JP5121675B2 - 画像処理装置、映像表示装置、撮像装置、画像処理方法 - Google Patents

Description

本発明は、階調変換を行う画像処理装置、映像表示装置、撮像装置、画像処理方法に関するものである。

従来から映像や画像を複数のエリアに分割し、分割エリア毎に最適な階調変換することが行われてきた。しかし、エリア毎に階調変換を行うとエリアとエリアとの境界が目立つという問題があった。
この問題に対して特許文献１では、エリアの境界では距離による重み付けによって補正値を連続的に変化するように制御し、境界が目立たないようにしている。
また、特許文献２では、階調変換の対象であるエリアより広いエリアの統計量から階調変換特性を求めることで、隣接するエリアであまり階調変換特性に差が生じないようにしている。
特開２００４−２８７７９４号公報 特開２００８−９２０５２号公報

しかし、特許文献１では、距離による一律の制御を行っているため、距離による重み付けを行わない方が好ましい場合であっても隣のエリアの階調変換特性の影響を強く受けてしまう場合があった。
図１３は、従来の技術による階調変換の問題を説明する図である。
特許文献１の手法では、例えば、図１３のポイントＰの日傘の部分は、エリアの境界付近の場所なので左隣のエリアの階調変換特性の影響を強く受けてしまう。図１３の例では、左隣のエリアは一面草原のエリアであり、草原に適した階調変換特性になっている。よって、草原に適した階調変換特性が日傘の部分であるポイントＰに強く影響した場合、日傘の部分に適した階調変換特性から外れた階調変換が行われてしまうという問題があった。

また、特許文献２では、階調変換の対象であるエリアより広いエリアの統計量から階調変換特性を求めている。よって、統計量を求めたエリア内に、変換対象のエリアのオブジェクトと異なるオブジェクトがあった場合、その異なるオブジェクトの影響を受けてしまう場合があった。
例えば、図１３のポイントＰを中心に破線のエリアの統計量を基に階調変換を行うと、エリア内に日傘以外の草も含まれているため、日傘の部分に適した階調変換特性から外れた階調変換が行われてしまうという問題があった。

本発明の課題は、画像内の位置により異なる階調変換を行っても、境界が目立たず自然な画像を得ることができる画像処理装置、映像表示装置、撮像装置、画像処理方法を提供することである。

本発明の第１の側面としての画像処理装置は、画像を複数のエリアに分割して、前記エリア毎に画像データに関する統計量を算出するエリア統計量算出手段と、前記エリア統計量算出手段が算出した前記エリア毎の統計量を用いて前記エリア毎に階調変換特性を算出する階調変換特性算出手段と、前記エリアをさらに小さな複数の小ブロックに分割して、前記小ブロック毎に画像データに関する統計量を算出する小ブロック統計量算出手段と、前記小ブロック統計量算出手段が算出した前記小ブロック毎の統計量に基づいて、前記小ブロック毎の階調変換に用いる階調変換特性を、前記小ブロックが属するエリアの階調変換特性と、前記小ブロックが属するエリアに隣接するエリアの階調変換特性との何れかから選択して決定する階調変換特性決定手段と、前記小ブロック毎に前記階調変換特性決定手段が決定した階調変換特性を用いて前記小ブロック毎に階調変換を行う階調変換手段とを備える。

本発明の第２の側面としての映像表示装置は、映像データを受信又は入力する入力手段と、前記入力手段により得た映像データに対して画像処理を行う本発明の第１の側面としての画像処理装置と、前記画像処理装置により処理された映像データを表示する表示手段とを備える。

本発明の第３の側面としての撮像装置は、被写体像を撮像する撮像手段と、前記撮像手段により得た画像データに対して画像処理を行う本発明の第１の側面としての画像処理装置とを備える。

本発明の第４の側面としての画像処理方法は、画像を複数のエリアに分割して、前記エリア毎に画像データに関する統計量を算出し、算出した前記エリア毎の統計量を用いて前記エリア毎に階調変換特性を算出し、前記エリアをさらに小さな複数の小ブロックに分割して、前記小ブロック毎に画像データに関する統計量を算出し、算出した前記小ブロック毎の統計量に基づいて、前記小ブロック毎の階調変換に用いる階調変換特性を、前記小ブロックが属するエリアの階調変換特性と、前記小ブロックが属するエリアに隣接するエリアの階調変換特性との何れかから選択して決定し、前記小ブロック毎に決定した階調変換特性を用いて前記小ブロック毎に階調変換を行う。

