(57)【要約】【課題】撮影時の画像の雰囲気を損なうことなく適切な階調補正を行う。【解決手段】未現像の撮影データの各色信号のレベルを調整し（Ｓ３０１）、輝度ヒストグラムに基づいて現像に使用する輝度値の入力下限値と入力上限値を決定してガンマ補正を行い（Ｓ３０３）、ダイナミックレンジが拡張する場合には（Ｓ３０６でＹＥＳ）、その前後における適レベルよりも低輝度側のダイナミックレンジの比と高輝度側のダイナミックレンジの比の少なくとも一方に基づいてガンマカーブの適レベルを算出し（Ｓ３０７）、算出した適レベルを用いてガンマカーブを変更し、輝度ヒストグラムの低輝度側の偏り度合いと高輝度側の偏り度合いに基づいて、撮影データの暗部と明部の階調補正量を算出し（Ｓ３０８）、算出した階調補正量で暗部と明部の階調を補正する。【選択図】図３
2015195498.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する画像処理装置であって、
前記撮影データの輝度ヒストグラムに基づいて、現像に使用する輝度値の入力下限値と入力上限値を決定するダイナミックレンジ調整手段と、
前記撮影データに対してガンマ補正を行うためのガンマカーブの基準レベルを、前記ダイナミックレンジ調整手段により決定された前記入力下限値と前記入力上限値の少なくとも一方に基づいて算出する補正量調整手段と、
前記入力下限値および前記入力上限値と前記補正量調整手段により算出された前記基準レベルに応じたガンマカーブを用いて前記撮影データのガンマ補正を行うガンマ補正手段と、を備えることを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記補正量調整手段は、前記基準レベルより低輝度側のダイナミックレンジと前記基準レベルより高輝度側のダイナミックレンジとの比を前記ガンマ補正の前後で一定に保つように、前記基準レベルを調整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】
前記補正量調整手段は、前記ダイナミックレンジ調整手段による調整の前後における前記基準レベルよりも低輝度側のダイナミックレンジの比と高輝度側のダイナミックレンジの比の少なくとも一方に基づいて前記基準レベルを調整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】
前記補正量調整手段は、前記輝度ヒストグラムについて前記輝度ヒストグラムの中心輝度よりも低輝度側の偏り度合いを算出し、前記低輝度側の偏り度合いに基づいて前記基準レベルを算出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】
未現像の撮影データを現像する画像処理装置であって、
前記撮影データの輝度ヒストグラムに基づいて、現像に使用する輝度値の入力下限値と入力上限値を決定するダイナミックレンジ調整手段と、
前記撮影データに対してガンマ補正を行うためのガンマカーブの基準レベルを、前記ダイナミックレンジ調整手段による調整後の入力上限値と所定の閾値との比に基づいて算出する補正量調整手段と、
前記入力下限値および前記入力上限値と前記補正量調整手段により算出された前記基準レベルに応じたガンマカーブを用いて前記撮影データのガンマ補正を行うガンマ補正手段と、を備えることを特徴とする画像処理装置。
【請求項６】
前記補正量調整手段は、前記輝度ヒストグラムについて前記輝度ヒストグラムの中心輝度よりも高輝度側の偏り度合いを算出し、前記高輝度側の偏り度合いに基づいて前記基準レベルを算出することを特徴とする請求項５に記載の画像処理装置。
【請求項７】
前記撮影データの暗部と明部の輝度の階調を階調補正テーブルにしたがって補正する階調補正手段をさらに有し、
前記補正量調整手段は、予め保持している暗部補正量テーブルおよび明部補正量テーブルとに基づいて、前記階調補正手段が用いる前記階調補正テーブルを決定することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項８】
前記ダイナミックレンジ調整手段および前記補正量調整手段のそれぞれの補正の度合いを切り替える設定手段をさらに有することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項９】
前記補正量調整手段は、前記基準レベルの算出時に制限を設けることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項１０】
前記基準レベルは、前記ガンマ補正後の信号が目標とするレベルとなる入力信号のレベルであることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項１１】
