JP2011142386A - 画像処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】従来は、色差信号Ｒ−ＹとＢ−Ｙから画素毎に色相成分を検出し、その色相成分に応じ、輝度信号と色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙの任意の１つ又は任意の組合せに対する利得を画素毎に制御し、任意色相のみ色調補正ができるが、高輝度と低輝度の領域で補正量を変えられず微細な色補正が行えない。
【解決手段】画像データ生成部が入力画像信号から輝度信号と色差を算出、色変数算出部が入力画像信号から色相に関係する変数を算出、データ領域判定部で色相方向と輝度方向に分割された色空間のうち、入力画像信号が包括される領域を領域判定データを基に検索し、色補正係数算出部で、色補正係数セットから領域に応じた補間用色補正係数を抽出、補間演算で色補正係数を算出、色補正処理部で色補正係数を色差に乗算し色補正をし、色補正処理部の補正色差と画像データ生成部の輝度信号を色補正後画像データとする。
【選択図】図１

Description

この発明は、画像信号を色相および輝度または彩度、色相および輝度および彩度に領域分割し、非線形な色補正を行う画像処理装置に関する。

従来の色補正機能を備えた画像処理装置に、特開2002-095002号公報に示されるものがある。この従来の装置では、第１の色差信号Ｒ−Ｙおよび第２の色差信号Ｂ−Ｙから画素毎に色相成分を検出する色相検出手段、および検出された画素毎の色相成分に応じて、輝度信号、第１の色差信号Ｒ−Ｙおよび第２の色差信号Ｂ−Ｙのうちから、任意に選択された１つまたは任意の組み合わせに対する利得を画素毎に制御する利得制御手段を備えている。このような構成により、任意の色相に対して色調の補正することが開示されている。

特開2002-095002号公報

ところが、従来の画像処理装置では輝度に応じて彩度の補正量を変える手段、彩度に応じて色補正量を変える手段を有しないため、高輝度領域と低輝度領域で補正量を変えることができず、微細な色補正を行うことができないという問題があった。

この発明は、かかる問題点を解決するためになされたものであり、複数の色相において輝度領域、または彩度領域に応じて色補正量を変えて非線形に色補正することを目的とする。

この発明に関る画像処理装置は、入力画像信号から輝度および色差を算出し画像データとして出力する画像データ生成部と、入力画像信号から色相に関係する変数を算出する色変数算出部と、色相方向および輝度方向に分割された色空間のうち、入力画像信号が包括される領域を予め設定されている領域判定データを基に検索するデータ領域判定部と、予め設定されている色補正係数セットからデータ領域判定部で検索された領域に応じた補間用色補正係数を抽出し補間演算により色補正係数を算出する色補正係数算出部と、この色補正係数を色差に乗算し色補正を行う色補正処理部を備え、色補正処理部からの補正色差と画像データ生成部からの輝度とを色補正画像データとするものである。

この発明に係る画像処理装置によれば、入力画像信号を色相および輝度に分割し、予め設定されている領域判定データを基に、領域判定をし、それぞれの領域に適した色補正係数を算出し色補正に適用するため、色相および輝度に応じた微細な色補正を行うことができる。

この発明の実施の形態１による画像処理装置の構成の一例を示すブロック図である。 この発明の実施の形態２による画像処理装置の構成の一例を示すブロック図である。 この発明の実施の形態３による画像処理装置の構成の一例を示すブロック図である。 この発明の実施の形態４による画像処理装置の構成の一例を示すブロック図である。

実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１について説明する。
図１は、この発明の実施の形態１による画像処理装置の構成の一例を示すブロック図である。

