JP2000276581A

JP2000276581A - 画像処理装置および画像処理方法ならびに画像処理プログラムを記録した記録媒体

Info

Publication number: JP2000276581A
Application number: JP11078216A
Authority: JP
Inventors: Daisaku Horie; 大作保理江
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 1999-03-23
Filing date: 1999-03-23
Publication date: 2000-10-06

Abstract

(57)【要約】【課題】精度の高いシェーディング補正を施すこと。【解決手段】入力された画像を複数のブロックに分割
する（Ｓ１１）。分割したそれぞれのブロックについ
て、ブロックに含まれる画素の画素値別の度数を表わす
輝度ヒストグラムを作成する（Ｓ１４）。作成した輝度
ヒストグラムの最大の度数となる輝度値を山頂値として
検出する（Ｓ１５）。画像全体の画素の輝度値を最小二
乗法を用いて、それぞれのブロックについて求められた
山頂値に近似することにより、近似２次曲面を求める
（Ｓ１８）。求めた近似２次曲面と目標とする下地輝度
値とから画素ごとの輝度値を補正する（Ｓ１９）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は画像処理装置およ
び画像処理方法ならびに画像処理プログラムを記録した
記録媒体に関し、特に画素ごとの下地輝度値を求めるこ
とによりシェーディング補正を行なう画像処理装置およ
び画像処理方法ならびに画像処理プログラムを記録した
記録媒体に関する。

【０００２】

【従来の技術】デジタルカメラやデジタルビデオカメラ
等で撮影した画像、特に紙などの印刷物を撮影した画像
は、シェーディングが生じる場合が多い。シェーディン
グとは、撮像した画像に見られる輝度の場所的なむらで
あって、被写体に対する照明むらや影、または撮像素子
のばらつき等が原因で生じる現象をいう。

【０００３】デジタルカメラ等で撮像された画像がシェ
ーディングの影響を受けている場合には、撮像された画
像を２値化または圧縮する場合に問題が生じる。図１３
は、文字とグラフが表わされた原稿をデジタルカメラで
撮像して得られる画像であって、シェーディングの影響
を受けた画像を示す図である。図を参照して、画像の右
側半分の領域と左側半分の領域とを比較すると、右側の
領域の方が左側の領域よりも輝度が低い。さらに、左側
の領域だけで見ると、上側半分の領域の輝度が、下側半
分の領域の輝度よりも高い。また、上側半分の領域は、
左上方向に向って輝度が徐々に高くなっている。

【０００４】図１４は、図１３に示した画像のすべての
画素について、輝度ごとに度数を表わしたヒストグラム
を示す図である。図１５は、文字とグラフが印刷された
原稿をデジタルカメラで撮像して得られる画像であっ
て、シェーディングの影響を受けていない画像のすべて
の画素について、輝度ごとに度数を表わしたヒストグラ
ムを示す図である。図１４と図１５とも、横軸に輝度値
を縦軸に度数をとって示す。

【０００５】図１４を参照して、輝度値が高い部分で度
数が高くなっているけれども、輝度値の変化に対する度
数の変化がなだらかであるので、このヒストグラムから
は、撮像した原稿が文字を表わした原稿であるのか否か
の判断ができない。図１３に示す画像を２値化する場合
に、図１４に示すヒストグラムからは、２値化に用いる
しきい値が決定できない。また決定したとしても、２値
化後の画像の品質が悪くなってしまう。図１６は、シェ
ーディングの影響を受けた画像の２値化処理の問題点を
説明するための図であって、シェーディングの影響を受
けた画像の下地輝度値が高い部分と低い部分のそれぞれ
に描かれた「文字」の部分に２値化処理を施した結果を
示す図である。図１６を参照して、画像の右下の部分に
描かれた「文字」の部分を２値化した場合には、文字の
線が太く、「文字」の字の周辺にノイズが現われてい
る。一方、画像の上の部分に描かれた「文字」の部分を
２値化すると、文字の線が細く、所々で線がかすれてし
まっている。このように、シェーディングの影響を受け
た画像を２値化する場合には、文字が描かれた画像中の
位置の違いにより、２値化後の文字の太さや形が異なっ
てしまうといった問題が生じる。

【０００６】図１５を参照して、撮像した画像にシェー
ディングの影響がない場合には、輝度値の高い部分で度
数が急激に高くなっている。したがって、このヒストグ
ラムから文字が印刷された原稿であることを判断でき
る。さらに、撮像して得られる画像を２値化するのに用
いるしきい値を、図中でＡで示す輝度値として決定する
ことが容易にできる。

