JP7257768B2 - Image processing device, its control method, and program - Google Patents

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Description

本発明は、画像処理装置およびその制御方法ならびにプログラムに関する。 The present invention relates to an image processing apparatus, its control method, and a program.

近年、ディスプレイの表示輝度が高くなることに伴い、これまで圧縮されていた高輝度側の階調を、より見た目に近い階調で再現可能な画像を取得するHDR(ハイダイナミックレンジ)カメラシステムが提案されている。HDRカメラシステムでは、画像を出力する際の伝達関数として使用されるOETF(Opto-electronic transfer function、光電気伝達関数)が用いられる。OETFカーブは、HDRモニタで取り扱うHDR規格のST2084等に記載されたEOTF(Electro-optical transfer function、電気光伝達関数)特性に対し、逆特性を示すカーブである。HDRカメラシステムにおいて、撮影された画像にOETFカーブを用いた変換処理(以降、ガンマ処理ともいう)を施すことにより、HDRモニタで高輝度側の階調を表示することができる。 In recent years, as the display brightness of displays has increased, HDR (high dynamic range) camera systems have become available that can reproduce images with gradations that are closer to the human eye, instead of the previously compressed gradations on the high-brightness side. Proposed. An HDR camera system uses an OETF (Opto-electronic transfer function) that is used as a transfer function when outputting an image. The OETF curve is a curve that shows the reverse characteristics of the EOTF (Electro-optical transfer function) characteristics described in ST2084 or the like of the HDR standard handled by HDR monitors. In an HDR camera system, by subjecting a captured image to conversion processing using an OETF curve (hereinafter also referred to as gamma processing), it is possible to display gradations on the high-luminance side on an HDR monitor.

HDRカメラシステムでは、HDRモニタの高輝度出力を活用した階調補正を行うことが望まれるが、上述のOETFカーブは視覚特性を考慮したカーブとなっているため、高輝度側の信号は少ない階調数で出力される。そのため、ガンマ処理を行った後にシーンに応じた階調補正を行うのは適切ではない。一方、ガンマ処理を行う前の段階で階調補正を行う場合、入力側のカメラの露出と、出力するD(ダイナミック)レンジに対応するOETFカーブとの両方を考慮して階調補正の特性を作成する必要があるため、処理が複雑化する課題があった。 In an HDR camera system, it is desirable to perform gradation correction that utilizes the high luminance output of an HDR monitor. Output in tonality. Therefore, it is not appropriate to perform gradation correction according to the scene after performing gamma processing. On the other hand, when gradation correction is performed before gamma processing, the characteristics of gradation correction are determined by considering both the exposure of the input camera and the OETF curve corresponding to the output D (dynamic) range. Since it is necessary to create it, there was a problem that the processing was complicated.

このような課題に対し、特許文献1には、ガンマカーブを予め複数持っておき、撮影シーンの被写体領域の明暗差に応じて複数のガンマカーブから補間して生成したカーブをガンマ処理に適用する技術が開示されている。 In order to solve such a problem, Patent Document 1 discloses that a plurality of gamma curves are prepared in advance, and a curve generated by interpolating from the plurality of gamma curves according to the brightness difference of the subject area of the shooting scene is applied to the gamma processing. Techniques are disclosed.

特開2014-121019号公報JP 2014-121019 A

しかしながら、特許文献1で開示される技術では、階調補正を含めたガンマカーブを被写体領域の明暗(単にシーンともいう)に応じて動的に変化させるため、色処理やエッジ強調処理などの現像処理もガンマカーブに合わせて調整する必要があった。また、予め用意した複数のガンマカーブをもとに補間して階調補正に最適な特性を生成するには限界があり、マッピングの操作性を向上させるためには、より多くのガンマカーブを用意する必要がある。 However, in the technique disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-200010, since the gamma curve including the gradation correction is dynamically changed according to the brightness of the subject area (simply referred to as the scene), development such as color processing and edge enhancement processing is required. Processing also had to be adjusted according to the gamma curve. In addition, there is a limit to generating optimal characteristics for gradation correction by interpolating based on multiple gamma curves prepared in advance. There is a need to.

本発明は、上記課題に鑑みてなされ、その目的は、予め用意するデータ量や調整する項目を増大させることなく、ガンマカーブによるガンマ処理や階調補正処理をより簡便な方法で実現することである。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to implement gamma processing and gradation correction processing using a gamma curve in a simpler manner without increasing the amount of data to be prepared in advance or items to be adjusted. be.

この課題を解決するため、例えば本発明の画像処理装置は以下の構成を備える。すなわち、入力画像の信号を正規化する正規化特性を決定する第1決定手段と、画像の階調を補正する階調補正特性を決定する第2決定手段と、決定された前記正規化特性と前記階調補正特性とを用いて、前記入力画像に階調補正処理を行う補正処理手段と、前記階調補正処理のなされた画像に予め定められたガンマ特性を適用するガンマ処理手段と、を有し、前記予め定められたガンマ特性は、所定のダイナミックレンジの範囲で信号を出力するように構成された所定のガンマ特性に対して、基準の信号よりも高輝度の信号では該所定のガンマ特性の出力よりも広いダイナミックレンジの信号を出力するように構成されており、前記第1決定手段は、前記入力画像の信号のダイナミックレンジに対応する前記所定のガンマ特性に基づいて前記正規化特性を決定し、前記ガンマ処理手段は、前記入力画像のダイナミックレンジが異なる場合であっても同一の前記予め定められたガンマ特性を用いる、ことを特徴とする。 In order to solve this problem, for example, the image processing apparatus of the present invention has the following configuration. That is, a first determining means for determining a normalization characteristic for normalizing a signal of an input image, a second determining means for determining a gradation correction characteristic for correcting the gradation of the image, and the determined normalization characteristic. correction processing means for performing gradation correction processing on the input image using the gradation correction characteristics; and gamma processing means for applying predetermined gamma characteristics to the image subjected to the gradation correction processing. wherein the predetermined gamma characteristic is configured to output a signal within a predetermined dynamic range, and the predetermined gamma characteristic is obtained for a signal having a luminance higher than that of the reference signal. and outputting a signal with a wider dynamic range than the output of the characteristic, wherein the first determining means determines the normalized characteristic based on the predetermined gamma characteristic corresponding to the dynamic range of the signal of the input image. and the gamma processing means uses the same predetermined gamma characteristic even when the dynamic ranges of the input images are different.

本発明によれば、予め用意するデータ量や調整する項目を増大させることなく、ガンマカーブによるガンマ処理や階調補正処理をより簡便な方法で実現することが可能になる。 According to the present invention, gamma processing and gradation correction processing using a gamma curve can be realized by a simpler method without increasing the amount of data to be prepared in advance or items to be adjusted.

実施形態1におけるデジタルカメラの機能構成例を示すブロック図2 is a block diagram showing an example of the functional configuration of the digital camera according to the first embodiment; FIG. 実施形態1における画像処理部の機能構成例を示すブロック図3 is a block diagram showing an example of the functional configuration of an image processing unit according to the first embodiment; FIG. 実施形態1における画像処理部による一連の動作を示すフローチャート4 is a flowchart showing a series of operations by an image processing unit according to the first embodiment; 本実施形態1における正規化特性について説明する図FIG. 4 is a diagram for explaining normalization characteristics in the first embodiment; 実施形態1における正規化処理後の信号を入力にした階調補正特性について説明する図FIG. 4 is a diagram for explaining gradation correction characteristics obtained by inputting a signal after normalization processing according to the first embodiment; 実施形態1におけるガンマ特性について説明する図FIG. 4 is a diagram for explaining gamma characteristics according to the first embodiment; 実施形態2における画像処理部の機能構成例を示すブロック図FIG. 11 is a block diagram showing an example of the functional configuration of an image processing unit according to the second embodiment; 実施形態2における画像処理部による一連の動作を示すフローチャート8 is a flowchart showing a series of operations by an image processing unit according to the second embodiment; 実施形態2における正規化処理後の信号を入力にした階調補正特性について説明する図FIG. 11 is a diagram for explaining tone correction characteristics using a signal after normalization processing in the second embodiment as an input; 階調補正特性の一例について説明する図Diagram for explaining an example of gradation correction characteristics 入力画像のDレンジと、HDRモニタに対応するEOTFカーブの関係について説明した図Diagram explaining the relationship between the D range of the input image and the EOTF curve corresponding to the HDR monitor

