CN102143319A - 摄像装置和摄像方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种摄像装置和摄像方法，其课题在于当与被摄体的亮度无关地使图像的色差成分为固定值的情况下，有时会观察到图像整体的对比度降低。作为解决手段，摄像装置具有：通过对被摄体光进行光电转换，获得具有多个颜色信息的图像数据的摄像部；对图像数据实施灰度转换处理的灰度转换部；将被实施了灰度转换处理的图像数据转换为亮度数据以及色差数据的亮度色差转换部；当亮度数据处于作为基准的亮度范围内的情况下将色差数据设定为固定值，当亮度数据不处于作为基准的亮度范围内的情况下按照亮度数据的亮度设定色差数据的色差设定部；以及根据亮度数据和通过色差设定部设定的色差数据，生成输出图像数据的输出图像数据生成部。

Description

摄像装置和摄像方法

技术领域

本发明涉及生成具有对应于亮度的适当色差成分的图像的技术。

背景技术

已知有通过变更颜色的设定，生成棕褐色(sepia)调的图像的数字照相机。JP10-271530A公开了一种将图像的色差成分变更为固定值、即，使之成为单一色来生成棕褐色调的单色(monochrome)图像的技术。

然而如现有技术那样，在使色差成分为固定值的情况下，由于低亮度部的着色，有时暗部看起来比较亮。而且由于使色差成分为固定值会在明部产生不需要的着色，有时会造成整体对比度降低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种在将彩色图像转换为单色化的图像时，生成可再现与亮度对应的对比度的图像的技术。

本发明的一个方式涉及的摄像装置具有：摄像部，其接收被摄体光并进行光电转换，从而获得具有多个颜色信息的图像数据；灰度转换部，其对上述图像数据实施灰度转换处理；亮度色差转换部，其将被实施了上述灰度转换处理的图像数据转换为亮度数据和色差数据；色差设定部，在上述亮度数据处于作为基准的亮度范围内的情况下，该色差设定部将上述色差数据设定为固定值，在上述亮度数据不处于上述作为基准的亮度范围内的情况下，该色差设定部根据上述亮度数据设定上述色差数据；以及输出图像数据生成部，其根据上述亮度数据和通过上述色差设定部设定的色差数据，生成输出图像数据。

本发明的另一个方式涉及的摄像方法具有：接收被摄体光并进行光电转换，从而获得具有多个颜色信息的图像数据的步骤；对上述图像数据实施灰度转换处理的步骤；将被实施了上述灰度转换处理的图像数据转换为亮度数据和色差数据的步骤；在上述亮度数据处于作为基准的亮度范围内的情况下，将上述色差数据设定为固定值，在上述亮度数据不处于上述作为基准的亮度范围内的情况下，根据上述亮度数据设定上述色差数据的步骤；以及根据上述所设定的色差数据和上述亮度数据，生成输出图像数据的步骤。

根据本发明，当将彩色图像转换为单色化的图像时，能生成再现了与亮度对应的对比度的图像。

附图说明

图1是表示第1实施方式的摄像装置的构成的框图。

图2是表示在第1实施方式涉及的摄像装置中进行的主处理流程的流程图。

图3是表示静态图像摄影/图像处理的详细情况的流程图。

图4是表示实时取景显示/动态图像摄影/图像处理的详细情况的流程图。

图5是表示再现处理的详细情况的流程图。

图6是表示显影处理的详细情况的流程图。

图7是表示用于生成棕褐色调图像的颜色再现处理的详细情况的流程图。

图8(a)是用于说明根据亮度数据Y校正色差数据Cb、Cr的方法的图，图8(b)是表示Cb-Cr平面的图。

图9是表示在第2实施方式的摄像装置中，用于生成棕褐色调的图像的颜色再现处理的详细情况的流程图。

图10是表示被摄体亮度与校正系数α的关系的一个例子的图。

图11(a)是表示被摄体亮度高于基准被摄体亮度的情况下亮度数据Y与色差数据Cb、Cr的关系的图，图11(b)是表示被摄体亮度低于基准被摄体亮度的情况下亮度数据Y与色差数据Cb、Cr的关系的图。

符号说明

1照相机主体；2更换式镜头；101机械快门；102摄像元件；103模拟处理部；104模数转换部；107图像处理部；108AE(自动曝光)处理部；109AF(自动对焦)处理部；110图像压缩展开部(输出图像数据生成部)；113LCD驱动器；114LCD；115微计算机；117闪存；1075伽马转换部(灰度转换部)；1076颜色再现处理部(亮度色差转换部、色差设定部)

具体实施方式

<第1实施方式>

图1是表示作为第1实施方式的摄像装置的数字照相机的构成的框图。图1所示的数字照相机是通过照相机主体1和更换式镜头2构成的。

更换式镜头2具有镜头1010、闪存1011、微计算机1012、驱动器1013、光圈1014。更换式镜头2通过I/F999与照相机主体1可通信地连接起来。

照相机主体1具有机械快门101、摄像元件102、模拟处理部103、模数转换部104(以下称之为A/D转换部104)、总线105、SDRAM106、图像处理部107、AE处理部108、AF处理部109、图像压缩展开部110、存储器接口111(以下称之为存储器I/F111)、记录介质112、LCD驱动器113、LCD114、微计算机115、操作部116、闪存117。

