TWI395472B - 對目標影像施予階調修正之影像處理裝置及方法 - Google Patents

Description

對目標影像施予階調修正之影像處理裝置及方法

本申請案係根據並主張2008年8月27日所提出之日本專利申請案第2008-218500號之優先權，其已揭示的整個內容在此一併作為參考。

本發明係關於例如適合用於數位相機的影像處理裝置、影像處理方法、影像處理程式。

以往，提出了設定階調修正(迦瑪修正)之控制參數的技術，其在攝影裝置之控制曝光時，藉由亮度級數低之區域的亮度級數和其他區域的亮度級數來檢測出表示逆光程度的逆光度，並因應此逆光度來提高亮度級數低之區域的亮度級數。這種技術之一例揭露於日本國專利公報：特開2003-116049號公報。

藉由該習知技術，階調在亮度級數低之區域會延伸，能夠強調在亮度級數低之局部區域中的對比度。

但是，如同上述技術，藉由進行提高亮度級數低之區域的亮度級數的階調修正來強調在影像內之亮度級數低的局部區域中之對比度的技術，並非侷限於曝光控制時的控制參數之設定，也能適用於以由攝影裝置等取得後之攝影影像的畫質調整為目標的影像處理。

不過，在上述習知技術中，因為以提高亮度級數低的區域之亮度級數的方式來進行階調修正，所以在亮度級數低的區域中，階調修正後之亮度級數會比階調修正前之亮度級數還要大幅提高。

於是，藉由進行了該階調修正，就影像全體來說，低亮度級數之區域和高亮度級數之區域的亮度級數差異(對比度)會不可避免地縮小。亦即，上述習知技術中，在階調修正時，會有影像全體之對比度下降的問題。

本發明的目的之一在於提供影像處理裝置、影像處理方法、影像處理程式，能夠在修正影像之階調時，進行使對比度下降的處理，但最後卻不會使影像全體之對比度下降而可獲得優質的影像。

藉由本發明之一種型態，提供影像處理裝置，其特徵為具備：階調修正單元，其藉由針對處理目標影像(subject image)進行包含使該影像之對比度下降之處理的階調修正來產生修正影像(corrected image)；階調資訊取得單元，其取得表示在前述處理目標影像中之各部分之相對亮度平衡的階調資訊；以及調整單元，其根據前述階調資訊來對每個畫素調整前述修正影像之亮度。

藉由本發明之另一種型態，提供影像處理方法，其特徵為包含：藉由針對處理目標影像進行包含使該影像之對比度下降之處理的階調修正來產生修正影像；取得表示在前述處理目標影像中之各部分之相對亮度平衡的階調資訊；以及根據前述階調資訊來對每個畫素調整前述修正影像之亮度。

藉由本發明之另一種型態，提供電腦可讀取之媒體，其儲存著可藉由電腦系統而實行的軟體程式，且該軟體程式包含使前述電腦系統實行包含以下之處理的一連串命令群：藉由針對處理目標影像進行包含使該影像之對比度下降之處理的階調修正來產生修正影像；取得表示在前述處理目標影像中之各部分之相對亮度平衡的階調資訊；以及根據前述階調資訊來對每個畫素調整前述修正影像之亮度。

以下將參照圖式來說明用以實施本發明之各種特徵的一般型態。圖式及相關敘述則被提供來說明發明之實施例，但並非限縮本發明之範疇。

以下，依照圖式來說明本發明之一實施形態。第1圖係表示包含本發明之影像處理裝置的數位相機1之概略構成區塊圖。

此數位相機1具有CCD2來作為攝影元件。CCD2在感光面上設有拜爾(bayer)排列的原色過濾部，並根據TG(Timing Generator)3所產生之時序信號，且依從水平/垂直驅動器4供給之水平及垂直轉送用的驅動信號而被驅動，並將藉由未圖示之光學系統所成像的被拍攝體之光學像變換成電氣信號(攝影信號)。CCD2之輸出信號係在CDS/AD電路5中進行藉由相關雙重取樣之雜訊減低，同時被變換成數位信號，而變換後的攝影信號(拜爾資料)被輸入於DSP(Digital Signal Processor)6。

DSP6係進行從拜爾資料產生每個畫素的R、G、B之色彩成分資料(RGB資料)的RGB變換、將RGB資料變換成包含亮度信號(Y信號)和色差信號(Cb(U)信號、Cr(V)信號)之YUV資料的YUV變換等之各種數位信號處理。在DSP6中變換的YUV資料係依序被儲存於SDRAM(Synchronous DRAM)，同時在記錄模式的攝影待機時，每當蓄積1個圖框份量之資料(影像資料)時就送至LCD(Liquid Crystal Display)8，並在畫面顯示為實況播送影像。另外，在靜止影像攝影時被暫時記憶於SDRAM7的YUV資料係最後被CPU9壓縮後，被記錄於外部記憶體10。

外部記憶體10係一種記憶卡，其可在介由未圖示之卡式介面而連接之照相機主體上自由裝卸，記錄在外部記憶體10中之影像檔案係在播放模式中因應使用者之選擇操作而被讀出於CPU9並且被解壓縮，作為YUV資料而被解壓縮於SDRAM7以後，被送至LCD8並被當作靜止影像播放顯示。

快閃記憶體11係程式記憶體，於CPU9儲存用以控制照相機全體的各種程式或資料。各種程式中係記憶了使CPU9進行AE、AWB之各種控制的程式或使CPU9發揮本發明之調整手段、階調資訊修正手段之功能的程式及使用於其的各種資料。

輸入按鍵部12係使用者在數位相機1之操作所需要之各種操作鍵，例如由電源鍵、快門鍵、用於設定記錄模式或播放模式的模式設定鍵所構成，各操作鍵之操作狀態係被CPU9所逐次檢出。

第2圖係表示前述DSP6之構成的一部分的區塊圖。DSP6中係包含：階調修正部61，其對屬靜止影像攝影時所產生之影像資料的YUV資料，施行用以修正攝影影像(處理目標影像)之階調的後述處理，並將階調修正後之影像資料(drc(x,y))輸出於CPU9；以及調整資料產生部62，其產生在該階調修正後之影像資料的影像(修正影像)之對比度平衡的調整中所使用之後述第3對比度成分資料(Y_high3(x,y))，並輸出至CPU9。在DSP6的內部則儲存著控制DSP6的程式。

首先，說明前述階調修正部61。階調修正部61係本發明之階調修正手段，如第2圖所示，其由V值變換部63、V值平均算出部64、第1關鍵判定部65、第2關鍵判定部66、第3關鍵判定部67、直方圖製作部68、修正增益演算部69、階調變換部70等各部分構成。

前述V值變換部63係將YUV變換後之影像資料變換成由色相(hue)、彩度(saturation value)、亮度(value)之三成分所組成的HSV色空間之影像資料，將屬於取得該亮度成分之值(V值)的部分，亦即已取得之值(Vin)輸出至V值平均算出部64以及直方圖製作部68。

V值平均算出部64係將輸入影像分割成預先決定的複數個區塊區域(分割區域)，將各個區塊區域分別作為注目區域，針對面積相異的2種關鍵判定區域來分別算出各個區域內之全畫素的V值之平均值(以下簡稱為平均V值)。第3A圖、第3B圖係表示在輸入影像100中的上述區塊區域101之標準圖，在相同第3A圖及第3B圖中以斜線表示之區域係關鍵判定區域。

亦即，如第3A圖所示，V值平均算出部64係將屬於注目區域的區塊區域101(在第3A圖中為A)其自身作為第1關鍵判定區域A來算出平均值。另外，如第3B圖所示，由成為注目區域的區塊區域101(在第3A圖中為A)和在其周圍鄰接之8個其他區塊區域101(在第3B圖中為B1、B2、...B8)所組成的區域作為第2關鍵判定區域(包括區域)B，並算出平均V值。

