[發(fā)明專利]圖像處理裝置和方法、程序、及記錄介質(zhì)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200680008632.6
• 申請日: 2006-03-15
• 公開（公告）號: CN101142812A
• 公開（公告）日: 2008-03-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 安藤丹一
• 申請（專利權(quán)）人: 歐姆龍株式會社
• 主分類號: H04N5/225
• 分類號: H04N5/225;B60R1/00;G06T1/00;H04N5/20;H04N7/18
• 代理公司: 北京三友知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 黃綸偉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及圖像處理裝置和方法、程序、及記錄介質(zhì)，特別涉及可清晰地顯示由動態(tài)范圍寬的攝像元件所拍攝的圖像的圖像處理裝置和方法、程序、及記錄介質(zhì)。

背景技術(shù)

近年來，具有即使在以明亮的天空為背景的室外、夕陽等逆光的場面、或在夜間也可以拍攝到清晰的圖像的寬動態(tài)范圍的攝像元件(HDRC(High?Dynamic?Range?CMOS(Complementary?Metal?OxideSemiconductor，互補型金屬氧化物半導(dǎo)體)，高動態(tài)范圍CMOS))的利用得到了普及。由于HDRC具有寬動態(tài)范圍，所以不會由于照度的過剩或不足而引起圖像數(shù)據(jù)的欠缺，而可作為圖像傳感器來使用，可期待實現(xiàn)廣泛的用途(例如，參照專利文獻(xiàn)1。)。

在HDRC中，可對動態(tài)范圍寬的圖像進(jìn)行拍攝，所以可將所拍攝的圖像(攝影圖像)的灰度數(shù)以最大為214灰度(214等級的灰度范圍)來顯示，但普通的顯示器等顯示裝置的顯示灰度一般例如為256灰度等。因此，在顯示HDRC的攝影圖像的情況下，通常，以比攝影圖像的灰度數(shù)少的灰度數(shù)來顯示，所以無法將攝影圖像直接顯示在普通的顯示器等上。因此，為了使用普通的顯示裝置來顯示HDRC的攝影圖像，進(jìn)行攝影圖像的灰度變換。

圖1是說明以往的灰度變換的例子的圖。在該例子中，對作為由使用HDRC的照相機等所拍攝的攝影圖像、在晴天時拍攝的圖像即圖像1、在陰天時拍攝的圖像即圖像2、在夜間拍攝的圖像即圖像3的灰度進(jìn)行變換，而作為顯示圖像顯示在顯示裝置上。

另外，圖1示出了包含在圖像1中的像素的亮度值的最大值為值b11而像素的亮度值的最小值為值b12，包含在圖像2中的像素的亮度值的最大值為值b21而像素的亮度值的最小值為值b22，另外包含在圖像3中的像素的亮度值的最大值為值b31而像素的亮度值的最小值為b32的情況。

在顯示裝置可顯示的灰度范圍W例如為256灰度的情況下，當(dāng)對攝影圖像進(jìn)行顯示時，根據(jù)包含在圖像1至圖像3中的像素的亮度值的最大值和最小值來進(jìn)行灰度的變換。例如，針對圖像1，變換為將亮度值的最大值b11和亮度值的最小值b12之間的亮度值分配到256灰度，而顯示在顯示裝置上。另一方面，在對圖像2進(jìn)行顯示的情況下，變換為將亮度值的最大值b21和亮度值的最小值b22之間的亮度值分配到256灰度。

通過如上述那樣進(jìn)行灰度變換，可使用普通的顯示裝置來顯示出由具有寬動態(tài)范圍的HDRC的照相機等拍攝的攝影圖像。

專利文獻(xiàn)1：日本特表平7-506932號公報

但是，通過以往的灰度變換來顯示的顯示圖像未必能被清晰地顯示。由HDRC等動態(tài)范圍寬的照相機所拍攝的圖像與顯示裝置的動態(tài)范圍相比其動態(tài)范圍非常寬，所以當(dāng)直接對灰度進(jìn)行壓縮來顯示時，將成為整體上沒有對比度的淡圖像，導(dǎo)致難以以人眼來識別所顯示的內(nèi)容。為解決這樣的問題，例如存在求出亮度的最大值和最小值，將灰度壓縮為使得最大值成為顯示裝置的最大亮度而最小值成為顯示裝置的最小亮度的方法等。

另外，作為另一問題，存在當(dāng)對象在非常寬的亮度范圍內(nèi)產(chǎn)生較大變動的那樣的情況下，在顯示裝置上無法得知人觀察到什么樣的亮度區(qū)域的問題。例如，在根據(jù)亮度的最大值和最小值來進(jìn)行顯示的上述方法中，在對明亮的天空進(jìn)行拍照等情況下，將與人觀察到的亮度區(qū)域不同的亮度區(qū)域作為主要的灰度來顯示。在夜間將暗的背景拍得較大的情況下，也產(chǎn)生將與入觀察到的亮度區(qū)域不同的暗的亮度區(qū)域作為主要的灰度來顯示的相同問題。由于在由HDRC照相機所拍攝的圖像數(shù)據(jù)中，還包含高至(或低至)人不關(guān)心的程度的值的亮度信息，如果不知道人究竟關(guān)注于(關(guān)心)什么樣的亮度區(qū)域，則無法以適當(dāng)?shù)臐舛群皖伾珌盹@示。

例如，如圖像1和圖像3那樣，有時亮度值的最大值和最小值的范圍存在較大差異，所以與攝影圖像的亮度值的變化對應(yīng)，顯示圖像的濃淡的灰度也伸長或縮小地發(fā)生變動，有時所顯示的圖像觀察起來非常不自然。

另外，在圖像3中，變換為將亮度值的最大值b31和亮度值的最小值b32之間的亮度值分配到256灰度，而顯示在顯示裝置上，但對于在夜間拍攝的圖像3，圖像的大部分由暗(亮度值小)的像素構(gòu)成的可能性高，且具有最大值b31附近的值的像素例如為從閃光燈光或前燈等與圖像的其他部分相比極端明亮的物體發(fā)出的光的可能性高。

因此，在變換為將與亮度值的最小值b32之間的所有亮度值分配到256灰度的情況下，像素的亮度值的中心成為比本來應(yīng)清晰地顯示的像素(圖像中的大半像素)的亮度值還高的值，將導(dǎo)致與圖像3對應(yīng)的顯示圖像整體上變得微暗。