JP2012227800A - 画像処理装置、表示システム、及び、画像処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ヒストグラムの度数の集中に起因した不具合を緩和しつつ、ヒストグラムを用いて画像のコントラストを適切に強調する。
【解決手段】画像表示システムでは、ヒストグラム生成部６１が表示対象となる画像のヒストグラムを生成し、ヒストグラム補正部６２がそのヒストグラムにおける全ての輝度の度数に「１」未満の一定の係数Ｋを乗算した後、全ての輝度の度数にオフセット値Ｄを加算してヒストグラムを補正する。そして、ヒストグラム累積部６３がこの補正後のヒストグラムの累積ヒストグラムを生成し、画像補正部６４がその累積ヒストグラムを補正カーブとして用いて画像の画素値を補正する。したがって、度数の集中に起因した不具合を緩和しつつ、各輝度の度数に応じて画像のコントラストを適切に強調できる
【選択図】図２

Description

本発明は、ヒストグラムを用いて画像を処理する技術に関する。

従来より、画像のコントラストを強調する各種の画像処理が提案されている。このような画像処理の一つとして、ヒストグラムイコライゼーションと呼ばれる手法が知られている。この手法は、画像の輝度のヒストグラムを生成し、そのヒストグラムの累積ヒストグラムを補正カーブとして用いて、画像の画素値を補正するものである。この手法は、適用後の画像のヒストグラムの度数がおよそ均一化されることから、ヒストグラムイコライゼーションと呼ばれる。

ヒストグラムイコライゼーションを行った場合、画像において、度数が比較的高い輝度の領域のコントラストが拡大し、度数が比較的低い輝度の領域のコントラストが縮小する。これにより、画像全体としてのコントラストを強調することができる（例えば、特許文献１，２参照。）。

特開２００３−２２３６３６号公報 特開平１０−２１０３２３号公報

上記のヒストグラムイコライゼーションは、画像のコントラストを強調する効果が非常に高いため、特定の画像においては処理後に不具合が生じる。具体的には、ヒストグラムの度数がある輝度に集中するような画像にヒストグラムイコライゼーションを適用すると、度数が集中する輝度の領域のコントラストが過度に拡大される。その結果、処理後の画像の画質が大きく劣化する。

例えば、比較的広く非常に明るい背景を有する画像にヒストグラムイコライゼーションを適用した場合、背景の輝度の度数が多いことから、画像中の背景のコントラストが過度に拡大される。その結果、補正後の画像では、本来は明るい背景が暗くなったり、背景以外の被写体の像が暗くなりすぎるなどの不具合が生じる。

逆に、比較的広く非常に暗い背景を有する画像にヒストグラムイコライゼーションを適用した場合にも、背景の輝度の度数が多いことから、画像中の背景のコントラストが過度に拡大される。その結果、補正後の画像では、本来は暗い背景が明るくなったり、ノイズ成分が大きく強調されるなどの不具合が生じる。

このようなことから、ヒストグラムイコライゼーションを適用する場合におけるヒストグラムの度数の集中に起因した不具合を緩和する技術が要望されていた。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、ヒストグラムの度数の集中に起因した不具合を緩和しつつ、画像のコントラストを適切に強調できる技術を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、請求項１の発明は、画像処理装置であって、画像の輝度のヒストグラムを生成する生成手段と、前記ヒストグラムにおける全ての輝度の度数に一定のオフセット値を加算し、前記ヒストグラムを補正するヒストグラム補正手段と、補正後の前記ヒストグラムの累積ヒストグラムを生成する累積手段と、前記累積ヒストグラムを補正カーブとして用いて、前記画像の画素値を補正する画像補正手段と、を備えている。

また、請求項２の発明は、請求項１に記載の画像処理装置において、前記ヒストグラム補正手段は、前記ヒストグラムにおける前記全ての輝度の度数に１未満の一定の係数を乗算した後、前記全ての輝度の度数に前記オフセット値を加算して、前記ヒストグラムを補正する。

また、請求項３の発明は、請求項１に記載の画像処理装置において、前記ヒストグラム補正手段は、前記ヒストグラムの度数に係数を乗算した後、前記全ての輝度の度数に前記オフセット値を加算して、前記ヒストグラムを補正するものであり、前記係数は、前記ヒストグラムの輝度に応じて異なる。

また、請求項４の発明は、請求項３に記載の画像処理装置において、前記ヒストグラムの輝度を、相対的に低い低輝度部分と、中輝度部分と、相対的に高い高輝度部分とに区分したとき、前記中輝度部分の前記係数は、前記低輝度部分及び前記高輝度部分と比較して高い。

また、請求項５の発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載の画像処理装置において、前記画像が、相対的に階調が多い多階調画像と、相対的に階調が少ない少階調画像とのいずれであるかを判定する判定手段、を備え、前記画像補正手段は、前記画像が前記多階調画像の場合には前記累積ヒストグラムを前記補正カーブとして用い、前記画像が前記少階調画像の場合には前記累積ヒストグラムを前記補正カーブとして用いない。

また、請求項６の発明は、請求項１ないし５のいずれかに記載の画像処理装置において、前記画像の輝度のばらつきの程度を示す統計量を導出する導出手段、を備え、前記ヒストグラム補正手段は、前記統計量が閾値より大きい場合は、前記ヒストグラムを補正しない。

また、請求項７の発明は、請求項１ないし６のいずれかに記載の画像処理装置において、前記画像を表示する表示装置の画面に影響を与える外光の照度を取得する取得手段と、前記外光の照度が閾値より大きい場合に、前記画像補正手段を有効化する有効化手段と、をさらに備えている。

また、請求項８の発明は、請求項７に記載の画像処理装置において、前記外光の照度が大きいほど、前記係数を大きく設定する設定手段と、をさらに備えている。

また、請求項９の発明は、画像を表示する表示システムであって、請求項１ないし８のいずれかに記載の画像処理装置と、前記画像処理装置で処理された画像を表示する表示手段と、を備えている。

また、請求項１０の発明は、画像処理方法であって、画像の輝度のヒストグラムを生成する工程と、前記ヒストグラムにおける全ての輝度の度数に一定のオフセット値を加算し、前記ヒストグラムを補正する工程と、補正後の前記ヒストグラムの累積ヒストグラムを生成する工程と、前記累積ヒストグラムを補正カーブとして用いて、前記画像の画素値を補正する工程と、を備えている。

請求項１ないし１０の発明によれば、ヒストグラムにおける全ての輝度の度数に一定のオフセット値を加算することから、ヒストグラムの度数を全体的に底上げして、ヒストグラムの度数の集中を緩和できる。したがって、度数の集中に起因した不具合を緩和しつつ、各輝度の度数に応じて画像のコントラストを適切に強調できる。

また、特に請求項２の発明によれば、ヒストグラムにおける全ての輝度の度数に１未満の一定の係数を乗算することから、ヒストグラムの比較的高い度数を低下させて、ヒストグラムの度数の集中を緩和できる。したがって、度数の集中に起因した不具合をさらに緩和しつつ、各輝度の度数に応じて画像のコントラストを適切に強調できる。

また、特に請求項３の発明によれば、ヒストグラムにおける度数に輝度に応じて異なる係数を乗算してヒストグラムを補正することから、画像における特定の輝度の領域のコントラストを高めることができる。

