[发明专利]图像处理装置、图像处理方法和程序

说明书

技术领域

本发明涉及图像处理装置、图像处理方法和程序。

背景技术

诸如电视接收机、VTR(视频带记录机)、数字相机、电视摄像机、打印机等的设备对输入图像进行改进图像质量的校正并然后输出图像，并且具有进行诸如对比度调整的各种图像处理的功能(见日本专利申请公开No.2007-60580和日本专利申请公开No.2004-266755)。增强对比度的技术主要包括黑色信号展宽和平方伽玛曲线(下文中写为“γ曲线”)两种类型。

黑色信号展宽技术是通过在输入图像中引入黑色来增强亮度分量的对比度的技术。如图1所示，黑色信号的引入根据输入图像中的最黑级别或黑色部分的比例而变化，其中当黑色部分的比例不大于或等于预定面积并且面积不大时，引入黑色，并且当最黑级别接近于0IRE或者输入图像中黑色部分的比例面积较大时，轻微引入。可以任意设置黑色信号展宽开始点(用于开始黑色信号展宽的输入亮度值)。图1是描述黑色信号展宽处理的概况的图，其中水平轴表示输入亮度值(X)，并且垂直轴表示输出亮度值(Y)。

通过平方γ曲线的对比度增强是通过使用对于任意设置的区间(输入亮度值的范围)中所包含的输入亮度值的平方γ曲线进行提高亮度或降低亮度的亮度转换处理来增强输入图像的对比度的技术，如图2所示。可以将平方γ曲线的增益设置为固定值或可以基于输入图像的亮度直方图(histogram)的总数来动态地设置。图2是描述通过平方γ曲线的亮度转换处理的概况，其中水平轴表示输入亮度值(X)，并且垂直轴表示输出亮度值(Y)。

发明内容

然而，上述黑色信号展宽技术具有下列缺点。首先，在相关技术的黑色信号展宽中，黑色(0IRE)附近的表现力不充分，因此希望把输入图像的最黑级别向黑色拉引以增强对比度并且也增强黑色的表现力。其次，在相关技术的黑色信号展宽中，即使输入图像具有不同的黑色(0IRE)附近画面，但是如果输入图像的最黑级别或黑色部分的比例相同，也仅能实现相同的输入/输出特性。第三，相关技术中的黑色信号展宽仅仅引入黑色，而不能通过用于提高黑色，即提高亮度的γ曲线获得Y(输出亮度)＞X(输入亮度)。因此，如果整个输入图像是黑色，则可见度可能恶化。

通过平方γ曲线的对比度提高具有下列缺点。首先，当试图通过平方γ曲线增强对比度时，由于用一条曲线设置输入/输出特性，因而出现了对比度提高的位置(A)和对比度降低的位置(B)，如图2所示。其次，取决于输入图像的画面，存在希望通过用于提高亮度的平方γ曲线增强对比度的情况和希望通过用于降低亮度的平方γ曲线增强对比度的情况，并且有时仅通过一条γ曲线不能增强对比度。

考虑到以上问题，在用于使用γ曲线对输入图像进行亮度校正处理的图像处理装置、图像处理方法和程序中，本发明按期望地根据输入图像的画面优化了γ曲线并实现了对比度提高。

根据本发明的实施例，提供了一种图像处理装置，用于通过对输入亮度数据进行亮度转换处理来进行输入图像的亮度校正处理，所述图像处理装置包括：校正区间设置单元，用于设置校正区间，该校正区间是用于进行所述亮度校正处理的亮度级的范围；校正区间划分单元，用于将所述校正区间划分成具有低亮度级的黑色侧区间和具有高亮度级的白色侧区间两个区间；直方图计算单元，用于分别计算黑色侧区间的亮度直方图的总数和白色侧区间的亮度直方图的总数；增益设置单元，用于分别基于所计算的黑色侧区间的亮度直方图的总数来设置用于提高亮度的伽玛曲线的增益和基于所计算的白色侧区间的亮度直方图的总数来设置用于降低亮度的伽玛曲线的增益；伽玛曲线生成单元，用于分别基于用于提高亮度的曲线的增益生成用于提高亮度的伽玛曲线和基于用于降低亮度的伽玛曲线的增益生成用于降低亮度的伽玛曲线；伽玛曲线组合单元，用于组合用于提高亮度的伽玛曲线和用于降低亮度的伽玛曲线；以及亮度转换单元，用于使用组合的伽玛曲线对所述校正区间中的输入亮度数据进行亮度转换处理。

根据具有上述配置的本发明的实施例的图像处理装置，可以分别根据校正区间中的黑色侧区间和白色侧区间的亮度直方图的总数生成最优γ曲线。因此，通过使用这种γ曲线调整对比度，可以实现对应于输入图像的画面的对比度提高。

该图像处理装置可以进行经历了黑色信号展宽处理的图像的亮度校正处理。

校正区间可以是：从预定亮度级到黑色信号展宽处理后的输出亮度数据变成0的亮度级的区间；输入亮度级从预定亮度级到0[IRE]亮度级的区间；或者输入亮度级从预定亮度级到100[IRE]亮度级的区间。