JP5655335B2 - 画像処理装置、画像表示装置およびプログラム - Google Patents
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Description
本発明の一態様に係る画像表示装置は、表示装置と、上記の画像処理装置とを備える。
本発明の一態様に係るプログラムは、表示装置の表示輝度の情報を取得する第1取得処理と、環境光の輝度の情報を取得する第2取得処理と、表示制御処理をコンピュータに実行させる。表示制御処理では、表示輝度と環境光の輝度との輝度比と、表示装置の表示領域のサイズまたは表示領域による視角の少なくとも一方とに応じて、環境光下で画像の輝度成分および彩度成分に適用される階調を補正し、コントラストを調整した補正画像を表示装置に表示させる。
図1は、本実施形態での画像表示装置の構成例を示すブロック図である。本実施形態では、画像表示装置が電子カメラに組み込まれている例を説明する。
次に、図2の流れ図を参照しつつ、本実施形態の電子カメラにおける画像の表示制御の例を説明する。図2の流れ図の処理は、撮影モードまたは再生モードの起動操作を受け付けたときに、CPU15が表示制御プログラムを実行することで開始される。
CPU15は、モニタ12に表示させる入力画像を取得する。例えば、撮影モードであれば、CPU15は撮像部11に被写体を撮像させるとともに、撮像部11から入力画像としてスルー画像または動画像を順次取得する。また、再生モードであれば、CPU15は、メモリ17または記憶媒体19から再生表示する入力画像を取得する。
CPU15は、入力画像(S101)の色空間(例えばsRGBやAdobe RGBなど)の情報を取得する。例えば、撮影モードの場合には、CPU15は撮像部11の色空間の設定情報を取得すればよい。また、再生モードの場合には、CPU15は入力画像のデータに対応付けされているメタデータ(例えば画像ファイルのヘッダ領域のデータ)から色空間の情報を取得すればよい。
CPU15は、外部照明条件の情報を取得する。一例として、S103でのCPU15は、測光センサ13の出力から照度値M’を取得するとともに、下式(1)により外部照明条件として周囲輝度(Ys_abs’)を求める。
Ys_abs’=M’/π …(1)
(ステップS104)
CPU15は、入力画像の色空間の情報(S102)を用いて、メモリ17に記憶されているデータから第1LUTと第1マトリクスとを選択する。
CPU15は、モニタ12の表示特性に応じて、メモリ17に記憶されているLUTから第2LUTを選択する。ここで、第2LUTは、モニタ12の表示特性を考慮して出力画像の階調を最適化するための階調変換LUTである。例えば、モニタ12の階調特性を示すγ’が1.8であるとき、CPU15は、1/γ’=1/1.8の階調特性をもつLUTを第2LUTとして選択する。
CPU15は、図3に示すサブルーチン(S201−S207)の処理により、モニタ12の表示照明条件としての表示輝度(Yw_abs’)を設定する。
Ltp=Ys_abs’*Yw_abs/Ys_abs …(2)
ステップS203:CPU15は、LminがLtp以下か(Lmin≦Ltp)否かを判定する。上記要件を満たす場合(Yes側)、CPU15はS204に処理を移行させる。一方、上記要件を満たさない場合(No側)、CPU15はS207に処理を移行させる。
CPU15は、入力画像で想定されている周囲輝度とモニタ12の輝度との比(Rsw=Ys_abs/Yw_abs)と、実際の周囲輝度とモニタ12の輝度との比(Rsw’=Ys_abs’/Yw_abs’)とを用いて、メモリ17に記憶されている階調変換LUTから第3LUTを選択する。なお、第3LUTとして選択される階調変換LUTは、モニタ12の表示領域のサイズおよびモニタ12の標準観察距離(例えば、電子カメラ等の携帯機器の背面ディスプレイであれば約50cm)から求めたユーザの視角を基準として、このユーザの視角内での環境光の影響に応じてトーンカーブが決定されている。
CPU15は、R’G’B’と輝度/彩度の分離した色空間との間で画像の色空間を変換する第2マトリクスを設定する。一例として、本実施形態でのCPU15は、R’G’B’とYCCとの間で画像の色空間を変換する色変換マトリクスを第2マトリクスとして設定する。なお、変換先の色空間はYCCに限定されず、例えばHSVやL*A*B*であってもよい。また、変換先の色空間がHSVやL*A*B*の場合には、S108での色空間の変換手段として式を用いたり、あるいは3次元色変換テーブルを用いたりしてもよい。
CPU15は、実際の周囲輝度とモニタ12の輝度との比(Rsw’)を用いて、メモリ17に記憶されているLUTから、輝度成分Yに関する第4LUTと、彩度成分Cに関する第5LUTとをそれぞれ選択する。
CPU15は、環境光下での入力画像の見えを改善した補正画像を生成する。一例として、S110でのCPU15は、以下の(イ)−(ヘ)の処理を順次実行する。
CPU15は、モニタ12の表示輝度をYw_abs’に調整する。一例として、本実施形態ではモニタ12が液晶ディスプレイパネルであるので、CPU15は、予めメモリ17に記憶された情報に基づいて、モニタ12の輝度がYw_abs’となるようにバックライトの印可電圧を制御すればよい。
CPU15は、補正画像(S110)をモニタ12に表示させる。以上で、図2の流れ図の説明を終了する。
(変形例1)