図１において、画像データ生成部１１は、第一の画像（入力画像）の色信号ＲＧＢから輝度Ｙ、色差Ｃｂ、Ｃｒを算出し、画像データとして出力する。色変数算出部１２は、第一の画像信号ＲＧＢから色相に相当する色変数を算出し、色変数を出力する。領域判定部１３は、予め設定されている領域判定データと色変数算出部１２からの色変数、および画像データ生成部１１からの輝度Ｙを入力し、これらの値から第一の画像信号が含まれる領域判定データの領域を検索し、判定の結果、第一の画像信号の輝度を挟む２つの輝度および第一の画像信号の色相値を挟む２つの色相を出力する。色補正係数算出部１４は、予め設定されている色補正係数セットを入力し、この色補正係数セットの中から、領域判定部１３から入力された第一の画像信号の輝度を挟む２つの輝度および第一の画像信号の色相値を挟む２つの色相上の補間用色補正係数を抽出し、色補正を行うための色補正係数を補間演算により算出し、出力する。色補正処理部１５は画像データ生成部１１から入力された色差Ｃｂ、Ｃｒに色補正係数算出部１４から入力された色補正係数を乗算し、色補正を行い色補正後の色差Ｃｂ２、Ｃｒ２を出力する。

次に、画像処理装置の動作について説明する。画像データ生成部１１は、３×３のマトリクス演算により第一の画像信号ＲＧＢから輝度Ｙおよび色差Ｃｂ、Ｃｒを算出し、画像データとして出力する。第一の画像信号ＲＧＢからＹＣｂＣｒへの変換の一例を（式１）に示す。

色変数算出部１２は、入力された第一の画像信号のＲＧＢデータの比較演算により、ＲＧＢ色空間における色相値を色変数として求める。色相値は０〜１５３５までの値として表し、例えば（式２）のように、代表の６色相Ｒ（赤）、ＹＥ（黄）、Ｇ（緑）、Ｃ（シアン）、Ｂ（青）、Ｍ（マゼンタ）は、この順に昇順となるように設定する。

ここで、第一の画像信号のＲＧＢデータの値に基づく色相値の算出の一例について説明する。最初に、（式３）に示すようにＲＧＢデータの各値を比較演算し、最大値ｍａｘ、最小値ｍｉｎ、残った最大値ｍａｘでも最小値ｍｉｎでもない中間値ｍｉｄを求める。ここで、ｍａｘｉｍｕｍ（）、ｍｉｎｉｍｕｍ（）、ｍｉｄｄｌｅ（）は、最大値、最小値、中間値を求める関数とする。

次に、（式３）で求めた最大値ｍａｘ、最小値ｍｉｎ、中間値ｍｉｄと、（式４）の条件式で示されるＲＧＢとの対応関係から色相値を算出する。ここで、ＰＨは演算過程の変数である。

領域判定部１３は、色変数算出部１２からの色相値、および画像データ生成部１１からの輝度Ｙを変数として、予め設定されている領域判定データの閾値を基に、第一の画像信号の色相値と輝度がそれぞれの閾値で区切られるどの領域に含まれるかを判定する。すなわち、第一の画像信号が含まれる領域判定データの領域を閾値で検索して判定し、第一の画像信号の色相値を挟む２つの色相および第一の画像信号の輝度を挟む２つの輝度を抽出する。ここで、色相は少なくとも２つ以上のＸ領域、また輝度は少なくとも２つ以上のＺ領域に分割するものとし、色相値、輝度の領域分割数Ｘ、Ｚの上限は、各値の表現レベル数となる。また、領域判定データは、色相方向に領域を分割する色相閾値ＨＴＨ[０]〜ＨＴＨ[Ｘ−２]と、輝度方向に領域を分割する輝度閾値ＹＴＨ[０]〜ＹＴＨ[Ｚ−２]の各テーブルとして構成される。判定の結果、第一の画像信号の色相値を含む領域を分類する２つの色相閾値を色相１（領域下限の閾値）および色相２（領域上限の閾値）、第一の画像信号の輝度を含む領域を分類する２つの輝度閾値を輝度１（領域下限の閾値）および輝度２（領域上限の閾値）として出力する。例えば、第一の画像信号の色相値が色相閾値ＨＴＨ［１］とＨＴＨ［２］の間にあるとき、色相１をＨＴＨ［１］、色相２をＨＴＨ［２］とし、同様に輝度値についても輝度閾値に対して輝度１、輝度２を決定する。

