(57)【要約】【課題】良好に色信号を置換して飽和レベルの差異を補って現像を行うことができるようにする。【解決手段】置換処理部１５は未現像の撮影データにおいて色信号の各々の飽和レベルを算出する。Ｄレンジ調整部１３は撮影データにおけるダイナミックレンジを定める入力上限値を決定し、置換割合調整部１４は入力上限値に応じて色信号の飽和レベルに向かって変化する置換割合を求める。そして、置換処理部は色信号の各々を入力上限値に応じて調整して、置換割合に基づいて飽和レベルが高い色信号で飽和レベルが低い色信号を置換する置換処理を行う。その後、置換処理が施された撮影データに対して所定の処理が施されて現像データとされる。【選択図】図１
2015156616.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
未現像の撮影データを現像して現像データを得る画像処理装置であって、
前記撮影データにおいて色信号の各々の飽和レベルを算出する飽和レベル算出手段と、
前記撮影データにおけるダイナミックレンジを定める入力上限値を決定する上限値決定手段と、
前記入力上限値に応じて、前記色信号の飽和レベルに向かって変化する置換割合を求める置換割合算出手段と、
前記色信号の各々を前記入力上限値に応じて調整する調整手段と、
前記置換割合に基づいて前記飽和レベルが高い色信号で前記飽和レベルが低い色信号を置換する置換処理を行う置換処理手段と、
前記置換処理手段によって置換処理が施された撮影データに所定の処理を施して前記現像データとする現像処理手段と、
を有することを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記置換割合は前記色信号の飽和レベルに向かって単調増加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】
前記置換割合算出手段は、前記入力上限値が大きい程、前記置換割合によって置換される範囲を広く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】
前記飽和レベル算出手段は、前記未現像の撮影データを得た撮像素子の飽和値と前記未現像の撮影データのホワイトバランスを調整する際のホワイトバランス係数とに基づいて前記飽和レベルを算出することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項５】
前記置換処理手段は、置換対象である色信号に（１−置換割合）を乗算して得られた乗算結果に、置換元である色信号に前記置換割合を乗算して得られた乗算結果を加算して置換処理を行うことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項６】
前記置換処理手段は、置換元である色信号と置換対象である色信号との差分に前記置換割合を乗算して得られた乗算結果を前記置換対象の色信号に加算して置換処理を行うことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項７】
前記置換処理手段は、置換元である色信号の飽和レベルと置換対象である色信号の飽和レベルとの差分に前記置換割合を乗算して得られた乗算結果を、前記置換対象である色信号に加算することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項８】
前記調整手段は、前記置換処理手段による置換処理の前に入力上限値を超える色信号を入力上限値に置き換える閾値処理を行うことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項９】
前記調整手段は、前記置換処理手段による置換処理の前に入力上限値を超える色信号をその飽和レベルが入力上限値に収まるように圧縮処理を行うことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項１０】
前記調整手段は、他の色信号の置換処理に用いる色信号については、前記置換処理手段による置換処理の前にその飽和レベルが入力上限値に収まるように圧縮処理を行い、前記他の色信号については、前記置換処理手段による置換処理の前に入力上限値を超える色信号を入力上限値に置き換える閾値処理を行うことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項１１】
前記置換割合算出手段は、前記色信号の各々についてその飽和レベルおよび入力上限値に応じて制御点の平行移動量を設定して、予め定められた置換割合の制御点を前記平行移動量に応じて平行移動させて置換割合を算出することを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項１２】
前記置換割合算出手段は、前記色信号の各々についてその飽和レベルおよび入力上限値に応じて閾値と乗数ｎとを設定して、前記閾値を超える色信号に対して（信号値−閾値）／（入力上限値−閾値）を前記ｎ乗して前記置換割合を算出することを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項１３】
前記置換割合算出手段は、前記色信号の各々についてその飽和レベルおよび入力上限値に応じて平均値と分散とを設定して、前記色信号の各々についてその飽和レベルに達するまでガウス関数を積分した積分値を正規化して前記置換割合を算出することを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項１４】
前記現像処理手段は、画像のコントラストとダイナミックレンジとを補正するガンマ補正手段を備え、
前記ガンマ補正手段は、最大の飽和レベルに応じてガンマカーブを線型的に延長して当該延長されたガンマカーブに応じて前記コントラストおよび前記ダイナミックレンジを補正することを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項１５】
前記現像処理手段は、画像の色相の調整を行うとともに画像の高輝度領域における色曲がりを抑圧する色処理手段を備え、
前記色処理手段は、最大の飽和レベルに応じて色抑圧テーブルを線型的に延長して、当該延長された色抑圧テーブルに応じて前記色相の調整を行うとともに前記高輝度領域における色曲がりを抑圧することを特徴とする請求項１〜１４のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項１６】
前記未現像の撮影データを得るための撮像部に備えられたレンズに起因する周辺光量の減光を行うとともに、倍率色収差および色収差の除去と歪曲の補正とを行う光学補正手段を備え、
前記置換処理手段は、前記光学補正手段によって補正された撮影データについて置換処理を行い、