【０００７】図１７は、画像の圧縮処理の問題点を説明
するための図であって、シェーディングの影響を受けた
画像を示す図である。図１８は、画像の圧縮処理の問題
点を説明するための図であって、シェーディングの影響
を受けていない画像を示す図である。図１７と図１８と
を参照して、両図に表わされたラインＡ上に配列する画
素について見ると、図１８では、下地が均一な輝度分布
なので、画素値が同じ画素が連続して配列することにな
る。これにより、ランレングス符号化を利用した圧縮法
を用いた場合には、圧縮率が高くなる。これに対して、
図１７では、下地輝度が均一でないため、同じ画素値の
画素が連続していない。このため、ランレングス符号化
を利用した圧縮法では、圧縮率が低下してしまう。

【０００８】また、図１８に示すシェーディングの影響
を受けていない画像は、下地が均一な輝度分布を持つた
め、たとえばブロックＢ内の画素は輝度変化が少ない。
これにより、ブロック単位でベクトル量子化や直交変換
を利用する圧縮法を用いた場合、圧縮率を高くすること
ができる。これに対して図１７に示すシェーディングの
影響を受けた画像では、下地が均一な輝度分布を持たな
いため、ブロックＢ内の画素は輝度変化が大きい。した
がって、ブロック単位でベクトル量子化や直交変換を利
用する圧縮法を用いた場合には、圧縮率を高くすること
ができない。

【０００９】撮影した画像からシェーディングの影響を
除去するための処理をシェーディング補正といい、従来
より種々の方法が用いられているが精度が悪かった。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】この発明は、従来より
用いられているシェーディング補正の技術を改良するた
めになされたものであり、精度の高いシェーディング補
正を施すことができる画像処理装置および画像処理方法
ならびに画像処理プログラムを記録した記録媒体を提供
することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
この発明のある局面に従うと、入力された画像を複数の
ブロックに分割するための分割手段と、分割されたブロ
ックごとに下地輝度値を検出するための検出手段と、検
出された下地輝度値の分布から入力された画像の下地輝
度値の近似曲面を求めるための演算手段と、求められた
近似曲面に基づいて、入力された画像の画素値を補正す
るための補正手段とを備える。

【００１２】好ましくは画像処理装置は、演算手段で求
められる近似曲面は２次曲面であることを特徴とする。

【００１３】さらに好ましくは、画像処理装置の分割手
段は、入力された画像に含まれる被写体の大きさに基づ
き分割するブロックの数を決定するための決定手段を含
むことを特徴とする。

【００１４】さらに好ましくは、画像処理装置の分割手
段は、被写体の大きさを解像度と画像サイズとに基づき
決定するための決定手段を含むことを特徴とする。

【００１５】さらに好ましくは、画像処理装置の検出手
段は、画素値が同じ画素の数が最大の画素値を下地輝度
値として検出することを特徴とする。

【００１６】さらに好ましくは、画像処理装置の検出手
段は、高輝度側から下地輝度値を検出することを特徴と
する。

【００１７】この発明の他の局面に従うと画像処理方法
は、入力された画像を複数のブロックに分割するための
分割ステップと、分割されたブロックごとに下地輝度値
を検出するための検出ステップと、検出された下地輝度
値の分布から入力された画像の下地輝度値の近似曲面を
求める演算ステップと、求められた近似曲面に基づいて
入力された画像の画素値を補正するための補正ステップ
とを含む。

【００１８】この発明のさらに他の局面に従うと画像処
理プログラムを記録した記録媒体は、入力された画像を
複数のブロックに分割するための分割ステップと、分割
されたブロックごとに下地輝度値を検出するための検出
ステップと、検出された下地輝度値の分布から入力され
た画像の下地輝度値の近似曲面を求める演算ステップ
と、求められた近似曲面に基づいて入力された画像の画
素値を補正するための補正ステップとをコンピュータに
実行させる。

【００１９】これらの発明によると、分割したブロック
ごとの下地輝度値の分布から下地輝度値の近似曲面を求
めるので、画像全体にバランスのとれた画素ごとの下地
輝度値を求めることができ、精度の高いシェーディング
補正を行なうことができる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態の一例
における画像処理装置を備えたデジタルカメラについて
図面を参照しながら説明する。

