在明暗之差非常大的部分的情况下，在通过基于通常的LPF处理的减法运算处理而生成第一对比度成分数据的过程中，无法在最终生成的图像数据中正确地反映当初摄影图像中包括的高频成分。 

相对于此，ε滤波器是具有边缘保持性能的平滑化滤波器。如上所述，在ε滤波器处理时，以使关注像素的亮度值与周边像素的差分值大的周边像素的亮度值的各差分值在阈值20以下的方式，调整各周边像素的亮度值。 

在此，关注图15A所示的第二亮度图像数据中的由9个像素X1、Y1、Y2、……、Y8构成的区域200A，对位于作为边缘的明暗的边界201A(粗实线)附近的暗区域203A(灰色区域)内的关注像素X1实施ε滤波器处理而进行平均化的情况进行说明。此时，明区域202A(无色区域)的各周边像素Y1、Y2、Y3、Y4、Y6的亮度值(200)相对位于暗区域203A的关注像素X1的亮度值(10)，其亮度值之差(190)是阈值20以上。由此，如图15B所示，为了使该亮度值之差在阈值以下，将明区域202A的各周边像素的亮度值(200)分别调整为关注像素X1的亮度值(10)与阈值(20)的相加值30以下。因此，明区域202A的各周边像素的亮度值比原始亮度值(200)小，明区域202A的各周边像素的亮度值接近于关注像素的原始像素值(10)。并且，如上所述在本实施方式中，实施了ε滤波器处理的关注像素的值，是通过对关注像素的原始亮度值与调整的各周边像素的亮度值分别乘以作为规定系数的1/9而得到的各亮度值的总和。 

于是，实施了ε滤波器处理的关注像素的亮度值变为(30+30+30+30+10+10+30+10+10)/9≈21，变为接近关注像素的原始亮度值(10)的亮度值。由此，在对位于明暗的边界201A(边缘)的暗区域203A的关注像素X1实施ε滤波器处理并对关注像素X1进行平均化的情况下，能够减小明区域202A的周边像素的影响。 

同样地，关注图16A所示的第二亮度图像数据中的由9个像素X1、Y1、Y2、……、Y8构成的区域200B，对位于作为边缘的明暗的边界201B(粗实线)附近的暗区域202B(无色区域)内的关注像素X1实施ε滤波器处理而进行平均化的情况进行说明。此时，暗区域203B(灰色区域)的各周边像素Y5、Y7、Y8的亮度值(10)相对位于明区域202B的关注像素X1的亮度值(200)而言，其亮度值之差(190)是阈值20以上。由此，如图16B所示，为了使该亮度值之差在阈值以下，将暗区域203B的各周边像素的亮度值(10)分别调整为关注像素X1的亮度值(200)与阈值(20)的相减值180。因此，暗区域203B的各周边像素的亮度值比原始亮度值(10)大，暗区域203B的各周边像素的亮度值接近于关注像素的原始像素值(200)。并且，如上所述，在本实施方式中，实施了ε滤波器处理的关注像素的值，是通过对关注像素的原始亮度值与调整后的各周边像素的亮度值分别乘以作为规定系数的1/9而得到的各亮度值的总和。 

于是，实施了ε滤波器处理的关注像素的亮度值变为 

，变为接近关注像素的原始亮度值(200)的亮度值。由此，在对位于明暗的边界201B(边缘)的明区域202B的关注像素X1实施ε滤波器处理并对关注像素X1进行平均化的情况下，能够减小暗区域203B的周边像素的影响。 

