JP2004328132A - 画像撮像装置、画像処理装置及び画像処理プログラム - Google Patents
画像撮像装置、画像処理装置及び画像処理プログラム Download PDFInfo
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Abstract
【課題】感度の異なる複数の画像データに基づいて、色再現性に優れた高画質な広ダイナミックレンジ画像を生成する。
【解決手段】被写体を撮像して、高感度画像データと低感度画像データを生成する（Ｓ１）。次に、各感度の画像データを、Ｒ・Ｇ・Ｂ信号値から、色相Ｈ・明度Ｖ・彩度Ｃに変換する（Ｓ２）。次に、高感度画像データと低感度画像データ各々の画像特性に応じて、個々に彩度調整処理条件を設定し（Ｓ３）、設定された条件に基づいて、彩度調整処理を施す（Ｓ４−１，Ｓ４−２）。そして、高感度画像データと低感度画像データの彩度調整処理済みの彩度Ｃ’、未処理の色相Ｈ・明度Ｖを各々合成し（Ｓ５）、合成された彩度Ｃ’・色相Ｈ・明度Ｖを、Ｒ・Ｇ・Ｂ信号に変換して広ダイナミックレンジ画像を生成する（Ｓ６）。
【選択図】 図４
【解決手段】被写体を撮像して、高感度画像データと低感度画像データを生成する（Ｓ１）。次に、各感度の画像データを、Ｒ・Ｇ・Ｂ信号値から、色相Ｈ・明度Ｖ・彩度Ｃに変換する（Ｓ２）。次に、高感度画像データと低感度画像データ各々の画像特性に応じて、個々に彩度調整処理条件を設定し（Ｓ３）、設定された条件に基づいて、彩度調整処理を施す（Ｓ４−１，Ｓ４−２）。そして、高感度画像データと低感度画像データの彩度調整処理済みの彩度Ｃ’、未処理の色相Ｈ・明度Ｖを各々合成し（Ｓ５）、合成された彩度Ｃ’・色相Ｈ・明度Ｖを、Ｒ・Ｇ・Ｂ信号に変換して広ダイナミックレンジ画像を生成する（Ｓ６）。
【選択図】 図４
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像撮像装置、画像処理装置及び画像処理プログラムに関し、特に、被写体を撮像して得られた複数の画像データから広ダイナミックレンジ画像データを生成する画像撮像装置、画像処理装置及び画像処理プログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ユーザが鑑賞する画像の対象が、銀塩写真フィルムから得られた写真プリントに替わって、デジタルカメラで撮像した画像等のデジタル画像に移行しつつある。デジタル画像は、デジタル化されているため、例えば、デジタル画像データに画像処理を施し、加工した画像を出力したり、インターネット上のホームページに掲載したり、ポストカードに印刷して利用したり等、多様に活用されている。こうした銀塩写真からデジタル画像への移行は、一般ユーザだけでなく、カメラマンをはじめとするプロユーザにおいても同様である。
【０００３】
デジタル画像の取得方法としては、被写体を電子スチルカメラ（デジタルカメラ）で撮像したり、銀塩カメラで撮像した銀塩フィルム画像をスキャナ等の撮像機器でデジタル画像としたりする方法が一般的である。このような固体撮像デバイスを有する撮像装置では、固体撮像デバイスのダイナミックレンジが銀塩フィルム、特に、一般ユーザに広く用いられている銀塩ネガフィルムに比べて狭い。そのため、被写体の輝度域が広い場合には露出条件によってハイライト部（被写体の高輝度部分）が潰れたり、撮像時の露出条件が適切でなく画像全体の濃度（明るさ）が適切でない場合に補正が困難であったり、広いダイナミックレンジを有する銀塩ネガフィルムを使用した銀塩システムに劣る点があった。
【０００４】
このような状況を受けて、特性の異なる固体撮像素子を併用することで広いダイナミックレンジ画像の取得を可能にした撮像装置が種々提案されている。
【０００５】
例えば、高感度の第１の受光素子と、低感度の第２の受光素子を半ピッチずらして隣接配置した撮像装置において、個々の受光素子から信号を取得し、第１の受光素子から得られた信号の飽和レベルを調整して、第２の受光素子から得られた信号と合成して広いダイナミックレンジ画像を生成する撮像装置が開示されている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照。）。これにより、合成画像の飽和ムラや偽信号の発生を抑制することができる。
【０００６】
また、撮像によって、異なる感度特性の受光素子から得られる高感度映像信号と低感度映像信号を生成し、高感度映像信号を高量子化分解能で、低感度映像信号を低量子化分解能で各々量子化し、高量子化データが飽和している場合は感度比で合算し、高量子化データが飽和してい場合は高量子化データを選択することで広ダイナミックレンジ画像を形成する撮像装置が開示されている（例えば、特許文献３参照。）。この場合、回路構成が簡易であり、また記録媒体に記録する際に必要な記憶領域が少なくてよいという利点がある。
【０００７】
また、異なる特性をもつ独立した複数の撮像光学系と、各撮像光学系から独立に受光・撮像する受光感度の異なる撮像デバイスを有し、複数の撮像信号のうちいずれか一つを選択し、予め決められた画像処理を施して出力する撮像装置が提案されている（例えば、特許文献４参照。）。
【０００８】
これらの技術は、被写体を複数の異なる特性を有する撮像デバイス等を用いて撮像して、同一被写体を表す、異なる感度の画像を複数生成し、これらを合成又はいずれか１つを選択することにより、広ダイナミックレンジ画像を生成することを特徴としている。
【０００９】
【特許文献１】
特開２０００−１２５２０９号公報
【特許文献２】
特開２０００−１２５３１１号公報
【特許文献３】
特開２００１−８１０４号公報
【特許文献４】
特開２００３−１８４４５号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の従来技術はいずれも、複数の感度の異なる画像に対して個々の特性に応じた処理が十分に施されずに合成されているため、昨今、ユーザから要望のある高画質化、特に色再現における品質向上への対応が十分になされていないという問題があった。
【００１１】
本発明は、上記の従来技術における問題に鑑みてなされたものであって、感度の異なる複数の画像データに基づいて、色再現性に優れた高画質な広ダイナミックレンジ画像を生成することが可能な画像撮像装置、画像処理装置及び画像処理プログラムを提供することを課題とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するための請求項１に記載の発明は、被写体を撮像し、同一の被写体を表す感度の異なる複数の画像データを生成する撮像手段と、前記複数の画像データの各々に施す彩度調整処理の条件を個々に設定する条件設定手段と、前記設定された彩度調整処理条件に従って、前記複数の画像データに彩度調整処理を施す彩度調整処理手段と、を備えることを特徴とする画像撮像装置である。
【００１３】
請求項７に記載の発明は、被写体を撮像して生成された、同一の被写体を表す感度の異なる複数の画像データを取得する取得手段と、前記複数の画像データの各々に施す彩度調整処理の条件を個々に設定する条件設定手段と、前記設定された彩度調整処理条件に従って、前記複数の画像データに彩度調整処理を施す彩度調整処理手段と、を備えることを特徴とする画像処理装置である。
【００１４】
請求項１３に記載の発明は、画像処理を実行するためのコンピュータに、被写体を撮像して生成された、同一の被写体を表す感度の異なる複数の画像データを取得する取得機能と、前記複数の画像データの各々に施す彩度調整処理の条件を個々に設定する条件設定機能と、前記設定された彩度調整処理条件に従って、前記複数の画像データに彩度調整処理を施す彩度調整処理機能と、を実現させるための画像処理プログラムである。
【００１５】
請求項１、７、１３に記載の発明によれば、感度の異なる複数の画像データの特性に応じて個々に設定した条件に従って彩度調整処理を施すことにより、個々の画像データの彩度を最適に調整することができる。したがって、この処理結果に基づいて生成された広ダイナミックレンジ画像は、従来よりも、色再現性に優れた視覚的・感覚的に好ましい画像となる。
【００１６】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の画像撮像装置において、さらに、前記彩度調整処理手段により前記複数の画像データに彩度調整処理が施された結果に基づいて、少なくとも１つの広ダイナミックレンジ画像を生成する画像合成手段を備えることを特徴とする画像撮像装置である。
【００１７】
請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の画像処理装置において、さらに、前記彩度調整処理手段により前記複数の画像データに彩度調整処理が施された結果に基づいて、少なくとも１つの広ダイナミックレンジ画像を生成する画像合成手段を備えることを特徴とする画像処理装置である。
【００１８】
請求項１４に記載の発明は、請求項１３に記載の画像処理プログラムにおいて、前記コンピュータに、さらに、前記彩度調整処理機能により前記複数の画像データに彩度調整処理が施された結果に基づいて、少なくとも１つの広ダイナミックレンジ画像を生成する画像合成機能を実現させることを特徴とする画像処理プログラムである。
【００１９】
請求項２、８、１４に記載の発明によれば、感度の異なる複数の画像データに対して、各々の特性に応じた彩度調整処理を施した結果に基づいて、広ダイナミックレンジ画像を生成するので、色再現性に優れた高画質な広ダイナミックレンジ画像を生成することができる。
【００２０】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の画像撮像装置において、さらに、前記彩度調整処理手段により前記複数の画像データに彩度調整処理が施された結果に基づいて、複数の処理済み画像データを生成する処理済み画像データ生成手段と、前記複数の処理済み画像データを、関連付けて出力する出力手段と、を備えることを特徴とする画像撮像装置である。
【００２１】
請求項９に記載の発明は、請求項７に記載の画像処理装置において、さらに、前記彩度調整処理手段により前記複数の画像データに彩度調整処理が施された結果に基づいて、複数の処理済み画像データを生成する処理済み画像データ生成手段と、前記複数の処理済み画像データを、関連付けて出力する出力手段と、を備えることを特徴とする画像処理装置である。
【００２２】
請求項１５に記載の発明は、請求項１３に記載の画像処理プログラムにおいて、前記コンピュータに、さらに、前記彩度調整処理機能により前記複数の画像データに彩度調整処理が施された結果に基づいて、複数の処理済み画像データを生成する処理済み画像データ生成機能と、前記複数の処理済み画像データを、関連付けて出力する出力機能と、を実現させることを特徴とする画像処理プログラムである。
【００２３】
請求項３、９、１５に記載の発明によれば、処理済み画像データを生成し、さらに、同一の被写体から得られた複数の処理済み画像データを関連付けて出力することにより、装置内で広ダイナミックレンジ画像を生成する場合と比較して処理速度が上がる。
【００２４】
請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の画像撮像装置において、さらに、前記彩度調整処理手段により前記複数の画像データに彩度調整処理が施された結果に基づいて、複数の処理済み画像データを生成する処理済み画像データ生成手段と、前記複数の処理済み画像データを、関連付けて記録媒体に記録する記録手段と、を備えることを特徴とする画像撮像装置である。
【００２５】
請求項１０に記載の発明は、請求項７に記載の画像処理装置において、さらに、前記彩度調整処理手段により前記複数の画像データに彩度調整処理が施された結果に基づいて、複数の処理済み画像データを生成する処理済み画像データ生成手段と、前記複数の処理済み画像データを、関連付けて記録媒体に記録する記録手段と、を備えることを特徴とする画像処理装置である。
【００２６】
請求項１６に記載の発明は、請求項１３に記載の画像処理プログラムにおいて、前記コンピュータに、さらに、前記彩度調整処理機能により前記複数の画像データに彩度調整処理が施された結果に基づいて、複数の処理済み画像データを生成する処理済み画像データ生成機能と、前記複数の処理済み画像データを、関連付けて記録媒体に記録する記録機能と、を実現させることを特徴とする画像処理プログラムである。
【００２７】
請求項４、１０、１６に記載の発明によれば、同一の被写体から得られた複数の処理済み画像データを関連付けて記録媒体に記録することにより、ケーブルやネットワーク等でデータ転送が不可能な状況にある画像処理装置において、広ダイナミックレンジ画像の生成が可能となる。
【００２８】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか一項に記載の画像撮像装置において、前記条件設定手段は、設定の対象となる画像データの感度が高いほど、彩度を強調する効果が高くなるように、前記彩度調整処理の条件を設定することを特徴とする画像撮像装置である。
【００２９】
請求項１１に記載の発明は、請求項７〜１０のいずれか一項に記載の画像処理装置において、前記条件設定手段は、設定の対象となる画像データの感度が高いほど、彩度を強調する効果が高くなるように、前記彩度調整処理の条件を設定することを特徴とする画像処理装置である。
【００３０】
請求項１７に記載の発明は、請求項１３〜１６のいずれか一項に記載の画像処理プログラムにおいて、前記条件設定機能において、設定の対象となる画像データの感度が高いほど、彩度を強調する効果が高くなるように、前記彩度調整処理の条件を設定することを特徴とする画像処理プログラムである。
【００３１】
全体の明度が低い、より高感度な画像は、その画像の鮮やかさがユーザの目に感知されにくく、逆に、明度の高い画像、つまり、より低感度な画像については、鮮やかさが鋭敏に感知される。
【００３２】
請求項５、１１、１７に記載の発明によれば、設定の対象となる画像データの感度が高いほど、彩度を強調する効果が高くなるように彩度調整処理の条件を設定することにより、処理結果に基づいて広ダイナミックレンジ画像を生成した際に、シャドウ部からハイライト部まで鮮やかさのバランスがよい画像を得ることができる。
【００３３】
複数の感度の異なる画像データに対する個々の彩度調整処理の条件の設定にあたっては、同一の彩度調整処理の手法を用いて、その処理強度を変更してもよく、手法そのものを変えてもよい。また、複数の画像が３つ以上ある場合には、複数の画像データの条件を全て異なるものにしてもよいが、複数の画像データのうち、一部の感度レベルが隣り合う２つ以上の画像データについて同一の条件を設定してもよい。
【００３４】
請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか一項に記載の画像撮像装置において、さらに、前記複数の画像データの各々に施す階調変換処理の条件を個々に設定する階調変換条件設定手段を備え、前記条件設定手段は、前記階調変換条件設定手段により設定された階調変換処理の条件に応じて、前記彩度調整処理の条件を設定することを特徴とする画像撮像装置である。
【００３５】
請求項１２に記載の発明は、請求項７〜１１のいずれか一項に記載の画像処理装置において、さらに、前記複数の画像データの各々に施す階調変換処理の条件を個々に設定する階調変換条件設定手段を備え、前記条件設定手段は、前記階調変換条件設定手段により設定された階調変換処理の条件に応じて、前記彩度調整処理の条件を設定することを特徴とする画像処理装置である。
【００３６】
請求項１８に記載の発明は、請求項１３〜１７のいずれか一項に記載の画像処理プログラムにおいて、前記コンピュータに、さらに、前記複数の画像データの各々に施す階調変換処理の条件を個々に設定する階調変換条件設定機能を実現させ、前記条件設定機能において、前記階調変換条件設定機能により設定された階調変換処理の条件に応じて、前記彩度調整処理の条件を設定することを特徴とする画像処理プログラムである。
【００３７】
感度の異なる画像データをもとに加算合成する等して広ダイナミックレンジ画像を生成するには、例えば、特開２０００−１２５２０９号公報や特開２０００−１２５３１１号公報のように、少なくとも１つの画像データの飽和レベルを調整する等の階調変換処理が施される。この階調変換処理において画像の階調が軟調、又は硬調になることにより、見た目の鮮やかさが変化する場合がある。また、選択された階調変換の手法によっては、見た目だけでなく、彩度の強度値が意図せず変化する場合がある。このように、彩度の補正をせずに生成された広ダイナミックレンジ画像は、シャドウ部とハイライト部の鮮やかさのつながりが悪く、全体としてアンバランスな印象を与えてしまう。
【００３８】
請求項６、１２、１８に記載の発明によれば、感度の異なる画像データに対して個々の条件で施される階調変換処理の条件に応じて、感度の異なる画像データ毎に条件を設定し、彩度を調整することで、全体の彩度のバランスを整えることができる。
【００３９】
複数の感度の異なる画像データに対する個々の条件の設定にあたっては、同一の手法を用いて、その処理強度を変更してもよく、手法そのものを変えてもよい。また、複数の画像が３つ以上ある場合には、複数の画像データの条件を全て異なるものにしてもよいが、複数の画像データのうち、一部の感度レベルが隣り合う２つ以上の画像データについて同一の条件を設定してもよい。
【００４０】
次に、本発明において使用される語句について詳細に説明する。
【００４１】
本発明の記載における「彩度調整処理」とは、目的に応じて視覚的な鮮やかさを強調、又は抑制する処理をいい、画像を好ましい色、若しくは好ましい色と感じる色にするために、又は、画像全体の色のバランスを好ましいと感じるバランスにするために、鮮やかさを調整することをいう。
【００４２】
本発明において、彩度を調整するにあたっては、例えば画像を表すＲ（Ｒｅｄ）・Ｇ（Ｇｒｅｅｎ）・Ｂ（Ｂｌｕｅ）の３色の強度信号を、輝度成分と色差成分に分離し、色差成分における彩度成分の強度を調整することが好ましい。具体的には、当業者間で公知のＹＩＱ基底・ＨＳＶ基底・ＹＵＶ基底・ＹＣｒＣｂ基底等に変換するか、あるいはｓＲＧＢやＮＴＳＣ等に規格に基づきＣＩＥ１９３１表色系のＸＹＺ基底・ＣＩＥ１９７６の勧告するＬ＊ａ＊ｂ＊基底・Ｌ＊ｕ＊ｖ＊基底等に変換する操作を意味する。本発明における輝度信号と色差信号の分離は色彩学的に完全に緻密な変換でなくても十分な効果を発揮するので、例えば特開昭６３−２６７８３号公報の実施例に見られるようなＲＧＢの平均値を輝度信号とし、これに直交する２軸を色差信号とするような変換を行ってもよい。
