图像处理装置、方法及程序的制作方法

专利名称：图像处理装置、方法及程序的制作方法
技术领域：
本发明涉及到一种通过变更图像增益进行动态范围压缩处理的图 像处理装置及方法、以及用于使计算机执行图像处理方法的程序。
背景技术：
在各种领域中，都进行对图像进行适当的图像处理后重放图像的 处理。例如，存在如下动态范围压縮处理方案生成图像的低频图像， 使用低频图像降低高亮度区域或低亮度区域或图像整体的对比度，以 使图像的最高亮度和最低亮度的差、即动态范围减小。具体而言是如 下处理方法生成图像的低频图像，根据低频图像计算低频图像越暗 (即亮度越小)增益越大的增益，将计算出的增益与图像的各像素相 加或相乘，从而变更图像的各像素的增益，压縮图像的动态范围。
通过进行这种动态范围压縮处理，可使图像中的明亮区域变暗、 暗的区域变亮，因此可获得校正了例如在逆光状态下拍摄人物而取得 的明暗差较大的图像中的背景飞白、人物脸部发黑的高画质的图像。
但在上述动态范围压縮处理中，在图像上的边沿附近发生过冲、 下冲等人为因素，从而存在画质下降的问题。因此，提出了防止这种
人为因素发生的方案(参照专利文献1、 2)。专利文献1记载的方法 是根据表示图像的图像信号，生成频带不同的多个频带限制图像信 号，减小多个频带限制图像信号中的部分频带限制图像信号地进行累 计，从而生成累计信号，将从原来的图像信号减去累计信号而获得的 差分信号通过规定函数进行变换，将变换获得的信号加到原来的图像， 从而进行动态范围压縮处理。并且，专利文献2记载的方法是比较图 像和其低频图像的像素值的大小并计算动态范围压縮用的校正值的方法。
专利文献l: JP特开平10—75364号公报 专利文献2: JP特开平5 — 300376号公报
但是，专利文献1记载的方法通过对图像频率分离来进行动态范 围压縮处理，因此无法完全消除图像中含有的边沿附近的过冲及下冲。 并且，在专利文献2记载的方法中，根据图像和低频图像的值的大小 计算校正值，因此在校正值切换的部分，处理后的图像可能变得不连 续。

发明内容
本发明鉴于以上情况而出现，其目的在于使动态范围压缩后的图 像为高画质。
本发明的第1图像处理装置，其特征在于具有区域设定单元， 根据处理对象图像的各像素的电平，设定该各像素所属的该处理对象 图像上的区域；低频图像生成单元，生成上述处理对象图像的低频图 像；增益计算单元，计算对上述处理对象图像的各像素的增益，使该 各像素的电平越小则增益越大，根据上述区域设定结果及上述低频图 像的各像素的电平，对上述处理对象图像的各像素所属的区域内存在 的像素计算上述增益，以使其为基本相同的增益；和处理单元，根据 上述增益对上述处理对象图像进行动态范围压縮处理，从而生成处理 后的图像。
并且，在本发明的图像处理装置中优选，上述增益计算单元，计 算临时增益以使上述低频图像的各像素的电平越小则该临时增益越 大，并根据上述区域设定结果，将与上述处理对象图像的各像素所属 的区域内存在的像素相对应的上述临时增益的代表值，作为对上述处 理对象像素的各像素的增益来计算。"临时增益的代表值"可以使用临时增益的平均值、加权平均值、 中间值等。
并且，在本发明的图像处理装置中优选，上述增益计算单元，根 据上述区域设定结果计算上述低频图像的各像素所属的区域内存在的 该低频图像的像素的代表值，并计算对上述处理对象像素的各像素的 增益，使该代表值的电平越小则增益越大。
"各像素的代表值"可使用各像素的平均值、加权平均值及中间值等。
本发明的第2图像处理装置，其特征在于，具有低频图像生成 单元，由处理对象图像生成频带不同的多个低频图像；区域设定单元， 在上述多个低频图像中，根据比第1频带高的规定频带为止的至少一 个低频图像的各像素的电平，设定该至少一个低频图像的各像素所属 的该低频图像上的区域；增益计算单元，计算第1增益以使上述第1 频带的第1低频图像的各像素的电平越小则该第1增益越大，并根据 上述区域设定结果，将与继上述第1频带而频带增高的第2频带的第2 低频图像的各像素所属的区域内存在的像素相对应的上述第1增益的 代表值，作为对上述第2低频图像的各像素的第2增益来计算，将继 上述第2低频图像而频带增高的频带的低频图像作为新的第2低频图 像并将上述第2增益作为新的第1增益来计算新的上述第2增益，反 复进行新的上述第2增益的计算直到上述规定频带为止，将由此计算 出的第2增益作为对上述处理对象图像的各像素的最终增益输出；和 处理单元，根据上述增益对上述处理对象图像进行动态范围压縮处理， 从而生成处理后图像。
