JP2009004951A - 画像処理装置、方法、およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】画像全体および細部のメリハリをより適切に再現するダイナミックレンジ調整処理を実現する。
【解決手段】ダイナミックレンジ調整画像データ生成部１７が、入力画像中の各画素に対するダイナミックレンジの調整量を表す調整画像データの生成の際に、ダイナミックレンジ調整条件に基づいて入力画像のダイナミックレンジが圧縮される向きに画素値が調整されるのか、拡大される向きに画素値が調整されるのかを画素毎に判定し、その判定結果に基づいて、ダイナミックレンジが圧縮される向きへの調整の場合には低周波成分の割合が高い画像を入力として調整画像データの生成を行い、ダイナミックレンジが拡大される向きへの調整の場合には低周波成分の割合が低い画像に基づいて調整画像データの生成を行う。加算部１８は、入力画像データと調整画像データの相対応する画素毎に加算を行い、出力画像を生成する。
【選択図】図３

Description

本発明は、画像のダイナミックレンジの調整を行う画像処理に関するものである。

デジタル画像を出力する出力媒体の濃度再現域が入力画像データの濃度範囲よりも狭いために、その出力媒体では再生できない濃度領域が存在する場合や、画像の主要部を適正に再現するために濃度(明るさ)やコントラストを補正した結果、出力媒体の濃度再現域からはみ出す濃度領域が生じてしまう場合等に、画像の階調を適正に仕上げるための画像処理として、ダイナミックレンジを圧縮する技術が知られている。具体的には、広いダイナミックレンジをもつ入力画像の階調を圧縮しつつ、好ましくハイライト、シャドーを再現するために、入力画像から低周波成分を抽出し、抽出された低周波成分に対して階調の圧縮を行い、圧縮後の低周波成分を入力画像に加算することに実現される。これにより、細部（高周波成分）のメリハリ感を損なわない階調圧縮が可能になる（例えば、特許文献１，２，３）。
特開平９−１３０６０９号公報 特開平１０−１１１９２８号公報 特開平１１−１９１８７１号公報

上記の従来技術において、ダイナミックレンジを圧縮する際の圧縮率は、ユーザによってマニュアル設定されたり（例えば特許文献２）、画像のヒストグラムや最大値、最小値、平均値等の画像特徴量の解析結果や、画像に付帯する撮影情報に基づいて自動的に設定されたりする（例えば特許文献３）。

このとき、圧縮率が負の値に設定され、ダイナミックレンジが拡大されることもあり得る。図１０はその一例である。図１０（ａ）の階調曲線に示したように、入力画像のシャドー部がより暗く出力されるように設定した場合、すなわち、図１０（ｂ）に示したように、入力画像のシャドー部の濃度補正量のみをプラスの値に設定した場合には、全体として、ダイナミックレンジの圧縮率は負の値となる。

また、全体としてはダイナミックレンジが圧縮されるように設定されているが、部分的には、ダイナミックレンジが拡大される向きに濃度補正が行われることもあり得る。図８、９はその一例である。図８では、図８（ａ）に示したように、入力画像中のハイライト部・シャドー部を圧縮することによって全体としてはダイナミックレンジが圧縮されるが、中間コントラストは拡大されるように階調曲線が設定されている。したがって、図８（ｂ）に示したように、中間濃度値よりも明るい濃度領域において、ハイライト部では濃度補正量がプラス、すなわち暗くなるように設定されており、ダイナミックレンジが圧縮される設定となっているが、中間濃度値に近い領域では、濃度補正量がマイナス、すなわち、明るくなるように設定されており、この領域ではダイナミックレンジが拡大されるように設定されていることになる。同様に、中間濃度値よりも暗い濃度領域において、シャドー部では濃度補正量がマイナス、すなわち明るくなるように設定されており、ダイナミックレンジが圧縮される設定となっているが、中間濃度値に近い領域では、濃度補正量がプラス、すなわち、暗くなるように設定されており、この領域ではダイナミックレンジが拡大されるように設定されていることになる。さらに、図９は、入力画像に対する濃度補正処理により画像全体を明るくした結果、ハイライト部が出力媒体における濃度再現域からはみ出てしまったため、ハイライト部を圧縮する（暗くする）とともに、明るくなりすぎたシャドー部を締める（拡大する・明るくする）場合を表している。図９（ａ）の直線L1から直線L2への変換が画像全体を明るくする濃度補正を表しており、これに対して、出力濃度が負の値（出力媒体の濃度再現域外）となったハイライト部を、出力濃度が正の値となるように補正し、明るくなりすぎたシャドー部の出力濃度がより大きくなるように補正したものが曲線L3である。ここで、直線L2から曲線L3への補正の際の補正量を表したものが、図９（ｂ）であり、ハイライト部では濃度補正量がプラス、すなわち暗くなるように設定されており、ダイナミックレンジが圧縮される設定となっているが、シャドー部では、濃度補正量がプラス、すなわち、暗くなるように設定されており、この領域ではダイナミックレンジが拡大されるように設定されていることになる。

ここで、ダイナミックレンジを圧縮する方向の処理では、上記特許文献に記載の先行技術のように、入力画像中の低周波成分に対してダイナミックレンジ圧縮処理を行うことによって、高周波成分のダイナミックレンジを維持し、画像のメリハリを保つことが好ましいが、ダイナミックレンジを拡大する方向の処理では、画像全体のコントラストの増加に伴って細部のメリハリも強くなった方が好ましいため、上記特許文献に記載の先行技術のように、入力画像中の低周波成分のみに対してダイナミックレンジを拡大する処理を行ってしまうと、細部（高周波成分）のメリハリは相対的に弱められたことになり、好ましい画像が得られない可能性がある。

本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、画像全体および細部のメリハリをより適切に再現するダイナミックレンジ調整処理を実現する画像処理装置、方法およびプログラムを提供することを目的とするものである。

本発明の第１の画像処理装置は、入力画像データによって表される入力画像中の特定の空間周波数成分を表す１以上の成分画像の画像データを生成する成分画像データ生成手段と、該入力画像のダイナミックレンジを調整するための画素値の調整量を画素値毎に決定しうるダイナミックレンジ調整条件を取得する調整条件取得手段と、前記入力画像中の各画素のうち、前記ダイナミックレンジ調整条件に基づいて前記入力画像のダイナミックレンジが圧縮される向きに画素値が調整される画素については、該画素と相対応する、前記入力画像と前記成分画像のうちの低周波成分の割合がより高い方の画像中の画素の画素値から、前記ダイナミックレンジ調整条件に基づく画素値の調整量を取得し、前記入力画像中の各画素のうち、前記ダイナミックレンジ調整条件に基づいて前記入力画像のダイナミックレンジが拡大される向きに画素値が調整される画素については、該画素と相対応する、前記入力画像と前記成分画像のうちの低周波成分の割合がより低い方の画像中の画素の画素値から、前記ダイナミックレンジ調整条件に基づく画素値の調整量を取得することによって、前記入力画像のダイナミックレンジを調整するための調整画像データを生成する調整画像データ生成手段と、前記入力画像と前記調整画像の相対応する画素毎に画素値を加算することによって、前記入力画像のダイナミックレンジが調整された出力画像の画像データを得る加算手段とを設けたことを特徴とする。

本発明の第１の画像処理方法は、入力画像データによって表される入力画像中の特定の空間周波数成分を表す１以上の成分画像の画像データを生成し、該入力画像のダイナミックレンジを調整するための画素値の調整量を画素値毎に決定しうるダイナミックレンジ調整条件を取得し、前記入力画像中の各画素のうち、前記ダイナミックレンジ調整条件に基づいて前記入力画像のダイナミックレンジが圧縮される向きに画素値が調整される画素については、該画素と相対応する、前記入力画像と前記成分画像のうちの低周波成分の割合がより高い方の画像中の画素の画素値から、前記ダイナミックレンジ調整条件に基づく画素値の調整量を取得し、前記入力画像中の各画素のうち、前記ダイナミックレンジ調整条件に基づいて前記入力画像のダイナミックレンジが拡大される向きに画素値が調整される画素については、該画素と相対応する、前記入力画像と前記成分画像のうちの低周波成分の割合がより低い方の画像中の画素の画素値から、前記ダイナミックレンジ調整条件に基づく画素値の調整量を取得することによって、前記入力画像のダイナミックレンジを調整するための調整画像データを生成し、前記入力画像と前記調整画像の相対応する画素毎に画素値を加算することによって、前記入力画像のダイナミックレンジが調整された出力画像の画像データを得ることを特徴とする。

