(57)【要約】【課題】  画像内に複数の領域を画定し、領域毎に異なるＬＵＴを用いてコントラスト補正を行う場合における画質の劣化を防止する。【解決手段】  領域画定部１４が、入力画像記憶部１１に記憶された画像データに係る画像内に第１〜第３の画像領域を画定する。そして、第１の輝度変換部１７ａによって、それぞれ異なる第１及び第２の変換テーブルを用いて第１及び第２の画像領域に含まれる画素の輝度値の変換を行う。第４の輝度変換部１７ｄは、第３の画像領域に含まれる画素の輝度値を、第１及び第２の変換テーブルを用いて変換した値に、当該画素の輝度値の最大画素値及び最小画素値とのそれぞれの差と、第１及び第２の画像領域の間の距離に対する当該画素の第１及び第２の画像領域までのそれぞれの距離とに関連付けられた第１及び第２の重み付け係数をそれぞれ掛けた値の和に変換する。【選択図】        図２
2007049441.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像内に、第１の所定輝度値を含む第１の輝度区間内の輝度値を有する画素だけを含む第１の画像領域と、第２の所定輝度値を含み且つ前記第１の輝度区間とは重複しない第２の輝度区間内の輝度値を有する画素だけを含む第２の画像領域と、前記第１の輝度区間と前記第２の輝度区間との間にあってこれらに連なる第３の輝度区間内の輝度値を有する画素だけを含み且つ前記第１及び第２の画像領域の両方に接する第３の画像領域とを画定する領域画定手段と、
前記第１及び第２の画像領域に含まれる画素の輝度値を変換するときにそれぞれ用いられる第１及び第２の変換テーブルを記憶する変換テーブル記憶手段と、
前記変換テーブル記憶手段に記憶された前記第１及び第２の変換テーブルを用いて、前記第１及び第２の画像領域に含まれる画素の輝度値をそれぞれ変換する第１の輝度変換手段と、
前記変換テーブル記憶手段に記憶された前記第１の変換テーブルを用いて、前記第３の画像領域に含まれる画素の輝度値を変換する第２の輝度変換手段と、
前記変換テーブル記憶手段に記憶された前記第２の変換テーブルを用いて、前記第３の画像領域に含まれる画素の輝度値を変換する第３の輝度変換手段と、
前記第３の画像領域内の画素の輝度値を、前記第２の輝度変換手段における変換によって得られた変換済輝度値に、前記第１及び第２の画像領域の間の距離に対する当該画素から前記第１の画像領域までの距離、及び前記第１及び第２の所定輝度値の差に対する前記第１の所定輝度値と当該画素の輝度値との差に関連付けられた重み付け係数を掛けた値と、前記第３の輝度変換手段における変換によって得られた変換済輝度値に、前記第１及び第２の画像領域の間の距離に対する当該画素から前記第２の画像領域までの距離、及び前記第１及び第２の所定輝度値の差に対する前記第２の所定輝度値と当該画素の輝度値との差に関連付けられた重み付け係数を掛けた値との和に変換する第４の輝度変換手段とを備えていることを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記第１の輝度区間が最も高い輝度値を含む区間であり、前記第２の輝度区間が最も低い輝度値を含む区間であることを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項３】
原画像に係る画像データに含まれる任意の画素である注目画素に隣接する複数の隣接画素のそれぞれについて、前記注目画素との輝度値の差を算出する輝度差算出手段と、
複数の前記隣接画素のうち、前記輝度差算出手段によって算出された輝度値の差が所定値以下である隣接画素のみを用いて、互いに隣接する複数の画素の輝度値が互いに近づくように、前記注目画素の輝度値を変換するぼかし手段とをさらに備えており、
前記領域画定手段が、前記原画像に前記ぼかし手段による前記ぼかし処理が施されることによって得られたぼかし画像内に、前記第１〜第３の画像領域を画定することを特徴とする請求項１または２に記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記ぼかし手段による前記ぼかし処理後であって前記第４の輝度変換手段による前記第３の画像領域内の画素の輝度値の変換前に、前記第１の画像領域内のすべての画素の輝度値を最も高い輝度値とし、前記第２の画像領域内のすべての画素の輝度値を最も低い輝度値とすると共に、前記第３の輝度区間の区間最高輝度値及び区間最低輝度値を前記最も高い輝度値及び前記最も低い輝度値にそれぞれ変更しつつ前記第３の輝度区間内の各輝度値を前記最も高い輝度値と前記最も低い輝度値との間において前記最も低い輝度値との輝度の差に比例した輝度値に変更する規格化処理を行う規格化手段をさらに備えており、
前記第４の輝度変換手段が、前記第３の画像領域内の画素の輝度値を、前記第２の輝度変換手段における変換によって得られた変換済輝度値に、最も高い輝度値と当該画素の前記規格化手段によって変更された後の輝度値との差に関連付けられた重み付け係数を掛けた値と、前記第３の輝度変換手段における変換によって得られた変換済輝度値に、当該画素の前記規格化手段によって変更された後の輝度値と最も低い輝度値との差に関連付けられた重み付け係数を掛けた値との和に変換することを特徴とする請求項３に記載の画像処理装置。
【請求項５】
