画像処理装置及び画像処理方法
【課題】度数の集中する階調値が注目すべき領域の階調値なのか背景の階調値なのかを簡易に判定することができ、適切なγカーブを用いたγ変換処理を行うことのできる技術を提供する。
【解決手段】本発明の画像処理装置は、入力された画像から階調ヒストグラムを生成する生成手段と、階調ヒストグラムから、度数の集中する階調値を検出し、第１階調値として出力する検出手段と、階調ヒストグラムにおける、第１階調値を含む所定階調分の階調範囲である近傍階調範囲内の度数の総和を算出し、分布量として出力する算出手段と、分布量が所定の閾値以下である場合に、第１階調値をそのまま出力し、分布量が所定の閾値より大きい場合に、第１階調値を補正して出力する補正手段と、補正手段が出力する階調値に応じてγカーブを決定する決定手段と、決定されたγカーブを用いて画像の階調を変換するγ変換手段と、を有する。
【解決手段】本発明の画像処理装置は、入力された画像から階調ヒストグラムを生成する生成手段と、階調ヒストグラムから、度数の集中する階調値を検出し、第１階調値として出力する検出手段と、階調ヒストグラムにおける、第１階調値を含む所定階調分の階調範囲である近傍階調範囲内の度数の総和を算出し、分布量として出力する算出手段と、分布量が所定の閾値以下である場合に、第１階調値をそのまま出力し、分布量が所定の閾値より大きい場合に、第１階調値を補正して出力する補正手段と、補正手段が出力する階調値に応じてγカーブを決定する決定手段と、決定されたγカーブを用いて画像の階調を変換するγ変換手段と、を有する。
【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方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、入力された画像（入力画像；入力画像信号）の特徴に応じて適応的にγ変換処理を実行する画像処理方法がある。以下、このような画像処理方法をダイナミックγ処理と表記する。
ダイナミックγ処理の方法として、例えば、入力画像の輝度ヒストグラムからピークとなる階調値を検出し、その階調値の度数に応じて適応的にγ変換処理を実行する方法がある（特許文献１参照）。また、検出された階調値の度数を用いて基準値を設定し、該基準値に応じて適応的にγ変換処理を行う方法がある（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平０６−３５０８７３号公報
【特許文献２】特開平０８−２０４９６３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、従来のダイナミックγ処理では、以下に述べるように、適切な変換結果が得られないことがあった。
例えば、図２に示すような画像が入力されたとする。図２において、領域Ａは、高い階調値を主な階調値とする物体の領域（明るい領域）であり、領域Ｂは、低い階調値を主な階調値とする平坦な背景の領域（暗い領域）である。このような画像から生成される輝度ヒストグラムの一例を、図１０に示す。
図１０に示すように、図２に示す画像から得られる輝度ヒストグラムでは、物体の主な階調値ａ付近、及び、背景の主な階調値ｂ付近に度数が集中する（階調値ａと階調値ｂにピークが現れる）。
ここで、図２に示す画像において、領域Ｂの面積の方が領域Ａの面積よりも大きいため、図１０の輝度ヒストグラムでは、階調値ｂのピークの方が階調値ａのピークよりも高くなる。そのため、従来の方法では、階調値ｂが集中階調（注目すべき領域の階調値）として扱われ、ガンマ変換処理に用いるγカーブとして、図１１の実線で示すように、階調値ｂ及びその近傍の階調性を高めるγカーブが設定される。図１１の点線は、入力信号をリニアに変換して出力信号とする場合の変換直線である。
これにより、図２の画像における背景の領域Ｂを図１２に示すように明るく表示することができる（暗い領域の視認性を向上することができる）。
【０００５】
しかしながら、領域Ｂは平坦な背景の領域であり、注目すべき領域ではない。そのため、図１１の実線に示すようなγカーブを用いてγ変換処理を行うと、物体と背景の明暗差が小さくなり、画像のコントラスト感が損なわれてしまう。
本来、図２に示すような画像が入力された場合には、図６の実線に示すように、階調値ｂ及びその近傍の階調性を低くするγカーブを設定することが好ましい。それにより、図７に示すように物体と背景の明暗差を大きくして良好なコントラスト感を表現することができる。図６の点線は、入力信号をリニアに変換して出力信号とする場合の変換直線である。
【０００６】
そこで本発明では、度数の集中する階調値が注目すべき領域の階調値なのか背景の階調
値なのかを簡易に判定することができ、適切なγカーブを用いたγ変換処理を行うことのできる技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の画像処理装置は、入力された画像から階調ヒストグラムを生成する生成手段と、階調ヒストグラムから、度数の集中する階調値を検出し、第１階調値として出力する検出手段と、階調ヒストグラムにおける、第１階調値を含む所定階調分の階調範囲である近傍階調範囲内の度数の総和を算出し、分布量として出力する算出手段と、分布量が所定の閾値以下である場合に、第１階調値をそのまま出力し、分布量が所定の閾値より大きい場合に、第１階調値を補正して出力する補正手段と、補正手段が出力する階調値に応じてγカーブを決定する決定手段と、決定されたγカーブを用いて画像の階調を変換するγ変換手段と、を有し、補正後の第１階調値に応じて決定されるγカーブは、補正前の第１階調値に応じて決定されるγカーブを用いて階調が変換された画像に比べ、近傍階調範囲の階調性の低い画像を得るためのγカーブであることを特徴とする。
【０００８】
本発明の画像処理方法は、入力された画像から階調ヒストグラムを生成する生成ステップと、階調ヒストグラムから、度数の集中する階調値を検出し、第１階調値として出力する検出ステップと、階調ヒストグラムにおける、第１階調値を含む所定階調分の階調範囲である近傍階調範囲内の度数の総和を算出し、分布量として出力する算出ステップと、分布量が所定の閾値以下である場合に、第１階調値をそのまま出力し、分布量が所定の閾値より大きい場合に、第１階調値を補正して出力する補正ステップと、補正ステップで出力される階調値に応じてγカーブを決定する決定ステップと、決定されたγカーブを用いて画像の階調を変換するγ変換ステップと、を有し、補正後の第１階調値に応じて決定されるγカーブは、補正前の第１階調値に応じて決定されるγカーブを用いて階調が変換された画像に比べ、近傍階調範囲の階調性の低い画像を得るためのγカーブであることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、度数の集中する階調値が注目すべき領域の階調値なのか背景の階調値なのかを簡易に判定することができ、適切なγカーブを用いたγ変換処理を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施例１に係る画像処理装置の機能構成の一例を示すブロック図。
【図２】入力画像の一例を示す図。
【図３】階調ヒストグラムの一例を示す図。
【図４】階調値補正部の機能構成の一例を示すブロック図。
【図５】γカーブ決定部で選択されるγカーブの一例を示す図。
【図６】γカーブの一例を示す図。
【図７】出力画像の一例を示す図。
