(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
補正対象画素の周辺領域内の画素の値の平均値を周辺領域平均値として算出する周辺領域平均手段と、
前記補正対象画素の値と前記周辺領域平均手段によって算出された周辺領域平均値とに基づいて当該画素の値を補正する補正手段とを具備し、
前記補正手段は、
前記周辺領域平均値が小さい場合に小さな値となる第１の幅と、前記周辺領域平均値が大きい場合に小さな値となる第２の幅と、前記周辺領域平均値から前記第１の幅を減算した第１の端部位置と、前記周辺領域平均値に第２の幅を加算した第２の端部位置を生成する強調範囲決定部と、
前記補正対象画素の値が前記第１の端部位置から前記第２の端部位置までの範囲にあるとき、当該画素の値から前記周辺領域平均値を減算した値に、１より大きい第１の係数を乗算した値を前記周辺領域平均値に加算した値と等しい値を出力し、
前記補正対象画素の値が前記第１の端部位置より小さい範囲にあるとき、当該画素の値に、１より小さい第２の係数を乗算した値と等しい値を出力し、
前記補正対象画素の値が前記第２の端部位置より大きい範囲にあるとき、前記入力画像の信号のとりうる最大値から当該画素の値を減算した値に、１より小さい第３の係数を乗算した値を当該最大値から減算した値と等しい値を出力する画素値変換部とを有し、
前記第２の係数は、前記補正対象画素の値が前記第１の端部位置の値に等しいとき、当該画素の値に前記第２の係数を乗算した値が、当該画素の値から前記周辺領域平均値を減算した値に前記第１の係数を乗算した値を前記周辺領域平均値に加算した値と等しくなるように定められ、
前記第３の係数は、前記補正対象画素の値が前記第２の端部位置の値に等しいとき、前記入力画像の信号のとりうる最大値から当該画素の値を減算した値に前記第３の係数を乗算した値を当該最大値から減算した値が、当該画素の値から前記周辺領域平均値を減算した値に前記第１の係数を乗算した値を前記周辺領域平均値に加算した値と等しくなるように定められる
ことを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記強調範囲決定部は、
前記周辺領域平均値が所定の標準値以下の場合に前記周辺領域平均値が小さくなるほど前記第１の幅を小さくし、
前記周辺領域平均値が前記標準値以上の場合に前記周辺領域平均値が大きくなるほど前記第２の幅を小さくする
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】
前記強調範囲決定部は、
前記周辺領域平均値が前記標準値以上の場合に前記周辺領域平均値が大きくなるほど前記第１の幅を大きくし、
前記周辺領域平均値が前記標準値以下の場合に前記周辺領域平均値が小さくなるほど前記第２の幅を大きくする
ことを特徴とする請求項２に記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記強調範囲決定部は、
前記周辺領域平均値が前記標準値以上の場合に前記第１の幅を、一定の値に維持し、
前記周辺領域平均値が前記標準値以下の場合に前記第２の幅を、一定の値に維持する
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５】
前記標準値が、前記入力画像の信号のとりうる最大値の０．４倍乃至０．６倍程度の値であることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の画像処理装置。
【請求項６】
前記標準値が、前記入力画像の信号のとりうる最大値の１／２に等しいことを特徴とする請求項５に記載の画像処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は入力画像のコントラストを補正する画像処理装置に関するものである。特に霧、霞、雨天などで撮影したコントラストの低い画像に対して被写体（人、動物、車両、道路標識など）の視認性を上げるために画像のコントラスト、先鋭性を改善する画像処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から天候の悪い霧や、もやの中で撮像したコントラストの低く、被写体がぼけたような画像が得られたとき、コントラストを補正して鮮明な画像を生成するためにいくつかの技術が知られている。まず、撮像された画像に霧がかかった画像かどうかを判別する技術を用いてコントラストを補正する技術が提案されている（例えば特許文献１）。この技術では、霧を特定するためにはあらかじめ撮影された画像で上側が空、下が地面であるなど条件を満たすことが必要であり、適用対象について制約がある。
【０００３】
次に、コントラスト補正の方法として、原色信号から輝度信号を生成し、生成した輝度信号に基づいて階調補正テーブルを算出し、各原色信号に同じ補正係数を乗算することにより色バランスの変化を抑制した階調補正装置が提案されている（例えば特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−７０９７９号公報（段落００５１から００５５）
【特許文献２】特開２００４−３４２０３０号公報（段落００３６から００６６）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１及び特許文献２の技術では、画像の一部のみにおいて霧などによりコントラストが低下している場合には、霧のかかっている低コントラスト部の補正が不十分であったり、逆に霧のかかっていない、コントラストが高い部分に過補正が生じるという問題があった。また、霧がかかってコントラストが低下した部分に対して補正度を上げようとすると、画像全体では黒つぶれ、白とびが起こる場合があり画質が低下するという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記従来技術の課題を解決するためになされたものであり、その目的は、霧などによりコントラストが低下した箇所に対して適切にコントラスト補正を行い、かつ黒つぶれや白とびのない高品位な画像を得ることができる画像処理装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る画像処理装置は、