【００４３】
彩度調整処理の具体的な手法については、例えば、画像データの信号値を明度、色相、彩度に変換し、彩度の強度値に所定の係数を乗じることで、明度、色相を変えずに鮮やかさのみを調整する手法の他、ＲＧＢ信号値に所定のマトリクス係数で定義されるマトリクス演算を適用し彩度を強調させる手法、また原画像から所定の統計量を算出し、これをもとに彩度補正量を求める手法等、当業界で広く知られる種々の手法を選択することができる。こうした公知の彩度調整技法は、例えば「Ｃ言語で学ぶ実践画像処理（オーム社，井上誠喜・八木伸行・林正樹・中須英輔・三谷公二・奥井誠人 共著）」等に詳細な解説がなされているが、これらに限定されない。
【００４４】
本発明の記載における「画像撮像装置」とは、光電変換機能を有する撮像素子（イメージセンサ）を備えた装置であって、デジタルカメラやスキャナがこれに含まれる。撮像素子としては、ＣＣＤ（電荷結合素子（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ））とシフトレジスタと呼ばれる電荷転送機構と、市松模様のカラーフィルタとを組み合わせ、感色性を付与したＣＣＤ型撮像素子や、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）型撮像素子が挙げられるが、本発明における撮像素子は、感度の異なる少なくとも２種類の撮像素子を組み合わせて用いることを特徴とする。
【００４５】
このような感度の異なる撮像素子を組み合わせた例として、特開２０００−１２５２０９号公報には、図２に示すように、低感度撮像素子１８と、高感度撮像素子１９とを、撮像素子の幾何学的な形状の中心が互いに行（水平）方向及び／又は列（垂直）方向に受光素子の間隔を示すピッチの半分、すなわち１／２ピッチずらしてハニカム状に配置された固体撮像素子が記載されている。本発明の撮像素子は、低感度撮像素子と高感度撮像素子とをハニカム状に配置することが望ましい。
【００４６】
本発明の記載における「感度」とは、被写体の明るさ（輝度）に対する応答特性を表す指標であり、より高感度な撮像素子ほど、より暗い被写体に対して応答することができることを意味する。一般に撮像素子の感度は、撮像素子の受光面積に比例して増大する。また撮像素子は、光が完全に遮断された状態でも微弱なノイズ信号（暗電流ノイズ、あるいはホワイトノイズと称される。）を発し、このノイズ信号は撮像素子の感度利得を調整するゲイン値に比例して増大する。光が遮断された状態で撮像素子が発するノイズ信号の強度は、受光面積に反比例する特性を有する。
【００４７】
したがって、低感度と高感度の２種類の撮像素子で構成する場合、高感度の撮像素子は、低感度の撮像素子に比べ受光面積が大きい、あるいは単位面積当りに配置される数が多いことが望ましい。また、高感度の撮像素子は感色性（色弁別能）を有さず、被写体の輝度にのみ応答するモノクロの素子であることが望ましい。
【００４８】
本発明の記載における「ダイナミックレンジ」とは、被写体の明るさ（輝度）の範囲に対する応答特性を表す指標であり、より広ダイナミックレンジな撮像素子ほど、より暗い被写体からより明るい被写体に対して応答することができる。一般に、撮像素子のダイナミックレンジは、撮像素子の受光部の材質や構造に依存し、フォトダイオード等の半導体を用いた素子では十分なダイナミックレンジを得ることができない。
【００４９】
また、高感度の撮像素子ほど、より暗い被写体に対して応答することができるが、より明るい被写体に対してはダイナミックレンジが不足し、信号が飽和しやすい。一方、低感度の撮像素子は、より明るい被写体に対しても信号が飽和しにくく、応答することができるが、より暗い被写体に対して感度が不足する。したがって、低感度と高感度の２種類の撮像素子で構成し、よりダイナミックレンジを拡大する場合、各々のダイナミックレンジの重なりを最小にすることが望ましい。
【００５０】
請求項６、１２、１８に記載の発明において、階調変換処理の条件に応じて、彩度調整処理の条件を設定する具体的な手法については、下記に限定されないが、所定の階調の変化量に対する彩度の強調係数を用いて、階調が硬調に変換されれば彩度を抑制し、軟調に変換されれば彩度を強調する手法の他、特開２００１−２５７９０２号公報に開示されている設定される階調変換処理量に応じて係数が決定されるマトリクスを適用することで、階調変換処理と同時に、階調変換処理量に応じた色彩度変換処理を施す手法、特開２００２−５１２２５号公報に開示されている任意の階調変換に対応する彩度補正ＬＵＴを作成し適用する手法、特開２００１−３１３８３９号公報に開示されている天候等の撮影条件を反映した基準補正と、特定色、肌色及び階調変換にともなう肌色の補正の総和に所定の重み係数を乗じて設定される補正、の双方の総和をもって補正値とする３Ｄ−ＬＵＴ色補正方法、特開２００２−２２２４１３号公報に開示されている元画像又は階調補正画像の輝度や彩度値の統計値等から算出したプレディクタをもとに彩度調整マトリクスの係数を決定する補正方法をはじめ、当業界における公知の手法を用いることができる。
【００５１】
【発明の実施の形態】
以下、図を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。ただし、発明の範囲は、図示例に限定されない。
【００５２】
［第１の実施の形態］
＜画像撮像装置１００の構成＞
まず、本発明の第１の実施の形態の画像撮像装置１００について説明する。
図１に、画像撮像装置１００のブロック図を示す。
【００５３】
画像撮像装置１００の光学系は、フォーカスの調節が可能なレンズ１と、光量を調節する絞り２と、被写体情報を電気信号に変換する固体撮像素子（ＣＣＤ）３と、を備えている。
【００５４】
ＣＣＤ３は、レンズ１及び絞り２を介してＣＣＤ３の受光面に結像される被写体情報を、ＣＣＤ３内のセンサ毎に光の入射光量に応じた量の電気的な信号へと光電変換する。ＣＣＤ３は、制御部１１から出力される信号に従ってＣＣＤ駆動回路１０から出力されるタイミングパルスに基づいて、ＣＣＤ３に蓄積された電気的な信号をアナログ処理回路４に順次出力する。
【００５５】
ＣＣＤ３は、図２に示すように、低感度撮像素子１８と、高感度撮像素子１９とがハニカム状に配置されて構成されている。図３は、低感度撮像素子１８、高感度撮像素子１９によって得られる画像データのダイナミックレンジの概念図である。具体的には、低感度撮像素子１８、高感度撮像素子１９が受光する被写体の輝度に対する信号電荷量を各々グラフＤＬ、ＤＨで示している。グラフＤＨに示すように、高感度撮像素子１９は、より暗い被写体に対して反応することができるが、より明るい被写体に対しては信号が飽和してしまう。一方、グラフＤＬに示すように、低感度撮像素子１８は、より明るい被写体に対して応答することができるが、より暗い被写体に対して感度が不足する。
【００５６】
アナログ処理回路４は、ＣＣＤ３によって得られた各画像データのＲ・Ｇ・Ｂ信号の増幅やノイズの低減処理を行う。
Ａ／Ｄ変換器５は、アナログ処理回路４により処理されたＲ・Ｇ・Ｂ信号をデジタルのＲ・Ｇ・Ｂ信号に変換して出力する。
一時記憶メモリ６は、Ａ／Ｄ変換器５から出力された低感度撮像素子１８と高感度撮像素子１９からのＲ・Ｇ・Ｂ信号を一時的に格納する。
【００５７】
制御部１１は、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）等の記憶部（図示略）に記憶されている各種制御プログラムと、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）（図示略）との協働により、画像撮像装置１００を構成する各部の動作を制御する。具体的には、制御部１１は、レンズ１の焦点距離とフォーカス（ピント）を調節するモータ２０の制御を行う自動焦点駆動回路１３、焦点距離調整回路１２、ＣＣＤ駆動回路１０、アナログ処理回路４、一時記憶メモリ６、画像処理部７、出力部８、記憶デバイス９、操作部１４、表示部１５、ストロボ１７を駆動させるストロボ駆動回路１６を制御する。
【００５８】
操作部１４には、図示しないボタン、カーソルキー等が設けられ、設定された操作情報は制御部１１に送られる。
【００５９】
表示部１５はデジタル画像データを表示するとともに、ユーザが撮影に関する設定や条件を確認する用途に用いる。
【００６０】
画像処理部７は、一時記憶メモリ６に記憶されたＲ・Ｇ・Ｂ信号に画像処理を施す。画像処理部７は、高感度画像データと低感度画像データに対する彩度調整処理の条件設定、彩度調整処理、表示部１５に表示されるデジタル画像データの階調補正、分光感度のクロストーク補正、暗電流ノイズ抑制、鮮鋭化、ホワイトバランス調整等の画質向上処理の他、画像サイズの変更、トリミング、アスペクト変換等の処理を行う。これらの処理結果や、処理済み画像データ又は合成された広ダイナミックレンジ画像は、必要に応じて、記憶デバイス９により記憶メディアに保存されるか、あるいは、続いて処理をするために、出力部８により画像処理装置（図示せず）に出力される。
【００６１】
出力部８は、ネットワークケーブル、ケーブル又は無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）等を介して、画像処理を施した後の画像データを画像処理装置やコンピュータに出力する通信手段である。
【００６２】
記憶デバイス９は、デジタル画像データや、画像撮像装置１００の制御プログラムの記録及び／又は読み出しを行うことが可能な記憶手段である。記憶デバイス９は、メモリカード、ＣＤ−Ｒ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｋ−Ｒｅｃｏｒｄａｂｌｅ）、ＤＶＤ−Ｒ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｋ−Ｒｅｃｏｒｄａｂｌｅ）等の各種記録媒体に画像データを記録する。
【００６３】
＜画像処理部７の処理＞
次に、画像撮像装置１００の画像処理部７において実行される広ダイナミックレンジ画像生成処理１について説明する。
【００６４】
まず、図４に示すように、画像撮像装置１００により、被写体が撮像され、高感度画像データと低感度画像データが生成される（ステップＳ１）。
【００６５】
そして、高感度画像データと低感度画像データは、画像データを構成するＲ・Ｇ・Ｂ信号値から、所定のＬＵＴ（ルックアップテーブル）を用いてマンセル色票系の色相Ｈ・明度Ｖ・彩度Ｃに変換される（ステップＳ２）。ただし、Ｒ・Ｇ・Ｂ信号値から彩度成分の信号強度を抽出する手法は、この変換方式に限定されるものではなく、当業界で知られる種々の手法を選択することができる。
【００６６】
次に、高感度画像データと低感度画像データ各々の画像特性に応じて、彩度調整処理の処理条件が設定される（ステップＳ３）。そして、設定された条件に従って、高感度画像データと低感度画像データに対応する彩度Ｃに対して彩度調整処理が施される（ステップＳ４−１，Ｓ４−２）。
【００６７】
次に、高感度画像データの彩度調整処理済みの彩度Ｃ’と低感度画像データの彩度調整処理済みの彩度Ｃ’、高感度画像データの未処理の色相Ｈ・明度Ｖと低感度画像データの未処理の色相Ｈ・明度Ｖが各々合成され、広ダイナミックレンジ画像の彩度Ｃ’・色相Ｈ・明度Ｖの各成分が算出される（ステップＳ５）。
【００６８】
そして、合成された彩度Ｃ’・色相Ｈ・明度Ｖは、ステップＳ２で用いたＬＵＴの逆ＬＵＴを用いてＲ・Ｇ・Ｂ信号に変換され、広ダイナミックレンジ画像が生成される（ステップＳ６）。
【００６９】
次に、図４のステップＳ３，Ｓ４−１，Ｓ４−２における各感度の画像データの彩度Ｃに対する彩度調整処理の処理条件の設定及び彩度調整処理について説明する。
【００７０】
彩度調整処理は、Ｎｓ個の感度の異なる画像データのうちｉ番目の彩度をＣ（ｉ）、彩度調整処理済みの彩度をＣ’（ｉ）、彩度調整係数をｇ（Ｓ（ｉ））として、下記式（１）に従って行われる。
Ｃ’（ｉ）＝Ｃ（ｉ）×ｇ（Ｓ（ｉ）） （１）
ただし、ｉは１からＮｓまでの整数である（本実施の形態ではＮｓ＝２）。
【００７１】
ここで、Ｓ（ｉ）はｉに対応する画像データの感度である。また、ｇ（Ｓ（ｉ））はＳ（ｉ）に応じて変化する関数で、感度が高いほど大きい値を有するように予め用意されている。図５に、彩度調整係数ｇ（Ｓ（ｉ））の例を示す。図５において、ｇ０は所定の係数であり、ｇ０＞１．０を満たす。すなわち、彩度調整係数ｇ（Ｓ（ｉ））は、彩度を強調するための係数であり、彩度を強調する効果は、対象となる画像データの感度が高いほど強くなる。
【００７２】
図４のステップＳ３では、彩度調整処理の条件を設定する対象の画像データの感度と、可視的に図５に示すＬＵＴを用いて、画像データに対応する彩度調整係数ｇ（Ｓ（ｉ））を決定し、図４のステップＳ４−１，Ｓ４−２において、上記式（１）に従って、画像データに彩度調整処理を施す。
ただし、彩度調整処理の手法は上記したものに限らず、当業界で知られる種々の手法を選択することができる。
【００７３】
このように、感度に応じて彩度調整処理の条件を設定して、高感度画像データには強く彩度を強調し、低感度画像データには弱く彩度を強調することにより生成された広ダイナミックレンジ画像は、感度によらず同一の条件で彩度を強調して生成した広ダイナミックレンジ画像と比較して、シャドウ部からハイライト部まで鮮やかさのバランスがよく、また、シャドウ部の立体感が増し、観察者に好ましい印象を与えることが確認された。
【００７４】
また、上記式（１）に従って、感度に応じて条件を個々に設定した彩度調整処理を施す手法の代わりに、高感度画像データと低感度画像データに階調変換処理を施し、特開２００１−２５７９０２号公報に開示されている設定される階調変換処理量に応じて係数が決定されるマトリクスを適用することで、階調変換処理と同時に、階調変換処理量に応じた色彩度変換処理を施す手法を用いることもできる。この手法を用いて、各感度の画像データに施す階調変換処理の階調変換処理量に応じて彩度調整処理条件を設定し、彩度調整処理を施し、これに基づいて広ダイナミックレンジ画像を生成する。このように生成された広ダイナミックレンジ画像は、階調変換処理は同様に施し、彩度調整処理は一律の条件で施して生成された広ダイナミックレンジ画像と比較して、シャドウ部からハイライト部までの画像全体の彩度のバランスがよく、同系色のグラデーションの部分に色味がずれる違和感がなく、観察者に好ましい印象を与えることが確認された。
【００７５】
第１の実施の形態の画像撮像装置１００によれば、高感度画像データと低感度画像データ各々の特性に応じて個々に設定した条件に従って彩度調整処理を施すことにより、個々の画像データの彩度を最適に調整することができるので、この処理結果に基づいて、色再現性に優れた視覚的・感覚的に高画質な広ダイナミックレンジ画像を生成することができる。
【００７６】
近年、デジタル画像を扱うユーザは増加してきており、さらに、デジタル画像処理に対する習熟度は初心者からプロユーザまで幅広い。初心者にとっては、多岐にわたる選択肢がある画像撮像装置よりも、自動的に高画質な画像が得られることが望ましい。また、撮影を業務で行う場合にも、得られる画像が高画質であれば、その手段は自動化されていることが好ましい。本発明によれば、幅広いユーザが満足することができる高画質な広ダイナミックレンジ画像を簡便に提供することができる。
【００７７】
なお、図４に示したように、高感度画像データと低感度画像データを、彩度調整処理済みの彩度Ｃ’、未処理の色相Ｈ・明度Ｖについて合成し、これをＲ・Ｇ・Ｂ信号等に変換処理し、広ダイナミックレンジ画像データを生成する方法は、処理負荷の点で好ましいが、各感度の異なる画像データに施した彩度調整処理の処理結果に基づいて、感度の異なる処理済画像データを生成し、これらを加算合成することにより広ダイナミックレンジ画像を生成してもよい。
【００７８】
図６は、画像撮像装置１００の画像処理部７において実行される広ダイナミックレンジ画像生成処理２を示すフローチャートである。図６において、図４と同様の処理を示す部分は、同一の符号を付し、説明を省略する。
【００７９】
図６に示すように、各感度に対応する処理済み彩度Ｃ’と未処理の色相Ｈ・明度Ｖは、ステップＳ２で用いたＬＵＴの逆ＬＵＴを用いてＲ・Ｇ・Ｂ信号に変換され、処理済み高感度画像データ、処理済み低感度画像データが生成される（ステップＳ７−１，Ｓ７−２）。
【００８０】
さらに、処理済み高感度画像データ、処理済み低感度画像データが合成されることにより、適切な彩度調整処理がなされた広ダイナミックレンジ画像データが生成される（ステップＳ８）。
【００８１】
図６に示した方法は、処理済みの各感度画像データをモニタ等の表示デバイスに出力し、視覚的に確認する等の目的において有効である。
【００８２】
また、図４のステップＳ５や、図６のステップＳ８における感度の異なる画像に対応する信号の合成方法は、低感度画像に対応する信号値と、高感度画像に対応する信号値を比較し、所定の閾値に従ってどちらか一方の値を選択すればよい。ただし、合成の方法は、これに限定されるものではなく、例えば、特開２００１−８１０４号公報に記載されている高感度映像信号を高量子化分解能で、低感度映像信号を低量子化分解能で各々量子化し、高量子化データが飽和している場合は感度比で合算し、高量子化データが飽和してい場合は高量子化データを選択する方法、特開２００３−１８４４５号公報に記載されている複数の撮像信号のうちいずれか一つを選択する方法、特開２００−１２５２０９号公報等に記載されている第１の受光素子から得られた信号の飽和レベルを調整して、第２の受光素子から得られた信号と合成する方法をはじめ、いずれかの信号を選択する手法だけでなく、重みを付けて加算する方法等、種々の手法を採用することができる。
【００８３】
また、図４及び図６のステップＳ４−１，Ｓ４−２の処理において生成された各感度の画像データの処理結果（彩度調整処理済みの彩度Ｃ’）、未処理の色相Ｈ・明度Ｖを、画像撮像装置１００とは物理的に独立した画像処理装置に出力し、その後の処理を画像処理装置において行うこととしてもよい。これにより、彩度調整処理の結果に基づいて広ダイナミックレンジ画像を生成する処理を終えるのを待たずに次の撮像を開始することが可能となる。
【００８４】
画像処理装置に処理結果を出力するには、例えば、画像撮像装置１００において処理結果が記録媒体に記録され、記録媒体を介して画像処理装置が処理結果を取得することとしてもよいし、画像撮像装置１００が画像処理装置とケーブルを介して有線状態で接続、又は通信やインターネットを介して無線状態で接続され、画像撮像装置１００が出力した処理結果を画像処理装置が取得することとしてもよい。この場合、画像処理装置は、画像撮像装置１００と離れた場所に設置されていてもよい。
