CN101795362A - 图像处理装置及程序 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种图像处理装置及程序，事先将由实时取景图像上的轮廓所规定的多个区域设定为成为亮度变更对象的被摄体区域。然后，当用户触摸到显示于触摸屏LCD(12)上的实时取景图像上的任意被摄体区域的一点时，变更γ曲线，以变更包含所触摸的一点的被摄体区域的亮度。由此，用户仅触摸一次期望的被摄体区域的一点就能变更所触摸的被摄体区域的整体明亮度，并且能够将任意的被摄体区域选择为成为亮度变更对象的区域。据此，解决如下的课题：只能调整包含在图像中所接触指定的位置的规定区域的明亮度；此外，不能变更预先决定的区域(脸区域等)以外的区域中的明亮度等级。
Description
技术领域
本发明涉及图像处理，尤其涉及变更图像明亮度的图像处理。
背景技术
以往，数字照相机等摄影装置具有用于调整摄影图像的灰度的灰度校正功能。根据灰度校正功能，能够获得与原来的摄影图像相比被摄体更醒目的摄影图像。
作为与灰度校正功能相关的技术，例如具有专利文献1所记载的数字照相机。专利文献1记载了一种数字照相机，该数字照相机通过调整对包含主要被摄体上的位置的规定区域的图像信号进行γ校正的亮度范围的灰度变换特性，来调整摄影图像上的主要被摄体的明亮度，所述主要被摄体上的位置由用户在带有触摸屏功能的LCD所显示的取景图像(实时取景图像)中接触指定。根据专利文献1所记载的数字照相机，如果用户接触指定主要被摄体内的位置，则能够使摄影图像中的主要被摄体的规定区域内变明亮。
并且，专利文献2记载了一种摄像装置，该摄像装置变更灰度的分配比例，使得向摄影图像中的脸区域和AF区域(对焦区域)多分配灰度。根据专利文献2记载的摄像装置，能够变更映在摄影图像上的脸区域和AF区域中的明亮度等级，使脸区域和AF区域明亮、清晰。
【专利文献1】日本特开2006-50085号公报
【专利文献2】日本特开2008-118383号公报
然而，在专利文献1的数字照相机中，只能调整包含取景图像中被接触指定的位置的规定区域的明亮度。因此，用户在想调整主要被摄体的整体区域的明亮度的情况下，必须重复进行对取景图像的接触指定来指定主要被摄体的整体区域，所以具有费工夫这样的问题。
此外，在专利文献2的摄像装置中，存在如下的问题：由于预先决定了变更明亮度等级的区域，所以用户不能变更该预先决定的区域(脸区域等)以外的区域中的明亮度等级。
发明内容
因此，本发明的目的在于使用户比较容易地变更摄影图像中的任意区域的亮度。
本发明的第一观点所涉及的图像处理装置具有：
灰度校正单元，其按照灰度变换特性，对图像实施灰度校正处理；
被摄体区域设定单元，其在所述图像中设定成为亮度变更对象候选的多个被摄体区域；
被摄体区域选择单元，其根据用户的一次操作，选择所述被摄体区域设定单元所设定的多个被摄体区域中的任意被摄体区域；以及
灰度变换特性变更单元，其变更与所述被摄体区域选择单元所选择的被摄体区域的亮度对应的亮度范围中的所述灰度变换特性。
本发明的第二观点所涉及的程序使计算机发挥如下单元的功能：
灰度校正单元，其按照灰度变换特性，对图像实施灰度校正处理；
被摄体区域设定单元，其在所述图像中设定成为亮度变更对象候选的多个被摄体区域；
被摄体区域选择单元，其根据用户的一次操作，选择所述被摄体区域设定单元所设定的多个被摄体区域中的任意被摄体区域；以及
灰度变换特性变更单元，其变更与所述被摄体区域选择单元所选择的被摄体区域的亮度对应的亮度范围中的所述灰度变换特性。
(发明效果)
根据本发明，将图像上的多个区域设定为被摄体区域，变更灰度变换特性，以变更根据用户的一次操作而选择的被摄体区域的亮度。因此，在本发明中，用户能够通过一次操作这样的简单操作来变更任意被摄体区域的整体亮度。
附图说明
图1(A)是表示数字照相机100的电结构的框图。图1(B)是表示DSP5所实现的功能的结构的图。
图2是表示应用于一般的γ校正处理的γ曲线G1的图。
图3是第1实施方式所涉及的摄影模式的处理顺序的流程图。
图4是表示在第1实施方式中作为显示于触摸屏LCD 12上的图像的一例的图像20的图。
图5是表示第1实施方式所涉及的灰度变换特性变更处理顺序的详情的流程图。
图6是表示在第1实施方式中没有触摸到触摸屏LCD 12的情况的图。
图7是表示作为第1实施方式所涉及的灰度变换特性变更处理所变更的γ曲线的γ曲线G2的一例的图。
图8是表示在第1实施方式中利用γ曲线G2对图像20实施了γ校正处理的图像201的图。
图9是表示第2实施方式所涉及的摄影模式的处理顺序的流程图。
图10是表示在第2实施方式中作为显示于带有触摸屏功能的触摸屏LCD 12上的图像的一例的图像40的图。
图11是表示第2实施方式所涉及的灰度变换特性变更处理顺序的详情的流程图。
图12是表示第2实施方式所涉及的灰度变换特性变更处理所变更的γ曲线G3的一例的图。
图13是表示在第1实施方式中利用γ曲线G3对图像40实施了γ校正处理的图像401的图。
图14是表示第1实施方式的变形例所涉及的灰度变换特性变更处理的顺序的流程图。
图15是第1实施方式的变形例中应用的γ曲线的一例。
图16是第1实施方式的变形例中应用的γ曲线的一例。
符号说明
100：数字照相机；1：光学透镜装置；2：快门；3：CCD；4：AFE；5：DSP；6：CPU；7：闪速存储器；8：DRAM；9：存储卡；10：键模块；11：LCD驱动电路；12：触摸屏LCD；13：系统总线。
