JP2011010268A - 画像処理装置、画像処理方法およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】 画像から色滲みが生じている領域を判別しようとすると、色滲みが生じていないにも関わらず、色滲み抑圧が施されてしまう領域が生じてしまうことがあり、ガンマ補正処理の程度によってこの領域の目立ち方に差が生じる。
【解決手段】 画像から求めた勾配値に基づいて色滲みの抑圧係数を求め、この抑圧係数を用いて画像データに色滲み抑圧を施す画像処理装置であって、輝度に応じて、勾配値に対応する色滲み抑圧係数を変更する。
【選択図】 図１

Description

本発明は画像処理装置および画像処理方法に関し、特に光学的な要因による色収差を補正し、色滲みを抑圧するための画像処理装置、画像処理方法およびプログラムに関する。

近年のデジタルビデオカメラ、デジタルカメラは、高画素数のイメージセンサを採用することにより、高画質な映像を得られるようになってきている。

反面、画素の微細化や小型レンズなどの要因により、光の波長毎に結像位置が異なることに起因する色収差の影響である色滲みが画像に現れやすくなっている。

従来、撮像された画像における色滲みを抑圧する技術として、様々な方法が提案されている。

例えば、特許文献１には、画像を撮影するときに用いたレンズを識別し、収差情報を読み出して補正パラメータを生成し、この補正パラメータに従って補正対象となる色信号の座標を移動させる技術が提案されている。

だが、色滲み特性は、光軸中心から着目画素までの像高位置、ズームレンズ位置、アイリスの開口径、フォーカスレンズ位置により複雑に変動する。そのため、特許文献１に記載されるようなレンズの収差情報を読み出す構成では、像高位置、ズームレンズ位置、アイリスの開口径、フォーカスレンズ位置、および、レンズの種類別に収差情報を記憶しておく必要がある。したがって、これらの収差情報を記憶しておくために必要なメモリの容量が大きくなってしまう。

そこで、予め記憶されたレンズの収差情報を読み出すのではなく、画像から色滲みが生じていると思われる領域を抽出し、その領域に対して色滲みを抑圧する技術が提案されている。例えば、特許文献２には、画像から２つの色成分の変化度の差分を検出し、この差分が大きな領域を色滲みが生じている領域と判別し、色滲みを抑圧する技術が開示されている。

特開２０００−０７６４２８号公報 特開２００３−１０２０２７号公報

しかしながら、記憶されたレンズの収差情報を読み出すのではなく、画像から色滲みが生じている領域を判別しようとする場合に、誤判定を完全になくすことは難しい。例えば、特許文献２に記載されるような２つの色成分の変化度の差分を検出する構成では、被写体そのものが色滲みと類似する条件を満たす模様を有するものであると、色滲みが生じてなくとも、色滲み領域であると判別されてしまうことがある。そのため、色滲みが生じていない領域であるにも関わらず、その領域の色の濃度が低下させられたり、周辺の画素で置き換えられたりすることになる。

これは、特許文献２に記載されるような構成に限らず、画像の輝度成分や色成分から色滲みの生じている領域やその程度を判別しようとする構成であれば、被写体によってその判別結果に影響が生じてしまうという問題が生じてしまう。

このような事態を回避するために、色滲み領域であると判別するための条件を厳しく設定することが考えられる。ところが、単純に色滲み領域であると判別するための条件を厳しく設定するだけでは、色滲みが生じている領域であるにも関わらず、そうとは判別されない領域が増えてしまい、画質の向上に十分には寄与しないことになってしまう。

また、色滲みの抑圧処理を施した画像に対してガンマ補正処理を施すことによって勾配に変化が生じ、誤判定によって色の濃度が抑圧された色滲みが生じていない領域や、抑圧対象とならなかった色滲み領域が、余計に目立ってしまう場合も生じてしまう。

本発明はこのような従来技術の課題に鑑みなされたものであり、仮に誤補正が生じてしまった場合でもそれを目立たせることなく、効果的に色滲みを補正することの可能な画像処理装置および画像処理方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本願に係る画像処理装置は、画像から勾配値を求める勾配検出手段と、前記勾配値に基づいて抑圧係数を算出する抑圧係数算出手段と、前記抑圧係数に基づいて、前記画像のうち抑圧対象となる領域の色滲みを抑圧するよう画像処理を行う抑圧手段と、前記画像に対して設定されたガンマ補正特性に従って補正を行うガンマ補正手段を有し、前記ガンマ補正特性は、輝度信号のレベルが第１の範囲であるときの入力信号の変化の幅に対する出力信号の変化の幅が、前記輝度信号のレベルが第２の範囲であるときの入力信号の変化に対する出力信号の変化の幅に比較して大きく設定されており、前記抑圧係数算出手段は、前記勾配値が閾値を超えた場合に、前記抑圧対象となる領域の色滲みが抑圧されるように前記抑圧係数を算出するものであって、前記画像のうち輝度信号のレベルが前記第１の範囲に含まれる領域において色滲みが抑圧されるために要する前記勾配値の範囲よりも、前記画像のうち輝度信号のレベルが前記第２の範囲に含まれる領域おいて色滲みが抑圧されるために要する前記勾配値の範囲のほうが狭くなるように、前記閾値を設定することを特徴とする。