【００８５】
［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態の画像撮像装置１００について説明する。第２の実施の形態における画像撮像装置１００の構成及び機能については、第１の実施の形態と同様であるので、第１の実施の形態と同一の符号を付し、その図示及び説明を省略する。
【００８６】
図７は、画像撮像装置１００の画像処理部７において実行される処理の概要を示すフローチャートである。図７において、図６と同様の処理を示す部分については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００８７】
図７に示すように、ステップＳ７−１，Ｓ７−２において生成された処理済み高感度画像データと処理済み低感度画像データは、同一の被写体から得られた処理済み画像データ同士が関連付けられて、ネットワークケーブル、ケーブル又は無線ＬＡＮ等を介して画像処理装置に出力される（ステップＳ９）。ここで、「関連付ける」とは、同一の被写体から得られたという情報が画像データのタグ情報に記載される等、同一の被写体から同時に得られた画像データの組であることを示すことをいう。
【００８８】
第２の実施の形態の画像撮像装置１００によれば、処理済み高感度画像データと処理済み低感度画像データを生成し、さらに、同一の被写体から得られた処理済み高感度画像データと処理済み低感度画像データとを関連付けて出力することにより、画像撮像装置１００内で広ダイナミックレンジ画像を生成する場合と比較して処理速度が上がり、広ダイナミックレンジ画像を生成する処理を終えるのを待たずに次の撮像を開始することが可能となる。
【００８９】
また、後に、各処理済み画像データをモニタに表示する等して、ユーザが画像の内容を確認したり管理したりする際に使いやすい。また、各感度の画像データ又は最初に生成した広ダイナミックレンジ画像をモニタ等で確認した時に、処理結果が不満であれば、特定の感度の画像に処理を加えたり、処理条件を変更したりする等、処理の追加や補正を施した後に、広ダイナミックレンジ画像を再生成することが可能になる。
【００９０】
また、プロユーザのように、扱う画像データのサイズ容量が大きく、撮影シーンが多い状況では、種々の画像処理の処理負荷が高いため、撮像装置が広ダイナミックレンジ画像を生成する処理を行わず、本実施の形態のように、彩度調整処理済み画像データを生成する処理までを行い、撮像装置とは物理的に異なる画像処理装置によって広ダイナミックレンジ画像の生成が行われることが好ましい。
【００９１】
［第３の実施の形態］
次に、本発明の第３の実施の形態の画像撮像装置１００について説明する。第３の実施の形態における画像撮像装置１００の構成及び機能については、第１の実施の形態と同様であるので、第１の実施の形態と同一の符号を付し、その図示及び説明を省略する。
【００９２】
図８は、画像撮像装置１００の画像処理部７において実行される処理の概要を示すフローチャートである。図８において、図６と同様の処理を示す部分については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００９３】
図８に示すように、ステップＳ７−１，Ｓ７−２において生成された処理済み高感度画像データと処理済み低感度画像データは、同一の被写体から得られた処理済み画像データ同士が関連付けられて、記録媒体に記録される（ステップＳ１０）。記録媒体としては、メモリカード、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ−Ｒ等が用いられる。
【００９４】
第３の実施の形態の画像撮像装置１００によれば、同一の被写体から得られた処理済み高感度画像データと処理済み低感度画像データとを関連付けて記録媒体に記録することにより、ケーブルやネットワーク等でデータ転送が不可能な状況にある画像処理装置においても、広ダイナミックレンジ画像の生成が可能となる。
【００９５】
また、第２の実施の形態と同様に、各処理済み画像データをモニタに表示する等して、ユーザが画像の内容を確認したり管理したりする際に使いやすい。また、特定の感度の画像に対する処理の追加や補正が容易となる。
【００９６】
［第４の実施の形態］
＜画像処理装置２００の構成＞
次に、図９〜図１１を参照して、本発明の第４の実施の形態の画像処理装置２００について説明する。
図９は、画像処理装置２００の概観構成を示す斜視図である。画像処理装置２００は、出力デバイスとして画像を形成する画像記録手段と、表示デバイスとしてＣＲＴディスプレイモニタと、を備える。
【００９７】
図９に示すように、画像処理装置２００には、本体２０２の一側面にマガジン装填部２０３が備えられている。本体２０２の内側には、出力メディアである銀塩印画紙に露光する露光処理部２０４と、露光された銀塩印画紙を現像処理して乾燥し、プリントを作成するプリント作成部２０５が備えられ、作成されたプリントは、本体２０２の他側面に設けられたトレー２０６に排出される。
【００９８】
また、本体２０２の上部には、表示装置としてのＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ Ｒａｙ Ｔｕｂｅ）２０８、透過原稿を読み込む装置であるフィルムスキャナ部２０９、反射原稿入力装置２１０、操作部２１１が備えられている。このＣＲＴ２０８が、プリントを作成しようとする画像情報の画像を画面に表示する表示手段を構成している。さらに、本体２０２には、各種デジタル記録媒体に記録された画像情報を読み取り可能な画像読込部２１４、各種デジタル記録媒体に画像信号を書き込み（出力）可能な画像書込部２１５が備えられている。また、本体２０２の内部には、これらの各部を集中制御する制御部２０７が備えられている。
【００９９】
画像読込部２１４には、ＰＣカード用アダプタ２１４ａ、フロッピー（登録商標）ディスク用アダプタ２１４ｂが備えられ、ＰＣカード２１３ａやフロッピーディスク２１３ｂが差し込み可能になっている。ＰＣカード２１３ａは、デジタルカメラで撮像された複数の駒画像データが記録されたメモリを有する。フロッピーディスク２１３ｂには、例えば、デジタルカメラで撮像された複数の駒画像データが記録されている。その他、駒画像データを有する記録媒体としては、マルチメディアカード、メモリースティック、ＭＤ（Ｍｉｎｉ Ｄｉｓｃ）データ、ＣＤ−ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）等が挙げられる。
【０１００】
画像書込部２１５には、フロッピーディスク用アダプタ２１５ａ、ＭＯ用アダプタ２１５ｂ、光ディスク用アダプタ２１５ｃが備えられ、各々、ＦＤ２１６ａ、ＭＯ２１６ｂ、光ディスク２１６ｃが差し込み可能になっており、画像情報を画像記録メディアに書き込むことができるようになっている。光ディスク２１６ｃとしては、ＣＤ−Ｒ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｋ−Ｒｅｃｏｒｄａｂｌｅ）、ＤＶＤ−Ｒ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｋ−Ｒｅｃｏｒｄａｂｌｅ）等がある。
【０１０１】
なお、図９では、操作部２１１、ＣＲＴ２０８、フィルムスキャナ部２０９、反射原稿入力装置２１０、画像読込部２１４が、本体２０２に一体的に備えられた構造となっているが、これらのいずれか１つ以上を別体として設けるようにしてもよい。
【０１０２】
なお、図９に示した画像処理装置２００では、感光材料に露光して現像してプリントを作成するものが例示されているが、プリント作成方式はこれに限定されず、例えば、インクジェット方式、電子写真方式、感熱方式、昇華方式等の方式を用いてもよい。
【０１０３】
＜画像処理装置２００の内部構成＞
図１０は、画像処理装置２００の内部構成を示すブロック図である。画像処理装置２００は、図１０に示すように、制御部２０７、露光処理部２０４、プリント作成部２０５、フィルムスキャナ部２０９、反射原稿入力装置２１０、画像読込部２１４、通信手段（入力）２３２、画像書込部２１５、データ蓄積手段２７１、操作部２１１、ＣＲＴ２０８、通信手段（出力）２３３から構成される。
【０１０４】
制御部２０７は、マイクロコンピュータにより構成され、ＲＯＭ等の記憶部（図示略）に記憶されている画像処理プログラム等の各種制御プログラムと、ＣＰＵ（図示略）との協働により、画像処理装置２００を構成する各部の動作を制御する。
【０１０５】
制御部２０７は、本発明の画像処理装置に係る画像処理部２７０を有し、操作部２１１からの入力信号（指令情報）に基づいて、フィルムスキャナ部２０９や反射原稿入力装置２１０により取得した画像データ、画像読込部２１４から読み込まれた画像データ、外部機器から通信手段（入力）２３２を介して入力された画像データに対して、画像処理を施して出力用画像データ生成し、露光処理部２０４に出力する。また、画像処理部２７０は、画像処理された画像データに対して出力形態に応じた変換処理を施して出力する。画像処理部２７０の出力先としては、ＣＲＴ２０８、画像書込部２１５、通信手段（出力）２３３等がある。
【０１０６】
露光処理部２０４は、感光材料に画像の露光を行い、この感光材料をプリント作成部２０５に出力する。プリント作成部２０５は、露光された感光材料を現像処理して乾燥し、プリントＰ１、Ｐ２、Ｐ３を作成する。プリントＰ１は、サービスサイズ、ハイビジョンサイズ、パノラマサイズ等のプリントであり、プリントＰ２は、Ａ４サイズのプリントであり、プリントＰ３は、名刺サイズのプリントである。
【０１０７】
フィルムスキャナ部２０９は、アナログカメラにより撮像されてネガフィルムを現像して得られる現像済みのネガフィルムＮからの駒画像データを読み込む。反射原稿入力装置２１０は、駒画像を印画紙に焼き付けて現像処理したプリントＰからの駒画像データを読み込む。
【０１０８】
フィルムスキャナ部２０９や反射原稿入力装置２１０から読み込まれる原稿としては、写真感光材料があり、この写真感光材料としては、カラーネガフィルム、カラーリバーサルフィルム、白黒ネガフィルム、白黒リバーサルフィルム等がある。この写真感光材料には、アナログカメラにより撮像した駒画像情報が記録される。フィルムスキャナ部２０９のフィルムスキャナにより、デジタル画像データに変換し、駒画像データとすることができる。また、写真感光材料が銀塩印画紙であるカラーペーパーの場合、反射原稿入力装置２１０のフラットベットスキャナにより、駒画像データに変換することができる。
【０１０９】
画像読込部２１４は、ＰＣカード２１３ａやフロッピーディスク２１３ｂに記録された駒画像データを読み出して制御部２０７に転送する。この画像読込部２１４は、画像転送手段２３０として、ＰＣカード用アダプタ２１４ａ、フロッピーディスク用アダプタ２１４ｂ等を有する。画像読込部２１４は、ＰＣカード用アダプタ２１４ａに差し込まれたＰＣカード２１３ａや、フロッピーディスク用アダプタ２１４ｂに差し込まれたフロッピーディスク２１３ｂに記録された駒画像データを読み取り、制御部２０７に転送する。ＰＣカード用アダプタ２１４ａとしては、例えばＰＣカードリーダやＰＣカードスロット等が用いられる。
【０１１０】
通信手段（入力）２３２は、画像処理装置２００が設置された施設内の別のコンピュータや、インターネット等を介した遠方のコンピュータから、撮像画像を表す画像データやプリント命令信号を受信する。
【０１１１】
画像書込部２１５は、画像搬送部２３１として、フロッピーディスク用アダプタ２１５ａ、ＭＯ用アダプタ２１５ｂ、光ディスク用アダプタ２１５ｃを備えている。画像書込部２１５は、制御部２０７から入力される書込信号に従って、フロッピーディスク用アダプタ２１５ａに差し込まれたフロッピーディスク２１６ａ、ＭＯ用アダプタ２１５ｂに差し込まれたＭＯ２１６ｂ、光ディスク用アダプタ２１５ｃに差し込まれた光ディスク２１６ｃに、生成された画像データを書き込む。
【０１１２】
データ蓄積手段２７１は、画像データとそれに対応する注文情報（どの駒の画像から何枚プリントを作成するかの情報、プリントサイズの情報等）とを記憶し、順次蓄積する。
【０１１３】
操作部２１１は、情報入力手段２１２を有する。情報入力手段２１２は、例えば、タッチパネル等により構成されており、情報入力手段２１２の押下信号を入力信号として制御部２０７に出力する。なお、操作部２１１は、キーボードやマウス等を備えて構成するようにしてもよい。ＣＲＴ２０８は、制御部２０７から入力された表示制御信号に従って、画像データ等を表示する。
【０１１４】
通信手段（出力）２３３は、本発明の画像処理を施した後の撮影画像を表す画像データと付帯するオーダー情報を、画像処理装置２００が設置された施設内の他のコンピュータや、インターネット等を介した遠方のコンピュータに対して送信する。
【０１１５】
このように画像処理装置２００は、各種デジタルメディアの画像や画像原稿を分割測光して得られた画像情報を取り込む画像入力手段と、複数の感度の異なる画像データに対し、個々に彩度調整処理の条件を設定し、設定された条件に従って画像データに彩度調整処理を施し、さらに、処理結果に基づいて、広ダイナミックレンジ画像データを生成する、又は処理済み画像データを生成する等、本発明の特徴となる画像処理を施す画像処理手段と、広ダイナミックレンジ画像や処理済み画像データ等の処理済みの画像を表示、又はプリント出力、あるいは画像記録メディアに書き込む画像出力手段と、通信回線を介して施設内の別のコンピュータやインターネット等を介した遠方のコンピュータに対して画像データと付帯するオーダー情報を送信する手段とを有する。
【０１１６】
＜画像処理部２７０の構成＞
図１１は、画像処理装置２００の画像処理部２７０の機能的構成を示すブロック図である。画像処理部２７０は、図１１に示すように、フィルムスキャンデータ処理部７０１、反射原稿スキャンデータ処理部７０２、画像データ書式解読処理部７０３、画像調整処理部７０４、ＣＲＴ固有処理部７０５、プリンタ固有処理部（１）７０６、プリンタ固有処理部（２）７０７、画像データ書式作成処理部７０８から構成される。
【０１１７】
フィルムスキャンデータ処理部７０１は、フィルムスキャナ部２０９から入力された画像データに対し、フィルムスキャナ部２０９固有の校正操作・ネガ原稿の場合のネガポジ反転、ゴミキズ除去、グレーバランス調整、コントラスト調整、粒状ノイズ除去、鮮鋭化強調等を施し、画像調整処理部７０４に出力する。また、フィルムスキャンデータ処理部７０１は、フィルムサイズ、ネガポジ種別、フィルムに光学的あるいは磁気的に記録されたＩＳＯ感度、メーカー名、主要被写体に関わる情報・撮影条件に関する情報（例えばＡＰＳの記載情報内容）等も併せて画像調整処理部７０４に出力する。
【０１１８】
反射原稿スキャンデータ処理部７０２は、反射原稿入力装置２１０から入力された画像データに対し、反射原稿入力装置２１０固有の校正操作、ネガ原稿の場合のネガポジ反転、ゴミキズ除去、グレーバランス調整、コントラスト調整、ノイズ除去、鮮鋭化強調等を施し、画像調整処理部７０４に出力する。
【０１１９】
画像データ書式解読処理部７０３は、画像転送手段２３０や通信手段（入力）２３２から入力された画像データのデータ書式に従って、必要に応じて圧縮符号の復元、色データの表現方法の変換等を行い、画像処理部２７０内の演算に適したデータ形式に変換し、画像調整処理部７０４に出力する。
【０１２０】
この他、フィルムスキャナ部２０９、反射原稿入力装置２１０、画像転送手段２３０、通信手段（入力）２３２からの主要被写体に関わる情報及び撮影条件に関する情報を補足・補充する形で、操作部２１１から該情報を画像調整処理部７０４に送ることもできる。
【０１２１】
出力画像の大きさについての指定は操作部２１１から入力される。この他に、通信手段（入力）２３２から取得した出力画像の大きさについて指定があった場合や、画像転送手段２３０が取得した画像データのヘッダ情報やタグ情報に埋め込まれた出力画像の大きさについての指定があった場合には、画像データ書式解読処理部７０３が該情報を検出し、画像調整処理部７０４へ出力する。
【０１２２】
画像調整処理部７０４は、操作部２１１又は制御部２０７の指令に基づいて、フィルムスキャナ部２０９、反射原稿入力装置２１０、画像転送手段２３０、通信手段（入力）２３２から受け取った画像情報に対して、複数の感度の異なる彩度調整処理の条件を設定し、設定された条件に従った彩度調整処理を行い、ＣＲＴ固有処理部７０５、プリンタ固有処理部（１）７０６、プリンタ固有処理部（２）７０７、画像データ書式作成処理部７０８、データ蓄積手段２７１へ処理済みの画像信号を送出する。
【０１２３】
ＣＲＴ固有処理部７０５は、画像調整処理部７０４から入力された画像データに対して、必要に応じて画素数変更やカラーマッチング等の処理を施し、制御情報等表示が必要な情報と合成した表示用の画像データをＣＲＴ２０８に出力する。
【０１２４】
プリンタ固有処理部（１）７０６は、画像調整処理部７０４から入力された画像データに対して、必要に応じてプリンタ固有の校正処理、カラーマッチング、画素数変更等を行い、露光処理部２０４に出力する。
【０１２５】
画像処理装置２００に、大判インクジェットプリンタ等の外部プリンタ２３４が接続されている場合には、接続されたプリンタ毎にプリンタ固有処理部（２）７０７が設けられている。このプリンタ固有処理部（２）７０７は、画像調整処理部７０４から入力された画像データに対して、適正なプリンタ固有の校正処理、カラーマッチング、画素数変更等を行う。
【０１２６】
画像データ書式作成処理部７０８は、画像調整処理部７０４から入力された画像データに対して、必要に応じてＪＰＥＧ、ＴＩＦＦ（Ｔａｇｇｅｄ Ｉｍａｇｅ Ｆｉｌｅ Ｆｏｒｍａｔ）、Ｅｘｉｆ（Ｅｘｃｈａｎｇｅａｂｌｅ Ｉｍａｇｅ Ｆｉｌｅ Ｆｏｒｍａｔ）等に代表される各種の汎用画像フォーマットへの変換を行い、画像搬送部２３１や通信手段（出力）２３３に出力する。
【０１２７】
なお、フィルムスキャンデータ処理部７０１、反射原稿スキャンデータ処理部７０２、画像データ書式解読処理部７０３、画像調整処理部７０４、ＣＲＴ固有処理部７０５、プリンタ固有処理部（１）７０６、プリンタ固有処理部（２）７０７、画像データ書式作成処理部７０８という区分は、画像処理部２７０の機能の理解を助けるために設けた区分であり、必ずしも物理的に独立したデバイスとして実現される必要はなく、例えば、単一のＣＰＵにおけるソフトウエア処理の種類の区分として実現されてもよい。また、本実施の形態における画像処理装置２００は、上述の内容に限定されるものではなく、デジタルフォトプリンタ、プリンタドライバ、各種の画像処理ソフトのプラグイン等、種々の形態に適用することができる。
