(57)【要約】画素値が高い補正対象画素および画素値が低い補正対象画素において、画質が著しく悪化した画像を生成してしまうことを課題とし、補正対象画素の階調を変換する際に用いる変換情報が規定された補正対象画素階調テーブル、並びに、平滑化画素の階調を変換する際に用いられ、補正対象画素階調テーブルに規定された変換情報とは異なる変換情報が規定された平滑化画素階調テーブルを保持し、補正対象画素階調テーブルを用いて補正対象画素の階調を変換して階調変換後補正対象画素を生成し、平滑化画素階調テーブルを用いて平滑化画素の階調を変換して階調変換後平滑化画素を生成し、階調変換後補正対象画素と階調変換後平滑化画素との相対値を用いて出力画像を生成する。
2008099443.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力画像における補正対象画素を平滑化して得られた平滑化画素と前記補正対象画素との相対値を用いて出力画像を生成する画像生成方法をコンピュータに実行させる画像生成プログラムであって、
前記補正対象画素の階調を変換する際に用いる変換情報が規定された補正対象画素階調テーブル、並びに、前記平滑化画素の階調を変換する際に用いられ、前記補正対象画素階調テーブルに規定された変換情報とは異なる変換情報が規定された平滑化画素階調テーブルを保持する階調テーブル保持手順と、
前記階調テーブル保持手順によって保持された補正対象画素階調テーブルを用いて前記補正対象画素の階調を変換して階調変換後補正対象画素を生成する階調変換後補正対象画素生成手順と、
前記階調テーブル保持手順によって保持された平滑化画素階調テーブルを用いて前記平滑化画素の階調を変換して階調変換後平滑化画素を生成する階調変換後平滑化画素生成手順と、
前記階調変換後補正対象画素生成手順によって生成された前記階調変換後補正対象画素と前記階調変換後平滑化画素生成手順によって生成された前記階調変換後平滑化画素との相対値を用いて出力画像を生成する出力画像生成手順と、
をコンピュータに実行させることを特徴とする画像生成プログラム。
【請求項２】
前記階調テーブル保持手順は、前記補正対象画素階調テーブル並びに平滑化画素階調テーブルとして、画素値が低い画素については前記平滑化画素の方が前記補正対象画素よりも大きな画素値に変換され、かつ、画素値が高い画素については前記補正対象画素の方が前記平滑化画素よりも大きな画素値に変換されるように規定されたテーブルを保持することを特徴とする請求項１に記載の画像生成プログラム。
【請求項３】
入力画像における補正対象画素を平滑化して得られた平滑化画素と前記補正対象画素との相対値を用いて出力画像を生成する画像生成装置であって、
前記補正対象画素の階調を変換する際に用いる変換情報が規定された補正対象画素階調テーブル、並びに、前記平滑化画素の階調を変換する際に用いられ、前記補正対象画素階調テーブルに規定された変換情報とは異なる変換情報が規定された平滑化画素階調テーブルを保持する階調テーブル保持手段と、
前記階調テーブル保持手段によって保持された補正対象画素階調テーブルを用いて前記補正対象画素の階調を変換して階調変換後補正対象画素を生成する階調変換後補正対象画素生成手段と、
前記階調テーブル保持手段によって保持された平滑化画素階調テーブルを用いて前記平滑化画素の階調を変換して階調変換後平滑化画素を生成する階調変換後平滑化画素生成手段と、
前記階調変換後補正対象画素生成手段によって生成された前記階調変換後補正対象画素と前記階調変換後平滑化画素生成手段によって生成された前記階調変換後平滑化画素との相対値を用いて出力画像を生成する出力画像生成手段と、
を備えたことを特徴とする画像生成装置。
【請求項４】
前記階調テーブル保持手段は、前記補正対象画素階調テーブル並びに平滑化画素階調テーブルとして、画素値が低い画素については前記平滑化画素の方が前記補正対象画素よりも大きな画素値に変換され、かつ、画素値が高い画素については前記補正対象画素の方が前記平滑化画素よりも大きな画素値に変換されるように規定されたテーブルを保持することを特徴とする請求項３に記載の画像生成装置。
【請求項５】
入力画像における補正対象画素を平滑化して得られた平滑化画素と前記補正対象画素との相対値を用いて出力画像を生成する画像生成方法であって、
前記補正対象画素の階調を変換する際に用いる変換情報が規定された補正対象画素階調テーブル、並びに、前記平滑化画素の階調を変換する際に用いられ、前記補正対象画素階調テーブルに規定された変換情報とは異なる変換情報が規定された平滑化画素階調テーブルを保持する階調テーブル保持工程と、
前記階調テーブル保持工程によって保持された補正対象画素階調テーブルを用いて前記補正対象画素の階調を変換して階調変換後補正対象画素を生成する階調変換後補正対象画素生成工程と、
前記階調テーブル保持工程によって保持された平滑化画素階調テーブルを用いて前記平滑化画素の階調を変換して階調変換後平滑化画素を生成する階調変換後平滑化画素生成工程と、
前記階調変換後補正対象画素生成工程によって生成された前記階調変換後補正対象画素と前記階調変換後平滑化画素生成工程によって生成された前記階調変換後平滑化画素との相対値を用いて出力画像を生成する出力画像生成工程と、
を含んだことを特徴とする画像生成方法。
【請求項６】
前記階調テーブル保持工程は、前記補正対象画素階調テーブル並びに平滑化画素階調テーブルとして、画素値が低い画素については前記平滑化画素の方が前記補正対象画素よりも大きな画素値に変換され、かつ、画素値が高い画素については前記補正対象画素の方が前記平滑化画素よりも大きな画素値に変換されるように規定されたテーブルを保持することを特徴とする請求項５に記載の画像生成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、画像生成プログラム、画像生成装置、画像生成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、プリンタ、ディスプレイなどのデジタル画像を生成する装置において、入力画像における入力画素である補正対象画素を平滑化して得られた平滑化画素と補正対象画素との相対値を用いて出力画像を生成する画像生成方法として様々な方法が知られている。【０００３】
