JP7105737B2 - 画像処理装置、画像処理方法、及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、画像処理装置、画像処理装置、及びプログラムに関する。

近年、高輝度、且つ、広色域の再現範囲を持つＨＤＲ（Ｈｉｇｈ Ｄｙｎａｍｉｃ Ｒａｎｇｅ）コンテンツが普及している。ＨＤＲコンテンツは、ピーク輝度が１０００ｎｉｔ（１０００ｃｄ／ｍ^２）以上、色域がＢＴ．２０２０（Ｒｅｃ．２０２０）の範囲で表現する。ＨＤＲ画像データを用いて記録装置で記録する際には、記録装置が再現できる輝度のダイナミックレンジ（以下、「Ｄレンジ」と称す）に、トーンカーブ等を用いてＤレンジ圧縮を行う必要がある。例えば、図１に示すように、輝度が高い領域のコントラストを小さくすることでＤレンジ圧縮を行う。例えば、特許文献１では、このＤレンジ圧縮を行った際のコントラスト低下を補正する画像処理が開示されている。

特開２０１１－８６９７６号公報

記録装置の輝度レンジにＤレンジ圧縮した画像データは、印刷を行う記録装置の色域にガマットマッピングする必要がある。図２（ａ）は、輝度レンジが１０００ｎｉｔのＢＴ．２０２０の色域を示す。図２（ｂ）は、記録装置の色域を示す。図２において、横軸はｘｙ色度のｙを示し、縦軸は輝度を表す。ＢＴ．２０２０と記録装置の色域を比較すると、使用している色材が異なるために色域形状が相似形にならない。よって、ＨＤＲコンテンツを記録装置で記録する場合には一律にＤレンジの圧縮を行うのではなく、色度に応じて輝度の圧縮度合いを変更する必要がある。

このとき、入力画像データの色域と記録装置の色域の色域形状が大きく異なると、特許文献１の方法でコントラスト補正を行っても、ガマットマッピングによる圧縮により、記録装置で記録した際にコントラスト強度が低下してしまう。

上記課題を解決するために本願発明は以下の構成を有する。すなわち、画像処理装置であって、入力画像の輝度から高周波成分を抽出する抽出手段と、前記入力画像が示す色を、出力装置の色再現範囲に含まれる色に変換するための変換処理を行う変換手段と、前記抽出手段により抽出された前記高周波成分を、前記変換処理の変換特性に基づいて補正する補正手段と、を有する。

本発明によれば、入出力間の色再現範囲の違いに起因するコントラストの低下を考慮したコントラスト補正を提供することができる。

Ｄレンジ変換を説明するための図。 ＢＴ．２０２０と記録装置との色域の違いを説明するための図。 本発明に係るシステムのハードウェア構成の例を示す図。 本発明に係るコントラスト補正に関するソフトウェア構成の例を示す図。 本発明に係るガマットマッピングを説明するための図。 ガウス型フィルタを説明するための図。 本発明に係る視覚伝達関数を説明するための図。 本発明に係る出力画像特性取得部における処理を示すフローチャート。 本発明に係るコントラスト補正部における処理を示すフローチャート。 第１の実施形態に係るコントラスト補正方法を示すフローチャート。 第２の実施形態に係るコントラスト補正方法を示すフローチャート。 第３の実施形態に係るコントラスト補正方法を示すフローチャート。 第４の実施形態に係るコントラスト補正方法を示すフローチャート。 第５の実施形態に係る補正強度生成方法を説明するための図。 第６の実施形態に係るＵＩ構成画面の一例の模式図。 第６の実施形態係るコントラスト補正に関するソフトウェア構成の例を示す図。 第６の実施形態に係る輝度－高感度周波数変換テーブルの一例を示す図。 第６の実施形態に係る輝度毎の高感度周波数の表を示す図。 第８の実施形態に係る処理の流れを示すフローチャート。 第８の実施形態に係る処理の補正要否の判定の説明図。 第９の実施形態に係る処理の流れを示すフローチャート。 第１０の実施形態に係る補正強度生成方法を説明するための図。 第１０の実施形態に係る処理の流れを示すフローチャート。

＜第１の実施形態＞
［システム構成］
図３は、本実施形態を適用可能なシステムの構成例を示す図である。本実施形態において、システムは、画像処理装置３００と記録装置３１０を含んで構成される。画像処理装置３００は、情報処理装置として機能するホストＰＣなどから構成される。画像処理装置３００は、ＣＰＵ３０１、ＲＡＭ３０２、ＨＤＤ３０３、ディスプレイＩ／Ｆ３０４、操作部Ｉ／Ｆ３０５、およびデータ転送Ｉ／Ｆ３０６を含んで構成され、各部位は内部バスを介して通信可能に接続されている。

ＣＰＵ３０１は、ＨＤＤ３０３に保持されるプログラムに従ってＲＡＭ３０２をワークエリアとして用いて各種処理を実行する。ＲＡＭ３０２は、揮発性の記憶領域であり、ワームメモリ等として利用される。ＨＤＤ３０３は、不揮発性の記憶領域であり、本実施形態に係るプログラムやＯＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）などが保持される。ディスプレイＩ／Ｆ３０４は、ディスプレイ３０７と画像処理装置３００本体との間でデータの送受信を行うためのインターフェースである。操作部Ｉ／Ｆ３０５は、キーボードやマウスなどの操作部３０８を用いて入力された指示を画像処理装置３００本体に入力するためのインターフェースである。データ転送Ｉ／Ｆ３０６は、外部装置とのデータの送受信を行うためのインターフェースである。

例えば、ＣＰＵ３０１は、操作部３０８を用いたユーザによる指示（コマンド等）やＨＤＤ３０３に保持されるプログラムに従って記録装置３１０が記録可能な画像データを生成し、これを記録装置３１０に転送する。また、ＣＰＵ３０１は、データ転送Ｉ／Ｆ３０６を介して記録装置３１０から受信した画像データに対し、ＨＤＤ３０３に記憶されているプログラムに従って所定の処理を行い、その結果や様々な情報をディスプレイ３０７に表示する。

記録装置３１０は、画像処理アクセラレータ３１１、データ転送Ｉ／Ｆ３１２、ＣＰＵ３１３、ＲＡＭ３１４、ＲＯＭ３１５、および印刷部３１６を含んで構成され、各部位は内部バスを介して通信可能に接続されている。なお、記録装置３１０の記録方式は特に限定するものでは無く、例えば、インクジェット方式の記録装置であってもよいし、電子写真方式の記録装置であってもよい。以下では、インクジェット方式の記録装置を例に挙げて説明する。

ＣＰＵ３１３は、ＲＯＭ３１５に保持されるプログラムに従ってＲＡＭ３１４をワークエリアとして用いて各種処理を実行する。ＲＡＭ３１４は、揮発性の記憶領域であり、ワークメモリ等として利用される。ＲＯＭ３１５は、不揮発性の記憶領域であり、本実施形態に係るプログラムやＯＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）などが保持される。データ転送Ｉ／Ｆ３１２は、外部装置とのデータの送受信を行うためのインターフェースである。画像処理アクセラレータ３１１は、ＣＰＵ３１３よりも高速に画像処理を実行可能なハードウェアである。画像処理アクセラレータ３１１は、ＣＰＵ３１３が画像処理に必要なパラメータとデータをＲＡＭ３１４の所定のアドレスに書き込むことにより起動され、上記パラメータとデータを読み込んだ後、上記データに対し所定の画像処理を実行する。但し、画像処理アクセラレータ３１１は必須な要素ではなく、同等の処理はＣＰＵ３１３でも実行することができる。印刷部３１６は、画像処理装置３００からの指示に基づき、印刷動作を行う。

画像処理装置３００のデータ転送Ｉ／Ｆ３０６および記録装置３１０のデータ転送Ｉ／Ｆ３１２における接続方式は、特に限定するものではないが、例えば、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）、ＩＥＥＥ１３９４等を用いることができる。また、有線／無線も問わない。

［コントラスト補正］
以下、本実施形態に係るコントラスト補正について具体的に説明する。本実施形態に係るコントラスト補正は、ＨＤＲ画像データを記録装置３１０で印刷する際に所定の画像処理を行うための処理である。上述したように、本実施形態において、入力画像（例えば、ＨＤＲ画像データ）と印刷を行う記録装置３１０とは、色再現範囲が異なり、再現可能な色の範囲は、入力画像の方が広いものとする。

図４は、ＨＤＲ画像データを記録装置３１０で印刷する際の、コントラスト補正に関する画像処理を行うソフトウェア構成の例を示す図である。本実施形態において、図４に示す各部位は、ＨＤＤ３０３に格納されたプログラムをＣＰＵ３０１が読みだして実行することにより実現される。画像処理装置３００は、画像入力部４０１、Ｄレンジ変換部４０２、ガマットマッピング部４０３、画像出力部４０４、入力画像特性取得部４０５、出力画像特性取得部４０６、およびコントラスト補正部４０７を含んで構成される。なお、ここで示す構成は、コントラスト補正に関する処理に関する部位を示しており、画像処理装置３００は、他の画像処理を行う部位を更に備えていてよい。

画像入力部４０１は、ＨＤＲ画像データを取得する。取得方法は、ＨＤＤ３０３に保持された画像データを取得するような構成であってもよいし、外部装置からデータ転送Ｉ／Ｆ３０６を介して画像データを取得するような構成であってもよい。本実施形態では、ＨＤＲ画像データはＤレンジのピーク輝度が１０００ｎｉｔ、色空間はＢＴ．２０２０のＲＧＢデータを例に挙げて説明する。

Ｄレンジ変換部４０２は、Ｄレンジ変換部４０２に入力された画像データの輝度に対して、１次元ルックアップテーブル（以下、１ＤＬＵＴ）などの手段を用いて所定の輝度レンジにＤレンジ圧縮を行う。本実施形態では、図１に示すグラフを用いてＤレンジ圧縮を行うものとする。図１において、横軸はＤレンジ圧縮を行う入力の輝度を表し、縦軸は圧縮後の輝度を表す。１０００ｎｉｔの輝度レンジを有するＨＤＲ画像データは、図１に示されるような圧縮特性で、記録装置３１０で扱うことのできる１００ｎｉｔの輝度レンジに圧縮される。

ガマットマッピング部４０３は、ガマットマッピング部４０３に入力された画像データに対して３次元ＬＵＴ（以下、３ＤＬＵＴ）などの手法を用いて記録装置３１０が有する色域にガマットマッピングを行う。図５は、本実施形態に係るガマットマッピングを説明するための図である。図５において、横軸はＹＣｂＣｒ色空間のＣｒを示し、縦軸は輝度Ｙを示す。ガマットマッピング部４０３に入力された画像データの入力色域５０１は、記録装置３１０の色域である出力色域５０２にガマットマッピングされる。入力色を（Ｙ，Ｃｂ，Ｃｒ）とすると、（Ｙ’，Ｃｂ’，Ｃｒ’）に変換される。入力色がＹＣｂＣｒとは異なる色空間の場合には、その色空間からＹＣｂＣｒ色空間に変換してから、更にガマットマッピングが行われる。図５の例の場合、入力色域５０１と出力色域５０２とは、相似形ではない例を示している。

入力色域５０１のプライマリーカラー５０３、５０６はそれぞれ、出力色域５０２のプライマリーカラー５０４、５０５にマッピングされる。プライマリーカラー５０３、５０６の輝度値は同じ輝度値であるが、ガマットマッピング後のプライマリーカラー５０４、５０５は異なる輝度値になる。このように、ガマットマッピングの入出力の色域が相似形でない場合には、同じ入力輝度値であっても色相によっては、異なる出力輝度値にマッピングされる。