なお、第一の画像信号の色相値が色相閾値ＨＴＨ［Ｘ−２］とＨＴＨ［０］の間にあるとき連続した値となるように調整をする。色相値がＨＴＨ［０］より小さい場合、色相値に１５３０を加算し、さらにＨＴＨ［０］にも１５３０を加算する。色相値が色相閾値ＨＴＨ［Ｘ−２］より大きいとき、色相２はＨＴＨ［０］とする。また、輝度値が輝度閾値ＹＴＨ［０］より小さいとき、輝度１は輝度値の最小値、輝度値が輝度閾値ＹＴＨ［Ｚ−２］より大きいとき、輝度２は輝度値の最大値とする。

次に、色補正係数算出部１４は、領域判定部１３から入力された色相１および色相２、並びに輝度１および輝度２と、色変数算出部１２から入力された色相値とを用いて、色相方向に２組の補正用色補正係数の線形補間処理を行う。ここで、補正用色補正係数は、領域判定部１３の色相値と輝度をそれぞれ領域分割する領域判定データの閾値に対応して色補正係数セットとして予め設定されている。各色補正係数は、２×２のマトリクス係数とする。

１組目の補正用色補正係数の線形補間処理として、輝度１において色相方向に補正用色補正係数の線形補間を行う。色相値を挟む２つの色相（色相１、色相２）の差分を第１の基準色相差分値として求め、色相値と第１の基準色相差分値に対する色相の比率を求める。そして色補正係数セットの中から、第一の画像信号の色相値を挟む２つの色相および輝度１に対応する補間用色補正係数を抽出し、抽出した色補正係数に色相の比率で重み付けして加算する線形補間演算を行い、色補正係数１を求める。同様に、２組目の補正用色補正係数の線形補間処理として、輝度２においても色相方向に補正用色補正係数の線形補間を行う。色補正係数セットの中から、第一の画像信号の色相値を挟む２つの色相および輝度２に対応する補間用色補正係数を抽出し、抽出した色補正係数に色相の比率で重み付けして加算する線形補間演算を行い、色補正係数２を求める。なお、この２組の補正用色補正係数の線形補間処理は、並行して行うこともできる。

また、色補正係数算出部１４は、２組の補正用色補正係数の線形補間処理を行った後、色補正係数１および色補正係数２を用いて、輝度方向に補正用色補正係数の線形補間処理を行う。すなわち、輝度１および輝度２に対する第一の画像信号の輝度の比率を求め、色補正係数１および色補正係数２に輝度の比率を重み付けして加算する線形補間演算を行い、色補正処理に適用する色補正係数ａ〜ｄを求め出力する。ここで、色補正係数ａ〜ｄは、２×２のマトリクス係数である。

次に、色補正処理部１５は、画像データ生成部１１より入力された色差Ｃｂ、Ｃｒに色補正係数算出部１４より入力された色補正係数ａ〜ｄを乗算し色補正後の色差Ｃｂ２、Ｃｒ２を演算し出力する。色補正係数の２×２マトリクス係数ａ〜ｄを用いた色変換式を（式５）に示す。

この実施の形態１における画像処理装置は、色補正処理部１５から出力される色補正後の色差Ｃｂ２、Ｃｒ２と画像データ生成部１１から入力される輝度Ｙを色補正後の第二の画像信号の画像データ（出力画像データ）として出力する。

以上説明したように、実施の形態１における画像処理装置は、色相および輝度に分割し、それぞれの領域に適した色補正係数を算出し色補正に適用するため、色相および輝度に応じた微細な色補正を行うことができる。

実施の形態２．
以下、この発明の実施の形態２について説明する。
図２は、この発明の実施の形態２による画像処理装置の一例を示すブロック図である。色変数算出部１２は、実施の形態１の色変数算出部１２と同様のものとして動作を行うが、その他のブロックについては動作が異なるので以下に説明する。

図２において、画像データ生成部１１は、第一の画像信号ＲＧＢからＹＣｂＣｒを算出し、算出されたＣｂ、Ｃｒから彩度に相当する変数値を求め、ＹＣｂＣｒおよび彩度に相当する変数値を画像データとして出力する。

色変数算出部１２は、上述のように、実施の形態１と同じで、入力された第一の画像信号のＲＧＢデータの比較演算により、ＲＧＢ色空間における色相値を色変数として求める。

領域判定部１３は、予め設定されている領域判定データと色変数算出部１２からの色変数および画像データ生成部１１からの彩度に相当する変数値から第一の画像信号の彩度が含まれる彩度領域番号を検索し、第一の画像信号の色相値を挟む２つの色相を検索し、判定の結果、彩度領域番号および２つの色相を出力する。