例えば、特許文献１（特表２０００−５１１３１５号公報）では、入力画像のダイナミックレンジを相対的に圧縮する画像生成方法として、人間の視覚特性をモデル化した「Ｃｅｎｔｅｒ／Ｓｕｒｒｏｕｎｄ  Ｒｅｔｉｎｅｘ」と呼ばれる画像生成方法（以下「Ｒｅｔｉｎｅｘ方法」と記載する）が知られている。【０００４】
具体的には、Ｒｅｔｉｎｅｘ方法は、ローパスフィルタを用いて入力画像から読み込んだ低周波成分を抑制することで画像全体のダイナミックレンジを相対的に圧縮するものであり、入力画像の画素である補正対象画素の画素値（各画素の輝度や明るさを示し、例えば、「１〜２５６」で示される数値）をＩ（ｘ，ｙ）、ローパスフィルタで生成した低周波成分である平滑化画素の画素値をＬＰＦ（Ｉ（ｘ，ｙ））とすると、Ｒｅｔｉｎｅｘ方法による出力画像の画素値（Ｏ（ｘ，ｙ））は、「Ｏ（ｘ，ｙ）＝ｌｏｇ（Ｉ（ｘ，ｙ））−ｌｏｇ（ＬＰＦ（Ｉ（ｘ，ｙ）））」とあらわされる。【０００５】
さらに具体的な例として、図１１を用いて説明する。図１１は、従来技術に係る画像生成装置を説明するための図である。詳細には、図１１の（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｅ）、（Ｆ）および（Ｈ）は、図１１の（Ａ）における領域「Ａ−Ｂ」の画像を用いて出力画像を生成する際に生成される各画素値を縦軸に、画素位置を横軸にとったものである。さらに、図１１の（Ｄ）は、従来技術に係る階調テーブル「ｆ」として、入力値を横軸にとり、入力値を変換することにより得られた出力値を縦軸にとった概念図である。【０００６】
従来技術に係る画像生成装置は、図１１に示すように、入力画像を受け付けると（例えば、図１１の（Ａ））、入力画像から各画素の位置情報と、各画素位置の補正対象画素とを読み込む（例えば、図１１の（Ｂ））。そして、補正対象画素と、ローパスフィルタとを用いて平滑化画素を生成する（例えば、図１１の（Ｃ））。さらに、補正対象画素および平滑化画素の階調を変換するためのテーブルであり、おおむね対数形状のテーブルである階調テーブル（例えば、図１１の（Ｄ）におけるテーブル「ｆ」）を用いて、補正対象画素の階調を変換した画素である階調変換後入力画素を生成し（例えば、図１１の（Ｅ））、平滑化画素の階調を変換した画素である階調変換後平滑化画素を生成する（例えば、図１１の（Ｆ））。そして、階調変換後補正対象画素と、階調変換後平滑化画素との相対値、および、階調変換後平滑化画素を用いて出力画像を生成する（例えば、図１１の（Ｇ）および図１１の（Ｈ））。より具体的に説明すると、従来技術に係る画像生成装置は、階調変換後補正対象画素値と、階調変換後平滑化画素値との差分を、補正対象画素における画素値の中間値（図１１の例では「１２８」）と足し合わせ、出力画像を生成する。【０００７】
【特許文献１】特表２０００−５１１３１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、上記した従来の技術では、画素値が高い補正対象画素および画素値が低い補正対象画素において、画質が著しく悪化した画像を生成してしまうという課題があった。【０００９】
具体的な例として図１１を用いて説明すると、入力画像における画素値が高い補正対象画素（例えば、図１１の（Ａ）におけるハイライト部（Ａ付近））および画素値が低い補正対象画素（例えば、図１１の（Ａ）におけるシャドー部（Ｂ付近））において、補正対象画素の画素値と補正対象画素の平滑化画素の画素値とが相対的に近似してしまう（例えば、図１１の（Ｂ）および図１１の（Ｃ））。そして、出力画像を生成した結果、「ハイライト部」および「シャドー部」の出力画像を中間値に近い画素値で生成してしまうので（例えば、図１１の（Ｈ））、画質が著しく悪化した画像を生成してしまうという課題があった（例えば、図１１の（Ｇ）におけるハイライト部およびシャドー部参照）。【００１０】
そこで、この発明は、上記した従来技術の課題を解決するためになされたものであり、画質を悪化せずに画像を生成することが可能な画像生成プログラム、画像生成装置、画像生成方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、請求項１に係る発明は、入力画像における補正対象画素を平滑化して得られた平滑化画素と前記補正対象画素との相対値を用いて出力画像を生成する画像生成方法をコンピュータに実行させる画像生成プログラムであって、前記補正対象画素の階調を変換する際に用いる変換情報が規定された補正対象画素階調テーブル、並びに、前記平滑化画素の階調を変換する際に用いられ、前記補正対象画素階調テーブルに規定された変換情報とは異なる変換情報が規定された平滑化画素階調テーブルを保持する階調テーブル保持手順と、前記階調テーブル保持手順によって保持された補正対象画素階調テーブルを用いて前記補正対象画素の階調を変換して階調変換後補正対象画素を生成する階調変換後補正対象画素生成手順と、前記階調テーブル保持手順によって保持された平滑化画素階調テーブルを用いて前記平滑化画素の階調を変換して階調変換後平滑化画素を生成する階調変換後平滑化画素生成手順と、前記階調変換後補正対象画素生成手順によって生成された前記階調変換後補正対象画素と前記階調変換後平滑化画素生成手順によって生成された前記階調変換後平滑化画素との相対値を用いて出力画像を生成する出力画像生成手順とをコンピュータに実行させることを特徴とする。【００１２】
また、請求項２に係る発明は、上記の発明において、前記階調テーブル保持手順は、前記補正対象画素階調テーブル並びに平滑化画素階調テーブルとして、画素値が低い画素については前記平滑化画素の方が前記補正対象画素よりも大きな画素値に変換され、かつ、画素値が高い画素については前記補正対象画素の方が前記平滑化画素よりも大きな画素値に変換されるように規定されたテーブルを保持することを特徴とする。【００１３】
