JP3823883B2 - 画像処理装置、画像処理方法、画像処理プログラム、画像処理プログラムを記録した記録媒体および写真焼付装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、デジタル画像データによって表される画像がどのような画像であっても、良好なコントラストを再現できるように上記デジタル画像データを補正する画像処理装置、画像処理方法、画像処理プログラム、画像処理プログラムを記録した記録媒体および写真焼付装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、例えば写真フィルムを測光して得られる各コマごとのＲ（赤）・Ｇ（緑）・Ｂ（青）の画像データに基づいて画質の良好な画像を感光材料に焼き付けるため、コントラスト補正処理が行われている。このコントラスト補正処理とは、上記ＲＧＢの画像データに基づいて得られる輝度データＹを変更することで、元の画像の明暗を補正することを言う。以下、従来のコントラスト補正処理について具体的に説明する。
【０００３】
まず、写真フィルム（例えばネガフィルム）の任意のコマに光を照射して透過光をＲＧＢごとにＣＣＤ（Charge Coupled Device ）で取り込み、ＲＧＢの画像データに基づいて輝度データＹを各画素ごとに求める。この輝度データＹは、例えばＲＧＢの画像データの平均値を求め、この平均値を昇順に並べたときに、上記写真フィルムに含まれる輝度情報０〜２５５の一部の範囲であるα〜β（α、βはともに正の整数）に対応して得られるものである。その後、このα〜βまでの輝度データＹに対して濃度補正（ガンマ補正）を行い、出力値０〜２５５を得る。そして、図１０に示すように、０〜２５５までの輝度データＹとその度数との関係を示すヒストグラム（１）を作成する。
【０００４】
次に、ヒストグラム（１）にて一番度数の多い階調を入力値ａとして、傾き１（入力値＝出力値）のコントラスト補正基準直線（２）に入力し、出力値ｂを得る。そして、出力値ｂをネガフィルムのガンマ曲線（３）にて変換して得られる値が、濃度変化の激しい区間ｃ−ｄの中間値ｅあたりにくるように、ガンマ曲線（３）を上下方向にシフトさせる。
【０００５】
なお、上記のガンマ曲線（３）は、写真フィルムに記録された画像を感光材料にきれいに焼き付けるために、用いる写真フィルムに応じた補正を行うためのものである。例えば、ネガフィルムとポジフィルムとでは、ガンマ曲線（３）の形状は異なっている。
【０００６】
続いて、輝度データＹの出力範囲が全てガンマ曲線（３）への入力範囲ｊ〜ｋに収まるように、つまり、出力輝度データＹが階調圧縮されるように、コントラスト補正基準直線（２）を入力値ａと対応する点Ｐを中心にして傾け、コントラスト補正直線（４）を得る。
【０００７】
実際にコントラストを補正するときは、ヒストグラム（１）の各階調の画像データ（輝度データＹ）をコントラスト補正直線（４）に入力し、このときの出力値をガンマ曲線（３）に入力する。これにより、例えば、ヒストグラム（１）における輝度データｆは、矢印Ａの経路をたどり、輝度データｇに補正されることになる。
【０００８】
このようにして補正された輝度データの情報を含むＲＧＢの画像データに基づいて感光材料を露光することにより、感光材料上にコントラスト補正された画像が焼き付けられる。
【０００９】
上記のようにガンマ曲線（３）の位置を設定することにより、輝度データＹをコントラスト補正直線（４）およびガンマ曲線（３）に基づいて補正したときには、特に、ヒストグラム（１）にてａを中心とする比較的度数の多い区間に属する輝度データＹ同士の差が、ガンマ曲線（３）における濃度変化の激しい区間ｃ−ｄによって広げられる。そのため、特に、この区間においては輝度差（濃度差）が確実に出るようになり、コントラストが強調されるようになる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記した従来の方法では、ガンマ補正をかける前に、コントラスト補正直線（４）を用いて輝度データＹの全域を一律に補正（階調圧縮）するため、かえって画像全体の画質が劣化する場合がある。
【００１１】
つまり、例えば、元の画像における中間調部の階調性が弱い（階調の変化があまりない）場合には、中間調部ではそのような階調をなるべく維持したまま、他の低輝度部や高輝度部のコントラストを補正することが望まれる。しかし、従来のような一律なコントラスト補正だと、中間調部のコントラストが強調されることにより、画像全体としての画質が劣化する。
【００１２】
また、写真フィルムに記録された画像としては、例えば、逆光シーンや、ストロボシーンなど様々なシーンにて撮影された画像がある。したがって、各シーンごとにコントラストの良好な画像を得るためには、例えば、各シーンごとにコントラスト補正直線（４）の傾きを変化させることも考えられる。
【００１３】
しかし、この場合、コントラスト補正直線（４）をどのくらい傾けるかを、各シーンごとに設定入力する必要があり、コントラスト補正に手間がかかる。また、設定入力を適切にできるか否かは、オペレータの経験に大きく依存しており、誰でも簡単に設定入力できるものではない。
【００１４】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、その目的は、元の画像の中間調部のコントラストをなるべく維持することによって画像全体の画質劣化を回避しながら、どのようなシーンの画像に対してもコントラスト補正を容易に行うことができる画像処理装置、画像処理方法、画像処理プログラム、画像処理プログラムを記録した記録媒体および写真焼付装置を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る画像処理装置は、上記の課題を解決するために、画像を構成する各画素の異なる色ごとの画像データに基づいて上記画像のコントラストを補正する画像処理装置であって、上記各色ごとの画像データに基づいて第１輝度データを各画素ごとに生成し、該第１輝度データとその度数との関係を示すヒストグラムを作成する第１輝度データ生成手段と、上記ヒストグラムにおいて最も度数が多い輝度データを、縦軸を入力値、横軸を出力値とする関数で表されるガンマ曲線に入力したときの出力値が、該ガンマ曲線において予め定められた第１中間調部の中間値あたりにくるように上記ガンマ曲線を縦軸方向に平行移動させたときに、上記第１中間調部の上限値及び下限値が出力されるときの入力値を、それぞれ上限値及び下限値とする第２中間調部を上記ヒストグラムに設定し、上記ヒストグラムにおいて、上記第２中間調部の上限値よりも輝度データが大きい領域を高輝度部 、上記第２中間調部の下限値よりも輝度データが小さい領域を低輝度部として設定したときに、低輝度部および高輝度部に属する第１輝度データのみを変更し、第２中間調部の第１輝度データと合わせて第２輝度データを生成する第２輝度データ生成手段とを備え、上記第２輝度データ生成手段は、低輝度部の第１輝度データを変更前よりも大きな値となるように変更する一方、高輝度部の第１輝度データを変更前よりも小さな値となるように変更することを特徴としている。
【００１６】
また、本発明に係る画像処理方法は、上記の課題を解決するために、画像を構成する各画素の異なる色ごとの画像データに基づいて上記画像のコントラストを補正する画像処理方法であって、上記各色ごとの画像データに基づいて第１輝度データを各画素ごとに生成し、該第１輝度データとその度数との関係を示すヒストグラムを作成する第１の工程と、上記ヒストグラムにおいて最も度数が多い輝度データを、縦軸を入力値、横軸を出力値とする関数で表されるガンマ曲線に入力したときの出力値が、該ガンマ曲線において予め定められた第１中間調部の中間値あたりにくるように上記ガンマ曲線を縦軸方向に平行移動させたときに、上記第１中間調部の上限値及び下限値が出力されるときの入力値を、それぞれ上限値及び下限値とする第２中間調部を上記ヒストグラムに設定し、上記ヒストグラムにおいて、上記第２中間調部の上限値よりも輝度データが大きい領域を高輝度部、上記第２中間調部の下限値よりも輝度データが小さい領域を低輝度部として設定したときに、低輝度部および高輝度部に属する第１輝度データのみを変更し、第２中間調部の第１輝度データと合わせて第２輝度データを生成する第２の工程とを有し、上記第２の工程では、低輝度部の第１輝度データを変更前よりも大きな値となるように変更する一方、高輝度部の第１輝度データを変更前よりも小さな値となるように変更することを特徴としている。