前記ガンマ補正後の信号が目標とするレベルは、反射率１８％のグレーを撮影したときの輝度レベルであることを特徴とする請求項１０に記載の画像処理装置。
【請求項１２】
前記撮影データの各色信号のレベルを調整するホワイトバランス調整手段をさらに有し、
前記ダイナミックレンジ調整手段は、前記ホワイトバランス調整手段により各色信号のレベルが調整された前記撮影データの輝度ヒストグラムに基づいて、前記入力下限値と前記入力上限値を決定することを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項１３】
未現像の撮影データの画像処理方法であって、
前記撮影データの輝度ヒストグラムに基づいて、現像に使用する輝度値の入力下限値と入力上限値を決定するダイナミックレンジ調整ステップと、
前記撮影データに対してガンマ補正を行うためのガンマカーブの基準レベルを、前記ダイナミックレンジ調整ステップで決定された前記入力下限値と前記入力上限値の少なくとも一方に基づいて算出する補正量調整ステップと、
前記入力下限値および前記入力上限値と前記補正量調整ステップで算出された前記基準レベルに応じたガンマカーブを用いて前記撮影データのガンマ補正を行うガンマ補正ステップと、を備えることを特徴とする画像処理方法。
【請求項１４】
未現像の撮影データの画像処理方法であって、
前記撮影データの輝度ヒストグラムに基づいて、現像に使用する輝度値の入力下限値と入力上限値を決定するダイナミックレンジ調整ステップと、
前記撮影データに対してガンマ補正を行うためのガンマカーブの基準レベルを、前記ダイナミックレンジ調整ステップで調整後の入力上限値と所定の閾値との比に基づいて算出する補正量調整ステップと、
前記入力下限値および前記入力上限値と前記補正量調整ステップで算出された前記基準レベルに応じたガンマカーブを用いて前記撮影データのガンマ補正を行うガンマ補正ステップと、を備えることを特徴とする画像処理方法。
【請求項１５】
未現像の撮影データを現像す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、
前記撮影データの輝度ヒストグラムに基づいて、現像に使用する輝度値の入力下限値と入力上限値を決定するダイナミックレンジ調整ステップと、
前記撮影データに対してガンマ補正を行うためのガンマカーブの基準レベルを、前記ダイナミックレンジ調整ステップで決定された前記入力下限値と前記入力上限値の少なくとも一方に基づいて算出する補正量調整ステップと、
前記入力下限値および前記入力上限値と前記補正量調整ステップで算出された前記基準レベルに応じたガンマカーブを用いて前記撮影データのガンマ補正を行うガンマ補正ステップと、を実行させることを特徴とする制御プログラム。
【請求項１６】
未現像の撮影データを現像す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、
前記撮影データの輝度ヒストグラムに基づいて、現像に使用する輝度値の入力下限値と入力上限値を決定するダイナミックレンジ調整ステップと、
前記撮影データに対してガンマ補正を行うためのガンマカーブの基準レベルを、前記ダイナミックレンジ調整ステップで調整後の入力上限値と所定の閾値との比に基づいて算出する補正量調整ステップと、
前記入力下限値および前記入力上限値と前記補正量調整ステップで算出された前記基準レベルに応じたガンマカーブを用いて前記撮影データのガンマ補正を行うガンマ補正ステップと、を実行させることを特徴とする制御プログラム。
【請求項１７】
未現像の撮影データを現像する画像処理装置で用いられる制御プログラムを記憶した記憶媒体であって、
前記画像処理装置が備えるコンピュータに、
前記撮影データの輝度ヒストグラムに基づいて、現像に使用する輝度値の入力下限値と入力上限値を決定するダイナミックレンジ調整ステップと、
前記撮影データに対してガンマ補正を行うためのガンマカーブの基準レベルを、前記ダイナミックレンジ調整ステップで決定された前記入力下限値と前記入力上限値の少なくとも一方に基づいて算出する補正量調整ステップと、
前記入力下限値および前記入力上限値と前記補正量調整ステップで算出された前記基準レベルに応じたガンマカーブを用いて前記撮影データのガンマ補正を行うガンマ補正ステップと、を実行させる制御プログラムを記憶したことを特徴とするコンピュータにより読み取り可能な記憶媒体。
【請求項１８】
未現像の撮影データを現像する画像処理装置で用いられる制御プログラムを記憶した記憶媒体であって、
前記画像処理装置が備えるコンピュータに、
前記撮影データの輝度ヒストグラムに基づいて、現像に使用する輝度値の入力下限値と入力上限値を決定するダイナミックレンジ調整ステップと、
