JP2006129264A - 色信号補正方法、装置及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】偽信号の発生を低減できる色信号補正方法、装置及びプログラムを提供する。
【解決手段】補間前の画像信号に対してリニアマトリクス処理を行う際、補正対象とする画素の位置における他のフィルタ色の色信号を補正対象とする画素の周囲に配置された同一フィルタ色の複数の画素の色信号の平均値を算出して求めて、リニアマトリクス演算を行う。これにより、色再現性の向上を図りつつ、被写体の色境界部分などで偽信号が発生するのを抑制できる。
【選択図】 図５

Description

本発明は色信号補正方法、装置及びプログラムに係り、特に所定のカラーフィルタ配列の単板式カラー撮像素子から出力された画像信号の色再現誤差を補正する色信号補正方法、装置及びプログラムに関する。

一般にビデオカメラやデジタルカメラなどのカラー撮像装置には、色再現補正回路が設けられており、画像信号にリニアマトリクス処理を行うことで被写体の色再現性を向上させている。従来、このリニアマトリクス処理は、撮像素子から出力されたＲ、Ｇ、Ｂ点順次の色信号の補間後に行われており、補間後の画像信号を次式に示す演算式で補正することにより、所望の色空間に適するように色補正している（たとえば、特許文献１）。

特開平１１−２９８９０９号公報

ところで、従来のカラー撮像装置では、補間後の画像信号に対してリニアマトリクス処理を行うようにしているが、補間前のＲ、Ｇ、Ｂ点順次の色信号に対してリニアマトリクス処理を行おうとすると、不足する色信号の情報を得るために、近傍画素の色信号の情報を用いなければならず、空間的に異なる画素同士の演算となって、被写体の色境界部分などで偽信号が生じやすいという欠点があった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、偽信号の発生を低減できる色信号補正方法、装置及びプログラムを提供することを目的とする。

請求項１に係る発明は、前記目的を達成するために、所定のカラーフィルタ配列の単板式カラー撮像素子から出力された各画素ごとの色信号を補正し、画像の色再現誤差を補正する色信号補正方法であって、補正対象とする画素の空間位置のフィルタ色以外のフィルタ色の色信号を算出する工程であって、補正対象とする画素の周囲に配置された同一フィルタ色の複数の画素の色信号に基づいて前記空間位置上の他の色信号を算出する工程と、補正対象とする画素の色信号と、算出した他の色信号とに所定の補正係数を乗算し、合成して補正値を得る工程と、からなることを特徴とする色信号補正方法を提供する。

本発明によれば、補間前の画像信号に対してリニアマトリクス処理を行う際、補正対象とする画素の位置における他のフィルタ色の色信号を補正対象とする画素の周囲に配置された同一フィルタ色の複数の画素の色信号に基づいて算出する。これにより、色再現性の向上を図りつつ、被写体の色境界部分などで偽信号が発生するのを抑制することができる。

請求項２に係る発明は、前記目的を達成するために、補正対象とする画素の周囲に配置された同一フィルタ色の複数の画素の色信号の平均値を算出して前記空間位置上の他の色信号を算出することを特徴とする請求項１に記載の色信号補正方法を提供する。

本発明によれば、補正対象とする画素の周囲に配置された同一フィルタ色の複数の画素の色信号の平均値を算出して、補正対象とする画素の空間位置上の他の色信号を算出する。これにより、色再現性の向上を図りつつ、被写体の色境界部分などで偽信号が発生するのを抑制することができる。

請求項３に係る発明は、前記目的を達成するために、補正対象とする画素の周囲に配置された同一フィルタ色の複数の画素の色信号の平均値を算出する際、対象となる３つ以上の同一フィルタ色の複数の画素の色信号のうち、他の画素の色信号の平均値との差が最大となる画素の色信号を除外することを特徴とする請求項２に記載の色信号補正方法を提供する。

本発明によれば、補正対象とする画素の周囲に配置された同一フィルタ色の複数の画素の色信号の平均値を算出する際、対象となる３つ以上の同一フィルタ色の複数の画素の色信号のうち、他の画素の色信号の平均値との差が最大となる画素の色信号を除外して、平均値を求める。これにより、被写体の色境界部分などで偽信号が発生するのをより効果的に抑止でき、更なる色再現性の向上を図ることができる。

