(57)【要約】【課題】デジタルカメラで撮像された画像の明るさを処理するための装置及び方法を提供する。【解決手段】デジタルカメラの画像処理装置であって、レンズ１０１から受信された光学情報をＣＩＳ（ＣＭＯＳ  Ｉｍａｇｅ  Ｓｅｎｓｏｒ  ｏｒ  Ｃｏｎｔａｃｔ  Ｉｍａｇｅ  Ｓｅｎｓｏｒ）素子１０３によって画像情報として処理する画像信号収集部１０１〜１０７，１０９と、画像信号収集部で収集された情報に対応する補償カーブに応じてルミナンス値を補償し、ルミナンス値に応じて補償された画像信号を出力する画像補正部１１０とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
デジタルカメラの画像処理装置であって、
レンズから受信された光学情報をＣＩＳ素子によって画像情報として処理する画像信号収集部と、
前記画像信号収集部で収集された情報に対応する補償カーブに応じてルミナンス値を補償し、前記ルミナンス値に応じて補償された画像信号を出力する画像補正部と、
を備えることを特徴とするデジタルカメラの画像処理装置。
【請求項２】
前記画像補正部は、
前記画像信号収集部で収集された画像情報の平均ルミナンス値を抽出する平均値抽出部と、
前記平均値抽出部から抽出された平均ルミナンス値が、予め決定されたルミナンス値以下の値である場合、前記ルミナンス補償のためのカーブを決定する制御部と、
前記制御部で決定されたルミナンス補償のための情報を利用して画像情報に反映するカーブ適用部と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載のデジタルカメラの画像処理装置。
【請求項３】
前記画像信号収集部は、
前記レンズから収集された光学情報を画像情報に変換するＣＩＳ素子と、
前記ＣＩＳ素子で画像情報に変換された情報をデジタル信号に変換するデジタル変換器と、
前記デジタル変換器の出力を画像情報に変換する画像処理部と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載のデジタルカメラの画像処理装置。
【請求項４】
前記制御部は、
前記ルミナンス補償が、予め設定された値未満の領域に対して色相の補正を共に補正するように設定された場合、色相補正のために、予め設定されたカーブを有する加重値を適用することを特徴とする請求項１に記載のデジタルカメラの画像処理装置。
【請求項５】
ＣＩＳ素子を利用するデジタルカメラの画像処理方法であって、
画像の明るさの平均値を抽出し、画像の明るさの平均値が予め設定された明るさ以下である場合、画像に合わせて画像の明るさを補正するためのカーブを適用する過程と、
前記カーブが適用された前記画像情報に対してルミナンス補償が必要な場合、前記画像情報にルミナンス補償のための加重値を設定して、ルミナンスを補償する過程と、
を含むことを特徴とするデジタルカメラの画像処理方法。
【請求項６】
前記ルミナンス補償に加えて、色相情報の補正が必要な場合、色相のためのＲＧＢ値に、予め設定された加重値を付加する過程をさらに含むことを特徴とする請求項５に記載のデジタルカメラの画像処理方法。
【請求項７】
前記画像の明るさ調節時に、明るさ調節が予め設定されたカーブによってのみ適用されるように設定された場合、平均値に関係なく、画像情報の明るさに前記予め設定されたカーブを適用するようにする過程をさらに含むことを特徴とする請求項５に記載のデジタルカメラの画像処理方法。
【請求項８】
前記ルミナンス補償が、予め設定された値未満の領域に対して色相の補正を共に行うように設定された場合、予め設定されたカーブを有する加重値を適用して、色相を補正する過程をさらに含むことを特徴とする請求項５に記載のデジタルカメラの画像処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタルカメラの画像を処理するための装置及び方法に関し、特に、デジタルカメラで撮像した画像の明るさを処理するための装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、デジタルカメラは様々な分野で使用されている。写真を撮るための一般的なカメラからデジタル映画を撮影するカメラまで、非常に多様な分野で使用されている。このようなデジタルカメラは、半導体で構成される受光素子を利用して画像を撮像する。この受光素子は大別して２つに区分され、第１の素子は、最も広く使用されているＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  ｃｏｕｐｌｅｄ  ｄｅｖｉｃｅ）素子であり、第２の素子は、ＣＩＳ（ＣＭＯＳ  Ｉｍａｇｅ  Ｓｅｎｓｏｒ  ｏｒ  Ｃｏｎｔａｃｔ  Ｉｍａｇｅ  Ｓｅｎｓｏｒ）素子である。
