(57)【要約】【課題】撮像装置の機種、印刷装置の機種に依存せず、印刷された画像を観察する際に、撮影時にユーザが感じたコントラスト感を再現する。【解決手段】目標階調テーブル作成部１１０は、撮像装置により画像データを取得する際のコントラスト感度を推定するとともに、印刷装置により印刷された画像データを観察する際のコントラスト感度を推定する。目標階調テーブル作成部１１０は、推定したコントラスト感度に基づいて、撮像装置における画像データの入力値と印刷装置における画像データの出力値との関係を表す第１の階調特性を設計する。テーブル作成部１０４は、第１の階調特性と撮像装置における第２の階調特性と印刷装置における第３の階調特性とに基づいてルックアップテーブルを生成する。階調変換部１０２は、ルックアップテーブルを用いて撮像装置により取得された画像データを階調変換する。【選択図】図１
2011004009.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像装置により画像データを取得する際のコントラスト感度を推定する第１の推定手段と、
印刷装置により印刷された前記画像データを観察する際のコントラスト感度を推定する第２の推定手段と、
前記第１の推定手段により推定されたコントラスト感度と前記第２の推定手段により推定されたコントラスト感度とに基づいて、前記撮像装置における前記画像データの入力値と前記印刷装置における前記画像データの出力値との関係を表す第１の階調特性を設計する設計手段と、
前記第１の階調特性と、前記撮像装置における前記画像データの入力値と出力値との関係を表す第２の階調特性と、前記印刷装置における前記画像データの入力値と出力値との関係を表す第３の階調特性とに基づいて、前記撮像装置により取得された前記画像データを階調変換する際に用いられるテーブルを生成する生成手段と、
前記生成手段により生成された前記テーブルを用いて、前記撮像装置により取得された前記画像データを階調変換する階調変換手段とを有することを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記設計手段は、前記第１の推定手段により推定されたコントラスト感度と前記第２の推定手段により推定されたコントラスト感度とから前記第１の階調特性における中間調の傾きを求め、当該中間調の傾きを有するように前記第１の階調特性を設計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】
前記撮像装置により取得された前記画像データの特徴量を算出する算出手段を更に有し、
前記設計手段は、前記第１の推定手段により推定されたコントラスト感度と前記第２の推定手段により推定されたコントラスト感度と前記算出手段により算出された前記特徴量とから前記第１の階調特性における中間調の傾きを求め、当該中間調の傾きを有するように前記第１の階調特性を設計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４】
前記生成手段により生成された前記テーブルを編集する編集手段を更に有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５】
撮像装置により画像データを取得する際のコントラスト感度を推定する第１の推定ステップと、
印刷装置により印刷された前記画像データを観察する際のコントラスト感度を推定する第２の推定ステップと、
前記第１の推定ステップにより推定されたコントラスト感度と前記第２の推定ステップにより推定されたコントラスト感度とに基づいて、前記撮像装置における前記画像データの入力値と前記印刷装置における前記画像データの出力値との関係を表す第１の階調特性を設計する設計ステップと、
前記第１の階調特性と、前記撮像装置における前記画像データの入力値と出力値との関係を表す第２の階調特性と、前記印刷装置における前記画像データの入力値と出力値との関係を表す第３の階調特性とに基づいて、前記撮像装置により取得された前記画像データを階調変換する際に用いられるテーブルを生成する生成ステップと、
前記生成ステップにより生成された前記テーブルを用いて、前記撮像装置により取得された前記画像データを階調変換する階調変換ステップとを含むことを特徴とする画像処理方法。
【請求項６】
撮像装置により画像データを取得する際のコントラスト感度を推定する第１の推定ステップと、
印刷装置により印刷された前記画像データを観察する際のコントラスト感度を推定する第２の推定ステップと、
前記第１の推定ステップにより推定されたコントラスト感度と前記第２の推定ステップにより推定されたコントラスト感度とに基づいて、前記撮像装置における前記画像データの入力値と前記印刷装置における前記画像データの出力値との関係を表す第１の階調特性を設計する設計ステップと、
前記第１の階調特性と、前記撮像装置における前記画像データの入力値と出力値との関係を表す第２の階調特性と、前記印刷装置における前記画像データの入力値と出力値との関係を表す第３の階調特性とに基づいて、前記撮像装置により取得された前記画像データを階調変換する際に用いられるテーブルを生成する生成ステップと、
