JP2014179807A - 画像処理装置、画像処理システム、画像処理方法及びプログラム - Google Patents

画像処理装置、画像処理システム、画像処理方法及びプログラム Download PDF

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Abstract

【課題】接続する機器が使用される場所の明るさに応じて、撮影した画像を補正して当該機器に表示させることが可能な画像処理装置を提供すること。
【解決手段】他の機器に対して画像を送信する画像処理装置であって、ネットワークを介して前記他の機器から撮像画像を受信する受信手段と、画像を取得する画像取得手段と、前記撮像画像の輝度成分に基づいて、前記取得した画像の補正に用いられるトーンカーブの補正パラメータを出力するパラメータ出力手段と、前記補正パラメータに基づいて前記トーンカーブを補正するトーンカーブ補正手段と、前記トーンカーブ補正手段により補正された前記トーンカーブに基づいて前記取得した画像を補正する画像補正手段と、補正された前記取得した画像を前記他の機器に送信する送信手段と、を有する画像処理装置。
【選択図】図3

Description

本発明は、画像処理装置、画像処理システム、画像処理方法及びプログラムに関する。
ネットワークを介して接続する複数の会議端末間で、画像や音声を送受信して会議等を行うテレビ会議システムが実用化されている。
会議端末のユーザは、自拠点の会議端末により表示される他拠点の会議端末から送信される画像を見やすくするために、自拠点の会議室内の照明を落とす場合がある。自拠点において暗い室内で撮影された画像は、カメラの露出によって背景が白飛びしたり、人物の顔が黒くつぶれたりすることで、他拠点から見づらい画像になる場合がある。また、他拠点の会議端末が設置されている室内が明るいと、自拠点の会議端末から送信される画像が他拠点において見づらくなる場合がある。
そこで、使用場所に応じて最適化された画質調整パラメータを画像表示装置に設定することで、使用場所に応じて画像表示装置に画像を調整して表示させる画像表示システムが開示されている(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、特許文献1に係る画像表示システムでは、使用場所の明るさに応じて画質調整パラメータを適宜変更することは困難であり、使用場所の明るさによっては画像表示装置により表示される画像が見づらくなる可能性がある。
本発明は上記に鑑みてなされたものであって、接続する機器が使用される場所の明るさに応じて、撮影した画像を補正して当該機器に表示させることが可能な画像処理装置を提供することを目的とする。
本発明の一態様の画像処理装置によれば、他の機器に対して画像を送信する画像処理装置であって、ネットワークを介して前記他の機器から撮像画像を受信する受信手段と、画像を取得する画像取得手段と、前記撮像画像の輝度成分に基づいて、前記取得した画像の補正に用いられるトーンカーブの補正パラメータを出力するパラメータ出力手段と、前記補正パラメータに基づいて前記トーンカーブを補正するトーンカーブ補正手段と、前記トーンカーブ補正手段により補正された前記トーンカーブに基づいて前記取得した画像を補正する画像補正手段と、補正された前記取得した画像を前記他の機器に送信する送信手段と、を有する。
本発明の実施形態によれば、接続する機器が使用される場所の明るさに応じて、撮影した画像を補正して当該機器に表示させることが可能な画像処理装置を提供できる。
実施形態に係る会議システムの構成を例示する図である。 実施形態に係る会議端末のハードウェア構成を例示する図である。 実施形態に係る会議端末の機能構成を例示する図である。 実施形態に係る会議端末における補正パラメータを例示する図である。 実施形態に係る会議端末におけるトーンカーブ補正を例示する図である。 実施形態に係る処理装置における処理のフローチャートを例示する図である。 実施形態に係る撮像装置における処理のフローチャートを例示する図である。 実施形態に係る会議端末における補正パラメータの他の例を示す図である。 実施形態に係る会議端末におけるトーンカーブ補正の他の例を示す図である。 実施形態に係る撮像装置における処理のフローチャートの他の例を示す図である。
以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。
<テレビ会議システムの構成>