また、請求項３に係る発明は、入力画像における補正対象画素を平滑化して得られた平滑化画素と前記補正対象画素との相対値を用いて出力画像を生成する画像生成装置であって、前記補正対象画素の階調を変換する際に用いる変換情報が規定された補正対象画素階調テーブル、並びに、前記平滑化画素の階調を変換する際に用いられ、前記補正対象画素階調テーブルに規定された変換情報とは異なる変換情報が規定された平滑化画素階調テーブルを保持する階調テーブル保持手段と、前記階調テーブル保持手段によって保持された補正対象画素階調テーブルを用いて前記補正対象画素の階調を変換して階調変換後補正対象画素を生成する階調変換後補正対象画素生成手段と、前記階調テーブル保持手段によって保持された平滑化画素階調テーブルを用いて前記平滑化画素の階調を変換して階調変換後平滑化画素を生成する階調変換後平滑化画素生成手段と、前記階調変換後補正対象画素生成手段によって生成された前記階調変換後補正対象画素と前記階調変換後平滑化画素生成手段によって生成された前記階調変換後平滑化画素との相対値を用いて出力画像を生成する出力画像生成手段とを備えたことを特徴とする。【００１４】
また、請求項４に係る発明は、上記の発明において、前記階調テーブル保持手段は、前記補正対象画素階調テーブル並びに平滑化画素階調テーブルとして、画素値が低い画素については前記平滑化画素の方が前記補正対象画素よりも大きな画素値に変換され、かつ、画素値が高い画素については前記補正対象画素の方が前記平滑化画素よりも大きな画素値に変換されるように規定されたテーブルを保持することを特徴とする。【００１５】
また、請求項５に係る発明は、入力画像における補正対象画素を平滑化して得られた平滑化画素と前記補正対象画素との相対値を用いて出力画像を生成する画像生成方法であって、前記補正対象画素の階調を変換する際に用いる変換情報が規定された補正対象画素階調テーブル、並びに、前記平滑化画素の階調を変換する際に用いられ、前記補正対象画素階調テーブルに規定された変換情報とは異なる変換情報が規定された平滑化画素階調テーブルを保持する階調テーブル保持工程と、前記階調テーブル保持工程によって保持された補正対象画素階調テーブルを用いて前記補正対象画素の階調を変換して階調変換後補正対象画素を生成する階調変換後補正対象画素生成工程と、前記階調テーブル保持工程によって保持された平滑化画素階調テーブルを用いて前記平滑化画素の階調を変換して階調変換後平滑化画素を生成する階調変換後平滑化画素生成工程と、前記階調変換後補正対象画素生成工程によって生成された前記階調変換後補正対象画素と前記階調変換後平滑化画素生成工程によって生成された前記階調変換後平滑化画素との相対値を用いて出力画像を生成する出力画像生成工程とを含んだことを特徴とする。【００１６】
また、請求項６に係る発明は、上記の発明において、前記階調テーブル保持工程は、前記補正対象画素階調テーブル並びに平滑化画素階調テーブルとして、画素値が低い画素については前記平滑化画素の方が前記補正対象画素よりも大きな画素値に変換され、かつ、画素値が高い画素については前記補正対象画素の方が前記平滑化画素よりも大きな画素値に変換されるように規定されたテーブルを保持することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１、３、５の発明によれば、画質を悪化せずに画像を生成することが可能である。【００１８】
また、請求項２、４、６の発明によれば、シャドー部やハイライト部を持つ入力画像において、画質を悪化せずに画像生成することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、実施例１に係る画像生成装置の概要および特徴を説明するための図である。
【図２】図２は、実施例１に係る画像生成装置の構成を示すブロック図である。
【図３】図３は、階調テーブル記憶部に記憶される階調テーブルの例を示すための図である。
【図４】図４は、入力画像受付部における処理の一例を説明するための図である。
【図５】図５は、平滑化画素生成部における処理の一例を説明するための図である。
【図６】図６は、階調変換後補正対象画素生成部における処理の一例を説明するための図である。
【図７】図７は、階調変換後平滑化画素生成部における処理の一例を説明するための図である。
【図８】図８は、出力画像生成部における処理の一例を説明するための図である。
【図９】図９は、実施例１に係る画像生成装置による処理を示すフローチャートである。
【図１０】図１０は、画像生成プログラムを実行するコンピュータを示す図である。
【図１１】図１１は、従来技術に係る画像生成装置を説明するための図である。
【符号の説明】
【００２０】
１０  画像生成装置
２０  入力部
３０  出力部
４０  処理部
４１  入力画像受付部
４２  平滑化画素生成部
４３  階調変換後補正対象画素生成部
４４  階調変換後平滑化画素生成部
４５  出力画像生成部
４６  出力処理部
５０  記憶部
５１  入力画像記憶部
５２  平滑化画素記憶部
５３  階調テーブル記憶部
５４  階調変換後補正対象画素記憶部
５５  階調変換後平滑化画素記憶部
５６  出力画像記憶部
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下に添付図面を参照して、この発明に係る画像生成プログラム、画像生成装置および画像生成方法の実施例を詳細に説明する。なお、以下では、この発明が適用された画像生成装置（例えば、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、プリンタ、ディスプレイなどのデジタル画像を生成する装置）を実施例として説明する。
【実施例１】
【００２２】
以下の実施例１では、実施例１に係る画像生成装置の概要および特徴、画像生成装置を構成する各装置の構成、画像生成装置の処理の流れを順に説明し、最後に実施例１による効果を説明する。【００２３】
