JP2010191968A - 画像強調方法及び画像強調装置 - Google Patents

Abstract

【課題】画像強調方法及び画像強調装置を提供する。
【解決手段】全拡散反射輝度計算ステップは、撮影された画像の画素ごとのカラー及び濃淡の拡散反射輝度を示す全拡散反射輝度を計算する処理をする。画素分類ステップは、前記全拡散反射輝度計算ステップによって計算された画素ごとの全拡散反射輝度に基づいて、画素ごとを高輝度画素又は非高輝度画素に分類する処理をする。彩度強調ステップは、前記画素分類ステップによって分類された非高輝度画素ごとに対して、当該非高輝度画素の全拡散反射輝度に基づいて、当該非高輝度画素の彩度を強調する処理をする。さらに、対象画像強度試算ステップと対象画像強調ステップとを含み、対象画像強度試算ステップは、対象画像の強度を示す対象画像強度を試算する。また、対象画像強調ステップは、画素ごとに対して、当該画素の対象画像強度に基づいて対象画像を強調する。
【選択図】図１

Description

本発明は、画像強調方法及び画像強調装置に関する。

従来、討論会や会議などにおいては、ホワイトボードを利用して情報の説明及び意見交換を行うことが一般的である。また、高性能及び低価格な画像装置の発展に伴って、例えば、携帯電話やＰＤＡ（Personal Digital Assistant）などの画像撮影装置を備える携帯用デバイスは、日常生活中に既に非常に普及している。したがって、このような画像撮影装置を用いてホワイトボードを撮影することにより、ホワイトボードに記載又は描写された内容情報を画像として記録した対象画像を得ることは、非常に便利である。

撮影されるホワイトボード画像の画質は、光の照射環境と対象画像のコントラストに密接に関連している。ホワイトボードは、通常、室内で使用される。また、室内では、自然光の不足を人工の照明を利用することで補っている。したがって、撮影されるホワイトボード画像には、一つあるいは複数の鏡面反射により高輝度領域が頻繁に発生する。このように、撮影されるホワイトボード画像の２つの主なる問題は、鏡面反射及び低いコントラストであり、これらは画像の可視性及び可読性を低下させる。

ヒストグラムに基づく方法を利用して、コントラストを強調する技術が開示されている。また、様々な撮影された画像の拡散反射成分と鏡面反射成分とを分離する方法が開示されており、これにより分離された鏡面反射成分を除去することで画像を強調することができる。例えば、入力されたカラー画像に対して、まず、照明彩度を利用して、単純な白色の鏡面反射成分を有する画像をシュミレーションした後、当該画像を利用し、画素ごとの輝度及び最大彩度を偏移して鏡面反射成分がない画像を取得する。

米国特許第５０６３６０７号明細書

Robby T, Tan， 「Separating Reflection Components of Textured Surfaces Using a Single Image」， IEEE TRANSACTIONS ON PATTERN ANALYSIS AND MACHINE INTELLIGENCE，２００５年２月， ＶＯＬ．２７， Ｎｏ．２， ｐ．１７８−１９３

しかしながら、上述した従来の技術では、ホワイトボードを撮影した画像に対して、画像を強調することはできないという課題があった。

例えば、ヒストグラムに基づく方法を利用すると、対象画像の可読性を向上するが、鏡面反射によって発生する高輝度領域が依然として残るので、画像の可視性を低下させている。また、鏡面反射成分を除去する方法は、ホワイトボードの画像には、直接、適用できない。

開示の技術は、上記に鑑みてなされたものであって、ホワイトボード画像などに対して、画像の可視性及び／又は可読性を効果的に向上させる画像強調方法及び画像強調装置を提供することを目的とする。

以下の記載は、本願に関する基本的な一面の理解を提供するために、本願が開示する画像強調方法及び画像強調装置に関する概略である。しかし、係る記載は、本願に関する十分な記載ではないことを理解するべきである。すなわち、本願のポイント部分又は重要な部分を確定することを意図しておらず、また、本願の範囲を限定することを意図するものでもない。以下の記載の目的は、簡潔な形式で本願が開示する画像強調方法及び画像強調装置に関する概念を与えることであり、後述する詳細な説明の前書きとする。

上述した課題を解決する目的を達成するために、本願の開示する画像強調方法及び画像強調装置は、撮影された画像の画素ごとのカラー及び濃淡の拡散反射輝度を示す全拡散反射輝度を計算する。また、画像強調方法及び画像強調装置は、計算された画素ごとの全拡散反射輝度に基づいて、画素ごとを高輝度画素又は非高輝度画素に分類する。そして、画像強調方法及び画像強調装置は、分類された非高輝度画素ごとに対して、当該非高輝度画素の全拡散反射輝度に基づいて、当該非高輝度画素の彩度を強調する。

さらに、画像強調方法及び画像強調装置は、画素が画像における対象画像である場合には、対象画像の強度を示す対象画像強度を試算する。そして、画像強調方法及び画像強調装置は、画素ごとに対して、当該画素の対象画像強度に基づいて対象画像を強調する。

