JP6729368B2 - 画像処理装置、画像処理方法、およびプログラム - Google Patents

画像処理装置、画像処理方法、およびプログラム Download PDF

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Description

本開示は、画像処理装置、画像処理方法、およびプログラムに関し、特に、画像の輝度を削減することにより表示部の消費電力を低減する場合に、画質の劣化を抑制することができるようにした画像処理装置、画像処理方法、およびプログラムに関する。
ディスプレイの消費電力を低減する技術は、特にスマートフォン、タブレット端末等のバッテリで駆動するモバイル機器の長時間使用において重要な技術である。LCD（Liquid Crystal Display）の消費電力を低減する技術としては、輝度値とバックライトの輝度の積算で観測値に近づくようにすることで、バックライトの輝度を極力下げる技術がある（例えば、特許文献１参照）。しかしながら、この技術は、OLED（Organic light-Emitting Diode）ディスプレイなどの自発光型ディスプレイに適用することはできない。
自発光型ディスプレイの消費電力を低減する技術としては、画像の輝度に一律に１より小さいゲインを乗算することにより輝度を削減する技術や、所定の特徴を有する領域の輝度を削減する技術（例えば、特許文献２参照）などがある。
しかしながら、画像の輝度に一律に１より小さいゲインを乗算することにより輝度を削減する技術では、画像が全体的に暗くなってしまう。また、所定の特徴を有する領域の輝度を削減する技術では、輝度の削減量を細かく制御することができないため、画質は劣化する。
また、自発光型ディスプレイの消費電力を低減する技術としては、トーンカーブを制御する技術もあるが、画面全体のコントラストが高くなり過ぎる。
特開2013-104912号公報 特開2011-2520号公報
以上のように、画像の輝度を削減することにより表示部の消費電力を低減する場合、画質は劣化する。
本開示は、このような状況に鑑みてなされたものであり、画像の輝度を削減することにより表示部の消費電力を低減する場合に、画質の劣化を抑制することができるようにするものである。
本開示の一側面の画像処理装置は、画像の各画素の特徴に基づいて、その画素の輝度の削減量を、輝度の変化が目立つのを抑制するように、または、輝度の削減による局所のコントラストの低下を抑制するように決定するとともに、輝度の変化の目立ちにくい前記画素ほど前記削減量が大きくなるように決定する決定部と、前記画像のAC（Alternating Current）成分を増幅する増幅部と、前記決定部により決定された前記削減量だけ、前記増幅部により前記AC成分が増幅された前記画像の前記画素の輝度を削減する削減部とを備え、前記増幅部は、出力画像の最高輝度が入力画像の最高輝度に比べて大きくなるように増幅する画像処理装置である。
本開示の一側面の画像処理方法およびプログラムは、本開示の一側面の画像処理装置に対応する。
本開示の一側面においては、画像の各画素の特徴に基づいて、その画素の輝度の削減量が、輝度の変化が目立つのを抑制するように、または、輝度の削減による局所のコントラストの低下を抑制するように決定されとともに、輝度の変化の目立ちにくい前記画素ほど前記削減量が大きくなるように決定され、前記画像のAC（Alternating Current）成分が増幅され、決定された前記削減量だけ、前記AC成分が増幅された前記画像の前記画素の輝度が削減される。そして、出力画像の最高輝度が入力画像の最高輝度に比べて大きくなるように増幅される。
本開示の一側面によれば、輝度を削減することができる。また、本開示の一側面によれば、画像の輝度を削減することにより表示部の消費電力を低減する場合に、画質の劣化を抑制することができる。
なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれかの効果であってもよい。
本開示を適用した画像処理装置の第１実施の形態の構成例を示すブロック図である。 入力画像の各画素の特徴がエッジ度である場合の削減量の第１の例を示す図である。 入力画像の各画素の特徴がエッジ度である場合の削減量の第２の例を示す図である。 図１の画像処理装置の画像処理を説明するフローチャートである。 本開示を適用した画像処理装置の第２実施の形態の構成例を示すブロック図である。 メタデータが外光量である場合の増幅ゲインの例を示す図である。 AC成分が増幅された入力画像の例を示す図である。 画像処理装置による効果の原理を示す図である。 入力画像と出力画像の輝度の例を示す図である。 入力画像と輝度の一律削減後の入力画像の輝度の例を示す図である。 図５の画像処理装置の画像処理を説明するフローチャートである。 本開示を適用した画像処理装置の第３実施の形態の構成例を示すブロック図である。 図１２の画像処理装置の画像処理を説明するフローチャートである。 コンピュータのハードウエアの構成例を示すブロック図である。 本開示を適用したテレビジョン装置の概略構成例を示す図である。 本開示を適用した携帯電話機の概略構成例を示す図である。 本開示を適用した記録再生装置の概略構成例を示す図である。 本開示を適用した撮像装置の概略構成例を示す図である。
以下、本開示の前提および本開示を実施するための形態（以下、実施の形態という）について説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．第１実施の形態：画像処理装置（図１乃至図４）
２．第２実施の形態：画像処理装置（図５乃至図１１）
３．第３実施の形態：画像処理装置（図１２および図１３）
４．第４実施の形態：コンピュータ（図１４）
５．第５実施の形態：テレビジョン装置（図１５）
６．第６実施の形態：携帯電話機（図１６）
７．第７実施の形態：記録再生装置（図１７）
８．第８実施の形態：撮像装置（図１８）
＜第１実施の形態＞
（画像処理装置の第１実施の形態の構成例）
図１は、本開示を適用した画像処理装置の第１実施の形態の構成例を示すブロック図である。
図１の画像処理装置１０は、抽出部１１、決定部１２、削除部１３、および表示部１４により構成される。画像処理装置１０は、外部から入力される画像（以下、入力画像という）の輝度を削減することにより、表示部１４の消費電力を低減する。
