(57)【要約】【課題】偽色を抑制することができるようにする。【解決手段】入力された信号に対してフィルタ処理を施すフィルタ処理部と、フィルタ処理部に入力される信号のダイナミックレンジを変換するダイナミックレンジ変換部とを備え、ダイナミックレンジ変換部は、暗部で線形性を有し、明部でダイナミックレンジを圧縮する関数を用いた変換を行う。ダイナミックレンジ変換部は、複数の関数を切り換えて変換を行う。本技術は、デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラなどの撮像装置に適用できる。【選択図】図３
2016051999.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力された信号に対してフィルタ処理を施すフィルタ処理部と、
前記フィルタ処理部に入力される前記信号のダイナミックレンジを変換するダイナミックレンジ変換部と
を備え、
前記ダイナミックレンジ変換部は、暗部で線形性を有し、明部でダイナミックレンジを圧縮する関数を用いた変換を行う
画像処理装置。
【請求項２】
前記ダイナミックレンジ変換部は、複数の関数を切り換えて前記変換を行う
請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項３】
前記関数は、２次関数である
請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記暗部で用いられる関数は、２次関数であり、前記明部で用いられる関数は、前記２次関数の接線である
請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項５】
前記ダイナミックレンジ変換部に入力される信号は、ホワイトバランスの調整が行われた信号である
請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項６】
入力された信号に対してフィルタ処理を施すフィルタ処理部と、
前記フィルタ処理部に入力される前記信号のダイナミックレンジを変換するダイナミックレンジ変換部と
を備える画像処理装置の画像処理方法において、
前記ダイナミックレンジ変換部は、暗部で線形性を有し、明部でダイナミックレンジを圧縮する関数を用いた変換を行う
ステップを含む画像処理方法。
【請求項７】
入力された信号に対してフィルタ処理を施すフィルタ処理部と、
前記フィルタ処理部に入力される前記信号のダイナミックレンジを変換するダイナミックレンジ変換部と
を備える画像処理装置を制御するコンピュータに、
前記ダイナミックレンジ変換部が、暗部で線形性を有し、明部でダイナミックレンジを圧縮する関数を用いた変換を行う
処理を実行させるためのコンピュータ読み取り可能なプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術は、画像処理装置、画像処理方法、並びにプログラムに関する。詳しくは、偽色の抑制に効果がある画像処理装置、画像処理方法、並びにプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタルスチルカメラなどの撮像装置の画素部は、たくさんの撮像素子が備えられている。この撮像素子は、たくさんのフォトダイオードのセルから構成されている。画像の高輝度部分において、所定のセルに大量の光子が入ることで発生した電子数が、飽和レベルを越え、溢れた電子が近傍セルに入ってしまい、パープルフリンジなどと称される偽色が発生することがある。
【０００３】
撮像素子の多くは緑色の感度が高く、ホワイトバランス機能によって赤色と青色にゲインがかけられて色バランスが整えられる。このゲインは溢れた成分に対しても一様に適用されるため、紫色の偽色となって出る。
【０００４】
特許文献１では、色配列内の任意の注目画素位置において、注目画素位置を含む規定された大きさの領域内に存在する色の存在頻度が所望の誤差範囲に収まるように規定されているようにすることで、解像度の低下や偽色の発生を抑制することが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−１０８５３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
偽色を抑制するために、空間的な補間を行う信号処理の前に、ガンマ変換やログ（Ｌｏｇ）変換を行うことでダイナミックレンジを変換することが提案されている。しかしながら、ログ変換などでダイナミックレンジを変換すると、線形性が崩れてしまい、偽色が抑制しきれない可能性があった。
【０００７】
