(57)【要約】【課題】画像上で注目位置の周囲に設定されたフィルタ領域を対象にしたヒストグラムデータを生成するヒストグラム生成処理の高速化を図る。【解決手段】画像上で注目位置を１つずつずらしながら各位置でのヒストグラムデータを順次生成する局所的ヒストグラム生成部が、画像上の各位置でのヒストグラムデータを格納するヒストグラム格納部４６と、注目位置でのフィルタ領域とその１つ前の位置でのフィルタ領域とが重なり合わない１次差分領域を対象にした１次差分データを取得する１次差分取得部５１，５３，５６と、１次差分取得部で取得した１次差分データ、およびヒストグラム格納部に格納された１つ前の位置でのヒストグラムデータを統合して、注目位置でのヒストグラムデータを取得する統合部５２，５４，５７と、を有するものとする。【選択図】図１２
2014109978.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力された画像上で注目位置の周囲に設定されたフィルタ領域を対象にしたヒストグラムデータを生成して、そのヒストグラムデータに基づいて前記画像の補正を行う画像処理装置であって、
前記画像上で注目位置を１つずつずらしながら各位置での前記ヒストグラムデータを順次生成する局所的ヒストグラム生成部を備え、
この局所的ヒストグラム生成部は、
前記画像上の各位置での前記ヒストグラムデータを格納するヒストグラム格納部と、
注目位置での前記フィルタ領域とその１つ前の位置での前記フィルタ領域とが重なり合わない１次差分領域を対象にした１次差分データを取得する１次差分取得部と、
前記１次差分取得部で取得した前記１次差分データ、および前記ヒストグラム格納部に格納された１つ前の位置での前記ヒストグラムデータを統合して、注目位置でのヒストグラムデータを取得する統合部と、を有することを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記局所的ヒストグラム生成部は、注目位置を第１の方向にずらしながら各位置での前記ヒストグラムデータを順次生成する１ライン分の処理を、第１の方向と直交する第２の方向に１ラインずつずらしながら繰り返すものであり、
前記１次差分取得部で取得した前記１次差分データを格納する１次差分格納部と、
注目位置での前記１次差分データと第２の方向に１つ前の位置での前記１次差分データとが重なり合わない２次差分領域を対象にした２次差分データを取得する２次差分取得部と、をさらに有し、
前記１次差分取得部は、前記２次差分取得部で取得した前記２次差分データ、および前記１次差分格納部に格納された第２の方向に１つ前の位置での前記１次差分データを統合して、注目位置での前記１次差分データを取得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】
前記局所的ヒストグラム生成部は、
前記画像の隅に位置する開始位置を対象にした第１領域ヒストグラム生成部と、
前記開始位置から第１の方向に延びた１つのラインにおいて前記開始位置を除く領域を対象にした第２領域ヒストグラム生成部と、
前記開始位置から第２の方向に延びた１つのラインにおいて前記開始位置を除く領域を対象にした第３領域ヒストグラム生成部と、
前記第１領域ヒストグラム生成部、前記第２領域ヒストグラム生成部および前記第３領域ヒストグラム生成部の対象領域を除く領域を対象にした第４領域ヒストグラム生成部と、を有し、
前記第１領域ヒストグラム生成部は、前記開始位置における前記フィルタ領域内の各位置での特徴値を集計して前記ヒストグラムデータを取得し、
前記第２領域ヒストグラム生成部は、前記１次差分取得部と前記統合部とを有し、前記開始位置に対して第１の方向に１つずれた位置から、注目位置を第１の方向にずらしながら前記ヒストグラムデータを順次生成し、
前記第３領域ヒストグラム生成部は、前記１次差分取得部と前記統合部とを有し、前記開始位置に対して第２の方向に１つずれた位置から、注目位置を第２の方向にずらしながら前記ヒストグラムデータを順次生成し、
前記第４領域ヒストグラム生成部は、前記２次差分取得部と前記１次差分取得部と前記統合部とを有し、前記開始位置に対して第１の方向および第２の方向に１つずつずれた位置から、注目位置を第１の方向にずらしながら各位置での前記ヒストグラムデータを順次生成する１ライン分の処理を、第２の方向に１ラインずつずらしながら繰り返す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】
前記画像に対して階調補正を行うものであり、
前記画像補正部は、
前記ヒストグラムデータに基づいて階調変換カーブを生成する階調変換カーブ生成部と、
前記階調変換カーブを用いて各画素に対して階調変換を行う階調変換部と、を有することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の画像処理装置。
【請求項５】
前記画像を複数のブロックに分割するブロック分割部と、
前記ブロック内の各画素の値からブロックごとの代表値を求めるブロック代表値取得部と、をさらに備え、
前記局所的ヒストグラム生成部は、前記ブロックごとのヒストグラムデータを生成することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の画像処理装置。
【請求項６】
前記局所的ヒストグラム生成部は、注目位置からの距離に応じた重み付けを行った重みつきヒストグラムデータを生成するものであり、
異なる重み係数が設定された大きさの異なる複数の前記フィルタ領域を対象にして重みなしヒストグラムデータを生成する重みなしヒストグラム生成部と、
複数の前記フィルタ領域ごとの前記重みなしヒストグラムデータを、それぞれに前記重み係数を乗じた上で統合して、重みつきヒストグラムデータを生成する重みつきヒストグラム生成部と、を有することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の画像処理装置。
【請求項７】
入力された画像上で注目位置の周囲に設定されたフィルタ領域を対象にしたヒストグラムデータを生成して、そのヒストグラムデータに基づいて前記画像の補正を行う画像処理方法であって、
前記画像上で注目位置を１つずつずらしながら各位置での前記ヒストグラムデータを順次生成するステップを有し、
前記ヒストグラムデータを生成するステップは、
注目位置での前記フィルタ領域とその１つ前の位置での前記フィルタ領域とが重なり合わない１次差分領域を対象にした１次差分データを取得するステップと、
前記１次差分データおよび１つ前の位置でのヒストグラムデータを統合して、注目位置でのヒストグラムデータを取得するステップと、を有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、階調ごとの度数を示すヒストグラムデータを生成して、このヒストグラムデータに基づいて画像の補正を行う画像処理装置および画像処理方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
撮像装置で撮像された画像内に明るい領域と暗い領域とが混在する、例えば日射による明るい屋外が写った領域と暗い屋内が写った領域とが含まれていると、明るい領域と暗い領域との間では十分な明暗差が得られるものの、それぞれの領域内ではコントラストが低下して、被写体が不鮮明となるという問題があった。
【０００３】
このような問題に対して、画像上のある注目点を中心とした局所領域内に存在する画素の階調分布を示すヒストグラムデータを生成し、そのヒストグラムデータにおいて度数が高い階調のコントラストを強調する階調変換カーブを求め、その階調変換カーブを用いて階調補正する、いわゆる局所的ヒストグラム均等化法による階調補正の技術が知られている。これにより、明るい領域および暗い領域のそれぞれの領域内でコントラストが強調されて、鮮明な画像を得ることができる。
【０００４】
