JP3918355B2

JP3918355B2 - Image processing apparatus and image forming apparatus

Info

Publication number: JP3918355B2
Application number: JP09570399A
Authority: JP
Inventors: 賢治表木
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd; Fujifilm Business Innovation Corp
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1999-04-02
Filing date: 1999-04-02
Publication date: 2007-05-23
Anticipated expiration: 2019-04-02
Also published as: JP2000295477A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、露光不良の画像を補正して適正な階調の画像信号を得る画像処理装置、および露光不良の画像を補正して適正な階調の画像を形成する画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＣＣＤ（ＣｈａｒｇｅＣｏｕｐｌｅｄＤｅｖｉｃｅ）などの撮像素子を用いたＤＳＣ（ＤｉｇｉｔａｌＳｔｉｌｌＣａｍｅｒａ）においては、撮像素子のダイナミック・レンジの狭さゆえに、最適露光の撮像画像を得ることは難しい。その結果、撮影画像が実際の被写体とは異なり、暗め、あるいは明るめに再現されることがある。
【０００３】
特開平８−３２８２７号公報には、入力された画像信号の明度の分布を表す明度ヒストグラムを作成し、全画素数に対する明部の画素数および暗部の画素数の割合が、予め設定された割合に保たれるように明部閾値および暗部閾値を設定し、これらの閾値が階調補正後の最小明度および最大明度となるように画像信号を線型変換して階調補正するとともに階調補正に見合った彩度補正を行う階調補正装置が開示されている。
【０００４】
また、特開平９−３７１４５号公報には、撮像素子から入力された画像信号の輝度ヒストグラムを作成し、各輝度範囲の度数に応じて各輝度範囲の入出力特性の傾きを２^-1、２⁰、２¹から選択して階調補正する自動露光調節装置が開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記の特開平８−３２８２７号公報に開示された方法では、全階調を線型変換するため、入出力特性を明部または暗部ごとに別々に変化させて補正することができないという問題がある。また、特開平９−３７１４５号公報に開示された方法では、階調の入出力特性が入力画像の輝度ヒストグラムにより大きく左右され、特異な輝度ヒストグラムを持つ画像に対しては、不適切な階調再現となるという問題がある。
【０００６】
現在市場に出回っているＤＳＣには、撮影時に自動的に露光が決定される自動露光装置（ＡＥ）が実装されている。ＤＳＣのＡＥとしては様々な方式のものがあるが、いずれの方式も機能的には完全なものではない。また、ＤＳＣに実装されるＣＣＤのダイナミック・レンジの広さには限度があり、ダイナミック・レンジを大きく上回る輝度分布を持つ被写体を撮影すると、低輝度側もしくは高輝度側の階調どちらか、または双方を犠牲にすることになりＡＥの動作不良を起こす可能性が高くなる。
【０００７】
図１７は、露光が適正でないＤＳＣ画像とその画像信号から得られた明度ヒストグラムの例を示す図である。
【０００８】
図１７（ａ）は、露光が適正でないＤＳＣによる、全体に暗過ぎる画像、すなわち低輝度・低コントラストの画像、およびその画像の各画素ごとの明度の分布を表す明度ヒストグラムであり、図１７（ｂ）は、体的に明る過ぎる画像、すなわち高輝度・低コントラストの画像、およびその明度ヒストグラムであり、また図１７（ｃ）は、コントラストが高過ぎる画像、およびその明度ヒストグラムの例である。
【０００９】
撮影時にＤＳＣのＡＥによる露光が不適正化であった場合は、図１７に示すように、明度ヒストグラムの画素分布が暗部領域あるいは明部領域に極在化してしまい、このような状態の画像信号のまま画像形成装置から出力しても、適正な階調の画像を得ることはできない。撮影時の条件によりＡＥ機構が適正に作動しないような場合は撮影者がシャッタを切る際に露光の適正度を確認するという方法も考えられるが、一般の撮影者にとってそのような操作は煩雑であり非効率的である。
【００１０】
本発明は、上記の事情に鑑み、露光の不適正な画像からでも適正な階調の画像信号を得ることのできる画像処理装置、および露光の不適正な画像からでも適正な階調の画像を形成することができる画像形成装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成する本発明の画像処理装置は、
画像信号が入力され、入力された画像信号に基づいてその画像信号により表される画像の各画素ごとの明度を求めて画像の明度の分布を表す明度ヒストグラムを作成するヒストグラム作成手段と、
入力された画像信号に基づいて作成されたオリジナルの明度ヒストグラムに比べ正規分布に近づいた明度ヒストグラムが得られるように階調を補正する階調補正手段とを備えたことを特徴とする。
【００１２】
ここで、上記階調補正手段が、作成された明度ヒストグラムを明部領域、中間領域、および暗部領域の３領域に分けたときの明部領域および暗部領域それぞれの各平均的な明度値と、全画素数に対する明部領域および暗部領域の各画素数割合とを求め、明部領域および暗部領域それぞれについて、平均的な明度値と明度スケールの中央値との間の差分と、画素数割合とを変数とした各所定の評価関数を満足するように、明部領域および暗部領域に属する画素の明度を補正するものであることが好ましい。
【００１３】
また、上記階調補正手段が、上記ヒストグラム作成手段により作成された明度ヒストグラムについて上記各所定の評価関数を満足するか否かを明部領域および暗部領域それぞれについて判定し、不満足の領域について所定の増分だけ明度を補正して上記ヒストグラム作成手段に明度補正後の明度の分布を表す明度ヒストグラムを作成させる過程を繰り返すことにより、上記各所定の評価関数を満足するように明度を補正するものであることも好ましい態様である。
【００１４】
また、上記の目的を達成する本発明の画像形成装置は、
画像信号が入力され、入力された画像信号に基づいてその画像信号により表される画像の各画素ごとの明度を求めて画像の明度の分布を表す明度ヒストグラムを作成するヒストグラム作成手段と、
入力された画像信号に基づいて作成されたオリジナルの明度ヒストグラムに比べ正規分布に近づいた明度ヒストグラムが得られるように階調を補正する階調補正手段と、
上記階調補正手段により補正された階調の画像を表す画像信号に基づいて画像を形成する画像形成手段とを備えたことを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について説明する。
【００１６】
図１は、適正露光で撮影されたＤＳＣ画像の明度ヒストグラムを示す図である。
【００１７】
ＤＳＣのＡＥにより適正露光で撮影されたＤＳＣ画像では、図１に示すように、画像の各画素ごとの明度の分布を表す明度ヒストグラムは、中央部の明度が高く、中央部から両側の暗部および明部にかけて明度が次第に低下する正規分布に近い形状を有している。そこで、図１７に示したような露光不適正の画像信号からでも適正な階調の画像が得られるようにするためには、ＤＳＣで撮影した後、ＤＳＣで得られた画像信号を適切な画像形成手段により一括して適正な階調に補正して、図１に示すような正規分布に近い明度ヒストグラムを有する画像信号に補正する必要がある。
【００１８】
図２は、本発明の画像処理装置の実施形態を示す概略構成図である。
【００１９】
図２に示すように、この画像処理装置１０は、ＤＳＣの撮像素子などから出力された画像信号１１が入力され、入力された画像信号１１に基づいてその画像信号１１により表される画像の各画素ごとの明度を求めて画像の明度の分布を表す明度ヒストグラムを作成するヒストグラム作成手段１２と、ヒストグラム作成手段１２により作成されたオリジナルの明度ヒストグラムに比べ正規分布に近づいた明度ヒストグラムが得られるように階調を補正する階調補正手段１３とを備えている。この画像処理装置１０により補正された階調の画像を表す補正済みの画像信号１４は、外部の画像形成装置１５に出力され、画像形成装置１５によって適正な階調を持つ画像が形成される。
【００２０】
なお、本実施形態の画像処理装置１０における階調補正手段１３は、ヒストグラム作成手段１２により作成された明度ヒストグラムを明部領域、中間領域、および暗部領域の３領域に分けたときの明部領域および暗部領域それぞれの各平均的な明度値と、全画素数に対する明部領域および暗部領域の各画素数割合とを求め、明部領域および暗部領域それぞれについて、平均的な明度値と明度スケールの中央値との間の差分と、画素数割合とを変数とした各所定の評価関数を満足するように、明部領域および暗部領域に属する画素の明度を補正するように構成されている。
【００２１】
また、本実施形態の画像処理装置１０における階調補正手段１３は、ヒストグラム作成手段１２により作成された明度ヒストグラムについて上記の各所定の評価関数を満足するか否かを明部領域および暗部領域それぞれについて判定し、不満足の領域について所定の増分だけ明度を補正してヒストグラム作成手段１２に明度補正後の明度の分布を表す明度ヒストグラムを作成させる過程を繰り返すことにより、上記各所定の評価関数を満足するように明度を補正するように構成されている。
【００２２】
次に、上記のヒストグラム作成手段１２および階調補正手段１３の動作の詳細についてフローチャートを参照しながら説明する。
【００２３】
図３は、本実施形態のヒストグラム作成手段、および階調補正手段における処理の流れを示すフローチャートの一部である。
【００２４】
図４、図５、図６，および図７は、本実施形態の階調補正手段における処理の流れを示すフローチャートの一部である。
【００２５】
ＤＳＣの撮像素子などから出力された画像信号１１（図２参照）が画像処理装置１０に入力されると、ヒストグラム作成手段１２は、入力された画像信号１１に基づいて、画像信号１１により表される画像の各画素ごとの明度を求め、画像の明度の分布を表す明度ヒストグラムを作成する（ステップＳ１）。
【００２６】
ここでいう明度は、入力された画像信号１１を、各画素ごとに均等色空間で表されるデータＬ^*ａ^*ｂ^*に変換した後、この中から明度Ｌ^*を取り出したものであり、明度Ｌ^*の値は０から１００までに正規化されている。
【００２７】
図８は、本実施形態における入力画像信号に基づいて作成された階調補正前の明度ヒストグラムの一例を示す図である。
【００２８】
図８に示すように、一般に、ＤＳＣの画像信号に基づいて作成された階調補正前の明度ヒストグラムは、図１に示したような適正露光のＤＳＣ画像に基づいて作成された明度ヒストグラムとは異なり、画素が暗部領域および明部領域に偏在しており、正規分布曲線とはほど遠い形状の明度ヒストグラムを示すことが多い。
【００２９】
ヒストグラム作成手段１２により入力画像から最初に作成した明度ヒストグラムは、オリジナルの明度ヒストグラムとして所定の記憶素子に記憶しておく。
【００３０】
次に、この明度ヒストグラムの明度軸（横軸）を３等分するように、次の計算式により、２つの閾値Ｌ^* _th#dk，Ｌ^* _th#hiを設定し、全画素を低明度側からそれぞれ暗部領域、中間領域、および明部領域に３分割する（ステップＳ２）。
【００３１】
【数１】