補正対象画素の周辺領域内の画素の値の平均値を周辺領域平均値として算出する周辺領域平均手段と、
前記補正対象画素の値と前記周辺領域平均手段によって算出された周辺領域平均値とに基づいて当該画素の値を補正する補正手段とを具備し、
前記補正手段は、
前記周辺領域平均値が小さい場合に小さな値となる第１の幅と、前記周辺領域平均値が大きい場合に小さな値となる第２の幅と、前記周辺領域平均値から前記第１の幅を減算した第１の端部位置と、前記周辺領域平均値に第２の幅を加算した第２の端部位置を生成する強調範囲決定部と、
前記補正対象画素の値が前記第１の端部位置から前記第２の端部位置までの範囲にあるとき、当該画素の値から前記周辺領域平均値を減算した値に、１より大きい第１の係数を乗算した値を前記周辺領域平均値に加算した値と等しい値を出力し、
前記補正対象画素の値が前記第１の端部位置より小さい範囲にあるとき、当該画素の値に、１より小さい第２の係数を乗算した値と等しい値を出力し、
前記補正対象画素の値が前記第２の端部位置より大きい範囲にあるとき、前記入力画像の信号のとりうる最大値から当該画素の値を減算した値に、１より小さい第３の係数を乗算した値を当該最大値から減算した値と等しい値を出力する画素値変換部とを有し、
前記第２の係数は、前記補正対象画素の値が前記第１の端部位置の値に等しいとき、当該画素の値に前記第２の係数を乗算した値が、当該画素の値から前記周辺領域平均値を減算した値に前記第１の係数を乗算した値を前記周辺領域平均値に加算した値と等しくなるように定められ、
前記第３の係数は、前記補正対象画素の値が前記第２の端部位置の値に等しいとき、前記入力画像の信号のとりうる最大値から当該画素の値を減算した値に前記第３の係数を乗算した値を当該最大値から減算した値が、当該画素の値から前記周辺領域平均値を減算した値に前記第１の係数を乗算した値を前記周辺領域平均値に加算した値と等しくなるように定められる
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の画像処理装置によれば、霧などにより局所的にコントラストが低下した箇所に対して、黒つぶれや白とびを起こすことなく、適切にコントラスト補正を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態１に係る画像処理装置の構成を概略的に示すブロック図である。
【図２】補正対象画素と周辺領域との位置関係を示す図である。
【図３】図１の周辺領域平均手段１の構成例を示すブロック図である。
【図４】図１の周辺領域平均手段１の他の構成例を示すブロック図である。
【図５】図１の補正手段３の入力信号と出力信号の関係を模式的に示す図である。
【図６】図１の補正手段３が発生し得る入出力特性の例を示す図である。
【図７】図１の補正手段３の入出力特性の決め方を示す図である。
【図８】図１の補正手段３の入出力特性の一例を図である。
【図９】（ａ）及び（ｂ）は、実施の形態１における、幅ＷＬ、ＷＲ、及び傾きＫＬ、ＫＲの、周辺領域平均値Ａｖｅに応じた変化の一例を示す図である。
【図１０】図１の補正手段３の構成例を示すブロック図である。
【図１１】図１０の幅演算部（ＷＬ演算部）３１の構成例を示すブロック図である。
【図１２】図１０の幅演算部（ＷＲ演算部）３２の構成例を示すブロック図である。
【図１３】本発明の実施の形態２における補正手段３ｂの入出力特性の一例を示す図である。
【図１４】実施の形態２における補正手段３ｂの構成例を示すブロック図である。
【図１５】図１４の幅演算部（ＷＬ演算部）４１の構成例を示すブロック図である。
【図１６】図１４の幅演算部（ＷＲ演算部）４２の構成例を示すブロック図である。
【図１７】（ａ）及び（ｂ）は、実施の形態２における、幅ＷＬ、ＷＲ、及び傾きＫＬ、ＫＲの、周辺領域平均値Ａｖｅに応じた変化の一例を示す図である。
【図１８】（ａ）及び（ｂ）は、本発明の変形例における、幅ＷＬ、ＷＲ、及び傾きＫＬ、ＫＲの、周辺領域平均値Ａｖｅに応じた変化の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１に係る画像処理装置の構成を示す。
図示の画像処理装置は、画像を構成する複数の画素の信号を受けて、画像のコントラストの補正を行うものである。各画素の信号（画素信号）は、複数の色成分の信号（色信号）から成る。複数の色信号は、例えば赤、緑、青の原色成分を表すものであり、それぞれ符号Ｒｉｎ、Ｇｉｎ、Ｂｉｎで表され、単に入力信号とも呼ばれる。画像処理装置は、複数の画素を順に補正対象画素として、当該画素のコントラスト補正後の信号Ｒｏｕｔ、Ｇｏｕｔ、Ｂｏｕｔを順に出力する。
図示の画像処理装置は、周辺領域平均手段１と、遅延手段２と、補正手段３とを備える。
【００１１】
周辺領域平均手段１は、入力信号Ｒｉｎ、Ｇｉｎ、Ｂｉｎから補正対象画素の周辺領域の画素の平均値を画素ごとに検出する。
補正手段３は、周辺領域平均手段１の出力値に応じて、入力信号Ｒｉｎ、Ｇｉｎ、Ｂｉｎの信号を補正する。
遅延手段２は、入力信号Ｒｉｎ、Ｇｉｎ、Ｂｉｎを遅延させる。遅延手段２の出力も、入力信号と同じ符号「Ｒｉｎ、Ｇｉｎ、Ｂｉｎ」で表す。遅延手段２による遅延の目的については後述する。
【００１２】
以下、より詳細に説明する。
周辺領域平均手段１は図２に示すように補正対象画素Ｐ０の周辺領域ＮＡ内の画素の信号成分の平均値Ａｖｅを算出して、周辺領域平均値として出力する。例えば、補正対象画素Ｐ０を中心とし、水平５画素、垂直５画素の領域を周辺領域ＮＡとし、該周辺領域ＮＡに含まれる２５画素の値を平均化する。例えば、各画素の輝度値Ｙを算出し、算出した２５画素分の輝度値の単純平均を求める。
輝度値Ｙは、例えば、簡便法として、
Ｙ＝（Ｒｉｎ＋２Ｇｉｎ＋Ｂｉｎ）／４      …（Ａ１）
により求めることとしても良い。
なお、より正確な方法として、
