(57)【要約】【課題】輝度の補正と彩度の補正各々について、所望する補正強度をユーザが容易に指定することができる画像処理装置を提供する。【解決手段】画像に対して、輝度分布の補正と、彩度分布の補正とを行う画像補正部と、ユーザによる入力から１つの指定値のみを取得し、前記指定値に基づいて前記画像補正部における輝度分布の補正強度を示す輝度補正強度値と、彩度分布の補正強度を示す彩度補正強度値とを決定する補正強度決定部とを備えることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像に対して、輝度分布の補正と、彩度分布の補正とを行う画像補正部と、
ユーザによる入力から１つの指定値を取得し、前記指定値に基づいて前記画像補正部における輝度分布の補正強度を示す輝度補正強度値と、彩度分布の補正強度を示す彩度補正強度値とを決定する補正強度決定部と
を備えることを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記指定値は、予め設定された数値範囲から選択された値であ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】
前記数値範囲は、第１の数値範囲と第２の数値範囲とを有し、
前記補正強度決定部は、前記第１の数値範囲から前記指定値が選択された場合に、所定の１つの値を前記輝度補正強度値として決定する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】
前記第１の数値範囲において、前記指定値が増大すると前記輝度補正強度が増大す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】
前記補正強度決定部は、前記第２の数値範囲から前記指定値が選択された場合に、所定の１つの値を前記彩度補正強度値として決定することを特徴とする請求項３又は４に記載の画像処理装置。
【請求項６】
前記第２の数値範囲において、前記指定値が増大すると前記彩度補正強度値が増大することを特徴とする請求項３から５のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項７】
前記画像補正部は、前記画像に対して輝度分布の補正を行った後に彩度分布の補正を行うことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項８】
前記補正強度決定部は、輝度分布の補正が行われた画像に対してノイズ除去処理するために、前記ノイズ除去処理の強度を示すノイズ除去強度値を決定し、
前記画像補正部は、ノイズ除去強度値に基づいてノイズ除去処理を行うこと
を特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項９】
前記ノイズ除去強度値は、前記輝度補正強度値が大きいほど、大きい値であること
を特徴とする請求項８に記載の画像処理装置。
【請求項１０】
コンピュータを、
画像に対して、輝度分布の補正と、彩度分布の補正とを行う画像補正部、
ユーザによる入力から１つの指定値を取得し、前記指定値に基づいて前記画像補正部における輝度分布の補正強度を示す輝度補正強度値と、彩度分布の補正強度を示す彩度補正強度値とを決定する補正強度決定部
として機能させるための画像処理プログラム。
【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プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
良好な処理後画像を提供することを目的とする画像処理装置が特許文献１に開示されている。この画像処理装置は、カラーバランスの度合いを示す値に応じて画像の色補正量を求めて、彩度を調整し、明るさの度合いを示す値に応じて画像の明るさ補正量を求めて、コントラストを調整する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２７４４２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の画像処理装置にあっては、彩度、コントラストなど、複数の属性について調整を行うが、これらの属性の補正量は、画像処理装置が決定する。そのため、これらの属性のうち、いずれかに対する補正がユーザにとって所望の強度となっていないことがある。
【０００５】
本発明は、前記の点に鑑みてなされたものであり、輝度の補正と彩度の補正各々について、所望の補正強度をユーザが容易に指定することができる画像処理装置及び画像処理プログラム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】