第1關鍵判定部65係從由V值平均算出部64算出之上述第1關鍵判定區域A的平均V值中，判定該區域之亮度是否符合被區分成預定之複數個階段級數的亮度級數(第1亮度級數)中任一個亮度級數(以下稱為第1亮度級數)。以下說明中，將該判定稱為第1關鍵判定。在此，判定的亮度級數係「低」、「中」、「高」之3階段當中之任一個。此外，與各亮度級數對應之平均V值的範圍係例如將平均V值之全範圍(「0」～「MAX」)分成3等分的範圍。此外，第1判定手段係藉由V值平均算出部64與第1關鍵判定部65所構成。

第2關鍵判定部66係從由V值平均算出部64算出之上述第2關鍵判定區域B的平均V值中，判定該區域之亮度是否符合被區分成預定之複數個階段級數的亮度級數(第2亮度級數)中任一個亮度級數(以下稱為第2亮度級數)。以下說明中，將該判定稱為第2關鍵判定。在此，判定的亮度級數係「低」、「中」、「高」之任一個。此外，第2判定手段係藉由V值平均算出部64與第2關鍵判定部66所構成。

第3關鍵判定部67係與上述第1以及第2關鍵判定的結果(第1以及第2亮度級數)之組合對應的亮度級數，判定是否符合比前述亮度基準還要詳細地進行級數區分之亮度基準(第3亮度基準)中任一個亮度級數(以下稱為第3亮度級數)。換言之，在成為注目區域的區塊區域101方面，則判定考慮了在其周圍鄰接之8個其他區塊區域101(B1、B2、...B8)之間的相對亮度關係之亮度級數。在以下的說明中則將該判定稱為第3關鍵判定。

在本實施形態中，在上述第3關鍵判定中所判定之亮度級數係「低1」、「低2」、「中1」、「中2」、「高1」、「高2」之6階段中任一個級數，「低1」為最低級數，「高2」為最高級數。另外，第1以及第2亮度級數的組合和第3亮度級數的對應關係是被預先決定。第4圖係表示此對應關係的圖。

直方圖製作部68係從前述V值變換部63所變換之全畫素的V值(Vin)中來對以V值分類之畫素數進行計數，將計數結果作為表示輸入影像全體之亮度分佈狀態的直方圖資訊，並輸出至前述修正增益演算部69。

修正增益演算部69係本發明的算出手段、對比度判定手段、上限調整手段，根據前述之第3關鍵判定的結果和直方圖資訊，使用後述的增益函數(修正函數)來個別算出由階調變換部70進行之每個畫素的增益調整時之用於修正的增益，亦即乘上影像資料之各畫素值的用於階調修正之修正係數，並設定於階調變換部70。

階調變換部70係本發明的區域修正手段，以在修正增益演算部69中針對每個畫素演算的增益來對每個畫素調整YUV資料的亮度。亦即，將各畫素的亮度值(Y值)變換成乘上上述增益的亮度值。

在此，詳述前述修正增益演算部69之用於修正之增益的演算內容。首先，修正增益演算部69係對全部畫素而個別設定算出增益時與作為基礎之各畫素的V值變化對應之增益的變化特性，亦即藉由後述增益函數而獲得的修正特性。

具體而言，針對複數個區塊區域101(參照第3A圖、第3B圖)之各個中心畫素，從分別對應前述「低1」、「低2」、「中1」、「中2」、「高1」、「高2」之6階段的亮度級數(參照第4圖)而被預定之複數種修正特性當中，將與由第3關鍵判定對每個區塊區域101所判定之第3亮度級數對應的修正特性設定作為代表修正特性。

另外，在中心畫素以外的畫素中，從在與其相鄰之複數個中心畫素設定之代表修正特性中，藉由線形插補來取得新的修正特性，並設定其修正特性。此外，在中心畫素以外之畫素設定的修正特性插補方面，並非侷限於線形插補，即使是仿樣(spline)插補等之其他插補方法亦無妨。

第5A圖係表示將攝影影像(處理目標影像)100分割成9個區塊區域時的各個區塊區域及該等中心畫素(第5A圖中之「＋」)的圖，第5B圖係表示中心畫素以外之某個畫素(第5B圖中之「‧」)及取得該畫素之修正特性(插補)時所使用的中心畫素之關係的圖。如第5B圖所示，在前述中心畫素以外之其他畫素設定的修正特性之插補時，使用鄰接於該畫素的最多4個中心畫素之代表修正特性。但是，針對位於輸入影像之上下左右的角隅部分之區塊區域內的畫素，將已設定在該區塊區域之中心畫素的代表修正特性原封不動地設定為修正特性。

接著，詳述代表修正特性以及修正特性。

在此，於各畫素設定的代表修正特性以及修正特性係藉由第6A圖所示之基礎的增益函數g(lev,x)所獲得的特性，修正增益演算部69係針對每個畫素將作為在此增益函數中決定其特性之參數(變數)的增益級數(lev)以及次數(x)的值設定為前述代表修正特性或者修正特性。

第6B圖以及第6C圖係表示與由上述增益函數所獲得之V值(Vin)的變化對應之增益(g)的變化特性之圖，藉由上述增益函數所算出之增益(g)係隨著V值(Vin)變大而減小，「V值=MAX」的時候則是1.0倍。另外，前述參數值之不同會如同以下反映在特性上。

亦即，如第6B圖所示，在次數(x)的值為相同的情況下，增益級數(lev)愈大，全體的增益(g)也愈大，在「lev=2」的時候，增益(g)的最大值為2.0倍。另外，如第6C圖所示，在增益級數(lev)之值為相同時，次數(x)愈大，中間的亮度區域，特別是高明亮(V值為最大)側之增益(g)會受到抑制，會由於數值而使高明亮側(V值大之側)的增益(g)成為1.0以下。

換言之，使用上述增益函數來針對每個畫素算出設定於階調變換部70的增益時，若增大增益級數(lev)以全體地提升增益的話，就能夠提升輸入影像之暗部的階調。同時，若增大次數(x)並將高明亮(V值最大)側之增益設為1.0以下的話，能夠減輕輸入影像之亮部的死白(過度曝光)。

因此，雖未圖示，但在與前述的6階段(「低1」...「高2」)之各個亮度級數對應的增益級數(lev)方面，被設定了隨著亮度級數上升而依序變小的值，另外，在與各個亮度級數對應之次數(x)方面，被設定了隨著亮度級數上升而依序變大的值。另外，雙方的參數(lev,x)的值係根據經驗法則而預定的值。

另外，在修正增益演算部69中，並非原封不動地使用前述增益函數來算出增益，而是藉由第7A圖所示之下述公式(1)所示的增益函數來算出增益。

glim(lev,x)=min{g(lev,x),(lev-1.0)×lim＋1.0}　(1)

此增益函數的參數(lim)係決定增益之上限的增益限制係數，藉由將此值設定為1.0以下，就能夠對應增益級數(lev)之值來調整增益上限。此外，增益限制係數的值係在影像全體(全畫素)中設為相同。在以下的說明中，方便起見，將上述增益函數稱為增益限制後之增益函數。

第7B圖係表示與設為「lim=1」時之各畫素的V值變化相對之增益變化特性的圖，此情況係與不進行增益限制時相同的特性。相同的第7C圖係表示與設為「lim=0.5」時之各畫素的V值變化相對的增益變化特性的圖，藉由將增益限制係數設為1.0以下，增益級數(lev)之值愈小時，能夠抑制與V值更大之側的畫素對應之增益。換言之，藉由抑制與暗部之畫素相對的增益，能夠強調影像的對比度(暗部的明確度)。

另外，增益限制係數(lim)之值係因應影像的對比度來進行設定。在本實施形態中，進行根據前述的第3關鍵判定的結果來判定(推斷)影像之對比度狀態的對比度判定，並設定因應該判定結果的值。

具體而言，在第3關鍵判定時，對亮度級數最低之「低1」的區塊區域之數量和亮度級數最高之「高2」的區塊區域之數量個別進行計數，針對雙方的亮度級數來確認各個計數值為每個級數所決定之閾值(N,M)以上或者是未達閾值(N,M)。然後，如第7A圖～第7C圖所示，從「低1」的區塊區域之數量(N以上的數量，未達N的數量)和「高2」的區塊區域之數量(M以上的數量，未達M的數量)的組合中判定對比度狀態，並因應此判定結果來設定增益限制係數。