また、本願の開示する画像強調方法及び画像強調装置の一つの態様によれば、上述した画像強調方法を実現するための画像強調プログラムを提供する。また、本願の開示する画像強調方法及び画像強調装置の一つの態様によれば、上述した画像強調方法を実現するためのコンピュータプログラムコードを記録するコンピュータ読み取り可能な記録媒体を提供する。

本願の開示する画像強調方法及び画像強調装置の一つの態様によれば、ホワイトボード画像に対して、画像を強調することができるという効果を奏する。例えば、画像における鏡面反射成分を減少又は除去することにより、画像の可視性を向上し、対象画像を強調することにより画像の可読性を向上することができる。

図１は、画像強調装置が実行する実施例１に係る画像強調方法の処理の処理手順を示すフローチャートである。 図２は、一般的なホワイトボード画像の例を示す図である。 図３は、図２のホワイトボード画像中の画素を画像強調装置が高輝度画素又は非高輝度画素に分類した例を示す図である。 図４は、画像強調装置が実施例１に係る画像強調方法に従って図２のホワイトボード画像に対して彩度強調を行った画像の例を示す図である。 図５は、画像強調装置が実行する実施例２に係る画像強調方法の処理の処理手順を示すフローチャートである。 図６は、図５に示すステップＳ５４０の対象画像強度試算処理の処理手順を示すフローチャートである。 図７は、図２のホワイトボード画像から画像強調装置が抽出した背景輝度画像の例を示す図である。 図８は、図２のホワイトボード画像から画像強調装置が試算した対象画像強度の例を示す図である。 図９は、画像強調装置が実施例２に係る画像強調方法に従って、図２のホワイトボード画像に対して強調を行った画像の例を示す図である。 図１０は、実施例３に係る画像強調装置の構成を示すブロック図である。 図１１は、実施例４に係る画像強調装置の構成を示すブロック図である。 図１２は、図１１に示す対象画像強度試算部１１１０の構成を示すブロック図である。

以下に、本願の開示する画像強調方法及び画像強調装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。実施例においては、記載を明瞭かつ簡潔にするために、全ての特徴を記載していない。しかしながら、いかなる実施例を具体化する過程においても、実施例を多く見出すことによって開発者は目的を達成する。すなわち、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。例えば、システム及び作業に関する限定条件を満たさなければならない。また、限定条件は、実施例によって変化する場合がある。また、実施例の具体化は、非常に複雑で、工夫を必要とする可能性がある。しかし、本願が開示する画像強調方法及び画像強調装置を利用した当業者にとって、限定条件を含む実施例の具体化は、日常的な作業に過ぎない。

以下の実施例では、全ての図面において、同一又は類似な図面及び符号を用いて、同一又は類似の構成部を示す。図面は、以下の実施例とともに本明細書に添付される。そして、図面は、さらに例を挙げて、本願の画像強調方法及び画像強調装置に適した実施例を説明し、また、本願の原理及び効果を解釈するのに用いられる。

また、図面における構成部は簡潔及び明瞭を趣旨として示したものであり、比例に基づいて描いたものではない。例えば、図面におけるある構成部の大きさは、他の構成部に対して拡大又は縮小されることも可能である。これは、本願の実施例の理解に役立つようにするためである。

また、必要でないものを詳細に説明することにより本願が不明瞭になることを回避するため、図面においては、本願の開示する技術に密接に関連する装置の構造及び／又は処理の処理手順のみを図示しており、本願に必須ではない他の詳細については省略する。

本願の実施例による画像強調方法及び画像強調装置は、ホワイトボード画像を処理対象画像とすることに最適化しているが、例えば、背景部分の輝度が、全体的に対象画像部分の輝度より高ければ、一般的な画像にも適用することが可能である。

図１は、画像強調装置が実行する実施例１に係る画像強調方法の処理の処理手順を示すフローチャートである。図１に示すように、画像強調装置は、ステップＳ１１０において、撮影された画像の画素ごとの全拡散反射輝度（ｔｏｔａｌ ｄｉｆｆｕｓｅ ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ）を計算する。ここで、全拡散反射輝度は、カラー及び濃淡の拡散反射輝度を示す。低い全拡散反射輝度では、色は淡色に近づき、低い全拡散反射輝度では、鮮やかさの度合いが高まる。具体的には、画像強調装置は、画素（ｘ，ｙ）の全拡散反射輝度ｍ_ｄ（ｘ，ｙ）を（式１）により計算することができる。なお、（ｘ，ｙ）は、画像における画素の位置座標を示す。

ただし、（式１）の（１）は、画素（ｘ，ｙ）の各色成分量の最大値であり、（式１）の（２）は、画素（ｘ，ｙ）の最大彩度である。また、（式１）の（３）は、画素（ｘ，ｙ）の最大正規化拡散反射輝度であり、最大正規化拡散反射輝度が通常取る値の範囲は［１／３，１］である。全拡散反射輝度の計算については非特許文献１を参照することができる。

次に、画像強調装置は、ステップＳ１２０において、計算された画素ごとの全拡散反射輝度に基づいて各画素を高輝度画素又は非高輝度画素に分類する。以下に、画像強調装置が実行する当該画素分類処理の詳細な処理方法を具体的に説明する。

