JP4770839B2 - 画像処理方法、画像処理装置及び画像処理プログラム - Google Patents

Description

本発明は、各種画像データを処理する画像処理方法、画像処理装置及び画像処理プログラムに関し、特に、画像データに応じて適切な階調処理を実行できる画像処理方法、画像処理装置及び画像処理プログラムに関する。

医用画像などの分野においては、銀塩感光材料からなる放射線写真フィルムを使用して撮影を行う手法のほか、放射線写真フィルムを使用しないで輝尽性蛍光体プレートを用いて医用放射線画像情報を得る方法も存在している。

さらに、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置（Ｘ線ＣＴ装置）や磁気共鳴画像形成装置（ＭＲＩ装置）など単純Ｘ線撮影以外の放射線画像入力装置も普及している。

また、これらの医用画像を診断するに際には、シャーカステン等の照明装置上に載置する透過記録媒体のほか、反射記録媒体に画像情報を記録してハードコピーの形で観察する方法も多く用いられている。

以上のように、入力や出力の形式が各種存在しているため、画像データ毎に適切な階調処理を実行することが求められている。また、関心領域の違いによっても強調すべき信号値の範囲が異なるため、適切な階調処理を実行することが求められている。

図１２は、階調変換処理としてのガンマ変換処理特性の一例を示す特性図である。ガンマ値が小さい場合には、低輝度のコントラストが大きくなり、黒く潰れることを防止できる。但し高輝度域では白とびが発生しやすくなる。一方、ガンマ値が大きい場合には、高輝度のコントラストが大きくなり、白とびの発生を防止できるものの、低輝度域では黒潰れが発生しやすくなる。

このように、いずれか一つのガンマ値によるガンマ変換処理では、全ての輝度範囲で満足のいく階調処理を実行することができない問題があった。

そこで、以上のような用途の画像処理として、複数のガンマ変換処理を連結したものとして、以下の特許文献１に記載された方法がある。
特許公開２００３−３１０６０２号公報（第１頁、図１）

この特許文献１記載の方法は、図１３に示すように、低輝度域ではガンマ値が０．１程度の小さいものを選択し、高輝度域ではガンマ値が２．０程度の大きいものを選択する。これにより、低輝度域の画像で黒潰れが発生せず、また、高輝度域の画像でも白とびが発生しない。

このため、低輝度域と高輝度域のみを関心領域とする用途では望ましいようにみえる。しかし、低輝度域と高輝度域とを結ぶ中間輝度域では、入力−出力特性が逆転しており、低輝度域・高輝度域と中間輝度域とで階調変換処理特性の傾向が一致しなくなって、階調の連続性が劣化する問題が発生している。

また、出力輝度値だけで判定した場合には、その入力が低輝度域であったか、高輝度域であったかが分からない状態になり、医用画像の分野では誤診に繋がる問題もある。

本発明は以上の課題に鑑みてなされたものであって、階調連続性を維持しつつ、各輝度領域で適正な改良処理を行うことを目的とする。

すなわち、上記の課題を解決する手段としての本願発明は、以下に述べるような特徴を有するものである。

１．画像データに対して階調変換処理を含む画像処理を施す画像処理方法であって、前記画像データの画像特性に応じて合成数Ｍを決定し、前記画像データに対して複数Ｍ個の異なる階調変換処理特性のそれぞれに基づいて画像処理を施して複数Ｍ個の処理済み画像データを生成し、画像処理前の画像データの画像情報を参照し、画像処理後の複数Ｍ個の画像データの合成比率を算出し、前記合成比率に基づいて、画像処理後の複数Ｍ個の画像データを合成して出力用の画像データを生成する、ことを特徴とする画像処理方法。