画像内に、第１の所定輝度値を含む第１の輝度区間内の輝度値を有する画素だけを含む第１の画像領域と、第２の所定輝度値を含み且つ前記第１の輝度区間とは重複しない第２の輝度区間内の輝度値を有する画素だけを含む第２の画像領域と、前記第１の輝度区間と前記第２の輝度区間との間にあってこれらに連なる第３の輝度区間内の輝度値を有する画素だけを含み且つ前記第１及び第２の画像領域の両方に接する第３の画像領域とを画定する領域画定ステップと、
第１及び第２の変換テーブルを用いて、前記第１及び第２の画像領域に含まれる画素の輝度値をそれぞれ変換する第１の輝度変換ステップと、
前記第１の変換テーブルを用いて、前記第３の画像領域に含まれる画素の輝度値を変換する第２の輝度変換ステップと、
前記第２の変換テーブルを用いて、前記第３の画像領域に含まれる画素の輝度値を変換する第３の輝度変換ステップと、
前記第３の画像領域内の画素の輝度値を、前記第２の輝度変換ステップにおいて得られた変換済輝度値に、前記第１及び第２の画像領域の間の距離に対する当該画素から前記第１の画像領域までの距離、及び前記第１及び第２の所定輝度値の差に対する前記第１の所定輝度値と当該画素の輝度値との差に関連付けられた重み付け係数を掛けた値と、前記第３の輝度変換ステップにおいて得られた変換済輝度値に、前記第１及び第２の画像領域の間の距離に対する当該画素から前記第２の画像領域までの距離、及び前記第１及び第２の所定輝度値の差に対する前記第２の所定輝度値と当該画素の輝度値との差に関連付けられた重み付け係数を掛けた値との和に変換する第４の輝度変換ステップとを備えていることを特徴とする画像処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタル画像データに対してコントラストを調整する処理を行う画像処理装置及び画像処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
印画紙などの感光材料に対して露光、現像、漂白定着、安定化などの処理を自動的に施すことが可能な写真処理装置が知られている。かかる写真処理装置では、画像処理部において、現像済フィルムのコマ画像をスキャナで読み取ることによって得られた入力画像データに対して各種の画像処理を施し、画像処理済みの出力画像データに基づいて、赤（Ｒ）、青（Ｂ）、緑（Ｇ）の単色光を画素毎に印刷紙上に照射することによってデジタル露光が行われる。このように、かかる写真処理装置では、画像処理済みの出力画像データに基づいて露光処理を行うので、色および濃度の再現性や解像度に優れた、より高画質の良好なプリントを得ることが可能となる。
【０００３】
上述の画像処理部で行われる画像処理の１つとして、入力画像データの輝度値（例えばＲ、Ｇ、Ｂの各画素値の平均値等から算出される）をルックアップテーブル（ＬＵＴ）を用いて変換することで、画像の明暗を補正するコントラスト補正処理がある。
【０００４】
特許文献１には、入力画像に輝度値が所定値以上である高輝度領域と輝度値が所定値よりも小さい低輝度領域とを画定し、高輝度領域に属する画素の輝度値と、低輝度領域に属する画素の輝度値とを、それぞれ異なる２つのＬＵＴを用いて変換することによってコントラスト補正処理を行う方法が開示されている。なお、高輝度領域と低輝度領域との境となる所定値は、入力画像データに含まれる画素のうち、度数が最も大きい輝度値を用いている。上述のように、輝度値の大きさによって画定された複数の領域毎に、互いに異なるＬＵＴを用いてコントラスト補正を行うことよって、輝度値の大きさ応じた好適な補正を行うことが可能となる。
【特許文献１】特開２００２−１２５１３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の方法で補正処理が行われた画像では、高輝度領域と低輝度領域との境界が観察者に不連続感を感じさせる箇所となる場合がある。その結果、画質が劣化してしまうという問題が生じる。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、画像内に複数の領域を画定し、領域毎に異なるＬＵＴを用いてコントラスト補正を行う場合における画質の劣化を防止することができる画像処理装置及び画像処理方法を提供することである。
【課題を解決するための手段及び効果】
【０００７】
本発明の画像処理装置は、画像内に、第１の所定輝度値を含む第１の輝度区間内の輝度値を有する画素だけを含む第１の画像領域と、第２の所定輝度値を含み且つ前記第１の輝度区間とは重複しない第２の輝度区間内の輝度値を有する画素だけを含む第２の画像領域と、前記第１の輝度区間と前記第２の輝度区間との間にあってこれらに連なる第３の輝度区間内の輝度値を有する画素だけを含み且つ前記第１及び第２の画像領域の両方に接する第３の画像領域とを画定する領域画定手段と、前記第１及び第２の画像領域に含まれる画素の輝度値を変換するときにそれぞれ用いられる第１及び第２の変換テーブルを記憶する変換テーブル記憶手段と、前記変換テーブル記憶手段に記憶された前記第１及び第２の変換テーブルを用いて、前記第１及び第２の画像領域に含まれる画素の輝度値をそれぞれ変換する第１の輝度変換手段と、前記変換テーブル記憶手段に記憶された前記第１の変換テーブルを用いて、前記第３の画像領域に含まれる画素の輝度値を変換する第２の輝度変換手段と、前記変換テーブル記憶手段に記憶された前記第２の変換テーブルを用いて、前記第３の画像領域に含まれる画素の輝度値を変換する第３の輝度変換手段と、前記第３の画像領域内の画素の輝度値を、前記第２の輝度変換手段における変換によって得られた変換済輝度値に、前記第１及び第２の画像領域の間の距離に対する当該画素から前記第１の画像領域までの距離、及び前記第１及び第２の所定輝度値の差に対する前記第１の所定輝度値と当該画素の輝度値との差に関連付けられた重み付け係数を掛けた値と、前記第３の輝度変換手段における変換によって得られた変換済輝度値に、前記第１及び第２の画像領域の間の距離に対する当該画素から前記第２の画像領域までの距離、及び前記第１及び第２の所定輝度値の差に対する前記第２の所定輝度値と当該画素の輝度値との差に関連付けられた重み付け係数を掛けた値との和に変換する第４の輝度変換手段とを備えている。
