JP3252099B2 - 画像のダイナミックレンジを圧縮するための装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、画像のダイナミッ
クレンジを圧縮するための装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】画像のダイナミックレンジを圧縮する技
術は、たとえば広ダイナミックレンジ画像データを、そ
れよりも小さいダイナミックレンジを有する陰極線管ま
たは液晶表示装置などによって表示出力するためなどに
おいて必要になる。先行技術のダイナミックレンジ圧縮
は、たとえば図２６にそのヒストグラムが示されるよう
に、図２６（１）の広ダイナミックレンジ画像データの
濃度値範囲を線形で図２６（２）に示されるように狭ダ
イナミックレンジの画像データに圧縮している。この先
行技術では、図２６（１）および図２６（２）の左方で
ある被写体の輝度または照度が小さく、暗い部分では、
濃度値の変化が充分に表現されず、塗りつぶしたような
画像になってしまう。また同様に、図２６（１）および
図２６（２）の右方である被写体の輝度が大きく明るい
部分でもまた、濃度値の変化が充分に表現されず、塗り
つぶしたような画像になってしまう。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、ダイ
ナミックレンジ圧縮後においても、明るさ、すなわち濃
度値の相対関係が保持されるようにし、明るい部分と暗
い部分の差が大きい場合であっても、塗りつぶしたよう
な画像になってしまうことを防ぐことができるようにし
た画像のダイナミックレンジを圧縮する装置を提供する
ことである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、（ａ）或る露
光量で撮像した複数の濃度値を有する第１画像データを
ストアする第１メモリＭ１と、 （ｂ）第１画像データの露光量よりも大きい方の露光量
で、第１画像データと同一被写体を撮像した複数の濃度
値を有する第２画像データをストアする第２メモリＭ２
と、 （ｃ）第１メモリＭ１にストアされている第１画像デー
タの濃度値のダイナミックレンジ内で、複数の各予め定
める濃度値Ｆａ，Ｆｂのうち、第１濃度値Ｆａおよび第
１濃度値Ｆａよりもさらに暗い方にある濃度値、ならび
に第１濃度値Ｆａよりも明るい方にある第２濃度値Ｆｂ
を有する第１メモリＭ１の画素の座標を抽出する第１抽
出手段と、 （ｄ）第１抽出手段によって抽出された座標と同一座標
を有する第２メモリＭ２の画素を抽出する第２抽出手段
と、 （ｅ）第２抽出手段の出力に応答し、第１および第２濃
度値Ｆａ，Ｆｂ毎に、第２メモリＭ２から抽出された画
素の有する濃度値の第１および第２平均値Ｆ２ａ，Ｆ２
ｂをそれぞれ求める第１平均値演算手段と、 （ｆ）第１平均値演算手段の出力に応答し、第１濃度値
Ｆａと第１平均値Ｆ２ａとに関する濃度値差α２、 α２ ＝ Ｆａ−Ｆ２ａ を求め、さらに、第２画像データの濃度値の傾き（Ｆ２
ｂ−Ｆ２ａ）に対する第１画像データの濃度値の傾き
（Ｆｂ−Ｆａ）の比である露光量係数β２ｍ、 β２ｍ ＝ （Ｆｂ−Ｆａ）／（Ｆ２ｂ−Ｆ２ａ） を求める第１演算手段と、 （ｇ）第２抽出手段の出力に応答し、第１メモリＭ１の
第１濃度値Ｆａよりもさらに暗い方にある前記濃度値を
有する各画素の座標と同一座標を有する第２メモリＭ２
の画素の濃度値をＦ２ｏｌｄとするとき、補正後の画像
データの濃度値Ｆ２ｎｅｗ、 Ｆ２ｎｅｗ ＝ Ｆａ＋（Ｆ２ｏｌｄ＋α２−Ｆａ）×β２ｍ を演算する第２演算手段と、 （ｈ）第１メモリＭ１の第１濃度値ＦａおよびＦａより
明るい濃度値を有する画像データをそのまま用い、第１
メモリＭ１の第１濃度値Ｆａより暗い画像データの代り
に、第２演算手段によって得られた補正後の濃度値Ｆ２
ｎｅｗを有する画像データを用いて、第３画像データを
得てストアする第３メモリ３７と、 （ｉ）第３メモリ３７にストアされている第３画像デー
タの濃度値の第３平均値Ｅｍを求める平均値演算手段
と、 （ｊ）第３画像データの各画素の濃度値に対応した画素
数を表すヒストグラムを作成し、このヒストグラムを用
い、予め定める画素数未満である濃度値を、ヒストグラ
ムから削除してその削除した濃度値に隣接する前記予め
定める画素数以上である濃度値Ｚｍ１に置き換える操作
を行って、第２濃度値範囲ＺＬ〜ＺＨを有する第４画像
データを作成する第４画像データ作成手段と、 （ｋ）第４画像データ作成手段の出力に応答し、第３平
均値Ｅｍを有する画素数が前記予め定める値未満である
とき、その第３平均値Ｅｍを含む前記削除した濃度値が
置き換えられた前記濃度値Ｚｍ１を、第２濃度値範囲Ｚ
Ｌ〜ＺＨにおける第３平均値Ｅｍに対応する値として設
定し、第３平均値Ｅｍを有する画素数が前記予め定める
値以上であるとき、第２濃度値範囲ＺＬ〜ＺＨにおける
平均値Ｅｍに対応する濃度値Ｚｍ２を設定する対応値設
定手段と、 （Ｌ）第５画像データ作成手段であって、 （Ｌ１）対応値設定手段の出力に応答し、第２濃度値範
囲ＺＬ〜ＺＨで設定した濃度値Ｚｍ１，Ｚｍ２を、第１
濃度値範囲よりも狭い第３濃度値範囲ＣＬ〜ＣＨ内にお
ける予め定める基準濃度値Ｃｃとして設定する基準濃度
値設定手段と、（Ｌ２）第３濃度値範囲における基準濃
度値Ｃｃに関して、前記設定した各 濃度値Ｚｍ１，Ｚｍ２を総括的にＺｍで示すとき、暗い
方にある濃度値の範囲の第１圧縮係数ｋＬ、 ｋＬ ＝ （Ｃｃ−ＣＬ）／（Ｚｍ−ＺＬ） を求める第１圧縮係数演算手段と、 （Ｌ３）第３濃度値範囲における基準濃度値Ｃｃに関し
て、明るい方にある濃度値の範囲の第２圧縮係数ｋＨ、 ｋＨ ＝ （ＣＨ−Ｃｃ）／（ＺＨ−Ｚｍ） を求める第２圧縮係数演算手段と、 （Ｌ４）第１および第２圧縮係数演算手段の各出力に応
答し、第３濃度値範囲内の濃度値Ｃを、第２濃度値範囲
ＺＬ〜ＺＨ内の濃度値Ｚが、 Ｚ ＜ Ｚｍ である範囲では、 Ｃ ＝ Ｃｃ−ｋＬ（Ｚｍ−Ｚ） によって求め、第２濃度値範囲ＺＬ〜ＺＨ内の濃度値Ｚ
が、 Ｚ ≧ Ｚｍ である範囲では、 Ｃ ＝ Ｃｃ−ｋＨ（Ｚ−Ｚｍ） によって求めて第５画像データを作成する圧縮濃度値演
算手段とを有する第５画像データ作成手段とを含むこと
を特徴とする画像の処理装置である。 また本発明は、（ａ）或る露光量で撮像した複数の濃度
値を有する第１画像データをストアする第１メモリＭ１
と、 （ｂ）第１画像データの露光量よりも小さい方の露光量
で、第１画像データと同一被写体を撮像した複数の濃度
値を有する第２画像データをストアする第２メモリＭ３
と、 （ｃ）第１メモリＭ１にストアされている第１画像デー
タの濃度値のダイナミックレンジ内で、複数の各予め定
める濃度値Ｆｄ，Ｆｃのうち、第１濃度値Ｆｄおよび第
１濃度値Ｆｄよりもさらに明るい方にある濃度値、なら
びに第１濃度値Ｆｄよりも暗い方にある第２濃度値Ｆｃ
を有する第１メモリＭ１の画素の座標を抽出する第１抽
出手段と、 （ｄ）第１抽出手段によって抽出された座標と同一座標
を有する第２メモリＭ３の画素を抽出する第２抽出手段
と、 （ｅ）第２抽出手段の出力に応答し、第１および第２濃
度値Ｆｄ，Ｆｃ毎に、第２メモリＭ３から抽出された画
素の有する濃度値の第１および第２平均値Ｆ１ｄ，Ｆ１
ｃをそれぞれ求める第１平均値演算手段と、 （ｆ）第１平均値演算手段の出力に応答し、第１濃度値
Ｆｄと第１平均値Ｆ１ｄとに関する濃度値差α１、 α１ ＝ Ｆｄ−Ｆ１ｄ を求め、さらに、第２画像データの濃度値の傾き（Ｆ１
ｄ−Ｆ１ｃ）に対する第１画像データの濃度値の傾き
（Ｆｄ−Ｆｃ）の比である露光量係数β１ｍ、 β１ｍ ＝ （Ｆｄ−Ｆｃ）／（Ｆ１ｄ−Ｆ１ｃ） を求める第１演算手段と、 （ｇ）第２抽出手段の出力に応答し、第１メモリＭ１の
第１濃度値Ｆｄよりもさらに明るい方にある前記濃度値
を有する各画素の座標と同一座標を有する第２メモリＭ
３の画素の濃度値をＦ１ｏｌｄとするとき、補正後の画
像データの濃度値Ｆ１ｎｅｗ、 Ｆ１ｎｅｗ ＝ Ｆｄ＋（Ｆ１ｏｌｄ＋α１−Ｆｄ）×β１ｍ を演算する第２演算手段と、 （ｈ）第１メモリＭ１の第１濃度値ＦｄおよびＦｄより
暗い濃度値を有する画像データをそのまま用い、第１メ
モリＭ１の第１濃度値Ｆｄより明るい画像データの代り
に、第２演算手段によって得られた補正後の濃度値Ｆ１
ｎｅｗを有する画像データを用いて、第３画像データを
得てストアする第３メモリ３７と、 （ｉ）第３メモリ３７にストアされている第３画像デー
タの濃度値の第３平均値Ｅｍを求める平均値演算手段
と、 （ｊ）第３画像データの各画素の濃度値に対応した画素