２．注目画素の画素値を前記画像情報として参照し、該注目画素毎に前記合成比率を算出する、ことを特徴とする前記１に記載の画像処理方法。

３．画像データの平滑化処理後の注目画素の画素値を前記画像情報として参照し、該注目画素毎に前記合成比率を算出する、ことを特徴とする前記１に記載の画像処理方法。

４．画像データのダイナミックレンジを前記画像特性として参照して前記合成数Ｍを決定する、ことを特徴とする前記１〜３の何れか１項に記載の画像処理方法。

５．画像データに対して階調変換処理を含む画像処理を施す画像処理装置であって、前記画像データに対して複数の異なる階調変換処理特性のそれぞれに基づいて画像処理を施して複数の処理済み画像データを生成する画像処理部と、画像処理前の画像データの画像情報を参照し、画像処理後の複数の画像データの合成比率を算出する合成比率計算部と、前記合成比率に基づいて、画像処理後の複数の画像データを合成して出力用の画像データを生成する合成部と、を備え、前記画像処理部は、前記画像データに対して複数Ｍ個の異なる階調変換処理特性のそれぞれに基づいて画像処理を施して複数Ｍ個の処理済み画像データを生成する際に、画像データの画像特性に応じて前記合成数Ｍを決定し、前記合成比率計算部は、画像処理後の複数Ｍ個の画像データの合成比率を算出し、前記合成部は、前記合成比率に基づいて、画像処理後の複数Ｍ個の画像データを合成して出力用の画像データを生成する、ことを特徴とする画像処理装置。

６．前記合成比率計算部は、注目画素の画素値を前記画像情報として参照し、該注目画素毎に前記合成比率を算出する、ことを特徴とする前記５に記載の画像処理装置。

７．前記合成比率計算部は、画像データの平滑化処理後の注目画素の画素値を前記画像情報として参照し、該注目画素毎に前記合成比率を算出する、ことを特徴とする前記５に記載の画像処理装置。

８．前記画像処理部は、画像データのダイナミックレンジを前記画像特性として参照して前記合成数Ｍを決定する、ことを特徴とする前記５〜７の何れか１項に記載の画像処理装置。

９．前記１〜４のいずれか１項に記載の画像処理方法の各処理工程を実行するルーチンを有することを特徴とする画像処理プログラム。

この発明では、以下のような効果を得ることができる。

（１）請求項１に記載の発明では、複数の異なる階調変換処理特性のそれぞれに基づいて画像データに対して画像処理を施して複数の処理済み画像データを生成し、画像処理前の画像データの画像情報を参照して画像処理後の複数の画像データの合成比率を算出しておき、この合成比率に基づいて画像処理後の複数の画像データを合成して出力用の画像データを生成しているため、各画素毎に適切な階調変換処理特性の合成によって画像処理されることになり、階調連続性を維持しつつ、各輝度領域で適正な階調処理を行うことが可能になる。
また、画像データに対して複数Ｍ個の異なる階調変換処理特性のそれぞれに基づいて画像処理を施して複数Ｍ個の処理済み画像データを生成する際に、画像データの画像特性に応じて合成数Ｍを決定し、画像処理後の複数Ｍ個の画像データの合成比率を算出し、前記合成比率に基づいて画像処理後の複数Ｍ個の画像データを合成して出力用の画像データを生成しているため、画像特性に応じて適切な合成数と合成比率とによる階調変換処理特性の合成によって画像処理されることになり、階調連続性を維持しつつ、各輝度領域で適正な階調処理を行うことが可能になる。

（２）請求項２に記載の発明では、注目画素の画素値を画像情報として参照し、該注目画素毎に合成比率を算出しているため、各画素毎に画素値に応じて適切な階調変換処理特性の合成によって画像処理されることになり、階調連続性を維持しつつ、各輝度領域で適正な階調処理を行うことが可能になる。

（３）請求項３に記載の発明では、画像データの平滑化処理後の注目画素の画素値を画像情報として参照し、該注目画素毎に合成比率を算出しているため、画像データに含まれているノイズなどの急激な変化の影響を受けることなく、各画素毎に適切な階調変換処理特性の合成によって画像処理がなされ、階調連続性を維持しつつ、各輝度領域で、適正でばらつきのない状態の階調処理を行うことが可能になる。

（４）請求項４に記載の発明では、画像データのダイナミックレンジを画像特性として参照して合成数Ｍを決定しているため、画像特性としてダイナミックレンジに応じて適切な合成数と合成比率とによる階調変換処理特性の合成によって画像処理されることになり、階調連続性を維持しつつ、各輝度領域で適正な階調処理を行うことが可能になる。

