(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像データを取得する取得ステップと、
階調の中間部においてコントラストを弱める特性を有する階調カーブにしたがって、前記取得ステップにより取得された前記画像データに対して階調変換処理を施す階調変換処理ステップと、
注目画素の輝度値が周囲の画素の輝度値よりも大きいほど前記注目画素の輝度値を上げ、かつ前記注目画素の輝度値が周囲の画素の輝度値よりも小さいほど前記注目画素の輝度値を下げるとともに、前記注目画素の輝度値が周囲の画素の輝度値より大きい場合の勾配より前記注目画素の輝度値が周囲の画素の輝度値より小さい場合の勾配が大きい特性を有するゲインカーブを用いて、前記階調変換処理ステップにより前記階調変換処理が施された前記画像データの補正値を算出する算出ステップと、
前記算出ステップで算出された前記補正値により前記階調変換処理が施された前記画像データを補正する補正ステップと
をコンピュータに実現させることを特徴とする画像処理プログラム。
【請求項２】
請求項１に記載の画像処理プログラムにおいて、
前記階調変換処理ステップは、階調の中間部において前記コントラストを弱める特性が異なる複数の階調カーブから選択された階調カーブにしたがって、前記取得ステップにより取得された前記画像データに対して階調変換処理を施し、
前記算出ステップは、前記階調変換処理ステップにおいて選択された前記階調カーブに応じて前記勾配が変化するゲインカーブを用いて前記補正値を算出する
ことを特徴とする画像処理プログラム。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の画像処理プログラムにおいて、
前記階調カーブは、Ｓ字型特性を有する
ことを特徴とする画像処理プログラム。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の画像処理プログラムにおいて、
前記階調カーブは、外部出力機器に対応した特性を有する
ことを特徴とする画像処理プログラム。
【請求項５】
画像データを取得する取得ステップと、
Ｓ字型特性を有する第１階調カーブにしたがって、前記取得ステップにより取得された前記画像データに対して第１階調変換処理を施す第１階調変換処理ステップと、
階調の中間部においてコントラストを弱める特性を有する第２階調カーブにしたがって、前記第１階調変換処理ステップにより前記第１階調変換処理が施された前記画像データに対して第２階調変換処理を施す第２階調変換処理ステップと、
注目画素の輝度値が周囲の画素の輝度値よりも大きいほど前記注目画素の輝度値を上げ、かつ前記注目画素の輝度値が周囲の画素の輝度値よりも小さいほど前記注目画素の輝度値を下げるとともに、前記注目画素の輝度値が周囲の画素の輝度値より大きい場合の勾配より前記注目画素の輝度値が周囲の画素の輝度値より小さい場合の勾配が大きい特性を有するゲインカーブを用いて、前記第２階調変換処理ステップにより前記第２階調変換処理が施された前記画像データの補正値を算出する算出ステップと、
前記算出ステップで算出された前記補正値により前記第２階調変換処理が施された前記画像データを補正する補正ステップと、
をコンピュータに実現させることを特徴とする画像処理プログラム。
【請求項６】
請求項５に記載の画像処理プログラムにおいて、
前記第２階調変換処理ステップは、階調の中間部において前記コントラストを弱める特性が異なる複数の階調カーブから選択された階調カーブにしたがって前記第１階調変換処理ステップにより前記第１階調変換処理された前記画像データに対して前記第２階調変換処理を施し、
前記算出ステップは、前記第２階調変換処理ステップにおいて選択された前記階調カーブに応じて前記勾配が変化するゲインカーブを用いて前記補正値を算出する
ことを特徴とする画像処理プログラム。
【請求項７】
請求項５または請求項６に記載の画像処理プログラムにおいて、
前記第１階調カーブは、外部出力機器に対応した特性を有する
ことを特徴とする画像処理プログラム。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の画像処理プログラムにおいて、
前記算出ステップは、前記画像データに基づいてボケ画像の画像データを作成し、前記画像データにおける輝度値と前記ボケ画像の画像データにおける輝度値との差により前記注目画素の輝度値と周囲の画素の輝度値との大小関係を判定する
ことを特徴とする画像処理プログラム。