具体的には、画像処理装置１０の抽出部１１は、入力画像の各画素の特徴を抽出する。入力画像の各画素の特徴としては、その画素のコントラスト、輝度、色、注目領域との位置関係、画面内の位置、動き量、帯域、エッジ度などがある。画素の注目領域との位置関係とは、その画素が注目領域内にあるかどうかを表すものである。また、エッジ度は、エッジ領域やテクスチャ領域である度合を表すものであり、高周波成分に基づいて決定される。抽出部１１は、抽出された各画素の特徴を決定部１２に供給する。
決定部１２は、入力画像の画素ごとに、抽出部１１から供給される特徴と外部から入力される画像の表示に関するメタデータとに基づいて、入力画像の輝度の削減量を決定する。
メタデータとしては、表示部１４に電力を供給する図示せぬ電池の残量、外光量、明るさ調整モード、入力画像の表示を実行するアプリケーションの種類、入力画像の表示中のユーザの最終操作からの経過時間、表示向き、画面内の表示位置、背景色、文字色などがある。明るさ調整モードとしては、入力画像の輝度の変化の許容範囲に応じて、許容範囲の広い順に強、中、弱のモードがある。決定部１２は、各画素の削減量を削除部１３に供給する。
削除部１３は、入力画像の画素ごとに、決定部１２から供給される削減量だけ入力画像の輝度を削減する。削除部１３は、各画素の輝度が削減された入力画像を出力画像として表示部１４に供給する。
表示部１４は、削除部１３から供給される出力画像を表示する。出力画像の各画素の輝度は、入力画像の各画素の輝度より小さいため、表示部１４の消費電力は、入力画像を表示する場合に比べて小さい。
（削減量の第１の例）
図２は、入力画像の各画素の特徴がエッジ度である場合の削減量の第１の例を示す図である。
図２の横軸はエッジ度を表し、縦軸は削減量を表す。また、実線は、メタデータとしての電池の残量が少ない場合の削減量を表し、点線は、電池の残量が多い場合の削減量を表す。これらのことは、後述する図３についても同様である。
図２の例では、範囲Ｄ１においてエッジ度が大きいほど大きくなり、範囲Ｄ１外において一定となるように、削減量が決定される。また、電池の残量が少ない場合、多い場合に比べて所定量だけ大きくなるように、削減量が決定される。
従って、入力画像内の輝度の変化が目立たないエッジ領域やテクスチャ領域の削減量は、輝度の変化が目立つ平坦領域に比べて大きくなる。また、電池の残量が少なく、表示部１４の消費電力をより削減する必要がある場合、電池の残量が多い場合に比べて削減量は大きくなる。
（削減量の第２の例）
図３は、入力画像の各画素の特徴がエッジ度である場合の削減量の第２の例を示す図である。
図３の例では、図２の場合と同様に、範囲Ｄ１においてエッジ度が大きいほど大きくなり、範囲Ｄ１外において一定となるように、削減量が決定される。しかしながら、電池の残量による削減量の差分は、範囲Ｄ１においてエッジ度が大きいほど大きくされる。また、範囲Ｄ１より小さいエッジ度の画素の電池の残量による削減量の差分は、範囲Ｄ１より大きいエッジ度の画素の差分に比べて小さい。
図３の場合も、図２の場合と同様に、入力画像内の輝度の変化が目立たないエッジ領域やテクスチャ領域の削減量は、輝度の変化が目立つ平坦領域に比べて大きくなる。また、電池の残量が少なく、表示部１４の消費電力をより削減する必要がある場合、電池の残量が多い場合に比べて削減量は大きくなる。
以上により、入力画像の各画素の特徴がエッジ度であり、メタデータが電池の残量である場合、画像処理装置１０の出力画像では、画像の輝度に一律に１より小さいゲインを乗算することにより輝度を削減した画像に比べて平坦領域が明るくなる。従って、全体の印象が明るくなる。また、画像処理装置１０の出力画像では、画像の輝度に一律に１より小さいゲインを乗算することにより輝度を削減した画像に比べてテクスチャ領域やエッジ領域が暗くなる。従って、テクスチャ領域やエッジ領域がくっきりして見える。
なお、図２および図３では、入力画像の各画素の特徴がエッジ度であり、メタデータが電池の残量である場合について説明したが、他の特徴およびメタデータについても同様に、それらに基づいて削減量が決定される。
例えば、入力画像の各画素の特徴としてのコントラストが高い、輝度が小さい、色が鮮やかである、注目領域との位置関係が注目領域外にあることを表す、画面内の位置が下である、または動き量が少ない画素、即ち輝度の変化が目立ちにくい画素ほど、削減量が大きくされる。また、例えば、メタデータとしての外光量が少ない場合や、明るさ調整モードが強のモードである場合、削減量は大きくされる。
（画像処理装置の処理の説明）
図４は、図１の画像処理装置１０の画像処理を説明するフローチャートである。この画像処理は、例えば、入力画像が画像処理装置１０に入力されたとき、開始される。
図４のステップＳ１１において、画像処理装置１０の抽出部１１は、入力画像の各画素の特徴を抽出し、抽出された各画素の特徴を決定部１２に供給する。
ステップＳ１２において、決定部１２は、入力画像の画素ごとに、抽出部１１から供給される特徴と外部から入力されるメタデータとに基づいて、入力画像の輝度の削減量を決定する。決定部１２は、各画素の削減量を削除部１３に供給する。
ステップＳ１３において、削除部１３は、入力画像の画素ごとに、決定部１２から供給される削減量だけ入力画像の輝度を削減する。削除部１３は、各画素の輝度が削減された入力画像を出力画像として表示部１４に供給する。
ステップＳ１４において、表示部１４は、削除部１３から供給される出力画像を表示する。そして、処理は終了する。
以上のように、画像処理装置１０は、入力画像の画素ごとに、その画素の特徴に基づいて削減量を決定し、その削減量だけ輝度を削減する。従って、画像処理装置１０は、輝度の変化が目立つ画素の特徴に対応する削減量を小さくすることにより、出力画像の画質の劣化を抑制することができる。また、画像処理装置１０は、入力画像の各画素の輝度を削減した出力画像を表示部１４に表示するので、表示部１４の消費電力を低減することができる。即ち、画像処理装置１０は、入力画像の輝度を削減することにより表示部の消費電力を低減する場合に、画質の劣化を抑制することができる。
なお、削除部１３は、画像処理装置１０の動作モードに応じて輝度を削減するようにしてもよい。例えば、削除部１３は、動作モードが、表示部１４の消費電力を削減するモードである場合にのみ、輝度を削減するようにしてもよい。動作モードは、例えば、ユーザにより設定されたり、電池の残量に応じて決定されたりすることができる。