請求項４に係る発明は、前記目的を達成するために、所定のカラーフィルタ配列の単板式カラー撮像素子から出力された各画素ごとの色信号を補正し、画像の色再現誤差を補正する色信号補正装置であって、補正対象とする画素の空間位置のフィルタ色以外のフィルタ色の色信号を算出する色信号演算手段であって、補正対象とする画素の周囲に配置された同一フィルタ色の複数の画素の色信号に基づいて前記空間位置上の他の色信号を算出する色信号演算手段と、補正対象とする画素の色信号と、前記色信号演算手段で算出した他の色信号とに所定の補正係数を乗算し、合成して補正値を得る補正値演算手段と、からなることを特徴とする色信号補正装置を提供する。

本発明によれば、補間前の画像信号に対してリニアマトリクス処理を行う際、補正対象とする画素の位置における他のフィルタ色の色信号を補正対象とする画素の周囲に配置された同一フィルタ色の複数の画素の色信号に基づいて算出する。これにより、色再現性の向上を図りつつ、被写体の色境界部分などで偽信号が発生するのを抑制することができる。

請求項５に係る発明は、前記目的を達成するために、前記色信号演算手段は、補正対象とする画素の周囲に配置された同一フィルタ色の複数の画素の色信号の平均値を算出して前記空間位置上の他の色信号を算出することを特徴とする請求項４に記載の色信号補正装置を提供する。

本発明によれば、補正対象とする画素の周囲に配置された同一フィルタ色の複数の画素の色信号の平均値を算出して、補正対象とする画素の空間位置上の他の色信号を算出する。これにより、色再現性の向上を図りつつ、被写体の色境界部分などで偽信号が発生するのを抑制することができる。

請求項６に係る発明は、前記目的を達成するために、前記色信号演算手段は、補正対象とする画素の周囲に配置された同一フィルタ色の複数の画素の色信号の平均値を算出する際、対象となる３つ以上の同一フィルタ色の複数の画素の色信号のうち、他の画素の色信号の平均値との差が最大となる画素の色信号を除外することを特徴とする請求項５に記載の色信号補正装置を提供する。

本発明によれば、補正対象とする画素の周囲に配置された同一フィルタ色の複数の画素の色信号の平均値を算出する際、対象となる３つ以上の同一フィルタ色の複数の画素の色信号のうち、他の画素の色信号の平均値との差が最大となる画素の色信号を除外して、平均値を求める。これにより、被写体の色境界部分などで偽信号が発生するのをより効果的に抑止でき、更なる色再現性の向上を図ることができる。

請求項７に係る発明は、前記目的を達成するために、所定のカラーフィルタ配列の単板式カラー撮像素子から出力された各画素ごとの色信号を補正し、画像の色再現誤差を補正する色信号補正プログラムであって、補正対象とする画素の空間位置のフィルタ色以外のフィルタ色の色信号を算出する手段であって、補正対象とする画素の周囲に配置された同一フィルタ色の複数の画素の色信号に基づいて前記空間位置上の他の色信号を算出する手段、補正対象とする画素の色信号と、算出した他の色信号とに所定の補正係数を乗算し、合成して補正値を得る手段、としてコンピュータを機能させることを特徴とする色信号補正プログラムを提供する。

本発明によれば、補間前の画像信号に対してリニアマトリクス処理を行う際、補正対象とする画素の位置における他のフィルタ色の色信号を補正対象とする画素の周囲に配置された同一フィルタ色の複数の画素の色信号に基づいて算出する。これにより、色再現性の向上を図りつつ、被写体の色境界部分などで偽信号が発生するのを抑制することができる。

請求項８に係る発明は、前記目的を達成するために、補正対象とする画素の周囲に配置された同一フィルタ色の複数の画素の色信号の平均値を算出して前記空間位置上の他の色信号を算出することを特徴とする請求項７に記載の色信号補正プログラムを提供する。

本発明によれば、補正対象とする画素の周囲に配置された同一フィルタ色の複数の画素の色信号の平均値を算出して、補正対象とする画素の空間位置上の他の色信号を算出する。これにより、色再現性の向上を図りつつ、被写体の色境界部分などで偽信号が発生するのを抑制することができる。

請求項９に係る発明は、前記目的を達成するために、補正対象とする画素の周囲に配置された同一フィルタ色の複数の画素の色信号の平均値を算出する際、対象となる３つ以上の同一フィルタ色の複数の画素の色信号のうち、他の画素の色信号の平均値との差が最大となる画素の色信号を除外することを特徴とする請求項８に記載の色信号補正プログラムを提供する。