また、特に請求項４の発明によれば、中輝度部分の係数は低輝度部分及び高輝度部分と比較して高いことから、画像の中輝度部分に対応する領域のコントラストを高めることができる。

また、特に請求項５の発明によれば、画像が多階調画像の場合には累積ヒストグラムを補正カーブとして用いる一方、画像が少階調画像の場合には累積ヒストグラムを補正カーブとして用いない。このため、画像の種類に合わせて適切に画像の視認性を向上できる。

また、特に請求項６の発明によれば、画像の輝度のばらつきの程度を示す統計量が比較的大きく、度数の集中に起因した不具合が生じない場合は、ヒストグラムを補正しない。このため、不要な処理を省略できる。

また、特に請求項７の発明によれば、外光の照度が閾値より大きい場合に画像補正手段を有効化するため、比較的高い照度の外光の影響による視認性の低下を防止できる。

また、特に請求項８の発明によれば、外光の照度が大きいほど係数を大きく設定するため、外光の影響が大きいほど画像のコントラストを強調して視認性を向上できる。

図１は、画像表示システムの構成を示すブロック図である。 図２は、第１の実施の形態の画像処理装置の詳細な構成を示す図である。 図３は、画像のヒストグラムと、該ヒストグラムに基づく補正カーブとを示す図である。 図４は、補正前の画像の一例を示す図である。 図５は、画像のヒストグラムと、該ヒストグラムに基づく補正カーブとを示す図である。 図６は、補正後の画像の一例を示す図である。 図７は、補正前の画像の一例を示す図である。 図８は、画像のヒストグラムと、該ヒストグラムに基づく補正カーブとを示す図である。 図９は、第１の実施の形態のヒストグラムの補正の手法を説明する図である。 図１０は、補正後のヒストグラムと、該ヒストグラムに基づく補正カーブとを示す図である。 図１１は、補正後のヒストグラムと、該ヒストグラムに基づく補正カーブとを示す図である。 図１２は、ヒストグラムを補正する他の手法を示す図である。 図１３は、第１の実施の形態の画像処理装置の処理の流れを示す図である。 図１４は、ナビモードで用いる補正カーブを示す図である。 図１５は、ナビモードで表示される画像の一例を示す図である。 図１６は、第２の実施の形態においてヒストグラムの補正に用いる係数を示す図である。 図１７は、第２の実施の形態のヒストグラムの補正の手法を説明する図である。 図１８は、補正後のヒストグラムと、該ヒストグラムに基づく補正カーブとを示す図である。 図１９は、補正後のヒストグラムと、該ヒストグラムに基づく補正カーブとを示す図である。 図２０は、画像の輝度のばらつきを比較する図である。 図２１は、第３の実施の形態の画像処理装置の詳細な構成を示す図である。 図２２は、第３の実施の形態の画像処理装置の処理の流れを示す図である。 図２３は、補正カーブの形状を比較する図である。 図２４は、第４の実施の形態の画像処理装置の詳細な構成を示す図である。 図２５は、第４の実施の形態の画像処理装置の処理の流れを示す図である。

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。

＜１．第１の実施の形態＞
＜１−１．全体構成＞
図１は、本実施の形態の画像表示システム１の構成を示すブロック図である。画像表示システム１は、例えば、自動車などの車両で用いられるナビゲーションシステムであり、各種の画像を表示する機能を有している。

画像表示システム１は、互いに表示する画像の種類が異なる複数の動作モードを備えている。この複数の動作モードには、テレビモード、カメラモード、ディスクモード及びナビモードが含まれている。

テレビモードは、車両に搭載されるアンテナ９１で受信したテレビジョン放送の放送内容を示す画像を表示する動作モードである。カメラモードは、車両に搭載される車載カメラ９２で撮影された車両の周辺を示す画像を表示する動作モードである。ディスクモードは、ＤＶＤなどの映像ディスク９３の記録内容を示す画像を表示する動作モードである。また、ナビモードは、ルート案内用の地図画像などナビゲーション機能に必要な画像を表示する動作モードである。

図１に示すように、画像表示システム１は、システム全体を制御するシステム制御部１０と、ユーザが操作する操作部８とを備えている。システム制御部１０は、例えば、ＣＰＵ、ＲＡＭ及びＲＯＭなどを備えたマイクロコンピュータである。システム制御部１０のＣＰＵが所定のプログラムに従って演算処理を行うことで、システム全体を制御するための各種の制御機能が実現される。

システム制御部１０は、操作部８からのユーザの操作の内容を示す信号に応じて画像表示システム１を制御する。これにより、画像表示システム１はユーザの操作に応じた動作を行う。画像表示システム１の動作モードは、ユーザの操作に基づいてシステム制御部１０によって切り替えられる。

また、画像表示システム１は、各種の画像を表示する表示装置４と、表示装置４の表示に係る制御を行う表示制御装置３と、表示装置４に表示するための画像を提供する映像提供部２と、外光の照度を検出する照度センサ５とを備えている。これら映像提供部２、表示制御装置３、表示装置４及び照度センサ５の動作は、システム制御部１０によって統括的に制御される。

映像提供部２は、様々な映像ソースの映像信号を出力する。映像提供部２は、放送受信部２１、カメラ入力部２２、ディスク読取部２３、及び、ナビゲーション部２４を備えている。これらの映像提供部２の各部２１，２２，２３，２４は、所定の周期（例えば、１／３０秒）で画像（フレーム）を含む映像信号を出力する。この映像信号に含まれる画像が、表示装置４への表示対象とする画像となる。

放送受信部２１は、アンテナ９１で受信したテレビジョン放送の放送信号をデコードし、その放送内容を示す画像を取得して表示制御装置３に出力する。カメラ入力部２２は、車載カメラ９２と接続され、車載カメラ９２で撮影された車両の周辺を示す画像を取得して表示制御装置３に出力する。ディスク読取部２３は、映像ディスク９３を読み取り、映像ディスク９３の記録内容を示す画像を取得して表示制御装置３に出力する。また、ナビゲーション部２４は、ナビゲーション機能を提供する電子基板であり、ナビゲーション機能に必要な画像を表示制御装置３に出力する。

表示装置４は、画像を表示する画面となる液晶パネル４１と、その液晶パネル４１を照明するバックライト４２とを備えている。液晶パネル４１がユーザである車両の乗員から視認できるように、表示装置４は車両のインストルメントパネルなどに設置される。

液晶パネル４１は、例えば、縦横二次元に配列された複数のドットを備えている。液晶パネル４１は、バックライト４２の光の透過率をドットごとに変更することで画像を表示する。また、バックライト４２は、発光ダイオード（ＬＥＤ）などの光源を備えており、液晶パネル４１を背面から照明する。バックライト４２は、表示制御装置３から送出されるデューティ比が設定された制御信号に基づいて発光する。バックライト４２の光量は、制御信号のデューティ比が高いほど大きくなる。

照度センサ５は、受光素子を備えており、受光素子に入射した光の照度を検出する。受光素子は表示装置４の画面となる液晶パネル４１の周縁近傍に配置される。したがって、照度センサ５は、表示装置４の画面を前面から照明する外光（すなわち、表示装置４の画面の視認性に影響を与える外光）の照度を検出する。照度センサ５の検出結果である外光の照度は、表示制御装置３に入力される。