また、上記課題を解決するため、本願に係る画像処理装置は、画像から勾配値を求める勾配検出手段と、前記勾配値に基づいて抑圧係数を算出する抑圧係数算出手段と、前記抑圧係数に基づいて、前記画像のうち抑圧対象となる領域の色滲みを抑圧するよう画像処理を行う抑圧手段と、前記画像に対して設定されたガンマ補正特性に従って補正を行うガンマ補正手段を有し、前記ガンマ補正特性は、輝度信号のレベルが第１の範囲であるときの入力信号の変化の幅に対する出力信号の変化の幅が、前記輝度信号のレベルが第２の範囲であるときの入力信号の変化の幅に対する出力信号の変化の幅に比較して大きく設定されており、前記抑圧係数算出手段は、前記勾配値が同じであっても、前記画像のうち輝度信号のレベルが前記第２の範囲に含まれる領域における色滲みの抑圧の程度が、前記画像のうち輝度信号のレベルが前記第１の範囲に含まれる領域における色滲みの抑圧の程度よりも強くなるように、前記抑圧係数を設定することを特徴とする。

本発明によれば、低勾配部の色滲み抑圧と被写体色エッジ保護のバランスをとり、効果的に色滲みを補正することの可能な画像処理装置および画像処理方法を提供することが可能となる。

本発明の第１の実施形態に係る画像処理装置としてのデジタルビデオカメラの構成例を示すブロック図である。 図１の色滲み抑圧部の構成を示す図である。 図１のガンマ補正部におけるガンマ補正特性の一例を説明するための図である。 図１の抑圧係数制御部の構成を示す図である。 図４の判定テーブルにて設定される、輝度信号のレベルと、第１の抑圧係数制御パラメータおよび第２の抑圧係数制御パラメータの関係を説明するための図である。 本発明の第２の実施形態に係る画像処理装置としてのデジタルビデオカメラの構成例を示すブロック図である。 図６の抑圧係数制御部の構成を示す図である。 図６の抑圧係数算出部の構成を示す図である。 図８の変換テーブルにおける、調整勾配Ｓ１３に対する抑圧係数Ｓ６の変換特性を示す図である。 図９に示す調整勾配Ｓ１３に対する抑圧係数Ｓ６の変換特性を有しているときの、勾配情報Ｓ４に対する抑圧係数Ｓ６の変換特性を示す図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の好適かつ例示的な実施形態を詳細に説明する。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る画像処理装置としてのデジタルビデオカメラの構成例を示すブロック図である。

結像光学系１０１はズームレンズやフォーカスレンズからなるレンズユニットで構成される。撮像素子１０２は補色モザイクまたは原色ベイヤー配列のカラーフィルタを装着し、被写体像を光電変換して画像信号を生成するものであり、ＣＣＤやＣＭＯＳセンサで構成される。本実施形態ではＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の原色ベイヤー配列のカラーフィルタを装着したＣＣＤを用いるものとする。アナログフロントエンド（以下、ＡＦＥと表記）１０３はＡ／Ｄコンバータおよび二重相関サンプリング回路を含む。輝度信号生成部１０４はガンマ補正や輪郭強調回路を含む。輝度色差信号生成部１０５は輝度信号、色差信号を生成する。三原色信号生成部１０６はＡＦＥから出力された画像信号に対して同時化処理を行い、各画素におけるＲ、Ｇ、Ｂ全ての色信号の出力値を求める。勾配検出部１０７は画像中の着目した領域の勾配値を検出する。抑圧係数制御部１０８は三原色信号生成部１０６から出力された信号に応じて、第１の抑圧係数制御パラメータと、第２の抑圧係数制御パラメータを設定する。抑圧係数算出部１０９は勾配検出部１０７から出力された勾配値と、抑圧係数制御部１０８から出力された第１の抑圧係数制御パラメータと、第２の抑圧係数制御パラメータに応じて、抑圧係数を算出する。色滲み抑圧部１１０は抑圧係数算出部１０９から出力された抑圧係数に応じて、色滲み抑圧処理を行う。第１のガンマ補正部１１１は色滲み抑圧部１１０から出力されたＲ信号に対してガンマ補正を行う。第２のガンマ補正部１１２は色滲み抑圧部１１０から出力されたＧ信号に対してガンマ補正を行う。第３のガンマ補正部１１３は色滲み抑圧部１１０から出力されたＢ信号に対してガンマ補正を行う。

次に、本実施形態におけるデジタルビデオカメラの動作説明を行う。

結像光学系１０１を通じて撮像素子１０２に結像された被写体像は、光電変換され、電気信号からなる画像信号に変換される。この画像信号はＡＦＥ１０３において、ディジタル信号に変換され、１２ｂｉｔのディジタル画像信号Ｓ１として出力される。このディジタル画像信号Ｓ１は、撮像素子１０２のカラーフィルタの配列パターンに応じた単板カラー信号となっており、輝度信号生成部１０４と三原色信号生成部１０６とに送られる。輝度信号生成部１０４は、例えば、ディジタル画像信号Ｓ１におけるＧ信号のみを抽出し、このＧ信号に適応補間処理を施したものを輝度信号として生成する。また、図示しないが、輝度信号生成部１０４は生成した輝度信号に対して輪郭強調処理や、輝度信号用のガンマ補正処理を施し、輝度信号Ｓ２として出力する。この輝度信号Ｓ２は輝度色差信号生成部１０５に入力される。

