(57)【要約】  【課題】  複雑な輝度平滑化処理の知識や経験のない操作者でも、容易に所望の画像処理結果を得られる輝度補正装置を提供する。  【解決手段】  輝度補正装置１は、マルチスケールレチネックス処理に用いるための複数の変数の組み合わせ変数セットを複数記憶する変数記憶部１３と、変数セットに関する指示情報を受け付ける操作部１４と、変数記憶部１３に記憶された変数セットの中から、操作部１４にて受け付けた指示情報に対応する変数セットを選択する変数選択部１５を備えており、マルチスケールレチネックス処理部１６は、変数選択部１５にて選択された変数セットを用いてマルチスケールレチネックス処理を行う。【選択図】  図１
2005176171.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像の輝度平滑化処理に用いるための複数の変数の組み合わせからなる変数セットを複数記憶する変数記憶手段と、
画像の輝度平滑化処理に用いる前記変数セットに関する指示情報を受け付ける指示受付手段と、
前記変数記憶手段に記憶された前記変数セットの中から、前記指示受付手段にて受け付けた指示情報に対応する変数セットを選択する変数選択手段と、
前記変数選択手段にて選択された変数セットを用いて画像の輝度平滑化処理を行う輝度平滑化手段と、
を備えたことを特徴とする輝度補正装置。
【請求項２】
前記輝度平滑化手段は、マルチスケールレチネックス処理またはシングルスケールレチネックス処理を行うことを特徴とする請求項１に記載の輝度補正装置。
【請求項３】
前記変数記憶手段に記憶されたそれぞれの前記変数セットは、前記輝度平滑化処理により行うべき輝度変更の度合いに応じて定められ、
前記指示手段は、操作者に輝度変更の度合いを入力させることにより、前記指示情報を受け付けることを特徴とする請求項１または２に記載の輝度補正装置。
【請求項４】
前記変数記憶手段に記憶されたそれぞれの前記変数セットは、前記輝度平滑化処理が行われる画像が撮影された撮影状況に応じて定められ、
前記指示受付手段は、操作者に撮影状況を入力させることにより、前記指示情報を受け付けることを特徴とする請求項１または２に記載の輝度補正装置。
【請求項５】
前記撮影状況は、撮影時の天候に関する状況を含むことを特徴とする請求項４に記載の輝度補正装置。
【請求項６】
前記撮影状況は、撮影場所に関する状況を含むことを特徴とする請求項４に記載の輝度補正装置。
【請求項７】
画像の輝度平滑化処理に用いるための複数の変数の組み合わせからなる変数セットに関する指示情報を受け付ける指示受付ステップと、
予め記憶された複数の前記変数セットの中から、前記指示受付ステップにて受け付けた指示情報に対応する前記変数セットを選択する変数選択ステップと、
前記変数選択ステップにて選択された前記変数セットを用いて画像の輝度平滑化処理を行う輝度平滑化ステップと、
を含むことを特徴とする輝度補正方法。
【請求項８】
前記輝度平滑化ステップは、前記輝度平滑化処理として、マルチスケールレチネックス処理またはシングルスケールレチネックス処理を行うことを特徴とする請求項７に記載の輝度補正方法。
【請求項９】
画像の輝度平滑化処理に用いるための複数の変数の組み合わせからなる変数セットに関する指示情報を受け付ける指示受付ステップと、
予め記憶された複数の前記変数セットの中から、前記指示受付ステップにて受け付けた指示情報に対応する前記変数セットを選択する変数選択ステップと、
前記変数選択ステップにて選択された変数セットを用いて画像の輝度平滑化処理を行う輝度平滑化ステップと、
を含むことを特徴とする輝度補正方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【請求項１０】
前記輝度平滑化ステップは、前記輝度平滑化処理として、マルチスケールレチネックス処理またはシングルスケールレチネックス処理を行うことを特徴とする請求項９に記載のプログラム。
【請求項１１】
請求項９または１０に記載のプログラムを記録したコンピュータにて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、カメラなどで得られた原画像を見やすい画像に補正するための輝度補正装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