図1は、実施形態に係るテレビ会議システム1の構成を例示する図である。
テレビ会議システム1は、画像処理システムの一例であり、会議端末101,102,103,104を有する。会議端末101,102,103,104は、ネットワーク400を介して相互に接続されている。テレビ会議システム1を構成する会議端末の数は、図1に示す例に限らず、2つ以上複数の会議端末で構成することができる。
会議端末101,102,103,104は、それぞれ撮像装置200及び処理装置300を有し、会議端末間で画像や音声の送受信を行うことができる。例えば会議端末100は、撮影した画像及び録音した音声を他の会議端末101,102,103に送信し、他の会議端末101,102,103から受信した映像をスクリーンに表示すると共に、受信した音声をスピーカから出力する。この様な構成により、画像処理装置としての会議端末100のユーザは、機器としての他の会議端末101,102,103のユーザとの間で、リアルタイムに送受信される画像や音声を介してテレビ会議を行うことができる。
<会議端末の構成>
(ハードウェア構成)
次に、会議端末100の構成について説明する。テレビ会議システム1を構成する他の会議端末101,102,103は、以下で説明する会議端末100とは異なる構成を有しても良い。
図2は、実施形態に係る会議端末100のハードウェア構成を例示する図である。
会議端末100は、撮像装置200、処理装置300を有し、撮像装置200と処理装置300との間は、例えばUSB等の有線又は無線で接続されている。
撮像装置200は、レンズ210、センサ220、画像処理ユニット230、I/F240を有する。
レンズ210は、会議端末100の周辺像をセンサ220の受光面に結像する結像手段である。
センサ220は、例えばCCD、CMOS等のイメージセンサである。センサ220は、レンズ210によって受光面に結像された光学像を電気信号に変換してフレーム画像を取得する。
画像処理ユニット230は、センサ220によって取得されるフレーム画像に対して各種画像処理を行う。
I/F240は、処理装置300に有線又は無線により接続され、処理装置300との間でフレーム画像や補正済フレーム画像、その他のデータや制御信号等を送受信する。
処理装置300は、I/F310、CPU320,メモリ330、通信ユニット340、制御ユニット350、映像出力ユニット360を有する。
I/F310は、撮像装置200に有線又は無線により接続され、撮像装置200との間でフレーム画像や補正済フレーム画像、その他のデータや制御信号等を送受信する。
CPU320は、例えばメモリ330からプログラムやデータを読み出し、処理を実行することで、処理装置300が備える各機能を実現する演算装置である。
メモリ330は、例えばRAM,ROM,HDD等であり、CPU320により実行される様々な処理に必要とされる各種ソフトウエアやデータ、フレーム画像や補正済フレーム画像等を格納する。
通信ユニット340は、ネットワーク400を介して接続される他の会議端末101,102,103等とのインタフェースであり、画像や音声等の送受信を行う。
制御ユニット350は、処理装置300全体の制御を行う。
映像出力ユニット360は、例えば処理装置300に接続される不図示のモニタ等に画像や音声を出力する。
(機能構成)
図3は、実施形態に係る会議端末100の機能構成を例示する図である。
会議端末100の撮像装置200は、画像取得部211、画像補正部221、トーンカーブ補正部222、パラメータ設定部223、補正済画像伝送部231を有する。また、処理装置300は、パラメータ伝送部311、パラメータ出力部321、送信部341、受信部342を有する。
画像取得部211は、フレーム画像を生成して取得する画像取得手段である。画像取得部211は、露出が異なる複数のフレーム画像を取得し、画像補正部221に出力する。
画像補正部221は、画像取得部211により取得されたフレーム画像を補正する補正手段である。画像補正部221は、パラメータ設定部223により設定されるパラメータに基づき、トーンカーブ補正部222により補正されたトーンカーブを用いて、画像取得部211により取得されたフレーム画像を補正する。
画像補正部221は、画像取得部211により取得された露出が異なる複数のフレーム画像を合成し、トーンカーブ補正部222により補正されたトーンカーブを用いてトーンマッピングを行う。この様に、画像補正部221は、フレーム画像に対して所謂ハイダイナミックレンジ処理を施した画像を補正済フレーム画像として出力する。