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、撮像した画像信号を階調変換することが可能なデジタルカメラを例に説明する。しかし、以下の実施形態は、デジタルカメラに限らず、撮像した画像を階調変換することが可能な他の電子機器にも適用可能である。これらの電子機器には、例えばスマートフォンを含む携帯電話機、ゲーム機、タブレット端末、時計型や眼鏡型の情報端末、医療機器、監視システムや車載用システムの機器などが含まれてよい。また、以下の実施形態は、撮像する手段を備えておらず、外部で撮像された画像を取得して階調変換を適用することが可能な、パーソナルコンピュータやディスプレイ装置等の電子機器にも適用可能である。 Exemplary embodiments of the invention will now be described in detail with reference to the drawings. As an example of an image processing apparatus, a digital camera capable of tone-converting a captured image signal will be described below. However, the following embodiments are applicable not only to digital cameras but also to other electronic devices capable of tone-converting captured images. These electronic devices may include, for example, mobile phones including smartphones, game machines, tablet terminals, watch-type and eyeglass-type information terminals, medical devices, monitoring systems, and equipment for in-vehicle systems. In addition, the following embodiments are also applicable to electronic devices such as personal computers and display devices that do not have means for capturing an image and that can acquire an image captured externally and apply gradation conversion. It is possible.

(階調補正の概要)
まず、以下で説明する階調補正の概要について図10を参照して説明する。図10(a)~(d)は、階調補正特性を示しており、横軸は入力画像の明るさを絶対輝度で表現した値を示し、縦軸は出力画像を表示したときの明るさを絶対輝度で表現した値を示している。また、太線で示されたカーブ1003~1006が入力画像から出力画像を生成するための階調補正特性を表している。
(Outline of gradation correction)
First, the outline of tone correction described below will be described with reference to FIG. 10A to 10D show the gradation correction characteristics, the horizontal axis represents the brightness of the input image expressed in terms of absolute luminance, and the vertical axis represents the brightness when the output image is displayed. is expressed in terms of absolute luminance. Curves 1003 to 1006 indicated by thick lines represent gradation correction characteristics for generating an output image from an input image.

例えば、従来の階調補正処理では、図10(a)の様に、コントラスト補正で一般的に使用されるS字カーブにおいて、1001の様に高輝度領域と低輝度領域で階調圧縮が発生する領域があった。しかしながら、HDRモニタによって高輝度の階調表現が可能になってくると、図10(b)のカーブ1004の様に出力の明るさを伸ばす(高輝度側の階調数を増加させる)ことによって階調圧縮を減らした階調補正処理が可能となる。図10(c)のようなハイライト・シャドウ補正で使用される一般的な逆S字特性の場合においても、同様である。中間輝度域1002の様に階調圧縮によってコントラストが低下していた領域について、図10(d)に示す階調補正特性の様に出力の明るさを伸ばすことによって階調圧縮を減らした階調補正処理が可能となる。この様に、出力の明るさを伸ばす(階調数を増加させる)ことを念頭においた階調補正特性を生成して階調圧縮を出来る限り発生させない階調補正処理を実施する。 For example, in conventional gradation correction processing, as shown in FIG. There was an area to However, when high-luminance gradation expression becomes possible with HDR monitors, by extending the brightness of the output (increasing the number of gradations on the high-luminance side) as shown by the curve 1004 in FIG. Gradation correction processing with reduced gradation compression becomes possible. The same applies to the general reverse S-shaped characteristic used in highlight/shadow correction as shown in FIG. 10(c). For a region such as the intermediate luminance region 1002 where the contrast has been reduced due to the gradation compression, the gradation in which the gradation compression is reduced by extending the brightness of the output like the gradation correction characteristic shown in FIG. Correction processing becomes possible. In this way, the gradation correction characteristic is generated in consideration of extending the brightness of the output (increasing the number of gradations), and the gradation correction processing is performed so as not to cause the gradation compression as much as possible.

このような処理を実施するためには、出力の明るさを伸ばすEOTFカーブ(すなわち明るさの階調数が増大したガンマ特性)をガンマ処理で適用する必要がある。しかしながら、図11に示すような入力画像のDレンジに合わせたEOTFカーブを変化させるだけでなく、前述の理由により入力画像のDレンジに合わせた階調補正処理をガンマ処理より前で実施することが望ましい。しかし、このようにするためには、作成したEOTFカーブを逆算して階調補正特性を生成する処理をシーン毎に実施する必要があり、制御が複雑化してしまう。従って、以下の実施形態では、EOTFカーブをシーンや入力画像のDレンジに応じて変更することなく、階調補正処理の制御だけで出力の明るさを伸ばす処理を実現する。 In order to perform such processing, it is necessary to apply an EOTF curve that extends the brightness of the output (that is, a gamma characteristic with an increased number of brightness gradations) in the gamma processing. However, in addition to changing the EOTF curve that matches the D range of the input image as shown in FIG. is desirable. However, in order to do so, it is necessary to perform processing for generating gradation correction characteristics by calculating back the created EOTF curve for each scene, which complicates control. Therefore, in the following embodiments, the process of extending the brightness of the output is realized only by controlling the gradation correction process without changing the EOTF curve according to the scene or the D range of the input image.

(実施形態1)
実施形態1に係る具体的な例について説明する。実施形態1は、ガンマ処理で使用するEOTFカーブを出力できる上限値まで伸ばしたカーブに固定し、入力画像のDレンジと当該ガンマ処理に対応した正規化特性と、シーンに応じた階調補正特性を各々決定し、階調補正処理をガンマ処理の前段で実施する。
(Embodiment 1)
A specific example according to the first embodiment will be described. In the first embodiment, the EOTF curve used in gamma processing is fixed to a curve extended to the upper limit value that can be output, normalization characteristics corresponding to the D range of the input image and the gamma processing, and gradation correction characteristics according to the scene. are determined respectively, and gradation correction processing is performed before gamma processing.

(デジタルカメラの構成)
次に、図1を参照して、本実施形態のデジタルカメラ100の機能構成例について説明する。図1において、撮像レンズ103は、ズームレンズ、フォーカスレンズ、シフトレンズを含むレンズ群を構成し、被写体像を撮像部22の撮像面に結像させる。絞り101は、光量調整に使用する絞りである。ND(Neutral Density)フィルタ104は減光用に使用するフィルタを有する。撮像部22は、光学像を電気信号に変換するCCDやCMOS素子等で構成される撮像素子を有する。また、撮像部22は、電子シャッターによる撮像素子の電荷蓄積の制御や、アナログゲインの変更、読み出し速度の変更などの機能も備え、R,G,Bの3成分を画素ごとに含むアナログ画像信号を出力する。A/D変換器23は、撮像部22から出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換する。バリア102は、デジタルカメラ100の、撮像レンズ103を含む撮像系を覆うことにより、撮像レンズ103、絞り101、撮像部22を含む撮像系の汚れや破損を防止する。
(Configuration of digital camera)
Next, a functional configuration example of the digital camera 100 of this embodiment will be described with reference to FIG. In FIG. 1 , the imaging lens 103 constitutes a lens group including a zoom lens, a focus lens, and a shift lens, and forms a subject image on the imaging surface of the imaging unit 22 . A diaphragm 101 is a diaphragm used for adjusting the amount of light. An ND (Neutral Density) filter 104 has a filter used for dimming. The image pickup unit 22 has an image pickup element configured by a CCD, a CMOS element, or the like that converts an optical image into an electric signal. The image pickup unit 22 also has functions such as control of charge accumulation in the image pickup device by an electronic shutter, change of analog gain, and change of readout speed. to output The A/D converter 23 converts the analog signal output from the imaging section 22 into a digital signal. The barrier 102 covers the imaging system including the imaging lens 103 of the digital camera 100 to prevent the imaging system including the imaging lens 103, the diaphragm 101, and the imaging unit 22 from being soiled or damaged.