本発明によれば、エリア内をさらに小さいブロックに分割し、ブロック毎に自エリアの補正値で補正するか、周辺エリアの補正値で補正するか判定を行っている。よって、境界付近であっても自エリアの補正値で補正するのが望ましい場合は自エリアの補正値で補正を行うので、入力画像に応じて適切な階調表現を実現でき、境界が目立たず自然な画像を得ることができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について図面等を参照して説明する。
なお、以下に示す各図は、模式的に示した図であり、各部の大きさ、形状は、理解を容易にするために、適宜誇張して示している。
また、以下の説明では、具体的な数値、構成、動作等を示して説明を行うが、これらは、適宜変更することができる。

（第１実施形態）
図１は、本発明による画像処理装置を用いた映像表示装置の第１実施形態を示す図である。
本実施形態の映像表示装置は、映像入力部１、画像処理部１００、システム制御部２、操作部３、記録部４、表示部５を備えたテレビジョン受像機である。
映像入力部１は、放送受信部１ａ、外部入力部１ｂを有している。
放送受信部１ａは、放送局が送信するテレビジョン放送波を不図示のアンテナを介して受信し、必要に応じて復号を行い、画像処理部１００が処理可能な映像信号への変換を行う。放送受信部１ａが取得した映像信号は、画像処理部１００へ送られる。
外部入力部１ｂは、不図示の映像再生機器等から取得し、必要に応じて画像処理部１００が処理可能な映像信号への変換を行う。外部入力部１ｂが取得した映像信号は、画像処理部１００へ送られる。
映像入力部１は、システム制御部２からの指示に応じて放送受信部１ａからの映像信号と外部入力部１ｂからの映像信号と切り換えて、画像処理部１００へ送る。

画像処理部１００は、システム制御部２からの指示に応じて映像入力部１が取得した映像データに対して画像処理を行う。
本実施形態では、この画像処理部１００が本発明における画像処理装置に相当するものである。
システム制御部２は、映像表示装置全体を制御する制御部であり、マイクロコンピュータによって構成されている。
操作部３は、各種設定を行う操作ボタン等からなり、操作に応じた信号がシステム制御部２へ送られる。
記録部４は、映像データをハードディスク装置やメモリカード等の記録媒体へ記録する。
表示部５は、システム制御部２の指示に応じて、文字、画像等を表示する。表示部５は、例えばＬＣＤ（Liquid Crystal Display）により構成されている。
なお、図１では、画像データ等は、システム制御部２を介して記録部４や表示部５へ送られるように示したが、これらは、システム制御部２の指示に応じて直接各部へ送られるようにしてもよい。

図２は、画像処理部１００をより詳細に示すブロック図である。
本実施形態の画像処理部１００は、エリア統計量算出部１０１、階調変換特性算出部１０２、小ブロック統計量算出部１０３、階調変換特性決定部１０４、階調変換部１０５を備え、映像信号Ｙ、Ｃｂ、Ｃｒ各８ビットのうちＹ信号に階調変換を行う。ここで、Ｙは、輝度信号であり、Ｃｂ、Ｃｒは、色差信号である。

エリア統計量算出部１０１では、１画面を横５×縦３の１５エリアに分割し、分割したエリア毎に輝度ヒストグラムを取得する。
階調変換特性算出部１０２では、エリア毎に取得した輝度ヒストグラムからエリア毎に黒側局所ＭＡＸ階調、白側局所ＭＡＸ階調を求める。黒側局所ＭＡＸ階調とは、輝度ヒストグラムにおいて最も低階調側にあるピークの階調、白側局所ＭＡＸ階調とは最も高階調側にあるピークの階調である。ここで、低階調、及び、高階調という文言は、それぞれ、映像信号（ここではＹ信号であるので、輝度信号）を階調分割したときの信号値が低い（ここでは、低輝度）こと、及び、高いこと（ここでは、高輝度）を指すものとする。よってこれらは、階調数が少ない低階調、階調数が多い高階調を指すものではない。

