JP2010055187A - 画像処理装置、電子カメラおよび画像処理プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】 暗部階調の補正の処理時間を短縮すること。
【解決手段】 画像データを取得する取得部と、画像データに対して、色処理と階調変換処理との少なくとも一方を含む画像処理を施す画像処理部と、画像処理部による画像処理と並行して、画像データの暗部階調の明度を向上する補正のための演算を行う演算部と、演算部による演算結果に基づいて、画像処理部により画像処理が施された画像データの暗部階調の明度を向上する補正を行う補正部とを備える。
【選択図】 図７

Description

本発明は、画像処理装置、電子カメラおよび画像処理プログラムに関する。

従来、輝度差の大きな被写体を撮影することにより、画像データの暗部階調が暗く潰れるという現象が知られている。そこで、特許文献１の発明では、暗部階調のゲインを上げることで階調を圧縮し、暗部階調の黒つぶれを改善している。
特許２６６３１８９号

上述した特許文献１の発明においては、階調を圧縮するための各種処理を行う。これらの処理は、通常の画像処理に加えて行う処理であり、処理対象の画像データによっては、処理時間が増大するおそれがある。そのため、処理時間をより短縮することが期待されている。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、暗部階調の補正の処理時間を短縮することを目的とする。

本発明の画像処理装置は、画像データを取得する取得部と、前記画像データに対して、色処理と階調変換処理との少なくとも一方を含む画像処理を施す画像処理部と、前記画像処理部による画像処理と並行して、前記画像データの暗部階調の明度を向上する補正のための演算を行う演算部と、前記演算部による演算結果に基づいて、前記画像処理部により画像処理が施された画像データの暗部階調の明度を向上する補正を行う補正部とを備えたことを特徴とする。

なお、前記演算部は、前記取得部により取得した前記画像データに基づいて、ボケ画像データを生成し、前記補正部は、前記ボケ画像データに基づいて、暗部階調の明部を向上する補正を行っても良い。

また、前記演算部は、前記取得部により取得した前記画像データに階調変換処理を施し、前記階調変換処理を施した画像データに基づいて、前記ボケ画像データを生成しても良い。

また、前記演算部は、前記取得部により取得した前記画像データに基づくＲ画像データ、Ｇ画像データ、Ｂ画像データのそれぞれに前記階調変換処理を施しても良い。

また、前記演算部は、前記取得部により取得した前記画像データに基づくＹ画像データ、Ｃｂ画像データ、Ｃｒ画像データのそれぞれに前記階調変換処理を施しても良い。

また、前記演算部は、前記取得部により取得した前記画像データに基づくＹ画像データ、Ｃｂ画像データ、Ｃｒ画像データのうち、Ｙ画像データのみに前記階調変換処理を施しても良い。

また、前記演算部は、前記画像データに基づいて、明るさに関する第１の画像データと複数の色差に関する第２の画像データとを生成し、前記第１の画像データと前記第２の画像データとから明るさに関する第３の画像データを生成し、生成した前記第３の画像データに前記階調変換処理を施しても良い。

また、被写体像を撮像して画像データを生成する撮像部と、上記した何れかの画像処理装置とを備え、前記取得部は、前記撮像部から前記画像データを取得する電子カメラも本発明の具体的態様として有効である。

また、上記発明に関する構成を、処理対象の画像データに対する画像処理をコンピュータで実現するための画像処理プログラムに変換して表現したものも本発明の具体的態様として有効である。

本発明によれば、暗部階調の補正の処理時間を短縮することができる。

以下、図面を用いて本発明の実施形態について説明する。以下の実施形態では、本発明の画像処理装置を備えた電子カメラを例に挙げて説明する。

まず、比較のために、従来の階調圧縮処理について説明する。

図１は、従来の階調圧縮処理を行う電子カメラ１００の構成を示す図である。図１に示すように、電子カメラ１００は、撮影レンズ１０２、撮像素子１０３、アナログフロントエンド（Analog Front End）部（以下、ＡＦＥ部と称する）１０４、画像処理部１０５、階調圧縮処理部１０６、圧縮伸長部１０７、記録部１０８の各部を備えるとともに、各部を統括的に制御する制御部１０９を備える。