数を表すヒストグラムを作成し、このヒストグラムを用
い、予め定める画素数未満である濃度値を、ヒストグラ
ムから削除してその削除した濃度値に隣接する前記予め
定める画素数以上である濃度値Ｚｍ１に置き換える操作
を行って、第２濃度値範囲ＺＬ〜ＺＨを有する第４画像
データを作成する第４画像データ作成手段と、 （ｋ）第４画像データ作成手段の出力に応答し、第３平
均値Ｅｍを有する画素数が前記予め定める値未満である
とき、その第３平均値Ｅｍを含む前記削除した濃度値が
置き換えられた前記濃度値Ｚｍ１を、第２濃度値範囲Ｚ
Ｌ〜ＺＨにおける第３平均値Ｅｍに対応する値として設
定し、第３平均値Ｅｍを有する画素数が前記予め定める
値以上であるとき、第２濃度値範囲ＺＬ〜ＺＨにおける
平均値Ｅｍに対応する濃度値Ｚｍ２を設定する対応値設
定手段と、 （Ｌ）第５画像データ作成手段であって、 （Ｌ１）対応値設定手段の出力に応答し、第２濃度値範
囲ＺＬ〜ＺＨで設定した濃度値Ｚｍ１，Ｚｍ２を、第１
濃度値範囲よりも狭い第３濃度値範囲ＣＬ〜ＣＨ内にお
ける予め定める基準濃度値Ｃｃとして設定する基準濃度
値設定手段と、 （Ｌ２）第３濃度値範囲ＣＬ〜ＣＨにおける基準濃度値
Ｃｃに関して、前記設定した各濃度値Ｚｍ１，Ｚｍ２を
総括的にＺｍで示すとき、暗い方にある濃度値の範囲の
第１圧縮係数ｋＬ、 ｋＬ ＝ （Ｃｃ−ＣＬ）／（Ｚｍ−ＺＬ） を求める第１圧縮係数演算手段と、 （Ｌ３）第３濃度値範囲における基準濃度値Ｃｃに関し
て、明るい方にある濃度値の範囲の第２圧縮係数ｋＨ、 ｋＨ ＝ （ＣＨ−Ｃｃ）／（ＺＨ−Ｚｍ） を求める第２圧縮係数演算手段と、 （Ｌ４）第１および第２圧縮係数演算手段の各出力に応
答し、第３濃度値範囲内の濃度値Ｃを、第２濃度値範囲
ＺＬ〜ＺＨ内の濃度値Ｚが、 Ｚ ＜ Ｚｍ である範囲では、 Ｃ ＝ Ｃｃ−ｋＬ（Ｚｍ−Ｚ） によって求め、第２濃度値範囲ＺＬ〜ＺＨ内の濃度値Ｚ
が、 Ｚ ≧ Ｚｍ である範囲では、 Ｃ ＝ Ｃｃ−ｋＨ（Ｚ−Ｚｍ） によって求めて第５画像データを作成する圧縮濃度値演
算手段とを有する第５画像データ作成手段とを含むこと
を特徴とする画像の処理装置である。 また本発明は、（ａ）或る露光量で撮像した複数の濃度
値を有する第１画像データをストアする第１メモリＭ１
と、 （ｂ）第１画像データの露光量よりも大の露光量で、第
１画像データと同一被写体を撮像した複数の濃度値を有
する第２画像データをストアする第２メモリＭ２と、 （ｃ）第１画像データの露光量よりも小の露光量で、第
１画像データと同一被写体を撮像した複数の濃度値を有
する第３画像データをストアする第３メモリＭ３と、 （ｄ）第１メモリＭ１にストアされている第１画像デー
タの濃度値が、第１濃度値Ｆａよりも暗い方にあるか、
および第２濃度値Ｆｄよりも明るい方にあるかを判断す
る範囲判断手段と、 （ｅ）範囲判断手段の出力に応答し、第１画像データの
濃度値が第１濃度値Ｆａよりも暗い方にあるとき、第１
濃度値Ｆａおよび第１濃度値Ｆａよりもさらに暗い方に
ある濃度値、ならびに第１濃度値Ｆａよりも明るい方に
ある第３濃度値Ｆｂを有する第１メモリＭ１の画素の座
標を抽出する第１抽出手段と、 （ｆ）第１抽出手段によって抽出された座標と同一座標
を有する第２メモリＭ２の画素を抽出する第２抽出手段
と、 （ｇ）第２抽出手段の出力に応答し、第１および第３濃
度値Ｆａ，Ｆｂ毎に、第２メモリＭ２から抽出された画
素の有する濃度値の第１および第２平均値Ｆ２ａ，Ｆ２
ｂをそれぞれ求める第１平均値演算手段と、 （ｈ）第１平均値演算手段の出力に応答し、第１濃度値
Ｆａと第１平均値Ｆ２ａとに関する第１濃度値差α２、 α２ ＝ Ｆａ−Ｆ２ａ を求め、さらに、第２画像データの濃度値の傾き（Ｆ２
ｂ−Ｆ２ａ）に対する第１画像データの濃度値の傾き
（Ｆｂ−Ｆａ）の比である第１露光量係数β２ｍ、 β２ｍ ＝ （Ｆｂ−Ｆａ）／（Ｆ２ｂ−Ｆ２ａ） を求める第１演算手段と、 （ｉ）第２抽出手段の出力に応答し、第１メモリＭ１の
第１濃度値Ｆａよりもさらに暗い方にある前記濃度値を
有する各画素の座標と同一座標を有する第２メモリＭ２
の画素の濃度値をＦ２ｏｌｄとするとき、補正後の画像
データの第１補正濃度値Ｆ２ｎｅｗ、 Ｆ２ｎｅｗ ＝ Ｆａ＋（Ｆ２ｏｌｄ＋α２−Ｆａ）×β２ｍ を演算する第２演算手段と、 （ｊ）範囲判断手段の出力に応答し、第１画像データの
濃度値が第２濃度値Ｆｄよりも明るい方にあるとき、第
２濃度値Ｆｄおよび第２濃度値Ｆｄよりもさらに明るい
方にある濃度値、ならびに第２濃度値Ｆｄよりも暗い方
にある第４濃度値Ｆｃを有する第１メモリＭ１の座標を
抽出する第３抽出手段と、 （ｋ）第３抽出手段によって抽出された座標と同一座標
を有する第３メモリＭ３の画素を抽出する第４抽出手段
と、 （Ｌ）第４抽出手段の出力に応答し、第２および第４濃
度値Ｆｄ，Ｆｃ毎に、第３メモリＭ３から抽出された画
素の有する濃度値の第３および第４平均値Ｆ１ｄ，Ｆ１
ｃをそれぞれ求める第２平均値演算手段と、 （ｍ）第２平均値演算手段の出力に応答し、第２濃度値
Ｆｄと第３平均値Ｆ１ｄとに関する第２濃度値差α１、 α１ ＝ Ｆｄ−Ｆ１ｄ を求め、さらに、第３画像データの濃度値の傾き（Ｆ１
ｄ−Ｆ１ｃ）に対する第１画像データの濃度値の傾き
（Ｆｄ−Ｆｃ）の比である第２露光量係数β１ｍ、 β１ｍ ＝ （Ｆｄ−Ｆｃ）／（Ｆ１ｄ−Ｆ１ｃ） を求める第３演算手段と、 （ｎ）第４抽出手段の出力に応答し、第１メモリＭ１の
第２濃度値Ｆｄよりもさらに明るい方にある前記濃度値
を有する各画素の座標と同一座標を有する第３メモリＭ
３の画素の濃度値をＦ１ｏｌｄとするとき、補正後の画
像データの第２補正濃度値Ｆ１ｎｅｗ、 Ｆ１ｎｅｗ ＝ Ｆｄ＋（Ｆ１ｏｌｄ＋α１−Ｆｄ）×β１ｍ を演算する第４演算手段と、 （ｏ）第１メモリＭ１の第１濃度値ＦａおよびＦａより
明るく、第２濃度値ＦｄおよびＦｄより暗い濃度値を有
する画像データをそのまま用い、第１メモリＭ１の第１
濃度値Ｆａより暗い画像データの代りに、第２演算手段
によって得られた補正後の濃度値Ｆ２ｎｅｗを有する画
像データを用い、第１メモリＭ１の第２濃度値Ｆｄより
明るい画像データの代りに、第４演算手段によって得ら
れた補正後の濃度値Ｆ１ｎｅｗを有する画像データを用
いて、第３画像データを得てストアする第４メモリ３７
と、 （ｐ）第４メモリ３７にストアされている第４画像デー
タの濃度値の第５平均値Ｅｍを求める第３平均値演算手
段と、 （ｑ）第４画像データの各画素の濃度値に対応した画素
数を表すヒストグラムを作成し、このヒストグラムを用
い、予め定める画素数未満である濃度値を、ヒストグラ
ムから削除してその削除した濃度値に隣接する前記予め
定める画素数以上である濃度値Ｚｍ１に置き換える操作
を行って、第２濃度値範囲ＺＬ〜ＺＨを有する第５画像
データを作成する第５画像データ作成手段と、 （ｒ）第５画像データ作成手段の出力に応答し、第５平
均値Ｅｍを有する画素数が前記予め定める値未満である
とき、その第５平均値Ｅｍを含む前記削除した濃度値が
置き換えられた前記濃度値Ｚｍ１を、第２濃度値範囲Ｚ
Ｌ〜ＺＨにおける第５平均値Ｅｍに対応する値として設
定し、第５平均値Ｅｍを有する画素数が前記予め定める
値以上であるとき、第２濃度値範囲ＺＬ〜ＺＨにおける
第５平均値Ｅｍに対応する濃度値Ｚｍ２を設定する対応
値設定手段と、 （ｓ）第６画像データ作成手段であって、 （ｓ１）対応値設定手段の出力に応答し、第２濃度値範
囲ＺＬ〜ＺＨで設定した前記濃度値Ｚｍ１，Ｚｍ２を、
第１濃度値範囲よりも狭い第３濃度値範囲ＣＬ〜ＣＨ内
における予め定める基準濃度値Ｃｃとして設定する基準
濃度値設定手段と、 （ｓ２）第３濃度値範囲ＣＬ〜ＣＨにおける基準濃度値
Ｃｃに関して、前記設定した各濃度値Ｚｍ１，Ｚｍ２を
総括的にＺｍで示すとき、暗い方にある濃度値の範囲の
第１圧縮係数ｋＬ、 ｋＬ ＝ （Ｃｃ−ＣＬ）／（Ｚｍ−ＺＬ） を求める第１圧縮係数演算手段と、 （ｓ３）第３濃度値範囲ＣＬ〜ＣＨにおける基準濃度値
Ｃｃに関して、明るい方にある濃度値の範囲の第２圧縮
係数ｋＨ、 ｋＨ ＝ （ＣＨ−Ｃｃ）／（ＺＨ−Ｚｍ） を求める第２圧縮係数演算手段と、 （ｓ４）第１および第２圧縮係数演算手段の各出力に応
答し、第３濃度値範囲内の濃度値Ｃを、第２濃度値範囲
ＺＬ〜ＺＨ内の濃度値Ｚが、 Ｚ ＜ Ｚｍ である範囲では、 Ｃ ＝ Ｃｃ−ｋＬ（Ｚｍ−Ｚ） によって求め、第２濃度値範囲ＺＬ〜ＺＨ内の濃度値Ｚ
が、 Ｚ ≧ Ｚｍ である範囲では、 Ｃ ＝ Ｃｃ−ｋＨ（Ｚ−Ｚｍ） によって求めて第６画像データを作成する圧縮濃度値演
算手段とを有する第６画像データ作成手段とを含むこと
を特徴とする画像の処理装置である。