ところが、この局所的ヒストグラム均等化法による階調補正を画像の全体に対して画素単位で行うには、莫大な演算量を必要とするため、現実的でない。そこで、画像を複数のブロックに分割し、各ブロックを中心にした局所領域に含まれる各ブロックの代表値を集計して、各ブロックのヒストグラムデータを生成し、このヒストグラムデータに基づいて階調変換カーブを求めて階調補正する技術が知られている（特許文献１参照）。これにより、演算量を削減することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−９２０５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前記のブロック単位でヒストグラムデータを生成する従来の技術では、フィルタ領域に含まれる全てのブロックの代表値を集計してヒストグラムデータを生成する処理を全てのブロックで繰り返す必要があるため、演算量を十分に削減することができず、階調補正処理の高速化を十分に図ることができないという問題があった。また、ブロックの大きさを大きくすれば、演算量を削減することができるが、この場合、ブロックの境界での不連続性が顕著になり、画質が低下する問題が生じるため、ヒストグラム生成処理自体の高速化を図ることが望まれる。
【０００７】
本発明は、このような従来技術の問題点を解消するべく案出されたものであり、その主な目的は、ヒストグラム生成処理の高速化を図ることができるように構成された画像処理装置および画像処理方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の画像処理装置は、入力された画像上で注目位置の周囲に設定されたフィルタ領域を対象にしたヒストグラムデータを生成して、そのヒストグラムデータに基づいて前記画像の補正を行う画像処理装置であって、前記画像上で注目位置を１つずつずらしながら各位置での前記ヒストグラムデータを順次生成する局所的ヒストグラム生成部を備え、この局所的ヒストグラム生成部は、前記画像上の各位置での前記ヒストグラムデータを格納するヒストグラム格納部と、注目位置での前記フィルタ領域とその１つ前の位置での前記フィルタ領域とが重なり合わない１次差分領域を対象にした１次差分データを取得する１次差分取得部と、前記１次差分取得部で取得した前記１次差分データ、および前記ヒストグラム格納部に格納された１つ前の位置での前記ヒストグラムデータを統合して、注目位置でのヒストグラムデータを取得する統合部と、を有する構成とする。
【０００９】
また、本発明の画像処理方法は、入力された画像上で注目位置の周囲に設定されたフィルタ領域を対象にしたヒストグラムデータを生成して、そのヒストグラムデータに基づいて前記画像の補正を行う画像処理方法であって、前記画像上で注目位置を１つずつずらしながら各位置での前記ヒストグラムデータを順次生成するステップを有し、前記ヒストグラムデータを生成するステップは、注目位置での前記フィルタ領域とその１つ前の位置での前記フィルタ領域とが重なり合わない１次差分領域を対象にした１次差分データを取得するステップと、前記１次差分データおよび１つ前の位置でのヒストグラムデータを統合して、注目位置でのヒストグラムデータを取得するステップと、を有する構成とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ヒストグラムデータを取得するために、フィルタ領域に含まれる全ての位置での特徴値（例えば輝度）を集計する必要がないため、演算負担を軽減することができ、これによりヒストグラム生成処理の高速化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本実施形態に係る撮像装置を示す概略構成図
【図２】階調補正部７で行われる階調補正処理の状況を実際の画像の例を用いて説明する説明図
【図３】階調補正部７で行われる処理の手順を示すフロー図
【図４】ブロック分割部１０で行われるブロック分割処理を説明する説明図
【図５】局所的ヒストグラム生成部１４で行われる局所的ヒストグラム生成処理を説明する説明図
【図６】階調変換カーブ生成部１６で行われる階調変換カーブ生成処理を説明する説明図
【図７】階調変換部１７で行われる階調変換処理および線形補間部１８で行われる線形補間処理を説明する説明図
【図８】局所的ヒストグラム生成部１４の概略構成を示すブロック図
【図９】重み付け領域および重み係数を説明する説明図
【図１０】重みつきヒストグラムを生成する要領を説明する説明図
【図１１】局所的ヒストグラム生成部１４で行われる局所的ヒストグラム生成処理の手順を示すフロー図
【図１２】重みなしヒストグラム生成部３１の概略構成を示すブロック図
【図１３】重みなしヒストグラム生成処理の概要を説明する説明図
【図１４】重みなしヒストグラム生成処理の手順を示すフロー図
【図１５】第１領域ヒストグラム生成処理の概要を説明する説明図
【図１６】第１領域ヒストグラム生成処理の手順を示すフロー図
【図１７】第２領域ヒストグラム生成処理の概要を説明する説明図
【図１８】第２領域ヒストグラム生成処理の手順を示すフロー図
【図１９】第３領域ヒストグラム生成処理の概要を説明する説明図
【図２０】第３領域ヒストグラム生成処理の手順を示すフロー図
【図２１】第４領域ヒストグラム生成処理の概要を説明する説明図
【図２２】第４領域ヒストグラム生成処理の概要を説明する説明図
【図２３】第４領域ヒストグラム生成処理の概要を説明する説明図
【図２４】第４領域ヒストグラム生成処理を詳しく説明する説明図
【図２５】第４領域ヒストグラム生成処理の手順を示すフロー図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
前記課題を解決するためになされた第１の発明は、入力された画像上で注目位置の周囲に設定されたフィルタ領域を対象にしたヒストグラムデータを生成して、そのヒストグラムデータに基づいて前記画像の補正を行う画像処理装置であって、前記画像上で注目位置を１つずつずらしながら各位置での前記ヒストグラムデータを順次生成する局所的ヒストグラム生成部を備え、この局所的ヒストグラム生成部は、前記画像上の各位置での前記ヒストグラムデータを格納するヒストグラム格納部と、注目位置での前記フィルタ領域とその１つ前の位置での前記フィルタ領域とが重なり合わない１次差分領域を対象にした１次差分データを取得する１次差分取得部と、前記１次差分取得部で取得した前記１次差分データ、および前記ヒストグラム格納部に格納された１つ前の位置での前記ヒストグラムデータを統合して、注目位置でのヒストグラムデータを取得する統合部と、を有する構成とする。
【００１３】
これによると、ヒストグラムデータを取得するために、フィルタ領域に含まれる全ての位置での特徴値（例えば輝度）を集計する必要がないため、演算負担を軽減することができ、これによりヒストグラム生成処理の高速化を図ることができる。
【００１４】
ここで、ヒストグラムデータとは、フィルタ領域内の各位置での特徴値を集計して得られる特徴値ごとの度数を示すものであり、１次差分データとは、１次差分領域内の各位置での特徴値を集計して得られる特徴値ごとの度数を示すものである。
【００１５】
また、１次差分領域には、１つ前の位置でのフィルタ領域において注目位置でのフィルタ領域から外れる減少分と、注目位置でのフィルタ領域に新たに加わる増加分とがあり、１次差分データとヒストグラムデータとを統合する際には、減少分の１次差分データはヒストグラムデータから差し引かれ、増加分の１次差分データはヒストグラムデータに加えられる。
【００１６】
また、第２の発明は、前記局所的ヒストグラム生成部は、注目位置を第１の方向にずらしながら各位置での前記ヒストグラムデータを順次生成する１ライン分の処理を、第１の方向と直交する第２の方向に１ラインずつずらしながら繰り返すものであり、前記１次差分取得部で取得した前記１次差分データを格納する１次差分格納部と、注目位置での前記１次差分データと第２の方向に１つ前の位置での前記１次差分データとが重なり合わない２次差分領域を対象にした２次差分データを取得する２次差分取得部と、をさらに有し、前記１次差分取得部は、前記２次差分取得部で取得した前記２次差分データ、および前記１次差分格納部に格納された第２の方向に１つ前の位置での前記１次差分データを統合して、注目位置での前記１次差分データを取得する構成とする。