色補正係数算出部１４は、予め設定されている色補正係数セットの中から、入力された第一の画像信号の色相値を挟む２つの色相上の色補正係数で、かつ彩度領域番号に相当する色補正係数を抽出し線形補間演算により色補正係数を算出する。なお、色補正係数セットは、彩度領域番号ごとに独立に構成して設定される。さらに色補正に適用する色差Ｃｂ、Ｃｒと、色差Ｃｂ、Ｃｒを正規化するためのオフセット値Ｃｂ_o、Ｃｒ_oを算出する。算出された色補正係数および色補正に適用する色差Ｃｂ_ｃ、Ｃｒ_ｃおよびオフセット値Ｃｂ_o、Ｃｒ_oを出力する。

次に、画像処理装置の動作について説明する。画像データ生成部１１は、（式１）で説明したように、３×３のマトリクス演算により第一の画像信号から輝度Ｙおよび色差Ｃｂ、Ｃｒを算出する。

このとき、彩度は、色差における原点からのユークリッド距離に相当する。この実施の形態２では、彩度に相当する変数値Ｃ２を彩度の二乗とし、ＹＣｂＣｒと合わせて画像データとして出力する。

領域判定部１３は、色変数としての色相値と、彩度の二乗Ｃ２を変数として、予め設定されている領域判定データを基に、第一の画像信号がどの領域に含まれるかを判定する。領域判定データは、色相方向に領域を分割する色相変数（色相閾値）、彩度方向に領域を分割する彩度変数（彩度領域閾値）から構成される。第一の画像信号の色相値を挟む２つの色相を判定し、さらに、第一の画像信号の彩度Ｃ２が彩度変数よりも小さい場合は低彩度領域（彩度領域番号０）とする。彩度Ｃ２が彩度変数よりも大きい場合は高彩度領域（彩度領域番号１）とする。判定の結果、第一の画像信号の色相値を挟む２つの色相、色相１および色相２、さらに彩度領域番号を出力する。なお、色相は少なくとも２つ以上、彩度方向は少なくとも２つ以上の領域に分割するものとする。

次に、色補正係数算出部１４は、最初に色相方向に線形補間処理を行う。第一の画像信号の色相値を挟む２つの色相、色相１および色相２それぞれに対する第一の画像信号の色相の比率を求め、色相１および色相２が保持するそれぞれの補間用色補正係数を予め設定されている低彩度領域の補正係数セットから抽出し、この２つの補間用色補正係数から線形補間演算を行い、低彩度領域の色補正係数ａ１〜ｄ１を求める。ここで、低彩度領域の色補正係数ａ１〜ｄ１は、２×２のマトリクス係数であるが、高彩度領域の色差補正の過程でも用いられる。

第一の画像信号の彩度が低彩度領域に在る場合は、この色補正係数算出部１４で最初に線形補間演算して求めた低彩度領域の色補正係数ａ１〜ｄ１を出力する。また、画像データ生成部１１から入力した第一の画像信号の色差Ｃｂ、Ｃｒを、色補正用色差Ｃｂ_c、Ｃｂ_cとして出力する。また、オフセット値は、（Ｃｂ_o，Ｃｒ_o）＝（０，０）として出力する。

一方、第一の画像信号の彩度が高彩度領域に在る場合は、座標系の処理を行ってから色補正係数の線形補間処理を行う。入力された第一の画像信号の彩度の二乗Ｃ２を、領域判定データとして予め設定してある彩度変数で除算し、彩度変数に対する彩度の比率ＣＫを求める。この色補正係数算出部１４で最初に線形補間演算して求めた、低彩度領域の色補正係数として求めた色補正係数ａ１〜ｄ１および、入力された第一の画像信号の色差Ｃｂ、Ｃｒを用いて、色変換を行いＣｂ１、Ｃｒ１を色差１とする。色差１に彩度の比率ＣＫを乗算して求めたＣｂ_o、Ｃｒ_oを色差２とする。色差２をオフセット値として色差２を原点とする座標系に色差１を変換し、色補正用色差Ｃｂ_c、Ｃｂ_cとして出力する。このとき、オフセット値として色差２であるＣｂ_o、Ｃｒ_oも、合わせて出力する。この演算手順を（式８）に示す。

