JP2003304398A

JP2003304398A - 画像処理方法、画像処理プログラムおよび画像処理プログラムを記録した記録媒体

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Publication number: JP2003304398A
Application number: JP2002108238A
Authority: JP
Inventors: Ikuko Yoshida; 伊公子吉田; Noriyuki Nishi; 規之西
Original assignee: Noritsu Koki Co Ltd
Current assignee: Noritsu Koki Co Ltd
Priority date: 2002-04-10
Filing date: 2002-04-10
Publication date: 2003-10-24
Anticipated expiration: 2022-04-10
Also published as: JP3823865B2

Abstract

(57)【要約】【課題】入力画像の種類に応じて、良質な出力画像を
得ることができる画像処理方法、画像処理プログラム、
画像処理プログラムを提供する。【解決手段】予め、基準となるガンマカーブと、画像
の輝度の代表値に対して、基準となるガンマカーブがと
り得る入力輝度の範囲を輝度領域別に変更するための調
整率を定めたデータテーブルを設定しておく。そして、
画像処理方法は、入力画像の輝度の平均値を求める（Ｓ
２３）。つぎに、上記平均値と上記データテーブルとか
ら、入力画像に応じた調整率を領域ごとに検出する（Ｓ
２４）。さらに、各領域で、基準となるガンマカーブの
とり得る出力輝度の範囲は一定としつつ、とり得る入力
輝度の範囲に入力画像に応じた調整率をかけることで
（Ｓ２５）、基準となるガンマカーブの形状を圧縮また
は伸張させる（Ｓ２６）。その後、互いに隣り合う各領
域のガンマカーブを接続する（Ｓ２７）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＣＣＤ撮像デバイ
ス等によって入力したデジタル画像から、モニターまた
は写真処理装置等のプリンタに良質な画像を出力できる
画像処理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、デジタル写真処理の分野で
は、例えば、撮像素子により写真フィルムを測光して得
られるコマごとのＲ（赤）・Ｇ（緑）・Ｂ（青）の画像
データ（デジタル画像データ）に基づいて画質の良好な
画像を印画紙（感光材料）に焼き付けるため、画像の輝
度を補正する処理が行われている。この輝度の補正方法
としては、ガンマカーブ（濃度特性曲線ともいう）によ
るガンマ補正が広く知られている。以下、上記ガンマ補
正について説明する。

【０００３】一般的に、入力画像データの階調に対し
て、印画紙が発色するグラデーションは一致しない。し
たがって、印画紙が発色するグラデーションが人間の視
覚特性に適したものになるように、入力画像データを補
正する必要がある。そこで、入力画像データに対して、
ガンマカーブをかけるガンマ補正を施すことにより、印
画紙が発色するグラデーションを人間の視覚特性に応じ
たものにすることが可能となる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記ガンマ
カーブによるガンマ補正では、入力画像データの撮像シ
ーンによっては、適切な出力画像データを得られないと
いう問題が起こりえる。例えば、オーバー／アンダー露
出（露光過多／露光過少）で撮影されたフィルムから取
り込んだ入力画像データを補正する場合は、入力輝度に
対して出力輝度が、極めて弱くなるように補正される。
これは、オーバー露光やアンダー露光に基づく入力画像
データにおいては、各画素の輝度が低輝度（シャドウ
部）または高輝度（ハイライト部）に偏り過ぎている一
方で、図１２に示すように、ガンマカーブにおけるシャ
ドウ部およびハイライト部の傾斜率は緩やかだからであ
る。

【０００５】このような問題を解決する方法として、入
力画像に取り込まれた撮像シーンの種類に応じて、上記
ガンマカーブの補正強度（補正量）を調整する方法があ
る。この方法によれば、オーバー露出やアンダー露出に
基づく入力画像データを処理する場合に、上記ガンマカ
ーブの補正強度を高く調整することで、適切な補正を行
うことができる。ところが、この方法では、上記ガンマ
カーブの各入力輝度に対する補正強度を均一に調整する
ことが可能であるが、ある領域の入力輝度に対してのみ
補正強度を調整することはできないため、以下に示すよ
うな問題が生じる。

【０００６】例えば、中間調に係る部分とシャドウ部分
とが混在するシーンの入力画像を処理する場合、シャド
ウ部分の輝度を適切に補正するために上記ガンマカーブ
の各入力輝度の補正強度を均一に調整すると、シャドウ
部分の輝度は適切に補正されるが、中間調に係る部分の
輝度は必要以上に強く補正されてしまうという問題が生
じる。

【０００７】本発明は、上記の問題点を解決するために
なされたものであり、その目的は、入力画像の種類に応
じてガンマカーブの形状に調整を施すことにより、良質
な出力画像を得ることができる画像処理方法、画像処理
プログラムおよび画像処理プログラムを記録した記録媒
体を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の画像処理方法
は、上記の課題を解決するために、入力画像を構成する
各画素の輝度を、ガンマカーブにより出力輝度に変換す
る画像処理方法であって、基準となるガンマカーブを設
定すると共に、該基準となるガンマカーブを出力側基準
で複数の領域に分割し、画像の輝度の代表値に対して、
基準となるガンマカーブがとり得る入力輝度の範囲を変
更するための調整率を定めたデータテーブルを上記領域
別に設定し、入力画像を構成する各画素の輝度から、入
力画像の輝度の代表値を求め、求めた代表値と上記デー
タテーブルとから、入力画像に応じた調整率を領域ごと
に検出し、領域ごとで、基準となるガンマカーブのとり
得る出力輝度の範囲は一定としつつ、基準となるガンマ
カーブがとり得る入力輝度の範囲に入力画像に応じた調
整率をかけることで、基準となるガンマカーブの形状を
圧縮または伸張させ、互いに隣り合う各領域のガンマカ
ーブを接続することを特徴とする。

【０００９】上記手順によれば、まず、基準となるガン
マカーブを設定すると共に、該基準となるガンマカーブ
を出力側基準で複数の領域に分割する。そして、入力画
像を構成する各画素の輝度から、入力画像の輝度の代表
値を求める。さらに、入力画像の輝度の代表値がわかれ
ば、上記データテーブルより、基準となるガンマカーブ
がとり得る入力輝度の範囲を変更するための調整率を領
域別に検出ことができる。

【００１０】つぎに、基準となるガンマカーブの各領域
において、とり得る出力輝度の範囲は一定としつつ、と
り得る入力輝度の範囲に、入力画像に応じた各領域別の
調整率をかけることで、基準となるガンマカーブの形状
を圧縮または伸張させ、互いに隣り合う各領域のガンマ
カーブを接続することにより、出力画像のとりえる輝度
範囲を制限することなく、ガンマカーブの形状を調整す
るができる。

【００１１】一方、入力画像の代表値と、その入力画像
を最適に処理することができるガンマカーブの形状（変
化率）とは、輝度領域別に、所定の相関関係にあること
が知られている。したがって、上記手順によれば、入力
画像の代表値に応じて、ガンマカーブの形状を、輝度領
域別に最適に調整することができるので、入力画像の種
類（例えば、オーバー露出と適正露光とが混在する画像
／アンダー露出と適正露出とが混在する画像）に関わり
なく、画像処理（ガンマ補正）を実現することにより、
良質な出力画像を得ることができる。

【００１２】なお、上記代表値は、平均値、中央値（メ
ジアン）、最頻度モード等を含む概念である。

【００１３】本発明の画像処理方法は、上記手順に加え
て、上記画像を構成する輝度の代表値を、画像を構成す
る各画素から算出される平均輝度としてもよい。

【００１４】上記手順によれば、画像を構成する各画素
の平均輝度は、容易に算出することができ、上記画像を
構成する輝度の代表値として扱うことが可能である。

【００１５】本発明の画像処理方法は、上記手順に加え
て、基準となるガンマカーブを、出力輝度基準で低輝度
領域、中間調領域、高輝度領域に分割すると共に、領域
ごとに異なるデータテーブルを設定することとしてもよ
い。

【００１６】一般的にガンマカーブの最適な形状は、処
理対象となる画像の種類に応じて異なるものである。こ
こで、処理対象となる画像を構成する各画素の平均輝度
と、その画像を最適に処理するためのガンマカーブの変
化率とは、ガンマカーブの低輝度領域、中間調領域、高
輝度領域ごとで異なる相関関係にあることが知られてい
る。

