JP4739256B2 - 画像処理装置および方法並びにプログラム - Google Patents

Description

本発明は、画像のダイナミックレンジを圧縮する画像処理を行う際に、ダイナミックレンジの補正量を決定するための補助的な操作を行う画像処理装置および方法並びに画像処理方法をコンピュータに実行させるためのプログラムに関するものである。

従来より、デジタルカメラ等の撮像装置により被写体を撮影することにより取得された画像や、ネガフイルム、リバーサルフイルム等の写真フイルムや印刷物等に記録された画像を光電的に読み取ることにより得られた画像を、プリンタ等の再生装置において再生することが行われている。このように画像を再生装置において再生する場合において、画像上のハイライト部および／またはシャドー部が白とびまたは黒つぶれしてしまうことを防止するために、画像のダイナミックレンジが再生装置のダイナミックレンジ内に収まるように、画像のダイナミックレンジを圧縮することが行われている。

例えば、画像を取得した際の撮影条件に基づいて、画像の濃度や色の補正量およびダイナミックレンジの適切な補正量を自動で設定して、ダイナミックレンジの圧縮処理を含む画像処理を行う手法が提案されている（特許文献１参照）。
特開平１１−１９１８７１号公報

しかしながら、画像の画質はユーザにより好みが分かれるため、自動で設定された補正量により画像処理を施した画像の画質が、必ずしもその画像のユーザにとって好ましいものとはならない場合がある。特許文献１に記載された手法においては、決定された補正量により画像処理が施された画像を表示し、パソコンのキーボードに設定された調整キーを用いて、処理済み画像の全体濃度、各色の濃度、階調、ハイライト部およびシャドー部を調整して、ユーザが所望とする画質を有する画像を得ることが可能となっている。

しかしながら、とくにハイライト部およびシャドー部における階調の再現は、色および濃度の補正とは異なり調整量がわかりにくいため、所望とするハイライト部およびシャドー部が階調を有する画像を得るためには、ユーザは画像を見ながらダイナミックレンジの補正量の調整を繰り返す必要があり、その結果、画質の調整の作業が非常に煩わしいものとなっている。

本発明は、上記事情に鑑みなされたものであり、ダイナミックレンジの補正量の調整の作業を容易に行うことができるようにすることを目的とする。

本発明による画像処理装置は、画像を表す画像データに所定の画像処理を施すことにより処理済み画像データを得る画像処理装置において、
前記画像のダイナミックレンジを圧縮するための推奨される補正量を算出する補正量算出手段と、
前記ダイナミックレンジの所望とする補正量を指示するための指示手段と、
前記推奨される補正量を表す情報を表示する表示手段とを備えたことを特徴とするものである。

なお、本発明による画像処理装置においては、前記推奨される補正量を、前記ダイナミックレンジを該推奨される補正量補正するのに必要な前記指示手段の操作回数に変換する変換手段をさらに備えるものとし、
前記表示手段を、前記操作回数を前記推奨される補正量を表す情報として表示する手段としてもよい。

また、本発明による画像処理装置においては、前記表示手段を、前記画像データのヒストグラムとともに前記推奨される補正量を表す情報を表示する手段としてもよい。

また、本発明による画像処理装置においては、前記表示手段を、前記画像が飽和領域を含む場合、該飽和領域を視認可能に該画像を表示し、前記飽和領域と対応させて前記推奨される補正量を表す情報を表示する手段としてもよい。

「飽和領域」とは、画像の濃度範囲が再生装置の再現域よりも大きく、画像上のハイライト部および／またはシャドー部における白とびまたは黒つぶれしてしまう領域を意味する。

また、本発明による画像処理装置においては、前記表示手段を、前記画像が補正不可能な飽和領域を含む場合、該補正不可能な飽和領域を視認可能に前記画像を表示する手段としてもよい。

「補正不可能な飽和領域」とは、画像データを取得する際に、例えば露出オーバーや露出アンダー等により画像のハイライト部および／またはシャドー部が全く階調がない状態となっており、ダイナミックレンジを圧縮しても階調を再現することができない領域のことをいう。