镜头1010使被摄体的光学像会聚于摄像元件102。镜头1010既可以是单焦镜头，也可以是变焦镜头。

微计算机1012与I/F999、闪存1011和驱动器1013连接，对存储于闪存1011的信息进行读入/写入，并且控制驱动器1013。存储于闪存1011的信息包含更换式镜头2的焦距数据等。

微计算机1012还能通过I/F999与微计算机115通信，将各种信息发送给微计算机115，还从微计算机115接收光圈值等信息。

驱动器1013接收微计算机1012的指示，驱动镜头1010，进行焦距和对焦位置的变更，并且驱动光圈1014。光圈1014设置于镜头1010附近，调节被摄体的光量。

机械快门101接收微计算机115的指示而进行驱动，控制在摄像元件102曝光被摄体的时间。

摄像元件102是在构成各像素的光电二极管的前表面配置有拜尔(Bayer)排列的滤色器的摄像元件。拜尔排列构成如下：在水平方向上具有交替配置有红色(R)像素和绿色(G或Gr)像素的线和交替配置有绿色(G或Gr)像素和蓝色(B)像素的线，进而在垂直方向上交替配置这2条线。该摄像元件102通过构成像素的光电二极管接收由镜头1010会聚的光并进行光电转换。而且将光量作为电荷量输出给模拟处理部103。并且，摄像元件102既可以是CMOS方式也可以是CCD方式。

模拟处理部103对从摄像元件102读出的电信号(模拟图像信号)降低重置噪声等，然后进行波形整形，再进行增益放大以达到所期望的明度。A/D转换部104将从模拟处理部103输出的模拟图像信号转换为数字图像信号(此后称之为图像数据)。

总线105是用于将数字照相机内部产生的各种数据转发给数字照相机内的各部分的转发路径。总线105与A/D转换部104、SDRAM106、图像处理部107、AE处理部108、AF处理部109、图像压缩展开部110、存储器I/F111、LCD驱动器113、微计算机115连接。

从A/D转换部104输出的图像数据经由总线105被暂时存储于SDRAM(Synchronous dynamic random access memory)106。SDRAM106是暂时存储通过A/D转换部104获得的图像数据、通过图像处理部107、图像压缩展开部110进行了处理的图像数据等的各种数据的存储部。

图像处理部107具有光暗(Optical Black)减算部1071(以下称之为OB减算部1071)、白平衡(White balance)校正部1072(以下称之为WB校正部1072)、同步(Synchronization)处理部1073、颜色矩阵运算部1074、伽马转换部1075、颜色再现处理部1076、边缘强调处理部1077和降噪处理部1078(以下城之外NR处理部1078)。而且对从SDRAM106读出的图像数据实施各种图像处理。

OB减算部1071对图像数据进行光暗减法运算处理(以下称之为OB减法运算处理)。OB减法运算处理是从构成图像数据的各像素的像素值中减去摄像元件102的暗电流等导致的光暗值(以下称之为OB值)的处理。

WB校正部1072对图像数据进行乘以与白平衡模式对应的白平衡增益，校正白平衡的处理。用户可按照晴天、阴天、灯泡、荧光灯等光源设定白平衡模式。

同步处理部1073进行从基于拜尔排列的图像数据同步到按照每个像素由R、G、B的信息构成的图像数据的处理。颜色矩阵运算部1074对图像数据进行乘以颜色矩阵系数的线性转换，校正图像数据的颜色。伽马转换部1075根据事先准备好的伽马转换表对图像数据进行伽马校正。

颜色再现处理部1076进行改变图像色感的颜色再现处理。尤其当数字照相机的摄影模式被设定为棕褐色模式时，颜色再现处理部1076根据亮度设定色相和彩度。

边缘强调处理部1077使用带通滤波器从图像数据提取出边缘成分，对提取出的边缘成分的数据乘以与边缘强调度对应的系数，然后加入图像数据中。这样进行强调图像数据的边缘的处理。

NR处理部1078通过使用减少高频的滤波器的处理和校正轮廓的核化处理等进行降噪处理。

通过图像处理部107进行了上述各处理后的图像数据存储于SDRAM106。

AE计算部108根据图像数据计算被摄体亮度。用于计算被摄体亮度的数据可以是专用的测光传感器的输出。AF处理部109从图像数据中取出高频成分的信号，通过AF(Auto Focus)积算处理获得对焦评价值。

图像压缩展开部110在记录静态图像数据时从SDRAM106读出图像数据，按照JPEG(Joint Photographic Experts Group)压缩方式压缩所读出的图像数据，将压缩后的JPEG图像数据暂时存储于SDRAM106。微计算机115对存储于SDRAM106的JPEG图像数据附加构成JPEG文件所需的JPEG标头，制作出JPEG文件。然后将制作出的JPEG文件经由存储器I/F111记录于记录介质112。

而当记录动态图像数据时，图像压缩展开部110从SDRAM106读出动态图像数据，例如按照H.264方式压缩读出的动态图像数据，将压缩后的动态图像数据暂时存储于SDRAM106。图像压缩展开部110还根据来自微计算机115的指令，进行对通过亮度数据和色差数据构成的压缩数据进行展开(解压缩)，进行生成输出图像数据的处理。

