(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮影により取得された画像を表す画像データに対して画像処理を施して処理済み画像データを得る画像処理方法において、
撮影時におけるシーンの絶対輝度に関する絶対輝度情報を取得し、
前記処理済み画像データにより表される画像が、撮影時において知覚される周波数特性に近づくように、前記絶対輝度情報に応じた周波数成分を強調することによる、前記画像データの周波数特性を変更する画像処理を前記画像データに対して施して前記処理済み画像データを得ることを特徴とする画像処理方法。
【請求項２】
撮影により取得された画像を表す画像データに対して画像処理を施して処理済み画像データを得る画像処理装置において、
撮影時におけるシーンの絶対輝度に関する絶対輝度情報を取得する輝度情報取得手段と、
前記処理済み画像データにより表される画像が、撮影時において知覚される周波数特性に近づくように、前記絶対輝度情報に応じた周波数成分を強調することによる、前記画像データの周波数特性を変更する画像処理を前記画像データに対して施して前記処理済み画像データを得る処理手段とを備えたことを特徴とする画像処理装置。
【請求項３】
撮影により取得された画像を表す画像データに対して画像処理を施して処理済み画像データを得る画像処理方法をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体において、
前記プログラムは、撮影時におけるシーンの絶対輝度に関する絶対輝度情報を取得する手順と、
前記処理済み画像データにより表される画像が、撮影時において知覚される周波数特性に近づくように、前記絶対輝度情報に応じた周波数成分を強調することによる、前記画像データの周波数特性を変更する画像処理を前記画像データに対して施して前記処理済み画像データを得る手順とを有することを特徴とするコンピュータ読取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、撮影時の輝度を考慮して撮影により取得された画像データに対して画像処理を施す画像処理方法および装置並びに画像処理方法をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
デジタル電子スチルカメラ（以下デジタルカメラとする）において取得したデジタル画像データや、フイルムに記録された画像を読み取ることにより得られたデジタル画像データを、プリント等のハードコピーとしてあるいはディスプレイ上にソフトコピーとして再現することが行われている。このように、デジタル画像データを再現する場合においては、ネガフイルムからプリントされた写真と同様の高品位な画質を有するものとすることが期待されている。
【０００３】
一方、デジタルカメラにおいて得られた画像データを記録媒体に記録するに際し、カメラのガンマ特性、レンズの焦点距離、レンズのＦ値、カメラ内にて行われたＡＥ処理の内容等の撮影条件を記録媒体に記録するようにした方法が提案されている（特開平１０−１９１２４６号）。この方法によれば、画像データをプリントするに際して、記録媒体に記録された撮影条件を参照して画像データの画質を高めるための処理を施すことができ、これにより良好な仕上がりのプリントを得ることができる。
【０００４】
ところで、デジタルカメラの場合はカメラ自体に自動露出（ＡＥ）機能が設けられており、このＡＥ機能により画像データの階調や周波数特性を調整することにより露出補正処理が行われる。また、フイルムから画像を読み取る場合は、ラボにおいて同様の露出補正処理が行われる。このように露出補正処理を行うことにより、撮影時の輝度が１００倍も異なるような日向のシーンと日陰のシーンであっても、プリント出力された画像においては、画像が真っ白になったり真っ黒になったりすることなく、撮影時のシーンを再現することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このようなＡＥ機能によって露出補正処理を施すことにより、どのような輝度のシーンであっても、明るさが極端に変更することなく画像を再現することができる。しかしながら、このようなＡＥ機能は撮影したシーンの輝度に拘わらず一律の明るさとなるように露出補正処理を施すものであるため、例えば真夏の砂浜のように非常に明るくぎらぎらしたシーンであっても、ＡＥ機能による一律の露出補正により、撮影時のぎらぎらした印象が損なわれてしまう。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、撮影時の印象を損なうことなく画像データに対して画像処理を施すことができる画像処理方法および装置並びに画像処理方法をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明による画像処理方法は、撮影により取得された画像を表す画像データに対して画像処理を施す画像処理方法において、
