JP2008054066A - 画像処理装置と撮影装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】画像処理装置10は、低感度画像に平滑化フィルタを重畳して低感度画像の明るさ成分画像を生成し、高感度画像に平滑化フィルタを重畳して高感度画像の明るさ成分画像を生成し、次に、前記低感度画像を前記低感度画像の明るさ成分画像で除算して低感度画像のコントラスト成分画像を生成し、また、前記高感度画像を前記高感度画像の明るさ成分画像で除算して高感度画像のコントラスト成分画像を生成し、次に、前記低感度画像の明るさ成分画像と前記高感度画像の明るさ成分画像を合成して合成明るさ成分画像を生成し、次に、前記低感度画像のコントラスト成分画像と高感度画像のコントラスト成分画像を合成して合成コントラスト成分画像を生成し、最後に、前記合成明るさ成分画像と前記合成コントラスト成分画像を乗算してコントラスト伸張画像を生成する。
【選択図】 図1
Description
ことを特徴とする撮影装置である。
本発明の第1の実施形態に係る画像処理装置10について図1と図16,17に基づいて説明する。
画像処理装置10には、モノクロの低感度画像及び高感度画像が入力する。この低感度画像及び高感度画像とは、上記で説明した画像である。
画像処理装置10の構成について図1に基づいて説明する。図1は、本実施形態に係る画像処理装置10の構成図である。
まず、平滑化フィルタ処理部12において、低感度画像に平滑化フィルタを重畳して、下記の式(1)で示す低感度画像の明るさ成分画像(以下、L_GLCとする)を生成する。この後、L_GLCは、L_GLC用画像処理部28で画像処理を行う。この画像処理については後述する。
次に、除算器16において、低感度画像をL_GLCで除算することにより、式(3)で示す低感度画像のコントラスト成分画像(以下、L_LCCとする)を生成する。この後、L_LCCは、L_LCC用画像処理部26で画像処理を行う。この画像処理については後述する。
次に、L_GLC用画像処理部28,H_GLC用画像処理部32,L_LCC用画像処理部26,H_LCC用画像処理部30の画像処理について説明する。
本実施形態の画像処理装置10においては、明部の領域のコントラストが高い低感度画像と、暗部の領域のコントラストが高い高感度画像によりコントラストを伸張して、暗部であっても明部であってもコントラストが高い視認性の良いモノクロ画像を生成することができる。
本発明の第2の実施形態に係る画像処理装置10について図2に基づいて説明する。
画像処理装置10には、カラーの低感度画像とカラーの高感度画像からコントラストの高いカラー画像が入力する。
図2は、本実施形態に係る画像処理装置10の構成図であり、以下に順を追って説明する。
まず、低感度画像の輝度成分と色差成分の分離処理部102において、カラーの低感度画像から低感度の輝度成分画像(以下、L_LCとする)と、低感度の第1色差成分画像(以下、L_UCとする)と、低感度の第2色差成分画像(以下、L_VCとする)を抽出する。
コントラスト伸張処理部106では、第1の実施形態の画像処理装置10と同様に処理を行い、コントラスト伸張画像C_LCを生成する。
最後に、カラー画像生成処理部112において、C_LCとC_UC及びC_VCを合成して、コントラスト伸張カラー画像を生成する。
本実施形態の画像処理装置10においては、明部の領域のコントラストが高い低感度画像と、暗部の領域のコントラストが高い高感度画像によりコントラストを伸張して、暗部であっても明部であってもコントラストが高い視認性の良いカラー画像を生成することができる。
ここで、明るさ成分画像,第1色差成分画像及び第2色差成分画像のいずれにおいても重み係数として同じ記号を用いているが、それぞれ比率を変えて合成することは可能である。
