(57)【要約】      （修正有）【課題】線形変換による輝度伸張処理において、入力画像の輝度分布の偏りに関係なく常に適正な階調による輝度伸張処理を実施でき、局所的な階調部分に多くの輝度が集中している場合においても適正階調による輝度伸張処理を実施できる画像処理装置を提供する。【解決手段】輝度伸張処理部１は、輝度伸張処理の対象となる入力画像に対して予め設定した注目エリアの画像の平均輝度を求めるとともに、階調のヒストグラムを作成し、階調を３分割したときの低階調部分の頻度の和と高階調部分の頻度の和を比較し、頻度の和が大きい（輝度分布量の多い）階調側を輝度伸張する階調側と判定する。そして、輝度分布量の少ない階調側より輝度分布量の多い階調側に向かって、順に頻度の和を算出して行き、その頻度の和が、上記平均輝度に達した階調を求める。ここで求めた階調と輝度分布量の多い階調側の階調範囲とに跨る全階調範囲を対象範囲として、線形変換を実施する。【選択図】図１
2008263453.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
線形変換により輝度伸張処理を行う画像処理装置であって、
前記輝度伸張処理の対象となる入力画像の注目エリアにおける平均輝度を算出する平均輝度算出手段と、
前記入力画像の注目エリアにおける階調のヒストグラムを作成するヒストグラム作成手段と、
前記ヒストグラム作成手段が作成した前記ヒストグラムを低階調部分と高階調部分と中間階調部分とに分け、前記低階調部分の輝度値の頻度の和と前記高階調部分の輝度値の頻度の和を算出して、前記低階調部分の頻度の和と前記高階調部分の頻度の和を比較し頻度分布の大小により輝度伸張する側の階調部分を判定する輝度伸張実施判定手段と、
前記輝度伸張実施判定手段による比較の結果、前記低階調部分の頻度の和が前記高階調部分の頻度の和より大きいとき、前記高階調部分の高階調側から前記低階調部分の低階調側に向けて階調を単位に順次頻度の和を算出し、当該頻度の和が前記平均輝度値に達した階調値を前記ヒストグラムにおける輝度伸張範囲の最大値として算出する第１の伸張範囲算出手段と、
前記輝度伸張実施判定手段による比較の結果、前記高階調部分の頻度の和が前記低階調部分の頻度の和より大きいとき、前記低階調部分の低階調側から前記高階調部分の高階調側に向けて階調を単位に順次頻度の和を算出し、当該頻度の和が前記平均輝度値に達した階調値を前記ヒストグラムにおける輝度伸張範囲の最小値として算出する第２の伸張範囲算出手段と、
前記第１の伸張範囲算出手段が算出した輝度伸張範囲若しくは前記第２の伸張範囲算出手段が算出した輝度伸張範囲において線形変換を実施し、入力輝度に対する変換後の輝度にした輝度伸張画像を作成する輝度伸張画像作成手段と、
を具備したことを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記輝度伸張実施判定手段は、前記低階調部分の輝度値の頻度の和および前記高階調部分の輝度値の頻度の和を算出する際に、前記ヒストグラムの前記低階調部分の最小階調値を含む一部の階調および前記ヒストグラムの前記高階調部分の最大階調値を含む一部の階調を除外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】
線形変換により輝度伸張処理を行う画像処理装置に、
前記輝度伸張処理の対象となる入力画像の注目エリアにおける平均輝度を算出する平均輝度算出機能と、
前記入力画像の注目エリアにおける階調のヒストグラムを作成するヒストグラム作成機能と、
前記ヒストグラム作成機能により作成した前記ヒストグラムを低階調部分と高階調部分と中間階調部分とに分け、前記低階調部分の輝度値の頻度の和と前記高階調部分の輝度値の頻度の和を算出して、前記低階調部分の頻度の和と前記高階調部分の頻度の和を比較し頻度分布の大小により輝度伸張する側の階調部分を判定する輝度伸張実施判定機能と、
