JP2002288650A - 画像処理装置及びデジタルカメラ、画像処理方法、記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 画像の内容に適したコントラスト調整が可能
となる画像処理装置及びデジタルカメラ、画像処理方
法、記録媒体を提供する。 【解決手段】 入力画像のヒストグラム（ａ）を取得
し、これから、その累積度数の比率が、出力側の暗及び
明側の基準値（ＫoＬ，ＫoＨ）の最大輝度に対する比率
に対応する入力側の輝度値（ＫinＬ,ＫinＨ）を取得
し、その値を入力側の暗及び明側の基準値として設定し
た後、（ＫinＬ,ＫinＨ）を（ＫoＬ，ＫoＨ）とする輝
度変換処理を行う。ＶＧＡサイズの画像で輝度データが
８ビットで、ＫoＬの比率が１０％、ＫoＨの比率が９０
％の場合、ＫinＬは（６４０×４８０）×（１０／１０
０）番目の輝度値、ＫinＨは（６４０×４８０）×（９
０／１００）番目の輝度値となる。ＫinＬ，ＫinＨには
入力画像の輝度分布状態が反映され、それが出力画像の
輝度分布に反映され、個々の画像に適したコントラスト
調整が行い得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像のコントラス
ト調整に用いて好適な画像処理装置及びデジタルカメ
ラ、画像処理方法、記録媒体に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ＣＣＤ型やＭＯＳ型の撮像素子を
用いて画像を記録する電子スチルカメラ等においては、
撮像した画像に対して適切なコントラストを確保するた
め、画像データに対して例えば図１３に示したコントラ
スト処理が行われていた。この図において、ＫinＬ，Ｋ
inＨは、入力側の画像データの低輝度側及び高輝度側の
設定値、ＫoＬ，ＫoＨは、出力側の画像データの低輝度
側及び高輝度側の設定値であり、従来のコントラスト処
理では、入力側に設定されている輝度値（ＫinＬ，Ｋin
Ｈ）が、設定されている輝度値（ＫoＬ，ＫoＨ）とする
所定の変換処理が行われている。

【０００３】また、それぞれの設定値は、撮像素子に存
在する出力データの輝度分布の偏りや、画像記録方式等
に応じて予め設定される値であり、各設定値は、 ・ＫinＬ：黒つぶし側の検出しきい値 ・ＫinＨ：白とばし側の検出しきい値 ・ＫoＬ ：出力データを生成するときの黒側の基準値 ・ＫoＨ ：出力データを生成するときの白側の基準値 となっている。

【０００４】かかるコントラスト処理においては、例え
ば輝度データが８ビット、ＫinＬ＝３２、ＫinＨ＝２２
４、ＫoＬ＝０、ＫoＨ＝２５５であるときには、３２以
下の入力データは０となり出力され、２２４以上のデー
タは２５５となり出力される。つまり３２〜２２４の入
力データは０〜２５５に線形変換処理されて出力され
る。これにより、画像データに、後段の処理に適した所
定の輝度幅が確保されるのである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
たコントラスト処理においては、入力側の検出しきい値
（ＫinＬ，ＫinＨ）として、予め設定された固定値を用
いることから、入力した画像データにおける輝度の分布
状態によってコントラスト処理の効果に違いが生じてい
た。また、重要な画像情報が高輝度部分や低輝度部分に
存在するときには、画像内の重要な部分に「白とび」や
「黒つぶれ」が生じる場合があるという問題があった。
図１３は、画像内の重要な部分に「黒つぶれ」が生じる
例を示した図であって、同図（ａ）が処理前の元画像に
おける輝度成分のヒストグラム、同図（ｂ）が処理後の
画像における輝度成分のヒストグラムである。また、
「黒つぶれ」が生じるような画像としては、例えば逆光
で顔のアップを撮影したポートレートである。

【０００６】本発明は、かかる従来の課題に鑑みてなさ
れたものであり、画像の内容に適したコントラスト調整
が可能となる画像処理装置及びデジタルカメラ、画像処
理方法、記録媒体を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、請求項１の発明にあっては、入力された画像の輝度
を変換し、輝度の分布特性を、低輝度側および高輝度側
に設定されている入力側低輝度値および入力側高輝度値
が所定の出力側低輝度値および出力側高輝度値となる異
なる分布特性とする輝度変換処理を行う画像処理装置に
おいて、入力された画像における輝度の度数分布を示す
ヒストグラムデータを取得する分布情報取得手段と、こ
の分布情報取得手段が取得したヒストグラムデータによ
り示される度数分布における累積度数の比率が、出力側
の最大輝度に対する前記出力側低輝度値および前記出力
側高輝度値のそれぞれの比率となる低輝度側および高輝
度側の輝度値を取得する設定値取得手段と、この設定値
取得手段により取得された低輝度側および高輝度側の輝
度値を、前記入力側低輝度値および前記入力側高輝度値
として設定する設定手段とを備えたものとした。

【０００８】かかる構成において、設定値取得手段によ
り取得された後、設定手段によって設定される入力側低
輝度値および入力側高輝度値は、入力された画像の輝度
分布状態に応じて変化する。

【０００９】また、請求項２の発明にあっては、前記画
像の平均輝度値を取得する平均輝度取得手段と、この平
均輝度取得手段により取得された平均輝度と出力側に確
保する目標平均輝度とを比較する比較手段と、この比較
手段による比較結果に基づき、輝度変換処理の対象とな
る前記画像の輝度成分を低輝度側または高輝度側に選択
的に制御する制御手段とを備えたものとした。