前記撮影データに対してガンマ補正を行うためのガンマカーブの基準レベルを、前記ダイナミックレンジ調整ステップで調整後の入力上限値と所定の閾値との比に基づいて算出する補正量調整ステップと、
前記入力下限値および前記入力上限値と前記補正量調整ステップで算出された前記基準レベルに応じたガンマカーブを用いて前記撮影データのガンマ補正を行うガンマ補正ステップと、を実行させる制御プログラムを記憶したことを特徴とするコンピュータにより読み取り可能な記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置で撮影した撮影データの画像処理に関し、特に未現像の撮影データとして記憶されているダイナミックレンジを撮影データに応じて適応的に現像結果へ反映させることができる技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタルカメラ等の撮像装置では、撮像データの階調を自動的に目標の階調に補正する明るさ調整が行われている。例えば、撮影データの暗部と明部の階調等を解析し、全体が好適な階調になるように自動的に階調補正を行う技術が知られている。具体的には、撮像対象の明るさが変化した場合に、撮像対象を所定の明るさで表示するように階調補正を行う手法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。また、未現像の撮影データに対して、撮影時の露出の基準値に基づいて階調補正を行う手法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−３５９７７３号公報
【特許文献２】特開２００５−２６８９５２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、上記特許文献１，２に記載された技術では、シーンによっては全体的な明るさを大きく補正するため、撮影時の画像の雰囲気が損なわれてしまうという問題がある。
【０００５】
本発明は、撮影時の画像の雰囲気を損なうことなく適切な階調補正を行うことができる技術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】
本発明に係る現像装置は、未現像の撮影データを現像する画像処理装置であって、前記撮影データの輝度ヒストグラムに基づいて、現像に使用する輝度値の入力下限値と入力上限値を決定するダイナミックレンジ調整手段と、前記撮影データに対してガンマ補正を行うためのガンマカーブの基準レベルを、前記ダイナミックレンジ調整手段により決定された前記入力下限値と前記入力上限値の少なくとも一方に基づいて算出する補正量調整手段と、前記入力下限値および前記入力上限値と前記補正量調整手段により算出された前記基準レベルに応じたガンマカーブを用いて前記撮影データのガンマ補正を行うガンマ補正手段とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、撮影時の画像の雰囲気を損なうことなく適切な階調補正を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態に係る撮像装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】現像部が備えるＷＢ調整部によるＷＢ調整処理の一例を示す図である。
【図３】現像部で実行される階調補正量の第１の決定方法のフローチャートである。
【図４】現像部が有する補正量調整部が図３のステップＳ３０７で実行するガンマカーブの適レベルの算出処理を模式的に示す図である。
【図５】図３のステップＳ３０７で用いる補正係数Ｋ１と輝度ヒストグラムの低輝度側の偏り度合い（ｖａｒ１）との関係を示すテーブルである。
【図６】図３のステップＳ３０８で用いる暗部補正度合いテーブルと明部補正度合いテーブルの例である。
【図７】図３のステップＳ３０８で用いる暗部補正量テーブルと明部補正量テーブルの例である。
【図８】現像部で実行される階調補正量の第２の決定方法のフローチャートである。
【図９】現像部が有する補正量調整部が図８のステップＳ８０７で実行するガンマカーブの適レベルの算出処理を模式的に示す図である。
【図１０】図８のステップＳ８０７で用いる補正係数Ｋ２と輝度ヒストグラムの高輝度側の偏り度合い（ｖａｒ２）との関係を示すテーブルである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態に係る撮像装置１００の概略構成を示すブロック図である。撮像装置１００は、典型的には、動画撮影機能を備えるデジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラであるが、これに限られず、カメラ機能（撮像素子を用いて画像（映像）を取得する撮影機能）を備える各種の電子機器であってもよい。例えば、撮像装置１００は、カメラ機能付き携帯通信端末（携帯電話、スマートフォン等）、カメラ機能付き携帯型コンピュータ（タブレットコンピュータ、ラップトップコンピュータ等）、カメラ機能付き携帯ゲーム機等であってもよい。
