(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力画像の輝度値に基づいて前記入力画像に含まれる光沢領域を決定する光沢領域決定手段と、
前記光沢領域の輝度補正値を算出する輝度補正値算出手段と、
前記輝度補正値を前記光沢領域の輝度値に加算した補正画像を生成する補正画像生成手段と、
を有し、
前記光沢領域決定手段は、処理対象画素とその周囲の所定範囲内に位置する周辺画素との間の輝度差が所定の値以上であり、且つ前記処理対象画素の輝度が所定の値以上である場合に、当該処理対象画素が前記光沢領域に含まれると判定することを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記輝度補正値算出手段は、前記処理対象画素の輝度値と、前記周辺画素との輝度差とに基づき前記輝度補正値を算出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】
前記光沢領域決定手段は、ＬＯＧフィルタを前記入力画像に適用した結果に基づいて前記光沢領域を決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】
前記輝度補正値算出手段は、前記ＬＯＧフィルタの適用結果に基づいて前記輝度補正値を算出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】
前記光沢領域決定手段は、互いにサイズが異なる複数のＬＯＧフィルタを前記入力画像に適用した結果に基づいて前記光沢領域を決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６】
入力画像の輝度値に基づいて前記入力画像に含まれる光沢領域を決定する光沢領域決定手段と、
前記光沢領域の輝度補正値を算出する輝度補正値算出手段と、
前記輝度補正値を前記光沢領域の輝度値に加算した補正画像を生成する補正画像生成手段と、
を有し、
前記光沢領域決定手段は、ＬＯＧフィルタを前記入力画像に適用した結果に基づいて前記光沢領域を決定し、
前記輝度補正値算出手段は、前記ＬＯＧフィルタの適用結果に基づいて前記輝度補正値を算出することを特徴とする画像処理装置。
【請求項７】
前記輝度補正値算出手段は、入出力の最大輝度に応じて前記輝度補正値を算出することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項８】
入力画像の輝度値に基づいて前記入力画像に含まれる光沢領域を決定する光沢領域決定手段と、
前記光沢領域の輝度補正値を算出する輝度補正値算出手段と、
前記輝度補正値を前記光沢領域の輝度値に加算した補正画像を生成する補正画像生成手段と、
を有し、
前記輝度補正値算出手段は、入出力の最大輝度に応じて前記輝度補正値を算出することを特徴とする画像処理装置。
【請求項９】
前記補正画像生成手段で生成した補正画像を出力デバイスに出力する出力手段をさらに有し、
前記出力デバイスの最大輝度は、前記入力画像を生成する入力デバイスの最大輝度より高いことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項１０】
入力画像の輝度値に基づいて前記入力画像に含まれる光沢領域を決定する光沢領域決定ステップと、
前記光沢領域の輝度補正値を算出する輝度補正値算出ステップと、
前記輝度補正値を前記光沢領域の輝度値に加算した補正画像を生成する補正画像生成ステップと、
を有し、
前記光沢領域決定ステップでは、処理対象画素とその周囲の所定範囲内に位置する周辺画素との間の輝度差が所定の値以上であり、且つ前記処理対象画素の輝度が所定の値以上である場合に、当該処理対象画素が前記光沢領域に含まれると判定することを特徴とする画像処理方法。
【請求項１１】
前記輝度補正値算出ステップでは、前記処理対象画素の輝度値と、前記周辺画素との輝度差とに基づき前記輝度補正値を算出することを特徴とする請求項１０に記載の画像処理方法。
【請求項１２】
前記光沢領域決定ステップでは、ＬＯＧフィルタを前記入力画像に適用した結果に基づいて前記光沢領域を決定することを特徴とする請求項１０又は１１に記載の画像処理方法。
【請求項１３】
前記輝度補正値算出ステップでは、前記ＬＯＧフィルタの適用結果に基づいて前記輝度補正値を算出することを特徴とする請求項１２に記載の画像処理方法。
【請求項１４】
前記光沢領域決定ステップでは、互いにサイズが異なる複数のＬＯＧフィルタを前記入力画像に適用した結果に基づいて前記光沢領域を決定することを特徴とする請求項１０に記載の画像処理方法。