【請求項９】
請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の画像処理プログラムにおいて、
前記算出ステップは、前記画像データに基づいてボケ画像の画像データを作成し、
前記ゲインカーブは、前記画像データにおける輝度値が前記ボケ画像の画像データにおける輝度値より大きい場合、前記画像データにおける輝度値と前記ボケ画像の画像データにおける輝度値との差が大きいほど前記勾配が小さい特性を有する
ことを特徴とする画像処理プログラム。
【請求項１０】
請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の画像処理プログラムにおいて、
前記算出ステップは、前記画像データに基づいてボケ画像の画像データを作成し、
前記ゲインカーブは、前記画像データにおける輝度値が前記ボケ画像の画像データにおける輝度値より小さい場合、前記画像データにおける輝度値と前記ボケ画像の画像データにおける輝度値との差が大きいほど前記勾配が大きい特性を有する
ことを特徴とする画像処理プログラム。
【請求項１１】
画像データを取得する取得部と、
階調の中間部においてコントラストを弱める特性を有する階調カーブにしたがって、前記取得部により取得された前記画像データに対して階調変換処理を施す階調変換処理部と、
注目画素の輝度値が周囲の画素の輝度値よりも大きいほど前記注目画素の輝度値を上げ、かつ前記注目画素の輝度値が周囲の画素の輝度値よりも小さいほど前記注目画素の輝度値を下げるとともに、前記注目画素の輝度値が周囲の画素の輝度値より大きい場合の勾配より前記注目画素の輝度値が周囲の画素の輝度値より小さい場合の勾配が大きい特性を有するゲインカーブを用いて、前記階調変換処理部により前記階調変換処理が施された前記画像データの補正値を算出する算出部と、
前記算出部で算出された前記補正値により前記階調変換処理が施された前記画像データを補正する補正部と
を備えることを特徴とする画像処理装置。
【請求項１２】
画像データを取得する取得部と、
Ｓ字型特性を有する第１階調カーブにしたがって、前記取得部により取得された前記画像データに対して第１階調変換処理を施す第１階調変換処理部と、
階調の中間部においてコントラストを弱める特性を有する第２階調カーブにしたがって、前記第１階調変換処理部により前記第１階調変換処理が施された前記画像データに対して第２階調変換処理を施す第２階調変換処理部と、
注目画素の輝度値が周囲の画素の輝度値よりも大きいほど前記注目画素の輝度値を上げ、かつ前記注目画素の輝度値が周囲の画素の輝度値よりも小さいほど前記注目画素の輝度値を下げるとともに、前記注目画素の輝度値が周囲の画素の輝度値より大きい場合の勾配より前記注目画素の輝度値が周囲の画素の輝度値より小さい場合の勾配が大きい特性を有するゲインカーブを用いて、前記第２階調変換処理部により前記第２階調変換処理が施された前記画像データの補正値を算出する算出部と、
前記算出部で算出された前記補正値により前記第２階調変換処理が施された前記画像データを補正する補正部と、
を備えることを特徴とする画像処理装置。
【請求項１３】
請求項１１または請求項１２に記載の画像処理装置と、
被写体を撮像して前記画像データを生成する撮像部と、
前記画像処理装置で補正された前記画像データにより示される画像を表示する表示部と
を備えることを特徴とする電子カメラ。
【請求項１４】
請求項１３に記載の電子カメラにおいて、
前記撮像部に光を導く撮影レンズを更に備える
ことを特徴とする電子カメラ。
【請求項１５】
画像データを取得する取得工程と、
階調の中間部においてコントラストを弱める特性を有する階調カーブにしたがって、前記取得工程により取得された前記画像データに対して階調変換処理を施す階調変換処理工程と、
注目画素の輝度値が周囲の画素の輝度値よりも大きいほど前記注目画素の輝度値を上げ、かつ前記注目画素の輝度値が周囲の画素の輝度値よりも小さいほど前記注目画素の輝度値を下げるとともに、前記注目画素の輝度値が周囲の画素の輝度値より大きい場合の勾配より前記注目画素の輝度値が周囲の画素の輝度値より小さい場合の勾配が大きい特性を有するゲインカーブを用いて、前記階調変換処理工程により前記階調変換処理が施された前記画像データの補正値を算出する算出工程と、
前記算出工程で算出された前記補正値により前記階調変換処理が施された前記画像データの補正を行う補正工程と
を実行することを特徴とする画像処理方法。
【請求項１６】
画像データを取得する取得工程と、
