JP3465226B2 - 画像濃度変換処理方法 - Google Patents
画像濃度変換処理方法Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ビデオカメラやデ
ィジタルカメラなどの電子的撮像装置に好適な画像濃度
変換処理方法に関するものである。
ィジタルカメラなどの電子的撮像装置に好適な画像濃度
変換処理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】非常に明るい部分と非常に暗い部分とが
混在する光景（図８（ａ）参照）を、ビデオカメラやデ
ィジタルカメラなどの電子的撮像装置で撮影し、その画
像をモニタに表示したりプリンタで出力したりすると、
非常に明るい部分が跳んだり非常に暗い部分が潰れたり
して、電子的撮像装置の撮像素子では得られているはず
の細部情報が再現されなくなるという現象が起きる（図
８（ｂ）参照）。これは、モニタやプリンタなどの画像
出力装置のダイナミックレンジが、この画像出力装置に
入力される画像のダイナミックレンジよりも狭いことに
起因している。
混在する光景（図８（ａ）参照）を、ビデオカメラやデ
ィジタルカメラなどの電子的撮像装置で撮影し、その画
像をモニタに表示したりプリンタで出力したりすると、
非常に明るい部分が跳んだり非常に暗い部分が潰れたり
して、電子的撮像装置の撮像素子では得られているはず
の細部情報が再現されなくなるという現象が起きる（図
８（ｂ）参照）。これは、モニタやプリンタなどの画像
出力装置のダイナミックレンジが、この画像出力装置に
入力される画像のダイナミックレンジよりも狭いことに
起因している。
【０００３】従来、上述のような情報の消失を低減する
ために、種々の方法が提案されている。例えば、特許２
９５１９０９号には、入力画像を複数の正方格子状のブ
ロックに分割して各ブロックの平均輝度を算出し、この
平均輝度に基づいて分割された領域ごとに階調補正を施
す、撮像装置の階調補正装置及び階調補正方法が開示さ
れている。
ために、種々の方法が提案されている。例えば、特許２
９５１９０９号には、入力画像を複数の正方格子状のブ
ロックに分割して各ブロックの平均輝度を算出し、この
平均輝度に基づいて分割された領域ごとに階調補正を施
す、撮像装置の階調補正装置及び階調補正方法が開示さ
れている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記特許２
９５１９０９号においては、入力画像の領域分割をブロ
ックの平均輝度に基づいて行うため、例えば、平均輝度
が同一である、図９（ａ）に示す輝度幅が狭い範囲内で
輝度が階段状に変化するテクスチャＡと、同図（ｂ）に
示す輝度幅が広い範囲内で輝度が階段状に変化するテク
スチャＢとが隣接している場合、両者が同一の領域とし
て見なされ、同一の階調補正曲線を用いて階調補正が施
される。これにより、この階調補正曲線が、テクスチャ
Ａに最適に決定された場合にはテクスチャＢの非常に明
るい部分が跳んだり非常に暗い部分が潰れたりし、テク
スチャＢに最適に決定された場合には、テクスチャＡの
階段状の輝度変化が再現されなくなったりするおそれが
あった。
９５１９０９号においては、入力画像の領域分割をブロ
ックの平均輝度に基づいて行うため、例えば、平均輝度
が同一である、図９（ａ）に示す輝度幅が狭い範囲内で
輝度が階段状に変化するテクスチャＡと、同図（ｂ）に
示す輝度幅が広い範囲内で輝度が階段状に変化するテク
スチャＢとが隣接している場合、両者が同一の領域とし
て見なされ、同一の階調補正曲線を用いて階調補正が施
される。これにより、この階調補正曲線が、テクスチャ
Ａに最適に決定された場合にはテクスチャＢの非常に明
るい部分が跳んだり非常に暗い部分が潰れたりし、テク
スチャＢに最適に決定された場合には、テクスチャＡの
階段状の輝度変化が再現されなくなったりするおそれが
あった。
【０００５】また、階調補正に関する詳細な記載はない
が、その方法が従来技術であげられているものと同様で
あるとすると、領域内で出現頻度が最も多い濃度値ほど
コントラストが強調されるように階調補正が施されるこ
とになる。これにより、有用な情報であってもその濃度
値の出現頻度が低ければ、情報が消失してしまうおそれ
があった。
が、その方法が従来技術であげられているものと同様で
あるとすると、領域内で出現頻度が最も多い濃度値ほど
コントラストが強調されるように階調補正が施されるこ
とになる。これにより、有用な情報であってもその濃度
値の出現頻度が低ければ、情報が消失してしまうおそれ