上記実施形態のS102において、CPU15は、入力画像の色空間の情報とともに、予め入力画像に与えられていた視環境の情報を取得し、この視環境の情報をS201の想定視環境の情報として用いてもよい。
上記実施形態において、電子カメラの測光センサ13としてカラーセンサを使用してもよい。そして、CPU15は、各々の視環境で順応している白色点を考慮した色順応変換を行い、モニタ12での色の見えの再現性をより高めるようにしてもよい。この場合、CPU15は、図2に示す表示制御プログラムにおいて、S102,S103,S110の処理に代えて、以下のS102’,S103’,S110’の処理をそれぞれ実行すればよい。
上記実施形態では、入力画像の階調特性を第1LUTで線形に変換しているが、出力機器で表現されるビット数よりも高いビット数で処理しない場合には、表示される画像に階調とびが生じうる。演算の処理精度を大きくせずに階調とびを抑制するためには、図2に示す表示制御プログラムにおいて、CPU15は以下の処理を行えばよい。
上記実施形態では、電子カメラに実装された画像表示装置の例を説明した。しかし、本発明の画像表示装置は、テレビ、プロジェクタ、パーソナルコンピュータのディスプレイ、自動車に搭載されるナビゲーションシステムのモニタなどにも適用できる。また、本発明の画像表示装置は、電子カメラ以外の携帯可能なモニタ付きの電子機器(携帯電話、フォトビューア、携帯ゲーム機、電子書籍のビューアなど)に適用することができる。なお、これらの画像表示装置の基本構成は、撮像部11がない点を除いて図1の構成と同様であるので図示は省略する。
上記実施形態の例では、第4LUTおよび第5LUTによって中間階調でのコントラストを調整している。上記実施形態の場合、補正画像での全体的な見えは大きく改善される一方で、画像の暗部やハイライト部でのコントラストは逆に低くなる。そのため、主要被写体が暗く写る画像を表示する場合や、画像の暗部やハイライト部の階調を確認する場合には、補正画像の方が逆にコントラストが悪化して見えてしまう。
上記実施形態において、CPU15は、複数のLUTの値を補間して新たなトーンカーブを生成し、この補間されたトーンカーブを第3LUT−第5LUTとして選択してもよい。これにより、より細かな変化に対応した階調変換処理を、比較的に少ないメモリの容量で実現できる。
上記実施形態において、CPU15は、ユーザの設定に応じてモニタ12の表示輝度を調整してもよい。この場合、図2に示す表示制御の例において、CPU15はS106の処理を省略し、ユーザの設定した表示輝度をYw_abs’の値として用いればよい。
上記実施形態において、測光センサ13は、電子カメラの露出演算用の分割測光センサであってもよい。また、CPU15は、撮像部11の出力(例えばスルー画像)を用いて環境光の情報を取得してもよい。これらの場合において、CPU15は、撮影画像の露出条件またはホワイトバランス演算値を用いて外部照明条件を求めてもよい。
上記実施形態では、モニタ12が液晶ディスプレイである例を説明した。しかし、本発明の画像表示装置のモニタは、有機ELなどの他の表示デバイスであってもよい。
Claims (6)
- 表示装置の表示輝度の情報を取得する第1取得部と、
環境光の輝度の情報を取得する第2取得部と、
前記表示輝度と前記環境光の輝度との輝度比と、前記表示装置の表示領域のサイズまたは前記表示領域による視角の少なくとも一方とに応じて、前記環境光下で画像の輝度成分および彩度成分に適用される階調を補正し、コントラストを調整した補正画像を前記表示装置に表示させる制御部と、
を備える画像処理装置。 - 請求項1に記載の画像処理装置において、
前記制御部は、前記表示輝度が前記環境光の輝度よりも暗いときに、前記画像のコントラストを高くする階調変換処理を行って前記補正画像を生成する画像処理装置。 - 請求項1または請求項2に記載の画像処理装置において、
前記制御部は、前記表示装置の表示領域のサイズまたは前記表示領域による視角が小さいときには、前記表示装置の表示領域のサイズまたは前記表示領域による視角が大きいときと比べて前記画像のコントラストを高くする階調変換処理を行って前記補正画像を生成する画像処理装置。 - 請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の画像処理装置において、
前記制御部は、
想定された視環境での輝度の想定値と実際の視環境での輝度とに応じて、前記環境光下で画像の輝度成分に適用される階調を補正する第1の階調変換を行った後に、
前記表示輝度と前記環境光の輝度との輝度比と、前記表示装置の表示領域のサイズまたは前記表示領域による視角の少なくとも一方とに応じて、前記環境光下で画像の輝度成分および彩度成分に適用される階調を補正する第2の階調変換を行う画像処理装置。 - 表示装置と、
請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の画像処理装置と、を備える画像表示装置。 - 表示装置の表示輝度の情報を取得する第1取得処理と、
環境光の輝度の情報を取得する第2取得処理と、
前記表示輝度と前記環境光の輝度との輝度比と、前記表示装置の表示領域のサイズまたは前記表示領域による視角の少なくとも一方とに応じて、前記環境光下で画像の輝度成分および彩度成分に適用される階調を補正し、コントラストを調整した補正画像を前記表示装置に表示させる表示制御処理と、
をコンピュータに実行させるプログラム。
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