画像表示装置
【課題】高輝度のノイズがＨＤＲ画像に含まれている場合や、様々な観測対象物がＨＤＲ画像の中に混在している場合でも、それぞれの観測対象物を分かり易く表示することができるようにする。
【解決手段】ＨＤＲ画像を構成している画素のうち、隣り合う画素と輝度が近似している画素同士を同一のグループに分類し、同一のグループに属する画素が存在している領域を輝度変換対象領域（１）〜（Ｎ）に設定する輝度変換対象領域設定部３と、輝度変換対象領域（１）〜（Ｎ）内に存在しているノイズを除去してから、輝度変換対象領域（１）〜（Ｎ）内に存在している画素の輝度を可視範囲内の輝度に変換する輝度変換部４とを設ける。
【解決手段】ＨＤＲ画像を構成している画素のうち、隣り合う画素と輝度が近似している画素同士を同一のグループに分類し、同一のグループに属する画素が存在している領域を輝度変換対象領域（１）〜（Ｎ）に設定する輝度変換対象領域設定部３と、輝度変換対象領域（１）〜（Ｎ）内に存在しているノイズを除去してから、輝度変換対象領域（１）〜（Ｎ）内に存在している画素の輝度を可視範囲内の輝度に変換する輝度変換部４とを設ける。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、輝度が幅広い値をとるハイダイナミックレンジ画像（以下、「ＨＤＲ画像」と称する）を、人間が視認可能な輝度範囲でかつ表示可能な階調数の画像に変換して表示する画像表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＨＤＲ画像としては、例えば、合成開口レーダを用いて取得された電波画像であるＳＡＲ（synthetic aperture radar）画像（この画像には狭い範囲の高輝度ノイズも加算されている）や、ハイダイナミックレンジカメラを用いて撮影された画像などがある。
合成開口レーダを航空機や人工衛星に搭載し、合成開口レーダを用いて、地上を観測したデータを画像として表現する場合、画素の輝度が数万階調になることがある。
しかし、人間が輝度の差違を識別することが可能な輝度階調は数百階調であることから、合成開口レーダを用いて観測されたデータであるＨＤＲ画像を表示するためには、そのＨＤＲ画像を構成している画素の輝度を人間の可視範囲内の輝度（かつ数百の輝度階調）に変換する必要がある。
【０００３】
ここで、ＨＤＲ画像を構成している画素の輝度を人間の可視範囲内の輝度に変換する方式として、トーンマッピング（Ｔｏｎｅ Ｍａｐｐｉｎｇ）と呼ばれる方式（以下、「ＴＭＯ方式」と称する）が知られている。
合成開口レーダを用いて観測されたデータのうち、金属のように電波を反射し易い観測対象物に係るデータは輝度が高くなり、水面のように電波を反射し難い観測対象物に係るデータは輝度が低くなる傾向がある。
このため、合成開口レーダを用いて観測されたデータをＨＤＲ画像として利用する場合において、例えば、車両のように高輝度で表現される部分を表示すると同時に、水田のように低輝度で表現される部分を表示しようとすると、輝度の差違が大き過ぎるため、同時に両方の輝度範囲を工夫しなければ、不鮮明な画像を表示することになる。
【０００４】
具体的には、以下の通りである。
合成開口レーダを用いて、上空から観測されたデータが、例えば、図１５に示すように、建物周辺の構造物が写っているＨＤＲ画像であるものとする。
また、この場合のＨＤＲ画像における観測対象物の輝度分布が、図１６に示すような輝度分布であるものとする。
このとき、ＴＭＯ方式を用いて、ＨＤＲ画像における観測対象物の輝度を線形に可視範囲内の輝度に変換すると、図１７に示すように、殆どの観測対象物の輝度が小さな値となる。
この結果、図１８に示すように、ほぼ真っ暗な画像に変換されてしまい、視認可能なものが、極めて輝度が高いノイズだけになってしまうので、不鮮明な画像を表示することになる。
【０００５】
以下の非特許文献１には、光学写真を対象とする従来のＴＭＯ方式を適用しても、合成開口レーダを用いて観測されたデータのように、観測対象が様々な輝度範囲に分離して記録されているＨＤＲ画像の可視化には適さない旨が記載されている。
即ち、以下の非特許文献１には、光学写真向けＴＭＯ方式を適用する場合、画面全体が白く見えるように変換されてしまうことや、人が試行錯誤して適用パラメータを決定する必要があることが記載されている。
また、合成開口レーダを用いて観測されたデータには、ＨＤＲ画像の狭い領域において、高輝度のノイズが不規則に現れており、このノイズを除去することが課題であるとされている。
【０００６】
以下の特許文献１には、ＨＤＲ画像の輝度変換を実施する際、ＨＤＲ画像を比較的明るい領域と、比較的暗い領域とに分割し、それぞれの領域に最適と思われるＴＭＯ変換を実施して、変換後の領域を合成する方式が開示されている。
この方式の場合、ＨＤＲ画像が、高輝度の領域と低輝度の領域がはっきり分離していれば、適度な輝度変換が可能である。
しかし、合成開口レーダを用いて、上空から観測されたデータの場合、例えば、平らな地面の上に建物があり、その建物の屋上が平らになっていると、地面が低輝度に表現され、建物の縁が高輝度に表現され、建物の屋上の平らな部分が高輝度で表現される。
即ち、高輝度の領域と低輝度の領域が混在して表現されるため、高輝度の領域と低輝度の領域を適切に分離することができず、ＴＭＯ方式を適用することが困難である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−３４５５０９号公報（段落番号［０００６］）
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】Lambers, M. Nies, H. Kolb, A.:”Interactive Dynamic Range Reduction for SAR Images”,Geoscience and Remote Sensing Letters, Vol.5 Issue3 pp. 507-511, 2008
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従来の画像表示装置は以上のように構成されているので、観測対象物の近くに高輝度のノイズが現れると、そのノイズの影響で、観測対象物を分かり易く表示することができなくなる課題があった。
また、ＨＤＲ画像の中に様々な観測対象物が混在している場合、高輝度の領域と低輝度の領域を適切に分離することができず、それぞれの観測対象物を分かり易く表示することができなくなる課題があった。
【００１０】
また、ＨＤＲ画像の中に混在している複数の観測対象物の輝度の差異が、複数の観測対象物の形状や状態の差異を表しているとき、その輝度の差異が小さい場合には、人間が見ても、輝度の差異を認識することが困難であるため、複数の観測対象物の形状や状態の差異を正確に把握することができなくなる課題があった。
さらに、人間が試行錯誤して適用パラメータを決定するのではなく、自動的にＴＭＯ方式の適用パラメータを決定する方式を採用する場合には、ＨＤＲ画像の中の可視化が必要な領域だけでなく、可視化が不必要な領域も考慮されて、適用パラメータが決定されることが想定される。
このため、可視化が必要な領域の輝度変換に最適な適用パラメータが決定されるとは限らず、可視化が必要な領域を分かり易く表示することができなくなることがある課題があった。
【００１１】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、高輝度のノイズがＨＤＲ画像に含まれている場合や、様々な観測対象物がＨＤＲ画像の中に混在している場合でも、それぞれの観測対象物を分かり易く表示することができる画像表示装置を得ることを目的とする。
また、この発明は、ＨＤＲ画像の中に混在している複数の観測対象物の輝度の差異が僅かであっても、複数の観測対象物の形状や状態の差異を容易に視認することができる画像表示装置を得ることを目的とする。
さらに、この発明は、可視化が必要な領域の輝度変換を最適化して、可視化が必要な領域を分かり易く表示することができる画像表示装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この発明に係る画像表示装置は、可視範囲を超える輝度階調を有する画像を構成している画素のうち、隣り合う画素と輝度が近似している画素同士を同一のグループに分類し、同一のグループに属する画素が存在している領域を輝度変換対象領域に設定する輝度変換対象領域設定手段と、その輝度変換対象領域設定手段により設定された輝度変換対象領域毎に、当該輝度変換対象領域内に存在しているノイズを除去してから、当該輝度変換対象領域内に存在している画素の輝度を可視範囲内の輝度に変換する輝度変換手段とを設け、領域合成手段が輝度変換手段により画素の輝度が変換された１以上の輝度変換対象領域内の画像を合成して、合成画像を生成するようにしたものである。
【発明の効果】
【００１３】
この発明によれば、可視範囲を超える輝度階調を有する画像を構成している画素のうち、隣り合う画素と輝度が近似している画素同士を同一のグループに分類し、同一のグループに属する画素が存在している領域を輝度変換対象領域に設定する輝度変換対象領域設定手段と、その輝度変換対象領域設定手段により設定された輝度変換対象領域毎に、当該輝度変換対象領域内に存在しているノイズを除去してから、当該輝度変換対象領域内に存在している画素の輝度を可視範囲内の輝度に変換する輝度変換手段とを設け、領域合成手段が輝度変換手段により画素の輝度が変換された１以上の輝度変換対象領域内の画像を合成して、合成画像を生成するように構成したので、様々な観測対象物が画像の中に混在している場合でも、それぞれの観測対象物を分かり易く表示することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】この発明の実施の形態１による画像表示装置を示す構成図である。
【図２】この発明の実施の形態１による画像表示装置の輝度変換対象領域設定部３の内部を示す構成図である。
【図３】輝度変換対象領域設定部３により設定される輝度変換対象領域を示す説明図である。
【図４】クラスタリングの閾値とクラスタに含まれる画素の個数との対応関係を示す説明図である。
【図５】輝度変換対象領域の設定例を示す説明図である。
【図６】輝度変換対象領域における画素値のヒストグラムの一例を示す説明図である。
【図７】輝度変換部４の輝度変換結果の一例を示す説明図である。
【図８】領域合成部５により生成された合成画像の表示例を示す説明図である。
【図９】この発明の実施の形態２による画像表示装置の輝度変換対象領域設定部３の内部を示す構成図である。
【図１０】図９の注目範囲における画素の輝度を示す説明図である。
【図１１】輝度変換対象領域の設定例を示す説明図である。
【図１２】この発明の実施の形態３による画像表示装置の輝度変換対象領域設定部３の内部を示す構成図である。
【図１３】クラスタリング部３ｉによるヒストグラム評価例を示す説明図である。
【図１４】輝度変換部４による輝度変換処理を示す説明図である。
【図１５】観測対象物の配置例を示す説明図である。
【図１６】ＨＤＲ画像における輝度分布を示す説明図である。
【図１７】ＴＭＯ方式を用いて、輝度変換を実施した後の輝度分布を示す説明図である。
【図１８】線形変換結果イメージを示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による画像表示装置を示す構成図である。
図１において、ＨＤＲ画像格納部１は人間の可視範囲を超え、かつ視認可能な階調数を超える輝度階調を有する画像であるハイダイナミックレンジ画像（ＨＤＲ画像）として、例えば、合成開口レーダを用いて取得された電波画像であるＳＡＲ画像や、ハイダイナミックレンジカメラを用いて撮影された画像を格納しているメモリなどの記録媒体である。
なお、ＨＤＲ画像は、縦の画素数がＭ、横の画素数がＮである場合、Ｍ×Ｎ個の輝度情報を保持しており、１画素の輝度情報は、例えば８バイトで表現可能な整数で表現されている。輝度情報は、整数の値が大きい程、輝度が高いことを示している。
【００１６】
変換領域範囲指定部２はＨＤＲ画像格納部１により格納されているＨＤＲ画像の中で輝度変換を行う領域の範囲の指定を受け付けて、その変換領域内のＨＤＲ画像を輝度変換対象領域設定部３に出力する処理を実施する。なお、変換領域範囲指定部２は変換領域範囲指定手段を構成している。
図１では、変換領域範囲指定部２の具体的な構成例を示していないが、例えば、以下に示すようなハードウェアで構成されている。
・ＨＤＲ画像格納部１からＨＤＲ画像を読み込むメモリインタフェース
・輝度変換を行う領域の範囲の指定を受け付けるマンマシンインタフェース（例えば、キーボード、マウス）
・ＨＤＲ画像から変換領域内の画像を切り出して輝度変換対象領域設定部３に出力する画像処理部（例えば、ＣＰＵを実装している半導体集積回路）
ここでは、メモリインタフェース、マンマシンインタフェース及び画像処理部から変換領域範囲指定部２が構成されている例を示したが、これは一例に過ぎず、例えば、変換領域範囲指定部２がワンチップマイコンなどで構成されていてもよい。
【００１７】
輝度変換対象領域設定部３は変換領域範囲指定部２から出力された変換領域内のＨＤＲ画像を構成している画素のうち、隣り合う画素と輝度が近似している画素同士を同一のグループに分類し、同一のグループに属する画素が存在している領域を輝度変換対象領域に設定する処理を実施する。なお、輝度変換対象領域設定部３は輝度変換対象領域設定手段を構成している。
図１では、輝度変換対象領域設定部３がＮ個の輝度変換対象領域（１）〜（Ｎ）を設定して、Ｎ個の輝度変換対象領域（１）〜（Ｎ）を輝度変換部４に出力している例を示している。
輝度変換対象領域設定部３の具体的な構成例については後述する。
【００１８】
輝度変換部４は輝度変換対象領域設定部３により設定された輝度変換対象領域（１）〜（Ｎ）毎に、輝度変換対象領域（ｎ）内に存在しているノイズを除去してから、その輝度変換対象領域（ｎ）内に存在している画素の輝度を線形輝度圧縮によって、可視範囲（例えば、２５５階調）内の輝度に変換する処理を実施する。ただし、ｎ＝１，２，・・・，Ｎである。
【００１９】
あるいは、輝度変換部４は輝度変換対象領域設定部３により設定された輝度変換対象領域（１）〜（Ｎ）毎に、輝度変換対象領域（ｎ）内に存在しているノイズを除去してから、その輝度変換対象領域（ｎ）内に存在している画素の輝度の平均値μ及び分散値σを算出して、その平均値μ及び分散値σから、可視範囲内に於いて輝度変換範囲Ｓ（ｎ）（例えば、平均値μを中心にして、平均値μの上下にそれぞれ分散値σの３倍の範囲）を決定し、その平均値μ及び分散値σを用いて、輝度変換対象領域（ｎ）内に存在している画素の輝度を輝度変換範囲Ｓ（ｎ）内の輝度に変換する処理を実施する。
なお、輝度変換部４は輝度変換手段を構成している。
【００２０】
メモリ４ａ−１は輝度変換対象領域設定部３により設定された輝度変換対象領域（１）の画像を一時的に格納する記録媒体である。
メモリ４ａ−２は輝度変換対象領域設定部３により設定された輝度変換対象領域（２）の画像を一時的に格納する記録媒体である。
メモリ４ａ−Ｎは輝度変換対象領域設定部３により設定された輝度変換対象領域（Ｎ）の画像を一時的に格納する記録媒体である。
【００２１】
輝度変換処理部４ｂ−１は例えばＣＰＵを実装している半導体集積回路から構成されており、輝度変換対象領域（１）内に存在しているノイズを除去してから、輝度変換対象領域（１）内に存在している画素の輝度を線形輝度圧縮によって、輝度変換範囲Ｓ（１）内の輝度に変換する処理を実施する。あるいは、輝度変換対象領域（１）内に存在しているノイズを除去してから、輝度変換対象領域（１）内に存在している画素の輝度の平均値μ及び分散値σを算出して、その平均値μ及び分散値σから輝度変換範囲Ｓ（１）を決定し、その平均値μ及び分散値σを用いて、輝度変換対象領域（１）内に存在している画素の輝度を輝度変換範囲Ｓ（１）内の輝度に変換する処理を実施する。
【００２２】
輝度変換処理部４ｂ−２は例えばＣＰＵを実装している半導体集積回路から構成されており、輝度変換対象領域（２）内に存在しているノイズを除去してから、輝度変換対象領域（２）内に存在している画素の輝度を線形輝度圧縮によって、輝度変換範囲Ｓ（２）内の輝度に変換する処理を実施する。あるいは、輝度変換対象領域（２）内に存在しているノイズを除去してから、輝度変換対象領域（２）内に存在している画素の輝度の平均値μ及び分散値σを算出して、その平均値μ及び分散値σから輝度変換範囲Ｓ（２）を決定し、その平均値μ及び分散値σを用いて、輝度変換対象領域（２）内に存在している画素の輝度を輝度変換範囲Ｓ（２）内の輝度に変換する処理を実施する。
【００２３】
輝度変換処理部４ｂ−Ｎは例えばＣＰＵを実装している半導体集積回路から構成されており、輝度変換対象領域（Ｎ）内に存在しているノイズを除去してから、輝度変換対象領域（Ｎ）内に存在している画素の輝度を線形輝度圧縮によって、輝度変換範囲Ｓ（Ｎ）内の輝度に変換する処理を実施する。あるいは、輝度変換対象領域（Ｎ）内に存在しているノイズを除去してから、輝度変換対象領域（Ｎ）内に存在している画素の輝度の平均値μ及び分散値σを算出して、その平均値μ及び分散値σから輝度変換範囲Ｓ（Ｎ）を決定し、その平均値μ及び分散値σを用いて、輝度変換対象領域（Ｎ）内に存在している画素の輝度を輝度変換範囲Ｓ（Ｎ）内の輝度に変換する処理を実施する。
【００２４】
メモリ４ｃ−１は輝度変換対象領域（１）の輝度変換後の画像を一時的に格納する記録媒体である。
メモリ４ｃ−２は輝度変換対象領域（２）の輝度変換後の画像を一時的に格納する記録媒体である。
メモリ４ｃ−Ｎは輝度変換対象領域（Ｎ）の輝度変換後の画像を一時的に格納する記録媒体である。