第7A圖～第7C圖係將對比度狀態分成4階段來進行判定之狀況的範例，例如「低1」的區塊區域之數量為閾值N以上，且「高2」的區塊區域之數量為閾值M以上的時候，則判定影像之對比度為最高的狀態，將增益限制係數的值設定為「1.0」。換言之，實質上避免進行前述的對比度強調。另外，在「低1」的區塊區域之數量為未達閥值N，且「高2」的區塊區域之數量為未達閥值M的時候，則判定影像之對比度最低的狀態，將增益限制係數的值設定為「0.5」。

另一方面，當使用上述增益限制後之增益函數來調整對於各畫素的增益上限時，能夠強調影像的對比度(暗部的明確度)，但在該情況下，如第6C圖所示，在算出增益時，設定於各畫素之次數(x)的值為大到某程度的時候，除了高明亮部分(V值為最大值的畫素部分)以外的高明亮側(V值大之側)的增益(g)為1.0以下。換言之，對影像內之亮部的畫素值進行負向修正。

這就是關於在與缺乏亮部之階調的影像中對比度無效的過低，或是在死白大(死白的部分多)的影像中，產生死白的部分及在其周圍靠近死白的部分(V值為最大值附近)之間的階調差異變大的色調跳躍的主要原因。

因此，在修正增益演算部69中，在算出各畫素的增益時，則判定輸入影像是否為不適合對亮部之畫素進行畫素值之負向修正的影像，亦即缺乏亮部之階調的影像、或者是死白較大的影像(以下稱為高明亮判定)，在判定為不適合向下修正之影像的情況下，也藉由如第9A圖所示之下述公式(2)所表示的增益函數來算出增益。

gclip(lev,x)=max{glim(lev,x),1.0}　(2)

換言之，藉由將增益之下限限制於「1.0」，來避免在輸入影像為缺乏亮部階調的影像時之對比度無效的過低，以及在死白大之影像中發生色調跳躍。在以下的說明中，方便起見，將上述增益函數稱為限制後之增益函數。

第9B圖、第9C圖係將前述增益限制係數(lim)之值設定為「1.0」時，表示因上述限制之有無而造成增益變化特性之差異的圖，第9B圖係不進行上述限制時之變化特性，第9C圖係進行上述限制時之變化特性。

另外，前述的高明亮判定係根據藉由前述直方圖製作部68所取得之直方圖資訊(影像全體的V值類別之畫素數的亮度分佈狀態)並如同以下來進行。亦即，如第10A圖所示，從最大階調值(最大V值)至比數%(例如5%~10%)下之階調位置的階調值還要大的階調值之畫素數為預定之一定數量以下的時候，就判定為輸入影像缺乏亮部的階調，不適合負向修正的影像。另外，如第10C圖所示，在最大階調值(最大V值)之畫素數為預定之一定數量以上的時候，就判定為輸入影像之死白大，不適合負向修正的影像。然後，如第10B圖所示，比階調值X更大的階調值之畫素數超過預定的一定數量，並且最大階調值(最大V值)之畫素數未達預定的一定數量的時候，換言之，兩個判定條件任一個都不符合的時候，就判定為輸入影像之亮部的階調豐富，適合負向修正的影像。

在此，因為用於上述高明亮判定的直方圖資訊係由於以V值分類之畫素數的亮度分佈狀態，所以即使在輸入影像為產生色飽和之部分多的影像的情況下，也與死白大的影像之情況相同，判定為不適合負向修正的影像。因此，除了在發生死白附近的色調跳躍，還能夠同時迴避在發生色飽和附近之色調跳躍的發生。

如同上述，修正增益演算部69係因應上述高明亮判定的結果，在輸入影像為增益之限制有必要的影像的情況下，使用限制後的增益函數

gclip(lev,x)

來算出每個畫素之增益，並於前述階調變換部70設定為修正用的增益，另外，在輸入影像為不需要增益限制之影像的情況下，使用增益函數

glim(lev,x)

來算出每個畫素之增益，並於前述階調變換部70設定為修正用的增益。

然後，在階調變換部70中，藉由修正增益演算部69因應上述高明亮判定的結果而算出之增益，來對每個畫素調整YUV資料的亮度值。亦即，將輸入之各畫素的亮度值(Yin)變換成由下式(3)或(4)之任一個所獲得的亮度值Yout。

Yout=Yin×glim(lev,x)　(3)

Yout=Yin×gclip(lev,x)　(4)

換言之，依照於每個畫素設定之修正特性來個別變換輸入影像之各畫素的亮度級數(亮度)，藉以修正攝影影像的階調，並將修正後之影像資料(drc(x,y))輸出至CPU9。

第11圖係表示上述階調修正部61之信號處理內容的流程圖。在第11圖的流程圖所示之各處理係藉由DSP6和儲存在DSP6內部之程式的合作來實行。第11圖表示的步驟SA1係V值平均算出部64的處理，步驟SA2～SA4係第1關鍵判定部65、第2關鍵判定部66、第3關鍵判定部67的處理，步驟SA5～SA12的處理係修正增益演算部69的處理。此外，步驟SA12、SA13的處理係實際上僅重複進行與畫素數對應之次數。另外，關於各步驟的細節，因為和先前說明重複，所以省略說明。

在此，如同上述，在前述階調修正部61中，在決定每個畫素之增益算出時的修正特性時作為基準的各個區塊區域101之亮度級數，如同先前所述，考慮到和周圍之相對亮度的關係後而予以判定，根據所判定之亮度級數來修正各畫素的亮度。藉此，能夠明確地反映影像內之各部特徵，進行更適當的階調修正，能夠產生在影像內維持著局部(亮部和暗部的交界附近)之對比度平衡的影像資料(修正影像)。

另外，在算出每個畫素的增益時，因為對攝影影像來進行前述的對比度判定，因應其判定結果來調整於各畫素設定之增益上限，所以如同先前所述，能夠抑制對於暗部之畫素的增益，其結果，能夠獲得已強調影像之暗部的對比度(暗部的明確度)的影像，來作為修正影像。

此外，在算出每個畫素的增益時，對攝影影像，藉由前述高明亮判定，來判定是否為不適合對亮部之畫素進行畫素值之負向修正的影像，若是不適合上述負向修正之影像的情況下，於每個畫素設定之增益的下限被限制於「1.0」。藉此，能夠防止輸入影像為缺乏亮部階調之影像時的對比度無效的過低、及死白大的影像時之色調跳躍的發生、在產生色飽和之部分周圍發生色調跳躍。

接著，說明前述的調整資料產生部62。調整資料產生部62係本發明的階調資訊取得手段，如第2圖所示，由亮度資料抽出部71、第1過濾部處理部72、第2過濾部處理部73、亮度減算處理部74的各部分所構成。以下，一邊參照表示調整資料產生部62之信號處理內容的第12圖之流程圖，一邊說明各部分的細節。在第12圖之流程圖所示的各處理係藉由DSP6和儲存於DSP6內部的程式之合作來實行。

亮度資料抽出部71係從攝影影像(處理目標影像)的YUV資料中，抽出構成僅由亮度成分所組成之亮度成分影像的第1亮度影像資料(Y_org(x,y))，並輸出至第1過濾部處理部72(在第12圖中為步驟SB1)。

第1過濾部處理部72係採用了用以除去上述亮度成分影像中包含之雜訊的例如中值過濾部等之NR過濾部的過濾處理，並產生構成雜訊排除後之亮度成分影像的第2亮度影像資料(Y_org1(x,y))，並輸出至第2過濾部處理部73(在第12圖中為步驟SB2)。此外，加強進行藉由NR過濾部來排除雜訊。

第2過濾部處理部73係本發明的整體亮度影像產生手段，施行對第2亮度影像資料之各畫素使用ε過濾部的平滑化處理，在保持邊緣的情況下使各部分大幅地模糊的影像，產生構成表示原始影像之各部整體的亮度狀態的整體亮度影像的第3亮度影像資料(Y_low(x,y))，輸出至亮度減算處理部74(在第12圖中為步驟SB3)。