表示制御装置３は、例えば、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）などのハードウェア回路であり、表示装置４の表示に係る制御を行う。表示制御装置３は、画像取得部３１、画像処理装置６、画像出力部３３、及び、バックライト制御部７を備えている。

画像取得部３１は、画像を含む映像信号を映像提供部２から取得する。画像取得部３１は、システム制御部１０からの動作モードを示す信号に基づいてスイッチングを行い、映像提供部２の各部２１，２２，２３，２４から出力される映像信号のうち、その時点の動作モードに応じた一つの映像信号を取得する。そして、画像取得部３１は、取得した映像信号に含まれる画像を画像処理装置６及びバックライト制御部７に提供する。この画像は、表示装置４への表示対象となる。

画像処理装置６は、画像取得部３１から入力される表示対象となる画像のコントラストを強調する画像処理を行う。画像処理装置６は、画像の輝度のヒストグラムを用いて画像のコントラストを強調する。このコントラストを強調する画像処理は、直射日光が入射する場合など、表示装置４の画面の視認性に影響を与える外光の照度が比較的高い場合に行われる。外光の照度が比較的高い場合は、画面における外光の反射等に起因して表示装置４の画面の視認性が低下する。具体的には、表示装置４に表示される画像のコントラストや色が全体的に薄くなってしまう。このため、画像処理装置６は、外光の照度が比較的高い場合に表示対象となる画像のコントラストを強調することで、画像の視認性を向上する。

画像出力部３３は、画像処理装置６で処理された画像を、表示装置４に出力して表示させる。外光の照度が比較的高い場合は画像処理装置６でコントラストが強調された画像が表示装置４の液晶パネル４１に表示される。これにより、表示装置４の画面の視認性が向上する。

バックライト制御部７は、デューティ比を設定した制御信号をバックライト４２に出力することで、バックライト４２の光量を調整する。バックライト制御部７は、表示対象となる画像の輝度のヒストグラムに基づいて、バックライト４２の光量を調整する。バックライト４２の光量は、表示対象となる画像が比較的明るい場合は大きくされ、逆に、表示対象となる画像が比較的暗い場合は小さくされる。

＜１−２．画像処理装置＞
次に、ヒストグラムを用いて画像のコントラストを強調する画像処理装置６について詳細に説明する。図２は、画像処理装置６の詳細な構成を示す図である。

図２に示すように、画像処理装置６は、画像取得部３１から入力される表示対象となる画像を処理するための処理部として、ヒストグラム生成部６１、ヒストグラム補正部６２、ヒストグラム累積部６３、及び、画像補正部６４を備えている。これらの処理部６１〜６４により、表示対象となる画像のコントラストを強調する画像処理が行われる。なお、ヒストグラム生成部６１は画像の輝度のヒストグラムを生成する機能を有するが、このヒストグラム生成部６１が生成したヒストグラムをバックライト制御部７に入力してもよい。この場合、バックライト制御部７は、画像の輝度のヒストグラムを生成する機能が不要となる。

また、画像処理装置６は、メモリ６５、照度取得部６６、有効化部６７及びモード判定部６８をさらに備えている。

メモリ６５は、各種のデータを記憶可能な不揮発性メモリである。メモリ６５には、画像のコントラストを強調する処理部６１〜６４で用いられる各種のデータが記憶される。

照度取得部６６は、表示装置４の画面の視認性に影響を与える外光の照度を照度センサ５から取得する。照度取得部６６は、取得した外光の照度を有効化部６７に入力する。

有効化部６７は、入力された外光の照度と所定の閾値とを比較し、外光の照度が閾値より大きい場合に、画像のコントラストを強調する処理部６１〜６４を有効化する。これにより、外光の照度が比較的高い場合に、画像のコントラストを強調する画像処理が実行される。

また、モード判定部６８は、システム制御部１０からの信号に基づいて、画像表示システム１の現時点の動作モードを判定する。モード判定部６８の判定結果は、画像補正部６４に入力される。画像補正部６４は、動作モードの判定結果に応じて処理の内容を変更する。

画像処理装置６の処理部６１〜６４は、ヒストグラムイコライゼーションと呼ばれる手法によって画像のコントラストを強調する。以下、一般的なヒストグラムイコライゼーションについて説明する。

ヒストグラムイコライゼーションにおいては、まず、画像の明るさを示す輝度のヒストグラムが生成される。図３の左側に示すように、このヒストグラムＨは、横軸を画像の輝度とし、縦軸を各輝度の度数（各輝度となる画素の数）としたものである。本実施の形態では、画像の輝度を８ビット（０〜２５５）で表現する。

次に、このヒストグラムＨの度数を累積した累積ヒストグラムが生成される。図３の右側は、この累積ヒストグラムを、最大値が２５５、最小値が０となるように正規化したものである。そして、このように正規化した累積ヒストグラムを、横軸を入力レベル（０〜２５５）、縦軸を出力レベル（０〜２５５）とする補正カーブ（トーンカーブ）Ｃとして用いて、画像の画素値が補正される。

なお、図中においては、ヒストグラムの輝度のレベルと、そのヒストグラムに基づく補正カーブの入力レベルとで対応する部分に同一の符号を付している（以降の図においても同様。）。

図３に示すように、ヒストグラムＨ（図３の左側）の度数が比較的高い部分Ｂ２，Ｂ４，Ｂ６においては、補正カーブＣ（図３の右側）の傾きが比較的大きくなる。したがって、画像において度数が比較的高い輝度の領域のコントラスト（レベルの差）は拡大する。また逆に、ヒストグラムＨ（図３の左側）の度数が比較的低い部分Ｂ１，Ｂ３，Ｂ５，Ｂ７においては、補正カーブＣ（図３の右側）の傾きが比較的小さくなる。したがって、画像において度数が比較的低い輝度の領域のコントラスト（レベルの差）は縮小する。これにより、画像全体としてのコントラストを強調することができる。

このようなヒストグラムイコライゼーションは、ヒストグラムの度数がある程度分散している画像のコントラストの強調に向いており、このような画像の視認性の向上に有効である。一方で、ヒストグラムイコライゼーションは、ヒストグラムの度数がある一つの輝度に集中する画像への適用には向いていない。度数がある輝度に集中する画像にヒストグラムイコライゼーションを適用すると、度数が集中する輝度の領域のコントラストが過度に拡大されてしまう結果、処理後の画像の画質が大きく劣化するという不具合が生じる。

例えば、図４に示すような、比較的広く非常に明るい背景Ｓａと被写体の像Ｓｂとが存在する画像Ｐ１に、ヒストグラムイコライゼーションを適用する場合を想定する。

図５の左側は、図４の画像Ｐ１の輝度のヒストグラムＨを示している。このヒストグラムＨにおいては、背景Ｓａに対応する高輝度の部分Ａ３に度数が集中し、また、低輝度の部分Ａ１に度数はほぼ存在していない。図５の右側は、このヒストグラムＨに基づく補正カーブ（正規化した累積ヒストグラム）Ｃを示している。この補正カーブＣは、部分Ａ３において他の部分と比較して極端に大きな傾きを有する一方、部分Ａ１において傾きはおよそ「０」となっている。

