圖像處理裝置以及圖像處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種對作為被輸入的數(shù)字圖像的輸入圖像進(jìn)行處理的圖像處理裝置 以及圖像處理方法，特別是涉及一種色階轉(zhuǎn)換的技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002] -般地，在圖像內(nèi)包含明亮的區(qū)域（亮度值高的區(qū)域）和暗的區(qū)域（亮度值低的 區(qū)域）的情況下，在兩區(qū)域間存在亮度差，但在每個(gè)區(qū)域內(nèi)存在亮度差消失、對比度小且不 清楚的傾向。對于該問題，已知以下方法：生成將橫軸設(shè)為亮度值（色階值）、將縱軸設(shè)為 頻率（頻數(shù)）的圖像的亮度直方圖，進(jìn)行使亮度的分布均勻化那樣的色階轉(zhuǎn)換，由此強(qiáng)調(diào)要 素?cái)?shù)（同一亮度值的頻率）多的色階的對比度。通過以這種方式進(jìn)行色階校正能夠強(qiáng)調(diào)對 比度。作為色階校正，提出了各種方法（例如，參照專利文獻(xiàn)1、2)。此外，本申請人提出了 一種檢測想要強(qiáng)調(diào)對比度的主要被檢體區(qū)域（例如肺野區(qū)域）的方法（例如，參照專利文 獻(xiàn)3)。
[0003] 另外，還已知以下一種更高效的方法：對于圖像，并非是一個(gè)直方圖，而是在分割 圖像而獲得的多個(gè)區(qū)域內(nèi)分別計(jì)算亮度直方圖，并在每個(gè)區(qū)域內(nèi)進(jìn)行色階校正。在專利文 獻(xiàn)1 :日本特開2011-130243號公報(bào)中公開了以下方法：將圖像分割為多個(gè)塊區(qū)域，對每個(gè) 塊區(qū)域進(jìn)行對比度校正，并且在彼此相鄰的兩個(gè)塊區(qū)域的邊界部分進(jìn)行避免明亮度（亮度 值）不連續(xù)那樣的色階轉(zhuǎn)換。
[0004] 專利文獻(xiàn)1:日本特開2011-130243號公報(bào)
[0005] 專利文獻(xiàn)2:日本特開2011-205714號公報(bào)
[0006] 專利文獻(xiàn)3 :日本特開2011-255033號公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]發(fā)明要解決的問題
[0008]然而，在以往的基于亮度直方圖的色階轉(zhuǎn)換方法中，存在如下問題。
[0009] 即，在如專利文獻(xiàn)1 :日本特開2011-130243號公報(bào)那樣的以往的色階轉(zhuǎn)換方法 中，在區(qū)域內(nèi)的局部范圍內(nèi)調(diào)整對比度，但在作為圖像整體來看的情況下，存在以下問題： 未必能將所關(guān)注的主要的被檢體（關(guān)心區(qū)域）調(diào)整為最佳的明亮度、對比度。
[0010] 例如，在圖像中存在背景那樣的相同的明亮度且占據(jù)大面積的區(qū)域的情況下，相 當(dāng)于區(qū)域外的表示色階的要素?cái)?shù)多。因此，雖強(qiáng)調(diào)了背景部分的對比度，但沒有強(qiáng)調(diào)其它的 被檢體部分的對比度。因而，在所關(guān)注的主要的被檢體（主要被檢體區(qū)域）中，對比度沒有 被最優(yōu)化，不能獲得高品質(zhì)且理想的畫質(zhì)。另外，在圖像中包含各種與被檢體有關(guān)的區(qū)域， 但并不限于關(guān)注全部被檢體。期望以恰當(dāng)?shù)纳A校正主要被檢體區(qū)域。換言之，不期望以 恰當(dāng)?shù)纳A僅校正主要被檢體區(qū)域以外的區(qū)域。
[0011] 本發(fā)明是鑒于這種情況而完成的，其目的在于提供一種能夠最佳地強(qiáng)調(diào)想要強(qiáng)調(diào) 的區(qū)域的對比度的圖像處理裝置以及圖像處理方法。
