JP2017502429A - 画像処理装置、電子機器及び方法 - Google Patents

Abstract

本発明の実施例は画像処理装置、電子機器及び方法を提供する。該装置は、入力画像の輝度を照明光成分と反射成分とに分解する分解部と、該照明光成分を圧縮する圧縮部と、該反射成分を拡張する拡張部と、圧縮された照明光成分と拡張された反射成分とを合成し、合成された輝度を取得する合成部と、合成された輝度を調整する調整部とを含む。入力画像の照明光成分を圧縮し、反射成分を拡張することで、画像コントラストを効果的に強調でき、高ダイナミックレンジの画像を取得でき、画像の表示効果を向上できる。【選択図】図１

Description

本発明は、情報分野に関し、特に画像処理装置、電子機器及び方法に関する。

従来の撮影装置が撮影をする際に、全てのシナリオに対して単一の露光を行うため、コントラストが悪い状況が多く生じてしまう。例えば、霧の天気で撮影をする場合に、物体から放出された光が散乱されているため、コントラストを失ってしまう。また、例えば逆光の場合に撮影をする場合に、撮影シーンの一部が影の中に位置し、他の部分が強い光で照射されているため、コントラストが悪くなってしまう。従来は、画像コントラストの強調方法は、主にグローバル色調再現方法、グローバルヒストグラム均等化方法、準同形フィルタリング方法及びマルチスケールＲｅｔｉｎｅｘアルゴリズムがある。

なお、背景技術に関する上記の説明は、単なる本発明の技術案をより明確、完全に説明するためのものであり、当業者を理解させるために説明するものであり。これら技術案が本発明の背景技術の部分に説明されているから当業者にとって周知の技術であると解釈してはならない。

従来技術における上記のコントラストの強調方法では、以下の問題点が存在する。グローバル色調再現方法では、一部の画像領域のコントラストを失って、画像の色が褪せたように見受ける。グローバルヒストグラム均等化方法では、出力された画像が不自然である。準同形フィルタリング方法では、画像のエッジの表示は不鮮明であり、ハロー現象が生じる。マルチスケールＲｅｔｉｎｅｘアルゴリズムでは、依然としてハロー現象を解消できない。

本発明の実施例は、入力画像の照明光成分を圧縮し、反射成分を拡張することで、画像コントラストを効果的に強調でき、高ダイナミックレンジの画像を取得でき、画像の表示効果を向上できる画像処理装置、電子機器及び方法を提供する。

本発明の実施例の第１の態様では、画像処理装置であって、入力画像の輝度を照明光成分と反射成分とに分解する分解手段と、前記照明光成分を圧縮する圧縮手段と、前記反射成分を拡張する拡張手段と、圧縮された照明光成分と拡張された反射成分とを合成し、合成された輝度を取得する合成手段と、合成された輝度を調整する調整手段と、を含む、装置を提供する。

本発明の実施例の第２の態様では、本発明の実施例の第１の態様に記載の画像処理装置を含む電子機器を提供する。

本発明の実施例の第３の態様では、画像処理方法であって、入力画像の輝度を照明光成分と反射成分とに分解するステップと、前記照明光成分を圧縮するステップと、前記反射成分を拡張するステップと、圧縮された照明光成分と拡張された反射成分とを合成し、合成された輝度を取得するステップと、合成された輝度を調整するステップと、を含む、方法を提供する。

本発明の実施例の有益な効果としては、入力画像の照明光成分を圧縮し、反射成分を拡張することで、画像コントラストを効果的に強調でき、高ダイナミックレンジの画像を取得でき、画像の表示効果を向上できる。

下記の説明及び図面に示すように、本発明の特定の実施形態が詳細に開示され、本発明の原理を採用できる方式が示される。なお、本発明の実施形態の範囲はこれらに限定されない。本発明の実施形態は、添付される特許請求の範囲の要旨及び項目の範囲内において、変更されたもの、修正されたもの及び均等的なものを含む。

１つの実施形態に記載された特徴及び／又は示された特徴は、同一又は類似の方式で１つ又はさらに多くの他の実施形態で用いられてもよいし、他の実施形態における特徴と組み合わせてもよいし、他の実施形態における特徴に代わってもよい。

なお、本文では、用語「包括／含む」は、特徴、部材、ステップ又はコンポーネントが存在することを指し、一つ又は複数の他の特徴、部材、ステップ又はコンポーネントの存在又は付加を排除しない。

