CN1406056A - 自动灰度等级补正装置、方法和记录媒体 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种自动灰度等级补正装置、方法和记录媒体，即使输入图像是顺光图像或逆光图像，都可使用相同处理来进行灰度等级补正。在辉度分布制作电路(104)制作的输入图像的辉度直方图中，重心计算电路(105)计算低辉度部的重心位置，分布范围计算电路(106)计算输入辉度水平轴上的最大值、最小值。接着，使用重心位置、最大值、最小值和事先存储在目标值存储电路(107)中的辉度补正目标值，由补正表制作电路(108)制作补正表，在扩大辉度分布的同时，使重心位置与辉度补正目标值一致，图像信号补正电路(109)根据补正表来进行灰度等级补正。

Description

自动灰度等级补正装置、方法和记录媒体

技术领域

本发明涉及一种自动灰度等级补正装置、自动灰度等级补正方法和自动灰度等级补正程序记录媒体，特别是数字图像处理装置中输入图像的补正，具体而言，涉及对自动补正图像的灰度等级的改进。

技术背景

作为现有的自动补正图像灰度等级的技术，以下的方法一般广为人知。即，该方法计算输入图像各象素的辉度值或浓度值，制作表示具有相同值的象素总和的直方图，对所有象素进行使制作的直方图形状最适合的补正处理。

作为使用这种直方图来进行补正的方法，例如特开平6-268866号公报中所示。用图40来说明该公报中公开的现有实例。在以下的说明中，数字图像的各象素具有从“0”到“255”的浓度值。

首先，根据数字图像信号来计算各象素的浓度值，制作表示具有相同浓度值的象素总和的浓直方图。图40(a)中表示一实例。接着，在将制作的浓度直方图的最小浓度值表示为dmin、最大浓度值表示为dmax、象素浓度d的象素数表示为F1[d]、变换后的象素表示为F2[d]时，通过下述(1)式来制作补正后的直方图(参照图40(b))，使象素浓度分布区域扩展到整个象素辉度，同时，计算二等分直方图面积的点(重心)G。之后，如图40(c)所示，求出重心G变为浓度范围中央的□值，当将F2[d]的变换后的象素数表示为F3[d]时，通过下述式(2)来制作实施了补正的直方图，以该直方图作为基础进行补正。

F2[d]＝F1[d×{(dmax-dmin)/255+dmin}]    ……(1) $F3\left[d\right]=F2\left[{(d/256)}^{\frac{1}{\mathrm{\γ}}}\right]\·\·\·\·\·\·\left(2\right)$

因此，将象素浓度扩展到整个灰度等级，从中央开始均等地保持宽度，调整亮度，使浓度分布的重心变为中央。

另外，作为使用直方图来进行图像灰度等级补正的其它方法，如特开2000-102033号公报中所示。用图41来说明该现有实例。

该方法中，计算根据数字图像信号制作的辉度直方图，n(n为满足n＞3的整数)等分输入辉度水平轴，读取各区域的象素数对整个象素的比例、其中超过一定极限值的象素数对整个象素的比例、三等分输入辉度水平轴的各区域的象素数对整个象素的比例等特征量(步骤2501)，接着，读取事先制作的各种曲线数据(步骤2502)。之后，根据特征量在步骤2503、步骤2505中进行情况区分，在不足处理(步骤2504)、超过处理(步骤2506)、接近处理(步骤2507)中，根据步骤2501、步骤2502中读取的特征量和曲线数据来制作灰度等级补正曲线，存储灰度等级补正曲线数据(步骤2508)。之后，根据得到的灰度等级补正曲线来进行灰度等级补正。

即，该方法通过输入图像的辉度直方图的形状来进行补正处理情况区分，对最适合输入图像的处理制作灰度等级补正曲线，以该灰度等级补正曲线为基础来进行灰度等级补正。

因此，根据特开平6-268866号公报所述的灰度等级补正方法，即使是包含较多中间等级的图像中也可得到鲜明的直方图图像。

另外，根据特开2000-102033号公报所述的灰度等级补正方法，可得到比原样使用累积辉度分布情况更好的画质的图像，另外，因为可用软件来实现处理，所以可容易地对应于图像数据的变更等。

发明内容

但是，在上述特开平6-268866号公报所述的灰度等级补正方法中，虽然进行了将直方图的重心变为灰度等级中央的补正，但对逆光状态的图像等在直方图的低灰度等级侧和高灰度等级侧为峰值的情况下，因为直方图的重心位置原样位于中央灰度等级附近，所以几乎不进行补正，故存在所谓不补正整个逆光区域的问题。

另外，在风景照片等自然图像的情况下，直方图的重心未必处于中央灰度等级，尽管变得漂亮，但仍存在例如补正穿黑色服装的人拍摄的图像时服装变为灰色的问题。

另外，在上述特开2000-102033号公报所述的灰度等级补正方法中，虽然通过输入图像的辉度直方图的形状进行处理情况区分来进行最适合的灰度等级补正，但在该方法中，必须进行正确的情况区分，因此，存在处理变复杂，计算量增加的问题。

此外，在各种情况下必须分别实施补正处理，从而存在导致必要的存储容量的增加或补正装置的规模增大，导致随之而来的成本增加的问题。

另外，在上述方法中，在图像中存在人物且该人物所占的面积小的情况下，因为直方图内几乎不包含该信息，所以存在视觉上容易引人注意的颜色等肤色区域飞白等不希望补正的问题。

为了消除这种问题，本发明的目的在于提供一种自动灰度等级补正装置、自动灰度等级补正方法和自动灰度等级补正程序记录媒体，可对逆光图像不损坏高辉度部而进行充分的逆光补正，通过进行与逆光图像相同的处理，即使对顺光图像也可使图像的对比度或亮度最适合，可抑制不希望的补正。

为了解决上述问题，本发明的自动灰度等级补正装置、自动灰度等级补正方法和自动灰度等级补正程序记录媒体的特征在于扩大根据数字图像信号制作的辉度直方图的辉度分布，同时，进行补正，使低辉度部的重心与辉度补正目标值一致，根据本发明，提供一种自动灰度等级补正装置、自动灰度等级补正方法和自动灰度等级补正程序记录媒体，通过扩大辉度直方图的辉度分布，无论对任何图像，通常都可得到整体对比度提高的图像，另外，通过进行补正，使低辉度部的重心与辉度补正目标值一致，在逆光图像的情况下，可照亮补正，使逆光状态的低辉度区域变为目标辉度值，即使在顺光图像的情况下，也可通过与逆光图像的情况相同的处理，将低辉度区域的辉度值补正为目标辉度值的亮度。

即，本发明技术方案1所述的自动灰度等级补正装置的特征在于，具备：制作数字图像的辉度直方图的辉度直方图制作部；计算辉度直方图的低辉度部的重心的重心计算部；根据所述辉度直方图制作部制作的辉度直方图和所述重心计算部计算的辉度直方图的低辉度部的重心以及辉度补正目标值来制作补正表，使用该补正表来进行灰度等级补正处理，在扩大辉度分布的同时，使辉度直方图的低辉度部的重心与辉度补正目标值一致的灰度等级补正处理部，该自动灰度等级补正装置具有如下作用：对于逆光图像，可照亮补正，使逆光状态的低辉度区域变为目标辉度值，另外，即使对顺光图像也同样可进行补正，将低辉度区域的辉度值变为目标辉度值，无论对于任何图像，都可得到整体对比度提高的图像。

下面，本发明技术方案2所述的自动灰度等级补正装置，在技术方案1所述的自动灰度等级补正装置中，其特征在于：在所述灰度等级补正处理中，对补正量设定限制，该自动灰度等级补正装置具有如下作用：即使目标值不是最佳值，也可通过补正来防止过多损坏原图像的特性。

下面，本发明技术方案3所述的自动灰度等级补正装置，在技术方案1所述的自动灰度等级补正装置中，其特征在于：根据重心位置来事先设定所述灰度等级补正处理中的辉度补正目标值，该自动灰度等级补正装置具有如下作用：不必对每个输入图像设定目标值。

下面，本发明技术方案4所述的自动灰度等级补正装置的特征在于，具备：制作数字图像的辉度直方图的辉度直方图制作部；根据作为目标的辉度分布来计算辉度补正目标值的目标值计算部；计算辉度直方图的低辉度部的重心的重心计算部；根据所述辉度直方图制作部制作的辉度直方图和所述重心计算部计算的辉度直方图的低辉度部的重心以及辉度补正目标值来制作补正表，使用该补正表来进行灰度等级补正处理，在扩大辉度分布的同时，使辉度直方图的低辉度部的重心与所述目标值计算部计算的辉度补正目标值一致的灰度等级补正处理部，该自动灰度等级补正装置具有如下作用：对于亮度特性不同的图像，利用根据相同形状的目标辉度分布计算的目标值来进行补正，可得到整体对比度提高的图像。

下面，本发明技术方案5所述的自动灰度等级补正装置，在技术方案4所述的自动灰度等级补正装置中，其特征在于：在进行所述灰度等级补正处理时，所述目标值计算部通过曲线来设定作为目标的辉度分布，该自动灰度等级补正装置具有如下作用：可简单地设定目标辉度分布，可减少存储容量。

下面，本发明技术方案6所述的自动灰度等级补正装置，在技术方案4所述的自动灰度等级补正装置中，其特征在于：在进行所述灰度等级补正处理时，所述目标值计算部设定多个并存储作为目标的辉度分布，该自动灰度等级补正装置具有如下作用：可简单地调节目标值。

下面，本发明技术方案7所述的自动灰度等级补正装置的特征在于，具备：制作数字图像的辉度直方图的辉度直方图制作部；计算设定辉度直方图的低辉度部用的交界值的交界值计算部；根据所述交界值计算部计算的交界值来计算辉度直方图的低辉度部的重心的重心计算部；根据所述辉度直方图制作部制作的辉度直方图和所述重心计算部计算的辉度直方图的低辉度部的重心以及辉度补正目标值来制作补正表，使用该补正表来进行灰度等级补正处理，在扩大辉度分布的同时，使辉度直方图的低辉度部的重心与辉度补正目标值一致的灰度等级补正处理部，该自动灰度等级补正装置具有如下作用：通过使低辉度区域与高辉度区域的交界值可变，可正确计算逆光图像中包含逆光区域的低辉度部，可较正确地将逆光区域补正为目标辉度值。

下面，本发明技术方案8所述的自动灰度等级补正装置，在技术方案7所述的自动灰度等级补正装置中，其特征在于：在进行所述灰度等级补正处理时，所述目标值计算部分割辉度范围，根据分割的各区域的特征量来计算交界值，该自动灰度等级补正装置具有如下作用：可正确计算分割高辉度侧和低辉度侧的交界值。

下面，本发明技术方案9所述的自动灰度等级补正装置，在技术方案8所述的自动灰度等级补正装置中，其特征在于：在进行所述灰度等级补正处理时，所述交界值计算部将辉度范围分割成两个区域，将在低辉度侧计算的重心位置设为辉度直方图的低辉度部的重心位置，该自动灰度等级补正装置具有如下作用：不用再次计算低辉度部的重心位置就可补正灰度等级。

下面，本发明技术方案10所述的自动灰度等级补正装置的特征在于，具备：制作数字图像的辉度直方图的辉度直方图制作部；检测辉度直方图的山型分布范围的山型分布检测部；根据所述山型分布检测部检测出的山型分布范围来计算设定辉度直方图的低辉度部用的交界值的交界值计算部；根据所述交界值计算部计算的交界值来计算辉度直方图的低辉度部的重心的重心计算部；根据所述辉度直方图制作部制作的辉度直方图和所述重心计算部计算的辉度直方图的低辉度部的重心以及辉度补正目标值来制作补正表，使用该补正表来进行灰度等级补正处理，在扩大辉度分布的同时，使辉度直方图的低辉度部的重心与辉度补正目标值一致的灰度等级补正处理部，该自动灰度等级补正装置具有如下作用：在输入图像逆光的情况下可补正为作为目标的亮度，同时，可得到整体对比度提高的图像，在顺光的情况下，不改变原图像的亮度就可得到对比度提高的图像。

下面，本发明技术方案11所述的自动灰度等级补正装置，在技术方案10所述的自动灰度等级补正装置中，其特征在于：在进行所述灰度等级补正处理时，所述交界值计算部使用所述辉度直方图来设定根据所述山型分布范围计算的交界值，该自动灰度等级补正装置具有如下作用：可计算较正确的交界值。

下面，本发明技术方案12所述的自动灰度等级补正装置，在技术方案10所述的自动灰度等级补正装置中，其特征在于：在进行所述灰度等级补正处理时，所述山型分布检测部在所述山型分布范围内设定限制，该自动灰度等级补正装置具有如下作用：即使是顺光图像也可补正图像的亮度。

下面，本发明技术方案13所述的自动灰度等级补正装置的特征在于，具备：制作数字图像的辉度直方图的辉度直方图制作部；计算辉度直方图的低辉度部的重心的重心计算部；在辉度补正目标值比所述重心计算部计算的所述辉度直方图的低辉度部的重心位置小的情况下，补正辉度补正目标值，使之与所述辉度直方图的低辉度部的重心位置一致的目标值补正部；根据所述辉度直方图制作部制作的辉度直方图和所述重心计算部计算的辉度直方图的低辉度部的重心以及辉度补正目标值来制作补正表，使用该补正表来进行灰度等级补正处理，在扩大辉度分布的同时，使辉度直方图的低辉度部的重心与所述目标值补正部补正前或补正后的辉度补正目标值一致的灰度等级补正处理部，该自动灰度等级补正装置具有如下作用：通过补正目标值，可防止补正得比输入图像暗。

下面，本发明技术方案14所述的自动灰度等级补正装置，在技术方案13所述的自动灰度等级补正装置中，其特征在于：在进行所述灰度等级补正处理时，所述目标值补正部在辉度补正目标值比所述辉度直方图的低辉度部的重心位置大的情况下，补正辉度补正目标值，使之与所述辉度直方图的低辉度部的重心位置一致，该自动灰度等级补正装置具有如下作用：通过补正目标值，可防止补正得比输入图像亮。

下面，本发明技术方案15所述的自动灰度等级补正装置，在技术方案13或技术方案14所述的自动灰度等级补正装置中，其特征在于：补正进行所述灰度等级补正处理时的所述辉度补正目标值，使辉度补正目标值变为所述辉度直方图的低辉度部的重心位置附近的值，该自动灰度等级补正装置具有如下作用：可根据输入图像的亮度来微调补正后的亮度。

下面，本发明技术方案16所述的自动灰度等级补正装置，在技术方案1至技术方案15之一所述的自动灰度等级补正装置中，其特征在于：进行补正，仅在低辉度方向上扩大所述辉度直方图的分布，同时，使辉度直方图的重心与辉度补正目标值一致，该自动灰度等级补正装置具有如下作用：可不产生高辉度部的损坏来进行补正。

下面，本发明技术方案17所述的自动灰度等级补正装置，在技术方案1、4、7、10、13之一所述的自动灰度等级补正装置中，其特征在于：所述灰度等级补正处理部通过执行γ补正来进行所述灰度等级补正处理，该自动灰度等级补正装置具有如下作用：通过一次制作变换表就可使辉度直方图的低辉度部的重心与目标值一致。

下面，本发明技术方案18所述的自动灰度等级补正装置，在技术方案1、4、7、10、13之一所述的自动灰度等级补正装置中，其特征在于：制作所述补正表，使所述灰度等级补正处理部同时进行所述辉度直方图的辉度分布的扩大处理和使扩大所述辉度分布的辉度直方图的低辉度部的重心与所述辉度补正目标值一致的处理两者的补正成为其内容，该自动灰度等级补正装置具有如下作用：通过一次制作变换表就可使辉度直方图的低辉度部的重心与目标值一致。

下面，本发明技术方案19所述的自动灰度等级补正装置，在技术方案1、4、7、10、13之一所述的自动灰度等级补正装置中，其特征在于：还具备扩大由所述辉度直方图制作部制作的辉度直方图的辉度分布的辉度分布扩大部，所述重心计算部对所述扩大了辉度分布的辉度直方图的低辉度部计算所述重心，该自动灰度等级补正装置具有如下作用：在事先扩大辉度直方图的辉度分布后，可通过使低辉度部的重心与目标值一致的处理来进行自动灰度等级补正。

下面，本发明技术方案20所述的自动灰度等级补正装置，在技术方案1、4、7、10、13之一所述的自动灰度等级补正装置中，其特征在于：在制作所述辉度直方图时，对辉度分布数的累加量设定限制，该自动灰度等级补正装置具有如下作用：即使辉度直方图的灰度等级分布集中在某一部分的情况下，也可正确计算补正量。

下面，本发明技术方案21所述的自动灰度等级补正装置，在技术方案1、4、7、10、13之一所述的自动灰度等级补正装置中，其特征在于：具有从色差信号和辉度信号中提取肤色区域的肤色区域提取部，在制作所述辉度直方图时，制作根据肤色区域的面积来在图像整体的辉度分布中加重图像的肤色部分辉度分布的辉度直方图，该自动灰度等级补正装置具有如下作用：通过肤色区域的面积在辉度直方图中加重人的肤色辉度，在人物存在的情况下，可根据其面积来进行肤色亮度最佳的灰度等级补正。

下面，本发明技术方案22所述的自动灰度等级补正装置，在技术方案21所述的自动灰度等级补正装置中，其特征在于：在根据肤色区域的面积来在图像整体的辉度分布中加重图像的肤色部分辉度分布时，在肤色部分的高辉度部分的分布中进行加权加重，该自动灰度等级补正装置具有如下作用：通过在高辉度部分的分布中进行加权，可抑制肤色飞白。

下面，本发明技术方案23所述的自动灰度等级补正装置，在技术方案1、4、7、10、13之一所述的自动灰度等级补正装置中，其特征在于：根据所述辉度直方图制作部计算的辉度直方图来计算高辉度部的重心位置，根据高辉度部的重心位置来计算高辉度部的灰度等级补正量，该自动灰度等级补正装置具有如下作用：通过高辉度部的重心位置来限制灰度等级补正量可抑制高辉度部的飞白。

下面，本发明技术方案24所述的自动灰度等级补正装置，在技术方案1、4、7、10、13之一所述的自动灰度等级补正装置中，其特征在于：在所述灰度等级补正处理中，在辉度分布离散的情况下，不进行灰度等级补正，该自动灰度等级补正装置具有如下作用：在本来不必灰度等级补正的图像中可不进行灰度等级补正。

下面，本发明技术方案25所述的自动灰度等级补正装置，在技术方案1、4、7、10、13之一所述的自动灰度等级补正装置中，其特征在于：根据补正表来补正图像的色差信号，该自动灰度等级补正装置具有如下作用：通过辉度补正来缓和彩度下降所发现的现象。

下面，本发明技术方案26所述的自动灰度等级补正方法是一种补正数字图像的灰度等级的自动灰度等级补正方法，其特征在于，包括：制作所述数字图像的辉度直方图的辉度直方图制作步骤；求出辉度直方图的低辉度部的重心的重心计算步骤；进行灰度等级补正处理，在扩大辉度分布的同时，使辉度直方图的低辉度部的重心与辉度补正目标值一致的灰度等级补正处理步骤，该自动灰度等级补正方法具有如下作用：对于逆光图像，可照亮补正，使逆光状态的低辉度区域变为目标辉度值，另外，即使对顺光图像也同样可进行补正，将低辉度区域的辉度值变为目标辉度值，无论对于任何图像，都可得到整体对比度提高的图像。

