(57)【要約】【課題】ビット数が少ない画像信号しか表示できない表示部でも、ビット数が多い画像信号の全体の階調範囲を確認することができる画像処理装置、画像処理方法及びプログラムを提供することを課題とする。【解決手段】画像処理装置は、階調範囲を設定する設定部と、各画素値が第１のビット数で表現される第１の画像信号を各画素値が前記第１のビット数より少ない第２のビット数で表現される第２の画像信号に変換する階調変換部と、前記第２の画像信号を表示する表示部とを有し、前記階調変換部は、前記設定部により設定された階調範囲の前記第１の画像信号の画素値を、前記第２のビット数のダイナミックレンジで、前記第２の画像信号の画素値に変換することを特徴とする。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
階調範囲を設定する設定部と、
各画素値が第１のビット数で表現される第１の画像信号を各画素値が前記第１のビット数より少ない第２のビット数で表現される第２の画像信号に変換する階調変換部と、
前記第２の画像信号を表示する表示部とを有し、
前記階調変換部は、前記設定部により設定された階調範囲の前記第１の画像信号の画素値を、前記第２のビット数のダイナミックレンジで、前記第２の画像信号の画素値に変換することを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記階調変換部は、前記第１の画像信号の各画素値の全階調範囲の中で、前記設定部により設定された階調範囲より小さい階調値を、前記第２の画像信号の最小の階調値に変換し、前記設定部により設定された階調範囲より大きい階調値を、前記第２の画像信号の最大の階調値に変換す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】
前記設定部が前記第１の画像信号の各画素値の全階調範囲を設定した場合、前記階調変換部は、前記全階調範囲で階調ステップが同じになるように、前記第１の画像信号を前記第２の画像信号に変換することを特徴とする請求項１又は２記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記表示部は、前記第１の画像信号の各画素値の全階調範囲に対する前記設定部により設定された階調範囲を表示することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項５】
前記表示部は、タッチパネルを有し、
前記設定部は、前記表示部に表示されている前記階調範囲のタッチパネル操作に応じて、前記階調範囲を変更設定す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１の画像信号と前記第２の画像信号は、それぞれ、ＹＣｂＣｒ信号であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項７】
階調範囲を設定する設定部と、
各画素値が第１のビット数で表現される第１の画像信号を各画素値が前記第１のビット数より少ない第２のビット数で表現される第２の画像信号に変換する第１の階調変換部と、
各画素値が第１のビット数で表現される前記第１の画像信号を各画素値が前記第２のビット数で表現される第３の画像信号に変換する第２の階調変換部と、
重畳部と、
表示部とを有し、
前記第１の階調変換部は、前記設定部により設定された階調範囲の前記第１の画像信号の画素値を、前記第２のビット数のダイナミックレンジで、前記第２の画像信号の画素値に変換し、
前記第２の階調変換部は、前記第１の画像信号の全階調範囲の画素値を、前記第２のビット数のダイナミックレンジで、前記第３の画像信号の画素値に変換し、
前記重畳部は、前記第２の画像信号の中で前記設定部により設定された階調範囲の画素値を含む画像領域を切り出し、前記切り出した画像領域を前記第３の画像信号に重畳し、
前記表示部は、前記切り出した画像領域を前記第３の画像信号に重畳した画像を表示することを特徴とする画像処理装置。
【請求項８】
前記第１の階調変換部は、前記第１の画像信号の各画素値の全階調範囲の中で、前記設定部により設定された階調範囲より小さい階調値を、前記第２の画像信号の最小の階調値に変換し、前記設定部により設定された階調範囲より大きい階調値を、前記第２の画像信号の最大の階調値に変換することを特徴とする請求項７記載の画像処理装置。
【請求項９】
前記第２の階調変換部は、前記全階調範囲で階調ステップが同じになるように、前記第１の画像信号を前記第３の画像信号に変換することを特徴とする請求項７又は８記載の画像処理装置。
【請求項１０】
前記表示部は、前記第１の画像信号の各画素値の全階調範囲に対する前記設定部により設定された階調範囲を表示することを特徴とする請求項７〜９のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項１１】
前記表示部は、タッチパネルを有し、
前記設定部は、前記表示部に表示されている前記階調範囲のタッチパネル操作に応じて、前記階調範囲を変更設定することを特徴とする請求項１０記載の画像処理装置。
【請求項１２】