また、図５にて斜線で表した色域外領域５０７は記録装置３１０では表現できない色域となる。色域外領域５０７は、入力色域５０１に含まれ、かつ、出力色域５０２に含まれない領域である。一方、色域内領域５０８は、入力色域５０１および出力色域５０２の両方に含まれる領域である。色域外領域５０７は、色域内領域５０８よりも、出力色域５０２内に大きく圧縮してマッピングされる。例えば、入力色において、２つの色のコントラスト５０９はコントラスト５１１にマッピングされ、コントラスト５１０はマッピング後も入力と同じコントラストにマッピングされる。つまり、コントラスト５１０は、マッピングの前後の変化が、コントラスト５１１に比べて小さい。言い換えると、色域内領域５０８内での変換と、色域外領域５０７から色域内領域５０８への変換では、変換特性が異なる。このように出力色域外の色は出力色域内の色よりも大きく圧縮をかけてマッピングされるため、コントラストも出力色域外の色の方が低下する。

入力画像特性取得部４０５は、画像入力部４０１に入力された画像データの高周波の値を生成（抽出）する。まず、入力画像特性取得部４０５は、入力された画像データの輝度を算出する。入力された画像データがＲＧＢデータ（Ｒ：Ｒｅｄ，Ｇ：Ｇｒｅｅｎ，Ｂ：Ｂｌｕｅ）の場合、式（１）～式（３）に表す方法でＹＣｂＣｒに変換することができる。なお、以下に示すＲＧＢ－ＹＣｂＣｒの変換式は一例であり、他の変換式を用いてもよい。以下の式にて示す「・」は乗算を示す。
Ｙ＝０．２９９・Ｒ＋０．５８７・Ｇ＋０．１１４・Ｂ ・・・式（１）
Ｃｂ＝－０．１６８７・Ｒ－０．３３１３・Ｇ＋０．５・Ｂ ・・・式（２）
Ｃｒ＝０．５・Ｒ－０．４１８７・Ｇ－０．０８１３・Ｂ ・・・式（３）

さらに、入力画像特性取得部４０５は、算出した輝度（Ｙ値）から高周波の値を生成する。高周波の値を生成するには、まず、低周波の値が算出される。低周波の値は、輝度に対してフィルタリング処理を行うことで生成される。図６を用いて、フィルタリング処理について平滑化処理を行うガウス型フィルタを例に挙げて説明する。図６において、フィルタサイズは５×５の大きさを表し、２５個のピクセルそれぞれに対して係数６０１が設定されている。画像の横方向をｘとし、縦方向をｙとする。また、座標（ｘ，ｙ）の画素値をｐ（ｘ，ｙ）、フィルタ係数をｆ（ｘ，ｙ）とする。そして、注目画素ｐ’（ｘ，ｙ）ごとに式（４）で表す方法でフィルタリング処理を行う。注目画素６０２を中心として、画像データをフィルタが走査するごとに以下に示す式（４）の計算が行われる。すべての画素に対する走査が完了すると、低周波の値が得られる。
ｐ’（ｘ，ｙ）＝｛１／Σｆ（ｘ，ｙ）｝・Σ｛ｆ（ｘ，ｙ）×ｐ（ｘ，ｙ）｝・・・式（４）

本実施形態では、フィルタ特性としてガウス型を例に挙げて説明したが、これに限定するものではない。例えば、バイラテラルフィルタの様なエッジ保存型のフィルタが用いられてもよい。エッジ保存型のフィルタを使用すれば、コントラスト補正をした際に、エッジ部分に発生するアーティファクトのハローを低減することができる。

図７は、空間周波数に対する視覚伝達関数ＶＴＦを示す図である。図７に示す視覚伝達関数ＶＴＦは、横軸に示す空間周波数が変化することによって縦軸に示す視覚感度が変化することを示している。視覚感度が高いほど、伝達特性が高いことを意味する。この視覚伝達関数ＶＴＦでは、空間周波数が０．５ｃｙｃｌｅ／ｍｍ以上で、約０．８以上の高い伝達特性となることが分かる。なお、図７の例では、空間周波数が２ｃｙｃｌｅｓ／ｍｍ以上になると、視覚感度は０．８を下回る。コントラストを補正する対象となる周波数は視覚的な感度が高い周波数が望ましい。つまり、高周波は、ピーク感度が含まれる周波数である０．５ｃｙｃｌｅ／ｍｍ以上を示し、低周波は０．５ｃｙｃｌｅ／ｍｍ以下を示す。本実施形態では、この前提に基づいて、輝度から高周波成分と低周波成分をそれぞれ求めるものとする。

画素ごとに、輝度をＩ、高周波の値をＨ、低周波の値をＬとすると、高周波の値Ｈは式（５）に従って算出される。
Ｈ＝Ｉ／Ｌ ・・・式（５）

本実施形態では、輝度Ｉの高周波の値Ｈと低周波の値Ｌはそれぞれ、反射光の値Ｒｅと照明光の値Ｌｉと同じものとして説明する。ここでの照明光は輝度成分に含まれる照明光成分を意味し、反射光は輝度成分に含まれる反射光成分を意味する。すなわち、高周波成分の強度を表す値として高周波の値Ｈを用い、また、低周波成分の強度を表す値として低周波の値Ｌを用いて説明する。

照明光の値も低周波の値と同様にフィルタリング処理を行うことで生成することができる。また、エッジ保存型のフィルタを使用すれば、エッジ部分の照明光の値をより精度よく生成することができる。反射光の値Ｒｅと照明光の値Ｌｉは、式（６）で表すことができる。
Ｒｅ＝Ｉ／Ｌｉ ・・・式（６）

また、高周波の値Ｈは、式（５）で表されるように入力画像を低周波の値で除算することによって生成したが、これに限定するものではない。例えば、式（７）で表されるように、入力画像から低周波の値を減算することで生成してもよい。これは、反射光と照射光の値を用いた場合も同様である。
Ｈ＝Ｉ－Ｌ ・・・式（７）

出力画像特性取得部４０６は、記録装置３１０が出力する表色系の高周波の値を生成する。つまり、出力画像特性取得部４０６は、記録装置３１０で再現可能な表色系の範囲内での高周波の値を取得する。その生成方法については、図８のフローチャートを用いて後述する。

コントラスト補正部４０７は、入力画像特性取得部４０５および出力画像特性取得部４０６で生成した高周波の値を元にコントラスト補正強度を決定し、コントラスト補正部４０７に入力された画像データの高周波の値に対してコントラスト補正処理を行う。本実施形態では、高周波の値の強度を補正することによって、画像のコントラストを補正するものとして説明する。その補正方法については、図９のフローチャートを用いて後述する。

画像出力部４０４は、記録装置３１０で出力するための画像処理を行う。ガマットマッピング部４０３でガマットマッピングされた画像データは記録装置３１０で印刷するインク色に色分解を行う。更には、画像出力部４０４は、ディザもしくは誤差拡散処理を用いて、インクを吐出する／しないを表す２値データに変換する量子化処理など、記録装置３１０での出力に必要な所望の画像処理を行う。

（高周波生成処理）
図８を用いて、出力画像特性取得部４０６による、記録装置３１０が出力する表色系の高周波の生成処理の詳細について説明する。

Ｓ１０１にて、出力画像特性取得部４０６は、画像入力部４０１に入力された画像データを、Ｄレンジ変換部４０２によりＤレンジ変換を行う。

Ｓ１０２にて、出力画像特性取得部４０６は、Ｓ１０１でＤレンジ圧縮された画像データに対して、ガマットマッピング部４０３によりガマットマッピングを行う。

Ｓ１０３にて、出力画像特性取得部４０６は、Ｓ１０２でガマットマッピングを行った画像データから高周波の値Ｈ’を生成する。高周波の値を生成するには、入力画像特性取得部４０５と同様に、出力画像特性取得部４０６は、輝度を算出し、更に算出した輝度の低周波の値を算出する。出力画像特性取得部４０６は、低周波の値と入力された輝度から式（５）に従い、高周波の値を算出する。そして、本処理フローを終了する。

ここでのＤレンジ圧縮処理およびガマットマッピング処理は、後述する図１０の処理にて行われるＤレンジ変換およびガマットマッピング処理と内容は同一であるが、実行する目的が異なる。なお、以下の説明において、Ｄレンジ圧縮処理およびガマットマッピング処理をまとめて変換処理と称する場合もある。

（コントラスト補正処理）
図９を用いて、コントラスト補正部４０７によるコントラスト処理の詳細について説明する。

Ｓ２０１にて、コントラスト補正部４０７は、入力された画像データをＹＣｂＣｒ色空間に変換する。入力色空間がＲＧＢの場合には式（１）～式（３）に従ってＲＧＢ色空間からＹＣｂＣｒ色空間へ変換する。

Ｓ２０２にて、コントラスト補正部４０７は、Ｓ２０１で生成したＹＣｂＣｒ色空間のデータから輝度値Ｉを取得し、この輝度値に基づいて高周波の値Ｈと低周波の値Ｌを算出する。ここで、高周波の値Ｈ、低周波の値Ｌの算出方法は、先述した入力画像特性取得部４０５および出力画像特性取得部４０６と同様である。すなわち、コントラスト補正部４０７は、輝度の低周波の値Ｌを算出し、算出した低周波の値Ｌと入力された輝度値Ｉから式（５）に従い、高周波の値Ｈを算出する。

Ｓ２０３にて、コントラスト補正部４０７は、入力画像特性取得部４０５および出力画像特性取得部４０６で生成した高周波の値を元にコントラスト補正強度を生成する。ここでは、コントラスト強度の目標値を入力画像の高周波の値とする。コントラスト補正を行う際の補正係数として算出する補正強度をＨｍ、入力画像特性取得部４０５で生成した高周波の値をＨｔ、出力画像特性取得部４０６で生成した高周波の値をＨ’とすると、補正強度の算出方法は式（８）で表すことができる。式（８）は、高周波の値の強度が入力画像から出力画像に変わるときの逆バイアスを表す。
Ｈｍ＝Ｈｔ／Ｈ’ ・・・式（８）

ここで求められる値は変換前後の逆バイアスであるため、図５の例の場合、色域外領域５０７における補正強度は、色域内領域５０８における補正強度よりも強くなるように設定される。これは、コントラスト５１０と、コントラスト５０９、５１１を用いて説明したように、変換における変化の度合い（圧縮度合い）が異なるためである。

なお、高周波の値Ｈｔおよび高周波の値Ｈ’を、式（７）を用いて生成した場合、補正強度Ｈｍは式（９）で表すことができる。式（９）は、高周波の値の強度が入力画像から出力画像に変わるときの差分を表す。
Ｈｍ＝Ｈｔ－Ｈ’ ・・・式（９）

Ｓ２０４にて、コントラスト補正部４０７は、Ｓ２０２で生成した高周波の値Ｈに対して補正強度Ｈｍを乗算することによってコントラスト補正を行う。つまり、入力画像データの高周波の値に対し、コントラスト補正を行う。コントラスト補正後の高周波の値をＨｃとすると、コントラスト補正は式（１０）で表すことができる。
Ｈｃ＝Ｈｍ×Ｈ ・・・式（１０）

なお、高周波の値Ｈを、式（７）を用いて生成した場合、Ｓ２０２で生成した高周波の値Ｈに対して補正強度Ｈｍを加算することによってコントラスト補正を行う。コントラスト補正後の高周波の値Ｈｃは、式（１１）で表すことができる。
Ｈｃ＝Ｈｍ＋Ｈ ・・・式（１１）

式（８）および式（９）で表されるように、入力画像から出力画像にコントラストが低下、すなわち、高周波の値の強度が低下した際の逆バイアス分を補正強度Ｈｍとしている。逆バイアス分を式（１０）によって乗算、または、式（１１）によって加算することで補正することにより、出力画像において、入力画像の高周波の値の強度を維持もしくはそれに近い値とすることができる。

Ｓ２０５にて、コントラスト補正部４０７は、Ｓ２０４でコントラスト補正を行った高周波の値Ｈｃ、Ｓ２０２で算出した低周波の値Ｌ、および、Ｓ２０１で生成したＣｂ、Ｃｒの値を用いて、元のＲＧＢデータに合成する。まず、コントラスト補正部４０７は、式（１２）にて、コントラスト補正後の高周波の値Ｈｃと低周波の値Ｌを積算することで、周波数の値を合成したコントラスト補正後の輝度Ｉ’を得る。
Ｉ’＝Ｈｃ×Ｌ ・・・式（１２）