【０１２８】
＜画像調整処理部７０４の処理＞
次に、画像処理装置２００の画像調整処理部７０４において実行される広ダイナミックレンジ画像生成処理３について説明する。
【０１２９】
まず、図１２に示すように、画像処理装置２００により、高感度画像データと低感度画像データが取得される（ステップＳ１１）。画像データの取得方法としては、画像読込部２１４からデジタル画像データが読み込まれることとしてもよいし、外部機器から通信手段（入力）２３２を介して入力されてもよい。ここで、同一の被写体から得られた画像データ同士はタグ情報に記載される等の方法により関連付けられている。
【０１３０】
そして、高感度画像データと低感度画像データは、画像データを構成するＲ・Ｇ・Ｂ信号値から、所定のＬＵＴを用いてマンセル色票系の色相Ｈ・明度Ｖ・彩度Ｃに変換される（ステップＳ１２）。
【０１３１】
次に、高感度画像データと低感度画像データ各々の画像特性に応じて、個々に彩度調整処理の条件が設定される（ステップＳ１３）。そして、設定された条件に従って、高感度画像データと低感度画像データに対応する彩度Ｃに対して彩度調整処理が施される（ステップＳ１４−１，Ｓ１４−２）。
【０１３２】
次に、高感度画像データの彩度調整処理済みの彩度Ｃ’と低感度画像データの彩度調整処理済みの彩度Ｃ’、高感度画像データの未処理の色相Ｈ・明度Ｖと低感度画像データの未処理の色相Ｈ・明度Ｖが各々合成され、広ダイナミックレンジ画像の彩度Ｃ’・色相Ｈ・明度Ｖの各成分が算出される（ステップＳ１５）。
【０１３３】
合成された彩度Ｃ’・色相Ｈ・明度Ｖは、ステップＳ１２で用いたＬＵＴの逆ＬＵＴを用いてＲ・Ｇ・Ｂ信号に変換され、広ダイナミックレンジ画像が生成される（ステップＳ１６）。
【０１３４】
各感度の画像データの彩度Ｃに対する彩度調整処理の処理条件の設定及び彩度調整処理の手順や効果については、第１の実施の形態で説明した内容と同様であるので、説明を省略する。
【０１３５】
第４の実施の形態の画像処理装置２００によれば、高感度画像データと低感度画像データ各々の特性に応じて個々に設定した条件に従って彩度調整処理を施すことにより、個々の画像データの彩度を最適に調整することができるので、この処理結果に基づいて、色再現性に優れた視覚的・感覚的に高画質な広ダイナミックレンジ画像を生成することができる。
【０１３６】
また、画像処理装置２００が撮像された画像データの画像処理を行うことにより、デジタルカメラ等の撮像装置側の処理負荷を低減させることができるため、撮像装置の小サイズ化・軽量化を図ることができる。
【０１３７】
なお、図１２に示したように、高感度画像データと低感度画像データを、彩度調整処理済みの彩度Ｃ’、未処理の色相Ｈ・明度Ｖについて合成し、これをＲ・Ｇ・Ｂ信号等に変換処理し、広ダイナミックレンジ画像データを生成する方法は、処理負荷の点で好ましいが、各感度の異なる画像データに施した彩度調整処理の処理結果に基づいて、感度の異なる処理済画像データを生成し、これらを加算合成することにより広ダイナミックレンジ画像を生成してもよい。
【０１３８】
図１３は、画像処理装置２００の画像調整処理部７０４において実行される広ダイナミックレンジ画像生成処理４を示すフローチャートである。図１３において、図１２と同様の処理を示す部分は、同一の符号を付し、説明を省略する。
【０１３９】
図１３に示すように、各感度に対応する処理済み彩度Ｃ’と未処理の色相Ｈ・明度Ｖは、ステップＳ１２で用いたＬＵＴの逆ＬＵＴを用いてＲ・Ｇ・Ｂ信号に変換され、処理済み高感度画像データ、処理済み低感度画像データが生成される（ステップＳ１７−１，Ｓ１７−２）。
【０１４０】
さらに、処理済み高感度画像データ、処理済み低感度画像データが合成されることにより、適切な彩度調整処理がなされた広ダイナミックレンジ画像データが生成される（ステップＳ１８）。
【０１４１】
図１３に示した方法は、処理済みの各感度画像データをモニタ等の表示デバイスに出力し、視覚的に確認する等の目的において有効である。
【０１４２】
また、図１２及び図１３のステップＳ１４−１，Ｓ１４−２の処理において生成された各感度の画像データの処理結果（彩度調整処理済みの彩度Ｃ’）、未処理の色相Ｈ・明度Ｖを、画像処理装置２００とは物理的に独立した別の画像処理装置に出力し、その後の処理を別の画像処理装置において行うこととしてもよい。
【０１４３】
［第５の実施の形態］
次に、本発明の第５の実施の形態の画像処理装置２００について説明する。第５の実施の形態における画像処理装置２００の構成及び機能については、第４の実施の形態と同様であるので、第４の実施の形態と同一の符号を付し、その図示及び説明を省略する。
【０１４４】
図１４は、画像処理装置２００の画像調整処理部７０４において実行される処理の概要を示すフローチャートである。図１４において、図１３と同様の処理を示す部分については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【０１４５】
図１４に示すように、ステップＳ１７−１，Ｓ１７−２において生成された処理済み高感度画像データと処理済み低感度画像データは、同一の被写体から得られた処理済み画像データ同士が関連付けられて、ネットワークケーブル、ケーブル又は無線ＬＡＮ等を介して別の画像処理装置に出力される（ステップＳ１９）。
【０１４６】
第５の実施の形態の画像処理装置２００によれば、処理済み高感度画像データと処理済み低感度画像データを生成し、さらに、同一の被写体から得られた処理済み高感度画像データと処理済み低感度画像データとを関連付けて出力することにより、画像処理装置２００内で広ダイナミックレンジ画像を生成する場合と比較して処理速度が上がる。
【０１４７】
また、各処理済み画像データをモニタに表示する等して、ユーザが画像の内容を確認したり管理したりする際に使いやすい。また、特定の感度の画像に対する処理の追加や補正が容易となる。
【０１４８】
［第６の実施の形態］
次に、本発明の第６の実施の形態の画像処理装置２００について説明する。第６の実施の形態における画像処理装置２００の構成及び機能については、第４の実施の形態と同様であるので、第４の実施の形態と同一の符号を付し、その図示及び説明を省略する。
【０１４９】
図１５は、画像処理装置２００の画像調整処理部７０４において実行される処理の概要を示すフローチャートである。図１５において、図１３と同様の処理を示す部分については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【０１５０】
図１５に示すように、ステップＳ１７−１，Ｓ１７−２において生成された処理済み高感度画像データと処理済み低感度画像データは、同一の被写体から得られた処理済み画像データ同士が関連付けられて、記録媒体に記録される（ステップＳ２０）。記録媒体としては、メモリカード、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ−Ｒ等が用いられる。
【０１５１】
第６の実施の形態の画像処理装置２００によれば、同一の被写体から得られた処理済み高感度画像データと処理済み低感度画像データとを関連付けて記録媒体に記録することにより、ケーブルやネットワーク等でデータ転送が不可能な状況にある別の画像処理装置において、広ダイナミックレンジ画像の生成が可能となる。
【０１５２】
また、第５の実施の形態と同様に、各処理済み画像データをモニタに表示する等して、ユーザが画像の内容を確認したり管理したりする際に使いやすい。また、特定の感度の画像に対する処理の追加や補正が容易となる。
【０１５３】
なお、上記の各実施の形態においては、画像撮像装置１００により撮像される画像データ又は画像処理装置２００により取得される画像データの感度が、高感度画像データと低感度画像データの２つの場合について説明したが、感度の異なる画像データは３つ以上であってもよい。
【０１５４】
また、上記の各実施の形態においては、感度の異なる画像データから合成される広ダイナミックレンジ画像データが１つの場合について説明したが、感度の異なる複数の画像データのうち、任意の画像データを組み合わせて合成し、複数の広ダイナミックレンジ画像データを生成することとしてもよい。
【０１５５】
また、上記の各実施の形態において、複数の感度の異なる画像データに対する個々の彩度調整処理の条件の設定にあたっては、同一の彩度調整処理の手法を用いて、その処理強度を変更してもよく、手法そのものを変えてもよい。また、複数の画像が３つ以上ある場合には、複数の画像データの条件を全て異なるものにしてもよいが、複数の画像データのうち、一部の感度レベルが隣り合う２つ以上の画像データについて同一の条件を設定してもよい。
【０１５６】
また、上記の各実施の形態において、画像データ等の取得、記録又は保存に用いられる記録媒体は、コンパクトフラッシュ、メモリースティック、スマートメディア、マルチメディアカード、ハードディスク、フロッピーディスク、磁気記憶媒体（ＭＯ）、ＣＤ−Ｒ等、いずれであってもよい。また、記録媒体に画像データ等を書き込むユニットは、画像撮像装置１００や画像処理装置２００と一体であってもよいし、コードを介して有線状態で接続された書き込みユニットであってもよいし、通信やインターネットを介して無線状態で接続された独立のユニットであってもよいし、あるいは遠隔地に設置されたユニット等であってもよい。さらに、画像データのファイル形式は、撮像装置固有の形式ではなく、ＴＩＦＦ、ＪＰＥＧ、Ｅｘｉｆ等の規格化された汎用のファイル形式で記録媒体に記録されるのが好ましい。
【０１５７】
【発明の効果】
請求項１、７、１３に記載の発明によれば、感度の異なる複数の画像データの特性に応じて個々に設定した条件に従って彩度調整処理を施すことにより、個々の画像データの彩度を最適に調整することができる。したがって、この処理結果に基づいて生成された広ダイナミックレンジ画像は、従来よりも、色再現性に優れた視覚的・感覚的に好ましい画像となる。
【０１５８】
請求項２、８、１４に記載の発明によれば、感度の異なる複数の画像データに対して、各々の特性に応じた彩度調整処理を施した結果に基づいて、広ダイナミックレンジ画像を生成するので、色再現性に優れた高画質な広ダイナミックレンジ画像を生成することができる。
【０１５９】
請求項３、９、１５に記載の発明によれば、処理済み画像データを生成し、さらに、同一の被写体から得られた複数の処理済み画像データを関連付けて出力することにより、装置内で広ダイナミックレンジ画像を生成する場合と比較して処理速度が上がる。
【０１６０】
請求項４、１０、１６に記載の発明によれば、同一の被写体から得られた複数の処理済み画像データを関連付けて記録媒体に記録することにより、ケーブルやネットワーク等でデータ転送が不可能な状況にある画像処理装置において、広ダイナミックレンジ画像の生成が可能となる。
【０１６１】
請求項５、１１、１７に記載の発明によれば、設定の対象となる画像データの感度が高いほど、彩度を強調する効果が高くなるように彩度調整処理の条件を設定することにより、処理結果に基づいて広ダイナミックレンジ画像を生成した際に、シャドウ部からハイライト部まで鮮やかさのバランスがよい画像を得ることができる。
【０１６２】
請求項６、１２、１８に記載の発明によれば、感度の異なる画像データに対して個々の条件で施される階調変換処理の条件に応じて、感度の異なる画像データ毎に条件を設定し、彩度を調整することで、全体の彩度のバランスを整えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】画像撮像装置１００のブロック図である。
【図２】画像撮像装置１００のＣＣＤ３における撮像素子の配置を示す図である。
【図３】低感度撮像素子１８、高感度撮像素子１９によって得られる画像データのダイナミックレンジの概念図である。
【図４】第１の実施の形態における画像撮像装置１００の画像処理部７において実行される広ダイナミックレンジ画像生成処理１を示すフローチャートである。
【図５】彩度調整係数の例を示す図である。
【図６】画像撮像装置１００の画像処理部７において実行される広ダイナミックレンジ画像生成処理２を示すフローチャートである。
【図７】第２の実施の形態における画像撮像装置１００の画像処理部７において実行される処理の概要を示すフローチャートである。
【図８】第３の実施の形態における画像撮像装置１００の画像処理部７において実行される処理の概要を示すフローチャートである。
【図９】画像処理装置２００の概観構成を示す斜視図である。
【図１０】画像処理装置２００の内部構成を示すブロック図である。
【図１１】画像処理装置２００の画像処理部２７０の機能的構成を示すブロック図である。
【図１２】第４の実施の形態における画像処理装置２００の画像調整処理部７０４において実行される広ダイナミックレンジ画像生成処理３を示すフローチャートである。
【図１３】画像処理装置２００の画像調整処理部７０４において実行される広ダイナミックレンジ画像生成処理４を示すフローチャートである。
【図１４】第５の実施の形態における画像処理装置２００の画像調整処理部７０４において実行される処理の概要を示すフローチャートである。
【図１５】第６の実施の形態における画像処理装置２００の画像調整処理部７０４において実行される処理の概要を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１００ 画像撮像装置
１ レンズ
２ 絞り
３ ＣＣＤ
４ アナログ処理回路
５ Ａ／Ｄ変換器
６ 一時記憶メモリ
７ 画像処理部
８ 出力部
９ 記憶デバイス
１０ ＣＣＤ駆動回路
１１ 制御部
１４ 操作部
１５ 表示部
１８ 低感度撮像素子
１９ 高感度撮像素子
２００ 画像処理装置
２０４ 露光処理部
２０５ プリント作成部
２０７ 制御部
２０８ ＣＲＴ
２０９ フィルムスキャナ部
２１０ 反射原稿入力装置
２１１ 操作部
２１４ 画像読込部
２１５ 画像書込部
２３０ 画像転送手段
２３１ 画像搬送部
２３２ 通信手段（入力）
２３３ 通信手段（出力）
２３４ 外部プリンタ
２７０ 画像処理部
２７１ データ蓄積手段
７０１ フィルムスキャンデータ処理部
７０２ 反射原稿スキャンデータ処理部
７０３ 画像データ書式解読処理部
７０４ 画像調整処理部
７０５ ＣＲＴ固有処理部
７０６ プリンタ固有処理部（１）
７０７ プリンタ固有処理部（２）
７０８ 画像データ書式作成処理部
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像撮像装置、画像処理装置及び画像処理プログラムに関し、特に、被写体を撮像して得られた複数の画像データから広ダイナミックレンジ画像データを生成する画像撮像装置、画像処理装置及び画像処理プログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ユーザが鑑賞する画像の対象が、銀塩写真フィルムから得られた写真プリントに替わって、デジタルカメラで撮像した画像等のデジタル画像に移行しつつある。デジタル画像は、デジタル化されているため、例えば、デジタル画像データに画像処理を施し、加工した画像を出力したり、インターネット上のホームページに掲載したり、ポストカードに印刷して利用したり等、多様に活用されている。こうした銀塩写真からデジタル画像への移行は、一般ユーザだけでなく、カメラマンをはじめとするプロユーザにおいても同様である。
【０００３】
デジタル画像の取得方法としては、被写体を電子スチルカメラ（デジタルカメラ）で撮像したり、銀塩カメラで撮像した銀塩フィルム画像をスキャナ等の撮像機器でデジタル画像としたりする方法が一般的である。このような固体撮像デバイスを有する撮像装置では、固体撮像デバイスのダイナミックレンジが銀塩フィルム、特に、一般ユーザに広く用いられている銀塩ネガフィルムに比べて狭い。そのため、被写体の輝度域が広い場合には露出条件によってハイライト部（被写体の高輝度部分）が潰れたり、撮像時の露出条件が適切でなく画像全体の濃度（明るさ）が適切でない場合に補正が困難であったり、広いダイナミックレンジを有する銀塩ネガフィルムを使用した銀塩システムに劣る点があった。
【０００４】
このような状況を受けて、特性の異なる固体撮像素子を併用することで広いダイナミックレンジ画像の取得を可能にした撮像装置が種々提案されている。
【０００５】
例えば、高感度の第１の受光素子と、低感度の第２の受光素子を半ピッチずらして隣接配置した撮像装置において、個々の受光素子から信号を取得し、第１の受光素子から得られた信号の飽和レベルを調整して、第２の受光素子から得られた信号と合成して広いダイナミックレンジ画像を生成する撮像装置が開示されている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照。）。これにより、合成画像の飽和ムラや偽信号の発生を抑制することができる。
【０００６】
また、撮像によって、異なる感度特性の受光素子から得られる高感度映像信号と低感度映像信号を生成し、高感度映像信号を高量子化分解能で、低感度映像信号を低量子化分解能で各々量子化し、高量子化データが飽和している場合は感度比で合算し、高量子化データが飽和してい場合は高量子化データを選択することで広ダイナミックレンジ画像を形成する撮像装置が開示されている（例えば、特許文献３参照。）。この場合、回路構成が簡易であり、また記録媒体に記録する際に必要な記憶領域が少なくてよいという利点がある。
【０００７】
また、異なる特性をもつ独立した複数の撮像光学系と、各撮像光学系から独立に受光・撮像する受光感度の異なる撮像デバイスを有し、複数の撮像信号のうちいずれか一つを選択し、予め決められた画像処理を施して出力する撮像装置が提案されている（例えば、特許文献４参照。）。
【０００８】
これらの技術は、被写体を複数の異なる特性を有する撮像デバイス等を用いて撮像して、同一被写体を表す、異なる感度の画像を複数生成し、これらを合成又はいずれか１つを選択することにより、広ダイナミックレンジ画像を生成することを特徴としている。
【０００９】
【特許文献１】
特開２０００−１２５２０９号公報
【特許文献２】
特開２０００−１２５３１１号公報
【特許文献３】
特開２００１−８１０４号公報
【特許文献４】