前記第１の画像信号と前記第２の画像信号と前記第３の画像信号は、それぞれ、ＹＣｂＣｒ信号であることを特徴とする請求項７〜１１のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項１３】
設定部により、階調範囲を設定する設定ステップと、
階調変換部により、各画素値が第１のビット数で表現される第１の画像信号を各画素値が前記第１のビット数より少ない第２のビット数で表現される第２の画像信号に変換する際、前記設定ステップで設定された階調範囲の前記第１の画像信号の画素値を、前記第２のビット数のダイナミックレンジで、前記第２の画像信号の画素値に変換する階調変換ステップと、
表示部により、前記第２の画像信号を表示する表示ステップと
を有することを特徴とする画像処理方法。
【請求項１４】
設定部により、階調範囲を設定する設定ステップと、
第１の階調変換部により、各画素値が第１のビット数で表現される第１の画像信号を各画素値が前記第１のビット数より少ない第２のビット数で表現される第２の画像信号に変換する際、前記設定ステップで設定された階調範囲の前記第１の画像信号の画素値を、前記第２のビット数のダイナミックレンジで、前記第２の画像信号の画素値に変換する第１の階調変換ステップと、
第２の階調変換部により、各画素値が第１のビット数で表現される前記第１の画像信号を各画素値が前記第２のビット数で表現される第３の画像信号に変換する際、前記第１の画像信号の全階調範囲の画素値を、前記第２のビット数のダイナミックレンジで、前記第３の画像信号の画素値に変換する第２の階調変換ステップと、
重畳部により、前記第２の画像信号の中で前記設定ステップで設定された階調範囲の画素値を含む画像領域を切り出し、前記切り出した画像領域を前記第３の画像信号に重畳する重畳ステップと、
表示部により、前記切り出した画像領域を前記第３の画像信号に重畳した画像を表示する表示ステップと
を有することを特徴とする画像処理方法。
【請求項１５】
階調範囲を設定する設定ステップと、
各画素値が第１のビット数で表現される第１の画像信号を各画素値が前記第１のビット数より少ない第２のビット数で表現される第２の画像信号に変換する際、前記設定ステップで設定された階調範囲の前記第１の画像信号の画素値を、前記第２のビット数のダイナミックレンジで、前記第２の画像信号の画素値に変換する階調変換ステップと、
前記第２の画像信号を表示部に表示する表示ステップと
をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【請求項１６】
階調範囲を設定する設定ステップと、
各画素値が第１のビット数で表現される第１の画像信号を各画素値が前記第１のビット数より少ない第２のビット数で表現される第２の画像信号に変換する際、前記設定ステップで設定された階調範囲の前記第１の画像信号の画素値を、前記第２のビット数のダイナミックレンジで、前記第２の画像信号の画素値に変換する第１の階調変換ステップと、
各画素値が第１のビット数で表現される前記第１の画像信号を各画素値が前記第２のビット数で表現される第３の画像信号に変換する際、前記第１の画像信号の全階調範囲の画素値を、前記第２のビット数のダイナミックレンジで、前記第３の画像信号の画素値に変換する第２の階調変換ステップと、
前記第２の画像信号の中で前記設定ステップで設定された階調範囲の画素値を含む画像領域を切り出し、前記切り出した画像領域を前記第３の画像信号に重畳する重畳ステップと、
前記切り出した画像領域を前記第３の画像信号に重畳した画像を表示部に表示する表示ステップと
をコンピュータに実行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、画像処理方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタルカメラやデジタルビデオカメラ等の画像処理装置は、ＣＭＯＳセンサやＣＣＤ等の撮像素子により画素単位で光電変換し、光の強度に応じた画像信号を生成し、画像信号処理を行う。近年、撮像素子の性能は向上しており、高ダイナミックレンジの画像データを生成できるようになりつつある。しかし、表示装置が対応するレンジ幅にも制限があるため、高ダイナミックレンジの画像データをそのまま表示することができない表示装置も多い。そこで、このような表示装置に画像データを表示する際は、標準的なレンジ幅である例えば８ビットの画像データにレンジ縮小して表示装置に出力する必要がある。
【０００３】
特許文献１には、高階調画像データを階調圧縮してレンジ縮小画像データを生成するとともに、レンジ縮小による階調圧縮によって消失されたデータに基づく付加データを生成する画像記録装置が開示されている。その画像記録装置は、レンジ縮小画像データと、付加データとを関連付けて記録する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−２２０５４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１では、高階調画像データを階調圧縮してレンジ縮小画像データを生成するため、高ダイナミックレンジの画像データをそのまま表示することができない表示装置において、画像データの階調を詳細に確認することができないという課題がある。
