JP2011166728A - 画像処理装置、画像処理方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明は、高コントラスト画像(HCP)に基づきそれよりも階調幅の狭い出力画像(OP)を生成する画像処理装置(10)であり、複数枚の入力画像(MIP)から基準画像(BP)を選定する選定手段(11)と、BPを除いた残りの入力画像(NBP)についてBPとの輝度比率をゲインとして算出する算出手段1(11)と、NBPに適用する重み1を算出し、重み1を用いてMIPを重み付け合成演算した結果の画像データの輝度成分情報に基づき重み2を算出する算出手段2(11)と、重み1と重み2を用いてMIPの重み付け合成を行い、HCPを生成する生成手段1(11)と、HCPの輝度分布の形状の情報と変換目標の輝度分布の形状の情報とに基づき階調変換曲線を作成する作成手段(11)と、階調変換曲線に基づきHCPの階調変換を行い、階調幅の狭いOPを生成する生成手段2(11)を備える。
【選択図】 図1
Description
また、基準画像に対して露出オーバーとなる露出条件で撮影された「他の入力画像」については、「gain>1.0のとき」の演算により、画像の低輝度部分の重みが大きくなるように第1の重みの算出が行われる(但し、fY<minのときには式(2)に拘わらずWは(2log2(gain))に設定され、fY>maxのときには式(2)に拘わらずWは0に設定されるものとする。)。これは、低輝度部分については、基準画像よりも露光量が多くなるように撮影された「他の入力画像」の情報が良好なためである。
の重み付け合成演算を行う。
た第2の重みを示している。
の全てに適用するようにして重み付け合成処理を行っている(本ステップ107)。そのため、作成される高コントラスト画像には、入力画像個々の色バランスが、そのまま維持された状態で、確実に反映されることとなる。
ステップ108−1(S108−1):制御部11は、先ず、階調変換での変換目標とする輝度分布を定め、その変換目標とする輝度分布を示す輝度ヒストグラムと、合成画像(高コントラスト画像)の輝度分布を示す輝度ヒストグラムとを作成する。
そして、例えばユーザーによって指定された階調レンジの最小値「outputMin」と最大値「outputMax」との情報に基づき、合成画像(高コントラスト画像)の画素のうち当該「outputMin」と「outputMax」とで示される範囲に含まれない画素値を有する画素について
は、上記合成画像(高コントラスト画像)の輝度ヒストグラム作成の対象から外すようにする。
本実施形態の画像処理装置では、入力画像(1〜N)のそれぞれについて縮小画像が作成され、その各縮小画像の輝度ヒストグラムを解析した結果に基づき、輝度分布の有効幅の最も広い1枚の画像が、入力画像の中から、基準画像として選定される。なお、縮小画像は、例えば、各入力画像の空間方向でn×n(n≧2)画素の画素値の平均をとることによって作成される。
本発明は、露出ブラケット撮影が可能な他の機器、例えば、デジタルカメラ(デジタルスチルカメラ)やデジタルビデオカメラ、携帯電話機などにも適用することができる。さらに、本発明は、撮像素子を用いて取得した画像により被写体の観察を行うことが可能な顕微鏡などにも適用することができる。
Claims (18)
- 同一シーンを撮影した露光量の異なる複数枚の入力画像を合成して得られるダイナミックレンジを拡大させた階調幅の広い合成画像である高コントラスト画像に基づき、前記高コントラスト画像よりも階調幅の狭い出力画像を生成する画像処理装置であって、
前記複数枚の入力画像の輝度成分の情報に基づき前記複数枚の入力画像の中から基準画像を選定する選定手段と、
前記複数枚の入力画像の輝度成分の情報に基づき、前記複数枚のうちの前記基準画像を除いた残りの入力画像について、前記基準画像を基準にした前記残りの入力画像との輝度比率をゲインとして算出するゲイン算出手段と、