なお、高周波の値Ｈｃと低周波の値Ｌを、式（７）を用いて生成した場合、輝度Ｉ’は、式（１３）で表すことができる。
Ｉ’＝Ｈｃ＋Ｌ ・・・式（１３）

そして、コントラスト補正部４０７は、輝度Ｉ’と色差値（Ｃｂ，Ｃｒ）をプレーン合成して、カラー画像値（Ｉ’，Ｃｂ，Ｃｒ）を生成する。これにより、本実施形態に係るコントラスト補正が行われた画像が得られる。そして、本処理フローを終了する。

［処理フロー］
本実施形態に係る処理全体のフローチャートを、図１０を用いて説明する。本処理フローは、例えば、ＣＰＵ３０１がＨＤＤ３０３に格納されたプログラムを読み出して実行することにより、図４に示す各処理部として機能することで実現される。

Ｓ３０１にて、画像入力部４０１は、ＨＤＲ画像データを取得する。取得方法は、ＨＤＤ３０３に保持された画像データを取得するような構成であってもよいし、外部装置からデータ転送Ｉ／Ｆ３０６を介して画像データを取得するような構成であってもよい。また、取得対象のＨＤＲ画像データは、ユーザの選択や指示に基づいて、決定してよい。

Ｓ３０２にて、コントラスト補正部４０７は、入力画像特性取得部４０５および出力画像特性取得部４０６で生成した高周波の値を用いて、図９を用いて先述した方法によりコントラスト補正強度Ｈｍを生成する。

Ｓ３０３にて、コントラスト補正部４０７は、Ｓ３０１で入力された画像データの高周波の値に対し、Ｓ３０２で生成したコントラスト補正強度Ｈｍを用いて、図９を用いて先述した方法によりコントラスト補正を行う。つまり、本処理フローのＳ３０３とＳ３０４の工程は、図９の処理に対応する。

Ｓ３０４にて、Ｄレンジ変換部４０２は、Ｓ３０３でコントラスト補正を行った画像データに対して、図１等を用いて先述した方法によりＤレンジ変換（ダイナミックレンジ圧縮処理）を行う。本実施形態の場合、Ｄレンジ変換部４０２は、入力画像のＤレンジ１０００ｎｉｔから、ガマットマッピングを行うＤレンジである１００ｎｉｔに変換する。

Ｓ３０５にて、ガマットマッピング部４０３は、Ｓ３０４でＤレンジ変換された画像データに対して、図５等を用いて先述した方法によりガマットマッピング処理を行う。

Ｓ３０６にて、画像出力部４０４は、Ｓ３０５でガマットマッピングされた画像データに対して、記録装置３１０で出力するための出力処理を、先述した方法により実行する。そして、本処理フローを終了する。

本実施形態では、入力画像の高周波の値とガマットマッピング後である出力画像の高周波の値とを用いて、高周波の値が低下する分の逆バイアス分を補正強度としてコントラスト補正を行う。これにより、補正強度を設定した後に行われる、Ｓ３０４におけるＤレンジ変換とＳ３０５におけるガマットマッピングによって高周波の値が低下するような場合でも、その低下分がコントラスト補正によって予め補正される。その結果、ガマットマッピング後であっても、入力画像のコントラストを維持もしくはそれに近づけることができる。

また、コントラスト補正強度を生成する際にガマットマッピング後の出力画像の高周波の値を用いることによって、ガマットマッピングの圧縮によるコントラストの低下分を含んだ状態で補正強度を決定することができる。よって、ガマットマッピングによる圧縮が高いほど、コントラスト補正強度を高く補正することができる。また、コントラスト補正を行った高周波の値は入力画像の高周波の値に近くなり、コントラスト補正を行わない低周波の値はガマットマッピング後の低周波の値に近い関係となる。

以上のことから、本実施形態により、入出力間の色再現範囲の違いに起因するコントラストの低下を抑制することが可能となる。

なお、本実施形態では、輝度としてＹＣｂＣｒ色空間を用いる例として説明したが、輝度と色度を表すｘｙＹ色空間でもよい。

＜第２の実施形態＞
本発明の第２の実施形態について、図１１のフローチャートを用いて説明する。第１の実施形態と重複する部分については説明を省略し、差異のみを説明する。本実施形態では、第１の実施形態にて説明した図１０とは異なり、コントラスト補正をＤレンジ変換の後に行う。つまり、処理工程の順序が第１の実施形態とは異なる。

Ｓ４０１にて、画像入力部４０１は、ＨＤＲ画像データを取得する。取得方法は、ＨＤＤ３０３に保持された画像データを取得するような構成であってもよいし、外部装置からデータ転送Ｉ／Ｆ３０６を介して画像データを取得するような構成であってもよい。また、取得対象のＨＤＲ画像データは、ユーザの選択や指示に基づいて、決定してよい。

Ｓ４０２にて、Ｄレンジ変換部４０２は、Ｓ４０１で入力された画像データに対し、図１等を用いて先述した方法によりＤレンジ変換を行う。本実施形態の場合、Ｄレンジ変換部４０２は、入力画像のＤレンジ１０００ｎｉｔからガマットマッピングを行うＤレンジである１００ｎｉｔに変換する。

Ｓ４０３にて、コントラスト補正部４０７は、入力画像特性取得部４０５および出力画像特性取得部４０６で生成した高周波の値を用いて、図９を用いて先述した方法によりコントラスト補正強度Ｈｍを生成する。

Ｓ４０４にて、コントラスト補正部４０７は、Ｓ４０２でＤレンジ変換した画像データの高周波の値に対し、Ｓ４０３で生成したコントラスト補正強度Ｈｍを用いて、図９を用いて先述した方法によりコントラスト補正を行う。つまり、本処理フローのＳ４０３とＳ４０４の工程は、第１の実施形態にて述べた図９の処理に対応する。

Ｓ４０５にて、ガマットマッピング部４０３は、Ｓ４０４でコントラスト補正された画像データに対し、図５等を用いて先述した方法によりガマットマッピングを行う。

Ｓ４０６にて、画像出力部４０４は、Ｓ４０５でガマットマッピングされた画像データに対し、記録装置３１０で出力するための出力処理を、先述した方法により実行する。そして、本処理フローを終了する。

本実施形態では、入力画像の高周波の値とガマットマッピング後である出力画像の高周波の値とを用いて、高周波の値が低下する分の逆バイアス分を補正強度としてコントラスト補正を行う。よって、Ｓ４０２におけるＤレンジ変換とＳ４０５におけるガマットマッピングによって高周波の値が低下するような場合でも、その低下分がコントラスト補正によって補正される。その結果、ガマットマッピング後であっても入力画像のコントラストを維持もしくはそれに近づけることができる。

また、コントラスト補正強度を生成する際にガマットマッピング後の出力画像の高周波の値を用いることによって、ガマットマッピングの圧縮によるコントラストの低下分を含んだ状態で補正強度を決定することができる。よって、ガマットマッピングによる圧縮が高いほど、コントラスト補正強度を高く補正することができる。また、コントラスト補正を行った高周波の値は入力画像の高周波の値に近くなり、コントラスト補正を行わない低周波の値はガマットマッピング後の低周波の値に近い関係となる。

また、コントラスト補正をＤレンジ変換後に行うため、Ｄレンジ変換前に補正を行うよりもＤレンジが小さい分、処理に使用するメモリを小さくすることができる。

＜第３の実施形態＞
本発明の第３の実施形態について、図１２のフローチャートを用いて説明する。第１の実施形態と重複する部分については説明を省略し、差異のみを説明する。本実施形態では、第１の実施形態にて説明した図１０とは異なり、コントラスト補正はＤレンジ変換、ガマットマッピングの後に行う。つまり、処理工程の順序が第１の実施形態と異なる。

Ｓ５０１にて、画像入力部４０１は、ＨＤＲ画像データを取得する。取得方法は、ＨＤＤ３０３に保持された画像データを取得するような構成であってもよいし、外部装置からデータ転送Ｉ／Ｆ３０６を介して画像データを取得するような構成であってもよい。また、取得対象のＨＤＲ画像データは、ユーザの選択や指示に基づいて、決定してよい。

Ｓ５０２にて、Ｄレンジ変換部４０２は、Ｓ５０１で入力された画像データに対し、図１等を用いて先述した方法によりＤレンジ変換を行う。本実施形態の場合、Ｄレンジ変換部４０２は、入力画像のＤレンジ１０００ｎｉｔからガマットマッピングを行うＤレンジである１００ｎｉｔに変換する。

Ｓ５０３にて、ガマットマッピング部４０３は、Ｓ５０２でＤレンジ変換された画像データに対し、図５等を用いて先述した方法によりガマットマッピングを行う。

Ｓ５０４にて、コントラスト補正部４０７は、入力画像特性取得部４０５および出力画像特性取得部４０６で生成した高周波の値を用いて、図９を用いて先述した方法によりコントラスト補正強度Ｈｍを生成する。

Ｓ５０５にて、コントラスト補正部４０７は、Ｓ５０３でガマットマッピングした画像データの高周波の値に対して、Ｓ５０４で生成したコントラスト補正強度Ｈｍを用いて、図９を用いて先述した方法によりコントラスト補正を行う。つまり、本処理フローのＳ５０４とＳ５０５の工程は、第１の実施形態にて述べた図９の処理に対応する。

Ｓ５０６にて、画像出力部４０４は、Ｓ５０５でコントラスト補正された画像データに対して、記録装置３１０で出力するための出力処理を先述した方法により実行する。そして、本処理フローを終了する。

本実施形態では、入力画像の高周波の値とガマットマッピング後である出力画像の高周波の値とを用いて、高周波の値が低下する分の逆バイアス分を補正強度としてコントラスト補正を行う。よって、Ｓ５０２におけるＤレンジ変換とＳ５０３におけるガマットマッピングによって高周波の値が低下するような場合でも、その低下分がコントラスト補正によって補正される。その結果、ガマットマッピング後であっても入力画像のコントラストを維持もしくはそれに近づけることができる。

また、コントラスト補正強度を生成する際にガマットマッピング後の出力画像の高周波の値を用いることによって、ガマットマッピングの圧縮によるコントラストの低下分を含んだ状態で補正強度を決定することができる。よって、ガマットマッピングによる圧縮が高いほど、コントラスト補正強度を高く補正することができる。また、コントラスト補正を行った高周波の値は入力画像の高周波の値に近くなり、コントラスト補正を行わない低周波の値はガマットマッピング後の低周波の値に近い関係となる。

また、コントラスト補正をガマットマッピングの後に行うため、Ｄレンジ変換前に補正を行うよりもＤレンジが小さい分、処理に使用するメモリを小さくすることができる。

＜第４の実施形態＞
本発明の第４の実施形態について、図１３のフローチャートを用いて説明する。第１の実施形態と重複する部分については説明を省略し、差異のみを説明する。本実施形態では、第１の実施形態にて説明した図１０とは異なり、Ｄレンジ変換を２回行う。

Ｓ６０１にて、画像入力部４０１は、ＨＤＲ画像データを取得する。取得方法は、ＨＤＤ３０３に保持された画像データを取得するような構成であってもよいし、外部装置からデータ転送Ｉ／Ｆ３０６を介して画像データを取得するような構成であってもよい。また、取得対象のＨＤＲ画像データは、ユーザの選択や指示に基づいて、決定してよい。

Ｓ６０２にて、Ｄレンジ変換部４０２は、Ｓ６０１で入力された画像データに対し、図１等を用いて先述した方法によりＤレンジ変換を行う。本実施形態の場合、Ｄレンジ変換部４０２は、入力画像のＤレンジ１０００ｎｉｔから標準的に使用される色空間のＤレンジに変換する。例えば、ＡｄｏｂｅＲＧＢの場合、入力画像のＤレンジは、１２０ｎｉｔに変換される。