ここで含まれる図面は、本発明の実施例を理解させるためのものであり、本明細書の一部を構成し、本発明の実施例を例示するためのものであり、文言の記載と合わせて本発明の原理を説明する。なお、ここに説明される図面は、単なる本発明の実施例を説明するためのものであり、当業者にとって、これらの図面に基づいて他の図面を容易に得ることができる。
本発明の実施例１の画像処理装置の構成を示す図である。 本発明の実施例１の分解部の構成を示す図である。 本発明の実施例１の分解部が入力画像の輝度を分解する方法のフローチャートである。 本発明の実施例１の圧縮部の構成を示す図である。 本発明の実施例１の照明光成分を圧縮する方法のフローチャートである。 本発明の実施例１の照明光成分における１つの画素を圧縮する方法のフローチャートである。 本発明の実施例１の増大抑制関数の曲線を示す図である。 本発明の実施例１の式（６）で表されている拡張関数の曲線を示す図である。 本発明の実施例２の電子機器のシステム構成を示すブロック図である。 本発明の実施例３の画像処理方法のフローチャートである。 本発明の実施例４の画像処理方法のフローチャートである。

本発明の上記及びその他の特徴は、図面及び下記の説明により理解できるものである。明細書及び図面では、本発明の特定の実施形態、即ち本発明の原則に従う一部の実施形態を表すものを公開している。なお、本発明は説明される実施形態に限定されず、本発明は、特許請求の範囲内の全ての修正、変更されたもの、及び均等なものを含む。以下は、図面を参照しながら、本発明の各種の実施形態を説明する。これらの実施形態は単なる例示的なものであり、本発明はこれに限定されない。

＜実施例１＞
図１は本発明の実施例１の画像処理装置の構成を示す図である。図１に示すように、該装置１００は、分解部１０１、圧縮部１０２、拡張部１０３、合成部１０４及び調整部１０５を含む。

分解部１０１は、入力画像の輝度を照明光成分と反射成分とに分解する。

圧縮部１０２は、該照明光成分を圧縮する。

拡張部１０３は、該反射成分を拡張する。

合成部１０４は、圧縮された照明光成分と拡張された反射成分とを合成し、合成された輝度を取得する。

調整部１０５は、合成された輝度を調整する。

上記実施例によれば、入力画像の照明光成分を圧縮し、反射成分を拡張することで、画像コントラストを効果的に強調でき、高ダイナミックレンジの画像を取得でき、画像の表示効果を向上できる。

本実施例では、従来方法のいずれかを用いて入力画像を取得してもよい。例えば、画像を撮像し、或いはビデオから１つのフレームの画像を読み取り、ここで、入力画像のデータ形式が８ビットの整数型である場合に、それを［０，１］の範囲の単精度の形式に変換してもよい。なお、本発明の実施例では、入力画像の取得方法及びデータ形式が限定されない。

本実施例では、従来方法のいずれかを用いて入力画像の輝度を取得してもよい。

例えば、入力画像がグレースケール画像である場合に、直接入力画像の輝度Ｙを取得してもよい。

入力画像がカラー画像である場合に、装置１００は、入力画像の輝度を計算する計算部１０６をさらに含んでもよい。本実施例では、計算部１０６はオプションの構成部であり、図１において破線枠で表されている。

本実施例では、計算部１０６は、従来方法の何れかを用いて入力画像の輝度を計算してもよい。例えば、以下の式（１）を用いて入力画像の輝度Ｙ（ｘ）を算出してもよい。

ここで、ｘは入力画像における画素の位置を表し、Ｉ^ｃ（ｃ＝Ｒ，Ｇ，Ｂ）は入力画像のＲ、Ｇ、Ｂ成分を表し、Ｙ（ｘ）は入力画像の位置ｘにおける輝度を表し、１６／２５５≦Ｙ（ｘ）≦２３５／２５５。本発明の実施例は該計算方法に限定されない。

本実施例では、分解部１０１は、従来技術の何れかを用いて入力画像の輝度を照明光成分と反射成分とに分解してもよい。以下は、本実施例の分解部の構成及び用いられる分解方法を例示的に説明する。