本発明による画像処理方法は、画像を表す画像データに所定の画像処理を施すことにより処理済み画像データを得る画像処理方法において、
前記画像のダイナミックレンジを圧縮するための推奨される補正量を算出し、
前記推奨される補正量を表す情報を表示することを特徴とするものである。

なお、本発明による画像処理方法をコンピュータに実行させるためのプログラムとして提供してもよい。

本発明によれば、画像のダイナミックレンジを圧縮するための推奨される補正量が算出され、算出された推奨される補正量を表す情報が表示される。このため、ユーザは推奨されるダイナミックレンジの補正量を知ることができ、その結果、表示された推奨される補正量を元に自身の好みを反映させてダイナミックレンジを容易に補正することができる。したがって、ダイナミックレンジの補正量を調整するための作業の時間を短縮することができる。

また、推奨される補正量を、ダイナミックレンジを推奨される補正量補正するのに必要な指示手段の操作回数に変換し、操作回数を推奨される補正量を表す情報として表示することにより、ユーザは補正量を指示手段の操作回数として認識できるため、より容易にダイナミックレンジを補正することができることとなる。

また、画像データのヒストグラムとともに推奨される補正量を表す情報を表示することにより、どの程度ダイナミックレンジを補正すればよいかを容易に認識できることとなる。

また、画像に含まれる飽和領域を視認可能に表示し、さらに飽和領域と対応させて推奨される補正量を表す情報を表示することにより、画像に含まれる飽和領域を容易に認識することができるため、飽和領域が適切な階調となるようにダイナミックレンジを補正することができる。

この際、画像に補正不可能な飽和領域が含まれる場合には、補正不可能な飽和領域を視認可能に画像を表示することにより、補正不可能な飽和領域についてはいくらダイナミックレンジを補正しても階調が変更されないことが分かるため、無駄に調整を行ってしまうことを防止することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。図１は本発明の実施形態による画像処理装置の構成を示す概略ブロック図である。図１に示すように本実施形態による画像処理装置は、ＲＧＢの各色データからなるカラー画像を表す画像データＳ０の入力を受け付ける画像入力部１、画像データＳ０に対して画像処理を施す際の画像処理条件Ｇを設定する画像処理条件設定部２、画像処理条件設定部２が設定した画像処理条件Ｇおよび後述するキー補正部５からの指示に基づいて、画像データＳ０に対して画像処理を施して処理済み画像データＳ２を得る画像処理部３、処理済み画像データＳ２を再生するモニタ等の表示部４、キー補正部５を備えた入力部６、最終的に取得された処理済み画像データＳ３をプリンタ９に出力するためのインターフェース７、および後述するダイナミックレンジの補正量をキー補正部５におけるキーの操作回数に変換する変換部８を備える。

画像入力部１は、メディアに記録された画像データＳ０をメディアから読み出すメディアドライブや、ネットワーク経由で送信された画像データＳ０の入力を受け付ける各種インターフェースからなる。なお、画像データＳ０はデジタルカメラ等の撮像装置により取得されたものであってもよく、フイルムや原稿に記録された画像を光電的に読み出すことにより取得されたものであってもよい。

画像処理条件設定部２は、画像データＳ０から、輝度ヒストグラムの作成、最高濃度（最低輝度）、最低濃度（最高輝度）、平均濃度等の画像特徴量の算出を行い、画像処理条件の設定、具体的には、濃度を補正するための濃度補正量、色を補正するための色補正量、ダイナミックレンジを補正するためのダイナミックレンジ補正量、およびシャープネス処理のための強調度の算出等を行うことにより、画像処理条件Ｇを設定する。なお、画像処理条件Ｇの設定の際には、画像データＳ０の特徴量のみならず、画像データＳ０を取得した際のストロボの有無および露出値等の撮影条件を加味してもよい。