【０００６】
本発明の一態様は、画像に対して、輝度分布の補正と、彩度分布の補正とを行う画像補正部と、ユーザによる入力から1つの指定値を取得し、前記指定値に基づいて前記画像補正部における輝度分布の補正強度を示す輝度補正強度値と、彩度分布の補正強度を示す彩度補正強度値とを決定する補正強度決定部とを備えることを特徴とする画像処理装置である。
【０００７】
また、本発明の一態様は、コンピュータを、画像に対して、輝度分布の補正と、彩度分布の補正とを行う画像補正部、ユーザによる入力から１つの指定値を取得し、前記指定値に基づいて前記画像補正部における輝度分布の補正強度を示す輝度補正強度値と、彩度分布の補正強度を示す彩度補正強度値とを決定する補正強度決定部として機能させるための画像処理プログラムである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の態様によれば、輝度の補正と彩度の補正各々について、所望する補正強度をユーザが容易に指定することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態における画像処理装置１００の構成を示す概略ブロック図である。
【図２】同実施形態におけるユーザ指定値Ｖと輝度補正強度値ＰＹとの対応関係を示すグラフである。
【図３】同実施形態におけるユーザ指定値Ｖとノイズ除去強度値ＰＮとの関係を示すグラフである。
【図４】同実施形態におけるユーザ指定値Ｖと彩度補正強度値ＰＳとの対応関係を示すグラフである。
【図５】同実施形態における輝度分布補正部１２１の構成を示す概略ブロック図である。
【図６】同実施形態における対象画素抽出部１３の動作を説明するフローチャートである。
【図７】同実施形態におけるヒストグラム生成部１２が生成するヒストグラムの例を示すグラフである。
【図８】同実施形態における対象画素抽出部１３が生成するクォンタイル関数値の例を示すグラフである。
【図９】同実施形態における対象画素抽出部１３が生成するクォンタイル関数値の微分値の例を示すグラフである。
【図１０】同実施形態における彩度分布補正部１２３の構成を示す概略ブロック図である。
【図１１】同実施形態におけるＮＲ画像Ｉ２の彩度の分布ｓｄと、出力画像Ｉ３の彩度の分布ｓｄ’とを比較する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の一実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は、画像処理装置１００構成を示す概略ブロック図である。画像処理装置１００は、画像補正強度を示すユーザ指定値を、ユーザから一つのみ取得し、該指定値から、輝度（明るさ）分布の補正強度を示す輝度補正強度値ＰＹと、ノイズ除去の強度を示すノイズ除去強度値ＰＮと、彩度分布の補正強度を示す彩度補正強度値ＰＳとを決定する補正強度決定部１０１と、入力された原画像Ｉ０に対して、輝度分布の補正と、ノイズ除去と、彩度分布の補正とを行い、出力画像Ｉ３を生成する画像補正部１０２とを含んで構成される。
【００１１】
補正強度決定部１０１は、指定値取得部１１１、輝度補正強度設定部１１２、ＮＲ処理強度設定部１１３、彩度補正強度設定部１１４を含んで構成される。画像補正部１０２は、輝度分布補正部１２１、ノイズ除去部１２２、彩度分布補正部１２３を含んで構成される。指定値取得部１１１は、ユーザによる入力から１つのユーザ指定値Ｖを取得する。ユーザ指定値Ｖは、画像補正強度を示す。ユーザ指定値Ｖがとり得る範囲は、予め設定された数値範囲であり、本実施形態では、０から２まで間の実数である。ユーザ指定値Ｖの取得は、図示しないキーボードなどの文字入力デバイスにより行っても良い。あるいは、スライトバーなどの数値指定用のオブジェクトを図示しない表示装置に表示させ、該オブジェクトに対する操作指示を、図示しないマウス、タッチパネルなどを用いて取得することで行っても良い。
【００１２】
輝度補正強度設定部１１２は、指定値取得部１１１から入力されたユーザ指定値Ｖに基づき、輝度分布の補正強度を示す輝度補正強度値ＰＹを決定する。決定方法の詳細は後述する。輝度補正強度設定部１１２は、決定した輝度補正強度値ＰＹを、輝度分布補正部１２１に設定する。ＮＲ処理強度設定部１１３は、指定値取得部１１１から入力されたユーザ指定値Ｖに基づき、ノイズ除去処理の処理強度を示すノイズ除去強度値ＰＮを決定する。決定方法の詳細は後述する。ＮＲ処理強度設定部１１３は、決定したノイズ除去強度値ＰＮを、ノイズ除去部１２２に設定する。
【００１３】
