画像処理装置及び画像処理プログラム
【課題】コントラストの低下を防ぎながら、トーン補正処理を行う。
【解決手段】画像処理装置１０は、入力画素信号ＩＩＮに基づいて、入力画素の特徴量Ｆを算出する特徴量算出部１６と、特徴量算出部１６によって算出された特徴量Ｆに基づいて、入力画素の周辺に位置する周辺画素の輝度に対応する補正パラメータｋを用いて、複数の入力画素毎に異なるトーン補正処理を行うトーン補正処理部１８と、を備えている。
【解決手段】画像処理装置１０は、入力画素信号ＩＩＮに基づいて、入力画素の特徴量Ｆを算出する特徴量算出部１６と、特徴量算出部１６によって算出された特徴量Ｆに基づいて、入力画素の周辺に位置する周辺画素の輝度に対応する補正パラメータｋを用いて、複数の入力画素毎に異なるトーン補正処理を行うトーン補正処理部１８と、を備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像処理装置及び画像処理プログラムに関し、特に、画像データに対して輝度補正を実行するための画像処理装置及び画像処理プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の画像処理装置には、画像データの輝度分布を補正するためのトーン補正処理を行うものがある（特許文献１参照）。このような画像処理装置は、デジタルカメラなどに用いられる撮像素子の現像システムやビデオ信号処理システム等に使用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−８１０３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の画像処理装置は、デジタルカメラなどによって生成された画像データに対して、撮影シーンに応じて適切なトーン補正処理を行うように構成されている。その結果、図１に示すように、光の届き難い影のような部分（低輝度の画素）が明るくなるようにトーン補正処理を行った場合には、低輝度の画素の階調伸張の影響で強い光源の光が当たる部分（高輝度の画素）の階調が圧縮されるので、高輝度の画素のコントラストが低下する。一方、高輝度の画素が暗くなるようにトーン補正処理を行った場合には、高輝度の画素の階調伸張の影響で低輝度の画素の階調が圧縮されるので、低輝度の画素のコントラストが低下する。
【０００５】
具体的には、高輝度の画素又は低輝度の画素に輝度を合わせるようにトーン補正処理を行うと、トーンを合わせた輝度レベル以外の輝度部にてコントラストが低下する。特に、逆光シーンのように低輝度分布及び高輝度分布が顕著に現れる場合には、コントラストが著しく低下する。
【０００６】
本発明の目的は、コントラストの低下を防ぎながら、トーン補正処理を行うための画像処理装置及び画像処理プログラムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によれば、
入力画素信号に基づいて、入力画素の特徴量を算出する特徴量算出部と、
前記特徴量算出部によって算出された特徴量に基づいて、前記入力画素の周辺に位置する周辺画素の輝度に対応する補正パラメータを用いて、複数の入力画素毎に異なるトーン補正処理を行うトーン補正処理部と、
を備えることを特徴とする画像処理装置が提供される。
【０００８】
本発明において、
前記特徴量算出部は、
前記入力画素信号の第１高周波成分を除去して第１画素信号を生成する第１ローパスフィルタと、
前記入力画素信号の第２高周波成分を除去して第２画素信号を生成する第２ローパスフィルタと、
前記第１画素信号と前記第２画素信号との差をエッジ量として算出する減算器と、を備える
ことが好ましい。
【０００９】
本発明において、
前記第２ローパスフィルタは、前記入力画素のエッジ量を保持するように前記第２高周波成分を除去する
ことが好ましい。
【００１０】
本発明において、
前記特徴量算出部は、前記減算器によって算出されたエッジ量に対してクリップ制御を行って、コントラスト量に変換する変換部をさらに備える
ことが好ましい。
【００１１】
本発明において、
外部からパラメータの設定を受け付ける受付部をさらに有し、
前記トーン補正処理部は、前記受付部によって受け付けられたパラメータの設定、前記変換部によって変換されたコントラスト量、及び前記入力画素信号に基づいて、前記トーン補正処理を行う
ことが好ましい。
【００１２】
本発明において、
前記トーン補正処理部は、前記補正パラメータにシグモイド関数を適用してトーンカーブを生成し、前記生成したトーンカーブを用いて前記トーン補正処理を行う
ことが好ましい。
【００１３】
本発明によれば、
入力画素信号に基づいて、入力画素の特徴量を算出する特徴量算出命令と、
前記特徴量算出命令を実行することによって算出された特徴量に基づいて、前記入力画素の周辺に位置する周辺画素の輝度に対応する補正パラメータを用いて、複数の入力画素毎に異なるトーン補正処理を行うトーン補正処理命令と、
を備えることを特徴とする画像処理プログラムが提供される。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、コントラストの低下を防ぎながら、トーン補正処理を行うことができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】従来のトーン補正における入力画素と出力画素の関係を示すグラフである。
【図２】本発明の実施形態に係る画像処理装置１０の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施形態に係る画像処理装置１０の図２に示す特徴量算出部１６の構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施形態に係る画像処理装置１０の図２に示すトーン補正処理部１８の構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の実施形態に係る画像処理装置１０の図２に示すトーン補正処理部１８のトーン補正処理に用いるために、一般的なシグモイド関数から切り出されるカーブ特性の概略を示すグラフである。
【図６】標準的なシグモイド関数を示すグラフである。
【図７】本発明の実施形態に係る画像処理装置１０の図２に示すトーン補正処理部１８のトーン補正処理に用いられるトーンカーブを示すグラフである。
【図８】本発明の実施形態に係る画像処理装置１０の図２に示すトーン補正処理部１８のトーン補正処理に用いられるトーンカーブを示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１７】