【図８】実施例２に係る画像処理装置の機能構成の一例を示すブロック図。
【図９】分割領域の一例を示す図。
【図１０】階調ヒストグラムの一例を示す図。
【図１１】γカーブの一例を示す図。
【図１２】出力画像の一例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
＜実施例１＞
（全体構成）
以下、本発明の実施例１に係る画像処理装置及び画像処理方法について説明する。図１
は、本実施例に係る画像処理装置の機能構成の一例を示すブロック図である。
図１に示す画像処理装置１００は、階調ヒストグラム生成部１０１、集中階調検出部１０２、分布量算出部１０３、階調値補正部１０４、γカーブ決定部１０５、γ変換部１０６、入力端子１０７、出力端子１０８などを有する。以下、図２に示す画像が入力された場合を例に、画像処理装置１００の各機能について詳しく説明する。
図２において、領域Ａは、高い階調値を主な階調値とする物体の領域（明るい領域）であり、領域Ｂは、低い階調値を主な階調値とする平坦な背景の領域（暗い領域）である。なお、本実施例では、画像のサイズを１９２０画素×１０８０画素とする。
【００１２】
階調ヒストグラム生成部１０１は、入力された画像（入力画像；入力画像信号）から階調ヒストグラムを生成する。
本実施例では、階調ヒストグラム生成部１０１は、階調ヒストグラムとして、入力画像の輝度信号の階調ヒストグラム（輝度ヒストグラム）を生成する。また、本実施例では、図３に示すように、階調値が０〜２５５の２５６カテゴリの輝度ヒストグラムが生成される。横軸は階調値を示しており、縦軸は度数を示している。なお、階調数やカテゴリ数はこれに限らない。例えば、階調数を１２８とし、カテゴリ数を６４（１カテゴリあたり２階調）としてもよい。
【００１３】
集中階調検出部１０２は、階調ヒストグラム生成部１０１で生成された階調ヒストグラムから、度数の集中する階調値（集中階調）を検出し、第１階調値Ｐ１として出力する。
本実施例では、集中階調検出部１０２は、集中階調として、最も度数の多い階調値を検出する。より具体的には、階調値０〜６３の範囲において最も度数の多い階調値を、第１階調値Ｐ１とする。なお、第１階調値Ｐ１は、最も度数の多い階調値に限らない。第１階調値Ｐ１は、度数の集中する階調値であればよい。例えば、全階調範囲を複数の階調範囲（部分階調範囲）に区分し、最も度数の多い部分階調範囲を度数の集中する階調範囲として検出し、その中心の階調値を第１階調値Ｐ１としてもよい。本実施例では、図３に示すように、階調値３２が第１階調値Ｐ１とされたとする。
【００１４】
分布量算出部１０３は、階調ヒストグラム生成部１０１で生成された階調ヒストグラムにおける、第１階調値Ｐ１を含む所定階調分の階調範囲である近傍階調範囲内の度数の総和を算出し、分布量Ｓ１として出力する。具体的には、第１階調値Ｐ１、及び、第１階調値Ｐ１の前Ｍ階調及び後ろＮ階調分の度数の総和を分布量Ｓ１とする（本実施例では図３のハッチング箇所のようにＭ＝Ｎ＝２とする）。なお、ＭやＮの値は２に限らない（例えば、Ｍ＝Ｎ＝５，１０などであってもよいし、ＭとＮとで値を異ならせてもよい）。また、第１階調値Ｐ１を含む上記部分階調範囲を近傍階調範囲としてもよい。近傍階調範囲は、目的等に応じて適宜設定されるものであり、どのように設定してもよい。本実施例では、分布量Ｓ１として入力画像の全画素数の７０％の値（１９２０×１０８０×０．７＝１４５１５２０）が得られたとする。
【００１５】
階調値補正部１０４は、分布量Ｓ１が所定の閾値以下である場合に、第１階調値Ｐ１をそのまま出力し、分布量Ｓ１が所定の閾値より大きい場合に、第１階調値Ｐ１を補正して出力する。階調値補正部１０４の詳細については後で詳しく説明する。
【００１６】
γカーブ決定部１０５は、階調値補正部１０４が出力する階調値に応じてγカーブを決定する。
本実施例では、γカーブ決定部１０５には、複数のγカーブが、それぞれ、階調値と対応付けて記憶されている。具体的には、図５に示すように、階調値０〜６３にそれぞれ対応する６４本のγカーブ（カーブナンバーＢ０〜Ｂ６３のγカーブ）が記憶されている。そして、γカーブ決定部１０５は、記憶されているγカーブから、階調値に対応するγカーブ（階調値と同じカーブナンバーのγカーブ）を選択（決定）する。記憶されているγ
カーブは、カーブナンバーが小さいほど低階調側の階調性を高くし、大きいほど低階調側の階調性を低くするγカーブである。また、γカーブは、対応する階調値を含む上記所定階調分の階調範囲（対応する階調値及びその近傍の階調範囲）の階調性を高めるγカーブである。図５の点線は、入力信号をリニアに変換して出力信号とする場合の変換直線である。なお、γカーブ決定部１０５で決定されるγカーブは、これらに限らない。階調値に応じたγカーブ（例えば、対応する階調値を含む上記所定階調分の階調範囲の階調性を高めるγカーブ）であればどのようなγカーブであってもよい。
γ変換部１０６は、γカーブ決定部１０５で決定されたγカーブを用いて入力画像の階調を変換する（γ変換処理を行う）。そして、γ変換処理された画像（出力画像；出力画像信号）を出力する。
【００１７】
（階調値補正部１０４の詳細）
以下、階調値補正部１０４について詳しく説明する。
分布量Ｓ１の値が大きい場合には、第１階調値Ｐ１は平坦で面積の大きい領域（典型的には背景）の階調値、即ち、注目すべき領域の階調値でない可能性が高い。そのため、そのような場合には、第１階調値Ｐ１に応じてγカーブ（第１階調値Ｐ１を含む所定階調分の階調範囲（近傍階調範囲）の階調性を高くするγカーブ）を決定することは好ましくない。具体的には、そのような場合には、第１階調値Ｐ１に応じて決定されるγカーブを用いて階調が変換された画像に比べ、上記近傍階調範囲の階調性の低い画像を得るためのγカーブを設定することが望ましい。そのようなγカーブを設定することにより、第１階調値Ｐ１を主な階調値とする領域と他の領域との明暗の差が大きくなり、良好なコントラスト感を表現することができる。
一方、分布量Ｓ１の値が小さい場合には、第１階調値Ｐ１は注目すべき領域の階調値である可能性が高い（分布量Ｓ１の値が小さくても、第１階調値Ｐ１は度数の集中する階調値であるため）。そのため、そのような場合には、第１階調値Ｐ１に応じてγカーブを決定すればよい。それにより、注目すべき領域の階調性（視認性）を高めることができる。
【００１８】
そこで、本実施例では、階調値補正部１０４において、分布量Ｓ１が所定の閾値以下である場合に、第１階調値Ｐ１が注目すべき領域の階調値であると判断し、第１階調値Ｐ１をそのまま出力する。分布量Ｓ１が所定の閾値より大きい場合には、第１階調値Ｐ１が注目すべき領域の階調値でないと判断し、第１階調値Ｐ１を補正して、第２階調値Ｐ２として出力する。具体的には、補正後の第１階調値に応じて決定されるγカーブが、補正前の第１階調値に応じて決定されるγカーブを用いて階調が変換された画像に比べ、上記近傍階調範囲の階調性の低い画像を得るためのγカーブとなるように、第１階調値を補正する。なお、本実施例では、入力画像の全画素数の５０％の値（１９２０×１０８０×０．５＝１０３６８００）を所定の閾値とする。但し、所定の閾値は、この値に限らない。所定の閾値は、目的（例えば、どの程度までを注目すべき領域とするか）に応じて適宜設定すればよく、どのように設定してもよい。所定の閾値は、例えば、近傍階調範囲の広さに応じて設定すればよい。
【００１９】
図４を用いて階調値補正部１０４の具体的な構成の一例を説明する。図４は階調値補正部１０４の機能構成の一例を示すブロック図である。
