JP4353233B2 - 画像処理プログラムおよび画像処理装置 - Google Patents
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Description
ここで、xは、横方向の座標を、yは、縦方向の座標を、I(x,y)は、座標(x、y)における信号強度値(画素値,画素信号の値)を、F(x,y)は、ガウスフィルタを、*は、畳み込み演算(コンボリューション)をそれぞれ示す。かかるガウスフィルタ処理がなされると、即ち、各画素をそれぞれ注目画素とするm×nの領域にガウスフィルタF(x,y)による畳み込み演算が行われると、注目画素からの距離に応じた重みを加味しつつ平均された周辺画素の平均輝度値が、各画素のそれぞれに対応して算出されることとなる。このガウスフィルタ処理により算出される周辺画素の平均輝度値は、注目画素の画素値に周辺画素の画素値を反映した値となる。
この対数化された値(対数値)をRとする。対数値Rは、各画素値毎に、対応するR(x,y)が求められる。この対数値Rが求められると、対数値Rのヒストグラムを生成するために、全対数値Rの最大値と最小値とが求められる。
尚、下限値D以下である対数値Rは下限値dに、上限値U以上である対数値Rは、上限値uとされる。求められた正規化反射率refleは、入力画像の反射光成分(正規化された反射光成分)であって、最終的な反射光成分(出力値Out)を求めるためのパラメータとなる値である。その後、正規化反射率refleに対し、カラー補正処理であるCR処理を実行した後(図7(g))、出力値Outを生成する。出力値Outは、(4)式に従って算出される。この出力値Outは、出力画像の各画素の画素値(出力画像データ)となる。
レティネックス処理では、画素値は、照明光成分と反射光成分との合成値とされており、照明光成分は輝度を反映し、反射光成分は色を反映するものとされている。ここで、照明光成分は、入力画像の画素値を反射光成分で除して求められるので、(4)式においては、分母が照明光成分に相当する。尚、入力画像の画素値が0〜255で表されるので、refle(x,y)には255が乗算されている。
また、補正値生成に関与するガンマ補正は、広義のガンマ補正であって、ガンマ関数による補正のみならず、画素信号の値が「0」から所定範囲の小さい値側にある場合にその値を増大させた出力値を生成するものであって且つ単調増加関数でない非線形の関数による補正を含む概念である。
前記記憶手段に予め記憶される画素信号生成因子は、前記注目画素の画素信号の値と注目画素周辺の周辺画素の平均輝度値とが略同じである場合に前記反射光成分算出ステップにて算出される反射光成分値を前記正規化ステップにより正規化した値に加えて、さらに、予め定めた他の正規化反射光成分値に対応して算出されたものであり、前記抽出ステップは、前記正規化ステップにより正規化された正規化反射光成分値に対応する画素信号生成因子を前記記憶手段から抽出する一方、前記正規化された正規化反射光成分値が、前記記憶手段に予め記憶される画素信号生成因子に対応するものでない場合には、前記予め定めた複数の正規化反射光成分値の内、前記正規化ステップにて正規化された正規化反射光成分値を跨ぐ2つの値について、対応する画素信号生成因子を前記記憶手段から抽出するものであり、前記抽出生成ステップは、前記抽出ステップにて抽出された2の画素信号生成因子に対し、前記正規化ステップにて正規化された正規化反射光成分値に基づいた補間演算を行って、出力画像の画素信号を生成するものである。
ここで、記憶手段に記憶される画素信号生成因子のパラメータである正規化反射光成分値を、正規化ステップにて求めた元画像の正規化反射光成分値の平均値、中央値、最頻値のいずれかに対応する値とする場合は、正規化反射光成分値の母集団を代表する値とすることができる。その結果、かかる正規化反射光成分値をパラメータとしてガンマ補正された画素信号生成因子は、元画像の注目画素の画素信号の値に対し、幅広く対応するものとなる。故に、抽出生成ステップにて画素信号生成因子に基づいて生成される出力画像の画素信号の値を適切なものとすることができるという効果がある。従って、ガンマ補正の演算を行って出力画像の画素信号を生成した場合と比べて、画像品質を大きく劣化させることがない上、高速で出力画像の生成を行うことができるという効果がある。
ここで、記憶手段に記憶される画素信号生成因子のパラメータである正規化反射光成分値を、正規化手段にて求めた元画像の正規化反射光成分値の平均値、中央値、最頻値のいずれかに対応する値とする場合は、正規化反射光成分値の母集団を代表する値とすることができる。その結果、かかる正規化反射光成分値をパラメータとしてガンマ補正された画素信号生成因子は、元画像の注目画素の画素信号の値に対し、幅広く対応するものとなる。故に、抽出生成手段にて画素信号生成因子に基づいて生成される出力画像の画素信号の値を適切なものとすることができるという効果がある。従って、ガンマ補正の演算を行って出力画像の画素信号を生成した場合と比べて、画像品質を大きく劣化させることがない上、高速で出力画像の生成を行うことができるという効果がある。
2 パーソナルコンピュータ
11 CPU
12 ROM(記憶手段)
12a 画像処理プログラム
12c 上限値テーブル(記憶手段の一部)
12d 中央値テーブル(記憶手段の一部)
12e 下限値テーブル(記憶手段の一部)
S11,S12 範囲決定ステップ、範囲決定手段
S21,S23 反射光成分算出ステップ、反射光成分算出手段
S23 正規化ステップ、正規化手段
S27〜S36 画素信号生成ステップ、画素信号生成手段
S27,S33,S30,S35,S36 抽出ステップ、抽出手段
S28,S29,S30,S34,S35,S36 抽出生成ステップ、抽出生成手段
Claims (7)
