KR101267404B1 - 화상 처리 장치, 화상 처리 방법, 및 기록 매체 - Google Patents

화상 처리 장치, 화상 처리 방법, 및 기록 매체 Download PDF

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Abstract

본 발명은 화상 처리 장치, 화상 처리 방법, 및 프로그램 프로덕트에 관한 것으로서, 본 발명의 콘트라스트 강조 처리부(31)는, 합성 휘도 성분 화상 데이터에 있어서 주목 화소를 설정하고, 콘트라스트를 강조하는 처리를 행한다. 또한, 채도 강조 처리부(31)는, 합성 색차 성분 화상 데이터에 대하여, 전체적인 채도 강조 처리를 행하고, 또한 콘트라스트 강조 처리에서 사용한 강조량과 동일한 양의 강조량으로 주목 화소에 대하여 부분적인 강조 처리를 행한다. 그리고, 이들 강조 처리된 합성 휘도 성분 화상과 합성 색차 성분 화상을 조합하여, 이것을 강조 처리 후의 화상 데이터로 하고, 강조 처리 후 화상 데이터를 노이즈 저감부(13)에 공급하여 노이즈를 저감 처리를 행한다

Description

화상 처리 장치, 화상 처리 방법, 및 기록 매체{IMAGE PROCESSOR, IMAGE PROCESSING METHOD, AND RECORDING MEDIUM}
본 발명은, 예를 들면, 다이나믹레인지(dynamic range)가 확대된 화상 등에 붙어 화상 처리하는 기술에 관한 것이다.
최근, 감상 시의 연출 효과를 높이는 목적으로, 촬영된 화상에 대하여 각종 화상 처리가 행해지고 있다.
그리고, 이와 같은 화상 처리로서 일본 특허출원 공개번호 2006-345509호 공보에 의해 소개되는, 노광(露光) 조건을 달리한 화상을 적소(適所)에 합성하고, 백화 현상(whiteout)이나 흑화 현상(shadowing)이 없는 화상[이하, 이와 같은 화상을 HDR(High Dynamic Range) 화상이라고 함]를 생성하는 처리가 알려져 있다.
그러나, 전술한 합성 처리는 촬상 화각(畵角)의 재현성을 높이는 것이 목적이다.
그러므로, 과도하게 색공간(color space)의 각 파라미터를 조정하고, 또한 현실감을 잃지 않도록 하는 화상을 얻고자 할 경우, 그 촬상 화상을 베이스로 하여 제로부터 새롭게 묘화(描畵) 처리를 행하지 않으면 안된다.
일본 특허출원 공개번호 2006-345509호 공보
본 발명은, 이와 같은 상황을 감안하여 이루어진 것이며, 촬상 화상을 사용하여 색공간의 각 파라미터를 조정하고, 또한 현실감을 잃지않도록 한 화상을 생성하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적 달성을 위하여, 본 발명의 제1 관점에 있어서, 소정의 색공간에 있어서 규정되는 휘도 성분과 그 외의 성분으로 구성되는 화상 데이터를 처리하는 화상 처리 장치는 이하의 구성을 구비한다.
상기 화상 데이터 중, 휘도 성분으로 이루어지는 제1 화상의 데이터를 소정의 제1 강조량을 사용하여 콘트라스트를 강조하도록 처리하는 제1 강조 처리 수단,
상기 화상 데이터 중, 그 외의 성분으로 이루어지는 제2 화상의 데이터를 상기 제1 강조 처리 수단에서 사용한 제1 강조량을 사용하여 채도를 강조하도록 처리하는 제2 강조 처리 수단,
상기 제1 강조 처리 수단에 의해 콘트라스트가 강조된 제1 화상 데이터와, 상기 제2 강조 처리 수단에 의해 채도가 강조된 제2 화상 데이터를 조합하여, 새로운 화상 데이터를 취득하는 화상 데이터 취득 수단.
상기 목적 달성을 위하여, 본 발명의 제2 관점에 있어서, 소정의 색공간에 있어서 규정되는 휘도 성분과 그 외의 성분으로 구성되는 화상 데이터를 처리하는 화상 처리 방법은 이하의 단계로 이루어진다.
상기 화상 데이터 중, 휘도 성분으로 이루어지는 제1 화상의 데이터를 소정의 제1 강조량을 사용하여 콘트라스트를 강조하도록 처리하는 제1 강조 처리 단계,
상기 화상 데이터 중, 그 외의 성분으로 이루어지는 제2 화상의 데이터를 상기 제1 강조 처리 단계에서 사용한 제1 강조량을 사용하여 채도를 강조하도록 처리하는 제2 강조 처리 단계,
상기 제1 강조 처리 단계에서 콘트라스트가 강조된 제1 화상 데이터와, 상기 제2 강조 처리 단계에서 채도가 강조된 제2 화상 데이터를 조합하여, 새로운 화상 데이터를 취득하는 화상 데이터 취득 단계.
상기 목적 달성을 위하여, 본 발명의 제3 관점은, 컴퓨터에 의한 소정의 색공간에 있어서 규정되는 휘도 성분과 그 외의 성분으로 구성되는 화상 데이터를 처리하는 프로그램을 기억한 프로그램 프로덕트로서, 상기 컴퓨터를, 또한 이하의 수단으로서 기능하게 한다.
상기 화상 데이터 중, 휘도 성분으로 이루어지는 제1 화상의 데이터를 소정의 제1 강조량을 사용하여 콘트라스트를 강조하도록 처리하는 제1 강조 처리 수단,
상기 화상 데이터 중, 그 외의 성분으로 이루어지는 제2 화상의 데이터를 상기 제1 강조 처리 수단에 의해 사용한 제1 강조량을 사용하여 채도를 강조하도록 처리하는 제2 강조 처리 수단,
상기 제1 강조 처리 수단에 의해 콘트라스트가 강조된 제1 화상 데이터와, 상기 제2 강조 처리 수단에 의해 채도가 강조된 제2 화상 데이터를 조합하여, 새로운 화상 데이터를 취득하는 화상 데이터 취득 수단.
도 1은, 본 발명의 일실시예에 따른 촬상 장치의 회로 구성도이다.
도 2는, 본 발명에서의 화상 가공 처리를 실행하는 기능에 대한 기능적 구성을 나타낸 기능 블록도이다.
도 3은, 도 2의 화상 처리 장치가 실행하는 화상 가공 처리의 흐름의 일례를 나타낸 흐름도이다.
도 4의 (A)∼도 4의 (E)는 도 2의 화상 처리 장치의 합성부에 의한 구체적인 처리 결과를 나타내고 있는 도면이다.
도 5는, 도 2의 화상 처리 장치의 강조 화상 생성부가 실행하는 휘도 강조 처리의 흐름의 일례를 나타낸 흐름도이다.
도 6은, 도 2의 화상 처리 장치의 강조 화상 생성부가 실행하는 색차 강조 처리의 흐름의 일례를 나타낸 흐름도이다.
도 7의 (A)∼도 7의 (D)는 도 3의 화상 가공 처리의 대상이 되는 화상 데이터의 일례를 나타낸 도면이다.
도 8은 도 7의 (A)∼도 7의 (D)의 각 데이터를 사용하여 도 3의 화상 가공 처리가 실행된 결과 얻어지는, 강조 처리된 후의 화상 데이터의 일례를 나타내고 있는 도면이다.
도 9는, 본 발명의 화상 처리 장치의 일실시예에 따른 화상 처리 장치의 하드웨어의 구성을 나타낸 블록도이다.
이하, 본 발명의 일실시예를 도면을 참조하여 설명한다.
도 1은, 본 발명의 일실시예에 따른 화상 처리 장치를 구비한 촬상 장치의 회로 구성도이다.
이 촬상 장치는, 촬상부(1)와, 구동 제어부(2)와, CDS/ADC(3)와, 키 입력부(4)와, 표시부(5)와, 화상 기록부(6)와, 프로그램 메모리(7)와, RAM(8)과, 제어부(9)와, 화상 처리부(10)를 구비하고 있다.
키 입력부(4)는, 촬영자의 기록 지시를 검출하기 위한 셔터 키(41)를 구비하고 있다. 화상 처리부(10)는, 본 발명의 특징적 구성에 대응하는 합성부(11)를 구비하고 있다. 또한, 후술하는 화상 생성부(12)와, 노이즈 저감부(13)의 기능을 가진다.
그리고, 전술한 각 구성은 버스 라인을 통하여 접속되어 있다.
도 1에 있어서, 촬상부(1)는, CMOS 등의 이미지 센서와, 이 이미지 센서 상에 설치된 RGB의 컬러 필터와, 구동 제어부(2)로부터의 제어에 의해, 광의 강도를 전하의 축적으로서 일정 시간 유지하고, CDS/ADC(3)에 아날로그의 촬상 신호로서 이들을 출력하는 드라이버를 내장한다.
그리고, 촬상부(1)는, 셔터 키(41), 제어부(9), 구동 제어부(2)를 경유한 촬영자의 촬영 지시를 검출함으로써, 노광 조건(셔터 스피드, 또는 조리개값)을 바꾸면서, 노출 부족(underexposure image data), 적정 노출(correct exposure image data), 노출 과다(overexposure image data)를 포함하는 복수 화상(컬러 화상)을 취득한다.
