JP2006060629A

JP2006060629A - 画像処理装置と撮像装置、および画像処理プログラム

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Publication number: JP2006060629A
Application number: JP2004241775A
Authority: JP
Inventors: Masao Sanhongi; 將夫三本木
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2004-08-23
Filing date: 2004-08-23
Publication date: 2006-03-02

Abstract

【課題】映像信号を画素単位あるいは領域ごとに独立に階調変換する画像処理装置と撮像装置および画像処理プログラムの提供。
【解決手段】図1の画像処理装置は、パラメータ入力部101 にて階調変換処理のパラメータを入力し、パラメータ記憶部102 にて入力されたパラメータを記憶し、領域指定部103にて映像信号中の領域を指定し、階調変換処理部104 にて指定された領域に対して階調変換処理を行い、表示部105 に表示する。この発明は、ユーザーが指定した領域に対して階調変換処理を行うので、階調変換処理を迅速に行うことができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、映像信号を画素単位あるいは領域ごとに独立に階調変換する画像処理装置に係わり、特に映像信号の所定領域に対して処理を行う画像処理装置と撮像装置、および画像処理プログラムに関するものである。

現在のデジタルスチルカメラやビデオカメラなどでは、デジタル信号処理の桁落ちによる画質劣化を防止するため、最終的な出力信号の階調幅(通常8bit) に対して、入力および処理系における信号の階調幅(10〜12bit 程度)をより広く設定している。この場合、出力系の階調幅に合致するよう階調変換を行う必要がある。従来は、標準的なシーンに対する固定的な階調特性により変換されていたが、映像信号を領域ごとに独立に階調変換する手法も提案されている。例えば、特許文献１ではテクスチャ情報に基づき映像信号を領域に分割し、各領域に対して適用的に階調変換を行う例が開示されている。また、特許文献２では、スペースバリアントなガンマ補正、ホワイトバランスの補正を行う方法が開示されており、これによって、デジタルカメラ特有のラティチュードの少なさを改善できる。

特許3465226号公報特開2002-94998 号公報

しかしながら、上記特許文献１または特許文献２に記載のように、画素単位あるいは領域毎の階調変換処理は処理時間がかかるという問題がある。このため、ユーザーが所望の画像を得るために階調変換処理のパラメータを変更し、その処理結果に基づいてパラメータを修正することが考えられるが、このような手法を用いた場合には膨大な時間がかかるという問題があった。

本発明は上記問題点に鑑み、映像信号を画素単位あるいは領域ごとに独立に階調変換する際に、処理時間を短縮することのできる画像処理装置と撮像装置、および画像処理プログラムを提供することを目的とする。

(1)上記目的を達成するために、本発明の第１の実施形態にかかる画像処理装置は、
映像信号に対して、画素毎あるいは領域毎に独立に階調変換処理を行う画像処理装置において、
階調変換処理に関するパラメータを入力するパラメータ入力手段と、上記パラメータ入力手段から入力された上記パラメータの記憶を行うパラメータ記憶手段と、上記映像信号および上記パラメータ入力手段からの入力パラメータおよび指示を表示する表示手段と、上記パラメータ入力手段およびパラメータ記憶手段および表示手段におけるパラメータの入出力制御を行う制御手段と、上記映像信号の任意の所定領域を指定する領域指定手段と、上記所定領域に対して所定のパラメータを用いて上記階調変換処理を行う階調変換処理手段と、上記所定領域の階調変換処理後の上記映像信号を表示する上記表示手段と、を有することを特徴とする。

この発明に関する実施の形態は、図1〜図3に示される第1 の実施形態例が対応する。（１）に記載の構成において、パラメータ入力手段は図1に示されるパラメータ入力部101 が、パラメータ記憶手段は図1に示されるパラメータ記憶部102 が、表示手段は図1に示される表示部105 が、制御手段は図1に示される制御部106 が、領域指定手段は図1に示される領域指定部103 が、階調変換処理手段は図1に示される階調変換処理部104 が、映像の表示手段は図1に示される表示部105 がそれぞれ該当する。

この発明の好ましい適用例は、図1に示されるパラメータ入力部101 にて階調変換処理のパラメータを入力し、パラメータ記憶部102 にて入力されたパラメータを記憶し、領域指定部103にて映像信号中の領域を指定し、階調変換処理部104 にて指定された領域に対して階調変換処理を行い、表示部105 に表示する画像処理装置である。この発明は、ユーザーが指定した領域に対して階調変換処理を行う。この構成によれば、所定領域に対して階調変換処理を行うため、処理が早くなる。

（２）本発明の第２の実施形態にかかる画像処理装置は、映像信号に対して，画素毎あるいは領域毎に独立に階調変換処理を行う画像処理装置において、
階調変換処理に関するパラメータを入力するパラメータ入力手段と、上記パラメータ入力手段から入力された上記パラメータの記憶を行うパラメータ記憶手段と、上記映像信号および上記パラメータ入力手段からの入力パラメータおよび指示を表示する表示手段と、上記パラメータ入力手段およびパラメータ記憶手段および表示手段におけるパラメータの入出力制御を行う制御手段と、上記映像信号の複数の所定領域を指定する領域複数指定手段と、上記複数の所定領域に対して独立なパラメータを用いて上記階調変換処理を行う階調変換処理手段と、上記複数の所定領域の階調変換処理後の上記映像信号を表示する上記表示手段と、を有することを特徴とする。

この発明に関する実施の形態は，図4〜図6に示される第2 の実施形態例が対応する。（２）に記載された構成のパラメータ入力手段は図4に示されるパラメータ入力部101 が、パラメータ記憶手段は図4に示されるパラメータ記憶部102 が、表示手段は図4に示される表示部1005 が、制御手段は図4に示される制御部106 が、領域複数指定手段は図4に示される領域複数指定部150 が、階調変換処理手段は図4に示される階調変換処理部104 が、映像の表示手段は図4に示される表示部1005 がそれぞれ該当する。