Ｓ６０３にて、コントラスト補正部４０７は、入力画像特性取得部４０５および出力画像特性取得部４０６で生成した高周波の値を用いて、図９を用いて先述した方法によりコントラスト補正強度Ｈｍを生成する。

Ｓ６０４にて、コントラスト補正部４０７は、Ｓ６０２で標準色空間のＤレンジに変換された画像データの高周波の値に対し、Ｓ６０３で生成したコントラスト補正強度Ｈｍを用いて、図９を用いて先述した方法によりコントラスト補正を行う。つまり、本処理フローのＳ６０３とＳ６０４の工程は、第１の実施形態にて述べた図９の処理に対応する。

Ｓ６０５にて、Ｄレンジ変換部４０２は、Ｓ６０４でコントラスト補正を行った画像データに対し、図１等を用いて先述した方法によりでＤレンジ変換を行う。本実施形態の場合、画像のＤレンジは、Ｓ６０２で変換された標準色空間の１２０ｎｉｔからガマットマッピングを行うＤレンジである１００ｎｉｔに変換される。

Ｓ６０６にて、ガマットマッピング部４０３は、Ｓ６０５でＤレンジ変換された画像データに対して、図５等を用いて先述した方法によりガマットマッピングを行う。

Ｓ６０７にて、画像出力部４０４は、Ｓ６０６でガマットマッピングされた画像データに対し、記録装置３１０で出力するための出力処理を先述した方法により実行する。そして、本処理フローを終了する。

本実施形態では、入力画像の高周波の値とガマットマッピング後である出力画像の高周波の値とを用いて、高周波の値が低下する分の逆バイアス分を補正強度としてコントラスト補正を行う。よって、Ｓ６０２における標準色空間へのＤレンジ変換と、Ｓ６０５におけるＤレンジ変換と、Ｓ６０６におけるガマットマッピングによって高周波の値が低下するような場合でも、その低下分がコントラスト補正によって補正される。その結果、ガマットマッピング後でも入力画像のコントラストを維持もしくはそれに近づけることができる。

また、コントラスト補正強度を生成する際にガマットマッピング後の出力画像の高周波の値を用いることによって、ガマットマッピングの圧縮によるコントラストの低下分を含んだ状態で補正強度を決定することができる。よって、ガマットマッピングによる圧縮が高いほど、コントラスト補正強度を高く補正することができる。また、コントラスト補正を行った高周波の値は入力画像の高周波の値に近くなり、コントラスト補正を行わない低周波の値はガマットマッピング後の低周波の値に近い関係となる。

また、標準的色空間のＤレンジに一旦Ｄレンジ変換することにより、記録装置に依存しない環境、例えば、ＨＤＲモニタで画像を確認しながらレタッチなどの編集作業を行うことが可能となる。

＜第５の実施形態＞
上記の実施形態においては、コントラスト補正強度を入力画像の高周波の値と出力画像の高周波の値とから生成する例を用いて説明を行った。本実施形態では、補正強度情報として３ＤＬＵＴ形式で生成する例について説明する。図１４は、本実施形態に係る補正強度情報の生成を説明するための図である。

本実施形態において、補正強度情報は、入力画像と出力画像のコントラストの低下分を逆バイアスとして設定する。出力画像は、入力画像をＤレンジ圧縮し、更にガマットマッピングした状態を想定する。図１４において、入力の基準色（２２４，０，０）とコントラスト対象色（２３２，８，８）はそれぞれ、Ｄレンジ圧縮とガマットマッピングにより、（２２０，８，８）と（２１６，１２，１２）に変化する。基準色とコントラスト対象色とのコントラストを表す入力と出力の差分値ΔＲＧＢはそれぞれ１３．９と６．９となり、コントラスト比の逆バイアスは式（１４）で算出される。また、コントラスト差の逆バイアスは式（１５）で算出できる。
１３．９／６．９＝２．０ ・・・式（１４）
１３．９－６．９＝７．０ ・・・式（１５）

上記方法により、入力色に対する補正強度を生成する。これを３ＤＬＵＴのグリッド値ごとに算出することによって、入力（Ｒ，Ｇ，Ｂ）に対して、出力の補正強度Ｈｍを表す３ＤＬＵＴを生成する。このように、ガマットマッピングによって大きく圧縮される色域外の色の方が、圧縮が小さい色域内の色よりも補正強度Ｈｍが大きくなる特性の補正強度情報を生成することができる。

補正強度情報を使用してコントラスト補正を行う方法について説明する。コントラスト補正部４０７は、入力される画像データのＲＧＢ値を使用して、補正強度情報の３ＤＬＵＴを参照することにより、入力色に対する補正強度Ｈｍを生成する。更にコントラスト補正部４０７は、生成した補正強度Ｈｍを使用してコントラスト補正を行う。

本実施形態では、入力画像とガマットマッピング後である出力画像とを用いて、コントラストが低下する分の逆バイアス分を補正強度とした３ＤＬＵＴの補正強度情報を用いてコントラスト補正を行う。よって、Ｄレンジ変換と、ガマットマッピングによってコントラストが低下しても、その低下分が補正されているため、ガマットマッピング後であっても入力画像のコントラストを維持もしくはそれに近づけることができる。また、補正強度Ｈｍを３ＤＬＵＴ形式で生成するため、入力画像の高周波の値と出力画像の高周波の値を算出する必要がなく、少メモリの状態でコントラスト補正を行うことができる。

＜第６の実施形態＞
本発明の第６の実施形態にとして、観察条件を考慮したコントラスト補正の効果を保持する形態について説明する。なお、上記実施形態と重複する構成については、適時説明を省略し、差異に着目して説明する。上述したように、ガマットマッピングによる圧縮により、記録装置で記録した際にコントラスト強度が低下してしまう。また、観察条件によってもコントラスト感度特性が異なるため、コントラスト補正の効果を保持することが困難である。そこで、本実施形態では、このコントラスト特性に関する課題を解決することを目的とする。

［画面構成］
図１５は、本実施形態におけるコントラスト補正アプリケーションが提供するＵＩ構成画面１３０１であり、ディスプレイ３０７に表示される。ユーザは、表示画面であるＵＩ構成画面１３０１を介して、後述するコントラスト補正条件を設定することができる。ユーザはＵＩ構成画面１３０１のパスボックス１３０２にコントラスト補正を行う画像の保存場所（パス）を指定する。入力画像表示部１３０３にパスボックス１３０２で指定された画像が表示される。出力装置設定ボックス１３０４は、パスボックス１３０２で指定した画像を出力する装置をプルダウンメニューから選択して設定する。出力用紙サイズ設定ボックス１３０５は、出力する用紙サイズをプルダウンメニューから選択して設定する。なお、既定のサイズとは別にユーザが任意のサイズを操作部３０８から入力することで定義し、それを設定できるようにしてもよい。観察距離設定ボックス１３０６は、出力した印刷物を観察する距離を操作部３０８から入力することで設定する。出力用紙サイズ設定ボックス１３０５で設定された出力用紙サイズに基づいて自動的に適切な観察距離を算出し、設定してもよい。逆に、観察距離設定ボックス１３０６で設定された観察距離に基づいて自動的に適切な出力用紙サイズを算出し、設定してもよい。照明光設定ボックス１３０７は、出力した印刷物に当てる照明光の輝度値をプルダウンメニューから選択して設定する。操作部３０８から入力できるようにしてもよい。

［ソフトウェア構成］
図１６は、本実施形態に係るソフトウェア構成の例を示す図である。第１の実施形態にて述べた図４の構成との差異として、コントラストの見え特性取得部４０８を更に含んで構成される。本実施形態に係る画像入力部４０１では更に、ＵＩ構成画面１３０１の出力装置設定ボックス１３０４で指定された出力装置（本実施形態ではプリンタ）、出力用紙サイズ設定ボックス１３０５で指定された出力用紙サイズを取得する。そして、観察距離設定ボックス１３０６で指定された観察距離、および照明光設定ボックス１３０７で設定された照明光の輝度値を取得する。さらに、ＵＩ構成画面１３０１のパスボックス１３０２で指定されたＨＤＲ画像データを取得する。

［フィルタリング処理］
第１の実施形態にて、図６を用いてフィルタリング処理を説明した。本実施形態では、以下のようにして図１６に示すコントラストの見え特性取得部４０８によって観察条件を考慮して上述したフィルタリング処理に用いるフィルタを設定することが可能である。

まず、取得した観察条件（出力用紙サイズ、観察距離）から所定の視野角に入る画素数ＰＤ_ｐｐｄを算出する。ここでは所定の視野角を１°とすることとする。

まず、式（１６）を用いて１インチ当たりの画素数ＰＤ_ｐｐｉを算出する。

ここで、Ｈｐは画像の横方向の画素数、Ｖｐは画像の縦方向の画素数、Ｓは出力用紙サイズの対角インチを示す。

・・・式（１６）

次に、式（１７）を用いることで視野角１°あたりの画素数ＰＤ_ｐｐｄを算出することができる。ここで、Ｄは観察距離［ｍｍ］を示す。
ＰＤ_ｐｐｄ＝１／ｔａｎ^－１（（２５．４／ＰＤ_ｐｐｉ）／Ｄ） ・・・式（１７）

式（１７）で算出した視野角１°あたりの画素数ＰＤ_ｐｐｄを用いてフィルタ条件を設定する。ここでのフィルタ条件とはフィルタのサイズを示す。視野角１°あたりの画素数ＰＤ_ｐｐｄを用いると角解像度ＰＤ_ｃｐｄは式（１８）によって算出することができる。
ＰＤ_ｃｐｄ＝ＰＤ_ｐｐｄ／２ ・・・式（１８）

算出された角解像度ＰＤ_ｃｐｄをガウスフィルタのフィルタサイズとして設定し、このフィルタをフィルタＭとする。なお、ここではＰＤ_ｃｐｄをガウスフィルタのフィルタサイズとしてそのまま設定したが、これに限定されるものではない。例えば、予めＰＤ_ｃｐｄとフィルタサイズの対応関係を示すテーブルを保持しておき、そのテーブルを参照することでフィルタサイズを設定してもよい。また、前述したエッジ保存型フィルタの場合、エッジ部分とエッジ以外の部分を判定してフィルタリング処理を行う。そのため、フィルタサイズに関する設定値以外に、フィルタリング処理の対象とするか否かに関する設定値（例えば輝度差など）が必要となる。よって、フィルタサイズとは別に、フィルタリングの対象とするか否かに関する設定値を観察条件から設定してもよい。

［コントラスト補正処理］
第１の実施形態では、図９を用いてコントラスト補正部４０７によるコントラスト処理を説明した。このとき、上述した補正強度Ｈｍを観察条件にも基づいて算出するようにしてもよい。コントラストの見え特性取得部４０８において、以下のようにして画像入力部４０１で取得した照明光の輝度値を用いて、基準となる照明光の輝度値におけるコントラスト感度値に対する比率Ｓｒを算出する。そして算出した比率Ｓｒを用いて補正強度Ｈｍを求める。こここで、基準となる照明光の輝度値とは、コントラスト補正の効果の見えを一致させたいリファレンスとなる輝度値のことを示す。基準となる照明光の輝度値は画像入力部１においてＵＩ構成画面１３０１内の設定値（不図示）としてユーザが設定してもよい。あるいは、既定値として内部に保持しておいてもよい。コントラスト感度比率Ｓｒは、観察環境の照明光の輝度値Ｌｓにおけるコントラスト感度値Ｓ（ｕｒ，Ｌｓ）、基準となる照明光の輝度値におけるコントラスト感度値Ｓ（ｕｒ，Ｌｒ）を用いて算出する。なお、ｕｒは、基準となる照明光の輝度値における高感度周波数を示す。

