JP4167097B2 - 画像処理方法および画像処理装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像データの輝度を示すヒストグラムに基づいて、輝度補正を行う画像処理方法および画像処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
デジタルカメラで被写体を撮影して取得した画像データや、被写体を撮影した銀塩写真のフィルムをフィルムスキャナでデジタル化した画像データなどは、複数の画素で構成されている。各画素は、例えば０から２５５までの２５６階調の輝度信号のレベルで示すことができる。各画素から成る前記画像データにおいて、その輝度信号レベルの分布を図に示す。
図２０および図２１は、輝度分布が低輝度に偏っており、画像全体が暗すぎる画像データの輝度ヒストグラムである。一方、図２２および図２３は、輝度分布が高輝度に偏っており、画像全体が明るすぎる画像データの輝度ヒストグラムである。このような輝度ヒストグラムの画像データは、画像全体が暗すぎたり明るすぎたりすることにより、被写体のディテールが見分けにくくなるといった問題が生じる。
また、図２４の輝度ヒストグラムは、全体的に輝度が分布しているが、中間領域が少なく、いわゆる逆光での撮影または夜間にフラッシュを用いて被写体を撮影して取得した画像データの輝度ヒストグラムである。このような輝度ヒストグラムの画像データは、色の表現が乏しくなるといった問題が生じる。
【０００３】
前記した問題を解消すべく、画像の処理方法が特許文献１に示されている。従来の画像処理方法は、画像データの輝度ヒストグラムのピーク領域の数と該ピーク領域における輝度の平均値などに基づいて画像データの露光状態を判定している。例えば、ピーク箇所が１箇所であり、その輝度の平均値が所定の基準値より大きいとき、露光オーバーであると判定し、ピーク数が複数であり、輝度平均値が所定の基準値の範囲内であり、かつハイライトレベルとシャドーレベルとの差が基準値以上であれば適正な露光であると判定し、それら以外を例えば逆光や夜間でのストロボで撮影された画像データと判定し、各判定に応じて画像データを補正する。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−１３４４６７号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
例えば、背景が空、被写体が背景より暗い単色のビルディング、その面積比がほぼ１／２の風景を撮影するとき、撮影時の露光がアンダーであるときのヒストグラムは、低輝度側に輝度分布のピーク領域が２箇所ある図２６となり、撮影時の露光がオーバーであるときのヒストグラムは、高輝度側に輝度分布のピーク領域が２箇所ある図２７となる。
ところで、従来の画像処理方法では、ピーク領域が複数あると、逆光もしくは標準露光であると判定することから、前記したピーク領域が２箇所ある露光アンダーの画像や、ピーク領域が２箇所ある露光オーバーの画像に対し、正しく補正することができなかった。
前記した課題に鑑み、本発明は、前記画像データの露光状態に応じた適切な輝度補正をし得る画像処理方法および画像処理装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、以上の点を解決するために、次の構成を採用する。
画像データの輝度レベルの画素分布を示す輝度ヒストグラムに基づいて輝度補正を行う画像処理方法において、前記輝度ヒストグラムにおける輝度平均値を求めること、 前記輝度ヒストグラムから高いピークから順に複数のピークを選定し、該複数のピークの内ある２つをそれぞれ選択したときのピーク間の距離で、最大となる距離をピーク間距離として求めること、前記輝度平均値から輝度分布の散らばり度合を示す輝度標準偏差を求めること、前記輝度ヒストグラムにおける輝度レベルの分布偏りが低輝度側及び高輝度側のいずれに存在するかを判定するための分布判定値に対し前記ピーク距離が大きいか否かを判定すること、前記輝度ヒストグラムにおける輝度レベルの分布偏りが中間調に存在するか否かを判定するための中間調有無判定値に対し前記輝度標準偏差が大きいか否かを判定すること、前記ピーク距離が前記分布判定値より大きく、かつ前記輝度標準偏差が前記中間調有無判定値より大きいと逆光画像と判定することを特徴とする。
【０００７】
前記逆光画像ではないと判定すると、輝度レベルの分布偏りが低輝度側に存在するか否かを判定するための中間調より小さい露光状態判定値に対し前記輝度平均値が小さいか否かを判定すること、該輝度平均値が小さいと判定されると前記中間調有無判定値に対し前記輝度標準偏差が小さいか否かを判定すること、前記輝度標準偏差が小さいと判定されると輝度レベルが低輝度側に偏る露光アンダー画像と判定することを特徴とする。
前記輝度標準偏差が大きいと判定されると輝度レベルが低輝度側に中程度に偏る露光アンダー画像と判定することを特徴とする。
前記輝度平均値が前記中間調より小さい露光状態判定値よりも大きいと判定されると、輝度レベルの分布偏りが高輝度側に存在するか否かを判定するための中間調より大きい露光状態判定値に対し前記輝度平均値が大きいか否かを判定すること、前記輝度平均値が大きいと判定されると前記中間調有無判定値に対し前記輝度標準偏差が小さいか否かを判定すること、前記輝度標準偏差が小さいと判定されると輝度レベルが高輝度側に偏る露光オーバー画像と判定することを特徴とする。
前記輝度標準偏差が大きいと判定されると輝度レベルが高輝度側に中程度に偏る露光オーバー画像と判定することを特徴とする。
前記輝度平均値が前記中間調より大きい露光状態判定値よりも小さいと判定されると該輝度平均値が中間調の露光状態判定値より小さいか否かを判定すること、前記輝度平均値が中間調の露光状態判定値より小さいと輝度レベルが低輝度側に小さく偏る画像と判定すること、前記輝度平均値が中間調の露光状態判定値より大きいと判定されると該輝度平均値が中間調より僅かに大きい露光状態判定値より大きいか否かを判定すること、前記輝度平均値が前記僅かに大きい露光状態判定値より大きいと判定されると輝度レベルが高輝度側に小さく偏る画像と判定し、小さいと判定されると輝度レベルに偏りの無い画像と判定することを特徴とする。
【０００８】
前記画像処理は、前記画像の露光状態に応じて、逆光画像に対する逆光処理と、露光アンダー画像に対する露光アンダー処理と、露光オーバー画像に対する露光オーバー処理と、標準的な露光画像に対する標準露光処理とに応じた輝度補正を行うことができる。
前記露光アンダー処理は、前記露光アンダー画像のヒストグラムにおいて、低輝度にある輝度平均値を、そのヒストグラムの所定の値に向けて遷移させるべく、前記露光アンダー画像のヒストグラムに準拠して、該ヒストグラムを引き伸ばすことができる。
【０００９】
前記露光オーバー処理は、前記露光オーバー画像のヒストグラムにおいて、高輝度にある輝度平均値を、そのヒストグラムの所定の値に向けて遷移させるべく、前記露光オーバー画像のヒストグラムに準拠して、該ヒストグラムを引き伸ばすことができる。
前記標準露光処理は、標準的な露光画像のヒストグラムにおいて、該ヒストグラムに準拠して、その輝度平均値を所定の値に向けて遷移させることができる。
【００１０】
前記逆光処理は、前記逆光画像のヒストグラムを低輝度側と高輝度側に分割用輝度レベルを設定して二分し、低輝度側のヒストグラムの輝度平均値を、前記所定の値に向けて遷移させるべく、前記逆光画像のヒストグラムに準拠して、前記低輝度側のヒストグラムを引き伸ばし、高輝度側のヒストグラムの輝度平均値を、前記所定値に向けて遷移させるべく、前記逆光画像のヒストグラムに準拠して、前記高輝度側のヒストグラムを引き伸ばすことができる。
前記分割用輝度レベルを含む低輝度側と高輝度側の各近傍輝度レベルを三次元関数を用いて滑らかに設定することを特徴とする。
【００１１】
前記所定の値は、ヒストグラムにおける中間値であることを特徴とする。
前記露光状態の判定に先立ち、前記画像データが人工的に作成された画像データか否か判定し、これにより人工的に作成された画像データであると判定したとき、前記画像データに対し輝度補正を行わないことを特徴とする。