具体实施方式
(第1实施方式)
以下，参照附图对本发明的第1实施方式进行说明。第1实施方式是将本发明应用于数字照相机100的方式。
图1(A)是表示第1实施方式所涉及的数字照相机100的结构的框图。参照图1(A)对数字照相机100的各部分进行说明。
在数字照相机100中，光学透镜装置1、快门2、CCD(Charge CoupledDevice：电荷耦合器件)3、AFE(Analog Front End：模拟前端)4、DSP(Digital Signal Processor：数字信号处理器)5、CPU(Central ProcessingUnit：中央处理单元)6、闪速存储器7、DRAM(Dynamic Random AccessMemory：动态随机存取存储器)8、存储卡9、键模块10、LCD驱动电路11、触摸屏(touch panel)LCD 12经由系统总线13电连接。
光学透镜装置1是用于使被摄体的光学像成像的装置。光学透镜装置1由未图示的对焦透镜和变焦透镜以及驱动这些摄影透镜的未图示的驱动机构构成。该驱动机构按照CPU6所提供的控制信号，在光轴方向上驱动对焦透镜和变焦透镜。
快门2发挥光圈和机械式快门的功能。所谓光圈是指对经由光学透镜装置1入射的被摄体的光量进行控制的机构，所谓快门是指对光照射到CCD 3上的时间(曝光时间)进行控制的机构。快门2包含未图示的驱动机构。该驱动机构按照CPU6所提供的控制信号使快门2开闭。
CCD 3是用于对被摄体的光学像进行摄影(光电变换)的摄影元件。CCD 3通过配置在受光面上的光电二极管对光学透镜装置1所成像的被摄体的光学像进行光电变换，并蓄积图像信号。该图像信号被未图示的驱动器读出，并转送到AFE 4中。
AFE 4通过对CCD 3所转送来的图像信号实施相关二重采样处理、增幅处理、A/D(Analog/Digital：模拟/数字)变换处理的各种信号处理，将图像信号变换为数字信号，并将所变换的数字信号保存在DRAM8中。AFE4在对图像信号实施A/D变换处理而生成数字信号时，将图像信号变换为8比特的数字信号。因此，该数字信号表示0～255范围的亮度(灰度值)。
DSP5通过对保存在DRAM8中的数字信号实施白平衡校正处理、γ校正处理、γC变换处理等各种图像处理，生成重叠了γ(亮度信号)、Cb(蓝色色差信号)、Cr(红色色差信号)的图像数据。DSP5所生成的图像数据被再次保存到DRAM8中。DSP5也进行图像数据的压缩处理等。
图1(B)是表示DSP5所实现的功能结构的图。如图1(B)所示，DSP5在CPU6的控制下，发挥轮廓检测部5a、区域设定部5b、区域选择部5c、测光运算部5d、γ校正处理部5e、γ特性变更部5f的功能。
轮廓检测部5a在CPU6的控制下进行如下处理：对AFE 4生成的数字信号所表现的图像上的轮廓进行检测。这里，所谓轮廓是指映在图像上的物体的外缘。在以下的说明中，将图像中轮廓检测部5a检测的轮廓和摄影范围的外框所封闭的区域称为被摄体区域。
作为轮廓检测部5a检测轮廓的技术可以适当采用公知技术，例如可以采用日本特开2004-341844号公报记载的技术。日本特开2004-341844号公报记载的技术是通过对拍摄物体所得的图像实施使用了轮廓强度强调滤波器的卷积处理而从图像中检测物体轮廓的技术。或者，作为轮廓检测部5a检测轮廓的技术，也可以采用将图像中相邻像素的亮度差大于等于规定值的像素检测为轮廓的方法。或者，轮廓检测部5a也可以使图像数据通过设置在DSP5内的高通滤波器来检测图像数据所表现的图像上的轮廓。当设定了摄影模式时，轮廓检测部5a通过对构成实时取景图像的各帧图像(静态图像)实施用于检测轮廓的处理，动态地检测实时取景图像的轮廓。另外，轮廓检测部5a也可以每当1帧到来时不实施用于检测实时取景图像轮廓的处理，而是每当多个帧到来时对构成实时取景图像的帧图像实施用于检测轮廓的处理。
区域设定部5b在CPU6的控制下，将图像数据所表现的图像上的各被摄体区域设定为成为亮度变更对象候选的区域。
区域选择部5c在CPU6的控制下，响应于用户对触摸屏LCD 12的触摸，在保存于DRAM8中的数字信号所表现的图像中选择包含触摸点的被摄体区域。区域选择部5c将表示所选择的被摄体区域的信号提供给测光运算部5d。
测光运算部5d在接收表示区域选择部5c所选择的被摄体区域的信号时，在CPU6的控制下，提取从保存在DRAM8中的数字信号所表现的图像中选择的各被摄体区域的图像成分。并且，测光运算部5d进行用于求出在数字信号表现的图像中所选择的被摄体区域的平均亮度的测光运算。测光运算部5d将所求出的各被摄体区域的平均亮度提供给γ校正处理部5e。
γ校正处理部5e在CPU6的控制下，按照预先存储在闪速存储器7中γ曲线，对保存在DRAM8中的数字信号实施γ校正处理。
γ校正处理部5e也具有γ特性变更部5f的功能。γ特性变更部5f在CPU6的控制下，变更作为灰度校正处理的γ校正处理的灰度变换特性。这里，AFE 4所生成的数字信号是与CCD 3从被摄体接受到的光量成比例的信号。然而，人的视觉特性一般具有非线性的特性。因此，为了在显示、记录图像时与该视觉特性一致，需要对数字信号实施灰度变换处理，使其成为非线性灰度特性的图像。这种灰度变换处理是γ校正处理。并且，将用于规定应用于γ校正处理的灰度变换特性的曲线称为γ曲线。