前記輝度伸張実施判定機能による前記比較の結果、前記低階調部分の頻度の和が前記高階調部分の頻度の和より大きいとき、前記高階調部分の高階調側から前記低階調部分の低階調側に向けて階調を単位に順次頻度の和を算出し、当該頻度の和が前記平均輝度値に達した階調値を前記ヒストグラムにおける輝度伸張範囲の最大値として算出する第１の伸張範囲算出機能と、
前記輝度伸張実施判定機能による前記比較の結果、前記高階調部分の頻度の和が前記低階調部分の頻度の和より大きいとき、前記低階調部分の低階調側から前記高階調部分の高階調側に向けて階調を単位に順次頻度の和を算出し、当該頻度の和が前記平均輝度値に達した階調値を前記ヒストグラムにおける輝度伸張範囲の最小値として算出する第２の伸張範囲算出機能と、
前記第１の伸張範囲算出処理機能が算出した輝度伸張範囲若しくは前記第２の伸張範囲算出処理機能が算出した輝度伸張範囲において線形変換を実施し、入力輝度に対する変換後の輝度にした輝度伸張画像を作成する輝度伸張画像作成機能と、
を実現させるための画像処理プログラム。
【請求項４】
前記輝度伸張実施判定機能は、前記低階調部分の輝度値の頻度の和および前記高階調部分の輝度値の頻度の和を算出する際に、前記ヒストグラムの前記低階調部分の最小階調値を含む一部の階調および前記ヒストグラムの前記高階調部分の最大階調値を含む一部の階調を除外する機能を有する請求項３に記載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、カメラで撮影した画像を入力画像として扱う、線形変換による輝度伸張処理機能をもつ画像処理装置および画像処理プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
カメラ映像において、照明がない場合など照度が不足している状況において、画面が真っ黒になる場合がある。また逆に西日など強い光が差し込んだ場合など、画面が真っ白になる場合がある。このように局所的な階調に輝度が集まり、画面全体のコントラストがなくなり、監視や画像処理に不向きとなる映像となる場合がある。
【０００３】
一般的には、モノクロの入力画像に対して、暗い輝度が多いと判断した場合には、低階調部分に多くの階調を割り当て、逆に白い部分が多いと判断した場合には、高階調部分に多くの階調を割り当てる。この種の階調変換技術として、従来では、例えば下記特許文献１に示されるような「線形変換」を利用した画像処理装置が存在した。
【０００４】
この種、従来の「線形変換」においては、入力画像の階調の最大値と最小値をもとに伸張するため、局所的な階調部分に全ての輝度が集まっている場合は有効であるが、局所的な階調部分に多くの輝度が集中しているものの階調の全範囲に亘って分散している場合、輝度伸張が実施されないという問題があった。
【特許文献１】特開２００６−２６１８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したように、従来の「線形変換」による輝度伸張処理においては、局所的な階調部分に多くの輝度が集中しているものの階調の全範囲に亘って分散している場合、輝度伸張が実施されないという問題があった。
【０００６】
本発明は上記実情に鑑みなされたもので、「線形変換」による輝度伸張処理において、入力画像の輝度分布の偏りに関係なく常に適正な階調による輝度伸張処理を実施できる画像処理装置およ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】
【０００７】
