(57)【要約】【課題】光源に起因する非所望像成分を抑制する。【解決手段】実施形態によれば、画像処理装置は、低周波画像生成部と、振幅制限部と、第１の減算部と、第２の減算部とを含む。低周波画像生成部は、入力画像の低周波画像を生成する。振幅制限部は、低周波画像に含まれる各画素の振幅を当該振幅が減少するように制限することによって、振幅制限画像を得る。第１の減算部は、低周波画像から振幅制限画像を減算することによって、差分画像を得る。第２の減算部は、入力画像から差分画像に基づく画像を減算することによって、補正画像を得る。【選択図】図１
2015173422.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力画像の低周波画像を生成する低周波画像生成部と、
前記低周波画像に含まれる各画素の振幅を当該振幅が減少するように制限することによって、振幅制限画像を得る振幅制限部と、
前記低周波画像から前記振幅制限画像を減算することによって、差分画像を得る第１の減算部と、
前記入力画像から前記差分画像に基づく画像を減算することによって、補正画像を得る第２の減算部と
を具備する、画像処理装置。
【請求項２】
前記振幅制限部は、前記低周波画像に含まれる各画素の振幅に対して、下に凸の特性を持つ単調増加関数を用いた振幅の変換と、振幅を減少させるためのスケーリングとを適用することによって、前記振幅制限画像を得る、請求項１記載の画像処理装置。
【請求項３】
前記振幅制限部は、前記低周波画像に含まれる各画素の振幅に対して、γ＞１の逆γ補正と、振幅を減少させるためのスケーリングとを適用することによって、前記振幅制限画像を得る、請求項１記載の画像処理装置。
【請求項４】
入力画像の低周波画像を生成する低周波画像生成部と、
前記低周波画像に含まれる各画素の振幅を当該振幅が減少するように制限することによって、振幅制限画像を得る振幅制限部と、
前記低周波画像から前記振幅制限画像を減算することによって、差分画像を得る減算部と、
前記入力画像の高周波画像に前記差分画像に基づく画像を加算することによって、補正画像を得る加算部と
を具備する、画像処理装置。
【請求項５】
入力画像に比べてサンプル数の少ない、当該入力画像の低周波画像を生成する低周波画像生成部と、
前記低周波画像に含まれる各画素の振幅を当該振幅が減少するように制限することによって、振幅制限画像を得る振幅制限部と、
前記低周波画像から前記振幅制限画像を減算することによって、第１の差分画像を得る第１の減算部と、
前記第１の差分画像に基づく画像をアップコンバートすることによって、前記入力画像とサンプル数の等しい第２の差分画像を得るアップコンバート部と、
前記入力画像から前記第２の差分画像に基づく画像を減算することによって、補正画像を得る第２の減算部と
を具備する、画像処理装置。
【請求項６】
前記低周波画像生成部は、前記入力画像に対してウェーブレット変換を適用することによって前記低周波画像を生成する、請求項５記載の画像処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
実施形態は、画像処理に関する。
【背景技術】
【０００２】
比較的明るい光源と共に被写体を撮影すると、撮影画像に例えばフレア、ハレーションまたはゴーストなどと呼ばれる像が写ることがある。係る像は、映像効果の一種として意図的に利用されることもあるが、一般的には所望の被写体の視認性を低下させるおそれがあるので以降の説明では非所望像と呼ばれる。例えば、車両に搭載されたカメラによって夜間に撮影された画像には対向車のヘッドライト、街灯などの光源に起因する非所望像が写り、当該光源周囲の歩行者、車両、障害物などが見づらくなることがある。
【０００３】
光源に起因する非所望像を含む画像において所望の被写体の視認性を向上させるためには、当該非所望像成分を抑制する画像処理が有効である。係る画像処理として、従来、不飽和画像と点像分布関数（ＰＳＦ：Ｐｏｉｎｔ  Ｓｐｒｅａｄ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）との畳み込み演算を行うものが提案されている。しかしながら、不飽和画像を用意するためには画像の撮影時に特殊な撮像手段が必要であるうえ、既に撮影された画像に対応する不飽和画像を新たに用意することは容易ではない。また、畳み込み演算に必要とされる計算量は比較的大きい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１５２９２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