【００３２】
次に、明度ヒストグラムの暗部領域および明部領域に属する画素の平均明度Ｌ^* _dk，Ｌ^* _hiおよび面積比Ｆ_dk，Ｆ_hiを次の計算式により求める（ステップＳ３，Ｓ４）。面積比Ｆ_dk，Ｆ_hiは計算式からも明らかなように、０≦Ｆ_dk、Ｆ_hi≦１の値となる。また、明度スケールの中央値（画像形成装置のダイナミックレンジの中央値）をＬ^* _midとする。本実施形態ではＬ^* _mid＝５０としている。
【００３３】
【数２】

【００３４】
図９は、ステップＳ３，Ｓ４により求められた暗部領域および明部領域の平均明度Ｌ^* _dk，Ｌ^* _hiと面積比Ｆ_dk，Ｆ_hiを示す図である。
【００３５】
次に、上記のＬ^* _dkおよびＬ^* _hiを次の計算式に代入して、暗部領域および明部領域に属する画素の明度分離度Ｄ_dkおよびＤ_hiを算出する（ステップＳ５）。
【００３６】
【数３】

【００３７】
次に、画像信号に対し、階調補正が必要か否かを判別する。
【００３８】
本実施形態では、階調補正手段１３（図２参照）が、明度ヒストグラムを明部領域、中間領域、および暗部領域の３領域に分けたときの明部領域および暗部領域それぞれの平均明度Ｌ^* _dk，Ｌ^* _hi（本発明にいう平均的な明度値）と、明部領域および暗部領域の面積比Ｆ_dk，Ｆ_hi（本発明にいう全画素数に対する明部領域および暗部領域の各画素数割合）とを求め、明部領域および暗部領域それぞれについて、平均明度Ｌ^* _dk，Ｌ^* _hiと明度スケールの中央値Ｌ^* _midとの間の差分と、面積比Ｆ_dk，Ｆ_hiとを変数とした各所定の評価関数を満足するように、明部領域および暗部領域に属する画素の明度を補正するように構成されている。
【００３９】
図１０は、階調補正が必要か否かを判別するための明部領域（ａ）および暗部領域（ｂ）の評価関数および評価関数により判別される判別点を示す図である。
【００４０】
図１０（ａ）には、明度分離度を横軸にとり面積比を縦軸にとったグラフ上に上記の評価関数に基づく暗部判別領域（ハッチングを施した部分）と、評価関数により判別される判別点Ｐ_dkとが示されている。同様に、図１０（ｂ）には、明度分離度を横軸にとり面積比を縦軸にとったグラフ上に上記の評価関数に基づく明部判別領域（ハッチングを施した部分）と、評価関数により判別される判別点Ｐ_hiとが示されている。
【００４１】
暗部領域の判別点Ｐ_dkは、座標（Ｄ_dk，Ｆ_dk）として、また明部領域の判別点Ｐ_hiは、座標（Ｄ_hi，Ｆ_hi）として定義される（ステップＳ６）。
【００４２】
評価関数は、明部領域および暗部領域それぞれについて、平均明度Ｌ^* _dk，Ｌ^* _hiと明度スケールの中央値Ｌ^* _midとの間の差分と、画素数割合（面積比Ｆ_dk，Ｆ_hi）とを変数とする関数であり、この関数を定義するパラメータは、予め、主観評価実験などにより好ましい階調再現性が得られるように、明度分離度Ｄ_dkおよびＤ_hiと面積比Ｆ_dkおよびＦ_hiとの関係を実験的に求めることにより作成する。例えば、様々な明度分離度と面積比を持つ画像サンプルを用意し、被験者による主観評価実験を行うことにより、上記の評価関数のパラメータを決定することができる。
【００４３】
本実施形態では、評価関数として、暗部領域用の評価関数と明部領域用の評価関数の２種類が用意されており、暗部領域および明部領域について階調補正処理の必要性をより柔軟に判別できるようになっている。
【００４４】
本実施形態の階調補正手段１３は、上記の評価関数を用いて、ヒストグラム作成手段１２により作成された明度ヒストグラムについてこの評価関数を満足するか否かを明部領域および暗部領域それぞれについて判定し、不満足の領域について所定の増分だけ明度を補正してヒストグラム作成手段１２に明度補正後の明度の分布を表す明度ヒストグラムを作成させる過程を繰り返すことにより、評価関数を満足するように明度を補正する。
【００４５】
階調補正処理は、暗部領域の判別点Ｐ_dkおよび明部領域の判別点Ｐ_hiが、それぞれ図１０（ａ）および図１０（ｂ）に示す暗部判別領域および明部判別領域内に含まれているか、あるいは暗部領域の判別点Ｐ_dkおよび明部領域の判別点Ｐ_hiがともに暗部判別領域および明部判別領域内に含まれているかにより次の３ケースに分かれる（ステップＳ７）。
【００４６】
１．暗部領域の判別点Ｐ_dkが図１０（ａ）のハッチングを施した領域に含まれている場合、明度域０≦Ｌ^*≦Ｌ^* _midの階調補正を行う。・・・ケース１
２．明部領域の判別点Ｐ_hiが図１０（ｂ）のハッチングを施した領域に含まれている場合、明度域Ｌ^* _mid≦Ｌ^*≦１００の階調補正を行う。・・・ケース２
３．ケース1およびケース２を同時に満たす場合、全明度域で階調補正を行う。・・・ケース３
上記の３ケースのうちのいずれのケースに該当するかにより、それぞれの補正処理に分岐される。なお、上記の３ケースのいずれにも該当しない場合は階調補正の必要なしと判定し、階調補正手段１３による階調補正処理を終了する（ステップＳ８）。
【００４７】
次に、ケース１の補正処理について説明する。
【００４８】
図５に示すように、ケース１の補正処理では、明度域０≦Ｌ^*≦Ｌ^* _midに属する画素の補正前の明度をＬ^* _dk#inとして、次の計算式により補正後の明度Ｌ^* _dk#outを求める（ステップＳ９）。
【００４９】
【数４】

【００５０】
図１１は、階調補正後の暗部領域の明度の変換特性の一例を示すグラフである。
【００５１】
図１１には、γ_hi＝０．５を用いて階調補正した後の、上方に湾曲した形状の階調補正後の明度Ｌ^* _dk#outの曲線が示されている。
【００５２】
ケース１の補正処理におけるγ_dkの値は、前回の階調補正時に用いたγ_dkをγ_dk#oldとし、次回の階調補正時に用いるγ_dkをγ_dk#newすると、次の式を満たすように変更する（ステップＳ１０）。
【００５３】
【数５】

【００５４】
こうして、ケース１の階調補正処理が終了すると図３のステップＳ１に戻り階調補正後の明度ヒストグラムが作成され（ステップＳ１）、以下、ステップＳ２からステップＳ７までの処理を経た後、ステップＳ８でさらに階調補正が必要か否かが判定される。階調補正が必要でなければ階調補正処理は終了するが、階調補正が必要な場合はいずれのケースの階調補正が必要かが判定され、その判定の結果によりケース１、ケース２、ケース３のいずれかの階調補正処理が、階調補正が必要でなくなるまで繰り返される。
【００５５】
図１２は、本実施形態の階調補正手段により暗部の階調補正処理が完了した後の暗部判別点Ｐ_dknおよび初期値Ｐ_dkoを示す図である。
【００５６】
図１２に示すように、暗部判別点の初期値Ｐ_dkoは、階調補正手段による階調補正処理の結果、Ｐ_dknへ移動しており、上述の評価関数を満足するように階調補正されていることがわかる。
【００５７】
次に、ケース２の補正処理について説明する。
【００５８】
図６に示すように、ケース２の補正処理では、明度域Ｌ^* _mid≦Ｌ^*≦１００に属する画素の補正前の明度をＬ^* _hi#inとして、次の計算式により補正後の明度Ｌ^* _hi#outを求める（ステップＳ１１）。
【００５９】
【数６】

【００６０】
図１３は、明部領域の階調補正による明度の変換特性の一例を示すグラフである。
【００６１】
図１３には、γ_hi＝０．５を用いて階調補正した後の、下方に湾曲した形状の明度Ｌ^* _hi#outの曲線が示されている。
【００６２】
ケース２の補正処理におけるγ_dkの値は、ケース１の補正処理と同様、前回の階調補正時に用いたγ_hiをγ_hi#old、次回の階調補正時に用いるγ_hiをγ_hi#newとすると、次の式を満たすように変更する（ステップＳ１２）。
【００６３】
【数７】

