(57)【要約】【課題】画像の明るさや色味の変化を抑制しつつ、画像の「明瞭感」及び「凹凸感」を向上させる。【解決手段】入力画像から複数の異なる解像度の解像度画像をそれぞれ生成する生成部と、解像度画像の画素を示す信号値それぞれの値に応じて予め定められた調整量を用いて当該信号値をそれぞれ調整することにより、複数の解像度画像それぞれのコントラストを調整する調整部と、調整部がコントラストを調整した複数の解像度画像それぞれを用いて、入力画像に対応する出力画像を再構成する再構成部と、出力画像のコントラストの平均値を、入力画像のコントラストの平均値に合わせる処理を行う平均値保存部とを有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力画像から複数の異なる解像度の解像度画像をそれぞれ生成する生成部と、
前記解像度画像の画素を示す信号値それぞれの値に応じて予め定められた調整量を用いて当該信号値をそれぞれ調整することにより、複数の前記解像度画像それぞれのコントラストを調整する調整部と、
前記調整部がコントラストを調整した複数の前記解像度画像それぞれを用いて、前記入力画像に対応する出力画像を再構成する再構成部と、
前記出力画像のコントラストの平均値を、前記入力画像のコントラストの平均値に合わせる処理を行う平均値保存部と
を有することを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記生成部が生成した複数の前記解像度画像それぞれに対し、前記解像度画像毎にコントラストの平均値を算出する平均値算出部
を有し、
前記平均値保存部は、
前記平均値算出部が前記解像度画像毎に算出したコントラストの平均値それぞれを用いて、前記出力画像のコントラストの平均値を、前記入力画像のコントラストの平均値に合わせる処理を行うこと
を特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項３】
前記入力画像のコントラストの平均値を算出する平均値算出部
を有し、
前記平均値保存部は、
前記平均値算出部が算出したコントラストの平均値と、前記再構成部が再構成した前記出力画像とを用いて、前記出力画像のコントラストの平均値を、前記入力画像のコントラストの平均値に合わせる処理を行うこと
を特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記生成部は、
ラプラシアンピラミッドによって複数の前記解像度画像をそれぞれ生成すること
を特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項５】
前記調整部は、
前記入力画像の階調範囲に対する前記信号値の値の比が、少なくとも予め定められた閾値未満である場合には、当該信号値を調整すること
を特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項６】
入力画像から複数の異なる解像度の解像度画像をそれぞれ生成する工程と、
前記解像度画像の画素を示す信号値それぞれの値に応じて予め定められた調整量を用いて当該信号値をそれぞれ調整することにより、複数の前記解像度画像それぞれのコントラストを調整する工程と、
コントラストを調整した複数の前記解像度画像それぞれを用いて、前記入力画像に対応する出力画像を再構成する工程と、
前記出力画像のコントラストの平均値を、前記入力画像のコントラストの平均値に合わせる処理を行う工程と
を含む画像処理方法。
【請求項７】
入力画像から複数の異なる解像度の解像度画像をそれぞれ生成するステップと、
前記解像度画像の画素を示す信号値それぞれの値に応じて予め定められた調整量を用いて当該信号値をそれぞれ調整することにより、複数の前記解像度画像それぞれのコントラストを調整するステップと、
コントラストを調整した複数の前記解像度画像それぞれを用いて、前記入力画像に対応する出力画像を再構成するステップと、
前記出力画像のコントラストの平均値を、前記入力画像のコントラストの平均値に合わせる処理を行うステップと
をコンピュータに実行させるための画像処理プログラム。
【請求項８】
入力画像から複数の異なる解像度の解像度画像をそれぞれ生成するステップと、
前記解像度画像の画素を示す信号値それぞれの値に応じて予め定められた調整量を用いて当該信号値をそれぞれ調整することにより、複数の前記解像度画像それぞれのコントラストを調整するステップと、
コントラストを調整した複数の前記解像度画像それぞれを用いて、前記入力画像に対応する出力画像を再構成するステップと、
前記出力画像のコントラストの平均値を、前記入力画像のコントラストの平均値に合わせる処理を行うステップと