カメラで被写体を撮影すると、被写体の明るさによって、極端に暗い画像や極端に明るい画像が生成されることがある。また、部分的に影になっている画像が生成されることもある。これらの画像では、画素値がダイナミックレンジ内で特定のレベルに偏っており、見にくい画像になっている。
【０００３】
従来より、ダイナミックレンジ内で輝度を平滑化するための輝度平滑化処理を含む輝度補正処理が知られている。輝度平滑化処理としては、例えば、レチネックス法が知られている（例えば非特許文献１参照）。レチネックス法には、シングルスケールレチネックス法（例えば非特許文献２参照）およびマルチスケールレチネックス法（例えば非特許文献３参照）がある。
【０００４】
これらの輝度平滑化処理では、画像に対して、輝度が低くて暗い部分の輝度を高くし、輝度が高くて明るい部分の輝度を低くすることにより、画像を見やすくしている。
【０００５】
マルチスケールレチネックス処理におけるレチネックス出力Ｒｉ（ｘ，ｙ）は、原画像の注目画素（ｘ，ｙ）の画素値をＩｉ（ｘ，ｙ）とすると、式（１）で表される。
【数１】
2005176171.tif 000003
ここで、「＊」は畳み込み積分を表しており、Ｗｎは重み付け係数を表す。ｉは画像の輝度成分を表している。Ｎは、スケール数である。また、Ｇは、式（２）で表されるガウシアン関数である。
【数２】
2005176171.tif 000004
式（２）に含まれるＫは正規化のための定数である。また、δｎはガウス周辺関数の標準偏差であり、平滑化処理を行う際に用いる周辺領域の面積の大きさの度合いを表す。
【０００６】
式（１）および式（２）に示されるように、マルチスケールレチネックス処理において設定しなくてはならない変数としては、Ｎ、Ｗｎ、δｎがある。Ｗｎは、Ｗ１からＷＮまでＮ個あり、δｎも同様に、δ１からδＮまでＮ個ある。従来の輝度補正装置では、これらのＮ、Ｗ１〜ＷＮ、δ１〜δＮの変数セットをあらかじめメモリに格納しておき、処理を行う際にこの変数セットを呼び出して使用している（例えば特許文献１参照）。これらの変数としては、入力画像のサイズや画像の内容に応じてあらかじめ実験により確認された適切と思われる値を設定しておくことができる。
【０００７】
【非特許文献１】エドウィン・エイチ・ランド（Edwin H. Land）、ジョン・ジェイ・マッキャン（John J. McCann），「ライトネス アンド レチネックス セオリー（Lightness and Retinex Theory）」，ジャーナル オブ ザ オプティカル ソサエティ オブ アメリカ（Journal of the Optical Society of America），（米国），ジ オプティカル ソサエティ オブ アメリカ（The Optical Society of America），１９７１年１月，Ｖｏｌ．６１，Ｎｏ．１，ｐ．１−１１
【非特許文献２】ダニエル・ジェー・ジョブソン（Daniel J. Jobson）、他２名，「プロパティズ アンド パフォーマンス オブ センタ／サラウンド レチネックス（Properties and Performance of a Center/Surround Retinex）」，（米国），ＩＥＥＥ トランザクションズ オン イメージ プロセッシング（IEEE Transactions On Image Processing），１９９７年３月，Ｖｏｌ．６，Ｎｏ．３，ｐ．４５１−４６２
【非特許文献３】ダニエル・ジェー・ジョブソン（Daniel J. Jobson）、他２名，「ア マルチスケール レチネックス フォー ブリッジング ザ ギャップ ビトゥウィーン カラー イメージズ アンド ザ ヒューマン オブザべーション オブ シーンズ（A Multiscale Retinex for Bridging the Gap Between Color Images and the Human Observation of Scenes）」，（米国），ＩＥＥＥ トランザクションズ オン イメージ プロセッシング（IEEE Transactions On Image Processing），１９９７年７月，Ｖｏｌ．６，Ｎｏ．７，ｐ．９６５−９７６