[実施例１に係る画像生成装置の概要および特徴]
まず、図１を用いて、実施例１に係る画像生成装置の概要および特徴を説明する。図１は、実施例１に係る画像生成装置の概要および特徴を説明するための図である。また、図１の（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｅ）、（Ｆ）および（Ｈ）は、図１の（Ａ）における領域「Ａ−Ｂ」を用いて出力画像を生成する際に生成される各画素値を縦軸に、画素位置を横軸にとったものである。さらに、図１の（Ｄ）は、実施例１に係る階調テーブル「ｆ」および「ｆ´」として、入力値を横軸にとり、入力値を変換することにより得られた出力値を縦軸にとった概念図である。【００２４】
同図に示すように、実施例１に係る画像生成装置は、入力画像における補正対象画素を平滑化して得られた平滑化画素と補正対象画素との相対値を用いて出力画像を生成することを概要とする。そして、実施例１に係る画像生成装置は、画質を悪化せずに画像を生成することを主たる特徴とする。【００２５】
すなわち、実施例１に係る画像生成装置は、補正対象画素の階調を変換する際に用いる変換情報が規定された補正対象画素階調テーブル、並びに、平滑化画素の階調を変換する際に用いられ、補正対象画素階調テーブルに規定された変換情報とは異なる変換情報が規定された平滑化画素階調テーブルを保持する。より詳細には、図１の（Ｄ）に示すように、補正対象画素階調テーブル並びに平滑化画素階調テーブルとして、画素値が低い画素（シャドー部）については平滑化画素の方が補正対象画素よりも大きな画素値に変換され、かつ、画素値が高い画素（ハイライト部）については補正対象画素の方が平滑化画素よりも大きな画素値に変換されるように規定されたテーブルを保持する。【００２６】
そして、実施例１に係る画像生成装置は、入力画像を受け付けると（例えば、図１の（Ａ））、入力画像から各画素の位置情報と、各画素位置における入力画像の画素値である補正対象画素の画素値（各画素の輝度や明るさを示し、例えば、「１〜２５６」で示される数値）とを読み込む（例えば、図１の（Ｂ））。そして、補正対象画素と、ローパスフィルタとを用いて補正対象画素を平滑化した画素である平滑化画素を生成する（例えば、図１の（Ｃ））。【００２７】
そして、実施例１に係る画像生成装置は、補正対象画素階調テーブルを用いて、補正対象画素の階調を変換して階調変換後補正対象画素を生成し、平滑化画素階調テーブルを用いて、平滑化画素の階調を変換して階調変換後平滑化画素を生成する。【００２８】
具体的には、実施例１に係る画像生成装置は、図１の（Ｅ）に示すように、補正対象画素階調テーブル「ｆ」（図１の（Ｄ）参照）を用いて、補正対象画素の画素値を階調変換後補正対象画素の画素値に変換する。さらに、実施例１に係る画像生成装置は、図１の（Ｆ）に示すように、平滑化画素階調テーブル「ｆ´」（図１の（Ｄ）参照）を用いて、平滑化画素の画素値を階調変換後平滑化画素の画素値に変換する。【００２９】
そして、実施例１に係る画像生成装置は、階調変換後補正対象画素と階調変換後平滑化画素との相対値を用いて出力画像を生成する（例えば、図１の（Ｇ）および図１の（Ｈ））。つまり、従来技術に係る画像生成装置では、ハイライト部およびシャドー部において、補正対象画素の画素値の階調を変換する階調テーブルと平滑化画素の画素値の階調を変換する階調テーブルとで同一の階調テーブルを適用するため、相対値が小さくなり、中間程度の画素値（１２８に近い値）で出力画像を生成してしまっていた（図１１の（Ｈ）参照）。一方、実施例１に係る画像生成装置は、補正対象画素の画素値の階調を変換する階調テーブルと平滑化画素の画素値の階調を変換する階調テーブルとで異なる階調テーブルを適用するため、「ハイライト部」は高い画素値で、「シャドー部」は低い画素値で出力画像を生成することができる。【００３０】
このようなことから、実施例１に係る画像生成装置は、上記した主たる特徴のごとく、画質を悪化せずに画像を生成することが可能である。つまり、シャドー部およびハイライト部における相対値が大きくなることで、出力画像が中間程度の画素値に近づき過ぎない結果、シャドー部やハイライト部を持つ入力画像において、画質を悪化せずに画像生成することが可能である。【００３１】
［実施例１に係る画像生成装置の構成］
次に、図２を用いて、実施例１に係る画像生成装置の構成を説明する。図２は、実施例１に係る画像生成装置の構成を示すブロック図である。図２に示すように、実施例１に係る画像生成装置１０は、入力部２０と、出力部３０と、処理部４０と、記憶部５０とから構成される。【００３２】
このうち、入力部２０は、各種の情報や各種操作を受け付けて入力し、例えば、デジタルカメラのジョグダイヤルや、操作キーに相当する。本発明に密接に関係するものとしては、ユーザによる撮像などによって入力された入力画像（例えば、図４の（Ａ））を受け付けて、受け付けた情報を処理部４０に入力する。【００３３】
また、出力部３０は、各種情報などを出力し、例えば、デジタルカメラのディスプレイ、タッチパネルやスピーカなどに相当する。本発明に密接に関係するものとしては、画像を生成した出力画像（例えば、図８の（Ｅ））をディスプレイなどに表示出力する。【００３４】
記憶部５０は、処理部４０による各種処理に必要なデータやプログラムを記憶する。そして、本発明に密接に関係するものとしては、図２に示すように、入力画像記憶部５１と、平滑化画素記憶部５２と、階調テーブル記憶部５３と、階調変換後補正対象画素記憶部５４と、階調変換後平滑化画素記憶部５５と、出力画像記憶部５６とを備える。なお、階調テーブル記憶部５３は特許請求の範囲に記載の「階調テーブル保持手段」に対応する。【００３５】
入力画像記憶部５１は、入力画像に係る情報を記憶する。具体的には、入力画像記憶部５１は、入力画像受付部４１から受け付けた補正対象画素からなる入力画像（例えば、図４の（Ａ））を記憶する。さらに、入力画像記憶部５１は、入力画像受付部４１から受け付けた各画素位置における補正対象画素（画素値）を、各補正対象画素の位置情報と対応させて記憶する（例えば、図４の（Ｂ））。【００３６】
