專利名稱：圖像處理裝置、圖像記錄裝置和圖像處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及圖像處理裝置、圖像記錄裝置和圖像處理方法，特別是涉及對圖像適應(yīng)性地進(jìn)行灰度變換處理的圖像處理裝置、圖像記錄裝置和圖像處理方法。
背景技術(shù)：
圖像的灰度表現(xiàn)是決定圖像質(zhì)量的重要的因素之一。通常從攝像元件輸出的信號大致與入射到攝像元件上的光的光量成正比。在此，關(guān)于來自攝像元件的輸出信號，在以后的圖像處理中與最終的圖像的觀察環(huán)境(例如由監(jiān)視器進(jìn)行的圖像觀察或由打印機(jī)輸出決定的圖像觀察等)相一致地被進(jìn)行某種灰度變換處理。例如，在一般的數(shù)碼相機(jī)的情況下，采用了sRGB色空間作為圖像文件格式的標(biāo)準(zhǔn)色空間，但將用數(shù)碼相機(jī)進(jìn)行了攝影的圖像的灰度設(shè)計(jì)成最適合于用具有存在于sRGB的規(guī)定中的γ(灰度系數(shù))特性(γ＝2.2)的監(jiān)視器進(jìn)行了顯示時(shí)的灰度。
通常，一般在數(shù)碼相機(jī)等的各種輸入裝置中將圖像的灰度變換特性固定為一種，或由用戶等從多種灰度變換特性中選擇圖像的灰度變換特性。此外，近年來正在使用與圖像(或場景)的亮度分布相一致地對各自的圖像適應(yīng)性地使灰度變換特性最佳化的技術(shù)。這是因?yàn)?，由于被攝場的動態(tài)范圍在各個(gè)場景中是不同的，故不考慮該差別在用一律的灰度變換特性變換了的情況下就難以在監(jiān)視器或打印機(jī)等的輸出裝置的動態(tài)范圍中高效地反映被攝場的亮度信息。
作為對各自的圖像適應(yīng)性地使灰度變換特性最佳化的技術(shù)之一，可舉出直方圖均等化法。該法是通過進(jìn)行使圖像的亮度直方圖(各亮度灰度水平的頻度數(shù))變得均勻那樣的灰度變換來增加圖像所具有的亮度信息量、對輸出裝置高效地分配灰度的技術(shù)。
在此，如果與攝影條件或場景無關(guān)地一律應(yīng)用這樣的灰度變換，則例如有時(shí)暗部的噪聲因灰度變換而被放大從而超過容許水平等，由于圖像(場景)的緣故在不理想的方向上被變換了。
作為其解決措施的一例，在專利文獻(xiàn)1中所提出的技術(shù)中，檢測圖像的亮度分布，由已被檢測的亮度分布判定是否必須進(jìn)行亮度分布的校正，在判定為必須進(jìn)行亮度分布的校正的情況下，通過進(jìn)行校正使亮度分布變得均勻來防止輸出圖像的性能惡化。
專利文獻(xiàn)1特開2003-179809號公報(bào)但是，關(guān)于在上述專利文獻(xiàn)1中所提出的技術(shù)，由于從被攝體的亮度分布判定亮度分布的校正的必要性，故例如對于場景的亮度低、較多地包含因電放大引起的噪聲的圖像或指定被攝體的種類(風(fēng)景、人物等)而被攝影了的圖像等的灰度變換特性和灰度變換后的最佳值隨攝影時(shí)的條件而不同的圖像，難以分別進(jìn)行最佳的灰度變換處理。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述的情況而進(jìn)行的，其目的在于提供可與攝影條件無關(guān)地進(jìn)行最適合于攝影時(shí)的場景的灰度變換處理的圖像處理裝置和圖像處理方法。
為了達(dá)到上述的目的，本發(fā)明的第1方式的圖像處理裝置是對于輸入圖像進(jìn)行圖像處理的圖像處理裝置，其特征在于，具備直方圖計(jì)算部，計(jì)算已被輸入的圖像數(shù)據(jù)的像素值的直方圖；灰度變換特性決定部，根據(jù)由上述直方圖計(jì)算部計(jì)算了的上述直方圖和涉及上述已被輸入的圖像數(shù)據(jù)的信息，決定對上述圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行灰度變換處理時(shí)的灰度變換特性；以及灰度變換處理部，根據(jù)由上述灰度變換特性決定部決定了的上述灰度變換特性，對上述已被輸入的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行灰度變換處理，變換上述圖像數(shù)據(jù)的灰度變換特性。
