CN101978680A

CN101978680A - 图像修正程序、图像修正装置以及图像修正方法

Info

Publication number: CN101978680A
Application number: CN2008801281132A
Authority: CN
Inventors: 渡边征启
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2008-03-18
Filing date: 2008-12-04
Publication date: 2011-02-16
Anticipated expiration: 2028-12-04
Also published as: JP4751907B2; JP2009225347A; US8471934B2; US20110007192A1; WO2009116210A1; CN101978680B

Abstract

图像修正装置(10)提取图像数据的暗像素区域，并计算该暗像素区域的面积。接着，图像修正装置(10)根据提取出的暗像素区域内的灰度等级计算像素的亮度值的方差。接着，图像修正装置(10)判定是否是暗像素区域的面积大于规定的阈值并且像素的亮度值的方差大于规定的阈值。其结果，在判定为暗像素区域的面积大于规定的阈值并且像素的亮度值的方差大于规定的阈值的情况下，图像修正装置(10)作为图像修正使用LUT(14a)进行亮变换。

Description

图像修正程序、图像修正装置以及图像修正方法

技术领域

本发明涉及对拍摄到的图像数据进行修正处理对拍摄到的图像数据进行修正处理的图像修正程序、图像修正装置以及图像修正方法。

背景技术

以往，作为修正图像数据的技术，在直方图中确认了明显的明暗的情况下和在暗水平的像素占多数的情况下，判定为是曝光不足和逆光的图像，实施对图像数据进行亮变换的修正。

这里，即使在暗水平的像素占多数的情况，如果是在夜景等中拍摄的图像，则也不是曝光不足和逆光的图像。因此，利用接触到图像矩形(显示图像的区域)的暗像素的数量来判断是曝光不足(应该进行亮变换修正的图像)还是阴暗色调(不应该进行亮变换)的技术被周知(参照专利文献1)。

专利文献1：国际公开第2007/072548号小册子

发明内容

但是，在利用上述的接触到图像矩形的暗像素的数量来判断是曝光不足还是阴暗色调的技术中，存在以下的课题，例如，即使暗像素较多地接触到图像矩形，在对包含从较暗的室内能看到外面明亮的风景的窗户在内的室内整体进行拍摄等情况下，也会误判断为是阴暗色调，其结果会发生进行误判断从而无法适当地修正图像数据。

所以，本发明是为了解决上述的以往技术的课题而完成的，其目的在于，提供一种防止误判断从而适当地修正图像数据的图像修正程序、图像修正装置以及图像修正方法。

该装置的要点在于，提取图像数据的暗像素区域，计算所提取的暗像素区域的面积，并计算所提取的暗像素区域内的像素的亮度值的方差，根据计算出的面积和计算出的上述亮度值的方差对图像数据的亮度进行修正。

公开的装置实现了防止误判断从而适当地修正图像数据的效果。

附图说明

图1是表示实施例1涉及的图像修正装置的构成的框图。

图2是用于说明LUT的图。

图3是用于说明图像的修正处理的图。

图4是用于说明图像的修正处理的图。

图5是用于说明图像的修正处理的图。

图6是用于说明实施例1涉及的图像修正装置的处理顺序的流程图。

图7是用于说明实施例2涉及的图像修正装置根据EV值进行的图像的修正处理的图。

图8是表示执行图像修正程序的计算机的图。

图中符号说明

10...图像修正装置

11...数码照相机I/F

12...打印机I/F

13...处理部

13a...曝光量计算部

13b...暗区域提取部

13c...暗像素面积计算部

13d...亮度值方差计算部

13e...图像状态判定部

13f...图像修正部

14...存储部

14a...LUT

具体实施方式

下面参照附图，对本发明涉及的图像修正程序、图像修正装置以及图像修正方法的实施例进行详细说明。

实施例1

在下面的实施例中，依次对实施例1涉及的图像修正装置的构成以及处理的流程进行说明，最后对实施例1的效果进行说明。另外，下面说明修正数码照相机拍摄到的图像的数据并向连接的打印机输出的情况的例子。

[图像修正装置的构成]