Ｓ字型特性を有する第１階調カーブにしたがって、前記取得工程により取得された前記画像データに対して第１階調変換処理を施す第１階調変換処理工程と、
階調の中間部においてコントラストを弱める特性を有する第２階調カーブにしたがって、前記第１階調変換処理工程により前記第１階調変換処理が施された前記画像データに対して第２階調変換処理を施す第２階調変換処理工程と、
注目画素の輝度値が周囲の画素の輝度値よりも大きいほど前記注目画素の輝度値を上げ、かつ前記注目画素の輝度値が周囲の画素の輝度値よりも小さいほど前記注目画素の輝度値を下げるとともに、前記注目画素の輝度値が周囲の画素の輝度値より大きい場合の勾配より前記注目画素の輝度値が周囲の画素の輝度値より小さい場合の勾配が大きい特性を有するゲインカーブを用いて、前記第２階調変換処理工程により前記第２階調変換処理が施された前記画像データの補正値を算出する算出工程と、
前記算出工程で算出された前記補正値により前記第２階調変換処理が施された前記画像データを補正する補正工程と
を実行することを特徴とする画像処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、処理対象の画像データに画像処理を施す画像処理プログラム、画像処理装置、電子カメラ、および画像処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子カメラなどの撮像装置により生成した画像データを、ＣＲＴモニタやプリンタなどの出力機器に出力する場合、見ばえを良くするために、出力機器に対応した階調カーブを用いた階調変換処理が行われている。このような階調変換処理を行わないと、出力機器のフレアや、黒浮き、外光反射などにより見ばえがわるくなる。階調変換処理には、出力機器に対応した階調カーブに加えて、いわゆるＳ字型の階調カーブが用いられている。このＳ字型階調カーブによりコントラストを調整することで、出力機器においてメリハリのある出力画像が得られる（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、見ばえをよくするために、メリハリを強める輪郭強調処理も行われている。輪郭強調処理には、高周波成分を元の画像データに加算することにより、輪郭を強調する方法や、いわゆる輪郭強調フィルタを用いて輪郭を強調する方法などがある（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２２２０７６号公報
【特許文献２】特許第３５１２５８１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した特許文献１の階調変換処理では、コントラストを強調することが可能である一方、明部階調のコントラストが低下する場合や、暗部階調が暗く潰れてしまう場合があった。また、Ｒ，Ｇ，Ｂ値のそれぞれに対してＳ字型のカーブを用いた階調変換処理を行うと、明部階調、中間部階調、暗部階調のそれぞれの色相や彩度が変化してしまうという問題があった。
【０００６】
さらに、上述した特許文献２の輪郭強調処理では、大きな半径で輪郭強調処理を行うと、彩度の変化が目立ったり、明部階調が白とびしやすくなったりするという問題があった。
【０００７】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、見た目のコントラストを維持するとともに、色相および彩度の変化を抑えつつ、明部階調および暗部階調を改善することが可能な画像処理を行うことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の画像処理プログラムは、画像データを取得する取得ステップと、階調の中間部においてコントラストを弱める特性を有する階調カーブにしたがって、前記取得ステップにより取得された前記画像データに対して階調変換処理を施す階調変換処理ステップと、注目画素の輝度値が周囲の画素の輝度値よりも大きいほど前記注目画素の輝度値を上げ、かつ前記注目画素の輝度値が周囲の画素の輝度値よりも小さいほど前記注目画素の輝度値を下げるとともに、前記注目画素の輝度値が周囲の画素の輝度値より大きい場合の勾配より前記注目画素の輝度値が周囲の画素の輝度値より小さい場合の勾配が大きい特性を有するゲインカーブを用いて、前記階調変換処理ステップにより前記階調変換処理が施された前記画像データの補正値を算出する算出ステップと、前記算出ステップで算出された前記補正値により前記階調変換処理が施された前記画像データを補正する補正ステップとをコンピュータに実現させることを特徴とする。
