JP2016005203A5 - 画像処理装置および画像処理方法 - Google Patents

Description

本発明は、画像処理装置および画像処理方法に関し、特には画像の明るさを補正する技術に関する。

本発明はこのような従来技術の課題に鑑みてなされたものであり、ノイズ増幅および被写体のディティール低下を抑制しながら、画素の明るさを補正可能な画像処理装置および画像処理方法を提供することを目的とする。

上述の目的は、画像中の画素の明るさを補正する画像処理装置であって、画像が撮影された際の環境光の反射特性を推定する推定手段と、環境光の反射特性に基づいて画素の明るさを補正する補正値を算出する算出手段と、補正値を画素に加算することにより画素の明るさを補正する補正手段と、を有し、推定手段は、画像を平滑化処理することにより、環境光の反射特性を推定する、ことを特徴とする画像処理装置によって達成される。

このような構成により本発明によれば、ノイズ増幅および被写体のディティール低下を抑制しながら、画素の明るさを補正可能な画像処理装置および画像処理方法を提供することができる。

ＷＢ増幅部２０３は、後述する処理によりシステム制御部５０が算出するホワイトバランスゲイン値に基づき、色信号Ｒ，Ｇ，Ｂにゲインを適用し、ホワイトバランスを調整する。色変換処理部２０４は、色信号Ｒ，Ｇ，Ｂに対するマトリクス演算などにより、所望のカラーバランスへ変換する。色ガンマ処理部２０５では、色信号Ｒ，Ｇ，Ｂにガンマ補正を行う。色差信号生成部２０６では、色信号Ｒ，Ｇ，Ｂから色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙを生成し、画像メモリ１０６に出力する。

次にリライティング処理部１１４の動作について説明する。
リライティング処理部１１４は、画像メモリ１０６に記録された輝度・色差信号（Ｙ，Ｂ−Ｙ，Ｒ−Ｙ）を読み出し、入力とする。ＲＧＢ信号変換部６０１は、入力された輝度・色差信号（Ｙ，Ｂ−Ｙ，Ｒ−Ｙ）をＲＧＢ信号に変換し、デガンマ処理部６０２へ出力する。

Claims (27)