【０００６】
本発明の目的は、ビット数が少ない画像信号しか表示できない表示部でも、ビット数が多い画像信号の全体の階調範囲を確認することができる画像処理装置、画像処理方法及びプログラムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の画像処理装置は、階調範囲を設定する設定部と、各画素値が第１のビット数で表現される第１の画像信号を各画素値が前記第１のビット数より少ない第２のビット数で表現される第２の画像信号に変換する階調変換部と、前記第２の画像信号を表示する表示部とを有し、前記階調変換部は、前記設定部により設定された階調範囲の前記第１の画像信号の画素値を、前記第２のビット数のダイナミックレンジで、前記第２の画像信号の画素値に変換することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
設定する階調範囲を変更することにより、ビット数が少ない画像信号しか表示できない表示部でも、ビット数が多い画像信号の全体の階調範囲を確認することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１の実施形態による画像処理装置の構成例を示すブロック図である。
【図２】第１の実施形態による画像処理部の構成例を示すブロック図である。
【図３】第１の実施形態による階調変換部の動作を示す図である。
【図４】第１の実施形態による階調変換部の処理を示すフローチャートである。
【図５】第１の実施形態による階調変換部の変換テーブルを示す図である。
【図６】第１の実施形態による液晶パネルに表示される画像を示す図である。
【図７】第２の実施形態による画像処理部の構成例を示すブロック図である。
【図８】第２の実施形態による液晶パネルに表示される画像を示す図である。
【図９】第２の実施形態による階調変換部の処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態による画像処理装置１００の構成例を示すブロック図である。画像処理装置１００は、例えばデジタルカメラやデジタルビデオカメラ等である。画像処理装置１００は、レンズユニット１０１、撮像素子１０２、画像処理部１０３、圧縮伸張回路１０４、オンスクリーンディスプレイ部１０６、液晶パネル１０７、マイコン１０８、操作スイッチ群１０９、ＲＯＭ１１０、及びＲＡＭ１１１を有する。さらに、画像処理装置１００は、メモリカードコントローラ１１２、メモリカード１１４、及びバス１１７を有する。
【００１１】
レンズユニット１０１は、集光のための固定レンズ群、変倍レンズ群、絞り、変倍レンズ群の動きで移動した結像位置を補正する機能と焦点調節を行う機能とを兼ね備えた補正レンズ群を有し、撮像素子１０２の結像面上に被写体像を結像させる。撮像素子１０２は、ＣＭＯＳセンサやＣＣＤ等であり、光を電荷に変換し、画像信号を生成する。画像処理部１０３は、撮像素子１０２が出力する画像信号に対して画像処理を施してデジタル画像データをＲＡＭ１１１に出力する。
【００１２】
図２は、図１の画像処理部１０３の構成例を示すブロック図である。画像処理部１０３は、画像処理部２０１及び階調変換部２０５を有し、ＲＡＭ１１１に接続される。画像処理部２０１は、撮像素子１０２が出力する画像信号に適したホワイトバランスのゲイン値を算出し、撮像素子１０２が出力する画像信号にゲイン値を乗算する。その後、画像処理部２０１は、画像信号をＲＧＢ信号からＹＣｂＣｒ信号に変換し、１２ビットのＹ信号と１２ビットのＣｂ信号と１２ビットのＣｒ信号を出力する。
【００１３】
図３（Ａ）は、画像処理部２０１が出力する画像信号の各画素値（輝度値）を有する画素数を示す輝度分布３０１の図である。輝度値は、１２ビットＹ信号であり、０〜４０９５の値をとることができる。輝度分布３０１は、画像信号の輝度値（Ｙ信号）がどのように分布しているかを示す。縦軸が画素数、横軸が画素値（Ｙ信号の画素値＝輝度値）である。輝度分布３０１の画像信号は、２０４８以上の輝度値をもつ画素が多いことがわかる。そのため、輝度分布３０１の画像信号の画素値の平均は、２０４８以上の値になる。
【００１４】
階調変換部２０５は、各画素値が第１のビット数で表現される高ダイナミックレンジ（ＨＤＲ）の第１の画像信号を、各画素値が第１のビット数より少ない第２のビット数で表現される標準ダイナミックレンジ（ＳＤＲ）の第２の画像信号に変換する。第１のビット数は１２ビットであり、第２のビット数は８ビットである。例えば、階調変換部２０５は、画像処理部２０１が出力する１２ビットＹ信号と１２ビットＣｂ信号と１２ビットＣｒ信号を入力し、階調変換し、８ビットＹ信号と８ビットＣｂ信号と８ビットＣｒ信号を出力する。画像処理部２０１は、階調変換前の各１２ビットのＹＣｂＣｒ信号をＲＡＭ１１１に出力し、階調変換部２０５は、階調変換後の各８ビットのＹＣｂＣｒ信号をＲＡＭ１１１に出力する。ＲＡＭ１１１には、階調変換前の各１２ビットのＹＣｂＣｒ信号と、階調変換後の各８ビットのＹＣｂＣｒ信号とが書き込まれる。