図１では、輝度変換部４がメモリ４ａ−１〜４ａ−Ｎ、輝度変換処理部４ｂ−１〜４ｂ−Ｎ及びメモリ４ｃ−１〜４ｃ−Ｎから構成されている例を示したが、これは一例に過ぎず、例えば、輝度変換部４がワンチップマイコンで構成されていてもよい。
【００２５】
領域合成部５は例えばＣＰＵを実装している半導体集積回路、あるいは、ワンチップマイコンから構成されており、メモリ４ｃ−１〜４ｃ−Ｎにより格納されている輝度変換対象領域（１）〜（Ｎ）の輝度変換後の画像を合成して、合成画像を生成する処理を実施する。
即ち、領域合成部５はＨＤＲ画像を構成している画素（変換領域範囲指定部２から出力された変換領域内のＨＤＲ画像を構成している画素）の輝度のうち、輝度変換処理部４ｂ−１〜４ｂ−Ｎにより輝度が変換される前の輝度変換対象領域（１）〜（Ｎ）内に存在している画素の輝度を、輝度変換処理部４ｂ−１〜４ｂ−Ｎにより変換された輝度に置き換える処理を実施する。なお、領域合成部５は領域合成手段を構成している。
【００２６】
合成画像格納部６は領域合成部５により生成された合成画像を一時的に格納するメモリなどの記録媒体である。
立体表示部７は例えばＣＰＵを実装している半導体集積回路、あるいは、ワンチップマイコンから構成されており、合成画像格納部６により格納されている合成画像を構成している画素の輝度を図示せぬディスプレイに立体的に表示する処理を実施する。なお、立体表示部７は立体表示手段を構成している。
【００２７】
図１では、画像表示装置の構成要素であるＨＤＲ画像格納部１、変換領域範囲指定部２、輝度変換対象領域設定部３、輝度変換部４、領域合成部５、合成画像格納部６及び立体表示部７がそれぞれ専用のハードウェアで構成されている例を示したが、画像表示装置がコンピュータで構成されている場合には、変換領域範囲指定部２、輝度変換対象領域設定部３、輝度変換部４、領域合成部５及び立体表示部７の処理内容を示すプログラムをコンピュータのメモリに格納し、コンピュータのＣＰＵが当該メモリに格納されているプログラムを実行するようにしてもよい。
【００２８】
図２は輝度変換対象領域設定部３の内部を示す構成図である。
図２において、平滑化処理部３ａは変換領域範囲指定部２から出力された変換領域内のＨＤＲ画像を構成している画素の輝度を平滑化する処理を実施する。
接峰面処理部３ｂは平滑化処理部３ａにより輝度が平滑化された画素に対する接峰面処理を実施する。
微分オペレータ処理部３ｃは接峰面処理部３ｂにより接峰面処理が実施された画素に対する微分オペレータ処理を実施することで、接峰面処理後のＨＤＲ画像における画素値の勾配を算出する。
【００２９】
グループ分類処理部３ｄは接峰面処理後のＨＤＲ画像を構成している画素のうち、微分オペレータ処理部３ｃにより算出された画素値の勾配が閾値以下である画素が集まっている画素群を一つのグループに分類する処理を実施する。
ただし、グループ分類処理部３ｄは一つのグループに分類する処理を実施する前に、閾値を最適化する処理を実施する。
即ち、グループ分類処理部３ｄは微分オペレータ処理部３ｃにより算出された画素値の勾配と比較する閾値を仮設定して、その閾値を順次減少させながら、一つのグループに属する画素の個数が急増する直前の閾値（最適な閾値）を探索する処理を実施する。
【００３０】
輝度変換対象領域設定処理部３ｅはグループ分類処理部３ｄにより分類されたグループに属する画素を含む外接の領域（例えば、外接長方形、外接矩形、外接円）を輝度変換対象領域に設定する処理を実施する。
図２では、輝度変換対象領域設定部３が平滑化処理部３ａ、接峰面処理部３ｂ、微分オペレータ処理部３ｃ、グループ分類処理部３ｄ及び輝度変換対象領域設定処理部３ｅから構成されている例を示したが、これは一例に過ぎず、例えば、輝度変換対象領域設定部３がワンチップマイコンで構成されていてもよい。
【００３１】
次に動作について説明する。
変換領域範囲指定部２は、人間の可視範囲（例えば、２５５階調）を超える輝度階調を有する画像として、ＨＤＲ画像格納部１からＨＤＲ画像を読み込むと、そのＨＤＲ画像を図示せぬディスプレイに表示する。
このとき、ＨＤＲ画像を構成する画素の最大輝度がＬMAX、最小輝度がＬMINであるとする。
また、ＨＤＲ画像の左上を原点として、原点から下方向にｉ画素、右方向にｊ画素進んだ位置（ｉ，ｊ）に存在する画素の輝度をＬ（ｉ，ｊ）とする。
この場合、変換領域範囲指定部２がディスプレイに表示する画素の輝度を例えば２５５階調とすると、ディスプレイに表示する画素の輝度を下記のＬ’（ｉ，ｊ）（ただし、小数点以下を切り捨てた整数値）とする。
Ｌ’（ｉ，ｊ）＝Ｌ（ｉ，ｊ）×（ＬMAX−ＬMIN）／２５５
【００３２】
変換領域範囲指定部２は、ＨＤＲ画像をディスプレイに表示すると、輝度変換を行う領域の範囲の指定を受け付ける処理を行う。
即ち、ユーザがディスプレイに表示されているＨＤＲ画像を確認すると、変換領域範囲指定部２におけるキーボードやマウスなどを操作して、輝度変換を行う領域の範囲を指定する。
これにより、変換領域範囲指定部２が、ユーザの指定を受け付けて、輝度変換を行う領域の範囲を設定する。
図１では、点線で囲まれている領域が、輝度変換を行う領域の範囲として指定されている例を示している。
なお、指定する範囲の形状は、矩形形状であっても、円形形状であってもよい。また、折れ線による領域の指定であってもよい。
【００３３】
変換領域範囲指定部２は、輝度変換を行う領域の範囲を設定すると、その変換領域内のＨＤＲ画像を輝度変換対象領域設定部３に出力する。
このとき、輝度変換対象領域設定部３に出力されるＨＤＲ画像の輝度情報は、ディスプレイに表示している２５５階調の整数ではなく、ＨＤＲ画像格納部１により格納されている元のＨＤＲ画像における輝度Ｌ（ｉ，ｊ）の情報である。
また、この輝度情報は、元のＨＤＲ画像を構成している画素の位置（ｉ，ｊ）の情報も併せ持っている。
【００３４】
輝度変換対象領域設定部３は、変換領域範囲指定部２から変換領域内のＨＤＲ画像（例えば、図１の点線で囲まれている領域の画像）を受けると、変換領域内のＨＤＲ画像を構成している画素のうち、隣り合う画素と輝度が近似している画素同士を同一のグループに分類し、同一のグループに属する画素が存在している領域を輝度変換対象領域に設定する。
即ち、輝度変換対象領域設定部３は、図３に示すように、変換領域内のＨＤＲ画像（例えば、図１の点線で囲まれている領域の画像）の中から、輝度が同程度の画素を含む近傍の領域（点線で囲まれている領域）を別々の輝度変換対象領域に設定している。
【００３５】
以下、輝度変換対象領域設定部３の処理内容を具体的に説明する。
まず、輝度変換対象領域設定部３の平滑化処理部３ａは、変換領域範囲指定部２から変換領域内のＨＤＲ画像を受けると、変換領域内のＨＤＲ画像を構成している画素の輝度を平滑化する。
即ち、平滑化処理部３ａは、ＨＤＲ画像に含まれているノイズ（小さな領域に現れている輝度が高い部分）を低減するために、移動平均と呼ばれるフィルタ処理を実施するものである。
具体的には、変換対象の画素を中心とする縦横３×３の９画素の輝度の値に“１／９”をそれぞれ乗算し、乗算後の各輝度の値の和を、当該画素の変換後の輝度の値とするものである。
これにより、図２に示すように、細かい数画素の高輝度（白い点）が消えるため、ノイズが低減される。
【００３６】
ここでは、平滑化処理部３ａが移動平均と呼ばれるフィルタ処理を実施するものについて示したが、変換領域内のＨＤＲ画像を構成している画素のうち、事前に設定されている閾値（基準の輝度レベル）より輝度が高い画素を探索し、その画素の輝度を当該閾値に変換するようにしてもよい。
なお、変換後の画素の最大輝度をＬMAX、最小輝度をＬMIN、各画素の表示輝度をＬ（ｉ，ｊ）×（ＬMAX−ＬMIN）／２５５として、各画素を再表示すれば、図２の平滑化表示例のように、ノイズが低減している画像の表示が可能となる。
【００３７】
次に、輝度変換対象領域設定部３の接峰面処理部３ｂは、平滑化処理部３ａにより輝度が平滑化された画素（注意：２５５階調にしたものではない）に対する接峰面処理を実施する。
合成開口レーダを用いて取得された電波画像であるＨＤＲ画像は、地上の均一な状態部分に関しても、輝度強弱が縞模様のように現れることがある。
接峰面処理は、縞の黒くなっている部分（輝度を表示した場合の凹みや縞などの溝）を埋める処理であり、接峰面処理では、変換対象の画素の周囲に位置している８画素の輝度のうち、最大の輝度を変換対象の画素の輝度に変換する。
なお、変換後の画素の最大輝度をＬMAX、最小輝度をＬMIN、各画素の表示輝度をＬ（ｉ，ｊ）×（ＬMAX−ＬMIN）／２５５として、各画素を再表示すれば、図２の接峰面処理表示例のように、それぞれの観測対象物が白く塗りつぶされたように表示することが可能となる。
【００３８】
次に、輝度変換対象領域設定部３の微分オペレータ処理部３ｃは、接峰面処理部３ｂにより接峰面処理が実施された画素に対する微分オペレータ処理を実施する。
即ち、微分オペレータ処理部３ｃは、接峰面処理後のＨＤＲ画像における画素値の勾配を算出するために、８方向のラプラシアンフィルタを用いて、フィルタ処理を実施するものである。
画素値の勾配を使用することで、ＨＤＲ画像における画素値の大小にかかわらず、周辺と比較して、画素値に変化がある領域の検出が可能になる。このため、混在している高輝度の領域と低輝度の領域を同時に検出することが可能になる。
なお、変換後の画素の最大輝度をＬMAX、最小輝度をＬMIN、各画素の表示輝度をＬ（ｉ，ｊ）×（ＬMAX−ＬMIN）／２５５として、各画素を再表示すれば、図２の微分オペレータ表示例のように、輝度の濃淡の変化があるエッジ部分を浮き上がらせることが可能となる。
【００３９】
次に、輝度変換対象領域設定部３のグループ分類処理部３ｄは、接峰面処理後のＨＤＲ画像を構成している画素のうち、微分オペレータ処理部３ｃにより算出された画素値の勾配が閾値以下である画素が集まっている画素群を一つのグループに分類する処理を実施する。
以下、グループ分類処理部３ｄの処理内容を具体的に説明する。
【００４０】
まず、グループ分類処理部３ｄは、観測対象物が存在している領域を推定する領域拡張法の開始点を設定するため、微分オペレータ処理部３ｃにより算出された勾配の絶対値を画素値とする画像中の変化領域をクラスタリングすることで、ＨＤＲ画像において、画素値の変化が大きい領域（観測対象物が存在している領域）を検出する。
ただし、観測対象物が存在している領域においても、勾配が大きい点が連続しない場合もあり、離散点のクラスタリングが必要なことから、ｋ平均法によってクラスタリングを行って、大きな勾配が集中する領域を求める。
グループ分類処理部３ｄは、領域拡張法の開始点をクラスタ（同一グループ）に含まれる点の重心に最も近い点に設定する。
【００４１】
画素値勾配のクラスタリング結果には、画素値の高低が混在しているので、領域拡張法によって、観測対象物が存在している領域を推定する。
ＨＤＲ画像は、接峰面処理によって、画素値を高さ方向に表現すると、観測対象物が存在している領域が凸包形状となるので、開始点から隣接する画素の値を比較し、画素値が設定している閾値以上であれば、当該画素をクラスタに含める処理により、観測対象物が存在している領域を推定する。
しかし、観測対象物が存在している領域の推定においては、クラスタリングの閾値によって、クラスタに含まれる画素の個数が変化する。
クラスタリングの閾値は、観測対象物を示す画素以外の画素と、観測対象物を示す画素との境界値を指すが、地表面の状態により、観測対象物が無い領域の画素値が一定値を示さないため、閾値を決定することができない。
【００４２】
そこで、グループ分類処理部３ｄは、次のようにして、クラスタリングの閾値を最適化する。
図４はクラスタリングの閾値とクラスタに含まれる画素の個数との対応関係を示す説明図である。
図４において、縦軸はクラスタに含まれる画素の個数を示し、横軸はクラスタリングの閾値を示しており、閾値は図中左から右にいくほど減少している。
【００４３】
周辺の画素と比較して輝度が高い画素が、観測対象物を示す画素であると推定するため、図４に示すように、閾値を減少させると、クラスタに含まれる画素の個数が増加する。
さらに、閾値を減少させると、観測対象物を示す画素以外の画素も、観測対象物を示す画素とみなされてしまうため、クラスタに含まれる画素の個数が急増する。
グループ分類処理部３ｄは、クラスタに含まれる画素の個数が急増する直前の閾値を領域拡張法におけるクラスタリングの閾値に設定する。
図４の例では、Ａの閾値を用いる場合、観測対象物が存在している領域をクラスタリングできず、Ｃの閾値を用いる場合、観測対象物以外の範囲をクラスタリングしてしまって、クラスタに含まれる画素の個数が急増しているので、Ｃの閾値の直前の閾値であるＢの閾値をクラスタリングの閾値に設定している。
ここで、閾値Ｂをクラスタリングすべき閾値として自動的に決定する方式を述べる。
閾値の値を変数（例えばｘ）とし、閾値ｘを用いてクラスタリングした結果求まるクラスタの画素数をｕ（ｘ）とする。差分法からｘ１，ｘ２の差分商を（ｕ（ｘ２）−ｕ（ｘ１））／（ｘ２−ｘ１）とする。
ｘ１とｘ２の値の差分をΔｘとし、２階差分商を｛ｕ（ｘ＋２Δｘ）−２ｕ（ｘ＋Δｘ）＋ｕ（ｘ）｝／Δｘ＾２とする。
Δｘの値を予め一定の値に決め、ｘの値を変化させて、ｘに対応した２階差分商を計算して記録する。図４に示す閾値と画素数の場合、ｘ＝Ｂの値において、２階差分商が最小（マイナス値）となる。マイナス値をとる理由は、閾値の値の減少に対して画素数の増加が最大になるためである。このようにして、変曲点Ｂを求める。
【００４４】
グループ分類処理部３ｄは、クラスタリングの閾値を最適化すると、接峰面処理後のＨＤＲ画像を構成している画素の中で、微分オペレータ処理部３ｃにより算出された画素値の勾配が、最適化している閾値以下である画素が集まっている画素群を一つのグループに分類する。
【００４５】
次に、輝度変換対象領域設定部３の輝度変換対象領域設定処理部３ｅは、グループ分類処理部３ｄにより分類されたグループに属する画素を含む外接の領域を輝度変換対象領域に設定する処理を実施する。
図５は輝度変換対象領域の設定例を示す説明図である。
図５の例では、点線の部分が輝度変換対象領域に設定されている。
即ち、１つのグループに属する黒の輝度の画素を含む点線の部分（外接長方形）が輝度変換対象領域に設定されている。
ここでは、外接の領域が外接長方形である例を示しているが、外接の領域が外接矩形であっても、外接円であってもよい。また、グループに属する黒の輝度の画素から一定距離にある画素範囲であってもよい。
【００４６】
図５において、点線に付加している番号は、説明のために付与したグループの番号である。グループ番号８のグループは、グループ番号２のグループをくりぬいたドーナツ型となる。
図５では、１０個のグループに分類しているが、グループ同士の結合処理を行うようにしてもよい。
グループの結合処理は、グループに属する画素の距離が一定値以下であり、かつ、ＨＤＲ画像から読み込んだグループに属する画素の輝度の平均値と分散値が、一定の差違に収まるグループ同士を同じグループとする処理である。
図５の例では、グループ番号３、グループ番号４、グループ番号５、グループ番号６及びグループ番号７のグループが同一のグループとなることが想定される。
【００４７】
輝度変換対象領域設定処理部３ｅは、上記のようにして、Ｎ個の輝度変換対象領域（１）〜（Ｎ）を設定すると、その輝度変換対象領域（１）〜（Ｎ）内に存在している画素の輝度Ｌ（ｉ，ｊ）を輝度変換部４のメモリ４ａ−１〜４ａ−Ｎに格納する。
なお、メモリ４ａ−１〜４ａ−Ｎに格納される画素の輝度Ｌ（ｉ，ｊ）は、言うまでもないが、当該画素の輝度を示す情報だけでなく、当該画素が存在している元のＨＤＲ画像中の位置（ｉ，ｊ）を示す情報も含まれている。
【００４８】
輝度変換部４は、輝度変換対象領域設定部３から輝度変換対象領域（１）〜（Ｎ）内に存在している画素の輝度Ｌ（ｉ，ｊ）を受けると、輝度変換対象領域設定部３により設定された輝度変換対象領域（１）〜（Ｎ）毎に、輝度変換対象領域（ｎ）内に存在しているノイズを除去する。
即ち、輝度変換部４は、輝度変換対象領域（ｎ）内に存在している画素のうち、周辺の画素の輝度と比べて、輝度が所定の閾値より高い画素が集まっている小さな領域をノイズが重畳されている領域であると判定する。
【００４９】
ここで、図６は輝度変換対象領域における画素値のヒストグラムの一例を示す説明図である。
輝度変換部４は、画素値の増大に伴って頻度が低下した先で、頻度勾配が平坦となる変曲点を求め、その変曲点における画素値より輝度が高い画素をノイズと推定している。
図６の例では、画素をノイズと推定する閾値を“１９３５”としている。
以下、このノイズを推定するための閾値を自動的に求める方式を示す。
図６において、横軸は画素値のとりうる範囲を示している。
図６の横軸１目盛りの値が５である場合、画素値が目盛りの値から５以内である画素の個数を縦軸で示し、グラフ上では縦棒（ビンと呼ぶ）で示す。
図４における変曲点の求め方と同様に、図６においても変曲点を求める。
一つのビンの画素値の値を変数（例えばｘ）とする。図中、横軸メモリ幅が例えば５である場合、画素値ｘ〜ｘ＋５の画素数をｇ（ｘ）とする。
差分法からｘ１，ｘ２の差分商を（ｇ（ｘ２）−ｇ（ｘ１））／（ｘ２−ｘ１）とする。
ｘ１とｘ２の値の差分をΔｘとすると、差分商は｛ｇ（ｘ＋Δｘ）−ｇ（ｘ）｝／Δｘとなる。
Δｘの値を予め一定の値に決め、ｘの値を変化させて、ｘに対応した２階差分商を計算して記録する。
Δｘの値および、ｘの値を変化させる差分量をビン幅の整数倍とすると、図６のグラフに示した値のみで、ノイズを推定するための閾値が求められる。Δｘの値または、ｘの値を変化させる差分量をビン幅の整数倍としない場合には、ヒストグラムの再計算が必要となる。
