(57)【要約】【課題】  従来の技術では、画像の輝度の近似曲面を自動的に求め、自動的に輝度ムラを補正し画像を出力するため、近似曲面が充分な近似をもって求まらなかった場合、輝度ムラの補正が掛かりすぎて画像の周辺が逆に明るくなったり、輝度ムラが充分に改善されていないといった、意図しない結果になる場合がある。【解決手段】  本発明の画像処理方法および装置は、例えばデジタルカメラで取得した画像の輝度分布の近似曲面に基づいて輝度ムラを補正する画像処理方法において、近似曲面を表す関数を輝度ムラ補正関数として画像の輝度ムラを補正して輝度ムラ補正画像を形成し、輝度ムラ補正画像に対して輝度ムラ補正関数を変更して、再度、輝度ムラ補正を行うことを特徴とするものである。また、画像から求めた近似曲面を表す関数の特定の項にパラメータを付加し、パラメータの値を変更することにより輝度ムラ補正を行うことを特徴とするものである。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
デジタルカメラ画像の輝度分布の近似曲面に基づいて輝度ムラを補正する画像処理方法において、
近似曲面を表す関数を輝度ムラ補正関数として画像の輝度ムラを補正して輝度ムラ補正画像を形成し、
輝度ムラ補正画像に対して輝度ムラ補正関数を変更して、再度、輝度ムラ補正を行うことを特徴とする画像処理方法。
【請求項２】
近似曲面を表す関数、または、輝度ムラ補正関数の特定の項にパラメータを付加し、パラメータの値を変更することにより輝度ムラ補正を行うことを特徴とする請求項1記載の画像処理方法。
【請求項３】
輝度ムラ補正した輝度ムラ補正画像を表示することを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の画像処理方法。
【請求項４】
近似曲面を表す関数、または、輝度ムラ補正関数、または、パラメータを変更した輝度ムラ補正関数を表示することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一つに記載の画像処理方法。
【請求項５】
画素を間引きして画像サイズを縮小した画像を用いて近似曲面を表す関数、または、輝度ムラ補正関数を求めることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一つに記載の画像処理方法。
【請求項６】
デジタルカメラ画像の輝度分布の近似曲面に基づいて輝度ムラを補正する画像処理装置において、
近似曲面を表す関数を輝度ムラ補正関数として画像の輝度ムラを補正して輝度ムラ補正画像を形成する輝度ムラ補正部を有し、
輝度ムラ補正画像に対して輝度ムラ補正関数を変更して、再度、輝度ムラ補正を行うことを特徴とする画像処理装置。
【請求項７】
輝度ムラ補正部は、さらに、近似曲面を表す関数、または、輝度ムラ補正関数の特定の項にパラメータを付加し、前記パラメータの値を変更することにより輝度ムラ補正を行うことを特徴とする請求項６記載の画像処理装置。
【請求項８】
表示部を有し、輝度ムラ補正した輝度ムラ補正画像を表示部に表示することを特徴とする請求項６または７のいずれかに記載の画像処理装置。
【請求項９】
近似曲面を表す関数、または、輝度ムラ補正関数、または、パラメータを変更した輝度ムラ補正関数を表示部に表示することを特徴とする請求項６ないし８のいずれか一つに記載の画像処理装置。
【請求項１０】
画素を間引きして画像サイズを縮小した画像を用いて近似曲面を表す関数、または、輝度ムラ補正関数を求めることを特徴とする請求項６ないし９のいずれか一つに記載の画像処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタルカメラやデジタルビデオカメラで取得した画像や、光学顕微鏡に備えたデジタルカメラやデジタルビデオカメラで取得した画像に対して発生する輝度ムラを補正する画像処理方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタルカメラで取得した画像は例えば撮像レンズや照明等の影響により周辺の輝度が画像の中心部に比べ低くなり、結果、暗くなる場合が多い。そのような輝度ムラは目的とする対象物の観察の妨げになるので補正する必要がある。特開平５−２２７４２８や特開２０００−２７６５８１に記載されている発明には、輝度ムラのある画像に対して輝度の近似２次曲面または近似２次曲線を求めて、その近似曲面または近似曲線から輝度ムラを自動的に補正することが提案されている。