记录介质112例如是通过能拆装于照相机主体1的存储卡构成的记录介质，然而不限于此。例如可以是内置于照相机主体1的存储器。

LCD驱动器113使图像显示于LCD(Liquid Crystal Display)114。LCD114是RGB色系的监视器。

其中，图像的显示包括短时间显示刚刚摄影的图像数据的记录图(Rec View)显示、记录于记录介质112的JPEG文件的再现显示和实时取景(Live View)显示等动态图像的显示。在再现记录于记录介质112的压缩数据的情况下，图像压缩展开部110读出记录于记录介质112的压缩数据并实施展开(解压缩)处理。此后，将展开后的数据暂时存储于SDRAM106。LCD驱动器113从SDRAM106读出解压缩后的数据，将读出的数据转换为视频信号。然后输出给LCD114进行显示。

具有作为控制部的功能的微计算机115统一控制数字照相机主体1的各种序列。在微计算机115上连接有操作部116和闪存117。

操作部116是电源按钮、释放按钮、动态图像按钮、再现按钮、各种输入键等操作部件。由用户操作操作部116的某个操作部件，从而微计算机115执行与用户操作对应的各种序列。电源按钮是用于进行该数字照相机的电源导通/截止指示的操作部件。按下电源按钮时，该数字照相机的电源导通。而当再次按下电源按钮时该数字照相机的电源截止。释放按钮构成为具有第一释放开关和第二释放开关这2级开关。当半按下释放按钮，导通第一释放开关时，微计算机115进行AE处理或AF处理等摄影准备序列。而当全按下释放按钮，导通第二释放开关时，微计算机115执行摄影序列而进行摄影。

再现按钮是用于在LCD114显示通过摄影得到的静态图像或动态图像的按钮。

动态图像按钮是用于开始或结束动态图像的摄影的按钮。初始状态下为动态图像未摄影状态，因此在该状态下按下动态图像按钮则开始动态图像的摄影，如果在动态图像摄影中按下动态图像按钮，则结束动态图像的摄影。因此每当按下动态图像按钮时，交替重复进行动态图像的摄影开始和结束。

闪存117存储与白平衡模式对应的白平衡增益和颜色矩阵系数、带通滤波系数等数字照相机工作所需的各种参数以及用于指定数字照相机的制造号等。另外，闪存117还存储微计算机115所执行的各种程序。微计算机115按照存储于闪存117的程序，并且从闪存117读入各种序列所需的参数，执行各处理。

图2是表示作为第1实施方式涉及的摄像装置的数字照相机所进行的主处理流程的流程图。当用户按下电源按钮，数字照相机的电源导通时，微计算机115开始步骤S201的处理。

在步骤S201中，初始化为记录中标志关闭。记录中标志是在动态图像摄影时导通且在未拍摄动态图像时关闭的标志。

在步骤S202中，判定是否由用户操作了再现按钮。如果判定为操作了再现按钮则进入步骤S203，判定为没有操作则进入步骤S204。

在步骤S203中，进行再现摄影获得的静态图像或动态图像的处理。后面会使用图5详细叙述再现处理。

在步骤S204中，判定是否由用户操作了动态图像按钮。如果判定为操作了动态图像按钮则进入步骤S205，判定为没有操作则进入步骤S206。

在步骤S205中，反转记录中标志，进入步骤S206。如上所述，每当按下动态图像按钮时，交替重复地进行开始和结束动态图像摄影。因此在该步骤中，如果记录中标志关闭则将其反转为导通，而记录中标志导通时则将其反转为关闭。

在步骤S206中，判定记录中标志是否为导通。如果判定为记录中标志为导通，则进入步骤S211。在步骤S211中，如果判定为处于动态图像记录中，则对基于来自摄像元件102的图像信号的动态图像的图像数据进行图像处理和图像压缩，然后记录于记录介质112。而如果判定为并非动态图像记录中，则进行用于进行静态图像摄影的被摄体构图和确定快门定时的实时取景显示。后面会使用图4详细叙述步骤S211的实时取景显示/动态图像摄影/图像处理。

而如果在步骤S206判定为记录中标志关闭，则进入步骤S207。在步骤S207中，判定是否由用户半按下释放按钮而使第一释放开关从断开变为导通。如果判定为第一释放开关导通，则进入步骤S208。

在步骤S208中，进行AF处理。具体而言，首先在AF处理部109计算对焦评价值。微计算机115根据对焦评价值向驱动器1013发出驱动镜头1010的指令。驱动器1013根据该指令，驱动镜头1010，进行焦距和聚焦位置的变更。

在步骤S207中，如果第一释放开关断开，或者第一释放开关从断开变为导通，则进入步骤S209。在步骤S209中，判定是否由用户全按下释放按钮而使第二释放开关导通。如果判定为第二释放开关导通，则进入步骤S210，如果判定为第二释放开关未导通，则进入步骤S211。

在步骤S210中，进行静态图像摄影/图像处理。后面会使用图3详细叙述静态图像摄影/图像处理。

在步骤S212中，判定数字照相机的电源是否关闭。如果判定为电源没有关闭，则返回步骤S202进行上述处理。而当用户按下电源按钮而导通电源时，结束流程图的处理。

如上，在本实施方式的主流程中，初始设定下为静态图像摄影模式，在该状态下，依次执行步骤S202→S204→S206→S207→S209→S211→S212→S202，此期间进行实时取景显示。在实时取景显示之中，如果半按下释放按钮，则在步骤S208进行AF动作。而如果全按下释放按钮，则在步骤S210进行静态图像的摄影。而如果按下动态图像按钮，则在步骤S205导通记录中标志，重复执行S206→S211→S212→S202→S204→S206以继续动态图像摄影。如果在该状态下再次按下动态图像按钮，则在步骤S205中记录中标志关闭，因而返回上述静态图像流程。