1. 画像中の画素の明るさを補正する画像処理装置であって、
   前記画像が撮影された際の環境光の反射特性を推定する推定手段と、
   前記環境光の反射特性に基づいて前記画素の明るさを補正する補正値を算出する算出手段と、
   前記補正値を前記画素に加算することにより前記画素の明るさを補正する補正手段と、を有し、
   前記推定手段は、前記画像を平滑化処理することにより、前記環境光の反射特性を推定する、
   ことを特徴とする画像処理装置。
2. 前記推定手段は前記画素の周辺に存在する複数の画素を平滑化処理することにより前記環境光の反射特性を推定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. 前記推定手段は前記画素が含まれる特徴領域と同じ特徴領域に含まれる複数の画素を平滑化処理することにより前記環境光の反射特性を推定することを特徴とする請求項１または２に記載の画像処理装置。
4. 前記推定手段は、前記画素の色が色空間で予め定められた特定色の領域に含まれる場合、前記画像の画素のうち、前記特定色の領域に含まれる色を有する複数の画素を平滑化処理することにより前記環境光の反射特性を推定することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の画像処理装置。
5. 前記推定手段は、前記画素の色が色空間で予め定められた特定色の領域に含まれる場合、前記画像の画素のうち、前記特定色の領域に含まれる色を有し、かつ予め定められた明るさ以上の複数の画素を平滑化処理することにより前記環境光の反射特性を推定することを特徴とする請求項４に記載の画像処理装置。
6. 前記推定手段は、前記画像の画素のうち、予め定められた明るさ以下の画素を、前記画像よりオーバー露出で撮影された画像の対応する画素を用いて置き換えた合成画像を用いて前記環境光の反射特性を推定することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の画像処理装置。
7. 前記環境光の反射特性が前記環境光の反射光の色を表すことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の画像処理装置。
8. 前記推定手段は前記平滑化処理を前記画像の色成分ごとに行い、
   前記補正手段は前記補正値を前記色成分ごとに算出する、
   ことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の画像処理装置。
9. 前記補正手段は、前記画像のうち、特定の領域に含まれる画素に対してのみ前記補正を行う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. 前記特定の領域が、予め定めた仮想光源の光が照射される範囲であることを特徴とする請求項９に記載の画像処理装置。
11. 前記仮想光源の色が前記環境光の色とは異なる場合、前記算出手段は前記環境光の反射特性を前記仮想光源の色に応じて換算して前記補正値を算出することを特徴とする請求項１０に記載の画像処理装置。
12. 前記算出手段は、前記仮想光源の中心照射位置からの距離に応じて前記画素に対する前記補正値を変化させることを特徴とする請求項１０または１１に記載の画像処理装置。
13. 請求項１から１２のいずれか１項に記載の画像処理装置と、
    前記画像を撮影する撮影手段と、
    を有することを特徴とする撮像装置。
14. 対象画像における第１の領域の明るさを補正するための補正値を算出する算出手段と、
    前記算出手段により補正値を算出する際に参照する、前記対象画像における第２の領域を決定する決定手段と、
    前記第１の領域の明るさを補正する補正手段とを有し、
    前記決定手段は、前記第１の領域の色情報に基づいて前記第２の領域を決定し、
    前記算出手段は、前記第２の領域の色情報に基づいて、前記第１の領域の複数色の色信号のそれぞれに対する複数の補正値を算出し、
    前記補正手段は、前記算出手段により算出された複数の補正値に基づいて前記第１の領域の複数色の色信号のそれぞれを補正することによって、前記第１の領域の明るさを補正する、
    ことを特徴とする画像処理装置。
15. 前記補正手段は、前記算出手段により算出された複数の補正値を前記第１の領域の複数色の色信号のそれぞれに加算することによって、前記第１の領域の明るさを補正することを特徴とする請求項１４に記載の画像処理装置。
16. 前記補正手段によって補正される前記対象画像における補正対象領域を設定する設定手段をさらに有し、
    前記第１の領域は前記補正対象領域内に含まれ、
    前記算出手段は、前記設定手段により設定された補正対象領域の中心位置と前記第１の領域の中心位置との差に基づいて、前記複数の補正値を算出する、
    ことを特徴とする請求項１４に記載の画像処理装置。
17. 前記算出手段は、前記第２の領域の複数色の色信号のそれぞれを平均し、平均された前記第２の領域の複数色の色信号のそれぞれに基づいて、前記複数の補正値を算出することを特徴とする請求項１４に記載の画像処理装置。
18. 前記決定手段は、前記第１の領域が特定色の領域に含まれる場合、前記特定色の領域の中から前記第２の領域を決定することを特徴とする請求項１４に記載の画像処理装置。
19. 前記決定手段は、前記第１の領域が特定色の領域に含まれる場合、前記特定色の領域の中から輝度値が所定値以上となる領域を前記第２の領域として決定することを特徴とする請求項１８に記載の画像処理装置。
20. 前記決定手段は、前記第１の領域が前記特定色の領域に含まれない場合、前記第１の領域の周辺の領域を前記第２の領域として決定することを特徴とする請求項１９に記載の画像処理装置。
21. 前記補正手段は、前記対象画像に含まれる被写体に対して仮想光源からの光が照射されたように、前記補正対象領域の明るさを補正することを特徴とする請求項１６に記載の画像処理装置。
22. 前記算出手段は、前記仮想光源からの光の色温度に基づいて、前記複数の補正値を算出することを特徴とする請求項２１に記載の画像処理装置。
23. 対象画像における第１の領域の明るさを補正する補正手段と、
    前記補正手段により前記第１の領域の明るさを補正する際に参照する、前記対象画像における第２の領域を決定する決定手段と、を有し、
    前記補正手段は、前記第１の領域の明るさを補正する際に、前記第１の領域の色情報を前記第２の領域の色情報に近づける、
    ことを特徴とする画像処理装置。
24. 画像中の画素の明るさを補正する画像処理方法であって、
    前記画像が撮影された際の環境光の反射特性を推定する推定工程と、
    前記環境光の反射特性に基づいて前記画素の明るさを補正する補正値を算出する算出工程と、
    前記補正値を前記画素に加算することにより前記画素の明るさを補正する補正工程と、を有し、
    前記推定工程では、前記画像を平滑化処理することにより、前記環境光の反射特性を推定する、
    ことを特徴とする画像処理方法。
25. 対象画像における第１の領域の明るさを補正するための補正値を算出する算出工程と、
    前記算出工程で補正値を算出する際に参照する、前記対象画像における第２の領域を決定する決定工程と、
    前記第１の領域の明るさを補正する補正工程と、を有し、
    前記決定工程は、前記第１の領域の色情報に基づいて前記第２の領域を決定し、
    前記算出工程は、前記第２の領域の色情報に基づいて、前記第１の領域の複数色の色信号のそれぞれに対する複数の補正値を算出し、
    前記補正工程は、前記算出工程で算出された複数の補正値に基づいて前記第１の領域の複数色の色信号のそれぞれを補正することによって、前記第１の領域の明るさを補正する、
    ことを特徴とする画像処理方法。
26. 対象画像における第１の領域の明るさを補正する補正工程と、
    前記補正工程で前記第１の領域の明るさを補正する際に参照する、前記対象画像における第２の領域を決定する決定工程と、を有し、
    前記補正工程は、前記第１の領域の明るさを補正する際に、前記第１の領域の色情報を前記第２の領域の色情報に近づける、
    ことを特徴とする画像処理方法。
27. コンピュータを、請求項１から１２および１４から２３のいずれか１項に記載の画像処理装置の各手段として機能させるためのプログラム。