【００１７】
上記の構成によれば、第１輝度データ生成手段にて、各色ごと（例えばＲＧＢ）の画像データに基づいて、第１輝度データが各画素ごとに生成される。そして、第２輝度データ生成手段により、低輝度部および高輝度部のみ第１輝度データの変更された第２輝度データが生成される。このように、第１輝度データを変更することで、画像のコントラストが変更（補正）される。
【００１８】
ここで、第２輝度データ生成手段は、低輝度部および高輝度部の第１輝度データのみを変更しているので、第２輝度データにおいては、中間調部の第１輝度データはそのまま維持され、中間調部の階調性がそのまま維持されることになる。これにより、元の画像において、中間調部の階調性が弱い（階調の変化があまりない）場合でも、中間調部の階調性がそのまま維持されることになり、コントラスト補正による画像全体の画質劣化を回避することができる。
【００１９】
また、第２輝度データ生成手段により、低輝度部の第１輝度データは変更前よりも値が大きくなるように、高輝度部の第１輝度データは変更前よりも値が小さくなるように変更される。これにより、低輝度部および高輝度部では、階調が圧縮されることになり、低輝度部および高輝度部における階調性を向上させることができる。
【００２０】
また、例えば、写真フィルムに記録された画像としては、様々な条件下で撮影された画像が想定される。しかし、これらの画像は、低輝度部、中間調部および高輝度部の少なくともいずれかに第１輝度データの度数が集中するものばかりである。
【００２１】
しかし、本発明のように、低輝度部、中間調部、高輝度部ごとにコントラスト補正を管理することにより、低輝度部および高輝度部のみに対してコントラスト補正を行うという１種類の手法で、様々なシーンの画像のコントラスト補正にも対応することができる。その結果、各シーンごとに、オペレータの経験に基づく設定値を入力してコントラスト補正を行う必要がなく、コントラスト補正を行う本発明の画像処理装置を誰でも簡単に扱うことができる。
【００２２】
なお、本発明で扱う画像としては、例えば写真フィルムに記録された画像を測光して得られるものであってもよいし、デジタルカメラで撮影した画像であってもよいし、コンピュータで扱う画像であってもよい。
【００２３】
本発明に係る画像処理装置は、上記の課題を解決するために、上記第２輝度データの所定範囲に対してガンマ補正を行うガンマ補正手段と、上記第２輝度データがガンマ補正の対象となるような第１輝度データの最小値および最大値に対応する値をそれぞれ指定入力するための入力手段とをさらに備え、上記第２輝度データ生成手段は、上記最小値から上記最大値までの第１輝度データに対応する第２輝度データがガンマ補正の対象となるように、低輝度部および高輝度部の第１輝度データを変更することを特徴としている。
【００２４】
また、本発明に係る画像処理方法は、上記の課題を解決するために、上記第２輝度データの所定範囲に対してガンマ補正を行う第３の工程と、上記第２輝度データがガンマ補正の対象となるような第１輝度データの最小値および最大値に対応する値をそれぞれ指定入力する第４の工程とをさらに有し、上記第２の工程は、上記最小値から上記最大値までの第１輝度データに対応する第２輝度データがガンマ補正の対象となるように、低輝度部および高輝度部の第１輝度データを変更する工程であってもよい。
【００２５】
上記の構成によれば、第２輝度データがガンマ補正の対象となるような第１輝度データの最小値および最大値に対応する値を入力手段からそれぞれ入力し、第２輝度データ生成手段が低輝度部および高輝度部の第１輝度データを変更することで、上記最小値から上記最大値までの第１輝度データに対応する第２輝度データをガンマ補正することが可能となる。したがって、入力手段による指定入力さえ適切に行えば、どのようなシーンで撮影された画像についても、ガンマ補正による画質の良好な画像を得ることができる。
【００２６】
本発明に係る画像処理装置は、上記の課題を解決するために、上記入力手段によって指定入力される値は、黒く潰れる画素数の許容値および白く飛ぶ画素数の許容値であることを特徴としている。
【００２７】
ここで、黒く潰れる画素数の許容値とは、画素が黒く潰れても画質に影響を与えないような画素数の最大値を指し、例えば、全画素数に対する所定割合の画素数（全画素数の５％や３％の値）を想定することができる。また、白く飛ぶ画素数の許容値とは、画素が白く飛んでも画質に影響を与えないような画素数の最大値を指し、例えば、全画素数に対する所定割合の画素数（全画素数の５％や３％の値）を想定することができる。
【００２８】
上記の構成によれば、入力手段によって、黒く潰れる画素数の許容値を入力すれば、第２輝度データがガンマ補正の対象となるような第１輝度データの最小値を容易に特定することができる。例えば、第１輝度データの取り得る値の最小値（例えば１６ビットで０）からの画素数の総和が上記許容値となるような第１輝度データを、そのような最小値とすることができる。
【００２９】
また、同じく入力手段によって、白く飛ぶ画素数の許容値を入力すると、第２輝度データがガンマ補正の対象となるような第１輝度データの最大値を容易に特定することができる。例えば、第１輝度データの取り得る値の最大値（例えば１６ビットで６５５３５）からの画素数の総和が上記許容値となるような第１輝度データを、そのような最大値とすることができる。
【００３０】
本発明に係る画像処理プログラムは、上記の課題を解決するために、上述した本発明の画像処理方法による処理をコンピュータに実行させるためのプログラムであることを特徴としている。
【００３１】
上記の構成によれば、上記画像処理プログラムをコンピュータが実行することにより、上述した本発明の画像処理方法を実現することができる。
【００３２】
なお、本発明の画像処理プログラムは、以下のように表現することもできる。すなわち、本発明の画像処理プログラムは、画像を構成する各画素の異なる色ごとの画像データに基づいて上記画像のコントラストを補正する画像処理プログラムであって、上記各色ごとの画像データに基づいて第１輝度データを各画素ごとに生成し、該第１輝度データとその度数との関係を示すヒストグラムを作成する第１輝度データ生成手段と、上記ヒストグラムにおいて最も度数が多い輝度データを、縦軸を入力値、横軸を出力値とする関数で表されるガンマ曲線に入力したときの出力値が、該ガンマ曲線において予め定められた第１中間調部の中間値あたりにくるように上記ガンマ曲線を縦軸方向に平行移動させたときに、上記第１中間調部の上限値及び下限値が出力されるときの入力値を、それぞれ上限値及び下限値とする第２中間調部を上記ヒストグラムに設定し、上記ヒストグラムにおいて、上記第２中間調部の上限値よりも輝度データが大きい領域を高輝度部、上記第２中間調部の下限値よりも輝度データが小さい領域を低輝度部として設定したときに、低輝度部および高輝度部に属する第１輝度データのみを変更し、第２中間調部の第１輝度データと合わせて第２輝度データを生成する第２輝度データ生成手段としてコンピュータを機能させるためのプログラムであり、上記第２輝度データ生成手段は、低輝度部の第１輝度データを変更前よりも大きな値となるように変更する一方、高輝度部の第１輝度データを変更前よりも小さな値となるように変更する構成である。
【００３３】
本発明に係る画像処理プログラムを記録した記録媒体は、上記の課題を解決するために、上述した本発明の画像処理プログラムをコンピュータにて読み取り可能に記録してなることを特徴としている。
【００３４】
上記の構成によれば、上記記録媒体に記録された画像処理プログラムをコンピュータが実行することにより、上述した本発明の画像処理方法を実現することができる。