本発明によれば、補正対象とする画素の周囲に配置された同一フィルタ色の複数の画素の色信号の平均値を算出する際、対象となる３つ以上の同一フィルタ色の複数の画素の色信号のうち、他の画素の色信号の平均値との差が最大となる画素の色信号を除外して、平均値を求める。これにより、被写体の色境界部分などで偽信号が発生するのをより効果的に抑止でき、更なる色再現性の向上を図ることができる。

本発明に係る色信号補正方法、装置及びプログラムによれば、偽信号の発生を低減することができる。

以下、添付図面に従って本発明に係る色信号補正方法、装置及びプログラムを実施するための最良の形態について説明する。

図１は、本発明が適用されたデジタルカメラの電気的構成を示すブロック図である。同図に示すように、このデジタルカメラ１０は、撮像部１２、信号処理部１４、操作部１６で構成されており、全体の動作をＣＰＵ１８によって統括制御される。

操作部１６は、電源スイッチ、レリーズボタン等の各種操作ボタンで構成され、その操作に応じた信号をＣＰＵ１８に出力する。ＣＰＵ１８は、この操作部１６からの信号に応じてデジタルカメラ全体の動作を制御する。

撮像部１２は、撮影レンズ２０、絞り２２、Ｉｒカットフィルタ２４、光学ローパスフィルタ２６、撮像素子２８、レンズ駆動部３０、絞り駆動部３２、撮像素子駆動部３４等を備えてなる。

被写体光は、撮影レンズ２０、絞り２２、Ｉｒカットフィルタ２４、光学ローパスフィルタ２６を介して撮像素子２８の受光面に入射される。そして、この撮像素子２８の受光面に入射されるまでの過程でＩｒカットフィルタ２４で赤外成分が除去され、光学ローパスフィルタ２６で所定の高周波成分が除去される。

レンズ駆動部３０は、ＣＰＵ１８からの指令に従って撮影レンズ２０を駆動し、フォーカシング及びズーミングを行う。

絞り駆動部３２は、ＣＰＵ１８からの指令に従って絞り２２を駆動し、撮像素子２８への入射光量を調整する。

撮像素子駆動部３４は、ＣＰＵ１８からの指令に従って撮像素子２８を駆動し、信号電荷の読み出し制御を行う。

なお、本実施の形態のデジタルカメラ１０では、図２（ａ）に示すように、撮像素子２８に単板式のカラーＣＣＤを用いるものとする。この撮像素子２８は、いわゆるハニカムＣＣＤと呼ばれ、多数の緑（Ｇ）の色フィルタを持つフォトダイオードが、縦横に所定間隔で配置され、その各行、各列の各フォトダイオードに対して１／２ピッチづつずらした位置に青（Ｂ）と赤（Ｒ）の各色フィルタを持つフォトダイオードが交互に配置される構造となっている。図示する例では、「Ｒ」「Ｇ」「Ｂ」と記載された８角形の枠が、それぞれ赤、緑、青の色フィルタを示し、対応するフォトダイオードは、その下側に配置される。より正確には８角形の枠がフォトダイオードの形を表し、赤、緑、青の色フィルタは、８角形の枠より大きなサイズ（例えば８角形や４角形）で設けられる。

光が各色フィルタを通して入射することによって各フォトダイオードに蓄積された信号電荷は、各フォトダイオードの脇に形成されている垂直転送路（図示せず）に読み出され、垂直転送路から水平転送路（図示せず）に至り、水平転送路に沿って転送されて撮像素子から読み出される。図２( ｂ) は、撮像素子２８から読み出された各画素の色信号の配列を示しており、各画素から読み出される信号電荷量は、各フォトダイオードの受光光量に応じた値となっている。

信号処理部１４は、アナログ信号処理部３６、Ａ／Ｄ変換器３８、メモリ制御部４０、メインメモリ４２、デジタル信号処理部４４、圧縮伸張処理部４６、積算部４８、メディア制御部５０、記憶メディア５２、表示制御部５４、表示部５６等を備えてなる。

アナログ信号処理部３６は、撮像素子２８から順次出力される点順次の画像信号に対して相関二重サンプリング処理（撮像素子の出力信号に含まれるノイズ（特に熱雑音）等を軽減することを目的として、撮像素子の１画素毎の出力信号に含まれるフィードスルー成分レベルと画素信号成分レベルとの差をとることにより正確な画素データを得る処理）を施すとともに、増幅して出力する。

Ａ／Ｄ変換器３８は、アナログ信号処理部３６から出力されたアナログの画像信号をデジタルの画像信号に変換して出力する。

メモリ制御部４０は、メインメモリ４２へのデータの書き込み及び読み出しを制御する。Ａ／Ｄ変換器３８から出力されたデジタルの画像信号は、このメモリ制御部４０を介してメインメモリ４２に格納される。