【００２０】
オフセット処理部１０９は、分布量Ｓ１から所定のオフセット値ｆ（所定の閾値）を減算し、オフセット分布量Ｓ２として出力する。また、オフセット処理部１０９は、減算結果が負値の場合には、オフセット分布量Ｓ２として０を出力する。本実施例では、オフセット値ｆ（所定の閾値）は、入力画像の全画素数の５０％の値（１９２０×１０８０×０．５＝１０３６８００）であるため、オフセット分布量Ｓ２の値として、（Ｓ１−ｆ＝１４５１５２０−１０３６８００＝）４１４７２０が得られる。
【００２１】
ゲイン処理部１１０は、オフセット分布量Ｓ２に所定のゲイン値を乗算し、ゲイン分布量Ｓ３として出力する。本実施例では、所定の値（本実施例では１００）を入力画像の全画素数で除算した値をゲイン値とする。そのため、本実施例では、ゲイン分布量Ｓ３の値として、（４１４７２０×１００÷（１９２０×１０８０）＝）２０が得られる。
【００２２】
加算処理部１１１は、ゲイン分布量Ｓ３を第１階調値Ｐ１に加算して、第２階調値Ｐ２として出力する。また、加算処理部１１１は、加算結果が６４以上の場合には、第２階調値として６３を出力する。そのため、本実施例では、第２階調値Ｐ２として、（３２＋２０＝）５２が得られる。これにより、図６の実線に示すように、カーブナンバーＢ５２のγカーブ（カーブナンバーＢ３２のγカーブを用いて階調が変換された画像に比べ、階調値３２を含む所定階調分の階調範囲の階調性の低い画像を得るためのγカーブ）が選択される。その結果、図７に示すように、注目すべき領域でない領域Ｂの階調性を低くする（領域Ｂを暗くする）ことができ、領域Ａと領域Ｂとの明暗の差が大きくなり、良好なコントラスト感を表現することができる。
また、分布量Ｓ１の値が所定の閾値より大きいほど、第１階調値Ｐ１は注目すべきでない領域の階調値である可能性が高い。本実施例では、分布量Ｓ１の値が所定の閾値より大きいほど、第１階調値Ｐ１を含む所定階調分の階調範囲の階調性のより低い画像を得るためのγカーブが決定（選択）されるように、第１階調値Ｐ１が補正される。そのため、分布量Ｓ１の値に応じてより適切なγ変換処理を行うことができる。
更に、本実施例によれば、入力画像の全画素数の５０％の値をオフセット値ｆとしたため、分布量Ｓ１が入力画像の全画素数の５０％の値以下となる場合には、ゲイン分布量Ｓ３の値は０となる。そのため、そのような場合には、第１階調値Ｐ１は、注目すべき領域の階調値として、そのまま出力されることになる。その結果、注目すべき領域の階調性（視認性）を高めることができる。
【００２３】
以上述べたように、本実施例によれば、度数の集中する階調値（集中階調）が注目すべき領域の階調値なのか背景の階調値なのかを、分布量Ｓ１と所定の閾値とを比較する、という簡易な方法で判定することができる。その結果、適切なγカーブを用いたγ変換処理を行うことができる。
具体的には、集中階調が注目すべき領域の階調値である場合には、集中階調に応じたγカーブによるγ変換処理が行われるため、注目すべき領域の階調性（視認性）を高めることができる。また、集中階調が注目すべき領域の階調値でない場合には、該集中階調に応じて決定されるγカーブを用いて階調が変換された画像に比べ、集中階調を含む所定階調分の階調範囲の階調性の低い画像を得るためのγカーブを用いてγ変換処理が行われる。そのため、集中階調を主な階調値とする領域と他の領域との明暗の差が大きくなり、良好なコントラスト感を表現することができる。
【００２４】
なお、第１階調値Ｐ１の補正方法は上記方法に限らない。補正前の第１階調値Ｐ１に応じて決定されるγカーブを用いて階調が変換された画像に比べ、第１階調値Ｐ１を含む所定階調分の階調範囲の階調性の低い画像を得るためのγカーブが決定されるように、第１階調値Ｐ１が補正されればよい。例えば、第１階調値Ｐ１に所定の値を加算して、補正後の第１階調値としてもよい（第１階調値Ｐ１に、分布量Ｓ１の値が大きいほど大きな値を加算してもよい）。また、オフセット処理やゲイン処理は上記方法に限らない。例えば、分布量Ｓ１が所定の閾値より大きいほどオフセット分布量Ｓ２やゲイン分布量Ｓ３の値が小さくなるように処理してもよい。その場合には、ゲイン分布量Ｓ３の値が小さいほど第２階調値Ｐ２が大きくなるように処理すればよい。
なお、本実施例では、集中階調の探索範囲を階調値０〜６３の範囲としたが、探索範囲はこれに限らない。例えば、階調値０〜１２７を探索範囲としてもよい。また、低階調側の階調範囲（低階調領域）に限らず、階調値３２〜９５のような中間階調領域や、階調値１２８〜２５５のような高階調領域（高階調側の階調範囲）を探索範囲としてもよい。
なお、本実施例では、階調ヒストグラムが輝度ヒストグラムである場合について説明したが、階調ヒストグラムは入力画像のＲＧＢ信号の階調ヒストグラムであってもよいし、他の信号フォーマットにおけるヒストグラムであってもよい。
【００２５】
＜実施例２＞
以下、本発明の実施例２に係る画像処理装置及び画像処理方法について説明する。なお、実施例１と同様の機能等については説明を省略する。図８は、本実施例に係る画像処理装置２００の機能構成を示すブロック図である。図８において、実施例１の図１と同様の機能（構成要素）には同じ番号を付している。
本実施例に係る画像処理装置２００は、実施例１に係る画像処理装置１００が有する機能の他に、分割階調ヒストグラム生成部２０１を更に有する。
【００２６】
分割階調ヒストグラム生成部２０１は、入力画像を複数の領域（分割領域）に分割し、分割領域毎に階調ヒストグラムを生成する。本実施例では、図９に示すように入力画像を４×４（領域１〜１６）の分割領域に分割して、分割領域毎に階調ヒストグラムを生成する。なお、分割数は４×４に限らない。例えば、入力画像を３×３の分割領域に分割してもよいし、６×６，３×４，４×３などの分割領域に分割してもよい。
【００２７】
集中階調検出部１０２は、領域毎の階調ヒストグラムのそれぞれから、度数の集中する階調値（集中階調）を検出し、領域毎に検出された階調値のいずれかを第１階調値Ｐ１として出力する。
本実施例では、集中階調検出部１０２は、低階調側の階調範囲（低階調領域；例えば、階調値０〜６３の範囲）と、高階調側の階調範囲（高階調領域；例えば、階調値１２８〜２５５の範囲）のそれぞれから集中階調を検出する。そして、低階調領域から検出された領域毎の階調値のうち最も低階調側の階調値、高階調領域から検出された領域毎の階調値のうち最も高階調側の階調値を、それぞれ、第１階調値Ｐ１−１，Ｐ１−２として出力する。
【００２８】
分布量算出部１０３は、入力画像の１画面分の階調ヒストグラムにおける、第１階調値Ｐ１を含む所定階調分の階調範囲（近傍階調範囲）内の度数の総和を算出し、分布量Ｓ１として出力する。
本実施例では、分布量算出部１０３は、第１階調値Ｐ１−１を含む所定階調分の階調範囲内の度数の総和を算出し、分布量Ｓ１−１として出力する。また、第１階調値Ｐ１−２を含む所定階調分の階調範囲内の度数の総和を算出し、分布量Ｓ１−２として出力する。
また、本実施例では、分布量Ｓ１を算出する際に、階調ヒストグラム生成部１０１で生成された１画面分の階調ヒストグラムを用いる。これにより領域毎の階調ヒストグラムを用いて演算するよりも演算量を低減することができる。
【００２９】
その他の機能は実施例１と同様である。具体的には、第１階調値Ｐ１−１，Ｐ１−２のそれぞれについて、実施例１と同様の処理（階調値補正部１０４による処理）が行われる。そして、階調値補正部１０４から出力される階調値に応じてγカーブが決定され、決定されたγカーブを用いて画像にγ変換処理が施される。