- 画像の補正処理を行う画像処理装置に搭載され、元画像における注目画素の画素信号の値と注目画素周辺の周辺画素の平均輝度値との比の対数値を、注目画素と周辺画素との相対的な明るさの指標となる反射光成分値として算出する反射光成分算出ステップと、注目画素の画素信号の値をガンマ補正した補正値と、注目画素の画素信号の値とに基づいて出力画像の画素信号を生成する画素信号生成ステップとを備え、レティネックス処理による画像の補正を実行する画像処理プログラムにおいて、
前記画素信号生成ステップは、前記反射光成分算出ステップにより算出された反射光成分値について、所定割合以上の画素が属する範囲となることを条件に、反射光成分値の正規化範囲を決定する範囲決定ステップと、
その範囲決定ステップにより決定された正規化範囲を、予め定めた上限値と下限値との範囲とする変換により、前記正規化範囲に属する各反射光成分値を正規化して正規化反射光成分値を算出する正規化ステップと、
画素信号の値に対し予め定めた正規化反射光成分値をパラメータとしてガンマ補正を行った補正値と画素信号の値とに基づいて算出された値を画素信号生成因子とし、その画素信号生成因子を画素信号の値に対応つけて予め記憶する記憶手段から、注目画素の画素信号の値に基づいて対応する画素信号生成因子を抽出する抽出ステップと、
その抽出ステップにて抽出された画素信号生成因子に基づいて出力画像の画素信号を生成する抽出生成ステップとを備え、前記正規化ステップにて正規化された正規化反射光成分値を前記反射光成分値として用いて出力画像の画素信号を生成するものであり、
前記記憶手段に予め記憶された画素信号生成因子に対してなされたガンマ補正においてパラメータとされた前記予め定めた正規化反射光成分値は、注目画素の画素信号の値と注目画素周辺の周辺画素の平均輝度値とが略同じである場合に前記反射光成分算出ステップにて算出される反射光成分値を前記正規化ステップにより正規化した値とされていることを特徴とする画像処理プログラム。 - 前記記憶手段に予め記憶される画素信号生成因子は、前記注目画素の画素信号の値と注目画素周辺の周辺画素の平均輝度値とが略同じである場合に前記反射光成分算出ステップにて算出される反射光成分値を前記正規化ステップにより正規化した値に加えて、さらに、予め定めた他の正規化反射光成分値に対応して算出されたものであり、
前記抽出ステップは、前記正規化ステップにより正規化された正規化反射光成分値に対応する画素信号生成因子を前記記憶手段から抽出する一方、前記正規化された正規化反射光成分値が、前記記憶手段に予め記憶される画素信号生成因子に対応するものでない場合には、前記予め定めた複数の正規化反射光成分値の内、前記正規化ステップにて正規化された正規化反射光成分値を跨ぐ2つの値について、対応する画素信号生成因子を前記記憶手段から抽出するものであり、
前記抽出生成ステップは、前記抽出ステップにて抽出された2の画素信号生成因子に対し、前記正規化ステップにて正規化された正規化反射光成分値に基づいた補間演算を行って、出力画像の画素信号を生成するものであることを特徴とする請求項1記載の画像処理プログラム。 - 前記記憶手段に予め記憶された画素信号生成因子に対してなされたガンマ補正においてパラメータとされた前記予め定めた正規化反射光成分値には、前記正規化ステップにて正規化範囲を変換するために予め定められた上限値と下限値とが採用されていることを特徴とする請求項2記載の画像処理プログラム。
- 前記正規化範囲を変換するために予め定められた下限値は、0を超える値とされていることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の画像処理プログラム。
- 前記正規化範囲を変換するために予め定められた上限値は、1以上の値とされていることを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の画像処理プログラム。
- 前記正規化範囲を変換するために予め定められた上限値と下限値との幅は、1とされていることを特徴とする請求項4又は5に記載の画像処理プログラム。
- 元画像における注目画素の画素信号の値と注目画素周辺の周辺画素の平均輝度値との比の対数値を、注目画素と周辺画素との相対的な明るさの指標となる反射光成分値として算出する反射光成分算出手段と、注目画素の画素信号の値をガンマ補正した補正値と、注目画素の画素信号の値とに基づいて出力画像の画素信号を生成する画素信号生成手段とを備え、レティネックス処理による画像の補正を実行する画像処理装置において、
画素信号の値に対し予め定めた正規化反射光成分値をパラメータとしてガンマ補正を行った補正値と画素信号の値とに基づいて算出された値を画素信号生成因子とし、その画素信号生成因子を画素信号の値に対応つけて予め記憶する記憶手段を備えており、
前記画素信号生成手段は、前記反射光成分算出手段により算出された反射光成分値について、所定割合以上の画素が属する範囲となることを条件に、反射光成分値の正規化範囲を決定する範囲決定手段と、その範囲決定手段により決定された正規化範囲を、予め定めた上限値と下限値との範囲とする変換により、前記正規化範囲に属する各反射光成分値を正規化して正規化反射光成分値を算出する正規化手段と、前記記憶手段から、注目画素の画素信号の値に基づいて対応する画素信号生成因子を抽出する抽出手段と、その抽出手段にて抽出された画素信号生成因子に基づいて出力画像の画素信号を生成する抽出生成手段とを備え、前記正規化手段にて正規化された正規化反射光成分値を前記反射光成分値として用いて出力画像の画素信号を生成するものであり、
前記記憶手段に予め記憶された画素信号生成因子に対してなされたガンマ補正においてパラメータとされた前記予め定めた正規化反射光成分値は、注目画素の画素信号の値と注目画素周辺の周辺画素の平均輝度値とが略同じである場合に前記反射光成分算出ステップにて算出される反射光成分値を前記正規化手段により正規化した値とされていることを特徴とする画像処理装置。
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