差分商の値が以下の条件を全て満たす画素値ｘ１を境として、高い画素値の画素をノイズとみなす。
条件１ ｘ１＜ｘとなるｘに対してｇ（ｘ）の値が別途定める閾値以下
条件２ ｘ＜ｘ１となる画素値を示す画素数が、画像の画素数合計×別途定める割合（閾
値）以上。
条件３ 予め定めた差分量Δｘ２に対して、
ｘ−Δｘ２ ＜ ｘ ＜ ｘ１ である ｘ における差分商の値が
ｘ１ ＜ ｘ ＜ ｘ＋Δｘ２ である ｘ における差分商の値より小 さくなる区間の中で、差分商が予め定めた閾値以上となるｘ１の値
【００５０】
輝度変換部４は、ノイズが重畳されている領域を推定すると、ローパスフィルタを用いて、そのノイズを除去することで、ノイズと推定する閾値に満たない画素値の変化を視認できるようにする。
輝度変換部４は、ノイズを除去すると、輝度変換対象領域（ｎ）内に存在している画素の輝度を線形輝度圧縮によって、可視範囲（例えば、２５５階調）内の輝度に変換する処理を実施する。
ここでは、輝度変換部４が線形輝度圧縮によって、画素の輝度を変換するものを示したが、以下のようにして、画素の輝度を変換するようにしてもよい。
【００５１】
輝度変換部４の輝度変換処理部４ｂ−１は、メモリ４ａ−１から輝度変換対象領域設定部３により設定された輝度変換対象領域（１）の画像を読み込み、輝度変換対象領域（１）内に存在している画素の輝度の平均値μ及び分散値σを算出する。
次に、輝度変換処理部４ｂ−１は、その平均値μ及び分散値σから輝度変換範囲Ｓ（１）を決定する。
例えば、平均値μを中心にして、平均値μの上下にそれぞれ分散値σの３倍の範囲を輝度変換範囲Ｓ（１）に決定する。
Ｓ（１）の下限値＝μ−３×σ
Ｓ（１）の上限値＝μ＋３×σ
【００５２】
次に、輝度変換処理部４ｂ−１は、その輝度変換範囲Ｓ（１）を２５５階調で表現し、輝度変換対象領域（１）内に存在している画素の輝度Ｌ（ｉ，ｊ）を輝度変換範囲Ｓ（１）内の輝度ｃＬ（ｉ，ｊ）に変換する。
ｃＬ（ｉ，ｊ）＝（Ｌ（ｉ，ｊ）−（μ−３×σ））／（６×σ／２５５）
ただし、輝度ｃＬ（ｉ，ｊ）は、上式の右辺の値から小数点を取り除いた値である。
なお、輝度変換対象領域（１）内に存在している画素の輝度が、その輝度変換範囲Ｓ（１）の下限値より低い場合、その画素の輝度を“０”に変換し、その輝度変換範囲Ｓ（１）の上限値より高い場合、その画素の輝度を“２５５”に変換する。
【００５３】
輝度変換処理部４ｂ−２は、メモリ４ａ−２から輝度変換対象領域設定部３により設定された輝度変換対象領域（２）の画像を読み込み、輝度変換対象領域（２）内に存在している画素の輝度の平均値μ及び分散値σを算出する。
次に、輝度変換処理部４ｂ−２は、輝度変換処理部４ｂ−１と同様に、その平均値μ及び分散値σから輝度変換範囲Ｓ（２）を決定して、その輝度変換範囲Ｓ（２）を２５５階調で表現し、輝度変換対象領域（２）内に存在している画素の輝度Ｌ（ｉ，ｊ）を輝度変換範囲Ｓ（２）内の輝度ｃＬ（ｉ，ｊ）に変換する。
【００５４】
輝度変換処理部４ｂ−Ｎは、メモリ４ａ−Ｎから輝度変換対象領域設定部３により設定された輝度変換対象領域（Ｎ）の画像を読み込み、輝度変換対象領域（Ｎ）内に存在している画素の輝度の平均値μ及び分散値σを算出する。
次に、輝度変換処理部４ｂ−Ｎは、輝度変換処理部４ｂ−１と同様に、その平均値μ及び分散値σから輝度変換範囲Ｓ（Ｎ）を決定して、その輝度変換範囲Ｓ（Ｎ）を２５５階調で表現し、輝度変換対象領域（Ｎ）内に存在している画素の輝度Ｌ（ｉ，ｊ）を輝度変換範囲Ｓ（Ｎ）内の輝度ｃＬ（ｉ，ｊ）に変換する。
【００５５】
上記のように、輝度変換処理部４ｂ−１〜４ｂ−Ｎが同様の方法で輝度変換範囲Ｓ（１）〜Ｓ（Ｎ）を決定して、輝度変換対象領域（１）〜（Ｎ）内に存在している画素の輝度Ｌ（ｉ，ｊ）を輝度変換範囲Ｓ（１）〜Ｓ（Ｎ）内の輝度ｃＬ（ｉ，ｊ）に変換しているが、輝度変換対象領域（１）〜（Ｎ）における輝度の平均値μ及び分散値σは、輝度変換対象領域毎に異なるので、輝度変換対象領域毎に異なる輝度変換範囲Ｓ（１）〜Ｓ（Ｎ）が決定され、輝度変換範囲Ｓ（１）〜Ｓ（Ｎ）は、当該輝度変換対象領域に適する変換範囲となる。
したがって、輝度変換対象領域（１）〜（Ｎ）毎に最適な輝度変換を実現することができる。
【００５６】
図７は輝度変換部４の輝度変換結果の一例を示す説明図である。
輝度変換結果は、図７に示すように、それぞれ本来の観測データの詳細ディテールを表現していることがわかる。
輝度変換対象領域（１）の輝度変換後の画像の輝度ｃＬ（ｉ，ｊ）は、メモリ４ｃ−１に格納され、輝度変換対象領域（２）の輝度変換後の画像の輝度ｃＬ（ｉ，ｊ）は、メモリ４ｃ−２に格納される。
また、輝度変換対象領域（Ｎ）の輝度変換後の画像の輝度ｃＬ（ｉ，ｊ）は、メモリ４ｃ−Ｎに格納される。
【００５７】
領域合成部５は、メモリ４ｃ−１〜４ｃ−Ｎにより格納されている輝度変換対象領域（１）〜（Ｎ）の輝度変換後の画像を合成して、合成画像を生成する。
即ち、領域合成部５は、変換領域範囲指定部２から変換領域内のＨＤＲ画像（例えば、図１の点線で囲まれている領域の画像）を受けると、そのＨＤＲ画像を構成している画素の最大輝度をＬMAX、最小輝度をＬMIN、各画素の表示輝度をＬ（ｉ，ｊ）×（ＬMAX−ＬMIN）／２５５として、各画素を図示せぬディスプレイに表示する。
次に、領域合成部５は、輝度変換部４のメモリ４ｃ−１〜４ｃ−Ｎに格納されている輝度変換対象領域（１）〜（Ｎ）の輝度変換後の画像を読み込み、ディスプレイに表示している輝度変換対象領域（１）〜（Ｎ）の画素の輝度Ｌ（ｉ，ｊ）を、輝度変換後の画像の輝度ｃＬ（ｉ，ｊ）に置き換える処理を行う。
領域合成部５による輝度変換後の画像は、合成画像として、合成画像格納部６に格納される。
図８は領域合成部５により生成された合成画像の表示例を示す説明図であり、この合成画像は、図示せぬディスプレイに表示される。
【００５８】
ここでは、領域合成部５が、変換領域範囲指定部２により設定された変換領域内のＨＤＲ画像の中で、輝度変換対象領域（１）〜（Ｎ）以外の画像も合成画像に含められているが、輝度変換対象領域（１）〜（Ｎ）以外の画像を合成画像に含めずに、輝度変換対象領域（１）〜（Ｎ）の画像だけを合成して、合成画像を生成するようにしてもよい。
【００５９】
立体表示部７は、領域合成部５が合成画像を合成画像格納部６に格納すると、合成画像格納部６から合成画像を読み込み、図１に示すように、その合成画像を構成している画素の輝度を図示せぬディスプレイに立体的に表示する。
即ち、立体表示部７は、合成画像の画素位置（ｉ，ｊ）における輝度（輝度変換対象領域（１）〜（Ｎ）の画像を構成している画素の輝度はｃＬ（ｉ，ｊ）、輝度変換対象領域（１）〜（Ｎ）以外の画像を構成している画素の輝度はＬ（ｉ，ｊ）であるが、ここでは、説明の便宜上、合成画像を構成している全ての画素の輝度をｃＬ（ｉ，ｊ）で表記する）から、３次元座標（ａ×ｉ，ａ×ｊ，ｃＬ（ｉ，ｊ））となる点を生成する。
ただし、ａはユーザにより設定可能な任意の実数である。
【００６０】
立体表示部７は、３次元座標（ａ×ｉ，ａ×ｊ，ｃＬ（ｉ，ｊ））となる点を生成すると、図１に示すように、その点を図示せぬディスプレイに表示する。
図１では、中心の輝度が高い部分を表示している例を示している。ただし、３次元の視点位置は自由に変えられることとする。
なお、立体表示部７による３次元の合成画像と、領域合成部５による２次元の合成画像とを重畳して表示するようにしてもよいし、並べて表示するようにしてもよい。
【００６１】
以上で明らかなように、この実施の形態１によれば、ＨＤＲ画像を構成している画素のうち、隣り合う画素と輝度が近似している画素同士を同一のグループに分類し、同一のグループに属する画素が存在している領域を輝度変換対象領域（１）〜（Ｎ）に設定する輝度変換対象領域設定部３と、輝度変換対象領域設定部３により設定された輝度変換対象領域（１）〜（Ｎ）毎に、輝度変換対象領域（ｎ）内に存在しているノイズを除去してから、その輝度変換対象領域（ｎ）内に存在している画素の輝度を可視範囲内の輝度ｃＬ（ｉ，ｊ）に変換する輝度変換部４とを設け、領域合成部５が輝度変換部４により画素の輝度が変換された輝度変換対象領域（１）〜（Ｎ）内の画像を合成して、合成画像を生成するように構成したので、高輝度のノイズがＨＤＲ画像に含まれている場合や、様々な観測対象物がＨＤＲ画像の中に混在している場合でも、それぞれの観測対象物を分かり易く表示することができる効果を奏する。
【００６２】
また、この実施の形態１によれば、変換領域範囲指定部２がＨＤＲ画像の中で輝度変換を行う領域の範囲を指定し、その領域内の画像を輝度変換対象領域設定部３に出力するように構成したので、ＨＤＲ画像の中の可視化が必要な領域（例えば、ユーザが表示を希望する領域）の範囲だけ輝度変換を行うことができるようになり、その結果、ＨＤＲ画像に含まれる様々なノイズの影響を受けずに、可視化が必要な領域内の観測対象物を分かり易く表示することができる効果を奏する。
【００６３】
この実施の形態１によれば、立体表示部７が領域合成部５により生成された合成画像を構成している画素の輝度を立体表示するように構成したので、ＨＤＲ画像の中に混在している複数の観測対象物の輝度の差異が僅かであっても、複数の観測対象物の形状や状態の差異を容易に視認することができる効果を奏する。
【００６４】
また、この実施の形態１によれば、輝度変換対象領域設定部３が、ＨＤＲ画像を構成している画素の輝度を平滑化する平滑化処理部３ａと、平滑化処理部３ａにより輝度が平滑化された画素に対する接峰面処理を実施する接峰面処理部３ｂと、接峰面処理部３ｂにより接峰面処理が実施された画素に対する微分オペレータ処理を実施することで、接峰面処理後のＨＤＲ画像における画素値の勾配を算出する微分オペレータ処理部３ｃと、接峰面処理後のＨＤＲ画像を構成している画素のうち、微分オペレータ処理部３ｃにより算出された画素値の勾配が閾値以下である画素が集まっている画素群を一つのグループに分類するグループ分類処理部３ｄと、グループ分類処理部３ｄにより分類されたグループに属する画素を含む外接の領域を輝度変換対象領域に設定する輝度変換対象領域設定処理部３ｅとから構成されているので、輝度の特徴が似ている領域毎に、輝度変換を実施することが可能になり、各領域内の観測対象物を分かり易く表示することができる効果を奏する。
【００６５】
この実施の形態１によれば、グループ分類処理部３ｄが一つのグループに分類する処理を実施する前に、微分オペレータ処理部３ｃにより算出された画素値の勾配と比較する閾値を仮設定して、その閾値を順次減少させながら、一つのグループに属する画素の個数が急増する直前の閾値（最適な閾値）を探索するように構成したので、観測対象物に係る画素群を正確に一つのグループに分類することができる効果を奏する。
【００６６】
この実施の形態１によれば、輝度変換部４が、輝度変換対象領域設定部３により設定された輝度変換対象領域（１）〜（Ｎ）毎に、当該輝度変換対象領域（ｎ）内に存在しているノイズを除去してから、輝度変換対象領域（ｎ）内に存在している画素の輝度Ｌ（ｉ，ｊ）を線形輝度圧縮によって、可視範囲内の輝度ｃＬ（ｉ，ｊ）に変換するように構成したので、ノイズと推定する閾値に満たない画素値の変化を視認することができるとともに、輝度変換対象領域（１）〜（Ｎ）毎に最適な輝度変換を実現することができる。その結果、輝度変換対象領域（１）〜（Ｎ）内の観測対象物を分かり易く表示することができる効果を奏する。
【００６７】
この実施の形態１によれば、輝度変換部４が、輝度変換対象領域設定部３により設定された輝度変換対象領域（１）〜（Ｎ）毎に、当該輝度変換対象領域（ｎ）内に存在しているノイズを除去してから、当該輝度変換対象領域（ｎ）内に存在している画素の輝度Ｌ（ｉ，ｊ）の平均値μ及び分散値σを算出して、その平均値μ及び分散値σから、可視範囲内に於いて輝度変換範囲Ｓ（１）〜Ｓ（Ｎ）を決定し、その平均値μ及び分散値σを用いて、当該輝度変換対象領域（ｎ）内に存在している画素の輝度Ｌ（ｉ，ｊ）を輝度変換範囲Ｓ（ｎ）内の輝度ｃＬ（ｉ，ｊ）に変換するように構成したので、ノイズと推定する閾値に満たない画素値の変化を視認することができるとともに、輝度変換対象領域（１）〜（Ｎ）毎に最適な輝度変換を実現することができる。その結果、輝度変換対象領域（１）〜（Ｎ）内の観測対象物を分かり易く表示することができる効果を奏する。
【００６８】
実施の形態２．
図９はこの発明の実施の形態２による画像表示装置の輝度変換対象領域設定部３の内部を示す構成図である。
図９において、高輝度小領域除去部３ｆは変換領域範囲指定部２から出力された変換領域内のＨＤＲ画像を構成している画素の輝度と予め設定された閾値を比較することで、その閾値より輝度が高い画素が集まっている小領域（画素数が数個の領域）を検出し、その小領域内の画素の輝度を他の輝度（例えば、小領域以外の画素であって、その小領域から最も近い位置に存在している画素の輝度）に置き換える処理を実施する。
【００６９】
クラスタリング部３ｇは高輝度小領域除去部３ｆによる置換処理後のＨＤＲ画像を構成している画素の輝度を順次走査して、隣り合う画素と輝度が近似している画素同士を同一のグループに分類する処理を実施する。
輝度変換対象領域設定処理部３ｈはクラスタリング部３ｇにより分類されたグループに属する画素を含む外接の領域（例えば、外接長方形、外接矩形、外接円）を輝度変換対象領域に設定する処理を実施する。
【００７０】
上記実施の形態１では、輝度変換対象領域設定部３が平滑化処理部３ａ、接峰面処理部３ｂ、微分オペレータ処理部３ｃ、グループ分類処理部３ｄ及び輝度変換対象領域設定処理部３ｅから構成されている例を示したが、これは一例に過ぎず、例えば、図９に示すように、輝度変換対象領域設定部３が高輝度小領域除去部３ｆ、クラスタリング部３ｇ及び輝度変換対象領域設定処理部３ｈから構成されていてもよい。
以下、輝度変換対象領域設定部３の処理内容を具体的に説明する。
【００７１】
輝度変換対象領域設定部３の高輝度小領域除去部３ｆは、変換領域範囲指定部２から変換領域内のＨＤＲ画像を受けると、そのＨＤＲ画像を構成している画素の輝度と予め設定された輝度閾値を比較する。
高輝度小領域除去部３ｆは、輝度閾値より輝度が高い画素を１以上検出すると、それらの画素の距離が予め設定された距離閾値より短ければ、それらの画素をグループ化する。
ここでは、ＨＤＲ画像を構成している画素の輝度と輝度閾値を比較するものについて示したが、比較対象の画素を中心に含む周辺３×３の画素のうち、比較対象の画素以外の８画素の輝度平均値と中心の画素の輝度を比較するようにしてもよい。
【００７２】
次に、高輝度小領域除去部３ｆは、１つのグループに属している画素の個数が予め設定された個数閾値より少なければ、このグループ（画素数が数個の小領域）をノイズが重畳されている領域（以下、「ノイズグループ」と称する）であると認定する。
高輝度小領域除去部３ｆは、ノイズグループを認定すると、そのノイズグループに属している画素の輝度を他の輝度に置き換えることで、ＨＤＲ画像に重畳されているノイズを除去する。
例えば、ノイズグループに属している画素の輝度を、そのノイズグループに属していない画素であって、そのノイズグループから最も近い位置に存在している画素の輝度に置き換える。
【００７３】
これにより、変換後の画素の最大輝度をＬMAX、最小輝度をＬMIN、各画素の表示輝度をＬ（ｉ，ｊ）×（ＬMAX−ＬMIN）／２５５として、各画素を再表示すれば、図９の高輝度小領域除去結果表示例のように、ノイズが無い画像の表示が可能となる。
ただし、変換後の画素の輝度幅も大きいので、この段階では、全体的に暗い画像になり、視認が困難な部分が現れることがある。
【００７４】
クラスタリング部３ｇは、高輝度小領域除去部３ｆから置換処理後のＨＤＲ画像を受けると、そのＨＤＲ画像を構成している画素の輝度を順次走査して、隣り合う画素と輝度が近似している画素同士を同一のグループに分類する処理を実施する。
以下、クラスタリング部３ｇの処理内容を具体的に説明する。
【００７５】
まず、クラスタリング部３ｇは、図９に示すように、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅの位置で、ＨＤＲ画像を構成している画素の輝度の高低を１次元的で取り出す処理を行う。
図９の例では、Ａ〜Ｅの順番に走査線を移動しながら、輝度の高低を取り出す際、Ａ〜Ｅにおける走査線の方向を縦方向にしているが、走査線の方向は縦方向に限るものではなく、横方向であっても、斜め方向であってもよい。
また、走査線の方向は、ユーザが任意に指定するようにしてもよいし、自動的に走査線の方向が決定されるようにしてもよい。
なお、Ａ〜Ｅの順番に走査線を移動するが、図９のように、一部分だけではなく、変換領域範囲指定部２から出力された変換領域内のＨＤＲ画像の全域に亘って移動するようにしてもよい。
【００７６】
ここで、図１０は図９の注目範囲における画素の輝度を示す説明図である。
図１０に示すように、Ａの走査線では、画素の輝度が一様に低く、注目範囲における画素の輝度も低い値になっている。
Ｂ，Ｃ，Ｄの走査線では、注目範囲における画素の輝度が高い値になっており、Ｅの走査線では、注目範囲における画素の輝度が低い値になっている。
【００７７】
クラスタリング部３ｇは、Ｂ，Ｃ，Ｄの走査線における注目範囲の高輝度部分をグループ化する。
即ち、クラスタリング部３ｇは、注目範囲において、低輝度となるＡの走査線とＥの走査線に囲まれている範囲を抽出し、その範囲を１つのグループに設定する。
高輝度、低輝度の判定は、予め一定の閾値を設定することで判断する。または、走査線上の画素の輝度値の平均値と分散値を求めて、平均値から分散値の一定倍数以上の輝度を高輝度と判断し、分散値の一定倍数以下の輝度を低輝度と判断するようにしてもよい。