前記生成ステップにより生成された前記テーブルを用いて、前記撮像装置により取得された前記画像データを階調変換する階調変換ステップとをコンピュータに実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置により取得した画像データを階調変換するための技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、人間が知覚するコントラスト感は、空間周波数、視野角、周辺の輝度に大きく依存することが知られている。そのため、デジタルカメラやプリンタにおいて、露出や出力サイズに応じて階調を変化させる様々な技術が提案されている。
【０００３】
例えば、特許文献１では、階調を露出に応じて変化させるデジタルカメラが提案されている。また、特許文献２では、プリンタにおいて出力するサイズ、画像データのヒストグラムに応じて画像データの階調を補正する画像処理システムが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２３７９９５号公報
【特許文献２】特開２００２−４４４５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載された発明は、デジタルカメラの階調のみを露出に応じて変化させるため、プリンタで出力したときに必ずしも最適な階調を有する写真を取得できないという問題があった。
【０００６】
また、特許文献２に記載された発明は、画像データのヒストグラムを解析し階調を補正する。そのため、画像データを取得したデジタルカメラの特性及び画像を印刷するプリンタの特性が考慮されず、撮影時にユーザが感じたコントラスト感をプリントにおいて再現することは非常に困難であった。
【０００７】
さらに、特許文献２に記載された発明では、プリンタの階調が機種によって異なるため、同一の補正済み画像データを印刷した際に、プリンタ機種によってコントラスト感の異なる写真が印刷されてしまうという問題があった。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、撮像装置の機種、印刷装置の機種に依存せず、印刷された画像を観察する際に、撮影時にユーザが感じたコントラスト感を再現することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の画像処理装置は、撮像装置により画像データを取得する際のコントラスト感度を推定する第１の推定手段と、印刷装置により印刷された前記画像データを観察する際のコントラスト感度を推定する第２の推定手段と、前記第１の推定手段により推定されたコントラスト感度と前記第２の推定手段により推定されたコントラスト感度とに基づいて、前記撮像装置における前記画像データの入力値と前記印刷装置における前記画像データの出力値との関係を表す第１の階調特性を設計する設計手段と、前記第１の階調特性と、前記撮像装置における前記画像データの入力値と出力値との関係を表す第２の階調特性と、前記印刷装置における前記画像データの入力値と出力値との関係を表す第３の階調特性とに基づいて、前記撮像装置により取得された前記画像データを階調変換する際に用いられるテーブルを生成する生成手段と、前記生成手段により生成された前記テーブルを用いて、前記撮像装置により取得された前記画像データを階調変換する階調変換手段とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明においては、撮像装置により画像データを取得する際のコントラスト感度と印刷装置により印刷された当該画像データを観察する際のコントラスト感度とに基づいて、画像データの取得から印刷出力までの全体を通しての総合的な入出力階調特性を設計する。そして、当該入出力階調特性、撮像装置における階調特性及び印刷装置における階調特性に基づいてテーブルを生成し、当該テーブルを用いて撮像装置により取得された画像データを階調変換するように構成している。従って、本発明によれば、撮像装置の機種、印刷装置の機種に依存せず、印刷された画像を観察する際に、撮影時にユーザが感じたコントラスト感を再現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】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２】目標階調テーブル作成部における処理の流れを示すフローチャートである。
【図３】コントラスト感度の空間周波数特性を示す図である。
【図４】コントラスト感度から入出力総合階調特性における中間調の傾きを求める関数を示す図である。
【図５】入出力総合階調特性の設計を行うステップ１０４における処理の流れを示すフローチャートである。
【図６】ステップ１０４において入出力総合階調特性を設計する上での基本特性を示す図である。
【図７】ステップ２０４における処理を説明するための図である。
