(57)【要約】【課題】トーンジャンプを抑止しつつ、撮影データにおける諧調の割り当てを変更する。【解決手段】ガンマ補正部１７は基準ガンマカーブにおいて所定の輝度以上の高輝度領域と前記所定の輝度未満の低輝度領域とを分ける接続点を設定し、撮影データの入力下限値を起点として基準ガンマカーブを線形に伸縮して接続点を通過する第１のガンマカーブを生成する。さらに、ガンマ補正部は撮影データの入力上限値を終点として基準ガンマカーブを線形に伸縮して接続点を通過する第２のガンマカーブを生成し、入力下限値よりも小さい入力下限値を起点として基準ガンマカーブを線形に伸縮して接続点を通過する第３のガンマカーブを生成して、所定の混合割合で第１〜第３のガンマカーブを混合して第４のガンマカーブを得て、第４のガンマカーブを用いて撮影データのコントラストおよびダイナミックレンジを調整する。【選択図】図１
2015162712.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際、ガンマカーブに応じて前記撮影データのコントラストおよびダイナミックレンジを調整する画像処理装置であって、
予め設定された基準ガンマカーブにおいて所定の輝度以上の高輝度領域と前記所定の輝度未満の低輝度領域とを分ける接続点を設定する設定手段と、
前記撮影データの入力下限値を起点として前記基準ガンマカーブを線形に伸縮して前記接続点を通過する第１のガンマカーブを生成する第１の生成手段と、
前記撮影データの入力上限値を終点として前記基準ガンマカーブを線形に伸縮して前記接続点を通過する第２のガンマカーブを生成する第２の生成手段と、
前記入力下限値よりも小さい第１の入力下限値を起点として前記基準ガンマカーブを線形に伸縮して前記接続点を通過する第３のガンマカーブを生成する第３の生成手段と、
予め定められた混合割合で前記第１のガンマカーブ、前記第２のガンマカーブ、および前記第３のガンマカーブを混合して第４のガンマカーブを得る第４の生成手段と、
前記第４のガンマカーブを用いて前記撮影データのコントラストおよびダイナミックレンジを調整する調整手段と、
を有することを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記第４の生成手段は、前記入力下限値において前記第１のガンマカーブが最大となって、前記入力上限値で前記第２のガンマカーブが最大となる混合割合で前記第１のガンマカーブ、前記第２のガンマカーブ、および前記第３のガンマカーブを混合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】
前記第４の生成手段は、前記接続点において前記第３のガンマカーブが最大となる混合割合で前記第１のガンマカーブ、前記第２のガンマカーブ、および前記第３のガンマカーブを混合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】
前記第４の生成手段は、前記第１のガンマカーブの混合割合を前記入力下限値から前記入力上限値に向かうにつれて減少させ、前記第３のガンマカーブの混合割合を前記入力下限値から前記接続点に向かうにつれて増加させ、前記接続点から前記入力上限値に向かうにつれて減少させ、さらに、前記第２のガンマカーブの混合割合を前記入力下限値から前記入力上限値に向かうにつれて増加させ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５】
前記第１の生成手段は、第１のガンマカーブの終点を入力下限値＋（基準ガンマカーブの入力上限値−基準ガンマカーブの入力下限値）×（接続点−入力下限値）／（基準ガンマカーブの接続点−基準ガンマカーブの入力下限値）とし、
前記第２の生成手段は、第２のガンマカーブの起点を入力上限値−（基準ガンマカーブの入力上限値−基準ガンマカーブの入力下限値）×（入力上限値−接続点）／（基準ガンマカーブの入力上限値−基準ガンマカーブの接続点）とし、
前記第３の生成手段は、第３のガンマカーブの終点を入力下限値＋（基準ガンマカーブの入力上限値−基準ガンマカーブの入力下限値）×（接続点−第１の入力下限値）／（基準ガンマカーブの接続点−基準ガンマカーブの入力下限値）と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６】
前記第３の生成手段は、前記第１の入力下限値を前記入力下限値と一致させ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７】
前記第２の生成手段は、前記第１の入力下限値よりも小さい第２の入力下限値を前記第２のガンマカーブの起点と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】
前記第２の生成手段は前記第２の入力下限値を前記第１の入力下限値と一致させることを特徴とする請求項７に記載の画像処理装置。
【請求項９】
未現像の撮影データを現像して現像データを得る際、ガンマカーブに応じて前記撮影データのコントラストおよびダイナミックレンジを調整する画像処理装置であって、
前記撮影データについて入力下限値および入力上限値を設定するとともに、前記撮影データにおいて所定の輝度以上の高輝度領域と前記所定の輝度未満の低輝度領域とを分ける接続点を設定する設定手段と、
予め設定されたガンマカーブにから入力下限値、入力上限値、および所定の輝度以上の高輝度領域と前記所定の輝度未満の低輝度領域とを分ける領域接続点を得る取得手段と、
前記入力下限値において前記入力下限値を通過し、前記接続点で前記領域接続点を通過する第１の入力変換特性を得る第１の変換手段と、
