(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力画像の注目画素とその周辺画素からなる複数の画素の画素値を加算することで当該注目画素についての増感値を得る増感部と、
前記入力画像の前記注目画素とその周辺画素からなる複数の画素の画素値を平均することで当該注目画素についての平均値を出力する平均フィルタ部と、
前記平均値に基づいて前記注目画素についてのゲインを決定する階調連動ゲイン決定部と、
前記注目画素についてのゲイン及び前記増感部における加算画素数に基づいて、当該ゲインを得るための前記入力画像の画素値と前記増感値の混合増幅率を決定する混合増幅率決定部と、
前記混合増幅率にしたがって前記入力画像の画素値と前記増感値を重み付け加算して出力画像の画素値を得る混合増幅部とを有する
ことを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記混合増幅率は、前記入力画像の画素値に対する増幅率と、前記増感値に対する増幅率とからなり、
前記混合増幅率決定部は、
前記ゲインが大きくなるにつれ、前記入力画像の画素値に対する増幅率が小さくなるとともに前記増感値に対する増幅率が大きくなり、
前記ゲインが小さくなるにつれ、前記入力画像の画素値に対する増幅率が大きくなるとともに前記増感値に対する増幅率が小さくなり、かつ、
前記入力画像の画素値に対する増幅率と前記増感値に対する増幅率と前記加算画素数の積の和が前記ゲインと等しくなるように前記混合増幅率を決定する
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３】
前記混合増幅率決定部において決定される前記入力画像の画素値に対する増幅率と前記増感値に対する増幅率は、
前記入力画像の画素値に対する増幅率をＫｉｎ、
前記増感値に対する増幅率をＫｓｎ、
前記ゲインをＤＧａｉｎ、
前記加算画素数をＮ、
前記階調連動ゲイン決定部が定める前記ゲインのとりうる最大値をＧｍａｘとしたとき、
【数１０】
0006008828.tif 000011
の関係を満た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】
前記階調連動ゲイン決定部が定める前記ゲインのとりうる最大値が、
前記増感部において加算対象となる平均的な画素数に相当する値に定められている
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】
前記増感部は、前記注目画素とその周辺画素から成る複数の画素の画素値に対して複数のフィルタによるフィルタリングを行うことで得られる値を、重み付け加算することで、前記増感値を得ることを特徴とする請求項１から４までのいずれか一項に記載の画像処理装置。
【請求項６】
前記平均フィルタ部は、前記注目画素とその周辺画素から成る複数の画素の画素値に対して２次元フィルタリングを行うことで前記平均値を得ることを特徴とする請求項１から５までのいずれか一項に記載の画像処理装置。
【請求項７】
入力画像の注目画素とその周辺画素からなる複数の画素の画素値を加算することで当該注目画素についての増感値を得る増感ステップと、
前記入力画像の前記注目画素とその周辺画素からなる複数の画素の画素値を平均することで当該注目画素についての平均値を出力する平均フィルタステップと、
前記平均値に基づいて前記注目画素についてのゲインを決定する階調連動ゲイン決定ステップと、
前記注目画素についてのゲイン及び前記増感ステップにおける加算画素数に基づいて、当該ゲインを得るための前記入力画像の画素値と前記増感値の混合増幅率を決定する混合増幅率決定ステップと、
