WO2009060970A1

WO2009060970A1 - 信号処理装置及び信号処理プログラム

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Publication number: WO2009060970A1
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Inventors: Masao Sambongi
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Abstract

映像信号のヒストグラムを用いた階調変換処理を行う信号処理装置において、前記映像信号の特徴量を算出する特徴量算出手段と、前記映像信号のヒストグラムを求める際の該ヒストグラム画素値の区間を、前記特徴量に応じて設定する区間設定制御手段と、前記区間設定制御手段で設定した前記区間を用いて求めたヒストグラムを用いて階調変換特性を算出する階調変換特性算出手段と、前記映像信号に対して前記階調変換特性を用いて階調変換を行う階調変換手段と、を備える。

Description

明細書信号処理装置及ぴ信号処理プログラム技術分野本発明は、映像信号の階調変換処理に係わり、特に映像信号のヒストグラムを用いて階調変換処理を行う画像信号処理装置及び画像信号処理プログラムに関する。背景技術現在のデジタルスチルカメラやビデオカメラ等の撮像系の信号処理において、映像信号を階調変換するという処理がしばしば行われる。階調変換処理の一つの方法として、映像信号のヒストグラムを用いて階調変換特性を算出する方法がある。例えば、特開 2 0 0 7— 1 2 4 4 5 3号公報では、入力された映像信号のヒストグラムから得られる情報に基づいてコンテンツの特徴を判定し、コンテンツの特性に応じたコントラスト調整を可能としている。発明の開示しかしながら、同じヒストグラムであっても映像信号の被写体情報が異なる場合があり、同一の階調変換特性では処理が不十分な場合がある。例えば、映像信号がポートレートの場合と風景の場合、ポートレートの時には顔領域に対する階調変換特性としてはコントラストをあまり強調しないものが好まれ、風景の時にはコントラストをある程度強調したものが好まれる。本発明は上記問題点に鑑み、映像信号の特徴に応じて、高品位な階調変換処理が可能となる信号処理装置を提供することを目的とする。

本発明において、撮像系からの映像信号を階調変換して出力する信号処理装置は、前記映像信号の特徴量を算出する特徴量算出手段と、前記映像信号のヒストグラムを求める際の該ヒストグラムにおける画素値の区間を、前記特徴量に応じて設定する区間設定制御段と、前記区間設定制御手段で設定した前記区間を用いて求めたヒストグラムを用いて階調変換特性を算出する階調変換特性算出手段と、前記映像信号に対して前記階調変換特性を用いて階溺変換を行う階調変換手段と、を備える。

本発明によれば、映像信号の特徴量に応じて求めたヒストグラムを用いて高品位な階調変換処理が可能となる。図面の簡単な説明図 1は、第一の実施形態に係る信号処理装置の構成図である。

図 2は、区間設定部の構成図である。

図 3は、特徴量算出部の構成図である。

図 4 Aは、区間数を変化させる前のヒストグラムを示す図である。図 4 B は、区間数を変化させた後のヒストグラムを示す図である。

図 5 Aは、区間幅を変化させる前のヒストグラムを示す図である。図 5 B は、区間幅を変化させた後のヒストグラムを示す図である。

図 6 Aは、ヒストグラムの一例を示す図である。図 6 Bは、階調変換特性を示す図である。

図 7 Aは、ヒストグラムの一例を示す図である。図 7 Bは、区間幅を変化させた後のヒストグラムを示す図である。図 7 Cは、区間数を変化させた後のヒストグラムを示す図である。

図 8 Aは、ヒストグラムの一例を示す図である。図 8 Bは、図 8 Aのヒストグラムに対する階調変換特性を示す図である。図 8 Cは、ヒストグラムの一例を示す図である。図 8 Dは、図 8 Cのヒストグラムに対する階調変換特性を示す図である。