下面，本发明技术方案27所述的自动灰度等级补正方法，在技术方案26所述的自动灰度等级补正方法中，其特征在于：在所述灰度等级补正处理步骤中，对补正量设定限制，该自动灰度等级补正方法具有如下作用：即使目标值不是最佳值，也可通过补正来防止过多损坏原图像的特性。

下面，本发明技术方案28所述的自动灰度等级补正方法，在技术方案26所述的自动灰度等级补正方法中，其特征在于：根据重心位置来事先设定所述灰度等级补正处理步骤中的辉度补正目标值，该自动灰度等级补正方法具有如下作用：不必对每个输入图像设定目标值。

下面，本发明技术方案29所述的自动灰度等级补正方法是一种补正数字图像的灰度等级的自动灰度等级补正方法，其特征在于，包括：根据作为目标的辉度分布来计算辉度补正目标值的目标值计算步骤；制作所述数字图像的辉度直方图的辉度直方图制作步骤；求出辉度直方图的低辉度部的重心的重心计算步骤；进行灰度等级补正处理，在扩大辉度分布的同时，使辉度直方图的低辉度部的重心与所述目标值计算步骤中计算的辉度补正目标值一致的灰度等级补正处理步骤，该自动灰度等级补正方法具有如下作用：对于亮度特性不同的图像，利用根据相同形状的目标辉度分布计算的目标值来进行补正，可得到整体对比度提高的图像。

下面，本发明技术方案30所述的自动灰度等级补正方法，在技术方案29所述的自动灰度等级补正方法中，其特征在于：所述目标值计算步骤通过曲线来设定作为目标的辉度分布，该自动灰度等级补正方法具有如下作用：可简单地设定目标辉度分布，可减少存储容量。

下面，本发明技术方案31所述的自动灰度等级补正方法，在技术方案29所述的自动灰度等级补正方法中，其特征在于：所述目标值计算步骤设定多个并存储作为目标的辉度分布，该自动灰度等级补正方法具有如下作用：可简单地调节目标值。

下面，本发明技术方案32所述的自动灰度等级补正方法是一种补正数字图像的灰度等级的自动灰度等级补正方法，其特征在于，包括：制作所述数字图像的辉度直方图的辉度直方图制作步骤；计算设定辉度直方图的低辉度部范围用的交界值的交界值计算步骤；根据所述交界值计算步骤计算的交界值来求出辉度直方图的低辉度部的重心的重心计算步骤；进行灰度等级补正处理，在扩大辉度分布的同时，使辉度直方图的低辉度部的重心与辉度补正目标值一致的灰度等级补正处理步骤，该自动灰度等级补正方法具有如下作用：通过使低辉度区域与高辉度区域的交界值可变，可正确计算逆光图像中包含逆光区域的低辉度部，可较正确地将逆光区域补正为目标辉度值。

下面，本发明技术方案33所述的自动灰度等级补正方法，在技术方案32所述的自动灰度等级补正方法中，其特征在于：所述交界值计算步骤分割辉度范围，根据分割的各区域的特征量来计算交界值，该自动灰度等级补正方法具有如下作用：可正确计算分割高辉度侧和低辉度侧的交界值。

下面，本发明技术方案34所述的自动灰度等级补正方法，在技术方案33所述的自动灰度等级补正方法中，其特征在于：所述交界值计算步骤将辉度范围分割成两个区域，将在低辉度侧计算的重心位置设为辉度直方图的低辉度部的重心位置，该自动灰度等级补正方法具有如下作用：不用再次计算低辉度部的重心位置就可补正灰度等级。

下面，本发明技术方案35所述的自动灰度等级补正方法是一种补正数字图像的灰度等级的自动灰度等级补正方法，其特征在于，包括：制作所述数字图像的辉度直方图的辉度直方图制作步骤；检测辉度直方图的山型分布范围的山型分布检测步骤；根据所述山型分布检测步骤检测出的山型分布范围来计算设定辉度直方图的低辉度部用的交界值的交界值计算步骤；根据所述交界值计算步骤计算的交界值来求出辉度直方图的低辉度部的重心的重心计算步骤；进行灰度等级补正处理，在扩大辉度分布的同时，使辉度直方图的低辉度部的重心与辉度补正目标值一致的灰度等级补正处理步骤，该自动灰度等级补正方法具有如下作用：在输入图像逆光的情况下可补正为作为目标的亮度，同时，可得到整体对比度提高的图像，在顺光的情况下，不改变原图像的亮度就可得到对比度提高的图像。

下面，本发明技术方案36所述的自动灰度等级补正方法，在技术方案35所述的自动灰度等级补正方法中，其特征在于：所述交界值计算步骤使用辉度直方图来设定根据所述山型分布范围计算的交界值，该自动灰度等级补正方法具有如下作用：可计算较正确的交界值。

下面，本发明技术方案37所述的自动灰度等级补正方法，在技术方案35所述的自动灰度等级补正方法中，其特征在于：所述山型分布检测步骤在所述山型分布范围内设定限制，该自动灰度等级补正方法具有如下作用：即使是顺光图像也可补正图像的亮度。

下面，本发明技术方案38所述的自动灰度等级补正方法是一种补正数字图像的灰度等级的自动灰度等级补正方法，其特征在于，包括：制作所述数字图像的辉度直方图的辉度直方图制作步骤；求出辉度直方图的低辉度部的重心的重心计算步骤；在辉度补正目标值比所述重心计算步骤计算的所述辉度直方图的低辉度部的重心位置小的情况下，补正辉度补正目标值，使之与所述重心计算步骤计算的辉度直方图的低辉度部的重心位置一致的目标值补正步骤；进行灰度等级补正处理，在扩大辉度分布的同时，使辉度直方图的低辉度部的重心与没有所述补正的情况和存在所述补正的情况下分别与所述补正前和补正后的辉度补正目标值一致的灰度等级补正处理步骤，该自动灰度等级补正方法具有如下作用：通过补正目标值，可防止补正得比输入图像暗。

下面，本发明技术方案39所述的自动灰度等级补正方法，在技术方案38所述的自动灰度等级补正方法中，其特征在于：所述目标值补正步骤在辉度补正目标值比辉度直方图的低辉度部的重心位置大的情况下，补正辉度补正目标值，使之与辉度直方图的低辉度部的重心位置一致，该自动灰度等级补正方法具有如下作用：通过补正目标值，可防止补正得比输入图像亮。

下面，本发明技术方案40所述的自动灰度等级补正方法，在技术方案38或技术方案39所述的自动灰度等级补正方法中，其特征在于：补正所述辉度补正目标值，使辉度补正目标值变为辉度直方图的低辉度部的重心位置附近的值，该自动灰度等级补正方法具有如下作用：可根据输入图像的亮度来微调补正后的亮度。

下面，本发明技术方案41所述的自动灰度等级补正方法，在技术方案26至技术方案40之一所述的自动灰度等级补正方法中，其特征在于：进行补正，仅在低辉度方向上扩大所述辉度直方图的分布，同时，使辉度直方图的重心与辉度补正目标值一致，该自动灰度等级补正方法具有如下作用：可不产生高辉度部的损坏来进行补正。

下面，本发明技术方案42所述的自动灰度等级补正方法，在技术方案26、29、32、35、38之一所述的自动灰度等级补正方法中，其特征在于：通过执行γ补正来进行所述灰度等级补正处理步骤，该自动灰度等级补正方法具有如下作用：通过一次制作变换表就可使辉度直方图的低辉度部的重心与目标值一致。

下面，本发明技术方案43所述的自动灰度等级补正方法，在技术方案26、29、32、35、38之一所述的自动灰度等级补正方法中，其特征在于：制作补正表，使所述灰度等级补正处理步骤同时进行所述辉度直方图的辉度分布的扩大处理和使扩大所述辉度分布的辉度直方图的低辉度部的重心与所述辉度补正目标值一致的处理两者的补正成为其内容，该自动灰度等级补正方法具有如下作用：通过一次制作变换表就可使辉度直方图的低辉度部的重心与目标值一致。

下面，本发明技术方案44所述的自动灰度等级补正方法，在技术方案26、29、32、35、38之一所述的自动灰度等级补正方法中，其特征在于：在所述辉度直方图制作步骤和所述重心计算步骤之间还包括扩大所述辉度直方图的辉度分布的辉度分布扩大步骤，所述重心计算步骤对所述扩大了辉度分布的辉度直方图的低辉度部计算所述重心，该自动灰度等级补正方法具有如下作用：在事先扩大辉度直方图的辉度分布后，可通过使低辉度部的重心与目标值一致的处理来进行自动灰度等级补正。

下面，本发明技术方案45所述的自动灰度等级补正方法，在技术方案26、29、32、35、38之一所述的自动灰度等级补正方法中，其特征在于：在制作所述辉度直方图时，对辉度分布数的累加量设定限制，该自动灰度等级补正方法具有如下作用：即使辉度直方图的灰度等级分布集中在某一部分的情况下，也可正确计算补正量。

下面，本发明技术方案46所述的自动灰度等级补正方法，在技术方案26、29、32、35、38之一所述的自动灰度等级补正方法中，其特征在于：还具有从色差信号和辉度信号中提取肤色区域的肤色区域提取步骤，在制作所述辉度直方图时，制作根据肤色区域的面积来在图像整体的辉度分布中加重图像的肤色部分辉度分布的辉度直方图，该自动灰度等级补正方法具有如下作用：通过根据肤色区域的面积在辉度直方图中加重人的肤色辉度，在人物存在的情况下，可根据其面积来进行肤色亮度最佳的灰度等级补正。

下面，本发明技术方案47所述的自动灰度等级补正方法，在技术方案46所述的自动灰度等级补正方法中，其特征在于：在根据肤色区域的面积来在图像整体的辉度分布中加重图像的肤色部分辉度分布时，在肤色部分的高辉度部分的分布中进行加权加重，该自动灰度等级补正方法具有如下作用：通过在高辉度部分的分布中进行加权，可抑制肤色飞白。

下面，本发明技术方案48所述的自动灰度等级补正方法，在技术方案26、29、32、35、38之一所述的自动灰度等级补正方法中，其特征在于：根据所述辉度直方图制作步骤计算的辉度直方图来计算高辉度部的重心位置，根据高辉度部的重心位置来计算高辉度部的灰度等级补正量，该自动灰度等级补正方法具有如下作用：通过高辉度部的重心位置来限制灰度等级补正量可抑制高辉度部的飞白。

下面，本发明技术方案49所述的自动灰度等级补正方法，在技术方案26、29、32、35、38之一所述的自动灰度等级补正方法中，其特征在于：在所述灰度等级补正处理中，在辉度分布离散的情况下，不进行灰度等级补正，该自动灰度等级补正方法具有如下作用：在本来不必灰度等级补正的图像中可不进行灰度等级补正。

下面，本发明技术方案50所述的自动灰度等级补正装方法，在技术方案26、29、32、35、38之一所述的自动灰度等级补正方法中，其特征在于：根据补正表来补正图像的色差信号，该自动灰度等级补正方法具有如下作用：通过辉度补正来缓和彩度下降所发现的现象。

下面，本发明技术方案51所述的自动灰度等级补正程序记录媒体是一种记录由计算机执行补正数字图像的灰度等级的自动灰度等级补正方法的程序的记录媒体，其特征在于，所述自动灰度等级补正方法包括：制作所述数字图像的辉度直方图的辉度直方图制作步骤；求出辉度直方图的低辉度部的重心的重心计算步骤；进行灰度等级补正处理，在扩大辉度分布的同时，使辉度直方图的低辉度部的重心与辉度补正目标值一致的灰度等级补正处理步骤，该自动灰度等级补正程度记录媒体具有如下作用：对于逆光图像，可照亮补正，使逆光状态的低辉度区域变为目标辉度值，另外，即使对顺光图像也同样可进行补正，将低辉度区域的辉度值变为目标辉度值，无论对于任何图像，都可得到整体对比度提高的图像。

下面，本发明技术方案52所述的自动灰度等级补正程序记录媒体是一种记录由计算机执行补正数字图像的灰度等级的自动灰度等级补正方法的程序的记录媒体，其特征在于，所述自动灰度等级补正方法包括：根据作为目标的辉度分布来计算辉度补正目标值的目标值计算步骤；制作所述数字图像的辉度直方图的辉度直方图制作步骤；求出辉度直方图的低辉度部的重心的重心计算步骤；进行灰度等级补正处理，在扩大辉度分布的同时，使辉度直方图的低辉度部的重心与所述目标值计算步骤中计算的辉度补正目标值一致的灰度等级补正处理步骤，该自动灰度等级补正程序记录媒体具有如下作用：对于亮度特性不同的图像，利用根据相同形状的目标辉度分布计算的目标值来进行补正，可得到整体对比度提高的图像。

下面，本发明技术方案53所述的自动灰度等级补正程序记录媒体是一种记录由计算机执行补正数字图像的灰度等级的自动灰度等级补正方法的程序的记录媒体，其特征在于，所述自动灰度等级补正方法包括：制作所述数字图像的辉度直方图的辉度直方图制作步骤；计算设定辉度直方图的低辉度部范围用的交界值的交界值计算步骤；根据所述交界值计算步骤计算的交界值来求出辉度直方图的低辉度部的重心的重心计算步骤；进行灰度等级补正处理，在扩大辉度分布的同时，使辉度直方图的低辉度部的重心与辉度补正目标值一致的灰度等级补正处理步骤，该自动灰度等级补正程序记录媒体具有如下作用：通过使低辉度区域与高辉度区域的交界值可变，可正确计算逆光图像中包含逆光区域的低辉度部，可较正确地将逆光区域补正为目标辉度值。

下面，本发明技术方案54所述的自动灰度等级补正程序记录媒体是一种记录由计算机执行补正数字图像的灰度等级的自动灰度等级补正方法的程序的记录媒体，其特征在于，所述自动灰度等级补正方法包括：制作所述数字图像的辉度直方图的辉度直方图制作步骤；检测辉度直方图的山型分布范围的山型分布检测步骤；根据所述山型分布检测步骤检测出的山型分布范围来计算设定辉度直方图的低辉度部用的交界值的交界值计算步骤；根据所述交界值计算步骤计算的交界值来求出辉度直方图的低辉度部的重心的重心计算步骤；进行灰度等级补正处理，在扩大辉度分布的同时，使辉度直方图的低辉度部的重心与辉度补正目标值一致的灰度等级补正处理步骤，该自动灰度等级补正程序记录媒体具有如下作用：在输入图像逆光的情况下可补正为作为目标的亮度。同时，可得到整体对比度提高的图像，在顺光的情况下，不改变原图像的亮度就可得到对比度提高的图像。

下面，本发明技术方案55所述的自动灰度等级补正程序记录媒体是一种记录由计算机执行补正数字图像的灰度等级的自动灰度等级补正方法的程序的记录媒体，其特征在于，所述自动灰度等级补正方法包括：制作所述数字图像的辉度直方图的辉度直方图制作步骤；求出辉度直方图的低辉度部的重心的重心计算步骤；在辉度补正目标值比所述重心计算步骤计算的所述辉度直方图的低辉度部的重心位置小的情况下，补正辉度补正目标值，使之与所述重心计算步骤计算的辉度直方图的低辉度部的重心位置一致的目标值补正步骤；进行灰度等级补正处理，在扩大辉度分布的同时，使辉度直方图的低辉度部的重心与没有所述补正的情况和存在所述补正的情况下分别与所述补正前和补正后的辉度补正目标值一致的灰度等级补正处理步骤，该自动灰度等级补正程序记录媒体具有如下作用：通过补正目标值，可防止补正得比输入图像暗。

下面，本发明技术方案56所述的自动灰度等级补正程序记录媒体，在技术方案51-55之一所述的自动灰度等级补正程序记录媒体中，其特征在于：制作补正表，使所述灰度等级补正处理步骤同时进行所述辉度直方图的辉度分布的扩大处理和使扩大所述辉度分布的辉度直方图的低辉度部的重心与所述辉度补正目标值一致的处理两者的补正成为其内容，该自动灰度等级补正程序记录媒体具有如下作用：通过一次制作变换表就可使辉度直方图的低辉度部的重心与目标值一致。

下面，本发明技术方案57所述的自动灰度等级补正程序记录媒体，在技术方案51-55之一所述的自动灰度等级补正程序记录媒体中，其特征在于：在所述辉度直方图制作步骤和所述重心计算步骤之间还包括扩大所述辉度直方图的辉度分布的辉度分布扩大步骤，所述重心计算步骤对所述扩大了辉度分布的辉度直方图的低辉度部计算所述重心，该自动灰度等级补正程序记录媒体具有如下作用：在事先扩大辉度直方图的辉度分布后，可通过使低辉度部的重心与目标值一致的处理来进行自动灰度等级补正。

下面，本发明技术方案58所述的自动灰度等级补正程序记录媒体，在技术方案51、52、53、54、55之一所述的自动灰度等级补正程序记录媒体中，其特征在于：在制作所述辉度直方图时，对辉度分布数的累加量设定限制，该自动灰度等级补正程序记录媒体具有如下作用：即使辉度直方图的灰度等级分布集中在某一部分的情况下，也可正确计算补正量。

下面，本发明技术方案59所述的自动灰度等级补正程序记录媒体，在技术方案51、52、53、54、55之一所述的自动灰度等级补正程序记录媒体中，其特征在于：还具有从色差信号和辉度信号中提取肤色区域的肤色区域提取步骤，在制作所述辉度直方图时，制作根据肤色区域的面积来在图像整体的辉度分布中加重图像的肤色部分辉度分布的辉度直方图，该自动灰度等级补正程序记录媒体具有如下作用：通过根据肤色区域的面积在辉度直方图中加重人的肤色辉度，在人物存在的情况下，可根据其面积来进行肤色亮度最佳的灰度等级补正。

下面，本发明技术方案60所述的自动灰度等级补正程序记录媒体，在技术方案59所述的自动灰度等级补正程序记录媒体中，其特征在于：在根据肤色区域的面积来在图像整体的辉度分布中加重图像的肤色部分辉度分布时，在肤色部分的高辉度部分的分布中进行加权加重，该自动灰度等级补正程序记录媒体具有如下作用：通过在高辉度部分的分布中进行加权，可抑制肤色飞白。

下面，本发明技术方案61所述的自动灰度等级补正程序记录媒体，在技术方案51、52、53、54、55之一所述的自动灰度等级补正程序记录媒体中，其特征在于：根据所述辉度直方图制作步骤计算的辉度直方图来计算高辉度部的重心位置，根据高辉度部的重心位置来计算高辉度部的灰度等级补正量，该自动灰度等级补正程序记录媒体具有如下作用：通过高辉度部的重心位置来限制灰度等级补正量可抑制高辉度部的飞白。

下面，本发明技术方案62所述的自动灰度等级补正程序记录媒体，在技术方案51、52、53、54、55之一所述的自动灰度等级补正程序记录媒体中，其特征在于：在所述灰度等级补正处理中，在辉度分布离散的情况下，不进行灰度等级补正，该自动灰度等级补正程序记录媒体具有如下作用：在本来不必灰度等级补正的图像中可不进行灰度等级补正。