接着，使用图1对实施例1涉及的图像修正装置10的构成进行说明。图1是表示实施例1涉及的图像修正装置10的构成的框图。如该图所示那样，该图像修正装置10具备数码照相机I/F11、打印机I/F12、控制部13、存储部14，并经由电缆和网络等与数码照相机20以及打印机30连接。下面对这些各部的处理进行说明。

数码照相机I/F11对在与所连接的数码照相机20之间交换的各种信息相关的通信进行控制。具体来讲，数码照相机I/F11从数码照相机20接收拍摄图像数据。

打印机I/F12对在与所连接的打印机30之间交换的各种信息相关的通信进行控制。具体来讲，打印机I/F12将进行了修正处理的图像数据发送至打印机30。

存储部14保存控制部13的各种处理所需要的数据以及程序，特别地具备与本发明密切相关的LUT(Look Up Table、后面略称为LUT)14a。该LUT14a如图2所例示的那样是表示输入图像的亮度值和输出图像的亮度值的对应关系的变换表。如该图所例示的那样，在LUT14a中，保持有使输出亮度的亮度值大于输入亮度的亮度值的亮变换用的LUT。

控制部13具有用于保存规定了各种处理顺序等的程序以及所需要的数据的内部存储器，利用它们执行各种各样的处理，特别是具备与本发明密切相关的曝光量计算部13a、暗区域提取部13b、暗像素面积计算部13c、亮度值方差计算部13d、图像状态判定部13e、图像修正部13f。

曝光量计算部13a使用拍摄时的与数码照相机20有关的信息计算曝光量(EV值)。具体来讲，曝光量计算部13b从数码照相机20接收拍摄图像数据，根据拍摄图像数据的Exif信息计算曝光量(EV值)，并向后面说明的图像状态判别部13d通知。

暗区域提取部13b提取图像数据的暗像素区域。例如，暗区域提取部13b，作为提取暗像素区域的方法，也可以提取图像中的较暗的亮度的上位10％的像素，并将所提取的像素中像素最集中(邻接)的区域提取出来作为暗像素区域。

另外，暗区域提取部13b，作为提取暗像素区域的方法，也可以提取亮度最暗的像素，并判定与该像素邻接的像素的亮度是否比规定的阈值暗，在比规定的阈值暗的情况下，进一步反复进行判定与该像素邻接的像素的亮度是否比规定的阈值暗的处理，来进行较暗像素的检索，提取该检索出的较暗像素的集合，作为暗像素区域。并且，暗区域提取部13b将提取出的暗像素区域通知给后面说明的暗像素面积计算部13c以及亮度值方差计算部13d。

暗像素面积计算部13c计算提取出的暗像素区域的面积。具体来讲，暗像素面积计算部13c接收从暗区域提取部13b通知的暗像素区域，计算出暗像素区域的面积，并通知给后面说明的图像状态判别部13d。

亮度值方差计算部13d计算提取出的暗像素区域内的像素的亮度值的方差。具体来讲，亮度值方差计算部13d接收从暗区域提取部13b通知的暗像素区域，判断在暗像素区域中是否存在灰度等级。

并且，在存在灰度等级的情况下，亮度值方差计算部13d，作为根据该灰度等级计算像素的亮度值的方差的方法，计算在该暗像素区域内最亮的像素的亮度值和最暗的像素的亮度值之间的差值。然后亮度值方差计算部13d将计算出的亮度值的方差通知给后面说明的图像状态判别部13d。

图像状态判定部13e判定是否是暗像素区域的面积大于规定的阈值并且像素的亮度值的方差大于规定的阈值。具体来讲，图像状态判定部13e若接收了曝光量(EV值)、暗像素区域的面积、亮度值的方差，则对是否是暗像素区域的面积大于规定的阈值并且像素的亮度值的方差大于规定的阈值进行判定。

其结果，在判定为暗像素区域的面积小于规定的阈值或者像素的亮度值的方差小于规定的阈值的情况下，图像状态判定部13e不进行修正处理而是将表示把原图像向打印机30输出的要求通知给图像修正部13f。另外，在判定为暗像素区域的面积大于规定的阈值并且像素的亮度值的方差大于规定的阈值的情况下，图像状态判定部13e对曝光量(EV值)是否小于规定的第一阈值进行判定。