また、上記で用いる輝度成分画像、第1色差成分画像及び第2色差成分画像は、入力画像信号である赤成分(R),緑成分(G),青成分(B)から以下の式により輝度成分(Y),第1色差成分(U)及び第2色差成分(V)を計算することにより求めることができる。このような画像変換方法は放送規格によって一般的に定められている計算を適宜使用することができる。
本発明の第3の実施形態に係る画像処理装置10について図3〜図8に基づいて説明する。
明るさ成分画像は、入力画像の映像コンテンツにおいて、一般的に外光や照明光に相当するため、物体に対して一様な輝度成分になる。つまり、低い空間周波数成分となるため、明るさ成分画像の生成には入力画像にローパスフィルタをかけることが有効となる。以下ではローパスフィルタを「平滑化フィルタ」と呼ぶ。
(2−1)第1の方法
ハロー現象を改善する第1の方法として、複数の線形フィルタを使用し、複数の明るさ成分画像とコントラスト成分画像をそれぞれ生成し、それぞれの成分画像を再度重率加算する方法が採用できる。
ハロー現象を改善する第2の方法について図5に基づいて説明する。図5(a)は中心の画素の係数が周辺の画素の係数より十分に大きいフィルタの例である。図5(b)は中心の画素の係数と周辺の画素の係数との差が小さいフィルタの例である。
ハロー現象を改善する第3の方法について図6〜図8に基づいて説明する。
本発明の第4の実施形態に係る画像処理装置10について説明する。
本発明の第5の実施形態に係る画像処理装置10について図9と図10に基づいて説明する。
第1の方法は、例えば、合成明るさ成分画像の平均階調レベルを120とする際、高感度画像の明るさ成分画像の平均階調レベルが200、低感度画像の明るさ成分画像の平均階調レベルが60であった場合、前処理として、高感度画像の各画素を0.6倍(=120/200)、低感度画像の各画素を2.0倍(=120/60)として同じ階調レベル120に調整する。図9は画像データが変換された例を示している。図9(a)は高感度画像の処理結果を、図9(b)は低感度画像の処理結果をそれぞれ示している。
第2の方法として、低感度画像では明るい物体はコントラストが保たれており、逆に暗い物体は黒くつぶれており、一方、高感度画像は明るい物体は白側に飽和して白つぶれを起こし、暗い物体はコントラストが保たれているという理由から、それぞれ信頼できるデータのみを用いて平均階調レベルを求めておくこともできる。
第1の方法に示すように、合成明るさ成分画像を生成するために、低感度画像及び高感度画像の各明るさ成分画像の平均の明るさを利用して、合成明るさ成分画像の明るさ調整を行う方法もある。これに代えて、第3の方法としては、それぞれのヒストグラムを求め、ヒストグラム平滑化処理を前処理として行うこともできる。
第4の方法について説明する。低感度画像では明るい物体はコントラストが保たれており、逆に暗い物体は黒くつぶれており、一方、高感度画像は明るい物体は白側に飽和して白つぶれを起こし、暗い物体はコントラストが保たれている。この理由から、第4の方法では、それぞれ信頼できるデータのみを累積して、累積後の輝度レベルが同じになるように変調を行う。
本発明の第6の実施形態に係る画像処理装置10について説明する。
本発明の第7の実施形態に係る画像処理装置10について図11に基づいて説明する。
本発明の第8の実施形態に係る画像処理装置10について図12に基づいて説明する。
本発明の第9の実施形態に係る撮影装置200について説明する。
本発明の第10の実施形態に係る撮影装置200について図14に基づいて説明する。
本発明の第11の実施形態に係る撮影装置200について図15に基づいて説明する。
本発明は上記各実施形態に限らず、その主旨を逸脱しない限り種々に変更することができる。
12 平滑化フィルタ処理部
14 平滑化フィルタ処理部
16 除算器
18 除算器
20 コントラスト成分の合成部
22 明るさ成分の合成部
24 乗算器
26 L_LCC用画像処理部
28 L_GLC用画像処理部
30 H_LCC用画像処理部
32 H_GLC用画像処理部
Claims (11)