図２は本発明の実施例１の分解部１０１の構成を示す図である。図２に示すように、分解部１０１は、フィルタリング部２０１及び反射決定部２０２を含む。

フィルタリング部２０１は、入力画像の輝度に対してエッジ保存フィルタリングを行い、入力画像の照明光成分を取得する。

反射決定部２０２は、該入力画像の輝度及び該照明光成分に基づいて、入力画像の反射成分を決定する。

図３は本発明の実施例１の分解部が入力画像の輝度を分解する方法のフローチャートである。図３に示すように、該方法は以下のステップを含む。

ステップ３０１：入力画像の輝度に対してエッジ保存フィルタリングを行い、入力画像の照明光成分を取得する。

ステップ３０２：入力画像の輝度及び該照明光成分に基づいて、入力画像の反射成分を決定する。

エッジ保存フィルタリングを用いて入力画像の照明光成分を取得することで、画像のエッジ部分の表示効果を向上でき、ハロー現象の発生を回避できる。

本実施例では、従来のＲｅｔｉｎｅｘ理論に基づいて、入力画像の輝度は、反射成分Ｒと照明光成分Ｌの積で表されてもよく、以下の式（２）で表されてもよい。

ここで、ｘは入力画像における画素の位置を表し、Ｙ（ｘ）は入力画像の輝度を表し、Ｒ（ｘ）は入力画像の反射成分を表し、Ｌ（ｘ）は入力画像の照明光成分を表す。

本実施例では、従来方法のいずれかを用いて、入力画像の輝度に対してエッジ保存フィルタリングを行い、照明光成分を取得してもよい。以下は、本発明の実施例に用いられるエッジ保存フィルタリング方法を例示的に説明する。

例えば、加重最小二乗法（ＷＬＳ：Ｗｅｉｇｈｔｅｄ Ｌｅａｓｔ Ｓｑｕａｒｅｓ）を用いてエッジ保存フィルタリングを行ってもよく、以下の式（３）で表されてもよい。

ここで、Ｌは入力画像の照明光成分を表し、Ｆ_ＷＬＳはＷＬＳフィルタリング関数を表し、αは相性度制御係数を表し、λはフィルタリング係数を表す。ここで、αを大きくすると画像のエッジがシャープになり、λを大きくすると画像が平滑になる。

本実施例では、実際の応用要求に応じてα及びλの値を設定してもよく、例えば、α＝１．６、λ＝１．５のように値を設定してもよいが、本発明の実施例はこれらの値に限定されない。

加重最小二乗法（ＷＬＳ）を用いてエッジ保存フィルタリングを行うことで、取得された照明光成分の信頼性を向上させることができる。

本実施例では、フィルタリング部２０１が照明光成分を取得した後に、反射決定部２０２は、上記の式（２）を用いて、入力画像の輝度Ｙ（ｘ）及び照明光成分Ｌ（ｘ）に基づいて、入力画像の反射成分Ｒ（ｘ）を決定する。

本実施例では、入力画像の照明光成分及び反射成分を取得した後に、圧縮部１０２は該照明光成分を圧縮し、拡張部１０３は該反射成分を拡張する。ここで、照明光成分の圧縮及び反射成分の拡張は従来方法の何れかを用いてもよい。以下は、本実施例の照明光成分を圧縮する方法及び反射成分を拡張する方法を例示的に説明する。

本実施例では、照明光成分の圧縮は、照明光成分における露光不足の画素の輝度を増大（ゲイン）させ、露光過度の画素の輝度を抑制することを指す。

図４は本発明の実施例１の圧縮部の構成を示す図である。図４に示すように、圧縮部１０２は、照明光成分の各画素について圧縮を行い、各画素について圧縮を行う際に、圧縮部１０２は、判断部４０１及び処理部４０２を含む。

判断部４０１は、該画素の輝度が照明光成分の輝度平均値よりも大きいか否かを判断する。

処理部４０２は、該画素の輝度が照明光成分の輝度平均値以下である場合に、該画素の輝度を増大（ゲイン）させ、該画素の輝度が照明光成分の輝度平均値よりも大きい場合に、該画素の輝度を抑制する。

図５は本発明の実施例１の照明光成分を圧縮する方法のフローチャートである。図５に示すように、該方法は以下のステップを含む。

ステップ５０１：該画素の輝度が照明光成分の輝度平均値よりも大きいか否かを判断し、判断結果が「ＮＯ」の場合に、ステップ５０２に進み、判断結果が「ＹＥＳ」の場合に、ステップ５０３に進む。

ステップ５０２：該画素の輝度を増大させる。

ステップ５０３：該画素の輝度を抑制する。

ステップ５０４：未処理の画素がまだあるか否かを判断し、判断結果が「ＹＥＳ」の場合に、ステップ５０１に戻り、判断結果が「ＮＯ」の場合に、処理を終了する。

図６は本発明の実施例１の照明光成分における１つの画素を圧縮する方法のフローチャートである。図６に示すように、該方法は以下のステップを含む。

ステップ６０１：該画素の輝度が照明光成分の輝度平均値よりも大きいか否かを判断する。

ステップ６０２：該画素の輝度が照明光成分の輝度平均値以下である場合に、該画素の輝度を増大させ、該画素の輝度が照明光成分の輝度平均値よりも大きい場合に、該画素の輝度を抑制する。