撮影時におけるシーンの絶対輝度に関する絶対輝度情報を取得し、
該絶対輝度情報に基づいて、前記画像データに対して階調および／または周波数特性を変更する画像処理を施して処理済み画像データを得ることを特徴とするものである。
【０００８】
なお、前記画像処理は、前記処理済み画像データにより表される画像が、撮影時において知覚される階調および／または周波数特性に近づくように、前記画像データの階調および／または周波数特性を変更する処理であることが好ましい。
【０００９】
ここで、「絶対輝度情報」は、カメラに輝度計を設けこの輝度計により撮影時の輝度を測定することにより取得してもよく、撮影により取得された画像データが露出補正を施したものでない場合には、画像データや撮影時の絞り値等の情報から得るようにしてもよい。また、カメラが輝度計を有するデジタルカメラの場合には、画像データを記録する記録メディアに絶対輝度情報を記録して出力を行うラボに受け渡せばよく、磁気情報を記録可能ないわゆるＡＰＳフイルムを使用するカメラの場合には、ＡＰＳフイルムの磁気記録部に絶対輝度情報を記録してラボに受け渡せばよい。また、絶対輝度情報ＫをＦＤ等の記録媒体に記録してラボに受け渡してもよい。また、「絶対輝度情報」としては撮影時におけるシーンの絶対輝度を数値で表したもののみならず、下記の表１に示すように、絶対輝度の範囲の代表値や、絶対輝度の範囲を記号で表したものであってもよい。
【００１０】
【表１】
0004426009.tif 000002
【００１１】
本発明による画像処理装置は、撮影により取得された画像を表す画像データに対して画像処理を施す画像処理装置において、
撮影時におけるシーンの絶対輝度に関する絶対輝度情報を取得する輝度情報取得手段と、
該絶対輝度情報に基づいて、前記画像データに対して階調および／または周波数特性を変更する画像処理を施して処理済み画像データを得る処理手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００１２】
なお、前記処理手段は、前記処理済み画像データにより表される画像が、撮影時において知覚される階調および／または周波数特性に近づくように、前記画像データの階調および／または周波数特性を変更する処理を行う手段であることが好ましい。
【００１３】
なお、本発明による画像処理方法を、コンピュータに実行させるためのプログラムとして、コンピュータ読取り可能な記録媒体に記録して提供してもよい。
【００１４】
【発明の効果】
本発明によれば、撮影時におけるシーンの絶対輝度に関する絶対輝度情報に基づいて、画像データに対して階調および／または周波数特性を変更する処理を施すようにしたため、撮影時のシーンの輝度を反映した画像を表す処理済み画像データを得ることができ、処理済み画像データを再生することにより、撮影時の輝度の印象に応じた画像を得ることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して本発明の実施形態について説明する。図１は本発明の第１の実施形態による画像処理装置を適用した画像出力システムの構成を示す概略ブロック図である。図１に示すように、第１の実施形態による画像出力システムは、デジタルカメラ１において取得された画像データＳ０を記録メディア２に記録し、この記録メディア２をラボ３に受け渡してここでプリント出力を行うものである。
【００１６】
デジタルカメラ１は、ＣＣＤ、撮影に必要な光学系、オートフォーカス機能等を有する撮像手段４と、撮像手段４において取得された原画像データＳ′に対して自動露出補正処理を施して画像データＳ０を得る自動露出補正（ＡＥ）手段５と、撮影時のシーンの輝度を測定する輝度計６とを有する。ＡＥ手段５は、撮影時のシーンの輝度に拘わらず、画像が真っ白になったり真っ黒になったりしないように、原画像データＳ′の露出を補正して画像データＳ０を得るものである。したがって、デジタルカメラ１において取得されて記録メディア２に記録される画像データＳ０は、すでに露出補正がなされているものである。なお、輝度計６による輝度の測定結果は絶対輝度情報Ｋとして記録メディア２に記録される。
【００１７】
