JP4182365B2 - 画像処理装置、画像処理方法および画像処理プログラムを記録した媒体 - Google Patents
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Description
特に、(1)式に基づいて変化させる場合には全体が明るい画像であれば明るさが強調されるだけの結果となったり、全体が暗い画像であれば暗さが強調されるだけの結果となったりすることもあった。
ただし
a=yrange/(ymax−ymin) …(3)
b=−a・yminあるいはyrange−a・ymax …(4)
また、上記変換式にてY<0ならばY=0とし、Y>yrangeならばY=yrangeとする。
従って、1%程度の誤差で処理を行うためにはN=10000となる。
ratio=min(width,height)/A+1 …(5)
とする。ここにおいて、min(width,height)はwidthとheightのいずれか小さい方であり、Aは定数とする。また、ここでいうサンプリング周期ratioは何画素ごとにサンプリングするかを表しており、図8の○印の画素はサンプリング周期ratio=2の場合を示している。すなわち、縦方向及び横方向に二画素ごとに一画素のサンプリングであり、一画素おきにサンプリングしている。A=200としたときの1ライン中のサンプリング画素数は図9に示すようになる。
yp=0.30Rp+0.59Gp+0.11Bp …(6)
とする。このようにすれば、三回の乗算と二回の加算だけで輝度値を求めることができるようになる。
yp=(Rp+Gp+Bp)/3 …(7)
というように簡略化することも不可能ではないし、さらには、
yp=Gp …(7)'
というように、(6)式においても最も割合の大きい緑の成分値を輝度値としてしまうことも可能である。
オペレーティングシステムがファイル名を管理していることから、プリンタドライバなどの側からオペレーティングシステムに問い合わせを出せば、同ファイルの拡張子が回答されることになるため、その拡張子に基づいて自然画であると判断してコントラストの強調を行うようにすればよい。また、「XLS」というようなビジネスグラフに特有の拡張子であればコントラストの強調を行わないと判断することもできる。
ただし
a=255/(ymax−ymin) …(3)'
b=−a・yminあるいは255−a・ymax …(4)'
また、上記変換式にてY<0ならばY=0とし、Y>255ならばY=255とする。ここにおける、aは傾きであり、bはオフセットといえる。この変換式によれば、図16に示すように、あるせまい幅を持った輝度分布を再現可能な範囲まで広げることができる。なお、基本的に輝度の分布範囲の拡大においては、画素数が変化するわけではないので、ヒストグラムの面積は一致する。
b=5−a・yminあるいは250−a・ymax …(9)
そして、この場合にはy<yminと、y>ymaxの範囲においては変換を行わないようにする。
m1=ymin
m2=255−ymax
ここで、
m1+m2=255−(ymax−ymin)
従って、ydif=ymax−yminとすると、
m1+m2=255−ydif
変換後の画像の輝度分布において、
n1=Ymin
n2=255−Ymax
同様に、
n1+n2=255−(Ymax−Ymin)
=255−a(ymax−ymin)
=255−a・ydif
となる。
n1=m1(n1+n2)/(m1+m2)
=ymin(255−a・ydif)/(255−ydif)
一方、Y=ay+bであるから、b=Y−ayとなり、よって、
b=Ymin−a・ymin
=ymin{(255−a・ydif)/(255−ydif)−a} …(10)
となる。また、Ymax を用いて求めると、
b=Ymax−a・ymax
=255−(255−ymax)(255−a・ydif)/(255−ydif)−a・ymax …(11)
以上のようにしてパラメータbを得ることができ、ステップS204を終了する。
あるいは、
γ=(ymed/85)**(1/2) …(13)
とする。
あるいは、
γ=(ymed/128)**(1/2) …(15)
とする。この場合、γ>1.3となっても、γ=1.3として暗くなり過ぎないように限界を設けておく。なお、暗くしすぎると色が乗りすぎて濃い画像になるので、合わせて彩度強調を弱くするなどの処理が好適である。ただし、明るい背景の中の被写体に対してはこのような暗くする処理はかえって悪影響を及ぼす場合もある。例えば、空が画像の半分をしめるような風景画像や晴れた日の記念写真などでは、ただでさえ逆光で顔が暗くつぶれ気味であることが多いからである。これらの画像の場合は暗い部分と明るい部分とが混じっているので輝度の標準偏差ystdを求めると比較的高い値となっていることが多い。従って、輝度の標準偏差ystd>70の場合には暗くするためのγ補正を行わないようにする。
R=a・r+b …(16)
G=a・g+b …(17)
B=a・b+b …(18)
として求めることもできる。これは(2)式と(4)式とがともに線形の対応関係を示していることから明らかである。また、輝度y,Yが階調「0」〜階調「255」であるのに対応してRGBの各成分値(r,g,b),(R,G,B )も同じ範囲となっており、上述した輝度y,Yの変換テーブルをそのまま利用すればよいといえる。
Y=ay+b …(2)
a=245/(ymax−ymin) …(8)
bについては、以下のいずれか
b=5−a・yminあるいは250−a・ymax …(9)
b=ymin{(255−a・ydif)/(255−ydif)−a} …(10)