【図８】写体の明度と、その明度に対応するプリンタの出力値(明度)との対応、デジタルカメラの階調特性、プリンタの階調特性、デジタルカメラの出力値とプリンタの入力値との対応を示す図である。
【図９】各テーブルの値からルックアップテーブルが作成される様子を示す図である。
【図１０】テーブル作成部における処理の流れを示すフローチャートである。
【図１１】入出力環境情報入力部におけるユーザインタフェースを示す図である。
【図１２】デジタルカメラの機種及び撮影モードを選択するメニューの例、プリンタの機種及び印刷モードを選択するメニューの例を示す図である。
【図１３】第２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１４】テーブル作成情報記憶部に予め記憶されている関数、或いはルックアップテーブルを説明するための図である。
【図１５】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１６】テーブル編集部におけるユーザインタフェースを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明を適用した好適な実施形態を、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
【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１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。図１において、１０１は、デジタルカメラで被写体を撮影することにより取得された画像データを記憶した記録媒体から、当該画像データをシステムに入力するための画像入力部である。１１０は、入力と出力を合わせた総合的な階調特性を設計する目標階調テーブル作成部である。１０２は、目標階調を実現するよう画像データの階調特性を変換する階調変換部である。１０４は、階調変換に使用するルックアップテーブルを作成するテーブル作成部である。１０５は、テーブルを作成するための情報が記憶されているテーブル作成情報記憶部である。１０８は、撮影、印刷に使用するデジタルカメラ及びプリンタの機種、撮影条件及び印刷した画像を観察する環境を入力する入出力環境情報入力部である。１０６は、複数のデジタルカメラの機種毎にそれぞれの階調特性が記憶されているカメラ階調テーブル記憶部である。１０７は、複数のプリンタの機種毎にそれぞれの階調特性が記憶されているプリンタ階調テーブル記憶部である。１０３は、画像データを記憶媒体に出力する画像出力部である。なお、デジタルカメラは、撮像装置の適用例となる構成であり、プリンタは、印刷装置の適用例となる構成である。
【００１４】
デジタルカメラで撮影された画像データは、コンパクトフラッシュ（登録商標）メモリやＰＣのハードディスク等の記憶媒体に記録されており、通常、ＪＰＥＧ等の所定の形式で圧縮されている。画像入力部１０１において、この記録媒体に記録された画像データのファイルから画像データが取得される。このとき、画像データは圧縮方式に対応した所定のアルゴリズムで伸長され、ＲＧＢ３チャンネルの二次元画素配列からなる画像データＳ０に展開される。
【００１５】
次に、画像データＳ０を取得する際に使用したデジタルカメラの機種や撮影条件、及び、印刷に使用するプリンタの機種、プリントの観察環境等をユーザが入力する。これにより、入出力環境情報入力部１０８において、デジタルカメラ機種、プリンタ機種、撮影条件、プリント後の観察条件等がシステムに入力される。
【００１６】
図１１は、入出力環境情報入力部１０８におけるユーザインタフェースを示す図である。図１１において、１４０１、１４０２は、それぞれデジタルカメラ機種、プリンタ機種をユーザが選択するためのボタンである。ユーザがデジタルカメラ機種選択ボタン１４０１をＰＣのマウス等を用いて選択すると、例えば、図１２に示すメニューが表示される。ここで、メニュー１５０１はデジタルカメラ機種を選択するメニューである。また、メニュー１５０２はメニュー１５０１で選択されたデジタルカメラ機種における撮影モードを選択するためのメニューであり、その項目はデジタルカメラ機種により異なる。但し、画像データのタグ情報等からこれらの情報を読み取り可能な場合は、タグ情報等から自動的に取得する方法をとることができる。
【００１７】
同様に、ユーザがプリンタ機種選択ボタン１４０２を選択すると、図１６に示すメニューが表示される。メニュー１６０１はプリンタ機種を選択するメニューである。また、メニュー１５０２はメニュー１５０１で選択されたプリンタ機種における印刷モードを選択するためのメニューであり、メニュー１５０２の項目はプリンタ機種により異なる。なお、ここで選択されたデジタルカメラ機種、プリンタ機種は、後に詳細に説明するカメラ階調テーブル記憶部１０６、プリンタ階調テーブル記憶部１０７にそれぞれ送られる。そして、それぞれの機種に対応する階調テーブルがテーブル作成部１０４のメモリ１０９に設定される。
【００１８】