デジタル信号処理部４４は、ＣＰＵ１８の制御の下、入力された画像信号に所要の信号処理を施し、輝度信号Ｙと色差信号Ｃ（Ｃｒ、Ｃｂ）とからなる画像データを生成する。なお、ここでの信号処理については、のちに詳述する。

圧縮伸張処理部４６は、ＣＰＵ１８からの指令に従って入力された画像データに圧縮処理を施し、所定フォーマット（たとえば、ＪＰＥＧ）の圧縮画像データを生成する。また、入力された圧縮画像データに伸張処理を施し、非圧縮のデジタル画像データを生成する。

積算部４８は、１画面を複数のエリア（例えば、１６×１６）に分割し、分割した各エリアごとにＲ、Ｇ、Ｂの画像信号の積算値を算出する。ＣＰＵ１８は、この積算部４８で算出された積算値に基づいて被写体の明るさ（被写体輝度）を検出し、撮影に適した露出値（撮影ＥＶ値）を算出する。そして、算出した撮影ＥＶ値と所定のプログラム線図から絞り値とシャッタースピードを決定する。また、得られたＲの積算値、Ｂの積算値、Ｇの積算値から各分割エリアごとにＲ／Ｇ及びＢ／Ｇの比を求め、求めたＲ／Ｇ、Ｂ／Ｇの値のＲ／Ｇ、Ｂ／Ｇの色空間における分布等に基づいて光源種判別を行う。そして、判別された光源種に適した白バランス調整値に従って、たとえば各比の値がおよそ１（つまり、１画面においてＲＧＢの積算比率がＲ：Ｇ：Ｂ≒１：１：１）になるように、Ｒ、Ｇ、Ｂ信号に対する白バランスのゲイン値を決定する。

メディア制御部５０は、ＣＰＵ１８からの指令に従って記憶メディア５２に記録するデータの書き込み及び読み出しを制御する。

表示制御部５４は、ＣＰＵ１８からの指令に従って表示部５６の表示を制御する。

図３は、デジタル信号処理部４４の構成を示すブロック図である。同図に示すように、デジタル信号処理部４４は、オフセット補正回路６０、リニアマトリクス処理回路６２、ゲイン補正回路６４、ガンマ補正回路６６、同時化処理回路６８、ＲＧＢ−ＹＣ変換処理回路７０、輪郭補正回路７２、色差マトリクス処理回路７４等を備えてなる。

オフセット補正回路６０は、メインメモリ４２に読み出した点順次のＲ、Ｇ、Ｂ信号に対してオフセット補正を施し、黒バランスの調整を行う。

リニアマトリクス回路６２は、ゲイン補正された点順次のＲ、Ｇ、Ｂ信号に対してリニアマトリクス演算を施すことにより、色再現誤差の補正を行う。このリニアマトリクス処理回路６２における具体的な処理の内容については後に詳述する。

ゲイン補正回路６４は、オフセット補正された点順次のＲ、Ｇ、Ｂ信号に対してゲイン補正を施して、白バランスの補正を行う。

ガンマ補正回路６６は、リニアマトリクス処理回路６２から出力された点順次のＲ、Ｇ、Ｂ信号に対してガンマ補正を施し、階調補正を行う。

同時化処理回路６８は、単板式の撮像素子のカラーフィルタ配列に伴う色信号の空間的なズレを補間して、各画素位置におけるＲＧＢ三色の信号を生成する。すなわち、単板式の撮像素子の場合、各画素からはＲ、Ｇ、Ｂのうちの一色の信号しか出力されないため、出力しない残りの色、すなわち、Ｒを出力する画素では、この画素位置において残りのＧ、Ｂの色信号がどの程度になるかを周囲の画素のＧ、Ｂ信号から補間演算により求め、各画素位置におけるＲＧＢ三色の信号を生成する。

ＲＧＢ−ＹＣ変換処理回路７０は、同時化処理回路６８で同時化されたＲＧＢ三色の信号を輝度信号Ｙと色差信号Ｃ（Ｃｒ、Ｃｂ）に変換する。

輪郭補正回路７２は、ＲＧＢ−ＹＣ変換処理回路７０で生成された輝度信号Ｙに対して輪郭補正を施し、色差マトリクス処理回路７４は、ＲＧＢ−ＹＣ変換処理回路７０で生成された色差信号Ｃに対して所定の色差マトリクス演算して、色調補正を施す。

