(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
カラー画像データを入力する入力手段と、
この入力手段によって入力されたカラー画像データの輝度の度数分布を示すヒストグラムデータを取得するヒストグラムデータ取得手段と、
前記入力されたカラー画像データを出力する出力側が表現できるカラー画像データの制限内容に基づいて出力側低輝度値および出力側高輝度値を取得する出力側輝度値取得手段と、
この出力側輝度値取得手段によって取得された出力側低輝度値および出力側高輝度値に対応する入力側低輝度値および入力側高輝度値を、前記ヒストグラムデータ取得手段によって取得されたヒストグラムデータにおける輝度分布の割合から設定する入力側輝度値設定手段と、
前記出力側の目標平均輝度値を取得する目標平均輝度取得手段と、
前記入力されたカラー画像データの平均輝度値を取得する平均輝度取得手段と、
前記目標平均輝度取得手段によって取得された前記出力側の目標平均輝度値と前記平均輝度取得手段によって取得された平均輝度値とを比較する比較手段と、
前記入力側輝度値設定手段によって設定された入力側低輝度値および入力側高輝度値と、前記比較手段による比較結果とに基づいて、前記入力されたカラー画像データの輝度成分を低輝度側または高輝度側に選択的に制御して輝度変換を行う輝度変換手段と
を備えたことを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記平均輝度取得手段により取得された平均輝度値と前記目標平均輝度取得手段により取得された目標平均輝度値との比率を算出する第１の算出手段と、
この第１の算出手段より算出された比率に応じ新たな出力側低輝度値および出力側高輝度値を算出する第２の算出手段と、
この第２の算出手段により算出された新たな出力側低輝度値および出力側高輝度値を、前記出力側輝度値取得手段により取得された出力側低輝度値および出力側高輝度値に代えて設定する出力側輝度値設定手段と
を更に備えたことを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
【請求項３】
前記入力側低輝度値および入力側高輝度値の間の輝度幅と、前記出力側低輝度値および出力側高輝度値の間の輝度幅との比率を算出する算出手段と、
この算出手段より算出された比率に応じて出力側の輝度の変化率を抑制する抑制手段と
を更に備えたことを特徴とする請求項１又は２記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記ヒストグラムデータ取得手段により取得されたヒストグラムデータは、入力されたカラー画像データに設定された１又は複数の検出エリアにおけるデータであることを特徴とする請求項１乃至３いずれか記載の画像処理装置。
【請求項５】
撮像手段を更に備え、
前記入力手段は、前記撮像手段による撮像に基づいて取得されたカラー画像データを入力することを特徴とする請求項１乃至４いずれか記載の画像処理装置。
【請求項６】
前記検出エリアは、前記撮像手段による撮影時におけるフォーカスエリアを含むことを特徴とする請求項５記載の画像処理装置。
【請求項７】
前記検出エリアは、前記撮像手段による撮影時における露光量検出エリアを含むことを特徴とする請求項５又は６記載の画像処理装置。
【請求項８】
カラー画像データを入力する入力ステップと、
この入力ステップにて入力されたカラー画像データの輝度の度数分布を示すヒストグラムデータを取得するヒストグラムデータ取得ステップと、
前記入力されたカラー画像データを出力する出力側が表現できるカラー画像データの制限内容に基づいて出力側低輝度値および出力側高輝度値を取得する出力側輝度値取得ステップと、
この出力側輝度値取得ステップにて取得された出力側低輝度値および出力側高輝度値に対応する入力側低輝度値および入力側高輝度値を、前記ヒストグラムデータ取得ステップにて取得されたヒストグラムデータにおける輝度分布の割合から設定する入力側輝度値設定ステップと、
前記出力側の目標平均輝度値を取得する目標平均輝度取得ステップと、
前記入力されたカラー画像データの平均輝度値を取得する平均輝度取得ステップと、
前記目標平均輝度取得ステップにて取得された前記出力側の目標平均輝度値と前記平均輝度取得ステップにて取得された平均輝度値とを比較する比較ステップと、
前記入力側輝度値設定ステップにて設定された入力側低輝度値および入力側高輝度値と、前記比較ステップによる比較結果とに基づいて、前記入力されたカラー画像データの輝度成分を低輝度側または高輝度側に選択的に制御して輝度変換を行う輝度変換ステップと
からなることを特徴とする画像処理方法。
【請求項９】
コンピュータを、
