(57)【要約】      （修正有）【課題】階調変換による画質劣化を抑制する画像処理装置を提供する。【解決手段】画像処理装置の画像処理部１０４は、入力画像と、入力画像に所定の処理を施して得られる処理画像との間の類似度を、入力画像及び処理画像のそれぞれの周波数特性及びコントラスト特性に基づいて算出する算出手段２０４と、算出した類似度に基づいて、入力画像の階調変換用のパラメータを決定する決定手段２０３と、決定されたパラメータに基づいて、入力画像の階調変換を行う変換手段２０２と、を備える。【選択図】図２
2016170637.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力画像と、当該入力画像に所定の処理を施して得られる処理画像との間の類似度を、前記入力画像および前記処理画像のそれぞれの周波数特性およびコントラスト特性に基づいて算出する算出手段と、
算出した前記類似度に基づいて、前記入力画像の階調変換用のパラメータを決定する決定手段と、
決定された前記パラメータに基づいて、前記入力画像の階調変換を行う変換手段と、
を備えることを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記入力画像のコントラスト特性を決定する第一の特性決定手段と、
前記処理画像のコントラスト特性を決定する第二の特性決定手段と、
をさらに備える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】
前記入力画像を撮像する際の輝度情報を取得する第一の取得手段と、
前記処理画像を表示する際の輝度情報を取得する第二の取得手段と、をさらに備え、
前記第一の特性決定手段は、前記撮像する際の輝度情報に基づき、前記入力画像のコントラスト特性を決定し、
前記第二の特性決定手段は、前記表示する際の輝度情報に基づき、前記処理画像のコントラスト特性を決定する、  
ことを特徴とする請求項１または２記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記入力画像から、撮像する際の輝度情報を表す第一の輝度画像を作成する第一の輝度画像生成手段と、
前記第一の輝度画像の周波数解析を行う第一の解析手段と、
前記第一の解析手段から得られる第一の解析結果に、前記入力画像のコントラスト特性を反映させることにより、第一の画像を生成する第一の画像生成手段と、
前記処理画像から、表示する際の輝度情報を表す第二の輝度画像を作成する第二の輝度画像生成手段と、
前記第二の輝度画像の周波数解析を行う第二の解析手段と、
前記第二の解析手段から得られる第二の解析結果に、前記処理画像のコントラスト特性を反映させることにより、第二の画像を生成する第二の画像生成手段と、をさらに備え、
前記算出手段は、前記第一の画像と前記第二の画像との差分を計算することにより、前記類似度を算出するることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項５】
前記入力画像の周波数特性は、前記第一の解析結果に含まれ、前記処理画像の周波数特性は、前記第二の解析結果に含まれることを特徴とする請求項４記載の画像処理装置。
【請求項６】
前記第一の画像生成手段は、前記第一の解析結果に対して、前記入力画像のコントラスト特性に基づく第一の閾値処理を施し、前記第二の画像生成手段は、前記第二の解析結果に対して、前記処理画像のコントラスト特性に基づく第二の閾値処理を施すことを特徴とする請求項４または５に記載の画像処理装置。
【請求項７】
前記第一の画像生成手段は、前記第一の解析結果に対して、前記入力画像のコントラスト特性を乗算し、前記第二の画像生成手段は、前記第二の解析結果に対して、前記処理画像のコントラスト特性を乗算することを特徴とする請求項４または５に記載の画像処理装置。
【請求項８】
前記入力画像は、前記処理画像より高階調の画像であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項９】
前記コントラスト特性は、１次元または２次元のコントラスト特性であることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項１０】
前記入力画像は、ＨＤＲ（ハイダイナミックレンジ）で撮像された画像であることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項１１】
前記第一の画像と前記第二の画像との差分は、画像の低階調領域では小さいことを特徴とする請求項４乃至１０のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項１２】
入力画像と、当該入力画像に所定の処理を施して得られる処理画像との間の類似度を、前記入力画像および前記処理画像のそれぞれの周波数特性およびコントラスト特性に基づいて算出するステップと、
算出した前記類似度に基づいて、前記入力画像の階調変換用のパラメータを決定するステップと、
決定された前記パラメータに基づいて、前記入力画像の階調変換を行うステップと、
を有することを特徴とする画像処理方法。
【請求項１３】
請求項１乃至１１のいずれか１項に記載された画像処理装置と、
前記画像処理装置の入力画像を撮像する撮像手段と、
前記画像処理装置により階調変換された画像を表示する表示手段と、
前記撮像部および前記表示部を制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする撮像装置。
【請求項１４】
コンピュータが読み取り実行することで、前記コンピュータを、請求項１乃至１１のいずれか１項に記載された画像処理装置の各部として機能させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像処理装置および画像処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、露出時間の異なる複数の画像を作成し、当該複数の画像を加算することでダイナミックレンジを拡大するＨＤＲ（Ｈｉｇｈ  Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｒａｎｇｅ：ハイダイナミックレンジ）技術が開発されている。この技術を利用すると、従来の撮像データに比べて広い範囲の輝度データを記録することができ、黒つぶれや白とびのない画像データを記録することが可能である。