本技術は、このような状況に鑑みてなされたものであり、偽色の抑制をできるようにするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本技術の一側面の画像処理装置は、入力された信号に対してフィルタ処理を施すフィルタ処理部と、前記フィルタ処理部に入力される前記信号のダイナミックレンジを変換するダイナミックレンジ変換部とを備え、前記ダイナミックレンジ変換部は、暗部で線形性を有し、明部でダイナミックレンジを圧縮する関数を用いた変換を行う。
【０００９】
前記ダイナミックレンジ変換部は、複数の関数を切り換えて前記変換を行うようにすることができる。
【００１０】
前記関数は、２次関数であるようにすることができる。
【００１１】
前記暗部で用いられる関数は、２次関数であり、前記明部で用いられる関数は、前記２次関数の接線であるようにすることができる。
【００１２】
前記ダイナミックレンジ変換部に入力される信号は、ホワイトバランスの調整が行われた信号であるようにすることができる。
【００１３】
本技術の一側面の画像処理方法は、入力された信号に対してフィルタ処理を施すフィルタ処理部と、前記フィルタ処理部に入力される前記信号のダイナミックレンジを変換するダイナミックレンジ変換部とを備える画像処理装置の画像処理方法において、前記ダイナミックレンジ変換部は、暗部で線形性を有し、明部でダイナミックレンジを圧縮する関数を用いた変換を行うステップを含む。
【００１４】
本技術の一側面のプログラムは、入力された信号に対してフィルタ処理を施すフィルタ処理部と、前記フィルタ処理部に入力される前記信号のダイナミックレンジを変換するダイナミックレンジ変換部とを備える画像処理装置を制御するコンピュータに、前記ダイナミックレンジ変換部が、暗部で線形性を有し、明部でダイナミックレンジを圧縮する関数を用いた変換を行う処理を実行させるためのコンピュータ読み取り可能なプログラムである。
【００１５】
本技術の一側面の画像処理装置、画像処理方法、並びにプログラムにおいては、入力された信号に対してフィルタ処理が施され、そのフィルタ処理がされる前に、ダイナミックレンジが変換される。そのダイナミックレンジの変換は、暗部で線形性を有し、明部でダイナミックレンジを圧縮する関数が用いられた変換とされる。
【発明の効果】
【００１６】
本技術の一側面によれば、偽色を抑制することができる。
【００１７】
なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれかの効果であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】撮像装置の構成を示す図である。
【図２】色配置について説明するための図である。
【図３】本技術を適用した信号処理部の一実施の形態の構成を示す図である。
【図４】信号処理部の他の構成を示す図である。
【図５】ダイナミックレンジ変換部で用いられる関数について説明するための図である。
【図６】ダイナミックレンジ変換部で用いられる関数について説明するための図である。
【図７】ダイナミックレンジ変換部で用いられる関数について説明するための図である。
【図８】ダイナミックレンジ変換部で用いられる関数について説明するための図である。
【図９】ダイナミックレンジ変換部で用いられる関数について説明するための図である。
【図１０】ダイナミックレンジ変換部で用いられる関数について説明するための図である。
【図１１】ダイナミックレンジ変換部で用いられる関数について説明するための図である。
【図１２】記録媒体について説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に、本技術を実施するための形態（以下、実施の形態という）について説明する。なお、説明は、以下の順序で行う。
１．撮像装置の構成
２．カラーフィルタについて
３．信号処理部の構成
４．ダイナミックレンジ変換部の処理
５．記録媒体について
【００２０】
＜撮像装置の構成＞
図１を参照し、本技術に係る電子機器、例えば撮像装置の構成について説明する。
【００２１】
図１に示すように、本技術に係る撮像装置１０は、レンズ群２１等を含む光学系、固体撮像素子（撮像デバイス）２２、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）２３、フレームメモリ２４、表示部２５、記録部２６、操作部２７および電源部２８等を有する。そして、ＤＳＰ２３、フレームメモリ２４、表示部２５、記録部２６、操作部２７、電源部２８、ＣＰＵ（Central Processing Unit）３０がバスライン２９を介して相互に接続されている。
【００２２】