【００１０】
撮像装置１００は、大略的に、撮像部１、現像部２及び記憶再生部３から構成される。なお、撮像装置１００は、撮像装置１００の全体的な制御を行う不図示の中央制御部（ＣＰＵ）を備える。撮像部１、現像部２及び記憶再生部３は、中央制御部（ＣＰＵ）の制御下において、所定の動作や処理を実行する。
【００１１】
撮像部１は、ズームレンズやフォーカスレンズ等の各種レンズや絞り、ＣＭＯＳイメージセンサ等の撮像素子、Ａ／Ｄ変換器、測光センサ等を備え、未現像の撮影データ（以下「ＲＡＷデータ」という）を生成する。現像部２は、撮像部１で生成したＲＡＷデータを現像し、現像データを生成する。記憶再生部３は、撮像部１が生成したＲＡＷデータや現像部２が生成した現像データを記憶媒体に記憶し、また、記憶媒体に記憶したＲＡＷデータや現像データを読み出す。なお、撮像装置１００では、記憶再生部３に記憶されたＲＡＷデータを任意のタイミングで読み出して、現像することも可能である。
【００１２】
現像部２は、ホワイトバランス調整部１０（以下「ＷＢ調整部１０」と記す）を有する。ＷＢ調整部１０は、各色信号の信号値にホワイトバランス係数（以下「ＷＢ係数」と記する）を乗算することで、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よう各色信号のレベルを調整する。ＷＢ係数とは、色信号毎に異なるゲインである。撮像部１は、ＲＡＷデータとして撮像素子からの信号値と共にＷＢ係数を記憶しており、各色信号の信号値にＷＢ係数を乗算することにより、グレーの被写体の各色信号が同じ信号値となる。
【００１３】
なお、ＷＢ係数は、標準的な光源下での撮影を想定して記憶しておいてもよい。また、ＷＢ係数は、ユーザが入力した色温度に基づいて算出することができ、また、ＲＡＷデータ又は現像データの一部領域から各色信号の信号値を抽出して算出することもできる。ＷＢ調整部１０は、ＲＡＷデータに記憶されているＷＢ係数を使用せず、現像時にユーザが指定した方法で算出して用いることもできる。
【００１４】
図２は、ＷＢ調整部１０によるＷＢ調整処理の一例を示す図である。図２において、縦軸は、信号値の大きさを示している。図２に示す信号値２０は、ＲＡＷデータに記憶されている各色信号の信号値である。センサ飽和値２１は、撮像素子の分光感度特性、撮像部１の処理精度及び所定の閾値によって定まる信号値２０の上限値である。図２の例では、各色信号のセンサ飽和値２１を同一に設定しているが、センサ飽和値２１は、色信号毎に異なっていても構わない。
【００１５】
図２に示す信号値２２は、各色信号の信号値２０にＷＢ調整部１０がＷＢ係数を乗算したＷＢ調整後の信号値である。信号値２０にＷＢ係数を乗算することにより、各色信号の上限値が変わる。図２の例では、Ｒ信号のＷＢ係数を２、Ｂ信号のＷＢ係数を１．５、Ｇ信号のＷＢ係数を１としている。よって、Ｒ信号飽和レベル２３はセンサ飽和値２１の２倍の大きさになり、Ｂ信号飽和レベル２４はセンサ飽和値２１の１．５倍の大きさとなり、Ｇ信号飽和レベル２５はセンサ飽和値２１と等しくなる。
【００１６】
現像部２は、光学補正部１１、色補間部１２、ダイナミックレンジ調整部１３（以下、「Ｄレンジ調整部１３」と記す）、置換処理部１４、ノイズ除去部１５を有する。また、現像部２は、補正量調整部１６、ガンマ補正部１７、階調補正部１８、シャープネス処理部１９及び色処理部１１０を有する。なお、現像部２が有するこれら各部（ＷＢ調整部１０を含む）の一部は撮像部１が備えていてもよく、また、現像部２は更に別の処理部を有していてもよい。また、現像部２が有する各部は、中央制御部自体の機能ブロックであってもよいし、中央制御部からの制御下で所定の機能を実行する機能ブロックであってもよい。
【００１７】
光学補正部１１は、撮像部１の各種レンズに起因する周辺光量の減光や倍率色収差、軸上色収差の除去、歪曲等を補正する。色補間部１２は、単色の信号で構成された各画素をデベイヤ処理する。Ｄレンジ調整部１３は、現像に使用する輝度値の入力下限値Ｂｋと入力上限値Ｗｔ（つまり、ガンマカーブの入力下限値Ｂｋと入力上限値Ｗｔ）を決定する。置換処理部１４は、各画素について、飽和付近の色信号を他の色信号に置換する。ノイズ除去部１５は、フィルタ処理や階層処理等によって輝度ノイズや色ノイズを取り除く。
【００１８】