【００２１】図１は、デジタルカメラ１が雑誌などの原
稿２を撮像している状況を示す図である。図２は、デジ
タルカメラ１の前方からの斜視図である。図を参照し
て、デジタルカメラ１は、撮影ボタン３と、撮影レンズ
部４と、カード挿入口５とを備える。

【００２２】デジタルカメラ１による撮影結果は、デジ
タルカメラ１の内部に存在する図示しないハードディス
クカードに電子データとして記憶される。ここでハード
ディスクカードは画像データの記録媒体であり、たとえ
ばＰＣＭＣＩＡに準拠したハードディスクカードのよう
なものを用いてもよいし、これに代えてメモリカードな
どを用いてもよい。また、ミニディスク（ＭＤ）を記録
媒体に用いてもよい。さらに、カードを記録媒体としな
くても、たとえばＳＣＳＩケーブルなどでデジタルカメ
ラ１をプリンタなどに直接接続するようにしてもよい。

【００２３】本実施の形態におけるデジタルカメラ１で
は、会議などで配布された資料、カタログ、雑誌、研究
記録などの紙原稿を電子データとして保存する場合の画
質と圧縮率とを向上させることができる。

【００２４】図３は、デジタルカメラ１の回路構成を示
すブロック図である。図を参照して、デジタルカメラ１
はデジタルカメラ１の全体の制御を行なうＣＰＵ１００
と、撮像を行なうＣＣＤ１０４と、撮像された内容を表
示する表示部１０６と、ＣＣＤ１０４からの画像を一時
記憶するためのＲＡＭ１０８と、撮像された画像にシェ
ーディング補正を施すためのシェーディング補正部１１
０と、シェーディング補正された画像から属性領域を抽
出するための領域判別部１１２と、抽出された属性領域
ごとに適切な補正を行なうための適応補正部１１４と、
補正された属性領域ごとに圧縮を行なうための圧縮部１
１６と、圧縮が行なわれた画像を統合し出力するための
画像合成部１１８と、画像を記録するためのカードメモ
リ部１２０と、ＣＰＵ１００で実行するためのプログラ
ムを記憶するためのＲＯＭ１０２とを備える。

【００２５】なお、デジタルカメラ１のＣＰＵ１００に
外部記憶装置１２２を設け、ＣＤ−ＲＯＭ１２４やフロ
ッピーディスク等からデジタルカメラ１の制御のための
プログラムを読取るようにしてもよい。

【００２６】次に、図３に示されるブロック図を用いて
実際の撮影の様子を説明する。図３において太い矢印は
画像の流れを示し、細い矢印は制御データの流れを示し
ている。ユーザがカメラの電源をＯＮにすると、撮影レ
ンズ部４で撮られているシーンがＣＣＤ１０４を介して
表示部１０６に映し出される。

【００２７】ＣＰＵ１００は、撮影ボタン３がＯＮにな
ったことを検出すると、ＣＣＤ１０４に対してＣＣＤの
積分を指示し、積分が終了すればＣＣＤデータのＲＡＭ
１０８へのダンプを行なう。そして、表示部１０６にこ
の画像を表示（フリーズ表示）させる。

【００２８】ＣＣＤ１０４からの画像は、ＲＡＭ１０８
に記憶される。画像がＣＣＤ１０４からＲＡＭ１０８に
記憶されると、シェーディング補正部１１０、領域判別
部１１２、適応補正部１１４、圧縮部１１６、画像合成
部１１８のそれぞれで処理が順に行なわれ、カードメモ
リ部１２５にＪＰＥＧ、ＰＮＧなどの画像圧縮データを
記憶する。

【００２９】カードメモリ部１２０は、ハードディスク
などであっても外部の記憶装置や端末などであってもよ
い。また、圧縮を行なわずに画像データをプリンタやモ
ニタに出力することもできる。さらに以下に述べるシェ
ーディング補正処理、領域判別処理、適応補正処理はデ
ジタルカメラ１の内部で行なってもよいし、デジタルカ
メラ１に接続された別のカメラやパーソナルコンピュー
タの端末などにデータを転送してそこで行なってもよ
い。

【００３０】次に画像がＲＡＭ１０８に記憶されたとき
に、デジタルカメラ１で行なう処理の流れについて説明
する。図４は、デジタルカメラ１で行なわれる画像処理
の流れを示すフローチャートである。図を参照して、Ｃ
ＣＤ１０４で撮像された画像がＲＡＭ１０８に記憶され
ると、シェーディング補正処理が施される（Ｓ０１）。
シェーディング補正処理については後で詳しく説明す
る。