CDS/ADC(3)는, 촬상부(1)로부터 출력되는 피사체의 광학상에 따른 아날로그의 촬상 신호가 입력되는 회로이다. CDS/ADC(3)는, 입력한 촬상 신호를 유지하는 CDS와, 이 촬상 신호를 증폭하는 게인 조정 앰프(AGC)와, 증폭된 촬상 신호를 디지털의 촬상 신호로 변환하는 A/D 변환기(ADC)를 포함하도록 구성되어 있다.
그리고, 게인 조정 앰프의 조정와 관련된 제어에 대해서도, 구동 제어부(2)로부터의 지시에 따라 실행된다. 그러므로, 노광 조건을 동일하게 하여 복수 화상을 취득해도, RGB의 게인 조정 앰프나 화상의 색조(image hue)를 차례로 변경하는 것에 의한 복수 조건의 상이한 화상을 생성할 수 있다.
키 입력부(4)는, 전술한 셔터 키(41) 외에, 본 발명에 따른 화상의 취득이나 기록을 목적으로 하는 촬영 모드로의 전환, 표시의 전환 등을 검출하기 위한 각종 키를 구비하고 있다.
표시부(5)는, 합성 처리된 화상을 표시하는 기능을 가진다.
화상 기록부(6)은, 본 발명에 따른 합성 처리가 실행된 후, JPEG 방식으로 부호화된 화상 데이터(화상 파일)를 기억하고 저장한다.
프로그램 메모리(7)는, 제어부(9), 화상 처리부(10)에 의해 실행되는 프로그램을 기억하고, 필요에 따라 제어부(9)가 판독한다.
RAM(8)은, 각종 처리에 의해 발생하는 처리 중의 데이터를 일시적으로 유지하는 기능을 가진다.
제어부(9)는 촬상 장치 전체의 처리 동작을 제어한다.
화상 처리부(10)는, 화상 데이터의 부호화/복호화 처리 외에, 본 발명에 따른 합성 처리를 실행하기 위한 합성부(11)를 구비하고 있다.
다음으로, 화상 가공 처리를 실행하는 기능에 대하여, 도 2의 기능 블록도를 사용하여 설명한다.
본 실시예에서 상세하게 설명하는 화상 가공 처리는, 처리 대상이 되는 화상끼리를 화소 가산 합성하고, 또한 그 합성 후, 콘트라스트나 선명함(채도)을 강조시키는 처리를 말한다.
또한, 상기 합성 처리에 있어서는, 촬상부(1), CDS/ADC(3)를 거쳐, 노광 조건(셔터 스피드, 조리개값, 또는 게인 조정값)을 변경하면서 연사(連寫)되어 취득된 복수 화상에 대하여, 이들 화상 데이터 각각이, YUV 색공간에서 규정되는 Y 성분을 나타내는 휘도 신호와, 그 이외의 UV 성분을 나타내는 청색의 색차 신호와, 적색의 색차 신호의 3요소의 성분 중, 휘도 성분과 각 색차 성분으로 분리되고, 이 분리 후의 복수의 휘도 성분에 대하여 화소 가산 합성되고, 또한 분리 후의 복수의 색차 성분에 대해서도 개별적으로 화소 가산 합성된다.
또한, 상기 합성 처리에 의해 생성된 HDR 합성 화상 데이터의 휘도 신호와, 색차 신호(U)와, 색차 신호(V)의 3요소의 성분 중, 휘도 신호에 대하여는 콘트라스트를 강조하는 처리를 실행하고, 각 색차 신호에 대해서는 채도(선명함)를 강조하는 처리를 각각 개별적으로 실행한다.
특히, 전술한 처리에서는, 단순하게 화상 전체가 일률적으로 콘트라스트나 채도에 대하여 강조되는 것은 아니며, 화소 단위로 적응적으로 설정된 강조량을 사용하여, 화소 단위로 강조된다.
도 2에서는, 화상 처리 장치는, 합성부(11)와, 화상 생성부(12)와, 노이즈 저감부(13)를 구비하고 있다.
본 실시예에서는, 노출 조건이 각각 상이한 복수 화상 데이터로서, 도 2에 나타낸 바와 같이, 적정 노출값의 화상(이하, 「적정 노출값 화상」이라고 함), 적정 노출값을 초과한 노출값의 화상(이하, 「노출값 오버 화상」이라고 함), 및 적정 노출값 미만의 노출값의 화상(이하, 「노출값 언더 화상」이라고 함)의 각 데이터가 합성부(11)에 입력된다.
여기서, 적정한 노출값이란, 반드시 촬상 시의 조건으로서 적정한 노출값인 것을 의미하지 않고, 노출값 오버 화상 및 노출값 언더 화상 각각을 촬상했을 때 사용한 2개의 노출값의 사이의 중간적인 노출값을 의미한다.
합성부(11)는, 적정 노출값 화상, 노출값 오버 화상, 및 노출값 언더 화상의 각 데이터를 화소 가산 합성함으로써, HDR 합성 화상 데이터를 생성한다.
그리고, 합성부(11)가 실행하는 합성 처리의 종류는, 특별히 한정되지 않지만, 종래의 HDR 합성 화상 데이터를 생성하기 위한 합성 처리와 비교하여, 다이나믹레인지 확대 효과를 강하게 한 합성 처리를 채용하면 된다.
또한, 그 효과를 강하게 하는 방법도, 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 촬영 시에 노출값 언더와 노출값 오버의 차(편차)를 크게 하거나, 합성 매수를 증가시키거나, 그 외에 색조 등의 게인 파라미터를 변경하는 등의 방법을 채용할 수 있다.
본 실시예에서는, 합성부(11)는, 합성 처리로서, 다음과 같은 일련의 처리를 실행하는 것으로 한다.
즉, 본 실시예에서는, 도시하지 않지만, 적정 노출값 화상 데이터로부터 분리된 적정 노출값의 휘도 성분 화상 데이터, 및 적정 노출값의 색차 성분 화상 데이터가 독립적으로 합성부(11)에 입력된다.
마찬가지로, 노출값 오버 화상 데이터로부터 분리된 노출값 오버의 휘도 성분 화상 데이터, 및 노출값 오버의 색차 성분 화상 데이터가 독립적으로 합성부(11)에 입력된다.
마찬가지로, 노출값 언더 화상 데이터로부터 분리된 노출값 언더의 휘도 성분 화상 데이터, 및 노출값 언더의 색차 성분 화상 데이터가 독립적으로 합성부(11)에 입력된다.
합성부(11)는, 적정 노출값의 휘도 성분 화상 데이터, 노출값 오버의 휘도 성분 화상 데이터, 및 노출값 언더의 휘도 성분 화상 데이터를 화소 가산 합성함으로써, 합성 화상 데이터를 생성한다.
한편, 합성부(11)는, 적정 노출값의 색차 성분 화상 데이터, 노출값 오버의 색차 성분 화상 데이터, 및 노출값 언더의 색차 성분 화상 데이터를 화소 가산 합성함으로써, 합성 화상 데이터를 생성한다.
본 실시예에서는, 휘도 성분의 합성 처리에 있어서, 적정 노출값의 휘도 성분 화상 데이터, 노출값 오버의 휘도 성분 화상 데이터, 및 노출값 언더의 휘도 성분 화상 데이터는, 소정의 합성 비율에 따라 화소 가산 합성된다.
소정의 합성 비율이란, 2 이상의 화상 데이터가 화소 가산 합성되는 경우, 각각의 화상 데이터의 혼합 비율을 말한다.
예를 들면, 적정 노출값의 휘도 성분 화상 데이터, 노출값 오버의 휘도 성분 화상 데이터, 및 노출값 언더의 휘도 성분 화상 데이터의 합성 비율 각각 이, 70%, 30%, 0%인 경우에는, 적정 노출값의 휘도 성분 화상 데이터 70%, 노출값 오버의 휘도 성분 화상 데이터 30%, 노출값 언더의 휘도 성분 화상 데이터 0%의 비율로 혼합된 결과 얻어지는 데이터가, 합성 휘도 성분 화상 데이터가 된다.
한편, 색차 성분 합성 처리에 있어서도, 적정 노출값의 색차 성분 화상 데이터, 노출값 오버의 색차 성분 화상 데이터, 및 노출값 언더의 색차 성분 화상 데이터는, 소정의 합성 비율에 따라 화소 가산 합성된다.
여기서, 색차 성분 합성 처리에 사용되는 합성 비율은, 휘도 성분 합성 처리에 사용되는 합성 비율이 그대로 사용된다.
이와 같이 하여, 합성부(11)로부터는, 휘도 성분 합성 처리에 의해 생성된 합성 휘도 성분 화상 데이터와, 색차 성분 합성 처리에 의해 생성된 합성 색차 성분 화상 데이터의 조(組)가 출력된다.
화상 생성부(12)는, 합성부(11)로부터 출력되는 합성 휘도 성분 화상 데이터에 대해서는 콘트라스트의 강조 처리를, 합성 색차 화상 데이터에 대하여는 채도의 강조 처리를, 각각 행한다.