算出された前記ゲインと、前記基準画像の輝度成分の情報とに基づき、前記残りの入力画像に対して適用する第1の重みを算出すると共に、前記第1の重みを用いて前記複数枚の入力画像を重み付け合成演算した結果の画像データの輝度成分の情報に基づき第2の重みを算出する重み算出手段と、
算出された前記第1の重みと前記第2の重みとを用いて前記複数枚の入力画像の重み付け合成を行うことにより前記高コントラスト画像を生成する中間画像生成手段と、
生成された前記高コントラスト画像の輝度分布の形状の情報と、予め定められた変換目標の輝度分布の形状の情報とに基づき、階調変換の特性を示す階調変換曲線を作成する作成手段と、
作成された前記階調変換曲線に基づき前記高コントラスト画像の階調変換を行い、該高コントラスト画像よりも階調幅の狭い出力画像を生成する出力画像生成手段と
を備えることを特徴とする画像処理装置。 - 請求項1に記載の画像処理装置において、
前記選定手段は、前記複数枚の入力画像をそれぞれ縮小した縮小画像の輝度成分の情報に基づき、輝度分布の有効幅が最も広い1枚の入力画像を、前記複数枚の中から前記基準画像として選定する
ことを特徴とする画像処理装置。 - 請求項1または請求項2に記載の画像処理装置において、
前記ゲイン算出手段は、前記複数枚の入力画像をそれぞれ縮小した縮小画像の輝度成分の情報に基づき、前記残りの入力画像について、前記基準画像を基準にした前記残りの入力画像との輝度比率を前記ゲインとして算出する
ことを特徴とする画像処理装置。 - 請求項1ないし請求項3の何れか一項に記載の画像処理装置において、
前記重み算出手段は、
算出された前記ゲインの値が所定の値よりも小さい前記残りの入力画像に対しては、該入力画像の高輝度部分の重みが大きくなるように前記第1の重みを算出し、
算出された前記ゲインの値が所定の値よりも大きい前記残りの入力画像に対しては、該入力画像の低輝度部分の重みが大きくなるように前記第1の重みを算出する
ことを特徴とする画像処理装置。 - 請求項1ないし請求項4の何れか一項に記載の画像処理装置において、
前記重み算出手段は、前記第1の重みを用いて前記複数枚の入力画像を重み付け合成演算した結果の画像データの最大輝度が、ダイナミックレンジを拡大させた所定の「N」ビット階調での最大値に対応づくように求めた比率を前記第2の重みとして算出する
ことを特徴とする画像処理装置。 - 請求項1ないし請求項5の何れか一項に記載の画像処理装置において、
前記作成手段は、生成された前記高コントラスト画像の輝度分布の形状の情報と、予め定められた変換目標の輝度分布の形状の情報とから、変換元の前記高コントラスト画像と変換先の前記出力画像との輝度値の対応関係を示す情報を抽出し、その抽出した情報を基に階調変換の特性を示す階調変換曲線を作成する
ことを特徴とする画像処理装置。 - 請求項1ないし請求項6の何れか一項に記載の画像処理装置において、
前記作成手段は、前記高コントラスト画像の階調範囲のうちの予め決定された又はユーザーにより指定された階調範囲に属する画素のみを対象として作成した輝度分布の形状の情報と、前記変換目標の輝度分布の形状の情報とに基づいて、階調変換の特性を示す階調変換曲線を作成する
ことを特徴とする画像処理装置。 - 請求項1ないし請求項7の何れか一項に記載の画像処理装置において、
前記輝度分布の形状の情報は、累積ヒストグラムの形状の情報である
ことを特徴とする画像処理装置。 - 請求項1ないし請求項8の何れか一項に記載の画像処理装置において、
前記階調幅の広い合成画像である高コントラスト画像は、前記複数枚の入力画像と比べて階調数の多い画像である
ことを特徴とする画像処理装置。 - 同一シーンを撮影した露光量の異なる複数枚の入力画像を合成して得られるダイナミックレンジを拡大させた階調幅の広い合成画像である高コントラスト画像に基づき、前記高コントラスト画像よりも階調幅の狭い出力画像を生成する画像処理方法であって、
前記複数枚の入力画像の輝度成分の情報に基づき前記複数枚の入力画像の中から基準画像を選定する選定手順と、
