图像处理装置、摄像装置和图像处理方法制造方法及图纸

提供图像处理装置、摄像装置和图像处理方法，能够使直方图平滑化的结果稳定地变化。对针对规定的灰度数的各个灰度的频值进行计数并生成直方图，作为所输入的图像数据的亮度分布，将直方图的计数值分配给邻近的灰度，从低灰度侧起累积直方图，生成累积直方图，使用累积直方图进行对比度校正，在上述分配处理中，在将计数值分配给邻近的灰度时，针对规定的灰度数，使分配量固定(S79～S83)。

【技术实现步骤摘要】
图像处理装置、摄像装置和图像处理方法
本专利技术涉及进行根据图像的直方图生成累积直方图并进行直方图平滑化的灰度转换处理的图像处理装置、摄像装置和图像处理方法。
技术介绍
以往，公知有根据图像的直方图生成累积直方图并进行直方图平滑化的灰度转换处理。当在照相机等摄像装置中进行灰度转换处理时，为了简化处理，使用缩小图像，以比输入图像的灰度数少的灰度、例如8灰度或16灰度生成直方图并进行平滑化。但是，当减少灰度数时，在由于场景变换或曝光校正等而使曝光变化时，直方图急剧变化。特别是在直方图集中于特定灰度的平坦的被摄体中，直方图平滑化后的图像的明亮度变亮或变暗，表现为图像不均。使用图16A、图16B、图17A和图17B对这点进行说明。在图16A、图16B中，横轴取缩小图像的像素值，在该例子中，对灰度进行八分割。例如，在像素值为0～4095的情况下，设0～512的范围为灰度“0”，设512～1024的范围为灰度“1”，设1024～1536的范围为灰度“3”。以后，等间隔地分割为灰度“4”～“8”。在图16A、图16B的例子中，在整面为相同亮度的单一平面的被摄体的情况下，如图16A所示，直方图集中于某个特定的灰度。在直方图生成中，如果像素值进入某个特定的范围，则作为该灰度的频值进行计数。即，在图16A所示的例子中，如上所述将灰度分成0～7这8个灰度，在该例子中，集中于灰度n＝3。即，如图16B所示，在像素值为V1、V2、V3时，均同样地在其灰度(n＝3)的频值中加上1。因此，在整面为相同亮度的单一平面的被摄体中，还存在曝光变化，在像素值从V1逐渐变化到V4的情况下，直方图急剧切换。即，相对于像素值V1～V3的曝光变化，直方图不变化(参照图17A-图17C)，但是，在像素值V3～V4的曝光变化中，直方图急剧切换(参照图17C、图17D)。因此，其结果，在使用直方图的直方图平滑化中也产生急剧变化。因此，在日本特许第5486791号公报(以下称为专利文献1)中，提出了如下技术：在直方图生成时的频值计数时，计算与相应灰度内的位置对应的权重，还分配给相邻的灰度，由此，即使灰度数较少，在曝光变化时，也能够使直方图的变化平滑。具体而言，根据像素值和包含像素值的灰度内的相对位置，赋予图18A-图18C所示的权重，分配给前后的灰度并对频值进行计数。另外，图18A所示的曲线W10表示针对相应的灰度位置(n)的频值的权重，图18B所示的曲线W11表示针对相应的灰度位置(n)的相邻位置(n-1)的频值的权重，图18C所示的曲线W12表示针对相应的灰度位置(n)的相邻位置(n+1)的频值的权重。通过赋予这种权重，如图19A-图19D所示，伴随曝光变化，直方图也变化，成为平滑的变化。另外，图19A示出缩小图像的像素值V1的情况下的直方图，图19B示出缩小图像的像素值V2的情况下的直方图，图19C示出像素值V3的情况下的直方图，图19D示出缩小图像的像素值V4的情况下的直方图。通过进行所述专利文献1提出的灰度转换处理，如图19A-图19D所示，直方图自身的急剧变化得到改善。但是，不足以使直方图平滑化的结果稳定地变化，根据条件的不同，有时直方图平滑化的图像的明亮度会变化。使用图19E-图19H对这点进行说明。图19E-图19H所示的各曲线图示出使用图19A-图19D的直方图的累积直方图和将累积直方图作为输入输出特性进行直方图平滑化时的状况。可知，关于图19E-图19H的横轴所示的输入数据(双箭头)，即使存在曝光变化，宽度也不变而逐渐变暗，与此相对，关于纵轴所示的直方图平滑化后的输出数据(双箭头)，由于曝光变化，宽度大幅变化。即，在专利文献1所示的灰度转换处理中，在进行使用直方图平滑化的局部灰度转换处理时，无法得到稳定的结果。另外，横轴的双箭头的正中附近的纵线表示平均值。
技术实现思路
本专利技术是鉴于这种情况而完成的，其目的在于，提供能够使直方图平滑化的结果稳定地变化的图像处理装置、摄像装置和图像处理方法。本专利技术的图像处理装置具有：直方图生成部，其对针对规定的灰度数的各个灰度的频值进行计数并生成直方图，作为所输入的图像数据的亮度分布；分配处理部，其将上述直方图的计数值分配给邻近的灰度；累积直方图生成部，其从低灰度侧起累积由上述直方图生成部得到的直方图，生成累积直方图；以及灰度校正处理部，其使用上述累积直方图进行对比度校正，其中，上述分配处理部在将上述计数值分配给上述邻近的灰度时，针对规定的灰度数，使分配量固定。本专利技术的摄像装置具有：摄像部，其对拍摄视场进行摄像并输出图像数据；直方图生成部，其对针对规定的灰度数的各个灰度的频值进行计数并生成直方图，作为所输入的上述图像数据的亮度分布；分配处理部，其将上述直方图的计数值分配给邻近的灰度；累积直方图生成部，其从低灰度侧起累积由上述直方图生成部得到的直方图，生成累积直方图；以及灰度校正处理部，其使用上述累积直方图进行对比度校正，其中，上述分配处理部在将上述计数值分配给上述邻近的灰度时，针对规定的灰度数，使分配量固定。本专利技术的图像处理方法具有以下步骤：直方图生成步骤，对针对规定的灰度数的各个灰度的频值进行计数并生成直方图，作为所输入的图像数据的亮度分布；分配处理步骤，将上述直方图的计数值分配给邻近的灰度；累积直方图生成步骤，从低灰度侧起累积由上述直方图生成步骤得到的直方图，生成累积直方图；以及灰度校正处理步骤，使用上述累积直方图进行对比度校正，其中，在上述分配处理步骤中，在将上述计数值分配给上述邻近的灰度时，针对规定的灰度数，使分配量固定。根据本专利技术，能够提供能够使直方图平滑化的结果稳定地变化的图像处理装置、摄像装置和图像处理方法。附图说明图1是示出本专利技术的一个实施方式的照相机的主要电气结构的框图。图2是示出本专利技术的一个实施方式的照相机的直方图平滑化的动作的流程图。图3是示出用于根据来自本专利技术的一个实施方式的照相机的摄像元件的亮度图像生成缩小图像的块的图。图4是示出用于根据本专利技术的一个实施方式的照相机的缩小图像生成直方图的范围的图。图5A和图5B是示出本专利技术的一个实施方式的照相机中、根据缩小图像生成的直方图和累积直方图的曲线图。图6是示出本专利技术的一个实施方式的照相机中、还使用附近的累积直方图进行对比度校正的例子的曲线图。图7是示出本专利技术的一个实施方式的照相机的直方图生成的概念性动作的流程图。图8A～图8C是说明本专利技术的一个实施方式的照相机中、直方图生成的图，图8A是示出直方图生成中使用的图像数据的像素位置的图，图8B是用于计算灰度位置的表，图8C是示出用于计算灰度位置的像素值数据的构造的图。图9是示出本专利技术的一个实施方式的照相机的直方图生成的动作的流程图。图10A和图10B是示出本专利技术的一个实施方式的照相机中、在斜率稳定化灰度数(stabN)为奇数的情况下和偶数的情况下斜率稳定化灰度与相邻灰度的位置关系的图。图11是示出本专利技术的一个实施方式的照相机的斜率稳定化灰度和相邻灰度的频值设定的动作的流程图。图12A和图12B是示出本专利技术的一个实施方式的照相机中、各灰度中的分配权重的关系的图。图13A～图13H是说明本专利技术的一个实施方式的照相机中、直方图平滑化的效果的图。图14是示出本专利技术的一个实施方式的照相机的直方本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种图像处理装置，其具有：直方图生成部，其对针对规定的灰度数的各个灰度的频值进行计数并生成直方图，作为所输入的图像数据的亮度分布；分配处理部，其将上述直方图的计数值分配给邻近的灰度；累积直方图生成部，其从低灰度侧起累积由上述直方图生成部得到的直方图，生成累积直方图；以及灰度校正处理部，其使用上述累积直方图进行对比度校正，其中，上述分配处理部在将上述计数值分配给上述邻近的灰度时，针对规定的灰度数，使分配量固定。