Ｙ＝０．３Ｒｉｎ＋０．５９Ｇｉｎ＋０．１１Ｂｉｎ    …（Ａ２）
により、輝度値Ｙを求めることとしても良い。
【００１３】
図３に周辺領域平均手段１の構成例を示す。図示の周辺領域平均手段１は、輝度値算出手段１１と、平均値算出手段１２とを有する。輝度値算出手段１１は、入力信号Ｒｉｎ、Ｇｉｎ、Ｂｉｎを入力とし、輝度値Ｙを算出する。平均値算出手段１２は、輝度値Ｙの平均値を算出し、算出した平均値を周辺領域平均値Ａｖｅとして出力する。
【００１４】
輝度値算出手段１１は、例えば、上記の式（Ａ１）で表される輝度値Ｙを算出するものであり、ビットシフト手段１１１と、加算器１１２と、ビットシフト手段１１３とを有する。
【００１５】
ビットシフト手段１１１は、入力信号Ｇｉｎを１ビット左方にシフトし、右端のビット（ＬＳＢ）を０で埋めることで、入力された信号Ｇｉｎの２倍の値を持つ信号を出力する。
加算器１１２は、入力信号Ｒｉｎ、Ｇｉｎと、ビットシフト手段１１１の出力（２×Ｇｉｎ）を加算する。ビットシフト手段１１３は加算器１１２の出力の下位２ビットを切り捨てることで１／４倍し、式（Ａ１）で表される輝度値Ｙを表す信号を出力する。
【００１６】
平均値算出手段１２は、輝度値Ｙを、補正対象画素の周辺領域、例えば補正対象画素を中心とする５画素×５画素の領域にわたって平均するものであり、直列接続された４つの画素遅延手段１２１ａ〜１２１ｄと、直列接続された４つのライン遅延手段１２３ａ〜１２３ｄと、加算器１２２、１２４と、除算器１２５とを有する。
【００１７】
画素遅延手段１２１ａ〜１２１ｄは、輝度値Ｙを表す信号（輝度信号Ｙ）を、各々１画素分（１画素期間）遅延させ、それぞれ１画素遅延信号、２画素遅延信号、３画素遅延信号、４画素遅延信号を出力する。
【００１８】
加算器１２２は、画素遅延手段１２１ａ〜１２１ｄの出力及びビットシフト手段１１３の出力を加算する。これにより、図２に示される水平方向５画素分の加算結果が得られる。
【００１９】
ライン遅延手段１２３ａ〜１２３ｄは、加算器１２２の出力を各々１ライン分（１ライン期間）遅延させ、それぞれ１ライン遅延信号、２ライン遅延信号、３ライン遅延信号、４ライン遅延信号を出力する。
加算器１２４は、ライン遅延手段１２３ａ〜１２３ｄの出力及び加算器１２２の出力を加算する。これにより、図２に示される水平５画素、垂直５画素の領域内の２５画素の加算結果が得られる。
【００２０】
除算器１２５は、加算器１２４の出力を２５（周辺領域内の画素の数）で割り、これにより、上記の２５画素の平均値Ａｖｅが得られる。
【００２１】
周辺領域平均手段１で周辺領域平均値を求める際に使用する周辺領域の画素数は必ずしも５画素×５画素に限定するものではなく、補正後の画質の好みに応じて、領域の大きさを定めればよい。領域を小さく設けると周波数特性の高いコントラスト感(高周波成分について高いコントラスト感)が得られ、領域を大きく設けると周波数特性の低いコントラスト感(低周波成分について高いコントラスト感)が得られる。
【００２２】
また、上記の例では、式（Ａ１）や式（Ａ２）により求められる輝度値を画像の明るさを反映した周辺領域平均値として求めているが、本発明は、これに限定されず、画像の明るさを反映した値であれば、他の式で求められる値であっても良い。
【００２３】
また、輝度値の代りに、各画素についての入力信号Ｒｉｎ、Ｇｉｎ、Ｂｉｎの最大値Ｍｘをその画素の代表値として求め、周辺領域の画素の代表値の平均値を求めることとしても良い。このようにすれば、コントラスト補正を行った際に、色の濃い箇所での彩度の飽和（３つの色の階調値の少なくとも一つが階調範囲の最大値になることを意味し、色つぶれとも称する）を避けることができる。
【００２４】
最大値Ｍｘを求める場合には、周辺領域平均手段１は例えば図４に示されるように構成される。即ち、図４に示される周辺領域平均手段１は、図３の輝度値算出手段１１の代りに、最大値選択手段１３を備える。
最大値選択手段１３は、入力信号Ｒｉｎ、Ｇｉｎ、Ｂｉｎの最大値Ｍｘをその画素の代表値として出力する。
図４の平均値算出手段１２は、最大値選択手段１３から出力される最大値Ｍｘの平均を算出して、周辺領域平均値Ａｖｅとして出力するものであり、図３の平均値算出手段１２と同様に構成される。
【００２５】
図１に戻り、遅延手段２は、周辺領域平均手段１で算出した周辺領域平均値Ａｖｅが出力されるタイミングと、補正対象画素の信号Ｒｉｎ、Ｇｉｎ、Ｂｉｎが遅延信号として出力されるタイミングが一致するように（即ち、遅延手段２から補正対象画素の信号Ｒｉｎ、Ｇｉｎ、Ｂｉｎが出力されるとき、周辺領域平均手段１から、当該補正対象画素の周辺領域の平均値Ａｖｅが出力されるように）、入力信号Ｒｉｎ、Ｇｉｎ、Ｂｉｎの遅延を行う。
【００２６】
補正手段３は周辺領域平均値Ａｖｅの信号に応じて、遅延された入力信号Ｒｉｎ、Ｇｉｎ、Ｂｉｎのコントラストを補正する。
【００２７】
補正手段３におけるコントラスト補正の方法について図５を用いて説明する。
図５に補正手段３の入力信号Ｓｉｎと出力信号Ｓｏｕｔの関係の一例を示す。ここでＳはＲ、Ｇ又はＢのいずれかであり、以下の説明は、Ｒ、Ｇ、Ｂのいずれにも当てはまる。
「Ｓｏｕｔ＝Ｓｉｎ」の直線は入力信号Ｓｉｎがそのままの値で出力信号Ｓｏｕｔとして出力されるときの入出力特性を示している。また、Ｓｍａｘは入力信号のとりうる最大値を表しており、８ビット階調であれば２５５となる。
【００２８】
図５において太い実線で示した折れ線は補正手段３の入出力特性を示しており、階調補正曲線とも呼ばれる。図５に示した入出力特性は、周辺領域平均手段１から出力された周辺領域平均値Ａｖｅを中心として、Ａｖｅより小さい値ＥＬから、Ａｖｅより大きい値ＥＲまでの信号範囲（コントラスト強調範囲）において、座標（Ａｖｅ,Ａｖｅ）の点を通り、傾きＫＣの入出力特性をもつ。ＫＣは１よりも大きい、予め定められた値である。これにより、入力信号Ｓｉｎが平均値Ａｖｅより小さいときは、出力信号Ｓｏｕｔは入力信号Ｓｉｎよりも小さい値となり、入力信号Ｓｉｎが平均値Ａｖｅより大きいときは、出力信号Ｓｏｕｔは入力信号Ｓｉｎよりも大きな値となる。
