JPWO2016194234A1 - 画像処理装置、撮像装置、顕微鏡システム、画像処理方法、及び画像処理プログラム - Google Patents

Abstract

画像の中心にシェーディングが発生している場合でも高精度なシェーディング補正を行うことができる画像処理装置等を提供する。画像処理装置１は、水平及び垂直のそれぞれの方向において共通領域を有する２つの画像を含む第１及び第２の画像群を取得する画像取得部１１と、第１の画像群に含まれる２つの画像間の共通領域の輝度比に基づき、水平方向のシェーディング成分の勾配を表す平坦度を算出すると共に、第２の画像群に含まれる２つの画像間の共通領域の輝度比に基づき、垂直方向のシェーディング成分の勾配を表す第２の平坦度を算出する平坦度算出部１２１と、第１及び第２の平坦度に基づき画像内でシェーディング成分の勾配が最小の領域を平坦領域として検出する平坦領域検出部１２２と、画像内のシェーディングを補正するための補正ゲインを、共通領域における輝度比を用い、平坦領域の補正ゲインを基準として算出する補正ゲイン算出部１２３とを備える。

Description

本発明は、標本等の被写体を撮像した画像に画像処理を施す画像処理装置、撮像装置、顕微鏡システム、画像処理方法、及び画像処理プログラムに関する。

近年、スライドガラス上に載置された標本を撮像した画像を電子データとして記録し、モニタ上においてユーザが画像を観察する技術が用いられている。そのような技術の１つとして、顕微鏡により拡大された標本の一部の画像を順次貼り合わせることにより、標本全体が写った高解像度の画像を構築する、バーチャルスライド技術と呼ばれる技術が知られている。バーチャルスライド技術は、同一被写体に対して異なる視野の画像を複数枚取得し、これらの画像をつなぎ合わせることで、被写体に対する視野を拡大した画像を生成する技術である。

ところで、顕微鏡は、標本を照明する光源及び標本の像を拡大する光学系を備える。この光学系の後段には、拡大された標本の像を電子的なデータに変換する撮像素子が設けられる。このため、光源の照度ムラや光学系の不均一性、さらには、撮像素子の特性のムラ等に起因して、取得した画像に明度ムラが発生するという問題がある。この明度ムラはシェーディングと呼ばれ、通常、光学系の光軸の位置に対応する画像の中心から遠ざかるに従って暗くなる。そのため、複数の画像を貼り合わせてバーチャルスライド画像を作成する場合、画像のつなぎ目に不自然な境界が生じてしまう。また、複数の画像を貼り合わせることによりシェーディングが繰り返されるため、あたかも標本に周期的な模様が存在しているかのように見えてしまう。

このような問題に対し、シェーディングのパターンを較正画像として予め取得し、該較正画像に基づいて、標本が写った画像を補正するシェーディング補正技術が知られている。例えば特許文献１には、試料の所定視野範囲の画像である基準視野画像を撮像すると共に、試料の位置を光学系に対して相対的に移動させて、所定視野範囲内の所定領域を含み、所定視野範囲と互いに異なる周辺視野範囲の画像である周辺視野画像を複数撮像し、基準視野画像と周辺視野画像とに基づいて基準視野画像の各画素における補正ゲインを算出し、シェーディング補正を行う技術が開示されている。

特開２０１３−２５７４２２号公報

特許文献１においては、顕微鏡の光軸が画像の中心と一致しており、画像の中心は画像内で最も明るい領域であるためシェーディングは発生していないという前提で処理を行っている。しかし、実際には、顕微鏡システムの製造誤差や組立誤差により、顕微鏡の光軸が画像の中心と一致しない場合がある。このような場合、画像の中心と異なる位置が画像内で最も明るくなる。また、顕微鏡の光軸が画像の中心と一致している場合であっても、光源の芯位置が顕微鏡の光軸に対してずれている場合には、やはり、画像の中心と異なる位置が最も明るくなってしまう。これらの場合、画像の中心にもシェーディングが発生してしまうため、画像全体のシェーディング補正精度が低下してしまうという問題が生じる。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、画像の中心にシェーディングが発生している場合であっても、高精度なシェーディング補正を行うことができる画像処理装置、撮像装置、顕微鏡システム、画像処理方法、及び画像処理プログラムを提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る画像処理装置は、互いに異なる第１及び第２の方向のそれぞれにおいて、一方の画像が他方の画像との間で被写体の一部が共通する共通領域を有する２つの画像を含む第１及び第２の画像群を取得する画像取得部と、前記第１の画像群に含まれる前記２つの画像間の前記共通領域の輝度比に基づき、前記第１の方向におけるシェーディング成分の勾配を表す第１の平坦度を算出すると共に、前記第２の画像群に含まれる前記２つの画像間の前記共通領域の輝度比に基づき、前記第２の方向におけるシェーディング成分の勾配を表す第２の平坦度を算出する平坦度算出部と、前記第１及び第２の平坦度に基づき、画像内でシェーディング成分の勾配が最小である位置を含む領域を平坦領域として検出する平坦領域検出部と、画像内のシェーディングを補正するための補正ゲインを、前記共通領域における輝度比を用い、前記平坦領域における補正ゲインを基準として算出する補正ゲイン算出部と、を備えることを特徴とする。

上記画像処理装置は、前記補正ゲイン算出部が算出した前記補正ゲインを用いて、前記第１及び第２の画像群に含まれる少なくとも１つの画像にシェーディング補正を施す画像補正部をさらに備えることを特徴とする。

上記画像処理装置において、前記補正ゲイン算出部は、前記第１の画像群に含まれる前記２つの画像間の前記共通領域の輝度比に基づき、前記第１の方向において前記平坦度が最小である位置を基準とした場合の第１の補正ゲインを算出する第１補正ゲイン算出部と、前記第２の画像群に含まれる前記２つの画像間の前記共通領域の輝度比に基づき、前記第２の方向において前記平坦度が最小である位置を基準とした場合の第２の補正ゲインを算出する第２補正ゲイン方向補正ゲイン算出部と、前記第１及び第２の補正ゲインを用いて、前記平坦領域の補正ゲインを基準とした場合の補正ゲインを算出する正規化補正ゲイン算出部と、を備えることを特徴とする。

上記画像処理装置において、前記第１補正ゲイン算出部は、前記第１の方向に画素が並んだ各行に対し、前記第１の補正ゲインを算出し、前記第２補正ゲイン算出部は、前記第２の方向に画素が並んだ各列に対し、前記第２の補正ゲインを算出する、ことを特徴とする。

上記画像処理装置において、正規化補正ゲイン算出部は、前記平坦領域を含む列における前記第１の補正ゲインを基準として、前記各行における前記第１の補正ゲインを正規化し、該正規化された前記第１の補正ゲインと、前記平坦領域を含む前記列における前記第２の補正ゲインとを用いて、前記平坦領域を基準とした場合の第１の正規化補正ゲインを算出する第１の処理と、前記平坦領域を含む行における前記第２の補正ゲインを基準として、前記各列における前記第２の補正ゲインを正規化し、該正規化された前記第２の補正ゲインと、前記平坦領域を含む前記行における前記第１の補正ゲインとを用いて、前記平坦領域を基準とした場合の第２の正規化補正ゲインを算出する第２の処理と、のうちの少なくとも一方を実行する、ことを特徴とする。

上記画像処理装置において、正規化補正ゲイン算出部は、前記第１及び第２の処理の両方を実行し、さらに、同一の領域に対して算出された前記第１及び第２の正規化補正ゲインを合成する、ことを特徴とする。

上記画像処理装置において、前記補正ゲイン算出部は、前記第１の画像群に含まれる前記２つの画像間の前記共通領域の輝度比に基づき、前記第１の方向において画像を分割して得られる複数の列の各々において、前記平坦領域を含む列を基準とした場合の第１の補正ゲインを算出する第１補正ゲイン算出部と、前記第２の画像群に含まれる前記２つの画像間の前記共通領域の輝度比に基づき、前記第２の方向において画像を分割して得られる複数の行の各々において、前記平坦領域を含む行を基準とした場合の第２の補正ゲインを算出する第２補正ゲイン算出部と、前記第１及び第２の補正ゲインを用いて、前記平坦領域の補正ゲインを基準とした場合の補正ゲインを算出する正規化補正ゲイン算出部と、を備えることを特徴とする。

上記画像処理装置において、前記第１補正ゲイン算出部は、前記平坦領域を中心に、前記第１の方向における前記２つの画像間のずれ量の間隔で前記画像を分割し、前記第２補正ゲイン算出部は、前記平坦領域を中心に、前記第２の方向における前記２つの画像間のずれ量の間隔で前記画像を分割する、ことを特徴とする。

上記画像処理装置において、前記補正ゲイン算出部は、前記平坦度の最小値が閾値以下であるか否かを判定する判定部と、前記平坦度の最小値が閾値よりも大きい場合に、前記平坦領域における補正ゲインを基準として算出された前記補正ゲインに対して平滑化処理を施す平滑化処理部と、を備えることを特徴とする。

上記画像処理装置において、前記平滑化処理部は、前記平坦度の最小値に基づいて、前記平滑化処理におけるパラメータを変更する、ことを特徴とする。

本発明に係る撮像装置は、前記画像処理装置と、前記被写体の像を結像する光学系と、前記被写体と前記光学系との少なくとも一方を移動させることにより、前記被写体に対する前記光学系の視野を移動させる移動手段と、前記光学系が結像した前記被写体の像を撮像する撮像手段と、を備え、前記画像取得部は、前記移動手段に前記視野を前記第１及び第２の方向にそれぞれ移動させながら、前記撮像手段に撮像を実行させる制御を行うことにより、前記第１及び第２の画像群をそれぞれ取得する、ことを特徴とする。

