(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像コントラストの強調装置であって、
入力画像を少なくとも２つのレイヤに分割する分割手段であって、前記少なくとも２つのレイヤのディテールレベルは異なる、分割手段と、
前記少なくとも２つのレイヤのそれぞれに対してコントラスト強調をそれぞれ行う強調手段であって、それぞれのレイヤに対して行われるコントラスト強調の度合いは異なる、強調手段と、
コントラストが強調された前記少なくとも２つのレイヤを合成する合成手段と、を含み、
前記分割手段は、
前記入力画像の輝度成分を抽出する抽出手段と、
異なるフィルタリング係数を用いて前記輝度成分に対してエッジ保存フィルタリングを行い、前記少なくとも２つのレイヤを取得するフィルタリング手段と、を含み、
前記少なくとも２つのレイヤは、背景レイヤ及び少なくとも１つのディテールレイヤを含み、
前記背景レイヤ及び前記ディテールレイヤは、コントラストの異なる少なくとも２つの領域をそれぞれ含み、
前記画像コントラストの強調装置は、コントラストが強調された前記少なくとも１つのディテールレイヤのうちディテール成分の最も多いディテールレイヤに対してディテール増幅処理を行う増幅手段、をさらに含み、
前記合成手段は、コントラストが強調された背景レイヤ、前記ディテール成分の最も多いディテールレイヤ以外の他のディテールレイヤ、及びディテール増幅処理が行われた前記ディテール成分の最も多いディテールレイヤを合成し、
前記増幅手段は、Ｓ型関数を用いて、前記コントラストが強調された少なくとも１つのディテールレイヤのうちディテール成分の最も多いディテールレイヤの輝度を変換し、
前記Ｓ型関数は、以下の式（３）で表され、
【数３】
0006418242.tif 000014
ここで、ａはゲイン度合い調整係数を表し、ｂは輝度カットオフ値を表し、ａ＞０、０＜ｂ≦１、装置。
【請求項２】
前記フィルタリング手段は、加重最小二乗法（ＷＬＳ）を用いて前記エッジ保存フィルタリングを行う、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記強調手段は、前記背景レイヤの輝度に基づいて前記背景レイヤ及び前記少なくとも１つのディテールレイヤのための輝度ゲイン関数をそれぞれ決定し、前記背景レイヤの輝度ゲイン関数及び前記少なくとも１つのディテールレイヤの輝度ゲイン関数を用いて前記背景レイヤ及び前記少なくとも１つのディテールレイヤに対してコントラスト強調をそれぞれ行う、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記少なくとも１つのディテールレイヤのそれぞれのディテールレイヤの輝度ゲイン関数は同一であり、前記少なくとも１つのディテールレイヤの輝度ゲイン関数と前記背景レイヤの輝度ゲイン関数とは異なる、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記背景レイヤの輝度ゲイン関数は、以下の式（１）で表され、
【数１】
0006418242.tif 000015
ここで、Ｃ（ｘ）は背景レイヤの輝度を表し、０≦Ｃ（ｘ）≦１、ｐ及びｑは露光不足ゲイン係数を表し、ｓは露光過度抑制係数を表し、ｒは輝度不変係数を表し、０＜ｐ＜ｑ＜ｒ＜ｓ＜１、請求項３に記載の装置。
【請求項６】
前記少なくとも１つのディテールレイヤの輝度ゲイン関数は、以下の式（２）で表され、
【数２】
0006418242.tif 000016
ここで、Ｃ（ｘ）は背景レイヤの輝度を表し、０≦Ｃ（ｘ）≦１、ｐ及びｑは露光不足ゲイン係数を表し、ｓは露光過度抑制係数を表し、ｒは輝度不変係数を表し、０＜ｐ＜ｑ＜ｒ＜ｓ＜１、請求項３に記載の装置。
【請求項７】
請求項１に記載の装置を含む電子機器。
【請求項８】
画像コントラストの強調方法であって、
入力画像を少なくとも２つのレイヤに分割するステップであって、前記少なくとも２つのレイヤのディテールレベルは異なる、ステップと、
前記少なくとも２つのレイヤのそれぞれに対してコントラスト強調をそれぞれ行うステップであって、それぞれのレイヤに対して行われるコントラスト強調の度合いは異なる、ステップと、
コントラストが強調された前記少なくとも２つのレイヤを合成するステップと、を含み、
前記入力画像を少なくとも２つのレイヤに分割するステップは、
前記入力画像の輝度成分を抽出するステップと、
異なるフィルタリング係数を用いて前記輝度成分に対してエッジ保存フィルタリングを行い、前記少なくとも２つのレイヤを取得するステップと、を含み、
前記少なくとも２つのレイヤは、背景レイヤ及び少なくとも１つのディテールレイヤを含み、
前記背景レイヤ及び前記ディテールレイヤは、コントラストの異なる少なくとも２つの領域をそれぞれ含み、
前記画像コントラストの強調方法は、コントラストが強調された前記少なくとも１つのディテールレイヤのうちディテール成分の最も多いディテールレイヤに対してディテール増幅処理を行うステップ、をさらに含み、