여기서, 합성 휘도 성분 화상 데이터에 대하여 행하는 콘트라스트의 강조 처리를, 이하, 콘트라스트 강조 처리라고 한다. 한편, 합성 색차 성분 화상 데이터에 대하여 행하는 채도의 강조 처리를, 이하, 채도 강조 처리라고 한다.
화상 생성부(12)에는, 콘트라스트 강조 처리를 실행하는 콘트라스트 강조 처리부(31)와, 채도 강조 처리를 실행하는 채도 강조 처리를 실행하는 채도 강조 처리부(32)가 설치되어 있다.
콘트라스트 강조 처리부(31)는, 콘트라스트 강조 처리로서, 합성 휘도 성분 화상 데이터에 대하여, 2종류의 주파수 대역[예를 들면, 저역(低域) 및 중역(中域)]에서 언샤프 마스크 처리(unsharpening mask processing)를 각각 행함으로써, 국소적으로 콘트라스트를 강조한다.
2종류의 주파수 대역(예를 들면, 저역 및 중역)에서 언샤프 마스크 처리를 각각 행할 때는, 합성 휘도 성분 화상 데이터의 평활화가 행해진다.
이와 같은 평활화를 위해 사용하는 필터는, 특별히 한정되지 않고, 통상의 LPF(Low Pass Filter)를 채용해도 되지만, 에지 보존형 ε 필터나 쌍방 필터 등, 비선형 필터를 채용하면 바람직하다.
콘트라스트 강조 처리부(31)는, 합성 휘도 성분 화상 취득부(41)와, ε 필터부(42A, 42B)와, 콘트라스트 성분 작성부(43A, 43B)와, 콘트라스트 합성부(44)와, 콘트라스트 강조부(45)를 구비하고 있다.
이들 콘트라스트 강조 처리부(31)의 각 요소의 기능 등에 대해서는, 후술하는 도 3의 흐름도를 참조한 콘트라스트 강조 처리의 흐름을 설명할 때 적절하게 설명한다.
채도 강조 처리부(31)는, 합성 색차 성분의 화상 데이터에 대하여, 소정의 게인(이하, 「UV 게인」이라고 함)을 강조량으로서 사용하여, 채도를 강조하는 처리를 실행한다.
이 경우의 채도를 강조하는 처리는, 전체 강조 처리와 부분 강조 처리의 2종류로 대별된다.
전체 강조 처리란, 화상 전체의 인상을 화려하게 하도록, 채도를 강조하는 처리를 말한다.
부분 강조 처리란, 콘트라스트 강조 처리에 사용된 합성 콘트라스트 성분의 강조량과 연동시킨 강조량을 사용하여, 채도를 강조하는 처리를 말한다.
그리고, 이하, 콘트라스트 강조 처리용 강조량을, 「콘트라스트 성분 강조량」이라고 한다. 한편, 채도 성분 강조 처리용 강조량을, 「채도 성분 강조량」이라고 한다.
채도 성분 강조량은, 또한, 전체 강조 처리에서 사용되는 강조량과, 부분 강조 처리에서 사용되는 강조량으로 대별되어, 전자를 이하, 「전체적인 채도 성분 강조량」이라고 하고, 후자를, 이하, 「부분적인 채도 성분 강조량」이라고 한다.
또한, 채도 강조 처리부(32)에 의한 일련의 처리를, 이하, 「채도 강조 처리」라고 한다.
채도 강조 처리부(32)는, 채도 강조 처리를 실행하기 위하여, 합성 색차 성분 화상 취득부(51)와, 전체적인 채도 강조부(52)와, 콘트라스트 성분 강조량 취득부(53)와, 부분적인 채도 강조부(54)를 구비하고 있다.
또한, 화상 생성부(12)에는, 강조 처리 후 화상 취득부(33)가 설치되어 있다.
강조 처리 후 화상 취득부(33)는, 콘트라스트 강조 처리부(31)에 의해 콘트라스트 강조 처리가 행해진 합성 휘도 성분의 화상 데이터와, 채도 강조 처리부(32)에 의해 채도 강조 처리가 행해진 합성 색차 성분의 화상 데이터의 조합으로 이루어지는 강조 처리 후 화상 데이터를 취득한다.
강조 처리 후 화상 취득부(33)에 의해 취득된 강조 처리 후 화상 데이터는, 노이즈 저감부(13)에 공급된다.
노이즈 저감부(13)는, 강조 처리 후 화상 데이터에 대하여, 노이즈 저감 처리를 행한다.
다음으로, 도 3의 흐름도를 참조하여, 이와 같은 기능적 구성을 가지는 도 2의 화상 처리 장치가 실행하는 화상 가공 처리에 대하여 설명한다.
도 3은, 화상 가공 처리의 흐름의 일례를 나타낸 흐름도이다.
단계 S1에 있어서, 합성부(11)는, 연속 촬영 등에 의해 얻은 노출값이 각각 상이한 복수 화상 데이터를 취득한다.
단계 S2에 있어서, 합성부(11)는, 노출값이 각각 상이한 복수 화상 데이터를 화소 가산 합성함으로써, 하이 다이나믹레인지의 합성 화상 데이터를 생성한다.
구체적으로는, 본 실시예에서는, 적정 노출값 화상, 노출값 오버 화상, 및 노출값 언더 화상의 각 데이터가, 단계 S1의 처리에서 취득되고, 단계 S2의 처리로 화소 가산 합성되는 것에 의해, 하이 다이나믹레인지의 합성 화상 데이터가 생성된다.
도 4의 (A)∼(E)는, 합성부(11)에 의한 단계 S1 및 S2의 구체적인 처리 결과를 나타내고 있다.
도 4의 (A)는, 단계 S1의 처리에서 취득되는 노출값 언더의 휘도 성분의 화상 데이터의 일례를 나타내고 있다.
도 4의 (B)는, 단계 S1의 처리에서 취득되는 적정 노출값의 휘도 성분의 화상 데이터의 일례를 나타내고 있다.
도 4의 (C)는, 단계 S1의 처리에서 취득되는 노출값 오버의 휘도 성분 화상 데이터의 일례를 나타내고 있다.
도 4의 (D)는, 도 4의 (A) 내지 (B)의 각 데이터가 단계 S2의 처리에서 화소 가산 합성된 결과 얻어지는, 합성 화상 데이터의 일례를 나타내고 있다.
도 4의 (E)는, 도 4의 (D)보다 합성의 효과를 강하게 한 경우의 예를 나타내고 있다.
전술한 바와 같이, 합성의 효과를 강하게 함으로써, 색공간의 각 파라미터가 과도하게 조정되어 있어도, 현실감을 잃지않도록 하는 하이 다이나믹레인지의 합성 화상을 얻을 수 있는 효과가 현저하게 된다.
이에, 본 실시예에서는, 도 4의 (D)와 도 4의 (E)의 합성 화상 데이터 중, 도 4의 (E)의 합성 화상 데이터가 처리 대상으로서, 화상 생성부(12)에 주어지고, 도 3의 단계 S3 이후의 처리가 실행되는 것으로 한다.
단계 S3에 있어서, 화상 생성부(12)의 콘트라스트 강조 처리부(31)는, 단계 S2의 처리에 의해 생성된 합성 화상 데이터 중, 합성 휘도 성분 화상 데이터에 대하여 콘트라스트 강조 처리를 행한다.
단계 S4에 있어서, 화상 생성부(12)의 채도 강조 처리부(31)는, 단계 S2의 처리에 의해 생성된 합성 화상 데이터 중, 합성 색차 성분의 화상 데이터에 대하여 채도 강조 처리를 행한다.
그리고, 단계 S3의 콘트라스트 강조 처리의 상세한 것에 대해서는 도 5의 흐름도를 참조함으로써, 또한, 단계 S4의 채도 강조 처리의 상세한 것에 대해서는 도 6의 흐름도를 참조함으로써 후술한다.
단계 S5에 있어서, 강조 처리 후 화상 취득부(33)는, 단계 S3의 콘트라스트 강조 처리가 행해진 합성 휘도 성분의 화상 데이터와, 단계 S4의 채도 강조 처리가 행해진 합성 색차 성분의 화상 데이터를 조합한 것을, 강조 처리 후의 화상 데이터로서 취득한다.
단계 S6에 있어서, 노이즈 저감부(13)는, 단계 S5의 처리에서 취득된 강조 처리 후의 화상 데이터에 대하여, 노이즈 저감 처리를 행한다.
노이즈 저감 처리가 행해진 강조 처리 후의 화상 데이터가, 노이즈 저감부(13)로부터 외부에 출력되면, 상기 화상 가공 처리는 종료하게 된다.
다음으로, 이와 같은 화상 가공 처리 중, 단계 S3의 콘트라스트 강조 처리와, 단계 S4의 채도 강조 처리의 각각의 상세한 것에 대하여, 이 순서대로 개별적으로 설명한다.
처음에, 도 5의 흐름도를 참조하여, 단계 S3의 콘트라스트 강조 처리를 상세하게 설명한다.
