JP5185849B2 - 画像処理装置、プログラム、及び方法、並びに撮像システム - Google Patents

Description

本発明は、入力された画像信号に対してノイズの低減処理を行う画像処理装置、プログラム、及び方法、並びに撮像システムに関するものである。

従来、画像シーンのダイナミックレンジを広くするために、画像シーンの領域ごとに階調変換特性を変えて階調変換処理を行う、いわゆるスペースバリアントな階調変換処理が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特許第３４６５２２６号公報

上記のスペースバリアントな階調変換処理を施すことで、画像シーンの暗い領域を明るくする効果が得られる。しかし、その反面、階調変換処理を施した領域のノイズも同時に増幅させてしまうという不都合がある。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたもので、階調変換処理を施すことによりダイナミックレンジを拡張するとともに、階調変換処理を施した画像信号のノイズを効果的に低減することができる画像処理装置、プログラム、及び方法、並びに撮像システムを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用する。
本発明の第１の態様は、入力された画像信号を複数の領域に分割し、分割した領域毎に、階調変換処理前の画素値と該画素値の増幅率の関数である第１の階調変換算特性を算出する第１の階調変換特性算出手段と、該第１の階調変換算出手段により算出された前記第１の階調変換算特性を用いて、前記画像信号に対して前記領域毎に階調変換を行う階調変換手段と、該階調変換手段により階調変換された画像信号から、多重解像度変換処理により互いに異なる周波数帯域を有する前記入力された画像信号より解像度が縮小された複数の帯域信号を生成する帯域信号生成手段と、前記第１の階調変換算出手段により算出された第１の階調変換特性から、前記画素値の増幅率と前記帯域信号生成手段により生成された各前記帯域信号の解像度が合うように、前記各画素値の増幅率の解像度を縮小し、分割した領域毎に、各前記帯域信号と前記各画素の増幅率の関数である第２の階調変換算特性算出する第２の階調変換特性算出手段と、該第２の階調変換特性算出手段により算出された前記第２の階調変換算特性を用いて、各前記帯域信号に対してノイズの低減処理を行うノイズ低減手段と、該ノイズ低減手段によりノイズの低減処理が行われた各前記帯域信号を合成する画像合成手段とを備える画像処理装置である。
なお、「領域」とは、複数の画素を含む領域だけでなく、単一の画素のみを含む領域も含むものとする。

上記態様によれば、入力された画像信号は、複数の領域に分割され、第１の階調変換特性算出手段により各領域に応じた第１の階調変換特性が算出され、階調変換手段により領域毎に階調変換処理が行われる。階調変換処理が行われた画像信号は、帯域信号生成手段により複数の帯域信号に分割され、第２の階調変換特性算出手段により各帯域信号に対応する第２の階調変換特性がそれぞれ算出される。この第２の階調変換特性を用いて、ノイズ低減手段により各帯域信号にノイズの低減処理が行われ、ノイズの低減処理が行われた複数の帯域信号が画像合成手段により合成される。
これにより、帯域信号毎に算出された第２の階調変換特性に基づいて、各帯域信号に対してノイズの低減処理を行うことができるため、階調変換処理を施した後の画像信号のノイズを効果的に低減することができる。

参考例として、被写体を撮影する撮像手段と、前記撮像手段にて取得された画像信号を処理する上記の画像処理装置とを具備する撮像システムとすることもできる。

本発明の第３の態様は、入力された画像信号を複数の領域に分割し、分割した領域毎に、階調変換処理前の画素値と該画素値の増幅率の関数である第１の階調変換算特性を算出する第１の階調変換特性算出処理と、該第１の階調変換算出手段により算出された前記第１の階調変換算特性を用いて、前記画像信号に対して前記領域毎に階調変換を行う階調変換処理と、該階調変換手段により階調変換された画像信号から、多重解像度変換処理により互いに異なる周波数帯域を有する前記入力された画像信号より解像度が縮小された複数の帯域信号を生成する帯域信号生成処理と、前記第１の階調変換算出手段により算出された第１の階調変換特性から、前記画素値の増幅率と前記帯域信号生成手段により生成された各前記帯域信号の解像度が合うように、前記各画素値の増幅率の解像度を縮小し、分割した領域毎に、各前記帯域信号と前記各画素の増幅率の関数である第２の階調変換算特性を算出する第２の階調変換特性算出処理と、該第２の階調変換特性算出手段により算出された前記第２の階調変換算特性を用いて、各前記帯域信号に対してノイズの低減処理を行うノイズ低減処理と、該ノイズ低減手段によりノイズの低減処理が行われた各前記帯域信号を合成する画像合成処理とをコンピュータに実行させる画像処理プログラムである。