【技术特征摘要】
2015.01.06 JP 2015-0008141.一种图像处理装置，其具有：直方图生成部，其对针对规定的灰度数的各个灰度的频值进行计数并生成直方图，作为所输入的图像数据的亮度分布；分配处理部，其将根据斜率稳定化灰度数计算出来的权重系数分配给相邻的斜率稳定化灰度，所述斜率稳定化灰度数是在产生曝光变化的情况下也能够使累积直方图的斜率保持恒定的灰度数的设定；累积直方图生成部，其从低灰度侧起累积由上述直方图生成部得到的直方图，生成累积直方图；以及灰度校正处理部，其使用上述累积直方图进行对比度校正，其中，上述分配处理部在将上述权重系数分配给上述相邻的斜率稳定化灰度时，针对规定的灰度数，使分配量固定。2.一种摄像装置，其具有：摄像部，其对拍摄视场进行摄像并输出图像数据；直方图生成部，其对针对规定的灰度数的各个灰度的频值进行计数并生成直方图，作为所输入的上述图像数据的亮度分布；分配处理部，其将根据斜率稳定化灰度数计算出来的权重系数分配给相邻的斜率稳定化灰度，所述斜率稳定化灰度数是在产生曝光变化的情况下也能够使累积直方图的斜率保持恒定的灰度数的设定；累积直方图生成部，其从低灰度侧起累积由上述直方图生成部得到的直方图，生成累积直方图；以及灰度校正处理部，其使用上述累积直方图进行对比度校正，其中，上述分配处理部在将上述权重系数分配给上述相邻的斜率稳定化灰度时，针对规定的灰度数，使分配量固定。3.根据权利要求2所述的摄像装置，其中，在上述摄像部的摄像动作是静态图像拍摄的情况下，与动态图像拍摄的情况相比，上述分配处理部使上述分配量固定的灰度数相同或较少。4.根据权利要求2所述的摄像装置，其中，上述摄像装置还具有：检测部，其取得图像内的区；以及区判定部，其判定上述图像数据的局部区域是否位于上述检测部中检测到的上述区内，上述直方图生成...

【专利技术属性】
技术研发人员：木野达哉，
申请(专利权)人：奥林巴斯株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP