JP2015041855A - 画像処理装置、撮像装置およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】 出力用の色空間において色域外の色についても、輝度や色相を変化させることなく、好適な色再現性を簡単な構成で実現すること。【解決手段】 撮像素子から出力されるカラー画像から出力用画像を作成する画像処理装置であって、カラー画像の信号を取得する取得部と、カラー画像の信号を輝度信号および複数の色差信号に変換する信号変換部と、出力用画像の色空間で再現可能な色域の外に色座標が存在する注目画素において、輝度信号を維持するとともに、複数の色差信号の比を維持した状態で、複数の色差信号を調整することにより、注目画素の色相を維持しつつ彩度を調整する彩度調整部とを備える。【選択図】 図１

Description

本発明は、画像処理装置、撮像装置およびプログラムに関する。

従来より、電子カメラなどにより撮影した画像から、モニタやプリンタなどに出力する画像を作成する様々な方法が考えられている。例えば、センサＲＧＢから出力用の色空間の画像を作成する場合には、センサＲＧＢを、より狭い色空間へ色空間変換することになる。このように、センサＲＧＢをそのまま出力用の色空間（ｓＲＧＢの他に、例えば、ａｄｏｂｅＲＧＢなど）へ３×３の色変換マトリクスを用いて変換すると、出力用の色空間では再現できない高彩度部において、マイナス値やオーバーフロー値が発生してしまう。さらに、これらの値を０値や表示最大値でクリップすると、輝度が低下して階調が失われてしまったり、色合いが変わってしまったりするという問題があった。そこで、特許文献１の発明では、３次元テーブルを用いて、再現可能な色域外の色を、色域内へ変換する技術が開示されている。

特開２０００−１６５６９２号公報

しかし、特許文献１の発明では、３次元テーブルのデータ量が増大するだけでなく、演算規模も増大するという問題があった。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、出力用の色空間において色域外の色についても、輝度や色相を変化させることなく、好適な色再現性を簡単な構成で実現することを目的とする。

本発明の一例である画像処理装置は、撮像素子から出力されるカラー画像から出力用画像を作成する画像処理装置であって、前記カラー画像の信号を取得する取得部と、前記カラー画像の信号を輝度信号および複数の色差信号に変換する信号変換部と、前記出力用画像の色空間で再現可能な色域の外に色座標が存在する注目画素において、前記輝度信号を維持するとともに、前記複数の色差信号の比を維持した状態で、前記複数の色差信号を調整することにより、前記注目画素の色相を維持しつつ彩度を調整する彩度調整部とを備える。

なお、前記信号変換部は、前記カラー画像の信号をＹＣｂＣｒの信号に変換し、前記彩度調整部は、前記ＹＣｂＣｒの信号のうち、Ｙの信号を維持するとともに、Ｃｂの信号およびＣｒの信号の比を維持した状態で、前記Ｃｂの信号および前記Ｃｒの信号を調整しても良い。

また、前記カラー画像の信号は、ＲＧＢの信号であり、前記彩度調整部は、前記注目画素の前記ＲＧＢの信号のうち、第１の色成分の前記色域へのクリップ処理に基づいて、前記色差信号を調整する第１の調整部と、前記注目画素の前記ＲＧＢの信号のうち、前記第１の色成分とは異なる第２の色成分の前記色域へのクリップ処理に基づいて、前記第１の調整部による調整後の前記色差信号を調整する第２の調整部と、前記注目画素の前記ＲＧＢの信号のうち、前記第１の色成分および第２の色成分とは異なる第３の色成分の前記色域へのクリップ処理に基づいて、前記第２の調整部による調整後の前記色差信号を調整する第３の調整部とを有しても良い。

本発明の一例である撮像装置は、カラー画像を撮像する撮像部と、上記の画像処理装置とを備える。

本発明の一例であるプログラムは、撮像素子から出力されるカラー画像から出力用画像を作成するプログラムであって、前記カラー画像の信号を取得する処理と、前記カラー画像の信号を輝度信号および複数の色差信号に変換する処理と、前記出力用画像の色空間で再現可能な色域の外に色座標が存在する注目画素において、前記輝度信号を維持するとともに、前記複数の色差信号の比を維持した状態で、前記複数の色差信号を調整することにより、前記注目画素の色相を維持しつつ彩度を調整する処理とをそれぞれコンピュータに実行させる。