【０００８】
本発明の画像処理方法は、画像内に、第１の所定輝度値を含む第１の輝度区間内の輝度値を有する画素だけを含む第１の画像領域と、第２の所定輝度値を含み且つ前記第１の輝度区間とは重複しない第２の輝度区間内の輝度値を有する画素だけを含む第２の画像領域と、前記第１の輝度区間と前記第２の輝度区間との間にあってこれらに連なる第３の輝度区間内の輝度値を有する画素だけを含み且つ前記第１及び第２の画像領域の両方に接する第３の画像領域とを画定する領域画定ステップと、第１及び第２の変換テーブルを用いて、前記第１及び第２の画像領域に含まれる画素の輝度値をそれぞれ変換する第１の輝度変換ステップと、前記第１の変換テーブルを用いて、前記第３の画像領域に含まれる画素の輝度値を変換する第２の輝度変換ステップと、前記第２の変換テーブルを用いて、前記第３の画像領域に含まれる画素の輝度値を変換する第３の輝度変換ステップと、前記第３の画像領域内の画素の輝度値を、前記第２の輝度変換ステップにおいて得られた変換済輝度値に、前記第１及び第２の画像領域の間の距離に対する当該画素から前記第１の画像領域までの距離、及び前記第１及び第２の所定輝度値の差に対する前記第１の所定輝度値と当該画素の輝度値との差に関連付けられた重み付け係数を掛けた値と、前記第３の輝度変換ステップにおいて得られた変換済輝度値に、前記第１及び第２の画像領域の間の距離に対する当該画素から前記第２の画像領域までの距離、及び前記第１及び第２の所定輝度値の差に対する前記第２の所定輝度値と当該画素の輝度値との差に関連付けられた重み付け係数を掛けた値との和に変換する第４の輝度変換ステップとを備えている。
【０００９】
これらの構成によると、それぞれ異なる第１及び第２の変換テーブルを用いて輝度値の変換が行われる第１及び第２の画像領域の間の第３の画像領域では、第１及び第２の変換テーブルを用いて、画素の輝度値の第１及び第２の所定輝度値とのそれぞれの差と、第１及び第２の画像領域までのそれぞれの距離とを考慮して輝度値の変換が行われる。その結果、第３の画像領域において観察者に不連続感を感じさることがないコントラスト補正を行うことができる。したがって、画像内に複数の領域を画定し、領域毎に異なる変換テーブル（ＬＵＴ）を用いてコントラスト補正を行う場合における画像の劣化を防止することができる。
【００１０】
本発明の画像処理装置では、前記第１の輝度区間が最も高い輝度値を含む区間であり、前記第２の輝度区間が最も低い輝度値を含む区間であってもよい。この構成によると、画像の全域を第１〜第３の画像領域のいずれかに画定することができる。
【００１１】
本発明の画像処理装置は、原画像に係る画像データに含まれる任意の画素である注目画素に隣接する複数の隣接画素のそれぞれについて、前記注目画素との輝度値の差を算出する輝度差算出手段と、複数の前記隣接画素のうち、前記輝度差算出手段によって算出された輝度値の差が所定値以下である隣接画素のみを用いて、互いに隣接する複数の画素の輝度値が互いに近づくように、前記注目画素の輝度値を変換するぼかし手段とをさらに備えており、前記領域画定手段が、前記原画像に前記ぼかし手段による前記ぼかし処理が施されることによって得られたぼかし画像内に、前記第１〜第３の画像領域を画定してもよい。この構成によると、ぼかし画像から容易に第１〜第３の画像領域を画定することができる。
【００１２】
本発明の画像処理装置は、前記ぼかし手段による前記ぼかし処理後であって前記第４の輝度変換手段による前記第３の画像領域内の画素の輝度値の変換前に、前記第１の画像領域内のすべての画素の輝度値を最も高い輝度値とし、前記第２の画像領域内のすべての画素の輝度値を最も低い輝度値とすると共に、前記第３の輝度区間の区間最高輝度値及び区間最低輝度値を前記最も高い輝度値及び前記最も低い輝度値にそれぞれ変更しつつ前記第３の輝度区間内の各輝度値を前記最も高い輝度値と前記最も低い輝度値との間において前記最も低い輝度値との輝度の差に比例した輝度値に変更する規格化処理を行う規格化手段をさらに備えており、前記第４の輝度変換手段が、前記第３の画像領域内の画素の輝度値を、前記第２の輝度変換手段における変換によって得られた変換済輝度値に、最も高い輝度値と当該画素の前記規格化手段によって変更された後の輝度値との差に関連付けられた重み付け係数を掛けた値と、前記第３の輝度変換手段における変換によって得られた変換済輝度値に、当該画素の前記規格化手段によって変更された後の輝度値と最も低い輝度値との差に関連付けられた重み付け係数を掛けた値との和に変換してもよい。この構成によると、規格化手段によって変更された後の輝度値と最も高い輝度値及び最も低い輝度値とのそれぞれの差から、第２及び第３の輝度変換手段における変換によって得られた輝度変換値に掛けられる重み付け係数を容易に算出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００１４】