本発明は、線形変換により輝度伸張処理を行う画像処理装置であって、前記輝度伸張処理の対象となる入力画像の注目エリアにおける平均輝度を算出する平均輝度算出手段と、前記入力画像の注目エリアにおける階調のヒストグラムを作成するヒストグラム作成手段と、前記ヒストグラム作成手段が作成した前記ヒストグラムを低階調部分と高階調部分と中間階調部分とに分け、前記低階調部分の輝度値の頻度の和と前記高階調部分の輝度値の頻度の和を算出して、前記低階調部分の頻度の和と前記高階調部分の頻度の和を比較し頻度分布の大小により輝度伸張する側の階調部分を判定する輝度伸張実施判定手段と、前記輝度伸張実施判定手段による比較の結果、前記低階調部分の頻度の和が前記高階調部分の頻度の和より大きいとき、前記高階調部分の高階調側から前記低階調部分の低階調側に向けて階調を単位に順次頻度の和を算出し、当該頻度の和が前記平均輝度値に達した階調値を前記ヒストグラムにおける輝度伸張範囲の最大値として算出する第１の伸張範囲算出手段と、前記輝度伸張実施判定手段による比較の結果、前記高階調部分の頻度の和が前記低階調部分の頻度の和より大きいとき、前記低階調部分の低階調側から前記高階調部分の高階調側に向けて階調を単位に順次頻度の和を算出し、当該頻度の和が前記平均輝度値に達した階調値を前記ヒストグラムにおける輝度伸張範囲の最小値として算出する第２の伸張範囲算出手段と、前記第１の伸張範囲算出手段が算出した輝度伸張範囲若しくは前記第２の伸張範囲算出手段が算出した輝度伸張範囲において線形変換を実施し、入力輝度に対する変換後の輝度にした輝度伸張画像を作成する輝度伸張画像作成手段と、を具備したことを特徴とする。
【０００８】
また、本発明は、線形変換により輝度伸張処理を行う画像処理プログラムであって、線形変換による輝度伸張処理を行う画像処理装置に、前記輝度伸張処理の対象となる入力画像の注目エリアにおける平均輝度を算出する平均輝度算出機能と、前記入力画像の注目エリアにおける階調のヒストグラムを作成するヒストグラム作成機能と、前記ヒストグラムを低階調部分と高階調部分と中間階調部分とに分け、前記低階調部分の輝度値の頻度の和と前記高階調部分の輝度値の頻度の和を算出して、前記低階調部分の頻度の和と前記高階調部分の頻度の和を比較する輝度伸張実施判定機能と、前記輝度伸張実施判定機能による前記比較の結果、前記低階調部分の頻度の和が前記高階調部分の頻度の和より大きいとき、前記高階調部分の高階調側から前記低階調部分の低階調側に向けて階調を単位に順次頻度の和を算出し、当該頻度の和が前記平均輝度値に達した階調値を前記ヒストグラムにおける輝度伸張範囲の最大値として算出する第１の伸張範囲算出機能と、前記輝度伸張実施判定機能による前記比較の結果、前記高階調部分の頻度の和が前記低階調部分の頻度の和より大きいとき、前記低階調部分の低階調側から前記高階調部分の高階調側に向けて階調を単位に順次頻度の和を算出し、当該頻度の和が前記平均輝度値に達した階調値を前記ヒストグラムにおける輝度伸張範囲の最小値として算出する第２の伸張範囲算出機能と、前記第１の伸張範囲算出処理機能が算出した輝度伸張範囲若しくは前記第２の伸張範囲算出処理機能が算出した輝度伸張範囲において線形変換を実施し、入力輝度に対する変換後の輝度にした輝度伸張画像を作成する輝度伸張画像作成機能と、を実現させることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、「線形変換」による輝度伸張処理において、入力画像の輝度分布の偏りに関係なく常に適正な階調による輝度伸張処理を実施でき、局所的な階調部分に多くの輝度が集中しているものの階調の全範囲に亘って分散している場合においても適正階調による輝度伸張処理を実施できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下図面を参照して本発明の実施形態を説明する。  
本発明の実施形態に係る画像処理装置の要部の構成要素を図１に示す。図１に示す輝度伸張処理部１は、単眼カメラで撮影した画像を入力画像として、当該入力画像について「線形変換」により輝度伸張処理を施し、上記入力画像を当該入力画像の輝度値の分布状態から最適な階調に変換する。ここでは、ＱＶＧＡ（３２０画素×２４０画素）の０〜２５５階調の画像を対象に、注目エリアの平均輝度と全階調の中心輝度とをもとに入力画像を輝度伸張処理する。