本発明によれば、出力用の色空間において色域外の色についても、輝度や色相を変化させることなく、好適な色再現性を簡単な構成で実現することができる。

第１実施形態の電子カメラの構成例を示す図 第１実施形態の電子カメラの動作例を示す流れ図 第１実施形態の電子カメラの動作例を示す流れ図（続き） 第１の階調変換処理で適用される階調変換曲線Ｇ１を示す図 第２の階調変換処理で適用される階調変換曲線Ｇ２を示す図 色域外クリップ処理について説明する図 色域外クリップ処理について説明する別の図 第２実施形態での画像処理装置の構成例を示す図

＜第１実施形態の説明＞
図１は、画像処理装置、撮像装置の一例である第１実施形態の電子カメラの構成例を示す図である。

電子カメラ１１は、撮影光学系１２と、撮像部１３と、画像処理エンジン１４と、第１メモリ１５と、第２メモリ１６と、記録Ｉ／Ｆ１７と、表示部１８と、操作部１９とを備えている。ここで、撮像部１３、第１メモリ１５、第２メモリ１６、記録Ｉ／Ｆ１７、表示部１８および操作部１９は、それぞれ画像処理エンジン１４と接続されている。

撮像部１３は、撮影光学系１２によって結像された被写体の像を撮像（撮影）するモジュールである。例えば、撮像部１３は、光電変換を行う撮像素子と、撮像素子の出力にアナログ信号処理やＡ／Ｄ変換処理などを施す信号処理回路とを含んでいる。ここで、撮像素子の画素には、例えば公知のベイヤ配列に従ってＲＧＢのカラーフィルタが配置されており、カラーフィルタでの色分解によって各色に対応する画像信号を出力する。これにより、撮像部１３は、撮影時にカラーの画像を取得できる。なお、撮像部１３で撮影された画像のデータは、画像処理エンジン１４に入力される。

画像処理エンジン１４は、電子カメラ１１の動作を統括的に制御するプロセッサであって、画像のデータに対して、色補間、階調変換、ホワイトバランス補正、輪郭強調、ノイズ除去などの画像処理を施す。また、画像処理エンジン１４は、プログラムの実行により、信号変換部２１、彩度調整部２２として機能する（信号変換部２１、彩度調整部２２の動作については後述する）。

第１メモリ１５は、各画像のデータを一時的に記憶するメモリであって、例えば揮発性の記憶媒体であるＳＤＲＡＭで構成される。また、第２メモリ１６は、画像処理エンジン１４で実行するプログラムや、このプログラムで使用される各種データを記憶するメモリであって、例えばフラッシュメモリ等の不揮発性メモリで構成される。

記録Ｉ／Ｆ１７は、不揮発性の記憶媒体２０を接続するためのコネクタを有している。そして、記録Ｉ／Ｆ１７は、コネクタに接続された記憶媒体２０に対して画像のデータの書き込み／読み込みを実行する。上記の記憶媒体２０は、例えば、ハードディスクや、半導体メモリを内蔵したメモリカードである。なお、図１では記憶媒体２０の一例としてメモリカードを図示する。

表示部１８は、各種画像を表示する表示装置である。表示部１８は、例えば、撮像部１３の出力による画像のライブビュー表示や、記憶媒体２０からの出力による再生表示を行う。また、操作部１９は、ユーザの各種操作（例えば被写体の撮影指示や、輝度調整の設定変更の指示など）を受け付けるスイッチを含む。

次に、図２および図３の流れ図を参照しつつ、第１実施形態の電子カメラの動作例を説明する。第１実施形態では、カラー画像の彩度を調整する例を説明する。なお、図２および図３の処理は、静止画像の撮像時に画像処理エンジン１４がプログラムを実行することで開始される。

ステップ＃１０１：画像処理エンジン１４は、ユーザの撮影指示に応じて、記録用の静止画像を撮像部１３に撮像させる。これにより、画像処理エンジン１４は、処理対象のカラー画像を撮像部１３から取得する。なお、＃１０１の段階でのカラー画像は色補間前のＲＡＷ画像であって、各画素の信号値はＲＧＢのいずれかの成分に対応する。

ステップ＃１０２：画像処理エンジン１４は、取得したカラー画像に対して、それぞれ公知のホワイトバランス調整および色補間（ベイヤ補間）を行う。なお、＃１０２の色補間により、カラー画像の各画素でＲＧＢ全成分が揃う。

ステップ＃１０３：画像処理エンジン１４は、カラー画像のうち、彩度調整を行う注目画素を指定する。ここで、画像処理エンジン１４は、カラー画像の全画素を順次注目画素として指定する。また、画像処理エンジン１４は、注目画素を変更するときには、画像の左上隅を起点として１行ずつ左から右に注目画素を順番に指定するものとする。