前記混合増幅率にしたがって前記入力画像の画素値と前記増感値を重み付け加算して出力画像の画素値を得る混合増幅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、画像処理装置及び画像処理方法に関し、特に低照度の撮像環境において撮像により得られた画像を処理して十分な明るさを有し、かつ解像度の高い画像を得るための画像処理に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の撮像装置として、Ｎ画素（Ｎは２以上の整数）前までのデジタル信号を全て加算する機能を実行することにより、高感度化或いはＳ／Ｎ向上を図るように構成したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。また、従来の画像処理装置として、注目画素とその周辺の画素に対する複数のフィルタ値を重み付け加算し、その結果に対して増感倍率を乗算して、解像度低下を少なくしつつ、高感度化を図ったものが知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００３】
特許文献１では加算する画素数Ｎ、特許文献２では増感倍率が、画像内の全ての画素に対して一定であるために、入力画像の中の高輝度領域において高感度化後に白とびが発生するおそれがある。そこで、注目画素とその周辺画素から得られた増感画像の輝度値に基づいて補正係数を算出し、増感画像に対して補正係数を乗算することで、高感度化後の白とびを抑えるようにしたものがある（特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−１８４２７４号公報（第４頁、段落００１０）
【特許文献２】国際公開第２０１０／０５８４９７号（第２頁、段落０００７）
【特許文献３】特開２０１３−１２３１４８号公報（第５頁、段落０００７）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献３では、複数の画素を加算する増感処理を画像内の全画素に対して適用するため、特許文献２のように解像度低下の少ない増感処理を用いても多少の解像度低下は免れず、画面全体で一様に解像度が低下する。
【０００６】
この発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、画像の高感度化を図ることができるとともに、高輝度領域で白とびが起きず、かつ、高輝度領域での解像度低下をさらに抑えることができる画像処理装置及び方法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】
【０００７】
本発明に係る画像処理装置は、
入力画像の注目画素とその周辺画素からなる複数の画素の画素値を加算することで当該注目画素についての増感値を得る増感部と、
前記入力画像の前記注目画素とその周辺画素からなる複数の画素の画素値を平均することで当該注目画素についての平均値を出力する平均フィルタ部と、
前記平均値に基づいて前記注目画素についてのゲインを決定する階調連動ゲイン決定部と、
前記注目画素についてのゲイン及び前記増感部における加算画素数に基づいて、当該ゲインを得るための前記入力画像の画素値と前記増感値の混合増幅率を決定する混合増幅率決定部と、
前記混合増幅率にしたがって前記入力画像の画素値と前記増感値を重み付け加算して出力画像の画素値を得る混合増幅部とを有する
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、入力画像の画素毎に、当該画素とその周辺の画素に基づく平均値を求め、該平均値を求め、該平均値に基づいて注目画素についてのゲインを決定し、決定されたゲインに基づいて入力画像の画素値と増感値の混合増幅率を決定するので、入力画像の中の高輝度領域における白とびを防ぐことができ、かつ、高輝度領域での解像度低下をさらに抑えることができる。