【０００５】本発明に従えば、ダイナミックレンジが圧
縮されるべき広ダイナミックレンジである第１濃度値範
囲である第１画像データにおける画素数が予め定める値
未満、たとえば零または零に近い値未満である濃度値を
削除し、その後、この削除した濃度値分だけ、濃度値の
一方の側、すなわち濃度値が小さい暗い方に、または濃
度値が大きい明るい方にずらす。削除された濃度値を有
する画素には、前記一方の側にずらされた濃度値を設定
する。こうして第２濃度値範囲を有する第２画像データ
を作成する。

【０００６】第１画像データの前記濃度値の削除前にお
ける濃度値の平均値Ｅｍを演算して求め、その平均値Ｅ
ｍを、第２画像データにおける第２濃度値範囲内で、割
当値Ｚｍ１，Ｚｍ２に割当てて設定する。この場合、平
均値Ｅｍが、前記予め定める値未満の画素数が有する濃
度値であるときには、濃度値が前記一方の側にずらされ
た後におけるそのずらされた側の濃度を設定して割当値
Ｚｍ１とする。平均値Ｅｍが、前記予め定める値以上の
画素数を有する濃度値であるときには、第２画像データ
における前記ずらされた濃度値の範囲における平均値Ｅ
ｍに対応する濃度値を、割当値Ｚｍ２に設定する。その
後、割当値Ｚｍ１，Ｚｍ２を、圧縮された後の狭ダイナ
ミックレンジである第３濃度値範囲ＣＬ〜ＣＨ内におけ
る予め定める基準濃度値Ｃｃ、たとえばその第３濃度値
範囲ＣＬ〜ＣＨ内の中央の濃度値に対応させ、その基準
濃度値Ｃｃに関して、第３濃度値範囲ＣＬ〜ＣＨの下限
値ＣＬの範囲に、前記割当値Ｚｍ１，Ｚｍ２と第２濃度
値範囲における下限値との濃度値を配分して設定し、ま
た同様に第３濃度値範囲ＣＬ〜ＣＨ内における基準濃度
値Ｃｃと上限値ＣＨとの範囲を、第２濃度値範囲におけ
る割当値Ｚｍ１，Ｚｍ２とその第２濃度値範囲の上限値
との間に対応して配分する。したがって度数が零または
小さい濃度値が削除され、しかも明るさの相対関係が保
持されることになり、明るい部分と暗い部分との差が大
きい場合であっても、各部分での濃度変化が表現される
ことになり、そのため塗りつぶしたような画像が得られ
ることはない。こうして明るい部分と暗い部分との各部
分において、濃度値変化が表現されることになり、濃度
値の階調変化がある見た目に自然な画像を得ることがで
きる。

【０００７】さらに本発明に従えば、全体的に暗い方あ
るいは明るい方に偏りのある広ダイナミックレンジ画像
であっても、適正な値に変換された見やすいダイナミッ
クレンジ圧縮画像が得られる。こうして離隔して存在す
る濃度分布の山に対して、広ダイナミックレンジ画像の
圧縮時の白、黒のつぶれを防止し、階調変化を重視した
滑らかな画像が得られる。こうして画像を自然な階調で
見せるための有効な圧縮技術が実現される。露光量と
は、絞りや蓄積時間（シャッタ速度）で決まるもので、
露光量大の画像と言っているのは、絞りを開けるあるい
は蓄積時間を長くして撮影された画像（明るさが暗い被
写体を撮影）であり、逆のものが露光量小の画像（明る
さが明るい被写体を撮影）である。

【０００８】本発明に従えば、第３濃度値範囲における
基準濃度値Ｃｃに関して下と上の各濃度値の範囲で第１
および第２圧縮係数ｋＬ，ｋＨを求め、この第１および
第２圧縮係数ｋＬ，ｋＨを用いて、基準濃度値Ｃｃに関
して下と上の各部分の範囲における濃度値の配分を行う
ことができる。

【０００９】

【００１０】

【００１１】

【００１２】

【００１３】

【００１４】

【００１５】

【００１６】

【００１７】

【００１８】本発明に従えば、同一被写体を相互に異な
る露光量で撮像して得た複数、たとえば３の画面分の画
像データを用いてダイナミックレンジを拡張した単一枚
の画像データを得、こうして得られたダイナミックレン
ジが拡張された画像データを用いて、ダイナミックレン
ジを圧縮するようにしたので、広ダイナミックレンジ画
像データにおける濃度値の相対関係を、圧縮後において
もそのまま保持させることができる。

【００１９】

【００２０】

【００２１】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施の一形態の
全体の構成を示すブロック図である。撮像手段であるカ
メラ７によって、同一被写体を相互に異なる露光量で撮
像して、その複数画面分の画像データを得る。この画像
データは、カラー用画像データであって、赤Ｒ、緑Ｇお
よび青Ｂ毎の画像データから成る。カメラ７からの各色
Ｒ，Ｇ，Ｂ毎の画像データは、アナログ／デジタル変換
回路８においてデジタル化され、各色Ｒ，Ｇ，Ｂ毎の画
素毎に８ビットのデジタル信号に変換される。アナログ
／デジタル変換回路８からのデジタル化された画像デー
タは、本発明のダイナミックレンジ拡張装置９に与えら
れ、ここで、デジタル化された露光量が異なる複数枚の
画像について、濃度値合わせが行われるとともに、後述
の露光量係数β２ｍ，β１ｍの補正を行いながら各色
Ｒ，Ｇ，Ｂ毎の画像データから成る画面の合成が行われ
る。

【００２２】こうしてダイナミックレンジが拡張され
る。ダイナミックレンジ拡張装置９で拡張された画像デ
ータは、画像処理装置に与えられて色の解析などを行う
ことができる。ダイナミックレンジが拡張された画像デ
ータはまた、各色Ｒ，Ｇ，Ｂ合成にダイナミックレンジ
圧縮装置１０に与えられ、ここで合成された画像のダイ
ナミックレンジ拡張画像を、たとえば表示を行うための
カラー陰極線管または液晶表示手段などの出力装置に与
えるために、そのダイナミックレンジが圧縮される。

【００２３】カメラ７は、被写体の像を撮像素子１１に
結像するための集光レンズ１２を備える。撮像素子１１
は、たとえばＣＣＤ（電荷蓄積素子）から成り、各色
Ｒ，Ｇ，Ｂ毎の合計３つの画素が１つの組合わせを構成
し、このような組合わせが、多数、マトリクス状に配置
される。各画素には、色Ｒ，Ｇ，Ｂのフィルタ１３が設
けられる。露光量を設定するために、絞りおよびシャッ
タを含む露光量設定手段１４が設けられるとともに、撮
像素子１１の電荷蓄積時間が調整される。撮像素子１１
の各画素の画像データは、前述のようにアナログ／デジ
タル変換回路８に与えられてデジタル化される。

【００２４】ＣＣＤカメラは、１０⁰〜１０³弱（lux）
程度のオーダの明るさの範囲でしか、撮影できない。

【００２５】この撮影可能な明るさの範囲をＣＣＤカメ
ラのダイナミックレンジと言う。

【００２６】屋外や室内でも、直接日光があたる場所で
は１０⁴〜１０⁵（lux）、暗い影の部分では１０¹〜１０
³（lux）であり、直接日光があたる場所にある被写体と
暗い影の部分にある被写体を一定の露光量で撮影する
と、前者は白く塗りつぶれ、後者は黒く塗りつぶれた画
像しか得られない。これらの両者がダイナミックレンジ
の外方にあるものであり、塗りつぶれが発生していない
部分がダイナミックレンジの内方である。

【００２７】図２は、ダイナミックレンジ拡張装置９の
構成を示すブロック図である。アナログ／デジタル変換
回路８からのデジタル化された画像データ化は、各色
Ｒ，Ｇ，Ｂ毎に入力され、各画面毎にメモリＭ１〜Ｍ３
に、画像切換え回路１５を経て与えられる。メモリＭ１
には、中間の露光量によって撮像された１画面分の画像
データがストアされる。メモリＭ２には、大きい露光量
で撮像された画像データがストアされる。メモリＭ３に
は小さい露光量で撮像された画像データがストアされ
る。この図２において、実線は、各色Ｒ，Ｇ，Ｂ毎の画
像データを表し、破線は画像データ以外の制御のための
信号を示す。メモリＭ１にストアされている中間の露光
量を有する画像データの濃度値が、ダイナミックレンジ
の暗い方寄りの予め定める濃度値Ｆａと明るい方寄りの
予め定めるもう１つの濃度値Ｆｄから規定される規定範
囲の外に、画像データが存在するかどうかが、判定回路
１６で判定される。規定範囲外にメモリＭ１にストアさ
れている画像データの少なくとも一部分が存在すると
き、演算装置１７，１８が濃度値差α２，α１を演算回
路１９，２０で演算するとともに、露光量係数β２ｍ，
β１ｍを演算回路２１，２２で演算して求める。

【００２８】メモリＭ１にストアされている画像データ
の全てが、規定範囲以内であれば、その画像データは、
演算が行われることなしに、そのまま、置換回路２３を
素通りして、画像処理装置に与えられるとともに、ダイ
ナミックレンジ圧縮装置１０に与えられる。規定範囲外
に画像データが存在することが判定回路１６で判定され
たときには、各演算装置１７，１８では、メモリＭ１の
画像データとメモリＭ２，Ｍ３の画像データとを用いて
前述の演算を行う。こうして演算回路１７，１８で得ら
れた濃度値差α２，α１と露光量係数β２ｍ，β１ｍ
は、濃度変換回路２４，２５に与えられ、メモリＭ１に
ストアされている画像データのうち、規定範囲外の濃度
値を有する画素における濃度値を、補正後の画像データ
に変換してダイナミックレンジを拡張する。こうして得
られた新たな補正後の画像データは、色温度補正回路２
６，２７で補正演算が行われ、置換回路２３に与えられ
る。したがって規定範囲内の画像データは、メモリＭ１
にストアされている画像データがそのまま用いられ、規
定範囲外の画像データは、色温度補正回路２６，２７か
ら与えられる画像データに置換され、こうして１枚の画
面分のダイナミックレンジが拡張された画像データが導
出される。

【００２９】図３は、カメラ７による画像データのダイ
ナミックレンジと露光量を変えたときの出力画像データ
の濃度値との関係を示す図である。図３の横軸は、被写
体の横方向の画素の座標を示す。この被写体は、横方向
に、左から右になるにつれて被写体の輝度または照度が
大きくなって明るくなるように、説明の便宜のために構
成され、図３の縦軸では、下から上に等間隔目盛で暗か
ら明に変化するように目盛られている。図３の縦軸は、
各色Ｒ，Ｇ，Ｂ毎の画像データの濃度値を表し、参照符
ＤＲは、そのカメラ７のダイナミックレンジを示す。中
間の露光量で撮像した画像データは、Ｌ４で示される特
性を有し、大きい露光量で撮像された画像データは、ラ
インＬ５で示される特性を有し、さらに小さい露光量で
撮像された画像データは、ラインＬ６で示される特性を
有する。被写体の輝度が同一であっても、露光量の値に
依存して画像データの濃度値が異なり、またその濃度値
の傾きが異なることが判る。

【００３０】輝度は、被写体が発光性の場合における光
の強さを表し、照度は、被写体が発光性ではなく、照明
による明るさを有する場合における光の強さを表し、輝
度と照度とを総括的に明るさと言う。なお明度は、マン
セル表色系において、色を定義するための色相、彩度と
ともに３属性のうちの１つの属性であり、本発明で言う
輝度、照度および明るさとは、異なる概念である。

【００３１】図４は、被写体を説明するための図であ
る。図４（１）は、被写体を示す。被写体は、前述のよ
うに横方向に左から右になるにつれて輝度または照度が
暗から明に滑らかに変化するように構成される。被写体
の図４（１）における縦方向では、被写体の明るさは同
一である。図４（２）は、図４（１）に示される被写体
の横方向画素の座標に対応する明るさを示す。図４
（１）における縦のラインの相互間隔ΔＢ１は、被写体
の明るさに対応し、ΔＢ１が大きくなるにつれて明るく
なることを示す。