图3是表示图2所示的流程图的步骤S210的处理、即静态图像摄影/图像处理的详细情况的流程图。

在步骤S310中进行AE处理。具体而言，在AE处理部108中，计算被摄体亮度，根据计算出的被摄体亮度参照存储于闪存117的曝光条件确定表，从而确定摄影时的ISO感光度、光圈和快门速度。

在步骤S320中进行摄影。关于摄影(静态图像摄影)，与以往使用的手法相同。驱动器1013根据微计算机1012的指示驱动光圈1014以成为所设定的光圈值。然后根据确定的快门速度控制机械快门101进行摄影，获得与所确定的ISO感光度对应的图像数据。

在步骤S330中，对步骤S320的摄影获得的图像数据(拜尔数据)实施各种图像处理，进行转换为亮度(Y)和色差(Cb、Cr)信号数据的处理(显影处理)。后面使用图6说明显影处理的详细情况。

步骤S340中，通过LCD驱动器113在LCD114短时间显示摄影获得的图像数据。该显示是所谓的记录图显示。

在步骤S350中，在图像压缩展开部110对图像数据进行JPEG压缩，附加图像尺寸和摄影条件等标头信息，生成JPEG文件。

在步骤S360中，经由存储器I/F111将步骤S350生成的JPEG文件记录于记录介质112。

图4是表示图2所示的流程图的步骤S211的处理、即实时取景显示/动态图像摄影/图像处理的详细情况的流程图。

在步骤S410中，进行AE处理。该处理与图3所示流程图的步骤S310的处理相同。

在步骤S420中进行摄影。关于摄影(动态图像摄影)，与以往所使用手法相同。即，根据所确定的光圈、快门速度、ISO感光度控制所谓的电子快门来进行摄影。

在步骤S430中，对步骤S420的摄影获得的图像数据(拜尔数据)实施各种图像处理，进行转换为亮度(Y)和色差(Cb、Cr)信号数据的处理(显影处理)。后面使用图6说明显影处理的详细情况。

在步骤S440中，通过LCD驱动器113在LCD114显示图像数据。该显示是所谓的实时取景显示。

在步骤S450中，判定是否正在记录动态图像。当记录中标志关闭时，判定为并非正在记录动态图像，结束本流程图的处理，当记录中标志导通的情况下判定为正在记录动态图像，进入步骤S460。

在步骤S460中，生成动态图像文件并记录于记录介质112中。即，在图像压缩展开部110中，对图像数据进行与动态图像文件的形式对应的压缩，附加预定的标头信息来生成动态图像文件。动态图像文件的压缩形式包括“H.264”、“Motion JPEG”、“MPEG”等。而且经由存储器I/F111把所生成的动态图像文件记录于记录介质112中。

图5是表示图2所示的流程图的步骤S203的处理、即再现处理的详细情况的流程图。

在步骤S500中，根据用户对操作部116的操作，确定显示于LCD114的图像文件。如果用户按下了再现按钮，则在LCD114一览显示(缩略图(Thumb Nail)显示)记录于记录介质112的动态图像文件和静态图像文件。对于动态图像文件则缩略图显示最初帧的图像。用户操作包含于操作部116的十字键等，从而选择希望显示于LCD114的文件。将该选择出的文件确定为显示于LCD114的图像文件。

步骤S510中判定步骤S500所确定的图像文件是否为动态图像文件。如果判定为并非动态图像文件而是静态图像文件，则进入步骤S580。

在步骤S580中，在图像压缩展开部110从记录于记录介质112的文件之中选择步骤S500所确定的静态图像文件并展开，从而获得显示于LCD114的图像数据。

在步骤S590中，通过LCD驱动器113在LCD114显示步骤S580获得的图像数据。

而如果在步骤S510中判定为步骤S500所确定的图像文件为动态图像文件，则进入步骤S520。在步骤S520中，获得动态图像文件的标头信息所包含的帧数的信息。

在步骤S530中，将对帧数计数的参数N设定为初始值1。

在步骤S540中，在图像压缩展开部110从记录于记录介质112的文件之中选择步骤S500所确定的动态图像文件，进行对第N帧图像数据展开处理。

在步骤S550中，通过LCD驱动器113在LCD114显示步骤S540获得的第N帧图像数据。

在步骤S560中，对参数N加1，进入步骤S570。

在步骤S570中，判定参数N是否大于动态图像文件的帧数。如果判定为参数N小于等于动态图像文件的帧数，则返回步骤S540，对下一帧图像数据进行展开(步骤S540)，进行在LCD114显示(步骤S550)的处理。而当判定为参数N大于动态图像文件的帧数时，结束再现处理。