実施形態は、光源に起因する非所望像成分を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施形態によれば、画像処理装置は、低周波画像生成部と、振幅制限部と、第１の減算部と、第２の減算部とを含む。低周波画像生成部は、入力画像の低周波画像を生成する。振幅制限部は、低周波画像に含まれる各画素の振幅を当該振幅が減少するように制限することによって、振幅制限画像を得る。第１の減算部は、低周波画像から振幅制限画像を減算することによって、差分画像を得る。第２の減算部は、入力画像から差分画像に基づく画像を減算することによって、補正画像を得る。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】第１の実施形態に係る画像処理装置を例示するブロック図。
【図２Ａ】非所望像を含まない画像を例示する図。
【図２Ｂ】図１の画像処理装置において処理される入力画像を例示する図。
【図２Ｃ】図１の画像処理装置において処理される低周波画像を例示する図。
【図２Ｄ】図１の画像処理装置において処理される振幅制限画像を例示する図。
【図２Ｅ】図１の画像処理装置において処理される差分画像を例示する図。
【図２Ｆ】図１の画像処理装置において処理される補正画像を例示する図。
【図３】図１の画像処理装置の動作を例示するフローチャート。
【図４Ａ】非所望像を含む入力画像を例示する図。
【図４Ｂ】図４Ａに例示される入力画像に対して図１の画像処理装置が画像処理を行うことによって生成される補正画像を例示する図。
【図５】第２の実施形態に係る画像処理装置を例示するブロック図。
【図６Ａ】非所望像を含まない画像を例示する図。
【図６Ｂ】図５の画像処理装置において処理される入力画像を例示する図。
【図６Ｃ】図５の画像処理装置において処理される低周波画像を例示する図。
【図６Ｄ】図５の画像処理装置において処理される振幅制限画像を例示する図。
【図６Ｅ】図５の画像処理装置において処理される差分画像を例示する図。
【図６Ｆ】図５の画像処理装置において処理されるアップコンバートされた差分画像を例示する図。
【図６Ｇ】図５の画像処理装置において処理される補正画像を例示する図。
【図７】図５の画像処理装置の動作を例示するフローチャート。
【図８】第３の実施形態に係る画像処理装置を例示するブロック図。
【図９】第４の実施形態に係る画像処理システムを例示するブロック図。
【図１０Ａ】非所望像を含む入力画像を例示する図。
【図１０Ｂ】図１０Ａに例示される入力画像に対して図１の画像処理装置が画像処理を行うことによって生成される補正画像を例示する図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図面を参照しながら実施形態の説明が述べられる。尚、以降、説明済みの要素と同一または類似の要素には同一または類似の符号が付され、重複する説明は基本的に省略される。
【０００９】
（第１の実施形態）  
図１に例示されるように、第１の実施形態に係る画像処理装置は、低周波画像生成部１０１、振幅制限部１０２、減算部１０３、乗算部１０４および減算部１０５を含む。図１の画像処理装置は、例えばフレア、ハレーション、ゴーストなどの光源に起因する非所望像を含む入力画像１１に対して当該非所望像成分を抑制する画像処理を行うことによって補正画像１６を生成する。
【００１０】
図２Ａは、光源および当該光源に比べて低輝度の所望の被写体を撮影した画像における１ライン上の理想的な振幅の分布を例示する。図２Ａに示されるように、光源の輝度はおよそ２５０程度であり、被写体の輝度はおよそ８０程度である。但し、図２Ａの例では上記光源に起因する非所望像の影響が考慮されておらず、実際にはこの画像の同ライン上の画素の振幅は図２Ｂに例示されるように分布する。図２Ｂに示される分布では、光源に起因する非所望像の影響により当該光源の周囲の画素の振幅が本来よりも高くなり、所望の被写体の信号成分は非所望像成分によって埋もれてしまう。
【００１１】