彩度補正強度設定部１１４は、ノイズ除去部１２２がノイズ除去処理したＮＲ画像Ｉ２の彩度の分布幅を表す値Ｓｏを算出する。彩度の分布幅を表す値は、例えば、ＮＲ画像Ｉ２の画素各々に対する彩度を表す値から、最大値と最小値とを抽出し、これらの差をとることで算出される。彩度補正強度設定部１１４は、指定値取得部１１１から入力されたユーザ指定値Ｖと、彩度の分布幅を表す値Ｓｏとに基づき、彩度分布の補正強度を示す彩度補正強度値ＰＳを決定する。決定方法の詳細は後述する。彩度補正強度設定部１１４は、決定した彩度補正強度値ＰＳを、彩度分布補正部１２３に設定する。
【００１４】
輝度分布補正部１２１は、入力された原画像Ｉ０に対して、輝度補正強度値ＰＹに従い、輝度分布の補正を行い、Ｙ補正画像Ｉ１を生成する。本実施形態では、輝度の分布幅が、輝度補正強度値ＰＹとなるよう輝度分布を補正することで、輝度補正強度値ＰＹが大きいほど、強い輝度分布の補正が行われるようにするが、輝度分布補正部１２１の詳細は、後述する。なお、輝度分布の補正を、例えば、輝度補正強度値ＰＹに応じた拡大率で、輝度の分布幅が拡大されるように行う、輝度補正強度値ＰＹに応じた大きさだけ、輝度の分布幅が増加されるように行うなど、その他の方法で行うようにしてもよい。
【００１５】
ノイズ除去部１２２は、輝度分布補正部１２１による補正結果であるＹ補正画像Ｉ１に対して、ノイズ除去強度値ＰＮに従い、ノイズ除去を行い、ＮＲ画像Ｉ２を生成する。ノイズ除去方法として、例えば、メディアンフィルタによるノイズ除去方法を用いるが、その他の方法であってもよい。また、例えば、ノイズ除去強度値ＰＮが大きいほど、ノイズと判定する閾値の大きさを小さくする、あるいは、ノイズ除去処理として画素値を変更する大きさを大きくすることで、ノイズ除去強度値ＰＮが大きいほど、強いノイズ除去処理がかかるようにする。
【００１６】
彩度分布補正部１２３は、ノイズ除去部１２２による処理結果であるＮＲ画像Ｉ２に対して、彩度補正強度値ＰＳに従い、彩度分布を補正し、出力画像Ｉ３を生成する。本実施形態では、彩度を表す値の分布幅が、彩度補正強度値ＰＳとなるよう彩度分布を補正することで、彩度補正強度値ＰＳが大きいほど、強い彩度分布の補正が行われるようにするが、彩度分布補正部１２３の詳細は、後述する。なお、彩度分布の補正を、例えば、彩度補正強度値ＰＳに応じた拡大率で、彩度を表す値の分布幅が拡大されるように行う、彩度補正強度値ＰＳに応じた大きさだけ、彩度を表す値の分布幅が増加されるように行うなど、その他の方法で行うようにしてもよい。
【００１７】
図２は、本実施形態におけるユーザ指定値Ｖと輝度補正強度値ＰＹとの対応関係を示すグラフである。図２のグラフにおいて、横軸はユーザ指定値Ｖであり、縦軸は輝度補正強度値ＰＹである。輝度補正強度設定部１１２は、該グラフに従い、輝度補正強度値ＰＹを決定する。図２のグラフにおいて、ユーザ指定値Ｖが０から１の間は、輝度補正強度値ＰＹの大きさは変わらず、１である（固定区間）。ユーザ指定値Ｖが１から２の間は、輝度補正強度値ＰＹは、ユーザ指定値Ｖと等しい（増加区間、第１の数値範囲）。すなわち、輝度補正強度決定部１１２は、第１の数値範囲からユーザ指定値Ｖが選択された場合に、所定の１つの値である１を輝度補正強度値ＰＹとして決定する。そして、第１の数値範囲においては、ユーザ指定値Ｖが増大すると、輝度補正強度値ＰＹも増大する。
【００１８】
図３は、本実施形態におけるユーザ指定値Ｖとノイズ除去強度値ＰＮとの関係を示すグラフである。図３のグラフにおいて、横軸はユーザ指定値Ｖであり、縦軸はノイズ除去強度値ＰＮである。ＮＲ処理強度設定部１１３は、該グラフに従い、ノイズ除去強度値ＰＮを決定する。図３のグラフにおいて、ユーザ指定値Ｖが０から１の間は、ノイズ除去強度値ＰＮの大きさは変わらず、予め設定された値Ｎｏである。ユーザ指定値Ｖが１から２の間は、ノイズ除去強度値ＰＮは、Ｎｏから１まで線形に増加する。すなわち、ユーザ指定値Ｖが１から２の間は、ユーザ指定値Ｖが大きくなるほど、ノイズ除去強度値ＰＮも大きくなる。
【００１９】
図４は、本実施形態におけるユーザ指定値Ｖと彩度補正強度値ＰＳとの対応関係を示すグラフである。図４のグラフにおいて、横軸はユーザ指定値Ｖであり、縦軸は彩度補正強度値ＰＳである。彩度補正強度設定部１１４は、該グラフに従い、彩度補正強度値ＰＳを決定する。図４のグラフにおいて、ユーザ指定値Ｖが０から１の間は、彩度補正強度値ＰＳは、ＮＲ画像Ｉ２の彩度の分布幅を表す値Ｓｏから１まで線形に増加する（増加区間、第２の数値範囲）。すなわち、彩度補正強度設定部１１４は、第２の数値範囲からユーザ指定値Ｖが選択された場合に、所定の１つの値を彩度補正強度値ＰＳとして決定する。そして、第２の数値範囲において、ユーザ指定値Ｖが増大すると彩度補正強度値が増大する。ユーザ指定値Ｖが１から２の間は、彩度補正強度値ＰＳは、ユーザ指定値Ｖと等しい（固定区間）。