下面，本发明技术方案63所述的自动灰度等级补正程序记录媒体，在技术方案51、52、53、54、55之一所述的自动灰度等级补正程序记录媒体中，其特征在于：根据补正表来补正图像的色差信号，该自动灰度等级补正程序记录媒体具有如下作用：通过辉度补正来缓和彩度下降所发现的现象。

附图的简要描述

图1是本发明实施例1的自动灰度等级补正装置的框图；

图2是表示顺光图像和逆光图像中的辉度直方图的图；

图3是本发明实施例1的补正处理的说明图；

图4是表示本发明实施例1的灰度等级补正处理及其原理的流程图；

图5是表示用直线设定补正表时的图表的图；

图6是根据辉度直方图的分布频度来设定补正表时的说明图；

图7是根据高辉度部的重心位置来计算高辉度部的补正量时的说明图；

图8是制作使高辉度部的重心与目标值一致的补正表时的图表；

图9是表示离散直方图的图；

图10是技术方案21所述的自动灰度等级补正装置的框图；

图11是表示肤色区域的图；

图12是肤色区域直方图加重的说明图；

图13是表示高辉度部加权值的框图；

图14是技术方案25所述的自动灰度等级补正装置的框图；

图15是表示辉度变换表的图表的图；

图16是表示本发明技术方案16所述的自动灰度等级补正装置的补正动作的图；

图17是本发明实施例2的自动灰度等级补正装置的框图；

图18是表示逆光图像中的辉度直方图和目标辉度分布的图；

图19是表示图18中的逆光图像中的补正后的辉度直方图的图；

图20是表示本发明实施例2的灰度等级补正处理及其原理的流程图；

图21是表示顺光图像和逆光图像中目标辉度分布和重心位置的图；

图22是表示用曲线表示的目标辉度分布的图；

图23是表示目标辉度分布的合成的图；

图24是本发明实施例3的自动灰度等级补正装置的框图；

图25是表示逆光图像中的重心位置的图；

图26是表示频度集中在某个灰度等级的直方图的交界值的图；

图27是表示本发明实施例3的灰度等级补正处理及其原理的流程图；

图28是技术方案9所述的自动灰度等级补正装置的框图；

图29是本发明实施例4的自动灰度等级补正装置的框图；

图30是表示本发明实施例4的逆光图像和顺光图像的交界值的图；

图31是本发明实施例4的逆光图像的补正处理的说明图；

图32是本发明实施例4的顺光图像的补正处理的说明图；

图33是表示本发明实施例4的灰度等级补正处理及其原理的流程图；

图34是表示辉度直方图的峰值有三个的情况下的交界值的图；

图35是表示技术方案11所述的自动灰度等级补正装置的辉度直方图中有三个峰值的情况下的交界值的图；

图36是技术方案12所述的自动灰度等级补正装置的处理的说明图；

图37是本发明实施例5的自动灰度等级补正装置的框图；

图38是表示实施例4、实施例5在进行补正的情况下的重心位置、目标值、辉度直方图的图；

图39是表示本发明实施例5的灰度等级补正处理及其原理的流程图；

图40是现有的补正处理的说明图；

图41是表示现有的补正处理的流程图。

具体实施方式

(实施例1)

下面参照附图来说明对应于技术方案1、技术方案2、技术方案3、技术方案26、技术方案27、技术方案28、技术方案51所述发明(以及技术方案16、技术方案17、技术方案18、技术方案19、技术方案20、技术方案21、技术方案22、技术方案23、技术方案24、技术方案25、技术方案41、技术方案42、技术方案43、技术方案44、技术方案45、技术方案46、技术方案47、技术方案48、技术方案49、技术方案50、技术方案56、技术方案57、技术方案58、技术方案59、技术方案60、技术方案61、技术方案62、技术方案63所述发明)的实施例1。

实施例1中将辉度直方图的辉度分布整体扩大到整个灰度等级，进行补正，使整体提高输入图像的对比度和同时使低辉度部的重心位置移动到目标值。

图1是表示实施例1的自动灰度等级补正装置结构的框图。在图1中，101是光电转换拍摄图像的拍摄元件，102是输入来自拍摄元件101的模拟图像信号的A/D转换器，103是输入来自A/D转换器102的数字图像信号的辉度信号计算电路，104是输入来自辉度信号计算电路103的辉度信号的辉度分布制作电路(辉度直方图制作部)，105是输入来自辉度分布制作电路104的辉度分布的重心计算电路(重心计算部)，106是输入来自辉度分布制作电路104的辉度分布的分布范围计算电路，107是存储进行灰度等级补正的构成目标的目标值的目标值存储电路，108是根据来自重心计算电路105的重心、来自分布范围计算电路106的分布范围最大值、最小值和来自目标值存储电路107的目标值来制作灰度等级补正用补正表的补正表制作电路，109是根据补正表制作电路108制作的补正表来对A/D转换器102输出的数字图像信号进行灰度等级补正的图像信号补正电路。补正表制作电路108和图像信号补正电路109两者构成灰度等级补正处理部。另外，在灰度等级补正处理部不包含辉度直方图的分布扩大功能的情况下，补正表制作电路108和图像信号补正电路109两者构成辉度分布扩大部和灰度等级补正处理部。

下面说明动作。A/D转换器102将拍摄元件101输出的模拟图像信号转换成多灰度等级的数字图像信号。无论用何比特进行数字化，这里说明，图像信号为8比特，辉度值从“0”至“255”。

接着，辉度信号计算电路103根据数字图像信号计算辉度信号。根据RGB值，通过下述式(3)计算辉度信号计算电路103的辉度信号Y。

Y＝0.299×R+0.587×G+0.114×B         ……(3)

辉度分布制作电路104根据辉度信号计算电路103计算的辉度值，制作表示具有相同值的象素总和的辉度直方图。

图2辉度分布制作电路104制作的辉度直方图的一个实例。图2(a)是顺光图像的辉直方图，图2(b)是逆光图像的辉直方图。从图2(b)可知，逆光图像的辉度直方图具有在低辉度侧和高辉度侧达到峰值的特征。

重心计算电路105将用输入辉度水平轴的中央辉度水平将辉度直方图二等分的各区域中的低辉度侧的区域设为低辉度部，将高辉度侧的区域设为高辉度部，计算低辉度部的重心位置。当将灰度等级表示为i，各灰度等级的频度表示为Y(i)时，用下述式(4)来计算重心位置G。 $G=\underset{i=0}{\overset{127}{\mathrm{\Σ}}}\left(Y\right[i]*i)/\underset{i=0}{\overset{127}{\mathrm{\Σ}}}Y\left[i\right]\·\·\·\·\·\·\left(4\right)$

分布范围计算电路106计算辉度分布制作电路104制作的辉度直方图的输入辉度水平轴上的最大值、最小值。该最大值、最小值在补正处理中成为为了提高对比度而扩大辉度分布后的最大辉度水平、最小辉度水平。

为了在计算最大值、最小值时不受噪声的影响，最好除了最大值、最小值的分布两端外，还求出稍靠端内侧的辉度水平。在该情况下，最大值可从直方图的高辉度部侧累加每个灰度等级的象素数、根据累加后的值超过例如象素数的0.5％时的灰度等级来计算。最小值也同样，可从低辉度部侧累加每个灰度等级的象素数、根据累加后的值超过例如象素数的0.5％时的灰度等级来计算。

下面，使用重心计算电路105计算的重心位置、分布范围计算电路106计算的最大值和最小值、和事先存储在目标值存储电路107中的目标值来制作辉度变换表。该辉度变换表用于进行灰度等级补正，在扩大辉度分布的同时，使扩大后的辉度直方图的低辉度部的重心与目标值一致。

图3表示灰度等级补正处理。图3(a)是逆光图像的辉度直方图，图3(b)是补正以使图3(a)的辉度分布扩大的辉度直方图，图3(c)是扩大后进行补正以使辉度直方图的低辉度部的重心与目标值一致的辉度直方图。

图4(a)是表示该灰度等级补正处理的原理的流程图。

首先，根据图3(a)的输入图像来制作辉度直方图(参照图4的步骤S101)，如图3(b)所示扩大到整体灰度等级地扩大该辉度直方图的辉度分布整体(参照图4的步骤S102)。由此可作为整体地提高输入图像的对比度。

接着，如图3(b)所示，对于提高了对比度的图像，通过根据图3(a)的低辉度部的重心位置来扩大分布，求出移动后的低辉度部的重心位置(参照图4的步骤S103)。通过扩大分布，进行如图3(c)所示将移动后的低辉度部的重心位置移动到目标值的补正(参照图4的步骤S104)。由此，可将低辉度部的辉度值补正为作为目标的辉度值，使图像整体的亮度最佳。

这两个处理的结果是，照明补正使逆光状态的低辉度区域变为目标辉度值，同时获得整体对比度提高的图像。

扩大辉度分布的处理也可变换各辉度水平，使分布范围计算电路106计算的最小值和最大值分别变为最小辉度水平的“0”和最大辉度水平的“255”。当输入辉度水平表示为Yin、辉度分布的最小值和最大值分别表示为Ymin、Ymax时，由下式(5)来计算输入辉度水平Yout。

Yout＝(Yin-Ymin)×255/(Ymax-Ymin)    ……(5)

可通过γ补正来进行辉度直方图的低辉度部的重心变换为目标值的处理。所谓γ补正是指参照直方图，根据γ补正函数来补正灰度等级，当将最初的灰度等级表示为Y1时，用下述式(6)计算补正后的灰度等级Y2。 $Y2=255\×(Y1/255{)}^{\frac{1}{\mathrm{\γ}}}\·\·\·\·\·\left(6\right)$

另外，由式(6)计算将辉度直方图的低辉度部的重心变换为目标值的□值，通过具有该□值的□补正函数，对整体灰度等级实施变换，辉度直方图的低辉度部的重心可变换得与目标值一致。

这里，因为补正使由式(5)补正后的辉度分布的低辉度部的重心与目标值一致，所以当将重心计算电路105计算的重心位置表示为G、将目标值存储电路107中存储的目标值表示为g时，计算满足下式(7)的□值。 $g=255\×{((G-Y\min )/Y\max -Y\min )}^{\frac{1}{\mathrm{\γ}}}\·\·\·\·\·\·\left(7\right)$

为了提高运算速度，式(5)、式(6)的补正处理事先制作与灰度等级数数量相同的256个变换表，实际的图像数据参照本表来进行变换。

在分别进行式(5)和式(6)的计算时，因为灰度等级为“0”-“255”的整数值，所以对于小数点以下产生误差。因此，通过同时进行式(5)和式(6)的计算，以消除小数点以下的误差。

补正表制作电路108制作同时进行扩大上述辉度分布的处理和变换辉度直方图的低辉度部的重心以与目标值一致的处理的辉度变换表。

由此，如图4(a)所示，在制作辉度直方图后，不立即需要在扩大辉度分布的情况下必需的辉度分布扩大部(辉度分布扩大专用的变换表)，如上所述，可消除小数点以下的运算误差。

当将式(7)计算的γ值示为K，输入辉度水平表示为i(i＝0，1，…，255)时，可通过下述式(8)计算扩大输入图像的辉度分布、并进行将扩大后的辉度直方图的低辉度部的重心变换成与目标值一致的变换表T[i]。 $T\left[i\right]=255\×{((i-Y\min )/(Y\max -Y\min ))}^{\frac{1}{K}}\·\·\·\·\·\·\left(8\right)$

图15将辉度变换表的变换特性一实例图表化，辉度变换表具有将(Ymin，Ymax)写成(0，255)来使辉度直方图的低辉度部的重心灰度等级与目标值的灰度等级一致的特性。

下面，图像信号补正电路109使用补正表制作电路108制作的辉度变换表来进行图像辉度信号的补正。之后，根据该图像辉度信号来制作R、G、B信号。可直接根据辉度变换表来变换R、G、B的信号，进行辉度补正。

图4(b)中表示这种由图1的自动灰度等级补正装置的图像信号补正电路109实际进行的灰度等级补正处理的流程。首先，在步骤S111中，制作数字图像的辉度直方图，在步骤S112中，在扩大辉度分布之前求出该辉度直方图的低辉度部的重心。接着，在步骤S113中，制作补正辉度直方图的辉度分布、以在扩大辉度直方图的辉度分布的同时、使扩大辉度分布后的辉度直方图的低辉度部的重心与目标值一致的补正表，同时使用该补正表来同时进行辉度直方图的扩大和使低辉度部的重心与目标值一致的辉度分布补正。

由此，计算辉度直方图的低辉度部的重心位置、分布的最大值、最小值，通过进行在扩大辉度分布的同时、使辉度直方图的低辉度部的重心与事先存储的目标值一致的灰度等级补正，对逆光图像进行照明补正，使逆光状态的低辉度区域变为目标辉度值，可得到提高整体对比度的图像。另外，对顺光图像也一样进行补正，使低辉度区域的辉度值变为目标值，可得到提高整体对比度的图像。

当在目标值存储电路107中存储目标值时，虽然必须对每个输入图像设定最佳目标值，但会错误地设定非最佳值。对此，对补正表制作电路108在制作辉度变换表时使用的γ补正函数的γ值设定限制，例如将γ值限制在式(9)的范围内(对应于技术方案2)，

      0.6≤γ≤1.0                       ……(9)

由此，通过对γ值设定限制来限制补正的强度，即使目标值对于输入图像而言不是最佳值，但可防止过多地损坏原图像的特性。

补正表制作电路108也可不设定上述γ曲线而设定直线。图5中表示用直线设定的分布范围计算电路106计算的、辉度分布的最小值和最大值分别变为最小辉度水平的“0”和最大辉度水平的“255”、使辉度直方图的低辉度部的重心灰度等级与目标值的灰度等级一致的补正表。因此，通过形成直线可大幅度减少运算量。

另外，也可根据辉度直方图的分布频度来设定分布范围计算电路106计算的最小值和最大值、低辉度部的重心灰度等级三点间的灰度等级。参照辉度直方图的频度数，在频度数大的区域中具有多个灰度等级。图6(a)、图6(b)中表示实例。在图6(a)的辉度直方图的情况下，补正表如图6(b)所示。

因此，根据辉度直方图的频度，通过制作补正表，可在画面内灰度等级多的区域内分配较多的灰度等级。

另外，辉度分布制作电路104也可对辉度分布数的累加量设定限制(对应于技术方案20)。若在某个阈值以上，则在此以上不累加。可根据采样点的总数来计算阈值。

例如可设定为式(10)。

阈值＝总计数/80                (10)

由此，通过事先对辉度直方图设定限制，即使例如在逆光图像等中背景产生飞白且辉度水平集中于255的情况等、灰度等级分布集中在某个灰度等级的存在极端偏差的情况下，也可正确计算补正量。

另外，也可根据辉度直方图来计算高辉度部的重心位置，根据高辉度部的重心位置来计算高辉度部的补正量(对应于技术方案23)。图7中表示一实例。将Ymin和Ymax分别设为上述辉度分布的最小值和最大值。首先，设定二分连接Ymin和低辉度部的重心位置的直线与连接低辉度部的重心位置和Ymax的直线的内角的直线。之后，设补正点的输入值为低辉度部的重心位置与Ymax的中点(Y1)，设内角二分线上的Y1的输出为补正点的输出值(Y2)(参照图7(a))。由此，可减少弯曲点间的倾斜差。另外，在输入图像为亮的图像的情况下，高辉度部会飞白。因此，如图7(b)所示，将输入值设为高辉度部的重心位置越接近于最高灰度等级水平、Y1越向低辉度方向移动(Y1’)，将该内角二分线上的输入值Y1’设为补正点的输出值Y2’(参照图7(b))。由此，可消除高辉度部的飞白。

不用说，与低辉度部的补正相同，也可事先设定高辉度部的目标值，设定补正点并对应于该点来制作补正表，使高辉度部的重心位置与高辉度部的目标值一致。如图8所示。

该实例虽然是用直线来设定补正表的方法，但也可同样计算补正点，根据曲线或辉度直方图的频度来设定补正点。

另外，也可在从色差信号和辉度信号中提取肤色区域、制作辉度直方图时，根据肤色区域在图像整体的辉度分布中加重图像的肤色区域的辉度分布并制作辉度直方图(对应于技术方案21)。

此时的自动灰度等级补正装置的结构为图10所示的框图。

在图10中，3101是光电转换拍摄图像的拍摄元件，3102是输入来自拍摄元件3101的模拟图像信号的A/D转换器，3103是输入来自A/D转换器3102的数字图像信号的辉度信号计算电路，3104是输入来自辉度信号计算电路3103的辉度信号和来自肤色辉度分布制作电路3112的肤色辉度分布的辉度分布制作电路，3105是输入来自辉度分布制作电路3104的辉度分布的重心计算电路，3106是输入来自辉度分布制作电路3104的辉度分布的分布范围计算电路，3107是存储进行灰度等级补正的构成目标的目标值的目标值存储电路，3108是根据来自重心计算电路3105的重心、来自分布范围计算电路3106的分布范围最大值、最小值和来自目标值存储电路3107的目标值来制作灰度等级补正用补正表的补正表制作电路，3109是根据补正表制作电路3108制作的补正表来对A/D转换器3102输出的数字图像信号进行灰度等级补正的图像信号补正电路，3110是输入来自A/D转换器3102的数字图像信号的色差信号计算电路，3111是输入来自辉度信号计算电路3103的辉度信号和来自色差信号计算电路3110的色差信号的肤色区域提取电路(肤色区域提取部)，3112是输入来自肤色区域提取电路3111的肤色区域的辉度信号的肤色辉度分布制作电路。

下面说明动作。虽然基本动作与上述图1的装置相同，但与图1装置的不同点在于：追加了色差信号计算电路3110、肤色区域提取电路3111和肤色辉度分布制作电路3112，在从色差信号和辉度信号中提取肤色区域并制作辉度直方图时，制作根据肤色区域在图像整体的辉度分布中加重图像的肤色区域的辉度分布的辉度直方图。

色差信号计算电路3110根据下述式(11)、式(12)来计算色差信号Cr、Cb。

Cr＝0.500×R-0.419×G-0.081×B     ……(11)

Cb＝-0.169×R-0.331×G-0.500×B    ……(12)

肤色区域提取电路3111提输入图像内的肤色区域。向肤色区域提取电路3111事先输入对应于肤色区域的色差信号和辉度信号的范围，在输入信号的色差信号和辉度信号在肤色区域内的情况下，判断该象素为肤色。

这里，用图11来说明肤色区域。

图11(a)表示色差信号Cr、Cb轴上的肤色分布，用斜线所示的区域是肤色区域。可知肤色分布在色差信号的某个特定区域内。图11(b)表示Cr轴和辉度轴上的肤色分布，在与图11(a)相同的特定区域中分布肤色。事先存储图11所示的区域，判断输入信号是否肤色。即，在色差信号和辉度信号位于肤色区域内的情况下，判断该象素为肤色。因为处理简单，所以仅通过色差信号就可判断肤色。