【００１５】
図３（Ｂ）は、階調変換部２０５の入出力特性を示す図である。横軸は、階調変換前の入力１２ビット画素値（輝度値）を示し、０〜４０９５の値をとり得る。縦軸は、階調変換後の出力８ビット画素値（輝度値）を示し、０〜２５５の値をとり得る。階調変換部２０５は、１２ビットの画素値を８ビットの画素値に変換する。１２ビットの画素値は、０〜４０９５の値をとることができ、８ビットの画素値は、０〜２５５の値しかとることができない。階調変換部２０５は、どのように１２ビットの画素値を８ビットの画素値にマッピングするかを制御できる。例えば、図３（Ｃ）に示すように、階調変換部２０５は、「０〜１５」の１２ビット画素値を「０」の８ビット画素値に変換し、「１６〜３１」の１２ビット画素値を「１」の８ビット画素値に変換する。これにより、階調変換部２０５は、画素値を１２ビットから８ビットに階調変換することができる。この階調変換は、マイコン１０８により設定される階調変換テーブルを参照して行われる。
【００１６】
図３（Ｃ）は、第１の階調変換テーブルの例を示す図である。階調変換部２０５は、図３（Ｃ）の第１の階調変換テーブルを参照し、上記の通り、階調変換前の画素値「０〜１５」を階調変換後の画素値「０」に変換し、階調変換前の画素値「１６〜３１」を階調変換後の画素値「１」に変換する。図３（Ｃ）の第１の階調変換テーブルは、階調変換部２０５は、階調変換前の画像値が１６上がるたびに、階調変換後の画素値が１上がるテーブルである。階調変換部２０５は、図３（Ｃ）の第１の階調変換テーブルを読み込み、階調変換前の１２ビット画素値を階調変換後の８ビット画素値に変換する。なお、階調変換部２０５は、Ｙ信号と同様に、Ｃｂ信号及びＣｒ信号を階調変換する。すなわち、階調変換部２０５は、図３（Ｃ）の第１の階調変換テーブルを参照し、各１２ビットのＹＣｂＣｒ信号を各８ビットのＹＣｂＣｒ信号に変換する。
【００１７】
この階調変換により、ダイナミックレンジが狭い液晶パネル１０７においても全階調を確認することが可能となる。しかし、階調変換時の階調飛びが大きいため、グラデーション等の細かい階調のパターンを表示する場合に疑似輪郭等が発生し、画質低下が大きい。以下、この課題を解決する方法を説明する。
【００１８】
図１において、圧縮伸張回路１０４は、ＲＡＭ１１１に記憶されているデジタル画像信号をＭＰＥＧ圧縮し、圧縮ビデオデータを生成（エンコード）し、ＲＡＭ１１１に圧縮ビデオデータを出力する。また、圧縮伸張回路１０４は、ＭＰＥＧの圧縮ビデオデータを入力し、これを伸張する機能（デコード）も兼ね備えている。
【００１９】
オンスクリーンディスプレイ部（ＯＳＤ部）１０６は、各種設定メニュー、タイトル、又は時間などの情報を、階調変換後のデジタル画像信号に重畳させる。また、ＯＳＤ部１０６は、重畳されたデジタル画像信号等を表示部である液晶パネル１０７に出力してデジタル画像を表示させる。液晶パネル１０７は、ＯＳＤ部１０６の制御の下、デジタル画像を表示する。また、液晶パネル１０７は、タッチパネルを有し、画面上でのユーザによるパッチパネル操作が可能となっている。
【００２０】
マイコン１０８は、マイクロコンピュータであり、画像処理装置１００全体を制御する。操作スイッチ群１０９は、ユーザが操作入力するためのスイッチ群である。ＲＯＭ１１０は、例えばフラッシュＲＯＭであり、マイコン１０８が実行するプログラムなどが格納されている。また、ＲＯＭ１１０の一部領域は、バックアップ用として、画像処理装置１００の状態などを保持するために使用される。ＲＡＭ１１１は、マイコン１０８、画像処理部１０３、圧縮伸張回路１０４などがワークエリアとして使用する揮発性メモリである。
【００２１】
メモリカードコントローラ１１２は、圧縮伸張回路１０４により生成され、ＲＡＭ１１１に書き込まれた圧縮ビデオデータ（動画像データ）を、ＦＡＴファイルシステムなどのコンピュータに対応可能なフォーマットに従って、メモリカード１１４に記録する。メモリカード１１４は、圧縮伸張回路１０４により生成された圧縮ビデオデータや、マイコン１０８がＲＡＭ１１１に書き込んだ管理情報を、ＦＡＴファイルシステムなどのコンピュータに対応可能な所定のフォーマットに従って記録するための記録媒体である。メモリカード１１４は、画像処理装置１００から取り外し可能な着脱可能記録媒体であり、画像処理装置１００以外にもパーソナルコンピュータ等に装着することができる。また、特に図示していないが、画像処理装置１００は、音声のためのマイクユニット及びスピーカを有し、圧縮伸張回路１０４は、画像信号と共に音声信号の圧縮伸張を行う。前述の圧縮ビデオデータには、音声データも多重化される。
【００２２】
図４は、本実施形態による画像処理装置１００の画像処理方法を示すフローチャートである。図４のフローチャートにおける各処理は、画像処理装置１００を構成するマイコン１０８がＲＯＭ１１１に保存されているプログラムを実行することにより実現される。なお、撮像素子１０２がフレーム画像を生成する毎に、ＲＡＭ１１１には、階調変換後の画像信号と、階調変換前の画像信号が書き込まれる。このフローチャートは、主に、画像処理部１０３内の階調変換部２０５が行う階調変換処理を示す。
【００２３】