【００１０】かかる構成によれば、入力された画像の平
均輝度が目標平均輝度よりも低いような暗い画像の場合
には、画像の明るい部分がより明るくなり、かつ入力さ
れた画像の平均輝度が目標平均輝度よりも高いような明
るい画像の場合には、画像の暗い部分がより暗くなる。

【００１１】また、請求項３の発明にあっては、前記平
均輝度取得手段により取得された平均輝度値と出力側に
求められている目標平均輝度との比率を算出する第１の
算出手段と、この第１の算出手段より算出された比率に
応じ新たな出力側低輝度値および出力側高輝度値を算出
する第２の算出手段と、この第２の算出手段により算出
された新たな出力側低輝度値および出力側高輝度値を、
前記所定の出力側低輝度値および出力側高輝度値に代え
て設定する設定手段とを備えたものとした。

【００１２】かかる構成においては、処理後の画像の輝
度幅を、入力した画像の輝度幅に応じた自然な輝度幅と
することができる。

【００１３】また、請求項４の発明にあっては、前記出
力側低輝度値が前記入力側低輝度値よりも小さいときに
は、輝度変換処理の対象輝度領域を前記入力側低輝度値
よりも低輝度側の領域に制御し、かつ前記出力側高輝度
値が前記入力側高輝度値よりも大きいときには、輝度変
換処理の対象輝度領域を前記入力側高輝度値よりも高輝
度側の領域に制御する制御手段を備えたものとした。

【００１４】かかる構成においては、輝度変換処理が、
コントラスト処理の効果が確実に出る輝度領域にのみ行
われる。

【００１５】また、請求項５の発明にあっては、前記入
力側低輝度値および入力側高輝度値の間の輝度幅と、前
記出力側低輝度値および出力側高輝度値の間の輝度幅と
の比率を算出する算出手段と、この算出手段より算出さ
れた比率に応じて出力側の輝度の変化率を抑制する抑制
手段とを備えたものとした。

【００１６】かかる構成においては、輝度変換の処理内
容に即して出力側の輝度を自然な状態で抑制される。

【００１７】また、請求項６の発明にあっては、前記分
布情報取得手段により取得されたヒストグラムデータ
は、入力された画像に設定された１又は複数の検出エリ
アにおけるデータであるものとした。

【００１８】かかる構成においては、画像の重要な部分
に検出エリアを設定することにより、画像の重要な部分
に最適な輝度処理を行うことができる。

【００１９】また、請求項７の発明にあっては、請求項
１乃至６いずれか記載の画像処理装置を備えたことを特
徴とするデジタルカメラとした。

【００２０】かかる構成においては、撮影された画像の
輝度調整が、その輝度分布状態に応じて行われる。

【００２１】また、請求項８の発明にあっては、前記検
出エリアは、入力された画像の撮影時におけるフォーカ
スエリアを含むものとした。

【００２２】かかる構成においては、画像の重要な部分
を事前に設定する必要がなく、処理が簡略化される。

【００２３】また、請求項９の発明にあっては、前記検
出エリアは、入力された画像の撮影時における露光量検
出エリアを含むものとした。

【００２４】かかる構成においても、画像の重要な部分
を事前に設定する必要がなく、処理が簡略化される。

【００２５】また、請求項１０の発明にあっては、入力
された画像における輝度の分布特性を、低輝度側および
高輝度側に設定されている入力側低輝度値および入力側
高輝度値が所定の出力側低輝度値および出力側高輝度値
となる異なる分布特性とする画像処理方法において、入
力された画像における輝度の度数分布を示すヒストグラ
ムデータを取得した後、取得したヒストグラムデータに
より示される度数分布における累積度数の比率が、出力
側の最大輝度に対する前記出力側低輝度値および前記出
力側高輝度値のそれぞれの比率となる低輝度側および高
輝度側の輝度値をさらに取得し、取得した低輝度側およ
び高輝度側の輝度値を、前記入力側低輝度値および前記
入力側高輝度値として設定するようにした。

【００２６】かかる方法によれば、入力された画像の輝
度調整が、その輝度分布状態に応じて行われる。

【００２７】また、請求項１１の発明にあっては、入力
された画像における輝度の分布特性を、低輝度側および
高輝度側に設定されている入力側低輝度値および入力側
高輝度値が所定の出力側低輝度値および出力側高輝度値
となる異なる分布特性とする画像処理を実行するコンピ
ュータに、入力された画像における輝度の度数分布を示
すヒストグラムデータを取得する処理と、取得したヒス
トグラムデータにより示される度数分布における累積度
数の比率が、出力側の最大輝度に対する前記出力側低輝
度値および前記出力側高輝度値のそれぞれの比率となる
低輝度側および高輝度側の輝度値をさらに取得する処理
と、取得した低輝度側および高輝度側の輝度値を、前記
入力側低輝度値および前記入力側高輝度値として設定す
る処理とを実行させるためのプログラムを記録したコン
ピュータ読み取り可能な記録媒体とした。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を図
にしたがって説明する。 （第１の実施の形態）図１は、本発明の第１の実施の形
態に係る輝度変換装置を備えた電子スチルカメラ１を示
す概略ブロック図である。