【０００３】
しかしながら、ＨＤＲ技術を用いてダイナミックレンジの広い撮像（撮影）を行っても、表示機器の輝度範囲が十分でない場合がある。このような場合、表示機器のダイナミックレンジに合わせて、撮像画像の階調を変換する階調変換（階調圧縮）処理を行う必要がある。
特許文献１には、入力画像の輝度ヒストグラムと高周波成分ヒストグラムとを考慮した階調変換が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２２００３２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１では、ある周波数以上の画素に対して求めた高周波成分ヒストグラムに基づき階調変換を行っているが、周波数とコントラストの関係を考慮していない。従って、特許文献１の手法でＨＤＲ画像の階調変換を行うと、画像によっては黒つぶれや階調つぶれ、白とびなどの画質劣化が発生し、ユーザに知覚されてしまう可能性がある。
上記したような課題を鑑み、本発明は、階調変換による画質劣化を抑制することができる画像処理装置およびその画像処理方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の１つの態様による画像処理装置は、入力画像と、当該入力画像に所定の処理を施して得られる処理画像との間の類似度を、前記入力画像および前記処理画像のそれぞれの周波数特性およびコントラスト特性に基づいて算出する算出手段と、
算出した前記類似度に基づいて、前記入力画像の階調変換用のパラメータを決定する決定手段と、
決定された前記パラメータに基づいて、前記入力画像の階調変換を行う変換手段と、
を備える。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、階調変換による画質劣化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態１にかかる画像処理装置を含むデジタルカメラの構成を示すブロック図である。
【図２】実施形態１の画像処理装置である画像処理部の構成を示すブロック図である。
【図３】図２の画像処理部の動作を示すフローチャートである。
【図４】実施形態１で使用する階調変換カーブの一例を示す図である。
【図５】実施形態１の類似度算出部の構成を示すブロック図である。
【図６】実施形態１の視覚特性決定部の構成を示すブロック図である。
【図７】人間の周波数感度特性の模式図である。
【図８】実施形態１の類似度計算部の構成を示すブロック図である。
【図９】実施形態１で使用する周波数分割の帯域を示す模式図である。
【図１０】図９の周波数分割に用いる帯域分割フィルタのフィルタ特性を示す図である。
【図１１】実施形態１におけるコントラスト閾値の決定方法を示す模式図である。
【図１２】実施形態２における帯域分割フィルタによる周波数の帯域分割を、半値周波数で表した模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の画像処理装置および画像処理方法の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の実施形態は本発明を限定するものではなく、また、実施形態で説明されている事項、要素、ステップの組み合わせの全てが本発明に必須のものとは限らない。以下に説明する実施形態は、本発明の実現手段としての一例であり、本発明が適用される装置の構成や各種条件によって適宜修正又は変更されるべきものである。
上記したように、従来の手法でＨＤＲ画像の階調変換（階調圧縮）を行うと、画像によっては黒つぶれや階調つぶれ、白とびなどの画質劣化が発生してしまう可能性がある。これは、広い範囲の輝度を撮像した撮像データを狭い輝度範囲でしか表示できない表示機器に階調圧縮する際に、階調圧縮前後の視覚的な違いを考慮していないことが原因である。
【００１０】
人間の視覚特性は、４〜５サイクル／視野角１度をピークとして、周波数が高くなるにつれて感度が低くなるというバンドパスの性質を有する。このため、低周波のエッジおよびテクスチャは比較的小さいコントラストでも知覚できるのに対して、周波数の高いエッジおよびテクスチャはコントラスト差が大きくないと知覚できない。エッジおよびテクスチャの階調つぶれが少ない階調変換を行うには、周波数とコントラストの両方を考慮する必要がある。
さらに、人間の視覚特性は、被写体の明るさに応じて変化する。例えば、被写体が明るいと視覚感度は高くなり、被写体が暗いと視覚感度は低くなる。このため、撮像環境と表示環境の輝度の違いを考慮し、エッジおよびテクスチャの階調つぶれが少ない階調変換処理を行う必要がある。
【００１１】
以下の記載では、デジタルカメラで撮像した画像を階調変換（階調圧縮）して表示する例を説明する。まず、デジタルカメラの撮像条件および表示条件をもとに、撮像時の環境における視覚のコントラスト特性および表示時の環境における視覚のコントラスト特性を求める。さらに、階調圧縮前の高階調画像と階調圧縮後の低階調画像それぞれに対して、輝度を考慮した周波数解析を行う。当該周波数解析の結果と前記視覚のコントラスト特性とから、階調圧縮前の画像と階調圧縮後の画像との視覚的な類似度を計算し、類似度が最大となる階調変換処理を行う。類似度が最大となる階調変換を行えば、階調変換による画質劣化を抑制することができる。
【００１２】
画像の暗部の高周波成分はそもそも見えないため、本実施形態では、画像の暗部の階調を階調圧縮でつぶしても、階調圧縮前後の類似度に影響しない（影響が小さい）と考える。つまり、本実施形態では、階調圧縮前の画像と階調圧縮後の画像と視覚的な差分は、画像の低階調領域では小さいとして算出される。従来の階調変換では、画像の暗部の高周波数成分も階調圧縮でつぶれないようにしている。
また、本実施形態では、撮像環境の輝度と表示環境の輝度に応じて階調変換を行うので、同一の入力画像に対しても、異なる階調変換が行われる場合がある。
【００１３】
（実施形態１）
＜画像処理装置の構成＞
図１は本発明の実施形態１の画像処理装置を含むデジタルカメラの構成を示すブロック図である。