其结果，在曝光量小于规定的第一阈值的情况下，图像状态判定部13e不进行修正处理而是将表示把原图像向打印机30输出的要求通知给图像修正部13f。也就是说，对于这种情况下的图像数据，认为是如图3所例示的那样的本来光量就较少的夜景的图像，所以判断为不进行修正处理(亮变换处理)(也就是说是阴暗色调)。

另外，在判定为曝光量大于规定的第一阈值的情况下，图像状态判定部13e判定曝光量是否小于比第一阈值大的规定的第二阈值(也就是说曝光量是否在中间)。其结果，在判定为曝光量小于规定的第二阈值(也就是说判定为曝光量在中间)的情况下，图像状态判定部13e将表示作为图像修正使用LUT14a进行亮变换的要求通知给图像修正部13f。也就是说，对于这种情况下的图像数据，认为是如图4所例示的那样的逆光拍摄的图像(例如在较暗的室内拍摄窗外)，所以判断为进行修正处理(亮变换处理)。

另外，在判定为曝光量大于规定的第二阈值的情况下，图像状态判定部13e不进行修正处理而是将表示把原图像向打印机30输出的要求通知给图像修正部13f。也就是说，对于这种情况下的图像数据，由于即使暗部灰度等级丰富也认为是光量充分且不逆光的图像(例如在茂密的草木前闪光拍摄人物的图像)，所以判断为不进行修正处理(亮变换处理)。

图像修正部13f根据计算出的面积和计算出的亮度值的方差修正图像数据的亮度。具体来讲，图像修正部13f在收到来自图像状态判定部13e的表示使用LUT14a进行亮变换的要求的情况下，在使用LUT14a进行了亮变换以后将图像数据向打印机30输出。另外，图像修正部13f在收到来自图像状态判定部13e的表示把原图像向打印机30输出的要求的情况下将原图像向打印机30输出。

[基于图像修正装置的处理]

接着，使用图6对实施例1涉及的基于图像修正装置10的处理进行说明。图6是表示实施例1涉及的图像修正装置10的处理动作的流程图。如该图所示那样，图像修正装置10从数码照相机20接收图像数据(步骤S101)并根据Exif信息计算曝光量(EV值)(步骤S102)。

并且，图像修正装置10提取图像数据的暗像素区域(步骤S103)，计算该暗像素区域的面积(步骤S104)。接着，图像修正装置10根据提取出的暗像素区域内的灰度等级计算像素的亮度值的方差(步骤S105)。

接着，图像修正装置10判定是否是暗像素区域的面积大于规定的阈值并且像素的亮度值的方差大于规定的阈值(步骤S106)。其结果，在判定为暗像素区域的面积小于规定的阈值或像素的亮度值的方差小于规定的阈值的情况下(步骤S106否定)，图像修正装置10不进行修正处理而是将原图像向打印机30输出(步骤S110)。

另外，在判定为暗像素区域的面积大于规定的阈值并且像素的亮度值的方差大于规定的阈值的情况下(步骤S106肯定)，图像修正装置10判定曝光量(EV值)是否小于规定的第一阈值(步骤S107)。其结果，图像修正装置10在曝光量小于规定的第一阈值的情况下(步骤S107肯定)不进行修正处理而是将原图像向打印机30输出(步骤S110)。

另外，在判定为曝光量大于规定的第一阈值的情况下(步骤S107否定)，图像修正装置10判定曝光量是否小于比第一阈值大的规定的第二阈值(也就是说曝光量是否在中间)(步骤S108)。

其结果，在判定为曝光量小于规定的第二阈值(也就是说判定为曝光量是中间)的情况下(步骤S108肯定)，图像修正装置10，作为图像修正使用LUT14a进行亮变换(步骤S109)，并向打印机30输出修正后的图像(步骤S110)。另外，在判定为曝光量大于规定的第二阈值的情况下(步骤S108否定)，图像修正装置10不进行修正处理而是向打印机30输出原图像(步骤S110)。

[实施例1的效果]