本発明の第１の画像処理プログラムは、コンピュータに上記第１の画像処理方法を実行させるものである。

ここで、ダイナミックレンジが圧縮される向きとは、所定の基準となる画素値よりも暗い画素値の範囲におけるより明るくする向き、所定の基準となる画素値よりも明るい画素値の範囲におけるより暗くする向きを表す。逆に、ダイナミックレンジが拡大される向きとは、所定の基準となる画素値よりも暗い画素値の範囲におけるより暗くする向き、所定の基準となる画素値よりも明るい画素値の範囲におけるより明るくする向きを表す。なお、所定の基準となる画素値の具体例としては、入力画像が仕様上取り得る最大画素値と最小画素値の平均値や、入力画像の実際の最大画素値と最小画素値の平均値、中間値、入力画像中の主要被写体の領域（例えば人物の肌色領域）の画素値等が挙げられる。

成分画像の１つは、入力画像中の低周波成分を表すものとすることが考えられる。この場合、ダイナミックレンジが圧縮される向きに画素値が調整される画素については、この低周波成分を表す画像中の画素の画素値からダイナミックレンジ調整条件に基づく画素値の調整量が取得され、ダイナミックレンジが拡大される向きに画素値が調整される画素については、もとの空間周波数成分をそのまま含む入力画像、または、上記の低周波成分とは異なる空間周波数成分を表す画像中の画素の画素値からダイナミックレンジ調整条件に基づく画素値の調整量が取得される。

また、ダイナミックレンジ調整条件に基づいてダイナミックレンジが圧縮される向きに画素値が調整されることがない場合には、低周波成分を表す成分画像データの生成を行わないように制御するようにしてもよい。具体的には、ダイナミックレンジ調整条件中にダイナミックレンジが圧縮される向きに調整が行われるような条件が存在しない場合や、ダイナミックレンジ調整条件中にはダイナミックレンジが圧縮される向きに調整が行われるような条件が存在するが、調整画像データの生成の際の入力となる画像中に、ダイナミックレンジが圧縮される向きに調整が行われる画素が存在しなかった場合が考えられる。

調整画像データの生成の際には、入力画像および成分画像の明暗を表す画素値を用いてもよい。

本発明の第２の画像処理装置は、入力画像データによって表される入力画像中の特定の空間周波数成分を表す１以上の成分画像の画像データを生成する成分画像データ生成手段と、該入力画像のダイナミックレンジを調整するためのダイナミックレンジ調整条件を取得する調整条件取得手段と、前記入力画像中の各画素について、前記ダイナミックレンジ調整条件に基づいて、前記入力画像のダイナミックレンジが仮調整された仮調整画像データを生成する仮調整画像データ生成手段と、前記成分画像データを用いて、前記入力画像中の各画素のうち、前記ダイナミックレンジ調整条件に基づいて前記入力画像のダイナミックレンジが圧縮される向きに画素値が調整される画素に対しては、該向きに画素値が調整されない画素よりも多くの、該画素における高周波成分を補償する補償画像データを生成する補償画像データ生成手段と、前記仮調整画像と前記補償画像の相対応する画素毎に画素値を加算することによって、前記入力画像のダイナミックレンジが調整された出力画像の画像データを得る加算手段とを設けたことを特徴とする。

本発明の第２の画像処理方法は、入力画像データによって表される入力画像中の特定の空間周波数成分を表す１以上の成分画像の画像データを生成し、該入力画像のダイナミックレンジを調整するためのダイナミックレンジ調整条件を取得し、前記入力画像中の各画素について、前記ダイナミックレンジ調整条件に基づいて、前記入力画像のダイナミックレンジが仮調整された仮調整画像データを生成し、前記成分画像データを用いて、前記入力画像中の各画素のうち、前記ダイナミックレンジ調整条件に基づいて前記入力画像のダイナミックレンジが圧縮される向きに画素値が調整される画素に対しては、該向きに画素値が調整されない画素よりも多くの、該画素における高周波成分を補償する補償画像データを生成し、前記仮調整画像と前記補償画像の相対応する画素毎に画素値を加算することによって、前記入力画像のダイナミックレンジが調整された出力画像の画像データを得ることを特徴とする。

本発明の第２の画像処理プログラムは、コンピュータに上記第２の画像処理方法を実行させるものである。

成分画像は、入力画像中の高周波成分を表すものとすることが考えられる。この場合、ダイナミックレンジが拡大される向きに画素値が調整される画素については、この高周波成分を表す画像中の画素の画素値からダイナミックレンジ調整条件に基づく画素値の調整量が取得され、ダイナミックレンジが圧縮される向きに画素値が調整される画素については、もとの空間周波数成分をそのまま含む入力画像中の画素の画素値からダイナミックレンジ調整条件に基づく画素値の調整量が取得される。

また、ダイナミックレンジ調整条件に基づいてダイナミックレンジが圧縮される向きに画素値が調整されることがない場合には、成分画像データの生成を行わないように制御するようにしてもよい。具体的には、ダイナミックレンジ調整条件中にダイナミックレンジが圧縮される向きに調整が行われるような条件が存在しない場合や、ダイナミックレンジ調整条件中にはダイナミックレンジが圧縮される向きに調整が行われるような条件が存在するが、補償画像データの生成の際の入力となる画像中に、ダイナミックレンジが拡大される向きに調整が行われる画素が存在しなかった場合が考えられる。

補償画像データの生成の際には、入力画像および成分画像の明暗を表す画素値を用いてもよい。

上記第１および第２の態様において、ダイナミックレンジ調整条件は、例えば、入力画像の解析結果、入力画像に対する付帯情報、ユーザによって入力された情報、入力画像の色・濃度・コントラストのいずれかを補正するための画素値の調整量に基づいて決定されうる。

本発明の第１の画像処理装置・方法・プログラムによれば、入力画像中の各画素に対するダイナミックレンジの調整量を表す調整画像データの生成の際に、ダイナミックレンジ調整条件に基づいて入力画像のダイナミックレンジが圧縮される向きに画素値が調整されるのか、拡大される向きに画素値が調整されるのかを画素毎に判定し、その判定結果に基づいて、ダイナミックレンジが圧縮される向きへの調整の場合には低周波成分の割合が高い画像を入力として調整画像データの生成を行うので、高周波成分のダイナミックレンジが維持され、画像のメリハリを保つことができる。一方、ダイナミックレンジが拡大される向きへの調整の場合には低周波成分の割合が低い画像に基づいて調整画像データの生成を行うので、低周波成分のダイナミックレンジだけが拡大されることはなく、細部（高周波成分）のメリハリも強調される。したがって、出力される画像は、画像全体および細部の両方のメリハリがより適切に再現されたものとなる。

また、ダイナミックレンジ調整条件に基づいてダイナミックレンジが圧縮される向きに画素値が調整されることがない場合には、低周波画像データの生成を行わないようにすれば、低周波画像を加算することによるエッジの劣化の影響を回避することができるだけでなく、処理負荷の高い低周波画像の生成を行わないことによる全体の処理の高速化・負荷の軽減も図られる。

同様に、本発明の第２の画像処理装置・方法・プログラムによれば、補償画像データの生成の際に、ダイナミックレンジ調整条件に基づいて入力画像のダイナミックレンジが圧縮される向きに画素値が調整されるのか、拡大される向きに画素値が調整されるのかを画素毎に判定し、その判定結果に基づいて、ダイナミックレンジが圧縮される向きへの調整の場合により多くの高周波成分が含まれるように補償画像データの生成を行うので、細部のメリハリが強調され、出力される画像は、画像全体および細部の両方のメリハリがより適切に再現されたものとなる。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。

図１は、本発明の実施形態となる画像処理装置を含むデジタル写真プリントシステムのハードウェア構成を模式的に表したものである。図に示したように、このシステムは、フィルムスキャナ５１、フラットヘッドスキャナ５２、メディアドライブ５３、ネットワークアダプタ５４、ディスプレイ５５、キーボード５６、マウス５７、ハードディスク５８、写真プリント出力機５９が演算・制御装置５０に接続された構成となっている。

演算・制御装置５０は、ＣＤ−ＲＯＭ等の記憶媒体からインストールされたプログラムの実行により、この装置内のＣＰＵや主記憶装置、各種入出力インターフェースと連携して、画像の入力、補正、加工・編集、出力のフローを制御したり、画像の補正や加工・編集の処理を行ったりするものである。本発明による画像のダイナミックレンジを調整する画像処理はこの装置で行われる。