デジタルカメラは、撮像部１０１、Ａ／Ｄ変換部１０２、信号処理部１０３、画像処理部１０４、エンコーダ部１０５、メディアインタフェース１０６、ＣＰＵ１０８、ＲＯＭ１０９、ＲＡＭ１１０、撮像系制御部１１１、操作部１１２、Ｄ／Ａ変換部１１３、および表示部１１４を備える。デジタルカメラの上記した構成要素は、直接または間接的に、バス１１５により相互に接続されている。画像処理部１０４が本実施形態の画像処理装置である。
【００１４】
撮像部１０１は、ズームレンズ、フォーカスレンズ、ぶれ補正レンズ、絞り、シャッター、光学ローパスフィルタ、ｉＲ（赤外線）カットフィルタ、カラーフィルタ、および、ＣＭＯＳ素子やＣＣＤなどのセンサなどから構成される。撮像部１０１は、被写体（図示せず）の光量を検知する。撮像部１０１は、被写体の光量を検知することにより、被写体の光学像を電気信号に変換する。この電気信号はアナログ信号である。撮像部１０１は、このアナログ信号をＡ／Ｄ変換部１０２に出力する。  
撮像部１０１の撮像素子（ＣＭＯＳ素子等）は、例えば、画素ごとに赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３原色の原色フィルタが所定のパターンで配置されたカラー撮像素子である。撮像部１０１の上記レンズを介して撮像素子の受光面に入射した光学像は、入射光量に応じたＲＧＢの信号電荷に変換され、画素ごとの電圧信号（アナログ画像信号）として撮像部１０１から出力される。
【００１５】
本実施形態のデジタルカメラは、ＨＤＲ処理を用いてハイダイナミックレンジの撮像を行うことができる。例えば、撮像部１０１は、１６ビットモードで被写体の光量を検知する。
Ａ／Ｄ変換部１０２は、被写体の光量に相当する上記アナログ信号をデジタル値に変換する。Ａ／Ｄ変換部１０２は、当該デジタル値を信号処理部１０３に出力する。
信号処理部１０３は、上記デジタル値にデモザイキング処理、ホワイトバランス処理、ガンマ処理、ノイズ低減処理などを行い、デジタル画像を生成する。ノイズ低減処理は、例えば、コンポジット法を用いた処理である。信号処理部１０３は、当該デジタル画像を画像処理部１０４に出力する。信号処理部１０３から出力されるデジタル画像は、本実施形態では、１６ビット画像（高階調画像）である。また、本実施形態では、当該デジタル画像はＲＧＢ画像である。
【００１６】
画像処理部１０４は、上記デジタル画像に階調変換処理を行う。画像処理部１０４は、階調変換後の画像をエンコーダ部１０５とＤ／Ａ変換部１１３に出力する。画像処理部１０４は、信号処理部１０３からのデジタル画像を受け取る入力端子２０１を有すると共に、エンコーダ１０５およびＤ／Ａ変換部１１３に画像を出力する出力端子２０５を有する。画像処理部１０４の構成および動作の詳細は、図２を参照して後述する。画像処理部１０４から出力される画像は、例えば、８ビット画像（低階調画像）である。
【００１７】
エンコーダ部１０５は、階調変換後のデジタル画像をＪＰＥＧ等の映像圧縮フォーマットに変換する処理を行う。エンコーダ部１０５は、当該デジタル画像をメディアインタフェース１０６に出力する。階調変換後のデジタル画像も、ＲＧＢ画像である。
メディアインタフェース１０６は、デジタルカメラを外部のメディア１０７につなぐためのインタフェースである。外部のメディア１０７は、例えば、ハードディスク、メモリーカード、ＣＦ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｆｌａｓｈ）カード、ＳＤカード、ＵＳＢメモリである。
【００１８】
ＣＰＵ１０８は、システムバス１１５を介して、デジタルカメラの各構成要素の処理・動作を制御する。ＣＰＵ１０８による制御は、例えば、ＣＰＵ１０８がＲＯＭ１０９やＲＡＭ１１０に格納された命令やデータ等を適宜読み込み当該命令を実行することにより行われる。また、ＣＰＵ１０８は、デジタルカメラのユーザが入力する情報や指示に基づく処理も行う。
ＲＯＭ１０９とＲＡＭ１１０は、ＣＰＵ１０８が実行する処理に必要なプログラムやデータ等を格納すると共に、当該処理に必要な作業領域などをＣＰＵ１０８に提供する。例えば、ＣＰＵ０８は、ＲＯＭ１０９に記録されたコンピュータプログラムを、ＲＡＭ１１０に読み出し、このプログラムに従ってＣＰＵ１０８が動作する。
【００１９】
撮像系制御部１１１は、ＣＰＵ１０８からの指示に基づいて、撮像部１０１を制御する。例えば、撮像系制御部１１１は、撮像部１０１のレンズのフォーカスを合わせる、シャッターを開く、絞りを調節するなどの制御を行う。
操作部１１２は、撮像ボタン、操作ボタン、モードダイヤルなどを含む。デジタルカメラのユーザは、当該ボタンやダイヤルを介して、デジタルカメラへ指示を入力する（設定を行う）ことができる。ユーザから入力される指示は、例えば、撮像（撮影）のための設定であり、ＩＳＯ感度の設定、シャッター速度の設定、Ｆ値（絞り値）の設定等を含む。操作部１１２から入力された撮像設定に関する情報や指示は、ＣＰＵ１０８に送られる。上記したように、ＣＰＵ１０８は、操作部１１２から入力された情報や指示に基づいて処理を行い、デジタルカメラの撮像条件を決定する。当該撮像条件は、ＲＡＭ１１０に記憶される。
【００２０】
Ｄ／Ａ変換部１１３は、画像処理部１０４が出力した低階調のデジタル画像に対しアナログ変換を行う。Ｄ／Ａ変換部１１３は、アナログ変換した画像を表面部１１４に出力する。
表示部１１４は、例えば、液晶ディスプレイである。表示部１１４は、ＣＰＵ１０８の制御の下で、Ｄ／Ａ変換部１１３から受け取った低階調画像を表示する。表示部１１４は、例えば、２５６階調の表示ができる。  
なお、表示部１１は、機能ボタン（撮像ボタンや操作ボタン）として作用する機能アイコンを表示してもよい。ユーザは、当該機能アイコンを選択する（機能アイコンに触れる）ことにより、デジタルカメラへ指示を入力することができる。
【００２１】
＜画像処理部１０４の構成＞
以下、画像処理部１０４の構成および動作について詳細に説明する。図２は、画像処理部１０４の構成を示している。  
画像処理部１０４は、入力端子２０１と、階調変換処理実行部２０２と、階調変換処理決定部２０３と、類似度算出部２０４と、出力端子２０５とを有する。類似度算出部２０４は、バス１１５に接続されている。類似度算出部２０４は、第１の入力端子５０１と第２の入力端子５０２と出力端子５０５とを有する。
【００２２】