图2是表示应用于一般的γ校正处理的γ曲线G1的图。以往，为了适合人的视觉特性，对数字信号(图像)进行应用了图2所示的γ曲线G1的γ校正处理。在图2中，横轴表示作为实施γ校正处理前的数字信号的亮度的输入亮度。并且，纵轴表示作为实施了γ校正处理后的数字信号的亮度的输出亮度。γ特性变更部5e将γ曲线G1变更为反映了用户意图的γ曲线G2。γ特性变更部5e将γ曲线G1变更为γ曲线G2的处理的详情将在后面叙述。γ特性变更部5e进行应用了所变更的γ曲线G2的γ校正处理。
返回到图1(A)，CPU6通过向数字照相机100的各部分发送控制信号并且接收来自各部分的响应信号来总括地控制各部分的动作。CPU6将保存在闪速存储器7中的程序读出到DRAM8中，通过与该程序的协作来执行各处理。并且，CPU6响应于与用户对键模块10的各功能键的操作对应的信号而使各部分动作。
闪速存储器7是保存用于使CPU6执行后述的流程图的各处理的程序和数据的存储介质。闪速存储器7由合适的半导体存储装置构成。
DRAM8是暂时保存AFE 4所生成的数字信号和DSP5所生成的图像数据的缓存。DRAM8在CPU6执行各处理时也被用作工作区。
存储卡9是用于记录通过摄影处理而生成的图像数据的记录介质。存储卡9可装卸地安装在数字照相机100的主体上。存储卡9由合适的半导体存储装置构成。
键模块10由未图示的快门键、电源键、十字键、SET键等构成。键模块10接受用户进行的各键的操作，并将与所接受的键的操作对应的信号提供给CPU6。
LCD驱动电路11取入保存在DRAM8中的图像数据，并根据所取入的图像数据生成视频信号。并且，LCD驱动电路11通过驱动触摸屏LCD12的各显示区(cell)，将生成的视频信号所表现的图像作为实时取景图像显示在触摸屏LCD 12上。LCD驱动电路11由VRAM(Video RandomAccess Memory：视频随机存取存储器)和D/A(Digital/Analog：数字/模拟)变换器等构成。
触摸屏LCD(液晶显示器)12在摄影模式下发挥监视器(电子浏览器(finder))的功能，同时发挥对通过用户的手指或笔触摸了触摸屏LCD12的位置进行检测的触摸屏的功能。在触摸屏LCD 12的画面的前面配置有透明的感压式触摸屏。在以下的说明中，将用户的手指或笔接触了触摸屏LCD 12的画面的情况称为触摸，并且，将表示在触摸屏LCD 12上触摸的位置的点称为触摸点。当用户的手指或笔触摸到触摸屏LCD 12上的任意位置时，触摸屏LCD 12检测与触摸点对应的坐标(触摸屏LCD 12上的坐标)，并将表示所检测的坐标的信号提供给CPU6。
系统总线13是对连接在系统总线13上的各部件间交换的数据等进行传送的传送路径。
图3是表示第1实施方式所涉及的摄影模式下的数字照相机100的处理顺序的流程图。CPU6通过与程序的协作来执行图3的流程图所示的各处理，所述程序从闪速存储器7中读出并在DRAM8中展开。第1实施方式所涉及的摄影模式的处理是以用户对键模块10进行规定操作为契机开始的。以下，参照图3对第1实施方式所涉及的摄影模式下的数字照相机100的处理顺序进行说明。
首先，在步骤SA1中，CPU6开始使触摸屏LCD 12显示实时取景图像(以下称为图像)的处理。具体来讲，CPU6通过将DSP5生成的图像数据提供给LCD驱动电路11，在LCD驱动电路11中使触摸屏LCD 12显示图像数据所表现的实时取景图像。之后，CPU6通过依次将DSP5依次生成的图像数据提供给LCD驱动电路11，使触摸屏LCD 12显示实时取景图像。
触摸屏LCD 12最初显示的图像是按照图2所示的γ曲线G1而施加了γ校正处理的图像。例如，在实时取景显示处理时拍摄了图4所示的图像20的情况下，最初在触摸屏LCD 12上显示按照γ曲线G1对图像20实施了γ校正处理的图像。如图4所示，在图20的用于规定摄影范围的外框30中，作为被摄体，拍摄有人物脸面211、人物头发212、人物右眼213、人物左眼214、云22、山23、天空24。
并且，在触摸屏LCD 12中与图像一起还显示有例如图4所示那样的菜单项31和菜单项32，该菜单项31表示将所触摸的被摄体区域的亮度变大的变更内容、即“变明”；该菜单项32表示将所触摸的被摄体区域的亮度变小的变更内容、即“变暗”。
接着，在步骤SA2中，CPU6使DSP5的轮廓检测部5d检测存储于DRAM8中的数字信号所表现的图像中的轮廓。如果以图20为例，通过步骤SA2的处理，则分别检测出图4所示的人物脸面211的轮廓211a、人物头发212的轮廓212a、人物右眼213的轮廓213a、人物左眼214的轮廓214a、云22的轮廓22a、山23的轮廓23a。
接着，在步骤SA3中，CPU6使DSP5的区域设定部5b将在步骤SA2中检测出的轮廓所规定的多个区域设定为成为亮度变更对象候选的多个被摄体区域。所谓被摄体区域是由所检测的轮廓或用于规定摄影范围的外框30封闭的区域。如果以图20为例，则所谓被摄体区域是分别拍摄有人物脸面211、人物头发212、人物右眼213、人物左眼214、云22、山23、天空24的区域。
接着，在步骤SA4中，CPU6在使触摸屏LCD 12显示了图像的状态下判断用户是否进行了设定亮度的变更内容的指示。具体来讲，CPU6在伴随着通过用户的手指或笔触摸了表示“变明”或“变暗”的变更内容的菜单项而从触摸屏LCD 12检测到表示变更内容的信号的情况下，判断为用户进行了设定变更内容的指示(步骤SA4：是)，处理进入步骤SA5。另一方面，CPU6在没有从触摸屏LCD 12检测到表示变更内容的信号的情况下，判断为用户没有进行设定变更内容的指示(步骤SA4：否)，设定“变明”的变更内容，处理进入步骤SA6。
