(57)【要約】【課題】輝度のダイナミックレンジを圧縮する際の画質劣化の影響を低減すること。【解決手段】輝度の第１のレンジを有する第１の画像を、その第１のレンジより狭い輝度の第２のレンジを有する第２の画像に変換して出力させるための画像処理を実行する画像処理装置が提供される。画像処理装置は、第１のレンジの大きさおよび第２のレンジの大きさの情報を取得し、その情報に基づいて、第１のレンジに対する第２のレンジの比が第１の値である場合に第１の画像を分割して得る領域の数が、その比が第１の値より小さい第２の値である場合の数より小さくなるように、第１の画像を分割し、その領域のそれぞれに対して、入力される第１のレンジの輝度値と出力される第２のレンジの輝度値とを対応付ける関係情報を設定し、その関係情報に基づいて、第１の画像に含まれる画素の輝度値を変換する。【選択図】図９
2020004267.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
輝度の第１のレンジを有する第１の画像を、前記第１のレンジより狭い輝度の第２のレンジを有する第２の画像に変換して出力させるための画像処理を実行する画像処理装置であって、
前記第１のレンジの大きさおよび前記第２のレンジの大きさの情報を取得する取得手段と、
前記取得手段によって取得された前記情報に基づいて、前記第１のレンジに対する前記第２のレンジの比が第１の値である場合に前記第１の画像を分割して得る領域の数が、前記比が前記第１の値より小さい第２の値である場合の前記数より小さくなるように、前記第１の画像を分割する分割手段と、
前記領域のそれぞれに対して、入力される前記第１のレンジの輝度値と出力される前記第２のレンジの輝度値とを対応付ける関係情報を設定し、当該関係情報に基づいて、前記第１の画像に含まれる画素の輝度値を変換する変換手段と、
を有することを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記取得手段によって取得された前記情報に基づいて前記数を設定する設定手段をさらに有し、
前記設定手段は、前記第１のレンジの大きさに対する前記第２のレンジの大きさの比が小さいほど、前記数を大きい値に設定する、
ことを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項３】
前記取得手段によって取得された前記情報に基づいて前記数を設定する設定手段をさらに有し、
前記設定手段は、
領域の数の複数の候補を設定し、
前記複数の候補のそれぞれについて、当該候補の数の前記領域に前記第１の画像を分割した場合の評価値を、前記取得手段によって取得された前記情報に基づいて取得し、
前記評価値に基づいて、前記複数の候補のうち１つの候補を、前記第１の画像を分割して得るべき領域の数として設定する、
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。
【請求項４】
前記評価値は、前記候補の数で分割された前記領域のうち、輝度値の分散値が小さい領域が多いほど高い値を有する、
ことを特徴とする請求項３に記載の画像処理装置。
【請求項５】
前記評価値は、前記候補の数で分割された前記領域の面積が大きいほど高い値を有する、
ことを特徴とする請求項３又は４に記載の画像処理装置。
【請求項６】
前記取得手段によって取得された前記情報に基づいて前記数を設定する設定手段をさらに有し、
前記設定手段は、前記第１のレンジの大きさに対する前記第２のレンジの大きさの比に応じて定まる前記領域のサイズに基づいて、前記数を設定する、
ことを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項７】
前記サイズは、前記比および前記第２の画像の観察条件に基づいて特定される、
ことを特徴とする請求項６に記載の画像処理装置。
【請求項８】
前記観察条件は、前記第２の画像の解像度および観察距離を含む、
ことを特徴とする請求項７に記載の画像処理装置。
【請求項９】
輝度の第１のレンジを有する第１の画像を、前記第１のレンジより狭い輝度の第２のレンジを有する第２の画像に変換して出力させるための画像処理を実行する画像処理装置の制御方法であって、
取得手段が、前記第１のレンジの大きさおよび前記第２のレンジの大きさの情報を取得する取得工程と、
分割手段が、前記取得手段によって取得された前記情報に基づいて、前記第１のレンジに対する前記第２のレンジの比が第１の値である場合に前記第１の画像を分割して得る領域の数が、前記比が前記第１の値より小さい第２の値である場合の前記数より小さくなるように、前記第１の画像を分割する分割工程と、
変換手段が、前記領域のそれぞれに対して、入力される前記第１のレンジの輝度値と出力される前記第２のレンジの輝度値とを対応付ける関係情報を設定し、当該関係情報に基づいて、前記第１の画像に含まれる画素の輝度値を変換する変換工程と、
を有することを特徴とする制御方法。
【請求項１０】
設定手段が、前記取得手段によって取得された前記情報に基づいて前記数を設定する設定工程をさらに有し、
前記設定工程では、前記第１のレンジの大きさに対する前記第２のレンジの大きさの比が小さいほど、前記数が大きい値に設定される、
ことを特徴とする請求項９に記載の制御方法。
【請求項１１】
設定手段が、前記取得手段によって取得された前記情報に基づいて前記数を設定する設定工程をさらに有し、
前記設定工程は、
領域の数の複数の候補を設定することと、
前記複数の候補のそれぞれについて、当該候補の数の前記領域に前記第１の画像を分割した場合の評価値を、前記取得手段によって取得された前記情報に基づいて取得することと、
前記評価値に基づいて、前記複数の候補のうち１つの候補を、前記第１の画像を分割して得るべき領域の数として設定することと、
を含むことを特徴とする請求項９又は１０に記載の制御方法。
【請求項１２】
前記評価値は、前記候補の数で分割された前記領域のうち、輝度値の分散値が小さい領域が多いほど高い値を有する、
ことを特徴とする請求項１１に記載の制御方法。
【請求項１３】
前記評価値は、前記候補の数で分割された前記領域の面積が大きいほど高い値を有する、
ことを特徴とする請求項１１又は１２に記載の制御方法。
【請求項１４】
設定手段が、前記取得手段によって取得された前記情報に基づいて前記数を設定する設定工程をさらに有し、
前記設定工程では、前記第１のレンジの大きさに対する前記第２のレンジの大きさの比に応じて定まる前記領域のサイズに基づいて、前記数が設定される、
ことを特徴とする請求項９に記載の制御方法。
【請求項１５】
前記サイズは、前記比および前記第２の画像の観察条件に基づいて特定される、
ことを特徴とする請求項１４に記載の制御方法。
【請求項１６】
前記観察条件は、前記第２の画像の解像度および観察距離を含む、
ことを特徴とする請求項１５に記載の制御方法。
【請求項１７】