図４は、撮影されてから記憶メディアに記録するまでの画像信号の処理の手順を示すフローチャートである。

撮影により撮像素子２８から出力された画像信号は、アナログ処理部３６、Ａ／Ｄ変換器３８を経てメインメモリ４２に取り込まれる（ステップＳ１０）。メインメモリ４２に取り込まれた画像信号は、デジタル信号処理部４４に加えられ、オフセット補正回路６０でオフセット補正（ステップＳ１１）、リニアマトリクス処理回路６２でリニアマトリクス演算（ステップＳ１２）、ゲイン補正回路６４でゲイン補正（ステップＳ１３）、ガンマ補正回路６６でガンマ補正（ステップＳ１４）を施された後、同時化処理回路６８で同時化処理されて、各画素位置におけるＲＧＢ三色の信号が生成される（ステップＳ１５）。同時化されたＲＧＢ三色の信号は、ＲＧＢ−ＹＣ変換処理回路７０で輝度信号Ｙと色差信号Ｃに変換され（ステップＳ１６）、生成された輝度信号Ｙに対して輪郭補正回路７２で輪郭補正（ステップＳ１７）が施され、色差信号Ｃに対して色差マトリクス処理回路７４で色差マトリクス演算が行われる（ステップＳ１８）。そして、このように輪郭補正、色差マトリクス演算された輝度信号Ｙと色差信号Ｃが、圧縮伸張処理部４６に加えられ、圧縮処理が施された後（ステップＳ１９）、メディア制御部５０を介して記憶メディア５２に格納される。

さて、上記のように、本実施の形態のデジタルカメラ１０のリニアマトリクス処理回路６２は、点順次のＲ、Ｇ、Ｂ信号に対してリニアマトリクス演算を施して、色再現誤差の補正を行うが、このリニアマトリクス演算は、Ｒ、Ｇ、Ｂ信号ごとに、次式のマトリクス演算を実行することにより行われる。

Ｒ信号に対して、

Ｇ信号に対して、

Ｂ信号に対して、

このように、リニアマトリクス演算では、各画素の色信号を補正するに際して、その画素の色信号以外に他の色信号の情報も必要になる（たとえば、フィルタ色が赤の画素の色信号（Ｒ信号）に対しては、Ｂ、Ｇの色信号の情報も必要になる）。

このため、本実施の形態のデジタルカメラ１０のリニアマトリクス処理回路６２では、補正対象とする画素の色信号以外の色信号の情報を補正対象とする画素の周囲に配置された画素の色信号に基づいて補完する。すなわち、補正対象とする画素の周囲に配置された画素、より具体的には、補正対象とする画素を中心とした最小の同心円上に位置する画素の色信号の平均値を求め、これを補正対象とする画素の位置における他の色信号の情報とする。

たとえば、図５に示すように、Ｘ＝０、Ｙ＝０に位置するＲ_0,0 画素（フィルタ色が赤の画素）の色信号（Ｒ信号）に対してリニアマトリクス演算を行う場合、Ｒ信号以外の色信号、すなわち、Ｇ信号とＢ信号をＲ_0,0 画素の周囲に配置されたＧ画素（フィルタ色が緑の画素）とＢ画素（フィルタ色が青の画素）の色信号の平均値を算出して求める。

この場合、Ｇ信号については、Ｘ＝−１、Ｙ＝−１に位置するＧ_-1,-1 画素の色信号と、Ｘ＝１、Ｙ＝−１に位置するＧ_1,-1画素の色信号と、Ｘ＝−１、Ｙ＝０に位置するＧ_-1,0画素の色信号と、Ｘ＝１、Ｙ＝０に位置するＧ_1,0 画素の色信号の平均値Ｇ_ave ［＝（Ｇ_-1,-1 ＋Ｇ_1,-1＋Ｇ_-1,0＋Ｇ_1,0 ）／４］を算出して求める。

また、Ｂ信号については、Ｘ＝０、Ｙ＝−１に位置するＢ_0,-1画素の色信号と、Ｘ＝−２、Ｙ＝０に位置するＢ_-2,0画素の色信号と、Ｘ＝２、Ｙ＝０に位置するＢ_2,0 画素の色信号と、Ｘ＝０、Ｙ＝１に位置するＢ_0,1 画素の色信号の平均値Ｂ_ave ［＝（Ｂ_0,-1＋Ｂ_-2,0＋Ｂ_2,0 ＋Ｂ_0,1 ）／４］を算出して求める。

そして、求めたＧ信号（Ｇ_ave ）とＢ信号（Ｂ_ave ）と、補正対象画素の色信号（Ｒ信号）を用いて、数１に示すマトリックス演算を実行して、補正信号（Ｒ’信号）を取得する。