本发明的摄影装置，其特征在于具有摄像单元，通过拍摄被拍 摄体取得上述处理对象图像；和本发明的第1或第2图像处理装置。本发明的第1图像处理方法，其特征在于，根据处理对象图像的 各像素的电平，设定该各像素所属的该处理对象图像上的区域，生成 上述处理对象图像的低频图像，计算对上述处理对象图像的各像素的 增益，使该各像素的电平越小则增益越大，此时，根据上述区域设定 结果及上述低频图像的各像素的电平，对上述处理对象图像的各像素 所属的区域内存在的像素计算上述增益，以使其为基本相同的增益， 根据上述增益对上述处理对象图像进行动态范围压縮处理，生成处理 后的图像。
本发明的第2图像处理方法，其特征在于，由处理对象图像生成 频带不同的多个低频图像，在上述多个低频图像中，根据比第1频带 高的规定频带为止的至少一个低频图像的各像素的电平，设定该至少 一个低频图像的各像素所属的该低频图像上的区域，计算第1增益以 使上述第1频带的第1低频图像的各像素的电平越小则该第1增益越 大，根据上述区域设定结果，将与继上述第1频带而频带增高的第2 频带的第2低频图像的各像素所属的区域内存在的像素相对应的上述 第1增益的代表值，作为对上述第2低频图像的各像素的第2增益来 计算，将继上述第2低频图像而频带增高的频带的低频图像作为新的 第2低频图像并将上述第2增益作为新的第1增益来计算新的上述第2 增益，反复进行新的上述第2增益的计算直到上述规定频带为止，将 由此计算出的第2增益作为对上述处理对象图像的各像素的最终增益 输出，根据上述增益对上述处理对象图像进行动态范围压縮处理，从 而生成处理后图像。
并且，也可提供一种使计算机执行本发明的第1及第2图像处理 方法的程序。
根据本发明的第1图像处理装置及方法，其根据处理对象图像的 各像素的电平，设定各像素所属的处理对象图像上的区域，进一步生成处理对象图像的低频图像。并且，根据区域设定结果及低频图像的 各像素的电平，对处理对象图像的各像素所属的区域内存在的像素计 算增益，使其为基本相同的增益，并根据上述增益对处理对象图像进 行动态范围压縮处理，生成处理后的图像。
因此，根据本发明的第1图像处理装置及方法，对处理对象图像 的各像素所属的区域内的像素计算基本相同的增益，因此即使进行动 态范围压縮处理，在处理对象图像的各像素所属的区域的边界附近， 也可防止像素电平大幅变动造成的过冲、下冲。因此，可获得无过冲、 下冲的高画质的处理后的图像。
其中，低频图像表示的频带越小则越呈现处理对象图像的整体亮 度的变化，因此为了计算出用于变更处理对象图像的动态范围的增益， 优选低频图像的频带较低。但低频图像和处理对象图像相比频带非常 低时，低频图像和处理对象图像的频率差较大，在处理对象图像的各 像素所属的区域边界中，低频图像中的图像模糊的范围、即像素电平 变动的范围变得非常大，使用处理对象图像的区域设定结果时，无法 适当计算出增益。
根据本发明的第2图像处理装置及方法，由处理对象图像生成频 带不同的多个低频图像，在多个低频图像中，根据比第1频带高的规 定频带为止的至少一个低频图像的各像素的电平，设定该至少一个低 频图像的各像素所属的低频图像上的区域。并且，计算第1增益以使 第1频带的第1低频图像的各像素的电平越小则该第1增益越大，根 据区域设定结果，将与继第1频带而频带增高的第2频带的第2低频 图像的各像素所属的区域内存在的像素相对应的第1增益的代表值， 作为对第2低频图像的各像素的第2增益来计算。