도 5는, 콘트라스트 강조 처리의 흐름의 일례를 나타낸 흐름도이다.
단계 S21에 있어서, 도 2의 콘트라스트 강조 처리부(31)의 합성 휘도 성분 화상 취득부(41)는, 합성부(11)로부터 출력된 합성 화상 데이터 중, 합성 휘도 성분 화상 데이터를 취득한다.
단계 S22에 있어서, 콘트라스트 강조 처리부(31)는, 합성 휘도 성분 화상의 각각을 구성하는 화소 중, 소정의 위치(좌표)에 배치된 화소를, 처리의 대상으로서 주목할 화소(이하, 「주목 화소」라고 함)로서 설정한다.
합성 휘도 성분 화상의 주목 화소의 데이터(화소값)가, ε 필터부(42A, 43A) 및 콘트라스트 작성부(43A, 43B)의 각각에 공급되면, 처리는 단계 S23으로 진행한다.
단계 S23에 있어서, ε 필터부(42A, 43A) 및 콘트라스트 성분 작성부(43A, 43B)는, 합성 휘도 성분 화상의 주목 화소의 데이터(화소값)로부터, 2종류의 주파수(중역 및 저역)의 각각의 ε 필터를 사용하여, 주목 화소의 2종류의 콘트라스트 성분을 작성한다.
본 실시예에서는, 성분 작성 대상인 2종류의 콘트라스트 중 한쪽 종류에 대해서는, 필터 사이즈가 작은 중역 강조의 ε 필터를 사용하여 그 성분이 생성된다.
여기서, 이와 같은 종류의 콘트라스트를, 이하, 「중역용 콘트라스트」라고한다.
한편, 2종류의 콘트라스트 중 다른 쪽 종류에 대해서는, 필터 사이즈가 큰 저강조의 ε 필터를 사용하여 그 성분이 생성된다.
여기서, 이와 같은 종류의 콘트라스를, 이하, 「저역용 콘트라스트」라고 한다.
본 실시예에서는, 중역용 콘트라스트는, ε 필터부(42A) 및 콘트라스트 성분 작성부(43A)에 의해, 다음과 같은 일련의 처리가 실행됨으로써 생성된다.
즉, ε 필터부(42A)는, 합성 휘도 성분 화상의 주목 화소의 데이터에 대하여 중역 강조의 ε 필터로 처리하여, 그 결과 얻어지는 데이터(이하, 「필터링 처리 후 데이터」라고 함)를 콘트라스트 작성부(43A)에 공급한다.
콘트라스트 성분 작성부(43A)는, 합성 휘도 성분 화상의 주목 화소의 데이터와, 주목 화소의 필터링 처리 후 데이터와의 차분을 취함으로써, 주목 화소 중역용 콘트라스트 성분을 작성한다.
상세하게는, 다음 식 (1)이 연산됨으로써, 주목 화소 중역용 콘트라스트 성분이 작성된다.·‥…
Y_contrast_1 = Y_HDR - Y_ε_1 …(1)
식 (1)에 있어서,
Y_contrast_1은, 주목 화소 중역용 콘트라스트를 나타내고 있다.
Y_HDR은, HDR 합성 Y화상의 주목 화소의 데이터(화소값)를 나타내고 있다.
Y_ε_1은, 중역용의 ε 필터를 사용하여 생성된, 주목 화소의 필터링 처리 후 데이터를 나타내고 있다.
한편, 본 실시예에서는, 저역용 콘트라스트는, ε 필터부(42B) 및 콘트라스트 성분 작성부(43B)에 의해, 다음과 같은 일련의 처리가 실행됨으로써 생성된다.
즉, ε 필터부(42B)는, 합성 휘도 성분 화상의 주목 화소의 데이터에 대하여 저역 강조의 ε 필터로 처리하여, 그 결과 얻어지는 필터링 처리 후의 데이터를 콘트라스트 성분 작성부(43B)에 공급한다.
콘트라스트 성분 작성부(43B)는, 합성 휘도 성분 화상의 주목 화소의 데이터와, 주목 화소의 필터링 처리 후의 데이터와의 차분을 취함으로써, 주목 화소의 저역용 콘트라스트 성분을 작성한다.
즉, 다음 식 (2)가 연산됨으로써, 주목 화소의 저역용 콘트라스트 성분이 작성된다.
Y_contrast_2 = Y_HDR-Y_ε_2 …(2)
식 (2)에 있어서,
Y_contrast_2는, 주목 화소의 저역용 콘트라스트 성분을 나타내고 있다.
Y_HDR은, 합성 휘도 성분 화상의 주목 화소의 데이터(화소값)를 나타내고 있다.
Y_ε_2는, 저역용의 ε 필터를 사용하여 생성된, 주목 화소의 필터링 처리 후 데이터를 나타내고 있다.
이와 같이 하여 생성된 주목 화소의 2종류의 콘트라스트, 즉 콘트라스트 작성부(43A)에 의해 생성된 주목 화소 중역용 콘트라스트 성분과, 콘트라스트 작성부(43B)에 의해 생성된 주목 화소의 저역용 콘트라스트 성분은, 콘트라스트 합성부(44)에 공급된다. 이로써, 처리는 도 5의 단계 S24로 진행한다.
단계 S24에 있어서, 콘트라스트 합성부(44)는, 주목 화소의 2종류의 콘트라스트 성분, 즉 주목 화소 중역용 콘트라스트 성분 및 저역용 콘트라스트 성분을 화소 가산 합성함으로써, 주목 화소의 합성 콘트라스트 성분을 작성한다.
즉, 다음 식 (3)이 연산됨으로써, 주목 화소의 합성 콘트라스트가 작성된다.
Y_contrast = Y_contrast_1 + Y_contrast_2 …(3)
식 (3)에 있어서,
Y_contrast는, 주목 화소의 합성 콘트라스트 성분을 나타내고 있다.
Y_contrast_1은, 전술한 식 (1)에서 연산된 주목 화소 중역용 콘트라스트 성분을 나타내고 있다.
Y_contrast_2는, 전술한 식 (2)에서 연산된 주목 화소의 저역용 콘트라스트 성분을 나타내고 있다.
이와 같이 하여 콘트라스트 합성부(44)에 의해 생성된 주목 화소의 합성 콘트라스트 성분은, 콘트라스트 강조부(45)에 공급된다. 이로써, 처리는 도 5의 단계 S25로 진행한다.
단계 S25에 있어서, 콘트라스트 강조부(45)는, 주목 화소의 합성 콘트라스트 성분에 대하여, 조절 및 제한을 행한다.
구체적으로는, 본 실시예에서는, 주목 화소의 합성 콘트라스트 성분에 대한 조절은, 다음 식 (4)에 따라 행해진다.
Y_contrast = Y_contrast×(Y_gain_lev/100)×(Y_adj_lev/100) …(4)
식 (4)에 있어서,
좌변의 Y_contrast는, 조절 후의 주목 화소의 합성 콘트라스트 성분을 나타내고 있다.
한편, 우변의 Y_contrast는, 조절 전의 주목 화소의 합성 콘트라스트 성분을 나타내고 있다.
또한, 식 (4)에 있어서, Y_gain_lev는, 합성 휘도 성분 화상 데이터 전체에 대하여 일률적으로 설정된 게인(이하, 「휘도 성분 게인」이라고 함)의 레벨(%)을 나타내고 있다.
한편, Y_adj_lev는, 합성 휘도 성분 화상의 주목 화소의 데이터에 대하여 개별적으로 설정된 조정량(이하, 「휘도 성분 조정량」이라고 함)의 레벨(%)을 나타내고 있다.
그리고, 휘도 성분 조정량 Y_adj_lev는, 합성 휘도 성분 화상의 각 화소마다, 그 데이터(화소값) Y_HDR에 따라 개별적으로 설정되는 것이다.
그러므로, 주목 화소로서 설정된 화소마다, 그 데이터(화소값) Y_HDR에 따라 휘도 성분 조정량 Y_adj_lev가 적응적으로 변화되고, 그 결과, 합성 콘트라스트 성분 Y_contrast도 화소마다 적응적으로 조절된다.
이로써, 콘트라스트 강조에 의한 화소값의 포화(飽和)에 의한 악영향, 예를 들면, 흑화 현상이나, 백화 현상, 색포화 등의 악영향을 경감시킬 수 있다.
또한, 본 실시예에서는, 주목 화소의 합성 콘트라스트 성분에 대한 제한은, 주목 화소의 합성 콘트라스트 성분이 0 미만일 때[(If(Y_contrast>0)], 다음 식 (5)에 따라 행해지고, 그 이외일 때(Else), 다음 식 (6)에 따라 행해진다.
Y_contrast = fMin(Y_contrast, Y_contrast_max_lev) …(5)
Y_contrast = fMax(Y_contrast, |Y_contrast_max_lev|) …(6)
식 (5)와 식 (6)에 있어서,
좌변의 Y_contrast는, 제한 후의 주목 화소의 합성 콘트라스트 성분을 나타내고 있다.
한편, 우변의 Y_contrast는, 제한 전의 주목 화소의 합성 콘트라트 성분을 나타내고 있다.