この補正カーブＣを用いて図４の画像Ｐ１を補正すると、背景Ｓａのコントラストが過度に拡大されてしまう。その結果、処理後の画像は、全体が明るいはずの背景のＳａが部分的に暗くなる不自然な画像となる。

また、画像Ｐ１の輝度のヒストグラムＨにおいて、被写体の像Ｓｂの輝度は部分Ａ２に対応する。そして、補正カーブＣでは、この部分Ａ２の入力レベルは、比較的低い出力レベルに対応する。したがって、この補正カーブＣを用いて図４に示す画像Ｐ１を補正すると、図６に示す画像Ｐ１ａのように、被写体の像Ｓｂが暗くなりすぎてしまい、画像の画質が大きく劣化することになる。

次に、図７に示すような、花火の画像Ｐ２にヒストグラムイコライゼーションを適用する場合を想定する。花火の画像Ｐ２は、その大部分が非常に暗い背景Ｓｃとなる。

図８の左側は、図７の画像Ｐ２の輝度のヒストグラムＨを示している。このヒストグラムＨにおいては、背景Ｓｃに対応する低輝度の部分Ａ４に度数が集中する。図８の右側は、このヒストグラムＨに基づく補正カーブ（正規化した累積ヒストグラム）Ｃを示している。この補正カーブＣは、部分Ａ４において極端に大きな傾きを有し、他の部分Ａ５においては僅かな傾きのみを有している。

この補正カーブＣを用いて図７の画像Ｐ２を補正すると、背景Ｓｃのコントラストが過度に拡大されてしまう。その結果、処理後の画像は、全体が暗いはずの背景のＳｃが部分的に明るくなった不自然な画像となる。また、画像Ｐ２の比較的低い輝度にはノイズ成分も含まれるため、処理後の画像においてはノイズ成分も大きく強調されてしまい、画像の画質が大きく劣化することになる。

このように度数がある輝度に集中する画像に一般的なヒストグラムイコライゼーションを単純に適用すると、処理後の画像に不具合が生じる。このため、本実施の形態の画像表示システム１の画像処理装置６は、補正カーブＣ（累積ヒストグラム）を生成する前のヒストグラムを度数の集中が緩和するように補正して、このような度数の集中に起因した不具合を緩和するようにしている。

具体的には、図９に示すように、画像処理装置６は、表示対象となる画像の正規化したヒストグラムＨ１の全ての輝度の度数に「１」未満の一定の係数Ｋを乗算する。これにより、ヒストグラムＨ１の比較的高い度数（ピーク）を低下させる。さらに、画像処理装置６は、ヒストグラムＨ１の全ての輝度の度数に一定のオフセット値Ｄを加算する。これにより、ヒストグラムＨ１の度数が全体的に底上げされる。このような補正によって、補正後のヒストグラムＨ２においては、補正前のヒストグラムＨ１と比較して度数の集中が緩和される。

係数Ｋは、予め設定された「０」より大きく「１」より小さい値となっている。係数Ｋを小さくするほど、ヒストグラムにおける度数の集中を緩和する効果が大きい。本実施の形態では、例えば「Ｋ＝０．８」とされている。また、オフセット値Ｄは、予め設定された「０」より大きく「２５５」より小さい値となっている。オフセット値Ｄを大きくするほど、ヒストグラムにおける度数の集中を緩和する効果が大きい。本実施の形態では、例えば「Ｄ＝１０」とされている。

図１０の左側は、図４に示す画像Ｐ１の補正前のヒストグラムＨ１と、補正後のヒストグラムＨ２とを示している。そして、図１０の右側は、補正後のヒストグラムＨ２に基づく補正カーブ（正規化した累積ヒストグラム）Ｃ１を示している。

この補正カーブＣ１においては、図５の補正カーブＣと比較して、極端に大きな、あるいは、極端に小さな傾きが緩和されている。すなわち、図１０の補正カーブＣ１では、補正前のヒストグラムＨ１において度数が集中する部分Ａ３における傾きが小さくなっている。また、図１０の補正カーブＣ１は、補正前のヒストグラムＨ１において度数がほぼ存在しない部分Ａ１にも一定以上の傾きを有している。

したがって、このような補正後のヒストグラムＨ２に基づく補正カーブＣ１を用いて画像Ｐ１を補正することで、背景Ｓａのコントラストが過度に拡大されることが無くなり、被写体の像Ｓｂが暗くなるという不具合を緩和することができる。

また、図１１の左側は、図７に示す画像Ｐ２の補正前のヒストグラムＨ１と、補正後のヒストグラムＨ２とを示している。そして、図１１の右側は、補正後のヒストグラムＨ２に基づく補正カーブ（正規化した累積ヒストグラム）Ｃ１を示している。

この補正カーブＣ１においても、図８の補正カーブＣと比較して、極端に大きな、あるいは、極端に小さな傾きが緩和されている。すなわち、図１１の補正カーブＣ１では、補正前のヒストグラムＨ１において度数が集中する部分Ａ４における傾きが小さくなり、他の部分Ａ５においても一定以上の傾きを有している。

したがって、このような補正後のヒストグラムＨ２に基づく補正カーブＣ１を用いて画像Ｐ２を補正することで、背景Ｓｃのコントラストが過度に拡大されることが無くなり、ノイズ成分が強調されるという不具合を緩和することができる。

また、ヒストグラムの度数がある程度分散するような画像のヒストグラムに同様の補正を行った場合においても度数の集中が緩和されるが、この場合、画像処理の結果に大きく影響しない。したがって、このようなヒストグラムの補正によって、度数の集中に起因した不具合を緩和しつつ、画像のコントラストを適切に強調できる。

なお、図１２に示すように、上限値及び下限値を設定し、画像の輝度のヒストグラムＨｘにおいて上限値より大きい度数を上限値に下げるとともに、下限値より小さい度数を下限値まで上げることで、ヒストグラムの度数の集中を緩和する手法も考えられる。しかしながら、この手法を採用した場合においては、補正後のヒストグラムＨｙでは、補正前のヒストグラムＨｘにおける上限値より大きい部分、及び、下限値より小さい部分のカーブ形状が失われてしまう。すなわち、ヒストグラムの補正によって、各輝度の度数の情報が失われることになる。このため、画像の各輝度の度数に応じてコントラストを適切に強調することができなくなる。

これに対して、本実施の形態の手法では、係数Ｋの乗算、及び、オフセット値Ｄの加算によりヒストグラムの度数の集中を緩和することから、補正後のヒストグラムにおいても補正前のヒストグラムのカーブ形状をおよそ保持している。すなわち、各輝度の度数の相対的な関係を保持したままヒストグラムを補正することができる。したがって、画像の各輝度の度数に応じてコントラストを適切に強調できることになる。

＜１−３．処理の流れ＞
次に、画像処理装置６の処理の流れについて説明する。図１３は、画像処理装置６の処理の流れを示す図である。画像表示システム１は、電源がオンとなっている間、その時点の動作モードに応じた種類の画像を表示装置４に表示する動作を所定の周期（例えば、１／３０秒）で繰り返す。画像処理装置６は、この画像を表示する周期に同期して図１３に示す処理を繰り返し実行する。この処理の開始時点では、画像のコントラストを強調する処理部６１〜６４は無効化されている。