また、電子カメラ１００は、撮像により生成された画像などを表示する不図示の表示部、レリーズ釦や設定釦などを含む不図示の操作部を備える。制御部１０９は、内部に不図示のメモリを備え、各部を制御するためのプログラムを予め記録するとともに、操作部の操作状態を検知する。

撮影時、制御部１０９は、撮影レンズ１０２を介した被写体像を撮像素子１０３により撮像し、ＡＦＥ部１０４によりディジタルの画像データを生成する。そして、制御部１０９は、画像処理部１０５により色処理や階調変換処理を施した後、階調圧縮処理部１０６により階調圧縮処理を施して鑑賞用の画像データを生成する。この画像データは、圧縮伸長部１０７により適宜圧縮され、記録部１０８に記録される。

なお、階調圧縮処理部１０６は、図２に示すように、ローパス演算部１２１とゲイン付加部１２２とを有する。ローパス演算部１２１は、例えば図３に示すガウス型のローパスフィルタを用いたローパス処理を画像データに施し、ゲイン付加部１２２は、ローパス処理を施した画像データの明度に応じて、各画素にゲインを付加する。このような処理により、通常つぶれがちな暗部を明瞭に再現することが可能となる。

以上説明した構成の電子カメラ１００の撮影時の動作について、図４に示すフローチャートを用いて説明する。

ステップＳ１において、制御部１０９は、ユーザにより不図示の操作部を介して撮影開始が指示されたか否かを判定する。そして、制御部１０９は、撮影開始が指示されたと判定するとステップＳ２に進む。

ステップＳ２において、制御部１０９は、各部を制御し、撮像素子１０３およびＡＦＥ部１０４により被写体像を撮像して画像データを生成する。

ステップＳ３において、制御部１０９は、画像処理部１０５を制御して、ステップＳ２で生成した画像データに色空間変換処理を行う。色空間変換処理は、以下の式１から式３により行われる。

tR[x,y]＝krr・R[x,y]＋krg・G[x,y]＋krb・B[x,y]…(式１)
tG[x,y]＝kgr・R[x,y]＋kgg・G[x,y]＋kgb・B[x,y]…(式２)
tB[x,y]＝kbr・R[x,y]＋kbg・G[x,y]＋kbb・B[x,y]…(式３)
なお、式１から式３中のR[x,y]，G[x,y]，B[x,y]は、それぞれＲＧＢ画像の画像データを示し、krr，krg，krbは、所定の係数である。

ステップＳ４において、制御部１０９は、画像処理部１０５を制御して、ステップＳ３で色空間変換処理を施した画像データに階調変換処理を行う。階調変換処理は、以下の式４から式６により行われる。

sR[x,y]＝Gm[tR[x,y]]…(式４)
sG[x,y]＝Gm[tG[x,y]]…(式５)
sB[x,y]＝Gm[tB[x,y]]…(式６)
なお、式４から式６中のＧｍは、例えば、図５に示す階調カーブに相当する。

ステップＳ５において、制御部１０９は、階調圧縮処理部１０６を制御して、ステップＳ４で階調変換処理を施した画像データに階調圧縮処理を施す。

制御部１０９は、まず、ローパス演算部１２１を制御して、ステップＳ４で階調変換処理を施した画像データに対してローパス演算を行う。ローパス演算は、以下の式７から式１１により行われる。

Y[x,y]＝kr・sR[x,y]＋kg・sG[x,y]＋kb・sB[x,y]…(式７)
Cr[x,y]＝kcrr・sR[x,y]＋kcrg・sG[x,y]＋kcrb・sB[x,y]…(式８)
Cb[x,y]＝kcbr・sR[x,y]＋kcbg・sG[x,y]＋kcbb・sB[x,y]…(式９)
V[x,y]＝ky・Y[x,y]＋kcr・|Cr[x,y]|＋kcb・|Cb[x,y]|…(式１０)