【００２０】
図５は、輝度分布補正部１２１の構成を示す概略ブロック図である。輝度分布補正部１２１は、輝度値生成部１１と、ヒストグラム生成部１２と、対象画素抽出部１３と、倍率算出部１４と、オフセット設定部１５と、画素値変換部１６とを含んで構成される。
【００２１】
輝度値生成部１１には、原画像Ｉ０を構成する画素各々の赤、緑、青各々の画素値が入力される。輝度値生成部１１は、画素各々の輝度値Ｙを、該画素の赤、緑、青の画素値を用いて算出する。本実施形態では、輝度値として、例えば、以下の式（１）を用いて算出される輝度値Ｙを用いる。なお、該式（１）において、Ｒは赤の画素値であり、Ｇは緑の画素値であり、Ｂは青の画素値である。
Ｙ＝０．２９９×Ｒ＋０．５８７×Ｇ＋０．１１４×Ｂ  ・・・（１）
また、輝度値Ｙを算出する式における、Ｒ、Ｇ、Ｂ各々に乗じる係数を、他の値とするなどして、輝度値として、輝度値Ｙ以外の明るさを表す値を用いるようにしてもよい。
【００２２】
ヒストグラム生成部１２は、輝度値生成部１１が生成した輝度値各々の画素数を表すヒストグラムを生成する。対象画素抽出部１３は、ヒストグラム生成部１２が生成したヒストグラムのうち、両端の少なくとも一方を除いた部分を抽出する。より具体的には、対象画素抽出部１３は、ヒストグラム中の主たる分布とは別に、両端のいずれか一方に、相対的に小さな分布があるときに、該小さな分布を除いた部分を抽出する。なお、対象画素抽出部１３による抽出方法の詳細は、後述する。
【００２３】
倍率算出部１４には、対象画素抽出部１３が抽出したヒストグラムが、対象画素抽出部１３から入力される。倍率算出部１４は、入力されたヒストグラムの分布幅（原分布幅）が、輝度補正強度値ＰＹとなるように、画素値を拡大又は縮小するための倍率α１を算出する。ここで、ヒストグラムの分布幅は、ヒストグラム中で、画素数が０でない輝度値の最大値と最小値との差である。例えば、倍率算出部１４は、輝度補正強度値ＰＹを、原分布幅で除算した値を、倍率α１とする。
【００２４】
オフセット設定部１５には、対象画素抽出部１３が抽出したヒストグラムが、対象画素抽出部１３から入力される。オフセット設定部１５は、上述の倍率α１が乗算された画素値をオフセットさせるためのオフセット値ＯＦを、入力されたヒストグラムを参照して定める。具体的には、オフセット設定部１５は、入力されたヒストグラムのうち、輝度値の最小値をオフセット値ＯＦとする。
【００２５】
なお、オフセット設定部１５は、オフセット値ＯＦを、入力されたヒストグラムに加えて、倍率算出部１４が算出した倍率α１を参照して、定めてもよい。例えば、入力されたヒストグラムの最小値に、倍率α１を乗じた値をオフセット値ＯＦとしてもよいし、入力されたヒストグラムの最小値に倍率α１を乗じた値と、入力されたヒストグラムの最小値との差をオフセット値ＯＦとしてもよい。また、オフセット設定部１５は、上述したオフセット値を定める複数の方法を用いて、オフセット値の候補を複数定め、定めた複数の候補の中から、オフセット値ＯＦを選択してもよい。
【００２６】
画素値変換部１６には、倍率算出部１４が算出した倍率α１と、オフセット設定部１５が定めたオフセット値ＯＦが入力される。画素値変換部１６は、原画像Ｉ０を構成する画素各々の画素値に、倍率α１を乗じた後、オフセット値ＯＦを引いた値を、Ｙ補正画像Ｉ１の画素値として出力する。
【００２７】
図６は、対象画素抽出部１３の動作を説明するフローチャートである。対象画素抽出部１３は、入力されたヒストグラムを積分することで、各輝度値に対する該輝度値以下の画素数を表す累積密度分布を生成する。さらに、対象画素抽出部１３は、生成した累積密度分布から、その逆関数であるクォンタイル（quantile）関数値ｑ（ｎ）を生成する（Ｓ１）。このクォンタイル関数値ｑ（ｎ）は、原画像Ｉ０における各画素を輝度値順にソートしたときに、輝度値が小さい方から数えたときの順番／全画素数×１００＝ｎに対する、その輝度値である。以降、このｎをインデックスという。なお、ここでは、クォンタイル関数値を、１００／分割数Ｎ％毎に、０％から１００％まで算出する。分割数Ｎは、予め設定された正の数である。
【００２８】
次に、対象画素抽出部１３は、ステップＳ１にて算出したクォンタイル関数値ｑ（ｎ）について、各インデックスｎにおける微分値ｄｑ（ｎ）を算出する（Ｓ２）。本実施形態では、クォンタイル関数値ｑ（ｎ）の微分値として、近似値である１次差分値ｄｑ（ｎ）＝ｑ（ｎ）−ｑ（ｎ−１００／分割数Ｎ）を用いる。なお、クォンタイル関数値ｑ（ｎ）の微分値として、ｑ（ｎ＋１００／分割数Ｎ）−ｑ（ｎ）や、２次差分値、あるいは、より高次の差分値などを用いるようにしてもよい。
【００２９】