【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を示すブロック図である。
【図２】図１の階調連動ゲイン決定部１０３におけるゲイン決定関数の例を示すグラフである。
【図３】図１の混合増幅率決定部１０４における増幅率決定関数の例を示すグラフである。
【図４】実施の形態１に係る画像処理装置における処理の手順を示すフローチャートである。
【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、入力画像Ｄｉｎの画素を順に選択し、選択した画素を注目画素として画素毎の処理を行うものであり、
入力画像Ｄｉｎの注目画素とその周辺画素からなる複数の画素の画素値を加算（単純加算又は加重加算）することで当該注目画素についての増感値Ｄｓを得る増感部１０１と、
入力画像Ｄｉｎの注目画素とその周辺画素からなる複数の画素の画素値を平均（単純平均又は加重平均）することで当該注目画素についての平均値Ｄａｖｇを求める平均フィルタ部１０２と、
平均値Ｄａｖｇに基づいて注目画素についてのゲインＤＧａｉｎを決定する階調連動ゲイン決定部１０３と、
注目画素についてのゲインＤＧａｉｎ及び増感部１０１における加算画素数Ｎに基づいて、当該ゲインを得るための入力画像Ｄｉｎの画素値と増感値Ｄｓの混合増幅率Ｄ１０４を決定する混合増幅率決定部１０４と、
混合増幅率Ｄ１０４にしたがって入力画像Ｄｉｎの画素値と増感値Ｄｓを重み付け加算して出力画像Ｄｏｕｔの画素値を得る混合増幅部１０５とを有する。
混合増幅部１０５は、第１の乗算部１０５ａと、第２の乗算部１０５ｂと、加算部１０５ｃとを有する。
【００１１】
図１の画像処理装置に入力される入力画像信号Ｄｉｎは、画像の各画素の画素値を表すものであり、画像内における各画素の水平方向位置をｘ、垂直方向位置をｙとするとき、当該画素及びその画素値はＤｉｎ（ｘ，ｙ）で表される。同様に、画像処理装置から出力される出力画像信号Ｄｏｕｔは、画像の各画素の画素値を表すものであり、画像内における各画素の水平方向位置をｘ、垂直方向位置をｙとするとき、当該画素及びその画素値はＤｏｕｔ（ｘ，ｙ）で表される。以下では、入力画像の画素及び画素値を入力画像と同じ符号Ｄｉｎで表し、出力画像の画素及び画素値を出力画像と同じ符号Ｄｏｕｔで表すこともある。また、増感値を有する画素から成る増感画像を増感値と同じ符号Ｄｓで表すこともある。
画像処理装置は、入力画像Ｄｉｎの画素を順次選択し、選択した画素を注目画素として画素毎に処理を行う。画素の選択は例えばラスター順に、即ち画像内を上から下へ、同じ高さでは左から右へという順に行われる。
【００１２】
増感部１０１は、入力画像Ｄｉｎの注目画素とその周辺画素の画素値を加算することにより増感値（注目画素についての増感値）Ｄｓを得る。例えば、注目画素とその周辺画素からなるＮ個の画素の画素値の単純加算の結果を増感値として出力する。
【００１３】
ここで、加算画素数Ｎを増感部１０１の増感倍率と定義する。Ｎ個加算により、信号成分はＮ倍、ノイズ成分は√Ｎ倍となる。即ち、信号成分に対してノイズ成分が相対的に１／√Ｎ倍になった画像が得られる。従って、平均的な加算画素数をＮａとすると、増感値Ｄｓを有する画素から成る増感画像においては、平均的に、ノイズ成分が信号成分に対して１／√Ｎａ倍となっている。
【００１４】
増感部１０１における増感倍率Ｎは、必ずしも画像内の全ての画素に対して一定である必要はない。