其中，第l及第2低频图像的频带接近，因此模糊程度的差较小， 在第2低频图像的各像素所属的区域的边界内，第1低频图像的像素电平的变动范围变小，因此可适当计算出对第2低频图像的增益。
进一步，在本发明的第2图像处理装置及方法中，将继第2低频 图像而频带增高的频带的低频图像作为新的第2低频图像并将第2增 益作为新的第1增益来计算新的上述第2增益，反复进行新的第2增 益的计算直到上述规定频带为止，将由此计算出的第2增益作为对处 理对象图像的各像素的最终增益输出。
因此，即使低频图像的频带较低，通过逐渐提高计算出的增益及 区域分割的频带，可不影响处理对象图像的各像素所属的区域的边界 中的像素的电平的变动范围，而计算出和处理对象图像的整体亮度变 化对应的增益。因此，可获得无过冲、下冲的较高画质的处理后图像。


图1是表示适用了本发明的第1实施方式的图像处理装置的数码 相机的结构的概要框图。
图2是表示摄像部的结构的图。
图3是表示滤色器的示例的图。
图4是表示增益计算部的结构的概要框图。
图5是表示用于说明增益计算的图像亮度的二维图。
图6是表示用于说明增益计算的模糊图像亮度的二维图。
图7是表示用于说明增益计算的边沿部分的亮度值的图。
图8是表示临时增益的图。
图9是表示发生了过冲及下冲的状态的图。
图IO是表示根据模糊图像计算的临时增益的二维图。
图11是表示根据区域设定结果计算的最终增益的二维图。
图12是表示临时增益及最终增益的图。
图13是表示第1实施方式的增益处理结果的图。
图14是表示在第1实施方式中进行的处理的流程图。
图15是在第2实施方式中进行的处理的示意图。图16是在第2实施方式中进行的处理的流程图。 图17是表示模糊图像的区域设定的图。
具体实施例方式
以下参照

本发明的实施方式。图1是表示适用了本发明 的第1实施方式的图像处理装置的数码相机的结构的概要框图。如图1 所示，本实施方式下的数码相机l具有摄像部2、摄像控制部3、信 号处理部4、压缩/拉伸处理部5、帧存储器6、介质控制部7、内部存 储器8、显示控制部9。
图2是表示摄像部2的结构的图。如图2所示，摄像部2分别具 有透镜20、光圈2K快门22、 CCD23、模拟前端(AFE) 24、 A/D 变换部25。
透镜20由使焦点对准被拍摄体的聚焦透镜、及用于实现变焦功能 的变焦透镜等多个不同功能的透镜构成，通过未图示的透镜驱动部调 整其位置。
光圈21通过未图示的光圈驱动部，根据由AE处理获得的光圈值 数据进行光圈直径的调整。
快门22是机械快门，通过未图示的快门驱动部，对应由AE处理 获得的快门速度而被驱动。
CCD23具有将多个受光元件二维排列的光电面，被拍摄体光线在 该光电面上成像并被光电变换，而取得模拟摄像信号。并且，CCD23 的前面如图3所示，设有R、 G、 B各色滤波器规则排列的滤色器。
AFE24对从CCD23输出的模拟摄像信号迸行去除模拟摄像信号 的噪声的处理、及调节模拟摄像信号的增益的处理(以下称为模拟处理)。
A/D变换部25将由AFE24进行了模拟处理的模拟摄像信号变换 为数字信号。并且，通过在摄像部2的CCD23中取得、并变换为数字 信号而获得的图像数据是按照各像素具有R、 G、 B的浓度值的RAW 数据。
摄像控制部3在释放按钮下压后进行摄像控制。并且，通过释放 按钮的半下压操作，进行AF处理及AE处理，设定焦点位置、光圈值 数据、及快门速度。此外，摄像控制部3在释放按钮未下压的状态下， 控制摄像部2以进行取景图像的摄影。
信号处理部4对摄像部2取得的数字图像数据进行调整白平衡的 处理、灰度校正、锐度校正、颜色校正等信号处理。
压缩/拉伸处理部5对由信号处理部4进行了处理的图像数据，例 如以JPEG等压縮方式进行压缩处理，生成图像文件。并且，根据Exif 格式等向该图像文件附加记录了拍摄时间等附带信息的标题。
帧存储器6是对摄像部2取得的表示图像的图像数据进行包括上 述信号处理部4进行的处理在内的各种处理时使用的作业用存储器。
介质控制部7访问记录介质10，进行图像文件的写入和读出的控制。