また、決定部１２は、画素ごとではなく、複数の画素からなるブロックごとに削減量を決定するようにしてもよい。
＜第２実施の形態＞
（画像処理装置の第２実施の形態の構成例）
図５は、本開示を適用した画像処理装置の第２実施の形態の構成例を示すブロック図である。
図５に示す構成のうち、図１の構成と同じ構成には同じ符号を付してある。重複する説明については適宜省略する。
図５の画像処理装置３０は、増幅部３１、削減部３２、および表示部１４により構成される。画像処理装置３０は、入力画像の輝度のAC（Alternating Current）成分を増幅した後削減することにより、表示部１４の消費電力を削減する。
具体的には、画像処理装置３０の増幅部３１は、外部から入力される入力画像の表示に関するメタデータに基づく増幅ゲインで、入力画像の輝度のAC成分を増幅することにより、AC成分を補償する。
AC成分の増幅方法としては、例えば２次微分フィルタを用いてAC成分を増幅する第１の方法、入力画像の２次微分の極性に基づいて増幅ゲインを調整しながらAC成分を増幅する第２の方法、入力画像の１次微分の波形に基づいて補正量を調整する第３の方法などがある。メタデータは、例えば、第１実施の形態のメタデータと同一である。増幅部３１は、AC成分が増幅された入力画像を削減部３２に供給する。
削減部３２は、増幅部３１から供給される入力画像の輝度に一律に１より小さいゲインを乗算することにより輝度を削減する。削減部３２は、輝度が削減された入力画像を出力画像として表示部１４に供給する。
（増幅ゲインの例）
図６は、メタデータが外光量である場合の増幅ゲインの例を示す図である。
図６の横軸は外光量を表し、縦軸は増幅ゲインを表す。
図６に示すように、範囲Ｄ２において外光量が多いほど大きくなり、範囲Ｄ２外において一定となるように、増幅ゲインが決定される。従って、外光量が多く、出力画像の視認性が悪い場合、増幅ゲインは、外光量が少なく、出力画像の視認性が良い場合に比べて大きくなる。
なお、図６では、メタデータが外光量である場合について説明したが、他のメタデータについても同様に、メタデータに基づいて増幅ゲインが決定される。
（AC成分が増幅された入力画像の例）
図７は、AC成分が増幅された入力画像の例を示す図である。
図７の横軸は、画素の水平方向の位置を表し、縦軸は、その画素の輝度を表す。また、図７の点線は、オーバーシュートをつけない増幅方法でAC成分が増幅された入力画像の輝度を表し、実線は、第１の方法でAC成分が増幅された入力画像の輝度を表す。図７の一点鎖線は、第２または第３の方法でAC成分が増幅された入力画像の輝度を表す。
図７の実線で示すように、第１の方法で増幅された入力画像のエッジ領域のダイナミックレンジＤＲ２は、図７の点線で示すようにオーバーシュートをつけない増幅方法で増幅された入力画像のエッジ領域のダイナミックレンジＤＲ１に比べて大きい。従って、増幅部３１は、第１の方法で増幅を行うことにより、オーバーシュートをつけない方法に比べて入力画像のエッジ領域のコントラストを高めることができる。しかしながら、第１の方法で増幅が行われる場合、エッジ領域の最大輝度が、オーバーシュートをつけない方法に比べて大きくなるので、表示部１４の消費電力は大きくなる。
一方、図７の一点鎖線で示すように、第２または第３の方法で増幅された入力画像のエッジ領域の輝度Ｐ１は、図７の点線で示すようにオーバーシュートをつけない増幅方法で増幅された入力画像のエッジ領域の輝度Ｐ２に比べて小さい。従って、増幅部３１は、第２または第３の方法で増幅を行うことにより、オーバーシュートをつけない方法に比べて表示部１４の消費電力を削減することができる。
また、図７の一点鎖線で示すように、第２または第３の方法で増幅された入力画像のエッジ領域の輝度の傾きは、図７の点線で示すようにオーバーシュートをつけない増幅方法で増幅された入力画像のエッジ領域の輝度の傾きに比べて急峻である。従って、増幅部３１は、第２または第３の方法で増幅を行うことにより、オーバーシュートをつけない方法に比べてコントラストを高めることができる。
（効果の説明）
図８は、画像処理装置３０による効果の原理を示す図である。
図８の横軸は、水平方向に並ぶ画素の位置を表し、縦軸は、その画素の輝度を表す。これらのことは、後述する図９および図１０においても同様である。
図８の左側の実線で示す入力画像のテクスチャ領域に対して、輝度のAC成分を増幅させずに、一律に１より小さいゲインを乗算することにより輝度を削減する場合、輝度の削減後の画像は、図８の右側の一点鎖線で示すようになる。即ち、この場合、１より小さいゲインの乗算により、入力画像の輝度のDC成分である平均値は減少するが、AC成分である局所のダイナミックレンジも減少する。その結果、表示部１４の消費電力は低減されるが、コントラストは低下する。
これに対して、図８の左側の実線で示す入力画像のテクスチャ領域から生成される出力画像は、図８の右側の実線で示すようになる。即ち、この場合、１より小さいゲインの乗算により、入力画像の輝度のDC成分である平均値は減少するが、AC成分の増幅により、AC成分である局所のダイナミックレンジは補償される。その結果、表示部１４の消費電力は低減されるが、局所のコントラストの低下は抑制される。
図８の例では、増幅ゲインが輝度の削減時のゲインに比べて大きいため、局所のダイナミックレンジは入力画像に比べて大きくなっている。従って、出力画像の局所のコントラストは、入力画像に比べて高い。また、図８の例では、出力画像の最高輝度ＰＭ１は、入力画像の最高輝度ＰＭ２に比べて大きくなっている。
以上の原理により、ある入力画像に対して生成される出力画像は、例えば、図９に示すようになる。即ち、図９の左側の波形が表すテクスチャ領域において、図９の実線で示す入力画像に対して、局所の輝度のダイナミックレンジＤＲ３が入力画像と略同一であるが、輝度の平均値が小さい図９の点線で示す出力画像が生成される。
また、図９の例では、第１の方法で入力画像の輝度のAC成分が増幅されており、図９の右側の波形が表すエッジ領域において、図９の実線で示す入力画像に対して、オーバーシュートがつけられた図９の点線で示す出力画像が生成される。従って、エッジ領域においても、輝度のダイナミックレンジＤＲ４が入力画像と略同一になっている。よって、この場合、表示部１４の消費電力は低減されるが、コントラストは低下しない。