黒側局所ＭＡＸ階調及び白側局所ＭＡＸ階調の具体的な取得方法を説明する。
まず、局所ＭＡＸ判定条件を満たす階調を探索する。局所ＭＡＸ判定条件は、ｈｉｓｔ［ｎ］を階調ｎの度数、閾値ｌｉｍ１と調整値ｍａｇを定数とすると、以下の３条件からなる。
条件１：ｈｉｓｔ［ｎ］＞ｌｉｍ１
条件２：ｈｉｓｔ［ｎ−４］からｈｉｓｔ［ｎ＋４］のうちｈｉｓｔ［ｎ］が一番大きい
条件３：（ｈｉｓｔ［ｎ−４］＋ｈｉｓｔ［ｎ＋４］）×ｍａｇ＞ｈｉｓｔ［ｎ］

条件１は、度数の低いピークを検出しないための条件である。条件２は、ピークを検出するための条件である。条件３は、グラフィックのようなベタ部分のピークを除外するための条件である。条件２、条件３でｈｉｓｔの添え字が０より小さくなったり、２５５を超えたりした場合は、折り返した階調の度数で代用して判定を行う。
この３つの条件を満たす階調が局所ＭＡＸ階調になる。
そして、これらの局所ＭＡＸ階調のうち、階調０〜１２８の範囲にあり、最も低階調側にある局所ＭＡＸ階調を黒側局所ＭＡＸ階調とする。階調０〜１２８の範囲に局所ＭＡＸ階調がない場合は便宜上、階調１２８を黒側局所ＭＡＸとする。
また、階調１９２〜２５５の範囲にあり、最も高階調側にある局所ＭＡＸ階調を白側局所ＭＡＸ階調とする。階調１９２〜２５５の範囲に局所ＭＡＸ階調がない場合は便宜上、階調１９２を白側局所ＭＡＸとする。
図３は、黒側局所ＭＡＸ階調及び白側局所ＭＡＸ階調の取得方法を説明する輝度ヒストグラム例を示す図である。
例えば、図３のような輝度ヒストグラムでは、階調２４が黒側局所ＭＡＸ階調、階調２３２が白側局所ＭＡＸ階調になる。

黒側局所ＭＡＸ階調、白側局所ＭＡＸ階調が求まったら、それらを元に階調変換特性を求める。第１実施形態では、予め不図示のＲＯＭや不揮発性ＲＡＭ等に、０〜１２８階調の変換特性を指定する黒側変換カーブを２５６本、１９２〜２５５階調の変換特性を指定する白側変換カーブを２５６本記憶している。黒側局所ＭＡＸ階調の値と黒側変換カーブ番号、白側局所ＭＡＸ値と白側変換カーブ番号は対応している。よって黒側局所ＭＡＸ階調値の黒側変換カーブと、白側局所ＭＡＸ値の白側変換カーブがそのエリアの階調変換特性となる。指定のない１２９〜１９１階調の変換特性は、後述する階調変換特性決定部１０４で黒側変換カーブと白側変換カーブを直線補間して求める。

図４は、黒側変換カーブ及び白側変換カーブの例を示す図である。
例えば、黒側局所ＭＡＸ階調が２４、白側局所ＭＡＸ階調が２３２の場合は、図４のように黒側局所ＭＡＸ階調２４に対応する黒側変換カーブ、白側局所ＭＡＸ階調２３２に対応する白側変換カーブを選択する。

小ブロック統計量算出部１０３では、エリア内をさらに細かく分割して評価値を求める。本実施形態における分割数は、横１０×縦１０の１００の小ブロックとする。この小ブロック毎に平均輝度を求め、それを評価値とする。
階調変換特性決定部１０４は、小ブロック毎の階調変換特性を決定する。このとき、階調変換特性決定部１０４は、階調変換特性算出部１０２で求めたエリア毎の黒側変換カーブと白側変換カーブ、黒側局所ＭＡＸ階調、白側局所ＭＡＸ階調、及び、小ブロック統計量算出部１０３で求めた小ブロック毎の評価値を用いる。

図５は、小ブロック毎の階調変換特性の決定動作を示すフローチャートである。
小ブロック毎の階調変換特性の決定方法について、図５のフローチャートを用いて説明する。図５においてｄｃとは黒側変換カーブ、ｗｃとは白側変換カーブを意味する。