【請求項１５】
入力画像の輝度値に基づいて前記入力画像に含まれる光沢領域を決定する光沢領域決定ステップと、
前記光沢領域の輝度補正値を算出する輝度補正値算出ステップと、
前記輝度補正値を前記光沢領域の輝度値に加算した補正画像を生成する補正画像生成ステップと、
を有し、
前記光沢領域決定ステップでは、ＬＯＧフィルタを前記入力画像に適用した結果に基づいて前記光沢領域を決定し、
前記輝度補正値算出ステップでは、前記ＬＯＧフィルタの適用結果に基づいて前記輝度補正値を算出することを特徴とする画像処理方法。
【請求項１６】
前記輝度補正値算出ステップでは、入出力の最大輝度に応じて前記輝度補正値を算出することを特徴とする請求項１０乃至１５のいずれか１項に記載の画像処理方法。
【請求項１７】
入力画像の輝度値に基づいて前記入力画像に含まれる光沢領域を決定する光沢領域決定ステップと、
前記光沢領域の輝度補正値を算出する輝度補正値算出ステップと、
前記輝度補正値を前記光沢領域の輝度値に加算した補正画像を生成する補正画像生成ステップと、
を有し、
前記輝度補正値算出ステップでは、入出力の最大輝度に応じて前記輝度補正値を算出することを特徴とする画像処理方法。
【請求項１８】
前記補正画像生成ステップで生成した補正画像を出力デバイスに出力する出力ステップをさらに有し、
前記出力デバイスの最大輝度は、前記入力画像を生成する入力デバイスの最大輝度より高いことを特徴とする請求項１０乃至１７のいずれか１項に記載の画像処理方法。
【請求項１９】
コンピュータに、
入力画像の輝度値に基づいて前記入力画像に含まれる光沢領域を決定する光沢領域決定ステップと、
前記光沢領域の輝度補正値を算出する輝度補正値算出ステップと、
前記輝度補正値を前記光沢領域の輝度値に加算した補正画像を生成する補正画像生成ステップと、
を実行させ、
前記光沢領域決定ステップでは、処理対象画素とその周囲の所定範囲内に位置する周辺画素との間の輝度差が所定の値以上であり、且つ前記処理対象画素の輝度が所定の値以上である場合に、当該処理対象画素が前記光沢領域に含まれると判定することを特徴とするプログラム。
【請求項２０】
前記輝度補正値算出ステップでは、前記処理対象画素の輝度値と、前記周辺画素との輝度差とに基づき前記輝度補正値を算出することを特徴とする請求項１９に記載のプログラム。
【請求項２１】
前記光沢領域決定ステップでは、ＬＯＧフィルタを前記入力画像に適用した結果に基づいて前記光沢領域を決定することを特徴とする請求項１９又は２０に記載のプログラム。
【請求項２２】
前記輝度補正値算出ステップでは、前記ＬＯＧフィルタの適用結果に基づいて前記輝度補正値を算出することを特徴とする請求項２１に記載のプログラム。
【請求項２３】
前記光沢領域決定ステップでは、互いにサイズが異なる複数のＬＯＧフィルタを前記入力画像に適用した結果に基づいて前記光沢領域を決定することを特徴とする請求項１９に記載のプログラム。
【請求項２４】
コンピュータに、
入力画像の輝度値に基づいて前記入力画像に含まれる光沢領域を決定する光沢領域決定ステップと、
前記光沢領域の輝度補正値を算出する輝度補正値算出ステップと、
前記輝度補正値を前記光沢領域の輝度値に加算した補正画像を生成する補正画像生成ステップと、
を実行させ、
前記光沢領域決定ステップでは、ＬＯＧフィルタを前記入力画像に適用した結果に基づいて前記光沢領域を決定し、
前記輝度補正値算出ステップでは、前記ＬＯＧフィルタの適用結果に基づいて前記輝度補正値を算出することを特徴とするプログラム。
【請求項２５】
前記輝度補正値算出ステップでは、入出力の最大輝度に応じて前記輝度補正値を算出することを特徴とする請求項１９乃至２４のいずれか１項に記載のプログラム。
【請求項２６】
コンピュータに、
入力画像の輝度値に基づいて前記入力画像に含まれる光沢領域を決定する光沢領域決定ステップと、
前記光沢領域の輝度補正値を算出する輝度補正値算出ステップと、
前記輝度補正値を前記光沢領域の輝度値に加算した補正画像を生成する補正画像生成ステップと、
を有し、
前記輝度補正値算出ステップでは、入出力の最大輝度に応じて前記輝度補正値を算出することを特徴とするプログラム。
【請求項２７】
前記補正画像生成ステップで生成した補正画像を出力デバイスに出力する出力ステップをさらに有し、