【特許文献１】特開２００１−６９５２５号公報（第５−６頁、第２図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、カメラにより得られる原画像は、被写体や撮影シーンにより様々ある。したがって、予め設定された変数を用いた輝度平滑化処理により原画像を補正しても、必ずしもすべてのシーンの画像について所望の補正結果が得られるとは限らない。例えば、主に昼間の風景などで最適化された変数を用いて、夜景のような画像に対してマルチスケールレチネックス処理を行うと、その処理結果は不自然に明るくなってしまう。
【０００９】
このような不都合は、マルチスケールレチネックス処理の変数を適切な値に変更することにより解消できる。しかしながら、例えば、Ｎの値を５と設定した場合は、Ｗｎとδｎをそれぞれ５個ずつ、合計１０個の変数を適切に設定しなければならない。この変数の設定は、設定すべき変数の個数の多さとそれぞれの変数の関係の複雑さから、マルチスケールレチネックス処理についての知識や経験のない操作者にとっては、非常に時間の掛かる作業となってしまう上に、期待された効果も得られにくい。したがって、操作者による自由な変数の設定は、実用性の低いものであった。
【００１０】
本発明は、従来の問題を解決するためになされたもので、複雑な輝度平滑化処理の知識や経験のない操作者でも、容易に所望の輝度補正結果を得られる輝度補正装置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】
【００１１】
本発明の輝度補正装置は、画像の輝度平滑化処理に用いるための複数の変数の組み合わせからなる変数セットを複数記憶する変数記憶手段と、画像の輝度平滑化処理に用いる前記変数セットに関する指示情報を受け付ける指示受付手段と、前記変数記憶手段に記憶された前記変数セットの中から、前記指示受付手段にて受け付けた指示情報に対応する変数セットを選択する変数選択手段と、前記変数選択手段にて選択された変数セットを用いて画像の輝度平滑化処理を行う輝度平滑化手段とを備えている。
【００１２】
この構成により、輝度平滑化処理で用いる複数の変数の組み合わせを予め変数セットとして変数記憶手段に複数記憶しておき、変数選択手段にて操作者の指示に応じていずれかの変数セットを選択するので、輝度平滑化処理に用いる複数の変数の設定が容易になる。
【００１３】
また、本発明の輝度補正装置では、前記輝度平滑化手段が、マルチスケールレチネックス処理またはシングルスケールレチネックス処理を行う。
【００１４】
この構成により、マルチスケールレチネックス処理またはシングルスケールレチネックス処理にて用いる変数を容易に設定できる。
【００１５】
また、本発明の輝度補正装置では、前記変数記憶手段に記憶されたそれぞれの前記変数セットは、前記輝度平滑化処理により行うべき輝度変更の度合いに応じて定められ、前記指示手段は、操作者に輝度変更の度合いを入力させることにより、前記指示情報を受け付ける。
【００１６】
この構成により、輝度平滑化処理にて用いる変数を輝度変更の度合いによって選択させるので、操作者に適切な変数を速やかに選択させることが可能となる。
【００１７】
また、本発明の輝度補正装置では、前記変数記憶手段に記憶されたそれぞれの前記変数セットは、前記輝度平滑化処理が行われる画像が撮影された撮影状況に応じて定められ、前記指示受付手段は、操作者に撮影状況を入力させることにより、前記指示情報を受け付ける。
【００１８】
この構成により、輝度平滑化処理にて用いる変数を撮影状況によって選択させるので、操作者に適切な変数を速やかに選択させることが可能となる。
【００１９】
また、本発明の輝度補正装置では、前記撮影状況は、撮影時の天候に関する状況を含む。
【００２０】
この構成により、画像の輝度に影響を与える天候に関する状況に応じて変数セットを定めることにより、指示情報に対応した適切な変数を用いた処理を行える。
【００２１】
また、本発明の輝度補正装置では、前記撮影状況は、撮影場所に関する状況を含む。
【００２２】
この構成により、画像の輝度に影響を与える撮影場所に関する状況に応じて変数セットを定めることにより、指示情報に対応した適切な変数を用いた処理を行える。
【００２３】