コンピュータを、請求項１から８のいずれか１項に記載の画像処理装置として機能させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像の輝度のダイナミックレンジ圧縮技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、高輝度かつ広色域の再現範囲を持つＨＤＲ（Ｈｉｇｈ  Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｒａｎｇｅ）コンテンツが普及している。ＨＤＲコンテンツでは、１０００nit以上の最高輝度による広い輝度範囲及びＲｅｃ．２０２０によって規定される広い色域を用いた高品質な画像表現が行われる。一方、ＨＤＲ画像データをインクジェットプリンタ等の記録装置で記録する際には、その輝度のダイナミックレンジ（以下、「Ｄレンジ」と呼ぶ。）を、記録装置が再現できる輝度のＤレンジに、階調変換等を用いて圧縮する必要がある。しかしながら、Ｄレンジ圧縮時には、階調変換の特性に基づいたコントラストの低下が発生する。これに対して、特許文献１には、入力画像を領域に分割し、各領域において、入力画像において出現頻度の高い階調について出力画像における広い階調を割り当てることによって、コントラストの低下が生じないようにする手法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１２９１０５号公報
【特許文献２】特開２０１５−１５６６１５号公報
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】Ａｃｈａｎｔａ等、「ＳＬＩＣ  Ｓｕｐｅｒｐｉｘｅｌｓ  Ｃｏｍｐａｒｅｄ  ｔｏ  Ｓｔａｔｅ―ｏｆ―ｔｈｅ―Ａｒｔ  Ｓｕｐｅｒｐｉｘｅｌ  Ｍｅｔｈｏｄｓ」、ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ  ｏｎ  Ｐａｔｔｅｒｎ  Ａｎａｌｙｓｉｓ  ａｎｄ  Ｍａｃｈｉｎｅ  Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｃｅ、２０１２年５月
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１のような階調変換では、分割された領域ごとに、適した、入力のＤレンジと出力のＤレンジとの関係が適用される。しかしながら、このような階調変換では、出力のダイナミックレンジが狭い場合や、輝度値が広範かつ略一様に分布する領域が存在する場合に、Ｄレンジ圧縮によってコントラストの低下が生じうる。
【０００６】
本発明は、画像を複数の領域に分割して輝度のダイナミックレンジを圧縮する技術において、コントラストの低下をより抑制する技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様による画像処理装置は、輝度の第１のレンジを有する第１の画像を、前記第１のレンジより狭い輝度の第２のレンジを有する第２の画像に変換して出力させるための画像処理を実行する画像処理装置であって、前記第１のレンジの大きさおよび前記第２のレンジの大きさの情報を取得する取得手段と、前記取得手段によって取得された前記情報に基づいて、前記第１の画像を分割して得るべき領域の数を設定する設定手段と、前記第１の画像を前記設定手段が設定した数の前記領域に分割する分割手段と、前記領域のそれぞれに対して、入力される前記第１のレンジの輝度値と出力される前記第２のレンジの輝度値とを対応付ける関係情報を設定し、当該関係情報に基づいて、前記第１の画像に含まれる画素の輝度値を変換する変換手段と、を有する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、画像を複数の領域に分割して輝度のダイナミックレンジを圧縮する技術において、コントラストの低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】入力輝度のヒストグラムと、入力および出力の輝度の関係とを示す図である。
【図２】入力輝度のヒストグラムと、入力および出力の輝度の関係とを示す図である。
【図３】画像処理システムの構成例を示すブロック図である。
【図４】画像を記録するまでの処理の概要を示すブロック図である。
【図５】画像を記録するまでの処理の流れの例を示す図である。
【図６】現像処理の流れの例を示す図である。
【図７】（Ａ）は入力輝度レンジを説明する図であり、（Ｂ）は出力輝度レンジを説明する図である。
【図８】印刷処理の流れの例を示す図である。
【図９】（Ａ）はダイナミックレンジ圧縮処理を実行するための機能構成例を示す図であり、（Ｂ）はダイナミックレンジ圧縮処理の流れの例を示す図であり、（Ｃ）は領域分割処理の流れの例を示す図である。
【図１０】領域分割処理の流れの例を示す図である。
【図１１】領域分割処理の流れの例を示す図である。
【図１２】空間周波数とコントラスト感度との関係の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１１】
（ダイナミックレンジ圧縮とコントラスト低下との関係）
まず、画像を複数の領域に分割して行うダイナミックレンジ（Ｄレンジ）の圧縮とコントラストの低下との関係について説明する。
【００１２】
特許文献１のように入力画像の各領域の輝度値の分布に基づいてＤレンジ圧縮を行う場合、領域内の輝度値の分布の偏りが大きいほど、Ｄレンジ圧縮の際にコントラストを維持することができる確率が高くなる。これは、一部の範囲の輝度値が支配的な領域に対して、その範囲に対して出力における階調の範囲を大きくするような階調変換が行われることによって、コントラストを低下させないようにすることができるからである。このような階調変換では、その範囲外の輝度値が強く圧縮される。
【００１３】
このような階調変換は、一例としてヒストグラム平坦化によって行われる。ヒストグラム平坦化により階調変換を行う例について、図１を用いて説明する。図１は、１つの領域における輝度値のヒストグラム、及び、そのヒストグラムから得られる入力画像の輝度値と出力画像の輝度値との関係を示す曲線を示している。ヒストグラム１００は、入力画像の１つの領域内の輝度値の分布を示しており、曲線１０１は、入力画像の輝度値（横軸）と出力画像の輝度値（縦軸）との関係を示すトーンカーブを表している。なお、直線１０２は、Ｄレンジ圧縮を行わない場合の入力画像の輝度値と出力画像の輝度値との関係を示している。また、出力画像の輝度値は、観察環境下での輝度値であり、紙等の記録媒体に記録された１つの画像に対して例えば強い照明が当てられる環境下での出力輝度レンジは、例えば室内環境の一般的な照明の下でのその画像の出力輝度レンジより広くなる。
【００１４】