内部存储器8存储在数码相机1中设定的各种常数、及CPU13执 行的程序等。
显示控制部9用于将帧存储器6中存储的图像数据显示到监视器 11，或将记录介质10中记录的图像显示到监视器11。并且，数码相机1具有增益处理部12。图4是表示增益处理部的 结构的概要框图。如图4所示，增益处理部12具有电平信息计算部31、 低频图像生成部32、区域设定部33、增益计算部34、乘法部35。
电平信息计算部31计算通过摄影取得的信号处理前的处理对象 图像S0 (以下也称为图像SO)的各像素的电平。具体而言，通过下述 公式(1)将各像素的亮度Y作为电平计算。
Y=0.299R+0,587G+0.114B (1)
其中，图像SO的各像素仅具有RGB中的任意一个的值，因此通 过进行使用了周围像素的RGB值的插值计算，在计算出各像素的RGB 的所有值后计算亮度Y。具体而言，对图3所示的具有R值的像素， 使用在其上下左右相邻的四个像素的G值、及位于上下左右斜方向的 四个像素的B值进行插值计算，从而计算出G值及B值。并且，对于 具有B值的像素，使用在其上下左右相邻的四个像素的G值、及位于 上下左右斜方向的四个像素的R值进行插值计算，从而计算出G值及 R值。对于具有G值的像素，使用在其上下或左右相邻的二个像素的R 值、及位于上下或左右的二个像素的B值进行插值计算，从而计算出R 值及B值。
低频图像生成部32对由亮度Y构成的图像S0进行低通滤波器的 滤波处理，从而生成模糊图像SusO。
区域设定部33根据图像S0的各像素的亮度Y的大小，设定各像 素所属的图像上的区域。具体而言，对于图像SO中成为区域设定对象 的像素，计算作为对象的像素的亮度Y和位于其周屈的规定范围的其 他像素的亮度Y的差分值的绝对值，将差分值的绝对值在规定阈值Thl 以内的像素所构成的区域，设定为成为对象的像素所属的区域。例如如图5所示，在图像SO中存在斜的边沿部分、右上区域的亮 度Y均为255、左下区域的亮度Y均为1的情况下，将位于中央的标 有斜线的像素作为区域设定的对象像素时，亮度Y为255的像素与对 象像素的亮度Y相同，因此对象像素所属的区域成为由亮度Y为255 像素构成的右上区域。另一方面，亮度Y为1的像素与对象像素的亮 度Y大为不同，所以对象像素不会成为属于左下区域的像素。
此外，图5所示的图像SO的模糊图像SusO如图6所示，边界部 分的亮度Y相比右上区域而变小，相比左下区域而变大，边界变得模 糊。
增益计算部34首先根据模糊图像SusO计算出临时增益Gk，以使 亮度Y越小而越暗的部分该增益的值越大。例如，对于图7所示的图 像SO上的边沿部分，在模糊图像Sus0中如图7的虚线所示，亮度Y 的变化变得平滑。因此，如图8所示，计算出模糊图像SusO的亮度Y 在越小时其值越大地平滑变化的临时增益Gk。
其中，用这样计算出的临时增益Gk乘以图像SO的各像素，可压 縮图像SO的动态范围而减小明暗差，因此可获得在逆光状态下摄影而 取得的明暗差较大的图像中的背景飞白、人物脸部发黑得到校正的高 画质的图像。
但是，通过图8所示的临时增益Gk进行动态范围压縮处理时，如 图9所示，在图像SO中含有的边沿的附近，产生过冲、下冲，从而出 现画质下降的问题。
因此，在第l实施方式中，根据区域设定的结果，将与图像SO的 各像素所属的区域内存在的像素相对应的临时增益Gk的代表值，作为 与像素SO的各像素相对应的最终增益Gf计算。例如如图10所示，当图像SO的右上区域的像素的临时增益Gk为0.5、边界部分的像素的临 时增益为0.3、左下区域的边界部分的临时增益Gk为5、左下区域的 像素的临时增益Gk为10时，对于中央的成为对象的像素，将属于右 上区域的所有像素的临时增益Gk的平均值作为最终的增益Gf计算出 来。
此外，对于属于右上区域的像素，将属于右上区域的所有像素的 临时增益Gk的平均值作为最终的增益Gf计算出来。这样一来，如图 11所示，计算出右上区域的像素的增益Gf为0.43，左下区域的像素的 增益Gf为5.8。