【００１１】
この輝度伸張処理部１における輝度伸張処理では、輝度伸張処理の対象となる入力画像に対して予め設定した注目エリアの画像の平均輝度を求めるとともに、上記入力画像の注目エリアにおける階調のヒストグラム（輝度値ヒストグラム）を作成し、階調を３分割したときの低階調部分の頻度の和と高階調部分の頻度の和とをそれぞれ求めて、低階調部分と高階調部分の頻度の和を比較し、頻度の和が大きい（輝度分布量の多い）階調側を輝度伸張する階調側と判定する。そして輝度分布量の多い階調側を輝度伸張するために、輝度分布量の少ない階調側より輝度分布量の多い階調側に向かって、順に頻度の和を算出して行き、その頻度の和が、上記平均輝度に達した階調を求める。ここで求めた階調と輝度分布量の多い階調側の階調範囲とに跨る全階調範囲を輝度伸張の対象範囲として、当該階調範囲に「線形変換」を実施する。
【００１２】
このように、輝度伸張処理部１は、線形変換での輝度伸張範囲の算出において、輝度伸張の方法自体は線形変換を参考にしているが、伸張する範囲を輝度値の頻度分布をもとに、階調の和を利用して算出している。このような輝度伸張処理部１における、線形変換での輝度伸張処理により、局所的な階調部分に多くの輝度が集中しているものの階調の全範囲に亘って分散している場合においても適正階調による輝度伸張画像を取得できる。また、注目エリアの指定および線形変換による輝度伸張について、注目すべき（輝度伸張対象とすべき）画面上の領域を設定することで、その領域に適した線形変換での最適な輝度伸張画像が取得できる。
【００１３】
図１に示す輝度伸張処理部１の輝度伸張処理動作について、図２および図３に示す動作説明図と、図４乃至図７に示す階調のヒストグラム（輝度値ヒストグラム）を参照して説明する。
【００１４】
輝度伸張処理部１は、カメラで撮影した画像を入力する度に以下の（１）〜（５）に示す処理を実行する。
【００１５】
（１）．単眼カメラで撮影した入力画像（３２０画素×２４０画素）２の注目エリア３において、階調（０〜２５５）のヒストグラム（輝度値ヒストグラム）を作成し、当該注目エリア３の平均輝度を求める。
【００１６】
（２）．上記ヒストグラムにおいて、階調（０〜２５５）を、低階調部分（Ｓ１）と、高階調部分（Ｓ３）と、中間階調部分（Ｓ２）とに３分割し、低階調部分（Ｓ１）の頻度の和と高階調部分（Ｓ３）の頻度の和をそれぞれ求める。この際、入力画像（モノクロ画像）２において、低階調部分（Ｓ１）の最小値を含む一部特定階調領域（例えば０〜４の階調領域）と、高階調部分（Ｓ３）の最大値を含む一部特定階調領域（例えば２５１〜２５５の階調領域）に、局所的に階調が集まる場合があるため、ヒストグラム両端の上記各一部特定階調領域を上記頻度の和を求める階調から除外する。
【００１７】
（３）．低階調部分（Ｓ１）の頻度の和と高階調部分（Ｓ３）の頻度の和を比較し、等しいときは線形変換処理を実施せず、頻度の和の大きい（輝度分布量の多い）側の階調部分を伸張することとする。図３に示すように、低階調部分（Ｓ１）の頻度の和と高階調部分（Ｓ３）の頻度の和が等しいとき（Ｓ１＝Ｓ３）は線形変換処理を実施せず、低階調部分（Ｓ１）の頻度の和が高階調部分（Ｓ３）の頻度の和より大きいとき（Ｓ１＞Ｓ３）は、線形変換処理範囲の最大値（Ｍａｘ＝（ｃ））を求める処理を実施し、低階調部分（Ｓ１）の頻度の和が高階調部分（Ｓ３）の頻度の和より小さいとき（Ｓ１＜Ｓ３）は、線形変換処理範囲の最小値（Ｍｉｎ＝（ｂ））を求める処理を実施する。
【００１８】