まず、画像強調装置は、画素の全拡散反射輝度に基づいて、当該画素の拡散反射成分を計算する。詳細な計算については非特許文献１を参照することができる。次に、画像強調装置は、色成分ごとに、計算された拡散反射成分と所定の閾値とを比較する。計算された拡散反射成分がいずれの色成分においても所定の閾値より小さい場合には、画像強調装置は、ステップＳ１２０において、当該画素が非高輝度画素であると判定する。一方、計算された拡散反射成分がいずれかの色成分において所定の閾値より大きい場合には、画像強調装置は、ステップＳ１２０において、当該画素が高輝度画素であると判定する。

図３は、図２のホワイトボード画像中の画素を画像強調装置が高輝度画素又は非高輝度画素に分類した例を示す図である。なお、図２は一般的なホワイトボード画像の例を示す図である。このうち、白色画素は高輝度画素を示し、黒色画素は非高輝度画素を示す。なお、当業者は、上述した実施の方法は、模式的な例に過ぎず、本願の開示する技術がこれに限定されないことを理解すべきである。例えば、画像強調装置は、画素の鏡面反射成分量を計算し、当該鏡面反射成分量と所定の閾値とを比較し、比較した結果に基づいて、画素の分類を行ってもよい。

図１に戻って、画像強調装置は、ステップＳ１３０において、非高輝度画素ごとに対して、当該非高輝度画素の全拡散反射輝度に基づいて、彩度を強調する。これにより、画像強調装置は、画像における非高輝度画素の可視性を向上する。ここで、画像強調装置が実行する当該彩度強調処理は、具体的には、線形的又は非線形的な強調を用いることができる。例えば、画像強調装置は、（式２）により彩度強調を行うことができる。

ただし、（式２）の（１）は、強調後の彩度である。また、（式２）の（２）は、強調前の彩度である。また、（式２）の（３）は、画素（ｘ，ｙ）の正規化した全拡散反射輝度である。また、（式２）の（４）は、強調度合いを制御する所定の重み付けである。

図４は、画像強調装置が実施例１に係る画像強調方法に従って図２のホワイトボード画像に対して彩度強調を行った画像の例を示す図である。

画像強調装置は、ステップＳ１３０において、高輝度画素ごとに対して、その色相と彩度を保持した状況で、当該高輝度画素の輝度を画像の平均輝度まで低下させて最適化する。このように、高輝度画素の輝度を減少することにより、画像における鏡面反射により発生する高輝度領域を除去することができるので、画像強調装置は、画像の可視性をさらに向上することができる。

図５は、画像強調装置が実行する実施例２に係る画像強調方法の処理の処理手順を示すフローチャートである。なお、図５のステップＳ５１０からステップＳ５３０までの処理は、図１のステップＳ１１０からステップＳ１３０までの処理に対応する。このため、ここではステップＳ５１０からステップＳ５３０までの処理の説明を省略し、実施例１と異なるステップＳ５４０以降の処理についてのみ説明する。

画像強調装置は、ステップＳ５４０において、画像における画素ごとの対象画像強度を試算する。ここで、対象画像強度は、画像における画素の対象画像の強度を示す。以下、図６を用いて、当該対象画像強度試算処理の具体的な処理手順について詳細に説明する。しかし、当業者は、本願の開示する技術が下記の実施の方法に限定されないことを理解すべきである。

図６は、図５に示すステップＳ５４０の対象画像強度試算処理の処理手順を示すフローチャートである。図６に示すように、画像強調装置は、ステップＳ６１０において、画像の背景輝度画像を抽出する。従来技術において、画像の背景輝度画像を抽出する方法が多く開示されている。ここでは、一種の簡単な方法、画像の輝度画像に対して平均値フィルターを加味する方法を用いる。具体的に言えば、画像強調装置は、画素ごとに対して、当該画素に隣接する領域内の画素の輝度平均値を当該画素の背景輝度として計算する。ここで、画像強調装置は、当該画素に隣接する領域を当該画素を中心とする方形及び円形の領域を選択することができる。

ホワイトボード画像における対象画像の輝度がホワイトボード画像における背景の輝度より低いという仮定に基づいて、画像強調装置は、上記背景輝度画像抽出処理に対して補正を行う。画像強調装置は、平均値計算において対象画像である可能性がある画素を除去することで最適化する。具体的には、画像強調装置が実行する画像の背景輝度画像を抽出する処理は、以下の処理を所定の回数繰り返す。

すなわち、画像強調装置は、画素ごとに対して、当該画素に隣接する領域内の画素において、輝度が当該画素の背景輝度に係数を掛けた輝度より大きい画素を選択し、選択された画素の輝度平均値を当該画素の背景輝度として計算する。ここで、係数は、対象画像画素又は背景画素を判別する所定の重み付けであり、例えば、０．９又は他の値が取られる。通常、画像強調装置が２回から３回の繰り返し処理を行った後に得られる背景輝度画像は、非常に質の高い画像である。図７は、上記処理に従って、図２のホワイトボード画像から画像強調装置が抽出した背景輝度画像の例を示す図である。

