JPH11355787A - 画像処理装置及び画像出力装置 - Google Patents

画像処理装置及び画像出力装置

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JPH11355787A
JPH11355787A JP10160232A JP16023298A JPH11355787A JP H11355787 A JPH11355787 A JP H11355787A JP 10160232 A JP10160232 A JP 10160232A JP 16023298 A JP16023298 A JP 16023298A JP H11355787 A JPH11355787 A JP H11355787A
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JP10160232A
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Satoru Haneda
哲 羽根田
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Konica Minolta Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は画像処理装置及び画像出力装置に関
し、ダイナミックレンジを拡大することができる画像処
理装置及び画像出力装置を提供することを目的としてい
る。 【解決手段】 同一画像を異なる第1と第2の露光条件
で撮像する手段と、各撮像された第1と第2の画像を明
度成分と色度成分に変換する手段と、前記第1と第2の
画像を合成する合成手段また合成された画像をγ変換部
を通して表示或いはプリントする画像出力装置とを具備
して構成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は画像処理装置及び画
像出力装置に関し、更に詳しくは画像処理に改良を加え
た画像処理装置及び画像出力装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、撮像素子にCCD等を用いたディ
ジタルカメラが開発されてきており、30万〜200万
画素程度のディジタルカメラの場合、容易に入手するこ
とができるようになってきている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】前述した従来のディジ
タルカメラでは、露光量の設定が問題となる。即ち、絞
りを強めて撮像すると、ハイライト部分は十分な情報が
得られるが、暗部の情報が欠落する。図8は撮像画像の
説明図である。縦軸は撮像された画像出力、横軸はオリ
ジナル画像濃度である。ここでは、図8の特性f1(明
度成分)がこれに相当する特性である。この場合、暗部
は光量不足のため撮像素子(例えばCCD)からの出力
が不十分なS/N比の悪い領域1となる。これに対して
絞りを解放しすぎると、暗部情報は十分得られる一方、
明部のCCD出力が飽和することになる。図の特性f2
がこれに相当する特性である。この場合、出力が飽和し
た領域2が生じる。
【0004】この結果、画像を処理する(γ補正)時
に、明度領域(即ちディスプレイ表示やプリント出力で
は低濃度領域)や暗部領域(即ちディスプレイやプリン
ト出力では高濃度領域)で画像劣化が現れるという問題
があり、広いダイナミックレンジを得ることができなか
った。
【0005】本発明はこのような課題に鑑みてなされた
ものであって、撮像された画像のダイナミックレンジを
拡大することができ、このことにより出力時の任意のγ
変換により画像劣化を起こすことのない画像処理装置及
び画像出力装置を提供することを目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】(1)前記した課題を解
決する第1の発明は、同一画像を異なる第1と第2の露
光条件で撮像する手段と、各撮像された第1と第2の画
像を明度成分と色度成分に変換する手段と、前記第1と
第2の画像を合成する合成手段とを具備して構成される
ことを特徴としている。
【0007】この発明の構成によれば、2つの画像を合
成手段により補間することにより、明度の低い領域から
高い領域まで比較的リニアな出力が得られ、ダイナミッ
クレンジが拡大することができる。
【0008】(2)この場合において、前記合成手段
は、再現すべき画像のγ特性を決めて合成することを特
徴としている。この発明の構成によれば、それぞれの特
性から1つの特性を合成してダイナミックレンジを拡大
することができ、また出力時の任意のγ変換による画像
劣化を起こすことがない。
【0009】(3)また、前記合成手段は、各々の明度
成分と色度成分の画像合成を行なうものであることを特
徴としてい。この発明の構成によれば、それぞれの特性
から明度成分と色度成分のそれぞれの特性を1つに合成