があった。
【０００６】本発明は、上記問題点に鑑み、入力画像を
テクスチャ解析の結果に基づいて領域分割し、該領域ご
とにダイナミックレンジの広さに応じて濃度ヒストグラ
ムの平滑化の度合いを決定することにより、従来に比し
て、有用な情報の消失を低減できる画像濃度変換処理方
法を提供することを目的とするものである。
テクスチャ解析の結果に基づいて領域分割し、該領域ご
とにダイナミックレンジの広さに応じて濃度ヒストグラ
ムの平滑化の度合いを決定することにより、従来に比し
て、有用な情報の消失を低減できる画像濃度変換処理方
法を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１の発明は、入力画像のテクスチャを解析
し、該解析結果に基づいて前記入力画像を複数の領域に
分割し、該領域ごとに異なる濃度変換処理を行う、画像
濃度変換処理方法であって、上記領域ごとに異なる濃度
変換処理として、上記領域ごとに、（１）濃度ヒストグ
ラムを作成し、（２）該濃度ヒストグラムの濃度値のば
らつき具合いを算出し、（３）該ばらつき具合に応じ
て、該濃度ヒストグラムの平滑化の度合いを左右するク
リップ値を決定し、（４）該クリップ値で、上記濃度ヒ
ストグラムをクリッピングし、（５）クリッピング後の
濃度ヒストグラムから、累積ヒストグラムを作成し、
（６）該累積ヒストグラムを濃度変換曲線として該領域
に含まれる各画素の濃度変換を行うことを特徴とするも
のである。
に、請求項１の発明は、入力画像のテクスチャを解析
し、該解析結果に基づいて前記入力画像を複数の領域に
分割し、該領域ごとに異なる濃度変換処理を行う、画像
濃度変換処理方法であって、上記領域ごとに異なる濃度
変換処理として、上記領域ごとに、（１）濃度ヒストグ
ラムを作成し、（２）該濃度ヒストグラムの濃度値のば
らつき具合いを算出し、（３）該ばらつき具合に応じ
て、該濃度ヒストグラムの平滑化の度合いを左右するク
リップ値を決定し、（４）該クリップ値で、上記濃度ヒ
ストグラムをクリッピングし、（５）クリッピング後の
濃度ヒストグラムから、累積ヒストグラムを作成し、
（６）該累積ヒストグラムを濃度変換曲線として該領域
に含まれる各画素の濃度変換を行うことを特徴とするも
のである。
【０００８】テクスチャを解析する方法としては、入力
画像にＬＯＧ（ＬａｐｌａｃｉａｎＯｆ Ｇａｕｓｓｉ
ａｎ）フィルタを演算する方法、入力画像の周波数成分
を解析する処理に基く方法、入力画像のエッジの長短を
判別する処理に基づく方法などがあげられる。
画像にＬＯＧ（ＬａｐｌａｃｉａｎＯｆ Ｇａｕｓｓｉ
ａｎ）フィルタを演算する方法、入力画像の周波数成分
を解析する処理に基く方法、入力画像のエッジの長短を
判別する処理に基づく方法などがあげられる。
【０００９】請求項１の画像濃度変換処理方法は、元来
画像処理におけるコントラスト強調処理法として知られ
る局所的ヒストグラム均等化法（Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｈ
ｉｓｔｏｇｒａｍ Ｅｑｕａｌｉｚａｔｉｏｎ、以下、
ＡＨＥという）を適用している。ＡＨＥとは、図１０
（ａ）〜（ｄ）に示すように、注目画素の周囲に適当な
大きさの参照領域を設けて、この領域の濃度ヒストグラ
ムを作成し、適当なクリップ値でクリッピングした後に
累積ヒストグラムを作成し、これを正規化したものを濃
度変換曲線として注目画素の濃度変換を行うものであ
る。なお、「クリップ値」とは、濃度ヒストグラムの平
滑化の度合いを決定するパラメータであり、このクリッ
プ値が大きいほど濃度ヒストグラムの平滑化の度合いが
大きくなり、小さいほど濃度ヒストグラムの平滑化の度
合いが小さくなる。
画像処理におけるコントラスト強調処理法として知られ
る局所的ヒストグラム均等化法（Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｈ
ｉｓｔｏｇｒａｍ Ｅｑｕａｌｉｚａｔｉｏｎ、以下、
ＡＨＥという）を適用している。ＡＨＥとは、図１０
（ａ）〜（ｄ）に示すように、注目画素の周囲に適当な
大きさの参照領域を設けて、この領域の濃度ヒストグラ
ムを作成し、適当なクリップ値でクリッピングした後に
累積ヒストグラムを作成し、これを正規化したものを濃
度変換曲線として注目画素の濃度変換を行うものであ
る。なお、「クリップ値」とは、濃度ヒストグラムの平
滑化の度合いを決定するパラメータであり、このクリッ
プ値が大きいほど濃度ヒストグラムの平滑化の度合いが
大きくなり、小さいほど濃度ヒストグラムの平滑化の度