この発明の好ましい適用例は，図4に示されるパラメータ入力部101 にて階調変換処理のパラメータを入力し，パラメータ記憶部102 にて入力されたパラメータを記憶し，領域複数指定部150 にて映像信号中の複数の領域を指定し，階調変換処理部104 にて指定された複数の領域に対して階調変換処理を行い，表示部1005 に表示する画像処理装置である。この発明は、ユーザーが指定した複数の領域に対して階調変換処理を行う。この構成によれば、複数の領域に対して階調変換処理を行うため，領域の指定の自由度が大きくなる。

（３）本発明の第２の実施形態にかかる画像処理装置は、上記複数の所定領域に対する異なるパラメータから一つのパラメータを算出するパラメータ算出手段と、上記パラメータ算出手段で算出された上記パラメータで上記映像信号全体の階調変換処理を行う全映像信号処理手段と、をさらに有することを特徴とする。

この発明に関する実施の形態は、図4〜図6に示される第2 の実施形態例が対応する。（３）に記載のパラメータ算出手段は、図4に示されるパラメータ算出部151 が、全映像信号処理手段は図4に示される全映像信号処理部130 がそれぞれ該当する。この発明の好ましい適用例は、図4に示されるパラメータ算出部151 にて指定された複数パラメータから代表的なパラメータを算出し、全映像信号処理部130 にて上記パラメータを用いて全映像信号に対して階調変換処理を行う画像処理装置である。この発明は、複数のパラメータから代表的なパラメータを算出する。この構成によれば、代表的なパラメータを一つ算出することにより、全映像信号に対して処理を行うことができる。

（４）本発明の第１、第２の実施形態にかかる画像処理装置は、上記階調変換処理後の上記所定領域とそれ以外の領域の境界を連続的に処理する境界処理手段をさらに有することを特徴とする。この発明に関する実施の形態は，図1〜図3に示される第1 の実施形態例が対応する。（４）の構成の境界処理手段は図1に示される境界処理部131 が該当する。この発明の好ましい適用例は、図1に示される境界処理部131 にて階調変換処理後の領域とそれ以外の領域をなめらかにつなぐ階調変換処理装置である。この発明は、階調変換処理後の領域とそれ以外の領域をなめらかにつなぐものである。この構成によれば、領域の境界をなめらかに処理するため、高品位な映像信号が得られる。

（５）本発明の第３の実施形態にかかる画像処理装置は、映像信号に対して、画素毎あるいは領域毎に独立に階調変換処理を行う階調変換処理装置において、
階調変換処理に関するパラメータを入力するパラメータ入力手段と、上記パラメータ入力手段から入力された上記パラメータの記憶を行うパラメータ記憶手段と、上記映像信号および上記パラメータ入力手段からの入力パラメータおよび指示を表示する表示手段と、上記パラメータ入力手段およびパラメータ記憶手段および表示手段におけるパラメータの入出力制御を行う制御手段と、上記映像信号の任意の所定領域を指定する領域指定手段と、上記所定領域を囲むような矩形領域または円形領域を表示する領域表示手段と、上記矩形領域または円形領域に対して上記パラメータを用いて上記階調変換処理を行う階調変換処理手段と、上記矩形領域または円形領域の階調変換処理後の上記映像信号を表示する上記表示手段と、を有することを特徴とする。

この発明に関する実施の形態は、図7〜図9に示される第3 の実施形態例が対応する。（５）の構成中のパラメータ入力手段は図7に示されるパラメータ入力部101 が、パラメータ記憶手段は図7に示されるパラメータ記憶部102 が、表示手段は図7に示される表示部1105 が、制御手段は図7に示される制御部106 が、領域指定手段は図7に示される領域指定部103 が、領域表示手段は図7に示される矩形領域算出部170 が、階調変換処理手段は図7に示される階調変換処理部104 が、映像の表示手段は図7に示される表示部1105 がそれぞれ該当する。

この発明の好ましい適用例は、図7に示されるパラメータ入力部101 にて階調変換処理のパラメータを入力し、パラメータ記憶部102 にて入力されたパラメータを記憶し、領域指定部103 にて映像信号中の領域を指定し、矩形領域算出部170 にて、指定された領域を取り囲むような矩形あるいは円形領域を設定し、階調変換処理部104 にて矩形あるいは円形領域に対して階調変換処理を行い、表示部1105 に表示する画像処理装置である。この発明は、ユーザーが指定した領域の代わりに矩形あるいは円形領域を用いる。この構成によれば、領域の設定が簡単になり、処理が早くなる。

（６）本発明の第３の実施形態にかかる画像処理装置は、記階調変換処理後の上記矩形領域、または円形領域とそれ以外の領域の境界を連続的に処理する境界処理手段をさらに有することを特徴とする。この発明に関する実施の形態は、図7〜図9に示される第3 の実施形態例が対応する。（６）の構成中の境界処理手段は、図７に示される境界処理部131 が該当する。この発明の好ましい適用例は、図７に示される、境界処理部131 にて階調変換処理後の領域とそれ以外の領域をなめらかにつなぐ画像処理装置である。この発明は、階調変換処理後の領域とそれ以外の領域をなめらかにつなぐものである。この構成によれば、領域の境界をなめらかに処理するため、高品位な映像信号が得られる。

（７）本発明の第１、第３の実施形態にかかる画像処理装置は、上記パラメータを用いて、全映像信号に対して上記階調変換処理を行う全映像信号処理手段をさらに有することを特徴とする。この発明に関する実施の形態は、図1〜図3に示される第1 の実施形態例が対応する。（７）の構成中の全映像信号処理手段は図1に示される全映像信号処理部130 が該当する。この発明の好ましい適用例は、図1に示される、全映像信号処理部130 にて全映像信号に対して階調変換処理を行う階調変換処理装置である。この発明は、階調変換処理を全映像信号に適用する。この構成によれば、ユーザーが設定したパラメータを全映像信号に適用するため、好適な映像信号が得られる。