また、本発明の輝度補正方法は、画像の輝度平滑化処理に用いるための複数の変数セットのうち、いずれの変数セットを選択するかに関する指示情報を受け付ける指示受付ステップと、予め記憶された複数の前記変数セットの中から、前記指示受付ステップにて受け付けた指示情報に対応する前記変数セットを選択する変数選択ステップと、前記変数選択ステップにて選択された前記変数セットを用いて画像の輝度平滑化処理を行う輝度平滑化ステップとを含んでいる。
【００２４】
この構成により、輝度平滑化処理で用いる複数の変数の組み合わせを予め変数セットとして複数記憶しておき、操作者の指示に応じていずれかの変数セットを選択するので、輝度平滑化処理に用いる複数の変数の設定が容易になる。
【００２５】
また、本発明の輝度補正方法では、前記輝度平滑化ステップは、前記輝度平滑化処理として、マルチスケールレチネックス処理またはシングルスケールレチネックス処理を行う。
【００２６】
この構成により、マルチスケールレチネックス処理またはシングルスケールレチネックス処理にて用いる変数を容易に設定できる。
【００２７】
さらに、本発明は、上記の輝度補正装置または輝度補正方法の態様に限られない。本発明の他の態様は、上記の輝度補正方法を実行するためのプログラムまたはそのプログラムを記録したコンピュータにて読み取り可能な記録媒体である。
【発明の効果】
【００２８】
本発明は、輝度平滑化処理で用いる複数の変数の組み合わせを予め変数セットとして複数記憶しておき、操作者の指示に応じていずれかの変数セットを選択する構成としたことにより、輝度平滑化処理に用いる複数の変数の設定を容易にし、複雑な輝度平滑化処理の知識や経験がない操作者でも容易に所望の輝度補正結果が得られる輝度補正装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
（第１の実施の形態）
以下、本発明の第１の実施の形態について、図面を用いて説明する。
図１において、本発明の第１の実施の形態における輝度補正装置１は、画像取得部１２、変数記憶部１３、操作部１４、変数選択部１５およびマルチスケールレチネックス処理部１６を備えている。輝度補正装置１には、カメラ１１および画像出力装置１７が接続されている。
【００３０】
輝度補正装置１は、コンピュータで構成されている。輝度補正装置１が輝度補正用のプログラムを実行することにより、プログラムとコンピュータのハードウェアが協働して、画像取得部１２、操作部１４、変数選択部１５およびマルチスケールレチネックス処理部１６が構成される。また、変数記憶部１３は、ハードディスク、メモリ等の記憶媒体で構成される。なお、輝度補正装置１において、画像取得部１２、操作部１４、変数選択部１５およびマルチスケールレチネックス処理部１６はハードウェア回路によって構成されてもよい。
【００３１】
カメラ１１は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide-Silicon）等の固定撮像素子を備えている。そして、カメラ１１は、固定撮像素子を用いて被写体像を撮像することにより画像信号を生成し、画像取得部１２に出力する。カメラ１１には、図示しないパン機構、チルト機構およびズーム機構が備えられている。カメラ１１は、例えば、屋外に監視用カメラとして設置され、または、自動車に設置される。
【００３２】
カメラ１１がモノクロ画像を撮影するカメラであるときは、輝度補正装置１の画像取得部１２は、カメラ１１から入力された原画像の画像信号をモノクロ画像の画像信号としてマルチスケールレチネックス処理部１６へ出力する。カメラ１１がＲＧＢのフィルタを備えており、カラー画像を撮影するカメラであるときは、画像取得部１２は、カメラ１１から入力された原画像の画像信号をＲＧＢのフルカラー画像の画像信号として出力する。
【００３３】
変数記憶部１３は、マルチスケールレチネックス処理部１６での処理に用いるための変数セットを複数記憶している。ここで、変数セットとは、上記の式（１）および式（２）にて用いるＮ、Ｗ１〜ＷＮ、δ１〜δＮの組である。
【００３４】
本実施の形態では、変数記憶部１３に５種類の変数セットが記憶されている。各変数セットは、式（１）および式（２）にてマルチスケールレチネックス処理を行う際の輝度変更の度合いに応じて定められている。第１の変数セットでは、マルチスケールレチネックス処理によって、画像の輝度を上げるように各変数の値が定められている。第２の変数セットでは、第１の変数セットより緩やかに画像の輝度を上げるように各変数の値が定められている。第３の変数セットでは、各変数の値は、画像を標準的な明るさにするように定められている。また、第５の変数セットは、各変数の値が画像の輝度を下げるように定められており、第４の変数セットでは、各変数の値は第５の変数セットより緩やかに画像の輝度を下げるように定められている。