をコンピュータに実行させる画像処理プログラムを記録したコンピュータ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、画像処理装置、画像処理方法、画像処理プログラム及び記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタルカメラやスキャナをはじめとしたさまざまな撮像装置により撮影された画像データ、及び画像編集ソフトウェアによって作成された画像データ等に対し、画像処理を施すことによって画像の「明瞭感」及び「凹凸感」を向上させる画像処理装置が知られている。言い換えると、撮影装置及び表示装置がカバーすることができるダイナミックレンジが実世界を表現するにはあまりにも狭いといった問題が存在している。
【０００３】
明瞭感や凹凸感が欠如した画像とは、どのようなものであるかを次に説明する。撮影者が風景などをデジタルカメラなどの撮像装置を用いて撮影し、ディスプレイなどの表示装置を用いて再現した場合、撮影された画像は、実際に撮影現場で見た記憶の中の画像に比べると、かすみ・モヤがかかったような印象を覚えることがある。このことを、発明者は「明瞭感の欠如」と表現している。
【０００４】
また、同様に、記憶の中の画像では表現されていた凹凸感（例えば風景画像における木々の盛りあがった状態、及び岩肌のごつごつした状態）が、撮影された画像では平面的になってしまったような印象を覚えることがある。このことを、発明者は「凹凸感の欠如」と表現している。
【０００５】
これらの明瞭感や凹凸感の欠如の改善に寄与する手法として、古くから多くの種類の手法が提案されている。代表的なものとしては、トーンカーブによるコントラスト強調、アンシャープマスクなどを挙げることができる。しかしながら、最近の技術進展にともなって、このような古くから使用されている手法によって得られる効果は、現在では不十分といわざるを得ない状態にある。
【０００６】
具体的には、トーンカーブによるコントラスト強調は、表示装置のダイナッミレンジをすでに十分につかっているような画像に適用した場合には、副作用を発生させることなくコントラストを強調させることはできない。ここでの副作用は、例えばコントラストが強調されずに減少してしまう箇所が発生してしまうことを回避できないこと等を指している。また、アンシャープマスクでは、濃度勾配の大きなエッジ箇所が強調されすぎてしまう一方で、小さな濃度勾配に相当する凹凸感などは強調されにくいといった問題がある。
【０００７】
近年では、明瞭感や凹凸感の改善に寄与する手法として、多重解像度画像を使用した画像処理が知られている。多重解像度画像を生成する方法には、例えばすでに広く知られている離散的ウェーブレット変換を繰り返す方法がある。
【０００８】
また、特許文献１には、元画像を表す画像信号を輝度信号と色差信号に変換し、該輝度信号と色差信号を各別にレベル１〜Ｎの多重解像度に変換し輝度多重解像度信号と色差多重解像度信号にし、該色差多重解像度信号のレベル１の高周波信号を抑制した後に逆多重解像度変換を行ない処理済み色差信号とし、前記輝度多重解像度信号の各レベルの高周波信号に対してレベル毎に異なる条件を用いたコアリング処理を行なった後に逆多重解像度変換を行ない処理済み輝度信号とし、該処理済み輝度信号と前記処理済み色差信号を合成して処理済画像信号を得る画像処理方法が開示されている。
【０００９】
また、特許文献２には、入力画像のエッジを保存したまま、入力画像のエッジ以外を平滑化した画像を示す基本構造成分画像を生成し、入力画像から基本構造成分画像を減算した画像を示す詳細成分画像を生成し、生成された詳細成分画像を複数の周波数帯域画像に分解してノイズ除去を行って、ノイズ除去された複数の周波数帯域画像を結合する多重解像度逆変換を実施する画像処理装置が開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、従来技術では、「明瞭感」及び「凹凸感」を改善するための画像処理を行うと、画像の明るさや色味が変化してしまうという問題があった。例えば、従来の「明瞭感」及び「凹凸感」を改善するための画像処理を行うと、入力画像の画素値の平均値と出力画像の画素値の平均値とが異なってしまう。そして入力画像が変わるとこの平均値のずれ量も変化する。発明者の検討によれば、画像の明るさや色味の概観（全体的な印象）は、その画像データ（画素値）の平均値によって決定されると考えられる。