（８）本発明の第１、第２、第３の実施形態にかかる画像処理装置は、上記領域指定手段は、所定の色範囲に含まれる領域を指定する色領域指定手段を有することを特徴とする。この発明に関する実施の形態は、図1〜図3に示される第1 の実施形態例が対応する。（８）の構成中の色領域指定手段は、図1に示される領域指定部103 が該当する。この発明の好ましい適用例は、図1に示される領域指定部103 にて所定の色範囲に含まれる領域を指定する画像処理装置である。この発明は、所定の色範囲の領域を指定する。この構成によれば、色情報を用いて領域を指定するため、ユーザーの直感にあった領域指定が可能となる。

（９）本発明の第１、第２、第３の実施形態にかかる画像処理装置は、上記領域指定手段は、所定の対象物が含まれる領域を指定する対象物指定手段を有することを特徴とする。この発明に関する実施の形態は、図1〜図3に示される第1 の実施形態例が対応する。（９）の構成中の対象物指定手段は、図1に示される領域指定部103 が該当する。この発明の好ましい適用例は、図1に示される領域指定部103 にて所定の対象物の領域を指定する階調変換処理装置である。この発明は、所定の対象物の領域を指定する。この構成によれば、対象物の領域を指定するため、ユーザーの直感にあった領域指定が可能となる。

（１０）本発明の第１、第２、第３の実施形態にかかる画像処理装置は、上記階調変換処理手段は、ポインティングデバイスによりポインタを上記所定領域に移動させ、上記ポインティングデバイスによるクリックにより上記パラメータを変更させるパラメータ変更手段を有することを特徴とする。この発明に関する実施の形態は、図1〜図3に示される第1 の実施形態例が対応する。（１０）の構成中のパラメータ変更手段は、図2に示されるカーソル201 が該当する。この発明の好ましい適用例は、図2に示されるカーソル201 を用いて、ポインティングデバイスのクリックによりパラメータを変更させる画像処理装置である。この発明は、ポインティングデバイスのクリックによりパラメータを変更する。この構成によれば、ユーザーの直感的な処理が可能となる。

(１１) 本発明の第１の実施形態にかかる撮像装置は、映像信号に対して、画素毎あるいは領域毎に独立に階調変換処理を行う撮像装置において、
画像を撮影する撮影手段と、上記撮影された映像信号をデジタル信号に変換する前処理手段と、
階調変換処理に関するパラメータを入力するパラメータ入力手段と、上記パラメータ入力手段から入力された上記パラメータの記憶を行うパラメータ記憶手段と、上記映像信号および上記パラメータ入力手段からの入力パラメータおよび指示を表示する表示手段と、上記パラメータ入力手段およびパラメータ記憶手段および表示手段におけるパラメータの入出力制御を行う制御手段と、上記前処理された映像信号の任意の所定領域を指定する領域指定手段と、上記所定領域に対して所定のパラメータを用いて上記階調変換処理を行う階調変換処理手段と、上記所定領域の階調変換処理後の上記映像信号を表示する上記表示手段と、を有することを特徴とする。

この発明に関する実施の形態は、図10に示される第1 の実施形態例が対応する。上記構成の画像を撮影する撮影手段は、レンズ系500、ＣＣＤ501が、前処理手段は前処理部502が、それぞれ該当する。また、パラメータ入力手段は図10に示されるパラメータ入力部101 が、パラメータ記憶手段は図10に示されるパラメータ記憶部102 が、表示手段は図10に示される表示部105 が、制御手段は図10に示される制御部106 が、領域指定手段は図10に示される領域指定部103 が、階調変換処理手段は図10に示される階調変換処理部104 が、映像の表示手段は図10に示される表示部105 がそれぞれ該当する。この発明の好ましい適用例は、図10に示された撮像装置である。この発明は、撮像装置の内部に、ユーザーが指定した領域に対して階調変換処理を行う手段を設けるものである。このため、撮像装置において所定領域に対する階調変換処理を迅速に行うことができる。

(１２) 本発明の第２の実施形態にかかる撮像装置は、映像信号に対して、画素毎あるいは領域毎に独立に階調変換処理を行う撮像装置において、
画像を撮影する撮影手段と、上記撮影された映像信号をデジタル信号に変換する前処理手段と、
階調変換処理に関するパラメータを入力するパラメータ入力手段と、上記パラメータ入力手段から入力された上記パラメータの記憶を行うパラメータ記憶手段と、上記映像信号および上記パラメータ入力手段からの入力パラメータおよび指示を表示する表示手段と、上記パラメータ入力手段およびパラメータ記憶手段および表示手段におけるパラメータの入出力制御を行う制御手段と、上記映像信号の複数の所定領域を指定する領域複数指定手段と、上記複数の所定領域に対して独立なパラメータを用いて上記階調変換処理を行う階調変換処理手段と、上記所定領域の階調変換処理後の上記映像信号を表示する上記表示手段と、を有することを特徴とする。

この発明に関する実施の形態は、第2の実施形態例である図４の構成に、図10に示される撮影手段と前処理手段を具備した構成が対応する。上記構成の画像を撮影する撮影手段は、図10に示されるレンズ系500、ＣＣＤ501が、前処理手段は前処理部502が、それぞれ該当する。また、パラメータ入力手段は図4に示されるパラメータ入力部101 が、パラメータ記憶手段は図4に示されるパラメータ記憶部102 が、表示手段は図4に示される表示部1005 が、制御手段は図4に示される制御部106 が、領域複数指定手段は図4に示される領域複数指定部150 が、階調変換処理手段は図4に示される階調変換処理部104 が、映像の表示手段は図4に示される表示部1005 がそれぞれ該当する。この発明は、撮像装置の内部に、ユーザーが指定した複数の領域に対して階調変換処理を行うものである。このため、撮像装置において領域の指定の自由度が大きくなる。