なお、式７から式９中のkr，kg，kb，kcrr，kcrg，kcrb，kcbr，kcbg，kcbbは、所定の係数である。式７から式９により、ｓＲＧＢ画像がＹＣｂＣｒ画像に変換される。また、式１０中のky，kc，kcbは、所定の係数であり、式１０により、ＹＣｂＣｒ画像からに明るさに関する画像であるＶ画像の画像データが生成される。また、式１１中のLpwは、注目画素周りのローパスフィルタであり、このローパスフィルタは、図３に示す特性を有する。そして、式１１により、Ｖ画像からローパス画像であるＬＶ画像の画像データが生成される。なお、ローパス画像は、ボケ画像の一例であり、他のローパスフィルタを用いてローパス画像を生成しても良いし、ローパス処理以外の手法を用いてボケ画像を生成しても良い。

次に、制御部１０９は、階調圧縮処理部１０６のゲイン付加部１２２を制御して、ローパス処理を施した画像データに対してゲインを付加する。ゲインの付加は、以下の式１２から式１４により行われる。

sRc[x,y]＝sR[x,y]・fg(LV[x,y])…(式１２)
sGc[x,y]＝sG[x,y]・fg(LV[x,y])…(式１３)
sBc[x,y]＝sB[x,y]・fg(LV[x,y])…(式１４)
なお、式１２から式１４中のｆｇは階調圧縮のパラメータである。図６は、階調圧縮のパラメータｆｇを示す図である。パラメータｆｇは、図６に示すように、Ｖ画像の画像データに応じたゲインを有する。そして、Ｖ画像の画像データが小さいほど（処理画素を含む近傍範囲が暗いほど）、パラメータｆｇは大きくなる。逆に、Ｖ画像の画像データが大きいほど（処理画素を含む近傍範囲が明るいほど）、パラメータｆｇは１に近づく。

ステップＳ６において、制御部１０９は、ステップＳ５で階調圧縮処理を施した画像データを、記録部１０８に記録し、一連の処理を終了する。なお、画像データを記録部１０８に記録する前に、圧縮伸長部１０７を介して、必要に応じて画像圧縮処理（ＪＰＥＧ圧縮処理など）を施しても良い。

以上説明した従来の階調圧縮処理に対して、本実施形態では、以下の処理を行う。

図７は、本実施形態の階調圧縮処理を行う電子カメラ１の構成を示す図である。図７に示すように、本実施形態の電子カメラ１は、従来例で説明した電子カメラ１００（図１参照）の画像処理部１０５、階調圧縮処理部１０６、制御部１０９に代えて、画像処理部２、ローパス演算部３、ゲイン付加部４、制御部５の各部を備える。なお、その他の構成については、従来例で説明した電子カメラ１００と同様であるため、同様の符号を付し、説明を省略する。

制御部５は、内部に不図示のメモリを備え、各部を制御するためのプログラムを予め記録するとともに、操作部の操作状態を検知する。

撮影時、制御部５は、撮影レンズ１０２を介した被写体像を撮像素子１０３により撮像し、ＡＦＥ部１０４によりディジタルの画像データを生成する。ＡＦＥ部１０４の出力は、画像処理部２およびローパス演算部３の両方に供給される。処理の詳細は後述する。

なお、ローパス演算部３は、図８に示すように、階調変換処理部２１、Ｖ画像生成部２２、ローパス処理部２３の各部を有する。

以上説明した構成の電子カメラ１においては、画像処理部２およびローパス演算部３による処理が、並行して行われる。撮影時に、ＡＦＥ部１０４の出力に対して、画像処理部２においては、従来例で説明した図４のフローチャートにおけるステップＳ３およびステップＳ４と同様の処理が行われる。画像処理部２における画像処理と並行して行われるローパス演算部３における処理時の動作と、その後の処理時の動作とについて、図９に示すフローチャートを用いて説明する。

ステップＳ１１において、制御部５は、ローパス演算部３の階調変換処理部２１を制御して、ＡＦＥ部１０４から出力された画像データに階調変換処理を行う。階調変換処理は、以下の式１５から式１７により行われる。

GR[x,y]＝Gm[R[x,y]]…(式１５)
GG[x,y]＝Gm[G[x,y]]…(式１６)
GB[x,y]＝Gm[B[x,y]]…(式１７)
なお、式１５から式１７中のＧｍは、例えば、上述した図５に示す階調カーブに相当する。この階調カーブは、画像処理部２における階調変換処理（図４ステップＳ４）に用いる階調カーブと同じ階調カーブであっても良いし、異なる階調カーブであっても良い。本実施形態では、同じ階調カーブを用い、画像処理部２における階調変換処理と同様の階調変換処理を行う。