さらに、前記現像処理手段は、前記置換処理手段によって置換処理が施された撮影データについてフィルター処理又は階層処理を行って輝度ノイズおよび色ノイズを除去するノイズ除去手段を有することを特徴とする請求項１〜１５のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項１７】
前記未現像の撮影データを得るための撮像部に備えられたレンズに起因する周辺光量の減光を行うとともに、倍率色収差および色収差の除去と歪曲の補正とを行う光学補正手段を備え、
前記光学補正手段は、前記置換処理手段によって置換処理が施された撮影データについて前記周辺光量の減光を行うとともに、前記倍率色収差および前記色収差の除去と前記歪曲の補正とを行うことを特徴とする請求項１〜１５のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項１８】
未現像の撮影データを現像して現像データを得る画像処理方法であって、
前記撮影データにおいて色信号の各々の飽和レベルを算出する飽和レベル算出ステップと、
前記撮影データにおけるダイナミックレンジを定める入力上限値を決定する上限値決定ステップと、
前記入力上限値に応じて、前記色信号の飽和レベルに向かって変化する置換割合を求める置換割合算出ステップと、
前記色信号の各々を前記入力上限値に応じて調整する調整ステップと、
前記置換割合に基づいて前記飽和レベルが高い色信号で前記飽和レベルが低い色信号を置換する置換処理を行う置換処理ステップと、
前記置換処理ステップで置換処理が施された撮影データに所定の処理を施して前記現像データとする現像処理ステップと、
を有することを特徴とする画像処理方法。
【請求項１９】
未現像の撮影データを現像して現像データを得る画像処理装置で用いられる制御プログラムであって、
前記画像処理装置が備えるコンピュータに、
前記撮影データにおいて色信号の各々の飽和レベルを算出する飽和レベル算出ステップと、
前記撮影データにおけるダイナミックレンジを定める入力上限値を決定する上限値決定ステップと、
前記入力上限値に応じて、前記色信号の飽和レベルに向かって変化する置換割合を求める置換割合算出ステップと、
前記色信号の各々を前記入力上限値に応じて調整する調整ステップと、
前記置換割合に基づいて前記飽和レベルが高い色信号で前記飽和レベルが低い色信号を置換する置換処理を行う置換処理ステップと、
前記置換処理ステップで置換処理が施された撮影データに所定の処理を施して前記現像データとする現像処理ステップと、
を実行させることを特徴とする制御プログラム。
【請求項２０】
未現像の撮影データを現像して現像データを得る画像処理装置で用いられる制御プログラムを記録した記録媒体であって、
前記画像処理装置が備えるコンピュータに、
前記撮影データにおいて色信号の各々の飽和レベルを算出する飽和レベル算出ステップと、
前記撮影データにおけるダイナミックレンジを定める入力上限値を決定する上限値決定ステップと、
前記入力上限値に応じて、前記色信号の飽和レベルに向かって変化する置換割合を求める置換割合算出ステップと、
前記色信号の各々を前記入力上限値に応じて調整する調整ステップと、
前記置換割合に基づいて前記飽和レベルが高い色信号で前記飽和レベルが低い色信号を置換する置換処理を行う置換処理ステップと、
前記置換処理ステップで置換処理が施された撮影データに所定の処理を施して前記現像データとする現像処理ステップと、
を実行させる制御プログラムを記録したコンピュータにより読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、未現像の撮影データを現像するための画像処理技術に関し、特に、未現像の撮影データにおけるダイナミックレンジを現像後の画像データに反映することができる画像処理技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、未現像の撮影データを現像する際には、撮影データを取得した撮像装置の特性および撮影条件を加味して色信号を調整する所謂ホワイトバランス調整が行われている。ホワイトバランス調整によって、例えば、グレーの被写体の現像結果は色信号毎のレベルが揃ったグレーとして出力される。
【０００３】
しかしながら、ホワイトバランス調整の後に色信号毎の飽和レベルが異なる場合には、ホワイトバランス調整を行うことができず、画像の高輝度領域に所謂色付きが起こることがある。
【０００４】
このため、ホワイトバランス調整前又は調整後のＲの色信号のレベルに応じてクリップレベルを設定して、当該クリップレベルにおいてホワイトバランス調整後のＧ、Ｂの色信号をクリップ処理するようにした手法がある（特許文献１参照）。
【０００５】
さらに、ホワイトバランス調整後において色信号毎に飽和状態であるか否かを判定して、飽和状態であると判定された色信号について当該色信号とは異なる他の色信号のレベルに応じた補正を行う手法がある（特許文献２参照）。
【０００６】
また、ホワイトバランス補正後の色信号のうち、アンダー露出に補正（減感処理）しなければ白とびする画素を検出して、当該画素の画素値が大きくなるように補正した後、情報復元可能な最大の露出補正値で減感処理を行う手法がある（特許文献３参照）。ここでは、周辺の画素値から補間最大値を得て、補間対象画素の画素値に応じて当該画素値と補間最大値とを混合して補間値を得るようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−１３８０８号公報
【特許文献２】特開２００４−３２８５６４号公報
【特許文献３】特開２０１２−８５３６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところが、上述の特許文献１に記載の手法では、クリップレベルを超える色信号に係る情報が失われてしまう結果、現像結果において高輝度領域の階調を表現することができない。
【０００９】
また、上述の特許文献２に記載の手法では、色信号のレベルに応じた補正が不十分である。つまり、色および輝度が徐々に変化するグラデーションを現像すると、非飽和状態と飽和状態との境界において色信号が大きく変化するトーンジャンプが生じることがある。そして、飽和レベルの異なる色信号によって補正が行われる結果、高輝度領域に色付きが残ってしまう。
【００１０】
図１４は、従来の現像装置において色比が１より大きい被写体に補正を行った結果について示す図である。
【００１１】
図１４には、上述の特許文献２に記載の手法を用いて補正を行った結果が示されている。図１４において、横軸は補正対象となる色信号の信号値を示し、縦軸は補正処理後の出力（補正出力）を示す。色信号４０は信号レベルの最大値が小さく、色信号値４１は色信号４０の入力最大値を示す。また、色信号４２は入力最大値が色信号４０よりも大きい。図１４の例では、色信号４０と色信号４２の色比が１：２の例を示しており、色信号４２の補正処理後の出力は色信号４０の２倍となっている。
【００１２】