ｕｒの算出方法として、Ｂａｒｔｅｎモデルを使用する。Ｂａｒｔｅｎモデルによると、コントラスト感度は式（１９）によって算出することができる。

ここで、ｋ＝３．３、Ｔ＝０．１、η＝０．０２５、ｈ＝３５７×３６００、外部雑音に対応するコントラスト変動Φ_ｅｘｔ（ｕ）＝０、神経雑音に対応するコントラスト変動Φ_０＝３×１０^－８［ｓｅｃ ｄｅｇ^２］とする。また、Ｘ_Ｅ＝１２［ｄｅｇ］、Ｎ_Ｅ＝１５［ｃｙｃｌｅ］（０および９０［ｄｅｇ］、２［ｃ／ｄｅｇ］以上の周波数に対して４５［ｄｅｇ］でＮ_Ｅ＝７．５［ｃｙｃｌｅｓ］）とする。そして、σ_０＝０．０１３３［ｄｅｇ］、Ｃ_ｓｐｈ＝０．０００１［ｄｅｇ／ｍｍ^３］とする。

・・・式（１９）

なお、σ、Ｍ_ｏｐｔ（ｕ）、（１－Ｆ（ｕ））^２、ｄ、Ｉ_Ｌはそれぞれ式（２０）から式（２４）にて算出される。
ｄ＝４．６－２．８・ｔａｎｈ（０．４・Ｌｏｇ_１０（０．６２５・Ｌ）） ・・・式（２０）

・・・式（２１）

Ｍ_ｏｐｔ（ｕ）＝ｅ^{－π２σ２ｕ２} ・・・式（２２）
Ｉ_Ｌ＝π／４ｄ^２Ｌ ・・・式（２３）

・・・式（２４）

式（１９）から式（２４）において、Ｌにターゲット輝度値を、ｕに空間周波数を設定すれば、ターゲット輝度Ｌにおける空間周波数ｕのコントラスト感度を算出することができる。図１７はＢａｒｔｅｎモデルによって輝度毎に算出したコントラスト感度をグラフ化したものである。高輝度になるにつれてコントラスト感度の高い周波数は高周波側に遷移し、逆に、低輝度になるにつれてコントラスト感度の高い周波数は低周波側に遷移することが見てとれる。式（１９）から式（２４）を用いて、予め複数の輝度値に対して複数の空間周波数におけるコントラスト感度を算出し、そのうち最大値となる空間周波数を、輝度値と対応づけた輝度－高感度周波数変換テーブルとして保持しておいてもよい。図１８に輝度－高感度周波数変換テーブルの例を示す。テーブルに記載されていない輝度値が設定された場合については、図１７のように輝度毎の高感度周波数を結んだ近似関数を定義し高感度周波数を算出することができる。

Ｓ（ｕｒ，Ｌｓ）とＳ（ｕｒ，Ｌｒ）はそれぞれ前述の式（１９）から算出できる。算出されたＳ（ｕｒ，Ｌｓ）とＳ（ｕｒ，Ｌｒ）を用いると、コントラスト感度比率は式（２５）により算出できる。
Ｓｒ＝Ｓ（ｕｒ，Ｌｒ）／Ｓ（ｕｒ，Ｌｓ） ・・・式（２５）

コントラスト補正部４０７では、コントラスト補正強度を生成する。コントラスト感度比率算出部１４０１で算出されたコントラスト感度比率Ｓｒ、補正の目標とする目標高周波の値Ｈｔａ、ガマットマッピング後の出力高周波の値Ｈ’を用いると、コントラスト補正強度Ｈｍは式（２６）で表すことができる。
Ｈｍ＝Ｓｒ×（Ｈｔａ／Ｈ’） ・・・式（２６）

また、入力画像特性取得部４０５、および出力画像特性取得部４０６において式（７）の方法で高周波の値を生成している場合には、コントラスト補正強度Ｈｍは式（２７）で表すことができる。
Ｈｍ＝Ｓｒ×（Ｈｔａ－Ｈ’） ・・・式（２７）

次にコントラスト比率算出処理については、基準となる照明光の輝度値におけるコントラスト感度Ｓ（ｕｒ，Ｌｒ）を算出し、観察環境の照明光の輝度値におけるコントラスト感度Ｓ（ｕｒ，Ｌｓ）を算出する。そして、基準となる照明光のコントラスト感度Ｓ（ｕｒ，Ｌｒ）と観察環境の照明光のコントラスト感度Ｓ（ｕｒ，Ｌｓ）を用いてコントラスト感度比率Ｓｒを算出する。

上記の方法を用いてコンロラスト補正処理を行うことで、観察条件を考慮したコントラスト補正の効果を保持することが可能となる。上述した実施形態ではコントラストの見え特性取得部４０８が観察条件を考慮してフィルタＭを設定し、これを用いて低周波成分Ｌを求め、観察条件に基づいて算出したコントラスト感度値を用いてコントラスト補正強度を設定した。しかし、いずれか一方を行うのみでもよい。

［変形例］
上記の第６の実施形態では、Ｓ１０１からＳ１０３のようにＤレンジ圧縮とガマットマッピングを行った画像データから高周波の値Ｈ’を生成し、コントラスト補正部４０７でこのＨ’と入力画像データＨｔを用いてコントラスト補正強度Ｈｍを求め、これを用いて高周波の値を補正した。しかし、補正強度Ｈｍを用いた高周波成分Ｈの補正に換えて以下のようにしてもよい。すなわち、第６の実施形態のＳ２０２においてコントラストの見え特性取得部４０８で観察条件に基づいて生成したフィルタＭを用いて低周波の値Ｌと高周波の値Ｈとを求め、求めた低周波の値Ｌに対してＤレンジ圧縮を行って低周波の値Ｌ’を生成する。そして、高周波の値Ｈと低周波の値Ｌ’とを積算することで輝度Ｉ’を求めるようにしてもよい。

また、第６の実施形態において、コントラスト補正を行うときには、入力画像データＨｔとＤレンジ圧縮とガマットマッピングを行った画像データから補正強度Ｈｍを求めるのではなく、Ｈｍの値を上述したコントラスト感度値に対する比率Ｓｒとする、すなわちＨｍ＝Ｓｒとしてコントラスト補正を行ってもよい。この場合、観察条件に基づいて生成したフィルタＭを用いて低周波の値Ｌと高周波の値Ｈとを求めてもよいが、フィルタＭではなく、観察条件に基づかずに用意されたフィルタを用いてもよい。

＜第７の実施形態＞
本発明の第７の実施形態にとして、ダイナミックレンジ圧縮時のコントラストに伴う白とび、或いは黒潰れを考慮した形態について説明する。なお、上記実施形態と重複する構成については、適時説明を省略し、差異に着目して説明する。

上述したようなＤレンジ圧縮を行った際のコントラスト低下を補正する画像処理としてＲｅｔｉｎｅｘ処理がある。Ｒｅｔｉｎｅｘ処理では、まず、画像を照明光成分と反射光成分に分離する。この照明光成分をＤレンジ圧縮し、反射光成分を保持することで、元の画像のコントラストを保持したまま、Ｄレンジ圧縮を行うことができる。

この照明光成分は実質的に低周波成分であり、反射光成分は実質的に高周波成分であるといえる。本実施形態では、以降、低周波成分および照明光成分を第１成分、高周波成分および反射光成分を第２成分と称して説明する。

このとき、入力画像データの色域と記録装置の色域の色域形状が大きく異なると、従来の方法でコントラスト補正を行っても、ガマットマッピングによる圧縮により、記録した際のコントラストが意図していたコントラストと異なることが懸念される。さらには、高輝度側や低輝度側で第２成分の画素値が大きい場合、出力画像が出力のＤレンジを超えてしまい、白とびや黒潰れが発生するといった問題がある。図２Ｃ、図２Ｄに、白とび黒潰れの発生原理を示す。図中の縦軸は画素値、横軸は画像の座標値である。図２Ｃ、図２ＤはそれぞれＤレンジ圧縮前およびＤレンジ圧縮後の、画像の第１成分と、第１成分に対して第２成分を付加した画素値を示す。画像の第１成分をＤレンジ圧縮して第１成分を得たのち、第２成分はＤレンジ圧縮前の値を維持する。この場合、第２成分を付加した画素値に示すように、高輝度側と低輝度側で出力のＤレンジの上限や下限（図中の点線）にクリッピングされてしまい、白とびや黒潰れが発生する。つまり、低周整理波成分の値が高輝度側または低輝度側にＤレンジ圧縮されると、白とび黒潰れが発生しやすくなる。

本実施形態では、上記を鑑み、ダイナミックレンジ圧縮時のコントラストに伴う白とび、或いは黒潰れを抑制することを目的とする。

［コントラスト補正処理］
第１の実施形態では、図９を用いてコントラスト補正部４０７によるコントラスト処理を説明した。本実施形態では、図９のＳ２０４～Ｓ２０５にて以下のように処理を行う。Ｓ２０１～Ｓ２０３の処理は、第１の実施形態と同様であるとする。Ｓ２０４にてコントラスト補正部４０７は第１の実施形態にて述べたＳ２０４の処理に加えて、コントラスト補正部４０７内の第２成分補正部（不図示）が、コントラスト補正部４０７によって補正された高周波成分、即ち第２成分が入力の輝度範囲である入力のＤレンジ、を超えて白とび黒潰れしないように、第２成分を補正する。なお、コントラスト補正部４０７からの出力も入力と同じＤレンジであるので、出力の輝度範囲もオーバーしないように第２成分が補正される。ここでは、Ｄレンジ変換前の第１成分Ｌの値に基づいて、以下のようにして第２成分を補正する。白とび黒潰れはＬが高輝度側もしくは低輝度側にあるほど、発生しやすい。したがって、Ｌの値が大きくなればなるほど、または小さくなればなるほど、より強い程度で第２成分を補正する。

Ｈｃ＞１の場合
Ｈｃ＞１の場合は、高輝度側において、白とびが発生する可能性がある。このため、第１成分Ｌ’の値が大きくなるほど、第２成分が１に近づくように補正する。ここでは、以下の補正係数Ｐを用いて、第２成分を補正する。
Ｈｃｂ＝（１－Ｐ（Ｌ’，Ｌ’_ｍａｘ，Ｌ’_ｍｉｎ））Ｈ＋Ｐ（Ｌ’，Ｌ’_ｍａｘ，Ｌ’_ｍｉｎ）・１ ・・・式（２８）

Ｈｃ＜１の場合
Ｈｃ＜１の場合は、低輝度側において、黒潰れが発生する可能性がある。このため、Ｌの値が小さくなるほど、第２成分が１に近づくように補正する。以下の補正係数Ｑを用いて、第２成分を補正する。
Ｈｃｂ＝Ｑ（Ｌ’，Ｌ’_ｍａｘ，Ｌ’_ｍｉｎ）Ｈ＋（１－Ｑ（Ｌ’，Ｌ’_ｍａｘ，Ｌ’_ｍｉｎ）・１ ・・・式（２９）

Ｈｃ＝１の場合
Ｈｃ＝１の場合は、第２成分を付加することによる白とび黒潰れは発生しないため、第２成分の補正は行わない。

上記補正係数Ｐ、Ｑは、以下のように算出される。

・・・式（３０）

・・・式（３１）

ここで、α、β、ｔ_１、ｔ_２はあらかじめ定められた定数であり、Ｄレンジ圧縮後の第１成分が中間調を持つ場合には、第２成分をあまり抑制せず、Ｄレンジ圧縮後の第１成分が高輝度側もしくは低輝度側でのみ第２成分を抑制するように定める。

Ｓ２０５にて、コントラスト補正部４０７は、Ｓ２０４でコントラスト補正および第２成分の補正を行った高周波の値Ｈｃｂ、Ｓ２０２で算出した低周波の値Ｌ、および、Ｓ２０１で生成したＣｂ、Ｃｒの値を用いて、元のＲＧＢデータに合成する。まず、コントラスト補正部４０７は、式（３２）にて、コントラスト補正後の高周波の値Ｈｃと低周波の値Ｌを積算することで、周波数の値を合成したコントラスト補正後の輝度Ｉ’を得る。
Ｉ’＝Ｈｃｂ×Ｌ ・・・式（３２）