如上述那样，图像修正装置10提取图像数据的暗像素区域，计算提取出的暗像素区域的面积，并计算提取出的暗像素区域内的像素的亮度值的方差，根据计算出的面积和计算出的亮度值的方差修正图像数据的亮度，因此能够判别暗像素区域的面积和明暗的偏差并能精度良好地判定是否是逆光，其结果，能够防止误判断并适当地对图像数据进行修正。

另外，根据实施例1，判定是否是计算出的暗像素区域的面积大于规定的面积阈值并且计算出的像素的亮度值的方差大于规定的阈值，在判定为暗像素区域的面积大于规定的阈值并且像素的亮度值的方差大于规定的阈值的情况下，修正图像数据的亮度，因此例如不会将从较暗的室内向着明亮的窗外拍摄到的那样的逆光的图像误判断为阴暗色调，另外即使是在暗部有丰富的灰度等级的图像通过根据EV值考虑拍摄条件较好的情况不会误判断为曝光不足和逆光，其结果，能够防止误判断并适当地对图像数据进行修正。

另外，根据实施例1，使用拍摄时的与数码照相机20有关的信息计算曝光量，根据计算出的暗像素区域的面积、计算出的亮度值的方差和计算出的曝光量修正图像数据的亮度，因此能够根据曝光量考虑拍摄条件精度良好地判定是否逆光，其结果，能够防止误判断并适当地对图像数据进行修正。

另外，根据实施例1，判定计算出的曝光量是否大于规定的第一阈值，在判定为曝光量大于规定的第一阈值的情况下，判定曝光量是否大于比第一阈值大的规定的第二阈值，在判定为曝光量小于规定的第二阈值的情况下，修正图像数据的亮度，因此通过考虑曝光量是中间并且拍摄条件较好的情况不会误判断为曝光不足和逆光，其结果，能够防止误判断并适当地对图像数据进行修正。

实施例2

上面对本发明的实施例进行了说明，但是本发明除了上述的实施例以外也可以以各种各样的不同的方式实施。所以，下面将本发明包含的其他的实施例作为实施例2进行说明。

(1)图像修正

在上述的实施例1中，对只是在曝光量是中间时进行图像修正的情况进行了说明，但是本发明并不限定于此，也可以是曝光量越接近中间的值越加强修正的强度来进行图像数据的亮度的修正。

具体来讲，实施例2涉及的图像修正装置如图7所示那样，越接近最小的曝光量和最大的曝光量之间的中间的值则越加强修正的强度，曝光量越远离中间的值则越减弱修正的强度，来进行亮变换。

(2)数码照相机

另外，在上述的实施例1中，说明了数码照相机向外部的图像修正装置发送图像数据，图像修正装置对该图像数据进行修正的情况，但是本发明并不限定于此，也可以构成为，将上述的图像修正装置应用于数码照相机，由数码照相机本身对拍摄到的图像数据进行修正处理。

(3)***构成等

另外，图示的各装置的各构成要素是功能概念性的要素，不一定必须按照图示那样实现物理构成。即，各装置的分散/合并的具体的形式并不限定于图示的形式，可以根据各种负荷和使用状况等将其全部或者一部分以任意的单位在功能上或者物理上进行分散/合来构成。例如，可以将图像状态判定部13e和图像修正部13f合并。并且，对于在各装置中进行的各处理功能，能够将其全部或者任意的一部分通过CUP以及在该CPU中被解析执行的程序来实现，或者作为基于布线逻辑的硬件来实现。

另外，也可以将在本实施例中说明的各处理中的、作为自动进行的处理进行说明的处理的全部或者一部分通过手动进行，或者，也可以将作为手动进行的处理而进行说明的处理的全部或者一部分以公知的方法自动进行。另外，对于包含上述文本中和附图中所示的处理顺序、控制顺序、具体的名称、各种的数据和参数的信息，可以在除了特别说明的情况以外进行任意的变更。例如，可以对上述的判别图像状态的规定的阈值进行任意的变更。

(4)程序

能够通过用计算机执行预先准备的程序来实现上述的实施例中说明的各种处理。所以，下面使用图8对执行具有与上述的实施例同样的功能的程序的计算机的一例进行说明。图8是表示执行图像修正程序的计算机的图。