ステップＳ１２において、制御部５は、ローパス演算部３のＶ画像生成部２２を制御して、ステップＳ１１において階調変換処理が施された画像データに基づいて、明るさに関する画像であるＶ画像の画像データを生成する。Ｖ画像の画像データの生成は、以下の式１８から式２１により行われる。

Y[x,y]＝kr・GR[x,y]＋kg・GG[x,y]＋kb・GB[x,y]…(式１８)
Cr[x,y]＝kcrr・GR[x,y]＋kcrg・GG[x,y]＋kcrb・GB[x,y]…(式１９)
Cb[x,y]＝kcbr・GR[x,y]＋kcbg・GG[x,y]＋kcbb・GB[x,y]…(式２０)
V[x,y]＝ky・Y[x,y]＋kcr・|Cr[x,y]|＋kcb・|Cb[x,y]|…(式２１)
なお、式１８から式２０中のkr，kg，kb，kcrr，kcrg，kcrb，kcbr，kcbg，kcbbは、所定の係数である。また、式２１中のky，kc，kcbは、所定の係数である。

ステップＳ１３において、制御部５は、ローパス演算部３のローパス処理部２３を制御して、ステップＳ１２において生成したＶ画像の画像データに対してローパス処理を施す。ローパス処理は、以下の式２２により行われる。

なお、式２２中のLpwは、注目画素周りのローパスフィルタであり、このローパスフィルタは、上述した図３に示す特性を有する。

ステップＳ１４において、制御部５は、ゲイン付加部４を制御して、画像処理部２により画像処理を施した画像データに対してゲインを付加する。ゲインの付加は、以下の式２３から式２５により行われる。

sRc[x,y]＝sR[x,y]・fg(LV[x,y])…(式２３)
sGc[x,y]＝sG[x,y]・fg(LV[x,y])…(式２４)
sBc[x,y]＝sB[x,y]・fg(LV[x,y])…(式２５)
なお、式２３から式２５中のｆｇは階調圧縮のパラメータであり、上述した図６と同様に、Ｖ画像の画像データに応じたゲインを有する。

ステップＳ１５において、制御部５は、ステップＳ１４でゲインを付加した画像データを、記録部１０８に記録し、一連の処理を終了する。なお、画像データを記録部１０８に記録する前に、圧縮伸長部１０７を介して、必要に応じて画像圧縮処理（ＪＰＥＧ圧縮処理など）を施しても良い。

以上説明した一連の処理により、階調圧縮処理に先立ったローパス処理を、鑑賞用画像を生成するための画像処理と並行して実行しておき、その画像処理が終わった時点ですぐに階調圧縮処理を実行することができる。したがって、従来例で説明した階調圧縮と同様の処理を、より高速化することができる。そのため処理時間を短縮することができる。

＜変形例＞
次に、図９のフローチャートを用いて説明した処理の変形例について説明する。図９のフローチャートの例では、ステップＳ１１において、ＡＦＥ部１０４から出力された画像データであるＲＧＢ画像の画像データに階調変換処理（式１５から式１７）を行い、ステップＳ１２において、ＹＣｂＣｒ画像を生成（式１８から式２０）した後にＶ画像を生成する（式２１）例を示した。しかし、ステップＳ１１およびステップＳ１２の処理を以下のように変形しても良い。

ステップＳ１１において、制御部５は、ローパス演算部３の階調変換処理部２１を制御して、ＡＦＥ部１０４から出力された画像データに基づいてＹＣｂＣｒ画像の画像データを生成する。ＹＣｂＣｒ画像の生成は、以下の式２６から式２８により行われる。

Y[x,y]＝kr・R[x,y]＋kg・G[x,y]＋kb・B[x,y]…(式２６)
Cr[x,y]＝kcrr・R[x,y]＋kcrg・G[x,y]＋kcrb・B[x,y]…(式２７)
Cb[x,y]＝kcbr・R[x,y]＋kcbg・G[x,y]＋kcbb・B[x,y]…(式２８)
なお、式２６から式２８中のkr，kg，kb，kcrr，kcrg，kcrb，kcbr，kcbg，kcbbは、所定の係数である。