一方、三原色信号生成部１０６は、ＡＦＥ１０３から出力されたディジタル画像信号Ｓ１に同時化処理を施し、Ｒ、Ｇ、Ｂ信号を撮像素子の全ての画素に対応させる。この三原色信号生成部１０６は、ベイヤー配列ではＧのカラーフィルタの密度が、ＲおよびＢのそれぞれのカラーフィルタの密度よりも高いため、同時化処理においてＲおよびＢ信号に帯域を合わせたＧ信号を生成する。そのため、ここで生成されるＧ信号は輝度信号生成部１０４で生成された輝度信号Ｓ２よりも帯域の狭いものとなる。

結像光学系１０１において軸上色収差が発生すると、撮像素子１０２の受光面上における結像深度が光の波長ごとに異なるため、三原色信号生成部１０６から出力された三原色信号Ｓ３にもその現象が再現されることになる。このような色滲みは、被写体の勾配の高い部分において目立つことが知られている。そこで本実施形態では、勾配検出部１０７において、色滲みの抑圧対象となる画素を中心とした３×３、５×５画素などの範囲にて、ソーベルフィルタなどの周知の勾配抽出フィルタなどにより１２ｂｉｔの被写体の勾配情報Ｓ４を抽出する。そして、この勾配情報Ｓ４を色滲みの判定基準として用いる。なお、勾配情報Ｓ４は、Ｒ、Ｇ、Ｂ信号の各勾配の平均値、最大値、最小値、あるいは、これらを所定の重み付けで合成した値など、Ｒ、Ｇ、Ｂ信号の各勾配を加工して生成したものであればよい。

上述したように、軸上色収差による色滲みは、被写体の信号の勾配の高い部分で目立つことは間違いないが、被写体の信号の勾配の低い部分においても生じる。そして、被写体信号の勾配の高い部分ほどではないが、色滲みが視認され、画質劣化として認識されてしまうおそれもある。

しかしながら、画像信号を解析することによって、軸上色収差による色滲みと被写体の色エッジを完全に分離することは非常に困難である。従って、軸上色収差による色滲みを抑圧する際には、被写体色エッジの保護も念頭において実施することが必要となる。

本実施形態では、図１の抑圧係数制御部１０８および抑圧係数算出部１０９において、色滲み抑圧と被写体色エッジの保護のバランスを取るよう工夫が施されている。その詳細な説明については後述することとし、本実施形態における、色滲み抑圧処理の動作について先に説明する。

色滲み抑圧部１１０は、抑圧対象となる領域ごとに、抑圧係数算出部１０９にて算出された抑圧係数Ｓ６に応じて色滲み抑圧を行い、１２ｂｉｔのＲ、Ｇ、Ｂ信号を含む色滲み抑圧済み信号Ｓ７を出力する。色滲み抑圧処理としては、例えば、色滲み抑圧をかけたい画素の色差信号を抑えて無彩色化することにより、色滲みを目立たなくする処理を行う。

図２は図１の色滲み抑圧部１１０の構成を示す図である。

図２において、２０１は抑圧係数算出部１０９にて算出された抑圧係数を入力する入力端子である。２０２は三原色信号生成部１０６で同時化された色信号のうち、Ｒ信号を入力する入力端子である。２０３は同じくＧ信号を入力する入力端子である。２０４は同じくＢ信号を入力する入力端子である。２０５は入力されたＲ、Ｇ、Ｂ信号を、輝度信号、第１の色差信号、および、第２の色差信号に変換する輝度色差変換マトリクスである。２０６は輝度色差変換マトリクス２０５から出力された第１の色差信号の出力レベルを抑圧係数に応じて調整する第１の色差ゲイン調整部である。２０７は輝度色差変換マトリクス２０５から出力された第２の色差信号の出力レベルを抑圧係数に応じて調整する第２の色差ゲイン調整部である。２０８は輝度信号、第１の色差信号、および、第２の色差信号をＲ、Ｇ、Ｂ信号に変換する三原色変換マトリクスである。２０９は三原色変換マトリクス２０８で生成されたＲ信号を出力する出力端子である。２１０は三原色変換マトリクス２０８で生成されたＧ信号を出力する出力端子である。２１１は三原色変換マトリクス２０８で生成されたＢ信号を出力する出力端子である。

図２に示すように、三原色信号生成部１０６から出力されたＲ信号、Ｇ信号、Ｒ信号は、入力端子２０２乃至２０４に入力され、輝度色差変換マトリクス２０５によって、輝度信号Ｙ、第１の色差信号Ｃｒ、および、第２の色差信号Ｃｂに変換される。

この第１の色差信号Ｃｒおよび第２の色差信号Ｃｂに対して、乗算器２０６および２０７によって、抑圧係数算出部１０９から出力された抑圧係数Ｓ６を乗算し、第１の抑圧済み色差信号Ｃｒ’および第２の抑圧済み色差信号Ｃｂ’を得る。このように、抑圧係数によって対象画素の色差成分を調整することにより、対象画素の無彩色化を実現する。この第１の抑圧済み色差信号Ｃｒ’、第２の抑圧済み色差信号Ｃｂ’、および、輝度信号Ｙは、三原色変換マトリクス２０８により１２ｂｉｔのＲ信号、Ｇ信号、Ｂ信号を含む色滲み抑圧済み信号Ｓ７に変換され、出力端子２０９〜２１１から出力される。