なお、図示は省略するが、第２または第３の方法で入力画像の輝度のAC成分が増幅される場合、出力画像のエッジ領域の輝度のダイナミックレンジは入力画像と同一にはならないが、エッジ領域の傾きは急峻になるため、第１の方法と同様にコントラストは低下しない。
これに対して、図９の実線で示す入力画像に対して輝度のAC成分を増幅させずに、一律に１より小さいゲインを乗算することにより輝度を削減した画像は、例えば、図１０の点線で示すようになる。なお、図１０の実線は、図９の実線と同一であり、入力画像を示している。
図１０の点線で示すように、輝度の一律削減後の入力画像は、図１０の実線で示す入力画像に対して、輝度の平均値が小さい。しかしながら、輝度の一律削減後の入力画像のテクスチャ領域の局所のダイナミックレンジＤＲ５，エッジ領域の局所のダイナミックレンジＤＲ６も、入力画像のテクスチャ領域の局所のダイナミックレンジＤＲ３，エッジ領域の局所のダイナミックレンジＤＲ４に比べて小さくなる。従って、この場合、表示部１４の消費電力は低減されるが、コントラストも低下する。
（画像処理装置の処理の説明）
図１１は、図５の画像処理装置３０の画像処理を説明するフローチャートである。この画像処理は、例えば、画像処理装置３０に入力画像が入力されたとき、開始される。
図１１のステップＳ３１において、画像処理装置３０の増幅部３１は、外部から入力されるメタデータに基づく増幅ゲインで、入力画像の輝度のAC成分を増幅することにより、AC成分を補償する。増幅部３１は、輝度のAC成分が増幅された入力画像を削減部３２に供給する。
ステップＳ３２において、削減部３２は、増幅部３１から供給される輝度のAC成分が増幅された入力画像の輝度に一律に１より小さいゲインを乗算することにより、輝度を削減する。削減部３２は、輝度が削減された入力画像を出力画像として表示部１４に供給する。
ステップＳ３３において、表示部１４は、削減部３２から供給される出力画像を表示する。そして、処理は終了する。
以上のように、画像処理装置３０は、入力画像の輝度のAC成分を増幅し、増幅された入力画像の輝度を一律に１より小さいゲインで削減する。従って、表示部１４の消費電力を削減することができる。また、輝度の削減による局所のコントラストの低下を抑制したり、コントラストの更なる向上を図ったりすることができる。
なお、画像処理装置３０は、画像処理装置３０の動作モードに応じて輝度のAC成分の補償および輝度の削減を行うようにしてもよい。例えば、動作モードが表示部１４の消費電力を削減するモードである場合にのみ、増幅部３１が輝度のAC成分の補償を行い、削減部３２が輝度の削減を行うようにしてもよい。動作モードは、例えば、ユーザにより設定されたり、電池の残量に応じて決定されたりすることができる。
＜第３実施の形態＞
（画像処理装置の第３実施の形態の構成例）
図１２は、本開示を適用した画像処理装置の第３実施の形態の構成例を示すブロック図である。
図１２に示す構成のうち、図１や図５の構成と同じ構成には同じ符号を付してある。重複する説明については適宜省略する。
図１２の画像処理装置５０の構成は、削減部１３の代わりに増幅部３１と削減部５１が設けられる点が図１の構成と異なる。画像処理装置５０は、画像処理装置１０と画像処理装置３０を組み合わせたものであり、入力画像の画素ごとに、輝度のAC成分が増幅された入力画像の輝度を削減量だけ削減する。
具体的には、画像処理装置５０の削減部５１は、増幅部３１により輝度のAC成分が増幅された入力画像の各画素の輝度を、決定部１２により決定されたその画素の削減量だけ削減する。削減部５１は、削減後の入力画像を出力画像として表示部１４に供給する。
（画像処理装置の処理の説明）
図１３は、図１２の画像処理装置５０の画像処理を説明するフローチャートである。この画像処理は、例えば、画像処理装置５０に入力画像が入力されたとき、開始される。
図１３のステップＳ５１において、画像処理装置５０の抽出部１１は、入力画像の各画素の特徴を抽出し、抽出された各画素の特徴を決定部１２に供給する。
ステップＳ５２において、決定部１２は、入力画像の画素ごとに、抽出部１１から供給される特徴と外部から入力されるメタデータとに基づいて、入力画像の輝度の削減量を決定する。決定部１２は、各画素の削減量を削減部５１に供給する。
ステップＳ５３において、増幅部３１は、外部から入力されるメタデータに基づく増幅ゲインで、入力画像の輝度のAC成分を増幅することにより、AC成分を補償する。増幅部３１は、輝度のAC成分が増幅された入力画像を削減部５１に供給する。
ステップＳ５４において、削減部５１は、増幅部３１から供給される輝度のAC成分が増幅された入力画像の各画素の輝度を、決定部１２から供給されるその画素の削減量だけ削減する。削減部５１は、削減後の入力画像を出力画像として表示部１４に供給する。
ステップＳ５５において、表示部１４は、削減部５１から供給される出力画像を表示する。そして、処理は終了する。
以上のように、画像処理装置５０は、入力画像の輝度のAC成分を増幅し、増幅された入力画像の各画素の輝度を、その画素の特徴に基づく削減量だけ削減する。従って、画像処理装置５０は、画像処理装置１０と同様に、出力画像の画質の劣化を抑制することができる。また、画像処理装置５０は、画像処理装置３０と同様に、輝度の削減による局所のコントラストの低下を抑制したり、コントラストの更なる向上を図ったりすることができる。さらに、画像処理装置５０は、画像処理装置１０や画像処理装置３０と同様に、表示部１４の消費電力を抑制することができる。
なお、入力画像の信号系は、画素値が輝度に対応するものであれば、特に限定されない。入力画像は、例えば、RGB信号、YCbCr信号、YUV信号にすることができる。
＜第４実施の形態＞
（本開示を適用したコンピュータの説明）
上述した一連の処理は、LSI（Large Scale Integration）などのハードウエアにより実行することもできるし、ソフトウエアにより実行することもできる。一連の処理をソフトウエアにより実行する場合には、そのソフトウエアを構成するプログラムが、コンピュータにインストールされる。ここで、コンピュータには、専用のハードウエアに組み込まれているコンピュータや、各種のプログラムをインストールすることで、各種の機能を実行することが可能な、例えば汎用のパーソナルコンピュータなどが含まれる。
図１４は、上述した一連の処理をプログラムにより実行するコンピュータのハードウエアの構成例を示すブロック図である。
