JP6417938B2 - 画像処理装置、画像処理方法、プログラム、及び記録媒体 - Google Patents
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Description
<画像処理装置:構成>
図1は、画像処理装置の全体構成を示す図である。図1に示すように、画像処理装置100は、画像処理プログラム110と、調整比率データベース(以下、単に「DB」と称す)121と、画像操作DB122とを有する。
次に、画像処理装置100のハードウェア構成について説明する。図2は、画像処理装置のハードウェア構成を示す図である。図2に示すように、画像処理装置100は、CPU(Central Processing Unit)201、ROM(Read Only Memory)202、RAM(Random Access Memory)203、入出力部204を備える。なお、画像処理装置100において、CPU201、ROM202、RAM203、入出力部204は、バス205を介して相互に接続されている。
次に、画像処理プログラム110がCPU201により実行されることで実現される機能について、図3〜図6を用いて説明する。なお、図3は、第1実施形態に係る画像処理装置の機能構成を示す図であり、図4は、第1実施形態に係る画像処理の概要を示す図である。また、図5は、明るさ成分と調整比率との関係を示す図である。図6は、第1実施形態に係る多重解像度画像データの画素値の操作内容を説明するための図である。
色分解手段310は、入出力部204を介して入力された画像データ(例えば、汎用形式のカラー画像データ)を取得する。図4に示す画像データ400は、色分解手段310により取得された画像データの一例であり、ここでは、i×j画素のサイズを有する画像データ(RGB)として説明する。
調整手段330は、色分解手段310より入力された明るさ成分(Y)の画像データ410(処理前の明るさ成分データであるY値)を取得すると、調整比率DBを参照することで、画素ごとに調整比率αを算出する。調整比率DB121には、例えば下式(式2)が格納されている。
次に、明るさ成分処理手段320について説明する。明るさ成分処理手段320は、図3に示すように、多重解像度画像生成手段321と、多重解像度画像操作手段322と、再構成手段323とを有する。
多重解像度画像生成手段321は、色分解手段310より明るさ成分(Y)の画像データ410(多重解像度画像データの操作前のY成分画像(Y(x,y)))を取得し、多重解像度画像データ420を生成する機能を有する。
次に、多重解像度画像操作手段322について説明する。多重解像度画像操作手段322は、多重解像度画像生成手段321により生成された多重解像度画像データ420に含まれる解像度レベルnのラプラシアン成分画像データ420_nの各画素値を、下式(式3)に基づいて操作する。
再構成手段323は、多重解像度画像生成手段321と逆の操作を繰り返すことにより、操作後の多重解像度画像データ430に基づいて明るさ成分(Y)の画像データ440を再構成する。具体的には、低解像度側の解像度レベルから計算を開始し、スケールアップ処理後に生成された各解像度レベルの画素値を加算する処理を、各解像度レベルで繰り返すことで、明るさ成分(Y')の画像データを再構成する。図4に示す画像データ440は、再構成された明るさ成分(Y')の画像データである。
色合成手段340は、再構成手段323より出力された明るさ成分(Y'')の画像データ450と、色分解手段310より出力された色成分(CrCb)の画像データ460とを色合成する。また、色合成により得られた画像データについて、YCrCb色空間からRGB色空間への変換を行い、RGBの色成分をもつ画像データ480を出力する。
第1実施形態では、入力された画像データを色分解することで得られた明るさ成分(Y)の画像データと、操作後の多重解像度画像データを再構成することにより得られた明るさ成分(Y'')の画像データとを、調整比率を用いて組み合わせる構成とした。
第2実施形態に係る画像処理プログラム110がCPU201により実行されることで実現される機能について、図7、図8を用いて説明する。図7は、第2実施形態に係る画像処理装置の機能構成を示す図であり、図8は、第2実施形態に係る画像処理の概要を示す図である。以下、図8を参照しながら、図7に示す画像処理プログラム110の機能構成について説明する。なお、図8に示す機能構成のうち、第1実施形態における図3を用いて説明した機能構成との相違部分は、調整手段530、多重解像度画像操作手段522、再構成手段523である。以下、相違部分について、具体的に説明する。
調整手段530は、多重解像度画像生成手段321により中間的に生成される中間データを取得する。この中間データは、第1実施形態で説明したラプラシアンピラミッドの生成過程において解像度レベルで生成される多重解像度画像データであり、いわゆるガウシアンピラミッドに相当する。より具体的には、解像度レベル0(入力された画像データと同じ解像度)におけるデータ値は、入力された画像の明るさ成分(Y)のデータそのものである。以後、解像度レベル1、解像度レベル2・・・と進むにしたがって、ガウシアンフィルタにより平滑化処理を行い、スケールダウンを繰り返し行うことで、各解像度レベルのデータが生成される。
多重解像度画像操作手段522は、多重解像度画像生成手段321より、図8に示す明るさ成分(Y)の画像データ410に対する多重解像度画像データ420に含まれる解像度レベルnのラプラシアン成分画像データ420_nの各画素値Ln(x,y)を取得する。また、多重解像度画像操作手段522は、ラプラシアン成分画像データ420_nの各画素値Ln(x,y)を、上述した(式3)に基づいて操作する。これにより、操作後のラプラシアン成分画像データ430_nの各画素値L'n(x,y)を取得する。
再構成手段523は、多重解像度画像操作手段522より出力された明るさ成分(Y)の多重解像度画像データ610の各画素値L''n(x,y)から、多重解像度画像生成手段321と逆の操作を繰り返すことにより、明るさ成分(Y'')の画像データ450を再構成する。