補正量調整部１６は、入力信号（後述するステップＳ３０１〜Ｓ３０３の処理が行われてステップＳ３０７での処理対象となる撮影データ）に対して施すガンマカーブの基準レベルを算出し、階調補正テーブルを生成する。なお、基準レベルとは、ガンマ補正処理後の信号が目標とするレベルとなる入力信号のレベルを指している。本実施形態では、ガンマ補正処理後の信号が目標とするレベルを、適正露出とする輝度値（輝度レベル）、具体的には、反射率１８％のグレーを撮影したときの輝度値（輝度レベル）に設定した場合を説明する。そのため、以降では、基準レベルのことを適レベルと表現する。なお、目標とするレベルは、上記以外でもよく、撮影シーンに応じて設定してもユーザが設定してもよい。
【００１９】
ガンマ補正部１７は、Ｄレンジ調整部１３によって決定された入力下限値Ｂｋ及び入力上限値Ｗｔと補正量調整部１６により決定されたガンマカーブとを用いて、撮影画像全体のコントラストとダイナミックレンジを調整するガンマ補正処理を行う。
【００２０】
階調補正部１８は、補正量調整部１６で生成した階調補正テーブルに従って、暗部のみ又は明部のみの局所的な輝度の階調補正を行う。シャープネス処理部１９は、エッジを強調することで、画像全体のシャープネスを調整する。色処理部１１０は、色相の調整や高輝度部の色曲がりを抑圧する。なお、図１では、現像部２の構成について、好ましい処理の順序に即して各処理部を示しており、同順序を採用することにより、ノイズの低減やエッジ部の色付き軽減等の効果が得られるが、これらの順序は限定されるものではない。
【００２１】
＜階調補正量の第１の決定方法＞
図３乃至図７を参照して、階調補正量の第１の決定方法について説明する。図３は、現像部２で実行される階調補正量の第１の決定方法のフローチャートである。なお、撮像装置１００の全体的な制御を行う不図示の中央制御部（ＣＰＵ）が、所定のプログラムを実行し、現像部２を構成する各部の動作を制御することにより、図３に示す各処理が実行される。
【００２２】
ステップＳ３０１では、ＷＢ調整部１０が、ＲＡＷデータの各色信号の信号値に対してＷＢ係数を乗算することにより、ＷＢ調整を行う。ステップＳ３０２では、置換処理部１４が、飽和付近の色信号を他の色信号で置換する。この置換処理には、周知の技術（例えば、特開２００４−３２８５６４号公報、特開２０１２−８５３６０号公報等に記載された技術）を用いることができ、ここでの詳細な説明は省略する。
【００２３】
ステップＳ３０３では、ガンマ補正部１７が、ステップＳ３０２の処理後の撮影データに対してガンマ補正処理を行う。ここでは、Ｄレンジ調整部１３が決定した入力下限値Ｂｋ及び入力上限値Ｗｔによって算出されるガンマカーブによる階調変換を行う。入力下限値Ｂｋと入力上限値Ｗｔはそれぞれ、例えば、撮影データの下位１％、上位１％の輝度値とすることができる。
【００２４】
ステップＳ３０４では、補正量調整部１６が、ステップＳ３０３の処理後の撮影データの輝度ヒストグラムを算出する。具体的には、ステップＳ３０３でのガンマ補正後のＲＧＢ信号を輝度値（Ｙ）に変換し、撮影データ全体における輝度ヒストグラムを算出する。なお、ＲＧＢ信号から輝度値（Ｙ）への変換には、例えば、下記の式１を用いることができる。
【００２５】
ステップＳ３０５では、補正量調整部１６が、輝度ヒストグラムの偏り度合いを算出する偏り算出手段として、中心輝度よりも低輝度側の偏り度合いと高輝度側の偏り度合いを算出する。輝度ヒストグラムの偏り度合いは、例えば、下記の式２，３を用いることができる。式２，３はそれぞれ、輝度ヒストグラムの偏り度合いとして、階調数が２５６の輝度ヒストグラムの中心輝度よりも低輝度側の偏り度合い（ｖａｒ１）と高輝度側の偏り度合い（ｖａｒ２）を算出するための式である。なお、式２，３において、“Ｙ［ｉ］”は、輝度値ｉのヒストグラムの度数である。
【００２６】
【数１】
2015195498.tif 000003
【００２７】
ステップＳ３０６では、補正量調整部１６が、Ｄレンジ調整部１３で決定された入力下限値Ｂｋ及び入力上限値Ｗｔによる調整後のダイナミックレンジが調整前のダイナミックレンジよりも大きいか（調整によりダイナミックレンジが拡張したか）否かを判定する。ダイナミックレンジが大きくなっている場合（Ｓ３０６でＹＥＳ）、処理はステップＳ３０７へ進められ、ダイナミックレンジが大きくなっていない場合（Ｓ３０６でＮＯ）、処理はステップＳ３０８へ進められる。
【００２８】
ステップＳ３０７では、補正量調整部１６が、ガンマカーブの適レベルを算出する。図４は、ステップＳ３０７でのガンマカーブの適レベルを算出する処理を模式的に示す図である。図４には、３本のガンマカーブ、即ち、第１のガンマカーブ４０、第２のガンマカーブ４１及び第３のガンマカーブ４２が示されている。第１のガンマカーブ４０は、ダイナミックレンジ調整を行わないガンマカーブである。第２のガンマカーブ４１は、適レベルはダイナミックレンジ調整前と同じで、入力下限値と上限値を調整したガンマカーブである。第３のガンマカーブ４２は、第２のガンマカーブ４１に対して適レベルの調整を行ったガンマカーブである。