本発明の第４の態様は、入力された画像信号を複数の領域に分割し、分割した領域毎に、階調変換処理前の画素値と該画素値の増幅率の関数である第１の階調変換算特性を算出する第１の階調変換特性算出工程と、該第１の階調変換算出手段により算出された前記第１の階調変換算特性を用いて、前記画像信号に対して前記領域毎に階調変換を行う階調変換工程と、該階調変換手段により階調変換された画像信号から、多重解像度変換処理により互いに異なる周波数帯域を有する前記入力された画像信号より解像度が縮小された複数の帯域信号を生成する帯域信号生成工程と、前記第１の階調変換算出手段により算出された第１の階調変換特性から、前記画素値の増幅率と前記帯域信号生成手段により生成された各前記帯域信号の解像度が合うように、前記各画素値の増幅率の解像度を縮小し、分割した領域毎に、各前記帯域信号と前記各画素の増幅率の関数である第２の階調変換算特性を算出する第２の階調変換特性算出工程と、該第２の階調変換特性算出手段により算出された前記第２の階調変換算特性を用いて、各前記帯域信号に対してノイズの低減処理を行うノイズ低減工程と、該ノイズ低減手段によりノイズの低減処理が行われた各前記帯域信号を合成する画像合成工程とを含む画像処理方法である。

本発明によれば、階調変換処理を施すことによりダイナミックレンジを拡張するとともに、階調変換処理を施した画像信号のノイズを効果的に低減することができるという効果を奏する。

本発明の各実施形態に係る撮像システムの概略構成を示すブロック図である。 第１の実施形態に係るノイズ低減部の機能ブロック図である。 第２の実施形態に係るノイズ低減部の機能ブロック図である。

［第１の実施形態］
以下に、本発明の第１の実施形態に係る画像処理装置および撮像システムについて、図面を参照して説明する。ここでは、本発明に係る画像処理装置を撮像システムに適用した例について説明する。
図１は、本実施形態に係る画像処理装置を備える撮像システム１の概略構成を示すブロック図である。図１に示すように、撮像システム１は、レンズ等の光学系１１と、光学系１１により結像された被写体の像を画像信号として取得するＣＣＤ等の撮像系（撮像手段）１３と、撮像系１３により取得された画像信号を処理する画像処理部１５と、画像処理部１５により処理された画像信号からスペースバリアントな第１の階調変換特性を算出する第１の階調変換特性算出部（第１の階調変換特性算出手段）１６と、第１の階調変換特性算出部１６により算出された第１の階調変換特性を用いて画像処理部１５により処理された画像信号に対してスペースバリアントな階調変換処理を行う階調変換部（階調変換手段）１７と、第１の階調変換特性算出部１６により算出された第１の階調変換特性から第２の階調変換特性を算出する第２の階調変換特性算出部（第２の階調変換特性算出手段）１９と、第２の階調変換特性算出部１９により算出された第２の階調変換特性を用いて階調変換部１７により階調変換処理が行われた画像信号に対してノイズの低減処理を行うノイズ低減部２１と、ノイズ低減部２１によりノイズの低減処理が行われた画像信号を圧縮する画像圧縮部２３と、画像圧縮部２３により圧縮された画像信号を記録する記録メディア２５とを備えている。

上記構成を有する撮像システム１の作用について以下に説明する。
光学系１１により撮像系１３表面に結像された被写体の像は、撮像系１３により電気信号に変換され、ＣＤＳ(Correlated Double Sampling)／差動サンプリング、アナログゲインの調整等が行われる。その後、Ａ／Ｄ変換部（図示略）によりデジタル信号に変換され、画像処理部１５により、例えば、γ補正、色分離、および色差マトリックス補正等の画像を高画質化するための各種処理が施される。画像処理部１５により処理された画像信号は、第１の階調変換特性算出部１６および階調変換部１７に出力される。