色信号４０が入力最大値４１に到達すると、色信号４０は色信号４２によって置換されて、置換結果４３が得られる。この際、色比が１より大きい被写体においては色信号４０と色信号４２との間に差が存在するので、補正が行われる画素と行われない画素との境界でトーンジャンプが発生する。
【００１３】
また、上述の特許文献３に記載の手法においては、ダイナミックレンジの上限値を考慮することなく補間が行われる。このため、入力最大値よりも小さい入力値に対して、ダイナミックレンジの上限値よりも大きい補間最大値で補間を行うと、補間値がダイナミックレンジの上限値を超えることがある。つまり、ダイナミックレンジを拡大しようとして上限値を大きくしても、ダイナミックレンジが狭くなる逆転現象が起こることがある。
【００１４】
一方、ガンマカーブの形状を非線形に変更することによって、ダイナミックレンジの調整における飽和逆転を回避することが記載されているものの、ガンマカーブの変更は補正最大値が入力値（信号値）よりも小さく補間の必要のない画素および他の色信号にも及ぶ。そのため、出力が非線形に変化する歪みが生じてしまう。
【００１５】
そこで、本発明の目的は、良好に色信号を置換して飽和レベルの差異を補って現像を行うことができる画像処理装置、画像処理方法、制御プログラム、および記録媒体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記の目的を達成するため、本発明による画像処理装置は、未現像の撮影データを現像して現像データを得る画像処理装置であって、前記撮影データにおいて色信号の各々の飽和レベルを算出する飽和レベル算出手段と、前記撮影データにおけるダイナミックレンジを定める入力上限値を決定する上限値決定手段と、前記入力上限値に応じて、前記色信号の飽和レベルに向かって変化する置換割合を求める置換割合算出手段と、前記色信号の各々を前記入力上限値に応じて調整する調整手段と、前記置換割合に基づいて前記飽和レベルが高い色信号で前記飽和レベルが低い色信号を置換する置換処理を行う置換処理手段と、前記置換処理手段によって置換処理が施された撮影データに所定の処理を施して前記現像データとする現像処理手段と、を有することを特徴とする。
【００１７】
本発明による画像処理方法は、未現像の撮影データを現像して現像データを得る画像処理方法であって、前記撮影データにおいて色信号の各々の飽和レベルを算出する飽和レベル算出ステップと、前記撮影データにおけるダイナミックレンジを定める入力上限値を決定する上限値決定ステップと、前記入力上限値に応じて、前記色信号の飽和レベルに向かって変化する置換割合を求める置換割合算出ステップと、前記色信号の各々を前記入力上限値に応じて調整する調整ステップと、前記置換割合に基づいて前記飽和レベルが高い色信号で前記飽和レベルが低い色信号を置換する置換処理を行う置換処理ステップと、前記置換処理ステップで置換処理が施された撮影データに所定の処理を施して前記現像データとする現像処理ステップと、を有することを特徴とする。
【００１８】
本発明による制御プログラムは、未現像の撮影データを現像して現像データを得る画像処理装置で用いられる制御プログラムであって、前記画像処理装置が備えるコンピュータに、前記撮影データにおいて色信号の各々の飽和レベルを算出する飽和レベル算出ステップと、前記撮影データにおけるダイナミックレンジを定める入力上限値を決定する上限値決定ステップと、前記入力上限値に応じて、前記色信号の飽和レベルに向かって変化する置換割合を求める置換割合算出ステップと、前記色信号の各々を前記入力上限値に応じて調整する調整ステップと、前記置換割合に基づいて前記飽和レベルが高い色信号で前記飽和レベルが低い色信号を置換する置換処理を行う置換処理ステップと、前記置換処理ステップで置換処理が施された撮影データに所定の処理を施して前記現像データとする現像処理ステップと、を実行させることを特徴とする。
【００１９】
本発明による記録媒体は、未現像の撮影データを現像して現像データを得る画像処理装置で用いられる制御プログラムを記録した記録媒体であって、前記画像処理装置が備えるコンピュータに、前記撮影データにおいて色信号の各々の飽和レベルを算出する飽和レベル算出ステップと、前記撮影データにおけるダイナミックレンジを定める入力上限値を決定する上限値決定ステップと、前記入力上限値に応じて、前記色信号の飽和レベルに向かって変化する置換割合を求める置換割合算出ステップと、前記色信号の各々を前記入力上限値に応じて調整する調整ステップと、前記置換割合に基づいて前記飽和レベルが高い色信号で前記飽和レベルが低い色信号を置換する置換処理を行う置換処理ステップと、前記置換処理ステップで置換処理が施された撮影データに所定の処理を施して前記現像データとする現像処理ステップと、を実行させる制御プログラムを記録したコンピュータにより読み取り可能な記録媒体である。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、ダイナミックレンジを定める入力上限値に応じて、色信号の飽和レベルに向かって変化する置換割合に基づいて飽和レベルが高い色信号で飽和レベルが低い色信号を置換する置換処理を行う。これによって、良好に色信号を置換して飽和レベルの差異を補って現像を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１の実施形態による画像処理装置を備える撮像装置の一例についてその構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示すＷＢ調整部で行われるＷＢ調整処理の一例を示す図である。
【図３】図１に示す置換処理部で行われる置換処理の一例を説明するためのフローチャートである。
【図４】図１に示す置換割合調整部１４で生成される置換割合テーブルの一例を示す図である。
【図５】図３に示す置換処理において図４に示す置換割合テーブルによる置換割合制御を行った際の置換結果の一例を示す図である。
【図６】図３に示す置換処理によって生成された置換処理後のＲＡＷデータを説明するための図であり、（ａ）はＷＢ調整後において色信号の全てが飽和レベルに達している状態を示す図、（ｂ）はＷＢ調整後において色信号の一部が飽和レベルに達している状態の一例を示す図、（ｃ）はＷＢ調整後において色信号の一部が飽和レベルに達している状態の他の例を示す図、（ｄ）はＷＢ調整後において色信号の１つが飽和レベルに達している状態を示す図である。
【図７】図１に示すガンマ補正部で用いられるガンマカーブの一例を示す図である。
【図８】図１に示す色処理部で用いられる色抑圧テーブルの一例を示す図である。
【図９】図１に示す現像部で行われた置換処理による高輝度領域における階調の改善を説明するための図であり、（ａ）は従来の現像結果を示す図、（ｂ）は第１の実施形態による現像結果を示す図である。
【図１０】本発明の第２の実施形態による画像処理装置において置換割合調整部で生成される置換割合テーブルの一例を示す図である。