まず、ＳＴＥＰ４０１では、小ブロックの評価値を確認する。評価値が０〜１４４の黒側階調の場合は、黒側変換カーブの判定を行うためＳＴＥＰ４０２へ進む。評価値が０〜１４４以外の場合は、ＳＴＥＰ４０６に進む。

ＳＴＥＰ４０６では、評価値が１７６〜２５５の場合は、白側変換カーブの判定を行うためＳＴＥＰ４０７に進む。評価値が１７６〜２５５以外の場合は、自エリアの階調変換特性をそのまま使用するのでＳＴＥＰ４１１に進む。
ここで、自エリアとは、ある小ブロックが属するエリアのことを指すものとする。

ＳＴＥＰ４０２では、評価値と自エリアの黒側局所ＭＡＸ階調とを比較する。もし評価値が自エリアの黒側局所ＭＡＸ階調±１６以内であれば、自エリアの黒側変換カーブをそのまま使うのが望ましいのでＳＴＥＰ４０４に進む。上記範囲内でなければ、ＳＴＥＰ４０３へ進む。

ＳＴＥＰ４０３では、評価値と周辺エリアの黒側局所ＭＡＸ階調を比較する。
図６は、自エリアと周辺エリア及び小ブロックの関係を示す図である。
周辺エリアとは、図６に示すように小ブロックの中心からエリアの中心までの距離が近い自エリアを除く３つのエリアのことである。
図５に戻って、ＳＴＥＰ４０３で、評価値が周辺エリアの黒側局所ＭＡＸ階調±１６以内の場合は、周辺エリアの黒側変換カーブを使用するのが望ましいのでＳＴＥＰ４０５に進む。上記範囲内でなければＳＴＥＰ４０４に進み自エリアの黒側変換カーブを使用する。

ＳＴＥＰ４０７では、評価値と自エリアの白側局所ＭＡＸ階調とを比較する。もし評価値が自エリアの白側局所ＭＡＸ階調±１６以内であれば、自エリアの白側変換カーブを使用するのが望ましいのでＳＴＥＰ４０９へ進む。上記範囲内でなければ、ＳＴＥＰ４０８へ進む。

ＳＴＥＰ４０８では、評価値と周辺エリアの白側局所ＭＡＸ階調とを比較する。評価値が周辺エリアの白側局所ＭＡＸ階調±１６以内の場合は、周辺エリアの白側変換カーブを使用するのが望ましいのでＳＴＥＰ４１０へ進む。上記範囲内でなければ、ＳＴＥＰ４０９へ進み自エリアの白側変換カーブを使用する。

ＳＴＥＰ４０４では、黒側変換カーブ、白側変換カーブ共に自エリアのものを選択する。
ＳＴＥＰ４０５では、黒側変換カーブは、ＳＴＥＰ４０３で条件を満たした周辺エリアの黒側変換カーブを選択する。もし複数のエリアが条件を満たした場合は、評価値と黒側局所ＭＡＸ階調が一番近いエリアの黒側変換カーブを選択する。白側変換カーブは、自エリアのものを選択する。

ＳＴＥＰ４０９では、黒側変換カーブ、白側変換カーブ共に自エリアのものを選択する。
ＳＴＥＰ４１０では、黒側変換カーブは、自エリアのものを使用する。白側変換カーブは、ＳＴＥＰ４０８で条件を満たした周辺エリアの白側変換カーブを選択する。もし複数のエリアが条件を満たした場合は、評価値と白側局所ＭＡＸ階調が一番近いエリアの白側変換カーブを選択する。
ＳＴＥＰ４１１では、黒側変換カーブ、白側変換カーブ共に自エリアのものを選択する。

黒側変換カーブ、白側変換カーブが決定したら階調１２９〜１９１の中間階調の変換特性を黒側変換カーブの１２８階調と白側変換カーブの１９２階調を直線補間して求める。そしてこれらの黒側変換カーブ、白側変換カーブ、中間階調の変換特性がその小ブロックの階調変換特性となる。

階調変換部１０５では、階調変換特性決定部１０４から小ブロック毎の階調変換特性を受け取り、受け取った階調変換特性に基づいて階調変換を行う。階調変換は、隣接する４つの小ブロックの階調変換特性を用いる。
図７は、階調変換を説明する図である。
図７に示す注目画素を階調変換する場合は、注目画素からブロックの中心が近い小ブロック（ｉ，ｊ）、小ブロック（ｉ，ｊ＋１）、小ブロック（ｉ−１，ｊ）、小ブロック（ｉ−１，ｊ＋１）の４つ小ブロックの変換特性を使用する。注目画素を各小ブロックの変換特性で階調変換し、その結果を距離による重み付けで補間することで階調変換結果とする。