또한, 식 (5)와 식 (6)에 있어서, Y_contrast_max_lev는, 합성 콘트라스트 성분으로서 미리 설정된 상한의 레벨을 나타내고 있다.
식 (5)에서의 fMin(α, β)는, α와 β 중 최소값을 출력하는 함수를 나타내고 있다.
한편, 식 (6)에서의 fMax(α, β)는, α와 β 중 최대값을 출력하는 함수를 나타내고 있다.
다음으로, 도 5의 단계 S26에 있어서, 콘트라스트 강조부(45)는, 합성 휘도 성분 화상의 주목 화소의 데이터에 대하여, 단계 S25의 처리에서 조절 및 제한이 행해진 후의 주목 화소의 합성 콘트라스트를 가산한다.
이로써, 합성 휘도 성분 화상의 주목 화소의 데이터에 대하여, 단계 S25의 처리에서 조절 및 제한이 행해진 주목 화소의 합성 콘트라스트 성분만, 콘트라스트가 강조되게 된다.
구체적으로는, 다음 식 (7)이 연산됨으로써, 합성 휘도 성분 화상의 주목 화소의 데이터에 대하여 콘트라스트가 강조되게 된다.
Y_result = Y_HDR + Y_contrast …(7)
식 (7)에 있어서,
Y_result는, 콘트라스트 강조 처리 후의 주목 화소의 데이터(콘트라스트 강조 처리 후의 주목 화소의 화소값)를 나타내고 있다.
한편, Y_HDR은, 콘트라스트 강조 처리 전의 주목 화소의 데이터(콘트라스트 강조 처리 전의 주목 화소의 화소값)를 나타내고 있다.
또한, Y_contrast는, 식 (4)에 의한 조정 및 식 (5) 또는 식 (6)에 의한 제한이 행해진 후의 주목 화소의 합성 콘트라스트 성분으로서, 콘트라스트 성분 강조량을 나타내고 있다.
단계 S27에 있어서, 콘트라스트 강조 처리부(31)는, 모든 화소를 주목 화소로 설정했는지의 여부를 판정한다.
합성 휘도 성분 화상을 구성하는 화소 중, 주목 화소로 아직 설정되어 있지 않은 화소가 존재하는 경우, 단계 S27에 있어서 NO인 것으로 판정되어, 처리는 단계 S22로 리턴하고, 그 이후의 처리가 반복된다.
즉, 합성 휘도 성분 화상을 구성하는 화소가 주목 화소로서 차례로 설정될 때마다, 단계 S22 내지 S27의 루프 처리가 반복적으로 실행되어, 주목 화소로서 설정된 화소의 데이터가, 콘트라스트가 강조되도록 계속적으로 갱신된다.
다만, 이 콘트라스트의 강조 정도는, 전술한 바와 같이, 주목 화소로서 설정된 화소의 갱신 전의 데이터 Y_HDR의 값에 따라 적응적으로 가변한다.
그리고, 마지막 화소가 단계 S22의 처리에서 주목 화소에 설정되고, 단계 S23 내지 S26의 처리가 실행되면, 합성 휘도 성분 화상을 구성하는 모든 화소가 갱신되었으므로[모든 화소의 화소값이, 전술한 식 (7)의 값 Y_result로 갱신되었으므로], 다음의 단계 S27에 있어서 YES인 것으로 판정되어, 콘트라스트 강조 처리는 종료된다.
이로써, 도 3의 화상 가공 처리 중, 단계 S3의 콘트라스트 강조 처리가 종료되고, 단계 S4의 채도 강조 처리가 실행된다.
여기서, 이하, 도 6의 흐름도를 참조하여, 단계 S4의 채도 강조 처리를 상세하게 설명한다.
도 6은, 채도 강조 처리의 흐름의 일례를 나타낸 흐름도이다.
단계 S41에 있어서, 도 2의 채도 성분 강조 처리부(31)의 합성 색차 성분 화상 취득부(51)는, 합성부(11)로부터 출력된 합성 화상 데이터 중, 합성 색차 성분의 화상 데이터를 취득한다.
단계 S42에 있어서, 채도 강조 처리부(31)는, 합성 색차 성분 화상의 각각 을 구성하는 화소 중, 소정의 위치(좌표)에 배치된 화소를 주목 화소로서 설정한다.
여기서, 본 실시예에서는, 채도 강조 처리부(31)는, 강조부(32)와 비동기로 실행하고 있지만, 합성 색차 성분 화상의 주목 화소와 합성 휘도 성분 화상의 주목 화소는, 동일 위치(좌표)의 각각 대응하는 화소인 것으로서 이하의 설명을 행한다.
단계 S43에 있어서, 전체적인 채도 강조부(52)는, 합성 색차 성분 화상의 주목 화상 데이터에 대하여, 전체적인 채도 성분 강조량을 사용한 전체적인 채도 강조 처리를 행한다.
구체적으로는 본 실시예에서는, 다음 식 (8) 및 식 (9)이 연산됨으로써, 합성 색차 성분 화상의 주목 화상 데이터에 대하여 전체적인 채도 강조 처리가 행해진다.
U_HDR' = U_HDR×UV_gain_lev_al/100 …(8)
V_HDR' = V_HDR×UV_gain_lev_al/100 …(9)
식 (8)에 있어서,
U_HDR'는, 전체적인 채도 강조 처리가 행해진 후의 합성 색차 성분 화상의 주목 화상의 색차 성분값(U성분값)을 나타내고 있다.
한편, U_HDR은, 전체적인 채도 강조 처리가 행해지기 전의 합성 색차 화상의 주목 화상의 색차 성분값(U성분값)을 나타내고 있다.
식 (9)에 있어서,
V_HDR'는, 전체적인 채도 강조 처리가 행해진 후의 합성 색차 화상의 주목 화상의 색차 성분값(V성분값)을 나타내고 있다.
한편, V_HDR은, 전체적인 채도 강조 처리가 행해지기 전의 합성 색차 성분 화상의 주목 화상의 색차 성분값(V성분값)을 나타내고 있다.
식 (8)과 식 (9)에 있어서, UV_gain_lev_al은, 합성 색차 화상 전체에 일률적으로 설정된 전체적인 채도 성분의 강조량으로서의 전체 게인(%)을 나타내고 있다.
단계 S44에 있어서, 콘트라스트 성분 강조량 취득부(53)는, 앞의 콘트라스트 강조 처리에 있어서 합성 휘도 성분 화상의 주목 화소에 대하여 사용된 콘트라스트 성분의 강조량을 취득한다.
구체적으로는, 다음 식 (10)이 연산되어, 콘트라스트 성분 강조량이 취득된다.
Y_emphasis_Lev = |Y_contrast| …(10)
식 (10)에 있어서,
좌변의 Y_emphasis_Lev는, 취득된 콘트라스트 성분 강조량을 나타내고 있다.
우변의 Y_contrast는, 전술한 식 (4)에 의한 조정 및 식 (5) 또는 식 (6)에 의한 제한이 행해진 후의 주목 화소의 합성 콘트라스트 성분으로서, 전술한 식 (7)에 있어서, 콘트라스트 성분 강조 전의 주목 화소의 데이터(화소값 Y_HDR)에 더해진 보정량이다.
단계 S44에 있어서, 부분적인 채도 강조부(54)는, 단계 S42의 처리에서 전체적인 채도 강조 처리가 행해진 합성 색차 성분 화상의 주목 화상 데이터에 대하여, 단계 S43의 처리에서 취득된 콘트라스트 성분 강조량에 연동하는 부분적인 채도 성분 강조량을 사용하여, 부분적인 채도 강조 처리를 행한다.
구체적으로는 본 실시예에서는, 다음 식 (11)이 연산됨으로써, 전체적인 채도 강조 처리가 행해진 합성 색차 성분 화상의 주목 화상의 U성분값에 대하여, 또한 부분적인 채도 강조 처리가 행해진다.
U_result = U_HDR'
+ U_HDR×(UV_gain_lev_part×Y_emphasis_lev/Y_contrast_max_lev)/100
×UV_adj_lev/100 …(11)
식 (11)에 있어서,
좌변의 U_result는, 전체적인 채도 강조 처리 및 부분적인 채도 강조 처리가 행해진 합성 색차 성분 화상의 주목 화상의 U성분값을 나타내고 있다.
우변의 U_HDR'는, 전술한 식 (8)에 의해 전체적인 채도 강조 처리가 행해진 후의 합성 색차 성분 화상의 주목 화상의 U성분값을 나타내고 있다.
U_HDR'는, 전술한 식 (8)에 의해 전체적인 채도 강조 처리가 행해진 후의 합성 색차 성분 화상의 주목 화상의 U성분값을 나타내고 있다.
UV_gain_lev_part는, 부분 게인(%)을 나타내고 있다.
Y_emphasis_lev는, 전술한 식 (10)에 의해 취득된 콘트라스트 성분 강조량을 나타내고 있다.
Y_contrast_max_lev는, 합성 콘트라스트 성분으로서 미리 설정된 상한의 레벨을 나타내고 있다.