ここで、画像データＳ０により表される画像の濃度域は、プリントにおける再現域よりも広いのが通常であり、例えば、逆光シーンやストロボ撮影では、プリントの再現域を大きく超えた濃度範囲（最低濃度と最高濃度との差、すなわちダイナミックレンジ）の画像が撮影される場合がある。この場合には、全画像データ（画素）をプリント上に再現することはできず、再現域を超える被写体の明部（ハイライト部）はプリント上で白くとび、逆に、再現域を超える被写体の暗部（シャドー部）はプリント上で黒くつぶれてしまう。このため、画像データＳ０を全て再現した画像を得るためには、画像データＳ０のダイナミックレンジを圧縮して、プリントの再現域に対応させる必要がある。このため、画像処理条件設定部２は、中間濃度部分の階調を変化させずにハイライト部およびシャドー部の濃度を調整して、ダイナミックレンジを圧縮するように画像データを処理するために必要な補正量をダイナミックレンジ補正量Ｒ０として算出する。

画像処理部３は、画像処理条件設定部２が設定した画像処理条件Ｇのうち、ダイナミックレンジ補正量Ｒ０を除く画像処理条件Ｇにより画像データＳ０に対して画像処理を施して処理済み画像データＳ２を生成する。したがって、処理済み画像データＳ２は、ダイナミックレンジは補正されていないものとなる。

図２はダイナミックレンジ圧縮処理以外の画像処理を施すことにより生成された処理済み画像データＳ２の輝度ヒストグラムを示す図である。なお、図２においてＨｍａｘはプリンタ９が再現可能なハイライト側の最高輝度（すなわち最低濃度）である。図２に示すように輝度ヒストグラムＨ１のハイライト部はプリンタ９が再現可能な最高輝度Ｈｍａｘを超えているため、白とびが生じてしまうこととなる。このため、ダイナミックレンジを補正量Ｒ０補正することにより、輝度ヒストグラムＨ１を輝度ヒストグラムＨ１′に示すようにプリンタ９の再現域に収める必要がある。

変換部８は、補正量Ｒ０をダイナミックレンジをＲ０補正するのに必要なキー補正部５におけるキー操作の回数に変換する。例えば、ダイナミックレンジの補正量Ｒ０が輝度ヒストグラムＨ１上において１５、キー補正部５におけるキー操作１回あたりの補正量が１．５であるとすると、変換部８は補正量Ｒ０をダイナミックレンジを補正量Ｒ０補正するために必要なキー操作の回数である１０に変換する。

キー補正部５は、例えばキーボードおよびマウス等からなる入力部６の一部を構成するものであり、表示部４に表示された検定画面を用いての画質調整時にオペレータにより操作される。図３は検定画面を示す図である。図３に示すように検定画面２０には、補正キー２１、処理済み画像データＳ２により表される処理済み画像Ｓ２（以下画像についても画像データと同一の参照符号を用いるものとする）の表示エリア２２および処理済み画像データＳ２の輝度ヒストグラムを表示するヒストグラム表示エリア２３が表示されている。

補正キー２１は、一例として、全体濃度（Ｄ）、シアン（Ｃ）濃度、マゼンタ濃度（Ｍ）、イエロー（Ｙ）濃度、階調（γ）、ハイライト部（ＨＬ）、およびシャドー部（ＳＤ)を、それぞれ調整することができるものである。

表示エリア２２は、処理済み画像データＳ２により表される処理済み画像Ｓ２を表示する。

ヒストグラム表示エリア２３は、処理済み画像データＳ２の輝度ヒストグラムＨ１および変換部８が変換したダイナミックレンジを補正量Ｒ０補正するために必要なキー操作の回数を表示する。例えばここでは、「１０ｋｅｙ」の表示がなされている。

オペレータは、検定画面を見ながらキー補正部５を操作して、画像Ｓ２の画質が所望とするものとなるように調整を行う。

画像処理部３は、オペレータがキー操作を行う毎に、画像処理条件設定部２２が変更した画像処理条件Ｇにより、画像データＳ０に対して画像処理を施して新たな処理済み画像データＳ２を生成して表示部４に表示する。