フィルムスキャナ５１は、現像機（図示なし）によって現像済みのＡＰＳネガフィルムや１３５ネガフィルムを光電的に読み取ってデジタル化し、これらのネガフィルムに記録されている写真画像をデジタル画像データとして取得するものである。

フラットヘッドスキャナ５２は、Ｌサイズ写真プリント等のハードコピーに表された写真画像を光電的に読み取ってデジタル化し、デジタル画像データを取得するものである。

メディアドライブ５３は、メモリカードやＣＤ、ＤＶＤ等の記録媒体に記録された写真画像を表すデジタル画像データを取得するものである。また、これらの記録媒体に、画像処理後の画像データを書き込むことも可能である。なお、このメモリカードには、例えば、デジタルカメラによる撮影で得られた画像のデジタル画像データが書き込まれている。また、ＣＤやＤＶＤ等には、例えば、デジタルカメラによる撮影で得られた画像や、前回のプリント注文時にフィルムスキャナによって読み取られた画像の画像データが書き込まれている。

ネットワークアダプタ５４は、公知のネットワークフォトサービスシステムにおける注文受付機（図示なし）からデジタル画像データを取得するものである。この画像データは、ユーザからの写真プリントの注文に基づく画像データであり、ユーザのパソコンからインターネット経由で送信してきたものである。または、ラボ店の店頭に設置された写真注文受付機から送信されてきたものであってもよい。

ディスプレイ５５は、このシステムにおける画像の入力、補正、加工・編集、出力のための操作画面を表示するものであり、操作内容を選択するためのメニューや処理対象の画像等が表示される。また、キーボード５６やマウス５７は、処理内容を指示するものである。

ハードディスク５８には、このシステムを制御するプログラムや各種パラメータが記憶されている他、フィルムスキャナ５１、フラットヘッドスキャナ５２、メディアドライブ５３、ネットワークアダプタ５４において取得された画像データや、画像処理後の画像データも一時的に記憶される。

写真プリント出力機５９は、出力対象の画像を表す画像データに基づいて、レーザーによる印画紙への走査露光、現像、乾燥を行うとともに、プリント情報等の裏印字、印画紙のプリント単位での切断や注文単位でのソート等を行うものである。なお、写真プリントの方式は、レーザー露光熱現像転写方式等であってもよい。

このシステムで行われる処理の流れは以下のようになる。

まず、操作者は、ディスプレイ５５に表示された画像データの入力元を選択する画面にしたがい、キーボード５６やマウス５７の操作によって、入力元の選択を行う。選択された入力元に応じて、フィルムスキャナ５１、フラットヘッドスキャナ５２、メディアドライブ５３のいずれかから、画像データが読み込まれる。また、ネットワークフォトサービスシステムや店頭での写真受付注文機による注文の場合には、演算・制御装置５０が、ネットワークアダプタ５４経由で画像データを受信する。このようにして取得された画像データは、ハードディスク５８に一時的に記憶される。

次に、演算・制御装置５０で実行される画像処理プログラムにより、予めこのシステムに設定されているセットアップ条件に基づいて、本発明の画像のダイナミックレンジの調整処理の他、公知のホワイトバランスの調整や濃度補正、コントラスト補正、シャープネス補正、ノイズ軽減・除去等の処理が行われるとともに、必要に応じて、本発明の画像のダイナミックレンジ調整を含む、操作者による手動設定に基づく画像処理や、トリミングやテンプレート合成等の画像の加工・編集処理が行われ、処理済みの画像データが出力される。出力された画像データは演算・制御装置５０のメモリに格納される。なお、ハードディスク５９に一時的に記憶するようにしてもよい。

最後に、ディスプレイ５５に表示された出力先を選択する画面にしたがい、操作者は、マウス５７やキーボード５６の操作によって、所望の出力先を選択し、演算・制御装置５０は、選択された出力先に対して画像データを送信する。写真プリント出力を行う場合には、画像データは写真プリント出力機５９に送信され、画像データによる画像が写真プリントとして出力される。ＣＤ等の記録メディアに出力を行う場合には、メディアドライブ５３にセットされたＣＤ等に画像データの書込みが行われる。

図２は、本発明の第１の実施形態となる画像のダイナミックレンジの調整を行う画像処理、および、その周辺の画像処理等を実現する画像処理装置の構成を模式的に表したブロック図である。図に示したように、この画像処理装置は、画像データＰ0の入力を受け付ける画像入力部１、画像データＰ0による画像に対する濃度補正を行い、画像データＰ1を出力する濃度補正部２、画像データＰ1による画像に対するダイナミックレンジの調整を行い、画像データＰ2を出力するダイナミックレンジ調整部３から構成され、上記各処理部１から３の機能は、ＣＤ−ＲＯＭ等の記憶媒体から演算・制御装置５０にインストールされたプログラムの実行によって実現される。なお、本実施形態では、画像データＰ0は、Ｒ，Ｇ，Ｂの信号値を有する画像データであるものとする。

濃度補正部２は、まず、予め設定されたセットアップ条件に基づき、入力画像データＰ0に対する濃度ヒストグラム解析等の結果を利用して、図５に例示した濃度補正テーブルを生成する。図５に示したように、濃度補正テーブルは、入力濃度と同じ濃度で出力することを表す直線を、明るくなる向きまたは暗くなる向きに平行移動させたものである。濃度補正部２は、入力画像データＰ0の各画素の画素値を上記の濃度補正テーブルを用いて変換し、濃度補正後の画素値による画像データＰ1を出力する。

図３は、ダイナミックレンジ調整部３の詳細な構成を模式的に表したブロック図である。図に示したように、ダイナミックレンジ調整部３は、画像解析部１１、付帯情報解析部１２、調整量入力受付部１３、ダイナミックレンジ調整条件決定部１４、明暗画像データ生成部１５、低周波画像データ生成部１６、ダイナミックレンジ調整画像データ生成部１７、加算部１８から構成される。

画像解析部１１は、画像データＰ1の濃度ヒストグラムＱ1を作成する。図６の曲線Ｈ２はその一例である。

付帯情報解析部１２は、画像データＰ1に付帯するＥｘｉｆタグ等の付帯情報を解析し、ストロボ発光の有無や撮影倍率、撮影モード等のダイナミックレンジの調整条件の決定に利用可能な撮影条件の情報Ｒ1を取得する。

調整量入力受付部１３は、ユーザによるダイナミックレンジの調整量の入力を受け付けるユーザインターフェースである。図７は、そのユーザインターフェースとしてディスプレイ５５に表示されるダイナミックレンジ調整量設定画面の一例を示したものである。図に示したように、この画面では、画像全体、シャドー部、中間濃度部、ハイライト部の各々について、ダイナミックレンジの圧縮・拡大率をスライドレバーによって調整できるようになっており、ユーザが、キーボード５６やマウス５７の操作によりこれらのスライドレバーを移動させると、調整量入力受付部１３は、スライドレバーの位置に基づいて、ダイナミックレンジ手動調整量Ｓ1を取得する。

ダイナミックレンジ調整条件決定部１４は、予め設定されたセットアップ条件に基づき、濃度ヒストグラムＱ1、撮影条件情報Ｒ1、ダイナミックレンジ手動調整量Ｓ1、および、濃度補正部２で生成された濃度補正テーブルＴ1を用いて、各々の情報に基づくダイナミックレンジの調整条件を個別に決定し、決定された各調整条件を統合して、ダイナミックレンジ調整条件を表す参照テーブルＬＵＴを決定する。

