JP4523926B2 - 画像処理装置、画像処理プログラムおよび画像処理方法 - Google Patents

Description

この発明は、入力画像における補正対象画素の周辺画素にローパスフィルタをかけた平滑化画素と補正対象画素との相対値を用いることによって入力画像のダイナミックレンジを相対的に圧縮する画像処理装置、画像処理プログラムおよび画像処理方法に関し、特に、低周波成分のダイナミックレンジ圧縮効果を維持しつつエッジ部のオーバーシュートあるいはアンダーシュートの発生を抑制することができる画像処理装置、画像処理プログラムおよび画像処理方法に関する。

従来から、入力画像のダイナミックレンジを相対的に圧縮する画像処理手法として、人間の視覚特性をモデル化した「Ｃｅｎｔｅｒ／Ｓｕｒｒｏｕｎｄ Ｒｅｔｉｎｅｘ」と呼ばれる画質改善手法（以下、「Ｒｅｔｉｎｅｘ手法」と記載する）が知られている。

このＲｅｔｉｎｅｘ手法は、ローパスフィルタを用いて入力画像から抽出した低周波成分を抑制することで画像全体のダイナミックレンジを相対的に圧縮するものである（特許文献１参照）。

具体的には、入力画像の画素レベル値をＩ（ｘ，ｙ）、ローパスフィルタで抽出した低周波成分の画素レベル値をＬＰＦ（Ｉ（ｘ，ｙ））とすると、Ｒｅｔｉｎｅｘ手法による出力画像の画素レベル値Ｏ（ｘ，ｙ）は、「Ｏ（ｘ，ｙ）＝ｌｏｇ（Ｉ（ｘ，ｙ））−ｌｏｇ（ＬＰＦ（Ｉ（ｘ，ｙ）））」とあらわされる。

特表２０００−５１１３１５号公報

しかしながら、上記したＲｅｔｉｎｅｘ手法は、明るさが徐々に変化する低周波領域のダイナミックレンジ圧縮には大きな効果を発揮するものの、明るさが急激に変化する高周波領域（たとえば、エッジ領域）においては、オーバーシュート（ｏｖｅｒｓｈｏｏｔ）あるいはアンダーシュート（ｕｎｄｅｒｓｈｏｏｔ）が発生し、これによって出力画像の画質が著しく悪化してしまうという問題があった。

具体的には、Ｒｅｔｉｎｅｘ手法は、補正対象画素の周辺画素にローパスフィルタをかけることによって平滑化画素値（低周波成分）を算出し、算出した平滑化画素値をダイナミックレンジの中間値に近づける（低周波成分の抑制）とともに、先に算出した平滑化画素値と補正対象画素値との相対値（高周波成分）を拡大する（高周波成分の拡大）。そして、抑制した低周波成分と拡大した高周波成分とを足し合わせることで出力画像を生成する。

このため、急激に明るさが変化するエッジ部では、平滑化画像（上記した平滑化画素からなる画像）と入力画像との相対値が極端に増加してしまい、出力画像の画質が著しく悪化するという画質悪化現象が発生する。

これらのことから、Ｒｅｔｉｎｅｘ手法を改善することによって、低周波成分のダイナミックレンジ圧縮効果を維持しつつエッジ部のオーバーシュートあるいはアンダーシュートの発生を抑制することができる画像処理手法をいかにして実現するかが大きな課題となっている。

この発明は、上述した従来技術による問題点を解消するためになされたものであり、低周波成分のダイナミックレンジ圧縮効果を維持しつつエッジ部のオーバーシュートあるいはアンダーシュートの発生を抑制することができる画像処理装置、画像処理プログラムおよび画像処理方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するため本発明は、入力画像における補正対象画素の周辺画素にローパスフィルタをかけた平滑化画素と前記補正対象画素との相対値を用いることによって前記入力画像のダイナミックレンジを相対的に圧縮する画像処理装置であって、前記補正対象画素のレベル値をあらわす補正対象画素レベルとのレベル差に基づいて前記周辺画素を選択する周辺画素選択手段と、前記周辺画素選択手段によって選択された前記周辺画素を用いることによって前記平滑化画素からなる平滑化画像を生成する平滑化画像生成手段と、前記平滑化画像生成手段によって生成された前記平滑化画像と前記入力画像との差分画像および当該平滑化画像に基づいて出力画像を生成する出力画像生成手段とを備えたことを特徴とする。