【００１７】ここで、上記手順によれば、基準となるガ
ンマカーブを出力輝度基準で低輝度領域、中間調領域、
高輝度領域に分割し、領域ごとに異なるデータテーブル
を設定する。よって、基準となるガンマカーブにおい
て、とりえる入力輝度の範囲に、領域別に異なる調整率
をかけることにより、基準となるガンマカーブを領域別
に圧縮または伸張させることができる。その後に、互い
に隣り合う各領域のガンマカーブを接続することによ
り、入力画像を構成する各画素の平均輝度に応じて、基
準となるガンマカーブの形状を領域別に調整できる。

【００１８】これにより、ガンマカーブの形状の調整度
合いを、低輝度領域、中間調領域、高輝度領域に分けて
コントロールすることができ、入力画像を構成する各画
素の平均輝度に応じて、最適なガンマカーブを作成でき
る。すなわち、処理対象となる画像の種類に応じて、ガ
ンマカーブを、輝度領域ごとに最適な形状に調整するこ
とができる。したがって、例えば、中間調部分とシャド
ウまたはハイライト部分とが混在する画像であっても、
ガンマカーブの形状を領域別に最適なものとできるの
で、最適な画像処理（ガンマ補正）を実現することがで
きる。

【００１９】本発明の画像処理方法は、上記手順に加え
て、互いに異なる形状の複数のガンマカーブから、いず
れか１のガンマカーブを、基準となるガンマカーブとし
て設定するステップ、上記複数のガンマカーブについ
て、それぞれを、出力輝度基準で低輝度領域、中間調領
域、高輝度領域に分割するステップ、分割した領域別
に、その範囲がとり得る出力輝度差を入力輝度差で割っ
た値を領域の変化率とし、その領域の変化率に、基準と
なるガンマカーブの対応する領域の変化率を割った値を
上記調整率とするステップ、上記複数のガンマカーブに
ついて、各ガンマカーブの入力センター値を求め、上記
入力センター値を、画像を構成する各画素から算出され
る平均輝度とするステップ、領域別に用意されたテーブ
ルに、上記平均輝度に対する各領域の上記調整率をプロ
ットすると共に、補間処理を施すステップから上記デー
タテーブルを設定することとしてもよい。

【００２０】ここで、入力センター値とは、あるガンマ
カーブにおいて、視覚的にグレー（白と黒との中間点）
に見える出力輝度に対する入力輝度をいう。また、ある
画像を構成する各画素の平均輝度と同一の入力センター
値を示すガンマカーブは、上記ある画像に対して良好な
ガンマ補正を施すことが経験的に知られている。

【００２１】上記手順によれば、互いに異なる複数のガ
ンマカーブについて、それぞれを、出力輝度基準で低輝
度領域、中間調領域、高輝度領域に分割し、分割した領
域別に、その範囲がとり得る出力輝度差を入力輝度差で
割った値を領域の輝度変化率とし、その領域の輝度変化
率に基準となるガンマカーブの対応する領域の輝度変化
率を割った値を上記調整率とする。これにより、基準と
なるガンマカーブの入力輝度のとり得る値に上記調整率
をかけ、基準となるガンマカーブを圧縮または伸張する
ことで、上記複数のガンマカーブのうち、いずれか１の
ガンマカーブの形状を再現することができる。

【００２２】つぎに、上記複数のガンマカーブの入力セ
ンター値をそれぞれ求め、上記入力センター値を、画像
を構成する各画素から算出される平均輝度とみなす。こ
れにより、画像を構成する各画素の平均輝度に対して
の、その画像に良好な上記調整率を求めることができ
る。

【００２３】したがって、領域別に用意されたテーブル
に、上記入力センター値に対する各領域の上記調整率を
プロットすると共に、補間処理を施すステップとにより
上記データテーブルを設定することができる。

【００２４】本発明の画像処理方法は、上記手順に加え
て、トーンが最適の状態となっている最適デジタル画像
データを取得するステップ、上記最適デジタル画像デー
タに基づいて、各輝度に対応する画素数を低段階側の輝
度から累積した第１累積ヒストグラムを作成するステッ
プ、補正対象となるデジタル画像データを取得するステ
ップ、上記補正対象となるデジタル画像データに基づい
て、各輝度に対応する画素数を低段階側の輝度から累積
した第２累積ヒストグラムを作成するステップ、第２累
積ヒストグラムの各輝度を入力値とし、第２累積ヒスト
グラムの各輝度の累積画素数と略一致する累積画素数で
ある第１累積ヒストグラムの各輝度を出力値とするよう
にガンマカーブを設定し、該ガンマカーブを最適デジタ
ル画像データのシーンごとに複数作成ステップを備えて
いてもよい。

【００２５】上記手順によれば、トーンが最適の状態と
なっている最適デジタル画像データを取得し、各輝度に
対応する画素数を低段階側の輝度から累積した第１累積
ヒストグラムを作成するため、最適デジタル画像データ
における各輝度の累積画素数を求めることができる。こ
こで、第１累積ヒストグラムにおける各輝度の累積画素
数は各輝度に対応する画素数を低段階側の輝度から累積
したものであるので、それぞれ固有の値を示す。

【００２６】また、補正対象となるデジタル画像データ
を取得し、各輝度に対応する画素数を低段階側の輝度か
ら累積した第２累積ヒストグラムを作成するため、取得
したデジタル画像データにおける輝度の各段階の累積画
素数を求めることができる。ここで、第２累積ヒストグ
ラムにおける各段階の累積画素数は各輝度に対応する画
素数を低段階側の輝度から累積したものであるので、そ
れぞれ固有の値を示す。したがって、第２累積ヒストグ
ラムの各輝度の累積画素数と１対１で対応する第１累積
ヒストグラムの各輝度を検出することができる。

【００２７】すなわち、補正対象となる入力輝度に対応
する最適画像データの各輝度を出力輝度としたガンマカ
ーブを設定できる。ここで、トーンが最適の状態となっ
ている最適デジタル画像データとは、例えば、画像のト
ーンが最適な状態である画像データをいう。よって、デ
ジタル画像データの入力輝度をトーンが最適な輝度に変
換することができる最適なガンマカーブを設定すること
ができる。

【００２８】そして、該最適なガンマカーブを最適デジ
タル画像データのシーンごとに複数作成するので、「互
いに異なる形状の複数のガンマカーブ」を最適に作成す
ることができる。

【００２９】また、最適デジタル画像データは、例え
ば、フォトレタッチソフトにより作成しても構わない。
フォトレタッチソフトにより作成する他に、高性能のス
キャナでデジタル画像データを取り込む手順であっても
構わない。

【００３０】本発明の画像処理方法は、上記手順に加え
て、フォトレタッチソフトによりトーンが最適な最適デ
ジタル画像データを作成するステップをさらに備えるこ
ととしてもよい。

【００３１】従来なされているガンマカーブの形状を調
整する手順によれば、濃度、色、コントラスト等の要素
を独立して調整することができない。一方、トーンが最
適な最適デジタル画像データを作成するためには、濃
度、色、コントラスト等の要素を同時に調整しなければ
ならないので、ガンマカーブの形状を調整する手順で
は、そのような調整が困難である。

【００３２】ここで、フォトレタッチソフトによれば、
グラフィカルユーザーインターフェイスにより画像デー
タを調整できる。しかも、フォトレタッチソフトによる
トーン補正は一般的に「明るさ」「コントラスト」「ト
ーンカーブ」「レベル補正」を独立したパラメータとし
て調整でき、上記調整がリアルタイムで表示中の画像に
反映される。したがって、上記ステップを備えることに
より、簡易かつ瞬時に最適な最適デジタル画像データを
作成することができる。

【００３３】本発明の画像処理プログラムは、上記画像
処理方法をコンピュータに実行させることを特徴とす
る。

【００３４】上記構成によれば、上記画像処理プログラ
ムをコンピュータに実行させることにより、上述した画
像処理方法を実現することができる。

【００３５】本発明の画像処理プログラムを記録した記
録媒体は、上記画像処理プログラムをコンピュータにて
読み取り可能に記録してなることを特徴とする。

【００３６】上記構成によれば、上記記録媒体に記録さ
れた画像処理プログラムをコンピュータが実行すること
により、上述した本発明の画像処理プログラムを実現す
ることができる。