為了達(dá)到上述的目的，本發(fā)明的第2方式的圖像記錄裝置是對于輸入圖像進(jìn)行圖像處理并記錄的圖像記錄裝置，其特征在于，具備攝像部，對被攝場進(jìn)行攝像以得到圖像數(shù)據(jù)；直方圖計(jì)算部，計(jì)算由上述攝像部得到的圖像數(shù)據(jù)的像素值的直方圖；灰度變換特性決定部，根據(jù)由上述直方圖計(jì)算部計(jì)算了的上述直方圖和對上述圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行了攝影時(shí)的攝影信息，決定對上述圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行灰度變換處理時(shí)的灰度變換特性；灰度變換部，根據(jù)由上述灰度變換特性決定部決定了的上述灰度變換特性對上述已被輸入的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行灰度變換；以及記錄部，在記錄介質(zhì)上記錄由上述灰度變換部進(jìn)行了灰度變換的圖像數(shù)據(jù)。
為了達(dá)到上述的目的，本發(fā)明的第3方式的圖像處理方法是對于輸入圖像進(jìn)行圖像處理的圖像處理方法，其特征在于，具有計(jì)算已被輸入的圖像數(shù)據(jù)的像素值的直方圖的直方圖計(jì)算工序；根據(jù)在上述直方圖計(jì)算工序中被計(jì)算了的上述直方圖和對上述圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行了攝影時(shí)的攝影信息來決定對上述圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行灰度變換處理時(shí)的灰度變換特性的灰度變換特性決定工序；以及根據(jù)在上述灰度變換特性決定工序中被決定了的上述灰度變換特性對上述已被輸入的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行灰度變換的灰度變換工序。
按照該第1～第3方式，通過在決定進(jìn)行灰度變換用的灰度變換特性時(shí)考慮得到了圖像數(shù)據(jù)時(shí)的攝影信息，可與攝影條件無關(guān)地進(jìn)行最適合于攝影時(shí)的場景的灰度變換處理。
按照本發(fā)明，可提供能與攝影條件無關(guān)地進(jìn)行最適合于攝影時(shí)的場景的灰度變換處理的圖像處理裝置、圖像記錄裝置和圖像處理方法。


圖1是示出了與本發(fā)明的一種實(shí)施方式有關(guān)的圖像處理裝置的概念性的結(jié)構(gòu)的圖。
圖2是示出作為包含與本發(fā)明的一種實(shí)施方式有關(guān)的圖像處理裝置的圖像記錄裝置的一例的數(shù)碼相機(jī)的結(jié)構(gòu)的框圖。
圖3是示出了默認(rèn)灰度變換表的例子的圖。
圖4是示出了噪聲特性信息的例子的圖。
圖5是示出了灰度合成比的例子的圖。
圖6是示出了包含與本發(fā)明的一種實(shí)施方式有關(guān)的圖像處理方法的攝影控制的流程圖。
圖7是示出直方圖的例子的圖。
圖8是示出直方圖修正處理的流程圖。
圖9是示出頻度值限制后的直方圖的圖。
圖10是示出累積直方圖的例子的圖。
圖11是示出灰度變換表計(jì)算處理的流程圖。
圖12是示出默認(rèn)灰度變換表和累積直方圖的合成的例子的圖。
具體實(shí)施例方式
以下參照

本發(fā)明的實(shí)施方式。
圖1是示出了與本發(fā)明的一種實(shí)施方式有關(guān)的圖像處理裝置的概念性的結(jié)構(gòu)的圖。
如圖1中所示，本圖像處理裝置由直方圖計(jì)算部1、灰度變換特性決定部2和灰度變換部4構(gòu)成。如果將圖像數(shù)據(jù)輸入直方圖計(jì)算部1，則在直方圖計(jì)算部1中計(jì)算輸入圖像數(shù)據(jù)的像素值的直方圖。關(guān)于直方圖，可只計(jì)算圖像數(shù)據(jù)的亮度分量的直方圖(亮度直方圖)，也可計(jì)算圖像數(shù)據(jù)的每種顏色分量的直方圖。