そして所望とする画質となったところで、入力部６からプリント出力の指示を行うことにより、最終的な処理済み画像データＳ３がインターフェース７を介してプリンタ９からプリント出力される。

次いで、本実施形態において行われる処理について説明する。図４は本実施形態において行われる処理を示すフローチャートである。ユーザが画像入力の指示を行うことにより画像入力部１が処理を開始し、画像データＳ０を取得し（ステップＳＴ１）、画像処理条件設定部２が画像処理条件Ｇを設定する（ステップＳＴ２）。そして変換部８が、画像処理条件Ｇのうちのダイナミックレンジ補正量Ｒ０をキー補正部５におけるキー操作の回数に変換する（ステップＳＴ３）。また、画像処理部３が画像データＳ０に対して画像処理を施して処理済み画像データＳ２を生成する（ステップＳＴ４）。

そして表示部４が、処理済み画像データＳ２の検定画面を表示する（ステップＳＴ５）。次いで、画像処理部３がプリント指示がなされたか否かを判定し（ステップＳＴ６）、ステップＳＴ６が否定されると、ユーザによるキー補正部５からの補正の指示がなされたか否かを判定する（ステップＳＴ７）。ステップＳＴ７が肯定されるとキーの操作量に応じて画像処理条件設定部２が画像処理条件Ｇを変更し（ステップＳＴ８）、ステップＳＴ４に戻ってステップＳＴ４以降の処理を繰り返す。なお、ステップＳＴ７が否定されるとステップＳＴ６に戻る。

一方、ステップＳＴ６が肯定されると、最終的に得られた処理済み画像データＳ３をインターフェース７からプリンタ９に出力し（ステップＳＴ９）、処理を終了する。これにより、プリンタ９からは処理済み画像データＳ３がプリント出力される。

このように、本実施形態においては、画像処理条件設定部２が算出したダイナミックレンジを補正量Ｒ０補正するために必要なキー操作の回数を表示するようにしたため、ユーザは表示されたキー操作の回数を見て推奨されるダイナミックレンジの補正量の目安を知ることができ、その結果、表示された補正量を元に自身の好みを反映させてダイナミックレンジを補正することができる。したがって、ダイナミックレンジの補正量を調整するための作業の時間を短縮することができる。

また、画像データのヒストグラムとともにキー操作の回数を表示することにより、どの程度キー操作を行えばよいかを容易に認識することができる。

なお、上記実施形態においては、ハイライト部における白とびがなくなるようなダイナミックレンジ補正量Ｒ０を算出しているが、逆光の撮影により被写体が黒つぶれする場合がある。このような画像の画像データＳ０を処理対象とする場合には、シャドー部における黒つぶれがなくなるようなダイナミックレンジ補正量Ｒ０を算出することとなる。

また、上記実施形態においては、プリンタの再現域に収まるようにダイナミックレンジ補正量Ｒ０を算出しているが、処理済み画像データＳ２の濃度域を画像データＳ０の再現域に戻すための圧縮量をダイナミックレンジ補正量Ｒ０として算出してもよい。例えば、図５に示すように、画像処理により処理済み画像データＳ２が画像データＳ０と比較して高輝度側にシフトした場合には、処理済み画像データＳ２のヒストグラムＨ１の最高輝度を、画像データＳ０のヒストグラムＨ２の最高輝度と一致させるようなダイナミックレンジ補正量Ｒ０を算出してもよい。逆に、低輝度側にシフトした際には、処理済み画像データＳ２のヒストグラムＨ１の最低輝度を、画像データＳ０のヒストグラムＨ２の最低輝度と一致させるようなダイナミックレンジ補正量Ｒ０を算出すればよい。

