(57)【要約】【課題】映像のノイズ（ごま塩ノイズやランダムノイズ）の影響を軽減させ、エッジ部分を保持した上で、ダイナミックレンジを拡大させることができるダイナミックレンジ拡大方法を提供すること。【解決手段】ダイナミックレンジを拡大する方法を、処理対象画素と、当該処理対象画素を中心とした周辺画素から前記処理対象画素がノイズか否かを判定し、前記処理対象画素が、ノイズの場合には、フィルタ処理した値又は前記フィルタ処理しない値にダイナミックレンジの拡大幅に応じた係数を乗算してダイナミックレンジ拡大画素を算出し、前記処理対象画素が、ノイズではない場合には、前記処理対象画素を中心とした所定画素から、前記ダイナミックレンジ拡大画素を算出することを特徴とするものとした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理対象画素と、当該処理対象画素を中心とした周辺画素から前記処理対象画素がノイズか否かを判定し、
前記処理対象画素が、ノイズの場合には、フィルタ処理した値又は前記フィルタ処理しない値にダイナミックレンジの拡大幅に応じた係数を乗算してダイナミックレンジ拡大画素を算出し、
前記処理対象画素が、ノイズではない場合には、前記処理対象画素を中心とした所定画素から、前記ダイナミックレンジ拡大画素を算出することを特徴とするダイナミックレンジ拡大方法。
【請求項２】
前記所定画素は、前記処理対象画素と前記周辺画素の映像レベルの差が、所定レベル以下となる全ての画素とすることを特徴とする請求項１記載のダイナミックレンジ拡大方法。
【請求項３】
前記処理対象画素が、ノイズではない場合における前記ダイナミックレンジ拡大画素の算出は、前記所定画素の各々に前記処理対象画素からの距離に応じた係数から構成される重み係数を乗算した結果を加算することにより行うものであることを特徴とする請求項１記載のダイナミックレンジ拡大方法。
【請求項４】
前記処理対象画素がノイズか否かの判定は、
前記処理対象画素と前記周辺画素との映像レベルの差が、所定レベル以下となる画素数が所定数以内であるか否かを判定する工程と、
前記処理対象画素と前記周辺画素との映像レベルの差が前記所定レベル以下となる画素の最大及び最小を求め、前記周辺画素から前記所定レベル以下となる画素を除いた画素の中から前記最大又は最小に最も近い画素の存在の有無を判定する工程と、
前記最大及び最小の画素と、前記最大又は最小に最も近い画素との映像レベルの差分を算出する工程と、
を含む方法により行われることを特徴とする請求項１記載のダイナミックレンジ拡大方法。
【請求項５】
前記フィルタ処理は、前記処理対象画素を中心とした所定画素領域で、大きさ順に並び替えを行い、その中心となる画素を出力するフィルタ処理と、
前記処理対象画素を中心として前記所定画素領域で点対称の位置にある画素同士を減算し、その差分の絶対値が最も小さい組み合わせの平均値を出力するフィルタ処理のうち、何れか一方の処理により行われることを特徴とする請求項１記載のダイナミックレンジ拡大方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、映像信号のダイナミックレンジを拡大するにあたり、処理対象画素の拡大方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、イメージセンサーの高集積化に伴い、高解像度の画像を扱う機器の小型化が進んでいる。映像の画質改善及び画像解析の性能向上の要求に対して、それを実現するために、回路はこれまでよりも小さい領域で実現していく必要が生じる。
【０００３】
また、暗所で使用する監視カメラや、野外での高感度撮影を行う現場では、ダイナミックレンジ拡大の機能は必須であり、その機能を有する機器の小型化、省電力化を実現するためには、ダイナミックレンジの拡大方法についても簡易な手法が必要とされる。またさらに、簡易ではなく、ダイナミックレンジ拡大時に画像の高周波ノイズを増幅しないようにすることも重要となってくる。
【０００４】