（５）請求項５に記載の発明では、複数の異なる階調変換処理特性のそれぞれに基づいて画像データに対して画像処理を施して複数の処理済み画像データを生成し、画像処理前の画像データの画像情報を参照して画像処理後の複数の画像データの合成比率を算出しておき、この合成比率に基づいて画像処理後の複数の画像データを合成して出力用の画像データを生成しているため、各画素毎に適切な階調変換処理特性の合成によって画像処理されることになり、階調連続性を維持しつつ、各輝度領域で適正な階調処理を行うことが可能になる。
また、画像データに対して複数Ｍ個の異なる階調変換処理特性のそれぞれに基づいて画像処理を施して複数Ｍ個の処理済み画像データを生成する際に、画像データの画像特性に応じて合成数Ｍを決定し、画像処理後の複数Ｍ個の画像データの合成比率を算出し、前記合成比率に基づいて画像処理後の複数Ｍ個の画像データを合成して出力用の画像データを生成しているため、画像特性に応じて適切な合成数と合成比率とによる階調変換処理特性の合成によって画像処理されることになり、階調連続性を維持しつつ、各輝度領域で適正な階調処理を行うことが可能になる。

（６）請求項６に記載の発明では、注目画素の画素値を画像情報として参照し、該注目画素毎に合成比率を算出しているため、各画素毎に画素値に応じて適切な階調変換処理特性の合成によって画像処理されることになり、階調連続性を維持しつつ、各輝度領域で適正な階調処理を行うことが可能になる。

（７）請求項７に記載の発明では、画像データの平滑化処理後の注目画素の画素値を画像情報として参照し、該注目画素毎に合成比率を算出しているため、画像データに含まれているノイズなどの急激な変化の影響を受けることなく、各画素毎に適切な階調変換処理特性の合成によって画像処理がなされ、階調連続性を維持しつつ、各輝度領域で、適正でばらつきのない状態の階調処理を行うことが可能になる。

（８）請求項８に記載の発明では、画像データのダイナミックレンジを画像特性として参照して合成数Ｍを決定しているため、画像特性としてダイナミックレンジに応じて適切な合成数と合成比率とによる階調変換処理特性の合成によって画像処理されることになり、階調連続性を維持しつつ、各輝度領域で適正な階調処理を行うことが可能になる。

（９）請求項９に記載の発明では、上記（１）〜（４）の画像処理の各処理工程を実行するルーチンを有するため、各画素毎に適切な階調変換処理特性の合成によって画像処理されることになり、階調連続性を維持しつつ、各輝度領域で適正な階調処理を行うことが可能になる。

また、各画素毎に画素値に応じて適切な階調変換処理特性の合成によって画像処理されることになり、階調連続性を維持しつつ、各輝度領域で適正な階調処理を行うことが可能になる。

また、画像データに含まれているノイズなどの急激な変化の影響を受けることなく、各画素毎に適切な階調変換処理特性の合成によって画像処理がなされ、階調連続性を維持しつつ、各輝度領域で、適正でばらつきのない状態の階調処理を行うことが可能になる。

また、画像特性に応じて適切な合成数Ｍと合成比率とによる階調変換処理特性の合成によって画像処理されることになり、階調連続性を維持しつつ、各輝度領域で適正な階調処理を行うことが可能になる。

また、画像特性としてダイナミックレンジに応じて適切な合成数Ｍと合成比率とによる階調変換処理特性の合成によって画像処理されることになり、階調連続性を維持しつつ、各輝度領域で適正な階調処理を行うことが可能になる。

本発明の第１実施形態の画像処理装置について、その機能構成の一例を示すブロック図である。 本発明の実施形態の画像処理装置について、具体的な装置構成の一例を示すブロック図である。 本発明の第１実施形態の画像処理装置について、合成数を可変とする機能構成の一例を示すブロック図である。 本発明の第１実施形態の画像処理装置について、その動作（画像処理方法の手順、画像処理プログラムの手順）の一例を示すフローチャートである。 本発明の実施形態の画像処理装置について、Ｍ＝１０とした場合の、ガンマ特性の一例を示す図である。 本発明の実施形態の画像処理装置について、原画像の輝度範囲をＭ等分割し、各分割領域の中間値Ｉmを計算する分割例を示す図である。 本発明の実施形態の画像処理装置について、合成された階調変換特性曲線の一例を示す図である。 本発明の実施形態の画像処理装置について、特定の領域を強調した階調変換特性曲線の一例を示す図である。 本発明の第２実施形態の画像処理装置について、その機能構成の一例を示すブロック図である。 本発明の第２実施形態の画像処理装置について、その動作（画像処理方法の手順、画像処理プログラムの手順）の一例を示すフローチャートである。 本発明の第３実施形態の画像処理装置について、その機能構成の一例を示すブロック図である。 階調変換特性曲線の一例を示す図である。 階調変換特性曲線の他の一例を示す図である。