ここで、トーンカーブとは、横軸を入力画像情報、縦軸を出力画像情報とした場合の入出力変換特性(関数)のことである。また、トーンカーブを適用して、入力画像に対する出力画像を得る、若しくは所定の補正を行うことを、トーンマッピング又はトーンマップ処理という。
トーンカーブ補正部222は、トーンカーブ補正手段として、パラメータ設定部223により設定される補正パラメータに基づいて、画像補正部221における画像補正に用いられるトーンカーブを補正する。
パラメータ設定部223は、処理装置300のパラメータ伝送部311から送信されるトーンカーブの補正パラメータを、例えば画像処理ユニット230内のメモリに設定する。
補正済画像伝送部231は、画像補正部221により補正された補正済フレーム画像を、処理装置300の映像出力ユニット360及び送信部341に送信する。
処理装置300の送信部341は、補正済画像伝送部231から送信される補正済フレーム画像を、ネットワーク400を介して接続する他の会議端末101,102,103等に送信する送信手段である。他の会議端末101,102,103は、送信部341から補正済フレーム画像を受信し、例えばモニタやスクリーン等に表示する。
受信部342は、ネットワーク400を介して接続する他の会議端末101,102,103等から、例えば他の会議端末101,102,103の撮像画像等を他拠点画像として受信する受信手段である。受信部342は、受信した他拠点画像を、映像出力ユニット360に送信する。
映像出力ユニット360は、撮像装置200によって取得された自拠点画像と、受信部342によって受信された他拠点画像とを、例えば不図示のモニタやスクリーン等に表示する。
パラメータ出力部321は、パラメータ出力手段として、受信部342により受信された他拠点画像に基づいて、撮像装置200のトーンカーブ補正部222によるトーンカーブの補正に用いられる補正パラメータを決定して出力する。
パラメータ伝送部311は、パラメータ出力部321から出力される補正パラメータを、撮像装置200のパラメータ設定部223に送信する。
(補正パラメータ)
ここで、パラメータ出力部321から出力され、トーンカーブ補正部222におけるトーンカーブの補正に用いられる補正パラメータについて説明する。
パラメータ出力部321では、まず、他拠点画像に含まれる全画素の輝度成分の平均値Lを算出し、算出した平均値Lと予め設定される閾値とを比較する。平均値Lが閾値より大きい場合には、相手側の会議端末が設置されている相手側環境は明るく、平均値Lが閾値以下の場合には、相手側環境は暗いと判断する。相手側環境が明るい場合には、会議端末100から送信される画像は相手側環境において見づらく、相手側環境が暗い場合には、会議端末100から送信される画像は相手側環境において見やすい条件だと考えられる。
相手側環境が明るく、画像が見づらい条件だと判断される場合には、トーンカーブ補正部222においてトーンカーブを補正する様に、パラメータ出力部321は、補正パラメータとして「1(補正する)」を出力する。補正パラメータとして「1(補正する)」が出力されると、トーンカーブ補正部222がトーンカーブの補正を実行することで、画像補正部221により補正されたフレーム画像は、明るい環境下でも見やすい画像となる。
また、相手側環境が暗く、画像が見やすい条件だと判断される場合には、トーンカーブの補正は必要ないため、パラメータ出力部321は、補正パラメータとして「0(補正しない)」を出力する。補正パラメータとして「0(補正しない)」が出力されると、トーンカーブ補正部222によるトーンカーブの補正は実行されず、画像補正部221は生成したトーンカーブに基づいてフレーム画像を補正して補正済画像伝送部231に送信する。
図4に示す様に、受信部342により受信された他拠点画像における1画素あたりの輝度成分が8bit(255段階)で表される場合には、輝度成分の平均値Lの閾値を、例えば150に設定する。パラメータ出力部321は、例えば相手拠点画像の輝度成分の平均値Lが150より大きい場合には、相手側環境が明るく画像を見づらいと判断し、補正パラメータとして、「1(補正する)」を出力する。また、パラメータ出力部321は、例えば平均値Lが150以下の場合には、相手側環境が暗く画像を見やすいと判断し、補正パラメータとして、「0(補正しない)」を出力する。