【０００３】
２つの素子を比較して簡略に説明すると、ＣＣＤ素子は、ＣＩＳ素子を作ることに比べて工程が複雑であるが、解像度が極めて優れているという長所を有する。したがって、ＣＣＤ素子は、ＣＩＳ素子と比較して値段が高いという短所がある。しかし、より良質の画像を得るためには、ＣＩＳ素子を使用するよりも、ＣＣＤ素子を使用するデジタルカメラの方がより多く使用されている。
【０００４】
ところが近年、様々な画質改善技法を利用することにより、ＣＩＳ素子を使用するデジタルカメラがＣＣＤ素子を使用するデジタルカメラと同等な画質を得ており、最近、台頭してきている広いダイナミックレンジ（Ｗｉｄｅ  Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｒａｎｇｅ）においても、ある程度の画質補償がなされている。
【０００５】
一方、ＣＩＳ素子を使用するデジタルカメラの様々な画質改善技法には、低照度及び広いダイナミックレンジにおいて画質を改善するための補償技法として広く知られているレチネックス（ＲＥＴＩＮＥＸ）技法がある。
【０００６】
レチネックス技法は、ダイナミックレンジ圧縮過程とカラー補償（Ｃｏｌｏｒ  Ｒｅｓｔｏｒａｔｉｏｎ）過程とを介して画像の補償がなされる。言い替えれば、レチネックス技法は、撮像される１つの画像を画像（Ｓｃｅｎｅ：Ｓ）と、照度（Ｉｌｌｕｍｉｎａｔｉｏｎ：Ｌ）と、反射率（Ｒｅｆｌｅｃｔａｎｃｅ：Ｒ）とにモデル化して画像の補償がなされ、Ｓ＝Ｌ×Ｒのモデルを使用している。参考までに、画像は撮像することができるが、照度および反射率は直接測定することができない。そのため、レチネックス技法では、両辺に対数（Ｌｏｇ）演算を取ってＬ成分とＲ成分とを抽出し、これらを増進（Ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ）して広いダイナミックレンジを得るか、低照度改善効果を得ることができる。
【０００７】
このようなレチネックス技法では、照度成分を表すためにローパスフィルタを使用しなければならず、また、多くのラインメモリを使用しなければならない。
【０００８】
一方、ＣＩＳ素子を使用するにあたって、レチネックス技法ではない他の技法を使用して画像の照度を改善する場合、明るい領域がより明るくなってしまうという副作用及び／又は本来の色をそのまま維持できないという副作用及び／又は連続したフレームにおいて不自然であるという副作用がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
したがって、本発明では、ＣＩＳ素子を使用するデジタルカメラにおいて、容易に画質の改善をすることができる装置及び方法を提供する。
【００１０】
また、本発明では、ＣＩＳ素子を使用するデジタルカメラにおいて、低照度領域を改善するための装置及び方法を提供する。
【００１１】
また、本発明では、ＣＩＳ素子を使用するデジタルカメラにおいて、安価に画質の改善をすることができる装置及び方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明係る装置は、デジタルカメラの画像処理装置であって、レンズから受信された光学情報をＣＩＳ素子によって画像情報として処理する画像信号収集部と、前記画像信号収集部で収集された情報に対応する補償カーブに応じてルミナンス値を補償し、前記ルミナンス値に応じて補償された画像信号を出力する画像補正部とを備える。
【００１３】