画像処理部24は、A/D変換器23から出力される、R,G,Bの3成分を画素ごとに含むデジタル画像信号(単に画像データともいう)に対し、後述する階調補正に係る画像処理を施して、R,G,Bの3成分を含む階調変換後の画像データを出力する。また、撮像された画像データに基づく所定の演算処理を行い、演算結果を制御部50に送信する。制御部50は、送信された演算結果に基づいて、例えば露出制御、測距制御、ホワイトバランス制御等を行う。これにより、TTL(スルー・ザ・レンズ)方式のAF(オートフォーカス)処理、AE(自動露出)処理、AWB(オートホワイトバランス)処理等が行われる。 The image processing unit 24 processes a digital image signal (simply referred to as image data) containing three components of R, G, and B for each pixel, which is output from the A/D converter 23. Image processing is performed to output image data after gradation conversion including three components of R, G, and B. Further, it performs predetermined arithmetic processing based on the captured image data, and transmits the arithmetic result to the control unit 50 . The control unit 50 performs, for example, exposure control, ranging control, white balance control, etc., based on the transmitted calculation result. As a result, TTL (through-the-lens) AF (autofocus) processing, AE (automatic exposure) processing, AWB (automatic white balance) processing, and the like are performed.

ジャイロ40は、手振れなどによるデジタルカメラ100の動きや姿勢変化を検出する。制御部50は、ジャイロ40が検出した動き等に基づいて、撮像レンズ103のシフトレンズを動作させるか、もしくは画像処理部24で画像をずらすことで像振れ補正を行う。 The gyro 40 detects movements and posture changes of the digital camera 100 due to camera shake and the like. Based on the movement detected by the gyro 40, the control unit 50 operates the shift lens of the imaging lens 103 or shifts the image by the image processing unit 24, thereby correcting the image blur.

メモリ制御部15は、メモリ32へのデータの書き込みやメモリ32からのデータの読み出しを制御する。例えば、メモリ制御部15は、A/D変換器23からの出力データを直接、或いは画像処理部24を介してメモリ32に書き込む。 The memory control unit 15 controls writing of data to the memory 32 and reading of data from the memory 32 . For example, the memory control unit 15 writes output data from the A/D converter 23 directly or via the image processing unit 24 to the memory 32 .

メモリ32は、撮像部22によって撮像されてA/D変換器23によりデジタルデータに変換された画像データや、表示部28に表示するための画像データを格納する。メモリ32は、所定時間の動画像および音声を格納するのに十分な記憶容量を備えている。また、メモリ32は、画像表示用のメモリ(ビデオメモリ)を兼ねている。 The memory 32 stores image data captured by the imaging unit 22 and converted into digital data by the A/D converter 23 and image data to be displayed on the display unit 28 . The memory 32 has a storage capacity sufficient to store a predetermined amount of time of video and audio. The memory 32 also serves as an image display memory (video memory).

D/A変換器13は、メモリ32に格納されている画像表示用のデータをアナログ信号に変換して表示部28に供給する。このようにして、メモリ32に書き込まれた表示用の画像データは、D/A変換器13を介して表示部28により表示される。表示部28は、LCD等によって構成される表示器を含み、表示器上に、D/A変換器13からのアナログ信号に応じた表示を行う。撮像部22から出力された画像信号をA/D変換器23やメモリ制御部15を介して表示部28に逐次表示することで、電子ビューファインダが実現され、スルー画像表示を行うことができる。なお、表示部28は、必ずしもデジタルカメラ100に含まれなくてもよい。表示部28がデジタルカメラ100に含まれない場合であっても、デジタルカメラ100は当該表示部に表示させる画像又は表示内容を制御するための表示制御手段(例えば制御部50)を有していればよい。 The D/A converter 13 converts image display data stored in the memory 32 into an analog signal and supplies the analog signal to the display unit 28 . The image data for display written in the memory 32 in this manner is displayed on the display section 28 via the D/A converter 13 . The display unit 28 includes a display configured by an LCD or the like, and displays on the display according to the analog signal from the D/A converter 13 . By sequentially displaying the image signals output from the imaging unit 22 on the display unit 28 via the A/D converter 23 and the memory control unit 15, an electronic viewfinder is realized and through image display can be performed. Note that the display unit 28 does not necessarily have to be included in the digital camera 100 . Even if the display unit 28 is not included in the digital camera 100, the digital camera 100 may have display control means (for example, the control unit 50) for controlling an image or display content to be displayed on the display unit. Just do it.

不揮発性メモリ56は、電気的に消去・記録可能なメモリであり、例えばEEPROMが用いられる。不揮発性メモリ56には、制御部50の動作用の定数、プログラム等が記憶される。 The non-volatile memory 56 is an electrically erasable/recordable memory, such as an EEPROM. The nonvolatile memory 56 stores constants, programs, etc. for the operation of the control unit 50 .

制御部50は、CPU或いはMPUを含み、プログラムをシステムメモリ52に展開、実行されることにより、デジタルカメラ100全体の動作を制御する。システムメモリ52には、制御部50の動作用の定数、変数、不揮発性メモリ56から読み出したプログラム等が展開される。また、制御部50はメモリ32、D/A変換器13、表示部28等を制御することにより表示制御も行う。制御部50が画像処理部24の機能を兼ね備え、画像処理部24の代わりに各種画像処理に係る演算を行ってもよい。システムタイマー53は、デジタルカメラ100における各種制御に用いる時間や、内蔵された時計の時間を計測する計時部である。 The control unit 50 includes a CPU or MPU, and controls the overall operation of the digital camera 100 by loading and executing programs in the system memory 52 . In the system memory 52, constants and variables for operation of the control unit 50, programs read from the nonvolatile memory 56, and the like are developed. The control unit 50 also performs display control by controlling the memory 32, the D/A converter 13, the display unit 28, and the like. The control unit 50 may also have the function of the image processing unit 24 and perform calculations related to various image processing instead of the image processing unit 24 . The system timer 53 is a time measuring unit that measures the time used for various controls in the digital camera 100 and the time of the built-in clock.

モード切替スイッチ60、録画スイッチ61、操作部70は、制御部50に各種の動作指示を入力するための操作手段である。モード切替スイッチ60は、制御部50の動作モードを、動画記録モード、静止画記録モード、再生モード等のいずれかに切り替えるためのユーザからの操作指示を受け付ける。動画記録モードや静止画記録モードに含まれるモードとして、オート撮影モード、オートシーン判定モード、マニュアルモード、撮影シーン別の撮影設定となる各種シーンモード、プログラムAEモード、カスタムモード等がある。モード切替スイッチ60を操作することにより、動画撮影モードに含まれるこれらのモードのいずれかに直接切り替えることができる。あるいは、モード切替スイッチ60で動画撮影モードに一旦切り替えた後に、動画撮影モードに含まれるこれらのモードのいずれかに、他の操作部材を用いて切り替えるようにしてもよい。録画スイッチ61は、撮影待機状態と撮影状態とを切り替えるための操作指示を受け付ける。制御部50は、録画スイッチ61がONされると、撮像部22からの信号読み出しから記録媒体200への動画データの書込みまでの一連の動作を開始する。 A mode changeover switch 60 , a recording switch 61 , and an operation section 70 are operation means for inputting various operation instructions to the control section 50 . The mode changeover switch 60 receives an operation instruction from the user for switching the operation mode of the control unit 50 to any one of a moving image recording mode, a still image recording mode, a reproduction mode, and the like. Modes included in the moving image recording mode and the still image recording mode include an auto shooting mode, an automatic scene determination mode, a manual mode, various scene modes that provide shooting settings for each shooting scene, a program AE mode, a custom mode, and the like. By operating the mode changeover switch 60, it is possible to directly switch to any one of these modes included in the moving image shooting mode. Alternatively, after once switching to the moving image shooting mode with the mode switching switch 60, it may be switched to any of these modes included in the moving image shooting mode using another operation member. The recording switch 61 receives an operation instruction for switching between a shooting standby state and a shooting state. When the recording switch 61 is turned on, the control section 50 starts a series of operations from reading signals from the imaging section 22 to writing moving image data to the recording medium 200 .