また、第一の画像信号の色相値を挟む２つの色相、色相１および色相２が保持するそれぞれの補間用色補正係数を予め設定されている高彩度領域の補正係数セットから抽出し、この２つの補間用色補正係数から先に求めた色相の比率で線形補間演算を行い、高彩度領域の色補正係数ａ２〜ｄ２を求めて出力する。ここで、高彩度領域の色補正係数ａ２〜ｄ２は、２×２のマトリクス係数である。

次に、色補正処理部１５は、色補正係数算出部１４から入力された色補正用色差Ｃｂ_ｃ、Ｃｒ_ｃに、同じく色補正係数算出部１４から入力された色補正係数ａ１〜ｄ１またはａ２〜ｄ２をａ３〜ｄ３として乗算し、さらに、色補正係数が乗算された色補正用色差に、オフセット値Ｃｂ_o、Ｃｒ_oを加算して色補正後の色差Ｃｂ２、Ｃｒ２を演算し出力する。この演算手順を（式９）に示す。ここで、色補正係数ａ３〜ｄ３は、色補正係数算出部１４から出力された色補正係数ａ１〜ｄ１またはａ２〜ｄ２と同様に２×２のマトリクス係数で、第一の画像信号の彩度が低彩度領域に在る場合は、ａ３＝ａ１、ｂ３＝ｂ１、ｃ３＝ｃ１、ｄ３＝ｄ１、また第一の画像信号の彩度が低彩度領域に在る場合は、ａ３＝ａ２、ｂ３＝ｂ２、ｃ３＝ｃ２、ｄ３＝ｄ２とする。

この実施の形態２における画像処理装置は、色補正処理部１５から出力される色補正後の色差Ｃｂ２、Ｃｒ２と画像データ生成部１１から出力される輝度Ｙを色補正後の第二の画像信号の画像データ（出力画像データ）として出力する。

なお、この実施の形態２では、彩度変数に基づいて彩度を２つの彩度領域に判定したが、より多くの彩度領域に分類しても構わない。

また、第一の画像信号の彩度が低彩度領域に在る場合には、彩度が高彩度領域に在る場合に行う（式８）で示される色差の変換および高彩度領域の色補正係数ａ２〜ｄ２の算出を実行しないようにしてもよいし、また、彩度が低彩度領域、高彩度領域のいずれに在る場合でも低彩度領域、高彩度領域に在る場合の両方の処理を実行し、該当する一方を適用するようにしても構わない。

以上説明したように、実施の形態２における画像処理装置は、色空間を色相および彩度領域に分割し、それぞれの領域に適した色補正係数を算出し色補正に適用するため、色相および彩度に応じた微細な色補正を行うことができる。

実施の形態３．
以下、この発明の実施の形態３について説明する。
図３は、この発明の実施の形態３による画像処理装置の一例を示すブロック図である。画像データ生成部１１は実施の形態２の画像データ生成部１１と、また色変数算出部１２は実施の形態１の色変数算出部１２と、また色補正処理部１５は実施の形態２の色補正処理部１５と同様のものとして動作を行うが、その他のブロックについては動作が異なるので以下に説明する。

図３において、画像データ生成部１１は、（式１）で説明したように、第一の画像信号ＲＧＢからＹＣｂＣｒを算出し、算出されたＣｂ、Ｃｒから彩度に相当する変数を求め、ＹＣｂＣｒおよび彩度に相当する変数を画像データとして出力する。

色変数算出部１２は、実施の形態１の色変数算出部１２と同様に動作し、入力された第一の画像信号のＲＧＢデータの比較演算により、ＲＧＢ色空間における色相値を色変数として求める。

領域判定部１３は、予め設定されている領域判定データと色変数算出部１２からの色変数および画像データ生成部１１からの輝度Ｙおよび彩度に相当する変数から第一の画像信号が含まれる領域を検索し、第一の画像信号の輝度を挟む２つの輝度、第一の画像信号の色相値を挟む２つの色相、第一の画像信号の彩度が含まれる彩度領域番号を出力する。

