JP6049955B2 - 画像処理装置、画像処理方法および画像処理プログラム - Google Patents
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Description
本発明は、画像処理装置、画像処理方法および画像処理プログラムに関するものである。
従来、画像中の高輝度に表示されるべき部分のコントラスト表現を改善することを目的として、高輝度の領域または輝度変化量の大きい領域に対して輝度をさらに高めるための高輝度化ガンマ補正を行い、それ以外の領域に対して基本ガンマ補正を行う技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
しかしながら、例えば、体腔内壁を撮影した内視鏡画像のように、血液や組織の凹凸において照明光が反射して小さな高輝度輝点が多数存在するような場合には、特許文献１の技術では高輝度輝点のギラツキが改善されず、内視鏡画像の品位が低下する。
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、画像全体としての鮮鋭感や解像感を維持しつつ、高輝度輝点によるギラツキを抑えた高品位な画像を取得することができる画像処理装置、画像処理方法および画像処理プログラムを提供することを目的としている。
上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
本発明の一態様は、入力された画像中の所定の閾値以上の輝度値を有する画素を特定する高輝度画素特定部と、該高輝度画素特定部により特定された全ての画素の輝度値の度数分布を作成する度数分布作成部と、目標とする度数分布の傾きを記憶する記憶部と、前記度数分布作成部により作成された度数分布の傾きが、前記記憶部に記憶されている目標とする度数分布の傾きに近づくように前記高輝度画素特定部により特定された画素の輝度値を補正する輝度補正部とを備える画像処理装置を提供する。
本発明の一態様は、入力された画像中の所定の閾値以上の輝度値を有する画素を特定する高輝度画素特定部と、該高輝度画素特定部により特定された全ての画素の輝度値の度数分布を作成する度数分布作成部と、目標とする度数分布の傾きを記憶する記憶部と、前記度数分布作成部により作成された度数分布の傾きが、前記記憶部に記憶されている目標とする度数分布の傾きに近づくように前記高輝度画素特定部により特定された画素の輝度値を補正する輝度補正部とを備える画像処理装置を提供する。
本態様によれば、入力された画像から所定の閾値以上の輝度値を有する画素が高輝度画素特定部により特定され、特定された全ての画素の輝度値の度数分布が度数分布作成部により作成される。そして、輝度補正部により、作成された度数分布と記憶部に記憶されている目標とする度数分布とが対比され、作成された度数分布が目標とする度数分布に近づくように、高輝度画素特定部により特定された画素の輝度値が補正される。
特定された高輝度の画素の輝度値の度数分布を目標とする度数分布に近づけることができ、画像全体としての鮮鋭感や解像感を維持しつつ、高輝度点によるギラツキを抑えた高品位な画像を簡易に取得することができる。
上記態様においては、前記輝度補正部が、前記度数分布作成部により作成された度数分布に基づいてガンマ補正を行ってもよい。
また、上記態様においては、前記輝度補正部が、前記度数分布作成部により作成された度数分布の傾きに基づいてガンマ補正を行ってもよい。
また、上記態様においては、前記輝度補正部が、前記度数分布作成部により作成された度数分布の傾きに基づいてガンマ補正を行ってもよい。
また、本発明の他の態様は、入力された画像中の所定の閾値以上の輝度値を有する画素を特定する高輝度画素特定ステップと、該高輝度画素特定ステップにより特定された全ての画素の輝度値の度数分布を作成する度数分布作成ステップと、前記度数分布作成ステップにより作成された度数分布の傾きが、目標とする度数分布の傾きに近づくように前記高輝度画素特定ステップにより特定された画素の輝度値を補正する輝度補正ステップとを含む画像処理方法を提供する。
本態様においては、前記輝度補正ステップが、前記度数分布作成ステップにより作成された度数分布に基づいてガンマ補正を行ってもよい。
また、上記態様においては、前記輝度補正ステップが、前記度数分布作成ステップにより作成された度数分布の傾きに基づいてガンマ補正を行ってもよい。
また、上記態様においては、前記輝度補正ステップが、前記度数分布作成ステップにより作成された度数分布の傾きに基づいてガンマ補正を行ってもよい。