または、走査方向及び走査方向と直交する方向に隣接している画素同士の輝度差異が、予め定めている閾値以下の場合に同じグループとする方式でもよい。この場合、クラスタリング部３ｇにおいて、上下左右に隣り合う画素と輝度が近似していない画素は、どこのグループにも属さないと判定する。グループに属さない画素の連結成分の外周にあたる画素位置を境界点として設定する。
【００７８】
または、走査方向及び走査方向と直交する方向に隣接している画素同士の輝度差異が、予め定めている閾値（以下、「ｋｉｄｏ」と表現する）以下の場合に同じグループとする方式において、グループに属する画素の数が、予め定めた閾値（以下、この閾値を「ｇａｓｏｎｕｍ」と表現することとし、ノイズ領域と判定する閾値より多い個数とする）に満たない場合は、そのグループへの分類を止めるものとする。このとき、ｋｉｄｏとｇａｓｏｎｕｍの値を予め定めた範囲内で変化させて、各ｋｉｄｏ値、ｇａｓｏｎｕｍ値におけるクラスタリング処理を実施する。これにより得られる各グループに属する画素数と、グループに属さない画素の固まりの画素数を求める。
ｋｉｄｏの変化により、電波の反射特性の変化が一定範囲内の領域をグループ化することができる。
ｇａｓｏｎｕｍ値を固定し、ｋｉｄｏ値を増加させるクラスタリングを実施し、グループ数と各グループに属する画素数の増減の変化量が小さくなるｇａｓｏｎｕｍ値及びｋｉｄｏ値を用いてクラスタリングすると、反射強度の強弱による過度なグループ分けがなされない。
【００７９】
輝度変換対象領域設定処理部３ｈは、クラスタリング部３ｇにより分類されたグループに属する画素を含む外接の領域（例えば、外接長方形、外接矩形、外接円）を輝度変換対象領域に設定する。
図１１は輝度変換対象領域の設定例を示す説明図である。
図１１の例では、点線の部分が輝度変換対象領域に設定されている。
即ち、１つのグループに属する画素を含む点線の部分（外接長方形）が輝度変換対象領域に設定されている。
グループ番号２のグループは、外側の枠の中のパイプ状の線が含まれているが、輝度を取り出す直線は、外側の枠を通過するまでは平らとならず、内包した形状でグループ化されている。
【００８０】
輝度変換対象領域設定処理部３ｈは、Ｎ個の輝度変換対象領域（１）〜（Ｎ）を設定すると、その輝度変換対象領域（１）〜（Ｎ）内に存在している画素の輝度Ｌ（ｉ，ｊ）を輝度変換部４のメモリ４ａ−１〜４ａ−Ｎに格納する。
なお、メモリ４ａ−１〜４ａ−Ｎに格納される画素の輝度Ｌ（ｉ，ｊ）は、言うまでもないが、当該画素の輝度を示す情報だけでなく、当該画素が存在している元のＨＤＲ画像中の位置（ｉ，ｊ）を示す情報も含まれている。
さらに、輝度変換部４の処理として、境界点の画素を予め定めた色に設定する処理を行う。
【００８１】
以上で明らかなように、輝度変換対象領域設定部３が高輝度小領域除去部３ｆ、クラスタリング部３ｇ及び輝度変換対象領域設定処理部３ｈから構成されている場合でも、上記実施の形態１と同様に、輝度の特徴が似ている領域毎に、輝度変換を実施することが可能になり、各領域内の観測対象物を分かり易く表示することができる効果を奏する。
この実施の形態２によれば、高輝度小領域除去部３ｆが、ノイズ領域を判定して、ノイズに相当する画素を周辺の画素と同じ色に置き換え、クラスタリング部３ｇが、隣り合う画素で輝度変化の増減の多い部分を非グループとして、その周辺の境界点を検出し、輝度変換部４において、境界点の画素を特定の色に設定する。これにより、例えば、草原の中に、電波をよく反射する小さな鉄骨構造物がある場合に、この部分だけ画素の輝度変化が大きいので、この部分の周辺だけ特定色で分かり易く表示することができる効果を奏する。
また、クラスタリング部３ｇが、クラスタリングに必要な変数を自動的に決定することができるので、操作員のスキルに関係なく、輝度変換を行うことが可能である。
【００８２】
実施の形態３．
図１２はこの発明の実施の形態３による画像表示装置の輝度変換対象領域設定部３の内部を示す構成図であり、図において、図９と同一符号は同一又は相当部分を示すので説明を省略する。
クラスタリング部３ｉは高輝度小領域除去部３ｆによる置換処理後のＨＤＲ画像における指定点を中心にしてヒストグラムを描き、そのヒストグラムの勾配がフラットになる点で囲まれる区間（指定点を中心に含む区間）を１つのグループに設定する処理を実施する。
【００８３】
上記実施の形態１では、輝度変換対象領域設定部３が平滑化処理部３ａ、接峰面処理部３ｂ、微分オペレータ処理部３ｃ、グループ分類処理部３ｄ及び輝度変換対象領域設定処理部３ｅから構成されている例を示したが、これは一例に過ぎず、例えば、図１２に示すように、輝度変換対象領域設定部３が高輝度小領域除去部３ｆ、クラスタリング部３ｉ及び輝度変換対象領域設定処理部３ｈから構成されていてもよい。
以下、輝度変換対象領域設定部３の処理内容を具体的に説明する。
【００８４】
輝度変換対象領域設定部３の高輝度小領域除去部３ｆは、上記実施の形態２と同様に、ノイズグループを認定し、そのノイズグループに属している画素の輝度を他の輝度に置き換えることで、ＨＤＲ画像に重畳されているノイズを除去する。
【００８５】
クラスタリング部３ｉは、高輝度小領域除去部３ｆから置換処理後のＨＤＲ画像を受けると、そのＨＤＲ画像における指定点を中心にしてヒストグラムを描画する。
図１２の例では、指定点として、点Ａと点Ｂが指定されている。
指定点は、ユーザが任意に指定するようにしてもよいし、一定間隔で決定するようにしてもよいし、乱数で位置を決めてもよい。
ヒストグラムは、図１３に示すように、ＨＤＲ画像における指定点を中心にして、横軸に指定点の画素からの距離、縦軸に輝度をとることで描画する。ヒストグラムは、指定点から遠ざかるにしたがって勾配が低くなる。
図１３の例では、方向Ｓと方向Ｔの距離を示している。方向Ｓと方向Ｔは直交する方向である。
また、図１３の例では、方向Ｓと方向Ｔの２方向の距離を示しているが、３方向以上の距離を示すようにしてもよい。
【００８６】
クラスタリング部３ｉは、ヒストグラムを描画すると、そのヒストグラムの勾配がフラットになる方向Ｓの点と方向Ｔの点とを特定し、方向Ｓの点と方向Ｔの点に囲まれる区間（指定点を中心に含む区間）を１つのグループに設定する。
ただし、同じ点を含むグループが複数設定される場合には、なるべく包含する方のグループを残して、包含される方のグループを消すようにする。
【００８７】
輝度変換対象領域設定処理部３ｈは、クラスタリング部３ｉがグループを設定すると、上記実施の形態２と同様に、そのグループに属する画素を含む外接の領域（例えば、外接長方形、外接矩形、外接円）を輝度変換対象領域に設定する。
輝度変換対象領域設定処理部３ｈは、Ｎ個の輝度変換対象領域（１）〜（Ｎ）を設定すると、その輝度変換対象領域（１）〜（Ｎ）内に存在している画素の輝度Ｌ（ｉ，ｊ）を輝度変換部４のメモリ４ａ−１〜４ａ−Ｎに格納する。
なお、メモリ４ａ−１〜４ａ−Ｎに格納される画素の輝度Ｌ（ｉ，ｊ）は、言うまでもないが、当該画素の輝度を示す情報だけでなく、当該画素が存在している元のＨＤＲ画像中の位置（ｉ，ｊ）を示す情報も含まれている。
【００８８】
以上で明らかなように、輝度変換対象領域設定部３が高輝度小領域除去部３ｆ、クラスタリング部３ｉ及び輝度変換対象領域設定処理部３ｈから構成されている場合でも、上記実施の形態１と同様に、輝度の特徴が似ている領域毎に、輝度変換を実施することが可能になり、各領域内の観測対象物を分かり易く表示することができる効果を奏する。
【００８９】
実施の形態４．
上記実施の形態１では、輝度変換部４が、輝度変換対象領域設定部３により設定された輝度変換対象領域（１）〜（Ｎ）毎に、輝度変換対象領域（ｎ）内に存在しているノイズを除去してから、輝度変換対象領域（ｎ）内に存在している画素の輝度Ｌ（ｉ，ｊ）を線形輝度圧縮によって、輝度変換範囲Ｓ（ｎ）内の輝度ｃＬ（ｉ，ｊ）に変換するものについて示したが、輝度変換対象領域（ｎ）内に存在している画素の輝度Ｌ（ｉ，ｊ）の偏りを考慮して、画素の輝度Ｌ（ｉ，ｊ）を変換するようにしてもよい。
具体的には、以下の通りである。
【００９０】
図１４は輝度変換部４による輝度変換処理を示す説明図である。
図１４では、点線範囲内のヒストグラムの輝度に対する点数を示しており、輝度変換部４が表示範囲と注目輝度範囲を決定する。
例えば、注目輝度範囲は、図１４に示すように、ピーク（極大）の極大点を含み、ヒストグラムの勾配がなだらかになるまでの左右の範囲に決定する。
【００９１】
表示範囲の決定方法としては、下記の４通りが考えられ、輝度変換部４がいずれかの決定方法にしたがって表示範囲を決定する。
（１）表示範囲を一定閾値以下に設定する方法
（２）輝度が低い画素から全体の画素数の９０パーセントまでの範囲の画素を表示範囲に
設定する方法
（３）高輝度小領域除去部３ｆによる置換処理後のＨＤＲ画像の全域の画素を表示範囲に
設定する方法
（４）図１４の左側のヒストグラムのように極大点を含み、左右に等画素数となるような
輝度範囲であり、かつ、輝度範囲の中の画素数が輝度変換対象領域の画素数の１／
３となる範囲を表示範囲に設定する方法
【００９２】
輝度変換部４は、表示範囲と注目輝度範囲を決定すると、図１４の右側のヒストグラムのように、２５５階調のうち、注目輝度範囲を中心の８５階調（８５〜１６９までの階調）に変換し、注目輝度範囲より小さい輝度を０〜８４までの階調に変換する。また、注目輝度範囲より大きい輝度を１７０〜２５４までの階調に変換する。
【００９３】
以上で明らかなように、輝度変換部４が輝度変換対象領域（ｎ）内に存在している画素の輝度Ｌ（ｉ，ｊ）の偏りを考慮して、画素の輝度Ｌ（ｉ，ｊ）を変換するようにしても、上記実施の形態１と同様に、輝度変換対象領域（１）〜（Ｎ）毎に最適な輝度変換を実現することができるようになり、輝度変換対象領域（１）〜（Ｎ）内の観測対象物を分かり易く表示することができる効果を奏する。
【００９４】
実施の形態５．
上記実施の形態１では、領域合成部５が、輝度変換部４のメモリ４ｃ−１〜４ｃ−Ｎに格納されている輝度変換対象領域（１）〜（Ｎ）の輝度変換後の画像を読み込み、ディスプレイに表示している輝度変換対象領域（１）〜（Ｎ）の画素の輝度Ｌ（ｉ，ｊ）を、輝度変換後の画像の輝度ｃＬ（ｉ，ｊ）に置き換えるものについて示したが、領域合成部５が輝度変換後の画像の輝度ｃＬ（ｉ，ｊ）に置き換える際、Ｎ個の輝度変換対象領域（１）〜（Ｎ）内の平均輝度Ｌaveを算出し、その平均輝度Ｌaveに応じて輝度変換部４により変換された輝度ｃＬ（ｉ，ｊ）の階調をシフトするようにしてもよい。
具体的には、以下の通りである。
【００９５】
ここでは、説明の便宜上、３個の輝度変換対象領域（１）〜（３）が設定されているものとする。
領域合成部５は、輝度変換対象領域（１）の画像を読み込み、その画像を構成している画素の平均輝度Ｌave1を算出する。
また、同様にして、領域合成部５は、輝度変換対象領域（２），（３）の画像を構成している画素の平均輝度Ｌave2，Ｌave3を算出する。
【００９６】
領域合成部５は、輝度変換対象領域（１）〜（３）内の平均輝度Ｌave1，Ｌave2，Ｌave3を算出すると、これらの平均輝度を相互に比較して、明るさの順位を判別する。
ここでは、説明の便宜上、輝度変換対象領域（２）内の平均輝度Ｌave2が最も明るく、次に輝度変換対象領域（１）内の平均輝度Ｌave1が明るく、輝度変換対象領域（３）内の平均輝度Ｌave3が最も暗いものとする。
Ｌave2＞Ｌave1＞Ｌave3
【００９７】
領域合成部５は、明るさの順位を判別すると、３個の輝度変換対象領域（１）〜（３）内の輝度変換後の画像（２５５階調の画像）を８０％の階調（ただし、整数）にシフトする。
即ち、最も明るい輝度変換対象領域（２）内の輝度変換後の画像については、０．２×２５５〜１．０×２５５階調にシフトする。
次に明るい輝度変換対象領域（１）内の輝度変換後の画像については、０．１×２５５〜０．９×２５５階調にシフトする。
最も暗い輝度変換対象領域（３）内の輝度変換後の画像については、０×２５５〜０．８階調にシフトする。
ただし、輝度は、整数になるように値を丸めるものとする。
【００９８】
領域合成部５は、輝度変換対象領域（１）〜（３）内の平均輝度Ｌaveに応じて輝度変換部４により変換された輝度ｃＬ（ｉ，ｊ）の階調をシフトすると、ディスプレイに表示している輝度変換対象領域（１）〜（Ｎ）の画素の輝度Ｌ（ｉ，ｊ）を、階調シフト後の輝度ｃＬ（ｉ，ｊ）に置き換える。
【００９９】
以上で明らかなように、この実施の形態５によれば、輝度変換対象領域設定部３により設定された輝度変換対象領域が複数存在する場合、複数の輝度変換対象領域内の平均輝度Ｌaveを算出し、その平均輝度Ｌaveに応じて輝度変換部４により変換された輝度ｃＬ（ｉ，ｊ）の階調をシフトするように構成したので、複数の輝度変換対象領域内の観測対象物を容易に見分けることができる効果を奏する。
【符号の説明】
【０１００】
１ ＨＤＲ画像格納部、２ 変換領域範囲指定部（変換領域範囲指定手段）、３ 輝度変換対象領域設定部（輝度変換対象領域設定手段）、３ａ 平滑化処理部、３ｂ 接峰面処理部、３ｃ 微分オペレータ処理部、３ｄ グループ分類処理部、３ｅ 輝度変換対象領域設定処理部、３ｆ 高輝度小領域除去部、３ｇ クラスタリング部、３ｈ 輝度変換対象領域設定処理部、３ｉ クラスタリング部、４ 輝度変換部（輝度変換手段）、４ａ−１〜４ａ−Ｎ メモリ、４ｂ−１〜４ｂ−Ｎ 輝度変換処理部、４ｃ−１〜４ｃ−Ｎ メモリ、５ 領域合成部（領域合成手段）、６ 合成画像格納部、７ 立体表示部（立体表示手段）。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、輝度が幅広い値をとるハイダイナミックレンジ画像（以下、「ＨＤＲ画像」と称する）を、人間が視認可能な輝度範囲でかつ表示可能な階調数の画像に変換して表示する画像表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＨＤＲ画像としては、例えば、合成開口レーダを用いて取得された電波画像であるＳＡＲ（synthetic aperture radar）画像（この画像には狭い範囲の高輝度ノイズも加算されている）や、ハイダイナミックレンジカメラを用いて撮影された画像などがある。
合成開口レーダを航空機や人工衛星に搭載し、合成開口レーダを用いて、地上を観測したデータを画像として表現する場合、画素の輝度が数万階調になることがある。
しかし、人間が輝度の差違を識別することが可能な輝度階調は数百階調であることから、合成開口レーダを用いて観測されたデータであるＨＤＲ画像を表示するためには、そのＨＤＲ画像を構成している画素の輝度を人間の可視範囲内の輝度（かつ数百の輝度階調）に変換する必要がある。
【０００３】
ここで、ＨＤＲ画像を構成している画素の輝度を人間の可視範囲内の輝度に変換する方式として、トーンマッピング（Ｔｏｎｅ Ｍａｐｐｉｎｇ）と呼ばれる方式（以下、「ＴＭＯ方式」と称する）が知られている。
合成開口レーダを用いて観測されたデータのうち、金属のように電波を反射し易い観測対象物に係るデータは輝度が高くなり、水面のように電波を反射し難い観測対象物に係るデータは輝度が低くなる傾向がある。
このため、合成開口レーダを用いて観測されたデータをＨＤＲ画像として利用する場合において、例えば、車両のように高輝度で表現される部分を表示すると同時に、水田のように低輝度で表現される部分を表示しようとすると、輝度の差違が大き過ぎるため、同時に両方の輝度範囲を工夫しなければ、不鮮明な画像を表示することになる。
【０００４】
具体的には、以下の通りである。
合成開口レーダを用いて、上空から観測されたデータが、例えば、図１５に示すように、建物周辺の構造物が写っているＨＤＲ画像であるものとする。
また、この場合のＨＤＲ画像における観測対象物の輝度分布が、図１６に示すような輝度分布であるものとする。
このとき、ＴＭＯ方式を用いて、ＨＤＲ画像における観測対象物の輝度を線形に可視範囲内の輝度に変換すると、図１７に示すように、殆どの観測対象物の輝度が小さな値となる。
この結果、図１８に示すように、ほぼ真っ暗な画像に変換されてしまい、視認可能なものが、極めて輝度が高いノイズだけになってしまうので、不鮮明な画像を表示することになる。
【０００５】
以下の非特許文献１には、光学写真を対象とする従来のＴＭＯ方式を適用しても、合成開口レーダを用いて観測されたデータのように、観測対象が様々な輝度範囲に分離して記録されているＨＤＲ画像の可視化には適さない旨が記載されている。
即ち、以下の非特許文献１には、光学写真向けＴＭＯ方式を適用する場合、画面全体が白く見えるように変換されてしまうことや、人が試行錯誤して適用パラメータを決定する必要があることが記載されている。
また、合成開口レーダを用いて観測されたデータには、ＨＤＲ画像の狭い領域において、高輝度のノイズが不規則に現れており、このノイズを除去することが課題であるとされている。
【０００６】
以下の特許文献１には、ＨＤＲ画像の輝度変換を実施する際、ＨＤＲ画像を比較的明るい領域と、比較的暗い領域とに分割し、それぞれの領域に最適と思われるＴＭＯ変換を実施して、変換後の領域を合成する方式が開示されている。
この方式の場合、ＨＤＲ画像が、高輝度の領域と低輝度の領域がはっきり分離していれば、適度な輝度変換が可能である。
しかし、合成開口レーダを用いて、上空から観測されたデータの場合、例えば、平らな地面の上に建物があり、その建物の屋上が平らになっていると、地面が低輝度に表現され、建物の縁が高輝度に表現され、建物の屋上の平らな部分が高輝度で表現される。
即ち、高輝度の領域と低輝度の領域が混在して表現されるため、高輝度の領域と低輝度の領域を適切に分離することができず、ＴＭＯ方式を適用することが困難である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−３４５５０９号公報（段落番号［０００６］）