記録メディア２は、スマートメディア、コンパクトフラッシュ、メモリスティック等の画像データＳ０および絶対輝度情報Ｋを記録するデジタルメディアである。
【００１８】
ラボ３は、記録メディア２に記録された画像データＳ０および絶対輝度情報Ｋを読み出す読出手段７と、絶対輝度情報Ｋに基づいて画像データＳ０のコントラストを調節して処理済み画像データＳ１を得る階調処理手段８と、処理済み画像データＳ１をプリント出力するプリンタ等の出力手段９とを備える。
【００１９】
階調処理手段８は以下のようにして画像データＳ０のコントラストを調節する。図２は輝度と輝度に対する見かけの明るさとの関係を表すグラフ、図３は図２において輝度のコントラストを表す部分のみを示すグラフである。図２に示すように、撮影時のシーンおいては輝度が高くなるほど白いものはより明るく、黒いものはより暗く見えるようになる。このため、図３に示すように室内のように暗い所ではコントラストが低く、晴天の屋外のように明るい所ではコントラストが高く感じられる。したがって、階調処理手段８においては、撮影時の絶対輝度情報Ｋに基づいて、絶対輝度が高い場合にはコントラストをより高くし、絶対輝度が低い場合にはコントラストをより低くするように、画像データＳ０のコントラストを調節して処理済み画像データＳ１を得るものである。なお、この場合のコントラストはグレーのコントラストのみならず、ＲＧＢ各成分に関するコントラストも含まれるものである。また、階調処理手段８においては、プリントを観察する観察光源や出力手段９の色再現範囲等を考慮した色変換処理を施してもよい。
【００２０】
次いで、本実施形態の動作について説明する。図４は第１の実施形態の動作を示すフローチャートである。まず、デジタルカメラ１により撮影を行い（ステップＳ１）、撮影により取得された原画像データＳ′に対してＡＥ手段４において露出補正を施して画像データＳ０を得る（ステップＳ２）。また、輝度計により撮影時の輝度が測定され（ステップＳ３）、この輝度を表す絶対輝度情報Ｋおよび得られた画像データＳ０が記録メディア２に記録される（ステップＳ４）。以上がデジタルカメラ１において行われる処理である。
【００２１】
記録メディア２はラボ３に受け渡され、読出手段７において絶対輝度情報Ｋおよび画像データＳ０が記録メディア２から読み出される（ステップＳ５）。そして、階調処理手段８において、読み出された絶対輝度情報Ｋに基づいて画像データＳ０のコントラストを調節する階調処理が施されて処理済み画像データＳ１が得られる（ステップＳ６）。処理済み画像データＳ１は出力手段９においてプリント出力されて（ステップＳ７）、処理を終了する。
【００２２】
このように、本実施形態によれば、撮影時におけるシーンの絶対輝度に関する絶対輝度情報Ｋに基づいて、画像データに対してコントラストを調節する階調処理を施すようにしたため、撮影時の輝度が大きいほどよりコントラストが高くなり、撮影時のシーンの輝度を反映した画像を表す処理済み画像データＳ１を得ることができる。したがって、処理済み画像データＳ１を再生することにより、撮影時の輝度の印象に応じた画像を得ることができる。
【００２３】
次いで、本発明の第２の実施形態について説明する。図５は本発明の第２の実施形態による画像処理装置を適用した画像出力システムの構成を示す概略ブロック図である。なお、第２の実施形態においては、デジタルカメラ１の構成、ラボ３における読出手段７および出力手段９は第１の実施形態におけるデジタルカメラ１、読出手段７および出力手段９と同一であるため、詳細な説明は省略する。第２の実施形態においては、ラボ３において絶対輝度情報Ｋに基づいて画像データＳ０に対して周波数処理を施すものであり、絶対輝度情報Ｋに基づいてデータベース１２を参照して周波数処理を行う際の強調度を算出する強調度算出手段１１と、強調度算出手段１１において算出された強調度に基づいて画像データＳ０に対して周波数処理を施して処理済み画像データＳ１を得る周波数処理手段１３とを備える。
【００２４】
図６は輝度別の空間周波数と目の感度すなわち目の周波数応答特性との関係を表すグラフである。なお、図６に示す複数の曲線は下側が低輝度のものであり、上側が高輝度のものである。図６に示すように、撮影時のシーンにおいては、輝度が低いほど低周波数成分に対する感度が相対的に高くなり、輝度が高いほど１０cycle/mm付近の中間周波数成分に対する感度が相対的に高くなる。しかしながら、デジタルカメラ１に設けられたＡＥ手段５においては、撮影時のシーンの輝度に拘わらず原画像データＳ′に対して一律の明るさの画像が得られるように露出補正が施されるものである。このため、真夏の砂浜のようなぎらぎらした印象のシーン（目の周波数応答特性は例えば図６の曲線１に対応する）を撮影したものであっても、露出補正がなされた画像データＳ０をプリント出力したものを室内（目の周波数応答特性は図６の曲線２に対応する）において観察すると、低周波数成分が他の周波数成分と比較して強調されて見えるものとなり、撮影時の印象が損なわれてしまう。第２の実施形態においては、撮影時の絶対輝度情報Ｋに基づいて、撮影時の印象を損なわないように画像データＳ０に対して周波数処理を施すようにしたものである。以下、その具体的な方法について説明する。