前記コントラストが強調された前記少なくとも２つのレイヤを合成するステップは、コントラストが強調された背景レイヤ、前記ディテール成分の最も多いディテールレイヤ以外の他のディテールレイヤ、及びディテール増幅処理が行われた前記ディテール成分の最も多いディテールレイヤを合成するステップ、を含み、
前記コントラストが強調された前記少なくとも１つのディテールレイヤのうちディテール成分の最も多いディテールレイヤに対してディテール増幅処理を行うステップは、Ｓ型関数を用いて、前記コントラストが強調された少なくとも１つのディテールレイヤのうちディテール成分の最も多いディテールレイヤの輝度を変換するステップ、を含み、
前記Ｓ型関数は、以下の式（３）で表され、
【数３】
0006418242.tif 000017
ここで、ａはゲイン度合い調整係数を表し、ｂは輝度カットオフ値を表し、ａ＞０、０＜ｂ≦１、方法。
【請求項９】
前記異なるフィルタリング係数を用いて前記輝度成分に対してエッジ保存フィルタリングを行うステップは、
加重最小二乗法（ＷＬＳ）を用いて前記エッジ保存フィルタリングを行うステップ、を含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記少なくとも２つのレイヤのそれぞれに対してコントラスト強調をそれぞれ行うステップは、
前記背景レイヤの輝度に基づいて前記背景レイヤ及び前記少なくとも１つのディテールレイヤのための輝度ゲイン関数をそれぞれ決定するステップと、
前記背景レイヤの輝度ゲイン関数及び前記少なくとも１つのディテールレイヤの輝度ゲイン関数を用いて前記背景レイヤ及び前記少なくとも１つのディテールレイヤに対してコントラスト強調をそれぞれ行うステップと、を含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
前記少なくとも１つのディテールレイヤのそれぞれのディテールレイヤの輝度ゲイン関数は同一であり、前記少なくとも１つのディテールレイヤの輝度ゲイン関数と前記背景レイヤの輝度ゲイン関数とは異なる、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記背景レイヤの輝度ゲイン関数は、以下の式（１）で表され、
【数４】
0006418242.tif 000018
ここで、Ｃ（ｘ）は背景レイヤの輝度を表し、０≦Ｃ（ｘ）≦１、ｐ及びｑは露光不足ゲイン係数を表し、ｓは露光過度抑制係数を表し、ｒは輝度不変係数を表し、０＜ｐ＜ｑ＜ｒ＜ｓ＜１、請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
前記少なくとも１つのディテールレイヤの輝度ゲイン関数は、以下の式（２）で表され、
【数５】
0006418242.tif 000019
ここで、Ｃ（ｘ）は背景レイヤの輝度を表し、０≦Ｃ（ｘ）≦１、ｐ及びｑは露光不足ゲイン係数を表し、ｓは露光過度抑制係数を表し、ｒは輝度不変係数を表し、０＜ｐ＜ｑ＜ｒ＜ｓ＜１、請求項１０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像処理の分野に関し、特に画像コントラストの強調装置、電子機器及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
情報技術の継続的な発展に伴い、画像表示効果への要求がますます高くなり、画像コントラストの強調は、画像表示効果を向上するための重要な手段の１つである。従来は、画像コントラストの強調方法は、主にグローバル色調再現方法、グローバルヒストグラム均等化方法、準同形フィルタリング方法及びマルチスケールＲｅｔｉｎｅｘアルゴリズムがある。
【０００３】
なお、背景技術に関する上記の説明は、単なる本発明の技術案をより明確、完全に説明するためのものであり、当業者を理解させるために説明するものであり。これら技術案が本発明の背景技術の部分に説明されているから当業者にとって周知の技術であると解釈してはならない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来技術における上記のコントラストの強調方法では、以下の問題点が存在する。グローバル色調再現方法では、一部の画像領域を失って、画像の色が褪せたように見受ける。グローバルヒストグラム均等化方法では、出力された画像が不自然である。準同形フィルタリング方法では、画像のエッジの表示は不鮮明であり、ハロー現象が生じる。マルチスケールＲｅｔｉｎｅｘアルゴリズムでは、依然としてハロー現象を解消できない。
【０００５】
本発明の実施例は、画像をディテールレベルの異なる少なくとも２つのレイヤに分割し、該少なくとも２つの層に対して度合いの異なるコントラスト強調を行うことで、画像のコントラストを正確、且つ効果的に強調でき、画像の表示効果を向上できる、画像コントラストの強調装置、電子機器及び方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の実施例の第１の態様では、画像コントラストの強調装置であって、入力画像を少なくとも２つのレイヤに分割する分割手段であって、前記少なくとも２つのレイヤのディテールレベルは異なる、分割手段と、前記少なくとも２つのレイヤのそれぞれに対してコントラスト強調をそれぞれ行う強調手段であって、それぞれのレイヤに対して行われるコントラスト強調の度合いは異なる、強調手段と、コントラストが強調された前記少なくとも２つのレイヤを合成する合成手段と、を含む、装置を提供する。