接着，在步骤SA5中，CPU6设定与来自触摸屏LCD 12的信号对应的变更内容。CPU6在触摸了表示“变明”的变更内容的菜单项的情况下，设定“变明”的变更内容，直到以后变更内容被再次设定为止。此时，事先使DRAM8存储表示设定了“变明”的变更内容的数据。另一方面，CPU6在触摸了表示“变暗”的变更内容的菜单项的情况下，设定“变暗”的变更内容，直到以后变更内容被再次设定为止。此时，事先使DRAM8存储表示设定了“变暗”的变更内容的数据。用户每当处理返回到步骤SA5时，通过触摸表示各变更内容的菜单项，能够对变更内容的设定进行变更。
接着，在步骤SA6中，CPU6为了选择要变更亮度的被摄体区域，处于经由触摸屏LCD 12接收来自用户的触摸的状态。在该状态下，用户一边参照显示在触摸屏LCD 12上的图像，一边能够触摸期望的被摄体区域上的任意一点。在步骤SA6中，CPU6在因用户的手指或笔触摸到触摸屏LCD 12而从触摸屏LCD 12检测到表示触摸点坐标的信号的情况下(步骤SA6：是)，处理进入步骤SA7。另一方面，CPU6在没有从触摸屏LCD 12检测到表示触摸点坐标的信号的情况下(步骤SA6：否)，处理进入步骤SA8。用户每当处理返回到步骤SA6时，通过触摸任意的被摄体区域，能够触摸多个不同的被摄体区域。
接着，在步骤SA7中，CPU6执行灰度变换特性变更处理。图5是表示第1实施方式所涉及的灰度变换特性变更处理(步骤SA7的处理)顺序的详情的流程图。参照图5对第1实施方式所涉及的灰度变换特性变更处理的顺序进行说明。
首先，在步骤SA71中，CPU6将从触摸屏LCD 12检测到的信号(表示触摸点坐标的信号)提供给DSP5的区域选择部5c。并且，区域选择部5c在保存于DRAM8中的数字信号所表现的图像中，将包含CPU6所提供的信号表示的触摸点坐标的一个被摄体区域(用户触摸的被摄体区域)选择为成为亮度变更对象的区域CPU6。并且，区域选择部5c将表示所选择的被摄体区域的信号提供给测光运算部5d。另外，在步骤SA6中由用户触摸了多个不同被摄体区域的情况下，每当处理返回到步骤SA71时，区域选择部5c分别将所触摸的多个不同被摄体区域选择为成为亮度变更对象的被摄体区域。
接着，在步骤SA72中，CPU6使DSP5的测光运算部5d进行如下的测光运算：针对保存在DRAM8中的数字信号所表现的图像，获取区域选择部5c所提供的信号表示的被摄体区域(在步骤SA71中选择的被摄体区域)的平均亮度B。平均亮度B是构成在步骤SA71中选择的被摄体区域的各像素的亮度的平均值。
接着，在步骤SA73中，CPU6判断当前设定的变更内容是否是“变明”。具体来讲，CPU6通过确认存储在DRAM8中的表示当前设定的变更内容的数据的内容，判断当前设定的变更内容是否是“变明”。CPU6在判断为当前设定的变更内容是“变明”的情况下(步骤S73：是)，处理进入步骤SA74。另一方面，CPU6在判断为当前设定的变更内容不是“变明”的情况下(步骤S73：否)，判断为当前设定的变更内容是“变暗”，处理进入步骤SA75。
在步骤SA74中，CPU6使DSP5的γ特性变更部5f变更图2所示的γ曲线G1(灰度变换特性)。具体来讲，γ特性变更部5f在CPU6的控制下，变更在步骤SA72中获取的平均亮度B前后的规定范围ΔB(ΔB例如是10)中的γ曲线G1。例如，γ特性变更部5f将输入亮度与(B-ΔB)～(B+ΔB)对应的范围中的γ曲线G1的一部分置换为向上隆起的曲线部分。作为该置换的曲线部分，可以应用通过如下三点的样条(spline)曲线：第1点是与输入亮度(B-ΔB)对应的γ曲线G1上的点；第2点是将输入亮度(平均亮度)B变换为输出亮度2B(B的2倍)的点；第3点是与输入亮度(B+ΔB)对应的γ曲线G1上的点。样条曲线是通过周知的样条曲线增补方法所生成的曲线。
在步骤SA75中，CPU6使DSP5的γ特性变更部5f变更图2所示的γ曲线G1(灰度变换特性)。具体来讲，γ特性变更部5f在CPU6的控制下，变更在步骤SA72中获取的平均亮度B前后的规定范围ΔB中的γ曲线G1。例如，γ特性变更部5f将输入亮度与(B-ΔB)～(B+ΔB)对应的范围中的γ曲线G1的一部分置换为向下凹陷的曲线部分。作为该置换的曲线部分，CPU6可以应用通过如下三点的样条曲线：第1点是与输入亮度(B-ΔB)对应的γ曲线G1上的点；第2点是将输入亮度(平均亮度)B变换为输出亮度0.5B(B的一半)的点；第3点是与输入亮度(B+ΔB)对应的γ曲线G1上的点。
这里，对图6所示的状况进行说明。图6示出了如下的状况：针对显示图4所示的图像20的触摸屏LCD 12，在触摸菜单项31而设定了“变明”的变更内容的状态下，触摸人物脸面211区域所包含的1点，然后在触摸菜单项32而设定了“变暗”的变更内容的状态下，触摸云22区域所包含的1点。在图6中，“+”标记表示用户进行了将附加“+”标记的人物脸面211区域的亮度变大的指示(触摸)的情况。“-”标记表示用户进行了将附加“-”标记的云22区域的亮度变小的指示(触摸)的情况。这样，对通过用户的触摸而选择的各个被摄体区域设定“变明”的变更内容或“变暗”的变更内容。
图7示出了作为通过灰度变换特性变更处理(步骤SA7的处理)变更了灰度变换特性的γ曲线的γ曲线G2的一例。图7所示的γ曲线G2是在图6的例子中通过灰度变换特性变更处理所变更的γ曲线。在图7中，输入亮度B1是图6所示的人物脸面211区域的平均亮度，输入亮度B2是图6所示的云22区域的平均亮度。如图7所示，在输入亮度为(B1-ΔB)～(B1+ΔB)的范围内，与变更前的γ曲线G1中的输出亮度相对于输入亮度的比率相比，变更后的γ曲线G2中的输出亮度相对于输入亮度的比率变大。并且，在输入亮度为(B2-ΔB)～(B2+ΔB)的范围内，与变更前的γ曲线G1中的输出亮度相对于输入亮度的比率相比，变更后的γ曲线G2中的输出亮度相对于输入亮度的比率变小。
返回图5，在步骤SA74或SA75的处理后，CPU6使灰度变换特性变更处理(步骤SA7的处理)结束，处理进入步骤SA8。另外，在步骤SA7的灰度变换特性变更处理中γ曲线G1被变更为γ曲线G2后，利用变更后的γ曲线G2实施了γ校正处理的图像被实时取景显示在触摸屏LCD 12上。即，在曲线G1被变更为γ曲线G2后，DSP5的γ校正处理部5e对AFE 4所生成的数字信号实施应用了γ曲线G2的γ校正处理。
图8示出了利用γ曲线G2对图像20实施了γ校正处理的数字信号所表现的图像、即图像201。如图8所示，图像201中的人物脸面211区域比图像20(利用γ曲线G1实施了γ校正处理的图像)中的人物脸面211区域明亮。另一方面，图像201中的云22区域比图像20中的云22区域变暗。
返回图3，接着在步骤SA8中，CPU6判断用户是否操作了快门键。具体来讲，CPU6在没有从键模块10检测到与快门键的操作对应的信号的情况下，判断为用户未操作快门键(步骤SA8：否)，处理返回步骤SA4。另一方面，当用户操作了快门键时，CPU6通过从键模块10检测与该操作对应的信号来判断为用户操作了快门键(步骤SA8：是)，处理进入步骤SA9。
接着，在步骤SA9中，CPU6通过开闭快门2，使CCD 3拍摄(光电变换)被摄体像，并蓄积图像信号。并且，CPU6使AFE 4根据CCD 3蓄积的图像信号来生成数字信号。并且，CPU6使DSP5对数字信号实施γ校正处理等各种图像处理而生成图像数据，并按照JPEG(JointPhotographic Experts Group：联合图像专家组)方式对所生成的图像数据进行压缩。此时，DSP5的γ校正处理部5e应用在步骤SA7中变更的γ曲线G2(灰度变换特性)对数字信号实施γ校正处理。其结果，由所生成的图像数据表现的图像是按照用户的意图变更了用户期望的被摄体区域的明亮度的图像。
接着，在步骤SA10中，CPU6使存储卡9记录在步骤SA9中生成的图像数据。其结果，在第1实施方式中，能够记录按照用户的意图变更了用户期望的被摄体区域的明亮度的图像。
步骤SA10的处理结束后，CPU6结束图3的流程图所示的摄影模式的处理。
如以上说明那样，第1实施方式所涉及的数字照相机100将图像上的轮廓等所规定的多个区域设定为被摄体区域，然后变更灰度变换特性(γ曲线)，以变更响应用户的触摸而选择的各被摄体区域的亮度(明亮度)。这样，在用户为了变更期望的被摄体区域的亮度而触摸到触摸屏LCD 12之前，预先将各被摄体的整体区域设定为灰度变更的对象。由此，用户只要在显示于触摸屏LCD 12上的图像中触摸一次期望的被摄体区域，就能变更所触摸的被摄体区域的整体明亮度。其结果，根据第1实施方式所涉及的数字照相机100，用户通过仅触摸一次被摄体区域的简单操作就能变更期望的被摄体区域的整体的亮度(明亮度)。
第1实施方式所涉及的数字照相机100将由图像上的轮廓所规定的多个区域设定为成为亮度变更对象的被摄体区域，对作为灰度变换特性的γ曲线进行变更，以变更通过用户的触摸所选择的任意的被摄体区域的亮度。这样，用户能够在显示于触摸屏LCD 12上的图像中，将任意的被摄体区域选择为成为亮度变更对象的区域。其结果，根据第1实施方式所涉及的数字照相机100，用户能够变更任意的被摄体的区域中的明亮度。
第1实施方式所涉及的数字照相机100根据用户的触摸来设定将被摄体区域的亮度变大的变更内容和将被摄体区域的亮度变小的变更内容。由此，能够按照用户的意图来变更图像的明亮度。
第1实施方式所涉及的数字照相机100将由图像上的轮廓所规定的多个区域自动设定为成为亮度变更对象的多个被摄体区域。这样，即使映在图像上的被摄体较大的情况下，用户也能够在显示于触摸屏LCD 12上的图像中，通过仅触摸一次期望的被摄体区域，将各被摄体的区域设定为成为亮度变更对象的多个被摄体区域。
(第2实施方式)
对本发明的第2实施方式进行说明。第2实施方式所涉及的数字照相机200的结构与第1实施方式所涉及的数字照相机100的结构相同，所以省略其说明。
图9是表示第2实施方式所涉及的摄影模式下的数字照相机200的处理顺序的流程图。CPU6通过与程序的协作来执行图9的流程图所示的各处理，所述程序从闪速存储器7中读出并在DRAM8中展开。第2实施方式所涉及的摄影模式的处理是以用户对键模块10进行规定操作为契机开始的。以下，参照图9对第2实施方式所涉及的摄影模式下的数字照相机的处理顺序进行说明。