抑圧係数Ｓ６は、０から１の間の値を取るものであり、０のときが色滲みを完全に抑圧した状態、１のときが色滲みを全く抑圧しなかった状態となる。

色滲み抑圧済み信号Ｓ７のうち、Ｒ信号は第１のガンマ補正部１１１、Ｇ信号は第２のガンマ補正部１１２、Ｂ信号は第３のガンマ補正部１１３において、図３に示す非線形の変換特性に従って、入力信号に対する出力信号のレベル変換がなされる。このガンマ補正が施された信号は１０ｂｉｔのＲ、Ｇ、Ｂ信号を含むガンマ補正済み信号Ｓ８として輝度色差信号生成部１０５に入力される。輝度色差信号生成部１０５は、このガンマ補正済み信号Ｓ８から、再び輝度信号および色差信号を生成する。そして、輝度色差信号生成部１０５はさらに、解像感を出すため、この生成した輝度信号と輝度信号生成部１０４にて生成された広帯域の輝度信号Ｓ２を合成し、新たな輝度信号Ｓ９および色差信号Ｓ１０を出力する。

輝度信号Ｓ９と色差信号Ｓ１０は、図示しない記録メディアに記憶されたり、表示装置にて表示され、モニタ映像としてユーザーが見ることができる状態となる。なお、色滲み抑圧部１１０による色滲みの抑圧処理は、ビット精度を必要とするため、輝度信号レベル階調が抑圧されるガンマ補正の前に行われる。

ここで、抑圧係数制御部１０８および抑圧係数算出部１０９における色滲み抑圧と被写体色エッジの保護のバランスを取る工夫について詳細に説明する。

上述したように、第１のガンマ補正部１１１〜第３のガンマ補正部１１３により、非線形なレベル変換が施された輝度信号Ｓ９と色差信号Ｓ１０が、ユーザーが目にする映像信号となる。よって、色滲み抑圧と被写体色エッジの保護のバランスを取る際には、第１のガンマ補正部１１１〜第３のガンマ補正部１１３により施されるガンマ補正特性を考慮すべきである。即ち、被写体の勾配情報Ｓ４に基づいて抑圧係数を算出する構成において、勾配情報Ｓ４が同一の値であっても、ユーザーが実際に目にする勾配は、高輝度部であるか低輝度部であるかにより、次のような違いが発生する。

図３は図１のガンマ補正部１１１〜１１３におけるガンマ補正特性の一例を説明するための図である。

図３のＤｉ１は低輝度部での低勾配部における信号レベルの変化の幅を表す。Ｄｉ３は低輝度部での高勾配部における信号レベルの変化の幅を表す。Ｄｏ１はＤｉ１に対してガンマ補正がかかることにより、ユーザーが実際に目にする勾配部における信号レベルの変化の幅を表す。Ｄｏ３はＤｉ３に対してガンマ補正がかかることにより、ユーザーが実際に目にする勾配部における信号レベルの変化の幅を表す。

一方、図３のＤｉ２は高輝度部での低勾配部における信号レベルの変化の幅を表す。Ｄｉ４は高輝度部での高勾配部における信号レベルの変化の幅を表す。Ｄｏ２はＤｉ２に対してガンマ補正がかかることにより、ユーザーが実際に目にする勾配部における信号レベルの変化の幅を表す。Ｄｏ４はＤｉ４に対してガンマ補正がかかることにより、ユーザーが実際に目にする勾配部における信号レベルの変化の幅を表す。

ここで、低輝度部においては、色滲み抑圧部１１０にて抑圧処理が施されるときの画像信号の勾配よりも、その後にユーザーが目にする画像信号の勾配の方が、ガンマ補正処理により強調が施されることになる。反対に、高輝度部においては、色滲み抑圧部１１０にて抑圧処理が施されるときの画像信号の勾配よりも、その後にユーザーが目にする画像信号の勾配のほうが、ガンマ補正処理により画像信号が抑圧されているため目立たなくなる。

この現象を考慮すると、高輝度部においては、被写体色エッジによる勾配はレベルが抑圧されていて元々見えにくいため、色滲み抑圧により色エッジが消されてもユーザーはほとんど認識しないといえる。一方、色滲みの現象自体は、例えば無彩色であるはずの被写体においてわずかでも色がついてしまうと、例え高輝度部で勾配がレベルが抑圧されているとはいえ、ユーザーには画質劣化として認識されやすくなる。これらを鑑みると、高輝度部では色滲み抑圧を強くかけるべきである。

反対に、低輝度部においては、被写体色エッジも色滲みも勾配が強調され、ユーザーはどちらも認識しやすい状態となる。そのため、本来色エッジが存在する部分が、誤った色滲み抑圧処理によって無彩色化してしまうと、レベルが抑圧されている高輝度部とは異なりユーザーに強い違和感を与えてしまう。画質劣化としての印象という観点では、色滲みが残ることよりも、色エッジが無彩色化してしまう色抜けの方が、ユーザーに認識されやすく、好ましくないと言える。そのため、低輝度部では色滲み抑圧処理を施さないか、または、その強さを抑制することが望ましいと考えられる。

抑圧係数算出部１０９においては、勾配検出部１０７から供給される勾配情報Ｓ４と、抑圧係数制御部１０８から供給される抑圧特性制御パラメータＳ５を用いて、抑圧係数Ｓ６を算出する。この抑圧係数Ｓ６は、次に式（１）〜（３）にて算出される。
Ｓ４＜Ｔｈ１であれば
Ｓ６＝１ ・・・（１）
Ｔｈ１≦Ｓ４＜Ｔｈ２であれば
Ｓ６＝Ｔｈ２／（Ｔｈ２−Ｔｈ１）−Ｓ４／（Ｔｈ２−Ｔｈ１） ・・・（２）
Ｔｈ２≦Ｓ４であれば
Ｓ６＝０ ・・・（３）