【００３１】次にシェーディング補正処理が施された画
像に対して領域判別処理が施される（Ｓ０２）。これに
より、画像は文字属性の文字領域、線画属性の線画領
域、または写真属性の写真領域に分割される。一般に、
紙原稿には、文字領域、線画領域、写真領域などが含ま
れる。ここに文字領域とは、黒字の文字のみで構成され
る矩形領域を示す。線画領域とは棒グラフやべた塗り画
像など、単色領域とエッジ領域とで主に構成される矩形
領域を示す。また、写真領域とは階調の変化する部分を
多く含む矩形領域を示し、絵画、イラスト、テクスチャ
なども写真領域に含まれる。

【００３２】そして、分割された領域別に画像補正処理
が施される（Ｓ０３）。文字領域に対しては、解像度変
換、文字補正、２値化などの処理が行なわれる。線画領
域と写真領域に対しては、ノイズによる画質劣化と圧縮
率の低下とを防ぐために平滑化等が行なわれる。

【００３３】そして、画像補正処理が施された領域に対
して領域別の圧縮処理が施される（Ｓ０４）。文字領域
に対しては２値圧縮が施されて、写真領域に対してはLo
ssless圧縮、写真領域に対してはlossy圧縮が行なわれ
る。なお、文字領域に対してはステップＳ０３の領域別
画像補正処理において、ＯＣＲを行なった場合には、ス
テップＳ０４の領域別圧縮処理でキャラクタコードに変
換する処理を行なってもよい。

【００３４】領域別に圧縮されたデータは統合化され
（Ｓ０５）、カードメモリ部１２０へ出力される（Ｓ２
３）。

【００３５】次にシェーディング補正処理について説明
する。図５は、図４のステップＳ０１で行なわれるシェ
ーディング補正処理の流れを示すフローチャートであ
る。シェーディング補正処理はシェーディング補正部１
１０で行なわれる。シェーディング補正処理は、入力さ
れた画像が白黒の場合には、輝度値を用いて行なわれ
る。入力される画像がカラーの場合には、ＲＧＢの３つ
の画素値から輝度を求めて作成してもよい。さらに、
Ｒ、Ｇ、Ｂのそれぞれの画素値ごとに独立に行なっても
よいし、ホワイトバランスが正常である場合や、処理速
度の高速化を図る場合などには、いずれかの値を用いて
もよい。また、ＹＵＶ等の他の色空間で行なってもよ
い。

【００３６】シェーディング補正処理は、入力された画
像をＮ個のブロックに分割する処理（Ｓ１１）と、変数
Ｋに初期値である「１」を設定する処理（Ｓ１２）と、
Ｋ番目のブロックＫを注目ブロックとして選択する処理
（Ｓ１３）と、注目ブロックに対して輝度ヒストグラム
を作成する処理（Ｓ１４）と、求めた輝度ヒストグラム
の度数が最大となる輝度値を下地輝度値として検出する
ステップ（Ｓ１５）と、変数Ｋがブロックの個数Ｎか否
かを判定するステップ（Ｓ１６）と、変数Ｋをインクリ
メントするステップ（Ｓ１７）と、Ｎ個のブロックの下
地輝度値から近似２次曲面を計算するステップ（Ｓ１
８）と画素ごとに画素値を補正するステップ（Ｓ１９）
とを含む。

【００３７】ステップＳ１１では、ＲＡＭ１０８から画
像が入力されると、入力された画像をＮ個のブロックに
分割する。ここで分割するブロック数について説明す
る。分割するブロック数は、少なすぎるとブロックの面
積が大きくなるため、ブロック内にシェーディングの影
響を受けた画像を含む可能性が高くなる。このためブロ
ック内の画像の下地輝度値を検出する精度が低下する。
逆に、分割するブロック数が多すぎるとブロックの面積
が小さくなるため、ブロック内の画像が下地部分を含ま
ない可能性が高くなる。このためブロック内の画像の下
地輝度値を誤って判別してしまう。また、すべてのブロ
ック内の画像が下地部分を含む場合であっても、ブロッ
クの面積が小さければ下地輝度値を検出するために用い
る画素数が少なくなるため、下地輝度値を検出する精度
が低下してしまう。