前記入力上限値で前記入力上限値を通過し、前記接続点で前記領域接続点を通過する第２の入力変換特性を得る第２の変換手段と、
前記入力下限値よりも小さい第１の入力下限値で前記入力下限値を通過し、前記接続点で前記領域接続点を通過する第３の入力変換特性を得る第３の変換手段と、
前記ガンマカーブを参照して前記撮影データのコントラストおよびダイナミックレンジを調整する前に、予め定められた混合割合で前記第１の入力変換特性、前記第２の入力変換特性、および前記第３の入力変換特性を混合して第４の入力変換特性を得て、当該第４の入力変換特性によって前記撮影データの信号値を変換する第４の変換手段と、
を有することを特徴とする画像処理装置。
【請求項１０】
未現像の撮影データを現像して現像データを得る際、ガンマカーブに応じて前記撮影データのコントラストおよびダイナミックレンジを調整する画像処理方法であって、
予め設定された基準ガンマカーブにおいて所定の輝度以上の高輝度領域と前記所定の輝度未満の低輝度領域とを分ける接続点を設定する設定ステップと、
前記撮影データの入力下限値を起点として前記基準ガンマカーブを線形に伸縮して前記接続点を通過する第１のガンマカーブを生成する第１の生成ステップと、
前記撮影データの入力上限値を終点として前記基準ガンマカーブを線形に伸縮して前記接続点を通過する第２のガンマカーブを生成する第２の生成ステップと、
前記入力下限値よりも小さい第１の入力下限値を起点として前記基準ガンマカーブを線形に伸縮して前記接続点を通過する第３のガンマカーブを生成する第３の生成ステップと、
予め定められた混合割合で前記第１のガンマカーブ、前記第２のガンマカーブ、および前記第３のガンマカーブを混合して第４のガンマカーブを得る第４の生成ステップと、
前記第４のガンマカーブを用いて前記撮影データのコントラストおよびダイナミックレンジを調整する調整ステップと、
を有することを特徴とする画像処理方法。
【請求項１１】
未現像の撮影データを現像して現像データを得る際、ガンマカーブに応じて前記撮影データのコントラストおよびダイナミックレンジを調整する画像処理方法であって、
前記撮影データについて入力下限値および入力上限値を設定するとともに、前記撮影データにおいて所定の輝度以上の高輝度領域と前記所定の輝度未満の低輝度領域とを分ける接続点を設定する設定ステップと、
予め設定されたガンマカーブにから入力下限値、入力上限値、および所定の輝度以上の高輝度領域と前記所定の輝度未満の低輝度領域とを分ける領域接続点を得る取得ステップと、
前記入力下限値において前記入力下限値を通過し、前記接続点で前記領域接続点を通過する第１の入力変換特性を得る第１の変換ステップと、
前記入力上限値で前記入力上限値を通過し、前記接続点で前記領域接続点を通過する第２の入力変換特性を得る第２の変換ステップと、
前記入力下限値よりも小さい第１の入力下限値で前記入力下限値を通過し、前記接続点で前記領域接続点を通過する第３の入力変換特性を得る第３の変換ステップと、
前記ガンマカーブを参照して前記撮影データのコントラストおよびダイナミックレンジを調整する前に、予め定められた混合割合で前記第１の入力変換特性、前記第２の入力変換特性、および前記第３の入力変換特性を混合して第４の入力変換特性を得て、当該第４の入力変換特性によって前記撮影データの信号値を変換する第４の変換ステップと、
を有することを特徴とする画像処理方法。
【請求項１２】
未現像の撮影データを現像して現像データを得る際、ガンマカーブに応じて前記撮影データのコントラストおよびダイナミックレンジを調整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、
予め設定された基準ガンマカーブにおいて所定の輝度以上の高輝度領域と前記所定の輝度未満の低輝度領域とを分ける接続点を設定する設定ステップと、
前記撮影データの入力下限値を起点として前記基準ガンマカーブを線形に伸縮して前記接続点を通過する第１のガンマカーブを生成する第１の生成ステップと、
前記撮影データの入力上限値を終点として前記基準ガンマカーブを線形に伸縮して前記接続点を通過する第２のガンマカーブを生成する第２の生成ステップと、
前記入力下限値よりも小さい第１の入力下限値を起点として前記基準ガンマカーブを線形に伸縮して前記接続点を通過する第３のガンマカーブを生成する第３の生成ステップと、
予め定められた混合割合で前記第１のガンマカーブ、前記第２のガンマカーブ、および前記第３のガンマカーブを混合して第４のガンマカーブを得る第４の生成ステップと、
前記第４のガンマカーブを用いて前記撮影データのコントラストおよびダイナミックレンジを調整する調整ステップと、
を実行させることを特徴とする制御プログラム。
【請求項１３】
未現像の撮影データを現像して現像データを得る際、ガンマカーブに応じて前記撮影データのコントラストおよびダイナミックレンジを調整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、
前記撮影データについて入力下限値および入力上限値を設定するとともに、前記撮影データにおいて所定の輝度以上の高輝度領域と前記所定の輝度未満の低輝度領域とを分ける接続点を設定する設定ステップと、
予め設定されたガンマカーブにから入力下限値、入力上限値、および所定の輝度以上の高輝度領域と前記所定の輝度未満の低輝度領域とを分ける領域接続点を得る取得ステップと、
前記入力下限値において前記入力下限値を通過し、前記接続点で前記領域接続点を通過する第１の入力変換特性を得る第１の変換ステップと、