【００１１】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、画像の明るさや色味の変化を抑制しつつ、画像の「明瞭感」及び「凹凸感」を向上させることができる画像処理装置、画像処理方法、画像処理プログラム及び記録媒体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】
【００１２】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、入力画像から複数の異なる解像度の解像度画像をそれぞれ生成する生成部と、前記解像度画像の画素を示す信号値それぞれの値に応じて予め定められた調整量を用いて当該信号値をそれぞれ調整することにより、複数の前記解像度画像それぞれのコントラストを調整する調整部と、前記調整部がコントラストを調整した複数の前記解像度画像それぞれを用いて、前記入力画像に対応する出力画像を再構成する再構成部と、前記出力画像のコントラストの平均値を、前記入力画像のコントラストの平均値に合わせる処理を行う平均値保存部とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、画像の明るさや色味の変化を抑制しつつ、画像の「明瞭感」及び「凹凸感」を向上させることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、第１実施形態にかかる画像処理装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、信号値それぞれの値に応じて予め定められた調整量の第１実施例を示すグラフである。
【図３】図３は、第２実施形態にかかる画像処理装置の構成を示すブロック図である。
【図４】図４は、多重解像度画像操作部が行うコントラストの調整量の第２実施例を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に添付図面を参照して、画像処理装置の実施形態を詳細に説明する。
【００１６】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態にかかる画像処理装置１０の構成を示すブロック図である。まず、画像処理装置１０の概要について説明する。図１に示すように、画像処理装置１０は、多重解像度画像生成部（生成部）２０、平均値算出部３０、多重解像度画像操作部（調整部）４０、平均値保存部５０及び再構成部６０を有する。なお、画像処理装置１０を構成する各部は、ハードウェアによって構成されてもよいし、図示しないＣＰＵにより実行されるソフトウェアによって構成されてもよい。
【００１７】
画像処理装置１０は、汎用形式の画像データが入力されると、生成部２０が入力画像データから多重解像度画像を生成する。平均値算出部３０は、生成部２０が生成した多重解像度画像の各解像度画像のコントラストの平均値を算出し、算出した平均値（操作前の各解像度画像それぞれの平均値）を平均値保存部５０に対して出力する。
【００１８】
調整部４０は、生成部２０が生成した多重解像画像の各解像度画像それぞれの画素を示す信号値を操作（調整）する。具体的には、調整部４０は、解像度画像の画素を示す信号値それぞれの値に応じて予め定められた調整量（図２参照）を用いて当該信号値をそれぞれ調整することにより、複数の解像度画像それぞれのコントラストを調整する。
【００１９】
平均値保存部５０は、調整部４０が信号値を調整した各解像度画像に対し、平均値算出部３０が算出した平均値を用いて、各解像度画像の信号値の平均値が保存されるように処理を行う（信号値を変化させる）。つまり、平均値保存部５０は、出力画像のコントラストの平均値を、入力画像のコントラストの平均値に合わせる処理を行う。
【００２０】
再構成部６０は、平均値保存部５０が処理を行った各解像度画像を用いて、入力画像と同じ形式の画像データとなるように、入力画像に対応する出力画像の再構成を行う。
【００２１】
画像処理装置１０の第１実施形態において、入力画像データは、例えばＴＩＦ形式であり、ＲＧＢの３つの色成分を有し、１画素当たり各色１６ｂｉｔのデータを有する。なお、入力画像データのファイル形式はＴＩＦ形式に限定されるものではなく、ＪＰＥＧやＰＮＧなどの他のファイル形式であってもよい。また、色成分に関しても、ＲＧＢ色空間に限定されるものではなく、ＲＧＢ以外の色空間であってもよい。また、１画素当たりのデータ量も、１６ｂｉｔ以外のデータ量であってもよい。
【００２２】
また、画像処理装置１０は、入力画像の「明瞭感」及び「凹凸感」を向上させるように、例えば各解像度画像の明るさ成分についてのみ調整を行ってもよい。具体例として、画像処理装置１０は、図示しない変換部によりＲＧＢの色成分を持つ入力画像をＹＣｂＣｒ色空間へ変換し、Ｙ成分のみに対して後述する画像処理を行う。また、画像処理装置１０は、後述した画像処理を行った出力画像を、図示しない変換部によりＹＣｂＣｒ色空間からＲＧＢの色成分へ変換して出力する。