因此，在实施了ε滤波器处理的全部亮度图像(第三亮度图像数据)的明暗的边界(边缘)附近，明区域一直明亮(各像素的亮度值大)，暗 区域一直暗(各像素的亮度值小)。 

由此，在从亮度成分图像(第一亮度图像数据)的各像素的像素值中减去实施了ε滤波器处理的全部亮度图像(第三亮度图像数据)对应的像素的像素值而得到的第一对比度成分数据中，明暗边界附近的明区域侧的像素的亮度值与独立的明区域内(背景的天空等)的像素相同(其原因在于：如上所述，从原始图像的亮度值中减去的ε滤波器处理后的图像中的边界的明区域侧的像素的亮度值大)。因此，在由第一对比度成分数据构成的亮度图像中，不会只在明暗边界附近变亮，不产生上述的白色的“带”。图17B是表示由此时的第一对比度成分数据构成的图像的图。 

另外，在第一对比度成分数据中，明暗边界附近的暗区域侧的像素亮度值与独立的暗区域(逆光下的人物被摄物等)的像素的亮度值相同(如上所述，其原因在于：从原始图像的亮度值中减去的ε滤波器处理后的图像中的边界的暗区域侧的像素的亮度值小)。因此，在由第一对比度成分数据构成的亮度图像中，不会只在明暗边界附近变暗，不会发生上述的黑色的“带”。 

基于上述理由，若通过基于ε滤波器处理的减法运算处理而生成第一对比度成分数据，则即使在噪声去除后的亮度成分图像中存在明暗之差非常大的部分的情况下，在作为摄影图像而最终生成的图像数据也能正确反映当初的摄影图像中包括的高频成分。 

且有，在第二滤波器处理部73中，在用于第三亮度图像数据(Y_low(x，y))的生成的滤波器中，只要是与ε滤波器同样具有边缘保持性能的平滑滤波器，例如也可以使用双向滤波器(bilateral filter)等其他的负荷平均值滤波器，此时也能得到与利用ε滤波器情况相同的效果。 

另外，在本实施方式中，虽然在噪声去除后的亮度成分图像(第二亮度图像数据)中直接实施利用了ε滤波器的平滑化处理而生成全部亮度图 像(第三亮度图像数据)，但是也可以如下进行。即，全部亮度图像也可以是表示原始图像各部分的全局明亮度的状态的图像。因此，构成为：暂时缩小噪声去除后的亮度成分图像并对该缩小后的图像实施了平滑化处理后，将平滑化处理后的图像扩大为原始尺寸，并将该扩大后的图像作为全局亮度图像使用。此时，能够缩短ε滤波器的平滑化处理所需的时间。 

另一方面，在上述的灰度修正部61的上述灰度修正中，通过根据原始图像中的明亮度等级的小的像素(暗区域)来设定大的修正系数，从而能够提高亮度等级低的区域的亮度等级，更具体地说，作为修正增益运算部69在灰度变换部70中设定的修正用的增益，通过设定具有由图7A中示出的增益函数得到的图7B、同图C中示出的特性的增益，从而能够提高亮度等级低的区域的亮度等级。因此，在灰度修正后的图像数据(drc(x，y))中暗区域的原来的对比度损失增大。其反面，由于适用于原始图像的明亮度等级大的像素(明区域)的修正系数小，因此对明区域的灰度修正的影响小，在灰度修正后的图像数据(drc(x，y))中，明区域中的原来的对比度几乎没有损失。 

关于此，在本实施方式中，通过在DSP6中第一亮度修正部75对第一对比度成分数据乘以与各像素的亮度值的大小成反比变化的修正系数(参照图12的步骤SB5)，从而进行原始亮度值越大、越使有效亮度范围内的像素的亮度值大幅度地减少的第一亮度修正。即，在修正后的第二对比度成分数据(Y_high2(x，y))中，以使暗区域的像素的亮度值比明区域的像素的亮度值还大的方式进行修正。 

因此，对于灰度修正后的图像数据(修正数据)的暗区域(原来的对比度下降大的区域)而言，能够更大幅度地反映当初的摄影图像中包括的高频成分。其结果，在最终的摄影图像中能够回避“黑斑”。 

同时，对于灰度修正后的图像数据(修正图像)的明区域(原来的对比度降低小的区域)而言，能够更少地反映当初的摄影图像中包括的高频 成分。其结果，在最终的摄影图像中，明区域的亮度值不会超过动态范围的临界值，且能够回避“白斑”。 