【００２９】
例えばＡｖｅより小さい値Ｓｉｎ１が入力されたときは、Ｓｉｎ１より小さいＳｏｕｔ１が出力される。また、Ａｖｅより大きな値Ｓｉｎ２が入力されたときはＳｉｎ２より大きいＳｏｕｔ２が出力される。
このように、周辺領域平均値Ａｖｅを中心として、入力信号ＳｉｎがＡｖｅより大きいときはさらに大きな値が出力され、入力信号ＳｉｎがＡｖｅより小さいときはさらに小さな値が出力される。さらに値ＥＬから値ＥＲの範囲では、Ｓｉｎの増分に対するＳｏｕｔの増分の比（ΔＳｏｕｔ／ΔＳｉｎ）が１より大きい。これにより周辺画素とのコントラスト差（信号差）が大きくなり、コントラストが強調される。
【００３０】
以下、本願では、値ＥＬから値ＥＲまでの範囲をコントラスト強調範囲と呼び、値ＥＬ、ＥＲをそれぞれコントラスト強調範囲の最小値側端部或いは左端、最大値側端部或いは右端と呼ぶことがある。
【００３１】
図５に示した入出力特性において、出力信号Ｓｏｕｔは、
入力信号ＳｉｎがＥＬからＥＲまでの範囲内では、
Ｓｏｕｔ＝Ａｖｅ＋ＫＣ×（Ｓｉｎ−Ａｖｅ）
で与えられる値となる。特に、
Ｓｉｎ＝ＥＬのときは、
Ｓｏｕｔ＝ＥＬＯ＝Ａｖｅ＋ＫＣ×（ＥＬ−Ａｖｅ）
＝Ａｖｅ−ＫＣ×（Ａｖｅ−ＥＬ）
Ｓｉｎ＝ＥＲのときは、
Ｓｏｕｔ＝ＥＲＯ＝Ａｖｅ＋ＫＣ×（ＥＲ−Ａｖｅ）
となる。
【００３２】
入力信号ＳｉｎがＥＲより大きいときは、点（ＥＲ，ＥＲＯ）と点（Ｓｍａｘ，Ｓｍａｘ）の２点を結ぶ直線で表される入出力特性となる。また、入力信号ＳｉｎがＥＬより小さいときは、点（０，０）と点（ＥＬ，ＥＬＯ）の２点を結ぶ直線で表される入出力特性となる。
【００３３】
図５に記載した入出力特性において、入力される周辺領域平均値Ａｖｅが大きくなっていくと、それに合わせて傾きＫＣの入出力特性をもつ範囲が右側にシフトしていき（ＥＬ、ＥＲの値が次第に大きくなり）、周辺領域平均値Ａｖｅが小さくなっていくと、それに合わせて傾きＫＣの入出力特性をもつ範囲が左側にシフトしていく（ＥＬ、ＥＲの値が次第に小さくなる）。
【００３４】
仮に、周辺領域平均値Ａｖｅを中心として傾きＫＣの入出力特性をもつ範囲の幅（ＥＲ−ＥＬの値）を一定とすると次のような問題が生じる。以下、その問題点を、図６を参照して説明する。
【００３５】
平均値Ａｖｅが所定の標準値Ａｖｅ０（例えば最大値Ｓｍａｘの１／２に等しい）である場合、Ａｖｅ＝Ａｖｅ０の場合の入出力特性は曲線（折れ線）Ｃａで示すごとくとなり、傾きＫＣの入出力特性をもつ範囲はＥＬ（Ａｖｅ０）からＥＲ（Ａｖｅ０）までの範囲となる。なお、ＥＬ（Ａｖｅ０）、ＥＲ（Ａｖｅ０）は、それぞれＡｖｅ＝Ａｖｅ０の場合のＥＬ、ＥＲの値を意味する。他の変数についても同様の表記を用いる。
【００３６】
平均値Ａｖｅが小さく、例えばＡｖｅ１に等しいとき、入出力特性は曲線Ｃｂのようになり、入力信号Ｓｉｎがｂ１よりも小さい範囲では出力信号Ｓｏｕｔに階調がなくなり黒つぶれした画像となってしまう。
また、平均値Ａｖｅが大きく、例えばＡｖｅ２に等しいとき、入出力特性は曲線Ｃｃのようになり、入力信号Ｓｉｎがｃ２よりも大きい範囲では、出力信号Ｓｏｕｔに階調がなくなり白とびした画像となってしまう。
【００３７】
そこで、本発明の実施の形態１では、図７に示すような入力特性を用いることで、黒つぶれ、白とびが生じないようにしている。図７に示す例では、平均値Ａｖｅが小さくなるにつれて(Ａｖｅの値が、Ａｖｅ０からＡｖｅ１、Ａｖｅ３と変わるにつれて)、傾きＫＣの入出力特性をもつ範囲の幅をＡｖｅより小さい側において狭くしていき、Ａｖｅより大きい側において広くしていく。即ち、
Ａｖｅ０−ＥＬ（Ａｖｅ０）
＞Ａｖｅ１−ＥＬ（Ａｖｅ１）
＞Ａｖｅ３−ＥＬ（Ａｖｅ３）
＞Ａｖｅ５−ＥＬ（Ａｖｅ３）、かつ
ＥＲ（Ａｖｅ０）−Ａｖｅ０
＜ＥＲ（Ａｖｅ１）−Ａｖｅ１
＜ＥＲ（Ａｖｅ３）−Ａｖｅ３
＜ＥＲ（Ａｖｅ５）−Ａｖｅ５
とする。
また、Ａｖｅの値が大きくなるにつれて(Ａｖｅの値が、Ａｖｅ０からＡｖｅ２、Ａｖｅ４と変わるにつれて)、傾きＫＣの入出力特性をもつ範囲の幅をＡｖｅより小さい側において広くしていき、Ａｖｅより大きい側において狭くしていく。即ち、
Ａｖｅ０−ＥＬ（Ａｖｅ０）
＜Ａｖｅ２−ＥＬ（Ａｖｅ２）
＜Ａｖｅ４−ＥＬ（Ａｖｅ４）
＜Ａｖｅ６−ＥＬ（Ａｖｅ６）、かつ
ＥＲ（Ａｖｅ０）−Ａｖｅ０
＞ＥＲ（Ａｖｅ２）−Ａｖｅ２
＞ＥＲ（Ａｖｅ４）−Ａｖｅ４
＞ＥＲ（Ａｖｅ６）−Ａｖｅ６
とする。
なお、図７に示す例では、
Ａｖｅ５＝０、Ａｖｅ５−ＥＬ（Ａｖｅ５）＝０、
Ａｖｅ６＝Ｓｍａｘ、ＥＲ（Ａｖｅ６）−Ａｖｅ６＝０
である。
【００３８】
図７に示した入出力特性のうち、Ａｖｅ＝Ａｖｅ０、Ａｖｅ＝Ａｖｅ１、Ａｖｅ＝Ａｖｅ２の場合のものの詳細を図８に示す。横軸のＳｉｎ及び縦軸のＳｏｕｔは、図５について説明したのと同様である。
【００３９】
ＡｖｅがＡｖｅ０であるときの入出力特性は図８の曲線Ｃａに示すように、Ａｖｅ０を中心として左側にＷＬ０（＝Ａｖｅ０−ＥＬ（Ａｖｅ０））、右側にＷＲ０（＝ＥＲ（Ａｖｅ０）−Ａｖｅ０）の幅をもつ範囲、すなわちＡｖｅ０−ＷＬ０からＡｖｅ０＋ＷＲ０の範囲で傾きＫＣの入出力特性をもつ。
ここで、ＫＣ、ＷＬ０、ＷＲ０はあらかじめ定められた定数である。
通常は、Ａｖｅ０＝Ｓｍａｘ／２とし、Ａｖｅ＝Ａｖｅ０のときＷＬ０＝ＷＲ０とするのが望ましいが、本発明はこれに限定されない。
【００４０】
Ａｖｅ＝Ａｖｅ０のときの補正手段３の入出力特性は、入力信号ＳｉｎがＡｖｅ０−ＷＬ０からＡｖｅ０＋ＷＲ０の範囲では傾きＫＣの入出力特性をもち、入力信号ＳｉｎがＡｖｅ０−ＷＬ０よりも小さい場合は、１より小さい傾きＫＬ０の入出力特性をもち、入力信号ＳｉｎがＡｖｅ０＋ＷＲ０よりも大きい範囲では１より小さい傾きＫＲ０の入出力特性をもつ。これを数式で表すと、次式（Ｂ１）のようになる。
【００４１】
【数１】
0005550483.tif 000002
【００４２】
ここで、階調変換曲線がＳｉｎ＝Ａｖｅ０−ＷＬ０およびＳｉｎ＝Ａｖｅ０＋ＷＲ０のときに連続につながるという条件を考慮すると、ＫＬ０およびＫＲ０の値は次式（Ｂ２）、（Ｂ３）のようにＫＣ、ＷＬ０、ＷＲ０、およびＡｖｅ０から一意に決定することができる。