色補正係数算出部１４は、予め設定されている色補正係数セットの中から、入力された第一の画像信号の輝度を挟む２つの輝度および第一の画像信号の色相値を挟む２つの色相上の補間用色補正係数で、かつ彩度領域番号に相当する補間用色補正係数を抽出し、この補間用色補正係数の補間演算により色補正係数を算出する。さらに色補正に適用する色差と、色補正に適用する色差Ｃｂ、Ｃｒを正規化するためのオフセット値Ｃｂ_o、Ｃｒ_oを算出し、算出された色補正係数および色補正に適用する色差およびオフセット値を出力する。

色補正処理部１５は、実施の形態２の色補正処理部１５と同様に動作する。

次に、画像処理装置の動作について説明する。画像データ生成部１１は、３×３のマトリクス演算により第一の画像信号から輝度Ｙおよび色差Ｃｂ、Ｃｒを算出する。色差における原点からのユークリッド距離が彩度に相当し、ここではその彩度の二乗を求めＹＣｂＣｒと合わせて画像データとして出力する。

領域判定部１３は、色相値、輝度および彩度の二乗を変数として、予め設定された領域判定データを基に、第一の画像信号がどの領域に含まれるかを判定する。判定の結果、第一の画像信号の色相値を挟む２つの色相を色相１および色相２、第一の画像信号の輝度を挟む輝度を輝度１および輝度２、さらに彩度領域番号を出力する。領域判定データは色相を分割する複数の色相変数、輝度方向に領域を分割する輝度変数、彩度方向に領域を分割する彩度変数から構成される。色相は少なくとも２つ以上、輝度および彩度も少なくとも２つ以上の領域に分割するものとする。

次に色補正係数算出部１４は、色相方向に線形補間処理を行う。第一の画像信号の色相値を挟む２つの色相、色相１および色相２それぞれに対する第一の画像信号の色相の比率を求め、色相１および色相２が保持するそれぞれの補間用色補正係数を予め設定されている補正係数セットから抽出し、この２つの補間用色補正係数から線形補間演算を行い、色補正係数１を求める。このとき参照する色補正係数は、低彩度領域の変数とする。次に輝度１および輝度２それぞれに対応する色相が保持する補間用色補正係数を予め設定されている色補正係数セットから抽出し、色相方向の補間演算を行い、色補正係数２を求める。さらに色補正係数１および色補正係数２を用いて、輝度方向の補間演算を行う。輝度１および輝度２に対する第一の画像信号の輝度の比率を求め、色補正係数１および色補正係数２の線形補間演算を行い、色補正処理に適用する色補正係数を求める。

第一の画像信号の彩度が低彩度領域に在る場合は、ここで求めた色補正係数を出力する。また、画像データ生成部１１から入力した第一の画像信号の色差Ｃｂ、Ｃｒを、色補正用色差Ｃｂ_c、Ｃｂ_cとして出力する。また、オフセット値は、（Ｃｂ_o，Ｃｒ_o）＝（０，０）として出力する。

一方、第一の画像信号の彩度が高彩度領域に在る場合は、入力された第一の画像信号の彩度の二乗Ｃ２を、領域判定データとして予め設定してある彩度変数で除算し、彩度変数に対する彩度の比率ＣＫを求める。線形補間演算により求めた、低彩度の場合に適用する色補正係数および、入力された色補正用色差Ｃｂ、Ｃｒを用いて、色変換を行い色差１、Ｃｂ１、Ｃｒ１とする。色差１に彩度の比率を乗算して求めたＣｂ_o、Ｃｒ_oを色差２とする。色差２をオフセット値として色差２を原点とする座標系に色差１を変換し、色補正用色差Ｃｂ_c、Ｃｂ_cとして出力する。このとき、オフセット値として色差２、Ｃｂ_o、Ｃｒ_oも、合わせて出力する。また、高彩度色差領域の第一の画像信号の輝度を挟む２つの輝度および第一の画像信号の色相値を挟む２つの色相の色補正係数を参照し、色相方向および輝度方向に線形補間を行い色補正に適用する色補正係数として出力する。