【００１２】
また、前記階調変換処理ステップは、階調の中間部において前記コントラストを弱める特性が異なる複数の階調カーブから選択された階調カーブにしたがって、前記取得ステップにより取得された前記画像データに対して階調変換処理を施し、前記算出ステップは、前記階調変換処理ステップにおいて選択された前記階調カーブに応じて前記勾配が変化するゲインカーブを用いて前記補正値を算出しても良い。
【００１３】
また、前記階調カーブは、Ｓ字型特性を有しても良い。
【００１４】
また、前記階調カーブは、外部出力機器に対応した特性を有しても良い。
本発明の別の画像処理プログラムは、画像データを取得する取得ステップと、Ｓ字型特性を有する第１階調カーブにしたがって、前記取得ステップにより取得された前記画像データに対して第１階調変換処理を施す第１階調変換処理ステップと、階調の中間部においてコントラストを弱める特性を有する第２階調カーブにしたがって、前記第１階調変換処理ステップにより前記第１階調変換処理が施された前記画像データに対して第２階調変換処理を施す第２階調変換処理ステップと、注目画素の輝度値が周囲の画素の輝度値よりも大きいほど前記注目画素の輝度値を上げ、かつ前記注目画素の輝度値が周囲の画素の輝度値よりも小さいほど前記注目画素の輝度値を下げるとともに、前記注目画素の輝度値が周囲の画素の輝度値より大きい場合の勾配より前記注目画素の輝度値が周囲の画素の輝度値より小さい場合の勾配が大きい特性を有するゲインカーブを用いて、前記第２階調変換処理ステップにより前記第２階調変換処理が施された前記画像データの補正値を算出する算出ステップと、前記算出ステップで算出された前記補正値により前記第２階調変換処理が施された前記画像データを補正する補正ステップとをコンピュータに実現させることを特徴とする。
なお、前記第２階調変換処理ステップは、階調の中間部において前記コントラストを弱める特性が異なる複数の階調カーブから選択された階調カーブにしたがって前記第１階調変換処理ステップにより前記第１階調変換処理された前記画像データに対して前記第２階調変換処理を施し、前記算出ステップは、前記第２階調変換処理ステップにおいて選択された前記階調カーブに応じて前記勾配が変化するゲインカーブを用いて前記補正値を算出しても良い。
また、前記第１階調カーブは、外部出力機器に対応した特性を有しても良い。
また、前記算出ステップは、前記画像データに基づいてボケ画像の画像データを作成し、前記画像データにおける輝度値と前記ボケ画像の画像データにおける輝度値との差により前記注目画素の輝度値と周囲の画素の輝度値との大小関係を判定しても良い。
また、前記算出ステップは、前記画像データに基づいてボケ画像の画像データを作成し、前記ゲインカーブは、前記画像データにおける輝度値が前記ボケ画像の画像データにおける輝度値より大きい場合、前記画像データにおける輝度値と前記ボケ画像の画像データにおける輝度値との差が大きいほど前記勾配が小さい特性を有しても良い。
また、前記算出ステップは、前記画像データに基づいてボケ画像の画像データを作成し、前記ゲインカーブは、前記画像データにおける輝度値が前記ボケ画像の画像データにおける輝度値より小さい場合、前記画像データにおける輝度値と前記ボケ画像の画像データにおける輝度値との差が大きいほど前記勾配が大きい特性を有しても良い。
【００１５】
また、上記発明に関する構成を、処理対象の画像データに対する画像処理を行う画像処理装置、画像処理装置を備える電子カメラ、および画像処理方法に変換して表現したものも本発明の具体的態様として有効である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、上記問題に鑑みてなされたものであり、見た目のコントラストを維持するとともに、色相および彩度の変化を抑えつつ、明部階調および暗部階調を改善することが可能な画像処理を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】第１実施形態の電子カメラ１の構成を示す図である。
【図２】第１実施形態の電子カメラ１の機能ブロック図である。
【図３】第１実施形態の電子カメラ１の撮影時の動作を示すフローチャートである。
【図４】階調カーブについて説明する図である。
【図５】階調カーブについて説明する別の図である。
【図６】ローパスフィルタについて説明する図である。
【図７】ガンマカーブについて説明する図