[0012] 用于解決問題的方案
[0013] 本發(fā)明為了實(shí)現(xiàn)這樣的目的，采用如下結(jié)構(gòu)。
[0014] S卩，本發(fā)明所涉及的圖像處理裝置是對作為被輸入的數(shù)字圖像的輸入圖像進(jìn)行處 理的圖像處理裝置，其特征在于，具備：代表值計(jì)算單元，其根據(jù)該輸入圖像計(jì)算代表值，該 代表值是代表主要區(qū)域的亮度值；圖像分割單元，其對上述輸入圖像的圖像區(qū)域進(jìn)行分割， 并設(shè)定多個(gè)范圍；對應(yīng)關(guān)系計(jì)算單元，其在按由該圖像分割單元分割出的各區(qū)域?qū)⑸鲜鲚?入圖像中的像素的色階與圖像處理后的輸出圖像中的像素的色階相關(guān)聯(lián)而得到的與色階 有關(guān)的對應(yīng)關(guān)系中，計(jì)算用于強(qiáng)調(diào)或者抑制由上述代表值計(jì)算單元計(jì)算出的上述代表值附 近的對比度的與色階有關(guān)的對應(yīng)關(guān)系；以及色階轉(zhuǎn)換單元，其轉(zhuǎn)換輸入圖像的各像素的色 階，其中，該色階轉(zhuǎn)換單元基于作為由上述圖像分割單元分割出的上述范圍的、圖像處理對 象的像素所屬的范圍和與該范圍相鄰的范圍內(nèi)的上述與色階有關(guān)的對應(yīng)關(guān)系，來轉(zhuǎn)換上述 圖像處理對象的像素的色階。
[0015] [作用和效果]根據(jù)本發(fā)明所涉及的圖像處理裝置，代表值計(jì)算單元根據(jù)輸入圖 像計(jì)算作為代表主要區(qū)域的亮度值的代表值。另一方面，圖像分割單元對輸入圖像的圖像 區(qū)域進(jìn)行分割，并設(shè)定（分割出的）多個(gè)范圍。對應(yīng)關(guān)系計(jì)算單元在按由該圖像分割單元 分割出的各區(qū)域?qū)⑤斎雸D像中的像素的色階與圖像處理后的輸出圖像中的像素的色階相 關(guān)聯(lián)而得到的與色階有關(guān)的對應(yīng)關(guān)系中，計(jì)算用于強(qiáng)調(diào)或者抑制由代表值計(jì)算單元計(jì)算出 的代表值附近的對比度的與色階有關(guān)的對應(yīng)關(guān)系。色階轉(zhuǎn)換單元基于作為由圖像分割單元 分割出的范圍的、圖像處理對象的像素所屬的范圍和與該范圍相鄰的范圍內(nèi)的與色階有關(guān) 的對應(yīng)關(guān)系，來轉(zhuǎn)換輸入圖像的各像素的色階。由此，由圖像分割單元分割出的各區(qū)域的邊 界部分的亮度值變得平滑。另外，即使由于想要強(qiáng)調(diào)的區(qū)域外（例如背景區(qū)域）占據(jù)大面 積而導(dǎo)致表示相當(dāng)于區(qū)域外的色階的要素?cái)?shù)多，也能夠通過計(jì)算用于強(qiáng)調(diào)或者抑制代表值 附近的對比度的與色階有關(guān)的對應(yīng)關(guān)系，并基于該與色階有關(guān)的對應(yīng)關(guān)系對輸入圖像的各 像素的色階進(jìn)行轉(zhuǎn)換，來最佳地強(qiáng)調(diào)想要強(qiáng)調(diào)的區(qū)域的對比度。
[0016] 上述主要區(qū)域通常是想要強(qiáng)調(diào)的區(qū)域。即，主要區(qū)域是成為對比度的強(qiáng)調(diào)的對象 的主要被檢體區(qū)域。在該情況下，對應(yīng)關(guān)系計(jì)算單元計(jì)算用于強(qiáng)調(diào)（代表成為對比度的強(qiáng) 調(diào)的對象的主要被檢體區(qū)域的）代表值附近的對比度的與色階有關(guān)的對應(yīng)關(guān)系，由此能夠 最佳地強(qiáng)調(diào)想要強(qiáng)調(diào)的主要被檢體區(qū)域的對比度。