【００３５】
操作部１４は、設定画面をモニタに表示し、輝度変更の度合いを操作者に入力させる機能を有する。図２は、設定画面を示す図である。設定画面には、明度レベルのバーとポインタ２１が含まれている。明度レベルのバーは、左が低レベル（暗）であり、右に行くほど高いレベル（明）を示している。操作者は、設定画面上でポインタ２１を移動させて、「暗」、「やや暗」、「標準」、「やや明」または「明」の選択項目のいずれかにポインタ２１合わせることにより、輝度変更の度合いを選択し、変数セットの変更を指示できる。操作者が変数の変更を行う前には、ポインタ２１は、初期設定として「標準」の位置にある。
【００３６】
図３は、設定画面の変形例を示す図である。図３の設定画面では、「明」、「やや明」、「標準」、「やや暗」および「暗」のそれぞれの選択項目に対応するボタン３１〜３５が設けられている。操作者は、キーボードまたはマウスを用いていずれかのボタンを選択することにより、輝度変更の度合いを選択できる。この例でも、操作者が変数の変更を行う前には、初期状態として「標準」のボタンが選択されている。
【００３７】
操作部１４は、操作者からいずれかの選択項目の選択を受け付けると、これを指示情報として変数選択部１５に出力する。この操作部１４は、本発明の指示受付手段に相当する。
【００３８】
変数選択部１５は、操作部１４から入力された指示情報に基づいて、変数記憶部１３から輝度平滑化処理に用いる変数セットを選択する機能を有する。変数選択部１５には、設定画面にて表示される各輝度変更の度合い、すなわち「明」、「やや明」、「標準」、「やや暗」および「暗」の指示情報と、変数記憶部１３に記憶された第１ないし第５の変数セットとの対応関係が規定されている。本実施の形態では、「明」、「やや明」、「標準」、「やや暗」および「暗」の指示情報が、それぞれ第１、第２、第３、第４および第５の変数セットに対応づけられている。変数選択部１５は、操作者によって入力された指示情報を操作部１４から受けて、指示情報に対応する変数セットを変数記憶部１３から読み出す。そして、変数選択部１５は、読み出した変数セットをマルチスケールレチネックス処理部１６に設定する。
【００３９】
マルチスケールレチネックス処理部１６は、画像取得部１２から入力された原画像に対してマルチスケールレチネックス処理を施す機能を有する。マルチスケールレチネックス処理部１６は、変数選択部１５によって設定された変数セットを式（１）および式（２）に適用して、マルチスケールレチネックス処理を行う。マルチスケールレチネックス処理部１６は、式（１）の計算結果が予め定められた輝度の値の上限を超えた場合には、クリッピング処理を施す。例えば、Ｒｉ（ｘ，ｙ）の取り得る範囲が、０〜２５５である場合に、ある画素についての式（１）の計算結果が２５５を超えたときは、その画素値は２５５とされる。マルチスケールレチネックス処理にて得られた画像（マルチスケールレチネックス処理画像）は、画像出力装置１７に出力される。
【００４０】
画像出力装置１７は、モニタを備えており、マルチスケールレチネックス処理画像をモニタに表示する機能を有する。操作者は、モニタを見ることによりマルチスケールレチネックス処理の結果を確認できる。
【００４１】
以上のように構成された輝度補正装置１について、図４を用いてその動作を説明する。まず、カメラ１１により撮影された画像が画像取得部１２によって取得される。画像取得部１２からマルチスケールレチネックス処理部１６に、マルチスケールレチネックス処理の対象となる原画像が入力され、マルチスケールレチネックス処理部１６にてマルチスケールレチネックス処理が行われる（ステップＳ５１）。このとき、上記のように、変数選択部１５によってマルチスケールレチネックス処理部１６には初期設定として「標準」に対応する変数セットが設定されている。マルチスケールレチネックス処理画像は、画像出力装置１７のモニタに出力される（ステップＳ５２）。
【００４２】