以上説明した通り、本実施形態では、エリア毎に統計量から階調変換特性を求めると共に、エリアをより細分化した小ブロックから評価値を求めるようにした。そして評価値を元に自エリアの階調変換特性を使用するか、周辺エリアの変換特性を使用するか判定するようにした。これにより周辺エリアの階調変換特性で階調変換を行った方が望ましい場合は、周辺エリアの階調変換特性で階調変換を行うことで、エリア間の階調変換特性の段差を認識されづらくすることが可能となる。また、自エリアの階調変換特性で階調変換を行った方が望ましい場合は、自エリアの階調変換特性で階調変換を行うので、周辺エリアに異なる物体があったときでもその物体の影響を受けずに階調変換を行うことが可能となる。

（第２実施形態）
第２実施形態は、第１実施形態とは異なる階調変換特性算出方法を用いた形態である。
なお、前述した第１実施形態と同様の機能を果たす部分には、同一の符号を付して、重複する説明を適宜省略する。
図８は、第２実施形態の画像処理部２００のブロック図である。
第２実施形態の画像処理部２００は、第１実施形態と同様なエリア統計量算出部１０１、階調変換部１０５の他に、階調変換特性算出部７０１、小ブロック統計量算出部７０２、エリア平均値算出部７０３、階調変換特性決定部７０４を備えている。

階調変換特性算出部７０１では、まず、エリア毎に取得した輝度ヒストグラムから累積輝度ヒストグラムを求める。累積輝度ヒストグラムとは、その階調の画素の度数をプロットした輝度ヒストグラムとは異なり、その階調以下の画素を合計した度数をプロットしたものになる。
図９は、累積輝度ヒストグラムの例を示す図である。
図１０は、図９に示す累積輝度ヒストグラムの階調を入力階調、正規化した度数を出力階調として示す図である。
例えば、図２のような輝度ヒストグラムを累積輝度ヒストグラムにすると図９のようになる。そして、求めた累積ヒストグラムの度数を２５５に正規化し、図１０のように階調を入力階調、正規化した度数を出力階調として階調変換特性を算出する。

小ブロック統計量算出部７０２では、エリア内をさらに細かく分割して評価値を求める。ここで、分割数は、横１０×縦１０の１００の小ブロックとする。この小ブロック毎に、Ｙの平均値、Ｃｂの平均値、Ｃｒの平均値を求め、それらをＹ評価値、Ｃｂ評価値、Ｃｒ評価値とする。
エリア平均値算出部７０３では、エリア毎のＹ平均値、Ｃｂ平均値、Ｃｒ平均値を求める。

階調変換特性決定部７０４は、小ブロック毎の階調変換特性を決定する。このとき、階調変換特性算出部７０１で求めたエリア毎の階調変換特性、小ブロック統計量算出部７０２で求めた小ブロック毎のＹ評価値、Ｃｂ評価値、Ｃｒ評価値、及びエリア平均値算出部７０３で求めたエリア毎のＹ平均値、Ｃｂ平均値、Ｃｒ平均値を用いる。

図１１は、小ブロック毎の階調変換特性の決定動作を示すフローチャートである。
小ブロック毎の階調変換特性の決定方法について、図１１のフローチャートを用いて説明する。

まずＳＴＥＰ１００１では、小ブロックの評価値と自エリアの平均値とを比較する。Ｙ評価値がＹ平均値±１６以内、かつＣｂ評価値がＣｂ平均値±１６以内、かつＣｒ評価値がＣｒ平均値±１６以内の場合は、自エリアの階調変換特性をそのまま使用するのが望ましいのでＳＴＥＰ１００３へ進む。どれか１つでも上記範囲内でなければ、ＳＴＥＰ１００２に進む。