本発明係る方法は、ＣＩＳ素子を用いるデジタルカメラの画像処理方法であって、画像の明るさの平均値を抽出し、画像の明るさの平均値が予め設定された明るさ以下である場合、画像に合わせて画像の明るさを補正するためのカーブを適用する過程と、前記カーブが適用された前記画像情報に対してルミナンス補償が必要な場合、前記画像情報にルミナンス補償のための加重値を設定して、ルミナンスを補償する過程とを含む。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係るＣＩＳ素子の低照度改善装置及び方法によると、自然な画質改善効果を得ることができる。また、本発明は、１つの場面に低い明るさと高い明るさとが同時に存在する画像を撮像したとき、明るさが高い領域はそのまま維持しつつ、明るさが低い領域を補償する技法であり、他のアルゴリズムとは異なり、メモリを使用しないため、ハードウェアとして実現する際に大きな長所を有している。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の好ましい実施形態に係るデジタルカメラで撮像された画像を補償するための装置のブロック構成図である。
【図２】本発明の好ましい実施形態に係る画像補正部で低照度を改善するための制御フローチャートである。
【図３】本発明の好ましい実施形態に係る加重値を適用するための制御フローチャートである。
【図４】本発明の一実施形態に係る明暗（Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ）の変化による加重値変化を示すグラフである。
【図５】イメージと最大加重値との間の関係を示すグラフである。
【図６】本発明の他の実施形態に係る明暗の変化による加重値変化を示すグラフである。
【図７】入力画像に対して明暗補正が適用された場合の画像である。
【図８】入力画像に対して明暗補正が適用された場合の画像である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、添付した図面を参照して本発明を詳細に説明する。本発明を説明するにあたって、当業者に自明な部分については、本発明の技術的思想が不明確にならない程度に省略する。また、以下の説明において用いる各用語は、本発明の理解を助けるために使用されただけのものであり、各製造会社または研究グループでは、同じ用途にもかかわらず異なる用語で使用され得ることに留意すべきである。
【００１７】
図１は、本発明の好ましい実施形態に係るデジタルカメラで撮像された画像を補償するための装置のブロック構成図である。
【００１８】
本発明を説明するに先立ち、従来技術を確認する。従来技術では、ハードウェア資源を多く使用するという問題を有している。従来の代表的な技術であるレチネックス技法のような場合では、１０ライン以上のラインメモリを使用しなければならない。しかしながら、本発明では、ラインメモリを全く使用せず、レチネックス技法と同等な性能を得ることができる。より詳細には、本発明の実施形態では、メモリを使用せずに補償曲線を作って、明るさが低い領域には高い加重値（ｗｅｉｇｈｔ）を乗算し、明るさが高い領域には略１．０に近い加重値を乗算することにより、画質の改善が可能である。
【００１９】
次に、添付した図面を参照して本発明を詳細に説明する。
【００２０】
図１は、本発明の好ましい実施形態に係る画像処理装置のブロック構成図である。
【００２１】
レンズ部１０１は、被写体から反射される光を集光して、ＣＩＳ部１０３に提供する。ＣＩＳ部１０３は、レンズ部１０１において集光された光を画像の電気的な信号に変換して出力する。レンズ部１０１とＣＩＳ部１０３とは、駆動部１０９から提供される駆動信号に基づいて駆動する。駆動部１０９は、ホスト装置（Ｈｏｓｔ  ｏｒ  ｍｉｃｒｏ−ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）から提供される信号に応じて、レンズ部１０１とＣＩＳ部１０３とを駆動させる。このような事項は一般的に広く知られた事項であるので、本明細書ではこれ以上の詳細な説明を省略する。
【００２２】
ＣＩＳ部１０３で電気的な信号に変換された画像はアナログ信号となる。ＣＩＳ部１０３から出力されたアナログ信号は、Ａ／Ｄ変換部１０５に入力される。Ａ／Ｄ変換部１０５は、入力されたアナログ信号をデジタル信号に変換して出力する。これにより、画像処理部１０７は、入力された信号をデジタルカメラの静止画または動画に変換する。このように静止画または動画に変換された信号が、本発明に係る画像補正部１１０に入力される。以下の説明において、レンズ部１０１から画像処理部１０７および駆動部１０９までの構成を「画像信号収集部」と称する。