【００１７】
これによると、ヒストグラムデータを取得するために、フィルタ領域に含まれる全ての位置の特徴値を集計する必要がなく、さらに、１次差分データを取得するために、１次差分領域に含まれる全ての位置の特徴値を集計する必要もないため、演算負担をより一層軽減することができ、これによりヒストグラム生成処理のより一層の高速化を図ることができる。
【００１８】
ここで、２次差分データとは、２次差分領域内の各位置での特徴値を集計して得られる特徴値ごとの度数を示すものである。
【００１９】
また、２次差分領域には、第２の方向に１つ前の位置での１次差分領域において注目位置での１次差分領域から外れる減少分と、注目位置での１次差分領域に新たに加わる増加分とがあり、２次差分データと１次差分データとを統合する際には、減少分の２次差分データは１次差分データから差し引かれ、増加分の２次差分データは１次差分データに加えられる。
【００２０】
また、第３の発明は、前記局所的ヒストグラム生成部は、前記画像の隅に位置する開始位置を対象にした第１領域ヒストグラム生成部と、前記開始位置から第１の方向に延びた１つのラインにおいて前記開始位置を除く領域を対象にした第２領域ヒストグラム生成部と、前記開始位置から第２の方向に延びた１つのラインにおいて前記開始位置を除く領域を対象にした第３領域ヒストグラム生成部と、前記第１領域ヒストグラム生成部、前記第２領域ヒストグラム生成部および前記第３領域ヒストグラム生成部の対象領域を除く領域を対象にした第４領域ヒストグラム生成部と、を有し、前記第１領域ヒストグラム生成部は、前記開始位置における前記フィルタ領域内の各位置での特徴値を集計して前記ヒストグラムデータを取得し、前記第２領域ヒストグラム生成部は、前記１次差分取得部と前記統合部とを有し、前記開始位置に対して第１の方向に１つずれた位置から、注目位置を第１の方向にずらしながら前記ヒストグラムデータを順次生成し、前記第３領域ヒストグラム生成部は、前記１次差分取得部と前記統合部とを有し、前記開始位置に対して第２の方向に１つずれた位置から、注目位置を第２の方向にずらしながら前記ヒストグラムデータを順次生成し、前記第４領域ヒストグラム生成部は、前記２次差分取得部と前記１次差分取得部と前記統合部とを有し、前記開始位置に対して第１の方向および第２の方向に１つずつずれた位置から、注目位置を第１の方向にずらしながら各位置での前記ヒストグラムデータを順次生成する１ライン分の処理を、第２の方向に１ラインずつずらしながら繰り返す構成とする。
【００２１】
これによると、画像内の全ての位置でのヒストグラムデータを効率よく生成することができる。
【００２２】
また、第４の発明は、前記画像に対して階調補正を行うものであり、前記画像補正部は、前記ヒストグラムデータに基づいて階調変換カーブを生成する階調変換カーブ生成部と、前記階調変換カーブを用いて各画素に対して階調変換を行う階調変換部と、を有する構成とする。
【００２３】
これによると、画像内に明るい領域と暗い領域とが混在する場合に、それぞれの領域内でコントラストを強調して、鮮明な画像を得ることができる。
【００２４】
また、第５の発明は、前記画像を複数のブロックに分割するブロック分割部と、前記ブロック内の各画素の値からブロックごとの代表値を求めるブロック代表値取得部と、をさらに備え、前記局所的ヒストグラム生成部は、前記ブロックごとのヒストグラムデータを生成する構成とする。
【００２５】
これによると、ヒストグラム生成処理がブロック単位で行われるため、演算量を削減して、処理の高速化を図ることができる。
【００２６】
また、第６の発明は、前記局所的ヒストグラム生成部は、注目位置からの距離に応じた重み付けを行った重みつきヒストグラムデータを生成するものであり、異なる重み係数が設定された大きさの異なる複数の前記フィルタ領域を対象にして重みなしヒストグラムデータを生成する重みなしヒストグラム生成部と、複数の前記フィルタ領域ごとの前記重みなしヒストグラムデータを、それぞれに前記重み係数を乗じた上で統合して、重みつきヒストグラムデータを生成する重みつきヒストグラム生成部と、を有する構成とする。
【００２７】
これによると、注目位置からの距離に応じて各位置の特徴値がヒストグラムデータに与える影響を調整することができる。
【００２８】
また、第７の発明は、入力された画像上で注目位置の周囲に設定されたフィルタ領域を対象にしたヒストグラムデータを生成して、そのヒストグラムデータに基づいて前記画像の補正を行う画像処理方法であって、前記画像上で注目位置を１つずつずらしながら各位置での前記ヒストグラムデータを順次生成するステップを有し、前記ヒストグラムデータを生成するステップは、注目位置での前記フィルタ領域とその１つ前の位置での前記フィルタ領域とが重なり合わない１次差分領域を対象にした１次差分データを取得するステップと、前記１次差分データおよび１つ前の位置でのヒストグラムデータを統合して、注目位置でのヒストグラムデータを取得するステップと、を有する構成とする。
【００２９】
これによると、前記の第１の発明と同様に、ヒストグラム生成処理の高速化を図ることができる。
【００３０】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
【００３１】
図１は、本実施形態に係る撮像装置を示す概略構成図である。この撮像装置は、レンズ１と、絞り部２と、撮像素子３と、Ａ／Ｄ変換器４と、前処理部５と、ＹＣ分離部６と、階調補正部（画像処理装置）７と、Ｙ信号処理部８と、Ｃ信号処理部９と、を備えている。
【００３２】
レンズ１は、被写体からの光を撮像素子３に結像するものである。絞り部２は、撮像素子３に入射する光量を制御するものである。撮像素子３は、結像した像を光電変換するものである。Ａ／Ｄ変換器４は、撮像素子３から得られるアナログ信号をデジタル信号に変換するものである。前処理部５は、Ａ／Ｄ変換された画像信号に対しＯＢ減算やホワイトバランス調整などの処理を行うものである。ＹＣ分離部６は、前処理後の画像信号を輝度信号と色差信号に分離するものである。階調補正部７は、ＹＣ分離部６から出力された輝度信号および色差信号に階調補正を行うものである。Ｙ信号処理部８は、輝度信号に対して所要の信号処理を行うものである。Ｃ信号処理部９は、色差信号に対して所要の信号処理を行うものである。
【００３３】
なお、本実施形態では、撮像装置が階調補正部７を備えた構成としたが、階調補正部を、撮像装置とは別の画像処理装置で構成し、適宜な記憶媒体あるいは通信媒体を介して、撮像装置から画像処理装置に撮像データを送るようにしてもよい。この場合、画像処理装置は、ＰＣなどの情報処理装置に階調補正アプリケーションを導入することで実現することも可能である。
【００３４】
次に、階調補正部７で行われる階調補正処理について説明する。図２は、図１に示した階調補正部７で行われる階調補正処理の状況を実際の画像の例を用いて説明する説明図である。
【００３５】
この画像では、明るい領域と暗い領域とが混在する、すなわち日射による明るい屋外が写った領域と暗い屋内が写った領域とが含まれているが、図２（Ａ）に示すように、階調補正前の入力画像では、明るい領域と暗い領域との間では十分な明暗差が得られるものの、それぞれの領域内ではコントラストが低下して、被写体が不鮮明となっている。このような入力画像に対して階調補正部７で階調補正処理を行うと、図２（Ｂ）に示すように、明るい領域および暗い領域のそれぞれの領域内でコントラストが強調されて、鮮明な画像を得ることができる。
【００３６】