前記画像データが、複数で構成された一連の画像データの一部であると判定されたとき、一連の各画像データを纏めた画像データに対し前記画像処理が行われることを特徴とする。
【００１２】
画像を数値化した画像データの輝度レベルの分布を示す輝度ヒストグラムに基づいて輝度補正を行う画像処理装置において、前記輝度ヒストグラムにおける輝度平均値を求める輝度平均値取得部と、前記輝度ヒストグラムにおける前記輝度平均値からの輝度分布の散らばりの度合を示す輝度標準偏差を求める輝度標準偏差取得部と、前記輝度ヒストグラムから高いピークから順に複数のピークを選定し、該複数のピークの内ある２つをそれぞれ選択したときのピーク間の距離で、最大となる距離をピーク間距離として求めるピーク距離取得部と、前記輝度ヒストグラムにおいて輝度レベルの分布偏りが低輝度側および高輝度側に存在するか判定可能な分布判定値と求めたピーク距離とを比較し、当該ヒストグラムにおいて輝度レベルの分布偏りが中間調に存在しないか判定可能な中間調有無判定値と求めた標準偏差とを比較して、これらの比較結果に基づいて前記画像が逆光画像か否かを判定し、かつ前記輝度平均値および前記輝度標準偏差に対し、露光状態を判定可能な露光状態判定値を用いて比較することにより、逆光画像以外の画像の露光状態を判定する露光判定部と、前記露光判定部の判定結果に基づいて輝度補正を行う補正処理部とを備えることを特徴とする。
【００１３】
前記露光判定部の判定に先立ち、前記画像データが人工的に作成された画像データか否かを判定する人工画像判定部を備え、前記人工画像判定部で人工的に作成された画像データと判定したとき、前記露光判定部は、該画像データに対し露光状態の判定を行わないことを特徴とする。
前記画像データが複数で構成された一連の画像データか否かを判定する同一画像判定部を備えており、前記同一画像判定部がバンディングされた同一の画像データと判定したとき、一連の各画像データを纏めた画像データに対し前記画像処理を行うことを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示の実施の形態について、詳細に説明する。
〈具体例１〉
プリンタおよびモニタがコンピュータに接続されており、該コンピュータには、アプリケーションと、ＯＳ（Operating System）と、前記アプリケーションにより前記ＯＳに発行される種々の命令群を処理して印刷データを作成するプリンタドライバとがソフトウェアとして備えられている。
利用者は、前記モニタに表示されるアプリケーション画面に基づいて、文字などのテキストデータと、図形などのグラフィックデータおよび自然画などのイメージデータなどを用いてアプリケーションデータを作成する。作成したアプリケーションデータを印刷するとき、前記アプリケーションから前記ＯＳに対し印刷出力要求が行われ、テキストデータはテキスト描画命令、グラフィックデータはグラフィック描画命令、イメージデータはイメージ描画命令で構成される描画命令群を前記ＯＳに出力する。出力要求を受けた前記ＯＳは、前記印刷要求および前記描画命令群を、印刷を実行させるプリンタに対応したドライバに出力する。プリンタドライバは、ＯＳからの前記描画命令群および前記出力要求に基づいて、前記プリンタで処理可能な印刷データを作成し、該印刷データを前記プリンタに出力する。
【００１５】
前記プリンタがラスタープリンタであるとき、該プリンタのドライバは、前記ＯＳからの命令が、グラフィックデータやイメージデータなどの画像データに関する描画命令であるとき、順次、該画像データに対し、補正処理を行う。その後、ドライバは、補正した画像データを順次ＲＧＢ２４ビットページメモリに展開（ラスタライズ）する。全ての描画命令に対しラスタライズを終えた後、前記ＲＧＢ２４ビットページメモリの内容がＣＭＹＫ形式に変換されて、印刷データとして前記プリンタに出力される。
【００１６】
図２は、前記した画像補正処理を行う画像処理装置１０の構成を示すブロック図である。
画像処理装置１０は、ＯＳから出力される描画命令に含まれるポインタに基づいて、そのポインタが指すアドレスのＲＧＢビットマップイメージをコピーして保持するＲＧＢビットマップ保持部１１と、該ＲＧＢビットマップ保持部１１で保持するＲＧＢ値をＣＩＥ（国際照明委員会）のＸＹＺ表色系の値に変換するＸＹＺ色空間変換部１２と、該ＸＹＺ色空間変換部１２で変換したＣＩＥのＸＹＺ値を保持するＸＹＺビットマップ保持部１３と、該ＸＹＺビットマップ保持部１３で保持するＸＹＺビットマップに基づいて、輝度値Ｙのヒストグラムを作成し、該ヒストグラムに基づいて、輝度平均値、輝度標準偏差、輝度ピークおよび該輝度ピーク間の距離を輝度ピーク距離として算出する演算処理部１４と、該演算処理部１４で算出した様々な値を輝度情報として保持する輝度情報保持部１５と、該保持部１５で保持する輝度情報に対し、所定の値を用いて比較することにより、前記画像の露光状態を判定し、その結果を輝度情報保持部１５に格納する露光判定部１６と、該露光判定部１６で判定した露光状態に応じた輝度補正を行う補正処理部１７と、該補正処理部１７により補正が施されたＣＩＥのＸＹＺ値を、ＲＧＢ値に変換するＲＧＢ色空間変換部１８と、該ＲＧＢ色空間変換部１８で変換されたＲＧＢ値を保持する補正ＲＧＢビットマップ保持部１９とを備える。
【００１７】
前記した演算処理部１４は、前記ヒストグラムにおける輝度平均値を求める輝度平均値取得部３１と、前記ヒストグラムにおける輝度平均値からの輝度分布の散らばりの度合を示す輝度標準偏差を求める輝度標準偏差取得部３２と、前記ヒストグラムにおけるピーク間の距離を示すピーク距離を求めるピーク距離取得部３３とで構成されている。
【００１８】
次に、画像処理装置１０の動作を図３のフローチャートに沿って説明する。
ＯＳから出力される描画命令に含まれるポインタは、グラフィックデータや、イメージデータなどの複数の画素から成る画像データのアドレスを示しており、そのアドレスのＲＧＢ表色系のビットマップイメージがコピーされて、ＲＧＢビットマップ保持部１１で保持される（ステップＳ１）。
ＲＧＢビットマップ保持部１１で保持する画像データの各画素に対し、従来から知られた方法によりＣＩＥのＸＹＺ表色系の値に変換する（ステップＳ２）。ＲＧＢ値からＸＹＺ値へ色空間変換することにより、前記画像データの輝度がＹ値で示される。
変換されたＣＩＥのＸＹＺ値がＸＹＺビットマップ保持部１３で保持される。該ＸＹＺビットマップ保持部１３で保持するＸＹＺ表色系の画像データに対し、後述する輝度補正処理で輝度に関する補正が施される。
【００１９】
その後、演算処理部１４は、ＸＹＺビットマップ保持部１３で保持するＣＩＥのＸＹＺ値に変換された画像データのＹ値に基づいた輝度ヒストグラムを作成する（ステップＳ３）。該輝度ヒストグラムは、輝度信号レベルを０から２５５までの２５６階調で示し、それらの階調に各画素を対応させた度数分布である。
演算処理部１４のピーク距離取得部３３は、作成した輝度ヒストグラムに基づいて、該ヒストグラムのピーク間の距離を算出する（ステップＳ４）。
【００２０】
ここで、前記ピーク距離の算出を図を用いて説明する。
輝度ヒストグラムのピークは、図４に示すように単純な度数の増減でピークを検出すると、微小な増減に対してもピークとして検出する。これを防止すべく、図５に示すように２５６階調を、例えば１／８の３２階調に変換する。この変換により、ヒストグラムの微小な増減によるピーク検出を防ぐことができる。
次に、図６に示すように、２５６階調から３２階調に粗く変換した輝度ヒストグラムにおいて、輝度信号レベルのピークを含む領域（以降、ピーク領域と称す）を選定する。該ピーク領域において、最も高い輝度信号レベルをピークレベルとすると、図７に示すように、該ピーク領域のエンドレベルは、次のピーク領域のスタートレベルとなる。また、図７において、その左端のピーク領域におけるスタートレベルは、０であり、右端のピーク領域におけるエンドレベルは、２５５となる。
【００２１】
次に、スタートレベルからエンドレベルまでのピーク領域の面積を算出する。この面積は、各ピーク領域のスタートレベルからエンドレベルまでの度数和である。
全てのピーク領域の面積を算出した後、最も大きい面積から順に３つのピーク領域を３大ピーク領域として選定し、該３大ピーク領域のピークレベル間の距離において、最も長い距離を３大ピーク最大距離として算出する。以降、３大ピーク最大距離を単にピーク距離と称し、該ピーク距離を以後の判定に用いる。