ダイナミックレンジを拡大すると、その手法によっては、映像のエッジ部分がぼやけてしまうが、監視カメラの映像解析で画像認識処理などを行う場合には、少しでもエッジ部分の情報が存在していた方が好ましいとされる。
【０００５】
例えば、特許文献１には、被写体からの光を光電変換する撮影素子と、前記撮影素子を駆動する駆動手段と、予め定めた複数の画素加算モードの中から何れかを選択するための選択手段と、選択された画素加算モードに応じて、前記撮影素子により撮影された撮影画像の画像データの画素加算数を設定する設定手段と、設定された画素加算数により、前記撮影画像の画像データを画素加算する画素加算手段とを備えた撮影装置が開示されている。そして、この技術によれば、ユーザーの期待する画質や解像度に近いバランスの良い画像を得ることができるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−１１８２４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来のダイナミックレンジ拡大方法は、映像入力に係数を掛けて乗算したりするゲイン乗算（図６参照）や、映像入力と１水平期間遅延した映像入力を加算するライン加算（図７参照）、対象画素とその周辺画素を加算する周辺画素加算（図８参照）や、周辺画素加算とゲイン乗算とを組み合わせた拡大方法（図９参照）がある。
【０００８】
しかしながら、ゲイン乗算は、簡易な方法であるが、映像のノイズ（ごま塩ノイズやランダムノイズ）も増幅してしまう。また、周辺画素加算とライン加算では、ノイズは増幅されないが、映像が平滑されるため、エッジ部分がぼけてしまう。そして、周辺画素加算とゲイン乗算とを組み合わせた方法では、各画素の加算の比率を調整できるが、それだけでは、エッジ部分がぼやけることの直接的な改善にはならないと言われている。
【０００９】
本発明は、上述の課題を解決するためのもので、映像のノイズ（ごま塩ノイズやランダムノイズ）の影響を軽減させ、エッジ部分を保持した上で、ダイナミックレンジを拡大させることができるダイナミックレンジ拡大方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述の課題に対応するため、本発明は、以下の技術的手段を講じている。
即ち、請求項１記載の発明は、処理対象画素と、当該処理対象画素を中心とした周辺画素から前記処理対象画素がノイズか否かを判定し、前記処理対象画素が、ノイズの場合には、フィルタ処理した値又は前記フィルタ処理しない値にダイナミックレンジの拡大幅に応じた係数を乗算してダイナミックレンジ拡大画素を算出し、前記処理対象画素が、ノイズではない場合には、前記処理対象画素を中心とした所定画素から、前記ダイナミックレンジ拡大画素を算出することを特徴とするダイナミックレンジ拡大方法である。
【００１１】
また、請求項２記載の発明は、請求項１記載のダイナミックレンジ拡大方法であって、前記所定画素は、前記処理対象画素と前記周辺画素の映像レベルの差が、所定レベル以下となる全ての画素とすることを特徴としている。そして、請求項３記載の発明は、請求項１記載のダイナミックレンジ拡大方法であって、前記処理対象画素が、ノイズではない場合における前記ダイナミックレンジ拡大画素の算出は、前記所定画素の各々に前記処理対象画素からの距離に応じた係数から構成される重み係数を乗算した結果を加算することにより行うものであることを特徴としている。
【００１２】
さらに、請求項４記載の発明は、請求項１記載のダイナミックレンジ拡大方法であって、前記処理対象画素がノイズか否かの判定は、前記処理対象画素と前記周辺画素との映像レベルの差が、所定レベル以下となる画素数が所定数以内であるか否かを判定する工程と、前記処理対象画素と前記周辺画素との映像レベルの差が前記所定レベル以下となる画素の最大及び最小を求め、前記周辺画素から前記所定レベル以下となる画素を除いた画素の中から前記最大又は最小に最も近い画素の存在の有無を判定する工程と、前記最大及び最小の画素と、前記最大又は最小に最も近い画素との映像レベルの差分を算出する工程とを含む方法により行われることを特徴としている。