【００２３】
本発明に係る画像補正部１１０は、バッファ１１１と、平均値抽出部１１２と、カーブ適用部１１３と、制御部１１４とを備える。ここで、バッファ１１１は、画像処理部１０７からのデータの受信タイミングの調節が可能な場合、使用しないこともある。本実施形態では、説明の便宜のために、バッファを設けることと仮定して説明する。
【００２４】
バッファ１１１は、画像処理部１０７から取得した画像データを一時的に格納して出力する。平均値抽出部１１２は、入力された画像に対して明るさの平均値を計算して出力する。平均値抽出部１１２で抽出した画像の明るさの平均値は、入力画像の明るさに応じて適応的（ａｄａｐｔｉｖｅ）に低照度の補償をするために用いられる。平均値抽出部１１２において画像の明るさの平均値を得る方法としては、次の３つの方法のうちの１つを選択することができる。
【００２５】
第１の方法は、入力された画像の全体領域に対する平均値を抽出する方法である。第２の方法は、入力された画像のうち、予め設定された領域に対する平均値を抽出する方法である。第３の方法は、特定の明るさに対するコード分布を抽出する方法である。
【００２６】
上記の３つの方法の各々について説明する。１つ目の方法は、最も一般的に使用される方法であって、静止画として取得された１つの画像全体に対して明るさの平均値を抽出し、追って補償を適用する際に、明るさの平均値からの差分に応じて補償を適用する方法である。
【００２７】
２つ目の方法は、一般的に人々が画像を撮像する際に、重要な被写体を中央に配置して撮像する点に着目した方法である。一般的に、人々は画像を撮像する際に、重要な被写体を中央または中央の所定部分に配置して撮像する。したがって、撮像された画像の平均の明るさを計算するとき、上記のような特定の関心領域において画像の明るさの平均値を求めて、これを全体の平均値として使用することができる。このとき、中央の所定部分に対する範囲は、実験によって設定、または明るさの値を計算する平均値抽出部の処理速度及び負荷の程度に応じて設定することができる。
【００２８】
さらに、２つ目の方法は、必ず中央または中央の所定部分のみを関心領域として設定しないようにすることもできる。すなわち、必要に応じて、中央部分を関心領域として配置せずに、他の領域、例えば、左上端の所定部分、または画像の上側１０％の部分または下側１０％の部分、または右下端の所定部分などのように、様々な態様で実現することもできる。
【００２９】
３つ目の方法は、明るさ補償のための一般的な平均値が予め設定されており、取得した画像の特定の位置の明るさが、予め設定された明るさの範囲内に存在するか、または予め設定された明るさの範囲を外れるかを判断する。特定の位置または領域の明るさが予め設定された明るさの範囲を外れると判断される場合、特定の位置または該当領域の明るさの平均値を得る。
【００３０】
一方、本発明は、低照度画像を改善するための発明であるので、これに合わせて３つ目の方法をさらに説明すれば、予め設定された明るさの範囲よりも低い明るさを有する領域を検出し、検出された領域に対する平均値を抽出することもできる。
【００３１】
本発明に係る画像補正部１１０は、上記の３つの方法のうちいずれの方法を適用してもよいが、説明の便宜上、全体平均を利用する１つ目の方法を例として説明する。
【００３２】
平均値抽出部１１２は、上記した方法のうちの１つの方法によって画像の平均値を抽出して、これを制御部１１４に提供する。これにより、制御部１１４は、画像の明るさの平均値を利用して、低照度部分の画像を補償するように制御する。この処理の部分については、後述する制御フローチャート及びカーブ適用部の説明においてより詳細に説明する。
【００３３】
カーブ適用部１１３は、制御部１１４の制御によって、予め決定されたカーブ値のうちの１つを選択して、低照度領域の明るさを補償する。このとき、制御部１１４から提供されるパラメータに基づいて、カーブ適用部１１３において画素に適用するカーブとして、予め設定されたカーブではなく、パラメータによって変更されたカーブを適用することもできる。すなわち、カーブ適用部１１３では、画像の明るさの程度に合わせて互いに異なるカーブを有しており、制御部１１４から提供されるパラメータに基づいて、加重値を付加してカーブを変更することができる。これにより、カーブ適用部１１３において、予め設定されたカーブまたは加重値によって変更されたカーブが適用された画像は、明るさが補償されて、低照度領域の明るさが十分明るくなるように補償される。