合いが小さくなる。
【００１０】また、請求項１の画像濃度変換処理方法
は、上述したＡＨＥにおける参照領域を、入力画像のテ
クスチャを解析し、該解析結果に基づいて前記入力画像
を複数の領域に分割することにより、全自動で決定す
る。また、ＡＨＥにおけるクリップ値を、領域ごとに、
濃度ヒストグラムの濃度値のばらつき具合に基づいて全
自動で決定する。ここで、濃度ヒストグラムの濃度値の
ばらつき具合を評価する指標としては、請求項３に明示
している各領域内に含まれる画素の濃度の出現頻度の平
均値（エントロピー）の他に、各領域に含まれる画素の
濃度の出現頻度の分散、各領域に含まれる画素のエッジ
の長さの総和などを用いることができる。いずれのパラ
メータも、請求項２に明示しているように、クリップ値
との間には、パラメータの値が増加するほど、すなわち
ダイナミックレンジが広くなるほど、クリップ値が減少
するような単調減少の関係が成立する。
は、上述したＡＨＥにおける参照領域を、入力画像のテ
クスチャを解析し、該解析結果に基づいて前記入力画像
を複数の領域に分割することにより、全自動で決定す
る。また、ＡＨＥにおけるクリップ値を、領域ごとに、
濃度ヒストグラムの濃度値のばらつき具合に基づいて全
自動で決定する。ここで、濃度ヒストグラムの濃度値の
ばらつき具合を評価する指標としては、請求項３に明示
している各領域内に含まれる画素の濃度の出現頻度の平
均値（エントロピー）の他に、各領域に含まれる画素の
濃度の出現頻度の分散、各領域に含まれる画素のエッジ
の長さの総和などを用いることができる。いずれのパラ
メータも、請求項２に明示しているように、クリップ値
との間には、パラメータの値が増加するほど、すなわち
ダイナミックレンジが広くなるほど、クリップ値が減少
するような単調減少の関係が成立する。
【００１１】
【発明の実施の形態】〔実施形態１〕
以下、本発明に係る画像濃度変換処理方法を採用した電
子的撮像装置の一実施形態（以下、実施形態１という）
について説明する。
子的撮像装置の一実施形態（以下、実施形態１という）
について説明する。
【００１２】図１（ａ）は、本実施形態１に係る電子的
撮像装置の構成を示すブロック図である。この電子的撮
像装置は、撮像手段１、領域分割手段２、濃度変換曲線
作成手段３、濃度変換手段４から構成されている。さら
に、濃度変換曲線作成手段３は、図２に示すように、濃
度ヒストグラム作成手段１０、エントロピー算出手段１
１、ＬＵＴ（ルックアップテーブル）作成手段１２、Ｌ
ＵＴ１３、クリップ値決定手段１４、クリッピング手段
１５、累積ヒストグラム作成手段１６から構成されてい
る。
撮像装置の構成を示すブロック図である。この電子的撮
像装置は、撮像手段１、領域分割手段２、濃度変換曲線
作成手段３、濃度変換手段４から構成されている。さら
に、濃度変換曲線作成手段３は、図２に示すように、濃
度ヒストグラム作成手段１０、エントロピー算出手段１
１、ＬＵＴ（ルックアップテーブル）作成手段１２、Ｌ
ＵＴ１３、クリップ値決定手段１４、クリッピング手段
１５、累積ヒストグラム作成手段１６から構成されてい
る。
【００１３】上記構成の電子的撮像装置における画像濃
度変換処理は、以下のように行われる（図３参照）。
度変換処理は、以下のように行われる（図３参照）。
【００１４】１．画像入力
ＣＣＤカメラなどの撮像手段１により撮影された画像
は、領域分割手段２に入力される（ステップＳ１）。こ
の入力画像には、通常、非常に明るい部分、非常に暗い
部分、明部・暗部が混在する部分などが局在している。
は、領域分割手段２に入力される（ステップＳ１）。こ
の入力画像には、通常、非常に明るい部分、非常に暗い
部分、明部・暗部が混在する部分などが局在している。
【００１５】２．領域分割
領域分割手段２は、入力画像のテクスチャを解析し、こ
の解析結果に基づいて入力画像を複数の領域に分割する
（ステップＳ２）。本実施形態１においては、数１に示
すＬＯＧフィルタを入力画像に演算するフィルタリング
処理により領域を決定するようにしている。図４（ｂ）
は、同図（ａ）に示す入力画像を領域分割した結果を示
す図である。
の解析結果に基づいて入力画像を複数の領域に分割する
（ステップＳ２）。本実施形態１においては、数１に示
すＬＯＧフィルタを入力画像に演算するフィルタリング
処理により領域を決定するようにしている。図４（ｂ）
は、同図（ａ）に示す入力画像を領域分割した結果を示
す図である。
【００１６】ここで、テクスチャ解析による領域分割の
結果と、人間が同一の画像を見て手動で領域分割した結
