JP5932068B1 - 画像処理装置、撮像装置、画像処理方法、画像処理プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】低輝度〜中間階調域の色再現をなるべく低下させることなく、高輝度階調域の彩度低下を抑制する画像処理装置等を提供する。
【解決手段】複数の色信号の画素から構成される入力画像を、彩度および色相を変化させることなく画素毎の信号値に応じた強度で信号強調するゲイン算出部３１およびゲイン乗算部３２と、信号強調を行わない場合に出力時の中間階調域が適正な信号値となるように変換する基本ガンマ変換曲線よりもガンマ強調度が弱い弱ガンマ変換曲線に基づいて、信号強調された複数の色信号を階調変換することを、画素毎に行うガンマ補正部３３と、を備える画像処理装置。
【選択図】図３

Description

本発明は、複数の色信号の画素から構成される画像を階調変換する画像処理装置、撮像装置、画像処理方法、画像処理プログラムに関する。

撮像して得られた画像に対して、表示装置に適切な階調の画像が表示されるように、あるいは印刷装置により適切な階調の画像が印刷されるように、階調変換を行う技術は従来より提案されている。

ところが、入力された画像が複数の色信号から構成されている場合に、各色信号毎に階調変換を行うと、彩度や色相が変化してしまう。すなわち、ガンマ変換は非線形な変換であるために、例えば入力された３原色の信号ＲＧＢに対してガンマ変換γ（）を行うと、変換前の色信号比Ｒ：Ｇ：Ｂと、変換後の色信号比γ（Ｒ）：γ（Ｇ）：γ（Ｂ）とは一般に一致せず、ガンマ変換γ（）では彩度や色相が保存される量とはならないためである。

そこで、輝度成分の階調変換は行うが、彩度や色相については変化を抑制するようにした技術が提案されている。

例えば、日本国特許公報第２７４８６７８号に記載の技術は、複数の色信号Ｒ，Ｇ，Ｂからまず輝度信号Ｙを作成し、輝度信号Ｙと輝度信号Ｙをガンマ変換した後の信号Ｙ’との比Ｙ’／Ｙから補正係数Ｋを算出する。そして、算出された補正係数Ｋを複数の色信号Ｒ，Ｇ，Ｂのそれぞれに乗算することで、階調変換後の色信号Ｒ’，Ｇ’，Ｂ’を算出する。こうして共通の補正係数Ｋを乗算された階調変換後の色信号Ｒ’，Ｇ’，Ｂ’の色信号比Ｒ’：Ｇ’：Ｂ’は、階調変換前の色信号比Ｒ：Ｇ：Ｂと同一であるために、階調変換によって彩度や色相が変化しない。

また、日本国特許公報第５２４８９２８号に記載の技術は、画像を複数の領域に分割して、各領域の平均輝度値を算出し、平均輝度値が大きいほどダイナミックレンジ拡大率を大きく設定する。そして、ダイナミックレンジ拡大率が大きいほど高輝度域を圧縮して中輝度域をレベル増幅する階調カーブを適用する。さらに、ダイナミックレンジ拡大率が大きく、かつ高輝度域の数が多いほど、ゲイン補正量と絞り値補正量とシャッタスピード補正量と露出値補正量との内の少なくとも１つを大きくする。該公報に記載の技術では、このようにしてダイナミックレンジを拡大するようになっている。

日本国特許公報第２７４８６７８号 日本国特許公報第５２４８９２８号

ガンマ変換曲線（例えば、上記日本国特許公報第５２４８９２８号に記載されたガンマ変換曲線）は、一般的に、低輝度域ほど傾きが大きく、高輝度域へ行くに従って傾きが次第に小さくなる形状となっている。こうしたガンマ変換曲線を用いて階調変換を行うと、特にガンマ変換曲線の傾きが小さくなる高輝度側において彩度低下が生じ易い。

まず、無彩色であるＲ＝Ｇ＝Ｂの場合には、変換前の色信号比Ｒ：Ｇ：Ｂと変換後の色信号比γ（Ｒ）：γ（Ｇ）：γ（Ｂ）とは、何れも１：１：１となって等しい。

これに対して、色信号Ｒ，Ｇ，Ｂの内の少なくとも１つの色信号の信号値が他の色信号の信号値と異なる有彩色の場合には、上述したガンマ変換曲線により階調変換を行うと、最も信号値の高い色信号の増幅率は１に近い比較的小さい値となるが、信号値の低い色信号の増幅率は１よりもずっと大きくなるために、色信号比は変換前後で等しくならない。従って、彩度および色相が変化することになるが、特に彩度に関しては、色信号比が１：１：１に近接することから、無彩色に近付くことが分かる。

これに対して、上記日本国特許公報第２７４８６７８号に記載された技術は、変換前後における色信号比が維持されるために高輝度階調域の彩度低下を回避することができるが、低輝度階調域や中間階調域についても階調変換前のカラーバランスが不要に維持されるために、低輝度階調域や中間階調域ではＲＧＢ各色毎の階調変換において本来期待されるようなモニタ表示に適した色再現が得られなくなってしまうというトレードオフが生じる。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、低輝度階調域や中間階調域の色再現をなるべく低下させることなく、高輝度階調域の彩度低下を抑制することができる画像処理装置、撮像装置、画像処理方法、画像処理プログラムを提供することを目的としている。

本発明のある態様による画像処理装置は、複数の色信号の画素から構成される入力画像を、彩度および色相を変化させることなく画素毎の信号値に応じた強度で信号強調する信号強調部と、上記信号強調部による信号強調を行わない場合に出力時の中間階調域の信号値が適正な出力値範囲の信号値となるような変換を行う基本ガンマ変換曲線よりもガンマ強調度が弱い弱ガンマ変換曲線に基づいて、上記信号強調部により信号強調された複数の色信号を階調変換することを、画素毎に行うガンマ補正部と、を具備している。

本発明のある態様による撮像装置は、被写体像を結像する撮像光学系と、上記撮像光学系により結像された被写体像を撮像して画像信号を生成する撮像部と、上記撮像部により生成された画像信号を上記入力画像とする上記画像処理装置と、を具備している。