符号の説明

１００ 画像処理装置
１０１ ＣＰＵ
１０２ ＲＯＭ
１０３ ＲＡＭ
１１０ 演算部
１１１ 制御部
１１２ 画像処理部
１１３ ガンマ決定部
１１４ 合成数決定部
１１５ 合成比率決定部
１１６ 合成部
１１７ 平滑化処理部
１７０ 操作部
１８０ 表示部
１９０ ＨＤＤ

以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態（以下、実施形態）を詳細に説明する。

まず、図１以降を参照して、本発明の画像処理方法、画像処理装置及び画像処理プログラムを画像処理装置に適用した場合の第１実施形態について、その電気的構成の具体例を説明する。

すなわち、本実施形態において、画像処理装置の動作は画像処理方法の処理手順であり、画像処理プログラムの実行手順は画像処理装置の動作または画像処理方法の処理手順である。

ここで、画像処理装置は以下の各手段から構成されている。なお、図１は本実施形態の画像処理装置について、その主要部分の機能的な構成の一例を示す機能ブロック図、図２は画像処理装置を構成する具体的な回路や装置の一例を示すブロック図である。また、この画像処理装置の構成は、画像処理方法を実行するための実現手段であり、また、画像処理プログラムの各ルーチンでもある。

〈第１実施形態〉
ここで、１１０は、画像処理装置１００（図２参照）内で画像処理の演算を実行する演算部である。この演算部１１０は、画像処理装置１００内にあって、複数の異なる階調変換処理特性のそれぞれに基づいて画像データに対して画像処理を施して複数の処理済み画像データを生成し、画像処理前の画像データの画像情報を参照して画像処理後の複数の画像データの合成比率を算出しておき、この合成比率に基づいて画像処理後の複数の画像データを合成して出力用の画像データを生成する演算を行う。

そして、この演算部１１０は、機能的には、画像処理を実行する画像処理部１１２、合成比率を決定する合成比率決定部１１５、画像合成を実行する画像合成部１１６、を少なくとも有している。

ここで、画像処理部１１２は、複数の異なる階調変換処理特性（ガンマ特性）のそれぞれに基づいて、画像データに対して画像処理を施して複数の処理済み画像データを生成する。

合成比率決定部１１５は、画像処理前の画像データの画像情報を参照して画像処理後の複数の画像データの合成比率を決定する。ここで、画像データの画像情報とは、注目画素の画素値を意味する。また、ここで、画像データの画像情報とは、平滑化処理された後の注目画素の画素値を意味する。

画像合成部１１６は、上記の合成比率に基づいて、注目画素毎に、画像処理後の複数の画像データを合成して、階調連続性を維持しつつ各輝度領域で適正な階調処理を施した出力用の画像データを生成する。

図２において、画像処理装置１００は、ハードウェアとして、以下のものを有して構成されている。

図１で機能的構成を示した画像処理部１１２、合成比率決定部１１５、画像合成部１１６を含む演算部１１０は、各部を制御する制御手段としてのＣＰＵ１０１と、各種データや各種プログラムが格納されているＲＯＭ１０２と、画像データが展開されて処理される作業エリアとしてのＲＡＭ１０３と、を有している。

１７０は画像処理装置１００に対してオペレータ（使用者）が各種指示を入力する操作部、１８０は画像処理装置１００の各種状態を表示する表示部、１９０は画像データや各種データが格納されるＨＤＤである。

なお、以上の例では階調変換処理特性の数、それによって生成される処理済みの画像データの数は固定であったが、これを可変とすることも可能である。すなわち、画像データの画像特性に応じて合成数Ｍを決定し、画像データに対して複数Ｍ個の異なる階調変換処理特性のそれぞれに基づいて画像処理を施して複数Ｍ個の処理済み画像データを生成し、画像処理後の複数Ｍ個の画像データの合成比率を算出し、前記合成比率に基づいて画像処理後の複数Ｍ個の画像データを合成して出力用の画像データを生成する。