レンズ群２１は、被写体からの入射光（像光）を取り込んで固体撮像素子２２の撮像面上に結像する。固体撮像素子２２は、レンズ群２１によって撮像面上に結像された入射光の光量を画素単位で電気信号に変換して画素信号として出力する。
【００２３】
ＤＳＰ２３は、固体撮像素子２２からの信号を処理する。例えば、固体撮像素子２２に焦点を検出するための画素がある場合、そのような画素からの信号を処理し、焦点を検出する処理を行ったり、撮影された被写体の画像を構築するための画素からの信号を処理し、フレームメモリ２４に展開したりするといった処理を行う。
【００２４】
表示部２５は、液晶表示装置や有機ＥＬ（electro luminescence）表示装置等のパネル型表示装置からなり、固体撮像素子２２で撮像された動画または静止画を表示する。記録部２６は、固体撮像素子２２で撮像された動画または静止画を、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）、ＨＤＤ（Hard disk drive）等の記録媒体に記録する。
【００２５】
操作部２７は、ユーザによる操作の下に、本撮像装置が持つ様々な機能について操作指令を発する。電源部２８は、ＤＳＰ２３、フレームメモリ２４、表示部２５、記録部２６および操作部２７の動作電源となる各種の電源を、これら供給対象に対して適宜供給する。
【００２６】
上記の構成の撮像装置は、ビデオカメラやデジタルスチルカメラ、さらには携帯電話機等のモバイル機器向けカメラモジュールなどの撮像装置として用いることができる。
【００２７】
＜カラーフィルタについて＞
固体撮像素子２２は、カラーフィルタを備えている。図２は、カラーフィルタの色配置の一例を示す図である。図２Ａは、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色が配置されている色配置例を示し、図２Ｂは、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）、Ｗ（白）の各色が配置されている色配置例を示している。カラーフィルタを透過した光を受光した画素のうち、赤色光を受光する画素をＲ画素、緑色光を受光する画素をＧ画素、青色光を受光する画素をＢ画素、白色光を受光する画素をＷ画素とする。
【００２８】
Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色光を出力する３個の画素は、例えば、図２Ａに示すように、表示領域にマトリクス状に配置される。図２Ａにおいて、各矩形は画素を模式的に表す。また、各矩形の内部には、カラーフィルタの種類（各画素が出力する色光）を示す記号を示す。例えば、Ｇ画素には「Ｇ」を付し、Ｒ画素には「Ｒ」を付し、Ｂ画素には「Ｂ」を付し、Ｗ画素には「Ｗ」を付す。以下の説明においても、同様に記載する。
【００２９】
図２Ａに示した固体撮像素子２２は、１乃至４行、１乃至４列に配列されたＲ画素、Ｇ画素、Ｂ画素の配置を示す。図２Ａに示したのは、固体撮像素子２２の一部分であり、１乃至４行、１乃至４列に配列されたＲ画素、Ｇ画素、Ｂ画素以外の他の行、他の列に配列されたＲ画素、Ｇ画素、Ｂ画素についての構成も同様である。
【００３０】
以下の説明において、例えば、画素（ｍ，ｎ）との記載を行うが、ｍは行を表し、ｎは列を表すとする。また行とは、水平信号線（不図示）が配置される水平方向とし、列とは、垂直信号線（不図示）が配置される垂直方向とする。例えば、画素（２，１）とは、２行目の１列目に位置する画素であることを表す。また、ここで、左上の画素を、画素（１，１）とし、この画素（１，１）を基準として、各画素の位置を表す。他の図面においても、同様の記載を行う。
【００３１】
固体撮像素子２２の水平方向（図１の左右方向であり、行方向）の構成を説明する。１行目には、Ｒ画素（１，１）、Ｇ画素（１，２）、Ｒ画素（１，３）、Ｇ画素（１，４）が配置されている。２行目には、Ｇ画素（２，１）、Ｂ画素（２，２）、Ｇ画素（２，３）、Ｂ画素（２，４）が配置されている。
【００３２】
３行目には、１行目と同じく、Ｒ画素とＧ画素が交互に配置されている。４行目には、２行目と同じく、Ｇ画素とＢ画素が交互に配置されている。
【００３３】
このような図２Ａに示した色配置は、ベイヤー(Bayer)配列などと称されている。
【００３４】
図２Ｂは、Ｗ画素を含む色配置例を示す図である。Ｗ画素は、全整色性である分光感度の画素として機能し、Ｒ画素、Ｇ画素、Ｂ画素は、それぞれの色に特性のある分光感度の画素として機能する。本技術は、このように、全整色性である分光感度を含む４種類の分光感度の画素が、撮像面上に配置されている固体撮像素子２２から得られる信号を処理する際にも適用できる。
【００３５】