(UV_gain_lev_part×Y_emphasis_lev/Y_contrast_max_lev)/100은, 콘트라스트 강조량과 연동한 부분적인 채도 강조량(%)을 나타내고 있다.
UV_adj_lev는, 합성 색차 성분 화상의 주목 화소의 데이터에 대하여 개별적으로 설정된 조정량(이하, 「색차 조정량」이라고 함)의 레벨(%)을 나타내고 있다.
합성 색차 성분 화상 데이터 UV_HDR은, 식 (12)에 나타낸 바와 같이, U성분값 U_HDR과 V성분값 V_HDR의 각각의 절대값 중 큰 쪽을 채용한다.
UV_HDR = fmax(｜U_HDR｜, ｜V_HDR｜) …(12)
식 (12)에 있어서, fmax(α, β)는, α와 β 중 최대값을 출력하는 함수를 나타내고 있다.
색차 조정량 UV_adj_lev는, 합성 색차 성분 화상의 각 화소마다, 그 데이터(화소값) UV_HDR에 따라 개별적으로 설정되는 것이다.
그러므로, 주목 화소로서 설정된 화소마다, 그 데이터(화소값) UV_HDR에 따라 색차 조정량 UV_adj_lev는 적응적으로 변화된다.
그리고, 이 결과, 주목 화상의 U성분 U_HDR에 대한 부분적인 채도 강조의 정도도 화소마다 적응적으로 조절된다. 이로써, 채도 강조에 의한 화소값의 포화에 의한 악영향, 예를 들면, 흑화 현상, 백화 현상, 색포화 등의 악영향을 경감시킬 수 있다.
또한, 본 실시예에서는, 다음 식 (13)이 연산됨으로써, 전체적인 채도 강조 처리가 행해진 합성 색차 성분 화상의 주목 화상의 V성분값에 대하여, 또한 부분적인 채도 강조 처리가 행해진다.
V_result = V_HDR'
+ V_HDR×(UV_gain_lev_part×Y_emphasis_lev/Y_contrast_max_lev)/100
×UV_adj_lev/100 …(13)
식 (13)에 있어서,
좌변의 V_result는, 전체 강조 처리 및 부분 강조 처리가 행해진 합성 색차 성분 화상의 주목 화상의 V성분값을 나타내고 있다.
우변의 V_HDR'는, 전술한 식 (9)에 의해 전체적인 채도 강조 처리가 행해진 후의 합성 색차 성분 화상의 주목 화상의 V성분값을 나타내고 있다.
V_HDR'는, 전술한 식 (9)에 의해 전체적인 채도 강조 처리가 행해진 후의 합성 색차 성분 화상의 주목 화상의 V성분값을 나타내고 있다.
또한, 식 (13)에 있어서도, 식 (11)과 마찬가지로, (UV_gain_lev_part×Y_emphasis_lev/Y_contrast_max_lev)/100이, 콘트라스트 성분 강조량과 연동한 부분적인 채도 강조량(%)으로서 사용되고 있다.
또한, 식 (13)에 있어서도, 식 (11)과 마찬가지로, 색차 조정량 UV_adj_lev가 사용되고 있다.
도 6의 단계 S46에 있어서, 채도 강조 처리부(31)는, 모든 화소를 주목 화소로 설정했는지의 여부를 판정한다.
합성 색차 성분 화상을 구성하는 화소 중, 주목 화소로 아직 설정되어 있지 않은 화소가 존재하는 경우, 단계 S46에 있어서 NO인 것으로 판정되고, 처리는 단계 S42로 리턴하고, 그 이후의 처리가 반복된다.
즉, 합성 색차 화상을 구성하는 화소가 주목 화소로서 차례로 설정될 때마다, 단계 S42 내지 S46의 루프 처리가 반복적으로 실행되어, 주목 화소로서 설정된 화소의 데이터가, 채도가 강조되도록 계속적으로 갱신된다.
다만, 그 채도의 강조 정도는, 전술한 바와 같이, 콘트라스트의 강조 정도에 연동하고, 또한 주목 화소로서 설정된 화소의 갱신 전의 데이터 U_HDR 및 V_HDR의 값에 따라 적응적으로 변화된다.
그리고, 마지막 화소가 단계 S42의 처리에서 주목 화소로 설정되어, 단계 S43 내지 S46의 처리가 실행되면, 합성 색차 성분 화상을 구성하는 모든 화소가 갱신되었으므로[모든 화소의 화소값이, 전술한 식 (11)의 값 U_result 및 식 (13)의 값 V_result로 갱신되었으므로], 다음의 단계 S46에 있어서 YES인 것으로 판정되어, 채도 강조 처리는 종료된다.
이로써, 도 3의 화상 가공 처리 중, 단계 S4의 채도 강조 처리가 종료하고, 처리는 단계 S5로 진행한다. 즉, 단계 S3의 콘트라스트 강조 처리가 행해진 합성 휘도 성분의 화상 데이터와, 단계 S4의 채도 강조 처리가 행해진 합성 색차 성분의 화상 데이터의 조합이, 강조 처리 후의 화상 데이터로서, 강조 처리 후 화상 취득부(33)에 의해 취득된다.
이상 설명한 바와 같이, 합성 화상 데이터가, 휘도 성분으로 이루어지는 합성 휘도 성분 화상 데이터와, 색차 성분으로 이루어지는 합성 색차 성분 화상 데이터로 분리되어 있는 경우, 도 2의 콘트라스트 강조 처리부(31)는, 소정의 콘트라스트 성분 강조량을 사용하여, 합성 휘도 성분의 화상 데이터의 콘트라스트를 강조하도록 처리한다.
한편, 채도 강조 처리부(31)는, 콘트라스트 강조 처리부(31)의 콘트라스트 성분 강조량에 연동하여 가변하는 채도 강조량을 사용하여, 합성 색차 성분의 화상 데이터의 채도를 강조하도록 처리한다.
이로써, 과도하게 색공간의 각 파라미터가 조정되어 있어도 현실감을 잃지않도록 하는 하이 다이나믹레인지의 합성 화상 데이터가 얻어지는 효과를 얻을 수 있게 된다.
특히, 콘트라스트 강조 처리부(31)가, 합성 휘도 성분의 화상 내의 소정의 위치(좌표)의 화소의 데이터를, 위치마다 상이한 콘트라스트 성분 강조량을 사용하여 콘트라스트를 강조 처리하고, 그리고, 채도 강조 처리부(31)가, 상기 위치(좌표)와 동일한 합성 휘도 성분 화상 내의 위치용의 콘트라스트 성분 강조량에 연동하여 가변하는 채도 성분 강조량을 사용하여, 합성 색차 성분 화상 내의 소정의 위치(좌표)의 화소의 데이터를 채도 강조 처리함으로써, 상기 효과는 현저하게 된다.
이와 같은 효과는, 도 7의 (A)∼(D), 도 8을 참조함으로써 명확하게 알 수 있다.
도 7의 (A)∼(D)는, 도 3의 화상 가공 처리의 대상이 되는 화상 데이터의 일례로서, 도 4의 (E)의 예와 동일한 데이터를 나타내고 있다.
도 7의 (A)는, 단계 S2의 처리의 결과 얻어진 합성 화상 데이터의 일례를 나타내고 있다.
도 7의 (B)는, 단계 S3의 콘트라스트 강조 처리에 있어서, 도 7의 (A)의 합성 화상 데이터 전체에 대하여 중역용 콘트라스트 성분 강조용의 ε 필터[33×33(픽셀) 사이즈]로 처리하여, 그 결과 얻어지는 화상 전체의 필터링 처리 후 데이터(도 5의 단계 S23 참조)의 일례를 나타내고 있다.
도 7의 (C)는, 단계 S3의 콘트라스트 강조 처리에 있어서, 도 7의 (A)의 합성 화상 데이터 전체에 대하여 저역용 콘트라스트 성분 강조용의 ε 필터(129×129의 사이즈)로 처리하여, 그 결과 얻어지는 화상 전체의 필터링 처리 후 데이터(도 5의 단계 S23 참조)의 일례를 나타내고 있다.
도 7의 (D)는, 단계 S3의 콘트라스트 강조 처리에 있어서, 도 7의 (A)∼(C)의 각 데이터를 사용하여 생성된 화상 전체의 콘트라스트 성분(도 5의 단계 S24 및 S25 참조)의 일례를 나타내고 있다.
도 8은, 도 7의 (A)∼(E)의 각 데이터를 사용하여 도 3의 화상 가공 처리가 실행된 결과 얻어지는, 강조 처리 후의 화상 데이터의 일례를 나타내고, 이 강조 처리 후의 화상은, 색공간의 각 파라미터가 과도하게 조정되어 있어도 현실감을 잃지않도록 하는 합성 화상으로 되어 있는 것을 알 수 있다.
그리고, 본 발명은 상기 실시예로 한정되지 않고, 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 범위에서의 변형, 개량 등은 본 발명에 포함되는 것이다.
예를 들면, 전술한 실시예에서는, 콘트라스트 강조 처리부(31)에 의한 콘트라스트 강조 처리에 있어서, ε 필터가 평활화를 위해 사용하는 필터로서 채용되었다.