【図８】ガンマカーブの決定について説明する図
【図９】階調カーブについて説明する別の図である。
【図１０】第２実施形態の電子カメラ１の撮影時の動作を示すフローチャートである。
【図１１】階調カーブについて説明する別の図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
＜第１実施形態＞
以下、図面を用いて本発明の第１実施形態について説明する。第１実施形態では、本発明の画像処理プログラムを適用した一眼レフタイプの電子カメラを例に挙げて説明する。
【００１９】
図１は、第１実施形態の電子カメラ１の構成を示す図である。図１に示すように、電子カメラ１は、撮影レンズ２、絞り３、クイックリターンミラー４、サブミラー５、拡散スクリーン６、コンデンサレンズ７、ペンタプリズム８、ビームスプリッタ９、接眼レンズ１０、結像レンズ１１、測光センサ１２、シャッタ１３、撮像素子１４、焦点検出部１５の各部を備える。
【００２０】
測光センサ１２は、例えば、５分割の測光センサである。撮像素子１４は、例えばＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）などの半導体デバイスである。焦点検出部１５は、例えば、位相差方式の焦点検出を行い、撮影レンズ２の焦点状態を検出する。また、電子カメラ１は、測光センサ１２により検出される輝度に基づいて、コントラスト方式の焦点検出を行い、撮影レンズ２の焦点状態を検出する。
【００２１】
また、電子カメラ１は、撮像により生成された画像などを表示する液晶モニタなどのモニタ１６、各部を制御する制御部１７をさらに備える。制御部１７は、内部に不図示のメモリを備え、各部を制御するためのプログラムを予め記録する。
【００２２】
非撮影時、すなわち撮影を行わない場合には、クイックリターンミラー４は、図１に示すように、４５°の角度に配置される。そして、撮影レンズ２および絞り３を通過した光束は、クイックリターンミラー４で反射され、拡散スクリーン６、コンデンサレンズ７、ペンタプリズム８、ビームスプリッタ９を介して接眼レンズ１０に導かれる。ユーザは、接眼レンズ１０を介して被写体の像を目視することにより構図確認を行う。一方、ビームスプリッタ９により、上方に分割された光束は、結像レンズ１１を介して測光センサ１２の撮像面上に再結像される。また、クイックリターンミラー４を透過した光束は、サブミラー５を介して焦点検出部１５に導かれる。
【００２３】
一方、撮影時には、クイックリターンミラー４が、破線で示す位置に退避してシャッタ１３が開放し、撮影レンズ２からの光束は撮像素子１４に導かれる。
【００２４】
図２は、第１実施形態の電子カメラ１の機能ブロック図である。図２に示すように、電子カメラ１は、図１の構成に加えて、タイミングジェネレータ２０、信号処理部２１、Ａ／Ｄ変換部２２、バッファメモリ２３、バス２４、カードインターフェース２５、圧縮伸長部２６、画像表示部２７の各部を備える。タイミングジェネレータ２０は、撮像素子１４に出力パルスを供給する。また、撮像素子１４で生成される画像データは、信号処理部２１（撮像感度に対応するゲイン調整部を含む）およびＡ／Ｄ変換部２２を介して、バッファメモリ２３に一時記憶される。バッファメモリ２３は、バス２４に接続される。このバス２４には、カードインターフェース２５、図１で説明した制御部１７、圧縮伸張部２６、および画像表示部２７が接続される。カードインターフェース２５は、着脱自在なメモリカード２８と接続し、メモリカード２８に画像データを記録する。また、制御部１７には、電子カメラ１のスイッチ群２９（不図示のレリーズ釦などを含む）、タイミングジェネレータ２０、および測光センサ１２が接続される。さらに、画像表示部２７は、電子カメラ１の背面に設けられたモニタ１６に画像などを表示する。
【００２５】
以上説明した構成の電子カメラ１の撮影時の動作について、図３に示すフローチャートを用いて説明する。
【００２６】
ステップＳ１において、制御部１７は、ユーザによりスイッチ群２９を介して撮影開始が指示されたか否かを判定する。そして、制御部１７は、撮影開始が指示されたと判定するとステップＳ２に進む。
【００２７】
ステップＳ２において、制御部１７は、各部を制御し、撮像素子１４により被写体像を撮像して画像データを生成する。撮像素子１４により生成された画像データは、信号処理部２１およびＡ／Ｄ変換部２２を介して、バッファメモリ２３に一時記憶される。
【００２８】