次に、画像強調装置は、ステップＳ６２０において、画像の輝度画像と背景輝度画像との差分の値から計算される画像である、差分画像を取得する。具体的には、画像強調装置は、（式３）により差分画像を計算する。

ただし、ｇ（ｘ，ｙ）は、画素（ｘ，ｙ）の輝度であり、ｇ_ｎ（ｘ，ｙ）は画素（ｘ，ｙ）の背景輝度である。

次に、画像強調装置は、ステップＳ６３０において、画像の輝度極値を試算する。画像において、例えば、対象画像が文字である画素の輝度は少なくとも一方向においてその周囲画素の輝度より低いという仮定に基づくと、画像強調装置が実行する対象画像の輝度極値試算処理の具体的な計算手順は下記のようになる。すなわち、画像強調装置は、まず画素ごとに対して、当該画素の少なくとも一方向における対象画像の輝度極値を計算し、算出された輝度極値中の最大値を当該画素の輝度極値として確定する。０°、４５°、９０°、１３５°の４つの方向を取って最適化する場合、画像強調装置は、画素ｐ＝（ｘ，ｙ）の４方向（ｋ＝１から４）における輝度極値ｔ_ｋ（ｘ，ｙ）を（式４）により計算することができる。

ただし、ｐ１１＝（ｘ−τ，ｙ），ｐ１２＝（ｘ＋τ，ｙ），ｐ２１＝（ｘ＋τ，ｙ＋τ），ｐ２２＝（ｘ−τ，ｙ−τ），ｐ３１＝（ｘ，ｙ＋τ），ｐ３２＝（ｘ，ｙ−τ），ｐ４１＝（ｘ−τ，ｙ＋τ），ｐ４２＝（ｘ＋τ，ｙ−τ）である。また、τは予め設定された幅である。なお、τは、画像における文字の幅に近い値に設定され最適化される。また、ｇ（ｐｋ１）は画素ｐｋ１の輝度を、ｇ（ｐｋ２）は画素ｐｋ２の輝度を、ｇ（ｐ）は画素ｐの輝度を示す。そして、画素（ｘ，ｙ）の輝度極値ｔ（ｘ，ｙ）はｔ_ｋ（ｘ，ｙ）の最大値であり、ここで、Ｋ＝１から４である。

最後に、画像強調装置は、ステップＳ６４０において、差分画像と輝度極値画像に基づいて、画像における画素ごとの対象画像強度を計算する。ここで、画像強調装置は、さまざまな算法を用いて画素の対象画像強度を計算することができる。例えば、画像強調装置は、画素（ｘ，ｙ）の対象画像強度ｓ（ｘ，ｙ）を下記のように計算する。すなわち、画像強調装置は、画素（ｘ，ｙ）の背景輝度値と輝度値との差ｄ（ｘ，ｙ）を画素（ｘ，ｙ）の輝度極値ｔ（ｘ，ｙ）に掛けた後、区間[０，１]に正規化する。

もしくは、画像強調装置は、対象画像強度を計算する過程において、画素の輝度ｇ（ｘ，ｙ）を利用して更なる補正を行って、高輝度領域内の対象画像強度が一定の抑制を受けるようにする。具体的には、画像強調装置は、画素（ｘ，ｙ）の対象画像強度ｓ（ｘ，ｙ）を（式５）により計算することができる。

ここで、ｇ_ｍａｘは、許容する最大の輝度値であり、通常、その値は、２５５をとる。図８は、上記処理に従って、図２のホワイトボード画像から画像強調装置が試算した対象画像強度の例を示す図である。

図５に戻って、画像強調装置は、ステップＳ５５０において、画素ごとに対して、その対象画像強度に基づいて、その輝度を調整することにより、画像における対象画像を明確化し、画像の可読性を向上するようにする。例えば、画像強調装置は、（式６）に従って、直接、画素（ｘ，ｙ）の対象画像強度ｓ（ｘ，ｙ）に基づいてその対象画像を強調することができる。

ここで、（式６）の（１）は、画素（ｘ，ｙ）の強調後の輝度であり、（式６）の（２）は画像背景の平均輝度であり、画像の中心領域内に現れる頻度が最も高い輝度として試算されることができる。また、（式６）の（３）は、画素（ｘ，ｙ）の対象画像強度を区間[０，１]に正規化した後の値である。

もしくは、画像強調装置は、画素（ｘ，ｙ）の対象画像強度ｓ（ｘ，ｙ）に基づいて画素（ｘ，ｙ）の輝度ｇ（ｘ，ｙ）を調整するに際して、画素の全拡散反射輝度ｍ_ｄ（ｘ，ｙ）をさらに考慮することができる。具体的には、画像強調装置は、ｇ^＊（ｘ，ｙ）を（式７）により計算することができる。