式（１）〜式（３）において、Ｔｈ１およびＴｈ２は、抑圧特性制御パラメータＳ５を構成する第１の抑圧係数制御パラメータと第２の抑圧係数制御パラメータである。これらの式によれば、勾配情報Ｓ４が第１の閾値Ｔｈ１未満である場合には、抑圧係数Ｓ６が１に設定されて色差信号がそのままの値で出力されるため、その領域では色滲み抑圧が全く行われなくなる。勾配情報Ｓ４が第２の閾値Ｔｈ２以上である場合には、抑圧係数Ｓ６が０に設定されて色差信号が０として出力されるため、その領域における画像信号は完全に無彩色となるような色滲み抑圧が施される。勾配情報Ｓ４が、第１の閾値Ｔｈ１以上であって第２の閾値Ｔｈ２未満である場合には、式（２）によって、勾配情報Ｓ４の値が大きくなるに従い、色滲み抑圧が強くかかる（無彩色に近づく）補正が施される。つまり、式（２）によれば、勾配情報Ｓ４の値が第１の値であるときの抑圧係数よりも、勾配情報Ｓ４の値が第１の値よりも大きな第２の値であるときの抑圧係数のほうが、０に近い値となる。

図４は図１の抑圧係数制御部１０８の構成を示す図である。４０１は三原色信号生成部１０６で同時化された各色信号のうち、Ｒ信号を入力する入力端子である。４０２は、同じくＧ信号を入力する入力端子、４０３は同じくＢ信号を入力する入力端子である。４０４は入力端子４０１〜４０３から入力された信号から輝度信号のレベルを算出する輝度レベル算出部である。４０５は判定テーブルであり、輝度レベル算出部４０４で算出された輝度レベルに応じて後述する第１の抑圧係数制御パラメータと、第２の抑圧係数制御パラメータを設定する。４０６は第１の抑圧係数制御パラメータを出力する出力端子であり、４０７は第２の抑圧係数制御パラメータを出力する出力端子である。

図５は図４の判定テーブル４０５にて設定される、輝度信号のレベルと、第１の抑圧係数制御パラメータおよび第２の抑圧係数制御パラメータの関係を説明するための図である。

本実施例では、図４に示す構成において、図５に示す特性に従い、輝度信号のレベルが、第１の範囲、第２の範囲、第３の範囲、および、第４の範囲のどこに含まれるかによって、第１の閾値Ｔｈ１と第２の閾値Ｔｈ２を変更する。上述したように、輝度信号レベルの抑圧の程度が小さい低輝度部については、色滲み抑圧が行われにくくするため、輝度信号レベルの抑圧の程度が大きい高輝度部に比較して、第１の閾値Ｔｈ１と第２の閾値Ｔｈ２が高い値となるように設定する。ガンマ補正により、入力信号の変化の幅に対する出力信号の変化の幅が比較的小さくなる高輝度部については、色滲み抑圧が行われやすくするため、低輝度部に比較して第１の閾値Ｔｈ１と第２の閾値Ｔｈ２が低い値となるように設定する。すなわち、入力信号の変化の幅に対する出力信号の変化の幅が小さくなるほど、色滲み抑圧が施されなくなる（抑圧係数が１になる）勾配値の範囲が狭くなるように第１の閾値Ｔｈ１と第２の閾値Ｔｈ２を設定する。

図４において、入力端子４０１〜４０３から入力されたＲ、Ｇ、Ｂ信号の三原色信号Ｓ３に対し、輝度レベル算出部２０４が、例えば式（４）を用いて輝度信号Ｙのレベル（１２ｂｉｔのディジタル信号とする）を算出する。
Ｙ＝０．３Ｒ＋０．５９Ｇ＋０．１１Ｂ ・・・（４）

そして、判定テーブル４０５が、図５に示す特性に従い、輝度信号Ｙのレベルに応じて第１の閾値Ｔｈ１と第２の閾値Ｔｈ２を設定する。具体的には、輝度信号Ｙのレベルが１２ｂｉｔで０〜５１１の範囲であれば、第１の閾値Ｔｈ１を３００、第２の閾値Ｔｈ２を５００に設定する。輝度信号Ｙのレベルが５１２〜１０２３の範囲であれば、第１の閾値Ｔｈ１を１００、第２の閾値Ｔｈ２を３００に設定する。輝度信号Ｙのレベルが１０２４〜２０４７の範囲であれば、第１の閾値Ｔｈ１を５０、第２の閾値Ｔｈ２を２００に設定する。輝度信号Ｙのレベルが２０４８〜４０９５の範囲であれば、第１の閾値Ｔｈ１を１０、第２の閾値Ｔｈ２を１００に設定する。

また、図示していないが、第１の閾値Ｔｈ１は３０の固定値とし、第２の閾値Ｔｈ２のみを上述したように、輝度信号Ｙのレベルが高くなるほど５００、３００、２００、１００と小さくなるように設定してもよい。このようにすることで、特定の範囲の勾配値では、勾配値が等しくとも、その領域の輝度が高くなるほど、色滲み処理が強く適用され、色差成分を抑圧する程度が高くなる。