図１は、本発明の一実施形態に係る画像処理装置を含む写真処理装置の構成を示す図である。図１に示すように、写真処理装置１００は、後で詳述する画像処理装置１と、画像処理装置１から供給されたプリント画像データに基づいてプリント処理を行うプリンタ３０とを備えている。画像処理装置１は、記録媒体に記録されている画像データを読み込むカードスロット２０ａ、及びＣＤ−ＲＯＭドライブ２０ｂや、現像済みの写真ファイルムのコマ画像を読み取るフィルムスキャナ２１とそれぞれ接続されている。そして、画像処理装置１は、メモリカードやＣＤ−ＲＯＭなどの記録媒体に記録されている画像データやフィルムスキャナ２１が取得した画像データを受け取り、後述する入力画像記憶部１１（図２参照）に記憶させることができるようになっている。また、画像処理装置１には、写真処理装置１００に関する各種情報をオペレータに報知するためのディスプレイ２２ａなどの表示装置、及びオペレータが写真処理装置１００に指示を入力するためのキーボード２２ｂやマウス２２ｃなどの入力装置がそれぞれ接続されている。
【００１５】
画像処理装置１と接続されているプリンタ３０は、画像処理装置１の後述するプリント画像記憶部１８（図２参照）に記憶されているプリント画像データに基づいてペーパーに対して露光処理を施す露光部３１と、露光部３１によりプリント画像データに係る潜像が形成されたペーパーに対して現像、漂白定着、安定化、乾燥などの処理を施して排出する現像処理部３２とから構成されている。
【００１６】
画像処理装置１は、プリンタ３０の露光部３１に対してプリント画像データを転送するだけでなく、露光部３１、現像処理部３２、ペーパーを搬送するための搬送部（図示せず）など画像形成に関する全般的な制御も行う。プリンタ３０におけるペーパーの搬送や露光のタイミングが画像処理装置１によって制御されることで、適切なプリント処理が行われるようになっている。
【００１７】
なお、写真処理装置１００の構成は、上記の例によるものに限定されない。例えば、上記の例では露光部３１及び現像処理部３２はペーパーに対して露光及び現像を施すことにより画像を形成するものであるが、インクジェット式プリンタのようにインクの吐出により画像を形成するものであってよい。また、画像処理装置１に接続される構成要素も様々に変更可能である。
【００１８】
図１に示されている画像処理装置１は、例えば汎用のパーソナルコンピュータによって構成されている。かかるコンピュータには、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ハードディスクなどのハードウェアが収納されており、ハードディスクには、当該コンピュータを画像処理装置１として機能させるためのプログラム（このプログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ、ＦＤ、ＭＯなどのリムーバブル型記録媒体に記録しておくことにより、任意のコンピュータにインストールすることが可能である）を含む各種のソフトウェアが記憶されている。そして、これらのハードウェア及びソフトウェアが組み合わされることによって、後述の各部１１〜１８（図２参照）が構築されている。
【００１９】
次いで、図２を参照しつつ、画像処理装置１についてより詳細に説明する。図２は、画像処理装置１の概略構成を示すブロック図である。図２に示すように、画像処理装置１は、入力画像記憶部１１、輝度差算出部１２、ぼかし部１３、領域画定部１４、規格化部１５、ＬＵＴ記憶部１６、輝度変換部１７、及びプリント画像記憶部１８を有している。
【００２０】
入力画像記憶部１１は、上述のように、記録媒体やフィルムスキャナ２１から受け取った画像データを記憶する。本実施の形態では、入力画像記憶部１１に記憶されている画像データに係る画像の１つに、図５（ａ）に示すように、逆光状態で撮影され、人物が暗く背景が明るいような画像が含まれていることとする。
【００２１】
輝度差算出部１２は、入力画像記憶部１１に記憶されている画像データに含まれる任意の画素である注目画素に隣接する複数の隣接画素のそれぞれについて、注目画素との輝度値の差を算出する。具体的には、入力画像記憶部１１に記憶されている画像データに係る画像に含まれる画素の配列を模式的に升目で表した図３に示すように、太線で囲まれた注目画素Ｍ（ｘ、ｙ）に隣接している実線で囲まれた８個の隣接画素Ａ１（ｘ−１、ｙ）、Ａ２（ｘ−１、ｙ＋１）、Ａ３（ｘ、ｙ＋１）、Ａ４（ｘ＋１、ｙ＋１）、Ａ５（ｘ＋１、ｙ）、Ａ６（ｘ＋１、ｙ−１）、Ａ７（ｘ、ｙ−１）、Ａ８（ｘ−１、ｙ−１）について、注目画素との輝度値の差をそれぞれ算出する。なお、図３において、各升目の中に記載されている数字は、当該升目に対応する画素の輝度値を表している。
【００２２】
ぼかし部１３は、上述の８個の隣接画素のうち、輝度差算出部１２によって算出された輝度値の差が閾値以下である隣接画素のみを用いて、互いに隣接する複数の画素の輝度値が互いに近づくように、注目画素の輝度値を変換するぼかし処理（いわゆるフィルタ処理）を行う。画像に含まれる全ての画素に対してぼかし処理を施すことによってぼかし画像が作成される。なお、本実施の形態では、注目画素と隣接画素との輝度値の差の閾値は、２０とする。具体的には、図４に示すような、３×３の行列であり、中央要素の係数が３、中央要素に対して上下左右にそれぞれ隣接する要素の係数が２、中央要素に対して右斜め上、右斜め下、左斜め上、及び左斜め下にそれぞれ隣接する要素の係数が１であるフィルタを用いて、注目画素の輝度値を変換する。ここで、以下の数式１に、図３に示す注目画素Ｍの輝度値を、図４に示すフィルタを用いて変換する場合の計算式を示す。
