JP2007082181A - 撮像装置及び画像処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】高輝度領域に反射率の大きい被写体が存在したとしてもコントラスト低下を防止する。
【解決手段】被写体光を撮像する撮像手段と、撮像手段による撮影画像から所定周波数の第１成分を抽出するための第１成分抽出手段と、撮影画像から第１成分より周波数の高い第２成分を抽出するための第２成分抽出手段と、前記抽出された第１成分のＤＲを所定の圧縮率で圧縮するための圧縮手段と、圧縮手段により第１成分のＤＲが圧縮されてなる圧縮第１成分と前記抽出された第２成分とから新たな画像を生成するための画像生成手段と、前記第２成分から第１成分の圧縮における補正係数である圧縮補正係数を算出するための圧縮補正係数算出手段とを備え、圧縮手段は、前記算出された圧縮補正係数に基づき圧縮補正係数が大きいほど圧縮率が大きくなるよう圧縮率を決定し、この圧縮率に基づき第１成分のＤＲを圧縮する。
【選択図】図３

Description

本発明は、デジタルカメラ等の撮像装置、特に、ダイナミックレンジ圧縮機能を有する撮像装置及びこれに適用され得る画像処理方法に関するものである。

近年、デジタルカメラ等の撮像装置においては、高画質化の要請に伴い、撮像センサが扱うことのできる被写体の輝度範囲、すなわちダイナミックレンジ（ＤＲ）を拡大させることが１つの大きなテーマとなっている。ダイナミックレンジの拡大に関し、例えばＭＯＳＦＥＴのサブスレッショルド特性を利用することで、高輝度側の出力特性を入射光量に応じて電気信号が対数的に変換される特性を有する撮像センサ、すなわち線形特性領域及び対数特性領域からなる光電変換特性を有する撮像センサ（リニアログセンサという）が知られている。リニアログセンサは、上述のように入射光量に対して自然対数的に変換された出力が得られることから、線形特性領域だけの光電変換特性を有する撮像センサと比べてより広いダイナミックレンジが確保される。

上記リニアログセンサのように撮像系の広ダイナミックレンジ化が進む一方、現状ではモニタ等の表示系の広ダイナミックレンジ化は撮像系ほど進んでおらず、たとえ入力画像の広ダイナミックレンジ化が図られたとしても、表示系においてその効果を充分に発揮できないことになる。したがって、広ダイナミックレンジの入力画像が表示系のダイナミックレンジに収まるように該入力画像のダイナミックレンジを圧縮させる必要がある。

ところで、“ダイナミックレンジの圧縮”には、局所的に画像の明暗を調整する、すなわち画像の照明成分を圧縮することでコントラスト（階調）を向上させる意味と、画像全体の明暗の関係をそのまま維持した状態で、文字通り、帯域（ダイナミックレンジ）を圧縮する（局所的な明暗調整とは無関係に画像を一律に圧縮する）意味との２つの意味があるが、これらを区別するべく、前者を「覆い焼き処理」、後者を「ＤＲ圧縮」と称するものとする。なお、後述するように、実質的に上記照明成分は低周波成分であり、また後述の反射率成分は高周波成分であると言うことができる。

従来、覆い焼き処理では、例えば画像から照明成分を抽出し（このとき反射率成分も抽出する）、この照明成分をＤＲ圧縮した後、当該ＤＲ圧縮された照明成分と反射率成分とから上記局所的に画像の明暗が調整された新たな画像を生成する。これに関し、例えば特許文献１に開示されている技術では、図７に示すように、リニアログセンサにより得られた線形特性及び対数特性の光電変換特性を有する画像（以降、線形／対数画像という）を、ログ画像Ｉ１とリニア画像Ｉ２とに分割抽出し、それぞれの画像で覆い焼き処理を行った後、これらの画像を合成する。この合成画像を図８に示す画像Ｉ’とすると、この画像Ｉ’が出力画像（例えば上記表示系）のダイナミックレンジに収まるように入力画像すなわち上記線形／対数画像としての元画像Ｉに対するＤＲ圧縮が行われる。
特願２００４−３７７８７５号 特開２００２−７４３５６号公報 特開２０００−３１６０９０号公報

しかしながら、上記特許文献１に示す技術では、例えば雲の画像ように、高輝度領域に反射率が大きい被写体がある画像に対しては、画像Ｉ’が上記出力画像のダイナミックレンジを超えてしまい、コントラスト低下を招くことがある。すなわち、例えば図９に示すように、覆い焼き処理後、出力画像のダイナミックレンジの最大値つまり出力最大値Ｏｍａｘを上回った符号９０１に示す部分の反射率成分の画素値は、このＯｍａｘ値にクリップされてしまうため（Ｏｍａｘ値より大きな画素値は全てＯｍａｘ値となり）、この部分の画素の階調がつぶれてコントラストが低下するといった問題がある。なお、高輝度領域のコントラストが低下する問題に対し、上記特許文献２には、高周波信号を、該信号値が大きいほどその値が抑制されるよう変換する技術が、上記特許文献３には、階調変換後の原画像に対して足し込む原画像の高周波成分の振幅の大きさを、該高周波成分の大きさに応じて変換する技術が開示されている。これらによれば、出力画像のダイナミックレンジを超えた画素値が出力最大値Ｏｍａｘでクリップされてしまう問題は回避されるものの、高輝度領域においてコントラストが低下するという問題は依然として残る。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、覆い焼き処理において、画像の高輝度領域に反射率（高周波成分値）の大きい被写体が存在したとしてもコントラストの低下を防止することができる撮像装置及び画像処理方法を提供することを目的とする。

本発明の請求項１に係る撮像装置は、被写体光を撮像する撮像手段と、前記撮像手段による撮影画像から所定周波数の第１成分を抽出するための第１成分抽出手段と、前記撮影画像から前記第１成分より周波数の高い第２成分を抽出するための第２成分抽出手段と、前記第１成分抽出手段によって抽出された第１成分のダイナミックレンジを所定の圧縮率で圧縮するための圧縮手段と、前記圧縮手段によって第１成分のダイナミックレンジが圧縮されてなる圧縮第１成分と前記第２成分抽出手段によって抽出された第２成分とから新たな画像を生成するための画像生成手段と、前記第２成分抽出手段によって抽出された第２成分から、前記第１成分の圧縮における補正係数である圧縮補正係数を算出するための圧縮補正係数算出手段とを備え、前記圧縮手段は、前記圧縮補正係数算出手段によって算出された圧縮補正係数に基づいて該圧縮補正係数が大きいほど前記圧縮率が大きくなるように当該圧縮率を決定し、該決定した圧縮率に基づいて第１成分のダイナミックレンジを圧縮することを特徴とする。

上記構成によれば、撮像手段によって被写体光が撮像され、第１成分抽出手段によって撮像手段による撮影画像から所定周波数の第１成分が抽出される。また、第２成分抽出手段によって撮影画像から第１成分より周波数の高い第２成分が抽出され、圧縮補正係数算出手段によって、第２成分抽出手段により抽出された第２成分から、第１成分の圧縮における補正係数である圧縮補正係数が算出される。そして、圧縮手段によって、圧縮補正係数算出手段により算出された圧縮補正係数に基づいて該圧縮補正係数が大きいほど圧縮率が大きくなるように圧縮率が決定され、該決定された圧縮率に基づいて上記抽出された第１成分のダイナミックレンジが圧縮され、画像生成手段によって、このダイナミックレンジが圧縮された圧縮第１成分と第２成分とから新たな画像が生成される。