以上説明したとおり、本実施形態によれば、ガンマ補正処理によってユーザーが実際に目にする勾配変化の幅を考慮して、低輝度部については色滲み抑圧を抑制し、高輝度部については色滲み抑圧を積極的に行う制御とする。このように構成することにより、低勾配部の色滲み抑圧と被写体色エッジ保護のバランスをとり、破綻の少ない色滲み抑圧処理を実現することが可能となる。

（第２の実施形態）
図６は、本発明の第２の実施形態に係る画像処理装置としてのデジタルビデオカメラの構成例を示すブロック図である。

図６の結像光学系６０１乃至勾配検出部６０７の構成は、図１の結像光学系１０１乃至勾配検出部１０７の構成と同様である。また、図６の色滲み抑圧部６１０乃至第３のガンマ補正部６１３の構成は、図１の色滲み抑圧部１１０乃至第３のガンマ補正部１１３の構成と同様である。本実施形態では抑圧係数制御部６０８と抑圧係数算出部６０９の構成が、図１の抑圧係数制御部１０８と抑圧係数算出部１０９の構成と異なるので、この点を中心に説明を行う。

図７は図６の抑圧係数制御部６０８の構成を示す図である。

７０１は三原色信号生成部１０６で同時化された各色信号のうち、Ｒ信号を入力する入力端子である。７０２は、同じくＧ信号を入力する入力端子、７０３は同じくＢ信号を入力する入力端子である。７０４は入力端子７０１〜７０３から入力された信号から輝度信号のレベルを算出する輝度レベル算出部である。７０５は図１のガンマ補正部１１１〜１１３に準じたガンマ補正特性を有する輝度変換回路である。７０６は輝度変換回路７０５で変換された輝度信号を第１の抑圧係数制御パラメータとして出力する出力端子である。

図８は図６の抑圧係数算出部６０９の構成を示す図である。

図８において、８０１は勾配検出部６０７から出力された勾配情報Ｓ４が入力される入力端子である。８０２は抑圧係数制御部６０８から出力された第１の抑圧係数制御パラメータＳ１１が入力される入力端子である。８０３は第１の抑圧係数制御パラメータＳ１１に設定ゲインＫを乗算し、第２の抑圧係数制御パラメータＳ１２を出力する乗算回路である。この設定ゲインＫは固定値でも良いし、図示しないマイコンなどにより外部から設定しても良い。８０４は勾配情報Ｓ４と第２の抑圧係数制御パラメータＳ１２を加算し、調整勾配Ｓ１３を出力する加算回路である。８０５は変換テーブルであり、調整勾配Ｓ１３に基づいて抑圧係数Ｓ６を設定する。８０６は抑圧係数Ｓ６を出力する出力端子である。

図９は図８の変換テーブル８０５における、調整勾配Ｓ１３に対する抑圧係数Ｓ６の変換特性を示す図である。

図９において、横軸は調整勾配Ｓ１３を示し、縦軸は抑圧係数Ｓ６を示す。本実施形態では、勾配情報Ｓ４が１２ｂｉｔであることから、調整勾配Ｓ１３は１２ｂｉｔのディジタル信号で表され、その値は０〜４０９５の範囲となる。抑圧係数Ｓ６は対象画素を完全に無彩色化する値である０から、全く無彩色化の処理を施さない１．０までの値を、所定の分解能で出力するものである。本実施形態では８ｂｉｔの分解能で出力するものとする。

図９では、調整勾配Ｓ１３が０〜３００となる範囲では、抑圧係数Ｓ６の値が１．０となり、色滲み抑圧が施されない状態となる。調整勾配Ｓ１３が３００を超えると、調整勾配Ｓ１３の値が大きくなるほど抑圧係数Ｓ６の値が徐々に０に近づいて徐々に色滲み抑圧が強くなる。そして、調整勾配Ｓ１３がある閾値を超えると、抑圧係数Ｓ６が０となり対象画素を完全に無彩色化する。

なお、調整勾配Ｓ１３に応じて抑圧係数Ｓ６が単調変化する特性となれば良く、その変化特性は色滲み抑圧がより効果的となるように、単調変化の範囲で任意な特性とすることができる。さらに、変換テーブル８０５はＲＯＭで構成されたテーブルを前提として説明を行ったが、関数を用いて調整勾配Ｓ１３に対する抑圧係数Ｓ６を算出するようにしてもよい。

図１０は、図９に示す調整勾配Ｓ１３に対する抑圧係数Ｓ６の変換特性を有しているときの、勾配情報Ｓ４に対する抑圧係数Ｓ６の変換特性を示す図である。調整勾配Ｓ１３は勾配情報Ｓ４と第２の抑圧係数制御パラメータＳ１２を加算した値である。そのため、調整勾配Ｓ１３が一定値でも、第２の抑圧係数制御パラメータＳ１２が変化することで、勾配情報Ｓ４に対する抑圧係数Ｓ６の値は変化する。

図１０において、第２の抑圧係数制御パラメータＳ１２が０であれば、勾配情報Ｓ４と調整勾配Ｓ１３の値は一致するので、勾配情報Ｓ４に対する抑圧係数Ｓ６の変換特性は図９に示すものと等しくなる。これに対し、第２の抑圧係数制御パラメータＳ１２が２５５であれば、勾配情報Ｓ４の値が４５以下のときに抑圧係数の値が１．０となる。調整勾配Ｓ１３が４５を超えると、調整勾配Ｓ１３の値が大きくなるほど抑圧係数Ｓ６の値が徐々に０に近づいて徐々に色滲み抑圧が強くなる。そして、調整勾配Ｓ１３が別の閾値を超えると、抑圧係数Ｓ６が０となり対象画素を完全に無彩色化する。つまり、図９に示す変換特性を横軸上でシフトさせたものとなる。