信号処理部１０３（図１）からの画像信号（高階調の画像Ｉｉｎ）が、画像処理部１０４の入力端子２０１に入力される。当該画像信号は、入力端子２０１から階調変換処理実行部２０２と類似度算出部２０４とに入力される。つまり、階調変換される前の高階調画像Ｉｉｎは、階調変換処理実行２０２と類似度算出部２０４に入力される。
階調変換処理実行部２０２は、高階調の画像Ｉｉｎに階調変換処理を施す。階調変換処理実行部２０２は、階調変換後の画像Ｉｃｏｎｖを階調変換処理決定部２０３と、類似度算出部２０４とに出力する。階調変換処理実行部２０２は、画像Ｉｉｎに対して複数の階調変換パラメータを用いて階調変換を行い、複数の階調変換後の画像Ｉｃｏｎｖを作成する。
【００２３】
類似度算出部２０４は、第１の入力端子５０１で階調変換前の画像Ｉｉｎを受け取り、第２の入力端子５０２で階調変換後の複数の画像Ｉｃｏｎｖを受け取る。類似度算出部２０４は、階調変換前の高階調画像Ｉｉｎに対する撮像部１０１の設定環境におけるエッジおよびテクスチャの見え（知覚できるエッジおよびテクスチャの量）と、階調変換後の低階調画像Ｉｃｏｎｖに対する表示部１１４の設定環境におけるエッジおよびテクスチャの見えとの違い（差分）を算出する。この算出は、前記複数の低階調画像（階調変換後の画像）Ｉｃｏｎｖの各々について行われる。この「見えの違い」が小さければ類似度が高いことになる。類似度算出部２０４は、当該算出結果（類似度）の中から、最も高い類似度を有する画像Ｉｃｏｎｖに関する情報を出力端子５０５から階調変換処理決定部２０３に出力する。「知覚できるエッジおよびテクスチャの量」は、以下、「知覚エッジ・テクスチャ量」と称する。
【００２４】
階調変換処理決定部２０３は、階調変換処理実行部２０２から受け取った複数の画像Ｉｃｏｎｖのうち、類似度算出部２０４にて算出された類似度が最も高い画像Ｉｃｏｎｖを出力画像（表示用の画像）として決定（選択）する。つまり、階調変換処理決定部２０３は、算出された類似度に基づいて、画像Ｉｉｎ（入力画像）にとって最適な階調変換パラメータを決定する。
本実施形態で階調変換処理実行部２０２が行う階調変換の方法は、例えば、トーンカーブを用いた手法、ヒストグラム平滑化法、ヒストグラム特定化法から選択される。なお、本発明は上記した階調変換方法に限定されない。本発明は、任意の階調変換方法に適用できる。すなわち、本発明では、任意の階調圧縮処理に対して、処理前後における知覚エッジ・テクスチャ量の相違（上記した「見えの違い」）を算出し、最適な階調処理を決定（選択）して、当該階調処理を実行する。
【００２５】
次に、図３のフローチャートを参照して、画像処理部１０４の具体的な処理を説明する。本実施形態の階調変換は、図４に示した単純な線形トーンカーブ（折れ線型トーンカーブ）を用いる。図４の縦軸は出力階調を示し、横軸は入力階調を示す。図４では、入力階調値に対して、２つのオフセット値（offs_Lとoffs_H）を用いた線形変換（階調変換）を施すことで、出力階調を決定する。以下の例では、低階調側のオフセット値offs_Lと高階調側のオフセット値offs_Hを複数用意して、その中から最適なオフセット値offs_Lおよびoffs_Hを選定する。最適なオフセット値offs_Lおよびoffs_Hは、処理前後における知覚エッジ・テクスチャ量の差分が最少となるオフセット値である。オフセット値offs_Lおよびoffs_Hは、階調変換処理のパラメータである。複数用意したオフセット値offs_Lおよびoffs_Hは、以下の記載において「パラメータ候補」と称することもある。
【００２６】
図３のステップＳ３０１では、階調変換処理実行部２０２が階調変換処理のための複数のパラメータ候補（オフセット値offs_Lおよびoffs_H）を用意して、その中から１つのパラメータ候補を設定する。具体的には、階調変換処理実行部２０２が、複数のオフセット値offs_Lおよびoffs_Hの中から1組のオフセット値offs_Lおよびoffs_Hを設定する。ステップＳ３０１の終了後、ステップＳ３０２に進む。
ステップＳ３０２では、階調変換処理実行部２０２が、入力画像Ｉｉｎに階調変換処理を実施する。具体的には、階調変換処理実行部２０２は、ステップＳ３０１にて決定されたパラメータ候補（オフセット値）で規定されるトーンカーブ（図４）を用いて、画像Ｉｉｎに階調変換を施し、階調変換された画像Ｉｃｏｎｖを生成する。ステップＳ３０２の終了後、ステップＳ３０３に進む。
【００２７】
ステップＳ３０３では、類似度算出部２０４が、階調変換後の画像Ｉｃｏｎｖと入力画像Ｉｉｎとの類似度を算出する。類似度は、撮像環境における入力画像Ｉｉｎの知覚エッジ・テクスチャ量と、表示環境における画像Ｉｃｏｎｖの知覚エッジ・テクスチャ量との間の差分を計算することにより算出される。当該差分が小さいほど、類似度は高い。当該算出の詳細は後述する。
ステップＳ３０４では、全パラメータ候補（用意されたオフセット値offs_Lおよびoffs_Hの全て）に対して前述の処理が実行されたか否かを判断する。判断結果が真（Ｙｅｓ）であればステップＳ３０５に移行し、否（Ｎｏ）であればステップＳ３０１に戻る。
【００２８】
全パラメータ候補に対してステップＳ３０１−Ｓ３０３の処理が行われたならば、ステップＳ３０５で、類似度算出部２０４は、全パラメータ候補（offs_Lおよびoffs_H）のうち類似度の最も高いパラメータに関する情報を階調圧縮処理決定部２０３に提供する。そして、階調圧縮処理決定部２０３は、類似度の最も高いパラメータで階調変換した画像ＩｃｏｎｖをＤ／Ａ変換部１１３とエンコーダ１０５に出力する。
【００２９】
＜類似度算出部２０４の構成＞
次に、類似度算出部２０４の構成および動作について説明する。類似度算出部２０４は、階調変換前の画像Ｉｉｎの知覚エッジ・テクスチャ量と、階調変換後の画像Ｉｃｏｎｖの知覚エッジ・テクスチャ量との差分を計算する。
図５は、類似度算出部２０４の構成を示している。類似度算出部２０４は、２つの入力端子５０１、５０２と、当該２つの入力端子５０１、５０２にそれぞれ接続された２つの視覚特性決定部５０３ａ、５０３ｂと、１つの視覚類似度計算部５０４と、１つの出力端子５０５とを有する。階調変換前の画像Ｉｉｎが類似度算出部２０４の第１の端子５０１から入力される。第１の端子５０１に入力された画像Ｉｉｎは、視覚特性決定部５０３ａの入力端子６０１と、視覚類似度計算部５０４の第１入力端子８０１とに入力される。階調変換後の画像Ｉｃｏｎｖが第２の入力端子５０２から入力される。第２の端子５０２に入力された画像Ｉｃｏｎｖは、視覚特性決定部５０３ｂの入力端子６０１と、視覚類似度計算部５０４の第２入力端子８０２とに入力される。２つの視覚特性決定部５０３ａ、５０３ｂの構成は同じである。