(１３) 本発明の第３の実施形態にかかる撮像装置は、映像信号に対して、画素毎あるいは領域毎に独立に階調変換処理を行う撮像装置において、
画像を撮影する撮影手段と、上記撮影された映像信号をデジタル信号に変換する前処理手段と、
階調変換処理に関するパラメータを入力するパラメータ入力手段と、上記パラメータ入力手段から入力された上記パラメータの記憶を行うパラメータ記憶手段と、上記映像信号および上記パラメータ入力手段からの入力パラメータおよび指示を表示する表示手段と、上記パラメータ入力手段およびパラメータ記憶手段および表示手段におけるパラメータの入出力制御を行う制御手段と、上記映像信号の任意の所定領域を指定する領域指定手段と、上記所定領域を囲むような矩形領域または円形領域を表示する領域表示手段と、上記矩形領域または円形領域に対して上記パラメータを用いて上記階調変換処理を行う階調変換処理手段と、上記矩形領域または円形領域の階調変換処理後の上記映像信号を表示する上記表示手段と、を有することを特徴とする。

この発明に関する実施の形態は、第3の実施形態例である図7の構成に、図10に示される撮影手段と前処理手段を具備した構成が対応する。上記構成の画像を撮影する撮影手段は、図10に示されるレンズ系500、ＣＣＤ501が、前処理手段は前処理部502が、それぞれ該当する。また、パラメータ入力手段は図7に示されるパラメータ入力部101 が、パラメータ記憶手段は図7に示されるパラメータ記憶部102 が、表示手段は図7に示される表示部1105 が、制御手段は図7に示される制御部106 が、領域指定手段は図7に示される領域指定部103 が、領域表示手段は図7に示される矩形領域算出部170 が、階調変換処理手段は図7に示される階調変換処理部104 が、映像の表示手段は図7に示される表示部1105 がそれぞれ該当する。この発明は、撮像装置においてユーザーが指定した領域の代わりに矩形あるいは円形領域を設定して階調処理を行う。このため、撮像装置において、領域の設定が簡単になり、階調処理を早く行うことができる。

（１４）本発明の第1の実施形態にかかる画像処理プログラムは、コンピュータに、映像信号を読み込む手順と、上記映像信号中の任意の所定領域を指定する手順と、階調変換処理のパラメータの入力を行う手順と、上記所定領域に対して所定のパラメータを用いて階調変換処理を行う手順と、全映像信号中に階調変換処理を反映させる手順と、上記所定領域の階調変換処理後の映像信号を画面に表示する手順とを実行させることを特徴とする。

この発明に関する実施の形態は、図3に示される第1 の実施形態例が対応する。映像信号を読み込む手順は図3のS1が、上記映像信号中の任意の所定領域を指定する手順はS2が、階調変換処理のパラメータの入力を行う手順はS3が、上記所定領域に対して所定のパラメータを用いて階調変換処理を行う手順はS4が、全映像信号中に階調変換処理を反映させる手順はS5が、上記所定領域の階調変換処理後の映像信号を画面に表示する手順はS6がそれぞれ該当する。

（１５）本発明の第２の実施形態にかかる画像処理プログラムは、コンピュータに、映像信号を読み込む手順と、上記映像信号中の複数の所定領域を指定する手順と、階調変換処理のパラメータの入力を行う手順と、上記複数の所定領域に対して独立なパラメータを用いて階調変換処理を行う手順と、全映像信号中に階調変換処理を反映させる手順と、上記複数の所定領域の階調変換処理後の映像信号を画面に表示する手順とを実行させることを特徴とする。

この発明に関する実施の形態は、図6に示される第2 の実施形態例が対応する。映像信号を読み込む手順は図6のS1が、上記映像信号中の複数の所定領域を指定する手順はS10が、階調変換処理のパラメータの入力を行う手順はS3が、上記複数の所定領域に対して独立なパラメータを用いて階調変換処理を行う手順はS4が、全映像信号中に階調変換処理を反映させる手順はS5が、上記複数の所定領域の階調変換処理後の映像信号を画面に表示する手順はS6がそれぞれ該当する。

（１６）本発明の第３の実施形態にかかる画像処理プログラムは、コンピュータに、映像信号を読み込む手順と、上記映像信号中の任意の所定領域を指定する手順と、上記指定された領域を取り囲む矩形あるいは円形領域を設定する手順と、階調変換処理のパラメータの入力を行う手順と、上記設定された領域に対して階調変換処理を行う手順と、全映像信号中に階調変換処理を反映させる手順と、上記階調変換処理後の映像信号を画面に表示する手順とを実行させる。

この発明に関する実施の形態は、図9に示される第3 の実施形態例が対応する。映像信号を読み込む手順は図9のS1が、上記映像信号中の任意の所定領域を指定する手順はS2が、上記指定された領域を取り囲む矩形あるいは円形領域を設定する手順はS20が、階調変換処理のパラメータの入力を行う手順はS3が、上記設定された領域に対して階調変換処理を行う手順はS4が、全映像信号中に階調変換処理を反映させる手順はS5が、上記階調変換処理後の映像信号を画面に表示する手順はS6がそれぞれ該当する。

（１４）〜（１６）の実施形態にかかる発明は、画像信号処理を画像処理プログラムによりコンピュータで実現させるものである。このため、迅速にしかも正確で高精度な画像信号処理を実現させることが可能となる。