前記出力デバイスの最大輝度は、前記入力画像を生成する入力デバイスの最大輝度より高いことを特徴とする請求項１９乃至２６のいずれか１項に記載のプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力よりも出力の方が明るい輝度再現範囲を有する場合の画像処理に好適な画像処理装置及び画像処理方法等に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、デジタルカメラ、ディスプレイ、プリンタ等の画像を扱うデバイスの普及により、これらのデバイス間で相互にカラー画像データが処理されることがある。但し、これらのデバイス間には特性の相違がある。このため、同一のカラー画像データが処理される場合であっても、再現される色又は明るさに相違が生じることがある。これは、デバイス毎に色の表現方法（ＲＧＢ及びＣＭＹＫ等）並びに再現可能な輝度の範囲が異なるためである。そこで、異なるデバイス間で色再現を一致させるために、デバイス非依存の色空間（例えばＣＩＥＸＹＺ及びＣＩＥＬＡＢ）で適切な色変換処理を行うことが好ましい。
デバイス間の色を一致させるカラーマッチング技術として、カラーマネージメントシステム（ＣＭＳ）が提案されている。一般的なＣＭＳはデバイス特性を示すプロファイルを用いる。例えば、プリンタのプロファイルを、所定のパッチを含む色チャートを印刷し、この印刷結果を専用の測定器にて測定し、専用のプログラムが実行されるコンピュータにて測定結果を処理することにより作成する。こうして作成されたプロファイルにはデバイス依存色空間とデバイス非依存色空間との対応関係が記述されており、このプロファイルを用いて画像の色を補正することでカラーマッチングを実現する。よって、精度の高い色変換処理を実現するためには適切なプロファイルを使用することが重要である。実際の色処理の際には、例えば、デジタルカメラで撮影した画像をプリンタで出力する場合、先ず、デジタルカメラプロファイルに基づいて画像の色信号値（例えばＲＧＢ）をデバイス非依存の均等色空間の色信号値（例えばＣＩＥＸＹＺ又はＣＩＥＬＡＢ）に変換する。次に、プリンタプロファイルから得られるプリンタの色再現範囲内に画像の色が含まれているかどうか判定する。一般に、デジタルカメラの色域はプリンタの色域よりも広いため、デジタルカメラでは再現可能な色で、プリンタでは再現不可能な色、即ちプリンタの色域外の色はプリンタで再現可能なプリンタ色域内の色に変換される。色変換処理としては、入力画像を忠実に再現するためにプリンタ色域内の色を保持する絶対値再現処理、及び入力画像の印象を一致するために入出力の白が一致するように変換する相対値再現処理等が挙げられる。そして、プリンタプロファイルに基づいてデバイス非依存の色信号値をプリンタ依存の色信号値（例えばＣＭＹＫ）に変換する。このようにしてデジタルカメラで撮影した画像をプリンタ用の画像に変更して画像を出力することができる。
また、近年、デバイスの進化により、画像中の被写体の色だけではなく、光沢等の質感を再現する要求が高まっている。そして、例えば、反射光モデルに基づいて入力ビデオ信号の画像を補正し、金属光沢を発生させる技術等が提案されている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−２８５４５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来のカラー画像マッチング技術を用いた場合には、複数のデバイス間で、光沢があるカラー画像のデータの処理の際に、光沢を適切に再現することが困難なことがある。
【０００５】
本発明は、入力よりも出力の方が明るい輝度再現範囲を有する場合であっても、光沢をより忠実に再現することができる画像処理装置及び画像処理方法等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】
【０００６】
本発明に係る第１の画像処理装置は、入力画像の輝度値に基づいて前記入力画像に含まれる光沢領域を決定する光沢領域決定手段と、前記光沢領域の輝度補正値を算出する輝度補正値算出手段と、前記輝度補正値を前記光沢領域の輝度値に加算した補正画像を生成する補正画像生成手段と、を有し、前記光沢領域決定手段は、処理対象画素とその周囲の所定範囲内に位置する周辺画素との間の輝度差が所定の値以上であり、且つ前記処理対象画素の輝度が所定の値以上である場合に、当該処理対象画素が前記光沢領域に含まれると判定することを特徴とする。
本発明に係る第２の画像処理装置は、入力画像の輝度値に基づいて前記入力画像に含まれる光沢領域を決定する光沢領域決定手段と、前記光沢領域の輝度補正値を算出する輝度補正値算出手段と、前記輝度補正値を前記光沢領域の輝度値に加算した補正画像を生成する補正画像生成手段と、を有し、前記光沢領域決定手段は、ＬＯＧフィルタを前記入力画像に適用した結果に基づいて前記光沢領域を決定し、前記輝度補正値算出手段は、前記ＬＯＧフィルタの適用結果に基づいて前記輝度補正値を算出することを特徴とする。