【００２９】電子スチルカメラ１は撮像レンズ２と、撮
像素子３、カラープロセッサ４を有している。撮像素子
３は、撮像レンズ２により結像された被写体像を撮像
し、アナログのカラー画像信号としてカラープロセッサ
４へ出力する。カラープロセッサ４は、撮像素子３から
出力されるアナログの撮像信号のゲイン調整、カラー画
像の各画素から輝度データ（Ｙデータ）と、２つの色デ
ータ（Ｃｂ，Ｃｒデータ）の作成等の信号処理、及び各
画像信号（Ｙ，Ｃｂ，Ｃｒ）のデジタル信号への変換を
行う。カラープロセッサ４はバス５を介してＣＰＵ６に
接続されており、カラープロセッサ４から送られた画像
データはＣＰＵ６へ送られる。ＣＰＵ６は、カラープロ
セッサ４から送られた画像データを例えばＪＰＥＧ形式
等の所定のフォーマットを有する画像データに圧縮し、
圧縮後の画像データを、バス５を介して接続されている
フラッシュメモリ等の記録メディア７に記録させる。

【００３０】ＣＰＵ６にはバス５を介してＲＯＭ８及び
ＲＡＭ９が接続されており、ＲＯＭ８には、ＣＰＵ６に
より実行される各種の制御プログラム、及び各部の制御
時に使用される各種データが格納されている。そして、
ＣＰＵ６は上記制御プログラムに基づき各部を制御する
ことにより、本発明の分布情報取得手段、設定値取得手
段、設定手段などの各手段として機能する。ＲＡＭ９
は、カラープロセッサ４から出力された１フレーム分の
画像データを一時的に記憶するとともに、ＣＰＵ６によ
る画像データの圧縮作業や各部の制御に伴い必要に応じ
て各種のデータを記憶するワークメモリとして使用され
る。また、記録メディア７に記録された画像データは、
再生時にＣＰＵ６によって伸張された後、液晶表示装置
１０に表示される。さらに液晶表示装置１０には、撮影
待機状態で像された画像がスルー画像として表示され
る。

【００３１】次に、前記電子スチルカメラ１において、
ＣＰＵ６が実行する撮影した画像データに対するコント
ラスト処理に関する処理手順を図２のフローチャートに
従い説明する。なお、以下の説明において、処理対象の
画像データは、ＶＧＡ（６４０×４８０）サイズの８ｂ
ｉｔ画像データであるものとする。

【００３２】まず、ＣＰＵ６は、出力データに設定する
暗側基準値（出力側低輝度値）ＫoＬと明側基準値（出
力側高輝度値）ＫoＨとにおける、輝度の最大値に対す
る割合（ＫoＬ／最大輝度、ＫoＨ／最大輝度）を計算す
る（ステップＳＡ１）。暗側基準値ＫoＬと明側基準値
ＫoＨの値は、後段の画像処理内容や出力装置により異
なるが、前記液晶表示装置１０が表現できる画像データ
に制限がある場合、例えば２４０以上は白になってしま
う場合は「ＫoＨ＝２４０」であり、１６以下は黒にな
ってしまう場合は「ＫoＬ＝１６」である。なお、前記
の輝度の最大値に対する割合が固定値である場合には、
ステップＳＡ１は不要である。

【００３３】次に、元画像における輝度のヒストグラム
（図３（ａ）参照）を検出した後（ステップＳＡ２）、
ステップＳＡ１で求めた割合を分布の割合とみなし、上
記ヒストグラムにおいて、その割合に該当する輝度値
（ＫinＬ，ＫinＨ）を取得し、それを入力側の輝度デー
タの暗側基準値（入力側低輝度値）ＫinＬと明側基準値
（入力側高輝度値）ＫinＨに設定する（ステップＳＡ
３）。

【００３４】かかる処理では、ＫoＬ＝１６、ＫoＨ＝２
４０と設定した場合、処理前の輝度データを小さい順に
並べたときのｎ番目の輝度データの輝度をｙｄａｔａ
（ｎ）と表現すると、 ＫinＬ＝ｙｄａｔａ（（６４０×４８０）×（ １６／
２５５）） ＫinＨ＝ｙｄａｔａ（（６４０×４８０）×（２４０／
２５５）） となり、 ＫinＬは、ヒストグラムの下から１９２７５番目の輝度
データの値 ＫinＨは、ヒストグラムの下から２８９１２９番目の輝
度データの値 となる。

【００３５】しかる後、ＫinＬ，ＫinＨ，ＫoＬ，ＫoＨ
を基に、ＫinＬがＫoＬに、かつＫinＨがＫoＨとなるよ
うに入力した輝度成分データ（Ｙデータ）に対して以下
の輝度変換（本実施の形態では線形変換）を行う（ステ
ップＳＡ４）。より具体的には、以下の計算に基づき元
画像の各画素の輝度値ｋを、新たな輝度値ｋ’に変換
し、処理を終了する。 （１）ｋ＜ＫinＬ のとき、 ｋ’＝（ｋ／ＫinＬ）×ＫoＬ （２）ＫinＬ＜＝ｋ＜ＫinＨ のとき、 ｋ’＝（（ｋ−ＫinＬ）／（ＫinＨ−ＫinＬ））×（Ｋ
oＨ−ＫoＬ）＋ＫoＬ （３） ＫinＨ＜＝ｋ のとき、 ｋ’＝（（ｋ−ＫinＨ）／（２５５−ＫinＨ））×（２
５５−ＫoＨ）＋ＫoＨ

【００３６】図３（ｃ）は、以上のコントラスト処理の
前後におけるトーンカーブを示した図であり、かかる処
理においては、入力側の暗側基準値ＫinＬと明側基準値
ＫinＨとが、元画像の輝度分布状態に応じて変化する。
したがって、処理後の画像に、従来技術で説明したコン
トラスト処理とは異なり、元画像の輝度分布（図３
（ａ）参照）が反映された輝度分布（図３（ｂ）参照）
を確保することができる。つまり、個々の画像に適した
輝度調整を行うことができるとともに、画像内の重要な
部分に「白とび」や「黒つぶれ」が生じる事態をなく
し、常に良好な画像を得ることが可能となる。