【００３８】したがって、分割するブロックの数は、撮
像される原稿の大きさにより定められる。たとえば、Ａ
４の大きさの原稿の場合には、縦方向と横方向にそれぞ
れ３等分した３×３＝９（個）、または４等分した４×
４＝１６（個）のブロックに分割するのが好ましい。

【００３９】撮像される原稿の大きさは、デジタルカメ
ラ１の使用者が入力するようにしてもよいし、解像度と
画像サイズとから求めるようにしてもよい。原稿サイズ
と解像度と画像サイズとは、［（解像度）×（原稿の大
きさ）＝画像サイズ］の関係にある。たとえば、横が８
×１／４（inch）で縦が１１×３／４（inch）のＡ４サ
イズの紙を解像度４００［dpi］で撮像した場合、横３
３００［dot］×縦４７００［dot］の画像サイズとな
る。したがって、解像度と画像サイズとがわかれば、原
稿サイズを求めることができる。

【００４０】画像サイズはＣＣＤ１０４の画素数から求
めることができる。解像度は、デジタルカメラ１と原稿
との間の距離およびＣＣＤ１０４の画素数から求めるこ
とができる。また、密着型のスキャナを用いて原稿を読
取る場合には、解像度は密着型のスキャナにより定めら
れる。

【００４１】次にステップＳ１２において、変数Ｋに１
が設定される。変数Ｋは、ステップＳ１１で分割された
ブロックの番号を示す。ステップＳ１７で変数Ｋをイン
クリメントしてステップＳ１３からステップＳ１５まで
の処理を繰返して行なうことにより、ステップＳ１１で
分割されたすべてのブロックに対してステップＳ１３か
らステップ１５までの処理を施す。ステップＳ１６で、
変数Ｋが分割したブロック数Ｎか否かを判断することに
より、繰り返しルーチンを出るようになっている。

【００４２】図６は、読込まれた画像を縦方向と横方向
とにそれぞれ４等分して４×４＝１６（個）のブロック
に分割した状態を示す図である。それぞれのブロック内
の画像は、下地部分を含んでおり、シェーディングの影
響が少なくなっている。ここで、下地とは、原稿に描か
れている文字や線画の背景となる部分をいう。換言すれ
ば、原稿となる用紙の文字や線画が描かれていない部分
をいう。

【００４３】次に、ステップＳ１３において、注目ブロ
ックにＫ番目のブロックＫが選択される（Ｓ１３）。こ
れは、分割されたブロックのすべてに対して次のステッ
プＳ１４とＳ１５とを行なうために、処理の対象となる
ブロックを注目ブロックとして順に選択するための処理
である。

【００４４】ステップＳ１４では、選択された注目ブロ
ックに対して輝度ヒストグラムを作成する（Ｓ１４）。
輝度ヒストグラムとは、注目ブロックに含まれるすべて
の画素について、輝度別の度数をヒストグラムで表わし
たものである。図７は、図６のブロックＫにおける輝度
ヒストグラムを表わした図である。図７を参照して、輝
度値がＰ１とＰ２とにおいて、度数が高くなる山が存在
する。Ｐ２は、局所的な山であり、Ｐ１は大局的な山で
ある。

【００４５】図５に戻って次のステップＳ１５では、ヒ
ストグラムの山頂値検出処理が行なわれる。ヒストグラ
ムの山頂値検出処理は、ブロックごとに行なわれ、処理
の対象となるブロックの下地部分の輝度値（下地輝度
値）を山頂値として求める処理である。このためヒスト
グラムの山頂値検出処理は、ステップＳ１４で作成した
輝度ヒストグラムから、度数が最も高くなる輝度値を山
頂値として検出する処理である。ここでは、大局的な山
の山頂に当たる輝度値Ｐ１が検出され、検出された輝度
値Ｐ１が山頂値とされる。ステップＳ１５で行なわれる
処理については後で詳しく説明する。

【００４６】次にステップＳ１８では、Ｎ個のブロック
のそれぞれについて求められた山頂値に基づき、画像全
体の下地輝度値を表わす近似２次曲面を計算する（Ｓ１
８）。近似２次曲面は、ブロックごとに検出された山頂
値を、分割されたそれぞれのブロックの中心座標に割当
て、最小二乗法を用いて、画像全体の下地輝度値を山頂
値に近似することにより求められる。