本発明に係る第３の画像処理装置は、入力画像の輝度値に基づいて前記入力画像に含まれる光沢領域を決定する光沢領域決定手段と、前記光沢領域の輝度補正値を算出する輝度補正値算出手段と、前記輝度補正値を前記光沢領域の輝度値に加算した補正画像を生成する補正画像生成手段と、を有し、前記輝度補正値算出手段は、入出力の最大輝度に応じて前記輝度補正値を算出することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、入力画像において輝度が制限されて光沢が損なわれている場合でも、カラーマッチングと光沢再現とを両立させて、光沢をより忠実に再現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】ＢＲＤＦを示す図である。
【図２】従来のカラー画像マッチング技術を採用した再現方法を示す図である。
【図３】第１の実施形態に係る画像処理装置の構成を示すブロック図である。
【図４】第１の実施形態に係る画像処理装置の動作を示すフローチャートである。
【図５】第１の実施形態の効果を示す図である。
【図６】一次元方向の輝度信号値の変化の例を示す模式図である。
【図７】サイズの異なるＬＯＧフィルタの例を示す模式図である。
【図８】図７のフィルタを適用して得られる光沢領域を示す模式図である。
【図９】第２の実施形態に係る画像処理装置の動作を示すフローチャートである。
【図１０】第２の実施形態の変形例を示す図である。
【図１１】第３の実施形態に係る画像処理装置の構成を示すブロック図である。
【図１２】第３の実施形態に係る画像処理装置の動作を示すフローチャートである。
【図１３】第３の実施形態の効果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
先ず、従来のカラー画像マッチング技術では光沢を適切に再現することが困難である原因について説明する。
一般的に、物体の光沢は、ＢＲＤＦ（Bidirectional Reflectance Distribution Function）に大きく依存する。ＢＲＤＦとは、物体表面の光の入射角と出射角に対する反射率を表しており、光沢の低い物体ほど、入射角、出射角に依らず、ほぼ一定の値となり、逆に光沢の高い物体ほど、鏡面反射成分の値が大きくなる。図１（ａ）は光沢が低い物体のＢＲＤＦを示す図であり、図１（ｂ）は光沢が高い物体のＢＲＤＦを示す図である。図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、光沢が高い物体のＢＲＤＦでは鏡面反射成分が大きくなり、画像中の光沢の高い領域と他の領域との間では大きな輝度差が存在する。
このため、例えば、光沢のある被写体をデジタルカメラで撮影し、ディスプレイに表示する場合には、ディスプレイ上で被写体の光沢を十分に再現することが困難である。つまり、光沢のある被写体をデジタルカメラで撮影すると、光沢領域で白飛びが発生し、被写体の光沢が損なわれる場合がある。従って、従来のカラーマッチング技術ではそのような画像を明るいディスプレイに表示しても被写体の光沢を十分に再現することは難しいのである。
【００１０】
ここで、このメカニズムについて、更に詳細に説明する。図２は、従来のカラー画像マッチング技術を採用した再現方法を示す図である。図２には、光沢を有する被写体の輝度範囲１００１、デジタルカメラ等の画像入力装置の輝度範囲１００２、及びディスプレイ等の画像出力装置の輝度範囲１００３を示している。また、図２（ａ）は絶対値再現処理を示し、図２（ｂ）は相対値再現処理を示している。図２（ａ）に示すように、画像入力装置の輝度範囲１００２に忠実に出力する絶対値再現処理では、画像出力装置の輝度範囲１００３に拘わらず、撮影で制限された明るさのまま表示されてしまう。この結果、被写体の輝度範囲１００１を十分に再現できない。また、図２（ｂ）に示すように、デバイスの輝度範囲に応じて再現する相対値再現処理では、画像出力装置の輝度範囲１００３に応じて全体的に明るく変換されるため、光沢領域以外のカラーマッチング精度が低い。更に、いずれの処理においても、被写体の輝度範囲１００１を画像入力装置の輝度範囲１００２で取得する際に、光沢領域の階調が潰れる白飛びが発生するため、光沢領域は出力時も潰れたまま再現されてしまう。
【００１１】
本願発明は、このような発明者が知見した従来技術の問題点に鑑みてなされたものである。
【００１２】
次に、本発明の実施形態について添付の図面を参照して具体的に説明する。