第１の階調変換特性算出部１６では、画像処理部１５により処理された画像信号を用いて第１の階調変換特性が算出され、階調変換部１７および第２の階調変換特性算出部１９に出力される。ここで、第１の階調変換特性は、階調変換処理後の画像信号の画素値を階調変換処理前の画像信号の画素値で割ったものであり、各画素値の増幅率を示すものである。

階調変換部１７では、画像処理部１５により処理された画像信号に対して、第１の階調変換特性算出部１６により算出された第１の階調変換特性を用いて、スペースバリアントな階調変換処理が行われる。階調変換部１７により階調変換処理が行われた画像信号は、ノイズ低減部２１に出力される。

ノイズ低減部２１では、階調変換部１７により階調変換処理が行われた画像信号に対して、ノイズの低減処理が行われる。なお、ノイズを低減する際の詳細な処理については後述する。ノイズ低減部２１によりノイズの低減処理が行われた画像信号は、画像圧縮部２３に出力され、画像圧縮部２３により圧縮されて、記録メディア２５に記録される。

以下に、ノイズを低減する際の詳細な処理について図２を用いて説明する。
図２は、第２の階調変換特性算出部１９およびノイズ低減部２１の詳細な機能を示すブロック図である。図２に示すように、第２の階調変換特性算出部１９は、Ｎ−１（Ｎは１以上の整数）段のフィルタ処理・縮小処理部１０１，１１１を有している。なお、本実施形態では、Ｎ＝３の場合を一例に挙げて説明する。

第２の階調変換特性算出部１９において、第１の階調変換特性算出部１６により算出された第１の階調変換特性は、１段目のフィルタ処理・縮小処理部１０１にてローパスフィルタ処理後に縮小される。この処理により、第１の階調変換特性の大きさは、例えば水平方向、垂直方向共に半分となる。縮小された第１の階調変換特性は、２段目のフィルタ処理・縮小処理部１１１に供給され、さらに縮小される。即ち、フィルタ処理・縮小処理部１０１，１１１は、対応する帯域信号と同じ大きさとなるように、前段のフィルタ処理・縮小処理部（フィルタ処理・縮小処理部１０１については第１の階調変換特性算出部１６）から供給された階調変換特性を縮小する。

ここで、階調変換特性の縮小処理について説明する。
多重解像度変換処理では、帯域ごとに解像度（サイズ）が異なる画像が生成される。階調変換特性は、各画素の画素値の増幅率なので画像と同じサイズを持っている。ある帯域の画像に階調変換特性を作用させるためには、その帯域の画像と同じサイズに変換する必要がある。サイズの変換方法としては、例えばアレストネイバーなどの任意のリサイズ手段を用いる。各帯域の画像と階調変換特性が同じサイズとすることで、対応する画素ごとに処理を行うことができる。

ノイズ低減部２１は、ラプラシアンピラミッドにより多重解像度変換を施す構成とされており、Ｎ段のフィルタ処理・縮小処理部２０１，２１１，２２１を有するとともに、各フィルタ処理・縮小処理部２０１、２１１，２２１に対応してそれぞれ設けられた拡大処理部２０２，２１２，２２２と、減算部（帯域信号生成部）２０３，２１３，２２３と、ＮＲ処理部（ノイズ低減手段）２０４，２１４，２２４と、拡大処理部２０５，２１５，２２５と、加算部（画像合成手段）２０６，２１６，２２６とを備えている。なお、前述のとおり、Ｎは１以上の整数であり、ここではＮ＝３の場合を一例に挙げて説明する。

まず、入力画像信号２００を複数の帯域信号に分割し、各帯域信号のノイズを低減する際の処理について説明する。
１段目のフィルタ処理・縮小処理部２０１は、入力画像信号２００にローパスフィルタ処理を施した後、所定のサイズに縮小する。これにより、例えば、入力画像信号２００の画像サイズは、水平方向、垂直方向ともに半分とされる。フィルタ処理・縮小処理部２０１により生成された縮小画像は、拡大処理部２０２及び後段のフィルタ処理・縮小処理部２１１に供給される。