【００６４】
こうして、ケース２の階調補正処理が終了すると図３のステップＳ１に戻り階調補正後の明度ヒストグラムが作成され、以下ステップＳ２からステップＳ７までの処理を経た後、ステップＳ８でさらに階調補正が必要か否かが判定される。階調補正が必要でなければ階調補正処理は終了するが、階調補正が必要な場合はいずれのケースの階調補正が必要かが判定され、その判定の結果によりケース１，２，３のいずれかの階調補正処理が、階調補正が必要でなくなるまで繰り返される。
【００６５】
図１４は、本実施形態の階調補正手段により明部の階調補正処理が完了した後の明部判別点Ｐ_hinおよび初期値Ｐ_hioを示す図である。
【００６６】
図１４に示すように、明部判別点の初期値Ｐ_hioは、階調補正手段による階調補正処理の結果、Ｐ_hinへ移動しており、上述の評価関数を満足するように階調補正されていることがわかる。
【００６７】
次に、ケース３の補正処理について説明する。
【００６８】
図７に示すように、ケース３の補正処理では、ケース１の補正処理におけるステップＳ９、ステップＳ１０による暗部領域の階調補正、およびケース２の補正処理におけるステップＳ１１、ステップＳ１２による明部領域の階調補正の双方の補正処理を行う（ステップＳ１３）。
【００６９】
すなわち、明度域０≦Ｌ^*≦Ｌ^* _midに属する画素の補正前の明度をＬ^* _dk#in、補正後の明度をＬ^* _dk#out、明度域Ｌ^* _mid≦Ｌ^*≦１００に属する画素の補正前の明度をＬ^* _hi#in、補正後の明度をＬ^* _hi#outとし、次の計算式によりＬ^* _dk#out、およびＬ^* _hi#outを求める。
【００７０】
【数８】