カラー画像データを入力する入力手段、
この入力手段によって入力されたカラー画像データの輝度の度数分布を示すヒストグラムデータを取得するヒストグラムデータ取得手段、
前記入力されたカラー画像データを出力する出力側が表現できるカラー画像データの制限内容に基づいて出力側低輝度値および出力側高輝度値を取得する出力側輝度値取得手段、
この出力側輝度値取得手段によって取得された出力側低輝度値および出力側高輝度値に対応する入力側低輝度値および入力側高輝度値を、前記ヒストグラムデータ取得手段によって取得されたヒストグラムデータにおける輝度分布の割合から設定する入力側輝度値設定手段、
前記出力側の目標平均輝度値を取得する目標平均輝度取得手段、
前記入力されたカラー画像データの平均輝度値を取得する平均輝度取得手段、
前記目標平均輝度取得手段によって取得された前記出力側の目標平均輝度値と前記平均輝度取得手段によって取得された平均輝度値とを比較する比較手段、
前記入力側輝度値設定手段によって設定された入力側低輝度値および入力側高輝度値と、前記比較手段による比較結果とに基づいて、前記入力されたカラー画像データの輝度成分を低輝度側または高輝度側に選択的に制御して輝度変換を行う輝度変換手段
として機能させることを特徴とする画像処理プログラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像のコントラスト調整に用いて好適な画像処理装置、画像処理方法、及び、画像処理プログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＣＣＤ型やＭＯＳ型の撮像素子を用いて画像を記録する電子スチルカメラ等においては、撮像した画像に対して適切なコントラストを確保するため、画像データに対して例えば図１３に示したコントラスト処理が行われていた。この図において、ＫinＬ，ＫinＨは、入力側の画像データの低輝度側及び高輝度側の設定値、ＫoＬ，ＫoＨは、出力側の画像データの低輝度側及び高輝度側の設定値であり、従来のコントラスト処理では、入力側に設定されている輝度値（ＫinＬ，ＫinＨ）が、設定されている輝度値（ＫoＬ，ＫoＨ）とする所定の変換処理が行われている。
【０００３】
また、それぞれの設定値は、撮像素子に存在する出力データの輝度分布の偏りや、画像記録方式等に応じて予め設定される値であり、各設定値は、
・ＫinＬ：黒つぶし側の検出しきい値
・ＫinＨ：白とばし側の検出しきい値
・ＫoＬ ：出力データを生成するときの黒側の基準値
・ＫoＨ ：出力データを生成するときの白側の基準値
となっている。
【０００４】
かかるコントラスト処理においては、例えば輝度データが８ビット、ＫinＬ＝３２、ＫinＨ＝２２４、ＫoＬ＝０、ＫoＨ＝２５５であるときには、３２以下の入力データは０となり出力され、２２４以上のデータは２５５となり出力される。つまり３２〜２２４の入力データは０〜２５５に線形変換処理されて出力される。これにより、画像データに、後段の処理に適した所定の輝度幅が確保されるのである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述したコントラスト処理においては、入力側の検出しきい値（ＫinＬ，ＫinＨ）として、予め設定された固定値を用いることから、入力した画像データにおける輝度の分布状態によってコントラスト処理の効果に違いが生じていた。また、重要な画像情報が高輝度部分や低輝度部分に存在するときには、画像内の重要な部分に「白とび」や「黒つぶれ」が生じる場合があるという問題があった。図１３は、画像内の重要な部分に「黒つぶれ」が生じる例を示した図であって、同図（ａ）が処理前の元画像における輝度成分のヒストグラム、同図（ｂ）が処理後の画像における輝度成分のヒストグラムである。また、「黒つぶれ」が生じるような画像としては、例えば逆光で顔のアップを撮影したポートレートである。
【０００６】
本発明は、かかる従来の課題に鑑みてなされたものであり、画像の内容に適したコントラスト調整が可能となる画像処理装置、画像処理方法、及び、画像処理プログラムを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、請求項１記載の発明は、カラー画像データを入力する入力手段と、この入力手段によって入力されたカラー画像データの輝度の度数分布を示すヒストグラムデータを取得するヒストグラムデータ取得手段と、前記入力されたカラー画像データを出力する出力側が表現できるカラー画像データの制限内容に基づいて出力側低輝度値および出力側高輝度値を取得する出力側輝度値取得手段と、この出力側輝度値取得手段によって取得された出力側低輝度値および出力側高輝度値に対応する入