【００３５】
本発明に係る写真焼付装置は、上記の課題を解決するために、上述した本発明の画像処理装置と、上記画像処理装置から出力される画像データに基づいて、感光材料を露光する露光手段とを備えていることを特徴としている。
【００３６】
本発明の画像処理装置から出力される画像データには、低輝度部および高輝度部に対してのみコントラスト補正がされたデータが反映されている。したがって、このような画像データに基づいて、露光手段が感光材料を露光することにより、中間調部の階調性を損なわずして、低輝度部および高輝度部のコントラストが良好に補正された画像を感光材料上で再現することができる。
【００３７】
【発明の実施の形態】
〔実施の形態１〕
本発明の実施の一形態について、図面に基づいて説明すれば以下の通りである。
【００３８】
本実施形態に係る写真焼付装置は、写真フィルムに記録されている画像を、感光材料としての印画紙上に焼き付けるものであり、図１に示すように、フィルムスキャナ１と、画像処理部２（画像処理装置）と、露光部３とを備えている。
【００３９】
フィルムスキャナ１は、図２に示すように、写真フィルムに光を照射するスキャナ光源２１と、上記写真フィルムを搬送するためのフィルムキャリア２２と、スキャナ光源２１から出射され、上記写真フィルムを透過する光を測光することによって上記写真フィルムに記録された画像を取り込むスキャナユニット２３とで構成されている。
【００４０】
スキャナ光源２１は、光を出射するハロゲンランプ２４と、熱線吸収フィルタ２５と、調光フィルタ２６と、ミラー２７と、レンズボックス２８とを、光の進行方向に沿ってこの順で備えている。また、スキャナユニット２３は、スキャナレンズ（ズームレンズ）２９と、ミラー３０と、３板式のＣＣＤ(Charge Coupled Device) ３１とを、光の進行方向に沿ってこの順で備えている。また、ＣＣＤ３１は、Ａ／Ｄ（Analog to Digital ）変換部３２と接続されている。
【００４１】
したがって、ハロゲンランプ２４から出射された光は、熱線吸収フィルタ２５にて熱線成分が除去されて調光フィルタ２６に入射し、調光フィルタ２６にて調光された後、ミラー２７にて進行方向が変えられてレンズボックス２８に入射する。レンズボックス２８では、入射光がむらのない光に拡散され、この光がフィルムキャリア２２にて支持されている写真フィルムに照射される。
【００４２】
そして、写真フィルムを透過した光は、スキャナレンズ２９にて、ミラー３０を介してＣＣＤ３１の受光面に入射できるような光に変換され後、ミラー３０にて進行方向を変えられてＣＣＤ３１の受光面に入射する。そして、ＣＣＤ３１は、各画素での受光量に応じたアナログの電気信号をＲＧＢごとにＡ／Ｄ変換部３２に送り、これらの信号がＡ／Ｄ変換部３２にてデジタルの信号（画像データ）に変換される。これにより、写真フィルムに記録されている画像の各画素の画像データがＲＧＢごとに得られることになる。これらの画像データは、画像処理部２に送られる。
【００４３】
なお、フィルムスキャナ１にて得られる画像データは、写真フィルムに元々含まれる情報よりも取り得る値の範囲が狭いものとなっている。写真フィルムに含まれる情報は、例えば、０（黒）〜２５５（白）までの８ビットのデータ、０（黒）〜４０９５（白）までの１２ビットのデータ、０（黒）〜６５５３５（白）までの１６ビットのデータなどを考えることができる。
【００４４】
画像処理部２は、写真フィルムの１コマの画像を構成する各画素のＲＧＢの画像データに基づいて、上記画像のコントラストや濃度を補正する処理を行うものである。つまり、画像処理部２は、フィルムスキャナ１から送られてきたＲＧＢの画像データに基づいて、露光量の補正値をＲＧＢごとに算出し、これらの情報を露光部３に送る。なお、画像処理部２の詳細な構成については後述する。
【００４５】
画像処理部２は、写真焼付装置に組み込まれたマイクロプロセッサおよび／またはＤＳＰ(Digital Signal Processor)などによって構成されてもよいし、装置の外部に設けられたＰＣ(Personal Computer) によって構成されてもよい。また、画像処理部２は、フィルムスキャナ１からの画像データを一時的に格納するメモリ（図示せず）を備えている。
【００４６】
露光部３は、画像処理部２にて補正されたＲＧＢのデジタル画像データに基づいて光変調素子の各画素を駆動することにより、印画紙を露光するものである。上記の光変調素子としては、例えばＰＬＺＴ露光ヘッド、ＤＭＤ（デジタル・マイクロミラー・デバイス）、ＬＣＤ（液晶表示装置）、ＬＣＳ（液晶シャッタ）、ＬＥＤパネル、レーザー、ＦＯＣＲＴ（Fiber Optic Cathode Ray Tube）、ＣＲＴが挙げられる。
【００４７】
なお、露光部３は、画像処理部２にて算出されたＲＧＢの補正値に基づく露光量でもって写真フィルムを介して感光材料を露光し、写真フィルムに記録された画像を印画紙に焼き付ける、いわゆるアナログ露光を行う構成であってもよい。この場合は、例えば調光フィルタを構成するＹ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）の色フィルタの光路中への挿入量を変えることにより、露光量が調整される。
【００４８】
次に、本発明の特徴である画像処理部２について説明する。画像処理部２は、図１に示すように、第１濃度補正部４と、輝度成分算出部５（第１輝度データ生成手段）と、入力部６（入力手段）と、コントラスト補正部７（第２輝度データ生成手段）と、ガンマ変換部８（ガンマ補正手段）と、第２濃度補正部９と、ＣＣ成分抽出部１０と、ＹＣＣ／ＲＧＢ変換部１１とを備えている。
【００４９】
第１濃度補正部４は、フィルムスキャナ１から送られるＲＧＢの画像データを、用いた写真フィルムの感度特性に応じた画像データに補正するものである。より具体的には、第１濃度補正部４は、図３に示すような入力値と出力値との関係を示す露光濃度特性曲線を用いてフィルムスキャナ１からの入力値を出力値に変換する。これにより、フィルムスキャナ１にて得られる画像データの明暗と、用いる写真フィルムに記録された画像の明暗とを合わせることができる。
【００５０】
なお、第１濃度補正部４では、１２ビットの入力値を１６ビットの出力値に変換しているが、入力値および出力値はこのビット数に限定されるわけではない。
【００５１】
輝度成分算出部５は、フィルムスキャナ１から第１濃度補正部４を介して得られるＲＧＢの画像データに基づいて、画像の明暗を示す第１輝度データ（以下、輝度データＹ₁ と記載する）を各画素ごとに算出し、輝度データＹ₁ とその度数との関係を示すヒストグラム（入力情報度数分布曲線）を作成するものである。このとき、輝度データＹ₁ は、例えば、
Ｙ₁ ＝０．２９９Ｒ＋０．５８７Ｇ＋０．１１４Ｂ
または、
Ｙ₁ ＝（Ｒ＋Ｇ＋Ｂ）／３
により算出される。なお、本実施形態では、上記前者の式を用いるものとする。
【００５２】
また、上式によって算出された輝度データＹ₁ は、昇順に並べたときに、写真フィルムに含まれる輝度情報（例えば０〜６５５３５（１６ビット））の一部の範囲であるα〜β（α、βはともに正の整数）となっている。そこで、輝度成分算出部５は、このαからβの輝度データＹ₁ に対してガンマ補正を行うことにより、例えば０〜６５５３５の輝度データＹ₁ を得るようになっている。
【００５３】
なお、写真フィルムに含まれる輝度情報は、０から２５５までの２５６階調（８ビット）や、０から４０９５までの４０９６階調（１２ビット）であってもよい。いずれの場合でも、値が小さいほど濃度が濃く、値が大きいほど濃度が薄いことを示している。また、０〜６５５３５までの輝度情報のどこを０とし、どこを６５５３５とするのかは、例えば次に説明する入力部６からの入力により設定されてもよいし、デフォルトで自動的に設定されるようにしてもよい。
【００５４】