また、本発明の他の態様は、入力された画像中の所定の閾値以上の輝度値を有する画素を特定する高輝度画素特定ステップと、該高輝度画素特定ステップにより特定された全ての画素の輝度値の度数分布を作成する度数分布作成ステップと、前記度数分布作成ステップにより作成された度数分布の傾きが、目標とする度数分布の傾きに近づくように前記高輝度画素特定ステップにより特定された画素の輝度値を補正する輝度補正ステップとをコンピュータにより実行可能な画像処理プログラムを提供する。
本発明によれば、画像全体としての鮮鋭感や解像感を維持しつつ、高輝度輝点によるギラツキを抑えた高品位な画像を取得することができるという効果を奏する。
本発明の一実施形態に係る画像処理装置および画像処理方法について、図面を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る画像処理装置１は、内視鏡により取得された画像等の処理に適用され、図１に示されるように、入力された画像中の所定の閾値以上の輝度値を有する画素を特定する高輝度画素特定部２と、特定された全ての画素の輝度値の度数分布を作成する度数分布作成部３と、目標とする度数分布を記憶する記憶部４と、度数分布作成部３により作成された度数分布が、記憶部４に記憶されている目標とする度数分布に近づくように高輝度画素特定部２により特定された画素の輝度値を補正する輝度補正部５とを備えている。
本実施形態に係る画像処理装置１は、内視鏡により取得された画像等の処理に適用され、図１に示されるように、入力された画像中の所定の閾値以上の輝度値を有する画素を特定する高輝度画素特定部２と、特定された全ての画素の輝度値の度数分布を作成する度数分布作成部３と、目標とする度数分布を記憶する記憶部４と、度数分布作成部３により作成された度数分布が、記憶部４に記憶されている目標とする度数分布に近づくように高輝度画素特定部２により特定された画素の輝度値を補正する輝度補正部５とを備えている。
高輝度画素特定部２は、入力されてきた画像を所定の閾値と比較し、閾値以上の輝度値を有する画素を特定するようになっている。本実施形態においては、例えば、輝度を８ビットで表した画像信号が入力され、高輝度画素特定部２において、階調値１９０を閾値として二値化することにより階調値１９０以上の高輝度の画素を抽出するようになっている。
度数分布作成部３は、高輝度画素特定部２において特定された全ての画素について、閾値を徐々に変更しながら閾値以上となる輝度値を有する画素数をカウントし、閾値と対応づけて記憶していくようになっている。これにより、高輝度の画素の輝度値の度数分布を得ることができる。度数分布作成部３により作成された度数分布の一例を図２に実線で示す。図２は、輝度の度数を階調値１９０の度数で規格化した度数分布である。
記憶部４は、例えば、図２に鎖線で示されるような目標とする度数分布を記憶している。この度数分布は、同様の観察シーンで取得された画像を処理してギラツキが少なく高品位でありメリハリがあると考えられる画像の度数分布である。
輝度補正部５は、度数分布作成部３により作成された度数分布を記憶部４に記憶されている目標とする度数分布に近づけるように画像に施すガンマ補正の係数を調整するようになっている。さらに具体的には、図３に示されるように、ギラツキの品位に影響する輝度帯域のみを直線近似する。ここでは、例として、２００〜２１０ｎｍの範囲で直線近似した。
その結果、作成された度数分布（実線）の上記波長範囲における近似直線（鎖線）の傾きは、−０．００７９であったのに対し、目標とする度数分布（実線）の近似直線（鎖線）の傾きは−０．０１７５となっていた。
その結果、作成された度数分布（実線）の上記波長範囲における近似直線（鎖線）の傾きは、−０．００７９であったのに対し、目標とする度数分布（実線）の近似直線（鎖線）の傾きは−０．０１７５となっていた。
そして、輝度補正部５は、作成された度数分布の近似直線の傾きが、目標とする度数分布の近似直線の傾きに近づくようにガンマ補正の係数を定めるようになっている。
すなわち、輝度補正部５は作成された度数分布の近似直線の傾きと目標とする度数分布の近似直線の傾きとを比較し、その差に応じてガンマ補正の係数の調整量を算出するようになっている。
すなわち、輝度補正部５は作成された度数分布の近似直線の傾きと目標とする度数分布の近似直線の傾きとを比較し、その差に応じてガンマ補正の係数の調整量を算出するようになっている。
言い換えると、近似直線の傾きの差が大きいときには、ガンマ補正の係数の高輝度帯域における変化をより大きくするようにガンマカーブを補正することで、波長２００ｎｍにおける度数分布と波長２１０ｎｍにおける度数分布とに明確な差を設け、輝度の差分によってメリハリのついた画像に補正することができる。図３に示す例では、補正前は波長２００ｎｍにおける度数分布と波長２１０ｎｍにおける度数分布との差が小さいため、メリハリがなく、白い輝点が画面全体に広がりのっぺりとした印象をもつ画像となっていた。
このように構成された本実施形態に係る画像処理装置１を用いた画像処理方法について以下に説明する。