在直方圖計(jì)算部1中計(jì)算了直方圖后，對灰度變換特性決定部2輸入已被計(jì)算的直方圖。在灰度變換特性決定部2中，根據(jù)直方圖和對圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行了攝影時(shí)的攝影信息3決定灰度變換特性。然后，根據(jù)已被決定的灰度變換特性，在灰度變換部4中，進(jìn)行輸入圖像數(shù)據(jù)的灰度變換處理，作為輸出圖像數(shù)據(jù)對外部輸出。
以下，更具體地說明圖1的圖像處理裝置。圖2是示出作為包含與本發(fā)明的一種實(shí)施方式有關(guān)的圖像處理裝置的圖像記錄裝置的一例的數(shù)碼相機(jī)(以下稱為照相機(jī))的結(jié)構(gòu)的框圖。
如圖2中所示，本數(shù)碼相機(jī)由下述部分構(gòu)成微型計(jì)算機(jī)11；攝像部12；A/D變換部(在圖中記為A/D)13；總線14；RAM15；圖像處理電路16；ROM17；記錄介質(zhì)18；以及操作部19。
微型計(jì)算機(jī)11是對本照相機(jī)進(jìn)行整體控制的控制部。在該微型計(jì)算機(jī)11中，進(jìn)行攝像部12內(nèi)部的攝影光學(xué)系統(tǒng)的焦點(diǎn)控制或攝像元件的曝光控制、在記錄介質(zhì)18上記錄圖像數(shù)據(jù)時(shí)的記錄控制等。
攝像部12由攝影光學(xué)系統(tǒng)或攝像元件和這些部分的驅(qū)動部等構(gòu)成。關(guān)于攝像部12，在攝像元件中將經(jīng)攝影光學(xué)系統(tǒng)入射的來自未圖示的被攝體的光束變換為電信號。
A/D變換部13將用攝像部12得到了的電信號變換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)以生成圖像數(shù)據(jù)。
總線14是將用A/D變換部13得到了的圖像數(shù)據(jù)等的數(shù)據(jù)傳送到本照相機(jī)的各電路的傳送路。此外，RAM15是暫時(shí)存儲圖像數(shù)據(jù)等的數(shù)據(jù)用的存儲器。
圖像處理電路16是進(jìn)行經(jīng)總線14輸入了的輸入圖像數(shù)據(jù)的圖像處理的電路。在此，圖像處理電路16由下述部分構(gòu)成白平衡(WB)校正部20；同時(shí)化部21；Y/C分離部22；色變換部23；JPEG壓縮部24；直方圖計(jì)算部25；直方圖修正部26；直方圖累積部27；灰度變換表計(jì)算部28和灰度變換部29。在此，上述灰度變換特性決定部2與直方圖計(jì)算部25、直方圖修正部26、直方圖累積部27、灰度變換表計(jì)算部28相對應(yīng)。
作為噪聲特性存儲部、固定灰度變換特性存儲部的ROM17是存儲由微型計(jì)算機(jī)11執(zhí)行的各種控制程序或本照相機(jī)的各種設(shè)定值的存儲器。特別是在本實(shí)施方式的ROM17中存儲了默認(rèn)灰度變換表30、噪聲特性信息31和灰度合成比32。
默認(rèn)灰度變換表30是在ROM17中對于每種照相機(jī)具有作為固定的特性被存儲了的標(biāo)準(zhǔn)的特性的灰度變換表。用圖3的實(shí)線示出默認(rèn)灰度變換表30的例子。在此，圖3的橫軸表示圖像輸入值。再有，圖3的圖像輸入值是從A/D變換部13輸入了的圖像數(shù)據(jù)的像素值。此外，圖3的左側(cè)的縱軸表示灰度變換后的輸出值(8位輸出)。再有，在ROM17中被存儲了的默認(rèn)灰度變換表不限于1個(gè)。例如，也可預(yù)先存儲多個(gè)不同的默認(rèn)灰度變換表，用戶可任意地選擇默認(rèn)灰度變換表?；蛘撸部筛鶕?jù)攝影條件從多個(gè)默認(rèn)灰度變換表中自動地選擇最佳的默認(rèn)灰度變換表。
噪聲特性信息31是關(guān)于噪聲特性的信息，表示在對圖像進(jìn)行了攝影時(shí)哪種程度的量的噪聲以哪種形態(tài)加到圖像上。該噪聲特性信息31是在ROM17中作為固定值被存儲了的信息。用圖4的實(shí)線示出噪聲特性信息31。在此，圖4的橫軸表示輸入值。在此的輸入值也與圖3同樣，是A/D變換部13中的A/D變換值。此外，圖4的左側(cè)的縱軸表示噪聲量。如圖4中所示，如果輸入值增加，則噪聲量也隨之增加。此外，在圖4中，即使在輸入值為0的情況下也存在噪聲，但這是暗電流分量。