力側低輝度値および入力側高輝度値を、前記ヒストグラムデータ取得手段によって取得されたヒストグラムデータにおける輝度分布の割合から設定する入力側輝度値設定手段と、前記出力側の目標平均輝度値を取得する目標平均輝度取得手段と、前記入力されたカラー画像データの平均輝度値を取得する平均輝度取得手段と、前記目標平均輝度取得手段によって取得された前記出力側の目標平均輝度値と前記平均輝度取得手段によって取得された平均輝度値とを比較する比較手段と、前記入力側輝度値設定手段によって設定された入力側低輝度値および入力側高輝度値と、前記比較手段による比較結果とに基づいて、前記入力されたカラー画像データの輝度成分を低輝度側または高輝度側に選択的に制御して輝度変換を行う輝度変換手段とを備えたことを特徴とする。
【０００９】
また、請求項２記載の発明は、上記請求項１記載の発明において、前記平均輝度取得手段により取得された平均輝度値と前記目標平均輝度取得手段により取得された目標平均輝度値との比率を算出する第１の算出手段と、この第１の算出手段より算出された比率に応じ新たな出力側低輝度値および出力側高輝度値を算出する第２の算出手段と、この第２の算出手段により算出された新たな出力側低輝度値および出力側高輝度値を、前記出力側輝度値取得手段により取得された出力側低輝度値および出力側高輝度値に代えて設定する出力側輝度値設定手段とを更に備えたことを特徴とする。
【００１３】
また、請求項３記載の発明は、上記請求項１又は２記載の発明において、前記入力側低輝度値および入力側高輝度値の間の輝度幅と、前記出力側低輝度値および出力側高輝度値の間の輝度幅との比率を算出する算出手段と、この算出手段より算出された比率に応じて出力側の輝度の変化率を抑制する抑制手段とを更に備えたことを特徴とする。
【００１５】
また、請求項４記載の発明は、上記請求項１乃至３いずれか記載の発明において、前記ヒストグラムデータ取得手段により取得されたヒストグラムデータは、入力されたカラー画像データに設定された１又は複数の検出エリアにおけるデータであることを特徴とする。
【００１７】
また、請求項５記載の発明は、上記請求項１乃至４いずれか記載の発明において、撮像手段を更に備え、前記入力手段は、前記撮像手段による撮像に基づいて取得されたカラー画像データを入力することを特徴とする。
【００１９】
また、請求項６記載の発明は、上記請求項５記載の発明において、前記検出エリアは、前記撮像手段による撮影時におけるフォーカスエリアを含むことを特徴とする。
【００２１】
また、請求項７記載の発明は、上記請求項５又は６記載の発明において、前記検出エリアは、前記撮像手段による撮影時における露光量検出エリアを含むことを特徴とする。
【００２３】
前記課題を解決するために、請求項８記載の発明は、カラー画像データを入力する入力ステップと、この入力ステップにて入力されたカラー画像データの輝度の度数分布を示すヒストグラムデータを取得するヒストグラムデータ取得ステップと、前記入力されたカラー画像データを出力する出力側が表現できるカラー画像データの制限内容に基づいて出力側低輝度値および出力側高輝度値を取得する出力側輝度値取得ステップと、この出力側輝度値取得ステップにて取得された出力側低輝度値および出力側高輝度値に対応する入力側低輝度値および入力側高輝度値を、前記ヒストグラムデータ取得ステップにて取得されたヒストグラムデータにおける輝度分布の割合から設定する入力側輝度値設定ステップと、前記出力側の目標平均輝度値を取得する目標平均輝度取得ステップと、前記入力されたカラー画像データの平均輝度値を取得する平均輝度取得ステップと、前記目標平均輝度取得ステップにて取得された前記出力側の目標平均輝度値と前記平均輝度取得ステップにて取得された平均輝度値とを比較する比較ステップと、前記入力側輝度値設定ステップにて設定された入力側低輝度値および入力側高輝度値と、前記比較ステップによる比較結果とに基づいて、前記入力されたカラー画像データの輝度成分を低輝度側または高輝度側に選択的に制御して輝度変換を行う輝度変換ステップとからなることを特徴とする。
【００２５】