請求項２に係る撮像装置は、請求項１において、前記圧縮手段は、前記圧縮第１成分における最大圧縮第１成分と前記圧縮補正係数とから生成される画像の出力値が、所定の画像出力系の出力最大値（Ｏｍａｘ）以下となるように前記圧縮率を決定することを特徴とする。この構成によれば、圧縮手段によって、圧縮第１成分における最大圧縮第１成分と、圧縮補正係数とから生成される画像の出力値が、所定の画像出力系（表示系）の出力最大値（Ｏｍａｘ）以下となるように圧縮率が決定される。

請求項３に係る撮像装置は、請求項１又は２において、前記圧縮補正係数算出手段は、前記第２成分における、第１成分が所定値以上となる領域の該第２成分の最大値又は平均値を前記圧縮補正係数として算出することを特徴とする。この構成によれば、圧縮補正係数算出手段によって、第２成分における、第１成分が所定値以上となる領域の第２成分の最大値又は平均値が圧縮補正係数として算出される。

請求項４に係る撮像装置は、請求項１又は２において、前記圧縮補正係数算出手段は、前記第２成分から、撮影画像における主被写体から第１成分が所定値以上である画素までの距離に応じた圧縮補正係数を算出することを特徴とする。この構成によれば、圧縮補正係数算出手段によって、第２成分から、撮影画像における主被写体から第１成分が所定値以上である画素までの距離に応じた圧縮補正係数が算出される。

請求項５に係る撮像装置は、請求項１〜４のいずれかにおいて、前記第１成分は照明成分であり、前記第２成分は反射率成分であり、前記圧縮補正係数は反射率であることを特徴とする。この構成によれば、第１成分が照明成分とされ、第２成分が反射率成分とされ、圧縮補正係数が反射率とされる。

請求項６に係る撮像装置は、請求項５において、前記照明成分は、撮影画像からエッジ維持フィルタによって抽出されたものであることを特徴とする。この構成によれば、照明成分が撮影画像からエッジ維持フィルタによって抽出される。

請求項７に係る画像処理方法は、被写体光を撮像手段によって撮像する第１の工程と、前記撮像手段による撮影画像から第１成分抽出手段によって所定周波数の第１成分を抽出する第２の工程と、前記撮影画像から第２成分抽出手段によって前記第１成分より周波数の高い第２成分を抽出する第３の工程と、前記第１成分抽出手段により抽出された第１成分のダイナミックレンジを圧縮手段によって所定の圧縮率で圧縮する第４の工程と、前記圧縮手段により第１成分のダイナミックレンジが圧縮されてなる圧縮第１成分と前記第２成分抽出手段により抽出された第２成分とから画像生成手段によって新たな画像を生成する第５の工程と、前記第２成分抽出手段により抽出された第２成分から、前記第１成分の圧縮における補正係数である圧縮補正係数を圧縮補正係数算出手段によって算出する第６の工程とを有し、前記第４の工程は、前記圧縮手段によって、前記圧縮補正係数算出手段により算出された圧縮補正係数に基づいて該圧縮補正係数が大きいほど前記圧縮率が大きくなるように当該圧縮率を決定し、該決定した圧縮率に基づいて第１成分のダイナミックレンジを圧縮する工程であることを特徴とする。

上記構成によれば、第１の工程において、撮像手段によって被写体光が撮像され、第２の工程において、第１成分抽出手段によって撮像手段による撮影画像から所定周波数の第１成分が抽出され、第３の工程において、第２成分抽出手段によって撮影画像から第１成分より周波数の高い第２成分が抽出され、第６の工程において、圧縮補正係数算出手段によって、第２成分抽出手段により抽出された第２成分から、第１成分の圧縮における補正係数である圧縮補正係数が算出される。そして、第４の工程において、圧縮手段によって、上記圧縮補正係数算出手段により算出された圧縮補正係数に基づいて該圧縮補正係数が大きいほど圧縮率が大きくなるように圧縮率が決定され、該決定された圧縮率に基づいて上記抽出された第１成分のダイナミックレンジが圧縮され、第５の工程において、画像生成手段によって、このダイナミックレンジが圧縮された圧縮第１成分と第２成分とから新たな画像が生成される。

請求項８に係る画像処理方法は、請求項７において、前記第１成分を照明成分とし、前記第２成分を反射率成分とし、前記圧縮補正係数を反射率とすることを特徴とする。この構成によれば、第１成分が照明成分とされ、第２成分が反射率成分とされ、圧縮補正係数が反射率とされる。

請求項１に係る撮像装置によれば、圧縮補正係数（例えば反射率又は高周波成分値）が大きいほど大きな圧縮率で圧縮することが可能となり、第２成分（例えば反射率成分又は高周波成分）が画像出力系の出力最大値を上回らないよう第１成分（例えば照明成分又は低周波成分）のダイナミックレンジを圧縮することができるため、覆い焼き処理において、画像の高輝度領域に圧縮補正係数の大きい被写体が存在したとしてもコントラストの低下を防止することができる。

請求項２に係る撮像装置によれば、圧縮第１成分における最大圧縮第１成分と圧縮補正係数とから生成される画像の出力値が、所定の画像出力系の出力最大値以下となる関係に基づいて、所要の圧縮率を容易に求めることができる。

請求項３に係る撮像装置によれば、第１成分が所定値以上となる領域の第２成分の最大値又は平均値を算出するという方法によって、圧縮補正係数を容易に求めることができる。

請求項４に係る撮像装置によれば、第２成分から、撮影画像における主被写体から第１成分が所定値以上の画素までの距離に応じた圧縮補正係数を算出するという方法によって、主被写体付近における高輝度、高反射率の画像の輝度値が、圧縮手段による圧縮処理によって飽和することを防止できる。

請求項５に係る撮像装置によれば、反射率が高いほど大きな圧縮率で圧縮することが可能となり、反射率成分が画像出力系の出力最大値を上回らないよう照明成分のダイナミックレンジを圧縮することができるため、覆い焼き処理において、画像の高輝度領域に反射率の大きい被写体が存在したとしてもコントラストの低下を防止することができる。

請求項６に係る撮像装置によれば、撮影画像からの照明成分の抽出をエッジ維持フィルタを用いて精度良く行うことができる。

請求項７に係る画像処理方法によれば、圧縮補正係数が大きいほど大きな圧縮率で圧縮することが可能となり、第２成分が画像出力系の出力最大値を上回らないよう第１成分のダイナミックレンジを圧縮することができるため、覆い焼き処理において、画像の高輝度領域に圧縮補正係数の大きい被写体が存在したとしてもコントラストの低下を防止することができる。