【００３７】

【発明の実施の形態】本発明の実施の一形態を図１ない
し図１４に基づいて以下に説明する。

【００３８】本発明の画像処理方法は、写真処理装置に
設定されているガンマカーブ（濃度特性曲線ともいう）
の形状を、入力画像の種類（オーバー露出／アンダー露
出／中間調等）に応じて調整する手順である。具体的
に、この手順は、領域別データテーブル（後述する）を
用いることにより、入力画像の種類に応じて基準となる
ガンマカーブ（デフォルト）の形状を調整するものであ
る。また、この領域別データテーブルは、互いに形状の
異なる複数のガンマカーブから作成され、上記複数のガ
ンマカーブは、あらゆる種類のシーン（オーバー露出／
アンダー露出／中間調等）の最適画像データ（後述す
る）からシーンに応じて得られるものである。

【００３９】すなわち、本実施の形態は、図１４に示す
ように、予め用意されたあらゆる種類のシーンの最適な
画像データに基づき、シーンの種類ごとに最適なガンマ
カーブ（以下、最適ガンマカーブという）を作成し（図
１４の）、上記複数の最適ガンマカーブから領域別デ
ータテーブルを作成（図１４の）する。そして、上記
領域別データテーブルと基準となるガンマカーブ（デフ
ォルト）とを写真処理装置に設定し、これらを用いて本
発明の画像処理方法を実行する（図１４の）。したが
って、以下では、最適ガンマカーブおよび領域別データ
テーブルを作成できるデータテーブル作成装置の構成に
ついて説明した後に、最適ガンマカーブの作成手順、領
域別データテーブルの作成手順、本発明の画像処理方法
をこの順に従って説明する。

【００４０】（データテーブル作成装置の構成）まず、
最適ガンマカーブおよび領域別データテーブルを作成す
るためのデータテーブル作成装置の概略構成を以下に説
明する。上記データテーブル作成装置は、図２に示すよ
うに、フィルムスキャナ１と画像処理部２とを備えてい
る。

【００４１】フィルムスキャナ１は、図３に示すよう
に、写真フィルムに光を照射するスキャナ光源２１と、
写真フィルムを搬送するためのフィルムキャリア２２と
スキャナ光源２１から出射され、上記写真フィルムを透
過する光を測光することによって上記写真フィルムに記
録された画像を取り込むスキャナユニット２３とで構成
されている。

【００４２】スキャナ光源２１は、光を出射するハロゲ
ンランプ２４と熱線吸収フィルタ２５と調光フィルタ２
６とミラー２７とレンズボックス２８とを、光の進行方
向に沿ってこの順で備えている。また、スキャナユニッ
ト２３はスキャナレンズ２９とミラー３０と３枚式のＣ
ＣＤ（charge coupled device）３１とを光の進行方向
に沿ってこの順で備えている。また、ＣＣＤ３１は、Ａ
／Ｄ（Analog to Digital)変換部３２と接続されてい
る。

【００４３】したがって、ハロゲンランプ２４から出射
された光は、熱線吸収フィルタ２５にて熱線成分が除去
されて調光フィルタ２６に入射し、調光フィルタ２６に
て調光された後、ミラー２７にて進行方向が変えられて
レンズボックス２８に入射する。レンズボックス２８で
は、入射光がむらのない光に拡散され、この光がフィル
ムキャリア２２にて支持されている写真フィルムに照射
される。

【００４４】そして、写真フィルムを透過した光は、ス
キャナレンズ２９にて、ミラー３０を介してＣＣＤ３１
の受光面に入射する。そして、ＣＣＤ３１は、各画素で
の受光量に応じたアナログの電気信号をＲＧＢごとにＡ
／Ｄ変換部３２に送り、これらの信号がＡ／Ｄ変換部３
２にて入力画像データに変換される。これにより、写真
フィルムに記録されている画像の各画素の入力画像デー
タがＲＧＢごとに得られることになる。これらの入力画
像データは、画像処理部２に送られる。なお、本実施の
形態において、上記入力画像データは、１６ビットのデ
ータとするがこれに限定されるわけではない。例えば、
０〜２５５までの８ビットのデータ、０〜４０９５まで
の１２ビットのデータなどを考えることができる。

【００４５】画像処理部２は、フィルムスキャナ１から
の入力画像データおよび、入力部１２からの最適画像デ
ータから、最適ガンマカーブを作成するブロックであ
る。また、画像処理部２は、データテーブル作成装置に
組み込まれたマイクロプロセッサおよび／またはＤＳＰ
（Digital Signal Processor)などによって構成されて
もよいし、装置の外部に設けられたＰＣ（Personal Com
puter）によって構成されていてもよい。

【００４６】次に、画像処理部２の構成について詳細に
説明する。画像処理部２は図２に示すように、入力部１
２、第１データ作成部１３、第２データ作成部１４、ガ
ンマカーブ作成部１５、メモリ１６、データテーブル作
成部１７を備えている。

【００４７】入力部１２は、最適画像データを入力する
ためのブロックである。なお、最適画像データとは、フ
ィルムスキャナ１から取り込まれる入力画像データ（補
正対象となるデジタル画像データ）のシーンと同一撮像
シーンの画像データであって、最適なトーンに調整され
た画像データをいう。ここで、トーンとは、画像の濃
度、色、コントラスト等の要素をいう。また、最適画像
データはＲ（赤）・Ｇ（緑）・Ｂ（青）の各色成分ごと
に入力される。なお、ここでは８ビットの最適画像デー
タを入力することとするが、このビット数に限定される
わけではない。

【００４８】第１データ作成部１３は、ＲＧＢごとの最
適画像データから輝度を演算し、各輝度に属する画素数
を求め、低段階側の輝度から画素数を累積した第１累積
ヒストグラムを作成するブロックである。なお、図４
（ａ）は、第１累積ヒストグラムを示し、横軸は各輝度
（０〜２５５，８ビット）を表し、縦軸は累積画素数を
示す。したがって、輝度が２５５における累積画素数は
最適画像データの総画素数と等しくなる。

【００４９】第２データ作成部１４は、フィルムスキャ
ナ１によって取り込まれたＲＧＢごとの入力画像データ
の各輝度に属する画素数を求め、低段階側の輝度から画
素数を累積した第２累積ヒストグラムを作成するブロッ
クである。なお、図４（ｂ）は、第２累積ヒストグラム
を示し、横軸は各輝度（０〜６５５３５）を表し、縦軸
は累積画素数を示す。したがって、６５５３５階調にお
ける累積画素数は最適画像データの総画素数と等しくな
る。なお、ここでは、入力画像データが１６ビットであ
ることから１６ビットの第２累積ヒストグラムが作成さ
れているが、このビット数に限定されるわけではない。

【００５０】ガンマカーブ作成部１５は、第１累積ヒス
トグラムと第２累積ヒストグラムとから最適ガンマカー
ブを作成するブロックである。本実施の形態では、入力
画像データの撮像シーンの種類（例えばオーバー／アン
ダー）に応じて、互いに異なる形状の複数の最適ガンマ
カーブが作成される。

【００５１】メモリ１６は、ガンマカーブ作成部１５に
より作成された最適ガンマカーブを一旦記憶するブロッ
クであり、ＲＡＭまたはＲＯＭ等で構成されたメモリで
ある。

【００５２】データテーブル作成部１７は、複数の最適
画像データから得られた形状の異なる複数の最適ガンマ
カーブに基づいて、一方の軸に入力センター値を、他方
の軸に調整率をとったテーブルを３つの輝度領域に分け
て作成するブロックである。ここで、入力センター値と
は、１つの最適ガンマカーブにおいて、人間の視覚がグ
レーに感じることのできる出力輝度に対応する入力輝度
をいう。また、調整率とは、１つの最適ガンマカーブを
基準ガンマカーブとして設定し、この基準ガンマカーブ
を出力側基準で、低輝度領域，中間調領域，高輝度領域
の３つの領域に分割した場合の、各領域のとりえる入力
輝度の範囲を調整するためのパラメータをいう。

【００５３】（最適ガンマカーブの作成手順）つぎに、
写真フィルムから取り込まれたある画像データと最適画
像データとから最適ガンマカーブが作成される手順を図
５に基づいて、具体的に説明する。

【００５４】まず、入力部１２から入力された最適画像
データから、図４（ａ）に示すような第１累積ヒストグ
ラムが第１データ作成部１３によって作成される（Ｓ
１）。ここで、各輝度における累積画素数を輝度の低い
順からＡn（ｎ＝０…２５５）とする。

【００５５】つぎに、フィルムスキャナ１によって取り
込まれた入力画像データから図４（ｂ）に示すような第
２累積ヒストグラムが第２データ作成部１４によって作
成される（Ｓ２）。ここで、各輝度における累積画素数
を輝度の低い順からＢn（ｎ＝０…６５５３５）とす
る。