【００２９】
図４において、入力下限値４３は、第１のガンマカーブ４０の入力下限値であり、入力下限値４４は、第２のガンマカーブ４１と第３のガンマカーブ４２の入力下限値である。適レベル４５は、第１のガンマカーブ４０と第２のガンマカーブ４１の適レベルであり、適レベル４６は、第３のガンマカーブ４２の適レベルである。入力上限値４７は、第１のガンマカーブ４０のガンマカーブである。入力上限値４８は、第２のガンマカーブ４１と第３のガンマカーブ４２の入力上限値である。なお、これらの値（４３〜４８）は、ログスケールでの値で示されている。出力上限値４９は、ガンマ補正後の出力上限値である。
【００３０】
第１のガンマカーブ４０から適レベルを変えずにダイナミックレンジを拡張するように調整を行った第２のガンマカーブ４１の場合、適レベルよりも高輝度側で傾きが小さくなるため、この輝度領域における階調が乏しくなってしまう。これに対して、第３のガンマカーブ４２では、適レベルを調整して高輝度側にシフトさせることで、高輝度側の階調性をダイナミックレンジ調整を行わない場合の第１のガンマカーブ４０に近付ける（傾きを一定に保つ）ことができている。また、第３のガンマカーブ４２では、適レベルを高輝度側にシフトさせることで、低輝度側の階調性もダイナミックレンジ調整を行わない場合の第１のガンマカーブ４０に近付けることができている。適レベルの算出式の一例を下記の式４に示す。
【００３１】
【数２】
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【００３２】
上記の式４において、“Ｂｋ１”は入力下限値４３の、“Ｂｋ２”は入力下限値４４の、“Ｗｔ１”は入力上限値４７の、“Ｗｔ２”は入力上限値４８の各値（輝度値）を示している。また、“Ｍｉｄ”はシフト前の適レベル（適レベル４５）の、“ＭｉｄＮｅｗ”はシフト後の適レベル（適レベル４６）の各値（輝度値）を示している。
【００３３】
“Ｋ１”は、０〜１の範囲の値を持つ補正係数であり、ダイナミックレンジ拡張分を適レベルの低輝度側と高輝度側とにそれぞれ割り振る割合を決定する。よって、上記の式４によれば、適レベルは、ダイナミックレンジ調整の前後における適レベルよりも低輝度側のダイナミックレンジの比と、適レベルよりも高輝度側のダイナミックレンジの比の少なくとも一方に基づいて調整されることなる。適レベルは、適レベルよりも低輝度側のダイナミックレンジと適レベルよりも高輝度側のダイナミックレンジとの比がガンマ補正の前後で一定に保たれるように調整することが望ましい。
【００３４】
補正係数Ｋ１の値は、ステップＳ３０５で算出した輝度ヒストグラムの低輝度側の偏り度合い（ｖａｒ１）に応じて決定する。図５に、補正係数Ｋ１と輝度ヒストグラムの低輝度側の偏り度合い（ｖａｒ１）との関係を示すテーブルを示す。図５に示す第１の閾値５０及び第２の閾値５１は、補正係数Ｋ１の値を切り替えるための閾値であり、後段のステップＳ３０８での階調補正量を考慮して前もって設定される。
【００３５】
輝度ヒストグラムの低輝度側の偏り度合い（ｖａｒ１）が小さい場合には、補正係数Ｋ１＝１に設定され、こうしてダイナミックレンジ拡張分を低輝度側にのみ割り振ることにより、高輝度側の階調を維持する。しかし、この場合、図４の第３のガンマカーブ４２のように、ガンマ出力値が全体的に低輝度に補正されるため、暗部を明るく補正したいシーンにおいては逆効果になってしまう。そこで、輝度ヒストグラムの低輝度側の偏り度合い（ｖａｒ１）が大きい場合には、ステップＳ３０８で算出される暗部の階調補正量が大きくなるため、補正係数Ｋ１を予め小さく設定することにより、適レベルのシフト量を控え目にし、画像が暗くならないようにしておく。簡易的には、常に補正係数Ｋ１＝０．５としておくことで、ダイナミックレンジ拡張分を低輝度側と高輝度側に均等に割り振ることができる。
【００３６】
上記式４での算出結果であるＭｉｄＮｅｗがＭｉｄから大きく変わることのないように、適レベルのシフト量（算出の前後での適レベルの値の変化量）には制限を設けておくことが望ましい。厳密には、ステップＳ３０７で適レベルを変更したことによりガンマ形状が変わるため、ステップＳ３０４，Ｓ３０５を再度行い、輝度ヒストグラムの中心輝度からの偏り度合いを算出し直してから、ステップＳ３０８の暗部・明部の階調補正量の算出を行うことが望ましい。なお、適レベルのシフト量が小さい場合には、画質に与える影響が小さいため、このような処理を省略しても構わない。
【００３７】