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】Lambers, M. Nies, H. Kolb, A.:”Interactive Dynamic Range Reduction for SAR Images”,Geoscience and Remote Sensing Letters, Vol.5 Issue3 pp. 507-511, 2008
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従来の画像表示装置は以上のように構成されているので、観測対象物の近くに高輝度のノイズが現れると、そのノイズの影響で、観測対象物を分かり易く表示することができなくなる課題があった。
また、ＨＤＲ画像の中に様々な観測対象物が混在している場合、高輝度の領域と低輝度の領域を適切に分離することができず、それぞれの観測対象物を分かり易く表示することができなくなる課題があった。
【００１０】
また、ＨＤＲ画像の中に混在している複数の観測対象物の輝度の差異が、複数の観測対象物の形状や状態の差異を表しているとき、その輝度の差異が小さい場合には、人間が見ても、輝度の差異を認識することが困難であるため、複数の観測対象物の形状や状態の差異を正確に把握することができなくなる課題があった。
さらに、人間が試行錯誤して適用パラメータを決定するのではなく、自動的にＴＭＯ方式の適用パラメータを決定する方式を採用する場合には、ＨＤＲ画像の中の可視化が必要な領域だけでなく、可視化が不必要な領域も考慮されて、適用パラメータが決定されることが想定される。
このため、可視化が必要な領域の輝度変換に最適な適用パラメータが決定されるとは限らず、可視化が必要な領域を分かり易く表示することができなくなることがある課題があった。
【００１１】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、高輝度のノイズがＨＤＲ画像に含まれている場合や、様々な観測対象物がＨＤＲ画像の中に混在している場合でも、それぞれの観測対象物を分かり易く表示することができる画像表示装置を得ることを目的とする。
また、この発明は、ＨＤＲ画像の中に混在している複数の観測対象物の輝度の差異が僅かであっても、複数の観測対象物の形状や状態の差異を容易に視認することができる画像表示装置を得ることを目的とする。
さらに、この発明は、可視化が必要な領域の輝度変換を最適化して、可視化が必要な領域を分かり易く表示することができる画像表示装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この発明に係る画像表示装置は、可視範囲を超える輝度階調を有する画像を構成している画素のうち、隣り合う画素と輝度が近似している画素同士を同一のグループに分類し、同一のグループに属する画素が存在している領域を輝度変換対象領域に設定する輝度変換対象領域設定手段と、その輝度変換対象領域設定手段により設定された輝度変換対象領域毎に、当該輝度変換対象領域内に存在しているノイズを除去してから、当該輝度変換対象領域内に存在している画素の輝度を可視範囲内の輝度に変換する輝度変換手段とを設け、領域合成手段が輝度変換手段により画素の輝度が変換された１以上の輝度変換対象領域内の画像を合成して、合成画像を生成するようにしたものである。
【発明の効果】
【００１３】
この発明によれば、可視範囲を超える輝度階調を有する画像を構成している画素のうち、隣り合う画素と輝度が近似している画素同士を同一のグループに分類し、同一のグループに属する画素が存在している領域を輝度変換対象領域に設定する輝度変換対象領域設定手段と、その輝度変換対象領域設定手段により設定された輝度変換対象領域毎に、当該輝度変換対象領域内に存在しているノイズを除去してから、当該輝度変換対象領域内に存在している画素の輝度を可視範囲内の輝度に変換する輝度変換手段とを設け、領域合成手段が輝度変換手段により画素の輝度が変換された１以上の輝度変換対象領域内の画像を合成して、合成画像を生成するように構成したので、様々な観測対象物が画像の中に混在している場合でも、それぞれの観測対象物を分かり易く表示することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】この発明の実施の形態１による画像表示装置を示す構成図である。
【図２】この発明の実施の形態１による画像表示装置の輝度変換対象領域設定部３の内部を示す構成図である。
【図３】輝度変換対象領域設定部３により設定される輝度変換対象領域を示す説明図である。
【図４】クラスタリングの閾値とクラスタに含まれる画素の個数との対応関係を示す説明図である。
【図５】輝度変換対象領域の設定例を示す説明図である。
【図６】輝度変換対象領域における画素値のヒストグラムの一例を示す説明図である。
【図７】輝度変換部４の輝度変換結果の一例を示す説明図である。
【図８】領域合成部５により生成された合成画像の表示例を示す説明図である。
【図９】この発明の実施の形態２による画像表示装置の輝度変換対象領域設定部３の内部を示す構成図である。
【図１０】図９の注目範囲における画素の輝度を示す説明図である。
【図１１】輝度変換対象領域の設定例を示す説明図である。
【図１２】この発明の実施の形態３による画像表示装置の輝度変換対象領域設定部３の内部を示す構成図である。
【図１３】クラスタリング部３ｉによるヒストグラム評価例を示す説明図である。
【図１４】輝度変換部４による輝度変換処理を示す説明図である。
【図１５】観測対象物の配置例を示す説明図である。
【図１６】ＨＤＲ画像における輝度分布を示す説明図である。
【図１７】ＴＭＯ方式を用いて、輝度変換を実施した後の輝度分布を示す説明図である。
【図１８】線形変換結果イメージを示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による画像表示装置を示す構成図である。
図１において、ＨＤＲ画像格納部１は人間の可視範囲を超え、かつ視認可能な階調数を超える輝度階調を有する画像であるハイダイナミックレンジ画像（ＨＤＲ画像）として、例えば、合成開口レーダを用いて取得された電波画像であるＳＡＲ画像や、ハイダイナミックレンジカメラを用いて撮影された画像を格納しているメモリなどの記録媒体である。
なお、ＨＤＲ画像は、縦の画素数がＭ、横の画素数がＮである場合、Ｍ×Ｎ個の輝度情報を保持しており、１画素の輝度情報は、例えば８バイトで表現可能な整数で表現されている。輝度情報は、整数の値が大きい程、輝度が高いことを示している。
【００１６】
変換領域範囲指定部２はＨＤＲ画像格納部１により格納されているＨＤＲ画像の中で輝度変換を行う領域の範囲の指定を受け付けて、その変換領域内のＨＤＲ画像を輝度変換対象領域設定部３に出力する処理を実施する。なお、変換領域範囲指定部２は変換領域範囲指定手段を構成している。
図１では、変換領域範囲指定部２の具体的な構成例を示していないが、例えば、以下に示すようなハードウェアで構成されている。
・ＨＤＲ画像格納部１からＨＤＲ画像を読み込むメモリインタフェース
・輝度変換を行う領域の範囲の指定を受け付けるマンマシンインタフェース（例えば、キーボード、マウス）
・ＨＤＲ画像から変換領域内の画像を切り出して輝度変換対象領域設定部３に出力する画像処理部（例えば、ＣＰＵを実装している半導体集積回路）
ここでは、メモリインタフェース、マンマシンインタフェース及び画像処理部から変換領域範囲指定部２が構成されている例を示したが、これは一例に過ぎず、例えば、変換領域範囲指定部２がワンチップマイコンなどで構成されていてもよい。
【００１７】
輝度変換対象領域設定部３は変換領域範囲指定部２から出力された変換領域内のＨＤＲ画像を構成している画素のうち、隣り合う画素と輝度が近似している画素同士を同一のグループに分類し、同一のグループに属する画素が存在している領域を輝度変換対象領域に設定する処理を実施する。なお、輝度変換対象領域設定部３は輝度変換対象領域設定手段を構成している。
図１では、輝度変換対象領域設定部３がＮ個の輝度変換対象領域（１）〜（Ｎ）を設定して、Ｎ個の輝度変換対象領域（１）〜（Ｎ）を輝度変換部４に出力している例を示している。
輝度変換対象領域設定部３の具体的な構成例については後述する。
【００１８】
輝度変換部４は輝度変換対象領域設定部３により設定された輝度変換対象領域（１）〜（Ｎ）毎に、輝度変換対象領域（ｎ）内に存在しているノイズを除去してから、その輝度変換対象領域（ｎ）内に存在している画素の輝度を線形輝度圧縮によって、可視範囲（例えば、２５５階調）内の輝度に変換する処理を実施する。ただし、ｎ＝１，２，・・・，Ｎである。
【００１９】
あるいは、輝度変換部４は輝度変換対象領域設定部３により設定された輝度変換対象領域（１）〜（Ｎ）毎に、輝度変換対象領域（ｎ）内に存在しているノイズを除去してから、その輝度変換対象領域（ｎ）内に存在している画素の輝度の平均値μ及び分散値σを算出して、その平均値μ及び分散値σから、可視範囲内に於いて輝度変換範囲Ｓ（ｎ）（例えば、平均値μを中心にして、平均値μの上下にそれぞれ分散値σの３倍の範囲）を決定し、その平均値μ及び分散値σを用いて、輝度変換対象領域（ｎ）内に存在している画素の輝度を輝度変換範囲Ｓ（ｎ）内の輝度に変換する処理を実施する。
なお、輝度変換部４は輝度変換手段を構成している。
【００２０】
メモリ４ａ−１は輝度変換対象領域設定部３により設定された輝度変換対象領域（１）の画像を一時的に格納する記録媒体である。
メモリ４ａ−２は輝度変換対象領域設定部３により設定された輝度変換対象領域（２）の画像を一時的に格納する記録媒体である。
メモリ４ａ−Ｎは輝度変換対象領域設定部３により設定された輝度変換対象領域（Ｎ）の画像を一時的に格納する記録媒体である。
【００２１】
輝度変換処理部４ｂ−１は例えばＣＰＵを実装している半導体集積回路から構成されており、輝度変換対象領域（１）内に存在しているノイズを除去してから、輝度変換対象領域（１）内に存在している画素の輝度を線形輝度圧縮によって、輝度変換範囲Ｓ（１）内の輝度に変換する処理を実施する。あるいは、輝度変換対象領域（１）内に存在しているノイズを除去してから、輝度変換対象領域（１）内に存在している画素の輝度の平均値μ及び分散値σを算出して、その平均値μ及び分散値σから輝度変換範囲Ｓ（１）を決定し、その平均値μ及び分散値σを用いて、輝度変換対象領域（１）内に存在している画素の輝度を輝度変換範囲Ｓ（１）内の輝度に変換する処理を実施する。
【００２２】
輝度変換処理部４ｂ−２は例えばＣＰＵを実装している半導体集積回路から構成されており、輝度変換対象領域（２）内に存在しているノイズを除去してから、輝度変換対象領域（２）内に存在している画素の輝度を線形輝度圧縮によって、輝度変換範囲Ｓ（２）内の輝度に変換する処理を実施する。あるいは、輝度変換対象領域（２）内に存在しているノイズを除去してから、輝度変換対象領域（２）内に存在している画素の輝度の平均値μ及び分散値σを算出して、その平均値μ及び分散値σから輝度変換範囲Ｓ（２）を決定し、その平均値μ及び分散値σを用いて、輝度変換対象領域（２）内に存在している画素の輝度を輝度変換範囲Ｓ（２）内の輝度に変換する処理を実施する。
【００２３】
輝度変換処理部４ｂ−Ｎは例えばＣＰＵを実装している半導体集積回路から構成されており、輝度変換対象領域（Ｎ）内に存在しているノイズを除去してから、輝度変換対象領域（Ｎ）内に存在している画素の輝度を線形輝度圧縮によって、輝度変換範囲Ｓ（Ｎ）内の輝度に変換する処理を実施する。あるいは、輝度変換対象領域（Ｎ）内に存在しているノイズを除去してから、輝度変換対象領域（Ｎ）内に存在している画素の輝度の平均値μ及び分散値σを算出して、その平均値μ及び分散値σから輝度変換範囲Ｓ（Ｎ）を決定し、その平均値μ及び分散値σを用いて、輝度変換対象領域（Ｎ）内に存在している画素の輝度を輝度変換範囲Ｓ（Ｎ）内の輝度に変換する処理を実施する。
【００２４】
メモリ４ｃ−１は輝度変換対象領域（１）の輝度変換後の画像を一時的に格納する記録媒体である。
メモリ４ｃ−２は輝度変換対象領域（２）の輝度変換後の画像を一時的に格納する記録媒体である。
メモリ４ｃ−Ｎは輝度変換対象領域（Ｎ）の輝度変換後の画像を一時的に格納する記録媒体である。
図１では、輝度変換部４がメモリ４ａ−１〜４ａ−Ｎ、輝度変換処理部４ｂ−１〜４ｂ−Ｎ及びメモリ４ｃ−１〜４ｃ−Ｎから構成されている例を示したが、これは一例に過ぎず、例えば、輝度変換部４がワンチップマイコンで構成されていてもよい。
【００２５】
領域合成部５は例えばＣＰＵを実装している半導体集積回路、あるいは、ワンチップマイコンから構成されており、メモリ４ｃ−１〜４ｃ−Ｎにより格納されている輝度変換対象領域（１）〜（Ｎ）の輝度変換後の画像を合成して、合成画像を生成する処理を実施する。
即ち、領域合成部５はＨＤＲ画像を構成している画素（変換領域範囲指定部２から出力された変換領域内のＨＤＲ画像を構成している画素）の輝度のうち、輝度変換処理部４ｂ−１〜４ｂ−Ｎにより輝度が変換される前の輝度変換対象領域（１）〜（Ｎ）内に存在している画素の輝度を、輝度変換処理部４ｂ−１〜４ｂ−Ｎにより変換された輝度に置き換える処理を実施する。なお、領域合成部５は領域合成手段を構成している。
【００２６】
合成画像格納部６は領域合成部５により生成された合成画像を一時的に格納するメモリなどの記録媒体である。
立体表示部７は例えばＣＰＵを実装している半導体集積回路、あるいは、ワンチップマイコンから構成されており、合成画像格納部６により格納されている合成画像を構成している画素の輝度を図示せぬディスプレイに立体的に表示する処理を実施する。なお、立体表示部７は立体表示手段を構成している。
【００２７】
図１では、画像表示装置の構成要素であるＨＤＲ画像格納部１、変換領域範囲指定部２、輝度変換対象領域設定部３、輝度変換部４、領域合成部５、合成画像格納部６及び立体表示部７がそれぞれ専用のハードウェアで構成されている例を示したが、画像表示装置がコンピュータで構成されている場合には、変換領域範囲指定部２、輝度変換対象領域設定部３、輝度変換部４、領域合成部５及び立体表示部７の処理内容を示すプログラムをコンピュータのメモリに格納し、コンピュータのＣＰＵが当該メモリに格納されているプログラムを実行するようにしてもよい。
【００２８】
図２は輝度変換対象領域設定部３の内部を示す構成図である。
図２において、平滑化処理部３ａは変換領域範囲指定部２から出力された変換領域内のＨＤＲ画像を構成している画素の輝度を平滑化する処理を実施する。
接峰面処理部３ｂは平滑化処理部３ａにより輝度が平滑化された画素に対する接峰面処理を実施する。
微分オペレータ処理部３ｃは接峰面処理部３ｂにより接峰面処理が実施された画素に対する微分オペレータ処理を実施することで、接峰面処理後のＨＤＲ画像における画素値の勾配を算出する。
【００２９】
グループ分類処理部３ｄは接峰面処理後のＨＤＲ画像を構成している画素のうち、微分オペレータ処理部３ｃにより算出された画素値の勾配が閾値以下である画素が集まっている画素群を一つのグループに分類する処理を実施する。
ただし、グループ分類処理部３ｄは一つのグループに分類する処理を実施する前に、閾値を最適化する処理を実施する。
即ち、グループ分類処理部３ｄは微分オペレータ処理部３ｃにより算出された画素値の勾配と比較する閾値を仮設定して、その閾値を順次減少させながら、一つのグループに属する画素の個数が急増する直前の閾値（最適な閾値）を探索する処理を実施する。
【００３０】
輝度変換対象領域設定処理部３ｅはグループ分類処理部３ｄにより分類されたグループに属する画素を含む外接の領域（例えば、外接長方形、外接矩形、外接円）を輝度変換対象領域に設定する処理を実施する。
図２では、輝度変換対象領域設定部３が平滑化処理部３ａ、接峰面処理部３ｂ、微分オペレータ処理部３ｃ、グループ分類処理部３ｄ及び輝度変換対象領域設定処理部３ｅから構成されている例を示したが、これは一例に過ぎず、例えば、輝度変換対象領域設定部３がワンチップマイコンで構成されていてもよい。
【００３１】
次に動作について説明する。
変換領域範囲指定部２は、人間の可視範囲（例えば、２５５階調）を超える輝度階調を有する画像として、ＨＤＲ画像格納部１からＨＤＲ画像を読み込むと、そのＨＤＲ画像を図示せぬディスプレイに表示する。
このとき、ＨＤＲ画像を構成する画素の最大輝度がＬMAX、最小輝度がＬMINであるとする。
また、ＨＤＲ画像の左上を原点として、原点から下方向にｉ画素、右方向にｊ画素進んだ位置（ｉ，ｊ）に存在する画素の輝度をＬ（ｉ，ｊ）とする。
この場合、変換領域範囲指定部２がディスプレイに表示する画素の輝度を例えば２５５階調とすると、ディスプレイに表示する画素の輝度を下記のＬ’（ｉ，ｊ）（ただし、小数点以下を切り捨てた整数値）とする。
Ｌ’（ｉ，ｊ）＝Ｌ（ｉ，ｊ）×（ＬMAX−ＬMIN）／２５５
【００３２】
変換領域範囲指定部２は、ＨＤＲ画像をディスプレイに表示すると、輝度変換を行う領域の範囲の指定を受け付ける処理を行う。
即ち、ユーザがディスプレイに表示されているＨＤＲ画像を確認すると、変換領域範囲指定部２におけるキーボードやマウスなどを操作して、輝度変換を行う領域の範囲を指定する。
これにより、変換領域範囲指定部２が、ユーザの指定を受け付けて、輝度変換を行う領域の範囲を設定する。
図１では、点線で囲まれている領域が、輝度変換を行う領域の範囲として指定されている例を示している。
なお、指定する範囲の形状は、矩形形状であっても、円形形状であってもよい。また、折れ線による領域の指定であってもよい。
【００３３】
変換領域範囲指定部２は、輝度変換を行う領域の範囲を設定すると、その変換領域内のＨＤＲ画像を輝度変換対象領域設定部３に出力する。