【００３０】
視覚特性決定部５０３ａは、階調変換前の画像Ｉｉｎの視覚のコントラスト感度特性を計算し、視覚特性決定部５０３ｂは、階調変換後の画像Ｉｃｏｎｖの視覚のコントラスト感度特性を計算する。視覚特性決定部５０３ａが計算したコントラスト感度特性は、視覚類似度計算部５０４の第３入力端子８０３に入力される。視覚特性決定部５０３ｂが計算したコントラスト感度特性は、視覚類似度計算部５０４の第４入力端子８０４に入力される。なお、コントラスト感度特性は、以下の記載において、コントラスト特性と称されることもある。
視覚類似度計算部５０４は、入力された２つのコントラスト感度特性（視覚特性）を用いて、階調変換前の画像Ｉｉｎと階調変換後の画像Ｉｃｏｎｖとの間の視覚的な違い（知覚エッジ・テクスチャ量の差分）を計算する。計算結果は、出力端子５０５から階調変換処理決定部２０３（図２）に出力される。
【００３１】
＜視覚特性決定部５０３ａの動作＞
次に、図６および図７を参照して、視覚特性決定部５０３ａの構成および動作について説明する。図６は視覚特性決定部５０３ａの機能ブロック図である。視覚特性決定部５０３ａは、入力端子６０１と、輝度情報取得部６０２と、視覚特性計算部６０３と、出力端子６０４とを有する。輝度情報取得部６０２は、バス１１５に接続されている。視覚特性決定部５０３ｂの構成および動作は、視覚特性決定部５０３ａの構成および動作と同じである。
【００３２】
図７はコントラスト感度と空間周波数の関係を示す図である。図７の縦軸はコントラスト感度であり、横軸は空間周波数である。本明細書で、視覚特性とは、周波数ごとのコントラスト感度特性を意味する。視覚特性は、図７に示すようなバンドパス特性を有している。すなわち、視覚特性は、照明環境が明るいほど（輝度が高いほど）ピーク感度が高くなり且つピーク周波数が高周波にシフトするというバンドパス特性を有している。例えば、図７では、輝度が０．１ｃｄ／ｍ２の曲線と輝度が１ｃｄ／ｍ２の曲線とを比べると、高輝度である１ｃｄ／ｍ２の曲線の方が、ピーク感度が高く且つピーク周波数が高い。
【００３３】
以下の記載では、視覚特性はVTFs(u)と表記される。ＶＴＦはＶｉｓｕａｌ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎ（視覚の伝達関数、視覚の空間周波数特性）の略である。ｕは周波数である。本実施形態では、撮像（撮影）環境における視覚特性VTFs(u)を視覚特性決定部５０３ａで決定し、表示環境における視覚特性VTFs(u)を視覚特性決定部５０３ｂで決定する。視覚特性決定部５０３ａで決定される視覚特性が５０３ｂで決定される視覚特性とは異なるので、撮像環境における知覚エッジ・テクスチャ量と、表示環境における知覚エッジ・テクスチャ量との間に違いが出てくる。本実施形態では、この違い（差分）を数値化している。視覚特性VTFs(u)はコントラスト感度特性と称することもできる。本実施形態の視覚特性VTFs(u)は一次元の視覚特性である。
【００３４】
視覚特性決定部５０３ａ、５０３ｂの入力端子６０１からは、画像Ｉｉｎ、Ｉｃｏｎｖが入力される。入力された画像Ｉｉｎ、Ｉｃｏｎｖは、輝度情報取得部６０２に送られる。輝度情報取得６０２は、撮像（撮影）条件および表示条件を、バス１１５を介して取得する。輝度情報取得６０２は、撮像条件および表示条件から、撮像画像および表示画像の輝度値Ｌを取得する。輝度値Ｌは、例えば、画像内の平均輝度値や最大輝度値を用いる。輝度情報取得部６０２は、取得した輝度値Ｌを視覚特性計算部６０３に出力する。  
【００３５】
＜視覚特性計算部６０３の動作＞
視覚特性計算部６０３は、輝度情報取得部６０２から入力された輝度値Ｌをもとに、視覚特性を計算する。以下、視覚特性計算部６０３の計算処理について説明する。本実施形態では、Ｂａｒｔｅｎモデル（Barten, Peter GJ. "Formula for the contrast sensitivity of the human eye." International Society for Optics and Photonics, 2003参照）により導出された空間ＶＴＦを用いる。この空間ＶＴＦを用いると、周波数ｕに対するコントラスト感度特性VTFs(u)は以下の式（１）で与えられる。
【００３６】
【数１】
2016170637.tif 000003
【００３７】
ここで、Xoは視野角[degree]である。また、Ｌは輝度であり、輝度情報取得部６０２で取得した値である。
なお、上記の説明では、Ｂａｒｔｅｎモデルにより導出された空間ＶＴＦを用いたが、本発明はこれに限定されない。例えば、被写体の輝度を変化させて取得したコントラスト感度特性をあらかじめ測定し、データとして記録しておき、それを参照してもよい。
視覚特性計算部６０３が計算した視覚特性は、視覚類似度計算部５０４（図５）に入力される。
【００３８】
＜視覚類似度計算部５０４の動作＞
図５に示されるように、視覚特性決定部５０３ａは、階調変換前の画像Ｉｉｎを視覚類似度計算部５０４の第１入力端子８０１に入力すると共に、当該画像Ｉｉｎについての視覚特性を、視覚類似度計算部５０４の第３入力端子８０３に入力する。また、視覚特性決定部５０３ｂは、階調変換後の画像Ｉｃｏｎｖを視覚類似度計算部５０４の第２入力端子８０２に入力すると共に、当該画像Ｉｃｏｎｖについての視覚特性を、視覚類似度計算部５０４の第４入力端子８０４入力する。以下、視覚類似度計算部５０４の構成および動作について、図８を参照して説明する。
【００３９】
図８に示されるように、視覚類似度計算部５０４は、４つの入力端子８０１、８０２、８０３、８０４と、撮像環境輝度変換部８０５と、表示環境輝度変換部８０６と、２つの周波数解析部８０７ａ、８０７ｂとを有する。視覚類似度計算部５０４は、さらに、２つの視覚特性適用部８０８ａ、８０８ｂと、差分計算部８０９と、出力端子８１０とを有する。視覚類似度計算部５０４は、視覚特性決定部５０３ａ、５０３ｂから入力された視覚特性をもとに、階調変換前の画像と階調変換後の画像との間で、知覚エッジ・テクスチャ量の差分を計算する。２つの周波数解析部８０７ａと８０７ｂは同じ構成を有する。２つの視覚特性適用部８０８ａ、８０８ｂも同じ構成を有する。