【図１１】図１０に示す置換割合テーブルを用いて、図３に示す置換処理を行った際の置換結果の一例を示す図である。
【図１２】本発明の第３の実施形態による画像処理装置において置換割合調整部で生成される置換割合テーブルの一例を示す図である。
【図１３】図１２に示す置換割合テーブルを用いて、図３に示す置換処理を行った際の置換結果の一例を示す図である。
【図１４】従来の画像処理装置において色比が１より大きい被写体に補正を行った結果について示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下に、本発明の実施の形態による画像処理装置の一例について、図面を参照して説明する。
【００２３】
［第１の実施形態］
図１は、本発明の第１の実施形態による画像処理装置である撮像装置の一例についてその構成を示すブロック図である。
【００２４】
図示の撮像装置は、例えば、デジタルカメラ（以下単にカメラと呼ぶ）であり、撮像部１を備えている。撮像部１は撮影レンズユニット（以下単にレンズと呼ぶ）、撮像素子、および測光部を有しており、未現像の撮影データ（以下ＲＡＷデータと呼ぶ）を出力する。
【００２５】
現像部２は、撮像部１の出力であるＲＡＷデータを現像して現像データ（つまり、画像データ）を生成する。記録再生部３は撮像部１の出力であるＲＡＷデータおよび現像部２の出力である現像データを外部の記録装置（図示せず）に記録データとして記録するとともに、外部の記録装置に記録された記録データを読み出して現像部２に与える。
【００２６】
上述のように、図示のカメラは撮像部１、現像部２、および記録再生部３を備えているので、撮影とともに現像を行うことができる。そして、撮影の際には、現像データを外部の記録装置に記録して、任意のタイミングで外部の記録装置からＲＡＷデータを読み出して当該ＲＡＷデータを現像することができる。
【００２７】
なお、カメラが撮像部１および記録再生部３のみを備えて、現像部および記録再生部を備える外部の情報処理装置でＲＡＷデータを現像するようにしてもよい。
【００２８】
図示の現像部２は、ホワイトバランス（ＷＢ）調整部１０、光学補正部１１、色補間部１２、ダイナミックレンジ（Ｄレンジ）調整部１３、置換割合調整部１４、置換処理部１５、ノイズ除去部１６、ガンマ補正部１７、シャープネス処理部１８、および色処理部１９を有している。そして、これらは相互に接続されている。
【００２９】
ＷＢ調整部１０はＲＡＷデータにおいて色信号の各々の信号値にＷＢ係数（ホワイトバランス係数）を乗算する。これによって、ＷＢ調整部１０は色信号のレベルを調整して、グレーの被写体を、各色信号のレベルが揃ったグレーとして出力する。
【００３０】
ここでは、撮像部１がＲＡＷデータの一部領域から色信号の信号値を抽出してＷＢ係数を求め、撮像部１がＲＡＷデータとともにＷＢ係数を現像部２に送るものとする。なお、撮像部１が測光部の測光結果などその他の公知方法によってＷＢ係数を求めてもよい。
【００３１】
ＷＢ係数は、色信号毎に求められる、各色信号に対するゲイン量を示す値であって、色信号の信号値にＷＢ係数を乗算すると、グレーの被写体において各色信号が同一の信号値となる。ここでは、上述のように、撮像部１がＲＡＷデータとともにＷＢ係数を現像部２に送るものとしたが、標準的な光源下の撮影におけるＷＢ係数を予め現像部２に設定するようにしてもよい。
【００３２】
さらには、ユーザーが入力した色温度に基づいて、ＷＢ調整部１０がＷＢ係数を算出するようにしてもよい。また、ＷＢ調整部１０は、ＲＡＷデータに付加されたＷＢ係数を用いることなく、現像の際にユーザーが指定した手法でＷＢ係数を算出するようにしてもよい。
【００３３】
図２は、図１に示すＷＢ調整部１０で行われるＷＢ調整処理の一例を示す図である。
【００３４】
図２において、縦軸は、各色信号（Ｒ，Ｇ，Ｂ）の信号値の大きさを示す。図示のように、ＲＡＷデータは色信号Ｒ、Ｇ、およびＢを有しており、ここでは、撮像素子（イメージセンサー）のセンサー飽和値が参照番号２１で示されている。このセンサー飽和値２１は撮像素子の分光感度特性、撮像部１の処理精度、および所定の閾値によって定まる色信号の信号値の上限値である。なお、図示の例では、色信号の各々についてセンサー飽和値２１は同一であるが、センサー飽和値２１は色信号毎に異なるようにしてもよい。
【００３５】
図示のＲＡＷデータについて、ＷＢ調整部１０がＷＢ係数を乗算した結果がＷＢ調整後の信号値である。ＷＢ係数を乗算することによって、色信号毎の上限値が変わる。図示の例では、色信号Ｒに係るＷＢ係数が”２”、色信号Ｂに係るＷＢ係数が”１．５”、そして、色信号ＧのＷＢ係数が”１”とした。
【００３６】
ここで、色信号Ｒに係る飽和レベルは飽和レベル２３であり、当該飽和レベル２３はセンサー飽和値２１の２倍となる。色信号Ｂに係る飽和レベルは飽和レベル２４であり、当該飽和レベル２４はセンサー飽和値２１の１．５倍となる。色信号Ｇに係る飽和レベルは飽和レベル２５であり、当該飽和レベル２５はセンサー飽和値２１と等しい。
【００３７】
再び図１を参照して、光学補正部１１は、撮像部１に備えられたレンズに起因する周辺光量の減光、倍率色収差の補正、軸上色収差の除去、および歪曲の補正などを行う。色補間部１２は、単色の信号で構成された画素の各々をモザイク処理する。
【００３８】
Ｄレンジ調整部１３は、現像の際に用いる入力下限値Ｂｋと入力上限値Ｗｔを決定する。入力下限値Ｂｋから入力上限値Ｗｔまでの入力が後述するガンマ補正部１７によって出力値に割り当てられるため、撮影データの輝度分布などに応じて入力下限値Ｂｋと入力上限値Ｗｔを定めることでコントラストの高い現像データが得られる。また、入力下限値Ｂｋを大きくすることで暗部ノイズを切り捨てたり、入力上限値Ｗｔを大きくすることで白とびを抑える効果が得られる。
【００３９】
置換割合調整部１４は、後述するようにして、色信号毎に置換割合テーブルを生成する。なお、置換割合テーブルは、色信号の信号値を入力として、全く置換を行わない場合に”０”、完全に置換する場合に”１”を出力するための単調増加するテーブルである。
【００４０】
置換処理部１５は各画素において置換割合調整部１４が生成した置換割合テーブルに応じて色信号を他の色信号で置換処理する。ノイズ除去部１６は、フィルター処理又は階層処理などによって輝度ノイズおよび色ノイズを除去する。
【００４１】
ガンマ補正部１７は、ガンマカーブを用いて画像全体のコントラストおよびダイナミックレンジを調整する。シャープネス処理部１８は、画像におけるエッジを強調して画像全体のシャープネスを調整する。色処理部１９は、画像において色相の調整および高輝度領域の色曲がりを抑圧する。
【００４２】
上述の説明では、現像部２で行われる好ましい処理の順に各構成要素を説明したが、現像部２で行われる処理の順は上述の順序で行う必要はない。但し、上述の順で処理を行えば、画像におけるノイズを低減して、かつエッジ部の色付きを軽減することができるなどの効果がある。