本発明に係る顕微鏡システムは、前記撮像装置と、前記被写体を載置するステージと、を備え、前記移動手段は、前記ステージと前記光学系との少なくとも一方を移動させる、ことを特徴とする。

本発明に係る画像処理方法は、互いに異なる第１及び第２の方向のそれぞれにおいて、一方の画像が他方の画像との間で被写体の一部が共通する共通領域を有する２つの画像を含む第１及び第２の画像群を取得する画像取得ステップと、前記第１の画像群に含まれる前記２つの画像間の前記共通領域の輝度比に基づき、前記第１の方向におけるシェーディング成分の勾配を表す第１の平坦度を算出すると共に、前記第２の画像群に含まれる前記２つの画像間の前記共通領域の輝度比に基づき、前記第２の方向におけるシェーディング成分の勾配を表す第２の平坦度を算出する平坦度算出ステップと、前記第１及び第２の平坦度に基づき、画像内でシェーディング成分の勾配が最小である位置を含む領域を平坦領域として検出する平坦領域検出ステップと、画像内のシェーディングを補正するための補正ゲインを、前記共通領域における輝度比を用い、前記平坦領域における補正ゲインを基準として算出する補正ゲイン算出ステップと、を含むことを特徴とする。

本発明に係る画像処理プログラムは、互いに異なる第１及び第２の方向のそれぞれにおいて、一方の画像が他方の画像との間で被写体の一部が共通する共通領域を有する２つの画像を含む第１及び第２の画像群を取得する画像取得ステップと、前記第１の画像群に含まれる前記２つの画像間の前記共通領域の輝度比に基づき、前記第１の方向におけるシェーディング成分の勾配を表す第１の平坦度を算出すると共に、前記第２の画像群に含まれる前記２つの画像間の前記共通領域の輝度比に基づき、前記第２の方向におけるシェーディング成分の勾配を表す第２の平坦度を算出する平坦度算出ステップと、前記第１及び第２の平坦度に基づき、画像内でシェーディング成分の勾配が最小である位置を含む領域を平坦領域として検出する平坦領域検出ステップと、画像内のシェーディングを補正するための補正ゲインを、前記共通領域における輝度比を用い、前記平坦領域における補正ゲインを基準として算出する補正ゲイン算出ステップと、をコンピュータに実行させることを特徴とする。

本発明によれば、第１及び第２の方向の双方においてシェーディング成分の勾配が最小となる領域を平坦領域として検出し、この平坦領域における補正ゲインを基準とした場合の画像内の各領域における補正ゲインを算出するので、画像の中心にシェーディングが発生している場合であっても、高精度なシェーディング補正を行うことが可能となる。

図１は、本発明の実施の形態１に係る画像処理装置の構成例を示すブロック図である。 図２は、被写体の撮像方法を説明するための模式図である。 図３は、被写体の撮像方法を説明するための模式図である。 図４は、図１に示す画像処理装置の動作を示すフローチャートである。 図５は、視野をずらして撮像した画像を示す図である。 図６は、水平及び垂直の各方向における平坦度の分布を示す図である。 図７は、平坦領域の検出処理を説明するための模式図である。 図８は、方向別の補正ゲインの算出処理を説明するための模式図である。 図９は、方向別の補正ゲインの算出処理を説明するための模式図である。 図１０は、補正ゲインの正規化処理を説明するための模式図である。 図１１は、方向別の補正ゲインの算出処理を説明するための模式図である。 図１２は、水平方向における補正ゲインの算出処理を説明するための模式図である。 図１３は、垂直方向における補正ゲインの算出処理を説明するための模式図である。 図１４は、補正ゲインの正規化処理を説明するための模式図である。 図１５は、補正ゲインの正規化処理を説明するための模式図である。 図１６は、図５に示す画像から検出した平坦領域における補正ゲインを基準として作成した補正ゲインマップを示す図である。 図１７は、図５に示す画像の中心における補正ゲインを基準として作成した補正ゲインマップを示す図である。 図１８は、本発明の実施の形態２の変形例２−２における補正ゲインの算出方法を説明するための模式図である。 図１９は、本発明の実施の形態３に係る画像処理装置の構成例を示すブロック図である。 図２０は、平坦領域の中心が画像内に存在しない場合における平坦度マップを示す図である。 図２１は、図２０に示す平坦度マップをもとに作成した補正ゲインマップを示す図である。 図２２は、図２０に示す平坦度マップをもとに作成し、さらに平滑化処理を施した補正ゲインマップを示す図である。 図２３は、本発明の実施の形態４に係る顕微鏡システムの構成例を示す図である。 図２４は、図２３に示す顕微鏡システムにおける画像の取得動作を説明するための模式図である。

以下、本発明に係る画像処理装置、撮像装置、顕微鏡システム、画像処理方法、及び画像処理プログラムの実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、これらの実施の形態により本発明が限定されるものではない。また、各図面の記載において、同一部分には同一の符号を附して示している。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る画像処理装置の構成例を示すブロック図である。図１に示すように、実施の形態１に係る画像処理装置１は、観察対象である被写体が写った画像を取得する画像取得部１１と、該画像に画像処理を施す画像処理部１２と、記憶部１３とを備える。

画像取得部１１は、撮像視野が互いに異なる複数の画像を取得する。画像取得部１１は、当該画像処理装置１に接続された撮像装置から複数の画像を直接取得しても良いし、ネットワークや記憶装置等を介して複数の画像を取得しても良い。実施の形態１においては、撮像装置から画像を直接取得するものとする。なお、撮像装置の種類は特に限定されず、例えば、撮像機能を備えた顕微鏡装置であっても良いし、デジタルカメラであっても良い。

図２及び図３は、画像取得部１１の動作を説明するための模式図であり、被写体ＳＰと、撮像装置を備え、被写体ＳＰの像を結像する光学系３０と、光学系３０の撮像視野Ｖとを示している。図２及び図３においては、被写体ＳＰにおける撮像視野Ｖの位置や撮像方法をわかり易くするため、被写体ＳＰ及び撮像視野Ｖの紙面手前から光学系３０の位置をずらし、被写体ＳＰの外側に光学系３０の側面を図示して撮像視野Ｖとの位置関係を示している。以下においては、撮像視野Ｖを含む平面において、該撮像視野Ｖの１つの辺と平行な方向を水平方向とし、該１つの辺と直交する方向を垂直方向とする。

画像取得部１１は、撮像装置の撮像動作を制御する撮像制御部１１１と、被写体ＳＰに対して撮像視野Ｖの位置を変化させる制御を行う駆動制御部１１２とを備える。駆動制御部１１２は、光学系３０と被写体ＳＰとのいずれか又は両方を相対的に移動させることにより、被写体ＳＰに対する撮像視野Ｖの位置を変化させる。図２は、光学系３０を水平方向に移動させる場合を示し、図３は、光学系３０を垂直方向に移動させる場合を示している。撮像制御部１１１は、駆動制御部１１２の制御動作と連動して、所定のタイミングで撮像装置に撮像を実行させ、該撮像装置から撮像視野Ｖ内の被写体が写った画像Ｍ１、Ｍ２、…を取り込む。

本実施の形態１においては、互いに直交する水平方向及び垂直方向の２方向に撮像視野Ｖを移動させる例を説明するが、撮像視野Ｖの移動方向は、互いに異なる２方向であれば、水平方向及び垂直方向に限定されない。また、撮像視野Ｖを移動させる２方向は、必ずしも直交している必要はない。以下、画像Ｍ１、Ｍ２、…内の各画素の位置を（ｘ，ｙ）と記す。

画像処理部１２は、画像取得部１１が取得した複数の画像を用いて、画像に生じているシェーディングを補正する画像処理を実行する。詳細には、画像処理部１２は、画像内に生じているシェーディングの勾配である平坦度を算出する平坦度算出部１２１と、シェーディングがほとんど生じておらず、シェーディング成分の勾配が最小である平坦領域を画像内から検出する平坦領域検出部１２２と、画像内の各位置におけるシェーディングを補正するための補正ゲインを算出する補正ゲイン算出部１２３と、シェーディング補正を行う画像補正部１２４とを備える。以下、シェーディングを補正するための補正ゲインのことを、単に補正ゲインという。

平坦度算出部１２１は、第１平坦度算出部１２１ａ及び第２平坦度算出部１２１ｂを備える。ここで、平坦度とは、隣接する画素間或いは数画素離れた画素間におけるシェーディング成分の勾配を表す指標である。第１平坦度算出部１２１ａは、被写体ＳＰに対する撮像視野Ｖを水平方向（第１の方向）に移動させることにより取得された２つの画像Ｍ１、Ｍ２（第１の画像群、図２参照）から、水平方向における平坦度を算出する。一方、第２平坦度算出部１２１ｂは、被写体ＳＰに対する撮像視野Ｖを垂直方向（第２の方向）に移動させることにより取得された２つの画像Ｍ２、Ｍ３（第２の画像群、図３参照）から、垂直方向における平坦度を算出する。

平坦領域検出部１２２は、平坦度算出部１２１が算出した水平方向及び垂直方向における平坦度に基づいて、画像内でシェーディングがほとんど生じておらず、シェーディング成分の変化がほとんど見られない領域を検出する。以下、このような領域のことを平坦領域という。

補正ゲイン算出部１２３は、第１補正ゲイン算出部１２３ａ、第２補正ゲイン算出部１２３ｂと、正規化補正ゲイン算出部１２３ｃとを備える。

第１補正ゲイン算出部１２３ａは、水平方向における共通領域、即ち、画像Ｍ１、Ｍ２間の共通領域における輝度比を用いて、平坦領域を含む画素の列又は平坦領域を含む小区画の列の輝度を基準とする補正ゲインを算出する。