コンピュータ２００において、CPU（Central Processing Unit）２０１，ROM（Read Only Memory）２０２，RAM（Random Access Memory）２０３は、バス２０４により相互に接続されている。
バス２０４には、さらに、入出力インタフェース２０５が接続されている。入出力インタフェース２０５には、入力部２０６、出力部２０７、記憶部２０８、通信部２０９、及びドライブ２１０が接続されている。
入力部２０６は、キーボード、マウス、マイクロホンなどよりなる。出力部２０７は、ディスプレイ、スピーカなどよりなる。記憶部２０８は、ハードディスクや不揮発性のメモリなどよりなる。通信部２０９は、ネットワークインタフェースなどよりなる。ドライブ２１０は、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、又は半導体メモリなどのリムーバブルメディア２１１を駆動する。
以上のように構成されるコンピュータ２００では、CPU２０１が、例えば、記憶部２０８に記憶されているプログラムを、入出力インタフェース２０５及びバス２０４を介して、RAM２０３にロードして実行することにより、上述した一連の処理が行われる。
コンピュータ２００（CPU２０１）が実行するプログラムは、例えば、パッケージメディア等としてのリムーバブルメディア２１１に記録して提供することができる。また、プログラムは、ローカルエリアネットワーク、インターネット、デジタル衛星放送といった、有線または無線の伝送媒体を介して提供することができる。
コンピュータ２００では、プログラムは、リムーバブルメディア２１１をドライブ２１０に装着することにより、入出力インタフェース２０５を介して、記憶部２０８にインストールすることができる。また、プログラムは、有線または無線の伝送媒体を介して、通信部２０９で受信し、記憶部２０８にインストールすることができる。その他、プログラムは、ROM２０２や記憶部２０８に、あらかじめインストールしておくことができる。
なお、コンピュータ２００が実行するプログラムは、本明細書で説明する順序に沿って時系列に処理が行われるプログラムであっても良いし、並列に、あるいは呼び出しが行われたとき等の必要なタイミングで処理が行われるプログラムであっても良い。
また、コンピュータ２００が、GPU(Graphics Processing Unit)を有する場合には、上述した処理は、CPU２０１ではなく、GPUによって行われるようにしてもよい。
＜第５実施の形態＞
（テレビジョン装置の構成例）
図１５は、本開示を適用したテレビジョン装置の概略構成を例示している。テレビジョン装置９００は、アンテナ９０１、チューナ９０２、デマルチプレクサ９０３、デコーダ９０４、映像信号処理部９０５、表示部９０６、音声信号処理部９０７、スピーカ９０８、外部インタフェース部９０９を有している。さらに、テレビジョン装置９００は、制御部９１０、ユーザインタフェース部９１１等を有している。
チューナ９０２は、アンテナ９０１で受信された放送波信号から所望のチャンネルを選局して復調を行い、得られた符号化ビットストリームをデマルチプレクサ９０３に出力する。
デマルチプレクサ９０３は、符号化ビットストリームから視聴対象である番組の映像や音声のパケットを抽出して、抽出したパケットのデータをデコーダ９０４に出力する。また、デマルチプレクサ９０３は、ＥＰＧ（Electronic Program Guide）等のデータのパケットを制御部９１０に供給する。なお、スクランブルが行われている場合、デマルチプレクサ等でスクランブルの解除を行う。
デコーダ９０４は、パケットの復号化処理を行い、復号処理化によって生成された映像データを映像信号処理部９０５、音声データを音声信号処理部９０７に出力する。
映像信号処理部９０５は、映像データに対して、ノイズ除去やユーザ設定に応じた映像処理等を行う。映像信号処理部９０５は、表示部９０６に表示させる番組の映像データや、ネットワークを介して供給されるアプリケーションに基づく処理による画像データなどを生成する。また、映像信号処理部９０５は、項目の選択などのメニュー画面等を表示するための映像データを生成し、それを番組の映像データに重畳する。映像信号処理部９０５は、このようにして生成した映像データに基づいて駆動信号を生成して表示部９０６を駆動する。
表示部９０６は、映像信号処理部９０５からの駆動信号に基づき表示デバイス（例えば液晶表示素子等）を駆動して、番組の映像などを表示させる。
音声信号処理部９０７は、音声データに対してノイズ除去などの所定の処理を施し、処理後の音声データのＤ／Ａ変換処理や増幅処理を行いスピーカ９０８に供給することで音声出力を行う。
外部インタフェース部９０９は、外部機器やネットワークと接続するためのインタフェースであり、映像データや音声データ等のデータ送受信を行う。
制御部９１０にはユーザインタフェース部９１１が接続されている。ユーザインタフェース部９１１は、操作スイッチやリモートコントロール信号受信部等で構成されており、ユーザ操作に応じた操作信号を制御部９１０に供給する。
制御部９１０は、ＣＰＵ(Central Processing Unit)やメモリ等を用いて構成されている。メモリは、ＣＰＵにより実行されるプログラムやＣＰＵが処理を行う上で必要な各種のデータ、ＥＰＧデータ、ネットワークを介して取得されたデータ等を記憶する。メモリに記憶されているプログラムは、テレビジョン装置９００の起動時などの所定タイミングでＣＰＵにより読み出されて実行される。ＣＰＵは、プログラムを実行することで、テレビジョン装置９００がユーザ操作に応じた動作となるように各部を制御する。
なお、テレビジョン装置９００では、チューナ９０２、デマルチプレクサ９０３、映像信号処理部９０５、音声信号処理部９０７、外部インタフェース部９０９等と制御部９１０を接続するためバス９１２が設けられている。
このように構成されたテレビジョン装置では、映像信号処理部９０５に本願の画像処理装置（画像処理方法）の機能が設けられる。このため、画像の輝度を削減することにより表示部の消費電力を低減する場合に、画質の劣化を抑制することができる。
＜第６実施の形態＞
（携帯電話機の構成例）
図１６は、本開示を適用した携帯電話機の概略構成を例示している。携帯電話機９２０は、通信部９２２、音声コーデック９２３、カメラ部９２６、画像処理部９２７、多重分離部９２８、記録再生部９２９、表示部９３０、制御部９３１を有している。これらは、バス９３３を介して互いに接続されている。