【００５６】そして、ガンマカーブ作成部１５におい
て、第１累積ヒストグラムにおける最低輝度の累積画素
数（Ａ₀）と第２累積ヒストグラムにおける最低輝度の
累積画素数（Ｂ₀）とが比較される（Ｓ３）。ここで、
Ｂ₀≧Ａ₀の場合、Ｂ₀に該当する輝度を入力輝度とし、
これに対してＡ₀に該当する輝度を出力輝度としたガン
マ値をプロットする（Ｓ４）。一方、Ｂ₀＜Ａ₀の場合、
第２累積ヒストグラムの最低輝度がカウントアップされ
る。すなわち最低輝度がＢ₀からＢ₁へとなる。（Ｓ
５）。そして、Ｓ３に戻り、Ａ₀とＢ₁とが比較される。
このように、ガンマ値がプロットされるまで、Ｓ３およ
びＳ５の手順が繰り返される。

【００５７】さらに、ガンマ値がプロットされた場合、
第１累積ヒストグラムの最低輝度がカウントアップされ
る（Ｓ６）。すなわち最低輝度がＡ₀からＡ₁へとなる。
そして、第１累積ヒストグラムの輝度が２５５までカウ
ントアップされていない場合はＳ３の手順へ戻る（Ｓ
７）。このようにして、Ａ₂₅₅に対するＢ_nの値がガンマ
値としてプロットされるまで、Ｓ３〜Ｓ７の手順が繰り
返される。そして、Ａ₂₅ ₅に対するＢ_nの値がガンマ値と
してプロットされた場合は、それまでにプロットされた
全てのガンマ値が補間されることにより、最適ガンマカ
ーブが作成される（Ｓ８）。さらに、予め用意された複
数種類の最適画像データに対して、上記したＳ１〜Ｓ８
の処理が繰り返される（Ｓ９，ＮＯ）。

【００５８】一方、予め用意された複数の最適画像デー
タ全てに対して、上記したＳ１〜Ｓ８の処理が完了して
いる場合（Ｓ９，ＹＥＳ）、複数の最適ガンマカーブの
作成を終了する。なお、複数の最適ガンマカーブは上述
したようにメモリ１６に記録される。

【００５９】なお、入力画像データから作成された第２
累積ヒストグラムに対して、このようにして求められた
最適ガンマカーブをかけることで、第２累積ヒストグラ
ムを図４（ｄ）に示す８ビットのヒストグラムへと変換
できる。図４（ｄ）に示す８ビットのヒストグラムは、
図４（ａ）に示す第１累積ヒストグラム、すなわち最適
画像データから得られるヒストグラムと同じデータを示
す。これは、最適ガンマカーブが入力画像の入力輝度に
１対１で対応する最適画像データの輝度を表したものだ
からである。したがって、写真処理装置において取り込
まれる画像データ（但し、最適画像データと同一種類の
シーンの画像データ）に最適ガンマカーブをかけること
によって、トーンが最適である最適画像データと同一の
画像データを得ることができる。

【００６０】なお、上記最適画像データは、トーンが最
適なデジタル画像データであればよい。例えば、フォト
レタッチソフトによりトーンが最適な最適画像データを
作成しても構わない。フォトレタッチソフトによるトー
ン補正は一般的に「明るさ」「コントラスト」「カラー
バランス」「トーンカーブ」「レベル補正」を調整でき
る機能を有しているが、上記最適画像データを作成する
手順としては、経験的に濃度、コントラスト、カラーバ
ランス、濃度の順に調整することが効率がよい。しか
し、この順に限定されるということではない。また、上
記最適画像データは、フォトレタッチソフトにより作成
する他に、上記ガンマ設定装置に内蔵されていない高性
能のスキャナで入力画像データを取り込む手順であって
も構わない。

【００６１】また、最適ガンマカーブを作成する手順と
しては、第２累積ヒストグラムの各輝度を入力値とし、
第２累積ヒストグラムの各輝度の累積画素数と略一致す
る累積画素数である第１累積ヒストグラムの各輝度を出
力値とする手順であればよく、上記手順に特に限定され
ない。

【００６２】（領域別データテーブルの作成手順）つぎ
に、データテーブル作成部１７により、領域別データテ
ーブルが作成される手順を図６のフローチャートに基づ
いて説明する。まず、データテーブル作成部１７は、複
数の最適ガンマカーブのなかから、１の最適ガンマカー
ブを、基準となるガンマカーブ（デフォルト）として設
定する（Ｓ１０）。そして、図７に示すように基準ガン
マカーブを出力側基準で、低輝度領域、中間調領域、高
輝度領域に分割する（Ｓ１１）。ここで、低輝度領域は
黒〜シャドウ部とみなしたい範囲に、高輝度領域は白〜
ハイライト部とみなしたい範囲に、中間調領域はその間
の範囲に設定する。

【００６３】さらに、基準ガンマカーブの各領域におい
て、最高出力輝度と最低出力輝度との差を、最高入力輝
度と最低入力輝度との差で除算すると、基準ガンマカー
ブの領域ごとの変化率を求めることができる（Ｓ１
２）。例えば、図７に示す基準となるガンマカーブに対
する変化率は以下のようにして算出される。

【００６４】低輝度領域において、最高出力輝度と最低
出力輝度との差であるｄを、最高入力輝度と最低入力輝
度との差であるａで除算すると、低輝度領域における最
低輝度から最高輝度までの変化率が算出される。つぎ
に、中間調領域において、最高出力輝度と最低出力輝度
との差であるｅを、最高入力輝度と最低入力輝度との差
であるｂで除算すると、中間調領域における最低輝度か
ら最高輝度までの変化率が算出される。なお、同様の手
順により、高輝度領域の変化率も求めることができる。

【００６５】つぎに、データテーブル作成部１７は、メ
モリ１６から、ある最適ガンマカーブを読み出した後
に、上記最適ガンマカーブを出力側基準で３分割し、各
分割領域を低輝度側から、低輝度領域、中間調領域、高
輝度領域と設定する（Ｓ１３）。ここで、低輝度領域は
黒〜シャドウ部とみなしたい範囲に、高輝度領域は白〜
ハイライト部とみなしたい範囲に、中間調領域はその間
の範囲に設定する。

【００６６】そして、データテーブル作成部１７は、３
分割した最適ガンマカーブについて、分割した範囲別に
前記調整率を算出する（Ｓ１４）。具体的には、まず、
上記最適ガンマカーブについて、各領域の変化率を求め
る。この変化率を求める方法は、Ｓ１２と同一手順で算
出される。そして、領域別に、上記最適ガンマカーブの
変化率を、基準となるガンマカーブの変化率で割ると、
領域別に上記調整率を求めることができる。

【００６７】つぎに、オペレータが、上記最適ガンマカ
ーブにおいて、人間の視覚がグレーに感じることのでき
る出力輝度を決定し、この出力輝度に対応する入力輝度
を、最適ガンマカーブの入力センター値と定める。そし
て、データテーブル作成部１７は、図８（ａ）〜（ｃ）
に示すように、上記入力センター値を、画像を構成する
各画素の「平均輝度」とみなして、一方の軸を平均輝度
（入力センター値）とし、他方の軸を調整率としたデー
タテーブルを領域ごとに用意して（領域別データテーブ
ル）、上記最適ガンマカーブの入力センター値に対する
調整率を、領域別にプロットする（Ｓ１５）。

【００６８】そして、予め用意された複数種類のシーン
の画像データに対して、上記したＳ１３〜Ｓ１６の処理
が繰り返される（Ｓ１６，ＮＯ）。

【００６９】一方、予め用意された複数のシーンの画像
データ全てに対して、上記したＳ１０〜Ｓ１６の処理を
行い、領域別の補正率のプロットが完了している場合
（Ｓ１６，ＹＥＳ）、プロットした各点を補間すること
により、３種類（低輝度領域／中間調領域／高輝度領
域）の領域別データテーブルを完成させる（Ｓ１７）。
なお、補間する手順としては、図９（ａ）に示すよう
に、ある程度の範囲に収まる複数の点の平均値を求めた
後、図９（ｂ）に示すように、この平均値の各点を直線
補間することによって、領域別データテーブルを作成す
ることも可能である。このような手順により、図８
（ａ）〜図８（ｃ）に示すような領域別データテーブル
を作成することができる。

【００７０】（画像処理方法）本発明に係る画像処理方
法は、主として、デジタル写真処理装置（以下、「写真
処理装置とする」における画像処理に適用されるもので
ある。したがって、以下では、まず写真処理装置の概略
構成について説明する。