図６は、濃度ヒストグラムＱ1に基づいてダイナミックレンジの調整条件を決定する場合の一例である。この例では、ダイナミックレンジ調整条件決定部１４は、図６の曲線H2で表される濃度ヒストグラムから、画像データＰ1の画素値の最小値Ｄ_minは、写真プリント出力機５９によるプリント再現域のハイライト側の端点Ｄ_HLより小さく、画像データＰ1の画素値の最大値Ｄ_maxは、写真プリント出力機５９によるプリント再現域のシャドー側の端点Ｄ_SDより大きい旨を認識し、画像データＰ1の画素値範囲Ｄ_minからＤ_maxまでが、プリント再現域Ｄ_HLからＤ_SDまでに収まるようにダイナミックレンジの調整量を決定する。また、画像データＰ1の中間濃度域のコントラストが低いことを認識し、中間濃度域のコントラストを拡大するようにダイナミックレンジの調整量を決定する。図６の曲線H1は、ダイナミックレンジ調整後の濃度ヒストグラムを表したものである。また、図８（ａ）は、この場合のダイナミックレンジの調整量を階調曲線で表したものであり、図８（ｂ）は、入力濃度毎のダイナミックレンジの調整量を表す参照テーブルとして表したものである。これらの図に示したように、この例では、ハイライト部およびシャドー部を圧縮することによって入力画像Ｐ1全体のダイナミックレンジを圧縮するとともに、中間濃度域のコントラストを拡大するようにダイナミックレンジの調整条件が決定されている。

また、撮影条件情報Ｒ1に基づいてダイナミックレンジ調整量を決定する例としては、ストロボ発光ありで撮影倍率が所定の閾値よりも大きい場合が挙げられる。この場合、ダイナミックレンジ調整条件決定部１４は、近距離でストロボ撮影を行ったと認識し、画像全体の濃度が明るくなる向きへの補正が行われるとともに、シャドー部が圧縮されるように、ダイナミックレンジ調整条件が設定される（特許文献３参照）。

また、図７に示したように、シャドー部のみを拡大するようにダイナミックレンジ手動調整量Ｓ1が設定された場合には、ダイナミックレンジ調整条件決定部１４は、その手動調整量Ｓ1に基づき、図１０（ａ）（ｂ）に示したように、シャドー部を拡大するように参照テーブルを決定する。

ダイナミックレンジ調整条件決定部１４が濃度補正部２から図９（ａ）の直線L2のように、濃度を明るくする補正を行う旨の濃度補正テーブルＴ1を取得した場合、この濃度補正により入力画像データＰ1のハイライト部が消失してしまうことになるので、これを防止するために、ハイライト部を圧縮するようにダイナミックレンジ調整量を設定するとともに、この濃度補正によりシャドー部が浮いて締まりがなくなるのを防止するために、シャドー部を拡大するようにダイナミックレンジ調整量を設定する。図９（ａ）の曲線L3は、この場合のダイナミックレンジの調整量を階調曲線で表したものであり、図９（ｂ）は、入力濃度毎のダイナミックレンジの調整量を表す参照テーブルとして表したものである。

そして、ダイナミックレンジ調整条件決定部１４は、上記の各情報Ｑ1，Ｒ1，Ｓ1，Ｔ1のうちの複数の情報に基づいて、個別にダイナミックレンジ調整条件を決定した場合には、各調整条件を統合して、ダイナミックレンジ調整条件を表す参照テーブルＬＵＴを決定する。なお、本実施形態における参照テーブルＬＵＴは、図８から図１０の（ｂ）に示した入力濃度毎のダイナミックレンジの調整量を表したものである。

明暗画像データ生成部１５は、ＲＧＢ色空間の画像データＰ1を入力として、明暗画像データＰ1_Yを生成する。具体的には、明暗画像データＰ1_Yの画素値をＹとすると、次式（１）または（２）によって求めることができる。
Ｙ＝（Ｒ＋Ｇ＋Ｂ）／3 （１）
Ｙ＝0.3Ｒ＋0.59Ｇ＋0.11Ｂ （２）
なお、Ｒ，Ｇ，Ｂは画像データＰ1のＲ，Ｇ，Ｂの信号値である。また、上式（２）はＲＧＢ色空間からＹＩＱ表色系への変換を表したものである。

低周波画像データ生成部１６は、明暗画像データＰ1_Yを入力として、公知のローパスフィルタ（特許文献１，３等参照）の処理により、低周波成分が抽出された低周波画像データＰ1_YLを生成する。

ダイナミックレンジ調整画像データ生成部１７は、入力画像データＰ1による画像中の各画素のうち、入力画像Ｐ1のダイナミックレンジが圧縮される向きに画素値が調整される画素については、その画素と相対応する低周波画像Ｐ1_YL中の画素の画素値Ｐ1_YL[i]（i=1,2,・・・,I）から、参照テーブルＬＵＴに基づく画素値の調整量ｆ（Ｐ1_YL[i]）を取得し、入力画像データＰ1による画像中の各画素のうち、入力画像Ｐ1のダイナミックレンジが圧縮されない向きに画素値が調整される画素については、その画素と相対応する明暗画像Ｐ1_Y中の画素値Ｐ1_Y[i]から、参照テーブルＬＵＴに基づく画素値の調整量ｆ（Ｐ1_Y[i]）を取得することによって、入力画像Ｐ1のダイナミックレンジを調整するための調整画像データＵ1を生成する。

本実施形態では、ダイナミックレンジ調整画像データ生成部１７は、低周波画像データＰ1_YLによる画像中の各画素において、次の条件（ａ）（ｂ）のいずれかを満たす場合に、入力画像Ｐ1のダイナミックレンジが圧縮される向きに画素値が調整されると判定する。
（ａ）低周波画像の画素値Ｐ1_YL[i]が所定の基準値よりも小さく（明るく）、参照テーブルＬＵＴから得られる画素値Ｐ1_YL[i]に対するダイナミックレンジ調整量ｆ（Ｐ1_YL[i]）が正の値（画素値を暗くする値）である（図８（ｂ）の左側の圧縮領域、図９（ｂ）の圧縮領域参照）。
（ｂ）低周波画像の画素値Ｐ1_YL[i]が所定の基準値よりも大きく（暗く）、参照テーブルＬＵＴから得られる画素値Ｐ1_YL[i]に対するダイナミックレンジ調整量ｆ（Ｐ1_YL[i]）が負の値（画素値を明るくする値）である（図８（ｂ）の右側の圧縮領域参照）。
なお、低周波画像データＰ1_YLによる画像中の各画素において、次の条件（ｃ）（ｄ）のいずれかを満たす場合に、入力画像Ｐ1のダイナミックレンジが拡大される向きに画素値が調整されると判定するようにしてもよい。
（ｃ）低周波画像の画素値Ｐ1_YL[i]が所定の基準値よりも小さく（明るく）、参照テーブルＬＵＴから得られる画素値Ｐ1_YL[i]に対するダイナミックレンジ調整量ｆ（Ｐ1_YL[i]）が負の値（画素値を明るくする値）である（図８（ｂ）の左側の拡大領域参照）。
（ｄ）低周波画像の画素値Ｐ1_YL[i]が所定の基準値よりも大きく（暗く）、参照テーブルＬＵＴから得られる画素値Ｐ1_YL[i]に対するダイナミックレンジ調整量ｆ（Ｐ1_YL[i]）が正の値（画素値を暗くする値）である（図８（ｂ）の右側の拡大領域、図９（ｂ）図１０（ｂ）の拡大領域参照）。
ここで、上記の所定の基準値としては、低周波画像Ｐ1_YLの画素値が0から255までの値をとりうる場合であればその中間の128とすることができる。あるいは、低周波画像Ｐ1_YLの濃度ヒストグラムに基づいて、低周波画像Ｐ1_YL中の画素値の最大値と最小値の中間値や平均値としてもよいし、人物の画像であれば入力画像Ｐ1中の肌色領域の画素値等に対応する低周波画像Ｐ1_YL中の画素値とすることができる。

加算部１８は、入力画像データＰ1と調整画像データＵ1を入力として、相対応する画素毎に画素値を加算することによって、入力画像Ｐ1のダイナミックレンジが調整された出力画像の画像データＰ2を得る。

次に、図４のフローチャートを用いつつ、本発明の第１の実施形態となる画像処理装置による画像のダイナミックレンジ調整処理の流れについて説明する。

まず、画像入力部１によって画像データＰ1が読み込まれ(#1)、画像データＰ1による画像がディスプレイ５５に表示されるとともに、調整量入力受付部１３が図７に示したダイナミックレンジ調整画面をディスプレイ５５に表示させ、ユーザによるダイナミックレンジ手動調整量Ｓ1の入力を受け付ける。それと同時に、画像解析部１１は画像データＰ1に基づいて濃度ヒストグラムＱ1を生成し、付帯情報解析部１２は画像データＰ1から撮影条件情報Ｒ1を取得する。さらに、ダイナミックレンジ調整条件決定部１４は、濃度ヒストグラムＱ1、撮影条件情報Ｒ1、ダイナミックレンジ手動調整量Ｓ1、および、濃度補正部２で生成された濃度補正テーブルＴ1に基づいて、参照テーブルＬＵＴを決定する(#2)。一方、明暗画像データ生成部１５が画像データＰ1を入力として明暗画像データＰ1_Yを生成し(#3)、低周波画像データ生成部１６が明暗画像データＰ1_Yを入力として低周波画像データＰ1_YLを生成する(#4)。なお、上記ステップ#2から#4の処理の順序が異なっていてもよく、各処理を並列に行ってもよい。