ステップＳ３において、制御部１７は、バッファメモリ２３から画像データを読み出し、通常の画像処理を行う。通常の画像処理とは、ホワイトバランス調整、補間処理、色調補正処理などである。各処理の具体的な方法は公知技術と同様であるため説明を省略する。
【００２９】
ステップＳ４において、制御部１７は、階調カーブＧ１を選択する。階調カーブＧ１は、後述するステップＳ５で行われる階調変換処理に用いられるものであり、ＣＲＴなどの出力機器に対応した階調カーブに公知のＳ字型特性を持たせた階調カーブである。制御部１７は、内部の不図示のメモリに、図４および図５に示す２種類の階調カーブ（Ｇ１，Ｇ２）を予め記録している。
【００３０】
ステップＳ５において、制御部１７は、ステップＳ４で選択した階調カーブＧ１にしたがって、ステップＳ３で画像処理を施した画像データに対して階調変換処理を行う。階調変換処理の詳細は公知技術と同様であるため説明を省略する。
【００３１】
ステップＳ６において、制御部１７は、階調カーブＧ２を選択する。階調カーブＧ２は、図５に示すように、１：１の入出力（図５点線参照）と比較して、階調の中間部において、コントラストを弱める特性を有する。
【００３２】
ステップＳ７において、制御部１７は、ステップＳ６で選択した階調カーブＧ２にしたがって、ステップＳ５で１回目の階調変換処理を施した画像データに対して２回目の階調変換処理を行う。階調変換処理の詳細は公知技術と同様であるため説明を省略する。なお、上述した階調カーブＧ２にしたがって階調変換処理を行うことにより、階調の中間部において階調が軟調化される。
【００３３】
ステップＳ８において、制御部１７は、ステップＳ７で２回目の階調変換処理を施した画像データに対して局所的コントラスト強調処理を行う。局所的コントラストとは、画像の局所領域におけるコントラストのことである。
【００３４】
各画素Ｒ［ｘ，ｙ］，Ｇ［ｘ，ｙ］，Ｂ［ｘ，ｙ］における局所的コントラスト強調演算は以下の式１から式６により行う。
【００３５】
【数１】
0005561389.tif 000002
【００３６】
式１中のＹは、注目画素の輝度値を示す。また、式１中のｋｒ，ｋｇ，ｋｂは所定の係数である。また、式２中のＬｐｗは、注目画素周りのローパスフィルタであり、このローパスフィルタは、図６に示す特性を有する。このローパスフィルタは、半値幅（図６中ｄ）が画像の短辺の１／１００以上の広い幅のローパスフィルタである。したがって、式２のＹｌｐは、輝度値Ｙにローパス処理を施したローパス値に相当するので、Ｙｌｐの集合は、輝度画像のボケ画像を示す。また、式３のｇａｉｎは、強調演算時のゲインであり、式３中のＧＬＵＴは、強調演算時に用いるゲインカーブである。
【００３７】
ゲインカーブＧＬＵＴは、図７に示すように、（Ｙ［ｘ，ｙ］−Ｙｌｐ［ｘ，ｙ］）の値に応じて、強調演算時の強調度合が異なるゲインカーブである。そして、（Ｙ［ｘ，ｙ］−Ｙｌｐ［ｘ，ｙ］）の値が正の値である場合（注目画素が周囲の画素より明るい場合）には、ゲインを上げて明るさをより強調する。一方、（Ｙ［ｘ，ｙ］−Ｙｌｐ［ｘ，ｙ］）の値が負の値である場合（注目画素が周囲の画素より暗い場合）には、ゲインを下げて暗さをより強調する。すなわち、ゲインカーブＧＬＵＴは、注目画素が周囲の画素より明るい場合には、式３によって明るさをより強調し、注目画素が周囲の画素より暗い場合には、式３によって暗さを強調するような特性を有する。
【００３８】
なお、図７に示したゲインカーブＧＬＵＴは、一例であり、本発明はこの例に限定されない。直線ゲインである図７中のＧ０と比較して、注目画素が周囲の画素より明るい場合における強調度合が小さければ、どのような形状であっても良い。例えば、曲線ではなく直線であっても良い。また、注目画素が周囲の画素より暗い場合については、どのような形状であっても良い。例えば、図７の例とは逆に、直線ゲインである図７中のＧ０と比較して、注目画素が周囲の画素より暗い場合における強調度合が小さくても良い。
【００３９】
また、ゲインカーブＧＬＵＴは、（Ｙ［ｘ，ｙ］−Ｙｌｐ［ｘ，ｙ］）の値が正の値である場合には、（Ｙ［ｘ，ｙ］−Ｙｌｐ［ｘ，ｙ］）の値が負の値である場合に比べて、強調度合が小さくなるように定められる。一般に、明部における階調が飽和すると、白飛びが発生する。そこで、明部においては、上述したように、強調度合を小さくすることにより、白飛びが目立ってしまうのを防ぐことができる。
【００４０】