請求項８に係る画像処理方法によれば、反射率が大きい（高い）ほど大きな圧縮率で圧縮することが可能となり、反射率成分が画像出力系の出力最大値を上回らないよう照明成分のダイナミックレンジを圧縮することができるため、覆い焼き処理において、画像の高輝度領域に反射率の大きい被写体が存在したとしてもコントラストの低下を防止することができる。

図１は、本実施形態に係る撮像装置の一例であるデジタルカメラを示し、このデジタルカメラの主に撮像処理に関する概略的なブロック構成図を示している。図１に示すようにデジタルカメラ１は、レンズ部２、撮像センサ３、アンプ４、Ａ／Ｄ変換部５、画像処理部６、画像メモリ７、制御部８、モニタ部９及び操作部１０を備えている。

レンズ部２は、被写体光（光像）を取り込むレンズ窓として機能するとともに、この被写体光をカメラ本体の内部に配置されている撮像センサ３へ導くための光学レンズ系（被写体光の光軸Ｌに沿って直列的に配置される例えばズームレンズやフォーカスレンズ、その他の固定レンズブロック）を構成するものである。レンズ部２は、当該レンズの透過光量を調節するための絞り（図略）やシャッタ（図略）を備えており、制御部８によってこの絞りやシャッタの駆動制御がなされる構成となっている。

撮像センサ３は、レンズ部２において結像された被写体光像の光量に応じ、Ｒ、Ｇ、Ｂ各成分の画像信号に光電変換して後段のアンプ４へ出力するものである。本実施形態においては、撮像センサ３として、センサ入射輝度が低い場合（暗時）に出力画素信号（光電変換により発生する出力電気信号）が線形的に変換されて出力される線形特性領域と、センサ入射輝度が高い場合（明時）に出力画素信号が対数的に変換されて出力される対数特性領域とからなる光電変換特性、換言すれば低輝度側が線形、高輝度側が対数の光電変換特性を有する対数変換型固体撮像素子が用いられる。なお、この光電変換特性の線形特性領域と対数特性領域との切り替り点（以降、変曲点という）は、撮像センサ３の各画素回路に対する所定の制御信号により任意に制御可能とされている。

具体的には、撮像センサ３は例えばフォトダイオード等の光電変換素子をマトリクス状に配置してなる固体撮像素子に、Ｐ型又はＮ型のＭＯＳＦＥＴ等を備えた対数変換回路を付加し、ＭＯＳＦＥＴのサブスレッショルド特性を利用することで、固体撮像素子の出力特性を入射光量に対して電気信号が対数的に変換されるようにした所謂ＣＭＯＳイメージセンサが採用される。但し、ＣＭＯＳイメージセンサに限らず、ＶＭＩＳイメージセンサやＣＣＤイメージセンサ等であってもよい。

アンプ４は、撮像センサ３から出力された画像信号を増幅するものであり、例えばＡＧＣ（オートゲインコントロール）回路を備え、当該出力信号のゲイン（増幅率）調整を行う。アンプ４は、ＡＧＣ回路の他、アナログ値としての当該画像信号のサンプリングノイズの低減を行うＣＤＳ（相関二重サンプリング）回路を備えていてもよい。

Ａ／Ｄ変換部５は、アンプ４にて増幅されたアナログ値の画像信号（アナログ信号）をデジタル値の画像信号（デジタル信号）に変換するものであり、撮像センサ３の各画素で受光して得られる画素信号をそれぞれ例えば１２ビットの画素データに変換する。

画像処理部６は、Ａ／Ｄ変換部５によるＡ／Ｄ変換処理によって得られた画像信号に対する色補間／色補正処理やホワイトバランス補正処理、特に、本実施形態の主たる特徴点である覆い焼き処理に基づく階調変換処理といった各種画像処理を行うものである。画像処理部６におけるこの階調変換処理については後に詳述する。なお、画像処理部６は、上記各機能部の他に、例えば信号の固定パターンノイズ（ＦＰＮ；Fixed Pattern Noise）を除去するＦＰＮ補正部やＡ／Ｄ変換部５から入力されるデジタル画像信号の黒レベルを基準の値に補正する黒基準補正部等（いずれも図示略）を備えていてもよい。

画像メモリ７は、ＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）等のメモリからなり、画像処理部６で画像処理が施された画像データ等を保存するものである。画像メモリ７は、例えば撮影よる所定フレーム分の画像データを記憶し得る容量を有したものとなっている。

制御部８は、各種制御プログラム等を記憶するＲＯＭ、一時的にデータを格納するＲＡＭ及び制御プログラム等をＲＯＭから読み出して実行する中央演算処理装置（ＣＰＵ）等からなり、デジタルカメラ１全体の動作制御を司るものである。制御部８は、撮像センサ３等の装置各部からの各種信号に基づき装置各部が必要とする制御パラメータ等を算出し、これに基づいて例えばタイミングジェネレータや駆動部（いずれも図示略）を介して装置各部の動作を制御する。制御部８は、本実施形態においては特に、画像処理部６の階調変換処理における照明成分圧縮処理や特性変換処理等の処理動作を制御する。

モニタ部９は、撮像センサ３で撮影された画像或いは画像メモリ７に保存されていた画像等のモニタ表示を行うものである。モニタ部９は、具体的には、例えばカメラ背面に配設されたカラー液晶表示素子からなる液晶表示器（ＬＣＤ；Liquid Crystal Display）等からなる。

操作部１０は、デジタルカメラ１に対するユーザによる操作指示入力を行うものであり、例えば電源スイッチ、レリーズスイッチ、或いは各種撮影モードを設定するモード設定スイッチ、ニュー選択スイッチ等の各種の操作スイッチ群（操作ボタン群）からなる。例えばレリーズスイッチが押下（オン）されることで、撮像動作、すなわち撮像センサ３により被写体光が撮像され、この撮像により得られた画像データに対して所要の画像処理が施された後、画像メモリ７等に記録されるといった一連の撮影動作が実行される。

ここで、上記階調変換処理の機能に関する画像処理部６の構成及び動作の詳細について説明する。図２は、画像処理部６の各機能を説明するための機能ブロック図である。同図に示すように画像処理部６は、主被写体輝度取得部６１、特性変換部６２、照明成分抽出部６３、圧縮開始点設定部６４、反射率成分算出部６５、高輝度領域反射率算出部６６、最大輝度圧縮点算出部６７、照明成分圧縮部６８及び画像生成部６９を備えている。

主被写体輝度取得部６１は、撮像センサ３による撮像によって得られた撮影画像（元画像Ｉ）の主被写体輝度を取得（算出）するものである。主被写体輝度取得部６１は、図６に示すように例えば分割測光（マルチパターン測光）方式によって、撮像領域４００つまり元画像Ｉを、例えばＡ〜ＡＪブロックの３６個の検出ブロックに分割されてなる中央領域（主被写体領域４１０という）と、第１〜第１６ブロックの１６個の検出ブロックに分割されてなる周辺領域（周辺被写体領域４２０という）とからなる複数の区画に分割し、当該各区画の画像から検出した輝度情報から例えば平均輝度として主被写体輝度を算出する。この場合、例えばＡ〜ＡＪブロック毎の主被写体輝度ヒストグラム（分布）を算出するとともに、このＡ〜ＡＪブロック毎の主被写体輝度ヒストグラムから主被写体領域４１０全体における主被写体全体輝度ヒストグラムを算出し、この主被写体全体輝度ヒストグラムから主被写体領域４１０に対する平均輝度を算出してもよい。この平均輝度算出の際には、例えば或る所定の閾値を用いて輝度データの「足切り」処理を行ってもよいし、周辺被写体領域の輝度情報（周辺被写体輝度ヒストグラムや周辺被写体全体輝度ヒストグラム）を用いてもよい。なお、主被写体輝度の算出方法は、上記したものに限定されず、種々の方法が採用可能である。また、主被写体輝度は平均輝度として算出せずともよく、例えば最大／最小輝度として算出してもよい。