また、本発明は、上記の発明において、前記周辺画素選択手段は、前記レベル差が所定の閾値以下である前記周辺画素を選択することを特徴とする。

また、本発明は、上記の発明において、前記周辺画素選択手段は、前記閾値を前記補正対象画素レベルに応じて変更することを特徴とする。

また、本発明は、上記の発明において、前記出力画像生成手段は、各画素レベルの振幅を縮小した前記平滑化画像に基づいて前記出力画像を生成することを特徴とする。

また、本発明は、上記の発明において、前記出力画像生成手段は、各画素レベルの振幅を拡大した前記差分画像に基づいて前記出力画像を生成することを特徴とする。

また、本発明は、上記の発明において、前記出力画像生成手段は、各画素レベルを非線形変換した前記差分画像に基づいて前記出力画像を生成することを特徴とする。

また、本発明は、入力画像における補正対象画素の周辺画素にローパスフィルタをかけた平滑化画素と前記補正対象画素との相対値を用いることによって前記入力画像のダイナミックレンジを相対的に圧縮する画像処理プログラムであって、前記補正対象画素のレベル値をあらわす補正対象画素レベルとのレベル差に基づいて前記周辺画素を選択する周辺画素選択手順と、前記周辺画素選択手順によって選択された前記周辺画素を用いることによって前記平滑化画素からなる平滑化画像を生成する平滑化画像生成手順と、前記平滑化画像生成手順によって生成された前記平滑化画像と前記入力画像との差分画像および当該平滑化画像に基づいて出力画像を生成する出力画像生成手順とをコンピュータに実行させることを特徴とする。

また、本発明は、上記の発明において、前記周辺画素選択手順は、前記レベル差が所定の閾値以下である前記周辺画素を選択することを特徴とする。

また、本発明は、上記の発明において、前記周辺画素選択手順は、前記閾値を前記補正対象画素レベルに応じて変更することを特徴とする。

また、本発明は、上記の発明において、入力画像における補正対象画素の周辺画素にローパスフィルタをかけた平滑化画素と前記補正対象画素との相対値を用いることによって前記入力画像のダイナミックレンジを相対的に圧縮する画像処理方法であって、前記補正対象画素のレベル値をあらわす補正対象画素レベルとのレベル差に基づいて前記周辺画素を選択する周辺画素選択工程と、前記周辺画素選択工程によって選択された前記周辺画素を用いることによって前記平滑化画素からなる平滑化画像を生成する平滑化画像生成工程と、前記平滑化画像生成工程によって生成された前記平滑化画像と前記入力画像との差分画像および当該平滑化画像に基づいて出力画像を生成する出力画像生成工程とを含んだことを特徴とする。

本発明によれば、補正対象画素のレベル値をあらわす補正対象画素レベルとのレベル差に基づいて周辺画素を選択し、選択された周辺画素を用いることによって平滑化画素からなる平滑化画像を生成し、生成された平滑化画像と入力画像との差分画像および平滑化画像に基づいて出力画像を生成するよう構成したので、Ｒｅｔｉｎｅｘ手法の課題であったエッジ部分におけるオーバーシュートあるいはアンダーシュート発生による画質劣化現象を改善することにより、低周波成分のダイナミックレンジ圧縮効果を維持しつつエッジ部のオーバーシュートあるいはアンダーシュートの発生を抑制することができるという効果を奏する。

また、本発明によれば、レベル差が所定の閾値以下である周辺画素を選択するよう構成したので、レベル差が大きく異なる周辺画素を平滑化画像生成の対象画素とすることがない。したがって、エッジ部のオーバーシュートあるいはアンダーシュートの発生を抑制することができるという効果を奏する。

また、本発明によれば、閾値を補正対象画素レベルに応じて変更するよう構成したので、補正対象画素のレベル値に応じて適切な閾値を選択することができる。したがって、平滑化画像生成に用いる周辺画素を適切に選択することができるという効果を奏する。

また、本発明によれば、各画素レベルの振幅を縮小した平滑化画像に基づいて出力画像を生成するよう構成したので、入力画像における低周波成分のダイナミックレンジを適切に圧縮することができるという効果を奏する。