ステップＳ３０８では、補正量調整部１６が、暗部・明部の階調補正量を算出（階調補正テーブルを決定）する。ステップＳ３０８では、先ず、補正量調整部１６は、暗部・明部のそれぞれについて、暗部補正度合いテーブルと明部補正度合いテーブルに従って補正度合いを決定する。暗部補正度合いテーブルと明部補正度合いテーブルの例を図６に示す。図６に示す閾値６０，６１，６２，６３はそれぞれ、補正度合いを決定する閾値であり、予め固定値として設定されている。ここでは、輝度ヒストグラムの低輝度側の偏り度合い（ｖａｒ１）と輝度ヒストグラムの高輝度側の偏り度合い（ｖａｒ２）のそれぞれについて、偏り度合いが小さい場合に補正度合いを小さく、偏り度合いが大きい場合に補正度合いを大きくするように設定している。これは、輝度ヒストグラムを平準化することを目標としているためである。
【００３８】
ステップＳ３０８では、続いて、補正量調整部１６は、予め保持している暗部補正量テーブルと明部補正量テーブルに従って、階調補正テーブルを決定する。暗部補正量テーブルと明部補正量テーブルの例を図７に示す。補正テーブル７０，７１，７２，７３，７４はそれぞれ、暗部の補正度合いが０％，２５％，５０％，７５％，１００％の場合の補正量を示している。また、補正テーブル７５，７６，７７，７８，７９はそれぞれ、明部の補正度合いが０％，２５％，５０％，７５％，１００％の場合の補正量を示している。補正量調整部１６は、先に決定した補正度合いに対応する補正テーブルを選択することで、階調補正部１８が用いる階調補正テーブルを決定する。
【００３９】
なお、決定された補正量で階調補正部１８が階調補正を行う方法は、トーンカーブ補正であってもよいし、局所的なコントラストを維持したまま補正を行う覆い焼き補正のようなものであってもよい。また、ユーザが補正の強度を「弱め」、「標準」、「強め」等から選択可能なインタフェースを準備しておき、ユーザにより選択された設定によって図５のテーブルと図７のテーブルをそれぞれ同様の別のテーブルに切り替えるようにしてもよい。ステップＳ３０８の実行により本処理は終了となる。
【００４０】
以上の説明の通り、階調補正量の第１の決定方法では、ダイナミックレンジを拡張した場合に、ガンマカーブの適レベルを高輝度側にシフトするように制御する。これにより、撮影時の明るさの雰囲気を損なわない範囲で、階調性が乏しくなるのを抑制することができる。
【００４１】
＜階調補正量の第２の決定方法＞
図８乃至図１０を参照して、階調補正量の第２の決定方法について説明する。図８は、現像部２で実行される階調補正量の第２の決定方法のフローチャートである。なお、撮像装置１００の全体的な制御を行う不図示の中央制御部（ＣＰＵ）が、所定のプログラムを実行し、現像部２を構成する各部の動作を制御することにより、図８に示す各処理が実行される。
【００４２】
図８のステップＳ８０１〜Ｓ８０５，Ｓ８０８の処理は、図３のステップＳ３０１〜Ｓ３０５，Ｓ３０８の処理と同じであるので、ここでの説明を省略する。ステップＳ８０６では、補正量調整部１６が、Ｄレンジ調整部１３で算出された入力下限値Ｂｋ及び入力上限値Ｗｔによる調整後のダイナミックレンジが所定のダイナミックレンジよりも小さいか否かを判定する。調整後のダイナミックレンジが所定のダイナミックレンジよりも小さい場合（Ｓ８０６でＹＥＳ）、処理はステップＳ８０７へ進められる。一方、調整後のダイナミックレンジが所定のダイナミックレンジよりも小さくない場合（Ｓ８０６でＮＯ）、処理はステップＳ８０８へ進められる。
【００４３】
ステップＳ８０７では、補正量調整部１６が、ガンマカーブの適レベルを算出する。図９は、ステップＳ８０７でのガンマカーブの適レベルを算出する処理を模式的に示す図である。図９において、第１のガンマカーブ９０は、ダイナミックレンジ調整を行わないガンマカーブである。第２のガンマカーブ９１は、適レベルがダイナミックレンジ調整前と同じで、入力下限値及び入力上限値を調整したガンマカーブである。第３のガンマカーブ９２は、第２のガンマカーブ９１に対して適レベルの調整を行ったガンマカーブである。
【００４４】
入力下限値９３は、第１のガンマカーブ９０の入力下限値である。入力下限値９４は、第２のガンマカーブ９１及び第３のガンマカーブ９２の入力下限値である。適レベル９５は、第３のガンマカーブ９２の適レベルである。適レベル９６は、第１のガンマカーブ９０及び第２のガンマカーブ９１の適レベルである。入力上限値９７は、第２のガンマカーブ９１と第３のガンマカーブ９２の入力上限値である。入力上限値９８は、第１のガンマカーブ９０の入力上限値である。閾値９１０は、適レベルをシフトさせる入力上限値の閾値であり、予め設定される値である。これらの各値（９３〜９８，９１０）はログスケールでの値を示す。出力上限値９９は、ガンマ補正後の出力上限値である。