ここで、図３は、上記階調変換処理による覆い焼き処理の様子を説明するグラフ図である。特性変換部６２は、図３に示すように、リニア特性３０１及びログ特性３０２からなる光電変換特性を有する元画像Ｉに対する、特性を統一する処理（特性統一処理）を行うものである。この元画像Ｉは、撮像センサ３（リニアログセンサ）からの入力画像であり、以下の（１）、（２）式に示すような入力輝度ｘに対する画素値ｙの関係式（光電変換特性）を有する。但し、同図中の座標点（Ｘｔｈ、Ｙｔｈ）は、変曲点３０３を示し、（１）式はリニア特性３０１である画像Ｉ２を示し、（２）式はログ特性３０２である画像Ｉ１を示す。なお、式中の記号「＊」は乗算を示し、ａ、ｂ、α、βは所定の係数を示す（以下も同じ）。
ｙ＝ａ＊ｘ＋ｂ（０≦ｘ≦Ｘｔｈ） ・・・（１）
ｙ＝α＊ｌｏｇ（ｘ）＋β（ｘ＞Ｘｔｈ） ・・・（２）

特性変換部６２は、ここでは、ログ特性３０２を、リニア特性３０１と同じ特性であるリニア特性３０４に変換する処理を行う。この場合、撮像センサ３の画素値をｉとすると、当該特性統一処理により得られる、リニア特性３０１及びリニア特性３０４からなる光電変換特性を有する画像（符号３１０に示す画像Ｉｔ）は、下記の（３）式に基づく変換によって与えられる。但し、式中の記号「／」は除算を示す（以下も同じ）。
ｉｆ（ｉ＞Ｙｔｈ）
Ｉｔ＝ａ＊ｅｘｐ（（ｉ−β）／α）＋ｂ
ｅｌｓｅ
Ｉｔ＝ｉ ・・・（３）

なお、特性変換部６２は、上記ログ特性３０２からリニア特性３０４への変換を、所定のＬＵＴ（変換ＬＵＴという）を用いて行う。この変換ＬＵＴは例えば特性変換部６２に備えたＬＵＴ記憶部（図示略）に記憶しておいてもよい。

照明成分抽出部６３は、上記特性統一処理により得られた画像Ｉｔ（リニア画像）から照明成分を抽出するものである。この画像Ｉｔは、所謂Ｒｅｔｉｎｅｘ理論によれば、該画像Ｉｔにおける照明成分を照明成分Ｌ、反射率成分を反射率成分Ｒとすると、以下の(４)式で表される。なお、画像Ｉｔに示す直線グラフを、該画像Ｉｔから抽出した照明成分Ｌを表すものとして適宜扱うものとする。
Ｉｔ＝Ｌ＊Ｒ ・・・（４）

この画像Ｉｔからの照明成分Ｌの抽出処理は、メディアンフィルタやイプシロン（ε）フィルタ等の所謂エッジ維持フィルタ（非線形フィルタ）を用いて行われる。これは以下の(５)式で表される。
Ｌ＝Ｆ（Ｉｔ） ・・・(５)
但し、(５)式中の“Ｆ”は、上記エッジ維持フィルタを示している。なお、狭義での単に低周波成分を通過させる通常のＬＰＦ（ローパスフィルタ；線形フィルタ）では、画像の照明境界（エッジ）においてその変化を正確に抽出することができないため、すなわち、線形フィルタを用いて抽出した信号に基づいてＤＲ圧縮を行うと例えばアーティファクト（画像の暗く沈んだ部分）が出現してしまうため、このような問題を回避してエッジを正確に抽出することが可能なエッジ維持フィルタを用いている。

圧縮開始点設定部６４は、上記画像Ｉｔから抽出した照明成分Ｌに対する圧縮処理を行うに際しての、符号３０５に示す圧縮開始点Ｓ、具体的には圧縮開始レベルＹｓを設定する（入力輝度で見た場合の圧縮開始レベルＸｓを設定してもよい）ものである。この場合、圧縮開始レベルＹｓは、上記の平均輝度等で与えられる主被写体輝度以上の値となるように設定する。この主被写体輝度以上の値となる圧縮開始レベルＹｓを設定する方法としては、例えば、主被写体輝度の値を所定数倍した値を圧縮開始レベルＹｓとしてもよい。この所定数倍の具体的な値（倍率）は、例えば主被写体が人の顔となるような場合には、ガンマ補正を行うと適正な明るさが得られるレベルとなる２〜３倍程度、或いは主被写体が風景となるような場合には２倍程度としてもよい。但し、倍率はこれらに限定されず、任意な値が採用可能である。また、この倍率は、予め想定した被写体に応じて算出された１つの固定値として設定してもよいし、被写体に応じてその都度、異なるものを設定してもよい。この場合、例えば、ユーザによる操作部１０からの指示入力に基づいて複数の固定値から選択されたものを設定してもよいし、上記主被写体輝度取得部６１において測光結果から求めた主被写体輝度の値に応じて複数の固定値から自動的に選択されたものを設定してもよいし、また、当該測光結果や撮影倍率（焦点距離）から求められる撮影モード（例えば「ポートレート（人物）」モードや「風景」モード）により同定された主被写体の種類に応じて設定してもよい。いずれにしても、圧縮開始レベルＹｓは、主被写体（被写体）の種別や輝度情報に応じて適宜設定し、且つ主被写体輝度レベル（又はこの直近レベル）ではなく、主被写体輝度から所定値高いレベルに設定することが好ましく、これにより、各種被写体の違いに拘わらず、ＤＲ圧縮による主被写体への影響をより確実に防ぐことが可能となる。

また、主被写体輝度以上の値となる圧縮開始レベルＹｓを設定する方法としては、上述したものに限定されず、例えば、主被写体及び／又は周辺被写体の輝度情報に基づく所定の輝度ヒストグラムを算出し、主被写体輝度以上の領域における所定レベル、例えば度数の少ない輝度値（輝度レベル）を圧縮開始レベルＹｓとして設定してもよい。具体的には、輝度ヒストグラム分布が例えば所謂「山」の形状をしており、この山の頂点付近が主被写体輝度であるとすると、この輝度ヒストグラムにおける主被写体輝度以上の度数が小さくなっている山裾の位置辺りを圧縮開始レベルとするように設定する。このように度数の少ない輝度値を圧縮開始レベルＹｓとして圧縮を行うことにより（輝度ヒストグラムにおける度数の大きな部分に対する圧縮を回避できるため）、階調特性の変化を目立たなくすることができる。なお、この輝度ヒストグラムに基づく圧縮開始レベルＹｓの設定は、撮像センサ３によって撮影画像が得られる都度行われてもよい。