如该图所示那样，作为图像修正装置的计算机600通过利用总线650将HDD610、RAM620、ROM630以及CPU640连接起来而构成。

并且，在ROM630中预先存储有发挥与上述的实施例同样的功能的图像修正程序、也就是如图8所示那样的曝光量计算程序631、暗区域提取程序632、暗像素面积计算程序633、亮度值方差计算程序634、图像状态判定程序635以及图像修正程序636。另外，对于程序631～636，也可以和图1所示的图像修正装置的各构成要素一样适当地进行合并或者分散。

并且，通过CPU640从ROM630中读取这些程序631～636并执行，各程序631～636如图8所示那样作为曝光量计算过程641、暗区域提取过程642、暗像素面积计算过程643、亮度值方差计算过程644、图像状态判定过程645以及图像修正过程646发挥作用。各过程641～646分别对应图1所示的曝光量计算部13a、暗区域提取部13b、暗像素面积计算部13c、亮度值方差计算部13d、图像状态判定部13e、图像修正部13f。

另外，在HDD610中，如图8所示那样设置有LUT611。另外，LUT611与图1所示的LUT14a相对应。并且，CPU640使用LUT611执行图像修正处理。

Claims

1.一种图像修正程序，其特征在于，

使计算机执行对拍摄部拍摄到的图像数据进行修正处理的图像修正方法；

使计算机执行：

暗像素区域提取过程，提取上述图像数据的暗像素区域；

暗像素面积计算过程，计算上述暗像素区域提取过程提取的上述暗像素区域的面积；

亮度值方差计算过程，计算上述暗像素区域提取过程提取的上述暗像素区域内的像素的亮度值的方差；和，

图像修正过程，根据上述暗像素面积计算过程计算出的上述面积和上述亮度值方差计算过程计算出的上述亮度值的方差对上述图像数据的亮度进行修正。

2.根据权利要求1所记载的图像修正程序，其特征在于，

还使计算机执行图像状态判定过程，在该图像状态判定过程中判定是否是上述暗像素面积计算过程计算出的上述暗像素区域的面积大于规定的面积阈值并且上述亮度值方差计算过程计算出的上述像素的亮度值的方差大于规定的方差阈值；

在上述图像状态判定过程判定为上述暗像素区域的面积大于规定的面积阈值并且上述像素的亮度值的方差大于规定的方差阈值的情况下，上述图像修正程序对上述图像数据的亮度进行修正。

3.根据权利要求1或者权利要求2所记载的图像修正程序，其特征在于，

还使计算机执行曝光量计算过程，在该曝光量计算过程中使用与拍摄时的上述拍摄部有关的信息计算曝光量；

上述图像修正过程根据上述暗像素面积计算过程计算出的上述面积、上述亮度值方差计算过程计算出的上述亮度值的方差和上述曝光量计算过程计算出的上述曝光量对上述图像数据的亮度进行修正。

4.根据权利要求3所记载的图像修正程序，其特征在于，

上述图像状态判定过程判定上述曝光量计算过程计算出的上述曝光量是否大于规定的第一阈值，在判定为曝光量大于规定的第一阈值的情况下，判定上述曝光量是否大于比上述第一阈值大的规定的第二阈值；

在上述图像状态判定过程判定为上述曝光量小于上述规定的第二阈值的情况下，上述图像修正过程对上述图像数据的亮度进行修正。

5.根据权利要求3所记载的图像修正程序，其特征在于，

上述曝光量计算过程计算出的上述曝光量越接近最小的曝光量和最大的曝光量之间的中间的值，则上述图像修正程序越加强上述修正的强度，来对上述图像数据的亮度进行修正。

6.一种图像修正装置，其特征在于，

对拍摄部拍摄到的图像数据进行修正处理，具备：

暗像素区域提取单元，提取上述图像数据的暗像素区域；

暗像素面积计算单元，计算上述暗像素区域提取单元提取的上述暗像素区域的面积；

亮度值方差计算单元，计算上述暗像素区域提取单元提取的上述暗像素区域内的像素的亮度值的方差；和，

图像修正单元，根据上述暗像素面积计算单元计算出的上述面积和上述亮度值方差计算单元计算出的上述亮度值的方差对上述图像数据的亮度进行修正。

7.根据权利要求6所记载的图像修正装置，其特征在于，

还具备图像状态判定单元，该图像状态判定单元判定是否是上述暗像素面积计算单元计算出的上述暗像素区域的面积大于规定的面积阈值并且上述亮度值方差计算单元计算出的上述像素的亮度值的方差大于规定的方差阈值；