なお、高周波の値Ｈｃと低周波の値Ｌを、第１の実施形態にて述べた式（７）を用いて生成した場合には、コントラスト補正部４０７によって補正された第２成分が入力のＤレンジを超えて白とび黒潰れしないように、第２成分を以下のように補正する。

Ｈｃ＞０の場合
Ｈｃ＞０の場合は、高輝度側において、白とびが発生する可能性がある。このため、第１成分Ｌの値が大きくなるほど、第２成分の絶対値が小さくなるように補正する。ここでは、補正係数Ｗを用いて、第２成分を補正する。
Ｈｃｂ＝Ｗ（Ｌ，Ｌ_ｍａｘ，Ｌ_ｍｉｎ）Ｈｃ ・・・式（３３）

Ｈｃ＜０の場合
Ｈｃ＜０の場合は、低輝度側において、黒潰れが発生する可能性がある。このため、Ｌの値が小さくなるほど、第２成分の絶対値が小さくなるように補正する。ここでは、補正係数Ｓを用いて、第２成分を補正する。
Ｈｃｂ＝Ｓ（Ｌ，Ｌ_ｍａｘ，Ｌ_ｍｉｎ）Ｈｃ ・・・式（３４）

ここで、補正係数ＷおよびＳはそれぞれ以下の式で計算される。

・・・式（３５）

・・・式（３６）

Ｈｃ＝０の場合
この場合、第２成分Ｈｃの値を付加することによる白とび黒潰れは発生しないため、何もしない。

ここで、α、β、ｔ_１、ｔ_２はあらかじめ定められた定数であり、第１成分が中間調を持つ場合には、第２成分をあまり抑制せず、第１成分の値が高輝度側もしくは低輝度側でのみ第２成分を抑制するように定める。

また、Ｌ_ｍａｘおよびＬ_ｍｉｎはそれぞれ入力のＤレンジの最大値と最小値である。なお、補正係数ＷおよびＳは、必ずしも上記のようなＳｉｇｍｏｉｄ型の関数である必要はない。補正後の第２成分Ｈｃｂの絶対値が、補正前の第２成分Ｈｃの絶対値よりも小さくなるような関数であれば特段の制限はない。

また、式（３３）および式（３４）は、あらかじめＬ’の値ごとに算出されたＬＵＴを用いてＷ（Ｌ’）およびＳ（Ｌ’）を取得し、実行してもよい。あらかじめ用意されたＬＵＴを用いることで、演算に要する処理負荷を軽減し、処理速度を向上させることができる。

この場合には、輝度Ｉ’は、式（３７）で表すことができる。
Ｉ’＝Ｈｃｂ＋Ｌ ・・・式（３７）

そして、コントラスト補正部４０７は、輝度Ｉ’と色差値（Ｃｂ，Ｃｒ）をプレーン合成して、カラー画像値（Ｉ’，Ｃｂ，Ｃｒ）を生成する。これにより、本実施形態に係るコントラスト補正が行われた画像が得られる。

処理の流れについては、第１の実施形態にて図９を用いて述べたものと同様であるため、説明は省略する。

以上のように、本実施形態では、Ｄレンジ変換およびガマットマッピングによるコントラスト低下を考慮して、あらかじめＨＤＲ画像の第２成分を補正する。さらに、第２成分補正後に白とび黒潰れが発生しないように処理を行う。あらかじめＨＤＲ画像に対して、ガマットマッピングによるコントラスト低下も考慮したコントラスト補正を行うことで、ガマットマッピング後もコントラストを維持しやすくなる。

＜第８の実施形態＞
第８の実施形態に係る説明を、図１９のフローチャートを用いて説明する。

図１９のフローチャートは白とび黒潰れ判定の処理の流れを示している。この判定では、Ｄレンジ圧縮後の第１成分Ｌ’とＤレンジ圧縮前の第２成分Ｈの値に基づいて、白とび黒潰れ補正を行うかどうかを判定する。Ｄレンジ圧縮後の第１成分Ｌ’と第２成分Ｈの両方の値に基づいて、白とび黒潰れ判定を行うことにより、より正確に白とび黒潰れする画素を特定できる。さらに、白とび黒潰れする画素のみを補正することで、白とび黒潰れしない画素のコントラストの低下を防ぐことができる。その他の点については第７の実施形態と同じである。

Ｓ１００１にて、コントラスト補正部４０７は、Ｄレンジ圧縮前の第２成分Ｈと、Ｄレンジ圧縮後の第１成分Ｌ’に基づいて、白とび黒潰れを補正するかどうかを判定する。

具体的には、Ｄレンジ圧縮後の第１の成分Ｌ’と第２成分Ｈを加算した結果に応じて、白とび黒潰れ補正を行うかどうかの判定を行う。図２０に判定の概要を示す。図中の白とび黒潰れ補正判定Ｄレンジは、白とび黒潰れ判定用にあらかじめ定められたＤレンジであり、緩衝域Δ_ＷおよびΔ_Ｓは、圧縮後のＤレンジと白とび黒潰れ補正判定Ｄレンジの間の輝度間隔を示す。
（１）Ｌ’＋Ｈが白とび黒潰れ補正判定Ｄレンジの範囲内にある場合（画素２０）
この場合は、白とび黒潰れが発生しないため、補正は行わない。
（２）Ｌ’＋Ｈが白とび黒潰れ補正判定Ｄレンジの範囲外かつ圧縮後Ｄレンジの範囲内にある場合（画素２１）
この場合、白とび黒潰れは発生しないが、白とび黒潰れ補正を行った結果、階調反転が起こることを防ぐため、白とび黒潰れ補正の対象画素とする。
（３）Ｌ’＋Ｈが圧縮後Ｄレンジの範囲外にある場合（画素２３）
この場合、白とび黒潰れが発生する。白とび黒潰れの補正対象画素とする。

コントラスト補正部４０７内の第２成分補正部（不図示）では、上記の白とび黒潰れ補正の判定結果に応じて、第２成分を以下の式に従って補正する。式中のαはあらかじめ定められた定数、Ｔｈ_ｍａｘは白とび黒潰れ判定用の所定Ｄレンジの最大値、Ｔｈ_ｍｉｎは最小値であり、第２成分を補正した後に、画像弊害が生じないようにあらかじめ定めておく。

白飛びの場合（Ｌ’＋Ｈ＞Ｔｈ_ｍａｘ）
Ｓ１００３において、第２成分補正部は、白とびを抑制するように、第２成分を補正する。
Ｈｃｂ＝Ｌ_ｍａｘ－Δ_ｗｅｘｐ（－αＨ）－Ｌ’ ・・・式（３８）

黒潰れの場合（Ｌ’＋Ｈ＜Ｔｈ_ｍｉｎ）
Ｓ１００３において、第２成分補正部は、黒潰れを抑制するように、第２成分を補正する。
Ｈｃｂ＝Ｌ_ｍｉｎ－Δ_ｓｅｘｐ（αＨ）－Ｌ’ ・・・式（３９）

上記以外の場合、白とび黒潰れは発生しないとして、Ｓ１００２において、第２成分補正部は、第２成分の補正は行わない。（式（４０））
Ｈｃｂ＝Ｈ …式（４０）

なお、式（３８）、式（３９）の緩衝域Δ_ＷおよびΔ_Ｓは、式（４１）、式（４２）で算出する。
Δ_Ｗ＝Ｌ_ｍａｘ－Ｔｈ_ｍａｘ ・・・式（４１）
Δ_Ｓ＝Ｔｈ_ｍｉｎ－Ｌ_ｍｉｎ ・・・式（４２）
なお、Ｈに対して十分大きな定数Ｈ_ｍａｘを設定して、以下のように算出してもよい。

白とびの場合（Ｌ’＋Ｈ＞Ｔｈ_ｍａｘ）

・・・式（４３）

黒潰れの場合（Ｌ’＋Ｈ＜Ｔｈ_ｍｉｎ）

・・・式（４４）

上記以外の場合は式（４０）に同様に、第２成分の補正は行わない。

以上のように、本実施形態では、白とび黒潰れ補正判定を行い、白とび黒潰れ補正が必要な第２成分に対してのみ補正を行うことができる。これにより、第１成分が高輝度側または低輝度側であっても、第２成分の値によっては白とび黒潰れが発生しにくい場合に、コントラストの低下を抑えることができる。

＜第９の実施形態＞
第９の実施形態に係る説明を、図２１のフローチャートを用いて説明する。コントラスト補正部４０７で行われる白とび黒潰れ補正の詳細を図２１に示している。

本実施形態では、第８の実施形態で説明した白とび黒潰れ判定において、Ｓ９００にて決定される、Ｄレンジ圧縮後の第１成分Ｌ’とＤレンジ圧縮前の第２成分Ｈ、および最小可知差異（ＪＮＤ）に基づいて、白とび黒潰れ補正を行うかどうかを判定する。（Ｓ９０１）

白とび黒潰れ補正判定の際に、ＪＮＤを考慮することで、第２成分補正後のコントラストを知覚しやすくすることが可能となる。例えば、図１９において、緩衝域Δ_ＷおよびΔ_Ｓの幅が、ＪＮＤ未満であった場合、第２成分補正後の画素２１と画素２２の輝度差は知覚されにくい。これは、白とび黒潰れを防ぐために第２成分を緩衝域の中に納まるように補正したとしても、緩衝域の幅がＪＮＤ未満であるため、視覚的にはコントラストが失われるからである。したがって、緩衝域Δ_ＷおよびΔ_Ｓの幅は、ＪＮＤよりも大きいことが望ましい。

コントラスト補正部４０７は、ＪＮＤ保持部（不図示）にて、輝度に対する最小可知差異（ＪＮＤ）の値を保持している。

なお、ＪＮＤの値は、プログラムの最初に計算し、プログラム終了までメモリ（図３のＲＡＭ３０２もしくはＲＡＭ３１４）に保持してもよいし、外部ファイルにＬＵＴを保持して、随時読み込んでもよい。また、都度ＪＮＤの値を計算してもよい。

ＪＮＤは、人が輝度の違いを認識できる閾値であり、ＪＮＤより輝度差が小さい場合には、ほとんど知覚されない。

ＪＮＤは、例えば、図２２に示すようなＢａｒｔｅｎモデルから得られる。Ｂａｒｔｅｎモデルは数学的記述によって構築された視覚系の生理学モデルである。図２２の横軸は輝度値であり、図２２の縦軸は輝度値に対して、人間が知覚可能な最小のコントラストステップを表している。ここで、Ｌｊをある輝度値、Ｌ_ｊ＋１をＬ_ｊにＪＮＤが加算された輝度値として、最小のコントラストステップｍ_ｔは例えば以下の式で定義される。

・・・式（４５）

式（４５）より、輝度値Ｌ_ｊにおけるＪＮＤは、式（４６）で表される。

・・・式（４６）

輝度差がＪＮＤ以上あれば、人間は輝度差を感じることができることを示している。視覚特性を表すモデルとして、Ｂａｒｔｅｎモデルのほかには、Ｗｅｂｅｒモデル、ＤｅＶｒｉｅｓ－Ｒｏｓｅモデルなど様々な数理モデルが提案されている。また、ＪＮＤは、官能評価等によって実験的または経験的に見出された数値でもよい。

白とび黒潰れ判定では、図１９における緩衝域Δ_ＷおよびΔ_Ｓの幅がＪＮＤ以上になるように決定することにより、白とび黒潰れ補正後の視覚的なコントラストの低下を軽減する。つまり、緩衝域の幅がＪＮＤ未満であれば、緩衝域内での輝度変化は知覚され難い。緩衝域の幅をＪＮＤ以上にすることで、第２成分を補正した後も、緩衝域内でのコントラストが知覚されやすくなる。