また、撮像センサが本実施形態に示すようにリニアログセンサである場合、圧縮開始レベルＹｓを、例えばＹｓ＝Ｙｔｈ＊Ｐ（Ｐ；１より小さい所定の倍数値）として求めるなどして、変曲点レベルＹｔｈと連動させた値を設定してもよい。これは、変曲点レベルＹｔｈが、デジタルカメラ１による自動露出制御（ＡＥ制御）が行われる段階で、つまりここでの覆い焼き処理が行われる前段階で、主被写体輝度レベルよりも大きな値に設定されていることによる。なお、上記ＡＥ制御は、画像処理部６において撮影画像から求めたＡＥ制御用の評価値（ＡＥ評価値）を用いて行われる。上記いずれにしても、要は、主被写体輝度がＤＲ圧縮されて主被写体の階調がつぶれてしまわないようなレベルに圧縮開始レベルＹｓが設定されればよい。

反射率成分算出部６５は、画像Ｉｔから反射率成分Ｒを算出（抽出）するものである。この反射率成分Ｒは、上記照明成分Ｌを用いて以下の（６）式によって算出される。
Ｒ＝Ｉｔ／Ｌ ・・・（６）（上記（４）式から導出）

高輝度領域反射率算出部６６は、反射率成分算出部６５により算出した反射率成分Ｒから高輝度領域（高輝度部分）の反射率Ｒｈｉを算出するものである。具体的には、高輝度領域反射率算出部６６は、反射率成分Ｒのうち、照明成分Ｌの値が所定の閾値ｔｈ（図３参照）以上である高輝度領域における反射率の最大値又は平均値を反射率Ｒｈｉとして算出する。これは、以下の（ａ）、（ｂ）であるとも言える。

（ａ）照明成分が閾値ｔｈ以上である画素について、反射率の最大値をＲｈｉとする。
（ｂ）照明成分が閾値ｔｈ以上である画素について、反射率の平均値をＲｈｉとする。
ただし、上記閾値ｔｈは、上記従来技術（図９参照）で説明した符号９０１に示す画素値のように、画素値が出力最大値Ｏｍａｘを上回る反射率成分が、該閾値ｔｈ以上の輝度領域における反射率成分に内包され得る値が設定される。この閾値ｔｈは或る固定値として設定してもよいし、撮影画像が得られる都度、所定の設定基準情報に応じて設定してもよい。また、上記反射率の平均値は、上記閾値ｔｈ以上の領域の反射率成分全体を単純平均して求めたものでもよいし、これ以外の平均方法によって求めた平均値であってもよい。

また、高輝度領域反射率算出部６６による反射率Ｒｈｉの算出は、次の（ｃ）、（ｄ）による方法で行ってもよい。
（ｃ）照明成分が閾値ｔｈ以上である画素について、主被写体からの距離に応じたウエイトを掛けた反射率の最大値をＲｈｉとする。すなわち、照明成分Ｌの値が閾値ｔｈ以上である高輝度領域における画素の反射率に対して、撮影画像中における主被写体の位置から当該画素までの距離に応じた以下の（６．１）式に示すウエイトｄを掛けることで得た反射率の最大値を反射率Ｒｈｉとする。

但し、このウエイトｄの式は、主被写体位置を画像中心と仮定して、画像サイズが水平方向ｗ画素、垂直方向ｈ画素である場合におけるものであり、上記画素が画像中心（主被写体位置）から距離が近いほどウエイトｄは大きくなり、画像中心から遠くなるほどウエイトｄは小さくなる。

（ｄ）照明成分が閾値ｔｈ以上である画素について、主被写体からの距離に応じた上記ウエイトｄを掛けた反射率の加重平均値をＲｈｉとする。

この（ｃ）、（ｄ）の方法を用いて反射率Ｒｈｉを求めるようにすることで、撮影画像中において主被写体に近い位置となるほど、高輝度、高反射率の画像（画素）に対するＲｈｉが大きくなって（ウエイトｄが大きくなり）、このＲｈｉに応じて設定される圧縮率が大きくなるため、当該主被写体付近における高輝度、高反射率の画像（物体、被写体像）の輝度値がＤＲ圧縮によって飽和してしまうことを防止できる。

最大輝度圧縮点算出部６７は、高輝度領域反射率算出部６６により算出した反射率Ｒｈｉに基づいて、符号３０６に示す最大輝度圧縮点Ｍ’を算出（設定）するものである。この最大輝度圧縮点Ｍ’は、後述の照明成分圧縮部６８によるＤＲ圧縮後、高輝度領域の反射率成分Ｒが出力最大値Ｏｍａｘより大きな値とならないように設定される、すなわち、０（ゼロ）〜Ｙｍａｘ（リニア特性最大値）のダイナミックレンジをもつ照明成分Ｌが、ＤＲ圧縮によって０（ゼロ）〜Ｌ’ｍａｘのダイナミックレンジに収まるように設定される最大輝度Ｘｍａｘの照明圧縮レベルＬ’ｍａｘを示す点（Ｘｍａｘ、Ｌ’ｍａｘ）である。具体的には、最大輝度圧縮点算出部６７は、Ｌ’ｍａｘの値を、反射率Ｒｈｉ及び出力最大値Ｏｍａｘから以下の（７．３）式によって算出する。ただし、（７．３）式は、後述する画像Ｉ’がＯｍａｘ以下の値であることに基づく（７．１）式、及びこの（７．１）式における画像Ｉ’が照明成分Ｌ’ｍａｘと反射率Ｒｈｉとの乗算値であることに基づく（７．２）式から導かれる。
Ｉ’≦Ｏｍａｘ ・・・（７．１）
Ｌ’ｍａｘ＊Ｒｈｉ≦Ｏｍａｘ ・・・（７．２）
Ｌ’ｍａｘ≦Ｏｍａｘ／Ｒｈｉ ・・・（７．３）

照明成分圧縮部６８は、照明成分抽出部６３により画像Ｉｔから抽出された照明成分Ｌに対するＤＲ圧縮を行うものであり、特に、反射率Ｒｈｉに応じて圧縮率（後述のＤＲ圧縮率ｃ）を決定し、すなわち反射率Ｒｈｉが高いほど圧縮率が大きくなるように圧縮率を決定し、該決定した圧縮率に基づいて照明成分ＬをＤＲ圧縮するものである。照明成分圧縮部６８によるこのＤＲ圧縮によって、符号３１０に示す照明成分Ｌは符号３２０に示す照明成分Ｌ’となる。この照明成分Ｌ’は、以下の(８)式で与えられる。
Ｌ’＝ｅｘｐ（ｌｏｇ（Ｌ）＊ｃ）＊ｎ ・・・（８）
但し、「ｃ」はＤＲ圧縮率、「ｎ」は正規化項である。