图6是表示图3所示流程图的步骤S330的处理和图4所示流程图的步骤S430的处理、即显影处理的详细情况的流程图。

步骤S610中，通过OB减算部1071实施从摄影获得的图像数据中减去摄像时获得的OB值的OB减法运算处理。

在步骤S620中，通过WB校正部1072对被实施了OB减法处理的图像数据乘以与白平衡模式对应的白平衡增益，进行校正白平衡的处理。并且，白平衡模式能由用户操作包含于操作部116的输入键，在每次摄影时进行设定。微计算机115根据用户对操作部116的操作，设定白平衡模式。另外，当数字照相机具备自动调整白平衡的自动白平衡功能时，微计算机115自动设定与摄影时的光源对应的白平衡模式。

在步骤S630中，通过同步处理部1073对被实施了白平衡校正处理的图像数据实施同步处理。

在步骤S640中，通过颜色矩阵运算部1074进行对被实施了同步处理的图像数据乘以与白平衡模式对应的颜色矩阵系数的颜色矩阵运算。

在步骤S650中，通过伽马转换部1075从闪存117读出事先准备的伽马转换表，对进行了颜色矩阵运算的图像数据进行伽马校正处理(伽马转换处理)。

在步骤S660中，判定数字照相机的摄影模式是否被设定为棕褐色模式。用户对操作部116所包含的各种输入键进行操作，从而将摄影模式设定为用于生成棕褐色调图像的棕褐色模式。如果判定为数字照相机的摄影模式被设定为棕褐色模式的情况下，进入步骤S670。

在步骤S670中，通过颜色再现处理部1076进行用于生成棕褐色调图像的颜色再现处理。后面使用图7详细说明该颜色再现处理。

而如果在步骤S660中判定为设定成用于生成彩色图像的通常摄影模式时，进入步骤S680。在步骤S680中，通过颜色再现处理部1076将RGB形式的图像数据转换为亮度数据(Y)和色差数据(Cb、Cr)，然后进行彩度和色相的校正处理，以获得自然的颜色再现。

在步骤S690中，通过边缘强调处理部1077对进行了颜色再现处理的图像数据进行边缘强调处理。

在步骤S700中，通过NR处理部1077对进行了边缘强调处理的图像数据进行降噪处理。降噪处理是基于核化参数的核化处理或者使用根据降噪参数(以下称之为NR参数)降低高频的滤波器进行的处理。

图7是表示图6所示的流程图的步骤S670的处理、即用于生成棕褐色调的图像的颜色再现处理的详细情况的流程图。

在步骤S710中，将RGB形式的图像数据转换为亮度数据(Y)和色差数据(Cb、Cr)。亮度数据Y和色差数据Cb、Cr分别转换成最小值为0、最大值为255。

在步骤S720中，将步骤S710中求出的色差数据Cr、Cb设为用于生成棕褐色调图像的固定值、例如Cb＝115、Cr＝145。用于生成棕褐色调图像的固定值是预先设计求得的。

在步骤S730中，进行抑制图像明部的彩度的校正。具体而言，当步骤S710中求出的亮度Y大于等于亮度阈值ThA的情况下，校正(设定)色差数据Cb、Cr以使得亮度越高则彩度越低。亮度阈值ThA是从中亮度到高亮度区域中的亮度，相当于作为基准的亮度范围(图8(a)的B区域)的上限。

图8(a)是用于说明按照亮度数据Y，校正(设定)色差数据Cb、Cr的方法的图，图8(b)是表示Cb-Cr平面的图。如图8(b)所示，棕褐色调的图像的色差数据可表示为Cb＝115、Cr＝145，无彩色的图像的色差数据可表示为Cb＝128、Cr＝128，整体为蓝色色调的图像的色差数据可表示为Cb＝140、Cr＝120。其中，色差数据Cb、Cr的数值不限于上述数值。

由亮度数据Y和色差数据Cb、Cr构成的像素能表示成将Y、Cb、Cr分别对应于x轴、y轴、z轴的三维坐标上的点。图8(a)表示用色差数据(Cb、Cr)通过(115、145)、(128、128)、(140、120)这3点的平面切取Y-Cb-Cr三维坐标空间时的坐标平面，纵轴表示亮度数据Y，横轴表示色差数据Cb、Cr。

在现有的棕褐色调图像中，如图8(a)的虚线所示，与亮度值无关地将色差数据设为固定值。与此相对，在本实施方式中，如图8(a)的实线所示，按照亮度值校正(设定)色差数据。在图7的步骤S730中，当亮度Y比亮度阈值ThA高(图8(a)的A区域)时，校正色差数据Cb、Cr以使得亮度Y越高则彩度越低。即，将步骤S720设定的色差数据Cb＝115、Cr＝145校正为，亮度Y越高，则色差数据Cb越接近128且色差数据Cr越接近128(参见图8(b)的箭头Y1)。当亮度Y为最大值255时，色差数据Cb、Cr都为128。例如可以事先预备确定色差Cb、Cr关系的表数据，通过参照该表数据来求出色差Cb、Cr。

步骤S740中，进行抑制图像的低亮度部分的彩度的校正。具体而言，当亮度Y低于亮度阈值ThB且高于亮度阈值ThC(图8(a)的C区域)的情况下，校正色差数据Cb、Cr以使得亮度Y越低则彩度越低。即，将步骤S720设定的色差数据Cb＝115、Cr＝145校正为，亮度Y越低，则色差数据Cb越接近128且色差数据Cr越接近128(参见图8(b)的箭头Y1)。当亮度Y与亮度阈值ThC相等时，Cb＝128、Cr＝128。亮度阈值ThB是从中亮度到低亮度区域中的亮度，相当于作为基准的亮度范围(图8(a)的B区域)的下限。