果とは異なることが多い。よって、テクスチャ解析の結
果をそのまま用いると、両者の結果の異なる部分が人間
の目には不自然に感じられる。そこで、本実施形態１に
おいては、画素単位で解析された領域分割の結果を、多
少分割の解像度を下げ量子化している（ステップＳ
３）。具体的には、図４（ｃ）に示すように、入力画像
を正方形ブロックに分割して、同図（ｂ）に示す領域分
割の結果と重ねあわせ、領域の境界に該当する正方形ブ
ロックについては、領域の占有率に応じていずれの領域
に属するかを決定する。これにより、図４（ｂ）に示す
領域分割の結果が、同図（ｄ）に示すように量子化され
る。
結果と、人間が同一の画像を見て手動で領域分割した結
果とは異なることが多い。よって、テクスチャ解析の結
果をそのまま用いると、両者の結果の異なる部分が人間
の目には不自然に感じられる。そこで、本実施形態１に
おいては、画素単位で解析された領域分割の結果を、多
少分割の解像度を下げ量子化している（ステップＳ
３）。具体的には、図４（ｃ）に示すように、入力画像
を正方形ブロックに分割して、同図（ｂ）に示す領域分
割の結果と重ねあわせ、領域の境界に該当する正方形ブ
ロックについては、領域の占有率に応じていずれの領域
に属するかを決定する。これにより、図４（ｂ）に示す
領域分割の結果が、同図（ｄ）に示すように量子化され
る。
【００１７】
【数１】
【００１８】３．量子化された領域ごとに異なる濃度変
換曲線の作成 濃度ヒストグラム作成手段１０は、領域ごとの濃度ヒス
トグラムを作成する（ステップＳ４）。
換曲線の作成 濃度ヒストグラム作成手段１０は、領域ごとの濃度ヒス
トグラムを作成する（ステップＳ４）。
【００１９】ここで、図５（ｂ）上段に示すように、既
に、濃度ヒストグラムの濃度値のばらつきが大きい、す
なわちダイナミックレンジの広い領域については、ダイ
ナミックレンジの狭い画像出力装置で出力しても細部情
報が消失しにくいため、濃度ヒストグラムを平滑化する
処理を行う必要がない。一方、図５（ａ）上段に示すよ
うに、濃度ヒストグラムの濃度値のばらつきが小さい、
すなわちダイナミックレンジの狭い領域については、ダ
イナミックレンジの狭い画像出力装置で出力すると細部
情報が消失するおそれが大きいため、濃度ヒストグラム
を平滑化してダイナミックレンジを広げる必要がある。
そこで、領域ごとに濃度ヒストグラムの濃度値のばらつ
きを求め、このばらつきに応じて、濃度ヒストグラムの
平滑化の度合いを左右するクリップ値を決定する。本実
施形態１においては、濃度ヒストグラムの濃度値のばら
つきとして、エントロピー算出手段１１により、数２に
基づいてエントロピーＨを算出し、このエントロピーＨ
に対応するクリップ値Ｃを、クリップ値決定手段１４に
より、ＬＵＴ１３を参照して決定している（ステップＳ
５）。なお、このＬＵＴ１３には、ＬＵＴ作成手段１２
により図６に示すグラフに基づいて決定されたエントロ
ピーとクリップ値との関係が記憶されている。
に、濃度ヒストグラムの濃度値のばらつきが大きい、す
なわちダイナミックレンジの広い領域については、ダイ
ナミックレンジの狭い画像出力装置で出力しても細部情
報が消失しにくいため、濃度ヒストグラムを平滑化する
処理を行う必要がない。一方、図５（ａ）上段に示すよ
うに、濃度ヒストグラムの濃度値のばらつきが小さい、
すなわちダイナミックレンジの狭い領域については、ダ
イナミックレンジの狭い画像出力装置で出力すると細部
情報が消失するおそれが大きいため、濃度ヒストグラム
を平滑化してダイナミックレンジを広げる必要がある。
そこで、領域ごとに濃度ヒストグラムの濃度値のばらつ
きを求め、このばらつきに応じて、濃度ヒストグラムの
平滑化の度合いを左右するクリップ値を決定する。本実
施形態１においては、濃度ヒストグラムの濃度値のばら
つきとして、エントロピー算出手段１１により、数２に
基づいてエントロピーＨを算出し、このエントロピーＨ
に対応するクリップ値Ｃを、クリップ値決定手段１４に
より、ＬＵＴ１３を参照して決定している（ステップＳ
５）。なお、このＬＵＴ１３には、ＬＵＴ作成手段１２
により図６に示すグラフに基づいて決定されたエントロ
ピーとクリップ値との関係が記憶されている。
【００２０】さらに、クリッピング手段１５が、決定さ
れたクリップ値で濃度ヒストグラムをクリッピングし、
累積ヒストグラム作成手段１６が、クリッピング後の濃
度ヒストグラムから累積ヒストグラムを作成する（ステ
ップＳ６）。
れたクリップ値で濃度ヒストグラムをクリッピングし、
累積ヒストグラム作成手段１６が、クリッピング後の濃
度ヒストグラムから累積ヒストグラムを作成する（ステ