図３に示すように、照明成分圧縮部６８による照明成分ＬのＤＲ圧縮によって、上記０〜Ｙｍａｘのダイナミックレンジを有する照明成分画像は、Ｏｍａｘ以下の０（ゼロ）〜Ｌ’ｍａｘのダイナミックレンジに収まるようにＤＲ圧縮される。このＯｍａｘは所定の画像出力系の出力最大値（撮像センサ３の出力最大値又は最大画素値であってもよい）であり、例えば８ビット画像において「２５５」の階調値をとる。上記（８）式に示すＤＲ圧縮後の照明成分を示す関数Ｌ’は、圧縮開始点Ｓ（Ｘｓ、Ｙｓ）と最大輝度圧縮点Ｍ’（Ｘｍａｘ、Ｌ’ｍａｘ）との２点を通過するため、これら点Ｓ及びＭ’の座標値をそれぞれ代入して得られる連立方程式から、（８）式における当該２つの未知数ｃ、ｎを算出することができる。なお、ここでのＤＲ圧縮において、圧縮パラメータ“ｃ”に加え、パラメータ“ｎ”を導入するのは、例えば撮像センサ３の出力画像（撮影画像）が０〜２５５階調のダイナミックレンジ（８ビット画像）を有しており、ＤＲ圧縮後の照明成分Ｌ’が例えば０〜１００の階調となる場合には、これを０〜２５５の階調に合わせるべく「ｎ」の値を例えば２．５とすることで階調値全体を２．５倍するといった調整（照明成分Ｌ’の正規化）を可能にするためである。

なお、照明成分Ｌに対するＤＲ圧縮において圧縮開始点Ｓを設定するのは、上述したように主被写体輝度がＤＲ圧縮されないようにするためであり、したがって、照明成分圧縮部６８は、照明成分Ｌに対するＤＲ圧縮において符号３２０に示す圧縮特性を用いるものの、照明成分Ｌが圧縮開始レベルＹｓ未満の領域では、当該符号３２０に示す圧縮特性により得られる照明成分Ｌ’を出力値として用いずに、元画像Ｉを出力値とする処理を行う。

画像生成部６９は、照明成分圧縮部６８によって求めた照明成分Ｌ’と、反射率成分算出部６５によって求めた反射率成分Ｒとから、以下の（９）式によって、元画像Ｉに対する新たな画像Ｉ’（覆い焼き処理後の画像Ｉ’）を生成するものである。
Ｉ’＝Ｌ’＊Ｒ ・・・（９）
図３においては、符号３２０に示す照明成分Ｌ’全体に対して反射率成分Ｒを掛け合わすことで画像Ｉ’を得る。

図４は、本実施形態におけるデジタルカメラ１による覆い焼き処理に関する動作の一例を示すフローチャートである。先ず特性変換部６２によってリニア特性への特性統一処理が行われて画像Ｉｔが得られる（ステップＳ１）。次に、照明成分抽出部６３によって、エッジ維持フィルタ（非線形フィルタ）処理に基づいて画像Ｉｔから照明成分Ｌが抽出される。但し、この照明成分の抽出処理は画像Ｉｔの全画素に対し同時に行われる（ステップＳ２）。そして、圧縮開始点設定部６４に圧縮開始レベルＹｓが設定されるとともに、照明成分圧縮部６８によって、照明成分Ｌが設定された圧縮開始レベルＹｓ以上であると判別された場合には（ステップＳ３のＹＥＳ）、反射率成分算出部６５によって反射率成分Ｒが算出され（ステップＳ４）、上記照明成分Ｌが圧縮開始点Ｓ（圧縮開始レベルＹｓ）及び最大輝度圧縮点Ｍ’（照明圧縮レベルＬ’ｍａｘ）の情報を基にＤＲ圧縮されて照明成分Ｌ’が得られる（ステップＳ５）。このステップＳ５の動作フローについては以下図５にて詳述する。このステップＳ４、５で得られた反射率成分Ｒ及び照明成分Ｌ’とから画像Ｉ’が生成されて出力される（ステップＳ６）。上記ステップＳ３において、照明成分Ｌが圧縮開始レベルＹｓ未満であると判別された場合には（ステップＳ３のＮＯ）、元画像Ｉが選択されて出力される（ステップＳ７）。但し、ステップＳ３〜Ｓ７の動作は、照明成分Ｌの画素毎に（１つの画素に対して）順次実行される。このようにしてステップＳ３〜Ｓ７の処理が全画素に対して完了すれば（ステップＳ８のＹＥＳ）、フロー終了となる。全画素に対して完了していなければ（ステップＳ８のＮＯ）、ステップＳ３に戻って、全画素が完了するまで当該ステップＳ３〜Ｓ７の各処理が繰り返される。

図５は、上記ステップＳ５におけるＤＲ圧縮処理のより詳細な動作の一例を示すフローチャートである。ステップＳ５では先ず、高輝度領域反射率算出部６６によって、反射率成分算出部６５により算出された反射率成分Ｒから高輝度部の反射率Ｒｈｉ（最大値又は平均値）が算出される（ステップＳ２１）。次に、最大輝度圧縮点算出部６７によって、高輝度領域反射率算出部６６により算出された反射率Ｒｈｉに基づいて、最大輝度圧縮点Ｍ’が算出される。具体的には上記（７．３）式を用いて、反射率Ｒｈｉ及び出力最大値Ｏｍａｘから照明圧縮レベルＬ’ｍａｘが算出される（ステップＳ２２）。そして、照明成分圧縮部６８によって、照明成分Ｌが圧縮開始点Ｓ（圧縮開始レベルＹｓ）及び最大輝度圧縮点Ｍ’（照明圧縮レベルＬ’ｍａｘ）の情報に基づいてＤＲ圧縮されて照明成分Ｌ’が得られる。具体的には、上記（８）式に示す照明成分の関数Ｌ’が圧縮開始点Ｓ（Ｘｓ、Ｙｓ）と最大輝度圧縮点Ｍ’（Ｘｍａｘ、Ｌ’ｍａｘ）との２点を通過するようなＤＲ圧縮率ｃが算出され、このＤＲ圧縮率ｃの圧縮率でＤＲ圧縮が行われる（ステップＳ２３）。

以上のように、本実施形態の撮像装置（デジタルカメラ１）によれば、撮像センサ３によって被写体光が撮像され、照明成分抽出部６３（第１成分抽出手段）によって撮像センサ３による撮影画像（元画像Ｉ又は画像Ｉｔ）から所定周波数の照明成分Ｌ（第１成分）が抽出され、反射率成分算出部６５（第２成分抽出手段）によって撮影画像から照明成分Ｌより周波数の高い反射率成分Ｒ（第２成分）が抽出（算出）され、高輝度領域反射率算出部６６（圧縮補正係数算出手段）によって、反射率成分算出部６５により抽出された反射率成分Ｒにおける高輝度領域の反射率Ｒｈｉ（圧縮補正係数）が算出される。そして、照明成分圧縮部６８によって、上記高輝度領域反射率算出部６６により算出された反射率Ｒｈｉに基づいて該反射率Ｒｈｉが大きい（高い）ほど圧縮率が大きくなるように圧縮率（ＤＲ圧縮率ｃ）が決定され、該決定された圧縮率に基づいて上記抽出された照明成分Ｌのダイナミックレンジが圧縮され（ＤＲ圧縮され）、画像生成部６９によって、このダイナミックレンジが圧縮された照明成分Ｌ’（圧縮照明成分；圧縮第１成分）と反射率成分Ｒとから新たな画像（画像Ｉ’）が生成される。これにより、反射率Ｒｈｉが大きいほど大きな圧縮率で圧縮することが可能となり、反射率成分Ｒが画像出力系（表示系）の出力最大値Ｏｍａｘを上回らないよう照明成分Ｌのダイナミックレンジを圧縮することができるため、覆い焼き処理において、画像の高輝度領域に反射率の大きい被写体が存在したとしてもコントラストの低下を防止することができる。