図１に示したように、階調補正部７は、ブロック分割部１０と、ブロック代表値算出部１１と、階調数削減部１２と、ブロック代表値格納部１３と、局所的ヒストグラム生成部１４と、ヒストグラム整形部１５と、階調変換カーブ生成部１６と、階調変換部１７と、線形補間部１８と、比率計算部１９と、乗算器２１，２２と、を備えている。この階調補正部７には、前処理部５から出力される画像データが入力される。
【００３７】
以下に、階調補正部７の各部で行われる処理について説明するが、まず、階調補正部７の各部で行われる処理の手順を説明する。図３は、階調補正部７で行われる処理の手順を示すフロー図である。
【００３８】
階調補正部７では、まず、入力された画像を複数のブロックに分割する処理がブロック分割部１０にて行われ（ＳＴ１０１）、ついで、ブロック内の各画素の値から各ブロックの代表値を算出する処理がブロック代表値算出部１１にて行われ（ＳＴ１０２）、ついで、各ブロックの代表値の階調数を削減する処理が階調数削減部１２にて行われ（ＳＴ１０３）、階調数削減済みの各ブロックの代表値がブロック代表値格納部１３に格納される。
【００３９】
ついで、注目ブロックを中心にしたフィルタ領域に含まれるブロックの代表値を階調ごとに集計して、階調ごとの度数を示す局所的ヒストグラムデータを生成する処理が局所的ヒストグラム生成部１４にて行われ（ＳＴ１０４）、ついで、ヒストグラムデータを整形する処理がヒストグラム整形部１５にて行われる（ＳＴ１０５）。
【００４０】
ついで、整形済みのヒストグラムデータに基づいて各ブロックの階調変換カーブを生成する処理が階調変換カーブ生成部１６にて行われ（ＳＴ１０６）、ついで、注目画素の周囲の複数のブロックの階調変換カーブに基づいて注目画素に関する複数の階調変換結果を求める処理が階調変換部１７にて行われ（ＳＴ１０７）、ついで、その複数の階調変換結果を線形補間して各画素の階調を求める処理が線形補間部１８にて行われる（ＳＴ１０８）。
【００４１】
ついで、各画素について、線形補間部１８で取得した階調変換後の階調と、前処理部５からの入力時の階調との比率を計算する処理が比率計算部１９にて行われ（ＳＴ１０９）、ついで、比率計算部１９で得られた比率をＹＣ分離部６で生成された輝度信号および色差信号にそれぞれ乗算する階調補正処理が乗算器２１，２２にて行われる（ＳＴ１１０）。
【００４２】
次に、階調補正部７の各部で行われる処理について詳しく説明する。
【００４３】
図４は、図１に示したブロック分割部１０で行われるブロック分割処理を説明する説明図である。ブロック分割部１０では、入力された画像を複数の矩形のブロックに分割する処理が行われる。図４に示す例では、横６４０画素、縦４８０画素となる画像が、縦横ともに８画素の正方形のブロックに分割され、ブロック数は画像全体で８０×６０＝４８００となる。
【００４４】
なお、本実施形態では、図示するＸ方向を横方向、Ｙ方向を縦方向として説明する。また、ブロックの位置については、Ｘ方向を列ｉの並び方向、Ｙ方向を行ｊの並び方向として、ｉ列ｊ行目に位置するブロックを（ｉ，ｊ）として説明する。
【００４５】
図１に示したブロック代表値算出部１１では、ブロック分割部１０で設定された各ブロック内の各画素の値から各ブロックの代表値を算出する処理が行われる。ここで算出する代表値は、例えばブロック内の各画素の輝度の平均値や中央値である。
【００４６】
図１に示した階調数削減部１２では、ブロック代表値算出部１１で算出された各ブロックの代表値の階調数を誤差拡散法などを用いて削減する処理（ディザリング）が行われる。この階調数削減処理は、ヒストグラムデータの生成に適した階調数に削減するものであり、ブロックの代表値が例えば２５６階調（８ビット）から１６階調（４ビット）に変換される。
【００４７】
図１に示したブロック代表値格納部１３には、階調数削減部１２で取得した階調数削減済みの各ブロックの代表値が格納される。このブロック代表値格納部１３には、１フレーム分のブロックの代表値が格納される。
【００４８】
図５は、図１に示した局所的ヒストグラム生成部１４で行われる局所的ヒストグラム生成処理を説明する説明図である。局所的ヒストグラム生成部１４では、ブロック代表値格納部１３から各ブロックの代表値を取得して、ブロックごとに局所的ヒストグラムデータを生成する処理が行われる。
【００４９】
この局所的ヒストグラム生成処理では、図５（Ａ）に示すように、注目ブロックを中心にして所定の大きさ（例えば１５×１５）のフィルタ領域が設定され、このフィルタ領域内のブロックの代表値を階調ごとに集計して、図５（Ｂ）に示すように、階調ごとの度数（ブロック数）を示す局所的ヒストグラムデータを生成する。
【００５０】
図１に示したヒストグラム整形部１５では、局所的ヒストグラム生成部１４で取得した各ブロックの局所的ヒストグラムデータに対して、所要の階調の度数を上下の階調に分配する分配処理などのヒストグラム整形処理が行われる。
【００５１】
図６は、図１に示した階調変換カーブ生成部１６で行われる階調変換カーブ生成処理を説明する説明図である。階調変換カーブ生成部１６では、ヒストグラム整形部１５で取得した整形済みの各ブロックのヒストグラムデータに基づいて、各ブロックの階調変換カーブ（トーンカーブ）を生成する処理が行われる。
【００５２】
この階調変換カーブ生成処理では、図５（Ｂ）に示したヒストグラムデータにおける階調ごとの度数（ブロック数）を、図６（Ａ）に示すように、下位の階調から順に累積して累積ヒストグラムを生成する。そして、累積ヒストグラム上で各階調の度数で規定される矩形の対角線を結ぶことで、図６（Ｂ）に示すように、折れ線状の階調変換カーブが得られる。このとき、累積ヒストグラムにおける最上位の階調の度数が階調数になるように正規化する処理が行われる。
【００５３】
図７は、図１に示した階調変換部１７で行われる階調変換処理および線形補間部１８で行われる線形補間処理を説明する説明図である。階調変換部１７では、階調変換カーブ生成部１６で取得した各ブロックの階調変換カーブのうち、注目画素の近傍の複数のブロックの階調変換カーブに基づいて各画素の階調を変換する処理が行われる。
【００５４】
特に本実施形態では、４つのブロック、すなわち注目画素を含むブロック（ｉ，ｊ）と、これに縦横斜め方向に隣接するブロック（ｉ−１，ｊ）、ブロック（ｉ，ｊ−１）、およびブロック（ｉ−１，ｊ−１）の階調変換カーブに基づいて注目画素の階調変換を行う。これにより、注目画素に関する４つの階調変換結果、すなわち階調Ｌ（ｉ，ｊ）、階調Ｌ（ｉ−１，ｊ）、階調Ｌ（ｉ，ｊ−１）、および階調Ｌ（ｉ−１，ｊ−１）が得られる。
【００５５】
図１に示した線形補間部１８では、階調変換部１７で得られた複数の階調変換結果を線形補間して画素ごとに１つの階調を求める処理が行われる。この線形補間処理は、注目画素から各ブロックの重心までの距離に基づいて行われる。すなわち、距離による加重平均（重み付き平均）で注目画素の階調を求める。
【００５６】
なお、注目画素の近傍の各ブロックの階調変換カーブに対して、注目画素から各ブロックの重心までの距離に応じた重み付けを行って、注目画素に関する階調変換カーブを生成して、この階調変換カーブに基づいて注目画素の階調変換を行うようにしてもよい。
【００５７】
次に、図１に示した局所的ヒストグラム生成部１４で行われる局所的ヒストグラム生成処理について詳しく説明する。図８は、局所的ヒストグラム生成部１４の概略構成を示すブロック図である。
【００５８】
局所的ヒストグラム生成部１４は、重みなしヒストグラム生成部３１と、重み係数設定部３２と、重みつきヒストグラム生成部３３と、を備えている。
【００５９】
重みなしヒストグラム生成部３１では、ブロック代表値格納部１３から階調数削減済みのブロック代表値を取得して、ブロックごとの重みなしヒストグラムデータを生成する処理が行われる。重み係数設定部３２では、重み係数を設定する処理が行われる。重みつきヒストグラム生成部３３では、重みなしヒストグラム生成部３１で取得した重みなしヒストグラムデータと、重み係数設定部３２で設定された重み係数に基づいて、重みつきヒストグラムデータを生成する処理が行われる。
【００６０】