【００１３】
またさらに、請求項５記載の発明は、請求項１記載のダイナミックレンジ拡大方法であって、前記フィルタ処理は、前記処理対象画素を中心とした所定画素領域で、大きさ順に並び替えを行い、その中心となる画素を出力するフィルタ処理と、前記処理対象画素を中心として前記所定画素領域で点対称の位置にある画素同士を減算し、その差分の絶対値が最も小さい組み合わせの平均値を出力するフィルタ処理のうち、何れか一方の処理により行われることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１記載の発明によれば、従来の周辺画素加算により生じる映像のぼやけを抑えることができ、ダイナミックレンジ拡大の際にごま塩ノイズやランダムノイズの成分が処理対象画素に混ざるのを抑制し、ノイズである画素のダイナミックレンジが拡大されても映像全体に対する影響を低減することができるようになる。
【００１５】
また、請求項２記載の発明によれば、映像レベルが近い画素同士でダイナミックレンジが拡大されるので、映像のエッジ部分が平滑化されないという効果が生じる。そして、請求項３記載の発明によれば、処理対象画素との関係性がより深いと予想される周辺画素がダイナミックレンジ拡大の際に強い影響を与え、さらに、エッジ部分の平滑化を抑制することができるという効果が生じる。
【００１６】
さらに、請求項４記載の発明によれば、映像の精緻さの違いによって生じる点状のノイズの大きさの変化に対応することができ、また、ノイズである画素の周辺に複数のノイズがあるような状況でも、対象画素をノイズと判断することができる。そして、請求項５記載の発明によれば、処理対象画素がノイズである場合にも、適切なフィルタリング処理を行い、ダイナミックレンジ拡大によるノイズ成分の増大を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に係るダイナミックレンジ拡大方法の実施形態におけるフローチャートを表したものである。
【図２】本発明に係るダイナミックレンジ拡大方法の実施形態におけるフローチャートを表したものである。
【図３】本発明に係るダイナミックレンジ拡大方法の実施形態において、処理対象画素が画像情報の場合を表した説明図である。
【図４】本発明に係るダイナミックレンジ拡大方法の実施形態において、処理対象画素が、ノイズの場合を表した説明図である。
【図５】本発明に係るダイナミックレンジ拡大方法の実施形態において、処理対象画素が、ノイズの場合を表した説明図である。
【図６】従来技術のゲイン乗算を表したブロック図である。
【図７】従来技術のライン加算を表したブロック図である。
【図８】従来技術の周辺画素の加算を表したブロック図である。
【図９】従来技術の周辺画素の加算とゲイン乗算の組み合わせを表したブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明に係るダイナミックレンジ拡大方法について、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明に係るダイナミックレンジ拡大方法の実施形態におけるフローチャートを表したもので、図２は、同様に、本発明に係るダイナミックレンジ拡大方法の実施形態におけるフローチャート（図１のフローチャートの続き）を表したものである。
【００１９】
図１及び図２のフローチャートは、入力する映像信号を遅延させたり、メモリに記憶させた後、水平５画素、垂直５画素の５×５画素のマトリクスで処理する際のフローチャートで、まず、ステップＳ１１は、処理対象画素を中心として、５×５の画素を用意し、処理エリアに画素を送り込む。
【００２０】
続いて、ステップＳ１２は、ステップＳ１１の処理エリアの各画素に対して、以下の条件を満たす画素を検出する。ここで、ＬＡ、ＬＢ及びＬＣは任意に設定するものである。