低周波画像生成部１０１は、入力画像１１を受け取り、当該入力画像１１の低周波画像１２を生成する。例えば、入力画像１１の所定ライン上の画素の振幅が前述の図２Ｂに示されたように分布している場合には、低周波画像１２の同ライン上の画素の振幅は図２Ｃに例示されるように分布する。低周波画像生成部１０１は、入力画像１１を平滑化することによって低周波画像１２を生成してもよいし、入力画像１１に低域通過型フィルタを適用することによって低周波画像１２を生成してもよいし、入力画像１１に例えばウェーブレット変換などのサブバンド分解を適用することによって低周波画像１２を生成してもよい。或いは、低周波画像生成部１０１は、入力画像１１の高周波画像を生成してから当該入力画像１１より減算することによって低周波画像１２を生成してもよい。低周波画像生成部１０１は、低周波画像１２を振幅制限部１０２および減算部１０３へと出力する。
【００１２】
振幅制限部１０２は、低周波画像生成部１０１から低周波画像１２を入力する。振幅制限部１０２は、低周波画像１２に含まれる各画素の振幅（即ち、濃度値）を当該振幅が減少するように制限することによって振幅制限画像１３を得る。例えば、低周波画像１２の上記所定ライン上の画素の振幅が前述の図２Ｃに示されたように分布している場合には、振幅制限画像１３の同ライン上の画素の振幅は図２Ｄに例示されるように分布する。なお、振幅制限部１０２は、振幅制限画像１３に含まれる各画素の振幅を都度演算してもよいし、事前に用意されたルックアップテーブルを利用して振幅制限画像１３に含まれる各画素の振幅をルックアップしてもよい。振幅制限部１０２は、振幅制限画像１３を減算部１０３へと出力する。
【００１３】
具体的には、振幅制限部１０２は、低周波画像１２に含まれる各画素の振幅に対して、下に凸の特性を持つ単調増加関数を用いた振幅の変換と、振幅を減少させるためのスケーリングとを適用することによって振幅制限画像１３を生成してもよい。例えば、振幅制限部１０２は、下記数式（１）に示されるように、低周波画像１２に含まれる各画素の振幅に対して、γ＞１の逆γ補正と、振幅を減少させるためのスケーリングとを適用することによって、振幅制限画像１３を生成してもよい。
【００１４】
【数１】
2015173422.tif 000003
【００１５】
数式（１）において、ＲＧＬＦ（ｉ，ｊ）は振幅制限画像１３において座標（ｉ，ｊ）を占める画素の振幅を表し、Ａは振幅を減少させるためのスケーリング係数を表しておりその値は画素の最大振幅（数式（１）の例において「２５５」）未満に設定され、ＬＦ（ｉ，ｊ）は低周波画像１２において座標（ｉ，ｊ）を占める画素の振幅を表し、γは１より大きな実数である。
【００１６】
減算部１０３は、低周波画像生成部１０１から低周波画像１２を入力し、振幅制限部１０２から振幅制限画像１３を入力する。減算部１０３は、低周波画像１２から振幅制限画像１３を減算することによって、差分画像１４を得る。例えば、低周波画像１２の上記所定ライン上の画素の振幅が前述の図２Ｃに示されたように分布し、かつ、振幅制限画像１３の同ライン上の画素の振幅が図２Ｄに示されたように分布する場合には、差分画像１４の同ライン上の画素の振幅は図２Ｅに例示されるように分布する。減算部１０３は、差分画像１４を乗算部１０４へと出力する。
【００１７】
乗算部１０４は、減算部１０３から差分画像１４を入力する。乗算部１０４は、差分画像１４に含まれる各画素の振幅に振幅調整用の係数ｋを乗算することによって、振幅調整された差分画像１５を得る。ｋは、例えば入力画像１１の性質などを鑑みて任意の値に設計されてよいが、例えば１または１に近い値に設定することが想定される。なお、ｋ＝１の場合には、振幅調整された差分画像１５に含まれる各画素の振幅は差分画像１４のものと同一であるから乗算部１０４は省略されてよい。乗算部１０４は、振幅調整された差分画像１５を減算部１０５へと出力する。
【００１８】
減算部１０５は、入力画像１１を受け取り、乗算部１０４から振幅調整された差分画像１５を入力する。減算部１０５は、下記数式（２）に示されるように、入力画像１１から振幅調整された差分画像１５を減算することによって補正画像１６を生成し、これを出力する。なお、補正画像１６に対してさらにγ補正を適用してもよい。補正画像１６に対してγ補正を適用することにより、当該補正画像１６に含まれる暗部の視認性を向上させることができる。