【００３２】図５はカメラ７によって中間の露光量で撮
像したときの動作を説明するための図であり、図６はカ
メラ７によって大きい露光量で撮像したときの動作を説
明するための図であり、図７はカメラ７によって小さい
露光量で撮像したときの動作を説明するための図であ
る。これらの露光条件の中、大、小によって得られる被
写体の画像データは、図５（１）、図６（１）および図
７（１）に示され、前述のメモリＭ１，Ｍ２，Ｍ３に
は、図５（２）、図６（２）および図７（２）に示され
る濃度値が、ストアされる。

【００３３】図５（２）を参照して、メモリＭ１におい
て、横軸に示される被写体の横方向の画素の座標の位置
Ａ，Ｄにおけるカメラ７によって得られる濃度値は、参
照符Ｆａ，Ｆｄで示され、この濃度値Ｆａ〜Ｆｄを前記
規定範囲内とする。このダイナミックレンジＤＲの濃度
値は、たとえばこの実施の一形態では、０〜２５５の合
計２５６階調に設定される。濃度値がＦａ未満およびＦ
ｄを超える規定範囲外では、本発明に従い、メモリＭ２
において、図６（２）の露光量が大きい条件で撮像され
た画像データを用いて、およびメモリＭ３において、図
７（２）に示される露光量が小さい条件で撮像された画
像データを用いて、それぞれ補正される。図５（１）、
図６（１）および図７（１）における縦のラインの間隔
ΔＢ２は、濃度値を示し、この間隔ΔＢ２が大きい程、
濃度値が大きく、すなわち明るいことを表す。

【００３４】メモリＭ１には、各色Ｒ，Ｇ，Ｂ毎に画素
の座標（ｘ１，ｙ１）〜（ｘｍ，ｙｎ）毎の濃度値ｆ１
〜ｆｒが対応してストアされ、このことは他のメモリＭ
２，Ｍ３においても同様である。

【００３５】

【表１】

【００３６】図８は、メモリＭ１における１つの色、た
とえば赤Ｒの画像データに関する本発明に従って得られ
るヒストグラムである。図８の横軸は、濃度値を示し、
図８の縦軸は画素数、すなわち度数を表す。

【００３７】図９は、図２に示されるダイナミックレン
ジ拡張装置９の全体の動作を簡略化して示すブロック図
である。このダイナミックレンジ拡張装置９は、メモリ
Ｍ１にストアされている画像データに関して、第１の動
作２８を行い、メモリＭ２にストアされている画像デー
タに関して、第２動作２９を行い、またメモリＭ３にス
トアされている画像データに関して、第３の動作３０を
行う。これらの第１〜第３の各動作２８〜３０の具体的
な各ステップａ１〜ａ９；ａ１０〜ａ１７；ａ２０〜ａ
２７は、図１０〜図１２にそれぞれ示される。

【００３８】カメラ７によって撮像された露光量の中、
大および小の各画像データは、前述のようにメモリＭ
１，Ｍ２，Ｍ３にストアされている。まずメモリＭ１の
画像データを各色Ｒ，Ｇ，Ｂ毎に、ステップａ１におい
て読出して、それらの画像データが濃度値Ｆａ以上、濃
度値Ｆｄ以下の規定範囲内にあるかどうかを、ステップ
ａ２において、判定回路１６で判定する。メモリＭ１の
画像データの全てが規定範囲Ｆａ〜Ｆｄ以内に存在し、
その規定範囲外には存在しないことが、判定されると、
ステップａ３においてダイナミックレンジの拡張動作を
行わず、動作を終了する。

【００３９】ステップａ４においてメモリＭ１の画像デ
ータの少なくとも一部が規定範囲外に存在することが判
定されると、次のステップａ５では、規定範囲外の画像
データがケース１〜３に分類される。ケース１は、メモ
リＭ１の画像データの少なくとも一部が規定範囲Ｆａ〜
Ｆｄの上限Ｆｄを超えて存在する場合である。ケース２
は、メモリＭ１の画像データの少なくとも一部が下限の
濃度値Ｆａ未満で存在する場合である。ケース３は、前
述のケース１，２のいずれもが成立する場合であって、
すなわちメモリＭ１の画像データの少なくとも一部が濃
度値Ｆｄを超えて存在し、また濃度値Ｆａ未満でも存在
する場合である。

【００４０】ステップａ６では、前述の図８に関連して
述べたヒストグラムが、メモリＭ１の画像データに関し
て作成される。このヒストグラムは、メモリＭ１の画像
データの濃度値毎の画素数である度数を表す。

【００４１】ステップａ７では、メモリＭ１の画像デー
タに関して、ケース１またはケース３の場合、規定範囲
の上限の濃度値Ｆｄ以下であって、予め定める規定度数
Ｑ以上である濃度値Ｆｃを上記ヒストグラムを用いて検
索する。すなわち濃度値Ｆｄからダイナミックレンジ内
方（図８の左方）に予め定める画素数Ｑ以上の濃度値を
有する最初の濃度値として、Ｆｃを定める。

【００４２】ステップａ８では、メモリＭ１の画像デー
タに関して、規定範囲の下限の濃度値Ｆａ以上で規定度
数Ｑ以上の濃度値Ｆｂを検索し、これは前記ケース２ま
たは３の場合に行われる。この濃度値Ｆｂは、濃度値Ｆ
ａからダイナミックレンジ内方（図８の右方）に予め定
める画素数Ｑ以上の濃度値を有する最初の濃度値として
定められる。各濃度値Ｆｃ，Ｆｂの前記規定度数Ｑは、
相互に異なっていてもよい。こうして濃度値Ｆａ，Ｆｄ
と規定度数Ｑとに基づいて、濃度値Ｆｃ，Ｆｂが定めら
れる。

【００４３】ステップａ９では、各ケース１〜３におい
て求められた濃度値Ｆａ〜Ｆｄを有する画素の座標を、
前述の表１に基づいて抽出される。

【００４４】ステップａ９ではさらに、濃度値がＦａ未
満およびＦｄを超える濃度値を有する座標もまた、メモ
リＭ１の画像データに基づいて抽出する。

【００４５】前述のケース２または３の場合には、図１
１において大きい露光量で撮像された画像データがスト
アされているメモリＭ２のストア内容に基づいて、さら
に演算処理が行われる。この図１１は、画像メモリＭ２
にストアされている画像データの処理動作を説明するた
めのフローチャートである。ステップａ１０では、中間
の露光量で撮像されたメモリＭ１にストアされている画
像データのうち、前述のステップａ９で求められた濃度
値Ｆａ，Ｆｂを有するメモリＭ１の画素と同一座標を有
するメモリＭ２の座標における座標を抽出し、そのメモ
リＭ２における濃度値を読出す。この抽出結果は、表２
のとおりである。表２におけるＭ２の座標というのは、
メモリＭ１において濃度値Ｆａ，Ｆｂを有するメモリＭ
２の画素の座標である。

【００４６】

【表２】

【００４７】ステップａ１１では、各濃度値Ｆａ，Ｆｂ
毎に、メモリＭ２から抽出された画素の有する濃度値の
平均値Ｆ２ａ，Ｆ２ｂを式１，２に基づいて演算して求
める。

【００４８】

【数１】

【００４９】ｆｉは、メモリＭ１における画像データの
濃度値Ｆａを有する座標と同一座標を有するメモリＭ２
における画素の濃度値であり、画素数の合計はｑであ
る。またｆｊは、メモリＭ１における画像データの濃度
値Ｆｂを有する画素と同一座標を有するメモリＭ２にお
ける濃度値であり、ｒは、その画素数の合計である。

【００５０】ステップａ１２では、濃度値差α２を演算
して求める。

【００５１】 α２ ＝ Ｆａ − Ｆ２ａ …（３） ステップａ１３では、露光量係数β２を演算して求め
る。

【００５２】 β２ ＝ （Ｆｂ − Ｆａ） ／ （Ｆ２ｂ − Ｆ２ａ） …（４） このような上述のステップａ１〜ａ１３に関しては、画
像データの各色Ｒ，Ｇ，Ｂ毎に行う。

【００５３】ステップａ１４では、式４で得られる各色
Ｒ，Ｇ，Ｂ毎の平均値β２Ｒ，β２Ｇ，β２Ｂの平均値
β２ｍを演算して求める。

【００５４】 β２ｍ ＝ （β２Ｒ ＋ β２Ｇ ＋ β２Ｂ） ／ ３ …（５） ステップａ１５では、濃度値Ｆａ未満の濃度値を有する
メモリＭ１の画像データの画素と同一座標を有するメモ
リＭ２における画像データの画素の濃度値Ｆ２ｏｌｄを
用い、さらに前述の演算した求められた濃度値差α２お
よび露光量係数β２ｍを用いて、式６に基づき、補正後
の画像データの濃度値Ｆ２ｎｅｗを演算して求める。

【００５５】 Ｆ２ｎｅｗ ＝ Ｆａ ＋ （ Ｆ２ｏｌｄ ＋ α２ − Ｆａ） × β２ｍ …（６） 演算装置１７では、前述のステップａ５〜ａ１４を実行
し、濃度変換回路２４は、前述のステップａ１５の演算
を実行する。

【００５６】ステップａ１６では、式６によって得られ
た補正後の画像データの濃度値Ｆ２ｎｅｗの色温度補正
の演算を、色温度補正回路２６で行う。

【００５７】色温度補正のために、その色温度補正回路
２６に備えられているメモリには、各メモリＭ２，Ｍ３
の画像データに対応して、表３のように各色Ｒ，Ｇ，Ｂ
毎の利得ｋＲ，ｋＧ，ｋＢが設定される。

【００５８】

【表３】

【００５９】メモリＭ２にストアされている画像データ
は、被写体が暗く、したがって大きい露光量で撮像して
得られた画像データであり、この場合には、色温度は低
いので、赤ＲのゲインｋＲを他の色Ｇ，Ｂの利得ｋＧ，
ｋＢに比べて小さい値に設定し、たとえば表３のよう
に、ｋＲ＝０．８、ｋＧ＝ｋＢ＝１．０に設定する。こ
うして色温度補正された各色毎の濃度値Ｆ２ｎｅｗＲ
２，Ｆ２ｎｅｗＧ２，Ｆ２ｎｅｗＢ２が、式７〜９によ
って得られる。

【００６０】 Ｆ２ｎｅｗＲ２ ＝ Ｆ２ｎｅｗＲ × ｋＲ …（７） Ｆ２ｎｅｗＧ２ ＝ Ｆ２ｎｅｗＧ × ｋＧ …（８） Ｆ２ｎｅｗＢ２ ＝ Ｆ２ｎｅｗＢ × ｋＢ …（９） ステップａ１７では、置換回路２３において、メモリＭ
１の濃度値Ｆａ〜Ｆｄの規定範囲内の画像データは、置
換することなくそのまま導出し、濃度値Ｆａ未満の画像
データでは、前述のようにメモリＭ２の画像データを演
算して、前述の式７〜９で得られた各色毎の補正後の画
像データの濃度値を導出する。こうして露光量の大きい
方へのダイナミックレンジの拡張が行われたことにな
る。

【００６１】前述のケース１または３の場合には、図１
２に示される動作が行われる。図１２は、ケース１また
は３における動作を説明するためのフローチャートであ
る。この図１２におけるステップａ２０〜ａ２７は、前
述の図８におけるステップａ１０〜ａ１７にそれぞれ対
応しており、小さい露光量で撮像された被写体のメモリ
Ｍ３にストアされている画像データが用いられる。