また、特許文献２のように、注目画素とその周辺画素から成る複数の画素の画素値に対して複数のフィルタによるフィルタリングを行うことで得られる値を、重み付け加算することで、増感値を得る構成としてもよい。ここで言う複数のフィルタ値とは、複数の互いに異なる特性のフィルタによるフィルタリングにより得られる値を意味し、例えば、注目画素を含む１次元方向のローパスフィルタ値、注目画素を含む１次元方向のメディアンフィルタ値、及び注目画素を含む２次元方向のローパスフィルタ値が含まれる。但し、これらのフィルタの各々のフィルタ値（それぞれの画素値に対する係数）の和は、１ではなく増感倍率Ｎに等しくなるように設定される。
【００１５】
平均フィルタ部１０２は、入力画像Ｄｉｎの注目画素とその周辺画素の画素値の平均値（単純平均値又は加重平均値）Ｄａｖｇを出力する。加重平均値を求める場合、加重平均の重み付けは、例えば、注目画素により大きな重みを付けたガウス分布により定義される。
【００１６】
なお、平均フィルタ部１０２の出力は、増感値Ｄｓを出力する過程で増感部１０１が生成する値を利用して生成したものであってもよい。上述したように、増感部１０１において重み付け加算する複数のフィルタ値に２次元方向のローパスフィルタ値を含んでいる場合、これを平均フィルタ部１０２の出力として用いることができる。但し、増感部１０１で用いられるフィルタ値は、その和が増感倍率Ｎに等しくなるように設定されるので、平均フィルタ部１０２におけるフィルタリングの結果を増感倍率Ｎで割った値をその出力（平均フィルタリングの結果）とする必要がある。
【００１７】
階調連動ゲイン決定部１０３は、平均値Ｄａｖｇに基づいて注目画素についてのゲインＤＧａｉｎを決定する。ゲインＤＧａｉｎは、下記の式（１ａ）〜（１ｃ）のように定められる。
【数１】
0006008828.tif 000002
【００１８】
式（１ａ）〜（１ｃ）で、Ｇｍａｘはゲイン最大値、
ＴＨ１は第１の閾値、
ＴＨ２は第２の閾値であり、
第１の閾値ＴＨ１は、ゲインＤＧａｉｎを最大値Ｇｍａｘに固定したい範囲の上限となるように設定され、
第２の閾値ＴＨ２は、ゲインＤＧａｉｎを１に固定したい範囲の下限となるように設定される。
図２は、式（１ａ）〜（１ｃ）により得られるゲインＤＧａｉｎを示す。
【００１９】
混合増幅率決定部１０４は、注目画素についてのゲインＤＧａｉｎと増感倍率Ｎとに基づいて、当該ゲインを得るための入力画像の画素値Ｄｉｎと増感値Ｄｓの混合増幅率Ｄ１０４を決定する。即ち、後述の混合増幅部１０５から出力される出力画像の画素値Ｄｏｕｔの入力画像の画素値Ｄｉｎに対する倍率（ゲイン）が、階調連動ゲイン決定部１０３で決定されたゲインＤＧａｉｎとなるように、混合増幅率Ｄ１０４が決定される。混合増幅率Ｄ１０４は、入力画像の画素値Ｄｉｎに対する増幅率Ｋｉｎと、増感値Ｄｓに対する増幅率Ｋｓｎからなり、それぞれ、例えば次式（２ａ）、（２ｂ）によって算出される。
【数２】
0006008828.tif 000003
【００２０】
混合増幅部１０５の乗算部１０５ａは、入力画像の画素値Ｄｉｎに増幅率Ｋｉｎを乗算する。
乗算部１０５ｂは、増感値Ｄｓに増幅率Ｋｓｎを乗算する。
加算部１０５ｃは、乗算部１０５ａの出力と乗算部１０５ｂの出力を加算し、加算結果を出力画像の画素値Ｄｏｕｔとして出力する。
【００２１】
増感値Ｄｓは、入力画像の画素値Ｄｉｎに対してＮ倍の値を有するものであるので、増感値Ｄｓに式（２ｂ）で表される増幅率Ｋｓｎを掛けることにより得られる値は、入力画像の画素値Ｄｉｎに対してＮ×Ｋｓｎ倍の値を有するものとなる。増感倍率Ｎと増幅率Ｋｓｎの積Ｋｓは、増感部１０１を経て混合増幅部１０５で加算される信号に対する総合的なゲイン、即ち増感部１０１と乗算部１０５ｂの組合せによるゲインであり、以下の式（３)で表される。