ステップＳ４０１では、マイコン１０８は、設定部であり、ユーザによる液晶パネル１０７のタッチパネル操作に応じて、全階調範囲の表示、中階調範囲の表示、高階調範囲の表示、及び低階調範囲の表示のうちのいずれかを設定する。
【００２４】
次に、ステップＳ４０２では、マイコン１０８は、全階調範囲の表示が設定されているか否かを判定する。マイコン１０８は、全階調範囲の表示が設定されていると判定した場合にはステップＳ４０３に処理を進め、全階調範囲の表示が設定されていないと判定した場合にはステップＳ４０４に処理を進める。ステップＳ４０３では、階調変換部２０５は、マイコン１０８の制御の下、図３（Ｃ）の第１の階調変換テーブルを参照し、全階調範囲について同じ階調ステップで、１２ビット画素値を８ビット画素値に変換する。具体的には、階調変換部２０５は、図３（Ｃ）の第１の階調変換テーブルを参照し、各１２ビットのＹＣｂＣｒ信号を各８ビットのＹＣｂＣｒ信号に変換する。
【００２５】
ステップＳ４０４では、マイコン１０８は、中階調範囲の表示が設定されているか否かを判定する。マイコン１０８は、中階調範囲の表示が設定されていると判定した場合にはステップＳ４０５に処理を進め、中階調範囲の表示が設定されていないと判定した場合にはステップＳ４０６に処理を進める。ステップＳ４０５では、階調変換部２０５は、マイコン１０８の制御の下、図５（Ａ）及び（Ｂ）の第２の階調変換テーブルを参照し、中階調範囲が高分解能になるように、１２ビット画素値を８ビット画素値に変換する。具体的には、階調変換部２０５は、図５（Ａ）及び（Ｂ）の第２の階調変換テーブルを参照し、各１２ビットのＹＣｂＣｒ信号を各８ビットのＹＣｂＣｒ信号に変換する。
【００２６】
図５（Ａ）は、第２の階調変換テーブルを用いた階調変換部２０５の入出力特性を示す図である。横軸は、階調変換前の入力１２ビット画素値（輝度値）を示し、０〜４０９５の値をとり得る。縦軸は、階調変換後の出力８ビット画素値（輝度値）を示し、０〜２５５の値をとり得る。図５（Ｂ）に示すように、第２の階調変換テーブルは、「１０２４〜３０７１」の階調変換前の画素値を、８ビット（２５６）のダイナミックレンジで、「０〜２５５」の階調変換後の画素値に変換する。そして、第２の階調変換テーブルは、「０〜１０２３」の階調変換前の画素値を「０」の階調変換後の画素値に変換し、「３０７２〜４０９５」の階調変換前の画素値を「２５５」の階調変換後の画素値に変換する。
【００２７】
図５（Ｂ）は、図５（Ａ）の第２の階調変換テーブルの例を示す図である。「１０２４〜３０７１」の階調変換前の画素値では、階調変換前の画素値が８上がるごとに、階調変換後の画素値が１上がる。また、「１０２３」以下の階調変換前の画素値は、「０」の階調変換後の画素値に変換される。また、「３０７２」以上の階調変換前の画素値は、「２５５」の階調変換後の画素値に変換される。これにより、「０〜１０２３」の階調変換前の画素値は、階調変換後には黒つぶれになる。また、「３０７２〜４０９５」の階調変換前の画素値は、階調変換後には白とびになる。ただし、図５（Ａ）及び（Ｂ）の第２の階調変換テーブルの「１０２４〜３０７１」の階調変換前の画素値は、図３（Ｂ）及び（Ｃ）の第１の階調変換テーブルの「１０２４〜３０７１」の階調変換前の画素値に比べ、階調変換後の分解能が高い。すなわち、第２の階調変換テーブルは、「１０２４〜３０７１」の中階調範囲の分解能を高くすることができる。
【００２８】
なお、階調変換部２０５は、Ｙ信号と同様に、Ｃｂ信号及びＣｒ信号を階調変換する。すなわち、階調変換部２０５は、図５（Ａ）及び（Ｂ）の第２の階調変換テーブルを参照し、各１２ビットのＹＣｂＣｒ信号を各８ビットのＹＣｂＣｒ信号に変換する。
【００２９】
ステップＳ４０６では、マイコン１０８は、高階調範囲の表示が設定されているか否かを判定する。マイコン１０８は、高階調範囲の表示が設定されていると判定した場合にはステップＳ４０７に処理を進め、高階調範囲の表示が設定されていないと判定した場合にはステップＳ４０９に処理を進める。ステップＳ４０７では、階調変換部２０５は、マイコン１０８の制御の下、図５（Ｃ）及び（Ｄ）の第３の階調変換テーブルを参照し、高階調範囲が高分解能になるように、１２ビット画素値を８ビット画素値に変換する。
【００３０】
図５（Ｃ）は、第３の階調変換テーブルを用いた階調変換部２０５の入出力特性を示す図である。横軸は、階調変換前の入力１２ビット画素値（輝度値）を示し、０〜４０９５の値をとり得る。縦軸は、階調変換後の出力８ビット画素値（輝度値）を示し、０〜２５５の値をとり得る。図５（Ｄ）に示すように、第３の階調変換テーブルは、「２０４８〜４０９５」の階調変換前の画素値を、８ビット（２５６）のダイナミックレンジで、「０〜２５５」の階調変換後の画素値に変換する。そして、第３の階調変換テーブルは、「０〜２０４７」の階調変換前の画素値を「０」の階調変換後の画素値に変換する。
【００３１】