次に、重みつきヒストグラム生成部３３で行われる重みつきヒストグラム生成処理について説明する。図９は、重み付け領域および重み係数を説明する説明図である。図１０は、重みつきヒストグラムを生成する要領を説明する説明図である。
【００６１】
重みつきヒストグラム生成処理では、図９に示すように、フィルタ領域が注目ブロックを中心にして複数の重み付け領域に分割され、各重み付け領域には異なる重み係数が設定されている。本実施形態では、注目ブロックを中心にして第１〜第３の３つの重み付け領域が設定される。第１〜第３の各重み付け領域の大きさは、例えばＤ１＝１５、Ｄ２＝９、Ｄ３＝３とする。第１〜第３の各重み付け領域にはそれぞれ重み係数Ｗ１〜Ｗ３が設定され、この重み係数Ｗ１〜Ｗ３は、最も外側の第１の重み付け領域から内側の第２，第３領域の順に大きくなる、例えばＷ１＝３、Ｗ２＝５、Ｗ３＝６となるように設定される。
【００６２】
ここで、従来は、フィルタ領域に含まれるブロックの代表値を階調ごとに集計する際に、ブロックが属する重み付け領域に設定された重み係数を度数（ブロック数）に乗じて集計するようにしていた。
【００６３】
これに対して、本実施形態では、図１０に示すように、全ての重み付け領域を統合した第１のフィルタ領域と、この第１のフィルタ領域から外側の重み付け領域を順に除外した第２，第３のフィルタ領域をそれぞれ設定し、これらの第１〜第３のフィルタ領域を対象にした重みなしヒストグラムデータＨ１、Ｈ２、Ｈ３をそれぞれ生成する。
【００６４】
具体的には、図１０（Ａ）に示すように、第１〜第３の重み付け領域を統合した第１のフィルタ領域を対象にした重みなしヒストグラムデータＨ１（ｉ，ｊ）を生成する。また、図１０（Ｂ）に示すように、第２，第３の重み付け領域を統合した第２のフィルタ領域を対象にした重みなしヒストグラムデータＨ２（ｉ，ｊ）を生成する。また、図１０（Ｃ）に示すように、第３の重み付け領域のみによる第３のフィルタ領域を対象にした重みなしヒストグラムデータＨ３（ｉ，ｊ）を生成する。
【００６５】
そして、得られた第１〜第３の重みなしヒストグラムデータＨ１（ｉ，ｊ）、Ｈ２（ｉ，ｊ）、Ｈ３（ｉ，ｊ）を統合して重みつきヒストグラムデータを生成するが、このとき、第１〜第３のフィルタ領域では重み付け領域が互いに重複しているため、第１〜第３の重み係数Ｗ１〜Ｗ３に代えて、重み付け領域の重複を考慮した第１〜第３の修正重み係数Ｗ１’，Ｗ２’，Ｗ３’を第１〜第３の重みなしヒストグラムデータＨ１（ｉ，ｊ），Ｈ２（ｉ，ｊ），Ｈ３（ｉ，ｊ）にそれぞれ乗じる。
【００６６】
すなわち、第１のヒストグラムデータＨ１（ｉ，ｊ）に乗じる第１の修正重み係数Ｗ１’は、第１の重み係数Ｗ１（＝３）のままであるが、第２のヒストグラムデータＨ２（ｉ，ｊ）に乗じる第２の修正重み係数Ｗ２’は、第２の重み係数Ｗ２（＝５）から重複分の３を引いた値（＝２）となり、第３のヒストグラムデータＨ３（ｉ，ｊ）に乗じる第３の修正重み係数Ｗ３’は、第３の重み係数Ｗ３（＝６）から重複分の５を引いた値（＝１）となる。
【００６７】
なお、本実施形態で、２つのヒストグラムデータを統合するとは、各ヒストグラムデータにおける度数を階調ごとに加算することをいう。また、ヒストグラムデータに係数を乗じるとは、ヒストグラムデータにおける階調ごとの度数に係数を乗じることをいう。
【００６８】
以上のような局所的ヒストグラム生成処理の全体的な手順について説明する。図１１は、局所的ヒストグラム生成部１４で行われる局所的ヒストグラム生成処理の手順を示すフロー図である。
【００６９】
局所的ヒストグラム生成処理では、まず、重みなしヒストグラム生成部３１において重みなしヒストグラム生成処理がフィルタ領域の大きさを変えて重み係数の数だけ複数回（ここでは３回）繰り返される（ＳＴ２０１〜ＳＴ２０３）。そして、重み係数設定部３２において重み係数を設定する処理が行われて（ＳＴ２０４）、その重み係数に基づいて重みつきヒストグラムデータを生成する処理が重みつきヒストグラム生成部３３において行われる（ＳＴ２０５）。
【００７０】
次に、図８に示した重みなしヒストグラム生成部３１で行われる重みなしヒストグラム生成処理について詳しく説明する。図１２は、重みなしヒストグラム生成部３１の概略構成を示すブロック図である。図１３は、重みなしヒストグラム生成処理の概要を説明する説明図である。図１４は、重みなしヒストグラム生成処理の手順を示すフロー図である。
【００７１】
なお、以下の説明では、１つのフィルタ領域に関する重みなしヒストグラム生成処理について説明するが、この処理は、前記のようにフィルタ領域の大きさを変えて繰り返し行われる。
【００７２】
図１２に示すように、重みなしヒストグラム生成部３１は、第１領域ヒストグラム生成部４１と、第２領域ヒストグラム生成部４２と、第３領域ヒストグラム生成部４３と、第４領域ヒストグラム生成部４４と、横方向１次差分格納部４５と、ヒストグラム格納部４６と、を備えている。
【００７３】
図１３に示すように、第１領域ヒストグラム生成部４１では、画像の左上隅に位置する開始位置となる開始ブロック（０，０）のみを対象にした第１領域ヒストグラム生成処理が行われる。
【００７４】
第２領域ヒストグラム生成部４２では、開始ブロックから横方向（第１の方向）に延びた１つのライン（開始行）において開始ブロックを除く領域のブロック、すなわちブロック（１，０）〜（Ｉ，０）を対象にした第２領域ヒストグラム生成処理が行われる。この第２領域ヒストグラム生成処理では、横方向に１つずつずらしながら順に各ブロックのヒストグラムを取得する処理が行われる。
【００７５】
第３領域ヒストグラム生成部４３では、開始ブロックから縦方向（第２の方向）に延びた１つのライン（開始列）において開始ブロックを除く領域のブロック、すなわちブロック（０，１）〜（０，Ｊ）を対象にした第３領域ヒストグラム生成処理が行われる。この第３領域ヒストグラム生成処理では、縦方向に１つずつずらしながら順に各ブロックのヒストグラムを取得する処理が行われる。
【００７６】
第４領域ヒストグラム生成部４４では、開始行および開始列を除くブロック、すなわち（１，１）〜（Ｉ，Ｊ）を対象にした第４領域ヒストグラム生成処理が行われる。この第４領域ヒストグラム生成処理では、横方向に１つずつずらしながら順に各ブロックのヒストグラムを取得する１ライン分の処理が上から順に各ライン（行）で繰り返し行われる。
【００７７】
この第１領域ヒストグラム生成部４１、第２領域ヒストグラム生成部４２、第３領域ヒストグラム生成部４３、および第４領域ヒストグラム生成部４４でそれぞれ行われるヒストグラム生成処理は、図１４に示すように、順に行われる（ＳＴ３０１〜ＳＴ３０４）。ただし、第２領域ヒストグラム生成処理と第３領域ヒストグラム生成処理とは逆の順番で行うようにしてもよい。
【００７８】
なお、図１２に示した横方向１次差分格納部４５では、ブロックごとに横方向１次差分値Ｄｘを格納するメモリ領域Ｍｄが確保されている。横方向１次差分値Ｄｘは、後述するように、縦方向に１つ後の１ライン分の処理にしか用いられないため、横方向１次差分格納部４５には１ライン分のメモリ領域Ｍｄを確保すればよい。また、ヒストグラム格納部４６では、ブロックごとにヒストグラムデータＨを格納するメモリ領域Ｍｈが確保されている。
【００７９】
次に、図１２に示した第１領域ヒストグラム生成部４１で行われる第１領域ヒストグラム生成処理について説明する。図１５は、第１領域ヒストグラム生成処理の概要を説明する説明図である。図１６は、第１領域ヒストグラム生成処理の手順を示すフロー図である。
【００８０】
第１領域ヒストグラム生成処理では、左上隅の開始ブロック（０，０）のヒストグラムデータを取得する。この第１領域ヒストグラム生成処理では、開始ブロック（０，０）のフィルタ領域に含まれる全てのブロックの代表値をブロック代表値格納部１３から取得して、そのブロックの代表値を階調ごとに集計して開始ブロックのヒストグラムデータＨ（０，０）を取得する（図１６のＳＴ４０１）。この開始ブロックのヒストグラムデータＨ（０，０）は、ヒストグラム格納部４６の該当するメモリ領域Ｍｈ（０，０）に格納される（図１６のＳＴ４０２）。