次に、制御部５は、ローパス演算部３の階調変換処理部２１を制御して、ＹＣｂＣｒ画像の画像データのそれぞれに、階調変換処理を行う。階調変換処理は、以下の式２９から式３１により行われる。

GY[x,y]＝Gmy[Y[x,y]]…(式２９)
GCr[x,y]＝Gmcr[Cr[x,y]]…(式３０)
GCb[x,y]＝Gmcb[Cb[x,y]]…(式３１)
なお、式２９のＧｍｙは、例えば、上述した図５に示した階調カーブＧｍと同じ階調カーブである。この階調カーブは、画像処理部２における階調変換処理（図４ステップＳ４）に用いる階調カーブと同じ階調カーブであっても良いし、異なる階調カーブであっても良い。本実施形態では、同じ階調カーブを用い、画像処理部２における階調変換処理と同様の階調変換処理を行う。また、式３０および式３１中のＧｍｃｒ，Ｇｍｃｂは、例えば、図１０に示す階調カーブである。ＧｍｃｒとＧｍｃｂとは、同じ階調カーブであっても良いし、異なる階調カーブであっても良い。

ステップＳ１２において、制御部５は、ローパス演算部３のＶ画像生成部２２を制御して、ステップＳ１１において階調変換処理が施された画像データに基づいて、明るさに関する画像であるＶ画像の画像データを生成する。Ｖ画像の画像データの生成は、以下の式３２により行われる。

V[x,y]＝ky・GY[x,y]＋kcr・|GCr[x,y]|＋kcb・|GCb[x,y]|…(式３２)
なお、式３２中のky，kc，kcbは、所定の係数である。

このように、ＹＣｂＣｒ画像を生成した後に階調変換処理を施し、階調変換処理後のＹＣｂＣｒ画像の画像データに基づいて、Ｖ画像を生成する構成としても良い。このような構成とすることにより、階調圧縮処理に先立ったローパス処理を、鑑賞用画像を生成するための画像処理と並行して実行しておき、その画像処理が終わった時点ですぐに階調圧縮処理を実行することができる。したがって、従来例で説明した階調圧縮と同様の処理を、より高速化することができる。そのため処理時間を短縮することができる。

なお、ステップＳ１１において、ＹＣｂＣｒ画像の画像データのそれぞれに階調変換処理を行わずに、Ｙ画像の画像データのみに階調変換処理を行っても良い。すなわち、ステップＳ１１において、制御部５は、ＹＣｂＣｒ画像の画像データを生成した後に、上述した式２９によりＹ画像の画像データのみに階調変換処理を行う。

ステップＳ１２において、制御部５は、ステップＳ１１において階調変換処理が施されたＹ画像の画像データと、階調変換処理が施されていないＣｒ画像およびＣｂ画像の画像データとに基づいて、Ｖ画像の画像データを生成する。Ｖ画像の画像データの生成は、以下の式３３により行われる。

V[x,y]＝ky・GY[x,y]＋kcr・|Cr[x,y]|＋kcb・|Cb[x,y]|…(式３３)
このような構成とすることにより、色差成分（Ｃｒ画像およびＣｂ画像の画像データ）には階調変換処理を施さずに、上述した実施形態と同様の処理を行うことができる。そのため、例えば、暗部が高彩度の領域における明度を向上させることができる。したがって、見た目の色の表現を鮮やかにすることができる。すなわち、暗部および明部の彩度に応じて、それぞれに適当な明度の向上量を決定することができる。

また、ＲＧＢ画像の画像データのそれぞれ、またはＹＣｂＣｒ画像の画像データのそれぞれに階調変換処理を施す場合に比較して、演算負荷を軽減することができる。

さらに、先にＶ画像を生成し、生成したＶ画像の画像データに階調変換処理を施す構成としても良い。この場合、図７および図８に示したローパス演算部３に代えて、図１１に示すローパス演算部３０を備えれば良い。図１１に示すように、ローパス演算部３０は、Ｖ画像生成部３１、階調変換処理部３１、ローパス処理部３３の各部を有し、ＡＦＥ部１０４の出力は、Ｖ画像生成部３１に入力される。