（４）．上記（３）の比較において、低階調部分（Ｓ１）の頻度の和が高階調部分（Ｓ３）の頻度の和より大きい場合、すなわち高階調部分（Ｓ３）の輝度分布量に比し低階調部分（Ｓ１）の輝度分布量が多い場合、高階調部分（Ｓ３）の高階調側から低階調部分（Ｓ１）の低階調側に向かって、階調を単位に、順に、頻度の和を算出する。この際、上記特定階調領域（２５１〜２５５）に局所的に階調が集まる場合があるため、階調２５０からの和を算出する。この頻度の和が上記平均輝度となる階調値を、伸張範囲の最大値（Ｍａｘ）として求める。この場合の伸張範囲の最小値（Ｍｉｎ）はヒストグラムの最小値（階調０）である（図３に示す、Ｓ１＞Ｓ３参照）。この際の高階調部分（Ｓ３）の輝度分布量に比し低階調部分（Ｓ１）の輝度分布量が多い場合のヒストグラム例を図４に示し、伸張範囲の最大値（Ｍａｘ）を求めるための頻度の和の算出方向、並びに頻度の和が平均輝度値に達した階調値（Ｐｕ）を図５に示している。
【００１９】
（５）．上記（３）の比較において、高階調部分（Ｓ３）の頻度の和が低階調部分（Ｓ１）の頻度の和より大きい場合、すなわち低階調部分（Ｓ１）の輝度分布量に比し高階調部分（Ｓ３）の輝度分布量が多い場合、低階調部分（Ｓ１）の低階調側から高階調部分（Ｓ３）の高階調側に向かって、階調を単位に、順に、頻度の和を算出する。この際、上記特定階調領域（０〜４）に局所的に階調が集まる場合があるため、階調５からの和を算出する。この頻度の和が上記平均輝度となる階調値を、伸張範囲の最小値（Ｍｉｎ）として求める。この場合の伸張範囲の最大値（Ｍａｘ）はヒストグラムの最大階調値（階調２５５）である（図３に示す、Ｓ１＜Ｓ３参照）。この際の低階調部分（Ｓ３）の輝度分布量に比し高階調部分（Ｓ１）の輝度分布量が多い場合のヒストグラム例を図６に示し、伸張範囲の最小値（Ｍｉｎ）を求めるための頻度の和の算出方向、並びに頻度の和が平均輝度値に達した階調値（Ｐｕ）を図７に示している。
【００２０】
（６）．上記（４）または（５）の処理によって求めた範囲において、入力画像に対して線形変換を実施し、入力輝度に対する変換後の輝度にした輝度伸張画像を作成する。
【００２１】
このように、輝度伸張処理部１は、入力画像の輝度値の頻度分布をもとに、線形変換の範囲を算出し、入力輝度に対する変換後の輝度にした輝度伸張画像を作成する。
【００２２】
上記実施形態をより具現化した一例を図８乃至図１０に示している。図８は本発明の実施形態に係る画像処理装置の構成を示すブロック図、図９は同実施形態に係る前置画像処理部に設けられた輝度伸張処理部の構成を示すブロック図、図１０は上記輝度伸張処理部の処理手順を示すフローチャートである。なお、ここでは、画像処理装置の前置画像処理部に、本発明の要旨とするところの輝度伸張処理機能部を設けた構成を例示するが、上記輝度伸張処理機能部は図８に示す構成の画像処理装置に限らず、例えば、単にカメラ映像に対して輝度伸張処理を施す画像処理装置等、種々の画像処理装置に適用可能である。
【００２３】
本発明の実施形態に係る画像処理装置は、図８に示すように、カメラ（単眼カメラ）１１と、キャプチャ部１２と、前置画像処理部１３と、画像処理部１４と、表示部１５とを具備して構成される。
【００２４】
カメラ１１は、レンズユニットとレンズユニットの結像位置に設けられた撮像素子（例えばＣＣＤ固体撮像素子、若しくはＣＭＯＳイメージセンサ）とを具備して、屋外若しくは屋内の動きを伴う被写体（動物体）を対象に、撮像した一画面分の画像を所定の画素単位（例えば１フレーム３２０×２４０画素＝ＱＶＧＡ）で出力する。
【００２５】
キャプチャ部１２は、カメラ１１が撮像したフレーム単位の画像を取り込み、前置画像処理部１３内の画像バッファ２１に保持する処理機能をもつ。
【００２６】
前置画像処理部１３は、キャプチャ部１２がカメラ１１から取り込んだフレーム単位の画像を輝度伸張処理の対象となる入力画像として保持する画像バッファ２１と、上述した図１乃至図３に示す機能構成の輝度伸張処理部１と同様の処理機能をもつ輝度伸張処理部２２とを具備して構成される。この前置画像処理部１３に設けられた輝度伸張処理部２２の内部構成要素については図９を参照して後述する。
【００２７】