【００２５】
データベース１２には図６に示す輝度別の目の周波数応答特性を表すデータが記憶されている。強調度算出手段１１は、記録メディア２から読み出した絶対輝度情報Ｋ、画像データＳ０およびデータベース１２のデータに基づいて、周波数処理の際を強調度を算出する。具体的には以下のようにして行う。まず、絶対輝度情報Ｋにより表される輝度すなわち撮影時の輝度に基づく目の周波数応答特性が図６の曲線１であり、画像データＳ０のプリント画像を室内において観察する際の輝度に基づく目の周波数応答特性が図６の曲線２である場合、図７（ａ）に示すように、各曲線１，２を全周波数帯域に亘って値を有するものと仮定し、曲線２を上方へ移動して０点の位置を合わせる（図７（ｂ））。そして、曲線１と曲線２とにおける周波数応答特性の差を（斜線部分）を補完すべく、画像データＳ０のある限られた周波数帯域毎に、その周波数帯域における曲線１の周波数応答特性を曲線２の周波数応答特性により除した値を強調度として求める。
【００２６】
周波数処理手段１３においては強調度算出手段１１において算出された強調度に基づいて、画像データＳ０に対して周波数強調処理を施して処理済み画像データＳ１を得る。この周波数強調処理としては、例えば特開平１０−７５３９５号に記載された周波数処理方法を用いることができる。この方法は、画像データＳ０に基づいてまず鮮鋭度の異なる、すなわち周波数特性の異なる複数のボケ画像信号を作成し、そのボケ画像信号および画像データＳ０の中の２つの信号の差分を求めることにより、画像データＳ０のある限られた周波数帯域の周波数成分を表す複数の帯域制限画像信号（以下バンドパス信号とする）を作成し、さらにそのバンドパス信号を強調度算出手段１１において算出された強調度によって変換してから、その複数のバンドパス信号を積算することにより加算信号を作成し、この加算信号を画像データＳ０に加算して処理済み画像データＳ１を得るものである。この処理は例えば下記の式（１）により表すことができる。
【００２７】
Ｓ１＝Ｓ０＋β（Ｓ０）×Ｆusm（Ｓ０,Ｓus1,Ｓus2,…ＳusN）
Ｆusm（Ｓ０,Ｓus1,Ｓus2,…ＳusN）
＝ｆ1(Ｓ０−Ｓus1)＋ｆ2(Ｓus1−Ｓus2)＋…
＋ｆk(Ｓusk-1−Ｓusk)＋…＋ｆN(ＳusN-1−ＳusN)  …（１）
（但し、Ｓusk(k=1〜N）：ボケ画像信号
ｆk(k=1〜N）：各バンドパス信号を変換する強調度
β（Ｓ０）：画像データＳ０に基づいて定められる強調係数）
このように、強調度算出手段１１において算出された強調度に基づいて周波数処理を行うことにより、撮影時のシーンが曲線１で示すように高輝度である場合には、１０cycle/mm付近の中間周波数成分が他の周波数成分と比較して強調されることとなるため、処理済み画像データＳ１を再生することにより得られる画像は、撮影時の高輝度のシーンの印象を表すものとなる。
【００２８】
次いで、第２の実施形態の動作について説明する。図８は第２の実施形態の動作を示すフローチャートである。なお、図８におけるステップＳ１１からステップＳ１５までの処理は、上記第１の実施形態におけるステップＳ１からステップＳ５までの処理と同一であるため、ここでは詳細な説明は省略し、ステップＳ１６以降の処理についてのみ説明する。強調度算出手段１１において、読出手段７にて読み出された絶対輝度情報Ｋおよび画像データＳ０、さらにはデータベース１２に記憶されたデータに基づいて、周波数処理を行う際の強調度が算出され（ステップＳ１６）、周波数処理手段１３に入力される。周波数処理手段１３においては、強調度算出手段１１において算出された強調度に基づいて、上記式（１）で示す周波数処理が行われ処理済み画像データＳ１が得られる（ステップＳ１７）。処理済み画像データＳ１は出力手段９においてプリント出力されて（ステップＳ１８）、処理を終了する。
【００２９】