次に、対象画素抽出部１３は、上端側から予め決められた画素数のインデックスを、上端側で除外されるインデックスの下限値である上端側閾値ｑ＿ｕとする。同様に、対象画素抽出部１３は、下端側から予め決められた画素数のインデックスを、下端側で除外されるインデックスの上限値である下端側閾値ｑ＿ｌとする。対象画素抽出部１３は、上述の上端側閾値ｑ＿ｕと下端側閾値ｑ＿ｌを下記の式（２）、（３）にて算出する（Ｓ３）。
ｑ＿ｌ＝ｉｇｎ×Ｎ  ・・・（２）
ｑ＿ｕ＝Ｎ×（ｉｇｎ−１）＋１  ・・・（３）
ここで、ｉｇｎ（０＜ｉｇｎ＜０．５）は、対象画素抽出部１３による抽出の際に除外される割合の上限を決めるパラメータであり、予め設定される。２×ｉｇｎの割合が、除外される割合の上限となる。なお、ｑ＿ｌを算出する際のｉｇｎと、ｑ＿ｕを算出する際のｉｇｎとを異なる値としても良い。
【００３０】
次に、対象画素抽出部１３は、ステップＳ２で算出した微分値ｄｑ（ｎ）の平均値ｍｅａｎ（ｄｑ）、標準偏差ｓｄ（ｄｑ）を算出する（Ｓ４）。次に、対象画素抽出部１３は、ステップＳ４にて算出した平均値ｍｅａｎ（ｄｑ）から、所定の重みｗ×標準偏差ｓｄ（ｄｑ）以上、微分値が離れているインデックス群を、除外インデックス候補ｘｏ＿ｄｑとして算出する（Ｓ５）。除外インデックス候補ｘｏ＿ｄｑは、以下の式（４）で定義できる。なお、所定の重みｗは、予め設定されている値である。
ｘｏ＿ｄｑ＝ａｒｇ｛ｄｑ＞ｍｅａｎ（ｄｑ）＋ｗ×ｓｄ（ｄｑ）  ｏｒ  ｄｑ＜ｍｅａｎ（ｄｑ）−ｗ×ｓｄ（ｄｑ）｝  ・・・（４）
【００３１】
次に、対象画素抽出部１３は、除外インデックス候補ｘｏ＿ｄｑの中に、上端側閾値ｑ＿ｕ以上のものがあるか否かを判定する（Ｓ６）。上端側閾値ｑ＿ｕ以上のものがあると判定したときは（Ｓ６−Ｙｅｓ）、対象画素抽出部１３は、該当する除外インデックス候補ｘｏ＿ｄｑの最小値を、上端側の除外インデックスｘｏ＿ｕとして選択し（Ｓ７）、ステップＳ９に進む。このステップＳ７における除外インデックスｘｏ＿ｕの選択は、以下の式（５）で表せる。
ｘｏ＿ｕ＝ａｒｇｍｉｎ｛ｘｏ＿ｄｑ≧ｑ＿ｕ｝  ・・・（５）
また、ステップＳ６にて、上端側閾値ｑ＿ｕ以上のものがないと判定したときは、対象画素抽出部１３は、全画素（１００％）を上端側の除外インデックスとして選択し（Ｓ８）、ステップＳ９に進む。
【００３２】
ステップＳ９では、対象画素抽出部１３は、除外インデックス候補ｘｏ＿ｄｑの中に、下端側閾値ｑ＿ｌ以下のものがあるか否かを判定する。下端側閾値ｑ＿ｌ以下のものがあると判定したときは（Ｓ９−Ｙｅｓ）、対象画素抽出部１３は、該当する除外インデックス候補ｘｏ＿ｄｑの最大値を、下端側の除外インデックスとして選択し（Ｓ１０）、ステップＳ１２に進む。このステップＳ１０における除外インデックスｘｏ＿ｌの選択は、以下の式（６）で表せる。
ｘｏ＿ｌ＝ａｒｇｍａｘ｛ｘｏ＿ｄｑ≦ｑ＿ｌ｝  ・・・（６）
また、ステップＳ９にて、下端側閾値ｑ＿ｌ以下のものがないと判定したときは、対象画素抽出部１３は、０（０％）を下端側の除外インデックスとして選択し（Ｓ１１）、ステップＳ１２に進む。
【００３３】
ステップＳ１２では、対象画素抽出部１３は、ヒストグラム生成部１２から入力されたヒストグラムのうち、下端側の除外インデックスにおける輝度値から、上端側の除外インデックスにおける輝度値までを抽出して、倍率算出部１４と、オフセット設定部１５とに入力し、処理を終了する。なお、各除外インデックスにおける輝度値は、ｎを除外インデックスとしたときの、ステップＳ１にて算出したクォンタイル関数値ｑ（ｎ）である。
【００３４】
図７は、ヒストグラム生成部１２が生成するヒストグラムの例を示すグラフである。図７において、横軸は輝度値、縦軸は画素数である。すなわち、ヒストグラム生成部１２が生成するヒストグラムは、輝度値各々に対して、原画像Ｉ０中に含まれる該輝度値の画素数を対応付けたものである。なお、図７に示すヒストグラムにおいて、輝度値の範囲は０から１．０である。図７に示す例では、主たる分布は、輝度値が０から０．１付近にあるが、該主たる分布から上端側に離れ、輝度値０．６を越えた辺りに、小さな分布がある。すなわち、このヒストグラムは、画像のほぼ全体は、輝度値０から０．１程度で非常に暗いということ、そして、画像の一部、小さな領域だけが、輝度値０．６以上という、これらの輝度値からは大きく離れて明るいということを表している。
【００３５】
図８は、対象画素抽出部１３が生成するクォンタイル関数値の例を示すグラフである。図８において、横軸は画素数／全画素数［％］、縦軸は輝度値である。図８に示すグラフでは、画素数／全画素数［％］が、１００％の直前になるまで、輝度値は０．１付近までしか上がらず、１００％の点のみが、輝度値０．６を越えたところにある。すなわち、図７のヒストグラムの場合と同様に、このグラフは、画像のほぼ全体は、輝度値０から０．１程度で非常に暗いということ、そして、画像の一部、小さな領域だけが、輝度値０．６以上になっているということを表している。