特開２００３−１８４４５号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の従来技術はいずれも、複数の感度の異なる画像に対して個々の特性に応じた処理が十分に施されずに合成されているため、昨今、ユーザから要望のある高画質化、特に色再現における品質向上への対応が十分になされていないという問題があった。
【００１１】
本発明は、上記の従来技術における問題に鑑みてなされたものであって、感度の異なる複数の画像データに基づいて、色再現性に優れた高画質な広ダイナミックレンジ画像を生成することが可能な画像撮像装置、画像処理装置及び画像処理プログラムを提供することを課題とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するための請求項１に記載の発明は、被写体を撮像し、同一の被写体を表す感度の異なる複数の画像データを生成する撮像手段と、前記複数の画像データの各々に施す彩度調整処理の条件を個々に設定する条件設定手段と、前記設定された彩度調整処理条件に従って、前記複数の画像データに彩度調整処理を施す彩度調整処理手段と、を備えることを特徴とする画像撮像装置である。
【００１３】
請求項７に記載の発明は、被写体を撮像して生成された、同一の被写体を表す感度の異なる複数の画像データを取得する取得手段と、前記複数の画像データの各々に施す彩度調整処理の条件を個々に設定する条件設定手段と、前記設定された彩度調整処理条件に従って、前記複数の画像データに彩度調整処理を施す彩度調整処理手段と、を備えることを特徴とする画像処理装置である。
【００１４】
請求項１３に記載の発明は、画像処理を実行するためのコンピュータに、被写体を撮像して生成された、同一の被写体を表す感度の異なる複数の画像データを取得する取得機能と、前記複数の画像データの各々に施す彩度調整処理の条件を個々に設定する条件設定機能と、前記設定された彩度調整処理条件に従って、前記複数の画像データに彩度調整処理を施す彩度調整処理機能と、を実現させるための画像処理プログラムである。
【００１５】
請求項１、７、１３に記載の発明によれば、感度の異なる複数の画像データの特性に応じて個々に設定した条件に従って彩度調整処理を施すことにより、個々の画像データの彩度を最適に調整することができる。したがって、この処理結果に基づいて生成された広ダイナミックレンジ画像は、従来よりも、色再現性に優れた視覚的・感覚的に好ましい画像となる。
【００１６】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の画像撮像装置において、さらに、前記彩度調整処理手段により前記複数の画像データに彩度調整処理が施された結果に基づいて、少なくとも１つの広ダイナミックレンジ画像を生成する画像合成手段を備えることを特徴とする画像撮像装置である。
【００１７】
請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の画像処理装置において、さらに、前記彩度調整処理手段により前記複数の画像データに彩度調整処理が施された結果に基づいて、少なくとも１つの広ダイナミックレンジ画像を生成する画像合成手段を備えることを特徴とする画像処理装置である。
【００１８】
請求項１４に記載の発明は、請求項１３に記載の画像処理プログラムにおいて、前記コンピュータに、さらに、前記彩度調整処理機能により前記複数の画像データに彩度調整処理が施された結果に基づいて、少なくとも１つの広ダイナミックレンジ画像を生成する画像合成機能を実現させることを特徴とする画像処理プログラムである。
【００１９】
請求項２、８、１４に記載の発明によれば、感度の異なる複数の画像データに対して、各々の特性に応じた彩度調整処理を施した結果に基づいて、広ダイナミックレンジ画像を生成するので、色再現性に優れた高画質な広ダイナミックレンジ画像を生成することができる。
【００２０】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の画像撮像装置において、さらに、前記彩度調整処理手段により前記複数の画像データに彩度調整処理が施された結果に基づいて、複数の処理済み画像データを生成する処理済み画像データ生成手段と、前記複数の処理済み画像データを、関連付けて出力する出力手段と、を備えることを特徴とする画像撮像装置である。
【００２１】
請求項９に記載の発明は、請求項７に記載の画像処理装置において、さらに、前記彩度調整処理手段により前記複数の画像データに彩度調整処理が施された結果に基づいて、複数の処理済み画像データを生成する処理済み画像データ生成手段と、前記複数の処理済み画像データを、関連付けて出力する出力手段と、を備えることを特徴とする画像処理装置である。
【００２２】
請求項１５に記載の発明は、請求項１３に記載の画像処理プログラムにおいて、前記コンピュータに、さらに、前記彩度調整処理機能により前記複数の画像データに彩度調整処理が施された結果に基づいて、複数の処理済み画像データを生成する処理済み画像データ生成機能と、前記複数の処理済み画像データを、関連付けて出力する出力機能と、を実現させることを特徴とする画像処理プログラムである。
【００２３】
請求項３、９、１５に記載の発明によれば、処理済み画像データを生成し、さらに、同一の被写体から得られた複数の処理済み画像データを関連付けて出力することにより、装置内で広ダイナミックレンジ画像を生成する場合と比較して処理速度が上がる。
【００２４】
請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の画像撮像装置において、さらに、前記彩度調整処理手段により前記複数の画像データに彩度調整処理が施された結果に基づいて、複数の処理済み画像データを生成する処理済み画像データ生成手段と、前記複数の処理済み画像データを、関連付けて記録媒体に記録する記録手段と、を備えることを特徴とする画像撮像装置である。
【００２５】
請求項１０に記載の発明は、請求項７に記載の画像処理装置において、さらに、前記彩度調整処理手段により前記複数の画像データに彩度調整処理が施された結果に基づいて、複数の処理済み画像データを生成する処理済み画像データ生成手段と、前記複数の処理済み画像データを、関連付けて記録媒体に記録する記録手段と、を備えることを特徴とする画像処理装置である。
【００２６】
請求項１６に記載の発明は、請求項１３に記載の画像処理プログラムにおいて、前記コンピュータに、さらに、前記彩度調整処理機能により前記複数の画像データに彩度調整処理が施された結果に基づいて、複数の処理済み画像データを生成する処理済み画像データ生成機能と、前記複数の処理済み画像データを、関連付けて記録媒体に記録する記録機能と、を実現させることを特徴とする画像処理プログラムである。
【００２７】
請求項４、１０、１６に記載の発明によれば、同一の被写体から得られた複数の処理済み画像データを関連付けて記録媒体に記録することにより、ケーブルやネットワーク等でデータ転送が不可能な状況にある画像処理装置において、広ダイナミックレンジ画像の生成が可能となる。
【００２８】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか一項に記載の画像撮像装置において、前記条件設定手段は、設定の対象となる画像データの感度が高いほど、彩度を強調する効果が高くなるように、前記彩度調整処理の条件を設定することを特徴とする画像撮像装置である。
【００２９】
請求項１１に記載の発明は、請求項７〜１０のいずれか一項に記載の画像処理装置において、前記条件設定手段は、設定の対象となる画像データの感度が高いほど、彩度を強調する効果が高くなるように、前記彩度調整処理の条件を設定することを特徴とする画像処理装置である。
【００３０】
請求項１７に記載の発明は、請求項１３〜１６のいずれか一項に記載の画像処理プログラムにおいて、前記条件設定機能において、設定の対象となる画像データの感度が高いほど、彩度を強調する効果が高くなるように、前記彩度調整処理の条件を設定することを特徴とする画像処理プログラムである。
【００３１】
全体の明度が低い、より高感度な画像は、その画像の鮮やかさがユーザの目に感知されにくく、逆に、明度の高い画像、つまり、より低感度な画像については、鮮やかさが鋭敏に感知される。
【００３２】
請求項５、１１、１７に記載の発明によれば、設定の対象となる画像データの感度が高いほど、彩度を強調する効果が高くなるように彩度調整処理の条件を設定することにより、処理結果に基づいて広ダイナミックレンジ画像を生成した際に、シャドウ部からハイライト部まで鮮やかさのバランスがよい画像を得ることができる。
【００３３】
複数の感度の異なる画像データに対する個々の彩度調整処理の条件の設定にあたっては、同一の彩度調整処理の手法を用いて、その処理強度を変更してもよく、手法そのものを変えてもよい。また、複数の画像が３つ以上ある場合には、複数の画像データの条件を全て異なるものにしてもよいが、複数の画像データのうち、一部の感度レベルが隣り合う２つ以上の画像データについて同一の条件を設定してもよい。
【００３４】
請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか一項に記載の画像撮像装置において、さらに、前記複数の画像データの各々に施す階調変換処理の条件を個々に設定する階調変換条件設定手段を備え、前記条件設定手段は、前記階調変換条件設定手段により設定された階調変換処理の条件に応じて、前記彩度調整処理の条件を設定することを特徴とする画像撮像装置である。
【００３５】
請求項１２に記載の発明は、請求項７〜１１のいずれか一項に記載の画像処理装置において、さらに、前記複数の画像データの各々に施す階調変換処理の条件を個々に設定する階調変換条件設定手段を備え、前記条件設定手段は、前記階調変換条件設定手段により設定された階調変換処理の条件に応じて、前記彩度調整処理の条件を設定することを特徴とする画像処理装置である。
【００３６】
請求項１８に記載の発明は、請求項１３〜１７のいずれか一項に記載の画像処理プログラムにおいて、前記コンピュータに、さらに、前記複数の画像データの各々に施す階調変換処理の条件を個々に設定する階調変換条件設定機能を実現させ、前記条件設定機能において、前記階調変換条件設定機能により設定された階調変換処理の条件に応じて、前記彩度調整処理の条件を設定することを特徴とする画像処理プログラムである。
【００３７】
感度の異なる画像データをもとに加算合成する等して広ダイナミックレンジ画像を生成するには、例えば、特開２０００−１２５２０９号公報や特開２０００−１２５３１１号公報のように、少なくとも１つの画像データの飽和レベルを調整する等の階調変換処理が施される。この階調変換処理において画像の階調が軟調、又は硬調になることにより、見た目の鮮やかさが変化する場合がある。また、選択された階調変換の手法によっては、見た目だけでなく、彩度の強度値が意図せず変化する場合がある。このように、彩度の補正をせずに生成された広ダイナミックレンジ画像は、シャドウ部とハイライト部の鮮やかさのつながりが悪く、全体としてアンバランスな印象を与えてしまう。
【００３８】
請求項６、１２、１８に記載の発明によれば、感度の異なる画像データに対して個々の条件で施される階調変換処理の条件に応じて、感度の異なる画像データ毎に条件を設定し、彩度を調整することで、全体の彩度のバランスを整えることができる。
【００３９】
複数の感度の異なる画像データに対する個々の条件の設定にあたっては、同一の手法を用いて、その処理強度を変更してもよく、手法そのものを変えてもよい。また、複数の画像が３つ以上ある場合には、複数の画像データの条件を全て異なるものにしてもよいが、複数の画像データのうち、一部の感度レベルが隣り合う２つ以上の画像データについて同一の条件を設定してもよい。
【００４０】
次に、本発明において使用される語句について詳細に説明する。
【００４１】
本発明の記載における「彩度調整処理」とは、目的に応じて視覚的な鮮やかさを強調、又は抑制する処理をいい、画像を好ましい色、若しくは好ましい色と感じる色にするために、又は、画像全体の色のバランスを好ましいと感じるバランスにするために、鮮やかさを調整することをいう。
【００４２】
本発明において、彩度を調整するにあたっては、例えば画像を表すＲ（Ｒｅｄ）・Ｇ（Ｇｒｅｅｎ）・Ｂ（Ｂｌｕｅ）の３色の強度信号を、輝度成分と色差成分に分離し、色差成分における彩度成分の強度を調整することが好ましい。具体的には、当業者間で公知のＹＩＱ基底・ＨＳＶ基底・ＹＵＶ基底・ＹＣｒＣｂ基底等に変換するか、あるいはｓＲＧＢやＮＴＳＣ等に規格に基づきＣＩＥ１９３１表色系のＸＹＺ基底・ＣＩＥ１９７６の勧告するＬ＊ａ＊ｂ＊基底・Ｌ＊ｕ＊ｖ＊基底等に変換する操作を意味する。本発明における輝度信号と色差信号の分離は色彩学的に完全に緻密な変換でなくても十分な効果を発揮するので、例えば特開昭６３−２６７８３号公報の実施例に見られるようなＲＧＢの平均値を輝度信号とし、これに直交する２軸を色差信号とするような変換を行ってもよい。
【００４３】
彩度調整処理の具体的な手法については、例えば、画像データの信号値を明度、色相、彩度に変換し、彩度の強度値に所定の係数を乗じることで、明度、色相を変えずに鮮やかさのみを調整する手法の他、ＲＧＢ信号値に所定のマトリクス係数で定義されるマトリクス演算を適用し彩度を強調させる手法、また原画像から所定の統計量を算出し、これをもとに彩度補正量を求める手法等、当業界で広く知られる種々の手法を選択することができる。こうした公知の彩度調整技法は、例えば「Ｃ言語で学ぶ実践画像処理（オーム社，井上誠喜・八木伸行・林正樹・中須英輔・三谷公二・奥井誠人 共著）」等に詳細な解説がなされているが、これらに限定されない。
【００４４】
本発明の記載における「画像撮像装置」とは、光電変換機能を有する撮像素子（イメージセンサ）を備えた装置であって、デジタルカメラやスキャナがこれに含まれる。撮像素子としては、ＣＣＤ（電荷結合素子（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ））とシフトレジスタと呼ばれる電荷転送機構と、市松模様のカラーフィルタとを組み合わせ、感色性を付与したＣＣＤ型撮像素子や、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）型撮像素子が挙げられるが、本発明における撮像素子は、感度の異なる少なくとも２種類の撮像素子を組み合わせて用いることを特徴とする。
【００４５】
このような感度の異なる撮像素子を組み合わせた例として、特開２０００−１２５２０９号公報には、図２に示すように、低感度撮像素子１８と、高感度撮像素子１９とを、撮像素子の幾何学的な形状の中心が互いに行（水平）方向及び／又は列（垂直）方向に受光素子の間隔を示すピッチの半分、すなわち１／２ピッチずらしてハニカム状に配置された固体撮像素子が記載されている。本発明の撮像素子は、低感度撮像素子と高感度撮像素子とをハニカム状に配置することが望ましい。
【００４６】
本発明の記載における「感度」とは、被写体の明るさ（輝度）に対する応答特性を表す指標であり、より高感度な撮像素子ほど、より暗い被写体に対して応答することができることを意味する。一般に撮像素子の感度は、撮像素子の受光面積に比例して増大する。また撮像素子は、光が完全に遮断された状態でも微弱なノイズ信号（暗電流ノイズ、あるいはホワイトノイズと称される。）を発し、このノイズ信号は撮像素子の感度利得を調整するゲイン値に比例して増大する。光が遮断された状態で撮像素子が発するノイズ信号の強度は、受光面積に反比例する特性を有する。
【００４７】
したがって、低感度と高感度の２種類の撮像素子で構成する場合、高感度の撮像素子は、低感度の撮像素子に比べ受光面積が大きい、あるいは単位面積当りに配置される数が多いことが望ましい。また、高感度の撮像素子は感色性（色弁別能）を有さず、被写体の輝度にのみ応答するモノクロの素子であることが望ましい。
【００４８】
本発明の記載における「ダイナミックレンジ」とは、被写体の明るさ（輝度）の範囲に対する応答特性を表す指標であり、より広ダイナミックレンジな撮像素子ほど、より暗い被写体からより明るい被写体に対して応答することができる。一般に、撮像素子のダイナミックレンジは、撮像素子の受光部の材質や構造に依存し、フォトダイオード等の半導体を用いた素子では十分なダイナミックレンジを得ることができない。
【００４９】
また、高感度の撮像素子ほど、より暗い被写体に対して応答することができるが、より明るい被写体に対してはダイナミックレンジが不足し、信号が飽和しやすい。一方、低感度の撮像素子は、より明るい被写体に対しても信号が飽和しにくく、応答することができるが、より暗い被写体に対して感度が不足する。したがって、低感度と高感度の２種類の撮像素子で構成し、よりダイナミックレンジを拡大する場合、各々のダイナミックレンジの重なりを最小にすることが望ましい。
【００５０】
請求項６、１２、１８に記載の発明において、階調変換処理の条件に応じて、彩度調整処理の条件を設定する具体的な手法については、下記に限定されないが、所定の階調の変化量に対する彩度の強調係数を用いて、階調が硬調に変換されれば彩度を抑制し、軟調に変換されれば彩度を強調する手法の他、特開２００１−２５７９０２号公報に開示されている設定される階調変換処理量に応じて係数が決定されるマトリクスを適用することで、階調変換処理と同時に、階調変換処理量に応じた色彩度変換処理を施す手法、特開２００２−５１２２５号公報に開示されている任意の階調変換に対応する彩度補正ＬＵＴを作成し適用する手法、特開２００１−３１３８３９号公報に開示されている天候等の撮影条件を反映した基準補正と、特定色、肌色及び階調変換にともなう肌色の補正の総和に所定の重み係数を乗じて設定される補正、の双方の総和をもって補正値とする３Ｄ−ＬＵＴ色補正方法、特開２００２−２２２４１３号公報に開示されている元画像又は階調補正画像の輝度や彩度値の統計値等から算出したプレディクタをもとに彩度調整マトリクスの係数を決定する補正方法をはじめ、当業界における公知の手法を用いることができる。
【００５１】
【発明の実施の形態】
以下、図を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。ただし、発明の範囲は、図示例に限定されない。
【００５２】
［第１の実施の形態］
＜画像撮像装置１００の構成＞
まず、本発明の第１の実施の形態の画像撮像装置１００について説明する。
図１に、画像撮像装置１００のブロック図を示す。
【００５３】