在通过肤色区域提取电路3111判断输入象素为肤色的情况下，肤色辉度分布制作电路3112制作肤色区域的辉度分布。图12(a)中表示制作的肤色区域的辉度分布的实例。在画面整体的辉度分布如图12(b)的情况下，通过向图12(b)整体的辉度分布的每个灰度等级的分布数中加入作为肤色区域的辉度分布的图12(a)的辉度分布的每个灰度等级的分布数，在肤色区域的辉度数据上进行加权。在相加时，在肤色区域的辉度分布数上进行加权后相加。这是因为肤色区域占整体画面的比例小，由于原样相加，在灰度等级补正处理中不能反映肤色区域的辉度分布。通过进行加权，可进行肤色区域最佳的灰度等级补正。可通过向肤色区域的辉度分布数乘以系数来实现加权，例如，加上肤色区域辉度分布数的5倍。图12(c)是如此相加后的辉度分布。

在肤色区域的辉度分布中，也可对高辉度部的分布数进行加权(对应于技术方案22)。例如，通过向肤色区域的辉度分布乘以图13所示的系数来对高辉度部进行加权。由此可防止视觉上明显的肤色飞白。

另外，在辉度分布制作电路104制作的辉度分布离散的情况下，也可不进行灰度等级补正(对应于技术方案24)。图9中表示该情况下的辉度分布实例。所谓辉度分布离散可判断为是自然图像和人工图像。在是人工图像的情况下，总的来说不进行灰度等级补正。

另外，虽然上述中对R、G、B进行了灰度等级补正，但也可将数字图像信号分离成辉度信号和色差信号，对辉度信号进行灰度等级补正。此时，产生由于辉度补正彩度下降所发现的现象，因此，如技术方案25所示，可根据补正表来补正图像的色差信号。由此，在根据进行了灰度等级补正的辉度信号和色差信号来制作R、G、B信号的情况下，可缓和由于辉度补正降低彩度所发现的现象。

此时的自动灰度等级补正装置的结构为图14所示的框图。在图14中，3001是光电转换拍摄图像的拍摄元件，3002是输入来自拍摄元件3001的模拟图像信号的A/D转换器，3003是输入来自A/D转换器3002的数字图像信号的辉度信号计算电路，3004是输入来自辉度信号计算电路3003的辉度信号的辉度分布制作电路，3005是输入来自辉度分布制作电路3004的辉度分布的重心计算电路，3006是输入来自辉度分布制作电路3004的辉度分布的分布范围计算电路，3007是存储进行灰度等级补正的构成目标的目标值的目标值存储电路，3008是根据来自重心计算电路3005的重心、来自分布范围计算电路3006的分布范围最大值、最小值和来自目标值存储电路3007的目标值来制作灰度等级补正用补正表的补正表制作电路，3009是根据补正表制作电路3008制作的补正表来对辉度信号计算电路3003输出的辉度信号进行灰度等级补正的辉度信号补正电路，3010是输入来自A/D转换器3002的数字图像信号的色差信号计算电路，3011是根据补正表制作电路3008制作的补正表来计算色差增益值，并对色差信号计算电路3010输出的色差信号进行补正的色差信号补正电路。

下面说明动作。虽然基本动作与上述图1的装置相同，但与图1装置的不同点在于：追加了辉度信号补正电路3009、色差信号计算电路3110和色差信号补正电路3011，对辉度信号进行灰度等级补正，通过根据补正表来计算色差增益值并对色差信号乘以该增益值来进行补正。

色差信号计算电路3010根据上述式(11)、式(12)来计算色差信号Cr、Cb。

辉度信号补正电路3009与上述图像信号补正电路109一样，根据补正表制作电路3008制作的补正表来对辉度信号进行灰度等级补正。

色差信号补正电路3011在将色差信号表示为Cr、Cb，输入辉度水平表示为i，对应于输入辉度水平的补正表的输出值表示为Table[i]、色差信号的增益值表示为Cg时，用下述式(13)、式(14)、式(15)、式(16)计算增益值，进行色差补正。

Cg＝（Table[i]-i)/30×0.2+1.0  (Table[i]≥i)  ……(13)

Cg＝1.0                        (Table[i]＜i)  ……(14)

Cr＝Cr×Cg                                    ……(15)

Cb＝Cb×Cg                                    ……(16)

这为一实例，使用的式子不限于此。例如，当色差信号乘以增益值时，在Cr达到色差信号的最高水平时，因为Cr限幅到最高水平，Cb原样乘以增益，所以色相变化。此时，调节Cg，使Cr不超过色差信号的最高水平，通过将调节后的Cg乘以Cb，可缓和色相变化。

另外，目标值存储电路107根据辉度直方图的低辉度部的重心所处位置事先设定目标值并存储，可不对每个输入图像设定目标值(对应于技术方案3)。

另外，通过在每个如此取得重心的范围内设定目标值，限制补正的强度，即使不是对输入图像最佳的目标值，也可防止过多损坏原图像的特性。

另外，在技术方案1、技术方案2、和技术方案3的自动灰度等级补正装置的补正表制作电路108中，仅在低辉度侧进行辉度分布的扩大，在进行使辉度直方图的低辉度部的重心与目标值一致的补正的处理中，通过制作进行高辉度侧的辉度分布的扩大的变换表，可防止灰度等级补正引起的高辉度部的灰度等级混乱(对应于技术方案16)。

用图16来说明该灰度等级混乱的防止效果。图16(a)表示将辉度分布扩大到整个灰度等级，并进行补正使辉度直方图的低辉度部的重心与目标值一致的情况，图16(b)表示仅在低辉度侧扩大辉度分布，进行补正使辉度直方图的低辉度部的重心与目标值一致的情况。

在图16(a)中，辉度分布扩大到整个灰度等级，并通过使辉度直方图的低辉度部的重心与目标值一致的补正，辉度分布变为二次压缩到高辉度侧的形状，产生高辉度部的混乱。

在图16(b)中，因为仅在辉度直方图的低辉度部的重心与目标值一致的补正时将辉度分布压缩到高辉度侧，所以与图16(a)相比，可抑制高辉度部的混乱。

此时，因为不需要辉度分布的最大值，所以分布范围计算电路106也仅计算最小值。由此，可减少计算量。

因此，根据实施例1，提供一种自动灰度等级补正装置，因为制作数字图像的辉度直方图，计算低辉度部的重心，制作补正辉度直方图、在扩大辉度直方图的辉度分布的同时、使分布扩大后的辉度直方图的低辉度部的重心与辉度补正目标值一致的灰度等级补正表，并进行补正，所以通过仅制作一个变换表，就可进行补正，在扩大根据数字图像信号制作的辉度直方图的辉度分布的同时、使低辉度部的重心与辉度补正目标值一致，对于逆光图像，可照亮补正，使逆光状态的低辉度区域变为目标辉度值，可得到整体对比度提高的图像。另外，即使对顺光图像也同样可进行补正，使低辉度区域的辉度值与目标值一致，可得到整体对比度提高的图像。

在上述说明中，主要说明了通过使用补正表来同时进行辉度分布扩大和补正低辉度部的重心使之与目标值一致的灰度等级补正处理的自动灰度等级补正装置，但也可实现进行相当于该自动灰度等级补正装置的处理的自动灰度等级补正方法。另外，也可实现相当于表示其补正原理的图4(a)的流程的自动灰度等级补正方法和对应于该自动灰度等级补正方法的自动灰度等级补正装置、在各种记录媒体中记录由计算机执行该自动灰度等级补正方法的自动灰度等级补正程序的自动灰度等级补正程序记录媒体，除了不同时进行辉度分布的扩大和灰度等级补正处理之外，可实现与上述自动灰度等级补正装置相同的效果。

(实施例2)

下面参照附图来说明对应于本发明技术方案4、技术方案5、技术方案6、技术方案29、技术方案30、技术方案31、技术方案52所述发明(以及技术方案16、技术方案17、技术方案18、技术方案19、技术方案20、技术方案21、技术方案22、技术方案23、技术方案24、技术方案25、技术方案41、技术方案42、技术方案43、技术方案44、技术方案45、技术方案46、技术方案47、技术方案48、技术方案49、技术方案50、技术方案56、技术方案57、技术方案58、技术方案59、技术方案60、技术方案61、技术方案62、技术方案63所述发明)的实施例。

实施例2不设定作为目标的目标值，通过设定目标辉度分布来进行灰度等级补正。

图17是表示实施例2的自动灰度等级补正装置结构的框图。在图17中，601是光电转换拍摄图像的拍摄元件，602是输入来自拍摄元件601的模拟图像信号的A/D转换器，603是输入来自A/D转换器602的数字图像信号的辉度信号计算电路，604是输入来自辉度信号计算电路603的辉度信号的辉度分布制作电路(辉度直方图制作部)，605是存储进行灰度等级补正的构成目标的目标辉度分布的目标辉度分布存储电路，606是输入来自辉度分布制作电路604的辉度分布的重心计算电路(重心计算部)，607是输入来自辉度分布制作电路604的辉度分布的分布范围计算电路，608输入来自目标辉度分布存储电路605的目标辉度分布的目标值计算电路(目标值计算部)，609是根据来自重心计算电路606的重心、来自分布范围计算电路607的分布范围最大值、最小值和来自目标值计算电路608的目标值来制作灰度等级补正用补正表的补正表制作电路，610是根据补正表制作电路609制作的补正表来对A/D转换器602输出的数字图像信号进行灰度等级补正的图像信号补正电路。补正表制作电路609和图像信号补正电路610两者构成灰度等级补正处理部。另外，在灰度等级补正处理部不包含辉度直方图的分布扩大功能的情况下，补正表制作电路609和图像信号补正电路610两者构成辉度分布扩大部和灰度等级补正处理部。

下面说明动作。虽然基本动作与上述实施例1相同，但与实施例1的不同点在于：不事先在存储电路中设定目标值，而是设定作为目标的辉度分布，使用该目标辉度分布来计算目标值。

目标辉度分布存储电路605事先通过灰度等级补正来设定作为目标的辉度直方图，存储该分布。

图18是目标辉度分布存储电路605中存储的辉度直方图的一个实例。图18(a)是逆光状态的输入图像的辉度直方图，图18(b)是作为目标的图像辉度直方图。根据图18(b)的直方图，逆光状态的低辉度部向高辉度方向移动，消除逆光。

下面，目标值计算电路608根据目标辉度分布计算目标值。即，对于事先存储在目标辉度分布存储电路605中的目标辉度分布而言，重心计算电路606计算重心位置时，同样求出低辉度部的重心位置，将该重心位置设为目标值(参照图20的步骤203)。目标值计算电路608的低辉度部必须设定在与重心计算电路606的低辉度部相同的范围内。这里，将低辉度部设为从“0”灰度等级到中央灰度等级(“127”)的范围。

使用该计算的目标值，与实施例1一样进行灰度等级补正。即，使用重心计算电路606计算的重心位置、分布范围计算电路607计算的最大值和最小值以及目标值计算电路608事先计算的目标值，制作辉度变换表。该辉度变换表用于进行灰度等级补正，以便在扩大辉度分布的同时，使扩大后的辉度直方图的低辉度部的重心与目标值一致。

图20(a)是表示该灰度等级补正处理原理的流程图。首先，根据输入图像制作辉度直方图(参照图20的步骤S200)，将制作的辉度直方图的辉度分布扩大到整体灰度等级(参照图20的步骤S201)。由此可作为整体提高输入图像的对比度。

下面对于提高对比度的图像求出其低辉度部的重心位置(参照图20的步骤S202)。之后，根据目标辉度分布计算辉度补正目标值(参照图20的步骤S203)，通过扩大分布来进行将移动后的低辉度部的重心位置移动到目标值的补正(参照图20的步骤S204)。由此，可将低辉度部的辉度值补正为作为目标的辉度值。

这两个处理结果可得到照明补正以使逆光状态的低辉度区域变为目标辉度值、同时提高整体对比度的图像。

图20(b)表示这种由图17的自动灰度等级补正装置实际执行的灰度等级补正处理的流程图，首先，在步骤S210中，制作数字图像的辉度直方图，在步骤S211中，在扩大辉度分布之前求出该辉度直方图的低辉度部的重心。之后，在步骤S212中，计算辉度补正目标值，在步骤S213中，制作补正辉度直方图的辉度分布、以在扩大辉度直方图的辉度分布的同时、使辉度直方图的低辉度部的重心与目标值一致的补正表，使用该补正表，同时进行辉度直方图的扩大和使低辉度部的重心与目标值一致的辉度分布的补正。

由此，如图20(a)所示，在制作辉度直方图后，不需要马上扩大辉度分布情况下所需的辉度分布扩大部(辉度分布扩大专用的变换表)，如上所述，可消除小数点以下的运算误差。

图19是在图18(a)的输入图像中根据图18(b)的辉度直方图计算目标值并进行灰度等级补正的图像的辉度直方图。由图18可知，将低辉度部的分布峰值移动到高辉度侧，照明补正低辉度部。另外，可知扩大分布，提高了对比度。

因此，通过进行扩大辉度分布的同时使根据输入图像制作的辉度直方图的低辉度部的重心位置移动到作为目标的根据辉度直方图计算的目标值的补正，可得到作为目标的亮度，并可得到整体对比度提高了的图像。

另外，在该方法中还具有如下所述的效果。

图21中表示对于某两个输入图像的目标辉度分布。图21(a)是某个顺光图像的目标辉度分布，图21(b)是某个逆光图像的目标辉度分布。它们中任一个的低辉度部的分布形状都完全相同。

例如，作为使用目标辉度分布的本方法以外的灰度等级补正方法，具有补正灰度等级以使输入图像的辉度分布形状变为与目标辉度分布完全相同形状的方法。在该补正方法的情况下，因为分布形状变化时补正结果变化大，所以在辉度直方图的形状不同的顺光图像与逆光图像中，进行情况区分，必须设定与图21(a)、图21(b)所示各状态相符的目标辉度分布。

但是，在本实施例2的目标值计算电路608中，因为仅计算低辉度部的重心，将该重心位置作为目标值，所以根据图21所示的两个目标辉度分布计算的目标值变为完全相同的值，通过实施例2的补正方法，即使使用任一目标辉度分布都可得到完全相同的补正结果。因此，可使用任一目标辉度分布来进行补正。

由此，根据本方法，在顺光图像与逆光图像的灰度等级补正中，若低辉度部的设为目标的辉度值相同，则因为可使用相同的目标辉度分布，所以不必对亮度特性不同的图像进行情况区分，可快速执行灰度等级补正。

在目标辉度分布存储电路605中，如上所述，即使辉度直方图不变为与目标辉度分布相同的形状，也可进行补正，所以如技术方案5所述，可事先曲线近似作为目标的辉度分布，存储该曲线。之后，在目标值计算电路608中，根据该曲线制作从“0”扩展到“255”灰度等级的辉度分布，计算目标值。

另外，因为仅关系目标值的目标辉度分布的低辉度部，所以目标辉度分布存储电路605存储的曲线可设为例如图22(a)的将平均值设为μ、将标准偏差设为σ的由下述式(17)表示的正态分布曲线、图22(b)的由下述式(18)表示的余弦曲线、或图22(c)的由下述式(19)表示的直线。 $f\left(x\right)=\frac{1}{\sqrt{2\mathrm{\π}}\×\mathrm{\σ}}\×e^{-\frac{{(x-\mathrm{\μ})}^2}{2{\mathrm{\σ}}^2}}\·\·\·\·\·\·\left(17\right)$

f(x)＝A×Cos(x)(A为常数)               ……(18)

f(x)＝A        (A为常数)               ……(19)

因此，通过用曲线或直线来表示目标辉度分布，可简单地设定目标辉度分布，与存储全部构成目标辉度分布的点的坐标的情况相比，可减少存储器的存储容量。

在目标辉度分布存储电路605中事先设定多个目标辉度分布，根据输入图像的辉度直方图，通过改变设定的目标辉度分布的形状，可计算最佳的目标值。由此，可简单地调整目标值。

在用曲线表示的情况下，即使存储改变曲线斜率的曲线，也可实现。例如，在图22(b)的曲线中，存储使A值变化的余弦曲线。

另外，也可根据输入图像的辉度直方图来合成事先赋予的两条曲线，制作新的曲线。例如，当赋予图22(b)和图22(c)的曲线时，在输入图像的辉度直方图如图23(a)的情况下，制作增大图22(b)比率的图23(c)的曲线。另外，在图23(b)的情况下，制作增大图22(c)的比率的图23(d)的曲线。

另外，对于技术方案4、技术方案5、技术方案6的自动灰度等级补正装置的补正表制作电路609，通过制作仅在低辉度侧进行辉度分布的扩大、在进行补正使辉度直方图的低辉度部的重心与目标值一致的处理中、进行高辉度侧的辉度分布扩大的变换表，可防止由灰度等级补正引起的高辉度部的灰度等级混乱(对应于技术方案16)。

另外，此时，因为不需要辉度分布的最大值，所以分布范围计算电路607可仅计算最小值。由此，可减少计算量。

另外，如实施例1所述，也可加入技术方案20至25所述的变形。

即，辉度分布制作电路104也可对辉度分布数的累加量设定限制(对应于技术方案20)。由此，通过事先对辉度直方图设定限制，即使例如在逆光图像等中背景产生飞白且辉度水平集中于255的情况等、灰度等级分布集中在某个灰度等级的存在极端偏差的情况下，也可正确计算补正量。

另外，也可在从色差信号和辉度信号中提取肤色区域、制作辉度直方图时，根据肤色区域在图像整体的辉度分布中加重图像的肤色区域的辉度分布并制作辉度直方图(对应于技术方案21)。由此，可通过进行加权来进行肤色区域最佳的灰度等级补正。

另外，在肤色区域的辉度分布中，也可对高辉度部的分布数进行加权(对应于技术方案22)。例如，通过向肤色区域的辉度分布乘以图13所示的系数来对高辉度部进行加权。

另外，也可根据辉度直方图来计算高辉度部的重心位置，根据高辉度部的重心位置来计算高辉度部的补正量(对应于技术方案23)。

不用说，与低辉度部的补正相同，也可根据目标辉度计算高辉度部的目标值，设定补正点并对应于该点来制作补正表，使高辉度部的重心位置与高辉度部的目标值一致。

另外，在辉度分布制作电路制作的辉度分布离散的情况下，也可不进行灰度等级补正(对应于技术方案24)。这可判断图像是人工图像。在是人工图像的情况下，总的来说不进行灰度等级补正。

另外，在将数字图像信号分离成辉度信号和色差信号，对辉度信号进行灰度等级补正情况下，根据补正表来补正图像的色差信号(对应于技术方案25)。由此，在根据进行了灰度等级补正的辉度信号和色差信号来制作R、G、B信号时，可通过辉度补正来缓和彩度下降所发现的现象。

因此，根据实施例2，提供一种自动灰度等级补正装置，因为制作数字图像的辉度直方图，计算低辉度部的重心，根据目标辉度分布计算辉度补正目标值，制作补正辉度直方图、在扩大辉度直方图的辉度分布的同时、使分布扩大后的辉度直方图的低辉度部的重心与目标值一致的灰度等级补正表，并进行补正，所以通过仅制作一个变换表，就可进行补正，在扩大根据数字图像信号制作的辉度直方图的辉度分布的同时、使低辉度部的重心与辉度补正目标值一致，对于逆光图像，可照亮补正，使逆光状态的低辉度区域变为目标辉度值，可得到整体对比度提高的图像。另外，即使对顺光图像也同样可进行补正，使低辉度区域的辉度值与目标值一致，可得到整体对比度提高的图像。