在此，噪聲特性信息31是隨攝影時(shí)的攝影靈敏度或溫度、曝光時(shí)間等而變化的量。例如，在攝影時(shí)的攝影靈敏度高的情況下，噪聲量變大。因此，也可在ROM17中預(yù)先存儲了與攝影靈敏度的變化或溫度變化、曝光時(shí)間的變化對應(yīng)的多個(gè)噪聲特性信息，在圖像數(shù)據(jù)攝影時(shí)讀出與此時(shí)的攝影靈敏度或溫度、曝光時(shí)間對應(yīng)的噪聲特性信息。
此外，在近年的照相機(jī)中，由于也提出了具有降低攝影時(shí)的圖像的噪聲的降低噪聲處理功能的照相機(jī)，故也可與其相對應(yīng)地在ROM17中預(yù)先存儲被進(jìn)行了降低噪聲處理的狀態(tài)的噪聲特性信息。
灰度合成比32是合成默認(rèn)灰度變換表30和在其后說明的累積直方圖時(shí)的合成比。在圖5中示出灰度合成比32的例子。如圖5中所示，灰度合成比32存儲與場景模式對應(yīng)的值。在此，場景模式是以各種各樣的設(shè)定進(jìn)行攝影用的攝影模式之一，是可設(shè)定攝影時(shí)的場景的模式。通過進(jìn)行場景模式的設(shè)定，可自動地選擇適合于各自的場景的設(shè)定值以進(jìn)行曝光控制等。在本實(shí)施方式中，作為與場景模式對應(yīng)的灰度合成比，例如存儲與以標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)定進(jìn)行攝影用的標(biāo)準(zhǔn)模式、以適合于風(fēng)景攝影的設(shè)定進(jìn)行攝影用的風(fēng)景模式、以適合于人物攝影的設(shè)定進(jìn)行攝影用的人物模式和以適合于夜景攝影的設(shè)定進(jìn)行攝影用的夜景模式對應(yīng)的灰度合成比，但不限于此。
記錄介質(zhì)18是記錄在圖像處理電路16中被處理了的圖像的記錄介質(zhì)，例如由存儲卡等構(gòu)成。
操作部19是由用戶操作的各種操作構(gòu)件。如果由用戶操作操作部19，則根據(jù)該操作狀態(tài)，由微型計(jì)算機(jī)11進(jìn)行各種各樣的控制。在此，作為操作部19，包含例如進(jìn)行攝影執(zhí)行指示的快門按鈕或選擇場景模式用的選擇按鈕等。
參照圖6，說明具有圖2那樣的結(jié)構(gòu)的照相機(jī)中的攝影控制。圖6是示出包含與本發(fā)明的一種實(shí)施方式有關(guān)的圖像處理方法的攝影控制的工序的流程圖。在此，圖6的流程圖是通過由用戶進(jìn)行快門按鈕的接通操作來開始的。
如果由用戶接通快門按鈕，則根據(jù)攝像部12的輸出進(jìn)行眾所周知的AE和AF(步驟S1)。其后，進(jìn)行曝光控制(步驟S2)，在攝像部12中可得到記錄用的圖像信號。其后，對攝像部12中得到的記錄用的圖像信號進(jìn)行攝像處理(步驟S3)。在該攝像處理中，對在攝像部12中得到了的圖像信號在A/D變換部13中進(jìn)行A/D變換。將在A/D變換部13中得到了的圖像數(shù)據(jù)輸入到圖像處理電路16的WB校正部20中。
在WB校正部20中進(jìn)行圖像數(shù)據(jù)的白平衡校正(步驟S4)。在白平衡校正中，校正圖像數(shù)據(jù)的R增益和B增益，以使輸入到WB校正部20中的圖像的白色變得適當(dāng)。將在WB校正部20中進(jìn)行了白平衡校正的圖像數(shù)據(jù)輸入到同時(shí)化部21中。
在同時(shí)化部21中進(jìn)行同時(shí)化處理(步驟S5)。在同時(shí)化處理中，利用內(nèi)插從輸入到同時(shí)化部21中的圖像數(shù)據(jù)生成以RGB3色為1個(gè)像素分量的圖像數(shù)據(jù)。將在同時(shí)化部21中進(jìn)行了同時(shí)化處理的圖像數(shù)據(jù)輸入到Y(jié)/C分離部22中。