【００１３】
（第１の実施形態）
先ず、第１の実施形態について説明する。図３は、第１の実施形態に係る画像処理装置の構成を示すブロック図である。
第１の実施形態に係る画像処理装置には、輝度データ算出部１０１、光沢領域決定部１０２、輝度補正値算出部１０３、及び補正画像生成部１０４が設けられている。輝度データ算出部１０１は、入力画像から輝度値を算出する。光沢領域決定部１０２は、輝度データ算出部１０１により算出された輝度値に基づき、入力画像中の光沢領域を決定する。輝度補正値算出部１０３は、光沢領域決定部１０２により決定された光沢領域の輝度補正値を算出する。補正画像生成部１０４は、輝度データ算出部１０１により算出された入力画像の輝度と、輝度補正値算出部１０３により算出された輝度補正値とを加算することで光沢領域の輝度補正画像を生成する。
【００１４】
次に、第１の実施形態に係る画像処理装置の動作（画像処理方法）について説明する。図４は、第１の実施形態に係る画像処理装置の動作を示すフローチャートである。
先ず、ステップＳ２０１において、輝度データ算出部１０１が入力画像を取得する。なお、本実施形態では、入力画像としてｓＲＧＢ画像が用いられるが、ＡｄｏｂｅＲＧＢ画像、カメラのＲＧＢ画像、又はプリンタのＣＭＹＫ画像等が用いられてもよい。
次いで、ステップＳ２０２において、輝度データ算出部１０１が入力画像中の処理対象画素を決定する。ここでの処理対象画素の決定順は特に限定されず、例えば画像中の左上から右下に順に処理対象画素を決定する。
その後、ステップＳ２０３において、輝度データ算出部１０１が処理画像の輝度を算出する。処理対象画素のＲＧＢ値が（Ｒ0，Ｇ0，Ｂ0）である場合、輝度Ｙ0は次の式で表わされる。
【００１５】
【数１】
0005562005.tif 000002
【００１６】
なお、入力画像としてプリンタのＣＭＹＫ画像が用いられる場合は、予め所定のカラーパッチを測定器で測定し、ＣＭＹＫ値とＸＹＺ値との対応関係をＬＵＴ（ルックアップテーブル）として求めておき、そのＬＵＴを参照して処理対象画素の輝度を求めればよい。
ステップＳ２０３の後、ステップＳ２０４において、光沢領域決定部１０２が、輝度データ算出部１０１により算出された輝度に基づき、処理対象画素が光沢領域か否かを判定する。光沢領域及びその周辺の輝度変化が図１に示すＢＲＤＦに依存する場合、光沢領域に相当する処理対象画素の輝度が高くなり、且つその周辺画素（処理対象画素の周囲の所定範囲内に位置する周辺画素）との輝度差が大きくなる。そこで、本実施形態では、光沢領域決定部１０２が、処理対象画素の輝度をＹ0、光沢の最低輝度をＹL、処理対象画素とその周囲画素との輝度差をΔＹ0、光沢と非光沢との輝度差をΔＹLとしたときに、次の式を満たす処理対象画素を光沢領域であると判定する。
ＹL≦Ｙ0、且つΔＹL≦ΔＹ0
なお、ΔＹ0及びΔＹ0Lとして予め所望の値を設定してもよく、また、ΔＹ0及びΔＹ0Lを光沢の強さ等に応じた可変の値としてもよい。また、処理対象画素の輝度及び輝度差は画像中の相対的な輝度の関係が条件を満たせばよく、処理対象画素及び近傍画素との絶対的な値でなくてもよい。
そして、処理対象画素が光沢領域であればステップＳ２０５に移行し、光沢領域でなければステップＳ２０２に戻って、輝度データ算出部１０１が次の処理対象画素を決定する。
ステップＳ２０５では、輝度補正値算出部１０３が処理対象画素の輝度補正値を決定する。輝度補正値として予め所望の値を設定してもよく、輝度補正値を処理対象画素の輝度及び／又は周辺画素との輝度差等に応じた可変の値としてもよい。輝度補正値算出部１０３は、例えば、処理対象画素の輝度をＹ0、周辺画素との輝度差をΔＹ0、係数をα、βとしたときに、次の式で輝度補正値Ｙcを決定する。
Ｙc＝αＹ0＋βΔＹ0  ０≦α≦１、０≦β≦１
次いで、ステップＳ２０６において、輝度データ算出部１０１が入力画像中の全ての画素に対して処理が終了したか否かを判定する。そして、処理が終了していればステップＳ２０７に移行し、終了していなければステップＳ２０２に戻って次の処理対象画素を決定する。
ステップＳ２０７では、補正画像生成部１０４がここまでの処理で算出された輝度補正値を各画素の輝度に加算する。補正後の輝度Ｙ1は次の式で表わされる。
Ｙ1＝Ｙ0＋Ｙc
そして、補正画像生成部１０４が補正後の輝度Ｙ1の出力画像を出力する。このようにして、一連の処理が終了する。
【００１７】
このような第１の実施形態によれば、入力画像を扱う装置よりも出力画像を扱う装置の方が明るい輝度再現範囲を有する場合に、入力画像において輝度が制限されて光沢が損なわれていても、画像出力時に光沢領域の輝度だけが伸張される。このため、従来のカラーマッチングと光沢再現とを両立することが可能になる。
