JPWO2012050203A1 - 画像処理装置、画像処理方法、画像処理プログラム、記録媒体 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の一実施形態に係る画像処理装置について、図1〜図9に基づいて以下に説明する。最初に本実施形態に係る画像処理装置の構成について図1を参照しながら説明する。図1は、画像処理装置の要部構成を示すブロック図である。
図1に示すように、画像処理装置100は、輝度分布情報作成部110、重み補正部120、増幅率設定部130、および画像処理部140を備えている。また、画像処理装置100は、図示はしていないが操作部を備えており、輝度補正をするか否か等の指示を、操作部を介してユーザから受け付けることができるようになっている。
輝度分布情報作成部110は、画像信号が入力されると、画像信号が表す画像の各画素の輝度値を読み取り、0〜255までの全輝度域を分割して得られるN個の輝度域の各々について、該輝度域に属する輝度値を持つ画素の数をカウントする。そして、輝度分布情報作成部110は、各輝度域についてカウントされた画素数(第1補正値)に基づき輝度の度数分布を作成する。すなわち、輝度分布情報作成部110は、輝度域を階級とし、該輝度域についてカウントされた画素数を該階級の度数とする輝度の度数分布を作成する。
重み補正部120は、整数1からNまでの各i(以下、単に「各i」と称する)について、低輝度側からi番目の輝度域(以下、「輝度域i」とも称する)について階級値の大きさに正比例する重み値(第2補正値)を生成するとともに、入力された輝度域iの度数を重み値により補正して出力する。具体的には、重み補正部120は、階級値の大きさに正比例するN個の重み値を生成し、各輝度域の度数に重み値を加算して得られた重み補正後の各輝度域の度数を出力する。
増幅率設定部130は、各輝度域の重み補正後の度数に応じた増幅率情報を生成する。具体的には、増幅率設定部130は、各iについて、輝度域iの重み補正後の度数が輝度域1から輝度域Nまでの重み補正後の度数の総和のN分の1以上である場合には、輝度域iの重み補正後の度数の大きさに応じた1.0以上の増幅率を決定する。また、増幅率設定部130は、各iについて、輝度域iの重み補正後の度数が上記重み補正後の度数の総和のN分の1未満である場合には、輝度域iの重み補正後の度数の大きさに応じた1.0未満の増幅率を決定する。
画像処理部140は、増幅率情報に基づいて入力画像の各画素の輝度を補正する。
次に、画像処理装置100が入力画像に対して輝度補正を行う動作について、図2〜図5を参照しながら以下に説明する。なお、ここでの輝度補正とは、重み値による度数の補正を行う旨の指示を受け付けている場合に行われる輝度補正である。
表示装置200に表示される表示画像には、N個の画素領域のうち広い画素領域ほど最大最小輝度差が顕著になる傾向がある。すなわち、表示画像は、輝度補正前の入力画像に比べて全体的にコントラストの高い画像となる。ここで、N個の画素領域とは、それぞれ、輝度補正前の入力画像において輝度域iに属する輝度値を持っていた画素からなる画素領域i(iは1、2、・・、N)である。
以上のように、画像処理装置100では、輝度分布情報作成部110が各iについて入力画像に含まれる輝度域iに属する輝度を持つ画素の数(度数)をカウントすることにより、各輝度域を各階級とする輝度の度数分布を作成する。そして、重み補正部120が、各輝度域(各階級)について階級値に比例する大きさの重み値を生成する。
a)m1<m2となる任意の(m1、m2)について、Δ(n、m1)≦Δ(n、m2)が成り立ち、少なくとも1組の(m1、m2)について、Δ(n、m1)<Δ(n、m2)が成り立つ。
b)n1<n2となる任意の(n1、n2)について、Δ(n1、m)≦Δ(n2、m)が成り立ち、少なくとも1組の(n1、n2)について、Δ(n1、m)<Δ(n2、m)が成り立つ。
以下、本発明の別の実施形態に係る画像処理装置100’について図10および図11を参照しながら以下に説明する。