【００４３】
【数２】
0005550483.tif 000003
【数３】
0005550483.tif 000004
【００４４】
ＡｖｅがＡｖｅ０より大きいとき（例えば、Ａｖｅ＝Ａｖｅ２（Ａｖｅ２＞Ａｖｅ０）であるとき）、Ａｖｅ２を中心として左側（最小値側）にＷＬ２、右側（最大値側）にＷＲ２の幅をもつ範囲で傾きＫＣの入出力特性をもつものとすると、Ａｖｅ２の右側の幅ＷＲ２をＷＲ０と比較して、ＷＲ０×（Ａｖｅ２−Ａｖｅ０）／（Ｓｍａｘ−Ａｖｅ０）だけ小さくし、Ａｖｅ２の左側の幅ＷＬ２をＷＬ０と比較して同じだけ大きくする。
一般化して、Ａｖｅ＞Ａｖｅ０のとき、ＷＬ（Ａｖｅ）、ＷＲ（Ａｖｅ）は、Ａｖｅに応じて変化する値として次式（Ｂ４）、（Ｂ５）により与えられる。
【００４５】
【数４】
0005550483.tif 000005
【数５】
0005550483.tif 000006
【００４６】
式（Ｂ４）、（Ｂ５）によれば、Ａｖｅ＝Ａｖｅ０のときＷＬ（Ａｖｅ）＝ＷＬ０、ＷＲ（Ａｖｅ）＝ＷＲ０であり、Ａｖｅの値が大きくなるにつれて、ＷＬ（Ａｖｅ）は増加していき、ＷＲ（Ａｖｅ）は減少していき、Ａｖｅ＝Ｓｍａｘとなったとき、ＷＬ（Ｓｍａｘ）＝ＷＬ０＋ＷＲ０、ＷＲ（Ｓｍａｘ）＝０となる。
【００４７】
図８中のＷＬ２、ＷＲ２は、それぞれ式（Ｂ４）、（Ｂ５）のＡｖｅにＡｖｅ２の値を代入して求めた値ＷＬ（Ａｖｅ２）、ＷＲ（Ａｖｅ２）に等しい。よって、Ａｖｅ＝Ａｖｅ２のときの補正手段３の入出力特性Ｃｃは、ＳｉｎがＡｖｅ２−ＷＬ２からＡｖｅ２＋ＷＲ２の範囲では傾きＫＣの入出力特性をもち、ＳｉｎがＡｖｅ２＋ＷＲ２よりも大きい範囲では傾きＫＲ０の入出力特性をもち、ＳｉｎがＡｖｅ２−ＷＬ２よりも小さい範囲では傾きＫＬ０の入出力特性をもつ。これを数式で表すと、次式（Ｂ６）のようになる。
【００４８】
【数６】
0005550483.tif 000007
【００４９】
となる。ここで、ＫＲ０、ＫＬ０は式（Ｂ２）、（Ｂ３）により与えられる値と同じ値であり、ＷＬ２、ＷＲ２は、式（Ｂ４）、（Ｂ５）でＡｖｅ＝Ａｖｅ２とすることで与えられる。
【００５０】
一方、ＡｖｅがＡｖｅ０より小さいとき（例えば、Ａｖｅ＝Ａｖｅ１（Ａｖｅ１＜Ａｖｅ０）であるとき）、Ａｖｅ１を中心として左側にＷＬ１、右側にＷＲ１の幅をもつ範囲で傾きＫＣの入出力特性をもつものとすると、Ａｖｅ１の左側の幅ＷＬ１をＷＬ０と比較して、ＷＬ０×（Ａｖｅ０−Ａｖｅ１）／Ａｖｅ０だけ小さくし、Ａｖｅ１の右側の幅ＷＲ１をＷＲ０と比較して同じだけ大きくする。
一般化して、Ａｖｅ＜Ａｖｅ０のとき、ＷＬ（Ａｖｅ）、ＷＲ（Ａｖｅ）は、Ａｖｅに応じて変化する値として次式（Ｂ７）、（Ｂ８）により与えられる。
【００５１】
【数７】
0005550483.tif 000008
【数８】
0005550483.tif 000009
【００５２】
式（Ｂ７）、（Ｂ８）によれば、Ａｖｅ＝Ａｖｅ０のときＷＬ（Ａｖｅ）＝ＷＬ０、ＷＲ（Ａｖｅ）＝ＷＲ０であり、Ａｖｅの値が小さくなるにつれて、ＷＬ（Ａｖｅ）は減少していき、ＷＲ（Ａｖｅ）は増加していき、Ａｖｅ＝０となったとき、ＷＬ（０）＝０、ＷＲ（０）＝ＷＬ０＋ＷＲ０となる。
【００５３】
図８中のＷＬ１、ＷＲ１は、それぞれ式（Ｂ７）、（Ｂ８）のＡｖｅにＡｖｅ１の値を代入して求めた値ＷＬ（Ａｖｅ１）、ＷＲ（Ａｖｅ１）に等しい。よって、Ａｖｅ＝Ａｖｅ１のときの補正手段３の入出力特性Ｃｂは、ＳｉｎがＡｖｅ１−ＷＬ１からＡｖｅ１＋ＷＲ１の範囲では傾きＫＣの入出力特性をもち、ＳｉｎがＡｖｅ１＋ＷＲ１よりも大きい範囲では傾きＫＲ０の入出力特性をもち、ＳｉｎがＡｖｅ１−ＷＬ１よりも小さい範囲では傾きＫＬ０の入出力特性をもつ。これを数式で表すと、次式（Ｂ９）のようになる。
【００５４】
【数９】
0005550483.tif 000010
【００５５】
となる。ここで、ＫＲ０、ＫＬ０は式（Ｂ２）、（Ｂ３）により与えられる値と同じ値であり、ＷＬ１、ＷＲ１は、式（Ｂ４）、（Ｂ５）でＡｖｅ＝Ａｖｅ１とすることで与えられる。
【００５６】
以上を一般化すると、図８に示した入出力特性は、周辺領域平均値Ａｖｅを中心として左側にＷＬ（Ａｖｅ）、右側にＷＲ（Ａｖｅ）の幅をもつ範囲で傾きＫＣの入出力特性をもち、入力信号ＳｉｎがＡｖｅ＋ＷＲ（Ａｖｅ）よりも大きい範囲では傾きＫＲ０の入出力特性をもち、入力信号ＳｉｎがＡｖｅ−ＷＬ（Ａｖｅ）よりも小さい範囲では傾きＫＬ０の入出力特性をもつ。これを数式で表すと、次式（Ｂ１０）のようになる。
【００５７】
【数１０】
0005550483.tif 000011
【００５８】
ここで、Ｓｉｎは補正手段３に入力された信号Ｒｉｎ、Ｇｉｎ、Ｂｉｎであり、Ｓｏｕｔは補正手段３から出力される信号Ｒｏｕｔ、Ｇｏｕｔ、Ｂｏｕｔであり、Ａｖｅは周辺領域平均手段１から出力される周辺領域の平均値である。また、ＫＲ０、ＫＬ０は式（Ｂ２）、（Ｂ３）により予め与えられた値である。さらに、ＷＬ（Ａｖｅ）、ＷＲ（Ａｖｅ）はＡｖｅに応じて変化する値として次式（Ｂ１１）、（Ｂ１２）により与えられる。
【００５９】
【数１１】
0005550483.tif 000012
【数１２】
0005550483.tif 000013
【００６０】
Ａｖｅ０＝Ｓｍａｘ／２、ＷＬ０＝ＷＲ０の場合における、ＷＬ（Ａｖｅ）、ＷＲ（Ａｖｅ）とＡｖｅの関係は、図９（ａ）に示す如くとなる。なお、図９（ｂ）は、ＫＬ、ＫＲがＡｖｅの値に拘わらず一定（ＫＬ０、ＫＲ０）であることを示す。
【００６１】
上記のような入出力特性を有する補正手段３の一部の構成例を図１０に示す。図１０には入力信号がＳｉｎで表されており、補正手段３には、図１０に示される構成が３つ含まれ、それぞれ、Ｒｉｎ，Ｇｉｎ，Ｂｉｎを処理する。
【００６２】
図１０に示される補正手段３は、強調範囲決定部４と、画素値変換部５と、記憶部６及び７を有する。
強調範囲決定部４は、第１の幅演算部（ＷＬ演算部）３１と、第２の幅演算部（ＷＲ演算部）３２と、第１の端部位置演算部（ＥＬ演算部）３３と、第２の端部位置演算部（ＥＲ演算部）３４とを有する。