【００８１】
次に、図１２に示した第２領域ヒストグラム生成部４２で行われる第２領域ヒストグラム生成処理について説明する。図１７は、第２領域ヒストグラム生成処理の概要を説明する説明図である。
【００８２】
図１３に示したように、第２領域ヒストグラム生成処理では、開始ブロックを除く開始行のブロック、すなわちブロック（１，０）〜（Ｉ，０）を対象にしてブロックごとのヒストグラムを取得する。この第２領域ヒストグラム生成処理では、横方向に１つずつずらしながら順にブロックごとのヒストグラムを取得する処理が行われる。
【００８３】
ここで、図１７に示すように、注目ブロック（ｉ，０）のフィルタ領域と横方向に１つ前のブロック（ｉ−１，０）のフィルタ領域とを比較すると、各フィルタ領域の大半は重なるが、横方向に１つ前のブロック（ｉ−１，０）のフィルタ領域における最も左側の１列が注目ブロック（ｉ，０）のフィルタ領域から外れ、また、注目ブロック（ｉ，０）のフィルタ領域に最も右側の１列が新たに加わる。
【００８４】
そこで、横方向に１つ前のブロック（ｉ−１，０）のフィルタ領域において注目ブロック（ｉ，０）のフィルタ領域から外れる最も左側の１列を、減少分の横方向１次差分領域とし、また、注目ブロック（ｉ，０）のフィルタ領域に新たに加わる最も右側の１列を、増加分の横方向１次差分領域として、この減少分および増加分の横方向１次差分領域に含まれるブロックの代表値を階調ごとに集計して横方向１次差分データＤｘ（ｉ，０）を求め、この横方向１次差分データＤｘ（ｉ，０）を、横方向に１つ前のブロックのヒストグラムデータＨ（ｉ−１，０）と統合することで、注目ブロックのヒストグラムデータＨ（ｉ，０）を求めることができる。
【００８５】
なお、本実施形態で、１次差分データとは、ヒストグラムデータと同様に、階調ごとの度数を示すものであり、１次差分データとヒストグラムデータとを統合するとは、各データにおける度数を階調ごとに加減算することをいい、増加分の１次差分データでは加算が行われ、減少分の１次差分データでは減算が行われる。
【００８６】
ここで、横方向１次差分領域は、注目ブロックの位置によって異なる。すなわち、図１７（Ａ）に示すように、注目ブロックが左寄りの位置では、増加分のみが存在し、減少分は存在しない。また、図１７（Ｂ）に示すように、注目ブロックが横方向の中間の位置では、減少分および増加分の両方が存在する。また、図１７（Ｃ）に示すように、注目ブロックが右寄りの位置では、減少分のみが存在し、増加分は存在しない。
【００８７】
次に、第２領域ヒストグラム生成部４２の構成について説明する。第２領域ヒストグラム生成部４２は、図１２に示したように、横方向１次差分取得部５１と、統合部５２と、を備えている。
【００８８】
横方向１次差分取得部５１では、前記のように、注目ブロック（ｉ，０）のフィルタ領域と横方向に１つ前のブロック（ｉ−１，０）のフィルタ領域とが重なり合わない減少分および増加分の横方向１次差分領域に含まれるブロックの代表値をブロック代表値格納部１３から取得して、横方向１次差分データＤｘ（ｉ，０）を取得する。
【００８９】
統合部５２では、横方向１次差分取得部５１で取得した横方向１次差分データＤｘ（ｉ，０）と、ヒストグラム格納部４６から取得した横方向に１つ前のブロックのヒストグラムデータＨ（ｉ−１，０）とを統合して、注目ブロックのヒストグラムデータＨ（ｉ，０）を生成する。
【００９０】
次に、第２領域ヒストグラム生成処理の手順について説明する。図１８は、第２領域ヒストグラム生成処理の手順を示すフロー図である。
【００９１】
第２領域ヒストグラム生成処理では、まず、列ｉを初期化する（ＳＴ５０１）。これにより、ブロックごとのヒストグラム生成処理がブロック（１，０）から開始される。
【００９２】
ブロックごとのヒストグラム生成処理では、まず、横方向１次差分取得部５１にて、横方向１次差分データＤｘ（ｉ，０）を取得して（ＳＴ５０２）、その横方向１次差分データＤｘ（ｉ，０）を横方向１次差分格納部４５の該当するメモリ領域Ｍｄ（ｉ，０）に格納する（ＳＴ５０３）。ついで、横方向に１つ前のブロックのヒストグラムデータＨ（ｉ−１，０）に、横方向１次差分データＤｘ（ｉ，０）を統合して、注目ブロックのヒストグラムデータＨ（ｉ，０）を取得して（ＳＴ５０４）、その注目ブロックのヒストグラムデータＨ（ｉ，０）をヒストグラム格納部４６の該当するメモリ領域Ｍｈ（ｉ，０）に格納する（ＳＴ５０５）。
【００９３】
このようにして、１つのブロックのヒストグラム生成処理が終了すると、列ｉを１増分した上で（ＳＴ５０６）、列ｉが最大値Ｉを超えている、すなわち対象となるブロックの処理が全て終了したか否かの判定が行われ（ＳＴ５０７）、対象となるブロックの処理が全て終了していなければ（ＳＴ５０７でＮｏ）、次のブロックの処理に進み、対象となるブロックの処理が全て終了するまで繰り返される。
【００９４】
以上のように、第２領域ヒストグラム生成処理では、注目ブロックのフィルタ領域と横方向に１つ前のブロックのフィルタ領域とが重なり合わない横方向１次差分領域に含まれるブロックの代表値を集計した横方向１次差分データを求め、この横方向１次差分データと横方向に１つ前のブロックのヒストグラムデータとを統合して、注目ブロックのヒストグラムデータを生成する。これにより、フィルタ領域に含まれる全てのブロックの代表値を集計する必要がないため、演算負担を軽減することができる。
【００９５】
次に、図１２に示した第３領域ヒストグラム生成部４３で行われる第３領域ヒストグラム生成処理について説明する。図１９は、第３領域ヒストグラム生成処理の概要を説明する説明図である。
【００９６】
図１３に示したように、第３領域ヒストグラム生成処理では、開始ブロックを除く開始列のブロック、すなわちブロック（０，１）〜（０，Ｊ）を対象にして各ブロックのヒストグラムデータを取得する。この第３領域ヒストグラム生成処理では、縦方向に順に各ブロックのヒストグラムデータを取得する処理が行われる。
【００９７】
ここで、図１９に示すように、注目ブロック（０，ｊ）のフィルタ領域と縦方向に１つ前のブロック（０，ｊ−１）のフィルタ領域とを比較すると、各フィルタ領域の大半は重なるが、縦方向に１つ前のブロック（０，ｊ−１）のフィルタ領域における最も上側の１行が注目ブロック（０，ｊ）のフィルタ領域から外れ、また、注目ブロック（０，ｊ）のフィルタ領域に最も下側の１行が新たに加わる。
【００９８】
そこで、縦方向に１つ前のブロック（０，ｊ−１）のフィルタ領域において注目ブロック（０，ｊ）のフィルタ領域から外れる最も上側の１行を、減少分の縦方向１次差分領域とし、また、注目ブロック（０，ｊ）のフィルタ領域に新たに加わる最も下側の１行を、増加分の縦方向１次差分領域として、この減少分および増加分の縦方向１次差分領域に含まれるブロックの代表値を階調ごとに集計して縦方向１次差分データＤｙ（０，ｊ）を求め、この縦方向１次差分データＤｙ（０，ｊ）を、縦方向に１つ前のブロックのヒストグラムデータＨ（０，ｊ−１）と統合することで、注目ブロックのヒストグラムデータＨ（０，ｊ）を求めることができる。
【００９９】
ここで、縦方向１次差分領域は、注目ブロックの位置によって異なる。すなわち、図１９（Ａ）に示すように、注目ブロックが上寄りの位置では、増加分のみが存在し、減少分は存在しない。また、図１９（Ｂ）に示すように、注目ブロックが縦方向の中間の位置では、減少分および増加分の両方が存在する。また、図１９（Ｃ）に示すように、注目ブロックが下寄りの位置では、減少分のみが存在し、増加分は存在しない。
【０１００】
次に、第３領域ヒストグラム生成部４３の構成について説明する。第３領域ヒストグラム生成部４３は、図１２に示したように、縦方向１次差分取得部５３と、統合部５４と、を備えている。
【０１０１】