ここで、この効果について具体的に説明する。図５は、第１の実施形態の効果を示す図である。図５には、光沢を有する被写体の輝度範囲１１０１、デジタルカメラ等の画像入力装置の輝度範囲１１０２、及びディスプレイ等の画像出力装置の輝度範囲１１０３を示している。一般的に、光沢のある被写体の輝度範囲１１０１が、デジタルカメラ等の画像入力装置の輝度範囲１１０２に制限されて白飛びが発生し、撮影画像において光沢が損なわれる場合がある。このような場合に、画像出力装置の輝度範囲１１０３が画像入力装置の輝度範囲１１０２より広くなっていても、第１の実施形態によれば、光沢領域以外の輝度は入力画像に忠実に再現され、光沢領域の輝度だけが伸張して出力される。この結果、従来のカラーマッチングと光沢再現とを両立することが可能になるのである。
【００１８】
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態について説明する。入力画像中に異なる大きさの光沢領域が存在する場合、光沢領域の判定（例えば、第１の実施形態のステップＳ２０４）では、その領域の大きさに応じた画像処理を行うことが好ましい。第２の実施形態では、このような画像処理を行う。
ここで、ある入力画像信号に対して、サイズの異なるＬＯＧ（Laplacian of Gaussian）フィルタを適用した際に取得される光沢領域の例について説明する。
図６は、光沢領域を有する画像のある画素周辺における一次元方向の輝度信号値の変化の例を示す模式図である。図６において、輝度が高い領域が光沢領域であり、輝度が低い領域が非光沢領域である。また、図７は、サイズの異なるＬＯＧフィルタの例を示す模式図である。ＬＯＧフィルタは次の式で表される。
【００１９】
【数２】
0005562005.tif 000003
【００２０】
ここで、σはフィルタサイズを制御するパラメータであり、図７（ａ）はσが８であるＬＯＧフィルタを示し、図５（ｂ）はσが４のＬＯＧフィルタを示している。図８は、図６に示す入力画像信号に対して、図７に示すＬＯＧフィルタを適用して得られる光沢領域を示す模式図である。図８（ａ）は図７（ａ）のフィルタを適用して得られる光沢領域を示す模式図であり、図８（ｂ）は図７（ｂ）のフィルタを適用して得られる光沢領域を示す模式図である。図７（ａ）のＬＯＧフィルタはサイズが大きいため、光沢領域と非光沢領域との境界部分が平滑化され、図６の入力画像信号よりも得られる光沢領域が小さくなる。一方、図７（ｂ）のＬＯＧフィルタはサイズが小さいため、光沢領域として得られるのは光沢の境界部分だけになる。このことからも、大きさの異なる光沢領域を適切に抽出するためにはサイズの異なる複数のＬＯＧフィルタを適用し、それらを組み合わせることが好ましいといえる。
【００２１】
そこで、第２の実施形態では、サイズが異なる３種類のＬＯＧフィルタを適用して画像の補正を行う。図９は、第２の実施形態に係る画像処理装置の動作を示すフローチャートである。
先ず、ステップＳ３０１〜ステップＳ３０３において、輝度データ算出部１０１が、第１の実施形態のステップＳ２０１〜Ｓ２０３と同様の処理を行う。
次いで、ステップＳ３０４において、光沢領域決定部１０２が、輝度データ算出部１０１により算出された輝度Ｙ0が所定の閾値ＹL以上か否かを判定する。そして、輝度Ｙ0が閾値ＹL以上であればステップＳ３０５に移行し、輝度Ｙ0が閾値ＹL未満であればステップＳ２０２に戻って、輝度データ算出部１０１が次の処理対象画素を決定する。
ステップＳ３０５では、光沢領域決定部１０２が処理対象画素に対してσが１、４、及び１６の３つの異なるサイズのＬＯＧフィルタを適用し、各ＬＯＧフィルタの適用結果Ｌ1、Ｌ4、及びＬ16を算出する。なお、本実施形態では、３つのＬＯＧフィルタが適用されるが、適用されるフィルタのサイズ及び数は特に限定されず、入力画像に応じて任意に設定することができる。
続いて、ステップＳ３０６において、光沢領域決定部１０２が処理対象画素とその周辺画素との輝度差ΔＹ0が所定の閾値ΔＹL以上であるか否かを判定する。輝度差ΔＹ0は、「Ｌ1＋Ｌ4＋Ｌ16」で表わされる。そして、輝度差ΔＹ0が閾値ΔＹL以上であればステップＳ３０７に移行し、輝度差ΔＹ0が閾値ΔＹL未満であればステップＳ２０２に戻って、輝度データ算出部１０１が次の処理対象画素を決定する。つまり、光沢領域決定部１０２は、輝度差ΔＹ0が閾値ΔＹL未満の場合は、処理対象画素が非光沢領域であると判断する。