露光不足の画素の輝度を増大（ゲイン）させ、露光過度の画素の輝度を抑制することで、画像の露光を均一化でき、画像の表示効果をさらに向上できる。

本実施例では、従来方法の何れかを用いて画素の輝度を増大させ、或いは抑制してもよい。例えば、図７は本発明の実施例１の増大抑制関数の曲線を示す図である。図７に示すように、該関数は以下の式（４）で表されてもよい。

ここで、ａ（Ｌ（ｘ））は増大抑制係数を表し、Ｌ（ｘ）≦ｍｅａｎ（Ｌ（ｘ））或いはＬ（ｘ）＞ｍｅａｎ（Ｌ（ｘ））の場合にａ（Ｌ（ｘ））の値は異なり、即ち増大又は抑制を行う場合にａ（Ｌ（ｘ））の値は異なり、０≦ａ（Ｌ（ｘ））≦１、Ｌ_ｏｕｔ（ｘ）は増大された照明光成分又は抑制された照明光成分を表し、Ｌ（ｘ）は増大前又は抑制前の照明光成分を表し、ｍｅａｎ（Ｌ（ｘ））は該照明光成分の輝度平均値を表す。

本実施例では、実際の応用要求に応じてａ（Ｌ（ｘ））の値を設定してもよく、ａ（Ｌ（ｘ））の値が大きいほど、輝度の増大又は抑制の度合いが高くなる。ここで、図６におけるＬ（ｘ）≦ｍｅａｎ（Ｌ（ｘ））の領域及びＬ（ｘ）＞ｍｅａｎ（Ｌ（ｘ））の領域では、ａ（Ｌ（ｘ））の値は異なり、即ち、該増大又は抑制を行う場合に、ａ（Ｌ（ｘ））の値は異なる。例えば、Ｌ（ｘ）≦ｍｅａｎ（Ｌ（ｘ））の領域では、ａ（Ｌ（ｘ））を０．２に設定し、Ｌ（ｘ）＞ｍｅａｎ（Ｌ（ｘ））の領域では、ａ（Ｌ（ｘ））を０．９に設定する。なお、本発明の実施例は上記値に限定されない。

本実施例では、従来方法の何れかを用いて入力画像の反射成分を拡張してもよい。以下は、本実施例の反射成分を拡張する方法を例示的に説明する。

例えば、拡張部１０３は、対数領域において前記反射成分のコントラストを拡張してもよく、ここで、以下の式（５）及び（６）を用いて該反射成分のコントラストを拡張してもよい。

ここで、Ｒ（ｘ）は反射成分を表し、Ｓは対数領域における反射成分を表し、Ｓ_ｏｕｔ（ｘ）は対数領域において拡張された反射成分を表し、Ｌ（ｘ）は照明光成分を表し、Ｙ（ｘ）は入力画像の輝度を表し、εは、対数が０になることを回避するための算術調整係数を表し、ｄはコントラスト強調係数を表す。

図８は本発明の実施例１の式（６）で表されている拡張関数の曲線を示す図である。図８に示すように、Ｓの最大値ｍａｘ（Ｓ）及び最小値ｍｉｎ（Ｓ）は、ｍａｘ（Ｓ）＋ｄ／２及びｍｉｎ（Ｓ）−ｄ／２にそれぞれ拡張された。

本実施例では、実際の応用要求に応じて、コントラスト強調係数ｄの値を設定してもよい。ここで、ｄの値が大きいほど、画像のコントラストが高くなる。

本実施例では、照明光成分を圧縮し、反射成分を拡張した後に、合成部１０４は、圧縮された照明光成分と拡張された反射成分とを合成し、合成された輝度を取得する。ここで、従来技術の何れかを用いて、圧縮された照明光成分と拡張された反射成分とを合成してもよい。例えば、以下の式（７）を用いて合成を行ってもよい。

ここで、Ｙ_ｏｕｔ（ｘ）は合成された輝度を表し、Ｓ_ｏｕｔ（ｘ）は対数領域において拡張された反射成分を表し、Ｌ_ｏｕｔ（ｘ）は増大され、或いは抑制された照明光成分を表し、εは対数が０になることを回避するための算術調整係数を表す。

本実施例では、合成された輝度の分布範囲にオフセットが存在する可能性があるため、調整部１０５を用いて合成された輝度を調整する。ここで、従来技術の何れかを用いて、合成された輝度を調整してもよい。例えば、以下の式（８）を用いて、合成された輝度を調整してもよい。

ここで、Ｙ’_ｏｕｔ（ｘ）は調整された輝度を表し、Ｙ_ｏｕｔ（ｘ）は合成された輝度を表し、ｍｅａｎ（Ｙ_ｏｕｔ）は合成された輝度の平均値を表し、ｙ_ｍは予め設定された目標輝度を表す。