【００２３】
ただし、画像処理装置１０は、ＹＣｂＣｒ色空間への変換に限定されるものではなく、これ以外の明るさ成分（又は明度成分）を有するような色空間であるＬａ＊ｂ＊色空間、ＨＳＶ色空間などに変換を行うものであってもよい。画像処理装置１０が明るさ成分を有する色空間に変換した後に画像処理を施す理由は、３成分（ＲＧＢの３成分）に対して画像処理を行うことに比べて、１成分に対してのみ画像処理を行うことが計算量の削減になるためである。従って、画像処理装置１０は、色空間の変換を行うことなく、ＲＧＢの色成分のまま３成分すべてについて後述の画像処理を行うように構成されてもよい。
【００２４】
次に、画像処理装置１０を構成する各部についてさらに詳述する。
【００２５】
生成部２０は、上述したＹＣｂＣｒ色空間のＹ成分に対し、例えばラプラシアンピラミッドによって入力画像から複数の異なる解像度の解像度画像をそれぞれ生成する。
【００２６】
「明瞭感」及び「凹凸感」の向上には、画像データの勾配が大きく影響を及ぼす。ラプラシアンピラミッドを構成する多重解像度画像の信号値は、入力画像の勾配と関係の深い特性値に相当している。ラプラシアンピラミッドは、各多重解像度画像について、一連の処理（平滑化、ダウンサイジング、アップサイジング、平滑化）を施した画像データと、処理前の画像との差をとることによって当該解像度の画像（ラプラシアン成分画像）を算出し、処理を繰り返すことによって形成される。また、ラプラシアンピラミッドを多重解像度画像として使用することは、画像処理を基本的な処理によって構成することとなり、他の多重解像度画像（たとえば離散的ウェーブレット変換）よりも計算量を少なくする。
【００２７】
生成部２０は、まず、Ｙ成分画像（このときの画像サイズは入力画像と同じで（Ｍ，Ｎ）サイズの画像データであると仮定する）に対して、５×５のガウシアンフィルタにより平滑化処理を行う。次に、生成部２０は、平滑化処理を施した画像から、偶数行・列の画素データから構成される縦横１／２サイズの画像データを作成する。この画像のことを以下ではスケールダウン画像と呼ぶことにする。また、先頭行及び先頭列をそれぞれ、０行目及び０列目と呼ぶこととする。
【００２８】
最初のスケールダウン画像の画像サイズは、（Ｍ／２，Ｎ／２）となる。生成部２０は、平滑化処理後に偶数列・行の画素データ（信号値）から構成される縦横１／２サイズの画像生成（スケールダウン操作）を入力画像に対して繰り返して適用する。つまり、生成部２０は、スケールダウン操作を行う度に、縦横それぞれ１／２サイズとなるスケールダウン画像を生成する。
【００２９】
その一方で、生成部２０は、スケールダウン画像のサイズを再び縦横２倍にして元の入力画像サイズと同じ（Ｍ，Ｎ）サイズの画像を作成する。このとき、生成部２０は、奇数行・列に対して、偶数行・列と同一の信号値をひとまず割り当てる。つまり、同一の画素データを持つ４つの画素が生成される。その後、生成部２０は、５×５のガウシアンフィルタにより平滑化処理を行なった画像データを作成する。この画像を以下ではスケールアップ画像と呼ぶことにする。
【００３０】
次に、生成部２０は、スケールダウンを行う前の画像と、スケールダウン後にスケールアップを行なった画像との差を、各画素データ（信号値）に対して計算した画像を生成する。この画像をラプラシアン成分画像と以下では呼ぶことにする。
【００３１】
以上の操作により、生成部２０は、最初の解像度（レベル０解像度）のラプラシアン成分画像の生成を行う。レベル０解像度のラプラシアン成分は、（Ｍ，Ｎ）サイズの画像データである。
【００３２】
生成部２０は、スケールダウン画像に対し、もう一度スケールダウンを行なった後に、スケールアップを行った画像との差を算出することにより、次の解像度におけるラプラシアン成分（これがレベル１解像度のラプラシアン成分画像となる）を算出する。レベル１解像度のラプラシアン成分は、（Ｍ／２，Ｎ／２）サイズの画像データである。
【００３３】
以降、生成部２０は、（２，２）サイズのラプラシアン成分が算出されるまで、スケールダウン及びラプラシアン成分の算出を繰り返す。レベル０解像度のラプラシアン成分画像（（Ｍ，Ｎ）サイズ）から、レベルｎ解像度のラプラシアン成分画像（（２×２）サイズ）までの一連のラプラシアン成分画像が、多重解像度画像の各レベルの解像度画像に対応する。なお、レベルｎは入力画像の画像サイズに応じて異なる値となる。
【００３４】
