JP6423668B2 - 画像処理装置およびその制御方法ならびにプログラム - Google Patents
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Description
以下、本発明の例示的な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下では画像処理装置の一例として、連続した撮影が可能な任意のデジタルカメラに本発明を適用した例を説明する。しかし、本発明は、デジタルカメラに限らず、連続した撮影を行うことが可能な任意の機器にも適用可能である。これらの機器には、例えば携帯電話機、ゲーム機、タブレット端末、パーソナルコンピュータ、時計型や眼鏡型の情報端末などが含まれてよい。
図1は、本実施形態の画像処理装置の一例としてデジタルカメラ100の機能構成例を示すブロック図である。なお、図1に示す機能ブロックの1つ以上は、ASICやプログラマブルロジックアレイ(PLA)などのハードウェアによって実現されてもよいし、CPUやMPU等のプログラマブルプロセッサがソフトウェアを実行することによって実現されてもよい。また、ソフトウェアとハードウェアの組み合わせによって実現されてもよい。従って、以下の説明において、異なる機能ブロックが動作主体として記載されている場合であっても、同じハードウェアが主体として実現されうる。
適切な階調処理を行うためには、最適な露光量で撮影された画像を得る必要があるため、露光量算出部105は、撮影のための適切な露光量を算出する。露光量算出部105は、例えば図2(B)に示す機能ブロックから構成される。露光量算出部105には、画像処理部104内の輝度値算出部203から出力される、被写体領域ごとの代表輝度値が入力される。露光量算出部105を構成する各部の処理については、露光量算出処理と合わせて後述する。
図2(A)には、画像処理部104の機能構成例を示すブロック図を示している。以下の各機能ブロックは、全体として入力画像に対する階調処理を行う。被写体領域判別部201は、入力画像に対して被写体領域を判別する。輝度値算出部203は、判別された被写体領域ごとの代表輝度値を算出するとともに、ヒストグラム算出部202は、被写体領域ごとのヒストグラムを算出する。また、輝度情報算出部207は、入力した画像全体の輝度値を算出する。階調特性算出部204は、輝度値算出部203、ヒストグラム算出部202および輝度情報算出部207による算出結果を用いて、入力画像に対する階調特性を算出する。階調特性の算出は、被写体領域ごとに適用するゲイン量を算出して得られる階調特性を複数作成し、被写体領域間の輝度段差に応じて作成した階調特性を加重加算することにより行う。ゲインテーブル算出部205は、階調特性に応じた階調変換用のゲインテーブルを算出し、ゲイン処理部206は、入力画像に対してゲインをかける処理を行う。その後、階調圧縮処理部209は、ゲイン処理後の信号を表示系に合わせるために階調圧縮処理を行う。
次に、階調処理に係る一連の動作について図7等を適宜参照して説明する。本発明に係る階調処理は、被写体領域間の輝度段差を縮めることが可能な階調特性を画像全体に適用することに特徴がある。また、主被写体領域を基準として、主被写体領域以外にシーンに応じてバランス良く階調を割り当てることにより、人間の見た目通りのコントラストと明るさに近づけた画像を出力することができる。
本実施形態に係る階調特性の算出処理の一連の動作について、図8を参照して説明する。また、図2(C)には、階調特性の算出処理の一連の動作を実行する、階調特性算出部204の機能構成例を示している。なお、階調特性の算出処理は、上述したS705の処理が呼び出されたときに開始される。
ここまで説明した処理は、連続して撮影された画像における最初のフレームに対して階調特性を算出するものである。以下の説明では、階調特性を算出したフレームの画像以外の次フレーム以降の画像に対して階調特性を決定する処理について説明する。図9に示す一連の動作は、連続して撮影された画像における2枚目以降の画像に対してなされる処理を示したものである。なお、デジタルカメラ100において連続撮影を行う旨の指示が入力され、最初のフレームに対する処理が完了した時点から本処理が開始される。
本発明に係る実施形態2について説明する。なお実施形態1と共通する処理については同一の参照番号を付して説明を省略し、差異点について重点的に説明する。なお、本実施形態では、撮影時の露光量および階調特性を決定する点で実施形態1と共通するが、さらにゲイン量に対して上限値を設け、連続撮影された画像に対する露光量を調整する点が異なる。
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア(プログラム)を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ(またはCPUやMPU等)がプログラムを読み出して実行する処理である。
Claims (11)
- 連続する複数の画像を取得する取得手段と、
前記複数の画像のうちの所定の画像について、複数の被写体領域を判別する判別手段と、
前記複数の被写体領域の輝度差に基づいて、前記複数の被写体領域のそれぞれに対する階調補正量を算出する算出手段と、
前記算出手段により算出された前記複数の被写体領域のそれぞれに対する階調補正量を用いて、第1の階調特性を決定する第1の決定手段と、