ステップＳ３０７では、輝度補正値算出部１０３が処理対象画素の輝度補正値を決定する。例えば、各ＬＯＧフィルタの出力に応じた係数を夫々β1、β4、β16とし、次の式で輝度補正値Ｙcを決定する。
Ｙc＝β1Ｌ1＋β4Ｌ4＋β16Ｌ16
なお、輝度補正値はこれに限定されることはなく、例えば、予め決定しておいた補正値を用いてもよく、他の手段で算出した補正値を用いてもよい。
次いで、ステップＳ３０８〜Ｓ３０９において、輝度データ算出部１０１及び補正画像生成部１０４が第１の実施形態のステップＳ２０６〜Ｓ２０７と同様の処理を行う。このようにして、一連の処理が終了する。
【００２２】
このような第２の実施形態によれば、入力画像中に異なる大きさの光沢領域が存在する場合でも、その大きさに応じた画像処理を行うことが可能となり、より適切な光沢の再現が可能となる。
【００２３】
なお、第２の実施形態では、画像の補正を画素毎の処理により行っているが、画像データとして処理を行ってもよい。この処理について図１０を参照しながら説明する。図１０は、第２の実施形態の変形例を示す図である。
この変形例では、例えば、球状の光沢のある被写体を撮影した入力画像１２０１が入力されると、光沢領域決定部１０２が入力画像１２０１に対してσが１、４、及び１６の３つの異なるサイズのＬＯＧフィルタを適用する。この結果、各ＬＯＧフィルタの適用結果として、光沢領域抽出画像１２０２、１２０３及び１２０４が得られる。この処理は、第２の実施形態におけるステップＳ３０５に対応する。つまり、光沢領域抽出画像１２０２は入力画像１２０１に対するσが１のＬＯＧフィルタの適用結果であって、適用結果Ｌ1に対応する光沢領域抽出画像である。光沢領域抽出画像１２０３は入力画像１２０１に対するσが４のＬＯＧフィルタの適用結果であって、適用結果Ｌ4に対応する光沢領域抽出画像である。光沢領域抽出画像１２０４は入力画像１２０１に対するσが１６のＬＯＧフィルタの適用結果であって、適用結果Ｌ16に対応する光沢領域抽出画像である。
その後、輝度補正値算出部１０３が光沢領域抽出画像１２０２、１２０３及び１２０４に対して輝度補正係数β1、β4、β16を夫々適用し、この適用結果の和を算出する。この結果、輝度補正値を算出した輝度補正画像１２０５が得られる。この処理は、第２の実施形態におけるステップＳ３０７に対応する。
続いて、補正画像生成部１０４が入力画像１２０１に対して輝度補正画像１２０５を加算する。この結果、光沢再現画像１２０６が得られる。この処理は、第２の実施形態におけるステップＳ３０９に対応する。
【００２４】
このような変形例によっても、入力画像中に異なる大きさの光沢領域が存在する場合でも、その大きさに応じた画像処理を行うことが可能となり、より適切な光沢の再現が可能となる。
【００２５】
（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態について説明する。第１の実施形態１及び第２の実施形態では、入力画像の輝度を伸張することで光沢を再現している。ところで、前述のように、出力デバイスにも再現可能な輝度範囲が存在する。そこで、輝度を伸張する際に出力デバイスが再現可能な輝度範囲を考慮することでより好適に光沢を再現することが可能になる。第３の実施形態では、このような画像処理を行う。図１１は、第３の実施形態に係る画像処理装置の構成を示すブロック図である。
第３の実施形態に係る画像処理装置には、入力部７０１、出力部７０２、補正係数設定部７０３、輝度データ算出部７０４、光沢領域決定部７０５、輝度補正値算出部７０６、及び補正画像生成部７０７が設けられている。入力部７０１は、入力画像及び入出力の最大輝度を入力する。出力部７０２は、出力画像を生成する。補正係数設定部７０３は、入力部７０１及び出力部７０２から入出力の最大輝度を取得して輝度補正係数を設定する。輝度データ算出部７０４は、入力画像から輝度値を算出する。光沢領域決定部７０５は、輝度データ算出部７０４により算出された輝度値に基づき、入力画像中の光沢領域を決定する。輝度補正値算出部７０６は、補正係数設定部７０３から輝度補正係数を取得し、光沢領域決定部７０５により決定された光沢領域の輝度補正値を算出する。補正画像生成部７０７は、輝度データ算出部７０４により算出された入力画像の輝度と、輝度補正値算出部７０６により算出された輝度補正値とを加算することで光沢領域の輝度補正画像を生成する。
【００２６】
次に、第３の実施形態に係る画像処理装置の動作（画像処理方法）について説明する。図１２は、第３の実施形態に係る画像処理装置の動作を示すフローチャートである。