生成部２０は、スケールダウン及びスケールアップにおいて、平滑化フィルタとして５×５のガウシアンフィルタを使用する場合を例に説明したが、これに限定されない。また、生成部２０は、平滑化フィルタではなく、いわゆる補間処理によってスケールダウン及びスケールアップを行なってもよい。補間処理の具体例としては、バイリニア法、バイキュービック法などが挙げられる。
【００３５】
また、生成部２０は、例えば多重解像度画像をいわゆるラプラシアンピラミッドとしているが、これに限定されることなく、他の方法によって多重解像度画像を生成してもよい。画像処理装置１０は、入力画像の隣接画素間での差分（勾配）に着目し、これを操作することを意図としている。つまり、生成部２０は、隣接画素間の差分（勾配）が多重解像度の各解像度画像に反映されていれば、どのような多重解像度画像を生成してもよい。例えば、あまり一般的な手法ではないが、各解像度画像に対して方向性をもたせた２枚の画像（１枚目はｘ方向の隣接画素間での差分を反映、２枚目はｙ方向の隣接画素間での差分を反映）を用いて多重解像度画像が生成されてもよい。
【００３６】
平均値算出部３０は、上述したように、生成部２０が生成した複数の解像度画像それぞれに対し、解像度画像毎にコントラストの平均値を算出し、平均値保存部５０に対して出力する。
【００３７】
調整部４０は、多重解像度画像（一連のラプラシアン成分画像）に対し、下式１によって信号値を調整（変換）する操作を行う。
【００３８】
【数１】
2015169984.tif 000003
【００３９】
図２は、信号値それぞれの値に応じて予め定められた調整量（上式１による信号値の調整前・後の関係）の第１実施例を示すグラフである。調整部４０は、図２に示した調整量を用いて、解像度画像それぞれのコントラストを調整する。
【００４０】
図２において、実太線が上式１の関係を表し、点線が傾き１の場合（参考）を表している。傾き１の点線は、調整部４０が信号値それぞれに対して何も調整を行わなかった場合に対応している。
【００４１】
図２からも明らかなように、調整部４０は、絶対値が小さな信号値（ラプラシアン成分の絶対値が小さい）に対しては相対的に大きな変化を与え、調整後には信号値の絶対値が増加するようにしている。
【００４２】
一方、調整部４０は、絶対値が大きな信号値（ラプラシアン成分が大きい）に対しては相対的に小さな変化を与え、調整後には信号値の絶対値が少なめの増加、又は減少するようにしている。
【００４３】
このように、調整部４０は、解像度画像の画素を示す信号値それぞれの値に応じて予め定められた調整量を用いて当該信号値をそれぞれ調整することにより、複数の解像度画像それぞれのコントラストを調整している。つまり、多重解像度画像操作部（調整部）４０は、信号値（各画素のデータ値又は係数値などとも称する）の大きさに応じて、操作の前・後で信号値の比率が変化するように操作を行う。
【００４４】
また、調整部４０が行う信号値の調整は、上述した例に限定されない。例えば、調整部４０は、上式１に示したような数式ではなく、ルックアップテーブル（ＬＵＴ）などを用いて多重解像度画像のコントラストを調整してもよい。
【００４５】
なお、入力画像のダイナミックレンジ（Ｄｒ：階調範囲）は、ＹＣｂＣｒ色空間のＹ成分の場合には１．０である。即ち、入力画像のＤｒは、０．０〜１．０の値をとる。また、図２に示された各解像度画像の信号値（Ｌ）の絶対値を増加させるように調整する信号値の範囲（Ｖ）は、例えば下式２によって示される。
【００４６】
【数２】
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【００４７】
つまり、調整部４０は、入力画像の階調範囲に対する信号値の値の比（Ｌ／Ｄｒ）が、少なくとも予め定められた閾値（例えば０．１）未満である場合には、当該信号値を調整する。
【００４８】
上式２によって規定される範囲に対して信号値を調整することによって「明瞭感」や「凹凸感」が向上する理由は、必ずしも明らかになっているわけではないが、次のように考えられる。上述したように、撮影対象の実際のダイナミックレンジに比べて、カメラなどの撮像素子やディスプレイなどの表示装置のダイナミックレンジは非常に狭い。このため、撮像素子による撮影やディスプレイによる表示では、ダイナミックレンジ圧縮が行われる。このときに、比較的小さな濃度差を有するエッジ部や勾配も、ダイナミックレンジの圧縮にともなって、視覚的に望ましい圧縮量よりも強く圧縮される。よって、比較的小さな濃度差を有するエッジ部や勾配も知覚しづらくなってしまう。この結果として、「明瞭感」や「凹凸感」が悪化すると考えられる。
【００４９】