步骤S750中，进行使图像暗部的色调为蓝色的校正。具体而言，当亮度Y小于等于亮度阈值ThC且高于亮度阈值ThD(图8(a)的D区域)的情况下，校正色差数据Cb、Cr以使得随着亮度Y变低，蓝色的彩度逐渐变强。即，校正为亮度Y越低，则色差数据Cb越接近140且色差数据Cr越接近120。当亮度Y与亮度阈值ThD相等时，Cb＝140、Cr＝120。并且，亮度阈值ThC是低亮度区域中的第1亮度阈值，亮度阈值ThD是低亮度区域中的第2亮度阈值。

另外，当亮度Y小于等于亮度阈值ThD(图8(a)的E区域)时，将(Cb、Cr)＝(140、120)的色差作为基准，校正色差数据Cb、Cr以使得亮度Y越低彩度也越低(参见图8(b)的箭头Y2)。D区域仅呈现蓝色，E区域也仅呈现蓝色。

并且如图8(a)所示，各亮度阈值满足ThA＞ThB＞ThC＞ThD的关系。亮度阈值ThA～ThD的值分别是预先求出恰当的值设定好的。

其中，以下说明为了生存棕褐色调的图像，将色差(Cb、Cr)固定为(115、145)的情况和本实施方式所述按照亮度Y校正色差(Cb、Cr)情况的差异。由于显示图像的LCD114是RGB色系的监视器，因而需要把YCbCr数据转换为RGB数据。分别如下示出将色差数据(Cb、Cr)固定为(115、145)的情况下最暗颜色和最亮颜色的YCbCr值以及进行RGB转换情况下的RGB值。

最暗颜色：(Y、Cb、Cr)＝(0、115、145)

(RGB)＝(24、0、0)

最亮颜色：(Y、Cb、Cr)＝(255、115、145)

(RGB)＝(255、247、232)

如下示出将RGB转换后的RGB值转换为YCbCr值的情况。

最暗颜色：(Y、Cb、Cr)＝(7、124、140)

最亮颜色：(Y、Cb、Cr)＝(248、119、133)

即，在将色差数据(Cb、Cr)固定为(115、145)的深褐调图像中，YCbCr空间内亮度范围是大于等于0且小于等于255的范围，而如果显示于RGB色系的监视器上，则成为亮度Y的值大于等于7且小于等于248的范围，亮度范围缩小。

与此相对，在本实施方式中，棕褐色调图像中最暗颜色和最亮颜色的YCbCr值以及进行了RGB转换后的RGB值分别如下。其中，此处为了便于说明，设最暗颜色的色差(Cb、Cr)为(140、120)。

最暗颜色：(Y、Cb、Cr)＝(0、140、120)

(RGB)＝(0、2、21)

最亮颜色：(Y、Cb、Cr)＝(255、128、128)

(RGB)＝(255、255、255)

如下示出将RGB转换后的RGB值转换为YCbCr值的情况。

最暗颜色：(Y、Cb、Cr)＝(4、138、125)

最亮颜色：(Y、Cb、Cr)＝(255、128、128)

如上，在本实施方式中，将棕褐色调图像显示于RGB色系的监视器时的亮度范围大于等于4且小于等于255，相比将色差数据(Cb、Cr)固定于(115、145)的方法，亮度范围变大。实际如图8(a)的E区域所示，亮度Y为0时的色差(Cb、Cr)比(140、120)彩度值低，因而将棕褐色调图像显示于RGB色系的监视器时的最低亮度为小于4的值。

并且，已知具有在逆光状态下进行摄影时，将图像中过于明亮的部分和过于阴暗的部分校正为恰当明亮度的逆光校正功能的照相机。在使用这种逆光校正功能生成图像的情况下，通过进行上述图7所示流程图的处理，也能对进行了逆光校正的图像生成相同的棕褐色调的图像。

以上，根据第1实施方式的摄像装置，将被实施了灰度转换处理的图像数据转换为亮度数据和色差数据，当亮度数据处于作为基准的亮度范围(图8(a)的B区域)内的情况下，将色差数据设定为固定值，当亮度数据不处于作为基准的亮度范围内的情况下，按照亮度数据设定色差数据。然后根据亮度数据和所设定的色差数据生成输出图像数据。由此就能够在亮度数据高于作为基准的亮度范围以及低于作为基准的亮度范围时，设定与亮度数据对应的恰当的色差数据。因此例如在生成棕褐色调图像时，能抑制棕褐色调图像的暗部被观察得较明亮的问题和明部被观察得较暗的问题的产生，能防止图像对比度的降低。

另外，根据第1实施方式的摄像装置，当亮度数据不处于作为基准的亮度范围内时，按照亮度数据将色差数据设定为相对于固定值为无彩色侧的值。尤其当亮度数据高于作为基准的亮度范围内时，亮度数据越高则越将色差数据设定为相对于固定值为无彩色侧的值，因此相比使色差数据为固定值的情况能充分明亮地表现图像的明部。而当亮度数据低于作为基准的亮度范围且高于第1亮度(亮度阈值ThC)的情况下，亮度数据越低则越将色差数据设定为相对于固定值的无彩色侧的值，因此能实现随着亮度变低而逐渐变暗的图像表现。