まず、照度取得部６６が、表示装置４の画面の視認性に影響を与える外光の照度を照度センサ５から取得する（ステップＳ１１）。照度取得部６６は、取得した外光の照度を有効化部６７に入力する。

次に、有効化部６７が、入力された外光の照度と所定の閾値とを比較し、外光の照度が閾値より大きいか否かを判定する。この閾値は、直射日光などの外光の影響を受けて表示装置４の画面の視認性が悪化するか否かを判断するためのものであり、例えば５，０００（ｌｘ）とされる。外光の照度が閾値よりも大きい場合（ステップＳ１２にてＹｅｓ）は、表示装置４の視認性を改善するために、有効化部６７が処理部６１〜６４を有効化する（ステップＳ１３）。これにより、以降、処理部６１〜６４により画像のコントラストを強調する処理が実行される。

一方、外光の照度が閾値よりも小さい場合（ステップＳ１２にてＮｏ）は、有効化部６７は処理部６１〜６４を有効化せず、そのまま処理が終了する。この場合は、画像のコントラストは強調されず、表示対象となる画像がそのまま表示装置４に出力されて表示される。なお、外光の照度が閾値と同じ場合はいずれの判断分岐に含めてもよい。

ステップＳ１３において有効化部６７が処理部６１〜６４を有効化すると、次に、モード判定部６８がその時点の画像表示システム１の動作モードを、システム制御部１０からの信号に基づいて判定する。そして以降、動作モードがナビモード以外の場合（ステップＳ１４にてＮｏ）はステップＳ１５，Ｓ１７，Ｓ１８，Ｓ１９の処理が実行され、動作モードがナビモードの場合（ステップＳ１４にてＹｅｓ）はステップＳ２０，Ｓ２１の処理が実行される。

動作モードがナビモード以外の場合（ステップＳ１４にてＮｏ）は、まず、ヒストグラム生成部６１が表示対象とする画像の輝度のヒストグラムを生成する（ステップＳ１５）。

次に、ヒストグラム補正部６２が、度数の集中が緩和するようにヒストグラムを補正する（ステップＳ１７）。具体的にはまず、ヒストグラム補正部６２は、次の数１によって、ヒストグラム生成部６１が生成した補正前のヒストグラムＨ０（ｎ）に基づいて、正規化したヒストグラムＨ１（ｎ）を得る。ｎは輝度（０〜２５５）を示す。

数１において、Ｆｍａｘは補正前のヒストグラムＨ０（ｎ）の最大の度数、Ｆｍｉｎは補正前のヒストグラムＨ０（ｎ）の最小の度数である。これにより、ヒストグラムＨ１（ｎ）は、最大の度数が２５５、最小の度数が０となるように正規化される。このようにヒストグラムを正規化することにより、補正における係数Ｋ及びオフセット値Ｄの影響が一定とされる。

次に、ヒストグラム補正部６２は、次の数２に示すように、正規化されたヒストグラムＨ１（ｎ）に係数Ｋを乗算し、さらに、オフセット値Ｄを加算する。

これらの係数Ｋ及びオフセット値Ｄはメモリ６５に予め記憶される。これにより、度数の集中が緩和されたヒストグラムＨ２（ｎ）が得られる。

補正後のヒストグラムＨ２（ｎ）が得られると次に、ヒストグラム累積部６３が、ヒストグラムＨ２（ｎ）に基づいて補正カーブとして用いるための累積ヒストグラムを生成する。

具体的にはまず、ヒストグラム累積部６３は、次の数３によって、ヒストグラムＨ２（ｎ）の累積ヒストグラムＣ０（ｎ）を生成する。

数３に示すように、累積ヒストグラムＣＯ（ｎ）は、各輝度ｎの値を、ヒストグラムＨ２（ｍ）における０からｎまでの全ての輝度の度数を加算した結果としたものである。

次に、ヒストグラム累積部６３は、次の数４によって、累積ヒストグラムＣＯ（ｎ）に基づいて正規化した累積ヒストグラムＣ１（ｎ）を得る。

数４において、Ｃｍａｘは累積ヒストグラムＣＯ（ｎ）の最大値、Ｃｍｉｎは累積ヒストグラムＣＯ（ｎ）の最小値である。これにより、累積ヒストグラムＣ１（ｎ）は、最大値が２５５、最小値が０となるように正規化される。この累積ヒストグラムＣ１（ｎ）のカーブ形状は、０から２５５まで右肩上がりで上昇するものとなる。

このようにして累積ヒストグラムＣ１（ｎ）が得られると、次に、画像補正部６４が、この累積ヒストグラムＣ１（ｎ）を補正カーブ（トーンカーブ）として用いて画像の画素値を補正する。画像の画素値は、Ｒ値、Ｇ値、Ｂ値の３つの値を含む。画像補正部６４このＲ値、Ｇ値、Ｂ値のそれぞれを、補正カーブを用いて補正する。その結果、画像のコントラストが強調されることになる。度数の集中が緩和するようにヒストグラムを補正しているため、補正後の画像においては度数の集中に起因した不具合も緩和されることになる。

このように補正された画像は、表示装置４に出力される。これにより、コントラストが強調された画像が表示装置４に表示され、表示装置４の視認性が向上することになる。

なお、画像補正部６４は、画像の画素値として輝度のみ、あるいは、Ｇ値のみを補正するようにしてもよい。ただし、本実施の形態のように、画像のＲ値、Ｇ値、Ｂ値のそれぞれを補正カーブを用いて補正することで、画像のコントラストのみならず、画像の色も強調することができる。したがって、外光の影響によりコントラストとともに色が全体的に薄くなった画像の視認性を効果的に改善することができる。

また、ステップＳ１４において動作モードがナビモードの場合は、画像補正部６４がメモリ６５から、図１４に示す所定の補正カーブＣ２を取得する（ステップＳ２０）。そして、画像補正部６４は、累積ヒストグラムではなく、このメモリ６５に記憶された補正カーブＣ２を用いて画像の画素値を補正する（ステップＳ２１）。これにより、画像の比較的低輝度の部分が明るくなり、画像の視認性が向上する。このようにして補正された画像は、表示装置４に出力されて表示されることになる。

ナビモードにおいては、図１５に示す地図の画像Ｐ３などのようにイラストの画像が表示装置４に表示される。これに対して、ナビモード以外のテレビモード、カメラモード、ディスクモードにおいては、人物や自然風景などの画像が表示装置４に表示される。人物や自然風景などの画像は相対的に階調（輝度の段階）が多い「多階調画像」であるといえ、イラストの画像は相対的に階調が少ない「少階調画像」といえる。つまり、ナビモード以外では多階調画像が表示対象となり、ナビモードでは少階調画像が表示対象となる。

ヒストグラムイコライゼーションは多階調画像に適した手法であり、ヒストグラムが離散的となる少階調画像には適していない。このため、画像補正部６４は、動作モードがナビモード以外の場合（すなわち、表示対象となる画像が多階調画像の場合）は、累積ヒストグラムを補正カーブとして用いるヒストグラムイコライゼーションを実行する。しかしながら一方で、画像補正部６４は、動作モードがナビモードの場合（すなわち、表示対象となる画像が少階調画像の場合）は、累積ヒストグラムを補正カーブとして用いずに、所定の補正カーブＣ２を用いる。このようにすることで、表示対象とする画像の種類に適した手法で補正を行うことができ、適切に画像の視認性を向上することができる。