本発明のある態様による画像処理方法は、複数の色信号の画素から構成される入力画像を、彩度および色相を変化させることなく画素毎の信号値に応じた強度で信号強調する信号強調ステップと、上記信号強調ステップによる信号強調を行わない場合に出力時の中間階調域の信号値が適正な出力値範囲の信号値となるような変換を行う基本ガンマ変換曲線よりもガンマ強調度が弱い弱ガンマ変換曲線に基づいて、上記信号強調ステップにより信号強調された複数の色信号を階調変換することを、画素毎に行う階調変換ステップと、を有している。

本発明のある態様による画像処理プログラムは、コンピュータに、複数の色信号の画素から構成される入力画像を、彩度および色相を変化させることなく画素毎の信号値に応じた強度で信号強調する信号強調ステップと、上記信号強調ステップによる信号強調を行わない場合に出力時の中間階調域の信号値が適正な出力値範囲の信号値となるような変換を行う基本ガンマ変換曲線よりもガンマ強調度が弱い弱ガンマ変換曲線に基づいて、上記信号強調ステップにより信号強調された複数の色信号を階調変換することを、画素毎に行う階調変換ステップと、を実行させるためのプログラムである。

本発明の画像処理装置、撮像装置、画像処理方法、画像処理プログラムによれば、低輝度階調域や中間階調域の色再現をなるべく低下させることなく、高輝度階調域の彩度低下を抑制することができる。

本発明の実施形態１における画像処理装置の構成を示すブロック図。 上記実施形態１における画像処理部の構成を示すブロック図。 上記実施形態１における階調変換部の構成を示すブロック図。 上記実施形態１における基本ガンマ変換曲線γ０（ｘ）および弱ガンマ変換曲線γ１（ｘ）の例を示す線図。 上記実施形態１における基本ガンマ変換曲線γ０（ｘ）を用いて有彩色の信号を階調変換したときの各色信号のゲインの例を示す図。 上記実施形態１における関数ｆ（ｘ）の関数形状を示す線図。 上記実施形態１において、関数ｆ（ｘ）を用いて色信号毎に算出したゲインの例を示す線図。 上記実施形態１において、関数ｆ（ｘ）の近似である関数Ｋｎｅｅ（ｘ）の形状を示す線図。 上記実施形態１において、関数Ｋｎｅｅ（ｘ）を用いた場合の、入力信号値ｘに対するゲインｇの変化を示す線図。 上記実施形態１の画像処理装置における画像処理を示すフローチャート。 上記実施形態１の画像処理装置における階調変換処理を示すフローチャート。 本発明の実施形態２における撮像装置の構成を示すブロック図。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
［実施形態１］

図１から図１１は本発明の実施形態１を示したものであり、図１は画像処理装置の構成を示すブロック図である。

この画像処理装置は、例えば、メモリインタフェース（メモリＩ／Ｆ）１２と、バス１３と、ＪＰＥＧ処理部１４と、ＳＤＲＡＭ１５と、画像処理部１６と、操作部１７と、フラッシュメモリ１８と、マイクロコンピュータ１９と、を備えている。

メモリＩ／Ｆ１２は、記録媒体１１からの画像データの読み出しを行い、また必要に応じて記録媒体１１への画像データの書き込みを行う。

ここに、記録媒体１１には、撮像装置等において撮像された複数の色信号（本実施形態では、ＲＧＢ信号を想定して以下の説明を行うが、これに限定されるものではない）で構成されるカラーの画像データが、例えばＲＡＷ画像データとして、あるいはＪＰＥＧ圧縮方式に従って圧縮されたＪＰＥＧ画像データとして、記録されているものとする。この記録媒体１１は、例えばメモリカードやディスク状記録媒体等により構成されていて、メモリＩ／Ｆ１２に対して着脱できるようになっている。従って、記録媒体１１は、画像処理装置に固有の構成である必要はない。

バス１３は、画像処理装置内のある場所で発生した各種のデータや制御信号を、画像処理装置内の他の場所へ転送するための転送路である。本実施形態におけるバス１３は、メモリＩ／Ｆ１２と、ＪＰＥＧ処理部１４と、ＳＤＲＡＭ１５と、画像処理部１６と、マイクロコンピュータ１９と、に接続されている。

ＪＰＥＧ処理部１４は、メモリＩ／Ｆ１２を介して記録媒体１１から読み出されたＪＰＥＧ画像データを、ＪＰＥＧ伸張方式に従って伸張し、伸張した画像データをＳＤＲＡＭ１５に記憶させる。また、ＪＰＥＧ処理部１４は、画像処理部１６により処理された画像データの圧縮も行う。この場合には、ＪＰＥＧ処理部１４は、画像処理後の画像データをＳＤＲＡＭ１５から読み出してＪＰＥＧ圧縮方式に従って圧縮する。圧縮された画像データは、マイクロコンピュータ１９の制御に基づき、例えばメモリＩ／Ｆ１２を介して記録媒体１１に記録される。

ＳＤＲＡＭ１５は、上述したように、画像データ等の各種データを一時的に記憶する記憶部である。記録媒体１１から読み出された画像データが非圧縮のＲＡＷ画像データである場合には、ＪＰＥＧ処理部１４による伸張処理を経ることなく、メモリＩ／Ｆ１２からバス１３を介してこのＳＤＲＡＭ１５に記憶される。

画像処理部１６は、ＳＤＲＡＭ１５から読み出した画像データに対して種々の画像処理を行い、処理後の画像データをＳＤＲＡＭ１５に再び記憶させる。この画像処理部１６の構成については、後で図２を参照して説明する。

操作部１７は、この画像処理装置に対する各種の操作入力を行うためのものであり、この画像処理装置が例えばパーソナルコンピュータ等で構成されている場合には、キーボード、マウス、タッチパネル等の各種の入力デバイスにより構成されている。この操作部１７を介して、画像処理の開始や終了の指示、あるいは後述する階調変換を含む画像処理に係る各種の設定等を行うことができるようになっている。

フラッシュメモリ１８は、マイクロコンピュータ１９により実行される処理プログラムや、この画像処理装置に係る各種の情報を不揮発に記憶する記録媒体である。ここに、フラッシュメモリ１８が記憶する情報の一例としては、階調変換処理に用いるガンマ変換曲線等の画像処理装置の動作に必要な各種パラメータが挙げられる。このフラッシュメモリ１８が記憶する情報は、マイクロコンピュータ１９により読み取られる。なお、ここではフラッシュメモリ１８を例に挙げたが、ハードディスクやその他の記録媒体を用いても構わない。