【００７１】本実施の形態に係る写真処理装置は、写真
フィルムに記録されている画像を、感光材料としての印
画紙上に焼き付けるものであり、図１０に示すように、
フィルムスキャナ５１と画像処理部５２と露光部５３と
を備えている。

【００７２】フィルムスキャナ５１は、上述したガンマ
設定装置におけるフィルムスキャナ１と同一の構成であ
るので、ここではその説明を省略する。

【００７３】画像処理部５２は、写真フィルムの１コマ
の画像を構成する各画素のＲＧＢの画像データに基づい
て、上記画像の輝度（階調）を補正する処理を行うもの
である。つまり、画像処理部５２は、フィルムスキャナ
５１から送られてきたＲＧＢの画像データに基づいて、
輝度の補正値をＲＧＢごとに算出し、これらの情報を露
光部５３に出力する。なお、画像処理部５２の詳細な構
成については後述する。

【００７４】画像処理部５２は、写真処理装置に組み込
まれたマイクロプロセッサおよび／またはＤＳＰ（Digi
tal Signal Processor）などに構成されていてもよい
し、装置の外部に設けられたＰＣ（Personal Compute
r）によって構成されてよい。また、画像処理部５２
は、フィルムスキャナ５１からの画像データを一時的に
格納するメモリ（図示せず）を備えている。

【００７５】露光部５３は、画像処理部５２にて補正さ
れたＲＧＢのデジタル画像データに基づいて光変調素子
の各画素を駆動することにより、印画紙を露光するため
のものである。上記の光変調素子としては、例えばＰＬ
ＺＴ露光ヘッド、ＤＭＤ（デジタル・マイクロミラー・
デバイス）、ＬＣＤ（液晶表示装置）、ＬＣＳ（液晶シ
ャッタ）、ＬＥＤパネル、レーザー、ＦＯＣＲＴ（Fibe
r Optic Cathode RayTube）、ＣＲＴが挙げられる。

【００７６】つぎに、本発明の特徴である画像処理部５
２について説明する。画像処理部５２は、第１濃度補正
部５４、ガンマカーブ調整部５５、第２濃度補正部５６
より構成される。

【００７７】第１濃度補正部５４は、フィルムスキャナ
５１によって、写真フィルムから取り込まれて、送られ
てくるＲＧＢの画像データを、フィルムの感光特性を考
慮して、人間の視覚特性に適した画像データに補正する
ブロックである。より具体的には、第１濃度補正部５４
は、図１１に示すような露光濃度特性曲線を用いてフィ
ルムスキャナ５１からの入力値を出力値に変換する。こ
れにより、フィルムスキャナ５１にて得られる画像デー
タの明暗を、人間の視覚特性に適したグラデーションに
変換することができる。なお、図１１は、ネガフィルム
用の露光濃度特性曲線を示す。

【００７８】ガンマカーブ調整部５５は、入力画像デー
タおよび図８に示す領域別データテーブルに基づいて、
ガンマ補正で使用されるガンマカーブの形状を調整する
ブロックである。具体的には、ガンマカーブ調整部５５
は、図示しない補正演算用ＬＵＴ（Look Up Table）に
設定されている、基準となるガンマカーブ（デフォル
ト）の形状を調整するものである。

【００７９】第２濃度補正部５６は、フィルムスキャナ
５１からの入力画像データに対して、用いる印画紙に応
じた適切な明暗を印画紙上で出すためのガンマ補正を行
うブロックである。一般的に、ガンマ補正には、図１２
に示すような濃度特性曲線としてのガンマカーブが用い
られるが、本実施の形態では、領域別データテーブルの
作成時に予め定められている基準となるガンマカーブ
（図７に示す）を用いる点に特徴がある。より具体的に
は、第２濃度補正部５６は、補正演算用ＬＵＴに設定さ
れている基準となるガンマカーブを用い、フィルムスキ
ャナ５１からの入力値（入力輝度）を出力値（出力輝
度）に変換する。このガンマ補正を行うことにより、焼
き付けられる印画紙の感光特性を考慮して、人間の視覚
特性に適した明暗の画像を印画紙に焼き付けることがで
きる。

【００８０】次に、上記写真処理装置にて実行される画
像処理および写真焼き付けの手順を図１に示すフローチ
ャートに基づいて説明する。

【００８１】まず、フィルムスキャナ５１が、写真フィ
ルムに記録されている画像から、デジタル画像データを
取得し、これを画像処理部５２の第１濃度補正部５４へ
送る（Ｓ２１）。そして、このようにして読み込まれた
デジタル画像データが第１濃度補正部５４に入力する
と、第１濃度補正部５４は、図１１に示した露光濃度特
性曲線を用いて、Ｒ,Ｇ,Ｂの入力画像データを、人間の
視覚特性に適したグラデーションを示す画像データに変
換する（Ｓ２２）。これにより、フィルムの感光特性を
考慮して、人間の視覚特性に応じたグラデーションを示
す入力画像データを得ることができる。

【００８２】なお、写真フィルムに含まれる輝度情報
は、０から２５５までの２５６階調（８ビット）や、０
から４０９５までの４０９６階調（１２ビット）、また
は０から６５５３５までの６５５３５（１６ビット）の
いずれであってもよい。いずれの場合でも、値が小さい
ほど濃度が濃く、値が大きいほど濃度が薄いことを示し
ている。

【００８３】第１濃度補正部５４によって変換処理がな
されたデジタル画像データは、ガンマカーブ調整部５５
へ送られる。そして、ガンマカーブ調整部５５は、１コ
マの入力画像データについて、各画素の平均輝度を、Ｒ
ＧＢごとに算出する（Ｓ２３）。さらに、ガンマカーブ
調整部５５は、Ｓ２３で算出した各画素の平均輝度から
輝度領域別の調整率を検出する（Ｓ２４）。より具体的
に言えば、上記平均輝度と入力センター値とを同等とみ
なして、Ｓ２３で算出した平均輝度に対応する補正率
を、図６（ａ）〜図６（ｃ）の領域別データテーブルか
ら、領域ごとに検出する。

【００８４】その後、ガンマカーブ調整部５５は、図示
しない補正演算用ＬＵＴに設定されている基準となるガ
ンマカーブ（デフォルト）の形状を調整する。具体的に
は、図１３（ａ）に示すように、基準となるガンマカー
ブ（デフォルト）を出力側基準で、低輝度領域と中間調
領域と高輝度領域に３分割する。なお、低輝度領域は黒
〜シャドウ部とみなしたい範囲に、高輝度領域は白〜ハ
イライト部とみなしたい範囲に、中間調領域はその間の
範囲に設定する。次に、ガンマカーブ調整部５５は、基
準となるガンマカーブ（デフォルト）において、Ｓ２４
で検出した領域ごとの調整率を、各領域における入力輝
度差に掛ける（Ｓ２５）。すなわち、低輝度領域におけ
る入力輝度差であるｇに、低輝度領域の調整率０．５を
掛けると、低輝度領域の入力輝度差は０．５ｇとなる。
さらに、中間調領域における入力輝度差であるｈに、中
間調領域の調整率０．９８を掛けると、中間調領域にお
ける入力輝度差は、０．９８ｈとなる。同様の計算で、
高輝度領域における入力輝度差は１．２０ｉとなる。

【００８５】そして、ガンマカーブ調整部５５は、図１
３（ａ）に示す、基準となるガンマカーブ（デフォル
ト）の各領域において、出力輝度差を一定としながら、
Ｓ２５で算出した入力輝度差に基づいて入力輝度の圧縮
または伸張をおこなう（Ｓ２６）。これにより、図１３
（ａ）の基準となるガンマカーブ（デフォルト）の各領
域におけるガンマカーブは、図１３（ｂ）に示すよう
に、圧縮または伸張される。

【００８６】さらに、ガンマカーブ調整部５５は、図１
３（ｂ）に示す各領域別に圧縮または伸張されたガンマ
カーブを接続する（Ｓ２７）。より具体的に言えば、低
輝度領域のガンマカーブを固定し、中間調領域および高
輝度領域の曲線を低輝度方向または高輝度方向にシフト
させることにより、各曲線を接続する。これにより、図
１３（ｃ）に示すようなガンマカーブを得ることができ
る。そして、このようにして調整されたガンマカーブ
は、補正演算用ＬＵＴに設定されるつぎに、デジタル画像データは、ガンマカーブ調整部５
５から第２濃度補正部５６へ送られる。さらに、第２濃
度補正部５６は、調整されたガンマカーブに基づいて、
デジタル画像データにガンマ補正を施す（Ｓ２８）。そ
の後、ガンマ補正処理がなされたデジタル画像データに
基づいた画像が、図示しないモニターに表示される（Ｓ
２９）。そして、オペレータが表示画像を確認した後、
デジタル画像データが画像処理部５２から出力され、露
光部５３は、出力されたデジタル画像データに基づい
て、印画紙に画像を焼き付ける（Ｓ３０）。