本発明の実施形態に係る画像処理装置の構成について図面を参照して説明する。図２は、本発明の実施形態に係る画像処理装置１０の構成を示すブロック図である。図３は、本発明の実施形態に係る画像処理装置１０の図２に示す特徴量算出部１６の構成を示すブロック図である。図４は、本発明の実施形態に係る画像処理装置１０の図２に示すトーン補正処理部１８の構成を示すブロック図である。図５は、本発明の実施形態に係る画像処理装置１０の図２に示すトーン補正処理部１８のトーン補正処理に用いるために、一般的なシグモイド関数から切り出されるカーブ特性の概略を示すグラフである。図６は、標準的なシグモイド関数を示すグラフである。図７及び図８は、本発明の実施形態に係る画像処理装置１０の図２に示すトーン補正処理部１８のトーン補正処理に用いられるトーンカーブを示すグラフである。
【００１８】
図２に示すように、本発明の実施形態に係る画像処理装置１０は、量子化された画像データ（例えば、ＹＵＶデータ、ＲＧＢデータ等）を記憶可能に構成されたメモリ（図示せず）に接続されている。本発明の実施形態に係る画像処理装置１０は、受付部１１と、ラインメモリ１２と、マトリクス生成部１４と、特徴量算出部１６と、トーン補正処理部１８と、を備えている。
【００１９】
受付部１１は、画像処理装置１０の外部から画像処理に関する様々なパラメータの設定を受け付けるように構成されている。例えば、ユーザがキーボード等の入力装置からパラメータを入力すると、受付部１１は、入力装置からパラメータを受け付ける。
【００２０】
図２に示すラインメモリ１２は、入力画素を示す画像データ（以下、「入力画素信号」という）ＩＩＮを所定のライン毎に保持するように構成されている。例えば、入力画素信号ＩＩＮは、画像処理装置１０に接続されたメモリに記憶されている画像データ、又は、画像ストリーム上に流れる画像データである。例えば、画像データのフォーマットは、Ｙ信号、ＲＧＢ信号、ＣＭＹ信号などである。但し、画像データのフォーマットがＲＧＢ信号又はＣＭＹ信号である場合には、色成分（以下、「チャンネル」という）毎に画像処理が行われる。また、ＲＧＢベイヤ配列やＣＭＹモザイク配列は、チャンネル毎に画像処理が行われる。
【００２１】
図２に示すマトリクス生成部１４は、ラインメモリ１２に記憶された入力画素信号ＩＩＮに基づいてｎ×ｎのデータ配列を生成するように構成されている。ｎの値が大きいほど、第１ローパスフィルタ（ＬＰＦ）１６ａ（後述する）及び第２ローパスフィルタ１６ｂ（後述する）の特性の可変幅が増える。本発明の実施形態では、第１ローパスフィルタ１６ａ及び第２ローパスフィルタ１６ｂの処理に起因する負荷、及び、メモリの容量を考慮すると、ｎの値は３乃至７が好ましい。
【００２２】
図２に示す特徴量算出部１６は、マトリクス生成部１４によって生成されたデータ配列から、入力画素の周辺に位置する周辺画素と入力画素との相関（以下、「特徴量」という）を算出するように構成されている。すなわち、特徴量は、入力画素と周辺画素の違いを示している。
【００２３】
図３に示すように、特徴量算出部１６は、第１ローパスフィルタ１６ａと、第２ローパスフィルタ１６ｂと、減算器１６ｃと、変換部１６ｄと、を備えている。
【００２４】
図３に示す第１ローパスフィルタ１６ａは、入力画素信号ＩＩＮから所定の高周波成分（以下、「第１高周波成分」という）を除去して、第１画素信号Ｉ１を生成するように構成されている。第１ローパスフィルタ１６ａのカーネルは、ユーザが入力したパラメータに含まれるノイズ量や解像度に応じて可変である。
【００２５】
図３に示す第２ローパスフィルタ１６ｂは、入力画素信号ＩＩＮから第１高周波成分とは異なる高周波成分（以下、「第２高周波成分」という）を除去して、第２画素信号Ｉ２を生成するように構成されている。第２ローパスフィルタ１６ｂのカーネルは、ユーザが入力したパラメータに含まれるノイズ量や解像度に応じて可変である。第２ローパスフィルタ１６ｂは、入力画素のエッジ量を保持するように構成されたバイラテラルフィルタのようなエッジ保持型フィルタであることが好ましい。エッジ保持型フィルタは、エッジ保持型関数（式１を参照）のような指数演算であっても、距離と画素の差分に対する重みを示すテーブルを用いて高速な演算を実行することができ、且つ、高周波ノイズが除去された第２画素信号Ｉ２を生成することができる。
【数１】
【００２６】
図３に示す減算器１６ｃは、第１ローパスフィルタ１６ａによって生成された第１画素信号Ｉ１と、第２ローパスフィルタ１６ｂによって生成された第２画素信号Ｉ２と、の差を入力画素の特徴量Ｆ（エッジ量ＦＥ）として算出するように構成されている。エッジ量ＦＥは、ノイズが除去された特徴量Ｆである。
【００２７】
図３に示す変換部１６ｄは、閾値Ｔｈｄｒ及びＴｈｂｒを用いて、減算器１６ｃによって算出されたエッジ量ＦＥに対してクリップ制御を行って、入力画素の特徴量Ｆ（コントラスト量ＦＣ）に変換するように構成されている。閾値Ｔｈｄｒ及びＴｈｂｒは、極めて大きい値であるエッジ量ＦＥを適切な値に制限するための閾値である。具体的には、変換部１６ｄは、式２に示すアルゴリズムに従って、閾値Ｔｈｄｒ及びＴｈｂｒを用いてエッジ量ＦＥをコントラスト量ＦＣに変換する。なお、Ｔｈｄｒ及びＴｈｂｒは、受付部１１によって受け付けられても良いし、画像処理装置１０に接続されるプロセッサ等をインタフェースとする可変信号、又は、画像全体のヒストグラム等から算出されても良い。
【数２】
【００２８】
図２に示すトーン補正処理部１８は、入力画素の特徴量（図３に示す変換部１６ｄによって変換されたコントラスト量ＦＣ）に基づいて、周辺画素の輝度に対応する補正パラメータｋ（ｋｂｒ，ｋｄｒ）を用いて、複数の入力画素信号毎に異なるトーン補正処理を行って、出力画素信号ＩＯＵＴを生成するように構成されている。すなわち、トーン補正処理部１８は、周辺画素の輝度に基づいて輝度補正曲線（以下、「トーンカーブ」という）を動的に生成することによって、低輝度領域では低輝度のコントラストを高め、高輝度領域では高輝度のコントラストを高めるように、トーン補正処理を行う。
【００２９】
トーン補正処理部１８は、シグモイド関数（式３を参照）のパラメータａを補正パラメータｋに置換した関数ｆｋ（ｘ）（式４．１乃至式４．３を参照）を用いて、コントラスト量ＦＣに応じて入力画素毎に異なるトーン補正処理を行って、出力画素信号ＩＯＵＴを生成する（式５を参照）。図５は、一般的なシグモイド関数から、どの領域のカーブと同じカーブ特性を有するトーンカーブを用いてトーン補正処理を行うのかについて図示している。具体的には、トーン補正処理部１８は、ダイナミックレンジを圧縮するときのコントラストの低下を防ぐために、周辺画素の平均が０となる領域に対しては、シグモイド関数から図５の領域ａのカーブと同じカーブ特性を有するトーンカーブ（図７（Ａ）を参照）を用いてトーン補正処理を行い、周辺画素の平均が１２８（中間値）となる領域に対しては、シグモイド関数から図５の領域ｂのカーブと同じカーブ特性を有するトーンカーブ（図７（Ｂ）を参照）を用いてトーン補正処理を行い、周辺画素の平均が２５５（最大値）となる領域に対しては、シグモイド関数から図５の領域ｃのカーブと同じカーブ特性を有するトーンカーブ（図７（Ｃ）を参照）を用いてトーン補正処理を行う。その結果、周辺画素に対する入力画素のコントラストが高くなる。