前記課題を解決するために、請求項９記載の発明は、コンピュータを、カラー画像データを入力する入力手段、この入力手段によって入力されたカラー画像データの輝度の度数分布を示すヒストグラムデータを取得するヒストグラムデータ取得手段、前記入力されたカラー画像データを出力する出力側が表現できるカラー画像データの制限内容に基づいて出力側低輝度値および出力側高輝度値を取得する出力側輝度値取得手段、この出力側輝度値取得手段によって取得された出力側低輝度値および出力側高輝度値に対応する入力側低輝度値および入力側高輝度値を、前記ヒストグラムデータ取得手段によって取得されたヒストグラムデータにおける輝度分布の割合から設定する入力側輝度値設定手段、前記出力側の目標平均輝度値を取得する目標平均輝度取得手段、前記入力されたカラー画像データの平均輝度値を取得する平均輝度取得手段、前記目標平均輝度取得手段によって取得された前記出力側の目標平均輝度値と前記平均輝度取得手段によって取得された平均輝度値とを比較する比較手段、前記入力側輝度値設定手段によって設定された入力側低輝度値および入力側高輝度値と、前記比較手段による比較結果とに基づいて、前記入力されたカラー画像データの輝度成分を低輝度側または高輝度側に選択的に制御して輝度変換を行う輝度変換手段として機能させることを特徴とする。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態を図にしたがって説明する。
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る輝度変換装置を備えた電子スチルカメラ１を示す概略ブロック図である。
【００２９】
電子スチルカメラ１は撮像レンズ２と、撮像素子３、カラープロセッサ４を有している。撮像素子３は、撮像レンズ２により結像された被写体像を撮像し、アナログのカラー画像信号としてカラープロセッサ４へ出力する。カラープロセッサ４は、撮像素子３から出力されるアナログの撮像信号のゲイン調整、カラー画像の各画素から輝度データ（Ｙデータ）と、２つの色データ（Ｃｂ，Ｃｒデータ）の作成等の信号処理、及び各画像信号（Ｙ，Ｃｂ，Ｃｒ）のデジタル信号への変換を行う。カラープロセッサ４はバス５を介してＣＰＵ６に接続されており、カラープロセッサ４から送られた画像データはＣＰＵ６へ送られる。ＣＰＵ６は、カラープロセッサ４から送られた画像データを例えばＪＰＥＧ形式等の所定のフォーマットを有する画像データに圧縮し、圧縮後の画像データを、バス５を介して接続されているフラッシュメモリ等の記録メディア７に記録させる。
【００３０】
ＣＰＵ６にはバス５を介してＲＯＭ８及びＲＡＭ９が接続されており、ＲＯＭ８には、ＣＰＵ６により実行される各種の制御プログラム、及び各部の制御時に使用される各種データが格納されている。そして、ＣＰＵ６は上記制御プログラムに基づき各部を制御することにより、本発明の分布情報取得手段、設定値取得手段、設定手段などの各手段として機能する。ＲＡＭ９は、カラープロセッサ４から出力された１フレーム分の画像データを一時的に記憶するとともに、ＣＰＵ６による画像データの圧縮作業や各部の制御に伴い必要に応じて各種のデータを記憶するワークメモリとして使用される。また、記録メディア７に記録された画像データは、再生時にＣＰＵ６によって伸張された後、液晶表示装置１０に表示される。さらに液晶表示装置１０には、撮影待機状態で像された画像がスルー画像として表示される。
【００３１】
次に、前記電子スチルカメラ１において、ＣＰＵ６が実行する撮影した画像データに対するコントラスト処理に関する処理手順を図２のフローチャートに従い説明する。なお、以下の説明において、処理対象の画像データは、ＶＧＡ（６４０×４８０）サイズの８ｂｉｔ画像データであるものとする。
【００３２】
まず、ＣＰＵ６は、出力データに設定する暗側基準値（出力側低輝度値）ＫoＬと明側基準値（出力側高輝度値）ＫoＨとにおける、輝度の最大値に対する割合（ＫoＬ／最大輝度、ＫoＨ／最大輝度）を計算する（ステップＳＡ１）。暗側基準値ＫoＬと明側基準値ＫoＨの値は、後段の画像処理内容や出力装置により異なるが、前記液晶表示装置１０が表現できる画像データに制限がある場合、例えば２４０以上は白になってしまう場合は「ＫoＨ＝２４０」であり、１６以下は黒になってしまう場合は「ＫoＬ＝１６」である。なお、前記の輝度の最大値に対する割合が固定値である場合には、ステップＳＡ１は不要である。
【００３３】
次に、元画像における輝度のヒストグラム（図３（ａ）参照）を検出した後（ステップＳＡ２）、ステップＳＡ１で求めた割合を分布の割合とみなし、上記ヒストグラムにおいて、その割合に該当する輝度値（ＫinＬ，ＫinＨ）を取得し、それを入力側の輝度データの暗側基準値（入力側低輝度値）ＫinＬと明側基準値（入力側高輝度値）ＫinＨに設定する（ステップＳＡ３）。
【００３４】
かかる処理では、ＫoＬ＝１６、ＫoＨ＝２４０と設定した場合、
処理前の輝度データを小さい順に並べたときのｎ番目の輝度データの輝度をｙｄａｔａ（ｎ）と表現すると、
ＫinＬ＝ｙｄａｔａ（（６４０×４８０）×（  １６／２５５））
ＫinＨ＝ｙｄａｔａ（（６４０×４８０）×（２４０／２５５））
となり、
ＫinＬは、ヒストグラムの下から１９２７５番目の輝度データの値
ＫinＨは、ヒストグラムの下から２８９１２９番目の輝度データの値