【００３７】（第２の実施の形態）次に、本発明の第２
の実施の形態について説明する。本実施の形態は、撮影
した画像データに対して、以下に述べるコントラスト処
理を行う電子スチルカメラに関するものである。なお、
電子スチルカメラの電気的構成、及び処理対象となる画
像データについては、第１の実施の形態と同様である。

【００３８】図４は、本実施の形態におけるＣＰＵ６の
処理動作を示すフローチャートである。ＣＰＵ６は、第
１の実施の形態と同様の手順で、入力側の暗側及び明側
の設定値ＫinＬ，ＫinＨを取得する（ステップＳＢ１〜
ＳＢ３）。次に、ステップＳＢ２で取得したヒストグラ
ムに基づき元画像の輝度平均を算出した後（ステップＳ
Ｂ４）、ここで算出した輝度平均と、処理後の画像に確
保すべき輝度平均（以下、目標輝度平均）とを比較する
（ステップＳＢ５）。目標輝度平均は、予め決められて
いる輝度値であって、一般に画像の輝度平均として好ま
れている範囲（８ｂｉｔ輝度データでは、およそ１２８
〜１９２）の輝度値であり、例えば「１４４」である。

【００３９】そして、輝度平均が目標輝度平均よりも小
さいとき、すなわち元画像が比較的暗い画像の場合には
（ステップＳＢ５でＹＥＳ）、出力側の暗側基準値Ｋo
Ｌを入力側の設定値ＫinＬと同一の値に変更した後（ス
テップＳＢ６）、第１の実施の形態と同様の輝度変換
（線形変換）を行う。つまり、入力側の暗側設定値Ｋin
Ｌを越える範囲の輝度データのみを変換対象とした輝度
変換（以下、白側のコントラスト処理）を行い（ステッ
プＳＢ８）、処理を終了する。図５（ｃ）は、白側のコ
ントラスト処理の例を示した図であり、出力側の設定値
がＫoＬ＝３２、ＫoＨ＝２３５、入力側の設定値がＫin
Ｌ＝３２、ＫinＨ＝１４０で、かつ輝度平均＝６４の場
合である。なお、同図（ａ）は処理前の輝度分布、同図
（ｂ）は処理後の輝度分布を示す図である。この場合に
は、画像の明るい部分がより明るくなる。

【００４０】また、輝度平均が目標輝度平均よりも大き
いとき、すなわち元画像が比較的明るい画像の場合には
（ステップＳＢ５でＮＯ）、出力側の明側基準値ＫoＨ
を入力側の設定値ＫinＨと同一の値に変更した後（ステ
ップＳＢ７）、第１の実施の形態と同様の輝度変換（線
形変換）を行う。つまり入力側の設定値ＫinＨ以下の輝
度データのみを変換対象とした輝度変換（以下、黒側の
コントラスト処理という）を行い（ステップＳＢ８）、
処理を終了する。図６（ｃ）は、黒側のコントラスト処
理の例を示した図であり、出力側の設定値がＫoＬ＝３
２、ＫoＨ＝１９１、入力側の設定値がＫinＬ＝８０、
ＫinＨ＝１９１で、かつ輝度平均＝１５５の場合であ
る。なお、同図（ａ）は処理前の輝度分布、同図（ｂ）
は処理後の輝度分布を示す図である。この場合には、画
像の暗い部分がより暗くなる。

【００４１】以上のように、本実施の形態においては、
暗い画像の場合には、画像の明るい部分がより明るな
り、明るい画像の場合には、画像の暗い部分がより暗く
なることから、コントラスト調整と同時に、主要画像領
域における輝度変化のリニアリティを変更することな
く、輝度分布の最適化を行うことができる。

【００４２】（第３の実施の形態）次に、本発明の第３
の実施の形態について説明する。本実施の形態は、撮影
した画像データに対して、以下に述べるコントラスト処
理を行う電子スチルカメラに関するものである。なお、
電子スチルカメラの電気的構成、及び処理対象となる画
像データについては、第１の実施の形態と同様である。

【００４３】図７は、本実施の形態におけるＣＰＵ６の
処理動作を示すフローチャートであって、ＣＰＵ６は、
第１の実施の形態と同様の手順で、入力側の暗側及び明
側の設定値ＫinＬ，ＫinＨを取得する（ステップＳＣ１
〜ＳＣ３）。次に、ステップＳＣ２で取得したヒストグ
ラムに基づき元画像の輝度平均を算出した後（ステップ
ＳＣ４）、ここで算出した輝度平均と、処理後の画像に
確保すべき輝度平均（以下、目標輝度平均）とを比較す
る（ステップＳＣ５）。そして、その比較結果に応じ
て、後述する新たな暗側基準値ＫoＬ’と明側基準値Ｋo
Ｈ’とを演算するときの演算条件を設定する。

【００４４】すなわち、処理前の平均輝度が目標輝度平
均に対して小さい（目標よりも暗い）時は、演算条件を ＫoＬ'＝ＫoＬ， ＫoＨ'＝ＫoＬ'＋（（目標輝度平均−ＫoＬ'）×（Ｋin
Ｈ−ＫinＬ）／（平均輝度−ＫinＬ）） とし（ステップＳＣ６）、処理前の平均輝度が目標輝度
平均に対して大きい（目標よりも明るい）時は、演算条
件を ＫoＨ'＝ＫoＨ， ＫoＬ'＝ＫoＨ'−（（ＫoＨ'−目標輝度平均）×（Ｋin
Ｈ−ＫinL）／（ＫinＨ−平均輝度）） とする（ステップＳＣ７）。