在上述图像状态判定单元判定为上述暗像素区域的面积大于规定的面积阈值并且上述像素的亮度值的方差大于规定的方差阈值的情况下，上述图像修正单元对上述图像数据的亮度进行修正。

8.根据权利要求6或者权利要求7所记载的图像修正装置，其特征在于，

还具备曝光量计算单元，该曝光量计算单元使用与拍摄时的上述拍摄部有关的信息计算曝光量；

上述图像修正单元根据上述暗像素面积计算单元计算出的上述面积、上述亮度值方差计算单元计算出的上述亮度值的方差和上述曝光量计算单元计算出的上述曝光量对上述图像数据的亮度进行修正。

9.根据权利要求8所记载的图像修正装置，其特征在于，

上述图像状态判定单元判定上述曝光量计算单元计算出的上述曝光量是否大于规定的第一阈值，在判定为曝光量大于规定的第一阈值的情况下，判定上述曝光量是否大于比上述第一阈值大的规定的第二阈值；

在上述图像状态判定单元判定为上述曝光量小于上述规定的第二阈值的情况下，上述图像修正单元对上述图像数据的亮度进行修正。

10.根据权利要求8所记载的图像修正装置，其特征在于，

上述曝光量计算单元计算出的上述曝光量越接近最小的曝光量和最大的曝光量之间的中间的值，则上述图像修正单元越加强上述修正的强度，来对上述图像数据的亮度进行修正。

11.一种图像修正方法，其特征在于，

对拍摄部拍摄到的图像数据进行修正处理，包括：

暗像素区域提取步骤，提取上述图像数据的暗像素区域；

暗像素面积计算步骤，计算上述暗像素区域提取步骤提取的上述暗像素区域的面积；

亮度值方差计算步骤，计算上述暗像素区域提取步骤提取的上述暗像素区域内的像素的亮度值的方差；和，

图像修正步骤，根据上述暗像素面积计算步骤计算出的上述面积和上述亮度值方差计算步骤计算出的上述亮度值的方差对上述图像数据的亮度进行修正。

12.根据权利要求11所记载的图像修正方法，其特征在于，

还包括图像状态判定步骤，在该图像状态判定步骤中判定是否是上述暗像素面积计算步骤计算出的上述暗像素区域的面积大于规定的面积阈值并且上述亮度值方差计算步骤计算出的上述像素的亮度值的方差大于规定的方差阈值；

在上述图像状态判定步骤判定为上述暗像素区域的面积大于规定的面积阈值并且上述像素的亮度值的方差大于规定的方差阈值的情况下，在上述图像修正步骤对上述图像数据的亮度进行修正。

13.根据权利要求11或者权利要求12所记载的图像修正方法，其特征在于，

还包括曝光量计算步骤，在该曝光量计算步骤中使用与拍摄时的上述拍摄部有关的信息计算曝光量；

上述图像修正步骤根据上述暗像素面积计算步骤计算出的上述面积、上述亮度值方差计算步骤计算出的上述亮度值的方差和上述曝光量计算步骤计算出的上述曝光量对上述图像数据的亮度进行修正。

14.根据权利要求13所记载的图像修正方法，其特征在于，

上述图像状态判定步骤判定上述曝光量计算步骤计算出的上述曝光量是否大于规定的第一阈值，在判定为曝光量大于规定的第一阈值的情况下，判定上述曝光量是否大于比上述第一阈值大的规定的第二阈值；

在上述图像状态判定步骤判定为上述曝光量小于上述规定的第二阈值的情况下，上述图像修正步骤对上述图像数据的亮度进行修正。

15.根据权利要求13所记载的图像修正方法，其特征在于，

上述曝光量计算步骤计算出的上述曝光量越接近最小的曝光量和最大的曝光量之间的中间的值，则上述图像修正步骤越加强上述修正的强度，来对上述图像数据的亮度进行修正。