となる。
【００３５】
しかる後、ＫinＬ，ＫinＨ，ＫoＬ，ＫoＨを基に、ＫinＬがＫoＬに、かつＫinＨがＫoＨとなるように入力した輝度成分データ（Ｙデータ）に対して以下の輝度変換（本実施の形態では線形変換）を行う（ステップＳＡ４）。より具体的には、以下の計算に基づき元画像の各画素の輝度値ｋを、新たな輝度値ｋ’に変換し、処理を終了する。
（１）ｋ＜ＫinＬ のとき、
ｋ’＝（ｋ／ＫinＬ）×ＫoＬ
（２）ＫinＬ＜＝ｋ＜ＫinＨ のとき、
ｋ’＝（（ｋ−ＫinＬ）／（ＫinＨ−ＫinＬ））×（ＫoＨ−ＫoＬ）＋ＫoＬ
（３）  ＫinＨ＜＝ｋ のとき、
ｋ’＝（（ｋ−ＫinＨ）／（２５５−ＫinＨ））×（２５５−ＫoＨ）＋ＫoＨ
【００３６】
図３（ｃ）は、以上のコントラスト処理の前後におけるトーンカーブを示した図であり、かかる処理においては、入力側の暗側基準値ＫinＬと明側基準値ＫinＨとが、元画像の輝度分布状態に応じて変化する。したがって、処理後の画像に、従来技術で説明したコントラスト処理とは異なり、元画像の輝度分布（図３（ａ）参照）が反映された輝度分布（図３（ｂ）参照）を確保することができる。つまり、個々の画像に適した輝度調整を行うことができるとともに、画像内の重要な部分に「白とび」や「黒つぶれ」が生じる事態をなくし、常に良好な画像を得ることが可能となる。
【００３７】
（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。本実施の形態は、撮影した画像データに対して、以下に述べるコントラスト処理を行う電子スチルカメラに関するものである。なお、電子スチルカメラの電気的構成、及び処理対象となる画像データについては、第１の実施の形態と同様である。
【００３８】
図４は、本実施の形態におけるＣＰＵ６の処理動作を示すフローチャートである。ＣＰＵ６は、第１の実施の形態と同様の手順で、入力側の暗側及び明側の設定値ＫinＬ，ＫinＨを取得する（ステップＳＢ１〜ＳＢ３）。次に、ステップＳＢ２で取得したヒストグラムに基づき元画像の輝度平均を算出した後（ステップＳＢ４）、ここで算出した輝度平均と、処理後の画像に確保すべき輝度平均（以下、目標輝度平均）とを比較する（ステップＳＢ５）。目標輝度平均は、予め決められている輝度値であって、一般に画像の輝度平均として好まれている範囲（８ｂｉｔ輝度データでは、およそ１２８〜１９２）の輝度値であり、例えば「１４４」である。
【００３９】
そして、輝度平均が目標輝度平均よりも小さいとき、すなわち元画像が比較的暗い画像の場合には（ステップＳＢ５でＹＥＳ）、出力側の暗側基準値ＫoＬを入力側の設定値ＫinＬと同一の値に変更した後（ステップＳＢ６）、第１の実施の形態と同様の輝度変換（線形変換）を行う。つまり、入力側の暗側設定値ＫinＬを越える範囲の輝度データのみを変換対象とした輝度変換（以下、白側のコントラスト処理）を行い（ステップＳＢ８）、処理を終了する。図５（ｃ）は、白側のコントラスト処理の例を示した図であり、出力側の設定値がＫoＬ＝３２、ＫoＨ＝２３５、入力側の設定値がＫinＬ＝３２、ＫinＨ＝１４０で、かつ輝度平均＝６４の場合である。なお、同図（ａ）は処理前の輝度分布、同図（ｂ）は処理後の輝度分布を示す図である。この場合には、画像の明るい部分がより明るくなる。
【００４０】
また、輝度平均が目標輝度平均よりも大きいとき、すなわち元画像が比較的明るい画像の場合には（ステップＳＢ５でＮＯ）、出力側の明側基準値ＫoＨを入力側の設定値ＫinＨと同一の値に変更した後（ステップＳＢ７）、第１の実施の形態と同様の輝度変換（線形変換）を行う。つまり入力側の設定値ＫinＨ以下の輝度データのみを変換対象とした輝度変換（以下、黒側のコントラスト処理という）を行い（ステップＳＢ８）、処理を終了する。図６（ｃ）は、黒側のコントラスト処理の例を示した図であり、出力側の設定値がＫoＬ＝３２、ＫoＨ＝１９１、入力側の設定値がＫinＬ＝８０、ＫinＨ＝１９１で、かつ輝度平均＝１５５の場合である。なお、同図（ａ）は処理前の輝度分布、同図（ｂ）は処理後の輝度分布を示す図である。この場合には、画像の暗い部分がより暗くなる。
【００４１】
以上のように、本実施の形態においては、暗い画像の場合には、画像の明るい部分がより明るなり、明るい画像の場合には、画像の暗い部分がより暗くなることから、コントラスト調整と同時に、主要画像領域における輝度変化のリニアリティを変更することなく、輝度分布の最適化を行うことができる。
【００４２】
（第３の実施の形態）
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。本実施の形態は、撮影した画像データに対して、以下に述べるコントラスト処理を行う電子スチルカメラに関するものである。なお、電子スチルカメラの電気的構成、及び処理対象となる画像データについては、第１の実施の形態と同様である。