この場合、図３に示すように、合成数決定部１１４は、ダイナミックレンジなどの画像データの画像特性に応じて合成数Ｍを決定する。ガンマ決定部１１３は、複数Ｍ個の異なる階調変換処理特性を決定する。画像処理部１１２は、Ｍ個の複数の異なる階調変換処理特性（ガンマ特性）のそれぞれに基づいて、画像データに対して画像処理を施して複数の処理済み画像データを生成する。合成比率決定部１１５は、画像処理前の画像データの画像情報を参照して、画像処理後の複数Ｍ個の画像データの合成比率を決定する。画像合成部１１６は、上記の合成比率に基づいて、注目画素毎に、画像処理後の複数Ｍ個の画像データを合成して、階調連続性を維持しつつ各輝度領域で適正な階調処理を施した出力用の画像データを生成する。

以上の図１あるいは図３のような構成の演算部１１０を有する画像処理装置１００の動作、画像処理装置１００における画像処理方法の処理手順、画像処理プログラムの実行手順について、以下に図４のフローチャートを参照しつつ説明する。

なお、この画像処理装置１００は、図示されない撮影装置などからカラーあるいはモノクロの画像データを受信する。なお、撮影装置から画像データを直接受信してもよいし、画像データ蓄積装置に蓄積しておいた画像データを画像処理装置１００が受信する構成であってもよい。また、撮影装置や画像データ蓄積装置とは直接接続されてもよいし、ネットワーク経由の接続であってもよい。

まず、この画像処理装置１００は、図示されない撮影装置や画像蓄積装置などからカラーあるいはモノクロの画像データを受信する（図４Ｓ１）。このように画像処理装置１００が受信した画像データは、ＨＤＤ１９０に格納される。

ここで、受信した画像データのダイナミックレンジの広さに応じて、合成数決定部１１４が、処理済みの画像データを合成する際の合成数Ｍを決定する。なお、ここでは、Ｍを合成数と呼ぶが、Ｍは異なる階調変換処理特性の個数、異なる階調変換処理特性により処理される処理済みの画像データの個数でもある。そして、ガンマ決定部１１３が、決定されたＭに基づいて、Ｍ個の異なる階調変換処理特性（ガンマ特性）のためのガンマを決定する（図４Ｓ２）。

すなわち、画像データのダイナミックレンジが広いほど、後述する合成の際に各合成値の差が大きくなりやすく、画素値の変化によっては隣接画素との間に急激な変化が生じる可能性もある。そのため、合成数決定部１１４は、ダイナミックレンジが広いほどＭが大きくなるようにＭを決定する。たとえば、一例であるが、許容されるダイナミックレンジの範囲内のばらつきに応じて、３〜１０を割り当てることが可能である。

ここで、図５はＭ＝１０（０〜９）と決定した場合の、ガンマ特性を一例に示している。ここでは、ｎ＝０〜９となるＭ個のγmを用意する。このγmは以下の（１）式のようにして定義される。

ここで、異なる複数のγmは等間隔であり、ａは間隔の大きさを示し、ｂは最小γ値を示す。なお、画像の低輝度領域の階調を良好に処理するため、最小γ値は１より小さい値であることが望ましい。また、異なるγmの間隔ａは、合成後に急激な変化を生じないように、０．１〜０．５となることが望ましい。また、このようなａとなるように、前述したＭを決定することも望ましい。

つぎに、画像処理部１１２は、複数のＭ個の異なるガンマ特性のそれぞれに基づいて画像データに対して画像処理（ガンマ変換処理）を施して、画像処理後の複数Ｍ個の画像データを生成する（図４Ｓ３）。

なお、以下、「画像処理後の画像データ」を「ガンマ変換画像データ」と呼び、「画像処理後の複数Ｍ個の画像データ」を「複数Ｍ個のガンマ変換画像データ」と呼ぶことにする。

なお、この画像処理（ガンマ変換処理）については、以下に示す（２）式のように実行することが望ましい。

ここで、画像処理前の画像データの画像情報を参照して、複数Ｍ個のガンマ変換画像データの合成比率を算出する（図４Ｓ４）。なお、画像情報としては、注目画素の画素値などが該当する。