なお、図１３のステップＳ１４においてモード判定部６８は動作モードがナビモードか否かを判定するが、この際、モード判定部６８は、表示対象となる画像が、相対的に階調が多い多階調画像と、相対的に階調が少ない少階調画像とのいずれであるかを実質的に判定することになる。

以上のように、本実施の形態の画像表示システム１では、ヒストグラム生成部６１が表示対象となる画像のヒストグラムを生成し、ヒストグラム補正部６２がそのヒストグラムにおける全ての輝度の度数に「１」未満の一定の係数Ｋを乗算した後、全ての輝度の度数にオフセット値Ｄを加算してヒストグラムを補正する。そして、ヒストグラム累積部６３がこの補正後のヒストグラムの累積ヒストグラムを生成し、画像補正部６４がその累積ヒストグラムを補正カーブとして用いて画像の画素値を補正する。

このように画像表示システム１ではヒストグラムにおける全ての輝度の度数に一定のオフセット値Ｄを加算することから、ヒストグラムの度数を全体的に底上げして、ヒストグラムの度数の集中を緩和できる。また、ヒストグラムにおける全ての輝度の度数に「１」未満の一定の係数Ｋを乗算することから、ヒストグラムの比較的高い度数を低下させて、ヒストグラムの度数の集中をさらに緩和できる。したがって、度数の集中に起因した不具合を緩和しつつ、各輝度の度数に応じて画像のコントラストを適切に強調できる。

また、画像補正部６４は、表示対象となる画像が多階調画像の場合には累積ヒストグラムを補正カーブとして用い、表示対象となる画像が少階調画像の場合には累積ヒストグラムを補正カーブとして用いない。このため、画像の種類に合わせて適切に画像の視認性を向上できる。

また、有効化部６７は、外光の照度が閾値より大きい場合に画像補正部６４を有効化するため、比較的高い照度の外光の影響による視認性の低下を防止できる。

＜２．第２の実施の形態＞
次に、第２の実施の形態について説明する。第２の実施の形態の画像表示システム１の構成及び処理は、第１の実施の形態とほぼ同様であるため、以下、第１の実施の形態との相違点を中心に説明する。第１の実施の形態では、ヒストグラムの全ての輝度の度数に一定の係数を乗算していた。これに対して、第２の実施の形態では、ヒストグラムの度数に、輝度に応じて異なる値の係数を乗算するようにしている。

図１６は、第２の実施の形態において、ヒストグラムの補正に用いられる係数Ｌを示す図である。図中の横軸は、ヒストグラムの輝度（０〜２５５）に対応している。このような係数Ｌは、画像処理装置６のメモリ６５に予め記憶されている。

図に示すように係数Ｌは、ヒストグラムの輝度に応じて異なる「０」以上「１」以下の値となっている。この係数Ｌのカーブ形状は上に凸となっている。すなわち、ヒストグラムの輝度（０〜２５５）を、相対的に低い低輝度部分Ａｌと、中輝度部分Ａｍと、相対的に高い高輝度部分Ａｈとに区分したとき、中輝度部分Ａｍの係数Ｌは、低輝度部分Ａｌ及び高輝度部分Ａｈと比較して高くなっている。本実施の形態では、低輝度部分Ａｌと中輝度部分Ａｍとの境界の輝度は例えば「５０」とされ、中輝度部分Ａｍと高輝度部分Ａｈとの境界の輝度は例えば「１５０」とされている。

本実施の形態の画像処理装置６のヒストグラム補正部６２は、この係数Ｌを用いてヒストグラムを補正する。具体的には、図１７に示すように、画像処理装置６は、表示対象となる画像の正規化したヒストグラムＨ１の全ての輝度の度数に、輝度に応じて異なる係数Ｌを乗算する。これにより、ヒストグラムＨ１の低輝度部分及び高輝度部分に存在する度数が大きく低下する一方で、中輝度部分に存在する度数はあまり低下しない。

さらに、画像処理装置６は、第１の実施の形態と同様に、ヒストグラムＨ１の全ての輝度の度数に「１」未満の一定の係数Ｋを乗算するとともに、全ての輝度の度数に一定のオフセット値Ｄを加算する。このような補正によって、補正後のヒストグラムＨ２においては、補正前のヒストグラムＨ１と比較して、低輝度部分及び高輝度部分における度数の集中が大きく緩和される。

このヒストグラム補正部６２の処理は、次の数５の演算で表現できる。すなわち、ヒストグラム補正部６２は、正規化されたヒストグラムＨ１（ｎ）に、輝度ｎに応じた係数Ｌ（ｎ）と一定の係数Ｋとを乗算し、さらに、オフセット値Ｄを加算する。これにより、補正後のヒストグラムＨ２（ｎ）が得られる。

本実施の形態のヒストグラム補正部６２は、第１の実施の形態の数２の演算に代えて、この数５の演算を行う。ヒストグラム累積部６３は、この数５の演算により得られたヒストグラムＨ２（ｎ）に基づいて、第１の実施の形態と同様の演算を行って、累積ヒストグラムＣ１（ｎ）を生成する。そして、画像補正部６４は、この累積ヒストグラムＣ１（ｎ）を補正カーブとして用いて画像の画素値を補正する。

画像のコントラストを強調するためには、処理前の画像において明るい領域は明るいまま保持し、処理前の画像において暗い領域は暗いまま保持することが望ましい。また一方で、外光の影響を受けやすい中程度の輝度の領域のコントラストは高めることが望ましい。

このため、本実施の形態では、ヒストグラムの輝度に応じて異なる係数Ｌを用いてヒストグラムを補正することで、画像における特定の輝度の領域のコントラストを高めるようにしている。すなわち、中輝度部分Ａｍで相対的に高くなる係数Ｌを用いることで、補正前の画像における中輝度部分Ａｍに対応する領域のコントラストを高めることができる。また、低輝度部分Ａｌ及び高輝度部分Ａｈで相対的に低くなる係数Ｌを用いることで、補正前の画像において高輝度部分Ａｈに対応する領域は明るいまま保持することができ、補正前の画像において低輝度部分Ａｌに対応する領域は暗いまま保持することができる。その結果、外光の影響を受けた場合における画像の視認性をより効果的に向上できる。

もちろん、本実施の形態においても、ヒストグラムの度数の集中に起因した不具合を緩和することができる。特に、ヒストグラムの高輝度部分Ａｈ及び低輝度部分Ａｌにおける度数を大きく低下させることから、高輝度部分Ａｈ及び低輝度部分Ａｌにおける度数の集中に起因した不具合を大きく緩和することができる。

図１８の左側は、図４に示す画像Ｐ１の補正前のヒストグラムＨ１と、本実施の形態の手法による補正後のヒストグラムＨ２とを示している。補正後のヒストグラムＨ２では、補正前のヒストグラムＨ１と比較して、比較的高輝度の部分Ａ３において度数が大きく低下している。