画素値変換部５は、比較部３５と、画素値演算部３６、３７、３８と、選択部３９とを有する。
【００６３】
強調範囲決定部４は、周辺領域平均値Ａｖｅと標準値Ａｖｅ０とを入力として、コントラスト強調範囲の左端ＥＬ及び右端ＥＲを決定する。標準値Ａｖｅ０は、Ｓｍａｘ／２を中心とする所定の範囲、例えば、最大値Ｓｍａｘの０．４倍乃至０．６倍の範囲内で定められ、例えばＳｍａｘの１／２に定められる。標準値Ａｖｅ０は、記憶部６に予め書き込まれ、保持されている。
【００６４】
ＷＬ演算部３１は、最小値側範囲幅演算部とも呼ばれるものであり、平均値Ａｖｅに基づいて、入出力特性が傾きＫＣをもつ範囲のうち、平均値Ａｖｅよりも最小値側の部分（平均値Ａｖｅよりも左側の部分）の幅ＷＬを算出する。なお、この幅ＷＬを単に「左幅」と言うこともあり、また「第１の値」と言うこともある。
ＷＲ演算部３２は、最大値側範囲幅演算部とも呼ばれるものであり、平均値Ａｖｅに基づいて、入出力特性が傾きＫＣをもつ範囲のうち、平均値Ａｖｅよりも最大値側の部分（平均値Ａｖｅよりも右側の部分）の幅ＷＲを算出する。なお、この幅ＷＲを単に「右幅」と言うこともあり、また「第２の値」と言う事もある。
ＷＬ演算部３１及びＷＲ演算部３２の具体的な構成例は後述する。
【００６５】
ＥＬ演算部３３は、最小値側端部位置演算部とも呼ばれるものであり、平均値Ａｖｅと左幅ＷＬとを入力として、入出力特性が傾きＫＣをもつ範囲の最小値側端部或いは左端の位置ＥＬ＝Ａｖｅ−ＷＬを求める。
ＥＲ演算部３４は、最大値側端部位置演算部とも呼ばれるものであり、平均値Ａｖｅと右幅ＷＲとを入力として、入出力特性が傾きＫＣをもつ範囲の最大値側端部或いは右端の位置ＥＲ＝Ａｖｅ＋ＷＲを求める。
【００６６】
比較部３５は、ＥＬ演算部３３で算出された左端位置ＥＬと、ＥＲ演算部３４で算出された右端位置ＥＲと、信号値Ｓｉｎとを入力とし、
ＥＬ≦Ｓｉｎ≦ＥＲか、
Ｓｉｎ＜ＥＬか、
ＥＲ＜Ｓｉｎか
の判定を行い、判定の結果を示す信号を比較結果信号Ｄ３５として出力する。
【００６７】
画素値演算部３７は、信号値Ｓｉｎ、平均値Ａｖｅを入力とし、所定の傾きＫＣを表す係数（同じ符号ＫＣで表す）を用いて、
ＳｏｕｔＣ＝ＫＣ×（Ｓｉｎ−Ａｖｅ）＋Ａｖｅ
で表される演算を行う。
【００６８】
画素値演算部３６は、信号値Ｓｉｎを入力とし、所定の傾きＫＬ０を表す係数（同じ符号ＫＬ０で表す）を用いて、
ＳｏｕＬ＝ＫＬ０×Ｓｉｎ
で表される演算を行う。
【００６９】
画素値演算部３８は、信号値Ｓｉｎを入力とし、所定の傾きＫＲ０を表す係数（同じ符号ＫＲ０で表す）を用いて、
ＳｏｕｔＲ＝ＫＲ０×（Ｓｉｎ−Ｓｍａｘ）＋Ｓｍａｘ
で表される演算を行う。
係数ＫＣ、ＫＬ０、ＫＲ０は記憶部７に予め書き込まれ、保持されている。
【００７０】
選択部３９は、比較結果信号Ｄ３５を受けて、該比較結果信号Ｄ３５が
ＥＬ≦Ｓｉｎ≦ＥＲを示すときは、画素値演算部３７の演算結果ＳｏｕｔＣを選択し、
Ｓｉｎ＜ＥＬを示すときは、画素値演算部３６の演算結果ＳｏｕｔＬを選択し、
ＥＲ＜Ｓｉｎを示すときは、画素値演算部３８の演算結果ＳｏｕｔＲを選択し、
選択した演算結果を、選択部３９の出力Ｓｏｕｔとして出力する。
【００７１】
なお、比較部３５における比較結果に応じて、画素値演算部３６、３７、３８の出力のうちの一つのみが選択されるので、比較結果信号Ｄ３５を画素値演算部３６、３７、３８に供給し、演算結果が選択される画素値演算部にのみ上記の演算を行わせるようにしても良い。
【００７２】
ＷＲ演算部３２及びＷＬ演算部３１の構成例を図１１及び図１２に示す。
図１１に示されるＷＬ演算部３１は、比較部３１１と、演算部３１２、３１３と、選択部３１４とを有する。
比較部３１１は周辺領域平均手段１から出力される平均値Ａｖｅと標準値Ａｖｅ０とを受けて、Ａｖｅ≦Ａｖｅ０か否かの判定を行い、判定の結果を示す信号を比較結果信号Ｄ３１１として出力する。
【００７３】
演算部３１２は、
ＷＬｂ＝ＷＬ０−ＷＬ０×（Ａｖｅ０−Ａｖｅ）／（Ａｖｅ０）
で表される演算を行い、演算結果ＷＬｂを出力する。
演算部３１３は、
ＷＬｃ＝ＷＬ０＋ＷＲ０×(Ａｖｅ−Ａｖｅ０)／（Ｓｍａｘ−Ａｖｅ０）
で表される演算を行って、演算結果ＷＬｃを出力する。
【００７４】
選択部３１４は、比較部３１１からの比較結果信号Ｄ３１１を受けて、ＡｖｅがＡｖｅ０以下であるときは、演算部３１２の演算結果ＷＬｂを左幅ＷＬとして出力し、ＡｖｅがＡｖｅ０より大きいときは、演算部３１３の演算結果ＷＬｃを左幅ＷＬとして出力する。
なお、比較結果信号Ｄ３１１を演算部３１２、３１３に供給し、演算部３１２、３１３のうち、演算結果が選択部３１４で選択される演算部にのみ上記の演算を行わせるようにしても良い。
【００７５】
図１２に示されるＷＲ演算部３２は、比較部３２１と、演算部３２２、３２３と、選択部３２４とを有する。
比較部３２１は周辺領域平均手段１から出力される平均値Ａｖｅと標準値Ａｖｅ０とを受けて、Ａｖｅ≦Ａｖｅ０か否かの判定を行い、判定の結果を示す信号を、比較結果信号Ｄ３２１として出力する。
【００７６】
演算部３２２は、
ＷＲｂ＝ＷＲ０＋ＷＬ０×（Ａｖｅ０−Ａｖｅ）／（Ａｖｅ０）
で表される演算を行い、演算結果ＷＲｂを出力する。
演算部３２３は、
ＷＲｃ＝ＷＲ０−ＷＲ０×(Ａｖｅ−Ａｖｅ０)／（Ｓｍａｘ−Ａｖｅ０）
で表される演算を行い、演算結果ＷＲｃを出力する。
【００７７】
選択部３２４は、比較部３２１からの比較結果信号Ｄ３２１を受けて、ＡｖｅがＡｖｅ０以下のときは演算部３２２の演算結果ＷＲｂを右幅ＷＲとして出力し、ＡｖｅがＡｖｅ０より大きいときは演算部３２３の演算結果ＷＲｃを右幅ＷＲとして出力する。
なお、比較結果信号Ｄ３２１を演算部３２２、３２３に供給し、演算部３２２、３２３のうち、演算結果が選択部３２４で選択される演算部にのみ上記の演算を行わせるようにしても良い。
【００７８】
以上のような構成により、図８および式（Ｂ１０）〜（Ｂ１２）で説明した入出力特性を有する補正手段３を実現することができる。
【００７９】