以上のように、画像処理装置100’では、輝度分布情報作成部110が各iについて入力画像に含まれる輝度域iに属する輝度を持つ画素の数(度数)をカウントすることにより、各輝度域を各階級とする輝度の度数分布を作成する。そして、重み補正部120が、各輝度域(各階級)について階級値に比例する大きさの重み値を生成する。
上記各実施形態では、重み補正部120が、各輝度域(各階級)について階級値に比例する大きさの重み値を生成するものとしたが、本発明はこれに限定されない。例えば、図9(a)に示すように、階級値に比例しないような大きさの重み値を生成するようにしてもよい。
上記各実施形態では、重み補正部120が、度数に重み値を加算することにより度数の重み補正を行う場合にはN個の重み値を生成するものとした。また、重み補正部120が、度数に重み係数を乗算することにより度数の重み補正を行う場合には、N個の重み係数を生成するものとした。
上記各実施形態では、画像処理装置100に外部から映像信号が入力されるものとしたが、画像処理装置100が必ずしも映像信号が入力される入力インタフェースを備えていなくともよい。すなわち、画像処理装置100は、例えば、撮像機能を備えたデジタルカメラのように、画像を生成する機能を備えた装置であってもよい。この場合、画像処理装置100に自装置が生成した画像に対して上述した輝度補正の処理を行わせることにより、本発明を実施することができる。
最後に、画像処理装置100に含まれている各ブロックは、ハードウェアロジックによって構成すればよい。また、画像処理装置100の各制御は、次のように、CPU(Central Processing Unit)を用いてソフトウェアによって実現してもよい。
110 輝度分布情報作成部(カウント手段)
120 重み補正部(設定手段)
130 増幅率設定部
140 画像処理部(輝度補正手段)
200 表示装置
Claims (13)
- 画像に含まれる各画素の輝度値を補正する画像処理装置において、
上記輝度値がとり得る範囲である全輝度域を分割して得られる複数の輝度域の各々について、上記画像に含まれる該輝度域に属する輝度を持つ画素の数を第1補正値としてカウントするカウント手段と、
上記画像に含まれる各画素の輝度値を補正する輝度補正手段と、を備え、
上記輝度補正手段は、上記複数の輝度域のうちの第1の輝度域における第1補正値と上記第1の輝度域よりも高輝度側に位置する第2の輝度域における第1補正値とが略同一である場合に、補正による上記第1の輝度域における増幅率よりも補正による上記第2の輝度域における増幅率が大きくなるように輝度値を補正する手段であり、
上記輝度域における増幅率は、上記画像に含まれる該輝度域に属する輝度を持つ画素群の最大最小輝度差の増幅率である、ことを特徴とする画像処理装置。 - 請求項1に記載の画像処理装置であって、
上記複数の輝度域の各々について、第2補正値を設定する設定手段をさらに備え、
上記輝度補正手段は、各輝度域について、該輝度域における第1補正値が大きいほど補正による該輝度域における上記増幅率が高く、尚且つ、該輝度域における第2補正値が大きいほど該増幅率が高くなるように、輝度値を補正する手段であり、
上記設定手段が上記複数の輝度域のうち他の輝度域よりも高輝度側に位置する一部の輝度域に設定する第2補正値は、上記他の輝度域のうちのいずれの輝度域に設定する第2補正値よりも大きい値であることを特徴とする画像処理装置。 - 請求項2に記載の画像処理装置であって、
各輝度域における上記増幅率は、対応する輝度域に属する輝度を持つ画素群の輝度補正前の最大輝度値と輝度補正前の最小輝度値との輝度差に対する、上記画素群の輝度補正後の最大輝度値と輝度補正後の最小輝度値との輝度差の比の値になっている、ことを特徴とする画像処理装置。 - 請求項2に記載の画像処理装置であって、
上記輝度補正手段は、輝度補正前の輝度値と輝度補正後の輝度値との関係を表す輝度変換関数に基づいて、上記画像に含まれる各画素の輝度値を補正する手段であり、