また、たとえば、図６に示すように、Ｘ＝１、Ｙ＝０に位置するＧ_1,0 画素の色信号（Ｇ信号）に対してリニアマトリクス演算を行う場合、Ｇ信号以外の色信号、すなわち、Ｒ信号とＢ信号をＧ_1,0 画素の周囲に配置されたＲ画素とＢ画素の色信号の平均値を算出して求める。

この場合、Ｒ信号については、Ｘ＝０、Ｙ＝０に位置するＲ_0,0 画素の色信号と、Ｘ＝２、Ｙ＝１に位置するＲ_2,1 画素の色信号の平均値Ｒ_ave ［＝（Ｒ_0,0 ＋Ｒ_2,1 ）／２］を算出して求める。

また、Ｂ信号については、Ｘ＝２、Ｙ＝０に位置するＢ_2,0 画素の色信号と、Ｘ＝０、Ｙ＝１に位置するＢ_0,1 画素の色信号の平均値Ｂ_ave ［＝（Ｂ_2,0 ＋Ｂ_0,1 ）／２］を算出して求める。

そして、求めたＲ信号（Ｒ_ave ）とＢ信号（Ｂ_ave ）と、補正対象画素の色信号（Ｇ信号）を用いて、数３に示すマトリックス演算を実行して、補正信号（Ｇ’信号）を取得する。

また、たとえば、図７に示すように、Ｘ＝２、Ｙ＝０に位置するＢ_2,0 画素の色信号（Ｂ信号）に対してリニアマトリクス演算を行う場合、Ｂ信号以外の色信号、すなわち、Ｒ信号とＧ信号をＢ_2,0 画素の周囲に配置されたＲ画素とＧ画素の色信号の平均値を算出して求める。

この場合、Ｒ信号については、Ｘ＝２、Ｙ＝−１に位置するＲ_2,-1画素の色信号と、Ｘ＝０、Ｙ＝０に位置するＲ_0,0 画素の色信号と、Ｘ＝４、Ｙ＝０に位置するＲ_4,0 画素の色信号と、Ｘ＝２、Ｙ＝１に位置するＲ_2,1 画素の色信号の平均値Ｒ_ave ［＝（Ｒ_2,-1＋Ｒ_0,0 ＋Ｒ_4,0 ＋Ｒ_2,1 ）／４］を算出して求める。

また、Ｇ信号については、Ｘ＝１、Ｙ＝−１に位置するＧ_1,-1画素の色信号と、Ｘ＝１、Ｙ＝０に位置するＧ_1,0 画素の色信号と、Ｘ＝３、Ｙ＝−１に位置するＧ_3,-1画素の色信号と、Ｘ＝３、Ｙ＝０に位置するＧ_3,0 画素の色信号の平均値Ｂ_ave ［＝（Ｇ_1,-1＋Ｇ_1,0 ＋Ｇ_3,-1＋Ｇ_3,0 ）／４］を算出して求める。

そして、求めたＲ信号（Ｒ_ave ）とＧ信号（Ｇ_ave ）と、補正対象画素の色信号（Ｂ信号）を用いて、数４に示すマトリックス演算を実行して、補正信号（Ｂ’信号）を取得する。

また、たとえば、図８に示すように、Ｘ＝３、Ｙ＝０に位置するＧ_3,0 画素の色信号（Ｇ信号）に対してリニアマトリクス演算を行う場合、Ｇ信号以外の色信号、すなわち、Ｒ信号とＢ信号をＧ_3,0 画素の周囲に配置されたＲ画素とＢ画素の色信号の平均値を算出して求める。

この場合、Ｒ信号については、Ｘ＝４、Ｙ＝０に位置するＲ_4,0 画素の色信号と、Ｘ＝２、Ｙ＝１に位置するＲ_2,1 画素の色信号の平均値Ｒ_ave ［＝（Ｒ_4,0 ＋Ｒ_2,1 ）／２］を算出して求める。

また、Ｂ信号については、Ｘ＝２、Ｙ＝０に位置するＢ_2,0 画素の色信号と、Ｘ＝４、Ｙ＝１に位置するＢ_4,1 画素の色信号の平均値Ｂ_ave ［＝（Ｂ_2,0 ＋Ｂ_4,1 ）／２］を算出して求める。

そして、求めたＲ信号（Ｒ_ave ）とＢ信号（Ｂ_ave ）と、補正対象画素の色信号（Ｇ信号）を用いて、数３に示すマトリックス演算を実行して、補正信号（Ｇ’信号）を取得する。