【００６２】ステップａ２０では、中間の露光量で撮像
されたメモリＭ１にストアされている画像データのう
ち、前述のステップａ９で求められた濃度値Ｆｄ，Ｆｃ
を有するメモリＭ１の画素と同一座標を有するメモリＭ
３の座標における座標を抽出し、そのメモリＭ３におけ
る濃度値を前述の表２と同様に読出す。

【００６３】ステップａ２１では、各濃度値Ｆｃ，Ｆｄ
毎に、メモリＭ３から抽出された画素の有する濃度値の
平均値Ｆ１ｄ，Ｆ１ｃを式１，２に基づいて演算して求
める。

【００６４】

【数２】

【００６５】ｆｋは、メモリＭ１における画像データの
濃度値Ｆｄを有する座標と同一座標を有するメモリＭ３
における画素の濃度値であり、画素数の合計はｕであ
る。またｆｈは、メモリＭ１における画像データの濃度
値Ｆｃを有する画素と同一座標を有するメモリＭ３にお
ける濃度値であり、ｖは、その画素数の合計である。

【００６６】ステップａ２２では、濃度値差α１を演算
して求める。

【００６７】 α１ ＝ Ｆｄ − Ｆ１ｄ …（12） ステップａ２３では、露光量係数β１を演算して求め
る。

【００６８】 β１ ＝ （Ｆｄ − Ｆｃ） ／ （Ｆ１ｄ − Ｆ１ｃ） …（13） このような上述のステップａ２０〜ａ２３に関しては、
画像データの各色Ｒ，Ｇ，Ｂ毎に行う。

【００６９】ステップａ２４では、式１３で得られる各
色Ｒ，Ｇ，Ｂ毎の平均値β１Ｒ，β１Ｇ，β１Ｂの平均
値β１ｍを演算して求める。

【００７０】 β１ｍ ＝ （β１Ｒ ＋ β１Ｇ ＋ β１Ｂ） ／ ３ …（14） ステップａ２５では、濃度値Ｆａ未満の濃度値を有する
メモリＭ１の画像データの画素と同一座標を有するメモ
リＭ３における画像データの画素の濃度値Ｆ１ｏｌｄを
用い、さらに前述の演算した求められた濃度値差α１お
よび露光量係数β１ｍを用いて、式１５に基づき、補正
後の画像データの濃度値Ｆ１ｎｅｗを演算して求める。

【００７１】 Ｆ１ｎｅｗ ＝ Ｆｄ ＋ （ Ｆ１ｏｌｄ ＋ α１ − Ｆｄ） × β１ｍ …（15） 演算装置１７では、前述のステップａ２０〜ａ２４を実
行し、濃度変換回路２４は、前述のステップａ２５の演
算を実行する。

【００７２】ステップａ２６では、式１５によって得ら
れた補正後の画像データの濃度値Ｆ１ｎｅｗの色温度補
正の演算を、色温度補正回路２６で行う。メモリＭ３に
ストアされている画像データは、被写体が明るく、した
がって小さい露光量で撮像して得られた画像データであ
り、この場合には、色温度は高いので、青Ｂのゲインｋ
Ｂを他の色Ｒ，Ｇの利得ｋＲ，ｋＧに比べて小さい値に
設定し、たとえば前述の表３のようにｋＢ＝０．８、ｋ
Ｒ＝ｋＧ＝１．０に設定する。こうして色温度補正され
た各色Ｒ，Ｇ，Ｂ毎の濃度値Ｆ１ｎｅｗＲ１，Ｆ１ｎｅ
ｗＧ１，Ｆ１ｎｅｗＢ１が、式１６〜式１８によって得
られる。

【００７３】 Ｆ１ｎｅｗＲ１ ＝ Ｆ１ｎｅｗＲ × ｋＲ …（16） Ｆ１ｎｅｗＧ１ ＝ Ｆ１ｎｅｗＧ × ｋＧ …（17） Ｆ１ｎｅｗＢ１ ＝ Ｆ１ｎｅｗＢ × ｋＢ …（18） ステップａ２７では、置換回路２３において、メモリＭ
１の濃度値Ｆａ〜Ｆｄの規定範囲内の画像データは、置
換することなくそのまま導出し、濃度値Ｆｄを超える画
像データでは、前述のようにメモリＭ３の画像データを
演算して、前述の式１６〜１８で得られた各色毎の補正
後の画像データの濃度値を導出する。こうして露光量の
小さい方へのダイナミックレンジの拡張が行われたこと
になる。

【００７４】図１３は、ダイナミックレンジ拡張装置９
によって得られた画像データを説明するための図であ
る。中間の露光量で得られた画像データの領域Ｐ１にお
ける濃度値Ｆａ〜Ｆｄの規定範囲における濃度値とその
濃度値の傾きとが、露光量の大および小の各領域Ｐ２，
Ｐ３において濃度合わせと露光量係数を用いた補正演算
が行われ、こうして特性Ｌ４に、特性Ｌ５，Ｌ６が一直
線状に連続したダイナミックレンジの拡張が達成され
る。前述の実施の形態では、ダイナミックレンジＤＲ
は、濃度値が０〜２５５に定められ、たとえばＦａ＝１
０、Ｆｂ＝２０、Ｆｃ＝２３０、Ｆｄ＝２４０であって
もよい。

【００７５】濃度が０〜２５５に量子化されている場
合、Ｆａは、中間の露光量で撮影された画像の低い濃度
値（たとえば、濃度値１０）であり、Ｆｂは、中間の露
光量で撮影された画像のＦａよりもやや高い濃度値（た
とえば、濃度値２０）であり、Ｆｃは、中間の露光量で
撮影された画像のＦｄよりもやや低い濃度値（たとえ
ば、濃度値２３０）であり、Ｆｄは、中間の露光量で撮
影された画像の高い濃度値（たとえば、濃度値２４０）
である。

【００７６】Ｆａ〜Ｆｂ間に充分な画素数がない場合
は、Ｆｂをさらに高い濃度値に変更し、既定のサンプル
数（たとえば、中間の露光量で撮影された画像の全画素
数の１０％）となるまで繰返す。

【００７７】Ｆｃ〜Ｆｄ間に充分な画素数がない場合
は、Ｆｃをさらに低い濃度値に変更し、既定のサンプル
数（たとえば、中間の露光量で撮影された画像の全画素
数の１０％）となるまで繰返す。

【００７８】β２ｍ，β１ｍの意味を補足的に説明す
る。露光量の異なる図３のＬ４，Ｌ５，Ｌ６に対し、露
光量が中間であるＬ４を基準として、露光量の異なる画
像の同一被写体部分を用いて、露光量の違いによる濃度
の変化量の比を計算するものである。もちろんこのよう
な構成のほか、絞りや蓄積時間を用いて計算することも
できるが、絞りの精度や個々のＣＣＤカメラの露光量に
対する画像の明るさの線形性がメーカや機種などにより
ばらつきがあるので、この実施例では撮影された画像か
ら１次線形近似する。

【００７９】ダイナミックレンジ拡張装置９からの補正
後の画像データが与えられるダイナミックレンジ圧縮装
置１０では、たとえば陰極線管または液晶表示装置など
におけるダイナミックレンジが図１３の参照符３１で示
されるように狭い場合、明るさの相対関係が保持される
ように、また全体的に暗い方あるいは明るい方に偏りの
ある広ダイナミックレンジ画像であっても、適正な値に
変換された見やすい画像を得るようにすることができ
る。このダイナミックレンジの範囲３１は、本発明の実
施の他の形態では、カメラ７と同様に、たとえば０〜２
５５の濃度値の範囲であってもよい。

【００８０】図１４はダイナミックレンジ圧縮装置１０
の具体的な構成を示すブロック図であり、図１５はこの
ダイナミックレンジ圧縮装置１０の全体の動作を簡略化
して示すフローチャートである。図１５における動作３
３は、図１６のステップｂ１〜ｂ４によって達成され
る。動作３４は、図１７に示されるステップｂ５，ｂ６
によって達成される。動作３５は、図１８のステップｂ
７〜ｂ９によって達成される。動作３６は、図１９のス
テップｂ１０，ｂ１１によって達成される。このような
図１５〜図１９に示される動作を実行するために、ダイ
ナミックレンジ圧縮装置１０は、ダイナミックレンジ拡
張装置９からの広ダイナミックレンジ画像データが与え
られてメモリ３７にストアされ、この画像データは、前
述のようにカラー用画像データであり、ヒストグラム演
算回路３８と平均値演算手段３９とに与えられる。図１
４における実線は、各色Ｒ，Ｇ，Ｂ毎の画像データであ
り、破線は、制御信号を示す。ヒストグラム演算回路３
８では、広ダイナミックレンジ画像データの各色Ｒ，
Ｇ，Ｂ毎の図２０（１）〜図２０（３）にそれぞれ示さ
れるヒストグラムを作成する。このヒストグラムは、横
軸にたとえば０〜１０００までの濃度値が等間隔目盛で
表され、縦軸はその度数、すなわち画素数を示す。この
ようなヒストグラム作成は、図１６のステップｂ１から
ステップｂ２に移って実行される。

【００８１】次のステップｂ３では、各濃度値毎に、全
ての色Ｒ，Ｇ，Ｂの画素数が、予め定める値未満である
か、たとえばこの実施の一形態では零であり、離隔濃度
値分布の画像であるかを検索する。図２０では、全ての
色Ｒ，Ｇ，Ｂとも、画素数が零である共通の濃度値を、
参照符４１，４２で示す。このような濃度値の検索は、
図１４の濃度値検索回路４３において達成される。

【００８２】ステップｂ４では、メモリ３７からの広ダ
イナミックレンジの画像データの各色Ｒ，Ｇ，Ｂ全ての
濃度値の平均値Ｅｍを演算して求める。

【００８３】

【数３】

【００８４】ここでｆｉは、１つの濃度値であり、ｋｉ
は、その濃度値ｆｉを有する画素数であり、ｉは、広ダ
イナミックレンジの画像が有する全ての濃度値であり、
Ｋは、メモリ３７の画像データの画素の総数である。

【００８５】前述のステップｂ３において、画素数が前
記予め定める値未満である濃度値が存在しないことが判
断されると、次の図１７のステップｂ５からステップｂ
６に移り、平均値Ｅｍおよび濃度値をそのまま用い、後
述の図１９におけるステップｂ１０に移る。この場合、
画像データは、滑らかな、すなわち中間濃度値が多い連
続濃度値分布の画像であることが判る。

【００８６】ステップｂ３において、画素数が予め定め
る値未満である濃度値が存在するものと判断されると、
図１８のステップｂ７からステップｂ８に移り、図１４
の濃度変換回路４４では、その画素数が予め定める値未
満である濃度値を削除して、その削除した濃度値４１，
４２分だけ、画素数が前記予め定める値以上である濃度
値を、濃度値の低い方にずらして、かつ削除された濃度
値を有する画素には、前記ずらされた側である濃度値の
低い方の濃度を設定して、図２１に示されるように、各
色Ｒ，Ｇ，Ｂに共通の第２の濃度値範囲を有する画像デ
ータを作成する。