また、図１１において、１４０３〜１４０５は撮影条件を入力するテキストボックスであり、それぞれシャッター速度、絞り値、ＩＳＯ感度をユーザがＰＣのキーボード等を使用して入力する。これら撮影条件は、デジタルカメラ機種と同様に画像データのタグ情報等から自動的に取得することが可能である。同様に、１４０６〜１４０８はプリンタにて印刷された画像を観察する環境を入力するテキストボックスであり、それぞれ出力サイズ、観察距離、観察面の平均照度をユーザが入力する。なお、これら１４０３〜１４０８にて入力された情報は、目標階調テーブル作成部１１０に送られ、撮影条件、観察条件に応じた目標階調テーブルが後述する方法にて作成される。
【００１９】
カメラ階調テーブル記憶部１０６には予め複数のデジタルカメラの機種、あるいはデジタルカメラの撮影モード毎の階調特性が記憶されている。例えば図１２に示すデジタルカメラＣの場合には、ストロボのＯＮ／ＯＦＦ、撮影モードの設定に応じて予め階調特性が異なる。これらの各設定に基づいて変換された画像データの階調特性の差異を吸収するため、予めストロボのＯＮ／ＯＦＦ、撮影モードの設定毎に複数の階調特性が記憶されているわけである。
【００２０】
ここで、デジタルカメラの階調特性とは、例えば図８（Ｂ）に示す形式で記録されているものであり、デジタルカメラにより撮影される被写体の明度と、その被写体をデジタルカメラで撮影したときのデジタルカメラの出力値との関係を表すものである。本実施形態では、被写体の明度と、その被写体をデジタルカメラで撮影し取得されたＲＧＢ３チャンネルからなる画像データを式(１)にて変換したＹとの対応を表すテーブルをデジタルカメラの階調特性とする。
【００２１】
【数１】
2011004009.tif 000003
【００２２】
本実施形態では、ＲＧＢ形式の画像データから本実施形態で使用するための明度を抽出する方法として、ＹＣＣカラーベースを使用する。式（１）はＲＧＢからＹＣＣカラーベースへの変換式であり、これにより画像データのＹＣＣカラーベースで値を算出し、そのうちのＹを用いて階調特性の変換を行う。
【００２３】
この特性は、例えば無彩色のグレーチャートをデジタルカメラで撮影し、画像データを取得すると同時に、グレーチャートの各パッチにおける明度を測定器を用いて測定することによって得られる。なお、デジタルカメラの階調特性は前述したものだけに限らず、デジタルカメラにより撮影される被写体の輝度と、その被写体をデジタルカメラで撮影したときのデジタルカメラの出力値との関係を表すものであるならばどのような量であってもよい。また、例えばデジタルカメラにおけるＣＣＤセンサの受光量やＣＣＤセンサ面の照度等を何らかの手段により測定した測定値と、その測定値に対応する入力をデジタルカメラに与えたときのデジタルカメラの出力値との対応をとったもの等でもよい。なお、デジタルカメラの出力値の例としてはＲＧＢ値の平均値等がある。
【００２４】
カメラ階調テーブル記憶部１０６と同様に、プリンタ階調テーブル記憶部１０７には予め複数のプリンタの機種、あるいはプリンタの印刷モード毎の階調特性が記憶されている。例えば図１６に示すプリンタＣの場合には、印刷用紙の設定、ハーフトーンの設定に応じて階調特性が異なる。これらの各設定に応じて印刷されるプリントの階調特性の差異を吸収するため、予め印刷用紙の設定、ハーフトーンの設定に応じて複数の階調特性が記憶されている。これらの階調特性の中から入出力環境情報入力部１０８にて選択されたプリンタの機種、あるいはプリンタの印刷モードの階調特性が記憶される。
【００２５】
ここで、プリンタの階調特性とは、例えば図８（Ｃ）に示す形式で記録されているものであり、プリンタの入力値と、その入力値に対応するプリンタの出力値(プリントの明度)との関係を表すものである。本実施形態では、プリンタに入力されるＲＧＢ３チャンネルからなる画像データを式(１)にて変換したＹと、その入力に対応するプリンタの出力に相当する明度との対応を表すテーブルをプリンタの階調特性とする。この特性は、例えば公知のＲＧＢ３チャンネルからなるグレーチャート画像データ(各パッチにおけるＲＧＢ値が同一の０〜２５５までの値を割振ったデジタルデータである（（０，０，０），（１，１，１），・・・（２５５，２５５，２５５））を作成し、プリンタで印刷し、各パッチの明度を測色器を用いて測定することにより得られる。この場合、作成したグレーチャート画像データにおける各パッチのＲＧＢ値を式(１)にて変換することにより得たＹと、プリンタで印刷されたものを測定することにより得た各パッチの明度との対応がプリンタの階調特性となる。なお、プリンタの階調特性は前述したものだけに限らず、プリンタの入力値と、その入力値に対応するプリンタの出力との関係を表すものであればどのようなものであってもよい。例えば、プリンタの出力に対応する値を明度の変わりに濃度や反射率とすることもできる。
【００２６】
目標階調テーブル作成部１１０では、入出力環境情報入力部１０８にて入力された撮影条件、プリントの観察環境に基づき入出力総合階調特性を設計する。ここで、入出力総合階調特性とは、被写体の撮影から出力までの全体を通しての総合的な階調特性であり、ある明度をもつ被写体が、撮影され、プリントされた後に、どのような明度となってプリント上に再現されるべきかを表すものである。本実施形態においては、撮影条件とプリントの観察環境に応じて最適な入出力総合階調特性を自動的に設計することで、ユーザが被写体を観察した状況により近いコントラスト感で印刷後のプリント上の被写体を観察することを可能にする。