図 9は、第一の実施形態に係るソフトウエアに関するフローチャートである。

図 1 0は、第二の実施形態に係る信号処理装置の構成図である。

図 1 1は、第二の実施形態に係るソフトウエアに関するフローチャートである。

図 1 2は、第三の実施形態に係る信号処理装置の構成図である。

図 1 3は、第三の実施形態に係るソフトウェアに関するフローチャートである。発明を実施するための最良の形態図 1は、第一の実施形態に係る信号処理装置の構成図である。レンズ系 100、絞り 101、カラーフィルタ 10³、 CCD (電荷結合素子） 104を介して撮影された映像は A/D (アナログ一デジタル変換器） 105にてデジタル信号へ変換される。 A/D105からの映像信号は、バッファ 106を介して信号処理部 108へ転送される。また、バッファ（バッファメモリ） 106からの信号は撮影制御部 10ァへも転送される。

撮影制御部 10⁷は絞り 101、 AFモータ（オートフォーカス用モータ） 102、および CCD104へ接続している。信号処理部 108は区間設定部 109および特徴量算出部 110へ接続している。区間設定部 109は階調変換特性算出部 112へ接続している。特徴量算出部 110は区間制御部 111へ接続している。区間制御部 111は区間設定部 109へ接続している。階調変換特性算出部 112は階調変換部 113へ接続している。階調変換部 113は圧縮部 114へ接続している。圧縮部 114は出力部 115へ接続している。

マイクロコンピュータなどの制御部 II⁶は、撮影制御部 107、信号処理部 108、区間設定部 109、特徴量算出部 110、区間制御部 111、階調変換特性算出部 112、階調変換部 113および圧縮部 114と双方向に接続している。さらに、電源スイツチ、シャッターポタン、撮影時の各種モードの切り替えを行うためのインターフェースを備えた外部 I/F部（インターフェース部） 117も制御部 116と双方向に接続している。

図 1において、信号の流れを説明する。外部 I/F部 117を介して ISO感度、露出などの撮影条件を設定した後、図示しないシャッターボタンを半押しにすることで、信号処理装置は、プリ撮影モードに入る。レンズ系 100、絞り 101、力ラーフィルタ 103、 CCD104を介して撮影された映像信号は、 A/D105にてデジタル信号へ変換されてバッファ 106へ転送される。なお、本実施形態において CCD104は RGB原色系の単板 CCDを想定し、 A/D105による信号の階調数（ビット長）を例えば l it (40%段階）とする。

バッファ 106内の映像信号は撮影制御部 107へ転送される。撮影制御部 107は映像信号の AFェリア内のコントラスト情報を検出し、これが最大となるように AFモータ 102を制御することで合焦信号を得て、距離情報が取得される。あるいは、プリ撮影時に映像信号を取得せず、図示しない外部赤外線センサを用いて主要被写体との距離を測定し、それに応じて AFモータ 102を制御し、合焦位置における距離情報を得てもよい。撮影制御部 107では信号中の輝度レベルや図示しない輝度センサを用いて適正露光となるよう絞り 101および CCD104の電子シャッタ一速度などを制御する。

次に、外部 I/F部 117を介して図示しないシャッターポタンを全押しにすることにより本撮影が行われる。本撮影は、撮影制御部 107にて求められた合焦条件および露光条件に基づき行われ、これらの撮影時の情報は制御部 116へ転送される。

バッファ 106内の映像信号は、信号処理部 108へ転送される。信号処理部 108 は、制御部 116の制御に基づきバッファ 106上の単板状態の映像信号を読み込み、公知の補間処理、ホワイトバランス処理などが行われた各画素 RGBの三板状態の映像信号を生成する。

さらに（1 ) 式のように RGB信号を YCbCr信号に変換してもよ！/、

Y 0.299 0.587 0.114 R

Cb = - 0.169 - 0.331 0.500 G (1)

Cr _ 0.500 - 0.419 - 0.081 B

信号処理部 108で処理された映像信号は区間設定部 109、特徴量算出部 110および階調変換部 113へ転送される。区間設定部 109は信号処理部 108から転送された映像信号の信号値（画素値）が取り得る範囲を複数の区間に分割し、各区間に含まれる信号値の頻度を算出し、頻度の算出結果に基づいてヒストグラム (度数分布）を算出する。

図 2は区間設定部 109の構成図の一例を示すもので、バッファ 200、区間数調整部 201および区間幅調整部 202からなる。信号処理部 108はパッファ 200に映像信号を転送する。区間数調整部 201は区間制御部 111の制御に基づきバッファ 200から転送された映像信号の信号値の区間数を調整する。