具体的には、まず、原画像の輝度範囲をＭ等分割し、各分割領域の中間値Ｉmを計算する。図６に分割例を示す。

その後、以下の（３）式に示すように、原画像の各注目画素の輝度値Ｉにより、合成比率決定部１１５が、複数Ｍ個のガンマ変換画像データの合成比率を決定する（図４Ｓ４）。すなわち、合成比率決定部１１５は、画素毎に、複数Ｍ個のガンマ変換画像データの合成比率を決定する。

なお、以上の（３）式における定数σは、合成する際に重み係数が高くなるガンマ変換画像データの数を決定する。この定数σの値が大きい場合には、合成の範囲が広くなり、多数のガンマ変換画像データが足しあわされることになって、急激な変化がなくなり、より緩やかなカーブが得られるものの、コントラストが低下してしまうおそれがある。そこで、以下の式（４）に示すようなσの値をとることが望ましい。

そして、以上のようにして、合成比率決定部１１５によって定数σと合成比率とが決定されたら、画像合成部１１６は以下の（５）式に示すようにして、複数Ｍ個のガンマ変換画像データを合成し、出力用の画像データを生成する（図４Ｓ５）。

以上のようにすることで、画素毎に適切な階調変換処理特性の合成によって画像処理されることになり、階調連続性を維持しつつ、各輝度領域で適正な階調処理を行うことが可能になる。

また、合成する際に、近似する階調値の合成法は近似し、しかもガンマ値が近似するガンマ変換画像データ同士の合成比率が大きいため、合成後の画像データに急激な変化がなくなり、合成された階調変換特性曲線もなめらかになる。

図７は、本発明の実施形態の画像処理装置について、合成された階調変換特性曲線の一例を示す図である。図７の（ａ）はσが小さい場合の合成カーブであり、図７の（ｂ）はσが大きい場合の合成カーブである。合成された階調変換特性曲線として、σが小さい場合には図７（ａ）のように低輝度域と高輝度域とで急激な傾きの特性になる。なお、σをさらに小さくすると中間輝度域で階調の逆転が発生するため、逆転が発生しない状態に制限することが望ましい。

また、合成された階調変換特性曲線として、σが大きい場合には図７（ｂ）のように緩やかな傾きの特性になり、図７（ａ）と比較して急激な傾きがなくなり、全体で緩やかになる。

このように、σを調整することで、階調変換特性曲線の傾きを所望の入力輝度領域で調整することが可能になる。

また、重視したい入力輝度領域においてσを小さくすることで、その領域を強調した階調変換特性曲線を得ることが可能になる。

図８（ａ）は低輝度領域を重視して強調した特性を示し、図８（ｂ）は中輝度領域を重視して強調した特性を示し、図８（ｃ）は高輝度領域を重視して強調した特性を示している。

このように、所望の入力輝度領域においてσを調整することで、階調変換特性曲線の傾きを所望の入力輝度領域で調整することが可能になる。

すなわち、本願明細書において、「適正な階調処理」とは、階調の逆転を起こさずに階調連続性を維持しつつ、かつ、所望の入力輝度領域を重視した特性を実現して階調変換を実行することを意味している。

なお、図９に示すように、平滑化処理部１１７を合成比率決定部１１５の前段、あるいは、合成数決定部１１４と合成比率決定部１１５との前段に設ける。そして、平滑化処理部１１７によって平滑化処理（図１０Ｓ４）された画像データに基づいて、合成数決定部１１４が合成数Ｍを決定し、合成比率決定部１１５が合成比率を決定する（図１０Ｓ５）ことも望ましい。なお、少なくとも、平滑化処理部１１７を合成比率決定部１１５の前段に設け、平滑化処理部１１７によって平滑化処理（図１０Ｓ４）された画像データに基づいて合成比率決定部１１５が合成比率を決定する（図１０Ｓ５）ことが望ましい。この場合、平滑化処理部１１７は、ガウシアンフィルタなどを用いることができる。

具体的には、まず、平滑化処理部１１７によって平滑化処理された原画像の輝度範囲をＭ等分割し、各分割領域の中間値Ｉmを計算する。その後、以下の（６）式に示すように、原画像の平滑化処理された各注目画素の輝度値により、合成比率決定部１１５が、複数Ｍ個のガンマ変換画像データの合成比率を決定する。