【００１９】
【数２】
2015173422.tif 000004
【００２０】
数式（２）において、ｇ（ｉ，ｊ）は補正画像１６において座標（ｉ，ｊ）を占める画素の振幅を表す。また、数式（２）において、（ＬＦ（ｉ，ｊ）−ＲＧＬＦ（ｉ，ｊ））は差分画像１４において座標（ｉ，ｊ）を占める画素の振幅を表し、ｋ・（ＬＦ（ｉ，ｊ）−ＲＧＬＦ（ｉ，ｊ））は振幅調整された差分画像１５において座標（ｉ，ｊ）を占める画素の振幅を表す。
【００２１】
例えば、入力画像１１の上記所定ライン上の画素の振幅が前述の図２Ｂに示されたように分布し、かつ、振幅調整された差分画像１５の同ライン上の画素の振幅が図２Ｅに示されたように分布する場合には、補正画像１６の同ライン上の画素の振幅は図２Ｆに例示されるように分布する。図２Ｆの分布では、所望の被写体を表す画素において非所望像成分は抑制されつつ当該被写体の信号成分は維持されているので、図２Ｂの分布に比べて当該被写体の視認性が向上する。
【００２２】
図１の画像処理装置は、図３に例示されるように動作してよい。図３の処理が開始すると、低周波画像生成部１０１は、入力画像１１の低周波画像１２を生成する（ステップＳ２０１）。振幅制限部１０２は、ステップＳ２０１において生成された低周波画像１２に含まれる各画素の振幅を当該振幅が減少するように制限することによって、振幅制限画像１３を生成する（ステップＳ２０２）。
【００２３】
減算部１０３は、ステップＳ２０２において生成された振幅制限画像１３をステップＳ２０１において生成された低周波画像１２から減算することによって、差分画像１４を生成する（ステップＳ２０３）。減算部１０５は、ステップＳ２０３において生成された差分画像１４を入力画像１１から減算することによって、補正画像１６を生成する（ステップＳ２０４）。
【００２４】
なお、ステップＳ２０３とステップＳ２０４との間に、差分画像１４の振幅を調整するステップが挿入されてもよい。この場合には、ステップＳ２０４において、減算部１０５は振幅調整された差分画像１５を入力画像１１から減算すればよい。
【００２５】
図４Ａは、車両に搭載されたカメラによって夜間に撮影された画像を簡略化して示しており、この画像では対向車のヘッドライトに起因する非所望像により所望の被写体である対向車およびその後方の車両の視認性が低下している。図１の画像処理装置は、図４Ａに示される画像を入力画像１１として受け取り、当該入力画像１１に対して例えば図３に示される画像処理を行うことによって、図４Ｂに例示される補正画像１６を生成できる。図４Ｂに示される画像では、ヘッドライトの周囲の非所望像成分が抑制されつつ対向車およびその後方の車両からの反射光の信号成分は維持されているので、図４Ａの画像に比べて当該対向車およびその後方の車両の視認性が向上する。
【００２６】
同様に、図１０Ａは、ライトおよびその周辺を撮影することによって得られた画像を示しており、この画像ではライトに起因する非所望像により当該ライトの周辺の被写体の視認性が低下している。図１の画像処理装置は、図１０Ａに示される画像を入力画像１１として受け取り、当該入力画像１１に対して例えば図３に示される画像処理を行うことによって、図１０Ｂに例示される補正画像１６を生成できる。図１０Ｂに示される画像では、ライトの周囲の非所望像成分が抑制されつつ当該ライトの周囲の周辺の被写体からの反射光の信号成分は維持されているので、図１０Ａの画像に比べて当該ライトの周辺の被写体の視認性が向上する。
【００２７】
以上説明したように、第１の実施形態に係る画像処理装置は、入力画像の低周波画像に含まれる各画素の振幅を当該振幅が減少するように制限することによって振幅制限画像を生成する。さらに、この画像処理装置は、振幅制限画像を低周波画像から減算することによって入力画像に含まれる光源に起因する非所望像成分を抑制するための差分画像を生成する。そして、画像処理装置は、入力画像から差分画像を減算することにより補正画像を生成する。従って、この画像処理装置によれば、入力画像に含まれる非所望像成分が抑制され、かつ、当該入力画像に含まれる所望の被写体の信号成分が維持された補正画像を得ることができる。さらに、この画像処理装置は、例えば逆γ補正のように必要とされる計算量が比較的小さい演算を用いて非所望像成分を抑制可能であるし、特殊な撮像手段によって撮影された画像も必要としない。