前記入力上限値で前記入力上限値を通過し、前記接続点で前記領域接続点を通過する第２の入力変換特性を得る第２の変換ステップと、
前記入力下限値よりも小さい第１の入力下限値で前記入力下限値を通過し、前記接続点で前記領域接続点を通過する第３の入力変換特性を得る第３の変換ステップと、
前記ガンマカーブを参照して前記撮影データのコントラストおよびダイナミックレンジを調整する前に、予め定められた混合割合で前記第１の入力変換特性、前記第２の入力変換特性、および前記第３の入力変換特性を混合して第４の入力変換特性を得て、当該第４の入力変換特性によって前記撮影データの信号値を変換する第４の変換ステップと、
を実行させることを特徴とする制御プログラム。
【請求項１４】
未現像の撮影データを現像して現像データを得る際、ガンマカーブに応じて前記撮影データのコントラストおよびダイナミックレンジを調整す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、
予め設定された基準ガンマカーブにおいて所定の輝度以上の高輝度領域と前記所定の輝度未満の低輝度領域とを分ける接続点を設定する設定ステップと、
前記撮影データの入力下限値を起点として前記基準ガンマカーブを線形に伸縮して前記接続点を通過する第１のガンマカーブを生成する第１の生成ステップと、
前記撮影データの入力上限値を終点として前記基準ガンマカーブを線形に伸縮して前記接続点を通過する第２のガンマカーブを生成する第２の生成ステップと、
前記入力下限値よりも小さい第１の入力下限値を起点として前記基準ガンマカーブを線形に伸縮して前記接続点を通過する第３のガンマカーブを生成する第３の生成ステップと、
予め定められた混合割合で前記第１のガンマカーブ、前記第２のガンマカーブ、および前記第３のガンマカーブを混合して第４のガンマカーブを得る第４の生成ステップと、
前記第４のガンマカーブを用いて前記撮影データのコントラストおよびダイナミックレンジを調整する調整ステップと、
を実行させる制御プログラムが記録されたコンピュータにより読み取り可能な記録媒体。
【請求項１５】
未現像の撮影データを現像して現像データを得る際、ガンマカーブに応じて前記撮影データのコントラストおよびダイナミックレンジを調整す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、
前記撮影データについて入力下限値および入力上限値を設定するとともに、前記撮影データにおいて所定の輝度以上の高輝度領域と前記所定の輝度未満の低輝度領域とを分ける接続点を設定する設定ステップと、
予め設定されたガンマカーブにから入力下限値、入力上限値、および所定の輝度以上の高輝度領域と前記所定の輝度未満の低輝度領域とを分ける領域接続点を得る取得ステップと、
前記入力下限値において前記入力下限値を通過し、前記接続点で前記領域接続点を通過する第１の入力変換特性を得る第１の変換ステップと、
前記入力上限値で前記入力上限値を通過し、前記接続点で前記領域接続点を通過する第２の入力変換特性を得る第２の変換ステップと、
前記入力下限値よりも小さい第１の入力下限値で前記入力下限値を通過し、前記接続点で前記領域接続点を通過する第３の入力変換特性を得る第３の変換ステップと、
前記ガンマカーブを参照して前記撮影データのコントラストおよびダイナミックレンジを調整する前に、予め定められた混合割合で前記第１の入力変換特性、前記第２の入力変換特性、および前記第３の入力変換特性を混合して第４の入力変換特性を得て、当該第４の入力変換特性によって前記撮影データの信号値を変換する第４の変換ステップと、
を実行させる制御プログラムが記録され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階調の割り当てを現像後の画像データにおいて変更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、画素出力が所定の飽和レベル以上に達していると、予め設定されたビット圧縮変換特性に応じて一旦拡大されたダイナミックレンジを圧縮して、未現像の撮影データに応じたダイナミックレンジを適切に調整する手法がある（特許文献２参照）。
【０００６】
また、基準となるガンマカーブを複数の領域に分割して、撮影データに応じた調整率を乗算して圧縮又は伸長を行って、隣り合う領域のガンマカーブを接続する手法がある（特許文献３参照）。
【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２００９−１１８１５８号公報
【特許文献３】特開２００４−１５８００６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、予めビット圧縮変換特性を圧縮率毎に設定する必要があり、この結果、撮影データに応じて適応的に階調を割り当てることが困難となってしまう。
【００１０】
さらに、上述の特許文献３に記載の手法では、個別に圧縮又は伸長したガンマカーブを接続するので、その接続点において傾きが不連続となることがある。そして、隣り合う領域の調整率が異なる程不連続性が高まって、現像結果にトーンジャンプが発生することがある。
【００１１】
そこで、本発明の目的は、トーンジャンプを抑止しつつ、撮影データにおける階調の割り当てを変更することのできる画像処理装置、画像処理制御方法、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】
【００１２】