図５（Ｄ）は、図５（Ｃ）の第３の階調変換テーブルの例を示す図である。「２０４８〜４０９５」の階調変換前の画素値では、階調変換前の画素値が８上がるごとに、階調変換後の画素値が１上がる。また、「２０４７」以下の階調変換前の画素値は、「０」の階調変換後の画素値に変換される。これにより、「０〜２０４７」の階調変換前の画素値は、階調変換後には黒つぶれになる。ただし、図５（Ｃ）及び（Ｄ）の第３の階調変換テーブルの「２０４８〜４０９５」の階調変換前の画素値は、図３（Ｂ）及び（Ｃ）の第１の階調変換テーブルの「２０４８〜４０９５」の階調変換前の画素値に比べ、階調変換後の分解能が高い。すなわち、第３の階調変換テーブルは、「２０４８〜４０９５」の高階調範囲の分解能を高くすることができる。
【００３２】
なお、階調変換部２０５は、Ｙ信号と同様に、Ｃｂ信号及びＣｒ信号を階調変換する。すなわち、階調変換部２０５は、図５（Ｃ）及び（Ｄ）の第３の階調変換テーブルを参照し、各１２ビットのＹＣｂＣｒ信号を各８ビットのＹＣｂＣｒ信号に変換する。
【００３３】
ステップＳ４０９は、低階調範囲の表示が設定されている場合の処理である。ステップＳ４０９では、階調変換部２０５は、マイコン１０８の制御の下、図５（Ｅ）及び（Ｆ）の第４の階調変換テーブルを参照し、低階調範囲が高分解能になるように、１２ビット画素値を８ビット画素値に変換する。
【００３４】
図５（Ｅ）は、第４の階調変換テーブルを用いた階調変換部２０５の入出力特性を示す図である。横軸は、階調変換前の入力１２ビット画素値（輝度値）を示し、０〜４０９５の値をとり得る。縦軸は、階調変換後の出力８ビット画素値（輝度値）を示し、０〜２５５の値をとり得る。図５（Ｆ）に示すように、第４の階調変換テーブルは、「０〜２０４７」の階調変換前の画素値を、８ビット（２５６）のダイナミックレンジで、「０〜２５５」の階調変換後の画素値に変換する。そして、第３の階調変換テーブルは、「２０４８〜４０９５」の階調変換前の画素値を「２５５」の階調変換後の画素値に変換する。
【００３５】
図５（Ｆ）は、図５（Ｅ）の第４の階調変換テーブルの例を示す図である。「０〜２０４７」の階調変換前の画素値では、階調変換前の画素値が８上がるごとに、階調変換後の画素値が１上がる。また、「２０４８」以上の階調変換前の画素値は、「２５５」の階調変換後の画素値に変換される。これにより、「２０４８〜４０９５」の階調変換前の画素値は、階調変換後には白とびになる。ただし、図５（Ｅ）及び（Ｆ）の第４の階調変換テーブルの「０〜２０４７」の階調変換前の画素値は、図３（Ｂ）及び（Ｃ）の第１の階調変換テーブルの「０〜２０４７」の階調変換前の画素値に比べ、階調変換後の分解能が高い。すなわち、第４の階調変換テーブルは、「０〜２０４７」の低階調範囲の分解能を高くすることができる。
【００３６】
なお、階調変換部２０５は、Ｙ信号と同様に、Ｃｂ信号及びＣｒ信号を階調変換する。すなわち、階調変換部２０５は、図５（Ｅ）及び（Ｆ）の第４の階調変換テーブルを参照し、各１２ビットのＹＣｂＣｒ信号を各８ビットのＹＣｂＣｒ信号に変換する。
【００３７】
図６（Ａ）〜（Ｅ）は、液晶パネル１０７に表示される画像を示す図である。図６（Ａ）は、ユーザが全階調範囲の表示を設定した場合に液晶パネル１０７に表示される画像を示す図である。この場合、階調変換部２０５は、図３（Ｂ）及び（Ｃ）の第１の階調変換テーブルを参照し、全階調範囲を同じ階調ステップで階調変換し、階調変換後の画像を液晶パネル１０７に表示させる。バー６０２は、階調変換前の画像のダイナミックレンジを示す。バー６０３は、液晶パネル１０７に表示されている階調変換後の画像のダイナミックレンジがどの範囲を表現しているかを示している。
【００３８】
図６（Ａ）の状態で、図６（Ｂ）に示すように、ユーザがバー６０３に対してピンチインによるタッチパネル操作を行った場合、ステップＳ４０１で、マイコン１０８は、表示する階調範囲の変更が行われたと認識し、表示する階調範囲を中階調範囲に変更する。すると、ステップＳ４０５では、階調変換部２０５は、図５（Ａ）及び（Ｂ）の第２の階調変換テーブルを参照し、中階調範囲が高分解能になるように階調変換する。すると、図６（Ｃ）に示すように、液晶パネル１０７には、中階調範囲が高分解能である階調変換後の画像が表示される。中階調範囲の画像領域６０４及び６０５は、図６（Ａ）の画像領域に比べ、高分解能になる。バー６０３ａは、液晶パネル１０７に表示されている階調変換後の画像のダイナミックレンジが、階調変換前の画像のダイナミックレンズを示すバー６０２に対して、中階調範囲を表現していることを示している。
【００３９】
次に、図６（Ｃ）の状態で、ユーザがバー６０３ａを上方向にタッチ操作によって移動された場合、ステップＳ４０１で、マイコン１０８は、高階調範囲の表示を設定する。すると、ステップＳ４０７では、階調変換部２０５は、図５（Ｃ）及び（Ｄ）の第３の階調変換テーブルを参照し、高階調範囲が高分解能になるように階調変換する。すると、図６（Ｄ）に示すように、液晶パネル１０７には、高階調範囲が高分解能である階調変換後の画像が表示される。高階調範囲の画像領域６０５及び６０６は、図６（Ａ）の画像領域に比べ、高分解能になる。バー６０３ｂは、液晶パネル１０７に表示されている階調変換後の画像のダイナミックレンジが、階調変換前の画像のダイナミックレンズを示すバー６０２に対して、高階調範囲を表現していることを示している。
【００４０】