また、照明成分圧縮部６５によって、照明成分Ｌ’における最大圧縮照明成分Ｌ’ｍａｘと反射率Ｒｈｉとから生成される画像の出力値（例えばＬ’ｍａｘ＊Ｒｈｉ）が、所定の画像出力系（表示系）の出力最大値（Ｏｍａｘ）以下となるように圧縮率が決定されるので、最大圧縮照明成分Ｌ’ｍａｘと反射率Ｒｈｉとから生成される画像の出力値が、所定の画像出力系の出力最大値以下となる関係（例えばＬ’ｍａｘ＊Ｒｈｉ≦Ｏｍａｘ）に基づいて、所要の圧縮率を容易に求めることができる。

また、高輝度領域反射率算出部６６によって、反射率成分Ｒにおける、照明成分Ｌが所定の閾値ｔｈ以上となる領域の反射率の最大値又は平均値が反射率Ｒｈｉとして算出されるので、照明成分Ｌが閾値ｔｈ以上となる領域の反射率の最大値又は平均値を算出するという方法によって、反射率Ｒｈｉを容易に求めることができる。

また、高輝度領域反射率算出部６６によって、反射率成分Ｒから、撮影画像における主被写体から照明成分Ｌが所定の閾値ｔｈ以上である画素までの距離に応じた反射率Ｒｈｉが算出されるので、主被写体付近における高輝度、高反射率の画像の輝度値が、照明成分圧縮部６５によるＤＲ圧縮処理によって飽和してしまうのを防止できる。

また、本実施形態の画像処理方法によれば、第１の工程において、撮像センサ３によって被写体光が撮像され、第２の工程において、照明成分抽出部６３によって撮像センサ３による撮影画像（元画像Ｉ又は画像Ｉｔ）から所定周波数の照明成分Ｌが抽出され、第３の工程において、反射率成分算出部６５によって撮影画像から照明成分Ｌより周波数の高い反射率成分Ｒが抽出（算出）され、第６の工程において、高輝度領域反射率算出部６６によって、反射率成分算出部６５により抽出された反射率成分Ｒにおける高輝度領域の反射率Ｒｈｉ（圧縮補正係数）が算出される。そして、第４の工程において、照明成分圧縮部６８によって、上記高輝度領域反射率算出部６６により算出された反射率Ｒｈｉに基づいて該反射率Ｒｈｉが大きい（高い）ほど圧縮率が大きくなるように圧縮率（ＤＲ圧縮率ｃ）が決定され、該決定された圧縮率に基づいて上記抽出された照明成分Ｌのダイナミックレンジが圧縮され（ＤＲ圧縮され）、第５の工程において、画像生成部６９によって、このダイナミックレンジが圧縮された照明成分Ｌ’（圧縮照明成分）と反射率成分Ｒとから新たな画像（画像Ｉ’）が生成される。これによれば、反射率Ｒｈｉが大きいほど大きな圧縮率で圧縮することが可能となり、反射率成分Ｒが画像出力系の出力最大値Ｏｍａｘを上回らないよう照明成分Ｌのダイナミックレンジを圧縮することができるため、覆い焼き処理において、画像の高輝度領域に反射率の大きい被写体が存在したとしてもコントラストの低下を防止することができる。

なお、本発明は、以下の態様をとることができる。
（Ａ）反射率Ｒｈｉは、上記（ａ）〜（ｄ）の算出方法によって得られるものに限定されず、高輝度領域の反射率成分が出力最大値Ｏｍａｘを上回らないようにＤＲ圧縮率ｃを設定するのに好適な値であれば、いずれの値であってもよい。

（Ｂ）上記覆い焼き処理において扱われる撮影画像（元画像）は、上記線形／対数画像でなくともよく、例えば、一般的なリニアセンサによる、異なるシャッタスピードや絞り値で撮影して得られた複数枚の画像から作成した広ダイナミックレンジ画像であってもよいし、ニー処理された画像（明るい画像分部（高輝度領域）にだけ所定のゲインをかけて圧縮した画像）であってもよい。

（Ｃ）上記実施形態において、照明成分Ｌ全体をＤＲ圧縮した後、圧縮開始レベルＹｓ未満は元画像Ｉを用いるという方法でなくともよく、例えば当該照明成分Ｌに対するＤＲ圧縮を、圧縮開始レベルＹｓ以上の照明成分Ｌに対してのみ行い（圧縮開始レベルＹｓ未満の照明成分Ｌに対してはＤＲ圧縮を行わず）、圧縮開始レベルＹｓ未満においては、元画像Ｉをそのまま出力値とする方法であってもよい。

（Ｄ）上記実施形態においては、撮影画像に対する覆い焼き処理（ＤＲ圧縮処理）をデジタルカメラ１内（画像処理部６）で行う構成としているが、これに限らず、デジタルカメラ１外の所定の処理部において実行する構成としてもよい。具体的には、例えばＵＳＢ等を用いてデジタルカメラ１と直接接続（有線）又は無線ＬＡＮ等によるネットワーク接続がなされた、或いはメモリカードといったストレージメディア等を用いて情報伝達可能に構成されたユーザーインターフェイスを備える所定のホスト（例えばＰＣ（Personal Computer）やＰＤＡ（Personal Digital Assistant）において当該覆い焼き処理を行う構成としてもよい。

（Ｅ）上記実施形態においては、覆い焼き処理方法として反射率成分（照明成分）を用いる方法を採用しているが、高周波成分（低周波成分）を用いる方法であってもよい。一般的に、「反射率成分」は、画像を「照明成分」で除算して得られるものであり、「高周波成分」は、画像から「低周波成分」を減算して得られるものである。すなわち、上記反射率成分を用いる方法では、元画像Ｉから照明成分Ｌを求めるとともに、この照明成分Ｌを用いて反射率成分Ｒ（＝Ｉ／Ｌ）を求めて、この反射率成分Ｒと、照明成分ＬをＤＲ圧縮してなる照明成分Ｌ’との積算を行うことで出力画像（画像Ｉ’）を求めている。これに対し、高周波成分を用いる方法では、元画像Ｉから低周波成分（これをベースＢとする）を求めるとともに、この低周波成分を用いて、元画像Ｉから低周波成分（Ｂ）を減算することで高周波成分（ディテールＤとする）を求めて（すなわち、Ｄ＝Ｉ−Ｂ）、この高周波成分（Ｄ）と、低周波成分（Ｂ）をＤＲ圧縮してなる低周波成分Ｌ’（上記照明成分Ｌ’と同じ記号Ｌ’で表現する）とを加算することで、出力画像（画像Ｉ’；上記画像Ｉ’と同じ記号Ｉ’で表現する）を求める。