【００７１】
図１５は、暗部領域および明部領域双方の階調補正による明度の変換特性の一例を示すグラフである。
【００７２】
図１５には、γ_dk＝０．５を用いて暗部領域を階調補正するとともに、γ_hi＝０．７を用いて明部領域を階調補正した後の、暗部領域では上方に湾曲した形状の明度Ｌ^* _dk#out曲線、および明部領域では下方に湾曲した形状の明度Ｌ^* _hi#out曲線が示されている。
【００７３】
こうして、ケース３の階調補正処理が終了すると図３のステップＳ１に戻り階調補正後の明度ヒストグラムが作成され、以下ステップＳ２からステップＳ７までの処理を経た後、ステップＳ８でさらに階調補正が必要か否かが判定される。階調補正が必要でなければ階調補正処理は終了するが、階調補正が必要な場合はいずれのケースの階調補正が必要かが判定され、その判定の結果によりケース１，２，３のいずれかの階調補正処理が、階調補正が必要でなくなるまで繰り返される。
【００７４】
以上の、ステップＳ１からステップＳ１３に到る一連の階調補正処理により最適な階調再現性を持つ画像信号１４（図２参照）が得られ、この画像信号１４を用いて外部の画像形成装置１５による画像形成を行っった場合は適正な階調を有する画像を形成することができる。
【００７５】
次に、本発明の画像形成装置の実施形態について説明する。
【００７６】
図１６は、本発明の画像形成装置の一実施形態を示す概略構成図である。
【００７７】
図１６に示すように、この画像形成装置２０は、ＤＳＣの撮像素子などからの画像信号１１が入力され、入力された画像信号１１に基づいてその画像信号１１により表される画像の各画素ごとの明度を求めて画像の明度の分布を表す明度ヒストグラムを作成するヒストグラム作成手段１２と、ヒストグラム作成手段１２により作成されたオリジナルの明度ヒストグラムに比べ正規分布に近づいた明度ヒストグラムが得られるように階調を補正する階調補正手段１３と、階調補正手段１３により補正された階調の画像を表す画像信号に基づいて画像を形成する画像形成手段１６とを備えている。
【００７８】
この画像形成手段１６としては、周知の例えば電子写真方式など、いずれの方式の画像形成装置をも用いることができる。
【００７９】
なお、本実施形態の画像形成装置２０におけるヒストグラム作成手段１２および階調補正手段１３は、図３から図１５までを参照して説明した画像処理装置１０におけるものと同一の構成を有するものであるので、詳細な説明は省略する。
【００８０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の画像処理装置によれば、画像信号に基づいて画像信号により表される画像の各画素ごとの明度を求めてその画像の明度ヒストグラムを作成するヒストグラム作成手段と、入力された画像信号に基づいて作成されたオリジナルの明度ヒストグラムに比べ正規分布に近づいた明度ヒストグラムが得られるように階調を補正する階調補正手段とを備えたことにより、画像入力装置の自動露光装置の不具合により露光不適正のまま出力された画像信号に対しても適正な階調補正処理を施し適正な階調の画像信号を得ることの可能な画像処理装置を実現することができる。
【００８１】
また、本発明の画像形成装置によれば、上記画像処理装置におけると同様のヒストグラム作成手段および階調補正手段とを備えたことにより、露光不適正な画像信号に対しても適正な階調補正処理を施して適正な階調の画像を得ることの可能な画像形成装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】適正露光で撮影されたＤＳＣ画像の明度ヒストグラムを示す図である。
【図２】本発明の画像処理装置の実施形態を示す概略構成図である。
【図３】本実施形態のヒストグラム作成手段、および階調補正手段における処理の流れを示すフローチャートの一部である。
【図４】本実施形態の階調補正手段における処理の流れを示すフローチャートの一部である。
【図５】本実施形態の階調補正手段における処理の流れを示すフローチャートの一部である。
【図６】本実施形態の階調補正手段における処理の流れを示すフローチャートの一部である。
【図７】本実施形態の階調補正手段における処理の流れを示すフローチャートの一部である。
【図８】本実施形態における入力画像信号に基づいて作成された階調補正前の明度ヒストグラムの一例を示す図である。
【図９】ステップＳ３，Ｓ４により求められた平均明度Ｌ^* _dk，Ｌ^* _hiおよび面積比Ｆ_dk，Ｆ_hiを示す図である。
【図１０】階調補正が必要か否かを判別するための明部領域（ａ）および暗部領域（ｂ）の評価関数および評価関数により判別される判別点を示す図である。
【図１１】階調補正後の暗部領域の明度の変換特性の一例を示すグラフである。
【図１２】本実施形態の階調補正手段により暗部の階調補正処理が完了した後の暗部判別点Ｐ_dknおよび初期値Ｐ_dkoを示す図である。
【図１３】明部領域の階調補正による明度の変換特性の一例を示すグラフである。
【図１４】本実施形態の階調補正手段により明部の階調補正処理が完了した後の明部判別点Ｐ_hinおよび初期値Ｐ_hioを示す図である。
【図１５】暗部領域および明部領域双方の階調補正による明度の変換特性の一例を示すグラフである。
【図１６】本発明の画像形成装置の一実施形態を示す概略構成図である。
【図１７】露光が適正でないＤＳＣ画像とその画像信号から得られた明度ヒストグラムの例を示す図である。
【符号の説明】
１０画像処理装置
１１画像信号
１２ヒストグラム作成手段
１３階調補正手段
１４画像信号
１５画像形成装置
１６画像形成手段
２０画像形成装置[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an image processing apparatus that corrects an image with poor exposure to obtain an image signal with an appropriate gradation, and an image forming apparatus that corrects an image with an incorrect exposure to form an image with an appropriate gradation.
[0002]
[Prior art]
In a DSC (Digital Still Camera) using an image sensor such as a CCD (Charge Coupled Device), it is difficult to obtain a captured image of optimum exposure due to the narrow dynamic range of the image sensor. As a result, the captured image may be reproduced darker or brighter than an actual subject.
[0003]
In JP-A-8-32827, a brightness histogram representing the brightness distribution of an input image signal is created, and the ratio of the number of pixels in the bright part and the number of pixels in the dark part to the total number of pixels is a preset ratio. The bright part threshold value and the dark part threshold value are set so as to be kept at the same level, and the image signal is linearly converted so that these threshold values become the minimum lightness and the maximum lightness after the gradation correction, and the gradation correction is performed. A gradation correction apparatus that performs appropriate saturation correction is disclosed.
[0004]
In Japanese Patent Laid-Open No. 9-37145, a luminance histogram of an image signal input from an image sensor is created, and the slope of the input / output characteristics of each luminance range is 2 ⁻¹ , 2 according to the frequency of each luminance range. ^0, 2 ¹ selects and from the automatic exposure adjusting apparatus for gradation correction is disclosed.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the method disclosed in the above Japanese Patent Laid-Open No. 8-32827, since all gradations are linearly converted, the input / output characteristics cannot be changed separately for each bright part or dark part for correction. is there. Further, in the method disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 9-37145, the input / output characteristics of gradation are greatly influenced by the luminance histogram of the input image, and an inappropriate gradation is not suitable for an image having a specific luminance histogram. There is a problem of being reproduced.
[0006]
The DSC currently on the market is equipped with an automatic exposure apparatus (AE) that automatically determines exposure at the time of shooting. Although there are various types of DSC AE, none of them is functionally perfect. In addition, there is a limit to the range of the dynamic range of the CCD mounted on the DSC, and when photographing a subject having a luminance distribution that greatly exceeds the dynamic range, either the low luminance side or the high luminance side gradation, or Since both are sacrificed, there is a high possibility of causing an AE malfunction.
[0007]
FIG. 17 is a diagram illustrating an example of a brightness histogram obtained from a DSC image with inappropriate exposure and its image signal.
[0008]
FIG. 17A is a lightness histogram representing an image that is too dark as a whole, that is, a low-brightness / low-contrast image, and the lightness distribution for each pixel of the image, by DSC with improper exposure. b) is an image that is physically too bright, that is, an image with high brightness and low contrast and its brightness histogram, and FIG. 17C is an example of an image with too high contrast and its brightness histogram.
[0009]
If the exposure by DSC AE is inappropriate at the time of shooting, the pixel distribution of the brightness histogram is localized in the dark area or the bright area as shown in FIG. Even if the image is output from the image forming apparatus as it is, an image having an appropriate gradation cannot be obtained. If the AE mechanism does not operate properly due to shooting conditions, a method may be considered in which the photographer confirms the appropriateness of exposure when the shutter is released. However, such operations are complicated for general photographers. There is inefficiency.
[0010]
In view of the above circumstances, the present invention provides an image processing apparatus capable of obtaining an image signal having an appropriate gradation even from an image having an inappropriate exposure, and an image having an appropriate gradation even from an image having an inappropriate exposure. An object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of forming an image.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
The image processing apparatus of the present invention that achieves the above-described object provides:
Histogram creation means that receives an image signal, creates a lightness histogram representing the lightness distribution of the image by obtaining the lightness of each pixel of the image represented by the image signal based on the input image signal,
The image processing apparatus includes gradation correction means for correcting gradation so that a brightness histogram closer to a normal distribution than an original brightness histogram created based on an input image signal can be obtained.
[0012]
