本发明涉及一种图像处理程序和一种图像处理方法，用于采用具 有不同镜面反射成分的多个图像执行图像处理。

　　通过在计算机上对所拍摄图像进行图像处理来形成用户想要的 图像是一个常规过程。具体而言，近年来，日益增长的用户要求是 图像的光泽度、纹理等易于通过图像处理来调整。日本未审专利申请公开No.2005-4468公开了一种方法，用于产生模拟(simulation)图 像，在该图像中，改变了物体的纹理。然而，通常为了借助于常规技术来调整图像的光泽度或纹理，在 拍摄时特定的成像设备、特定的照明等是必要的。例如，在上述日本 未审专利申请公开No.2005-4468的情况中，必须有在偏振照明下通 过偏振滤光镜拍摄的图像和不通过偏振滤光镜在偏振照明下拍摄的 图像。因此，以上的方法不适用于例如不能准备偏振照明的情形。发明内容做出本发明以解决以上的问题，因此本发明的目的是提供能够通 过图像处理相对容易地调整以光泽度和纹理为代表的物体视觉印象 的手段。根据本发明的第一方面的一种图像处理程序使计算机执行以下 的步骤。第一步骤读取第一图像的数据和第二图像的数据，第一图像 和第二图像每一个都是通过在自然光下对共同物体进行成像而产生 并具有不同内容的镜面反射成分。第二步骤基于从第一图像和第二图 像提取的所述镜面反射成分的差异数据，产生输出图像，所述输出图 像给出了与所述第一图像和所述第二图像不同的所述物体的视觉印 象。本发明的第二方面为，在本发明的第一方面中，所述第二步骤通 过将所述差异数据乘以第一系数和第二系数中的至少一个来产生所 述输出图像，其中，所述第一系数用于调整图像的纹理成分，所述第 二系数用于调整图像的光泽成分。本发明的第三方面为，在本发明的第二方面中，所述第二步骤通 过将用所述第一系数和所述第二系数中的至少一个乘以所述差异数 据所得到的结果与内部反射成分的数据合并，来产生所述输出图像， 其中，所述内部反射成分的数据是基于所述第一图像和所述第二图像 中的至少一个。本发明的第四方面为，在本发明的第二方面中，所述第二步骤提 取所述差异数据中亮度值大于或等于某个阈值的部分，并将所述提取 的部分乘以所述第二系数。本发明的第五方面为，在本发明的第四方面中，所述第二步骤通 过将用所述第一系数和所述第二系数中的至少一个乘以所述差异数 据所得到的结果与内部反射成分的数据合并，来产生所述输出图像， 其中，所述内部反射成分的数据是基于所述第一图像和所述第二图像 中的至少一个。本发明的第六方面为，在本发明的第二方面中，所述第二步骤将 全部所述差异数据都乘以所述第一系数。本发明的第七方面为，在本发明的第六方面中，所述第二步骤通 过将用所述第一系数和所述第二系数中的至少一个乘以所述差异数 据所得到的结果与内部反射成分的数据合并，来产生所述输出图像， 其中，所述内部反射成分的数据是基于所述第一图像和所述第二图像 中的至少一个。本发明的第八方面为，在本发明的第六方面中，所述第二步骤提 取所述差异数据中亮度值大于或等于某个阈值的部分，并将所述提取 的部分乘以所述第二系数。本发明的第九方面为，在本发明的第八方面中，所述第二步骤通 过将用所述第一系数和所述第二系数中的至少一个乘以所述差异数 据所得到的结果与内部反射成分的数据合并，来产生所述输出图像， 其中，所述内部反射成分的数据是基于所述第一图像和所述第二图像中的至少一个。另外， 一种图像处理方法、执行以上图像处理程序的图像处理设 备及通过变换本发明以上结构而表达的其它情况作为本发明的特定 形式都是有效的。

　　图1是概述了根据一个实施例的图像处理系统的框图； 图2是根据该实施例的图像处理的流程图；图3示出了镜面反射成分比例如何随偏振滤光镜的方位角而变化；图4是概述了根据一个图像处理程序而执行的图像处理的示意 图；以及图5是示出示范性系数表的示意图。