ステップＳ７で説明したように、階調カーブＧ２にしたがって階調変換処理を行うことにより、階調が軟調化されるので、ゲインカーブＧＬＵＴを適切に設定することにより、局所的コントラストを調整して、見た目のコントラストを維持することができる。ゲインカーブＧＬＵＴは、固定のゲインカーブであっても良いし、変動するゲインカーブであっても良い。
【００４１】
例えば、制御部１７は、ゲインカーブＧＬＵＴを、撮影モード（例えば、「ポートレートモード」、「風景モード」など）に応じて決定する構成としても良い。例えば、ポートレートモードにおいては、明部階調の白飛びや暗部階調の黒つぶれが好まれないことが多い。そのため、制御部１７は、ポートレートモードにおいては、明部および暗部の両方において強調度合の小さいゲインカーブＧＬＵＴを決定する。また、風景モードにおいては、メリハリのある画像が好まれることが多い。そのため、制御部１７は、風景モードにおいては、明部および暗部の両方において強調度合の大きいゲインカーブＧＬＵＴを決定する。
【００４２】
さらに、制御部１７は、ゲインカーブＧＬＵＴを、画像のコントラストの強弱に応じて決定する構成としても良いし、画像の調整モードに応じて決定する構成としても良い。また、シーン解析や顔認識による画像判断結果に応じて、ゲインカーブＧＬＵＴを決定する構成としても良い。このようにゲインカーブＧＬＵＴの決定を適宜行うことにより、画像に最適化した階調変換処理および局所的コントラスト強調処理を行うことができる。
【００４３】
また、制御部１７は、ゲインカーブＧＬＵＴの決定を、スイッチ群２９を介したユーザ操作に基づいて行っても良い。例えば、制御部１７は、画像表示部２７に、図８に示すような、画像処理時の特性を指定する指定画面を表示する。ユーザは、スイッチ群２９を介してスライドバーを移動させて画像処理時の特性を指定する。図８の例では、「硬質な」または「自然な」という言葉を用いているが、これは一例であり、上述したゲインカーブＧＬＵＴに応じた画像処理時の特性を示す言葉であればどのようなものであっても良い。そして、制御部１７は、ユーザにより指定された画像処理時の特性に応じて、ゲインカーブＧＬＵＴを決定する。例えば、図８の例では、ユーザに指定された特性が「自然な」に近いほど、全体的な強調度合の小さいゲインカーブＧＬＵＴを決定し、ユーザに指定された特性が「硬質な」に近いほど、全体的な強調度合の大きいゲインカーブＧＬＵＴを決定する。なお、ユーザに画像処理時の特性を指定させる場合には、図８に例示したように、プレビュー画面を設け、指定した特性に応じた画像処理の結果をユーザが確認可能な構成としても良い。
【００４４】
また、制御部１７は、ステップＳ６で説明した階調カーブＧ２と、ゲインカーブＧＬＵＴとを関連づけて決定しても良い。例えば、図９に示すように、Ｓ字型特性の異なる複数の階調カーブＧ２ａ〜Ｇ２ｃを用意しておき、ステップＳ６において、いずれかの階調カーブを選択可能とする。そして、選択された階調カーブの特性に応じて、ゲインカーブＧＬＵＴを決定しても良い。すなわち、ステップＳ７における階調変換処理による軟調化の度合に応じて、ステップＳ８における局所的コントラスト強調処理の度合を決定しても良い。
【００４５】
なお、制御部１７は、ステップＳ６で説明した階調カーブＧ２およびステップＳ８で説明したゲインカーブＧＬＵＴのそれぞれについて、予め記録した複数のカーブからいずれかのカーブを選択して使用しても良いし、階調カーブおよびゲインカーブを適宜調整して使用しても良い。
【００４６】
ステップＳ９において、制御部１７は、ステップＳ８で局所的コントラスト強調処理を施した画像データを、カードインターフェース２５を介してメモリカード２８に記録し、一連の処理を終了する。なお、画像データをメモリカード２８に記録する前に、圧縮伸長部２６を介して、必要に応じて画像圧縮処理（ＪＰＥＧ圧縮処理など）を施しても良い。
以上説明したように、第１実施形態によれば、階調の中間部において、コントラストを弱める特性を加味した特性を有する入出力特性にしたがって、画像データに対する階調変換処理を行い、階調変換処理が施された画像データに対して、画像の局所におけるコントラストを示す局所的コントラストを強調する補正を、処理対象の画素の輝度情報に応じて強調度合が変化するゲインカーブを用いて行う。したがって、コントラストを維持するとともに、色相および彩度の変化を抑えつつ、明部階調および暗部階調を改善することができる。
【００４７】
また、第１実施形態で説明した局所的コントラスト強調処理は、従来から広く用いられている輪郭強調処理のアルゴリズムを改良することにより容易に実現することができる。
【００４８】