再有，在本实施方式中，在DSP6中第二亮度修正部76对第二对比度成分数据进行噪声降低和消除伴随其产生的亮度值比有效亮度范围的中间区域小的一侧和大的一侧的像素值的不连续性的第二亮度修正，从而生成第三对比度成分数据(Y_high3(x，y))。因此，作为在CPU9中的灰度修正后的图像数据(修正图像)的明亮度调整时使用的调整用数据，能够得到噪声少且能够确保亮度值小的一侧与亮度值大的一侧的像素值的连续性的良好的数据。 

另外，CPU9通过对第三对比度成分数据进行上述的第三亮度修正，使和灰度修正后的图像数据(修正数据)的明区域中的像素的亮度值相加的亮度值与修正图像侧对应的像素的原始亮度值成反比(参照图13的步骤SC2)。由此，在最终的摄影图像中，明区域的亮度值不会大幅度地超过动态范围的临界值，且能回避“白斑”。 

同时，在第三亮度修正中，使和灰度修正后的图像数据(修正图像)的暗区域中的像素的亮度值相加的亮度值与修正图像侧对应的像素的原始亮度值成正比。由此，通过增大最终的摄影图像的暗区域中的亮度值，能够回避“黑斑”。 

另外，在上述的第三亮度修正中，在第三对比度成分数据的明区域中的各像素亮度值中乘以与修正图像侧对应的像素的原始亮度值成反比减小的系数，并且在第三对比度成分数据的暗区域中的各像素的亮度值中乘以与修正图像侧对应的像素的原始亮度值成正比增大的系数，也可以如下所述地进行。 

例如，也可以以根据需要来调整与修正图像侧所对应的像素的原始亮度值相应的第三对比度成分数据的明区域或暗区域中的各像素的亮度值 的变化特性的方式，在第三对比度成分数据中，除了乘以上述系数以外，再乘以特性调整用的系数，或者根据摄影模式或修正图像的整体的亮度分布状态使该特性调整用的系数值自动地变化，或者自动设定预先确定的多个值的任意一个。 

另外，基于在DSP6的第一滤波器处理部72中预先去除了亮度成分图像中包括的噪声后的亮度成分图像来生成第一对比度成分数据。由此，作为在灰度修正后的图像数据(修正图像)的明亮度调整中使用的调整用数据的第四对比度成分数据(Y_high4(x，y))、即本发明的信息图像数据，能够得到良好的数据。且有，关于此，例如即使构成为废除第一滤波器处理部72并基于未去除噪声的亮度成分图像来生成第一对比度成分数据后再对相关的第一对比度成分数据实施低通滤波器处理，也能得到同样的效果。 

在此，在以上说明的本实施方式中，基于仅由从摄影图像(处理对象图像)的YUV数据中提取的亮度成分构成的亮度成分图像(噪声去除后)来生成第一对比度成分数据，与此不同的是：例如，也可以由灰度修正部61生成的灰度修正后的图像数据(drc(x，y))中只提取亮度成分而取得亮度成分图像，并基于该亮度成分图像来生成第一对比度成分数据。 

另外，在本实施方式中，虽然将经过所述的第一亮度修正、第二亮度修正、第三亮度修正而生成的第四对比度成分数据作为本发明的信息图像数据，但是第一亮度修正、第二亮度修正、第三亮度修正的实施并不是必须的，根据需要也可以构成为：选择性地执行，或者废除全部。另外，DSP6的第一滤波器处理部72的用于去除亮度成分图像中包括的噪声的滤波器处理也并不是必须的，也可以废除。 

且有，可以构成为CPU9基于规定的图像处理程序进行上述的DSP6的信号处理的部分或全部，也可以构成为在DSP6中进行上述CPU9的第三亮度修正以及按照每个像素对修正图像的明亮度进行调整的明亮度调 整。 