在本實施形態中，在對於各注目畫素的ε過濾部處理中，著重於以第2亮度影像資料的縱橫3個畫素份量所組成之畫素區域(以各注目畫素為中心的共計9個畫素區域)。換言之，著重於注目畫素及位於其周邊之8個周邊畫素。然後，以注目畫素之亮度值和各周邊畫素之亮度值的各差異值為閾值T(T=20)以下的方式來調整各周邊畫素的亮度值。然後，進行以下演算：算出對注目畫素之原始亮度值和被調整的各周邊畫素之亮度值分別乘上作為既定係數的1/9而獲得之各亮度值的總和。並將藉由此演算所獲得之亮度值作為ε過濾部處理後之注目畫素(第3亮度影像資料的各畫素)的亮度值。此外，在ε過濾部處理時，乘上所著重之畫素區域的範圍、閾值T之值、各畫素之亮度值的係數也可作適當變更。

亮度減算處理部74係根據下述公式(5)，來產生藉由從第1亮度影像資料的各畫素之畫素值中減去第3亮度影像資料之對應的畫素之畫素值而獲得的資料，亦即已反映攝影影像中包含之高頻成分的第1對比度成分資料(Y_high1(x,y))，並輸出至第1亮度修正部75(在第12圖中是步驟SB4)。

Y_high1(x,y)=Y_org(x,y)-Y_low(x,y)　(5)

第1亮度修正部75係根據對第1對比度成分資料，乘上與各畫素之亮度值大小成反比變化的修正係數，同時對各畫素的亮度值一律加上作為影像資料而有效的有效亮度範圍之中間亮度值(128)的下述公式(6)來進行第1亮度修正。

Y_high2(x,y)=Y_high1(x,y)×[256-Y_low(x,y)]/256＋128　(6)

亦即，對於第1對比度成分資料，在僅使全畫素的亮度值增加128，藉以使亮度值下降作為影像資料的有效最小亮度(亮度值=0)的畫素方面，也會使在調整前述階調修正部61的階調修正後之影像資料(攝影影像)的對比度平衡時有效的畫素亮度值在有效亮度範圍(0～255)內平移。藉此，進行防止與攝影影像之暗部的高頻成分相關之資訊的欠缺的修正。同時，對原始亮度值在有效亮度範圍內超過對應增加份量之亮度值(128)的畫素之亮度值，進行原始亮度值愈大則使之愈大幅減少的修正。然後，將該修正後之第2對比度成分資料(Y_high2(x,y))輸出至第2亮度修正部分76(在第12圖中為步驟SB5)。

此外，在本實施形態中，上述第1過濾部處理部72、第2過濾部處理部73、亮度減算處理部74、第1亮度修正部75係相當於本發明的資訊影像產生手段。

第2亮度修正部76係本發明的階調資訊修正手段，從上述第2對比度成分資料中，在亮度值從第1閾值(123)至第2閾值(133)的範圍，也就是作為有效亮度範圍之中間區域的畫素之亮度值變換成有效亮度範圍的中間亮度值(128)，並進行在比第1閾值(123)還要小之畫素值中一律加上既定修正值(5)，同時在比第2閾值(133)還要大之畫素值中一律減去既定修正值(5)的第2亮度修正(在第12圖中為步驟SB6)。

亦即，進行減低，亦即有效亮度範圍之中間域的畫素值中包含之雜訊(即第2對比度成分資料中包含之雜訊)的修正。同時，進行消除亮度值比隨其產生之中間區域更小之側或更大之側的畫素值之不連續性的修正。然後，將該修正後之第3對比度成分資料(Y_high3(x,y))輸出至CPU9。

另一方面，第13圖係表示靜止影像攝影時的CPU9之本發明的處理的流程圖。

在記錄模式中，CPU係在藉由使用者按下快門鍵時，驅動CCD2的同時，於DSP6進行前述的處理，藉以直接取得由階調修正部61所產生之階調修正後的影像資料(drc(x,y))及由調整資料產生部62所產生之第3對比度成分資料(Y_high3(x,y))(步驟SC1)。

接著，CPU9係對第3對比度成分資料施行以下所述的第3亮度修正，並產生第4對比度成分資料(Y_high4(x,y))(步驟SC2)。在該第3亮度修正中，將第3對比度成分資料之各畫素的亮度值分成由比有效亮度範圍之中間亮度值(128)還要大的畫素所組成之亮區域及由中間亮度值(128)以下的畫素所組成之暗區域，並進行以下修正。

在亮區域的畫素之亮度值方面，根據下述公式(7)來進行第3對比度成分資料之各畫素之亮度值的修正。

Y_high4(x,y)=128＋[Y_high3(x,y)-128]×[256-Y_drc(x,y)]/256　(7)

亦即，在亮區域的畫素之亮度值方面，在第3對比度成分資料的產生過程中，對已減去前述第1亮度修正(參照第12圖之步驟SB5)中加上之中間亮度值份量的亮度值，乘上與階調修正後的影像資料之對應的畫素的亮度值的大小成反比而變化的修正係數，同時一律加上中間亮度值(128)。換言之，進行階調修正後之影像資料的對應之畫素的亮度值愈大，就減小各畫素的原始亮度值的修正。換言之，對第3對比度成分資料進行以下修正：使加上於階調修正後之影像資料(修正影像)的亮區域的畫素之亮度值的亮度值反比於修正影像側之對應的畫素之原始亮度值。

另外，在暗區域的畫素之亮度值方面，根據下述公式(8)來進行第3對比度成分資料的各畫素之亮度值的修正。

Y_high4(x,y)=128＋[Y_high3(x,y)-128]×[Y_drc(x,y)]/256　(8)

即，在暗區域的畫素之亮度值方面，在第3對比度成分資料的產生過程中，對已減去前述第1亮度修正(參照第12圖之步驟SB5)中加上之中間亮度值份量的亮度值，乘上與階調修正後的影像資料之對應的畫素的亮度值的大小成正比而變化的修正係數，同時一律加上中間亮度值(128)。換言之，進行階調修正後之影像資料的對應之畫素的亮度值愈小，就增大原始亮度值的修正。換言之，對第3對比度成分資料，進行以下修正：使加上於階調修正後之影像資料(修正影像)的暗區域的畫素之亮度值的亮度值正比於修正影像側之對應的畫素之原始亮度值。

爾後，CPU9係使用第4對比度成分資料之對應的畫素的亮度值來修正階調修正後的影像資料之亮度成分(Y_drc(x,y))。亦即，根據下述公式(9)，進行對階調修正後的影像資料之各畫素的亮度值加上前述第4對比度成分資料(Y_high4(x,y))的對應之各畫素的亮度值，並且一律減去中間亮度值(128)的處理。

Y_drc1(x,y)=Y_drc(x,y)+Y_high4(x,y)-128　(9)

藉此，產生具有修正後之亮度成分(Y_drc1(x,y))的新影像資料(步驟SC3)。換言之，於在階調修正部61中進行了階調修正後的攝影影像(修正影像)上反映進行階調修正前之當初的攝影影像中包含的高頻成分，藉以進行對每個畫素調整修正影像之亮度的亮度調整。

然後，在壓縮已產生的影像資料的同時，作為攝影影像而記錄至外部記憶體10(步驟SC4)。

如同以上，在靜止影像攝影時，如同先前說明，能夠藉由前述階調修正部61，來對攝影影像進行已確實反映影像內之各部分的特徵之更適當的階調修正，能夠獲得已維持在影像內之局部(亮部和暗部的交界附近)的對比度平衡的影像資料(修正影像)。

而且，在上述階調修正時，因為提高亮度級數低之區域的亮度級數，所以作為影像全體，不可避免地會使低亮度級數側之區域和高亮度級數側之區域的亮度級數差異(對比度)變小，但如同前述，能夠在已進行階調修正後的攝影影像(修正影像)中，最後藉由反映進行階調修正前之當初的攝影影像中包含的高頻成分，來補償隨著階調修正而失去之影像全體的對比度。

第14A圖～第14C圖係表示其一例的圖，相同第14A圖係階調修正前之攝影影像的亮度直方圖，相同第14B圖係階調修正後之攝影影像的亮度直方圖，相同第14C圖係亮度調整後之攝影影像的亮度直方圖。如第14A圖～第14C圖所示，藉由反映進行階調修正前之當初的攝影影像中包含的高頻成分，作為最後的攝影影像，進行明確反映影像內之各部分特徵的階調修正，同時能夠獲得接近各部分之相對亮度平衡接近當初狀態近的優質影像。