また、第１実施形態によれば、図６に例示した、半値幅（図６中ｄ）が画像の短辺の１／１００以上の広い幅のローパスフィルタを用いて局所的コントラストを強調する補正を行うので、中周波成分に基づいて補正を行うことができる。この補正は、通常１画素毎に行われるエッジ強調など、超高周波成分に基づく補正とは異なり、局所的コントラストを補正して、コントラストを維持しつつ、明部階調および暗部階調を改善することができるこのような効果を得ることができるのは、人間の視覚では、コントラストを知覚するのが局所的であるためである。
【００４９】
＜第２実施形態＞
以下、図面を用いて本発明の第２実施形態について説明する。第２実施形態は、第１実施形態の変形例であるため、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
【００５０】
第２実施形態の電子カメラの構成は、第１実施形態の電子カメラ１と同様である。したがって、以下では第１実施形態と同様の符号を用いて説明する。
【００５１】
図１０のフローチャートは、第２実施形態の電子カメラ１の撮影時の動作を示す。
【００５２】
ステップＳ２１からステップＳ２３において、制御部１７は、図３のフローチャートのステップＳ１からステップＳ３と同様の処理を行う。
【００５３】
そして、ステップＳ２４において、制御部１７は、階調カーブＧ３を選択する。階調カーブＧ３は、図１１に示すように、図３のフローチャートを用いて説明した階調カーブＧ１の特性と階調カーブＧ２の特性とをあわせ持つ階調カーブである。
【００５４】
ステップＳ２５において、制御部１７は、ステップＳ２４で選択した階調カーブＧ３にしたがって、ステップＳ２３で画像処理を施した画像データに対して階調変換処理を行う。すなわち、制御部１７は、通常の特性（Ｇ１に相当）にコントラストを弱める特性（Ｇ２に相当）を加味した１つの階調カーブを用いて、１回のみ階調変換処理を行う。
【００５５】
ステップＳ２６からステップＳ２７において、制御部１７は、図３のフローチャートのステップＳ８からステップＳ９と同様の処理を行う。このような構成とすることにより、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００５６】
なお、上述した各実施形態では、本発明の技術を電子カメラ１において実現する例について説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、コンパクトタイプの電子カメラや動画撮影を行うムービーカメラなどにも本発明を同様に適用することができる。
【００５７】
また、コンピュータと画像処理プログラムとにより、上述した各実施形態で説明した画像処理装置をソフトウェア的に実現しても良い。この場合、図３のフローチャートで説明したステップＳ４以降の処理の一部または全部をコンピュータで実現する構成とすれば良い。または、図１０のフローチャートで説明したステップＳ２４以降の処理の一部または全部をコンピュータで実現する構成とすれば良い。なお、このような画像処理プログラムは、媒体に記録されたものでも良いし、インターネットなどを介して、サーバーなどからダウンロード可能なものであっても良い。
【００５８】
また、処理対象の画像が、上述した各実施形態において説明した階調カーブＧ１を用いた階調変換処理後の画像である場合にも本発明を同様に適用することができる。この場合、図３のフローチャートで説明したステップＳ６以降の処理の一部または全部をコンピュータで実現する構成とすれば良い。または、図１０のフローチャートで説明したステップＳ２４以降の処理の一部または全部をコンピュータで実現する構成とすれば良い。
【００５９】
なお、本発明は、その精神または主要な特徴から逸脱することなく、他のいろいろな形で実施することができる。そのため、前述の実施例はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示すものであって、明細書本文には、なんら拘束されない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、すべて本発明の範囲内のものである。
【符号の説明】
【００６０】
１…電子カメラ，２…撮影レンズ，１４…撮像素子，１７…制御部
【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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