また、上記実施形態において、表示エリア２２に表示される処理済み画像Ｓ２において、濃度再現域を超えている領域、すなわち白とびおよび／または黒つぶれしている領域を視認可能なように表示してもよい。例えば図６に示すように二人の人物と雲が含まれている画像において、左側の人物の服および雲の一部が白とびしている場合には、白とびしている領域Ｒ１，Ｒ２を例えば赤色にて表示してもよい。なお、図６においては領域Ｒ１，Ｒ２を斜線にて示している。この場合、ダイナミックレンジを補正するために必要なキーの操作回数を各領域Ｒ１，Ｒ２に対応づけて表示することが好ましい。

一方、画像データＳ０においてすでに白とびおよび／または黒つぶれが生じている場合にはダイナミックレンジを補正しても白とびおよび／または黒つぶれしている領域の階調を再現することはできない。このため、例えば図６に示す画像の雲の領域Ｒ２の周囲の領域Ｒ３が、画像処理前から露光オーバーにより白とびしている場合には、その領域Ｒ３を青色で表示する等して、補正が不可能であることを視認可能としてもよい。また、「露出オーバー」の表示を領域Ｒ３と対応づけて行うようにしてもよい。

また、上記実施形態においては、補正量Ｒ０補正するために必要なキー操作の回数を表示しているが、ダイナミックレンジの補正量Ｒ０そのものを表示するようにしてもよい。

以上、本発明の実施形態に係る装置について説明したが、コンピュータを、上記の画像処理条件設定部２、画像処理部３、および変換部８に対応する手段として機能させ、図４に示すような処理を行わせるプログラムも、本発明の実施形態の１つである。また、そのようなプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体も、本発明の実施形態の１つである。また、このようなプログラムを、画像を閲覧するためのビューアソフトに組み込むようにしてもよい。

本発明の実施形態による画像処理装置の構成を示す概略ブロック図 処理済み画像データの輝度ヒストグラムを示す図（その１） 検定画面を示す図 本実施形態において行われる処理を示すフローチャート 処理済み画像データの輝度ヒストグラムを示す図（その２） 処理済み画像の表示の態様を示す図

符号の説明

１ 画像入力部
２ 画像処理条件設定部
３ 画像処理部
４ 表示部
５ キー補正部
６ 入力部
７ インターフェース
８ 変換部
９ プリンタ

Claims (9)

