进行色阶校正的图像处理设备和图像处理方法_3

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值(亮度值),并且"Wt2"是输入上限值48的 值(亮度值)。另外,"Mid"是偏移之前的适当水平(适当水平45)的值(亮度值),并且 "MidNew"是偏移之后的适当水平(适当水平46)的值(亮度值)。
[0059] "K/'是取值0~1的校正系数,并且确定分配给相对于适当水平的低亮度侧和高 亮度侧的动态范围扩展的部分之间的比。因此,根据上述公式(4),基于动态范围调整之前 和之后的相对于适当水平的低亮度侧的动态范围之间的比、以及动态范围调整之前和之后 的相对于适当水平的高亮度侧的动态范围之间的比中的至少一个,来调整适当水平。优选 以如下方式调整适当水平:使得伽马校正前后相对于适当水平的低亮度侧的动态范围之间 的比以及伽马校正前后相对于适当水平的高亮度侧的动态范围之间的比可以保持不变。
[0060] 校正系数&的值根据在步骤S305所计算出的亮度直方图的低亮度侧的偏差度 (varl)来确定。图5是示出校正系数!^和亮度直方图的低亮度侧的偏差度(varl)之间的 关系的表的图。图5中的第一阈值50和第二阈值51用于切换校正系数&的值,并且第一 阈值50和第二阈值51考虑在稍后阶段的步骤S308中的色阶校正量被预先设置。
[0061] 当亮度直方图中的低亮度侧的偏差度(varl)小时,校正系数1被设置成1,并且 通过这样仅向低亮度侧分配动态范围扩展,来保持高亮度侧色阶。然而,对于图4中的第三 伽马曲线,由于伽马输出值被整体校正成低亮度值,因而这在想要暗部变亮的场景下会导 致相反的结果。
[0062] 因此,当亮度直方图中的低亮度侧的偏差度(varl)大时,在步骤S308所计算出 的、暗部的色阶校正量大,因此,通过预先将校正系数!^设置成小的值来使得适当水平的偏 移量适当,并且防止图像变暗。简单地说,通过保持校正系数1为0. 5,动态范围扩展的部 分被均等地分配给低亮度侧和高亮度侧。
[0063] 优选对于适当水平的偏移量(计算前后的适当水平的值的变化量)进行限制,以 防止作为使用公式4计算的结果的MidNew从Mid发生大的变化。严格地说,通过在步骤 S307改变适当水平从而改变伽马形状,因此优选再次进行步骤S304和S305,以重新计算与 亮度直方图中的中心亮度的偏差度,并且然后在步骤S308,计算暗部和亮部的色阶校正量。 应该注意,当适当水平的偏移量小时,由图像质量几乎不受影响,因而可以省略该处理。
[0064] 在步骤S308,校正量调整单元16计算暗部和亮部的色阶校正量(确定色阶校正 表)。在步骤S308,首先,校正量调整单元16分别根据暗部校正度表和亮部校正度表来确 定暗部和亮部的校正度。图6A和6B示出暗部校正度表和亮部校正度表的例子。
[0065] 图6A和6B中的阈值60、61、62和63在确定校正度时使用,并且被预先设置为固 定值。这里,对于亮度直方图的低亮度侧的偏差度(varl)和亮度直方图的高亮度侧的偏差 度(var2),设置成:当偏差度小时,校正度可以小,并且当偏差度大时,校正度可以大。这是 因为目标是亮度直方图的均衡。
[0066] 随后,在步骤S308,校正量调整单元16根据预先所保持的暗部校正量表和亮部校 正量表来确定色阶校正表。图7A和7B示出暗部校正量表和亮部校正量表的例子。
[0067] 校正表70、71、72、73和74示出暗部的校正度分别是0%、25%、50%、75%和 100%的情况下的校正量。校正表75、76、77、78和79示出亮部的校正度分别是0%、25%、 50%、75%和100%的情况下的校正量。校正量调整单元16通过根据先前所确定的校正度 选择校正表来确定色阶校正单元18所要使用的色阶校正表。
[0068] 应该注意,为了基于所确定的校正量来校正色阶,色阶校正单元18可以使用色阶 曲线校正方法、或者利用所保持的本地常数进行校正的匀色(colordodge)校正方法。此 外,可以预先准备允许用户从"低"、"标准"和"高"中选择校正强度的接口,并且可以根据 用户所选择的设置,将图6A和6B中的表、以及图7A和7B中的表切换成各自的其它类似的 表。在终止该处理之后,执行步骤S308。
[0069] 如上所述,根据色阶校正量的第一确定方法,当扩展动态范围时,控制伽马曲线的 适当水平向高亮度侧偏移。这在不会破坏拍摄时的亮度的氛围的范围内防止色阶变差。