図２Ｂに示した固体撮像素子２２は、１乃至４行、１乃至４列に配列されたＲ画素、Ｇ画素、Ｂ画素、およびＷ画素の配置を示す。図２Ｂに示したのは、固体撮像素子２２の一部分であり、１乃至４行、１乃至４列に配列されたＲ画素、Ｇ画素、Ｂ画素、およびＷ画素以外の他の行、他の列に配列されたＲ画素、Ｇ画素、Ｂ画素、およびＷ画素についての構成も同様である。
【００３６】
固体撮像素子２２の水平方向（図２Ｂの左右方向であり、行方向）の構成を説明する。１行目には、Ｇ画素（１，１）、Ｗ画素（１，２）、Ｇ画素（１，３）、Ｗ画素（１，４）が配置されている。２行目には、Ｗ画素（２，１）、Ｒ画素（２，２）、Ｗ画素（２，３）、Ｂ画素（２，４）が配置されている。
【００３７】
３行目には、１行目と同じく、Ｇ画素とＷ画素が交互に配置されている。４行目は、２行目と同じく、Ｗ画素、Ｒ画素、Ｂ画素が配置されているが、その配置順が異なる。すなわち、４行目は、Ｗ画素（４，１）、Ｂ画素（４，２）、Ｗ画素（４，３）、Ｒ画素（４，４）が配置されている。
【００３８】
図２Ｂに示した色配置においては、２次元的に、Ｗ画素が市松配列となる、４×４画素の周期的な配置を構成するような色配置が行われている。
【００３９】
本技術を適用した撮像装置１０においては、どのような色配置でも良く、図２に示した色配置は一例である。
【００４０】
＜信号処理部の構成＞
図３は、信号処理部の構成を示す図である。信号処理部５０は、ダイナミックレンジ変換部６１、フィルタ処理部６２、ダイナミックレンジ逆変換部６３を含む。信号処理部５０は、ＤＳＰ２３(図１)の一部を構成する。
【００４１】
フィルタ処理部６２では、空間的な補間処理などを行う。フィルタ処理部６２でのフィルタ処理により、信号が飽和している部分で、色バランスが崩れた信号が周りに拡散し、飽和している部分と、その周辺に紫色や青色の偽色が発生する可能性がある。このような現象は、パープルフリンジなどと称されている。
【００４２】
このような飽和偽色を抑制するための処理が、ダイナミックレンジ変換部６１で行われる。フィルタ処理部６２で空間的な補間などのフィルタ処理が実行される前に、ダイナミックレンジ変換部で、ガンマ変換やログ変換により、ダイナミックレンジが変換される。ダイナミックレンジが変換される際、暗部がリニア(Linear)階調でないため、線形性が崩れてしまい、偽色の抑制に影響を与えてしまう可能性がある。
【００４３】
すなわち、ダイナミックレンジ変換部６１の特性が、暗部での線形性と明部での飽和偽色の抑制に大きく影響を及ぼす。そこで、図５以降を参照して、所定の関数を用いることで、暗部で線形性を保ち、明部での飽和偽色を抑制できるダイナミックレンジ変換部６１の処理について説明する。
【００４４】
図３に示した信号処理部５０の説明に戻り、フィルタ処理部６２で処理された信号は、ダイナミックレンジ逆変化部６３に供給される。ダイナミックレンジ逆変換部６３は、ダイナミックレンジ変換部６１での処理と逆の変換を行う。
【００４５】
図４に示すように、ダイナミックレンジ変換部６１に入力される信号は、ホワイトバランス調整が行われた後の信号であっても良い。図４に示した信号処理部８０は、ホワイトバランス変換部９１でホワイトバランスの変換が行われた後の信号が、ダイナミックレンジ変換部６１に入力される構成となっている。図３に示した信号処理部５０と同様の部分には、同様の符号を付し、その説明は省略する。
【００４６】
ダイナミックレンジ変換部６１からの信号は、フィルタ処理部６２に供給され、フィルタ処理が施され、ダイナミックレンジ逆変換部６３に供給される。ダイナミックレンジ逆変換部６３は、入力された信号に対して、ダイナミックレンジ変換部６１が施す処理と逆の処理を施し、ホワイトバランス逆変換部９２に供給する。ホワイトバランス逆変換部９２は、ホワイトバランス変換部９１が施す処理と逆の処理を施し、後段の図示していない処理部に出力する。
【００４７】
図４に示した信号処理部８０におけるホワイトバランス変換部９１は、色味の調整のためのホワイトバランスの調整ではなく、偽色の発生を抑えるためにホワイトバランスの調整を行う。
【００４８】
＜ダイナミックレンジ変換部の処理＞
図５を参照し、ダイナミックレンジ変換部６１での処理の仕方により線形性が崩れてしまい、偽色などが効果的に抑制できない可能性があることについて説明し、その後、改善方法について説明する。
【００４９】
図５を２段に分け、上段に、無処理時の信号のグラフを示し、下段にＬｏｇによる変換を行ったときのグラフを示す。上段に示した無処理のときのグラフは、図３に示した信号処理部５０のダイナミックレンジ変換部６１で処理を行わないときの信号のグラフである。
【００５０】