【００４７】図８は、シェーディングの影響を受けた画
像の実際の下地輝度値を表わした図である。図を参照し
て、画像中の画素の位置をＸ−Ｙ平面で示し、それぞれ
の座標の輝度値をＺ軸で示している。図９は、ブロック
ごとに検出した山頂値を各ブロックの中心座標に割当
て、ブロックごとに画素の輝度値を山頂値として表わし
た図である。図１０は、最小二乗法を用いて求めた下地
輝度値の近似２次曲面を示す図である。

【００４８】ここで、下地輝度値の近似２次曲面の求め
方を具体的に説明する。まず近似２次曲面を次の式
（１）で定義する。

【００４９】Ｆ（Ｘ，Ｙ）＝ａＸ²＋ｂＸＹ＋ｃＹ²＋ｄＸ＋ｅＹ＋ｆ …（１）ただし、Ｘ、Ｙは、画像に含まれる画素のＸ−Ｙ平面に
おけるＸ座標とＹ座標を示し、Ｆ（Ｘ，Ｙ）は、座標
（Ｘ，Ｙ）の画素の近似された下地輝度値を示す。そし
て、次の式（２）で求めた値Ｚが最小となるときの式
（１）の定数ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｆを求める。

【００５０】Ｚ＝Σ｜Ｐ−Ｆ（Ｘ_j，Ｙ_k）｜²…（２）ただし、Ｐは、ブロックごとに検出した山頂値を示し、
座標（Ｘ_j，Ｙ_k）の画素が含まれるブロックの山頂値で
ある。

【００５１】このようにして、式（１）に示す近似２次
曲面が求められると、ステップＳ１９では、ステップＳ
１８で求めた近似２次曲面を用いて画像全体の下地輝度
値が一定になるように、入力された画像のすべての画素
に対して画素値を補正する。画素値の補正は、座標
（Ｘ，Ｙ）の画素における近似２次曲面で近似された下
地輝度値をＦ（Ｘ，Ｙ）とし、入力された画像の画素値
をＰ（Ｘ，Ｙ）とし、目標とする下地輝度値をＵ（＝一
定）とすると、補正後の画素値は、次の式（３）により
求められる。

【００５２】Ｑ（Ｘ，Ｙ）＝Ｐ（Ｘ，Ｙ）＋Ｕ−Ｆ（Ｘ，Ｙ） …（３）目標となる下地輝度値Ｕは、補正後の画像の下地輝度値
を示す。したがって、シェーディング補正処理の次に、
画像に対して施す処理によって異なる。

【００５３】上記式（３）を用いた補正がすべての画素
について行なわれる。これにより、シェーディングの影
響が除去された画像に補正される。上記式（３）の代わ
りに次の式（４）を用いてシェーディング補正を行なう
こともできる。この場合には、式（３）を用いた補正よ
りも誤差を軽減することができる。

【００５４】Ｑ′（Ｘ，Ｙ）＝Ｐ（Ｘ，Ｙ）＋（Ｕ−Ｆ（Ｘ，Ｙ））／２ …（４）次に、図５のステップＳ１５で行なわれるヒストグラム
の山頂値検出処理について説明する。図１１は、図５の
ステップＳ１５で行なわれるヒストグラムの山頂値検出
処理の流れを示すフローチャートである。図を参照し
て、画素値を示す変数Ｐに初期値「２５５」を設定す
る。初期値を「２５５」としたのは、輝度の高い側から
検索することによって、山頂値を速く求めるようにする
ためである。一般に、下地部分の輝度は高い値をとるの
で、高い輝度値から始めることにより、山頂値を速く求
めることができる。

【００５５】次に輝度値Ｐは前後ｍ個の輝度値の中で度
数が最大か否かが判断される（Ｓ３２）。輝度値Ｐに対
するヒストグラムの度数をＨ（Ｐ）とすると、度数Ｈ
（Ｐ）が次式を満たすか否かが判断される。

【００５６】Ｈ（Ｐ）＞ｍａｘ（Ｈ（Ｐ−ｍ），Ｈ（Ｐ−ｍ＋１），…，Ｈ（Ｐ−１））かつ、Ｈ（Ｐ）＞ｍａｘ（Ｈ（Ｐ＋ｍ），Ｈ（Ｐ＋ｍ−１），…，Ｈ（Ｐ＋１）） …（５）上述の式（５）を満たす輝度値Ｐが現われるまで、ステ
ップＳ３３において輝度値Ｐがデクリメントされる。そ
して、上述の式（５）を満たす輝度値が検出されると
（ステップＳ３２でＹＥＳ）、検出された輝度値Ｐが山
頂値とされる（Ｓ３４）。これにより求められる山頂値
は、ヒストグラムの局所的な山の山頂値を示す輝度値Ｐ
２ではなく、大局的な山の山頂である輝度値Ｐ１であ
る。