マイクロコンピュータ１９は、例えばＣＰＵとして構成され、この画像処理装置を統括的に制御する制御部である。マイクロコンピュータ１９は、ユーザにより操作部１７から操作入力が行われると、フラッシュメモリ１８に記憶されている処理プログラムに従って、フラッシュメモリ１８から処理に必要なパラメータを読み込んで、操作内容に応じた各種シーケンスを実行する。

次に、図２は、画像処理部１６の構成を示すブロック図である。

画像処理部１６は、ＯＢ減算部２１、ホワイトバランス補正部２２、同時化処理部２３、色マトリクス演算部２４、階調変換部２５を含んで構成されている。

ＯＢ減算部２１は、画像データが例えば有効画素領域の画像データとオプティカルブラック（ＯＢ）領域の画像データとを含むＲＡＷ画像データである場合に、有効画素領域の画像データからＯＢ領域の画像データを減算することにより、暗時ノイズを低減する。また、処理対象の画像データが既にＯＢ減算処理済みである場合には、この処理はパスされる。

ホワイトバランス補正部２２は、画像データのＲ成分とＧ成分とＢ成分とを各ゲイン調整することにより、ホワイトバランスを調整する処理を行う。このホワイトバランス調整は、自動処理で行うことができるだけでなく、操作部１７を介してユーザが手動で行うことができるようになっている。

同時化処理部２３は、例えば、１画素につきＲＧＢ成分の内の１色成分のみが存在するベイヤー配列の画像データから、着目画素に存在しない色成分を周辺画素から補間して求めることにより、全画素がＲＧＢの３色成分を全て備える画像データに変換する同時化処理（デモザイキング処理ともいう）を行う。

色マトリクス演算部２４は、同時化処理後の画像データに色マトリクス演算を行う。

階調変換部２５は、画像全体の階調性が適切となるように、特に中間階調域の信号値が適切な出力値範囲の信号値となるように、階調変換を行う。

続いて、図３は、階調変換部２５の構成を示すブロック図である。

この階調変換部２５は、ゲイン算出部３１と、ゲイン乗算部３２と、ガンマ補正部３３と、を備えている。

まず、ゲイン算出部３１およびゲイン乗算部３２は、複数の色信号の画素から構成される入力画像を、彩度および色相を変化させることなく画素毎の信号値に応じた強度で信号強調する信号強調部を構成している。

すなわち、ゲイン算出部３１は、画素毎に入力された色信号Ｒｉｎ，Ｇｉｎ，Ｂｉｎの信号値に基づき、ゲインｇを算出する。

また、ゲイン乗算部３２は、画素毎に入力された色信号Ｒｉｎ，Ｇｉｎ，Ｂｉｎのそれぞれに対して、ゲイン算出部３１により該画素に対して算出されたゲインｇを乗算して、ゲイン乗算後の色信号Ｒｇ，Ｇｇ，Ｂｇを出力する。

ガンマ補正部３３は、入力された色信号Ｒｇ，Ｇｇ，Ｂｇを、階調変換特性を表すガンマ変換曲線に基づき階調変換して、色信号Ｒｏｕｔ，Ｇｏｕｔ，Ｂｏｕｔを出力する。

この階調変換部２５の作用について、図４〜図７を参照してより詳細に説明する。

まず、図４は基本ガンマ変換曲線γ０（ｘ）および弱ガンマ変換曲線γ１（ｘ）の例を示す線図である。

階調変換は、一般に、信号のダイナミックレンジを変更することなく、ある信号値の入力信号を、他の信号値の出力信号に変換するものである。ここに、階調変換において、入力信号のダイナミックレンジと出力信号のダイナミックレンジとを変化させても構わないが、このときには階調変換とダイナミックレンジ拡大（またはダイナミックレンジ縮小）とを同時に行っているに過ぎないために、純粋な階調変換としてはダイナミックレンジを変更しない場合を考えれば足りる（ダイナミックレンジを変化させたければ、階調変換とは別の処理として行えば足りる）。

そこで、図４においては、ｘ軸に示す入力信号のダイナミックレンジとｙ軸に示す出力信号のダイナミックレンジとを同一の閉区間［０，Ｃｍａｘ］としている。ここに、ダイナミックレンジの下限値は０、上限値はＣｍａｘ（０＜Ｃｍａｘ）である。具体例として、信号値が０〜１０２３をとる１０ビットの信号の場合には、ダイナミックレンジの上限値Ｃｍａｘは１０２３である。

そして、図４に示す基本ガンマ変換曲線γ０（ｘ）は、階調変換部２５に入力される色信号Ｒｉｎ，Ｇｉｎ，Ｂｉｎを、適切な階調の（上述したように、特に、中間階調域の信号値が適切な出力値範囲の信号値となるような）色信号Ｒｏｕｔ，Ｇｏｕｔ，Ｂｏｕｔに階調変換するための曲線である。ここに、変数ｘは入力信号値を示している。

この基本ガンマ変換曲線γ０（ｘ）は、閉区間［０，Ｃｍａｘ］を定義域とし、一般的なガンマ変換曲線とほぼ同様に、次の数式１，２に示すような各性質と、開区間（０，Ｃｍａｘ）における数式３，４に示すような各性質と、を満たすものとする（ただし、より正確には、数式３は半開区間［０，Ｃｍａｘ）において満たされる）。
［数１］
γ０（０）＝０
［数２］
γ０（Ｃｍａｘ）＝Ｃｍａｘ
［数３］
γ０’（ｘ）＞０
［数４］
γ０”（ｘ）＜０
ここに、記号「’」は一階微分を、記号「”」は二階微分を、それぞれ表している。

数式１，２は基本ガンマ変換曲線γ０（ｘ）の境界条件、より詳しくは、階調変換によって信号のダイナミックレンジが変更されない（例えば、０〜１０２３のダイナミックレンジが１００〜９００のダイナミックレンジへ制限されるといったことがない）ことの境界条件を示している。また、数式３は、信号値の大小関係に逆転が生じない（曲線上に負の傾きの部分がなく、入力信号における信号値の大小関係が、出力信号においても維持される）ことを示している。さらに、数式４は、基本ガンマ変換曲線γ０（ｘ）が上に凸の曲線形状であって、中間階調域の信号値を持ち上げる変換特性のものであることを示している。