　　图1是概述了根据一个实施例的图像处理系统的框图。该图像处 理系统包括电子相机1和图像处理设备2。电子相机1拍摄要成为图像处理的对象的图像。电子相机1配备 了成像透镜11、偏振滤光镜12、成像部13、记录I/F 14、通信I/F 15、 及控制部16。成像部13、记录I/F 14和通信I/F 15分别连接到控制 部16。成像透镜11在成像部13的成像器件(未示出)上形成物体图像。 在成像透镜ll前面，可分离地连接了偏振滤光镜12。用户可以通过 旋转连接到成像透镜11上的偏振滤光镜12，来调整穿过偏振滤光镜 12的光通量的偏振成分。成像部13基于穿过成像透镜11和偏振滤光镜12的光通量对物 体进行成像，并产生图像数据。成像部13包括成像器件，用于对 物体图像执行光电转换；A/D转换部，用于对成像器件的输出执行 A/D转换；以及图像处理部，用于对所拍摄图像的数据执行预定图像 处理。成像部13的个体部件被省略，没有在图l中示出。记录I/F 14将图像数据写入到记录介质3 (例如存储卡)，其连接到连接器。通信I/F 15控制往/来于图像处理设备2的数据发送/接 收，图像处理设备2根据预定通信标准而经由公知的通信线是处理器，其总体上控制电子相机l。控制部16根据 序列程序控制电子相机1的各个部分的操作，并执行在拍摄时所必需 的各种运算(例如AF运算和AE运算)。图像处理部2对从电子相机1获取的图像数据执行图像处理。图 像处理部2包括数据读取部21、通信部22、记录部23、 CPU 24、 操作部25、和监视器26。数据读取部21、通信部22、记录部23、 操作部25和监视器26分别连接到CPU 24。根据该实施例的图像处 理设备2可以是例如个人计算机。数据读取部21具有连接器，记录介质3要与该连接器连接。数 据读取部21从连接到连接器的记录介质3读取图像数据。通信部22 根据预定的通信标准，控制往/来于经由通信线 的数据发送/接收。图像处理程序和执行该程序过程中所必需的数据组(例如图5中 所示的系数表)记录在记录部23中。此外，可以将经过图像处理的 图像数据记录在记录部23中。CPU24执行图像处理程序，从而执行 与对图像数据的图像处理相关的各种运算。操作部25从用户接收与 图像处理程序相关的各种操作输入。在监视器26上显示图像处理程 序的操作屏幕、用于显示经过或未经过图像处理的图像的显示屏幕、 以及其它屏幕。接下来，将参考图2的流程图来说明根据该实施例的图像处理的 一系列步骤。步骤S101:用户用电子相机1拍摄第一图像。更具体而言，以 以下方式拍摄第一图像。首先，用户在自然光(即从中未检测到偏振特性的光)下固定对 象和电子相机l的位置。其次，用户将连接到电子相机1的偏振滤光镜12的定向调整到 预定的方位角。图3示出了镜面反射成分的比例如何随偏振滤光镜 12的方位角变化。具体而言，在该实施例的步骤S101中，用户旋转 偏振滤光镜12，以使得图像变得最亮，从而建立如下状态p偏振成7分大部分被阻塞，而s偏振成分大部分穿过偏振滤光镜12 (图3中的 位置A)。在此，S偏振光指的是这样的光其输入光的偏振方向偏振为平行于反射表面并垂直于入射平面(即由输入光和反射光构成的平面)。p偏振光指的是这样的光其输入光的偏振方向包含在上述入射平面中，且偏振为垂直于s偏振光。根据二色反射(dichromaticreflection) 模型，从物质表面反射的光是两个成分之和，即，内部反射成分和镜 面反射成分。当自然光从空气入射到物质上时，在反射光中s偏振光 被增强。即，在由物质产生的镜面反射成分中，s偏振成分是占支配 地位的。另一方面，在由物质产生的内部反射成分中，p偏振成分占 支配地位。第三，用户用电子相机l拍摄物体。结果，电子相机l产生第一 图像的数据(s偏振成分图像Is)，其包含更多镜面反射成分。步骤S102:用户用电子相机l拍摄第二图像。在步骤S102中， 用户在自然光下拍摄与拍摄第一图像相同的物体，而仅改变偏振滤光 镜12的定向。自然地，第二图像的分辨率(图像尺寸)设定为与在 步骤S101中所拍摄的第一图像的分辨率相同。在步骤S102中，偏振滤光镜12的定向设定为使得至少s偏振成 分在量上与步骤S101中的不同。具体而言，在该实施例的步骤S102 中，用户将偏振滤光镜12从步骤S101的状态旋转90°，从而使得p 偏振成分大部分穿过偏振滤光镜12，而s偏振成分大部分被阻塞(图 3中的位置B)。结果，电子相机1可以产生第二图像的数据(p偏振成分图像Ip)， 其中组成与第一图像中的相同，并且镜面反射成分被阻塞。步骤S103:用户将第一图像的数据(在步骤S101中产生)和第 二图像的数据(在步骤S102中产生)输入到图像处理设备2。在步 骤S103中，从电子相机1到图像处理设备2的图像数据传递是经由 记录介质3或者通过经通信线的数据通信来实现的。结果，CPU 24 使得第一图像的数据和第二图像的数据被读入到图像处理设备2中。 图4概述了根据图像处理程序所执行的图像处理(以下的步骤S104 一S108)。步骤S104:图像处理设备2的CPU 24产生表面成分图像(Isr)， 其是第一图像与第二图像的差别图像。更具体而言，CPU24分别用 第一图像的像素的信号电平减去第二图像的相应像素的信号电平减 去。CPU 24从而产生表面成分图像的数据(Isr=Is-Ip)。因此，表面 成分图像(Isr)是通过从第一图像提取出镜面反射成分而获得的图像。步骤S105: CPU24基于表面成分图像(Isr)的数据产生光泽成 分图像(Ihl)的数据。首先，CPU24产生表面成分图像(Isr)的亮 度直方图。