平滑化画素記憶部５２は、平滑化画像に係る情報を記憶する。具体的には、平滑化画素記憶部５２は、平滑化画素生成部４２によって生成された各画素位置における平滑化画素（画素値）を、各平滑化画素の位置情報と対応させて記憶する（例えば、図５の（Ｂ））。【００３７】
階調テーブル記憶部５３は、補正対象画素の階調を変換する際に用いる変換情報が規定された補正対象画素階調テーブル、並びに、平滑化画素の階調を変換する際に用いられ、補正対象画素階調テーブルに規定された変換情報とは異なる変換情報が規定された平滑化画素階調テーブルを記憶する。【００３８】
具体的には、階調テーブル記憶部５３は、補正対象画素階調テーブル並びに平滑化画素階調テーブルとして、画素値が低い画素については平滑化画素の画素値の方が補正対象画素の画素値よりも大きな画素値に変換され、かつ、画素値が高い画素については補正対象画素の画素値の方が平滑化画素の画素値よりも大きな画素値に変換されるように規定されたテーブルを記憶する。【００３９】
例えば、図３に示すように、階調テーブル記憶部５３は、入力値が低い場合は、「ｆ´」の方が「ｆ」よりも大きな出力値に入力値が変換され、かつ、入力値が高い場合は、「ｆ」の方が「ｆ´」よりも大きな出力値に入力値が変換されるように規定されたテーブルである補正対象画素階調テーブル「ｆ」と、平滑化画素階調テーブル「ｆ´」とを記憶する。ここで、階調テーブルとは、入力された各画素の画素値を階調変換し、階調変換した画素の画素値を出力するためのテーブルであり、具体的には入力値を演算処理し、階調を変換した出力値を算出するための式である。なお、図３は、階調テーブル記憶部に記憶される階調テーブルの例を示すための図である。【００４０】
階調変換後補正対象画素記憶部５４は、階調変換後補正対象画像に係る情報を記憶する。具体的には、階調変換後補正対象画素記憶部５４は、調変換後補正対象画素生成部４３によって生成された各画素位置における階調変換後補正対象画素（画素値）を、各階調変換後補正対象画素の位置情報と対応させて記憶する（例えば、図６の（Ｂ））。【００４１】
階調変換後平滑化画素記憶部５５は、階調変換後平滑化画素に係る情報を記憶する。具体的には、階調変換後平滑化画素記憶部５５は、階調変換後平滑化画素生成部４４によって生成された各画素位置における階調変換後平滑化画素（画素値）を、各階調変換後平滑化画素の位置情報と対応させて記憶する（例えば、図７の（Ｂ））【００４２】
出力画像記憶部５６は、出力画像に係る情報を記憶する。具体的には、出力画像記憶部５６は、出力画像生成部４５によって生成された出力画素（画素値）を、各出力画素の位置情報と対応させて記憶する（例えば、図８の（Ｄ））さらに、出力画像記憶部５６は、出力画像生成部４５によって生成された出力画像を記憶する（例えば、図８の（Ｅ））。【００４３】
処理部４０は、各種処理手順を規定したプログラムや制御データを格納するための内部メモリを有し、これらによって種々の処理を実行する。そして、特に本発明に密接に関係するものとしては、入力画像受付部４１と、平滑化画素生成部４２と、階調変換後補正対象画素生成部４３と、階調変換後平滑化画素生成部４４と、出力画像生成部４５と、出力処理部４６とを備える。なお、階調変換後補正対象画素生成部４３は特許請求の範囲に記載の「階調変換後補正対象画素生成手段」に対応し、階調変換後平滑化画素生成部４４は「階調変換後平滑化画素生成手段」に対応し、出力画像生成部４５は「出力画像生成手段」に対応する。【００４４】
入力画像受付部４１は、入力画像を受け付ける。具体的には、入力画像受付部４１は、入力部２０から入力画像を受け付けると、入力画像を入力画像記憶部５１に書き込む。そして、入力画像受付部４１は、入力画像における横軸の位置情報である「ｘ」と、入力画像における縦軸の位置情報である「ｙ」とを読み込むことで、各画素の位置情報である「（ｘ，ｙ）」と、各画素位置における補正対象画素の画素値である「Ｉ（ｘ，ｙ）」とを対応付けて、入力画像記憶部５１に書き込む。【００４５】
具体的に例を挙げると、図４に示すように、入力画像受付部４１は、入力部２０から入力画像を受け付けると（図４の（Ａ）参照）、入力画像を入力画像記憶部５１に書き込む。そして、図４の（Ｂ）に示すように、入力画像受付部４１は、入力画像における各画素の位置情報（例えば、（１，１）、（１，２）、・・・、（３，２）、（３，３）・・・）と、各画素位置における補正対象画素の画素値（例えば、１１８、２５６、・・・、２５６、１２８、・・・）とを対応付けて入力画像記憶部５１に書き込む。なお、図４は、入力画像受付部４１における処理の一例を説明するための図である。【００４６】
平滑化画素生成部４２は、補正対象画素に基づいて平滑化画素を生成する。具体的には、平滑化画像生成部４２は、入力画像記憶部５１から、各画素位置における補正対象画素の画素値「Ｉ（ｘ，ｙ）」を読み込む。さらに、平滑化画素生成部４２は、ローパスフィルタを用いて、各画素位置における補正対象画素の画素値に基づいて、平滑化画像における各画素位置の平滑化画素の画素値である「ＬＰＦ（Ｉ（ｘ，ｙ））」を生成し、「（ｘ，ｙ）」に対応させて、平滑化画素記憶部５２に書き込む。【００４７】
具体的に例を挙げると、図５に示すように、平滑化画素生成部４２は、各画素位置における補正対象画素の画素値（例えば、１１８、２５６、・・・、２５６、１２８、・・・）（図５の（Ａ）参照）を読み込むと、ローパスフィルタ（例えば、３行、３列からなるフィルタテーブル「Ｗ」）を用いて、各画素位置における平滑化画素の画素値を畳み込み演算（＊）する。一例を挙げれば、画素位置（３，２）における補正対象画素を平滑化した画素の画素値は、「Ｉ（ｘ，ｙ）＊Ｗ」＝「ＬＰＦ（Ｉ（３，２））」＝「２１６」となる。さらに、平滑化画像生成部４２は、各画素位置の平滑化画素の画素値（例えば、１２０、１９５、・・・、２１６、１２８、・・・）（図５の（Ｂ）参照）を、平滑化画素記憶部５２に書き込む。なお、図５は、平滑化画像生成部４２における処理の一例を説明するための図である。【００４８】