【００２２】
更に、演算処理部１４の輝度平均値取得部３１は、作成した輝度ヒストグラムに基づいて、そのヒストグラムにおける平均値を示す輝度平均値を算出し、又輝度標準偏差取得部３２は、前記輝度平均値における輝度分布の散らばりの度合を示す輝度標準偏差を従来から知られた方法により算出する（ステップＳ５）。本発明で算出する輝度平均値は、従来のピーク領域における平均値と異なり、ヒストグラムにおける輝度の平均値、つまり全画素における輝度値の平均値である。演算処理部１４で算出した様々な値が輝度情報として輝度情報保持部１５で保持される。その後、露光判定部１６は、輝度情報保持部１５で保持する輝度情報に基づいて、前記画像データの露光状態を判定し、その判定結果に応じた輝度補正を行う（ステップＳ６）。
【００２３】
ここで、露光判定部１６の動作を図１のフローチャートを用いて説明する。
露光判定部１６は、輝度情報保持部１５で保持する輝度標準偏差とピーク距離とを参照して、前記輝度ヒストグラムにおいて輝度レベルの分布偏りが低輝度側および高輝度側に存在するか判定可能な分布判定値と求めたピーク距離とを比較し、かつ当該ヒストグラムにおいて輝度レベルの分布偏りが中間調に存在しないか判定可能な中間調有無判定値と求めた標準偏差とを比較する。本具体例では、比較に用いる分布判定値および中間調有無判定値の一例として、輝度標準偏差＞８０、かつピーク距離＞１９２を採用している（ステップＳ１０１）。
これは、輝度ヒストグラムにおける任意のピーク領域間の距離が離れており、高輝度側もしくは低輝度側の何れかに輝度平均値があり、その輝度平均値付近に輝度分布の散らばりがあるか否かを判定している。つまり、高輝度側および低輝度側にピーク領域があり、かつ３大ピーク最大距離の間、いわゆる中間調付近に大きなピーク領域が存在するか否かを判定している。
この判定で、輝度標準偏差＞８０、かつ３大ピーク最大距離＞１９２であると判定されると、図２４に示すように、輝度ヒストグラムの全体にわたって輝度信号レベルが分布しているが、輝度ヒストグラムの分布に偏りがあり、かつ該輝度ヒストグラムにおいて中間調が無い、いわゆる逆光で被写体を撮影した画像や夜間のストロボ撮影画像（以降、逆光画像および夜間のストロボ撮影画像を、単に逆光画像と称する）であると判定する（ステップＳ１１５）。
ステップＳ１１５における以降の輝度補正処理を、逆光処理と称す。
【００２４】
ここで、逆光画像における輝度ヒストグラムの説明をする。
図２４に示す逆光における輝度ヒストグラムは、例えば被写体におけるピーク領域と、逆光における強いピーク領域とが存在し、逆光による影響により、その他の領域、つまり中間調における領域で、輝度の表現が乏しくなることが知られている。他方、適正な露光状態で撮影された輝度ヒストグラムは、例えば図２５に示すように、輝度ヒストグラムの全体にわたって、被写体や背景などの様々な輝度信号のレベルが存在することが知られており、後述する輝度補正処理は、輝度ヒストグラムの全体にわたって輝度レベルを分布させるべく、逆光画像や露出の状態に応じ、低輝度もしくは高輝度、またはその両方に偏りがあるピーク領域を中間調に移動させるための処理を行う。
【００２５】
本発明では、ヒストグラムのピーク数のみで逆光画像を判定することなく、逆光画像の特徴である複数のピーク領域間の最大距離と、その距離で示される範囲内の中間調に、ピーク領域が存在せず、高輝度もしくは低輝度にピーク領域の偏りがあるか判定することにより、逆光画像や夜間のストロボ撮影画像以外の複数のピーク領域を有する画像データに対しても、逆光データか否か適切に判定することができる。
【００２６】
再度、図１のフローチャートのステップＳ１０１において、露光判定部１６が輝度標準偏差＞８０、かつ３大ピーク最大距離＞１９２でない、つまり逆光画像もしくは夜間のストロボ画像でないと判定すると、輝度情報保持部１５で保持する輝度平均値を参照して、露光状態判定値と比較する。本具体例では、露光状態判定値として、輝度平均値＜９６を示す値を採用する（ステップＳ１０２）。
つまり、露光がアンダーの画像は、輝度ヒストグラムにおける輝度レベルの分布が低輝度側に偏って分布しており、そのような輝度レベルにある輝度平均値は一般的に低くなることから、２５６階調に対しその半分の階調より低い値で判定することにより、露光アンダーの画像か否か判定することができる。その後の処理で、露光アンダー側への偏りの程度に応じて３階調に露光アンダーが判定され、また、露光オーバーについても、同様に偏りの程度に応じて３階調の判定が行われる。前記した３階調の露光アンダーおよび露光オーバーの画像の判定と、標準的な露光の画像とを判定すべく、各判定に応じた値が露光状態判定値として用いられる。
【００２７】
ステップＳ１０３において、露光判定部１６が輝度平均値＜９６であると判定したとき、次に輝度標準偏差＜８０であるか否かを判定する（ステップＳ１０３）。この判定により、低輝度側にある輝度平均値付近に輝度分布が散らばることなく集まっているか否か判定している。
露光判定部１６が輝度標準偏差＜８０であると判定したとき、図２０に示すように、輝度ヒストグラムにおいて、輝度分布の散らばりに偏りがあり、その偏りは低輝度側に大きく偏っている（ステップＳ１０８）。
つまり、露光判定部１６は露光アンダーの強い画像データであると判定する。ステップＳ１０８における以降の輝度補正処理を、露光アンダー大の処理と称す。
【００２８】
他方、露光判定部１６が輝度標準偏差＜８０でないと判定したとき、図２１に示すように、輝度ヒストグラムにおいて、輝度分布に偏りがあり、その偏りは、低輝度側に中程度の偏りであると判定する（ステップＳ１０９）。
つまり、露光判定部１６は露光アンダーの画像データであると判定する。
ステップＳ１０９における以降の輝度補正処理を、露光アンダー中の処理と称す。
【００２９】
ステップＳ１０２に戻って、露光判定部１６が輝度平均値＜９６でないと判定すると、次に、輝度平均値＞１６０であるか否かを判定する（ステップＳ１０４）。
つまり、露光がオーバーの画像は、輝度ヒストグラムにおける輝度レベルの分布は、高い輝度レベルに分布している。従って、そのような輝度レベルにある輝度平均値は一般的に高くなることから、２５６階調に対しその半分より高い輝度平均値で判定することにより、露光オーバーの画像か否か判定することができる。
【００３０】
ステップＳ１０４において、露光判定部１６が輝度平均値＞１６０であると判定したとき、次に輝度標準偏差＜８０であるか否かを判定する（ステップＳ１０５）。この判定により、高輝度側にある輝度平均値付近に輝度分布が散らばることなく集まっているか否か判定している。
露光判定部１６が輝度標準偏差＜８０であると判定したとき、図２２に示すように、輝度ヒストグラムにおいて、輝度分布に偏りがあり、その偏りは高輝度側に程度の大きな偏りであると判定する（ステップＳ１１４）。
つまり、露光判定部１６は露光オーバーの強い画像データであると判定する。ステップＳ１１４における以降の輝度補正処理を、露光オーバー大の処理と称す。
【００３１】
他方、露光判定部１６が標準偏差＜８０でないと判定したとき、図２３に示すように、輝度ヒストグラムにおいて、輝度分布に偏りがあり、その偏りは、高輝度側に中程度の偏りであると判定する（ステップＳ１１３）。
つまり、露光判定部１６は露光オーバーの画像データであると判定する。
ステップＳ１１３における以降の輝度補正処理を、露光オーバー中の処理と称す。
【００３２】
ここで、ステップＳ１０４に戻って、露光判定部１６が輝度平均値＞１６０でないと判定すると、次に、輝度平均値＜１２８であるか否か判定する（ステップＳ１０６）。
この判定は、先に判定した逆光、露光アンダーおよび露光オーバーに該当しない、標準露光であると思われる画像データに対し、輝度ヒストグラムにおける中間値が、露光アンダー側にあるか否か判定している。つまり、前記画像データにおける輝度ヒストグラムが、若干、露光アンダーに偏っているか否か判定している。
【００３３】
露光判定部１６が輝度平均値＜１２８であると判定したとき、輝度ヒストグラムにおいて、輝度分布に偏りがあり、その偏りは低輝度側に程度の小さな偏りであると判定する（ステップＳ１１０）。
つまり、露光判定部１６は僅かに露光アンダーの画像データであると判定する。