【００３０】
本実施例によれば、分割領域毎に集中階調が検出され、それらのいずれかを第１階調値とすることにより、第１階調値が注目すべき領域の階調値なのか否かをより精度良く判定することが可能となる。例えば、部分領域内では度数がピークとならない階調値が、画像全体でカウントすることによりピークとなり、集中階調として誤検出されることを防ぐことができる。また、集中階調が注目すべき領域の階調値である場合には、集中階調に応じたγカーブによるγ変換処理が行われるため、注目すべき領域の階調性（視認性）を高めることができる。また、集中階調が注目すべき領域の階調値でない場合には、該集中階調
に応じて決定されるγカーブを用いて階調が変換された画像に比べ、集中階調を含む所定階調分の階調範囲の階調性の低い画像を得るためのγカーブを用いてγ変換処理が行われる。そのため、集中階調を主な階調値とする領域と他の領域との明暗の差が大きくなり、良好なコントラスト感を表現することができる。
【００３１】
なお、本実施例では、最も低階調側の集中階調と最も高階調側の集中階調の両方を第１階調値としたが、第１階調値はこれに限らない。最も低階調側の集中階調と最も高階調側の集中階調のいずれかを第１階調値としてもよい。少なくとも最も低階調側の集中階調を第１階調値とすれば、第１階調値が注目すべき領域の階調値である場合に、黒つぶれを抑制することができる。また、少なくとも最も高階調側の集中階調を第１階調値とすれば、第１階調値が注目すべき領域の階調値である場合に、白とびを抑制することができる。
【００３２】
＜その他の実施例＞
本発明は、画像処理装置の各ブロックをハードウェアにより実施する場合や、コンピュータを用いたソフトウェア処理にて実施する場合にも適用することができ、同様の効果を得ることが可能である。コンピュータが供給されたプログラムコードを実行する場合には、上記ソフトウェアのプログラムコード自体が上述の実施の形態で示した機能を実現することになる。そして、そのプログラムコード自体、およびそのプログラムコードをコンピュータに供給するための手段、例えばかかるプログラムコードを格納した記憶媒体が本発明を構成することとなる。かかるプログラムコードを記憶する記憶媒体としては、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ等を用いることができる。
【００３３】
また、本発明は、そのプログラムコードがコンピュータにおいて稼働しているＯＳ（オペレーティングシステム）或いは他のアプリケーションソフト等と共同して上述の実施の形態で示した機能が実現される場合にも適用することができる。その場合にも、かかるプログラムコードが本発明の実施形態に含まれる。
また、供給されたプログラムコードがコンピュータの機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに格納されてもよい。そして、そのプログラムコードの指示に基づいてその機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵ等が実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって上述の実施の形態で示した機能が実現されてもよい。その場合にも、かかるプログラムコードが本発明の実施形態に含まれる。
【符号の説明】
【００３４】
１００ 画像処理装置
１０１ 階調ヒストグラム生成部
１０２ 集中階調検出部
１０３ 分布量算出部
１０４ 階調値補正部
１０５ γカーブ決定部
１０６ γ変換部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像処理装置及び画像処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、入力された画像（入力画像；入力画像信号）の特徴に応じて適応的にγ変換処理を実行する画像処理方法がある。以下、このような画像処理方法をダイナミックγ処理と表記する。
ダイナミックγ処理の方法として、例えば、入力画像の輝度ヒストグラムからピークとなる階調値を検出し、その階調値の度数に応じて適応的にγ変換処理を実行する方法がある（特許文献１参照）。また、検出された階調値の度数を用いて基準値を設定し、該基準値に応じて適応的にγ変換処理を行う方法がある（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平０６−３５０８７３号公報
【特許文献２】特開平０８−２０４９６３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、従来のダイナミックγ処理では、以下に述べるように、適切な変換結果が得られないことがあった。
例えば、図２に示すような画像が入力されたとする。図２において、領域Ａは、高い階調値を主な階調値とする物体の領域（明るい領域）であり、領域Ｂは、低い階調値を主な階調値とする平坦な背景の領域（暗い領域）である。このような画像から生成される輝度ヒストグラムの一例を、図１０に示す。
図１０に示すように、図２に示す画像から得られる輝度ヒストグラムでは、物体の主な階調値ａ付近、及び、背景の主な階調値ｂ付近に度数が集中する（階調値ａと階調値ｂにピークが現れる）。
ここで、図２に示す画像において、領域Ｂの面積の方が領域Ａの面積よりも大きいため、図１０の輝度ヒストグラムでは、階調値ｂのピークの方が階調値ａのピークよりも高くなる。そのため、従来の方法では、階調値ｂが集中階調（注目すべき領域の階調値）として扱われ、ガンマ変換処理に用いるγカーブとして、図１１の実線で示すように、階調値ｂ及びその近傍の階調性を高めるγカーブが設定される。図１１の点線は、入力信号をリニアに変換して出力信号とする場合の変換直線である。
これにより、図２の画像における背景の領域Ｂを図１２に示すように明るく表示することができる（暗い領域の視認性を向上することができる）。
【０００５】
しかしながら、領域Ｂは平坦な背景の領域であり、注目すべき領域ではない。そのため、図１１の実線に示すようなγカーブを用いてγ変換処理を行うと、物体と背景の明暗差が小さくなり、画像のコントラスト感が損なわれてしまう。
本来、図２に示すような画像が入力された場合には、図６の実線に示すように、階調値ｂ及びその近傍の階調性を低くするγカーブを設定することが好ましい。それにより、図７に示すように物体と背景の明暗差を大きくして良好なコントラスト感を表現することができる。図６の点線は、入力信号をリニアに変換して出力信号とする場合の変換直線である。
【０００６】
そこで本発明では、度数の集中する階調値が注目すべき領域の階調値なのか背景の階調
値なのかを簡易に判定することができ、適切なγカーブを用いたγ変換処理を行うことのできる技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の画像処理装置は、入力された画像から階調ヒストグラムを生成する生成手段と、階調ヒストグラムから、度数の集中する階調値を検出し、第１階調値として出力する検出手段と、階調ヒストグラムにおける、第１階調値を含む所定階調分の階調範囲である近傍階調範囲内の度数の総和を算出し、分布量として出力する算出手段と、分布量が所定の閾値以下である場合に、第１階調値をそのまま出力し、分布量が所定の閾値より大きい場合に、第１階調値を補正して出力する補正手段と、補正手段が出力する階調値に応じてγカーブを決定する決定手段と、決定されたγカーブを用いて画像の階調を変換するγ変換手段と、を有し、補正後の第１階調値に応じて決定されるγカーブは、補正前の第１階調値に応じて決定されるγカーブを用いて階調が変換された画像に比べ、近傍階調範囲の階調性の低い画像を得るためのγカーブであることを特徴とする。