このとき、輝度変換対象領域設定部３に出力されるＨＤＲ画像の輝度情報は、ディスプレイに表示している２５５階調の整数ではなく、ＨＤＲ画像格納部１により格納されている元のＨＤＲ画像における輝度Ｌ（ｉ，ｊ）の情報である。
また、この輝度情報は、元のＨＤＲ画像を構成している画素の位置（ｉ，ｊ）の情報も併せ持っている。
【００３４】
輝度変換対象領域設定部３は、変換領域範囲指定部２から変換領域内のＨＤＲ画像（例えば、図１の点線で囲まれている領域の画像）を受けると、変換領域内のＨＤＲ画像を構成している画素のうち、隣り合う画素と輝度が近似している画素同士を同一のグループに分類し、同一のグループに属する画素が存在している領域を輝度変換対象領域に設定する。
即ち、輝度変換対象領域設定部３は、図３に示すように、変換領域内のＨＤＲ画像（例えば、図１の点線で囲まれている領域の画像）の中から、輝度が同程度の画素を含む近傍の領域（点線で囲まれている領域）を別々の輝度変換対象領域に設定している。
【００３５】
以下、輝度変換対象領域設定部３の処理内容を具体的に説明する。
まず、輝度変換対象領域設定部３の平滑化処理部３ａは、変換領域範囲指定部２から変換領域内のＨＤＲ画像を受けると、変換領域内のＨＤＲ画像を構成している画素の輝度を平滑化する。
即ち、平滑化処理部３ａは、ＨＤＲ画像に含まれているノイズ（小さな領域に現れている輝度が高い部分）を低減するために、移動平均と呼ばれるフィルタ処理を実施するものである。
具体的には、変換対象の画素を中心とする縦横３×３の９画素の輝度の値に“１／９”をそれぞれ乗算し、乗算後の各輝度の値の和を、当該画素の変換後の輝度の値とするものである。
これにより、図２に示すように、細かい数画素の高輝度（白い点）が消えるため、ノイズが低減される。
【００３６】
ここでは、平滑化処理部３ａが移動平均と呼ばれるフィルタ処理を実施するものについて示したが、変換領域内のＨＤＲ画像を構成している画素のうち、事前に設定されている閾値（基準の輝度レベル）より輝度が高い画素を探索し、その画素の輝度を当該閾値に変換するようにしてもよい。
なお、変換後の画素の最大輝度をＬMAX、最小輝度をＬMIN、各画素の表示輝度をＬ（ｉ，ｊ）×（ＬMAX−ＬMIN）／２５５として、各画素を再表示すれば、図２の平滑化表示例のように、ノイズが低減している画像の表示が可能となる。
【００３７】
次に、輝度変換対象領域設定部３の接峰面処理部３ｂは、平滑化処理部３ａにより輝度が平滑化された画素（注意：２５５階調にしたものではない）に対する接峰面処理を実施する。
合成開口レーダを用いて取得された電波画像であるＨＤＲ画像は、地上の均一な状態部分に関しても、輝度強弱が縞模様のように現れることがある。
接峰面処理は、縞の黒くなっている部分（輝度を表示した場合の凹みや縞などの溝）を埋める処理であり、接峰面処理では、変換対象の画素の周囲に位置している８画素の輝度のうち、最大の輝度を変換対象の画素の輝度に変換する。
なお、変換後の画素の最大輝度をＬMAX、最小輝度をＬMIN、各画素の表示輝度をＬ（ｉ，ｊ）×（ＬMAX−ＬMIN）／２５５として、各画素を再表示すれば、図２の接峰面処理表示例のように、それぞれの観測対象物が白く塗りつぶされたように表示することが可能となる。
【００３８】
次に、輝度変換対象領域設定部３の微分オペレータ処理部３ｃは、接峰面処理部３ｂにより接峰面処理が実施された画素に対する微分オペレータ処理を実施する。
即ち、微分オペレータ処理部３ｃは、接峰面処理後のＨＤＲ画像における画素値の勾配を算出するために、８方向のラプラシアンフィルタを用いて、フィルタ処理を実施するものである。
画素値の勾配を使用することで、ＨＤＲ画像における画素値の大小にかかわらず、周辺と比較して、画素値に変化がある領域の検出が可能になる。このため、混在している高輝度の領域と低輝度の領域を同時に検出することが可能になる。
なお、変換後の画素の最大輝度をＬMAX、最小輝度をＬMIN、各画素の表示輝度をＬ（ｉ，ｊ）×（ＬMAX−ＬMIN）／２５５として、各画素を再表示すれば、図２の微分オペレータ表示例のように、輝度の濃淡の変化があるエッジ部分を浮き上がらせることが可能となる。
【００３９】
次に、輝度変換対象領域設定部３のグループ分類処理部３ｄは、接峰面処理後のＨＤＲ画像を構成している画素のうち、微分オペレータ処理部３ｃにより算出された画素値の勾配が閾値以下である画素が集まっている画素群を一つのグループに分類する処理を実施する。
以下、グループ分類処理部３ｄの処理内容を具体的に説明する。
【００４０】
まず、グループ分類処理部３ｄは、観測対象物が存在している領域を推定する領域拡張法の開始点を設定するため、微分オペレータ処理部３ｃにより算出された勾配の絶対値を画素値とする画像中の変化領域をクラスタリングすることで、ＨＤＲ画像において、画素値の変化が大きい領域（観測対象物が存在している領域）を検出する。
ただし、観測対象物が存在している領域においても、勾配が大きい点が連続しない場合もあり、離散点のクラスタリングが必要なことから、ｋ平均法によってクラスタリングを行って、大きな勾配が集中する領域を求める。
グループ分類処理部３ｄは、領域拡張法の開始点をクラスタ（同一グループ）に含まれる点の重心に最も近い点に設定する。
【００４１】
画素値勾配のクラスタリング結果には、画素値の高低が混在しているので、領域拡張法によって、観測対象物が存在している領域を推定する。
ＨＤＲ画像は、接峰面処理によって、画素値を高さ方向に表現すると、観測対象物が存在している領域が凸包形状となるので、開始点から隣接する画素の値を比較し、画素値が設定している閾値以上であれば、当該画素をクラスタに含める処理により、観測対象物が存在している領域を推定する。
しかし、観測対象物が存在している領域の推定においては、クラスタリングの閾値によって、クラスタに含まれる画素の個数が変化する。
クラスタリングの閾値は、観測対象物を示す画素以外の画素と、観測対象物を示す画素との境界値を指すが、地表面の状態により、観測対象物が無い領域の画素値が一定値を示さないため、閾値を決定することができない。
【００４２】
そこで、グループ分類処理部３ｄは、次のようにして、クラスタリングの閾値を最適化する。
図４はクラスタリングの閾値とクラスタに含まれる画素の個数との対応関係を示す説明図である。
図４において、縦軸はクラスタに含まれる画素の個数を示し、横軸はクラスタリングの閾値を示しており、閾値は図中左から右にいくほど減少している。
【００４３】
周辺の画素と比較して輝度が高い画素が、観測対象物を示す画素であると推定するため、図４に示すように、閾値を減少させると、クラスタに含まれる画素の個数が増加する。
さらに、閾値を減少させると、観測対象物を示す画素以外の画素も、観測対象物を示す画素とみなされてしまうため、クラスタに含まれる画素の個数が急増する。
グループ分類処理部３ｄは、クラスタに含まれる画素の個数が急増する直前の閾値を領域拡張法におけるクラスタリングの閾値に設定する。
図４の例では、Ａの閾値を用いる場合、観測対象物が存在している領域をクラスタリングできず、Ｃの閾値を用いる場合、観測対象物以外の範囲をクラスタリングしてしまって、クラスタに含まれる画素の個数が急増しているので、Ｃの閾値の直前の閾値であるＢの閾値をクラスタリングの閾値に設定している。
ここで、閾値Ｂをクラスタリングすべき閾値として自動的に決定する方式を述べる。
閾値の値を変数（例えばｘ）とし、閾値ｘを用いてクラスタリングした結果求まるクラスタの画素数をｕ（ｘ）とする。差分法からｘ１，ｘ２の差分商を（ｕ（ｘ２）−ｕ（ｘ１））／（ｘ２−ｘ１）とする。
ｘ１とｘ２の値の差分をΔｘとし、２階差分商を｛ｕ（ｘ＋２Δｘ）−２ｕ（ｘ＋Δｘ）＋ｕ（ｘ）｝／Δｘ＾２とする。
Δｘの値を予め一定の値に決め、ｘの値を変化させて、ｘに対応した２階差分商を計算して記録する。図４に示す閾値と画素数の場合、ｘ＝Ｂの値において、２階差分商が最小（マイナス値）となる。マイナス値をとる理由は、閾値の値の減少に対して画素数の増加が最大になるためである。このようにして、変曲点Ｂを求める。
【００４４】
グループ分類処理部３ｄは、クラスタリングの閾値を最適化すると、接峰面処理後のＨＤＲ画像を構成している画素の中で、微分オペレータ処理部３ｃにより算出された画素値の勾配が、最適化している閾値以下である画素が集まっている画素群を一つのグループに分類する。
【００４５】
次に、輝度変換対象領域設定部３の輝度変換対象領域設定処理部３ｅは、グループ分類処理部３ｄにより分類されたグループに属する画素を含む外接の領域を輝度変換対象領域に設定する処理を実施する。
図５は輝度変換対象領域の設定例を示す説明図である。
図５の例では、点線の部分が輝度変換対象領域に設定されている。
即ち、１つのグループに属する黒の輝度の画素を含む点線の部分（外接長方形）が輝度変換対象領域に設定されている。
ここでは、外接の領域が外接長方形である例を示しているが、外接の領域が外接矩形であっても、外接円であってもよい。また、グループに属する黒の輝度の画素から一定距離にある画素範囲であってもよい。
【００４６】
図５において、点線に付加している番号は、説明のために付与したグループの番号である。グループ番号８のグループは、グループ番号２のグループをくりぬいたドーナツ型となる。
図５では、１０個のグループに分類しているが、グループ同士の結合処理を行うようにしてもよい。
グループの結合処理は、グループに属する画素の距離が一定値以下であり、かつ、ＨＤＲ画像から読み込んだグループに属する画素の輝度の平均値と分散値が、一定の差違に収まるグループ同士を同じグループとする処理である。
図５の例では、グループ番号３、グループ番号４、グループ番号５、グループ番号６及びグループ番号７のグループが同一のグループとなることが想定される。
【００４７】
輝度変換対象領域設定処理部３ｅは、上記のようにして、Ｎ個の輝度変換対象領域（１）〜（Ｎ）を設定すると、その輝度変換対象領域（１）〜（Ｎ）内に存在している画素の輝度Ｌ（ｉ，ｊ）を輝度変換部４のメモリ４ａ−１〜４ａ−Ｎに格納する。
なお、メモリ４ａ−１〜４ａ−Ｎに格納される画素の輝度Ｌ（ｉ，ｊ）は、言うまでもないが、当該画素の輝度を示す情報だけでなく、当該画素が存在している元のＨＤＲ画像中の位置（ｉ，ｊ）を示す情報も含まれている。
【００４８】
輝度変換部４は、輝度変換対象領域設定部３から輝度変換対象領域（１）〜（Ｎ）内に存在している画素の輝度Ｌ（ｉ，ｊ）を受けると、輝度変換対象領域設定部３により設定された輝度変換対象領域（１）〜（Ｎ）毎に、輝度変換対象領域（ｎ）内に存在しているノイズを除去する。
即ち、輝度変換部４は、輝度変換対象領域（ｎ）内に存在している画素のうち、周辺の画素の輝度と比べて、輝度が所定の閾値より高い画素が集まっている小さな領域をノイズが重畳されている領域であると判定する。
【００４９】
ここで、図６は輝度変換対象領域における画素値のヒストグラムの一例を示す説明図である。
輝度変換部４は、画素値の増大に伴って頻度が低下した先で、頻度勾配が平坦となる変曲点を求め、その変曲点における画素値より輝度が高い画素をノイズと推定している。
図６の例では、画素をノイズと推定する閾値を“１９３５”としている。
以下、このノイズを推定するための閾値を自動的に求める方式を示す。
図６において、横軸は画素値のとりうる範囲を示している。
図６の横軸１目盛りの値が５である場合、画素値が目盛りの値から５以内である画素の個数を縦軸で示し、グラフ上では縦棒（ビンと呼ぶ）で示す。
図４における変曲点の求め方と同様に、図６においても変曲点を求める。
一つのビンの画素値の値を変数（例えばｘ）とする。図中、横軸メモリ幅が例えば５である場合、画素値ｘ〜ｘ＋５の画素数をｇ（ｘ）とする。
差分法からｘ１，ｘ２の差分商を（ｇ（ｘ２）−ｇ（ｘ１））／（ｘ２−ｘ１）とする。
ｘ１とｘ２の値の差分をΔｘとすると、差分商は｛ｇ（ｘ＋Δｘ）−ｇ（ｘ）｝／Δｘとなる。
Δｘの値を予め一定の値に決め、ｘの値を変化させて、ｘに対応した２階差分商を計算して記録する。
Δｘの値および、ｘの値を変化させる差分量をビン幅の整数倍とすると、図６のグラフに示した値のみで、ノイズを推定するための閾値が求められる。Δｘの値または、ｘの値を変化させる差分量をビン幅の整数倍としない場合には、ヒストグラムの再計算が必要となる。
差分商の値が以下の条件を全て満たす画素値ｘ１を境として、高い画素値の画素をノイズとみなす。
条件１ ｘ１＜ｘとなるｘに対してｇ（ｘ）の値が別途定める閾値以下
条件２ ｘ＜ｘ１となる画素値を示す画素数が、画像の画素数合計×別途定める割合（閾
値）以上。
条件３ 予め定めた差分量Δｘ２に対して、
ｘ−Δｘ２ ＜ ｘ ＜ ｘ１ である ｘ における差分商の値が
ｘ１ ＜ ｘ ＜ ｘ＋Δｘ２ である ｘ における差分商の値より小 さくなる区間の中で、差分商が予め定めた閾値以上となるｘ１の値
【００５０】
輝度変換部４は、ノイズが重畳されている領域を推定すると、ローパスフィルタを用いて、そのノイズを除去することで、ノイズと推定する閾値に満たない画素値の変化を視認できるようにする。
輝度変換部４は、ノイズを除去すると、輝度変換対象領域（ｎ）内に存在している画素の輝度を線形輝度圧縮によって、可視範囲（例えば、２５５階調）内の輝度に変換する処理を実施する。
ここでは、輝度変換部４が線形輝度圧縮によって、画素の輝度を変換するものを示したが、以下のようにして、画素の輝度を変換するようにしてもよい。
【００５１】
輝度変換部４の輝度変換処理部４ｂ−１は、メモリ４ａ−１から輝度変換対象領域設定部３により設定された輝度変換対象領域（１）の画像を読み込み、輝度変換対象領域（１）内に存在している画素の輝度の平均値μ及び分散値σを算出する。
次に、輝度変換処理部４ｂ−１は、その平均値μ及び分散値σから輝度変換範囲Ｓ（１）を決定する。
例えば、平均値μを中心にして、平均値μの上下にそれぞれ分散値σの３倍の範囲を輝度変換範囲Ｓ（１）に決定する。
Ｓ（１）の下限値＝μ−３×σ
Ｓ（１）の上限値＝μ＋３×σ
【００５２】
次に、輝度変換処理部４ｂ−１は、その輝度変換範囲Ｓ（１）を２５５階調で表現し、輝度変換対象領域（１）内に存在している画素の輝度Ｌ（ｉ，ｊ）を輝度変換範囲Ｓ（１）内の輝度ｃＬ（ｉ，ｊ）に変換する。
ｃＬ（ｉ，ｊ）＝（Ｌ（ｉ，ｊ）−（μ−３×σ））／（６×σ／２５５）
ただし、輝度ｃＬ（ｉ，ｊ）は、上式の右辺の値から小数点を取り除いた値である。
なお、輝度変換対象領域（１）内に存在している画素の輝度が、その輝度変換範囲Ｓ（１）の下限値より低い場合、その画素の輝度を“０”に変換し、その輝度変換範囲Ｓ（１）の上限値より高い場合、その画素の輝度を“２５５”に変換する。
【００５３】
輝度変換処理部４ｂ−２は、メモリ４ａ−２から輝度変換対象領域設定部３により設定された輝度変換対象領域（２）の画像を読み込み、輝度変換対象領域（２）内に存在している画素の輝度の平均値μ及び分散値σを算出する。
次に、輝度変換処理部４ｂ−２は、輝度変換処理部４ｂ−１と同様に、その平均値μ及び分散値σから輝度変換範囲Ｓ（２）を決定して、その輝度変換範囲Ｓ（２）を２５５階調で表現し、輝度変換対象領域（２）内に存在している画素の輝度Ｌ（ｉ，ｊ）を輝度変換範囲Ｓ（２）内の輝度ｃＬ（ｉ，ｊ）に変換する。
【００５４】
輝度変換処理部４ｂ−Ｎは、メモリ４ａ−Ｎから輝度変換対象領域設定部３により設定された輝度変換対象領域（Ｎ）の画像を読み込み、輝度変換対象領域（Ｎ）内に存在している画素の輝度の平均値μ及び分散値σを算出する。
次に、輝度変換処理部４ｂ−Ｎは、輝度変換処理部４ｂ−１と同様に、その平均値μ及び分散値σから輝度変換範囲Ｓ（Ｎ）を決定して、その輝度変換範囲Ｓ（Ｎ）を２５５階調で表現し、輝度変換対象領域（Ｎ）内に存在している画素の輝度Ｌ（ｉ，ｊ）を輝度変換範囲Ｓ（Ｎ）内の輝度ｃＬ（ｉ，ｊ）に変換する。
【００５５】
上記のように、輝度変換処理部４ｂ−１〜４ｂ−Ｎが同様の方法で輝度変換範囲Ｓ（１）〜Ｓ（Ｎ）を決定して、輝度変換対象領域（１）〜（Ｎ）内に存在している画素の輝度Ｌ（ｉ，ｊ）を輝度変換範囲Ｓ（１）〜Ｓ（Ｎ）内の輝度ｃＬ（ｉ，ｊ）に変換しているが、輝度変換対象領域（１）〜（Ｎ）における輝度の平均値μ及び分散値σは、輝度変換対象領域毎に異なるので、輝度変換対象領域毎に異なる輝度変換範囲Ｓ（１）〜Ｓ（Ｎ）が決定され、輝度変換範囲Ｓ（１）〜Ｓ（Ｎ）は、当該輝度変換対象領域に適する変換範囲となる。
したがって、輝度変換対象領域（１）〜（Ｎ）毎に最適な輝度変換を実現することができる。
【００５６】
図７は輝度変換部４の輝度変換結果の一例を示す説明図である。
輝度変換結果は、図７に示すように、それぞれ本来の観測データの詳細ディテールを表現していることがわかる。
輝度変換対象領域（１）の輝度変換後の画像の輝度ｃＬ（ｉ，ｊ）は、メモリ４ｃ−１に格納され、輝度変換対象領域（２）の輝度変換後の画像の輝度ｃＬ（ｉ，ｊ）は、メモリ４ｃ−２に格納される。
また、輝度変換対象領域（Ｎ）の輝度変換後の画像の輝度ｃＬ（ｉ，ｊ）は、メモリ４ｃ−Ｎに格納される。
【００５７】
領域合成部５は、メモリ４ｃ−１〜４ｃ−Ｎにより格納されている輝度変換対象領域（１）〜（Ｎ）の輝度変換後の画像を合成して、合成画像を生成する。
即ち、領域合成部５は、変換領域範囲指定部２から変換領域内のＨＤＲ画像（例えば、図１の点線で囲まれている領域の画像）を受けると、そのＨＤＲ画像を構成している画素の最大輝度をＬMAX、最小輝度をＬMIN、各画素の表示輝度をＬ（ｉ，ｊ）×（ＬMAX−ＬMIN）／２５５として、各画素を図示せぬディスプレイに表示する。
次に、領域合成部５は、輝度変換部４のメモリ４ｃ−１〜４ｃ−Ｎに格納されている輝度変換対象領域（１）〜（Ｎ）の輝度変換後の画像を読み込み、ディスプレイに表示している輝度変換対象領域（１）〜（Ｎ）の画素の輝度Ｌ（ｉ，ｊ）を、輝度変換後の画像の輝度ｃＬ（ｉ，ｊ）に置き換える処理を行う。