画像処理部１４は、前置画像処理部１３の画像バッファ２１に保持された輝度伸張処理（線形変換）後の画像を取り込み、例えば時間差をもつ画像の差分二値化処理、ノイズ除去、変化画素を含む矩形領域の抽出および変化画素領域の追跡処理等の一連の画像処理を行う。表示部１５は上記画像処理部１４で処理した、例えば動物体領域の画像を表示出力する。
【００２８】
上記図８に示す前置画像処理部１３に設けられた輝度伸張処理部２２の構成要素を図９に示す。図９に示す輝度伸張処理部２２は、ヒストグラム作成処理部２２１と、輝度伸張実施判定処理部２２２と、輝度範囲算出処理部２２３と、輝度伸張画像作成処理部２２４とを有する。
【００２９】
ヒストグラム作成処理部２２１は、画像バッファ２１に保持された、輝度伸張処理の対象となる入力画像から、予め設定された注目エリアの画像を取得し、注目エリアにおける階調のヒストグラムを作成するとともに、注目エリアにおける平均輝度を算出する。
【００３０】
輝度伸張実施判定処理部２２２は、ヒストグラム作成処理部２２１が作成したヒストグラムを、上記図２乃至図７に示すように、低階調部分（Ｓ１）と高階調部分（Ｓ３）と中間階調部分（Ｓ２）とに３分割し、低階調部分（Ｓ１）の輝度値の頻度の和と、高階調部分（Ｓ３）の輝度値の頻度の和をそれぞれ算出して、低階調部分（Ｓ１）の頻度の和（輝度分布量）と、高階調部分（Ｓ３）の頻度の和（輝度分布量）を比較し、その頻度分布の大小により、輝度伸張する側の階調部分を判定する。
【００３１】
輝度範囲算出処理部２２３は、輝度伸張実施判定処理部２２２による比較の結果、低階調部分（Ｓ１）の頻度の和が高階調部分（Ｓ３）の頻度の和より大きいとき、高階調部分（Ｓ３）の高階調側から低階調部分（Ｓ１）の低階調側に向けて階調を単位に順次頻度の和を算出し、当該頻度の和が上記平均輝度値に達した階調値を上記ヒストグラムにおける輝度伸張範囲の最大値（Ｍａｘ）として算出する。また、輝度伸張実施判定処理部２２２による比較の結果、高階調部分（Ｓ３）の頻度の和が低階調部分（Ｓ１）の頻度の和より大きいとき、低階調部分（Ｓ１）の低階調側から高階調部分（Ｓ３）の高階調側に向けて階調を単位に順次頻度の和を算出し、当該頻度の和が上記平均輝度値に達した階調値を上記ヒストグラムにおける輝度伸張範囲の最小値（Ｍｉｎ）として算出する。
【００３２】
輝度伸張画像作成処理部２２４は、輝度範囲算出処理部２２３が算出した輝度伸張範囲において線形変換を実施し、入力輝度に対する変換後の輝度にした輝度伸張画像を作成する。
【００３３】
上記した輝度伸張処理部２２の処理手順を図１０に示している。
【００３４】
輝度伸張処理部２２は、カメラ１１が撮像したフレーム単位の入力画像がキャプチャ部１２を介して画像バッファ２１に保持される毎に図１０に示す処理を実行する。
【００３５】
画像バッファ２１に輝度伸張（線形変換）処理の対象となる入力画像が保持されると、ヒストグラム作成処理部２２１は、上記入力画像から、予め設定された注目エリアの対象画像を取得し、注目エリアにおける階調のヒストグラムを作成するとともに、注目エリアにおける平均輝度を算出する（ステップＳ１１）。
【００３６】
ヒストグラム作成処理部２２１により注目エリアの対象画像についてヒストグラムが作成され、当該画像の平均輝度が算出されると、輝度伸張実施判定処理部２２２は、ヒストグラム作成処理部２２１が作成したヒストグラムを、上記図２乃至図７に示すように、低階調部分（Ｓ１）と高階調部分（Ｓ３）と中間階調部分（Ｓ２）とに３分割し、低階調部分（Ｓ１）の輝度値の頻度の和と、高階調部分（Ｓ３）の輝度値の頻度の和をそれぞれ算出する（ステップＳ１２）。そして、低階調部分（Ｓ１）の頻度の和（輝度分布量）と、高階調部分（Ｓ３）の頻度の和（輝度分布量）を比較し（ステップＳ１３）、その頻度分布の大小により、輝度伸張する側の階調部分を判定する。
【００３７】
ここで、低階調部分（Ｓ１）の頻度の和と高階調部分（Ｓ３）の頻度の和が等しいとき（Ｓ１＝Ｓ３）は、線形変換処理を実施せず、処理を終了する（ステップＳ１３  Ｎｏ）。
【００３８】