在上述说明中，主要说明了通过使用补正表来同时进行辉度分布扩大和补正低辉度部的重心使之与目标值一致的灰度等级补正处理的自动灰度等级补正装置，但也可实现进行相当于该自动灰度等级补正装置的处理的自动灰度等级补正方法。另外，也可实现相当于表示其补正原理的图20(a)的流程的自动灰度等级补正方法和对应于该自动灰度等级补正方法的自动灰度等级补正装置、在各种记录媒体中记录由计算机执行该自动灰度等级补正方法的自动灰度等级补正程序的自动灰度等级补正程序记录媒体，除了不同时进行辉度分布的扩大和灰度等级补正处理之外，可实现与上述自动灰度等级补正装置相同的效果。

(实施例3)

下面参照附图来说明对应于技术方案7、技术方案32、技术方案53所述发明(以及技术方案8、技术方案9、技术方案16、技术方案17、技术方案18、技术方案19、技术方案20、技术方案21、技术方案22、技术方案23、技术方案24、技术方案25、技术方案33、技术方案34、技术方案41、技术方案42、技术方案43、技术方案44、技术方案45、技术方案46、技术方案47、技术方案48、技术方案49、技术方案50、技术方案56、技术方案57、技术方案58、技术方案59、技术方案60、技术方案61、技术方案62、技术方案63所述发明)的实施例3。

实施例3可使低辉度部与高辉度部的交界与输入图像的辉度直方图的重心一致来变更。

图24是表示实施例3的自动灰度等级补正装置结构的框图。

在图24中，1101是光电转换拍摄图像的拍摄元件，1102是输入来自拍摄元件1101的模拟图像信号的A/D转换器，1103是输入来自A/D转换器1102的数字图像信号的辉度信号计算电路，1104是输入来自辉度信号计算电路1103的辉度信号的辉度分布制作电路(辉度直方图制作部)，1110是输入来自辉度分布制作电路1104的辉度分布的交界值计算电路(交界值计算部)，1105是输入来自辉度分布制作电路1104的辉度分布和交界值计算电路1110的交界值的重心计算电路(重心计算部)，1106是输入来自辉度分布制作电路1104的辉度分布的分布范围计算电路，1107是存储进行灰度等级补正的作为目标的目标值的目标值存储电路，1108是根据来自重心计算电路1105的重心、来自分布范围计算电路1106的分布范围最大值、最小值和来自目标值存储电路1107的目标值来制作灰度等级补正用补正表的补正表制作电路，1109是根据补正表制作电路1108制作的补正表来对A/D转换器1102输出的数字图像信号进行灰度等级补正的图像信号补正电路。

补正表制作电路1108和图像信号补正电路1109两者构成灰度等级补正处理部。另外，在灰度等级补正处理部不包含辉度直方图的分布扩大功能的情况下，补正表制作电路1108和图像信号补正电路1109两者构成辉度分布扩大部和灰度等级补正处理部。

图27(a)是表示该灰度等级补正处理原理的流程图。

即，在步骤S301中，制作数字图像的辉度直方图，在步骤S302中，扩大辉度直方图。接着，在步骤S310中，计算扩大后的辉度直方图的整个灰度等级的重心，在步骤S311中，计算扩大后的辉度直方图的低辉度部和高辉度部的交界值。之后，在步骤S303中，求出辉度直方图的低辉度部的重心，在步骤S304中，补正辉度直方图，使低辉度部的重心与目标值一致。

下面说明动作。虽然基本动作与上述实施例1相同，但与实施例1的不同点在于：追加了交界值计算电路1110，不将输入辉度水平轴的中央辉度水平设为交界值且可二等分辉度直方图的低辉度侧的区域设为低辉度部，将高辉度侧的区域设为高辉度部，交界值可变，设定与输入图像相符的交界值。

因此，通过使交界值可变，正确提取逆光图像中包含逆光区域的低辉度部，可较正确地将逆光区域补正为目标辉度值。

如上所述，如图2(b)所示，由逆光图像制作的辉度直方图的特征在于高辉度侧和低辉度侧具有两个峰值。此时，一旦计算整体灰度等级的重心，则在整个图像区域内包含逆光区域的暗区域比例多的情况下，如图25(a)所示，重心位置通过中央灰度等级变为低辉度侧，在整个图像区域内包含逆光区域的暗区域比例少的情况下，如图25(b)所示，重心位置通过中央灰度等级变为高辉度侧。

因此，在实施例3中，计算辉度分布制作电路1104制作的辉度直方图的整个灰度等级重心，根据计算的重心位置来移动交界值。因此，可正确分割包含逆光区域的低辉度部和此外的高辉度部。

即，交界值计算电路1110求出辉度分布制作电路1104制作的辉度直方图的整个灰度等级重心，计算从中央灰度等级仅错开根据其重心位置计算的移动量的灰度等级，作为低辉度部和高辉度部的交界值。

当辉度分布制作电路1104制作的辉度直方图的重心表示为G，中央灰度等级表示为H时，由下述式(20)计算交界值T。

T＝H+(H-G)×0.5                   ……(20)

式(20)的值“0.5”是控制移动量的系数，不限于“0.5”。例如，设为“1.0”时，中央灰度等级与整体灰度等级重心的差本身变为移动量。

下面，重心计算电路1105将从“0”灰度等级到交界值计算电路1110计算的交界值作为低辉度部，计算辉度分布制作电路1104制作的辉度直方图的低辉度部的重心位置，补正表制作电路1108根据目标存储电路1107存储的目标值和分布范围计算电路1106计算的最大值、最小值，制作辉度变换表。之后，图像信号补正电路进行灰度等级补正。

由此可得到具有作为目标的亮度且提高整体对比度的图像。

图27(b)表示这种图24的自动灰度等级补正装置实际进行的灰度等级补正处理的流程图，首先，在步骤S321中，制作数字图像的辉度直方图，在步骤S330中，在扩大辉度分布之前求出该辉度直方图的整个灰度等级的重心。之后，在步骤S331中，计算辉度直方图的低辉度部与高辉度部的交界值，在步骤S322中，求出辉度直方图的低辉度部的重心。接着，在步骤S323中，制作补正辉度直方图的辉度分布、以在扩大辉度直方图的辉度分布的同时、使扩大了辉度分布的辉度直方图的低辉度部的重心与目标值一致的补正表，使用该补正表，同时进行辉度直方图的扩大和使低辉度部的重心与目标值一致的辉度分布的补正。

由此，如图27(a)所示，在制作辉度直方图后，不需要马上扩大辉度分布情况下所需的辉度分布扩大部(辉度分布扩大专用的变换表)，如上所述，可消除小数点以下的运算误差。

因此，实施例3的目标值存储电路1107虽然事先设定存储目标值，但也可与实施例2一样，根据目标辉度分布计算目标值，将计算的目标值存储在目标值存储电路1107中。此时，与重心计算电路1105的重心计算方法一样，将从“0”灰度等级到交界值作为低辉度部，求出目标辉度分布的低辉度部的重心，将求出的重心位置作为目标值。

上述交界值的计算方法是一实例，只要可根据辉度直方图的整体来正确检测低辉度部，也可使用其它方法。

例如，如技术方案8所述，交界值计算电路1110分割辉度范围，求出重心位置作为各区域的特征量，根据求出的重心位置来计算交界值。

首先，通过中央灰度等级将辉度分布制作电路1104制作的辉度直方图分割成两个区域，计算各区域中的重心位置。之后将求出的两个重心的中点用于移动量的计算。

二等分辉度分布制作电路1104制作的辉度直方图时，将低辉度侧区域的重心表示为G1，高辉度侧区域的重心表示为G2，中央灰度等级表示为H，由下述式(21)计算交界值T。

T＝H+((G1+G2)/2-H)×1.0           ……(21)

式(21)的值“1.0”是控制移动量的系数，在为“1.0”的情况下，两个重心的中点成为交界值。

图26表示使用式(20)和式(21)来对同一辉度直方图计算的交界值。图26(a)、图26(b)分别是由式(20)、式(21)计算的交界值。如图26的辉度直方图所示，在频度集中于高辉度侧限制的灰度等级处，且低辉度侧的合计频度较多的情况下，整个灰度等级重心的重心位置变为频度集中的一侧。因此，在图26(a)中，将交界值没定在低辉度部的山型分布中。另外，在图26(b)中，通过分割高辉度侧和低辉度侧，分别考虑低辉度侧的“山”和高辉度侧的“山”，可将交界值设定在山型分布的“谷”位置处。

因此，通过求出二分割辉度直方图的交界值，即使在辉度分布的步骤为极端的情况下，也可计算正确的交界值。

另外，作为其它交界值的计算方法，将辉度范围分割成多个，计算各区域的频度，将夹在频度多的区域中的频度少的区域作为交界值。

另外，在由中央灰度等级将辉直方图分割成两个区域、计算各区域中的重心位置并计算交界值的方法中，如技术方案9所述，可将交界值计算电路1110将辉度范围分成两个区域后计算的低辉度区域的重心位置设为补正表制作电路1108使用的重心位置。

由此，因为不需要重心计算电路1105计算到交界值的低辉度区域的重心位置，所以可省略该重心计算电路。

图28表示此时的自动灰度等级补正装置结构的框图。在图28中，1401是光电转换拍摄图像的拍摄元件，1402是输入来自拍摄元件1401的模拟图像信号的A/D转换器，1403是输入来自A/D转换器1402的数字图像信号的辉度信号计算电路，1404是输入来自辉度信号计算电路1403的辉度信号的辉度分布制作电路，1410是存储进行灰度等级补正的作为目标的目标辉度分布的目标辉度分布存储电路，1409是输入来自辉度分布制作电路1404的辉度分布的交界值计算电路，1406是输入来自辉度分布制作电路1404的辉度分布的分布范围计算电路，1405是输入来自交界值计算电路1409的交界值和来自目标辉度分布存储电路1410的目标辉度分布的目标值计算电路，1407是根据来自目标值计算电路1405的目标值、来自分布范围计算电路1406的分布范围最大值、最小值和来自交界值计算电路1409的重心位置来制作灰度等级补正用补正表的补正表制作电路，1408是根据补正表制作电路1407制作的补正表来对A/D转换器1402输出的数字图像信号进行灰度等级补正的图像信号补正电路。

下面说明动作。基本动作与上述的技术方案4、技术方案7的装置相同，但由交界值计算电路1409计算交界值和低辉度部的重心位置。另外，目标值计算电路1405根据目标辉度分布存储电路1410中存储的目标辉度分布和交界值计算电路1409计算的交界值来计算目标值，补正表制作电路1407根据分布范围计算电路1406求出的最大值、最小值、目标值计算电路1405计算的目标值、和交界值计算电路1409求出的低辉度部的重心位置来制作补正表。

另外，对于技术方案7、技术方案8、和技术方案9的自动灰度等级补正装置的补正表制作电路，通过制作仅在低辉度侧进行辉度分布的扩大、在进行补正使辉度直方图的低辉度部的重心与目标值一致的处理中、进行高辉度侧的辉度分布扩大的变换表，可防止由灰度等级补正引起的高辉度部的灰度等级混乱(对应于技术方案16)。

另外，此时，因为不需要辉度分布的最大值，所以分布范围计算电路可仅计算最小值。由此，可减少计算量。

另外，如实施例1所述，也可加入技术方案20至25所述的变形。

即，辉度分布制作电路104也可对辉度分布数的累加量设定限制(对应于技术方案20)。由此，通过事先对辉度直方图设定限制，即使例如在逆光图像等中背景产生飞白且辉度水平集中于255的情况等、灰度等级分布集中在某个灰度等级的存在极端偏差的情况下，也可正确计算补正量。

另外，也可在从色差信号和辉度信号中提取肤色区域、制作辉度直方图时，根据肤色区域在图像整体的辉度分布中加重图像的肤色区域的辉度分布并制作辉度直方图(对应于技术方案21)。由此，可通过进行加权来进行肤色区域最佳的灰度等级补正。

另外，在肤色区域的辉度分布中，也可对高辉度部的分布数进行加权(对应于技术方案22)。例如，通过向肤色区域的辉度分布乘以图13所示的系数来对高辉度部进行加权。

另外，也可根据辉度直方图来计算高辉度部的重心位置，根据高辉度部的重心位置来计算高辉度部的补正量(对应于技术方案23)。

另外，在辉度分布制作电路制作的辉度分布离散的情况下，也可不进行灰度等级补正(对应于技术方案24)。这可判断图像是人工图像。在是人工图像的情况下，总的来说不进行灰度等级补正。

另外，在将数字图像信号分离成辉度信号和色差信号，对辉度信号进行灰度等级补正情况下，根据补正表来补正图像的色差信号(对应于技术方案25)。由此，在根据进行了灰度等级补正的辉度信号和色差信号来制作R、G、B信号时，可通过辉度补正来缓和彩度下降所发现的现象。

因此，根据实施例3，提供一种自动灰度等级补正装置，因为制作数字图像的辉度直方图，计算整个灰度等级的重心，根据该重心计算低辉度部和高辉度部的交界值，计算低辉度部的重心，制作补正辉度直方图、在扩大辉度直方图的辉度分布的同时、使分布扩大后的辉度直方图的低辉度部的重心与目标值一致的灰度等级补正表，并进行补正，所以通过根据辉度直方图整体的重心来正确分割低辉度部和高辉度部，仅制作一个变换表，就可进行补正，在扩大根据数字图像信号制作的辉度直方图的辉度分布的同时、使低辉度部的重心与辉度补正目标值一致，对于逆光图像，可照亮补正，使逆光状态的低辉度区域变为目标辉度值，可得到整体对比度提高的图像。另外，即使对顺光图像也同样可进行补正，使低辉度区域的辉度值与目标值一致，可得到整体对比度提高的图像。

在上述说明中，主要说明了通过使用补正表来同时进行辉度分布扩大和补正低辉度部的重心使之与目标值一致的灰度等级补正处理的自动灰度等级补正装置，但也可实现进行相当于该自动灰度等级补正装置的处理的自动灰度等级补正方法。另外，也可实现相当于表示其补正原理的图27(a)的流程的自动灰度等级补正方法和对应于该自动灰度等级补正方法的自动灰度等级补正装置、在各种记录媒体中记录由计算机执行该自动灰度等级补正方法的自动灰度等级补正程序的自动灰度等级补正程序记录媒体，除了不同时进行辉度分布的扩大和灰度等级补正处理之外，可实现与上述自动灰度等级补正装置相同的效果。

(实施例4)

下面参照附图来说明对应于技术方案10、技术方案35、技术方案54所述发明(以及技术方案11、技术方案12、技术方案16、技术方案17、技术方案18、技术方案19、技术方案20、技术方案21、技术方案22、技术方案23、技术方案24、技术方案25、技术方案36、技术方案37、技术方案41、技术方案42、技术方案43、技术方案44、技术方案45、技术方案46、技术方案47、技术方案48、技术方案49、技术方案50、技术方案56、技术方案57、技术方案58、技术方案59、技术方案60、技术方案61、技术方案62、技术方案63所述发明)的实施例4。

实施例4可根据辉度直方图的形状来检测低辉度部与高辉度部的交界。

图29是表示实施例4的自动灰度等级补正装置结构的框图。

在图29中，1501是光电转换拍摄图像的拍摄元件，1502是输入来自拍摄元件1501的模拟图像信号的A/D转换器，1503是输入来自A/D转换器1502的数字图像信号的辉度信号计算电路，1504是输入来自辉度信号计算电路1503的辉度信号的辉度分布制作电路(辉度直方图制作部)，1512是输入来自辉度分布制作电路1504的辉度分布的山型分布检测电路(山型分布检测部)，1511是输入来自山型分布检测电路1512的山型分布范围和来自辉度分布制作电路1504的辉度分布的交界值计算电路(交界值计算部)，1506是输入来自辉度分布制作电路1504的辉度分布和交界值计算电路1511的交界值的重心计算电路(重心计算部)，1507是输入来自辉度分布制作电路1504的辉度分布的分布范围计算电路，1505是存储进行灰度等级补正的作为目标的目标辉度分布的目标辉度分布存储电路，1508是输入来自目标辉度分布存储电路1505的目标辉度和来自交界值计算电路1511的交界值的目标值计算电路，1509是根据来自重心计算电路1506的重心、来自分布范围计算电路1507的分布范围最大值、最小值和来自目标值计算电路1508的目标值来制作灰度等级补正用补正表的补正表制作电路，1510是根据补正表制作电路1509制作的补正表来对A/D转换器1502输出的数字图像信号进行灰度等级补正的图像信号补正电路。补正表制作电路1509和图像信号补正电路1510两者构成灰度等级补正处理部。另外，在灰度等级补正处理部不包含辉度直方图的分布扩大功能的情况下，补正表制作电路1509和图像信号补正电路1510两者构成辉度分布扩大部和灰度等级补正处理部。

图33(a)是表示该灰度等级补正处理原理的流程图。

即，在步骤S401中，制作数字图像的辉度直方图，在步骤S402中，扩大辉度直方图。接着，在步骤S410中，检测辉度直方图的山型分布范围，在步骤S411中，根据该山型分布范围计算低辉度部和高辉度部的交界值。之后，在步骤S403中，求出辉度直方图的低辉度部的重心，在步骤S404中，补正辉度直方图，使低辉度部的重心与目标值一致。

下面说明动作。虽然基本动作与上述实施例2、实施例3相同，但不同点在于：交界值计算电路1511的交界值计算部不同，使用山型分布检测电路1512检测出的直方图的山型分布范围来计算交界值。下面用图30、图31、图32、图33来说明处理内容。

山型分布检测电路1512在辉度分布制作电路1504制作的辉度直方图中存储从辉度水平最低值向高辉度方向扫描时最初发现的成为山型分布的范围。将该范围设为范围A。同样，存储从辉度水平最高值向低辉度方向扫描时最初发现的成为[山]的范围。将该范围设为范围B。

接着，交界值计算电路1511计算辉度直方图的范围A的重心位置、范围B的重心位置，求出这两点的中点，作为低辉度部和高辉度部的交界值。

图30是辉度分布制作电路1504对逆光图像和顺光图像制作辉度直方图，山型分布检测电路1512检测山型分布的范围，交界值计算电路1511求出交界值的实例。

图30(a)是逆光状态的图像的辉直方图，在该状态下，低灰度等级侧和高辉度侧达到峰值，在低辉度侧检测峰值的范围A，在高辉度侧检测峰值的范围B，交界值变为两个山型分布的[谷]位置。相反，在图30(b)的顺光状态的图像中，因为山型分布的峰值仅为一个，所以范围A、范围B变为相同范围，低辉度部和高辉度部的交界值变为与范围A、范围B的重心位置相同的位置。

下面，将从“0”灰度等级到交界值计算电路1511计算的交界值作为低辉度部，与实施例2一样，目标值计算电路1508、重心计算电路1506分别计算目标值、重心位置，补正表制作电路1509制作补正表，图像信号补正电路1510进行补正。

图33(b)表示这种图29的自动灰度等级补正装置实际进行的灰度等级补正处理的流程图，首先，在步骤S421中，制作数字图像的辉度直方图，在步骤S430中，在扩大辉度分布之前求出该辉度直方图的山型分布范围。之后，在步骤S431中，在扩大辉度分布之前计算辉度直方图的低辉度部与高辉度部的交界值，在步骤S422中，在扩大辉度分布之前求出辉度直方图的低辉度部的重心。接着，在步骤S423中，制作补正辉度直方图的辉度分布、以在扩大辉度直方图的辉度分布的同时、使扩大了辉度分布的辉度直方图的低辉度部的重心与目标值一致的补正表，使用该补正表，同时进行辉度直方图的扩大和使低辉度部的重心与目标值一致的辉度分布的补正。