另外，摄影图像等处理对象图像的具体灰度修正方法并不限定于本实施方式中说明的方法，只要包括提高亮度等级低的区域的亮度等级的处理，也可以由其他方法来修正摄影图像等的灰度。 

且有，即使对于与作为本实施方式进行说明的数码相机1的构成不同、即把变换为YUV数据以前的RGB数据的状态的摄影图像作为处理对象图像而进行灰度修正的构成而言，本发明也可适用。此时，只要对RGB各颜色成分数据，通过与本实施方式同样的方法取得由具有反映处理对象图像中包括的高频成分的像素值的像素数据构成的对比度成分数据，利用相关的对比度成分数据来调整进行了灰度修正后的图像数据的各颜色成分数据的像素值即可。 

另外，其中对将本发明的图像处理装置适用于数码相机1中并将静止图像摄影时取得(摄像)的摄影图像作为处理对象图像进行上述的图像处理的情况进行了说明，但是处理对象图像，例如也可以是已经摄影并存储在外部存储器10中的记录图像。且有，本发明的图像处理装置并不限定于数码相机，只要是具备图像数据的处理功能的装置，例如即使在包括个人电脑等其他装置中也能实现。 

如上述所说明的，根据本发明，可在图像灰度修正时一边进行提高亮度等级低的区域的亮度等级的灰度修正，一边不降低图像整体的对比度而得到优质的图像。另外，应理解本发明并不限定于上述的具体形式，只要不脱离本发明的宗旨就可以对本发明进行适当地修改。本发明可以做种种变更，例如可以删除其中的部分或对各部分进行重新组合。再有，本发明根据情况的不同可以做适当地调整。 

Claims (9)

1.一种图像处理装置，其特征在于具备：

灰度修正单元，其通过对处理对象图像进行灰度修正而生成修正图像，所述灰度修正包括使该图像的对比度降低的处理；

全局亮度图像生成单元(73)，其通过规定的滤波器处理而生成构成全局亮度图像的全局亮度图像数据，其中所述全局亮度图像表示所述处理对象图像中的全局的明亮度状态；

减法运算单元(74)，其进行从所述处理对象图像中的对应的像素的亮度值减去由该全局亮度图像生成单元生成的全局亮度图像数据中的各像素的亮度值的处理；

乘法运算单元(69)，其进行在由该减法运算单元进行减法运算之后的各像素的亮度值上乘以修正系数的乘法运算处理，该修正系数具有这些各像素的亮度值越大则变得越小的特性；

灰度信息取得单元，其通过进行包括该乘法运算单元的规定的处理，从而生成仅由反映了包含在所述处理对象图像中的高频成分的亮度信息构成的信息图像数据，并且将该信息图像数据作为表示所述处理对象图像中的各部分的相对明亮度平衡的灰度信息来取得；和

调整单元(9)，其通过在由所述灰度修正单元进行灰度修正之后的修正图像的各像素的亮度值上相加由所述灰度信息取得单元作为所述灰度信息而取得的信息图像数据中的对应的像素的亮度值，从而按照每个像素来调整所述修正图像的明亮度。

2.根据权利要求1所述的图像处理装置，其特征在于，

所述全局亮度图像生成单元中的规定的滤波器处理是使用了具有边缘保持性能的规定的平滑化滤波器的滤波器处理。

3.根据权利要求2所述的图像处理装置，其特征在于，

所述规定的平滑化滤波器是以下滤波器，即：按照使关注像素的亮度值与各周边像素的亮度值的差分值在阈值以下的方式，对各周边像素的亮度值进行调整，并将所述关注像素的亮度值与调整后的各所述周边像素的亮度值的平均值作为所述全局亮度图像的各像素的亮度值。