操作部70の各操作部材は、表示部28に表示される種々の機能アイコンを選択操作することなどにより、場面ごとに適宜機能が割り当てられ、各種機能ボタンとして動作する。機能ボタンとしては、例えば終了ボタン、戻るボタン、画像送りボタン、ジャンプボタン、絞り込みボタン、属性変更ボタン等を含む。例えば、メニューボタンが押されると各種の設定可能なメニュー画面が表示部28に表示される。ユーザは、表示部28に表示されたメニュー画面と、上下左右4方向の十字キーやSETボタンを用いて直感的に各種設定を行うことができる。また、操作部70は、タッチパネルを含んでもよい。 Each operation member of the operation unit 70 is appropriately assigned a function for each scene by selecting and operating various function icons displayed on the display unit 28, and operates as various function buttons. The function buttons include, for example, an end button, a return button, an image forward button, a jump button, a narrowing down button, an attribute change button, and the like. For example, when the menu button is pressed, a menu screen on which various settings can be made is displayed on the display unit 28 . The user can intuitively perform various settings by using the menu screen displayed on the display unit 28, four-way four-direction cross keys, and the SET button. Moreover, the operation unit 70 may include a touch panel.

電源制御部80は、電池検出回路、DC-DCコンバータ、通電するブロックを切り替えるスイッチ回路等により構成され、電池の装着の有無、電池の種類、電池残量の検出を行う。また、電源制御部80は、その検出結果及び制御部50の指示に基づいてDC-DCコンバータを制御し、必要な電圧を必要な期間、記録媒体200を含む各部へ供給する。電源部30は、例えば、アルカリ電池やリチウム電池などの一次電池やNiCd電池やNiMH電池、Liイオン電池などの二次電池、ACアダプター等からなる。 The power supply control unit 80 includes a battery detection circuit, a DC-DC converter, a switch circuit for switching blocks to be energized, and the like, and detects whether or not a battery is installed, the type of battery, and the remaining amount of the battery. Also, the power supply control unit 80 controls the DC-DC converter based on the detection results and instructions from the control unit 50, and supplies necessary voltage to each unit including the recording medium 200 for a necessary period. The power supply unit 30 includes, for example, a primary battery such as an alkaline battery or a lithium battery, a secondary battery such as a NiCd battery, a NiMH battery, or a Li ion battery, an AC adapter, or the like.

I/F18は、メモリカードやハードディスク等の記録媒体200や、外部表示装置300とのインターフェースであり、デジタルカメラ100からの所定のデータを外部表示装置300等に出力するための出力手段として機能する。記録媒体200は、撮影された画像を記録するためのメモリカード等の記録媒体であり、半導体メモリや磁気ディスク等から構成される。なお、記録媒体200は、着脱可能に構成されてよい。 The I/F 18 is an interface with a recording medium 200 such as a memory card or hard disk and an external display device 300, and functions as output means for outputting predetermined data from the digital camera 100 to the external display device 300 or the like. . A recording medium 200 is a recording medium such as a memory card for recording captured images, and is composed of a semiconductor memory, a magnetic disk, or the like. Note that the recording medium 200 may be configured to be detachable.

外部表示装置300は、例えば高輝度の階調表現が可能なHDRモニタを含み、撮像系を通って撮像された後に画像処理部24によって処理された画像データをI/F18から受け取って画像データを表示する。 The external display device 300 includes, for example, an HDR monitor capable of high-luminance gradation expression, receives image data processed by the image processing unit 24 after being imaged through the imaging system from the I / F 18, and outputs the image data. indicate.

(画像処理部の構成及び階調変換処理に係る一連の動作)
次に、図2及び図3を参照して、本実施形態に係る画像処理部24の構成と階調変換処理に係る一連の動作について説明する。上述したように、画像処理部24は、R,G,Bの3成分で構成された画像データ(入力画像)を入力して画像処理を施し、画像データ(出力画像)を出力する。画像処理部24は、図2に示すように、正規化特性決定部201、正規化処理部202、階調補正特性決定部203、階調補正処理部204、及び、ガンマ処理部205を含む。なお、図2には、画像処理部24が含む本実施形態に係る主要な構成のみを開示しているが、他の構成、例えばAFを実行するための構成など他の機能を発揮するための構成を含み得る。また、以下の説明では、画像処理部24は、ハードウェアによって構成されている場合を例に説明する。しかし、画像処理部24がCPUやGPUなどのプログラマブルプロセッサで構成され、内部の不揮発性メモリ(不図示)からプログラムを内部の揮発性メモリ(不図示)に展開、実行することにより画像処理部24の機能を実現してもよい。図2に示す各構成の説明は、以下の図3を参照して説明する画像処理部24の一連の動作の説明において合わせて説明する。
(Configuration of image processing unit and a series of operations related to gradation conversion processing)
Next, with reference to FIGS. 2 and 3, the configuration of the image processing unit 24 according to the present embodiment and a series of operations related to gradation conversion processing will be described. As described above, the image processing unit 24 receives image data (input image) composed of three components of R, G, and B, performs image processing, and outputs image data (output image). The image processing unit 24 includes a normalization characteristic determination unit 201, a normalization processing unit 202, a gradation correction characteristic determination unit 203, a gradation correction processing unit 204, and a gamma processing unit 205, as shown in FIG. Note that FIG. 2 discloses only the main configuration related to the present embodiment included in the image processing unit 24, but other configurations, such as a configuration for executing AF, for exhibiting other functions. configuration. Also, in the following description, the image processing unit 24 will be described as an example in which it is configured by hardware. However, the image processing unit 24 is composed of a programmable processor such as a CPU or GPU, and a program is developed from an internal non-volatile memory (not shown) to an internal volatile memory (not shown) and executed. may implement the function of Description of each configuration shown in FIG. 2 will be made together with description of a series of operations of the image processing unit 24 described below with reference to FIG.

S301では、正規化特性決定部201は、別途後述する後段のガンマ処理で用いるEOTF特性と入力画像のDレンジとに応じて、入力画像の信号を正規化するための正規化特性を決定する。この正規化特性は、入力画像のDレンジが変化しても、後段において固定したEOTF特性を用いてガンマ処理を行えるように、入力画像の信号値を変換する特性を持つ。本実施形態に係る正規化特性は、例えば図4に示すようになる。ここで、図4の横軸は入力画像の信号値を表し、縦軸は正規化済の出力値を表している。正規化特性401、402、403は、それぞれ、入力画像のDレンジが100%の時、200%の時、400%の時に対応する正規化特性を示している。なお、本実施形態では、デジタルカメラ100を用いて適正露出で撮影した際の入力画像のDレンジを100%としており、200%、400%は、適正露出からそれぞれ1段、2段露出をアンダーにして撮影した入力画像のDレンジを表している。 In S301, the normalization characteristic determination unit 201 determines a normalization characteristic for normalizing the signal of the input image according to the EOTF characteristic and the D range of the input image, which are used in later-stage gamma processing, which will be described later. This normalization characteristic has the characteristic of converting the signal value of the input image so that gamma processing can be performed using the fixed EOTF characteristic at the later stage even if the D range of the input image changes. The normalized characteristics according to this embodiment are as shown in FIG. 4, for example. Here, the horizontal axis of FIG. 4 represents the signal value of the input image, and the vertical axis represents the normalized output value. Normalization characteristics 401, 402, and 403 indicate normalization characteristics corresponding to the D range of the input image being 100%, 200%, and 400%, respectively. Note that in the present embodiment, the D range of the input image when the digital camera 100 is used to shoot with proper exposure is set to 100%. The D-range of the input image shot with .