また、低階調部分（Ｓ１）の頻度の和が高階調部分（Ｓ３）の頻度の和より大きいとき（Ｓ１＞Ｓ３）は（ステップＳ１４  Ｙｅｓ）、線形変換処理範囲（輝度伸張範囲）の最大値（Ｍａｘ＝（ｃ））を求める処理を実施する（ステップＳ１５）。
【００３９】
また、低階調部分（Ｓ１）の頻度の和が高階調部分（Ｓ３）の頻度の和より小さいとき（Ｓ１＜Ｓ３）は（ステップＳ１４  Ｎｏ）、線形変換処理範囲の最小値（Ｍｉｎ＝（ｂ））を求める処理を実施する（ステップＳ１７）。
【００４０】
上記線形変換処理範囲の最大値（Ｍａｘ）を求めた際（ステップＳ１５）は、ヒストグラムの最小階調値を、線形変換処理範囲の最小値（Ｍｉｎ）とし（ステップＳ１６）、この線形変換処理範囲について、輝度伸張画像作成処理部２２４が線形変換を実施し、入力輝度に対する変換後の輝度にした輝度伸張画像を作成する（ステップＳ１９）。
【００４１】
また、上記線形変換処理範囲の最小値（Ｍｉｎ）を求めた際（ステップＳ１７）は、ヒストグラムの最大階調値を、線形変換処理範囲の最大値（Ｍａｘ）とし（ステップＳ１８）、この線形変換処理範囲について、輝度伸張画像作成処理部２２４が線形変換を実施し、入力輝度に対する変換後の輝度にした輝度伸張画像を作成する（ステップＳ１９）。
【００４２】
このように、輝度伸張処理部２２による、線形変換での輝度伸張処理により、局所的な階調部分に多くの輝度が集中しているものの階調の全範囲に亘って分散している場合においても適正階調による輝度伸張画像を取得できる。また、注目エリアの指定および線形変換による輝度伸張について、注目すべき（輝度伸張対象とすべき）画面上の領域を設定することで、その領域に適した線形変換での最適な輝度伸張画像が取得できる。
【００４３】
なお、上記した実施形態では、ＱＶＧＡ（３２０画素×２４０画素）の０〜２５５階調のカメラ映像を輝度伸張処理の対象となる入力画像としたが、これに限らず、例えばＶＧＡ等の画像を扱う画像処理装置に於いても本発明に係る輝度伸張処理機能部を適用することができる。また、上記実施形態において、輝度伸張処理（線形変換）機能を実現する輝度伸張処理部２２の各構成要素について、その一部若しくはすべての要素機能をソフトウェア処理により実現可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の実施形態に係る画像処理装置の要部の構成要素を示すブロック図。
【図２】上記実施形態に係る輝度伸張処理部の輝度伸張処理動作を説明するための動作説明図。
【図３】上記実施形態に係る輝度伸張処理部の輝度伸張範囲を説明するための動作説明図。
【図４】上記実施形態に係る輝度伸張（線形変換）処理の対象となる輝度値ヒストグラム例を示す図。
【図５】上記実施形態に係る輝度伸張処理の対象となる輝度値ヒストグラムの伸張範囲を算出した例を示す図。
【図６】上記実施形態に係る輝度伸張（線形変換）処理の対象となる輝度値ヒストグラム例を示す図。
【図７】上記実施形態に係る輝度伸張処理の対象となる輝度値ヒストグラムの伸張範囲を算出した例を示す図。
【図８】上記実施形態に係る画像処理装置の構成を示すブロック図。
【図９】上記実施形態に係る輝度伸張処理部の構成を示すブロック図。
【図１０】上記実施形態に係る輝度伸張処理部の処理手順を示すフローチャート。
【符号の説明】
【００４５】
１…輝度伸張処理部、２…単眼カメラで撮影した画像（入力画像）、３…注目エリア、５…輝度伸張画像、１１…カメラ、１２…キャプチャ部、１３…前置画像処理部、１４…画像処理部、１５…表示部、２１…画像バッファ、２２…輝度伸張処理部、２２１…ヒストグラム作成処理部、２２２…輝度伸張実施判定処理部、２２３…輝度範囲算出処理部、２２４…輝度伸張画像作成処理部。
【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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