上記輝度変換関数は、各輝度域について、該輝度域における第1補正値が大きいほど該輝度域内の所定の輝度値における微分係数が大きくなり、尚且つ、該輝度域における第2補正値が大きいほど該微分係数が大きくなるような関数である、ことを特徴とする画像処理装置。 - 請求項2から4のいずれか1項に記載の画像処理装置であって、
上記輝度補正手段は、各輝度域について、該輝度域に属する輝度を持つ任意の2つの画素の輝度補正前の輝度差と該2つの画素の輝度補正後の輝度差との比が一定となるように、上記画像に含まれる各画素の輝度値を補正することを特徴とする画像処理装置。 - 請求項2から5のいずれか1項に記載の画像処理装置であって、
上記輝度補正手段は、各輝度域について、該輝度域における第1補正値と第2補正値との合計値が大きいほど補正による該輝度域における上記増幅率が高くなるように、輝度値を補正する、ことを特徴とする画像処理装置。 - 請求項2から5のいずれか1項に記載の画像処理装置であって、
上記輝度補正手段は、各輝度域について、該輝度域における第1補正値と第2補正値との積が大きいほど補正による該輝度域における上記増幅率が高くなるように、輝度値を補正する、ことを特徴とする画像処理装置。 - 請求項6または7に記載の画像処理装置であって、
上記設定手段により隣接する輝度域に設定される2つの第2補正値の差は、上記複数の輝度域のうちいずれの隣接する輝度域においても一定であることを特徴とする画像処理装置。 - 請求項2から5のいずれか1項に記載の画像処理装置であって、
上記設定手段は、各輝度域について上記第2補正値として乗算用補正値と加算用補正値とを設定するように構成されており、
上記輝度補正手段は、各輝度域について、該輝度域における第1補正値と上記乗算用補正値との積を被加算値とし、上記加算用補正値を加算値とする加算により得られる合計値が大きいほど補正による該輝度域における上記増幅率が高くなるように、輝度値を補正する、ことを特徴とする画像処理装置。 - 画像に含まれる各画素の輝度値を補正する画像処理装置における画像処理方法において、
上記画像処理装置のカウント手段が、上記輝度値がとり得る範囲である全輝度域を分割して得られる複数の輝度域の各々について、上記画像に含まれる該輝度域に属する輝度を持つ画素の数を第1補正値としてカウントするカウント工程と、
上記画像処理装置の輝度補正手段が、上記画像に含まれる各画素の輝度値を補正する輝度補正工程と、を含み、
上記輝度補正工程は、上記複数の輝度域のうちの第1の輝度域における第1補正値と上記第1の輝度域よりも高輝度側に位置する第2の輝度域における第1補正値とが略同一である場合に、補正による上記第1の輝度域における増幅率よりも補正による上記第2の輝度域における増幅率が大きくなるように輝度値を補正する工程であり、
上記輝度域における増幅率は、上記画像に含まれる該輝度域に属する輝度を持つ画素群の最大最小輝度差の増幅率である、ことを特徴とする画像処理方法。 - 請求項10に記載の画像処理方法であって、
上記画像処理装置の設定手段が、上記複数の輝度域の各々について、第2補正値を設定する設定工程をさらに含み、
上記輝度補正工程は、各輝度域について、該輝度域における第1補正値が大きいほど補正による該輝度域における上記増幅率が高く、尚且つ、該輝度域における第2補正値が大きいほど該増幅率が高くなるように、輝度値を補正する工程であり、
上記設定工程にて上記複数の輝度域のうち他の輝度域よりも高輝度側に位置する一部の輝度域に設定する第2補正値は、上記設定工程にて上記他の輝度域のうちのいずれの輝度域に設定する第2補正値よりも大きい値であることを特徴とする画像処理方法。 - 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コンピュータを機能させることを特徴とする画像処理プログラム。
- 請求項12に記載の画像処理プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
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