ＳＴＥＰ１００２では、評価値と周辺エリアのエリア平均値とを比較する。周辺エリアとは、図６に示すように小ブロックの中心からエリアの中心までの距離が近い自エリアを除く３つのエリアのことである。Ｙ評価値、Ｃｂ評価値、Ｃｒ評価値が周辺エリアのＹ平均値、Ｃｂ平均値、Ｃｒ平均値それぞれの±８以内（誤判定を避けるため範囲を狭くしている）の場合は周辺エリアの黒側、白側変換カーブを使用するのが望ましいのでＳＴＥＰ１００４へ進む。１つでも上記範囲内でなければ、ＳＴＥＰ１００３へ進み自エリアの階調変換特性を使用する。

ＳＴＥＰ１００３では、自エリアの階調変換特性を選択する。
ＳＴＥＰ１００４では、ＳＴＥＰ１００２で条件を満たした周辺エリアの階調変換特性を選択する。もし複数のエリアが条件を満たした場合は、Ｙ評価値とＹ平均値、Ｃｂ評価値とＣｂ平均値、Ｃｒ評価値とＣｒ平均値の差分の絶対値の合計が一番少ないエリアの階調変換特性を選択する。
そして選択した階調変換特性がその小ブロックの階調変換特性となる。

このように、図１１に示した動作を行うことにより、小ブロックの統計量と小ブロックが属するエリアの平均値との比較、及び、小ブロックの統計量と小ブロックが属するエリアに隣接するエリアの平均値との比較を行うことになる。そして、比較した値同士が近い値であるエリアの階調変換特性を選択して、小ブロック毎の階調変換特性の決定が行われる。

以上説明した通り、本実施形態では、エリア平均値を取得してそれを基に小ブロックの変換特性にどのエリアの階調変換特性を使用するか判定するようにした。これにより第１実施形態のような階調変換特性算出の過程で局所ＭＡＸ階調を求めない階調変換特性算出方法であっても、より望ましいエリアの階調変換特性で階調変換が行える。

（第３実施形態）
図１２は、本発明による画像処理装置を用いた映像機器の第３実施形態である撮像装置を示す図である。
第３実施形態は、本発明による画像処理装置をビデオカメラやデジタルスチルカメラ等の撮像装置に用いる形態である。
なお、前述した第１実施形態と同様の機能を果たす部分には、同一の符号を付して、重複する説明を適宜省略する。

本実施形態の撮像装置は、撮影レンズ１１、撮像素子１２、画像処理部１００、システム制御部２、操作部３、記録部４、表示部５を備えている。
撮影レンズ１１は、被写体像を撮像素子１２上に結像させる撮影光学系である。
撮像素子１２は、光学像を電気信号に変換する光電変換手段であり、被写体像を撮像する撮像手段として機能する。本実施形態の撮像素子１２は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサを用いている。なお、撮像素子としては、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサ等、他のタイプのイメージセンサでもよい。

本実施形態では、画像処理部１００は、システム制御部２からの指示に応じて撮像素子１２が取得した映像データに対して画像処理を行う。
画像処理部１００の動作については、第１実施形態と同様である。
本実施形態によれば、撮像装置において、より自然な階調変換を行える。

（変形形態）
以上説明した実施形態に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の範囲内である。

（１）各実施形態において、周辺エリアは、自エリアに近い３つのエリアとしたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、斜めのエリアを除いた２エリアを周辺エリアとしてもよいし、自エリアに隣接する８エリアをすべて周辺エリアとしてもよい。

（２）各実施形態において、映像表示装置、又は、撮像装置に本発明の画像処理装置を用いる例を示したが、これらに限るものではない。例えば、ハードディスク装置や光ディスク装置等を用いた録画機器でもよいし、ゲーム機や携帯電話機等、画像を扱う機器に広く利用することができる。

（３）各実施形態において、輝度信号Ｙと色差信号Ｃｂ、Ｃｒを扱う例を示したが、これに限らず、例えば、輝度信号Ｙと色差信号Ｐｂ、Ｐｒを扱うものでもよいし、輝度信号と色信号を扱うものでもよい。

なお、第１実施形態から第３実施形態及び変形形態は、適宜組み合わせて用いることもできるが、詳細な説明は省略する。また、本発明は以上説明した各実施形態によって限定されることはない。