また、本発明によれば、各画素レベルの振幅を拡大した差分画像に基づいて出力画像を生成するよう構成したので、高周波成分を強調することによってメリハリの出力画像を生成することができるという効果を奏する。

また、本発明によれば、各画素レベルを非線形変換した差分画像に基づいて出力画像を生成するよう構成したので、高周波成分の変化を緩和することによって仕上がりが自然な出力画像を生成することができるという効果を奏する。

以下に添付図面を参照して、この発明に係る画像処理手法の好適な実施例を詳細に説明する。なお、本発明に係る画像処理手法は、人間の視覚特性をモデル化した「Ｃｅｎｔｅｒ／Ｓｕｒｒｏｕｎｄ Ｒｅｔｉｎｅｘ」と呼ばれる画質改善手法（Ｒｅｔｉｎｅｘ手法）にみられる画質劣化現象を改善するものである。

まず、本発明に係る画像処理手法の概要について図１を用いて説明する。図１は、本発明に係る画像処理手法の概要を示す図である。同図に示すように、本発明に係る画像処理手法は、入力画像から平滑化画像を生成する際に参照する周辺画素（以下、「参照画素」と記載する）の選択処理に主な特徴がある。

ここで、本発明の特徴点を明確にするために、従来技術に係る画像処理手法の概要および課題について図７および図８を用いて説明しておく。図７は、従来技術に係る画像処理手法の概要を示す図であり、図８は、従来技術に係る画像処理手法の課題を示す図である。

図７に示すように、従来技術に係る画像処理手法（Ｒｅｔｉｎｅｘ手法）では、入力画像における補正対象画素の画素値を補正する場合に、ローパスフィルタの領域に含まれる周辺画素の画素値を参照画素として用いていた。すなわち、従来技術に係る画像処理手法においては、ローパスフィルタの適用範囲が参照画素範囲と等しくなっていた。

しかしながら、このような手法を用いると補正対象画素がエッジ付近にある場合に過剰な補正処理を施してしまう結果となる。たとえば、同図の１０１ａおよび１０７ａに示すように、補正対象画素がエッジ付近の暗い前景（逆光状態となった人物像など）にある場合、明るい背景部分の画素（１０７ａにおけるレベル値が２５５に近い部分の曲線参照）までもが参照画素として含まれてしまう（１０７ａにおける参照画素範囲参照）。

その結果、従来技術に係る画像処理手法には、入力画像に補正処理を施して得られる出力画像のエッジ部にオーバーシュートあるいはアンダーシュートが発生するという課題があった。この課題について図８を用いて説明する。なお、図８（１０８ａおよび１０８ｂ参照）は、階調レベル（０〜２５５）を縦軸に、画素位置を横軸にとったものである。

また、図８の１０８ａには、入力画像（直線参照）における各補正対象画素の周辺画素にローパスフィルタをかけることによって得られる平滑化画像（点線参照）と、入力画像および平滑化画像の相対値（矢印参照）を示している。そして、図８の１０８ｂには、ダイナミックレンジの中間値に近づける処理を施した平滑化画像（点線参照）、拡大する処理を施した相対値（矢印参照）および出力画像（直線参照）を示している。

図８の１０８ａに示したように、エッジ付近においては平滑化画像のエッジ勾配がなまる（エッジ勾配がなだらかになる）ことにより、エッジ付近の相対値が極端に増大する。そして、図８の１０８ｂに示したように、エッジ付近にオーバーシュートあるいはアンダーシュートが発生してしまう。

このような従来技術の課題を解決するため、本発明に係る画像処理手法では、ローパスフィルタの適用画素領域であっても、補正対象画素の画素レベル値と大きく異なる画素については参照画素として選択しないこととした（図１の１０１ｂ参照）。言い換えれば、補正対象画素についてのローパスフィルタ適用画素領域に含まれ、かつ、補正対象画素についての所定のレベル差幅に含まれる画素を参照画素として選択することとした（図１の１０１ｃ参照）。