画像撮像装置１００の光学系は、フォーカスの調節が可能なレンズ１と、光量を調節する絞り２と、被写体情報を電気信号に変換する固体撮像素子（ＣＣＤ）３と、を備えている。
【００５４】
ＣＣＤ３は、レンズ１及び絞り２を介してＣＣＤ３の受光面に結像される被写体情報を、ＣＣＤ３内のセンサ毎に光の入射光量に応じた量の電気的な信号へと光電変換する。ＣＣＤ３は、制御部１１から出力される信号に従ってＣＣＤ駆動回路１０から出力されるタイミングパルスに基づいて、ＣＣＤ３に蓄積された電気的な信号をアナログ処理回路４に順次出力する。
【００５５】
ＣＣＤ３は、図２に示すように、低感度撮像素子１８と、高感度撮像素子１９とがハニカム状に配置されて構成されている。図３は、低感度撮像素子１８、高感度撮像素子１９によって得られる画像データのダイナミックレンジの概念図である。具体的には、低感度撮像素子１８、高感度撮像素子１９が受光する被写体の輝度に対する信号電荷量を各々グラフＤＬ、ＤＨで示している。グラフＤＨに示すように、高感度撮像素子１９は、より暗い被写体に対して反応することができるが、より明るい被写体に対しては信号が飽和してしまう。一方、グラフＤＬに示すように、低感度撮像素子１８は、より明るい被写体に対して応答することができるが、より暗い被写体に対して感度が不足する。
【００５６】
アナログ処理回路４は、ＣＣＤ３によって得られた各画像データのＲ・Ｇ・Ｂ信号の増幅やノイズの低減処理を行う。
Ａ／Ｄ変換器５は、アナログ処理回路４により処理されたＲ・Ｇ・Ｂ信号をデジタルのＲ・Ｇ・Ｂ信号に変換して出力する。
一時記憶メモリ６は、Ａ／Ｄ変換器５から出力された低感度撮像素子１８と高感度撮像素子１９からのＲ・Ｇ・Ｂ信号を一時的に格納する。
【００５７】
制御部１１は、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）等の記憶部（図示略）に記憶されている各種制御プログラムと、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）（図示略）との協働により、画像撮像装置１００を構成する各部の動作を制御する。具体的には、制御部１１は、レンズ１の焦点距離とフォーカス（ピント）を調節するモータ２０の制御を行う自動焦点駆動回路１３、焦点距離調整回路１２、ＣＣＤ駆動回路１０、アナログ処理回路４、一時記憶メモリ６、画像処理部７、出力部８、記憶デバイス９、操作部１４、表示部１５、ストロボ１７を駆動させるストロボ駆動回路１６を制御する。
【００５８】
操作部１４には、図示しないボタン、カーソルキー等が設けられ、設定された操作情報は制御部１１に送られる。
【００５９】
表示部１５はデジタル画像データを表示するとともに、ユーザが撮影に関する設定や条件を確認する用途に用いる。
【００６０】
画像処理部７は、一時記憶メモリ６に記憶されたＲ・Ｇ・Ｂ信号に画像処理を施す。画像処理部７は、高感度画像データと低感度画像データに対する彩度調整処理の条件設定、彩度調整処理、表示部１５に表示されるデジタル画像データの階調補正、分光感度のクロストーク補正、暗電流ノイズ抑制、鮮鋭化、ホワイトバランス調整等の画質向上処理の他、画像サイズの変更、トリミング、アスペクト変換等の処理を行う。これらの処理結果や、処理済み画像データ又は合成された広ダイナミックレンジ画像は、必要に応じて、記憶デバイス９により記憶メディアに保存されるか、あるいは、続いて処理をするために、出力部８により画像処理装置（図示せず）に出力される。
【００６１】
出力部８は、ネットワークケーブル、ケーブル又は無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）等を介して、画像処理を施した後の画像データを画像処理装置やコンピュータに出力する通信手段である。
【００６２】
記憶デバイス９は、デジタル画像データや、画像撮像装置１００の制御プログラムの記録及び／又は読み出しを行うことが可能な記憶手段である。記憶デバイス９は、メモリカード、ＣＤ−Ｒ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｋ−Ｒｅｃｏｒｄａｂｌｅ）、ＤＶＤ−Ｒ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｋ−Ｒｅｃｏｒｄａｂｌｅ）等の各種記録媒体に画像データを記録する。
【００６３】
＜画像処理部７の処理＞
次に、画像撮像装置１００の画像処理部７において実行される広ダイナミックレンジ画像生成処理１について説明する。
【００６４】
まず、図４に示すように、画像撮像装置１００により、被写体が撮像され、高感度画像データと低感度画像データが生成される（ステップＳ１）。
【００６５】
そして、高感度画像データと低感度画像データは、画像データを構成するＲ・Ｇ・Ｂ信号値から、所定のＬＵＴ（ルックアップテーブル）を用いてマンセル色票系の色相Ｈ・明度Ｖ・彩度Ｃに変換される（ステップＳ２）。ただし、Ｒ・Ｇ・Ｂ信号値から彩度成分の信号強度を抽出する手法は、この変換方式に限定されるものではなく、当業界で知られる種々の手法を選択することができる。
【００６６】
次に、高感度画像データと低感度画像データ各々の画像特性に応じて、彩度調整処理の処理条件が設定される（ステップＳ３）。そして、設定された条件に従って、高感度画像データと低感度画像データに対応する彩度Ｃに対して彩度調整処理が施される（ステップＳ４−１，Ｓ４−２）。
【００６７】
次に、高感度画像データの彩度調整処理済みの彩度Ｃ’と低感度画像データの彩度調整処理済みの彩度Ｃ’、高感度画像データの未処理の色相Ｈ・明度Ｖと低感度画像データの未処理の色相Ｈ・明度Ｖが各々合成され、広ダイナミックレンジ画像の彩度Ｃ’・色相Ｈ・明度Ｖの各成分が算出される（ステップＳ５）。
【００６８】
そして、合成された彩度Ｃ’・色相Ｈ・明度Ｖは、ステップＳ２で用いたＬＵＴの逆ＬＵＴを用いてＲ・Ｇ・Ｂ信号に変換され、広ダイナミックレンジ画像が生成される（ステップＳ６）。
【００６９】
次に、図４のステップＳ３，Ｓ４−１，Ｓ４−２における各感度の画像データの彩度Ｃに対する彩度調整処理の処理条件の設定及び彩度調整処理について説明する。
【００７０】
彩度調整処理は、Ｎｓ個の感度の異なる画像データのうちｉ番目の彩度をＣ（ｉ）、彩度調整処理済みの彩度をＣ’（ｉ）、彩度調整係数をｇ（Ｓ（ｉ））として、下記式（１）に従って行われる。
Ｃ’（ｉ）＝Ｃ（ｉ）×ｇ（Ｓ（ｉ）） （１）
ただし、ｉは１からＮｓまでの整数である（本実施の形態ではＮｓ＝２）。
【００７１】
ここで、Ｓ（ｉ）はｉに対応する画像データの感度である。また、ｇ（Ｓ（ｉ））はＳ（ｉ）に応じて変化する関数で、感度が高いほど大きい値を有するように予め用意されている。図５に、彩度調整係数ｇ（Ｓ（ｉ））の例を示す。図５において、ｇ０は所定の係数であり、ｇ０＞１．０を満たす。すなわち、彩度調整係数ｇ（Ｓ（ｉ））は、彩度を強調するための係数であり、彩度を強調する効果は、対象となる画像データの感度が高いほど強くなる。
【００７２】
図４のステップＳ３では、彩度調整処理の条件を設定する対象の画像データの感度と、可視的に図５に示すＬＵＴを用いて、画像データに対応する彩度調整係数ｇ（Ｓ（ｉ））を決定し、図４のステップＳ４−１，Ｓ４−２において、上記式（１）に従って、画像データに彩度調整処理を施す。
ただし、彩度調整処理の手法は上記したものに限らず、当業界で知られる種々の手法を選択することができる。
【００７３】
このように、感度に応じて彩度調整処理の条件を設定して、高感度画像データには強く彩度を強調し、低感度画像データには弱く彩度を強調することにより生成された広ダイナミックレンジ画像は、感度によらず同一の条件で彩度を強調して生成した広ダイナミックレンジ画像と比較して、シャドウ部からハイライト部まで鮮やかさのバランスがよく、また、シャドウ部の立体感が増し、観察者に好ましい印象を与えることが確認された。
【００７４】
また、上記式（１）に従って、感度に応じて条件を個々に設定した彩度調整処理を施す手法の代わりに、高感度画像データと低感度画像データに階調変換処理を施し、特開２００１−２５７９０２号公報に開示されている設定される階調変換処理量に応じて係数が決定されるマトリクスを適用することで、階調変換処理と同時に、階調変換処理量に応じた色彩度変換処理を施す手法を用いることもできる。この手法を用いて、各感度の画像データに施す階調変換処理の階調変換処理量に応じて彩度調整処理条件を設定し、彩度調整処理を施し、これに基づいて広ダイナミックレンジ画像を生成する。このように生成された広ダイナミックレンジ画像は、階調変換処理は同様に施し、彩度調整処理は一律の条件で施して生成された広ダイナミックレンジ画像と比較して、シャドウ部からハイライト部までの画像全体の彩度のバランスがよく、同系色のグラデーションの部分に色味がずれる違和感がなく、観察者に好ましい印象を与えることが確認された。
【００７５】
第１の実施の形態の画像撮像装置１００によれば、高感度画像データと低感度画像データ各々の特性に応じて個々に設定した条件に従って彩度調整処理を施すことにより、個々の画像データの彩度を最適に調整することができるので、この処理結果に基づいて、色再現性に優れた視覚的・感覚的に高画質な広ダイナミックレンジ画像を生成することができる。
【００７６】
近年、デジタル画像を扱うユーザは増加してきており、さらに、デジタル画像処理に対する習熟度は初心者からプロユーザまで幅広い。初心者にとっては、多岐にわたる選択肢がある画像撮像装置よりも、自動的に高画質な画像が得られることが望ましい。また、撮影を業務で行う場合にも、得られる画像が高画質であれば、その手段は自動化されていることが好ましい。本発明によれば、幅広いユーザが満足することができる高画質な広ダイナミックレンジ画像を簡便に提供することができる。
【００７７】
なお、図４に示したように、高感度画像データと低感度画像データを、彩度調整処理済みの彩度Ｃ’、未処理の色相Ｈ・明度Ｖについて合成し、これをＲ・Ｇ・Ｂ信号等に変換処理し、広ダイナミックレンジ画像データを生成する方法は、処理負荷の点で好ましいが、各感度の異なる画像データに施した彩度調整処理の処理結果に基づいて、感度の異なる処理済画像データを生成し、これらを加算合成することにより広ダイナミックレンジ画像を生成してもよい。
【００７８】
図６は、画像撮像装置１００の画像処理部７において実行される広ダイナミックレンジ画像生成処理２を示すフローチャートである。図６において、図４と同様の処理を示す部分は、同一の符号を付し、説明を省略する。
【００７９】
図６に示すように、各感度に対応する処理済み彩度Ｃ’と未処理の色相Ｈ・明度Ｖは、ステップＳ２で用いたＬＵＴの逆ＬＵＴを用いてＲ・Ｇ・Ｂ信号に変換され、処理済み高感度画像データ、処理済み低感度画像データが生成される（ステップＳ７−１，Ｓ７−２）。
【００８０】
さらに、処理済み高感度画像データ、処理済み低感度画像データが合成されることにより、適切な彩度調整処理がなされた広ダイナミックレンジ画像データが生成される（ステップＳ８）。
【００８１】
図６に示した方法は、処理済みの各感度画像データをモニタ等の表示デバイスに出力し、視覚的に確認する等の目的において有効である。
【００８２】
また、図４のステップＳ５や、図６のステップＳ８における感度の異なる画像に対応する信号の合成方法は、低感度画像に対応する信号値と、高感度画像に対応する信号値を比較し、所定の閾値に従ってどちらか一方の値を選択すればよい。ただし、合成の方法は、これに限定されるものではなく、例えば、特開２００１−８１０４号公報に記載されている高感度映像信号を高量子化分解能で、低感度映像信号を低量子化分解能で各々量子化し、高量子化データが飽和している場合は感度比で合算し、高量子化データが飽和してい場合は高量子化データを選択する方法、特開２００３−１８４４５号公報に記載されている複数の撮像信号のうちいずれか一つを選択する方法、特開２００−１２５２０９号公報等に記載されている第１の受光素子から得られた信号の飽和レベルを調整して、第２の受光素子から得られた信号と合成する方法をはじめ、いずれかの信号を選択する手法だけでなく、重みを付けて加算する方法等、種々の手法を採用することができる。
【００８３】
また、図４及び図６のステップＳ４−１，Ｓ４−２の処理において生成された各感度の画像データの処理結果（彩度調整処理済みの彩度Ｃ’）、未処理の色相Ｈ・明度Ｖを、画像撮像装置１００とは物理的に独立した画像処理装置に出力し、その後の処理を画像処理装置において行うこととしてもよい。これにより、彩度調整処理の結果に基づいて広ダイナミックレンジ画像を生成する処理を終えるのを待たずに次の撮像を開始することが可能となる。
【００８４】
画像処理装置に処理結果を出力するには、例えば、画像撮像装置１００において処理結果が記録媒体に記録され、記録媒体を介して画像処理装置が処理結果を取得することとしてもよいし、画像撮像装置１００が画像処理装置とケーブルを介して有線状態で接続、又は通信やインターネットを介して無線状態で接続され、画像撮像装置１００が出力した処理結果を画像処理装置が取得することとしてもよい。この場合、画像処理装置は、画像撮像装置１００と離れた場所に設置されていてもよい。
【００８５】
［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態の画像撮像装置１００について説明する。第２の実施の形態における画像撮像装置１００の構成及び機能については、第１の実施の形態と同様であるので、第１の実施の形態と同一の符号を付し、その図示及び説明を省略する。
【００８６】
図７は、画像撮像装置１００の画像処理部７において実行される処理の概要を示すフローチャートである。図７において、図６と同様の処理を示す部分については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００８７】
図７に示すように、ステップＳ７−１，Ｓ７−２において生成された処理済み高感度画像データと処理済み低感度画像データは、同一の被写体から得られた処理済み画像データ同士が関連付けられて、ネットワークケーブル、ケーブル又は無線ＬＡＮ等を介して画像処理装置に出力される（ステップＳ９）。ここで、「関連付ける」とは、同一の被写体から得られたという情報が画像データのタグ情報に記載される等、同一の被写体から同時に得られた画像データの組であることを示すことをいう。
【００８８】
第２の実施の形態の画像撮像装置１００によれば、処理済み高感度画像データと処理済み低感度画像データを生成し、さらに、同一の被写体から得られた処理済み高感度画像データと処理済み低感度画像データとを関連付けて出力することにより、画像撮像装置１００内で広ダイナミックレンジ画像を生成する場合と比較して処理速度が上がり、広ダイナミックレンジ画像を生成する処理を終えるのを待たずに次の撮像を開始することが可能となる。
【００８９】
また、後に、各処理済み画像データをモニタに表示する等して、ユーザが画像の内容を確認したり管理したりする際に使いやすい。また、各感度の画像データ又は最初に生成した広ダイナミックレンジ画像をモニタ等で確認した時に、処理結果が不満であれば、特定の感度の画像に処理を加えたり、処理条件を変更したりする等、処理の追加や補正を施した後に、広ダイナミックレンジ画像を再生成することが可能になる。
【００９０】
また、プロユーザのように、扱う画像データのサイズ容量が大きく、撮影シーンが多い状況では、種々の画像処理の処理負荷が高いため、撮像装置が広ダイナミックレンジ画像を生成する処理を行わず、本実施の形態のように、彩度調整処理済み画像データを生成する処理までを行い、撮像装置とは物理的に異なる画像処理装置によって広ダイナミックレンジ画像の生成が行われることが好ましい。
【００９１】
［第３の実施の形態］
次に、本発明の第３の実施の形態の画像撮像装置１００について説明する。第３の実施の形態における画像撮像装置１００の構成及び機能については、第１の実施の形態と同様であるので、第１の実施の形態と同一の符号を付し、その図示及び説明を省略する。
【００９２】
図８は、画像撮像装置１００の画像処理部７において実行される処理の概要を示すフローチャートである。図８において、図６と同様の処理を示す部分については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００９３】
図８に示すように、ステップＳ７−１，Ｓ７−２において生成された処理済み高感度画像データと処理済み低感度画像データは、同一の被写体から得られた処理済み画像データ同士が関連付けられて、記録媒体に記録される（ステップＳ１０）。記録媒体としては、メモリカード、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ−Ｒ等が用いられる。
【００９４】
第３の実施の形態の画像撮像装置１００によれば、同一の被写体から得られた処理済み高感度画像データと処理済み低感度画像データとを関連付けて記録媒体に記録することにより、ケーブルやネットワーク等でデータ転送が不可能な状況にある画像処理装置においても、広ダイナミックレンジ画像の生成が可能となる。
【００９５】
また、第２の実施の形態と同様に、各処理済み画像データをモニタに表示する等して、ユーザが画像の内容を確認したり管理したりする際に使いやすい。また、特定の感度の画像に対する処理の追加や補正が容易となる。
【００９６】
［第４の実施の形態］
＜画像処理装置２００の構成＞
次に、図９〜図１１を参照して、本発明の第４の実施の形態の画像処理装置２００について説明する。
図９は、画像処理装置２００の概観構成を示す斜視図である。画像処理装置２００は、出力デバイスとして画像を形成する画像記録手段と、表示デバイスとしてＣＲＴディスプレイモニタと、を備える。
【００９７】
図９に示すように、画像処理装置２００には、本体２０２の一側面にマガジン装填部２０３が備えられている。本体２０２の内側には、出力メディアである銀塩印画紙に露光する露光処理部２０４と、露光された銀塩印画紙を現像処理して乾燥し、プリントを作成するプリント作成部２０５が備えられ、作成されたプリントは、本体２０２の他側面に設けられたトレー２０６に排出される。
【００９８】
また、本体２０２の上部には、表示装置としてのＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ Ｒａｙ Ｔｕｂｅ）２０８、透過原稿を読み込む装置であるフィルムスキャナ部２０９、反射原稿入力装置２１０、操作部２１１が備えられている。このＣＲＴ２０８が、プリントを作成しようとする画像情報の画像を画面に表示する表示手段を構成している。さらに、本体２０２には、各種デジタル記録媒体に記録された画像情報を読み取り可能な画像読込部２１４、各種デジタル記録媒体に画像信号を書き込み（出力）可能な画像書込部２１５が備えられている。また、本体２０２の内部には、これらの各部を集中制御する制御部２０７が備えられている。