【００２７】
図２は、目標階調テーブル作成部１１０における処理の流れを示すフローチャートである。以降、図２に従って目標階調テーブル作成部１１０の処理を説明する。
【００２８】
先ず、ステップ１０１では、目標階調テーブル作成部１１０は、入出力環境情報入力部１０８にて入力された撮影条件に基づいて、撮影時にユーザが感じたコントラスト感度を推定する。なお、ステップＳ１０１は第１の推定手段の処理例である。
【００２９】
コントラスト感度は、例えば式(２)に示す空間周波数ｕの関数として表される。ここで、ωは画角をdegreeの単位で表した量に相当し、本実施形態においては、人間の感覚に比較的近いといわれている３５ｍｍフィルム相当で焦点距離５０ｍｍを基準とした画角ω＝８２に固定する。なお、ωは撮影時の焦点距離に応じて変化させるように構成することも可能である。また、Ｌは輝度に相当し、本実施形態では、シャッター速度、絞り値、ＩＳＯ感度から式(３)によりＬを決定する。ここで、Ｔはシャッター速度(単位[ｓ])、Ｆはレンズ絞り、ＩＳＯはＩＳＯ感度を意味する。
【００３０】
【数２】
2011004009.tif 000004
【００３１】
図３は、コントラスト感度の空間周波数特性を示す図であり、図中に撮影時の特性として示す空間周波数特性が前記方法により決定される空間周波数特性である。ステップ１０１では、この撮影時の特性において、コントラスト感度が最大となる空間周波数νと、その時のコントラスト感度Ｃｉｎを求める。
【００３２】
次にステップ１０２において、目標階調テーブル作成部１１０は、出力サイズ、観察距離、観察面の平均照度に応じたプリント観察時のコントラスト感度をステップ１０１と同様に式(２)を用いて推定する。ここで、ωは印刷される画像の対角線の長さを出力サイズＳ［ｍ］、観察距離をＭ［ｍ］とすると式(４)で与えられる。また、観察面の平均照度をＥ［ｌｕｘ］とすると、Ｌは式(５)で与えられる。なお、ステップＳ１０２は第２の推定手段の処理例である。
【００３３】
【数３】
2011004009.tif 000005
【００３４】
図３に示すプリント観察時の特性がステップ１０２にて算出されるコントラスト感度の空間周波数特性である。ステップ１０２では、このプリント観察時の特性において、ステップ１０１にて求めたνに対応するコントラスト感度Ｃｏｕｔを求める。
【００３５】
ステップ１０３では、目標階調テーブル作成部１１０は、撮影時、プリント観察時のコントラスト感度であるＣｉｎ、Ｃｏｕｔを入力として、テーブル作成情報記憶部１０５に記憶されている関数から入出力総合階調特性における中間調の傾きを求める。入出力総合階調特性における中間調の傾きは、テーブル作成情報記憶部１０５にルックアップテーブルを記憶させておき、当該ルックアップテーブルから求めるようにしてもよい。図４は、テーブル作成情報記憶部１０５に記憶されている関数の例を示す図である。ステップ１０３では、例えば図４に示すように、ＣｉｎとＣｏｕｔとの比（Ｃｉｎ／Ｃｏｕｔ）から対応する中間調の傾きを求める。
【００３６】
最後に、ステップ１０３にて求めた中間調の傾きを有するように、目標階調テーブル作成部１１０は、ステップ１０４にて入出力総合階調特性を設計する。本実施形態では、図８（Ａ）に示す被写体の明度と、その明度に対応するプリンタの出力値(明度)との対応を表すテーブルにより入出力総合階調特性を表現する。なお、入出力総合階調特性はこれに限るものではなく、被写体の明度あるいはデジタルカメラにおけるＣＣＤセンサ面の照度とプリンタの出力値との関係を表すものであればどのようなものであってもよい。但し、被写体の明度に相当する量は、デジタルカメラの階調特性におけるデジタルカメラの入力値、または入力値から容易に相互変換できるものでなければならない。また、プリンタの出力値に相当する量は、プリンタの階調特性におけるプリンタの出力値、または容易に出力値に相互変換できるものでなければならない。なお、ステップＳ１０３、Ｓ１０４は設計手段の処理例である。また、入出力総合階調特性、デジタルカメラの階調特性、プリンタの階調特性はそれぞれ、第１の階調特性、第２の階調特性、第３の階調特性の適用例となる構成である。
【００３７】
図５は、入出力総合階調特性の設計を行うステップ１０４における処理の流れを示すフローチャートである。また、図６はステップ１０４において入出力総合階調特性を設計する上での基本特性を示しており、目標階調テーブル作成部１１０に予め記録されているものとする。この基本特性は、被写体の明度（横軸に相当）及びプリントの明度（縦軸に相当）のとり得る範囲が０〜１の範囲になるよう正規化されおり、最小点（０,０）及び最大点（１,１）を含む複数の点の集合により定義される。図６の例では、基本特性がＰ1〜Ｐ10の計１０個の点で定義されており、Ｐ1が最大点、Ｐ10が最小点にあたいする。以降、ｉ番目の点をＰi、その座標を（ｘi,ｙi）と表記することとする。ただし、ｘiは点Ｐiにおける正規化被写体明度、ｙiは点Ｐiにおける正規化プリント明度である。以下、図５に従ってステップ１０４の処理の流れを説明する。