本実施形態に係る画像処理装置１を用いて画像処理を行うには、取得された画像を高輝度画素特定部２に入力し、階調値１９０以上の画素を抽出する（高輝度画素特定ステップ）。次いで、抽出された高輝度画素を度数分布作成部３に入力し、階調値毎の度数分布を作成する（度数分布作成ステップ）。
本実施形態に係る画像処理装置１を用いて画像処理を行うには、取得された画像を高輝度画素特定部２に入力し、階調値１９０以上の画素を抽出する（高輝度画素特定ステップ）。次いで、抽出された高輝度画素を度数分布作成部３に入力し、階調値毎の度数分布を作成する（度数分布作成ステップ）。
内視鏡画像の場合、図４に示されるように、血液や組織の凹凸に内視鏡から発せられた照明光が反射し、小さな高輝度基点がギラギラして品位の低い内視鏡画像が取得される。このような内視鏡画像の度数分布は、図２に実線で示されている。
作成された度数分布は輝度補正部５に送られる。また、輝度補正部５には、記憶部４に記憶されている目標とする度数分布も入力される。
輝度補正部５は、度数分布作成部３より作成された度数分布と、記憶部４に記憶されている目標とする度数分布とを比較し、作成された度数分布が目標とする度数分布に近づくようにガンマ補正の係数を定める。そして、定められたガンマ補正の係数に従って入力された内視鏡画像を処理する（輝度補正ステップ）。これにより、図５に示されるような、画像処理による補正後の画像を得ることができる。
輝度補正部５は、度数分布作成部３より作成された度数分布と、記憶部４に記憶されている目標とする度数分布とを比較し、作成された度数分布が目標とする度数分布に近づくようにガンマ補正の係数を定める。そして、定められたガンマ補正の係数に従って入力された内視鏡画像を処理する（輝度補正ステップ）。これにより、図５に示されるような、画像処理による補正後の画像を得ることができる。
この補正後の内視鏡画像によれば、高輝度輝点の数が少なくなり、ギラツキのない高品位な画像となっている。すなわち、本実施形態に係る画像処理装置および画像処理方法によれば、高輝度輝点がなくなるのではなく、高輝度輝点をある程度残しながら、高輝度領域の度数変化を大きく、すなわち高輝度領域にて同じ輝度を持つギラツキの数の割合を減らすことで、メリハリのある画像に仕上げることができるという利点がある。
なお、本実施形態においては、入力された画像全体において高輝度の画素をカウントしたが、これに代えて、画像の特定領域を指定し、指定された領域について高輝度の画素をカウントし、その領域のみに適用するガンマ補正の係数を定めて処理することにしてもよい。
また、本実施形態においては、輝度補正部が、度数分布作成部により作成された度数分布の傾きに応じてガンマ補正の係数を決定することとしたが、度数分布自体に応じてガンマ補正の係数を決定することにしてもよい。
また、本実施形態に係る画像処理方法は、コンピュータにより実行可能な画像処理プログラムとして実現することもできる。
また、本実施形態に係る画像処理方法は、コンピュータにより実行可能な画像処理プログラムとして実現することもできる。
１ 画像処理装置
２ 高輝度画素特定部
３ 度数分布作成部
４ 記憶部
５ 輝度補正部
２ 高輝度画素特定部
３ 度数分布作成部
４ 記憶部
５ 輝度補正部
Claims (3)
- 入力された画像中の所定の閾値以上の輝度値を有する画素を特定する高輝度画素特定部と、
該高輝度画素特定部により特定された全ての画素の輝度値の度数分布を作成する度数分布作成部と、
目標とする度数分布の傾きを記憶する記憶部と、
前記度数分布作成部により作成された度数分布の傾きが、前記記憶部に記憶されている目標とする度数分布の傾きに近づくように前記高輝度画素特定部により特定された画素の輝度値を補正する輝度補正部とを備える画像処理装置。 - 入力された画像中の所定の閾値以上の輝度値を有する画素を特定する高輝度画素特定ステップと、
該高輝度画素特定ステップにより特定された全ての画素の輝度値の度数分布を作成する度数分布作成ステップと、
前記度数分布作成ステップにより作成された度数分布の傾きが、目標とする度数分布の傾きに近づくように前記高輝度画素特定ステップにより特定された画素の輝度値を補正する輝度補正ステップとを含む画像処理方法。 - 入力された画像中の所定の閾値以上の輝度値を有する画素を特定する高輝度画素特定ステップと、
該高輝度画素特定ステップにより特定された全ての画素の輝度値の度数分布を作成する度数分布作成ステップと、
前記度数分布作成ステップにより作成された度数分布の傾きが、目標とする度数分布の傾きに近づくように前記高輝度画素特定ステップにより特定された画素の輝度値を補正する輝度補正ステップとをコンピュータにより実行可能な画像処理プログラム。
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