領域合成部５による輝度変換後の画像は、合成画像として、合成画像格納部６に格納される。
図８は領域合成部５により生成された合成画像の表示例を示す説明図であり、この合成画像は、図示せぬディスプレイに表示される。
【００５８】
ここでは、領域合成部５が、変換領域範囲指定部２により設定された変換領域内のＨＤＲ画像の中で、輝度変換対象領域（１）〜（Ｎ）以外の画像も合成画像に含められているが、輝度変換対象領域（１）〜（Ｎ）以外の画像を合成画像に含めずに、輝度変換対象領域（１）〜（Ｎ）の画像だけを合成して、合成画像を生成するようにしてもよい。
【００５９】
立体表示部７は、領域合成部５が合成画像を合成画像格納部６に格納すると、合成画像格納部６から合成画像を読み込み、図１に示すように、その合成画像を構成している画素の輝度を図示せぬディスプレイに立体的に表示する。
即ち、立体表示部７は、合成画像の画素位置（ｉ，ｊ）における輝度（輝度変換対象領域（１）〜（Ｎ）の画像を構成している画素の輝度はｃＬ（ｉ，ｊ）、輝度変換対象領域（１）〜（Ｎ）以外の画像を構成している画素の輝度はＬ（ｉ，ｊ）であるが、ここでは、説明の便宜上、合成画像を構成している全ての画素の輝度をｃＬ（ｉ，ｊ）で表記する）から、３次元座標（ａ×ｉ，ａ×ｊ，ｃＬ（ｉ，ｊ））となる点を生成する。
ただし、ａはユーザにより設定可能な任意の実数である。
【００６０】
立体表示部７は、３次元座標（ａ×ｉ，ａ×ｊ，ｃＬ（ｉ，ｊ））となる点を生成すると、図１に示すように、その点を図示せぬディスプレイに表示する。
図１では、中心の輝度が高い部分を表示している例を示している。ただし、３次元の視点位置は自由に変えられることとする。
なお、立体表示部７による３次元の合成画像と、領域合成部５による２次元の合成画像とを重畳して表示するようにしてもよいし、並べて表示するようにしてもよい。
【００６１】
以上で明らかなように、この実施の形態１によれば、ＨＤＲ画像を構成している画素のうち、隣り合う画素と輝度が近似している画素同士を同一のグループに分類し、同一のグループに属する画素が存在している領域を輝度変換対象領域（１）〜（Ｎ）に設定する輝度変換対象領域設定部３と、輝度変換対象領域設定部３により設定された輝度変換対象領域（１）〜（Ｎ）毎に、輝度変換対象領域（ｎ）内に存在しているノイズを除去してから、その輝度変換対象領域（ｎ）内に存在している画素の輝度を可視範囲内の輝度ｃＬ（ｉ，ｊ）に変換する輝度変換部４とを設け、領域合成部５が輝度変換部４により画素の輝度が変換された輝度変換対象領域（１）〜（Ｎ）内の画像を合成して、合成画像を生成するように構成したので、高輝度のノイズがＨＤＲ画像に含まれている場合や、様々な観測対象物がＨＤＲ画像の中に混在している場合でも、それぞれの観測対象物を分かり易く表示することができる効果を奏する。
【００６２】
また、この実施の形態１によれば、変換領域範囲指定部２がＨＤＲ画像の中で輝度変換を行う領域の範囲を指定し、その領域内の画像を輝度変換対象領域設定部３に出力するように構成したので、ＨＤＲ画像の中の可視化が必要な領域（例えば、ユーザが表示を希望する領域）の範囲だけ輝度変換を行うことができるようになり、その結果、ＨＤＲ画像に含まれる様々なノイズの影響を受けずに、可視化が必要な領域内の観測対象物を分かり易く表示することができる効果を奏する。
【００６３】
この実施の形態１によれば、立体表示部７が領域合成部５により生成された合成画像を構成している画素の輝度を立体表示するように構成したので、ＨＤＲ画像の中に混在している複数の観測対象物の輝度の差異が僅かであっても、複数の観測対象物の形状や状態の差異を容易に視認することができる効果を奏する。
【００６４】
また、この実施の形態１によれば、輝度変換対象領域設定部３が、ＨＤＲ画像を構成している画素の輝度を平滑化する平滑化処理部３ａと、平滑化処理部３ａにより輝度が平滑化された画素に対する接峰面処理を実施する接峰面処理部３ｂと、接峰面処理部３ｂにより接峰面処理が実施された画素に対する微分オペレータ処理を実施することで、接峰面処理後のＨＤＲ画像における画素値の勾配を算出する微分オペレータ処理部３ｃと、接峰面処理後のＨＤＲ画像を構成している画素のうち、微分オペレータ処理部３ｃにより算出された画素値の勾配が閾値以下である画素が集まっている画素群を一つのグループに分類するグループ分類処理部３ｄと、グループ分類処理部３ｄにより分類されたグループに属する画素を含む外接の領域を輝度変換対象領域に設定する輝度変換対象領域設定処理部３ｅとから構成されているので、輝度の特徴が似ている領域毎に、輝度変換を実施することが可能になり、各領域内の観測対象物を分かり易く表示することができる効果を奏する。
【００６５】
この実施の形態１によれば、グループ分類処理部３ｄが一つのグループに分類する処理を実施する前に、微分オペレータ処理部３ｃにより算出された画素値の勾配と比較する閾値を仮設定して、その閾値を順次減少させながら、一つのグループに属する画素の個数が急増する直前の閾値（最適な閾値）を探索するように構成したので、観測対象物に係る画素群を正確に一つのグループに分類することができる効果を奏する。
【００６６】
この実施の形態１によれば、輝度変換部４が、輝度変換対象領域設定部３により設定された輝度変換対象領域（１）〜（Ｎ）毎に、当該輝度変換対象領域（ｎ）内に存在しているノイズを除去してから、輝度変換対象領域（ｎ）内に存在している画素の輝度Ｌ（ｉ，ｊ）を線形輝度圧縮によって、可視範囲内の輝度ｃＬ（ｉ，ｊ）に変換するように構成したので、ノイズと推定する閾値に満たない画素値の変化を視認することができるとともに、輝度変換対象領域（１）〜（Ｎ）毎に最適な輝度変換を実現することができる。その結果、輝度変換対象領域（１）〜（Ｎ）内の観測対象物を分かり易く表示することができる効果を奏する。
【００６７】
この実施の形態１によれば、輝度変換部４が、輝度変換対象領域設定部３により設定された輝度変換対象領域（１）〜（Ｎ）毎に、当該輝度変換対象領域（ｎ）内に存在しているノイズを除去してから、当該輝度変換対象領域（ｎ）内に存在している画素の輝度Ｌ（ｉ，ｊ）の平均値μ及び分散値σを算出して、その平均値μ及び分散値σから、可視範囲内に於いて輝度変換範囲Ｓ（１）〜Ｓ（Ｎ）を決定し、その平均値μ及び分散値σを用いて、当該輝度変換対象領域（ｎ）内に存在している画素の輝度Ｌ（ｉ，ｊ）を輝度変換範囲Ｓ（ｎ）内の輝度ｃＬ（ｉ，ｊ）に変換するように構成したので、ノイズと推定する閾値に満たない画素値の変化を視認することができるとともに、輝度変換対象領域（１）〜（Ｎ）毎に最適な輝度変換を実現することができる。その結果、輝度変換対象領域（１）〜（Ｎ）内の観測対象物を分かり易く表示することができる効果を奏する。
【００６８】
実施の形態２．
図９はこの発明の実施の形態２による画像表示装置の輝度変換対象領域設定部３の内部を示す構成図である。
図９において、高輝度小領域除去部３ｆは変換領域範囲指定部２から出力された変換領域内のＨＤＲ画像を構成している画素の輝度と予め設定された閾値を比較することで、その閾値より輝度が高い画素が集まっている小領域（画素数が数個の領域）を検出し、その小領域内の画素の輝度を他の輝度（例えば、小領域以外の画素であって、その小領域から最も近い位置に存在している画素の輝度）に置き換える処理を実施する。
【００６９】
クラスタリング部３ｇは高輝度小領域除去部３ｆによる置換処理後のＨＤＲ画像を構成している画素の輝度を順次走査して、隣り合う画素と輝度が近似している画素同士を同一のグループに分類する処理を実施する。
輝度変換対象領域設定処理部３ｈはクラスタリング部３ｇにより分類されたグループに属する画素を含む外接の領域（例えば、外接長方形、外接矩形、外接円）を輝度変換対象領域に設定する処理を実施する。
【００７０】
上記実施の形態１では、輝度変換対象領域設定部３が平滑化処理部３ａ、接峰面処理部３ｂ、微分オペレータ処理部３ｃ、グループ分類処理部３ｄ及び輝度変換対象領域設定処理部３ｅから構成されている例を示したが、これは一例に過ぎず、例えば、図９に示すように、輝度変換対象領域設定部３が高輝度小領域除去部３ｆ、クラスタリング部３ｇ及び輝度変換対象領域設定処理部３ｈから構成されていてもよい。
以下、輝度変換対象領域設定部３の処理内容を具体的に説明する。
【００７１】
輝度変換対象領域設定部３の高輝度小領域除去部３ｆは、変換領域範囲指定部２から変換領域内のＨＤＲ画像を受けると、そのＨＤＲ画像を構成している画素の輝度と予め設定された輝度閾値を比較する。
高輝度小領域除去部３ｆは、輝度閾値より輝度が高い画素を１以上検出すると、それらの画素の距離が予め設定された距離閾値より短ければ、それらの画素をグループ化する。
ここでは、ＨＤＲ画像を構成している画素の輝度と輝度閾値を比較するものについて示したが、比較対象の画素を中心に含む周辺３×３の画素のうち、比較対象の画素以外の８画素の輝度平均値と中心の画素の輝度を比較するようにしてもよい。
【００７２】
次に、高輝度小領域除去部３ｆは、１つのグループに属している画素の個数が予め設定された個数閾値より少なければ、このグループ（画素数が数個の小領域）をノイズが重畳されている領域（以下、「ノイズグループ」と称する）であると認定する。
高輝度小領域除去部３ｆは、ノイズグループを認定すると、そのノイズグループに属している画素の輝度を他の輝度に置き換えることで、ＨＤＲ画像に重畳されているノイズを除去する。
例えば、ノイズグループに属している画素の輝度を、そのノイズグループに属していない画素であって、そのノイズグループから最も近い位置に存在している画素の輝度に置き換える。
【００７３】
これにより、変換後の画素の最大輝度をＬMAX、最小輝度をＬMIN、各画素の表示輝度をＬ（ｉ，ｊ）×（ＬMAX−ＬMIN）／２５５として、各画素を再表示すれば、図９の高輝度小領域除去結果表示例のように、ノイズが無い画像の表示が可能となる。
ただし、変換後の画素の輝度幅も大きいので、この段階では、全体的に暗い画像になり、視認が困難な部分が現れることがある。
【００７４】
クラスタリング部３ｇは、高輝度小領域除去部３ｆから置換処理後のＨＤＲ画像を受けると、そのＨＤＲ画像を構成している画素の輝度を順次走査して、隣り合う画素と輝度が近似している画素同士を同一のグループに分類する処理を実施する。
以下、クラスタリング部３ｇの処理内容を具体的に説明する。
【００７５】
まず、クラスタリング部３ｇは、図９に示すように、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅの位置で、ＨＤＲ画像を構成している画素の輝度の高低を１次元的で取り出す処理を行う。
図９の例では、Ａ〜Ｅの順番に走査線を移動しながら、輝度の高低を取り出す際、Ａ〜Ｅにおける走査線の方向を縦方向にしているが、走査線の方向は縦方向に限るものではなく、横方向であっても、斜め方向であってもよい。
また、走査線の方向は、ユーザが任意に指定するようにしてもよいし、自動的に走査線の方向が決定されるようにしてもよい。
なお、Ａ〜Ｅの順番に走査線を移動するが、図９のように、一部分だけではなく、変換領域範囲指定部２から出力された変換領域内のＨＤＲ画像の全域に亘って移動するようにしてもよい。
【００７６】
ここで、図１０は図９の注目範囲における画素の輝度を示す説明図である。
図１０に示すように、Ａの走査線では、画素の輝度が一様に低く、注目範囲における画素の輝度も低い値になっている。
Ｂ，Ｃ，Ｄの走査線では、注目範囲における画素の輝度が高い値になっており、Ｅの走査線では、注目範囲における画素の輝度が低い値になっている。
【００７７】
クラスタリング部３ｇは、Ｂ，Ｃ，Ｄの走査線における注目範囲の高輝度部分をグループ化する。
即ち、クラスタリング部３ｇは、注目範囲において、低輝度となるＡの走査線とＥの走査線に囲まれている範囲を抽出し、その範囲を１つのグループに設定する。
高輝度、低輝度の判定は、予め一定の閾値を設定することで判断する。または、走査線上の画素の輝度値の平均値と分散値を求めて、平均値から分散値の一定倍数以上の輝度を高輝度と判断し、分散値の一定倍数以下の輝度を低輝度と判断するようにしてもよい。
または、走査方向及び走査方向と直交する方向に隣接している画素同士の輝度差異が、予め定めている閾値以下の場合に同じグループとする方式でもよい。この場合、クラスタリング部３ｇにおいて、上下左右に隣り合う画素と輝度が近似していない画素は、どこのグループにも属さないと判定する。グループに属さない画素の連結成分の外周にあたる画素位置を境界点として設定する。
【００７８】
または、走査方向及び走査方向と直交する方向に隣接している画素同士の輝度差異が、予め定めている閾値（以下、「ｋｉｄｏ」と表現する）以下の場合に同じグループとする方式において、グループに属する画素の数が、予め定めた閾値（以下、この閾値を「ｇａｓｏｎｕｍ」と表現することとし、ノイズ領域と判定する閾値より多い個数とする）に満たない場合は、そのグループへの分類を止めるものとする。このとき、ｋｉｄｏとｇａｓｏｎｕｍの値を予め定めた範囲内で変化させて、各ｋｉｄｏ値、ｇａｓｏｎｕｍ値におけるクラスタリング処理を実施する。これにより得られる各グループに属する画素数と、グループに属さない画素の固まりの画素数を求める。
ｋｉｄｏの変化により、電波の反射特性の変化が一定範囲内の領域をグループ化することができる。
ｇａｓｏｎｕｍ値を固定し、ｋｉｄｏ値を増加させるクラスタリングを実施し、グループ数と各グループに属する画素数の増減の変化量が小さくなるｇａｓｏｎｕｍ値及びｋｉｄｏ値を用いてクラスタリングすると、反射強度の強弱による過度なグループ分けがなされない。
【００７９】
輝度変換対象領域設定処理部３ｈは、クラスタリング部３ｇにより分類されたグループに属する画素を含む外接の領域（例えば、外接長方形、外接矩形、外接円）を輝度変換対象領域に設定する。
図１１は輝度変換対象領域の設定例を示す説明図である。
図１１の例では、点線の部分が輝度変換対象領域に設定されている。
即ち、１つのグループに属する画素を含む点線の部分（外接長方形）が輝度変換対象領域に設定されている。
グループ番号２のグループは、外側の枠の中のパイプ状の線が含まれているが、輝度を取り出す直線は、外側の枠を通過するまでは平らとならず、内包した形状でグループ化されている。
【００８０】
輝度変換対象領域設定処理部３ｈは、Ｎ個の輝度変換対象領域（１）〜（Ｎ）を設定すると、その輝度変換対象領域（１）〜（Ｎ）内に存在している画素の輝度Ｌ（ｉ，ｊ）を輝度変換部４のメモリ４ａ−１〜４ａ−Ｎに格納する。
なお、メモリ４ａ−１〜４ａ−Ｎに格納される画素の輝度Ｌ（ｉ，ｊ）は、言うまでもないが、当該画素の輝度を示す情報だけでなく、当該画素が存在している元のＨＤＲ画像中の位置（ｉ，ｊ）を示す情報も含まれている。
さらに、輝度変換部４の処理として、境界点の画素を予め定めた色に設定する処理を行う。
【００８１】
以上で明らかなように、輝度変換対象領域設定部３が高輝度小領域除去部３ｆ、クラスタリング部３ｇ及び輝度変換対象領域設定処理部３ｈから構成されている場合でも、上記実施の形態１と同様に、輝度の特徴が似ている領域毎に、輝度変換を実施することが可能になり、各領域内の観測対象物を分かり易く表示することができる効果を奏する。
この実施の形態２によれば、高輝度小領域除去部３ｆが、ノイズ領域を判定して、ノイズに相当する画素を周辺の画素と同じ色に置き換え、クラスタリング部３ｇが、隣り合う画素で輝度変化の増減の多い部分を非グループとして、その周辺の境界点を検出し、輝度変換部４において、境界点の画素を特定の色に設定する。これにより、例えば、草原の中に、電波をよく反射する小さな鉄骨構造物がある場合に、この部分だけ画素の輝度変化が大きいので、この部分の周辺だけ特定色で分かり易く表示することができる効果を奏する。
また、クラスタリング部３ｇが、クラスタリングに必要な変数を自動的に決定することができるので、操作員のスキルに関係なく、輝度変換を行うことが可能である。
【００８２】
実施の形態３．
図１２はこの発明の実施の形態３による画像表示装置の輝度変換対象領域設定部３の内部を示す構成図であり、図において、図９と同一符号は同一又は相当部分を示すので説明を省略する。
クラスタリング部３ｉは高輝度小領域除去部３ｆによる置換処理後のＨＤＲ画像における指定点を中心にしてヒストグラムを描き、そのヒストグラムの勾配がフラットになる点で囲まれる区間（指定点を中心に含む区間）を１つのグループに設定する処理を実施する。
【００８３】
上記実施の形態１では、輝度変換対象領域設定部３が平滑化処理部３ａ、接峰面処理部３ｂ、微分オペレータ処理部３ｃ、グループ分類処理部３ｄ及び輝度変換対象領域設定処理部３ｅから構成されている例を示したが、これは一例に過ぎず、例えば、図１２に示すように、輝度変換対象領域設定部３が高輝度小領域除去部３ｆ、クラスタリング部３ｉ及び輝度変換対象領域設定処理部３ｈから構成されていてもよい。
以下、輝度変換対象領域設定部３の処理内容を具体的に説明する。
【００８４】
輝度変換対象領域設定部３の高輝度小領域除去部３ｆは、上記実施の形態２と同様に、ノイズグループを認定し、そのノイズグループに属している画素の輝度を他の輝度に置き換えることで、ＨＤＲ画像に重畳されているノイズを除去する。
【００８５】
クラスタリング部３ｉは、高輝度小領域除去部３ｆから置換処理後のＨＤＲ画像を受けると、そのＨＤＲ画像における指定点を中心にしてヒストグラムを描画する。
図１２の例では、指定点として、点Ａと点Ｂが指定されている。
指定点は、ユーザが任意に指定するようにしてもよいし、一定間隔で決定するようにしてもよいし、乱数で位置を決めてもよい。
ヒストグラムは、図１３に示すように、ＨＤＲ画像における指定点を中心にして、横軸に指定点の画素からの距離、縦軸に輝度をとることで描画する。ヒストグラムは、指定点から遠ざかるにしたがって勾配が低くなる。