그러나, 전술한 바와 같이, 특히 ε 필터로 한정되지 않고, 예를 들면, 국소적으로 콘트라스트 성분을 강조할 때 발생하는 언더슈트(undershoot)나 오버슈트(overshoot)를 의도적으로 나타낸 화상을 생성하고자 할 경우에는, 통상의 LPF를 채용할 수도 있다.
또한, 예를 들면, 전술한 실시예에서는, 콘트라스트를 강조하기 위한 콘트라스트 강조 처리에 있어서는, 2종류의 주파수(저역과 중역)가 채용되고 있지만, 특별히 이것으로 한정되지 않고, 3종류 이상이라도 된다. 예를 들면, 저역과 중역에 더하여, 고역을 더 채용함으로써, 고역을 강조하여, 샤프니스를 향상시킬 수도 있다.
그리고, 전술한 실시예에서는, 부분적인 채도 강조 처리에 있어서 처리 대상이 되는 화상에 있어서 얼굴 화상 영역이 존재하고 경우를 고려하고 있지 않지만, 공지의 얼굴 화상 영역 검출 기술을 사용하여 얼굴 화상 영역을 검출시키고, 이 검출된 얼굴 화상의 존재를 고려하여, 강조량이 적은 부분적인 채도 강조 처리를 행해도 된다. 이와 같이 하면, 본 처리에 의해 과도한 강조에 의해 얼굴의 살색 성분의 색감과 질감 등을 잃는 문제를 해소할 수 있다.
보다 구체적으로는, 얼굴 화상 영역을 검출한 경우에는, 이 검출한 얼굴 화상 영역의 휘도 성분 화상에 적용시키는 콘트라스트 성분 강조량, 및 색차 성분 화상에 적용시키는 채도 성분 강조량을 미리 설정해 둔다.
그리고, 이들 강조량은 지금까지 설명한 콘트라스트 성분 강조량 및 채도 성분 강조량보다 적으며, 상세하게는 80% 정도로 억제된 것이면 된다.
그리고, 얼굴 화상 영역을 검출하면, 전술한 단계 S3∼단계 S4에서 콘트라스트 강조량과 채도 성분 강조량으로 부분 강조 처리된 화상과, 얼굴 화상 영역을 검출한 경우에 적용되는 콘트라스트 성분 강조량과 채도 성분 강조량으로 부분 강조 처리된 화상을 생성한다.
또한, 이들 화상끼리를 화소 단위로 α블렌딩(투과도를 조절하여 혼합하는 처리를 행하는 것)하여 합성 화상을 얻는다.
이 경우 검출된 얼굴 화상 영역과 그 주변 영역에 대해서는, 얼굴 화상 영역을 검출한 경우에 적용되는 콘트라스트 성분 강조량과 채도 성분 강조량으로 부분적 강조 처리된 화상의 비율이 높아지도록 합성하고, 그 이외의 영역에 대해서는 전술한 단계 S3∼단계 S4에서 콘트라스트 강조량과 채도 성분 강조량으로 부분적으로 강조 처리된 화상의 비율이 높아지도록 합성할 수 있다.
또한, 예를 들면, 전술한 실시예에서는, 노출값이 각각 상이한 복수 화상 데이터로서, 3매의 화상 데이터가 화소 가산 합성되었지만, 합성 대상의 화상 데이터 수는, 특별히 이것으로 한정되지 않는다. 즉, 본 발명은, 2매 이상의 임의의 수의 화상 데이터를 화소 가산 합성하는 경우에도 널리 적용할 수 있다.
또한, 화상 가공 처리의 대상으로 되는 각종 화상 데이터는, 전술한 각 도면에 나타내는 구체예로 특별히 한정되지 않는다. 예를 들면, 합성 대상이 되는 복수 화상 데이터가 촬상될 때의 노출값의 설정은, 전술한 각 도면에 나타내는 구체예로 한정되지 않고, 노출값이 각각 다르면 임의로 해도 된다.
또한, 전술한 실시예에서는 특별히 언급하지 않았지만, 노출값이 각각 상이한 복수 화상 데이터는, 화소 가산 합성되는 것을 고려하면, 위치 어긋남이 미리 보정되어 있는 것이 바람직하다.
또한, 예를 들면, 전술한 실시예에서는, 본 발명이 적용되는 화상 처리 장치는, 디지털 카메라로서 구성되는 예로서 설명하였다.
그러나, 본 발명은, 특별히 이것으로 한정되지 않고, 화상 처리 기능을 가지는 전자 기기에 일반적으로 적용할 수 있고, 예를 들면, 본 발명은, 디지털 포토 프레임, 퍼스널 컴퓨터, 휴대형 네비게이션 장치, 휴대용 게임기 등에 널리 적용할 수 있다.
환언하면, 전술한 일련의 처리는, 하드웨어에 의해 실행시킬 수도 있고, 소프트웨어에 의해 실행시킬 수도 있다.
도 9는, 전술한 일련의 처리를 소프트웨어에 의해 실행시키는 경우의, 본 발명이 적용되는 화상 처리 장치의 하드웨어 구성을 나타낸 블록도이다.
도 9의 예에서는, 화상 처리 장치는, CPU(Central Processing Unit)(201)와, ROM(Read Only Memory)(202)과, RAM(Random Access Memory)(203)과, 버스(204)와, 입출력 인터페이스(205)와, 입력부(206)와, 출력부(207)와, 기억부(208)와, 통신부(209)와, 드라이브(210)를 구비하고 있다.
CPU(201)는, ROM(202)에 기록되어 있는 프로그램에 따라 각종 처리를 실행한다. 또는, CPU(201)는, 기억부(208)로부터 RAM(203)에 로드된 프로그램에 따라 각종 처리를 실행한다.
RAM(203)에는, 또한 CPU(201)가 각종 처리를 실행하는데 있어서 필요한 데이터 등도 적절하게 기억된다.
예를 들면, 본 실시예에서는, 합성부(11) 내지 노이즈 저감부(13)의 기능을 실현하는 프로그램이, ROM(202)이나 기억부(208)에 기억되어 있다. 따라서, CPU(201)가, 이들 프로그램에 따른 처리를 실행함으로써, 합성부(11) 내지 노이즈 저감부(13)의 기능을 실현할 수 있다.
CPU(201), ROM(202), 및 RAM(203)은, 버스(204)를 통하여 서로 접속되어 있다. 이 버스(204)에는, 또한 입출력 인터페이스(205)도 접속되어 있다. 입출력 인터페이스(205)에는, 입력부(206), 출력부(207), 기억부(208), 및 통신부(209)가 접속되어 있다.
입력부(206)는, 각종 버튼 등의 조작부에 의해 구성되며, 사용자의 지시 조작을 받아들이는 것 외에, 각종 정보를 입력한다.
출력부(207)은, 각종 정보를 출력한다. 예를 들면, 출력부(207)에는, 도시하지 않은 표시부가 설치되어 있고, 합성부(11)의 출력 데이터에 의해 나타내어지는 합성 화상이 표시된다.
기억부(208)는, 하드디스크나 DRAM(Dynamic Random Access Memory) 등으로 구성되며, 각종 데이터를 기억한다.
통신부(209)는, 인터넷을 포함하는 네트워크를 통하여 다른 장치(도시하지 않음)와의 사이에서 행하는 통신을 제어한다.
입출력 인터페이스(205)에는, 또한 필요에 따라 드라이브(210)가 접속되고, 자기 디스크, 광디스크, 광 자기 디스크, 또는 반도체 메모리 등으로 이루어지는 리무버블 미디어(211)가 적절하게 장착된다. 드라이브(210)에 의해 리무버블 미디어(211)로부터 판독된 프로그램은, 필요에 따라 기억부(208)에 인스톨된다. 또한, 리무버블 미디어(211)는, 기억부(208)에 기억되어 있는 화상 데이터 등의 각종 데이터도, 기억부(208)와 마찬가지로 기억할 수 있다.
일련의 처리를 소프트웨어에 의해 실행시키는 경우에는, 이 소프트웨어를 구성하는 프로그램이, 컴퓨터 등에 네트워크나 기록 매체로부터 인스톨된다. 컴퓨터는, 전용 하드웨어에 내장되어 있는 컴퓨터라도 된다. 또한, 컴퓨터는, 각종 프로그램을 인스톨함으로써, 각종 기능을 실행하는 것이 가능한 컴퓨터, 예를 들면, 범용 퍼스널 컴퓨터라도 된다.
이와 같은 프로그램을 포함하는 기록 매체는, 사용자에게 프로그램을 제공하기 위해 장치 본체와는 별도로 배포되는 리무버블 미디어(211)에 의해 구성될 뿐만 아니라, 장치 본체에 미리 내장된 상태로 사용자에게 제공되는 기록 매체 등으로 구성된다. 리무버블 미디어(211)는, 예를 들면, 자기 디스크(floppy disk를 포함함), 광디스크, 또는 광자기 디스크 등에 의해 구성된다. 광디스크는, 예를 들면, CD-ROM(Compact Disk-Read Only Memory), DVD(Digital Versatile Disk) 등에 의해 구성된다. 광자기 디스크는, MD(Mini-Disk) 등에 의해 구성된다. 또한, 장치 본체에 미리 내장된 상태로 사용자에게 제공되는 기록 매체는, 예를 들면, 프로그램이 기록되어 있는 ROM(202)이나 기억부(208)에 포함되는 하드디스크 등으로 구성된다.