本発明においては、階調処理のパラメータ（明るさやコントラストなど）を修正する処理が迅速に行える構成の画像処理装置と撮像装置、および画像処理プログラムが得られる。

以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。図1〜図3は、本発明の第１の実施形態例の画像処理装置を示すものである。図1は第１の実施形態例の構成図、図2は表示部105 の説明図、図3は第1 の実施形態例のソフトウェアに関するフローチャートである。

図1により、第1 の実施形態例の構成を説明する。記憶部100 は領域指定部103 および表示部105 に接続されている。領域指定部103 は階調変換処理部104 へ接続されており、階調変換処理部104 は、表示部105、全映像信号処理部130 および境界処理部131 へ接続されている。階調変換処理のパラメータを入力するパラメータ入力部101 は、パラメータ記憶部102 へ接続されている。

パラメータ記憶部102 は、階調変換処理部104、表示部105 および全映像信号処理部130 に接続されている。マイクロコンピュータ等の制御部106 は、パラメータ入力部101、パラメータ記憶部102、領域指定部103、階調変換処理部104、表示部105、全映像信号処理部130 および境界処理部131 に双方向に接続されている。さらに、パラメータ入力等のインターフェースを備えた外部I/F 部107 も制御部106 に双方向に接続されている。

次に、図1における信号の流れを説明する。デジタルカメラ等で撮影された映像信号は記憶部100 に保存され、表示部105 に転送される。領域指定部103 は、外部I/F 部107 を通じてユーザーが指定した映像信号内の領域の情報を保持する。指定された領域は制御部106 を通じて表示部105 に転送される。パラメータ入力部101 は、外部I/F部107 を通じてユーザーが指定した階調変換処理におけるパラメータの値をパラメータ記憶部102 へ転送する。

ここで、パラメータは明るさ、コントラスト等の値を示す。パラメータ記憶部102 は、パラメータ入力部101 から転送された階調変換処理に関するパラメータを装置に記憶する。階調変換処理部104 は、制御部106 の制御に基づき領域指定部103 で指定された領域内の映像信号に対して、画素毎あるいは領域内の局所領域毎に階調変換処理を行う。階調変換処理後の指定領域の映像信号は、表示部105 に転送される。

全映像信号処理部130 は制御部106 の制御に基づき、全映像信号に対してパラメータ記憶部102 のパラメータを用いて階調変換処理を行う。階調変換処理が行われた映像信号は、表示部105 に転送される。境界処理部131 は、制御部106 の制御に基づき階調変換処理が行われた領域とそれ以外の領域の境界を連続的につなぐ処理を行う。

領域の境界をなめらかにつなぐ処理としては、例えば以下のような処理が考えられる。領域指定部103 で指定された領域の信号をＩ₁それ以外の領域の信号をＩ₂とする。境界処理の結果得られる信号をI'とすると，境界処理は以下の（1）式
Ｉ'＝ＷＩ₁＋（１−Ｗ）Ｉ₂ (1)
で表される。ただし、Ｗは重み係数を表す。この境界処理により、階調変換処理を行った領域とそれ以外の領域をなめらかにつなぐことができる

次に図2を用いて，インターフェースの図1における処理の流れを説明する。
図2は表示部105の説明図であり、画面200、カーソル201、領域210、領域設定ボタン220、領域画像処理ボタン221、全領域画像処理ボタン222 およびパラメータボックス223 からなる。映像信号100 は画面200 に表示され、領域指定部103の処理はカーソル201 が領域210 を指示し、領域設定ボタン220 をマウス等でクリックすることにより行われる。

指定された領域は、図2に示すように画面200 に表示される。この時、指定される領域は同じ色情報を持った領域、あるいは人間の顔等の領域が考えられる。次に、パラメータボックス223 に階調変換処理のパラメータを入力し、領域画像処理ボタン221 をクリックすることによって階調変換処理部104 の処理が行われ、処理後の映像信号は画面200 に表示される。

また、カーソル201 を領域210 に合わせ、マウス等のクリックにより指定領域における階調変換のパラメータが変化し、その処理結果を画面200 に反映することも可能である。全領域画像処理ボタン222 をクリックすると、全映像信号処理部130 あるいは境界処理部131 の処理が行われ、処理後の映像信号が画面200 に表示される。

なお、上記実施形態例では、ハードウェアによる処理を前提としていたが、このような構成に限定される必要はない。別途ソフトウェアにて処理する構成も可能である。図3は、第1 の実施形態例のソフトウェアに関するフローチャートを示す。図１における処理と対応させると，S1 にて映像信号を読み込み、次に領域指定部103 に相当するS2 にて上記映像信号中の所定領域を指定し、パラメータ入力部101 に相当するS3 にて階調変換処理のパラメータの入力を行い、階調変換処理部104 に相当するS4 にて上記所定領域に対して階調変換処理を行う。続いて、全映像信号処理部130 あるいは境界処理部131 に相当するS5 にて、全映像信号中に階調変換処理を反映させ、表示部105 に相当するS6 にて上記所定領域の階調変換処理後の映像信号を画面に表示する。

図10は、本発明の第１の実施形態例の撮像装置を示す構成図である。図1にレンズ系500，CCD501が追加され，記憶部100が前処理部502に変更されている点が異なる。第1の実施形態例の画像装置と同一の構成には同一の名称と番号を割り当てている。以下第1 の実施形態例の画像装置と異なる個所のみ説明する．レンズ系500，CCD501を介して撮影された映像信号は、Gain 増幅やA/D 変換およびAF、AE 制御等の処理を行う前処理部502を経てデジタル信号へ変換される。その後の処理は第1の実施例と同様である。