4.根据权利要求1至3的任一项所述的图像处理装置，其特征在于，

所述灰度信息取得单元还具备灰度信息修正单元，该灰度信息修正单元根据该亮度值来修正作为所述灰度信息而取得的信息图像数据中的各像素的亮度值，

所述调整单元基于所述灰度信息修正单元修正后的信息图像数据，按照每个像素来调整所述修正图像的明亮度。

5.根据权利要求4所述的图像处理装置，其特征在于，

所述灰度信息修正单元，

在所述信息图像数据中的各像素的亮度值比第一阈值小的情况下，对该亮度值加上所确定的修正用亮度值，

在所述信息图像数据中的各像素的亮度值比第二阈值大的情况下，对该亮度值减去所述修正用亮度值，其中该第二阈值比所述第一阈值还大，

在所述信息图像数据中的各像素的亮度值在所述第一阈值以上且所述第二阈值以下的情况下，进行将所述信息图像数据中的各像素亮度值作为所述第一阈值与所述第二阈值的中间亮度值的修正。

6.根据权利要求5所述的图像处理装置，其特征在于，

所述调整单元将在所述灰度信息修正单元修正后的信息图像数据中的各像素中具有比规定的阈值大的亮度值的像素的亮度值乘以第一修正系数而进行修正，该第一修正系数具有所述修正图像中的对应的像素的亮度值越大则变化得越小的特性。

7.根据权利要求4所述的图像处理装置，其特征在于，

所述调整单元将在所述灰度信息修正单元修正后的信息图像数据中的各像素中具有规定阈值以下的亮度值的像素的亮度值乘以与所述修正图像中的对应的像素的亮度值成正比的第二修正系数而进行修正。

8.根据权利要求1至7的任一项所述的图像处理装置，其特征在于，

所述灰度修正单元包括：

第一判断单元，其将在处理对象图像的整个区域内设定的多个块区域的每一个作为关注区域，判断关注区域的明亮度等级相当于预先确定的多个级别的明亮度等级中的哪一个；

第二判断单元，其将所述多个块区域的每一个作为关注区域，判断与该关注区域的周围邻近的块区域的明亮度等级相当于预先确定的多个级别的明亮度等级中的哪一个；

按区域修正的单元，其基于将所述多个块区域的每一个作为关注区域时的、由所述第一判断单元及所述第二判断单元分别判断出的明亮度等级的组合，修正所述关注区域的图像的明亮度；

计算单元，其利用规定的修正函数来计算所述按区域修正的单元对所述关注区域的图像的明亮度进行修正时的各像素对应的修正系数；

对比度判断单元，其判断所述处理对象图像中的对比度的状态；和

上限调整单元，其基于由所述对比度判断单元判断出的对比度的状态，调整所述按区域修正的单元修正所述关注区域的图像的明亮度时的各像素对应的修正系数的上限。

9.一种图像处理方法，其特征在于，包括：

通过对处理对象图像进行包括使该处理对象图像中的对比度降低的处理的灰度修正的灰度修正步骤；

通过规定的滤波器处理而生成构成全局亮度图像的全局亮度图像数据的全局亮度图像生成步骤，其中所述全局亮度图像表示所述处理对象图像中的全局的明亮度状态；

进行从所述处理对象图像中的对应的像素的亮度值减去通过该全局亮度图像生成步骤生成的全局亮度图像数据中的各像素的亮度值的处理的减法运算步骤；

进行在由该减法运算步骤进行减法运算之后的各像素的亮度值上乘以修正系数的乘法运算处理的乘法运算步骤，该修正系数具有这些各像素的亮度值越大则变得越小的特性；

通过进行包括该乘法运算步骤的规定的处理，从而生成仅由反映了包括在所述处理对象图像中的高频成分的亮度信息构成的信息图像数据，并且将该信息图像数据作为表示所述处理对象图像中的各部分的相对明亮度平衡的灰度信息来取得的灰度信息取得步骤；和

通过在由所述灰度修正步骤进行灰度修正之后的修正图像的各像素的亮度值上相加在所述灰度信息取得步骤中作为所述灰度信息而取得的信息图像数据中的对应的像素的亮度值，从而按照每个像素来调整所述修正图像的明亮度的调整步骤。

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