【００２８】
（第２の実施形態）  
前述の第１の実施形態に係る画像処理装置は、任意の手法で入力画像の低周波画像を生成する。例えばウェーブレット変換を入力画像に適用すると、当該入力画像に比べてサンプル数の少ない低周波画像を生成することができる。係るサンプル数の少ない低周波画像を用いることによって、種々の処理の計算量が削減されるので画像処理装置の動作を高速化することができる。
【００２９】
図５に例示されるように、第２の実施形態に係る画像処理装置は、低周波画像生成部３０１、振幅制限部３０２、減算部３０３、乗算部３０４、アップコンバート部３０５および減算部３０６を含む。図５の画像処理装置は、例えばフレア、ハレーション、ゴーストなどの光源に起因する非所望像を含む入力画像２１に対して当該非所望像成分を抑制する画像処理を行うことによって補正画像２７を生成する。
【００３０】
図６Ａは、光源および当該光源に比べて低輝度の所望の被写体を撮影した画像における１ライン上の理想的な振幅の分布を例示する。図６Ａに示されるように、光源の輝度はおよそ２５０程度であり、被写体の輝度はおよそ８０程度である。但し、図６Ａの例では上記光源に起因する非所望像の影響が考慮されておらず、実際にはこの画像の同ライン上の画素の振幅は図６Ｂに例示されるように分布する。図６Ｂに示される分布では、光源に起因する非所望像の影響により当該光源の周囲の画素の振幅が本来よりも高くなり、所望の被写体の信号成分は非所望像成分によって埋もれてしまう。
【００３１】
低周波画像生成部３０１は、入力画像２１を受け取り、当該入力画像２１の低周波画像２２を生成する。この低周波画像２２のサンプル数は入力画像２１に比べて少ない（例えば、１／４である）。例えば、入力画像２１の所定ライン上の画素の振幅が前述の図６Ｂに示されたように分布している場合には、低周波画像２２の同ライン上の画素の振幅は図６Ｃに例示されるように分布する。低周波画像生成部３０１は、入力画像２１に例えばウェーブレット変換などのサブバンド分解を適用することによって少ないサンプル数の低周波画像２２を生成してもよいし、入力画像２１と同じサンプル数の低周波画像を生成してから当該低周波画像をダウンコンバートすることによって低周波画像２２を生成してもよいし、入力画像２１をダウンコンバートしてから低周波画像２２を生成してもよい。低周波画像生成部３０１は、低周波画像２２を振幅制限部３０２および減算部３０３へと出力する。
【００３２】
振幅制限部３０２は、低周波画像生成部３０１から低周波画像２２を入力する。振幅制限部３０２は、低周波画像２２に含まれる各画素の振幅を当該振幅が減少するように制限することによって振幅制限画像２３を得る。例えば、低周波画像２２の上記所定ライン上の画素の振幅が前述の図６Ｃに示されたように分布している場合には、振幅制限画像２３の同ライン上の画素の振幅は図６Ｄに例示されるように分布する。なお、振幅制限部３０２は、振幅制限部１０２と同一または類似の処理を行ってもよい。振幅制限画像２３は前述の振幅制限画像１３に比べてサンプル数が少ないので、振幅制限部３０２によって行われる処理の計算量は振幅制限部１０２によって行われる処理の計算量に比べて小さい。振幅制限部３０２は、振幅制限画像２３を減算部３０３へと出力する。
【００３３】
減算部３０３は、低周波画像生成部３０１から低周波画像２２を入力し、振幅制限部３０２から振幅制限画像２３を入力する。減算部３０３は、低周波画像２２から振幅制限画像２３を減算することによって、差分画像２４を得る。例えば、低周波画像２２の上記所定ライン上の画素の振幅が前述の図６Ｃに示されたように分布し、かつ、振幅制限画像２３の同ライン上の画素の振幅が図６Ｄに示されたように分布する場合には、差分画像２４の同ライン上の画素の振幅は図６Ｅに例示されるように分布する。低周波画像２２および振幅制限画像２３のサンプル数は前述の低周波画像１２および振幅制限画像１３のサンプル数に比べて少ないので、減算部３０３によって行われる処理の計算量は減算部１０３によって行われる処理の計算量に比べて小さい。減算部３０３は、差分画像２４を乗算部３０４へと出力する。
【００３４】