ップＳ６）。
【００２１】
【数２】
【００２２】４．濃度変換
濃度変換手段４は、領域ごとに異なる累積ヒストグラム
を濃度変換曲線として領域内の各画素の濃度変換を行う
（ステップＳ７）。但し、領域の境界が不連続にならな
いように、境界に該当する正方形ブロック内の各画素に
ついては、以下のような線形補間を行う（例えば、論文
“自然画像のための高速な局所的コントラスト強調”
（小林直樹ら、電子情報通信学会論文誌Ｄ−ＩＩ Ｖｏ
ｌ．Ｊ７７−Ｄ−ＩＩ Ｎｏ．３ｐｐ．５０２−５０
９）参照）。
を濃度変換曲線として領域内の各画素の濃度変換を行う
（ステップＳ７）。但し、領域の境界が不連続にならな
いように、境界に該当する正方形ブロック内の各画素に
ついては、以下のような線形補間を行う（例えば、論文
“自然画像のための高速な局所的コントラスト強調”
（小林直樹ら、電子情報通信学会論文誌Ｄ−ＩＩ Ｖｏ
ｌ．Ｊ７７−Ｄ−ＩＩ Ｎｏ．３ｐｐ．５０２−５０
９）参照）。
【００２３】（１）図７に示すように、注目画素の濃度
値を、この画素が存在するブロックＢ１及び近接する３
つのブロックＢ２，Ｂ３，Ｂ４それぞれの濃度変換曲線
を用いて濃度変換し、変換後の濃度値ｇ１ ，ｇ２ ，ｇ
３ ，ｇ４ を得る。
値を、この画素が存在するブロックＢ１及び近接する３
つのブロックＢ２，Ｂ３，Ｂ４それぞれの濃度変換曲線
を用いて濃度変換し、変換後の濃度値ｇ１ ，ｇ２ ，ｇ
３ ，ｇ４ を得る。
【００２４】（２）数３に基づいて、線形補間後の濃度
値ｇ（ｘ，ｙ）を算出する（（１）において算出された
濃度値ｇ１ ，ｇ２ ，ｇ３ ，ｇ４ を、４つのブロック
Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４の中心から注目画素までの距離
に応じて重み付けする）。
値ｇ（ｘ，ｙ）を算出する（（１）において算出された
濃度値ｇ１ ，ｇ２ ，ｇ３ ，ｇ４ を、４つのブロック
Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４の中心から注目画素までの距離
に応じて重み付けする）。
【数３】
【００２５】５．画像出力
以上のようにして細部情報が消失しにくいように濃度変
換処理された画像が電子的撮像装置から出力されると、
この電子的撮像装置に接続された図１（ｂ）に示す画像
出力装置に入力され、γ補正手段５により、装置の出力
系特性を補正するためのγ補正が施された後に、モニタ
に表示されたり、プリンタで出力されたりする。
換処理された画像が電子的撮像装置から出力されると、
この電子的撮像装置に接続された図１（ｂ）に示す画像
出力装置に入力され、γ補正手段５により、装置の出力
系特性を補正するためのγ補正が施された後に、モニタ
に表示されたり、プリンタで出力されたりする。
【００２６】〔実施形態２〕
以下、本発明に係る画像濃度変換処理方法を採用した電
子的撮像装置の他の実施形態（以下、実施形態２とい
う）について説明する。本実施形態２の電子的撮像装置
は、基本的に上記実施形態１の電子的撮像装置と同様の
構成を備えている。異なるのは、入力画像の領域分割
に、実施形態１では、入力画像にＬＯＧフィルタを演算
するフィルタリング処理による方法を用いるのに対し
て、本実施形態では、入力画像のエッジの長短を判別す
る処理に基づく方法を用いている点である。以下、この
点について説明する。
子的撮像装置の他の実施形態（以下、実施形態２とい
う）について説明する。本実施形態２の電子的撮像装置
は、基本的に上記実施形態１の電子的撮像装置と同様の
構成を備えている。異なるのは、入力画像の領域分割
に、実施形態１では、入力画像にＬＯＧフィルタを演算
するフィルタリング処理による方法を用いるのに対し
て、本実施形態では、入力画像のエッジの長短を判別す
る処理に基づく方法を用いている点である。以下、この
点について説明する。
【００２７】２．領域分割
本実施形態２においては、領域分割手段２が、以下のよ
うにして領域を分割する。
うにして領域を分割する。
【００２８】（１）入力画像を複数の正方格子状の小ブ
ロックに分割する。 なお、この小ブロックに含まれる画素数が少なすぎると
濃度ヒストグラムが意味を成さなくなる一方で、小ブロ
ックに含まれる画素数が多すぎると解像度が低下してし
まうことから、本実施形態２においては、両者の兼ね合
いを考慮して経験的に決定している。
ロックに分割する。 なお、この小ブロックに含まれる画素数が少なすぎると
濃度ヒストグラムが意味を成さなくなる一方で、小ブロ
ックに含まれる画素数が多すぎると解像度が低下してし