色合成手段340は、再構成手段323より出力された明るさ成分(Y'')の画像データ450と、色分解手段310より出力された色成分(CrCb)の画像データ460とを色合成する。また、色合成により得られた画像データについて、YCrCb色空間からRGB色空間への変換を行い、RGBの色成分をもつ画像データ480を出力する。
上述した第1〜第2実施形態では、多重解像度画像生成手段321により生成される多重解像度画像データがラプラシアンピラミッドであるのに対して、第3実施形態では、多重解像度画像生成手段321が2次元の離散ウェーブレット変換を繰り返すことにより多重解像度画像データを生成する。
上述した第1実施形態では、例えば図6に示す操作内容により明るさ成分(Y)の多重解像度画像データを操作している。これに対して、第4実施形態では、低勾配領域(ラプラシアン成分画像データの絶対値が小さい値となっているデータ箇所)では、第1実施形態と比較して強調を抑える。
第4実施形態では、多重解像度画像操作手段522は、図9又は図10に示す操作内容を、全ての解像度レベルに対して適用する。これに対して、第5実施形態では、多重解像度画像操作手段522は、例えば図9又は図10に示す操作内容を、解像度レベルが高い多重解像度画像データと、解像度レベルが低い多重解像度画像データとに適用する。
第6実施形態では、各解像度レベルのラプラシアン成分画像データの画素値に対する操作の態様が第1実施形態と異なる。第6実施形態は、各解像度レベルにおけるデータ操作を、例えばコントラストを減少させるような操作において適用する。
110 画像処理プログラム
121 調整比率DB
122 画像操作DB
310 色分解手段
320 明るさ成分処理手段(処理手段の一例)
321 多重解像度画像生成手段
322,522 多重解像度画像操作手段
323,523 再構成手段
330,530 調整手段
340 色合成手段(合成手段の一例)
Claims (10)
- 画像データを明るさ成分と色成分とに分解する色分解手段と、
前記色分解手段により得られる明るさ成分の第1の画像データの画素値に応じて、前記明るさ成分の第2の画像データを調整するパラメータを生成する調整手段と、
前記明るさ成分の第1の画像データから生成される多重解像度画像データの画素値を操作し、前記調整手段により生成されるパラメータを用いて、前記明るさ成分の第2の画像データを生成する処理手段と、
前記処理手段により生成される明るさ成分の第2の画像データと、前記色分解手段により得られる色成分の画像データとを合成する合成手段とを有することを特徴とする画像処理装置。 - 前記調整手段は、
前記処理手段により前記多重解像度画像データの画素値を操作し、操作後の前記多重解像度画像データを再構成した後の明るさ成分のデータ値を調整するパラメータを生成することを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。 - 前記調整手段は、
前記明るさ成分の第1の画像データから生成される中間データに基づいて、前記処理手段により生成される多重解像度画像データの複数の解像度画像のそれぞれに対する操作量を調整するパラメータを生成することを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。 - 前記処理手段は、
前記多重解像度画像データの画素値に対して行う操作が、コントラストを増加させる操作であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の画像処理装置。 - 前記処理手段は、
前記多重解像度画像データの画素値に対して行う操作が、コントラストを減少させる操作であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の画像処理装置。 - 前記処理手段は、
ラプラシアンピラミッドとして生成された前記多重解像度画像データの画素値に対して操作することを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載の画像処理装置。 - 前記処理手段は、
離散ウェーブレット変換により生成された前記多重解像度画像データの画素値に対して操作することを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載の画像処理装置。 - 画像データを明るさ成分と色成分とに分解する色分解手順と、
前記色分解手順により得られる明るさ成分の第1の画像データの画素値に応じて、前記明るさ成分の第2の画像データを調整するパラメータを生成する調整手順と、
前記明るさ成分の第1の画像データから生成される多重解像度画像データの画素値を操作し、前記調整手順により生成されるパラメータを用いて、前記明るさ成分の第2の画像データを生成する処理手順と、
前記処理手順により生成される明るさ成分の第2の画像データと、前記色分解手順により得られる色成分の画像データとを合成する合成手順とを有することを特徴とする画像処理方法。 - コンピュータを、請求項1乃至7のいずれか一項に記載の画像処理装置が有する各手段として機能させるためのプログラム。
- コンピュータを、
画像データを明るさ成分と色成分とに分解する色分解手段、
前記色分解手段により得られる明るさ成分の第1の画像データの画素値に応じて、前記明るさ成分の第2の画像データを調整するパラメータを生成する調整手段、
前記明るさ成分の第1の画像データから生成される多重解像度画像データの画素値を操作し、前記調整手段により生成されるパラメータを用いて、前記明るさ成分の第2の画像データを生成する処理手段、
前記処理手段により生成される明るさ成分の第2の画像データと、前記色分解手段により得られる色成分の画像データとを合成する合成手段として機能させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
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