下段に示したＬｏｇのときのグラフは、図３に示した信号処理部５０のダイナミックレンジ変換部６１でＬｏｇ変換を行ったときの信号のグラフである。また図５に示した各グラフにおいて、横軸は、画素位置を表し、縦軸は明るさを表すとする。また、各グラフにおいて、点線は、青色の信号を表し、一点鎖線は、緑色の信号を表し、実線は、赤色の信号を表すとする。
【００５１】
まず無処理のときのグラフを参照するに、ダイナミックレンジ変換部６１に、入力の欄に示したような信号、すなわち、青、緑の信号は略同レベルの一定値の信号であるが、赤の信号は、青、緑の信号と略同レベルの信号であるが、ノイズがのっているために、画素位置ａにおいて、レベルが落ち込んだ信号が、入力される。
【００５２】
無処理の変換後のグラフを参照するに、ダイナミックレンジ変換部６１での処理は行われないため、入力時の信号と同一の信号となる。無処理のフィルタ後のグラフを参照するに、フィルタ処理部６２でノイズを抑制するための処理が行われた場合、画素位置ａの部分の赤の信号にのっていたノイズが抑制され、青または緑の信号に近い信号になっている。
【００５３】
このような信号が、ダイナミックレンジ逆変換部６３に入力されると、ダイナミックレンジ逆変換部６３では処理が行われないため、フィルタ後の信号と同一の信号が出力される。このように、ダイナミックレンジ変換部６１による処理を行わなかった場合、フィルタ処理のみが施された信号が生成され、出力される。
【００５４】
次に下段に示したＬｏｇ変換を行う場合の信号のグラフを参照する。ダイナミックレンジ変換部６１に、上記した無処理時に入力された信号と同一の信号が入力されたとする。ダイナミックレンジ変換部６１は、入力された信号に対してＬｏｇ変換処理を施す。Ｌｏｇ変換の変換後のグラフを参照するに、青、緑、赤の各信号のレベルが上がっている。これに伴い、画素位置ａにおけるノイズの振幅も増大されている。
【００５５】
Ｌｏｇ変換後、フィルタ処理部６２による処理で、平滑化されるが、振幅が増大されたノイズにより、赤の信号の他の部分のレベルも下がってしまう。この時点で、青(緑)の信号と赤の信号とのレベルに差が生じてしまう。
【００５６】
このような信号が、ダイナミックレンジ逆変換部６３に入力され、ダイナミックレンジ変換部６１での処理と逆の処理(Ｌｏｇ逆変換)が実行されると、下がってしまった信号のレベルがさらに下がってしまい、線形性の崩れが発生してしまう。
【００５７】
このような線形性の崩れは、偽色を抑制するための処理などに影響を及ぼすため、発生しないようにする。このような線形性の崩れが発生する原因として、Ｌｏｇ変換を行うときに用いられる関数の特徴にある。図６はＬｏｇ変換に用いられる関数の一例を示す図である。横軸は、明るさを表し、縦軸は値(レベル値)を表すとする。なお、図７以降で、他の関数を同一図面に図示し、それらの関数を区別するために、Ｌｏｇ関数は、点線で示す。
【００５８】
明るさが０〜ｂまでを暗部とし、ｂ以上を明部とする。Ｌｏｇ変換で用いられるＬｏｇ関数は、図６に示したように、明部ではリニア（Linear）階調であるが、暗部ではリニア階調ではない。このため、上記したような線形性の崩れが生じてしまう。
【００５９】
そこで、ダイナミックレンジ変換部６１における変換が、図７に示すように、暗部でリニア階調を有する関数（図７中、実線で示した関数）を用い、明度でＬｏｇ関数を用いる変換とすることが考えられる。図７に示した関数によれば、暗部と明部共に、リニア階調の関数を用いてダイナミックレンジの変換が行えるようになる。
【００６０】
しかしながら、明るさｂのところで、用いられる関数が切り換えられるが、この切り換えられる部分が、不連続点となり、その部分で線形性が保たれず、偽色の抑制などの精度が低下してしまう可能性がある。
【００６１】
そこで、図８に示すような関数を用いる場合を考える。図８に示した関数は、１つの関数ｆ１（ｘ）であり、この関数ｆ１（ｘ）を用いて、ダイナミックレンジ変換部６１は変換を行う。関数ｆ１（ｘ）は、例えば、以下に示すような２次関数とすることができる。
【００６２】
ｆ１（ｘ）＝ａ×（ｘ―ｂ）２＋ｃ
この式において、ａ，ｂ，ｃは、係数であり、ｘは、入力される明るさを示す値である。関数ｆ１（ｘ）は、以下の条件を満たす式である。
【００６３】
関数ｆ１（ｘ）は、暗部と明度の両方で、線形性を有し、１つの関数であるため、不連続点がない。関数ｆ１（ｘ）としては、暗部で線形性を有し、明部で飽和偽色の抑制を満たす関数であればよい。暗部で線形性を有するという点では、関数ｆ１（ｘ）として、１次関数を適用することもできるが、明部で飽和偽色の抑制を満たす関数ではなくなる可能性があるため、ここでは、２次関数を用いる例を挙げて説明を続ける。
【００６４】