在Y/C分離部22中進(jìn)行Y/C分離處理(步驟S6)。在Y/C分離處理中將已被輸入的圖像數(shù)據(jù)分離為Y(亮度)信號和C(色)信號。將已被分離的信號中的Y信號輸入到直方圖計(jì)算部25和灰度變換部29中，將已被分離的信號中的C信號輸入到色變換部23中。
在色變換部23中進(jìn)行色變換處理(步驟S7)。在色變換處理中將輸入到色變換部23中的C信號用照相機(jī)等變換為sRGB等的標(biāo)準(zhǔn)色信號。將在色變換部23中進(jìn)行了色變換處理的信號輸入到JPEG壓縮部24中。
在直方圖計(jì)算部25中進(jìn)行直方圖計(jì)算處理(步驟S8)。在直方圖計(jì)算處理中從輸入到直方圖計(jì)算部25中的Y信號的各亮度輸入的頻度值計(jì)算直方圖(亮度直方圖)。用圖7的實(shí)線示出在直方圖計(jì)算部25中被計(jì)算了的直方圖的例子。在此，圖7的橫軸表示亮度輸入值。另外，圖7的左側(cè)的縱軸表示亮度分布、即亮度輸入的頻度值。將在直方圖計(jì)算部25中被計(jì)算了的直方圖輸入到直方圖修正部26中。
再有，在本實(shí)施方式中，從圖像數(shù)據(jù)的亮度分量來計(jì)算直方圖，但也可計(jì)算圖像數(shù)據(jù)的色分量的直方圖。在該情況下，可計(jì)算RGB3色全部的直方圖，也可只計(jì)算G分量的直方圖。
在直方圖修正部26中進(jìn)行直方圖修正處理(步驟S9)。在直方圖修正處理中，根據(jù)被存儲在ROM17中的噪聲特性信息31，對在直方圖計(jì)算部25中被計(jì)算了的直方圖進(jìn)行修正。
參照圖8說明直方圖修正處理。在直方圖修正處理中，首先讀出在ROM17中被存儲了的默認(rèn)灰度變換表30(步驟S21)。其次，計(jì)算默認(rèn)灰度變換表30的斜率(步驟S22)。在此，通過對默認(rèn)灰度變換表30進(jìn)行微分可得到默認(rèn)灰度變換表30的斜率。例如，在用圖3的實(shí)線示出默認(rèn)灰度變換表30的情況下，用圖3的虛線示出其斜率。
在計(jì)算了默認(rèn)灰度變換表30的斜率后，讀出在ROM17中被存儲了的噪聲特性信息31(步驟S23)。其次，推斷灰度變換后的噪聲量?；叶茸儞Q后的噪聲量是噪聲量與灰度變換后的噪聲的放大率的乘積。在此，用在步驟S22中被計(jì)算了的默認(rèn)灰度變換表30的斜率表示灰度變換后的噪聲的放大率。因而，灰度變換后的噪聲量成為用圖4的實(shí)線示出的噪聲量與用圖3的虛線示出的默認(rèn)灰度變換表的斜率的乘積，其結(jié)果是，所得到的灰度變換后的噪聲量成為用圖4的虛線示出的噪聲量。如圖4的虛線所示，在灰度變換后在原來的圖像中在暗的部分中呈現(xiàn)噪聲量的峰值。這是因?yàn)?，利用灰度變換伸長原來的圖像的暗的部分，壓縮明亮的部分。
在推斷了灰度變換后的噪聲量后，為了進(jìn)行直方圖的修正，決定直方圖的頻度值限制水平(步驟S24)。在此，在本實(shí)施方式中，以灰度變換后的噪聲變得不顯著的方式來限制直方圖的頻度值。為此，計(jì)算灰度變換后的噪聲量的倒數(shù)作為頻度值限制水平。在圖7的虛線中示出該頻度值限制水平。如圖7中所示，在灰度變換后的噪聲量變大的部分中頻度值的限制水平變大。
在此，在本實(shí)施方式中，將直方圖的頻度值限制水平定為灰度變換后的噪聲量的倒數(shù)，但例如也可在計(jì)算了倒數(shù)后進(jìn)行既定的運(yùn)算以求出更恰當(dāng)?shù)念l度值限制水平。
在決定了頻度值限制水平后，在直方圖中超過頻度值限制水平的部分如圖9那樣被限制(步驟S25)。通過使用以這種方式進(jìn)行了修正的直方圖進(jìn)行灰度變換，灰度變換后的噪聲變得不顯著。
在此，再返回到圖6的說明。將用直方圖修正部26進(jìn)行了修正的直方圖輸入到直方圖累積部27中。在直方圖累積部27中，進(jìn)行直方圖累積處理(步驟S10)。在直方圖累積處理中，被輸入到直方圖累積部27中的直方圖從低亮度分量一側(cè)起依次被累積。
在圖10中示出累積直方圖的例子。在此，圖10的實(shí)線示出在直方圖修正部26中進(jìn)行直方圖的修正前的累積直方圖。此外，圖10的虛線示出在直方圖修正部26中進(jìn)行了直方圖的修正后的累積直方圖。但是，對直方圖的修正后的累積直方圖進(jìn)行了規(guī)格化，使得累積頻度的最大值(相當(dāng)于頻度的總數(shù))與直方圖修正前的累積頻度的最大值一致。在直方圖修正后的累積直方圖中，灰度變換后噪聲量變大的部分的斜率與直方圖修正前的累積直方圖相比，變得平緩。