入力部６は、コントラスト補正部７において、輝度データＹ₁ の変更、すなわち、コントラスト補正を行う際の各種パラメータを設定入力するための操作部である。上記パラメータとしては、例えば、コントラスト補正の際に用いるコントラスト補正直線（後述する）において、低輝度部と中間調部、中間調部と高輝度部との境界（コントラスト補正を行う範囲と行わない範囲との境界）に対応する輝度データＹ₃ （第３輝度データ）や、コントラスト補正部７にて得られる輝度データＹ₂ がガンマ補正（後述する）の対象となるような輝度データＹ₁ の最小値および最大値に対応する値などがある。
【００５５】
コントラスト補正部７は、輝度成分算出部５にて算出された輝度データＹ₁ の取り得る値の範囲（０〜６５５３５）を低輝度部、中間調部、高輝度部に分けたときに、低輝度部および高輝度部に属する輝度データＹ₁ のみを、入力部６によって設定入力されたパラメータに基づいて変更し、中間調部の輝度データＹ₁ と合わせて輝度データＹ₂ を生成する。
【００５６】
より詳しくは、コントラスト補正部７は、上記パラメータに基づき、低輝度部では、入力値よりも出力値のほうが大きな値となるように輝度データＹ₁ を変更する一方、高輝度部では、入力値よりも出力値のほうが小さな値となるように輝度データＹ₁ を変更する。
これにより、低輝度部および高輝度部では、階調が圧縮されることになる。
【００５７】
なお、輝度データＹ₁ の低輝度部、中間調部、高輝度部は、例えば図６において、０〜ｃ₁ 、ｃ₁ 〜ｄ₁ 、ｄ₁ 〜６５５３５の区間にそれぞれ対応している。
【００５８】
ガンマ変換部８は、コントラスト補正部７にて生成された輝度データＹ₂ の所定範囲に対して、用いる写真フィルムに応じた適切な明暗を感光材料上で出すためのガンマ補正を行うものである。より具体的には、ガンマ変換部８は、図４に示すような入力値と出力値との関係を示すガンマ曲線としての濃度特性曲線（ガンマ補正演算用ＬＵＴ）を用い、コントラスト補正部７からの入力値（輝度データＹ₂ ）を出力値（輝度データＹ₃ ）に変換する。なお、図４は、写真フィルムがネガフィルムの場合のガンマ曲線を示している。このガンマ補正を行うことにより、写真フィルムの特性を考慮して、写真フィルムに応じた適切な明暗の画像を印画紙に焼き付けることができる。
【００５９】
なお、ガンマ変換部８では、１６ビットの入力値を８ビットの出力値に変換しているが、出力値はこのビット数に限定されるわけではなく、後述するＹＣＣ／ＲＧＢ変換部１１や露光部３にて扱うビット数であればよい。
【００６０】
第２濃度補正部９は、フィルムスキャナ１から第１濃度補正部４を介して得られるＲＧＢの画像データを、ＲＧＢの濃度が印画紙上で適切に再現されるようにそれぞれ補正するものであり、ＲＧＢの画像データに対して例えばガンマ変換部８と同様のガンマ補正を行う。
【００６１】
ＣＣ成分抽出部１０は、第２濃度補正部９にて補正されたＲＧＢの画像データに基づいて輝度データＹとカラー画像データＣ１・Ｃ２とを生成し、このうちカラー画像データＣ１・Ｃ２のみを抽出するものである。輝度データＹとして、
Ｙ＝０．２９９Ｒ＋０．５８７Ｇ＋０．１１４Ｂ
を用いるならば、カラー画像データＣ１・Ｃ２は、以下の式で示される。
【００６２】
Ｃ１＝Ｒ−Ｙ＝ ０．７０１Ｒ−０．５８７Ｇ−０．１１４Ｂ
Ｃ２＝Ｂ−Ｙ＝−０．２９９Ｒ−０．５８７Ｇ＋０．８８６Ｂ
ＹＣＣ／ＲＧＢ変換部１１は、ガンマ変換部８にて得られる輝度データＹ₃ と、ＣＣ成分抽出部１０からのカラー画像信号Ｃ１・Ｃ２とに基づいて、以下の式によりＲＧＢ形式の画像データを生成する。
【００６３】
Ｒ＝Ｃ１＋Ｙ₃
Ｂ＝Ｃ２＋Ｙ₃
Ｇ＝（Ｙ₃ −０．２９９Ｒ−０．１１４Ｂ）／０．５８７
これらＲＧＢ形式の画像データは、ＹＣＣ／ＲＧＢ変換部１１から露光部３に出力される。
【００６４】
次に、上記構成の画像処理部２を備えた写真焼付装置の動作について説明する。なお、以下での説明の中で、輝度データとして用いるアルファベットの小文字は、０から６５５３５までの正の整数とする。また、ここでは、写真フィルムとして、ネガフィルムを用いているものとする。
【００６５】
フィルムスキャナ１にて読み取られたネガフィルムの任意のコマ画像の各画素ごとのＲＧＢの画像データが画像処理部２の第１濃度補正部４に入力されると、第１濃度補正部４は、例えば図３に示した露光濃度補正曲線を用いて、ＲＧＢの入力画像データを出力画像データに変換し、輝度成分算出部５に出力する。
【００６６】
輝度成分算出部５は、入力されたＲＧＢの画像データに基づいて、輝度データＹ₁ を上述した演算式により各画素ごとに算出する。そして、輝度成分算出部５は、輝度データＹ₁ に対してガンマ補正を行うことにより、０〜６５５３５の輝度データＹ₁ を得た後、図５に示すように、算出した輝度データＹ₁ とその度数との関係を示すヒストグラム（１）を作成する。このようなヒストグラム（１）を作成することにより、読み取った画像において、度数の多い輝度データを容易に把握することができる。
【００６７】
なお、ヒストグラム（１）の形状は、読み取った画像に応じて異なるものであるが、本実施形態では、説明の理解がしやすいように、０から６５５３５までの間のほぼ中間あたりの輝度データａのときに度数が最も多くなるような画像を考えているものとする。
【００６８】
次に、コントラスト補正部７は、ヒストグラム（１）にて一番度数の多い輝度データａを、傾き１（入力値＝出力値）のコントラスト補正基準直線（２）に入力し、出力値ｂを得る。そして、出力値ｂをネガフィルムのガンマ曲線（３）にて変換して得られる値が、濃度変化の激しい区間ｃ−ｄの中間値ｅあたりにくるように、ガンマ曲線（３）を上下方向にシフトさせる。なお、ｃ＜ｄとする。
【００６９】
ここで、上記のｃ、ｄは、入力部６により予め設定される値（輝度データＹ₃ ）である。より詳しくは、ｃは、低輝度部と中間調部との境界の輝度データｃ₁ （輝度データＹ₁ ）に対応する値であり、ｄは、中間調部と高輝度部との境界の輝度データｄ₁ （輝度データＹ₁ ）に対応する値である。したがって、０からｃまでの輝度データＹ₃ が低輝度部に、ｃからｄまでの輝度データＹ₃ が中間調部に、ｄから２５５までの輝度データＹ₃ が高輝度部にそれぞれ対応する。
【００７０】
続いて、コントラスト補正部７は、図６に示すように、コントラスト補正基準直線（２）を輝度データｃに対応する点Ｐおよび輝度データｄに対応する点Ｑを中心にして折り曲げ、コントラスト補正直線（４）を作成する。なお、このコントラスト補正直線（４）の作成の手法については後述する。
【００７１】
このコントラスト補正直線（４）を用いて輝度データＹ₁ を補正する場合、中間調部については、コントラスト補正直線（４）の傾きはコントラスト補正基準直線（２）と同じ『１』であるので、コントラスト補正直線（４）に入力される値がそのまま出力値として出力される。したがって、中間調部の輝度データＹ₁ は変更されない。
【００７２】
これに対して、低輝度部および高輝度部については、コントラスト補正直線（４）の傾きは図６のようにコントラスト補正基準直線（２）よりもなだらかになっているので、低輝度部についてはコントラスト補正直線（４）に入力される値よりも大きな値が出力値として出力され、高輝度部についてはコントラスト補正直線（４）に入力される値よりも小さな値が出力値として出力される。したがって、低輝度部および高輝度部については、結果的に、出力される輝度データＹ₂ の範囲が狭められる、つまり階調圧縮されることになる。
【００７３】
このようにして輝度データＹ₁ が輝度データＹ₂ に変更されると、ガンマ変換部８は、コントラスト補正部７から出力される輝度データＹ₂ をガンマ曲線（３）に入力してガンマ変換し、ガンマ変換後の輝度データＹ₃ を、ＹＣＣ／ＲＧＢ変換部１１に送る。
【００７４】
一方、上記の処理と並行して、フィルムスキャナ１にて得られるＲＧＢの画像データは、第２濃度補正部９にも入力される。第２濃度補正部９では、ＲＧＢの画像データのそれぞれが、印画紙上でＲＧＢの濃度が適切に出るようにガンマ補正がなされ、ＣＣ成分抽出部１０に入力される。ＣＣ成分抽出部１０では、補正後のＲＧＢの画像データに基づいて、カラー画像データＣ１・Ｃ２が算出され、ＹＣＣ／ＲＧＢ変換部１１に入力される。
【００７５】