基本ガンマ変換曲線γ０（ｘ）は、原点（０，０）と点（Ｃｍａｘ，Ｃｍａｘ）とを通り上に凸であるので、開区間（０，Ｃｍａｘ）において、無変換を示す直線ｙ＝ｘよりも上にあり、さらに傾きが正であるのでｙ＝Ｃｍａｘよりも下にあることになる（すなわち、ｘ＜γ０（ｘ）＜Ｃｍａｘ）。こうして、基本ガンマ変換曲線γ０（ｘ）は、数式１，２に示した境界条件以外の中間値においても出力信号のダイナミックレンジに対する必要条件を満たし、閉区間［０，Ｃｍａｘ］を値域としていることが分かる。

図５は基本ガンマ変換曲線γ０（ｘ）を用いて有彩色の信号を階調変換したときの各色信号のゲインの例を示す図である。ここに、有彩色の信号は、複数の色信号（ここではＲＧＢ信号）の内の、少なくとも１つの色信号が他の色信号とは異なる信号値をとる信号である。

この図５には、色信号の信号値が、Ｒｉｎ＞Ｇｉｎ＞Ｂｉｎとなっている例（つまり、赤色成分が最も強い信号の例）を示している。

基本ガンマ変換曲線γ０（ｘ）によるゲインｇ０（ｘ）は、次の数式５に示すように、入力信号値ｘに対する出力信号値γ０（ｘ）の比で表される。
［数５］
ｇ０（ｘ）＝γ０（ｘ）／ｘ

そして、基本ガンマ変換曲線γ０（ｘ）は、数式１〜４の条件を満たす上に凸の曲線であるために、ゲインｇ０（ｘ）は図５に示すような単調減少の関数となり、数式２に示したようにダイナミックレンジの上限値Ｃｍａｘにおける入力値と出力値とが一致するためにダイナミックレンジの上限値Ｃｍａｘでゲインが１になる関数である（なお、ダイナミックレンジの下限においても入力値と出力値とが一致して０になるが、ゲインは極限値として求められるγ０’（０）となるために、１よりも大きな値となる）。

図５に示すようなゲインｇ０（ｘ）の場合には、最も信号値が小さい色信号Ｂｉｎが最も高いゲインｇ０ｂ＝ｇ０（Ｂｉｎ）で増幅され、最も信号値が大きい色信号Ｒｉｎが最も低いゲインｇ０ｒ＝ｇ０（Ｒｉｎ）で増幅されることとなって、色信号間の比が１に近付くために、彩度が低下することが分かる（なお、中間の色信号Ｇｉｎは中間のゲインｇ０ｇ＝ｇ０（Ｇｉｎ）で増幅される。また、一般には色相も幾らか変化する。）。

そこで、本実施形態では、階調変換部２５を次のように構成している。

まず、上述したような基本ガンマ変換曲線γ０（ｘ）よりもガンマ強調度が弱い弱ガンマ変換曲線γ１（ｘ）を、数式６，７に示す各性質と、開区間（０，Ｃｍａｘ）における数式８〜１０に示す各性質と、を少なくとも満たすものとして設定する（上述した数式３と同様に、より正確には、数式８が半開区間［０，Ｃｍａｘ）において満たされるものとして弱ガンマ変換曲線γ１（ｘ）が設定される）。
［数６］
γ１（０）＝０
［数７］
γ１（Ｃｍａｘ）＝Ｃｍａｘ
［数８］
γ１’（ｘ）＞０
［数９］
γ１”（ｘ）＜０
［数１０］
γ０（ｘ）＞γ１（ｘ）＞ｘ

ここに、数式６〜９は、数式１〜４に示した基本ガンマ変換曲線γ０（ｘ）の性質と同様の各性質を弱ガンマ変換曲線γ１（ｘ）が満たすことを示している。

また、数式１０は、弱ガンマ変換曲線γ１（ｘ）のガンマ強調度が、基本ガンマ変換曲線γ０（ｘ）よりも弱いことを示している。ここに、ガンマ強調度が弱い曲線とは、無変換を示す直線ｙ＝ｘにより近接した曲線であることを意味している。

そして、基本ガンマ変換曲線γ０（ｘ）を、次の数式１１に示すように、図４に示すような弱ガンマ変換曲線γ１（ｘ）と、図６に示すような関数ｆ（ｘ）と、の合成関数に分解する。
［数１１］
γ０（ｘ）＝γ１（ｆ（ｘ））＝γ１・ｆ（ｘ）
ここに、記号「・」は合成関数を表すものとする。また、図６は、関数ｆ（ｘ）の関数形状を示す線図である。

この場合に関数ｆ（ｘ）は、図４に示すような基本ガンマ変換曲線γ０（ｘ）と弱ガンマ変換曲線γ１（ｘ）と、に基づいて、次の数式１２に示すように算出される。
［数１２］
ｆ（ｘ）＝γ１^(-1)・γ０（ｘ）
ここに、記号「^(-1)」は逆関数を表している。

こうして関数ｆ（ｘ）は、入力信号値ｘを関数ｆ（ｘ）により変換した後に、さらに弱ガンマ変換曲線γ１（ｘ）により変換すれば、基本ガンマ変換曲線γ０（ｘ）により入力信号値ｘを変換したときと同一の結果が得られるように、関数形状が決定されている。

この関数ｆ（ｘ）は、次の各性質を満たす。

まず、ｘ＝０のときは、数式１１の左辺は数式１から０になる。一方、弱ガンマ変換曲線γ１（ｘ）は数式８に示したように単調増加関数であるために、閉区間［０，Ｃｍａｘ］においてγ１（ｘ）＝０となるのは数式６に示すｘ＝０のときのみである。従って、関数ｆ（ｘ）は次の数式１３の性質を満たす。
［数１３］
ｆ（０）＝０

同様に、ｘ＝Ｃｍａｘのときは、数式１１の左辺は数式２からＣｍａｘになる。一方、弱ガンマ変換曲線γ１（ｘ）は、その単調増加性から、閉区間［０，Ｃｍａｘ］においてγ１（ｘ）＝Ｃｍａｘとなるのは数式７に示すｘ＝Ｃｍａｘのときのみである。従って、関数ｆ（ｘ）は次の数式１４の性質を満たす。
［数１４］
ｆ（Ｃｍａｘ）＝Ｃｍａｘ