【００４０】
階調変換前の画像Ｉｉｎが、視覚類似度計算部５０４の第１入力端子８０１から撮像環境輝度変換部８０５へ入力される。画像Ｉｉｎの視覚特性が、第３入力端子８０３から視覚特性適用部８０８ａへ入力される。階調変換後の画像Ｉｃｏｎｖが第２入力端子８０２から表示環境輝度変換部８０６へ入力される。Ｉｃｏｎｖの視覚特性が、第４入力端子８０４から視覚特性適用部８０８ｂへ入力される。
【００４１】
撮像環境輝度変換部８０５は、撮像条件に基づいて、画像Ｉｉｎを撮像環境における輝度画像へ変換する。そして、撮像環境輝度変換部８０５は、当該輝度画像を周波数解析部８０７ａに出力する。周波数解析部８０７ａは、当該輝度画像を、周波数帯域ごとの画像に分割する。以下の記載では、当該分割した画像を「分割画像」と称する。周波数解析部８０７ａは、当該分割画像を視覚特性適用部８０８ａに出力する。視覚特性適用部８０８ａは、第３入力端子８０３から入力された画像Ｉｉｎの視覚特性を用いて、分割画像に閾値処理を施す。すなわち、視覚特性適用部８０８ａは、分割画像に、画像Ｉｉｎ用の視覚特性を適用する（コントラスト特性を乗算する）。視覚特性適用部８０８ａは、視覚特性が適用された画像を差分計算部８０９に入力する。周波数解析部８０７ａから出力される分割画像は、入力画像（画像Ｉｉｎ）の周波数特性を含む画像である。
【００４２】
表示環境輝度変換部８０６は、表示条件に基づいて、画像Ｉｃｏｎｖを表示環境における輝度画像へ変換する。そして、表示環境輝度変換部８０６は、当該輝度画像を周波数解析部８０７ｂに出力する。周波数解析部８０７ｂは、当該輝度画像を、分割画像に分割する。周波数解析部８０７ｂは、当該分割画像を視覚特性適用部８０８ｂに出力する。視覚特性適用部８０８ｂは、第４入力端子８０４から入力された画像Ｉｃｏｎｖの視覚特性を用いて、分割画像に閾値処理を施す。すなわち、視覚特性適用部８０８ｂは、分割画像に、画像Ｉｃｏｎｖ用の視覚特性を適用する。視覚特性適用部８０８ｂは、視覚特性が適用された画像を差分計算部８０９に入力する。
差分計算部８０９は、視覚特性適用部８０８ａから入力された画像と、視覚特性適用部８０８ｂから入力された画像との差分を計算する。つまり、差分計算部８０９は、階調変換前の画像と階調変換後の画像との間の、視覚的な見えの違いを表わす値（視覚エッジ・テクスチャ量の差分）を算出する。
【００４３】
＜撮像環境輝度変換部８０５の動作＞
撮像環境輝度変換部８０５の処理について説明する。撮像環境輝度変換部８０５は、ＲＧＢ画像である画像Ｉｉｎを輝度画像へ変換する（輝度変換処理）。ここで得られる輝度画像は、被写体撮像時に人（例えば、デジタルカメラのユーザ）がどのように被写体を見ていたかを再現するものである。具体的には、以下の手順で輝度変換処理が行われる。
【００４４】
まず、入力画像Ｉｉｎにデガンマ処理を行い、輝度リニア画像Ｉｉｎ’を得る。デガンマ処理は、例えばルックアップテーブル等を用いて行われる。
次に、輝度リニア画像Ｉｉｎ’を輝度画像へ変換する。この変換は、具体的には、以下の式（２）で示す処理で行われる。
【００４５】
【数２】
2016170637.tif 000004
【００４６】
ここで、αはゲインを表す。当該ゲインαは、ＩＳＯ感度、絞り、シャッタースピードの関係から定まる。例えば、すべてのＩＳＯ感度、絞り、シャッタースピードの組み合わせに対して、前記ゲインαをあらかじめ算出しておいてもよい。IinR’、IinG’、IinB’は、それぞれ輝度リニア画像Iin’のＲプレーン、Ｇプレーン、Ｂプレーンである。また、ａ、ｂ、ｃは定数であり、例えば撮像（撮影）画像がｓＲＧＢ空間の場合は、ａ＝0.2126、ｂ＝0.7152、ｃ＝0.0722である。
【００４７】
＜表示環境輝度変換部８０６の動作＞
表示環境輝度変換部８０６の処理について説明する。表示環境輝度変換部８０６は、ＲＧＢ画像である画像Ｉｃｏｎｖを輝度画像へ変換する（輝度変換処理）。ここで得られる輝度画像は、画像の表示時に人（例えば、デジタルカメラのユーザ）がどのように被写体を見るかを再現するものである。具体的には、以下の手順で輝度変換処理が行われる。
まず、入力画像Ｉｃｏｎｖに表示部１１４のディスプレイのデガンマ処理を行い、輝度リニア画像Iconv’を得る。例えば、表示部１１４のディスプレイのガンマが２．２の場合、輝度リニア画像Iconv’は以下の式（３）により得られる。
【００４８】
【数３】
2016170637.tif 000005
【００４９】
次に、前記得られた輝度リニア画像Iconv’にゲインを掛けることで、輝度画像へ変換する。具体的には、以下の式（４）で示す処理で行われる。
【００５０】
【数４】
2016170637.tif 000006
【００５１】
ここで、αはゲインを表す。ゲインαは、表示部１１４のディスプレイの最大表示輝度により決まる。また、IconvR’、IconvG’、IconvB’は、それぞれ輝度リニア画像Iconv’のＲプレーン、Ｂプレーン、Ｇプレーンである。また、ａ、ｂ、ｃは定数であり、例えば表示色空間がｓＲＧＢの場合は、ａ＝0.2126、ｂ＝0.7152、ｃ＝0.0722である。
【００５２】
＜周波数解析部８０７ａの動作＞
次に、周波数解析部８０７ａの動作を説明する。本実施形態では、輝度画像をフーリエ変換した後、帯域分割フィルタ関数を乗算し、逆フーリエ変換することで周波数帯域分割を行う。図９は、本実施形態の周波数帯域分割によって得られる６つの画像Ｉ1〜Ｉ6を示している。以下に、輝度画像のフーリエ変換と、帯域分割フィルタ関数の乗算と、逆フーリエ変換とについて説明する。    
【００５３】
まず、輝度画像を２次元フーリエ変換し、画像Ifft(u,v)を得る。２次元はｘ座標とｙ座標で規定される。ｕはｘ方向の周波数成分を示し、ｖはｙ方向の周波数成分を示す。
次に、画像Ifft(u,v)に対して、帯域分割フィルタ関数cortexk(u,v)を用いて帯域分割を施す。ここで、ｋは半径方向の帯域のインデックスである。帯域分割後の空間周波数情報I1_fft…I6_fftは、それぞれ式（５）で表現される。
【００５４】
【数５】
2016170637.tif 000007
【００５５】
ここで、ｋ＝１…６である。また、帯域分割フィルタ関数cortexk(u,v)は、次の式（６）および（７）ように定義する。