【数１】
2007049441.tif 000003
【００２３】
つまり、図３に示すような注目画素Ｍの輝度値を変換する場合には、注目画素Ｍの輝度値に係数３を乗じた値と、隣接画素Ａ１、Ａ３、Ａ７、及び注目画素Ｍの輝度値にそれぞれ係数２を乗じた値と、隣接画素Ａ２、Ａ４、Ａ６、及びＡ８の輝度値にそれぞれ係数１を乗じた値との和をフィルタの各要素に対応する係数の総和である１５で割った値に変換することとなる。なお、注目画素Ｍと隣接画素Ａ５との輝度値の差は６４であり、閾値２０よりも大きいので、隣接画素Ａ５の輝度値は用いない。その代わりに、本来隣接画素Ａ５の輝度値に乗ずる係数２を注目画素Ｍの輝度値に乗じた値を用いている。
【００２４】
ここで、例えば図５（ａ）に示す画像における、人物と背景との境界近傍での画素の位置と輝度値との関係を表すグラフの概略は、図６（ａ）に示すようになる。図５（ａ）に示すような画像に係る画像データに、ぼかし部１３によるぼかし処理を施すと、人物と背景との境界近傍での画素の位置と輝度値との関係を表すグラフの概略は、図６（ｂ）に示すようになる。つまり、比較的画素同士の輝度値の差が小さい人物部分や背景部分では、互いに隣接する画素の輝度値が互いに近づきほぼ一定の直線状となり、比較的画素同士の輝度値の差が大きい人物と背景との境界部分では、人物に近い部分から背景に近い部分にかけて線形的に輝度値が増加するような直線となる。
【００２５】
領域画定部１４は、第１の輝度区間内の輝度値を有する画素だけを含む第１の画像領域と、第１の輝度区域とは重複しない第２の輝度区間内の輝度値を有する画素だけを含む第２の画像領域と、第１の輝度区間と第２の輝度区間との間にあってこれらに連なる第３の輝度区間内の輝度値を有する画素だけを含み且つ第１及び第２の画像領域の両方に隣接する第３の画像領域とを画定する。なお、本実施の形態においては、第１の輝度区間は画素が取り得る最も高い輝度値（本実施の形態では２５５とする；以降、単に「最大輝度値」と称する）を含む区間であり、第２の輝度区間は画素が取り得る最も低い輝度値０（以降、単に「最小輝度値」と称する）を含む区間であるとする。
【００２６】
具体的には、領域画定部１４は、例えば図５（ａ）に示すような画像に対してぼかし処理を施した画像における、図６（ｂ）に示すように、背景部分において互いに隣接する画素の輝度値が互いに近づけられた一定の値（ぼかし処理で用いるフィルタにもよるが、実際には、多少のばらつきが生じる。ばらつきがある場合には、ばらついた値の中の最小の値を用いる。）から、最大輝度値までを第１の輝度区域とする。また、人物部分において互いに隣接する画素の輝度値が互いに近づけられた一定の値（ばらつきがある場合には、ばらついた値の中の最大の値を用いる。）から、最小輝度値までを第２の輝度区域とする。そして、第１の輝度区域と第２の輝度区域との間を第３の輝度区域とする。これにより、ぼかし画像の背景部分を第１の画像領域に、人物部分を第２の画像領域に、境界部分を第３の画像領域にそれぞれ画定することができる。
【００２７】
規格化部１５は、領域画定部１４によってぼかし画像内に画定された第１の画像領域内のすべての画素の輝度値を最大輝度値とし、ぼかし画像内に画定された第２の画像領域内のすべての画素の輝度値を最小輝度値とする。さらに、規格化部１５は、第３の輝度区域の区間最高輝度値及び区間最低輝度値を最大輝度値及び最小輝度値にそれぞれ変更しつつ、ぼかし画像内に画定された第３の画像領域内の各輝度値を最大輝度値と最小輝度値との間において最低輝度値との差に比例した輝度値に変更する。また、規格化部１５は、最大輝度値を１とする。
【００２８】
図５（ａ）に示す画像に対してぼかし処理を施した後、規格化部１５によって上述のような規格化処理を施すと、図５（ｂ）に示すような画像となる。また、図５（ｂ）に示す画像の人物と背景との境界近傍での画素の位置と輝度値との関係を表すグラフの概略は、図６（ｃ）に示すようになる。つまり、規格化処理が施された画像では、第１の画像領域に対応する背景部分は、一様に最も明るい状態となり、第２の画像領域に対応する人物部分は、一様に最も暗い状態となる。そして、第３の画像領域に対応する境界部分は、最大輝度値から最小輝度値にグラデーション状に変化する。
【００２９】
ＬＵＴ記憶部１６は、第１及び第２の画像領域に含まれる画素の輝度値を変換する際にそれぞれ用いられる第１及び第２の変換テーブルが記憶されている。図７に、本実施の形態においてＬＵＴ記憶部１６に記憶されている変換テーブルをグラフ化したものを示す。なお、図７に示す変換テーブルは、一例にすぎない。ＬＵＴ記憶部１６に記憶される変換テーブルは、コントラスト補正を行う画像の状態や、写真プリントの作成依頼者（顧客）の要望に応じて、適宜変更される。
【００３０】
図７（ａ）のグラフは、図５（ａ）の画像の第１の画像領域に対応する背景部分に含まれる画素の輝度値を変換するための第１の変換テーブルに対応する。図７（ａ）に示すように、第１の変換テーブルのグラフは、横軸を入力輝度値、縦軸を出力輝度値とした場合に、傾き１でマイナスの切片を有する直線形状である。つまり、入力輝度値に対して出力輝度値が一様に小さくなる。したがって、背景部分の画像の明るさを一様に抑えることができる。なお、以下の説明において、第１の変換テーブルにおける入力輝度値ｚに対する出力輝度値をｆ（ｚ）で表すこととする。