条件：
（Ｊ１）処理対象画素の映像レベル±ＬＡの範囲にある画素
（Ｊ２）処理対象画素の映像レベル＋ＬＡを超える画素で最も値が小さいもの
（Ｊ３）処理対象画素の映像レベル−ＬＡを下回る画素で最も値が大きいもの
【００２１】
次に、ステップＳ１３は、ステップＳ１２の条件Ｊ１を満たす画素数が、処理対象画素を含めてＬＢ個以内か否かを判定する。ＹＥＳの場合には、ステップＳ１４へ、ＮＯの場合には、ステップＳ２６へと進む。ステップＳ１４は、ステップＳ１２の条件Ｊ２を満たす画素が存在するか否かを判定し、ＹＥＳの場合には、ステップＳ１５へ、ＮＯの場合には、ステップＳ１８へと進む。
【００２２】
そして、ステップＳ１５は、ステップＳ１２の条件Ｊ２を満たす画素と条件Ｊ１を満たす最大の画素との差分がＬＣを超えているか否かを判定し、ＹＥＳの場合には、ステップＳ１６へ、ＮＯの場合には、ステップＳ１８へと進むことになる。
【００２３】
さらに、ステップＳ１６は、ステップＳ１２の条件Ｊ３を満たす画素が存在するか否かを判定し、ＹＥＳの場合には、ステップＳ１７へ、ＮＯの場合には、ステップＳ２２へと進む。また、ステップＳ１７は、ステップＳ１２の条件Ｊ３を満たす画素と、条件Ｊ１を満たす最小の画素との差分が、ＬＣを超えているか否かを判定し、ＹＥＳの場合には、ステップＳ２０へ、ＮＯの場合には、ステップＳ２２へと進む。
【００２４】
また、ステップＳ１８では、ステップＳ１２の条件Ｊ３を満たす画素が存在するか否かを判定し、ＹＥＳの場合には、ステップＳ１９へ、ＮＯの場合には、ステップＳ２６へと進む。そして、ステップＳ１９では、ステップＳ１２の条件Ｊ３を満たす画素と、条件Ｊ１を満たす最小の画素との差分がＬＣを超えているか否かを判定し、ＹＥＳの場合には、ステップＳ２２へ、ＮＯの場合には、ステップＳ２６へと進む。
【００２５】
ステップＳ２０では、ステップＳ１７でＹＥＳと判定された場合に行われる処理で、ノイズフィルタを適用するか否かを判定するものである。ノイズフィルタの適用については、入力映像信号のＳ／Ｎ比（Signal／Noise Ratio）により、Ｓ／Ｎ比が小さい場合には、ノイズフィルタを適用し、Ｓ／Ｎ比が大きい場合には適用しないとする。
【００２６】
例えば、屋外の監視用テレビカメラでは、昼間と夕暮れ時では、Ｓ／Ｎ比が異なり、昼間は明るいのでＳ／Ｎ比が大きいが、夕暮れ時は、暗くなり始めるので、Ｓ／Ｎ比が小さくなり、ノイズフィルタを適用することになる。ステップＳ２０において、ＹＥＳの場合には、ステップＳ２１へ、ＮＯの場合には、ステップＳ２４へと進む。
【００２７】
次に、ステップＳ２１では、処理対象画素を中心とした３×３画素の方向性差分フィルタ処理を行う。より具体的には、処理対象画素を中心に点対称の位置にある画素同士を減算し、差分の絶対値が最も小さい組み合わせの平均値を処理対象画素の代わりに代入する処理を行う。そして、この処理後、ステップＳ２５へと進む。
【００２８】
また、ステップＳ２２は、ステップＳ１６でＮＯと判定された場合、ステップＳ１７でＮＯと判定された場合、そして、ステップＳ１９でＹＥＳと判定された場合に行われる処理で、ステップＳ２０同様、ノイズフィルタを適用するか否かを判定する処理を行う。ノイズフィルタの適用については、ステップＳ２０と同じ条件である。ＹＥＳの場合には、ステップＳ２３へ、ＮＯの場合には、ステップＳ２４へと進む。
【００２９】
そして、ステップＳ２３では、処理対象画素周辺の３×３の領域の画素を並び替えして、中心の値を処理対象画素の代わりとする処理を行う。この処理の後は、ステップＳ２５へと進む。また、ステップＳ２４は、ノイズフィルタを適用しない場合の処理であり、処理対象画素をそのまま次の処理（ステップＳ２５）にて使用する。
【００３０】
そして、ステップＳ２５では、ダイナミックレンジの拡大幅により代入した画素にゲインを乗算する処理を行う。例えば、ダイナミックレンジ幅が、２．０倍の時は、２．０倍、２．５倍の時は、２．５倍である。また、ステップＳ２６では、処理対象画素をＰ０とし、ステップＳ１２の条件Ｊ１を満たす他の画素をそれぞれ、Ｐｉ（ｉ＝１，２，３・・・）に設定する。