【数３】
【数４】
【数５】
【００３０】
トーン補正処理部１８は、コントラスト量ＦＣが０以上のときは、明部補正パラメータｋｂｒを用いてトーン補正処理を行い（式４．２を参照）、コントラスト量ＦＣが０未満のときは、暗部補正パラメータｋｄｒを用いてトーン補正処理を行う（式４．３を参照）。すなわち、補正パラメータｋｂｒを小さくすることによって、高輝度部のレベルを下げると共にコントラストを強調することができ、補正パラメータｋｄｒを小さくすることによって、低輝度部のレベルを上げると共にコントラストを強調することができる。総合すると、補正パラメータ（ｋｂｒ：ｋｄｒ）を共に小さくすることによって、ダイナミックレンジの圧縮及びコントラスト強調の効果を強くすることができ、補正パラメータ（ｋｂｒ：ｋｄｒ）の比率を変えることによって、全体的な明度を調整することができる。
【００３１】
図２に示す補正パラメータｋは、入力画像の任意の領域における輝度分布の変化に応じて動的に変化する値（例えば、動画像データのように輝度分布が動的に変化する入力画素に対して動的に変化する値）である。補正パラメータｋは、周辺画素の平均を基準として明部となる関数ｆｋ（ｘ）に対応する明部補正パラメータｋｂｒと、周辺画素の平均を基準として暗部となる関数ｆｋ（ｘ）に対応する暗部補正パラメータｋｄｒと、を含んでいる。補正パラメータｋが大きくなるほどトーンカーブの傾きは小さくなり、補正パラメータｋが小さくなるほどトーンカーブの傾きは大きくなる。補正パラメータｋは、受付部１１によって受け付けられても良いし、画像処理装置１０に接続されるプロセッサ等をインタフェースとする可変信号、又は、画像全体のヒストグラム等から算出されても良い。
【００３２】
図４に示すように、トーン補正処理部１８は、式５に示す演算を行うための構成として、減算器１８ａ、１８ｆ、及び１８ｇと、加算器１８ｂと、テーブル１８ｃ乃至１８ｅと、除算器１８ｈと、乗算器１８ｉと、を備えている。
【００３３】
図４に示す減算器１８ａは、入力画素信号ＩＩＮ及びコントラスト量ＦＣの減算処理を行って、ＦＣ−ＩＩＮを算出するように構成されている。
【００３４】
図４に示す加算器１８ｂは、減算器１８ａの出力及びビット深度Ｎの加算処理を行って、Ｎ＋ＦＣ−ＩＩＮを算出するように構成されている。例えば、ビット深度Ｎは、入力画素信号ＩＩＮが８ビットである場合には２５５であり、入力画素信号ＩＩＮが１０ビットである場合には１０２３である。
【００３５】
図４に示すテーブル１８ｃ乃至１８ｅは、シグモイド関数の演算を行うためのテーブルである。テーブル１８ｃ乃至１８ｅは、−ｘ乃至＋ｘの範囲の関数ｆｋ（ｘ）を有している。テーブル１８ｃ乃至１８ｅのテーブル精度は、入力画像信号ＩＩＮの解像度に応じて変更される。テーブル１８ｃは、補正パラメータｋ（ｋｂｒ，ｋｄｒ）を用いて、コントラスト量ＦＣに対して関数ｆｋ（ＦＣ）を演算するように構成されている（式４．１を参照）。テーブル１８ｄは、暗部補正パラメータｋｄｒを用いて、減算器１８ａの出力に対して関数ｆｋｄｒ（ＦＣ−ＩＩＮ）を演算するように構成されている（式４．２を参照）。テーブル１８ｅは、明部補正パラメータｋｂｒを用いて、加算器１８ｂの出力に対して関数ｆｋｂｒ（Ｎ＋ＦＣ−ＩＩＮ）を演算するように構成されている（式４．３を参照）。
【００３６】
図４に示す減算器１８ｆは、テーブル１８ｃの出力及びテーブル１８ｄの出力の減算処理を行って、ｆｋ（ＦＣ）−ｆｋｄｒ（ＦＣ−ＩＩＮ）を算出するように構成されている。
【００３７】
図４に示す減算器１８ｇは、テーブル１８ｄの出力及びテーブル１８ｅの出力の減算処理を行って、ｆｋｄｒ（ＦＣ−ＩＩＮ）−ｆｋｂｒ（Ｎ＋ＦＣ−ＩＩＮ）を算出するように構成されている。
【００３８】
図４に示す除算器１８ｈは、減算器１８ｆの出力を分子とし、減算器１８ｇの出力を分母として、除算処理を行うように構成されている。すなわち、除算器１８ｈは、テーブル１８ｃ乃至１８ｅの出力を正規化する。
【００３９】
図４に示す乗算器１８ｉは、除算器１８ｈの出力及びビット深度Ｎの乗算処理を行って、出力画素信号ＩＯＵＴを生成するように構成されている。すなわち、乗算器１８ｉは、除算器１８ｈによって正規化されたテーブル１８ｃ乃至１８ｅの出力に対してビット深度調整を行う。
【００４０】
換言すると、トーン補正処理部１８は、入力画素毎に異なるトーンカーブを用いてトーン補正処理を行う。図６に示すように、シグモイド関数から得られるトーンカーブは０を中心とするＳ字特性を有しているが、トーン補正処理部１８は、図６に示すトーンカーブから任意の範囲を抽出し、周辺画素の輝度に応じて入力画素毎に異なるトーンカーブを生成する（図７（Ａ）乃至（Ｃ）を参照）。これは、画像全体の輝度バランスのトーン補正の度合いは、低輝度部と高輝度部とで異なっていることを考慮して、画像全体のヒストグラムの分布から画質を改善するために最適なトーン補正を行うためである。例えば、図７（Ａ）に示すトーンカーブは、全体的に画素値を持ち上げ、低輝度領域のコントラストを強調する特性を示すため、低輝度領域のトーンカーブとして選択される。図７（Ｂ）に示すトーンカーブは、低輝度領域及び高輝度領域のコントラストを圧縮し、中間輝度領域のコントラストを強調する特性を示すため、中間輝度領域のトーンカーブとして選択される。図７（Ｃ）に示すトーンカーブは、全体的に画素値を引き下げ、高輝度領域のコントラストを強調する特性を示すため、高輝度領域のトーンカーブとして選択される。その結果、出力画素は、周辺画素が低輝度である場合には入力画素に対して輝度が増加され、周辺画素が中間輝度である場合にはほぼ変化がなく、周辺画素が高輝度である場合には入力画素に対して輝度が減少する。従って、補正された画像（出力画素）は、入力画素に対してエッジ部のコントラストが保持された画像となる。
【００４１】
全ての入力画素に対して共通のトーンカーブを用いてトーン補正処理を行った場合には、出力画素のエッジ部のコントラストが低下するが、トーン補正処理部１８は、周辺輝度に応じて異なるトーンカーブを用いてトーン補正処理を行うので（図８を参照）、トーン補正処理において階調が圧縮された領域においてコントラストが局所的に増加し、出力画素のエッジ部のコントラストの低下を防ぐことができる。
【００４２】
なお、本発明の実施形態では、変換部１６ｄは省略されても良い。この場合には、トーン補正処理部１８は、エッジ量ＦＥを特徴量Ｆとしてトーン補正処理を行う。