【００３１】
一方、図７（ｂ）のグラフは、図５（ａ）の画像の第２の画像領域に対応する人物部分に含まれる画素の輝度値を変換するための第２の変換テーブルに対応する。図７（ｂ）に示すように、第２の変換テーブルのグラフは、最小輝度値と最大輝度値とでは入力輝度値と出力輝度値とが等しく、且つ中間輝度値（最小輝度値と最大輝度値との中間の値）で入力輝度値に対する出力輝度値の増加量が最も大きくなるような曲線である。したがって、人物部分の画像の本来の暗くなるべき部分（例えば、黒目の黒さ等）の暗さを維持しつつ、逆光による暗さを解消することができる。なお、以下の説明において、第２の変換テーブルにおける入力輝度値ｚに対する出力輝度値をｇ（ｚ）で表すこととする。
【００３２】
輝度変換部１７は、第１の輝度変換部１７ａ、第２の輝度変換部１７ｂ、第３の輝度変換部１７ｃ、及び第４の輝度変換部１７ｄを有している。第１〜第４の輝度変換部１７ａ〜１７ｄは、いずれも入力画像記憶部１１に記憶されている画像データに係る画像に含まれる画素の輝度値を変換する。以下、各輝度変換部１７ａ〜１７ｄについて詳細に説明する。
【００３３】
第１の輝度変換部１７ａは、ＬＵＴ記憶部１６に記憶されている第１及び第２の変換テーブルを用いて、第１及び第２の画像領域に含まれる画素の輝度値をそれぞれ変換する。具体的には、図５（ａ）に示す画像の背景部分に対応する第１の画像領域に含まれる画素の輝度値（例えば、ｚ１）を、図７（ａ）に示すグラフに対応する第１の変換テーブルを用いて（ｆ（ｚ１）に）変換すると共に、人物部分に対応する第２の画像領域に含まれる画素の輝度値（例えば、ｚ２）を図７（ｂ）に示すグラフに対応する第２の変換テーブルを用いて（ｇ（ｚ２）に）変換する。
【００３４】
第２の輝度変換部１７ｂは、ＬＵＴ記憶部１６に記憶されている第１の変換テーブルを用いて、第３の画像領域に含まれる画素の輝度値を変換する。また、第３の輝度変換部１７ｃは、ＬＵＴ記憶部１６に記憶されている第２の変換テーブルを用いて、第３の画像領域に含まれる画素の輝度値を変換する。具体的には、図５（ａ）に示す画像の境界部分に対応する第３の画像領域に含まれる画素の輝度値（例えば、ｚ３）を、第２の輝度変換部１７ｂは、図７（ａ）に示すグラフに対応する第１の変換テーブルを用いて（ｆ（ｚ３）に）変換し、第３の輝度変換部１７ｃは、図７（ｂ）に示すグラフに対応する第２の変換テーブルを用いて（ｇ（ｚ３）に）変換する。
【００３５】
第４の輝度変換部１７ｄは、第３の画像領域内の画素の輝度値を、第２の輝度変換部１７ｂによって得られた変換済み輝度値に後述する第１の重み付け係数を掛けた値と、第３の輝度変換部１７ｃによって得られた変換済み輝度値に後述する第２の重み付け係数を掛けた値との和に変換する。ここで、第１の重み付け係数とは、当該画素の規格化部１５によって規格化された輝度値と最大輝度値との差に関連付けられた値である。また、第２の重み付け係数とは、当該画素の規格化部１５によって規格化された輝度値と最小輝度値との差に関連付けられた値である。
【００３６】
ここで、例えば図５（ａ）に示す画像における境界領域に対応する第３の画像領域内の画素Ｐの輝度値ｚ３（図６（ａ）参照）を、第４の輝度変換部１７ｄが変換する場合について考える。画素Ｐの規格化後の輝度値をａ（図６（ｃ）参照）とすると、第１の重み付け係数は（１−ａ）であり、第２の重み付け係数はａである。よって、画素Ｐの変換済輝度値ｈ（ｚ３）は、以下の数式２に示される。
【数２】
2007049441.tif 000004
【００３７】
図５（ａ）に示すような、逆光状態で撮影され、人物が暗く背景が明るいような画像の背景部分に対応する第１の画像領域と人物部分に対応する第２の画像領域とに含まれる画素の輝度値を、第１の輝度変換部１７ａによって変換された値に置き換えると共に、境界部分に対応する第３の画像領域に含まれる画素の輝度値を、第４の輝度変換部１７ｄによって変換された値に置き換えることによって、図５（ｃ）に示すような、コントラストが良好に補正された画像を作成することができる。
【００３８】
プリント画像記憶部１８には、入力画像記憶部１１に記憶されている画像データに対して補正処理を施すことによって生成されたプリント画像データが記憶される。具体的には、プリント画像記憶部１８は、第１の輝度変換部１７ａによって第１及び第２の画像領域に含まれる画素の輝度値を変換すると共に、第４の輝度変換部１７ｄによって第３の画像領域に含まれる画素の輝度値を変換することで、コントラスト補正が施されたプリント画像データが記憶される。なお、画像データには、コントラスト補正の他、色補正、濃度補正、鮮鋭化処理等の各種画像処理が施されるが、本発明においてはこれらの処理についての説明は省略する。
【００３９】
次に、本実施の形態の画像処理装置１における処理手順を示すフローチャートである図８を参照しつつ、図５（ａ）に示す画像に対してコントラスト補正を施す手順について説明する。
【００４０】