【特許文献１】特開平５−２２７４２８
【特許文献２】特開２０００−２７６５８１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、これらの公報に記載の発明は、画像の輝度の近似曲面を自動的に求め、自動的に輝度ムラを補正し画像を出力するため、近似曲面が充分な近似をもって求まらなかった場合、輝度ムラの補正が掛かりすぎて画像の周辺が逆に明るくなったり、輝度ムラが充分に改善されていないといった、意図しない結果になる場合がある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の画像処理方法および装置は、例えばデジタルカメラで取得した画像の輝度分布の近似曲面に基づいて輝度ムラを補正する画像処理方法において、近似曲面を表す関数を輝度ムラ補正関数として画像の輝度ムラを補正して輝度ムラ補正画像を形成し、輝度ムラ補正画像に対して輝度ムラ補正関数を変更して、再度、輝度ムラ補正を行うことを特徴とするものである。また、画像から求めた近似曲面を表す関数の特定の項にパラメータを付加し、パラメータの値を変更することにより輝度ムラ補正を行うことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば、輝度ムラの補正方法および装置において、輝度ムラの補正結果を画面上で確認しながら、輝度ムラの補正の効果を確認し、必要に応じて再度補正を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
第１の実施の形態を図を参照して説明する。図1は本発明による輝度ムラ補正装置のGraphical User Interface、即ち、GUIの一例を示すものである。図1に示したように、本発明による輝度ムラを補正する画像処理装置は輝度ムラ補正の効果割合調整スライドバー1または効果割合調整数値入力2による輝度ムラ補正への影響を確認する画像表示部3を備える。効果割合調整スライドバー1と効果割合調整数値入力2は連動している。効果割合調整スライドバー1のスライドが動けば効果割合調整数値入力2の値も対応して変わる。効果割合調整数値入力2の値が変われば効果割合調整スライドバー1のスライドも対応して動く。
【０００７】
画像表示部3はプレビュー切り替え部4がオフのときは輝度ムラを補正した結果の画像が表示される。プレビュー切り替え部4がオンのときは輝度ムラを補正する前の画像が表示される。プロファイル表示部5は画面表示部3に表示されている画像の任意の線上の輝度プロファイルを表示する。
【０００８】
ガンマ補正手段6によるガンマ補正の逆補正により、画像の輝度分布が変わるため、輝度ムラを補正するための近似曲面の形状が変わる。ここで近似曲面の形状が変わるとは、曲面が
F(x,y)＝c0×f0(x,y)+c1×f1(x,y)+ …
と表せるとき係数c0,c1,…の値が変わることをいう。ただしx,yは画像中の画素の位置をx-y平面で表したときのx座標、y座標である。
【０００９】
図2のフローに基づき本実施形態の動作を説明する。まず、ステップS1でガンマ補正手段6により設定されたガンマの値によるガンマ補正の逆補正を画像に適用する。この操作により画像に対して入出力機器でガンマ補正している場合は画像の輝度分布から適切な近似曲面が求まらないことがあるためガンマ補正効果を取り除く。図3は画像の画素位置をx-y平面で表したときの輝度と近似曲面の関係を表したものである。
【００１０】
ステップS2でガンマ補正の逆補正を適用した画像から近似曲面を表す関数
F(x,y)＝f(x,y)+C
を求める。Cは0でない定数を表す。ステップS3で効果割合調整スライドバー1または効果割合調整数値入力2により設定された値kによってステップS2で求めた近似曲面の式を輝度ムラ補正関数
G(x,y,k)＝k×f(x,y)＋C
に変換する。
【００１１】
代表輝度値を
U=G(xc,yc,k) 
と設定すると補正後の輝度値は
Inew(x,y)＝Iold(x,y)×U／G(x,y,k)