首先，在步骤SB1中，CPU6开始使触摸屏LCD 12显示图像(实时取景图像)的处理。在步骤SB1中显示图像的处理的具体内容与第1实施方式中的步骤SA1的内容相同。触摸屏LCD 12最初显示的图像是按照图2所示的γ曲线G1而实施了γ校正处理的图像。例如，在实时取景显示处理时拍摄了图10所示的图像40的情况下，最初在触摸屏LCD 12上显示按照γ曲线G1对图像40实施了γ校正处理的图像。如图10所示，在图40的用于规定摄影范围的外框50中，作为被摄体，拍摄有球41和背景42。并且，在球41的区域中存在暗区域411和明区域412，该暗区域411是亮度比球41的区域的平均亮度B3小的区域，该明区域412是亮度比球41的区域的平均亮度B3大的区域。平均亮度B3是构成球41的区域的各像素的亮度的平均值。
接着，在步骤SB2中，CPU6使DSP5的轮廓检测部5d检测存储于DRAM8中的数字信号所表现的图像中的轮廓。例如，在图10所示的图像40中，通过步骤SB2的处理检测出球41的轮廓41a。
接着，在步骤SB3中，CPU6使DSP5的区域设定部5b将在步骤SB2中检测出的轮廓所规定的多个区域设定为成为亮度变更对象候选的多个被摄体区域。所谓被摄体区域是例如在图10所示的图像40中分别拍摄了图像40中的球41、背景42的区域。
接着，在步骤SB4中，CPU6为了选择要变更亮度的被摄体区域，处于经由触摸屏LCD 12接收来自用户的触摸的状态。在该状态下，用户一边参照显示在触摸屏LCD 12上的图像，一边能够触摸期望的被摄体区域上的任意一点。在步骤SB4中，CPU6在因用户的手指或笔触摸到触摸屏LCD 12而从触摸屏LCD 12检测到表示触摸点坐标的信号的情况下(步骤SB4：是)，处理进入步骤SB5。另一方面，CPU6在没有从触摸屏LCD 12检测到表示触摸点坐标的信号的情况下(步骤SB4：否)，处理进入步骤SB6。用户每当处理返回到步骤SB4时，通过触摸任意的被摄体区域，能够触摸多个不同的被摄体区域。
接着，在步骤SB5中，CPU6执行灰度变换特性变更处理。图11是表示第2实施方式所涉及的灰度变换特性变更处理(步骤SB5的处理)顺序的详情的流程图。参照图11对第2实施方式所涉及的灰度变换特性变更处理的顺序进行说明。
首先，在步骤SB51中，CPU6将从触摸屏LCD 12检测到的信号(表示触摸点坐标的信号)提供给区域选择部5c。并且，区域选择部5c将一个被摄体区域(所触摸的被摄体区域)选择为成为亮度变更对象的区域，所述一个被摄体区域包含CPU6所提供的信号表示的触摸点坐标。并且，区域选择部5c将表示在步骤SA71中选择的区域的信号提供给测光运算部5d。另外，在步骤SA4的处理中由用户触摸了多个不同被摄体区域的情况下，区域选择部5c分别将所触摸的多个不同被摄体区域选择为成为亮度变更对象的被摄体区域。
接着，在步骤SB52中，CPU6使DSP5的测光运算部5d进行如下的测光运算：针对保存在DRAM8中的数字信号所表现的图像，获取由来自区域选择部5c的信号表示的被摄体区域(在步骤SB51中选择的被摄体区域)的平均亮度B。平均亮度B是构成在步骤SB51中选择的被摄体区域的各像素的亮度的平均值。
接着，在步骤SB53中，CPU6使DSP5的γ特性变更部5f变更γ曲线G1(灰度变换特性)。具体来讲，γ特性变更部5f参照在步骤SB52中获取的平均亮度B，将输入亮度与(B-ΔB)～B对应的范围中的γ曲线G1的一部分置换为向下凹陷的曲线部分。作为该置换的曲线部分，可以应用通过如下三点的样条曲线：第1点是与输入亮度(B-ΔB)对应的γ曲线G1上的点；第2点是将输入亮度(平均亮度)B变换为输出亮度0.5B(B的一半)的点；第3点是与输入亮度B对应的γ曲线G1上的点。
接着，在步骤SB54中，CPU6使DSP5的γ特性变更部5f变更γ曲线G1(灰度变换特性)。具体来讲，γ特性变更部5f在CPU6的控制下，参照在步骤SB52中获取的平均亮度B，将输入亮度与B～(B+ΔB)对应的范围中的γ曲线G1的一部分置换为向上隆起的曲线部分。作为该置换的曲线部分，可以应用通过如下三点的样条曲线：第1点是与输入亮度B对应的γ曲线G1上的点；第2点是将输入亮度(平均亮度)B变换为输出亮度2B(B的2倍)的点；第3点是与输入亮度(B+ΔB)对应的γ曲线G1上的点。
图12示出了通过灰度变换特性变更处理(步骤SB5的处理)所变更的γ曲线G3的一例。图12示出在用户触摸了图10所示的图像40上的球41的区域所包含的1点的情况下通过灰度变换特性变更处理所变更的γ曲线G3。图12中的输入亮度B3是通过步骤SB52的处理所获取的球41的区域的平均亮度。如图12所示，在输入亮度为(B3-ΔB)～B3的范围内，与变更前的γ曲线G1中的输出亮度相对于输入亮度的比率相比，变更后的γ曲线G3中的输出亮度相对于输入亮度的比率变小。另一方面，在输入亮度为B3～(B3+ΔB)的范围内，与变更前的γ曲线G1中的输出亮度相对于输入亮度的比率相比，变更后的γ曲线G3中的输出亮度相对于输入亮度的比率变大。
返回图11，在步骤SB53的处理后，CPU6使灰度变换特性变更处理(步骤SB5的处理)结束，处理进入步骤SB6。另外，在步骤SB5的灰度变换特性变更处理中γ曲线G1被变更为γ曲线G3后，利用变更后的γ曲线G3实施了γ校正处理的图像被实时取景显示在触摸屏LCD 12上。即，在曲线G1被变更为γ曲线G3后，DSP5的γ校正处理部5e应用γ曲线G3对数字信号实施γ校正处理。
图13示出了按照变更后的γ曲线G3对图像40实施了γ校正处理的图像、即图像401。如图13所示，图像401中的球41的暗区域411比图像40中的球41的暗区域411昏暗。这是因为：构成图40中的暗区域411的各像素的亮度收敛在(B-ΔB)～B的范围内，所以按照变更后的γ曲线G3进行γ校正处理的暗区域411的输出亮度比按照变更前的γ曲线G1进行γ校正处理的暗区域411的输出亮度小。