図 4はヒストグラムの区間数変化の説明図を示している。図 4 Aはバッファ 200に転送された映像信号のヒストグラムを表す。このヒストグラムを構成する柱 (長方形)の個数、即ち区間数は、入力信号のビット長（階調数）、例えば 12bit (4096個）と等しい。図 4 A、図 4 Bにおける横軸の信号値としての画素の輝度値（i)は RGB信号値のいずれか、または Y信号値どちらでもよい。

図 4 Bは、図 4 Aから区間数を変えたヒストグラムを表している。なお、信号値の総数は一定であるため、区間数を変化させた前後で、ヒストグラムを構成する複数の柱の総面積は保持される。区間数が変更されたヒストグラムは区間幅調整部 202に転送される。区間幅調整部 202は区間制御部 111の制御に基づき区間数調整部 201から転送されたヒストグラムおょぴ、バッファ 200から転送された映像信号を用いてヒストグラムの区間幅を調整する。

図 5 A、図 5 Bはヒストグラムの区間幅変化の説明図を示している。図 5 A は区間数調整部 201から転送されたヒストグラムを表す。区間幅調整部 202はこのヒストグラムの区間幅を図 5 Bのように変化させ、区間幅を不均一にする。なお、信号値の総数は一定であるため、区間幅を変化させた前後で、ヒストグラムを構成する複数の柱の総面積は保持される。また、ヒストグラムを構成する柱の面積（即ち、頻度の値と区間幅を乗算したもの）は、その柱の区間に含まれる信号値の個数（画素の個数）に対応する。区間幅が変更されたヒストグラムは階調変換特性算出部 112に転送される。

ここでは区間数調整部 201および区間幅調整部 202が両方ともある構成を示したが、どちらか一方の構成でも構わない。例えば、区間数調整部 201のみの構成の場合、ヒストグラムを構成する柱の幅はすべての箇所において等しくなり、区間幅調整部 202のみの構成の場合、区間数はあらかじめ決められた所定数でヒストグラムの算出を行う。

特徴量算出部 110は信号処理部 108から転送された映像信号に対して特徴量を算出し、その情報を区間制御部 111に転送する。区間制御部 111は転送された情報に基づいて区間設定部 109における区間数おょぴ区間幅を制御する。これら特徴量算出部 110および区間制御部 111の処理の方法については後で記述する。

階調変換特性算出部 112は区間設定部 109から転送されたヒストグラムを用いて階調変換特性（階調変換関数或いはトーンカーブとも言う）を算出する。階調変換特性算出の一つの方法として、図 6 Bに示す累積ヒストグラムを階調変換特性として用いる方法がある。

図 6 Aは区間設定部 109から転送されたヒストグラムを表し、図 6 Bはそのヒストグラムを累積した結果（累積ヒストグラム）を示している。図 6 Bの縦軸 t (k)は、横軸の入力輝度値に対する出力輝度値を表している。入力輝度値は、階調変換前の輝度値であり、出力輝度値は、階調変換後の輝度値である。ここで、 kの値は区間の番号を表しており、ヒストグラムの区間数に関係している。この階調変換特性を使用した階調変換により、ヒストグラムを平滑化してコントラストを高めたりすることができる。

階調変換特性算出部 112にて算出された階調変換特性は階調変換部 113へ転送される。階調変換部 113は階調変換特性算出部 112から転送された階調変換特性を用いて信号処理部 108から転送された映像信号に対して階調変換処理を行う。階調変換処理は RGBの各信号に対して行ってもよいし、 Y信号（輝度信号）に対して行つてもよい。階調変換部 113にて階調変換処理された映像信号は圧縮部 114に転送される。圧縮部 114は階調変換部 113から転送された映像信号に対して公知の JPEG等の圧縮処理を行い、出力部 115へ転送する。出力部 115は、メモリカードなどへ圧縮信号を記録保存あるいは外部表示ディスプレイに映像信号を表示する。

図 3は特徴量算出部 110の構成の一例を示すもので、バッファ 300、ヒストグラム算出部 301、ビット輝度算出部 302および主要被写体算出部 303からなる。信号処理部 108はバッファ 300に映像信号を転送する。バッファ 300はヒストグラム算出部 301、ビット輝度算出部 302および主要被写体算出部 303に映像信号を転送する。