まず、輝度差算出部１２が、図５（ａ）の画像に含まれる任意の画素である注目画素に隣接する複数の隣接画素のそれぞれについて、注目画素との輝度値の差を算出する（ステップＳ１０１）。次に、ぼかし部１３が、図４に示すようなフィルタを用いて注目画素に対してぼかし処理を施す（ステップＳ１０２）。なお、このとき、注目画素に対する複数の隣接画素のうち、輝度差算出部１２によって算出された輝度値の差が閾値以下である隣接画素のみが用いられる。続いて、図５（ａ）に含まれる全ての画素についてステップＳ１０２でのぼかし処理が行われたか否かが判断される（ステップＳ１０３）。
【００４１】
全ての画素に対してぼかし処理が施されていないと判断された場合には（ステップＳ１０３：ＮＯ）、ステップＳ１０１に戻って、未だぼかし処理が施されていない画素を注目画素として、隣接画素との輝度値の差の算出が行われる。一方、全ての画素に対してぼかし処理が施されたと判断された場合には（ステップＳ１０３：ＹＥＳ）、後述するステップＳ１０４に進む。なお、全ての画素に対してぼかし処理が施されることによって、図５（ａ）のぼかし画像が作成される。
【００４２】
図５（ａ）の画像にぼかし処理が施されたぼかし画像が作成された後、領域画定部１４が、第１の輝度区域（ぼかし画像における、背景部分において互いに隣接する画素の輝度値が互いに近づけられた一定の値から、最大輝度値までの区域）内の輝度値を有する画素だけを含む第１の画素領域と、第２の輝度区域（ぼかし画像における、人物部分において互いに隣接する画素の輝度値が互いに近づけられた一定の値から、最小輝度値までの区域）内の輝度値を有する画素だけを含む第２の画素領域と、第３の輝度区域（第１の輝度区域と第２の輝度区域との間の区域）内の画素値を有する画素だけを含み且つ第１及び第２の画像領域の両方に隣接する第３の画像領域とを画定する（ステップＳ１０４）。
【００４３】
続いて、規格化部１５が、ぼかし画像の背景部分に対応する第１の画像領域内のすべての画素の輝度値を最大輝度値とし、人物部分に対応する第２の画像領域内のすべての画素の輝度値を最小輝度値とすると共に、境界部分に対応する第３の輝度区域の区間最高輝度値及び区間最低輝度値を最大輝度値及び最小輝度値にそれぞれ変更しつつ、第３の画像領域内の各輝度値を最大輝度値と最小輝度値との間において最低輝度値との差に比例した輝度値に変更し、ぼかし画像を規格化する。また、規格化部１５は、最大輝度値を１とする。（ステップＳ１０５）。このとき、図５（ｂ）に示すような規格化されたぼかし画像が作成される。
【００４４】
その後、第１の輝度変換部１７ａが、ＬＵＴ記憶部１６に記憶されている第１及び第２の変換テーブルを用いて、第１及び第２の画像領域に含まれる画素の輝度値をそれぞれ変換する。また、第２の輝度変換部１７ｂが第１の変換テーブルを用いて第３の画像領域に含まれる画素の輝度値を変換すると共に、第３の輝度変換部１７ｃが第２の変換テーブルを用いて第３の画像領域に含まれる画素の輝度値を変換し、第４の輝度変換部１７ｄが、ステップＳ１０５において規格化された後の輝度値から算出された第１及び第２の重み付け係数と、第２及び第３の輝度変換部１７ｂ、１７ｃによってそれぞれ変換された輝度値とに基づいて第３の画像領域に含まれる画素の輝度値を変換する（ステップＳ１０６）。
【００４５】
図５（ａ）の画像に含まれる画素の輝度値を、ステップＳ１０６において、第１及び第４の輝度変換部１７ａ、１７ｄによって変換された輝度値に置き換えることによって、図５（ｃ）に示すような、コントラストが良好に補正された画像が作成される。
【００４６】
以上のように、本実施の形態の画像処理装置１及び画像処理方法では、領域画定部１４が、最大輝度値を含む第１の輝度区域内の輝度値を有する画素だけを含む第１の画像領域と、最小輝度値を含み且つ第１の輝度区域とは重複しない第２の輝度区間内の輝度値を有する画素だけを含む第２の画像領域と、第１の輝度区間と第２の輝度区間との間にあってこれらに連なる第３の輝度区間内の輝度値を有する画素だけを含み且つ第１及び第２の画像領域の両方に隣接する第３の画像領域とを画定する。そして、第１の輝度変換部１７ａは、ＬＵＴ記憶部１６に記憶されている第１及び第２の変換テーブルを用いて第１及び第２の画像領域に含まれる画素の画素値を変換する。また、第４の輝度変換部１７ｄは、第３の画像領域内の画素の輝度値を、第２の輝度変換部１７ｂによって第１の変換テーブルを用いて変換された値と、第３の輝度変換部１７ｃによって第２の変換テーブルを用いて変換された値とに、当該画素の輝度値の最大輝度値及び最小輝度値とのそれぞれの差と、第１及び第２の画像領域までのそれぞれの距離とに関連付けられた第１及び第２の重み付け係数をそれぞれ掛けた値の和に変換する。したがって、それぞれ異なる第１及び第２の変換テーブルを用いて輝度値の変換が行われる第１及び第２の画像領域の間の第３の画像領域では、第１及び第２の変換テーブルを用いて、画素の輝度値の最大輝度値及び最小輝度値とのそれぞれの差と、第１及び第２の画像領域までのそれぞれの距離を考慮して輝度値の変換が行われる。その結果、第３の画像領域において観察者に不連続感を感じさることがないコントラスト補正を行うことができる。よって、画像を複数の領域に分割し、領域毎に異なる変換テーブルを用いてコントラスト補正を行う場合における画像の劣化を防止することができる。
【００４７】
また、本実施の形態の画像処理装置１では、第１の輝度区域が最大輝度値を含む区間であり、第２の輝度区域が最小輝度値を含む区間である。したがって、画像の全域を第１〜第３の画像領域のいずれかに画定することができる。
【００４８】