【００３４】
カーブ適用部１１３において適用する補償曲線を、一例を挙げてさらに説明する。
【００３５】
本発明において、画像の低照度領域に補償曲線を適用して低照度補償を行う際に、互いに異なる５個のポイントを使用することができる。このように、互いに異なる５個のポイントを使用する理由は、ハードウェアのリソースを減らすためである。したがって、ハードウェアのリソースを減らすための５個の補償ポイントを使用する場合を例に挙げて説明する。また、本発明は、低照度補償に関するものであるから、それについて説明する。画像に適用するカーブの初期値は、下記の（数式１）のとおりである。
【００３６】
【数１】
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上記の（数式１）においてｘ軸は、入力画像の明るさの割合を表す。例えば、ｘ軸の値が０である場合、明るさは０、ｘ軸の値が０．２５である場合、明るさは６４、ｘ軸の値が０．５である場合、明るさは１２８、ｘ軸の値が０．７５である場合、明るさは１９６、ｘ軸の値が１．０である場合、明るさは２５５となる。また、（数式１）においてｙ軸は、補償に使用する加重値（Ｗｅｉｇｈｔ）である。
【００３７】
図４は、本発明の実施形態に係る明るさと加重値との割合を示すグラフである。
【００３８】
上記に説明した内容をさらに図４を参照して説明すると、ｘ軸に画像の明るさに対する割合値が存在する。すなわち、画像の明るさに対する割合が０である場合、Ｐ０の地点になり、画像の明るさに対する割合が０．２５である場合、Ｐ１地点になり、画像の明るさに対する割合が０．５である場合、Ｐ２地点になり、画像の明るさに対する割合が０．７５である場合、Ｐ３の地点になる。そして、画像の明るさに対する割合が１．０である場合、Ｐ４の地点になる。各地点Ｐ０、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４に対応する加重値は、（数式１）において定義したとおりである。
【００３９】
上記のような形式の加重値を有することについてさらに説明する。まず、本発明は、低照度を補償するための発明である。低照度を補償するための補償曲線の基本概念は、低い明るさを有するピクセルには高い加重値を乗算し、高い明るさであるほど次第に低い加重値（ｗｅｉｇｈｔ）を乗算することである。したがって、明るさの変化を必要としない、すなわち、高い明るさを有する画像の部分には、１．０の加重値を有するようにする。
【００４０】
制御部１１４では、平均値抽出部１１２から提供された情報及び／又は予め設定された明るさの範囲などを利用して、加重値を変更するパラメータを決定する。制御部１１４で決定されたパラメータは、カーブ適用部１１３に提供することによりカーブを変更させる。この処理については、後述する制御フローチャートの説明においてより詳細に説明する。
【００４１】
図２は、本発明の好ましい実施形態に係る画像補正部で低照度を改善するための制御フローチャートである。
【００４２】
画像処理部１０７から受信された画像は、バッファ１１１を介して、または直接平均値抽出部１１２に入力される。平均値抽出部１１２は、ステップＳ２００において、入力された画像の平均値を抽出する。このような画像の平均値は、前述したように、全体画像の平均値を抽出することができ、特定部分に対してのみ平均値を取ることもできる。また、３つ目の方法を使用する場合には、予め決定された照度範囲と入力される画像の明るさとを比較して、明るさが予め決定された範囲よりも低い場合にのみ、撮像されて入力された画像の該当部分の照度に対する平均値を出力する。このような場合、平均値抽出部１１２は、予め制御部１１４から、または予め設定された照度の範囲を受信して有しているか、または制御部１１４から受信せずに、直接データを有していなければならない。
【００４３】