縦方向１次差分取得部５３では、前記のように、注目ブロック（０，ｊ）のフィルタ領域と縦方向に１つ前のブロック（０，ｊ−１）のフィルタ領域とが重なり合わない減少分および増加分の縦方向１次差分領域に含まれるブロックの代表値をブロック代表値格納部１３から取得して、縦方向１次差分データＤｙ（０，ｊ）を取得する。
【０１０２】
統合部５４では、縦方向１次差分取得部５３で取得した縦方向１次差分データＤｙ（０，ｊ）と、ヒストグラム格納部４６から取得した縦方向に１つ前のブロックのヒストグラムデータＨ（０，ｊ−１）とを統合して、注目ブロックのヒストグラムデータＨ（０，ｊ）を生成する。
【０１０３】
次に、第３領域ヒストグラム生成処理の手順について説明する。図２０は、第３領域ヒストグラム生成処理の手順を示すフロー図である。
【０１０４】
第３領域ヒストグラム生成処理では、まず、行ｊを初期化する（ＳＴ６０１）。これにより、ブロックごとのヒストグラム生成処理がブロック（０，１）から開始される。
【０１０５】
ブロックごとのヒストグラム生成処理では、まず、縦方向１次差分取得部５３にて、縦方向１次差分データＤｙ（０，ｊ）を取得する（ＳＴ６０２）。ついで、その縦方向１次差分データＤｙ（０，ｊ）を縦方向に１つ前のブロックのヒストグラムデータＨ（０，ｊ−１）に統合して、注目ブロックのヒストグラムデータＨ（０，ｊ）を取得して（ＳＴ６０３）、その注目ブロックのヒストグラムデータＨ（０，ｊ）をヒストグラム格納部４６の該当するメモリ領域Ｍｈ（０，ｊ）に格納する（ＳＴ６０４）。
【０１０６】
このようにして、１つのブロックのヒストグラム生成処理が終了すると、行ｊを１増分した上で（ＳＴ６０５）、行ｊが最大値Ｊを超えている、すなわち対象となるブロックの処理が全て終了したか否かの判定が行われ（ＳＴ６０６）、対象となるブロックの処理が全て終了していなければ（ＳＴ６０６でＮｏ）、次のブロックの処理に進み、対象となるブロックが全て終了するまで繰り返される。
【０１０７】
以上のように、第３領域ヒストグラム生成処理では、注目ブロックのフィルタ領域と縦方向に１つ前のブロックのフィルタ領域とが重なり合わない縦方向１次差分領域に含まれるブロックの代表値を集計した縦方向１次差分データを求め、この縦方向１次差分データと縦方向に１つ前のブロックのヒストグラムデータとを統合して、注目ブロックのヒストグラムデータを生成する。これにより、フィルタ領域に含まれる全てのブロックの代表値を集計する必要がないため、演算負担を軽減することができる。
【０１０８】
次に、図１２に示した第４領域ヒストグラム生成部４４で行われる第４領域ヒストグラム生成処理について説明する。図２１，図２２，図２３は、第４領域ヒストグラム生成処理の概要を説明する説明図である。図２４は、第４領域ヒストグラム生成処理を詳しく説明する説明図である。
【０１０９】
図１３に示したように、第４領域ヒストグラム生成処理では、開始行および開始列を除くブロック、すなわち（１，１）〜（Ｉ，Ｊ）を対象にして各ブロックのヒストグラムデータを取得する。この第４領域ヒストグラム生成処理では、横方向に順に各ブロックのヒストグラムデータを取得する１ライン分の処理が上から順に各ライン（行）で繰り返し行われる。
【０１１０】
この第４領域ヒストグラム生成処理では、図２１，図２２，図２３に示すように、注目ブロックの位置に応じて９つのパターンがあるが、まず、図２２（Ｂ）に示す代表的なパターンについて図２４を参照して説明する。
【０１１１】
まず、図２４（Ａ）に示すように、注目ブロック（ｉ，ｊ）のフィルタ領域と横方向に１つ前のブロック（ｉ−１，ｊ）のフィルタ領域とが重なり合わない横方向１次差分領域の横方向１次差分データＤｘ（ｉ，ｊ）を求めれば、この横方向１次差分データＤｘ（ｉ，ｊ）を、横方向に１つ前のブロックのヒストグラムデータＨ（ｉ−１，ｊ）と統合することで、注目ブロックのヒストグラムデータＨ（ｉ，ｊ）を求めることができる。これは、第２領域ヒストグラム生成処理と同様である。
【０１１２】
一方、この第４領域ヒストグラム生成処理では、第２領域ヒストグラム生成処理で取得した開始行のブロックの横方向１次差分データ（ｉ，０）や、第４領域ヒストグラム生成処理で取得した縦方向に１つ前のブロックの横方向１次差分データ（ｉ，ｊ−１）を用いることで、注目ブロックの横方向１次差分データＤｘ（ｉ，ｊ）を少ない演算量で求めることができる。
【０１１３】
すなわち、図２４（Ｂ−１），（Ｂ−２）に示すように、注目ブロック（ｉ，ｊ）の横方向１次差分領域と縦方向に１つ前のブロック（ｉ，ｊ−１）の横方向１次差分領域とを比較すると、各横方向１次差分領域の大半は重なるが、縦方向に１つ前のブロック（ｉ，ｊ−１）の横方向１次差分領域における最も上側の２つのブロックが注目ブロック（ｉ，ｊ）の横方向１次差分領域から外れ、また、注目ブロック（ｉ，ｊ）の横方向１次差分領域における最も下側の２つのブロックが新たに加わる。
【０１１４】
そこで、縦方向に１つ前のブロック（ｉ，ｊ−１）の横方向１次差分領域において注目ブロック（ｉ，ｊ）の横方向１次差分領域から外れる最も上側の２つのブロックを、減少分の横方向２次差分ブロック（２次差分領域）とし、また、注目ブロック（ｉ，ｊ）の横方向１次差分領域に新たに加わる最も下側の２つのブロックを、増加分の横方向２次差分ブロック（２次差分領域）として、この減少分および増加分の横方向２次差分ブロックの代表値による横方向２次差分データＤ２ｘ（ｉ，ｊ）を求め、この横方向２次差分データＤ２ｘ（ｉ，ｊ）を、縦方向に１つ前のブロックの横方向１次差分データＤｘ（ｉ，ｊ−１）と統合することで、注目ブロックの横方向１次差分データＤｘ（ｉ，ｊ）を求めることができる。
【０１１５】
このようにして注目ブロックの横方向１次差分データＤｘ（ｉ，ｊ）が求められると、この横方向１次差分データＤｘ（ｉ，ｊ）を、横方向に１つ前のブロック（ｉ−１，ｊ）のヒストグラムデータＨ（ｉ−１，ｊ）と統合することで、注目ブロック（ｉ，ｊ）のヒストグラムデータＨ（ｉ，ｊ）を求めることができる。
【０１１６】
なお、本実施形態で、２次差分データとは、ヒストグラムデータと同様に、階調ごとの度数を示すものであり、２次差分データと１次差分データとを統合するとは、各データにおける度数を階調ごとに加減算することをいい、増加分の２次差分データでは加算が行われ、減少分の２次差分データでは減算が行われる。
【０１１７】
ここで、横方向２次差分ブロックは、図２４（Ｃ）に示すように、注目ブロック（ｉ，ｊ）のフィルタ領域の４隅の外側または内側に存在するが、右下に位置する横方向２次差分ブロックは、増加分の横方向１次差分領域に新たに加わるため、増加分の横方向２次差分ブロックとなり、右上に位置する横方向２次差分ブロックは、増加分の横方向１次差分領域から外れるため、減少分の横方向２次差分ブロックとなり、左下に位置する横方向２次差分ブロックは、減少分の横方向１次差分領域に新たに加わるため、減少分の横方向２次差分ブロックとなり、左上に位置する横方向２次差分ブロックは、減少分の横方向１次差分領域から外れるため、増加分の横方向２次差分ブロックとなる。
【０１１８】
また、横方向２次差分ブロックは、図２１，図２２，図２３に示したように、注目ブロックの位置によって異なる。すなわち、図２１（Ａ）に示すように、注目ブロックが上寄りかつ左寄りの位置では、右下にのみ１つ存在し、図２１（Ｂ）に示すように、注目ブロックが上寄りかつ横方向の中間の位置では、下側の左右に２つ存在し、図２１（Ｃ）に示すように、注目ブロックが上寄りかつ右寄りの位置では、左下にのみ１つ存在する。
【０１１９】
図２２（Ａ）に示すように、注目ブロックが縦方向の中間かつ左寄りの位置では、右側の上下に２つ存在し、図２２（Ｂ）に示すように、注目ブロックが縦方向の中間かつ横方向の中間の位置では、左右上下に４つ存在し、図２２（Ｃ）に示すように、注目ブロックが縦方向の中間かつ右寄りの位置では、左側の上下に２つ存在する。
【０１２０】
図２３（Ａ）に示すように、注目ブロックが下寄りかつ左寄りの位置では、右上にのみ１つ存在し、図２３（Ｂ）に示すように、注目ブロックが下寄りかつ横方向の中間の位置では、上側の左右に２つ存在し、図２３（Ｃ）に示すように、注目ブロックが下寄りかつ右寄りの位置では、左上にのみ１つ存在する。