このように、本発明に係る画像処理手法では、入力画像における補正対象画素に変換処理をかける際に参照する周辺画素を選択する処理において（図１の（１）参照）、ローパスフィルタ適用画素の中から補正対象画素とのレベル差が所定の範囲内の画素を参照画素として抽出することとした（図１の（１）ａ参照）。そして、（１）ａにおいて抽出した参照画素を用いて補正処理を実行することとした（図１の（２）参照）。したがって、低周波成分のダイナミックレンジ圧縮効果を維持しつつエッジ部のオーバーシュートあるいはアンダーシュートの発生を抑制することができる。

次に、図１を用いて説明した本発明に係る画像処理手法を適用した画像処理装置１０について図２を用いて説明する。図２は、画像処理装置１０の構成を示すブロック図である。なお、画像処理装置１０は、ＩＣ（Integrated Circuit）チップ上に構成することとしてもよいし、パーソナルコンピュータやワークステーションといったコンピュータ上に専用のプログラムを搭載することによって構成することとしてもよい。

図２に示すように、画像処理装置１０は、制御部１１および記憶部１２を備えており、制御部１１は、入力画像受付部１１ａと、周辺画素選択処理部１１ｂと、平滑化画像生成部１１ｃと、出力画像生成部１１ｄとをさらに備えている。また、記憶部１２は、入力画像１２ａと、周辺画素情報１２ｂと、平滑化画像１２ｃとを記憶する。

制御部１１は、入力画像を入力データとして受け付け、受け付けた入力画像の各補正対象画素にローパスフィルタをかける際の周辺画素を補正対象画素レベルとのレベル差に基づいて選択することによって平滑化画像を生成するとともに、入力画像および平滑化画像から出力画像を生成する処理をおこなう処理部である。

入力画像受付部１１ａは、入力画像を受け付ける処理をおこなうとともに、受け付けた入力画像を記憶部１２に対して入力画像１２ａとして記憶させる処理をおこなう処理部である。なお、記憶部１２に記憶された入力画像１２ａは、後述する周辺画素選択処理部１１ｂ、平滑化画像生成部１１ｃおよび出力画像生成部１１ｄによって用いられる。

周辺画素選択処理部１１ｂは、記憶部１２の入力画像１２ａにおける各補正対象画素についての周辺画素から上記した参照画素を選択する処理をおこなう処理部である。具体的には、この周辺画素選択処理部１１ｂは、平滑化画素を得るための周辺画素を、ローパスフィルタのフィルタサイズと、補正対象画素とのレベル差とを用いて選択する。

すなわち、周辺画素選択処理部１１ｂは、フィルタサイズに含まれる周辺画素であっても、補正対象画素とのレベル差が所定の閾値よりも大きい画素については非参照領域として平滑化画素算出の算出対象から除外する。一方、補正対象画素とのレベル差が所定の閾値以下である周辺画素については参照領域として平滑化画素算出の算出対象とする。なお、レベル差の閾値は、補正対象画素のレベル値に応じて動的に変化するものを用いることが好ましく、固定の閾値を用いることは好ましくない。

また、周辺画素選択処理部１１ｂは、各補正対象画素について選択した周辺画素に関する情報を記憶部１２に対して周辺画素情報１２ｂとして記憶させる処理をおこなう処理部でもある。なお、記憶部１２に記憶された周辺画素情報１２ｂは、後述する平滑化画像生成部１１ｃによって用いられる。

平滑化画像生成部１１ｃは、周辺画素選択処理部１１ｂが生成した周辺画素情報１２ｂに基づいて入力画像１２ａにローパスフィルタを適用することによって平滑化画像１２ｃを生成する処理をおこなう処理部である。なお、この平滑化画像生成部１１ｃが用いるローパスフィルタのサイズについては、おおむね入力画像短辺の３分の１程度が好ましいが、他のサイズのローパスフィルタを用いることとしても構わない。また、ローパスフィルタの形状については、中心画素に重みを付けた形状が好ましい。

このように、周辺画素選択処理部１１ｂが、平滑化画像を生成する際に使用する周辺画素（参照画素）を、補正対象画素レベルとその周辺画素レベルとのレベル差に基づいて選択し、平滑化画像生成部１１ｃが、周辺画素選択処理部１１ｂによって選択された参照画素を用いて平滑化画像を生成するので、エッジ勾配が保持された平滑化画像を生成することができる（図５の１０５ａ参照）。