また、通信部９２２にはアンテナ９２１が接続されており、音声コーデック９２３には、スピーカ９２４とマイクロホン９２５が接続されている。さらに制御部９３１には、操作部９３２が接続されている。
携帯電話機９２０は、音声通話モードやデータ通信モード等の各種モードで、音声信号の送受信、電子メールや画像データの送受信、画像撮影、またはデータ記録等の各種動作を行う。
音声通話モードにおいて、マイクロホン９２５で生成された音声信号は、音声コーデック９２３で音声データへの変換やデータ圧縮が行われて通信部９２２に供給される。通信部９２２は、音声データの変調処理や周波数変換処理等を行い、送信信号を生成する。また、通信部９２２は、送信信号をアンテナ９２１に供給して図示しない基地局へ送信する。また、通信部９２２は、アンテナ９２１で受信した受信信号の増幅や周波数変換処理および復調処理等を行い、得られた音声データを音声コーデック９２３に供給する。音声コーデック９２３は、音声データのデータ伸張やアナログ音声信号への変換を行いスピーカ９２４に出力する。
また、データ通信モードにおいて、メール送信を行う場合、制御部９３１は、操作部９３２の操作によって入力された文字データを受け付けて、入力された文字を表示部９３０に表示する。また、制御部９３１は、操作部９３２におけるユーザ指示等に基づいてメールデータを生成して通信部９２２に供給する。通信部９２２は、メールデータの変調処理や周波数変換処理等を行い、得られた送信信号をアンテナ９２１から送信する。また、通信部９２２は、アンテナ９２１で受信した受信信号の増幅や周波数変換処理および復調処理等を行い、メールデータを復元する。このメールデータを、表示部９３０に供給して、メール内容の表示を行う。
なお、携帯電話機９２０は、受信したメールデータを、記録再生部９２９で記憶媒体に記憶させることも可能である。記憶媒体は、書き換え可能な任意の記憶媒体である。例えば、記憶媒体は、ＲＡＭや内蔵型フラッシュメモリ等の半導体メモリ、ハードディスク、磁気ディスク、光磁気ディスク、光ディスク、USB（Universal Serial Bus）メモリ、またはメモリカード等のリムーバブルメディアである。
データ通信モードにおいて画像データを送信する場合、カメラ部９２６で生成された画像データを、画像処理部９２７に供給する。画像処理部９２７は、画像データの符号化処理を行い、符号化データを生成する。
多重分離部９２８は、画像処理部９２７で生成された符号化データと、音声コーデック９２３から供給された音声データを所定の方式で多重化して通信部９２２に供給する。通信部９２２は、多重化データの変調処理や周波数変換処理等を行い、得られた送信信号をアンテナ９２１から送信する。また、通信部９２２は、アンテナ９２１で受信した受信信号の増幅や周波数変換処理および復調処理等を行い、多重化データを復元する。この多重化データを多重分離部９２８に供給する。多重分離部９２８は、多重化データの分離を行い、符号化データを画像処理部９２７、音声データを音声コーデック９２３に供給する。画像処理部９２７は、符号化データの復号化処理を行い、画像データを生成する。この画像データを表示部９３０に供給して、受信した画像の表示を行う。音声コーデック９２３は、音声データをアナログ音声信号に変換してスピーカ９２４に供給して、受信した音声を出力する。
このように構成された携帯電話装置では、画像処理部９２７に本願の画像処理装置（画像処理方法）の機能が設けられる。このため、画像の輝度を削減することにより表示部の消費電力を低減する場合に、画質の劣化を抑制することができる。
＜第７実施の形態＞
（記録再生装置の構成例）
図１７は、本開示を適用した記録再生装置の概略構成を例示している。記録再生装置９４０は、例えば受信した放送番組のオーディオデータとビデオデータを、記録媒体に記録して、その記録されたデータをユーザの指示に応じたタイミングでユーザに提供する。また、記録再生装置９４０は、例えば他の装置からオーディオデータやビデオデータを取得し、それらを記録媒体に記録させることもできる。さらに、記録再生装置９４０は、記録媒体に記録されているオーディオデータやビデオデータを復号して出力することで、モニタ装置等において画像表示や音声出力を行うことができるようにする。
記録再生装置９４０は、チューナ９４１、外部インタフェース部９４２、エンコーダ９４３、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）部９４４、ディスクドライブ９４５、セレクタ９４６、デコーダ９４７、ＯＳＤ（On-Screen Display）部９４８、制御部９４９、ユーザインタフェース部９５０を有している。
チューナ９４１は、図示しないアンテナで受信された放送信号から所望のチャンネルを選局する。チューナ９４１は、所望のチャンネルの受信信号を復調して得られた符号化ビットストリームをセレクタ９４６に出力する。
外部インタフェース部９４２は、ＩＥＥＥ１３９４インタフェース、ネットワークインタフェース部、ＵＳＢインタフェース、フラッシュメモリインタフェース等の少なくともいずれかで構成されている。外部インタフェース部９４２は、外部機器やネットワーク、メモリカード等と接続するためのインタフェースであり、記録する映像データや音声データ等のデータ受信を行う。
エンコーダ９４３は、外部インタフェース部９４２から供給された映像データや音声データが符号化されていないとき所定の方式で符号化を行い、符号化ビットストリームをセレクタ９４６に出力する。
ＨＤＤ部９４４は、映像や音声等のコンテンツデータ、各種プログラムやその他のデータ等を内蔵のハードディスクに記録し、また再生時等にそれらを当該ハードディスクから読み出す。
ディスクドライブ９４５は、装着されている光ディスクに対する信号の記録および再生を行う。光ディスク、例えばＤＶＤディスク（ＤＶＤ−Ｖｉｄｅｏ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋Ｒ、ＤＶＤ＋ＲＷ等）やＢｌｕ−ｒａｙ（登録商標）ディスク等である。
セレクタ９４６は、映像や音声の記録時には、チューナ９４１またはエンコーダ９４３からのいずれかの符号化ビットストリームを選択して、ＨＤＤ部９４４やディスクドライブ９４５のいずれかに供給する。また、セレクタ９４６は、映像や音声の再生時に、ＨＤＤ部９４４またはディスクドライブ９４５から出力された符号化ビットストリームをデコーダ９４７に供給する。