【００４３】
本発明の実施形態によれば、画像撮像素子やメモリに蓄積された入力画素に対して、ダイナミックレンジを圧縮し、且つ、コントラストを保持して、出力画素を生成する。その結果、画像の局所的な輝度に対して視覚感度を変更する人間の網膜のように、広い輝度範囲において適正な輝度を有し、且つ、鮮明な画像が得られる。
【００４４】
また、本発明の実施形態によれば、第１ローパスフィルタ１６ａ及び第２ローパスフィルタ１６ｂは、入力画素信号ＩＩＮに対して異なる高周波成分を除去するように構成されている。特に、第２ローパスフィルタ１６ｂは、エッジ保持型フィルタである。従って、入力画素信号ＩＩＮの高周波ノイズが除去される。その結果、エッジに対する不自然なコントラストの増大を防ぐことができ、より自然なコントラストを有する画像が得られる。
【００４５】
また、本発明の実施形態によれば、変換部１６ｄは、エッジ量ＦＥをコントラスト量ＦＣに変換し、トーン補正処理部１８は、コントラスト量ＦＣを特徴量Ｆとして使用するように構成されている。従って、トーン補正処理部１８がエッジ量ＦＥを特徴量Ｆとして使用した場合に比べて、入力画素と周辺画素との乖離を防ぐことができる。
【００４６】
また、本発明の実施形態によれば、受付部１１は、ユーザが入力したパラメータの設定を受け付け、トーン補正処理部１８は、そのパラメータを用いてトーン補正処理を行う。従って、ユーザが所望するトーン補正処理を行うことができる。例えば、ユーザが撮影シーンを設定した場合には、撮影シーン毎に適切なトーン補正処理が行われる。
【００４７】
また、本発明の実施形態によれば、トーン補正処理部１８は、シグモイド関数を用いてトーンカーブを生成するので、より適切なトーンカーブを用いたトーン補正処理が行われる。
【００４８】
例えば、本発明の実施形態に係る画像処理装置１０をデジタルカメラ等の既存のカメラシステムに搭載することによって、ダイナミックレンジが向上する。本発明の実施形態に係る画像処理装置１０は、監視カメラや車載カメラなどの広いダイナミックレンジを必要とするカメラシステムに対しても同様の効果を得ることができる。
【００４９】
また、本発明の実施形態に係る画像処理装置１０をウェブカメラやテレビ電話用カメラ等のコンピュータに接続されるカメラシステムに搭載することによって、逆光時でも顔に対して適正な補正を行うことができる。すなわち、画像が鮮明になるような補正を行うことができる。
【００５０】
本発明の実施形態に係る画像処理装置１０の少なくとも一部は、ハードウェアで構成しても良いし、ソフトウェアで構成しても良い。ソフトウェアで構成する場合には、画像処理装置の少なくとも一部の機能を実現するプログラムをフレキシブルディスクやＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体に収納し、コンピュータに読み込ませて実行させても良い。記録媒体は、磁気ディスクや光ディスク等の着脱可能なものに限定されず、ハードディスク装置やメモリなどの固定型の記録媒体でも良い。
【００５１】
特に、本発明の実施形態に係る画像処理装置１０の特徴量算出部１６及びトーン補正処理部１８をソフトウェアで構成した場合には、メモリに記憶された画像を広いダイナミックレンジの画像に変換する機能をレタッチソフトや現像ソフト等のアプリケーションに実装することができる。
【００５２】
また、本発明の実施形態に係る画像処理装置１０の少なくとも一部の機能を実現するプログラムを、インターネット等の通信回線（無線通信も含む）を介して頒布しても良い。さらに、同プログラムを暗号化したり、変調をかけたり、圧縮した状態で、インターネット等の有線回線や無線回線を介して、あるいは記録媒体に収納して頒布しても良い。
【００５３】
上述した実施形態は、いずれも一例であって限定的なものではないと考えられるべきである。本発明の技術的範囲は、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００５４】
１０ 画像処理装置
１１ 受付部
１２ ラインメモリ
１４ マトリクス生成部
１６ 特徴量算出部
１６ａ 第１ローパスフィルタ
１６ｂ 第２ローパスフィルタ
１６ｃ 減算器
１６ｄ 変換部
１８ トーン補正処理部
１８ａ，１８ｆ，１８ｇ 減算器
１８ｂ 加算器
１８ｃ〜１８ｅ テーブル
１８ｈ 除算器
１８ｉ 乗算器
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像処理装置及び画像処理プログラムに関し、特に、画像データに対して輝度補正を実行するための画像処理装置及び画像処理プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の画像処理装置には、画像データの輝度分布を補正するためのトーン補正処理を行うものがある（特許文献１参照）。このような画像処理装置は、デジタルカメラなどに用いられる撮像素子の現像システムやビデオ信号処理システム等に使用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−８１０３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の画像処理装置は、デジタルカメラなどによって生成された画像データに対して、撮影シーンに応じて適切なトーン補正処理を行うように構成されている。その結果、図１に示すように、光の届き難い影のような部分（低輝度の画素）が明るくなるようにトーン補正処理を行った場合には、低輝度の画素の階調伸張の影響で強い光源の光が当たる部分（高輝度の画素）の階調が圧縮されるので、高輝度の画素のコントラストが低下する。一方、高輝度の画素が暗くなるようにトーン補正処理を行った場合には、高輝度の画素の階調伸張の影響で低輝度の画素の階調が圧縮されるので、低輝度の画素のコントラストが低下する。
【０００５】
具体的には、高輝度の画素又は低輝度の画素に輝度を合わせるようにトーン補正処理を行うと、トーンを合わせた輝度レベル以外の輝度部にてコントラストが低下する。特に、逆光シーンのように低輝度分布及び高輝度分布が顕著に現れる場合には、コントラストが著しく低下する。
【０００６】
本発明の目的は、コントラストの低下を防ぎながら、トーン補正処理を行うための画像処理装置及び画像処理プログラムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によれば、
入力画素信号に基づいて、入力画素の特徴量を算出する特徴量算出部と、
前記特徴量算出部によって算出された特徴量に基づいて、前記入力画素の周辺に位置する周辺画素の輝度に対応する補正パラメータを用いて、複数の入力画素毎に異なるトーン補正処理を行うトーン補正処理部と、
を備えることを特徴とする画像処理装置が提供される。