【００５７】次に図５のステップＳ１９で行なわれる画
素ごとの補正処理について説明する。図１２は、画素ご
との補正処理の流れを示すフローチャートである。図を
参照して、入力された画像から最初の画素が対象画素と
して選択される（Ｓ４１）。そして、ステップＳ４２で
は、処理の対象となる対象画像の画素値と、図５のステ
ップＳ１８で求められた近似２次曲面と、目標となる下
地輝度値とを用いて、式（４）に示した計算式に基づき
補正後の新たな画素値を求める。ステップＳ４３では、
処理の対象となる対象画素が入力された画像中の最後の
画素か否かが判断される。最後の画素でない場合には、
ステップＳ４４で次の画素が処理の対象となる対象画素
に選択されて、ステップＳ４２の処理が施される。ステ
ップＳ４３で処理の対象となる対象画素が、最後の画素
と判断された場合には、処理を終了する。これにより、
入力された画像のすべての画素についてステップＳ４２
の処理が施されることになる。その結果、シェーディン
グ補正処理が施された画像が得られる。

【００５８】以上説明したとおり、本実施の形態におけ
るデジタルカメラ１では、入力された画像を複数のブロ
ックに分割し、入力された画像におけるブロックごとの
下地輝度値の分布から、入力された画像の下地輝度値の
近似２次曲面を求めるので、画像全体にバランスのとれ
た画素ごとの下地輝度値を求めることができる。このた
め、シェーディング補正の精度が向上する。

【００５９】また、精度の高いシェーディング補正を行
なうことができるので、画像に２値化処理を施す場合
に、２値化に用いるしきい値を容易に決定するとができ
る。また、画像に圧縮処理を施す場合においても、圧縮
率を向上させることができる。

【００６０】なお、本実施の形態においては、図３に示
すハード構成で画像処理を施す形態としたが、図４、図
５、図１１および図１２に示すフローチャートをプログ
ラムで記載し、そのプログラムをＣＰＵ１００で実行す
るようにしてもよい。この場合には、プログラムをＣＤ
−ＲＯＭ１２４に記憶し、記憶されたプログラムを外部
記憶装置１２２で読込むことにより、ＣＰＵ１００でプ
ログラムを実行する。

【００６１】また、本実施の形態においては、画像処理
装置をデジタルカメラ１に適用した形態を示したが、密
接型のスキャナに応用できることはいうまでもない。

【００６２】なお、より複雑な影や照明等に起因するシ
ェーディングの影響を受けた画像に対しては、さらに複
雑な近似、たとえば高次の曲面近似を行なってもよい。
その場合には、近似のためにより多くのサンプル点を必
要とするため、分割するブロックの数を多くしなければ
ならない。これにより、次の問題点が生じる。

【００６３】（１）高精度な下地輝度認識処理分割したブロック内に含まれる画素数が少なくなるの
で、少ない画素数からでも下地輝度値を高精度に求める
ことができる下地輝度値を認識する処理を行なう必要が
ある。

【００６４】（２）例外処理分割したブロック内に下地部分がほとんど存在しない例
外的なブロックが発生する。この場合に、下地部分がほ
とんど存在しないブロックを例外的に処理する必要があ
る。

【００６５】（３）処理時間の増大複雑な関数を用いて曲面近似するには、処理時間が増大
する。

【００６６】以上３つの問題点が解決される場合には、
高次曲面近似等のさらに複雑な近似を利用してもよい。

【００６７】今回開示された実施の形態はすべての点で
例示であって制限的なものではないと考えられるべきで
ある。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求
の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味お
よび範囲内でのすべての変更が含まれることが意図され
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の１つにおけるデジタルカ
メラ１と撮像対象である原稿２との関係を示す図であ
る。