【００８７】なお、図１３（ｃ）では、低輝度領域調整
率を０．５０、中間調領域調整率０．９８、高輝度領域
調整率１．２０である場合における、調整後のガンマカ
ーブを示しているが、他の例として、低輝度領域調整率
を１．２０、中間調領域調整率１．００、高輝度領域調
整率１．８０である場合における、調整後のガンマカー
ブを示す。

【００８８】すなわち、上記手順によれば、まず、基準
となるガンマカーブを設定すると共に、該基準となるガ
ンマカーブを出力側基準で複数の領域に分割する。そし
て、入力画像を構成する各画素の輝度から、入力画像の
輝度の平均値を求める。さらに、入力画像の輝度の平均
値がわかれば、上記データテーブルより、基準となるガ
ンマカーブがとり得る入力輝度の範囲を変更するための
調整率を領域別に求めることができる。

【００８９】つぎに、基準となるガンマカーブの各領域
において、とり得る出力輝度の範囲は一定としつつ、と
り得る入力輝度の範囲に、入力画像に応じた各領域別の
調整率をかけることで、基準となるガンマカーブの形状
を圧縮または伸張させ、互いに隣り合う各領域のガンマ
カーブを接続することにより、出力画像のとりえる輝度
範囲を制限することなく、ガンマカーブの形状を調整す
るができる。

【００９０】一方、入力画像の平均値と、その入力画像
を最適に処理することができるガンマカーブの形状（変
化率）とは、輝度領域別に、所定の相関関係にあること
が知られている。したがって、上記手順によれば、入力
画像の平均値に応じて、ガンマカーブの形状を、輝度領
域別に最適に調整することができるので、入力画像の種
類（例えば、オーバー露出と適正露光とが混在する画像
／アンダー露出と適正露出とが混在する画像）に関わり
なく、画像処理（ガンマ補正）を実現することにより、
良質な出力画像を得ることができる。

【００９１】また、一般的にガンマカーブの最適な形状
は、処理対象となる画像の種類に応じて異なるものであ
る。ここで、処理対象となる画像を構成する各画素の平
均輝度と、その画像を最適に処理するためのガンマカー
ブの変化率とは、表１に示すように、ガンマカーブの輝
度領域別に異なる相関関係にあることを本願発明者は解
明した。

【００９２】

【表１】

【００９３】ここで、上記手順によれば、基準となるガ
ンマカーブを出力輝度基準で低輝度領域、中間調領域、
高輝度領域に分割し、領域ごとに異なるデータテーブル
を設定する。よって、基準となるガンマカーブにおい
て、とりえる入力輝度の範囲に、領域別に異なる調整率
をかけることにより、基準となるガンマカーブを領域別
に圧縮または伸張させることができる。その後に、互い
に隣り合う各領域のガンマカーブを接続することによ
り、入力画像を構成する各画素の平均輝度に応じて、基
準となるガンマカーブの形状を領域別に調整できる。

【００９４】これにより、ガンマカーブの形状の調整度
合いを、低輝度領域、中間調領域、高輝度領域に分けて
コントロールすることができ、入力画像を構成する各画
素の平均輝度に応じて、最適なガンマカーブを作成でき
る。すなわち、処理対象となる画像の種類に応じて、ガ
ンマカーブを、輝度領域ごとに最適な形状に調整するこ
とができる。したがって、例えば、中間調部分とシャド
ウまたはハイライト部分とが混在する画像であっても、
ガンマカーブの形状を領域別に最適なものとできるの
で、最適な画像処理（ガンマ補正）を実現することがで
きる。

【００９５】また、このように３分割することで、低輝
度領域においては黒の階調を調整でき、中間調領域にお
いては画像全体のコントラスト感を調整でき、高輝度領
域においては白の階調を調整することができる。

【００９６】なお、上記手順によれば、基準となるガン
マカーブを出力側基準で、低輝度領域、中間調領域、高
輝度領域に３分割すると共に、領域ごとにデータテーブ
ルを設定しているが、特に分割数は複数であれば３に限
定されない。

【００９７】また、上記、領域別データテーブルを作成
する手順は、互いに異なる形状の複数の最適ガンマカー
ブから、いずれか１の最適ガンマカーブを、基準となる
ガンマカーブと設定し、上記複数の最適ガンマカーブに
ついて、それぞれを、出力輝度基準で低輝度領域、中間
調領域、高輝度領域に分割するステップと、分割した領
域別に、その範囲がとり得る出力輝度差を入力輝度差で
割った値を領域の変化率とし、その領域の変化率に基準
となるガンマカーブの対応する領域の変化率を割った値
を上記調整率とするステップと、上記複数の最適ガンマ
カーブについて、各最適ガンマカーブの入力センター値
を求め、上記入力センター値を、画像を構成する各画素
から算出される平均輝度とするステップと、領域別に用
意されたテーブルに、上記平均輝度に対する各領域の上
記調整率をプロットすると共に、補間処理を施すステッ
プとから上記データテーブルを設定する手順である。

【００９８】上記手順によれば、互いに異なる複数の最
適ガンマカーブについて、それぞれを、出力輝度基準で
低輝度領域、中間調領域、高輝度領域に分割し、分割し
た領域別に、その範囲がとり得る出力輝度差を入力輝度
差で割った値を領域の輝度変化率とし、その領域の輝度
変化率に基準となるガンマカーブの対応する領域の輝度
変化率を割った値を上記調整率とする。これにより、入
力画像データの平均輝度に応じて、基準となるガンマカ
ーブの入力輝度のとり得る値に上記調整率をかけ、基準
となるガンマカーブを圧縮または伸張することで、上記
複数の最適ガンマカーブのうち、いずれか１の最適ガン
マカーブの形状を再現することができる。

【００９９】つぎに、上記複数の最適ガンマカーブの入
力センター値を求め、上記入力センター値を、画像を構
成する各画素から算出される平均輝度とみなす。すなわ
ち、画像を構成する各画素の平均輝度に対しての、その
画像に最適な上記調整率を求めることができる。

【０１００】したがって、領域別に用意されたテーブル
に、上記入力センター値に対する各領域の上記調整率を
プロットすると共に、補間処理を施すステップとにより
上記データテーブルを設定することができる。

【０１０１】また、上記複数の最適ガンマカーブを作成
する手順は、トーンが最適の状態となっている最適デジ
タル画像データを取得するステップと、上記最適デジタ
ル画像データに基づいて、各輝度に対応する画素数を低
段階側の輝度から累積した第１累積ヒストグラムを作成
するステップと、補正対象となるデジタル画像データを
取得するステップと、上記補正対象となるデジタル画像
データに基づいて、各輝度に対応する画素数を低段階側
の輝度から累積した第２累積ヒストグラムを作成するス
テップと、第２累積ヒストグラムの各輝度を入力値と
し、第２累積ヒストグラムの各輝度の累積画素数と略一
致する累積画素数である第１累積ヒストグラムの各輝度
を出力値とするように、最適ガンマカーブを設定する。

【０１０２】上記手順によれば、トーンが最適の状態と
なっている最適デジタル画像データを取得し、各輝度に
対応する画素数を低段階側の輝度から累積した第１累積
ヒストグラムを作成するため、最適デジタル画像データ
における各輝度の累積画素数を求めることができる。こ
こで、第１累積ヒストグラムにおける各輝度の累積画素
数は各輝度に対応する画素数を低段階側の輝度から累積
したものであるので、それぞれ固有の値を示す。

【０１０３】また、補正対象となるデジタル画像データ
を取得し、各輝度に対応する画素数を低段階側の輝度か
ら累積した第２累積ヒストグラムを作成するため、取得
したデジタル画像データにおける輝度の各段階の累積画
素数を求めることができる。ここで、第２累積ヒストグ
ラムにおける各段階の累積画素数は各輝度に対応する画
素数を低段階側の輝度から累積したものであるので、そ
れぞれ固有の値を示す。したがって、第２累積ヒストグ
ラムの各輝度の累積画素数と１対１で対応する第１累積
ヒストグラムの各輝度を検出することができる。すなわ
ち、補正対象となる入力輝度に対応する最適画像データ
の各輝度を出力輝度とした最適ガンマカーブを設定でき
る。