また、数式１０からγ０（ｘ）＞γ１（ｘ）であって、数式８に示したようにγ１（ｘ）は単調増加関数であるから、γ０（ｘ）＝γ１（ｙ）となるｙはｘよりも大きくなければならず、数式１１を参照すれば、関数ｆ（ｘ）は開区間（０，Ｃｍａｘ）において次の数式１５の性質を満たすことが分かる。
［数１５］
ｆ（ｘ）＞ｘ

さらに、関数ｆ（ｘ）の導関数ｆ’（ｘ）が、開区間（０，Ｃｍａｘ）において次の数式１６に示す性質を満たす単調増加関数であることを説明する。
［数１６］
ｆ’（ｘ）＞０

ここでもし開区間（０，Ｃｍａｘ）内に、ｆ’（ｘ）≦０となる区間、つまり関数ｆ（ｘ）の傾きが０または負となる区間が存在すると仮定すると、数式８に示したようにγ１’（ｘ）は狭義の単調増加関数であることから、正の微小量Δｘを用いたときに、次の数式１７を満たすｘが存在することになる。
［数１７］
γ１（ｆ（ｘ＋Δｘ））≦γ１（ｆ（ｘ））

この数式１７の左辺はγ０（ｘ＋Δｘ）であり、右辺はγ０（ｘ）であるから、基本ガンマ変換曲線γ０（ｘ）に広義の単調減少区間が存在することになり、これは数式３に示した定義と矛盾する。従って、関数ｆ（ｘ）の導関数ｆ’（ｘ）は、数式１６を満たすことが分かる。

さらに、次の数式１８に示すような関数ｆ（ｘ）をｘで割った関数ｇ（ｘ）（なお、この関数ｇ（ｘ）は、入力信号値ｘを関数ｆ（ｘ）により変換したときのゲインを与える関数である）
［数１８］
ｇ（ｘ）＝ｆ（ｘ）／ｘ
が開区間（０，Ｃｍａｘ）において単調減少となるように、弱ガンマ変換曲線γ１（ｘ）が設定されているものとする。

例えば、べき乗を記号「^」により表し、０＜ｐ０＜ｐ１＜１としたときに、基本ガンマ変換曲線γ０（ｘ）がｘ^（ｐ０）であるときの弱ガンマ変換曲線γ１（ｘ）の一例は、次の数式１９に示すようになる。
［数１９］
γ１（ｘ）＝ｘ^（ｐ１）

このときには、関数ｇ（ｘ）は次の数式２０に示すようになり、導関数ｇ’（ｘ）は次の数式２１に示すようになる。
［数２０］
ｇ（ｘ）＝ｆ（ｘ）／ｘ＝ｘ^｛（ｐ０／ｐ１）−１｝
［数２１］
ｇ’（ｘ）＝｛ｆ（ｘ）／ｘ｝’
＝｛（ｐ０／ｐ１）−１｝ｘ^｛（ｐ０／ｐ１）−２｝

この数式２１において、｛（ｐ０／ｐ１）−１｝＜０であるために、関数ｇ（ｘ）＝ｆ（ｘ）／ｘが単調減少となることが分かる。

このように、弱ガンマ変換曲線γ１（ｘ）に課した数式６〜１０の条件は比較的ゆるやかであるために、これらの条件を満たす範囲において、関数ｇ（ｘ）＝ｆ（ｘ）／ｘが単調減少関数となるような弱ガンマ変換曲線γ１（ｘ）をさらに選択することができる。

ゲイン算出部３１は、このような関数ｆ（ｘ）を用いて、ゲインｇを次のように算出する。すなわちゲイン算出部３１は、まず、画素単位で入力された色信号Ｒｉｎ，Ｇｉｎ，Ｂｉｎの内の、最大の信号値Ｃｉｎを算出する。次に、ゲイン算出部３１は、算出した最大の信号値Ｃｉｎを数式１８に代入した次の数式２２によりゲインｇを算出し、算出したゲインｇをゲイン乗算部３２へ出力する。
［数２２］
ｇ＝ｆ（Ｃｉｎ）／Ｃｉｎ

この数式２２により算出されるゲインｇは、数式１５を参照すれば分かるように、開区間（０，Ｃｍａｘ）において１よりも大きい値をとる。

ゲイン乗算部３２は、入力された色信号Ｒｉｎ，Ｇｉｎ，Ｂｉｎのそれぞれに対して、ゲイン乗算部３２から入力された同一のゲインｇを次の数式２３に示すように乗算して、ゲイン乗算後の色信号Ｒｇ，Ｇｇ，Ｂｇを算出する。
［数２３］
Ｒｇ＝ｇ×Ｒｉｎ
Ｇｇ＝ｇ×Ｇｉｎ
Ｂｇ＝ｇ×Ｂｉｎ

ここでもし仮に、関数ｆ（ｘ）を用いて色信号Ｒｉｎ，Ｇｉｎ，Ｂｉｎ毎にゲインｇｒ，ｇｇ，ｇｂを算出すると、図７に示すようにそれぞれ異なる値となり、彩度および色相を変化させてしまうことになる。ここに、図７は、関数ｆ（ｘ）を用いて色信号毎に算出したゲインの例を示す線図である。

これに対して、数式２３に示すようなゲイン乗算部３２によるゲイン乗算処理では、処理前の色信号比Ｒｉｎ：Ｇｉｎ：Ｂｉｎと処理後の色信号比Ｒｇ：Ｇｇ：Ｂｇとが等しいために、彩度および色相が変化することはない。

その後に、ガンマ補正部３３により、図４に示す弱ガンマ変換曲線γ１（ｘ）に基づいて、次の数式２４に示すように階調変換が行われる。
［数２４］
Ｒｏｕｔ＝γ１（Ｒｇ）
Ｇｏｕｔ＝γ１（Ｇｇ）
Ｂｏｕｔ＝γ１（Ｂｇ）

ここで、入力信号値ｘを関数ｆ（ｘ）により変換し、変換結果をさらに弱ガンマ変換曲線γ１（）で変換した結果γ１（ｆ（ｘ））は、数式１１に示したように、入力信号値ｘを基本ガンマ変換曲線γ０（）のみで変換した結果γ０（ｘ）に等しい。これに対して、最大の信号値Ｃｉｎから数式２２に示すように算出されたゲインｇを数式２３に示すように各色信号Ｒｉｎ，Ｇｉｎ，Ｂｉｎに乗算した場合には、最大でない信号値の色信号Ｘｉｎ（ＸｉｎはＲｉｎ，Ｇｉｎ，Ｂｉｎの何れかであって、Ｘｉｎ＜Ｃｉｎを満たす）は、次のようになる。