ヒストグラム平坦化では、ある輝度値が注目領域内に出現する頻度に応じて、入力輝度値と出力輝度値とを対応付ける関係情報が決定される。すなわち、入力画像において出現頻度の高い輝度範囲が、出力画像において相対的に広い輝度範囲に対応付けられるような変換が行われる。したがって、より出現頻度の高い入力輝度値ほどコントラストを維持しながら、領域の全体としてＤレンジを圧縮することができる。例えば、図１では、出現頻度の高い輝度値１０３付近の輝度を有する画素のほうが、出現頻度の低い輝度値１０４付近の画素よりも、コントラストが維持されやすいような変換が行われる。
【００１５】
一方、Ｄレンジ圧縮時のコントラストの維持されやすさは、入力画像のＤレンジ及び出力画像のＤレンジにも依存する。すなわち、入力画像が同じであっても、印刷用紙の変化などにより出力のＤレンジが異なる場合、コントラストの維持されやすさが異なる。例えば、図２に示すように、図１の出力Ｄレンジ（Ｉoutmin〜Ｉoutmax）に比べて、出力Ｄレンジが狭い場合（Ｉoutmin〜Ｉ'outmax、ただし、Ｉ'outmax＜Ｉoutmax）について検討する。この場合、入力のＤレンジが同じであっても、出力のＤレンジが狭いため、ヒストグラム平坦化を行うことによって得られるトーンカーブは曲線２０１のようになり、図１の場合に比べて、コントラストの維持が困難になる場合がある。
【００１６】
このため、本実施形態では、コントラストを維持しながらＤレンジ圧縮を行うために、領域内の輝度値の分布がより偏るような領域分割を行う。以下では、このような処理が実行されるシステムとそのシステム内の装置の構成及び処理の流れの例について説明する。
【００１７】
（システム構成）
図３に、本実施形態に係る画像処理システムの構成例を示す。本システムは、例えば、画像処理装置３０１、及び記録装置３２１を含んで構成される。なお、この構成は一例であり、これら以外の装置が含まれてもよい。また、例えば、画像処理装置３０１が記録装置３２１に組み込まれるなど、図３の複数の装置が１つの装置に統合されてもよい。また、図３における各装置が有するブロックにさらなるブロックが含められてもよい。また、各装置が有する各ブロックは複数のブロックに分割されてもよいし、複数のブロックを含んだ１つのブロックが用いられてもよい。
【００１８】
画像処理装置３０１は、例えばホストＰＣ（パーソナルコンピュータ）等のコンピュータであるが、これ以外の電子機器であってもよい。画像処理装置３０１は、ＣＰＵ３０２、ＲＡＭ３０３、ＨＤＤ３０４、出力Ｉ／Ｆ３０５、入力Ｉ／Ｆ３０６、及びデータ転送Ｉ／Ｆ３０７等を含んで構成される。なお、「Ｉ／Ｆ」は「インタフェース」の略語である。また、ＣＰＵはＣｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔの、ＲＡＭはＲａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙの、ＨＤＤはＨａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅの、頭字語である。
【００１９】
ＣＰＵ３０２は、ＨＤＤ３０４に保持されるプログラムに従って、ＲＡＭ３０３をワークエリアとしながら、画像処理装置３０１全体の処理や所定の画像処理等を含んだ各種処理を実行する。ＣＰＵ３０２はプロセッサの一例であり、これ以外のプロセッサが用いられてもよい。例えば、ＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）等の他のプロセッサが追加的に又は代替的に用いられてもよい。また、ＣＰＵ３０２によって実行される処理の一部又は全部を、ＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）、ＦＰＧＡ（フィールドプログラマブルゲートアレイ）等の、その処理を実行可能なハードウェアによって実行させるようにしてもよい。ＲＡＭ３０３は、一時的な情報を記憶するのに用いられるメモリである。ＲＡＭ３０３は、少なくとも、上述のように、ＣＰＵ３０２が処理を実行する際のワークエリアを提供するように動作する。ＨＤＤ３０４は、プログラム等の情報を持続的に記憶する記憶装置である。なお、ＨＤＤ３０４に代えて、又はこれに加えて、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）等が用いられてもよい。出力Ｉ／Ｆ３０５は、外部の（又は画像処理装置３０１が有する不図示の）ディスプレイやスピーカ等の情報出力装置に、画像処理装置３０１が有する（例えば所定の処理が施された後の）データを出力するためのインタフェースである。入力Ｉ／Ｆ３０６は、外部の（又は画像処理装置３０１が有する不図示の）キーボード、ポインティングデバイス、タッチパネル等の、ユーザ操作を受け付けてそのユーザ操作を示す情報を出力するデバイスからの情報入力を受け付けるインタフェースである。データ転送Ｉ／Ｆ３０７は、他の装置との通信を行うためのインタフェースであり、例えば、有線ＬＡＮ又は無線ＬＡＮの通信用回路を含んだ通信インタフェースである。なお、データ転送Ｉ／Ｆ３０７は、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｓｅｒｉａｌ  Ｂｕｓ）規格やＩＥＥＥ（Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ  ｏｆ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  ａｎｄ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ）１３９４規格に従って動作してもよい。
【００２０】
ＣＰＵ３０２は、例えば、入力Ｉ／Ｆ３０６を介してユーザによって入力されたコマンドや、ＨＤＤ３０４に保持されているプログラムに従って、記録装置３２１が記録可能（印刷可能）な画像データを生成する処理を実行する。そして、ＣＰＵ３０２は、この生成した画像データをデータ転送Ｉ／Ｆ３０７を介して記録装置３２１へ転送するための制御を実行する。また、ＣＰＵ３０２は、データ転送Ｉ／Ｆ３０７を介して、記録装置３２１や不図示の撮像装置等の外部装置から画像データを受信し、その画像データに対して、ＨＤＤに記憶されているプログラムに従って所定の処理を行いうる。ＣＰＵ３０２は、その所定の処理の結果得られる画像や、様々な情報を、例えば出力Ｉ／Ｆ３０５を介して不図示のディスプレイに表示するための制御を実行する。
【００２１】