明部で飽和偽色の抑制を満たす関数としては、図６に示したＬｏｇ関数がある。階調を圧縮することで、飽和偽色を抑制することができる。Ｌｏｇ関数は、明部において傾きが小さいため、階調を圧縮することができ、飽和偽色を抑制することができる。よって、明部においては、Ｌｏｇ関数に近い特性を有する関数が、関数ｆ１（ｘ）として適用されると、明部においても飽和偽色を効果的に抑制することができる。
【００６５】
ダイナミックレンジ変換部６１に入力される信号の明るさが、一定の明るさ以下である場合、ダイナミックレンジ変換部６１は、１つの関数ｆ１（ｘ）だけ用いて変換を行うように構成することができる。一定の明るさ以下とは、関数ｆ１（ｘ）の値が、明部と判断される領域においても、飽和偽色を抑制できる範囲で変換を行える値までの明るさである。
【００６６】
例えば、図４に示したような信号処理部８０において、ホワイトバランス変換部９１により、ホワイトバランスが調整された信号が、ダイナミックレンジ変換部６１に入力され、一定の明るさ以上の信号が入力される可能性がある場合、図９に示すように、２つの関数を用いて、ダイナミックレンジ変換部６１における処理が行われるようにしても良い。
【００６７】
図９には、２つの関数ｆ１（ｘ）と関数ｆ２（ｘ）を示した。関数ｆ１（ｘ）は、図８に示した関数ｆ１（ｘ）と同様であり、図中、太線の実線で示した。関数ｆ２（ｘ）は、図中、細線の実線で示した。図９において、明るさが明るさｃ以下を暗部とし、明るさｃ以上を明部とする。明るさｃ自体は、暗部、明部のどちらに分類されても良い。
【００６８】
ダイナミックレンジ変換部６１は、暗部の信号が入力されたときには、関数ｆ１（ｘ）に基づいて変換を行い、明部の信号が入力されたときには、関数ｆ２（ｘ）に基づいて変換を行う。
【００６９】
関数ｆ２（ｘ）は、明るさｃのところで関数ｆ１（ｘ）の接線となっている関数であり、例えば、次式のように、１次関数で表すことができる関数である。
【００７０】
ｆ２（ｘ）＝ｄ×ｘ＋ｅ
この式において、ｄとｅは、係数であり、ｘは、入力される明るさを示す値である。関数ｆ２（ｘ）は、上記したように、関数ｆ１（ｘ）の接線である。
【００７１】
関数ｆ２（ｘ）を、関数ｆ１（ｘ）の接線となる関数とすることで、関数ｆ１（ｘ）から関数ｆ２（ｘ）に切り替わる部分、この場合、明るさｃの部分において不連続点が発生することなく、連続的に処理が行えるようになる。
【００７２】
すなわち、ダイナミックレンジ変換部６１は、暗部から明部にかけて、２次関数で近似された関数を用い、飽和偽色のために必要な領域（明部）と２次関数を接線で繋ぐことにより繋ぎ目を滑らかにした複数の関数を用いて、変換処理を行う。このため、暗部は線形性を維持しつつ、明部の飽和偽色を抑制することができる変換処理を行うことができる。
【００７３】
なおここでは、暗部と明部で関数が切り換えられとして説明をしたが、その他の基準を用いて、関数が切り換えられるようにしても良い。
【００７４】
また、図１０に示すように、３以上の関数が適宜切り換えられて用いられるようにしても良い。図１０に示した３つの関数は、関数ｆ１（ｘ）、関数ｆ２（ｘ）、および関数ｆ３（ｘ）である。関数ｆ１（ｘ）と関数ｆ２（ｘ）は、図９に示した関数と同じであり、関数ｆ３（ｘ）は、Ｌｏｇ関数である。
【００７５】
関数ｆ１（ｘ）、関数ｆ２（ｘ）、および関数ｆ３（ｘ）は、明るさｃのところで同一の値を有する、または近い値を有する関数である。このように、３つの関数を用いる場合、暗部で関数ｆ１（ｘ）を用い、明るさｃの前後の所定の範囲内では関数ｆ２（ｘ）を用い、明部では関数ｆ３（ｘ）を用いるようにすることができる。
【００７６】
このように、ダイナミックレンジ変換部６１は、入力された信号の明るさに応じ、複数の関数を切り換えて用いることで、変換処理を行うように構成しても良い。
【００７７】
ダイナミックレンジ変換部６１は、暗部から明部にかけて、線形性を有する所定の関数を用い、飽和偽色のために必要な領域（明部）と所定の関数を接線で繋ぐことにより繋ぎ目を滑らかにし、その繋ぎ目以降は、傾きが小さく、明部において飽和偽色を抑制することができる関数という条件を満たす複数の関数を用いて、変換処理を行う。このため、暗部は線形性を維持しつつ、明部の飽和偽色を抑制することができる変換処理を行うことができる。
【００７８】
なおこのように、関数ｆ１（ｘ）、関数ｆ２（ｘ）、および関数ｆ３（ｘ）を用いるように構成した場合、関数ｆ２（ｘ）は、関数ｆ３（ｘ）の接線となる関数としても良い。
【００７９】
また、Ｌｏｇ関数は、上記したように、明部における特性は良いため、明部におけるＬｏｇ関数に近い特性を有するような関数を、関数ｆ３（ｘ）として用いても良い。例えば、関数ｆ１（ｘ）と同じく、２次関数であるが、係数ａ、係数ｂ、係数ｃが異なる関数を関数ｆ３（ｘ）としても良い。