【００３１】
続いて、ステップＳ２７では、Ｐｉに乗算する重み係数Ｗｉを決定する。処理対象画素と近いレベルの画素数、即ち、ステップＳ１２の条件Ｊ１を満たす画素数をｎとして、下記数１を満足するＷｉを決定する。
【００３２】
【数１】
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【００３３】
そして、ステップＳ２８では、ステップＳ２６で設定したＰｉと、ステップＳ２７で決定したＷｉを基にダイナミックレンジを拡大した画素を下記数２に基づいて算出する。ここで、ｋは、ダイナミックレンジの拡大幅で、用途などにより設定するものである。
【００３４】
【数２】
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【００３５】
以上の処理を行うことにより、ダイナミックレンジが拡大された画素を得ることが出来る。そして、次に、ステップＳ１１の入力画素を右に１シフトさせたものを入力すれば、今まで処理した画素と隣接した画素に対して、処理を行うことができる。なお、画素がないところを処理の対象とする場合には、その画素レベルを０として処理するものとする。
【００３６】
続いて、図３、図４及び図５は、図１及び図２のフローチャートに基づいてシミュレートした結果である。なお、このシミュレートは、ＬＡ＝３０、ＬＢ＝２、ＬＣ＝８０とした結果である。
【００３７】
図３は、入力パターンＡを入力したもので、（ａ）が５×５画素のパターンである。処理対象画素は、５×５画素の中心である「２１５」であり、分かりやすく表示したものが（ｂ）である。
【００３８】
まず、ステップＳ１２に基づいて、条件Ｊ１、Ｊ２及びＪ３を満たす画素を抽出する。条件Ｊ１を満たす画素は、処理対象画素を含めて、１８５〜２４５までの値なので、「２００」「２３０」「１９２」「２２０」「２１５」となる。条件Ｊ２を満たす画素は、２４５を超える画素がないので、該当無しである。
【００３９】
次に、条件Ｊ３を満たす画素は、１８５を下回る最大値なので、「１７８」が相当する。以上の６個のデータを数値で並び替えたものを（ｃ）の下部に示す。なお、「１９２」と「１７８」の差は１４である。
【００４０】
続いて、ステップＳ１３は、条件Ｊ１を満たす画素数がＬＢ＝２以内かどうかであるが、本データでは５であるため、判定結果はＮＯ（処理対象画素がノイズではない）となり、ステップＳ２６へと進むことになる。そして、ステップＳ２６では、処理対象画素をＰ０、条件Ｊ１を満たす他の画素をＰｉとするので、Ｐ１を「１９２」、Ｐ２を「２２０」、Ｐ３を「２００」、Ｐ４を「２３０」に設定する。設定した結果は、（ｄ）に示す通りである。
【００４１】
次に、ステップＳ２７では、係数の重みを算出する。係数の重みの総和は（処理対象画素と近いレベルの画素数）＋１なので、５となる。また、処理対象画素からの距離が等しいもの同士は、それぞれ同じ値を設定することになる。即ち、「１９２」と「２２０」、「２００」と「２３０」は、同じ重み係数となるわけである。以上の条件の下で、重み係数を算出すると、Ｗ０は（２０／１０）、Ｗ１は（１０／１０）、Ｗ２は（１０／１０）、Ｗ３は（５／１０）、Ｗ４は（５／１０）となる。
【００４２】
そして、ステップＳ２８では、ダイナミックレンジ拡大結果、即ち、ダイナミックレンジ拡大画素を算出する。上記（数２）に基づいて算出するため、ダイナミックレンジ拡大幅ｋを２．０とすると、（ｋ／（ｎ＋１））は、（２．０／５）となる。そして、ダイナミックレンジ拡大幅が２．０の場合の算出式は、以下に示す数３のようになり、結果、約２．０倍に拡大されたことが分かる。
【００４３】
【数３】
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【００４４】