【００４５】しかる後、ここで取得した ＫoＬ’，Ｋo
Ｈ’とステップＳＣ３で取得したＫinＬ，ＫinＨとを基
に、ＫinＬがＫoＬ’に、かつＫinＨがＫoＨ’となるよ
うに入力した輝度データ（Ｙデータ）に対して輝度変換
（線形変換）を行う（ステップＳＣ９）。より具体的に
は、以下の計算に基づき元画像の各画素の輝度値ｋを、
新たな輝度値ｋ’に変換し、処理を終了する。 （１）ｋ＜ＫinＬ のとき、 ｋ’＝（ｋ／ＫinＬ）×ＫoＬ’ （２）ＫinＬ＜＝ｋ＜ＫinＨ のとき、 ｋ’＝（（ｋ−ＫinＬ）／（ＫinＨ−ＫinＬ））×（Ｋ
oＨ’−ＫoＬ’）＋ＫoＬ’ （３）ＫinＨ＜＝ｋ のとき、 ｋ’＝（（ｋ−ＫinＨ）／（２５５−ＫinＨ））×（２
５５−ＫoＨ’）＋ＫoＨ’

【００４６】図８（ｃ）は、以上のコントラスト処理の
前後におけるトーンカーブを示した図であり、かかる実
施の形態においては、元画像の平均輝度値と出力側に求
められている目標平均輝度との比率に応じ、新たな出力
側の設定値ＫoＬ’，ＫoＨ’を求め、それに基づき輝度
変換を行うことから、処理後の画像の輝度幅を（図８
（ａ）参照）、元画像の輝度幅に応じた自然な輝度幅
（図８（ｂ）参照）とすることができる。したがって、
コントラスト処理によって画像全体の輝度が著しく変化
することが防止でき、コントラスト調整と同時に最適な
輝度調整が可能となる。

【００４７】また、前述した第２の実施の形態において
懸念される次のような事態が回避できる。すなわち、処
理前の輝度平均が目標輝度平均に対して小さい（目標よ
りも暗い画像の）時、処理後における輝度平均が目標輝
度平均を大きく上回る（明るくなり過ぎる）といった事
態や、処理前の輝度平均が目標輝度平均に対して大きい
（目標よりも明るい画像の）時、処理後における輝度平
均が目標輝度平均を大きく下回る（暗くなり過ぎる）と
いった事態を回避することが可能となる。なお、図９
は、前者の場合を示した図８に対応する図である。

【００４８】（第４の実施の形態）本実施の形態は、前
述した各実施の形態において、最終的な輝度変換におけ
る輝度の演算ゲインを、前述した入力側の暗側及び明側
の設定値（ＫinＬ，ＫinＨ）の間の輝度幅と、前述した
出力側の暗側及び明側の設定値（ＫoＬ，ＫoＨ、又はＫ
oＬ’，ＫoＨ’）の間の輝度幅との比率に応じて抑制す
るものである。

【００４９】すなわち、第３の実施の形態で図８に示し
た処理に即して説明すると、 ＧＡＩＮmax＝（ＫoＨ'−ＫoＬ）／（ＫinＨ−ＫinＬ） （ここで、ＧＡＩＮmaxは、演算ゲインの最大値）とす
るものであり、より具体的には、以下の計算によって得
られた演算ゲインに基づき輝度変換を行う。

【００５０】すなわち、演算ゲインをｇとすると、 （１）ｋ＜ＫinＬ のとき、 ｇ＝（ＫoＬ’／ＫinＬ） （２）ＫinＬ＜＝ｋ＜ＫinＨ のとき、 ｇ＝（ＫoＨ’−ＫoＬ’）／（ＫinＨ−ＫinＬ） （３）ＫinＨ＜＝ｋ のとき、 ｇ＝（（２５５−ＫoＨ’）／（２５５−ＫinＨ） により演算ゲインを求め、これに基づき輝度変換を行う
ようにする。

【００５１】図１０（ｃ）は、以上のコントラスト処理
の前後におけるトーンカーブを示した図であり、本実施
の形態においては、トーンカーブの傾きを輝度変換処理
に即して自然な状態で抑制することができる。したがっ
て、画像に含まれるノイズ成分が目立たなくなり、より
高い画質を確保することができる。なお、図１０
（ａ）、（ｂ）は、コントラスト処理の前後における画
像の輝度分布の変化を示す図である。

【００５２】（第５の実施の形態）次に、本発明の第５
の実施の形態について説明する。本実施の形態は、撮影
した画像データに対して、以下に述べるコントラスト処
理を行う電子スチルカメラに関するものである。なお、
電子スチルカメラの電気的構成、及び処理対象となる画
像データについては、第１の実施の形態と同様である。

【００５３】図１１は、本実施の形態におけるＣＰＵ６
の処理動作を示すフローチャートであって、ＣＰＵ６
は、第１の実施の形態と同様の手順で、入力側の暗側及
び明側の設定値ＫinＬ，ＫinＨを取得する（ステップＳ
Ｄ１〜ＳＤ３）。