なお、以上の（６）式における定数σは、合成する際に重み係数が高くなるガンマ変換画像データの数を決定する。この定数σの値が大きい場合には、合成の範囲が広くなり、多数のガンマ変換画像データが足しあわされることになって、急激な変化がなくなり、より緩やかなカーブが得られるものの、コントラストが低下してしまうおそれがある。そこで、以下の式（７）に示すようなσの値をとることが望ましい。

そして、以上のようにして、合成比率決定部１１５によって定数σと合成比率とが決定されたら、画像合成部１１６は上述した（５）式に示すようにして、複数Ｍ個のガンマ変換画像データを合成し、出力用の画像データを生成する（図１０Ｓ６）。

以上のようにすることで、画素毎に適切な階調変換処理特性の合成によって画像処理されることになり、画像データに含まれているノイズなどの急激な変化の影響を受けることなく、階調連続性を維持しつつ、各輝度領域で適正な階調処理を行うことが可能になる。

また、図１１に示すように、各種操作や指示の入力がなされる操作部１１８と各種制御を行う制御部１１１とを設け、合成数Ｍとσの値とをオペレータが設定することも可能である。このようにすることで、所望の輝度領域を重要視した階調変換特性曲線を設定して画像処理を実行することが可能になる。

なお、以上の各実施形態において、階調変換処理（γ変換処理）を実行するのは、画像データの輝度成分、カラー成分のいずれであってもよい。

Claims (9)

1. 画像データに対して階調変換処理を含む画像処理を施す画像処理方法であって、
   前記画像データの画像特性に応じて合成数Ｍを決定し、前記画像データに対して複数Ｍ個の異なる階調変換処理特性のそれぞれに基づいて画像処理を施して複数Ｍ個の処理済み画像データを生成し、
   画像処理前の画像データの画像情報を参照し、画像処理後の複数Ｍ個の画像データの合成比率を算出し、
   前記合成比率に基づいて、画像処理後の複数Ｍ個の画像データを合成して出力用の画像データを生成する、
   ことを特徴とする画像処理方法。
2. 注目画素の画素値を前記画像情報として参照し、該注目画素毎に前記合成比率を算出する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像処理方法。
3. 画像データの平滑化処理後の注目画素の画素値を前記画像情報として参照し、該注目画素毎に前記合成比率を算出する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像処理方法。
4. 画像データのダイナミックレンジを前記画像特性として参照して前記合成数Ｍを決定する、
   ことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の画像処理方法。
5. 画像データに対して階調変換処理を含む画像処理を施す画像処理装置であって、
   前記画像データに対して複数の異なる階調変換処理特性のそれぞれに基づいて画像処理を施して複数の処理済み画像データを生成する画像処理部と、
   画像処理前の画像データの画像情報を参照し、画像処理後の複数の画像データの合成比率を算出する合成比率計算部と、
   前記合成比率に基づいて、画像処理後の複数の画像データを合成して出力用の画像データを生成する合成部と、
   を備え、
   前記画像処理部は、前記画像データに対して複数Ｍ個の異なる階調変換処理特性のそれぞれに基づいて画像処理を施して複数Ｍ個の処理済み画像データを生成する際に、画像データの画像特性に応じて前記合成数Ｍを決定し、
   前記合成比率計算部は、画像処理後の複数Ｍ個の画像データの合成比率を算出し、
   前記合成部は、前記合成比率に基づいて、画像処理後の複数Ｍ個の画像データを合成して出力用の画像データを生成する、
   ことを特徴とする画像処理装置。
6. 前記合成比率計算部は、注目画素の画素値を前記画像情報として参照し、該注目画素毎に前記合成比率を算出する、
   ことを特徴とする請求項５に記載の画像処理装置。
7. 前記合成比率計算部は、画像データの平滑化処理後の注目画素の画素値を前記画像情報として参照し、該注目画素毎に前記合成比率を算出する、
   ことを特徴とする請求項５に記載の画像処理装置。
8. 前記画像処理部は、画像データのダイナミックレンジを前記画像特性として参照して前記合成数Ｍを決定する、
   ことを特徴とする請求項５〜７の何れか１項に記載の画像処理装置。
9. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像処理方法の各処理工程を実行するルーチンを有することを特徴とする画像処理プログラム。