なお、相手拠点画像の輝度成分の平均値Lの閾値は、上記例に限らず適宜設定可能であり、平均値Lの算出方法には単純平均や加重平均を用いることができる。また、平均値Lとしては、相手拠点画像の全画素の輝度成分の平均値に限らず、相手拠点画像の一部分の画素の輝度成分の平均値を用いることも出来る。
(トーンカーブ補正)
次に、トーンカーブ補正部222によるトーンカーブの補正方法について図5に基づいて説明する。
トーンカーブは、横軸を入力信号、縦軸を出力信号とし、入力と出力の関係をプロットしたものである。図5(a)は、補正前のトーンカーブの例であり、縦軸、横軸ともにダイナミックレンジが0〜1の範囲に正規化されている。
画像補正部221は、露出が異なる複数のフレーム画像を合成してダイナミックレンジの広い画像を作成した後、例えば映像出力ユニット360や他の会議端末のモニタ等が表示可能なダイナミックレンジに圧縮するためのトーンカーブを作成する。トーンカーブの作成方法は、従来公知の技術を用いることができる。
次に、トーンカーブ補正部222は、パラメータ設定部223により設定されている補正パラメータが「1(補正する)」の場合に、例えば図5(b)に示す様に、入力信号を圧縮する。画像補正部221は、この様に補正されたトーンカーブを用いてトーンマッピングを行うことで、合成したフレーム画像を、相手側環境が明るい場合でも見やすく表示される画像に補正することができる。
<会議端末における画像処理>
図6は、実施形態に係る会議端末100の処理装置300における処理のフローチャートの一例である。
会議端末100が他の会議端末101,102,103等とテレビ会議を行う場合に、処理装置300では、まずステップS11にて、受信部342が他の会議端末101,102,103等から相手拠点画像を取得する。受信部342は、取得した相手拠点画像を映像出力ユニット360に送信して相手拠点画像をモニタ等に表示させる。
次にステップS12にて、パラメータ出力部321が、相手拠点画像の輝度成分の平均値Lを算出する。続いてステップS13にて、パラメータ出力部321は、輝度成分の平均値Lに基づいて決定されるトーンカーブの補正パラメータを出力する。
パラメータ出力部321から補正パラメータが出力されると、ステップS14にて、パラメータ伝送部311が補正パラメータを撮像装置200のパラメータ設定部223に送信する。
次にステップS15では、送信部341及び映像出力ユニット360が、画像補正部221において補正された補正済フレーム画像を補正済画像伝送部231から取得する。映像出力ユニット360は、補正済フレーム画像を例えばモニタやスクリーン等に表示する。
ステップS16では、送信部341が、取得した補正済フレーム画像を他の会議端末101,102,103等に送信し、処理を終了する。
処理装置300では、図6におけるステップS11からステップS14までの処理と、ステップS15及びステップS16の処理とは同時に並行して行われており、処理の順番は図6に示す例に限られない。
また、図7は、実施形態に係る会議端末100の撮像装置200における処理のフローチャートの一例である。
会議端末100が他の会議端末101,102,103等とテレビ会議を行う場合に、撮像装置200では、まずステップS21にて、画像取得部211が露出の異なる複数のフレーム画像を取得して合成する。画像取得部211により複数の画像が合成されたフレーム画像は、ダイナミックレンジの広い画像となる。
なお、画像取得部211は、実際に露出の異なる複数枚の画像を撮影しても良く、取得した一枚の画像から明るさを調整して擬似的に露出の異なる画像を作成しても良い。また、画像を合成する方法は、例えば重み付け線形和等を用いることができる。
次にステップS22にて、画像補正部221は、画像取得部211からフレーム画像を取得し、例えば映像出力ユニット360や他の会議端末のモニタ等が表示可能なダイナミックレンジに圧縮するためのトーンカーブを作成する。
ステップS23にて、パラメータ設定部223により設定された補正パラメータが「1(補正する)」である場合には、ステップS24にて、トーンカーブ補正部222がトーンカーブを補正する。トーンカーブ補正部222は、例えば図5(b)に示す様に、トーンカーブの入力信号を圧縮する補正を実行する。ステップS23にて、パラメータ設定部223により設定された補正パラメータが「0(補正しない)」である場合には、トーンカーブ補正部222はトーンカーブの補正を実行しない。
次にステップS25にて、画像補正部221がトーンカーブに従ってトーンマッピングを行う。続いてステップS26にて、補正済画像伝送部231が、画像補正部221によりトーンマッピングが実行された補正済フレーム画像を処理装置300に送信し、処理を終了する。