Here, when the gradation correction means divides the created brightness histogram into three areas of a bright area, an intermediate area, and a dark area, each average brightness value of each of the bright area and the dark area, The ratio of the number of pixels of the bright area and the dark area with respect to the total number of pixels is obtained, and for each of the bright area and the dark area, the difference between the average brightness value and the median value of the brightness scale, It is preferable that the brightness of the pixels belonging to the bright area and the dark area is corrected so as to satisfy each predetermined evaluation function using as a variable.
[0013]
In addition, the gradation correction unit determines whether or not each of the predetermined evaluation functions is satisfied with respect to the brightness histogram created by the histogram creation unit, for each of the bright part region and the dark part region. The brightness is corrected so as to satisfy each predetermined evaluation function by repeating the process of correcting the brightness by increments and causing the histogram creating means to create a brightness histogram representing the distribution of brightness after brightness correction. This is also a preferred embodiment.
[0014]
The image forming apparatus of the present invention that achieves the above object is
Histogram creation means that receives an image signal, creates a lightness histogram representing the lightness distribution of the image by obtaining the lightness of each pixel of the image represented by the image signal based on the input image signal,
Gradation correction means for correcting gradation so as to obtain a lightness histogram closer to a normal distribution than an original lightness histogram created based on an input image signal;
And image forming means for forming an image based on an image signal representing an image having a gradation corrected by the gradation correcting means.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.
[0016]
FIG. 1 is a diagram showing a brightness histogram of a DSC image taken with proper exposure.
[0017]
In a DSC image taken with appropriate exposure by DSC AE, as shown in FIG. 1, the brightness histogram representing the brightness distribution for each pixel of the image has a high brightness at the center and dark areas on both sides from the center. It has a shape close to a normal distribution in which the brightness gradually decreases toward the bright part. Therefore, in order to obtain an image with an appropriate gradation even from an image signal with improper exposure as shown in FIG. 17, the image signal obtained by DSC is converted into an appropriate image after shooting with DSC. It is necessary to correct to an appropriate gradation collectively by the forming means, and to correct to an image signal having a brightness histogram close to a normal distribution as shown in FIG.
[0018]
FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of the image processing apparatus of the present invention.
[0019]
As shown in FIG. 2, the image processing apparatus 10 receives an image signal 11 output from a DSC imaging device or the like, and each image represented by the image signal 11 based on the input image signal 11. Histogram creation means 12 for obtaining the brightness for each pixel and creating a brightness histogram representing the brightness distribution of the image, and a brightness histogram closer to the normal distribution than the original brightness histogram created by the histogram creation means 12 is obtained. Are provided with gradation correction means 13 for correcting gradation. The corrected image signal 14 representing the gradation image corrected by the image processing apparatus 10 is output to the external image forming apparatus 15, and an image having an appropriate gradation is formed by the image forming apparatus 15.
[0020]
Note that the gradation correction unit 13 in the image processing apparatus 10 according to the present embodiment is a bright region when the brightness histogram created by the histogram creation unit 12 is divided into three regions: a bright region, an intermediate region, and a dark region. The average brightness value of each of the dark area and the ratio of the number of pixels of the bright area and the dark area to the total number of pixels are obtained, and the average brightness value and the brightness scale of each of the bright area and the dark area are determined. The brightness of the pixels belonging to the bright area and the dark area is corrected so as to satisfy each predetermined evaluation function using the difference between the median and the ratio of the number of pixels as variables.
[0021]
In addition, the gradation correction unit 13 in the image processing apparatus 10 according to the present embodiment determines whether the brightness histogram created by the histogram creation unit 12 satisfies each of the predetermined evaluation functions described above. The above-mentioned predetermined evaluation function is satisfied by repeating the process of correcting the lightness by a predetermined increment for the unsatisfied region and causing the histogram creating means 12 to create a lightness histogram representing the lightness distribution after the lightness correction. In this way, the brightness is corrected.
[0022]
Next, details of the operations of the histogram creation means 12 and the gradation correction means 13 will be described with reference to flowcharts.
[0023]
FIG. 3 is a part of a flowchart showing the flow of processing in the histogram creation means and the gradation correction means of this embodiment.
[0024]
4, 5, 6, and 7 are a part of a flowchart showing the flow of processing in the gradation correction unit of the present embodiment.
[0025]
When an image signal 11 (see FIG. 2) output from a DSC imaging device or the like is input to the image processing apparatus 10, the histogram creation unit 12 is represented by the image signal 11 based on the input image signal 11. The brightness for each pixel of the image is obtained, and a brightness histogram representing the brightness distribution of the image is created (step S1).
[0026]
Here, the brightness is obtained by converting the input image signal 11 into data L ^* a ^* b ^* expressed in a uniform color space for each pixel, and then extracting the brightness L ^* from the data L ^* a ^* b ^* . The value of the lightness L ^* is normalized from 0 to 100.
[0027]
FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a brightness histogram before gradation correction created based on an input image signal in the present embodiment.
[0028]
As shown in FIG. 8, in general, the brightness histogram before gradation correction created based on the DSC image signal is the brightness histogram created based on the DSC image with appropriate exposure as shown in FIG. In contrast, the pixels are unevenly distributed in the dark area and the bright area, and often show a brightness histogram having a shape far from the normal distribution curve.
[0029]
The brightness histogram initially created from the input image by the histogram creation means 12 is stored in a predetermined storage element as the original brightness histogram.
[0030]
Next, two threshold values L ^* _{th # dk} and L ^* _{th # hi} are set by the following calculation formula so that the lightness axis (horizontal axis) of this lightness histogram is divided into three equal parts, and all pixels are set to low lightness. Each is divided into a dark area, an intermediate area, and a bright area from the side (step S2).
[0031]
[Expression 1]