ステップ＃１０４：画像処理エンジン１４は、注目画素の画素値に対して、標準のｓＲＧＢガンマの階調変換曲線Ｇ１（１／２．２乗相当）による第１の階調変換処理を施す。なお、第１の階調変換処理で適用される階調変換曲線Ｇ１を図４に示す。図４の横軸は、階調変換前の入力画素値（撮像素子の出力）であり、図４の縦軸は、階調変換後の出力画素値である。

ステップ＃１０５：信号変換部２１は、注目画素の色空間をＲＧＢからＹＣｂＣｒへ変換する。なお、＃１０５の処理では、撮像素子の色空間（センサＲＧＢ）のままＧ１で階調変換を施した後のＲＧＢ信号値から輝度信号Ｙを生成している。そのため、上記の処理では、センサＲＧＢからｓＲＧＢへのマトリックス変換で生じるような高彩度部での階調段差の発生はない。

例えば、＃１０５での信号変換部２１は、以下の式（１）〜式（３）により注目画素のＲＧＢの信号値からＹＣｂＣｒの信号値を求めればよい。
Y = kry*R+kgy*G+kby*B …(1)
Cb=-krcb*R-kgcb*G+kbcb*B …(2)
Cr= krcr*R-kgcr*G-kbcr*B …(3)
上記の式（１）から式（３）でのｋｒｙ，ｋｇｙ，ｋｂｙ，ｋｒｃｂ，ｋｇｃｂ，ｋｂｃｂ，ｋｒｃｒ，ｋｇｃｒ，ｋｂｃｒは、色票を用いて最適化された係数が適用されている。

ところで、ＹＣｂＣｒの信号からなる画像は、出力用の色空間（例えば、表示系の色空間であるｓＲＧＢ色空間）よりも広い範囲を再現可能である。そのため、処理対象の画像（＃１０１で取得したカラー画像）の内容によっては、画素の一部が、出力用の色空間において、その色座標が色域外となってしまうことがある。そこで、後述する＃１０８において、色座標が色域外の画素を色域内へ補正するための色域外クリップ処理を行う。

ステップ＃１０６：画像処理エンジン１４は、輝度信号Ｙに対して、階調変換曲線Ｇ２による第２の階調変換処理を施す。なお、第２の階調変換処理で適用される階調変換曲線Ｇ２を図５に示す。図５の横軸は、階調変換前の入力画素値であり、図５の縦軸は、階調変換後の出力画素値である。この階調変換曲線Ｇ２は、低輝度部分および高輝度部分での階調変化を小さくするＳ字状のカーブである。第２の階調変換処理では、画像のコントラスト強調や、低輝度部分の階調を圧縮する黒締めが行われる。

ステップ＃１０７：画像処理エンジン１４は、第２の階調変換処理後の画像に対して、それぞれ公知の輪郭強調処理およびノイズ低減処理を行う。

ステップ＃１０８：彩度調整部２２は、注目画素の輝度信号Ｙおよび色差信号（Ｃｂ，Ｃｒ）に基づいて、色域外クリップ処理を行う。色域外クリップ処理については、図３の流れ図を参照して説明する。なお、色域外クリップ処理においては、出力用の色空間としてｓＲＧＢ色空間を例に挙げて説明する。ＹＣｂＣｒの色空間とｓＲＧＢ色空間との関係は以下の式（４）から式（６）で示される。
Y=Kr*R+(1-Kr-Kb)*G+Kb*B …(4)
Cb=1/2*(B-Y)/(1-Kb) …(5)
Cr=1/2*(R-Y)/(1-Kr) …(6)
上記の式（４）から式（６）でのＫｒおよびＫｂは、色票を用いて最適化された係数が適用されている。

さらに、以下の式（７）から式（９）は、上述した式（４）から式（６）を変換したものである。
B=2*Cb*(1-Kb)+Y …(7)
R=2*Cr*(1-Kr)+Y …(8)
G=(Y-Kr*R-Kb*B)/(1-Kr-Kb) …(9)
彩度調整部は、上述した式（４）から式（９）を用いて、色域外クリップ処理を行う。以下では、カラー画像の一例として、各色成分がそれぞれ８ビット（０〜２５５）で表現される画像データを例に挙げて説明する。