进而，根据第1实施方式的摄像装置，当亮度数据小于等于第1亮度且高于比第1亮度低的第2亮度(亮度阈值ThD)的情况下，亮度数据的亮度越低，则将色差数据的色差设定得越接近预定颜色区域的色差。尤其通过使预定颜色区域为蓝色，相比使色差数据为固定值的情况能将图像的暗部表现得足够暗。当色差表示蓝色的区域例如为YCbCr的情况下，Cb＝140、Cr＝120的附近为表示蓝色的区域。

进而，当亮度数据小于等于第2亮度的情况下，亮度数据越低则越将色差数据设定为无彩色侧的值。由此能将图像暗部表现得更足够地暗。进一步详细说明该原因。在YCbCr空间表现的高彩度的较暗颜色如果进行RGB转换则有时会通过负值表现出来。当显示于监视器等时，由于无法显示负值，因此会被限制为零。其结果会较高地显示亮度。因而通过降低暗部的彩度，能在监视器等进行显示时显示得更暗。

另外，根据第1实施方式的摄像装置，如图8(a)所示，按照亮度Y的变化将色差Cb、Cr设定为连续变化，因此能生成具有与亮度对应的恰当的色差成分的图像。

<第2实施方式>

在第1实施方式中，图8(a)所示亮度数据Y与色差数据Cb、Cr的关系不依赖于被摄体亮度，始终为相同特性。而在第2实施方式的摄像装置中，按照被摄体亮度校正色差数据Cb、Cr相对于亮度数据Y的关系，制作出考虑到被摄体明亮度的图像。

第2实施方式的摄像装置与第1实施方式的摄像装置的不同之处在于图6所示流程图的步骤S670的处理和用于生成棕褐色调图像的颜色再现处理。

图9是详细表示第2实施方式的摄像装置中图6所示流程图的步骤S670的处理的流程图。对于图9所示的流程图中进行与图7所示流程图的处理相同处理的步骤，赋予相同符号并省略详细说明。

在步骤S910中获得被摄体亮度。其中，获得图3的流程图的步骤S310或图4的流程图的步骤S410进行AE处理时求出的被摄体亮度。

在步骤S920中，按照步骤S910求出的被摄体亮度，校正亮度阈值ThA～ThD。

图10是表示被摄体亮度与校正亮度阈值ThA～ThD时使用的校正系数α的关系的一个例子的图。设被摄体亮度与预先设计好的基准被摄体亮度一致时的校正系数α为1.0。基准被摄体亮度是与第1实施方式中设定的亮度阈值ThA～ThD对应的被摄体亮度。即，当被摄体亮度与基准被摄体亮度一致的情况下，不进行亮度阈值ThA～ThD的校正。

如图10所示，当被摄体亮度低于基准被摄体亮度的情况下，将校正系数α设为大于1.0的值。而当被摄体亮度高于基准被摄体亮度的情况下，将校正系数α设为小于1.0的值。例如，事先准备好确定了图10所示被摄体亮度与校正系数α关系的表数据，通过参照该表数据来计算校正系数α。

接着对计算出的校正系数α乘以各亮度阈值ThA～ThD，从而校正亮度阈值ThA～ThD。

步骤S920后续的步骤S710～步骤S750的处理与图7所示流程图的处理相同。

图11(a)是表示被摄体亮度高于基准被摄体亮度时亮度数据Y与色差数据Cb、Cr的关系的图。虚线表示被摄体亮度与基准被摄体亮度相等时的关系，实线表示被摄体亮度高于基准被摄体亮度时的关系。另外，图11(a)所示的各亮度阈值ThA～ThD表示通过校正系数α校正后的值。

当被摄体亮度高于基准被摄体亮度时，校正系数α被算出小于1.0的值(参见图10)，因此亮度阈值ThA～ThD分别为比被摄体亮度等于基准被摄体亮度时小的值。因此亮度数据Y与色差数据Cb、Cr的关系为图11(a)的实线所示的特性。通过按照被摄体亮度校正亮度阈值ThA～ThD，使得被摄体亮度高于基准被摄体亮度时较明部分的彩度变低，因而能获得具有更为明亮的印象的图像。

图11(b)是表示被摄体亮度低于基准被摄体亮度时亮度数据Y与色差数据Cb、Cr的关系的图。虚线表示被摄体亮度与基准被摄体亮度相等时的关系，实线表示被摄体亮度低于基准被摄体亮度时的关系。当被摄体亮度高于基准被摄体亮度时，校正系数α被算出大于1.0的值(参见图10)，因此亮度阈值ThA～ThD分别为比被摄体亮度等于基准被摄体亮度时大的值。因此亮度数据Y与色差数据Cb、Cr的关系为图11(b)的实线所示的特性。通过按照被摄体亮度校正亮度阈值ThA～ThD，使得被摄体亮度低于基准被摄体亮度时较暗部分的彩度和色相会发生变化，能获得具有更暗的印象的图像。

以上，根据第2实施方式的摄像装置，按照被摄体的明度变更固定色差数据的亮度范围，因此根据摄影时的条件来按照被摄体的明度变更第1预定亮度(亮度阈值ThC)和第2预定亮度(亮度阈值ThD)，因此能生成考虑到明度的图像。