上記「照明成分」と「低周波成分」とは同じものであり（照明成分は実質的には低周波成分であり）、低周波成分は、上記照明成分と同じく、エッジ維持フィルタ（非線形フィルタ）によって撮影画像から抽出することができる。また、高周波成分を用いる場合の覆い焼き処理方法での「低周波成分」のＤＲ圧縮は、上記各実施形態における反射率成分を用いる場合の「照明成分」のＤＲ圧縮方法と同じ方法で行うことができる（当該各場合の両アルゴリズムとも「照明成分」及び「低周波成分」のＤＲ圧縮に同じ方法が使える）。これらのことから、上記実施形態における「反射率成分」を「高周波成分」に、「照明成分」を「低周波成分」にそのまま置き換えて、すなわち上記（６）式を以下の（６’）式に、（９）式を以下の（９’）式に置き換えて（制御部８や画像処理部６の各演算機能部での演算を照明成分及び反射率成分（反射率）に対するものからそれぞれ低周波成分及び高周波成分（高周波成分値）に対するものに置き換えて）、当該高周波成分（低周波成分）を用いる方法での覆い焼き処理を上記実施形態に適用することができ、反射率成分（照明成分）を用いる場合と同じ効果を得ることができる。低周波成分は、上記撮影画像からエッジ維持フィルタによって抽出されるので、撮影画像からの低周波成分の抽出を精度良く行うことができる。なお、このことから、反射率成分は、照明成分よりも周波数の高い反射率成分と表現することができる。ただし、実際には、照明成分の一部が反射率成分より周波数が高くなることが、この場合も含めて、反射率成分は照明成分よりも周波数が高いと表現するものとする。
Ｒ＝Ｉｔ−Ｌ ・・・（６’）
但し、記号Ｒは上記高周波成分を、記号Ｌは上記低周波成分を示す。
Ｉ’＝Ｌ’＋Ｒ・・・（９’）
但し、記号Ｒは上記高周波成分を、記号Ｌ’は上記ＤＲ圧縮された低周波成分を示す。

本実施形態に係る撮像装置の一例であるデジタルカメラであり、このデジタルカメラの主に撮像処理に関する概略的なブロック構成図である。 上記デジタルカメラの画像処理部の各機能を説明するための機能ブロック図である。 上記画像処理部の階調変換処理による覆い焼き処理の様子を説明するグラフ図である。 本実施形態におけるデジタルカメラによる覆い焼き処理に関する動作の一例を示すフローチャートである。 図４に示すステップＳ５におけるＤＲ圧縮処理のより詳細な動作の一例を示すフローチャートである。 分割測光に際しての撮像領域（測光範囲）の分割の状態を示す模式図である。 従来の覆い焼き処理について説明するためのグラフ図である。 従来の覆い焼き処理について説明するためのグラフ図である。 従来の覆い焼き処理について説明するためのグラフ図である。

符号の説明

１ デジタルカメラ（撮像装置）
３ 撮像センサ（撮像手段）
６ 画像処理部
６３ 照明成分抽出部（第１成分抽出手段）
６４ 圧縮開始点設定部（レベル値設定手段）
６５ 反射率成分算出部（第２成分抽出手段）
６６ 高輝度領域反射率算出部（圧縮補正係数算出手段）
６７ 最大輝度圧縮点算出部
６８ 照明成分圧縮部（圧縮手段）
６９ 画像生成部（画像生成手段）

Claims (8)

1. 被写体光を撮像する撮像手段と、
   前記撮像手段による撮影画像から所定周波数の第１成分を抽出するための第１成分抽出手段と、
   前記撮影画像から前記第１成分より周波数の高い第２成分を抽出するための第２成分抽出手段と、
   前記第１成分抽出手段によって抽出された第１成分のダイナミックレンジを所定の圧縮率で圧縮するための圧縮手段と、
   前記圧縮手段によって第１成分のダイナミックレンジが圧縮されてなる圧縮第１成分と前記第２成分抽出手段によって抽出された第２成分とから新たな画像を生成するための画像生成手段と、
   前記第２成分抽出手段によって抽出された第２成分から、前記第１成分の圧縮における補正係数である圧縮補正係数を算出するための圧縮補正係数算出手段とを備え、
   前記圧縮手段は、前記圧縮補正係数算出手段によって算出された圧縮補正係数に基づいて該圧縮補正係数が大きいほど前記圧縮率が大きくなるように当該圧縮率を決定し、該決定した圧縮率に基づいて第１成分のダイナミックレンジを圧縮することを特徴とする撮像装置。
2. 前記圧縮手段は、前記圧縮第１成分における最大圧縮第１成分と前記圧縮補正係数とから生成される画像の出力値が、所定の画像出力系の出力最大値（Ｏｍａｘ）以下となるように前記圧縮率を決定することを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
3. 前記圧縮補正係数算出手段は、前記第２成分における、第１成分が所定値以上となる領域の該第２成分の最大値又は平均値を前記圧縮補正係数として算出することを特徴とする請求項１又は２記載の撮像装置。
4. 前記圧縮補正係数算出手段は、前記第２成分から、撮影画像における主被写体から第１成分が所定値以上である画素までの距離に応じた圧縮補正係数を算出することを特徴とする請求項１又は２記載の撮像装置。
5. 前記第１成分は照明成分であり、前記第２成分は反射率成分であり、前記圧縮補正係数は反射率であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の撮像装置。
6. 前記照明成分は、撮影画像からエッジ維持フィルタによって抽出されたものであることを特徴とする請求項５記載の撮像装置。
7. 被写体光を撮像手段によって撮像する第１の工程と、
   前記撮像手段による撮影画像から第１成分抽出手段によって所定周波数の第１成分を抽出する第２の工程と、
   前記撮影画像から第２成分抽出手段によって前記第１成分より周波数の高い第２成分を抽出する第３の工程と、
   前記第１成分抽出手段により抽出された第１成分のダイナミックレンジを圧縮手段によって所定の圧縮率で圧縮する第４の工程と、
   前記圧縮手段により第１成分のダイナミックレンジが圧縮されてなる圧縮第１成分と前記第２成分抽出手段により抽出された第２成分とから画像生成手段によって新たな画像を生成する第５の工程と、
   前記第２成分抽出手段により抽出された第２成分から、前記第１成分の圧縮における補正係数である圧縮補正係数を圧縮補正係数算出手段によって算出する第６の工程とを有し、
   前記第４の工程は、前記圧縮手段によって、前記圧縮補正係数算出手段により算出された圧縮補正係数に基づいて該圧縮補正係数が大きいほど前記圧縮率が大きくなるように当該圧縮率を決定し、該決定した圧縮率に基づいて第１成分のダイナミックレンジを圧縮する工程であることを特徴とする画像処理方法。
8. 前記第１成分を照明成分とし、前記第２成分を反射率成分とし、前記圧縮補正係数を反射率とすることを特徴とする請求項７記載の画像処理方法。

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