[0032]
Next, determine average brightness L ^* _dk of the pixels belonging to the dark region and the bright region brightness histogram, L ^* _hi and area ratio F _dk, the F _hi the following equation (step S3, S4). The area ratios F _dk and F _hi are values of 0 ≦ F _dk and F _hi ≦ 1, as is apparent from the calculation formula. Further, the median of the lightness scale (the median of the dynamic range of the image forming apparatus) is L ^* _mid . In this embodiment, L ^* _mid = 50.
[0033]
[Expression 2]

[0034]
Figure 9 is a diagram showing the average brightness L ^* _dk of the dark region and the bright region obtained by the step S3, S4, L ^* _hi the area ratio F _dk, the F _hi.
[0035]
Next, the above L ^* _dk and L ^* _hi by substituting the following equation to calculate the lightness separation D _dk and D _hi of the pixels belonging to the dark region and a bright region (step S5).
[0036]
[Equation 3]

[0037]
Next, it is determined whether or not gradation correction is necessary for the image signal.
[0038]
In the present embodiment, the tone correction unit 13 (see FIG. 2), the bright area brightness histogram, the intermediate region, and when divided into three regions of the dark region bright region and the dark region of each mean lightness L ^* _dk , L ^* _hi (average brightness value as referred to in the present invention) and area ratio F _dk , F _hi (pixels in the bright area and dark area relative to the total number of pixels according to the present invention) the number ratio) and seeking, for each of the bright area and a dark region, the average lightness L ^* _dk, and the difference between the median L ^* _mid of L ^* _hi and lightness scale, the area ratio F _dk, and F _hi The brightness of pixels belonging to the bright area and the dark area is corrected so as to satisfy each predetermined evaluation function as a variable.
[0039]
FIG. 10 is a diagram illustrating the discrimination function determined by the evaluation function and the evaluation function of the bright area (a) and the dark area (b) for determining whether or not gradation correction is necessary.
[0040]
In FIG. 10A, the darkness discrimination region (hatched portion) based on the above evaluation function and the evaluation function are discriminated on a graph having the brightness separation degree on the horizontal axis and the area ratio on the vertical axis. A discrimination point P _dk is shown. Similarly, in FIG. 10B, on the graph in which the brightness separation is on the horizontal axis and the area ratio is on the vertical axis, the bright part discrimination area (the hatched part) based on the above evaluation function, and the evaluation function The discrimination point P _hi discriminated by is shown.
[0041]
The discrimination point P _{dk in the} dark area is defined as coordinates (D _dk , F _dk ), and the discrimination point P _{hi in the} bright area is defined as coordinates (D _hi , F _hi ) (step S6).
[0042]
The evaluation function is the difference between the average lightness L ^* _dk , L ^* _hi and the median value L ^* _mid of the lightness scale and the ratio of the number of pixels (area ratio _Fdk , _Fhi ) for each of the bright region and the dark region. The parameters defining this function are the brightness separation degrees D _dk and D _hi and the area ratios F _dk and F so that preferable gradation reproducibility can be obtained in advance by a subjective evaluation experiment or the like. Created by experimentally determining the relationship with _hi . For example, the parameters of the evaluation function can be determined by preparing image samples having various brightness separation degrees and area ratios, and conducting subjective evaluation experiments by subjects.
[0043]
In this embodiment, two types of evaluation functions are prepared as an evaluation function, that is, an evaluation function for a dark area and an evaluation function for a bright area, so that the necessity of tone correction processing for the dark area and the bright area is more flexible. It can be discriminated.
[0044]
The tone correction unit 13 of the present embodiment uses the evaluation function described above to determine whether the evaluation function is satisfied for the brightness histogram created by the histogram creation unit 12 for each of the bright area and the dark area. The brightness is corrected so as to satisfy the evaluation function by repeating the process of correcting the brightness by a predetermined increment for the unsatisfied region and causing the histogram creation means 12 to create a brightness histogram representing the brightness distribution after the brightness correction. .
[0045]
In the gradation correction processing, the dark area discrimination point P _dk and the bright area discrimination point P _hi are included in the dark area discrimination area and the bright area discrimination area shown in FIGS. 10A and 10B, respectively. and you are either, or by any determination point P _hi determination point P _dk and the bright area of the dark region are both included in the dark portion determination area and the bright portion determination area divided into the following three cases (step S7).
[0046]
1. When the discrimination point _Pdk of the dark area is included in the hatched area of FIG. 10A, gradation correction in the lightness area 0 ≦ L ^* ≦ L ^* _mid is performed. ... Case 1
2. When the discrimination point P _hi of the bright area is included in the hatched area of FIG. 10B, gradation correction of the brightness area L ^* _mid ≦ L ^* ≦ 100 is performed. ... Case 2
3. When Case 1 and Case 2 are satisfied at the same time, gradation correction is performed in all brightness areas. ... Case 3
The process branches to each correction process depending on which of the above three cases corresponds. If none of the above three cases is applicable, it is determined that gradation correction is not necessary, and the gradation correction process by the gradation correction unit 13 is terminated (step S8).
[0047]
Next, the correction process of case 1 will be described.
[0048]
As shown in FIG. 5, in the correction process of case 1, the brightness L L before the correction of the pixels belonging to the brightness range 0 ≦ L ^* ≦ L ^* _mid is set as L ^* _{dk # in} , and the corrected brightness L according to the following calculation formula: ^* _{dk # out} is obtained (step S9).
[0049]
[Expression 4]