因此，如图12所示，计算出最终的增益Gf，边界部分的变化比 临时增益Gk陡峭。因此，通过最终增益Gf对图像SO进行动态范围压 縮处理时，如图13所示，在图像SO的边沿附近的区域中，不会发生 过冲、下冲。
CPU13根据来自包括十字键、各种操作按钮及释放按钮的输入部 14的信号，控制数码相机1的各部分。
数据总线15与构成数码相机1的各部分及CPU13连接，进行数 码相机1中的各种数据及各种信息的处理。
接着说明在第1实施方式中进行的处理。图14是表示第1实施方 式中进行的处理的流程图。此外在此说明释放按钮被全部下压进行摄 影指示而生成了数字的图像SO之后的处理。通过摄影取得图像SO后， 增益处理部12的电平信息计算部31计算图像SO的电平(步骤ST1)。 接着，低频图像生成部32生成图像SO的模糊图像SusO (步骤ST2)， 区域设定部33根据图像SO的各像素的电平，设定各像素所属的图像 SO上的区域(步骤ST3)。并且，增益计算部34计算和模糊图像Sus0对应的临时增益Gk(步 骤ST4)，根据区域设定结果计算最终的增益Gf (步骤ST5)。并且， 乘法部35使图像S0的各像素乘以增益Gf以进行动态范围压縮处理， 生成动态范围压縮处理后的图像Sl (步骤ST6)。
接着，信号处理部4对动态范围压縮处理后的图像Sl进行信号处 理，生成处理后的图像S2 (步骤ST7)。并且，压縮/拉伸处理部5生 成图像文件(步骤ST8)，介质控制部7将图像文件记录到记录介质 10 (步骤ST9)，结束处理。
这样一来，在第1实施方式中，根据图像S0的各像素的电平设定 各像素所属的像素SO上的区域，从而对图像SO的各像素所属的区域 内的像素计算出基本相同的增益。因此，即使进行动态范围压縮处理， 在图像SO的各像素所属的区域的边界附近，也可防止像素值大幅变动 造成的过冲、下冲的发生，其结果是，可获得无过冲、下冲的、更高 画质的处理后的图像S2。
接着说明本发明的第2实施方式。并且，具有第2实施方式的图 像处理装置的数码相机的结构和具有上述第1实施方式的图像处理装 置的数码相机相同，仅在增益处理部12中进行的处理不同，因此在此 省略其详细结构的说明。
在上述第1实施方式中，仅生成一个模糊图像，但在第2实施方 式中，与第l实施方式的不同点在于，生成频带不同的多个模糊图像。
图15是表示在第2实施方式中进行的处理的示意图。如图15所 示，在第2实施方式中，低频图像生成部32从由亮度Y构成的图像 SO生成频带不同的多个模糊图像SusO Susn。具体而言，对图像S0反 复进行低通滤波器的滤波处理，或通过子波变换等对图像S0进行多重 分辨率变换，从而生成模糊图像SusO Susn。其中，n是模糊图像的个数，n越大则模糊图像的频带越高。
并且，区域设定部33对于频带最低的模糊图像SusO以外的模糊 图像Susl Susn,根据模糊图像Susl Susn的各像素的电平，设定各像 素所属的各模糊图像Susl Susn上的区域。
另一方面，增益计算部34首先根据频带最低的模糊图像SusO，和 上述第l实施方式一样计算出临时增益GO。并且，根据继模糊图像Sus0 增高的频带的模糊图像Susl的区域设定的结果，将与模糊图像Susl 的各像素所属的区域内存在的像素相对应的临时增益GO的代表值，作 为模糊图像Susl的临时增益Gl计算。并且，临时增益Gl的计算处理 和上述第1实施方式中的、根据模糊图像SusO计算出的临时增益Gk 和基于图像SO的区域设定结果的最终增益Gf的计算同样来进行。
接着，增益计算部34根据继模糊图像Susl增高的频带的模糊图 像Sus2的区域设定的结果，将与模糊图像Sus2的各像素所属的区域内 存在的像素相对应的临时增益Gl的代表值，作为对模糊图像Sus2的 临吋增益G2计算。
增益计算部34进行该处理直到计算出频带最高的模糊图像Susn 的临时增益Gn为止，并将临时增益Gn作为最终的增益Gf输出。