【００５４】次に、出力側の明側基準値ＫoＨが、入力
側の明側の設定値ＫinＨよりも大きいときで、さらに、
出力側の暗側の設定値ＫoＬが、入力側の暗側の設定値
ＫinＬよりも小さいときには（ステップＳＤ４、ＳＤ６
が共にＮＯ）、設定値の修正を行わず、第１の実施の形
態と同様の輝度変換（線形変換）を行う（ステップＳＤ
９）。

【００５５】また、出力側の明側基準値ＫoＨが、入力
側の明側の設定値ＫinＨよりも大きいときで、さらに、
出力側の暗側の設定値ＫoＬが、入力側の暗側の設定値
ＫinＬよりも大きいときには（ステップＳＤ４がＮＯ、
ＳＤ６がＹＥＳ）、出力側の暗側基準値ＫoＬを入力側
の暗側の設定値ＫinＬと同一の値に変更する （ステッ
プＳＤ８）。

【００５６】つまり第２の実施の形態で既説した、入力
側の設定値ＫinＬを越える範囲の輝度データのみを変換
対象とした白側のコントラスト処理を行う設定値とす
る。その後、第１の実施の形態と同様の輝度変換（線形
変換）を行う（ステップＳＤ９）。

【００５７】また、出力側の明側基準値ＫoＨが、入力
側の明側の設定値ＫinＨよりも小さいときで、さらに、
出力側の暗側の設定値ＫoＬが、入力側の暗側の設定値
ＫinＬよりも小さいときには（ステップＳＤ４がＹＥ
Ｓ、ＳＤ５がＮＯ）、出力側の明側基準値ＫoＨを入力
側の設定値ＫinＨと同一の値に変更する（ステップＳＤ
７）。

【００５８】つまり第２の実施の形態で既説した、入力
側の設定値ＫinＨ以下の輝度データのみを変換対象とし
た黒側のコントラスト処理を行う設定値とする。その
後、第１の実施の形態と同様の輝度変換（線形変換）を
行う（ステップＳＤ９）。

【００５９】また、出力側の明側基準値ＫoＨが、入力
側の明側の設定値ＫinＨよりも小さいときで、さらに、
出力側の暗側の設定値ＫoＬが、入力側の暗側の設定値
ＫinＬよりも大きいときには（ステップＳＤ４、ＳＤ５
が共にＹＥＳ）、そのまま処理を終了する。

【００６０】かかる処理においては、コントラスト処理
の効果が確実に出る条件画像に対してのみ処理が行われ
ることとなる。したがって、画像処理における無駄な処
理処理時間、消費電力を削減することができる。

【００６１】（第６の実施の形態）一方、前述したコン
トラスト処理においては、元画像における輝度のヒスト
グラムを、撮像素子３によって取り込まれた画像全体の
輝度データから取得するようにしたが、図１２（ａ）に
示すように、全画像領域５０内に、予め輝度データの検
出エリアを検出する検出エリアＡ（形状は任意）を設定
しておき、前述した各コントラスト処理においては、検
出エリアＡにおける輝度のヒストグラムを用いるように
してもよい。かかる構成においては、予め画像の重要な
部分に検出エリアＡを設定することにより、画像の重要
な部分に最適な輝度処理を行うことができる。したがっ
て、画像の重要な部分、及びその周辺が確実に鮮明にな
るという利点がある。

【００６２】また、前記検出エリアＡを撮影時における
フォーカスエリア、又はフォーカスエリアを含む範囲と
すれば、撮影された画像の重要な部分における最適な輝
度処理を確実に行うことができる。また、電子スチルカ
メラの使用者にあっては、検出エリアＡを事前に設定す
る必要がなく、使用者に負担をかけることなく、撮影さ
れた画像の重要な部分、及びその周辺を鮮明にすること
ができる。

【００６３】また、前記検出エリアＡを撮影時における
露光量検出エリア、又は露光量検出エリアを含む範囲と
してもよい。その場合においても、撮影された画像の重
要な部分における最適な輝度処理を確実に行うことがで
きる。しかも、電子スチルカメラの使用者にあっては、
検出エリアＡを事前に設定する必要がなく、使用者に負
担をかけることなく、撮影された画像の重要な部分、及
びその周辺を鮮明にすることができる。

【００６４】また、例えば図１２（ｂ）に示すように、
予め全画像領域５０を複数に分割することによって複数
の検出エリアＡ１〜Ａｎを設定しておき、撮影時や撮影
後など、前述したコントラスト処理を行う以前に、使用
者に重要な部分に対応する１又は複数（互いに隣接して
いると否とは問わない）の検出エリアを選択させ、選択
された検出エリアにおける輝度のヒストグラムを用いて
前述したコントラスト処理を行わせてもよい。その場合
においても、撮影された画像の重要な部分、及びその周
辺を鮮明にすることができる。さらには、選択された検
出エリアだけでなく、それに隣接する複数の検出エリア
を含む範囲における輝度のヒストグラムを用いるように
してもよい。

【００６５】なお、以上説明した各実施の形態において
は、カラープロセッサ４が輝度成分データ（Ｙデータ）
を出力するものであり、ＣＰＵ６がその輝度データ（Ｙ
データ）に対して前述した処理を行う場合について説明
したが、カラープロセッサ４が画像データとしてＲ，
Ｇ，Ｂデータを出力するものである場合には、それらの
データについて前述したと同様の処理を行うようにして
もよい。また、電子スチルカメラ１が、撮像素子３によ
って取り込んだ画像に対してコントラスト処理を行う場
合について説明したが、これに限らず、任意の画像ファ
イル等の画像ソースに対してコントラスト処理を行う他
の画像処理装置に本発明を適用してもよい。その場合で
あっても前述した効果を得ることができる。また、主と
してＣＰＵ６に所定の処理動作を行わせることにより、
本発明の分布情報取得手段、設定値取得手段、設定手段
などの各手段を実現したものについて説明したが、本発
明の各手段を電器回路によって構成するようにしても構
わない。