図6に例示する処理装置300における処理及び図7に例示する撮像装置200における処理は、会議端末100において同時に並列して実行される。
なお、パラメータ出力部321は、3段階以上に設定された補正パラメータを出力し、トーンカーブ補正部222が補正パラメータに応じて異なる方法でトーンカーブの補正を行っても良い。
図8は、3段階の補正パラメータが設定された例である。パラメータ出力部321は、例えば、他拠点画像に含まれる全画素の輝度成分の平均値Lと2つの閾値(100,150)とを比較し、平均値Lに応じて設定された補正パラメータを出力する。
例えば平均値Lが150より大きい場合には、会議端末100から送信される画像は相手側環境において見づらい条件だと考えられる。また、平均値Lが100以上且つ150以下の場合には、相手側環境が適度に暗く見やすい条件だと考えられる。平均値Lが100未満の場合には、相手側環境が非常に暗く、表示される画像がまぶしく感じられて見づらい条件だと考えられる。そこで、パラメータ出力部321は、平均値Lに応じて「0(補正しない)」、「1(補正する:パターン1)」及び「2(補正する:パターン2)」の何れかを出力する。
トーンカーブ補正部222は、補正パラメータが「1(補正する:パターン1)」の場合には、例えば図5(b)に示す様に、入力信号を圧縮する。また、補正パラメータが「2(補正する:パターン2)」の場合には、例えば図9(b)に示す様に出力信号を圧縮する様に補正する。
3段階の補正パラメータが設定された場合の処理フローチャートを図10に例示する。
まずステップS31にて、画像取得部211が露出の異なる複数のフレーム画像を取得して合成する。次にステップS32にて、画像補正部221は、画像取得部211からフレーム画像を取得し、トーンカーブを作成する。
ステップS33及びステップS34にて、パラメータ設定部223により設定された補正パラメータを判断する。補正パラメータが「0(補正しない)」の場合(ステップS33:Yes)には、トーンカーブの補正を行わず、ステップS37のトーンマッピングに進む。補正パラメータが「1(補正する:パターン1)」の場合(ステップS34:Yes)には、ステップS35にて、トーンカーブ補正部222がトーンカーブの入力信号を圧縮する補正を実行する。補正パラメータが「2(補正する:パターン2)」の場合(ステップS34:No)には、トーンカーブ補正部222がトーンカーブの出力信号を圧縮する補正を実行する。
次にステップS37にて、画像補正部221が、補正なしのトーンカーブ又は補正されたトーンカーブに従ってトーンマッピングを行う。続いてステップS38にて、補正済画像伝送部231が、画像補正部221によりトーンマッピングが実行された補正済フレーム画像を処理装置300に送信し、処理を終了する。
この様に、補正パラメータが相手側環境に応じて複数設定され、トーンカーブ補正部222が補正パラメータに応じてトーンカーブの補正方法を変えることで、画像補正部221は、相手側環境に応じてより細やかな画像補正を行うことが可能になる。
以上で説明した様に、実施形態に係る会議端末100によれば、例えば他の会議端末101,102,103等の機器が設置される環境に応じてトーンカーブの補正を行うことで、撮影した画像を相手側拠点において見やすい画像に補正して送信できる。また、会議端末100では、画像補正部221のハイダイナミックレンジ処理におけるダイナミックレンジの圧縮前に画像の補正を実行することで、より繊細な補正を行うことが可能である。
ここまで、上記実施形態に基づき本発明の説明を行ってきたが、上記実施形態に係る会議端末100が有する機能は、上記で説明を行った各処理手順を、上記実施形態に係る会議端末100にあったプログラミング言語でコード化したプログラムとしてコンピュータで実行することで実現することができる。よって、上記実施形態に係る会議端末100を実現するためのプログラムは、コンピュータが読み取り可能な記録媒体に格納することができる。
したがって、上記実施形態に係るプログラムは、フロッピー(登録商標)ディスク、CD(Compact Disc)、DVD(Digital Versatile Disk)などの記録媒体に記憶させることによって、これらの記録媒体から、会議端末100にインストールすることができる。また、会議端末100は、通信ユニット340を有していることから、上記実施形態に係るプログラムは、インターネット等の電気通信回線を介してダウンロードし、インストールすることもできる。