由此，如图33(a)所示，在制作辉度直方图后，不需要马上扩大辉度分布情况下所需的辉度分布扩大部(辉度分布扩大专用的变换表)，如上所述，可消除小数点以下的运算误差。

图31表示图30(a)的逆光图像情况的补正处理，图32表示图30(b)的顺光图像情况的补正处理。图31、图32(a)是目标值计算电路1508的目标值计算处理，图31、图32(b)是重心计算电路1506的重心计算处理，图31、图32(c)是图像信号补正电路1510的补正处理。另外，在目标辉度分布存储电路1505中存储具有正态分布形状的辉度分布。

在图31中，因为低辉度侧的峰值向高辉度侧移动并且分布扩大，所以可知照明补正低辉度部，提高对比度。而在图32中，因为重心位置与目标值的差不太大，所以辉度直方图的峰值几乎未移动。因此，虽然对比度提高，但可知亮度基本上未变化。

因此，在实施例4中，不进行逆光图像和顺光图像的情况区分，照明补正使逆光图像中逆光状态的低辉度区域变为目标辉度值，同时可得到对比度提高的图像，对顺光图像几乎不变化亮度，就可得到对比度提高的图像。

因此，根据实施例4的自动灰度等级补正装置，不进行顺光和逆光情况区分就可解决当补正拍摄穿黑衣服的人的图像时，衣服变为灰色的问题。

虽然上述处理中将目标辉度分布作为具有正态分布形态的辉度分布，但不限于此。例如，在图22(b)的目标辉度分布中也可得到同样的效果。

另外，如技术方案11所述，交界值计算电路1511通过使用辉度分布制作电路1504制作的辉度直方图来调整根据山型分布检测电路1512检测的山型分布范围计算的交界值，可较正确地求出逆光图像中的交界值。

交界值计算电路1511分别计算山型分布检测电路1512检测的两个山型分布范围的重心位置，使用两个重心位置和这两点间的辉度对比度的频度来求交界值。

因此，在上述的交界值计算电路1511的交界值计算方法中，因为山型分布检测电路1512仅检测最初发现的山型分布的范围，所以在山型分布为三个以上的辉度直方图中存在交界值不变为山型分布的谷位置的情况。

图34是辉度直方图的山型分布为三个的情况下的交界值。该情况下，将交界值设定在位于正中的山型分布中。

例如，将两个重心位置表示为g1、g2，将两个重心间的辉度直方图的重心位置表示为G，由下述式(22)计算交界值T。

T＝g1+(g2-G)                   ……(22)

在式(22)中，因为重心位置一定存在于g1和g2之间，所以一定在g1和g2之间计算交界值。因此，在两个重心间隔窄的顺光图像中，虽然将交界值设为两个重心的中点时交界值不变化，但在两个重心的间隔宽的逆光图像的情况下，交界值随重心位置而变化。

图35中，使用式(22)求出图34的辉度直方图中的交界值。因为根据辉度分布的重心位置调整交界值，所以交界值位于山型分布的谷位置。

因此，通过使用两个重心位置和该两点间的辉度直方图的频度，可较正确地求出交界值。

另外，如技术方案12所述，可在山型分布检测电路1512的山型分布范围内设定限制。

如图36所示。在图36中，在从“255”向“0”方向的扫描中设定限制。另外，从“255”至“0”方向的扫描不限于山型分布连续而在中途中止，且检测范围比人“0”向“255”方向的扫描检测出的范围窄。结果，设定限制一方的范围的重心位置变高，交界值也变高。目标值也位于高辉度侧。

由此，对于实施例4的灰度等级补正装置，也可通过在山型分布探索中设定限制，即使是顺光状态下也可提高辉度。

另外，对于技术方案10、技术方案11、和技术方案12的自动灰度等级补正装置的补正表制作电路，通过制作仅在低辉度侧进行辉度分布的扩大、在进行补正使辉度直方图的低辉度部的重心与目标值一致的处理中、进行高辉度侧的辉度分布扩大的变换表，可防止由灰度等级补正引起的高辉度部的灰度等级混乱(对应于技术方案16)。

另外，此时，因为不需要辉度分布的最大值，所以分布范围计算电路可仅计算最小值。由此，可减少计算量。

另外，如实施例1所述，也可加入技术方案20至25所述的变形。

即，辉度分布制作电路104也可对辉度分布数的累加量设定限制(对应于技术方案20)。由此，通过事先对辉度直方图设定限制，即使例如在逆光图像等中背景产生飞白且辉度水平集中于255的情况等、灰度等级分布集中在某个灰度等级的存在极端偏差的情况下，也可正确计算补正量。

另外，也可在从色差信号和辉度信号中提取肤色区域、制作辉度直方图时，根据肤色区域在图像整体的辉度分布中加重图像的肤色区域的辉度分布并制作辉度直方图(对应于技术方案21)。由此，可通过进行加权来进行肤色区域最佳的灰度等级补正。

另外，在肤色区域的辉度分布中，也可对高辉度部的分布数进行加权(对应于技术方案22)。例如，通过向肤色区域的辉度分布乘以图13所示的系数来对高辉度部进行加权。

另外，也可根据辉度直方图来计算高辉度部的重心位置，根据高辉度部的重心位置来计算高辉度部的补正量(对应于技术方案23)。

另外，在辉度分布制作电路制作的辉度分布离散的情况下，也可不进行灰度等级补正(对应于技术方案24)。这可判断图像是人工图像。在是人工图像的情况下，总的来说不进行灰度等级补正。

另外，在将数字图像信号分离成辉度信号和色差信号，对辉度信号进行灰度等级补正情况下，根据补正表来补正图像的色差信号(对应于技术方案25)。由此，在根据进行了灰度等级补正的辉度信号和色差信号来制作R、G、B信号时，可通过辉度补正来缓和彩度下降所发现的现象。

因此，根据实施例4，提供一种自动灰度等级补正装置，因为制作数字图像的辉度直方图，检测辉度直方图的山型分布的范围，据此来检测辉度直方图的低辉度部和高辉度部的交界值，求出低辉度部的重心，制作补正辉度直方图、在扩大辉度直方图的辉度分布的同时、使低辉度部的重心与目标值一致的灰度等级补正表，并进行补正，所以通过可根据辉度直方图的形状来正确分割低辉度部和高辉度部，仅制作一个变换表，就可进行补正，在扩大根据数字图像信号制作的辉度直方图的辉度分布的同时、使低辉度部的重心与辉度补正目标值一致，可照亮补正，不进行逆光图像和顺光图像的情况区分就使逆光图像中逆光状态的低辉度区域变为目标辉度值，同时得到对比度提高的图像，顺光图像中亮度几乎不变化就可得到对比度提高的图像。

在上述说明中，主要说明了通过使用补正表来同时进行辉度分布扩大和补正低辉度部的重心使之与目标值一致的灰度等级补正处理的自动灰度等级补正装置，但也可实现进行相当于该自动灰度等级补正装置的处理的自动灰度等级补正方法。另外，也可实现相当于表示其补正原理的图33(a)的流程的自动灰度等级补正方法和对应于该自动灰度等级补正方法的自动灰度等级补正装置、在各种记录媒体中记录由计算机执行该自动灰度等级补正方法的自动灰度等级补正程序的自动灰度等级补正程序记录媒体，除了不同时进行辉度分布的扩大和灰度等级补正处理之外，可实现与上述自动灰度等级补正装置相同的效果。

(实施例5)

下面参照附图来说明对应于技术方案13、技术方案38、技术方案55所述发明(以及技术方案14、技术方案15、技术方案16、技术方案17、技术方案18、技术方案19、技术方案20、技术方案21、技术方案22、技术方案23、技术方案24、技术方案25、技术方案39、技术方案40、技术方案41、技术方案42、技术方案43、技术方案44、技术方案45、技术方案46、技术方案47、技术方案48、技术方案49、技术方案50、技术方案56、技术方案57、技术方案58、技术方案59、技术方案60、技术方案61、技术方案62、技术方案63所述发明)的实施例5。

实施例5可进行目标值的补正。

图37是表示实施例5的自动灰度等级补正装置结构的框图。

在图37中，2201是光电转换拍摄图像的拍摄元件，2202是输入来自拍摄元件2201的模拟图像信号的A/D转换器，2203是输入来自A/D转换器2202的数字图像信号的辉度信号计算电路，2204是输入来自辉度信号计算电路2203的辉度信号的辉度分布制作电路(辉度直方图制作部)，2212是输入来自辉度分布制作电路2204的辉度分布的山型分布检测电路，2211是输入来自山型分布检测电路2212的山型分布范围和来自辉度分布制作电路2204的辉度分布的交界值计算电路，2206是输入来自辉度分布制作电路2204的辉度分布和交界值计算电路2211的交界值的重心计算电路(重心计算部)，2207是输入来自辉度分布制作电路2204的辉度分布的分布范围计算电路，2205是存储进行灰度等级补正的作为目标的目标辉度分布的目标辉度分布存储电路，2208是输入来自目标辉度分布存储电路2205的目标辉度分布和来自交界值计算电路2211的交界值的目标值计算电路，2213是输入来自重心计算电路2206的重心和来自目标值计算电路2208的目标值的目标值补正电路(目标值补正部)，2209是根据来自重心计算电路2206的重心、来自分布范围计算电路2207的分布范围最大值、最小值和目标值补正电路2213补正的目标值来制作灰度等级补正用补正表的补正表制作电路，2210是根据补正表制作电路2209制作的补正表来对A/D转换器2202输出的数字图像信号进行灰度等级补正的图像信号补正电路。补正表制作电路2209和图像信号补正电路2210两者构成灰度等级补正处理部。另外，在灰度等级补正处理部不包含辉度直方图的分布扩大功能的情况下，补正表制作电路2209和图像信号补正电路2210两者构成辉度分布扩大部和灰度等级补正处理部。

图39(a)是表示该灰度等级补正处理原理的流程图。

即，在步骤S501中，制作数字图像的辉度直方图，在步骤S502中，扩大辉度直方图。接着，在步骤S503中，求出扩大后的辉度直方图的低辉度部的重心，在步骤S510中，判断目标值是否比扩大前的辉度直方图的低辉度部的重心位置小。

在小的情况下，在步骤S511中，补正目标值，在此外的情况下跳过步骤S511。之后，在步骤S404中，补正辉度直方图，使低辉度部的重心与目标值一致。

下面说明动作。虽然基本动作与上述实施例4相同，但目标值的设定方不同，由目标值补正电路2213对目标值计算电路2208求出的目标值进行补正。

与实施例4一样，目标值计算电路2208使用目标辉度分布存储电路2205中存储的辉度直方图来计算目标值。

接着，目标值补正电路2213在目标值比重心计算电路2206求出的重心位置小时，进行补正以使重心位置为新的目标值。

图39(b)表示这种图37的自动灰度等级补正装置实际进行的灰度等级补正处理的流程图，首先，在步骤S521中，制作数字图像的辉度直方图，在步骤S522中，在扩大辉度分布之前求出辉度直方图的低辉度部的重心。接着，在步骤S530中，判断目标值是否比辉度直方图的低辉度部的重心位置小。在目标值比辉度直方图的低辉度部的重心位置小的情况下，在步骤S531中，补正目标值，在此外的情况下跳过步骤S531。接着，在步骤S523中，扩大辉度直方图，制作补正辉度直方图的辉度分布、以在扩大辉度直方图的辉度分布的同时、使扩大了辉度分布的辉度直方图的低辉度部的重心与目标值一致的补正表，使用该补正表，同时进行辉度直方图的扩大和使低辉度部的重心与目标值一致的辉度分布的补正。

由此，如图39(a)所示，在制作辉度直方图后，不需要马上扩大辉度分布情况下所需的辉度分布扩大部(辉度分布扩大专用的变换表)，如上所述，可消除小数点以下的运算误差。

图38表示通过不设置目标值补正电路的实施例4的自动灰度等级补正装置和设置了目标值补正电路的实施例5的自动灰度等级补正装置进行某个顺光图像的补正时的重心位置、目标值、辉度直方图的一例。图38中，(a)是重心位置和目标值，(b)是由实施例4的自动灰度等级补正装置进行补正的结果，(c)是由实施例5的自动灰度等级补正装置进行补正的结果。

在图38(a)中，因为目标辉度分布的峰值位置们于比辉度直方图的分布峰值位置低的辉度侧，所以目标值变为比重心位置低的辉度侧。另外，在图38(b)中，因为进行补正，使重心位置与比重心位置小的目标值一致，所以可提高对比度，但图像被补正得暗。而在图38(c)中，因为将目标值补正为重心位置，所以可原样保持最初的亮度，提高对比度。

因此，在风景照片等不补正得比输入图像暗的情况下，通过目标值补正电路2213进行补正，在目标值比重心位置小时，使重心位置变为目标值，可防止补正得比输入图像暗。

在目标值补正电路2213中，如技术方案14所述，在目标值比重心位置大的情况下，可进行补正，使目标值变为重心位置。此时，可防止补正得比输入图像暗。

另外，在目标值补正电路2213中，如技术方案15所述，不将目标值补正为重心位置，以重心位置为基准，由此将目标值补正为“高”或“低”。从而可根据输入图像的亮度来进行补正后的亮度微调。

另外，对于技术方案13、技术方案14、和技术方案15的自动灰度等级补正装置的补正表制作电路，通过制作仅在低辉度侧进行辉度分布的扩大、在进行补正使辉度直方图的低辉度部的重心与目标值一致的处理中、进行高辉度侧的辉度分布扩大的变换表，可防止由灰度等级补正引起的高辉度部的灰度等级混乱(对应于技术方案16)。

另外，如实施例1所述，也可加入技术方案20至25所述的变形。

即，辉度分布制作电路104也可对辉度分布数的累加量设定限制(对应于技术方案20)。由此，通过事先对辉度直方图设定限制，即使例如在逆光图像等中背景产生飞白且辉度水平集中于255的情况等、灰度等级分布集中在某个灰度等级的存在极端偏差的情况下，也可正确计算补正量。

另外，也可在从色差信号和辉度信号中提取肤色区域、制作辉度直方图时，根据肤色区域在图像整体的辉度分布中加重图像的肤色区域的辉度分布并制作辉度直方图(对应于技术方案21)。由此，可通过进行加权来进行肤色区域最佳的灰度等级补正。

另外，在肤色区域的辉度分布中，也可对高辉度部的分布数进行加权(对应于技术方案22)。例如，通过向肤色区域的辉度分布乘以图13所示的系数来对高辉度部进行加权。

另外，也可根据辉度直方图来计算高辉度部的重心位置，根据高辉度部的重心位置来计算高辉度部的补正量(对应于技术方案23)。

另外，在辉度分布制作电路制作的辉度分布离散的情况下，也可不进行灰度等级补正(对应于技术方案24)。这可判断图像是人工图像。在是人工图像的情况下，总的来说不进行灰度等级补正。

另外，在将数字图像信号分离成辉度信号和色差信号，对辉度信号进行灰度等级补正情况下，根据补正表来补正图像的色差信号(对应于技术方案25)。由此，在根据进行了灰度等级补正的辉度信号和色差信号来制作R、G、B信号时，可通过辉度补正来缓和彩度下降所发现的现象。

因此，根据实施例5，提供一种自动灰度等级补正装置，因为制作数字图像的辉度直方图，检测辉度直方图的山型分布的范围，据此来计算辉度直方图的低辉度部和高辉度部的交界值，求出辉度直方图的低辉度部的重心，补正目标值，以便在目标值比低辉度部的重心位置小的情况下变为新的目标值，制作补正辉度直方图、在扩大辉度直方图的辉度分布的同时、使低辉度部的重心与目标值一致的灰度等级补正表，并进行补正，所以可根据辉度直方图的形状来正确分割低辉度部和高辉度部，通过补正目标值，可防止对辉度直方图进行不期望的补正，通过仅制作一个变换表，就可进行补正，在扩大根据数字图像信号制作的辉度直方图的辉度分布的同时、使低辉度部的重心与辉度补正目标值一致，可照亮补正，不进行逆光图像和顺光图像的情况区分就使逆光图像中逆光状态的低辉度区域变为目标辉度值，同时得到对比度提高的图像，顺光图像中亮度几乎不变化就可得到对比度提高的图像。

在上述说明中，主要说明了通过使用补正表来同时进行辉度分布扩大和补正低辉度部的重心使之与目标值一致的灰度等级补正处理的自动灰度等级补正装置，但也可实现进行相当于该自动灰度等级补正装置的处理的自动灰度等级补正方法。另外，也可实现相当于表示其补正原理的图39(a)的流程的自动灰度等级补正方法和对应于该自动灰度等级补正方法的自动灰度等级补正装置、在各种记录媒体中记录由计算机执行该自动灰度等级补正方法的自动灰度等级补正程序的自动灰度等级补正程序记录媒体，除了不同时进行辉度分布的扩大和灰度等级补正处理之外，可实现与上述自动灰度等级补正装置相同的效果。

另外，虽然实施例5中设置目标值补正部补正目标值，但在实施例1至4中设置目标值补正部也可得到同样的效果，不限于仅适用于实施例5。

发明效果

如上所述，根据本发明技术方案1的自动灰度等级补正装置，因为进行灰度等级补正处理，在扩大辉度分布的同时，使辉度直方图的低辉度部的重心与辉度补正目标值一致，所以效果在于：对于逆光图像，可照亮补正，使逆光状态的低辉度区域变为目标辉度值，可得到整体对比度提高的图像。另外，即使对顺光图像也同样可进行补正，将低辉度区域的辉度值变为目标辉度值，可得到整体对比度提高的图像。

另外，根据本发明技术方案2所述的自动灰度等级补正装置，因为对补正量设定限制，所以效果在于：即使目标值不是最佳值，也可防止过多损坏原图像的特性。

另外，根据本发明技术方案3所述的自动灰度等级补正装置，因为根据重心位置来事先设定辉度补正目标值，所以效果在于：不必对每个输入图像设定目标值。

另外，根据本发明技术方案4所述的自动灰度等级补正装置，因为求出目标辉度分布的低辉度部的重心来作为辉度补正目标值，进行补正，在扩大辉度分布的同时，使辉度直方图的低辉度部的重心与所述辉度补正目标值一致，所以效果在于：在顺光图像、逆光图像中使用相同形状的目标辉度分布，具有作为目标的亮度，可得到整体对比度提高的图像。

另外，根据本发明技术方案5所述的自动灰度等级补正装置，因为通过曲线来设定作为目标的辉度分布并存储，所以效果在于：可简单地设定目标辉度分布，可减少存储容量。

另外，根据本发明技术方案6所述的自动灰度等级补正装置，因为设定多个并存储作为目标的辉度分布，所以效果在于：可简单地调节目标值

另外，根据本发明技术方案7所述的自动灰度等级补正装置，因为使低辉度区域与高辉度区域的交界值可变，所以效果在于：可正确计算逆光图像中包含逆光区域的低辉度部，可较正确地将逆光区域补正为目标辉度值。

