图像处理装置、方法以及包含程序的计算机可读记录介质制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种图像处理装置、方法以及包含程序的计算机可读记录介质。图像处理装置包括：图像获取单元（２，３），用于获得多个具有不同曝光值的图像；曝光调整单元（１２），用于通过对每个图像应用位扩展和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执行曝光调整处理；和合成单元（１３），用于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。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术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。
技术介绍
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。
技术实现思路
考虑到上述情况，本专利技术致力于改进图像的色调再现，特别是 图像暗区的色调再现。'根据本专利技术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。在根据本专利技术的图像处理装置中，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。在根据本专利技术的图像处理装置中，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。在根据本专利技术的图像处理装置中，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。在根据本专利技术的图像处理装置中，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。在根据本专利技术的图像处理装置中，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。根据本专利技术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。本专利技术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专利技术的图像处理方法。附图说明图1是例示了应用根据本专利技术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； 图4是例示了低曝光图像的光量与QL值之间关系的曲线图； 图5是例示了高曝光图像的光量与QL值之间关系的曲线图； 图6是例示了根据第一实施例生成的合成图像的光量与QL值之 间关系的曲线图；图7是例示了第 一 实施例执行的操作的流程图；图8是例示了色调转换的特征的曲线图；图9是第二实施例中曝光调整处理和合成处理的概念图；图10是解释应用于低曝光图像的增益处理和偏移处理的曲线图；图11是解释应用于高曝光图像的增益处理和偏移处理的曲线图；图12是例示了根据第二实施例生成的合成图像的光量与QL值之间关系的曲线图；图13是例示了第二实施例执行的操作的流程图；图14是第三实施例中曝光调整处理和合成处理的概念图；图15例示了第三实施例中用于低曝光图像的列表；图16例示了第三实施例中用于高曝光图像的列表；图17是例示了根据第三实施例生成的合成图像的光量与QL值之间关系的曲线图；图18是例示了第三实施例执行的操作的流程图； 图19是第四实施例中曝光调整处理和合成处理的概念图； 图20例示了第四实施例中用于高曝光图像的列表； 图21是例示了第四实施例中经过列表转换的高曝光图像的光量 与QL值之间关系的曲线图；图22是例示了第四实施例中经过增益处理的高曝光图像的光量 与QL值之间关系的曲线图；图23是例示了第四实施例执行的操作的流程图；图24是第五实施例中曝光调整处理和合成处理的概念图；以及图25是例示了第五实施例执行的操作的流程图。具体实施方式在下文中，将参考附图来描述本专利技术的实施例。图1是例示了 数码相机的构造的示意框图，该数码相机应用了根据本专利技术第一实施 例的图像处理装置。如图1所示，根据第一实施例的数码相机1包括成像单元2、成像控制单元3、信号处理单元4、压縮/解压缩处理单 元5、帧存储器6、介质控制单元7、内部存储器8和显示控制单元9。 图2例示了成像单元2的构造。如图2所示，成像单元2包括 镜头20、控光光圈21、快门22、 CCD 23、模拟前端(AFE) 24和 A/D转换单元25。镜头20由许多具有各自功能的镜头形成，例如用来在目标上聚 焦的聚焦镜头和实现变焦功能的变焦镜头，每个镜头的位置由镜头驱 动单元(未示出)调整。例如，镜头驱动单元调整聚焦镜头的焦点位置。控光光圈21的光圈直径由控光光圈驱动单元(未示出)根据从AE处理获得的光圈值数据进行调整。快门22是机械快门，由快门驱动单元(未示出)根据从AE处 理获得的快门速度来驱动。CCD 23包含具有预定尺寸的光电表面，在光电表面上二维排列 多个感光单元。目标的光图像聚焦在光电表面上，经过光电转换得到 模拟成像信号。此外，由规则布置的R、 G和B滤色片组成的滤色片 布置在CCD 23的正面。AFE 24处理从CCD 23输出的模拟成像信号来从模拟本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种图像处理装置，包括：　图像获取装置，用于获取多个具有不同曝光值的图像；　曝光调整装置，用于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的第一图像的曝光值来执行曝光调整处理；和　合成装置，用于通过将 经过曝光调整处理的图像进行组合来生成合成图像。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：仓桥秀和，田中诚二，
申请(专利权)人：富士胶片株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]