ＹＣＣ／ＲＧＢ変換部１１では、ガンマ変換部８から送出される輝度データＹ₃ と、ＣＣ成分抽出部１０から送出されるカラー画像データＣ１・Ｃ２とに基づいてＲＧＢ形式の画像データが算出され、露光部３に送られることになる。露光部３は、上記ＲＧＢの画像データに基づいて印画紙を露光することにより、印画紙上にはコントラスト補正および濃度補正がなされた画像が焼き付けられる。
【００７６】
次に、上述したコントラスト補正部７における処理の詳細について、コントラスト補正直線（４）を得る手法も含めて、図６を参照しながら図７のフローチャートに基づいて説明する。
【００７７】
まず、低輝度部側については以下の通りである。すなわち、コントラスト補正部７は、ガンマ補正後の輝度データＹ₃ の取り得る値のうち中間調部の最小値（低輝度部の最大値）ｃが得られるような輝度データＹ₂ をコントラスト補正基準直線（２）からの出力値とする入力値（輝度データｃ₁ ）を算出する（Ｓ１）。そして、コントラスト補正部７は、ガンマ変換部８の出力最小値０が得られるような輝度データＹ₂ をコントラスト補正基準直線（２）からの出力値とする入力値（輝度データｆ）を算出する（Ｓ２）。
【００７８】
ここで、コントラスト補正基準直線（２）を用いて輝度データＹ₁ を変更することを考えた場合、輝度データＹ₁ が０からｆの範囲内であれば、コントラスト補正基準直線（２）にて変換された後の輝度データＹ₂ がガンマ曲線（３）への入力範囲に収まらない。このときは、ガンマ変換部８から出力最小値０として輝度データＹ₃ が出力されることになり、このような輝度データＹ₃ に対応する画素は黒く潰れることになる。画素が黒く潰れる輝度データＹ₃ の数、つまり、０からｆの範囲内にある輝度データＹ₁ の数を、ここではＳとする。
【００７９】
次に、コントラスト補正部７は、輝度データＹ₁ の最小値０からの度数の総和が、Ｓよりも小さいＳ’となるような輝度データｇを算出する（Ｓ３）。このとき、Ｓ’は、あらかじめ入力部６により設定入力されているものとする。このＳ’は、ここでは黒く潰れる画素数の許容値を指しており、輝度データｇに対応する値となっている。
【００８０】
そして、コントラスト補正部７は、得られた輝度データｃ₁ 、ｆ、ｇに基づいて、コントラスト補正直線（４）の低輝度部の直線傾斜値（Shad Gam）を以下の式により算出する（Ｓ４）。ただし、ｇ＜ｆ＜ｃ₁ である。
【００８１】
Shad Gam ＝ （ｃ₁ −ｆ）／（ｃ₁ −ｇ）
なお、Shad Gamが上式で示される理由は以下の通りである。図８は、低輝度部におけるコントラスト補正基準直線（２）とコントラスト補正直線（４）とを拡大して示している。コントラスト補正直線（４）の傾きは、同図のＡ／Ｂで示される。ここで、Ｂ＝ｃ₁ −ｇであることは、同図から明らかである。一方、コントラスト補正基準直線（２）は傾き『１』の直線であるのでＡ＝Ｃ＝ｃ₁ −ｆである。したがって、Shad Gam＝Ａ／Ｂより、上述の式が得られることになる。
【００８２】
一方、高輝度部側については以下の通りである。すなわち、コントラスト補正部７は、ガンマ補正後の輝度データＹ₃ の取り得る値のうち中間調部の最大値（高輝度部の最小値）ｄが得られるような輝度データＹ₂ をコントラスト補正基準直線（２）からの出力値とする入力値（輝度データｄ₁ ）を算出する（Ｓ５）。そして、コントラスト補正部７は、ガンマ変換部８の出力最大値２５５が得られるような輝度データＹ₂ をコントラスト補正基準直線（２）からの出力値とする入力値（輝度データｈ）を算出する（Ｓ６）。
【００８３】
ここで、コントラスト補正基準直線（２）を用いて輝度データＹ₁ を変更することを考えた場合、輝度データＹ₁ がｈから６５５３５までの範囲内であれば、コントラスト補正基準直線（２）にて変換された後の輝度データＹ₂ がガンマ曲線（３）への入力範囲に収まらない。このときは、ガンマ変換部８から出力最大値２５５として輝度データＹ₃ が出力されることになり、このような輝度データＹ₃ に対応する画素は白く飛ぶことになる。画素が白く飛ぶ輝度データＹ₃ の数、つまり、ｈから６５５３５の範囲内にある輝度データＹ₁ の数を、ここではＨとする。
【００８４】
次に、コントラスト補正部７は、輝度データＹ₁ の最大値６５５３５からの度数の総和が、Ｈよりも小さいＨ’となるような輝度データｉを算出する（Ｓ７）。このとき、Ｈ’は、あらかじめ入力部６により設定入力されているものとする。このＨ’は、ここでは白く飛ぶ画素数の許容値を指しており、輝度データｉに対応する値となっている。
【００８５】
そして、コントラスト補正部７は、得られた輝度データｄ₁ 、ｈ、ｉに基づいて、コントラスト補正直線（４）の高輝度部の直線傾斜値（High Gam）を以下の式により算出する（Ｓ８）。ただし、ｄ₁ ＜ｈ＜ｉである。
【００８６】
High Gam ＝ （ｈ−ｄ₁ ）／（ｉ−ｄ₁ ）
なお、High Gamが上式で示される理由は以下の通りである。図９は、高低輝度部におけるコントラスト補正基準直線（２）とコントラスト補正直線（４）とを拡大して示している。コントラスト補正直線（４）の傾きは、同図のＤ／Ｅで示される。ここで、Ｅ＝ｉ−ｄ₁ であることは、同図から明らかである。一方、コントラスト補正基準直線（２）は傾き『１』の直線であるのでＤ＝Ｆ＝ｈ−ｄ₁ である。したがって、High Gam＝Ｄ／Ｅより、上述の式が得られることになる。
【００８７】
中間調部については、上述した通り、コントラスト補正直線（４）の傾きは、コントラスト補正基準直線（２）の傾きと同じ『１』である。したがって、低輝度部、中間調部、高輝度部の傾きがそれぞれ確定しているので、低輝度部、中間調部、高輝度部の全体にわたってコントラスト補正直線（４）を得ることができる。
【００８８】
以上のように、本発明では、図６のコントラスト補正直線（４）を用いることにより、低輝度部および高輝度部の両領域に対してコントラスト補正を行う一方で、中間調部のコントラストをそのまま維持することができる。したがって、画像全体としてコントラストが補正されることがなくなるので、コントラスト補正後の画像の品質が劣化するのを確実に回避することができる。
【００８９】
また、コントラスト補正部７は、低輝度部の輝度データＹ₁ を変更前よりも値が大きくなるように変更する一方、高輝度部の輝度データＹ₁ を変更前よりも値が小さくなるように変更するので、ガンマ補正の対象となる輝度データＹ₂ に対応する輝度データＹ₁ の範囲が変更前よりも広がるようになる。本実施形態では、上記輝度データＹ₂ に対応する輝度データＹ₁ の範囲が、変更前はｆ〜ｈであったのが、変更後はｇ〜ｉとなっており、変更前よりも広げられていることが分かる。これにより、輝度データＹ₂ がガンマ補正の対象となるような輝度データＹ₁ が増加するので、ガンマ補正を行って画像を再現するにあたり、輝度データＹ₁ を有効活用することができる。その結果、元の画像に忠実な画像を再現することができる。
【００９０】
また、本発明では、輝度データＹ₂ がガンマ補正の対象から外れるような輝度データＹ₁ の数が減少するので、黒く潰れる画素や白く飛ぶ画素の数を減少させると共に、これまで黒く潰れていた画素や白く飛んでいた画素において階調を出すことが可能となる。その結果、低輝度部および高輝度部における階調性を向上させることができる。
【００９１】
また、写真フィルムに記録された画像としては、例えば、ストロボをたかずに撮影される通常のシーン、太陽光による逆光シーン、明るい背景が窓越しに見えるような室内での逆光シーン、暗い背景が窓越しに見えるような室内での逆光シーン、通常のストロボシーン、暗い背景が窓越しに見えるような室内でのストロボシーン、明るい背景が窓越しに見えるような室内でのストロボシーンなど、様々なものがある。しかし、これらのシーンで撮影された画像は、いずれも、低輝度部、中間調部および高輝度部の少なくともいずれかに輝度データＹ₁ の度数が集中するものばかりである。
【００９２】