第９の実施形態における白とび黒潰れ補正処理のフローを図２１に示す。第８の実施形態の図１９に示すフローに、白とび黒潰れ補正判定Ｄレンジを決定するＳ９００が加わり、その決定したＤレンジを用いて判定を行っている。

Ｓ９００では、コントラスト補正部４０７は、白とび黒潰れ補正判定Ｄレンジの最大値Ｔｈ_ｍａｘ、および最小値Ｔｈ_ｍｉｎが以下の式を満たすように決定する。

・・・式（４７）

・・・式（４８）

白とび黒潰れ補正判定以降の処理は、決定した輝度レンジＤ１を用いて判定する点以外は、第８の実施形態と同様である。

以上のように、第９の実施形態では、白とび黒潰れ補正判定の際に、視覚特性ＪＮＤを考慮して、第２成分を補正する緩衝域の幅を決定する。緩衝域の幅をＪＮＤ以上にすることにより、第２成分補正後のコントラストの消失を軽減することが可能となる。

＜第１０の実施形態＞
第７～第９の実施形態では、コントラスト補正部４０７がコントラスト補正を行った後に白とび黒潰れ補正を行っていた。本実施形態では、コントラスト補正部はコントラスト補正を行わずに第２成分を補正し、白とび、或いは黒潰れを補正する。なお、本実施形態においては、画像処理装置３００がコントラスト補正部４０７を有しておらず、画像処理装置３００が以下のように第２成分を補正する補正部の機能を持つようにしてもよい。その他の点については第７の実施形態と同様である。

図２３は、本実施形態の画像処理のフローを示すフローチャートである。第１の実施形態にて示した図９のフローとの違いは、図９のＳ２０３およびＳ２０４が図１０では、Ｓ１２０１の第２成分の補正に置き換わっている点である。

Ｓ２０１からＳ２０２までは第１の実施形態にて述べた図９と同じである。

そして続くＳ１２０１では、以下のようにして第２成分の補正を行う。

Ｈ＞０の場合
Ｈ＞０の場合は、高輝度側において、白とびが発生する可能性がある。このため、Ｄレンジ圧縮後の第１の成分Ｌ’の値が大きくなるほど、第２成分Ｈの絶対値が小さくなるように補正する。ここでは、以下の補正係数Ｗを用いて、第２成分Ｈを補正し、Ｈｃｂを得る。
Ｈｃｂ＝Ｗ（Ｌ’，Ｌ’_ｍａｘ，Ｌ’_ｍｉｎ）・Ｈ ・・・式（４９）

Ｈ＜０の場合
Ｈ＜０の場合は、低輝度側において、黒潰れが発生する可能性がある。このため、Ｌ’の値が小さくなるほど、第２成分の絶対値が小さくなるように補正する。以下の補正係数Ｓを用いて、第２成分Ｈを補正する。
Ｈｃｂ＝Ｓ（Ｌ’，Ｌ’_ｍａｘ，Ｌ’_ｍｉｎ）・Ｈ ・・・式（５０）

Ｈ＝０の場合
Ｈ＝０の場合は、第２成分を付加することによる白とび黒潰れは発生しないため、第２成分Ｈの補正は行わない。

ここで、補正係数Ｗ、Ｓはそれぞれ以下の式で計算される。

・・・式（５１）

・・・式（５２）

ここで、α、β、ｔ_１、ｔ_２はあらかじめ定められた定数であり、第１成分が高輝度側もしくは低輝度側になるほど第２成分を抑制するように定める。また、Ｌ’_ｍａｘおよびＬ’_ｍｉｎはそれぞれ圧縮後Ｄレンジの輝度の最大値と最小値である。

このように、補正係数に非線形の関数を適用することで、第１成分が高輝度側もしくは低輝度側になるほど第２成分を強く抑制することが可能となる。

なお、補正係数ＷおよびＳは、必ずしも上記のようなＳｉｇｍｏｉｄ型の関数に限らない。第１成分が高輝度側あるいは低輝度側になるほど、第２成分を強く抑制する関数であれば、どのような関数を用いて決定してもよい。

なお、式（４９）および式（５０）は、あらかじめＬ’の値ごとに算出されたＬＵＴを用いてＷ（Ｌ’）およびＳ（Ｌ’）を取得し、実行してもよい。あらかじめ用意されたＬＵＴを用いることで、演算に要する処理負荷を軽減し、処理速度を向上させることができる。

なお、補正係数、ＷおよびＳはＤレンジ圧縮前の第１成分Ｌの値を用いて計算してもよい。Ｄレンジ圧縮前の第１成分Ｌを用いることによりＤレンジ圧縮と第２成分補正の処理を並列に行うことができ、計算効率が向上する。この場合の第２成分の補正は、圧縮前のＤレンジの輝度の最大値と最小値をそれぞれＬ_ｍａｘ，Ｌ_ｍｉｎとして、以下のように計算される。

Ｈ＞０の場合
Ｈｃｂ＝Ｗ（Ｌ，Ｌ_ｍａｘ，Ｌ_ｍｉｎ）・Ｈ ・・・式（５３）
Ｈ＜０の場合
Ｈｃｂ＝Ｓ（Ｌ，Ｌ_ｍａｘ，Ｌ_ｍｉｎ）・Ｈ ・・・式（５４）
Ｈ＝０の場合
なにもしない
Ｓ２０５については、第１の実施形態と同様に行う。

＜第１１の実施形態＞
本発明の第１１の実施形態について、説明する。処理の流れは、第２の実施形態にて述べた図１１と同じため、これを用いて説明する。そのほか、上記の実施形態と重複する部分については説明を省略し、差異のみを説明する。Ｓ４０１～Ｓ４０３の処理は、第２の実施形態と同様である。

Ｓ４０４にて、コントラスト補正部４０７は、Ｓ４０２でＤレンジ変換した画像データの高周波の値に対し、Ｓ４０３で生成したコントラスト補正強度Ｈｍを用いて、図９を用いて先述した方法によりコントラスト補正を行う。つまり、本処理フローのＳ４０３とＳ４０４の工程は、第１の実施形態にて述べた図９の処理に対応する。更に、白とび黒潰れ補正については、第７の実施形態と同様にして以下のように行う。

なお、高周波の値Ｈｃと低周波の値Ｌを、式（７）を用いて生成した場合には、
Ｈｃ＞１の場合
Ｈｃ＞１の場合は、高輝度側において、白とびが発生する可能性がある。このため、第１成分Ｌ’の値が大きくなるほど、第２成分が１に近づくように補正する。ここでは、以下の補正係数Ｐを用いて、第２成分を補正する。
Ｈｃｂ＝（１－Ｐ（Ｌ’，Ｌ’_ｍａｘ，Ｌ’_ｍｉｎ））Ｈ＋Ｐ（Ｌ’，Ｌ’_ｍａｘ，Ｌ’_ｍｉｎ）・１ ・・・式（５５）

Ｈｃ＜１の場合
Ｈｃ＜１の場合は、低輝度側において、黒潰れが発生する可能性がある。このため、Ｌの値が小さくなるほど、第２成分が１に近づくように補正する。以下の補正係数Ｑを用いて、第２成分を補正する。
Ｈｃｂ＝Ｑ（Ｌ’，Ｌ’_ｍａｘ，Ｌ’_ｍｉｎ）Ｈ＋（１－Ｑ（Ｌ’，Ｌ’_ｍａｘ，Ｌ’_ｍｉｎ））・１ ・・・式（５６）

Ｈｃ＝１の場合
Ｈｃ＝１の場合は、第２成分を付加することによる白とび黒潰れは発生しないため、第２成分の補正は行わない。

上記補正係数Ｐ、Ｑは、以下のように算出される。

・・・式（５７）

・・・式（５８）

ここで、α、β、ｔ_１、ｔ_２はあらかじめ定められた定数であり、Ｄレンジ圧縮後の第１成分が中間調を持つ場合には、第２成分をあまり抑制せず、Ｄレンジ圧縮後の第１成分が高輝度側もしくは低輝度側でのみ第２成分を抑制するように定める。

Ｓ４０５にて、コントラスト補正部４０７は、Ｓ４０４でコントラスト補正および第２成分の補正を行った高周波の値Ｈｃｂ、図９のＳ２０２で算出した低周波の値Ｌ、および、図９のＳ２０１で生成したＣｂ、Ｃｒの値を用いて、元のＲＧＢデータに合成する。まず、コントラスト補正部４０７は、式（５９）にて、コントラスト補正後の高周波の値Ｈｃと低周波の値Ｌを積算することで、周波数の値を合成したコントラスト補正後の輝度Ｉ’を得る。
Ｉ’＝Ｈｃｂ×Ｌ ・・・式（５９）

なお、高周波の値Ｈｃと低周波の値Ｌを、式（７）を用いて生成した場合には、コントラスト補正部４０７によって補正された第２成分が入力のＤレンジを超えて白とび黒潰れしないように、第２成分を以下のように補正する。

Ｈｃ＞０の場合
Ｈｃ＞０の場合は、高輝度側において、白とびが発生する可能性がある。このため、第１成分Ｌの値が大きくなるほど、第２成分の絶対値が小さくなるように補正する。ここでは、補正係数Ｗを用いて、第２成分を補正する。
Ｈｃｂ＝Ｗ（Ｌ，Ｌ_ｍａｘ，Ｌ_ｍｉｎ）・Ｈｃ ・・・式（６０）

Ｈｃ＜０の場合
Ｈｃ＜０の場合は、低輝度側において、黒潰れが発生する可能性がある。このため、Ｌの値が小さくなるほど、第２成分の絶対値が小さくなるように補正する。ここでは、補正係数Ｓを用いて、第２成分を補正する。
Ｈｃｂ＝Ｓ（Ｌ，Ｌ_ｍａｘ，Ｌ_ｍｉｎ）・Ｈｃ ・・・式（６１）

ここで、補正係数ＷおよびＳはそれぞれ以下の式で計算される。

・・・式（６２）

・・・式（６３）

Ｈｃ＝０の場合
この場合、第２成分Ｈｃの値を付加することによる白とび黒潰れは発生しないため、何もしない。

ここで、α、β、ｔ_１、ｔ_２はあらかじめ定められた定数であり、第１成分が中間調を持つ場合には、第２成分をあまり抑制せず、第１成分の値が高輝度側もしくは低輝度側でのみ第２成分を抑制するように定める。

また、Ｌ_ｍａｘおよびＬ_ｍｉｎはそれぞれ入力のＤレンジの最大値と最小値である。なお、補正係数ＷおよびＳは、必ずしも上記のようなＳｉｇｍｏｉｄ型の関数である必要はない。補正後の第２成分Ｈｃｂの絶対値が、補正前の第２成分Ｈｃの絶対値よりも小さくなるような関数であれば特段の制限はない。

また、式（６０）および式（６１）は、あらかじめＬ’の値ごとに算出されたＬＵＴを用いてＷ（Ｌ’）およびＳ（Ｌ’）を取得し、実行してもよい。あらかじめ用意されたＬＵＴを用いることで、演算に要する処理負荷を軽減し、処理速度を向上させることができる。

この場合には、輝度Ｉ’は、式（６４）で表すことができる。
Ｉ’＝Ｈｃｂ＋Ｌ ・・・式（６４）

そして、コントラスト補正部４０７は、輝度Ｉ’と色差値（Ｃｂ，Ｃｒ）をプレーン合成して、カラー画像値（Ｉ’，Ｃｂ，Ｃｒ）を生成する。これにより、本実施形態に係るコントラスト補正が行われた画像が得られる。

＜その他の実施形態＞
本発明は上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムをネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。

３００…画像処理装置、３０１…ＣＰＵ、３０２…ＲＡＭ、３０３…ＨＤＤ、４０１…画像入力部、４０２…Ｄレンジ変換部、４０３…ガマットマッピング部、４０４…画像出力部、４０５…入力画像特性取得部、４０６…出力画像特性取得部、４０７…コントラスト補正部

Claims (44)