図１８の右側は、この補正後のヒストグラムＨ２に基づく補正カーブ（正規化した累積ヒストグラム）Ｃ１を示している。この補正カーブＣ１は、図５の補正カーブＣと比較して極端な傾きが大きく緩和されており、そのカーブ形状は比較的直線的に延びている。このような補正カーブＣ１を用いて画像Ｐ１を補正することで、明るい背景Ｓａは補正後の画像においても明るいまま保持することができる。そして、比較的高輝度の部分Ａ３における度数の集中に起因する不具合を大きく緩和できる。

また、図１９の左側は、図７に示す画像Ｐ２の補正前のヒストグラムＨ１と、本実施の形態の手法による補正後のヒストグラムＨ２とを示している。補正後のヒストグラムＨ２では、補正前のヒストグラムＨ１と比較して、比較的低輝度の部分Ａ４において度数が大きく低下している。

図１９の右側は、この補正後のヒストグラムＨ２に基づく補正カーブ（正規化した累積ヒストグラム）Ｃ１を示している。この補正カーブＣ１は、図８の補正カーブＣと比較して極端な傾きが大きく緩和されており、そのカーブ形状は比較的直線的に延びている。このような補正カーブＣ１を用いて画像Ｐ２を補正することで、暗い背景Ｓｃは補正後の画像においても暗いまま保持することができる。そして、比較的低輝度の部分Ａ４における度数の集中に起因する不具合を緩和できる。

以上のように、第２の実施の形態の画像表示システム１では、輝度に応じて異なる係数を度数に乗算してヒストグラムを補正することから、画像における特定の輝度の領域のコントラストを高めることができる。また、中輝度部分Ａｍの係数は低輝度部分Ａｌ及び高輝度部分Ａｈと比較して高いことから、画像の中輝度部分Ａｍに対応する領域のコントラストを高めることができる。

＜３．第３の実施の形態＞
次に、第３の実施の形態について説明する。第３の実施の形態の画像表示システム１の構成及び処理は、第１の実施の形態とほぼ同様であるため、以下、第１の実施の形態との相違点を中心に説明する。第１の実施の形態では画像の輝度のばらつきの程度を考慮していなかったが、第３の実施の形態では画像の輝度のばらつきの程度に応じて画像処理の内容を変更する。

前述のように、度数がある輝度に集中する画像に一般的なヒストグラムイコライゼーションを単純に適用すると、処理後の画像に不具合が生じる。すなわち、図２０の下側に示すように、輝度のばらつきの程度が比較的小さい画像に一般的なヒストグラムイコライゼーションを単純に適用した場合に、補正後の画像に不具合が生じる。一方で、図２０の上側に示すように、輝度のばらつきの程度が比較的大きい画像に一般的なヒストグラムイコライゼーションを単純に適用した場合には、補正後の画像に不具合は生じない。

このため、第３の実施の形態の画像処理装置６は、表示対象とする画像の輝度のばらつきの程度を判断し、ばらつきの程度が比較的大きい場合においては、ヒストグラムの度数の集中を緩和する補正を実行しないようになっている。

第３の実施の形態の画像処理装置６は、表示対象とする画像の輝度のばらつきの程度を示す統計量を導出する機能を有している。図２１は、第３の実施の形態の画像処理装置６の詳細な構成を示す図である。第３の実施の形態の画像処理装置６は、図２に示す構成に加えて、統計量導出部６９をさらに備えている。

統計量導出部６９は、標準偏差や分散など、ばらつきの程度を示す統計量を導出する。統計量導出部６９は、表示対象とする画像に基づいて、その画像の輝度のばらつきの程度を示す統計量を導出する。また、統計量導出部６９は、導出した統計量と所定の閾値とを比較し、統計量が閾値よりも大きいか否かを判定する。

図２２は、第３の実施の形態の画像処理装置６の処理の流れを示す図である。図２２に示す処理は、図１３に示す処理におけるステップＳ１５とステップＳ１７との間に、ステップＳ１６ａ，Ｓ１６ｂを加えたものとなっている。

すなわち、ステップＳ１５においてヒストグラム生成部６１が表示対象とする画像の輝度のヒストグラムを生成すると、続いて、統計量導出部６９が表示対象とする画像の輝度のばらつきの程度を示す統計量を導出する（ステップＳ１６ａ）。

次に、統計量導出部６９は、導出した統計量が所定の閾値よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ１６ｂ）。これにより、統計量導出部６９は、ヒストグラムイコライゼーションによる補正後の画像に不具合が生じるか否かを実質的に判定する。この判定結果は、ヒストグラム補正部６２に入力される。

統計量が所定の閾値よりも小さい場合は、ばらつきの程度が比較的小さいことから補正後の画像に不具合が生じる。したがってこの場合（ステップＳ１６ｂにてＮｏ）は、ヒストグラム補正部６２は、度数の集中が緩和するようにヒストグラムを補正する（ステップＳ１７）。

一方、統計量が所定の閾値よりも大きい場合は、ばらつきの程度が比較的大きいことから補正後の画像に不具合が生じない。したがってこの場合（ステップＳ１６ｂにてＹｅｓ）は、ヒストグラム補正部６２はヒストグラムを補正せず、そのまま処理はステップＳ１８に進む。これにより、未補正のヒストグラムに基づいて累積ヒストグラムが生成され（ステップＳ１８）、この累積ヒストグラムを補正カーブとして用いて画像が補正される（ステップＳ１９）。つまり、一般的なヒストグラムイコライゼーションが実行されることになる。

以上のように、第３の実施の形態の画像表示システム１では、画像の輝度のばらつきの程度を示す統計量が導出される。そして、この統計量と閾値とを比較し、統計量が比較的大きく度数の集中に起因した不具合が生じない場合は、ヒストグラムを補正しない。このため、不要な処理を省略することができる。なお、本実施の形態では、ヒストグラムの補正を第１の実施の形態の手法で行うものとしているが、第２の実施の形態の手法で行うものであってもよい。

＜４．第４の実施の形態＞
次に、第４の実施の形態について説明する。第４の実施の形態の画像表示システム１の構成及び処理は、第１の実施の形態とほぼ同様であるため、以下、第１の実施の形態との相違点を中心に説明する。第１の実施の形態ではヒストグラムの補正に用いる係数Ｋは固定されていたが、第３の実施の形態では外光の照度に応じて係数Ｋを変更するようになっている。

図２３に示すように、補正カーブＣのカーブ形状は係数Ｋに応じて変わり、ヒストグラムの補正に用いる係数Ｋが小さいほど、補正カーブＣのカーブ形状はより直線的となる。したがって、係数Ｋが大きいほど画像のコントラストを強調する効果が大きくなり、係数Ｋが小さいほど画像のコントラストを強調する効果が小さくなる。また一方で、外光の照度が大きいほど、外光の影響が大きくなって表示装置４の視認性は低下する。このため、第３の実施の形態の画像処理装置６は、外光の照度が大きいほど係数Ｋを大きくして、画像のコントラストを強調する効果を高めるようにしている。

図２４は、第４の実施の形態の画像処理装置６の詳細な構成を示す図である。第４の実施の形態の画像処理装置６は、図２に示す構成に加えて、係数設定部７０をさらに備えている。