ヒストグラム算出部 301はバッファ 300から転送された映像信号の特徴量又は特性として図 4 Aと同様のヒストグラムを算出する。ヒストグラム算出部 301は、各区間に含まれる前記信号値の個数を算出する個数算出手段を含む。ここで算出されるヒストグラムは、区間設定部 109にて算出され階調変換特性算出部 112に転送されるヒストグラムとは異なり、あらかじめ決められた区間数及び均一の区間幅にて算出されるものとする。

ビット輝度算出部 302はバッファ 300から転送された映像信号の特 ί敷量として平均輝度値および階調を示すビット長を算出する。平均輝度値の算出には G 信号あるいは Υ信号が用いられる。主要被写体算出部 303はパッファ 300から転送された映像信号の特徴量として主要被写体の抽出を行い、その箇所におけるヒストグラムあるいは平均輝度値と分散値を算出する。主要被写体が顔である場合、公知の顔検出法を用いて顔の領域を抽出する。また、撮影制御部 107からの情報から AFエリアにおける所定領域を主要被写体としてもよい。各々の特徴量は区間制御部 111に転送され、ヒストグラムの区間数おょぴ区間幅の制御を行う。

なお、特徴量算出部 110は、ヒストグラム算出部 301、ビット輝度算出部 302 および主要被写体算出部 303のうち、少なくともいずれか 1つあるいは 2つを備える構成でもよい。

図 7は、区間制御部 111で行われるヒストグラムの情報に基づいた区間幅や区間数の制御の説明図を表している。特徴量として、図 7 Aのようなヒストグラムが映像信号から得られた場合、各区間における頻度 (0)— )において、 (2)の頻度が他の区間の頻度に比べて大きくなっている（或いは最大又は極大となっている）。例えば、区間制御部 111は、頻度が他の区間の頻度に比べて大きくなつている区間を検出し、その区間の信号値をヒストグラムの情報（特徴量）として算出できる。ここで、まヒストグラムの区間数が2の場合、 Q≤ k ? - 1となる。このようなヒストグラムから階調変換特性を算出する場合、ヒストグラムの頻度が大きい輝度値の周辺で階調変換特性の変化が急峻となり、階調変換処理の結果、入力された映像信号のコントラストが強調されすぎて不自然な映像となる場合がある。

図 8 Aおよぴ図 8 Bに示すように、低輝度部においてヒストグラムの頻度が大きい場合、その階調変換特性は低輝度部において急峻な特性となっている。このような場合、図 7 Bおよぴ図 7 Cのようにヒストグラムの区間幅や区間数を変化させることによって、階調変換特性の急峻な変化を抑制し、コントラストをあまり強調せず、自然な映像信号を得ることができる。この場合に、隣接する区間それぞれに含まれる画素の個数と、ヒストグラムの情報（特徴量）とに応じて区間幅又は区間数を設定してよい。

なお、図 7 Bにおいて、頻度が他の区間の頻度に比べて大きい (2)の輝度値の区間の区間幅を増加させ、その区間の周りの区間で区間幅を減少させている。図 8 Cおよび図 8 Dに示すように、図 8 Aのヒストグラムに対して区間数を変える（減少させる）ことによって、低輝度部における階調変換特性が緩やかなものになりコントラストをあまり強調しない処理が可能となる。また、区間制御部 111は、ヒストグラムから算出された階調変換特性から急峻な特性を算出し、その箇所において区間数あるいは区間幅を変えることも可能である。例えば図 6 Bのような階調変換特性の 2階差分値を用いて急峻な特性を判定することが可能である。出力輝度値 t (k)を用いて、区間 kにおける 2 階差分の値は以下の（2 ) 式のように算出する。

= t(k + 1) - 2t(k) + t(k - 1) (2)

( 2 ) 式で算出した値の絶対値が大きい場合、区間 kにおける階調変換特性の変化が急峻であることを表しているため、このような区間 kを含まないようなヒストグラムの区間幅あるいは区間数の調整を行う。これによつて、緩やかな変化の階調変換特性の算出が可能となる。より具体的には、区間制御部 111は、所定の閾値を設定し、（2 ) 式における 2階差分の絶対値が閾値より大きい場合、 2階差分の絶対値が閾値より大きい区間が階調変換特性中に存在しないように、区間幅を大きくしたり、区間数を減少させたりする。