図4に示すように、正規化特性は出力値が基準信号値(基準白)Tの部分までは直線の特性を持ち、基準信号値Tよりも高い信号値は徐々に曲線になっていく特性を持つ。Dレンジ100%の場合の正規化特性401は、入力値の大きさが基準信号値Tまではそのままの信号値を出力する傾き1倍の直線の特性を有する。一方、基準信号値Tよりも高い信号値は入力値が最大値である信号値MAXDレンジ100%の最大値を示したMAX_100に向かっていく特性を持つ。また、Dレンジ200%の場合の正規化特性402は、入力値の大きさが基準信号値T/2までは傾き2倍の直線の特性を有する。一方、基準信号値T/2よりも高い信号値は入力値が最大値である信号値MAXでDレンジ200%の最大値を示したMAX_200になる特性を持つ。ここで、MAX_200はMAX_100より高い信号値である。同様に、Dレンジ400%の時の正規化特性303は、入力値の大きさが基準信号値T/4までは傾き4倍の直線の特性を有する。一方、基準信号値T/4よりも高い信号値は入力値が最大値である信号値MAXでDレンジ400%の最大値を示したMAX_400になる特性を持つ。ここで、MAX_400はMAX_200より高い信号値である。本実施形態ではDレンジ400%を出力画像の最大値としているため、入力値が最大値である信号値MAXとDレンジ400%の最大値を示したMAX_400は同じ値となる。正規化特性決定部201は、このような正規化特性を入力画像のDレンジに応じて選択する。すなわち、入力画像の信号のDレンジに対応する所定のEOTF特性に基づいて正規化特性を決定する。 As shown in FIG. 4, the normalization characteristic has a linear characteristic until the output value reaches the reference signal value (reference white) T, and the signal value higher than the reference signal value T gradually becomes a curve. have. The normalization characteristic 401 in the case of the D range of 100% has a straight line characteristic with a slope of 1 that outputs the signal value as it is until the magnitude of the input value reaches the reference signal value T. FIG. On the other hand, the signal value higher than the reference signal value T has the characteristic that it tends toward MAX_100, which indicates the maximum value of the signal value MAXD range 100% where the input value is the maximum value. Also, the normalization characteristic 402 in the case of the D range of 200% has a straight line characteristic with a double slope until the magnitude of the input value reaches the reference signal value T/2. On the other hand, the signal value higher than the reference signal value T/2 has a characteristic of MAX_200 indicating the maximum value of the D range 200% at the signal value MAX where the input value is the maximum value. where MAX_200 is a higher signal value than MAX_100. Similarly, the normalization characteristic 303 when the D range is 400% has a straight line characteristic with a slope of four times the magnitude of the input value up to the reference signal value T/4. On the other hand, the signal value higher than the reference signal value T/4 has a characteristic of MAX_400 indicating the maximum value of the D range 400% at the signal value MAX where the input value is the maximum value. where MAX_400 is a higher signal value than MAX_200. In this embodiment, the D range of 400% is the maximum value of the output image, so the signal value MAX, which is the maximum input value, and MAX_400, which indicates the maximum value of the D range of 400%, are the same value. The normalization characteristic determination unit 201 selects such normalization characteristic according to the D range of the input image. That is, the normalization characteristic is determined based on the predetermined EOTF characteristic corresponding to the D range of the signal of the input image.

S302では、正規化処理部202は、S301で決定された正規化特性を用いて、入力画像に対して正規化処理を行う。正規化処理は、正規化特性を用いたテーブル変換である。入力画像の信号をin、正規化処理後の画像信号をin_normとすると、正規化特性 y = norm_tbl(x)を用いた正規化処理は式(1)に従って演算される。なお、本実施形態では、式(1)の処理は入力画像R,G,Bの信号の全てに適用される。

in_norm = norm_tble(in) ……(1)
In S302, the normalization processing unit 202 performs normalization processing on the input image using the normalization characteristics determined in S301. Normalization processing is table conversion using normalization characteristics. Assuming that the signal of the input image is in and the image signal after normalization is in_norm, the normalization processing using the normalization characteristic y=norm_tbl(x) is calculated according to Equation (1). It should be noted that in the present embodiment, the processing of equation (1) is applied to all of the input image R, G, and B signals.

in_norm = norm_tble(in) … (1)

S303では、階調補正特性決定部203は、S302で正規化処理された入力画像の信号と正規化特性とに基づいて、被写体領域の明暗(シーン)に応じた階調補正特性を決定する。本実施形態では、図5に示すような、正規化処理後の信号を入力とした階調補正特性をまず作成する。図5から明らかであるように、決定される階調補正特性は、入力画像のDレンジにおける最大の信号値を超える信号値を出力可能な階調補正特性となる。そして、この階調補正特性と正規化特性を合成することにより最終的な階調補正特性を決定する。最終的な階調補正特性out = hosei_tbl (in)は、以下の式(2)に従って算出することができる。ここで、正規化処理後の信号を入力とした階調補正特性をy = hosei_tbl_norm(x)、正規化特性 y = norm_tbl(x)、入力画像の信号をin、階調補正後の信号をoutとする。

out = hosei_tbl (in) = hosei_tbl_norm(norm_tbl(in)) ……(2)
In S303, the gradation correction characteristic determination unit 203 determines gradation correction characteristics according to the brightness (scene) of the subject area based on the input image signal normalized in S302 and the normalization characteristic. In the present embodiment, first, a gradation correction characteristic as shown in FIG. 5 is created by inputting a signal after normalization processing. As is clear from FIG. 5, the determined gradation correction characteristic is a gradation correction characteristic capable of outputting a signal value exceeding the maximum signal value in the D range of the input image. Then, the final gradation correction characteristic is determined by synthesizing the gradation correction characteristic and the normalization characteristic. The final gradation correction characteristic out=hosei_tbl (in) can be calculated according to Equation (2) below. Here, y = hosei_tbl_norm(x), normalization characteristic y = norm_tbl(x), input image signal in, tone corrected signal out and

out = hosei_tbl(in) = hosei_tbl_norm(norm_tbl(in)) ……(2)

本実施形態では、式(2)の処理は入力画像R,G,Bの信号全てに適用される。なお、正規化処理後の信号を入力とした階調補正特性の算出方法については、例えば、特開2015-195498号公報に記載される、公知のヒストグラムを用いた方法を用いることができる。 In this embodiment, the processing of equation (2) is applied to all of the input image R, G, and B signals. As for the method of calculating the gradation correction characteristics using the signal after the normalization processing as input, for example, a method using a known histogram, which is described in Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2015-195498, can be used.

S304では、階調補正処理部204は、S303において決定された階調補正特性を用いて入力画像に対し階調補正処理を行う。後述する本実施形態の階調補正処理では、式(3)に従って得られる輝度信号Y_inを用いる。R_in, G_in, B_inは、入力画像の同じ画素位置のR、G,Bの入力信号である。

Y_in = 0.263 × R_in + 0.678 × G_in + 0.059 × B_in ……(3)
In S304, the tone correction processing unit 204 performs tone correction processing on the input image using the tone correction characteristics determined in S303. The luminance signal Y_in obtained according to Equation (3) is used in the gradation correction processing of this embodiment, which will be described later. R_in, G_in, and B_in are input signals of R, G, and B at the same pixel position of the input image.

Y_in = 0.263 × R_in + 0.678 × G_in + 0.059 × B_in … (3)

次に、式(3)に従って生成した輝度信号Y_inを入力として、式(4)に従ってゲイン信号を入力画像の信号に乗算する。これは、式(2)で変換した階調補正後の信号からゲイン信号を生成して、入力画像の信号に乗算することにより行う。式(4)のinは入力画像のR、G,Bの信号、outは階調補正処理後のR、G,Bの信号を表す。 Next, the luminance signal Y_in generated according to equation (3) is input, and the signal of the input image is multiplied by the gain signal according to equation (4). This is performed by generating a gain signal from the tone-corrected signal converted by Equation (2) and multiplying it by the signal of the input image. In of the equation (4) represents the R, G, and B signals of the input image, and out represents the R, G, and B signals after the gradation correction processing.