- 一つの被写体を複数の感度で撮影して得られた複数の入力画像のそれぞれに平滑化フィルタを重畳して、複数の第1画像を生成する第1画像生成部と、
前記各入力画像の各画素の画素値を、前記入力画像から生成された前記第1画像上で当該画素に対応する画素の画素値で除算することにより、前記複数の入力画像にそれぞれ対応する複数の第2画像を生成する第2画像生成部と、
前記各第1画像の各画素の画素値をそれそれ加算して第3画像を生成する第3画像生成部と、
前記各第2画像の各画素の画素値を乗算して第4画像を生成する第4画像生成部と、
前記第3画像の各画素の画素値と、前記第4画像上で当該画素に対応する画素の画素値とを乗算して一つの出力画像を生成する出力画像生成部と、
を具備する
ことを特徴とする画像処理装置。 - 前記各入力画像から輝度成分、第1色差成分、及び、第2色差成分を抽出して、複数の輝度画像、複数の第1色差画像、及び、複数の第2色差画像を生成する抽出部と、
前記複数の第1色差画像の各画素の画素値をそれぞれ加算して第3色差画像を生成する第3色差画像合成部と、
前記複数の第2色差画像の各画素の画素値をそれぞれ加算して第4色差画像を生成する第4色差画像合成部と、
前記第1画像生成部は、前記輝度画像を新たな入力画像として前記第1画像を生成し、
前記出力画像生成部は、前記出力画像に前記第3色差画像及び前記第4色差画像を合成することにより新たな出力画像を生成する、
ことを特徴とする請求項1記載の画像処理装置。 - 前記第1画像生成部は、前記平滑化フィルタとして、線形の低域通過フィルタ、または、エッジ保存型の非線形の低域通過フィルタを用いる
ことを特徴とする請求項1記載の画像形成方法。 - 前記第3画像生成部は、前記各第1画像を平均階調レベルにそれぞれ調整した後、前記第3画像を生成する
ことを特徴とする請求項1記載の画像処理装置。 - 前記第3画像生成部の調整は、
前記各第1画像のヒストグラムをそれぞれ求め、
前記各ヒストグラムに基づいて前記各第1画像の重み付け平均値を求め、
前記各重み付け平均値によって前記各第1画像を平均階調レベルにそれぞれ調整する
ことを特徴とする請求項4記載の画像処理装置。 - 前記第4画像は、前記各第2画像に平滑化フィルタをそれぞれ重畳し、前記各重畳画像の各画素の画素値を乗算して求める
ことを特徴とする請求項1記載の画像処理装置。 - 前記出力画像生成部は、前記第3画像と前記第4画像との乗算値について、前記出力画像を表示する表示装置に入力可能な階調レベルの範囲内に収まるように閾値処理を行う
ことを特徴とする請求項1記載の画像処理装置。 - 前記一つの被写体を少なくとも2種類の感度で撮影する撮影部を具備し、
前記撮影部で撮影された画像を請求項1記載の画像処理装置で画像処理する
ことを特徴とする撮影装置。 - 前記撮影部は、
低感度画像を取得するための受光素子と、
高感度画像を取得するための前記低感度画像用の受光素子より開口が大きい受光素子とで構成されている
ことを特徴とする請求項9記載の撮影装置。 - 前記撮影部は、
低感度画像を取得するための受光素子と、
高感度画像を取得するために前記低感度画像用の受光時間より長い受光時間の受光素子とで構成されている
ことを特徴とする請求項9記載の撮影装置。 - 一つの被写体を複数の感度で撮影して得られた複数の入力画像のそれぞれに平滑化フィルタを重畳して、複数の第1画像を生成し、
前記各入力画像の各画素の画素値を、前記入力画像から生成された前記第1画像上で当該画素に対応する画素の画素値で除算することにより、前記複数の入力画像にそれぞれ対応する複数の第2画像を生成し、
前記各第1画像の各画素の画素値をそれそれ加算して第3画像を生成し、
前記各第2画像の各画素の画素値を乗算して第4画像を生成し、
前記第3画像の各画素の画素値と、前記第4画像上で当該画素に対応する画素の画素値とを乗算して一つの出力画像を生成する
ことを特徴とする画像処理方法。
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