ここでは、特徴量算出部 110のヒストグラム情報に基づいた制御を説明したが、他の情報についても同様である。特徴量として平均輝度値おょぴビット長を用いる場合もある。平均輝度値が所定値以下の時、映像信号のヒストグラムは、低輝度部でピークを有して図 8 Aのようになっている可能 1"生が高い。その際、映像信号のビット長が所定値以下の時、階調変換特性が急峻なもので階調変換処理を行うと、コントラストが強調され、階調とぴが目立つ場合がある。そのため、平均輝度値周辺のヒストグラムの区間数や区間幅を変える（区間数を減少或いは区間幅を増加する）ことによって階調変換特性を緩やかなものし、コントラストをあまり強調させず階調とぴを目立たなくさせることができる。また、特徴量として主要被写体の情報を用いる場合、主要被写体の平均輝度値および分散値を用いて、それらの値に対応してヒストグラムの区間数や区間幅を変えることによつて主要被写体におけるコントラストの強調具合を変える処理が可能となる。例えば、主要被写体が顏である場合、コントラストをあまり強調しない処理を行うことによって自然な映像が得られ、主要被写体が建物等の場合、コントラストをある程度強調することによつて好ましい映像が得られる。

当然ながら、これらの特徴量を組み合わせた制御も可能である。例えば、区間制御部 111は、特徴量に応じた閾値を設定し、ヒストグラムの頻度、或いは、複数の区間それぞれに含まれる画素の個数が、閾値との間で所定の条件を充たすように区間の数又は区間の幅を設定する。ヒストグラムの頻度 ( )がある閾値^ (ο)より大きい場合、すなわち ( ) ^ (o)の時、頻度が閾値以下となるように区間数あるいは区間幅の制御を行う。ここで、（り)のパラメータ o は主要被写体算出部 303から得られる特徴量としての被写体情報である。被写体が顔である場合は閾値を小さな値としてコントラストが強調されない階調変換特性を算出し、被写体が風景である場合は閾値を大きな値としてコントラストが強調される階調変換特性を算出することができる。

このような処理を行うことにより、映像信号に応じて最適な階調変換処理を行うことができ、高品位な映像信号を算出することができる。

なお、上記実施形態では、ハードウェアによる処理を前提としていたが、このような構成に限定される必要はない。例えば、 CCD104からの映像信号を未処理のままの Rawデータとして、 ISO感度情報や映像信号サイズなどのへッダ情報とともにコンピュータに出力し、別途ソフトウエアにて処理する構成も可能である。なお、ソフトウェアは、プログラムとしてコンピュータ読み取り可能な記憶媒体に格納されている。コンピュータは例えばマイクロプロセッサやメモリを有する。プログラムは、コンピュータに以下のステップを実行させるためのプログラムコード（命令）を備える。

図 9に第一の実施形態のソフトウェア（プログラム）が実行する処理に関するフローチャートを示す。図 1における処理と対応させると、ステップ S1にてヘッダ情報を読み込み、ステップ S2にて映像信号を入力する。信号処理部 108 に相当するステップ S3にて所定の信号処理を行い、特徴量算出部 110に相当するステップ S5にて映像信号から特徴量の算出を行い、区間設定部 109に相当するステップ S4にてステップ S⁵からの情報を基に階調変換特性の算出に用いるヒストグラムの算出を行う。階調変換特性算出部 112に相当するステップ S6にて階調変換特性の算出を行い、階調変換部 113に相当するステップ S7にて映像信号に対して階調変換処理を行う。ステップ S8にて全画素に対して処理が行われたか判断し、全画素に対して処理が行われた場合、処理を終了する。

図 1 0は、第二の実施形態に係る信号処理装置の構成図である。第一の実施形態と同一の構成には同一の名称と番号を割り当てている。以下、第一の実施形態と異なる箇所のみ説明する。信号処理部 108は局所領域抽出部 123へ接続している。局所領域抽出部 123は区間設定部 120および階調変換部 122へ接続してレ、る。区間設定部 120は階調変換特性算出部 121に接続している。階調変換特性算出部 121は階調変換部 122に接続している。階調変換部 122は圧縮部 114へ接続している。マイクロコンピュータなどの制御部 116は区間設定部 120、階調変換特性算出部 121およぴ階調変換部 122へ双方向に接続されている。