まず、関数ｆ（ｘ）によるゲインを与える関数ｇ（ｘ）は上述したように単調減少関数であるから、次の数式２５に示す関係が成り立つ。
［数２５］
ｇ＝ｆ（Ｃｉｎ）／Ｃｉｎ＜ｆ（Ｘｉｎ）／Ｘｉｎ

従って、次の数式２６に示すように、
［数２６］
ｆ（Ｘｉｎ）＝｛ｆ（Ｘｉｎ）／Ｘｉｎ｝×Ｘｉｎ
＞｛ｆ（Ｃｉｎ）／Ｃｉｎ｝×Ｘｉｎ＝ｇ×Ｘｉｎ
となって、入力値Ｘｉｎを関数ｆ（ｘ）により変換したときよりも、入力値Ｘｉｎにゲインｇを乗算したときの方が値が小さくなる。

弱ガンマ変換曲線γ１は数式８に示したように単調増加関数であるから、ｆ（Ｘｉｎ）＞ｇ×Ｘｉｎである場合には、次の数式２７が成り立つ。
［数２７］
γ０（Ｘｉｎ）＝γ１（ｆ（Ｘｉｎ））＞γ１（ｇ×Ｘｉｎ）

従って、最大でない信号値の色信号Ｘｉｎのゲインは、数式２３および数式２４の処理を行ったときの方が、基本ガンマ変換曲線のみの処理を行ったときよりも小さくなり、彩度（および色相）にもたらす変化が抑制されていることがわかる。

なお、ゲイン算出部３１によるゲインｇ算出の変形例として、図６に示したような関数ｆ（ｘ）を用いるのに代えて、図８に示したような関数Ｋｎｅｅ（ｘ）を用いても良い。ここに、図８は関数ｆ（ｘ）の近似である関数Ｋｎｅｅ（ｘ）の形状を示す線図である。

この関数Ｋｎｅｅ（ｘ）は、関数ｆ（ｘ）を折れ線形状に近似したものであり、ここでは折曲点（ｘｋ，ｙｋ）が関数ｆ（ｘ）上に位置するものを例に挙げているが、関数ｆ（ｘ）に例えば最小２乗近似するような形状の折れ線（この場合の折曲点は、一般に、関数ｆ（ｘ）上から外れた位置となる）を採用しても構わないし、その他の適宜の手法により関数ｆ（ｘ）に近似させた折れ線を採用しても良い。また、ここでは折曲点が１つのみの折れ線を採用しているが、折曲点が複数ある折れ線を採用しても構わない。

図９は、関数Ｋｎｅｅ（ｘ）を用いた場合の、入力信号値ｘに対するゲインｇの変化を示す線図である。

関数Ｋｎｅｅ（ｘ）を用いると、ゲインｇは図示のように直線状に変化するために、ゲイン算出部３１は、任意の入力信号値ｘに対して、ゲインｇを簡単な演算で算出することができる。従って、図８および図９に示したような変形例は、処理の高速性が要求される画像処理装置や、あるいは処理能力が低いマイクロコンピュータ１９を備えた画像処理装置（例えば、後で図１２を参照して説明するような撮像装置に適用された画像処理装置では、パーソナルコンピュータ等で構成される画像処理装置よりも処理能力が低いことがある）において、実用性が高い利点がある。

次に、図１０は画像処理装置における画像処理を示すフローチャートである。

マイクロコンピュータ１９の制御に基づいてこの処理を開始すると、ＯＢ減算部２１が、有効画素領域の画像データからＯＢ領域の画像データを減算するＯＢ減算処理を行う（ステップＳ１）。

続いて、ホワイトバランス補正部２２が、白色部分が白色に見えるように各色成分のゲインを調整するホワイトバランス補正を行う（ステップＳ２）。

さらに、同時化処理部２３が、着目画素に存在しない色成分を補間する同時化処理を行う（ステップＳ３）。

そして、色マトリクス演算部２４が、同時化処理後の画像データに色マトリクス演算を行う（ステップＳ４）。

その後、階調変換部２５が、後で図１１を参照して説明するような階調変換処理を行い（ステップＳ５）、この処理から図示しないメイン処理へリターンする。

続いて、図１１は画像処理装置における階調変換処理を示すフローチャートである。この階調変換処理は、マイクロコンピュータ１９の制御に基づいて、主として階調変換部２５により行われる。

この処理に入ると、階調変換部２５は、画素毎の色信号Ｒｉｎ，Ｇｉｎ，Ｂｉｎの読み込み、つまり、画像データを構成する各画素を順次着目画素に設定して、設定した着目画素の色信号Ｒｉｎ，Ｇｉｎ，Ｂｉｎの読み込みを行う（ステップＳ１１）。

すると、ゲイン算出部３１は、読み込んだ色信号Ｒｉｎ，Ｇｉｎ，Ｂｉｎの内の、最大の信号値Ｃｉｎを算出する（ステップＳ１２）。

さらに、ゲイン算出部３１は、最大の信号値Ｃｉｎに基づいて、上述した数式２２に示すようにゲインｇを算出して、算出したゲインｇをゲイン乗算部３２へ出力する（ステップＳ１３）。

ゲイン乗算部３２は、入力された色信号Ｒｉｎ，Ｇｉｎ，Ｂｉｎのそれぞれに対して、ゲイン乗算部３２から入力された同一のゲインｇを上述した数式２３に示すように乗算して、ゲイン乗算後の色信号Ｒｇ，Ｇｇ，Ｂｇを算出する（ステップＳ１４）。このときには、上述したように、処理後の色信号Ｒｇ，Ｇｇ，Ｂｇの彩度および色相は、処理前と変化することはない。

そして、ガンマ補正部３３が、図４に示したような、基本ガンマ変換曲線γ０（ｘ）よりもガンマ強調度が弱い弱ガンマ変換曲線γ１（ｘ）に基づいて、上述した数式２４に示すように階調変換を行う（ステップＳ１５）。このときには、上述したように、基本ガンマ変換曲線γ０（ｘ）を用いる場合よりも、彩度や色相の変化を抑制することができる。

その後、画像データを構成する全ての画素についての処理が終了したか否かを判定して（ステップＳ１６）、終了していない場合にはステップＳ１１へ戻って、次の画素について上述したような処理を行う。