図１１に示したローパス演算部３０を備えた場合の処理について図１２のフローチャートを用いて説明する。

ステップＳ２１において、制御部５は、ローパス演算部３のＶ画像生成部３１を制御して、ＡＦＥ部１０４から出力された画像データに基づいて、明るさに関する画像であるＶ画像の画像データを生成する。Ｖ画像の画像データの生成は、以下の式３４から式３７により行われる。

Y[x,y]＝kr・R[x,y]＋kg・G[x,y]＋kb・B[x,y]…(式３４)
Cr[x,y]＝kcrr・R[x,y]＋kcrg・G[x,y]＋kcrb・B[x,y]…(式３５)
Cb[x,y]＝kcbr・R[x,y]＋kcbg・G[x,y]＋kcbb・B[x,y]…(式３６)
V[x,y]＝ky・Y[x,y]＋kcr・|Cr[x,y]|＋kcb・|Cb[x,y]|…(式３７)
なお、式３４から式３６中のkr，kg，kb，kcrr，kcrg，kcrb，kcbr，kcbg，kcbbは、所定の係数である。また、式３７中のky，kc，kcbは、所定の係数である。

ステップＳ２２において、制御部５は、ローパス演算部３０の階調変換処理部３２を制御して、ステップＳ２１で生成したＶ画像の画像データに、階調変換処理を行う。階調変換処理は、以下の式３８により行われる。

GV[x,y]＝Gm[V[x,y]]…(式３８)
なお、式３８中のＧｍは、例えば、上述した図５に示す階調カーブに相当する。この階調カーブは、画像処理部２における階調変換処理（図４ステップＳ４）に用いる階調カーブと同じ階調カーブであっても良いし、異なる階調カーブであっても良い。本実施形態では、同じ階調カーブを用い、画像処理部２における階調変換処理と同様の階調変換処理を行う。

ステップＳ２３において、制御部５は、ローパス演算部３０のローパス処理部３３を制御して、ステップＳ２２において階調変換処理を施したＶ画像の画像データに対してローパス処理を施す。ローパス処理は、以下の式３９により行われる。

なお、式３９中のLpwは、注目画素周りのローパスフィルタであり、このローパスフィルタは、上述した図３に示す特性を有する。

ステップＳ２４およびステップＳ２５において、制御部５は、図９のフローチャートのステップＳ４およびステップＳ５と同様の処理を行い、一連の処理を終了する。

以上説明した一連の処理により、階調変換処理が施されていない状態で、Ｖ画像を生成することができる。そのため、明るさや彩度に依存しない適当な明度の向上量を決定することができる。

また、ＲＧＢ画像の画像データのそれぞれ、またはＹＣｂＣｒ画像の画像データのそれぞれに階調変換処理を施す場合に比較して、演算負荷を軽減することができる。

なお、本実施形態では、階調圧縮処理に先立った階調変換処理を施すタイミングについて、ＲＧＢ画像の画像データに階調変換処理を施す例と、ＹＣｂＣｒ画像の画像データに階調変換処理を施す例（ＹＣｂＣｒ画像のそれぞれと、Ｙ画像のみとを含む）と、Ｖ画像の画像データに階調変換処理を施す例とを挙げて説明した。このような階調変換処理のタイミングについては、常に同じタイミングで階調変換処理を施す構成としても良いし、適宜階調変換処理のタイミングを変更する構成としても良い。階調変換処理のタイミングは、ユーザ指示にしたがって決定する構成としても良いし、自動で決定する構成としても良い。自動で決定する場合には、撮影モード（例えば、「ポートレートモード」、「風景モード」など）、画像のコントラストの強弱、画像の調整モード、シーン解析や顔認識による画像判断結果等に応じて決定すると良い。