第一の実施形態と異なる箇所を主に説明する。映像信号は信号処理部 108から局所領域抽出部 123に転送される。局所領域抽出部 123は映像信号に対して注目画素を中心する局所領域を抽出し、局所領域の映像信号を区間設定部 120およぴ階調変換部 122へ転送する。区間設定部 120は区間設定部 109と同様に転送された局所領域の映像信号に対して区間制御部 111の制御に基づきヒストグラムを算出する。

算出された局所領域におけるヒストグラムは階調変換特性算出部 121へ転送され、階調変換特性算出部 112と同様に局所領域における階調変換特性を算出する。算出された階調変換特性は階調変換部 122へ転送される。階調変換部 122 は局所領域抽出部 123から転送された映像信号の局所領域に対して階調変換処理を行う。あるいは局所領域中の注目画素に対して階調変換処理を行ってもよい。

このような処理を行うことにより、局所的な階調変換特性を映像信号の特徴量に応じて制御することができ、高品位な映像信号を算出することができる。なお、上記実施形態では、ハードウェアによる処理を前提としていたが、このような構成に限定される必要はない。例えば、 CCD104からの映像信号を未処理のままの Rawデータとして、 ISO感度情報や映像信号サイズなどのへッダ情報とともにコンピュータに出力し、別途ソフトウェアにて処理する構成も可能である。なお、ソフトウェアは、プログラムとしてコンピュータ読み取り可能な記憶媒体に格納されている。コンピュータは例えばマイクロプロセッサやメモリを有する。プログラムは、コンピュータに以下のステップを実行させるためのプログラムコード (命令）を備える。

図 1 1に第二の実施形態のソフトウェア処理（プログラム）に関するフローチャートを示す。図 1 0における処理と対応させると、ステップ S1にてヘッダ情報を読み込み、ステップ S2にて映像信号を入力する。信号処理部 108に相当するステップ S3にて所定の信号処理を行い、局所領域抽出部 123に相当するステツプ S10にて注目画素を中心とする局所領域を抽出する。特徴量算出部 110に相当するステップ S5にて映像信号から特徴量の算出を行い、区間設定部 120に相当するステップ S11にてステップ S5からの情報を基に階調変換特性の算出に用いる局所領域におけるヒストグラムの算出を行う。階調変換特性算出部 121 に相当するステップ S12にて階調変換特性の算出を行い、階調変換部 122に相当するステップ S13にて映像信号の局所領域に対して階調変換処理を行う。ステップ S8にて全画素に対して処理が行われたか判断し、全画素に対して処理が行われた場合、処理を終了する。

図 1 2は、第三の実施形態の信号処理装置の構成図である。第一の実施形態と同一の構成には同一の名称と番号を割り当てている。以下、第一の実施形態と異なる箇所のみ説明する。信号処理部 108は局所領域抽出部 123に接続している。局所領域抽出部 123は特徴量算出部 130、区間設定部 132および階調変換部 122に接続している。特徴量算出部 130は、区間制御部 131へ接続しており、区間制御部 131は区間設定部 132へ接続している。区間設定部 132は階調変換特性算出部 121に接続している。階調変換特性算出部 121は階調変換部 122に接続しており、 P皆調変換部 122は圧縮部 114へ接続している。マイクロコンピュータなどの制御部 116は区間設定部 132、階調変換特性算出部 121およぴ階調変換部 122 へ双方向に接続されている。

第一の実施形態と異なる箇所を主に説明する。映像信号は局所領域抽出部 123から特徴量算出部 130へ転送される。特徴量算出部 130は特徴量算出部 110と同様に映像信号の局所領域における特徴量を算出する。その特徴量は区間制御部 131へ転送される。区間設定部 132は区間設定部 109と同様に転送された局所領域の映像信号に対して区間制御部 131の制御に基づきヒストグラムを算出する。