ここで、ｍ_ｄ（ｘ，ｙ）＜Ｔである場合、ｆ＝１であり、ｍ_ｄ（ｘ，ｙ）＞＝Ｔである場合、ｆ＝１−（ｍ_ｄ（ｘ，ｙ）―Ｔ）＊Ｔ２である。なお、Ｔは閾値であり、Ｔ２は重み付けであり、全拡散反射輝度に基づいて画像強調装置が対象画像の輝度を強調するのに用いられる。こうして、画像強調装置は、輝度が高い画素に対しては、輝度を低下させてコントラストを調整することができる。そうでなければ、すべての対象画像画素を黒色に近づける可能性がある。なぜなら、輝度が低すぎる場合には、カラー画素も黒色に近づくからである。図９は、画像強調装置が実施例２に係る画像強調方法に従って、図２のホワイトボード画像に対して強調を行った画像の例を示す図である。なお、（式７）の（１）は、画素（ｘ，ｙ）の強調後の輝度であり、（式７）の（２）は画像背景の平均輝度であり、画像の中心領域内現れる頻度が最も高い輝度として試算されることができる。また、（式７）の（３）は、画素（ｘ，ｙ）の対象画像強度を区間[０，１]に正規化した後の値である。

以上、図面を参照して、画像強調装置が実行する本願の実施例に係る画像強調方法を詳細に説明した。以下は、図面を参照して、本願の実施例に係る画像強調装置を説明する。

図１０は、実施例３に係る画像強調装置の構成を示すブロック図である。簡単のため、実施例に密接に関連する部分のみを示す。画像強調装置１０００は、図１を参照して記載した画像強調方法を実行することができる。図１０に示すように、画像強調装置１０００は、全拡散反射輝度計算部１０１０と、画素分類部１０２０と、彩度強調部１０３０とを有する。

全拡散反射輝度計算部１０１０は、撮影された画像の画素ごとのカラー及び濃淡の拡散反射輝度を示す全拡散反射輝度を計算することができる。画素分類部１０２０は、画素ごとの全拡散反射輝度に基づいて、画素ごとを高輝度画素または非高輝度画素に分類することができる。彩度強調部１０３０は、非高輝度画素に対して、その全拡散反射輝度に基づいて彩度を強調することができる。彩度強調部１０３０は、高輝度画素に対しても、色相と彩度を維持したまま、輝度を当該画像の平均輝度まで低下させることで彩度を最適化することができる。

ここで、全拡散反射輝度計算部１０１０は、図１のステップＳ１１０に対応する処理を実行する。また、画素分類部１０２０は、図１のステップＳ１２０に対応する処理を実行する。また、彩度強調部１０３０は、図１のステップＳ１３０に対応する処理を実行する。なお、上述した処理の処理手順の説明を参照することによって、画像強調装置１０００の各構成部がどのように処理を行うかが明確であるので、詳細な説明は省略する。

図１１は、実施例４に係る画像強調装置の構成を示すブロック図である。簡潔化のため、実施例に密接に関連する部分のみを示す。画像強調装置１１００は、図５を用いて説明した画像強調方法を実行することができる。図１１に示すように、画像強調装置１１００は、図１０に示す画像強調装置１０００に追加して、以下の２つの制御部、すなわち、対象画像強度試算部１１１０と対象画像強調部１１２０とを有する。なお、図１０に示した制御部と同様の役割を果たす制御部については、同一符号を付すことにしてその詳細な説明を省略する。

対象画像強度試算部１１１０は、当該画像における画素ごとの対象画像強度を試算することができる。ここで、当該対象画像強度は、当該画素の当該画像における対象画像の強度を示す。対象画像強調部１１２０は、画素ごとに対して、その対象画像強度に基づいて、その輝度を調整することができる。

図１２に示すように、対象画像強度試算部１１１０は、当該画像の背景輝度画像を抽出するための背景輝度画像抽出部１２１０と、当該画像の輝度画像と当該背景輝度画像との差分画像を取得するための差分画像取得部１２２０と、当該画像の輝度極値を試算するための輝度極値試算部１２３０と、当該差分画像と当該輝度極値画像に基づいて、当該画像における画素ごとの対象画像強度を計算するための対象画像強度計算部１２４０とをさらに有するように最適化されてもよい。なお、図１２は、図１１に示す対象画像強度試算部１１１０の構成を示すブロック図である。

対象画像強度試算部１１１０は、図５のステップＳ５４０に対応する処理を実行する。また、対象画像強調部１１２０は、図５のステップＳ５５０に対応する処理を実行する。また、背景輝度画像抽出部１２１０は、図６のステップＳ６１０に対応する処理を実行する。また、差分画像取得部１２２０、図６のステップＳ６２０に対応する処理を実行する。また、輝度極値試算部１２３０は、図６のステップＳ６３０に対応する処理を実行する。また、対象画像強度計算部１２４０は、図６のステップＳ６４０に対応する処理を実行する。なお、上述した処理の処理手順の説明を参照することによって、画像強調装置１１００と対象画像強度試算部１１１０の各構成部がどのように処理を行うかが明確であるので、詳細な説明は省略する。ここで、図１１に示す画像強調装置１１００の構成と図１２に示す対象画像強度試算部１１１０の構成は、模式的に示した例に過ぎず、当業者は必要に応じて図１１及び図１２に示すブロック図に対して変更を行うことができることを補足する。