[0070] 现参考图8~10,说明色阶校正量的第二确定方法。图8是示出通过显影单元2 所进行的色阶校正量的第二确定方法的流程图。应该注意,图8中的处理是通过控制摄像 设备100的整体操作的未示出的中央控制单元(CPU)执行预定程序并且控制构成显影单元 2的构件的操作来实现的。
[0071] 图8中的步骤S801~S805和S808的处理与图3中的步骤S301~S305和S308 的处理相同,因此这里省略对其的说明。在步骤S806,校正量调整单元16判断使用通过D 范围调整单元13所计算出的输入下限值Bk和输入上限值Wt进行调整之后的动态范围是 否比预定动态范围窄。
[0072] 在调整后的动态范围比预定动态范围窄时(步骤S806为"是"),处理进入步骤 S807,并且在调整后的动态范围不比预定动态范围窄时(步骤S806为"否"),处理进入步 骤S808〇
[0073] 在步骤S807,校正量调整单元16计算伽马曲线的适当水平。图9是示意性示出在 步骤S807计算伽马曲线的适当水平的处理的图。在图9中,第一伽马曲线90是没有进行 动态范围调整的情况下的伽马曲线。第二伽马曲线91是适当水平与动态范围调整之前的 相同、并且调整了输入下限值和输入上限值的伽马曲线。第三伽马曲线92是通过调整第二 伽马曲线91的适当水平所获得的伽马曲线。
[0074] 输入下限值93是第一伽马曲线90的输入下限值。输入下限值94是第二伽马曲 线91和第三伽马曲线92的输入下限值。适当水平95是第三伽马曲线92的适当水平。适 当水平96是第一伽马曲线90和第二伽马曲线91的适当水平。输入上限值97是第二伽马 曲线91和第三伽马曲线92的输入上限值。
[0075] 输入上限值98是第一伽马曲线90的输入上限值。阈值910是预先所设置的、偏 移适当水平时输入上限值的阈值。以对数比例法表示这些值(稍后所述的93~98、910)。 输出上限值99是伽马校正之后的输出上限值。
[0076] 根据图9中的第二伽马曲线91,很明显,当在不改变适当水平的情况下压缩调整 动态范围时,伽马曲线在高亮度侧的倾斜度相对于适当水平较大。
[0077] 这里,当伽马曲线的倾斜度太高时,由于色阶急剧变化,因而图像趋于不自然。为 此,预先设置阈值910,并且当输入上限值变得小于阈值910时,向低亮度侧偏移适当水平, 从而使得伽马曲线的倾斜度变低。以下给出在这种情况下用于计算适当水平的示例性公式 5〇
[0078][数学表达式3]
[0079]
[0080] 在上述公式5中,"Wt2"是输入上限值97的值(亮度值),并且"Wt_th"是图9 中的阈值910的值(亮度值)。"Mid"是偏移之前的适当水平(适当水平96)的值(亮度 值),并且"MidNew"是偏移之后的适当水平(适当水平95)的值(亮度值)。"K2"是取值 0~1的校正系数,并且用于控制相对于将输入上限值设置成等于或者小于阈值910的量, 偏移适当水平的比。校正系数1( 2的值根据在步骤S805所计算出的亮度直方图的高亮度侧 的偏差度(var2)来确定。
[0081] 也就是说,根据上述的第一确定方法,当向高亮度侧偏移适当水平时,图像变暗, 因此,对于想要校正其色阶从而使得暗部可以变亮的图像,设置校正系数I,使适当水平的 偏移量小。
[0082] 相反,根据第二确定方法,当向低亮度侧偏移适当水平时,图像变亮,因此对于想 要校正其色阶从而使得亮部可以变暗的图像,设置校正系数M吏偏移量小。
[0083] 图10是示出校正系数1(2和亮度直方图的高亮度侧的偏差度(var2)之间的关系 的表的图。图10中的第一阈值150和第二阈值160用于切换校正系数K2的值,并且考虑 在稍后阶段的步骤S808中的色阶校正量被预先设置。
[0084] 如上所述,根据色阶校正量的第二确定方法,当动态范围被压缩成预定值以上时, 控制伽马曲线的适当水平向低亮度侧偏移。结果,在不会破坏拍摄时的亮度氛围的范围内, 能够防止由于色阶变化太急剧而导致图像变得不自然。
[0085] 应该注意,在上述本实施例中,以由摄像单元1、显影单元2和存储再现单元3所构 成的摄像设备1〇〇作为示例性图像处理设备。然而,本发明不局限于此,但是摄像单元1、显 影单元2和存储再现单元3可以被配置为能够相互通信的独立设备。
[0086] 例如,本发明可以被配置成经由网络,将通过照相机所拍摄和生成的RAW数据传 送给外部图像处理设备(例如,个人计算机),该图像处理设备显影RAW数据,并且将显影数 据存储在与图像处理设备连接从而可以相互通信的存储装置中。
[0087]
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