ステップＳ１１０における以降の輝度補正処理を、露光アンダー小の処理と称す。
【００３４】
他方、露光判定部１６が輝度平均値＜１２８でないと判定すると、次に、輝度平均値＞１３２であるか否か判定する（ステップＳ１０７）。
この判定も、前記したステップＳ１０６の露光アンダーの判定と同様に、標準露光であると思われる画像データに対し、輝度ヒストグラムにおける平均値が中間値より僅かに高い値以上か否か判定している。つまり、前記画像データにおける輝度ヒストグラムが、若干、露光オーバーに偏っているか否か判定している。
【００３５】
露光判定部１６が輝度平均値＞１３２であると判定したとき、輝度ヒストグラムにおいて、輝度分布に偏りがあり、その偏りは高輝度側に程度の小さな偏りであると判定する（ステップＳ１１２）。
つまり、露光判定部１６は僅かに露光オーバーの画像データであると判定する。
ステップＳ１１２における以降の輝度補正処理を、露光オーバー小の処理と称す。
【００３６】
露光判定部１６が輝度平均値＞１３２でないと判定したとき、逆光、３階調の露光アンダーおよび３階調の露光オーバーの何れにも該当しない、輝度ヒストグラムにおける偏りの無い画像データ、つまり標準的な露光の画像データであると判定する（ステップＳ１１１）。
ステップＳ１１１における以降の輝度補正処理を、標準露光処理と称す。
【００３７】
ここで、図３のフローチャートに戻り、画像処理装置の動作を引続き説明する。露光判定部１６で、様々な判定が行われた後、その判定結果に対応する様々な輝度補正処理が補正処理部１７で行われる。該輝度補正処理は、露光状態に応じて、画像データの輝度を補正する処理であり、この補正処理に先立ち、補正内容に応じて補正係数などのパラメータが輝度情報保持部１５に保持され、該パラメータを用いて画像データの輝度が補正される（ステップＳ７）。
補正処理部１７で補正された画像データは、ＸＹＺビットマップ保持部１３に保持される。
【００３８】
次に、ＲＧＢ色空間変換部１８は、従来から知られた方法により、ＸＹＺビットマップ保持部１３で保持するＣＩＥのＸＹＺ表色系のビットマップイメージをＲＧＢ値に変換する（ステップＳ８）。
ＲＧＢ値に変換されたビットマップデータが補正ビットマップデータとして補正ＲＧＢビットマップ保持部１９で保持される。
【００３９】
プリンタドライバは、ＲＧＢ２４ビットページメモリにラスター画像を生成すべく、画像処理装置１０の補正ＲＧＢビットマップ保持部１９で保持する補正ビットマップデータをＲＧＢ２４ビットページメモリに展開（ラスタライズ）する。
その後プリンタドライバは、各画素の色再現性に対応するＣＭＹＫ系のデータを生成し、該データをプリンタに出力する。
【００４０】
次に、露光判定部１６で画像データの露光状態を判定した結果に基づく分岐処理、つまり補正処理部１７において、前記画像データに対する補正処理を説明する。
ステップＳ１０８の露光アンダー大の補正処理と、ステップＳ１０９の露光アンダー中の補正処理とを図８を参照して説明する。
図８において、上段の補正前の画像を入力画像とし、下段の補正後の画像を出力画像と称して説明する。
この補正方法は、入力画像の輝度分布の最大値（以降、入力画像輝度最大値imaxと称す）から入力画像の輝度分布の最小値（以降、入力画像輝度最小値iminと称す）を引くことにより、入力画像の輝度ヒストグラムにおける輝度分布の幅を算出し、算出した輝度分布の幅に対し、所定の係数（以降、引き伸ばし係数stretch_coeffと称する）を掛けることにより出力画像の輝度分布の最大値（以降、出力画像輝度最大値omaxと称す）まで、前記輝度分布の幅を引き伸ばす。その引き伸ばす輝度の分布の幅の最小値（以降、出力画像輝度最小値ominと称す）を、入力画像輝度最小値iminと揃えることにより、引き伸ばしの基点は、入力画像輝度最小値iminと同じになり、該出力画像輝度最小値ominから輝度ヒストグラムにおける輝度分布の幅が引き伸ばされる。
【００４１】
ここで、前記引き伸ばし係数stretch_coeffについて説明する。前記したように、適正な露光で撮影された画像データは、輝度ヒストグラムの全体にわたって、斑なく輝度レベルの度数が分布することから、その輝度平均値は、該輝度ヒストグラムの中間値（２５６階調の輝度ヒストグラムの中間値は、１２８）にあると考えられる。本補正は、この中間値に近づくように、入力画像の輝度平均値（以降、入力画像輝度平均値aveと称す）を移動させるべく、所定の値（以降、平均シフト量shiftと称す）分移動させ、引き伸ばし係数stretch_coeffが加味されて輝度レベルの分布範囲が引き伸ばされる。
【００４２】
前記した平均シフト量shiftは、中間値である１２８から輝度平均値aveを引いて、所定の係数（以降、シフト係数shift_coeffと称す）が加味された値である。つまり、輝度平均値aveから前記中間値までの距離に対し、その移動距離量にシフト係数shift_coeffを加味することにより、低輝度側にある輝度平均値が中間値に向かって移動するようにシフト係数shift_coeffを用いて補正される。本具体例では、露光アンダー大の補正処理において、シフト係数shift_coeffは、０．２５を採用し、露光アンダー中の補正処理において、シフト係数shift_coeffは、０．５を採用する。
【００４３】
前記した補正内容を式１に示す。
omin = imin
omax = (imax−imin)×stretch_coeff + omin
stretch_coeff = (ave + shift−imin) / (ave−imin) +α
（但し、stretch_coeff <= 4.0）
（但し、調整値α＝１） （式１）
shift = (128−ave) ×shift_coeff
（但し、露光アンダー大のときshift_coeff = 0.25）
（但し、露光アンダー中のときshift_coeff = 0.5）
【００４４】
次に、図１のステップＳ１１４の露光オーバー大の処理と、ステップＳ１１３の露光オーバー中の処理とを図９に示し説明する。
この露光オーバーの輝度補正は、前記した露光アンダーの補正処理と同様な発想であり、つまり高輝度側にある入力画像の輝度ヒストグラムにおける輝度平均値aveが中間値に近づくように、前記輝度平均値を移動させて輝度分布の幅を引き伸ばしている。
【００４５】
輝度平均値aveは、中間値に向かってシフト係数shift_coeffを加味して移動すべく、その平均シフト量shiftが算出される。
この平均シフト量shiftと、入力画像輝度最小値と、入力画像輝度平均値aveとに基づいて、引き伸ばし係数（本補正においては定数）stretch_coeffを加味することにより、輝度平均値aveから、入力画像輝度最小値iminの移動した出力画像輝度最小値ominが算出される。
【００４６】
ここで、本具体例の引き伸ばし係数（定数）stretch_coeffについて説明する。本具体例では、stretch_coeffの値を、露光オーバー大の補正処理においては、１．２５を、露光オーバー中の補正処理においては、１．００の定数を採用する。
本具体例は、stretch_coeffに定数を採用することにより、値が大きくなりすぎる恐れを防いでいる。
例えば、露光オーバーの画像データにおいて、それを補正すべく該画像データに対し、値が大きなstretch_coeffを用いて変換を施すと、被写体全体が暗く沈んだ感じとなる。一般的に暗く補正しすぎた画像データよりも、明るすぎる画像データの方が、見栄えが良いことが実験で確認されていることから、本具体例では、定数を採用し、露光オーバーの画像データに対し暗くし過ぎる補正を防止している。
また、本具体例において、シフト係数shift_coeffの値を、露光オーバー大の補正処理においては、０．２５を、露光オーバー中の補正処理においては、０．５０を採用する。
【００４７】
前記した補正の内容を式２に示す。
omin = (imin + shift−ave)×stretch_coeff + ave
omax = imax
shift = (128−ave)×shift_coeff （式２）
（但し、露光オーバー大のときshift_coeff = 0.25）
（但し、露光オーバー中のときshift_coeff = 0.5）
（但し、露光オーバー大のときstretch_coeff = 1.25）