【０００８】
本発明の画像処理方法は、入力された画像から階調ヒストグラムを生成する生成ステップと、階調ヒストグラムから、度数の集中する階調値を検出し、第１階調値として出力する検出ステップと、階調ヒストグラムにおける、第１階調値を含む所定階調分の階調範囲である近傍階調範囲内の度数の総和を算出し、分布量として出力する算出ステップと、分布量が所定の閾値以下である場合に、第１階調値をそのまま出力し、分布量が所定の閾値より大きい場合に、第１階調値を補正して出力する補正ステップと、補正ステップで出力される階調値に応じてγカーブを決定する決定ステップと、決定されたγカーブを用いて画像の階調を変換するγ変換ステップと、を有し、補正後の第１階調値に応じて決定されるγカーブは、補正前の第１階調値に応じて決定されるγカーブを用いて階調が変換された画像に比べ、近傍階調範囲の階調性の低い画像を得るためのγカーブであることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、度数の集中する階調値が注目すべき領域の階調値なのか背景の階調値なのかを簡易に判定することができ、適切なγカーブを用いたγ変換処理を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施例１に係る画像処理装置の機能構成の一例を示すブロック図。
【図２】入力画像の一例を示す図。
【図３】階調ヒストグラムの一例を示す図。
【図４】階調値補正部の機能構成の一例を示すブロック図。
【図５】γカーブ決定部で選択されるγカーブの一例を示す図。
【図６】γカーブの一例を示す図。
【図７】出力画像の一例を示す図。
【図８】実施例２に係る画像処理装置の機能構成の一例を示すブロック図。
【図９】分割領域の一例を示す図。
【図１０】階調ヒストグラムの一例を示す図。
【図１１】γカーブの一例を示す図。
【図１２】出力画像の一例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
＜実施例１＞
（全体構成）
以下、本発明の実施例１に係る画像処理装置及び画像処理方法について説明する。図１
は、本実施例に係る画像処理装置の機能構成の一例を示すブロック図である。
図１に示す画像処理装置１００は、階調ヒストグラム生成部１０１、集中階調検出部１０２、分布量算出部１０３、階調値補正部１０４、γカーブ決定部１０５、γ変換部１０６、入力端子１０７、出力端子１０８などを有する。以下、図２に示す画像が入力された場合を例に、画像処理装置１００の各機能について詳しく説明する。
図２において、領域Ａは、高い階調値を主な階調値とする物体の領域（明るい領域）であり、領域Ｂは、低い階調値を主な階調値とする平坦な背景の領域（暗い領域）である。なお、本実施例では、画像のサイズを１９２０画素×１０８０画素とする。
【００１２】
階調ヒストグラム生成部１０１は、入力された画像（入力画像；入力画像信号）から階調ヒストグラムを生成する。
本実施例では、階調ヒストグラム生成部１０１は、階調ヒストグラムとして、入力画像の輝度信号の階調ヒストグラム（輝度ヒストグラム）を生成する。また、本実施例では、図３に示すように、階調値が０〜２５５の２５６カテゴリの輝度ヒストグラムが生成される。横軸は階調値を示しており、縦軸は度数を示している。なお、階調数やカテゴリ数はこれに限らない。例えば、階調数を１２８とし、カテゴリ数を６４（１カテゴリあたり２階調）としてもよい。
【００１３】
集中階調検出部１０２は、階調ヒストグラム生成部１０１で生成された階調ヒストグラムから、度数の集中する階調値（集中階調）を検出し、第１階調値Ｐ１として出力する。
本実施例では、集中階調検出部１０２は、集中階調として、最も度数の多い階調値を検出する。より具体的には、階調値０〜６３の範囲において最も度数の多い階調値を、第１階調値Ｐ１とする。なお、第１階調値Ｐ１は、最も度数の多い階調値に限らない。第１階調値Ｐ１は、度数の集中する階調値であればよい。例えば、全階調範囲を複数の階調範囲（部分階調範囲）に区分し、最も度数の多い部分階調範囲を度数の集中する階調範囲として検出し、その中心の階調値を第１階調値Ｐ１としてもよい。本実施例では、図３に示すように、階調値３２が第１階調値Ｐ１とされたとする。
【００１４】
分布量算出部１０３は、階調ヒストグラム生成部１０１で生成された階調ヒストグラムにおける、第１階調値Ｐ１を含む所定階調分の階調範囲である近傍階調範囲内の度数の総和を算出し、分布量Ｓ１として出力する。具体的には、第１階調値Ｐ１、及び、第１階調値Ｐ１の前Ｍ階調及び後ろＮ階調分の度数の総和を分布量Ｓ１とする（本実施例では図３のハッチング箇所のようにＭ＝Ｎ＝２とする）。なお、ＭやＮの値は２に限らない（例えば、Ｍ＝Ｎ＝５，１０などであってもよいし、ＭとＮとで値を異ならせてもよい）。また、第１階調値Ｐ１を含む上記部分階調範囲を近傍階調範囲としてもよい。近傍階調範囲は、目的等に応じて適宜設定されるものであり、どのように設定してもよい。本実施例では、分布量Ｓ１として入力画像の全画素数の７０％の値（１９２０×１０８０×０．７＝１４５１５２０）が得られたとする。
【００１５】
階調値補正部１０４は、分布量Ｓ１が所定の閾値以下である場合に、第１階調値Ｐ１をそのまま出力し、分布量Ｓ１が所定の閾値より大きい場合に、第１階調値Ｐ１を補正して出力する。階調値補正部１０４の詳細については後で詳しく説明する。
【００１６】
γカーブ決定部１０５は、階調値補正部１０４が出力する階調値に応じてγカーブを決定する。
本実施例では、γカーブ決定部１０５には、複数のγカーブが、それぞれ、階調値と対応付けて記憶されている。具体的には、図５に示すように、階調値０〜６３にそれぞれ対応する６４本のγカーブ（カーブナンバーＢ０〜Ｂ６３のγカーブ）が記憶されている。そして、γカーブ決定部１０５は、記憶されているγカーブから、階調値に対応するγカーブ（階調値と同じカーブナンバーのγカーブ）を選択（決定）する。記憶されているγ
カーブは、カーブナンバーが小さいほど低階調側の階調性を高くし、大きいほど低階調側の階調性を低くするγカーブである。また、γカーブは、対応する階調値を含む上記所定階調分の階調範囲（対応する階調値及びその近傍の階調範囲）の階調性を高めるγカーブである。図５の点線は、入力信号をリニアに変換して出力信号とする場合の変換直線である。なお、γカーブ決定部１０５で決定されるγカーブは、これらに限らない。階調値に応じたγカーブ（例えば、対応する階調値を含む上記所定階調分の階調範囲の階調性を高めるγカーブ）であればどのようなγカーブであってもよい。
γ変換部１０６は、γカーブ決定部１０５で決定されたγカーブを用いて入力画像の階調を変換する（γ変換処理を行う）。そして、γ変換処理された画像（出力画像；出力画像信号）を出力する。
【００１７】
（階調値補正部１０４の詳細）
以下、階調値補正部１０４について詳しく説明する。