となる。ただし、代表輝度値は、例えばデジタルカメラなどで画像を取得するときに周辺の輝度が中心の輝度に比べ暗くなるため、画像の中心の輝度に全体の輝度を合わせる場合、画像の中点位置(xc,yc)の輝度値にする。ただし、xcは画像のx方向の幅の中点であり、ycは画像のy方向の幅の中点である。
【００１２】
Iold(x,y)は補正する前の画像の画素位置(x,y)における画像の輝度値である。画像の全画素でInew(x,y)を求める処理をすることにより輝度ムラを補正した画像が得られる。またInew(x,y)を求める式は
Inew(x,y)＝Iold(x,y)＋U−G(x,y,k)
としても輝度ムラを補正した画像が得られる。
【００１３】
ステップS4でプレビュー切り替え部4がオンかオフかを判定する。オフの場合はステップS5に行き輝度ムラを補正した画像を画像表示部3に表示する。オンの場合はステップS6に行き輝度ムラを補正する前の画像を画像表示部3に表示する。補正した画像と補正する前の画像とは、表示部に同時に並べて表示してもよい。このようにして、輝度ムラの補正結果を画像表示部3に表示させ、結果を確認しながら、輝度ムラの補正効果を調整する。
【００１４】
画像表示部3に表示される画像は、処理速度を高めるため画素を間引きして画像サイズを縮小した画像を表示してもよい。この縮小画像を用いて近似曲面を表す関数、または、輝度ムラ補正関数を求めて輝度ムラ補正を行い、Applyボタンを押すことにより元の画像に反映される。そして、輝度ムラ補正された元の画像サイズの画像を求めて、表示する。
【００１５】
図4は効果割合調整スライドバー1を移動することによって輝度ムラ補正の効果を調整するシステム動作のプロセスを示したフローチャートである。
スライドバーを動かすことにより、数値入力する値が変わり、設定した輝度ムラ補正の効果に応じてプレビュー切り替え部がオフであるならば画像をアップデートして、補正した画像に更新する。画像のプロファイルもアップデートして更新する。
【００１６】
図5は効果割合調整数値入力2の数値を入力することによって輝度ムラ補正の効果割合を調整するシステム動作のプロセスを示したフローチャートである。数値を入力することにより、スライドバーがそれに応じた位置に移動する。設定した輝度ムラ補正の効果に応じてプレビュー切り替え部がオフであるならば画像をアップデートして、補正した画像に更新する。画像のプロファイルもアップデートして更新する。
【００１７】
図6はプレビュー切り替え部4をチェックしたときのシステム動作のプロセスを示したフローチャートである。プレビュー切り替え部をオンにすると画像表示部に輝度ムラを補正する前の画像を表示し、オフにすると輝度ムラを補正した画像アップデートして更新する。アップデートされた画像に従ってプロファイル表示もアップデートして更新する。
【００１８】
画像表示部３には、近似曲面、輝度ムラ補正関数を表示してもよい。また、画像表示部３の他に表示部を備えて、補正した画像、補正する前の画像と、近似曲面、輝度ムラ補正関数とを同時に表示してもよい。
【００１９】
本実施の形態によると、輝度ムラの補正する処理において、補正効果を画面で確認しながら調整することが簡単にできる。
【００２０】
第2の実施例の構成は第1の実施例の構成と同じであるので、第1の実施例と異なる部分のみ記述する。ステップS2で画像から求める近似曲面は2次曲面とし、曲面の式F(x,y)は
F(x,y)＝c0＋c1x＋c2y＋c3xy＋c4 x2＋c5y2
とする。画像から近似曲面を求める処理とは、例えば画像を何ブロックか分け、ブロック毎のサンプル値を通るようなF(x,y)のc0〜c5を最小二乗法により決定することである。
【００２１】
ステップS3で効果割合調整スライドバー1または効果割合調整数値入力2により設定された値kによってステップS2で求めた近似曲面の式を
G(x,y,k)＝c0＋k×(c1x＋c2y＋c3xy＋c4x2＋c5y2) 
と変換する。後の作用は実施形態1と同じなので説明を略す。
【００２２】
輝度ムラを補正する処理に使用する近似曲面を2次曲面と限定しているが、2次曲面は光学モデルによく合っているため比較的効率よく輝度ムラを補正することができる。画像から近似曲面を求める処理も2次曲面なら求める係数は最大6個であるため比較的早く演算処理できる。
【００２３】
図7は第2の実施例の変形例であって、その輝度ムラの補正のためのGUIを示す。