本実施例では、実際の応用要求に応じて、所定の目標輝度ｙ_ｍを設定してもよい。例えば、ｙ_ｍを０．５に設定してもよいが、本発明の実施例は上記値に限定されない。

本実施例では、入力画像がグレースケール画像である場合に、調整された輝度をカットオフしてもよく、該カットオフは従来技術の何れかを用いてもよい。例えば、調整された輝度Ｙ’_ｏｕｔ（ｘ）を［０，１］の範囲内にカットオフして、画像を出力する。

入力画像がカラー画像である場合に、該装置１００は、調整された輝度Ｙ’_ｏｕｔ（ｘ）に基づいて色再構成を行う再構成部１０７をさらに含んでもよい。本実施例では、再構成部１０７はオプションの構成部であり、図１において破線枠で表されている。

本実施例では、再構成部１０７は、従来方法の何れかを用いて色再構成を行ってもよい。例えば、以下の式（９）を用いて色の再構成を行ってもよい。

ここで、
(外１)

は再構成後のＲＧＢ成分を表し、Ｉ^ｃ（ｘ）は入力画像のＲＧＢ成分を表し、Ｙ（ｘ）は入力画像の輝度を表し、Ｙ’_ｏｕｔ（ｘ）は調整された輝度を表し、βは彩度調整パラメータを表し、０≦β≦１。

本実施例では、実際の応用要求に応じて該彩度調整パラメータβを設定してもよい。例えば、β＝０．６であってもよいが、本発明の実施例はこの値に限定されない。

本実施例では、色再構成された画像をカットオフしてもよく、該カットオフは従来技術の何れかを用いてもよい。例えば、全ての画素値を［０，１］の範囲内にカットオフして、画像を出力してもよい。

上記実施例によれば、入力画像の照明光成分を圧縮し、反射成分を拡張することで、画像コントラストを効果的に強調でき、高ダイナミックレンジの画像を取得でき、画像の表示効果を向上できる。

また、エッジ保存フィルタリングを用いて入力画像の照明光成分を取得することで、画像のエッジ部分の表示効果を向上でき、ハロー現象の発生を回避できる。

加重最小二乗法（ＷＬＳ）を用いてエッジ保存フィルタリングを行うことで、取得された照明光成分の信頼性を向上させることができる。

露光不足の画素の輝度を増大（ゲイン）させ、露光過度の画素の輝度を抑制することで、画像の露光を均一化でき、画像の表示効果をさらに向上できる。

＜実施例２＞
本発明の実施例は、実施例１に記載されている画像処理装置を含む電子機器を提供する。

図９は本発明の実施例２の電子機器９００のシステム構成を示すブロック図である。図９に示すように、電子機器９００は、中央処理装置９０１及びメモリ９０２を含んでもよく、メモリ９０２は中央処理装置９０１に接続される。なお、該図は単なる例示的なものであり、電気通信機能又は他の機能を実現するように、他の種類の構成を用いて、該構成を補充又は代替してもよい。

図９に示すように、電子機器９００は、撮影部９０３、通信モジュール９０４、入力部９０５、音声処理部９０６、ディスプレイ９０７及び電源９０８をさらに含んでもよい。ここで、撮影部９０３は、撮影した画像をメモリ６０２に記憶させるように入力する。

１つの態様では、画像処理装置の機能は中央処理装置９０１に統合されてもよい。ここで、中央処理装置９０１は、入力画像の輝度を照明光成分と反射成分とに分解し、該照明光成分を圧縮し、該反射成分を拡張し、圧縮された照明光成分と拡張された反射成分とを合成し、合成された輝度を取得し、合成された輝度を調整する。

ここで、入力画像の輝度を照明光成分と反射成分とに分解するステップは、該入力画像の輝度に対してエッジ保存フィルタリングを行い、該照明光成分を取得するステップと、該入力画像の輝度及び該照明光成分に基づいて、該反射成分を決定するステップと、を含む。

ここで、該入力画像の輝度に対してエッジ保存フィルタリングを行うステップは、加重最小二乗法（ＷＬＳ）を用いて該エッジ保存フィルタリングを行うステップ、を含む。

ここで、該照明光成分を圧縮するステップは、該照明光成分の各画素について圧縮を行うステップを含み、各画素について圧縮を行う際に、該画素の輝度が前記照明光成分の輝度平均値よりも大きいか否かを判断するステップと、該画素の輝度が該照明光成分の輝度平均値以下である場合に、該画素の輝度を増大させ、該画素の輝度が該照明光成分の輝度平均値よりも大きい場合に、該画素の輝度を抑制するステップと、を含む。

ここで、該反射成分を拡張するステップは、対数領域において該反射成分のコントラストを拡張するステップ、を含む。

もう１つの態様では、画像処理装置は中央処理装置９０１とそれぞれ構成されてもよく、例えば画像処理装置は中央処理装置９０１に接続されたチップであり、中央処理装置９０１の制御により画像処理装置の機能を実現してもよい。