まうことから、本実施形態２においては、両者の兼ね合
いを考慮して経験的に決定している。
【００２９】（２）注目画素及びこの注目画素の８近傍
画素からなる３×３マトリクスと、図１１（ａ）〜
（ｄ）に示すＳｏｂｅｌオペレータそれぞれとの畳み込
みの演算を行う。この演算により得られた４つの値の絶
対値うち最大のものを、注目画素のエッジの長さとす
る。
画素からなる３×３マトリクスと、図１１（ａ）〜
（ｄ）に示すＳｏｂｅｌオペレータそれぞれとの畳み込
みの演算を行う。この演算により得られた４つの値の絶
対値うち最大のものを、注目画素のエッジの長さとす
る。
【００３０】（３）ブロック内に含まれる画素のエッジ
の長さの総和を算出する。 （４）隣接するブロック間におけるエッジの長さの総和
の差を算出し、この差が予め設定されている閾値より小
さい場合は、この隣接するブロックを統合する。なお、
この領域分割方法は、隣接するブロックのテクスチャが
類似していれば、エッジの長さの総和も同程度であると
いう考えに基づいている。
の長さの総和を算出する。 （４）隣接するブロック間におけるエッジの長さの総和
の差を算出し、この差が予め設定されている閾値より小
さい場合は、この隣接するブロックを統合する。なお、
この領域分割方法は、隣接するブロックのテクスチャが
類似していれば、エッジの長さの総和も同程度であると
いう考えに基づいている。
【００３１】以上のように、本実施形態１又は２におい
ては、入力画像にＬＯＧフィルタを演算するフィルタリ
ング処理による方法、入力画像の周波数成分を解析する
処理に基づく方法、又は、入力画像のエッジの長短を判
別する処理に基づく方法により、入力画像のテクスチャ
を解析して領域分割する。これにより、従来、同一の領
域とみなされた図９（ａ）に示すテクスチャＡと同図
（ｂ）に示すテクスチャＢとが、異なる領域と見なさ
れ、異なる濃度変換曲線を用いて濃度変換を施すことが
できる。
ては、入力画像にＬＯＧフィルタを演算するフィルタリ
ング処理による方法、入力画像の周波数成分を解析する
処理に基づく方法、又は、入力画像のエッジの長短を判
別する処理に基づく方法により、入力画像のテクスチャ
を解析して領域分割する。これにより、従来、同一の領
域とみなされた図９（ａ）に示すテクスチャＡと同図
（ｂ）に示すテクスチャＢとが、異なる領域と見なさ
れ、異なる濃度変換曲線を用いて濃度変換を施すことが
できる。
【００３２】また、領域ごとに濃度ヒストグラムの濃度
値のばらつき具合を求め、このばらつき具合に応じて、
濃度ヒストグラムの平滑化の度合いを左右するクリップ
値を決定する。すなわち、既にダイナミックレンジの広
い領域については、ダイナミックレンジの狭い画像出力
装置で出力しても細部情報が消失しにくいため、濃度ヒ
ストグラムの平滑化処理が行われず、ダイナミックレン
ジの狭い領域については、ダイナミックレンジの狭い画
像出力装置で出力すると細部情報が消失するおそれが大
きいため、濃度ヒストグラムを平滑化してダイナミック
レンジを広げる処理が行われるようにクリップ値を決定
する。これにより、従来に比して、有用な情報の消失を
低減できる。
値のばらつき具合を求め、このばらつき具合に応じて、
濃度ヒストグラムの平滑化の度合いを左右するクリップ
値を決定する。すなわち、既にダイナミックレンジの広
い領域については、ダイナミックレンジの狭い画像出力
装置で出力しても細部情報が消失しにくいため、濃度ヒ
ストグラムの平滑化処理が行われず、ダイナミックレン
ジの狭い領域については、ダイナミックレンジの狭い画
像出力装置で出力すると細部情報が消失するおそれが大
きいため、濃度ヒストグラムを平滑化してダイナミック
レンジを広げる処理が行われるようにクリップ値を決定
する。これにより、従来に比して、有用な情報の消失を
低減できる。
【００３３】なお、実施形態２においては、領域分割
を、各ブロックに含まれる画素のエッジの長さの総和を
算出し、隣接するブロック間のエッジの長さの総和の類
似度に基づいてブロックを順次統合する処理により行っ
ているが、各ブロックの周波数成分情報をフーリエ変換
又はウェーブレット変換により算出し、隣接するブロッ
ク間の周波数成分情報の類似度に基づいてブロックを順
次統合する処理により行ってもよい。
を、各ブロックに含まれる画素のエッジの長さの総和を
算出し、隣接するブロック間のエッジの長さの総和の類
似度に基づいてブロックを順次統合する処理により行っ
ているが、各ブロックの周波数成分情報をフーリエ変換
又はウェーブレット変換により算出し、隣接するブロッ