[0050]
FIG. 11 is a graph showing an example of lightness conversion characteristics of the dark area after gradation correction.
[0051]
FIG. 11 shows a curve of lightness L ^* _{dk # out} after gradation correction of an upward curved shape after gradation correction using γ _hi = 0.5.
[0052]
The value of γ _dk in the correction processing of case 1 satisfies the following expression when γ _dk used at the previous gradation correction is γ _{dk # old} and γ _dk used at the next gradation correction is γ _{dk # new.} (Step S10).
[0053]
[Equation 5]

[0054]
In this way, when the gradation correction processing in case 1 is completed, the process returns to step S1 in FIG. 3 to create a brightness histogram after gradation correction (step S1), and thereafter, after the processing from step S2 to step S7, step S8 is performed. It is then determined whether further gradation correction is necessary. If gradation correction is not necessary, the gradation correction processing ends. If gradation correction is necessary, it is determined in which case the gradation correction is necessary, and Case 1, Case 2, Any gradation correction processing in Case 3 is repeated until gradation correction is no longer necessary.
[0055]
FIG. 12 is a diagram showing the dark part discrimination point P _dkn and the initial value P _dko after the dark part gradation correction processing is completed by the gradation correction unit of the present embodiment.
[0056]
As shown in FIG. 12, the initial value P _dko of the dark part discrimination point has moved to P _{dkn as} a result of the gradation correction processing by the gradation correction means, and has been _subjected to gradation correction so as to satisfy the evaluation function described above. You can see that
[0057]
Next, the correction process of case 2 will be described.
[0058]
As shown in FIG. 6, in the correction process of Case 2, the brightness L L before the correction of pixels belonging to the brightness range L ^* _mid ≦ L ^* ≦ 100 is L ^* _{hi # in} , and the corrected brightness L is calculated by the following calculation formula. ^* determine the _{hi # out} (step S11).
[0059]
[Formula 6]

[0060]
FIG. 13 is a graph showing an example of lightness conversion characteristics by gradation correction of a bright area.
[0061]
FIG. 13 shows a lightness L ^* _{hi # out} curve having a downward curved shape after tone correction using γ _hi = 0.5.
[0062]
The value of gamma _dk in the correction process of the case 2, like the correction process of the case 1, the previous gradation correction upon a γ _{_hi} γ _hi _{# old} used in the gamma _hi used the next time the gradation correction gamma _{hi # new new} Then, it changes so that the following formula may be satisfied (step S12).
[0063]
[Expression 7]

[0064]
In this way, when the gradation correction processing in case 2 is completed, the process returns to step S1 in FIG. 3 to create a brightness histogram after gradation correction. After the processing from step S2 to step S7, gradation correction is further performed in step S8. Whether or not is necessary is determined. If gradation correction is not necessary, the gradation correction processing ends. If gradation correction is necessary, it is determined in which case the gradation correction is necessary, and

cases

1, 2, and 3 are determined based on the determination result. Any one of the gradation correction processes is repeated until gradation correction is not necessary.
[0065]
Figure 14 is a diagram illustrating a bright portion determination point P _hin and the initial value P _hio after gradation correction processing of the bright part is completed by the gradation correcting means of the present embodiment.
[0066]
As shown in FIG. 14, the initial value P _hio light portion determination point, the result of the gradation correction process by the gradation correcting means has moved to the P _hin, tone correction so as to satisfy the evaluation function described above You can see that
[0067]
Next, the correction process of case 3 will be described.
[0068]
As shown in FIG. 7, in the correction process of case 3, in the correction process of case 1, the gradation correction of the dark area in step S9 and step S10, and in the bright area of step S11 and step S12 in the correction process of case 2 Both correction processes of gradation correction are performed (step S13).
[0069]
That is, the lightness before correction of pixels belonging to the lightness region 0 ≦ L ^* ≦ L ^* _mid belongs to L ^* _{dk # in} , the lightness after correction belongs to L ^* _{dk # out} , and the lightness region L ^* _mid ≦ L ^* ≦ 100 The brightness before correction of a pixel is L ^* _{hi # in} , the brightness after correction is L ^* _{hi # out,} and L ^* _{dk # out} and L ^* _{hi # out} are obtained by the following calculation formulas.
[0070]
[Equation 8]