本実施例における電子機器９００は、図９に示されている全ての構成部を含まなくてもよい。

図９に示すように、中央処理装置９０１は、コントローラ又は操作制御部とも称され、マイクロプロセッサ又は他の処理装置及び／又は論理装置を含んでもよく、中央処理装置９０１は入力を受信し、電子機器９００の各部の操作を制御する。

メモリ９０２は、例えばバッファ、フラッシュメモリ、ハードディスク、移動可能な媒体、発揮性メモリ、不発揮性メモリ、又は他の適切な装置の１つ又は複数であってもよい。また、中央処理装置９０１は、メモリ９０２に記憶されたプログラムを実行し、情報の記憶又は処理などを実現してもよい。他の部材は従来技術に類似するため、ここでその説明が省略される。電子機器９００の各部は、本発明の範囲から逸脱することなく、特定のハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア又はその組み合わせによって実現されてもよい。

本実施例では、該電子機器は、例えば全ての携帯電話、スマートフォン、ポケットベル、通信装置、電子手帳、パーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）、スマート電話、携帯式通信装置などを含む携帯式の無線電信通信装置である。また、該電子機器は、撮影機能を有する装置であってもよく、該装置は通信機能を有しなくてもよく、例えばカメラ、ビデオカメラなどを含む。本発明の実施例は電子機器の種類を制限しない。

上記実施例によれば、入力画像の照明光成分を圧縮し、反射成分を拡張することで、画像コントラストを効果的に強調でき、高ダイナミックレンジの画像を取得でき、画像の表示効果を向上できる。

＜実施例３＞
図１０は本発明の実施例３の画像処理方法のフローチャートであり、実施例１の画像処理装置に対応する。図１０に示すように、該方法は以下のステップを含む。

ステップ１００１：入力画像の輝度を照明光成分と反射成分とに分解する。

ステップ１００２：該照明光成分を圧縮する。

ステップ１００３：該反射成分を拡張する。

ステップ１００４：圧縮された照明光成分と拡張された反射成分とを合成し、合成された輝度を取得する。

ステップ１００５：合成された輝度を調整する。

本実施例では、ステップ１００２とステップ１００３の順序が限定されなく、例えばステップ１００２を実行した後に、ステップ１００３を実行してもよいし、ステップ１００３を実行した後に、ステップ１００２を実行してもよいし、ステップ１００２とステップ１００３を同時に実行してもよい。

本実施例では、入力画像を取得する方法、入力画像の輝度を取得する方法、入力画像の輝度を照明光成分と反射成分とに分解する方法、照明光成分を圧縮し、反射成分を拡張する方法、圧縮された照明光成分と拡張された反射成分とを合成する方法、及び合成された輝度を調整する方法は、実施例１に記載されているものと同じであり、ここでその説明が省略される。

上記実施例によれば、入力画像の照明光成分を圧縮し、反射成分を拡張することで、画像コントラストを効果的に強調でき、高ダイナミックレンジの画像を取得でき、画像の表示効果を向上できる。

＜実施例４＞
図１１は本発明の実施例４の画像処理方法のフローチャートであり、実施例１の画像処理装置をカラー画像の処理に適用する応用実例を説明するためのものである。図１１に示すように、該方法は以下のステップを含む。

ステップ１１０１：入力画像の輝度を計算する。

ステップ１１０２：入力画像の輝度を照明光成分と反射成分とに分解する。

ステップ１１０３：入力画像の輝度に対してエッジ保存フィルタリングを行い、入力画像の照明光成分を取得する。

ステップ１１０４：入力画像の輝度及び該照明光成分に基づいて、入力画像の反射成分を決定する。

ステップ１１０５：該照明光成分を圧縮する。

ステップ１１０６：該反射成分を拡張する。

ステップ１１０７：圧縮された照明光成分と拡張された反射成分とを合成し、合成された輝度を取得する。

ステップ１１０８：合成された輝度を調整する。

ステップ１１０９：調整された輝度に基づいて色再構成を行う。

ステップ１１１０：色再構成された画像をカットオフして、出力画像を取得する。

本実施例では、ステップ１１０５とステップ１１０６の順序が限定されなく、例えばステップ１１０５を実行した後に、ステップ１１０６を実行してもよいし、ステップ１１０５を実行した後に、ステップ１１０６を実行してもよいし、ステップ１１０５とステップ１１０６を同時に実行してもよい。