乗算部３０４は、減算部３０３から差分画像２４を入力する。乗算部３０４は、差分画像２４に含まれる各画素の振幅に振幅調整用の係数ｋを乗算することによって、振幅調整された差分画像２５を得る。ｋは、例えば入力画像２１の性質などを鑑みて任意の値に設計されてよいが、例えば１または１に近い値に設定することが想定される。なお、ｋ＝１の場合には、振幅調整された差分画像２５に含まれる各画素の振幅は差分画像２４のものと同一であるから乗算部３０４は省略されてよい。差分画像２４のサンプル数は前述の差分画像１４のサンプル数に比べて少ないので、乗算部３０４によって行われる処理の計算量は乗算部１０４によって行われる処理の計算量に比べて小さい。乗算部３０４は、振幅調整された差分画像２５をアップコンバート部３０５へと出力する。
【００３５】
アップコンバート部３０５は、乗算部３０４から振幅調整された差分画像２５を入力する。アップコンバート部３０５は、振幅調整された差分画像２５をアップコンバートすることによってアップコンバートされた差分画像２６を生成する。このアップコンバートされた差分画像２６のサンプル数は入力画像２１のサンプル数に等しい。例えば、振幅調整された差分画像２５の上記所定ライン上の画素の振幅が前述の図６Ｅに示されたように分布している場合には、アップコンバートされた差分画像２６の同ライン上の画素の振幅は図６Ｆに例示されるように分布する。アップコンバート部３０５は、アップコンバートされた差分画像２６を減算部３０６へと出力する。
【００３６】
減算部３０６は、入力画像２１を受け取り、アップコンバート部３０５からアップコンバートされた差分画像２６を入力する。減算部３０６は、入力画像２１からアップコンバートされた差分画像２６を減算することによって補正画像２７を生成し、これを出力する。
【００３７】
例えば、入力画像２１の上記所定ライン上の画素の振幅が前述の図６Ｂに示されたように分布し、かつ、アップコンバートされた差分画像２６の同ライン上の画素の振幅が図６Ｆに示されたように分布する場合には、補正画像２７の同ライン上の画素の振幅は図６Ｇに例示されるように分布する。図６Ｇの分布では、所望の被写体を表す画素において非所望像成分は抑制されつつ当該被写体の信号成分は維持されているので、図６Ｂの分布に比べて当該被写体の視認性が向上する。
【００３８】
図５の画像処理装置は、図７に例示されるように動作してよい。図７の処理が開始すると、低周波画像生成部３０１は、入力画像２１の低周波画像２２を生成する（ステップＳ４０１）。前述のように、この低周波画像２２のサンプル数は、入力画像２１のサンプル数に比べて少ない。振幅制限部３０２は、ステップＳ４０１において生成された低周波画像２２に含まれる各画素の振幅を当該振幅が減少するように制限することによって、振幅制限画像２３を生成する（ステップＳ４０２）。
【００３９】
減算部３０３は、ステップＳ４０２において生成された振幅制限画像２３をステップＳ４０１において生成された低周波画像２２から減算することによって、差分画像２４を生成する（ステップＳ４０３）。アップコンバート部３０５は、ステップＳ４０３において生成された差分画像２４をアップコンバートすることによって、アップコンバートされた差分画像２６を生成する（ステップＳ４０４）。前述のように、このアップコンバートされた差分画像２６のサンプル数は、入力画像２１のサンプル数に等しい。
【００４０】
減算部３０６は、ステップＳ４０４において生成されたアップコンバートされた差分画像２６を入力画像２１から減算することによって、補正画像２７を生成する（ステップＳ４０５）。なお、ステップＳ４０３とステップＳ４０４との間に、差分画像２４の振幅を調整するステップが挿入されてもよい。この場合には、ステップＳ４０４において、アップコンバート部３０５は振幅調整された差分画像２５をアップコンバートすればよい。
【００４１】
以上説明したように、第２の実施形態に係る画像処理装置は、入力画像に比べてサンプル数の少ない、当該入力画像の低周波画像に基づいて、前述の第１の実施形態に係る画像処理装置と同一または類似の処理を行う。従って、この画像処理装置によれば、処理の計算量を削減することにより動作を高速化しつつ前述の第１の実施形態に係る画像処理装置と同一または類似の効果を得ることができる。
【００４２】
（第３の実施形態）  
前述の第１の実施形態および第２の実施形態に係る画像処理装置において、差分画像を振幅調整する処理は省略可能である。係る処理を省略することにより、これらの画像処理装置の構成を簡略化しても同一または類似の効果を得ることができる。