【００４５】
図９の第２のガンマカーブ９１に示されるように、適レベルを変えずにダイナミックレンジを圧縮するように調整を行った場合、適レベルよりも高輝度側のガンマカーブの傾きが大きくなることがわかる。ここで、傾きが大きくなり過ぎると、階調の変化が急峻になりすぎることで不自然な画像になりやすい。そのため、予め閾値９１０を設定しておき、入力上限値が閾値９１０より小さくなる場合に、適レベルを低輝度側にシフトさせることにより、ガンマカーブの傾きを抑える。この場合の適レベルの算出式の一例を下記の式５に示す。
【００４６】
【数３】
2015195498.tif 000005
【００４７】
上記の式５において、“Ｗｔ２”は入力上限値９７の、“Ｗｔ＿ｔｈ”は図９の閾値９１０の各値（輝度レベル）である。また、“Ｍｉｄ”はシフト前の適レベル（適レベル９６）の、“ＭｉｄＮｅｗ”はシフト後の適レベル（適レベル９５）の各値（輝度値）を示している。“Ｋ２”は、０〜１の範囲の値を持つ補正係数であり、閾値９１０以下に入力上限値を設定した量に対して、適レベルをシフトする割合を制御する。補正係数Ｋ２の値は、ステップＳ８０５で算出した輝度ヒストグラムの高輝度側の偏り度合い（ｖａｒ２）に応じて決定する。
【００４８】
つまり、先述した第１の決定方法では、適レベルを高輝度側にシフトさせると画像が暗くなるために、暗部を明るく階調補正したい画像については、適レベルのシフト量を抑えるように補正係数Ｋ１を設定した。これとは逆に、第２の決定方法では、適レベルを低輝度側にシフトさせると画像が明るくなるため、明部を暗く階調補正したい画像については、シフト量を抑えるように補正係数Ｋ２を設定する。図１０は、補正係数Ｋ２と輝度ヒストグラムの高輝度側の偏り度合い（ｖａｒ２）との関係を示すテーブルである。図１０に示す第１の閾値１５０及び第２の閾値１６０はそれぞれ、補正係数Ｋ２の値を切り替える閾値であり、後段のステップＳ８０８での階調補正量を考慮して前もって設定される。
【００４９】
以上の説明の通り、階調補正量の第２の決定方法では、ダイナミックレンジを所定値以上に圧縮した場合に、ガンマカーブの適レベルを低輝度側にシフトするように制御する。これにより、撮影時の明るさの雰囲気を損なわない範囲で、階調がつきすぎて不自然な画像になってしまうのを抑制することができる。
【００５０】
以上、本発明をその好適な実施形態に基づいて詳述してきたが、本発明はこれら特定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様々な形態も本発明に含まれる。さらに、上述した各実施形態は本発明の一実施形態を示すものにすぎず、各実施形態を適宜組み合わせることも可能である。
【００５１】
例えば、上記本実施形態では、画像処理装置として、撮像部１、現像部２及び記憶再生部３からなる撮像装置１００を取り上げた。しかし、これに限られず、撮像部１、現像部２及び記憶再生部３をそれぞれ、通信可能な別装置で構成してもよい。例えば、カメラが撮影し、生成したＲＡＷデータをネットワーク等を介して外部の画像処理装置（例えば、パーソナルコンピュータ）に送信し、画像処理装置で現像を行い、画像処理装置に通信可能に接続された記憶装置に現像データを記憶する構成としてもよい。また、現像部２は、リアルタイムにカメラで撮影されたＲＡＷデータを処理する必要はなく、記憶媒体に記憶されたＲＡＷデータを読み出して、上記説明の通りの現像処理を行うことができる装置、例えば、一般的なパーソナルコンピュータであってもよい。
【００５２】
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。即ち、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記憶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（又はＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムコードを読み出して実行する処理である。この場合、そのプログラム、及び該プログラムを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。
【符号の説明】
【００５３】
２    現像部
１０    ホワイトバランス（ＷＢ）調整部
１３    ダイナミック（Ｄ）レンジ調整部
１６    補正量調整部
１７    ガンマ補正部
１８    階調補正部
１００    撮像装置
【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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