【００３８】
まず、ステップ２０１では、目標階調テーブル作成部１１０は、基本特性における横軸及び縦軸がそれぞれ被写体明度、プリント明度に対応するよう式(６)により線形に伸長する。
【００３９】
【数４】
2011004009.tif 000006
【００４０】
ここで、ｘ´max、ｘ´minはそれぞれデジタルカメラの階調特性の入力に対応する被写体明度の最大値、最小値を、ｙ´max、ｙ´minはそれぞれプリンタの階調特性の出力に対応するプリント明度の最大値、最小値を意味している。また、ｘ´i、ｙ´iは入出力総合階調特性を定義する点の集合において、ｉ番目の点Ｐ´iにおけるｘ座標、ｙ座標をそれぞれ表している。
【００４１】
次にステップ２０２において、目標階調テーブル作成部１１０は、入出力総合階調特性の中間調の特性を決定する直線Ｌを式(７)により定義する。
【００４２】
【数５】
2011004009.tif 000007
【００４３】
式(４)において、γはステップ１０３にて決定された中間調の傾き、ｘ´hc、ｙ´hcは入出力総合階調特性の全ての点においてｘ座標の値がハイライトと中間調の境界として予め決められている値ｘ´mhに最も近い点Ｐhcのｘ座標、ｙ座標をそれぞれ意味する。
【００４４】
ステップ２０３では、目標階調テーブル作成部１１０は、入出力総合階調特性におけるシャドウ部の修正を行うためのシャドウ補正係数Ｓを式(８)により算出する。
【００４５】
【数６】
2011004009.tif 000008
【００４６】
式(８)において、ｘ´sc、ｙ´scは入出力総合階調特性の全ての点においてｘ座標の値が中間調とシャドウの境界として予め決められている値ｘ´smに最も近い点Ｐscのｘ座標、ｙ座標をそれぞれ意味する。
【００４７】
最後にステップ２０４にて、目標階調テーブル作成部１１０は、中間調の傾きがγとなるように入出力総合階調特性を修正する。図７はステップ２０４における処理を説明するための図である。図７において修正前として示した特性は、ステップ２０１にて求めた入出力総合階調特性Ｐ´iである。この修正前の特性を、中間調がステップ２０２にて定義した直線Ｌに沿うように変更し、修正後の特性を得る。このとき、シャドウは中間調の変更に応じて、シャドウ補正係数Ｓをかけることにより補正される。式(９)に入出力総合階調特性を修正する式を示す。
【００４８】
【数７】
2011004009.tif 000009
【００４９】
以上のように求めた入出力総合階調特性の各点Ｐ´iは、例えば図８（Ａ）に示すテーブルとしてテーブル作成部１０４におけるメモリ１０９に記憶される。また、入出力総合階調特性を求める方法は上記で説明した方法に限らず、本実施形態のように中間調の傾きを規定する場合には、中間調の傾きに対し一意に入出力総合階調特性が決定される方法であればどのような方法であってもよい。
【００５０】
テーブル作成部１０４では、目標階調テーブル、カメラ階調テーブル、プリンタ階調テーブルがメモリ１０９にセットされる。すると、目標階調テーブルで定めた階調性を画像データが印刷後に有するように、階調変換部１０２にて画像データＳ０を変換するルックアップテーブルを作成する。なお、テーブル作成部１０４は、生成手段の適用例となる構成である。また、階調変換部１０２は、階調変換手段の適用例となる構成である。
【００５１】
図１０は、テーブル作成部１０４における処理の流れを示すフローチャートであり、図９は、各テーブルの値からルックアップテーブルが作成される様子を示す図である。以下、図９及び図１０を用いてルックアップテーブルの作成方法について説明する。ここで、テーブル１２０１は図８（Ａ）に示した入出力総合階調特性、テーブル１２０２は図８（Ｂ）に示したデジタルカメラの階調特性、テーブル１２０３は図８（Ｃ）に示したプリンタの階調特性をそれぞれ表現したものである。但し、テーブル１２０２のデジタルカメラの階調特性は、デジタルカメラの出力(Ｄ列)が０〜２５５までの全ての値(２５６点)をとるように線形補間或いはスプライン曲線等によって補間されているものとする。また、テーブル１２０４は、テーブル作成部１０４にて作成されるルックアップテーブルである。このルックアップテーブルは、デジタルカメラの出力値とプリンタの入力値との対応を示すもので、例えば、図８（Ｄ）に示す形式で作成される。
【００５２】
先ず、入出力総合階調テーブル１２０１のＡ列に記録されている各値において、テーブル作成部１０４は、それぞれの値に最も近い値をデジタルカメラ階調テーブル１２０２におけるＣ列から検索する。そして、テーブル作成部１０４は、その値と対であるＤ列の値をルックアップテーブル１２０４のＧ列に記録する（ステップ３０１）。
【００５３】
次に、同じく入出力総合階調テーブル１２０１のＢ列に記録されている各値において、テーブル作成部１０４は、それぞれの値に最も近い値をプリンタ階調テーブル１２０３におけるＦ列から検索する。そして、テーブル作成部１０４は、その値と対であるＥ列の値をルックアップテーブル１２０４のＨ列に記録する（ステップ３０２）。