第2の変形例の構成は第1の実施例の構成にx方向効果割合調整スライドバー7、 x方向効果割合調整数値入力8と、y方向効果割合調整手段9、 y方向効果割合調整数値入力10を備えたものである。x方向効果割合調整スライドバー7、 x方向効果割合調整数値入力8、または、y方向効果割合調整スライドバー9、 y方向効果割合調整数値入力10を変化させることにより、輝度ムラの補正する効果が変わり、調整された結果の画像が画像表示部3に表示される。
【００２４】
第1の実施例と異なる部分のみ記述する。ステップS2で画像から求める近似曲面は2次曲面とし、曲面の式F(x,y)は
F(x,y)＝c0＋c1x＋c2y＋c3xy＋c4x2＋c5y2 
とする。
ステップS3で効果割合調整スライドバー1または効果割合調整数値入力2により設定された値k、x方向効果割合調整スライドバー7またはx方向効果割合調整数値入力8により設定された値kx、y方向効果割合調整スライドバー9またはy方向効果割合調整数値入力10により設定された値kyによってステップS2で求めた近似曲面の式を
G(x,y,k, kx,ky)＝c0+k(kxc1x＋kyc2y＋c3xy＋kxc4x2＋kyc5y2)                                                                          
と変換する。後の作用は実施形態1と同じなので説明を略す。
このようにして、輝度ムラの補正効果を調整するパラメータを増やすことにより、部分的な輝度ムラ補正の効果を調整することが出来るようになる。
【００２５】
輝度ムラ補正する前の画像、輝度ムラ補正した後の画像や、輝度ムラ補正を複数回数行った場合の中間生成画像は、本発明の装置に内蔵され、あるいは、接続された保存装置に記録、保存される。保存するための記録媒体を取り出して、他の画像処理装置やコンピュータによって画像処理することも可能である。このようにしても、本発明の方法による画像処理を実行できる。
【００２６】
以上の実施例では、xとyの1次項、2次項ともにk、あるいは、kx、kyを用いたが、必ずしもこれに限らず、1次項と2次項とで異なる値を用いてもよい。一例として、具体的に実施するに際しては、プロファイルのデータを用いることができる。プロファイルの両端のどちらかを指定して、これを上下すると、１次項の変化となる。この時、座標（xc、yc）における輝度値を一定に維持するようにc0を決めてもよい。また、プロファイルの曲線の両端でない位置を指定して、これを上下して２次項を変化させてもよい。このようして、より複雑な輝度ムラ補正が可能となる。
【００２７】
以上、本発明による輝度ムラを補正する画像処理の方法および装置の実施形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、発明の要旨を変更しない限りにおいて、種々変更することが可能である。例えば近似曲面は画像から求めているが、予め設定した近似曲面に対して本発明を適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の第一の実施形態による輝度ムラ補正の効果を調整するためのGUIの図である。
【図２】輝度ムラの補正処理フローチャートである。
【図３】画像と近似曲面の関係を示した図である。
【図４】スライドバーによる輝度ムラ補正の効果割合調整フローチャートである。
【図５】数値入力による輝度ムラ補正の効果割合フローチャートである。
【図６】プレビュー切り替え部をオンにしたときの処理フローチャートである。
【図７】本発明の第二の実施形態の変形例による輝度ムラ補正の効果を調整するためのGUIの図である。
【符号の説明】
【００２９】
１  効果割合調整スライドバー
２  効果割合調整数値入力
３  画像表示部
４  プレビュー切り替え部
５  プロファイル表示部
６  ガンマ補正手段
７  x方向効果割合調整スライドバー
８  x方向効果割合調整数値入力
９  y方向効果割合調整スライドバー
１０  y方向効果割合調整数値入力
【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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