拡大処理部２０２は、フィルタ処理・縮小処理部２０１から供給された縮小画像を、フィルタ処理・縮小処理部２０１による縮小処理が行われる前の大きさに拡大する。即ち、ここでは入力画像信号２００のサイズに拡大し、減算部２０３に出力する。減算部２０３は、拡大処理部２０２から入力された画像信号と、フィルタ処理・縮小処理部２０１に入力された画像信号、即ち、入力画像信号２００との差分信号を算出することで、帯域信号を生成し、これをＮＲ処理部２０４に出力する。また、ＮＲ処理部２０４には、対応する第２の階調変換特性、即ち、１段目のフィルタ処理・縮小処理部１０１に入力される階調変換特性が、第２の階調変換特性として第２の階調変換特性算出部１９から入力される。ＮＲ処理部２０４は、この第２の階調変換特性を用いて、入力された帯域信号に所定のノイズ低減処理を行い、加算部２０６に出力する。

ここで、ノイズ低減処理の具体的な方法として、例えば、コアリング処理を行うことが考えられる。コアリング処理とは、入力信号の絶対値が、閾値以下の場合にはその信号を一律ゼロとし、閾値より大きい場合には絶対値を閾値だけ減じた信号とする処理である。即ち、ＮＲ処理部２０４は、予め設定された閾値にスペースバリアントな第２の階調変換特性を乗算し、上述のコアリング処理を行うことで、減算部２０３から入力された帯域信号にノイズの低減処理を行う。

２段目、３段目においても、前段のフィルタ処理・縮小処理部から出力された画像信号に対して、１段目と同様の処理が行われる。即ち、２段目、３段目においては、それぞれ、フィルタ処理・縮小処理部２０１，２１１から出力された画像信号からそれぞれ帯域信号が生成され、生成された帯域信号に対して対応する第２の階調変換特性を用いてノイズの低減処理が行われる。このようにノイズの低減処理が行われた帯域信号が加算部２１６，２２６に出力される。

次に、ノイズの低減処理が行われた各帯域信号を合成し、出力画像信号２５０として出力する際の処理について説明する。
３段目の拡大処理部２２５は、フィルタ処理・縮小処理部２２１からの縮小画像を拡大処理し、加算部２２６に出力する。加算部２２６は、ＮＲ処理部２２４から供給されるノイズ低減済みの帯域信号と拡大処理部２２５から供給される縮小画像とを加算して拡大処理部２１５に出力する。

２段目、１段目においても、上記と同様の処理が行われ、加算部２１６，２０６は、各ＮＲ処理部から供給されるノイズ低減済みの帯域信号と後段の拡大処理部から供給される縮小画像とを加算して前段の拡大処理部（加算部２０６については画像圧縮部２３）に出力する。このようにして順次低域側からノイズ低減済みの帯域信号が再合成されていき、最終的に所定のサイズに戻されたノイズ低減済みの出力画像信号２５０が加算部２０６から出力される。

以上のように、本実施形態に係る撮像システム１によれば、撮像系１３により取得された画像信号は、複数の領域に分割され、第１の階調変換特性算出部１６により各領域に応じた第１の階調変換特性が算出され、階調変換部１７により領域毎に階調変換処理が行われる。階調変換処理が行われた画像信号は、フィルタ処理・縮小処理部２０１，２１１，２２１により複数の帯域信号に分割され、第２の階調変換特性算出部１９により各帯域信号に対応する第２の階調変換特性がそれぞれ算出される。この第２の階調変換特性を用いて、ＮＲ処理部２０４，２１４，２２４により各帯域信号にノイズの低減処理が行われ、ノイズの低減処理が行われた複数の帯域信号が加算部２０６，２１６，２２６により合成される。
これにより、帯域信号毎に算出された第２の階調変換特性に基づいて、各帯域信号に対してノイズの低減処理を行うことができるため、階調変換処理を施した後の画像信号のノイズを効果的に低減することができる。