第２補正ゲイン算出部１２３ｂは、垂直方向における共通領域、即ち、画像Ｍ２、Ｍ３間の共通領域における輝度比を用いて、平坦領域を含む画素の行又は平坦領域を含む小区画の行の輝度を基準とする補正ゲインを算出する。

正規化補正ゲイン算出部１２３ｃは、第１補正ゲイン算出部１２３ａ及び第２補正ゲイン算出部１２３ｂがそれぞれ算出した補正ゲインを用いて、平坦領域を基準とした場合の該平坦領域以外の画素又は小区画における補正ゲインを算出する。

画像補正部１２４は、補正ゲイン算出部１２３が算出した各画素における補正ゲインを用いて、画像取得部１１が取得した画像Ｍ１、Ｍ２、…のうちの少なくともいずれかに対してシェーディング補正を行う。或いは、画像Ｍ１〜Ｍ３と同じ環境の下で上記光学系３０を介して撮像された画像をシェーディング補正しても良い。

記憶部１３は、更新記録可能なフラッシュメモリ、ＲＡＭ、ＲＯＭといった半導体メモリ、ハードディスク、ＭＯ、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ−Ｒ等の記録媒体及び該記録媒体に対して情報の書き込み及び読み取りを行う書込読取装置等の記憶装置によって構成される。記憶部１３は、画像取得部１１が撮像装置の制御に用いる種々のパラメータや、画像処理部１２により画像処理が施された画像の画像データや、画像処理部１２が算出した種々のパラメータ等を記憶する。

上記画像取得部１１及び画像処理部１２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等の汎用プロセッサやＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等の特定の機能を実行する各種演算回路等の専用プロセッサを用いて構成される。画像取得部１１及び画像処理部１２が汎用プロセッサである場合、記憶部１３が記憶する各種プログラムを読み込むことによって画像処理装置１を構成する各部への指示やデータの転送等を行い、画像処理装置１全体の動作を統括して制御する。また、画像取得部１１及び画像処理部１２が専用プロセッサである場合、プロセッサが単独で種々の処理を実行しても良いし、記憶部１３が記憶する各種データ等を用いることで、プロセッサと記憶部１３が協働又は結合して種々の処理を実行してもよい。

次に、画像処理装置１の動作を説明する。図４は、画像処理装置１の動作を示すフローチャートである。以下においては、一例として、図２に示す被写体ＳＰが写った画像Ｍ１〜Ｍ３を取得し、該画像に対して補正処理を行うこととする。

まず、ステップＳ１において、画像取得部１１は、撮像視野Ｖを互いに異なる２つの方向に所定量ずつ移動させて被写体ＳＰを撮像することにより生成された複数の画像を取得する。詳細には、駆動制御部１１２が、被写体ＳＰと光学系３０とのいずれかを移動させることにより撮像視野Ｖを所定方向に移動させ、撮像制御部１１１が、撮像視野Ｖの移動方向において、他の１枚の画像との間で撮像視野Ｖの一部が重なるように制御を行う。具体的には、図２に示すように、撮像視野Ｖを水平方向に幅Ｂ_x分だけずらした画像Ｍ１、Ｍ２と、撮像視野Ｖを垂直方向に幅Ｂ_yずらした画像Ｍ２、Ｍ３とを取得する。なお、幅（画像間のずれ量）Ｂ_x、Ｂ_yは、画素数によって表される。

図５は、撮像視野Ｖを水平方向にずらして撮像した画像Ｍ１、Ｍ２を示す図である。画像Ｍ１、Ｍ２の間では、画像Ｍ１の左端の幅Ｂ_xを除く領域と、画像Ｍ２の右端の幅Ｂ_xを除く領域が、テクスチャ成分が共通する共通領域Ｃとなる。以下、画像Ｍ１内の各画素の輝度をＩ₁（ｘ，ｙ）、この輝度Ｉ₁（ｘ，ｙ）を構成するテクスチャ成分をＴ₁（ｘ，ｙ）、水平方向におけるシェーディング成分をＳｈ（ｘ，ｙ）と記す。同様に、画像Ｍ２内の各画素の画素値（輝度）をＩ₂（ｘ，ｙ）、この輝度Ｉ₂（ｘ，ｙ）を構成するテクスチャ成分をＴ₂（ｘ，ｙ）、シェーディング成分をＳｈ（ｘ，ｙ）と記す。つまり、輝度Ｉ₁（ｘ，ｙ）、Ｉ₂（ｘ，ｙ）はそれぞれ、次式（１）、（２）によって与えられる。
Ｉ₁（ｘ，ｙ）＝Ｔ₁（ｘ，ｙ）×Ｓｈ（ｘ，ｙ） …（１）
Ｉ₂（ｘ，ｙ）＝Ｔ₂（ｘ，ｙ）×Ｓｈ（ｘ，ｙ） …（２）

続くステップＳ２において、平坦度算出部１２１は、水平及び垂直の方向別の平坦度を算出する。

図５に示すように、画像Ｍ１、Ｍ２の間で撮像視野Ｖが水平方向に幅Ｂ_xだけずれている場合、画像Ｍ１内の画素（ｘ，ｙ）と画像Ｍ２内の画素（ｘ−Ｂ_x，ｙ）との間ではテクスチャ成分Ｔ₁（ｘ，ｙ）、Ｔ₂（ｘ−Ｂ_x，ｙ）が共通となる。従って、次式（３）が成り立つ。

つまり、テクスチャ成分Ｔ₁（ｘ，ｙ）、Ｔ₂（ｘ−Ｂ_x，ｙ）が共通である画素の輝度比は、水平方向において幅Ｂ_xだけ離れた画素間におけるシェーディング成分Ｓｈの比を表す。そこで、本実施の形態１においては、次式（４）に示すように、水平方向において幅Ｂ_xだけ離れた画素間におけるシェーディング成分Ｓｈの比の対数を取り、この対数の絶対値を、水平方向における平坦度Ｆｌａｔ_hとして算出する。

同様に、次式（５）に示すように、垂直方向において幅Ｂ_yだけ離れた画素間におけるシェーディング成分Ｓｖの比の対数の絶対値を、垂直方向における平坦度Ｆｌａｔ_vとして算出する。

なお、後述するように、平坦度Ｆｌａｔ_h、Ｆｌａｔ_vは、画像内でシェーディング成分の勾配が相対的に小さい領域を探索するために算出するものなので、式（４）、（５）において用いる対数は、自然対数及び常用対数のいずれであっても良い。

図６は、式（４）、（５）により算出された平坦度Ｆｌａｔ_h、Ｆｌａｔ_vを画素値として作成した平坦度マップであり、水平及び垂直の各方向における平坦度の分布を示す。このうち、図６の（ａ）に示す平坦度マップＭ_flat＿hは、水平方向における平坦度の分布を示す。ここで、図５に示すように、平坦度は共通領域Ｃについてのみ算出されるため、平坦度マップＭ_flat＿hのサイズは、画像Ｍ１、Ｍ２に対して両端の幅Ｂ_xの分だけ小さくなる。そこで、平坦度マップＭ_flat＿hに対し、幅Ｂ_x／２に相当する余白ｍ１を左右両端に追加することにより、画像Ｍ１、Ｍ２に画像サイズを揃える。図６の（ｂ）に示す垂直方向の平坦度マップＭ_flat＿vについても同様に、幅Ｂ_y／２に相当する余白ｍ２を上下両端に追加する。

シェーディング成分の勾配が小さいほど、即ち、シェーディング成分Ｓｈ₁（ｘ，ｙ）、Ｓｈ₂（ｘ，ｙ）の値が近いほど、平坦度Ｆｌａｔ_hの値は小さくなり、図６の（ａ）に示す平坦度マップＭ_flat＿hにおける画素値はゼロ（即ち、黒色）に近づく。図６の（ｂ）に示す平坦度マップＭ_flat＿vについても同様である。

続くステップＳ３において、平坦領域検出部１２２は、ステップＳ２において作成した方向別の平坦度マップＭ_flat＿h、Ｍ_flat＿vに基づいて、平坦領域を検出する。

詳細には、まず、方向別の平坦度マップＭ_flat＿h、Ｍ_flat＿vを加算することにより、図７に示す合成平坦度マップＭ_flat＿h+vを作成する。この際、各平坦度マップＭ_flat＿h、Ｍ_flat＿vに追加した余白ｍ１、ｍ２の部分を除いて加算を行い、その後、合成平坦度マップＭ_flat＿h+vの周囲に余白ｍ３を追加することにより、画像Ｍ１〜Ｍ３と画像サイズを合わせる。

この合成平坦度マップＭ_flat＿h+vにおける画素値、即ち平坦度Ｆｌａｔ_h、Ｆｌａｔ_vの和が最小値を取る画素の位置（ｘ_min0，ｙ_min0）を、平坦領域の中心とする。

続くステップＳ４において、補正ゲイン算出部１２３は、画像Ｍ１〜Ｍ３を撮像した際に撮像視野Ｖをずらした幅Ｂ_x、Ｂ_yで、画像Ｍ１〜Ｍ３を複数の小区画に分割し、小区画ごとに方向別の補正ゲインを算出する。図８及び図９は、方向別の補正ゲインの算出処理を説明するための模式図である。