以上説明したように、本実施形態例によればユーザーが注目する個所を設定し、その個所に対して、パラメータを変更して処理することができる。さらに、その結果を全画面に反映させることができるため、ユーザーにとって好ましい映像信号が素早く得られる。また、本実施形態例では階調変換処理について述べているが、他の映像信号処理、例えば、色処理や歪補正等に対しても同様に適用することができる。

図4〜図6は、本発明の第2 の実施形態例に対応する。図4は第2 の実施形態例の構成図、図5は表示部1005 の説明図、図6は第2 の実施形態例のソフトウェアに関するフローチャートである。

第2 の実施形態例について、図4の構成図で説明する。図1とは、領域指定部103 および表示部105 が領域複数指定部150 および表示部1005 に変更され、パラメータ算出部151 が追加されている点が異なる。第1 の実施形態例と同一の構成には同一の名称と番号を割り当てている。以下第1 の実施形態例と異なる個所のみ説明する。領域複数指定部150 は、階調変換処理部104 に接続されている。記憶部100 および階調変換処理部104 は、表示部1005 に接続されている。パラメータ記憶部102 は、階調変換処理部104、パラメータ算出部151 および表示部1005 に接続されている。パラメータ算出部151 は、全映像信号処理部130 に接続されている。

図4において信号の流れを説明する。以下第1 の実施例と異なる個所のみ説明する。映像信号は領域複数指定部150 に転送され、領域複数指定部150 は、制御部106 の制御に基づき外部I/F 部107 を通じてユーザーが指定した映像信号内の複数の領域の情報を保持する。指定された複数の領域は、制御部106 を通じて表示部1005 に転送される。

パラメータ入力部101 は、外部I/F 部107 を通じてユーザーが指定した階調変換処理における各領域毎のパラメータの値をパラメータ記憶部102 へ転送する。パラメータ記憶部102 は、パラメータ入力部101 から転送された複数のパラメータを装置に記憶する。階調変換処理部104 は、制御部106 の制御に基づき領域複数指定部150で指定された複数の領域の映像信号に対して、画素毎あるいは領域内の局所領域毎に階調変換処理を行う。

階調変換処理後の複数領域の映像信号は、表示部1005 に転送される。パラメータ算出部151 は、制御部106 の制御に基づきパラメータ記憶部102 にて設定された複数のパラメータの中で代表的なパラメータを一つ抽出するか、あるいは複数のパラメータを平均することにより、一つのパラメータを算出する。算出されたパラメータは、全映像信号処理部130 に転送される。

全映像信号処理部130 は、制御部106 の制御に基づき、全映像信号に対してパラメータ算出部151 にて算出されたパラメータを用いて階調変換処理を行う。階調変換処理が行われた映像信号は、表示部1005 に転送される。境界処理部131 は、制御部106 の制御に基づき階調変換処理が行われた領域とそれ以外の領域の境界を連続的につなぐ処理を行う。

次に、図5を用いて、インターフェースにおける図の処理の流れを説明する。図5は表示部1005 の説明図であり、画面200、カーソル201、領域A230、領域B231、領域設定ボタン220、領域画像処理ボタン221、全領域画像処理ボタン222 、パラメータA ボックス240 およびパラメータB ボックス241 からなる。以下図2と異なる個所のみ説明する。

領域複数指定部150 の処理は、カーソル201 が領域A230 および領域B231 を指示し、領域設定ボタン220 をマウス等でクリックすることにより行われる。この図では領域は2 つに設定されているが、領域は3 つでも4 つでも任意の数に設定できる。指定された領域は、図5に示すように画面200 に表示される。次に、パラメータAボックス240 に領域A の階調変換処理のパラメータを入力し、パラメータBボックス241 に領域B の階調変換処理のパラメータを入力する。

次に、領域画像処理ボタン221 をクリックすることによって、階調変換処理部104 の処理が行われ、処理後の映像信号は画面200 に表示される。全領域画像処理ボタン222 をクリックすると、全映像信号処理部130 あるいは境界処理部131 の処理が行われ、処理後の映像信号が画面200 に表示される。

図6は、第２実施形態例における処理の流れを示したフローチャートである。図4における処理と対応させると、S1 にて映像信号を読み込み、次に領域複数指定部150に相当するS10 にて上記映像信号中の複数の領域を指定する。続いてパラメータ入力部101 に相当するS3 にて階調変換処理のパラメータの入力を行い、階調変換処理部104 に相当するS4 にて上記複数領域に対して階調変換処理を行う。

続いてパラメータ算出部151 に相当するS11 にて全映像信号処理部130 に用いるパラメータを算出し、全映像信号処理部130 あるいは境界処理部131 に相当するS5 にて全映像信号中に処理を反映させ、表示部1005 に相当するS6 にて映像信号を画面に表示する。

以上説明したように、第２の実施形態例では、ユーザーが複数の領域を指定することができ、領域の指定の自由度が大きくなる。なお、第２の実施形態例においても、図４にレンズ系500，CCD501の撮影手段を追加し、記憶部100を前処理部502に変更することにより、図１０で説明したような撮像装置を構成することができる。

図7〜図9は、第3 の実施形態例を示す図である。図7は第3 の実施例の構成図、図8は表示部1105 の説明図、図9は第3の実施形態例のソフトウェアに関するフローチャートである。

第3 の実施の形態例について、図7の構成図により説明する。図1とは表示部105 が表示部1105 に変更され、矩形領域算出部170 が追加されている点が異なる。第1 の実施形態例と同一の構成には同一の名称と番号を割り当てている。以下第1 の実施形態例と異なる個所のみ説明する。矩形領域算出部170 は、階調変換処理部104 に接続されている。記憶部100 は表示部1105 に接続されている。