（但し、露光オーバー中のときstretch_coeff = 1.00）
【００４８】
次に、図１のステップＳ１１５において、逆光であると判定された画像データに対する輝度補正処理（逆光処理）を説明する。
先ず、図１０に示すように、補正すべき画像データの輝度ヒストグラムを、低輝度側と高輝度側に分割輝度レベルd_levelで２分する。該分割方法は、例えば中間値である１２８に最も近いピーク領域のエンドレベルで分割する。つまり低輝度側のヒストグラム（以降、低輝度ヒストグラムと称す）の輝度レベルの分布範囲は、０からd_levelとなり、高輝度側のヒストグラム（以降、高輝度ヒストグラムと称す）の輝度レベルの分布範囲は、d_levelから２５５となる。
その後、低輝度ヒストグラムは、前記した露光アンダーの補正処理を行い、高輝度ヒストグラムは、前記した露光オーバーの補正処理を行う。これにより、低輝度ヒストグラムおよび高輝度ヒストグラムにおいて、それぞれの入力画像輝度最小値imin、入力画像輝度最大値imax、出力画像輝度最小値ominおよび出力画像輝度最大値omaxを算出する（但し、低輝度ヒストグラムの中間値は、０〜d_levelの中間値であり、高輝度ヒストグラムの中間値は、d_level〜２５５の中間値を用いる）。
【００４９】
このとき、低輝度ヒストグラムにおいて、出力画像輝度最大値omaxがd_levelを超える値のとき、低輝度ヒストグラムの出力画像輝度最大値omaxは高輝度ヒストグラムの出力画像輝度最小値となり、出力画像輝度最大値omaxがd_levelを超えないとき、低輝度ヒストグラムの出力画像輝度最大値omaxはd_levelとなる。このように求めた入、出力画像における低輝度ヒストグラムおよび高輝度ヒストグラムの関係を下記に示す式３および式４の一次式を求め、その結果を図１２のグラフに示す。このグラフからも明らかなように、低輝度である暗い範囲は、傾きが１より大きいことから、輝度レベルの分布範囲が高輝度側に引き伸ばされており、高輝度である明るい範囲は、傾きが１より小さいことから輝度レベルの分布範囲が低輝度側に引き伸ばされて、結果的に輝度レベルの分布範囲は縮小している。
【００５０】
暗い範囲 ：Ｙ′＝a₀＊Ｙ + b₀ （式３）
明るい範囲 ：Ｙ′＝a₁＊Ｙ + b₁ （式４）
（但し、a₀、b₀、a₁、b₁は、入、出力画像の輝度最小値および輝度最大値に基づく値）
【００５１】
図１２の一次式のグラフでも明らかなように、d_level付近の傾きが滑らかでない。これを解消すべく、１次式の係数を用いた式５により、３次式での輝度変換を行う。
【００５２】
Ｙ′＝Ａ_ＸＹ^３＋Ｂ_ＸＹ^２＋Ｃ_ＸＹ＋Ｄ
（式５）
但し、
式５で入力画像Ｙ＝０のとき、出力画像Ｙ′＝出力画像輝度最小値omin
式５で入力画像Ｙ＝２５５のとき、出力画像Ｙ′＝出力画像輝度最大値omax
式５で入力Ｙ＝０のとき、傾き（式５の一次微分）が暗い範囲の一次式の傾き（式３の一次微分）a₀
式５で入力Ｙ＝２５５のとき、傾き（式５の一次微分）が明るい範囲の一次式の傾き（式４の一次微分）a₁を満たす。
【００５３】
３次式による輝度変換を施したグラフを、一次式のグラフを示す図１２に重ねて示す。このグラフでも明らかなように、入力画像および出力画像の０および２５５において、その傾きが同じであり、かつd_level付近の傾きが滑らかになる。
【００５４】
次に、図１のステップＳ１１０の露光アンダー小と、ステップＳ１１０の標準露光およびステップＳ１１２の露光オーバー小と判定された画像データに対する補正処理を図１１に示し説明する。
前記したように適正な露光で撮影された画像データのヒストグラムにおける輝度平均値は、そのヒストグラムの中間値であると考えられる。この考えに基づき、対象画像データの輝度平均値aveを前記中間値に向けて移動させるべく、所定の係数を用いた式６で示されるシフト量shiftを算出する。この算出したシフト量shiftを用いて、輝度信号レベルの分布範囲を移動させる。
shift=(ave−128)×0.50 （式６）
【００５５】
前記したように、本発明の画像処理装置１０によれば、画像データの輝度を示すヒストグラムにおいて、ピーク領域間が離れていることを判定可能なピーク距離と、中間調におけるピーク領域の有無が判定可能な輝度標準偏差とに基づいて逆光もしくはストロボ撮影などの画像データであるか否か判定し、前記逆光もしくはストロボ撮影などを判定した後、輝度平均値および輝度標準偏差に基づいて露光アンダー、露光オーバーおよび標準露光の画像データの判定を行うことから、複数のピーク領域が偏った輝度ヒストグラムで示される画像データに対しても、適切に露光状態を判定することができる。
更に、本発明の画像処理装置１０によれば、適切に判定した結果に基づいて、該画像データに対し適切な輝度補正を行うことができる。
【００５６】
〈具体例２〉
次に、人工的に作成された画像に対し補正を施すと、かえって画質が劣化することが知られている。人工的に作成された画像に対する補正を防止すべく、人工的に作成された画像か否か判定する人工画像判定部を備えた画像処理装置１００について説明する。
図１３は、具体例２の画像処理装置１００の構成を示すブロック図である。
画像処理装置１００は、ＲＧＢビットマップ保持部１１と、ＲＧＢ値をＣＩＥのＸＹＺ表色系の値に変換するＸＹＺ色空間変換部１２と、ＣＩＥのＸＹＺ表色系の値を保持するＸＹＺビットマップ保持部１３と、該ＸＹＺビットマップ保持部１３で保持するＸＹＺビットマップに基づいて輝度値Ｙのヒストグラムを作成し、該ヒストグラムに基づいて、輝度平均値、輝度標準偏差、輝度ピークおよび輝度ピーク距離を算出する演算処理部１４と、該演算処理部１４で算出した様々な値を保持する輝度情報保持部１５と、該保持部１５で保持する情報に基づいて露光状態を判定する露光判定部１６と、該露光判定部１６で判定した露光状態に応じた補正を行う補正処理部１７と、該補正処理部１７により補正が施されたＣＩＥのＸＹＺ表色系の値をＲＧＢ値に変換するＲＧＢ色空間変換部１８と、その変換されたＲＧＢ値を保持する補正ＲＧＢビットマップ保持部１９とを備える。
【００５７】
更に、画像処理装置１００は、ＸＹＺビットマップ保持部１３で保持されているＣＩＥのＸＹＺ表色系の値で示されたビットマップに基づいて、人工的に作成された画像か否か判定する人工画像判定部２０とを備える。
人工画像判定部２０による判定結果は、人工画像判定情報として輝度情報保持部１５で保持される。
露光判定部１６は、人工画像判定情報を参照して、人工的に作成された画像データに対して露光状態の判定処理を実施せず、補正処理部１７も、人工的に作成された画像データに対し輝度補正を行わない。
【００５８】
次に、具体例２の画像処理装置１００の動作を図１４のフローチャートを用いて説明する。
【００５９】
ＯＳから出力される命令に含まれるポインタは、グラフィックデータや、イメージデータなどの複数の画素から成る画像データのアドレスを示しており、そのアドレスにあるＲＧＢ表色系のビットマップイメージがコピーされて、ＲＧＢビットマップ保持部１１で保持される（ステップＳ１１）。
ＸＹＺ色空間変換部１２は、ＲＧＢビットマップ保持部１１で保持する画像データの各画素に対し、従来から知られた方法により、ＣＩＥのＸＹＺ色空間の値に変換する（ステップＳ１２）。
変換されたＣＩＥのＸＹＺ値がＸＹＺビットマップ保持部１３で保持される。該ＸＹＺビットマップ保持部１３で保持するＸＹＺ表色系の画像データの輝度に関するＹ値に対し、後述する処理で補正が施される。
【００６０】
演算処理部１４は、ＸＹＺビットマップ保持部１３で保持するＣＩＥのＸＹＺ値に変換された画像データのＹ値に基づくヒストグラムを輝度ヒストグラムとして作成する（ステップＳ１３）。
演算処理部１４は、作成した輝度ヒストグラムに基づいて、前記した具体例１と同様に、該ヒストグラムのピーク間の距離を算出する（ステップＳ１４）。
【００６１】
更に、演算処理部１４は、作成した輝度ヒストグラムに基づいて、そのヒストグラムにおける平均値を示す輝度平均値と、その輝度平均値からの輝度分布の散らばり度合を示す輝度標準偏差とを従来から知られた方法により算出する（ステップＳ１５）。演算処理部１４で算出した様々な値が輝度情報として輝度情報保持部１５で保持される。