【００５４】
最後にテーブル作成部１０４は、ルックアップテーブル１２０４における入力(Ｇ列)が０〜２５５までの全ての値(２５６点)をとるように線形補間又はスプライン曲線等によって補間処理を行い、ルックアップテーブル１２０４を作成する（ステップ３０３）。
【００５５】
ルックアップテーブル１２０４がテーブル作成部１０４にて作成される。すると、階調変換部１０２において、画像入力部１０１から入力されたＲＧＢ３チャンネルからなる画像データＳ０は、ユーザが所望とする階調をもつプリントを実現するための同じくＲＧＢ３チャンネルからなる画像データＳ１に階調変換される。本実施形態では、画像データＳ０におけるＲＧＢデータを式(１)にて輝度ＹとＣｂ、Ｃｒとからなるデータに変換し、輝度Ｙのみをテーブル作成部１０４にて作成されたルックアップテーブル１２０４を用いてテーブル変換する。その後、テーブル変換された輝度ＹとＣｂ、Ｃｒとから式(１０)により画像データＳ１のＲＧＢにおける画像データを求める。
【００５６】
【数８】
2011004009.tif 000010
【００５７】
最後に、変換された画像データＳ１は、画像出力部１０３にて所定のプリンタに送られ、入出力環境情報入力部１０８で入力された印刷モードで印刷される。あるいは、画像データＳ１をＪＰＥＧ等の所定形式によりＰＣのハードディスク等の記憶媒体に記録させることも可能である。
【００５８】
第１の実施形態においては、デジタルカメラにより画像データを取得する際のコントラスト感度とプリンタにより印刷された当該画像データを観察する際のコントラスト感度とに基づいて入出力総合階調特性を設計する。そして、入出力総合階調特性、デジタルカメラにおける階調特性及びプリンタにおける階調特性に基づいてルックアップテーブルを生成し、当該ルックアップテーブルを用いてデジタルカメラにより取得された画像データを階調変換するように構成している。従って、本実施形態によれば、デジタルカメラの機種、プリンタの機種に依存せず、印刷された画像を観察する際に、撮影時にユーザが感じたコントラスト感を再現することが可能となる。
【００５９】
＜第２の実施形態＞
次に、第２の実施形態について説明する。
図１３は、第２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１３において、図１と同じ符号が付されたものは図１と同等の機能を有する手段を表す。図１に示した第１の実施形態と異なる点は、画像データＳ０の特徴量を算出する画像解析部１１１を有する点である。目標階調テーブル作成部１１０では、画像解析部１１１で算出された特徴量と撮影時のコントラスト感度Ｃｉｎ、プリントの観察時のコントラスト感度Ｃｏｕｔをもとに入出力総合階調特性の中間調における傾きを決定する。そして、第１の実施形態と同様にルックアップテーブルを作成する。なお、画像解析部１１１は算出手段の適用例となる構成である。
【００６０】
図１４は、本実施形態において、テーブル作成情報記憶部１０５に予め記憶されている関数、或いはルックアップテーブルを説明するための図である。図１４に示すように、画像特徴量とコントラスト感度の比(Ｃｏｕｔ/Ｃｉｎ)とから中間調の傾きを一意に決定する関数がテーブル作成情報記憶部１０５に記憶されており、テーブル作成部１０４では、このテーブル、或いは関数により中間調の傾きを決定する。ここで、本実施形態における画像特徴量とは、画像データＳ０のヒストグラム、あるいはエッジ情報等から算出されるものであり、画像のコントラストや階調性を表す値であればどのようなものであってもよい。また、画像データＳ０に含まれる被写体に人物が含まれている可能性を画像特徴量としてもよい。さらに、特定色域の画像数の割合、コントラストの強さ、出力レンジなど複数の要素から中間調の傾きを一意に決定する多次元テーブルをテーブル作成情報部１０５に記憶させることも可能である。
【００６１】
＜第３の実施形態＞
次に、第３の実施形態について説明する。
図１５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。図１５において、図１と同じ符号が付されたものは図１と同等の機能を有する手段を表す。図１に示した第１の実施形態と異なる点は、テーブル作成部１０４にて作成されたテーブルを編集するテーブル編集部１１２を有する点である。テーブル編集部１１２は、ユーザが階調変換部１０２にて変換された画像データＳ１を確認しながら、テーブル作成部１０４にて作成されるルックアップテーブル及びテーブル作成情報記憶部１０５に記憶されているテーブル或いは関数を編集することを可能とする。なお、テーブル編集部１１２は編集手段の適用例となる構成である。
【００６２】