操作者は、モニタに出力された画像を目視して、所望の画像であるか否かを判断する（ステップＳ５３）。所望の画像が得られなかったときには（ステップＳ５３にてＮＯ）、操作者は操作部１４にて変数セットを変更する（ステップＳ５４）。このとき、操作部１４によって、図２または図３に示す設定画面が表示され、操作者は、キーボードまたはマウスを用いて設定画面にて所望の輝度変更の度合いを入力する。変数選択部１５は、操作部１４から入力された輝度変更の度合いの指示情報を受けて、この輝度変更の度合いに対応する変数セットを変数記憶部１３から読み出して、マルチスケールレチネックス処理部１６に設定する。マルチスケールレチネックス処理部１６は、新たに設定された変数セットを用いて、再び原画像に対してマルチスケールレチネックス処理を行う（ステップＳ５１）。
【００４３】
このようにして、所望の画像が得られるまで変数セットの変更およびマルチスケールレチネックス処理を繰り返す。そして、所望の画像が得られると（ステップＳ５３でＹＥＳ）、処理を終了する。
【００４４】
このような本発明の第１の実施の形態の輝度補正装置によれば、予め変数セットを複数記憶しておき、操作者の指示に応じていずれかの変数セットを選択して設定する構成としたことにより、マルチスケールレチネックスの知識や経験がない操作者にも、変数の設定が容易になる。また、本実施の形態の輝度補正装置によれば、予め記憶されている複数の変数セットの各々が輝度変更の度合いに応じて定められており、これらの各変数セットを「明」「やや明」など輝度平滑化処理の内容を表した選択肢を操作者に提示して選択させるので、複数の変数セットから適切な変数を速やかに選択できる。
【００４５】
（第２の実施の形態）
第２の実施の形態における輝度補正装置の基本的な構成および動作は、第１の実施の形態と同様である。第２の実施の形態では、変数記憶部１３に記憶される変数セットが第１の実施の形態と異なっており、これとともに、操作部１４が操作者に提示する設定画面の内容も異なっている。
【００４６】
本実施の形態では、変数記憶部１３に、４種類の変数セットが記憶されている。各変数セットは、マルチスケールレチネックス処理の対象となる原画像が撮影されたときの撮影状況、具体的には、撮影場所と明るさの組み合わせに応じて定められている。第１の変数セットの各変数は、明るい屋外にて撮影された原画像がマルチスケールレチネックス処理によって好適に補正されるように最適化されている。第２の変数セットの各変数は、暗い屋外にて撮影された原画像がマルチスケールレチネックス処理によって好適に補正されるように最適化されている。第３の変数セットの各変数は、明るい屋内にて撮影された原画像がマルチスケールレチネックス処理によって好適に補正されるように最適化されている。そして、第４の変数セットの各変数は、暗い屋内にて撮影された原画像がマルチスケールレチネックス処理によって好適に補正されるように最適化されている。
【００４７】
操作部１４は、設定画面をモニタに表示し、撮影場所および明るさの組み合わせを操作者に入力させる機能を有する。図５は、本実施の形態の設定画面を示す図である。図５の設定画面では、「明るい屋外」、「暗い屋外」、「明るい屋内」および「暗い屋内」のそれぞれの選択項目に対応するボタン５１〜５４が表示されている。操作者は、キーボードまたはマウスを用いていずれかのボタンを選択することにより、撮影場所および明るさの組み合わせを選択し、変数セットの変更を指示できる。操作部１４は、操作者からいずれかの選択項目の選択を受けて、これを指示情報として変数選択部１５に出力する。
【００４８】
変数選択部１５は、操作部１４から入力された指示情報に基づいて、変数記憶部１３から輝度平滑化処理に用いる変数セットを選択する機能を有する。ここでは、変数選択部１５には、設定画面にて表示される撮影場所と明るさの組み合わせ、すなわち、「明るい屋外」、「暗い屋外」、「明るい屋内」および「暗い屋内」の指示情報と、変数記憶部１３に記憶された第１ないし第４の変数セットとの対応関係が規定されている。本実施の形態では、「明るい屋外」、「暗い屋外」、「明るい屋内」および「暗い屋内」の指示情報が、それぞれ第１、第２、第３および第４の変数セットに対応づけられている。変数選択部１５は、操作者によって入力された変数セットの変更の指示情報を操作部１４から受けて、指示情報に対応する変数セットを変数記憶部１３から読み出す。そして、変数選択部１５は、読み出した変数セットをマルチスケールレチネックス処理部１６に設定する。