また、本実施形態では、撮像により生成した画像に常に階調圧縮処理を施す場合を例に挙げて説明したが、階調圧縮処理を行う階調圧縮モードと、階調圧縮処理を行わない非階調圧縮モードとを選択可能に備える構成としても良い。これらのモードの選択は、ユーザ指示にしたがって行う構成としても良いし、自動で行う構成としても良い。自動でモードを選択する場合には、上述した撮影モード、画像のコントラストの強弱、画像の調整モード、シーン解析や顔認識による画像判断結果等に応じてモードを選択すると良い。

また、本実施形態で説明した階調カーブＧｍ（図５）や階調圧縮のパラメータｆｇ（図６）を、上述した撮影モード、画像のコントラストの強弱、画像の調整モード、シーン解析や顔認識による画像判断結果等に応じて変更する構成としても良い。このように階調カーブＧｍや階調圧縮のパラメータｆｇを適宜変更することにより、画像に最適化した階調変換処理および暗部階調の補正を行うことができる。

また、本実施形態において、階調変換処理に用いる階調カーブＧｍ（図５）を露出補正による影響に応じて変更する構成としても良い。例えば、露出補正により画像全体の明るさの維持をある程度実現することができる場合には、階調圧縮モード時に用いる階調カーブの変更量を少なめとしても良い。

また、上述した実施形態では、本発明の技術を電子カメラ１において実現する例について説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、コンパクトタイプの電子カメラや動画撮影を行うムービーカメラなどにも本発明を同様に適用することができる。

また、コンピュータと画像処理プログラムとにより、本実施形態で説明した画像処理装置をソフトウェア的に実現しても良い。この場合、画像処理部２、ローパス演算部３、ゲイン付加部４の各部による処理（図９のフローチャートのステップＳ１１からステップＳ１４の処理、および図１２のフローチャートのステップＳ２１からステップＳ２４の処理）の一部または全部をコンピュータで実現する構成とすれば良い。このような構成とすることにより、本実施形態と同様の処理を実施することが可能になる。

なお、本発明は、その精神または主要な特徴から逸脱することなく、他のいろいろな形で実施することができる。そのため、前述の実施例はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示すものであって、明細書本文には、なんら拘束されない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、すべて本発明の範囲内のものである。

従来の階調圧縮処理を行う電子カメラ１００の機能ブロック図である。 階調圧縮処理部１０６の詳細を示す機能ブロック図である。 ローパスフィルタについて説明する図である。 従来の階調圧縮処理を行う電子カメラ１００の撮影時の動作を示すフローチャートである。 階調カーブＧｍについて説明する図である。 階調圧縮のパラメータｆｇについて説明する図である。 本実施形態の電子カメラ１の機能ブロック図である。 ローパス演算部３の詳細を示す機能ブロック図である。 本実施形態の電子カメラ１の撮影時の動作を示すフローチャートである。 階調カーブＧｍｃｒおよびＧｍｃｂについて説明する図である。 ローパス演算部３０の詳細を示す機能ブロック図である。 本実施形態の電子カメラ１の撮影時の動作を示す別のフローチャートである。

符号の説明

１…電子カメラ，２…画像処理部，３・３０…ローパス演算部，４…ゲイン付加部，５…制御部，２１・３２…階調変換処理部，２２・３１…Ｖ画像生成部，２３・３３…ローパス処理部

Claims (15)