前記複数枚の入力画像の輝度成分の情報に基づき、前記複数枚のうちの前記基準画像を除いた残りの入力画像について、前記基準画像を基準にした前記残りの入力画像との輝度比率をゲインとして算出するゲイン算出手順と、
算出された前記ゲインと、前記基準画像の輝度成分の情報とに基づき、前記残りの入力画像に対して適用する第1の重みを算出すると共に、前記第1の重みを用いて前記複数枚の入力画像を重み付け合成演算した結果の画像データの輝度成分の情報に基づき第2の重みを算出する重み算出手順と、
算出された前記第1の重みと前記第2の重みとを用いて前記複数枚の入力画像の重み付け合成を行うことにより前記高コントラスト画像を生成する中間画像生成手順と、
生成された前記高コントラスト画像の輝度分布の形状の情報と、予め定められた変換目標の輝度分布の形状の情報とに基づき、階調変換の特性を示す階調変換曲線を作成する作成手順と、
作成された前記階調変換曲線に基づき前記高コントラスト画像の階調変換を行い、該高コントラスト画像よりも階調幅の狭い出力画像を生成する出力画像生成手順と
を備えることを特徴とする画像処理方法。 - 請求項10に記載の画像処理方法において、
前記選定手順は、前記複数枚の入力画像をそれぞれ縮小した縮小画像の輝度成分の情報に基づき、輝度分布の有効幅が最も広い1枚の入力画像を、前記複数枚の中から前記基準画像として選定する
ことを特徴とする画像処理方法。 - 請求項10または請求項11に記載の画像処理方法において、
前記ゲイン算出手順は、前記複数枚の入力画像をそれぞれ縮小した縮小画像の輝度成分の情報に基づき、前記残りの入力画像について、前記基準画像を基準にした前記残りの入力画像との輝度比率を前記ゲインとして算出する
ことを特徴とする画像処理方法。 - 請求項10ないし請求項12の何れか一項に記載の画像処理方法において、
前記重み算出手順は、
算出された前記ゲインの値が所定の値よりも小さい前記残りの入力画像に対しては、該入力画像の高輝度部分の重みが大きくなるように前記第1の重みを算出し、
算出された前記ゲインの値が所定の値よりも大きい前記残りの入力画像に対しては、該入力画像の低輝度部分の重みが大きくなるように前記第1の重みを算出する
ことを特徴とする画像処理方法。 - 請求項10ないし請求項13の何れか一項に記載の画像処理方法において、
前記重み算出手順は、前記第1の重みを用いて前記複数枚の入力画像を重み付け合成演算した結果の画像データの最大輝度が、ダイナミックレンジを拡大させた所定の「N」ビット階調での最大値に対応づくように求めた比率を前記第2の重みとして算出する
ことを特徴とする画像処理方法。 - 請求項10ないし請求項14の何れか一項に記載の画像処理方法において、
前記作成手順は、生成された前記高コントラスト画像の輝度分布の形状の情報と、予め定められた変換目標の輝度分布の形状の情報とから、変換元の前記高コントラスト画像と変換先の前記出力画像との輝度値の対応関係を示す情報を抽出し、その抽出した情報を基に階調変換の特性を示す階調変換曲線を作成する
ことを特徴とする画像処理方法。 - 請求項10ないし請求項15の何れか一項に記載の画像処理方法において、
前記作成手順は、前記高コントラスト画像の階調範囲のうちの予め決定された又はユーザーにより指定された階調範囲に属する画素のみを対象として作成した輝度分布の形状の情報と、前記変換目標の輝度分布の形状の情報とに基づいて、階調変換の特性を示す階調変換曲線を作成する
ことを特徴とする画像処理方法。 - 請求項10ないし請求項16の何れか一項に記載の画像処理方法において、
前記輝度分布の形状の情報は、累積ヒストグラムの形状の情報である
ことを特徴とする画像処理方法。 - 請求項10ないし請求項17の何れか一項に記載の画像処理方法において、
前記階調幅の広い合成画像である高コントラスト画像は、前記複数枚の入力画像と比べて階調数の多い画像である
ことを特徴とする画像処理方法。
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