1. 画像を表す画像データに所定の画像処理を施すことにより処理済み画像データを得る画像処理装置において、
   前記画像の特徴量に基づいて、前記画像のダイナミックレンジを、前記画像をプリントする際の再現域に対応させるように圧縮するための補正量を、推奨される補正量として算出する補正量算出手段と、
   オペレータによるキーの操作回数に応じて、前記ダイナミックレンジの補正の指示を受け付けるための、キー操作１回当たりの補正量があらかじめ定められてなるキー補正手段と、
   前記推奨される補正量を、前記キー操作１回当たりの補正量により除算することにより、前記ダイナミックレンジを該推奨される補正量補正するのに必要な前記キー補正手段の操作回数に変換する変換手段と、
   前記操作回数を前記推奨される補正量を表す情報として表示する表示手段とを備えたことを特徴とする画像処理装置。
2. 前記表示手段は、前記画像データのヒストグラムとともに前記推奨される補正量を表す情報を表示する手段であることを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
3. 前記表示手段は、前記画像が飽和領域を含む場合、該飽和領域を視認可能に該画像を表示し、前記飽和領域と対応させて前記推奨される補正量を表す情報を表示する手段であることを特徴とする請求項１または２記載の画像処理装置。
4. 前記表示手段は、前記画像が補正不可能な飽和領域を含む場合、該補正不可能な飽和領域を視認可能に前記画像を表示する手段であることを特徴とする請求項３記載の画像処理装置。
5. 画像を表す画像データに所定の画像処理を施すことにより処理済み画像データを得る画像処理方法において、
   前記画像の特徴量に基づいて、前記画像のダイナミックレンジを、前記画像をプリントする際の再現域に対応させるように圧縮するための補正量を、推奨される補正量として算出するステップと、
   オペレータによるキーの操作回数に応じて、前記ダイナミックレンジの補正の指示を受け付けるための、キー操作１回当たりの補正量があらかじめ定められてなるキー補正手段により、前記ダイナミックレンジの補正の指示を受け付けるステップと、
   前記推奨される補正量を、前記キー操作１回当たりの補正量により除算することにより、前記ダイナミックレンジを該推奨される補正量補正するのに必要な前記キー補正手段の操作回数に変換するステップと、
   前記操作回数を前記推奨される補正量を表す情報として表示するステップとを有することを特徴とする画像処理方法。
6. 画像を表す画像データに所定の画像処理を施すことにより処理済み画像データを得る画像処理方法をコンピュータに実行させるためのプログラムにおいて、
   前記画像の特徴量に基づいて、前記画像のダイナミックレンジを、前記画像をプリントする際の再現域に対応させるように圧縮するための補正量を、推奨される補正量として算出する手順と、
   オペレータによるキーの操作回数に応じて、前記ダイナミックレンジの補正の指示を受け付けるための、キー操作１回当たりの補正量があらかじめ定められてなるキー補正手段により、前記ダイナミックレンジの補正の指示を受け付ける手順と、
   前記推奨される補正量を、前記キー操作１回当たりの補正量により除算することにより、前記ダイナミックレンジを該推奨される補正量補正するのに必要な前記キー補正手段の操作回数に変換する手順と、
   前記操作回数を前記推奨される補正量を表す情報として表示する手順とをコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
7. 画像を表す画像データに所定の画像処理を施すことにより処理済み画像データを得る画像処理装置において、
   前記処理済み画像データにより表される処理済み画像の濃度域を、前記画像の再現域に戻すためのダイナミックレンジ圧縮量を、推奨される補正量として算出する補正量算出手段と、
   オペレータによるキーの操作回数に応じて、前記ダイナミックレンジの補正の指示を受け付けるための、キー操作１回当たりの補正量があらかじめ定められてなるキー補正手段と、
   前記推奨される補正量を、前記キー操作１回当たりの補正量により除算することにより、前記ダイナミックレンジを該推奨される補正量補正するのに必要な前記キー補正手段の操作回数に変換する変換手段と、
   前記操作回数を前記推奨される補正量を表す情報として表示する表示手段とを備えたことを特徴とする画像処理装置。
8. 画像を表す画像データに所定の画像処理を施すことにより処理済み画像データを得る画像処理方法において、
   前記処理済み画像データにより表される処理済み画像の濃度域を、前記画像の再現域に戻すためのダイナミックレンジ圧縮量を、推奨される補正量として算出するステップと、
   オペレータによるキーの操作回数に応じて、前記ダイナミックレンジの補正の指示を受け付けるための、キー操作１回当たりの補正量があらかじめ定められてなるキー補正手段により、前記ダイナミックレンジの補正の指示を受け付けるステップと、
   前記推奨される補正量を、前記キー操作１回当たりの補正量により除算することにより、前記ダイナミックレンジを該推奨される補正量補正するのに必要な前記キー補正手段の操作回数に変換するステップと、
   前記操作回数を前記推奨される補正量を表す情報として表示するステップとを有することを特徴とする画像処理方法。
9. 画像を表す画像データに所定の画像処理を施すことにより処理済み画像データを得る画像処理方法をコンピュータに実行させるためのプログラムにおいて、
   前記処理済み画像データにより表される処理済み画像の濃度域を、前記画像の再現域に戻すためのダイナミックレンジ圧縮量を、推奨される補正量として算出する手順と、
   オペレータによるキーの操作回数に応じて、前記ダイナミックレンジの補正の指示を受け付けるための、キー操作１回当たりの補正量があらかじめ定められてなるキー補正手段により、前記ダイナミックレンジの補正の指示を受け付ける手順と、
   前記推奨される補正量を、前記キー操作１回当たりの補正量により除算することにより、前記ダイナミックレンジを該推奨される補正量補正するのに必要な前記キー補正手段の操作回数に変換する手順と、
   前記操作回数を前記推奨される補正量を表す情報として表示する手順とをコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。

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