【００２２】
【数３】
0006008828.tif 000004
【００２３】
式（２ａ）、式（２ｂ）、式（３）で、Ｇｍａｘは階調連動ゲイン決定部１０３におけるゲイン最大値である。図３は、式（２ａ）により得られる増幅率Ｋｉｎと、式（３）で表されるゲインＫｓ、即ち、増感部１０１と乗算部１０５ｂの組合せによるゲイン（Ｋｓ＝Ｋｓｎ×Ｎ）を示す。図３にはさらに、Ｎ＝Ｇｍａｘである場合の増幅率Ｋｓｎが示されている。式（２ａ）、（２ｂ）、（３）及び図３に示すように、ゲインＤＧａｉｎが大きくなるにつれ、入力画像の画素値Ｄｉｎに対する増幅率Ｋｉｎが小さくなるとともに増感値Ｄｓに対する増幅率Ｋｓｎが大きくなり（従って、ゲインＫｓが大きくなり）、逆に、ゲインＤＧａｉｎが小さくなるにつれ、入力画像の画素値Ｄｉｎに対する増幅率Ｋｉｎが大きくなるとともに増感値Ｄｓに対する増幅率Ｋｓｎが小さくなる（従って、ゲインＫｓが小さくなる）ように、かつ、増幅率ＫｉｎとゲインＫｓ（＝増幅率Ｋｓｎと増感倍率Ｎの積）の和がつねにゲインＤＧａｉｎとなるように、増幅率Ｋｉｎ及び増幅率Ｋｓｎが決定される。
【００２４】
混合増幅部１０５は、混合増幅率Ｄ１０４（Ｋｉｎ及びＫｓｎ）にしたがって入力画像の画素値Ｄｉｎと増感値Ｄｓを重み付け加算して出力画像の画素値（出力画像における注目画素の画素値）Ｄｏｕｔを得る。この画素値Ｄｏｕｔの算出は、次式（４）で表される。
【数４】
0006008828.tif 000005
出力画像の画素値Ｄｏｕｔを示す信号は出力画像信号Ｄｏｕｔとして出力される。
【００２５】
式（４）中のＫｉｎ×Ｄｉｎ、Ｋｓｎ×Ｄｓはそれぞれ下記の式で表される。
【数５】
0006008828.tif 000006
以上が、本発明の実施の形態１に係る画像処理装置の各構成要素の説明である。
【００２６】
次に、図１の画像処理装置で実施される画像処理方法を、図４を参照して説明する。
図４に示される画像処理方法は、画素選択ステップＳ１０と、増感ステップＳ１１と、平均フィルタステップＳ１２と、階調連動ゲイン決定ステップＳ１３と、混合増幅率決定ステップＳ１４と、混合増幅ステップＳ１５と、判定ステップＳ１６とを含む。
【００２７】
まず、画素選択ステップＳ１０において、入力画像Ｄｉｎ内の画素を選択して注目画素とする。画素の選択は例えばラスター順に、画像内の上から下へ、同じ高さ位置においては左から右へと言う順で行われる。
【００２８】
次に増感ステップＳ１１において、入力画像Ｄｉｎの注目画素とその周辺画素からなる複数の画素の画素値を加算することにより増感値（注目画素についての増感値）Ｄｓを得る。
【００２９】
次に、平均フィルタステップＳ１２において、入力画像Ｄｉｎの注目画素とその周辺画素からなる複数の画素の画素値の平均値Ｄａｖｇを出力する。
【００３０】
次に、階調連動ゲイン決定ステップＳ１３において、式（１ａ）〜（１ｃ）および図２に示した関係により、平均値Ｄａｖｇに基づいて注目画素についてのゲインＤＧａｉｎを決定する。
【００３１】
次に、混合増幅率決定ステップＳ１４において、式（２ａ）、（２ｂ）および図３に示した関係により、注目画素についてのゲインＤＧａｉｎと、増感倍率Ｎとに基づいて、当該ゲインを得るための入力画像の画素値Ｄｉｎと増感値Ｄｓの混合増幅率Ｄ１０４（Ｋｉｎ及びＫｓｎ）を決定する。
【００３２】
次に、混合増幅ステップＳ１５において、混合増幅率Ｄ１０４（Ｋｉｎ及びＫｓｎ）にしたがって、式（４）に示した関係により、入力画像の画素値（注目画素の画素値）Ｄｉｎと増感値（注目画素についての増感値）Ｄｓを重み付け加算して出力画像の画素値（出力画像における注目画素の画素値）Ｄｏｕｔを得る。