【００４３】
ところで、光学補正部１１は、置換処理部１５による置換処理が行われないことを考慮して、レンズの機種、焦点距離、およびフォーカス位置毎に光学補正テーブルを保持している。よって、光学補正部１１による処理の前に、置換処理部１５によって色信号の置換処理が行われると、光学補正結果が過補正となる。
【００４４】
例えば、置換処理部１５による置換処理によってレンズの色収差による赤色付きが除去されてしまうと、光学補正部１１では同量の赤色付きを消去するように緑色を強調する補正を行う。このため、画像において緑色に色付いてしまうことになる。
【００４５】
置換処理部１５による置換処理を、光学補正部１１による法背処理よりも前に行う場合には、光学補正部１１は置換処理部１５による色付きの軽減効果を考慮した光学補正テーブルを備える必要がある。
【００４６】
なお、図１に示す現像部２の構成要素の一部を撮像部１が備えるようにしてもよく、さらには、現像部２は他の構成要素を備えるようにしてもよい。
【００４７】
図３は、図１に示す置換処理部１５で行われる置換処理の一例を説明するためのフローチャートである。
【００４８】
置換処理を開始すると、置換処理部１５はＲＡＷデータにおいて色信号毎の飽和レベルを求める（ステップＳ１０）。例えば、置換処理部１５は、ＲＡＷデータに応じてセンサー飽和値２１を求める。そして、置換処理部１５は、ＷＢ調整部１０で用いられるＷＢ係数をセンサー飽和値２１に乗算して、色信号Ｒの飽和レベル２３をＭｒ、色信号Ｂの飽和レベル２４をＭｂ、色信号Ｇの飽和レベル２５をＭｇとして算出する。
【００４９】
続いて、置換処理部１５は置換割合調整部１４から、後述する置換割合テーブルＦｒ、Ｆｇ、およびＦｂを取得する（ステップＳ１１）。そして、置換処理部１５は画像（つまり、ＲＡＷデータ）において第１番目の画素の信号値（色信号値）ｒ（赤）、ｇ（緑）、およびｂ（青）を取得する（ステップＳ１２）。
【００５０】
なお、ＷＢ調整部１０においてＷＢ調整が事前に行われていない場合には、置換処理部１５は色信号値ｒ、ｇ、およびｂにＷＢ係数を乗算する。また、色補間部１２においてデモザイク処理又はデベイヤー処理が事前に行われていない場合には、置換処理部１５５は不足分の色信号値を周囲の画素を参照して求めることになる。
【００５１】
続いて、置換処理部１５は、ＲＡＷデータの画素毎に次の処理を行う。まず、置換処理部１５は、飽和レベルＭｒ、Ｍｇ、およびＭｂ、色信号値ｒ、ｇ、およびｂ、および置換割合テーブルＦｒ、Ｆｇ、およびＦｂを飽和レベルの降順に並べ替える。すなわち、飽和レベルＭｘ、Ｍｙ、およびＭｚ、色信号値ｘ、ｙ、およびｚ、および置換割合テーブルＦｘ、Ｆｙ、およびＦｚに並び替える。つまり、置換処理部１５は飽和レベルの降順にソートを行うことになる（ステップＳ１３）。
【００５２】
なお、図２に示す飽和レベルにおいては、Ｍｘ＝Ｍｒ、Ｍｙ＝Ｍｂ、Ｍｚ＝Ｍｇ、ｘ＝ｒ、ｙ＝ｂ、ｚ＝ｇ、そして、Ｆｘ＝Ｆｒ、Ｆｙ＝Ｆｂ、Ｆｚ＝Ｆｇとなる。
【００５３】
次に、置換処理部１５は色信号値ｘ、ｙ、およびｚを、後述するようにしてＤレンジ調整部１３で決定された入力上限値Ｗｔに収まるように調整する（ステップＳ１４）。色信号値ｘ、ｙ、およびｚが入力上限値Ｗｔを超える場合には、置換処理部１５は色信号値ｘ、ｙ、およびｚを入力上限値Ｗｔに置き換える閾値処理を行う。
【００５４】
つまり、ステップＳ１４の処理においては、置換処理部１５は、次の式（１）で示す閾値処理を行うことになる。
【００５５】
【数１】
2015156616.tif 000003
【００５６】
なお、ステップＳ１４では、上記の閾値処理の代わりに、色信号値の一部又は全体を圧縮する処理を行うようにしてもよい。例えば、次の式（２）で示すように、所定の閾値ＴＨｘから飽和レベルＭｘまでの信号値を、閾値ＴＨｘから入力上限値Ｗｔまでに圧縮する処理を行う。そして、ｎ＝１（ｎは乗数であって、１以上の整数である）の場合には、置換処理部１５は閾値ＴＨｘ以上の色信号値を線形に圧縮する。また、ｎ＝２の場合には、置換処理部１５は、閾値ＴＨｘ以降において色信号値が入力上限値Ｗｔに収束するように色信号値を非線形に圧縮する。また、他の色信号値の置換に用いる色信号値について圧縮処理を行って、当該置換対象の他の色信号値について閾値処理を行うようにしてもよい。
【００５７】
【数２】
2015156616.tif 000004
【００５８】
上述のように、置換処理の前に、ステップＳ１４の処理で全ての色信号値を入力上限値Ｗｔ以下に収めることで、色信号値が入力上限値Ｗｔを超えるダイナミックレンジ調整において、信号値の置換によって飽和の逆転現象が起こらないようにすることができる。
【００５９】
次に、置換処理部１５は、ＲＡＷデータの画素毎に次の処理を行う。まず、置換処理部１５は、色信号値ｘおよびｙを比較して、色信号値ｙ＜色信号値ｘであるか否かを判定する（ステップＳ１５）。
【００６０】
色信号値ｙ＜色信号値ｘであると（ステップＳ１５において、ＹＥＳ）、置換処理部１５は、色信号値ｙを色信号値ｘで置換処理する（ステップＳ１６）。ステップＳ１６の処理では、置換処理部１５は、色信号値ｙが飽和レベルに近い程、色信号値ｘへの置換割合が高くなるように、置換割合テーブルに応じて置換処理を行う。
【００６１】
例えば、置換処理部１５は、色信号値ｙに対応する置換割合を置換割合テーブルＦｙから得る。そして、置換処理部１５は、色信号値ｘと色信号値ｙとの差分に置換割合を乗算した後、当該乗算結果を色信号値ｙに加算する置換処理を行う。つまり、置換処理部１５は、置換処理後の色信号値ｙを、ｙ＝ｙ＋（ｘ−ｙ）×Ｆｙ（ｙ）とする。
【００６２】
なお、置換処理部１５は、色信号値ｘと飽和レベルＭｙとの差分に置換割合を乗算した後、当該乗算結果を色信号値ｙに加算する置換処理を行うようにしてもよい。さらには、置換処理部１５は、色信号値ｘに置換割合を乗算した乗算結果を、色信号ｙに（１−置換割合）を乗算した乗算結果に加算するようにしてもよい。
【００６３】
続いて、置換処理部１５は、色信号値ｚを置換する置換候補値ｍｉｘを求める。例えば、置換処理部１５は、色信号値ｘと色信号値ｙとの平均値を置換候補値ｍｉｘとする。つまり、置換処理部１５は、置換候補値ｍｉｘ＝（ｘ＋ｙ）／２とする（ステップＳ１７）。なお、色信号値ｙ≧色信号値ｘであると（ステップＳ１５において、ＮＯ）、置換処理部１５は、ステップＳ１７の処理に進む。
【００６４】
ステップＳ１６において色信号値ｙの置換処理を行っている場合には、置換処理後の色信号値ｙを置換候補値ｍｉｘの算出に用いることになる。置換処理後の色信号値ｙを置換候補値ｍｉｘの算出に用いれば、置換処理後の色信号値ｚの飽和レベルを色信号値ｘおよび置換処理後の色信号値ｙの飽和レベルに統一することができる。
【００６５】