接着说明在第2实施方式中进行的处理。图16是表示在第2实施 方式中进行的处理的流程图。此外在此说明释放按钮被全部下压进行 摄影指示而生成数字的图像SO之后的处理。通过摄影取得图像SO后， 增益处理部12的电平信息计算部31计算图像SO的电平(步骤STll)。 接着，低频图像生成部32从图像SO生成频带不同的多个模糊图像 SusO Susn (步骤ST12),区域设定部33对于最低频带以外的频带的 模糊图像Susl Susn，根据模糊图像Susl Susn的各像素的电平，设定 各像素所属的模糊图像Susl Susn上的区域(步骤ST13)。并且，增益计算部34根据模糊图像Sus0计算临时增益G0 (步骤 ST14)，将使用区域设定结果的模糊图像设定为最初的模糊图像Susi (i=l，步骤ST15)，根据对模糊图像Susi的区域设定结果，由临时 增益Gi-l (初始值GO)计算出临时增益Gi (步骤ST16)。并且，判 断是否根据所有的模糊图像的区域设定结果计算出了临时增益，即判 断i-n是否成立(步骤ST17)，步骤ST17为否定时，将使用区域设定 结果的模糊图像设定为继而增高的频带的模糊图像(i-l，步骤ST18)， 返回到步骤ST16。
步骤ST17为肯定时，乘法部35使图像SO的各像素乘以最终增益 Gf (=Gn)以进行动态范围压縮处理，生成动态范围压縮处理后的图 像S1 (步骤ST19)。
接着，信号处理部4对动态范围压縮处理后的图像Sl进行信号处 理，生成处理后的图像S2 (步骤ST20)。并且，压縮/拉伸处理部5 生成图像文件(步骤ST21)，介质控制部7将图像文件记录到记录介 质10 (步骤ST22)，结束处理。
其中，在第l实施方式中，模糊图像SusO的频带越小，则越呈现 图像SO的大局亮度的变化，因此为了计算用于变更图像SO整体的动 态范围的增益，模糊图像SusO的频带优选较低。但是，模糊图像SusO 和图像SO相比频带非常低时，模糊图像SusO和原来的图像SO的频率 差较大，在图像SO的各像素所属的区域的边界中，模糊图像Sus0中 的模糊范围、即电平变动范围变得非常大，因此在使用图像SO的区域 设定结果时，无法适当计算出增益。
根据第2实施方式，由图像SO生成频带不同的多个模糊图像 SusO Susn，多个模糊图像中，首先根据比最低频带高的频带的模糊图 像Susl Susn的各像素的电平，设定各模糊图像Susl Susn的各像素所属的区域，由根据最低频带的模糊图像SusO计算出的临时增益GO，根 据模糊图像Susl的区域设定结果计算出临时增益Gl，之后反复该处理 直到根据频带最高的模糊图像Susn的区域设定结果计算出临时增益 Gn为止。
其中，计算增益的模糊图像Susi-l及模糊图像Susi的频带接近， 因此频率差较小，在模糊图像Susi的各像素所属的区域的边界中，模 糊的范围、即模糊图像Susi-l的像素电平的变动范围变小，所以可适 当计算出对模糊图像Susi的增益Gi。
因此，通过逐渐提高计算的增益及区域分割的频带，可对图像S0 的各像素所属的区域的边界中的模糊图像Sus0的模糊的范围、即像素 电平变动的范围不产生影响地，计算出图像S0的大局性电平的变化所 对应的增益Gf。因此，可获得无过冲及下冲的、更高画质的处理后图 像S2。
此外，在上述第l实施方式中，从由模糊图像SusO计算出的临时 增益，根据图像SO的区域设定结果，计算最终增益Gf，但也可是计 算模糊图像SusO的各像素所属的区域内存在的模糊图像SusO的各像素 的平均值，根据该平均值计算对各像素的增益，以使各像素的电平越 小则增益越大。
艮卩，如图6所示，对于计算出的模糊图像SusO，根据区域设定结 果对中央像素所属的右上区域计算出模糊图像Sus0的亮度Y的平均 值。图17是表示模糊图像S0us的亮度Y的平均值的计算结果的图。 此外，在图17中，对左下区域也计算亮度Y的平均值。并且，对于计 算出平均值的模糊图像SusO，计算增益以使在亮度Y越小而越暗的部 分图像SO的像素值越大，从而和第l实施方式一样，在图像S0的边 沿附近的区域中，能以不产生过冲及下冲的方式计算增益。并且，在上述第l及第2实施方式中，将本发明的图像处理装置 适用于数码相机，但也可单独使用图像处理装置。这种情况下，图像 处理装置设有用于将通过数码相机等获得的图像输入到装置中的读卡 器等接口。