従って、調整部４０が上式２によって規定される範囲に対して信号値を調整することにより、相対的に小さな濃度差を持つ領域では、エッジや勾配を相対的に大きくする画像処理となる。よって、ダイナミックレンジ圧縮にともなって劣化してしまうような比較的小さな濃度差を有するエッジ部や勾配を再度大きくすることができるため、「明瞭感」や「凹凸感」が向上する。
【００５０】
平均値保存部５０は、調整部４０が信号値を調整する前後において、各解像度レベル毎に解像度画像の平均値が一致するように、調整部４０が出力した各解像度画像の信号値に対し、下式３を用いた処理を行う。
【００５１】
【数３】
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【００５２】
再構成部６０は、生成部２０とは逆の演算を繰り返すことにより、調整部４０がコントラストを調整して平均値保存部５０が平均値を処理した複数の解像度画像それぞれを用いて、入力画像に対応する出力画像を再構成する。つまり、再構成部６０は、低解像側の解像度レベルから演算を始め、スケールアップ後に平均値保存部５０が処理した各解像度レベルの信号値を加算するといった処理を各解像度レベルで繰り返してＹ成分画像を再構成する。
【００５３】
また、再構成部６０は、スケールアップにおいても、生成部２０におけるスケールアップと同じ手法で演算を行う。つまり、再構成部６０は、縦横２倍にしたサイズの画像を、奇数行・列については偶数行・列と同一の信号値をひとまず割り当てる。その後、再構成部６０は、５×５のガウシアンフィルタによって平滑化処理を行なった画像データを作成することによりスケールアップ画像を生成する。
【００５４】
なお、画像処理装置１０は、スケールダウンを繰り返す場合に、入力画像によっては画像サイズが奇数となってしまった場合には、１行（列）を追加して画像サイズが常に偶数となるようにしてからスケールダウンを行う。そして、画像処理装置１０は、追加する１行（１列）には画像の最大行（列）と同じ信号値を割り当てるようにして追加を行う。また、画像処理装置１０は、このようにして追加した行（列）をどこの解像度レベルで追加したのかをあらかじめ記憶しておき、再構成する場合には、追加した行（列）を取り除いてから上位レベルへ返却するようにしている。
【００５５】
なお、画像処理装置１０は、画像サイズを常に偶数に維持することに限定されない。例えば、画像処理装置１０は、上述のように１行（列）追加するのではなく、補完処理によって画像サイズを変えてもよい。また、画像処理装置１０は、入力画像の画像サイズを予め２の階乗に拡張してから多重解像度画像を生成してもよい。
【００５６】
このように、画像処理装置１０は、一連の処理によって生成した新たなＹ成分データを用いて、ＹＣｂＣｒ色空間からＲＧＢ色空間への変換を行ない、ＲＧＢの色成分をもつ画像データを出力画像として出力する。ここで、画像処理装置１０は、ＣｂＣｒ成分については、入力画像から生成後になにも加工をせずに使用する。
【００５７】
従って、画像処理装置１０は、複数の解像度画像それぞれのコントラストを調整しても、平均値保存部５０によって出力画像の画素値の平均値が入力画像の画素値の平均値から変化してしまうことを防止することができるので、画像の明るさや色味の変化を抑制しつつ、画像の「明瞭感」及び「凹凸感」を向上させることができる。
【００５８】
（第２実施形態）
図３は、第２実施形態にかかる画像処理装置１０ａの構成を示すブロック図である。まず、画像処理装置１０ａの概要について説明する。図３に示すように、画像処理装置１０ａは、平均値算出部３０ａ、多重解像度画像生成部（生成部）２０ａ、多重解像度画像操作部（調整部）４０ａ、再構成部６０ａ及び平均値保存部５０ａを有する。なお、画像処理装置１０ａを構成する各部は、ハードウェアによって構成されてもよいし、図示しないＣＰＵにより実行されるソフトウェアによって構成されてもよい。
【００５９】
第２実施形態にかかる画像処理装置１０ａは、第１実施形態にかかる画像処理装置１０が各解像度レベルにおいて信号値の調整の前後でのコントラストの平均値が保存されるような構成であるのに対して、一連の画像処理（多重解像度画像生成、信号値の調整、再構成）を終えた後の画像に対して、平均値が保存されるように処理を行う構成になっている。また、画像処理装置１０ａも画像処理装置１０と同様に、ＹＣｂＣｒ色空間のＹ成分についてのみコントラストの調整を行う。
【００６０】
なお、画像処理装置１０ａは、図示しない変換部によりＲＧＢの色成分を持つ入力画像をＹＣｂＣｒ色空間へ変換して、Ｙ成分のみに対して後述する画像処理を行う。また、画像処理装置１０ａは、後述した画像処理を行った出力画像を、図示しない変換部によりＹＣｂＣｒ色空間からＲＧＢの色成分へ変換して出力する。