以上で説明した補正手段３の構成によれば、補正対象画素の画素値（Ｓｉｎ）が周辺領域の平均値（Ａｖｅ）より小さいときはさらに小さくなるように補正され、大きいときはさらに大きくなるように補正されることで、その信号差が大きくなるため、コントラストが画素ごとに調整されることになり、また画像が明るい領域でも、白とびすることのない補正を加えることができ、画像が暗い領域でも、黒つぶれすることのない補正を行うことができる。
【００８０】
また、画像が明るいほど、補正対象画素の画素値Ｓｉｎが周辺領域平均値Ａｖｅより小さい側において傾きＫＣ（ＫＣ＞１）の入出力特性をもつ範囲が広くなるため、明るい画像領域では画像が明るくなるにつれてコントラスト強調の対象となる中間層の信号レベルが多く含まれ、画像が暗くなるほど、入力信号Ｓｉｎが平均値Ａｖｅより大きい側において傾きＫＣ（ＫＣ＞１）の入出力特性をもつ範囲が広くなるため、暗い画像領域では画像が暗くなるにつれてコントラスト強調の対象となる中間層の信号レベルが多く含まれていくため有効なコントラスト補正を行うことができる。
【００８１】
実施の形態２．
上記の実施の形態１の図１０に示される補正手段３の代わりに、図１４に示される補正手段３ｂを用いても良い。
図１０に示される補正手段３は、図８に示される入出力特性を実現するためのものであるのに対し、図１４に示される補正手段３ｂは、図１３に示される入出力特性を実現するためのものである。
【００８２】
図１４に示される補正手段３ｂは、図１０に示される補正手段３と慨して同じであるが、図１０のＷＬ演算部３１、ＷＲ演算部３２、画素値演算部３６、３８の代わりに、第１の幅演算部（ＷＬ演算部）４１、第２の幅演算部（ＷＲ演算部）４２、画素値演算部４６、４８を用いており、さらに、第１の傾き演算部（ＫＬ演算部）５１、第２の傾き演算部（ＫＲ演算部）５２、比較部５３及び選択部５４を備えている点で異なる。
ＷＬ演算部４１は、例えば図１５に示されるように構成され、ＷＲ演算部４２は、例えば図１６に示されるように構成されている。
【００８３】
図１３に示した入出力特性は、図８に示した入出力特性と慨して同じであるが、以下の点で異なる。即ち、平均値ＡｖｅがＡｖｅ０以下かどうかに応じて、傾きＫＣの入出力特性をもつ範囲を構成する左側部分、右側部分の一方のみを変化させる。例えば、平均値ＡｖｅがＡｖｅ０より小さいときは左幅ＷＬだけが小さくなるように変化させ、右幅ＷＲを一定値に維持する。一方、平均値ＡｖｅがＡｖｅ０より大きいときは右幅ＷＲだけが小さくなるように変化させ、左幅ＷＬを一定値に維持する。
【００８４】
このような条件を満たすＷＬ、ＷＲの一例を図１７（ａ）に示す。ここで、図９（ａ）の場合と同様、Ａｖｅ０＝Ｓｍａｘ／２、ＷＬ０＝ＷＲ０であるものとする。
【００８５】
上記の特性を持たせることで、Ａｖｅ０より小さい側で左幅ＷＬが小さくなることで黒つぶれを防止し、Ａｖｅ０より大きい側で右幅ＷＲが小さくなることで白とびを防止することができる。
【００８６】
図１５に示されるＷＬ演算部４１は、図１１に示される演算部３１と慨して同じであるが、演算部３１２の代わりに、記憶部４１２を有する。
記憶部４１２には、予め定められた固定値ＷＬ０が書き込まれ、保持されている。
選択部３１４は、比較部３１１からの比較結果信号Ｄ３１１を受けて、ＡｖｅがＡｖｅ０以下であるときは、記憶部４１２から読み出される固定値ＷＬ０を左幅ＷＬとして出力し、ＡｖｅがＡｖｅ０より大きいときは、演算部３１３の演算結果ＷＬｃを左幅ＷＬとして出力する。
なお、比較結果信号Ｄ３１１を演算部３１３に供給し、選択部３１４で演算部３１３の演算結果が選択されるときにのみ演算部３１３に演算を行わせるようにしても良い。
【００８７】
図１６に示されるＷＲ演算部４２は、図１２に示されるＷＲ演算部３２と慨して同じであるが、演算部３２３の代わりに、記憶部４２３を有する。
記憶部４２３には、予め定められた固定値ＷＲ０が書き込まれ、保持されている。
選択部３２４は、比較部３２１からの比較結果信号Ｄ３２１を受けて、ＡｖｅがＡｖｅ０以下であるときは、演算部３２２の演算結果ＷＲｂを右幅ＷＲとして出力し、ＡｖｅがＡｖｅ０より大きいときは、記憶部４２３から読み出される固定値ＷＲ０を右幅ＷＲとして出力する。
なお、比較結果信号Ｄ３２１を演算部３２２に供給し、選択部３２４で演算部３２２の演算結果が選択されるときにのみ演算部３２２に演算を行わせるようにしても良い。
【００８８】
図１４に戻り、ＫＬ演算部５１は、下記の式（Ｂ１３）で表される傾き（係数）ＫＬｍ（Ａｖｅ）を求める。
【数１３】
0005550483.tif 000014
【００８９】
ＫＲ演算部５２は、下記の式（Ｂ１４）で表される傾き（係数）ＫＲｍ（Ａｖｅ）を求める。
【数１４】
0005550483.tif 000015
【００９０】
比較部５３は、ＡｖｅとＡｖｅ０とを受け、Ａｖｅ≦Ａｖｅ０か否かの判定を行い、判定の結果を示す信号を比較結果信号Ｄ５３として出力する。
選択部５４は、比較結果信号Ｄ５３を受け、Ａｖｅ≦Ａｖｅ０のときは、記憶部７から読み出された係数ＫＬ０を選択して係数ＫＬとして出力し、Ａｖｅ＞Ａｖｅ０のときは、ＫＬ演算部５１の演算結果ＫＬｍ（Ａｖｅ）を選択して係数ＫＬとして出力する。
なお、比較結果信号Ｄ５３をＫＬ演算部５１にも供給し、選択部５４でＫＬ演算部５１の演算結果が選択されるときにのみＫＬ演算部５１に演算を行わせるようにしても良い。
【００９１】
選択部５５は、比較結果信号Ｄ５３を受け、Ａｖｅ≦Ａｖｅ０のときは、ＫＲ演算部５２の演算結果ＫＲｍ（Ａｖｅ）を選択して係数ＫＲとして出力し、Ａｖｅ＞Ａｖｅ０のときは、記憶部７から読み出された係数ＫＲ０を選択して係数ＫＲとして出力する。
なお、比較結果信号Ｄ５３をＫＲ演算部５２にも供給し、選択部５５でＫＲ演算部５２の演算結果が選択されるときにのみＫＲ演算部５２に演算を行わせるようにしても良い。
【００９２】
このようにして定められるＫＬ、ＫＲの一例を図１７（ｂ）に示す。ここで、図９（ａ）、図１７（ａ）の場合と同様、Ａｖｅ０＝Ｓｍａｘ／２、ＷＬ０＝ＷＲ０であるものとしている。
【００９３】