【０１０４】なお、上記平均値は、中央値（メジア
ン）、最頻度モード等であってもよい。すなわち代表値
であれば、平均値に限定されない。

【０１０５】また、本実施の形態における画像処理方法
は、写真処理装置に限定されるものではなく、デジタル
画像処理がなされる装置であれば適用することができ、
写真処理装置に限定されるものではない。

【０１０６】なお、本実施の形態において、写真処理装
置は、写真フィルムから入力画像データを取り込む構成
となっているが、写真フィルムに限定されるものではな
い。例えば、デジタルカメラにより取り込まれたデジタ
ル画像データであっても構わない。この場合、フィルム
スキャナ５１は必要なく、外部からデジタル画像データ
を入力することになる。

【０１０７】また、本実施の形態における画像処理は、
カラー画像であってもモノクロ画像であっても構わな
い。

【０１０８】ところで、以上の実施の形態で示した手順
は、プログラムで実現することが可能である。このプロ
グラムはコンピュータで読み取り可能な記録媒体に格納
されている。本発明では、この記録媒体として、画像処
理部２で処理が行われるために必要な図示していないメ
モリ（例えばＲＯＭそのもの）であってもよいし、また
図示していないが外部記憶装置としてプログラム読み取
り装置が設けられ、そこに記録媒体を挿入することで読
み取り可能なプログラムメディアであってもよい。

【０１０９】上記いずれの場合においても、格納されて
いるプログラムはマイクロプロセッサ（図示せず）のア
クセスにより実行される構成であってもよいし、格納さ
れているプログラムを読み出し、読み出したプログラム
を図示されていないプログラム記憶エリアにダウンロー
ドすることにより、そのプログラムが実行される構成で
あってもよい。この場合、ダウンロード用のプログラム
は予め本体装置に格納されているものとする。

【０１１０】ここで上記プログラムメディアは、本体と
分離可能に構成される記録媒体であり、磁気テープやカ
セットテープ等のテープ系、フロッピー（登録商標）デ
ィスクやハードディスク等の磁気ディスクやＣＤ−ＲＯ
Ｍ／ＭＯ／ＭＤ／ＤＶＤ等の光ディスクのディスク系、
ＩＣカード（メモリカードを含む）／光カード等のカー
ド系、あるいはマスクＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯ
Ｍ、フラッシュＲＯＭ等による半導体メモリを含めた固
定的にプログラムを担持する媒体であってもよい。

【０１１１】また、本発明においてはインターネットを
含む通信ネットワークと接続可能なシステム構成である
ことから、通信ネットワークからプログラムをダウンロ
ードするように流動的にプログラムを担持する媒体であ
ってもよい。尚、このように通信ネットワークからプロ
グラムをダウンロードする場合には、そのダウンロード
用プログラムは予め本体装置に格納しておくか、あるい
は別な記録媒体からインストールされるものであっても
よい。

【０１１２】最後に、上述した実施の形態は、本発明の
範囲を限定するものではなく、本発明の範囲内で種々の
変更が可能である。

【０１１３】

【発明の効果】本発明の画像処理方法は、以上のよう
に、基準となるガンマカーブを設定すると共に、該基準
となるガンマカーブを出力側基準で複数の領域に分割
し、画像の輝度の代表値に対して、基準となるガンマカ
ーブがとり得る入力輝度の範囲を変更するための調整率
を定めたデータテーブルを上記領域別に設定し、入力画
像を構成する各画素の輝度から、入力画像の輝度の代表
値を求め、求めた代表値と上記データテーブルとから、
入力画像に応じた調整率を領域ごとに検出し、領域ごと
で、基準となるガンマカーブのとり得る出力輝度の範囲
は一定としつつ、基準となるガンマカーブがとり得る入
力輝度の範囲に入力画像に応じた調整率をかけること
で、基準となるガンマカーブの形状を圧縮または伸張さ
せ、互いに隣り合う各領域のガンマカーブを接続するこ
とを特徴とする。

【０１１４】入力画像の代表値と、その入力画像を最適
に処理することができるガンマカーブの形状（変化率）
とは、輝度領域別に、所定の相関関係にあることが知ら
れている。それゆえ、上記手順によれば、入力画像の代
表値に応じて、ガンマカーブの形状を、輝度領域別に最
適に調整することができるので、入力画像の種類（例え
ば、オーバー露出と適正露光とが混在する画像／アンダ
ー露出と適正露出とが混在する画像）に関わりなく、画
像処理（ガンマ補正）を実現することにより、良質な出
力画像を得ることができるという効果を奏する。

【０１１５】本発明の画像処理方法は、上記手順に加え
て、上記画像を構成する輝度の代表値を、画像を構成す
る各画素から算出される平均輝度としてもよい。

【０１１６】上記手順によれば、画像を構成する各画素
の平均輝度は、容易に算出することができるという効果
を奏する。

【０１１７】本発明の画像処理方法は、上記手順に加え
て、基準となるガンマカーブを、出力輝度基準で低輝度
領域、中間調領域、高輝度領域に分割すると共に、領域
ごとに異なるデータテーブルを設定することとしてもよ
い。

【０１１８】一般的にガンマカーブの最適な形状は、処
理対象となる画像の種類に応じて異なるものである。こ
こで、処理対象となる画像を構成する各画素の平均輝度
と、その画像を最適に処理するためのガンマカーブの変
化率とは、ガンマカーブの低輝度領域、中間調領域、高
輝度領域ごとで異なる相関関係にあることが知られてい
る。

【０１１９】それゆえ、ガンマカーブの形状の調整度合
いを、低輝度領域、中間調領域、高輝度領域に分けてコ
ントロールすることができ、入力画像を構成する各画素
の平均輝度に応じて、最適なガンマカーブを作成できる
という効果を奏する。

【０１２０】本発明の画像処理方法は、上記手順に加え
て、互いに異なる形状の複数のガンマカーブから、いず
れか１のガンマカーブを、基準となるガンマカーブとし
て設定するステップ、上記複数のガンマカーブについ
て、それぞれを、出力輝度基準で低輝度領域、中間調領
域、高輝度領域に分割するステップ、分割した領域別
に、その範囲がとり得る出力輝度差を入力輝度差で割っ
た値を領域の変化率とし、その領域の変化率に、基準と
なるガンマカーブの対応する領域の変化率を割った値を
上記調整率とするステップ、上記複数のガンマカーブに
ついて、各ガンマカーブの入力センター値を求め、上記
入力センター値を、画像を構成する各画素から算出され
る平均輝度とするステップ、領域別に用意されたテーブ
ルに、上記平均輝度に対する各領域の上記調整率をプロ
ットすると共に、補間処理を施すステップから上記デー
タテーブルを設定することとしてもよい。

【０１２１】互いに異なる複数のガンマカーブについ
て、それぞれを、出力輝度基準で低輝度領域、中間調領
域、高輝度領域に分割し、分割した領域別に、その範囲
がとり得る出力輝度差を入力輝度差で割った値を領域の
輝度変化率とし、その領域の輝度変化率に基準となるガ
ンマカーブの対応する領域の輝度変化率を割った値を上
記調整率とする。つぎに、上記複数のガンマカーブの入
力センター値をそれぞれ求め、上記入力センター値を、
画像を構成する各画素から算出される平均輝度とみな
す。これにより、画像を構成する各画素の平均輝度に対
しての、その画像に最適な上記調整率を求めることがで
きる。

【０１２２】したがって、領域別に用意されたテーブル
に、上記入力センター値に対する各領域の上記調整率を
プロットすると共に、補間処理を施すステップとにより
上記データテーブルを設定することができるという効果
を奏する。

【０１２３】本発明の画像処理方法は、上記手順に加え
て、トーンが最適の状態となっている最適デジタル画像
データを取得するステップ、上記最適デジタル画像デー
タに基づいて、各輝度に対応する画素数を低段階側の輝
度から累積した第１累積ヒストグラムを作成するステッ
プ、補正対象となるデジタル画像データを取得するステ
ップと、上記補正対象となるデジタル画像データに基づ
いて、各輝度に対応する画素数を低段階側の輝度から累
積した第２累積ヒストグラムを作成するステップ、第２
累積ヒストグラムの各輝度を入力値とし、第２累積ヒス
トグラムの各輝度の累積画素数と略一致する累積画素数
である第１累積ヒストグラムの各輝度を出力値とするよ
うにガンマカーブを設定し、該ガンマカーブを最適デジ
タル画像データのシーンごとに複数作成するステップを
備えていてもよい。