例えば、通常のシーンでは、図６に示したように、中間調部（被写体）に度数のピークがくるようなヒストグラム（１）が得られる。太陽光による逆光シーンでは、中間調部（被写体）と高輝度部（背景）とに度数のピークが存在するようなヒストグラムが得られる。明るい背景が窓越しに見えるような室内での逆光シーンでは、低輝度部（被写体）と中間調部（室内）と高輝度部（背景）とに度数のピークが存在するようなヒストグラムが得られる。暗い背景が窓越しに見えるような室内での逆光シーンでは、低輝度部（背景）と中間調部（被写体）と高輝度部（室内）とに度数のピークが存在するようなヒストグラムが得られる。
【００９３】
通常のストロボシーンでは、低輝度部（背景）と中間調部（被写体）とに度数のピークが存在するようなヒストグラムが得られる。暗い背景が窓越しに見えるような室内でのストロボシーンでは、低輝度部（背景）と中間調部（室内）と高輝度部（被写体）とに度数のピークが存在するようなヒストグラムが得られる。明るい背景が窓越しに見えるような室内でのストロボシーンでは、低輝度部（室内）と中間調部（被写体）と高輝度部（背景）とに度数のピークが存在するようなヒストグラムが得られる。
【００９４】
したがって、本発明のように、低輝度部、中間調部、高輝度部ごとにコントラスト補正を管理することにより、低輝度部および高輝度部のみに対してコントラスト補正を行う（低輝度部および高輝度部を階調圧縮する）という１種類の手法で、様々なシーンの画像のコントラスト補正にも対応することができる。その結果、各シーンに共通して、例えば輝度データｃ・ｄ、画素数Ｓ’・Ｈ’のような必要最低限の設定値さえ入力しておけば、各シーンごとに、しかも、オペレータの経験に基づくような設定値を入力しなくても、各シーン全てに対して、コントラスト補正部７が自動的にコントラスト補正を行うことになる。その結果、誰でも簡単に画像処理部２を扱うことができる。
【００９５】
〔参考例〕
本発明の参考例について、図面に基づいて説明すれば以下の通りである。なお、説明の便宜上、前記の実施の形態１の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００９６】
本参考例の写真焼付装置は、図１１に示すように、フィルムスキャナ１と、画像処理部２と、露光部３と、第１濃度補正部４と、輝度成分算出部５と、ガンマ変換部８と、第２濃度補正部９と、ＣＣ成分抽出部１０と、ＹＣＣ／ＲＧＢ変換部１１とを備えている。すなわち、実施の形態１の写真焼付装置に比べて、本参考例の写真焼付装置は、入力部６と、コントラスト補正部７とを含んでいない点において構成が異なる。
【００９７】
また、本参考例では、輝度成分算出部５が、輝度データＹ_１を、
Ｙ₁ ＝（Ｒ＋Ｇ＋Ｂ）／３
に基づいて算出する。特に、本参考例の写真焼付装置では、輝度成分算出部５により算出された輝度データＹ_１を用いて、ガンマ補正を行うことが特徴となっており、これにより、ガンマ補正前後において階調性を維持することができるという効果を奏する。以下に、本参考例の写真焼付装置により得られる効果について説明する。
【００９８】
なお、説明の便宜上、ガンマ曲線として、図１２に示すような関数を設定する。図１２に示す関数においては、αからβまでの入力値に対するガンマ曲線を、単調増加な一次関数として近似しただけである。また、ガンマ曲線への入力値として、２点［Ｒ_１，Ｇ_１，Ｂ_１］および［Ｒ_２，Ｇ_２，Ｂ_２］を考える（ただし、α＜Ｒ_１，Ｇ_１，Ｂ_１，Ｒ_２，Ｇ_２＜βであり、β＜Ｂ２＜ｘ_ｍａｘ）。
【００９９】
先ず、輝度成分算出部５により算出された輝度データＹ_１を用いないでガンマ補正を行った場合、つまり、ＲＧＢ値をそのまま用いてガンマ補正を行った場合において、階調差がガンマ補正前後においてどのように表現されるかについて説明する。
【０１００】
点［Ｒ_１，Ｇ_１，Ｂ_１］は、ガンマ補正が施されることにより、点［ｙ_ｍａｘ・（Ｒ_１−α）／（β−α），ｙ_ｍａｘ・（Ｇ_１−α）／（β−α），ｙ_ｍａｘ・（Ｂ_１−α）／（β−α）］に補正される。一方、点［Ｒ_２，Ｇ_２，Ｂ_２］は、ガンマ補正が施されることにより、点［ｙ_ｍａｘ・（Ｒ_２−α）／（β−α），ｙ_ｍａｘ・（Ｇ_２−α）／（β−α），ｙ_ｍａｘ］に補正される。
【０１０１】
したがって、ガンマ補正後の２つの点における階調差ΔＹ’は、
ΔＹ’＝1/3｛y_max・(R₂-α)/(β-α)＋y_max・(G₂-α)/(β-α)＋y_max−y_max・(R_１-α)/(β−α)−y_max・(G_１-α)/(β−α)−y_max・(B_１-α)/(β−α)｝
＝y_max｛R₂-α＋G₂-α＋β-α−(R_１-α)−(G_１-α)−(B_１-α)｝/(3β-3α)
＝y_max｛R₂＋G₂＋β−R_１−G_１−B_１｝/(3β-3α)
として表されることになる。
【０１０２】
次に、輝度成分算出部５により算出された輝度データを用いてガンマ補正を行った場合において、階調差がガンマ補正前後においてどのように表現されるかについて説明する。
【０１０３】
先ず、輝度成分算出部５は、点［Ｒ_１，Ｇ_１，Ｂ_１］についての輝度データＹ_１”、および点［Ｒ_２，Ｇ_２，Ｂ_２］についての輝度データＹ_２”を、
Ｙ_１”＝（Ｒ_１＋Ｇ_１＋Ｂ_１）／３
Ｙ_２”＝（Ｒ_２＋Ｇ_２＋Ｂ_２）／３
として求める。
【０１０４】
これらの輝度データＹ_１”・Ｙ_２”について、ガンマ補正を施した輝度データをそれぞれＹｇ_１”・Ｙｇ_２”とすると、
Ｙｇ_１”＝ｙ_ｍａｘ・（Ｒ_１＋Ｇ_１＋Ｂ_１−３α）／（３β−３α）
Ｙｇ_２”＝ｙ_ｍａｘ・（Ｒ_２＋Ｇ_２＋Ｂ_２−３α）／（３β−３α）
となる。なお、（Ｒ_２＋Ｇ_２＋Ｂ_２）／３＜βを満たすものとする。
【０１０５】
したがって、ガンマ補正後の２点間の階調差ΔＹ”は、
ΔＹ”＝Ｙｇ_１”−Ｙｇ_２”
＝y_max・｛R₂＋G₂＋B_２−R_１−G_１−B_１｝/(3β-3α)
として表される。
【０１０６】
上記のようにして得られたΔＹ’、ΔＹ”を比較すると、ΔＹ”がΔＹ’よりもy_max・（B_２−β）/(3β-3α)大きいことがわかる。これは、ガンマ曲線が、β以上の任意の入力値について、出力値をｙ_ｍａｘとして一定の値しか出力しないことに起因している。
【０１０７】
しかしながら、輝度成分算出部５により輝度データを算出することにより、ガンマ補正前の輝度データを、ガンマ曲線における入力値の増加に応じて出力値が増加する部分に入力されるように設定することができる。すなわち、ガンマ補正前の輝度データの入力値が増加するにつれ、ガンマ補正後の輝度データの出力値が増加するように、ガンマ補正前の輝度データを設定することができる。
【０１０８】
したがって、輝度成分算出部５により算出された輝度データを用いてガンマ補正を行った場合のほうが、ＲＧＢ値をそのまま用いてガンマ補正を行った場合よりも、ガンマ補正後の階調性を豊かに表現できるといえる。
【０１０９】
なお、以下に１６ビットのデータを用いてガンマ補正前後の階調差を検討した結果について説明する。ただし、入力値、出力値は１６ビットのデータであり、ガンマ曲線としては、図１３に示すようなガンマ曲線を用いている。
【０１１０】
先ず、ガンマ曲線への入力値として点［Ｒ_１，Ｇ_１，Ｂ_１］＝［20000，20000，20000］と、点［Ｒ_２，Ｇ_２，Ｂ_２］＝［20000，20000，50000］との２点を考える。
【０１１１】
これら２点のＲＧＢ値に対してガンマ補正を行った場合、それぞれ［20000，20000，20000］と、［20000，20000，65535］とに変換される。
【０１１２】
したがって、ガンマ補正後の２つの点における階調差ΔＹ’は、
ΔＹ’＝（20000＋20000＋65535）／３−（20000＋20000＋20000）／３
＝３５１７８−２００００
＝１５１７８
として求められる。
【０１１３】
一方、輝度成分算出部５により算出された輝度データを用いてガンマ補正を行った場合について説明する。
【０１１４】
点［20000，20000，20000］についての輝度データＹ_１”、および点［20000，20000，50000］についての輝度データＹ_２”は、
Ｙ_１”＝（20000＋20000＋20000）／３＝20000