階調変換後補正対象画素生成部４３は、階調テーブル記憶部５３によって記憶された補正対象画素階調テーブルを用いて、補正対象画素の階調を変換して階調変換後補正対象画素を生成する。具体的には、階調変換後補正対象画素生成部４３は、入力画像記憶部５１から、各画素位置における補正対象画素の画素値と、階調テーブル記憶部５３に記憶された補正対象画素階調テーブルとを読み込む。そして、階調変換後補正対象画素生成部４３は、補正対象画素階調テーブルを用いて、各画素位置における補正対象画素の画素値の階調を変換することで、階調変換後補正対象画素の画素値である「ｆ（ｘ，ｙ）」を生成し、「（ｘ，ｙ）」に対応させて、階調変換後補正対象画素記憶部５４に書き込む。【００４９】
具体的に例を挙げると、図６に示すように、階調変換後補正対象画素生成部４３は、各画素位置における補正対象画素の画素値（例えば、１１８、２５６、・・・、２５６、１２８、・・・）（図６の（Ａ）参照）と、補正対象画素階調テーブル「ｆ」（図３の（Ａ）参照）とを読み込むと、補正対象画素階調テーブルを用いて、各画素位置における補正対象画素の画素値の階調を変換することで、各画素位置における階調変換後補正対象画素の画素値を生成する。一例を挙げれば、画素位置（３，２）における補正対象画素の画素値を、階調テーブル「ｆ」を用いて階調変換した階調変換後補正対象画素の画素値は、「ｆ（Ｉ（３，２））」＝「２５６」となる。さらに、階調変換後補正対象画素生成部４３は、各画素位置の階調変換後補正対象画素の画素値（例えば、１２５、２５６、・・・、２５６、１４０、・・・）（図６の（Ｂ）参照）を、階調変換後補正対象画素記憶部５４に書き込む。なお、図６は、階調変換後補正対象画素生成部４３における処理の一例を説明するための図である。【００５０】
階調変換後平滑化画素生成部４４は、階調テーブル記憶部５３によって記憶された平滑化画素階調テーブルを用いて、平滑化画素の階調を変換して階調変換後平滑化画素を生成する。具体的には、階調変換後平滑化画素生成部４４は、平滑化画素記憶部５２から、各画素位置における平滑化画素の画素値と、階調テーブル記憶部５３に記憶された平滑化画素階調テーブルとを読み込む。そして、階調変換後平滑化画素生成部４４は、平滑化画素階調テーブルを用いて、各画素位置における平滑化画素の画素値の階調を変換することで、階調変換後平滑化画素の画素値である「ｆ´（ＬＰＦ（Ｉ（ｘ，ｙ）））」を生成し、「（ｘ，ｙ）」に対応させて、階調変換後平滑化画素記憶部５５に書き込む。【００５１】
具体的に例を挙げると、図７に示すように、階調変換後平滑化画素生成部４４は、各画素位置における平滑化画素の画素値（例えば、１２０、１９５、・・・、２１６、１２８、・・・）（図７の（Ａ）参照）と、平滑化画素階調テーブル「ｆ´」（図３の（Ａ）参照）とを読み込むと、平滑化画素階調テーブルを用いて、各画素位置における平滑化画素の画素値の階調を変換することで、各画素位置における階調変換後平滑化画素の画素値を生成する。一例を挙げれば、画素位置（３，２）における平滑化画素の画素値を、階調テーブル「ｆ´」を用いて階調変換した階調変換後平滑化画素の画素値は、「ｆ´（ＬＰＦ（Ｉ（３，２）））」＝「１６７」となる。さらに、階調変換後平滑化画素生成部４４は、各画素位置の階調変換後平滑化画素の画素値（例えば、１３２、１６５、・・・、１６７、１３６、・・・）（図７の（Ｂ）参照）を、階調変換後平滑化画素記憶部５５に書き込む。なお、図７は、階調変換後平滑化画素生成部４４における処理の一例を説明するための図である。【００５２】
出力画像生成部４５は、階調変換後補正対象画素生成部４３によって生成された階調変換後補正対象画素と階調変換後平滑化画素生成部４４によって生成された階調変換後平滑化画素との相対値を用いて出力画像を生成する。具体的には、出力画像生成部４５は、階調変換後補正対象画素記憶部５４から、各画素位置の階調変換後補正対象画素の画素値と、階調変換後平滑化画素記憶部５５から、各画素位置の階調変換後平滑化画素の画素値とを読み込み、各画素位置における階調変換後補正対象画素の画素値と、階調変換後平滑化画素の画素値との差分である相対値を生成する。さらに、出力画像生成部４５は、各画素位置における階調変換後補正対象画素の画素値と階調変換後平滑化画素の画素値との相対値、および、補正対象画素の画素値における中間値を足し合わせることで出力画像の画素値である「Ｏ（ｘ，ｙ）」を生成し、「（ｘ，ｙ）」に対応させて、出力画像記憶部５６に書き込む。そして、出力画像生成部４５は、各画素位置の出力画素の画素値と入力画像とを用いて出力画像を生成し、出力画像記憶部５６に書き込む。【００５３】
具体的に例を挙げると、図８に示すように、出力画像生成部４５は、各画素位置の階調変換後補正対象画素の画素値（例えば、１２５、２５６、・・・、２５６、１４０、・・・）（図８の（Ａ）参照）と、各画素位置の階調変換後平滑化画素の画素値（例えば、１３２、１６５、・・・、１６７、１３６、・・・）（図８の（Ｂ）参照）とを読み込み、各画素位置における階調変換後補正対象画素の画素値と、階調変換後平滑化画素の画素値との相対値を生成する。一例を挙げれば、画素位置（３，２）における階調変換後補正対象画素の画素値と、階調変換後平滑化画素の画素値との相対値は、「ｆ（Ｉ（３，２））−ｆ´（ＬＰＦ（Ｉ（３，２）））＝「８９」となる（図８の（Ｃ）参照）。そして、出力画像生成部４５は、各画素位置における階調変換後補正対象画素の画素値と階調変換後平滑化画素の画素値との相対値、および、補正対象画素の画素値における中間値（実施例１では「１２８」）を足し合わせることで出力画像の画素値である「Ｏ（ｘ，ｙ）」を生成する。一例を挙げれば、画素位置（３，２）における出力画素の画素値は、「Ｏ（３，２）」＝「ｆ（Ｉ（３，２））−ｆ´（ＬＰＦ（Ｉ（３，２）））＋１２８」＝「２１７」となる（図８の（Ｄ）参照）。さらに、出力画像生成部４５は、各画素位置の出力画素の画素値（例えば、１２１、２１９、・・・、２１７、１３２、・・・）（図８の（Ｄ）参照）を、「（ｘ，ｙ）」に対応させて、出力画像記憶部５６に書き込む。そして、出力画像生成部４５は、各画素位置の出力画素の画素値と、入力画像記憶部５１から読み込んだ入力画像とを用いて出力画像を生成し（図８の（Ｅ）参照）、出力画像記憶部５６に書き込む。なお、図８は、出力画像生成部４５における処理の一例を説明するための図である。【００５４】