【０１２４】上記手順によれば、トーンが最適の状態と
なっている最適デジタル画像データを取得し、各輝度に
対応する画素数を低段階側の輝度から累積した第１累積
ヒストグラムを作成するため、最適デジタル画像データ
における各輝度の累積画素数を求めることができる。こ
こで、第１累積ヒストグラムにおける各輝度の累積画素
数は各輝度に対応する画素数を低段階側の輝度から累積
したものであるので、それぞれ固有の値を示す。

【０１２５】また、補正対象となるデジタル画像データ
を取得し、各輝度に対応する画素数を低段階側の輝度か
ら累積した第２累積ヒストグラムを作成するため、取得
したデジタル画像データにおける輝度の各段階の累積画
素数を求めることができる。ここで、第２累積ヒストグ
ラムにおける各段階の累積画素数は各輝度に対応する画
素数を低段階側の輝度から累積したものであるので、そ
れぞれ固有の値を示す。したがって、第２累積ヒストグ
ラムの各輝度の累積画素数と１対１で対応する第１累積
ヒストグラムの各輝度を検出することができる。すなわ
ち、補正対象となる入力輝度に対応する最適画像データ
の各輝度を出力輝度としたガンマカーブを設定できると
いう効果を奏する。

【０１２６】本発明の画像処理方法は、上記手順に加え
て、フォトレタッチソフトによりトーンが最適な最適デ
ジタル画像データを作成するステップをさらに備えるこ
ととしてもよい。

【０１２７】ここで、フォトレタッチソフトによれば、
グラフィカルユーザーインターフェイスにより画像デー
タを調整できる。しかも、フォトレタッチソフトによる
トーン補正は一般的に「明るさ」「コントラスト」「ト
ーンカーブ」「レベル補正」を独立したパラメータとし
て調整でき、上記調整がリアルタイムで表示中の画像に
反映される。したがって、上記ステップを備えることに
より、簡易かつ瞬時に最適な最適デジタル画像データを
作成することができるという効果を奏する。

【０１２８】本発明の画像処理プログラムは、以上のよ
うに、上記画像処理方法をコンピュータに実行させるこ
とを特徴とする。

【０１２９】上記構成によれば、上記画像処理プログラ
ムをコンピュータに実行させることにより、上述した画
像処理方法を実現することができる。

【０１３０】本発明の画像処理プログラムを記録した記
録媒体は、以上のように、上記画像処理プログラムをコ
ンピュータにて読み取り可能に記録してなることを特徴
とする。

【０１３１】上記構成によれば、上記記録媒体に記録さ
れた画像処理プログラムをコンピュータが実行すること
により、上述した本発明の画像処理プログラムを実現す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施の形態に係る写真処理装置が実行する画
像処理方法および写真処理の手順を示したフローチャー
トである。

【図２】本実施の形態に係るデータテーブル作成装置の
構成を示したブロック図である。

【図３】本実施の形態に係るデータテーブルおよび写真
処理装置に備えられているフィルムスキャナの概略構成
図である。

【図４】上記データテーブル作成装置によって作成され
るデータを示し、（ａ）は第１累積ヒストグラムであ
り、（ｂ）は第２累積ヒストグラムであり、（ｃ）は最
適ガンマカーブであり、（ｄ）は上記第２累積ヒストグ
ラムに上記ガンマカーブを掛けて得られるヒストグラム
である。

【図５】上記最適ガンマカーブの作成手順を示したフロ
ーチャートである。

【図６】上記データテーブル作成装置によって作成され
る領域別データテーブルの作成手順を示したフローチャ
ートである。

【図７】基準となるガンマカーブを示すグラフである。

【図８】（ａ）〜（ｃ）は、上記領域別データテーブル
を示したグラフである。

【図９】（ａ）（ｂ）は、上記データテーブルの補間処
理方法を示した説明図である。

【図１０】本実施の形態に係る写真処理装置の構成を示
したブロック図である。

【図１１】露光濃度特性曲線を示したグラフである。

【図１２】ガンマカーブを示したグラフである。

【図１３】（ａ）〜（ｄ）は、基準となるガンマカーブ
の形状を調整する手順を示した説明図である。

【図１４】本実施の形態の最適ガンマカーブおよび領域
別データテーブルの作成および画像処理方法の概略を示
した説明図である。

【符号の説明】

５２画像処理部５３露光部５４第１濃度補正部５５ガンマカーブ調整部５６第２濃度補正部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 5B057 AA11 BA02 CA01 CA08 CA12 CA16 CB01 CB08 CB12 CB16 CE11 CE17 CH07 DA08 DA17 DB02 DB06 DB09 DC22 DC23 DC36 5C077 LL04 LL19 MM03 MP01 MP08 NN02 PP15 PP32 PP46 PP52 PP68 PQ08 PQ23 PQ25 SS05 TT09

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】入力画像を構成する各画素の輝度を、ガン
マカーブにより出力輝度に変換する画像処理方法であっ
て、基準となるガンマカーブを設定すると共に、該基準とな
るガンマカーブを出力側基準で複数の領域に分割し、画像の輝度の代表値に対して、基準となるガンマカーブ
がとり得る入力輝度の範囲を変更するための調整率を定
めたデータテーブルを上記領域別に設定し、入力画像を構成する各画素の輝度から、入力画像の輝度
の代表値を求め、求めた代表値と上記データテーブルと
から、入力画像に応じた調整率を領域ごとに検出し、領域ごとで、基準となるガンマカーブのとり得る出力輝
度の範囲は一定としつつ、基準となるガンマカーブがと
り得る入力輝度の範囲に入力画像に応じた調整率をかけ
ることで、基準となるガンマカーブの形状を圧縮または
伸張させ、互いに隣り合う各領域のガンマカーブを接続することを
特徴とする画像処理方法。
【請求項２】上記画像を構成する輝度の代表値とは、画
像を構成する各画素から算出される平均輝度であること
を特徴とする請求項１に記載の画像処理方法。
【請求項３】基準となるガンマカーブを、出力輝度基準
で低輝度領域、中間調領域、高輝度領域に分割すると共
に、領域ごとに異なるデータテーブルを設定することを
特徴とする請求項１または２に記載の画像処理方法。
【請求項４】互いに異なる形状の複数のガンマカーブか
ら、いずれか１のガンマカーブを、基準となるガンマカ
ーブとして設定するステップ、上記複数のガンマカーブについて、それぞれを、出力輝
度基準で低輝度領域、中間調領域、高輝度領域に分割す
るステップ、分割した領域別に、その範囲がとり得る出力輝度差を入
力輝度差で割った値を領域の変化率とし、その領域の変
化率に、基準となるガンマカーブの対応する領域の変化
率を割った値を上記調整率とするステップ、上記複数のガンマカーブについて、各ガンマカーブの入
力センター値を求め、上記入力センター値を、画像を構
成する各画素から算出される平均輝度とするステップ、領域別に用意されたテーブルに、上記平均輝度に対する
各領域の上記調整率をプロットすると共に、補間処理を
施すステップから上記データテーブルを設定することを
特徴とする請求項３に記載の画像処理方法。
【請求項５】トーンが最適の状態となっている最適デジ
タル画像データを取得するステップ、上記最適デジタル画像データに基づいて、各輝度に対応
する画素数を低段階側の輝度から累積した第１累積ヒス
トグラムを作成するステップ、補正対象となるデジタル画像データを取得するステッ
プ、上記補正対象となるデジタル画像データに基づいて、各
輝度に対応する画素数を低段階側の輝度から累積した第
２累積ヒストグラムを作成するステップ、第２累積ヒストグラムの各輝度を入力値とし、第２累積
ヒストグラムの各輝度の累積画素数と略一致する累積画
素数である第１累積ヒストグラムの各輝度を出力値とす
るようにガンマカーブを設定し、該ガンマカーブを最適
デジタル画像データのシーンごとに複数作成するステッ
プを備えたことを特徴とする請求項４に記載の画像処理
方法。
【請求項６】フォトレタッチソフトによりトーンが最適
な最適デジタル画像データを作成するステップをさらに
備えることを特徴とする請求項５に記載の画像処理方
法。
【請求項７】請求項１ないし３のいずれか１項に記載の
画像処理方法をコンピュータに実行させるための画像処
理プログラム。
【請求項８】請求項７に記載の画像処理プログラムをコ
ンピュータにて読み取り可能に記録してなることを特徴
とする画像処理プログラムを記録した記録媒体。