出力画像生成部１１ｄは、平滑化画像生成部１１ｃが生成した平滑化画像１２ｃと、入力画像受付部１１ａが受け付けた入力画像１２ａとから出力画像を生成する処理をおこなう処理部である。この出力画像生成部１１ｄは、入力画像１２ａおよび平滑化画像１２ｃを用いて入力画像１２ａの画素値を変換する変換量を算出し、算出した変換量に基づいて出力画像を生成する。

具体的には、出力画像生成部１１ｄは、入力画像１２ａおよび平滑化画像１２ｃから入力画像１２ａの低周波成分および高周波成分を算出する。ここで、低周波成分とは、平滑化画像１２ｃそのものであり、高周波成分とは、入力画像１２ａと平滑化画像１２ｃとの差分である。

出力画像生成部１１ｄは、低周波成分および高周波成分の算出後、低周波成分のダイナミックレンジを圧縮するため、低周波成分（平滑化画像１２ｃ）の画素値を中間値（１２８）に近づける処理をおこなう。なお、中間値（１２８）に近づける割合は経験的なものであって、平滑化画像１２ｃと中間値１２８とのちょうど半分程度の画素レベルにすることが一般的である。

そして、出力画像生成部１１ｄは、中間値に近づけた平滑化画像１２ｃに高周波成分（入力画像１２ａと平滑化画像１２ｃとの差分）を足し合わせることによって出力画像を生成する。

なお、高周波成分を単純に足し合わせるのではなく、拡大した高周波成分を足し合わせることとしてもよい。このように、高周波成分を強調することによってメリハリの出力画像を生成することができる。また、高周波成分を非線形変換することによって拡大し、拡大した高周波成分を足し合わせることとしてもよい。このように、高周波成分の変化を緩和することによって仕上がりが自然な出力画像を生成することができる。

記憶部１２は、不揮発性ＲＡＭ（Random Access Memory）などの記憶デバイスによって構成される記憶部であり、入力画像１２ａと、周辺画素情報１２ｂと、平滑化画素１２ｃとを記憶する。入力画像１２ａは、入力画像受付部１１ａが受け付けた入力画像そのものである。

周辺画素情報１２ｂは、周辺画素選択処理部１１ｂによって登録される情報であり、入力画像１２ａにおける各補正対象画素についての参照画素を示す情報を補正対象画素ごとに関連付けた情報である。たとえば、この周辺画素情報１２ｂには、各補正対象画素の画素位置と、各補正対象画素についての参照画素範囲とが関連付けられて保持される。また、平滑化画像１２ｃは、平滑化画像生成部１１ｃが周辺画素情報１２ｂに基づいて入力画像１２ａを平滑化した画像である。

次に、画像処理装置１０の周辺画素選択処理部１１ｂがおこなう周辺画素選択処理の処理手順について図３を用いて説明する。図３は、周辺画素選択処理の処理手順を示すフローチャートである。同図に示すように、周辺画素選択処理部１１ｂは、入力画像１２ａにおける補正対象画素を移動し（ステップＳ１０１）、各画素レベルに応じたレベル差幅を選択する（ステップＳ１０２）。

そして、各周辺画素がローパスフィルタ領域に含まれる画素であるか否かを判定し（ステップＳ１０３）、ローパスフィルタ領域に含まれる画素である場合には（ステップＳ１０３，Ｙｅｓ）、つづいて、ステップＳ１０２で選択したレベル差幅に含まれる画素であるか否かを判定する（ステップＳ１０４）。そして、レベル差幅に含まれる画素である場合には（ステップＳ１０４，Ｙｅｓ）、この周辺画素を参照画素として周辺画素情報１２ｂに登録する（ステップＳ１０５）。

一方、ステップＳ１０３の判定条件を満たさない場合（ステップＳ１０３，Ｎｏ）、または、ステップＳ１０４の判定条件を満たさない場合には（ステップＳ１０４，Ｎｏ）、この周辺画素を周辺画素情報１２ｂに登録しない（ステップＳ１０６）。

つづいて、周辺画素選択処理部１１ｂは、他に補正対象画素があるか否かを判定し（ステップＳ１０７）、他に補正対象画素がある場合には（ステップＳ１０７，Ｙｅｓ）、ステップＳ１０１以降の処理を繰り返すことによってすべての補正対象画素についての周辺画素選択を実行する。一方、他に補正対象画素がない場合には（ステップＳ１０７，Ｎｏ）、処理を終了する。