【００６６】

【発明の効果】以上説明したように請求項１の発明にお
いては、設定値取得手段により取得された後、設定手段
によって設定される入力側低輝度値および入力側高輝度
値は、入力された画像の輝度分布状態に応じて変化する
ようにした。よって、輝度の分布状態が異なる個々の画
像に適したコントラスト処理が可能となる。

【００６７】また、請求項２の発明においては、入力さ
れた画像の平均輝度が目標平均輝度よりも低いような暗
い画像の場合には、画像の明るい部分がより明るなり、
かつ入力された画像の平均輝度が目標平均輝度よりも高
いような明るい画像の場合には、画像の暗い部分がより
暗くなるようにした。よって、コントラスト調整と同時
に、主要画像領域における輝度変化のリニアリティを変
更することなく、輝度分布の最適化が可能となる。

【００６８】また、請求項３の発明においては、処理後
の画像の輝度幅を、入力した画像の輝度幅に応じた自然
な輝度幅とすることができるようにした。よって、コン
トラスト処理によって画像全体の輝度が著しく変化する
ことが防止でき、コントラスト調整と同時に最適な輝度
調整が可能となる。

【００６９】また、請求項４の発明においては、輝度変
換処理が、コントラスト処理の効果が確実に出る輝度領
域にのみ行われるようにした。よって、動作時の無駄な
処理時間、消費電力が削減できる。

【００７０】また、請求項５の発明においては、輝度変
換の処理内容に即して出力側の輝度を自然な状態で抑制
される。よって、画像に含まれるノイズ成分が目立たな
くなり、より高い画質を確保することができる。

【００７１】また、請求項６の発明においては、画像の
重要な部分に検出エリアを設定することにより、画像の
重要な部分に最適な輝度処理を行うことができるように
した。よって、入力した画像の重要な部分の画像を確実
に鮮明にすることができる。

【００７２】また、請求項７の発明においては、撮影さ
れた画像の輝度調整が、その輝度分布状態に応じて行わ
れるようにした。よって、輝度の分布状態が異なる個々
の撮影画像に適したコントラスト処理ができる。

【００７３】また、請求項８の発明においては、画像の
重要な部分を事前に設定する必要がなく、処理が簡略化
されるようにした。よって、容易に画像の重要な部分を
鮮明にすることができる。

【００７４】また、請求項９の発明においては、画像の
重要な部分を事前に設定する必要がなく、処理が簡略化
される。よって、容易に画像の重要な部分を鮮明にする
ことができる。

【００７５】また、請求項１０の発明においては、入力
された画像の輝度調整が、その輝度分布状態に応じて行
われるようにした。よって、輝度の分布状態が異なる個
々の画像に適したコントラスト処理が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態を示す電子スチルカメラ
の概略ブロック図である。

【図２】同実施の形態においてＣＰＵが実行するコント
ラスト処理に関する処理手順を示すフローチャートであ
る。

【図３】同実施の形態におけるコントラスト処理の内容
及び、その結果を示す図であって、（ａ）は処理前の画
像の輝度分布の変化を示すヒストグラム、（ｂ）は処理
後の画像の輝度分布の変化を示すヒストグラム、（ｃ）
は処理前後のトーンカーブを示す図である。

【図４】本発明の第２の実施の形態においてＣＰＵが実
行するコントラスト処理に関する処理手順を示すフロー
チャートである。

【図５】同実施の形態における白側のコントラスト処理
の内容及び、その結果を示す、図３に対応する図であ
る。

【図６】同実施の形態における黒側のコントラスト処理
の内容及び、その結果を示す、図３に対応する図であ
る。

【図７】本発明の第３の実施の形態においてＣＰＵが実
行するコントラスト処理に関する処理手順を示すフロー
チャートである。

【図８】同実施の形態におけるコントラスト処理の内容
及び、その結果を示す、図３に対応する図である。

【図９】同実施の形態で回避可能となるコントラスト処
理の内容及び、その結果を示す、図３に対応する図であ
る。

【図１０】本発明の第４の実施の形態におけるコントラ
スト処理の内容及び、その結果を示す、図３に対応する
図である。

【図１１】本発明の第５の実施の形態においてＣＰＵが
実行するコントラスト処理に関する処理手順を示すフロ
ーチャートである。

【図１２】本発明の第６の実施の形態における、輝度デ
ータの検出エリアを示す図である。

【図１３】従来技術におけるコントラスト処理の内容及
び、その結果を示す図である。

【符号の説明】

１ 電子スチルカメラ ３ 撮像素子 ４ カラープロセッサ ６ ＣＰＵ ７ 記録メディア ８ ＲＯＭ ９ ＲＡＭ Ａ 検出エリア ＫinＨ 入力データの明側基準値 ＫinＬ 入力データの暗側基準値 ＫoＨ 出力データの明側基準値 ＫoＨ’ 出力データの明側基準値（補正後） ＫoＬ 出力データの暗側基準値 ＫoＬ’ 出力データの暗側基準値（補正後）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０４Ｎ 5/20 Ｈ０４Ｎ 5/243 ５Ｃ０７７ 5/243 101:00 // Ｈ０４Ｎ 101:00 1/40 １０１Ｅ Ｆターム(参考） 2H002 DB02 DB25 DB27 DB31 DB32 JA07 2H054 AA01 5B057 BA02 CA01 CA08 CA12 CA16 CB01 CB08 CB12 CB16 CC01 CE11 DB02 DB06 DB09 DC23 5C021 RB03 XA03 XA14 XA33 XA61 5C022 AA13 AB68 AC42 AC69 5C077 LL19 PP15 PP43 PP46 PQ08 PQ12 PQ18 PQ19 PQ20 TT09