分布量Ｓ１の値が大きい場合には、第１階調値Ｐ１は平坦で面積の大きい領域（典型的には背景）の階調値、即ち、注目すべき領域の階調値でない可能性が高い。そのため、そのような場合には、第１階調値Ｐ１に応じてγカーブ（第１階調値Ｐ１を含む所定階調分の階調範囲（近傍階調範囲）の階調性を高くするγカーブ）を決定することは好ましくない。具体的には、そのような場合には、第１階調値Ｐ１に応じて決定されるγカーブを用いて階調が変換された画像に比べ、上記近傍階調範囲の階調性の低い画像を得るためのγカーブを設定することが望ましい。そのようなγカーブを設定することにより、第１階調値Ｐ１を主な階調値とする領域と他の領域との明暗の差が大きくなり、良好なコントラスト感を表現することができる。
一方、分布量Ｓ１の値が小さい場合には、第１階調値Ｐ１は注目すべき領域の階調値である可能性が高い（分布量Ｓ１の値が小さくても、第１階調値Ｐ１は度数の集中する階調値であるため）。そのため、そのような場合には、第１階調値Ｐ１に応じてγカーブを決定すればよい。それにより、注目すべき領域の階調性（視認性）を高めることができる。
【００１８】
そこで、本実施例では、階調値補正部１０４において、分布量Ｓ１が所定の閾値以下である場合に、第１階調値Ｐ１が注目すべき領域の階調値であると判断し、第１階調値Ｐ１をそのまま出力する。分布量Ｓ１が所定の閾値より大きい場合には、第１階調値Ｐ１が注目すべき領域の階調値でないと判断し、第１階調値Ｐ１を補正して、第２階調値Ｐ２として出力する。具体的には、補正後の第１階調値に応じて決定されるγカーブが、補正前の第１階調値に応じて決定されるγカーブを用いて階調が変換された画像に比べ、上記近傍階調範囲の階調性の低い画像を得るためのγカーブとなるように、第１階調値を補正する。なお、本実施例では、入力画像の全画素数の５０％の値（１９２０×１０８０×０．５＝１０３６８００）を所定の閾値とする。但し、所定の閾値は、この値に限らない。所定の閾値は、目的（例えば、どの程度までを注目すべき領域とするか）に応じて適宜設定すればよく、どのように設定してもよい。所定の閾値は、例えば、近傍階調範囲の広さに応じて設定すればよい。
【００１９】
図４を用いて階調値補正部１０４の具体的な構成の一例を説明する。図４は階調値補正部１０４の機能構成の一例を示すブロック図である。
【００２０】
オフセット処理部１０９は、分布量Ｓ１から所定のオフセット値ｆ（所定の閾値）を減算し、オフセット分布量Ｓ２として出力する。また、オフセット処理部１０９は、減算結果が負値の場合には、オフセット分布量Ｓ２として０を出力する。本実施例では、オフセット値ｆ（所定の閾値）は、入力画像の全画素数の５０％の値（１９２０×１０８０×０．５＝１０３６８００）であるため、オフセット分布量Ｓ２の値として、（Ｓ１−ｆ＝１４５１５２０−１０３６８００＝）４１４７２０が得られる。
【００２１】
ゲイン処理部１１０は、オフセット分布量Ｓ２に所定のゲイン値を乗算し、ゲイン分布量Ｓ３として出力する。本実施例では、所定の値（本実施例では１００）を入力画像の全画素数で除算した値をゲイン値とする。そのため、本実施例では、ゲイン分布量Ｓ３の値として、（４１４７２０×１００÷（１９２０×１０８０）＝）２０が得られる。
【００２２】
加算処理部１１１は、ゲイン分布量Ｓ３を第１階調値Ｐ１に加算して、第２階調値Ｐ２として出力する。また、加算処理部１１１は、加算結果が６４以上の場合には、第２階調値として６３を出力する。そのため、本実施例では、第２階調値Ｐ２として、（３２＋２０＝）５２が得られる。これにより、図６の実線に示すように、カーブナンバーＢ５２のγカーブ（カーブナンバーＢ３２のγカーブを用いて階調が変換された画像に比べ、階調値３２を含む所定階調分の階調範囲の階調性の低い画像を得るためのγカーブ）が選択される。その結果、図７に示すように、注目すべき領域でない領域Ｂの階調性を低くする（領域Ｂを暗くする）ことができ、領域Ａと領域Ｂとの明暗の差が大きくなり、良好なコントラスト感を表現することができる。
また、分布量Ｓ１の値が所定の閾値より大きいほど、第１階調値Ｐ１は注目すべきでない領域の階調値である可能性が高い。本実施例では、分布量Ｓ１の値が所定の閾値より大きいほど、第１階調値Ｐ１を含む所定階調分の階調範囲の階調性のより低い画像を得るためのγカーブが決定（選択）されるように、第１階調値Ｐ１が補正される。そのため、分布量Ｓ１の値に応じてより適切なγ変換処理を行うことができる。
更に、本実施例によれば、入力画像の全画素数の５０％の値をオフセット値ｆとしたため、分布量Ｓ１が入力画像の全画素数の５０％の値以下となる場合には、ゲイン分布量Ｓ３の値は０となる。そのため、そのような場合には、第１階調値Ｐ１は、注目すべき領域の階調値として、そのまま出力されることになる。その結果、注目すべき領域の階調性（視認性）を高めることができる。
【００２３】
以上述べたように、本実施例によれば、度数の集中する階調値（集中階調）が注目すべき領域の階調値なのか背景の階調値なのかを、分布量Ｓ１と所定の閾値とを比較する、という簡易な方法で判定することができる。その結果、適切なγカーブを用いたγ変換処理を行うことができる。
具体的には、集中階調が注目すべき領域の階調値である場合には、集中階調に応じたγカーブによるγ変換処理が行われるため、注目すべき領域の階調性（視認性）を高めることができる。また、集中階調が注目すべき領域の階調値でない場合には、該集中階調に応じて決定されるγカーブを用いて階調が変換された画像に比べ、集中階調を含む所定階調分の階調範囲の階調性の低い画像を得るためのγカーブを用いてγ変換処理が行われる。そのため、集中階調を主な階調値とする領域と他の領域との明暗の差が大きくなり、良好なコントラスト感を表現することができる。
【００２４】
なお、第１階調値Ｐ１の補正方法は上記方法に限らない。補正前の第１階調値Ｐ１に応じて決定されるγカーブを用いて階調が変換された画像に比べ、第１階調値Ｐ１を含む所定階調分の階調範囲の階調性の低い画像を得るためのγカーブが決定されるように、第１階調値Ｐ１が補正されればよい。例えば、第１階調値Ｐ１に所定の値を加算して、補正後の第１階調値としてもよい（第１階調値Ｐ１に、分布量Ｓ１の値が大きいほど大きな値を加算してもよい）。また、オフセット処理やゲイン処理は上記方法に限らない。例えば、分布量Ｓ１が所定の閾値より大きいほどオフセット分布量Ｓ２やゲイン分布量Ｓ３の値が小さくなるように処理してもよい。その場合には、ゲイン分布量Ｓ３の値が小さいほど第２階調値Ｐ２が大きくなるように処理すればよい。
なお、本実施例では、集中階調の探索範囲を階調値０〜６３の範囲としたが、探索範囲はこれに限らない。例えば、階調値０〜１２７を探索範囲としてもよい。また、低階調側の階調範囲（低階調領域）に限らず、階調値３２〜９５のような中間階調領域や、階調値１２８〜２５５のような高階調領域（高階調側の階調範囲）を探索範囲としてもよい。
なお、本実施例では、階調ヒストグラムが輝度ヒストグラムである場合について説明したが、階調ヒストグラムは入力画像のＲＧＢ信号の階調ヒストグラムであってもよいし、他の信号フォーマットにおけるヒストグラムであってもよい。
【００２５】
＜実施例２＞
以下、本発明の実施例２に係る画像処理装置及び画像処理方法について説明する。なお、実施例１と同様の機能等については説明を省略する。図８は、本実施例に係る画像処理装置２００の機能構成を示すブロック図である。図８において、実施例１の図１と同様の機能（構成要素）には同じ番号を付している。
本実施例に係る画像処理装置２００は、実施例１に係る画像処理装置１００が有する機能の他に、分割階調ヒストグラム生成部２０１を更に有する。
【００２６】