【００９９】
画像読込部２１４には、ＰＣカード用アダプタ２１４ａ、フロッピー（登録商標）ディスク用アダプタ２１４ｂが備えられ、ＰＣカード２１３ａやフロッピーディスク２１３ｂが差し込み可能になっている。ＰＣカード２１３ａは、デジタルカメラで撮像された複数の駒画像データが記録されたメモリを有する。フロッピーディスク２１３ｂには、例えば、デジタルカメラで撮像された複数の駒画像データが記録されている。その他、駒画像データを有する記録媒体としては、マルチメディアカード、メモリースティック、ＭＤ（Ｍｉｎｉ Ｄｉｓｃ）データ、ＣＤ−ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）等が挙げられる。
【０１００】
画像書込部２１５には、フロッピーディスク用アダプタ２１５ａ、ＭＯ用アダプタ２１５ｂ、光ディスク用アダプタ２１５ｃが備えられ、各々、ＦＤ２１６ａ、ＭＯ２１６ｂ、光ディスク２１６ｃが差し込み可能になっており、画像情報を画像記録メディアに書き込むことができるようになっている。光ディスク２１６ｃとしては、ＣＤ−Ｒ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｋ−Ｒｅｃｏｒｄａｂｌｅ）、ＤＶＤ−Ｒ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｋ−Ｒｅｃｏｒｄａｂｌｅ）等がある。
【０１０１】
なお、図９では、操作部２１１、ＣＲＴ２０８、フィルムスキャナ部２０９、反射原稿入力装置２１０、画像読込部２１４が、本体２０２に一体的に備えられた構造となっているが、これらのいずれか１つ以上を別体として設けるようにしてもよい。
【０１０２】
なお、図９に示した画像処理装置２００では、感光材料に露光して現像してプリントを作成するものが例示されているが、プリント作成方式はこれに限定されず、例えば、インクジェット方式、電子写真方式、感熱方式、昇華方式等の方式を用いてもよい。
【０１０３】
＜画像処理装置２００の内部構成＞
図１０は、画像処理装置２００の内部構成を示すブロック図である。画像処理装置２００は、図１０に示すように、制御部２０７、露光処理部２０４、プリント作成部２０５、フィルムスキャナ部２０９、反射原稿入力装置２１０、画像読込部２１４、通信手段（入力）２３２、画像書込部２１５、データ蓄積手段２７１、操作部２１１、ＣＲＴ２０８、通信手段（出力）２３３から構成される。
【０１０４】
制御部２０７は、マイクロコンピュータにより構成され、ＲＯＭ等の記憶部（図示略）に記憶されている画像処理プログラム等の各種制御プログラムと、ＣＰＵ（図示略）との協働により、画像処理装置２００を構成する各部の動作を制御する。
【０１０５】
制御部２０７は、本発明の画像処理装置に係る画像処理部２７０を有し、操作部２１１からの入力信号（指令情報）に基づいて、フィルムスキャナ部２０９や反射原稿入力装置２１０により取得した画像データ、画像読込部２１４から読み込まれた画像データ、外部機器から通信手段（入力）２３２を介して入力された画像データに対して、画像処理を施して出力用画像データ生成し、露光処理部２０４に出力する。また、画像処理部２７０は、画像処理された画像データに対して出力形態に応じた変換処理を施して出力する。画像処理部２７０の出力先としては、ＣＲＴ２０８、画像書込部２１５、通信手段（出力）２３３等がある。
【０１０６】
露光処理部２０４は、感光材料に画像の露光を行い、この感光材料をプリント作成部２０５に出力する。プリント作成部２０５は、露光された感光材料を現像処理して乾燥し、プリントＰ１、Ｐ２、Ｐ３を作成する。プリントＰ１は、サービスサイズ、ハイビジョンサイズ、パノラマサイズ等のプリントであり、プリントＰ２は、Ａ４サイズのプリントであり、プリントＰ３は、名刺サイズのプリントである。
【０１０７】
フィルムスキャナ部２０９は、アナログカメラにより撮像されてネガフィルムを現像して得られる現像済みのネガフィルムＮからの駒画像データを読み込む。反射原稿入力装置２１０は、駒画像を印画紙に焼き付けて現像処理したプリントＰからの駒画像データを読み込む。
【０１０８】
フィルムスキャナ部２０９や反射原稿入力装置２１０から読み込まれる原稿としては、写真感光材料があり、この写真感光材料としては、カラーネガフィルム、カラーリバーサルフィルム、白黒ネガフィルム、白黒リバーサルフィルム等がある。この写真感光材料には、アナログカメラにより撮像した駒画像情報が記録される。フィルムスキャナ部２０９のフィルムスキャナにより、デジタル画像データに変換し、駒画像データとすることができる。また、写真感光材料が銀塩印画紙であるカラーペーパーの場合、反射原稿入力装置２１０のフラットベットスキャナにより、駒画像データに変換することができる。
【０１０９】
画像読込部２１４は、ＰＣカード２１３ａやフロッピーディスク２１３ｂに記録された駒画像データを読み出して制御部２０７に転送する。この画像読込部２１４は、画像転送手段２３０として、ＰＣカード用アダプタ２１４ａ、フロッピーディスク用アダプタ２１４ｂ等を有する。画像読込部２１４は、ＰＣカード用アダプタ２１４ａに差し込まれたＰＣカード２１３ａや、フロッピーディスク用アダプタ２１４ｂに差し込まれたフロッピーディスク２１３ｂに記録された駒画像データを読み取り、制御部２０７に転送する。ＰＣカード用アダプタ２１４ａとしては、例えばＰＣカードリーダやＰＣカードスロット等が用いられる。
【０１１０】
通信手段（入力）２３２は、画像処理装置２００が設置された施設内の別のコンピュータや、インターネット等を介した遠方のコンピュータから、撮像画像を表す画像データやプリント命令信号を受信する。
【０１１１】
画像書込部２１５は、画像搬送部２３１として、フロッピーディスク用アダプタ２１５ａ、ＭＯ用アダプタ２１５ｂ、光ディスク用アダプタ２１５ｃを備えている。画像書込部２１５は、制御部２０７から入力される書込信号に従って、フロッピーディスク用アダプタ２１５ａに差し込まれたフロッピーディスク２１６ａ、ＭＯ用アダプタ２１５ｂに差し込まれたＭＯ２１６ｂ、光ディスク用アダプタ２１５ｃに差し込まれた光ディスク２１６ｃに、生成された画像データを書き込む。
【０１１２】
データ蓄積手段２７１は、画像データとそれに対応する注文情報（どの駒の画像から何枚プリントを作成するかの情報、プリントサイズの情報等）とを記憶し、順次蓄積する。
【０１１３】
操作部２１１は、情報入力手段２１２を有する。情報入力手段２１２は、例えば、タッチパネル等により構成されており、情報入力手段２１２の押下信号を入力信号として制御部２０７に出力する。なお、操作部２１１は、キーボードやマウス等を備えて構成するようにしてもよい。ＣＲＴ２０８は、制御部２０７から入力された表示制御信号に従って、画像データ等を表示する。
【０１１４】
通信手段（出力）２３３は、本発明の画像処理を施した後の撮影画像を表す画像データと付帯するオーダー情報を、画像処理装置２００が設置された施設内の他のコンピュータや、インターネット等を介した遠方のコンピュータに対して送信する。
【０１１５】
このように画像処理装置２００は、各種デジタルメディアの画像や画像原稿を分割測光して得られた画像情報を取り込む画像入力手段と、複数の感度の異なる画像データに対し、個々に彩度調整処理の条件を設定し、設定された条件に従って画像データに彩度調整処理を施し、さらに、処理結果に基づいて、広ダイナミックレンジ画像データを生成する、又は処理済み画像データを生成する等、本発明の特徴となる画像処理を施す画像処理手段と、広ダイナミックレンジ画像や処理済み画像データ等の処理済みの画像を表示、又はプリント出力、あるいは画像記録メディアに書き込む画像出力手段と、通信回線を介して施設内の別のコンピュータやインターネット等を介した遠方のコンピュータに対して画像データと付帯するオーダー情報を送信する手段とを有する。
【０１１６】
＜画像処理部２７０の構成＞
図１１は、画像処理装置２００の画像処理部２７０の機能的構成を示すブロック図である。画像処理部２７０は、図１１に示すように、フィルムスキャンデータ処理部７０１、反射原稿スキャンデータ処理部７０２、画像データ書式解読処理部７０３、画像調整処理部７０４、ＣＲＴ固有処理部７０５、プリンタ固有処理部（１）７０６、プリンタ固有処理部（２）７０７、画像データ書式作成処理部７０８から構成される。
【０１１７】
フィルムスキャンデータ処理部７０１は、フィルムスキャナ部２０９から入力された画像データに対し、フィルムスキャナ部２０９固有の校正操作・ネガ原稿の場合のネガポジ反転、ゴミキズ除去、グレーバランス調整、コントラスト調整、粒状ノイズ除去、鮮鋭化強調等を施し、画像調整処理部７０４に出力する。また、フィルムスキャンデータ処理部７０１は、フィルムサイズ、ネガポジ種別、フィルムに光学的あるいは磁気的に記録されたＩＳＯ感度、メーカー名、主要被写体に関わる情報・撮影条件に関する情報（例えばＡＰＳの記載情報内容）等も併せて画像調整処理部７０４に出力する。
【０１１８】
反射原稿スキャンデータ処理部７０２は、反射原稿入力装置２１０から入力された画像データに対し、反射原稿入力装置２１０固有の校正操作、ネガ原稿の場合のネガポジ反転、ゴミキズ除去、グレーバランス調整、コントラスト調整、ノイズ除去、鮮鋭化強調等を施し、画像調整処理部７０４に出力する。
【０１１９】
画像データ書式解読処理部７０３は、画像転送手段２３０や通信手段（入力）２３２から入力された画像データのデータ書式に従って、必要に応じて圧縮符号の復元、色データの表現方法の変換等を行い、画像処理部２７０内の演算に適したデータ形式に変換し、画像調整処理部７０４に出力する。
【０１２０】
この他、フィルムスキャナ部２０９、反射原稿入力装置２１０、画像転送手段２３０、通信手段（入力）２３２からの主要被写体に関わる情報及び撮影条件に関する情報を補足・補充する形で、操作部２１１から該情報を画像調整処理部７０４に送ることもできる。
【０１２１】
出力画像の大きさについての指定は操作部２１１から入力される。この他に、通信手段（入力）２３２から取得した出力画像の大きさについて指定があった場合や、画像転送手段２３０が取得した画像データのヘッダ情報やタグ情報に埋め込まれた出力画像の大きさについての指定があった場合には、画像データ書式解読処理部７０３が該情報を検出し、画像調整処理部７０４へ出力する。
【０１２２】
画像調整処理部７０４は、操作部２１１又は制御部２０７の指令に基づいて、フィルムスキャナ部２０９、反射原稿入力装置２１０、画像転送手段２３０、通信手段（入力）２３２から受け取った画像情報に対して、複数の感度の異なる彩度調整処理の条件を設定し、設定された条件に従った彩度調整処理を行い、ＣＲＴ固有処理部７０５、プリンタ固有処理部（１）７０６、プリンタ固有処理部（２）７０７、画像データ書式作成処理部７０８、データ蓄積手段２７１へ処理済みの画像信号を送出する。
【０１２３】
ＣＲＴ固有処理部７０５は、画像調整処理部７０４から入力された画像データに対して、必要に応じて画素数変更やカラーマッチング等の処理を施し、制御情報等表示が必要な情報と合成した表示用の画像データをＣＲＴ２０８に出力する。
【０１２４】
プリンタ固有処理部（１）７０６は、画像調整処理部７０４から入力された画像データに対して、必要に応じてプリンタ固有の校正処理、カラーマッチング、画素数変更等を行い、露光処理部２０４に出力する。
【０１２５】
画像処理装置２００に、大判インクジェットプリンタ等の外部プリンタ２３４が接続されている場合には、接続されたプリンタ毎にプリンタ固有処理部（２）７０７が設けられている。このプリンタ固有処理部（２）７０７は、画像調整処理部７０４から入力された画像データに対して、適正なプリンタ固有の校正処理、カラーマッチング、画素数変更等を行う。
【０１２６】
画像データ書式作成処理部７０８は、画像調整処理部７０４から入力された画像データに対して、必要に応じてＪＰＥＧ、ＴＩＦＦ（Ｔａｇｇｅｄ Ｉｍａｇｅ Ｆｉｌｅ Ｆｏｒｍａｔ）、Ｅｘｉｆ（Ｅｘｃｈａｎｇｅａｂｌｅ Ｉｍａｇｅ Ｆｉｌｅ Ｆｏｒｍａｔ）等に代表される各種の汎用画像フォーマットへの変換を行い、画像搬送部２３１や通信手段（出力）２３３に出力する。
【０１２７】
なお、フィルムスキャンデータ処理部７０１、反射原稿スキャンデータ処理部７０２、画像データ書式解読処理部７０３、画像調整処理部７０４、ＣＲＴ固有処理部７０５、プリンタ固有処理部（１）７０６、プリンタ固有処理部（２）７０７、画像データ書式作成処理部７０８という区分は、画像処理部２７０の機能の理解を助けるために設けた区分であり、必ずしも物理的に独立したデバイスとして実現される必要はなく、例えば、単一のＣＰＵにおけるソフトウエア処理の種類の区分として実現されてもよい。また、本実施の形態における画像処理装置２００は、上述の内容に限定されるものではなく、デジタルフォトプリンタ、プリンタドライバ、各種の画像処理ソフトのプラグイン等、種々の形態に適用することができる。
【０１２８】
＜画像調整処理部７０４の処理＞
次に、画像処理装置２００の画像調整処理部７０４において実行される広ダイナミックレンジ画像生成処理３について説明する。
【０１２９】
まず、図１２に示すように、画像処理装置２００により、高感度画像データと低感度画像データが取得される（ステップＳ１１）。画像データの取得方法としては、画像読込部２１４からデジタル画像データが読み込まれることとしてもよいし、外部機器から通信手段（入力）２３２を介して入力されてもよい。ここで、同一の被写体から得られた画像データ同士はタグ情報に記載される等の方法により関連付けられている。
【０１３０】
そして、高感度画像データと低感度画像データは、画像データを構成するＲ・Ｇ・Ｂ信号値から、所定のＬＵＴを用いてマンセル色票系の色相Ｈ・明度Ｖ・彩度Ｃに変換される（ステップＳ１２）。
【０１３１】
次に、高感度画像データと低感度画像データ各々の画像特性に応じて、個々に彩度調整処理の条件が設定される（ステップＳ１３）。そして、設定された条件に従って、高感度画像データと低感度画像データに対応する彩度Ｃに対して彩度調整処理が施される（ステップＳ１４−１，Ｓ１４−２）。
【０１３２】
次に、高感度画像データの彩度調整処理済みの彩度Ｃ’と低感度画像データの彩度調整処理済みの彩度Ｃ’、高感度画像データの未処理の色相Ｈ・明度Ｖと低感度画像データの未処理の色相Ｈ・明度Ｖが各々合成され、広ダイナミックレンジ画像の彩度Ｃ’・色相Ｈ・明度Ｖの各成分が算出される（ステップＳ１５）。
【０１３３】
合成された彩度Ｃ’・色相Ｈ・明度Ｖは、ステップＳ１２で用いたＬＵＴの逆ＬＵＴを用いてＲ・Ｇ・Ｂ信号に変換され、広ダイナミックレンジ画像が生成される（ステップＳ１６）。
【０１３４】
各感度の画像データの彩度Ｃに対する彩度調整処理の処理条件の設定及び彩度調整処理の手順や効果については、第１の実施の形態で説明した内容と同様であるので、説明を省略する。
【０１３５】
第４の実施の形態の画像処理装置２００によれば、高感度画像データと低感度画像データ各々の特性に応じて個々に設定した条件に従って彩度調整処理を施すことにより、個々の画像データの彩度を最適に調整することができるので、この処理結果に基づいて、色再現性に優れた視覚的・感覚的に高画質な広ダイナミックレンジ画像を生成することができる。
【０１３６】
また、画像処理装置２００が撮像された画像データの画像処理を行うことにより、デジタルカメラ等の撮像装置側の処理負荷を低減させることができるため、撮像装置の小サイズ化・軽量化を図ることができる。
【０１３７】
なお、図１２に示したように、高感度画像データと低感度画像データを、彩度調整処理済みの彩度Ｃ’、未処理の色相Ｈ・明度Ｖについて合成し、これをＲ・Ｇ・Ｂ信号等に変換処理し、広ダイナミックレンジ画像データを生成する方法は、処理負荷の点で好ましいが、各感度の異なる画像データに施した彩度調整処理の処理結果に基づいて、感度の異なる処理済画像データを生成し、これらを加算合成することにより広ダイナミックレンジ画像を生成してもよい。
【０１３８】
図１３は、画像処理装置２００の画像調整処理部７０４において実行される広ダイナミックレンジ画像生成処理４を示すフローチャートである。図１３において、図１２と同様の処理を示す部分は、同一の符号を付し、説明を省略する。
【０１３９】
図１３に示すように、各感度に対応する処理済み彩度Ｃ’と未処理の色相Ｈ・明度Ｖは、ステップＳ１２で用いたＬＵＴの逆ＬＵＴを用いてＲ・Ｇ・Ｂ信号に変換され、処理済み高感度画像データ、処理済み低感度画像データが生成される（ステップＳ１７−１，Ｓ１７−２）。
【０１４０】
さらに、処理済み高感度画像データ、処理済み低感度画像データが合成されることにより、適切な彩度調整処理がなされた広ダイナミックレンジ画像データが生成される（ステップＳ１８）。
【０１４１】
図１３に示した方法は、処理済みの各感度画像データをモニタ等の表示デバイスに出力し、視覚的に確認する等の目的において有効である。
【０１４２】
また、図１２及び図１３のステップＳ１４−１，Ｓ１４−２の処理において生成された各感度の画像データの処理結果（彩度調整処理済みの彩度Ｃ’）、未処理の色相Ｈ・明度Ｖを、画像処理装置２００とは物理的に独立した別の画像処理装置に出力し、その後の処理を別の画像処理装置において行うこととしてもよい。
【０１４３】
［第５の実施の形態］
次に、本発明の第５の実施の形態の画像処理装置２００について説明する。第５の実施の形態における画像処理装置２００の構成及び機能については、第４の実施の形態と同様であるので、第４の実施の形態と同一の符号を付し、その図示及び説明を省略する。
【０１４４】
図１４は、画像処理装置２００の画像調整処理部７０４において実行される処理の概要を示すフローチャートである。図１４において、図１３と同様の処理を示す部分については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【０１４５】
図１４に示すように、ステップＳ１７−１，Ｓ１７−２において生成された処理済み高感度画像データと処理済み低感度画像データは、同一の被写体から得られた処理済み画像データ同士が関連付けられて、ネットワークケーブル、ケーブル又は無線ＬＡＮ等を介して別の画像処理装置に出力される（ステップＳ１９）。
【０１４６】