次に、各画像データの各画素を識別する添え字ｉが１に設定された後(#5)、ダイナミックレンジ調整画像データ生成部１７は、低周波画像データＰ1_YLの最初の画素の画素値Ｐ1_YL[1]を取得し(#6)、取得された画素値Ｐ1_YL[1]に基づいて参照テーブルＬＵＴを参照してダイナミックレンジの調整量ｆ（Ｐ1_YL[1]）を取得し(#7)、取得された調整量ｆ（Ｐ1_YL[1]）と画素値Ｐ1_YL[1]に基づき、その画素においてダイナミックレンジが圧縮される向きに画素値が調整されるかどうかの判定を行う(#8)。

ここで、その画素においてダイナミックレンジが圧縮される向きに画素値が調整されると判定された場合には(#8;YES)、ダイナミックレンジ調整画像データ生成部１７は、調整画像データＵ1の最初の画素の画素値Ｕ1[1]の値にｆ（Ｐ1_YL[1]）を設定する(#9)。

一方、その画素においてダイナミックレンジが圧縮される向きに画素値が調整されると判定されなかった場合には(#8;NO)、ダイナミックレンジ調整画像データ生成部１７は、低周波画像データＰ1_YLの最初の画素に対応する明暗画像データＰ1_Yの最初の画素の画素値Ｐ1_Y[1]を取得し(#10)、取得された画素値Ｐ1_Y[1]に基づいて参照テーブルＬＵＴを参照してダイナミックレンジの調整量ｆ（Ｐ1_Y[1]）を取得し(#11)、調整画像データＵ1の最初の画素の画素値Ｕ1[1]に、明暗画像データＰ1_Yの最初の画素のダイナミックレンジの調整量ｆ（Ｐ1_Y[1]）を設定する(#12)。

加算部１８は、入力画像Ｐ1の最初の画素の画素値Ｐ1[1]に調整画像データＵ1の最初の画素の画素値Ｕ1[1]を加算することによって、出力画像Ｐ2の最初の画素の画素値Ｐ2[1]を求める(#13)。

以下、添え字ｉが１ずつ加算され(#14)、ｉの値が入力画像データＰ1の総画素数Ｉを超えるまで(#15)、上記ステップ#6から#13の処理を繰り返し行うことによって、出力画像Ｐ2のすべての画素の画素値Ｐ2[i]（i=1,2,・・・,I）が決定される。

図１１は、本発明の第１の実施形態となる画像処理装置による画像のダイナミックレンジ調整処理の効果を模式的に表したものであり、画像中の所定のライン上の各画素の画素値をプロットしたものである。ここでは、図８（ｂ）に示した参照テーブルＬＵＴを用いて、ハイライト部、シャドー部の圧縮と、中間コントラストの拡大を行う場合を例としている。

図１１（ａ）（ｂ）（ｃ）の一点鎖線は、入力画像Ｐ1の画素値の分布であり、Ｄ_HLからＤ_SDまでのプリント再現域を超えて画素値が分布しているとともに、中間濃度域でのコントラストは小さくなっている。

図１１（ｂ）の実線は、特許文献１から３に記載の従来技術、すなわち、低周波画像データＰ1_YLのみからダイナミックレンジ調整画像データＵ1を求めた場合の出力画像Ｐ2の画素値の分布を表している。図に示したように、ハイライト部、シャドー部では、ダイナミックレンジの圧縮により、画素値の分布はプリント再現域の範囲内に収まるとともに、高周波成分に対してはダイナミックレンジの圧縮が行われていないので、ハイライト部、シャドー部の細部のメリハリは保たれている。しかしながら、中間濃度域においては、低周波成分のコントラストは増加しているものの、高周波成分に対してダイナミックレンジの拡大が行われていないため、細部のコントラストは入力画像Ｐ1から変化せず、出力画像Ｐ2のハイライト部、シャドー部と比較すると、中間濃度域の細部のコントラストはむしろ相対的に低下している。

これに対して、図１１（ｃ）の実線は、本発明によるダイナミックレンジ調整処理によって得られた出力画像Ｐ2の画素値の分布を表している。本発明によるダイナミックレンジ調整処理では、ダイナミックレンジ調整画像データ生成部１７が、図８（ｂ）の参照テーブルＬＵＴおよび低周波画像データＰ1_YLに基づいて、画素毎にダイナミックレンジが圧縮される向きに調整されるかどうかを判定するので、図に示したように、ハイライト部、シャドー部では、低周波画像データＰ1_YLを用いてダイナミックレンジ調整画像データＵ1が生成される。したがって、図１１（ｂ）と同様に、ハイライト部とシャドー部が圧縮されて、画素値の分布がプリント再現域の範囲内に収まりつつ、細部のメリハリは保たれている。一方、中間濃度域では、高周波成分を含む明暗画像データＰ1_Yを用いてダイナミックレンジ調整画像データＵ1が生成されるので、低周波成分のコントラストが増加するとともに、高周波成分のコントラストも増加し、中間濃度域、ハイライト部、シャドー部のすべての濃度域において細部のメリハリのバランスが取れた、より好ましい出力画像Ｐ2が得られる。

上記の実施形態では、図４に示したように、低周波画像データ生成部１６が、ダイナミックレンジ調整画像データ生成部１７の処理（ステップ#6から#12）の前に、低周波画像データＰ1_YLを無条件に生成するようにしているが（ステップ#4）、この低周波画像データＰ1_YLを必要に応じて生成するようにしてもよい。図１２は、この場合のフローチャートの変更部分を表したものである。図に示したように、ステップ#3において決定された参照テーブルＬＵＴを解析して、ダイナミックレンジを圧縮する濃度域が存在するかどうかを判定し、存在する場合には、低周波画像データ生成部１６に低周波画像データＰ1_YLの生成を行わせ(#4)、ダイナミックレンジを圧縮する濃度域が存在しない場合には、低周波画像データＰ1_YLの生成を行わせないように(#5)制御している。

このようにすることにより、低周波画像を加算することによるエッジの劣化の影響を回避することができるだけでなく、処理負荷の高い低周波画像の生成を行わないことによる全体の処理の高速化・負荷の軽減も図られる。

また、上記実施形態では、ダイナミックレンジ調整画像データ生成部１７によるダイナミックレンジの圧縮／拡大の判定を低周波画像Ｐ1_YLに基づいて行っているが、明暗画像Ｐ1_Yを用いて行うようにしてもよい。図１３は、この場合のダイナミックレンジ調整処理の流れを表すフローチャートである。図に示したように、ステップ#21から#25までは上記実施形態（図４）と同様に処理を行った後、ダイナミックレンジ調整画像データ生成部１７は、明暗画像データＰ1_Yの最初の画素の画素値Ｐ1_Y[1]を取得し(#26)、取得された画素値Ｐ1_Y[1]に基づいて参照テーブルＬＵＴを参照してダイナミックレンジの調整量ｆ（Ｐ1_Y[1]）を取得し(#27)、取得された調整量ｆ（Ｐ1_Y[1]）と画素値Ｐ1_Y[1]に基づき、その画素においてダイナミックレンジが圧縮される向きに画素値が調整されるかどうかの判定を行う(#28)。

ここで、その画素においてダイナミックレンジが圧縮される向きに画素値が調整されると判定された場合には(#28;YES)、ダイナミックレンジ調整画像データ生成部１７は、さらに、明暗画像データＰ1_Yの最初の画素に対応する低周波画像データＰ1_YLの最初の画素の画素値Ｐ1_YL[1]を取得し(#29)、取得された画素値Ｐ1_YL[1]に基づいて参照テーブルＬＵＴを参照してダイナミックレンジの調整量ｆ（Ｐ1_YL[1]）を取得し(#30)、調整画像データＵ1の最初の画素の画素値Ｕ1[1]の値にｆ（Ｐ1_YL[1]）を設定する(#31)。