上述したように、色滲み抑圧と被写体色エッジ保護のバランスを取るためには、輝度信号レベルの抑圧程度が小さい低輝度部については色滲み抑圧を抑制し、輝度信号レベルの抑圧程度が大きい高輝度部については色滲み抑圧を積極的に行う制御とする必要がある。

本実施形態では、ゲイン調整された第２の抑圧係数制御パラメータＳ１２が小さいほど、色滲み抑圧が施されるために必要な勾配情報Ｓ４の値は大きくなるため、低輝度部に対して有用な特性となる。反対に、ゲイン調整された第２の抑圧係数制御パラメータＳ１２が大きいほど、色滲み抑圧が施されるために必要な勾配情報Ｓ４の値は小さくなるため、高輝度部に対して有用な特性となる。これを考慮すると、第１の抑圧係数制御パラメータＳ１１は、低輝度部では小さな値となり、高輝度部では大きな値となることが望ましい。本実施形態では、ガンマ補正処理によってユーザーが実際に目にする勾配変化の幅を考慮するためには、第１の抑圧係数制御パラメータＳ１１はガンマ補正処理に準じた変化をすることが望ましい。

そこで、本実施形態では、輝度変換回路７０５は、図１のガンマ補正部１１１〜１１３に準じたガンマ補正特性を有している。なお、図８における設定ゲインＫは、Ｋ＝１としたとき、調整勾配Ｓ１３の値が勾配情報Ｓ４の値とおよそ一致する。

以上説明したとおり、本実施形態においても、ガンマ補正処理によってユーザーが実際に目にする勾配変化の幅を考慮して、低輝度部については色滲み抑圧を抑制し、高輝度部については色滲み抑圧を積極的に行う制御とする。このように構成することにより、低勾配部の色滲み抑圧と被写体色エッジ保護のバランスをとり、破綻の少ない色滲み抑圧処理を実現することが可能となる。

なお、第１および第２の実施形態では、ガンマ補正部１１１〜１１３のガンマ補正特性が、高輝度部ほど入力信号の変化の幅に対する出力信号の変化の幅が小さくなるものとして説明を行ってきたが、これに限られるものではない。ユーザーが任意にガンマ補正特性を変えることができるような構成においても、同様の効果を得ることは可能である。

例えば、第１および第２の実施形態とは逆に、ガンマ補正部１１１〜１１３に、入力信号の変化の幅に対する出力信号の変化の幅を低輝度部で小さく、高輝度部で大きくなるガンマ補正特性を持たせることも可能である。このような場合には、高輝度部については色滲み抑圧を抑制し、低輝度部については色滲み抑圧を積極的に行う制御とする必要がある。すなわち、このようなガンマ補正特性であれば、輝度信号のレベルが低い領域を、輝度信号のレベルが高い領域に比較して、色滲み抑圧が施されなくなる（抑圧係数が１になる）勾配値の範囲が狭くなるようにすればよい。

（他の実施形態）
上述の実施形態は、カメラに限らず、システム或は装置のコンピュータ（或いはＣＰＵ、ＭＰＵ等）によりソフトウェア的に実現することも可能である。記憶媒体又は有線／無線通信により画像データを受け取り、この画像データに対して、色滲み抑圧およびガンマ補正処理を行う構成であっても構わない。

従って、上述の実施形態をコンピュータで実現するために、該コンピュータに供給されるコンピュータプログラム自体も本発明を実現するものである。つまり、上述の実施形態の機能を実現するためのコンピュータプログラム自体も本発明の一つである。

なお、上述の実施形態を実現するためのコンピュータプログラムは、コンピュータで読み取り可能であれば、どのような形態であってもよい。上述の実施形態を実現するためのコンピュータプログラムは、記憶媒体又は有線／無線通信によりコンピュータに供給される。有線／無線通信を用いたコンピュータプログラムの供給方法としては、コンピュータネットワーク上のサーバを利用する方法がある。この場合、本発明を形成するコンピュータプログラムとなりうるデータファイル（プログラムファイル）をサーバに記憶しておく。そして、このサーバにアクセスしたクライアントコンピュータに、プログラムファイルをダウンロードすることによって供給する。

つまり、上述の実施形態を実現するためのプログラムファイルをクライアントコンピュータに提供するサーバ装置も本発明の一つである。

また、上述の実施形態を実現するためのコンピュータプログラムを暗号化して格納した記憶媒体を配布し、コンピュータへのインストールを許可してもよい。

また、上述の実施形態を実現するためのコンピュータプログラムは、すでにコンピュータ上で稼働するＯＳの機能を利用するものであってもよい。さらに、上述の実施形態を実現するためのコンピュータプログラムは、その一部をコンピュータに装着される拡張ボード等のファームウェアで構成してもよいし、拡張ボード等が備えるＣＰＵで実行するようにしてもよい。

１０１、６０１ 結像光学系
１０２、６０２ 撮像素子
１０３、６０３ ＡＦＥ
１０４、６０４ 輝度信号生成部
１０５、６０５ 輝度色差信号生成部
１０６、６０６ 三原色信号生成部
１０７、６０７ 勾配検出部
１０８、６０８ 抑圧係数制御部
１０９、６０９ 抑圧係数算出部
１１０、６１０ 色滲み抑圧部
１１１、６１１ 第１のガンマ補正部
１１２、６１２ 第２のガンマ補正部
１１３、６１３ 第３のガンマ補正部