記録装置３２１は、例えばインクジェットプリンタ等のプリンタであるが、電子写真プリンタ等の他の種類のプリンタであってもよい。また、記録装置３２１に代えて、輝度のダイナミックレンジを圧縮した後の画像を例えば画面等に出力する他の装置であってもよい。記録装置３２１は、例えば、画像処理アクセラレータ３２２、データ転送Ｉ／Ｆ３２３、ＣＰＵ３２４、ＲＡＭ３２５、及びＲＯＭ３２６を含んで構成される。記録装置３２１では、ＣＰＵ３２４が、ＲＯＭ３２６に記憶されているプログラムを、ＲＡＭ３２５をワークスペースとして用いて、記録装置３２１全体の制御や、その他の各種処理を実行する処理が実行される。なお、記録装置３２１は、画像処理アクセラレータ３２２を用いて高速な画像処理を行うように構成される。なお、画像処理アクセラレータ３２２は、ＣＰＵ３２４より高速な画像処理を実行可能なハードウェアである。画像処理アクセラレータ３２２は、例えば、ＣＰＵ３２４が画像処理に必要なパラメータとデータをＲＡＭ３２５の所定のアドレスに書き込むことにより起動され、このパラメータとデータとを読み込んだ後、そのデータに対し所定の画像処理を実行する。なお、画像処理アクセラレータ３２２は、ＣＰＵ３２４で実行可能な処理を代替的に実行可能なように構成されており、換言すれば、ＣＰＵ３２４が十分な処理能力を有する場合、記録装置３２１は画像処理アクセラレータ３２２を有しなくてもよい。
【００２２】
（処理の流れ）
続いて、本画像処理システムで実行される処理の流れの例について説明する。なお、以下の処理は、例えば、画像処理装置３０１のＣＰＵ３０２と記録装置３２１のＣＰＵ３２４との少なくともいずれかによって実行されうる。すなわち、以下で説明する処理が画像処理装置３０１と記録装置３２１とのいずれか一方のみが実行するようにしてもよいし、画像処理装置３０１と記録装置３２１とが、以下の処理を分担して部分的に実行するようにしてもよい。また、以下の処理は、その少なくとも一部が、ＣＰＵ３０２又はＣＰＵ３２４がプログラムを実行することで実現されるのではなく、専用のハードウェアによって実現されてもよい。
【００２３】
まず、図４を用いて、不図示の撮像装置で撮影されたデータが記録装置３２１で記録（印刷）されるまでの処理４００の流れの例について概説する。図４は、処理４００に含まれる複数の部分処理のそれぞれを機能ブロックとして示している。なお、各機能ブロックは２つ以上の機能ブロックに分割されてもよいし、複数の機能ブロックが１つの機能ブロックに統合されてもよい。また、図４に示されていない機能ブロックがさらに含められてもよい。例えば、ＣＰＵ３０２（又はＣＰＵ３２４）がＲＡＭ３０３（又はＲＡＭ３２５）と協働して、ＨＤＤ３０４（又はＲＯＭ３２６）に保存されたプログラムを実行することによって実現されうる。なお、処理４００は、１つのアプリケーションで実現されてもよいし、ユーザの用途や機能に応じて、複数のアプリケーションによって実現されてもよい。また、画像処理装置３０１又は記録装置３２１が、処理４００の全てを実行してもよいし、その少なくとも一部が他の装置（例えば撮像装置）によって実行されてもよい。
【００２４】
本処理では、まず、画像取得部４０１において、撮像装置がセンサによって取得した画像が取得される。そして、現像部４０２は、画像取得部４０１によって取得された画像を、後述の処理によって所定の形式に変換する。画像データの輝度のダイナミックレンジの算出もここで行われ、算出されたダイナミックレンジを示す値がダイナミックレンジ取得部４０５へ入力される。ダイナミックレンジ取得部４０５に対しては、このダイナミックレンジを示す値に加え、用紙情報取得部４０３によって取得された印刷が行われる用紙の情報と、観察環境取得部４０４によって取得された印刷物を観察する環境（観察条件）の情報とが入力される。ダイナミックレンジ取得部４０５は、一例において、用紙の情報と観察環境の情報とに基づいて、出力における輝度のダイナミックレンジの範囲を特定することができる。ダイナミックレンジ取得部４０５は、このようにして取得した、入力と出力とのそれぞれについての輝度のダイナミックレンジを取得し、その情報を、ダイナミックレンジ圧縮部４０８へ出力する。
【００２５】
輝度・色差分離部４０６は、現像された画像データを輝度成分（輝度画像）と色差成分（色差画像）とに分離し、分離後の輝度画像データを周波数分離部４０７へ入力し、色差画像データを輝度・色差合成部４１１へ入力する。周波数分離部４０７は、輝度画像の空間周波数を特定し、特定した空間周波数に基づいて、画像を低周波成分と高周波成分とに分離する。そして、周波数分離部４０７は、分離後の低周波成分をダイナミックレンジ圧縮部４０８へ出力し、高周波成分をコントラスト補正部４０９へ出力する。ダイナミックレンジ圧縮部４０８は、ダイナミックレンジ取得部４０５によって取得された輝度のダイナミックレンジの範囲の値に基づいて、現像部４０２からの画像データを利用して、輝度のダイナミックレンジの圧縮する処理を実行する。コントラスト補正部４０９は、入力された高周波成分に対してコントラスト補正を実行する。
【００２６】
これらの周波数成分ごとの処理の後に、周波数合成部４１０で処理後の高周波数成分及び低周波成分のデータが合成され、処理後の輝度画像データが取得される。輝度・色差合成部４１１は、この処理後の輝度画像データと、色差画像データとを合成し、出力画像データを生成する。印刷処理部４１２は、この出力画像データに対して印刷用の処理を実行し、処理後のデータを記録装置３２１に送信する。
【００２７】
図４の機能構成による処理の流れについて、図５を用いて説明する。図５の処理において、まず、画像取得部４０１が、撮像された画像データを取得する（Ｓ５０１）。ここで取得される画像データは、デジタルカメラで撮影され、一定の処理が施されたＪＰＥＧ形式などの汎用的なデータではなく、撮像されたままの、いわゆるＲＡＷデータである。その後、現像部４０２は、この画像データに対して現像処理を実行する（Ｓ５０２）。この現像処理について、図６を用いて説明する。
【００２８】
現像処理において、現像部４０２は、まず、単色の信号で構成されたＲＡＷデータ内の画素の各々に対するデベイヤ処理またはモザイク処理による、色補間処理を実行する（Ｓ６０１）。この処理により、ＲＡＷデータが、ＲＧＢの画像信号値に変換される。その後、現像部４０２は、予め設定された現像設定に従って、ホワイトバランス調整を実行する（Ｓ６０２）。ホワイトバランス調整では、Ｒ、Ｇ、Ｂの各信号値に対し、設定された係数が乗算される。そして、現像部４０２は、現像設定および表示装置の特性を考慮して、ガンマ補正を実行する（Ｓ６０３）。現像部４０２は、フィルタ処理によるノイズ除去およびシャープネス処理を、ユーザの設定や撮影条件に基づいて必要に応じて実行する（Ｓ６０４、Ｓ６０５）。そして、現像部４０２は、色変換処理を実行する（Ｓ６０６）。色変換処理では、定義された所定の色空間への変換、及び、色相の調整並びに高輝度領域の色曲りの抑圧処理が適用される。以上の現像処理により、所望のガンマ値を有するＲＧＢの画像が生成される。
【００２９】
図５に戻り、ダイナミックレンジ取得部４０５は、入力画像の明暗部の輝度データを取得する（Ｓ５０３）。明部の輝度データは、取得された画像データに含められるカメラ情報や撮影時の設定から算出される値と、Ｓ５０２の現像処理で拡張される値により特定される。この値の拡張は、例えば、図６のＳ６０２のホワイトバランス調整により実行されうる。ホワイトバランス調整の際に、飽和レベルおよび画素情報に応じた置換処理が実行されることにより、高輝度領域の階調が拡張（Ｎ段：Ｎ≧１）される。特許文献２には、このような高輝度領域の階調の拡張処理が記載されている。
