[发明专利]图像处理装置、方法以及包含程序的计算机可读记录介质

说明书

技术领域

本发明涉及用于改进图像色调再现的图像处理装置和图像处理方法，同时涉及计算机可读记录介质，该记录介质包含使计算机执行该图像处理方法的程序。

背景技术

通常，在如数码相机的成像装置中，从图像获取装置输出的所拍摄图像的图像信号经过各种信号处理操作来改进输出图像的图像质量，比如白平衡校正、色调转换、阴影校正、曝光校正。但是这些信号处理操作为成像信号添加了增益，从而降低了分辨率。因此，使将要进行信号处理的图像的分辨率高于输出图像的分辨率是必要的。在成像装置中，为了输出具有8位灰度级的图像，对从图像获取装置输出的模拟成像信号进行高于8位分辨率(如12位或14位)的A/D转换，来获得数字成像信号。

然而，由于要进行信号处理的图像的位数受到A/D转换分辨率的限制，所以不可能以高于A/D转换分辨率的位精度来执行信号处理。在这种情况下，可以考虑提高A/D转换的分辨率。但是提高A/D转换的分辨率使执行A/D转换的电路的成本增加，这样就增加了成像装置的成本。

为了解决这个问题，提出了使用可以获得高感光度信号和低感光度信号的图像获取装置的系统。对于具有高于预定阀值的光亮度值的像素，使用低感光度信号(参见日本未审查的专利公开NO.2001-008104)。该专利文献所公开的系统能够实现良好的色调连续性，尤其是在高亮度侧。

然而，在上述专利文献所公开的系统中，虽然高亮度侧的色调再现得到了改善，但是图像暗区的色调再现却不能得到改善。由成像装置执行的色调转换中，对暗区的转换速率较大，如图8所示。因此，如果暗区的色调没有再现，输出图像变黑的趋势(不期望的色饱和度)增加。

发明内容

考虑到上述情况，本发明致力于改进图像的色调再现，特别是图像暗区的色调再现。

根据本发明的图像处理装置的一个方面包括：图像获取装置，其用于获得多个具有不同曝光值的图像；曝光调整装置，其通过对每个图像应用位扩展以及将图像的曝光值调整为图像中具有最低曝光值的第一图像的曝光值来进行曝光值调整处理；和合成装置，其通过将经过曝光调整处理的图像进行组合来生成合成图像。

在根据本发明的图像处理装置中，曝光调整装置可以通过将第一图像以外的图像的光亮度校正成第一图像的光亮度并对图像应用位扩展处理来执行曝光调整处理，合成装置可以通过将第一图像的一部分信息用经过曝光调整处理的其他图像的相应部分的信息代替来生成合成图像。

在根据本发明的图像处理装置中，曝光调整装置可以通过对图像应用位扩展和增益处理将第一图像以外的图像的光亮度调整成第一图像的光亮度，以及通过为图像应用偏移(offset)处理以避免增益处理后的图像重叠，来执行曝光调整处理。并且合成装置可以通过把经过曝光调整处理的图像叠加起来生成合成图像。

在这种情况下，曝光调整装置可以通过参考列表来执行增益处理和偏移处理，其中该列表针对每个图像的所输入光亮度值输出经过增益处理和偏移处理后的光亮度值。

此外，在这种情况下，列表也适用于在形成合成图像的每个图像的光亮度的饱和部分应用增益处理和偏移处理来提供渐变。

在根据本发明的图像处理装置中，曝光调整装置可以通过使用列表在形成合成图像的每个图像的光亮度的饱和部分提供渐变以及应用偏移处理以避免图像重叠来转换图像，并对转换后的图像应用位扩展和增益处理，来执行曝光调整处理；合成装置可以通过将经过曝光调整处理的图像叠加起来生成合成图像。

在根据本发明的图像处理装置中，曝光调整装置可以对图像顺次地应用曝光调整处理，合成装置可以顺次地将经过曝光调整处理的每个图像进行组合。

在根据本发明的图像处理装置中，图像获取装置可以包括：成像装置，用于通过拍摄操作获得图像；和成像控制装置，用于控制成像装置通过对同一场景使用不同曝光值执行超过一次的拍摄操作来获得多个图像。

根据本发明的图像处理方法的一个方面包括：获得多个具有不同曝光值的图像；通过对每个图像应用位扩展并将图像的曝光值调整成图像中具有最低曝光值第一图像的曝光值来执行曝光调整处理；以及通过将经过曝光调整处理的图像进行组合来生成合成图像。

本发明也可以以包含程序的记录介质的形式实现，其中该程序使计算机执行根据本发明的图像处理方法。

附图说明

图1是例示了应用根据本发明第一实施例的图像处理装置的数码相机的构造的示意框图；

图2是例示了成像单元的构造的示图；

图3是第一实施例中的曝光调整处理和合成处理的概念图；