デコーダ９４７は、符号化ビットストリームの復号化処理を行う。デコーダ９４７は、復号処理化を行うことにより生成された映像データをＯＳＤ部９４８に供給する。また、デコーダ９４７は、復号処理化を行うことにより生成された音声データを出力する。
ＯＳＤ部９４８は、項目の選択などのメニュー画面等を表示するための映像データを生成し、それをデコーダ９４７から出力された映像データに重畳して出力する。
制御部９４９には、ユーザインタフェース部９５０が接続されている。ユーザインタフェース部９５０は、操作スイッチやリモートコントロール信号受信部等で構成されており、ユーザ操作に応じた操作信号を制御部９４９に供給する。
制御部９４９は、ＣＰＵやメモリ等を用いて構成されている。メモリは、ＣＰＵにより実行されるプログラムやＣＰＵが処理を行う上で必要な各種のデータを記憶する。メモリに記憶されているプログラムは、記録再生装置９４０の起動時などの所定タイミングでＣＰＵにより読み出されて実行される。ＣＰＵは、プログラムを実行することで、記録再生装置９４０がユーザ操作に応じた動作となるように各部を制御する。
このように構成された記録再生装置では、デコーダ９４７に本願の画像処理装置（画像処理方法）の機能が設けられる。このため、画像の輝度を削減することにより表示部の消費電力を低減する場合に、画質の劣化を抑制することができる。
＜第８実施の形態＞
（撮像装置の構成例）
図１８は、本開示を適用した撮像装置の概略構成を例示している。撮像装置９６０は、被写体を撮像し、被写体の画像を表示部に表示させたり、それを画像データとして、記録媒体に記録する。
撮像装置９６０は、光学ブロック９６１、撮像部９６２、カメラ信号処理部９６３、画像データ処理部９６４、表示部９６５、外部インタフェース部９６６、メモリ部９６７、メディアドライブ９６８、ＯＳＤ部９６９、制御部９７０を有している。また、制御部９７０には、ユーザインタフェース部９７１が接続されている。さらに、画像データ処理部９６４や外部インタフェース部９６６、メモリ部９６７、メディアドライブ９６８、ＯＳＤ部９６９、制御部９７０等は、バス９７２を介して接続されている。
光学ブロック９６１は、フォーカスレンズや絞り機構等を用いて構成されている。光学ブロック９６１は、被写体の光学像を撮像部９６２の撮像面に結像させる。撮像部９６２は、ＣＣＤまたはＣＭＯＳイメージセンサを用いて構成されており、光電変換によって光学像に応じた電気信号を生成してカメラ信号処理部９６３に供給する。
カメラ信号処理部９６３は、撮像部９６２から供給された電気信号に対してニー補正やガンマ補正、色補正等の種々のカメラ信号処理を行う。カメラ信号処理部９６３は、カメラ信号処理後の画像データを画像データ処理部９６４に供給する。
画像データ処理部９６４は、カメラ信号処理部９６３から供給された画像データの符号化処理を行う。画像データ処理部９６４は、符号化処理を行うことにより生成された符号化データを外部インタフェース部９６６やメディアドライブ９６８に供給する。また、画像データ処理部９６４は、外部インタフェース部９６６やメディアドライブ９６８から供給された符号化データの復号化処理を行う。画像データ処理部９６４は、復号化処理を行うことにより生成された画像データを表示部９６５に供給する。また、画像データ処理部９６４は、カメラ信号処理部９６３から供給された画像データを表示部９６５に供給する処理や、ＯＳＤ部９６９から取得した表示用データを、画像データに重畳させて表示部９６５に供給する。
ＯＳＤ部９６９は、記号、文字、または図形からなるメニュー画面やアイコンなどの表示用データを生成して画像データ処理部９６４に出力する。
外部インタフェース部９６６は、例えば、ＵＳＢ入出力端子などで構成され、画像の印刷を行う場合に、プリンタと接続される。また、外部インタフェース部９６６には、必要に応じてドライブが接続され、磁気ディスク、光ディスク等のリムーバブルメディアが適宜装着され、それらから読み出されたコンピュータプログラムが、必要に応じて、インストールされる。さらに、外部インタフェース部９６６は、ＬＡＮやインターネット等の所定のネットワークに接続されるネットワークインタフェースを有する。制御部９７０は、例えば、ユーザインタフェース部９７１からの指示にしたがって、メディアドライブ９６８から符号化データを読み出し、それを外部インタフェース部９６６から、ネットワークを介して接続される他の装置に供給させることができる。また、制御部９７０は、ネットワークを介して他の装置から供給される符号化データや画像データを、外部インタフェース部９６６を介して取得し、それを画像データ処理部９６４に供給したりすることができる。
メディアドライブ９６８で駆動される記録メディアとしては、例えば、磁気ディスク、光磁気ディスク、光ディスク、または半導体メモリ等の、読み書き可能な任意のリムーバブルメディアが用いられる。また、記録メディアは、リムーバブルメディアとしての種類も任意であり、テープデバイスであってもよいし、ディスクであってもよいし、メモリカードであってもよい。もちろん、非接触IC（Integrated Circuit）カード等であってもよい。
また、メディアドライブ９６８と記録メディアを一体化し、例えば、内蔵型ハードディスクドライブやＳＳＤ（Solid State Drive）等のように、非可搬性の記憶媒体により構成されるようにしてもよい。
制御部９７０は、ＣＰＵを用いて構成されている。メモリ部９６７は、制御部９７０により実行されるプログラムや制御部９７０が処理を行う上で必要な各種のデータ等を記憶する。メモリ部９６７に記憶されているプログラムは、撮像装置９６０の起動時などの所定タイミングで制御部９７０により読み出されて実行される。制御部９７０は、プログラムを実行することで、撮像装置９６０がユーザ操作に応じた動作となるように各部を制御する。
このように構成された撮像装置では、画像データ処理部９６４に本願の画像処理装置（画像処理方法）の機能が設けられる。このため、画像の輝度を削減することにより表示部の消費電力を低減する場合に、画質の劣化を抑制することができる。
なお、本明細書に記載された効果はあくまで例示であって限定されるものではなく、他の効果があってもよい。
また、本開示の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
例えば、本開示は、１つの機能をネットワークを介して複数の装置で分担、共同して処理するクラウドコンピューティングの構成をとることができる。