することにより、画像劣化のない画像を得ることができ
る。
【0010】(4)前記した課題を解決する第2の発明
は、同一画像を異なる第1と第2の露光条件で撮像する
手段と、各撮像された第1と第2の画像を明度成分と色
度成分に変換する手段と、前記第1と第2の画像を合成
して出力する画像合成出力手段とを具備して構成される
ことを特徴としている。
【0011】この発明の構成によれば、2つの画像を合
成手段により補間することにより、明度の低い領域から
高い領域まで比較的リニアな出力が得られ、ダイナミッ
クレンジが拡大された出力を得ることができる。
【0012】(5)この場合において、前記画像合成出
力手段は、再現すべき画像のγ特性を決めて合成して出
力することを特徴としている。この発明の構成によれ
ば、それぞれの特性から1つの特性を合成してダイナミ
ックレンジを拡大することができ、また出力時の任意の
γ変換による画像劣化を起こすことなく出力することが
できる。
【0013】(6)また、前記画像合成出力手段は、各
々の明度成分と色度成分の画像合成を行ない出力するも
のであることを特徴としている。この発明の構成によれ
ば、それぞれの特性から明度成分と色度成分のそれぞれ
の特性を1つに合成することにより、画像劣化のない画
像を出力することができる。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態例を詳細に説明する。図1は本発明の一実施の
形態例を示すブロック図である。図において、11は入
力撮影画像をフィルタによりB,G,R成分に色分解す
る色分解部、12は該色分解部11の出力を受けて、そ
れぞれの成分毎に電気信号に変換するCCDであり、こ
れよりカラーCCD1を構成する。
【0015】3は色分解されたB,G,Rの画像成分を
明度と色味からなるHLS空間、Luv空間或いはLa
b空間に変換する変換部である。本例ではLab空間に
変換するLab変換部である。4はLab空間におい
て、露光条件が異なる第1と第2の2つの画像を合成す
る画像合成部である。該画像合成部4は、同一画像につ
いての露光条件の異なる第1と第2の画像に対して、明
るい画像領域に対しては、明るい情報が多く含まれた、
即ちダイナミックレンジが広い条件で撮像した第1の画
像の明度成分を多く用い、暗い画像領域に対しては、暗
い情報が多く含まれた、即ちダイナミックレンジが広い
条件で撮像した第2画像の明度成分を合成するものであ
る。画像合成の手段としては、単純加算平均をとる方
法、2つの画像暗部と明部でウェイトを変化させてつな
ぎ合成する方法等がある。
【0016】5は該画像合成部4の出力からセレクタ9
を介してB,G,R成分に逆変換する表示用変換部、6
は該表示用変換部5の出力を表示する表示部、7は混合
部4の出力或いは表示用変換部5の出力をプリンタ出力
用Y,M,C(又はY,M,C,K)に変換するプリン
タ用変換部、8は該プリンタ用変換部7の出力を受けて
プリント出力を行なうプリンタである。9は画像合成部
4の出力を表示用変換部5又はプリンタ用変換部7に出
力するセレクタである。13、14は表示部やプリンタ
の階調性(γ特性)を手動或いはユーザの好みにより調
整するγ変換部である。14が表示用γ変換部、13が
プリント用γ変換部である。このように構成されたシス
テムの動作を以下に説明する。
【0017】色分解部11ではフィルタを用いて入力撮
影画像をB,G,R成分に分解する。CCD12では、
色分解部11の出力を受けてB,G,R毎に電気信号に
変換する。CCD12の出力はLab変換部3に入って
Lab空間上の点に変換される。図2はLab空間の説
明図である。Lab空間上の点AをL軸上に投影した長
さLが明度、a、b平面上に投影した長さが彩度、a軸
から彩度軸までの角度θが色相を表している。
【0018】本発明では1つの画像を露光時間が短い場
合と、長い場合とに分けて、即ち露光条件を変えて2回
読み込む。ここで、読み込んだ2つの画像をそれぞれ第
1の画像、第2の画像とすると、各画像の入出力特性は
図3に示すf1、f2となる。画像合成部4は、Lab
変換部3の2つの画像出力(L1,a1,b1)と(L2
2,b2)とに対し、これら両方の画像を合成する。即
ち、第3の画像(L3,a3,b3)を作る。ここでの画
像合成は、以下の式により画像を単純平均する。
【0019】
【数1】
【0020】この結果、合成された画像は図3に示すよ
うに、図8におけるf1とf2の間を通る直線f3とな
り、明度の低い(暗い)領域から高い(明るい)領域ま
でリニアな出力が得られ、それぞれの明度で精度の高い
情報を持つことになる。即ち、ダイナミックレンジが拡
大する。合成後、前記γ変換部13、14によりユーザ
の希望によりf3のカーブを変更しても画像劣化するこ
とがない。
【0021】図4は画像合成の第2の説明図である。露
光条件の異なる条件下でのLab空間における、第1の
画像領域と第2の画像領域とが明度成分に対して上方と