ク間の周波数成分情報の類似度に基づいてブロックを順
次統合する処理により行ってもよい。
【００３４】また、本実施形態１又は２においては、濃
度ヒストグラムの濃度値のばらつき具合を、エントロピ
ーで評価しているが、各領域に含まれる画素の濃度の出
現頻度の分散、各領域に含まれる画素のエッジの長さの
総和などで評価してもよい。
度ヒストグラムの濃度値のばらつき具合を、エントロピ
ーで評価しているが、各領域に含まれる画素の濃度の出
現頻度の分散、各領域に含まれる画素のエッジの長さの
総和などで評価してもよい。
【００３５】
【発明の効果】請求項１乃至３の発明によれば、入力画
像をテクスチャ解析の結果に基づいて領域分割し、該領
域ごとにダイナミックレンジの広さに応じて濃度ヒスト
グラムの平滑化の度合いを決定する。これにより、従来
に比して、有用な情報の消失を低減できるという効果が
ある。
像をテクスチャ解析の結果に基づいて領域分割し、該領
域ごとにダイナミックレンジの広さに応じて濃度ヒスト
グラムの平滑化の度合いを決定する。これにより、従来
に比して、有用な情報の消失を低減できるという効果が
ある。
【図１】（ａ）は、実施形態に係る電子的撮像装置の構
成を示すブロック図。 （ｂ）は、同電子的撮像装置による画像濃度変換処理後
の画像を出力する画像出力装置の構成を示すブロック
図。
成を示すブロック図。 （ｂ）は、同電子的撮像装置による画像濃度変換処理後
の画像を出力する画像出力装置の構成を示すブロック
図。
【図２】濃度変換曲線作成手段の構成を示すブロック
図。
図。
【図３】画像濃度変換処理の流れを示すフローチャー
ト。
ト。
【図４】（ａ）〜（ｄ）は、領域分割手段による領域分
割の方法を説明するための図。
割の方法を説明するための図。
【図５】（ａ）、（ｂ）は、濃度ヒストグラムの平滑化
処理を説明するための図。
処理を説明するための図。
【図６】エントロピーとクリップ値との関係を示すグラ
フ。
フ。
【図７】濃度変換手段による濃度補間方法を説明するた
めの図。
めの図。
【図８】（ａ）、（ｂ）は、従来の不具合を説明するた
めの図。
めの図。
【図９】（ａ）、（ｂ）は、従来の不具合を説明するた
めの図。
めの図。
【図１０】（ａ）〜（ｄ）は、ＡＨＥを説明するための
図。
図。
【図１１】（ａ）〜（ｄ）は、Ｓｏｂｅｌオペレータを
示す図。
示す図。
【図１２】図４の別の例である。
【図１３】図８の別の例である。
１ 撮像手段
２ 領域分割手段
３ 濃度変換曲線作成手段
４ 濃度変換手段
５ γ補正手段
６ 画像出力手段
１０ 濃度ヒストグラム作成手段
１１ エントロピー算出手段
１２ ＬＵＴ作成手段
１３ ＬＵＴ
１４ クリップ値決定手段
１５ クリッピング手段
１６ 累積ヒストグラム作成手段
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平10−261077（ＪＰ，Ａ)
特開 平３−73668（ＪＰ，Ａ)
特開 平10−51639（ＪＰ，Ａ)
特開 平11−297259（ＪＰ，Ａ)
特公 平６−42716（ＪＰ，Ｂ２)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G06T 1/00 - 7/60
H04N 1/40
H04N 5/14 - 5/257
Claims (3)
- 【請求項１】 入力画像のテクスチャを解析し、該解析
結果に基づいて前記入力画像を複数の領域に分割し、該
領域ごとに異なる濃度変換処理を行う、画像濃度変換処
理方法であって、 上記領域ごとに異なる濃度変換処理として、上記領域ご
とに、 （１）濃度ヒストグラムを作成し、 （２）該濃度ヒストグラムの濃度値のばらつき具合いを
算出し、 （３）該ばらつき具合に応じて、該濃度ヒストグラムの
平滑化の度合いを左右するクリップ値を決定し、 （４）該クリップ値で、上記濃度ヒストグラムをクリッ
ピングし、 （５）クリッピング後の濃度ヒストグラムから、累積ヒ
ストグラムを作成し、 （６）該累積ヒストグラムを濃度変換曲線として該領域
に含まれる各画素の濃度変換を行うことを特徴とする画
像濃度変換処理方法。 - 【請求項２】 上記濃度ヒストグラムの濃度値のばらつ
き具合と上記クリップ値との間に、該濃度ヒストグラム
の濃度値のばらつきが増加するとクリップ値が減少する
単調減少の関係が成立することを特徴とする請求項１記
載の画像濃度変換処理方法。 - 【請求項３】 上記各領域内での上記濃度ヒストグラム
の濃度値のばらつき具合を、各領域内に含まれる画素の
濃度の出現頻度の平均値で評価することを特徴とする請
求項２記載の画像濃度変換処理方法。