〔第２の実施形態〕
次に、本発明の第２の実施形態について、図３を用いて説明する。
本実施形態に係る撮像システム２が第１の実施形態と異なる点は、画像信号を輝度信号と色差信号とに分離して、それぞれの信号に対してノイズの低減処理を行う点である。以下、本実施形態に係る撮像システム２について、第１の実施形態と共通する点については説明を省略し、異なる点について主に説明する。

図３に示すように、撮像システム２は、図１に示すノイズ低減部２１に代えて、入力された画像信号を輝度信号と色差信号とに分離する図示しない画像信号分離部と、輝度信号に対してノイズの低減処理を行う輝度信号ノイズ低減部３１と、色差信号に対してノイズの低減処理を行う色差信号ノイズ低減部４１とを備えている。

輝度信号ノイズ低減部３１は、ラプラシアンピラミッドにより多重解像度変換を施す構成とされており、Ｎ段のフィルタ処理・縮小処理部３０１，３１１，３２１を有するとともに、各フィルタ処理・縮小処理部３０１、３１１，３２１に対応してそれぞれ設けられた拡大処理部３０２，３１２，３２２と、減算部３０３，３１３，３２３と、補正部３０８，３１８，３２８と、ＮＲ処理部３０４，３１４，３２４と、拡大処理部３０５，３１５，３２５と、加算部３０６，３１６，３２６とを備えている。

色差信号ノイズ低減部４１は、ラプラシアンピラミッドにより多重解像度変換を施す構成とされており、Ｎ段のフィルタ処理・縮小処理部４０１，４１１，４２１を有するとともに、各フィルタ処理・縮小処理部４０１、４１１，４２１に対応してそれぞれ設けられた拡大処理部４０２，４１２，４２２と、減算部４０３，４１３，４２３と、ＮＲ処理部４０４，４１４，４２４と、拡大処理部４０５，４１５，４２５と、加算部４０６，４１６，４２６とを備えている。
なお、Ｎは１以上の整数であり、ここではＮ＝３の場合を一例に挙げて説明する。

補正部３０８，３１８，３２８は、入力輝度信号３００と入力色差信号４００のそれぞれについて、輝度信号用および色差信号用として第２の階調変換特性を補正し、補正した第２の階調変換特性を、輝度信号ノイズ低減部３１のＮＲ処理部３０４，３１４，３２４と、色差信号ノイズ低減部４１のＮＲ処理部４０４，４１４，４２４とに出力する。なお、輝度信号ノイズ低減部３１および色差信号ノイズ低減部４１の他の構成要素においては、輝度信号または色差信号を処理対象として、前述の第１の実施形態と同様の処理が行われる。

上記構成を有する撮像システム２の作用について以下に説明する。
撮像系１３により取得された画像信号は、画像信号分離部により輝度信号および色差信号に分離される。輝度信号、色差信号はそれぞれ前述の第１の実施形態と同様に各帯域でフィルタ処理・縮小処理、拡大処理、減算処理が行われる。

スペースバリアントな第２の階調変換特性は、各帯域で補正部３０８，３１８，３２８によって輝度信号用の階調変換特性、色差信号用の階調変換特性に補正される。具体的な補正方法としては、例えば、任意の画素での補正前の階調変換特性をＧ、補正後の階調変換特性をＧ’、補正用パラメータをα（０≦α）とすると、以下の（１）式を用いて補正を行う。
Ｇ’＝α＊Ｇ＋１−α・・・（１）

ここで、補正後の階調変換特性Ｇ’が１より大きな値の場合、ノイズ低減処理が強くかかることになる。αを調整して輝度信号用と色差信号用の階調変換特性を異なる値に設定できるようにすることで、輝度信号用の階調変換特性は輝度ノイズを強く消すために大きな値にし、色差信号用の階調変換特性はノイズ低減後の画像信号の彩度が失われないように小さな値にするといった設定を行うことができる。
また、Ｇが１より大きな値の場合、αを０に近づけるほどＧ’は１に近い値になりノイズ低減が強くかからなくなる。