Ｙ_２”＝（20000＋20000＋50000）／３＝30000
として求める。
【０１１５】
これらの輝度データＹ_１”・Ｙ_２”について、ガンマ補正を施した輝度データをそれぞれＹｇ_１”・Ｙｇ_２”とすると、
Ｙｇ_１”＝20000 Ｙｇ_２”＝60000
となる。
【０１１６】
したがって、ガンマ補正後の２点間の階調差ΔＹ”は、
ΔＹ”＝Ｙｇ_１”−Ｙｇ_２”＝40000となる。
【０１１７】
上記のようにして得られたΔＹ’、ΔＹ”を比較し、ΔＹ”がΔＹ’よりも24822大きいことを確認した。このように、輝度成分算出部５により算出された輝度データを用いてガンマ補正を行った場合のほうが、ＲＧＢ値をそのまま用いてガンマ補正を行った場合よりも、ガンマ補正後の階調性を豊かに表現できることを確認した。
【０１１８】
ところで、以上の実施の形態および参考例で説明した処理は、プログラムで実現することが可能である。このプログラムはコンピュータで読み取り可能な記録媒体に格納されている。本発明では、この記録媒体として、画像処理部２で処理が行われるために必要な図示していないメモリ（例えばＲＯＭそのもの）であってもよいし、また図示していないが外部記憶装置としてプログラム読み取り装置が設けられ、そこに記録媒体を挿入することで読み取り可能なプログラムメディアであってもよい。
【０１１９】
上記いずれの場合においても、格納されているプログラムはマイクロプロセッサ（図示せず）のアクセスにより実行される構成であってもよいし、格納されているプログラムを読み出し、読み出したプログラムを図示されていないプログラム記憶エリアにダウンロードすることにより、そのプログラムが実行される構成であってもよい。この場合、ダウンロード用のプログラムは予め本体装置に格納されているものとする。
【０１２０】
ここで、上記プログラムメディアは、本体と分離可能に構成される記録媒体であり、磁気テープやカセットテープ等のテープ系、フロッピーディスクやハードディスク等の磁気ディスクやＣＤ−ＲＯＭ／ＭＯ／ＭＤ／ＤＶＤ等の光ディスクのディスク系、ＩＣカード（メモリカードを含む）／光カード等のカード系、あるいはマスクＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュＲＯＭ等による半導体メモリを含めた固定的にプログラムを担持する媒体であってもよい。
【０１２１】
また、本発明においては、インターネットを含む通信ネットワークと接続可能なシステム構成であることから、通信ネットワークからプログラムをダウンロードするように流動的にプログラムを担持する媒体であってもよい。なお、このように通信ネットワークからプログラムをダウンロードする場合には、そのダウンロード用プログラムは予め本体装置に格納しておくか、あるいは別な記録媒体からインストールされるものであってもよい。
【０１２２】
なお、記録媒体に格納されている内容としてはプログラムに限定されず、データであってもよい。
【０１２３】
なお、〔実施の形態１〕では、写真フィルムに記録された画像のＲＧＢ画像データに基づいてコントラスト補正を行う場合について説明したが、例えば、デジタルカメラやデジタルビデオ等によって撮影された画像やコンピュータ画像のＲＧＢ画像データに基づいてコントラスト補正を行う場合でも、本発明を適用することができる。この場合、ガンマ変換部８によるガンマ補正は不要である。さらには、液晶プロジェクタのようにＲＧＢの光をスクリーンに投影して画像を表示する場合でも、本発明のコントラスト補正方法を適用することができる。
【０１２４】
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、実施形態および参考例にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【０１２５】
【発明の効果】
本発明に係る画像処理装置は、以上のように、各色ごとの画像データに基づいて第１輝度データを各画素ごとに生成し、該第１輝度データとその度数との関係を示すヒストグラムを作成する第１輝度データ生成手段と、上記ヒストグラムにおいて最も度数が多い輝度データを、縦軸を入力値、横軸を出力値とする関数で表されるガンマ曲線に入力したときの出力値が、該ガンマ曲線において予め定められた第１中間調部の中間値あたりにくるように上記ガンマ曲線を縦軸方向に平行移動させたときに、上記第１中間調部の上限値及び下限値が出力されるときの入力値を、それぞれ上限値及び下限値とする第２中間調部を上記ヒストグラムに設定し、上記ヒストグラムにおいて、上記第２中間調部の上限値よりも輝度データが大きい領域を高輝度部、上記第２中間調部の下限値よりも輝度データが小さい領域を低輝度部として設定したときに、低輝度部および高輝度部に属する第１輝度データのみを変更し、第２中間調部の第１輝度データと合わせて第２輝度データを生成する第２輝度データ生成手段とを備え、上記第２輝度データ生成手段は、低輝度部の第１輝度データを変更前よりも大きな値となるように変更する一方、高輝度部の第１輝度データを変更前よりも小さな値となるように変更する構成である。
【０１２６】
また、本発明に係る画像処理方法は、以上のように、各色ごとの画像データに基づいて第１輝度データを各画素ごとに生成し、該第１輝度データとその度数との関係を示すヒストグラムを作成する第１の工程と、上記ヒストグラムにおいて最も度数が多い輝度データを、縦軸を入力値、横軸を出力値とする関数で表されるガンマ曲線に入力したときの出力値が、該ガンマ曲線において予め定められた第１中間調部の中間値あたりにくるように上記ガンマ曲線を縦軸方向に平行移動させたときに、上記第１中間調部の上限値及び下限値が出力されるときの入力値を、それぞれ上限値及び下限値とする第２中間調部を上記ヒストグラムに設定し、上記ヒストグラムにおいて、上記第２中間調部の上限値よりも輝度データが大きい領域を高輝度部、上記第２中間調部の下限値よりも輝度データが小さい領域を低輝度部として設定したときに、低輝度部および高輝度部に属する第１輝度データのみを変更し、第２中間調部の第１輝度データと合わせて第２輝度データを生成する第２の工程とを有し、上記第２の工程では、低輝度部の第１輝度データを変更前よりも大きな値となるように変更する一方、高輝度部の第１輝度データを変更前よりも小さな値となるように変更する構成である。
【０１２７】
それゆえ、第２輝度データ生成手段は、低輝度部および高輝度部の第１輝度データのみを変更しているので、第２輝度データにおいては、第２中間調部の第１輝度データはそのまま維持され、中間調部の階調性がそのまま維持されることになる。これにより、元の画像において、中間調部の階調性が弱い（階調の変化があまりない）場合でも、中間調部の階調性がそのまま維持されることになり、コントラスト補正による画像全体の画質劣化を回避することができる。
【０１２８】
また、第２輝度データ生成手段により、低輝度部の第１輝度データは変更前よりも値が大きくなるように、高輝度部の第１輝度データは変更前よりも値が小さくなるように変更される。これにより、低輝度部および高輝度部では、階調が圧縮されることになり、低輝度部および高輝度部における階調性を向上させることができる。
【０１２９】
また、本発明のように、低輝度部、中間調部、高輝度部ごとにコントラスト補正を管理することにより、低輝度部および高輝度部のみに対してコントラスト補正を行うという１種類の手法で、様々なシーンの画像のコントラスト補正にも対応することができる。その結果、各シーンごとに、オペレータの経験に基づく設定値を入力してコントラスト補正を行う必要がなく、コントラスト補正を行う本発明の画像処理装置を誰でも簡単に扱うことができるという効果を併せて奏する。
【０１３０】
本発明に係る画像処理装置は、以上のように、上記第２輝度データの所定範囲に対してガンマ補正を行うガンマ補正手段と、上記第２輝度データがガンマ補正の対象となるような第１輝度データの最小値および最大値に対応する値をそれぞれ指定入力するための入力手段とをさらに備え、上記第２輝度データ生成手段は、上記最小値から上記最大値までの第１輝度データに対応する第２輝度データがガンマ補正の対象となるように、低輝度部および高輝度部の第１輝度データを変更する構成である。