分割階調ヒストグラム生成部２０１は、入力画像を複数の領域（分割領域）に分割し、分割領域毎に階調ヒストグラムを生成する。本実施例では、図９に示すように入力画像を４×４（領域１〜１６）の分割領域に分割して、分割領域毎に階調ヒストグラムを生成する。なお、分割数は４×４に限らない。例えば、入力画像を３×３の分割領域に分割してもよいし、６×６，３×４，４×３などの分割領域に分割してもよい。
【００２７】
集中階調検出部１０２は、領域毎の階調ヒストグラムのそれぞれから、度数の集中する階調値（集中階調）を検出し、領域毎に検出された階調値のいずれかを第１階調値Ｐ１として出力する。
本実施例では、集中階調検出部１０２は、低階調側の階調範囲（低階調領域；例えば、階調値０〜６３の範囲）と、高階調側の階調範囲（高階調領域；例えば、階調値１２８〜２５５の範囲）のそれぞれから集中階調を検出する。そして、低階調領域から検出された領域毎の階調値のうち最も低階調側の階調値、高階調領域から検出された領域毎の階調値のうち最も高階調側の階調値を、それぞれ、第１階調値Ｐ１−１，Ｐ１−２として出力する。
【００２８】
分布量算出部１０３は、入力画像の１画面分の階調ヒストグラムにおける、第１階調値Ｐ１を含む所定階調分の階調範囲（近傍階調範囲）内の度数の総和を算出し、分布量Ｓ１として出力する。
本実施例では、分布量算出部１０３は、第１階調値Ｐ１−１を含む所定階調分の階調範囲内の度数の総和を算出し、分布量Ｓ１−１として出力する。また、第１階調値Ｐ１−２を含む所定階調分の階調範囲内の度数の総和を算出し、分布量Ｓ１−２として出力する。
また、本実施例では、分布量Ｓ１を算出する際に、階調ヒストグラム生成部１０１で生成された１画面分の階調ヒストグラムを用いる。これにより領域毎の階調ヒストグラムを用いて演算するよりも演算量を低減することができる。
【００２９】
その他の機能は実施例１と同様である。具体的には、第１階調値Ｐ１−１，Ｐ１−２のそれぞれについて、実施例１と同様の処理（階調値補正部１０４による処理）が行われる。そして、階調値補正部１０４から出力される階調値に応じてγカーブが決定され、決定されたγカーブを用いて画像にγ変換処理が施される。
【００３０】
本実施例によれば、分割領域毎に集中階調が検出され、それらのいずれかを第１階調値とすることにより、第１階調値が注目すべき領域の階調値なのか否かをより精度良く判定することが可能となる。例えば、部分領域内では度数がピークとならない階調値が、画像全体でカウントすることによりピークとなり、集中階調として誤検出されることを防ぐことができる。また、集中階調が注目すべき領域の階調値である場合には、集中階調に応じたγカーブによるγ変換処理が行われるため、注目すべき領域の階調性（視認性）を高めることができる。また、集中階調が注目すべき領域の階調値でない場合には、該集中階調
に応じて決定されるγカーブを用いて階調が変換された画像に比べ、集中階調を含む所定階調分の階調範囲の階調性の低い画像を得るためのγカーブを用いてγ変換処理が行われる。そのため、集中階調を主な階調値とする領域と他の領域との明暗の差が大きくなり、良好なコントラスト感を表現することができる。
【００３１】
なお、本実施例では、最も低階調側の集中階調と最も高階調側の集中階調の両方を第１階調値としたが、第１階調値はこれに限らない。最も低階調側の集中階調と最も高階調側の集中階調のいずれかを第１階調値としてもよい。少なくとも最も低階調側の集中階調を第１階調値とすれば、第１階調値が注目すべき領域の階調値である場合に、黒つぶれを抑制することができる。また、少なくとも最も高階調側の集中階調を第１階調値とすれば、第１階調値が注目すべき領域の階調値である場合に、白とびを抑制することができる。
【００３２】
＜その他の実施例＞
本発明は、画像処理装置の各ブロックをハードウェアにより実施する場合や、コンピュータを用いたソフトウェア処理にて実施する場合にも適用することができ、同様の効果を得ることが可能である。コンピュータが供給されたプログラムコードを実行する場合には、上記ソフトウェアのプログラムコード自体が上述の実施の形態で示した機能を実現することになる。そして、そのプログラムコード自体、およびそのプログラムコードをコンピュータに供給するための手段、例えばかかるプログラムコードを格納した記憶媒体が本発明を構成することとなる。かかるプログラムコードを記憶する記憶媒体としては、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ等を用いることができる。
【００３３】
また、本発明は、そのプログラムコードがコンピュータにおいて稼働しているＯＳ（オペレーティングシステム）或いは他のアプリケーションソフト等と共同して上述の実施の形態で示した機能が実現される場合にも適用することができる。その場合にも、かかるプログラムコードが本発明の実施形態に含まれる。
また、供給されたプログラムコードがコンピュータの機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに格納されてもよい。そして、そのプログラムコードの指示に基づいてその機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵ等が実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって上述の実施の形態で示した機能が実現されてもよい。その場合にも、かかるプログラムコードが本発明の実施形態に含まれる。
【符号の説明】
【００３４】
１００ 画像処理装置
１０１ 階調ヒストグラム生成部
１０２ 集中階調検出部
１０３ 分布量算出部
１０４ 階調値補正部
１０５ γカーブ決定部
１０６ γ変換部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力された画像から階調ヒストグラムを生成する生成手段と、
前記階調ヒストグラムから、度数の集中する階調値を検出し、第１階調値として出力する検出手段と、
前記階調ヒストグラムにおける、前記第１階調値を含む所定階調分の階調範囲である近傍階調範囲内の度数の総和を算出し、分布量として出力する算出手段と、
前記分布量が所定の閾値以下である場合に、前記第１階調値をそのまま出力し、前記分布量が所定の閾値より大きい場合に、前記第１階調値を補正して出力する補正手段と、
前記補正手段が出力する階調値に応じてγカーブを決定する決定手段と、
前記決定されたγカーブを用いて前記画像の階調を変換するγ変換手段と、
を有し、
補正後の第１階調値に応じて決定されるγカーブは、補正前の第１階調値に応じて決定されるγカーブを用いて階調が変換された画像に比べ、前記近傍階調範囲の階調性の低い画像を得るためのγカーブである
ことを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記補正手段は、前記分布量が所定の閾値より大きいほど、前記近傍階調範囲の階調性のより低い画像を得るためのγカーブが決定されるように、前記第１階調値を補正する
ことを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項３】
前記補正手段は、前記分布量が前記所定の閾値よりも大きい場合に、前記分布量から前記所定の閾値を減算し、該減算によって得られた値に所定のゲイン値を乗算し、該乗算によって得られた値を前記第１階調値に加算して、前記補正後の第１階調値として出力することを特徴とする請求項１または２に記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記生成手段は、前記画像を複数の領域に分割し、領域毎に階調ヒストグラムを生成し、