また、図６（Ｃ）の状態で、ユーザがバー６０３ａを下方向にタッチ操作によって移動された場合、ステップＳ４０１で、マイコン１０８は、低階調範囲の表示を設定する。すると、ステップＳ４０９では、階調変換部２０５は、図５（Ｅ）及び（Ｆ）の第４の階調変換テーブルを参照し、低階調範囲が高分解能になるように階調変換する。すると、図６（Ｅ）に示すように、液晶パネル１０７には、低階調範囲が高分解能である階調変換後の画像が表示される。低階調範囲の画像領域６０４は、図６（Ａ）の画像領域に比べ、高分解能になる。バー６０３ｃは、液晶パネル１０７に表示されている階調変換後の画像のダイナミックレンジが、階調変換前の画像のダイナミックレンズを示すバー６０２に対して、低階調範囲を表現していることを示している。
【００４１】
以上のように、階調変換部２０５は、各画素値が第１のビット数（１２ビット）で表現される第１の画像信号を各画素値が第１のビット数より少ない第２のビット数（８ビット）で表現される第２の画像信号に変換する。具体的には、階調変換部２０５は、ステップＳ４０１で設定された階調範囲の第１の画像信号の画素値を、第２のビット数のダイナミックレンジで、第２の画像信号の画素値に変換する。また、階調変換部２０５は、第１の画像信号の各画素値の全階調範囲の中で、ステップＳ４０１で設定された階調範囲より小さい階調値を、第２の画像信号の最小の階調値「０」に変換する。また、階調変換部２０５は、第１の画像信号の各画素値の全階調範囲の中で、ステップＳ４０１で設定された階調範囲より大きい階調値を、第２の画像信号の最大の階調値「２５５」に変換する。ステップＳ４０１で第１の画像信号の各画素値の全階調範囲が設定された場合、階調変換部２０５は、図３（Ｂ）及び（Ｃ）のように、全階調範囲で階調ステップが同じになるように、第１の画像信号を第２の画像信号に変換する。
【００４２】
液晶パネル１０７は、第１の画像信号の各画素値の全階調範囲（バー６０２）に対するステップＳ４０１で設定された階調範囲（バー６０３，６０３ａ，６０３ｂ，６０３ｃ）を表示する。ステップＳ４０１では、マイコン１０８は、液晶パネル１０７に表示されている階調範囲のバー６０３，６０３ａ，６０３ｂ，６０３ｃのタッチパネル操作に応じて、階調範囲を変更設定する。
【００４３】
（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態による画像処理装置１００は、図１の構成と同じ構成を有する。以下、本実施形態が第１の実施形態と異なる点を説明する。図７は、本発明の第２の実施形態による画像処理部１０３の構成例を示す図である。図７の画像処理部１０３は、図２の画像処理部１０３に対して、１個の階調変換部２０５を２個の階調変換部２０５ａ及び２０５ｂに変えたものである。画像処理部１０３は、画像処理部２０１、第１の階調変換部２０５ａ及び第２の階調変換部２０５ｂを有する。第１の階調変換部２０５ａ及び第２の階調変換部２０５ｂは、画像処理部２０１が出力する画像信号に対して、相互に異なる階調変換テーブルを参照して階調変換し、階調変換後の画像信号をＲＡＭ１１１に出力する。ＲＡＭ１１１には、画像処理部２０１が出力する階調変換前の画像信号と、第１の階調変換部２０５ａが出力する階調変換後の画像信号と、第２の階調変換部２０５ｂが出力する階調変換後の画像信号が書き込まれる。
【００４４】
図８（Ａ）及び（Ｂ）は、本実施形態により液晶パネル１０７に表示される画像を示す図である。図８（Ａ）は、液晶パネル１０７の初期画面を示す図である。初期時、第２の階調変換部２０５ｂは、図３（Ｂ）及び（Ｃ）の第１の階調変換テーブルを参照し、全階調範囲を表示するための階調変換を行い、図８（Ａ）の階調変換後の画像を液晶パネル１０７に表示させる。液晶パネル１０７には、階調変換後の画像に対してタッチボタン８０２が重畳された画面が表示される。タッチボタン８０２は、階調を確認するためのＤＲ確認モードに遷移するためのボタンである。ユーザがタッチボタン８０２を押すと、液晶パネル１０７に図８（Ｂ）の画面が表示される。
【００４５】
図８（Ｂ）の画面では、タッチボタン８０２は、オンであることを示すため、左側の円表示の色が変更されている。さらに、液晶パネル１０７には、画面の一部のエリアを囲うフレーム８０５が表示される。さらに、フレーム８０５の右側には、バー８０４が表示される。バー８０４は、フレーム８０５内の画像が、階調変換前の画像のダイナミックレンジのうちのどのダイナミックレンジで表示されるかを示している。図８（Ｂ）の場合、フレーム８０５内には、高階調範囲が高分解能で表示されている。フレーム８０５の位置とバー８０４で示されるダイナミックレンジは、液晶パネル１０７の画面上でのタッチ操作によってユーザが任意に変更することができる。
【００４６】
図９は、本実施形態による画像処理装置１００の画像処理方法を示すフローチャートである。ステップＳ９０１では、マイコン１０８は、タッチボタン８０２の操作に応じて、階調を確認するためのＤＲ確認モードであるか否かを判定する。そして、マイコン１０８は、ＤＲ確認モードであると判定した場合にはステップＳ９０２に処理を進め、ＤＲ確認モードでないと判定した場合にはステップＳ９０８に処理を進める。