一方、その画素においてダイナミックレンジが圧縮される向きに画素値が調整されると判定されなかった場合には(#28;NO)、ダイナミックレンジ調整画像データ生成部１７は、調整画像データＵ1の最初の画素の画素値Ｕ1[1]に、明暗画像データＰ1_Yの最初の画素のダイナミックレンジの調整量ｆ（Ｐ1_Y[1]）を設定する(#32)。

以下、上記実施形態（ステップ#13から#15）と同様にして出力画像Ｐ2のすべての画素の画素値Ｐ2[i]（i=1,2,・・・,I）が決定される。

さらにこの場合、図１４に示したように、図１３のフローチャートのステップ#24の低周波画像データＰ1_YLの生成処理をステップ#28以降に移動し、ステップ#28において、明暗画像データＰ1_Yに基づくダイナミックレンジ調整量ｆ（Ｐ1_Y[i]）が圧縮の向きへの調整であると判定された場合に、低周波画像データＰ1_YLが既に生成済みであるかどうかを判定し、未生成の場合に低周波画像データＰ1_YLを生成し、低周波画像データＰ1_YLの画素値Ｐ1_YL[i]を取得するようにしてもよい(#29)。なお、生成済みの場合には、その生成済みの低周波画像データＰ1_YLを用いて画素値Ｐ1_YL[i]を取得すればよい(#29)。

また、上記の実施形態における参照テーブルＬＵＴをダイナミックレンジ拡大用と圧縮用の２つのテーブルに分割してダイナミックレンジ調整処理を行うことも考えられる。図１５のＬＵＴ1とＬＵＴ2は、各々、図８（ｂ）のＬＵＴをダイナミックレンジ拡大用と圧縮用に分割したものである。図に示したように、ダイナミックレンジ拡大用ＬＵＴ1では、ダイナミックレンジが拡大される濃度域以外では調整量が0となっており、ダイナミックレンジ圧縮用ＬＵＴ2では、ダイナミックレンジが圧縮される濃度域以外では調整量が0となっている。この場合、図１６に示したように、ダイナミックレンジ調整画像データ生成部１７および加算部１８は、図４のステップ#6から#13の代わりに、ステップ#46から#50の処理を行う。すなわち、ダイナミックレンジ調整画像データ生成部１７は、明暗画像データＰ1_Yの画素値Ｐ1_Y[i]を取得し(#46)、参照テーブルＬＵＴ1に基づいてダイナミックレンジ調整量ｆ₁（Ｐ1_Y[i]）を取得して、これをダイナミックレンジ拡大用画像データＵ1_Yの画素値Ｕ1_Y[i]とするとともに(#47)、低周波画像データＰ1_YLの画素値Ｐ1_YL[i]を取得した後(#48)、参照テーブルＬＵＴ2に基づいてダイナミックレンジ調整量ｆ（Ｐ1_YL[i]）を取得して、これをダイナミックレンジ圧縮用画像データＵ1_YLの画素値Ｕ1_YL[i]とする(#49)。そして、加算部１８は、入力画像データＰ1の画素値Ｐ1[i]にダイナミックレンジ拡大用画像データＵ1_Yの画素値Ｕ1_Y[i]およびダイナミックレンジ圧縮用画像データＵ1_YLの画素値Ｕ1_YL[i]を加算することによって、出力画像データＰ2の画素値Ｐ2[i]を求める(#50)。このように、参照テーブルＬＵＴをダイナミックレンジ拡大用と圧縮用の２つのテーブルに分割しても、ダイナミックレンジの拡大・圧縮によって、ダイナミックレンジ調整用画像データの生成に用いる画像データ（明暗画像データＰ1_Yおよび低周波画像データＰ1_YLを切り替えることが可能になる。

本発明の第２の実施形態となる画像処理装置は、第１の実施形態とは異なるダイナミックレンジの調整手法に対して、本発明を適用した例である。図１７は、本発明の第２の実施形態となるダイナミックレンジ調整部３の詳細な構成を模式的に表したブロック図である。図に示したように、本実施形態におけるダイナミックレンジ調整部３は、画像解析部１１、付帯情報解析部１２、調整量入力受付部１３、ダイナミックレンジ調整条件決定部１４´、ダイナミックレンジ調整画像データ生成部１７´、明暗画像データ生成部１５、高周波画像データ生成部１９、補償画像データ生成部２０、加算部１８から構成される。

画像解析部１１、付帯情報解析部１２、調整量入力受付部１３、明暗画像データ生成部１５については、第１の実施形態と同様の処理を行う。

ダイナミックレンジ調整条件決定部１４´は、図８から図１０の（ａ）に示した入力濃度と出力濃度を対応づけた階調曲線を表す参照テーブルＬＵＴ_aと、図８から図１０の（ｂ）に示した入力濃度毎のダイナミックレンジの調整量を表す参照テーブルＬＵＴ_bの両方を決定する。具体的な決定方法については第１の実施形態と同様である。

ダイナミックレンジ調整画像データ生成部１７´は、入力画像Ｐ1の画素値Ｐ1[i]から、参照テーブルＬＵＴ_aに基づいて、ダイナミックレンジが仮調整された仮調整画像データＶ１の画素値ｆ_a（Ｐ1[i]）を取得することによって、仮調整画像データＶ1を生成する。

高周波画像データ生成部１９は、明暗画像データＰ1_Yを入力として、公知のハイパスフィルタの処理により、高周波成分が抽出された高周波画像データＰ1_YHを生成する。

補償画像データ生成部２０は、入力画像Ｐ1のダイナミックレンジが圧縮される向きに画素値が調整される画素に対してのみ高周波成分が補償されるように補償画像データＷ1を生成する。

具体的には、補償画像データ生成部２０は、まず、明暗画像の画素値Ｐ1_Y[i]に基づいて参照テーブルＬＵＴ_bを参照し、次の条件（ａ）´（ｂ）´のいずれかを満たす場合に、入力画像Ｐ1のダイナミックレンジが圧縮される向きに画素値が調整されると判定する。
（ａ）´ 明暗画像の画素値Ｐ1_Y[i]が所定の基準値よりも小さく（明るく）、参照テーブルＬＵＴ_bから得られる画素値Ｐ1 _Y[i]に対するダイナミックレンジ調整量ｆ_b（Ｐ1 _Y[i]）が正の値（画素値を暗くする値）である（図８（ｂ）の左側の圧縮領域、図９（ｂ）の圧縮領域参照）。
（ｂ）´ 明暗画像の画素値Ｐ1 _Y[i]が所定の基準値よりも大きく（暗く）、参照テーブルＬＵＴ_bから得られる画素値Ｐ1 _Y[i]に対するダイナミックレンジ調整量ｆ_b（Ｐ1 _Y[i]）が負の値（画素値を明るくする値）である（図８（ｂ）の右側の圧縮領域参照）。
なお、補償画像データ生成部２０は、明暗画像Ｐ1_Yのダイナミックレンジが拡大される向きに画素値が調整されるかどうかを判定するようにしてもよい。

次に、入力画像Ｐ1のダイナミックレンジが圧縮される向きに画素値が調整されると判定された画素Ｐ1[i]については、ダイナミックレンジの圧縮の程度が大きいほど補償量が大きくなるように、高周波成分の補償量Ｗ1[i]を算出する。例えば、次式（３）に基づいて算出することができる。
Ｗ1[i]＝k×ｆ_b（Ｐ1 _Y[i]）×Ｐ1_YH[i] （３）
すなわち、入力画像Ｐ1に対する高周波画像Ｐ1_YHの画素値Ｐ1_YH[i]に対して、対応する明暗画像の画素値Ｐ1_Y[i]におけるダイナミックレンジ調整量ｆ_b（Ｐ1 _Y[i]）の定数（ｋ）倍を乗じたものを補償量Ｗ1[i]としている。

なお、入力画像Ｐ1のダイナミックレンジが圧縮される向きに画素値が調整されないと判定された画素Ｐ1[i]については、補償量Ｗ1[i]＝0とする。

加算部１８は、ダイナミックレンジ仮調整画像データＶ1と補償画像データＷ1を入力として、相対応する画素毎に画素値を加算することによって、入力画像Ｐ1のダイナミックレンジが調整された出力画像の画像データＰ2を得る。