本願に係る画像強調方法及び画像強調装置は、画像撮影装置を備える携帯用デバイスに適用することができる。あるいは、デジタルカメラ又はビデオカメラの画像撮影装置に適用することができる。さらに、本願に係る画像強調方法及び画像強調装置は、汎用のコンピュータを含む他の何らかの計算装置にも適用されることは明らかである。

また、本実施例に係る上述した方法の各作業過程は、各種のデバイスが読み取り可能な記録媒体に記憶される、コンピュータが実行可能なプログラムの形で実現されることは、明らかである。

なお、本願の目的は、下記の形態で実現されることも可能である。すなわち、実行可能なプログラムコードを記憶している記録媒体を、直接または間接的にシステム又は装置に提供し、当該システムまたは装置中のコンピュータあるいは中央処理装置（ＣＰＵ）がそれを読み出してプログラムコードを実行する。このとき、当該システムあるいは装置がプログラムを実行する機能を備えていれば、本願の実施例はプログラムに限定されず、かつ当該プログラムはいずれの形でもよい。例えば、オブジェクトプログラム、インタープリタが実行するプログラムあるいはオペレーティングシステムに提供されたシナリオプログラムなどの可能性もある。

上記のデバイスがプログラムを読み取る記録媒体は、各種メモリ、記憶装置、半導体装置、ディスク装置、例えば光ディスク、磁気ディスク、光磁気ディスク、及び他の情報を記憶するに適した媒体などが含まれているが、これらに限られるものではない。

また、コンピュータは、インターネット上の対応のウェブサイトに接続して、本願に係るコンピュータプログラムコードをダウンロードしてコンピュータにインストールした後、当該プログラムを実行することにより、本実施例を実現することができる。

本実施例の画像強調方法及び画像強調装置において、各ステップ又は各構成部は、分散及び／又は統合することができる。これらの分散及び／又は統合は、本実施例の同等の実施の形態として見なされるべきである。かつ、上述した処理の処理手順の各ステップは、説明の順を時間順として正常に実行することができるが、必ずしも説明の順に実行する必要はない。幾つかのステップは、並列あるいは互いに独立して実行することができる。

以上、図面を参照して、開示技術の実施例を詳細に説明したが、上述した実施例は、開示技術を説明するために過ぎず、開示技術に対して如何なる限定にもならない。当業者にとっては、本願の実質及び範囲を脱離しない限り、上述した実施例に対して各種の訂正と変更を行えることが可能であることは明らかである。従って、本願の範囲は、添付の特許請求の範囲及びそれに同等する意味のみにより限定される。

以上の各実施例を含む実施形態に関し、さらに以下の付記を開示する。

（付記１）画像強調装置が、
撮影された画像の画素ごとのカラー及び濃淡の拡散反射輝度を示す全拡散反射輝度を計算する全拡散反射輝度計算ステップと、
前記全拡散反射輝度計算ステップによって計算された画素ごとの全拡散反射輝度に基づいて、画素ごとを高輝度画素又は非高輝度画素に分類する画素分類ステップと、
前記画素分類ステップによって分類された非高輝度画素ごとに対して、当該非高輝度画素の全拡散反射輝度に基づいて、当該非高輝度画素の彩度を強調する彩度強調ステップと
を実行することを特徴とする画像強調方法。

（付記２）前記彩度強調ステップは、前記画素分類ステップによって分類された高輝度画素ごとに対して、当該高輝度画素の色相及び彩度を維持したまま、当該高輝度画素の輝度を画像の平均輝度まで低下させる輝度低下ステップをさらに含むことを特徴とする付記１に記載の画像強調方法。

（付記３）前記画素分類ステップは、
前記画素の全拡散反射輝度に基づいて、前記画素の拡散反射成分を計算する拡散反射成分計算ステップと、
前記拡散反射成分計算ステップによって計算された拡散反射成分と所定の閾値とを色成分ごとに比較する比較ステップと、
前記比較ステップによって比較された拡散反射成分が、いずれの色成分においても所定の閾値より小さい場合には、前記画素を非高輝度画素であると判定し、いずれかの色成分において所定の閾値より大きい場合には、前記画素を高輝度画素であると判定する判定ステップと
をさらに含むことを特徴とする付記１に記載の画像強調方法。

（付記４）画像強調装置が、
対象画像の輝度を強調する際の係数である対象画像強度を試算する対象画像強度試算ステップと、
前記画素ごとに対して、当該画素の対象画像強度に基づいて対象画像を強調する対象画像強調ステップと
をさらに実行することを特徴とする付記１に記載の画像強調方法。

（付記５）前記対象画像強度試算ステップは、
画像の背景輝度画像を抽出する背景輝度画像抽出ステップと、
前記画像の輝度画像と前記背景輝度画像抽出ステップによって抽出された背景輝度画像との差分画像を取得する差分画像取得ステップと、
前記画像の対象画像の輝度極値を試算する対象画像の輝度極値試算ステップと、
前記差分画像取得ステップによって取得された差分画像と前記対象画像の輝度極値試算ステップによって試算された対象画像の輝度極値とに基づいて、前記画像における画素ごとの対象画像強度を計算する対象画像強度計算ステップと
をさらに含むことを特徴とする付記４に記載の画像強調方法。