まず、補正ゲイン算出部１２３は、図８に示すように、合成平坦度マップＭ_flat＿h+vを分割し、分割した小区画のうち平坦領域の中心位置（ｘ_min0，ｙ_min0）を含む小区画（Ｐ₀，Ｑ₀）を、シェーディングの勾配が平坦である平坦区画とみなす。そして、この平坦区画（Ｐ₀，Ｑ₀）に含まれる各画素の補正ゲインＧ（Ｐ₀，Ｑ₀）を１に設定する。

続いて、第１補正ゲイン算出部１２３ａは、図９に示すように、撮像視野Ｖを水平方向に幅Ｂ_xだけずらした画像Ｍ１、Ｍ２をもとに、水平方向における補正ゲインを、複数の小区画が並ぶ列ごとに算出する。以下、画像Ｍ１内の各列（Ｐ＝１〜５）に属する小区画内の各画素の輝度をＨ₁（Ｐ＝１）〜Ｈ₁（Ｐ＝５）と記す。同様に、画像Ｍ２内の各列（Ｐ＝１〜５）に属する小区画内の各画素の輝度をＨ₂（Ｐ＝１）〜Ｈ₂（Ｐ＝５）と記す。また、各列に属する小区画内の各画素の水平方向におけるシェーディング成分をＳｈ（Ｐ＝１）〜Ｓｈ（Ｐ＝５）と記し、これらのシェーディング成分を補正するための補正ゲインをＧｈ（Ｐ＝１）〜Ｇｈ（Ｐ＝５）と記す。Ｇｈ（Ｐ）＝１／Ｓｈ（Ｐ）である。

まず、第１補正ゲイン算出部１２３ａは、平坦区画（Ｐ₀，Ｑ₀）を含む第４列に属する小区画内の各画素の補正ゲインＧｈ（Ｐ＝４）を１と見做して、他の列に属する小区画内の各画素の補正ゲインＧｈ（Ｐ＝１）、Ｇｈ（Ｐ＝２）、Ｇｈ（Ｐ＝３）、Ｇｈ（Ｐ＝５）を算出する。

図９に示すように、画像Ｍ１の第２列におけるテクスチャ成分と、画像Ｍ２の第１列におけるテクスチャ成分とは共通であるから、次式（６）が成り立つ。

Ｇｈ（Ｐ）＝１／Ｓｈ（Ｐ）であるから、式（６）は次式（７）のように変形することができる。
式（７）において、異なる列の間での演算Ｈ₁（Ｐ＝１）／Ｈ₂（Ｐ＝２）は、列Ｐ＝１、Ｐ＝２の間で位置が対応する画素の輝度同士の演算を示す。

また、画像Ｍ１の第３列におけるテクスチャ成分と、画像Ｍ２の第２列におけるテクスチャ成分とは共通である。また、画像Ｍ１の第４列におけるテクスチャ成分と、画像Ｍ２の第３列におけるテクスチャ成分とは共通である。従って、式（６）、（７）と同様にして、次式（８−１）、（８−２）が成り立つ。

上述したように、Ｇｈ（Ｐ＝４）＝１であるから、これを式（７）、（８−１）、（８−２）に代入すると、補正ゲインＧｈ（Ｐ＝１）、Ｇｈ（Ｐ＝２）、Ｇｈ（Ｐ＝３）は、次式（９−１）、（９−２）、（９−３）によって与えられる。

また、画像Ｍ１の第５列におけるテクスチャ成分と、画像Ｍ２の第４列におけるテクスチャ成分とは共通であることから、補正ゲインＧｈ（Ｐ＝５）は、（９−４）によって与えられる。

一方、第２補正ゲイン算出部１２３ｂは、撮像視野Ｖを垂直方向に幅Ｂ_yだけずらした画像Ｍ２、Ｍ３（図３参照）をもとに、垂直方向における補正ゲインを、複数の小区画が並ぶ行ごとに算出する。以下、画像Ｍ２内の各行（Ｑ＝１〜５）に属する小区画内の各画素の輝度をＨ₂（Ｑ＝１）〜Ｈ₂（Ｑ＝５）と記す。同様に、画像Ｍ３内の各行（Ｐ＝１〜５）に属する小区画内の各画素の輝度をＨ₃（Ｑ＝１）〜Ｈ₃（Ｑ＝５）と記す。また、各行に属する小区画内の各画素の垂直方向におけるシェーディング成分を補正するための補正ゲインをＧｖ（Ｑ＝１）〜Ｇｖ（Ｑ＝５）と記す。

第２補正ゲイン算出部１２３ｂは、平坦区画（Ｐ₀，Ｑ₀）を含む第４行に属する小区画内の各画素の補正ゲインＧｖ（Ｐ＝４）を１と見做し、上述した水平方向における処理と同様に、他の行に属する小区画内の各画素の補正ゲインＧｖ（Ｑ＝１）、Ｇｖ（Ｑ＝２）、Ｇｖ（Ｑ＝３）、Ｇｖ（Ｑ＝５）を算出する。補正ゲインＧｖ（Ｑ＝１）、Ｇｖ（Ｑ＝２）、Ｇｖ（Ｑ＝３）、Ｇｖ（Ｑ＝５）は、次式（１０−１）〜（１０−４）によって与えられる。

続くステップＳ５において、正規化補正ゲイン算出部１２３ｃは、ステップＳ４において算出された方向別の補正ゲインを、平坦区画（Ｐ₀，Ｑ₀）における補正ゲインを基準として正規化する。図１０は、補正ゲインの正規化処理を説明するための模式図である。なお、図１０においては、（Ｐ₀，Ｑ₀）＝（４，４）である。

小区画（Ｐ，Ｑ）における水平方向の補正ゲインＧｈ（Ｐ，Ｑ）は、同じ行に属し、且つ平坦区画（Ｐ₀，Ｑ₀）と同じ列に属する小区画（Ｐ₀，Ｑ）における水平方向の補正ゲインＧｈ（Ｐ₀，Ｑ）を１と見做すことにより算出されている（式（９−１）参照）。また、この小区画（Ｐ₀，Ｑ）においては、平坦区画（Ｐ₀，Ｑ₀）を１と見做すことにより算出された垂直方向の補正ゲインＧｖ（Ｐ₀，Ｑ）が得られている（式（１０−１）参照）。

従って、水平方向の補正ゲインＧｈ（Ｐ，Ｑ）を正規化した正規化補正ゲインＧｈｖ（Ｐ，Ｑ）は、次式（１１）によって与えられる。
Ｇｈｖ（Ｐ，Ｑ）＝Ｇｈ（Ｐ，Ｑ）×Ｇｖ（Ｐ₀，Ｑ） …（１１）

一方、小区画（Ｐ，Ｑ）における垂直方向の補正ゲインＧｖ（Ｐ，Ｑ）は、同じ列に属し、且つ平坦区画（Ｐ₀，Ｑ₀）と同じ行に属する小区画（Ｐ，Ｑ₀）における垂直方向の補正ゲインＧｖ（Ｐ，Ｑ₀）を１と見做すことにより算出されている（式（１０−１）参照）。また、この小区画（Ｐ，Ｑ₀）においては、平坦区画（Ｐ₀，Ｑ₀）を１と見做すことにより算出された水平方向の補正ゲインＧｈ（Ｐ，Ｑ₀）が得られている（式（９−１）参照）。

従って、垂直方向の補正ゲインＧｖ（Ｐ，Ｑ）を正規化した正規化補正ゲインＧｖｈ（Ｐ，Ｑ）は、次式（１２）によって与えられる。
Ｇｖｈ（Ｐ，Ｑ）＝Ｇｖ（Ｐ，Ｑ）×Ｇｈ（Ｐ，Ｑ₀） …（１２）

さらに、正規化補正ゲイン算出部１２３ｃは、同じ小区画（Ｐ，Ｑ）について算出された正規化補正ゲインＧｈｖ（Ｐ，Ｑ）、Ｇｖｈ（Ｐ，Ｑ）を、次式（１３）に示すように加重平均することによって合成する。
Ｇ（Ｐ，Ｑ）＝（Ｇｈｖ（Ｐ，Ｑ）＋Ｇｈｖ（Ｐ，Ｑ））／２
…（１３）

この合成された補正ゲインＧ（Ｐ，Ｑ）に属する各画素における補正ゲインが、画像内の各位置（ｘ，ｙ）における補正ゲインＧ（ｘ，ｙ）として用いられる。

続くステップＳ６において、画像補正部１２４は、ステップＳ５において算出された補正ゲインＧ（ｘ，ｙ）を用いてシェーディング補正を行う。シェーディング補正された輝度（即ち、テクスチャ成分）Ｔ（ｘ，ｙ）は、シェーディング補正前の輝度Ｉ（ｘ，ｙ）を用いて、次式（１４）によって与えられる。
Ｔ（ｘ，ｙ）＝Ｉ（ｘ，ｙ）×Ｇ（ｘ，ｙ） …（１４）

以上説明したように、本発明の実施の形態１によれば、シェーディングがほとんど生じておらず、シェーディング成分の勾配が最小である平坦領域を画像内から検出し、この平坦領域における補正ゲインを基準として、画像内の他の領域における補正ゲインを算出するので、精度の良い補正ゲインを算出することができる。従って、このような補正ゲインを用いることにより、高精度なシェーディング補正を行うことができる。

また、本発明の実施の形態１によれば、画像を分割した小区画ごとに補正ゲインの算出処理を行うので、演算量の少ない簡素な処理で、高精度なシェーディング補正を行うことができる。