【００３０】
図７（Ａ）に、カメラ情報と撮影時設定との組み合わせに対応する明部の輝度値の表を示す。この表では、縦方向に異なるカメラの機種情報（本例では「Ａ」、「Ｂ」、「Ｃ」の３機種）が示され、横方向に、カメラのモード（撮影設定）が示されている。ここで、カメラのモードとして、通常モードと、カメラの設定で一段分暗い露出条件で撮影を行う高輝度取得モードとが示されている。なお、図７（Ａ）の表は一例であり、これら以外の撮影設定が規定されてもよい。表に示されている値「Ｒ」は、高輝度部の輝度値（単位：％、測光した輝度を１８％とした場合からの相対値）である。このＲの値と、さらにＳ５０２の現像処理において得られるＮ段分拡張可能であることを示す情報とに基づいて、最終的な入力画像の明部の輝度値Ｙｉ(Ｗ)が、以下の式によって算出される。
2020004267.tif 000003
一方、入力画像の暗部輝度Ｙｉ（Ｄ）は、光が入らない場合が想定された値となるため、設定によらずＹｉ（Ｄ）＝０となる。
【００３１】
また、ダイナミックレンジ取得部４０５は、出力側の明暗部の輝度データを取得する（Ｓ５０４）。図７（Ｂ）に、画像が出力（記録）される用紙ごとの、輝度値の表を示す。この表では、縦方向に用紙種類が示され、横方向に黒部Ｙｏ（Ｄ）と紙白部Ｙо（Ｗ）が示されている。表に示されている値は、輝度値（ｃｄ／ｍ2）であり、予め定められた一般的な照明環境で得られる値（基準となる白≒１００［ｃｄ／ｍ2］）を有する。視覚特性を考慮して変換された値が、この値として使用されてもよい。
【００３２】
続いて、輝度・色差分離部４０６は、ＲＧＢの信号値を、輝度（Ｙ）と色差（ＣｂＣｒ）の情報に分離する（Ｓ５０５）。この分離は、画素ごとに以下の式を適用する変換によって行われる。
2020004267.tif 000004
【００３３】
周波数分離部４０７は、Ｓ５０５で分離された輝度値画像を、低周波成分画像と高周波成分画像とに分離する（Ｓ５０６）。周波数分離部４０７は、例えば、低周波成分画像を生成するために、入力された輝度値画像にローパスフィルタを適用する。この処理では、例えば、輝度値画像に空間フィルタを適用してもよいし、ＦＦＴによって輝度値画像を空間周波数画像に変換し、その空間周波数画像に対してフィルタ処理を施した後にＩＦＦＴによって輝度値画像に戻してもよい。なお、ＦＦＴは高速フーリエ変換の略語であり、ＩＦＦＴは逆高速フーリエ変換の略語である。ここで、通過域とする周波数は、印刷物が鑑賞される際の用紙サイズや観察距離に基づいて、また、人間の視覚特性を考慮して、決定されうる。一方、周波数分離部４０７は、高周波成分画像を生成するために、例えば輝度値画像にハイパスフィルタを適用してもよいし、上述のようにして得られた低周波成分画像を元の画像から除算してもよい。
【００３４】
ダイナミックレンジ圧縮部４０８は、Ｓ５０３及びＳ５０４で取得された入力及び出力の明暗部の情報に基づいて、Ｓ５０６で得られた低周波成分画像に対して、ダイナミックレンジ圧縮処理を実行する（Ｓ５０７）。この処理の詳細については後述する。
【００３５】
コントラスト補正部４０９は、Ｓ５０６で得られた高周波成分画像に対して、コントラスト補正処理を施す（Ｓ５０８）。この処理では、入力された高周波成分画像に対して係数ｋが乗算される。撮影時のシーンに近い表現が要求される場合にはｋ＝１±Δ（Δは０又は十分に小さい所定値）と設定され、印刷物のインクの滲みなどの劣化が考慮される場合に、ｋがそれより高い値に設定される。
【００３６】
周波数合成部４１０は、Ｓ５０７においてダイナミックレンジ圧縮された低周波成分画像と、コントラスト補正された高周波成分画像とを合成し、所定のダイナミックレンジに圧縮されると共にコントラスト補正された輝度値画像を取得する（Ｓ５０９）。その後、輝度・色差合成部４１１は、Ｓ５０９で得られた輝度値画像に色差成分を合成して（Ｓ５１０）、以下の式を用いてＲＧＢ信号に変換する。
2020004267.tif 000005
そして、印刷処理部４１２は、得られたＲＧＢ信号値に対して、印刷のための画像処理を施して出力する（Ｓ５１１）。
【００３７】
続いて、図８を用いて印刷処理の流れについて説明する。まず、印刷処理部４１２は、色変換処理を実行し（Ｓ８０１）、これにより、Ｓ５１０で得られた画像の各画素値におけるＲＧＢの値が予めユーザが設定した用紙の色に適したＲ’Ｇ’Ｂ’の値に変換される。この変換は様々な方法によって実行されうるが、一般的には、離散的な格子点に対して変換すべき値が規定されたルックアップテーブルが利用される。そして、印刷処理部４１２は、変換によって得られたＲ’Ｇ’Ｂ’の値から、実際に印刷に使用するインク色への変換を行う（Ｓ８０２）。本処理も、例えば設定された用紙ごとに最適化されたルックアップテーブルに基づく変換が行われる。なお、図８の例では、ＣＭＹＫ（Ｃ：シアンインク、Ｍ：マゼンタインク、Ｙ：イエローインク、Ｋ：ブラックインク）が用いられる場合について説明しているが、これに限られない。すなわち、Ｓ８０２では、印刷に用いられるインクの数に応じた変換処理が行われる。その後、印刷処理部４１２は、Ｓ８０２で変換された値を、印刷の実行のために記録装置３２１が受信可能な階調数へ変換する（Ｓ８０３）。この変換は、例えば、誤差拡散処理やディザ処理によって行われる。一例において、写真印刷のために、誤差拡散処理、又は、ブルーノイズ特性を有するディザマトリクスによる処理が実行されうる。プリンタの階調数へ変換されたデータがプリンタに転送されることにより、印刷が実行される。なお、説明された処理は一例であり、ＩＣＣ（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｃｏｌｏｒ  Ｃｏｎｓｏｒｔｉｕｍ）プロファイルなどを利用するケースもこれに当てはまるものである。
【００３８】
図５のような処理により、取得された画像の現像から印刷までの処理を実行することにより、印刷対象の画像が有するダイナミックレンジに対して用紙種類や観察環境を考慮した処理が施される。このような処理により、ダイナミックレンジの圧縮による画質劣化の影響が抑制された印刷物を実現することができる。
【００３９】
なお、上述の処理例では、記録装置３２１によって画像が印刷される場合の処理について説明したが、これに限られない。例えば、輝度の表現可能範囲が狭い表示装置による表示のためなど、入力画像の輝度範囲より狭い輝度範囲で画像を出力する任意のシステムにおいて、本実施形態で説明される各処理が適用されうる。
【００４０】
（輝度のダイナミックレンジ圧縮処理）
以下、上述のＳ５０７において実行される、輝度のダイナミックレンジ（Ｄレンジ）圧縮処理の流れのいくつかの例について、説明する。