この実施の形態３における画像処理装置は、色補正処理部１５から出力される色補正後の色差Ｃｂ２、Ｃｒ２と画像データ生成部１１から出力される輝度Ｙを色補正後の第二の画像信号の画像データ（出力画像データ）として出力する。

以上説明したように、実施の形態３における画像処理装置は、色空間を色相および輝度および彩度領域に分割し、それぞれの領域に適した色補正係数を算出し色補正に適用するため、色相および輝度および彩度に応じた微細な色補正を行うことができる。

実施の形態４．
以下、この発明の実施の形態４について説明する。
図４は、この発明の実施の形態４による画像処理装置のブロック図である。実施の形態４の画像処理装置は、実施の形態１ないし実施の形態３の画像処理装置の何れかを前段に備え、その後段に色空間変換部１６および色域圧縮処理部１７を追加した構成となっている。

図４において、色空間変換部１６は、色補正処理部１５の出力である色補正後の色差Ｃｂ、Ｃｒと、画像データ生成部１１からの輝度Ｙのマトリクス演算を行い、ＲＧＢデータとして出力する。色域圧縮処理部１７は色空間変換部１６から入力されたＲＧＢデータのうち、色域外となるデータに対して色域外圧縮処理を施し第二の画像データ（出力画像データ）として出力する。

次に、動作について説明する。色空間変換部１６は、入力されるＹＣｂＣｒに（式１）で説明した変換に対する逆変換となる３×３のマトリクス演算を施しＲＧＢデータに変換する。ここで変換されたＲＧＢデータは、正規のＲＧＢデータ値の範囲（正規範囲）に収まらず、正規の最大値（正規最大値）を上回ること、正規の最小値（正規最小値）を下回ることもある。

色域圧縮処理部１７は、色空間変換部１６が変換したＲＧＢデータを正規のＲＧＢデータ値の範囲内に収まるように色域圧縮処理を行う。入力されたＲＧＢデータから、色変数算出部１２で説明した（式３）と同様に、比較演算により最大値ｍａｘ、中間値ｍｉｄおよび最小値ｍｉｎを求める。ここで求めた最大値ｍａｘ、最小値ｍｉｎに基づいて色域圧縮処理を適用する。

最大値ｍａｘ、最小値ｍｉｎに基づく色域圧縮処理は、例えば（式１０）に示す手順で表せる。最大値ｍａｘが正規のＲＧＢの最大値以下の場合は、最大値ｍａｘを補正最大値ｍａｘ１としてそのまま出力する。最大値ｍａｘが正規のＲＧＢの最大値より大きい場合は、その正規の最大値を補正最大値ｍａｘ１とする。（式１０）では、正規のＲＧＢデータを８ビット、その最大値を２５５（＝２^８−１）としている。また、補正中間値ｍｉｄ１および補正最小値ｍｉｎ１は、（式９）に示すとおりである。なお、最小値ｍｉｎが負の場合は、正規の最小値０または正規の範囲内の正の値に補正される。

このようにして求めた補正最大値ｍａｘ１、補正中間値ｍｉｄ１および補正最小値ｍｉｎ１をそれぞれ該当するＲＧＢ値とし、第二の画像信号（出力画像）として出力する。

以上説明したように、実施の形態４における画像処理装置は、色域圧縮処理が施されるため、色補正で色域外となる色も色相を保持しながら、色域圧縮することができ、色域周辺の色差に関しても自然な色合いを再現できる。

以上のように、この発明に係る画像処理装置は、第一の画像信号から輝度および色差を生成する画像データを生成する画像データ生成部と、第一の画像信号から色相に関係する変数を算出する色変数算出部と、第一の画像信号が色相方向および輝度方向に分割された色空間のうち包括される領域を検索するデータ領域判定部と、領域に応じた色補正係数セットから補間演算により色補正係数を算出する色補正係数算出部と、色補正係数を色差に乗算し色補正を行う色補正処理部を備えるため、色相および輝度に応じた微細な色補正を行うことができる。