【００３３】
次に、判定ステップＳ１６において、入力画像Ｄｉｎのすべての画素についての処理が終わったか否かの判定を行う。終わっていなければステップＳ１０に戻り、次の画素を選択して同様の処理を繰り返す。終わっていれば、処理を終了する。
以上が、本実施の形態１に係る画像処理方法における処理の手順の説明である。
【００３４】
次に、本発明の実施の形態１に係る画像処理装置及び方法による効果を説明する。
本発明の実施の形態１では、階調連動ゲイン決定部１０３において、式（１ａ）〜（１ｃ）および図２に示した関係により、加重平均値Ｄａｖｇに基づいて注目画素についてのゲインＤＧａｉｎを決定するようにした。
【００３５】
このため加重平均値Ｄａｖｇが第１の閾値ＴＨ１より小さい場合、最大値Ｇｍａｘのゲインが適用され、低輝度領域を十分に明るく補正することができる。
一方、加重平均値Ｄａｖｇが第２の閾値ＴＨ２より大きい場合、１倍のゲインが適用されるため、高輝度領域における白とびが起こらないようにすることができる。
また、加重平均値Ｄａｖｇが第１の閾値ＴＨ１と第２の閾値ＴＨ２との間にある場合、加重平均値Ｄａｖｇが大きくなるにつれてゲインが次第に減少し、高輝度で１に漸近する特性によりゲインが決定されるため、ゲインを乗算することで得られる画素値から成る画像において、階調の連続性を保って低輝度領域の明るさ補正と高輝度領域の維持を実現できる。
【００３６】
また、混合増幅率決定部１０４において、式（２ａ）、（２ｂ）および図３に示した関係により、注目画素についてのゲインＤＧａｉｎに基づいて、当該ゲインを得るための入力画像の画素値Ｄｉｎと増感値Ｄｓの混合増幅率Ｄ１０４を決定するようにした。
【００３７】
式（２ａ）、（２ｂ）および図３に示すように、ゲインＤＧａｉｎが大きくなるにつれ、入力画像の画素値Ｄｉｎに対する増幅率Ｋｉｎが小さくなるとともに増感値Ｄｓに対する増幅率Ｋｓｎ（従って、ゲインＫｓ）が大きくなり、逆にゲインＤＧａｉｎが小さくなるにつれ、入力画像の画素値Ｄｉｎに対する増幅率Ｋｉｎが大きくなるとともに増感値Ｄｓに対する増幅率Ｋｓｎ（従ってゲインＫｓ）が小さくなるように、増幅率Ｋｉｎ及び増幅率Ｋｓｎが決定される。低輝度領域では、ゲインＤＧａｉｎが大きく設定され、増感値Ｄｓの混合割合が多くなることによって、ノイズ成分の増幅を抑えつつ信号成分を増幅することが可能である。また、高輝度領域では、ゲインＤＧａｉｎが小さく設定され、入力画像の画素値Ｄｉｎの混合割合が多くなることによって、増感処理に伴って起こる解像度低下を抑えることができる。
【００３８】
以上で説明したように、本発明の実施の形態１によれば、入力画像の中の高輝度領域における白とびを避けるとともに、高輝度領域での解像度低下をさらに抑えることができる。
【００３９】
次に、混合増幅率決定部１０４において、混合増幅率Ｄ１０４（Ｋｉｎ及びＫｓｎ）を求めるために式（２ａ）、（２ｂ）を用いることの利点を述べる。増感処理においてノイズ増幅を抑える観点からすれば、階調連動ゲイン決定部１０３が出力するゲインの最大値Ｇｍａｘは、増感部１０１における平均増感倍率Ｎａと同じかそれよりも小さい値であることが望ましい。よって以下では、ゲイン最大値Ｇｍａｘが増感部１０１における平均増感倍率Ｎａに等しいものとして説明する。
【００４０】
増感部１０１における平均増感倍率をＮａとすると、増感画像Ｄｓは、増感前の画像に比べて平均的に、ノイズ成分が√Ｎａ倍となった画像であることは既に述べた。したがって、増感値ＤｓをＫｓｎ倍することで得られる画素値を有する画素から成る画像（式（５ｂ）で与えられる画素値を有する画素から成る画像）におけるノイズ成分の、入力画像Ｄｉｎにおけるノイズ成分に対する比（倍率）は、式（２ｂ）において、Ｎ＝Ｎａ、Ｇｍａｘ＝Ｎａとして、√Ｎａを掛けることより得られる。即ち、上記の比（倍率）は、下記の式（６）で表される。