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|---|---|---|---|
| JP33320599A JP3465226B2 (ja) | 1999-10-18 | 1999-10-18 | 画像濃度変換処理方法 |
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|---|---|---|---|
| JP33320599A JP3465226B2 (ja) | 1999-10-18 | 1999-10-18 | 画像濃度変換処理方法 |
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| JP2001118062A JP2001118062A (ja) | 2001-04-27 |
| JP3465226B2 true JP3465226B2 (ja) | 2003-11-10 |
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| JP33320599A Expired - Fee Related JP3465226B2 (ja) | 1999-10-18 | 1999-10-18 | 画像濃度変換処理方法 |
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| DE102007035884A1 (de) | 2006-08-03 | 2008-07-17 | Nec Corp. | Linienrauschunterdrückungsvorrichtung, -verfahren und -programm |
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| US7889250B2 (en) | 2005-06-15 | 2011-02-15 | Olympus Corporation | Image-acquisition apparatus |
| US7961968B2 (en) | 2006-08-25 | 2011-06-14 | Nec Corporation | Image density conversion method, image enhancement processor, and program thereof |
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| US8659684B2 (en) | 2009-02-03 | 2014-02-25 | Olympus Corporation | Image processing apparatus, program, method and image capturing system |
| US8736723B2 (en) | 2005-11-16 | 2014-05-27 | Olympus Corporation | Image processing system, method and program, including a correction coefficient calculation section for gradation correction |
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| JP4938989B2 (ja) * | 2005-03-25 | 2012-05-23 | 株式会社ニコン | 電子カメラ |
| JP2007013666A (ja) * | 2005-06-30 | 2007-01-18 | Victor Co Of Japan Ltd | 画像処理装置 |
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| JP2007094742A (ja) | 2005-09-28 | 2007-04-12 | Olympus Corp | 画像信号処理装置及び画像信号処理プログラム |
| JP4238902B2 (ja) | 2006-09-04 | 2009-03-18 | 日本電気株式会社 | 文字ノイズ除去装置、文字ノイズ除去方法、文字ノイズ除去プログラム |
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1999
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