このように、本実施の形態のデジタルカメラ１０のリニアマトリクス処理回路６２では、補正対象とする画素の空間位置のフィルタ色以外のフィルタ色の色信号を補正対象とする画素の周囲に配置された同一フィルタ色の複数の画素の色信号に基づいて算出し、補正対象とする画素の色信号以外の色信号を補完してリニアマトリクス演算を行う。これにより、被写体の色境界において偽信号の発生を効果的に抑制でき、色再現性を向上させることができる。

なお、本実施の形態では、補正対象とする画素の空間位置のフィルタ色以外のフィルタ色の色信号を補正対象とする画素の周囲に配置された同一フィルタ色の複数の画素の色信号の平均値を算出して求めているが、この平均値を求めるに際して、次のように求めることが好ましい。すなわち、演算対象とする画素が３つ以上ある場合、他の画素の色信号の平均値との差Ｑが最大となる画素の色信号を除外して算出する。

たとえば、図５に示す場合において、Ｘ＝０、Ｙ＝０に位置するＲ_0,0 画素のＧ信号を算出する場合、Ｘ＝−１、Ｙ＝−１に位置するＧ_-1,-1 画素と、Ｘ＝１、Ｙ＝−１に位置するＧ_1,-1画素と、Ｘ＝−１、Ｙ＝０に位置するＧ_-1,0画素と、Ｘ＝１、Ｙ＝０に位置するＧ_1,0 画素の４画素がＧ信号の算出対象の画素となるが、この場合において、他の画素の色信号の平均値との差Ｑが最大となる画素の色信号を除外して平均値を算出する。すなわち、
Ｑ_-1,-1 ＝｜（Ｇ_1,-1＋Ｇ_-1,0＋Ｇ_1,0 ）／３−Ｇ_-1,-1 ｜
Ｑ_1,-1＝｜（Ｇ_-1,-1 ＋Ｇ_-1,0＋Ｇ_1,0 ）／３−Ｇ_1,-1｜
Ｑ_-1,0＝｜（Ｇ_-1,-1 ＋Ｇ_1,-1＋Ｇ_1,0 ）／３−Ｇ_-1,0｜
Ｑ_1,0 ＝｜（Ｇ_-1,-1 ＋Ｇ_1,-1＋Ｇ_-1,0）／３−Ｇ_1,0 ｜
のうち、Ｑ_i,i が最大となる画素Ｇ_i,i の色信号を除外して平均値を算出する。たとえば、４つのＱ_i,i のうちＱ_-1,-1 が最大の場合、Ｇ_-1,-1 を除外して平均値を算出する。したがって、この場合、Ｇ信号は、Ｇ_ave ＝（Ｇ_1,-1＋Ｇ_-1,0＋Ｇ_1,0 ）／３で算出される。

このように、平均値を算出する際、演算対象とする画素が３つ以上ある場合、他の画素の色信号の平均値との差が最大となる画素の色信号を除外して、平均値を算出することにより、色境界部分に発生する偽信号を更に効果的に抑制でき、色再現性を向上させることができる。

なお、上記実施の形態では、本発明をデジタルカメラに適用した場合を例に説明したが、本発明の適用は、これに限定されるものではない。カメラ付き携帯電話機やビデオカメラなどの単板式のカラー撮像素子を備えた撮影機器全てに適用できることはもちろんのこと、単板式のカラー撮像素子で撮像された画像データを処理する画像処理装置にも適用することができる。また、プログラムとしてパソコン等のコンピュータで実行させることもできる。

また、上記実施の形態では、ハニカムＣＣＤで撮像された画像信号に対して処理する場合を例に説明したが、他のカラーフィルタ配列の撮像素子（ＣＣＤ、ＣＭＯＳ等）で撮像された画像信号に対しても同様に適用することができる。

本発明が適用されたデジタルカメラの電気的構成を示すブロック図 撮像素子の構成と読み出された信号の配置関係を示す図 デジタル信号処理部の構成を示すブロック図 画像信号の処理の手順を示すフローチャート Ｒ画素の色信号に対してリニアマトリクス演算を行う場合の説明図 Ｇ画素の色信号に対してリニアマトリクス演算を行う場合の説明図 Ｂ画素の色信号に対してリニアマトリクス演算を行う場合の説明図 Ｇ画素の色信号に対してリニアマトリクス演算を行う場合の説明図