并且在上述第1～第2实施方式的说明中，作为摄像装置进行的处理，以基于硬件的处理作为前提，然而无需限定于这种构成。例如也可以另外采取通过软件进行处理的构成。这种情况下，具有CPU、RAM等主存储装置、存储有用于实现上述全部处理或一部分处理的程序的计算机可读入的存储介质。其中，将该程序称作摄像程序。而且通过由CPU读入存储于上述存储介质的摄像程序，执行信息的加工/运算处理，能实现与上述摄像装置相同的处理。

其中，所谓计算机可读入记录介质是指磁盘、光磁盘、CD-ROM、DVD-ROM、半导体存储器等。还可以通过通信线路向计算机发布该图像显示程序，由接收到该发布的计算机执行该图像显示程序。

本发明不限于上述第1～第2实施方式，可以在不脱离本发明主旨的范围内实现各种变形和应用。例如在上述第1和第2实施方式中，说明了用于生成棕褐色调图像的颜色再现处理中存在特征的内容。然而本发明除了棕褐色调的图像之外，还能应用于用于生成整体色调为绿色或红色等单色构成的图像的颜色再现处理。

另外，本发明通过亮度阈值以一定比率变更色相和彩度的特性，然而不限于此，也可以例如通过样条插值等来平缓地变化。另外，在上述实施方式中将无彩色的数据设为(128、128)，但只要是它附近的颜色，实际上就能获得同样的效果。

在上述说明中，将棕褐色调图像的色差数据设为Cb＝115、Cr＝145，将无彩色图像的色差数据设为Cb＝128、Cr＝128，将整体为蓝色的色调的图像的色差数据设为Cb＝140、Cr＝120。然而这些数值只是一个例子，本发明不限于这些具体数值。

摄像装置不限于数字照相机，也可以是数字摄像机和带照相机的移动电话等，只要具备摄像功能即可。

Claims (11)

1.一种摄像装置，其特征在于具有：

摄像部，其接收被摄体光并进行光电转换，从而获得具有多个颜色信息的图像数据；

灰度转换部，其对上述图像数据实施灰度转换处理；

亮度色差转换部，其将被实施了上述灰度转换处理的图像数据转换为亮度数据和色差数据；

色差设定部，在上述亮度数据处于作为基准的亮度范围内的情况下，该色差设定部将上述色差数据设定为固定值，在上述亮度数据不在上述作为基准的亮度范围内的情况下，该色差设定部按照上述亮度数据设定上述色差数据；以及

输出图像数据生成部，其根据上述亮度数据和由上述色差设定部设定的色差数据，生成输出图像数据。

2.根据权利要求1所述的摄像装置，其特征在于，在上述亮度数据不在上述作为基准的亮度范围内的情况下，上述色差设定部按照上述亮度数据，将上述色差数据设定为相对于上述固定值偏向无彩色侧的值。

3.根据权利要求1所述的摄像装置，其特征在于，在上述亮度数据高于上述作为基准的亮度范围的情况下，上述色差设定部将上述色差数据设定为如下的值：上述亮度数据越高，相对于上述固定值越偏向无彩色侧。

4.根据权利要求1所述的摄像装置，其特征在于，在上述亮度数据低于上述作为基准的亮度范围且高于比上述作为基准的亮度范围低的第1亮度的情况下，上述色差设定部将上述色差数据设定为如下的值：上述亮度数据越低，相对于上述固定值越偏向无彩色侧。

5.根据权利要求1所述的摄像装置，其特征在于，该摄像装置还具有：

明度判定部，其判定被摄体的明度；以及

变更部，其按照上述被摄体的明度，变更上述作为基准的亮度范围。

6.根据权利要求1所述的摄像装置，其特征在于，在上述亮度数据处于作为基准的亮度范围内的情况下，上述色差设定部将上述色差数据设定为棕褐色的色差。

7.根据权利要求4所述的摄像装置，其特征在于，在上述亮度数据为上述第1亮度以下且高于比上述第1亮度低的第2亮度的情况下，上述色差设定部对上述色差数据进行如下设定：上述亮度数据越低，越接近预定颜色区域的色差。

8.根据权利要求7所述的摄像装置，其特征在于，在上述亮度数据为上述第2亮度以下的情况下，上述色差设定部将上述色差数据设定为如下的值：上述亮度数据越低，相对于上述预定颜色区域的色差越偏向无彩色侧。

9.根据权利要求7或8所述的摄像装置，其特征在于，上述预定颜色区域的色差是蓝色的色差。

10.根据权利要求7所述的摄像装置，其特征在于，该摄像装置还具有：

明度判定部，其判定被摄体的明度；以及

变更部，其按照上述被摄体的明度，变更上述第1亮度和上述第2亮度。

11.一种摄像方法，其特征在于具有：

接收被摄体光并进行光电转换，从而获得具有多个颜色信息的图像数据的步骤；

对上述图像数据实施灰度转换处理的步骤；

将被实施了上述灰度转换处理的图像数据转换为亮度数据和色差数据的步骤；

在上述亮度数据处于作为基准的亮度范围内的情况下，将上述色差数据设定为固定值，在上述亮度数据不在上述作为基准的亮度范围内的情况下，按照上述亮度数据设定上述色差数据的步骤；以及

根据上述设定的色差数据和上述亮度数据，生成输出图像数据的步骤。

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