算出された局所領域におけるヒストグラムは階調変換特性算出部 1 へ転送され、階調変換特性算出部 112と同様に局所領域における階調変換特性を算出する。算出された階調変換特性は階調変換部 122へ転送される。階調変換部 122 は局所領域抽出部 123から転送された映像信号の局所領域に対して階調変換処理を行う。あるいは局所領域中の注目画素に対して階調変換処理を行つてもよい。

このような処理を行うことにより、映像信号の局所的な特徴量に基づき階調変換特性を制御することができ、高品位な映像信号を算出することができる。なお、上記実施形態では、ハードウェアによる処理を前提としていたが、このような構成に限定される必要はない。例えば、 CCD104からの映像信号を未処理のままの Rawデータとして、 ISO感度情報や映像信号サイズなどのへッダ情報とともにコンピュータに出力し、別途ソフトウエアにて処理する構成も可能である。なお、ソフトウェアは、プログラムとしてコンピュータ読み取り可能な記憶媒体に格納されている。コンピュータは例えばマイクロプロセッサやメモリを有する。プログラムは、コンピュータに以下のステップを実行させるためのプログラムコード (命令）を備える。

図 1 3に第三の実施形態のソフトウェア処理（プログラム）に関するフローチャートを示す。図 1 2における処理と対応させると、ステップ S1にてヘッダ W 200

-14- 情報を読み込み、ステップ S2にて映像信号を入力する。信号処理部 108に相当するステップ S3にて所定の信号処理を行い、ステップ S10にて注目画素を中心とする局所領域を抽出する。特徴量算出部 130に相当するステップ S20にて局所領域毎の特徴量を算出し、区間設定部 132に相当するステップ S21にてステップ S20からの情報を基に階調変換特性の算出に用いる局所領域におけるヒストグラムの算出を行う。階調変換特性算出部 121に相当するステップ S 12にて階調変換特性の算出を行い、階調変換部 122に相当するステップ S13にて映像信号の局所領域に対して階調変換処理を行う。ステップ S8にて全画素に対して処理が行われたか判断し、全画素に対して処理が行われた場合、処理を終了する。本発明は上記の実施の形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。

2007年 1 1月 5日に出願された日本国特許出願 2007-2872 7 9の全内容は参照により本明細書に組み込まれる。

Claims

請求の範囲

1. 映像信号のヒストグラムを用いた階調変換処理を行う信号処理装置において、

前記映像信号の特徴量を算出する特徴量算出手段（1 10) と、

前記映像信号のヒストグラムを求める際の該ヒストグラムにおける画素値の区間を、前記特徴量に応じて設定する区間設定制御手段（109、 1 1 1) と、

前記区間設定制御手段で設定した前記区間を用いて求めたヒストグラムを用いて階調変換特性を算出する階調変換特性算出手段（1 12) と、

前記映像信号に対して前記階調変換特性を用いて階調変換を行う階調変換手段（1 1 3) と、

を備える信号処理装置。

2. 前記映像信号の注目画素を中心する局所領域を抽出する局所領域抽出手段 (1 23) を備え、

前記区間設定制御手段（1 1 1、 1 20) が、前記映像信号の前記局所領域のヒストグラムを求めるよう、該ヒストグラムにおける画素値の区間を前記映像信号の前記特徴量に応じて設定し、

前記階調変換特性算出手段（1 21) が、前記局所領域に対するヒストグラムを用いて、前記局所領域に対する階調変換特性を算出し、

前記階調変換手段（122) ヽ前記局所領域に対して、前記階調変換特性を用いて階調変換を行う請求項 1に記載の信号処理装置。

3. 前記映像信号の注目画素を中心する局所領域を抽出する局所領域抽出手段 (123) を備え、

前記特徴量算出手段（130) 、前記特徴量として前記局所領域の特徴量を算出し、

前記区間設定制御手段（131、 1 32) 力前記映像信号の前記局所領域のヒストグラムを求めるよう、該ヒストグラムにおける画素値の区間を前記局所領域の特徴量に応じて設定し、