【００４３】
図７は、本実施の形態におけるＣＰＵ６の処理動作を示すフローチャートであって、ＣＰＵ６は、第１の実施の形態と同様の手順で、入力側の暗側及び明側の設定値ＫinＬ，ＫinＨを取得する（ステップＳＣ１〜ＳＣ３）。次に、ステップＳＣ２で取得したヒストグラムに基づき元画像の輝度平均を算出した後（ステップＳＣ４）、ここで算出した輝度平均と、処理後の画像に確保すべき輝度平均（以下、目標輝度平均）とを比較する（ステップＳＣ５）。そして、その比較結果に応じて、後述する新たな暗側基準値ＫoＬ’と明側基準値ＫoＨ’とを演算するときの演算条件を設定する。
【００４４】
すなわち、処理前の平均輝度が目標輝度平均に対して小さい（目標よりも暗い）時は、
演算条件を
ＫoＬ'＝ＫoＬ，
ＫoＨ'＝ＫoＬ'＋（（目標輝度平均−ＫoＬ'）×（ＫinＨ−ＫinＬ）／（平均輝度−ＫinＬ））
とし（ステップＳＣ６）、
処理前の平均輝度が目標輝度平均に対して大きい（目標よりも明るい）時は、
演算条件を
ＫoＨ'＝ＫoＨ，
ＫoＬ'＝ＫoＨ'−（（ＫoＨ'−目標輝度平均）×（ＫinＨ−ＫinL）／（ＫinＨ−平均輝度））
とする（ステップＳＣ７）。
【００４５】
しかる後、ここで取得した  ＫoＬ’，ＫoＨ’とステップＳＣ３で取得したＫinＬ，ＫinＨとを基に、ＫinＬがＫoＬ’に、かつＫinＨがＫoＨ’となるように入力した輝度データ（Ｙデータ）に対して輝度変換（線形変換）を行う（ステップＳＣ９）。より具体的には、以下の計算に基づき元画像の各画素の輝度値ｋを、新たな輝度値ｋ’に変換し、処理を終了する。
（１）ｋ＜ＫinＬ のとき、
ｋ’＝（ｋ／ＫinＬ）×ＫoＬ’
（２）ＫinＬ＜＝ｋ＜ＫinＨ のとき、
ｋ’＝（（ｋ−ＫinＬ）／（ＫinＨ−ＫinＬ））×（ＫoＨ’−ＫoＬ’）＋ＫoＬ’（３）ＫinＨ＜＝ｋ のとき、
ｋ’＝（（ｋ−ＫinＨ）／（２５５−ＫinＨ））×（２５５−ＫoＨ’）＋ＫoＨ’
【００４６】
図８（ｃ）は、以上のコントラスト処理の前後におけるトーンカーブを示した図であり、かかる実施の形態においては、元画像の平均輝度値と出力側に求められている目標平均輝度との比率に応じ、新たな出力側の設定値ＫoＬ’，ＫoＨ’を求め、それに基づき輝度変換を行うことから、処理後の画像の輝度幅を（図８（ａ）参照）、元画像の輝度幅に応じた自然な輝度幅（図８（ｂ）参照）とすることができる。したがって、コントラスト処理によって画像全体の輝度が著しく変化することが防止でき、コントラスト調整と同時に最適な輝度調整が可能となる。
【００４７】
また、前述した第２の実施の形態において懸念される次のような事態が回避できる。すなわち、処理前の輝度平均が目標輝度平均に対して小さい（目標よりも暗い画像の）時、処理後における輝度平均が目標輝度平均を大きく上回る（明るくなり過ぎる）といった事態や、処理前の輝度平均が目標輝度平均に対して大きい（目標よりも明るい画像の）時、処理後における輝度平均が目標輝度平均を大きく下回る（暗くなり過ぎる）といった事態を回避することが可能となる。なお、図９は、前者の場合を示した図８に対応する図である。
【００４８】
（第４の実施の形態）
本実施の形態は、前述した各実施の形態において、最終的な輝度変換における輝度の演算ゲインを、前述した入力側の暗側及び明側の設定値（ＫinＬ，ＫinＨ）の間の輝度幅と、前述した出力側の暗側及び明側の設定値（ＫoＬ，ＫoＨ、又はＫoＬ’，ＫoＨ’）の間の輝度幅との比率に応じて抑制するものである。
【００４９】
すなわち、第３の実施の形態で図８に示した処理に即して説明すると、
ＧＡＩＮmax＝（ＫoＨ'−ＫoＬ）／（ＫinＨ−ＫinＬ）
（ここで、ＧＡＩＮmaxは、演算ゲインの最大値）
とするものであり、より具体的には、以下の計算によって得られた演算ゲインに基づき輝度変換を行う。
【００５０】
すなわち、演算ゲインをｇとすると、
（１）ｋ＜ＫinＬ のとき、
ｇ＝（ＫoＬ’／ＫinＬ）
（２）ＫinＬ＜＝ｋ＜ＫinＨ のとき、
ｇ＝（ＫoＨ’−ＫoＬ’）／（ＫinＨ−ＫinＬ）
（３）ＫinＨ＜＝ｋ のとき、
ｇ＝（（２５５−ＫoＨ’）／（２５５−ＫinＨ）
により演算ゲインを求め、これに基づき輝度変換を行うようにする。
【００５１】
図１０（ｃ）は、以上のコントラスト処理の前後におけるトーンカーブを示した図であり、本実施の形態においては、トーンカーブの傾きを輝度変換処理に即して自然な状態で抑制することができる。したがって、画像に含まれるノイズ成分が目立たなくなり、より高い画質を確保することができる。なお、図１０（ａ）、（ｂ）は、コントラスト処理の前後における画像の輝度分布の変化を示す図である。