続いて、置換処理部１５は、色信号値ｚと置換候補値ｍｉｘとを比較して、色信号値ｚ＜置換候補値ｍｉｘであるか否かを判定する（ステップＳ１８）。色信号値ｚ＜置換候補値ｍｉｘであると（ステップＳ１８において、ＹＥＳ）、置換処理部１５は、色信号値ｚを置換候補値ｍｉｘで置換処理する（ステップＳ１９）。ステップＳ１９の処理では、置換処理部１５は、色信号値ｚが飽和レベルに近い程、置換候補値ｍｉｘへの置換割合が高くなるように、置換割合テーブルに応じて置換処理を行う。
【００６６】
例えば、置換処理部１５は、色信号値ｚに対応する置換割合を置換割合テーブルＦｚから得る。そして、置換処理部１５は、置換候補値ｍｉｘと色信号値ｚとの差分に置換割合を乗算した後、当該乗算結果を色信号値ｚに加算する置換処理を行う。つまり、置換処理部１５は、置換処理後の色信号値ｚを、ｚ＝ｚ＋（ｍｉｘ−ｚ）×Ｆｚ（ｚ）とする。
【００６７】
なお、置換処理部１５は、置換候補値ｍｉｘと飽和レベルＭｚとの差分に置換割合を乗算した後、当該乗算結果を色信号値ｚに加算する置換処理を行うようにしてもよい。さらには、置換処理部１５は、置換候補値ｍｉｘに置換割合を乗算した乗算結果を、色信号ｚに（１−置換割合）を乗算した乗算結果に加算するようにしてもよい。
【００６８】
ステップＳ１９の処理の後、置換処理部１５は、ＲＡＷデータの全ての画素について置換処理が終了したか否かを判定する。つまり、置換処理部１５は最終画素まで置換処理が終了したか否かを判定する（ステップＳ２０）。
【００６９】
最終画素まで置換処理が終了していないと（ステップＳ２０において、ＮＯ）、置換処理部１５は、ステップＳ１２の処理に戻って、次の画素について色信号値ｒ、ｇ、およびｂを取得する。一方、最終画素まで置換処理が終了すると（ステップＳ２０において、ＹＥＳ）、置換処理部１５は、ＲＡＷデータに係る置換処理を終了する。
【００７０】
なお、色信号値ｚ≧置換候補値ｍｉｘであると（ステップＳ１８において、ＮＯ）、置換処理部１５はステップＳ２０の処理に進む。
【００７１】
図４は、図１に示す置換割合調整部１４で生成される置換割合テーブルの一例を示す図である。
【００７２】
図４において、制御点３０は、入力をＸ座標、出力をＹ座標とする点を示す。制御点３１は、その出力が”１”となる点である。制御点との間について、線形関数又はスプライン関数などによって補間処理すると置換割合テーブルが得られる。
【００７３】
飽和レベル３２は色信号値ｙの飽和レベルであり、制御点３０を飽和レベル３２に向かって線形に伸縮することによって置換割合テーブル３３が得られる。さらに、制御点３４を飽和レベル３２に向かって線形に伸縮させて、制御点３１のＸ座標が飽和レベル３２と重なるように平行移動すると置換割合テーブル３５が得られる。
【００７４】
例えば、次の式（３）によって制御点のＸ座標をｐからｐ’に移動させる。ここで、制御点のＸ座標ｐは１０２４を基準として定められているものとする。この際の平行移動量ＰをＰ＝Ｍｙとすると、入力上限値Ｗｔ＝２Ｍｙにおいて、伸縮率Ｑ＝１となって置換割合テーブル３３が得られる。また、入力上限値Ｗｔ＝１．１Ｍｙにおいて伸縮率Ｑ＝０．１となって、置換割合テーブル３５が得られる。
【００７５】
【数３】
2015156616.tif 000005
【００７６】
上述の例では、入力時における飽和レベルの置換割合が”１”となるように、平行移動量ＰをＭｙとしたが、置換割合と平行移動量との関係はこの例に限定されない。例えば、平行移動量Ｐを０．９Ｍｙとして、飽和レベルの９割以降において置換割合が”１”となるようにしてもよい。
【００７７】
この場合、ステップＳ１６の置換処理において、色信号値ｘと平行移動量Ｍｙとの差分に置換割合を乗算した値を色信号値ｙに加算すると、置換割合が”１”になった後においても置換対象である色信号値ｙが入力上限値Ｗｔに至るまで階調を表現することができる。
【００７８】
図５は、図３に示す置換処理において図４に示す置換割合テーブルによる置換割合制御を行った際の置換結果の一例を示す図である。
【００７９】
図５において、横軸は色信号値を示し、縦軸は置換処理部１５の出力（置換出力）を示す。また、参照番号４０は置換対象である色信号値ｙを示し、参照番号４１は色信号値ｙの飽和レベルＭｙを示す。さらに、参照番号４２は置換元である色信号値ｘを示す。置換結果４３は、図３に示すステップＳ１６において置換割合テーブルを用いることなくｙ＝ｘとした際の置換結果を示す。図５の例では、色信号ｙ（４０）と色信号ｘ（４２）の色比が１：２の例を示しており、色信号ｘ（４２）の出力は色信号ｙ（４０）の２倍となっている。
【００８０】
置換対象である色信号値ｙ（４０）が飽和レベルＭｙ（４１）に達すると、色信号値ｘによる置換によって大きく信号値が変化する。そして、この変化がトーンジャンプとなって現像結果に現れることになる。
【００８１】
置換結果４４は置換割合テーブル３３を用いた置換結果を示す。ここでは、置換対象である色信号値ｙ（４０）が飽和レベルＭｙ（４１）に近づく程、色信号値ｘへの置換割合が高まる。そして、飽和の際には、色信号値ｙ（４０）は色信号値ｘに置換される。
【００８２】
置換結果４５は置換割合テーブル３５を用いた置換結果を示す。置換結果４５においては、置換結果４４よりも置換を開始する入力値（つまり、色信号値）が大きい。
【００８３】
置換結果４４および４５のいずれにおいても飽和レベルＭｙ４１未満で飽和しておらず、ダイナミックレンジの調整において飽和の逆転を起こすことなく、入力上限値を変更する効果を確認することができる。
【００８４】
図６は、図３に示す置換処理によって生成された置換処理後のＲＡＷデータを説明するための図である。そして、図６（ａ）はＷＢ調整後において色信号Ｒ、Ｇ、およびＢの全てが飽和レベルに達している状態を示す図であり、図６（ｂ）はＷＢ調整後において色信号ＧおよびＢが飽和レベルに達している状態を示す図である。また、図６（ｃ）はＷＢ調整後において色信号ＲおよびＧが飽和レベルに達している状態を示す図であり、図６（ｄ）はＷＢ調整後において色信号Ｇのみが飽和レベルに達している状態を示す図である。
【００８５】
図６において、縦軸は、信号値（つまり、色信号値）の大きさを示す。図６（ａ）に示す例では、ＷＢ調整後の色信号Ｒ、Ｇ、およびＢの信号値の全てがそれぞれ飽和レベル２３、２５、および２４に達している。これら色信号Ｒ、Ｇ、およびＢについて、図３で説明した置換処理を行うと、ステップＳ１６において色信号Ｂが色信号Ｒで置換され、さらに、ステップＳ１９において色信号Ｇが置換候補値ｍｉｘで置換される。この結果、置換後の色信号Ｒ、Ｇ、およびＢの信号値は飽和レベル２３に達することになる。
【００８６】
図６（ｂ）に示す例では、ＷＢ調整後の色信号ＧおよびＢの信号値がそれぞれ飽和レベル２５および２４に達している。色信号Ｒ、Ｇ、およびＢについて、図３で説明した置換処理を行うと、ステップＳ１５において、色信号Ｒが色信号Ｂより小さいので、色信号Ｂの置換は行われない。一方、ステップＳ１９において、色信号Ｇが置換候補値ｍｉｘで置換される。
【００８７】