前記検出手段は、前記領域毎の階調ヒストグラムのそれぞれから、度数の集中する階調値を検出し、領域毎に検出された階調値のいずれかを前記第１階調値として出力し、
前記算出手段は、前記画像の１画面分の階調ヒストグラムにおける、前記近傍階調範囲内の度数の総和を算出し、分布量として出力する
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項５】
前記検出手段は、前記領域毎に検出された階調値のうち最も低階調側の階調値を、前記第１階調値として出力する
ことを特徴とする請求項４に記載の画像処理装置。
【請求項６】
前記検出手段は、前記領域毎に検出された階調値のうち最も高階調側の階調値を、前記第１階調値として出力する
ことを特徴とする請求項４に記載の画像処理装置。
【請求項７】
前記階調ヒストグラムは、前記入力された画像の輝度信号の階調ヒストグラムであることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項８】
前記階調ヒストグラムは、前記入力された画像のＲＧＢ信号の階調ヒストグラムであることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項９】
入力された画像から階調ヒストグラムを生成する生成ステップと、
前記階調ヒストグラムから、度数の集中する階調値を検出し、第１階調値として出力す
る検出ステップと、
前記階調ヒストグラムにおける、前記第１階調値を含む所定階調分の階調範囲である近傍階調範囲内の度数の総和を算出し、分布量として出力する算出ステップと、
前記分布量が所定の閾値以下である場合に、前記第１階調値をそのまま出力し、前記分布量が所定の閾値より大きい場合に、前記第１階調値を補正して出力する補正ステップと、
前記補正ステップで出力される階調値に応じてγカーブを決定する決定ステップと、
前記決定されたγカーブを用いて前記画像の階調を変換するγ変換ステップと、
を有し、
補正後の第１階調値に応じて決定されるγカーブは、補正前の第１階調値に応じて決定されるγカーブを用いて階調が変換された画像に比べ、前記近傍階調範囲の階調性の低い画像を得るためのγカーブである
ことを特徴とする画像処理方法。
【請求項１】
入力された画像から階調ヒストグラムを生成する生成手段と、
前記階調ヒストグラムから、度数の集中する階調値を検出し、第１階調値として出力する検出手段と、
前記階調ヒストグラムにおける、前記第１階調値を含む所定階調分の階調範囲である近傍階調範囲内の度数の総和を算出し、分布量として出力する算出手段と、
前記分布量が所定の閾値以下である場合に、前記第１階調値をそのまま出力し、前記分布量が所定の閾値より大きい場合に、前記第１階調値を補正して出力する補正手段と、
前記補正手段が出力する階調値に応じてγカーブを決定する決定手段と、
前記決定されたγカーブを用いて前記画像の階調を変換するγ変換手段と、
を有し、
補正後の第１階調値に応じて決定されるγカーブは、補正前の第１階調値に応じて決定されるγカーブを用いて階調が変換された画像に比べ、前記近傍階調範囲の階調性の低い画像を得るためのγカーブである
ことを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記補正手段は、前記分布量が所定の閾値より大きいほど、前記近傍階調範囲の階調性のより低い画像を得るためのγカーブが決定されるように、前記第１階調値を補正する
ことを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項３】
前記補正手段は、前記分布量が前記所定の閾値よりも大きい場合に、前記分布量から前記所定の閾値を減算し、該減算によって得られた値に所定のゲイン値を乗算し、該乗算によって得られた値を前記第１階調値に加算して、前記補正後の第１階調値として出力することを特徴とする請求項１または２に記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記生成手段は、前記画像を複数の領域に分割し、領域毎に階調ヒストグラムを生成し、
前記検出手段は、前記領域毎の階調ヒストグラムのそれぞれから、度数の集中する階調値を検出し、領域毎に検出された階調値のいずれかを前記第１階調値として出力し、
前記算出手段は、前記画像の１画面分の階調ヒストグラムにおける、前記近傍階調範囲内の度数の総和を算出し、分布量として出力する
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項５】
前記検出手段は、前記領域毎に検出された階調値のうち最も低階調側の階調値を、前記第１階調値として出力する
ことを特徴とする請求項４に記載の画像処理装置。
【請求項６】
前記検出手段は、前記領域毎に検出された階調値のうち最も高階調側の階調値を、前記第１階調値として出力する
ことを特徴とする請求項４に記載の画像処理装置。
【請求項７】
前記階調ヒストグラムは、前記入力された画像の輝度信号の階調ヒストグラムであることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項８】
前記階調ヒストグラムは、前記入力された画像のＲＧＢ信号の階調ヒストグラムであることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項９】
入力された画像から階調ヒストグラムを生成する生成ステップと、
前記階調ヒストグラムから、度数の集中する階調値を検出し、第１階調値として出力す
る検出ステップと、
前記階調ヒストグラムにおける、前記第１階調値を含む所定階調分の階調範囲である近傍階調範囲内の度数の総和を算出し、分布量として出力する算出ステップと、
前記分布量が所定の閾値以下である場合に、前記第１階調値をそのまま出力し、前記分布量が所定の閾値より大きい場合に、前記第１階調値を補正して出力する補正ステップと、
前記補正ステップで出力される階調値に応じてγカーブを決定する決定ステップと、
前記決定されたγカーブを用いて前記画像の階調を変換するγ変換ステップと、
を有し、
補正後の第１階調値に応じて決定されるγカーブは、補正前の第１階調値に応じて決定されるγカーブを用いて階調が変換された画像に比べ、前記近傍階調範囲の階調性の低い画像を得るためのγカーブである
ことを特徴とする画像処理方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１１−６１４１９（Ｐ２０１１−６１４１９Ａ）
【公開日】平成２３年３月２４日（２０１１．３．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２０７９４８（Ｐ２００９−２０７９４８）
【出願日】平成２１年９月９日（２００９．９．９）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年３月２４日（２０１１．３．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月９日（２００９．９．９）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]