Figure 0007257768000001
Figure 0007257768000001

式(3)及び式(4)に示したように、輝度信号を用いた階調補正処理を行うことで、入力画像の色相を変えずに階調補正処理を行うことができる。しかしながら、必ずしも輝度信号を用いる必要はなく、式(3)に従って生成した輝度信号を用いること無く入力画像のR,G,B信号の最大値を用いて式(4)を適用した階調補正処理を行っても良い。また、式(2)の階調補正特性をそのまま入力画像の信号に適用して、階調補正処理を行っても良い。 As shown in equations (3) and (4), by performing tone correction processing using the luminance signal, tone correction processing can be performed without changing the hue of the input image. However, it is not always necessary to use the luminance signal, and gradation correction processing in which expression (4) is applied using the maximum values of the R, G, and B signals of the input image without using the luminance signal generated according to expression (3). may be performed. Further, the gradation correction process may be performed by directly applying the gradation correction characteristic of equation (2) to the signal of the input image.

S305では、ガンマ処理部205は、S304で階調補正処理を行った後の画像に対し、固定された(すなわち予め定められている)EOTF特性を用いてガンマ処理を行う。図6は、本実施形態で使用するEOTF特性の一例を示している。図中のT、MAX_100~MAX_400は、S301で上述した正規化特性と同様に、基準信号値T,Dレンジ100%の信号最大値MAX_100,Dレンジ200%の信号最大値MAX_200,Dレンジ400%の信号最大値MAX_400を表す。図6に示すように、固定されたEOTF特性601は、基準信号値Tまでは、Dレンジ100%時のEOTF特性と同様のカーブを描く。また、入力信号値がMAX_100時にはDレンジ100%時のEOTF特性602の最大値、入力信号値がMAX_200時にはDレンジ200%時のEOTF特性603の最大値を通過する。そして、入力信号値がMAX_400時にはDレンジ400%時のEOTF特性604の最大値を通過する。すなわち、EOTF特性601は、低輝度側では、狭いDレンジ100%時と同等の出力になるカーブであり、高輝度側では、広いDレンジ400%時と同等の出力になるような特性を有する。つまり、固定されたEOTF特性は、所定のDレンジの範囲で信号を出力する所定のEOTF特性602~604に対して、基準信号よりも高輝度の信号では当該所定のEOTF特性の出力よりも広いダイナミックレンジの信号を出力するように構成されている。このようなEOTF特性を用いることにより、前述した図5の階調補正特性のように出力値が入力画像のDレンジの最大値よりも大きくなった場合であっても対応することができる。画像処理部24は、その後、ガンマ処理部205から出力されたガンマ変換後の信号を出力して、本一連の動作を終了する。 In S305, the gamma processing unit 205 performs gamma processing on the image after performing the tone correction processing in S304 using the fixed (that is, predetermined) EOTF characteristics. FIG. 6 shows an example of EOTF characteristics used in this embodiment. T and MAX_100 to MAX_400 in the figure are the reference signal value T, the signal maximum value MAX_100 at D range 100%, the signal maximum value MAX_200 at D range 200%, and the D range 400%, similarly to the normalization characteristics described above in S301. represents the maximum signal value MAX_400 of . As shown in FIG. 6, the fixed EOTF characteristic 601 draws a curve similar to the EOTF characteristic when the D range is 100% up to the reference signal value T. When the input signal value is MAX_100, the maximum value of the EOTF characteristic 602 when the D range is 100% is passed, and when the input signal value is MAX_200, the maximum value of the EOTF characteristic 603 when the D range is 200% is passed. When the input signal value is MAX_400, it passes through the maximum value of the EOTF characteristic 604 when the D range is 400%. That is, the EOTF characteristic 601 is a curve that provides an output equivalent to a narrow D range of 100% on the low luminance side, and a characteristic that provides an output equivalent to a wide D range of 400% on the high luminance side. . That is, the fixed EOTF characteristic is wider than the output of the predetermined EOTF characteristic for a signal having a higher luminance than the reference signal, with respect to the predetermined EOTF characteristic 602 to 604 that output the signal in the predetermined D range. It is configured to output a dynamic range signal. By using such an EOTF characteristic, even when the output value is larger than the maximum value of the D range of the input image as in the gradation correction characteristic of FIG. 5, it can be handled. The image processing unit 24 then outputs the gamma-converted signal output from the gamma processing unit 205, and ends this series of operations.

なお、上述の説明では、各機能ブロックが式(1)~(4)に従って値を算出する場合を例に説明した。しかし、上記算出を予め行っておいて結果をテーブルとして不揮発性メモリ56等に保持し、上述の各ステップでは保持したテーブルを参照して算出結果を得るようにして上述の各特性を決定してもよい。 In the above description, the case where each functional block calculates the values according to the formulas (1) to (4) has been described as an example. However, the above calculations are performed in advance and the results are stored as a table in the non-volatile memory 56 or the like, and in each of the steps described above, the stored table is referenced to obtain the calculation results, thereby determining each of the above characteristics. good too.

以上説明したように本実施形態では、入力画像のDレンジに応じた正規化処理を行って階調補正を行った後で、固定のガンマカーブでガンマ処理を行うようにした。このとき、高輝度になるにつれ通常よりも広Dレンジを想定したガンマカーブに固定したうえで、ガンマ処理より前段の階調補正処理において階調を動的に制御するようにした。このようにすることで、階調補正処理のマッピングが容易になる。すなわち、出力するDレンジに応じたガンマカーブの出力輝度を考慮して予め用意するデータ量や調整する項目を増大させることなく、OETF特性によるガンマ処理や階調補正処理をより簡便な方法で実現することができる。 As described above, in this embodiment, gamma processing is performed using a fixed gamma curve after tone correction is performed by performing normalization processing according to the D range of the input image. At this time, as the brightness increases, the gamma curve is fixed assuming a wider D range than usual, and then the gradation is dynamically controlled in the gradation correction process before the gamma process. By doing so, the mapping of the gradation correction process is facilitated. In other words, gamma processing and gradation correction processing based on OETF characteristics can be realized in a simpler manner without increasing the amount of data prepared in advance or items to be adjusted in consideration of the output brightness of the gamma curve according to the output D range. can do.

(実施形態2)
次に、実施形態2の構成について説明する。実施形態2は、輝度信号の出力信号と色差信号の出力信号とで異なる階調補正特性を用いる点が実施形態1と異なる。すなわち、本実施形態では、階調補正処理を行っても彩度が過度に高くなることのない出力画像を生成することができる。なお、本実施形態2は、画像処理部の構成が実施形態1と異なるがデジタルカメラ100の構成は実質的に同一である。従って、実質的に同一の構成及び同一の処理には同一の参照符号を付して重複する説明は省略し、異なる点を重点的に説明する。
(Embodiment 2)
Next, the configuration of the second embodiment will be described. The second embodiment differs from the first embodiment in that different gradation correction characteristics are used for the output signal of the luminance signal and the output signal of the color difference signal. In other words, in the present embodiment, it is possible to generate an output image that does not have excessively high saturation even if the gradation correction process is performed. Although the second embodiment differs from the first embodiment in the configuration of the image processing unit, the configuration of the digital camera 100 is substantially the same. Therefore, substantially the same configuration and the same processing are denoted by the same reference numerals, redundant explanations are omitted, and different points are mainly explained.