【０００７】
本発明の実施例の第２の態様では、本発明の実施例の第１の態様に記載の装置を含む電子機器を提供する。
【０００８】
本発明の実施例の第３の態様では、画像コントラストの強調方法であって、入力画像を少なくとも２つのレイヤに分割するステップであって、前記少なくとも２つのレイヤのディテールレベルは異なる、ステップと、前記少なくとも２つのレイヤのそれぞれに対してコントラスト強調をそれぞれ行うステップであって、それぞれのレイヤに対して行われるコントラスト強調の度合いは異なる、ステップと、コントラストが強調された前記少なくとも２つのレイヤを合成するステップと、を含む、方法を提供する。
【０００９】
本発明の実施例の有益な効果としては、画像をディテールレベルの異なる少なくとも２つのレイヤに分割し、該少なくとも２つの層に対して度合いの異なるコントラスト強調を行うことで、画像のコントラストを正確、且つ効果的に強調でき、画像の表示効果を向上できる。
【００１０】
下記の説明及び図面に示すように、本発明の特定の実施形態が詳細に開示され、本発明の原理を採用できる方式が示される。なお、本発明の実施形態の範囲はこれらに限定されない。本発明の実施形態は、添付される特許請求の範囲の要旨及び項目の範囲内において、変更されたもの、修正されたもの及び均等的なものを含む。
【００１１】
１つの実施形態に記載された特徴及び／又は示された特徴は、同一又は類似の方式で１つ又はさらに多くの他の実施形態で用いられてもよいし、他の実施形態における特徴と組み合わせてもよいし、他の実施形態における特徴に代わってもよい。
【００１２】
なお、本文では、用語「包括／含む」は、特徴、部材、ステップ又はコンポーネントが存在することを指し、一つ又は複数の他の特徴、部材、ステップ又はコンポーネントの存在又は付加を排除しない。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
ここで含まれる図面は、本発明の実施例を理解させるためのものであり、本明細書の一部を構成し、本発明の実施例を例示するためのものであり、文言の記載と合わせて本発明の原理を説明する。なお、ここに説明される図面は、単なる本発明の実施例を説明するためのものであり、当業者にとって、これらの図面に基づいて他の図面を容易に得ることができる。
【図１】本発明の実施例１の画像コントラストの強調装置の構成を示す図である。
【図２】本発明の実施例１の分割部の構成を示す図である。
【図３】本発明の実施例１の分割部が画像を分割する方法のフローチャートである。
【図４】本発明の実施例１の輝度ゲイン関数のゲイン曲線を示す図である。
【図５】本発明の実施例１のディテール増幅のためのＳ型関数の曲線を示す図である。
【図６】本発明の実施例２の電子機器のシステム構成を示すブロック図である。
【図７】本発明の実施例３の画像コントラストの強調方法のフローチャートである。
【図８】本発明の実施例４の画像コントラストの強調方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の上記及びその他の特徴は、図面及び下記の説明により理解できるものである。明細書及び図面では、本発明の特定の実施形態、即ち本発明の原則に従う一部の実施形態を表すものを公開している。なお、本発明は説明される実施形態に限定されず、本発明は、特許請求の範囲内の全ての修正、変更されたもの、及び均等なものを含む。以下は、図面を参照しながら、本発明の各種の実施形態を説明する。これらの実施形態は単なる例示的なものであり、本発明はこれに限定されない。
【００１５】
＜実施例１＞
図１は本発明の実施例１の画像コントラストの強調装置の構成を示す図である。図１に示すように、該装置１００は、分割部１０１、強調部１０２及び合成部１０３を含む。
【００１６】
分割部１０１は、入力画像を少なくとも２つのレイヤに分割する。該少なくとも２つのレイヤのディテールレベルは異なる。
【００１７】
強調部１０２は、該少なくとも２つのレイヤのそれぞれに対してコントラスト強調をそれぞれ行う。それぞれのレイヤに対して行われるコントラスト強調の度合いは異なる。
【００１８】
合成部１０３は、コントラストが強調された該少なくとも２つのレイヤを合成する。
【００１９】
本実施例によれば、画像をディテールレベルの異なる少なくとも２つのレイヤに分割し、該少なくとも２つの層に対して度合いの異なるコントラスト強調を行うことで、画像のコントラストを正確、且つ効果的に強調でき、画像の表示効果を向上できる。
【００２０】
本実施例では、分割部１０１は、従来方法の何れか１つを用いて、入力画像をディテールレベルの異なる少なくとも２つのレイヤに分割してもよい。以下は、本発明の実施例の分割部の構成及び用いられる分割方法を例示的に説明する。
【００２１】
図２は本発明の実施例１の分割部１０１の構成を示す図である。図２に示すように、分割部１０１は、抽出部２０１及びフィルタリング部２０２を含む。