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際、ガンマカーブに応じて前記撮影データのコントラストおよびダイナミックレンジを調整する画像処理装置であって、予め設定された基準ガンマカーブにおいて所定の輝度以上の高輝度領域と前記所定の輝度未満の低輝度領域とを分ける接続点を設定する設定手段と、前記撮影データの入力下限値を起点として前記基準ガンマカーブを線形に伸縮して前記接続点を通過する第１のガンマカーブを生成する第１の生成手段と、前記撮影データの入力上限値を終点として前記基準ガンマカーブを線形に伸縮して前記接続点を通過する第２のガンマカーブを生成する第２の生成手段と、前記入力下限値よりも小さい第１の入力下限値を起点として前記基準ガンマカーブを線形に伸縮して前記接続点を通過する第３のガンマカーブを生成する第３の生成手段と、予め定められた混合割合で前記第１のガンマカーブ、前記第２のガンマカーブ、および前記第３のガンマカーブを混合して第４のガンマカーブを得る第４の生成手段と、前記第４のガンマカーブを用いて前記撮影データのコントラストおよびダイナミックレンジを調整する調整手段と、を有することを特徴とする。
【００１３】
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際、ガンマカーブに応じて前記撮影データのコントラストおよびダイナミックレンジを調整する画像処理方法であって、予め設定された基準ガンマカーブにおいて所定の輝度以上の高輝度領域と前記所定の輝度未満の低輝度領域とを分ける接続点を設定する設定ステップと、前記撮影データの入力下限値を起点として前記基準ガンマカーブを線形に伸縮して前記接続点を通過する第１のガンマカーブを生成する第１の生成ステップと、前記撮影データの入力上限値を終点として前記基準ガンマカーブを線形に伸縮して前記接続点を通過する第２のガンマカーブを生成する第２の生成ステップと、前記入力下限値よりも小さい第１の入力下限値を起点として前記基準ガンマカーブを線形に伸縮して前記接続点を通過する第３のガンマカーブを生成する第３の生成ステップと、予め定められた混合割合で前記第１のガンマカーブ、前記第２のガンマカーブ、および前記第３のガンマカーブを混合して第４のガンマカーブを得る第４の生成ステップと、前記第４のガンマカーブを用いて前記撮影データのコントラストおよびダイナミックレンジを調整する調整ステップと、を有することを特徴とする。
【００１４】
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際、ガンマカーブに応じて前記撮影データのコントラストおよびダイナミックレンジを調整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、予め設定された基準ガンマカーブにおいて所定の輝度以上の高輝度領域と前記所定の輝度未満の低輝度領域とを分ける接続点を設定する設定ステップと、前記撮影データの入力下限値を起点として前記基準ガンマカーブを線形に伸縮して前記接続点を通過する第１のガンマカーブを生成する第１の生成ステップと、前記撮影データの入力上限値を終点として前記基準ガンマカーブを線形に伸縮して前記接続点を通過する第２のガンマカーブを生成する第２の生成ステップと、前記入力下限値よりも小さい第１の入力下限値を起点として前記基準ガンマカーブを線形に伸縮して前記接続点を通過する第３のガンマカーブを生成する第３の生成ステップと、予め定められた混合割合で前記第１のガンマカーブ、前記第２のガンマカーブ、および前記第３のガンマカーブを混合して第４のガンマカーブを得る第４の生成ステップと、前記第４のガンマカーブを用いて前記撮影データのコントラストおよびダイナミックレンジを調整する調整ステップと、を実行させることを特徴とする。
【００１５】
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際、ガンマカーブに応じて前記撮影データのコントラストおよびダイナミックレンジを調整す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、予め設定された基準ガンマカーブにおいて所定の輝度以上の高輝度領域と前記所定の輝度未満の低輝度領域とを分ける接続点を設定する設定ステップと、前記撮影データの入力下限値を起点として前記基準ガンマカーブを線形に伸縮して前記接続点を通過する第１のガンマカーブを生成する第１の生成ステップと、前記撮影データの入力上限値を終点として前記基準ガンマカーブを線形に伸縮して前記接続点を通過する第２のガンマカーブを生成する第２の生成ステップと、前記入力下限値よりも小さい第１の入力下限値を起点として前記基準ガンマカーブを線形に伸縮して前記接続点を通過する第３のガンマカーブを生成する第３の生成ステップと、予め定められた混合割合で前記第１のガンマカーブ、前記第２のガンマカーブ、および前記第３のガンマカーブを混合して第４のガンマカーブを得る第４の生成ステップと、前記第４のガンマカーブを用いて前記撮影データのコントラストおよびダイナミックレンジを調整する調整ステップと、を実行させる制御プログラムが記録され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】
【００１６】
本発明によれば、基準となるガンマカーブから当該ガンマカーブの接続点を通過する複数のガンマカーブを生成して、予め定められた混合割合でこれら複数のガンマカーブを混合する。そして、混合後のガンマカーブを用いて撮影データのコントラストおよびダイナミックレンジを調整する。これによって、トーンジャンプを抑止しつつ、撮影データにおける階調の割り当てを変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【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に示すガンマ補正部で用いられるガンマカーブの他の例を示す図である。