このとき人工画像判定部２０は、ＸＹＺビットマップ保持部１３で保持するＣＩＥのＸＹＺ値に基づいて、対象の画像データが人工的に作成されたデータか否か判定し、その判定結果が輝度情報保持部１５で保持される。
【００６２】
ここで、人工画像判定部２０の動作を図を用いて説明する。
人工画像判定部２０の説明に用いる図１５は、風景や人物、静物などの自然画像の画像データにおける各画素の輝度値のならびを示している。一方、図１６は、グラフィックなどの人工的に作成された画像データにおける各画素の輝度値のならびを示している。
人工画像判定部２０は、判定対象の画像データの所定の画素（以降、注目画素と称す）と、該画素の直前の画素との輝度値の差分を算出する。
図１５では、注目画素の輝度値は１２０であり、直前の輝度値は１２５であり、その差分は−５となる。ここで、差分値のマイナス符号を注目符号として保持する。
次に、さきほど差分を算出した画素（輝度値１２５）と、該画素の直前の画素（輝度値１２５）との差分を算出する。その差分は０となり、これを保持する。更に同様に、さきほど差分を算出した画素（輝度値１２５）と、該画素の直前の画素（輝度値１０５）との差分を算出する。その差分は＋５となり、プラス符号であることを保持する。以降、同様に注目画素から５画素前までの差分値を算出し、その差分値における符号を求める。
【００６３】
ここで、前記した注目符号と、各差分値で取得した各符号とを比較して、同一の符号であるときのカウントを行う。例えば図１５における注目符号は、マイナス（−）であり、そのマイナス符号と同じ符号があるのでカウント値を＋１する。
一方、図１６における注目符号はプラス（＋）であり、そのプラス符号と同じ符号が無いのでカウント値は変化しない（＋０とする）。
前記した注目画素を順次移動させて、全ての画素についてカウントを終えた後、そのカウント値を全画素の数で割り、正規化を施した値と、所定の閾値とを比較する。
これにより、グラフィックなどの人工的に作成された画像データは、その輝度値の変化が、風景や人物、静物などの自然画像の画像データの輝度値の変化と比較して、一般的に小さいことから、例えば閾値として０．６を採用し、該閾値が０．６未満をグラフィックなどの人工的に作成された画像データと判定する。他方、閾値が、０．６以上を自然画像などの画像データと判定する。前記した判定結果が人工画像判定情報として、人工画像判定部２０から輝度情報保持部１５へ送られ、該保持部１５で保持される。
【００６４】
ここで、図１４のフローチャートに戻り、引続き画像処理装置１００の動作を説明する。露光判定部１６は、輝度情報保持部１５で保持する情報に基づいて、対象の画像データが人工的に作成されたか否か判定する（ステップＳ１６）。
人工的に作成された画像データと判定したとき、該画像データに補正を施すことなく、ＸＹＺビットマップ保持部１３で保持するＸＹＺ表色系のビットマップイメージが、ＲＧＢ色空間変換部１８で、従来から知られた方法によりＲＧＢ値に変換される。
一方、人工的に作成された画像データでない、つまり自然画像の画像データと判定すると、露光判定部１６は、露光状態を前記した具体例１と同様に判定する（ステップＳ１７）。
【００６５】
その後、判定結果に基づく輝度補正が補正処理部１７で行われ、露光状態に応じて前記画像データの輝度が補正される。（ステップＳ１８）。
補正処理部１７で補正された画像データは、ＸＹＺビットマップ保持部１３に保持される。
次に、ＲＧＢ色空間変換部１８は、従来から知られた方法により、ＸＹＺビットマップ保持部１３で保持するＸＹＺ表色系のビットマップイメージをＲＧＢ値に変換する（ステップＳ１９）。
ＲＧＢ値に変換されたビットマップデータが補正ビットマップデータとして補正ＲＧＢビットマップ保持部１９で保持され、該保持部１９で保持するデータがプリンタドライバの要求に応じて出力される。
【００６６】
前記したように、本発明の画像処理装置１００によれば、画像データの露光状態を適切に判定し、その判定結果に基づいて適切に輝度を補正し得る効果に加えて、人工的に作成された画像データを判定する人工画像判定部を設けることにより、人工画像と自然画像とが識別されることから、人工画像と識別された画像データに対する輝度補正を防止することができる。従って、人工的に作成された画像データの画質が輝度補正で劣化する恐れを防ぐことができる。
【００６７】
〈具体例３〉
次に、アプリケーションからの印刷要求に応じて、画像処理装置に送られるビットマップイメージデータのサイズが大きいと、該データは、メモリの都合で複数に分割される。いわゆるバンディングされたビットマップイメージデータが画像処理装置に送られる。
バンディングされたビットマップイメージデータは、本来、同一の画像であることから、分割された個々の画像データに対し、輝度値の補正を施すと、バンドと称される各画像データのつなぎ目が輝度補正で目立つ恐れがある。本具体例の画像処理装置２００は、前記した不具合を防止すべく、順次入力される画像データとしてのビットマップイメージデータが、同一の画像か否か判定する同一画像判定部２４を設けた。
【００６８】
図１７は、具体例３の画像処理装置２００の構成を示すブロック図である。
画像処理装置２００は、ＲＧＢビットマップ保持部１１と、ＲＧＢ値をＣＩＥのＸＹＺ表色系の値に変換するＸＹＺ色空間変換部１２と、ＣＩＥのＸＹＺ値を保持するＸＹＺビットマップ保持部１３と、ＣＩＥのＸＹＺ値の輝度を示すＹ値に基づいて人工的に作成された画像データか否か判定する人工画像判定部２０と、ＣＩＥのＸＹＺ値に基づいて輝度値Ｙのヒストグラムを作成し、該ヒストグラムに基づいて、輝度平均値、輝度標準偏差および輝度ピーク距離を算出する演算処理部１４と、該演算処理部１４で算出した値を輝度情報として保持する輝度情報保持部１５と、該輝度情報に基づいて露光状態を判定する露光判定部１６と、露光状態に応じた補正を行う補正処理部１７と、補正が施されたＣＩＥのＸＹＺ値をＲＧＢ値に変換するＲＧＢ色空間変換部１８と、その変換されたＲＧＢ値を保持する補正ＲＧＢビットマップ保持部１９とを備える。
【００６９】
更に、画像処理装置２００は、入力する画像データの制御を行う画像入力制御部２１と、入力する画像データを蓄積する画像データ蓄積部２２と、画像入力制御部２１の制御により作成される管理テーブル保持部２３と、入力した画像データと、該データの直前に入力した画像データが同一の画像データか判定する同一画像判定部２４と、同一画像であると判定した各画像データを合成する画像データ合成部２５と、出力すべき画像データの制御を行う画像出力制御部２６とを備える。
【００７０】
ここで、管理テーブル保持部２３が保持する画像管理テーブルを説明する。
図１９は、画像管理テーブルの構成を示す図である。
画像管理テーブルは、処理すべき画像データを管理するためのインデックス、該画像データの横寸法、該画像データの縦寸法、同一画像データの判定結果を示す同一画像判定フラグおよび処理開始フラグなどで構成され、この構成を各画像データ毎に備えている。
前記画像管理テーブルの画像データの縦寸法および横寸法の値は、画像入力制御部２１によりセットされる。
同一画像判定フラグは、同一画像判定部２４での判定結果に基づいて１または０がセットされる。同一画像判定部２４は、今回入力したポインタで示される画像データと前回入力したポインタで示される画像データとがバンディングされた、いわゆる同一の画像か否か判定し、同一の画像であるとき、同一画像判定フラグに１をセットし、同一の画像でないとき、０をセットする。更に、同一画像判定部２４は、同一の画像でないと判定したとき、これ以前に入力したデータの処理開始フラグに１をセットする。
【００７１】
処理開始フラグは、画像入力制御部２１での判定結果に基づいて１または０がセットされる。画像入力制御部２１は、該制御部２１に入力した画像データを示すポインタに値が示されていないとき、つまり直前のデータがバンディングされた画像データの終わりと判定し、終わりと判定される以前の全処理開始フラグに、１をセットする。後述する処理で、処理開始フラグに１がセットされたインデックスに対応する各データが画像データ合成部２５で合成される。
前記画像管理テーブルは、画像出力制御部２６により、クリアされる。該クリア処理は、処理開始フラグが１の画像データを消去し、残った画像データに対し、新たなインデックスを付け直し、同一画像判定フラグに１をセットする。