図１６は、本発明の第２の実施形態となる画像処理装置による画像のダイナミックレンジ調整処理の流れを表すフローチャートである。

まず、画像入力部１によって画像データＰ1が読み込まれ(#61)、画像データＰ1による画像がディスプレイ５５に表示されるとともに、調整量入力受付部１３が図７に示したダイナミックレンジ調整画面をディスプレイ５５に表示させ、ユーザによるダイナミックレンジ手動調整量Ｓ1の入力を受け付ける。それと同時に、画像解析部１１は画像データＰ1に基づいて濃度ヒストグラムＱ1を生成し、付帯情報解析部１２は画像データＰ1から撮影条件情報Ｒ1を取得する。さらに、ダイナミックレンジ調整条件決定部１４´は、濃度ヒストグラムＱ1、撮影条件情報Ｒ1、ダイナミックレンジ手動調整量Ｓ1、および、濃度補正部２で生成された濃度補正テーブルＴ1に基づいて、参照テーブルＬＵＴ_aおよびＬＵＴ_bを決定する(#62)。ダイナミックレンジ調整画像データ生成部１７´は、入力画像データＰ1を入力とし、決定された参照テーブルＬＵＴ_aに基づいて、ダイナミックレンジ仮調整画像データＶ1を生成する(#63)。一方、明暗画像データ生成部１５が画像データＰ1を入力として明暗画像データＰ1_Yを生成し(#64)、高周波画像データ生成部１９が明暗画像データＰ1_Yを入力として高周波画像データＰ1_YHを生成する(#65)。

次に、各画像データの各画素を識別する添え字ｉが１に設定された後(#66)、補償画像データ生成部２０は、明暗画像データＰ1_Yの最初の画素の画素値Ｐ1 _Y[1]を取得し(#67)、取得された画素値Ｐ1 _Y[1]に基づいて参照テーブルＬＵＴ_bを参照してダイナミックレンジの調整量ｆ_b（Ｐ1 _Y[1]）を取得する(#68)。補償画像データ生成部２０は、取得された調整量ｆ_b（Ｐ1 _Y[1]）と画素値Ｐ1 _Y[1]に基づき、その画素においてダイナミックレンジが圧縮される向きに画素値が調整されるかどうかの判定を行う(#69)。

ここで、その画素においてダイナミックレンジが圧縮される向きに画素値が調整されると判定された場合には(#69;YES)、補償画像データ生成部２０は、明暗画像データＰ1_Yの最初の画素に対応する高周波画像データの画素の画素値Ｐ1_YH[1]を読み込み(#70)、上式（３）に基づいて補償画像データＷ1の最初の画素の画素値Ｗ1[1]を計算する(#71)。

一方、その画素においてダイナミックレンジが圧縮される向きに画素値が調整されると判定されなかった場合には(#69;NO)、補償画像データ生成部２０は、補償画像データＷ1の最初の画素の画素値Ｗ1[1]を0に設定する(#72)。

加算部１８は、仮調整画像Ｖ1の最初の画素の画素値Ｖ1[1]に補償画像データＷ1の最初の画素の画素値Ｗ1[1]を加算することによって、出力画像Ｐ2の最初の画素の画素値Ｐ2[1]を求める(#73)。

以下、添え字ｉが１ずつ加算され(#74)、ｉの値が入力画像データＰ1の総画素数Ｉを超えるまで(#75)、上記ステップ#67から#73の処理を繰り返し行うことによって、出力画像Ｐ2のすべての画素の画素値Ｐ2[i]（i=1,2,・・・,I）が決定される。

以上のように、本発明の第２の実施形態となるダイナミックレンジ調整処理を行う画像処理装置によれば、補償画像データ生成部２０が、ダイナミックレンジ調整条件ＬＵＴに基づいて入力画像Ｐ1のダイナミックレンジが圧縮される向きに画素値が調整されるのか、拡大される向きに画素値が調整されるのかを画素毎に判定し、その判定結果に基づいて、ダイナミックレンジが圧縮される向きへの調整の場合にのみ高周波成分を補償する補償画像データＷ1を生成するので、細部のメリハリが強調され、出力される画像Ｐ2は、画像全体および細部の両方のメリハリがより適切に再現されたものとなる。

なお、上記第２の実施形態においても、図１２と同様に、ステップ#65の高周波画像データＰ1_YHの生成の前に参照テーブルＬＵＴ_aまたはＬＵＴ_bを解析し、ダイナミックレンジを圧縮する濃度域が存在する場合にのみ、高周波画像データＰ1_YHの生成を行ってもよい。また、図１４と同様に、ステップ#69で明暗画像データＰ1_Yに基づくダイナミックレンジ調整量ｆ_b（Ｐ1_Y[i]）が圧縮の向きへの調整であると判定された場合に、高周波画像データＰ1_YHが既に生成済みであるかどうかを判定し、未生成の場合に高周波画像データＰ1_YHを生成し、高周波画像データＰ1_YHの画素値Ｐ1_YH[i]を取得するようにし、生成済みの場合には、その生成済みの高周波画像データＰ1_YHを用いて画素値Ｐ1_YH[i]を取得するようにしてもよい。

上記の説明の他、各実施形態におけるシステム構成、処理フロー、テーブル構成、ユーザインターフェース等に対して、本発明の趣旨から逸脱しない範囲で様々な改変を行ったものも、本発明の技術的範囲に含まれる。また、上記の各実施形態はあくまでも例示であり、上記のすべての説明が本発明の技術的範囲を限定的に解釈するために利用されるべきものではない。

本発明の実施形態となる画像処理装置を含むデジタル写真プリントシステムのハードウェア構成を模式的に表した図 本発明の第１の実施形態となる画像のダイナミックレンジの調整を行う画像処理、および、その周辺の画像処理等を実現する画像処理装置の構成を模式的に表したブロック図 本発明の第１の実施形態となる画像のダイナミックレンジ調整を行うダイナミックレンジ調整部の構成を模式的に表したブロック図 本発明の第１の実施形態におけるダイナミックレンジ調整処理の流れを表したフローチャート 濃度補正テーブルの一例を表した図 ダイナミックレンジ調整処理を濃度ヒストグラム上で表した図 ダイナミックレンジ調整画面の一例を表した図 ダイナミックレンジ調整条件の第１の例を（ａ）階調曲線で表した図と（ｂ）入力濃度と調整量の関係（参照テーブルの模式化）で表した図 ダイナミックレンジ調整条件の第２の例を（ａ）階調曲線で表した図と（ｂ）入力濃度と調整量の関係（参照テーブルの模式化）で表した図 ダイナミックレンジ調整条件の第３の例を（ａ）階調曲線で表した図と（ｂ）入力濃度と調整量の関係（参照テーブルの模式化）で表した図 画素位置と画素値の関係を模式的に表した図（（ａ）入力画像 （ｂ）従来技術によるダイナミックレンジ調整処理後の画像 （ｃ）本発明によるダイナミックレンジ調整処理後の画像） 本発明の第１の実施形態に対する第１の変形例を表すフローチャートの一部 本発明の第１の実施形態に対する第２の変形例のダイナミックレンジ調整処理の流れを表したフローチャート 本発明の第１の実施形態に対する第３の変形例を表すフローチャートの一部 本発明の第１の実施形態に対する第４の変形例を模式的に表した図 本発明の第１の実施形態に対する第４の変形例における処理の流れを表したフローチャート 本発明の第２の実施形態となる画像のダイナミックレンジ調整を行うダイナミックレンジ調整部の構成を模式的に表したブロック図 本発明の第２の実施形態におけるダイナミックレンジ調整処理の流れを表したフローチャート

符号の説明

１ 画像入力部
２ 濃度補正部
３ ダイナミックレンジ調整部
１１ 画像解析部
１２ 付帯情報解析部
１３ 調整量入力受付部
１４、１４´ ダイナミックレンジ調整条件決定部
１５ 明暗画像データ生成部
１６ 低周波画像データ生成部
１７、１７´ ダイナミックレンジ調整画像データ生成部
１８ 加算部
１９ 高周波画像データ生成部
２０ 補償画像データ生成部
５０ 演算・制御装置５０
５１ フィルムスキャナ
５２ フラットヘッドスキャナ
５３ ディアドライブ
５４ ネットワークアダプタ
５５ ディスプレイ
５６ キーボード
５７ マウス
５８ ハードディスク
５９ 写真プリント出力機

Claims (13)