下方に図4に示すように形成されているものとする。こ
こで、撮像した第1の画像領域と第2の画像領域を繋ぐ
処理を行なうことにより、明度の低い領域から高い領域
までダイナミックを拡大することができる。
【0022】図5は第2の画像合成の具体的説明図であ
る。2つの画像特性f1とf2に対し、それぞれ情報を
より多く持っている特性から情報を選択して用いる処理
を行なう。即ち、好ましいγ特性を示すf3に示すよう
な特性を、明度の低い領域では、低い領域で情報を持つ
f2からの情報を用い、明度の高い領域では、f1から
の情報を用いるようにする。
【0023】簡単には、明るい領域ではf3に合うよう
にf1に補正係数を、暗い領域ではf3に合うようにf
2に補正係数をかけてf3に一致させる。また、色度情
報(a1,b1)や(a2,b2)についても、中明度で繋
がるように同様に補正係数をかけたのを用いる。
【0024】第1の画像は、明部領域を広げた条件で撮
像され、暗部は狭い再現条件で撮像される。一方、第2
の画像は暗部領域を広げた条件で撮像され、明部は狭い
再現条件で撮像されるが、上例のように中明度で単純に
切り換えると色味のジャンプが生じる。
【0025】そこで、ハイライト部に対しては(L1
1,b1)を多く用い、暗部に対しては(L2,a2,b
2)を多く用いるようにする。中間濃度領域に対して
は、補間した(L,a,b)を用いる。即ち、補間する
時は明度Lと色相と彩度に分けてそれぞれを補間するこ
とが望ましい。
【0026】この時の特性は、図5における明度成分に
加えてより均一性をもつと共に、色度成分(a,b)に
おいても色度の低い領域から高い領域まで情報を持った
ものとなり、ダイナミックレンジが拡大する。更に、出
力時の任意のγ選択により、画像劣化を起こすことがな
いものとなる。
【0027】図6は画像合成の第3の説明図である。こ
の図は、明度成分Lと色度成分(a,b)のそれぞれの
特性f1、f2を合成することにより、特性f3を作成
する場合である。(a)は明度成分について第3の画像
f3を作成する場合を示している。領域Q1では、第1
の画像の特性f1からf3を作成し、領域Q2では第1
及び第2の画像のf1、f2を混合してf3を作成し、
領域Q3では第2の画像のf2からf3を作成する。
(b)では、色度成分(a,b)についても同様に、そ
れぞれの特性(a1,b1)、(a2,b2)を合成して第
3の画像の特性(a3,b3)を作成している。
【0028】この実施の形態例によれば、それぞれの特
性から明度成分と色度成分のそれぞれの特性を1つに合
成することにより、画像劣化のない画像を得ることがで
きる。
【0029】図7はHLS補間空間を用いた場合の説明
図である。露光条件が変わっても、色相H(θ)は同じ
(大差ない)なのであるから、HLS空間でLの補間、
色相Hや彩度Sも補間することも行なわれる。補間は、
相加、相乗平均、或いはLを混合パラメータとすること
により行なわれる。図において、(a)が明度(L空
間)、(b)が彩度空間、(c)が色相空間である。そ
れぞれの場合における特性が示されている。色相H彩度
Sと比較して殆ど変化しない。
【0030】次に、混合したf3の作り方について一般
的に説明する。f3はγ特性(階調性)に相当する。2
種類の、又は自動測光で決められた露光条件から規定混
合により合成した画像f3を作成することが好ましい。
このようにして画像合成を行なった後、この画像合成に
対しユーザの好みによりf3を変更することが通常行わ
れる。
【0031】通常は自動測光で決められた露光条件で撮
像するが、明暗のコントラストが大きい時などは、ユー
ザの好みにより2つの露光条件を設定し、混合割合を検
出したf3を作成することもできる。
【0032】上述の実施の形態例では、同一画像につい
て2つの絞りを変えた画像を用いた場合を例にとった
が、本発明はこれに限るものではなく、3つ以上の絞り
を変えた画像を用いるようにしてもよい。これによれ
ば、各濃度に応じて適正露光量で撮像されているので、
広いダイナミックレンジを有した有した合成画像となっ
ているので自由なL3カーブを形成しても画像が劣化し
ない。
【0033】以上、説明した本発明によれば、明るい画
像領域に対しては、明るい情報が多く含まれる第1の明
度成分を多く合成し、暗い画像領域に対しては、暗い情
報が多く含まれる第2の明度成分を合成することによ
り、明るい画像領域と暗い画像領域の双方に情報が入っ
た画像を得ることができ、ダイナミックレンジを拡大す
ることができる。このことにより、任意のγ変換に対し
てもノイズのない画像を形成することができる。
【0034】図1において、5は該画像合成部4の出力
からセレクタ9を介してB,G,R成分に逆変換する表
示用変換部、6は該表示用変換部5の出力を表示する表
示部、7は混合部4の出力或いは表示用変換部5の出力
をプリンタ出力用Y,M,C(又はY,M,C,K)に
変換するプリンタ用変換部、8は該プリンタ用変換部7