本実施例では、入力画像の輝度を計算する方法、入力画像の輝度を照明光成分と反射成分とに分解する方法、入力画像の輝度に対してエッジ保存フィルタリングを行う方法、入力画像の輝度及び該照明光成分に基づいて入力画像の反射成分を決定する方法、該照明光成分を圧縮する方法、該反射成分を拡張する方法、圧縮された照明光成分と拡張された反射成分とを合成する方法、合成された輝度を調整する方法、調整された輝度に基づいて色再構成を行う方法、及び色再構成された画像をカットオフする方法は、実施例１に記載されているものと同じであり、ここでその説明が省略される。

上記実施例によれば、入力画像の照明光成分を圧縮し、反射成分を拡張することで、画像コントラストを効果的に強調でき、高ダイナミックレンジの画像を取得でき、画像の表示効果を向上できる。

本発明の実施例は、画像処理装置又は電子機器においてプログラムを実行する際に、コンピュータに、実施例３又は実施例４に記載の画像処理方法を該画像処理装置又は電子機器において実行させる、コンピュータ読み取り可能なプログラムをさらに提供する。

本発明の実施例は、コンピュータに、実施例３又は実施例４に記載の画像処理方法を画像処理装置又は電子機器において実行させるためのコンピュータ読み取り可能なプログラムを記憶する、記憶媒体をさらに提供する。

本発明の以上の装置及び方法は、ハードウェアにより実現されてもよく、ハードウェアとソフトウェアを結合して実現されてもよい。本発明はコンピュータが読み取り可能なプログラムに関し、該プログラムはロジック部により実行される時に、該ロジック部に上述した装置又は構成要件を実現させる、或いは該ロジック部に上述した各種の方法又はステップを実現させることができる。本発明は上記のプログラムを記憶するための記憶媒体、例えばハードディスク、ディスク、光ディスク、ＤＶＤ、フラッシュメモリ等にさらに関する。

以上、具体的な実施形態を参照しながら本発明を説明しているが、上記の説明は、例示的なものに過ぎず、本発明の保護の範囲を限定するものではない。本発明の趣旨及び原理を離脱しない限り、本発明に対して各種の変形及び修正を行ってもよく、これらの変形及び修正も本発明の範囲に属する。

Claims (19)

1. 画像処理装置であって、
   入力画像の輝度を照明光成分と反射成分とに分解する分解手段と、
   前記照明光成分を圧縮する圧縮手段と、
   前記反射成分を拡張する拡張手段と、
   圧縮された照明光成分と拡張された反射成分とを合成し、合成された輝度を取得する合成手段と、
   合成された輝度を調整する調整手段と、を含む、装置。
2. 前記分解手段は、
   前記入力画像の輝度に対してエッジ保存フィルタリングを行い、前記照明光成分を取得するフィルタリング手段と、
   前記入力画像の輝度及び前記照明光成分に基づいて、前記反射成分を決定する反射決定手段と、を含む、請求項１に記載の装置。
3. 前記フィルタリング手段は、加重最小二乗法（ＷＬＳ）を用いて前記エッジ保存フィルタリングを行う、請求項２に記載の装置。
4. 前記圧縮手段は、前記照明光成分の各画素について圧縮を行い、
   各画素について圧縮を行う際に、前記圧縮手段は、
   該画素の輝度が前記照明光成分の輝度平均値よりも大きいか否かを判断する判断手段と、
   前記画素の輝度が前記照明光成分の輝度平均値以下である場合に、前記画素の輝度を増大させ、前記画素の輝度が前記照明光成分の輝度平均値よりも大きい場合に、前記画素の輝度を抑制する処理手段と、を含む、請求項１に記載の装置。
5. 前記処理手段は、以下の式（１）を用いて増大又は抑制を行い、
   

   

   ここで、ａ（Ｌ（ｘ））は増大抑制係数を表し、Ｌ（ｘ）≦ｍｅａｎ（Ｌ（ｘ））或いはＬ（ｘ）＞ｍｅａｎ（Ｌ（ｘ））の場合にａ（Ｌ（ｘ））の値は異なり、即ち増大又は抑制を行う場合にａ（Ｌ（ｘ））の値は異なり、０≦ａ（Ｌ（ｘ））≦１、Ｌ_ｏｕｔ（ｘ）は増大された照明光成分又は抑制された照明光成分を表し、Ｌ（ｘ）は増大前又は抑制前の照明光成分を表し、ｍｅａｎ（Ｌ（ｘ））は前記照明光成分の輝度平均値を表す、請求項４に記載の装置。
6. 前記拡張手段は、対数領域において前記反射成分のコントラストを拡張する、請求項１に記載の装置。
7. 前記拡張手段は、以下の式（２）及び（３）を用いて前記反射成分のコントラストを拡張し、
   

   

   