【００２２】
抽出部２０１は、入力画像の輝度成分を抽出する。
【００２３】
フィルタリング部２０２は、異なるフィルタリング係数を用いて該輝度成分に対してエッジ保存フィルタリングを行い、少なくとも２つのレイヤを取得する。ここで、該少なくとも２つのレイヤは、背景レイヤ及び少なくとも１つのディテールレイヤを含み、該背景レイヤ及び該ディテールレイヤは、コントラストの異なる少なくとも２つの領域をそれぞれ含む。
【００２４】
図３は本発明の実施例１の分割部が画像を分割する方法のフローチャートである。図３に示すように、該方法は以下のステップを含む。
【００２５】
ステップ３０１：入力画像の輝度成分を抽出する。
【００２６】
ステップ３０２：異なるフィルタリング係数を用いて該輝度成分に対してエッジ保存フィルタリングを行い、少なくとも２つのレイヤを取得する。ここで、該少なくとも２つのレイヤは、背景レイヤ及び少なくとも１つのディテールレイヤを含み、該背景レイヤ及びディテールレイヤは、コントラストの異なる少なくとも２つの領域をそれぞれ含む。
【００２７】
エッジ保存フィルタリングを用いて入力画像をレイヤに分割することで、画像のエッジ部分の表示効果を向上でき、ハロー現象の発生を回避できる。
【００２８】
本実施例では、入力画像の輝度成分の抽出は、従来方法の何れかを用いてもよい。例えば、入力画像がカラー画像である場合に、入力画像に対して色空間変換を行ってもよい。例えば入力画像をＹＣｂＣｒ空間に変換し、取得されたＹ成分は入力画像の輝度成分である。入力画像がグレースケール画像である場合に、入力画像の輝度Ｙを直接に取得してもよい。ここで、入力画像の各画素について、該輝度成分Ｙは浮動小数点の形で表され、０≦Ｙ≦１。
【００２９】
本実施例では、該輝度成分に対して行われるエッジ保存フィルタリングは従来方法の何れかを用いてもよい。以下は、本発明の実施例に用いられるエッジ保存フィルタリング方法を例示的に説明する。
【００３０】
例えば、加重最小二乗法（ＷＬＳ：Ｗｅｉｇｈｔｅｄ  Ｌｅａｓｔ  Ｓｑｕａｒｅｓ）を用いてエッジ保存フィルタリングを行ってもよい。入力画像ｇについて、加重最小二乗法を用いて該入力画像ｇに対してエッジ保存フィルタリングを行って、出力画像ｆを取得し、該出力画像ｆをできるだけ入力画像ｇに接近し、画像における勾配が明らかな部分以外の他の部分をできるだけ平滑化するようにする。ここで、加重最小二乗法フィルタリングの最適化制限条件は、以下の式（１）及び（２）で表されてもよい。
【数１】
0006418242.tif 000002
【数２】
0006418242.tif 000003
【００３１】
ここで、ｐは画素の空間的位置を表し、ａｘ，ｐ（ｇ）及びａｙ，ｐ（ｇ）は画素ｐのｘ軸及びｙ軸方向における平滑加重値をそれぞれ表し、λはフィルタリング係数を表し、λの値が大きいほど、フィルタリング後の画像ｆの平滑度が高くなり、αは入力画像ｇの勾配感度インデックスを表し、εは、除数が０となることを回避するための非常に小さな定数を表し、例えばε＝０．０００１。
【００３２】
加重最小二乗法を用いて入力画像の輝度成分に対してエッジ保存フィルタリングを行うことで、画像のエッジ部分に対して平滑化処理をよりよく行うことができ、画像のエッジ部分の表示効果をさらに向上できる。
【００３３】
決定された勾配感度インデックスα及び可変のフィルタリング係数λについて、異なる平滑レベルのフィルタリング後の画像の輝度を取得でき、以下の式（３）で表される。
【数３】
0006418242.tif 000004
【００３４】
ここで、αは勾配感度インデックスを表し、αは不変であり、λはフィルタリング係数を表し、変数であり、Ｙ０及びＹ１はフィルタリング係数λ０及びλ１に対応するフィルタリング後の画像の輝度をそれぞれ表す。ここで、λ１はλ０よりも大きいため、Ｙ１の平滑度はＹ０よりも高い。
【００３５】
上記Ｙ０及びＹ１に基づいて、背景レイヤ及び少なくとも１つのディテールレイヤを含む少なくとも２つのレイヤを構築でき、例えば、以下の式（４）により、背景レイヤ、中位ディテールレイヤ及び細かいディテールレイヤを構築してもよい。
【数４】
0006418242.tif 000005
【００３６】
ここで、Ｃは背景レイヤの輝度を表し、Ｍは中位ディテールレイヤの輝度を表し、Ｆは細かいディテールレイヤの輝度を表す。背景レイヤはディテール成分を有しておらず、細かいディテールレイヤは中位ディテールレイヤに比べてより多くのディテール成分を有する。
【００３７】
このように、本発明の実施例は上記例示的な分割部の構成及び分割方法を用いて、ディテールレベルの異なる少なくとも２つのレイヤを取得する。また、エッジ保存フィルタリング法を用いることで、取得された少なくとも２つのレイヤにおけるそれぞれのレイヤは、共にコントラストの異なる少なくとも２つの領域を有する。
【００３８】
本実施例では、強調部１０２は、該少なくとも２つのレイヤのそれぞれに対してコントラスト強調をそれぞれ行う。ここで、それぞれのレイヤに対して行われるコントラスト強調の度合いは異なる。本発明の実施例は従来方法のいずれかの方法を用いて上記コントラストの強調を行ってもよい。以下は、本発明の実施例に用いられるコントラスト強調の方法を例示的に説明する。