Claims (7)

1. 画像から勾配値を求める勾配検出手段と、
   前記勾配値に基づいて抑圧係数を算出する抑圧係数算出手段と、
   前記抑圧係数に基づいて、前記画像のうち抑圧対象となる領域の色滲みを抑圧するよう画像処理を行う抑圧手段と、
   前記画像に対して設定されたガンマ補正特性に従って補正を行うガンマ補正手段を有し、
   前記ガンマ補正特性は、輝度信号のレベルが第１の範囲であるときの入力信号の変化の幅に対する出力信号の変化の幅が、前記輝度信号のレベルが第２の範囲であるときの入力信号の変化に対する出力信号の変化の幅に比較して大きく設定されており、
   前記抑圧係数算出手段は、前記勾配値が閾値を超えた場合に、前記抑圧対象となる領域の色滲みが抑圧されるように前記抑圧係数を算出するものであって、前記画像のうち輝度信号のレベルが前記第１の範囲に含まれる領域において色滲みが抑圧されるために要する前記勾配値の範囲よりも、前記画像のうち輝度信号のレベルが前記第２の範囲に含まれる領域おいて色滲みが抑圧されるために要する前記勾配値の範囲のほうが狭くなるように、前記閾値を設定することを特徴とする画像処理装置。
2. 画像から勾配値を求める勾配検出手段と、
   前記勾配値に基づいて抑圧係数を算出する抑圧係数算出手段と、
   前記抑圧係数に基づいて、前記画像のうち抑圧対象となる領域の色滲みを抑圧するよう画像処理を行う抑圧手段と、
   前記画像に対して設定されたガンマ補正特性に従って補正を行うガンマ補正手段を有し、
   前記ガンマ補正特性は、輝度信号のレベルが第１の範囲であるときの入力信号の変化の幅に対する出力信号の変化の幅が、前記輝度信号のレベルが第２の範囲であるときの入力信号の変化の幅に対する出力信号の変化の幅に比較して大きく設定されており、
   前記抑圧係数算出手段は、前記勾配値が同じであっても、前記画像のうち輝度信号のレベルが前記第２の範囲に含まれる領域における色滲みの抑圧の程度が、前記画像のうち輝度信号のレベルが前記第１の範囲に含まれる領域における色滲みの抑圧の程度よりも強くなるように、前記抑圧係数を設定することを特徴とする画像処理装置。
3. 前記抑圧係数算出手段は、前記勾配値が第１の値であるときよりも、前記第１の値よりも大きな第２の値であるときのほうが、前記色滲みの抑圧の程度が大きくなるように抑圧係数を算出することを特徴とする請求項１または２に記載の画像処理装置。
4. 前記第１の範囲は、前記第２の範囲よりも低輝度であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の画像処理装置。
5. 画像から勾配値を求める勾配検出工程と、
   前記勾配値に基づいて抑圧係数を算出する抑圧係数算出工程と、
   前記抑圧係数に基づいて、前記画像のうち抑圧対象となる領域の色滲みを抑圧するよう画像処理を行う抑圧工程と、
   前記画像に対して設定されたガンマ補正特性に従って補正を行うガンマ補正工程を有し、
   前記ガンマ補正特性は、輝度信号のレベルが第１の範囲であるときの入力信号の変化の幅に対する出力信号の変化の幅が、前記輝度信号のレベルが第２の範囲であるときの入力信号の変化に対する出力信号の変化の幅に比較して大きく設定されており、
   前記抑圧係数算出工程において、前記勾配値が閾値を超えた場合に、前記抑圧対象となる領域の色滲みが抑圧されるように前記抑圧係数を算出するものであって、前記画像のうち輝度信号のレベルが前記第１の範囲に含まれる領域において色滲みが抑圧されるために要する前記勾配値の範囲よりも、前記画像のうち輝度信号のレベルが前記第２の範囲に含まれる領域おいて色滲みが抑圧されるために要する前記勾配値の範囲のほうが狭くなるように、前記閾値を設定することを特徴とする画像処理方法。
6. 画像から勾配値を求める勾配検出工程と、
   前記勾配値に基づいて抑圧係数を算出する抑圧係数算出工程と、
   前記抑圧係数に基づいて、前記画像のうち抑圧対象となる領域の色滲みを抑圧するよう画像処理を行う抑圧工程と、
   前記画像に対して設定されたガンマ補正特性に従って補正を行うガンマ補正工程を有し、
   前記ガンマ補正特性は、輝度信号のレベルが第１の範囲であるときの入力信号の変化の幅に対する出力信号の変化の幅が、前記輝度信号のレベルが第２の範囲であるときの入力信号の変化の幅に対する出力信号の変化の幅に比較して大きく設定されており、
   前記抑圧係数算出工程において、前記勾配値が同じであっても、前記画像のうち輝度信号のレベルが前記第２の範囲に含まれる領域における色滲みの抑圧の程度が、前記画像のうち輝度信号のレベルが前記第１の範囲に含まれる領域における色滲みの抑圧の程度よりも強くなるように、前記抑圧係数を設定することを特徴とする画像処理方法。
7. 請求項５または６に記載の画像処理方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。

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