次に、画像処理装置１０の出力画像生成部１１ｄがおこなう出力画像生成処理の処理手順について図４を用いて説明する。図４は、出力画像生成処理の処理手順を示すフローチャートである。同図に示すように、出力画像生成部１１ｄは、平滑化画像１２ｃを低周波成分とするとともに（ステップＳ２０１）、入力画像１２ａと平滑化画像１２ｃとの差分を高周波成分とする（ステップＳ２０２）。

つづいて、出力画像生成部１１ｄは、低周波成分のダイナミックレンジを圧縮したうえで（ステップＳ２０３）、圧縮した低周波成分と高周波成分とを足し合わせて（ステップＳ２０４）出力画像を生成し、処理を終了する。

次に、本実施例に係る画像処理結果について図５を用いて説明する。図５は、本実施例に係る画像処理結果を示す図である。なお、図５（１０５ａおよび１０５ｂ）は、従来技術に係る課題を示す図８（１０８ａおよび１０８ｂ）にそれぞれ対応している。

図５の１０５ａに示すように、本実施例に係る画像処理をおこなうことによって平滑化画像１２ｃにエッジ勾配が保持されるので、１０５ｂに示すように、出力画像には、エッジ付近であっても、オーバーシュートおよびアンダーシュートの発生がみられない。したがって、低周波成分のダイナミックレンジ圧縮効果を維持しつつエッジ部のオーバーシュートあるいはアンダーシュートの発生を抑制することができる。

次に、本実施例に係る画像処理によって生成される出力画像例について図６を用いて説明する。図６は、本実施例に係る画像処理によって生成される出力画像例を示す図である。なお、図９には、従来技術に係る画像処理手法によって生成される出力画像例を示しているが、図９においては、明るい背景の手前にある暗い前景に駐車してある自動車が、明るい背景の影響を受けて鮮明とならないのに対し、本実施例に係る画像処理による出力画像（図６の出力画像）では、鮮明に補正されている。

上述してきたように、本実施例によれば、周辺画素選択処理部が、平滑化画素を得るための周辺画素を、ローパスフィルタのフィルタサイズと、補正対象画素とのレベル差とを用いて選択することによって周辺画素情報を生成するよう構成した。また、平滑化画像生成部が、この周辺画素情報に基づいて入力画像にローパスフィルタを適用することによって平滑化画像を生成するよう構成した。さらに、出力画像生成部が入力画像の低周波成分である平滑化画像と、入力画像の高周波成分である平滑化画像に対する差分とを合成することによって出力画像を生成するよう構成した。

したがって、Ｒｅｔｉｎｅｘ手法の課題であったエッジ部分におけるオーバーシュートあるいはアンダーシュート発生による画質劣化現象を改善することにより、低周波成分のダイナミックレンジ圧縮効果を維持しつつエッジ部のオーバーシュートあるいはアンダーシュートの発生を抑制することができる。

また、上記した実施例では、本発明を実現する装置を機能面から説明したが、実施例に示した装置の各機能はパーソナルコンピュータやワークステーションなどのコンピュータにプログラムを実行させることによって実現することもできる。すなわち、上述した各種の処理手順は、あらかじめ用意されたプログラムをコンピュータ上で実行することによって実現することができる。そして、これらのプログラムは、インターネットなどのネットワークを介して配布することができる。

さらに、これらのプログラムは、ハードディスク、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤなどのコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータによって記録媒体から読み出されることによって実行することもできる。

（付記１）入力画像における補正対象画素の周辺画素にローパスフィルタをかけた平滑化画素と前記補正対象画素との相対値を用いることによって前記入力画像のダイナミックレンジを相対的に圧縮する画像処理装置であって、前記補正対象画素のレベル値をあらわす補正対象画素レベルとのレベル差に基づいて前記周辺画素を選択する周辺画素選択手段と、前記周辺画素選択手段によって選択された前記周辺画素を用いることによって前記平滑化画素からなる平滑化画像を生成する平滑化画像生成手段と、前記平滑化画像生成手段によって生成された前記平滑化画像と前記入力画像との差分画像および当該平滑化画像に基づいて出力画像を生成する出力画像生成手段とを備えたことを特徴とする画像処理装置。