【図９】ガンマカーブの混合割合の一例を示す図である。
【図１０】一つの入力下限値を他の入力下限値と一致させた際のガンマカーブの一例を示す図である。
【図１１】入力上限値の設定に応じたガンマカーブの一例を説明するための図であり、（ａ）は第２のガンマカーブの入力上限値を第１のガンマカーブの入力上限値より小さく設定した例を示す図、（ｂ）は接続点で第１のガンマカーブと第２のガンマカーブを連結して微分演算を行った結果を示す図、（ｃ）は図９の混合割合によって第１から第３のガンマカーブを混合して微分演算した結果を示す図である。
【図１２】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１３】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１４】本発明の第２の実施形態に係るカメラにおいてガンマ補正部で用いられる入力値変換特性の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
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。
【００１９】
［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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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たりする効果が得られる。
【００３５】
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。
【００３６】
置換処理部１５は各画素において前記置換割合調整部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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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、画像が緑色に色付いてしまうことになる。
【００４１】
置換処理部１５による置換処理を、光学補正部１１による補正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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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）。
【００４６】
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。
【００４７】
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）。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
【数１】
2015162712.tif 000003
なお、ステップＳ１４の処理では、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。
【００５２】
【数２】
2015162712.tif 000004
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。
【００５３】
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）。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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）。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
【数３】
2015162712.tif 000005
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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、色信号値ｙ（４０）と色信号値ｘ（４２）の色比が１：２の例を示しており、色信号値ｘ（４２）の出力は色信号値ｙ（４０）の２倍となっている。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
なお、上記の説明では、色信号値ｙ（４０）を色信号値ｘ（４２）で置換する場合について説明したが、色信号値ｘ（４２）を置換候補値ｍｉｘとし、色信号値ｙ（４０）を色信号値ｚとすれば、同様にして、色信号値ｚのトーンジャンプが解消される。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
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および置換後の色信号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。
【００８４】