前記階調変換特性算出手段（121) が、前記局所領域に対するヒストグラムを用いて、前記局所領域に対する階調変換特性を算出し、

前記階調変換手段（1 22) 前記局所領域に対して、前記階調変換特性を用いて階調変換を行う請求項 1に記載の信号処理装置。

4. 前記特徴量算出手段（1 10) は、前記映像信号のヒストグラムの情報を前記特徴量として算出するヒストグラム算出手段を備える請求項 1に記載の信号処理装置。

5. 前記特徴量算出手段（1 10) は、前記映像信号のビット長および輝度値の情報を前記特徴量として算出する手段を備える請求項 1に記載の信号処理装置。

6. 前記特徴量算出手段（1 10) は、前記映像信号の主要被写体の情報を前記特徴量として算出する主要被写体算出手段を備える請求項 1に記載の信号処理装置。

7. 前記特徴量算出手段（1 10) は、

前記映像信号のヒストグラムの情報を前記特徴量として算出するヒストグラム算出手段（301) 、

前記映像信号のビット長および輝度値の情報を前記特徴量として算出する手段（302) 、

前記映像信号の注目被写体の情報を前記特徴量として算出する注目被写体算出手段（303) のうち少なくとも二つ以上の手段を備える請求項 1に記載の信号処理装置。

8. 前記ヒストグラム算出手段（30 1) は、前記ヒストグラムの最大頻度における信号値を前記特徴量として算出する信号値算出手段をさらに備える請求項 4又は 7に記載の信号処理装置。

9. 前記区間設定制御手段（109、 1 1 1) は、前記区間の幅を、前記特徴量に応じて設定する請求項 1から 8のいずれか一つに記載の信号処理装置。

10. 前記区間設定制御手段（1 0 9、 1 1 1) は、前記区間の数を、前記特徴量に^じて設定する請求項 1から 8のいずれか一つに記載の信号処理装置。

1 1. 前記区間設定制御手段（1 0 9、 1 1 1) は、前記区間の幅と数とを、前記特徴量に応じて設定する請求項 1から 8のいずれか一つに記載の信号処理装置。

1 2. 前記区間設定制御手段（10 9、 1 1 1) は、

前記特徴量に応じた閾値（th(o)) を設定する閾値設定手段を備え、複数の前記区間それぞれに含まれる画素め個数が前記閾値（th(o)) との間で所定の条件を充たすように前記区間の幅を設定する請求項 9または請求項 1 1に記載の信号処理装置。

1 3. 前記区間設定制御手段（1 09、 1 1 1) は、複数の前記区間のうちの互いに隣接する区間それぞれに含まれる画素の個数と、前記特徴量とに応じて前記区間の幅を設定する請求項 9または請求項 1 1に記載の信号処理装置。

14. 前記区間設定制御手段（109、 1 1 1) は、

前記特徴量に応じた閾値（th(o)) を設定する閾値設定手段を備え、複数の前記区間それぞれに含まれる画素の個数が前記閾値との間で所定の条件を充たすように前記区間の数を設定する請求項 10または請求項 1 1に記載の信号処理装置。

1 5. 前記区間設定制御手段（109、 1 1 1) は、複数の前記区間のうちの互いに隣接する区間それぞれに含まれる画素の個数と、前記特徴量とに応じて前記区間の数を設定する請求項 10または請求項 1 1に記載の信号処理装置。

16. 前記区間設定制御手段（109、 1 1 1) は、前記区間の幅を不均一に設定する請求項 9または請求項 1 1に記載の信号処理装置。

1 7. 前記区間設定制御手段（109、 1 1 1) は、前記階調変換特性中に 2 階差分値の絶対値が閾値より大きい区間が存在しないよう、区間の幅又は区間の数を設定する請求項 1に記載の信号処理装置。

18. 映像信号のヒストグラムを用いた階調変換処理を行う信号処理装置において、

前記映像信号の特徴量を算出する特徴量算出手順（S 5) と、

前記映像信号のヒストグラムを求める際の該ヒストグラムにおける画素値の区間を、前記特徴量に応じて設定する区間設定制御手順（S 4) と、

前記区間設定制御手順で設定した前記区間を用いて求めたヒストグラムを用いて階調変換特性を算出する階調変換特性算出手順（S 6) と、

前記映像信号に対して前記階調変換特性を用いて階調変換を行う階調変換手順（S 7) と、

を備える信号処理プログラム。