   ここで、Ｒ（ｘ）は反射成分を表し、Ｓは対数領域における反射成分を表し、Ｓ_ｏｕｔ（ｘ）は対数領域において拡張された反射成分を表し、Ｌ（ｘ）は照明光成分を表し、Ｙ（ｘ）は入力画像の輝度を表し、εは算術調整係数を表し、ｄはコントラスト強調係数を表す、請求項６に記載の装置。
8. 前記調整手段は、以下の式（４）を用いて、合成された輝度を調整し、
   

   

   ここで、Ｙ_ｏｕｔ（ｘ）は合成された輝度を表し、Ｙ’_ｏｕｔ（ｘ）は調整された輝度を表し、ｍｅａｎ（Ｙ_ｏｕｔ）は合成された輝度の平均値を表し、ｙ_ｍは予め設定された目標輝度を表す、請求項１に記載の装置。
9. 入力画像の輝度を計算する計算手段と、
   調整された輝度に基づいて色再構成を行う再構成手段と、をさらに含む、請求項１に記載の装置。
10. 請求項１に記載の画像処理装置を含む電子機器。
11. 画像処理方法であって、
    入力画像の輝度を照明光成分と反射成分とに分解するステップと、
    前記照明光成分を圧縮するステップと、
    前記反射成分を拡張するステップと、
    圧縮された照明光成分と拡張された反射成分とを合成し、合成された輝度を取得するステップと、
    合成された輝度を調整するステップと、を含む、方法。
12. 前記入力画像の輝度を照明光成分と反射成分とに分解するステップは、
    前記入力画像の輝度に対してエッジ保存フィルタリングを行い、前記照明光成分を取得するステップと、
    前記入力画像の輝度及び前記照明光成分に基づいて、前記反射成分を決定するステップと、を含む、請求項１１に記載の方法。
13. 前記入力画像の輝度に対してエッジ保存フィルタリングを行うステップは、加重最小二乗法（ＷＬＳ）を用いて前記エッジ保存フィルタリングを行うステップ、を含む、請求項１２に記載の方法。
14. 前記照明光成分を圧縮するステップは、前記照明光成分の各画素について圧縮を行うステップを含み、各画素について圧縮を行う際に、
    該画素の輝度が前記照明光成分の輝度平均値よりも大きいか否かを判断するステップと、
    前記画素の輝度が前記照明光成分の輝度平均値以下である場合に、前記画素の輝度を増大させ、前記画素の輝度が前記照明光成分の輝度平均値よりも大きい場合に、前記画素の輝度を抑制するステップと、を含む、請求項１１に記載の方法。
15. 以下の式（１）を用いて増大又は抑制を行い、
    

    

    ここで、ａ（Ｌ（ｘ））は増大抑制係数を表し、Ｌ（ｘ）≦ｍｅａｎ（Ｌ（ｘ））或いはＬ（ｘ）＞ｍｅａｎ（Ｌ（ｘ））の場合にａ（Ｌ（ｘ））の値は異なり、即ち増大又は抑制を行う場合にａ（Ｌ（ｘ））の値は異なり、０≦ａ（Ｌ（ｘ））≦１、Ｌ_ｏｕｔ（ｘ）は増大された照明光成分又は抑制された照明光成分を表し、Ｌ（ｘ）は増大前又は抑制前の照明光成分を表し、ｍｅａｎ（Ｌ（ｘ））は前記照明光成分の輝度平均値を表す、請求項１４に記載の方法。
16. 前記反射成分を拡張するステップは、対数領域において前記反射成分のコントラストを拡張するステップ、を含む、請求項１１に記載の方法。
17. 以下の式（２）及び（３）を用いて前記反射成分のコントラストを拡張し、
    

    

    

    ここで、Ｒ（ｘ）は反射成分を表し、Ｓは対数領域における反射成分を表し、Ｓ_ｏｕｔ（ｘ）は対数領域において拡張された反射成分を表し、Ｌ（ｘ）は照明光成分を表し、Ｙ（ｘ）は入力画像の輝度を表し、εは算術調整係数を表し、ｄはコントラスト強調係数を表す、請求項１６に記載の方法。
18. 以下の式（４）を用いて、合成された輝度を調整し、
    

    

    ここで、Ｙ_ｏｕｔ（ｘ）は合成された輝度を表し、Ｙ’_ｏｕｔ（ｘ）は調整された輝度を表し、ｍｅａｎ（Ｙ_ｏｕｔ）は合成された輝度の平均値を表し、ｙ_ｍは予め設定された目標輝度を表す、請求項１１に記載の方法。
19. 入力画像の輝度を計算するステップと、
    調整された輝度に基づいて色再構成を行うステップと、をさらに含む、請求項１１に記載の方法。

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