また、ステップＳ１６において、全ての画素についての処理が終了したと判定された場合には、この処理から図１０に示した処理にリターンする。

このような実施形態１によれば、彩度および色相を変化させることなく入力画像を信号強調した後に、基本ガンマ変換曲線γ０（ｘ）よりもガンマ強調度が弱い弱ガンマ変換曲線γ１（ｘ）に基づいて複数の色信号を階調変換するようにしたために、低輝度階調域や中間階調域の色再現をなるべく低下させることなく、高輝度階調域の彩度低下を抑制することができる。

このとき信号強調部は、画素毎の信号値に応じた強度で、より詳しくは、画素毎に複数の色信号の内の最大の信号値をとる色信号に対するゲインを算出して、算出したゲインを該画素の全ての色信号に適用することにより、信号強調するようにしたために、信号強調後の色信号が色の再現域を超えてしまうのを防止することができる。

さらに、信号強調部は、数式１３，１４，１６を満たしｆ（ｘ）／ｘが単調減少となるような性質の関数ｆ（ｘ）に基づき数式２２に示したように算出したゲインｇにより信号強調を行っているために、各色信号のダイナミックレンジを狭めることがない。

そして、数式１２に示したように算出された関数ｆ（ｘ）を用いているために、階調変換部２５からの出力信号を、基本ガンマ変換曲線γ０（ｘ）により階調変換された場合とほぼ同様の、適切な色再現の低輝度階調域や中間階調域の信号とすることができる。
［実施形態２］

図１２は本発明の実施形態２を示したものであり、撮像装置の構成を示すブロック図である。この実施形態２において、上述の実施形態１と同様である部分については同一の符号を付すなどして説明を適宜省略し、主として異なる点についてのみ説明する。

本実施形態は、上述した実施形態１の画像処理装置を、例えばデジタルカメラ等の撮像装置に適用したものとなっている。

すなわち、本実施形態の撮像装置は、図１に示した画像処理装置の構成に加えて、さらに、レンズ４１と、レンズ駆動部４２と、レンズ駆動制御部４３と、撮像素子４４と、撮像回路４５と、Ａ／Ｄ変換部４６と、ＬＣＤドライバ４７と、ＬＣＤ４８と、を備えている。

レンズ４１は、被写体像を撮像素子４４上に結像するための撮像光学系であり、フォーカスレンズや絞り等を備えている。

レンズ駆動部４２は、レンズ４１のフォーカスレンズを駆動してフォーカス調整を行い、レンズ４１の絞りを駆動して開口径を変化させる。

レンズ駆動制御部４３は、マイクロコンピュータ１９からの指令に基づき、レンズ駆動部４２を制御してレンズ４１の駆動を行わせる。

撮像素子４４は、２次元状に配列された複数の画素を有し、レンズ４１により結像された被写体像を撮像してアナログの画像信号を生成する撮像部である。本実施形態の撮像素子４４は、２次元状に配列された複数の画素の前面に、例えば、原色ベイヤー配列のカラーフィルタを配置した単板式の撮像素子として構成されている。なお、撮像素子４４は、単板式の撮像素子に限らないことは勿論であり、例えば基板厚み方向に色成分を分離するような積層式の撮像素子であっても構わない。

撮像回路４５は、撮像素子４４から読み出されたアナログ画像を、設定されているＩＳＯ感度に基づいて増幅する等の処理を行う。

Ａ／Ｄ変換部４６は、撮像回路４５により処理されたアナログ画像をデジタル画像にＡ／Ｄ変換する。

こうして、撮像装置に適用された画像処理装置は、撮像部である撮像素子４４により生成された画像信号を入力画像としている。

また、ＬＣＤドライバ４７は、マイクロコンピュータ１９の制御に基づき、画像等を表示させるようにＬＣＤ４８を駆動する。

ＬＣＤ４８は、この撮像装置より撮像された画像や、撮像装置に係る操作メニューや各種の情報等を表示するモニタである。

このような構成においてマイクロコンピュータ１９は、露出条件設定部として機能して、撮像素子４４から出力される画像信号に基づいて、撮像素子４４が撮像を行う際の露光時間と、レンズ４１の絞り値と、撮像素子４４から出力される画像信号の増幅率に対応するＩＳＯ感度と、を含む適正露出条件を算出する。そして、マイクロコンピュータ１９は、ＩＳＯ感度が、所定値未満である場合には算出された適正露出条件を設定し、所定値以上である場合には算出された適正露出条件よりも白飛びを抑制する露出条件（いわゆる、アンダーの露出条件）を設定するようになっている。これは、例えば夜景などの画面全体に暗い部分が多い被写体の場合に、暗部と照明が当たっている明部との輝度差が大きく、明部が白飛びになり易いためである。

従って、階調変換部２５は、ＩＳＯ感度が所定値以上である場合、つまり、被写体の輝度が増感を必要とするほど暗い場合には、アンダーとなっている画像の中間階調域を持ち上げるように階調変換を行うことになる。これにより、高輝度域の白飛びを防いで階調を表現することができると共に、中間階調域や低輝度域をより適切な明るさで観察することができる。

なお、上述ではＩＳＯ感度に基づいて白飛びを抑制するか否かを決定したが、これに代えて、輝度ヒストグラムに基づき白飛びを抑制するか否かを決定するようにしても構わない。この場合には、マイクロコンピュータ１９は、露出条件設定部として機能して、まず、撮像素子４４から出力される画像信号に基づいて、撮像素子４４が撮像を行う際の露光時間と、レンズ４１の絞り値と、を含む適正露出条件を算出する。そして、マイクロコンピュータ１９は、被写体の輝度ヒストグラムを算出し、算出した輝度ヒストグラムに基づき被写体の白飛び部分の割合が、所定値未満であると判定される場合には算出された適正露出条件を設定し、所定値以上であると判定される場合には算出された適正露出条件よりも白飛びを抑制する露出条件を設定する。

また、マイクロコンピュータ１９は、画像が白飛びを抑制する露出条件で撮像されたものである場合には、撮像して得た画像データと、白飛びを抑制する露出条件で撮像されたことを示す識別情報とを、例えば画像ファイルとして記録媒体１１に記録する。これにより、記録媒体１１から画像ファイルを読み込んだ外部の画像処理装置は、白飛びを抑制する露出条件で撮像された画像について、適切な階調変換を行うことができる。