【００６１】
平均値算出部３０ａは、入力画像（Ｙ成分画像）に対して平均値を算出し、算出した平均値を平均値保存部５０ａに対して出力する。
【００６２】
生成部２０ａは、生成部２０と同様に、多重解像度画像の生成を行う。調整部４０ａは、調整部４０と同様に、コントラストを調整する。再構成部６０ａは、再構成部６０と同様に、スケールアップと信号値調整後の各解像度レベルでの画像の加算を繰り返して、コントラスト調整後のＹ成分画像を生成する。
【００６３】
平均値保存部５０ａは、調整部４０ａがコントラストを調整して再構成部６０ａが再構成したＹ成分画像の平均値と、平均値算出部３０ａが入力画像に対して算出したＹ成分画像の平均値とを用い、下式４によってＹ成分データの平均値を保存する処理を行う。
【００６４】
【数４】
2015169984.tif 000006
【００６５】
第２実施形態にかかる画像処理装置１０ａは、再構成部６０が多重解像度画像から画像を再構成した後に平均値保存部５０ａがＹ成分データの平均値を保存するので、平均値を保存する処理が１つの画像データ（再構成された画像）に対して１回となる。よって、第２実施形態にかかる画像処理装置１０ａは、第１実施形態にかかる画像処理装置１０よりも少ない計算量によって画像の明るさや色味の変化を抑制しつつ、画像の「明瞭感」及び「凹凸感」を向上させることができる。
【００６６】
一方、第１実施形態にかかる画像処理装置１０は、各解像度画像の信号値の平均値を保存して出力画像の再構成を行うので、第２実施形態にかかる画像処理装置１０ａよりも画像の部分的（局所的）な平均値の変化を緩和することができる。つまり、画像処理装置１０は、入力画像の概観（全体的な印象）をより良好に保存して「明瞭感」及「凹凸感」を向上させることができる。
【００６７】
次に、調整部４０（又は調整部４０ａ）が行うコントラストの調整の第２実施例について説明する。図４は、調整部４０（又は調整部４０ａ）が行うコントラストの調整量の第２実施例を示すグラフである。なお、図４（ａ）に示したグラフの中心部分（ラプラシアン成分の絶対値が小さい領域）を拡大して示したグラフが図４（ｂ）である。
【００６８】
図４に示した調整量の第２実施例は、図２示した調整量の第１実施例に比べて、各解像度レベルにおける信号値の調整量が異なる。具体的には、第２実施例は、低勾配領域（ラプラシアン成分の絶対値が小さな値となっているデータ箇所）において、第１実施例よりも調整量が抑えられている。
【００６９】
図４（ａ）、（ｂ）では、太実線が第２実施例における調整前後のラプラシアン成分の関係を示している。細実線は、第１実施例における調整前後のラプラシアン成分の関係を示している。また、点線は、傾き１の関係を参考として示したものである。
【００７０】
特に、図４（ｂ）から分かるように、第１実施例と第２実施例とでは、ラプラシアン成分の絶対値が０．０４未満の領域に差があり、ラプラシアン成分の絶対値が０．０４以上の領域では同一となっている。つまり、第２実施例では、ラプラシアン成分の絶対値が０．０４未満の領域において、信号値の調整量が、第１実施例の調整量に比べて抑えられている。
【００７１】
以下に、第２実施例において得られる効果を説明する。画像に含まれるノイズ成分は、画像の信号成分（実際に撮影対象に存在していた濃淡）とは異なり、強調を行ないたくない対象である。その一方で、様々な理由によって発生するノイズが撮影画像に含まれる（重畳されてしまう）ことを避けることは非常に難しい。発明者の検討によれば、こうしたノイズ成分の特徴は、決して大きな勾配ではなく、ごく小さな勾配によるものであることが多いことが判明した。こうした小さな勾配を、ラプラシアン成分の視点で考えると、ごく小さなラプラシアン成分に対応する。一方で、画像の信号成分は、ノイズ成分と比較すると、やや大きなラプラシアン成分に対応することが検討により明らかになった。第２実施例は、こうした検討結果を反映したものである。つまり、ノイズ成分の強調につながりやすい小さなラプラシアン成分の調整量を抑制し、ノイズを強調してしまうことを防止している。このように、調整量の第２実施例が用いられると、ノイズの強調を抑えつつ、画像の信号成分を実際の撮影対象に存在していた濃淡に近付ける調整を行なって、「明瞭感」及び「凹凸感」の改善を図ることが可能となる。
【００７２】