그리고, 본 명세서에 있어서, 기록 매체에 기록되는 프로그램을 기술하는 단계는, 그 순서에 따라 시계열적으로 행해지는 처리는 물론, 반드시 시계열적으로 처리되지 않아도, 병렬적 또는 개별적으로 실행되는 처리도 포함하는 것이다.

Claims (9)

  1. 소정의 색공간(color space)에 있어서 규정되는 휘도 성분과 색차 성분으로 구성되는 화상 데이터를 처리하는 화상 처리 장치에 있어서,
    상기 화상 데이터 중, 휘도 성분으로 이루어지는 제1 화상의 데이터를 소정의 제1 강조량을 사용하여 콘트라스트를 강조하도록 처리하는 제1 강조 처리 수단;
    상기 화상 데이터 중, 색차 성분으로 이루어지는 제2 화상의 데이터를 상기 제1 강조 처리 수단에 의해 사용한 상기 제1 강조량을 사용하여 채도를 강조하도록 처리하는 제2 강조 처리 수단; 및
    상기 제1 강조 처리 수단에 의해 콘트라스트가 강조된 제1 화상 데이터와, 상기 제2 강조 처리 수단에 의해 채도가 강조된 제2 화상 데이터를 조합하여, 새로운 화상 데이터를 취득하는 화상 데이터 취득 수단
    을 포함하고,
    상기 제1 강조 처리 수단은, 상기 제1 화상 내의 소정 위치의 화소의 데이터를, 위치마다 상이한 상기 제1 강조량을 사용하여 콘트라스트를 강조하도록 처리하는 한편,
    상기 제2 강조 처리 수단은, 상기 제2 화상 내의 소정의 위치의 화소의 데이터를, 상기 위치와 동일한 상기 제1 화상 내의 위치용의 상기 제1 강조량에 연동하여 변화되는 상기 제2 강조량을 사용하여, 채도를 강조하도록 처리하며,
    상기 제2 강조 처리 수단은,
    상기 제2 화상 내의 상기 소정의 위치의 화소의 데이터를, 상기 제2 화상에 전체적으로 적용되고 있는 제3 강조량을 사용하여, 채도를 강조 처리하는 전체적인 채도 강조 처리 수단; 및
    상기 소정의 위치와 동일한 상기 제1 화상 내의 위치용의 상기 제1 강조량에 연동하여 변화되는 상기 제2 강조량을 취득하는 취득 수단
    을 포함하고,
    상기 전체적인 채도 강조 처리 수단에 의한 전체적인 채도의 강조 처리와, 상기 취득 수단에 의해 취득된 제2 강조량을 사용한 상기 제2 화상 내의 소정의 위치의 화소의 데이터의 채도의 강조 처리에 의해 상기 색차 성분으로 이루어지는 상기 제2 화상 데이터의 채도를 강조하도록 처리하는, 화상 처리 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    처리 대상이 되는 화상 데이터로부터 얼굴 화상 영역을 검출하는 화상 영역 검출 수단을 더 포함하고,
    상기 제1 강조 수단은, 상기 화상 영역 검출 수단에 의해 얼굴 화상 영역이 검출되면, 상기 소정의 제1 강조량보다 적은 제4 강조량을 사용하여 상기 제1 화상 데이터의 콘트라스트를 강조하고,
    상기 제2 강조 수단은, 상기 제1 강조 수단의 상기 제4 강조량에 연동하여 변화되는 제5 강조량을 사용하여, 상기 제2 화상의 데이터의 채도를 강조하는, 화상 처리 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 강조 수단은 상기 제1 화상의 데이터에서의 상기 얼굴 화상 영역 주변 부분의 콘트라스트를 강조하는, 화상 처리 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 제2 강조 수단은 상기 제2 화상의 데이터에서의 상기 얼굴 화상 영역 주변 부분의 채도를 강조하는, 화상 처리 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 소정의 색공간에 있어서 규정되는 휘도 성분과 색차 성분으로 구성되는 화상 데이터는, 노출 조건을 상이하게 하여 촬영된 복수 화상을 합성함으로써 생성된 다이나믹 레인지를 확대시킨 화상 데이터인, 화상 처리 장치.
  8. 소정의 색공간에 있어서 규정되는 휘도 성분과 색차 성분으로 구성되는 화상 데이터를 처리하는 화상 처리 방법은,
    상기 화상 데이터 중, 휘도 성분으로 이루어지는 제1 화상의 데이터를 소정의 제1 강조량을 사용하여 콘트라스트를 강조하도록 처리하는 제1 강조 처리 단계;
    상기 화상 데이터 중, 색차 성분으로 이루어지는 제2 화상의 데이터를 상기 제1 강조 처리 단계에 의해 사용한 제1 강조량을 사용하여 채도를 강조하도록 처리하는 제2 강조 처리 단계; 및
    상기 제1 강조 처리 단계에서 콘트라스트가 강조된 제1 화상 데이터와, 상기 제2 강조 처리 단계에서 채도가 강조된 제2 화상 데이터를 조합하여, 새로운 화상 데이터를 취득하는 화상 데이터 취득 단계
    를 포함하고,
    상기 제1 강조 처리 단계에서는, 상기 제1 화상 내의 소정의 위치의 화소의 데이터를, 위치마다 상이한 상기 제1 강조량을 사용하여 콘트라스트를 강조하도록 처리하는 한편,
    상기 제2 강조 처리 단계에서는, 상기 제2 화상 내의 소정의 위치의 화소의 데이터를, 상기 위치와 동일한 상기 제1 화상 내의 위치용의 상기 제1 강조량에 연동하여 변화되는 상기 제2 강조량을 사용하여, 채도를 강조하도록 처리하며,
    상기 제2 강조 처리 단계는,
    상기 제2 화상 내의 상기 소정의 위치의 화소의 데이터를, 상기 제2 화상에 전체적으로 적용되고 있는 제3 강조량을 사용하여, 채도를 강조 처리하는 전체적인 채도 강조 처리 단계; 및
    상기 소정의 위치와 동일한 상기 제1 화상 내의 위치용의 상기 제1 강조량에 연동하여 변화되는 상기 제2 강조량을 취득하는 취득 단계
    를 포함하고,
    상기 전체적인 채도 강조 처리 단계에 의한 전체적인 채도의 강조 처리와, 상기 취득 단계에 의해 취득된 제2 강조량을 사용한 상기 제2 화상 내의 소정의 위치의 화소의 데이터의 채도의 강조 처리에 의해 상기 색차 성분으로 이루어지는 상기 제2 화상 데이터의 채도를 강조하도록 처리하는, 화상 처리 방법.
  9. 컴퓨터에 의한 소정의 색공간에 있어서 규정되는 휘도 성분과 색차 성분으로 구성되는 화상 데이터를 처리하는 프로그램을 기억한, 컴퓨터 판독가능한 기록 매체에 있어서,
    상기 컴퓨터를,
    상기 화상 데이터 중, 휘도 성분으로 이루어지는 제1 화상의 데이터를 소정의 제1 강조량을 사용하여 콘트라스트를 강조하도록 처리하는 제1 강조 처리 수단;
    상기 화상 데이터 중, 색차 성분으로 이루어지는 제2 화상의 데이터를 상기 제1 강조 처리 수단에서 사용한 제1 강조량을 사용하여 채도를 강조하도록 처리하는 제2 강조 처리 수단; 및
    상기 제1 강조 처리 수단에 의해 콘트라스트가 강조된 상기 제1 화상 데이터와, 상기 제2 강조 처리 수단에 의해 채도가 강조된 상기 제2 화상 데이터를 조합하여, 새로운 화상 데이터를 취득하는 화상 데이터 취득 수단
    을 포함하고,
    상기 제1 강조 처리 수단은, 상기 제1 화상 내의 소정 위치의 화소의 데이터를, 위치마다 상이한 상기 제1 강조량을 사용하여 콘트라스트를 강조하도록 처리하는 한편,
    상기 제2 강조 처리 수단은, 상기 제2 화상 내의 소정의 위치의 화소의 데이터를, 상기 위치와 동일한 상기 제1 화상 내의 위치용의 상기 제1 강조량에 연동하여 변화되는 상기 제2 강조량을 사용하여, 채도를 강조하도록 처리하며,
    상기 제2 강조 처리 수단은,
    상기 제2 화상 내의 상기 소정의 위치의 화소의 데이터를, 상기 제2 화상에 전체적으로 적용되고 있는 제3 강조량을 사용하여, 채도를 강조 처리하는 전체적인 채도 강조 처리 수단; 및
    상기 소정의 위치와 동일한 상기 제1 화상 내의 위치용의 상기 제1 강조량에 연동하여 변화되는 상기 제2 강조량을 취득하는 취득 수단
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