また、この発明に係る画像処理装置は、第一の画像信号から輝度および色差および彩度に関係する画像データを生成する画像データ生成部と、第一の画像信号から色相に関係する変数を算出する色変数算出部と、第一の画像信号が色相方向および彩度方向に分割された色空間のうち包括される領域を検索するデータ領域判定部と、領域に応じた色補正係数セットから補間演算により色補正係数を算出する色補正係数算出部と、色補正係数を色差に乗算し色補正を行う色補正処理部を備えるため、色相および彩度に応じた微細な色補正を行うことができる。

また、この発明に係る画像処理装置は、第一の画像信号から輝度および色差および彩度に関係する画像データを生成する画像データ生成部と、第一の画像信号から色相に関係する変数を算出する色変数算出部と、第一の画像信号が色相方向および彩度方向および輝度方向に分割された色空間のうち包括される領域を検索するデータ領域判定部と、領域に応じた色補正係数セットから補間演算により色補正係数を算出する色補正係数算出部と、色補正係数を色差に乗算し色補正を行う色補正処理部を備えるため、色相および輝度および彩度に応じた微細な色補正を行うことができる。

また、この発明に係る画像処理装置は、色補正処理部の後段に色空間を変換する色空間変換部と、色域外の色を色域内の色に変換する色域圧縮処理部を備えるため、色域周辺の色差に関しても自然な色合いを再現できる。

この発明に関る画像処理装置は、CCD（Charge-Coupled Device）カラーカメラにおける撮像映像の色補正に適用される可能性がある。

１１ 画像データ生成部、１２ 色変数算出部、１３ 領域判定部、１４ 色補正係数算出部、１５ 色補正処理部、１６ 色空間変換部、１７ 色域圧縮処理部。

Claims (4)

1. 入力画像信号から輝度信号および色差を算出し画像データとして出力する画像データ生成部と、入力画像信号から色相に関係する変数を算出する色変数算出部と、色相方向および輝度方向に分割された色空間のうち、入力画像信号が包括される領域を予め設定されている領域判定データを基に検索するデータ領域判定部と、予め設定されている色補正係数セットからデータ領域判定部での検索領域に応じた補間用色補正係数を抽出し、この補間用色補正係数を補間演算により色補正係数を算出する色補正係数算出部と、前記色補正係数を色差に乗算し色補正を行う色補正処理部を備え、色補正処理部からの補正色差と画像データ生成部からの輝度信号とを色補正画像データとして出力することを特徴とする画像処理装置。
2. 入力画像信号から輝度信号と色差および彩度に相当する変数を算出し画像データとして出力する画像データ生成部と、入力画像信号から色相に関係する変数を算出する色変数算出部と、色相方向および彩度方向に分割された色空間のうち、入力画像信号が包括される領域を予め設定されている領域判定データを基に検索するデータ領域判定部と、予め設定されている色補正係数セットからデータ領域判定部での検索領域に応じた補間用色補正係数を抽出し、この補間用色補正係数を補間演算により色補正係数を算出する色補正係数算出部と、前記色補正係数を色差に乗算し色補正を行う色補正処理部を備え、色補正処理部からの補正色差と画像データ生成部からの輝度信号とを色補正画像データとして出力することを特徴とする画像処理装置。
3. 入力画像信号から輝度信号と色差および彩度に相当する変数を算出し画像データとして出力する画像データ生成部と、入力画像信号から色相に関係する変数を算出する色変数算出部と、色相方向および彩度方向および輝度方向に分割された色空間のうち、入力画像信号が包括される領域を予め設定されている領域判定データを基に検索するデータ領域判定部と、予め設定されている色補正係数セットからデータ領域判定部での検索領域に応じた補間用色補正係数を抽出し、この補間用色補正係数を補間演算により色補正係数を算出する色補正係数算出部と、前記色補正係数を色差に乗算し色補正を行う色補正処理部を備え、色補正処理部からの補正色差と画像データ生成部からの輝度信号とを色補正画像データとして出力することを特徴とする画像処理装置。
4. 色補正処理部からの補正色差信号と画像データ生成部からの輝度信号とを色補正画像データとする信号の色空間変換をしＲＧＢデータとして出力する色空間変換部と、色空間変換部からのＲＧＢデータのうち、色域外となるデータに対して色域外圧縮処理を施し色域内の色に変換する色域圧縮処理部を備えることを特徴とする請求項１ないし請求項３の何れか１項に記載の画像処理装置。

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