[0071]
FIG. 15 is a graph showing an example of lightness conversion characteristics by gradation correction in both the dark area and the bright area.
[0072]
In FIG. 15, the dark area is tone-corrected using γ _dk = 0.5, and the bright area is tone-corrected using γ _hi = 0.7, and then the dark area is curved upward. The lightness L ^* _{dk # out} curve of the shape and the lightness L ^* _{hi # out} curve of the shape curved downward are shown in the bright region.
[0073]
In this way, when the gradation correction processing in case 3 is completed, the process returns to step S1 in FIG. 3 to create a brightness histogram after gradation correction. After the processing from step S2 to step S7, gradation correction is further performed in step S8. Whether or not is necessary is determined. If gradation correction is not necessary, the gradation correction processing ends. If gradation correction is necessary, it is determined in which case the gradation correction is necessary, and

cases

1, 2, and 3 are determined based on the determination result. Any one of the gradation correction processes is repeated until gradation correction is not necessary.
[0074]
The image signal 14 (see FIG. 2) having optimum gradation reproducibility is obtained by the series of gradation correction processes from step S1 to step S13, and an external image forming apparatus is obtained using the image signal 14. When the image formation by 15 is performed, an image having an appropriate gradation can be formed.
[0075]
Next, an embodiment of the image forming apparatus of the present invention will be described.
[0076]
FIG. 16 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of the image forming apparatus of the present invention.
[0077]
As shown in FIG. 16, the image forming apparatus 20 receives an image signal 11 from a DSC image sensor or the like, and each pixel of an image represented by the image signal 11 based on the input image signal 11. Histogram creation means 12 for creating a brightness histogram representing the brightness distribution of the image by obtaining the brightness of the image, and a brightness histogram closer to the normal distribution than the original brightness histogram created by the histogram creation means 12 is obtained. A tone correction unit 13 for correcting a tone and an image forming unit 16 for forming an image based on an image signal representing an image having a tone corrected by the tone correction unit 13 are provided.
[0078]
As the image forming means 16, any known image forming apparatus such as an electrophotographic system can be used.
[0079]
Note that the histogram creation means 12 and the gradation correction means 13 in the image forming apparatus 20 of the present embodiment have the same configuration as that in the image processing apparatus 10 described with reference to FIGS. Therefore, detailed description is omitted.
[0080]
【The invention's effect】
As described above, according to the image processing apparatus of the present invention, the histogram creation means for obtaining the brightness for each pixel of the image represented by the image signal based on the image signal and creating the brightness histogram of the image, By providing gradation correction means for correcting gradation so as to obtain a brightness histogram that is closer to a normal distribution than the original brightness histogram created based on the input image signal, automatic image input device It is possible to realize an image processing apparatus that can perform an appropriate gradation correction process even on an image signal that has been output with inappropriate exposure due to a defect in the exposure apparatus and obtain an image signal with an appropriate gradation.
[0081]
Further, according to the image forming apparatus of the present invention, since the same histogram generating means and gradation correcting means as those in the above image processing apparatus are provided, appropriate gradation correction can be performed even for an image signal with inappropriate exposure. It is possible to realize an image forming apparatus capable of performing processing to obtain an image with an appropriate gradation.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a brightness histogram of a DSC image taken with proper exposure.
FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of an image processing apparatus of the present invention.
FIG. 3 is a part of a flowchart showing a flow of processing in a histogram creation unit and a gradation correction unit according to the present embodiment.
FIG. 4 is a part of a flowchart showing a flow of processing in the gradation correction unit of the present embodiment.
FIG. 5 is a part of a flowchart showing a flow of processing in the gradation correction unit of the present embodiment.
FIG. 6 is a part of a flowchart showing a flow of processing in the gradation correction unit of the present embodiment.
FIG. 7 is a part of a flowchart showing a flow of processing in the gradation correction unit of the present embodiment.
FIG. 8 is a diagram showing an example of a brightness histogram before gradation correction created based on an input image signal in the present embodiment.
[9] Step S3, the average lightness L ^* _dk determined by S4, L ^* _hi and area ratio F _dk, is a diagram showing a F _hi.
FIG. 10 is a diagram illustrating evaluation functions and evaluation points for a bright area (a) and a dark area (b) for determining whether or not gradation correction is necessary.
FIG. 11 is a graph showing an example of lightness conversion characteristics of a dark area after gradation correction;
12 is a diagram illustrating a dark area determination point P _DKN and the initial value P _dko after the dark area of gradation correction process is completed by the gradation correcting means of the present embodiment.
FIG. 13 is a graph showing an example of lightness conversion characteristics by gradation correction of a bright area.
14 is a diagram illustrating a bright portion determination point P _hin and the initial value P _hio after gradation correction processing of the bright part is completed by the gradation correcting means of the present embodiment.
FIG. 15 is a graph showing an example of lightness conversion characteristics by gradation correction in both a dark area and a bright area.
FIG. 16 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of an image forming apparatus of the present invention.
FIG. 17 is a diagram showing an example of a brightness histogram obtained from a DSC image whose exposure is not appropriate and its image signal;
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Image processing apparatus 11 Image signal 12 Histogram preparation means 13 Tone correction means 14 Image signal 15 Image forming apparatus 16 Image forming means 20 Image forming apparatus

Claims

A histogram generating means for inputting an image signal, obtaining a brightness for each pixel of the image represented by the image signal based on the input image signal, and creating a brightness histogram representing the distribution of the brightness of the image;
The average brightness value of each of the bright area and the dark area when the brightness histogram created based on the input image signal is divided into the bright area, the intermediate area, and the dark area, and all pixels The ratio of the number of pixels in the bright area and the dark area with respect to the number is obtained, and the difference between the average brightness value and the median value of the brightness scale and the ratio of the number of pixels for each of the bright area and the dark area are variables. An image processing apparatus comprising gradation correction means for correcting the brightness of pixels belonging to the bright area and the dark area so as to satisfy the predetermined evaluation functions .

The gradation correction means determines whether or not each predetermined evaluation function is satisfied for the brightness histogram created by the histogram creation means for each of the bright area and the dark area, and for a dissatisfied area by a predetermined increment. Correcting the lightness so as to satisfy each predetermined evaluation function by repeating the process of correcting the lightness and causing the histogram creating means to create a lightness histogram representing the lightness distribution after lightness correction ; The image processing apparatus according to claim 1, wherein:

  A histogram generating means for inputting an image signal, obtaining a brightness for each pixel of the image represented by the image signal based on the input image signal, and creating a brightness histogram representing the distribution of the brightness of the image;
  The average brightness value of each of the bright area and the dark area when the brightness histogram created based on the input image signal is divided into the bright area, the intermediate area, and the dark area, and all pixels The ratio of the number of pixels in the bright area and the dark area with respect to the number is obtained, and the difference between the average brightness value and the median value of the brightness scale and the ratio of the number of pixels for each of the bright area and the dark area are variables. Gradation correction means for correcting the brightness of pixels belonging to the bright area and the dark area so as to satisfy each predetermined evaluation function
  An image forming apparatus comprising: an image forming unit configured to form an image based on an image signal representing an image having a gradation corrected by the gradation correcting unit.