ダイナミックレンジ拡大幅ｋは、２．５倍、５．７倍及び６．０倍とあり、使用する映像信号により切り替える。数３による算出では、２．５倍のときは５２８、５．７倍のときは９５８、そして、６．０倍のときは１２６８となることが分かる。
【００４５】
続いて、図４は、入力パターンＢを入力したものであり、（ａ）が５×５画素のパターンである。処理対象画素は、５×５画素の中心である「１１０」であり、分かりやすく示したものが（ｂ）である。
【００４６】
まず、ステップＳ１２により、条件Ｊ１、Ｊ２及びＪ３を満たす画素を抽出する。条件Ｊ１を満たす画素は、処理対象画素を含めて、８０〜１４０までの値なので「１０７」「１１０」となる。そして、条件Ｊ２を満たす画素は、１４０を超える画素で最小のものなので、「２００」が該当する。さらに、条件Ｊ３を満たす画素は、８０を下回る最大なので、「２５」が該当する。以上の４個のデータを数値で並び替えた物を（ｃ）に示す。なお、図に示す通り、「２５」と「１０７」の差は８２で、「１１０」と「２００」の差は９０である。
【００４７】
ステップＳ１３では、条件Ｊ１を満たす画素数がＬＢ＝２以内か否かを判定するが、本パターンでは２であるため、ＹＥＳとなり、ステップＳ１４へと進むことになる。そして、ステップＳ１４では、条件Ｊ２を満たす画素が存在するか否かを判定するが、本パターンではＹＥＳなので、次のステップＳ１５へと進む。
【００４８】
次に、ステップＳ１５では、ステップＳ１２の条件Ｊ２を満たす画素と条件Ｊ１を満たす最大の画素との差分がＬＣ＝８０を超えているか否かを判定するが、本パターンでは、「１１０」と「２００」の差は９０であるため、ＹＥＳとなり、次のステップＳ１６へと進む。
【００４９】
そして、ステップＳ１６では、ステップＳ１２の条件Ｊ３を満たす画素が存在するか否かを判定するが、本パターンでは、ＹＥＳと判定され、次のステップＳ１７へと進む。続いて、ステップＳ１７では、ステップＳ１２の条件Ｊ３を満たす画素と、条件Ｊ１を満たす最小の画素との差分が、ＬＣ＝８０を超えているか否かを判定するが、本パターンでは、「２５」と「１０７」の差は８２であるため、ＹＥＳとなる。この結果、「１１０」はノイズとみなされ、次のステップＳ２０へと進むことになる。
【００５０】
次に、ステップＳ２０では、ノイズフィルタを適用するか否かを判定する（適用条件については、前述と同様である）。ノイズフィルタを適用する場合には、ステップＳ２１へ、適用しない場合には、ステップＳ２４へと進む。本パターンでは、適用するとして、ステップＳ２１へと進む。
【００５１】
ステップＳ２１では、処理対象画素を中心とした３×３画素の方向性差分フィルタ処理を行う。図４（ｄ）がその処理の具体例である。処理対象画素を中心として、点対称となる画素の差分の絶対値を求める。３×３画素なので、絶対値は４個となる。図中の例においては、「ａｂｓ（ａ−ｈ）」、「ａｂｓ（ｂ−ｇ）」、「ａｂｓ（ｃ−ｆ）」及び「ａｂｓ（ｄ−ｅ）」の４個である。
【００５２】
この絶対値の最小となる組み合わせを求め、その組み合わせの対象となる画素の平均値を求める。最小となる組み合わせは、ｂとｇなので、その平均値を求めると、（ｂ＋ｇ）／２＝（７＋２５）／２＝１６となり、その平均値１６をフィルタの出力とする。
【００５３】
そして、ステップＳ２５では、ダイナミックレンジの拡大幅に応じて、ステップＳ２１で得られた平均値にゲインを乗算した値（ダイナミックレンジ拡大画素）を算出する処理を行う。拡大幅を２．０倍、２．５倍、５．７倍及び６．０倍とすると、その結果は、２．０倍のときは３２、２．５倍のときは４０、５．７倍のときは９１、６．０倍のときは９６となる。
【００５４】
次に、図５は入力パターンＣを入力したものであり、図４のパターンＢとはデータが少し異なるものである。（ａ）が５×５画素のパターンであり、処理対象画素は、５×５画素の中心である「１１０」である。分かりやすく示したものが（ｂ）である。
【００５５】