（付記６）前記背景輝度画像抽出ステップは、画素ごとに対して、当該画素が隣接する領域内の画素の輝度平均値を前記画素の背景輝度として計算する背景輝度計算ステップを含むことを特徴とする付記５に記載の画像強調方法。

（付記７）前記背景輝度画像抽出ステップは、画素ごとに対して、当該画素が隣接する領域内の画素の輝度が前記画素の背景輝度に所定の係数を掛けた輝度より大きい画素を選択する画素選択ステップと、
前記画素選択ステップによって選択された画素の輝度平均値を前記画素の背景輝度として計算し、当該計算を所定の回数反復する背景輝度反復計算ステップと
をさらに含むことを特徴とする付記６に記載の画像強調方法。

（付記８）前記対象画像の輝度極値試算ステップは、画素ごとに対して、前記画素の少なくとも一方向における対象画像の輝度極値を計算する対象画像の輝度極値計算ステップと、
前記対象画像の輝度極値計算ステップによって計算された対象画像の輝度極値の最大値を前記画素の輝度極値として判定する対象画像の輝度極値判定ステップと
を含むことを特徴とする付記５に記載の画像強調方法。

（付記９）前記対象画像強調ステップは、前記画素の対象画像強度と全拡散反射輝度とに基づいて、前記画素の輝度を補正する輝度補正ステップをさらに含むことを特徴とする付記４に記載の画像強調方法。

（付記１０）撮影された画像の画素ごとのカラー及び濃淡の拡散反射輝度を示す全拡散反射輝度を計算する全拡散反射輝度計算部と、
前記全拡散反射輝度計算部によって計算された画素ごとの全拡散反射輝度に基づいて、画素ごとを高輝度画素又は非高輝度画素に分類する画素分類部と、
前記画素分類部によって分類された非高輝度画素ごとに対して、当該非高輝度画素の全拡散反射輝度に基づいて、当該非高輝度画素の彩度を強調する彩度強調部と
を有することを特徴とする画像強調装置。

（付記１１）前記彩度強調部は、前記画素分類部によって分類された高輝度画素ごとに対して、当該高輝度画素の色相及び彩度を維持したまま、当該高輝度画素の輝度を画像の平均輝度まで低下させる輝度低下部をさらに有することを特徴とする付記１０に記載の画像強調装置。

（付記１２）前記画素分類部は、
前記画素の全拡散反射輝度に基づいて、前記画素の拡散反射成分を計算する拡散反射成分計算部と、
前記拡散反射成分計算部によって計算された拡散反射成分と所定の閾値とを色成分ごとに比較する比較部と、
前記比較部によって比較された拡散反射成分が、いずれの色成分においても所定の閾値より小さい場合には、前記画素を非高輝度画素であると判定し、いずれかの色成分において所定の閾値より大きい場合には、前記画素を高輝度画素であると判定する判定部と
をさらに含むことを特徴とする付記１０に記載の画像強調装置。

（付記１３）対象画像の輝度を強調する際の係数である対象画像強度を試算する対象画像強度試算部と、
前記画素ごとに対して、当該画素の対象画像強度に基づいて対象画像を強調する対象画像強調部と
をさらに含むことを特徴とする付記１０に記載の画像強調装置。

（付記１４）前記対象画像強度試算部は、
画像の背景輝度画像を抽出する背景輝度画像抽出部と、
前記画像の輝度画像と前記背景輝度画像抽出部によって抽出された背景輝度画像との差分画像を取得する差分画像取得部と、
前記画像の対象画像の輝度極値を試算する対象画像の輝度極値試算部と、
前記差分画像取得部によって取得された差分画像と前記対象画像の輝度極値試算部によって試算された対象画像の輝度極値とに基づいて、前記画像における画素ごとの対象画像強度を計算する対象画像強度計算部と
をさらに含むことを特徴とする付記１３に記載の画像強調装置。

（付記１５）前記背景輝度画像抽出部は、画素ごとに対して、当該画素が隣接する領域内の画素の輝度平均値を前記画素の背景輝度として計算する背景輝度計算部を含むことを特徴とする付記１４に記載の画像強調装置。

（付記１６）前記背景輝度画像抽出部は、画素ごとに対して、当該画素が隣接する領域内の画素の輝度が前記画素の背景輝度に所定の係数を掛けた輝度より大きい画素を選択する画素選択部と、
前記画素選択部によって選択された画素の輝度平均値を前記画素の背景輝度として計算し、当該計算を所定の回数反復する背景輝度反復計算部と
をさらに含むことを特徴とする付記１５に記載の画像強調装置。

（付記１７）前記対象画像の輝度極値試算部は、画素ごとに対して、前記画素の少なくとも一方向における対象画像の輝度極値を計算する対象画像の輝度極値計算部と、
前記対象画像の輝度極値計算部によって計算された対象画像の輝度極値の最大値を前記画素の対象画像の輝度極値として判定する対象画像の輝度極値判定部と
を含むことを特徴とする付記１４に記載の画像強調装置。