【００４９】
このような本発明の第２の実施の形態の輝度補正装置によれば、操作者は、原画像が撮影されたときのシーンの条件、すなわち撮影場所と明るさの組み合わせに応じて適切な変数セットを選択できる。
【００５０】
（第３の実施の形態）
第３の実施の形態における輝度補正装置の基本的な構成および動作は、第１の実施の形態と同様である。第３の実施の形態では、変数記憶部１３に記憶される変数セットが第１の実施の形態と異なっており、これとともに、操作部１４が操作者に提示する設定画面の内容も異なっている。
【００５１】
本実施の形態では、変数記憶部１３に、６種類の変数セットが記憶されている。各変数セットは、マルチスケールレチネックス処理の対象となる原画像が撮影されたときの撮影状況、具体的には、撮影時の天候等に応じて定められている。変数記憶部１３には、第１ないし第６の変数セットが記憶されている。第１ないし第６の変数セットは、それぞれ快晴、晴れ、曇り、雨、逆光および夜間のシーンで撮影された原画像がマルチスケールレチネックス処理によって好適に補正されるように最適化されている。
【００５２】
操作部１４は、設定画面をモニタに表示し、撮影時の天候等の情報を操作者に入力させる。図６は、本実施の形態の設定画面を示す図である。図６の設定画面では、「快晴」、「晴れ」、「曇り」、「雨」、「逆光」および「夜間」のそれぞれの選択項目に対応するボタン６１〜６６が表示されている。操作者は、キーボードまたはマウスを用いていずれかのボタンを選択することにより、撮影時の天候を選択し、変数セットの変更を指示できる。操作部１４は、操作者からいずれかの選択項目の選択を受けて、これを指示情報として変数選択部１５に出力する。
【００５３】
変数選択部１５は、操作部１４から入力された指示情報に基づいて、変数記憶部１３から輝度平滑化処理に用いる変数セットを選択する機能を有する。ここでは、変数選択部１５には、設定画面にて表示される撮影時の天候、すなわち、「快晴」、「晴れ」、「曇り」、「雨」、「逆光」および「夜間」の指示情報と、変数記憶部１３に記憶された第１ないし第６の変数セットとの対応関係が規定されている。本実施形態では、「快晴」、「晴れ」、「曇り」、「雨」、「逆光」および「夜間」の指示情報は、それぞれ第１、第２、第３、第４、第５および第６の変数セットに対応づけられている。変数選択部１５は、操作者によって入力された変数セットの変更の指示を操作部１４から受けて、指示に対応する変数セットを変数記憶部１３から読み出す。そして、変数選択部１５は、読み出した変数セットをマルチスケールレチネックス処理部１６に設定する。
【００５４】
このような本発明の第３の実施の形態の輝度補正装置によれば、操作者は、原画像が撮影されたときのシーンの天候条件、すなわち撮影時の天候に応じて適切な変数セットを選択できる。
【００５５】
（第４の実施の形態）
図７は、本発明の第４の実施の形態の輝度補正装置のブロック図である。第４の実施の形態における輝度補正装置２の基本的な構成および動作は、第１の実施の形態の輝度補正装置１と同様である。第４の実施の形態の輝度補正装置２では、マルチスケールレチネックス処理部１６の代わりにシングルスケールレチネックス処理部１８が備えられている。
【００５６】
シングルスケールレチネックス処理部１８は、画像取得部１２から出力された原画像に対して、シングルスケールレチネックス処理を行う。原画像の注目画素（ｘ，ｙ）の画素値をＩｉ（ｘ，ｙ）とすると、シングルスケールレチネックス処理部１８のレチネックス出力Ｒｉ（ｘ，ｙ）は式（３）で表される。
【数３】
2005176171.tif 000005
ここで、「＊」は畳み込み積分を表しており、Ｗは重み付け係数を表す。ｉは画像の輝度成分を表している。また、Ｇは、式（４）で表されるガウシアン関数である。
【数４】
2005176171.tif 000006
式（４）に含まれるＫは正規化のための定数である。また、δはガウス周辺関数の標準偏差であり、平滑化処理を行う際に用いる周辺領域の面積の大きさの度合いを表す。式（３）および式（４）に示されるように、シングルスケールレチネックス処理にて設定しなくてはならない変数としては、Ｗ、δがある。
【００５７】