【００５２】
（第５の実施の形態）
次に、本発明の第５の実施の形態について説明する。本実施の形態は、撮影した画像データに対して、以下に述べるコントラスト処理を行う電子スチルカメラに関するものである。なお、電子スチルカメラの電気的構成、及び処理対象となる画像データについては、第１の実施の形態と同様である。
【００５３】
図１１は、本実施の形態におけるＣＰＵ６の処理動作を示すフローチャートであって、ＣＰＵ６は、第１の実施の形態と同様の手順で、入力側の暗側及び明側の設定値ＫinＬ，ＫinＨを取得する（ステップＳＤ１〜ＳＤ３）。
【００５４】
次に、出力側の明側基準値ＫoＨが、入力側の明側の設定値ＫinＨよりも大きいときで、さらに、出力側の暗側の設定値ＫoＬが、入力側の暗側の設定値ＫinＬよりも小さいときには（ステップＳＤ４、ＳＤ６が共にＮＯ）、設定値の修正を行わず、第１の実施の形態と同様の輝度変換（線形変換）を行う（ステップＳＤ９）。
【００５５】
また、出力側の明側基準値ＫoＨが、入力側の明側の設定値ＫinＨよりも大きいときで、さらに、出力側の暗側の設定値ＫoＬが、入力側の暗側の設定値ＫinＬよりも大きいときには（ステップＳＤ４がＮＯ、ＳＤ６がＹＥＳ）、出力側の暗側基準値ＫoＬを入力側の暗側の設定値ＫinＬと同一の値に変更する （ステップＳＤ８）。
【００５６】
つまり第２の実施の形態で既説した、入力側の設定値ＫinＬを越える範囲の輝度データのみを変換対象とした白側のコントラスト処理を行う設定値とする。その後、第１の実施の形態と同様の輝度変換（線形変換）を行う（ステップＳＤ９）。
【００５７】
また、出力側の明側基準値ＫoＨが、入力側の明側の設定値ＫinＨよりも小さいときで、さらに、出力側の暗側の設定値ＫoＬが、入力側の暗側の設定値ＫinＬよりも小さいときには（ステップＳＤ４がＹＥＳ、ＳＤ５がＮＯ）、出力側の明側基準値ＫoＨを入力側の設定値ＫinＨと同一の値に変更する（ステップＳＤ７）。
【００５８】
つまり第２の実施の形態で既説した、入力側の設定値ＫinＨ以下の輝度データのみを変換対象とした黒側のコントラスト処理を行う設定値とする。その後、第１の実施の形態と同様の輝度変換（線形変換）を行う（ステップＳＤ９）。
【００５９】
また、出力側の明側基準値ＫoＨが、入力側の明側の設定値ＫinＨよりも小さいときで、さらに、出力側の暗側の設定値ＫoＬが、入力側の暗側の設定値ＫinＬよりも大きいときには（ステップＳＤ４、ＳＤ５が共にＹＥＳ）、そのまま処理を終了する。
【００６０】
かかる処理においては、コントラスト処理の効果が確実に出る条件画像に対してのみ処理が行われることとなる。したがって、画像処理における無駄な処理処理時間、消費電力を削減することができる。
【００６１】
（第６の実施の形態）
一方、前述したコントラスト処理においては、元画像における輝度のヒストグラムを、撮像素子３によって取り込まれた画像全体の輝度データから取得するようにしたが、図１２（ａ）に示すように、全画像領域５０内に、予め輝度データの検出エリアを検出する検出エリアＡ（形状は任意）を設定しておき、前述した各コントラスト処理においては、検出エリアＡにおける輝度のヒストグラムを用いるようにしてもよい。かかる構成においては、予め画像の重要な部分に検出エリアＡを設定することにより、画像の重要な部分に最適な輝度処理を行うことができる。したがって、画像の重要な部分、及びその周辺が確実に鮮明になるという利点がある。
【００６２】
また、前記検出エリアＡを撮影時におけるフォーカスエリア、又はフォーカスエリアを含む範囲とすれば、撮影された画像の重要な部分における最適な輝度処理を確実に行うことができる。また、電子スチルカメラの使用者にあっては、検出エリアＡを事前に設定する必要がなく、使用者に負担をかけることなく、撮影された画像の重要な部分、及びその周辺を鮮明にすることができる。
【００６３】
また、前記検出エリアＡを撮影時における露光量検出エリア、又は露光量検出エリアを含む範囲としてもよい。その場合においても、撮影された画像の重要な部分における最適な輝度処理を確実に行うことができる。しかも、電子スチルカメラの使用者にあっては、検出エリアＡを事前に設定する必要がなく、使用者に負担をかけることなく、撮影された画像の重要な部分、及びその周辺を鮮明にすることができる。
【００６４】