係数設定部７０は、照度取得部６６が取得した外光の照度に応じて、係数Ｋを設定する。具体的には、係数設定部７０は、外光の照度が大きいほど、係数Ｋを大きく設定する。

図２５は、第４の実施の形態の画像処理装置６の処理の流れを示す図である。図２５に示す処理は、図１３に示す処理におけるステップＳ１５とステップＳ１７との間に、ステップＳ１６ｃを加えたものとなっている。

すなわち、ステップＳ１５においてヒストグラム生成部６１が表示対象とする画像の輝度のヒストグラムを生成すると、続いて、係数設定部７０が照度取得部６６が取得した外光の照度を参照する。そして、係数設定部７０は、外光の照度が大きいほど係数Ｋを大きく、外光の照度が小さいほど係数Ｋを小さく設定する（ステップＳ１６ｃ）。係数設定部７０は、「０」より大きく「１」より小さい範囲で係数Ｋを設定する。外光の照度と係数Ｋとの関係は、テーブルや関数などにより予め定められている。

係数設定部７０が設定した係数Ｋは、ヒストグラム補正部６２に入力される。そして、ヒストグラム補正部６２は、この外光の照度に応じた係数Ｋを用いてヒストグラムを補正する（ステップＳ１７）。以降の処理は、第１の実施の形態と同様である。

以上のように、第４の実施の形態では、外光の照度が大きいほど係数Ｋを大きく設定するため、外光の影響が大きいほど画像のコントラストを強調して視認性を向上できる。なお、本実施の形態では、外光の照度に応じて設定した係数Ｋを第１の実施の形態の手法に適用するものとしているが、第２の実施の形態の手法に適用してもよい。

＜５．変形例＞
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、この発明は上記実施の形態に限定されるものではなく様々な変形が可能である。以下では、このような変形例について説明する。上記実施の形態及び以下で説明する形態を含む全ての形態は、適宜に組み合わせ可能である。

第１の実施の形態では、係数Ｋは「１」より小さい値としていたが、係数Ｋは「１」であってもよい。この場合は、オフセット値Ｄのみによりヒストグラムにおける度数の集中が緩和される。また、第２の実施の形態でも係数Ｋは「１」であってもよい。この場合は、係数Ｌのみがヒストグラムの度数に乗算される。また、第１の実施の形態では係数Ｋは「０」であってもよい。この場合は、補正カーブのカーブ形状は直線となる。

また、上記実施の形態では、画像のヒストグラムを正規化した後に、係数及びオフセット値を用いてヒストグラムを補正していたが、このような正規化を省略してもよい。

また、上記実施の形態では、有効化部６７が、画像のコントラストを強調する処理部６１〜６４の全体を外光の照度に応じて有効化していた。これに対して、処理部６１〜６３は常に有効化しておき、有効化部６７が、画像補正部６４のみを外光の照度に応じて有効化するようにしてもよい。

また、第３の実施の形態の係数Ｌのカーブ形状は図１６に示すものに限定されない。この係数Ｌのカーブ形状のピークを所望の輝度にすることで、画像における当該輝度の領域のコントラストを高めることができる。

また、第４の実施の形態では、外光の照度に応じて係数Ｋを変更していたが、外光の照度に応じてオフセット値Ｄを変更するようにしてもよい。オフセット値Ｄが大きいほど画像のコントラストを強調する効果が小さくなり、オフセット値Ｄが小さいほど画像のコントラストを強調する効果が大きくなる。したがって、画像処理装置６が備える設定部が、外光の照度が大きいほどオフセット値Ｄを小さくして、画像のコントラストを強調する効果を高めるようにしてもよい。

また、上記実施の形態において、ハードウェア回路によって実現されるとした機能のうちの一部は、ソフトウェア的に実現されてもよい。

６ 画像処理装置
６１ ヒストグラム生成部
６２ ヒストグラム補正部
６３ ヒストグラム累積部
６４ 画像補正部
６６ 照度取得部
６７ 有効化部
６８ モード判定部
６９ 統計量導出部
７０ 係数設定部

Claims (10)

1. 画像処理装置であって、
   画像の輝度のヒストグラムを生成する生成手段と、
   前記ヒストグラムにおける全ての輝度の度数に一定のオフセット値を加算し、前記ヒストグラムを補正するヒストグラム補正手段と、
   補正後の前記ヒストグラムの累積ヒストグラムを生成する累積手段と、
   前記累積ヒストグラムを補正カーブとして用いて、前記画像の画素値を補正する画像補正手段と、
   を備える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、
   前記ヒストグラム補正手段は、前記ヒストグラムにおける前記全ての輝度の度数に１未満の一定の係数を乗算した後、前記全ての輝度の度数に前記オフセット値を加算して、前記ヒストグラムを補正することを特徴とする画像処理装置。
3. 請求項１に記載の画像処理装置において、
   前記ヒストグラム補正手段は、前記ヒストグラムの度数に係数を乗算した後、前記全ての輝度の度数に前記オフセット値を加算して、前記ヒストグラムを補正するものであり、
   前記係数は、前記ヒストグラムの輝度に応じて異な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、
   前記ヒストグラムの輝度を、相対的に低い低輝度部分と、中輝度部分と、相対的に高い高輝度部分とに区分したとき、
   前記中輝度部分の前記係数は、前記低輝度部分及び前記高輝度部分と比較して高いことを特徴とする画像処理装置。
5. 請求項１ないし４のいずれかに記載の画像処理装置において、
   前記画像が、相対的に階調が多い多階調画像と、相対的に階調が少ない少階調画像とのいずれであるかを判定する判定手段、
   を備え、
   前記画像補正手段は、
   前記画像が前記多階調画像の場合には前記累積ヒストグラムを前記補正カーブとして用い、
   前記画像が前記少階調画像の場合には前記累積ヒストグラムを前記補正カーブとして用いないことを特徴とする画像処理装置。
6. 請求項１ないし５のいずれかに記載の画像処理装置において、
   前記画像の輝度のばらつきの程度を示す統計量を導出する導出手段、
   を備え、
   前記ヒストグラム補正手段は、前記統計量が閾値より大きい場合は、前記ヒストグラムを補正しないことを特徴とする画像処理装置。
7. 請求項１ないし６のいずれかに記載の画像処理装置において、
   前記画像を表示する表示装置の画面に影響を与える外光の照度を取得する取得手段と、
   前記外光の照度が閾値より大きい場合に、前記画像補正手段を有効化する有効化手段と、
   をさらに備えることを特徴とする画像処理装置。
8. 請求項７に記載の画像処理装置において、
   前記外光の照度が大きいほど、前記係数を大きく設定する設定手段と、
   をさらに備えることを特徴とする画像処理装置。
9. 画像を表示する表示システムであって、
   請求項１ないし８のいずれかに記載の画像処理装置と、
   前記画像処理装置で処理された画像を表示する表示手段と、
   を備えることを特徴とする表示システム。
10. 画像処理方法であって、
    画像の輝度のヒストグラムを生成する工程と、
    前記ヒストグラムにおける全ての輝度の度数に一定のオフセット値を加算し、前記ヒストグラムを補正する工程と、
    補正後の前記ヒストグラムの累積ヒストグラムを生成する工程と、
    前記累積ヒストグラムを補正カーブとして用いて、前記画像の画素値を補正する工程と、
    を備えることを特徴とする画像処理方法。

Images