さらに、本実施の形態の画像処理装置１では、ぼかし部１３が、画像に含まれる任意の注目画素について、注目画素に隣接する複数の隣接画素のうち、輝度差算出部１２によって算出された注目画素との輝度値の差が閾値以下である隣接画素のみを用いて、互いに隣接する複数の画素の輝度値が互いに近づくように、当該注目画素の輝度値を変換する。そして、領域画定部１４が、ぼかし部１３によってぼかし処理が施されることで作成されたぼかし画像内に、第１〜第３の画像領域を画定する。したがって、ぼかし画像から容易に第１〜第３の画像領域を画定することができる。
【００４９】
加えて、本実施の形態の画像処理装置１では、規格化部１５が、領域画定部１４によってぼかし画像内に画定された第１の画像領域内のすべての画素の輝度値を最大輝度値とすると共に、第２の画像領域内のすべての画素の輝度値を最小輝度値とし、第３の輝度区域の区間最高輝度値及び区間最低輝度値を最大輝度値及び最小輝度値にそれぞれ変更しつつ、第３の画像領域内の各輝度値を最大輝度値と最小輝度値との間において最低輝度値との差に比例した輝度値に変更する。さらに、規格化部１５は、最大輝度値を１とする。そして、第４の輝度変換部１７ｄが、規格化部１５によって規格化された第３の画像領域の輝度値から算出された第１及び第２の重み付け係数と、第２及び第３の輝度変換部１７ｂ、１７ｃによってそれぞれ変換された輝度値とを用いて第３の画像領域に含まれる画素の輝度値を変換する。したがって、規格化部１５によって規格化された後の輝度値から、第１及び第２の重み付け係数を容易に算出することができる。
【００５０】
以上、本発明の好適な一実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて、様々な設計変更を行うことが可能なものである。例えば、上述の実施の形態では、第１の輝度区域が最大輝度値を含む区間であり、第２の輝度区域が最小輝度値を含む区間である場合について説明したが、これには限られない。第１の輝度区域は、最大輝度値を含んでいない領域であってもよい。また、第２の輝度区域は、最小輝度値を含んでいない領域であってもよい。
【００５１】
さらに、上述の実施の形態では、第３の画像領域において、画素の位置とその輝度値とが比例関係である画像に対してコントラスト補正を行う場合について説明したが、これには限られない。本発明は、第３の画像領域における画素の位置とその輝度値との関係が比例関係でない画像に対しても適用することができる。
【００５２】
また、上述の実施の形態では、ぼかし部１３が、互いに隣接する複数の画素の輝度値が互いに近づくように輝度値を変換し、領域画定部１４が、ぼかし部１３によるぼかし処理によって作成されたぼかし画像内に、第１〜第３の画像領域を画定する場合について説明したが、これには限られない。例えば、入力画像記憶部１１に記憶されている画像データに対してフーリエ変換を行うことで低周波画像（ぼかし画像に相当する）を取り出し、領域画定部１４が、低周波画像内に第１〜第３の画像領域を画定するようにしてもよい。
【００５３】
さらに、上述の実施の形態では、第４の輝度変換部１７ｄが、規格化部１５によって規格化された第３の画像領域の輝度値から算出された第１及び第２の重み付け係数と、第２及び第３の輝度変換部１７ｂ、１７ｃによってそれぞれ変換された輝度値とを用いて第３の画像領域に含まれる画素の輝度値を変換する場合について説明したが、これには限られない。第１及び第２の重み付け係数は、画素の輝度値の最大輝度値及び最小輝度値とのそれぞれの差と、第１及び第２の画像領域との間の距離に対する第１及び第２の画像領域までのそれぞれ距離とに関連付けられた係数であればよい。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の一実施の形態に係る画像処理装置を備えた写真処理装置の概略構成を示す図である。
【図２】図１に示す画像処理装置の概略構成を示すブロック図である。
【図３】図２に示す入力画像記憶部に記憶されている画像データに係る画像に含まれる画素の配列を模式的に表した図である。
【図４】図２に示すぼかし部で行われる処理に用いられるフィルタを示す図である。
【図５】図２に示す画像処理装置で処理される画像の一例である。
【図６】図５に示す画像における人物と背景との境界近傍での画素の位置と輝度値との関係を表すグラフの概略図である。
【図７】図２に示すＬＵＴ記憶部に記憶されている変換テーブルのグラフである。
【図８】図２に示す画像処理装置における処理手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５５】
１  画像処理装置
１２  輝度差算出部（輝度差算出手段）
１３  ぼかし部（ぼかし手段）
１４  領域画定部（領域画定手段）
１５  規格化部（規格化手段）
１６  ＬＵＴ記憶部（ＬＵＴ記憶手段）
１７  輝度変換部
１７ａ〜１７ｄ  第１〜第４の輝度変換部（第１〜第４の輝度変換手段）
１００  写真処理装置
【図１】
2007049441.tif 000005
【図２】
2007049441.tif 000006
【図３】
2007049441.tif 000007
【図４】
2007049441.tif 000008
【図５】
2007049441.tif 000009
【図６】
2007049441.tif 000010
【図７】
2007049441.tif 000011
【図８】
2007049441.tif 000012