まず、ステップＳ１２の処理により、条件Ｊ１、Ｊ２及びＪ３を満たす画素を抽出する。条件Ｊ１を満たす画素は、処理対象画素を含めて、８０〜１４０までの値なので、「９７」「１１０」となる。そして、条件Ｊ２を満たす画素は、１４０を超える画素で最小のものなので「２００」が該当する。また、条件Ｊ３を満たす画素は、８０を下回る最大なので「２５」が該当する。以上の４個のデータを数値で並び替えたものを（ｃ）に示す。なお、図に示すように、「２５」と「９７」の差は７２で、「１１０」と「２００」の差は９０である。
【００５６】
続いて、ステップＳ１３では、条件Ｊ１を満たす画素数がＬＢ＝２以内か否かを判定するが、本パターンでは２であるため、ＹＥＳとなり、ステップＳ１４へと進む。そして、ステップＳ１４では、条件Ｊ２を満たすか否かを判定するが、本パターンではＹＥＳなので、次のステップＳ１５へと進む。
【００５７】
次に、ステップＳ１５では、ステップＳ１２の条件Ｊ２を満たす画素と条件Ｊ１を満たす最大の画素との差分がＬＣ＝８０を超えているか否かを判定するが、本パターンでは、「１１０」と「２００」の差は９０であるため、ＹＥＳとなり、次のステップＳ１６へと進む。
【００５８】
そして、ステップＳ１６では、ステップＳ１２の条件Ｊ３を満たす画素が存在するか否かを判定するが、本パターンでは、ＹＥＳと判定され、次のステップＳ１７へと進む。続いて、ステップＳ１７では、ステップＳ１２の条件Ｊ３を満たす画素と、条件Ｊ１を満たす最小の画素との差分が、ＬＣ＝８０を超えているか否かを判定するが、本パターンでは、「２５」と「９７」の差は７２であるため、ＮＯとなる。この結果、「１１０」はノイズとみなされ、次のステップＳ２２へと進むことになる。
【００５９】
そして、ステップＳ２２では、ノイズフィルタを適用するか否かを判定する（適用条件については、前述と同様である）。ノイズフィルタを適用する場合には、ステップＳ２３へ、適用しない場合には、ステップＳ２４へと進む。本パターンでは、適用するとして、ステップＳ２３へと進む。
【００６０】
ステップＳ２３では、処理対象画素を中心とした３×３画素のフィルタ処理を行う。図５（ｄ）がその具体例である。処理対象画素を中心とした３×３画素の９画素「１８」「７」「２４８」「１９」「１１０」「２００」「２４」「２５」「２２０」を大きさの順に並び替えると、「７」「１８」「１９」「２４」「２５」「１１０」「２００」「２２０」「２４８」となり、中心の「２５」をフィルタの出力とする。
【００６１】
続いて、ステップＳ２５では、ダイナミックレンジの拡大幅に応じてステップＳ２３で得られた平均値にゲインを乗算した値（ダイナミックレンジ拡大画素）を算出する処理を行う。拡大幅を２．０倍、２．５倍、５．７倍及び６．０倍とすると、その結果は、２．０倍のときは５０、２．５倍のときは６２、５．７倍のときは１４２、６．０倍のときは１５０となる。
【００６２】
図４及び図５は、ノイズフィルタを適用した場合の処理であるが、このノイズフィルタを適用しない場合には、ステップＳ２４の通り、処理対象画素の「１１０」が出力されることになる。そして、ステップＳ２５では、ダイナミックレンジの拡大幅に応じてゲインを乗算した値（ダイナミックレンジ拡大画素）を算出する処理を行う。拡大幅を２．０倍、２．５倍、５．７倍及び６．０倍とすると、その結果は、２．０倍のときは２２０、２．５倍のときは２７５、５．７倍のときは６２７、６．０倍のときは６６０となる。
【００６３】
なお、本実施形態においては、１フレーム又は１フィールド内を処理対象としているが、フレームメモリを多く使用すれば、フレーム間でも処理対象とすることが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
本発明に係るダイナミックレンジ拡大方法によれば、暗所で使用する監視用テレビカメラなどの映像信号の出力レベルが小さい場合や、野外で感度を上げて撮像する場合の高感度撮像に好適に用いることができる。
【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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