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力された画像の輝度を変換し、輝度の
   分布特性を、低輝度側および高輝度側に設定されている
   入力側低輝度値および入力側高輝度値が所定の出力側低
   輝度値および出力側高輝度値となる異なる分布特性とす
   る輝度変換処理を行う画像処理装置において、 入力された画像における輝度の度数分布を示すヒストグ
   ラムデータを取得する分布情報取得手段と、 この分布情報取得手段が取得したヒストグラムデータに
   より示される度数分布における累積度数の比率が、出力
   側の最大輝度に対する前記出力側低輝度値および前記出
   力側高輝度値のそれぞれの比率となる低輝度側および高
   輝度側の輝度値を取得する設定値取得手段と、 この設定値取得手段により取得された低輝度側および高
   輝度側の輝度値を、前記入力側低輝度値および前記入力
   側高輝度値として設定する設定手段とを備えたことを特
   徴とする画像処理装置。
2. 【請求項２】 前記画像の平均輝度値を取得する平均輝
   度取得手段と、この平均輝度取得手段により取得された
   平均輝度値と出力側に確保する目標平均輝度とを比較す
   る比較手段と、 この比較手段による比較結果に基づき、輝度変換処理の
   対象となる前記画像の輝度成分を低輝度側または高輝度
   側に選択的に制御する制御手段とを備えたことを特徴と
   する請求項１記載の画像処理装置。
3. 【請求項３】 前記平均輝度取得手段により取得された
   平均輝度値と出力側に求められている目標平均輝度との
   比率を算出する第１の算出手段と、 この第１の算出手段より算出された比率に応じ新たな出
   力側低輝度値および出力側高輝度値を算出する第２の算
   出手段と、 この第２の算出手段により算出された新たな出力側低輝
   度値および出力側高輝度値を、前記所定の出力側低輝度
   値および出力側高輝度値に代えて設定する設定手段とを
   備えたことを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
4. 【請求項４】 前記出力側低輝度値が前記入力側低輝度
   値よりも小さいときには、輝度変換処理の対象輝度領域
   を前記入力側低輝度値よりも低輝度側の領域に制御し、
   かつ前記出力側高輝度値が前記入力側高輝度値よりも大
   きいときには、輝度変換処理の対象輝度領域を前記入力
   側高輝度値よりも高輝度側の領域に制御する制御手段を
   備えたことを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
5. 【請求項５】 前記入力側低輝度値および入力側高輝度
   値の間の輝度幅と、前記出力側低輝度値および出力側高
   輝度値の間の輝度幅との比率を算出する算出手段と、 この算出手段より算出された比率に応じて出力側の輝度
   の変化率を抑制する抑制手段とを備えたことを特徴とす
   る請求項１乃至４いずれか記載の画像処理装置。
6. 【請求項６】 前記分布情報取得手段により取得された
   ヒストグラムデータは、入力された画像に設定された１
   又は複数の検出エリアにおけるデータであることを特徴
   とする請求項１乃至５いずれか記載の画像処理装置。
7. 【請求項７】 請求項１乃至６いずれか記載の画像処理
   装置を備えたことを特徴とするデジタルカメラ。
8. 【請求項８】 前記検出エリアは、入力された画像の撮
   影時におけるフォーカスエリアを含むことを特徴とする
   請求項７記載のデジタルカメラ。
9. 【請求項９】 前記検出エリアは、入力された画像の撮
   影時における露光量検出エリアを含むことを特徴とする
   請求項７又は８記載のデジタルカメラ。
10. 【請求項１０】 入力された画像における輝度の分布特
    性を、低輝度側および高輝度側に設定されている入力側
    低輝度値および入力側高輝度値が所定の出力側低輝度値
    および出力側高輝度値となる異なる分布特性とする画像
    処理方法において、 入力された画像における輝度の度数分布を示すヒストグ
    ラムデータを取得した後、取得したヒストグラムデータ
    により示される度数分布における累積度数の比率が、出
    力側の最大輝度に対する前記出力側低輝度値および前記
    出力側高輝度値のそれぞれの比率となる低輝度側および
    高輝度側の輝度値をさらに取得し、取得した低輝度側お
    よび高輝度側の輝度値を、前記入力側低輝度値および前
    記入力側高輝度値として設定することを特徴とする画像
    処理方法。
11. 【請求項１１】 入力された画像における輝度の分布特
    性を、低輝度側および高輝度側に設定されている入力側
    低輝度値および入力側高輝度値が所定の出力側低輝度値
    および出力側高輝度値となる異なる分布特性とする画像
    処理を実行するコンピュータに、 入力された画像における輝度の度数分布を示すヒストグ
    ラムデータを取得する処理と、 取得したヒストグラムデータにより示される度数分布に
    おける累積度数の比率が、出力側の最大輝度に対する前
    記出力側低輝度値および前記出力側高輝度値のそれぞれ
    の比率となる低輝度側および高輝度側の輝度値をさらに
    取得する処理と、 取得した低輝度側および高輝度側の輝度値を、前記入力
    側低輝度値および前記入力側高輝度値として設定する処
    理とを実行させるためのプログラムを記録したコンピュ
    ータ読み取り可能な記録媒体。