將在直方圖累積部27中得到了的累積直方圖輸入到灰度變換表計(jì)算部28中。在灰度變換表計(jì)算部28中進(jìn)行灰度變換表計(jì)算處理(步驟S11)。
參照圖11，說明灰度變換表計(jì)算處理。在灰度變換表計(jì)算處理中，以既定的合成比合成用直方圖累積部27得到了的累積直方圖與在ROM17中被存儲了的默認(rèn)灰度變換表30，計(jì)算灰度變換表。
在圖11中，首先，檢驗(yàn)攝影時(shí)的場景模式信息(步驟S31)。其次，根據(jù)在步驟S31中被檢驗(yàn)了的場景模式信息，判斷應(yīng)選擇在ROM17中被存儲了的灰度合成比的怎樣的比值(步驟S32)。其次，按照已被判斷的灰度合成比合成默認(rèn)灰度變換表30與累積直方圖(步驟S33)。
在圖12中示出默認(rèn)灰度變換表30與累積直方圖的合成的例子。在此，圖12的細(xì)的實(shí)線示出默認(rèn)灰度變換表，圖12的虛線示出累積直方圖，圖12的粗的實(shí)線示出在合成后得到的最終的灰度變換表。此外，在圖12的例子中，場景模式是標(biāo)準(zhǔn)模式(灰度合成比0.5∶0.5)。即，在圖12的例子中，由于灰度合成比為0.5∶0.5，故在合成后得到的灰度變換表是默認(rèn)灰度變換表30與累積直方圖的平均值。
此外，雖然在圖12中未圖示，但在對風(fēng)景那樣對比度高的被攝體進(jìn)行攝影的情況下，通過提高累積直方圖一方的比率，可進(jìn)行更適當(dāng)?shù)幕叶缺憩F(xiàn)。相反，在人物的情況下，原來的被攝體的對比度低，為了避免對比度提高到必要的程度以上而重視默認(rèn)灰度變換表一方。再者，在夜景的情況下，使默認(rèn)灰度變換表一方的比率提高，以便不使原來的暗的圖像明亮到必要的程度以上。再有，在夜景的情況下，也可不進(jìn)行默認(rèn)灰度變換表與累積直方圖的合成。
再有，關(guān)于灰度合成比，不限于只預(yù)先存儲與場景模式對應(yīng)的值，例如也可同時(shí)預(yù)先存儲與閃光燈模式或自動曝光模式等的設(shè)定對應(yīng)的灰度合成比。例如，在攝影時(shí)使閃光燈發(fā)光的情況下，由于圖像的對比度提高，故與風(fēng)景場景同樣地提高累積直方圖一方的比率來進(jìn)行灰度合成即可。此外，在用手動進(jìn)行曝光那樣的情況下，也可禁止合成。再者，也可進(jìn)行與是否使用了降低噪聲處理功能等對應(yīng)的灰度合成。即，在進(jìn)行了降低噪聲處理的情況下，使默認(rèn)灰度變換表一方的比率提高。
在此，再返回到圖6的說明。將用灰度變換表計(jì)算部28計(jì)算了的灰度變換表輸入到灰度變換部29中。在灰度變換部29中進(jìn)行灰度變換處理(步驟S12)。在灰度變換處理中，根據(jù)從灰度變換表計(jì)算部28輸入了的灰度變換表對從Y/C分離部22輸入了的Y信號進(jìn)行灰度變換。將被進(jìn)行了灰度變換的Y信號輸入到JPEG壓縮部24中。
在JPEG壓縮部24中，對被進(jìn)行了灰度變換的Y信號和被進(jìn)行了色變換的C信號進(jìn)行JPEG壓縮(步驟S13)。其后，對被進(jìn)行了JPEG壓縮的數(shù)據(jù)附加上述攝影信息等的標(biāo)題信息來作制圖像文件(步驟S14)，在記錄介質(zhì)18上記錄已被作成的圖像文件(步驟S15)。由此，攝影控制結(jié)束。通過在圖像文件的標(biāo)題信息中也預(yù)先記錄攝影信息，即使在后處理中也可進(jìn)行在本實(shí)施方式中已說明的灰度變換處理。
如以上已說明的那樣，按照本實(shí)施方式，在灰度變換時(shí)的灰度變換表計(jì)算時(shí)，由于可反映攝影時(shí)的場景信息，故可進(jìn)行最適合于攝影場景的灰度變換處理。
以上根據(jù)實(shí)施方式說明了本發(fā)明，但本發(fā)明不限定于上述的實(shí)施方式，在本發(fā)明的要旨的范圍內(nèi)，當(dāng)然可作各種各樣的變形或應(yīng)用。例如，只在圖像攝影時(shí)說明上述的一種實(shí)施方式，但即使在圖像再現(xiàn)時(shí)，也可應(yīng)用本發(fā)明的技術(shù)。