（変形例１）
上記実施の形態１においては、式（１３）に示すように、正規化補正ゲインＧｈｖ（Ｐ，Ｑ）、Ｇｖｈ（Ｐ，Ｑ）を加重平均することにより、小区画（Ｐ，Ｑ）における補正ゲインＧ（Ｐ，Ｑ）を算出したが、正規化補正ゲインＧｈｖ（Ｐ，Ｑ）、Ｇｖｈ（Ｐ，Ｑ）のいずれかをそのまま、当該小区画（Ｐ，Ｑ）における補正ゲインＧ（Ｐ，Ｑ）として用いても良い。この場合、正規化補正ゲインＧｈｖ（Ｐ，Ｑ）、Ｇｖｈ（Ｐ，Ｑ）のいずれか一方のみを算出すれば良い。

（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２について説明する。本実施の形態２に係る画像処理装置の構成は、全体として実施の形態１（図１参照）と同様であり、補正ゲイン算出部１２３が実行する補正ゲインの算出処理（図４のステップＳ４、Ｓ５参照）の詳細が実施の形態１と異なる。

ステップＳ３において、図７に示すように、合成平坦度マップＭ_flat＿h+vから中心位置（ｘ_min0，ｙ_min0）が決定されると、続くステップＳ４において、補正ゲイン算出部１２３は、水平及び垂直の方向別の補正ゲインを算出する。図１１〜図１３は、方向別の補正ゲインの算出処理を説明するための模式図である。このうち、図１１の（ａ）、（ｂ）は、図６に示す方向別平坦度マップＭ_flat＿h、Ｍ_flat＿vを示す模式図であり、図１１の（ｃ）は、図１１の（ａ）、（ｂ）に示す方向別平坦度マップＭ_flat＿h、Ｍ_flat＿vを加算した合成平坦度マップＭ_flat＿h+vを示す模式図である。図１１に示す格子により分割された各領域は１つの画素を示す。また、図１１においては、図６に示す余白ｍ１、ｍ２に相当する画素に×印を附している。

まず、第１補正ゲイン算出部１２３ａは、水平方向の平坦度マップＭ_flat＿hの各行から、平坦度が最小値を取る画素を検出する。図１１の（ａ）においては、各行において平坦度が最小値を取る位置（ｘ_min，ｙ）の画素を白抜きで示している。

また、第２補正ゲイン算出部１２３ｂは、垂直方向の平坦度マップＭ_flat＿vの各列から、平坦度が最小値を取る画素を検出する。図１１の（ｂ）においては、各列において平坦度が最小値を取る位置（ｘ，ｙ_min）の画素を白抜きで示している。

なお、図１１の（ｃ）に示すマップＭ_flat＿h+vにおいては、各行及び各列において平坦度が最小値を取る画素を白抜きで示すと共に、ステップＳ３において検出した平坦領域の中心位置（ｘ_min0，ｙ_min0）の画素に斜線を附している。

垂直方向の平坦度マップＭ_flat＿vの各行から検出された平坦度の最小値は、各行内において最もゼロに近い値となる。そこで、第１補正ゲイン算出部１２３ａは、図１２に示すように、平坦度マップＭ_flat＿hの各行に対し、平坦度が最小値を取る位置（ｘ_mim，ｙ）の左右両側の幅Ｂ_x／２の範囲に、画素値がゼロの画素を挿入する。これらの画素値ゼロの範囲（ｘ_min−Ｂ_x／２）≦ｘ≦（ｘ_min＋Ｂ_x／２）を、当該行における平坦領域として扱う。なお、トータルで幅Ｂ_xに相当する画素を挿入することにより、平坦度マップＭ_flat＿hのサイズがもとの画像Ｍ１、Ｍ２の画像サイズと等しくなるので、余白ｍ１は削除する。

同様に、第２補正ゲイン算出部１２３ｂは、図１３に示すように、平坦度マップＭ_flat＿vの各列に対し、平坦度が最小値を取る位置（ｘ，ｙ_min）の上下両側の幅Ｂ_y／２の範囲に、画素値がゼロの画素を挿入する。これらの画素値ゼロの範囲（ｙ_min−Ｂ_y／２）≦ｙ≦（ｙ_min＋Ｂ_y／２）を、当該列における平坦領域として扱う。なお、トータルで幅Ｂ_yに相当する画素を挿入することにより、平坦度マップＭ_flat＿vのサイズがもとの画像Ｍ２、Ｍ３の画像サイズと等しくなるので、余白ｍ２は削除する。

続いて、第１補正ゲイン算出部１２３ａは、平坦度マップＭ_flat＿hの各行における平坦領域の補正ゲインを１と見做し、下記（I）〜（III）の場合に分けて、各画素位置における水平方向におけるシェーディング成分Ｓｈ（ｘ，ｙ）を補正するための補正ゲインＧｈ（ｘ，ｙ）を算出する。

（I）（ｘ_min−Ｂ_x／２）≦ｘ≦（ｘ_min＋Ｂ_x／２）の場合
この場合、上述したように、補正ゲインＧｈ（ｘ，ｙ）＝１である。

（II）（ｘ_min＋Ｂ_x／２）＜ｘの場合
この場合、図５に示すように、画像Ｍ１内の位置（ｘ，ｙ）におけるテクスチャ成分Ｔ₁（ｘ，ｙ）と、画像Ｍ２内の位置（ｘ−Ｂ_x、ｙ）におけるテクスチャ成分Ｔ₂（ｘ−Ｂ_x、ｙ）は共通である。従って、次式（１５）が成り立つ。

従って、水平方向におけるシェーディング成分Ｓｈ（ｘ，ｙ）は、次式（１６）によって与えられる。

補正ゲインはシェーディング成分の逆数として与えられるから、水平方向におけるシェーディング成分Ｓｈ（ｘ，ｙ）を補正するための水平方向における補正ゲインＧｈ（ｘ，ｙ）は次式（１７）によって与えられる。

同様に、式（１７）における補正ゲインＧｈ（ｘ−Ｂ_x，ｙ）は、次式（１８）によって与えられる。

式（１７）、（１８）より、補正ゲインＧｈ（ｘ，ｙ）は、次式（１９）に変形することができる。

このように、補正ゲインＧｈ（ｘ，ｙ）をＧｈ（ｘ−Ｂ_x，ｙ）、Ｇｈ（ｘ−２Ｂ_x，ｙ）、…、Ｇｈ（ｘ−ｉＢ_x，ｙ）、…と順次置き換えていくと（ｉ＝１、２、…、ｎ）、いずれ当該行における平坦領域に至り、補正ゲインＧｈ（ｘ−ｎＢ_x，ｙ）が１になる。つまり、（ｘ_min＋Ｂ_x／２）＜ｘである任意の位置（ｘ，ｙ）における補正ゲインＧｈ（ｘ，ｙ）は、次式（２０）によって与えられる。
式（２０）において、Ｇｈ（ｘ−ｎＢ_x，ｙ）＝１である。

（III）ｘ＜（ｘ_min−Ｂ_x／２）の場合
この場合、画像Ｍ１内の位置（ｘ＋Ｂ_x，ｙ）におけるテクスチャ成分Ｔ₁（ｘ＋Ｂ_x，ｙ）と、画像Ｍ２内の位置（ｘ、ｙ）におけるテクスチャ成分Ｔ₂（ｘ、ｙ）は共通である。従って、次式（２１）が成り立つ。

従って、水平方向におけるシェーディング成分Ｓｈ（ｘ，ｙ）を補正するための補正ゲインＧｈ（ｘ，ｙ）は、次式（２２）によって与えられる。

上記（II）の場合と同様に、補正ゲインＧｈ（ｘ，ｙ）をＧｈ（ｘ＋Ｂ_x，ｙ）、Ｇｈ（ｘ＋２Ｂ_x，ｙ）、…、Ｇｈ（ｘ＋ｉＢ_x，ｙ）、…と順次置き換えていくと（ｉ＝１、２、…、ｎ）、いずれ当該行における平坦領域に至り、補正ゲインＧｈ（ｘ＋ｎＢ_x，ｙ）が１になる。つまり、ｘ＜（ｘ_min−Ｂ_x／２）である任意の位置（ｘ，ｙ）における補正ゲインＧｈ（ｘ，ｙ）は、次式（２３）によって与えられる。
式（２３）において、Ｇｈ（ｘ＋ｎＢ_x，ｙ）＝１である。

続いて、第２補正ゲイン算出部１２３ｂは、平坦度マップＭ_flat＿vの各列における平坦領域の補正ゲインを１と見做し、上述した水平方向の処理と同様に、下記（IV）〜（VI）の場合に分けて、各画素位置における垂直方向におけるシェーディング成分Ｓｖ（ｘ，ｙ）を補正するための補正ゲインＧｖ（ｘ，ｙ）を算出する。

（IV）（ｙ_min−Ｂ_y／２）≦ｙ≦（ｙ_min＋Ｂ_y／２）の場合
この場合、上述したように、補正ゲインＧｖ（ｘ，ｙ）＝１である。

（V）（ｙ_min＋Ｂ_y／２）＜ｙの場合
この場合、補正ゲインＧｖ（ｘ，ｙ）は、上記（II）と同様に、補正ゲインＧｖ（ｘ，ｙ）をＧｖ（ｘ，ｙ−Ｂ_y）、Ｇｖ（ｘ，ｙ−２Ｂ_y）、…と順次置き換えた式（２４）によって与えられる。
式（２４）において、Ｇｖ（ｘ，ｙ−ｎＢ_y）＝１である。

（VI）ｙ＜（ｙ_min−Ｂ_y／２）の場合
この場合、補正ゲインＧｖ（ｘ，ｙ）は、上記（III）と同様に、補正ゲインＧｖ（ｘ，ｙ）をＧｖ（ｘ，ｙ＋Ｂ_y）、Ｇｖ（ｘ，ｙ＋２Ｂ_y）、…と順次置き換えた式（２５）によって与えられる。
式（２５）において、Ｇｖ（ｘ，ｙ＋ｎＢ_y）＝１である。