次に、調整部４０（又は調整部４０ａ）が行うコントラストの調整の第３実施例について説明する。第３実施例では、第２実施例で行なっていた信号値の調整をすべての解像度レベルに適用するのではなく、高解像度側と低解像度側の両方において適用するものとする。なお中解像度側に適用する信号値の調整は、第１実施例と同じとする。つまり、高解像度側と低解像度側においては、低勾配領域（ラプラシアン成分の絶対値が小さな値となっているデータ箇所）では調整量を抑え、中解像度画像に対しては、低勾配領域での調整量を抑えないようにされている。
【００７３】
第３実施例における高解像度、中解像度、及び低解像度の区別は、以下のようにされている。第３実施例においては、入力画像の画素数は、例えば４９２８×３２８０ｐｉｘであるとする。この画像サイズの場合、例えば生成部２０が生成する解像度レベルは、レベル０からレベル１３となる。例えば、高解像度側の解像度レベルは、解像度レベル０〜解像度レベル２までとする。そして、解像度レベル０〜解像度レベル２の解像度画像に対しては、図４に示した低勾配領域の調整量を抑えた処理が適用される。
【００７４】
次に、解像度レベル３〜解像度レベル７までを中解像度レベルとして、図２に示した低勾配領域の調整量を抑えない処理が適用される。さらに、解像度レベル８〜解像度レベル１３までは、低解像度レベルとして再び図４に示した低勾配領域の調整量を抑えた処理が適用される。
【００７５】
以下に、第３実施例において得られる効果を説明する。上述したように、画像に含まれるノイズ成分は、大きな勾配ではなくごく小さな勾配によるものであることが多い。発明者の検討によると、画像に含まれるノイズ成分は、さらに高解像度画像に多く含まれることが判明した。その一方で、中解像度画像には、ごく小さな勾配にも画像の信号成分である撮影対象に実際に存在する濃淡が含まれるということも明らかになった。そして、低解像度では、ノイズというよりも低勾配の調整量が多くなることによって濃度段差（擬似輪郭）が目立ちやすくなるという問題がある。この問題に対しても、ごく小さな勾配に対応するラプラシアン成分の調整量を抑制することにより、問題の発生を解消することができる。
【００７６】
つまり、第３実施例が用いられると、ノイズの強調や、階調段差（擬似輪郭）の発生を抑えつつ、画像の信号成分（実際に撮影対象に存在していた濃淡）を必要以上に抑制することなく、画像の信号成分を調整することができるようになる。その結果として、画像の「明瞭感」及び「凹凸感」の改善を行うことができる。
【００７７】
本実施形態の画像処理装置１０（又は画像処理装置１０ａ）で実行される画像処理プログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｋ）等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録されてコンピュータ・プログラム・プロダクトとして提供される。
【００７８】
また、本実施形態の画像処理装置１０（又は画像処理装置１０ａ）で実行される画像処理プログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成してもよい。
【００７９】
また、本実施形態の画像処理プログラムを、ＲＯＭ等に予め組み込んで提供するように構成してもよい。
【００８０】
このように、画像処理装置１０又は画像処理装置１０ａによれば、ダイナミックレンジを十分に使用している場合であっても、コントラストが低下してしまう濃度領域を発生させることなく、すべての濃度領域でコントラストを強調することが可能である。なお、第１実施形態にかかる画像処理装置１０の調整部４０は、図２に例示された予め定められた調整量を用いてコントラストの調整を行うことに限定されない。また、第２実施形態にかかる画像処理装置１０ａの調整部４０ａも、図４に例示された予め定められた調整量を用いてコントラストの調整を行うことに限定されない。即ち、画像処理装置１０及び画像処理装置１０ａは、それぞれ図２又は図４のいずれに示された調整量を用いてコントラストの調整を行ってもよいし、図示しない他の異なる予め定められた調整量を用いてコントラストの調整を行ってもよい。
【符号の説明】
【００８１】
１０、１０ａ  画像処理装置
２０、２０ａ  多重解像度画像生成部（生成部）
３０、３０ａ  平均値算出部
４０、４０ａ  多重解像度画像操作部（調整部）
５０、５０ａ  平均値保存部
６０、６０ａ  再構成部
【先行技術文献】
【特許文献】
【００８２】
【特許文献１】特開２００３−１３４３５２号公報
【特許文献２】特許第５３４８１４５号公報
【図１】
2015169984.tif 000007
【図２】
2015169984.tif 000008
【図３】
2015169984.tif 000009
【図４】
2015169984.tif 000010