并且，如图13所示，图像401中明区域412比图像40中的明区域412明亮。这是因为：构成图40中的明区域412的各像素的亮度收敛在B～(B+ΔB)的范围内，所以按照变更后的γ曲线G3进行γ校正处理的明区域412的输出亮度比按照变更前的γ曲线G1进行γ校正处理的明区域412的输出亮度大。
这样，通过利用变更后的γ曲线G3对图像40实施γ校正处理，增大了图像401中被用户触摸的球41的区域中的对比度(暗区域411的亮度和明区域412的亮度之间的差)。
返回图9，接着在步骤SB6中，CPU6判断用户是否操作了快门键。CPU6在没有从键模块10中检测到与快门键的操作对应的信号的情况下，判断为用户未操作快门键(步骤SB6：否)，处理返回步骤SB4。另一方面，当用户操作了快门键时，CPU6通过从键模块10中检测与该操作对应的信号来判断为用户操作了快门键(步骤SB6：是)，处理进入步骤SB7。
接着，在步骤SB7中，CPU6通过开闭快门2，使CCD 3拍摄(光电变换)被摄体像，并蓄积图像信号。并且，CPU6使AFE 4根据CCD 3蓄积的图像信号来生成数字信号。并且，CPU6使DSP5对数字信号实施γ校正处理等各种图像处理而生成图像数据，并按照JPEG方式对所生成的图像数据进行压缩。此时，DSP5的γ校正处理部5e应用在步骤SB5中变更的γ曲线G3对数字信号实施γ校正处理。其结果，由在步骤SB7中生成的图像数据表现的图像是强调了用户期望的被摄体区域的对比度的图像。
接着，在步骤SB8中，CPU6使存储卡9记录在步骤SB7中生成的图像数据。其结果，在第2实施方式中，能够记录用户期望的被摄体区域的对比度被强调的图像。
步骤SB8的处理结束后，CPU6结束图9的流程图所示的摄影模式的处理。
如以上说明那样，第2实施方式所涉及的数字照相机200将图像上的轮廓所规定的多个区域设定为被摄体区域，然后变更γ曲线(灰度变换特性)，以变更通过用户的触摸所选择的各被摄体区域的亮度(明亮度)。这样，在用户为了变更期望的被摄体区域的亮度而触摸到触摸屏LCD 12之前，预先将各被摄体的整体区域设定为灰度变更的对象。由此，用户只要在显示于触摸屏LCD 12上的图像中触摸一次期望的被摄体区域，就能变更所触摸的被摄体区域的整体的明亮度。其结果，在第2实施方式中，用户通过仅触摸一次被摄体区域的简单操作就能变更期望的被摄体区域的整体的亮度(明亮度)。
第2实施方式所涉及的数字照相机200将由图像上的轮廓所规定的多个区域设定为成为亮度变更对象的被摄体区域，对作为灰度变换特性的γ曲线进行变更，以变更通过用户的触摸所选择的任意的被摄体区域的亮度。这样，用户能够在显示于触摸屏LCD 12上的图像中，将任意的被摄体区域选择为成为亮度变更对象的区域。其结果，根据第2实施方式所涉及的数字照相机200，用户能够变更任意的被摄体的区域中的明亮度。
第2实施方式所涉及的数字照相机200仅由用户触摸一次显示在触摸屏LCD 12上的期望的被摄体区域，就能自动地增加通过触摸所选择的被摄体区域中的明区域(亮度比该被摄体区域的平均亮度大的区域)的亮度，并且减小该被摄体区域中的暗区域(亮度比该被摄体区域的平均亮度小的区域)的亮度。这样，仅触摸一次期望的被摄体区域，就能增加作为所触摸的被摄体区域中的明区域的亮度和暗区域的亮度之间的差的对比度。即，根据第2实施方式所涉及的数字照相机200，用户通过仅触摸一次触摸屏LCD 12这样的简单操作，就能强调图像中的期望区域的对比度。
第2实施方式所涉及的数字照相机200将由图像上的轮廓所规定的多个区域自动设定为成为亮度变更对象的多个被摄体区域。这样，即使在被摄体的形状复杂的情况下，用户也能够在显示于触摸屏LCD 12上的图像中，通过仅触摸一次期望的被摄体区域，将各被摄体的区域设定为成为亮度变更对象的多个被摄体区域。
(变形等)
上述各实施方式只不过是本发明的例子而已，并不是限定本发明的意思。因此，能够对本实施方式进行的变形全部包含在本发明中。
图14是表示第1实施方式中的灰度变换特性变更处理(步骤SA7的处理)的变形例的顺序的流程图。参照图14对该变形例所涉及的灰度变换特性变更处理的动作顺序进行说明。在该变形例中，第1实施方式所涉及的数字照相机100代替图5所示的灰度变换特性变更处理，而采用图14所示的灰度变换特性变更处理。
步骤SC71的处理与图5所示的步骤SA71的处理相同，所以省略其说明。并且，步骤SC72的处理与图5所示的步骤SA73的处理相同，所以省略其说明。
在步骤SC73中，CPU6使DSP5的γ特性变更部5f变更应用于在步骤SC71中由用户触摸的被摄体区域、即区域选择部5c响应于触摸而选择的区域的γ曲线(灰度变换特性)。具体来讲，例如DSP5的γ特性变更部5f在CPU6的控制下将应用于由用户触摸的被摄体区域的γ曲线从图2所示的γ曲线G1变更为图15所示的γ曲线G4。另外，通过该步骤SC73的处理，应用于由用户触摸的被摄体区域(区域选择部5c响应触摸而选择的区域)以外的图像上的区域的γ曲线直接是图2所示的γ曲线G1。
在步骤SC73的处理之后，在触摸屏LCD 12上实时取景显示有利用γ曲线G4对所触摸的被摄体区域实施了γ校正处理的图像、且利用γ曲线G1对所触摸的被摄体区域以外的区域实施了γ校正处理的图像。即，在步骤SC73的处理之后，DSP5的γ校正处理部5e对数字信号实施在图像上的被触摸的被摄体区域中应用了γ曲线G4的γ校正处理，并且对数字信号实施在图像上的被触摸的被摄体区域以外的区域中应用了γ曲线G1的γ校正处理。