1. 入力画像データによって表される入力画像中の特定の空間周波数成分を表す１以上の成分画像の画像データを生成する成分画像データ生成手段と、
   該入力画像のダイナミックレンジを調整するための画素値の調整量を画素値毎に決定しうるダイナミックレンジ調整条件を取得する調整条件取得手段と、
   前記入力画像中の各画素のうち、前記ダイナミックレンジ調整条件に基づいて前記入力画像のダイナミックレンジが圧縮される向きに画素値が調整される画素については、該画素と相対応する、前記入力画像と前記成分画像のうちの低周波成分の割合がより高い方の画像中の画素の画素値から、前記ダイナミックレンジ調整条件に基づく画素値の調整量を取得し、前記入力画像中の各画素のうち、前記ダイナミックレンジ調整条件に基づいて前記入力画像のダイナミックレンジが拡大される向きに画素値が調整される画素については、該画素と相対応する、前記入力画像と前記成分画像のうちの低周波成分の割合がより低い方の画像中の画素の画素値から、前記ダイナミックレンジ調整条件に基づく画素値の調整量を取得することによって、前記入力画像のダイナミックレンジを調整するための調整画像データを生成する調整画像データ生成手段と、
   前記入力画像と前記調整画像の相対応する画素毎に画素値を加算することによって、前記入力画像のダイナミックレンジが調整された出力画像の画像データを得る加算手段とを備えたことを特徴とする画像処理装置。
2. 前記調整画像データ生成手段が、前記入力画像および前記成分画像の明暗を表す画素値を用いて、前記調整画像データを生成するものであることを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
3. 前記成分画像データ生成手段が、前記入力画像中の低周波成分を表す成分画像の画像データを生成するものであることを特徴とする請求項１または２記載の画像処理装置。
4. 前記ダイナミックレンジ調整条件に基づいてダイナミックレンジが圧縮される向きに画素値が調整されることがない場合には、前記成分画像データ生成手段による前記成分画像データの生成を行わないように制御する手段をさらに備えたことを特徴とする請求項３記載の画像処理装置。
5. 入力画像データによって表される入力画像中の特定の空間周波数成分を表す１以上の成分画像の画像データを生成する成分画像データ生成手段と、
   該入力画像のダイナミックレンジを調整するためのダイナミックレンジ調整条件を取得する調整条件取得手段と、
   前記入力画像中の各画素について、前記ダイナミックレンジ調整条件に基づいて、前記入力画像のダイナミックレンジが仮調整された仮調整画像データを生成する仮調整画像データ生成手段と、
   前記成分画像データを用いて、前記入力画像中の各画素のうち、前記ダイナミックレンジ調整条件に基づいて前記入力画像のダイナミックレンジが圧縮される向きに画素値が調整される画素に対しては、該向きに画素値が調整されない画素よりも多くの、該画素における高周波成分を補償する補償画像データを生成する補償画像データ生成手段と、
   前記仮調整画像と前記補償画像の相対応する画素毎に画素値を加算することによって、前記入力画像のダイナミックレンジが調整された出力画像の画像データを得る加算手段とを備えたことを特徴とする画像処理装置。
6. 前記補償画像データ生成手段が、前記入力画像および前記成分画像の明暗を表す画素値を用いて、前記補償画像データを生成するものであることを特徴とする請求項５記載の画像処理装置。
7. 前記成分画像データ生成手段が、前記入力画像中の高周波成分を表す成分画像の画像データを生成するものであることを特徴とする請求項５または６記載の画像処理装置。
8. 前記ダイナミックレンジ調整条件に基づいてダイナミックレンジが圧縮される向きに画素値が調整されることがない場合には、前記成分画像データ生成手段による前記成分画像データの生成を行わないように制御する手段をさらに備えたことを特徴とする請求項７記載の画像処理装置。
9. 前記調整条件取得手段が、前記入力画像の解析結果、前記入力画像に対する付帯情報、前記画像処理装置のユーザによって入力された情報、前記入力画像の色・濃度・コントラストのいずれかを補正するための画素値の調整量のうちの少なくとも１つに基づいて、前記ダイナミックレンジ調整条件を決定するものであることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の画像処理装置。
10. 入力画像データによって表される入力画像中の特定の空間周波数成分を表す１以上の成分画像の画像データを生成し、
    該入力画像のダイナミックレンジを調整するための画素値の調整量を画素値毎に決定しうるダイナミックレンジ調整条件を取得し、
    前記入力画像中の各画素のうち、前記ダイナミックレンジ調整条件に基づいて前記入力画像のダイナミックレンジが圧縮される向きに画素値が調整される画素については、該画素と相対応する、前記入力画像と前記成分画像のうちの低周波成分の割合がより高い方の画像中の画素の画素値から、前記ダイナミックレンジ調整条件に基づく画素値の調整量を取得し、前記入力画像中の各画素のうち、前記ダイナミックレンジ調整条件に基づいて前記入力画像のダイナミックレンジが拡大される向きに画素値が調整される画素については、該画素と相対応する、前記入力画像と前記成分画像のうちの低周波成分の割合がより低い方の画像中の画素の画素値から、前記ダイナミックレンジ調整条件に基づく画素値の調整量を取得することによって、前記入力画像のダイナミックレンジを調整するための調整画像データを生成し、
    前記入力画像と前記調整画像の相対応する画素毎に画素値を加算することによって、前記入力画像のダイナミックレンジが調整された出力画像の画像データを得ることを特徴とする画像処理方法。
11. 入力画像データによって表される入力画像中の特定の空間周波数成分を表す１以上の成分画像の画像データを生成し、
    該入力画像のダイナミックレンジを調整するためのダイナミックレンジ調整条件を取得し、
    前記入力画像中の各画素について、前記ダイナミックレンジ調整条件に基づいて、前記入力画像のダイナミックレンジが仮調整された仮調整画像データを生成し、
    前記成分画像データを用いて、前記入力画像中の各画素のうち、前記ダイナミックレンジ調整条件に基づいて前記入力画像のダイナミックレンジが圧縮される向きに画素値が調整される画素に対しては、該向きに画素値が調整されない画素よりも多くの、該画素における高周波成分を補償する補償画像データを生成し、
    前記仮調整画像と前記補償画像の相対応する画素毎に画素値を加算することによって、前記入力画像のダイナミックレンジが調整された出力画像の画像データを得ることを特徴とする画像処理方法。
12. コンピュータに、
    入力画像データによって表される入力画像中の特定の空間周波数成分を表す１以上の成分画像の画像データを生成し、
    該入力画像のダイナミックレンジを調整するための画素値の調整量を画素値毎に決定しうるダイナミックレンジ調整条件を取得し、
    前記入力画像中の各画素のうち、前記ダイナミックレンジ調整条件に基づいて前記入力画像のダイナミックレンジが圧縮される向きに画素値が調整される画素については、該画素と相対応する、前記入力画像と前記成分画像のうちの低周波成分の割合がより高い方の画像中の画素の画素値から、前記ダイナミックレンジ調整条件に基づく画素値の調整量を取得し、前記入力画像中の各画素のうち、前記ダイナミックレンジ調整条件に基づいて前記入力画像のダイナミックレンジが拡大される向きに画素値が調整される画素については、該画素と相対応する、前記入力画像と前記成分画像のうちの低周波成分の割合がより低い方の画像中の画素の画素値から、前記ダイナミックレンジ調整条件に基づく画素値の調整量を取得することによって、前記入力画像のダイナミックレンジを調整するための調整画像データを生成し、
    前記入力画像と前記調整画像の相対応する画素毎に画素値を加算することによって、前記入力画像のダイナミックレンジが調整された出力画像の画像データを得る処理を実行させることを特徴とする画像処理プログラム。
13. コンピュータに、
    入力画像データによって表される入力画像中の特定の空間周波数成分を表す１以上の成分画像の画像データを生成し、
    該入力画像のダイナミックレンジを調整するためのダイナミックレンジ調整条件を取得し、
    前記入力画像中の各画素について、前記ダイナミックレンジ調整条件に基づいて、前記入力画像のダイナミックレンジが仮調整された仮調整画像データを生成し、
    前記成分画像データを用いて、前記入力画像中の各画素のうち、前記ダイナミックレンジ調整条件に基づいて前記入力画像のダイナミックレンジが圧縮される向きに画素値が調整される画素に対しては、該向きに画素値が調整されない画素よりも多くの、該画素における高周波成分を補償する補償画像データを生成し、
    前記仮調整画像と前記補償画像の相対応する画素毎に画素値を加算することによって、前記入力画像のダイナミックレンジが調整された出力画像の画像データを得る処理を実行させることを特徴とする画像処理プログラム。

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