【００３９】
例えば、強調部１０２は、該背景レイヤの輝度に基づいて該背景レイヤ及び少なくとも１つのディテールレイヤのための輝度ゲイン関数をそれぞれ決定し、該背景レイヤの輝度ゲイン関数及び該少なくとも１つのディテールレイヤの輝度ゲイン関数を用いて該背景レイヤ及び少なくとも１つのディテールレイヤに対してコントラスト強調をそれぞれ行う。
【００４０】
ここで、少なくとも１つのディテールレイヤのそれぞれのディテールレイヤの輝度ゲイン関数は同一であり、少なくとも１つのディテールレイヤの輝度ゲイン関数と背景レイヤの輝度ゲイン関数とは異なる。
【００４１】
例えば、強調部１０２により背景レイヤの輝度に基づいて決定された該背景レイヤの輝度ゲイン関数は、以下の式（５）で表されてもよい。
【数５】
0006418242.tif 000006
【００４２】
ここで、Ｇ（Ｃ（ｘ））は背景レイヤの輝度ゲイン関数を表し、Ｃ（ｘ）は背景レイヤの輝度を表し、０≦Ｃ（ｘ）≦１、ｐ及びｑは露光不足ゲイン係数を表し、ｓは露光過度抑制係数を表し、ｒは輝度不変係数を表し、０＜ｐ＜ｑ＜ｒ＜ｓ＜１。
【００４３】
上記式（５）から分かるように、背景レイヤにおける輝度の異なる領域は、該輝度ゲイン関数が異なる。ここで、輝度がｐよりも小さい領域について、ｐ及びｑを用いて輝度の増大（ゲイン）を行い、輝度がｐ以上であり、且つｒよりも小さい領域について、ｒ、ｐ及びｑを用いて調整し、輝度がｒ以上であり、且つ１よりも小さい領域について、ｒ及びｓを用いて輝度を抑制する。
【００４４】
輝度の異なる領域において異なる輝度ゲイン関数を用いることで、コントラストの強調をより正確、且つ効果的に行うことができる。
【００４５】
強調部１０２により背景レイヤの輝度に基づいて決定された少なくとも１つのディテールレイヤの輝度ゲイン関数は、以下の式（２）で表されてもよい。
【数６】
0006418242.tif 000007
【００４６】
ここで、Ｈ（Ｃ（ｘ））は少なくとも１つのディテールレイヤの輝度ゲイン関数を表し、Ｃ（ｘ）は背景レイヤの輝度を表し、０≦Ｃ（ｘ）≦１、ｐ及びｑは露光不足ゲイン係数を表し、ｓは露光過度抑制係数を表し、ｒは輝度不変係数を表し、０＜ｐ＜ｑ＜ｒ＜ｓ＜１。
【００４７】
本実施例では、露光不足ゲイン係数ｐ及びｑ、露光過度抑制係数ｓ、並びに輝度不変係数ｒは、入力画像の実際の状況及び実際の要求に応じて設定されてもよい。例えば、値は、ｐ＝１６／２５５、ｑ＝１３０／２５５、ｒ＝１６０／２５５、ｓ＝２３０／２５５のように設定されてもよいが、本実施例はこれらの値に限定されない。
【００４８】
本実施例では、強調部１０２は、背景レイヤ及び少なくとも１つのディテールレイヤの輝度ゲイン関数を決定した後に、該背景レイヤの輝度ゲイン関数及び該少なくとも１つのディテールレイヤの輝度ゲイン関数を用いて該背景レイヤ及び少なくとも１つのディテールレイヤに対してコントラスト強調をそれぞれ行う。
【００４９】
背景レイヤの輝度ゲイン関数Ｇ（Ｃ（ｘ））及びディテールレイヤの輝度ゲイン関数Ｈ（Ｃ（ｘ））を取得した後に、本実施例において分割して得られた背景レイヤＣ、中位ディテールレイヤＭ及び細かいディテールレイヤＦの場合では、それぞれのレイヤの増大（ゲイン）後の輝度は、以下の式（７）で表されてもよい。
【数７】
0006418242.tif 000008
【００５０】
ここで、Ｃｅ（ｘ）、Ｍｅ（ｘ）及びＦｅ（ｘ）は背景レイヤＣ、中位ディテールレイヤＭ及び細かいディテールレイヤＦのそれぞれに対してコントラスト強調が行われた後の輝度を表し、Ｃ（ｘ）、Ｍ（ｘ）及びＦ（ｘ）は、背景レイヤＣ、中位ディテールレイヤＭ及び細かいディテールレイヤＦのそれぞれに対してコントラスト強調が行われた前の輝度を表し、Ｇ（Ｃ（ｘ））は背景レイヤの輝度ゲイン関数を表し、Ｈ（Ｃ（ｘ））は中位ディテールレイヤ及び細かいディテールレイヤの輝度ゲイン関数を表す。
【００５１】
図４は本発明の実施例１の輝度ゲイン関数のゲイン曲線を示す図である。図４に示すように、横軸は入力の背景レイヤ輝度Ｂを表し、縦軸は増大（ゲイン）後の背景レイヤ輝度Ｂｅを表し、ここで、実線「――」はＧ（Ｃ（ｘ））を用いて増大して得られた背景レイヤ輝度Ｂｅを表し、点線「……」は、Ｈ（Ｃ（ｘ））を用いて増大して得られた背景レイヤ輝度Ｂｅを表す。
【００５２】
本実施例では、図１に示すように、装置１００は、コントラストが強調された少なくとも１つのディテールレイヤのうちディテール成分の最も多いディテールレイヤに対してディテール増幅処理を行う増幅部１０４をさらに含んでもよい。
【００５３】
本実施例では、増幅部１０４はオプションの構成部であり、図１において破線枠で表される。
【００５４】
このように、ディテール成分の最も多いディテールレイヤに対してディテール増幅処理を行うことで、画像ディテールの表示を強調でき、画像の表示効果をさらに向上できる。
【００５５】
本実施例では、従来方法のいずれかを用いて、ディテール成分の最も多いディテールレイヤに対してディテール増幅処理を行ってもよい。
【００５６】