b=255−(255−ymax)(255−a・ydif)/(255−ydif)−a・ymax …(11)
なる関係式より、ステップS204にてパラメータa,bを求めるとともに、ステップS206では輝度yから輝度Yへの変換関係をテーブルに記憶する。ステップS208では必要に応じてγ補正を実行し、完成した変換テーブルを参照してステップS210では全画素についての画像データを変換する。
11…スキャナ
11b…スキャナ
12…デジタルスチルカメラ
12a…デジタルスチルカメラ
12b…デジタルスチルカメラ
13b…モデム
20…画像処理装置
21…コンピュータ
22…ハードディスク
30…画像出力装置
31…プリンタ
31a…プリンタ
31b…プリンタ
32…ディスプレイ
32a…ディスプレイ
Claims (12)
- 複数の画素からなる画像の画像データに対して所定の画像処理を行う画像処理装置であって、
上記画像データに基づいて画像の全体的な特徴を示す輝度分布を一つ求めて当該輝度分布が当該画像データが再現可能な輝度範囲において拡大するように上記画像データを変換するにあたり、変換前に上記輝度範囲において上記求めた輝度分布の上端と下端とに残存していた拡大可能な範囲の割合を変換後も保持させるための、変換後の輝度分布の上記輝度範囲における位置を規定するパラメータを決定し、当該決定したパラメータを用いた変換式によって上記変換を行い、かつ、上記求めた輝度分布から平均値を求めるとともに、上記輝度範囲内での当該平均値の所属範囲に応じて上記画像データにおける各画素単位での明るさを補正することを特徴とする画像処理装置。 - 上記請求項1に記載の画像処理装置において、再現可能な輝度範囲をyrangeとしたときに、変換前の輝度yと、輝度分布の最大値ymaxと、輝度分布の最小値yminと、から変換先の輝度Yを次式に基づいて求めることを特徴とする画像処理装置。
Y=ay+b
ただし
a=yrange/(ymax−ymin)
b=−a・yminあるいはyrange−a・ymax
また、上記変換式にてY<0ならばY=0とし、Y>yrangeならばY=yrangeとする。 - 上記請求項2に記載の画像処理装置において、変換前の輝度yの取りうる範囲内で変換先の輝度Yを演算して、変換前の各輝度yと変換先の各輝度Yとの対応関係を保存しておき、変換時には当該対応関係を参照して変換することを特徴とする画像処理装置。
- 上記請求項1〜請求項3のいずれかに記載の画像処理装置において、画像データが輝度に対応した複数の成分値で表される場合において、輝度の演算を同成分値の線形加算で求めることを特徴とする画像処理装置。
- 上記請求項1〜請求項4のいずれかに記載の画像処理装置において、拡大される輝度分布の範囲を実際の再現可能な範囲の端部よりも所定量だけ内側に設定することを特徴とする画像処理装置。
- 上記請求項1〜請求項5のいずれかに記載の画像処理装置において、輝度分布の拡大範囲に制限を設定することを特徴とする画像処理装置。
- 上記請求項1〜請求項6のいずれかに記載の画像処理装置において、輝度分布に基づいて二値画像データを判定するとともに、二値画像データであれば輝度分布の拡大を行わないことを特徴とする画像処理装置。
- 上記請求項7に記載の画像処理装置において、再現可能な範囲内の両端に輝度分布が集中しているときに白黒の二値画像データであると判断することを特徴とする画像処理装置。
- 上記請求項1〜請求項8のいずれかに記載の画像処理装置において、画像データが自然画でない場合に輝度分布の拡大を行わないことを特徴とする画像処理装置。
- 上記請求項9に記載の画像処理装置において、輝度分布がスペクトル状に存在する場合に上記画像データが自然画でないと判定する自然画判定手段を備えることを特徴とする画像処理装置。
- 複数の画素からなる画像の画像データに対して所定の画像処理を行う画像処理方法であって、上記画像データに基づいて画像の全体的な特徴を示す輝度分布を一つ求めて当該輝度分布が当該画像データが再現可能な輝度範囲において拡大するように上記画像データを変換するにあたり、変換前に上記輝度範囲において上記求めた輝度分布の上端と下端とに残存していた拡大可能な範囲の割合を変換後も保持させるための、変換後の輝度分布の上記輝度範囲における位置を規定するパラメータを決定し、当該決定したパラメータを用いた変換式によって上記変換を行い、かつ、上記求めた輝度分布から平均値を求めるとともに、上記輝度範囲内での当該平均値の所属範囲に応じて上記画像データにおける各画素単位での明るさを補正することを特徴とする画像処理方法。
- コンピュータに複数の画素からなる画像の画像データを入力させ、当該画像データに対する所定の画像処理を実行させる画像処理プログラムを記録した媒体であって、
上記画像データに基づいて画像の全体的な特徴を示す輝度分布を一つ検出するステップと、
この検出された輝度分布が当該画像データが再現可能な輝度範囲において拡大するように上記画像データを変換するにあたり、変換前に上記輝度範囲において上記検出された輝度分布の上端と下端とに残存していた拡大可能な範囲の割合を変換後も保持させるための、変換後の輝度分布の上記輝度範囲における位置を規定するパラメータを決定し、当該決定したパラメータを用いた変換式によって上記変換を行い、かつ、上記検出された輝度分布から平均値を求めるとともに、上記輝度範囲内での当該平均値の所属範囲に応じて上記画像データにおける各画素単位での明るさを補正するステップとを実行させることを特徴とする画像処理プログラムを記録した媒体。
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