このように補正された輝度信号用、色差信号用の階調変換特性は、輝度信号ノイズ低減部３１のＮＲ処理部３０４，３１４，３２４と、色差信号ノイズ低減部４１のＮＲ処理部４０４，４１４，４２４とにそれぞれ入力されて、各ＮＲ処理部により前述の第１の実施形態と同様の処理が輝度信号および色差信号に対して行われる。そして、各帯域の輝度信号および色差信号は、拡大処理、加算処理が行われて、最終的に所定のサイズに戻されたノイズ低減済みの出力輝度信号３５０および出力色差信号４５０として出力される。

以上のように、本実施形態に係る撮像システム２によれば、画像信号分離部により入力された画像信号を輝度信号と色差信号に分離するとともに、スペースバリアントな第２の階調変換特性を輝度信号、色差信号のそれぞれに対して補正し、補正した階調変換特性を用いて各帯域の輝度信号および色差信号に対してノイズの低減処理を行うことができる。これにより、輝度信号および色差信号に含まれる輝度ノイズおよび色ノイズに適応的なノイズ低減処理を行うことができる。

なお、本実施形態において、補正部３０８，３１８，３２８により第２の階調変換特性を輝度信号用、色差信号用として補正することとして説明したが、輝度信号用、色差信号用のいずれか一方のみの第２の階調変換特性を補正することとしてもよい。
また、本実施形態において、階調変換部１７により階調変換が行われた画像信号を輝度信号と色差信号に分離し、輝度信号と色差信号のそれぞれに対して複数の帯域信号を生成することとして説明したが、これに代えて、階調変換が行われた画像信号から複数の帯域信号を生成し、各帯域信号を輝度信号と色差信号に分離することとしてもよい。

以上、本発明の各実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
例えば、上述した各実施形態では、本発明に係る画像処理装置を撮像システムに適用した例を説明したが、具体的な撮像システムとして、放送用据え置き型カメラ、ＥＮＧカメラ、民生用ハンディカメラ、デジタルカメラ等の製品や、動画を扱う画像信号補正プログラム（CGプログラム）、画像編集装置としてもよい。

また、上述した各実施形態では、画像処理装置としてハードウェアによる処理を前提としていたが、このような構成に限定される必要はない。例えば、別途ソフトウェアにて処理する構成も可能である。この場合、画像処理装置は、ＣＰＵ、ＲＡＭ等の主記憶装置、上記処理の全て或いは一部を実現させるためのプログラムが記録されたコンピュータ読み取り可能な記録媒体を備えている。そして、ＣＰＵが上記記憶媒体に記録されているプログラムを読み出して、情報の加工・演算処理を実行することにより、上述の画像処理装置と同様の処理を実現させる。ここでコンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等をいう。

また、ノイズの低減処理の方法としてコアリング処理を一例として説明したが、スペースバリアントな第２の階調変換特性に基づいてノイズ低減処理の強さを変えることができればよく、この方法に限られない。
また、第１の階調変換特性は、第１の階調変換特性算出部１６の各フィルタ処理・縮小処理部によりローパスフィルタ処理後に縮小されることとして説明したが、縮小処理のみを行うこととしてもよい。

１，２ 撮像システム
１１ 光学系
１３ 撮像系
１５ 画像処理部
１６ 第１の階調変換特性算出部
１７ 階調変換部
１９ 第２の階調変換特性算出部
２１，２２ ノイズ低減部
２３ 画像圧縮部
２５ 記録メディア
１０１，１１１，２０１、２１１，２２１，３０１、３１１，３２１，４０１、４１１，４２１ フィルタ処理・縮小処理部
２００ 入力画像信号
２５０ 出力画像信号
２０４，２１４，２２４，３０４，３１４，３２４，４０４，４１４，４２４ ＮＲ処理部
２０６，２１６，２２６，３０６，３１６，３２６，４０６，４１６，４２６ 加算部
３００ 入力輝度信号
３５０ 出力輝度信号
４００ 入力色差信号
４５０ 出力色差信号

Claims (5)