【００４３】
図８に例示されるように、第３の実施形態に係る画像処理装置は、低周波画像生成部５０１、振幅制限部５０２、減算部５０３および加算部５０４を含む。図８の画像処理装置は、例えばフレア、ハレーション、ゴーストなどの光源に起因する非所望像を含む入力画像３１に対して当該非所望像成分を抑制する画像処理を行うことによって補正画像３５を生成する。なお、図８の画像処理装置は第１の実施形態に係る画像処理装置の変形例に相当するが、本実施形態は第２の実施形態に係る画像処理装置の変形例を含み得る。
【００４４】
低周波画像生成部５０１は、入力画像３１を受け取り、当該入力画像３１の低周波画像３２および高周波画像３６を生成する。低周波画像生成部５０１は、低周波画像３２を生成してから当該低周波画像３２を入力画像３１から減算することによって高周波画像３６を生成してもよいし、高周波画像３６を生成してから当該高周波画像３６を入力画像３１から減算することによって低周波画像３２を生成してもよいし、入力画像３１に例えばウェーブレット変換などのサブバンド分解を適用することによって低周波画像３２および高周波画像３６をまとめて生成してもよい。低周波画像生成部５０１は、低周波画像３２を振幅制限部５０２および減算部５０３へと出力し、高周波画像３６を加算部５０４へと出力する。
【００４５】
振幅制限部５０２は、低周波画像生成部５０１から低周波画像３２を入力する。振幅制限部５０２は、低周波画像３２に含まれる各画素の振幅を当該振幅が減少するように制限することによって振幅制限画像３３を得る。なお、振幅制限部５０２は、振幅制限部１０２と同一または類似の処理を行ってもよい。振幅制限部５０２は、振幅制限画像３３を減算部５０３へと出力する。
【００４６】
減算部５０３は、低周波画像生成部５０１から低周波画像３２を入力し、振幅制限部５０２から振幅制限画像３３を入力する。減算部５０３は、低周波画像３２から振幅制限画像３３を減算することによって、差分画像３４を得る。減算部５０３は、差分画像３４を加算部５０４へと出力する。
【００４７】
加算部５０４は、低周波画像生成部５０１から高周波画像３６を入力し、減算部５０３から差分画像３４を入力する。加算部５０４は、高周波画像３６および差分画像３４を加算することによって補正画像３５を生成し、これを出力する。
【００４８】
ここで、高周波画像３６の各画素の振幅は下記数式（３）によって表現できる。
【００４９】
【数３】
2015173422.tif 000005
【００５０】
数式（３）において、ＨＦ（ｉ，ｊ）は高周波画像３６の座標（ｉ，ｊ）を占める画素の振幅を表す。故に、数式（２）にｋ＝１を代入すると、下記数式（４）を導出することができる。
【００５１】
【数４】
2015173422.tif 000006
【００５２】
故に、加算部５０４によって生成される補正画像３５は、ｋ＝１の場合に前述の減算部１０５によって生成される補正画像１６と同一である。
【００５３】
以上説明したように、第３の実施形態に係る画像処理装置は、差分画像を振幅調整する処理を省略することにより、第１の実施形態および第２の実施形態に係る画像処理装置の構成を簡略化しつつ同一または類似の効果を得ることができる。
【００５４】
（第４の実施形態）  
前述の第１の実施形態乃至第３の実施形態に係る画像処理装置は、種々の用途に応用可能である。具体的には、これらの画像処理装置は、監視カメラ、製品ラベル情報の読み取り、外観検査、ドライブレコーダ、ロボットカー、ディジタルカメラ（特に、逆光補正機能）などで取り扱われる画像を処理してもよい。
【００５５】
第４の実施形態に係る画像処理システムは、例えば車載カメラによって撮影された画像を入力画像として取り込み、当該入力画像に含まれる光源に起因する非所望像成分を抑制して補正画像を生成し、当該補正画像をモニタへと出力してもよい。具体的には、係る画像処理システムは、図９に例示されるように、カメラ６００、信号処理回路６１０およびモニタ６２０を含む。
【００５６】