【００４１】
［処理例１］
第１の処理例について、図９（Ａ）〜図９（Ｃ）を用いて説明する。図９（Ａ）は、図９（Ｂ）及び図９（Ｃ）に示す処理を実行するための、例えば画像処理装置３０１のＣＰＵ３０２と記録装置３２１のＣＰＵ３２４がプログラムを実行することによって実現される機能構成例を示している。本機能構成は、例えば、処理画像取得部９０１、入出力Ｄレンジ取得部９０２、領域分割部９０３、及びＤレンジ圧縮部９０４を有する。処理画像取得部９０１は、上述の画像取得部４０１から処理対象の画像を取得する。入出力Ｄレンジ取得部９０２は、上述のダイナミックレンジ取得部４０５によって取得された、処理対象の画像のＤレンジと、出力される画像（記録装置３２１による記録で得られる画像やディスプレイ等に表示される画像）のＤレンジとの情報を取得する。領域分割部９０３は、入力された画像を複数の領域に分割する。Ｄレンジ圧縮部９０４は、分割された複数の領域のそれぞれについて、Ｄレンジの圧縮を行う。
【００４２】
図９（Ｂ）の処理では、まず、処理画像取得部９０１が入力画像を取得し（Ｓ９２１）、入出力Ｄレンジ取得部９０２が入力Ｄレンジと出力Ｄレンジの情報を取得する（Ｓ９２２）。なお、入力画像を解析することにより入力Ｄレンジの情報が取得されてもよいし、予め定められた値が入力Ｄレンジの情報として取得されてもよい。また、これら以外の方法で入力Ｄレンジの情報が取得されてもよい。また、記録装置３２１による記録で得られる画像やディスプレイ等に表示される画像など、出力媒体に対応するＤレンジが、出力Ｄレンジの情報として取得される。そして、領域分割部９０３が入力画像を領域に分割し（Ｓ９２３）、Ｄレンジ圧縮部９０４が領域ごとにＤレンジ圧縮を行う（Ｓ９２４）。Ｓ９２３の領域の分割については後述する。領域ごとのＤレンジの圧縮は、特許文献１に記載のように各領域内の輝度値の分布に応じて階調変換を行う手法によって行われうるが、これに限られない。すなわち、領域内の輝度値の分布に応じて、領域ごとの入力Ｄレンジと出力Ｄレンジとの関係情報が設定され、その設定情報に基づいてＤレンジ圧縮を行う手法であれば、これ以外の手法が用いられてもよい。なお、ここでの関係情報は、例えばルックアップテーブル等であってもよいし、入力輝度値を引数とする関数であってもよい。すなわち、輝度値の分布が大きく異なる領域に対して、入力輝度値に対して出力される輝度値が異なるような変換を規定する任意の情報が関係情報として用いられうる。
【００４３】
続いて、Ｓ９２３の領域の分割について、図９（Ｃ）を用いて説明する。領域分割部９０３は、まず、入力Ｄレンジおよび出力Ｄレンジに基づいて、領域分割数を決定する（Ｓ９４１）。入力Ｄレンジに対する出力Ｄレンジの比が小さいほど、Ｄレンジ圧縮時にコントラストを維持することができない確率が高まり、入力Ｄレンジに対する出力Ｄレンジの比が大きいほど、Ｄレンジ圧縮時にコントラストを維持することができる確率が高くなる。これに対して、領域のサイズが小さいほど、領域内の輝度値の分布に偏りが生じやすくなるため、コントラストの維持が可能な確率を向上させることができる。このため、コントラストを維持するには、Ｄレンジ圧縮率が高いほど領域分割数が多くなる（領域のサイズが小さくなる）ように、領域分割数が決定されうる。すなわち、入力画像の第１のレンジに対する出力画像の第２のレンジの比が第１の値である場合に入力画像を分割して得る領域の数が、その比が第１の値より小さい第２の値である場合の数より小さくなるようにする。
【００４４】
ここで、Ｄレンジ圧縮率を、以下のように定義する。
2020004267.tif 000006
なお、Ｄin及びＤoutは、それぞれ入力Ｄレンジ及び出力Ｄレンジの大きさ（幅）であり、これらの値は、
2020004267.tif 000007
及び
2020004267.tif 000008
のように算出される。ここで、Ｌinmax及びＬinminは、それぞれ入力の最大輝度値及び最小輝度値であり、Ｌoutmax及びＬoutminは、それぞれ出力の最大輝度値及び最小輝度値である。
【００４５】
領域分割部９０３は、Ｄレンジ圧縮率に対する領域分割数Ｎsegを、以下のように決定する。
2020004267.tif 000009
ここで、ＮminおよびＮmaxは、それぞれ領域分割数の最小値及び最大値であり、これらの値は経験的に定められる。この計算によれば、入力Ｄレンジに対する出力Ｄレンジの比（Ｄout／Ｄin）が大きいほど、変数「Ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｂｉｌｉｔｙ」が０に近づき、領域分割数Ｎsegが最小値Ｎminに漸近する。一方で、入力Ｄレンジに対する出力Ｄレンジの比が小さいほど（「０」に近づくほど）、変数「Ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｂｉｌｉｔｙ」が１に近づき、領域分割数Ｎsegが最大値Ｎmaxに漸近する。このように、上述の計算により、入力Ｄレンジに対する出力Ｄレンジの比に応じて、より強くＤレンジ圧縮をする必要がある状況では、領域分割数を多くすることができる。なお、実際の領域分割では、例えば分割後の領域の数は離散的な値しか取ることができない場合がある。すなわち、例えば画像が縦方向にｎ分割される場合には、領域数はｎの倍数しか取ることができない。また、上述の計算式の値は、非整数でありうるが、分割される領域の数は、整数でなければならないことが明らかである。このため、実際の領域分割数は、例えば、上述のような計算の結果の値以上の最小の取りうる数に設定されうる。これによれば、例えば、入力Ｄレンジに対する出力Ｄレンジの比が一定の範囲内においては、同じ領域分割数が用いられることとなる。なお、上述の計算によらず、その比が十分に小さい第１の所定値以下の場合には領域分割数としてＮmaxを用い、その比が十分に大きい第２の所定値以上の場合には、領域分割数としてＮminを用いるようにしてもよい。
【００４６】
なお、領域分割数は、上述のような計算によってではなく、他の方法によって決定されてもよい。例えば、予め生成された、Ｄレンジ圧縮率（又は入力Ｄレンジ及び出力Ｄレンジ）と領域分割数との対応関係が規定されるルックアップテーブル（ＬＵＴ）が参照されることによって、領域分割数が決定されうる。この場合、例えば、入力Ｄレンジに対する出力Ｄレンジの比が第１の所定値以下の範囲において領域分割数としてＮmaxが対応付けられ、その比が第２の所定値以上の範囲において領域分割数としてＮminが対応付けられるＬＵＴが用いられうる。また、このＬＵＴでは、入力Ｄレンジに対する出力Ｄレンジの比が第１の所定値と第２の所定値の間の値について、それぞれ一定の幅を有する１つ以上の範囲が規定され、その範囲ごとに、ＮminとＮmaxとの間の領域分割数の値が対応付けられる。このとき、比の値が大きい範囲ほど段階的に領域分割数が小さくなるように対応関係を規定することができる。