随后，CPU 24通过提取表面成分图像的亮度直方图的较 高成分(即亮度值大于或等于某个阈值的表面成分图像的像素)，来 产生光泽成分图像(Ihl)的数据。步骤S106: CPU 24根据记录在记录部23的系数表，确定光泽 成分图像、表面成分图像和p偏振分量图像的合成比率。图5示意性地示出了一个示范性的系数表。该系数表记录了在光 泽增强量和纹理增强量的组合与图像合成比率之间的对应关系。光泽 增强量和纹理增强量每一个都从四个等级中选择，其为0、弱、 标准和强(增强的程度以此顺序增加)。因此，在该实施例中， 光泽增强量与纹理增强量的组合的数量为16 (4个等级X4个等级)。 如果将光泽增强量设定的较强，则光泽成分图像会被分配较大的权 重，由此图像处理会更多地增强物体的光泽度。如果将纹理增强量设 定的较强，则表面成分图像就被分配给较大的权重，由此图像处理会 更多地增强物体的纹理。另一方面，图像合成比率是用于光泽成分图像的系数值(Whl)、 用于表面成分图像的系数值(Wsr)和用于p偏振成分图像的系数值 (Wp)之中的一个比率。下面将说明在步骤S106中执行的具体处理。首先，CPU24通过 操作部25接收用户输入，其指定光泽增强量和纹理增强量。CPU24 査询系数表中与输入光泽增强量与纹理增强量的组合相对应的条目， 并获取用于光泽成分图像的系数值(Whl)，用于表面成分图像的系 数值(Wsr)，及用于p偏振成分图像的系数值(Wp)。步骤S107: CPU 24根据在步骤S106中所确定的合成比率组合 光泽成分图像、表面成分图像和p偏振成分图像，从而产生组合图像9的数据。更具体而言，首先，CPU24读取在三个图像(即光泽成分图像、 表面成分图像和p偏振成分图像)相同位置处的像素的信号电平。随 后，CPU 24通过将光泽成分图像(Ihl)的信号电平乘以系数值Whl 所得到的结果、表面成分图像(Isr)的信号电平乘以系数值Wsr所 得到的结果、以及p偏振成分图像(Ip)的信号电平乘以系数值Wp 所得到的结果进行求和(即，组合图像It = Ihl x Whl + lsr x Wsr + Ip x Wp)，来计算组合图像It的信号电平。CPU 24通过在逐个像素的基 础上重复执行以上操作，来产生该组合图像的数据。S108: CPU24计算校正系数，该校正系数将在步骤S106中获得 的各个系数值中的用于表面成分图像的系数值(Wsr)和用于p偏振 成分图像的系数值(Wp)的总和转换为1(即，校正系数 =l/(Wsr+Wp))。例如，在光泽增强量为弱，纹理增强量为标准 (见图5)的情况下，该校正系数被计算为1/(0.4+0.4)=1.25。随后，CPU 24通过将在步骤S107中产生的完整组合图像It乘以 以上的校正系数来执行增益调整。结果，更大地提高了组合成分图像 的光泽度。步骤S109: CPU 24在监视器26上显示组合图像。结果，用户 可以判断图像质量以及判断是否再次执行图像处理。步骤S110: CPU 24判断操作部25是否从用户处接收到作为再 次执行图像处理的命令的输入。如果接收到此类输入(S110:是)， CPU24就返回步骤S106，并再次执行图像处理，同时改变光泽增强 量和纹理增强量。另一方面，如果没有接收到此类输入(S110:否)， CPU24就移动到S111。步骤Sill: CPU 24判断操作部25是否从用户处接收到作为记 录该图像的命令的输入。如果接收到此类输入(Sill:是)，CPU24 就移动到S112。另一方面，如果没有接收到此类输入(Sill:否)， CPU24就返回步骤S110，重复以上的操作。步骤S112: CPU 24在记录部23中记录组合图像的数据。图2 流程图的说明在此结束。下面将说明该实施例的操作和效果。在该实施例中，第一图像和反射成分具有不同的内容比率，从第一图像与 第二图像之间的差异中提取图像的表面成分和图像的光泽成分。通过 将这些成分乘以加权系数之后再次将其组合，来产生组合图像。因此， 在该实施例中，能够通过图像处理相对容易地调整以光泽度和纹理为 代表的物体视觉印象。而且，在该实施例中，由于可以仅通过改变偏振滤光镜12的定向来在自然光下拍摄第一图像和第二图像，因此在 拍摄时无需特定的照明、特定的成像设备等。 (实施例的变形)(1) 在以上实施例中的第一图像和第二图像的组合方式仅是一 个实例。例如，在该实施例中拍摄第一图像和第二图像的每一个时， 可以任意设定偏振滤光镜12的定向。可以将通过移走偏振滤光镜12而拍摄的图像用作第一图像，并 且将通过用偏振滤光镜12阻塞s偏振成分而拍摄的p偏振成分图像 用作第二图像。执行与在以上实施例中所述的相同的图像处理。(2) 在以上实施例的图像数据采用RGB格式的情况下，如果通 过采用全部RGB成分来产生组合图像，则与未插入偏振滤光镜12 的情况下所拍摄的图像之间的色调差异会便大，以致于用户觉得是不 合适的。或者，纹理的增强会导致色调差异。通过将第一图像和第二 图像转换为YCbCr格式并仅对亮度成分Y执行实施例的图像处理， 可以避免这种色调变化。另一个选择是将第一图像和第二图像转换为 与L*a*b颜色空间相对应的格式，并仅对亮度成分L执行实施例的 图像处理。(3) 在以上实施例中，可以在电子相机1上执行图像处理程序。 根据该详细说明，该实施例的许多特点和优点是显而易见的，并且所附的权利要求的意图是覆盖实施例的落入本发明的精神和范围 之内的所有此类特点和优点。此外，由于本领域技术人员将易于想到 许多修改和变化，因此并不希望将该发明性实施例局限于所图示和所 描述的精确结构和操作，因此可以采用在其范围内的所有适当的修改 及等价物。