画素値演算部４６は、選択部５４から供給された係数ＫＬを用いて、図１０の画素値演算部３６と同様の演算を行って演算結果ＳｏｕｔＬを出力する。但し、図１０の画素値演算部３６が係数ＫＬ０を用いるのに対して、図１４の画素値演算部４６は、係数ＫＬを用いる。
画素値演算部４８は、選択部５５から供給された係数ＫＲを用いて、図１０の画素値演算部３６と同様の演算を行って演算結果ＳｏｕｔＲを出力する。但し、図１０の画素値演算部３８が係数ＫＲ０を用いるのに対して、図１４の画素値演算部４８は、係数ＫＲを用いる。
ＥＬ演算部３３、ＥＲ演算部３４、比較部３５、画素値演算部３７及び選択部３９の動作は実施の形態１と同様である。
【００９４】
上記のように構成することによって、図１０に示した構成と同様に画像の明るい領域で白とびしないでかつ画像の暗い領域で黒つぶれしないコントラスト補正を行うことができ、かつ演算量を少なくでき構成をより簡単にする効果を奏する。
【００９５】
本発明は、上記の実施の形態の構成に限定されず、種々の変形が可能である。
例えば、ＷＬ（Ａｖｅ）、ＷＲ（Ａｖｅ）の決め方は、必ずしも式（Ｂ１１）、（Ｂ１２）、図１１、図１２、あるいは図１５、図１６で説明した通りでなくてもよい。ＷＬ（Ａｖｅ）、ＷＲ（Ａｖｅ）が満たすべき特性を一般化すると、ＷＬ（Ａｖｅ）をＡｖｅが大きい場合に大きくなり、かつＡｖｅが小さい場合に小さくなるように調整し、ＷＲ（Ａｖｅ）はＡｖｅが大きい場合に小さくなり、かつＡｖｅが小さい場合に大きくなるように調整すれば、黒つぶれ、白とび防止の効果を得ることができる。
さらに、ＷＬ（Ａｖｅ）をＡｖｅが小さい場合に小さくなるように調整し、ＷＲ（Ａｖｅ）をＡｖｅが大きい場合に小さくなるように調整するだけで、黒つぶれ及び白とびを防止する効果を得るのに十分であり、かつ演算量を削減できる効果を得ることができる。
【００９６】
以上のように、実施の形態１では、図９（ａ）、（ｂ）に示すように、Ａｖｅ≦Ａｖｅ０の範囲で、Ａｖｅの減少とともに、ＷＬを次第に減少させるとともに、ＷＲを次第に増加させることで、ＷＬ＋ＷＲを一定に維持し、Ａｖｅ＞Ａｖｅ０の範囲で、Ａｖｅの増加とともに、ＷＲを次第に減少させるとともに、ＷＬを次第に増加させることで、ＷＬ＋ＷＲを一定に維持し、ＫＬ、ＫＲとして一定の値ＫＬ０、ＫＲ０を用いているのに対し、実施の形態２では、図１７（ａ）、（ｂ）に示すように、Ａｖｅ≦Ａｖｅ０の範囲で、Ａｖｅの減少とともに、ＷＬを次第に減少させる一方、ＫＲを次第に増加させ、ＷＲ，ＫＬを一定に維持し、Ａｖｅ＞Ａｖｅ０の範囲で、Ａｖｅの増加とともに、ＷＲを次第に減少させるとともに、ＫＬを次第に増加させる一方、ＷＬ、ＫＲを一定に維持しているが、これらの中間的な形態でＷＬ、ＷＲ、ＫＬ、ＫＲを変化させることとしても良い。
【００９７】
例えば、図１８（ａ）、（ｂ）に実線で示すように（破線は、図９（ａ）、（ｂ）、図１７（ａ）、（ｂ）と同じ特性を示す）、Ａｖｅ＝Ａｖｅ０のときに、ＷＬ、ＷＲを所定値（ＷＬ０、ＷＲ０）とし、ＫＬ、ＫＲを所定値（ＫＬ０、ＫＲ０）とし、Ａｖｅ＜Ａｖｅ０の範囲においては、ＫＬを上記所定値（ＫＬ０）に維持するとともに、Ａｖｅの減少とともに、ＷＬを次第に減少させるとともに、ＷＲをＷＬ＋ＷＲが所定値（ＷＬ０＋ＷＲ０）を超えない範囲で次第に（単調に）増加させ、ＫＲを次第に（単調に）増加させることとし、Ａｖｅ＞Ａｖｅ０の範囲においては、ＫＲを上記所定値（ＫＲ０）に維持するとともに、Ａｖｅの増加とともに、ＷＲを次第に減少させるとともに、ＷＬをＷＬ＋ＷＲが所定値（ＷＬ０＋ＷＲ０）を超えない範囲で次第に（単調に）増加させ、ＫＬを次第に（単調に）増加させることとしても良い。
【００９８】
なおまた、ＷＬについての所定値（ＷＬ０）とＷＲについての所定値（ＷＲ０）とは互いに等しくなくても良く、ＫＬについての所定値（ＫＬ０）とＫＲについての所定値（ＫＲ０）も互いに等しくなくても良い。
【符号の説明】
【００９９】
１  周辺領域平均手段、  ２  遅延手段、  ３  補正手段、  ３１  幅演算部（ＷＬ演算部）、  ３２  幅演算部（ＷＲ演算部）、  ３３  端部位置演算部（ＥＬ演算部）、  ３４  端部位置演算部（ＥＲ演算部）、  ３５  比較部、  ３６  画素値演算部、  ３７  画素値演算部、  ３８  画素値演算部、  ３９  選択部、  ３１１  比較部、  ３１２  演算部、  ３１３  演算部、  ３１４  選択部、  ３２１  比較部、  ３２２  演算部、  ３２３  演算部、  ３２４  選択部、  ４１  幅演算部（ＷＬ演算部）、  ４２  幅演算部（ＷＲ演算部）、  ４１２  記憶部、  ４２３  記憶部、  ５１  傾き演算部（ＫＬ演算部）、  ５２  傾き演算部（ＫＲ演算部）、  ５３  比較部、  ５４  選択部、  ５５  選択部。
【図１】
0005550483.tif 000016
【図２】
0005550483.tif 000017
【図３】
0005550483.tif 000018
【図４】
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【図５】
0005550483.tif 000020
【図６】
0005550483.tif 000021
【図７】
0005550483.tif 000022
【図８】
0005550483.tif 000023
【図９】
0005550483.tif 000024
【図１０】
0005550483.tif 000025
【図１１】
0005550483.tif 000026
【図１２】
0005550483.tif 000027
【図１３】
0005550483.tif 000028
【図１４】
0005550483.tif 000029
【図１５】
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【図１６】
0005550483.tif 000031
【図１７】
0005550483.tif 000032
【図１８】
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