このような実施形態２によれば、撮像光学系および撮像部を有する撮像装置においても、上述した実施形態１とほぼ同様の効果を奏することができる。

また、撮像時に、例えばＩＳＯ感度または輝度ヒストグラムに基づいて白飛びを軽減する露出条件を設定するようにしたために、高輝度階調域の彩度が低下するのを抑制することができる。

さらに、画像データと共に、白飛びを抑制する露出条件で撮像されたことを示す識別情報を記録することにより、外部の画像処理装置でも階調変換処理を適切に行うことができる。

なお、上述では主として画像処理装置や画像処理装置の機能を備える撮像装置について説明したが、画像処理装置と同様の処理を行う画像処理方法であっても良いし、コンピュータに画像処理装置と同様の処理行わせるための画像処理プログラム、該画像処理プログラムを記録するコンピュータにより読み取りできる一時的でない記録媒体、等であっても構わない。

また、本発明は上述した実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化することができる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明の態様を形成することができる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除しても良い。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせても良い。このように、発明の主旨を逸脱しない範囲内において種々の変形や応用ができることは勿論である。

１１…記録媒体
１２…メモリＩ／Ｆ
１３…バス
１４…ＪＰＥＧ処理部
１５…ＳＤＲＡＭ
１６…画像処理部
１７…操作部
１８…フラッシュメモリ
１９…マイクロコンピュータ
２１…ＯＢ減算部
２２…ホワイトバランス補正部
２３…同時化処理部
２４…色マトリクス演算部
２５…階調変換部
３１…ゲイン算出部
３２…ゲイン乗算部
３３…ガンマ補正部
４１…レンズ
４２…レンズ駆動部
４３…レンズ駆動制御部
４４…撮像素子
４５…撮像回路
４６…Ａ／Ｄ変換部
４７…ＬＣＤドライバ
４８…ＬＣＤ

Claims (9)

1. 複数の色信号の画素から構成される入力画像を、彩度および色相を変化させることなく画素毎の信号値に応じた強度で信号強調する信号強調部と、
   上記信号強調部による信号強調を行わない場合に出力時の中間階調域の信号値が適正な出力値範囲の信号値となるような変換を行う基本ガンマ変換曲線よりもガンマ強調度が弱い弱ガンマ変換曲線に基づいて、上記信号強調部により信号強調された複数の色信号を階調変換することを、画素毎に行うガンマ補正部と、
   を具備したことを特徴とする画像処理装置。
2. 上記信号強調部は、画素毎に複数の色信号の内の最大の信号値をとる色信号に対するゲインを算出して、該ゲインを該画素の全ての色信号に適用することにより信号強調することを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
3. 上記信号強調部は、色信号のダイナミックレンジの下限値を０、上限値をＣｍａｘとし、ある画素について複数の色信号の内の最大値をとる色信号の信号値をＣｉｎとしたときに、次の条件、
   ｆ（０）＝０
   ｆ（Ｃｍａｘ）＝Ｃｍａｘ
   ｆ’（ｘ）＞０
   を満たし、ｆ（ｘ）／ｘが単調減少となるような関数ｆ（ｘ）により次のように算出されるゲインｇ
   ｇ＝ｆ（Ｃｉｎ）／Ｃｉｎ
   を該ある画素の全ての色信号に適用することを、上記入力画像を構成する全ての画素に対してそれぞれ行うことにより信号強調することを特徴とする請求項２に記載の画像処理装置。
4. 上記基本ガンマ変換曲線をγ０（ｘ）、上記弱ガンマ変換曲線をγ１（ｘ）、該弱ガンマ変換曲線γ１（ｘ）の逆関数をγ１^(-1)（ｘ）と表したときに、上記関数ｆ（ｘ）は、
   ｆ（ｘ）＝γ１^(-1)・γ０（ｘ）
   として算出されたものであることを特徴とする請求項３に記載の画像処理装置。
5. 被写体像を結像する撮像光学系と、
   上記撮像光学系により結像された被写体像を撮像して画像信号を生成する撮像部と、
   上記撮像部により生成された画像信号を上記入力画像とする請求項１に記載の画像処理装置と、
   を具備したことを特徴とする撮像装置。
6. 上記撮像部から出力される画像信号に基づいて、上記撮像部が撮像を行う際の露光時間と、上記撮像光学系の絞り値と、上記撮像部から出力される画像信号の増幅率に対応するＩＳＯ感度と、を含む適正露出条件を算出し、上記ＩＳＯ感度が、所定値未満である場合には上記適正露出条件を設定し、所定値以上である場合には上記適正露出条件よりも白飛びを抑制する露出条件を設定する露出条件設定部をさらに具備したことを特徴とする請求項５に記載の撮像装置。
7. 上記撮像部から出力される画像信号に基づいて、上記撮像部が撮像を行う際の露光時間と、上記撮像光学系の絞り値と、を含む適正露出条件を算出すると共に、被写体の輝度ヒストグラムを算出し、算出した輝度ヒストグラムに基づき被写体の白飛び部分の割合が、所定値未満であると判定される場合には上記適正露出条件を設定し、所定値以上であると判定される場合には上記適正露出条件よりも白飛びを抑制する露出条件を設定する露出条件設定部をさらに具備したことを特徴とする請求項５に記載の撮像装置。
8. 複数の色信号の画素から構成される入力画像を、彩度および色相を変化させることなく画素毎の信号値に応じた強度で信号強調する信号強調ステップと、
   上記信号強調ステップによる信号強調を行わない場合に出力時の中間階調域の信号値が適正な出力値範囲の信号値となるような変換を行う基本ガンマ変換曲線よりもガンマ強調度が弱い弱ガンマ変換曲線に基づいて、上記信号強調ステップにより信号強調された複数の色信号を階調変換することを、画素毎に行う階調変換ステップと、
   を有することを特徴とする画像処理方法。
9. コンピュータに、
   複数の色信号の画素から構成される入力画像を、彩度および色相を変化させることなく画素毎の信号値に応じた強度で信号強調する信号強調ステップと、
   上記信号強調ステップによる信号強調を行わない場合に出力時の中間階調域の信号値が適正な出力値範囲の信号値となるような変換を行う基本ガンマ変換曲線よりもガンマ強調度が弱い弱ガンマ変換曲線に基づいて、上記信号強調ステップにより信号強調された複数の色信号を階調変換することを、画素毎に行う階調変換ステップと、
   を実行させるための画像処理プログラム。

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