図１３の例では、方向Ｓと方向Ｔの距離を示している。方向Ｓと方向Ｔは直交する方向である。
また、図１３の例では、方向Ｓと方向Ｔの２方向の距離を示しているが、３方向以上の距離を示すようにしてもよい。
【００８６】
クラスタリング部３ｉは、ヒストグラムを描画すると、そのヒストグラムの勾配がフラットになる方向Ｓの点と方向Ｔの点とを特定し、方向Ｓの点と方向Ｔの点に囲まれる区間（指定点を中心に含む区間）を１つのグループに設定する。
ただし、同じ点を含むグループが複数設定される場合には、なるべく包含する方のグループを残して、包含される方のグループを消すようにする。
【００８７】
輝度変換対象領域設定処理部３ｈは、クラスタリング部３ｉがグループを設定すると、上記実施の形態２と同様に、そのグループに属する画素を含む外接の領域（例えば、外接長方形、外接矩形、外接円）を輝度変換対象領域に設定する。
輝度変換対象領域設定処理部３ｈは、Ｎ個の輝度変換対象領域（１）〜（Ｎ）を設定すると、その輝度変換対象領域（１）〜（Ｎ）内に存在している画素の輝度Ｌ（ｉ，ｊ）を輝度変換部４のメモリ４ａ−１〜４ａ−Ｎに格納する。
なお、メモリ４ａ−１〜４ａ−Ｎに格納される画素の輝度Ｌ（ｉ，ｊ）は、言うまでもないが、当該画素の輝度を示す情報だけでなく、当該画素が存在している元のＨＤＲ画像中の位置（ｉ，ｊ）を示す情報も含まれている。
【００８８】
以上で明らかなように、輝度変換対象領域設定部３が高輝度小領域除去部３ｆ、クラスタリング部３ｉ及び輝度変換対象領域設定処理部３ｈから構成されている場合でも、上記実施の形態１と同様に、輝度の特徴が似ている領域毎に、輝度変換を実施することが可能になり、各領域内の観測対象物を分かり易く表示することができる効果を奏する。
【００８９】
実施の形態４．
上記実施の形態１では、輝度変換部４が、輝度変換対象領域設定部３により設定された輝度変換対象領域（１）〜（Ｎ）毎に、輝度変換対象領域（ｎ）内に存在しているノイズを除去してから、輝度変換対象領域（ｎ）内に存在している画素の輝度Ｌ（ｉ，ｊ）を線形輝度圧縮によって、輝度変換範囲Ｓ（ｎ）内の輝度ｃＬ（ｉ，ｊ）に変換するものについて示したが、輝度変換対象領域（ｎ）内に存在している画素の輝度Ｌ（ｉ，ｊ）の偏りを考慮して、画素の輝度Ｌ（ｉ，ｊ）を変換するようにしてもよい。
具体的には、以下の通りである。
【００９０】
図１４は輝度変換部４による輝度変換処理を示す説明図である。
図１４では、点線範囲内のヒストグラムの輝度に対する点数を示しており、輝度変換部４が表示範囲と注目輝度範囲を決定する。
例えば、注目輝度範囲は、図１４に示すように、ピーク（極大）の極大点を含み、ヒストグラムの勾配がなだらかになるまでの左右の範囲に決定する。
【００９１】
表示範囲の決定方法としては、下記の４通りが考えられ、輝度変換部４がいずれかの決定方法にしたがって表示範囲を決定する。
（１）表示範囲を一定閾値以下に設定する方法
（２）輝度が低い画素から全体の画素数の９０パーセントまでの範囲の画素を表示範囲に
設定する方法
（３）高輝度小領域除去部３ｆによる置換処理後のＨＤＲ画像の全域の画素を表示範囲に
設定する方法
（４）図１４の左側のヒストグラムのように極大点を含み、左右に等画素数となるような
輝度範囲であり、かつ、輝度範囲の中の画素数が輝度変換対象領域の画素数の１／
３となる範囲を表示範囲に設定する方法
【００９２】
輝度変換部４は、表示範囲と注目輝度範囲を決定すると、図１４の右側のヒストグラムのように、２５５階調のうち、注目輝度範囲を中心の８５階調（８５〜１６９までの階調）に変換し、注目輝度範囲より小さい輝度を０〜８４までの階調に変換する。また、注目輝度範囲より大きい輝度を１７０〜２５４までの階調に変換する。
【００９３】
以上で明らかなように、輝度変換部４が輝度変換対象領域（ｎ）内に存在している画素の輝度Ｌ（ｉ，ｊ）の偏りを考慮して、画素の輝度Ｌ（ｉ，ｊ）を変換するようにしても、上記実施の形態１と同様に、輝度変換対象領域（１）〜（Ｎ）毎に最適な輝度変換を実現することができるようになり、輝度変換対象領域（１）〜（Ｎ）内の観測対象物を分かり易く表示することができる効果を奏する。
【００９４】
実施の形態５．
上記実施の形態１では、領域合成部５が、輝度変換部４のメモリ４ｃ−１〜４ｃ−Ｎに格納されている輝度変換対象領域（１）〜（Ｎ）の輝度変換後の画像を読み込み、ディスプレイに表示している輝度変換対象領域（１）〜（Ｎ）の画素の輝度Ｌ（ｉ，ｊ）を、輝度変換後の画像の輝度ｃＬ（ｉ，ｊ）に置き換えるものについて示したが、領域合成部５が輝度変換後の画像の輝度ｃＬ（ｉ，ｊ）に置き換える際、Ｎ個の輝度変換対象領域（１）〜（Ｎ）内の平均輝度Ｌaveを算出し、その平均輝度Ｌaveに応じて輝度変換部４により変換された輝度ｃＬ（ｉ，ｊ）の階調をシフトするようにしてもよい。
具体的には、以下の通りである。
【００９５】
ここでは、説明の便宜上、３個の輝度変換対象領域（１）〜（３）が設定されているものとする。
領域合成部５は、輝度変換対象領域（１）の画像を読み込み、その画像を構成している画素の平均輝度Ｌave1を算出する。
また、同様にして、領域合成部５は、輝度変換対象領域（２），（３）の画像を構成している画素の平均輝度Ｌave2，Ｌave3を算出する。
【００９６】
領域合成部５は、輝度変換対象領域（１）〜（３）内の平均輝度Ｌave1，Ｌave2，Ｌave3を算出すると、これらの平均輝度を相互に比較して、明るさの順位を判別する。
ここでは、説明の便宜上、輝度変換対象領域（２）内の平均輝度Ｌave2が最も明るく、次に輝度変換対象領域（１）内の平均輝度Ｌave1が明るく、輝度変換対象領域（３）内の平均輝度Ｌave3が最も暗いものとする。
Ｌave2＞Ｌave1＞Ｌave3
【００９７】
領域合成部５は、明るさの順位を判別すると、３個の輝度変換対象領域（１）〜（３）内の輝度変換後の画像（２５５階調の画像）を８０％の階調（ただし、整数）にシフトする。
即ち、最も明るい輝度変換対象領域（２）内の輝度変換後の画像については、０．２×２５５〜１．０×２５５階調にシフトする。
次に明るい輝度変換対象領域（１）内の輝度変換後の画像については、０．１×２５５〜０．９×２５５階調にシフトする。
最も暗い輝度変換対象領域（３）内の輝度変換後の画像については、０×２５５〜０．８階調にシフトする。
ただし、輝度は、整数になるように値を丸めるものとする。
【００９８】
領域合成部５は、輝度変換対象領域（１）〜（３）内の平均輝度Ｌaveに応じて輝度変換部４により変換された輝度ｃＬ（ｉ，ｊ）の階調をシフトすると、ディスプレイに表示している輝度変換対象領域（１）〜（Ｎ）の画素の輝度Ｌ（ｉ，ｊ）を、階調シフト後の輝度ｃＬ（ｉ，ｊ）に置き換える。
【００９９】
以上で明らかなように、この実施の形態５によれば、輝度変換対象領域設定部３により設定された輝度変換対象領域が複数存在する場合、複数の輝度変換対象領域内の平均輝度Ｌaveを算出し、その平均輝度Ｌaveに応じて輝度変換部４により変換された輝度ｃＬ（ｉ，ｊ）の階調をシフトするように構成したので、複数の輝度変換対象領域内の観測対象物を容易に見分けることができる効果を奏する。
【符号の説明】
【０１００】
１ ＨＤＲ画像格納部、２ 変換領域範囲指定部（変換領域範囲指定手段）、３ 輝度変換対象領域設定部（輝度変換対象領域設定手段）、３ａ 平滑化処理部、３ｂ 接峰面処理部、３ｃ 微分オペレータ処理部、３ｄ グループ分類処理部、３ｅ 輝度変換対象領域設定処理部、３ｆ 高輝度小領域除去部、３ｇ クラスタリング部、３ｈ 輝度変換対象領域設定処理部、３ｉ クラスタリング部、４ 輝度変換部（輝度変換手段）、４ａ−１〜４ａ−Ｎ メモリ、４ｂ−１〜４ｂ−Ｎ 輝度変換処理部、４ｃ−１〜４ｃ−Ｎ メモリ、５ 領域合成部（領域合成手段）、６ 合成画像格納部、７ 立体表示部（立体表示手段）。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可視範囲を超える輝度階調を有する画像を構成している画素のうち、隣り合う画素と輝度が近似している画素同士を同一のグループに分類し、同一のグループに属する画素が存在している領域を輝度変換対象領域に設定する輝度変換対象領域設定手段と、上記輝度変換対象領域設定手段により設定された輝度変換対象領域毎に、当該輝度変換対象領域内に存在しているノイズを除去してから、当該輝度変換対象領域内に存在している画素の輝度を可視範囲内の輝度に変換する輝度変換手段と、上記輝度変換手段により画素の輝度が変換された１以上の輝度変換対象領域の画像を合成して、合成画像を生成する領域合成手段とを備えた画像表示装置。
【請求項２】
可視範囲を超える輝度階調を有する画像の中で輝度変換を行う領域の範囲を指定し、上記領域内の画像を輝度変換対象領域設定手段に出力する変換領域範囲指定手段を設けたことを特徴とする請求項１記載の画像表示装置。
【請求項３】
領域合成手段により生成された合成画像を構成している画素の輝度を立体表示する立体表示手段を設けたことを特徴とする請求項１または請求項２記載の画像表示装置。
【請求項４】
輝度変換対象領域設定手段は、可視範囲を超える輝度階調を有する画像を構成している画素に対する接峰面処理を実施する接峰面処理部と、
上記接峰面処理部により接峰面処理が実施された画素に対する微分オペレータ処理を実施することで、接峰面処理後の画像における画素値の勾配を算出する微分オペレータ処理部と、
上記画像を構成している画素のうち、上記微分オペレータ処理部により算出された画素値の勾配が閾値以下である画素が集まっている画素群を一つのグループに分類するグループ分類処理部と、
上記グループ分類処理部により分類されたグループに属する画素を含む外接の領域を輝度変換対象領域に設定する輝度変換対象領域設定処理部と
から構成されていることを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１項記載の画像表示装置。
【請求項５】
グループ分類処理部は、微分オペレータ処理部により算出された画素値の勾配と比較する閾値を仮設定して、上記閾値を順次減少させながら、一つのグループに属する画素の個数が急増する直前の閾値を探索し、上記微分オペレータ処理部により算出された画素値の勾配が上記閾値以下である画素が集まっている画素群を一つのグループに分類することを特徴とする請求項４記載の画像表示装置。
【請求項６】
輝度変換手段は、輝度変換対象領域内に存在している画素のうち、周辺の画素の輝度と比べて、輝度が所定値以上高い画素をノイズと判定し、ローパスフィルタを用いて、上記ノイズを除去することを特徴とする請求項１から請求項５のうちのいずれか１項記載の画像表示装置。
【請求項７】
輝度変換手段は、輝度変換対象領域内に存在しているノイズを除去したのち、当該輝度変換対象領域内に存在している画素の輝度を線形輝度圧縮によって上記輝度変換範囲内の輝度に変換することを特徴とする請求項６記載の画像表示装置。
【請求項８】
輝度変換手段は、輝度変換対象領域内に存在しているノイズを除去したのち、当該輝度変換対象領域内に存在している画素の輝度の平均値及び分散値を算出して、上記平均値及び分散値から、可視範囲内に於いて輝度変換範囲を決定し、上記平均値及び分散値を用いて、当該輝度変換対象領域内に存在している画素の輝度を上記輝度変換範囲内の輝度に変換することを特徴とする請求項６記載の画像表示装置。
【請求項９】
領域合成手段は、可視範囲を超える輝度階調を有する画像を構成している画素の輝度のうち、輝度変換対象領域設定手段により設定された輝度変換対象領域内に存在している画素の輝度を、輝度変換手段により変換された輝度に置き換えることを特徴とする請求項１から請求項８のうちのいずれか１項記載の画像表示装置。
【請求項１０】
領域合成手段は、輝度変換対象領域設定手段により設定された輝度変換対象領域が複数存在する場合、複数の輝度変換対象領域内の平均輝度をそれぞれ算出し、上記平均輝度に応じて輝度変換手段により変換された輝度の階調をシフトすることを特徴とする請求項９記載の画像表示装置。
【請求項１】
可視範囲を超える輝度階調を有する画像を構成している画素のうち、隣り合う画素と輝度が近似している画素同士を同一のグループに分類し、同一のグループに属する画素が存在している領域を輝度変換対象領域に設定する輝度変換対象領域設定手段と、上記輝度変換対象領域設定手段により設定された輝度変換対象領域毎に、当該輝度変換対象領域内に存在しているノイズを除去してから、当該輝度変換対象領域内に存在している画素の輝度を可視範囲内の輝度に変換する輝度変換手段と、上記輝度変換手段により画素の輝度が変換された１以上の輝度変換対象領域の画像を合成して、合成画像を生成する領域合成手段とを備えた画像表示装置。
【請求項２】
可視範囲を超える輝度階調を有する画像の中で輝度変換を行う領域の範囲を指定し、上記領域内の画像を輝度変換対象領域設定手段に出力する変換領域範囲指定手段を設けたことを特徴とする請求項１記載の画像表示装置。
【請求項３】
領域合成手段により生成された合成画像を構成している画素の輝度を立体表示する立体表示手段を設けたことを特徴とする請求項１または請求項２記載の画像表示装置。
【請求項４】
輝度変換対象領域設定手段は、可視範囲を超える輝度階調を有する画像を構成している画素に対する接峰面処理を実施する接峰面処理部と、
上記接峰面処理部により接峰面処理が実施された画素に対する微分オペレータ処理を実施することで、接峰面処理後の画像における画素値の勾配を算出する微分オペレータ処理部と、
上記画像を構成している画素のうち、上記微分オペレータ処理部により算出された画素値の勾配が閾値以下である画素が集まっている画素群を一つのグループに分類するグループ分類処理部と、
上記グループ分類処理部により分類されたグループに属する画素を含む外接の領域を輝度変換対象領域に設定する輝度変換対象領域設定処理部と
から構成されていることを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１項記載の画像表示装置。
【請求項５】
グループ分類処理部は、微分オペレータ処理部により算出された画素値の勾配と比較する閾値を仮設定して、上記閾値を順次減少させながら、一つのグループに属する画素の個数が急増する直前の閾値を探索し、上記微分オペレータ処理部により算出された画素値の勾配が上記閾値以下である画素が集まっている画素群を一つのグループに分類することを特徴とする請求項４記載の画像表示装置。
【請求項６】
輝度変換手段は、輝度変換対象領域内に存在している画素のうち、周辺の画素の輝度と比べて、輝度が所定値以上高い画素をノイズと判定し、ローパスフィルタを用いて、上記ノイズを除去することを特徴とする請求項１から請求項５のうちのいずれか１項記載の画像表示装置。
【請求項７】
輝度変換手段は、輝度変換対象領域内に存在しているノイズを除去したのち、当該輝度変換対象領域内に存在している画素の輝度を線形輝度圧縮によって上記輝度変換範囲内の輝度に変換することを特徴とする請求項６記載の画像表示装置。
【請求項８】
輝度変換手段は、輝度変換対象領域内に存在しているノイズを除去したのち、当該輝度変換対象領域内に存在している画素の輝度の平均値及び分散値を算出して、上記平均値及び分散値から、可視範囲内に於いて輝度変換範囲を決定し、上記平均値及び分散値を用いて、当該輝度変換対象領域内に存在している画素の輝度を上記輝度変換範囲内の輝度に変換することを特徴とする請求項６記載の画像表示装置。
【請求項９】
領域合成手段は、可視範囲を超える輝度階調を有する画像を構成している画素の輝度のうち、輝度変換対象領域設定手段により設定された輝度変換対象領域内に存在している画素の輝度を、輝度変換手段により変換された輝度に置き換えることを特徴とする請求項１から請求項８のうちのいずれか１項記載の画像表示装置。
【請求項１０】
領域合成手段は、輝度変換対象領域設定手段により設定された輝度変換対象領域が複数存在する場合、複数の輝度変換対象領域内の平均輝度をそれぞれ算出し、上記平均輝度に応じて輝度変換手段により変換された輝度の階調をシフトすることを特徴とする請求項９記載の画像表示装置。
【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１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
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【図９】
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【図１３】
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【図１５】
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【図１７】
【図１８】
【公開番号】特開２０１２−１４６２８（Ｐ２０１２−１４６２８Ａ）
【公開日】平成２４年１月１９日（２０１２．１．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１５３０９３（Ｐ２０１０−１５３０９３）
【出願日】平成２２年７月５日（２０１０．７．５）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１月１９日（２０１２．１．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年７月５日（２０１０．７．５）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
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