【０００８】
本発明において、
前記特徴量算出部は、
前記入力画素信号の第１高周波成分を除去して第１画素信号を生成する第１ローパスフィルタと、
前記入力画素信号の第２高周波成分を除去して第２画素信号を生成する第２ローパスフィルタと、
前記第１画素信号と前記第２画素信号との差をエッジ量として算出する減算器と、を備える
ことが好ましい。
【０００９】
本発明において、
前記第２ローパスフィルタは、前記入力画素のエッジ量を保持するように前記第２高周波成分を除去する
ことが好ましい。
【００１０】
本発明において、
前記特徴量算出部は、前記減算器によって算出されたエッジ量に対してクリップ制御を行って、コントラスト量に変換する変換部をさらに備える
ことが好ましい。
【００１１】
本発明において、
外部からパラメータの設定を受け付ける受付部をさらに有し、
前記トーン補正処理部は、前記受付部によって受け付けられたパラメータの設定、前記変換部によって変換されたコントラスト量、及び前記入力画素信号に基づいて、前記トーン補正処理を行う
ことが好ましい。
【００１２】
本発明において、
前記トーン補正処理部は、前記補正パラメータにシグモイド関数を適用してトーンカーブを生成し、前記生成したトーンカーブを用いて前記トーン補正処理を行う
ことが好ましい。
【００１３】
本発明によれば、
入力画素信号に基づいて、入力画素の特徴量を算出する特徴量算出命令と、
前記特徴量算出命令を実行することによって算出された特徴量に基づいて、前記入力画素の周辺に位置する周辺画素の輝度に対応する補正パラメータを用いて、複数の入力画素毎に異なるトーン補正処理を行うトーン補正処理命令と、
を備えることを特徴とする画像処理プログラムが提供される。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、コントラストの低下を防ぎながら、トーン補正処理を行うことができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】従来のトーン補正における入力画素と出力画素の関係を示すグラフである。
【図２】本発明の実施形態に係る画像処理装置１０の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施形態に係る画像処理装置１０の図２に示す特徴量算出部１６の構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施形態に係る画像処理装置１０の図２に示すトーン補正処理部１８の構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の実施形態に係る画像処理装置１０の図２に示すトーン補正処理部１８のトーン補正処理に用いるために、一般的なシグモイド関数から切り出されるカーブ特性の概略を示すグラフである。
【図６】標準的なシグモイド関数を示すグラフである。
【図７】本発明の実施形態に係る画像処理装置１０の図２に示すトーン補正処理部１８のトーン補正処理に用いられるトーンカーブを示すグラフである。
【図８】本発明の実施形態に係る画像処理装置１０の図２に示すトーン補正処理部１８のトーン補正処理に用いられるトーンカーブを示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１７】
本発明の実施形態に係る画像処理装置の構成について図面を参照して説明する。図２は、本発明の実施形態に係る画像処理装置１０の構成を示すブロック図である。図３は、本発明の実施形態に係る画像処理装置１０の図２に示す特徴量算出部１６の構成を示すブロック図である。図４は、本発明の実施形態に係る画像処理装置１０の図２に示すトーン補正処理部１８の構成を示すブロック図である。図５は、本発明の実施形態に係る画像処理装置１０の図２に示すトーン補正処理部１８のトーン補正処理に用いるために、一般的なシグモイド関数から切り出されるカーブ特性の概略を示すグラフである。図６は、標準的なシグモイド関数を示すグラフである。図７及び図８は、本発明の実施形態に係る画像処理装置１０の図２に示すトーン補正処理部１８のトーン補正処理に用いられるトーンカーブを示すグラフである。
【００１８】
図２に示すように、本発明の実施形態に係る画像処理装置１０は、量子化された画像データ（例えば、ＹＵＶデータ、ＲＧＢデータ等）を記憶可能に構成されたメモリ（図示せず）に接続されている。本発明の実施形態に係る画像処理装置１０は、受付部１１と、ラインメモリ１２と、マトリクス生成部１４と、特徴量算出部１６と、トーン補正処理部１８と、を備えている。
【００１９】
受付部１１は、画像処理装置１０の外部から画像処理に関する様々なパラメータの設定を受け付けるように構成されている。例えば、ユーザがキーボード等の入力装置からパラメータを入力すると、受付部１１は、入力装置からパラメータを受け付ける。
【００２０】
図２に示すラインメモリ１２は、入力画素を示す画像データ（以下、「入力画素信号」という）ＩＩＮを所定のライン毎に保持するように構成されている。例えば、入力画素信号ＩＩＮは、画像処理装置１０に接続されたメモリに記憶されている画像データ、又は、画像ストリーム上に流れる画像データである。例えば、画像データのフォーマットは、Ｙ信号、ＲＧＢ信号、ＣＭＹ信号などである。但し、画像データのフォーマットがＲＧＢ信号又はＣＭＹ信号である場合には、色成分（以下、「チャンネル」という）毎に画像処理が行われる。また、ＲＧＢベイヤ配列やＣＭＹモザイク配列は、チャンネル毎に画像処理が行われる。
【００２１】
図２に示すマトリクス生成部１４は、ラインメモリ１２に記憶された入力画素信号ＩＩＮに基づいてｎ×ｎのデータ配列を生成するように構成されている。ｎの値が大きいほど、第１ローパスフィルタ（ＬＰＦ）１６ａ（後述する）及び第２ローパスフィルタ１６ｂ（後述する）の特性の可変幅が増える。本発明の実施形態では、第１ローパスフィルタ１６ａ及び第２ローパスフィルタ１６ｂの処理に起因する負荷、及び、メモリの容量を考慮すると、ｎの値は３乃至７が好ましい。
【００２２】
図２に示す特徴量算出部１６は、マトリクス生成部１４によって生成されたデータ配列から、入力画素の周辺に位置する周辺画素と入力画素との相関（以下、「特徴量」という）を算出するように構成されている。すなわち、特徴量は、入力画素と周辺画素の違いを示している。
【００２３】
図３に示すように、特徴量算出部１６は、第１ローパスフィルタ１６ａと、第２ローパスフィルタ１６ｂと、減算器１６ｃと、変換部１６ｄと、を備えている。
【００２４】
図３に示す第１ローパスフィルタ１６ａは、入力画素信号ＩＩＮから所定の高周波成分（以下、「第１高周波成分」という）を除去して、第１画素信号Ｉ１を生成するように構成されている。第１ローパスフィルタ１６ａのカーネルは、ユーザが入力したパラメータに含まれるノイズ量や解像度に応じて可変である。