【００４７】
ステップＳ９０８では、第２の階調変換部２０５ｂは、図３（Ｂ）及び（Ｃ）の第１の階調変換テーブルを参照し、全階調範囲を表示するための階調変換を行う。次に、ステップＳ９０７では、ＯＳＤ部１０６は、マイコン１０８の制御の下、図８（Ａ）に示すように、第２の階調変換部２０５ｂの階調変換後の画像に対してタッチボタン８０２を重畳し、液晶パネル１０７に表示させる。
【００４８】
ステップＳ９０２では、マイコン１０８は、設定部であり、ユーザの液晶パネル１０７のタッチパネル操作に応じて、表示する階調範囲を設定する。次に、ステップＳ９０３では、第１の階調変換部２０５ａは、第１の実施形態と同様に、マイコン１０８の制御の下、第２〜第４の階調変換テーブルのうちで、ステップＳ９０２で設定された階調範囲に対応する階調変換テーブルを参照し、階調変換を行う。具体的には、第１の階調変換部２０５ａは、各１２ビットのＹＣｂＣｒ信号を各８ビットのＹＣｂＣｒ信号に変換する。次に、ステップＳ９０４では、マイコン１０８は、階調変換後の画像の中でステップＳ９０２で設定された階調範囲の画像の座標を取得する。次に、ステップＳ９０５では、マイコン１０８は、第１の階調変換部２０５ａの階調変換後の画像からステップＳ９０４で取得した座標に応じた画像領域を切り出す（クリップする）。
【００４９】
次に、ステップＳ９０６では、第２の階調変換部２０５ｂは、図３（Ｂ）及び（Ｃ）の第１の階調変換テーブルを参照し、全階調範囲を表示するための階調変換を行う。具体的には、第２の階調変換部２０５ｂは、各１２ビットのＹＣｂＣｒ信号を各８ビットのＹＣｂＣｒ信号に変換する。次に、マイコン１０８は、図８（Ｂ）のように、第２の階調変換部２０５ｂによる階調変換後の画像に対してステップＳ９０５で切り出した画像を、切り出し前の座標と同じ座標上に重畳する。次に、ステップＳ９０７では、ＯＳＤ部１０６は、マイコン１０８の制御の下、図８（Ｂ）に示すように、ステップＳ９０６で重畳された画像に対して、タッチボタン８０２、バー８０４及びフレーム８０５を重畳し、液晶パネル１０７に表示させる。
【００５０】
以上のように、第１の階調変換部２０５ａは、各画素値が第１のビット数（１２ビット）で表現される第１の画像信号を各画素値が第１のビット数より少ない第２のビット数（８ビット）で表現される第２の画像信号に変換する。ステップＳ９０３では、第１の階調変換部２０５ａは、ステップＳ９０２で設定された階調範囲の第１の画像信号の画素値を、第２のビット数のダイナミックレンジで、第２の画像信号の画素値に変換する。また、第１の階調変換部２０５ａは、第１の画像信号の各画素値の全階調範囲の中で、ステップＳ９０２で設定された階調範囲より小さい階調値を、第２の画像信号の最小の階調値「０」に変換する。また、第１の階調変換部２０５ａは、第１の画像信号の各画素値の全階調範囲の中で、ステップＳ９０２で設定された階調範囲より大きい階調値を、第２の画像信号の最大の階調値「２５５」に変換する。
【００５１】
第２の階調変換部２０５ｂは、各画素値が第１のビット数で表現される第１の画像信号を各画素値が第２のビット数で表現される第３の画像信号に変換する。ステップＳ９０６では、第２の階調変換部２０５ｂは、第１の画像信号の全階調範囲の画素値を、第２のビット数のダイナミックレンジで、第３の画像信号の画素値に変換する。すなわち、第２の階調変換部２０５ｂは、図３（Ｂ）及び（Ｃ）のように、全階調範囲で階調ステップが同じになるように、第１の画像信号を第３の画像信号に変換する。
【００５２】
ステップＳ９０５及びＳ９０６では、マイコン１０８は、重畳部であり、第２の画像信号の中でステップＳ９０２により設定された階調範囲の画素値を含む画像領域を切り出し、その切り出した画像領域を第３の画像信号に重畳する。液晶パネル１０７は、その切り出した画像領域を第３の画像信号に重畳した画像を表示する。
【００５３】
液晶パネル１０７は、第１の画像信号の各画素値の全階調範囲に対するステップＳ４０１で設定された階調範囲（バー８０４）を表示する。第１の実施形態と同様に、ステップＳ９０２では、マイコン１０８は、液晶パネル１０７に表示されている階調範囲のバー８０４のタッチパネル操作に応じて、階調範囲を変更設定する。
【００５４】
（その他の実施形態）
本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサがプログラムを読み出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。
【００５５】
なお、上記実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、又はその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
【符号の説明】
【００５６】
１００  画像処理装置、１０３  画像処理部、１０７  液晶パネル、１０８  マイコン
【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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