この結果、置換後の色信号Ｒの信号値はＷＢ調整後の色信号Ｒの信号値と同一となり、置換後の色信号Ｇの信号値は、ＷＢ調整後の色信号ＲおよびＢの信号値の平均値となる。そして、置換後の色信号Ｂの信号値はＷＢ調整後の色信号Ｂの信号値と同一となる。
【００８８】
図６（ｃ）に示す例では、ＷＢ調整後の色信号ＲおよびＧの信号値がそれぞれ飽和レベル２３および２５に達している。色信号Ｒ、Ｇ、およびＢについて、図３で説明した置換処理を行うと、ステップＳ１６において、色信号Ｂは置換割合テーブル３３に応じて置換されることになる。一方、ステップＳ１９において、色信号Ｇが置換候補値ｍｉｘで置換される。
【００８９】
この結果、置換後の色信号Ｒの信号値はＷＢ調整後の色信号Ｒの信号値と同一となり、置換後の色信号Ｇの信号値は、ＷＢ調整後の色信号Ｒおよび置換後のＢの信号値の平均値となる。そして、置換後の色信号Ｂの信号値はＷＢ調整後の色信号Ｂの信号値より大きくなる。
【００９０】
図６（ｄ）に示す例では、ＷＢ調整後の色信号Ｇの信号値が飽和レベル２５に達している。色信号Ｒ、Ｇ、およびＢについて、図３で説明した置換処理を行うと、ステップＳ１６において、色信号Ｂは置換割合テーブル３３に応じて置換されるが、Ｂ信号が小さいため置換割合は“０”である。一方、ステップＳ１８において、置換候補値ｍｉｘが色信号Ｇの信号値よりも小さいので、色信号Ｇには置換が行われない。この結果、置換後の色信号Ｒ、Ｇ、およびＢの信号値はＷＢ調整後の色信号Ｒ、Ｇ、およびＢの信号値と同一となる。
【００９１】
図７は、図１に示すガンマ補正部１７で用いられるガンマカーブの一例を示す図である。
【００９２】
図７において、横軸はガンマ補正前の信号値を示し、縦軸はガンマ補正後の信号値を示す。ガンマカーブ５０は飽和レベル２５を基準として設定された、ガンマ補正部１７で用いられるガンマカーブを示す。当該ガンマカーブ５０の入力上限値は参照番号５１で示されており、ガンマ補正後の出力上限値は参照番号５２で示されている。
【００９３】
ガンマカーブ５３は、置換処理部１５によって置換処理を行う場合に、ガンマ補正部１７で用いられるガンマカーブを示す。当該ガンマカーブ３３の入力上限値は参照番号５４で示され、Ｄレンジ調整部１３で決定される。
【００９４】
ガンマカーブ５３は、ガンマカーブ５０の入力上限値５１を線型的に入力上限値５４まで延長することによって生成される。ガンマカーブ５３を用いてガンマ補正を行うと、入力上限値５１から入力上限値５４までの階調をガンマ補正部１５の出力上限値５２以下に反映させることができる。
【００９５】
図８は、図１に示す色処理部１９で用いられる色抑圧テーブルの一例を示す図である。
【００９６】
図８において、横軸は輝度、色差、又は色比を示し、縦軸は彩度に対するゲインを示す。色処理部１９は、ＲＡＷデータの画素毎の信号値に基づいて色抑圧テーブルを参照して、各画素の彩度にゲインを乗算する。これによって、色処理部１９は画像の高輝度領域における色を抑圧する。
【００９７】
色抑圧テーブル６０は飽和レベル２５を基準として設定された、色処理部１９で用いられる色抑圧テーブルを示す。制御点６１は色抑圧の開始点を示す。制御点６２は色抑圧の終了点を示す。色抑圧テーブル６０においては制御点６１までは色抑圧が行われず、制御点６１から制御点６２までは徐々に色抑圧を強めて、制御点６２以降は完全に色を抑制する。
【００９８】
色抑圧テーブル６３は置換処理部１５によって置換処理が行われる場合に、色処理部１９で用いられる色抑圧テーブルを示す。制御点６４は色抑圧の開始点を示す。色抑圧テーブル６３は、色抑圧テーブル６０の制御点６１を線型的に制御点６４まで延長することによって生成される。
【００９９】
ここでは、前述の入力上限値５４の入力上限値５１に対する延長倍率に所定の係数を乗算して、制御点６１を線型的に制御点６４まで延長する。色抑圧テーブル６３を用いることによって、制御点６１から制御点６２までの色抑圧を弱めることができる。
【０１００】
制御点６５は色抑圧の終了点を示す。制御点６４の制御点６１に対する延長倍率に所定の係数を乗算して、制御点６２を線型的に制御点６５まで延長する。これによって、色抑圧テーブル６６が得られる。色抑圧テーブル６６を用いると、さらに制御点６４から制御点６５において色抑圧で失われた彩度を再現することができる。
【０１０１】
ここで、上述の置換処理によって得られたＲＡＷデータの一例について説明する。
【０１０２】
図９は、図１に示す現像部２で行われた置換処理による高輝度領域における階調の改善を説明するための図である。そして、図９（ａ）は従来の現像結果を示す図であり、図９（ｂ）は第１の実施形態による現像結果を示す図である。
【０１０３】
図９において、太陽７０の周辺にはフレア７１が生じており、さらに、太陽７０の光を反射する雲７２が存在する。少なくともこれら太陽７０、フレア７１、および雲７２は高輝度領域である。
【０１０４】
ＷＢ調整の後に、最小の色信号に合わせてクリップを行う現像結果（図９（ａ））においては、ダイナミックレンジが不足して雲７２が白く飛んでいる。一方、図９（ｂ）に示す現像結果においては、ＲＡＷデータの階調を最大限に用いることができる結果、雲７３を解像する（雲７３の階調を表現する）ことができる。そして、図９（ｂ）に示す現像結果においては、閾値を超えた色信号を徐々に置換するように制御することによって、トーンジャンプを起こすことなく太陽７０の周辺のフレア７４を表現することができる。
【０１０５】
このようにして、本発明の第１の実施形態では、置換処理によって高輝度領域における階調が改善され、さらに高輝度領域のゲインを高めるようにしたので、高輝度領域における色を忠実に表現することができる。
【０１０６】
さらに、第１の実施形態では、置換割合を制御するための置換割合テーブルを用いて、飽和レベルに向かって置換割合を増加させるように置換処理を行う。これによって、画素間において色信号値が連続的に変化してトーンジャンプを解消することができる。
【０１０７】
なお、第１の実施形態では、色信号Ｙを色信号Ｘで置換する場合について説明したが、色信号Ｘ（４２）を置換候補値ｍｉｘとし、色信号Ｙ（４０）を色信号Ｚとすれば、同様にして、色信号Ｚのトーンジャンプが解消される。
【０１０８】
［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態による画像処理装置であるカメラについて説明する。
【０１０９】
なお、第２の実施形態によるカメラの構成は、図１に示すカメラと同様であるので、ここでは説明を省略する。また、第２の実施形態による画像処理装置においては、図３に示す置換処理と同様の置換処理が行われる。
【０１１０】
図１０は、本発明の第２の実施形態による画像処理装置において置換割合調整部で生成される置換割合テーブルの一例を示す図である。
【０１１１】