1. 画像データを取得する取得部と、
   前記画像データに対して、色処理と階調変換処理との少なくとも一方を含む画像処理を施す画像処理部と、
   前記画像処理部による画像処理と並行して、前記画像データの暗部階調の明度を向上する補正のための演算を行う演算部と、
   前記演算部による演算結果に基づいて、前記画像処理部により画像処理が施された画像データの暗部階調の明度を向上する補正を行う補正部と
   を備えたことを特徴とする画像処理装置。
2. 請求項１に記載の画像処理装置において、
   前記演算部は、前記取得部により取得した前記画像データに基づいて、ボケ画像データを生成し、
   前記補正部は、前記ボケ画像データに基づいて、暗部階調の明部を向上する補正を行う
   ことを特徴とする画像処理装置。
3. 請求項２に記載の画像処理装置において、
   前記演算部は、前記取得部により取得した前記画像データに階調変換処理を施し、前記階調変換処理を施した画像データに基づいて、前記ボケ画像データを生成する
   ことを特徴とする画像処理装置。
4. 請求項３に記載の画像処理装置において、
   前記演算部は、前記取得部により取得した前記画像データに基づくＲ画像データ、Ｇ画像データ、Ｂ画像データのそれぞれに前記階調変換処理を施す
   ことを特徴とする画像処理装置。
5. 請求項３に記載の画像処理装置において、
   前記演算部は、前記取得部により取得した前記画像データに基づくＹ画像データ、Ｃｂ画像データ、Ｃｒ画像データのそれぞれに前記階調変換処理を施す
   ことを特徴とする画像処理装置。
6. 請求項３に記載の画像処理装置において、
   前記演算部は、前記取得部により取得した前記画像データに基づくＹ画像データ、Ｃｂ画像データ、Ｃｒ画像データのうち、Ｙ画像データのみに前記階調変換処理を施す
   ことを特徴とする画像処理装置。
7. 請求項３に記載の画像処理装置において、
   前記演算部は、前記画像データに基づいて、明るさに関する第１の画像データと複数の色差に関する第２の画像データとを生成し、前記第１の画像データと前記第２の画像データとから明るさに関する第３の画像データを生成し、生成した前記第３の画像データに前記階調変換処理を施す
   ことを特徴とする画像処理装置。
8. 被写体像を撮像して画像データを生成する撮像部と、
   請求項１から請求項７の何れか１項に記載の画像処理装置とを備え、
   前記取得部は、前記撮像部から前記画像データを取得する
   ことを特徴とする電子カメラ。
9. 処理対象の画像データに対する画像処理をコンピュータで実現するための画像処理プログラムであって、
   前記画像データを取得する取得ステップと、
   前記画像データに対して、色処理と階調変換処理との少なくとも一方を含む画像処理を施す画像処理ステップと、
   前記画像処理ステップにおける画像処理と並行して、前記画像データの暗部階調の明度を向上する補正のための演算を行う演算ステップと、
   前記演算ステップにおける演算結果に基づいて、前記画像処理ステップにおいて画像処理が施された画像データの暗部階調の明度を向上する補正を行う補正ステップと
   をコンピュータで実現することを特徴とする画像処理プログラム。
10. 請求項９に記載の画像処理プログラムにおいて、
    前記演算ステップでは、前記取得ステップにおいて取得した前記画像データに基づいて、ボケ画像データを生成し、
    前記補正ステップでは、前記ボケ画像データに基づいて、暗部階調の明部を向上する補正を行う
    ことを特徴とする画像処理プログラム。
11. 請求項１０に記載の画像処理プログラムにおいて、
    前記演算ステップでは、前記取得ステップにおいて取得した前記画像データに階調変換処理を施し、前記階調変換処理を施した画像データに基づいて、前記ボケ画像データを生成する
    ことを特徴とする画像処理プログラム。
12. 請求項１１に記載の画像処理プログラムにおいて、
    前記演算ステップでは、前記取得ステップにおいて取得した前記画像データに基づくＲ画像データ、Ｇ画像データ、Ｂ画像データのそれぞれに前記階調変換処理を施す
    ことを特徴とする画像処理プログラム。
13. 請求項１１に記載の画像処理プログラムにおいて、
    前記演算ステップでは、前記取得ステップにおいて取得した前記画像データに基づくＹ画像データ、Ｃｂ画像データ、Ｃｒ画像データのそれぞれに前記階調変換処理を施す
    ことを特徴とする画像処理プログラム。
14. 請求項１１に記載の画像処理プログラムにおいて、
    前記演算ステップでは、前記取得ステップにおいて取得した前記画像データに基づくＹ画像データ、Ｃｂ画像データ、Ｃｒ画像データのうち、Ｙ画像データのみに前記階調変換処理を施す
    ことを特徴とする画像処理プログラム。
15. 請求項１１に記載の画像処理プログラムにおいて、
    前記演算ステップでは、前記取得ステップにおいて取得した前記画像データに基づいて、明るさに関する第１の画像データと複数の色差に関する第２の画像データとを生成し、前記第１の画像データと前記第２の画像データとから明るさに関する第３の画像データを生成し、生成した前記第３の画像データに前記階調変換処理を施す
    ことを特徴とする画像処理プログラム。
    

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