続くステップＳ５において、正規化補正ゲイン算出部１２３ｃは、ステップＳ４において算出された方向別の補正ゲインＧｈ（ｘ，ｙ）、Ｇｖ（ｘ，ｙ）を、ステップＳ３において決定した平坦領域の中心位置（ｘ_min0，ｙ_min0）における補正ゲインを基準として正規化する。

まず、正規化補正ゲイン算出部１２３ｃは、図１４に示すように、任意の位置（ｘ，ｙ）における水平方向の補正ゲインＧｈ（ｘ，ｙ）を、同じｙ行に属し、且つ中心位置（ｘ_min0，ｙ_min0）と同じｘ_min0列に属する位置（ｘ_min0，ｙ）における水平方向の補正ゲインＧｈ（ｘ_min0，ｙ）を基準として正規化する。即ち、Ｇｈ（ｘ，ｙ）／Ｇｈ（ｘ_min0，ｙ）を算出する。

この位置（ｘ_min0，ｙ）においては、中心位置（ｘ_min0，ｙ_min0）における補正ゲインを基準とする垂直方向の補正ゲインＧｖ（ｘ_min0，ｙ）が得られている。従って、位置（ｘ，ｙ）における水平方向の補正ゲインＧｈ（ｘ，ｙ）を中心位置（ｘ_min0，ｙ_min0）における補正ゲインによって正規化した正規化補正ゲインＧｈｖ（ｘ，ｙ）は、次式（２６）によって与えられる。

また、正規化補正ゲイン算出部１２３ｃは、図１５に示すように、上記位置（ｘ，ｙ）を、同じｘ列に属し、且つ中心位置（ｘ_min0，ｙ_min0）と同じｙ_min0行に属する位置（ｘ，ｙ_min0）における垂直方向の補正ゲインＧｖ（ｘ，ｙ_min0）を基準として正規化する。即ち、Ｇｖ（ｘ，ｙ）／Ｇｖ（ｘ，ｙ_min0）を算出する。

この位置（ｘ，ｙ_min0）においては、中心位置（ｘ_min0，ｙ_min0）における補正ゲインを基準とする水平方向の補正ゲインＧｈ（ｘ，ｙ_min0）が得られている。従って、位置（ｘ，ｙ）における垂直方向の補正ゲインＧｖ（ｘ，ｙ）を中心位置（ｘ_min0，ｙ_min0）における補正ゲインによって正規化した正規化補正ゲインＧｖｈ（ｘ，ｙ）は、次式（２７）によって与えられる。

さらに、正規化補正ゲイン算出部１２３ｃは、同一の位置（ｘ，ｙ）について算出された正規化補正ゲインＧｈｖ（ｘ，ｙ）、Ｇｖｈ（ｘ，ｙ）を、次式（２８）に示すように加重平均することによって合成する。
Ｇ（ｘ，ｙ）＝（Ｇｈｖ（ｘ，ｙ）＋Ｇｖｈ（ｘ，ｙ））／２
…（２８）

この合成された補正ゲインＧ（ｘ，ｙ）が、位置（ｘ，ｙ）における補正ゲインとして用いられる。続くステップＳ６の処理は、実施の形態１と同様である。

図１６は、図５に示す画像Ｍ１、Ｍ２から検出した平坦領域における補正ゲインを基準として作成した補正ゲインマップを示す図である。一方、図１７は、図５に示す画像Ｍ１、Ｍ２の中心における補正ゲインを基準として作成した補正ゲインマップを示す図である。図１７に示すように、画像の中心と平坦領域の中心位置とが一致していない場合、平坦であると仮定した画像の中心の小区画の左端と右端、上端と下端において、実際にはシェーディングの差があるため、接合部で不連続となり、補正ゲインマップに格子状のアーチファクトが発生してしまった。これに対し、図１６に示すように、実際の平坦領域の中心位置における補正ゲインを基準とすることにより、アーチファクトが発生しない、滑らかで精度の良い補正ゲインを得ることができた。

以上説明したように、本発明の実施の形態２によれば、画像内でシェーディングがほとんど発生しておらず、シェーディングの勾配がほぼ平坦な平坦領域の中心位置に基づいて補正ゲインを算出するので、滑らかで精度の良い補正ゲインを取得することができる。従って、このような補正ゲインを用いることにより、高精度なシェーディング補正を行うことが可能となる。

（変形例２−１）
上記実施の形態２においては、式（２８）に示すように、正規化補正ゲインＧｈｖ（ｘ，ｙ）、Ｇｖｈ（ｘ，ｙ）を加重平均することにより、位置（ｘ，ｙ）における補正ゲインＧ（ｘ，ｙ）を算出したが、正規化補正ゲインＧｈｖ（ｘ，ｙ）、Ｇｖｈ（ｘ，ｙ）のいずれかをそのまま、当該位置（ｘ，ｙ）における補正ゲインＧ（ｘ，ｙ）として用いても良い。この場合、正規化補正ゲインＧｈｖ（ｘ，ｙ）、Ｇｖｈ（ｘ，ｙ）のいずれか一方のみを算出すれば良い。

（変形例２−２）
図１８は、本発明の実施の形態２の変形例２−２における補正ゲインの算出方法を説明するための模式図である。上記実施の形態２においては、各行及び各列の幅を１画素分として方向別の補正ゲインを算出したが、各行及び各列の幅をそれぞれ複数画素分として同様の処理を行っても良い。一例として、第１補正ゲイン算出部１２３ａ及び第２補正ゲイン算出部１２３ｂは、行方向及び列方向のそれぞれにおいて、平坦領域を中心に、撮像視野Ｖをずらした幅（ずれ量）Ｂ_x、Ｂ_yで画像を小区画に分割し、平坦領域を含む小区画の行及び列をそれぞれ基準として方向別の補正ゲインを算出する。正規化補正ゲイン算出部１２３ｃは、このように算出された方向別の補正ゲインを、画像全体における平坦領域を含む小区画（Ｐ₀’，Ｑ₀’）の補正ゲインを基準として正規化する。

（実施の形態３）
次に、本発明の実施の形態３について説明する。図１９は、本発明の実施の形態３に係る画像処理装置の構成を示すブロック図である。図１９に示すように、本実施の形態３に係る画像処理装置２は、図１に示す画像処理部１２の代わりに画像処理部２１を備える。画像処理部２１以外の画像処理装置２の各部の構成及び動作は、実施の形態１と同様である。

画像処理部２１は、平坦部算出部１２１、平坦領域検出部１２２、補正ゲイン算出部２００、及び画像補正部１２４を備える。このうち、平坦部算出部１２１、平坦領域検出部１２２、及び画像補正部１２４の動作は実施の形態１と同様である。

補正ゲイン算出部２００は、第１補正ゲイン算出部１２３ａ、第２補正ゲイン算出部１２３ｂ、及び正規化補正ゲイン算出部１２３ｃに加えて、判定部２０１及び平滑化処理部２０２を備える。このうち、第１補正ゲイン算出部１２３ａ、第２補正ゲイン算出部１２３ｂ、及び正規化補正ゲイン算出部１２３ｃの動作は、実施の形態１と同様である。或いは、実施の形態２と同様の処理を実行させても良い。

判定部２０１は、平坦領域検出部１２２が平坦領域を検出する際に算出した平坦度の最小値が閾値以下であるか否かを判定する。この閾値は、平坦領域の中心位置が画像内に存在するか否かを判定するためのものであり、予め設定されている。

ここで、平坦領域の中心位置が画像内に存在する場合、シェーディング成分の勾配はほぼゼロ、つまり平坦度の最小値はほぼゼロとなり、この最小値を取る位置が平坦領域の中心位置として検出される。そこで、閾値としては、好ましくは平坦度ゼロの誤差の範囲と見做せる値が設定される。

平滑化処理部２０２は、平坦度の最小値が閾値より大きいと判定部２０１が判定した場合に、正規化補正ゲイン算出部１２３ｃが算出した補正ゲインに対して平滑化処理を施す。

上記実施の形態１又は２において説明したように、画像内から平坦領域の中心位置を検出し、この中心位置における補正ゲインを基準として画像内の他の領域における補正ゲインを算出することで、当該画像を高精度にシェーディング補正することができる。しかしながら、平坦領域の中心位置は必ずしも画像内に存在するとは限らない。

図２０は、平坦領域の中心位置が画像内に存在しない場合の平坦度マップの例を示す図である。図２０に示すように、平坦領域の中心位置が画像内に存在しない場合、当該画像内で平坦度が最小値を取る位置にもシェーディングが発生している。それにもかかわらず、この位置における補正ゲインを基準として、つまり、補正ゲインを１と見做して、他の領域における補正ゲインを算出すると、算出した補正ゲインに大きな誤差やアーチファクトが発生してしまう。

図２１は、図２０に示す平坦度マップをもとに作成した補正ゲインマップを示す図である。図２１に示すように、平坦領域の中心位置が画像内に存在しない場合、図２１に示すように、補正ゲインマップに例えば格子状のアーチファクトが発生してしまう。

そこで、判定部２０１は、平坦度の最小値が閾値以下であるか否かを判定することにより、平坦領域の中心位置が画像内に存在するか否かを判断する。そして、平坦度の最小値が閾値よりも大きい場合、即ち、平坦領域の中心位置が画像内に存在しない場合、平滑化処理部２０２は、正規化補正ゲイン算出部１２３ｃが算出した補正ゲインに対して平滑化処理を実行する。平滑化処理の種類は特に限定されず、例えば、ガウシアンフィルタ等の一般的な平滑化処理を適用すれば良い。この際、平滑化処理部２０２は、平坦度の最小値の大きさに応じて、ガウシアンフィルタにおけるパラメータσやフィルタサイズを変化させても良い。具体的には、平坦度の最小値が大きいほど、パラメータσやフィルタサイズを大きくすると良い。