【００３６】
図９は、対象画素抽出部１３が生成するクォンタイル関数値の微分値の例を示すグラフである。図９のグラフは、図８のグラフのクォンタイル関数値の１次差分値をプロットしたグラムである。図９の縦軸は、輝度値の１次差分値、横軸は、画素数／全画素数［％］である。図９に示すグラフでは、画素数／全画素数［％］が、０％から１００％の直前になるまでは、１次差分値は０．１を遥かに下回る非常に小さな値であり、１００％の点のみが、１次差分値が０．５を越えたところにある。すなわち、クォンタイル関数値の微分値が大きいということは、該インデックスに対応する輝度値付近の画素数が少ないということを意味している。したがって、クォンタイル関数値の微分値を参照することで、画素数の少ない輝度値を抽出することができる。
【００３７】
図１０は、彩度分布補正部１２３の構成を示す概略ブロック図である。彩度分布補正部１２３は、彩度算出部２１と、注目領域設定部２２と、平均彩度算出部２３と、最小値最大値算出部２４と、変換係数算出部２５と、画素値変換部２６とを含んで構成される。
彩度算出部２１には、ＮＲ画像Ｉ２を構成する画素各々の赤、緑、青各々の画素値が入力される。彩度算出部２１は、画素毎に、式（７）のように、該画素の赤、緑、青の画素値の最大値から最小値を引いた値Sを、該画素の彩度として算出する。
S（ｘ、ｙ）＝Ｍ−ｍ  ・・・（７）
ただし、Ｍ＝ＭＡＸ［Ｒ（ｘ、ｙ）、Ｇ（ｘ、ｙ）、Ｂ（ｘ、ｙ）］、ｍ＝ＭＩＮ［Ｒ（ｘ、ｙ）、Ｇ（ｘ、ｙ）、Ｂ（ｘ、ｙ）］である。ＭＡＸ［］は、括弧内の最大値を返す関数であり、ＭＩＮ［］は、括弧内の最小値を返す関数である。Ｒ（ｘ、ｙ）は、座標（ｘ、ｙ）の画素の赤の画素値であり、Ｇ（ｘ、ｙ）は、座標（ｘ、ｙ）の画素の緑の画素値であり、Ｂ（ｘ、ｙ）は、座標（ｘ、ｙ）の画素の青の画素値である。
【００３８】
なお、本実施形態では、式（７）を用いて彩度を算出するが、例えば、式（８）や式（９）を用いて算出してもよい。
Ｓ＝（Ｍ−ｍ）／（１−｜Ｍ＋ｍ−１｜）  ・・・（８）
Ｓ＝（Ｍ−ｍ）／Ｍ  ・・・（９）
ただし、式（８）を用いる場合、Ｍ＝ｍ＝０またはＭ＝ｍ＝１のときは、Ｓ＝０である。また、式（９）を用いる場合、Ｍ＝ｍ＝０のときは、Ｓ＝０である。
【００３９】
注目領域設定部２２は、原画像Ｉ０あるいはＮＲ画像Ｉ２中において、彩度が適度であると思われる注目領域を指定する。該注目領域の指定は、ユーザが、画像を見て判断して行っても良いし、注目領域設定部２２が、注目領域を示す情報を予め記憶しており、該情報を読み出すことで行っても良い。なお、主要被写体については彩度が適度になっていることが多いので、上述の情報は、主要被写体が占めていることが多い、画像の中央部を示していることが望ましい。なお、注目領域設定部２２は、原画像Ｉ０あるいはＮＲ画像Ｉ２に対して顔検出などを行って、主要被写体の領域を検出し、該注目領域を指定するようにしてもよい。
【００４０】
平均彩度算出部２３は、注目領域設定部２２が指定した注目領域の彩度を代表する値として、注目領域における彩度の平均値ｓｂａｒを算出する。なお、本実施形態では、注目領域の彩度を代表する値として、平均値を用いるが、最頻値や、中央値など、その他の値を用いるようにしてもよい。
【００４１】
最小値最大値算出部２４は、彩度の分布幅が彩度補正強度値ＰＳとなるように、彩度調整後の彩度の最小値と、最大値とを算出する。本実施形態において、最小値最大値算出部２４による彩度調整後の最小値ｓ’＿ｍｉｎの算出式は、式（１０）であり、最大値ｓ’＿ｍａｘの算出式は、式（１１）である。
ｓ’＿ｍｉｎ＝ｓｂａｒ−α２（ｓｂａｒ−ｓｍｉｎ）  ・・・（１０）
ｓ’＿ｍａｘ＝ｓｂａｒ＋α２（ｓｍａｘ−ｓｂａｒ）  ・・・（１１）
【００４２】
ここで、ｓｂａｒは、平均彩度算出部２３が算出した平均値であり、ｓｍｉｎは、彩度算出部２１が算出したＮＲ画像Ｉ２の彩度のうちの最小値であり、ｓｍａｘは、彩度算出部２１が算出したＮＲ画像Ｉ２の彩度のうちの最大値である。また、α２は、式（１２）のように、彩度補正強度値ＰＳを、入力画像の彩度の分布幅（ｓｍａｘ−ｓｍｉｎ）で割った値である。
α２＝ＰＳ／（ｓｍａｘ−ｓｍｉｎ）  ・・・（１２）
【００４３】
なお、式（１０）の右辺が負の値となるときは、最小値最大値算出部２４は、最小値ｓ’＿ｍｉｎと、最大値ｓ’＿ｍａｘは、以下の式（１３）、（１４）とする。
ｓ’＿ｍｉｎ＝０  ・・・（１３）
ｓ’＿ｍａｘ＝ＰＳ  ・・・（１４）
【００４４】