図7における信号の流れを説明する。以下第1 の実施例と異なる個所のみ説明する。矩形領域算出部170 は、領域指定部103 により転送された領域情報を元に、その領域を取り囲むような矩形あるいは円形領域を設定する。設定された矩形あるいは円形領域は、制御部106 を通じて表示部1105 に転送される。階調変換処理部104 は、制御部106 の制御に基づき矩形領域算出部170 で設定された矩形あるいは円形領域の映像信号に対して、画素毎あるいは領域内の局所領域毎に階調変換処理を行う。階調変換処理後の映像信号は、表示部1105 に転送される。

次に、図8の説明図により、インターフェースにおける図7の処理の流れを説明する。図8は表示部1105の説明図であり、画面200、カーソル201、領域210、矩形領域250、領域設定ボタン220、領域画像処理ボタン221、全領域画像処理ボタン222 およびパラメータボックス223 からなる。以下図２と異なる個所のみ説明する。

領域設定ボタン220 をクリックすることにより、矩形領域算出部170 に相当する処理が行われ、ユーザーによって指定された領域210 を取り囲むように矩形あるいは円形領域を表示する。次に領域画像処理ボタン221 をクリックすることによって、上記矩形あるいは円形領域に対して階調変換処理部104 の処理が行われ、処理後の映像信号は画面200 に表示される。全領域画像処理ボタン222 をクリックすると、全映像信号処理部130 あるいは境界処理部131 の処理が行われ、処理後の映像信号が画面200 に表示される。

図9に、処理の流れを示したフローチャートを示す。図7における処理と対応させると、S1 にて映像信号を読み込み、次に、領域指定部103 に相当するS2 にて上記映像信号中の任意の領域を指定し、矩形領域算出部170 に相当するS20 にて上記指定された領域を取り囲む矩形あるいは円形領域を設定する。続いてパラメータ入力部101 に相当するS3 にて階調変換処理のパラメータの入力を行い、階調変換処理部104 に相当するS4 にて、上記矩形あるいは円形領域に対して階調変換処理を行う。さらに、全映像信号処理部130 あるいは境界処理部131 に相当するS5 にて、全映像信号中に階調変換処理を反映させ、表示部1105 に相当するS6 にて階調変換処理された映像信号を画面に表示する。

以上説明したように、第３の実施形態例においては、ユーザーが指定した領域の代わりに矩形あるいは円形領域を用いるため、領域の設定が簡単になり、処理が早くなる。なお、第３の実施形態例においても、図７にレンズ系500、CCD501を追加し、記憶部100を前処理部502に変更することにより、図１０で説明したような撮像装置を構成することができる。

以上説明したように、本発明によれば、映像信号を画素単位あるいは領域ごとに独立に階調変換する画像処理装置と撮像装置および画像処理プログラムを提供することができる。

第１の実施形態例の構成図である。表示部の説明図である。第１の実施形態例のソフトウェアに関するフローチャートである。第２の実施形態例の構成図である。表示部の説明図である。第２の実施形態例のソフトウェアに関するフローチャートである。第３の実施形態例の構成図である。表示部の説明図である。第３の実施形態例のソフトウェアに関するフローチャートである。第１の実施形態例の撮像装置に関する構成図である。

符号の説明

１００・・・記憶部、１０１・・・パラメータ入力部、１０２・・・パラメータ記憶部、１０３・・・領域指定部、１０４・・・階調変換処理部、１０５・・・表示部、１０６・・・制御部、１３０・・・全映像信号処理部、１３１・・・境界処理部、１５０・・・領域複数指定部、１５１・・・パラメータ算出部、１７０・・・矩形領域算出部、５００・・・レンズ系、５０１・・・ＣＣＤ、５０２・・・前処理部