【００８０】
また、図９に示したように、２つの関数を用いる場合、関数ｆ２（ｘ）が、明部においてＬｏｇ関数に近い特性を有するような関数としても良い。そして、関数ｆ２（ｘ）を、明部においてＬｏｇ関数に近い特性を有するような関数とし、そのような関数ｆ２（ｘ）を接線として有する関数ｆ１（ｘ）を設定しても良い。
【００８１】
このように、ダイナミックレンジ変換部６１で、複数の関数を用いて処理が行われるようにすることで、暗部で線形性を有し、明部で飽和偽色を抑制することができる変換を、ダイナミックレンジ変換部６１で行うことが可能となる。
【００８２】
また関数として、２次関数や、１次関数といった関数を用いることで、回路構成として乗算器や加算器から構成することができるようになり、回路コストを低減させることが可能となる。また、図１０に示したように、Ｌｏｇ関数を、複数の関数の１つとして用いたとしても、Ｌｏｇ関数を用いる部分は、一部であるため、その部分を、例えば、テーブルとして備えるようにしたとしても、回路コストが増すようなことを抑えることが可能となる。
【００８３】
関数による変換処理を行う部分（ダイナミックレンジ変換部６１とダイナミックレンジ逆変換部６３）は、乗算器や加算器の組み合わせからなる回路として設けられていても良いし、テーブルとして設けられていても良いし、回路とテーブルの組み合わせで設けられていても良い。
【００８４】
ダイナミックレンジ変換部６１でダイナミックレンジが変換された信号は、フィルタ処理部６２でフィルタ処理後に、ダイナミックレンジ逆変換部６３で、ダイナミックレンジを元に戻す逆変換処理が施される。ダイナミックレンジ変換部６１で、例えば、図９に示した２つの関数ｆ１（ｘ）と関数ｆ２（ｘ）が用いられて明るさから所定の値に変換されるように構成された場合、ダイナミックレンジ逆変換部６３においては、図１１に示すように、関数ｆ１１（ｘ）と関数ｆ１２（ｘ）が用いられた逆変換が行われる。
【００８５】
図１１に示したグラフの横軸は、入力された値を表し、縦軸は、出力される明るさとしての値を表す。関数ｆ１１（ｘ）は、関数ｆ１（ｘ）を逆変換するための関数であり、関数ｆ１２（ｘ）は、関数ｆ２（ｘ）を逆変換するための関数である。関数ｆ１２（ｘ）は、関数ｆ１１（Ｘ）の値ｄにおける接線である。
【００８６】
ｆ１１（ｘ）＝ｆ−√（ｇ−ｘ）
ｆ１２（ｘ）＝ｈｘ＋ｉ
これらの式において、ｆ，ｇ，ｈ，ｉは、それぞれ係数である。ｆ１１（ｘ）は、ルートを用いた関数となり、ｆ１２（ｘ）は、１次関数となる。
【００８７】
このようにダイナミックレンジ変換部６１で用いられる関数に対応した関数が用いられ、ダイナミックレンジ逆変換部６３にて、逆変換が行われる。逆変換も同じく、２次関数や１次関数が用いられるため、回路コストを低減させることが可能となる。
【００８８】
このように、本技術を用いることで、フィルタ処理を行う前の段階で、飽和偽色を抑制するために、ダイナミックレンジを変換する場合に、暗部で線形特性を維持しつつ飽和偽色の抑制を行えるようになる。またその構成は乗算器と加算器で構成することができるため、回路コストをかけずに実現することができる。
【００８９】
＜記録媒体について＞
上述した一連の処理は、ハードウエアにより実行することもできるし、ソフトウエアにより実行することもできる。一連の処理をソフトウエアにより実行する場合には、そのソフトウエアを構成するプログラムが、コンピュータにインストールされる。ここで、コンピュータには、専用のハードウエアに組み込まれているコンピュータや、各種のプログラムをインストールすることで、各種の機能を実行することが可能な、例えば汎用のパーソナルコンピュータなどが含まれる。
【００９０】
図１２は、上述した一連の処理をプログラムにより実行するコンピュータのハードウエアの構成例を示すブロック図である。コンピュータにおいて、ＣＰＵ（Central Processing Unit）２０１、ＲＯＭ（Read Only Memory）２０２、ＲＡＭ（Random Access Memory）２０３は、バス２０４により相互に接続されている。バス２０４には、さらに、入出力インタフェース２０５が接続されている。入出力インタフェース２０５には、入力部２０６、出力部２０７、記憶部２０８、通信部２０９、およびドライブ２１０が接続されている。
【００９１】
入力部２０６は、キーボード、マウス、マイクロフォンなどよりなる。出力部２０７は、ディスプレイ、スピーカなどよりなる。記憶部２０８は、ハードディスクや不揮発性のメモリなどよりなる。通信部２０９は、ネットワークインタフェースなどよりなる。ドライブ２１０は、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、または半導体メモリなどのリムーバブルメディア２１１を駆動する。