图15所示的γ曲线G4具有将整个范围(0～255)中的输入亮度变换为比该输入亮度大的输出亮度的特性。因此，通过步骤SC73的处理，实施了应用γ曲线G4的γ校正处理的区域(所触摸的被摄体区域)的明亮度比实施该γ校正处理前的明亮度大。即，通过步骤SC73的处理，所触摸的被摄体区域变明亮。另外，应用于在步骤SC73的处理中所触摸的被摄体区域的γ曲线不限于图15所示的γ曲线G4。应用于在步骤SC73的处理中所触摸的被摄体区域的γ曲线只要是具有将整个范围(0～255)中的输入亮度变换为比该输入亮度大的输出亮度的特性的γ曲线，可以是任意的。
在步骤SC74中，CPU6使DSP5的γ曲线特性变更部5f变更应用于在步骤SC71中所触摸的被摄体区域的γ曲线。具体来讲，例如DSP5的γ特性变更部5f在CPU6的控制下将应用于由用户触摸的被摄体区域的γ曲线从图2所示的γ曲线G1变更为图16所示的γ曲线G5。另外，通过该步骤SC74的处理，应用于由用户触摸的被摄体区域(区域选择部5c响应触摸而选择的区域)以外的图像上的区域的γ曲线直接是图2所示的γ曲线G1。
在步骤SC74的处理之后，在触摸屏LCD 12上实时取景显示有利用γ曲线G5对所触摸的被摄体区域实施了γ校正处理的图像、且利用γ曲线G1对所触摸的被摄体区域以外的区域实施了γ校正处理的图像。即，在步骤SC74的处理之后，DSP5的γ校正处理部5e对数字信号实施在图像上的被触摸的被摄体区域中应用了γ曲线G5的γ校正处理，并且对数字信号实施在图像上的被触摸的被摄体区域以外的区域中应用了γ曲线G1的γ校正处理。
图16所示的γ曲线G5具有将整个范围(0～255)中的输入亮度变换为比该输入亮度小的输出亮度的特性。因此，通过步骤SC74的处理，实施了应用γ曲线G5的γ校正处理的区域(所触摸的被摄体区域)的明亮度比实施该γ校正处理前的明亮度小。即，通过步骤SC74的处理，所触摸的被摄体区域变昏暗。另外，应用于在步骤SC74的处理中所触摸的被摄体区域的γ曲线不限于图16所示的γ曲线G5。应用于在步骤SC74的处理中所触摸的被摄体区域的γ曲线只要是具有将整个范围(0～255)中的输入亮度变换为比该输入亮度小的输出亮度的特性的γ曲线，可以是任意的。
Claims (7)
1.一种图像处理装置，其特征在于，该图像处理装置具有：
灰度校正单元，其按照灰度变换特性，对图像实施灰度校正处理；
被摄体区域设定单元，其在所述图像中设定成为灰度变更对象候选的多个被摄体区域；
被摄体区域选择单元，其根据用户的一次操作，选择所述被摄体区域设定单元所设定的多个被摄体区域中的任意被摄体区域；以及
灰度变换特性变更单元，其变更与所述被摄体区域选择单元所选择的被摄体区域的亮度对应的亮度范围中的所述灰度变换特性。
2.根据权利要求1所述的图像处理装置，其特征在于，
该图像处理装置具有用于检测所述图像中的轮廓的轮廓检测单元，
所述被摄体区域设定单元将在所述图像中通过由所述轮廓检测单元所检测出的轮廓来规定的多个区域设定为成为灰度变更对象候选的多个被摄体区域。
3.根据权利要求1所述的图像处理装置，其特征在于，
所述被摄体区域选择单元根据用户的操作，选择所述被摄体区域设定单元所设定的多个被摄体区域中的一个以上的任意被摄体区域。
4.根据权利要求1所述的图像处理装置，其特征在于，
所述图像处理装置具有变更内容设定单元，该变更内容设定单元根据用户的操作，对所述被摄体区域选择单元所选择的各个被摄体区域设定使亮度变大的第1变更内容或者使亮度变小的第2变更内容，
所述灰度变换特性变更单元按照所述变更内容设定单元所设定的变更内容，变更与所述被摄体区域选择单元所选择的被摄体区域的亮度对应的亮度范围中的所述灰度变换特性。
5.根据权利要求1所述的图像处理装置，其特征在于，
所述灰度变换特性变更单元变更与所述被摄体区域选择单元所选择的被摄体区域的亮度对应的亮度范围中的所述灰度变换特性，使得所述被摄体区域选择单元所选择的被摄体区域中的对比度增大。
6.根据权利要求5所述的图像处理装置，其特征在于，
所述图像处理装置具有平均亮度获取单元，该平均亮度获取单元获取所述被摄体区域选择单元所选择的被摄体区域的平均亮度，
所述灰度变换特性变更单元包含如下单元：
变更所述灰度变换特性，使得在比所述平均亮度获取单元所获取的平均亮度小的规定亮度范围内，使变更后的所述灰度变换特性中的输出亮度相对于输入亮度的比率小于变更前的所述灰度变换特性中的输出亮度相对于输入亮度的比率的单元；以及
变更所述灰度变换特性，使得在比所述平均亮度获取单元所获取的平均亮度大的规定亮度范围内，使变更后的所述灰度变换特性中的输出亮度相对于输入亮度的比率大于变更前的所述灰度变换特性中的输出亮度相对于输入亮度的比率的单元。
7.一种程序，该程序使计算机发挥如下单元的功能：
灰度校正单元，其按照灰度变换特性，对图像实施灰度校正处理；
被摄体区域设定单元，其在所述图像中设定成为灰度变更对象候选的多个被摄体区域；
被摄体区域选择单元，其根据用户的一次操作，选择所述被摄体区域设定单元所设定的多个被摄体区域中的任意被摄体区域；以及
灰度变换特性变更单元，其变更与所述被摄体区域选择单元所选择的被摄体区域的亮度对应的亮度范围中的所述灰度变换特性。
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