此外，在上述的一種實(shí)施方式中，說明了在1個(gè)畫面內(nèi)進(jìn)行全部同一灰度變換的情況，但也可將1個(gè)畫面分割成多個(gè)區(qū)域，在每個(gè)已被分割的區(qū)域中用不同的條件計(jì)算灰度變換表。
再者，在上述的實(shí)施方式中包含了各種階段的發(fā)明，利用被公開的多個(gè)構(gòu)成要素的適當(dāng)?shù)慕M合可抽出各種發(fā)明。例如，即使從實(shí)施方式中被示出的全部構(gòu)成要素刪除幾個(gè)構(gòu)成要素，也可解決發(fā)明打算解決的課題的一欄中敘述了的課題，在可得到發(fā)明的效果一欄中敘述了的效果的情況下，該構(gòu)成要素被刪除了的結(jié)構(gòu)也可作為發(fā)明被抽出。
權(quán)利要求
1.一種對于輸入圖像進(jìn)行圖像處理的圖像處理裝置，其特征在于，具備直方圖計(jì)算部，計(jì)算已被輸入的圖像數(shù)據(jù)的像素值的直方圖；灰度變換特性決定部，根據(jù)由上述直方圖計(jì)算部計(jì)算了的上述直方圖和對上述圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行了攝影時(shí)的攝影信息，決定對上述圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行灰度變換處理時(shí)的灰度變換特性；以及灰度變換部，根據(jù)由上述灰度變換特性決定部決定了的上述灰度變換特性對上述已被輸入的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行灰度變換。
2.如權(quán)利要求1中所述的圖像處理裝置，其特征在于，上述灰度變換特性決定部還包含在決定上述灰度變換特性時(shí)根據(jù)上述攝影信息來修正用上述直方圖計(jì)算部計(jì)算了的上述直方圖的直方圖修正部。
3.如權(quán)利要求2中所述的圖像處理裝置，其特征在于，在上述直方圖的修正時(shí)被使用的攝影信息包含對圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行了攝影時(shí)的攝影靈敏度信息和表示是否對圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行了降低噪聲處理的降低噪聲處理信息的至少某一個(gè)信息。
4.如權(quán)利要求2中所述的圖像處理裝置，其特征在于，還具備存儲關(guān)于上述圖像數(shù)據(jù)的噪聲特性的信息的噪聲特性存儲部，上述灰度變換特性決定部在上述直方圖的修正時(shí)，根據(jù)上述攝影信息從上述噪聲特性存儲部讀出關(guān)于對上述圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行了攝影時(shí)的噪聲特性的信息，根據(jù)該已被讀出的關(guān)于對上述圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行了攝影時(shí)的噪聲特性的信息，限制上述直方圖的特定部分的頻度值。
5.如權(quán)利要求4中所述的圖像處理裝置，其特征在于，還具備存儲至少1種對上述圖像數(shù)據(jù)一律可應(yīng)用且具有固定的特性的固定灰度變換特性的固定灰度變換特性存儲部，上述灰度變換特性決定部還進(jìn)行下述工作在上述直方圖的修正時(shí)，根據(jù)在上述固定灰度變換特性存儲部中被存儲了的上述固定灰度變換特性和從上述噪聲特性存儲部讀出了的關(guān)于對上述圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行了攝影時(shí)的噪聲特性的信息，決定上述頻度值的限制量。