符号の説明

１０…デジタルカメラ、１２…撮像部、１４…信号処理部、１６…操作部、１８…ＣＰＵ、２０…撮影レンズ、２２…絞り、２４…Ｉｒカットフィルタ、２６…光学ローパスフィルタ、２８…撮像素子、３０…レンズ駆動部、３２…絞り駆動部、３４…撮像素子駆動部、３６…アナログ信号処理部、３８…Ａ／Ｄ変換器、４０…メモリ制御部、４２…メインメモリ、４４…デジタル信号処理部、４６…圧縮伸張処理部、４８…積算部、５０…メディア制御部、５２…記憶メディア、５４…表示制御部、５６…表示部、６０…オフセット補正回路、６２…リニアマトリクス処理回路、６４…ゲイン補正回路、６６…ガンマ補正回路、６８…同時化処理回路、７０…ＲＧＢ−ＹＣ変換処理回路、７２…輪郭補正回路、７４…色差マトリクス処理回路

Claims (9)

1. 所定のカラーフィルタ配列の単板式カラー撮像素子から出力された各画素ごとの色信号を補正し、画像の色再現誤差を補正する色信号補正方法であって、
   補正対象とする画素の空間位置のフィルタ色以外のフィルタ色の色信号を算出する工程であって、補正対象とする画素の周囲に配置された同一フィルタ色の複数の画素の色信号に基づいて前記空間位置上の他の色信号を算出する工程と、
   補正対象とする画素の色信号と、算出した他の色信号とに所定の補正係数を乗算し、合成して補正値を得る工程と、
   からなることを特徴とする色信号補正方法。
2. 補正対象とする画素の周囲に配置された同一フィルタ色の複数の画素の色信号の平均値を算出して前記空間位置上の他の色信号を算出することを特徴とする請求項１に記載の色信号補正方法。
3. 補正対象とする画素の周囲に配置された同一フィルタ色の複数の画素の色信号の平均値を算出する際、対象となる３つ以上の同一フィルタ色の複数の画素の色信号のうち、他の画素の色信号の平均値との差が最大となる画素の色信号を除外することを特徴とする請求項２に記載の色信号補正方法。
4. 所定のカラーフィルタ配列の単板式カラー撮像素子から出力された各画素ごとの色信号を補正し、画像の色再現誤差を補正する色信号補正装置であって、
   補正対象とする画素の空間位置のフィルタ色以外のフィルタ色の色信号を算出する色信号演算手段であって、補正対象とする画素の周囲に配置された同一フィルタ色の複数の画素の色信号に基づいて前記空間位置上の他の色信号を算出する色信号演算手段と、
   補正対象とする画素の色信号と、前記色信号演算手段で算出した他の色信号とに所定の補正係数を乗算し、合成して補正値を得る補正値演算手段と、
   からなることを特徴とする色信号補正装置。
5. 前記色信号演算手段は、補正対象とする画素の周囲に配置された同一フィルタ色の複数の画素の色信号の平均値を算出して前記空間位置上の他の色信号を算出することを特徴とする請求項４に記載の色信号補正装置。
6. 前記色信号演算手段は、補正対象とする画素の周囲に配置された同一フィルタ色の複数の画素の色信号の平均値を算出する際、対象となる３つ以上の同一フィルタ色の複数の画素の色信号のうち、他の画素の色信号の平均値との差が最大となる画素の色信号を除外することを特徴とする請求項５に記載の色信号補正装置。
7. 所定のカラーフィルタ配列の単板式カラー撮像素子から出力された各画素ごとの色信号を補正し、画像の色再現誤差を補正する色信号補正プログラムであって、
   補正対象とする画素の空間位置のフィルタ色以外のフィルタ色の色信号を算出する手段であって、補正対象とする画素の周囲に配置された同一フィルタ色の複数の画素の色信号に基づいて前記空間位置上の他の色信号を算出する手段、
   補正対象とする画素の色信号と、算出した他の色信号とに所定の補正係数を乗算し、合成して補正値を得る手段、
   としてコンピュータを機能させることを特徴とする色信号補正プログラム。
8. 補正対象とする画素の周囲に配置された同一フィルタ色の複数の画素の色信号の平均値を算出して前記空間位置上の他の色信号を算出することを特徴とする請求項７に記載の色信号補正プログラム。
9. 補正対象とする画素の周囲に配置された同一フィルタ色の複数の画素の色信号の平均値を算出する際、対象となる３つ以上の同一フィルタ色の複数の画素の色信号のうち、他の画素の色信号の平均値との差が最大となる画素の色信号を除外することを特徴とする請求項８に記載の色信号補正プログラム。

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