【図２】デジタルカメラ１をレンズの側から見た斜視図
である。

【図３】デジタルカメラ１の回路構成を示すブロック図
である。

【図４】デジタルカメラ１で行なう画像処理の流れを示
すフローチャートである。

【図５】図４のステップＳ０１で行なうシェーディング
補正処理の流れを示すフローチャートである。

【図６】画像を４×４（個）のブロックに分割した状態
を示す図である。

【図７】図６のブロックＫに含まれる画素の輝度値別の
度数を示すヒストグラムを表した図である。

【図８】入力された画像の下地輝度値を画素ごとに示す
図である。

【図９】分割されたブロックごとの下地輝度値をそれぞ
れのブロックの中心の座標に割当てた状態を示す図であ
る。

【図１０】最小二乗法を用いて求めた下地輝度値の近似
２次曲面を示す図である。

【図１１】図５のステップＳ１５で行なわれるヒストグ
ラムの山頂値検出処理の流れを示すフローチャートであ
る。

【図１２】図５のステップＳ１９で行なわれる画素ごと
の補正処理の流れを示すフローチャートである。

【図１３】文字と線画が印刷された原稿をデジタルカメ
ラで撮像して得られる画像であって、シェーディングの
影響を受けた画像を示す図である。

【図１４】図１３に示す画像のすべての画素について、
輝度値ごとに度数を表わすヒストグラムを示す図であ
る。

【図１５】文字とグラフが印刷された原稿をデジタルカ
メラで撮像して得られる画像であって、シェーディング
の影響を受けていない画像のすべての画素について、輝
度値ごとに度数を表わすヒストグラムを示す図である。

【図１６】シェーディングの影響を受けた画像の２値化
処理の問題点を説明するための図であって、シェーディ
ングの影響を受けた画像の下地輝度値が高い部分と低い
部分のそれぞれに描かれた「文字」の部分に２値化処理
を施した結果を示す図である。

【図１７】画像の圧縮処理の問題点を説明するための図
であって、シェーディングの影響を受けた画像を示す図
である。

【図１８】画像の圧縮処理の問題点を説明するための図
であって、シェーディングの影響を受けていない画像を
示す図である。

【符号の説明】

１デジタルカメラ１００ＣＰＵ１０４ＣＣＤ１０８ＲＡＭ１１０シェーディング補正部１１２領域判別部１１４適応補正部１１６圧縮部１１８画像合成部１２０カードメモリ１２２外部記憶装置１２４ＣＤ−ＲＯＭ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】入力された画像を複数のブロックに分割
するための分割手段と、前記分割されたブロックごとに下地輝度値を検出するた
めの検出手段と、前記検出された下地輝度値の分布から前記入力された画
像の下地輝度値の近似曲面を求めるための演算手段と、前記求められた近似曲面に基づいて、前記入力された画
像の画素値を補正するための補正手段とを備えた、画像
処理装置。
【請求項２】前記演算手段で求められる近似曲面は２
次曲面であることを特徴とする、請求項１に記載の画像
処理装置。
【請求項３】前記分割手段は、前記入力された画像に
含まれる被写体の大きさに基づき分割するブロックの数
を決定するための決定手段を含むことを特徴とする、請
求項１または２に記載の画像処理装置。
【請求項４】前記分割手段は、解像度と画像サイズと
に基づき前記被写体の大きさを決定するための決定手段
を含むことを特徴とする、請求項１または２に記載の画
像処理装置。
【請求項５】前記検出手段は、画素値が同じ画素の数
が最大の画素値を前記下地輝度値として検出することを
特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の画像処理
装置。
【請求項６】前記検出手段は、高輝度側から前記下地
輝度値を検出することを特徴とする、請求項５に記載の
画像処理装置。
【請求項７】入力された画像を複数のブロックに分割
するための分割ステップと、前記分割されたブロックごとに下地輝度値を検出するた
めの検出ステップと、前記検出された下地輝度値の分布から前記入力された画
像の下地輝度値の近似曲面を求める演算ステップと、前記求められた近似曲面に基づいて前記入力された画像
の画素値を補正するための補正ステップとを含む、画像
処理方法。
【請求項８】入力された画像を複数のブロックに分割
するための分割ステップと、前記分割されたブロックごとに下地輝度値を検出するた
めの検出ステップと、前記検出された下地輝度値の分布から前記入力された画
像の下地輝度値の近似曲面を求める演算ステップと、前記求められた近似曲面に基づいて前記入力された画像
の画素値を補正するための補正ステップとを含む、コン
ピュータに実行させるための画像処理プログラムを記録
した記録媒体。