第５の実施の形態の画像処理装置２００によれば、処理済み高感度画像データと処理済み低感度画像データを生成し、さらに、同一の被写体から得られた処理済み高感度画像データと処理済み低感度画像データとを関連付けて出力することにより、画像処理装置２００内で広ダイナミックレンジ画像を生成する場合と比較して処理速度が上がる。
【０１４７】
また、各処理済み画像データをモニタに表示する等して、ユーザが画像の内容を確認したり管理したりする際に使いやすい。また、特定の感度の画像に対する処理の追加や補正が容易となる。
【０１４８】
［第６の実施の形態］
次に、本発明の第６の実施の形態の画像処理装置２００について説明する。第６の実施の形態における画像処理装置２００の構成及び機能については、第４の実施の形態と同様であるので、第４の実施の形態と同一の符号を付し、その図示及び説明を省略する。
【０１４９】
図１５は、画像処理装置２００の画像調整処理部７０４において実行される処理の概要を示すフローチャートである。図１５において、図１３と同様の処理を示す部分については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【０１５０】
図１５に示すように、ステップＳ１７−１，Ｓ１７−２において生成された処理済み高感度画像データと処理済み低感度画像データは、同一の被写体から得られた処理済み画像データ同士が関連付けられて、記録媒体に記録される（ステップＳ２０）。記録媒体としては、メモリカード、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ−Ｒ等が用いられる。
【０１５１】
第６の実施の形態の画像処理装置２００によれば、同一の被写体から得られた処理済み高感度画像データと処理済み低感度画像データとを関連付けて記録媒体に記録することにより、ケーブルやネットワーク等でデータ転送が不可能な状況にある別の画像処理装置において、広ダイナミックレンジ画像の生成が可能となる。
【０１５２】
また、第５の実施の形態と同様に、各処理済み画像データをモニタに表示する等して、ユーザが画像の内容を確認したり管理したりする際に使いやすい。また、特定の感度の画像に対する処理の追加や補正が容易となる。
【０１５３】
なお、上記の各実施の形態においては、画像撮像装置１００により撮像される画像データ又は画像処理装置２００により取得される画像データの感度が、高感度画像データと低感度画像データの２つの場合について説明したが、感度の異なる画像データは３つ以上であってもよい。
【０１５４】
また、上記の各実施の形態においては、感度の異なる画像データから合成される広ダイナミックレンジ画像データが１つの場合について説明したが、感度の異なる複数の画像データのうち、任意の画像データを組み合わせて合成し、複数の広ダイナミックレンジ画像データを生成することとしてもよい。
【０１５５】
また、上記の各実施の形態において、複数の感度の異なる画像データに対する個々の彩度調整処理の条件の設定にあたっては、同一の彩度調整処理の手法を用いて、その処理強度を変更してもよく、手法そのものを変えてもよい。また、複数の画像が３つ以上ある場合には、複数の画像データの条件を全て異なるものにしてもよいが、複数の画像データのうち、一部の感度レベルが隣り合う２つ以上の画像データについて同一の条件を設定してもよい。
【０１５６】
また、上記の各実施の形態において、画像データ等の取得、記録又は保存に用いられる記録媒体は、コンパクトフラッシュ、メモリースティック、スマートメディア、マルチメディアカード、ハードディスク、フロッピーディスク、磁気記憶媒体（ＭＯ）、ＣＤ−Ｒ等、いずれであってもよい。また、記録媒体に画像データ等を書き込むユニットは、画像撮像装置１００や画像処理装置２００と一体であってもよいし、コードを介して有線状態で接続された書き込みユニットであってもよいし、通信やインターネットを介して無線状態で接続された独立のユニットであってもよいし、あるいは遠隔地に設置されたユニット等であってもよい。さらに、画像データのファイル形式は、撮像装置固有の形式ではなく、ＴＩＦＦ、ＪＰＥＧ、Ｅｘｉｆ等の規格化された汎用のファイル形式で記録媒体に記録されるのが好ましい。
【０１５７】
【発明の効果】
請求項１、７、１３に記載の発明によれば、感度の異なる複数の画像データの特性に応じて個々に設定した条件に従って彩度調整処理を施すことにより、個々の画像データの彩度を最適に調整することができる。したがって、この処理結果に基づいて生成された広ダイナミックレンジ画像は、従来よりも、色再現性に優れた視覚的・感覚的に好ましい画像となる。
【０１５８】
請求項２、８、１４に記載の発明によれば、感度の異なる複数の画像データに対して、各々の特性に応じた彩度調整処理を施した結果に基づいて、広ダイナミックレンジ画像を生成するので、色再現性に優れた高画質な広ダイナミックレンジ画像を生成することができる。
【０１５９】
請求項３、９、１５に記載の発明によれば、処理済み画像データを生成し、さらに、同一の被写体から得られた複数の処理済み画像データを関連付けて出力することにより、装置内で広ダイナミックレンジ画像を生成する場合と比較して処理速度が上がる。
【０１６０】
請求項４、１０、１６に記載の発明によれば、同一の被写体から得られた複数の処理済み画像データを関連付けて記録媒体に記録することにより、ケーブルやネットワーク等でデータ転送が不可能な状況にある画像処理装置において、広ダイナミックレンジ画像の生成が可能となる。
【０１６１】
請求項５、１１、１７に記載の発明によれば、設定の対象となる画像データの感度が高いほど、彩度を強調する効果が高くなるように彩度調整処理の条件を設定することにより、処理結果に基づいて広ダイナミックレンジ画像を生成した際に、シャドウ部からハイライト部まで鮮やかさのバランスがよい画像を得ることができる。
【０１６２】
請求項６、１２、１８に記載の発明によれば、感度の異なる画像データに対して個々の条件で施される階調変換処理の条件に応じて、感度の異なる画像データ毎に条件を設定し、彩度を調整することで、全体の彩度のバランスを整えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】画像撮像装置１００のブロック図である。
【図２】画像撮像装置１００のＣＣＤ３における撮像素子の配置を示す図である。
【図３】低感度撮像素子１８、高感度撮像素子１９によって得られる画像データのダイナミックレンジの概念図である。
【図４】第１の実施の形態における画像撮像装置１００の画像処理部７において実行される広ダイナミックレンジ画像生成処理１を示すフローチャートである。
【図５】彩度調整係数の例を示す図である。
【図６】画像撮像装置１００の画像処理部７において実行される広ダイナミックレンジ画像生成処理２を示すフローチャートである。
【図７】第２の実施の形態における画像撮像装置１００の画像処理部７において実行される処理の概要を示すフローチャートである。
【図８】第３の実施の形態における画像撮像装置１００の画像処理部７において実行される処理の概要を示すフローチャートである。
【図９】画像処理装置２００の概観構成を示す斜視図である。
【図１０】画像処理装置２００の内部構成を示すブロック図である。
【図１１】画像処理装置２００の画像処理部２７０の機能的構成を示すブロック図である。
【図１２】第４の実施の形態における画像処理装置２００の画像調整処理部７０４において実行される広ダイナミックレンジ画像生成処理３を示すフローチャートである。
【図１３】画像処理装置２００の画像調整処理部７０４において実行される広ダイナミックレンジ画像生成処理４を示すフローチャートである。
【図１４】第５の実施の形態における画像処理装置２００の画像調整処理部７０４において実行される処理の概要を示すフローチャートである。
【図１５】第６の実施の形態における画像処理装置２００の画像調整処理部７０４において実行される処理の概要を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１００ 画像撮像装置
１ レンズ
２ 絞り
３ ＣＣＤ
４ アナログ処理回路
５ Ａ／Ｄ変換器
６ 一時記憶メモリ
７ 画像処理部
８ 出力部
９ 記憶デバイス
１０ ＣＣＤ駆動回路
１１ 制御部
１４ 操作部
１５ 表示部
１８ 低感度撮像素子
１９ 高感度撮像素子
２００ 画像処理装置
２０４ 露光処理部
２０５ プリント作成部
２０７ 制御部
２０８ ＣＲＴ
２０９ フィルムスキャナ部
２１０ 反射原稿入力装置
２１１ 操作部
２１４ 画像読込部
２１５ 画像書込部
２３０ 画像転送手段
２３１ 画像搬送部
２３２ 通信手段（入力）
２３３ 通信手段（出力）
２３４ 外部プリンタ
２７０ 画像処理部
２７１ データ蓄積手段
７０１ フィルムスキャンデータ処理部
７０２ 反射原稿スキャンデータ処理部
７０３ 画像データ書式解読処理部
７０４ 画像調整処理部
７０５ ＣＲＴ固有処理部
７０６ プリンタ固有処理部（１）
７０７ プリンタ固有処理部（２）
７０８ 画像データ書式作成処理部
Claims (18)
- 被写体を撮像し、同一の被写体を表す感度の異なる複数の画像データを生成する撮像手段と、
前記複数の画像データの各々に施す彩度調整処理の条件を個々に設定する条件設定手段と、
前記設定された彩度調整処理条件に従って、前記複数の画像データに彩度調整処理を施す彩度調整処理手段と、
を備えることを特徴とする画像撮像装置。 - 請求項１に記載の画像撮像装置において、さらに、
前記彩度調整処理手段により前記複数の画像データに彩度調整処理が施された結果に基づいて、少なくとも１つの広ダイナミックレンジ画像を生成する画像合成手段を備えることを特徴とする画像撮像装置。 - 請求項１に記載の画像撮像装置において、さらに、
前記彩度調整処理手段により前記複数の画像データに彩度調整処理が施された結果に基づいて、複数の処理済み画像データを生成する処理済み画像データ生成手段と、
前記複数の処理済み画像データを、関連付けて出力する出力手段と、
を備えることを特徴とする画像撮像装置。 - 請求項１に記載の画像撮像装置において、さらに、
前記彩度調整処理手段により前記複数の画像データに彩度調整処理が施された結果に基づいて、複数の処理済み画像データを生成する処理済み画像データ生成手段と、
前記複数の処理済み画像データを、関連付けて記録媒体に記録する記録手段と、
を備えることを特徴とする画像撮像装置。 - 請求項１〜４のいずれか一項に記載の画像撮像装置において、
前記条件設定手段は、設定の対象となる画像データの感度が高いほど、彩度を強調する効果が高くなるように、前記彩度調整処理の条件を設定することを特徴とする画像撮像装置。 - 請求項１〜５のいずれか一項に記載の画像撮像装置において、さらに、
前記複数の画像データの各々に施す階調変換処理の条件を個々に設定する階調変換条件設定手段を備え、
前記条件設定手段は、前記階調変換条件設定手段により設定された階調変換処理の条件に応じて、前記彩度調整処理の条件を設定することを特徴とする画像撮像装置。 - 被写体を撮像して生成された、同一の被写体を表す感度の異なる複数の画像データを取得する取得手段と、
前記複数の画像データの各々に施す彩度調整処理の条件を個々に設定する条件設定手段と、
前記設定された彩度調整処理条件に従って、前記複数の画像データに彩度調整処理を施す彩度調整処理手段と、
を備えることを特徴とする画像処理装置。 - 請求項７に記載の画像処理装置において、さらに、
前記彩度調整処理手段により前記複数の画像データに彩度調整処理が施された結果に基づいて、少なくとも１つの広ダイナミックレンジ画像を生成する画像合成手段を備えることを特徴とする画像処理装置。 - 請求項７に記載の画像処理装置において、さらに、
前記彩度調整処理手段により前記複数の画像データに彩度調整処理が施された結果に基づいて、複数の処理済み画像データを生成する処理済み画像データ生成手段と、
前記複数の処理済み画像データを、関連付けて出力する出力手段と、
を備えることを特徴とする画像処理装置。 - 請求項７に記載の画像処理装置において、さらに、
前記彩度調整処理手段により前記複数の画像データに彩度調整処理が施された結果に基づいて、複数の処理済み画像データを生成する処理済み画像データ生成手段と、
前記複数の処理済み画像データを、関連付けて記録媒体に記録する記録手段と、
を備えることを特徴とする画像処理装置。 - 請求項７〜１０のいずれか一項に記載の画像処理装置において、
前記条件設定手段は、設定の対象となる画像データの感度が高いほど、彩度を強調する効果が高くなるように、前記彩度調整処理の条件を設定することを特徴とする画像処理装置。 - 請求項７〜１１のいずれか一項に記載の画像処理装置において、さらに、
前記複数の画像データの各々に施す階調変換処理の条件を個々に設定する階調変換条件設定手段を備え、
前記条件設定手段は、前記階調変換条件設定手段により設定された階調変換処理の条件に応じて、前記彩度調整処理の条件を設定することを特徴とする画像処理装置。 - 画像処理を実行するためのコンピュータに、
被写体を撮像して生成された、同一の被写体を表す感度の異なる複数の画像データを取得する取得機能と、
前記複数の画像データの各々に施す彩度調整処理の条件を個々に設定する条件設定機能と、
前記設定された彩度調整処理条件に従って、前記複数の画像データに彩度調整処理を施す彩度調整処理機能と、
を実現させるための画像処理プログラム。 - 請求項１３に記載の画像処理プログラムにおいて、
前記コンピュータに、さらに、
前記彩度調整処理機能により前記複数の画像データに彩度調整処理が施された結果に基づいて、少なくとも１つの広ダイナミックレンジ画像を生成する画像合成機能を実現させることを特徴とする画像処理プログラム。 - 請求項１３に記載の画像処理プログラムにおいて、
前記コンピュータに、さらに、
前記彩度調整処理機能により前記複数の画像データに彩度調整処理が施された結果に基づいて、複数の処理済み画像データを生成する処理済み画像データ生成機能と、
前記複数の処理済み画像データを、関連付けて出力する出力機能と、
を実現させることを特徴とする画像処理プログラム。 - 請求項１３に記載の画像処理プログラムにおいて、
前記コンピュータに、さらに、
前記彩度調整処理機能により前記複数の画像データに彩度調整処理が施された結果に基づいて、複数の処理済み画像データを生成する処理済み画像データ生成機能と、
前記複数の処理済み画像データを、関連付けて記録媒体に記録する記録機能と、
を実現させることを特徴とする画像処理プログラム。 - 請求項１３〜１６のいずれか一項に記載の画像処理プログラムにおいて、
前記条件設定機能において、設定の対象となる画像データの感度が高いほど、彩度を強調する効果が高くなるように、前記彩度調整処理の条件を設定することを特徴とする画像処理プログラム。 - 請求項１３〜１７のいずれか一項に記載の画像処理プログラムにおいて、
前記コンピュータに、さらに、
前記複数の画像データの各々に施す階調変換処理の条件を個々に設定する階調変換条件設定機能を実現させ、
前記条件設定機能において、前記階調変換条件設定機能により設定された階調変換処理の条件に応じて、前記彩度調整処理の条件を設定することを特徴とする画像処理プログラム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003117085A JP2004328132A (ja) | 2003-04-22 | 2003-04-22 | 画像撮像装置、画像処理装置及び画像処理プログラム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003117085A JP2004328132A (ja) | 2003-04-22 | 2003-04-22 | 画像撮像装置、画像処理装置及び画像処理プログラム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004328132A true JP2004328132A (ja) | 2004-11-18 |
Family
ID=33497096
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003117085A Pending JP2004328132A (ja) | 2003-04-22 | 2003-04-22 | 画像撮像装置、画像処理装置及び画像処理プログラム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2004328132A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009177782A (ja) * | 2007-12-28 | 2009-08-06 | Sanyo Electric Co Ltd | 画像処理装置および撮影装置 |
| WO2010122633A1 (ja) * | 2009-04-20 | 2010-10-28 | Ｎｅｃディスプレイソリューションズ株式会社 | 液晶モニター装置、液晶モニターシステム、液晶モニター装置の制御方法 |
| US8325268B2 (en) | 2007-12-28 | 2012-12-04 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Image processing apparatus and photographing apparatus |
-
2003
- 2003-04-22 JP JP2003117085A patent/JP2004328132A/ja active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP4606486B2 (ja) * | 2007-12-28 | 2011-01-05 | 三洋電機株式会社 | 画像処理装置および撮影装置 |
| US8325268B2 (en) | 2007-12-28 | 2012-12-04 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Image processing apparatus and photographing apparatus |
| WO2010122633A1 (ja) * | 2009-04-20 | 2010-10-28 | Ｎｅｃディスプレイソリューションズ株式会社 | 液晶モニター装置、液晶モニターシステム、液晶モニター装置の制御方法 |
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