另外，根据本发明技术方案8所述的自动灰度等级补正装置，因为分割辉度范围，根据各区域的特征量来计算交界值，所以效果在于：可正确计算分割高辉度侧和低辉度侧的交界值。

另外，根据本发明技术方案9所述的自动灰度等级补正装置，因为交界值计算部将辉度范围分割成两个区域，将计算的低辉度区域的重心位置设为辉度直方图的低辉度部的重心位置，所以效果在于：不用再次计算低辉度部的重心位置就可补正灰度等级。

另外，根据本发明技术方案10所述的自动灰度等级补正装置，因为通过检测辉度直方图的山型分布，使用检测出的山型分布范围来计算交界值，在输入图像逆光的情况下可补正为作为目标的亮度，同时，可得到整体对比度提高的图像，所以效果在于：在顺光的情况下，不改变原图像的亮度就可得到对比度提高的图像。

另外，根据本发明技术方案11所述的自动灰度等级补正装置，因为使用辉度直方图来调整根据山型分布范围计算的交界值，所以效果在于：可计算较正确的交界值。

另外，根据本发明技术方案12所述的自动灰度等级补正装置，因为在山型分布范围内设定限制，所以效果在于：即使是顺光图像也可补正图像的亮度。

另外，根据本发明技术方案13所述的自动灰度等级补正装置，因为在辉度补正目标值比辉度直方图的低辉度部的重心位置小的情况下，补正辉度补正目标值，使之与辉度直方图的低辉度部的重心位置一致，所以效果在于：可防止补正得比输入图像暗。

另外，根据本发明技术方案14所述的自动灰度等级补正装置，因为在辉度补正目标值比辉度直方图的低辉度部的重心位置大的情况下，补正辉度补正目标值，使之与辉度直方图的低辉度部的重心位置一致，所以效果在于：可防止补正得比输入图像亮。

另外，根据本发明技术方案15所述的自动灰度等级补正装置，因为进行补正，使辉度补正目标值位于辉度直方图的低辉度部的重心位置附近，所以效果在于：可根据输入图像的亮度来微调补正后的亮度。

另外，根据本发明技术方案16所述的自动灰度等级补正装置，因为进行补正，仅在低辉度方向上扩大所述辉度直方图的分布，同时，使辉度直方图的重心与辉度补正目标值一致，所以效果在于：对于技术方案1-技术方案15之一所述的自动灰度等级补正装置，可不产生高辉度部的损坏来进行补正。

另外，根据本发明技术方案17所述的自动灰度等级补正装置，因为所述灰度等级补正处理部通过执行γ补正来进行所述灰度等级补正处理，所以效果在于：通过一次制作变换表就可使辉度直方图的低辉度部的重心与目标值一致。

另外，根据本发明技术方案18所述的自动灰度等级补正装置，因为制作所述补正表，使所述灰度等级补正处理部同时进行所述辉度直方图的辉度分布的扩大处理和使扩大所述辉度分布的辉度直方图的低辉度部的重心与所述辉度补正目标值一致的处理两者的补正成为其内容，所以效果在于：通过一次制作变换表就可使辉度直方图的低辉度部的重心与目标值一致。

另外，根据本发明技术方案19所述的自动灰度等级补正装置，因为还具备扩大由所述辉度直方图制作部制作的辉度直方图的辉度分布的辉度分布扩大部，所述重心计算部对所述扩大了辉度分布的辉度直方图的低辉度部计算所述重心，所以效果在于：在事先扩大辉度直方图的辉度分布后，可通过使低辉度部的重心与目标值一致的处理来进行自动灰度等级补正。

另外，根据本发明技术方案20所述的自动灰度等级补正装置，因为对于在技术方案1、4、7、10、13之一所述的自动灰度等级补正装置，在制作所述辉度直方图时，对辉度分布数的累加量设定限制，所以效果在于：即使辉度直方图的灰度等级分布集中在某一部分的情况下，也可正确计算补正量。

另外，根据本发明技术方案21所述的自动灰度等级补正装置，因为对于技术方案1、4、7、10、13之一所述的自动灰度等级补正装置，从色差信号和辉度信号中提取肤色区域，在制作所述辉度直方图时，通过制作根据肤色区域的面积来在图像整体的辉度分布中加重图像的肤色部分辉度分布的辉度直方图，根据肤色区域的面积在辉度直方图中加重人的肤色辉度，所以效果在于：在人物存在的情况下，可根据其面积来进行肤色亮度最佳的灰度等级补正。

另外，根据本发明技术方案22所述的自动灰度等级补正装置，因为对于技术方案21所述的自动灰度等级补正装置，在根据肤色区域的面积来在图像整体的辉度分布中加重图像的肤色部分辉度分布时，通过在肤色部分的高辉度部分的分布中进行加权加重，在高辉度部分的分布中进行加权，所以效果在于：可抑制肤色飞白。

另外，根据本发明技术方案23所述的自动灰度等级补正装置，因为对于技术方案1、4、7、10、13之一所述的自动灰度等级补正装置，根据所述辉度直方图制作部计算的辉度直方图来计算高辉度部的重心位置，根据高辉度部的重心位置来计算高辉度部的灰度等级补正量，通过高辉度部的重心位置来限制灰度等级补正量，所以效果在于：可抑制高辉度部的飞白。

另外，根据本发明技术方案24所述的自动灰度等级补正装置，因为对于技术方案1、4、7、10、13之一所述的自动灰度等级补正装置，在所述灰度等级补正处理中，在辉度分布离散的情况下，不进行灰度等级补正，所以效果在于：在本来不必灰度等级补正的图像中可不进行灰度等级补正。

另外，根据本发明技术方案25所述的自动灰度等级补正装置，因为对于技术方案1、4、7、10、13之一所述的自动灰度等级补正装置，根据补正表来补正图像的色差信号，所以效果在于：通过辉度补正来缓和彩度下降所发现的现象。

另外，根据本发明技术方案26所述的自动灰度等级补正方法，因为进行补正，在扩大辉度分布的同时，使辉度直方图的低辉度部的重心与辉度补正目标值一致，所以效果在于：对于逆光图像，可照亮补正，使逆光状态的低辉度区域变为目标辉度值，可得到整体对比度提高的图像。另外，即使对顺光图像也同样可进行补正，将低辉度区域的辉度值变为目标辉度值，可得到整体对比度提高的图像。

另外，根据本发明技术方案27所述的自动灰度等级补正方法，因为对补正量设定限制，所以效果在于：即使目标值不是最佳值，也可通过补正来防止过多损坏原图像的特性。

另外，根据本发明技术方案28所述的自动灰度等级补正方法，因为根据重心位置来事先设定辉度补正目标值，所以效果在于：不必对每个输入图像设定目标值。

另外，根据本发明技术方案29所述的自动灰度等级补正方法，因为求出目标辉度分布的低辉度部的重心作为辉度补正目标值，进行补正，在扩大辉度分布的同时，使辉度直方图的低辉度部的重心位置与所述辉度补正目标值一致，所以效果在于：在顺光图像、逆光图像中使用相同形状的目标辉度分布，具有作为目标的亮度，可得到整体对比度提高的图像。

另外，根据本发明技术方案30所述的自动灰度等级补正方法，因为通过曲线来设定作为目标的辉度分布并存储，所以效果在于：可简单地设定目标辉度分布，可减少存储容量。

另外，根据本发明技术方案31所述的自动灰度等级补正方法，因为设定多个并存储作为目标的辉度分布，所以效果在于：可简单地调节目标值。

另外，根据本发明技术方案32所述的自动灰度等级补正方法，因为使低辉度区域与高辉度区域的交界值可变，所以效果在于：可正确计算逆光图像中包含逆光区域的低辉度部，可较正确地将逆光区域补正为目标辉度值。

另外，根据本发明技术方案33所述的自动灰度等级补正方法，因为分割辉度范围，根据各区域的特征量来计算交界值，所以效果在于：可正确计算分割高辉度侧和低辉度侧的交界值。

另外，根据本发明技术方案34所述的自动灰度等级补正方法，因为交界值计算步骤中将辉度范围分割成两个区域，将计算的低辉度区域的重心位置设为辉度直方图的低辉度部的重心位置，所以效果在于：不用再次计算低辉度部的重心位置就可补正灰度等级。

另外，根据本发明技术方案35所述的自动灰度等级补正方法，因为通过检测辉度直方图的山型分布，使用检测出的山型分布范围来计算交界值，在输入图像逆光的情况下可补正为作为目标的亮度，同时，可得到整体对比度提高的图像，所以效果在于：在顺光的情况下，不改变原图像的亮度就可得到对比度提高的图像。

另外，根据本发明技术方案36所述的自动灰度等级补正方法，因为使用辉度直方图来调整根据山型分布范围计算的交界值，所以效果在于：可计算较正确的交界值。

另外，根据本发明技术方案37所述的自动灰度等级补正方法，因为在山型分布范围内设定限制，所以效果在于：即使是顺光图像也可补正图像的亮度。

另外，根据本发明技术方案38所述的自动灰度等级补正方法，因为在辉度补正目标值比辉度直方图的低辉度部的重心位置小的情况下，补正辉度补正目标值，使之与辉度直方图的低辉度部的重心位置一致，所以效果在于：可防止补正得比输入图像暗。

另外，根据本发明技术方案39所述的自动灰度等级补正方法，因为在辉度补正目标值比辉度直方图的低辉度部的重心位置大的情况下，补正辉度补正目标值，使之与辉度直方图的低辉度部的重心位置一致，所以效果在于：可防止补正得比输入图像亮。

另外，根据本发明技术方案40所述的自动灰度等级补正方法，因为进行补正，使辉度补正目标值位于辉度直方图的低辉度部的重心位置附近，所以效果在于：可根据输入图像的亮度来微调补正后的亮度。

另外，根据本发明技术方案41所述的自动灰度等级补正方法，因为进行补正，仅在低辉度方向上扩大所述辉度直方图的分布，同时，使辉度直方图的重心与辉度补正目标值一致，所以效果在于：对于技术方案26-技术方案40之一所述的自动灰度等级补正方法，可不产生高辉度部的损坏来进行补正。

另外，根据本发明技术方案42所述的自动灰度等级补正方法，因为所述灰度等级补正处理步骤通过执行γ补正来进行所述灰度等级补正处理，所以效果在于：通过一次制作变换表就可使辉度直方图的低辉度部的重心与目标值一致。

另外，根据本发明技术方案43所述的自动灰度等级补正方法，因为制作所述补正表，使所述灰度等级补正处理步骤同时进行所述辉度直方图的辉度分布的扩大处理和使扩大所述辉度分布的辉度直方图的低辉度部的重心与所述辉度补正目标值一致的处理两者的补正成为其内容，所以效果在于：通过一次制作变换表就可使辉度直方图的低辉度部的重心与目标值一致。

另外，根据本发明技术方案44所述的自动灰度等级补正方法，因为在所述辉度直方图制作步骤和所述重心计算步骤之间还包括扩大所述辉度直方图的辉度分布的辉度分布扩大步骤，所述重心计算步骤对所述扩大了辉度分布的辉度直方图的低辉度部计算所述重心，所以效果在于：在事先扩大辉度直方图的辉度分布后，可通过使低辉度部的重心与目标值一致的处理来进行自动灰度等级补正。

另外，根据本发明技术方案45所述的自动灰度等级补正方法，因为对于在技术方案26、29、32、35、38之一所述的自动灰度等级补正方法，在制作所述辉度直方图时，对辉度分布数的累加量设定限制，所以效果在于：即使辉度直方图的灰度等级分布集中在某一部分的情况下，也可正确计算补正量。

另外，根据本发明技术方案46所述的自动灰度等级补正方法，因为对于在技术方案26、29、32、35、38之一所述的自动灰度等级补正方法，从色差信号和辉度信号中提取肤色区域，在制作所述辉度直方图时，通过制作根据肤色区域的面积来在图像整体的辉度分布中加重图像的肤色部分辉度分布的辉度直方图，根据肤色区域的面积在辉度直方图中加重人的肤色辉度，所以效果在于：在人物存在的情况下，可根据其面积来进行肤色亮度最佳的灰度等级补正。

另外，根据本发明技术方案47所述的自动灰度等级补正方法，因为对于技术方案46所述的自动灰度等级补正方法，在根据肤色区域的面积来在图像整体的辉度分布中加重图像的肤色部分辉度分布时，通过在肤色部分的高辉度部分的分布中进行加权加重，在高辉度部分的分布中进行加权，所以效果在于：可抑制肤色飞白。

另外，根据本发明技术方案48所述的自动灰度等级补正方法，因为对于在技术方案26、29、32、35、38之一所述的自动灰度等级补正方法，根据所述辉度直方图制作步骤计算的辉度直方图来计算高辉度部的重心位置，根据高辉度部的重心位置来计算高辉度部的灰度等级补正量，通过高辉度部的重心位置来限制灰度等级补正量，所以效果在于：可抑制高辉度部的飞白。

另外，根据本发明技术方案49所述的自动灰度等级补正方法，因为对于在技术方案26、29、32、35、38之一所述的自动灰度等级补正方法，在所述灰度等级补正处理中，在辉度分布离散的情况下，不进行灰度等级补正，所以效果在于：在本来不必灰度等级补正的图像中可不进行灰度等级补正。

另外，根据本发明技术方案50所述的自动灰度等级补正方法，因为对于在技术方案26、29、32、35、38之一所述的自动灰度等级补正方法，根据补正表来补正图像的色差信号，所以效果在于：通过辉度补正来缓和彩度下降所发现的现象。

另外，根据本发明技术方案51所述的自动灰度等级补正程序记录媒体，因为进行补正，在扩大辉度分布的同时，使辉度直方图的低辉度部的重心与辉度补正目标值一致，所以效果在于：对于逆光图像，可照亮补正，使逆光状态的低辉度区域变为目标辉度值，可得到整体对比度提高的图像。另外，即使对顺光图像也同样可进行补正，将低辉度区域的辉度值变为目标辉度值，可得到整体对比度提高的图像。

另外，根据本发明技术方案52所述的自动灰度等级补正程序记录媒体，因为求出目标辉度分布的低辉度部的重心作为辉度补正目标值，进行补正，在扩大辉度分布的同时，使辉度直方图的低辉度部的重心位置与所述辉度补正目标值一致，所以效果在于：在顺光图像、逆光图像中使用相同形状的目标辉度分布，具有作为目标的亮度，可得到整体对比度提高的图像。

另外，根据本发明技术方案53所述的自动灰度等级补正程序记录媒体，因为使低辉度区域与高辉度区域的交界值可变，所以效果在于：可正确计算逆光图像中包含逆光区域的低辉度部，可较正确地将逆光区域补正为目标辉度值。

另外，根据本发明技术方案54所述的自动灰度等级补正程序记录媒体，因为通过检测辉度直方图的山型分布，使用检测出的山型分布范围来计算交界值，在输入图像逆光的情况下可补正为作为目标的亮度，同时，可得到整体对比度提高的图像，所以效果在于：在顺光的情况下，不改变原图像的亮度就可得到对比度提高的图像。

另外，根据本发明技术方案55所述的自动灰度等级补正程序记录媒体，因为在辉度补正目标值比辉度直方图的低辉度部的重心位置小的情况下，补正辉度补正目标值，使之与辉度直方图的低辉度部的重心位置一致，所以效果在于：可防止补正得比输入图像暗。

另外，根据本发明技术方案56所述的自动灰度等级补正程序记录媒体，因为制作所述补正表，使所述灰度等级补正处理步骤同时进行所述辉度直方图的辉度分布的扩大处理和使扩大所述辉度分布的辉度直方图的低辉度部的重心与所述辉度补正目标值一致的处理两者的补正成为其内容，所以效果在于：通过一次制作变换表就可使辉度直方图的低辉度部的重心与目标值一致。

另外，根据本发明技术方案57所述的自动灰度等级补正程序记录媒体，因为在所述辉度直方图制作步骤和所述重心计算步骤之间还包括扩大所述辉度直方图的辉度分布的辉度分布扩大步骤，所述重心计算步骤对所述扩大了辉度分布的辉度直方图的低辉度部计算所述重心，所以效果在于：在事先扩大辉度直方图的辉度分布后，可通过使低辉度部的重心与目标值一致的处理来进行自动灰度等级补正。

另外，根据本发明技术方案58所述的自动灰度等级补正程序记录媒体，因为对于在技术方案51、52、53、54、55之一所述的自动灰度等级补正程序记录媒体，在制作所述辉度直方图时，对辉度分布数的累加量设定限制，所以效果在于：即使辉度直方图的灰度等级分布集中在某一部分的情况下，也可正确计算补正量。

另外，根据本发明技术方案59所述的自动灰度等级补正程序记录媒体，因为对于在技术方案51、52、53、54、55之一所述的自动灰度等级补正程序记录媒体，还具有从色差信号和辉度信号中提取肤色区域的肤色区域提取步骤，在制作所述辉度直方图时，通过制作根据肤色区域的面积来在图像整体的辉度分布中加重图像的肤色部分辉度分布的辉度直方图，根据肤色区域的面积在辉度直方图中加重人的肤色辉度，所以效果在于：在人物存在的情况下，可根据其面积来进行肤色亮度最佳的灰度等级补正。

另外，根据本发明技术方案60所述的自动灰度等级补正程序记录媒体，因为对于在技术方案59所述的自动灰度等级补正程序记录媒体，在根据肤色区域的面积来在图像整体的辉度分布中加重图像的肤色部分辉度分布时，通过在肤色部分的高辉度部分的分布中进行加权加重，在高辉度部分的分布中进行加权，所以效果在于：可抑制肤色飞白。

另外，根据本发明技术方案61所述的自动灰度等级补正程序记录媒体，因为对于在技术方案51、52、53、54、55之一所述的自动灰度等级补正程序记录媒体，根据所述辉度直方图制作步骤计算的辉度直方图来计算高辉度部的重心位置，根据高辉度部的重心位置来计算高辉度部的灰度等级补正量，通过高辉度部的重心位置来限制灰度等级补正量，所以效果在于：可抑制高辉度部的飞白。

另外，根据本发明技术方案62所述的自动灰度等级补正程序记录媒体，因为对于在技术方案51、52、53、54、55之一所述的自动灰度等级补正程序记录媒体，在所述灰度等级补正处理中，在辉度分布离散的情况下，不进行灰度等级补正，所以效果在于：在本来不必灰度等级补正的图像中可不进行灰度等级补正。

另外，根据本发明技术方案63所述的自动灰度等级补正程序记录媒体，因为对于在技术方案51、52、53、54、55之一所述的自动灰度等级补正程序记录媒体，根据补正表来补正图像的色差信号，所以效果在于：通过辉度补正来缓和彩度下降所发现的现象。

Claims (63)

1.一种自动灰度等级补正装置，其特征在于，具备：

制作数字图像的辉度直方图的辉度直方图制作部；

计算辉度直方图的低辉度部的重心的重心计算部；

根据所述辉度直方图制作部制作的辉度直方图和所述重心计算部计算的辉度直方图的低辉度部的重心以及辉度补正目标值来制作补正表，使用该补正表来进行灰度等级补正处理，在扩大辉度分布的同时，使辉度直方图的低辉度部的重心与辉度补正目标值一致的灰度等级补正处理部。