【００５６】
【数６】
2016170637.tif 000008
【００５７】
【数７】
2016170637.tif 000009
cortex_polk,l(ρ,θ) はcortexk,l(u,v)を極座標で表現したものである。domk (ρ) の定義は式（８）の通りである。
【００５８】
【数８】
2016170637.tif 000010
ここでmesa (ρ)および base (ρ)は式（９）および（１０）で与えられる。
【００５９】
【数９】
2016170637.tif 000011
【００６０】
【数１０】
2016170637.tif 000012
であり、ρh、ｔｗおよびσは式（１１）に示されるとおりである。
【００６１】
【数１１】
2016170637.tif 000013
【００６２】
図１０は、domk(ρ)の模式図を示す。横軸は正規化周波数（ｃｙｃｌｅ／ｐｉｘｅｌ）、縦軸は応答である。
得られたIk_fft(u,v)を逆フーリエ変換することで、６つの画像Ｉ1〜Ｉ6を取得する。
なお、本実施形態ではフーリエ変換を用い、周波数領域上で周波数帯域分割を行ったが、本発明はこれに限定されない。たとえば、上述の特性を持ったデジタルフィルタを用いて、直接フィルタ処理を行うことで周波数帯域分割を行ってもよい。また、ウェーブレット変換（ウェーブレット関数）を用いて周波数帯域分割を行ってもよい。ウェーブレット変換を用いると、フーリエ変換によって周波数特性を求める際に失われる時間領域の情報を、残すことできる場合がある。
周波数解析部８０７ｂの構成は周波数解析部８０７ａと同じであるので、周波数解析部８０７ａの説明は省略する。
【００６３】
＜視覚特性適用部８０８ａ＞
以下では、視覚特性適用部８０８ａの処理について詳述する。
まず、６つの画像Ｉ1〜Ｉ6それぞれに対して、コントラスト閾値を決定する。具体的には、前記視覚特性決定部５０３ａにて決定された視覚特性ＶＴＦと、画像Ｉ1〜Ｉ6とから、コントラスト閾値を決定する。図１１は、画像Ｉ1のコントラスト閾値ｔｈ1および画像Ｉ6のコントラスト閾値ｔｈ2の算出の概念図である。具体的には、６つの画像Ｉ1〜Ｉ6の６つのコントラスト閾値ｔｈk(ｋ=１…６)は、以下の式（１２）により求められる。
【００６４】
【数１２】
2016170637.tif 000014
【００６５】
次に、コントラスト閾値thk(k=1…6)を用いて、画像Ｉ1〜Ｉ6の周波数帯域に閾値処理を施し、Ithk(k=1…6)を算出する。具体的には、以下の式（１３）で算出される。
【００６６】
【数１３】
2016170637.tif 000015
【００６７】
さらに、前記算出したIthk(k=1…6)を統合し、画像Ith(x,y)を算出する。具体的には、画像Ith(x,y)は以下の式（１４）で算出される。この画像Ith(x,y)が画像Ｉｉｎの知覚エッジ・テクスチャ量を示す。
【００６８】
【数１４】
2016170637.tif 000016
【００６９】
視覚特性適用部８０８ｂは視覚特性適用部８０８ａと同様な処理を画像Ｉｃｏｎｖに行い、画像Ｉｃｏｎｖの知覚エッジ・テクスチャ量を算出する。
以下の説明では、入力画像Ｉｉｎに対する視覚特性適用部８０８ａの出力をIin_thと表記し、階調変換画像Ｉｃｏｎｖに対する視覚特性適用部８０８ｂの出力をIconv_thと表記する。Iin_thが撮像時の環境における画像の知覚エッジ・テクスチャ量であり、Iconv_thが表示時の環境における画像の知覚エッジ・テクスチャ量である。
【００７０】
＜差分計算部８０９の動作＞
次に、差分計算部８０９の動作について説明する。類似度計算部５０８は、入力画像Ｉｉｎの知覚エッジ・テクスチャ量と、階調変換画像Ｉｃｏｎｖの知覚エッジ・テクスチャ量との差分を計算する。これにより、撮像時の環境では知覚できていたエッジおよびテクスチャが、階調変換後の表示環境においてどれだけ知覚できなくなったかを数値で表すこと（数値評価）ができる。
具体的には、類似度ｃは、視覚特性適用部８０８ａの出力Iin_thと、視覚特性適用部８０８ｂの出力Iconv_thとから、以下の式（１５）により求められる。本実施形態はIin_thとIconv_thの絶対差の総和により類似度を算出する。
【００７１】
【数１５】
2016170637.tif 000017
【００７２】
なお、本実施形態は知覚エッジ・テクスチャ量Iin_thとIconv_thの絶対差の総和により類似度を計算したが、本発明はこれに限定されない。例えば、両者に対して相関係数やＳＳＩＭ (Structural Similarity)を計算してもよい。
上記したように、類似度算出部２０４（図２）には、複数のパラメータ候補で階調変換された複数の画像Ｉｃｏｎｖが入力されるので、類似度算出部２０４の視覚類似度計算部５０４は上記した類似度計算を当該複数の画像Ｉｃｏｎｖの各々に対して実行する。つまり、視覚類似度計算部５０４の差分計算部８０９は、複数の類似度を算出する。そして、差分計算部８０９は、当該算出された複数の類似度のうち最も高い類似度を有するＩｃｏｎｖに関する情報（階調変換用のパラメータとして最適なパラメータの情報）を、出力端子８１０を介して階調変換処理部２０３（図２）に出力する。階調変換処理部２０３は当該情報に基づいて、階調変換処理実行部２０２から入力された複数の画像Ｉｃｏｎｖの中から、最も類似度の高い画像Ｉｃｏｎｖを出力端子２０５を介して表示部１１４（図１）に出力する。
【００７３】
本実施形態によれば、撮像時の環境における知覚エッジ・テクスチャ量（高階調画像の知覚エッジ・テクスチャ量）と、表示時の環境における知覚エッジ・テクスチャ量（階調変換後の低階調画像の知覚エッジ・テクスチャ量）との差分から類似度を算出する。そして、前記類似度が最大の階調変換を選択することで、最適な階調変換画像を表示部１１４のディスプレイに表示することができる。
なお、適切な階調変換が行われているかの検証は、例えば、次のようにして行う。まず、表示部１１４のディスプレイ輝度を所定値にして入力画像を階調変換して表示部１１４のディスプレイに表示する。その後、ディスプレイの輝度を変化させて、入力画像を階調変換し、表示部１１４のディスプレイに表示する。輝度の変化の前後で表示部１１４のディスプレイに表示される画像に変化がなければ、適切な階調変換が行われていると言える。
【００７４】
（実施形態２）