変数記憶部１３は、シングルスケールレチネックス処理部１８での処理に用いるための変数セットを複数記憶している。本実施の形態の変数セットとは、上記の式（３）および式（４）にて用いるＷ、δの組である。本実施の形態でも、変数記憶部１３に記憶されるそれぞれの変数セットは、原画像が撮影された撮影状況や輝度変更の度合いに応じて定められている。
【００５８】
そして、操作部１４は、操作者から輝度変更の度合いに関する選択を受け付け、これを指示情報として変数選択部１５に出力する。変数選択部１５では、指示情報に対応する変数セットを変数記憶部１３から読み出して、シングルスケールレチネックス処理部１８に設定する。
【００５９】
このような本発明の第４の実施の形態の輝度補正装置によれば、予め変数セットを複数記憶しておき、操作者の指示に応じていずれかの変数セットを選択して設定する構成としたことにより、シングルスケールレチネックス処理の変数を操作者が容易に設定できる。
【００６０】
なお、第１の実施の形態では、輝度変更の度合いごとに変数セットを定め、第２の実施の形態では、撮影場所と明るさの組み合わせごとに変数セットを定め、また、第３の実施の形態では、撮影時の天候ごとに変数セットを定め、設定画面では各変数セットの特徴を操作者に分かり易い表現で提示したが、輝度変更の度合い、撮影場所と明るさの組み合わせおよび撮影時の天候ごとの変数セットをすべて記憶し、設定画面にて記憶されたすべての変数セットの中から所望の変数セットを選択できる構成にしてもよい。また、各種の変数セットが上記の実施の形態にて示した以外の選択項目を含んでいてもよい。
【００６１】
また、上記の実施の形態の輝度補正装置１は、カメラ１１および画像出力装置１７と別体で構成されたが、これらが一体的に構成されてもよい。例えば、輝度補正装置がカメラの処理回路の一部として構成され、画像出力装置がカメラのモニタで構成されることにより、全体が一体的に構成されてもよい。
【００６２】
また、上記の実施の形態では、原画像に対してマルチスケールレチネックス処理またはシングルスケールレチネックス処理を行ったが、本発明は、これに限られない。すなわち、複数の変数を用いた計算式により画像の輝度を平滑化する画像補正処理であれば、他の処理にも本発明を適用できる。
【００６３】
さらに、上記の実施の形態では、カメラの撮影によって生成された画像信号に対してマルチスケールレチネックス処理等の輝度平滑化処理を行ったが、カメラがＲＧＢのフルカラーの画像信号を生成する場合には、その画像信号から分離された輝度成分画像を原画像として輝度平滑化処理を行ってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
以上のように、本発明にかかる輝度補正装置は、輝度平滑化処理で用いる複数の変数の組み合わせを予め変数セットとして複数記憶しておき、操作者の指示に応じていずれかの変数セットを選択する構成としたことにより、輝度平滑化処理に用いる複数の変数の設定を容易にし、複雑な輝度平滑化処理の知識や経験がない操作者でも容易に所望の輝度補正結果が得られる効果を有し、カメラなどで得られた原画像が、極端に暗い画像、極端に明るい画像、または部分的に影がある画像である場合に、それらの原画像を見やすい画像に補正するための輝度補正装置等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の第１の実施の形態における輝度補正装置のブロック図
【図２】本発明の第１の実施の形態における設定画面を示す図
【図３】本発明の第１の実施の形態における設定画面の変形例を示す図
【図４】本発明の第１の実施の形態における輝度補正装置の動作説明のためのフロー図
【図５】本発明の第２の実施の形態における設定画面を示す図
【図６】本発明の第３の実施の形態における設定画面を示す図
【図７】本発明の第４の実施の形態における輝度補正装置のブロック図
【符号の説明】
【００６６】
１、２  輝度補正装置
１１  カメラ
１３  変数記憶部
１４  操作部
１５  変数選択部
１６  マルチスケールレチネックス処理部
１８  シングルスケールレチネックス処理部
２１  ポインタ
【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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