另外，在本實施形態中，在DSP6調整資料產生部62(第2過濾部處理部73)中，從構成雜訊排除後之亮度成分影像的第2亮度影像資料(Y_org1(x,y))中，產生構成整體亮度影像的第3亮度影像資料(Y_low(x,y))時，使用了ε過濾部。藉此，在作為攝影影像而最後產生之影像資料中，能夠正確地反映當初攝影影像中包含之高頻成分(對比度資訊)。以下說明其理由。

亦即，上述第3亮度影像資料可以是藉由使用例如通常的LPF(低通過濾部)來使雜訊排除後之亮度成分影像平滑化而產生，但在此情況下，藉由通常的LPF處理(平滑化處理)所產生之整體亮度影像(第3亮度影像資料)中，明暗交界變得不清楚。換言之，原始影像(處理目標影像)的明暗交界附近之亮區域側變暗(亮度值變小)，暗區域側變亮(亮度值變大)。

因此，在從亮度成分影像(第1亮度影像資料)的各畫素之畫素值減去整體亮度影像(第3亮度影像資料)之對應的畫素的畫素值而獲得的第1對比度成分資料(Y_high1(x,y))方面，在明暗交界附近的亮區域側的畫素之亮度值係變得比獨立之亮區域內(背景的天空等)的畫素之亮度值還要大(如同上述，是因為從原始影像的亮度值中減去之LPF處理後的影像的明暗交界之亮區域側的畫素的亮度值較小)。因此，僅明暗交界附近的畫素之亮度值變大。換言之，在藉由第1對比度成分資料所構成之亮度影像中，在明暗交界附近之亮區域側猶如產生了白色「條帶」。第17A圖係表示由在該情況下之第1對比度成分資料所組成的影像以及上述白色「條帶」的圖。此外，圖示的白色「條帶」畢竟是為了方便起見，其寬度和呈現方式與實際上有所不同。

另外，在明暗交界附近的暗區域側的畫素之亮度值係變得比獨立之暗區域內(在逆光下的人物被拍攝體等)的畫素之亮度值還要小(如同上述，是因為從原始影像的亮度值中減去之LPF處理後的影像的明暗交界之暗區域側的畫素的亮度值較大)。因此，僅明暗交界附近的畫素之亮度值變小。換言之，在藉由第1對比度成分資料所構成之亮度影像中，在明暗交界附近之暗區域側猶如產生了黑色「條帶」(未圖示)。

因此，在雜訊排除後之亮度成分影像上明暗差異很大之部分存在的情況下，藉由根據通常之LPF處理的減算處理來產生第1對比度成分資料時，無法正確地將當初之攝影影像中包含的高頻成分反映在最後產生之影像資料上。

相對於此，ε過濾部係具有邊緣保持功能的平滑化過濾部。如同上述，ε過濾部處理時，以注目畫素之亮度值及與周邊畫素的差異值大之周邊畫素的亮度值的各差異值成為閾值20以下的方式來調整各周邊畫素的亮度值。

在此，如第15A圖所示，說明著重於在第2亮度影像資料中之9個畫素X1,Y1,Y2,...Y8所組成的區域200A，對作為邊緣的明暗交界201A(粗的實線)附近之位於暗區域203A(灰色區域)的注目畫素X1，施行ε過濾部處理而平均化的情況。在此情況下，亮區域202A(無色區域)的各周邊畫素Y1、Y2、Y3、Y4、Y6之亮度值(200)係相對於位在暗區域203A的注目畫素X1之亮度值(10)，亮度值的差異(190)為閾值20以上。因此，如第15B圖所示，應將該亮度值之差異降為閾值以下，亮區域202A的各周邊畫素之亮度值(200)會分別被調整成作為注目畫素X1之亮度值(10)和閾值20之相加值的30。藉此，亮區域202A之各周邊畫素的亮度值變得比原始亮度值(200)還要小，亮區域202A之各周邊畫素的亮度值會變得接近注目畫素之原始亮度值(10)。然後，如同上述，在本實施形態中，已施行ε過濾部處理的注目畫素之值係藉由對注目畫素之原始亮度值和已調整之各周邊畫素的亮度值分別乘上作為既定係數的1/9而獲得的各亮度值總和。

於是，已施行ε過濾部處理的注目畫素之亮度值係成為(30＋30＋30＋30＋10＋10＋30＋10＋10)/9≒21，成為接近注目畫素之原始亮度值(10)的亮度值。藉此，對於明暗的交界201A(邊緣)中位於暗區域203A的注目畫素X1施行ε過濾部處理而使注目畫素X1平均化的情況下，能夠減小亮區域202A之周邊畫素的影響。

同樣地，如第16A圖所示，說明著重於第2亮度影像資料中由9個畫素X1、Y1、Y2、...Y8所組成之區域200B，對在作為邊緣的明暗交界201B(粗的實線)附近之位於亮區域202B(無色區域)的注目畫素X1，施行ε過濾部處理並平均化的情況。在此情況下，暗區域203B(灰色區域)之各周邊畫素Y5、Y7、Y8的亮度值(10)係相對於位在亮區域202B的注目畫素X1之亮度值(200)，亮度值之差異(190)為閾值20以上。因此，如第16B圖所示，應將該亮度值之差異降為閾值以下，暗區域203B的各周邊畫素之亮度值(10)分別調整成作為注目畫素X1之亮度值(200)和閥值20之相減值的180。藉此，暗區域203B的各周邊畫素之亮度值會變得比原始亮度值(10)還要大，暗區域203的各周邊畫素之亮度值會變得接近注目畫素之原始亮度值(200)。然後，如同上述，在本實施形態中，已施行ε過濾部處理的注目畫素之值係對注目畫素之原始亮度值和被調整的各周邊畫素之亮度值分別乘上作為既定係數的1/9而獲得的各亮度值之總和。

於是，已施行ε過濾部處理的注目畫素之亮度值係成為(200＋200＋200＋200＋200＋180＋200＋180＋180)/9≒193，成為接近注目畫素之原始亮度值(200)的亮度值。藉此，對於明暗的交界201B(邊緣)中位於亮區域202B的注目畫素X1施行ε過濾部處理而使注目畫素X1平均化的情況下，能夠減小暗區域203B之周邊畫素的影響。

因此，在已施行ε過濾部處理的整體亮度影像(第3亮度影像資料)之明暗交界附近，亮區域依然保持明亮(各畫素的亮度值大)，暗區域依然保持陰暗(各畫素的亮度值小)。

因此，在從亮度成分影像(第1亮度影像資料)的各畫素之畫素值中減去已施行ε過濾部處理的整體亮度影像(第3亮度影像資料)之對應的畫素的畫素值而獲得的第1對比度成分資料中，在明暗交界附近的亮區域側的畫素之亮度值係變得與獨立之亮區域內(背景的天空等)的畫素相同(如同上述，是因為從原始影像亮度值中減算之ε過濾部處理後之影像的交界之亮區域側的畫素之亮度值大)。因此，在藉由第1對比度成分資料所構成的亮度影像中，不會是僅明暗交界附近變明亮，故不會發生上述的白色「條帶」。第17B圖係表示在該情況下由第1對比度成分資料所組成之影像的圖。

另外，在第1對比度成分資料中，在明暗交界附近的暗區域側的畫素之亮度值係變得與獨立之暗區域內(在逆光下的人物被拍攝體等)的畫素之亮度值相同(如同上述，是因為從原始影像亮度值中減算之ε過濾部處理後之影像的交界之暗區域側的畫素之亮度值較小)。因此，在藉由第1對比度成分資料所構成的亮度影像中，不會是僅明暗交界附近變陰暗，故不會發生上述的黑色「條帶」。

藉由以上的理由，當藉由根據ε過濾部處理之演算處理來產生第1對比度成分資料時，即使在雜訊排除後之亮度成分影像中存在明暗差異非常大之部分的情況下，在作為攝影影像而最後產生之影像資料中，也能夠正確地反映當初之攝影影像中包含的高頻成分。