また、例えば図１２（ｂ）に示すように、予め全画像領域５０を複数に分割することによって複数の検出エリアＡ１〜Ａｎを設定しておき、撮影時や撮影後など、前述したコントラスト処理を行う以前に、使用者に重要な部分に対応する１又は複数（互いに隣接していると否とは問わない）の検出エリアを選択させ、選択された検出エリアにおける輝度のヒストグラムを用いて前述したコントラスト処理を行わせてもよい。その場合においても、撮影された画像の重要な部分、及びその周辺を鮮明にすることができる。さらには、選択された検出エリアだけでなく、それに隣接する複数の検出エリアを含む範囲における輝度のヒストグラムを用いるようにしてもよい。
【００６５】
なお、以上説明した各実施の形態においては、カラープロセッサ４が輝度成分データ（Ｙデータ）を出力するものであり、ＣＰＵ６がその輝度データ（Ｙデータ）に対して前述した処理を行う場合について説明したが、カラープロセッサ４が画像データとしてＲ，Ｇ，Ｂデータを出力するものである場合には、それらのデータについて前述したと同様の処理を行うようにしてもよい。また、電子スチルカメラ１が、撮像素子３によって取り込んだ画像に対してコントラスト処理を行う場合について説明したが、これに限らず、任意の画像ファイル等の画像ソースに対してコントラスト処理を行う他の画像処理装置に本発明を適用してもよい。その場合であっても前述した効果を得ることができる。また、主としてＣＰＵ６に所定の処理動作を行わせることにより、本発明の分布情報取得手段、設定値取得手段、設定手段などの各手段を実現したものについて説明したが、本発明の各手段を電器回路によって構成するようにしても構わない。
【００６６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、入力されたカラー画像データからヒストグラムを取得し、このカラー画像データの出力側の表現できる制限内容に基づいて出力側低輝度値および出力側高輝度値を取得し、この出力側低輝度値および出力側高輝度値に対応する入力側低輝度値および入力側高輝度値を、ヒストグラムデータにおける輝度分布の割合から設定する。そして、出力側の目標平均輝度値と、入力されたカラー画像データの平均輝度値とを比較し、設定された入力側低輝度値および入力側高輝度値と、この比較結果とに基づいて、入力されたカラー画像データの輝度成分を低輝度側または高輝度側に選択的に制御するようにしたので、画像の内容に適したコントラスト調整が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態を示す電子スチルカメラの概略ブロック図である。
【図２】同実施の形態においてＣＰＵが実行するコントラスト処理に関する処理手順を示すフローチャートである。
【図３】同実施の形態におけるコントラスト処理の内容及び、その結果を示す図であって、（ａ）は処理前の画像の輝度分布の変化を示すヒストグラム、（ｂ）は処理後の画像の輝度分布の変化を示すヒストグラム、（ｃ）は処理前後のトーンカーブを示す図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態においてＣＰＵが実行するコントラスト処理に関する処理手順を示すフローチャートである。
【図５】同実施の形態における白側のコントラスト処理の内容及び、その結果を示す、図３に対応する図である。
【図６】同実施の形態における黒側のコントラスト処理の内容及び、その結果を示す、図３に対応する図である。
【図７】本発明の第３の実施の形態においてＣＰＵが実行するコントラスト処理に関する処理手順を示すフローチャートである。
【図８】同実施の形態におけるコントラスト処理の内容及び、その結果を示す、図３に対応する図である。
【図９】同実施の形態で回避可能となるコントラスト処理の内容及び、その結果を示す、図３に対応する図である。
【図１０】本発明の第４の実施の形態におけるコントラスト処理の内容及び、その結果を示す、図３に対応する図である。
【図１１】本発明の第５の実施の形態においてＣＰＵが実行するコントラスト処理に関する処理手順を示すフローチャートである。
【図１２】本発明の第６の実施の形態における、輝度データの検出エリアを示す図である。
【図１３】従来技術におけるコントラスト処理の内容及び、その結果を示す図である。
【符号の説明】
１    電子スチルカメラ
３    撮像素子
４    カラープロセッサ
６    ＣＰＵ
７    記録メディア
８    ＲＯＭ
９    ＲＡＭ
Ａ    検出エリア
ＫinＨ    入力データの明側基準値
ＫinＬ    入力データの暗側基準値
ＫoＨ     出力データの明側基準値
ＫoＨ’   出力データの明側基準値（補正後）
ＫoＬ     出力データの暗側基準値
ＫoＬ’   出力データの暗側基準値（補正後）
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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