実施形態１の視覚類似度計算部５０４は、周波数帯域ごとに画像を分割して、分割画像を生成し、周波数帯域ごとに異なる閾値を掛ける（閾値処理を施す）ことで、知覚エッジ・テクスチャ量を算出していた。しかしながら、周波数帯域ごとに画像を分割し、閾値処理を施すと、計算量が大きくなる。そこで実施形態２では、視覚類似度計算部５０４の処理を簡略化し、計算量を削減する例を説明する。具体的には、画像に対してフーリエ変換等の周波数解析を行い、視覚特性関数を乗算することにより、知覚エッジ・テクスチャ量を算出する。以下の記載では、おもに実施形態１との相違点を説明する。実施形態１との相違点は、視覚特性決定部５０３ａ、５０３ｂと、周波数解析部８０７ａ、８０７ｂと、視覚特性適用部８０８ａ、８０８ｂの処理内容である。なお、視覚特性決定部５０３ａ、５０３ｂと、視覚類似度計算部５０４の構成は実施形態１と同じであるので、図６および図８を参照して実施形態２を説明する。
【００７５】
＜周波数解析部８０７ａの動作＞
まず図８を参照する。視覚類似度計算部５０４の第１入力端子８０１には、画像Ｉｉｎが入力される。第３入力端子８０３には、視覚特性決定部５０３ａが計算したコントラスト感度特性が入力される。第２入力端子８０２には、画像Ｉｃｏｎｖが入力される。第４入力端子８０４には、視覚特性決定部５０３ｂが計算したコントラスト感度特性が入力される。第１入力端子８０１に入力された画像Ｉｉｎは撮像環境輝度変換部８０５により輝度画像に変換される。第２入力端子８０２に入力された画像Ｉｃｏｎｖは表示環境輝度変換部８０６により、輝度画像に変換される。ここまでは実施形態１と同じである。
【００７６】
実施形態２では、周波数解析部８０７ａが輝度画像をフーリエ変換することで、輝度画像の周波数解析を行う。実施形態１と比較すると、実施形態２では、帯域分割フィルタの作成および乗算処理、逆フーリエ変換処理が発生しない。よって、実施形態２は、計算量を大幅に削減できる。以下では、実施形態２の処理により得られる周波数解析画像をIfft(u,v)と表す。ここで、ｕは横方向（ｘ方向）の周波数成分、ｖは縦方向（ｙ方向）の周波数成分を表わす。周波数解析部８０７ｂは、同様な処理を、表示環境輝度変換部８０６からの出力に対して行う。
【００７７】
＜視覚特性決定部５０３ａの動作＞
次に図６を参照して、視覚特性決定部５０３ａの処理について述べる。実施形態２では、実施形態１と異なり、視覚特性決定部５０３ａは画像Ｉｉｎに対して、２次元の視覚特性VTF(u,v)を決定する。実施形態１では１次元の視覚特性（コントラスト特性）を用いた。
以下では、Ｂａｒｔｅｎのモデルにより導出された空間ＶＴＦを用いる。Ｂａｒｔｅｎの空間ＶＴＦより、周波数成分ｕ，ｖに対するコントラスト感度特性VTFs(u,v)は以下の式（１６）で与えられる。
【００７８】
【数１６】
2016170637.tif 000018
【００７９】
ここで、Xoは視野角[degree]である。また、Ｌは輝度であり、本実施形態では算出された輝度画像の平均輝度とする。視覚特性決定部５０３ｂは、画像Ｉｃｏｎｖに対して、視覚特性決定部５０３ａと同様な処理を行う。
なお、上記の説明ではＢａｒｔｅｎのモデルにより導出された空間ＶＴＦを用いたが、本発明はこれに限定されない。例えば、被写体の輝度を変化させて取得したコントラスト感度特性をあらかじめ測定し、データとして記録しておき、それを参照してもよい。
【００８０】
＜視覚特性適用部８０８ａの動作＞
図８を参照して、視覚特性適用部８０８ａの動作について述べる。本実施形態では、視覚特性適用部８０８ａは、周波数解析部８０７ａの出力Ifft(u,v)に対して、視覚特性決定部５０３ａにより得られたvtf(u,v)を乗算する。さらに、その結果を逆フーリエ変換することで、視覚特性適用後の画像Ｉthを計算する。具体的には、以下の式（１７）により視覚特性適用後の画像Ｉthが求められる。
【００８１】
【数１７】
2016170637.tif 000019
【００８２】
ここで、ifftは逆フーリエ変換を表す。視覚特性適用部８０８ａで生成した画像Ｉthは知覚エッジ・テクスチャ量であり、差分計算部８０９に入力される。視覚特性適用部８０８ｂは、視覚特性適用部８０８ａと同様な処理を、周波数解析部８０７ｂの出力に対して行う。
よって、実施形態２によれば、視覚類似度計算部５０４における処理を簡略化することができる。  
【００８３】
（他の実施形態）
実施形態１では、周波数域で乗算を行って帯域分割を行ったが、空間域での畳みこみ演算で帯域分割を行うことも可能である。また、ウェーブレットなど公知の帯域分割フィルタを適用し、図１２に示すような周波数帯域に分割することも可能である。図１２は、帯域分割フィルタによる周波数の帯域分割を、半値周波数で表した図である。
なお、デジタルカメラは、デジタルカメラスチルカメラでもデジタルビデオカメラでもよい。また、デジタルカメラは、撮像装置の一例である。本発明は、デジタルカメラだけでなく、携帯電話、タブレット端末、ゲーム機等にも適用できる。  
【００８４】
さらに、以下のようにソフトウェア（プログラム）を実行することも、本発明の範囲に含まれる。即ち、上記した実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、当該システム或いは当該装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行することは、本発明に含まれる。
【符号の説明】
【００８５】
１０１…撮像部、１０８…ＣＰＵ、１１４…表示部、２０２…階調変換処理実行部、２０３…階調変換処理決定部、２０４…類似度算出部
【図１】
2016170637.tif 000020
【図２】
2016170637.tif 000021
【図３】
2016170637.tif 000022
【図４】
2016170637.tif 000023
【図５】
2016170637.tif 000024
【図６】
2016170637.tif 000025
【図７】
2016170637.tif 000026
【図８】
2016170637.tif 000027
【図９】
2016170637.tif 000028
【図１０】
2016170637.tif 000029
【図１１】
2016170637.tif 000030
【図１２】
2016170637.tif 000031