并且，在上述第1及第2实施方式中，将亮度Y作为像素电平计 算，但也可将各像素的RGB值的平均值、G值、RGB值中的最大值等 作为像素电平使用。
并且，在上述第l及第2实施方式中，计算各像素所属区域内的 像素的增益的平均值，也可取代平均值使用和到各像素的距离对应的 加权平均值、中间值等。
并且，在上述第1及第2实施方式中，计算与图像S0的各像素相 乘的增益，但也可计算与各像素相加相减的增益。这种情况下，在增 益处理部12中，向图像SO的各像素加减增益来进行增益处理。
并且，在上述第1及第2实施方式中，计算图像S0的整体的增益， 并对图像S0整体进行动态范围压縮处理，但也可是仅对图像S0的 高亮度区域或低亮度区域计算增益，仅对图像SO的高亮度区域或低亮 度区域进行动态范围压縮处理。
并且，在上述第2实施方式中，由频带最低的模糊图像SusO的临 时增益GO计算最终的增益，但作为临时增益计算基准的频带不限为最 低频带，也可是提前确定的最高频带以外的其他频带。并且，无需使 用最高频带的模糊图像Suns的区域设定结果计算最终增益，也可使用 提前设定的规定频带的模糊图像的区域设定结果计算最终增益。
以上说明了本发明的实施方式涉及的装置1，但使计算机作为与 上述电平信息计算部31、低频图像生成部32、区域设定部33、增益计算部34、乘法部35对应的装置发挥作用、并进行图14、 16所示的处
理的程序，也是本发明的实施方式之一。并且，记录了该程序的计算 机可读取的记录介质也是本发明的实施方式之一。
权利要求
1.一种图像处理装置，其特征在于，具有区域设定单元，根据处理对象图像的各像素的电平，设定该各像素所属的该处理对象图像上的区域；低频图像生成单元，生成上述处理对象图像的低频图像；增益计算单元，计算对上述处理对象图像的各像素的增益，使该各像素的电平越小则增益越大，根据上述区域设定结果及上述低频图像的各像素的电平，对上述处理对象图像的各像素所属的区域内存在的像素计算上述增益，以使其为基本相同的增益；和处理单元，根据上述增益对上述处理对象图像进行动态范围压缩处理，从而生成处理后的图像。
2. 根据权利要求1所述的图像处理装置，其特征在于，上述增益 计算单元，计算临时增益以使上述低频图像的各像素的电平越小则该 临时增益越大，并根据上述区域设定结果，将与上述处理对象图像的 各像素所属的区域内存在的像素相对应的上述临时增益的代表值，作 为对上述处理对象像素的各像素的增益来计算。
3. 根据权利要求l所述的图像处理装置，其特征在于，上述增益 计算单元，根据上述区域设定结果计算上述低频图像的各像素所属的 区域内存在的该低频图像的像素的代表值，并计算对上述处理对象像 素的各像素的增益，使该代表值的电平越小则增益越大。
4. 一种图像处理装置，其特征在于，具有低频图像生成单元，由处理对象图像生成频带不同的多个低频图像；区域设定单元，在上述多个低频图像中，根据比第1频带高的规 定频带为止的至少一个低频图像的各像素的电平，设定该至少一个低 频图像的各像素所属的该低频图像上的区域；增益计算单元，计算第1增益以使上述第1频带的第1低频图像 的各像素的电平越小则该第1增益越大，并根据上述区域设定结果，将与继上述第1频带而频带增高的第2频带的第2低频图像的各像素 所属的区域内存在的像素相对应的上述第1增益的代表值，作为对上 述第2低频图像的各像素的第2增益来计算，将继上述第2低频图像 而频带增高的频带的低频图像作为新的第2低频图像并将上述第2增 益作为新的第1增益来计算新的上述第2增益，反复进行新的上述第2 增益的计算直到上述规定频带为止，将由此计算出的第2增益作为对 上述处理对象图像的各像素的最终增益输出；和处理单元，根据上述增益对上述处理对象图像进行动态范围压縮处理，从而生成处理后图像。