例えば、増幅部１０４は、Ｓ型関数を用いて、コントラストが強調された少なくとも１つのディテールレイヤのうちディテール成分の最も多いディテールレイヤの輝度を変換して、ディテール増幅処理を実現する。
【００５７】
図５は本発明の実施例１のディテール増幅のためのＳ型関数の曲線を示す図である。図５に示すように、該Ｓ型関数は、以下の式（８）で表されてもよい。
【数８】
0006418242.tif 000009
【００５８】
ここで、ａはゲイン度合い調整係数を表し、ｂは輝度カットオフ値を表し、ａ＞０、０＜ｂ≦１。
【００５９】
本実施例では、ａ及びｂは画像の実際の状況及び実際の要求に応じて設定されてもよい。例えば、値は、ａ＝８、ｂ＝０．６のように設定されてもよいが、本実施例はこれらの値に限定されない。
【００６０】
本実施例では、ディテール成分の最も高いディテールレイヤは細かいディテールレイヤＦであり、上記Ｓ型関数を用いてディテール増幅処理を行った後の細かいディテールレイヤの輝度は、以下の式（９）で表されてもよい。
【数９】
0006418242.tif 000010
【００６１】
ここで、Ｆｓ（ｘ）はディテール増幅処理後の細かいディテールレイヤＦの輝度を表し、Ｆｅ（ｘ）は細かいディテールレイヤＦに対してコントラスト強調を行った後の輝度を表す。
【００６２】
本実施例では、ディテール成分の最も高いディテールレイヤ、即ち細かいディテールレイヤＦに対してディテール増幅処理を行った後に、合成部１０３は、コントラストが強調された背景レイヤ、コントラストが強調された中位ディテールレイヤ、及びディテール増幅処理が行われた細かいディテールレイヤの輝度を合成し、以下の式（１０）で表される。
【数１０】
0006418242.tif 000011
【００６３】
ここで、Ｙｅ（ｘ）は合成後の輝度を表し、Ｃｅ（ｘ）はコントラストが強調された背景レイヤの輝度を表し、Ｍｅ（ｘ）はコントラストが強調された中位ディテールレイヤの輝度を表し、Ｆｓ（ｘ）はディテール増幅処理が行われた細かいディテールレイヤの輝度を表す。
【００６４】
本実施例では、入力画像がグレースケール画像である場合に、Ｙｅ（ｘ）を直接に出力して出力画像としてもよい。入力画像がカラー画像である場合に、Ｙｅ（ｘ）及び入力画像のＲＧＢ成分に基づいてカラー再構成を行ってもよく、ここで、カラー再構成は従来方法の何れかを用いてもよい、
例えば、以下の式（１１）を用いて色の再構成を行って、出力画像を取得してもよい。
【数１１】
0006418242.tif 000012
【００６５】
ここで、
（外１）
0006418242.tif 000013
は再構成後のＲＧＢ成分を表し、Ｉｃ（ｘ）は入力画像のＲＧＢ成分を表し、Ｙ（ｘ）は入力画像の輝度を表し、Ｙｅ（ｘ）合成後の輝度を表し、βは彩度調整パラメータを表し、０≦β≦１。ここで、β＝０の場合に、出力画像の彩度は不足であり、β＝１の場合に、出力画像の彩度は過度であり、実際の要求に応じて該彩度調整パラメータβを設定してもよい。例えば、β＝０．６。
【００６６】
上記の実施例によれば、画像をディテールレベルの異なる少なくとも２つのレイヤに分割し、該少なくとも２つの層に対して度合いの異なるコントラスト強調を行うことで、画像のコントラストを正確、且つ効果的に強調でき、画像の表示効果を向上できる。
【００６７】
また、エッジ保存フィルタリングを用いて入力画像をレイヤに分割することで、画像のエッジ部分の表示効果を向上でき、ハロー現象の発生を回避できる。
【００６８】
加重最小二乗法を用いて入力画像の輝度成分に対してエッジ保存フィルタリングを行うことで、画像のエッジ部分に対して平滑化処理をよりよく行うことができ、画像のエッジ部分の表示効果をさらに向上できる。
【００６９】
輝度の異なる領域において異なる輝度ゲイン関数を用いることで、コントラストの強調をより正確、且つ効果的に行うことができる。
【００７０】
ディテール成分の最も多いディテールレイヤに対してディテール増幅処理を行うことで、画像ディテールの表示を強調でき、画像の表示効果をさらに向上できる。
【００７１】
＜実施例２＞
本発明の実施例は、実施例１に記載された画像コントラストの強調装置を含む電子機器を提供する。
【００７２】
図６は本発明の実施例２の電子機器６００のシステム構成を示すブロック図である。図６に示すように、電子機器６００は、中央処理装置６０１及びメモリ６０２を含んでもよく、メモリ６０２は中央処理装置６０１に接続される。なお、該図は単なる例示的なものであり、電気通信機能又は他の機能を実現するように、他の種類の構成を用いて、該構成を補充又は代替してもよい。
【００７３】
図６に示すように、電子機器６００は、撮影部６０３、通信モジュール６０４、入力部６０５、音声処理部６０６、ディスプレイ６０７及び電源６０８をさらに含んでもよい。ここで、撮影部６０３は、撮影した画像をメモリ６０２に記憶させるように入力する。
【００７４】
１つの態様では、画像コントラストの強調装置の機能は中央処理装置６０１に統合されてもよい。ここで、中央処理装置６０１は、入力画像を少なくとも２つのレイヤに分割し、該少なくとも２つのレイヤのそれぞれに対してコントラスト強調をそれぞれ行い、コントラストが強調された該少なくとも２つのレイヤを合成してもよい。該少なくとも２つのレイヤのディテールレベルは異なり、それぞれのレイヤに対して行われるコントラスト強調の度合いは異なる。