前記算出手段により算出された前記複数の被写体領域のそれぞれに対する階調補正量を用いて、前記第1の階調特性と特性の異なる第2の階調特性を決定する第2の決定手段と、
前記第1の階調特性と前記第2の階調特性とを加重加算することにより、前記所定の画像に適用するための第3の階調特性を決定する第3の決定手段と、
前記複数の画像のうち、前記所定の画像以外の画像に適用するための第4の階調特性を決定する第4の決定手段と、を有し、
前記第4の決定手段は、直前に取得された画像に適用するための前記第3の階調特性の決定に用いられた前記加重加算の係数を変更することで前記第4の階調特性を決定する、ことを特徴とする画像処理装置。 - 前記算出手段は、前記第4の階調特性を決定する画像については前記複数の被写体領域のそれぞれに対する階調補正量を算出しないことを特徴とする請求項1記載の画像処理装置。
- 前記第4の決定手段は、
前記第4の階調特性を決定する画像が露出補正されずに撮影されている場合、前記直前に取得された画像に適用するために決定された階調特性を特定する係数に基づいて前記第4の階調特性を決定し、
前記第4の階調特性を決定する画像が露出補正されて撮影されている場合、前記第4の階調特性を決定する画像について前記算出手段により算出された前記複数の被写体領域のそれぞれに対する階調補正量を用いて前記第4の階調特性を決定する、
ことを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。 - 前記第4の決定手段は、前記直前に取得された画像に適用するために決定された階調特性を特定する係数に基づいて前記第4の階調特性を決定する際、前記第4の階調特性を決定する画像と、前記直前に取得された画像との輝度の変化の大きさが予め定められた値より大きければ、前記直前に取得された画像に適用するために決定された階調特性を特定する係数を変更し、前記変更された係数に基づいて前記第4の階調特性を決定することを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の画像処理装置。
- 前記第1の階調特性はダイナミックレンジを確保するための特性を有し、前記第2の階調特性はコントラストを強調するための特性を有することを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。
- 前記第4の決定手段は、前記直前に取得された画像に適用するために決定された階調特性を特定する係数に基づいて前記第4の階調特性を決定する際、前記第4の階調特性を決定する画像と、前記直前に取得された画像との輝度の変化が大きいほど、前記直前に取得された画像に適用するために決定された階調特性を特定する係数の差が大きくなるように変更することを特徴とする請求項4に記載の画像処理装置。
- 前記算出手段は、前記複数の被写体領域のうち主被写体領域に対する階調補正量を算出し、前記複数の被写体領域のうち前記主被写体領域以外の被写体領域については、前記主被写体領域に対する階調補正量と、前記主被写体領域との輝度差とに基づいて、階調補正量を算出することを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の画像処理装置。
- 前記判別手段は、前記被写体領域として、少なくとも人物の顔領域、背景領域、空領域を判別し、
前記第3の決定手段は、前記人物の顔領域を前記主被写体領域として最も高い階調補正量を適用するように、前記第3の階調特性を決定することを特徴とする請求項7に記載の画像処理装置。 - 被写体領域を構成する輝度値のヒストグラムを算出し、前記ヒストグラムに応じて、前記階調補正量を適用する前記輝度値の範囲を算出する範囲算出手段をさらに備え、
前記第3の決定手段は、前記輝度値の範囲ごとの前記階調補正量を前記複数の被写体領域に適用することを特徴とする請求項1から8のいずれか1項に記載の画像処理装置。 - 取得手段が、連続する複数の画像を取得する取得工程と、
判別手段が、前記複数の画像のうちの所定の画像について、複数の被写体領域を判別する判別工程と、
算出手段が、前記複数の被写体領域の輝度差に基づいて、前記複数の被写体領域のそれぞれに対する階調補正量を算出する算出工程と、
第1の決定手段が、前記算出工程において算出された前記複数の被写体領域のそれぞれに対する階調補正量を用いて、第1の階調特性を決定する第1の決定工程と、
第2の決定手段が、前記算出工程において算出された前記複数の被写体領域のそれぞれに対する階調補正量を用いて、前記第1の階調特性と特性の異なる第2の階調特性を決定する第2の決定工程と、
前記第1の階調特性と前記第2の階調特性とを加重加算することにより、前記所定の画像に適用するための第3の階調特性を決定する第3の決定工程と、
第4の決定手段が、前記複数の画像のうち、前記所定の画像以外の画像に適用するための第4の階調特性を決定する第4の決定工程と、を有し、
前記第4の決定工程では、直前に取得された画像に適用するための前記第3の階調特性の決定に用いられた前記加重加算の係数を変更することで前記第4の階調特性を決定する、ことを特徴とする画像処理装置の制御方法。 - コンピュータを、請求項1から9のいずれか1項に記載の画像処理装置の各手段として機能させるためのプログラム。
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