【００２５】
図３に示す第２ローパスフィルタ１６ｂは、入力画素信号ＩＩＮから第１高周波成分とは異なる高周波成分（以下、「第２高周波成分」という）を除去して、第２画素信号Ｉ２を生成するように構成されている。第２ローパスフィルタ１６ｂのカーネルは、ユーザが入力したパラメータに含まれるノイズ量や解像度に応じて可変である。第２ローパスフィルタ１６ｂは、入力画素のエッジ量を保持するように構成されたバイラテラルフィルタのようなエッジ保持型フィルタであることが好ましい。エッジ保持型フィルタは、エッジ保持型関数（式１を参照）のような指数演算であっても、距離と画素の差分に対する重みを示すテーブルを用いて高速な演算を実行することができ、且つ、高周波ノイズが除去された第２画素信号Ｉ２を生成することができる。
【数１】
【００２６】
図３に示す減算器１６ｃは、第１ローパスフィルタ１６ａによって生成された第１画素信号Ｉ１と、第２ローパスフィルタ１６ｂによって生成された第２画素信号Ｉ２と、の差を入力画素の特徴量Ｆ（エッジ量ＦＥ）として算出するように構成されている。エッジ量ＦＥは、ノイズが除去された特徴量Ｆである。
【００２７】
図３に示す変換部１６ｄは、閾値Ｔｈｄｒ及びＴｈｂｒを用いて、減算器１６ｃによって算出されたエッジ量ＦＥに対してクリップ制御を行って、入力画素の特徴量Ｆ（コントラスト量ＦＣ）に変換するように構成されている。閾値Ｔｈｄｒ及びＴｈｂｒは、極めて大きい値であるエッジ量ＦＥを適切な値に制限するための閾値である。具体的には、変換部１６ｄは、式２に示すアルゴリズムに従って、閾値Ｔｈｄｒ及びＴｈｂｒを用いてエッジ量ＦＥをコントラスト量ＦＣに変換する。なお、Ｔｈｄｒ及びＴｈｂｒは、受付部１１によって受け付けられても良いし、画像処理装置１０に接続されるプロセッサ等をインタフェースとする可変信号、又は、画像全体のヒストグラム等から算出されても良い。
【数２】
【００２８】
図２に示すトーン補正処理部１８は、入力画素の特徴量（図３に示す変換部１６ｄによって変換されたコントラスト量ＦＣ）に基づいて、周辺画素の輝度に対応する補正パラメータｋ（ｋｂｒ，ｋｄｒ）を用いて、複数の入力画素信号毎に異なるトーン補正処理を行って、出力画素信号ＩＯＵＴを生成するように構成されている。すなわち、トーン補正処理部１８は、周辺画素の輝度に基づいて輝度補正曲線（以下、「トーンカーブ」という）を動的に生成することによって、低輝度領域では低輝度のコントラストを高め、高輝度領域では高輝度のコントラストを高めるように、トーン補正処理を行う。
【００２９】
トーン補正処理部１８は、シグモイド関数（式３を参照）のパラメータａを補正パラメータｋに置換した関数ｆｋ（ｘ）（式４．１乃至式４．３を参照）を用いて、コントラスト量ＦＣに応じて入力画素毎に異なるトーン補正処理を行って、出力画素信号ＩＯＵＴを生成する（式５を参照）。図５は、一般的なシグモイド関数から、どの領域のカーブと同じカーブ特性を有するトーンカーブを用いてトーン補正処理を行うのかについて図示している。具体的には、トーン補正処理部１８は、ダイナミックレンジを圧縮するときのコントラストの低下を防ぐために、周辺画素の平均が０となる領域に対しては、シグモイド関数から図５の領域ａのカーブと同じカーブ特性を有するトーンカーブ（図７（Ａ）を参照）を用いてトーン補正処理を行い、周辺画素の平均が１２８（中間値）となる領域に対しては、シグモイド関数から図５の領域ｂのカーブと同じカーブ特性を有するトーンカーブ（図７（Ｂ）を参照）を用いてトーン補正処理を行い、周辺画素の平均が２５５（最大値）となる領域に対しては、シグモイド関数から図５の領域ｃのカーブと同じカーブ特性を有するトーンカーブ（図７（Ｃ）を参照）を用いてトーン補正処理を行う。その結果、周辺画素に対する入力画素のコントラストが高くなる。
【数３】
【数４】
【数５】
【００３０】
トーン補正処理部１８は、コントラスト量ＦＣが０以上のときは、明部補正パラメータｋｂｒを用いてトーン補正処理を行い（式４．２を参照）、コントラスト量ＦＣが０未満のときは、暗部補正パラメータｋｄｒを用いてトーン補正処理を行う（式４．３を参照）。すなわち、補正パラメータｋｂｒを小さくすることによって、高輝度部のレベルを下げると共にコントラストを強調することができ、補正パラメータｋｄｒを小さくすることによって、低輝度部のレベルを上げると共にコントラストを強調することができる。総合すると、補正パラメータ（ｋｂｒ：ｋｄｒ）を共に小さくすることによって、ダイナミックレンジの圧縮及びコントラスト強調の効果を強くすることができ、補正パラメータ（ｋｂｒ：ｋｄｒ）の比率を変えることによって、全体的な明度を調整することができる。
【００３１】
図２に示す補正パラメータｋは、入力画像の任意の領域における輝度分布の変化に応じて動的に変化する値（例えば、動画像データのように輝度分布が動的に変化する入力画素に対して動的に変化する値）である。補正パラメータｋは、周辺画素の平均を基準として明部となる関数ｆｋ（ｘ）に対応する明部補正パラメータｋｂｒと、周辺画素の平均を基準として暗部となる関数ｆｋ（ｘ）に対応する暗部補正パラメータｋｄｒと、を含んでいる。補正パラメータｋが大きくなるほどトーンカーブの傾きは小さくなり、補正パラメータｋが小さくなるほどトーンカーブの傾きは大きくなる。補正パラメータｋは、受付部１１によって受け付けられても良いし、画像処理装置１０に接続されるプロセッサ等をインタフェースとする可変信号、又は、画像全体のヒストグラム等から算出されても良い。
【００３２】
図４に示すように、トーン補正処理部１８は、式５に示す演算を行うための構成として、減算器１８ａ、１８ｆ、及び１８ｇと、加算器１８ｂと、テーブル１８ｃ乃至１８ｅと、除算器１８ｈと、乗算器１８ｉと、を備えている。
【００３３】
図４に示す減算器１８ａは、入力画素信号ＩＩＮ及びコントラスト量ＦＣの減算処理を行って、ＦＣ−ＩＩＮを算出するように構成されている。
【００３４】
図４に示す加算器１８ｂは、減算器１８ａの出力及びビット深度Ｎの加算処理を行って、Ｎ＋ＦＣ−ＩＩＮを算出するように構成されている。例えば、ビット深度Ｎは、入力画素信号ＩＩＮが８ビットである場合には２５５であり、入力画素信号ＩＩＮが１０ビットである場合には１０２３である。
【００３５】
図４に示すテーブル１８ｃ乃至１８ｅは、シグモイド関数の演算を行うためのテーブルである。テーブル１８ｃ乃至１８ｅは、−ｘ乃至＋ｘの範囲の関数ｆｋ（ｘ）を有している。テーブル１８ｃ乃至１８ｅのテーブル精度は、入力画像信号ＩＩＮの解像度に応じて変更される。テーブル１８ｃは、補正パラメータｋ（ｋｂｒ，ｋｄｒ）を用いて、コントラスト量ＦＣに対して関数ｆｋ（ＦＣ）を演算するように構成されている（式４．１を参照）。テーブル１８ｄは、暗部補正パラメータｋｄｒを用いて、減算器１８ａの出力に対して関数ｆｋｄｒ（ＦＣ−ＩＩＮ）を演算するように構成されている（式４．２を参照）。テーブル１８ｅは、明部補正パラメータｋｂｒを用いて、加算器１８ｂの出力に対して関数ｆｋｂｒ（Ｎ＋ＦＣ−ＩＩＮ）を演算するように構成されている（式４．３を参照）。