【００７５】
ここで、該入力画像を少なくとも２つのレイヤに分割するステップは、該入力画像の輝度成分を抽出するステップと、異なるフィルタリング係数を用いて該輝度成分に対してエッジ保存フィルタリングを行い、該少なくとも２つのレイヤを取得するステップと、を含み、該少なくとも２つのレイヤは、背景レイヤ及び少なくとも１つのディテールレイヤを含み、該背景レイヤ及び該ディテールレイヤは、コントラストの異なる少なくとも２つの領域をそれぞれ含む。
【００７６】
ここで、該異なるフィルタリング係数を用いて該輝度成分に対してエッジ保存フィルタリングを行うステップは、加重最小二乗法（ＷＬＳ）を用いて該エッジ保存フィルタリングを行うステップ、を含む。
【００７７】
ここで、該少なくとも２つのレイヤのそれぞれに対してコントラスト強調をそれぞれ行うステップは、該背景レイヤの輝度に基づいて該背景レイヤ及び該少なくとも１つのディテールレイヤのための輝度ゲイン関数をそれぞれ決定するステップと、該背景レイヤの輝度ゲイン関数及び該少なくとも１つのディテールレイヤの輝度ゲイン関数を用いて該背景レイヤ及び該少なくとも１つのディテールレイヤに対してコントラスト強調をそれぞれ行うステップと、を含む。
【００７８】
ここで、中央処理装置６０１は、コントラストが強調された該少なくとも１つのディテールレイヤのうちディテール成分の最も多いディテールレイヤに対してディテール増幅処理をさらに行い、該コントラストが強調された該少なくとも２つのレイヤを合成するステップは、コントラストが強調された背景レイヤ、該ディテール成分の最も多いディテールレイヤ以外の他のディテールレイヤ、及びディテール増幅処理が行われた該ディテール成分の最も多いディテールレイヤを合成するステップ、を含む。
【００７９】
ここで、該少なくとも１つのディテールレイヤのそれぞれのディテールレイヤの輝度ゲイン関数は同一であり、該少なくとも１つのディテールレイヤの輝度ゲイン関数と該背景レイヤの輝度ゲイン関数とは異なる。
【００８０】
ここで、該コントラストが強調された少なくとも１つのディテールレイヤのうちディテール成分の最も多いディテールレイヤに対してディテール増幅処理を行うステップは、Ｓ型関数を用いて、該コントラストが強調された少なくとも１つのディテールレイヤのうちディテール成分の最も多いディテールレイヤの輝度を変換するステップ、を含む。
【００８１】
もう１つの態様では、画像コントラストの強調装置は中央処理装置６０１とそれぞれ構成されてもよく、例えば画像コントラストの強調装置は中央処理装置６０１に接続されたチップであり、中央処理装置６０１の制御により画像コントラストの強調装置の機能を実現してもよい。
【００８２】
本実施例における電子機器６００は、図６に示されている全ての構成部を含まなくてもよい。
【００８３】
図６に示すように、中央処理装置６０１は、コントローラ又は操作制御部とも称され、マイクロプロセッサ又は他の処理装置及び／又は論理装置を含んでもよく、中央処理装置６０１は入力を受信し、電子機器６００の各部の操作を制御する。
【００８４】
メモリ６０２は、例えばバッファ、フラッシュメモリ、ハードディスク、移動可能な媒体、発揮性メモリ、不発揮性メモリ、又は他の適切な装置の１つ又は複数であってもよい。また、中央処理装置６０１は、メモリ６０２に記憶されたプログラムを実行し、情報の記憶又は処理などを実現してもよい。他の部材は従来技術に類似するため、ここでその説明が省略される。電子機器６００の各部は、本発明の範囲から逸脱することなく、特定のハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア又はその組み合わせによって実現されてもよい。
【００８５】
本実施例では、該電子機器は、例えば全ての携帯電話、スマートフォン、ポケットベル、通信装置、電子手帳、パーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）、スマート電話、携帯式通信装置などを含む携帯式の無線電信通信装置である。また、該電子機器は、撮影機能を有する装置であってもよく、該装置は通信機能を有しなくてもよく、例えばカメラ、ビデオカメラなどを含む。本発明の実施例は電子機器の種類を制限しない。
【００８６】
上記実施例によれば、画像をディテールレベルの異なる少なくとも２つのレイヤに分割し、該少なくとも２つの層に対して度合いの異なるコントラスト強調を行うことで、画像のコントラストを正確、且つ効果的に強調でき、画像の表示効果を向上できる。
【００８７】
＜実施例３＞
図７は本発明の実施例３の画像コントラストの強調方法のフローチャートであり、実施例１の画像コントラストの強調装置に対応する。図７に示すように、該方法は以下のステップを含む。
【００８８】
ステップ７０１：入力画像を少なくとも２つのレイヤに分割し、ここで、該少なくとも２つのレイヤのディテールレベルは異なる。
【００８９】