Claims

映像信号に対して、画素毎あるいは領域毎に独立に階調変換処理を行う画像処理装置において、
階調変換処理に関するパラメータを入力するパラメータ入力手段と、上記パラメータ入力手段から入力された上記パラメータの記憶を行うパラメータ記憶手段と、上記映像信号および上記パラメータ入力手段からの入力パラメータおよび指示を表示する表示手段と、上記パラメータ入力手段およびパラメータ記憶手段および表示手段におけるパラメータの入出力制御を行う制御手段と、上記映像信号の任意の所定領域を指定する領域指定手段と、上記所定領域に対して所定のパラメータを用いて上記階調変換処理を行う階調変換処理手段と、上記所定領域の階調変換処理後の上記映像信号を表示する上記表示手段と、を有することを特徴とする画像処理装置。
映像信号に対して、画素毎あるいは領域毎に独立に階調変換処理を行う画像処理装置において、
階調変換処理に関するパラメータを入力するパラメータ入力手段と、上記パラメータ入力手段から入力された上記パラメータの記憶を行うパラメータ記憶手段と、上記映像信号および上記パラメータ入力手段からの入力パラメータおよび指示を表示する表示手段と、上記パラメータ入力手段およびパラメータ記憶手段および表示手段におけるパラメータの入出力制御を行う制御手段と、上記映像信号の複数の所定領域を指定する領域複数指定手段と、上記複数の所定領域に対して独立なパラメータを用いて上記階調変換処理を行う階調変換処理手段と、上記複数の所定領域の階調変換処理後の上記映像信号を表示する上記表示手段と、を有することを特徴とする画像処理装置。
上記複数の所定領域に対する異なるパラメータから一つのパラメータを算出するパラメータ算出手段と、上記パラメータ算出手段で算出された上記パラメータで上記映像信号全体の階調変換処理を行う全映像信号処理手段と、をさらに有することを特徴とする請求項２に記載の画像処理装置。
上記階調変換処理後の上記所定領域とそれ以外の領域の境界を連続的に処理する境界処理手段をさらに有することを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の画像処理装置。
映像信号に対して、画素毎あるいは領域毎に独立に階調変換処理を行う階調変換処理装置において、
階調変換処理に関するパラメータを入力するパラメータ入力手段と、上記パラメータ入力手段から入力された上記パラメータの記憶を行うパラメータ記憶手段と、上記映像信号および上記パラメータ入力手段からの入力パラメータおよび指示を表示する表示手段と、上記パラメータ入力手段およびパラメータ記憶手段および表示手段におけるパラメータの入出力制御を行う制御手段と、上記映像信号の任意の所定領域を指定する領域指定手段と、上記所定領域を囲むような矩形領域または円形領域を表示する領域表示手段と、上記矩形領域または円形領域に対して上記パラメータを用いて上記階調変換処理を行う階調変換処理手段と、上記矩形領域または円形領域の階調変換処理後の上記映像信号を表示する上記表示手段と、を有することを特徴とする画像処理装置。
上記階調変換処理後の上記矩形領域、または円形領域とそれ以外の領域の境界を連続的に処理する境界処理手段をさらに有することを特徴とする、請求項５に記載の画像処理装置．
上記パラメータを用いて、全映像信号に対して上記階調変換処理を行う全映像信号処理手段をさらに有することを特徴とする、請求項１または請求項５に記載の画像処理装置。
上記領域指定手段は、所定の色範囲に含まれる領域を指定する色領域指定手段を有することを特徴とする、請求項１、請求項２、請求項５のいずれかに記載の画像処理装置。
上記領域指定手段は、所定の対象物が含まれる領域を指定する対象物指定手段を有することを特徴とする、請求項１、請求項２、請求項５のいずれかに記載の画像処理装置。
上記階調変換処理手段は、ポインティングデバイスによりポインタを上記所定領域に移動させ、上記ポインティングデバイスによるクリックにより上記パラメータを変更させるパラメータ変更手段を有することを特徴とする、画像処理装置。
映像信号に対して、画素毎あるいは領域毎に独立に階調変換処理を行う撮像装置において、
画像を撮影する撮影手段と、上記撮影された映像信号をデジタル信号に変換する前処理手段と、
階調変換処理に関するパラメータを入力するパラメータ入力手段と、上記パラメータ入力手段から入力された上記パラメータの記憶を行うパラメータ記憶手段と、上記映像信号および上記パラメータ入力手段からの入力パラメータおよび指示を表示する表示手段と、上記パラメータ入力手段およびパラメータ記憶手段および表示手段におけるパラメータの入出力制御を行う制御手段と、上記前処理された映像信号の任意の所定領域を指定する領域指定手段と、上記所定領域に対して所定のパラメータを用いて上記階調変換処理を行う階調変換処理手段と、上記所定領域の階調変換処理後の上記映像信号を表示する上記表示手段と、を有することを特徴とする撮像装置。
映像信号に対して、画素毎あるいは領域毎に独立に階調変換処理を行う撮像装置において、
画像を撮影する撮影手段と、上記撮影された映像信号をデジタル信号に変換する前処理手段と、
階調変換処理に関するパラメータを入力するパラメータ入力手段と、上記パラメータ入力手段から入力された上記パラメータの記憶を行うパラメータ記憶手段と、上記映像信号および上記パラメータ入力手段からの入力パラメータおよび指示を表示する表示手段と、上記パラメータ入力手段およびパラメータ記憶手段および表示手段におけるパラメータの入出力制御を行う制御手段と、上記前処理された映像信号の複数の所定領域を指定する領域複数指定手段と、上記複数の所定領域に対して独立なパラメータを用いて上記階調変換処理を行う階調変換処理手段と、上記所定領域の階調変換処理後の上記映像信号を表示する上記表示手段と、を有することを特徴とする撮像装置。
映像信号に対して、画素毎あるいは領域毎に独立に階調変換処理を行う撮像装置において、
画像を撮影する撮影手段と、上記撮影された映像信号をデジタル信号に変換する前処理手段と、
階調変換処理に関するパラメータを入力するパラメータ入力手段と、上記パラメータ入力手段から入力された上記パラメータの記憶を行うパラメータ記憶手段と、上記映像信号および上記パラメータ入力手段からの入力パラメータおよび指示を表示する表示手段と、上記パラメータ入力手段およびパラメータ記憶手段および表示手段におけるパラメータの入出力制御を行う制御手段と、上記前処理された映像信号の任意の所定領域を指定する領域指定手段と、上記所定領域を囲むような矩形領域または円形領域を表示する領域表示手段と、上記矩形領域または円形領域に対して上記パラメータを用いて上記階調変換処理を行う階調変換処理手段と、上記矩形領域または円形領域の階調変換処理後の上記映像信号を表示する上記表示手段と、を有することを特徴とする撮像装置。
コンピュータに、映像信号を読み込む手順と、上記映像信号中の任意の所定領域を指定する手順と、階調変換処理のパラメータの入力を行う手順と、上記所定領域に対して所定のパラメータを用いて階調変換処理を行う手順と、全映像信号中に階調変換処理を反映させる手順と、上記所定領域の階調変換処理後の映像信号を画面に表示する手順とを実行させるための画像処理プログラム。
コンピュータに、映像信号を読み込む手順と、上記映像信号中の複数の所定領域を指定する手順と、階調変換処理のパラメータの入力を行う手順と、上記複数の所定領域に対して独立なパラメータを用いて階調変換処理を行う手順と、全映像信号中に階調変換処理を反映させる手順と、上記複数の所定領域の階調変換処理後の映像信号を画面に表示する手順とを実行させるための画像処理プログラム。
コンピュータに、映像信号を読み込む手順と、上記映像信号中の任意の所定領域を指定する手順と、上記指定された領域を取り囲む矩形あるいは円形領域を設定する手順と、階調変換処理のパラメータの入力を行う手順と、上記設定された領域に対して階調変換処理を行う手順と、全映像信号中に階調変換処理を反映させる手順と、上記階調変換処理後の映像信号を画面に表示する手順とを実行させるための画像処理プログラム。