【００３６】
図４に示す減算器１８ｆは、テーブル１８ｃの出力及びテーブル１８ｄの出力の減算処理を行って、ｆｋ（ＦＣ）−ｆｋｄｒ（ＦＣ−ＩＩＮ）を算出するように構成されている。
【００３７】
図４に示す減算器１８ｇは、テーブル１８ｄの出力及びテーブル１８ｅの出力の減算処理を行って、ｆｋｄｒ（ＦＣ−ＩＩＮ）−ｆｋｂｒ（Ｎ＋ＦＣ−ＩＩＮ）を算出するように構成されている。
【００３８】
図４に示す除算器１８ｈは、減算器１８ｆの出力を分子とし、減算器１８ｇの出力を分母として、除算処理を行うように構成されている。すなわち、除算器１８ｈは、テーブル１８ｃ乃至１８ｅの出力を正規化する。
【００３９】
図４に示す乗算器１８ｉは、除算器１８ｈの出力及びビット深度Ｎの乗算処理を行って、出力画素信号ＩＯＵＴを生成するように構成されている。すなわち、乗算器１８ｉは、除算器１８ｈによって正規化されたテーブル１８ｃ乃至１８ｅの出力に対してビット深度調整を行う。
【００４０】
換言すると、トーン補正処理部１８は、入力画素毎に異なるトーンカーブを用いてトーン補正処理を行う。図６に示すように、シグモイド関数から得られるトーンカーブは０を中心とするＳ字特性を有しているが、トーン補正処理部１８は、図６に示すトーンカーブから任意の範囲を抽出し、周辺画素の輝度に応じて入力画素毎に異なるトーンカーブを生成する（図７（Ａ）乃至（Ｃ）を参照）。これは、画像全体の輝度バランスのトーン補正の度合いは、低輝度部と高輝度部とで異なっていることを考慮して、画像全体のヒストグラムの分布から画質を改善するために最適なトーン補正を行うためである。例えば、図７（Ａ）に示すトーンカーブは、全体的に画素値を持ち上げ、低輝度領域のコントラストを強調する特性を示すため、低輝度領域のトーンカーブとして選択される。図７（Ｂ）に示すトーンカーブは、低輝度領域及び高輝度領域のコントラストを圧縮し、中間輝度領域のコントラストを強調する特性を示すため、中間輝度領域のトーンカーブとして選択される。図７（Ｃ）に示すトーンカーブは、全体的に画素値を引き下げ、高輝度領域のコントラストを強調する特性を示すため、高輝度領域のトーンカーブとして選択される。その結果、出力画素は、周辺画素が低輝度である場合には入力画素に対して輝度が増加され、周辺画素が中間輝度である場合にはほぼ変化がなく、周辺画素が高輝度である場合には入力画素に対して輝度が減少する。従って、補正された画像（出力画素）は、入力画素に対してエッジ部のコントラストが保持された画像となる。
【００４１】
全ての入力画素に対して共通のトーンカーブを用いてトーン補正処理を行った場合には、出力画素のエッジ部のコントラストが低下するが、トーン補正処理部１８は、周辺輝度に応じて異なるトーンカーブを用いてトーン補正処理を行うので（図８を参照）、トーン補正処理において階調が圧縮された領域においてコントラストが局所的に増加し、出力画素のエッジ部のコントラストの低下を防ぐことができる。
【００４２】
なお、本発明の実施形態では、変換部１６ｄは省略されても良い。この場合には、トーン補正処理部１８は、エッジ量ＦＥを特徴量Ｆとしてトーン補正処理を行う。
【００４３】
本発明の実施形態によれば、画像撮像素子やメモリに蓄積された入力画素に対して、ダイナミックレンジを圧縮し、且つ、コントラストを保持して、出力画素を生成する。その結果、画像の局所的な輝度に対して視覚感度を変更する人間の網膜のように、広い輝度範囲において適正な輝度を有し、且つ、鮮明な画像が得られる。
【００４４】
また、本発明の実施形態によれば、第１ローパスフィルタ１６ａ及び第２ローパスフィルタ１６ｂは、入力画素信号ＩＩＮに対して異なる高周波成分を除去するように構成されている。特に、第２ローパスフィルタ１６ｂは、エッジ保持型フィルタである。従って、入力画素信号ＩＩＮの高周波ノイズが除去される。その結果、エッジに対する不自然なコントラストの増大を防ぐことができ、より自然なコントラストを有する画像が得られる。
【００４５】
また、本発明の実施形態によれば、変換部１６ｄは、エッジ量ＦＥをコントラスト量ＦＣに変換し、トーン補正処理部１８は、コントラスト量ＦＣを特徴量Ｆとして使用するように構成されている。従って、トーン補正処理部１８がエッジ量ＦＥを特徴量Ｆとして使用した場合に比べて、入力画素と周辺画素との乖離を防ぐことができる。
【００４６】
また、本発明の実施形態によれば、受付部１１は、ユーザが入力したパラメータの設定を受け付け、トーン補正処理部１８は、そのパラメータを用いてトーン補正処理を行う。従って、ユーザが所望するトーン補正処理を行うことができる。例えば、ユーザが撮影シーンを設定した場合には、撮影シーン毎に適切なトーン補正処理が行われる。
【００４７】
また、本発明の実施形態によれば、トーン補正処理部１８は、シグモイド関数を用いてトーンカーブを生成するので、より適切なトーンカーブを用いたトーン補正処理が行われる。
【００４８】
例えば、本発明の実施形態に係る画像処理装置１０をデジタルカメラ等の既存のカメラシステムに搭載することによって、ダイナミックレンジが向上する。本発明の実施形態に係る画像処理装置１０は、監視カメラや車載カメラなどの広いダイナミックレンジを必要とするカメラシステムに対しても同様の効果を得ることができる。
【００４９】
また、本発明の実施形態に係る画像処理装置１０をウェブカメラやテレビ電話用カメラ等のコンピュータに接続されるカメラシステムに搭載することによって、逆光時でも顔に対して適正な補正を行うことができる。すなわち、画像が鮮明になるような補正を行うことができる。
【００５０】
本発明の実施形態に係る画像処理装置１０の少なくとも一部は、ハードウェアで構成しても良いし、ソフトウェアで構成しても良い。ソフトウェアで構成する場合には、画像処理装置の少なくとも一部の機能を実現するプログラムをフレキシブルディスクやＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体に収納し、コンピュータに読み込ませて実行させても良い。記録媒体は、磁気ディスクや光ディスク等の着脱可能なものに限定されず、ハードディスク装置やメモリなどの固定型の記録媒体でも良い。
【００５１】
特に、本発明の実施形態に係る画像処理装置１０の特徴量算出部１６及びトーン補正処理部１８をソフトウェアで構成した場合には、メモリに記憶された画像を広いダイナミックレンジの画像に変換する機能をレタッチソフトや現像ソフト等のアプリケーションに実装することができる。