【０１２１】
次に、第４領域ヒストグラム生成部４４の構成について説明する。第４領域ヒストグラム生成部４４は、図１２に示したように、横方向２次差分取得部５５と、横方向１次差分取得部５６と、統合部５７と、を備えている。
【０１２２】
横方向２次差分取得部５５では、横方向２次差分ブロックの代表値をブロック代表値格納部１３から取得して、注目ブロックの横方向２次差分データＤ２ｘ（ｉ，ｊ）を生成する。
【０１２３】
横方向１次差分取得部５６では、縦方向に１つ前のブロックの横方向１次差分データＤｘ（ｉ，ｊ−１）を横方向１次差分格納部４５から取得して、この横方向１次差分データＤｘ（ｉ，ｊ−１）と、横方向２次差分取得部５５で取得した横方向２次差分データＤ２ｘ（ｉ，ｊ）とを統合して、注目ブロックの横方向１次差分データＤｘ（ｉ，ｊ）を生成する。
【０１２４】
統合部５７では、横方向１次差分取得部５６で取得した注目ブロックの横方向１次差分データＤｘ（ｉ，ｊ）と、ヒストグラム格納部４６から取得した横方向に１つ前のブロックのヒストグラムデータＨ（ｉ−１，ｊ）とを統合して、注目ブロックのヒストグラムデータＨ（ｉ，ｊ）を生成する。
【０１２５】
次に、第４領域ヒストグラム生成処理の手順について説明する。図２５は、第４領域ヒストグラム生成処理の手順を示すフロー図である。
【０１２６】
第４領域ヒストグラム生成処理では、まず、列ｉおよび行ｊを初期化する（ＳＴ７０１）。これにより、ブロックごとのヒストグラム生成処理がブロック（１，１）から開始される。
【０１２７】
ブロックごとのヒストグラム生成処理では、まず、横方向２次差分取得部５５にて、横方向２次差分データＤ２ｘ（ｉ，ｊ）を取得する（ＳＴ７０２）。ついで、横方向１次差分取得部５６にて、１つ前のブロックの横方向１次差分データＤｘ（ｉ，ｊ−１）に横方向２次差分データＤ２ｘ（ｉ，ｊ）を統合して、横方向１次差分データＤｘ（ｉ，ｊ）を取得し（ＳＴ７０３）、この横方向１次差分データＤｘ（ｉ，ｊ）を横方向１次差分格納部４５の該当するメモリ領域Ｍｄ（ｉ，ｊ）に格納する（ＳＴ７０４）。
【０１２８】
そして、横方向に１つ前のブロックのヒストグラムデータＨ（ｉ−１，ｊ）に横方向１次差分Ｄｘ（ｉ，ｊ）を統合して、注目ブロックのヒストグラムデータＨ（ｉ，ｊ）を取得して（ＳＴ７０５）、この注目ブロックのヒストグラムデータＨ（ｉ，ｊ）をヒストグラム格納部４６の該当するメモリ領域Ｍｈ（ｉ，ｊ）に格納する（ＳＴ７０６）。
【０１２９】
このようにして、１つのブロックのヒストグラム生成処理が終了すると、列ｉを１増分した上で（ＳＴ７０７）、列ｉが最大値Ｉを超えている、すなわち１行の処理が終了したか否かの判定が行われ（ＳＴ７０８）、１行の処理が終了していなければ（ＳＴ７０８でＮｏ）、次のブロックの処理に進み、１行分のブロックの処理が終了するまで繰り返される。そして、１行分のブロックの処理が終了すると（ＳＴ７０８でＹｅｓ）、行ｊを１増分した上で（ＳＴ７０９）、行ｊが最大値Ｊを超えている、すなわち全ての行の処理が終了したか否かの判定が行われ（ＳＴ７１０）、全ての行の処理が終了していなければ（ＳＴ７１０でＮｏ）、次の行の処理に進み、全ての行の処理が終了するまで繰り返される。
【０１３０】
以上のように、第４領域ヒストグラム生成処理では、注目ブロックの横方向１次差分領域と縦方向に１つ前のブロックの横方向１次差分領域とが重なり合わない横方向２次差分ブロックの代表値から横方向２次差分データを求め、この横方向２次差分データと縦方向に１つ前のブロックの横方向１次差分データとを統合することで、注目ブロックの横方向１次差分データを取得し、ついで、取得した注目ブロックの横方向１次差分データと横方向に１つ前のブロックのヒストグラムデータとを統合して、注目ブロックのヒストグラムデータを生成する。これにより、フィルタ領域に含まれる全てのブロックの代表値を集計する必要がなく、さらに、注目ブロックの横方向１次差分データも少ない演算量で求めることができるため、演算負担を軽減することができる。
【０１３１】
なお、図１７に示したように、第２領域ヒストグラム生成処理では、横方向１次差分領域の出現パターンが３つあり、図１９に示したように、第３領域ヒストグラム生成処理では、縦方向１次差分領域の出現パターンが３つあり、図２１〜図２３に示したように、第４領域ヒストグラム生成処理では、横方向１次差分領域および横方向２次差分ブロックの出現パターンが９つあるが、これらの出現パターンは、画像全体に対するフィルタ領域の大きさに応じて異なる。
【０１３２】
例えば、フィルタ領域の縦方向のブロック数が、画像全体の縦方向のブロック数より多い場合には、図１９（Ｂ）に示したように、第３領域ヒストグラム生成処理で、増加分および減少分の縦方向１次差分領域の両方が同時に存在するパターンは発生せず、また、図２２に示したように、第４領域ヒストグラム生成処理で、縦方向に並ぶ位置に増加分および減少分の横方向２次差分ブロックの両方が同時に存在するパターンは発生しない。
【０１３３】
以上、本発明を特定の実施形態に基づいて説明したが、これらの実施形態はあくまでも例示であって、本発明はこれらの実施形態によって限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【０１３４】
すなわち、本実施形態では、コントラストを強調する目的でヒストグラムデータに基づいて階調補正を行うものとしたが、本発明はこれに限定されるものではなく、ヒストグラムデータに基づいて画像の補正を行う画像処理に広く適用することができる。
【０１３５】
また、本実施形態では、画像を複数のブロックに分割してブロックごとのヒストグラムデータを生成するものとしたが、本発明はこれに限定されるものではなく、画素ごとのヒストグラムデータを生成する構成にも適用することができる。
【０１３６】
また、本実施形態では、第４領域ヒストグラム生成部４４において、横方向（第１の方向）に順に各ブロックのヒストグラムデータを取得する１ライン分の処理を上から順に各ライン（行）で繰り返し行い、２次差分取得部では、縦方向（第２の方向）の２次差分データを取得するものとしたが、これと縦横を逆にする、すなわち、第１の方向を縦方向とし、第２の方向を横方向とした構成も可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１３７】
本発明にかかる画像処理装置および画像処理方法は、階調ごとの度数を示すヒストグラムデータを生成する処理の高速化を図ることができる効果を有し、ヒストグラムデータに基づいて画像の補正を行う画像処理装置および画像処理方法などとして有用である。
【符号の説明】
【０１３８】
７  階調補正部（画像処理装置）
１０  ブロック分割部
１１  ブロック代表値算出部
１３  ブロック代表値格納部
１４  局所的ヒストグラム生成部
１６  階調変換カーブ生成部
１７  階調変換部
３１  重みなしヒストグラム生成部
３２  重み係数設定部
３３  重みつきヒストグラム生成部
４１  第１領域ヒストグラム生成部
４２  第２領域ヒストグラム生成部
４３  第３領域ヒストグラム生成部
４４  第４領域ヒストグラム生成部
４５  横方向１次差分格納部
４６  ヒストグラム格納部
５１  横方向１次差分取得部
５２  統合部
５３  縦方向１次差分取得部
５４  統合部
５５  横方向２次差分取得部
５６  横方向１次差分取得部
５７  統合部
【図１】
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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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２】
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