以下、図7を参照して、実施形態2に係る画像処理部24について説明する。実施形態1の画像処理部の構成と異なる点は、まず、出力画像が輝度信号で構成されたY画像と、色差信号で構成されたUV画像である点である。次に、画像処理部24が、Y画像とUV画像を出力するために、輝度用に輝度用階調補正処理部702、輝度用ガンマ処理部704を備え、また、色差信号用に色用階調補正処理部703、色用ガンマ処理部705をそれぞれ備える点である。最後に、画像処理部24が、輝度用、色用に生成されたRGB信号からY信号及びUV信号を生成するための、Y信号生成処理部706、UV信号生成処理部707を備える点が異なる。 The image processing unit 24 according to the second embodiment will be described below with reference to FIG. The difference from the configuration of the image processing unit of the first embodiment is that the output image is a Y image composed of luminance signals and a UV image composed of color difference signals. Next, the image processing unit 24 includes a brightness gradation correction processing unit 702 and a brightness gamma processing unit 704 for brightness, and a color gradation processing unit 704 for color difference signals to output a Y image and a UV image. The difference is that a tone correction processing unit 703 and a color gamma processing unit 705 are provided. Finally, the difference is that the image processing unit 24 includes a Y signal generation processing unit 706 and a UV signal generation processing unit 707 for generating a Y signal and a UV signal from the RGB signals generated for luminance and color. .

図8は、実施形態2の画像処理部24に係る一連の動作を示している。以下、図7及び図8を参照して実施形態2に係る階調変換処理に係る一連の動作を説明する。まず、画像処理部24は、S301~S302の処理を、実施形態1と同様に実行する。 FIG. 8 shows a series of operations related to the image processing unit 24 of the second embodiment. A series of operations related to the gradation conversion process according to the second embodiment will be described below with reference to FIGS. 7 and 8. FIG. First, the image processing unit 24 executes the processing of S301 to S302 in the same manner as in the first embodiment.

S801では、階調補正特性決定部701は、輝度用と色用とでそれぞれ階調補正特性を生成する。階調補正特性の生成方法については実施形態1のステップS303の処理と同様であるが、輝度用の階調補正特性と色用の階調補正特性で異なる特性を用いる点が異なる。本実施形態における階調補正特性について図9を参照して説明する。 In S801, the tone correction characteristic determination unit 701 generates tone correction characteristics for luminance and color. The method of generating the gradation correction characteristics is the same as the processing in step S303 of the first embodiment, but differs in that different characteristics are used for the gradation correction characteristics for luminance and the gradation correction characteristics for colors. Gradation correction characteristics in this embodiment will be described with reference to FIG.

図9は、正規化処理後の信号を入力とした階調補正特性を輝度用の階調補正特性901と色用の階調補正特性902で表している。輝度用の階調補正特性901は実施形態1の階調補正特性と同様に、入力信号の値が大きくなる程、細い点線で示した入力信号の値よりも大きい出力になるような特性を描く。これに対し、色用の階調補正特性902は、カーブの変曲点が輝度用の階調補正特性901と同様であるが、入力信号の値が大きくなっても、細い点線で示した入力信号の値よりも大きくならないような特性を描く。このようにすることで、彩度が過度に高くなることのない出力画像を生成することができる。 FIG. 9 shows gradation correction characteristics obtained by inputting a signal after normalization processing using gradation correction characteristics 901 for luminance and gradation correction characteristics 902 for colors. The gradation correction characteristic 901 for luminance is similar to the gradation correction characteristic of Embodiment 1. As the value of the input signal increases, the output becomes larger than the value of the input signal indicated by the thin dotted line. . On the other hand, although the gradation correction characteristic 902 for color has the same inflection point as the gradation correction characteristic 901 for luminance, even if the value of the input signal increases, the input signal indicated by the thin dotted line Draw a characteristic that is no greater than the value of the signal. By doing so, it is possible to generate an output image in which the saturation does not become excessively high.

S802では、輝度用諧調補正処理部702と色用諧調補正処理部703とがそれぞれ入力画像に対して、輝度用、色用の階調補正特性でそれぞれ階調補正処理を行い、輝度用の画像と色用の画像とを生成する。なお、階調補正処理の方法については、実施形態1におけるS304の処理と実質的に同様である。 In step S802, the luminance tone correction processing unit 702 and the color tone correction processing unit 703 perform tone correction processing on the input image using luminance tone correction characteristics and color tone correction characteristics, respectively. and an image for color. Note that the tone correction processing method is substantially the same as the processing of S304 in the first embodiment.

S803では、輝度用ガンマ処理部704と色用ガンマ処理部705は、S802で生成した輝度用の画像と色用の画像に対し、固定されたEOTF特性でガンマ処理を行う。EOTF特性については、実施形態1における実質的にS305の処理と同様である。なお、本実施形態では、輝度用と色用のEOTF特性は同じ特性のものを使用するが、彩度や色相をコントロールする為に色用のEOTF特性を、輝度用のEOTF特性に対して一部変化させても良い。 In S803, the luminance gamma processing unit 704 and the color gamma processing unit 705 perform gamma processing with fixed EOTF characteristics on the luminance image and the color image generated in S802. The EOTF characteristics are substantially the same as the processing of S305 in the first embodiment. In this embodiment, the same EOTF characteristics are used for luminance and color. You can change the part.

S804では、Y信号生成処理部706とUV信号生成処理部707は、S803でガンマ処理を行った輝度用の画像、色用の画像をそれぞれ入力として、YUV画像を生成する処理を行う。輝度用の画像信号をR_Y、G_Y、B_Yとし、色用の画像信号をR_C、G_C、B_Cとすると、出力画像のY信号Y_out、U信号U_out、V信号V_outは式(5)に従って生成される。

Y_out = 0.263 × R_Y + 0.678 × G_Y + 0.059 × B_Y
U_out = -0.140 × R_C + 0.360 × G_C + 0.500 × B_C …………(5)
V_out = 0.500 × R_C - 0.460 × G_C - 0.040 × B_C

画像処理部24は、Y、UV信号の画像を出力すると、出力画像階調変換処理に係る一連の動作を終了する。
In S804, the Y signal generation processing unit 706 and the UV signal generation processing unit 707 receive the luminance image and the color image subjected to the gamma processing in S803, respectively, and perform processing for generating YUV images. Assuming that image signals for luminance are R_Y, G_Y, and B_Y, and image signals for color are R_C, G_C, and B_C, Y signal Y_out, U signal U_out, and V signal V_out of the output image are generated according to equation (5). .

Y_out = 0.263 × R_Y + 0.678 × G_Y + 0.059 × B_Y
U_out = -0.140 × R_C + 0.360 × G_C + 0.500 × B_C …………(5)
V_out = 0.500 × R_C - 0.460 × G_C - 0.040 × B_C

After outputting the image of the Y and UV signals, the image processing unit 24 ends a series of operations related to the output image gradation conversion process.

以上説明したように本実施形態では、画像の輝度と色差とのそれぞれに対する階調補正特性を決定するようにした。特に、輝度に対する階調補正特性の出力が色差に対する階調補正特性の出力以上であって、入力画像の信号値が大きくなるほど差が大きくになるように、それぞれの階調補正特性を決定するようにした。換言すれば、色差に対する階調補正特性については、入力信号の値が大きくなっても、入力信号の値よりも変換した信号値が大きくならないような特性になるようにした。このようにすることで、彩度が過度に高くなることのない出力画像を生成することができるようになる。また、上述した実施形態では、予め固定したEOTFカーブをシーンや入力画像のDレンジに応じて変えることなく、階調補正処理の制御によって高輝度側の出力信号の明るさを伸ばす階調補正処理を実現するようにした。このようにすることで、予め持っておくデータ量や調整する項目を増やさずに、OETFカーブによるガンマ処理、階調補正処理におけるマッピングの操作性を向上させることが可能となる。 As described above, in this embodiment, the gradation correction characteristics are determined for each of the luminance and color difference of an image. In particular, each gradation correction characteristic is determined so that the output of the gradation correction characteristic for luminance is greater than or equal to the output of the gradation correction characteristic for color difference, and the difference increases as the signal value of the input image increases. made it In other words, the gradation correction characteristic for color difference is designed so that even if the input signal value increases, the converted signal value does not become greater than the input signal value. By doing so, it is possible to generate an output image in which saturation does not become excessively high. Further, in the above-described embodiment, the EOTF curve, which is fixed in advance, is not changed according to the scene or the D range of the input image, but the gradation correction process extends the brightness of the output signal on the high-luminance side by controlling the gradation correction process. I tried to realize By doing so, it is possible to improve the operability of mapping in gamma processing and gradation correction processing using the OETF curve without increasing the amount of data to be stored in advance and the number of items to be adjusted.