【００５２】
また、本発明の実施形態に係る画像処理装置１０の少なくとも一部の機能を実現するプログラムを、インターネット等の通信回線（無線通信も含む）を介して頒布しても良い。さらに、同プログラムを暗号化したり、変調をかけたり、圧縮した状態で、インターネット等の有線回線や無線回線を介して、あるいは記録媒体に収納して頒布しても良い。
【００５３】
上述した実施形態は、いずれも一例であって限定的なものではないと考えられるべきである。本発明の技術的範囲は、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００５４】
１０ 画像処理装置
１１ 受付部
１２ ラインメモリ
１４ マトリクス生成部
１６ 特徴量算出部
１６ａ 第１ローパスフィルタ
１６ｂ 第２ローパスフィルタ
１６ｃ 減算器
１６ｄ 変換部
１８ トーン補正処理部
１８ａ，１８ｆ，１８ｇ 減算器
１８ｂ 加算器
１８ｃ〜１８ｅ テーブル
１８ｈ 除算器
１８ｉ 乗算器
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力画素信号に基づいて、入力画素の特徴量を算出する特徴量算出部と、
前記特徴量算出部によって算出された特徴量に基づいて、前記入力画素の周辺に位置する周辺画素の輝度に対応する補正パラメータを用いて、複数の入力画素毎に異なるトーン補正処理を行うトーン補正処理部と、
を備えることを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記特徴量算出部は、
前記入力画素信号の第１高周波成分を除去して第１画素信号を生成する第１ローパスフィルタと、
前記入力画素信号の第２高周波成分を除去して第２画素信号を生成する第２ローパスフィルタと、
前記第１画素信号と前記第２画素信号との差をエッジ量として算出する減算器と、を備える
請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項３】
前記第２ローパスフィルタは、前記入力画素のエッジ量を保持するように前記第２高周波成分を除去する
請求項２に記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記特徴量算出部は、前記減算器によって算出されたエッジ量に対してクリップ制御を行って、コントラスト量に変換する変換部をさらに備える
請求項２又は３に記載の画像処理装置。
【請求項５】
外部からパラメータの設定を受け付ける受付部をさらに有し、
前記トーン補正処理部は、前記受付部によって受け付けられたパラメータの設定、前記変換部によって変換されたコントラスト量、及び前記入力画素信号に基づいて、前記トーン補正処理を行う
請求項４に記載の画像処理装置。
【請求項６】
前記トーン補正処理部は、前記補正パラメータにシグモイド関数を適用してトーンカーブを生成し、前記生成したトーンカーブを用いて前記トーン補正処理を行う
請求項５に記載の画像処理装置。
【請求項７】
入力画素信号に基づいて、入力画素の特徴量を算出する特徴量算出命令と、
前記特徴量算出命令を実行することによって算出された特徴量に基づいて、前記入力画素の周辺に位置する周辺画素の輝度に対応する補正パラメータを用いて、複数の入力画素毎に異なるトーン補正処理を行うトーン補正処理命令と、
を備えることを特徴とする画像処理プログラム。
【請求項１】
入力画素信号に基づいて、入力画素の特徴量を算出する特徴量算出部と、
前記特徴量算出部によって算出された特徴量に基づいて、前記入力画素の周辺に位置する周辺画素の輝度に対応する補正パラメータを用いて、複数の入力画素毎に異なるトーン補正処理を行うトーン補正処理部と、
を備えることを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記特徴量算出部は、
前記入力画素信号の第１高周波成分を除去して第１画素信号を生成する第１ローパスフィルタと、
前記入力画素信号の第２高周波成分を除去して第２画素信号を生成する第２ローパスフィルタと、
前記第１画素信号と前記第２画素信号との差をエッジ量として算出する減算器と、を備える
請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項３】
前記第２ローパスフィルタは、前記入力画素のエッジ量を保持するように前記第２高周波成分を除去する
請求項２に記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記特徴量算出部は、前記減算器によって算出されたエッジ量に対してクリップ制御を行って、コントラスト量に変換する変換部をさらに備える
請求項２又は３に記載の画像処理装置。
【請求項５】
外部からパラメータの設定を受け付ける受付部をさらに有し、
前記トーン補正処理部は、前記受付部によって受け付けられたパラメータの設定、前記変換部によって変換されたコントラスト量、及び前記入力画素信号に基づいて、前記トーン補正処理を行う
請求項４に記載の画像処理装置。
【請求項６】
前記トーン補正処理部は、前記補正パラメータにシグモイド関数を適用してトーンカーブを生成し、前記生成したトーンカーブを用いて前記トーン補正処理を行う
請求項５に記載の画像処理装置。
【請求項７】
入力画素信号に基づいて、入力画素の特徴量を算出する特徴量算出命令と、
前記特徴量算出命令を実行することによって算出された特徴量に基づいて、前記入力画素の周辺に位置する周辺画素の輝度に対応する補正パラメータを用いて、複数の入力画素毎に異なるトーン補正処理を行うトーン補正処理命令と、
を備えることを特徴とする画像処理プログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１０−２５７４０４（Ｐ２０１０−２５７４０４Ａ）
【公開日】平成２２年１１月１１日（２０１０．１１．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１０９６５２（Ｐ２００９−１０９６５２）
【出願日】平成２１年４月２８日（２００９．４．２８）
【出願人】（５０９１２２８８７）株式会社レグラス (2)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１１月１１日（２０１０．１１．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年４月２８日（２００９．４．２８）
【出願人】（５０９１２２８８７）株式会社レグラス (2)
【Ｆターム（参考）】
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