2.根据权利要求1所述的自动灰度等级补正装置，其特征在于：在所述灰度等级补正处理中，对补正量设定限制。

3.根据权利要求1所述的自动灰度等级补正装置，其特征在于：根据重心位置来事先设定所述灰度等级补正处理中的辉度补正目标值。

4.一种自动灰度等级补正装置，其特征在于，具备：

制作数字图像的辉度直方图的辉度直方图制作部；

根据作为目标的辉度分布来计算辉度补正目标值的目标值计算部；

计算辉度直方图的低辉度部的重心的重心计算部；

根据所述辉度直方图制作部制作的辉度直方图和所述重心计算部计算的辉度直方图的低辉度部的重心以及辉度补正目标值来制作补正表，使用该补正表来进行灰度等级补正处理，在扩大辉度分布的同时，使辉度直方图的低辉度部的重心与所述目标值计算部计算的辉度补正目标值一致的灰度等级补正处理部。

5.根据权利要求4所述的自动灰度等级补正装置，其特征在于：在进行所述灰度等级补正处理时，所述目标值计算部通过曲线来设定作为目标的辉度分布。

6.根据权利要求4所述的自动灰度等级补正装置，其特征在于：在进行所述灰度等级补正处理时，所述目标值计算部设定多个并存储作为目标的辉度分布。

7.一种自动灰度等级补正装置，其特征在于，具备：

制作数字图像的辉度直方图的辉度直方图制作部；

计算设定辉度直方图的低辉度部用的交界值的交界值计算部；

根据所述交界值计算部计算的交界值来计算辉度直方图的低辉度部的重心的重心计算部；

根据所述辉度直方图制作部制作的辉度直方图和所述重心计算部计算的辉度直方图的低辉度部的重心以及辉度补正目标值来制作补正表，使用该补正表来进行灰度等级补正处理，在扩大辉度分布的同时，使辉度直方图的低辉度部的重心与辉度补正目标值一致的灰度等级补正处理部。

8.根据权利要求7所述的自动灰度等级补正装置，其特征在于：在进行所述灰度等级补正处理时，所述目标值计算部分割辉度范围，根据分割的各区域的特征量来计算交界值。

9.根据权利要求8所述的自动灰度等级补正装置中，其特征在于：在进行所述灰度等级补正处理时，所述交界值计算部将辉度范围分割成两个区域，将在低辉度侧计算的重心位置设为辉度直方图的低辉度部的重心位置。

10.一种自动灰度等级补正装置，其特征在于，具备：

制作数字图像的辉度直方图的辉度直方图制作部；

检测辉度直方图的山型分布范围的山型分布检测部；

根据所述山型分布检测部检测出的山型分布范围来计算设定辉度直方图的低辉度部用的交界值的交界值计算部；

根据所述交界值算部计算的交界值来计算辉度直方图的低辉度部的重心的重心计算部；

根据所述辉度直方图制作部制作的辉度直方图和所述重心计算部计算的辉度直方图的低辉度部的重心以及辉度补正目标值来制作补正表，使用该补正表来进行灰度等级补正处理，在扩大辉度分布的同时，使辉度直方图的低辉度部的重心与辉度补正目标值一致的灰度等级补正处理部。

11.根据权利要求10所述的自动灰度等级补正装置，其特征在于：在进行所述灰度等级补正处理时，所述交界值计算部使用所述辉度直方图来设定根据所述山型分布范围计算的交界值。

12.根据权利要求10所述的自动灰度等级补正装置，其特征在于：在进行所述灰度等级补正处理时，所述山型分布检测部在所述山型分布范围内设定限制。

13.一种自动灰度等级补正装置，其特征在于，具备：

制作数字图像的辉度直方图的辉度直方图制作部；

计算辉度直方图的低辉度部的重心的重心计算部；

在辉度补正目标值比所述重心计算部计算的所述辉度直方图的低辉度部的重心位置小的情况下，补正辉度补正目标值，使之与所述辉度直方图的低辉度部的重心位置一致的目标值补正部；

根据所述辉度直方图制作部制作的辉度直方图和所述重心计算部计算的辉度直方图的低辉度部的重心以及辉度补正目标值来制作补正表，使用该补正表来进行灰度等级补正处理，在扩大辉度分布的同时，使辉度直方图的低辉度部的重心与所述目标值补正部补正前或补正后的辉度补正目标值一致的灰度等级补正处理部。

14.根据权利要求13所述的自动灰度等级补正装置，其特征在于：在进行所述灰度等级补正处理时，所述目标值补正部在辉度补正目标值比所述辉度直方图的低辉度部的重心位置大的情况下，补正辉度补正目标值，使之与所述辉度直方图的低辉度部的重心位置一致。

15.根据权利要求13或14所述的自动灰度等级补正装置，其特征在于：补正进行所述灰度等级补正处理时的所述辉度补正目标值，使辉度补正目标值变为所述辉度直方图的低辉度部的重心位置附近的值。

16.根据权利要求1-15之一所述的自动灰度等级补正装置中，其特征在于：进行补正，仅在低辉度方向上扩大所述辉度直方图的分布，同时，使辉度直方图的重心与辉度补正目标值一致。

17.根据权利要求1、4、7、10、13之一所述的自动灰度等级补正装置，其特征在于：所述灰度等级补正处理部通过执行γ补正来进行所述灰度等级补正处理。

18.根据权利要求1、4、7、10、13之一所述的自动灰度等级补正装置，其特征在于：制作所述补正表，使所述灰度等级补正处理部同时进行所述辉度直方图的辉度分布的扩大处理和使扩大所述辉度分布的辉度直方图的低辉度部的重心与所述辉度补正目标值一致的处理两者的补正成为其内容。

19.根据权利要求1、4、7、10、13之一所述的自动灰度等级补正装置，其特征在于：还具备扩大由所述辉度直方图制作部制作的辉度直方图的辉度分布的辉度分布扩大部，所述重心计算部对所述扩大了辉度分布的辉度直方图的低辉度部计算所述重心。

20.根据权利要求1、4、7、10、13之一所述的自动灰度等级补正装置，其特征在于：在制作所述辉度直方图时，对辉度分布数的累加量设定限制。

21.根据权利要求1、4、7、10、13之一所述的自动灰度等级补正装置，其特征在于：具有从色差信号和辉度信号中提取肤色区域的肤色区域提取部，在制作所述辉度直方图时，制作根据肤色区域的面积来在图像整体的辉度分布中加重图像的肤色部分辉度分布的辉度直方图。

22.根据权利要求21所述的自动灰度等级补正装置，其特征在于：在根据肤色区域的面积来在图像整体的辉度分布中加重图像的肤色部分辉度分布时，在肤色部分的高辉度部分的分布中进行加权加重。

23.根据权利要求1、4、7、10、13之一所述的自动灰度等级补正装置，其特征在于：根据所述辉度直方图制作部计算的辉度直方图来计算高辉度部的重心位置，根据高辉度部的重心位置来计算高辉度部的灰度等级补正量。

24.根据权利要求1、4、7、10、13之一所述的自动灰度等级补正装置，其特征在于：在所述灰度等级补正处理中，在辉度分布离散的情况下，不进行灰度等级补正。

25.根据权利要求1、4、7、10、13之一所述的自动灰度等级补正装置，其特征在于：根据补正表来补正图像的色差信号。

26.一种补正数字图像的灰度等级的自动灰度等级补正方法，其特征在于，包括：

制作所述数字图像的辉度直方图的辉度直方图制作步骤；

求出辉度直方图的低辉度部的重心的重心计算步骤；

进行灰度等级补正处理，在扩大辉度分布的同时，使辉度直方图的低辉度部的重心与辉度补正目标值一致的灰度等级补正处理步骤。

27.根据权利要求26所述的自动灰度等级补正方法，其特征在于：在所述灰度等级补正处理步骤中，对补正量设定限制。

28.根据权利要求26所述的自动灰度等级补正方法中，其特征在于：根据重心位置来事先设定所述灰度等级补正处理步骤中的辉度补正目标值。

29.一种补正数字图像的灰度等级的自动灰度等级补正方法，其特征在于，包括：

根据作为目标的辉度分布来计算辉度补正目标值的目标值计算步骤；

制作所述数字图像的辉度直方图的辉度直方图制作步骤；

求出辉度直方图的低辉度部的重心的重心计算步骤；

进行灰度等级补正处理，在扩大辉度分布的同时，使辉度直方图的低辉度部的重心与所述目标值计算步骤中计算的辉度补正目标值一致的灰度等级补正处理步骤。

30.根据权利要求29所述的自动灰度等级补正方法，其特征在于：所述目标值计算步骤通过曲线来设定作为目标的辉度分布。

31.根据权利要求29所述的自动灰度等级补正方法中，其特征在于：所述目标值计算步骤设定多个并存储作为目标的辉度分布。

32.一种补正数字图像的灰度等级的自动灰度等级补正方法，其特征在于，包括：

制作所述数字图像的辉度直方图的辉度直方图制作步骤；

计算设定辉度直方图的低辉度部范围用的交界值的交界值计算步骤；

根据所述交界值计算步骤计算的交界值来求出辉度直方图的低辉度部的重心的重心计算步骤；

进行灰度等级补正处理，在扩大辉度分布的同时，使辉度直方图的低辉度部的重心与辉度补正目标值一致的灰度等级补正处理步骤。

33.根据权利要求32所述的自动灰度等级补正方法中，其特征在于：所述交界值计算步骤分割辉度范围，根据分割的各区域的特征量来计算交界值。

34.根据权利要求33所述的自动灰度等级补正方法中，其特征在于：所述交界值计算步骤将辉度范围分割成两个区域，将在低辉度侧计算的重心位置设为辉度直方图的低辉度部的重心位置。

35.一种补正数字图像的灰度等级的自动灰度等级补正方法，其特征在于，包括：

制作所述数字图像的辉度直方图的辉度直方图制作步骤；

检测辉度直方图的山型分布范围的山型分布检测步骤；

根据所述山型分布检测步骤检测出的山型分布范围来计算设定辉度直方图的低辉度部用的交界值的交界值计算步骤；

根据所述交值算步骤计算的交界值来求出辉度直方图的低辉度部的重心的重心计算步骤；

进行灰度等级补正处理，在扩大辉度分布的同时，使辉度直方图的低辉度部的重心与辉度补正目标值一致的灰度等级补正处理步骤。

36.根据权利要求35所述的自动灰度等级补正方法中，其特征在于：所述交界值计算步骤使用辉度直方图来设定根据所述山型分布范围计算的交界值。

37.根据权利要求35所述的自动灰度等级补正方法中，其特征在于：所述山型分布检测步骤在所述山型分布范围内设定限制。

38.一种补正数字图像的灰度等级的自动灰度等级补正方法，其特征在于，包括：

制作所述数字图像的辉度直方图的辉度直方图制作步骤；

求出辉度直方图的低辉度部的重心的重心计算步骤；

在辉度补正目标值比所述重心计算步骤计算的所述辉度直方图的低辉度部的重心位置小的情况下，补正辉度补正目标值，使之与所述重心计算步骤计算的辉度直方图的低辉度部的重心位置一致的目标值补正步骤；

进行灰度等级补正处理，在扩大辉度分布的同时，使辉度直方图的低辉度部的重心与没有所述补正的情况和存在所述补正的情况下分别与所述补正前和补正后的辉度补正目标值一致的灰度等级补正处理步骤。

39.根据权利要求38所述的自动灰度等级补正方法，其特征在于：所述目标值补正步骤在辉度补正目标值比辉度直方图的低辉度部的重心位置大的情况下，补正辉度补正目标值，使之与辉度直方图的低辉度部的重心位置一致。

40.根据权利要求38或39所述的自动灰度等级补正方法，其特征在于：补正所述辉度补正目标值，使辉度补正目标值变为辉度直方图的低辉度部的重心位置附近的值。

41根据权利要求26-40之一所述的自动灰度等级补正方法，其特征在于：进行补正，仅在低辉度方向上扩大所述辉度直方图的分布，同时，使辉度直方图的重心与辉度补正目标值一致。

42.根据权利要求26、29、32、35、38之一所述的自动灰度等级补正方法，其特征在于：通过执行γ补正来进行所述灰度等级补正处理步骤。

43.根据权利要求26、29、32、35、38之一所述的自动灰度等级补正方法，其特征在于：制作补正表，使所述灰度等级补正处理步骤同时进行所述辉度直方图的辉度分布的扩大处理和使扩大所述辉度分布的辉度直方图的低辉度部的重心与所述辉度补正目标值一致的处理两者的补正成为其内容。

44.根据权利要求26、29、32、35、38之一所述的自动灰度等级补正方法，其特征在于：在所述辉度直方图制作步骤和所述重心计算步骤之间还包括扩大所述辉度直方图的辉度分布的辉度分布扩大步骤，所述重心计算步骤对所述扩大了辉度分布的辉度直方图的低辉度部计算所述重心。

45.根据权利要求26、29、32、35、38之一所述的自动灰度等级补正方法，其特征在于：在制作所述辉度直方图时，对辉度分布数的累加量设定限制。

46.根据权利要求26、29、32、35、38之一所述的自动灰度等级补正方法，其特征在于：还具有从色差信号和辉度信号中提取肤色区域的肤色区域提取步骤，在制作所述辉度直方图时，制作根据肤色区域的面积来在图像整体的辉度分布中加重图像的肤色部分辉度分布的辉度直方图。

47.根据权利要求46所述的自动灰度等级补正方法，其特征在于：在根据肤色区域的面积来在图像整体的辉度分布中加重图像的肤色部分辉度分布时，在肤色部分的高辉度部分的分布中进行加权加重。

48.根据权利要求26、29、32、35、38之一所述的自动灰度等级补正方法，其特征在于：根据所述辉度直方图制作步骤计算的辉度直方图来计算高辉度部的重心位置，根据高辉度部的重心位置来计算高辉度部的灰度等级补正量。

49.根据权利要求26、29、32、35、38之一所述的自动灰度等级补正方法，其特征在于：在所述灰度等级补正处理中，在辉度分布离散的情况下，不进行灰度等级补正。

50.根据权利要求26、29、32、35、38之一所述的自动灰度等级补正方法，其特征在于：根据补正表来补正图像的色差信号。

51.一种记录由计算机执行补正数字图像的灰度等级的自动灰度等级补正方法的程序的记录媒体，其特征在于，所述自动灰度等级补正方法包括：

制作所述数字图像的辉度直方图的辉度直方图制作步骤；

求出辉度直方图的低辉度部的重心的重心计算步骤；

进行灰度等级补正处理，在扩大辉度分布的同时，使辉度直方图的低辉度部的重心与辉度补正目标值一致的灰度等级补正处理步骤。

52.一种记录由计算机执行补正数字图像的灰度等级的自动灰度等级补正方法的程序的记录媒体，其特征在于，所述自动灰度等级补正方法包括：

根据作为目标的辉度分布来计算辉度补正目标值的目标值计算步骤；

制作所述数字图像的辉度直方图的辉度直方图制作步骤；

求出辉度直方图的低辉度部的重心的重心计算步骤；

进行灰度等级补正处理，在扩大辉度分布的同时，使辉度直方图的低辉度部的重心与所述目标值计算步骤中计算的辉度补正目标值一致的灰度等级补正处理步骤。

53.一种记录由计算机执行补正数字图像的灰度等级的自动灰度等级补正方法的程序的记录媒体，其特征在于，所述自动灰度等级补正方法包括：

制作所述数字图像的辉度直方图的辉度直方图制作步骤；

计算设定辉度直方图的低辉度部范围用的交界值的交界值计算步骤；

根据所述交界值计算步骤计算的交界值来求出辉度直方图的低辉度部的重心的重心计算步骤；

进行灰度等级补正处理，在扩大辉度分布的同时，使辉度直方图的低辉度部的重心与辉度补正目标值一致的灰度等级补正处理步骤。

54.一种记录由计算机执行补正数字图像的灰度等级的自动灰度等级补正方法的程序的记录媒体，其特征在于，所述自动灰度等级补正方法包括：

制作所述数字图像的辉度直方图的辉度直方图制作步骤；

检测辉度直方图的山型分布范围的山型分布检测步骤；

根据所述山型分布检测步骤检测出的山型分布范围来计算设定辉度直方图的低辉度部用的交界值的交界值计算步骤；

根据所述交界值计算步骤计算的交界值来求出辉度直方图的低辉度部的重心的重心计算步骤；

进行灰度等级补正处理，在扩大辉度分布的同时，使辉度直方图的低辉度部的重心与辉度补正目标值一致的灰度等级补正处理步骤。

55.一种记录由计算机执行补正数字图像的灰度等级的自动灰度等级补正方法的程序的记录媒体，其特征在于，所述自动灰度等级补正方法包括：

制作所述数字图像的辉度直方图的辉度直方图制作步骤；

求出辉度直方图的低辉度部的重心的重心计算步骤；

在辉度补正目标值比所述重心计算步骤计算的所述辉度直方图的低辉度部的重心位置小的情况下，补正辉度补正目标值，使之与所述重心计算步骤计算的辉度直方图的低辉度部的重心位置一致的目标值补正步骤；

进行灰度等级补正处理，在扩大辉度分布的同时，使辉度直方图的低辉度部的重心与没有所述补正的情况和存在所述补正的情况下分别与所述补正前和补正后的辉度补正目标值一致的灰度等级补正处理步骤。

56.根据权利要求51-55之一所述的自动灰度等级补正程序记录媒体，其特征在于：制作补正表，使所述灰度等级补正处理步骤同时进行所述辉度直方图的辉度分布的扩大处理和使扩大所述辉度分布的辉度直方图的低辉度部的重心与所述辉度补正目标值一致的处理两者的补正成为其内容。

57.根据权利要求51-55之一所述的自动灰度等级补正程序记录媒体，其特征在于：在所述辉度直方图制作步骤和所述重心计算步骤之间还包括扩大所述辉度直方图的辉度分布的辉度分布扩大步骤，所述重心计算步骤对所述扩大了辉度分布的辉度直方图的低辉度部计算所述重心。

58.根据权利要求51、52、53、54、55之一所述的自动灰度等级补正程序记录媒体，其特征在于：在制作所述辉度直方图时，对辉度分布数的累加量设定限制。

59.根据权利要求51、52、53、54、55之一所述的自动灰度等级补正程序记录媒体，其特征在于：还具有从色差信号和辉度信号中提取肤色区域的肤色区域提取步骤，在制作所述辉度直方图时，制作根据肤色区域的面积来在图像整体的辉度分布中加重图像的肤色部分辉度分布的辉度直方图。

60.根据权利要求59所述的自动灰度等级补正程序记录媒体，其特征在于：在根据肤色区域的面积来在图像整体的辉度分布中加重图像的肤色部分辉度分布时，在肤色部分的高辉度部分的分布中进行加权加重。

61.根据权利要求51-55之一所述的自动灰度等级补正程序记录媒体，其特征在于：根据所述辉度直方图制作步骤计算的辉度直方图来计算高辉度部的重心位置，根据高辉度部的重心位置来计算高辉度部的灰度等级补正量。

62.根据权利要求51-55之一所述的自动灰度等级补正程序记录媒体，其特征在于：在所述灰度等级补正处理中，在辉度分布离散的情况下，不进行灰度等级补正。

63.根据权利要求51-55之一所述的自动灰度等级补正程序记录媒体，其特征在于：根据补正表来补正图像的色差信号。

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