【００８７】図２１は、こうして画素数が予め定める値
未満である濃度値を削除した後の第２濃度値範囲ＺＬ〜
ＺＨを有する第２画像データのヒストグラムを示し、図
２１（１）〜図２１（３）は、色Ｒ，Ｇ，Ｂ毎のヒスト
グラムを示す。削除された濃度値４１，４２の位置は、
図２１において同一の参照符４１，４２で示す。こうし
て低濃度値から順に、すなわち図２０および図２１の左
から右に順に、各色Ｒ，Ｇ，Ｂとも予め定める画素数で
ある度数未満の濃度値を削除し、最も新しく登録された
濃度値に置換し、前記予め定める値である画素数以上の
濃度値を、濃度値の順に割当てて、変換テーブルを作成
する。すなわちメモリ３７にストアされている広ダイナ
ミックレンジ画像データを、第１画像データと呼び、各
濃度値毎の画素数が、表４のとおりであるものとし、そ
のときの画素の座標は、メモリ３７にストアされている
ものとする。たとえば表４において濃度値１２１〜１２
９では、画素数は零であるものとする。

【００８８】

【表４】

【００８９】表４の場合、ステップｂ８では、濃度変換
回路４４は、表５の変換テーブルを作成する。

【００９０】

【表５】

【００９１】表４における画素数が零である濃度値１２
１〜１２９は削除される。また表４の濃度値１３１〜１
０００の間などにおいても、画素数が零である濃度値を
削除する。こうして表５のように、たとえば０〜３４０
の第２濃度値範囲となる。

【００９２】ステップｂ９では、たとえば表５で得られ
た変換テーブルにおける平均値Ｅｍの割当値Ｚｍ１，Ｚ
ｍ２を検索して設定する。Ｚｍ１，Ｚｍ２を総括的に参
照符Ｚｍで示す。

【００９３】図１４の全濃度平均変換回路４５は、平均
値Ｅｍを有する画素数が、前記予め定める値未満である
とき、第２画像データの第２濃度値範囲、たとえば０〜
３４０内で、その平均値Ｅｍを含む前記削除した画素の
濃度値分のずらされた側の濃度値を、平均値Ｅｍの割当
値Ｚｍ１に設定する。

【００９４】図２２は、全濃度平均変換回路４５の動作
を説明するための図である。図２２（１）に示されるよ
うに、メモリ３７の第１画像データの濃度値は０〜１０
００の範囲であり、前述のように濃度値１２１〜１２９
の範囲４１では、その画素数は零であり、また同様に濃
度値２５０〜４００の範囲４２では画素数が零であるも
のとする。平均値Ｅｍは、たとえば３５０であって、こ
の場合、平均値Ｅｍは削除される濃度値の範囲４２に存
在する。

【００９５】図２２（２）は、この全濃度平均変換回路
４５において、前記削除した濃度値の範囲４１，４２の
分だけ濃度値の低い方にずらして得られる第２の濃度値
範囲０〜３４０におけるヒストグラムである。図２２
（１）は、表４に対応し、図２２（２）は表５に対応す
る。図２２（１）における濃度値の範囲４１を削除する
ことによって、図２２（１）における濃度値１３０は、
図２２（２）における新たな濃度値１２１となる。図２
２（１）における前記範囲４２における削除される濃度
値２５０〜４００がなくなることによって、図２２
（１）の濃度値２４９は、図２２（２）の濃度値２４０
となり、図２２（１）の濃度値４０１は、図２２（２）
の濃度値２４１に変換される。この場合、平均値Ｅｍ
（たとえば３５０）は、削除した画素の範囲４２の濃度
値分のずらされた側の図２２（２）における濃度値２４
０に設定される。すなわち割当値Ｚｍ１＝２４０に設定
される。

【００９６】平均値Ｅｍを有する画素数が、前記予め定
める値以上であり、たとえば図２３（１）に示されるよ
うに、平均値Ｅｍ＝２００であるものとすると、この平
均値Ｅｍは、前記削除するべき濃度値の範囲４１，４２
には存在しない。この場合には、その平均値Ｅｍを有す
る図２３（２）に示される第２画像データの画素の濃度
値を、割当値Ｚｍ２に設定し、この演算は、基準濃度変
換回路４６において行われる。たとえば図２３（１）に
おいて、第１画像データのヒストグラムは、上述の図２
２（１）と同様に、濃度値の範囲４１，４２が削除され
るべき範囲であり、その画素数が、図２２（１）とは異
なるものとし、平均値Ｅｍ＝２００であるものとすれ
ば、図２３（２）の第２画像データでは、前記範囲４１
だけ濃度値の低い方に平均値Ｅｍをずらして、割当値Ｚ
ｍ２＝１９１を設定する。

【００９７】基準濃度変換回路４６では、図１７のステ
ップｂ６および図１８のステップｂ９から、図１９のス
テップｂ１０に移る。図２３（２）の第２画像データの
ヒストグラムは、図２４（１）にもまた、示されてい
る。この図２４（１）に示される第２画像データに基づ
き、図２４（２）に示されるように、ダイナミックレン
ジが圧縮される第３濃度値範囲ＣＬ〜ＣＨでの濃度値Ｃ
を、演算する必要がある。

【００９８】そこでステップｂ１０では、まず図２４
（２）に示される第３濃度値範囲ＣＬ〜ＣＨにおける基
準濃度値Ｃｃを設定し、その基準濃度値Ｃｃに関して下
の濃度値の範囲ＣＬ〜Ｃｃにおける第１圧縮係数ｋＬを
演算して求める。

【００９９】 ｋＬ ＝ （Ｃｃ−ＣＬ）／（Ｚｍ−ＺＬ） …（20） ただしｚ＜Ｚｍ ここで割当値Ｚｍ１，Ｚｍ２を、総括的に参照符Ｚｍで
表す。

【０１００】また第３濃度値範囲における基準濃度値Ｃ
ｃに関して、上の濃度値の範囲Ｃｃ〜ＣＨでは、第２圧
縮係数ｋＨを演算して求める。

【０１０１】 ｋＨ ＝ （ＣＨ−Ｃｃ）／（ＺＨ−Ｚｍ） …（21） ただしｚ≧Ｚｍ 第３濃度値範囲ＣＬ〜ＣＨにおける基準濃度値Ｃｃは、
予め定められる値であって、たとえばこの範囲ＣＬ〜Ｃ
Ｈの中央の値またはその中央付近の値に定められ、たと
えばこの実施の一形態では、Ｃｃ＝１２８に選ばれる。

【０１０２】ステップｂ１１では各色Ｒ，Ｇ，Ｂの各変
換後の濃度値Ｚと割当値Ｚｍ１，Ｚｍ２未満と以上との
対応関係に応じて、圧縮後の濃度値Ｃを演算して求め
る。

【０１０３】Ｚ＜Ｚｍでは、 Ｃ ＝ Ｃｃ−ｋＬ（Ｚｍ−Ｚ） …（22） Ｚ≧Ｚｍでは、 Ｃ ＝ Ｃｃ＋ｋＨ（Ｚ−Ｚｍ） …（23） こうしてステップｂ１２では、一連の動作を終了し、表
６を得る。

【０１０４】

【表６】

【０１０５】こうして図２５に示されるように、ダイナ
ミックレンジが圧縮されたヒストグラムが得られる。図
２５（１）〜図２５（３）は、各色Ｒ，Ｇ，Ｂ毎の第３
画像データのヒストグラムである。基準濃度値Ｃｃは、
各色Ｒ，Ｇ，Ｂに共通に１つの値に設定される。

【０１０６】

【発明の効果】本発明によれば、広ダイナミックレンジ
の第１画像データにおける濃度値の相対関係を、ダイナ
ミックレンジ圧縮後の狭ダイナミックレンジである第３
濃度値範囲を有する画像データにおいても保持すること
ができるので、第１画像データの明るい部分と暗い部分
との差が大きい場合であっても、各部分での濃度値変化
が表現され、濃度値の階調変化のある見た目に自然な画
像を得ることができる。こうして離隔して存在する濃度
値分布の山に、広ダイナミックレンジ画像の圧縮時の白
つぶれおよび黒つぶれを防止し、階調変化を重視した滑
らかな画像を得ることができるようになり、画像データ
を可視化して人間に、さらに一層自然に見せることがで
きるようになる。

【０１０７】また本発明によれば、全体的に暗い方ある
いは明るい方に濃度値の偏りがある広ダイナミックレン
ジ画像であっても、適正な値に変換された見やすい狭ダ
イナミックレンジを有する圧縮画像を得ることができ
る。

【０１０８】本発明によれば、第１画像データを第３濃
度値範囲に配分するにあたり、第１および第２圧縮係数
ｋＬ，ｋＨを演算して求めて、第２濃度値範囲における
割当値Ｚｍ１，Ｚｍ２に関する下および上の各濃度値範
囲を、第３濃度値範囲ＣＬ〜ＣＨにおける基準濃度値Ｃ
ｃに関して下および上に１次関数で線形配分することが
できる。

【０１０９】

【０１１０】

【０１１１】本発明によれば、第１画像データの明る
さ、すなわち濃度値の相対関係を保持したままで、ダイ
ナミックレンジの圧縮を行うことができる。

【０１１２】本発明によれば、基準濃度値Ｃｃに関して
下および上の濃度値の範囲での１次関数による配分を行
うことが自動的に可能になる。

【０１１３】

【０１１４】本発明によれば、同一被写体を相互に異な
る露光量で撮像して得た複数画面分の画像データに基づ
いてダイナミックレンジを、一旦、拡張し、その後、濃
度値の相対関係を保持したままでダイナミックレンジを
圧縮するようにしたので、そのダイナミックレンジが狭
い陰極線管または液晶表示装置などによっても、画像の
白、黒つぶれを防止した階調変化を重視した滑らかな画
像を表示などによって出力することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態の全体の構成を示すブロ
ック図である。

【図２】ダイナミックレンジ拡張装置９の構成を示すブ
ロック図である。

【図３】カメラ７による画像データの露光量を変えたと
きの被写体の明るさと出力画像データの濃度値との関係
を示す図である。

【図４】本発明の実施の一形態の説明を行うために用い
られる被写体を説明するための図である。

【図５】図４（１）の被写体をカメラ７で撮像したとき
における露光量が中で撮像された画像データを説明する
ための図である。

【図６】図４（１）の被写体をカメラ７で撮像したとき
における露光量が大で撮像された画像データを説明する
ための図である。

【図７】図４（１）の被写体をカメラ７で撮像したとき
における露光量が小で撮像された画像データを説明する
ための図である。

【図８】本発明に従って得られるヒストグラムである。

【図９】図２に示されるダイナミックレンジ拡張装置９
の全体の動作を簡略化して示すブロック図である。

【図１０】図９における動作２８を具体的に示すフロー
チャートである。

【図１１】図９の動作２９を具体的に示すフローチャー
トである。

【図１２】図９の動作３０を具体的に示すフローチャー
トである。

【図１３】ダイナミックレンジ拡張装置９によって得ら
れた画像データを説明するための図である。

【図１４】ダイナミックレンジ圧縮装置１０の具体的な
構成を示すブロック図である。

【図１５】ダイナミックレンジ圧縮装置１０の全体の動
作を簡略化して示すフローチャートである。

【図１６】図１５におけるステップｂ１〜ｂ４の動作を
示す図である。

【図１７】図１５におけるステップｂ５，ｂ６の動作を
示す図である。

【図１８】図１５におけるステップｂ７〜ｂ９の動作を
示す図である。

【図１９】図１５におけるステップｂ１０，ｂ１１の動
作を示す図である。

【図２０】広ダイナミックレンジ画像データの各色Ｒ，
Ｇ，Ｂ毎のヒストグラムを示す図である。

【図２１】画素数が予め定める値未満の濃度値を削除し
た後の第２濃度値範囲ＺＬ〜ＺＨを有する第２画像デー
タのヒストグラムを示し、図２１（１）は色Ｒのヒスト
グラムを示し、図２１（２）は色Ｇのヒストグラムを示
し、図２１（３）は色Ｂのヒストグラムを示す。