カメラ６００は、動画または静止画を撮影し、撮影画像を信号処理回路６１０へと出力する。信号処理回路６１０は、カメラ６００からの撮影画像を入力する。信号処理回路６１０は、例えばＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ  Ｓｃａｌｅ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）などを含んでいてもよい。前述の第１の実施形態乃至第３の実施形態に係る画像処理装置は、係るＬＳＩ、ＦＰＧＡなどによって実装されてよい。信号処理回路６１０は、上記撮影画像を入力画像（例えば、入力画像１１、入力画像２１または入力画像３１）として、前述の第１の実施形態乃至第３の実施形態において説明された画像処理を行うことによって補正画像（例えば、補正画像１６、補正画像２７または補正画像３５）を生成する。信号処理回路６１０は、補正画像をモニタ６２０へと出力する。モニタ６２０は、信号処理回路６１０から補正画像を入力し、これを表示する。
【００５７】
以上説明したように第４の実施形態に係る画像処理システムは、前述の第１の実施形態乃至第３の実施形態に係る画像処理装置を種々の用途に応用する。従って、この画像処理システムによれば、第１の実施形態乃至第３の実施形態に係る画像処理装置と同一または類似の効果を得ることができる。例えば、製品のラベルの読み取り、非測定物の異常の検出、車両走行時の障害物の検出などを高精度に行うことができる。
【００５８】
上記各実施形態の処理の少なくとも一部は、汎用のコンピュータを基本ハードウェアとして用いることでも実現可能である。上記処理を実現するプログラムは、コンピュータで読み取り可能な記憶媒体に格納して提供されてもよい。プログラムは、インストール可能な形式のファイルまたは実行可能な形式のファイルとして記憶媒体に記憶される。記憶媒体としては、磁気ディスク、光ディスク（ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ等）、光磁気ディスク（ＭＯ等）、半導体メモリなどである。記憶媒体は、プログラムを記憶でき、かつ、コンピュータが読み取り可能であれば、何れであってもよい。また、上記処理を実現するプログラムを、インターネットなどのネットワークに接続されたコンピュータ（サーバ）上に格納し、ネットワーク経由でコンピュータ（クライアント）にダウンロードさせてもよい。
【００５９】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００６０】
１１，２１，３１・・・入力画像
１２，２２，３２・・・低周波画像
１３，２３，３３・・・振幅制限画像
１４，２４，３４・・・差分画像
１５，２５・・・振幅調整された差分画像
１６，２７，３５・・・補正画像
２６・・・アップコンバートされた差分画像
３６・・・高周波画像
１０１，３０１，５０１・・・低周波画像生成部
１０２，３０２，５０２・・・振幅制限部
１０３，１０５，３０３，３０６，５０３・・・減算部
１０４，３０４・・・乗算部
３０５・・・アップコンバート部
５０４・・・加算部
６００・・・カメラ
６１０・・・信号処理回路
６２０・・・モニタ
【図１】
2015173422.tif 000007
【図２Ａ】
2015173422.tif 000008
【図２Ｂ】
2015173422.tif 000009
【図２Ｃ】
2015173422.tif 000010
【図２Ｄ】
2015173422.tif 000011
【図２Ｅ】
2015173422.tif 000012
【図２Ｆ】
2015173422.tif 000013
【図３】
2015173422.tif 000014
【図４Ａ】
2015173422.tif 000015
【図４Ｂ】
2015173422.tif 000016
【図５】
2015173422.tif 000017
【図６Ａ】
2015173422.tif 000018
【図６Ｂ】
2015173422.tif 000019
【図６Ｃ】
2015173422.tif 000020
【図６Ｄ】
2015173422.tif 000021
【図６Ｅ】
2015173422.tif 000022
【図６Ｆ】
2015173422.tif 000023
【図６Ｇ】
2015173422.tif 000024
【図７】
2015173422.tif 000025
【図８】
2015173422.tif 000026
【図９】
2015173422.tif 000027
【図１０Ａ】
2015173422.tif 000028
【図１０Ｂ】
2015173422.tif 000029