1. 入力画像の輝度から高周波成分を抽出する抽出手段と、
   前記入力画像が示す色を、出力装置の色再現範囲に含まれる色に変換するための変換処理を行う変換手段と、
   前記抽出手段により抽出された前記高周波成分を、前記変換処理の変換特性に基づいて補正する補正手段と、
   を有することを特徴とする画像処理装置。
2. 前記抽出手段は、前記入力画像の輝度を前記高周波成分と低周波成分に分離することにより前記高周波成分を抽出することを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
3. 前記抽出手段は、前記入力画像の輝度から第１の高周波成分を抽出し、前記変換処理後の輝度から第２の高周波成分を抽出し、
   前記補正手段による補正は、前記変換特性として前記第１の高周波成分と前記第２の高周波成分との対応に基づく、
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の画像処理装置。
4. 前記抽出手段は、
   フィルタリング手段により前記入力画像の輝度から第１の低周波成分を生成し、前記入力画像の輝度から前記第１の低周波成分を減算することにより第１の高周波成分を抽出し、
   前記フィルタリング手段により前記変換処理後の輝度から第２の低周波成分を生成し、前記変換処理後の輝度から前記第２の低周波成分を減算することにより前記第２の高周波成分を抽出する、
   ことを特徴とする請求項３に記載の画像処理装置。
5. 前記補正手段は、前記第１の高周波成分から前記第２の高周波成分を減算することにより補正の強度を決定することを特徴とする請求項４に記載の画像処理装置。
6. 前記抽出手段は、
   フィルタリング手段により前記入力画像の輝度から第１の低周波成分を生成し、前記入力画像の輝度を前記第１の低周波成分にて除算することにより前記第１の高周波成分を抽出し、
   前記フィルタリング手段により前記変換処理後の輝度から第２の低周波成分を生成し、前記変換処理後の輝度を前記第２の低周波成分にて除算することにより前記第２の高周波成分を抽出する、
   ことを特徴とする請求項３に記載の画像処理装置。
7. 前記補正手段は、前記第１の高周波成分を前記第２の高周波成分にて除算することにより補正の強度を決定することを特徴とする請求項６に記載の画像処理装置。
8. 前記抽出手段は、前記入力画像の輝度の高周波成分として反射光成分を用い、低周波成分として照明光成分を用いることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の画像処理装置。
9. 前記変換手段による変換処理は、前記補正手段による補正後の画像に対して行われることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の画像処理装置。
10. 前記変換手段による変換処理は、前記補正手段による補正前の画像に対して行われることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の画像処理装置。
11. 前記変換手段による変換処理は、ガマットマッピング処理であることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の画像処理装置。
12. 前記入力画像は、ＨＤＲ画像であり、
    前記入力画像に対してダイナミックレンジ圧縮を行う圧縮手段、をさらに有する、
    ことを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の画像処理装置。
13. 前記入力画像は、ＨＤＲ画像であり、
    前記変換手段による変換処理として、さらにダイナミックレンジ圧縮処理を含むことを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の画像処理装置。
14. 前記補正手段は、前記出力装置の色再現範囲に含まれない色に対する補正の強度が、前記出力装置の色再現範囲に含まれる色に対する補正の強度よりも強くなるように、前記抽出手段により抽出された前記高周波成分を補正することを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか一項に記載の画像処理装置。
15. 前記出力装置は、記録媒体に画像を印刷する記録装置であることを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか一項に記載の画像処理装置。
16. 前記入力画像を示すデータに基づいて前記出力装置が記録媒体に印刷した画像を観察する際の観察条件についての情報を入力する入力手段と、
    前記入力手段が入力した観察条件についての情報に基づき、印刷された前記画像におけるコントラストの見えの度合に係るコントラスト特性を決定する決定手段と、
    を更に有し、
    前記補正手段は、前記変換特性および前記決定手段によって決定されたコントラスト特性に基づいて、前記出力装置の色再現範囲に含まれない色に対する補正の強度が、前記出力装置の色再現範囲に含まれる色に対する補正の強度よりも強くなるように、前記抽出手段により抽出された前記高周波成分を補正する、
    ことを特徴とする請求項１５に記載の画像処理装置。
17. 前記補正手段は、前記入力画像の低周波成分の輝度に基づいて、前記変換処理の後の画像の高周波成分の輝度が前記補正手段による補正後の画像における輝度範囲に含まれるように、前記入力画像の高周波成分を補正することを特徴とする請求項１乃至１６のいずれか一項に記載の画像処理装置。
18. 前記補正手段は、前記変換処理の後の画像の低周波成分の輝度と前記変換処理の後の画像の高周波成分の輝度とに基づいて、前記補正を行うか否かを判定する判定手段、をさらに有することを特徴とする請求項１乃至１７のいずれか一項に記載の画像処理装置。
19. 前記入力画像は、前記出力装置の色再現範囲に含まれない色を含むことを特徴とする請求項１乃至１８のいずれか一項に記載の画像処理装置。
20. 前記補正手段は、前記入力画像の輝度の低周波成分に対しては前記変換処理の変換特性に基づく補正を行わないことを特徴とする請求項１乃至１９のいずれか一項に記載の画像処理装置。
21. 前記抽出手段は、０．５ｃｙｃｌｅ／ｍｍ以上を高周波成分として抽出することを特徴とする請求項１乃至２０のいずれか一項に記載の画像処理装置。
22. 入力画像の輝度から高周波成分を抽出する抽出手段と、
    前記入力画像が示す色を、出力装置の色再現範囲に含まれる色に変換するための変換処理を行う変換手段と、
    前記入力画像のコントラストの低下を抑制するように、前記抽出手段により抽出された前記高周波成分を、前記変換処理の変換特性に基づいて補正する補正手段と、
    を有し、
    前記補正手段は、前記入力画像の低周波成分の輝度に基づいて、前記変換処理の後の画像の高周波成分の輝度が前記補正手段による補正後の画像における輝度範囲に含まれるように、前記入力画像の高周波成分を補正する、
    ことを特徴とする画像処理装置。
23. 入力画像の輝度から高周波成分を抽出する抽出工程と、
    前記入力画像が示す色を、出力装置の色再現範囲に含まれる色に変換するための変換処理を行う変換工程と、
    前記抽出工程により抽出された前記高周波成分を、前記変換処理の変換特性に基づいて補正する補正工程と、
    を有することを特徴とする画像処理方法。
24. 前記抽出工程は、前記入力画像の輝度を前記高周波成分と低周波成分に分離することにより前記高周波成分を抽出することを特徴とする請求項２３に記載の画像処理方法。
25. 前記抽出工程は、前記入力画像の輝度から第１の高周波成分を抽出し、前記変換処理後の輝度から第２の高周波成分を抽出し、
    前記補正工程における補正は、前記変換特性として前記第１の高周波成分と前記第２の高周波成分との対応に基づく、
    ことを特徴とする請求項２３または２４に記載の画像処理方法。
26. 前記抽出工程は、
    フィルタリング工程により前記入力画像の輝度から第１の低周波成分を生成し、前記入力画像の輝度から前記第１の低周波成分を減算することにより第１の高周波成分を抽出し、
    前記フィルタリング工程により前記変換処理後の輝度から第２の低周波成分を生成し、前記変換処理後の輝度から前記第２の低周波成分を減算することにより前記第２の高周波成分を抽出する、
    ことを特徴とする請求項２５に記載の画像処理方法。
27. 前記補正工程は、前記第１の高周波成分から前記第２の高周波成分を減算することにより補正の強度を決定することを特徴とする請求項２６に記載の画像処理方法。
28. 前記抽出工程は、
    フィルタリング工程により前記入力画像の輝度から第１の低周波成分を生成し、前記入力画像の輝度を前記第１の低周波成分にて除算することにより前記第１の高周波成分を抽出し、
    前記フィルタリング工程により前記変換処理後の輝度から第２の低周波成分を生成し、前記変換処理後の輝度を前記第２の低周波成分にて除算することにより前記第２の高周波成分を抽出する、
    ことを特徴とする請求項２５に記載の画像処理方法。
29. 前記補正工程は、前記第１の高周波成分を前記第２の高周波成分にて除算することにより補正の強度を決定することを特徴とする請求項２８に記載の画像処理方法。
30. 前記抽出工程は、前記入力画像の輝度の高周波成分として反射光成分を用い、低周波成分として照明光成分を用いることを特徴とする請求項２３乃至２９のいずれか一項に記載の画像処理方法。
31. 前記変換工程における変換処理は、前記補正工程における補正後の画像に対して行われることを特徴とする請求項２３乃至３０のいずれか一項に記載の画像処理方法。
32. 前記変換工程における変換処理は、前記補正工程における補正前の画像に対して行われることを特徴とする請求項２３乃至３０のいずれか一項に記載の画像処理方法。
33. 前記変換工程における変換処理は、ガマットマッピング処理であることを特徴とする請求項２３乃至３２のいずれか一項に記載の画像処理方法。
34. 前記入力画像は、ＨＤＲ画像であり、
    前記入力画像に対してダイナミックレンジ圧縮を行う圧縮工程、をさらに有する、
    ことを特徴とする請求項２３乃至３３のいずれか一項に記載の画像処理方法。
35. 前記入力画像は、ＨＤＲ画像であり、
    前記変換工程における変換処理として、さらにダイナミックレンジ圧縮処理を含むことを特徴とする請求項２３乃至３３のいずれか一項に記載の画像処理方法。
36. 前記補正工程は、前記出力装置の色再現範囲に含まれない色に対する補正の強度が、前記出力装置の色再現範囲に含まれる色に対する補正の強度よりも強くなるように、前記抽出工程により抽出された前記高周波成分を補正することを特徴とする請求項２３乃至３５のいずれか一項に記載の画像処理方法。
37. 前記出力装置は、記録媒体に画像を印刷する記録装置であることを特徴とする請求項２３乃至３６のいずれか一項に記載の画像処理方法。
38. 前記入力画像を示すデータに基づいて前記出力装置が記録媒体に印刷した画像を観察する際の観察条件についての情報を入力する入力工程と、
    前記入力工程で入力した観察条件についての情報に基づき、印刷された前記画像におけるコントラストの見えの度合に係るコントラスト特性を決定する決定工程と、
    を更に有し、
    前記補正工程は、前記変換特性および前記決定工程において決定されたコントラスト特性に基づいて、前記出力装置の色再現範囲に含まれない色に対する補正の強度が、前記出力装置の色再現範囲に含まれる色に対する補正の強度よりも強くなるように、前記抽出工程により抽出された前記高周波成分を補正する、
    ことを特徴とする請求項３７に記載の画像処理方法。
39. 前記補正工程は、前記入力画像の低周波成分の輝度に基づいて、前記変換処理の後の画像の高周波成分の輝度が前記補正工程による補正後の画像における輝度範囲に含まれるように、前記入力画像の高周波成分を補正することを特徴とする請求項２３乃至３８のいずれか一項に記載の画像処理方法。
40. 前記補正工程は、前記変換処理の後の画像の低周波成分の輝度と前記変換処理の後の画像の高周波成分の輝度とに基づいて、前記補正を行うか否かを判定する判定工程、をさらに有することを特徴とする請求項２３乃至３９のいずれか一項に記載の画像処理方法。
41. 前記入力画像は、前記出力装置の色再現範囲に含まれない色を含むことを特徴とする請求項２３乃至４０のいずれか一項に記載の画像処理方法。
42. 前記補正工程は、前記入力画像の輝度の低周波成分に対しては前記変換処理の変換特性に基づく補正を行わないことを特徴とする請求項２３乃至４１のいずれか一項に記載の画像処理方法。
43. 前記抽出工程は、０．５ｃｙｃｌｅ／ｍｍ以上を高周波成分として抽出することを特徴とする請求項２３乃至４２のいずれか一項に記載の画像処理方法。
44. 請求項２３乃至４３のいずれか１項に記載の画像処理方法の各工程をコンピュータに実行させるためのプログラム。

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