このように、第２の実施形態においては、撮影時におけるシーンの絶対輝度に関する絶対輝度情報Ｋに基づいて、画像データに対して周波数処理を施すようにしたため、撮影時の輝度に応じた周波数成分が強調されることとなり、撮影時のシーンの輝度を反映した画像を表す処理済み画像データＳ１を得ることができる。したがって、処理済み画像データＳ１を再生することにより、撮影時の輝度の印象に応じた画像を得ることができる。
【００３０】
なお、上記第１の実施形態においては階調処理を、第２の実施形態においては周波数処理を行うことにより、撮影時の輝度を反映した処理済み画像データＳ１を得ているが、階調処理および周波数処理の双方を行うことにより処理済み画像データＳ１を得るようにしてもよい。
【００３１】
また、上記各実施形態においては、デジタルカメラ１に輝度計６を設けて撮影時の輝度を測定し、これを絶対輝度情報Ｋとしているが、撮像手段４において取得された露出補正前の原画像データＳ′に基づいて、撮像手段４に用いられているＣＣＤの特性、絞りの値等を考慮して撮影時の輝度を求め、これを絶対輝度情報Ｋとしてもよい。また、ＡＥ手段５を有さないデジタルカメラ１の場合は、撮像手段４において得られた原画像データＳ′が記録メディア２に記録されてラボ３に受け渡されるが、この場合にＣＣＤの特性や絞り値に関する情報を記録メディア２に記録し、ラボ３においてこれらの情報および原画像データＳ′に基づいて撮影時の輝度を求め、これを絶対輝度情報Ｋとしてもよい。具体的には以下のようにして求めることができる。ＣＣＤにおける露光量をＥ、絞り値（Ｆナンバー）をＦ、シーンの絶対輝度をＩとすると、これらの関係は下記の式（２）で表すことができる。なお、式（２）においてｋは定数である。
【００３２】
Ｅ＝ｋ・Ｉ／Ｆ2              （２）
また、ＣＣＤにおける露光量とＣＣＤからの出力値すなわち画素値との関係はＣＣＤの特性により決まっており、ＣＣＤからの出力値をＱとすると下記の式（３）で表すことができる。
【００３３】
Ｑ＝ｆ（Ｅ）                 （３）
したがって、式（２）および（３）より絶対輝度Ｉは、絞り値ＦおよびＣＣＤからの出力値Ｑにより下記の式（４）のように表すことができ、このようにして求められた絶対輝度Ｉを絶対輝度情報Ｋとすればよい。
【００３４】
Ｉ＝Ｆ2・ｆ-1（Ｑ）／ｋ      （４）
さらに、上記各実施形態においては、デジタルカメラ１により取得された画像データＳ０に対して処理を行っているが、フイルムに記録された画像を読み取ることにより得られた画像データに対しても、上記と同様に絶対輝度情報Ｋに基づいて、階調処理および／または周波数処理を施すことができる。この場合、画像データはラボ３において露出補正を施したものであってもよく、露出補正を施さないものであってもよい。さらにこの場合、絶対輝度情報ＫはＦＤ等の記録媒体に記録してラボ３に受け渡せばよい。また、フイルムが磁気情報を記録可能ないわゆるＡＰＳフイルムである場合には、ＡＰＳフイルムの磁気記録部に絶対輝度情報Ｋを記録してもよい。さらに、撮影時の絞り値等の情報をラボ３に受け渡し、ラボ３において得られた画像データとこれらの情報とに基づいて撮影時の輝度を求め、これを絶対輝度情報Ｋとしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態による画像処理装置を適用した画像出力システムの構成を示す概略ブロック図
【図２】輝度と輝度に対する見かけの明るさとの関係を表すグラフ
【図３】図２において輝度のコントラストを表す部分のみを示すグラフ
【図４】第１の実施形態の動作を示すフローチャート
【図５】本発明の第２の実施形態による画像処理装置を適用した画像出力システムの構成を示す概略ブロック図
【図６】輝度別の空間周波数と目の周波数応答特性との関係を表すグラフ
【図７】強調度の算出を説明するための図
【図８】第２の実施形態の動作を示すフローチャート
【符号の説明】
１    デジタルカメラ
２    記録メディア
３    ラボ
４    撮像手段
５    ＡＥ手段
６    輝度計
７    読出手段
８    階調処理手段
９    出力手段
１１  強調度算出手段
１２  データベース
１３  周波数処理手段
【図１】
0004426009.tif 000003
【図２】
0004426009.tif 000004
【図３】
0004426009.tif 000005
【図４】
0004426009.tif 000006
【図５】
0004426009.tif 000007
【図６】
0004426009.tif 000008
【図７】
0004426009.tif 000009
【図８】
0004426009.tif 000010