先ず、ステップＳ８０１において、補正係数設定部７０３が入力部７０１及び出力部７０２から入出力の最大輝度を取得する。入出力の最大輝度Ｙin及びＹoutを取得する方法は特に限定されない。例えば、入力部７０１及び出力部７０２に専用の測定器を接続し、入出力夫々の測定値を読み込んで取得してもよく、また、入出力夫々のデバイス特性を記述したデバイスプロファイルが記録された記憶装置を接続し、そこから取得してもよい。
次いで、ステップＳ８０２において、補正係数設定部７０３が入出力の最大輝度Ｙin及びＹoutに基づき補正係数を設定する。補正係数は、光沢領域の輝度補正処理において、出力の最大輝度を超えないように制御可能なものであればよい。例えば、輝度補正値が入出力の最大輝度差ΔＹmax（ΔＹmax＝Ｙout−Ｙin）を超えないように制御する。また、最大輝度Ｙin及びＹoutをそのまま輝度補正係数としてもよい。
その後、ステップＳ８０３〜ステップＳ８０８において、輝度データ算出部７０４、光沢領域決定部７０５、及び輝度補正値算出部７０６が、第１の実施形態のステップＳ２０１〜Ｓ２０６と同様の処理を行う。なお、ステップＳ８０６では、光沢領域決定部７０５が、第２の実施形態のステップＳ３０４〜ステップＳ３０６と同様の処理を行ってもよい。つまり、サイズの異なる複数のＬＯＧフィルタを用いて光沢領域を判定してもよい。
そして、ステップＳ８０８で処理が終了していればステップＳ８０９に移行し、終了していなければステップＳ８０４に戻って次の処理対象画素を決定する。
ステップＳ８０９では、輝度補正値算出部７０６がステップＳ８０７で決定した処理対象画素の輝度補正値に対して、補正係数設定部７０３により設定された輝度補正係数を適用し、出力の最大輝度を超えないように輝度補正値を補正する。この補正の方法は特に限定されず、例えば、輝度補正係数をΔＹmax＝Ｙout−Ｙin、処理対象画素の輝度補正値をＹc、全処理対象画素の輝度補正値の最大値をｄＹmax、最小値をｄＹminとして、次の式に基づく補正を行い、補正後の輝度補正値Ｙc´を取得してもよい。
【００２７】
【数３】
0005562005.tif 000004
ステップＳ８０９の後、ステップＳ８１０において、補正画像生成部７０７がここまでの処理で算出された輝度補正値を各画素の輝度に加算する。補正後の輝度Ｙ1は次の式で表わされる。
Ｙ1＝Ｙ0＋Ｙc´
そして、補正画像生成部７０７が出力部７０２に補正後の輝度Ｙ1の出力画像を出力する。このようにして、一連の処理が終了する。
【００２８】
このような第３の実施形態によれば、入出力デバイスの最大輝度を参照して輝度補正値が決定されるので、入出力デバイスの特性に応じた光沢の再現が可能になる。
ここで、この効果について具体的に説明する。図１３は、第３の実施形態の効果を示す図である。図１３には、デジタルカメラ等の画像入力装置の輝度範囲１３０１、及びディスプレイ等の画像出力装置の輝度範囲１３０２を示している。本実施形態のような輝度補正が行われない場合、輝度を伸張した後の輝度が画像出力装置の輝度範囲１３０２よりも大きくなると、図１３（ａ）に示すように、画像出力装置の輝度範囲１３０２内の最大値に変換される。このため、画像出力時に白飛びが発生し、光沢の再現性が低下する場合がある。一方、本実施形態のような輝度補正を行う場合、つまり、画像処理の過程において入出力の再現可能な輝度範囲をそれぞれ取得し、その関係に基づいて輝度補正値を算出する場合、図１３（ｂ）に示すように、入出力の輝度範囲に応じた白飛びのない光沢再現が可能になる。
【００２９】
なお、本発明の各工程は、ネットワーク又は各種記憶媒体を介して取得したソフトウェア（プログラム）をパーソナルコンピュータ等の処理装置（ＣＰＵ、プロセッサ）にて実行することでも実現できる。
【符号の説明】
【００３０】
１０１：輝度データ算出部  １０２：光沢領域決定部  １０３：輝度補正値算出部  １０４：補正画像生成部
【図１】
0005562005.tif 000005
【図２】
0005562005.tif 000006
【図３】
0005562005.tif 000007
【図４】
0005562005.tif 000008
【図５】
0005562005.tif 000009
【図６】
0005562005.tif 000010
【図７】
0005562005.tif 000011
【図８】
0005562005.tif 000012
【図９】
0005562005.tif 000013
【図１０】
0005562005.tif 000014
【図１１】
0005562005.tif 000015
【図１２】
0005562005.tif 000016
【図１３】
0005562005.tif 000017