1. 入力された画像信号を複数の領域に分割し、分割した領域毎に、階調変換処理前の画素値と該画素値の増幅率の関数である第１の階調変換算特性を算出する第１の階調変換特性算出手段と、
   該第１の階調変換算出手段により算出された前記第１の階調変換算特性を用いて、前記画像信号に対して前記領域毎に階調変換を行う階調変換手段と、
   該階調変換手段により階調変換された画像信号から、多重解像度変換処理により互いに異なる周波数帯域を有する前記入力された画像信号より解像度が縮小された複数の帯域信号を生成する帯域信号生成手段と、
   前記第１の階調変換算出手段により算出された第１の階調変換特性から、前記画素値の増幅率と前記帯域信号生成手段により生成された各前記帯域信号の解像度が合うように、前記各画素値の増幅率の解像度を縮小し、分割した領域毎に、各前記帯域信号と前記各画素の増幅率の関数である第２の階調変換算特性を算出する第２の階調変換特性算出手段と、
   該第２の階調変換特性算出手段により算出された前記第２の階調変換算特性を用いて、各前記帯域信号に対してノイズの低減処理を行うノイズ低減手段と、
   該ノイズ低減手段によりノイズの低減処理が行われた各前記帯域信号を合成する画像合成手段と
   を備える画像処理装置。
2. 前記帯域信号生成手段により生成された各帯域の輝度信号および色差信号に対応させて、前記第２の階調変換算特性を補正する階調変換特性補正手段を備え、
   前記ノイズ低減手段が、
   前記階調変換特性補正手段により補正された第２の階調変換算特性を用いて、各帯域の前記輝度信号および前記色差信号のそれぞれに対してノイズの低減処理を行う請求項１記載の画像処理装置。
3. 被写体を撮影する撮像手段と、
   前記撮像手段にて取得された画像信号を処理する請求項１又は請求項２記載の画像処理装置と
   を具備する撮像システム。
4. 入力された画像信号を複数の領域に分割し、分割した領域毎に、階調変換処理前の画素値と該画素値の増幅率の関数である第１の階調変換算特性を算出する第１の階調変換特性算出処理と、
   該第１の階調変換算出手段により算出された前記第１の階調変換算特性を用いて、前記画像信号に対して前記領域毎に階調変換を行う階調変換処理と、
   該階調変換手段により階調変換された画像信号から、多重解像度変換処理により互いに異なる周波数帯域を有する前記入力された画像信号より解像度が縮小された複数の帯域信号を生成する帯域信号生成処理と、
   前記第１の階調変換算出手段により算出された第１の階調変換特性から、前記画素値の増幅率と前記帯域信号生成手段により生成された各前記帯域信号の解像度が合うように、前記各画素値の増幅率の解像度を縮小し、分割した領域毎に、各前記帯域信号と前記各画素の増幅率の関数である第２の階調変換算特性を算出する第２の階調変換特性算出処理と、
   該第２の階調変換特性算出手段により算出された前記第２の階調変換算特性を用いて、各前記帯域信号に対してノイズの低減処理を行うノイズ低減処理と、
   該ノイズ低減手段によりノイズの低減処理が行われた各前記帯域信号を合成する画像合成処理と
   をコンピュータに実行させる画像処理プログラム。
5. 入力された画像信号を複数の領域に分割し、分割した領域毎に、階調変換処理前の画素値と該画素値の増幅率の関数である第１の階調変換算特性を算出する第１の階調変換特性算出工程と、
   該第１の階調変換算出手段により算出された前記第１の階調変換算特性を用いて、前記画像信号に対して前記領域毎に階調変換を行う階調変換工程と、
   該階調変換手段により階調変換された画像信号から、多重解像度変換処理により互いに異なる周波数帯域を有する前記入力された画像信号より解像度が縮小された複数の帯域信号を生成する帯域信号生成工程と、
   前記第１の階調変換算出手段により算出された第１の階調変換特性から、前記画素値の増幅率と前記帯域信号生成手段により生成された各前記帯域信号の解像度が合うように、前記各画素値の増幅率の解像度を縮小し、分割した領域毎に、各前記帯域信号と前記各画素の増幅率の関数である第２の階調変換算特性を算出する第２の階調変換特性算出工程と、
   該第２の階調変換特性算出手段により算出された前記第２の階調変換算特性を用いて、各前記帯域信号に対してノイズの低減処理を行うノイズ低減工程と、
   該ノイズ低減手段によりノイズの低減処理が行われた各前記帯域信号を合成する画像合成工程と
   を含む画像処理方法。

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