此外，在第2過濾部處理部73中，使用於產生第3亮度影像資料(Y_low(x,y))的過濾部方面，只要是與ε過濾部相同具有邊緣之保持性能的平滑化過濾部，也可以使用例如雙向過濾部等之其他加權平均值過濾部，即使在該情況下，也能獲得與使用ε過濾部時相同的效果。

此外，在本實施形態中，雖對雜訊排除後之亮度成分影像(第2亮度影像資料)施行原封不動使用了ε過濾部之平滑化處理來產生整體亮度影像(第3亮度影像資料)，但也可以採用例如以下方式。亦即，整體亮度影像只要是表示原始影像之各部分的整體亮度之狀態的影像即可。因此，即使是一旦縮小雜訊排除後的亮度成分影像，對該縮小後之影像施行平滑化處理以後，作為將平滑化處理後之影像擴大到原始尺寸者，將該放大後之影像作為整體亮度影像而加以使用也無妨。在該情況下，能夠縮短ε過濾部之平滑化處理所需要的時間。

另一方面，在前述的階調修正部61的上述階調修正中，藉由原始影像中之亮度級數小的畫素(暗區域)來設定大的修正係數，更具體而言，修正增益演算部69係設定具有由第7A圖所示之增益函數所獲得的第7B圖、第7C圖所示之特性的增益，來作為設定於階調變換部70的修正用之增益，藉以提升亮度級數低之區域的亮度級數。因此，在階調修正後的影像資料(drc(x,y))中，在暗區域中之原來的對比度會大幅受損。相反地，因為適用於在原始影像中之亮度級數大的畫素(亮區域)的修正係數小，所以階調修正對於亮區域之影響小，在階調修正後的影像資料(drc(x,y))中，在亮區域中之原來的對比度就不太會受損。

關於此，在本實施形態中，在DSP6中，第1亮度修正部75係對第1對比度成分資料乘上與各畫素之亮度值的大小成反比而變化的修正係數(參照第12圖步驟SB5)，藉以進行原始亮度值愈大就愈大幅減少有效亮度範圍內的畫素之亮度值的第1亮度修正。換言之，在修正後之第2對比度成分資料(Y_high2(x,y))中，被修正為暗區域的畫素之亮度值比亮區域的畫素之亮度值還要大。

因此，相對於階調修正後之影像資料(修正影像)的暗區域(原來的對比度過低大的區域)，能夠更大幅反映當初的攝影影像中包含之高頻成分。其結果，能夠在最終攝影影像中迴避「死黑」。

同時，因此，相對於階調修正後之影像資料(修正影像)的亮區域(原來的對比度過低少的區域)，能夠更小幅反映當初的攝影影像中包含之高頻成分。其結果，在最終攝影影像中，亮區域之亮度值不會超過動態範圍之限界值，能夠迴避「死白」。

此外，在本實施形態中，在DSP6中，第2亮度修正部76係對第2對比度成分資料進行雜訊減低及消除亮度值比隨其產生之有效亮度範圍的中間域還要小之側和大之側的畫素值之不連續性的第2亮度修正，來產生第3對比度成分資料(Y_high3(x,y))。因此，作為在CPU9中調整階調修正後之影像資料(修正影像)的亮度時所使用之調整用的資料，能夠獲得雜訊成分少而且確保亮度值小之側和亮度值大之側的畫素值之連續性良好的資料。

另外，CPU9係對第3對比度成分資料，藉由前述第3亮度修正，來使加算於階調修正後之影像資料(修正影像)的亮區域畫素之亮度值的亮度值以及修正影像側之對應的畫素之原始亮度值成反比(參照第13圖步驟SC2)。即使是藉此，也能在最終攝影影像中，亮區域之亮度值不會超過動態範圍之限界值，能夠迴避「死白」。

同時，在第3亮度修正中，使加算於階調修正後之影像資料(修正影像)的暗區域之畫素之亮度值的亮度值與修正影像側之對應的畫素之原始亮度值成正比。即使是藉此，也能提高在最終攝影影像中的暗區域之亮度值，能夠迴避「死黑」。

此外，在前述的第3亮度修正中，對第3對比度成分資料的亮區域的各畫素之亮度值，乘上與修正影像側之對應的畫素的原始亮度值成反比而變小的係數，並且對第3對比度成分資料的暗區域的各畫素之亮度值乘上與修正影像側之對應的畫素的原始亮度值成正比而變大的係數，但也可以如以下來進行。

例如，以能夠依照需求來調整按照修正影像側之對應的畫素之原始亮度值的第3對比度成分資料之亮區域或暗區域的各畫素之亮度值的變化特性的方式，作為除了上述係數還進一步對第3對比度成分資料乘上特性調整用之係數者，依照攝影模式或修正影像全體的亮度分佈狀態而使該特性調整用之係數的值自動地變化，或者自動地設定預定之複數個值中的任一個亦可。

另外，在DSP6的第1過濾部處理部72中，根據預先排除亮度成分影像中包含之雜訊後的亮度成分影像來產生第1對比度成分資料。藉此，作為用於階調修正後之影像資料(修正影像)的亮度調整之調整用的資料的第4對比度成分資料(Y_high4(x,y))，換言之，能夠獲得良好的資料來作為本發明的資訊影像資料。此外，關於此，例如廢除第1過濾部處理部72，根據尚未排除雜訊的亮度成分影像來產生第1對比度成分資料以後，即使作為對該第1對比度成分資料施行低通過濾部處理的構成，也能夠獲得相同的效果。

在此，在以上所說明的本實施形態中，雖根據僅由從攝影影像(處理目標影像)之YUV資料中抽出的亮度成分所組成的亮度成分影像(且是雜訊排除後)，產生第1對比度成分資料，但與此不同，也可以是例如從由階調修正部61所產生之階調修正後的影像資料(drc(x,y))中僅抽出亮度成分來取得亮度成分影像，根據該亮度成分影像來產生第1對比度成分資料。

另外，在本實施形態中，將經過前述第1亮度修正、第2亮度修正、第3亮度修正而產生的第4對比度成分資料作為本發明的資訊影像資料，但並非須要實施前述第1亮度修正、第2亮度修正、第3亮度修正，若是依照需求而選擇性實施或廢除全部也無妨。另外，DSP61之第1過濾部處理部72的用於除去亮度成分影像中包含之雜訊的過濾部處理也非必須而可以廢除。

另外，也可以是CPU9根據既定的影像處理程式來進行前述DSP6的信號處理之一部分或全部的構成，也可以是使DSP6進行前述CPU9之第3亮度修正、甚至是針對每個畫素來調整修正影像之亮度的亮度調整的構成。

另外，攝影影像等之處理目標影像的具體階調修正方法並非侷限於本實施形態中說明的方法，只要是包含能提升亮度級數低之區域的亮度級數的處理者，也可以藉由其他方法來修正攝影影像等之階調。

另外，本發明也可以應用在和本實施形態所說明之數位相機1的構成相異，亦即將變換成YUV資料以前的RGB資料之狀態的攝影影像作為處理目標影像來進行階調修正的構成。在該情況下，在RGB之各個色彩成分資料方面，藉由和本實施形態相同之手法來取得由具有已反映處理目標影像中包含之高頻成分的畫素值之畫素資料所組成的對比度成分資料，調整使用該對比度成分資料來進行階調修正後的影像資料之各個色彩成分資料的畫素值即可。

另外，在此雖說明了將本發明之影像處理裝置應用於數位相機1，將靜止影像攝影時所取得(攝影)之攝影影像作為處理目標影像並進行前述影像處理的情況，但處理目標影像只要是例如已拍攝且被記錄於外部記憶體10的記錄影像即可。另外，本發明的影像處理裝置不侷限於數位相機，只要是具備影像資料的處理功能的裝置，就可以在例如包含個人電腦等之其他裝置中實現。