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。
【００８５】
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。
【００８６】
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は次の式（４）に示すＦ（ｘ）で表される基準のガンマカーブである。
【００８７】
【数４】
2015162712.tif 000006
なお、ここでは、説明の便宜上、Ｆ（ｘ）を円弧としたが、多次元方程式など複雑な関数を用いるようにしてもよい。
【００８８】
参照番号５１はガンマカーブ５０の入力上限値ｈｉｇｈを示し、参照番号５２はガンマカーブ５０の接続点（領域接続点）ｍｉｄを示す。そして、参照番号５３はガンマカーブ５０の入力下限値ｌｏｗを示し、参照番号５４はガンマ補正後の出力上限値ＭＡＸを示す。
【００８９】
ガンマカーブ５５は、入力上限値を入力上限値５１より大きくしたガンマカーブであり、参照番号５６はガンマカーブ５５の入力上限値Ｗｔを示し、参照番号５７はガンマカーブ５５の接続点Ｍｉｄを示す。そして、入力上限値５６および接続点５７は、Ｄレンジ調整部１３で決定される。
【００９０】
ガンマカーブ５５は、入力下限値５３を基準としてガンマカーブ５０の入力上限値５１を線型的に入力上限値５６で延長することによって生成される。ガンマカーブ５５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５６での階調をガンマ補正部１５の出力上限値５４下に反映させることができる。
【００９１】
但し、図７に示すようにガンマカーブ全体を補正すると、画像全体の輝度が変化してしまうことになる。
【００９２】
図８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他の例を示す図である。
【００９３】
図８に示す例では、所定の輝度未満の低輝度側（低輝度領域）と所定の輝度以上の高輝度側（高輝度領域）とに分けて、ガンマカーブ５０の高輝度側を伸長する。参照番号６０はガンマカーブ５０を低輝度側と高輝度側とに分ける接続点Ｍｉｄを示し、当該接続点６０はＤレンジ調整部１３によって決定される。
【００９４】
ガンマカーブ６１は、次の式（５）に示す関数Ｇ（ｘ）によってガンマカーブ５０のＸ軸を伸長した結果得られたガンマカーブである。
【００９５】
【数５】
2015162712.tif 000007
参照番号６２はガンマカーブ６１の入力下限値Ｂｋを示しており、Ｄレンジ調整部１３によって決定される。そして、ガンマカーブ６１は、接続点Ｍｉｄ（６０）および入力下限値Ｂｋ（６２）を通過する。
【００９６】
ガンマカーブ６３は、上記の式（５）に示す関数Ｈ（ｘ）によってガンマカーブ５０のＸ軸を伸長して得られたガンマカーブである。参照番号６４はガンマカーブ６３の入力上限値Ｗｔを示し、Ｄレンジ調整部１３によって決定される。入力下限値６５は、式（５）に示すＨ（ｘ）より求まるガンマカーブ６３の入力下限値である。そして、ガンマカーブ６３は、接続点Ｍｉｄ（６０）、入力上限値Ｗｔ（６４）、および入力下限値Ｂｋ（６５）を通過する。
【００９７】
ガンマカーブ６６は、式（５）に示す関数Ｉ（ｘ）によりガンマカーブ５０のＸ軸を伸長して得られたガンマカーブである。参照番号６７はガンマカーブ６６の入力下限値Ｂｋ＋αを示し、当該入力下限値Ｂｋ＋α（６７）は、入力下限値Ｂｋ（６２）と入力下限値Ｂｋ（６５）との間に位置する。
【００９８】
ガンマカーブ６８は、ガンマカーブ６１、６３、および６６を、次の式（６）を用いて、ｍ＝２、ｎ＝３として混合して得られたガンマカーブである。
【００９９】
【数６】
2015162712.tif 000008
ガンマカーブ６８は、Ｄレンジ調整部１３で決定された入力下限値Ｂｋ（６２）および接続点Ｍｉｄ（６０）を通過して、入力上限値Ｗｔ（６４）に収束する。接続点Ｍｉｄ（６０）以下における形状は、ガンマカーブ５０および５５に比べて、ガンマカーブ６１および６８の方が近似している。これによって、低輝度側の輝度を維持しつつ高輝度側の階調を伸ばすことができる。
【０１００】
図９は、ガンマカーブの混合割合の一例を示す図である。図９においては、式（６）によるガンマカーブ６８の混合割合が示されている。ここで、混合割合７０はガンマカーブ６１（第１のガンマカーブ）の混合割合を示し、入力下限値Ｂｋ（６２）から接続点Ｍｉｄ（６０）にかけて減少している。
【０１０１】
また、混合割合７１はガンマカーブ６６（第３のガンマカーブ）の混合割合を示し、入力下限値Ｂｋ（６２）から接続点Ｍｉｄ（６０）にかけて増加し、そして、入力上限値Ｗｔ（６４）にかけて減少している。混合割合７２はガンマカーブ６３（第２のガンマカーブ）の混合割合を示し、接続点Ｍｉｄ（６０）から入力上限値Ｗｔ（６４）にかけて増加している。
【０１０２】
ここでは、第１のガンマカーブの終点は入力下限値Ｂｋ＋（基準ガンマカーブの入力上限値ｈｉｇｈ−基準ガンマカーブの入力下限値ｌｏｗ）×（接続点Ｍｉｄ−入力下限値Ｂｋ）／（基準ガンマカーブの接続点ｍｉｄ−基準ガンマカーブの入力下限値ｌｏｗ）とされる。
【０１０３】
また、第３のガンマカーブの終点は入力下限値Ｂｋ＋（基準ガンマカーブの入力上限値ｈｉｇｈ−基準ガンマカーブの入力下限値ｌｏｗ）×（接続点Ｍｉｄ−入力下限値Ｂｋ−α）／（基準ガンマカーブの接続点ｍｉｄ−基準ガンマカーブの入力下限値ｌｏｗ）とされる。
【０１０４】