図１０に示す例では、置換割合テーブルは指数関数に応じて生成される。置換割合調整部１４は、次の式（４）に応じて色信号値ｙにおける置換割合を算出する。収束点Ｒ＝Ｍｙとすると、閾値ｓ＝０で、かつ乗数ｎ＝２（ｎ乗）において置換割合テーブル８０が得られる。また、閾値ｓ＝０．９Ｍｙで、かつ乗数ｎ＝２において置換割合テーブル８１が得られる。
【０１１２】
【数４】
2015156616.tif 000006
【０１１３】
上述の例では、入力時における飽和レベルの置換割合が”１”となるように、収束点ＲをＭｙとしたが、置換割合と収束点Ｒとの関係はこの例に限定されない。例えば、収束点Ｒを０．９Ｍｙとして、飽和レベルの９割以降において置換割合が”１”となるようにしてもよい。
【０１１４】
図１１は、図１０に示す置換割合テーブルを用いて、図３に示す置換処理を行った際の置換結果の一例を示す図である。
【０１１５】
図１１において、横軸は色信号値を示し、縦軸は置換処理部１５の出力（置換出力）を示す。置換結果９０は置換割合テーブル８０を用いた置換結果を示す。ここでは、置換対象である色信号値ｙ（４０）が飽和レベルＭｙ（４１）に近づく程、色信号値ｘへの置換割合が高まる。そして、飽和の際には、色信号値ｙ（４０）は色信号値ｘに置換される。
【０１１６】
置換結果９１は置換割合テーブル８１を用いた置換結果を示す。置換結果９１においては、置換結果９０よりも置換を開始する入力値（つまり、色信号値）が大きい。
【０１１７】
置換結果９０および９１のいずれにおいても飽和レベルＭｙ（４１）未満で飽和しておらず、ダイナミックレンジの調整において飽和の逆転を起こすことなく、入力上限値を変更する効果を確認することができる。
【０１１８】
［第３の実施形態］
続いて、本発明の第３の実施形態による画像処理装置であるカメラについて説明する。
【０１１９】
なお、第３の実施形態によるカメラの構成は、図１に示すカメラと同様であるので、ここでは説明を省略する。また、第３の実施形態による画像処理装置においては、図３に示す置換処理と同様の置換処理が行われる。
【０１２０】
図１２は、本発明の第３の実施形態による画像処理装置において置換割合調整部１４で生成される置換割合テーブルの一例を示す図である。
【０１２１】
図１２に示す例では、置換割合テーブルはガウス関数に応じて生成される。置換割合調整部１４は、次の式（５）に応じて色信号値ｙにおける置換割合を算出する。つまり、色信号の各々についてその飽和レベルおよび入力上限値に応じて平均値と分散とを設定して、色信号の各々についてその飽和レベルに達するまでガウス関数を積分した積分値を正規化して置換割合テーブルを求める。
【０１２２】
収束点ＲをＲ＝Ｍｙとすると、平均値μ＝Ｍｙで、かつ分散σ＝０．２５Ｍｙにおいて置換割合テーブル１００が得られる。また、平均値μ＝Ｍｙで、かつ分散σ＝０．０４Ｍｙにおいて置換割合テーブル１０１が得られる。
【０１２３】
【数５】
2015156616.tif 000007
【０１２４】
上述の例では、入力時における飽和レベルの置換割合が”１”となるように、収束点ＲをＭｙとしたが、置換割合と収束点Ｒとの関係はこの例に限定されない。例えば、収束点Ｒを０．９Ｍｙとして、飽和レベルの９割以降において置換割合が”１”となるようにしてもよい。
【０１２５】
図１３は、図１２に示す置換割合テーブルを用いて、図３に示す置換処理を行った際の置換結果の一例を示す図である。
【０１２６】
図１３において、横軸は色信号値を示し、縦軸は置換処理部１５の出力（置換出力）を示す。置換結果１１０は置換割合テーブル１００を用いた置換結果を示す。ここでは、置換対象である色信号値ｙ（４０）が飽和レベルＭｙ（４１）に近づく程、色信号値ｘへの置換割合が高まる。そして、飽和の際には、色信号値ｙ（４０）は色信号値ｘに置換される。
【０１２７】
置換結果１１１は置換割合テーブル１０１を用いた置換結果を示す。置換結果１１１においては、置換結果１１０よりも置換を開始する入力値（つまり、色信号値）が大きい。
【０１２８】
置換結果１１０および１１１のいずれにおいても飽和レベルＭｙ（４１）未満で飽和しておらず、ダイナミックレンジの調整において飽和の逆転を起こすことなく、入力上限値を変更する効果を確認することができる。
【０１２９】
上述の説明から明らかなように、図１に示す例においては、置換処理部１５が飽和レベル算出手段、調整手段、および置換処理手段として機能する。また、Ｄレンジ調整部１３が上限値決定手段として機能し、置換割合調整部１４が置換割合算出手段として機能する。そして、少なくともノイズ除去部１６、ガンマ補正部１７、シャープネス処理部１８、および色処理部１９が現像処理手段として機能する。
【０１３０】
以上、本発明について実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、これらの実施の形態に限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の様々な形態も本発明に含まれる。
【０１３１】
例えば、上記の実施の形態の機能を制御方法（画像処理方法）として、この制御方法を現像装置に実行させるようにすればよい。また、上述の実施の形態の機能を有するプログラムを制御プログラムとして、当該制御プログラムを現像装置が備えるコンピュータに実行させるようにしてもよい。なお、制御プログラムは、例えば、コンピュータに読み取り可能な記録媒体に記録される。
【０１３２】
上記の制御方法および制御プログラムの各々は、少なくとも飽和レベル算出ステップ、上限値決定ステップ、置換割合算出ステップ、調整ステップ、置換処理ステップ、および現像処理ステップを有している。
【０１３３】
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。つまり、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワーク又は各種の記録媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵなど）がプログラムを読み出して実行する処理である。
【符号の説明】
【０１３４】
１０  ホワイトバランス（ＷＢ）調整部
１１  光学補正部
１２  色補間部
１３  ダイナミック（Ｄ）レンジ調整部
１４  置換割合調整部
１５  置換処理部
１６  ノイズ除去部
１７  ガンマ補正部
１８  シャープネス処理部
１９  色処理部
【図１】
2015156616.tif 000008
【図２】
2015156616.tif 000009
【図３】
2015156616.tif 000010
【図４】
2015156616.tif 000011
【図５】
2015156616.tif 000012
【図６】
2015156616.tif 000013
【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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