【図２２】全濃度平均変換回路４５の動作を説明するた
めの図である。

【図２３】平均値Ｅｍを有する画素数を示す図である。

【図２４】基準濃度変換回路４６の動作を説明するため
の図であり、図２４（１）はダイナミックレンジが圧縮
される前の第２画像データのヒストグラムを示し、図２
４（２）はダイナミックレンジが圧縮された第２画像デ
ータのヒストグラムを示す。

【図２５】各色Ｒ，Ｇ，Ｂ毎の第３画像データのヒスト
グラムである。

【図２６】先行技術のダイナミックレンジ圧縮を示す図
である。

【符号の説明】

７ カメラ ８ アナログ／デジタル変換回路 ９ ダイナミックレンジ拡張装置 １０ ダイナミックレンジ圧縮装置 １１ 撮像素子 １２ 集光レンズ １５ 画像切換え回路 １７，１８ 演算回路 ２３ 置換回路 ２４，２５ 濃度変換回路 ２６，２７ 色温度補正回路 ３７ メモリ ３８ ヒストグラム演算回路 ３９ 平均値演算手段 ４１，４２ 濃度値 ４４ 濃度変換回路 ４５ 全濃度平均変換回路 ４６ 基準濃度変換回路 Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３ メモリ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04N 5/50 - 5/63 H04N 5/14 - 5/217 H04N 1/40 G06T 1/00 - 1/40 G06T 3/00 - 5/50 G06T 9/00 - 9/40