出力処理部４６は、出力画像を表示出力する処理を行う。具体的には、出力画像記憶部５６から出力画像を読み込み、出力部３０を介して出力画像（例えば、図８の（Ｅ））をディスプレイなどに表示出力する。【００５５】
［実施例１に係る画像生成装置による処理］
次に、図９を用いて、実施例１に係る画像生成装置による処理を説明する。図９は、実施例１に係る画像生成装置による処理を示すフローチャートである。【００５６】
図９に示すように、画像生成装置１０において、ユーザによる画像入力がある場合（ステップＳ１０１肯定）、入力画像受付部４１は、入力部２０を介して、入力画像を受け付ける（ステップＳ１０２）。つまり、入力画像受付部４１は、入力部２０から入力画像を受け付けると、入力画像と補正対象画素の画素値とを入力画像記憶部５１に書き込む。【００５７】
続いて、平滑化画素生成部４２は、補正対象画素を用いて平滑化画素を生成する（ステップＳ１０３）。つまり、平滑化画像生成部４２は、入力画像記憶部５１から、各画素位置における補正対象画素を読み込み、各画素位置の平滑化画素の画素値を生成し、平滑化画素記憶部５２に書き込む。【００５８】
続いて、階調変換後補正対象画素生成部４３は、階調テーブル記憶部５３によって保持された補正対象画素階調テーブルを用いて、補正対象画素の階調を変換して階調変換後補正対象画素を生成する（ステップＳ１０４）。つまり、階調変換後補正対象画素生成部４３は、入力画像記憶部５１から、各画素位置における補正対象画素の画素値と、階調テーブル記憶部５３に記憶された補正対象画素階調テーブルとを読み込み、階調変換後補正対象画素の画素値を生成し、階調変換後補正対象画素記憶部５４に書き込む。【００５９】
続いて、階調変換後平滑化画素生成部４４は、階調テーブル記憶部５３によって記憶された階調テーブルを用いて、平滑化画素の階調を変換して階調変換後平滑化画素を生成する（ステップＳ１０５）。つまり、階調変換後平滑化画素生成部４４は、平滑化画素記憶部５２から、各画素位置における平滑化画素の画素値と、階調テーブル記憶部５３に記憶された平滑化画素階調テーブルとを読み込み、階調変換後平滑化画素の画素値を生成し、階調変換後平滑化画素記憶部５５に書き込む。【００６０】
続いて、出力画像生成部４５は、階調変換後補正対象画素生成部４３によって生成された階調変換後補正対象画素と、階調変換後平滑化画素生成部４４によって生成された階調変換後平滑化画素との相対値を用いて出力画像を生成する（ステップＳ１０６）。つまり、出力画像生成部４５は、階調変換後補正対象画素記憶部５４から、各画素位置の階調変換後補正対象画素の画素値と、階調変換後平滑化画素記憶部５５から、各画素位置の階調変換後平滑化画素の画素値とを読み込み、相対値を生成し、出力画素の画素値を生成し、出力画像を生成し、出力画素の画素値と、出力画像とを出力画像記憶部５６に書き込む。【００６１】
続いて、出力処理部４６は、出力部３０を介して出力画像を表示出力し（ステップＳ１０７）、画像生成装置１０は、処理を終了する。【００６２】
［実施例１の効果］
このように、実施例１によれば、補正対象画素の階調を変換する際に用いる変換情報が規定された補正対象画素階調テーブル、並びに、平滑化画素の階調を変換する際に用いられ、補正対象画素階調テーブルに規定された変換情報とは異なる変換情報が規定された平滑化画素階調テーブルを保持し、補正対象画素階調テーブルを用いて補正対象画素の階調を変換して階調変換後補正対象画素を生成し、平滑化画素の階調を変換して階調変換後平滑化画素を生成し、階調変換後補正対象画素と階調変換後平滑化画素との相対値を用いて出力画像を生成するので、補正対象画素と平滑化画素とで、異なる階調の変換を行う結果、画質を悪化せずに画像を生成することが可能である。【００６３】
つまり、実施例１によれば、補正対象画素階調テーブル並びに平滑化画素階調テーブルとして、画素値が低い画素については平滑化画素の方が補正対象画素よりも大きな画素値に変換され、かつ、画素値が高い画素については補正対象画素の方が平滑化画素よりも大きな画素値に変換されるように規定されたテーブルを保持するので、シャドー部およびハイライト部における相対値が大きくなることで、出力画像が中間程度の画素値に近づき過ぎない結果、シャドー部やハイライト部を持つ入力画像において、画質を悪化せずに画像生成することが可能である。
【実施例２】
【００６４】
さて、これまで本発明の実施例について説明したが、本発明は上述した実施例以外にも、種々の異なる形態にて実施されてよいものである。そこで、以下では、実施例２として、他の実施例を説明する。【００６５】
例えば、実施例１では、ローパスフィルタを用いて平滑化画像を生成する場合を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、入力画像を平滑化する場合（例えば、線形フィルタを用いた場合など）であれば、本発明を同様に適用することができる。【００６６】
また、実施例１では、各画素位置における階調変換後補正対象画素と、階調変換後平滑化画素との相対値を、補正対象画素の画素値における中間値に加算して出力画像を生成する場合を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各画素位置における階調変換後補正対象画素と、階調変換後平滑化画素との相対値を、任意の値（例えば、階調変換後平滑化画素の画素値を中間値に近づけた値など）に加算して出力画像を生成する場合であれば、本発明を同様に適用することができる。【００６７】