また、上述のフローチャートで説明した各ステップは、１つの装置で実行する他、複数の装置で分担して実行することができる。
さらに、１つのステップに複数の処理が含まれる場合には、その１つのステップに含まれる複数の処理は、１つの装置で実行する他、複数の装置で分担して実行することができる。
なお、本開示は、以下のような構成もとることができる。
（１）
画像の各画素の特徴に基づいて、その画素の輝度の削減量を決定する決定部と、
前記決定部により決定された前記削減量だけ前記画素の輝度を削減する削減部と
を備える画像処理装置。
（２）
前記決定部は、前記画像の表示に関するデータと前記特徴に基づいて前記削減量を決定する
ように構成された
前記（１）に記載の画像処理装置。
（３）
前記画像のAC（Alternating Current）成分を増幅する増幅部
をさらに備え、
前記削減部は、前記増幅部により前記AC成分が増幅された前記画像の前記画素の輝度を前記削減量だけ削減する
ように構成された
前記（１）または（２）に記載の画像処理装置。
（４）
前記増幅部は、前記画像の表示に関するデータに基づくゲインで前記AC成分を増幅する
ように構成された
前記（３）に記載の画像処理装置。
（５）
前記増幅部は、２次微分フィルタを用いて前記AC成分を増幅する
ように構成された
前記（３）または（４）に記載の画像処理装置。
（６）
前記増幅部は、前記画像の２次微分の極性に基づいて前記AC成分を増幅する
ように構成された
前記（３）または（４）に記載の画像処理装置。
（７）
前記増幅部は、前記画像の１次微分の波形に基づいて前記AC成分を増幅する
ように構成された
前記（３）または（４）に記載の画像処理装置。
（８）
前記削減部は、動作モードに応じて前記削減を行う
ように構成された
前記（１）乃至（７）のいずれかに記載の画像処理装置。
（９）
前記画像の各画素の特徴を抽出する抽出部
をさらに備え、
前記決定部は、前記抽出部により抽出された前記画像の各画素の特徴に基づいて、その画素の前記削減量を決定する
ように構成された
前記（１）乃至（８）のいずれかに記載の画像処理装置。
（１０）
画像処理装置が、
画像の各画素の特徴に基づいて、その画素の輝度の削減量を決定する決定ステップと、
前記決定ステップの処理により決定された前記削減量だけ前記画素の輝度を削減する削減ステップと
を含む画像処理方法。
（１１）
コンピュータを、
画像の各画素の特徴に基づいて、その画素の輝度の削減量を決定する決定部と、
前記決定部により決定された前記削減量だけ前記画素の輝度を削減する削減部と
して機能させるためのプログラム。
１０ 画像処理装置， １１ 抽出部， １２ 決定部， １３ 削減部， ３１ 増幅部， ５０ 画像処理装置

Claims (10)

  1. 画像の各画素の特徴に基づいて、その画素の輝度の削減量を、輝度の変化が目立つのを抑制するように、または、輝度の削減による局所のコントラストの低下を抑制するように決定するとともに、輝度の変化の目立ちにくい前記画素ほど前記削減量が大きくなるように決定する決定部と、
    前記画像のAC（Alternating Current）成分を増幅する増幅部と、
    前記決定部により決定された前記削減量だけ、前記増幅部により前記AC成分が増幅された前記画像の前記画素の輝度を削減する削減部と
    を備え、
    前記増幅部は、出力画像の最高輝度が入力画像の最高輝度に比べて大きくなるように増幅する
    画像処理装置。
  2. 前記決定部は、前記画像の表示に関するデータと前記特徴に基づいて前記削減量を決定する
    ように構成された
    請求項１に記載の画像処理装置。
  3. 前記増幅部は、前記画像の表示に関するデータに基づくゲインで前記AC成分を増幅する
    ように構成された
    請求項１に記載の画像処理装置。
  4. 前記増幅部は、２次微分フィルタを用いて前記AC成分を増幅する
    ように構成された
    請求項１に記載の画像処理装置。
  5. 前記増幅部は、前記画像の２次微分の極性に基づいて前記AC成分を増幅する
    ように構成された
    請求項１に記載の画像処理装置。
  6. 前記増幅部は、前記画像の１次微分の波形に基づいて前記AC成分を増幅する
    ように構成された
    請求項１に記載の画像処理装置。
  7. 前記削減部は、動作モードに応じて前記削減を行う
    ように構成された
    請求項１に記載の画像処理装置。
  8. 前記画像の各画素の特徴を抽出する抽出部
    をさらに備え、
    前記決定部は、前記抽出部により抽出された前記画像の各画素の特徴に基づいて、その画素の前記削減量を決定する
    ように構成された
    請求項１に記載の画像処理装置。
  9. 画像処理装置が、
    画像の各画素の特徴に基づいて、その画素の輝度の削減量を、輝度の変化が目立つのを抑制するように、または、輝度の削減による局所のコントラストの低下を抑制するように決定するとともに、輝度の変化の目立ちにくい前記画素ほど前記削減量が大きくなるように決定する決定ステップと、
    前記画像のAC（Alternating Current）成分を増幅する増幅ステップと、
    前記決定ステップの処理により決定された前記削減量だけ、前記AC成分が増幅された前記画像の前記画素の輝度を削減する削減ステップと
    を実行し、
    出力画像の最高輝度が入力画像の最高輝度に比べて大きくなるように増幅する
    画像処理方法。
  10. コンピュータを、
    画像の各画素の特徴に基づいて、その画素の輝度の削減量を、輝度の変化が目立つのを抑制するように、または、輝度の削減による局所のコントラストの低下を抑制するように決定するとともに、輝度の変化の目立ちにくい前記画素ほど前記削減量が大きくなるように決定する決定部と、
    前記画像のAC（Alternating Current）成分を増幅する増幅部と、
    前記決定部により決定された前記削減量だけ、前記増幅部により前記AC成分が増幅された前記画像の前記画素の輝度を削減する削減部と
    して機能させ、
    前記増幅部は、出力画像の最高輝度が入力画像の最高輝度に比べて大きくなるように増幅する
    ためのプログラム。
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