図１６は、テーブル編集部１１２におけるユーザインタフェースを示す図である。図１６に示すユーザインタフェースにおいて、２００１は、画像データＳ１を表示する画像データ表示部である。２００２は、テーブル作成情報記憶部１０５に記憶されている特性を示すテーブル作成情報表示部である。２００５、２００６は、テーブル作成部１０４にて作成するルックアップテーブルをユーザが調整するためのテーブル編集スライダ及びテーブル編集つまみである。２００７は、テーブル作成情報記憶部１０５に保存されている特性の更新を指示するテーブル作成情報更新ボタンである。２００８は、画像データ表示部２００１に表示されている画像データＳ１を画像出力部１０３に送り、処理を終了するＯＫボタンである。２００９は、処理を中止するキャンセルボタンである。
【００６３】
また、テーブル作成情報表示部２００２において、テーブル作成特性２００３は、例えば図４に示すテーブル作成情報記憶部１０５に記憶されている特性、或いはユーザによって調整されたテーブル作成特性そのものを表している。また、テーブル作成特性制御点２００４は、ユーザがテーブル作成特性２００３を編集するために任意に指定したテーブル作成特性２００３上の一点を表している。
【００６４】
ユーザは、画像データ表示部２００１に表示された画像データＳ１を見ながら、テーブル編集つまみ２００６、或いはテーブル作成特性制御点２００４をマウス等の入力デバイスを用いて調整する。テーブル編集つまみ２００６は、テーブル編集スライダ２００５上で動かすことが可能である。ユーザがテーブル編集つまみ２００６を動かすと、テーブル編集スライダ２００５内でのテーブル編集つまみ２００６の位置関係により入出力総合階調特性の中間調の傾きが決定される。また、テーブル作成特性制御点２００４をユーザが動かした場合には、テーブル作成特性２００３はテーブル作成特性制御点２００４を通るように自動的に変更され、そのテーブル作成特性２００３に従って入出力総合階調特性の中間調の傾きが決定される。入出力総合階調特性の中間調の傾きが決定すると、第１の実施形態と同様に、入出力総合階調特性が目標階調テーブル作成部１１０にて作成され、ルックアップテーブルがテーブル作成部１０４にて作成される。そして、作成されたルックアップテーブルに基づき、階調変換部１０２にて変換された画像データＳ１が画像表示部２００１に表示される。
【００６５】
テーブル作成情報更新ボタン２００７をユーザがマウス等の入力デバイスにより選択すると、テーブル作成情報記憶手段１０５にテーブル作成特性２００３を保存する。また、ＯＫボタンをユーザが選択した場合には、画像データ表示部２００１に表示されている画像データＳ１が画像出力部１０３に送られ、印刷、あるいは記憶媒体に保存された後、すべての処理が終了する。キャンセルボタン２００９はユーザが処理を中止するためのボタンであり、キャンセルボタン２００９をユーザが選択すると、テーブル作成特性２００３の更新、画像出力部１０３への画像データＳ１の送信等の処理は実行されず、処理が終了する。
【００６６】
本発明は、デジタルカメラで撮影し、記録した画像データをパーソナルコンピュータ（ＰＣ）上で動作するアプリケーションプログラムで処理し、画像データを表示、変換するシステムに適用することができる。ここで、ＰＣは、一般にＯＳやアプリケーション等のプログラムが動作するためのＣＰＵ及びＲＡＭを備える。また、当該ＰＣは、画像データを入力するためのメモリカード或いはＵＳＢ等の入力インタフェース、処理された画像データを出力するためのディスプレイ又はプリンタへのデータ出力インタフェースを備える。さらに、当該ＰＣは、ユーザがアプリケーションに対し指示するためのキーボード等のユーザインタフェースも備える。
【００６７】
また、第１〜３の実施形態では、デジタルカメラで取得した画像データを、プリンタで出力する画像処理システムを挙げたが、これに限るものではない。例えば銀塩写真フィルムをスキャナ等でデジタル化し、モニタに表示する画像処理システムにも適用することができる。このとき、第１〜３の実施形態におけるカメラ階調テーブルに記憶されるテーブルは、銀塩写真フィルムとスキャナの特性を合わせた被写体の明度とスキャン後のデジタルデータとの対応を表すテーブルとなる。また、プリンタ階調テーブルに記憶されるテーブルは、モニタに出力するデジタルデータと、実際にモニタに表示された明度との対応を表すテーブルとなる。
【００６８】
さらに、第１〜３の実施形態では、入出力総合階調特性における中間調の傾きをパラメータとして画像データのコントラスト感を調整する画像処理システムを挙げたが、これに限るものではない。画像のコントラスト感を調整できるパラメータであれば、どのようなものであってもよい。また、撮影時、およびプリント観察時のコントラスト感を求める式として、式(２)〜(５)を用いたが、これに限定するものではなく、人間が知覚するコントラスト感を定量化できる関数、あるいはルックアップテーブルであれば、どのようなものを用いてもよい。
【図１】
2011004009.tif 000011
【図２】
2011004009.tif 000012
【図３】
2011004009.tif 000013
【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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