次に、ステップＳ２０２に進み、制御部１１４は、自動画像明るさ調節が要請されているかを検査する。ステップＳ２０２は、画像を本来の画質でそのまま出力するか、それとも明るさを調節して出力するかについて、使用者が予め設定した情報を検査する過程である。したがって、使用者が自動画像明るさ調節をするように設定した場合、ステップＳ２０４に進み、そうでない場合、ステップＳ２０８に進む。
【００４４】
ステップＳ２０８に進むと、該当画像の各画素に対して、予め決定されたパラメータを適用し、ステップＳ２１０に進む。それに対し、ステップＳ２０４に進むと、制御部１１４は、入力される画像の各画素毎に自動パラメータを抽出する。ここで、自動パラメータは、画像の明るさを補償するためのパラメータ値になる。例えば、平均値として設定された値と現在の画像の明るさの程度とを比較することにより、すなわち、平均値と比較して照度が非常に低い状態であるか、または低い状態、あるいは正常状態、あるいは明るい状態、あるいは非常に明るい状態などに予め設定された値との比較によって、適用するパラメータを決定するものである。その後、制御部１１４は、カーブ適用部１１３に該当パラメータを提供する。これにより、カーブ適用部１１３は、ステップＳ２０４において制御部１１４から提供されたパラメータによってカーブを調整する。すなわち、該当する画素の明るさ値を調節する。
【００４５】
ここで、適応的なカーブを画像に適用する方法についてさらに説明する。本発明では、前述したように、補償曲線の初期値が決定される。しかし、入力画像の明るさは常に変わるため、低照度に対する補償を画像の明るさに応じて適応的に処理しなければならない。すなわち、低照度の領域がない画像には、低い加重値を使用し、低照度の領域が多い画像には、高い加重値（ｗｅｉｇｈｔ）を使用する。本発明に係るカーブ適用部１１３では、適応的なパラメータを求めるために、ＴＭＩＮとＴＭＡＸというパラメータを使用して３区間に画像を区分する。この処理についてはさらに後述する。
【００４６】
ステップＳ２０６以後またはステップＳ２０８以後に、ステップＳ２１０に進む。ステップＳ２１０では、制御部１１４は、ルミナンス（Ｌｕｍｉｎａｎｃｅ）、すなわち、輝度のみを適用するのかを検査する。ルミナンスのみを適用するか否かについては、使用者が決定してもよく、または製品の製造時に予め決定してもよい。
【００４７】
ステップＳ２１０の検査結果、輝度のみを適用する場合には、ステップＳ２１２に進み、制御部１１４は、従来技術で説明したＹ、Ｃｂ、Ｃｒの値のうち、Ｙ値にのみ輝度を適用するようにカーブ適用部１１３を制御する。それに対し、ステップＳ２１４に進む場合、制御部１１４は、輝度のみでない、全てに適用しなければならない場合であるため、カーブ適用部１１３でＲＧＢ値の全てに加重値を適用するように制御する。その後、制御部１１４は、ステップＳ２１２またはステップＳ２１４で適用された値を用いて、低照度領域が改善された画像を出力するように制御する。
【００４８】
図２において、ステップＳ２１４またはステップＳ２１６で示したように、低照度画像補償モジュールが入力画像の低照度領域を補償するときには、ルミナンスチャネル（ｌｕｍｉｎａｎｃｅ  ｃｈａｎｎｅｌ）のみ補償する方法と色相チャネル（ＲＧＢ  Ｃｈａｎｎｅｌ）を補償する方法とがある。ルミナンスチャネルを補償する場合は、色相カラー空間（ＲＧＢ  Ｃｏｌｏｒ  Ｓｐａｃｅ）をＹＣｂＣｒカラー空間に変換してＹ成分だけを補償する方法があり、このときの補償方法は、ステップＳ２１２で説明したとおりである。このように、Ｙ成分のみを補償する方法は、カラー成分に対する増幅がないため、カラー雑音の誘発を減らすことができる。また、色相チャネルを補償する方法には、明るさ成分のみを補償した場合に、カラー成分を維持してくれる長所がある。これら２つの方法はイメージセンサの特性に応じて選択して使用される。
【００４９】
ステップＳ２１６に進むと、加重値が適用された画像にさらに低照度領域の改善を行う。このような低照度領域の改善については、後述する図３を参照してより詳細に説明する。
【００５０】
図３は、本発明の好ましい実施形態に係る加重値を適用するための制御フローチャートである。
【００５１】
ステップＳ３００では、初期加重値が下記（数式２）のような値を有することができる。また、初期加重値であるＴＭＩＮおよびＴＭＡＸは、使用者が状況に応じて変更することもできる。
【００５２】
【数２】