[0017] 當(dāng)然，上述主要區(qū)域也可以是成為對比度的強(qiáng)調(diào)的對象外的背景區(qū)域。在該情況 下，對應(yīng)關(guān)系計(jì)算單元計(jì)算用于抑制（代表成為對比度的強(qiáng)調(diào)的對象外的背景區(qū)域的）代 表值附近的對比度的與色階有關(guān)的對應(yīng)關(guān)系，由此抑制背景區(qū)域的對比度。其結(jié)果，相對地 強(qiáng)調(diào)想要強(qiáng)調(diào)的主要被檢體區(qū)域的對比度，因此發(fā)揮與主要區(qū)域是成為對比度的強(qiáng)調(diào)的對 象的主要被檢體區(qū)域的情況相同的效果。在該情況下，對存在多個(gè)想要強(qiáng)調(diào)的主要被檢體 區(qū)域的情況是有效的。
[0018] 此外，也可以還具備確定主要區(qū)域的主要區(qū)域確定單元。利用運(yùn)算單元來構(gòu)成主 要區(qū)域確定單元，利用該運(yùn)算單元檢測主要區(qū)域。由此，能夠自動檢測主要區(qū)域。當(dāng)然，也 可以利用輸入單元構(gòu)成主要區(qū)域確定單元，利用該輸入單元輸入設(shè)定主要區(qū)域。由此，能夠 手動地輸入設(shè)定主要區(qū)域。
[0019] 另外，也可以是，主要區(qū)域確定單元將主要區(qū)域分割為多個(gè)，代表值計(jì)算單元針對 由主要區(qū)域確定單元分割為多個(gè)的各主要區(qū)域分別計(jì)算代表值。能夠?qū)γ總€(gè)更細(xì)小的區(qū)域 進(jìn)行色階轉(zhuǎn)換。另外，也可以是，主要區(qū)域確定單元將主要區(qū)域設(shè)定為多個(gè)，代表值計(jì)算單 元針對由主要區(qū)域確定單元設(shè)定為多個(gè)的各主要區(qū)域分別計(jì)算代表值。例如即使各主要區(qū) 域是離散的（即使各主要區(qū)域是飛地），也能夠?qū)崿F(xiàn)各自的色階轉(zhuǎn)換的最優(yōu)化。
[0020] 代表值是基于區(qū)域內(nèi)的像素?cái)?shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)值即可，例如是亮度值的平均值、亮度值 的最大值、亮度值的最小值、亮度值的最頻值或者亮度值的中央值。在將亮度值的平均值設(shè) 定為代表值的情況下，能夠均勻地進(jìn)行色階轉(zhuǎn)換。在將亮度值的最大值設(shè)定為代表值的情 況下，能夠防止明亮部分的色階部分變?yōu)榧儼椎臓顟B(tài)的所謂"過曝光"。相反地，在將亮度值 的最小值設(shè)定為代表值的情況下，能夠防止暗部分的色階部分變?yōu)榧兒诘臓顟B(tài)的所謂"曝 光不足"。另外，在將亮度值的最頻值設(shè)定為代表值的情況下，當(dāng)如上所述的主要區(qū)域是成 為對比度的強(qiáng)調(diào)的對象的主要被檢體區(qū)域時(shí)，能夠強(qiáng)調(diào)像素?cái)?shù)多（即要素?cái)?shù)多）的區(qū)域、即 顯著部分。另外，在將亮度值的中央值設(shè)定為代表值的情況下，當(dāng)如上所述的主要區(qū)域是成 為對比度的強(qiáng)調(diào)的對象的主要被檢體區(qū)域時(shí)，能夠強(qiáng)調(diào)中央的值。
[0021] 圖像分割單元也可以將輸入圖像的圖像區(qū)域分割為相同形狀。通過分割為相同形 狀能夠進(jìn)行反復(fù)運(yùn)算。另外，圖像分割單元也可以根據(jù)被檢體的形狀來分割輸入圖像的圖 像區(qū)域。能夠?qū)崿F(xiàn)與被檢體的形狀相應(yīng)的色階轉(zhuǎn)換的最優(yōu)化。
[0022] 另外，本發(fā)明所涉及的圖像處理方法是對作為被輸入的數(shù)字圖像的輸入圖像進(jìn)行 處理的圖像處理方法，該圖像處理方法的特征在