如同以上所說明，可藉由本發明，進行影像的階調修正時，一邊進行提高亮度級數低之區域的亮度級數的階調修正，一邊不使影像全體之對比度下降而獲得優質影像。

在此應理解到本發明並非侷限於上述特定實施例，且本發明可在不悖離本發明之精神及範疇的情況下進行修改。根據上述實施例中所揭露之元件的適當組合就可將本發明修改成各種型態。例如，可以從實施例中所示之所有元件中刪去一些元件。此外，在不同實施例中的元件可被適當地用來組合。

1．．．數位相機

2．．．CCD

3．．．TG

4．．．水平/垂直驅動器

5．．．CDS/AD電路

6．．．DSP

7．．．SDRAM

8．．．LCD

9．．．CPU

10．．．外部記憶體

11．．．快閃記憶體

12．．．輸入按鍵部

61．．．階調修正部

62．．．調整資料產生部

63．．．V值變換部

64．．．V值平均算出部

65．．．第1關鍵判定部

66．．．第2關鍵判定部

67．．．第3關鍵判定部

68．．．直方圖製作部

69．．．修正增益演算部

70．．．階調變換部

71．．．亮度資料抽出部

72．．．第1過濾部處理部

73．．．第2過濾部處理部

74．．．亮度減算處理部

75．．．第1亮度修正部

76．．．第2亮度修正部

100．．．輸入影像

101．．．區塊區域

200A．．．亮區域

201A．．．交界

202A．．．亮區域

203A．．．暗區域

200B．．．區域

201B．．．交界

202B．．．亮區域

203B．．．暗區域

第1圖係表示本發明之數位相機的概略構成之區塊圖。

第2圖係表示DSP之主要部份的區塊圖。

第3A、B圖係表示輸入影像之區塊區域的標準圖。

第4圖係表示第1以及第2亮度級數之組合和第3亮度級數之對應關係的圖。

第5A圖係表示輸入影像的區塊區域及其中心畫素的圖。

第5B圖係表示修正特性之插補時的中心畫素和其他畫素的關係之概念圖。

第6A、B、C圖係表示成為基礎的增益函數以及相對於藉由其而獲得之V值變化的增益之變化特性的說明圖。

第7A、B、C圖係表示增益限制後之增益函數以及相對於藉由其而獲得之V值變化的增益之變化特性的說明圖。

第8圖係表示增益限制係數之設定方法的圖。

第9A、B、C圖係表示限制後的增益函數以及相對於藉由其而獲得之V值變化的增益之變化特性的說明圖。

第10A、B、C圖係表示高明亮判定之方法的圖。

第11圖係表示DSP階調修正部的靜止影像攝影時之信號處理內容的流程圖。

第12圖係表示DSP調整資料產生部的靜止影像攝影時之信號處理內容的流程圖。

第13圖係表示CPU的靜止影像攝影時之處理順序的流程圖。

第14A、B、C圖係表示在攝影影像之各階段的亮度直方圖之一例的圖。

第15A圖係表示在ε過濾部處理時所注目之畫素區域的圖。

第15B圖係表示在ε過濾部處理時，周邊畫素之亮度值被調整之情況的圖。

第16A圖係表示在ε過濾部處理時所注目之畫素區域的圖。

第16B圖係表示在ε過濾部處理時，周邊畫素之亮度值被調整之情況的圖。

第17A、B圖係權宜地表示由第1對比度成分資料所組成之影像的範例的圖。

6．．．DSP

61．．．階調修正部

62．．．調整資料產生部

63．．．V值變換部

64．．．V值平均算出部

65．．．第1關鍵判定部

66．．．第2關鍵判定部

67．．．第3關鍵判定部

68．．．直方圖製作部

69．．．修正增益演算部

70．．．階調變換部

71．．．亮度資料抽出部

72．．．第1過濾部處理部

73．．．第2過濾部處理部

74．．．亮度減算處理部

75．．．第1亮度修正部

76．．．第2亮度修正部

Claims (15)

1. 一種影像處理裝置，其具備：階調修正單元，其構成為對待處理的目標影像(subject image)進行包含使該目標影像之對比度下降之處理的階調修正來產生修正影像(corrected image)；階調資訊取得單元，其構成為取得表示在前述目標影像中之各部分之相對亮度平衡的階調資訊；以及調整單元，其構成為根據前述階調資訊來對每個畫素調整前述修正影像之亮度；其中前述階調資訊取得單元包含構成為產生資訊影像資料的資訊影像產生單元，前述資訊影像資料係具有包含在該目標影像中反映高頻成分的亮度資訊，且其中前述階調資訊取得單元係構成為取得前述資訊影像資料來作為前述階調資訊；其中前述資訊影像產生單元包含整體亮度影像產生單元，其構成為執行過濾處理以產生整體亮度影像資料，而前述整體亮度影像資料係構成表示在前述目標影像的整體狀態的整體亮度影像；及其中前述資訊影像產生單元係構成為藉執行包含從在前述目標影像中之對應畫素的亮度值中減去前述整體 亮度影像資料的各畫素之亮度值的減算處理的處理，來產生該資訊影像資料。
2. 如申請專利範圍第1項記載之影像處理裝置，其中藉前述資訊影像產生單元執行的處理更包含對前述減算處理後之各畫素的亮度值乘上與前述整體亮度影像中之對應畫素的亮度值的大小成反比之修正係數的乘算處理。
3. 如申請專利範圍第1項記載之影像處理裝置，其中前述整體亮度影像產生單元係藉由採用具有邊緣保持功能的平滑化過濾部的前述過濾處理來產生前述整體亮度影像。
4. 如申請專利範圍第3項記載之影像處理裝置，其中前述平滑化過濾部係構成為：調整位於目標畫素週圍的周邊畫素之每一者的亮度值，以使在前述目標畫素之亮度值與前述周邊畫素之亮度值間的差異值為閾值以下，以及並將前述目標畫素之亮度值和已被調整之前述周邊畫素之亮度值的平均值設為前述整體亮度影像的各畫素之亮度值。
5. 如申請專利範圍第1項記載之影像處理裝置，其中前述階調資訊取得單元係進一步具備階調資訊修正單元，且該階調資訊修正單元係構成為進行使前述資訊影像資料的各畫素之亮度值因應該亮度值而修正的處理，以及前述調整單元係構成為根據前述階調資訊修正單元 的修正後之前述資訊影像資料來對每個畫素調整前述修正影像的亮度。
6. 一種影像處理裝置，其具備：階調修正單元，其構成為執行對待處理的目標影像進行包含使前述目標影像之對比度下降之處理的階調修正來產生修正影像；階調資訊取得單元，其構成為取得表示在前述目標影像之各部分中相對亮度平衡的階調資訊；以及調整單元，其構成為根據前述階調資訊來對每個畫素調整前述修正影像之亮度；其中前述階調資訊取得單元包含構成為產生資訊影像資料的資訊影像產生單元，前述資訊影像資料係具有包含在該目標影像中反映高頻成分的亮度資訊，且其中前述階調資訊取得單元係構成為取得前述資訊影像資料來作為前述階調資訊；其中前述階調資訊取得單元係進一步具備階調資訊修正單元，其構成為執行使在前述資訊影像資料中各畫素之亮度值因應前述亮度值的修正；其中前述調整單元構成為根據藉前述階調資訊修正單元修正之前述資訊影像資料來對每個畫素調整前述修正影像的前述亮度；以及其中前述階調資訊修正單元藉以下步驟執行修正：在具有亮度值比第1閾值還要小的前述資訊影像資 料中，對各畫素的該亮度值加上修正用亮度值；在具有第2閾值比第1閾值大且亮度值比該第2閾值還要大的情況下，對各畫素的該亮度值減去前述修正用亮度值；在具有亮度值為前述第1閾值以上且是前述第2閾值以下的前述資訊影像資料中，將各畫素的亮度值設為前述第1閾值和前述第2閾值之中間亮度值。
7. 如申請專利範圍第6項記載之影像處理裝置，其中前述調整單元係在前述階調資訊修正單元之修正後的資訊影像資料之各畫素當中，將具有既定閾值還要大之亮度值的畫素之亮度值，乘上與前述修正影像之對應畫素的亮度值成反比的修正係數。
8. 如申請專利範圍第6項記載之影像處理裝置，其中前述調整單元係在前述階調資訊修正單元之修正後的資訊影像資料之各畫素當中，將具有既定閾值以下之亮度值的畫素之亮度值，乘上與前述修正影像之對應畫素的亮度值成正比的修正係數。
9. 一種影像處理裝置，包含：階調修正單元，其構成為對待處理的目標影像進行包含使該目標影像之對比度下降之處理的階調修正來產生修正影像；階調資訊取得單元，其構成為取得表示在前述目標影像中之各部分之相對亮度平衡的階調資訊；以及 調整單元，其構成為根據前述階調資訊來對每個畫素調整前述修正影像之亮度；其中前述階調修正單元係包含：第1判定單元，其判定關於作為涵蓋目標影像而設定的複數個區塊區域之各個而設定的各目標區域之亮度級數是否屬於預先決定的前述複數個階段之亮度級數之任一個；第2判定單元，其判定在鄰接於前述目標區域的區塊區域之至少一者的亮度級數是否屬於預先決定的前述複數個階段之亮度級數之任一個；區域修正單元，其根據藉由前述第1判定單元及前述第2判定單元所判定之亮度級數的組合來修正前述目標區域的亮度；算出單元，其使用既定的修正函數來算出前述區域修正單元修正前述目標區域的影像之亮度時針對各畫素的修正係數；對比度判定單元，其判定前述處理目標影像的對比度狀態；以及上限調整單元，其根據藉前述對比度判定單元判定的前述對比度的狀態來調整前述修正係數對於前述各畫素的上限。
10. 一種影像處理方法，其包含：對待處理的目標影像進行包含使該目標影像之對比 度下降之處理的階調修正來產生修正影像；取得表示在前述目標影像之各部分中相對亮度平衡的階調資訊；以及根據前述階調資訊來對每個畫素調整前述修正影像之亮度；其中取得前述階調資訊包含產生資訊影像資料，該資訊影像資料係具有包含在該目標影像中反映高頻成分的亮度資訊，且取得前述資訊影像資料來作為前述階調資訊；其中產生前述資訊影像資料包含執行過濾處理以產生整體亮度影像資料，該整體亮度影像資料構成表示在前述目標影像中整體狀態的整體亮度影像；以及其中前述資訊影像資料係藉執行包含減算處理的處理所產生，該減算處理係從在前述目標影像中對應畫素的亮度值減去在前述整體亮度影像資料中各畫素之亮度值。
11. 一種非暫存的電腦可讀取之儲存媒體，其儲存著可藉由電腦實行的程式，且該程式控制前述電腦實行包含以下之功能：對待處理的目標影像進行包含使該目標影像之對比度下降之處理的階調修正來產生修正影像；取得表示在前述目標影像之各部分中相對亮度平衡的階調資訊；以及 根據前述階調資訊來對每個畫素調整前述修正影像之亮度；其中取得前述階調資訊包含產生資訊影像資料，該資訊影像資料係具有包含在該目標影像中反映高頻成分的亮度資訊，且取得前述資訊影像資料來作為前述階調資訊；其中產生前述資訊影像資料包含執行過濾處理以產生整體亮度影像資料，該整體亮度影像資料構成表示在前述目標影像中整體狀態的整體亮度影像；以及其中前述資訊影像資料係藉執行包含減算處理的處理所產生，該減算處理係從在前述目標影像中對應畫素的亮度值減去在前述整體亮度影像資料中各畫素之亮度值。
12. 一種處理影像之方法，其包括：對待處理的目標影像進行包含使該目標影像之對比度下降之處理的階調修正來產生修正影像；取得表示在前述目標影像之各部分中相對亮度平衡的階調資訊；以及根據前述階調資訊來對每個畫素調整前述修正影像之亮度；其中取得前述階調資訊包含產生資訊影像資料，該資訊影像資料係具有包含在該目標影像中反映高頻成分的亮度資訊，且取得前述資訊影像資料來作為前述階調 資訊；其中取得前述階調資訊更包含執行使在前述資訊影像資料中各畫素之亮度值因應該亮度值的修正；其中根據前述經修正的資訊影像資料來對每個畫素調整前述修正影像之亮度；以及其中執行前述修正包括：在前述資訊影像資料中各畫素的亮度值比第1閾值還要小的情況下，對該亮度值加上修正用亮度值；在第2閾值比第1閾值大且前述資訊影像資料中各畫素的亮度值比該第2閾值還要大的情況下，對該亮度值減去前述修正用亮度值；在前述資訊影像資料中各畫素的亮度值為前述第1閾值以上且是前述第2閾值以下的情況下，將前述資訊影像資料之各畫素的亮度值設為前述第1閾值和前述第2閾值之中間亮度值。
13. 一種非暫存的電腦可讀取之儲存媒體，其儲存著可藉由電腦實行的程式，該程式控制前述電腦執行包含以下功能：對待處理的目標影像執行包含使該目標影像之對比度下降之處理的階調修正以產生修正影像；取得表示在前述目標影像之各部分中相對亮度平衡的階調資訊；以及根據前述階調資訊來對每個畫素調整前述修正影像 之亮度；其中取得前述階調資訊包含產生資訊影像資料，該資訊影像資料係具有包含在目標影像中反映高頻成分的亮度資訊，且取得前述資訊影像資料來作為前述階調資訊；其中取得前述階調資訊更包含執行在前述資訊影像資料中各畫素之亮度值因應該亮度值的修正；其中根據前述階調資訊修正單元的修正後之前述資訊影像資料來對每個畫素調整前述修正影像的亮度；以及其中執行前述修正包括：在具有亮度值比第1閾值還要小的前述資訊影像資料中，對各畫素的該亮度值加上修正用亮度值；在具有第2閾值比第1閾值大且亮度值比該第2閾值還要大的情況下，對各畫素的該亮度值減去前述修正用亮度值；以及在具有亮度值為前述第1閾值以上且是前述第2閾值以下的前述資訊影像資料中，將前述資訊影像資料之各畫素的亮度值設為前述第1閾值和前述第2閾值之中間亮度值。
14. 一種影像處理方法，其包含：對待處理的目標影像執行包含使前述目標影像之對比度下降之處理的階調修正以產生修正影像； 取得表示在前述目標影像之各部分中相對亮度平衡的階調資訊；以及根據前述階調資訊來對每個畫素調整前述修正影像之亮度；其中執行前述階調修正包含：進行第1判定，以判定關於作為涵蓋該目標影像而設定的複數個區塊區域之各個而設定的各目標區域之亮度級數是否屬於預先決定的前述複數個階段之亮度級數之任一個；進行第2判定，以判定在鄰接於前述目標區域的區塊區域之至少一者的亮度級數是否屬於預先決定的前述複數個階段之亮度級數之任一個；根據藉由前述第1判定單元及前述第2判定單元所判定之亮度級數的組合來修正前述目標區域的亮度；使用既定的修正函數來算出前述區域修正單元修正前述目標區域的影像之亮度時針對各畫素的修正係數；判定前述目標影像的對比度狀態；以及根據前述判定的對比度來調整前述修正係數對於各畫素的上限。
15. 一種非暫存的電腦可讀取之儲存媒體，其儲存著可藉由電腦執行的程式，該程式控制前述電腦執行包含以下功能：對待處理的目標影像進行包含使該目標影像之對比 度下降之處理的階調修正來產生修正影像；取得表示在前述目標影像之各部分中相對亮度平衡的階調資訊；以及根據前述階調資訊來對每個畫素調整前述修正影像之亮度；其中執行前述階調修正包括：進行第1判定，以判定關於作為涵蓋該目標影像而設定的複數個區塊區域之各個而設定的各目標區域之亮度級數是否屬於預先決定的前述複數個階段之亮度級數之任一個；進行第2判定，以判定在鄰接於前述目標區域的區塊區域之至少一者的亮度級數是否屬於預先決定的前述複數個階段之亮度級數之任一個；根據藉由前述第1判定單元及前述第2判定單元所判定之亮度級數的組合來修正前述目標區域的亮度；使用既定的修正函數來算出前述區域修正單元修正前述目標區域的影像之亮度時針對各畫素的修正係數；判定前述目標影像的對比度狀態；以及根據前述判定的對比度來調整前述修正係數對於各畫素的上限。