　　1、一种图像处理方法，包括以下步骤第一步骤，读取第一图像的数据和第二图像的数据，所述第一图像和所述第二图像每一个都是通过在自然光下对共同物体进行成像而产生并具有不同内容的镜面反射成分；以及第二步骤，基于从所述第一图像和所述第二图像提取的所述镜面反射成分的差异数据，产生输出图像，所述输出图像给出了与所述第一图像和所述第二图像不同的所述物体的视觉印象。

　　2、 根据权利要求1的图像处理方法，其中，所述第二步骤通过 将所述差异数据乘以第一系数和第二系数中的至少一个来产生所述 输出图像，其中，所述第一系数用于调整图像的纹理成分，所述第二 系数用于调整图像的光泽成分。

　　3、 根据权利要求2的图像处理方法，其中，所述第二步骤通过 将用所述第一系数和所述第二系数中的至少一个乘以所述差异数据 所得到的结果与内部反射成分的数据合并，来产生所述输出图像，其 中，所述内部反射成分的数据是基于所述第一图像和所述第二图像中 的至少一个。

　　4、 根据权利要求2的图像处理方法，其中，所述第二步骤提取所述差异数据中亮度值大于或等于某个阈值的部分，并将所述提取的 部分乘以所述第二系数。

　　5、 根据权利要求4的图像处理方法，其中，所述第二步骤通过 将用所述第一系数和所述第二系数中的至少一个乘以所述差异数据 所得到的结果与内部反射成分的数据合并，来产生所述输出图像，其 中，所述内部反射成分的数据是基于所述第一图像和所述第二图像中 的至少一个。

　　6、 根据权利要求2的图像处理方法，其中，所述第二步骤将全 部所述差异数据都乘以所述第一系数。

　　7、 根据权利要求6的图像处理方法，其中，所述第二步骤通过 将用所述第一系数和所述第二系数中的至少一个乘以所述差异数据 所得到的结果与内部反射成分的数据合并，来产生所述输出图像，其 中，所述内部反射成分的数据是基于所述第一图像和所述第二图像中 的至少一个。

　　8、 根据权利要求6的图像处理方法，其中，所述第二步骤提取 所述差异数据中亮度值大于或等于某个阈值的部分，并将所述提取的 部分乘以所述第二系数。

　　9、 根据权利要求8的图像处理方法，其中，所述第二步骤通过 将用所述第一系数和所述第二系数中的至少一个乘以所述差异数据 所得到的结果与内部反射成分的数据合并，来产生所述输出图像，其 中，所述内部反射成分的数据是基于所述第一图像和所述第二图像中 的至少一个。

　　一种图像处理程序使计算机执行以下的步骤。第一步骤读取第一图像的数据和第二图像的数据，第一图像和第二图像通过在自然光下对共同物体进行成像而产生并具有不同内容的镜面反射成分。第二步骤基于从第一图像和第二图像提取的镜面反射成分的差异数据，产生输出图像，所述输出图像给出了与第一图像和第二图像不同的物体的视觉印象。IM电竞官网IM电竞官网