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上記のように、初期加重値をＴＭＩＮとＴＭＡＸとに区分した場合には、３つの状態で明るさを決定するようになる。すなわち、制御部１１４は、ステップＳ３０２に進んで現在画素の明るさｍｅａｎが、予め設定されたＴＭＩＮより小さいかを検査する。ステップＳ３０２の検査の結果、現在画素の明るさｍｅａｎが予め設定されたＴＭＩＮより小さい場合、ステップＳ３０４に進む。制御部１１４は、ステップＳ３０４に進めば、適用するパラメータ値ＰＡＲＡを最大加重値ｍａｘ＿ｗｅｉｇｈｔに設定する。その後、制御部１１４は、ステップＳ３０８に進んでパラメータ値を１．０に設定し、ステップＳ３１２に進む。
【００５３】
それに対し、ステップＳ３０２の検査結果、予め決定された現在画素の明るさｍｅａｎが、予め設定されたＴＭＩＮより小さくない（大きい）場合、制御部１１４は、ステップＳ３０６に進んで、現在画素の明るさｍｅａｎが予め設定されたＴＭａｘより大きいかを検査する。ステップＳ３０６の検査の結果、現在画素の明るさｍｅａｎが予め設定されたＴＭａｘより大きい場合、制御部１１４は、ステップＳ３０８に進んでパラメータ値ＰＡＲＡを１．０に設定した後、ステップＳ３１２に進む。
【００５４】
ステップＳ３０６の検査の結果、現在画素の明るさが予め設定されたＴＭａｘより大きくない（小さい）場合、制御部１１４は、ステップＳ３１０に進んでパラメータ値ＰＡＲＡを下記の（数式３）のように設定する。
【００５５】
【数３】
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上記（数式３）においてＭＷは最大加重値を意味し、ｄｉｆｆはＴＭＡＸとＴＭＩＮとの差を意味する。
【００５６】
その後、制御部１１４は、ステップＳ３１２に進んで、画像の適応的なパラメータ値であるＰＡＲＡを決定する。
【００５７】
以上で説明した図３の制御フローチャートは、明るさを３つの状態に区分するものである。このことを、理解の便宜上さらに詳しく説明すれば、下記のように区分することができる。
【００５８】
状態１：画像の平均明るさがおおむね低い状態
状態２：画像の平均明るさが普通の状態
状態３：画像の平均明るさがおおむね高い状態
状態１の場合には、入力画像が大体低い明るさを有するので、ＴＭＡＸである最大加重値（ｍａｘｗｅｉｇｈｔ）を適用する。また、状態２の場合には、入力画像の明るさに応じて比例的に最大加重値（ｍａｘｗｅｉｇｈｔ）を適用する。また、状態３の場合には、入力画像が大体高い明るさを有するので、ＴＭＩＮである１．０を適用する。
【００５９】
図４は、初期に設定された補償曲線であり、適応的なパラメータを、本モジュールにおいて抽出した画像の明るさに適用して、図６に示す低い画像明るさに適応的な補償曲線を生成する。補償方法を、図４の曲線グラフを参照して説明すると、入力ピクセルの明るさがポイントＰ１とＰ２との間に存在するならば、Ｐ１とＰ２を通過する直線の方程式を利用して該当する加重値を乗算し、入力ピクセルの明るさがＰ２とＰ３との間に存在するならば、Ｐ２とＰ３を通過する直線の方程式を利用して該当する加重値を乗算する。Ｐ３およびＰ４も上記の方法で処理する。Ｐ４より高い明るさの値を有するならば、加重値１．０を乗算して入力ピクセルの明るさをそのまま維持してくれる。
【００６０】
テスト結果を図７及び図８に示す。図７及び図８では、入力画像７０１、８０１と出力画像７０２、８０２とに区分した。入力画像７０１を説明すると、図７の入力画像７０１には、中央に低い明るさを有する領域があり、端部には相対的に高い明るさを有する領域がある。したがって、これを補正した図７の出力画像７０２では、端部の明るさはそのまま維持しつつ、中央の暗い部分のみを明るくして、低い領域の鮮明度を高めたことが分かる。
【００６１】
また、図８の入力画像８０１を説明すると、全体的に低い明るさの領域を多く有する画像であるが、タワー部分の明るさが高い領域をそのまま維持したまま、残りの明るさが低い領域を補償して、出力画像８０２のように画像の鮮明度を高めたことが分かる。
【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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