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 （ａ）或る露光量で撮像した複数の濃度
   値を有する第１画像データをストアする第１メモリＭ１
   と、 （ｂ）第１画像データの露光量よりも大きい方の露光量
   で、第１画像データと同一被写体を撮像した複数の濃度
   値を有する第２画像データをストアする第２メモリＭ２
   と、 （ｃ）第１メモリＭ１にストアされている第１画像デー
   タの濃度値のダイナミックレンジ内で、複数の各予め定
   める濃度値Ｆａ，Ｆｂのうち、第１濃度値Ｆａおよび第
   １濃度値Ｆａよりもさらに暗い方にある濃度値、ならび
   に第１濃度値Ｆａよりも明るい方にある第２濃度値Ｆｂ
   を有する第１メモリＭ１の画素の座標を抽出する第１抽
   出手段と、 （ｄ）第１抽出手段によって抽出された座標と同一座標
   を有する第２メモリＭ２の画素を抽出する第２抽出手段
   と、 （ｅ）第２抽出手段の出力に応答し、第１および第２濃
   度値Ｆａ，Ｆｂ毎に、第２メモリＭ２から抽出された画
   素の有する濃度値の第１および第２平均値Ｆ２ａ，Ｆ２
   ｂをそれぞれ求める第１平均値演算手段と、 （ｆ）第１平均値演算手段の出力に応答し、第１濃度値
   Ｆａと第１平均値Ｆ２ａとに関する濃度値差α２、 α２ ＝ Ｆａ−Ｆ２ａ を求め、さらに、第２画像データの濃度値の傾き（Ｆ２
   ｂ−Ｆ２ａ）に対する第１画像データの濃度値の傾き
   （Ｆｂ−Ｆａ）の比である露光量係数β２ｍ、 β２ｍ ＝ （Ｆｂ−Ｆａ）／（Ｆ２ｂ−Ｆ２ａ） を求める第１演算手段と、 （ｇ）第２抽出手段の出力に応答し、第１メモリＭ１の
   第１濃度値Ｆａよりもさらに暗い方にある前記濃度値を
   有する各画素の座標と同一座標を有する第２メモリＭ２
   の画素の濃度値をＦ２ｏｌｄとするとき、補正後の画像
   データの濃度値Ｆ２ｎｅｗ、 Ｆ２ｎｅｗ ＝ Ｆａ＋（Ｆ２ｏｌｄ＋α２−Ｆａ）×β２ｍ を演算する第２演算手段と、 （ｈ）第１メモリＭ１の第１濃度値ＦａおよびＦａより
   明るい濃度値を有する画像データをそのまま用い、第１
   メモリＭ１の第１濃度値Ｆａより暗い画像データの代り
   に、第２演算手段によって得られた補正後の濃度値Ｆ２
   ｎｅｗを有する画像データを用いて、第３画像データを
   得てストアする第３メモリ３７と、 （ｉ）第３メモリ３７にストアされている第３画像デー
   タの濃度値の第３平均値Ｅｍを求める平均値演算手段
   と、 （ｊ）第３画像データの各画素の濃度値に対応した画素
   数を表すヒストグラムを作成し、 このヒストグラムを用い、予め定める画素数未満である
   濃度値を、ヒストグラムから削除してその削除した濃度
   値に隣接する前記予め定める画素数以上である濃度値Ｚ
   ｍ１に置き換える操作を行って、第２濃度値範囲ＺＬ〜
   ＺＨを有する第４画像データを作成する第４画像データ
   作成手段と、 （ｋ）第４画像データ作成手段の出力に応答し、 第３平均値Ｅｍを有する画素数が前記予め定める値未満
   であるとき、その第３平均値Ｅｍを含む前記削除した濃
   度値が置き換えられた前記濃度値Ｚｍ１を、第２濃度値
   範囲ＺＬ〜ＺＨにおける第３平均値Ｅｍに対応する値と
   して設定し、 第３平均値Ｅｍを有する画素数が前記予め定める値以上
   であるとき、第２濃度値範囲ＺＬ〜ＺＨにおける平均値
   Ｅｍに対応する濃度値Ｚｍ２を設定する対応値設定手段
   と、 （Ｌ）第５画像データ作成手段であって、 （Ｌ１）対応値設定手段の出力に応答し、第２濃度値範
   囲ＺＬ〜ＺＨで設定した濃度値Ｚｍ１，Ｚｍ２を、第１
   濃度値範囲よりも狭い第３濃度値範囲ＣＬ〜ＣＨ内にお
   ける予め定める基準濃度値Ｃｃとして設定する基準濃度
   値設定手段と、 （Ｌ２）第３濃度値範囲における基準濃度値Ｃｃに関し
   て、前記設定した各濃度値Ｚｍ１，Ｚｍ２を総括的にＺ
   ｍで示すとき、暗い方にある濃度値の範囲の第１圧縮係
   数ｋＬ、 ｋＬ ＝ （Ｃｃ−ＣＬ）／（Ｚｍ−ＺＬ） を求める第１圧縮係数演算手段と、 （Ｌ３）第３濃度値範囲における基準濃度値Ｃｃに関し
   て、明るい方にある濃度値の範囲の第２圧縮係数ｋＨ、 ｋＨ ＝ （ＣＨ−Ｃｃ）／（ＺＨ−Ｚｍ） を求める第２圧縮係数演算手段と、 （Ｌ４）第１および第２圧縮係数演算手段の各出力に応
   答し、第３濃度値範囲内の濃度値Ｃを、第２濃度値範囲
   ＺＬ〜ＺＨ内の濃度値Ｚが、 Ｚ ＜ Ｚｍ である範囲では、 Ｃ ＝ Ｃｃ−ｋＬ（Ｚｍ−Ｚ） によって求め、 第２濃度値範囲ＺＬ〜ＺＨ内の濃度値Ｚが、 Ｚ ≧ Ｚｍ である範囲では、 Ｃ ＝ Ｃｃ−ｋＨ（Ｚ−Ｚｍ） によって求めて第５画像データを作成する圧縮濃度値演
   算手段とを有する第５画像データ作成手段とを含むこと
   を特徴とする画像の処理装置。
2. 【請求項２】 （ａ）或る露光量で撮像した複数の濃度
   値を有する第１画像データをストアする第１メモリＭ１
   と、 （ｂ）第１画像データの露光量よりも小さい方の露光量
   で、第１画像データと同一被写体を撮像した複数の濃度
   値を有する第２画像データをストアする第２メモリＭ３
   と、 （ｃ）第１メモリＭ１にストアされている第１画像デー
   タの濃度値のダイナミックレンジ内で、複数の各予め定
   める濃度値Ｆｄ，Ｆｃのうち、第１濃度値Ｆｄおよび第
   １濃度値Ｆｄよりもさらに明るい方にある濃度値、なら
   びに第１濃度値Ｆｄよりも暗い方にある第２濃度値Ｆｃ
   を有する第１メモリＭ１の画素の座標を抽出する第１抽
   出手段と、 （ｄ）第１抽出手段によって抽出された座標と同一座標
   を有する第２メモリＭ３の画素を抽出する第２抽出手段
   と、 （ｅ）第２抽出手段の出力に応答し、第１および第２濃
   度値Ｆｄ，Ｆｃ毎に、第２メモリＭ３から抽出された画
   素の有する濃度値の第１および第２平均値Ｆ１ｄ，Ｆ１
   ｃをそれぞれ求める第１平均値演算手段と、 （ｆ）第１平均値演算手段の出力に応答し、第１濃度値
   Ｆｄと第１平均値Ｆ１ｄとに関する濃度値差α１、 α１ ＝ Ｆｄ−Ｆ１ｄ を求め、さらに、 第２画像データの濃度値の傾き（Ｆ１ｄ−Ｆ１ｃ）に対
   する第１画像データの濃度値の傾き（Ｆｄ−Ｆｃ）の比
   である露光量係数β１ｍ、 β１ｍ ＝ （Ｆｄ−Ｆｃ）／（Ｆ１ｄ−Ｆ１ｃ） を求める第１演算手段と、 （ｇ）第２抽出手段の出力に応答し、第１メモリＭ１の
   第１濃度値Ｆｄよりもさらに明るい方にある前記濃度値
   を有する各画素の座標と同一座標を有する第２メモリＭ
   ３の画素の濃度値をＦ１ｏｌｄとするとき、補正後の画
   像データの濃度値Ｆ１ｎｅｗ、 Ｆ１ｎｅｗ ＝ Ｆｄ＋（Ｆ１ｏｌｄ＋α１−Ｆｄ）×β１ｍ を演算する第２演算手段と、 （ｈ）第１メモリＭ１の第１濃度値ＦｄおよびＦｄより
   暗い濃度値を有する画像データをそのまま用い、第１メ
   モリＭ１の第１濃度値Ｆｄより明るい画像データの代り
   に、第２演算手段によって得られた補正後の濃度値Ｆ１
   ｎｅｗを有する画像データを用いて、第３画像データを
   得てストアする第３メモリ３７と、 （ｉ）第３メモリ３７にストアされている第３画像デー
   タの濃度値の第３平均値Ｅｍを求める平均値演算手段
   と、 （ｊ）第３画像データの各画素の濃度値に対応した画素
   数を表すヒストグラムを作成し、 このヒストグラムを用い、予め定める画素数未満である
   濃度値を、ヒストグラムから削除してその削除した濃度
   値に隣接する前記予め定める画素数以上である濃度値Ｚ
   ｍ１に置き換える操作を行って、第２濃度値範囲ＺＬ〜
   ＺＨを有する第４画像データを作成する第４画像データ
   作成手段と、 （ｋ）第４画像データ作成手段の出力に応答し、 第３平均値Ｅｍを有する画素数が前記予め定める値未満
   であるとき、その第３平均値Ｅｍを含む前記削除した濃
   度値が置き換えられた前記濃度値Ｚｍ１を、第２濃度値
   範囲ＺＬ〜ＺＨにおける第３平均値Ｅｍに対応する値と
   して設定し、 第３平均値Ｅｍを有する画素数が前記予め定める値以上
   であるとき、第２濃度値範囲ＺＬ〜ＺＨにおける平均値
   Ｅｍに対応する濃度値Ｚｍ２を設定する対応値設定手段
   と、 （Ｌ）第５画像データ作成手段であって、 （Ｌ１）対応値設定手段の出力に応答し、第２濃度値範
   囲ＺＬ〜ＺＨで設定した濃度値Ｚｍ１，Ｚｍ２を、第１
   濃度値範囲よりも狭い第３濃度値範囲ＣＬ〜ＣＨ内にお
   ける予め定める基準濃度値Ｃｃとして設定する基準濃度
   値設定手段と、 （Ｌ２）第３濃度値範囲ＣＬ〜ＣＨにおける基準濃度値
   Ｃｃに関して、前記設定した各濃度値Ｚｍ１，Ｚｍ２を
   総括的にＺｍで示すとき、暗い方にある濃度値の範囲の
   第１圧縮係数ｋＬ、 ｋＬ ＝ （Ｃｃ−ＣＬ）／（Ｚｍ−ＺＬ） を求める第１圧縮係数演算手段と、 （Ｌ３）第３濃度値範囲における基準濃度値Ｃｃに関し
   て、明るい方にある濃度値の範囲の第２圧縮係数ｋＨ、 ｋＨ ＝ （ＣＨ−Ｃｃ）／（ＺＨ−Ｚｍ） を求める第２圧縮係数演算手段と、 （Ｌ４）第１および第２圧縮係数演算手段の各出力に応
   答し、第３濃度値範囲内の濃度値Ｃを、第２濃度値範囲
   ＺＬ〜ＺＨ内の濃度値Ｚが、 Ｚ ＜ Ｚｍ である範囲では、 Ｃ ＝ Ｃｃ−ｋＬ（Ｚｍ−Ｚ） によって求め、 第２濃度値範囲ＺＬ〜ＺＨ内の濃度値Ｚが、 Ｚ ≧ Ｚｍ である範囲では、 Ｃ ＝ Ｃｃ−ｋＨ（Ｚ−Ｚｍ） によって求めて第５画像データを作成する圧縮濃度値演
   算手段とを有する第５画像データ作成手段とを含むこと
   を特徴とする画像の処理装置。
3. 【請求項３】 （ａ）或る露光量で撮像した複数の濃度
   値を有する第１画像データをストアする第１メモリＭ１
   と、 （ｂ）第１画像データの露光量よりも大の露光量で、第
   １画像データと同一被写体を撮像した複数の濃度値を有
   する第２画像データをストアする第２メモリＭ２と、 （ｃ）第１画像データの露光量よりも小の露光量で、第
   １画像データと同一被写体を撮像した複数の濃度値を有
   する第３画像データをストアする第３メモリＭ３と、 （ｄ）第１メモリＭ１にストアされている第１画像デー
   タの濃度値が、第１濃度値Ｆａよりも暗い方にあるか、
   および第２濃度値Ｆｄよりも明るい方にあるかを判断す
   る範囲判断手段と、 （ｅ）範囲判断手段の出力に応答し、第１画像データの
   濃度値が第１濃度値Ｆａよりも暗い方にあるとき、第１
   濃度値Ｆａおよび第１濃度値Ｆａよりもさらに暗い方に
   ある濃度値、ならびに第１濃度値Ｆａよりも明るい方に
   ある第３濃度値Ｆｂを有する第１メモリＭ１の画素の座
   標を抽出する第１抽出手段と、 （ｆ）第１抽出手段によって抽出された座標と同一座標
   を有する第２メモリＭ２の画素を抽出する第２抽出手段
   と、 （ｇ）第２抽出手段の出力に応答し、第１および第３濃
   度値Ｆａ，Ｆｂ毎に、第２メモリＭ２から抽出された画
   素の有する濃度値の第１および第２平均値Ｆ２ａ，Ｆ２
   ｂをそれぞれ求める第１平均値演算手段と、 （ｈ）第１平均値演算手段の出力に応答し、第１濃度値
   Ｆａと第１平均値Ｆ２ａとに関する第１濃度値差α２、 α２ ＝ Ｆａ−Ｆ２ａ を求め、さらに、 第２画像データの濃度値の傾き（Ｆ２ｂ−Ｆ２ａ）に対
   する第１画像データの濃度値の傾き（Ｆｂ−Ｆａ）の比
   である第１露光量係数β２ｍ、 β２ｍ ＝ （Ｆｂ−Ｆａ）／（Ｆ２ｂ−Ｆ２ａ） を求める第１演算手段と、 （ｉ）第２抽出手段の出力に応答し、第１メモリＭ１の
   第１濃度値Ｆａよりもさらに暗い方にある前記濃度値を
   有する各画素の座標と同一座標を有する第２メモリＭ２
   の画素の濃度値をＦ２ｏｌｄとするとき、補正後の画像
   データの第１補正濃度値Ｆ２ｎｅｗ、 Ｆ２ｎｅｗ ＝ Ｆａ＋（Ｆ２ｏｌｄ＋α２−Ｆａ）×β２ｍ を演算する第２演算手段と、 （ｊ）範囲判断手段の出力に応答し、第１画像データの
   濃度値が第２濃度値Ｆｄよりも明るい方にあるとき、第
   ２濃度値Ｆｄおよび第２濃度値Ｆｄよりもさらに明るい
   方にある濃度値、ならびに第２濃度値Ｆｄよりも暗い方
   にある第４濃度値Ｆｃを有する第１メモリＭ１の座標を
   抽出する第３抽出手段と、 （ｋ）第３抽出手段によって抽出された座標と同一座標
   を有する第３メモリＭ３の画素を抽出する第４抽出手段
   と、 （Ｌ）第４抽出手段の出力に応答し、第２および第４濃
   度値Ｆｄ，Ｆｃ毎に、第３メモリＭ３から抽出された画
   素の有する濃度値の第３および第４平均値Ｆ１ｄ，Ｆ１
   ｃをそれぞれ求める第２平均値演算手段と、 （ｍ）第２平均値演算手段の出力に応答し、第２濃度値
   Ｆｄと第３平均値Ｆ１ｄとに関する第２濃度値差α１、 α１ ＝ Ｆｄ−Ｆ１ｄ を求め、さらに、 第３画像データの濃度値の傾き（Ｆ１ｄ−Ｆ１ｃ）に対
   する第１画像データの濃度値の傾き（Ｆｄ−Ｆｃ）の比
   である第２露光量係数β１ｍ、 β１ｍ ＝ （Ｆｄ−Ｆｃ）／（Ｆ１ｄ−Ｆ１ｃ） を求める第３演算手段と、 （ｎ）第４抽出手段の出力に応答し、第１メモリＭ１の
   第２濃度値Ｆｄよりもさらに明るい方にある前記濃度値
   を有する各画素の座標と同一座標を有する第３メモリＭ
   ３の画素の濃度値をＦ１ｏｌｄとするとき、補正後の画
   像データの第２補正濃度値Ｆ１ｎｅｗ、 Ｆ１ｎｅｗ ＝ Ｆｄ＋（Ｆ１ｏｌｄ＋α１−Ｆｄ）×β１ｍ を演算する第４演算手段と、 （ｏ）第１メモリＭ１の第１濃度値ＦａおよびＦａより
   明るく、第２濃度値ＦｄおよびＦｄより暗い濃度値を有
   する画像データをそのまま用い、 第１メモリＭ１の第１濃度値Ｆａより暗い画像データの
   代りに、第２演算手段によって得られた補正後の濃度値
   Ｆ２ｎｅｗを有する画像データを用い、 第１メモリＭ１の第２濃度値Ｆｄより明るい画像データ
   の代りに、第４演算手段によって得られた補正後の濃度
   値Ｆ１ｎｅｗを有する画像データを用いて、 第３画像データを得てストアする第４メモリ３７と、 （ｐ）第４メモリ３７にストアされている第４画像デー
   タの濃度値の第５平均値Ｅｍを求める第３平均値演算手
   段と、 （ｑ）第４画像データの各画素の濃度値に対応した画素
   数を表すヒストグラムを作成し、 このヒストグラムを用い、予め定める画素数未満である
   濃度値を、ヒストグラムから削除してその削除した濃度
   値に隣接する前記予め定める画素数以上である濃度値Ｚ
   ｍ１に置き換える操作を行って、第２濃度値範囲ＺＬ〜
   ＺＨを有する第５画像データを作成する第５画像データ
   作成手段と、 （ｒ）第５画像データ作成手段の出力に応答し、 第５平均値Ｅｍを有する画素数が前記予め定める値未満
   であるとき、その第５平均値Ｅｍを含む前記削除した濃
   度値が置き換えられた前記濃度値Ｚｍ１を、第２濃度値
   範囲ＺＬ〜ＺＨにおける第５平均値Ｅｍに対応する値と
   して設定し、 第５平均値Ｅｍを有する画素数が前記予め定める値以上
   であるとき、第２濃度値範囲ＺＬ〜ＺＨにおける第５平
   均値Ｅｍに対応する濃度値Ｚｍ２を設定する対応値設定
   手段と、 （ｓ）第６画像データ作成手段であって、 （ｓ１）対応値設定手段の出力に応答し、第２濃度値範
   囲ＺＬ〜ＺＨで設定した前記濃度値Ｚｍ１，Ｚｍ２を、
   第１濃度値範囲よりも狭い第３濃度値範囲ＣＬ〜ＣＨ内
   における予め定める基準濃度値Ｃｃとして設定する基準
   濃度値設定手段と、 （ｓ２）第３濃度値範囲ＣＬ〜ＣＨにおける基準濃度値
   Ｃｃに関して、前記設定した各濃度値Ｚｍ１，Ｚｍ２を
   総括的にＺｍで示すとき、暗い方にある濃度値の範囲の
   第１圧縮係数ｋＬ、 ｋＬ ＝ （Ｃｃ−ＣＬ）／（Ｚｍ−ＺＬ） を求める第１圧縮係数演算手段と、 （ｓ３）第３濃度値範囲ＣＬ〜ＣＨにおける基準濃度値
   Ｃｃに関して、明るい方にある濃度値の範囲の第２圧縮
   係数ｋＨ、 ｋＨ ＝ （ＣＨ−Ｃｃ）／（ＺＨ−Ｚｍ） を求める第２圧縮係数演算手段と、 （ｓ４）第１および第２圧縮係数演算手段の各出力に応
   答し、第３濃度値範囲内の濃度値Ｃを、第２濃度値範囲
   ＺＬ〜ＺＨ内の濃度値Ｚが、 Ｚ ＜ Ｚｍ である範囲では、 Ｃ ＝ Ｃｃ−ｋＬ（Ｚｍ−Ｚ） によって求め、 第２濃度値範囲ＺＬ〜ＺＨ内の濃度値Ｚが、 Ｚ ≧ Ｚｍ である範囲では、 Ｃ ＝ Ｃｃ−ｋＨ（Ｚ−Ｚｍ） によって求めて第６画像データを作成する圧縮濃度値演
   算手段とを有する第６画像データ作成手段とを含むこと
   を特徴とする画像の処理装置。