（付記２）前記周辺画素選択手段は、前記レベル差が所定の閾値以下である前記周辺画素を選択することを特徴とする付記１に記載の画像処理装置。

（付記３）前記周辺画素選択手段は、前記閾値を前記補正対象画素レベルに応じて変更することを特徴とする付記２に記載の画像処理装置。

（付記４）前記出力画像生成手段は、各画素レベルの振幅を縮小した前記平滑化画像に基づいて前記出力画像を生成することを特徴とする付記１、２または３に記載の画像処理装置。

（付記５）前記出力画像生成手段は、各画素レベルの振幅を拡大した前記差分画像に基づいて前記出力画像を生成することを特徴とする付記１〜４のいずれか一つに記載の画像処理装置。

（付記６）前記出力画像生成手段は、各画素レベルを非線形変換した前記差分画像に基づいて前記出力画像を生成することを特徴とする付記１〜５のいずれか一つに記載の画像処理装置。

（付記７）入力画像における補正対象画素の周辺画素にローパスフィルタをかけた平滑化画素と前記補正対象画素との相対値を用いることによって前記入力画像のダイナミックレンジを相対的に圧縮する画像処理プログラムであって、前記補正対象画素のレベル値をあらわす補正対象画素レベルとのレベル差に基づいて前記周辺画素を選択する周辺画素選択手順と、前記周辺画素選択手順によって選択された前記周辺画素を用いることによって前記平滑化画素からなる平滑化画像を生成する平滑化画像生成手順と、前記平滑化画像生成手順によって生成された前記平滑化画像と前記入力画像との差分画像および当該平滑化画像に基づいて出力画像を生成する出力画像生成手順とをコンピュータに実行させることを特徴とする画像処理プログラム。

（付記８）前記周辺画素選択手順は、前記レベル差が所定の閾値以下である前記周辺画素を選択することを特徴とする付記７に記載の画像処理プログラム。

（付記９）前記周辺画素選択手順は、前記閾値を前記補正対象画素レベルに応じて変更することを特徴とする付記８に記載の画像処理プログラム。

（付記１０）前記出力画像生成手順は、各画素レベルの振幅を縮小した前記平滑化画像に基づいて前記出力画像を生成することを特徴とする付記７、８または９に記載の画像処理プログラム。

（付記１１）前記出力画像生成手順は、各画素レベルの振幅を拡大した前記差分画像に基づいて前記出力画像を生成することを特徴とする付記７〜１０のいずれか一つに記載の画像処理プログラム。

（付記１２）前記出力画像生成手順は、各画素レベルを非線形変換した前記差分画像に基づいて前記出力画像を生成することを特徴とする付記７〜１１のいずれか一つに記載の画像処理プログラム。

（付記１３）入力画像における補正対象画素の周辺画素にローパスフィルタをかけた平滑化画素と前記補正対象画素との相対値を用いることによって前記入力画像のダイナミックレンジを相対的に圧縮する画像処理方法であって、前記補正対象画素のレベル値をあらわす補正対象画素レベルとのレベル差に基づいて前記周辺画素を選択する周辺画素選択工程と、前記周辺画素選択工程によって選択された前記周辺画素を用いることによって前記平滑化画素からなる平滑化画像を生成する平滑化画像生成工程と、前記平滑化画像生成工程によって生成された前記平滑化画像と前記入力画像との差分画像および当該平滑化画像に基づいて出力画像を生成する出力画像生成工程とを含んだことを特徴とする画像処理方法。

以上のように、本発明に係る画像処理装置、画像処理プログラムおよび画像処理方法は、Ｒｅｔｉｎｅｘ手法の改善に有用であり、特に、デジタルカメラやビデオカメラ、プリンタ、ディスプレイなどの画像入出力装置、画像を自動的に補正する画像処理プログラムにおいて、出力画像の画質を劣化することなく入力画像のダイナミックレンジを相対的に圧縮したい場合に適している。

本発明に係る画像処理手法の概要を示す図である。 画像処理装置の構成を示すブロック図である。 周辺画素選択処理の処理手順を示すフローチャートである。 出力画像生成処理の処理手順を示すフローチャートである。 本実施例に係る画像処理結果を示す図である。 本実施例に係る画像処理によって生成される出力画像例を示す図である。 従来技術に係る画像処理手法の概要を示す図である。 従来技術に係る画像処理手法の課題を示す図である。 従来技術に係る画像処理手法によって生成される出力画像例を示す図である。

符号の説明

１０ 画像処理装置
１１ 制御部
１１ａ 入力画像受付部
１１ｂ 周辺画素選択処理部
１１ｃ 平滑化画像生成部
１１ｄ 出力画像生成部
１２ 記憶部
１２ａ 入力画像
１２ｂ 周辺画素情報
１２ｃ 平滑化画像

Claims (7)

1. 入力画像における補正対象画素の周辺画素にローパスフィルタをかけた平滑化画素と前記補正対象画素との相対値を用いることによって前記入力画像のダイナミックレンジを相対的に圧縮する画像処理装置であって、
   前記ローパスフィルタのフィルタサイズに含まれる周辺画素のうち、前記補正対象画素のレベル値をあらわす補正対象画素レベルとのレベル差が所定の閾値以下である周辺画素を選択する周辺画素選択手段と、
   前記周辺画素選択手段によって選択された前記周辺画素を用いることによって前記平滑化画素からなる平滑化画像を生成する平滑化画像生成手段と、
   前記平滑化画像生成手段によって生成された平滑化画像のダイナミックレンジを圧縮する処理を行うとともに、該処理が行われた平滑化画像に、前記平滑化画像生成手段によって生成された平滑化画像と前記入力画像との差分画像を足し合わせて出力画像を生成する出力画像生成手段と、
   を備えたことを特徴とする画像処理装置。
2. 前記周辺画素選択手段は、
   前記閾値を前記補正対象画素レベルに応じて変更することを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
3. 前記出力画像生成手段は、
   各画素レベルの振幅を拡大した前記差分画像に基づいて前記出力画像を生成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。
4. 前記出力画像生成手段は、
   各画素レベルを非線形変換することによって拡大した前記差分画像に基づいて前記出力画像を生成することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の画像処理装置。
5. 入力画像における補正対象画素の周辺画素にローパスフィルタをかけた平滑化画素と前記補正対象画素との相対値を用いることによって前記入力画像のダイナミックレンジを相対的に圧縮する画像処理プログラムであって、
   前記ローパスフィルタのフィルタサイズに含まれる周辺画素のうち、前記補正対象画素のレベル値をあらわす補正対象画素レベルとのレベル差が所定の閾値以下である周辺画素を選択する周辺画素選択手順と、
   前記周辺画素選択手順によって選択された前記周辺画素を用いることによって前記平滑化画素からなる平滑化画像を生成する平滑化画像生成手順と、
   前記平滑化画像生成手順によって生成された平滑化画像のダイナミックレンジを圧縮する処理を行うとともに、該処理が行われた平滑化画像に、前記平滑化画像生成手段によって生成された平滑化画像と前記入力画像との差分画像を足し合わせて出力画像を生成する出力画像生成手順と
   をコンピュータに実行させることを特徴とする画像処理プログラム。
6. 前記周辺画素選択手順は、
   前記閾値を前記補正対象画素レベルに応じて変更することを特徴とする請求項５に記載の画像処理プログラム。
7. 入力画像における補正対象画素の周辺画素にローパスフィルタをかけた平滑化画素と前記補正対象画素との相対値を用いることによって前記入力画像のダイナミックレンジを相対的に圧縮する画像処理方法であって、
   前記ローパスフィルタのフィルタサイズに含まれる周辺画素のうち、前記補正対象画素のレベル値をあらわす補正対象画素レベルとのレベル差が所定の閾値以下である周辺画素を選択する周辺画素選択工程と、
   前記周辺画素選択工程によって選択された前記周辺画素を用いることによって前記平滑化画素からなる平滑化画像を生成する平滑化画像生成工程と、
   前記平滑化画像生成工程によって生成された平滑化画像のダイナミックレンジを圧縮する処理を行うとともに、該処理が行われた平滑化画像に、前記平滑化画像生成手段によって生成された平滑化画像と前記入力画像との差分画像を足し合わせて出力画像を生成する出力画像生成工程と
   を含んだことを特徴とする画像処理方法。