さらに、第２のガンマカーブの始点（起点ともいう）は入力上限値Ｗｔ−（基準ガンマカーブの入力上限値ｈｉｇｈ−基準ガンマカーブの入力下限値ｌｏｗ）×（入力上限値Ｗｔ−接続点Ｍｉｄ）／（基準ガンマカーブの入力上限値ｈｉｇｈ−基準ガンマカーブの接続点ｍｉｄ）とされる。
【０１０５】
なお、混合割合は、図９に示す例に限らず、例えば、混合割合７０は入力上限値Ｗｔ（６４）にかけて減少してもよく、混合割合７２は入力下限値Ｂｋ（６２）から増加するようにしてもよい。さらに、上記の式（６）を用いることなく、所定のルックアップテーブルを用いて混合割合を定めるようにしてもよい。
【０１０６】
図１０は、一つの入力下限値を他の入力下限値と一致させた際のガンマカーブの一例を示す図である。ここでは、上記のα＝０として入力下限値Ｂｋ（６７）を入力下限値Ｂｋ（６２）と一致させ、第１のガンマカーブと第３のガンマカーブを統一した例が示されている。入力下限値Ｂｋ（６７）を入力下限値Ｂｋ（６２）と一致させると、ガンマカーブ６１および６８において低輝度側の部分を一致させることができる。同様して、入力下限値Ｂｋ（６７）を入力下限値Ｂｋ（６５）と一致させると、ガンマカーブ６３および６８において高輝度側の部分を一致させることができる。
【０１０７】
図１１は、入力上限値の設定に応じたガンマカーブの一例を説明するための図である。そして、図１１（ａ）は第２のガンマカーブの入力上限値を第１のガンマカーブの入力上限値より小さく設定した例を示す図であり、図１１（ｂ）は接続点で第１のガンマカーブと第２のガンマカーブを連結して微分演算を行った結果を示す図である。また、図１１（ｃ）は図９の混合割合によって第１から第３のガンマカーブを混合して微分演算した結果を示す図である。
【０１０８】
図１１（ａ）に示す例では、入力上限値６４がガンマカーブ６１の入力上限値より小さく設定されている。また、図１１（ｂ）に示す例では、ガンマカーブ６１とガンマカーブ６３とを接続点Ｍｉｄ（６０）で連結して得られたガンマカーブを微分した結果が示されている。ここでは、接続点Ｍｉｄ（６０）において連結した結果得られたガンマカーブが不連続であることが分かる。図１１（ｃ）に示す例では、ガンマカーブ６８を微分した結果が示されており、接続点Ｍｉｄ（６０）において、ガンマカーブ６８の不連続性が解消していることが分かる。
【０１０９】
このようにして、基準のガンマカーブを複数の領域において圧縮又は伸長して得られたガンマカーブを用いてガンマ補正を行うようにしたので、トーンジャンプの発生を抑えつつ、しかも階調の割り当てを変更することができる。
【０１１０】
図１２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。
【０１１１】
図１２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。
【０１１２】
色抑圧テーブル７７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７８は色抑圧の開始点を示す。制御点７９は色抑圧の終了点を示す。色抑圧テーブル７７においては制御点７８までは色抑圧が行われず、制御点７８から制御点７９までは徐々に色抑圧を強めて、制御点７９以降は完全に色を抑制する。
【０１１３】
色抑圧テーブル７３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７４は色抑圧の開始点を示す。色抑圧テーブル７３は、色抑圧テーブル７０の制御点７８を線型的に制御点７４まで延長することによって生成される。
【０１１４】
ここでは、前述の入力上限値Ｗｔ（５１）に対する入力上限値Ｗｔ（５６）の延長倍率に所定の係数を乗算して、制御点７８を線型的に制御点７４まで延長する。色抑圧テーブル７３を用いることによって、制御点７８から制御点７９までの色抑圧を弱めることができる。
【０１１５】
制御点７５は色抑圧の終了点を示す。制御点７４の延長倍率に対して係数を乗算して、制御点７９を線型的に制御点７５まで延長する。これによって、色抑圧テーブル７６が得られる。色抑圧テーブル７６を用いると、制御点７９から制御点７５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。
【０１１６】
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。
【０１１７】
図１３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１３（ａ）は従来の現像結果を示す図であり、図１３（ｂ）は第１の実施形態による現像結果を示す図である。
【０１１８】
図１３において、太陽８０の周辺にはフレア８１が生じており、さらに、太陽８０の光を反射する雲８２が存在する。少なくともこれら太陽８０、フレア８１、および雲８２は高輝度領域である。
【０１１９】
ＷＢ調整の後に、飽和レベルが最小の色信号に合わせてクリップを行う現像結果（図１３（ａ））においては、ダイナミックレンジが不足して雲８２が白く飛んでいる。一方、図１３（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８３を解像する（雲８３の階調を表現する）ことができる。そして、図１３（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８０の周辺のフレア８４を表現することができる。
【０１２０】
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。
【０１２１】