【０１３１】
それゆえ、上記最小値から上記最大値までの第１輝度データに対応する第２輝度データをガンマ補正することが可能となる。したがって、入力手段による指定入力さえ適切に行えば、どのようなシーンで撮影された画像についても、ガンマ補正による画質の良好な画像を得ることができるという効果を奏する。
【０１３２】
本発明に係る画像処理装置は、以上のように、上記入力手段によって指定入力される値は、黒く潰れる画素数の許容値および白く飛ぶ画素数の許容値である構成である。
【０１３３】
それゆえ、入力手段によって入力される、黒く潰れる画素数の許容値および白く飛ぶ画素数の許容値をもとにして、第２輝度データがガンマ補正の対象となるような第１輝度データの最小値および最大値を容易に特定することができるという効果を奏する。
【０１３４】
本発明に係る画像処理プログラムは、以上のように、上述した本発明の画像処理方法による処理をコンピュータに実行させるためのプログラムである構成である。
【０１３５】
それゆえ、上記画像処理プログラムをコンピュータが実行することにより、上述した本発明の画像処理方法を実現することができるという効果を奏する。
【０１３６】
本発明に係る画像処理プログラムを記録した記録媒体は、以上のように、上述した本発明の画像処理プログラムをコンピュータにて読み取り可能に記録してなる構成である。
【０１３７】
それゆえ、上記記録媒体に記録された画像処理プログラムをコンピュータが実行することにより、上述した本発明の画像処理方法を実現することができるという効果を奏する。
【０１３８】
本発明に係る写真焼付装置は、以上のように、上述した本発明の画像処理装置と、上記画像処理装置から出力される画像データに基づいて、感光材料を露光する露光手段とを備えている構成である。
【０１３９】
それゆえ、本発明の画像処理装置から出力される画像データには、低輝度部および高輝度部に対してのみコントラスト補正がされたデータが反映されているので、このような画像データに基づいて、露光手段が感光材料を露光することにより、中間調部の階調性を損なわずして、低輝度部および高輝度部のコントラストが良好に補正された画像を感光材料上で再現することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る写真焼付装置およびそれを構成する画像処理部の概略の構成を示すブロック図である。
【図２】 上記写真焼付装置を構成するフィルムスキャナの概略の構成を示す説明図である。
【図３】 露光濃度特性曲線を示すグラフである。
【図４】 濃度特性曲線を示すグラフである。
【図５】 輝度データと度数との関係を示すヒストグラムと、コントラスト補正基準直線と、ガンマ曲線とを示すグラフである。
【図６】 上記ヒストグラムと、本発明におけるコントラスト補正処理に用いるコントラスト補正直線と、ガンマ曲線とを示すグラフである。
【図７】 上記コントラスト補正直線を得る動作の流れを示すフローチャートである。
【図８】 上記コントラスト補正直線の低輝度部における傾きが求まる原理を説明するための説明図である。
【図９】 上記コントラスト補正直線の高輝度部における傾きが求まる原理を説明するための説明図である。
【図１０】 従来のコントラスト補正方法を説明するための説明図である。
【図１１】 本発明の参考例に係る写真焼付装置およびそれを構成する画像処理部の概略の構成を示すブロック図である。
【図１２】 ガンマ曲線を近似した単調増加な一次関数を示すグラフである。
【図１３】 ガンマ曲線を示すグラフである。
【符号の説明】
２ 画像処理部（画像処理装置）
３ 露光部（露光手段）
５ 輝度成分算出部（第１輝度データ生成手段）
６ 入力部（入力手段）
７ コントラスト補正部（第２輝度データ生成手段）
８ ガンマ変換部（ガンマ補正手段）

Claims (7)

1. 画像を構成する各画素の異なる色ごとの画像データに基づいて上記画像のコントラストを補正する画像処理装置であって、
   上記各色ごとの画像データに基づいて第１輝度データを各画素ごとに生成し、該第１輝度データとその度数との関係を示すヒストグラムを作成する第１輝度データ生成手段と、
   上記ヒストグラムにおいて最も度数が多い輝度データを、縦軸を入力値、横軸を出力値とする関数で表されるガンマ曲線に入力したときの出力値が、該ガンマ曲線において予め定められた第１中間調部の中間値あたりにくるように上記ガンマ曲線を縦軸方向に平行移動させたときに、上記第１中間調部の上限値及び下限値が出力されるときの入力値を、それぞれ上限値及び下限値とする第２中間調部を上記ヒストグラムに設定し、上記ヒストグラムにおいて、上記第２中間調部の上限値よりも輝度データが大きい領域を高輝度部、上記第２中間調部の下限値よりも輝度データが小さい領域を低輝度部として設定したときに、低輝度部および高輝度部に属する第１輝度データのみを変更し、第２中間調部の第１輝度データと合わせて第２輝度データを生成する第２輝度データ生成手段とを備え、
   上記第２輝度データ生成手段は、低輝度部の第１輝度データを変更前よりも大きな値となるように変更する一方、高輝度部の第１輝度データを変更前よりも小さな値となるように変更することを特徴とする画像処理装置。
2. 上記第２輝度データの所定範囲に対してガンマ補正を行うガンマ補正手段と、
   上記第２輝度データがガンマ補正の対象となるような第１輝度データの最小値および最大値に対応する値をそれぞれ指定入力するための入力手段とをさらに備え、
   上記第２輝度データ生成手段は、上記最小値から上記最大値までの第１輝度データに対応する第２輝度データがガンマ補正の対象となるように、低輝度部および高輝度部の第１輝度データを変更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. 上記入力手段によって指定入力される値は、黒く潰れる画素数の許容値および白く飛ぶ画素数の許容値であることを特徴とする請求項２に記載の画像処理装置。
4. 画像を構成する各画素の異なる色ごとの画像データに基づいて上記画像のコントラストを補正する画像処理方法であって、
   上記各色ごとの画像データに基づいて第１輝度データを各画素ごとに生成し、該第１輝度データとその度数との関係を示すヒストグラムを作成する第１の工程と、
   上記ヒストグラムにおいて最も度数が多い輝度データを、縦軸を入力値、横軸を出力値とする関数で表されるガンマ曲線に入力したときの出力値が、該ガンマ曲線において予め定められた第１中間調部の中間値あたりにくるように上記ガンマ曲線を縦軸方向に平行移動させたときに、上記第１中間調部の上限値及び下限値が出力されるときの入力値を、それぞれ上限値及び下限値とする第２中間調部を上記ヒストグラムに設定し、上記ヒストグラムにおいて、上記第２中間調部の上限値よりも輝度データが大きい領域を高輝度部、上記第２中間調部の下限値よりも輝度データが小さい領域を低輝度部として設定したときに、低輝度部および高輝度部に属する第１輝度データのみを変更し、第２中間調部の第１輝度データと合わせて第２輝度データを生成する第２の工程とを有し、
   上記第２の工程では、低輝度部の第１輝度データを変更前よりも大きな値となるように変更する一方、高輝度部の第１輝度データを変更前よりも小さな値となるように変更することを特徴とする画像処理方法。
5. 請求項４に記載の画像処理方法による処理をコンピュータに実行させるためのプログラ ムであることを特徴とする画像処理プログラム。
6. 請求項５に記載の画像処理プログラムをコンピュータにて読み取り可能に記録して記録してなることを特徴とする画像処理プログラムを記録した記録媒体。
7. 請求項１ないし３のいずれかに記載の画像処理装置と、
   上記画像処理装置から出力される画像データに基づいて、感光材料を露光する露光手段とを備えていることを特徴とする写真焼付装置。

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