図２２は、図２０に示す平坦度マップをもとに作成し、さらに平滑化処理を施した補正ゲインマップを示す図である。図２２に示すように、平滑化処理を施すことにより、アーチファクトを抑制することができる。

以上説明したように、本発明の実施の形態３によれば、平坦領域の中心位置が画像内に存在しない場合であっても、シェーディング補正におけるアーチファクトの発生を抑制することができる。

（実施の形態４）
次に、本発明の実施の形態４について説明する。図２３は、本発明の実施の形態４に係る顕微鏡システムの構成例を示す図である。図２３に示すように、本実施の形態４に係る顕微鏡システム６は、顕微鏡装置３と、画像処理装置４と、表示装置５とを備える。

顕微鏡装置３は、落射照明ユニット３０１及び透過照明ユニット３０２が設けられた略Ｃ字形のアーム３００と、該アーム３００に取り付けられ、観察対象である被写体ＳＰが載置される標本ステージ３０３と、鏡筒３０５の一端側に三眼鏡筒ユニット３０８を介して標本ステージ３０３と対向するように設けられた対物レンズ３０４と、鏡筒３０５の他端側に設けられた撮像部３０６と、標本ステージ３０３を移動させるステージ位置変更部３０７とを有する。三眼鏡筒ユニット３０８は、対物レンズ３０４から入射した被写体ＳＰの観察光を、撮像部３０６と後述する接眼レンズユニット３０９とに分岐する。接眼レンズユニット３０９は、ユーザが被写体ＳＰを直接観察するためのものである。

落射照明ユニット３０１は、落射照明用光源３０１ａ及び落射照明光学系３０１ｂを備え、被写体ＳＰに対して落射照明光を照射する。落射照明光学系３０１ｂは、落射照明用光源３０１ａから出射した照明光を集光して観察光路Ｌの方向に導く種々の光学部材、具体的にはフィルタユニット、シャッタ、視野絞り、開口絞り等を含む。

透過照明ユニット３０２は、透過照明用光源３０２ａ及び透過照明光学系３０２ｂを備え、被写体ＳＰに対して透過照明光を照射する。透過照明光学系３０２ｂは、透過照明用光源３０２ａから出射した照明光を集光して観察光路Ｌの方向に導く種々の光学部材、具体的にはフィルタユニット、シャッタ、視野絞り、開口絞り等を含む。

対物レンズ３０４は、倍率が互いに異なる複数の対物レンズ、例えば、対物レンズ３０４、３０４’を保持可能なレボルバ３１０に取り付けられている。このレボルバ３１０を回転させて、標本ステージ３０３と対向する対物レンズ３０４、３０４’を変更することにより、撮像倍率を変化させることができる。

鏡筒３０５の内部には、複数のズームレンズと、これらのズームレンズの位置を変化させる駆動部とを含むズーム部が設けられている。ズーム部は、各ズームレンズの位置を調整することにより、撮像視野内の被写体像を拡大又は縮小させる。なお、鏡筒３０５内の駆動部にエンコーダをさらに設けても良い。この場合、エンコーダの出力値を画像処理装置４に出力し、画像処理装置４において、エンコーダの出力値からズームレンズの位置を検出して撮像倍率を自動算出するようにしても良い。

撮像部３０６は、例えばＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子を含み、該撮像素子が備える各画素においてＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各バンドにおける画素レベル（画素値）を持つカラー画像を撮像可能なカメラであり、画像処理装置４の撮像制御部１１１の制御に従って、所定のタイミングで動作する。撮像部３０６は、対物レンズ３０４から鏡筒３０５内の光学系を介して入射した光（観察光）を受光し、観察光に対応する画像データを生成して画像処理装置４に出力する。或いは、撮像部３０６は、ＲＧＢ色空間で表された画素値を、ＹＣｂＣｒ色空間で表された画素値に変換して画像処理装置４に出力しても良い。

ステージ位置変更部３０７は、例えばボールネジ及びステッピングモータ３０７ａを含み、標本ステージ３０３の位置をＸＹ平面内で移動させることにより、撮像視野を変化させる移動手段である。また、ステージ位置変更部３０７には、標本ステージ３０３をＺ軸に沿って移動させることにより、対物レンズ３０４の焦点を被写体ＳＰに合わせる。なお、ステージ位置変更部３０７の構成は上述した構成に限定されず、例えば超音波モータ等を使用しても良い。

なお、本実施の形態４においては、対物レンズ３０４を含む光学系の位置を固定し、標本ステージ３０３側を移動させることにより、被写体ＳＰに対する撮像視野を変化させるが、対物レンズ３０４を光軸と直交する面内において移動させる移動機構を設け、標本ステージ３０３を固定して、対物レンズ３０４側を移動させることにより、撮像視野を変化させることとしても良い。或いは、標本ステージ３０３及び対物レンズ３０４の双方を相対的に移動させても良い。

画像処理装置４は、画像取得部１１と、画像処理部４１と、記憶部１３とを備える。このうち、画像取得部１１及び記憶部１３の構成及び動作は、実施の形態１と同様である（図１参照）。画像取得部１１のうち、駆動制御部１１２は、標本ステージ３０３に搭載されたスケールの値等に基づき、予め定められたピッチで該標本ステージ３０３の駆動座標を指示することにより標本ステージ３０３の位置制御を行うが、顕微鏡装置３により取得された画像に基づくテンプレートマッチング等の画像マッチングの結果に基づいて標本ステージ３０３の位置制御を行っても良い。本実施の形態４においては、被写体ＳＰの面内で撮像視野Ｖを水平方向に移動させた後、垂直方向に移動させるだけなので、標本ステージ３０３の制御は非常に容易である。

画像処理部４１は、図１に示す画像処理部１２に対し、ＶＳ画像作成部４１１をさらに備える。ＶＳ画像作成部４１１は、画像補正部１２４によりシェーディング補正が施された複数の画像をもとに、バーチャルスライド（ＶＳ）画像を作成する。なお、ＶＳ画像作成部４１１以外の画像処理部４１の各部の構成及び動作は、実施の形態１と同様である。或いは、実施の形態２と同様の処理を実行させても良いし、実施の形態３と同様に補正ゲイン算出部２００を設けても良い。

バーチャルスライド画像とは、撮像視野が互いに異なる複数の画像を貼り合わせて作成された広視野の画像であり、本顕微鏡システム６には、バーチャルスライド画像の作成機能が搭載されている。ここで、顕微鏡装置３において撮像された画像をそのまま貼り合わせようとすると、光学系の特性等に応じて生じるシェーディングの影響により、画像同士を貼り合わせたつなぎ目に不自然な境界が発生してしまう。そこで、本実施の形態４においては、画像補正部１２４によりシェーディング補正がなされた後の画像同士を貼り合わせることとしている。

表示装置５は、例えば、ＬＣＤやＥＬディスプレイ、ＣＲＴディスプレイ等の表示装置によって構成され、画像処理装置４から出力された画像や関連情報を表示する。

図２４は、顕微鏡システム６における画像の取得動作を説明するための模式図である。本顕微鏡システム６においては、バーチャルスライド画像作成用の画像取得と補正ゲイン算出用の画像取得とを組み合わせて行うことが可能である。

例えば図２４に示すように、バーチャルスライド画像の作成用の画像Ｖ０〜Ｖ７を取得する際、撮像視野を水平に移動させる間の一部の区間、例えば画像Ｖ０、Ｖ１を取得する間において、撮像視野の移動ピッチを例えば幅Ｂ_xに設定して撮像を行うことにより、水平方向における補正ゲイン算出用の画像Ｍ_j=0、Ｍ_j=1を取得する。このうち、画像Ｍ_j=0と画像Ｖ０とは撮像視野内の被写体が共通なので、画像を兼用することができる。また、撮像視野を垂直に移動させる間の一部の区間、例えば画像Ｖ４、Ｖ５を取得する間において、撮像視野の移動ピッチを例えば幅Ｂ_yに設定して撮像を行うことにより、垂直方向における補正ゲイン算出用の画像Ｍ_k=0、Ｍ_k=1を取得する。このうち、画像Ｍ_k=0と画像Ｖ４とは撮像視野内の被写体が共通なので、画像を兼用することができる。また、画像Ｖ０、Ｖ１、…と撮像を進めている間に、取得済みの画像Ｍ_j=0、Ｍ_j=1から補正ゲインの算出を並行して行っても良いし、算出された補正ゲインを用いてシェーディング補正を並行して行っても良い。

このように、本実施の形態４においては、バーチャルスライド画像作成用の画像を取得する際の撮像視野の移動方向と、シェーディング成分算出用の画像を取得する際の撮像視野の移動方向とが共通しているため、標本ステージ３０３を無駄に移動させることなく、効率的に、これらの画像を取得することができる。また、バーチャルスライド画像の作成用の一部の画像を、シェーディング成分の作成に使用することができるので、撮像回数を低減することもできる。

なお、バーチャルスライド画像作成用の画像取得経路上において、補正ゲイン算出用の取得を行う位置は、任意に設定することができる。また、バーチャルスライド画像作成用の画像取得経路上の複数箇所において補正ゲイン算出用の画像を取得し、画像を取得した箇所ごとに算出された補正ゲインを合成しても良い。この場合、合成された補正ゲインを用いることにより、シェーディング補正におけるロバスト性を向上させることができる。