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。
【０１２２】
［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。
【０１２３】
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。
【０１２４】
図１４は、本発明の第２の実施形態に係るカメラにおいてガンマ補正部で用いられる入力値変換特性の一例を示す図である。
【０１２５】
図１４において、横軸はガンマ補正部１７に入力される信号値（変換前の信号値）を示し、縦軸はガンマ補正部１７がガンマカーブを参照する際に用いる信号値（変換後の信号値）を示す。接続点Ｍｉｄ（９０）は入力変換特性を低輝度側と高輝度側とに分ける接続点であり、Ｄレンジ調整部１３によって決定される。
【０１２６】
入力変換特性９１は、次の式（７）に示す関数Ｇ（ｘ）によって定まる入力変換特性である。入力下限値Ｂｋ（９２）は入力変換特性９１の入力下限値Ｂｋを示し、Ｄレンジ調整部１３によって決定される。図示のように、入力変換特性９１は、接続点Ｍｉｄ（９０）および入力下限値ＢＫ（９２）を通過する。
【０１２７】
【数７】
2015162712.tif 000009
入力変換特性９３は、上記の式（７）に示す関数Ｈ（ｘ）によって定まる入力変換特性である。入力上限値Ｗｔ（９４）は入力変換特性９３の入力上限値を示し、Ｄレンジ調整部１３によって決定される。入力下限値Ｂｋ（９５）は、式（７）に示すＨ（ｘ）よって求まる入力変換特性９３の入力下限値である。そして、入力変換特性９３は、接続点Ｍｉｄ（９０）、入力上限値Ｗｔ（９４）、および入力下限値Ｂｋ（９５）を通過する。
【０１２８】
入力変換特性９６は、式（７）に示す関数Ｉ（ｘ）によって定まる入力変換特性で入力下限値Ｂｋ＋α（９７）は入力変換特性９６の入力下限値を示しており、入力下限値Ｂｋ（９２）と入力下限値Ｂｋ（９５）との間に位置する。
【０１２９】
入力下限値ｌｏｗ（９８）は基準のガンマカーブの入力下限値であり、接続点ｍｉｄ（９９）は基準となるガンマカーブの接続点である。また、入力上限値ｈｉｇｈ（１００）は基準となるガンマカーブの入力上限値である。
【０１３０】
入力変換特性１０１は、入力変換特性９１、９３、および９５を、次の式（８）によって、ｍ＝２、ｎ＝３として混合して得られた入力変換特性である。入力変換特性１０１は、Ｄレンジ調整部１３で決定された入力下限値Ｂｋ（９２）および接続点Ｍｉｄ（９０）を通過して入力上限値Ｗｔ（９４）で収束する。
【０１３１】
【数８】
2015162712.tif 000010
ガンマ補正部１７は、基準となるガンマカーブを参照する前に、入力値変換特性１０１を用いて入力値（信号値）を変換して、入力値に対する階調の割り当てを調整する。
【０１３２】
このように、本発明の第２の実施形態では、信号値を複数の領域において圧縮又は伸長させて得られた変換後の信号値を用いてガンマ補正を行うようにしたので、トーンジャンプの発生を抑えつつ、しかも階調の割り当てを変更することができる。
【０１３３】
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、ガンマ補正部１７が設定手段、第１の生成手段、第２の生成手段、第３の生成手段、第４の生成手段、および調整手段として機能する。また、ガンマ補正部１７は設定手段、取得手段、第１の変換手段、第２の変換手段、第３の変換手段、および第４の変換手段として機能するようにしてもよい。
【０１３４】
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。
【０１３５】
例えば、上記の実施の形態の機能を制御方法として、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。
【０１３６】
上記の制御方法および制御プログラムの各々は、少なくとも設定ステップ、第１の生成ステップ、第２の生成ステップ、第３の生成ステップ、第４の生成ステップ、および調整ステップを有するか又は設定ステップ、取得ステップ、第１の変換ステップ、第２の変換ステップ、第３の変換ステップ、および第４の変換ステップを有している。
【０１３７】
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】
【０１３８】
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】
2015162712.tif 000011
【図２】
2015162712.tif 000012
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2015162712.tif 000016
【図７】
2015162712.tif 000017
【図８】
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【図９】
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【図１０】
2015162712.tif 000020
【図１１】
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【図１２】
2015162712.tif 000022
【図１３】
2015162712.tif 000023
【図１４】
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