ステップ７０２：該少なくとも２つのレイヤのそれぞれに対してコントラスト強調をそれぞれ行い、ここで、それぞれのレイヤに対して行われるコントラスト強調の度合いは異なる。
【００９０】
ステップ７０３：コントラストが強調された該少なくとも２つのレイヤを合成する。
【００９１】
本実施例では、入力画像を少なくとも２つのレイヤに分割する方法、それぞれのレイヤに対してコントラスト強調を行う方法、及び該少なくとも２つのレイヤを合成する方法は、実施例１に記載されているものと同じであり、ここでその説明が省略される。
【００９２】
上記実施例によれば、画像をディテールレベルの異なる少なくとも２つのレイヤに分割し、該少なくとも２つの層に対して度合いの異なるコントラスト強調を行うことで、画像のコントラストを正確、且つ効果的に強調でき、画像の表示効果を向上できる。
【００９３】
＜実施例４＞
図８は本発明の実施例４の画像コントラストの強調方法のフローチャートであり、実施例１の画像コントラストの強調装置をカラー画像のコントラスト強調に適用する応用実例を説明するためのものである。図８に示すように、該方法は以下のステップを含む。
【００９４】
ステップ８０１：入力画像に対して色空間変換を行う。
【００９５】
ステップ８０２：色空間変換を行って得られた輝度成分Ｙに対して、異なるフィルタリング係数λ０及びλ１を用いてエッジ保存フィルタリングを行い、背景レイヤＣ、中位ディテールレイヤＭ及び細かいディテールレイヤＦを取得する。
【００９６】
ステップ８０３：背景レイヤＣの輝度に基づいて背景レイヤＣの輝度ゲイン関数Ｇ（Ｃ（ｘ））、中位ディテールレイヤＭ及び細かいディテールレイヤＦの輝度ゲイン関数Ｈ（Ｃ（ｘ））を決定する。
【００９７】
ステップ８０４：輝度ゲイン関数Ｇ（Ｃ（ｘ））及びＨ（Ｃ（ｘ））に基づいて、背景レイヤＣ、中位ディテールレイヤＭ及び細かいディテールレイヤＦに対してコントラストの強調をそれぞれ行う。
【００９８】
ステップ８０５：コントラストが強調された細かいディテールレイヤＦに対してディテール増幅処理を行い、ディテール増幅処理が行われた細かいディテールレイヤＦｓ（ｘ）を取得する。
【００９９】
ステップ８０６：コントラストが強調された背景レイヤ、コントラストが強調された中位ディテールレイヤ、及びディテール増幅処理が行われた細かいディテールレイヤの輝度を合成し、合成後の輝度Ｙｅ（ｘ）を取得する。
【０１００】
ステップ８０７：合成後の輝度Ｙｅ（ｘ）及び入力画像のＲＧＢ成分に基づいて色再構成を行い、出力画像を取得する。
【０１０１】
本実施例では、入力画像に対して色空間変換を行う方法、入力画像を少なくとも２つのレイヤに分割する方法、それぞれのレイヤの輝度ゲイン関数を決定する方法、それぞれのレイヤに対してコントラストの強調を行う方法、細かいディテールレイヤに対してディテール増幅処理を行う方法、該少なくとも２つのレイヤを合成する方法、及び色再構成を行う方法は、実施例１に記載されているものと同じであり、ここでその説明が省略される。
【０１０２】
上記実施例によれば、画像をディテールレベルの異なる少なくとも２つのレイヤに分割し、該少なくとも２つの層に対して度合いの異なるコントラスト強調を行うことで、画像のコントラストを正確、且つ効果的に強調でき、画像の表示効果を向上できる。
【０１０３】
本発明の実施例は、画像コントラストの強調装置又は電子機器においてプログラムを実行する際に、コンピュータに、実施例３又は実施例４に記載の画像コントラストの強調方法を前記画像コントラストの強調装置又は電子機器において実行させる、コンピュータ読み取り可能なプログラムをさらに提供する。
【０１０４】
本発明の実施例は、コンピュータに、実施例３又は実施例４に記載の画像コントラストの強調方法を画像コントラストの強調装置又は電子機器において実行させるためのコンピュータ読み取り可能なプログラムを記憶する、記憶媒体をさらに提供する。
【０１０５】
本発明の以上の装置及び方法は、ハードウェアにより実現されてもよく、ハードウェアとソフトウェアを結合して実現されてもよい。本発明はコンピュータが読み取り可能なプログラムに関し、該プログラムはロジック部により実行される時に、該ロジック部に上述した装置又は構成要件を実現させる、或いは該ロジック部に上述した各種の方法又はステップを実現させることができる。ロジック部は、例えばフィールドプログラマブルロジック部、マイクロプロセッサ、コンピュータに用いられるプロセッサ等である。本発明は上記のプログラムを記憶するための記憶媒体、例えばハードディスク、ディスク、光ディスク、ＤＶＤ、フラッシュメモリ等に関する。
【０１０６】
以上、具体的な実施形態を参照しながら本発明を説明しているが、上記の説明は、例示的なものに過ぎず、本発明の保護の範囲を限定するものではない。本発明の趣旨及び原理を離脱しない限り、本発明に対して各種の変形及び修正を行ってもよく、これらの変形及び修正も本発明の範囲に属する。
【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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