以上、実施形態に係る画像処理装置、画像処理システム、画像処理方法及びプログラムについて説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変形及び改良が可能である。
1 テレビ会議システム(画像処理システム)
100 会議端末(画像処理装置)
101,102,103 会議端末(機器)
211 画像取得部(画像取得手段)
221 画像補正部(画像補正手段)
222 トーンカーブ補正部(トーンカーブ補正手段)
321 パラメータ出力部(パラメータ出力手段)
341 送信部(送信手段)
342 受信部(受信手段)
特開2007−139855号公報

Claims (7)

  1. 他の機器に対して画像を送信する画像処理装置であって、
    ネットワークを介して前記他の機器から撮像画像を受信する受信手段と、
    画像を取得する画像取得手段と、
    前記撮像画像の輝度成分に基づいて、前記取得した画像の補正に用いられるトーンカーブの補正パラメータを出力するパラメータ出力手段と、
    前記補正パラメータに基づいて前記トーンカーブを補正するトーンカーブ補正手段と、
    前記トーンカーブ補正手段により補正された前記トーンカーブに基づいて前記取得した画像を補正する画像補正手段と、
    補正された前記取得した画像を前記他の機器に送信する送信手段と、
    を有することを特徴とする画像処理装置。
  2. 前記画像補正手段は、露出が異なる複数の前記画像を合成し、合成した前記画像のダイナミックレンジを、前記トーンカーブ補正手段により補正された前記トーンカーブに基づいて補正する
    ことを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。
  3. 前記パラメータ出力手段は、前記撮像画像全体の輝度成分の平均値を求め、前記平均値と閾値との比較に基づいて前記補正パラメータを出力する
    ことを特徴とする請求項1又は2に記載の画像処理装置。
  4. 前記パラメータ出力手段は、前記撮像画像の一部分の輝度成分の平均値を求め、前記平均値と閾値との比較に基づいて前記補正パラメータを出力する
    ことを特徴とする請求項1又は2に記載の画像処理装置。
  5. ネットワークを介して複数の機器間で画像を送受信する画像処理システムであって、
    他の機器から撮像画像を受信する受信手段と、
    画像を取得する画像取得手段と、
    前記撮像画像の輝度成分に基づいて、前記取得した画像の補正に用いられるトーンカーブの補正パラメータを出力するパラメータ出力手段と、
    前記補正パラメータに基づいて前記トーンカーブを補正するトーンカーブ補正手段と、
    前記トーンカーブ補正手段により補正された前記トーンカーブに基づいて前記取得した画像を補正する画像補正手段と、
    補正された前記取得した画像を前記他の機器に送信する送信手段と、
    を有することを特徴とする画像処理システム。
  6. 他の機器に対して画像を送信する画像処理方法であって、
    ネットワークを介して前記他の機器から撮像画像を受信する受信ステップと、
    画像を取得する画像取得ステップと、
    前記撮像画像の輝度成分に基づいて、前記取得した画像の補正に用いられるトーンカーブの補正パラメータを出力するパラメータ出力ステップと、
    前記補正パラメータに基づいて前記トーンカーブを補正するトーンカーブ補正ステップと、
    前記トーンカーブ補正ステップにより補正された前記トーンカーブに基づいて前記取得した画像を補正する画像補正ステップと、
    補正された前記取得した画像を前記他の機器に送信する送信ステップと、
    を有することを特徴とする画像処理方法。
  7. 請求項6に記載の画像処理方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10129511B2 (en) 2016-08-01 2018-11-13 Ricoh Company, Ltd. Image processing apparatus, image projection apparatus, and image processing method

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