【００７２】
次に、具体例３の画像処理装置２００の動作を図１８のフローチャートを用いて説明する。
処理すべき画像データを示すポインタが画像入力制御部２１に入力する（ステップＳ２１）。
画像入力制御部２１は、ポインタの内容の有無を確認する（ステップＳ２２）。
ポインタで示される内容が無いとき（終端記号のＮＵＬＬが示されているとき）、画像入力制御部２１は、その直前の画像が処理すべき画像データの最終の画像であると判定し、画像管理テーブルの全ての処理開始フラグに１をセットする。その後、後述するステップＳ２４で、画像データを合成する処理を行う。
【００７３】
他方、ポインタで処理すべき画像データのアドレスが示されているとき、該ポインタで示されるアドレスのＲＧＢ表色系のビットマップイメージがコピーされて、画像データ蓄積部２２で保持される。
その後、同一画像判定部２４は、今回入力した画像データの１ライン目と、前回入力した画像データの最終ラインとの差分絶対値が、所定の閾値内か否か判定する。この判定は、今回入力した画像の第一ラインと、前回入力した画像の最終ラインとでバンディングされる一連の画像データは、そのバンディング箇所で極端に変化しないことに基づいており、同一画像判定部２４は、バンディング箇所における差分絶対値が所定の閾値の範囲内に収まるとき、一連の画像データと判定し、所定の閾値の範囲内に収まらないとき、関連の無い画像データであると判定する（ステップＳ２３）。
【００７４】
同一画像判定部２４が、一連の画像データであると判定したとき、同一画像判定フラグに１がセットされ、再度、ステップＳ２１に戻り、終端記号のＮＵＬＬを検出するまで引続きポインタの入力を受ける。
同一画像判定部２４が、関連の無い画像データであると判定したとき、同一画像判定部２４は、今回入力した画像の同一画像判定フラグに０をセットし、それ以前に入力している画像の処理開始フラグに１をセットする。
【００７５】
その後、画像データ合成部２５は、画像管理テーブルの処理開始判定フラグが１であり、かつ前回までに入力した同一画像判定フラグが１であるインデックスに対応する画像を画像データ蓄積部２２から読み出して、順に合成する（ステップＳ２４）。
合成されたＲＧＢ表色系のビットマップイメージが、ＲＧＢビットマップ保持部１１で保持される。
ＲＧＢビットマップ保持部１１で保持する画像データの各画素に対し、従来から知られた方法により、ＣＩＥのＸＹＺ色空間の値に変換する（ステップＳ２５）。
変換されたＣＩＥのＸＹＺ値がＸＹＺビットマップ保持部１３で保持される。該ＸＹＺビットマップ保持部１３で保持するＸＹＺ表色系の画像データの輝度に関するＹ値に対し、後述する処理で補正が施される。
【００７６】
その後、演算処理部１４は、ＸＹＺビットマップ保持部１３で保持するＣＩＥのＸＹＺ値に変換された画像データのＹ値に基づくヒストグラムを輝度ヒストグラムとして作成する（ステップＳ２６）。
演算処理部１４は、作成した輝度ヒストグラムに基づいて、該ヒストグラムのピーク間の距離を算出する（ステップＳ２７）。
【００７７】
更に、演算処理部１４は、作成した輝度ヒストグラムに基づいて、そのヒストグラムにおける平均値を示す輝度平均値と、その輝度平均値からの輝度分布の散らばり度合を示す輝度標準偏差とを従来から知られた方法により算出する（ステップＳ２８）。演算処理部１４で算出した様々な値が輝度情報として輝度情報保持部１５で保持される。
輝度情報保持部１５は、ＸＹＺビットマップ保持部１３で保持するＣＩＥのＸＹＺ値に基づいて、人工画像判定部２０が処理すべき画像データが人工的に作成されたデータか否か判定した結果を保持する。
【００７８】
露光判定部１６は、輝度情報保持部１５で保持する情報に基づいて、対象の画像データが人工的に作成されたか否か判定する（ステップＳ２９）。
人工的に作成された画像データと判定したとき、該画像データに補正を施すことなく、ＸＹＺビットマップ保持部１３で保持するＸＹＺ表色系のビットマップイメージが、ＲＧＢ色空間変換部１８で、従来から知られた方法によりＲＧＢ値に変換される。
一方、人工的に作成された画像データでないと判定すると、露光判定部１６は、露光状態を判定する（ステップＳ３０）。
【００７９】
その後、判定結果に基づく輝度補正が補正処理部１７で行われ、露光状態に応じて前記画像データの輝度が補正される。（ステップＳ３１）。
補正処理部１７で補正された画像データは、ＸＹＺビットマップ保持部１３に保持される。
次に、ＲＧＢ色空間変換部１８は、従来から知られた方法により、ＸＹＺビットマップ保持部１３で保持するＸＹＺ表色系のビットマップイメージをＲＧＢ値に変換する（ステップＳ３２）。変換されたＲＧＢ値は、補正ＲＧＢビットマップ保持部１９で保持され、該保持部１９で保持するデータがプリンタドライバの要求に応じて、画像出力制御部の制御に基づいて出力される。
【００８０】
このとき、画像出力制御部は、画像管理テーブルをクリアすべく、処理開始フラグが１の画像データを消去し、残った画像データに対し、新たなインデックスを付け直し、同一画像判定フラグに１をセットする（ステップＳ３３）。
その後、画像管理テーブルに、処理すべき画像が残っているか否か判定する（ステップＳ３４）。この判定により、未処理の画像があるとき、ステップＳ２１の処理に戻って、前記したと同様な処理を、未処理の画像が無くなるまで行う。
【００８１】
前記したように、本発明の画像処理装置２００によれば、バンディングされた画像データに対する処理加えることにより、分割された一連の画像データを纏めて処理することから、同一画像内の複数の画像データが個別に処理され、画質が劣化する恐れを防ぐことができる。
【００８２】
前記した具体例では、露光状態を８階調に分け、各階調における分岐処理を示したが、これに限ることなく、輝度補正の内容に応じて適宜、階調を変更した構成を採用してもよい。
前記した具体例において、逆光画像の判定に用いた分布判定値および中間調有無判定値や露光状態の判定に用いた露光状態判定値などの数値は一例であり、その値を適宜変更してもよい。
前記した具体例において、補正処理における数式で用いた数値は一例であり、その値を適宜変更してもよい。
【００８３】
【発明の効果】
前記したように、本発明によれば、画像データの輝度を示すヒストグラムを用いて、該輝度ヒストグラムの輝度平均値からの輝度分布の散らばりの度合を示す輝度標準偏差と、該ヒストグラムにおけるピーク間の距離を示すピーク距離とに基づいて、前記画像データが逆光画像であるか否か判定し、かつ前記輝度平均値と、前記輝度標準偏差とに基づいて、前記画像データの露光状態を判定することにより、ピーク領域が複数ある偏った露光状態の画像データに対しても、適切に輝度補正を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】分岐処理を示すフローチャートである。
【図２】具体例１の画像処理装置を示すブロック図である。
【図３】具体例１の画像処理装置の動作を示すフローチャートである。
【図４】輝度ヒストグラムの拡大図である。
【図５】２５６階調から３２階調に変更した輝度ヒストグラムである。
【図６】輝度ヒストグラムのピーク検出を示す図である。
【図７】輝度ヒストグラムにおけるピーク領域を示す図である。
【図８】露光アンダー大および露光アンダー中における補正処理を示す図である。
【図９】露光オーバー大および露光オーバー中における補正処理を示す図である。
【図１０】逆光処理を示す図である。
【図１１】標準露光、露光アンダー小および露光オーバー小における補正処理を示す図である。
【図１２】輝度変換を示すグラフである。
【図１３】具体例２の画像処理装置を示すブロック図である。
【図１４】具体例２の画像処理装置の動作を示すフローチャートである。
【図１５】自然画像の輝度値のならびを示す図である。
【図１６】人工画像の輝度値のならびを示す図である。
【図１７】具体例３の画像処理装置を示すブロック図である。
【図１８】具体例３の画像処理装置の動作を示すフローチャートである。
【図１９】画像管理テーブルを示す図である。
【図２０】低輝度側に輝度分布が非常に偏った輝度ヒストグラムである。
【図２１】低輝度側に輝度分布が偏った輝度ヒストグラムである。
【図２２】高輝度側に輝度分布が非常に偏った輝度ヒストグラムである。