【００４７】
続いて、領域分割部９０３は、Ｓ４４１で特定された領域分割数に従って領域分割を行う。領域分割は、例えば、非特許文献１等に示される従来技術によって行われうるため、ここでの説明については省略する。なお、領域分割の手法は特に限定されず、例えば、単純に矩形形状への分割が行われてもよい。
【００４８】
このように、本処理例では、出力のＤレンジの入力のＤレンジに対する比が小さいほどに領域分割数を増やすことで、分割後の領域内の輝度値の分布をより偏らせる。これにより、領域内で支配的な輝度値の範囲に十分な出力輝度範囲を割り当てることができ、コントラスト低下を抑制しながら、輝度値のＤレンジを圧縮することができる。
【００４９】
［処理例２］
第２の処理例では、領域分割数を適切に決定するために、領域分割数の候補を複数用意し、その複数の候補のそれぞれによって領域分割した場合に、コントラスト低下を抑えることができるか否かの評価値を算出する。そして、その評価値が高い候補を、実際のＤレンジ圧縮処理で用いる領域分割数として決定する。この決定された領域分割数を用いることにより、Ｄレンジ圧縮によるコントラスト低下を十分に抑制することが可能となる。
【００５０】
本処理例について、図１０を用いて説明する。なお、本処理例は、領域分割処理（Ｓ９２３）を除く手順については処理例１と同様であるため、その説明については省略する。図１０は、本処理例におけるＳ９２３の処理の流れを示している。
【００５１】
まず、領域分割部９０３は、領域分割数の複数の候補を設定する（Ｓ１００１）。これらの候補は、例えば予め経験的に定められた数として与えられる。また、入力Ｄレンジや出力Ｄレンジと領域分割数の候補との関係を規定したルックアップテーブルを、入力Ｄレンジや出力Ｄレンジを引数として参照することにより、これらの候補が設定されてもよい。なお、領域分割数の候補は、これら以外の方法によって設定されてもよい。
【００５２】
そして、領域分割部９０３は、Ｓ１００１で設定された複数の候補のうちの１つとして与えられた領域分割数により、入力画像の領域分割を実行する（Ｓ１００２）。この領域分割の方法は、処理例１におけるＳ９４２での領域分割の方法と同様である。すなわち、Ｓ１００２では、Ｄレンジ圧縮を実際に行う場合の領域分割方法によって、入力画像の領域分割が行われる。
【００５３】
領域分割部９０３は、Ｓ１００２における領域分割の結果を評価する。
【００５４】
上述のように、一般に、領域分割する領域のサイズを細かくすればするほど、領域内の画素分布は偏り、コントラストを維持しながらＤレンジ圧縮を行うことができる確率が高くなる。しかしながら、領域を細かく分割すると、コントラストを維持可能な周波数帯が狭くなる。このため、領域ごとにＤレンジ圧縮を行ったときに、領域内のコントラストを維持することができても、領域間のコントラストを維持することができなくなりうる。したがって、コントラストを維持しながらＤレンジを圧縮可能である範囲内で、領域分割数を少なくする（領域サイズを大きくする）ことが要求されうる。このため、以下のように、入出力のＤレンジに加えて、領域内の輝度値の偏りと領域面積とを用いて、領域分割結果の評価値が算出される。
2020004267.tif 000010
ただし、
2020004267.tif 000011
である。なお、ｎはｎ番目の領域を表し、Ａnはｎ番目の領域の面積、Ｓｔｄｖnはｎ番目の領域内の輝度値の分散値、Ｄin及びＤoutはそれぞれ入力Ｄレンジ及び出力Ｄレンジ、αは経験的に決定される正の係数である。上式から、領域の面積が広く領域内での輝度値の分散値が小さい領域が多いほど、評価値Ｓｃｏｒｅ(Ｎseg)が１に漸近し、多くの領域で領域の面積が小さく輝度値の分散値が大きいほど、評価値Ｓｃｏｒｅ(Ｎseg)が０に近づく。
【００５５】
なお、領域分割結果を評価するスコアを算出する方法は、上式を用いる方法に限られない。例えば、ｎ番目の領域内輝度の最大値および最小値を、それぞれｌnmaxおよびｌnminとする。このとき、ｌnmax−ｌnminが、出力Ｄレンジに対して許容可能な範囲に収まるような領域分割結果が得られることを前提に、領域分割数が少ないほど高い評価値を与えるようにしうる。これを全領域に対して計算することによって、画像全体における画像分割数の各候補に対する評価値を算出することができる。この場合、ｌnmax−ｌnminが、出力Ｄレンジに対して許容可能な範囲に収まらない領域分割数については、その領域に関する評価値を０としてもよい。また、全領域について（全てのｎについて）、ｌnmax−ｌnminが、出力Ｄレンジに対して許容可能な範囲に収まる領域分割数の候補を抽出し、その候補の中で最小の領域分割数の候補に対して最大の評価値が与えられてもよい。
【００５６】
最後に、領域分割部９０３は、得られた領域分割結果の評価値が最も高い候補を、実際にＤレンジ圧縮の際に使用する領域分割数として選択する（Ｓ１００５）。なお、領域分割部９０３は、例えば、評価値が所定値以上の候補の中で領域分割数が最小の候補を選択するなど、別の基準で、実際にＤレンジ圧縮の際に使用する領域分割数を決定してもよい。
【００５７】
このように、本処理例では、入力Ｄレンジ、出力Ｄレンジ、領域内の輝度値の分布に基づいて、領域分割数の複数の候補についての領域分割結果を評価して、その評価値に基づいて実際のＤレンジ圧縮処理の際に用いる領域分割数を決定する。これにより、Ｄレンジ圧縮時にコントラストの低下を十分に抑えることが可能となる。
【００５８】
［処理例３］
第３の処理例では、人間の目のコントラスト感度を考慮して、入出力のＤレンジの大きさと観察条件とに基づいて、分割後の領域のサイズ（及び分割後の領域数）を決定する。これにより、Ｄレンジ圧縮によるコントラスト低下を、人間の目の特性及び観察条件を考慮して十分に抑制することが可能となる。
【００５９】
本処理例について、図１１を用いて説明する。なお、本処理例は、領域分割処理（Ｓ９２３）を除く手順については処理例１と同様であるため、その説明については省略する。図１１は、本処理例におけるＳ９２３の処理の流れを示している。本処理では、領域分割部９０３は、まず、分割後の領域サイズを決定する（Ｓ１１０１）。この領域サイズの決定は、入出力のＤレンジ、及び、観察環境取得部４０４が取得した観察環境に基づいて行われる。観察環境は、記録装置３２１によって出力された出力物をユーザが観察する際の環境を示す情報である。観察環境情報は、例えば、出力物を観察するときの観察距離、出力物の大きさ、及び、観察時の明るさの情報を含む。観察環境取得部４０４は、例えば、ホストＰＣを操作するユーザから入力Ｉ／Ｆ３０６を介して取得したユーザ操作情報に基づいて、観察環境情報を取得する。また、観察環境取得部４０４は、あらかじめ設定され、ＨＤＤ３０４に保存されている観察環境情報を、ＨＤＤ３０４から読み出して取得してもよい。
【００６０】