（付記１８）前記対象画像強調部は、前記画素の対象画像強度と全拡散反射輝度とに基づいて、前記画素の輝度を補正する輝度補正部をさらに含むことを特徴とする付記１３に記載の画像強調装置。

１０００ 画像強調装置
１０１０ 全拡散反射輝度計算部
１０２０ 画素分類部
１０３０ 彩度強調部

Claims (10)

1. 画像強調装置が、
   撮影された画像の画素ごとのカラー及び濃淡の拡散反射輝度を示す全拡散反射輝度を計算する全拡散反射輝度計算ステップと、
   前記全拡散反射輝度計算ステップによって計算された画素ごとの全拡散反射輝度に基づいて、画素ごとを高輝度画素又は非高輝度画素に分類する画素分類ステップと、
   前記画素分類ステップによって分類された非高輝度画素ごとに対して、当該非高輝度画素の全拡散反射輝度に基づいて、当該非高輝度画素の彩度を強調する彩度強調ステップと
   を実行することを特徴とする画像強調方法。
2. 前記彩度強調ステップは、前記画素分類ステップによって分類された高輝度画素ごとに対して、当該高輝度画素の色相及び彩度を維持したまま、当該高輝度画素の輝度を画像の平均輝度まで低下させる輝度低下ステップをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の画像強調方法。
3. 前記画素分類ステップは、
   前記画素の全拡散反射輝度に基づいて、前記画素の拡散反射成分を計算する拡散反射成分計算ステップと、
   前記拡散反射成分計算ステップによって計算された拡散反射成分と所定の閾値とを色成分ごとに比較する比較ステップと、
   前記比較ステップによって比較された拡散反射成分が、いずれの色成分においても所定の閾値より小さい場合には、前記画素を非高輝度画素であると判定し、いずれかの色成分において所定の閾値より大きい場合には、前記画素を高輝度画素であると判定する判定ステップと
   をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の画像強調方法。
4. 画像強調装置が、
   対象画像の輝度を強調する際の係数である対象画像強度を試算する対象画像強度試算ステップと、
   前記画素ごとに対して、当該画素の対象画像強度に基づいて対象画像を強調する対象画像強調ステップと
   をさらに実行することを特徴とする請求項１に記載の画像強調方法。
5. 前記対象画像強度試算ステップは、
   画像の背景輝度画像を抽出する背景輝度画像抽出ステップと、
   前記画像の輝度画像と前記背景輝度画像抽出ステップによって抽出された背景輝度画像との差分画像を取得する差分画像取得ステップと、
   前記画像の対象画像の輝度極値を試算する対象画像の輝度極値試算ステップと、
   前記差分画像取得ステップによって取得された差分画像と前記対象画像の輝度極値試算ステップによって試算された対象画像の輝度極値とに基づいて、前記画像における画素ごとの対象画像強度を計算する対象画像強度計算ステップと
   をさらに含むことを特徴とする請求項４に記載の画像強調方法。
6. 前記背景輝度画像抽出ステップは、画素ごとに対して、当該画素が隣接する領域内の画素の輝度平均値を前記画素の背景輝度として計算する背景輝度計算ステップを含むことを特徴とする請求項５に記載の画像強調方法。
7. 前記背景輝度画像抽出ステップは、画素ごとに対して、当該画素が隣接する領域内の画素の輝度が前記画素の背景輝度に所定の係数を掛けた輝度より大きい画素を選択する画素選択ステップと、
   前記画素選択ステップによって選択された画素の輝度平均値を前記画素の背景輝度として計算し、当該計算を所定の回数反復する背景輝度反復計算ステップと
   をさらに含むことを特徴とする請求項６に記載の画像強調方法。
8. 前記対象画像の輝度極値試算ステップは、画素ごとに対して、前記画素の少なくとも一方向における対象画像の輝度極値を計算する対象画像の輝度極値計算ステップと、
   前記対象画像の輝度極値計算ステップによって計算された対象画像輝度極値の最大値を前記画素の輝度極値として判定する対象画像の輝度極値判定ステップと
   を含むことを特徴とする請求項５に記載の画像強調方法。
9. 前記対象画像強調ステップは、前記画素の対象画像強度と全拡散反射輝度とに基づいて、前記画素の輝度を補正する輝度補正ステップをさらに含むことを特徴とする請求項４に記載の画像強調方法。
10. 撮影された画像の画素ごとのカラー及び濃淡の拡散反射輝度を示す全拡散反射輝度を計算する全拡散反射輝度計算部と、
    前記全拡散反射輝度計算部によって計算された画素ごとの全拡散反射輝度に基づいて、画素ごとを高輝度画素又は非高輝度画素に分類する画素分類部と、
    前記画素分類部によって分類された非高輝度画素ごとに対して、当該非高輝度画素の全拡散反射輝度に基づいて、当該非高輝度画素の彩度を強調する彩度強調部と
    を有することを特徴とする画像強調装置。