5. —种摄影装置，其特征在于，具有摄像单元，通过拍摄被拍摄体而取得上述处理对象图像；和 权利要求1至4的任意一项所述的图像处理装置。
6. —种图像处理方法，其特征在于，根据处理对象图像的各像素的电平，设定该各像素所属的该处理 对象图像上的区域，生成上述处理对象图像的低频图像，计算对上述处理对象图像的各像素的增益，使该各像素的电平越 小则增益越大，此时，根据上述区域设定结果及上述低频图像的各像 素的电平，对上述处理对象图像的各像素所属的区域内存在的像素计 算上述增益，以使其为基本相同的增益，根据上述增益对上述处理对象图像进行动态范围压縮处理，生成 处理后的图像。
7. —种图像处理方法，其特征在于， 由处理对象图像生成频带不同的多个低频图像， 在上述多个低频图像中，根据比第1频带高的规定频带为止的至少一个低频图像的各像素的电平，设定该至少一个低频图像的各像素 所属的该低频图像上的区域，计算第1增益以使上述第1频带的第1低频图像的各像素的电平 越小则该第1增益越大，根据上述区域设定结果，将与继上述第1频带而频带增高的第2 频带的第2低频图像的各像素所属的区域内存在的像素相对应的上述 第1增益的代表值，作为对上述第2低频图像的各像素的第2增益来 计算，将继上述第2低频图像而频带增高的频带的低频图像作为新的第 2低频图像并将上述第2增益作为新的第1增益来计算新的上述第2增 益，反复进行新的上述第2增益的计算直到上述规定频带为止，将由 此计算出的第2增益作为对上述处理对象图像的各像素的最终增益输 出，根据上述增益对上述处理对象图像进行动态范围压縮处理，从而 生成处理后图像。
8. —种程序，用于使计算机执行图像处理方法，其中，该图像处 理方法具有以下步骤根据处理对象图像的各像素的电平，设定该各像素所属的该处理 对象图像上的区域；生成上述处理对象图像的低频图像；计算对上述处理对象图像的各像素的增益，使该各像素的电平越 小则增益越大，此时，根据上述区域设定结果及上述低频图像的各像 素的电平，对上述处理对象图像的各像素所属的区域内存在的像素计 算上述增益，以使其为基本相同的增益；和根据上述增益对上述处理对象图像进行动态范围压縮处理，从而 生成处理后的图像。
9. 一种程序，用于使计算机执行图像处理方法，其中，该图像处 理方法具有以下步骤:由处理对象图像生成频带不同的多个低频图像；在上述多个低频图像中，根据比第1频带高的规定频带为止的至 少一个低频图像的各像素的电平，设定该至少一个低频图像的各像素 所属的该低频图像上的区域；计算第1增益以使上述第1频带的第1低频图像的各像素的电平 越小则该第l增益越大；根据上述区域设定结果，将与继上述第1频带而频带增高的第2 频带的第2低频图像的各像素所属的区域内存在的像素相对应的上述 第1增益的代表值，作为对上述第2低频图像的各像素的第2增益来 计算；将继上述第2低频图像而频带增高的频带的低频图像作为新的第 2低频图像并将上述第2增益作为新的第1增益计算新的上述第2增益， 反复进行新的上述第2增益的计算直到上述规定频带为止，将由此计 算出的第2增益作为对上述处理对象图像的各像素的最终增益输出； 和根据上述增益对上述处理对象图像进行动态范围压縮处理，从而 生成处理后图像。
全文摘要
本发明提供一种使动态范围压缩后的图像为高画质的图像处理装置、方法及程序。其中，电平信息计算部(31)计算图像(S0)的电平，低频图像生成部(32)生成图像(S0)的模糊图像(Sus0)，区域设定部(33)根据图像(S0)的各像素的电平，设定各图像所属的图像(S0)上的区域。增益计算部(34)计算出和模糊图像(Sus0)对应的临时增益，根据区域设定结果计算出最终增益。并且，乘法部(35)对图像(S0)的各像素乘以增益，从而进行动态范围压缩处理，生成动态范围压缩处理后的图像(S1)。
文档编号G06T5/00GK101577796SQ200910139190
公开日2009年11月11日 申请日期2009年5月11日 优先权日2008年5月9日
发明者田中诚二 申请人:富士胶片株式会社