(その他の実施形態)
本発明は、上述の実施形態の1以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける1つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現可能である。
(Other embodiments)
The present invention supplies a program that implements one or more functions of the above-described embodiments to a system or device via a network or a storage medium, and one or more processors in the computer of the system or device reads and executes the program. It can also be realized by processing to It can also be implemented by a circuit (for example, ASIC) that implements one or more functions.

201…正規化特性決定部、202…正規化処理部、203…階調補正特性決定部、204…階調補正処理部、205…ガンマ処理部 201... Normalization characteristic determination unit 202... Normalization processing unit 203... Gradation correction characteristic determination unit 204... Gradation correction processing unit 205... Gamma processing unit

Claims (9)

入力画像の信号を正規化する正規化特性を決定する第1決定手段と、
画像の階調を補正する階調補正特性を決定する第2決定手段と、
決定された前記正規化特性と前記階調補正特性とを用いて、前記入力画像に階調補正処理を行う補正処理手段と、
前記階調補正処理のなされた画像に予め定められたガンマ特性を適用するガンマ処理手段と、を有し、
前記予め定められたガンマ特性は、所定のダイナミックレンジの範囲で信号を出力するように構成された所定のガンマ特性に対して、基準の信号よりも高輝度の信号では該所定のガンマ特性の出力よりも広いダイナミックレンジの信号を出力するように構成されており、
前記第1決定手段は、前記入力画像の信号のダイナミックレンジに対応する前記所定のガンマ特性に基づいて前記正規化特性を決定し、
前記ガンマ処理手段は、前記入力画像のダイナミックレンジが異なる場合であっても同一の前記予め定められたガンマ特性を用いる、ことを特徴とする画像処理装置。
a first determining means for determining a normalization characteristic for normalizing the signal of the input image;
a second determining means for determining tone correction characteristics for correcting tone of an image;
correction processing means for performing a gradation correction process on the input image using the determined normalization characteristic and the gradation correction characteristic;
gamma processing means for applying a predetermined gamma characteristic to the image that has undergone the gradation correction process;
With respect to a predetermined gamma characteristic configured to output a signal within a predetermined dynamic range, the predetermined gamma characteristic is output for a signal having a luminance higher than that of the reference signal. configured to output a signal with a wider dynamic range than
The first determination means determines the normalization characteristic based on the predetermined gamma characteristic corresponding to the dynamic range of the signal of the input image ;
The image processing apparatus, wherein the gamma processing means uses the same predetermined gamma characteristic even when the dynamic ranges of the input images are different.
前記第2決定手段は、前記入力画像のダイナミックレンジの範囲における最大の信号値を超える信号値を出力可能な階調補正特性を決定する、ことを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。 2. The image processing apparatus according to claim 1 , wherein said second determining means determines tone correction characteristics capable of outputting a signal value exceeding a maximum signal value in a dynamic range of said input image. . 前記第2決定手段は、画像の輝度と色差とのそれぞれに対する階調補正特性を決定する、ことを特徴とする請求項1又は2に記載の画像処理装置。 3. The image processing apparatus according to claim 1 , wherein said second determining means determines gradation correction characteristics for each of luminance and color difference of an image. 前記第2決定手段は、前記輝度に対する階調補正特性の出力が前記色差に対する階調補正特性の出力以上であり、前記入力画像の信号値が大きくなるほど前記輝度に対する階調補正特性の出力と前記色差に対する階調補正特性の出力の差が大きくになるように、それぞれの階調補正特性を決定する、ことを特徴とする請求項に記載の画像処理装置。 The second determining means determines that the output of the gradation correction characteristic for luminance is greater than or equal to the output of the gradation correction characteristic for color difference, and the output of the gradation correction characteristic for luminance increases as the signal value of the input image increases. 4. The image processing apparatus according to claim 3 , wherein each gradation correction characteristic is determined so that a difference in output of the gradation correction characteristic with respect to color difference becomes large. 前記第2決定手段は、前記入力画像に対して前記正規化特性が適用された信号値に基づいて前記階調補正特性を決定する、ことを特徴とする請求項1からのいずれか1項に記載の画像処理装置。 5. The second determination means determines the gradation correction characteristic based on a signal value to which the normalization characteristic is applied to the input image. The image processing device according to . 前記補正処理手段は、前記入力画像の信号の輝度信号と前記階調補正特性とに基づいて生成したゲイン信号を前記入力画像の信号に乗算する、ことを特徴とする請求項1からのいずれか1項に記載の画像処理装置。 6. The correction processing unit according to claim 1, wherein the input image signal is multiplied by a gain signal generated based on a luminance signal of the input image signal and the gradation correction characteristic. 1. The image processing apparatus according to claim 1. 前記予め定められたガンマ特性は、ダイナミックレンジごとに定まる出力の最大値のそれぞれを出力可能に構成される、ことを特徴とする請求項1からのいずれか1項に記載の画像処理装置。 7. The image processing apparatus according to any one of claims 1 to 6 , wherein said predetermined gamma characteristic is configured to be capable of outputting each maximum output value determined for each dynamic range. 第1決定手段が、入力画像の信号を正規化する正規化特性を決定する第1決定工程と、
第2決定手段が、画像の階調を補正する階調補正特性を決定する第2決定工程と、
補正処理手段が、決定された前記正規化特性と前記階調補正特性とを用いて、前記入力画像に階調補正処理を行う補正処理工程と、
ガンマ処理手段が、前記階調補正処理のなされた画像に予め定められたガンマ特性を適用するガンマ処理工程と、を有し、
前記予め定められたガンマ特性は、所定のダイナミックレンジの範囲で信号を出力するように構成された所定のガンマ特性に対して、基準の信号よりも高輝度の信号では該所定のガンマ特性の出力よりも広いダイナミックレンジの信号を出力するように構成されており、
前記第1決定工程では、前記入力画像の信号のダイナミックレンジに対応する前記所定のガンマ特性に基づいて前記正規化特性を決定し、
前記ガンマ処理工程では、前記入力画像のダイナミックレンジが異なる場合であっても同一の前記予め定められたガンマ特性を用いる、ことを特徴とする画像処理装置の制御方法。
a first determining step in which the first determining means determines a normalization characteristic for normalizing the signal of the input image;
a second determination step in which the second determining means determines a gradation correction characteristic for correcting the gradation of the image;
a correction processing step in which a correction processing means performs a gradation correction process on the input image using the determined normalization characteristic and the gradation correction characteristic;
a gamma processing step in which gamma processing means applies a predetermined gamma characteristic to the tone-corrected image;
With respect to a predetermined gamma characteristic configured to output a signal within a predetermined dynamic range, the predetermined gamma characteristic is output for a signal having a luminance higher than that of the reference signal. configured to output a signal with a wider dynamic range than
In the first determination step, the normalization characteristic is determined based on the predetermined gamma characteristic corresponding to the dynamic range of the signal of the input image ;
A control method for an image processing apparatus, wherein in the gamma processing step, the same predetermined gamma characteristic is used even when the dynamic ranges of the input images are different.
コンピュータを、請求項1からのいずれか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。 A program for causing a computer to function as each means of the image processing apparatus according to any one of claims 1 to 7 .
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000030046A (en) 1998-04-20 2000-01-28 Konica Corp Radiation image detecting and processing apparatus
JP2014121019A (en) 2012-12-18 2014-06-30 Canon Inc Image processing system and control method of the same
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Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000030046A (en) 1998-04-20 2000-01-28 Konica Corp Radiation image detecting and processing apparatus
JP2014121019A (en) 2012-12-18 2014-06-30 Canon Inc Image processing system and control method of the same
JP2015162712A (en) 2014-02-26 2015-09-07 キヤノン株式会社 Image processing apparatus, image processing method, control program and recording medium
US20180068427A1 (en) 2016-09-07 2018-03-08 Gvbb Holdings S.A.R.L. High dynamic range processing

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