【００９２】
以上のように構成されるコンピュータでは、ＣＰＵ２０１が、例えば、記憶部２０８に記憶されているプログラムを、入出力インタフェース２０５およびバス２０４を介して、ＲＡＭ２０３にロードして実行することにより、上述した一連の処理が行われる。
【００９３】
コンピュータ（ＣＰＵ２０１）が実行するプログラムは、例えば、パッケージメディア等としてのリムーバブルメディア２１１に記録して提供することができる。また、プログラムは、ローカルエリアネットワーク、インターネット、デジタル衛星放送といった、有線または無線の伝送媒体を介して提供することができる。
【００９４】
コンピュータでは、プログラムは、リムーバブルメディア２１１をドライブ２１０に装着することにより、入出力インタフェース２０５を介して、記憶部２０８にインストールすることができる。また、プログラムは、有線または無線の伝送媒体を介して、通信部２０９で受信し、記憶部２０８にインストールすることができる。その他、プログラムは、ＲＯＭ２０２や記憶部２０８に、あらかじめインストールしておくことができる。
【００９５】
なお、コンピュータが実行するプログラムは、本明細書で説明する順序に沿って時系列に処理が行われるプログラムであっても良いし、並列に、あるいは呼び出しが行われたとき等の必要なタイミングで処理が行われるプログラムであっても良い。
【００９６】
また、本明細書において、システムとは、複数の装置により構成される装置全体を表すものである。
【００９７】
なお、本明細書に記載された効果はあくまで例示であって限定されるものでは無く、また他の効果があってもよい。
【００９８】
なお、本技術の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本技術の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
【００９９】
なお、本技術は以下のような構成も取ることができる。
【０１００】
（１）
入力された信号に対してフィルタ処理を施すフィルタ処理部と、
前記フィルタ処理部に入力される前記信号のダイナミックレンジを変換するダイナミックレンジ変換部と
を備え、
前記ダイナミックレンジ変換部は、暗部で線形性を有し、明部でダイナミックレンジを圧縮する関数を用いた変換を行う
画像処理装置。
（２）
前記ダイナミックレンジ変換部は、複数の関数を切り換えて前記変換を行う
前記（１）に記載の画像処理装置。
（３）
前記関数は、２次関数である
前記（１）または（２）に記載の画像処理装置。
（４）
前記暗部で用いられる関数は、２次関数であり、前記明部で用いられる関数は、前記２次関数の接線である
前記（１）乃至（３）のいずれかに記載の画像処理装置。
（５）
前記ダイナミックレンジ変換部に入力される信号は、ホワイトバランスの調整が行われた信号である
前記（１）乃至（４）のいずれかに記載の画像処理装置。
（６）
入力された信号に対してフィルタ処理を施すフィルタ処理部と、
前記フィルタ処理部に入力される前記信号のダイナミックレンジを変換するダイナミックレンジ変換部と
を備える画像処理装置の画像処理方法において、
前記ダイナミックレンジ変換部は、暗部で線形性を有し、明部でダイナミックレンジを圧縮する関数を用いた変換を行う
ステップを含む画像処理方法。
（７）
入力された信号に対してフィルタ処理を施すフィルタ処理部と、
前記フィルタ処理部に入力される前記信号のダイナミックレンジを変換するダイナミックレンジ変換部と
を備える画像処理装置を制御するコンピュータに、
前記ダイナミックレンジ変換部が、暗部で線形性を有し、明部でダイナミックレンジを圧縮する関数を用いた変換を行う
処理を実行させるためのコンピュータ読み取り可能なプログラム。
【符号の説明】
【０１０１】
２０  撮像装置，  ２１  レンズ群，  ２２  固体撮像素子，  ２３  ＤＳＰ，  ２４  フレームメモリ，  ２５  表示部，  ２６  記録部，  ２７  操作部，  ２８  電源部，  ２９  バスライン，  ３０  ＣＰＵ，  ５０  信号処理部，  ６１  ダイナミックレンジ変換部，  ６２  フィルタ処理部，  ６３  ダイナミックレンジ逆変換部，  ８０  信号処理部，  ９１  ホワイトバランス変換部，  ９２  ホワイトバランス逆変換部
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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