また、実施例１では、シャドー部およびハイライト部をもつ入力画像を用いて出力画像を生成する場合を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、シャドー部のみを持つ入力画像を用いて出力画像を生成する場合や、ハイライト部のみを持つ入力画像を用いて出力画像を生成する場合にも本発明を同様に適用することができる。【００６８】
（システム構成等）
また、本実施例において説明した各処理のうち、自動的におこなわれるものとして説明した処理の全部または一部を手動的におこなうこともでき（例えば、ユーザによる指示を受け付けて画像の生成を開始するなど）、あるいは、手動的におこなわれるものとして説明した処理の全部または一部を公知の方法で自動的におこなうこともできる。この他、上記文書中や図面中で示した処理手順、制御手順、具体的名称、各種のデータやパラメータ（例えば、図３、図４、図５、図６、図７、図８に示した記憶情報や図１などに示した各画像）を含む情報については、特記する場合を除いて任意に変更することができる。【００６９】
また、図示した各装置の各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各装置の分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部または一部を、各種の負荷や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的または物理的に分散・統合して構成することができる（例えば、図２において、階調変換後補正対象画素生成部を階調変換後平滑化画素生成部に統合するなどできる）。さらに、各装置にて行なわれる各処理機能は、その全部または任意の一部が、ＣＰＵおよび当該ＣＰＵにて解析実行されるプログラムにて実現され、あるいは、ワイヤードロジックによるハードウェアとして実現され得る。【００７０】
（画像生成プログラム）
ところで、上記の実施例では、ハードウェアロジックによって各種の処理を実現する場合を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、あらかじめ用意されたプログラムをコンピュータで実行することによって実現するようにしてもよい。そこで、以下では、図１０を用いて、上記の実施例に示した画像生成装置と同様の機能を有する画像生成プログラムを実行するコンピュータの一例を説明する。図１０は、画像生成プログラムを実行するコンピュータを示す図である。【００７１】
同図に示すように、画像生成装置としてのコンピュータ１１０は、スキャナ１２０、ＨＤＤ１３０、ＣＰＵ１４０、ＲＯＭ１５０、ＲＡＭ１６０およびディスプレイ１７０をバス１８０などで接続して構成される。【００７２】
ＲＯＭ１５０には、上記の実施例１に示した画像生成装置１０と同様の機能を発揮する画像生成プログラム、つまり、図１０に示すように入力画像受付プログラム１５０ａと、平滑化画素生成プログラム１５０ｂと、階調変換後補正対象画素生成プログラム１５０ｃと、階調変換後平滑化画素生成プログラム１５０ｄと、出力画像生成プログラム１５０ｅと、出力処理プログラム１５０ｆとが、あらかじめ記憶されている。なお、これらのプログラム１５０ａ〜プログラム１５０ｆについては、図２に示した表示装置の各構成要素と同様、適宜統合または、分散してもよい。【００７３】
そして、ＣＰＵ１４０がこれらのプログラム１５０ａ〜プログラム１５０ｆをＲＯＭ１５０から読み出して実行することで、図１０に示すように、プログラム１５０ａ〜プログラム１５０ｆは入力画像受付プロセス１４０ａと、平滑化画素生成プロセス１４０ｂと、階調変換後補正対象画素生成プロセス１４０ｃと、階調変換後平滑化画素生成プロセス１４０ｄと、出力画像生成プロセス１４０ｅと、出力処理プロセス１４０ｆとして機能するようになる。なお、プロセス１４０ａ〜プロセス１４０ｆは、図２に示した入力画像受付部４１と、平滑化画素生成部４２と、階調変換後補正対象画素生成部４３と、階調変換後平滑化画素生成部４４と、出力画像生成部４５と、出力処理部４６とにそれぞれ対応する。【００７４】
そして、ＣＰＵ１４０はＲＡＭ１６０に記録された入力画像データ１６０ａと、平滑化画素データ１６０ｂと、階調テーブルデータ１６０ｃと、階調変換後補正対象画素データ１６０ｄと、階調変換後平滑化画素データ１６０ｅと、出力画像データ１６０ｆとに基づいて画像生成プログラムを実行する。【００７５】
なお、上記した各プログラム１５０ａ〜プログラム１５０ｆについては、必ずしも最初からＲＯＭ１５０に記憶させておく必要はなく、例えば、コンピュータ１１０に挿入されるフレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤディスク、光磁気ディスク、ＩＣカードなどの「可搬用の物理媒体」、またはコンピュータ１１０の内外に備えられるＨＤＤなどの「固定用の物理媒体」、さらには公衆回線、インターネット、ＬＡＮ、ＷＡＮなどを介してコンピュータ１１０に接続される「他のコンピュータ（またはサーバ）」などに各プログラムを記憶させておき、コンピュータ１１０がこれから各プログラムを読み出して実行するようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
以上のように、本発明に係る画像生成プログラム、画像生成装置および画像生成方法は、入力画像における補正対象画素を平滑化して得られた平滑化画素と補正対象画素との相対値を用いて出力画像を生成することに有用であり、特に、画質を悪化せずに画像を生成することに適する。つまり、シャドー部やハイライト部を持つ入力画像において、画質を悪化せずに画像生成することに適する。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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