変換係数算出部２５は、画素各々について、彩度の変換係数β（ｘ、ｙ）を算出する。変換係数βを算出するために、まず、変換係数算出部２５は、彩度調整後に、画素各々がとるべき彩度Ｓ’（ｘ、ｙ）を、該画素の彩度Ｓ（ｘ、ｙ）がｓｂａｒ以上のときは式（１５）を用いて、Ｓ（ｘ、ｙ）がｓｂａｒ未満のときは式（１６）を用いて算出する。
Ｓ’（ｘ、ｙ）＝（Ｓ（ｘ、ｙ）−ｓｂａｒ）×（ｓ’＿ｍａｘ−ｓｂａｒ）／（ｓｍａｘ−ｓｂａｒ）＋ｓｂａｒ  ・・・（１５）
Ｓ’（ｘ、ｙ）＝（Ｓ（ｘ、ｙ）−ｓｂａｒ）×（ｓ’＿ｍｉｎ−ｓｂａｒ）／（ｓｍｉｎ−ｓｂａｒ）＋ｓｂａｒ  ・・・（１６）
【００４５】
なお、式（１５）に、式（１１）を代入した式も、式（１６）に、式（１０）を代入した式も、下記の式（１５’）となる。
Ｓ’（ｘ、ｙ）＝（Ｓ（ｘ、ｙ）−ｓｂａｒ）×α２＋ｓｂａｒ  ・・・（１５’）
したがって、本実施形態では、式（１０）の右辺が０以上であるときは、とるべき彩度は、当該画素の彩度から代表彩度である平均値ｓｂａｒを引いた値に、倍率α２を乗じた後、平均値ｓｂａｒを加えた値である。
【００４６】
一方、式（１５）に、式（１４）を代入した式は、式（１５”）となり、式（１６）に、式（１３）を代入した式は、式（１６”）となる。
Ｓ’（ｘ、ｙ）＝（Ｓ（ｘ、ｙ）−ｓｂａｒ）×（ｗ＿ｔａｒｇｅｔ−ｓｂａｒ）／（ｓｍａｘ−ｓｂａｒ）＋ｓｂａｒ  ・・・（１５”）
Ｓ’（ｘ、ｙ）＝（Ｓ（ｘ、ｙ）−ｓｂａｒ）×ｓｂａｒ／（ｓｂａｒ−ｓｍｉｎ）＋ｓｂａｒ  ・・・（１６”）
【００４７】
したがって、式（１０）の右辺が負の値であるときは、代表彩度である平均値ｓｂａｒよりも彩度が小さい画素については、倍率α２に変えて、平均値ｓｂａｒを、平均値ｓｂａｒと最小値ｓｍｉｎとの差で割った値を用いて、とるべき彩度を算出する。また、平均値ｓｂａｒよりも彩度が大きい画素については、倍率α２に変えて、ＰＳから平均値ｓｂａｒを引いた値を、最大値ｓｍｉｎから平均値ｓｂａｒを引いた値で割った値を用いて、とるべき彩度を算出する。
【００４８】
変換係数算出部２５は、式（１７）のように、該画素がとるべき彩度Ｓ’（ｘ、ｙ）を、該画素の彩度Ｓ（ｘ、ｙ）で割ることで、変換係数β（ｘ、ｙ）を算出する。
β（ｘ、ｙ）＝Ｓ’（ｘ、ｙ）／Ｓ（ｘ、ｙ）  ・・・（１７）
【００４９】
画素値変換部２６は、式（１８）を用いて、彩度調整後の各画素の赤、緑、青の画素値Ｉ３（ｘ、ｙ）を算出し、出力画像Ｉ３として出力する。この式（１８）を用いることで、ｇ（ｘ、ｙ）の値を保存しつつ、彩度がＳ’（ｘ、ｙ）となるように画素値を変換することができる。
Ｉ３（ｘ、ｙ）＝β（ｘ、ｙ）×（Ｉ２（ｘ、ｙ）−ｇ（ｘ、ｙ））＋ｇ（ｘ、ｙ）  ・・・（１８）
ここで、Ｉ２（ｘ、ｙ）は、Ｉ３（ｘ、ｙ）が赤の画素値であるときは、ＮＲ画像Ｉ２の該画素の赤の画素値であり、緑の画素値であるときは、ＮＲ画像Ｉ２の該画素の緑の画素値であり、青の画素値であるときは、ＮＲ画像Ｉ２の該画素の青の画素値である。
【００５０】
また、ｇ（ｘ、ｙ）は、ＮＲ画像Ｉ２の該画素の画素値の線形結合により算出される値であり、例えば、式（１９）により算出される輝度値であってもよいし、赤、緑、青のうちの最大値である明度であってもよい。
ｇ（ｘ、ｙ）＝０．２９９×Ｒ（ｘ、ｙ）＋０．５８７×Ｇ（ｘ、ｙ）＋０．１１４×Ｂ（ｘ、ｙ）  ・・・（１９）
なお、式（１９）において、Ｒ（ｘ、ｙ）は、該画素の赤の画素値、Ｇ（ｘ、ｙ）は、該画素の緑の画素値、Ｂ（ｘ、ｙ）は、該画素の青の画素値である。
【００５１】
図１１は、ＮＲ画像Ｉ２の彩度の分布ｓｄと、出力画像Ｉ３の彩度の分布ｓｄ’とを比較する図である。図１１において、横軸は、彩度であり、縦軸は頻度である。また、実線のグラフｓｄは、ＮＲ画像Ｉ２の一例の彩度の分布である。そして、一点鎖線のグラフｓｄ’は、該ＮＲ画像Ｉ２の一例を、彩度分布補正部１２３が彩度調整した結果である出力画像Ｉ３の一例の彩度の分布である。このように、彩度分布補正部１２３が彩度調整した結果の分布ｓｄ’は、元の分布ｓｄを、注目領域の平均彩度ｓｂａｒを中心にして、彩度補正強度値ＰＳに変換したものとなっている。
【００５２】
なお、本実施形態における彩度分布補正部１２３のように、輝度を保ったまま彩度を変更することができるため、輝度分布を補正した後に、彩度分布を補正することが望ましいが、処理する順番は逆であってもよい。
また、本実施形態では、原画像Ｉ０は、画素各々の赤の輝度値、緑の輝度値、青の輝度値からなるとして説明したが、画素各々の輝度値と、赤および青の色差を示す値とからなるなど、その他の形式であってもよい。
【００５３】