6.一種對于輸入圖像進(jìn)行圖像處理并記錄的圖像記錄裝置，其特征在于，具備攝像部，對被攝場進(jìn)行攝像以得到圖像數(shù)據(jù)；直方圖計(jì)算部，計(jì)算由上述攝像部得到的圖像數(shù)據(jù)的像素值的直方圖；灰度變換特性決定部，根據(jù)由上述直方圖計(jì)算部計(jì)算了的上述直方圖和對上述圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行了攝影時(shí)的攝影信息，決定對上述圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行灰度變換處理時(shí)的灰度變換特性；灰度變換部，根據(jù)由上述灰度變換特性決定部決定了的上述灰度變換特性對上述已被輸入的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行灰度變換；以及記錄部，在記錄介質(zhì)上記錄由上述灰度變換部進(jìn)行了灰度變換的圖像數(shù)據(jù)。
7.一種對于輸入圖像進(jìn)行圖像處理的圖像處理方法，其特征在于，具有計(jì)算已被輸入的圖像數(shù)據(jù)的像素值的直方圖的直方圖計(jì)算工序；根據(jù)在上述直方圖計(jì)算工序中被計(jì)算了的上述直方圖和對上述圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行了攝影時(shí)的攝影信息來決定對上述圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行灰度變換處理時(shí)的灰度變換特性的灰度變換特性決定工序；以及根據(jù)在上述灰度變換特性決定工序中被決定了的上述灰度變換特性對上述已被輸入的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行灰度變換的灰度變換工序。
8.如權(quán)利要求7中所述的圖像處理方法，其特征在于，上述灰度變換特性決定工序包含在決定上述灰度變換特性時(shí)根據(jù)上述攝影信息修正在上述直方圖計(jì)算工序中被計(jì)算了的上述直方圖的直方圖修正工序。
9.如權(quán)利要求8中所述的圖像處理方法，其特征在于，在上述直方圖修正工序中被使用的攝影信息包含對圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行了攝影時(shí)的攝影靈敏度信息和表示是否對圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行了降低噪聲處理的降低噪聲處理信息的至少某一個(gè)信息。
10.如權(quán)利要求8中所述的圖像處理方法，其特征在于，通過根據(jù)關(guān)于對上述圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行了攝影時(shí)的噪聲特性的信息來限制上述直方圖的特定部分的頻度值，進(jìn)行上述直方圖的修正工序中的上述直方圖的修正。
11.如權(quán)利要求10中所述的圖像處理方法，其特征在于在上述直方圖修正工序中還進(jìn)行下述工作根據(jù)對上述圖像數(shù)據(jù)一律可應(yīng)用且具有固定的特性的固定灰度變換特性和關(guān)于對上述圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行了攝影時(shí)的噪聲特性的信息來決定上述頻度值的限制量。
全文摘要
本發(fā)明的課題是提供可與攝影條件無關(guān)地進(jìn)行最適合于攝影時(shí)的場景的灰度變換處理的圖像處理裝置、圖像記錄裝置和圖像處理方法。在直方圖計(jì)算部(1)中計(jì)算了已被輸入的圖像數(shù)據(jù)的像素值的直方圖，對灰度變換特性決定部(2)輸入已被計(jì)算的直方圖。在灰度變換特性決定部(2)中參照攝影信息從已被輸入的直方圖決定灰度變換特性。在灰度變換部(4)中根據(jù)已被決定的灰度變換特性進(jìn)行圖像數(shù)據(jù)的灰度變換。
文檔編號H04N5/202GK1750603SQ20051010311
公開日2006年3月22日 申請日期2005年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月14日
發(fā)明者豐田哲也 申請人:奧林巴斯株式會社