の出力を受けてプリント出力を行なうプリンタである。
9は画像合成部4の出力を表示用変換部5又はプリンタ
用変換部7に出力するセレクタである。13、14は表
示部やプリンタの階調性(γ特性)を手動或いはユーザ
の好みにより調整するγ変換部である。14が表示用γ
変換部、13がプリント用γ変換部である。
【0035】画像処理装置により合成した画像は、画像
出力装置により可視画像化され、ダイナミックレンジが
拡大した出力を得ることができる。出力時の任意のγ変
換により(図1の13、14)、画質変化が起こらない
広いダイナミックレンジを有した画像として扱うことが
できる。
【0036】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、第1の発
明によれば、 (1)同一画像を異なる第1と第2の露光条件で撮像す
る手段と、各撮像された第1と第2の画像を明度成分と
色度成分に変換する手段と、前記第1と第2の画像を合
成する合成手段とを具備して構成されることにより、2
つの画像を合成手段により補間して、明度の低い領域か
ら高い領域まで比較的リニアな出力が得られ、ダイナミ
ックレンジを拡大することができる。
【0037】(2)この場合において、前記合成手段
は、再現すべき画像のγ特性を決めて合成することによ
り、それぞれの特性から1つの特性を合成してダイナミ
ックレンジを拡大することができ、また出力時の任意の
γ変換による画像劣化を起こすことがない。
【0038】(3)また、前記合成手段は、各々の明度
成分と色度成分の画像合成を行なうものであることによ
り、それぞれの特性から明度成分と色度成分のそれぞれ
の特性を1つに合成することにより、画像劣化のない画
像を得ることができる。
【0039】第2の発明によれば、 (4)同一画像を異なる第1と第2の露光条件で撮像す
る手段と、各撮像された第1と第2の画像を明度成分と
色度成分に変換する手段と、前記第1と第2の画像を合
成して出力する画像合成出力手段とを具備して構成され
ることにより、2つの画像を合成手段により補間して、
明度の低い領域から高い領域まで比較的リニアな出力が
得られ、ダイナミックレンジが拡大された出力を得るこ
とができる。
【0040】(5)この場合において、前記画像合成出
力手段は、再現すべき画像のγ特性を決めて合成して出
力することにより、それぞれの特性から1つの特性を合
成してダイナミックレンジを拡大することができ、また
出力時の任意のγ変換による画像劣化を起こすことなく
出力することができる。
【0041】(6)また、前記画像合成出力手段は、各
々の明度成分と色度成分の画像合成を行ない出力するも
のであることにより、それぞれの特性から明度成分と色
度成分のそれぞれの特性を1つに合成して、画像劣化の
ない画像を出力することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態例を示すブロック図であ
る。
【図2】Lab空間の説明図である。
【図3】画像合成の第1の説明図である。
【図4】画像合成の第2の説明図である。
【図5】第2の画像合成の具体的説明図である。
【図6】画像合成の第3の説明図である。
【図7】補間空間の説明図である。
【図8】撮像画像の説明図である。
【符号の説明】
1 色分解部 2 CCD(撮像素子) 3 Lab変換部 4 画像合成部 5 逆変換部 6 表示部 7 Y,M,C変換部 8 プリンタ

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 同一画像を異なる第1と第2の露光条件
    で撮像する手段と、 各撮像された第1と第2の画像を明度成分と色度成分に
    変換する手段と、 前記第1と第2の画像を合成する合成手段とを具備して
    構成される画像処理装置。
  2. 【請求項2】 前記合成手段は、再現すべき画像のγ特
    性を決めて合成することを特徴とする請求項1記載の画
    像処理装置。
  3. 【請求項3】 前記合成手段は、各々の明度成分と色度
    成分の画像合成を行なうものであることを特徴とする請
    求項1記載の画像処理装置。
  4. 【請求項4】 同一画像を異なる第1と第2の露光条件
    で撮像する手段と、 各撮像された第1と第2の画像を明度成分と色度成分に
    変換する手段と、 前記第1と第2の画像を合成して出力する画像合成出力
    手段とを具備して構成される画像出力装置。
  5. 【請求項5】 前記画像合成出力手段は、再現すべき画
    像のγ特性を決めて合成して出力することを特徴とする
    請求項4記載の画像処理装置。
  6. 【請求項6】 前記画像合成出力手段は、各々の明度成
    分と色度成分の画像合成を行ない出力するものであるこ
    とを特徴とする請求項4記載の画像処理装置。
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