本発明による画像処理装置を用いた映像表示装置の第１実施形態を示す図である。 画像処理部１００をより詳細に示すブロック図である。 黒側局所ＭＡＸ階調及び白側局所ＭＡＸ階調の取得方法を説明する輝度ヒストグラム例を示す図である。 黒側変換カーブ及び白側変換カーブの例を示す図である。 小ブロック毎の階調変換特性の決定動作を示すフローチャートである。 自エリアと周辺エリア及び小ブロックの関係を示す図である。 階調変換を説明する図である。 第２実施形態の画像処理部２００のブロック図である。 累積輝度ヒストグラムの例を示す図である。 図９に示す累積輝度ヒストグラムの階調を入力階調、正規化した度数を出力階調として示す図である。 小ブロック毎の階調変換特性の決定動作を示すフローチャートである。 本発明による画像処理装置を用いた映像機器の第３実施形態である撮像装置を示す図である。 従来の技術による階調変換の問題を説明する図である。

符号の説明

１ 映像入力部
１ａ 放送受信部
１ｂ 外部入力部
２ システム制御部
３ 操作部
４ 記録部
５ 表示部
１１ 撮影レンズ
１２ 撮像素子
１００，２００ 画像処理部
１０１ エリア統計量算出部
１０２ 階調変換特性算出部
１０３ 小ブロック統計量算出部
１０４ 階調変換特性決定部
１０５ 階調変換部
７０１ 階調変換特性算出部
７０２ 小ブロック統計量算出部
７０３ エリア平均値算出部
７０４ 階調変換特性決定部

Claims (7)

1. 画像を複数のエリアに分割して、前記エリア毎に画像データに関する統計量を算出するエリア統計量算出手段と、
   前記エリア統計量算出手段が算出した前記エリア毎の統計量を用いて前記エリア毎に階調変換特性を算出する階調変換特性算出手段と、
   前記エリアをさらに小さな複数の小ブロックに分割して、前記小ブロック毎に画像データに関する統計量を算出する小ブロック統計量算出手段と、
   前記小ブロック統計量算出手段が算出した前記小ブロック毎の統計量に基づいて、前記小ブロック毎の階調変換に用いる階調変換特性を、前記小ブロックが属するエリアの階調変換特性と、前記小ブロックが属するエリアに隣接するエリアの階調変換特性との何れかから選択して決定する階調変換特性決定手段と、
   前記小ブロック毎に前記階調変換特性決定手段が決定した階調変換特性を用いて前記小ブロック毎に階調変換を行う階調変換手段と、
   を備える画像処理装置。
2. 前記小ブロック統計量算出手段が算出する統計量は、輝度信号の平均値であること、
   を特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
3. 前記エリア毎に画像データに関する平均値を算出するエリア平均値算出手段を備え、
   前記階調変換特性決定手段は、前記小ブロックの統計量と前記小ブロックが属するエリアの平均値との比較、及び、前記小ブロックの統計量と前記小ブロックが属するエリアに隣接するエリアの平均値との比較を行い、比較した値同士が近い値であるエリアの階調変換特性を選択すること、
   を特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
4. 前記小ブロック統計量算出手段が算出する統計量は、前記小ブロック毎の輝度信号の平均値と色差信号又は色信号の平均値であり、
   前記エリア平均値算出手段が算出する統計量は、前記エリア毎の輝度信号の平均値と色差信号又は色信号の平均値であること、
   を特徴とする請求項３に記載の画像処理装置。
5. 映像データを受信又は入力する入力手段と、
   前記入力手段により得た映像データに対して画像処理を行う請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の画像処理装置と、
   前記画像処理装置により処理された映像データを表示する表示手段と、
   を備える映像表示装置。
6. 被写体像を撮像する撮像手段と、
   前記撮像手段により得た画像データに対して画像処理を行う請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の画像処理装置と、
   を備える撮像装置。
7. 画像を複数のエリアに分割して、前記エリア毎に画像データに関する統計量を算出し、
   算出した前記エリア毎の統計量を用いて前記エリア毎に階調変換特性を算出し、
   前記エリアをさらに小さな複数の小ブロックに分割して、前記小ブロック毎に画像データに関する統計量を算出し、
   算出した前記小ブロック毎の統計量に基づいて、前記小ブロック毎の階調変換に用いる階調変換特性を、前記小ブロックが属するエリアの階調変換特性と、前記小ブロックが属するエリアに隣接するエリアの階調変換特性との何れかから選択して決定し、
   前記小ブロック毎に決定した階調変換特性を用いて前記小ブロック毎に階調変換を行う画像処理方法。

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