また、輝度分布補正部１２１による輝度分布の補正処理により、サーマルノイズが発生することが多いため、画像処理装置１００は、ノイズ除去部１２２を備えることが望ましい。しかし、ノイズ除去部１２２を備えず、Ｙ補正画像Ｉ１が、彩度補正強度設定部１１４および彩度分布補正部１２３に入力されるようにしても良い。
【００５４】
また、対象画素抽出部１３が輝度分布の主たる分布を抽出するため、輝度分布補正部１２１は、輝度分布の主たる分布の幅を、輝度補正強度値ＰＹにすることができる。このため、対象画素抽出部１３を備えることが望ましい。しかし、対象画素抽出部１３を備えず、ヒストグラム生成部１２が生成したヒストグラムが、倍率算出部１４と、オフセット設定部１５とに入力されるようにしてもよい。
【００５５】
このように、本実施形態の画像処理装置１００は、入力された画像に対して、輝度分布の補正と、彩度分布の補正とを行う画像補正部１０２と、画像補正強度を示すユーザ指定値を、ユーザから一つのみ取得し、該指定値から画像補正部１０２における輝度分布の補正強度を示す輝度補正強度値ＰＹと、彩度分布の補正強度を示す彩度補正強度値ＰＳとを決定する補正強度決定部１０１を備える。
【００５６】
これにより、ユーザは、ユーザ指定値Ｖのみを指定することで、輝度の補正と彩度の補正各々について、所望する補正強度を容易に指定することができる。
【００５７】
さらに、本実施形態の画像処理装置１００では、ユーザ指定値Ｖと輝度補正強度値ＰＹとの対応関係は、ユーザ指定値Ｖが大きくなるほど、輝度補正強度値ＰＹも大きくなる増加区間と、ユーザ指定値Ｖの大きさが変わっても、輝度補正強度値ＰＹの大きさが変わらない固定区間がある。そして、ユーザ指定値Ｖと彩度補正強度値ＰＳとの対応関係は、輝度補正強度値ＰＹの固定区間においては、ユーザ指定値Ｖが大きくなるほど、彩度補正強度値ＰＳも大きくなり、輝度補正強度値ＰＹの増加区間においては、ユーザ指定値Ｖの大きさが変わっても、彩度補正強度値ＰＳの大きさが変わらない。
【００５８】
そして、例えば、輝度補正強度値ＰＹの固定区間における輝度補正強度値ＰＹの値を、本実施形態における１のように、適度な輝度分布が得られる可能性が高い値としておく、あるいは、輝度補正強度値ＰＹの増加区間（彩度補正強度値ＰＳの固定区間）における彩度補正強度値ＰＳの値を、本実施形態における１のように、適度な彩度分布が得られる可能性が高い値としておく。これらにより、ユーザが指定可能な輝度補正強度値ＰＹと、彩度補正強度値ＰＳとの組み合わせの中に、ユーザ所望の組み合わせである可能性が高いものを含まれるようにすることができる。
【００５９】
また、画像補正部１０２は、輝度分布の補正をした後に、ノイズ除去処理を行い、補正強度決定部１０１は、輝度補正強度値ＰＹが大きいほど、ノイズ除去強度値ＰＮを、大きい値とする。
これにより、輝度分布の補正強度が大きいほど強くでる可能性が高いサーマルノイズを適切に除去することができる。
【００６０】
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
【００６１】
なお、上記に説明した画像処理装置１０を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより、実行処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものであってもよい。
【００６２】
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバーやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリーのように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよい。
【符号の説明】
【００６３】
１００…画像処理装置  １０１…補正強度決定部  １０２…画像補正部  １１１…指定値取得部  １１２…輝度補正強度設定部  １１３…ＮＲ処理強度設定部  １１４…彩度補正強度設定部  １２１…輝度分布補正部  １２２…ノイズ除去部  １２３…彩度分布補正部  １１…輝度値生成部  １２…ヒストグラム生成部  １３…対象画素抽出部  １４…倍率算出部  １５…オフセット設定部  １６…画素値変換部  ２１…彩度算出部  ２２…注目領域設定部  ２３…平均彩度算出部  ２４…最小値最大値算出部  ２５…変換係数算出部  ２６…画素値変換部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【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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