【数６】
0006008828.tif 000007
である。
【００４１】
一方、入力画像の画素値ＤｉｎをＫｉｎ倍することで得られる画素値を有する画素から成る画像（式（５ａ）で与えられる画素値を有する画素から成る画像）におけるノイズ成分の、増感前の画像Ｄｉｎにおけるノイズ成分に対する比（倍率）は、式（２ａ）とＧｍａｘ＝Ｎａより、
【数７】
0006008828.tif 000008
となる。
【００４２】
これらの画素値を混合して生成される画素値を有する画素から成る出力画像Ｄｏｕｔにおけるノイズ成分の、増感前の画像Ｄｉｎにおけるノイズ成分に対する比（倍率）は、式（６）と式（７）の加算により、
【数８】
0006008828.tif 000009
となる。
【００４３】
以上のことから、式（２ａ）、（２ｂ）により決定した増幅率Ｋｓｎと増幅率Ｋｉｎを用いることにより、ゲインＤＧａｉｎで増幅するとき、ゲインＤＧａｉｎがどのような値であっても、ノイズ成分の増幅率を√ＤＧａｉｎに抑えた出力画像Ｄｏｕｔを得ることができる。このことは、増感部１０１において増感倍率Ｎのときノイズが相対的に１／√Ｎとなる関係が、任意のゲインＤＧａｉｎのときノイズが相対的に１／√ＤＧａｉｎになる関係に拡張されたことを意味する。これにより、明るさ補正に伴うノイズ増幅を一様に（画面全体にわたり同程度に）抑制できる。
【００４４】
なお、混合増幅率決定部１０４は、式（２ａ）、（２ｂ）および図３に示した関係により混合増幅率Ｄ１０４を決定することとしたが、ゲインＤＧａｉｎが大きくなるにつれ、入力画像の画素値Ｄｉｎに対する増幅率Ｋｉｎが小さくなるとともに増感値Ｄｓに対する増幅率Ｋｓｎが大きくなり、逆にゲインＤＧａｉｎが小さくなるにつれ、入力画像の画素値Ｄｉｎに対する増幅率Ｋｉｎが大きくなるとともに増感値Ｄｓに対する増幅率Ｋｓｎが小さくなり、かつ、増幅率Ｋｉｎと増幅率Ｋｓｎと増感倍率Ｎの積（Ｋｓ＝Ｋｓｎ×Ｎ）の和がつねにゲインＤＧａｉｎとなる特性であれば、任意の特性を用いてもよい。
【００４５】
例えば、増幅率Ｋｉｎと増幅率Ｋｓｎを次式（９ａ）、（９ｂ）により求めることとしてもよい。
【数９】
0006008828.tif 000010
【００４６】
式（９ａ）、（９ｂ）は、ゲインＤＧａｉｎのゲイン最大値Ｇｍａｘとゲイン最小値１との間の内分比をもってゲインを増幅率Ｄｉｎと、増感倍率Ｎと増幅率Ｄｓｎの積とに線形に分配する式である。この場合、ノイズ増幅を一様に抑制する上述の効果は得られないが、入力画像の中の高輝度領域において白とびが発生せず、かつ、高輝度領域での解像度低下をさらに抑えることができる効果は同様に得ることができる。
【００４７】
また、階調連動ゲイン決定部１０３におけるゲインＤＧａｉｎ或いは混合増幅率決定部１０４における増幅率Ｋｉｎと増幅率Ｋｓｎは、予め算出された値をルックアップテーブルの形で保持してもよい。この場合には、式（１ａ）〜（１ｃ）或いは式（２ａ）、（２ｂ）による演算を行う必要がなく、さらに回路規模を削減できる。
【００４８】
以上本発明を画像処理装置として説明したが、画像処理装置で実施される方法もまた本発明の一部を成す。
【符号の説明】
【００４９】
１０１  増感部、  １０２  平均フィルタ部、  １０３  階調連動ゲイン決定部、  １０４  混合増幅率決定部、  １０５  混合増幅部。
【図１】
0006008828.tif 000012
【図２】
0006008828.tif 000013
【図３】
0006008828.tif 000014
【図４】
0006008828.tif 000015