上述のように、領域分割を伴うＤレンジ圧縮処理においては、コントラストを維持しながらＤレンジを圧縮可能である範囲内で、領域分割数を少なくする（領域サイズを大きくする）ことが要求されうる。しかし、画像の多くの部分にわたって高輝度な画素と低輝度な画素が混在するような場合は、そのような領域分割を得ることは容易ではない。また、一般に、領域内のコントラストを維持できるか否かを示す度合いと、維持可能な周波数帯の広さとの間では、トレードオフの関係が成立する。そこで、本処理例では、視覚特性を用いて、領域分割数（領域のサイズ）を決定する。
【００６１】
人間が視覚するコントラスト感度のモデルとして、Ｂａｒｔｅｎモデルが知られている。ターゲット輝度を１０［nit］、１００［nit］、１０００［nit］とした場合の、空間周波数ｕに対するＢａｒｔｅｎモデルのコントラスト感度の関係を、図１２に示す。図１２に示すように、ターゲット輝度Ｌが高輝度になるにつれてコントラスト感度の高い周波数は高周波側に遷移し、逆に、低輝度になるにつれてコントラスト感度の高い周波数が低周波側に遷移することが分かる。感度の高い周波数帯のコントラストがＤレンジ圧縮によって低下すると、感度の低い周波数帯よりもコントラストの低下が目立つことが想定される。
【００６２】
このため、本処理例では、Ｄレンジ圧縮時に維持すべき周波数帯に、少なくともコントラスト感度のピークが含まれるような設定を行う。
【００６３】
以下では、分割後に得られる領域の形状が一辺Ｗの正方形であるものとして、Ｗの算出方法について説明する。
【００６４】
空間周波数をＳ［cycles／deg］とすると、その空間周波数に対応する領域の一辺のサイズＷは、
2020004267.tif 000012
のように与えられる。なお、角画素密度Ｐ［pixel／deg］は、出力物を観察する距離をｄ［mm］とし、出力物の解像度をｒ［dpi］としたときに、
2020004267.tif 000013
のように表される。
【００６５】
したがって、コントラスト感度のピークの周波数をＳpeak、その周波数におけるウィンドウサイズをＷpeakとすると、
2020004267.tif 000014
となるようなＷを選択することにより、コントラスト感度のピークを含む周波数帯のコントラストを維持しやすくなる。したがって、Ｓ１１０１においては、領域サイズＷが、例えば、
2020004267.tif 000015
のように決定される。なお、Ｗmaxは、領域の最大サイズであり、この大きさは経験的に定められる。このようにして、分割後の領域のサイズ（及び分割後の領域の数）が決定される。
【００６６】
続いて、領域分割部９０３は、Ｓ１１０１で決定された領域のサイズに従って、入力画像を分割し（Ｓ１１０２）、分割後の領域ごとに、Ｄレンジの圧縮処理を実行する（Ｓ１１０３）。領域ごとのＤレンジの圧縮は、特許文献１に記載のように各領域内の輝度値の分布に応じて階調変換を行う手法によって行われうるが、これに限られない。すなわち、領域内の輝度値の分布に応じて、領域ごとの入力Ｄレンジと出力Ｄレンジとの関係情報が設定され、その設定情報に基づいてＤレンジ圧縮を行う手法であれば、これ以外の手法が用いられてもよい。
【００６７】
なお、本処理例では、画像を正方形の領域に分割すると説明したが、これに限られない。すなわち、コントラスト感度のピークを含むような周波数帯を回復可能な領域分割方法であれば、正方形でなくてもよく、また、矩形である必要もない。
【００６８】
以上のように、入力Ｄレンジおよび出力Ｄレンジに加えて、出力画像の観察条件が考慮されることにより、人間が視覚するコントラスト感度の高い空間周波数帯のコントラストを、Ｄレンジ圧縮時に維持することができるようになる。
【００６９】
上述のように、本実施形態では、入力画像の輝度値のレンジの大きさと出力画像の輝度値のレンジの大きさとに少なくとも基づいて、入力画像を分割することによって得られる領域の数を設定する。例えば、出力画像の輝度値のレンジの、入力画像の輝度値のレンジに対する比が小さいほど、細かく領域分割が行われ、狭い領域内でＤレンジ圧縮が行われるようになる。細かく領域分割が行われる場合、その領域内での輝度値の分布の分散値が小さくなり（すなわち、一部の輝度値が支配的になり）、その領域内でＤレンジ圧縮を行ってもコントラストを維持することができるようになる。また、分割後の領域の数の候補を複数用意し、それらの候補の数で分割が行われた場合の評価値を入力画像の輝度値のレンジの大きさと出力画像の輝度値のレンジの大きさとに基づいて特定して、評価値が高い分割数を選択することもできる。このような評価値を用いた方法では、コントラスト維持の容易性を、Ｄレンジの圧縮をする前に評価することができ、入力画像に適した分割数を特定することができる。なお、細かい領域分割が行われると、広い周波数範囲でのコントラストの維持は容易ではなくなる場合がある。このため、入力画像の輝度値のレンジの大きさと出力画像の輝度値のレンジの大きさに加え、領域の面積に基づいて評価を行うことにより領域分割数を設定することもできる。これにより、コントラストの維持ができ、かつ、できるだけ広い領域サイズを有するような分割数を設定することができるようになる。また、分割後の各領域の輝度値の分散値にさらに基づいてこの評価を行うことができる。これにより、コントラスト維持の容易性をより正確に判断することができる。また、入力画像の輝度値のレンジの大きさと出力画像の輝度値のレンジの大きさに加え、観察条件に基づいて、人間の視覚特性を考慮した分割後の領域のサイズ（すなわち領域分割数）を決定することができる。これによれば、人間が視覚するコントラスト感度に応じて、コントラストを維持すべき周波数を考慮した上で、領域分割数を決定することができる。このため、Ｄレンジ圧縮により、人間の視覚で認知されやすい周波数のコントラストを維持することができるようになる。
【００７０】
＜その他の実施の形態＞
本発明は、上記実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現することが可能である。
【符号の説明】
【００７１】
９０１：処理画像取得部、９０２：入出力Ｄレンジ取得部、９０３：領域分割部、９０４：Ｄレンジ圧縮部
【図１】
2020004267.tif 000016
【図２】
2020004267.tif 000017
【図３】
2020004267.tif 000018
【図４】
2020004267.tif 000019
【図５】
2020004267.tif 000020
【図６】
2020004267.tif 000021
【図７】
2020004267.tif 000022
【図８】
2020004267.tif 000023
【図９】
2020004267.tif 000024
【図１０】
2020004267.tif 000025
【図１１】
2020004267.tif 000026
【図１２】
2020004267.tif 000027