本発明は、上述した各実施の形態１〜４及び変形例そのままに限定されるものではなく、各実施の形態１〜４及び変形例に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることによって、種々の発明を形成することができる。例えば、実施の形態１〜４及び変形例に示される全構成要素からいくつかの構成要素を除外して形成してもよい。或いは、異なる実施の形態に示した構成要素を適宜組み合わせて形成してもよい。

１、２、４ 画像処理装置
３ 顕微鏡装置
５ 表示装置
６ 顕微鏡システム
１１ 画像取得部
１２、２１、４１ 画像処理部
１３ 記憶部
３０ 光学系
１１１ 撮像制御部
１１２ 駆動制御部
１２１ 平坦度算出部
１２１ａ 第１平坦度算出部
１２１ｂ 第２平坦度算出部
１２２ 平坦領域検出部
１２３、２００ 補正ゲイン算出部
１２３ａ 第１補正ゲイン算出部
１２３ｂ 第２補正ゲイン算出部
１２３ｃ 正規化補正ゲイン算出部
１２４ 画像補正部
２０１ 判定部
２０２ 平滑化処理部
３００ アーム
３０１ 落射照明ユニット
３０１ａ 落射照明用光源
３０１ｂ 落射照明光学系
３０２ 透過照明ユニット
３０２ａ 透過照明用光源
３０２ｂ 透過照明光学系
３０３ 標本ステージ
３０４、３０４’ 対物レンズ
３０５ 鏡筒
３０６ 撮像部
３０７ ステージ位置変更部
３０７ａ ステッピングモータ
３０８ 三眼鏡筒ユニット
３０９ 接眼レンズユニット
３１０ レボルバ
４１１ ＶＳ画像作成部

Claims (14)

1. 互いに異なる第１及び第２の方向のそれぞれにおいて、一方の画像が他方の画像との間で被写体の一部が共通する共通領域を有する２つの画像を含む第１及び第２の画像群を取得する画像取得部と、
   前記第１の画像群に含まれる前記２つの画像間の前記共通領域の輝度比に基づき、前記第１の方向におけるシェーディング成分の勾配を表す第１の平坦度を算出すると共に、前記第２の画像群に含まれる前記２つの画像間の前記共通領域の輝度比に基づき、前記第２の方向におけるシェーディング成分の勾配を表す第２の平坦度を算出する平坦度算出部と、
   前記第１及び第２の平坦度に基づき、画像内でシェーディング成分の勾配が最小である位置を含む領域を平坦領域として検出する平坦領域検出部と、
   画像内のシェーディングを補正するための補正ゲインを、前記共通領域における輝度比を用い、前記平坦領域における補正ゲインを基準として算出する補正ゲイン算出部と、
   を備えることを特徴とする画像処理装置。
2. 前記補正ゲイン算出部が算出した前記補正ゲインを用いて、前記第１及び第２の画像群に含まれる少なくとも１つの画像にシェーディング補正を施す画像補正部をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
3. 前記補正ゲイン算出部は、
   前記第１の画像群に含まれる前記２つの画像間の前記共通領域の輝度比に基づき、前記第１の方向において前記平坦度が最小である位置を基準とした場合の第１の補正ゲインを算出する第１補正ゲイン算出部と、
   前記第２の画像群に含まれる前記２つの画像間の前記共通領域の輝度比に基づき、前記第２の方向において前記平坦度が最小である位置を基準とした場合の第２の補正ゲインを算出する第２補正ゲイン方向補正ゲイン算出部と、
   前記第１及び第２の補正ゲインを用いて、前記平坦領域の補正ゲインを基準とした場合の補正ゲインを算出する正規化補正ゲイン算出部と、
   を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像処理装置。
4. 前記第１補正ゲイン算出部は、前記第１の方向に画素が並んだ各行に対し、前記第１の補正ゲインを算出し、
   前記第２補正ゲイン算出部は、前記第２の方向に画素が並んだ各列に対し、前記第２の補正ゲインを算出する、
   ことを特徴とする請求項３に記載の画像処理装置。
5. 正規化補正ゲイン算出部は、
   前記平坦領域を含む列における前記第１の補正ゲインを基準として、前記各行における前記第１の補正ゲインを正規化し、該正規化された前記第１の補正ゲインと、前記平坦領域を含む前記列における前記第２の補正ゲインとを用いて、前記平坦領域を基準とした場合の第１の正規化補正ゲインを算出する第１の処理と、
   前記平坦領域を含む行における前記第２の補正ゲインを基準として、前記各列における前記第２の補正ゲインを正規化し、該正規化された前記第２の補正ゲインと、前記平坦領域を含む前記行における前記第１の補正ゲインとを用いて、前記平坦領域を基準とした場合の第２の正規化補正ゲインを算出する第２の処理と、
   のうちの少なくとも一方を実行する、
   ことを特徴とする請求項４に記載の画像処理装置。
6. 正規化補正ゲイン算出部は、前記第１及び第２の処理の両方を実行し、さらに、同一の領域に対して算出された前記第１及び第２の正規化補正ゲインを合成する、ことを特徴とする請求項５に記載の画像処理装置。
7. 前記補正ゲイン算出部は、
   前記第１の画像群に含まれる前記２つの画像間の前記共通領域の輝度比に基づき、前記第１の方向において画像を分割して得られる複数の列の各々において、前記平坦領域を含む列を基準とした場合の第１の補正ゲインを算出する第１補正ゲイン算出部と、
   前記第２の画像群に含まれる前記２つの画像間の前記共通領域の輝度比に基づき、前記第２の方向において画像を分割して得られる複数の行の各々において、前記平坦領域を含む行を基準とした場合の第２の補正ゲインを算出する第２補正ゲイン算出部と、
   前記第１及び第２の補正ゲインを用いて、前記平坦領域の補正ゲインを基準とした場合の補正ゲインを算出する正規化補正ゲイン算出部と、
   を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像処理装置。
8. 前記第１補正ゲイン算出部は、前記平坦領域を中心に、前記第１の方向における前記２つの画像間のずれ量の間隔で前記画像を分割し、
   前記第２補正ゲイン算出部は、前記平坦領域を中心に、前記第２の方向における前記２つの画像間のずれ量の間隔で前記画像を分割する、
   ことを特徴とする請求項７に記載の画像処理装置。
9. 前記補正ゲイン算出部は、
   前記平坦度の最小値が閾値以下であるか否かを判定する判定部と、
   前記平坦度の最小値が閾値よりも大きい場合に、前記平坦領域における補正ゲインを基準として算出された前記補正ゲインに対して平滑化処理を施す平滑化処理部と、
   を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像処理装置。
10. 前記平滑化処理部は、前記平坦度の最小値に基づいて、前記平滑化処理におけるパラメータを変更する、ことを特徴とする請求項９に記載の画像処理装置。
11. 請求項１〜１０のいずれか１項に記載の画像処理装置と、
    前記被写体の像を結像する光学系と、
    前記被写体と前記光学系との少なくとも一方を移動させることにより、前記被写体に対する前記光学系の視野を移動させる移動手段と、
    前記光学系が結像した前記被写体の像を撮像する撮像手段と、
    を備え、
    前記画像取得部は、前記移動手段に前記視野を前記第１及び第２の方向にそれぞれ移動させながら、前記撮像手段に撮像を実行させる制御を行うことにより、前記第１及び第２の画像群をそれぞれ取得する、
    ことを特徴とする撮像装置。
12. 請求項１１に記載の撮像装置と、
    前記被写体を載置するステージと、
    を備え、
    前記移動手段は、前記ステージと前記光学系との少なくとも一方を移動させる、ことを特徴とする顕微鏡システム。
13. 互いに異なる第１及び第２の方向のそれぞれにおいて、一方の画像が他方の画像との間で被写体の一部が共通する共通領域を有する２つの画像を含む第１及び第２の画像群を取得する画像取得ステップと、
    前記第１の画像群に含まれる前記２つの画像間の前記共通領域の輝度比に基づき、前記第１の方向におけるシェーディング成分の勾配を表す第１の平坦度を算出すると共に、前記第２の画像群に含まれる前記２つの画像間の前記共通領域の輝度比に基づき、前記第２の方向におけるシェーディング成分の勾配を表す第２の平坦度を算出する平坦度算出ステップと、
    前記第１及び第２の平坦度に基づき、画像内でシェーディング成分の勾配が最小である位置を含む領域を平坦領域として検出する平坦領域検出ステップと、
    画像内のシェーディングを補正するための補正ゲインを、前記共通領域における輝度比を用い、前記平坦領域における補正ゲインを基準として算出する補正ゲイン算出ステップと、
    を含むことを特徴とする画像処理方法。
14. 互いに異なる第１及び第２の方向のそれぞれにおいて、一方の画像が他方の画像との間で被写体の一部が共通する共通領域を有する２つの画像を含む第１及び第２の画像群を取得する画像取得ステップと、
    前記第１の画像群に含まれる前記２つの画像間の前記共通領域の輝度比に基づき、前記第１の方向におけるシェーディング成分の勾配を表す第１の平坦度を算出すると共に、前記第２の画像群に含まれる前記２つの画像間の前記共通領域の輝度比に基づき、前記第２の方向におけるシェーディング成分の勾配を表す第２の平坦度を算出する平坦度算出ステップと、
    前記第１及び第２の平坦度に基づき、画像内でシェーディング成分の勾配が最小である位置を含む領域を平坦領域として検出する平坦領域検出ステップと、
    画像内のシェーディングを補正するための補正ゲインを、前記共通領域における輝度比を用い、前記平坦領域における補正ゲインを基準として算出する補正ゲイン算出ステップと、
    をコンピュータに実行させることを特徴とする画像処理プログラム。