【図２３】高輝度側に輝度分布が偏った輝度ヒストグラムである。
【図２４】中間調があまり使われていない輝度ヒストグラムである。
【図２５】輝度領域全体に輝度が分布している輝度ヒストグラムである。
【図２６】低輝度側に複数のピークを有する輝度ヒストグラムである。
【図２７】高輝度側に複数のピークを有する輝度ヒストグラムである。
【符号の説明】
１０ 画像処理装置
１１ ＲＧＢビットマップ保持部
１２ ＸＹＺ色空間変換部
１３ ＸＹＺビットマップ保持部
１４ 演算処理部
１５ 輝度情報保持部
１６ 露光判定部
１７ 輝度補正処理部
１８ ＲＧＢ色空間変換部
１９ 補正ＲＧＢビットマップ保持部
３１ 輝度平均値取得部
３２ 輝度標準偏差取得部
３３ ピーク距離取得部

Claims (17)

1. 画像データの輝度レベルの画素分布を示す輝度ヒストグラムに基づいて輝度補正を行う画像処理方法において、
   前記輝度ヒストグラムにおける輝度平均値を求めること、
   前記輝度ヒストグラムから高いピークから順に複数のピークを選定し、該複数のピークの内ある２つをそれぞれ選択したときのピーク間の距離で、最大となる距離をピーク間距離として求めること、
   前記輝度平均値から輝度分布の散らばり度合を示す輝度標準偏差を求めること、
   前記輝度ヒストグラムにおける輝度レベルの分布偏りが低輝度側及び高輝度側のいずれに存在するかを判定するための分布判定値に対し前記ピーク距離が大きいか否かを判定すること、
   前記輝度ヒストグラムにおける輝度レベルの分布偏りが中間調に存在するか否かを判定するための中間調有無判定値に対し前記輝度標準偏差が大きいか否かを判定すること、
   前記ピーク距離が前記分布判定値より大きく、かつ前記輝度標準偏差が前記中間調有無判定値より大きいと逆光画像と判定すること、
   を特徴とする画像処理方法。
2. 前記逆光画像ではないと判定すると、輝度レベルの分布偏りが低輝度側に存在するか否かを判定するための中間調より小さい露光状態判定値に対し前記輝度平均値が小さいか否かを判定すること、
   該輝度平均値が小さいと判定されると前記中間調有無判定値に対し前記輝度標準偏差が小さいか否かを判定すること、
   前記輝度標準偏差が小さいと判定されると輝度レベルが低輝度側に偏る露光アンダー画像と判定すること、
   を特徴とする請求項１記載の画像処理方法。
3. 前記輝度標準偏差が大きいと判定されると輝度レベルが低輝度側に中程度に偏る露光アンダー画像と判定すること、
   を特徴とする請求項２記載の画像処理方法。
4. 前記輝度平均値が前記中間調より小さい露光状態判定値よりも大きいと判定されると、輝度レベルの分布偏りが高輝度側に存在するか否かを判定するための中間調より大きい露光状態判定値に対し前記輝度平均値が大きいか否かを判定すること、
   前記輝度平均値が大きいと判定されると前記中間調有無判定値に対し前記輝度標準偏差が小さいか否かを判定すること、
   前記輝度標準偏差が小さいと判定されると輝度レベルが高輝度側に偏る露光オーバー画像と判定すること、
   を特徴とする請求項２記載の画像処理方法。
5. 前記輝度標準偏差が大きいと判定されると輝度レベルが高輝度側に中程度に偏る露光オーバー画像と判定すること、
   を特徴とする請求項４記載の画像処理方法。
6. 前記輝度平均値が前記中間調より大きい露光状態判定値よりも小さいと判定されると該輝度平均値が中間調の露光状態判定値より小さいか否かを判定すること、
   前記輝度平均値が中間調の露光状態判定値より小さいと輝度レベルが低輝度側に小さく偏る画像と判定すること、
   前記輝度平均値が中間調の露光状態判定値より大きいと判定されると該輝度平均値が中間調より僅かに大きい露光状態判定値より大きいか否かを判定すること、
   前記輝度平均値が前記僅かに大きい露光状態判定値より大きいと判定されると輝度レベルが高輝度側に小さく偏る画像と判定し、小さいと判定されると輝度レベルに偏りの無い標準的な画像と判定すること、
   を特徴とする請求項４記載の画像処理方法。
7. 前記露光アンダー画像に対し露光アンダー処理として、前記露光アンダー画像のヒストグラムにおいて、低輝度にある輝度平均値を、そのヒストグラムの所定の値に向けて遷移させるべく、前記露光アンダー画像のヒストグラムに準拠して、該ヒストグラムを引き伸ばすことを特徴とする請求項２又は３記載の画像処理方法。
8. 前記露光オーバー画像に対し露光オーバー処理として、前記露光オーバー画像のヒストグラムにおいて、高輝度にある輝度平均値を、そのヒストグラムの所定の値に向けて遷移させるべく、前記露光オーバー画像のヒストグラムに準拠して、該ヒストグラムを引き伸ばすことを特徴とする請求項４又は５記載の画像処理方法。
9. 前記標準的な露光画像に対し標準露光処理として、標準的な露光画像のヒストグラムにおいて、該ヒストグラムに準拠して、その輝度平均値を所定の値に向けて遷移させることを特徴とする請求項６記載の画像処理方法。
10. 前記逆光画像に対し逆光処理として、前記逆光画像のヒストグラムを低輝度側と高輝度側に分割用輝度レベルを設定して二分し、低輝度側のヒストグラムの輝度平均値を、前記所定の値に向けて遷移させるべく、前記逆光画像のヒストグラムに準拠して、前記低輝度側のヒストグラムを引き伸ばし、高輝度側のヒストグラムの輝度平均値を、前記所定値に向けて遷移させるべく、前記逆光画像のヒストグラムに準拠して、前記高輝度側のヒストグラムを引き伸ばすことを特徴とする請求項１記載の画像処理方法。
11. 前記分割用輝度レベルを含む低輝度側と高輝度側の各近傍輝度レベルを三次元関数を用いて滑らかに設定する、
    ことを特徴とする請求項１０記載の画像処理方法。
12. 前記所定の値は、ヒストグラムにおける中間値であることを特徴とする請求項７又は請求項８又は請求項９又は請求項１０記載の画像処理方法。
13. 前記逆光画像の判定に先立ち、前記画像データが人工的に作成された画像データか否か判定し、人工的に作成された画像データであると判定したとき、前記画像データに対し逆光画像か否かの判定を行わないことを特徴とする請求項１記載の画像処理方法。
14. 前記画像データが、複数で構成された一連の画像データの一部であると判定されたとき、一連の各画像データを纏めた画像データに対し前記画像処理が行われることを特徴とする請求項１記載に画像処理方法。
15. 画像を数値化した画像データの輝度レベルの分布を示す輝度ヒストグラムに基づいて輝度補正を行う画像処理装置において、
    前記輝度ヒストグラムにおける輝度平均値を求める輝度平均値取得部と、
    前記輝度ヒストグラムにおける前記輝度平均値からの輝度分布の散らばりの度合を示す輝度標準偏差を求める輝度標準偏差取得部と、
    前記輝度ヒストグラムから高いピークから順に複数のピークを選定し、該複数のピークの内ある２つをそれぞれ選択したときのピーク間の距離で、最大となる距離をピーク間距離として求めるピーク距離取得部と、
    前記輝度ヒストグラムにおいて輝度レベルの分布偏りが低輝度側および高輝度側に存在するか判定可能な分布判定値と求めたピーク距離とを比較し、当該ヒストグラムにおいて輝度レベルの分布偏りが中間調に存在しないか判定可能な中間調有無判定値と求めた標準偏差とを比較して、これらの比較結果に基づいて前記画像が逆光画像か否かを判定し、かつ前記輝度平均値および前記輝度標準偏差に対し、露光状態を判定可能な露光状態判定値を用いて比較することにより、逆光画像以外の画像の露光状態を判定する露光判定部と、
    前記露光判定部の判定結果に基づいて輝度補正を行う補正処理部とを備えることを特徴とする画像処理装置。
16. 前記露光判定部の判定に先立ち、前記画像データが人工的に作成された画像データか否かを判定する人工画像判定部を備え、
    前記人工画像判定部で人工的に作成された画像データと判定したとき、前記露光判定部は、該画像データに対し露光状態の判定を行わないことを特徴とする請求項１５記載の画像処理装置。
17. 前記画像データが複数で構成された一連の画像データか否かを判定する同一画像判定部を備えており、
    前記同一画像判定部がバンディングされた同一の画像データと判定したとき、一連の各画像データを纏めた画像データに対し前記画像処理を行うことを特徴とする請求項１５記載の画像処理装置。