ステップ＃２０１：彩度調整部２２は、色差信号Ｃｂの値（以下Ｃｂ値と称する）および色差信号Ｃｒの値（以下Ｃｒ値と称する）の比率を算出する。Ｃｂ値とＣｒ値との比ｃｂｃは以下の式（１０）により求められる。
cbc=Cr/Cb …(10)
ステップ＃２０２：彩度調整部２２は、注目画素の輝度信号Ｙの値（以下Ｙ値と称する）およびＣｒ値と、上述した式（８）とを用いて、Ｒ値を求める。なお、上述した色票を用いて最適化された係数Ｋｒ＝0.299である場合、式（８）に基づくＲ値は以下の式（１１）のようになる。
R=Y+1.402*Cr …(11)
ステップ＃２０３：彩度調整部２２は、＃２０２で算出したＲ値が負の値であるか（０未満の値であるか）否かを判断する。Ｒ値が負の値である場合には、彩度調整部２２は、Ｒ値のクリップが必要と判断し、＃２０４に処理が移行する。一方、Ｒ値が負の値でない場合には、彩度調整部２２は、後述する＃２０６に処理を移行する。

ステップ＃２０４：彩度調整部２２は、Ｒ値を０とし、注目画素のＹ値と、上述した式（６）とを用いて、Ｒ値をクリップした後のＣｒ値を算出する。なお、輝度信号Ｙについては、元からのＹ値を維持したままとする。また、Ｒ＝０、かつ、＃２０２で例示したように係数Ｋｒ＝0.299である場合、式（６）に基づくＣｒ値は以下の式（１２）のようになる。
Cr=-Y/1.402 …(12)
ステップ＃２０５：彩度調整部２２は、＃２０１で算出した比ｃｂｃと、＃２０４で算出したＲ値をクリップした後のＣｒ値とに基づいて、以下の式（１３）によりＣｂ値を算出する。このようにＲ値をクリップした後のＣｂ値を算出することにより、Ｃｂ値とＣｒ値との比が維持されることになる。
Cb=Cr/cbc …(13)
ステップ＃２０６：彩度調整部２２は、＃２０２で算出したＲ値が２５５を超えるか否かを判断する。Ｒ値が２５５を超える場合には、彩度調整部２２は、Ｒ値が飽和しているためクリップが必要と判断し、＃２０７に処理が移行する。一方、Ｒ値が２５５以下である場合には、彩度調整部２２は、Ｒ値が０以上２５５以下であるためクリップは不要と判断し、後述する＃２０９に処理を移行する。

ステップ＃２０７：彩度調整部２２は、Ｒ値を２５５とし、注目画素のＹ値と、上述した式（６）とを用いて、Ｒ値をクリップした後のＣｒ値を算出する。なお、輝度信号Ｙについては、元からのＹ値を維持したままとする。また、Ｒ＝２５５、かつ、＃２０２で例示したように係数Ｋｒ＝0.299である場合、式（６）に基づくＣｒ値は以下の式（１４）のようになる。
Cr=(255-Y)/1.402 …(14)
ステップ＃２０８：彩度調整部２２は、＃２０１で算出した比ｃｂｃと、＃２０７で算出したＲ値をクリップした後のＣｒ値とに基づいて、＃２０５で説明した式（１３）によりＣｂ値を算出する。このようにＲ値をクリップした後のＣｂ値を算出することにより、Ｃｂ値とＣｒ値との比が維持されることになる。

ステップ＃２０９：彩度調整部２２は、注目画素のＹ値およびＣｂ値と、上述した式（７）とを用いて、Ｂ値を求める。なお、Ｙ値については常に元からの値が用いられる。Ｃｂ値については、Ｒ値がクリップされた場合には＃２０５または＃２０８で算出された値が用いられ、Ｒ値がクリップされていない場合には元からの値が用いられる。また、上述した色票を用いて最適化された係数Ｋｂ＝0.114である場合、式（７）に基づくＢ値は以下の式（１５）のようになる。
B=Y+1.772*Cb …(15)
ステップ＃２１０：彩度調整部２２は、＃２０９で算出したＢ値が負の値であるか（０未満の値であるか）否かを判断する。Ｂ値が負の値である場合には、彩度調整部２２は、Ｂ値のクリップが必要と判断し、＃２１１に処理が移行する。一方、Ｂ値が負の値でない場合には、彩度調整部２２は、後述する＃２１３に処理を移行する。

ステップ＃２１１：彩度調整部２２は、Ｂ値を０とし、注目画素のＹ値と、上述した式（５）とを用いて、Ｂ値をクリップした後のＣｂ値を算出する。なお、輝度信号Ｙについては、元からのＹ値を維持したままとする。また、Ｂ＝０、かつ、＃２０９で例示したようにＫｂ＝0.114である場合、式（５）に基づくＣｂ値は以下の式（１６）のようになる。
Cb=-Y/1.772 …(16)
ステップ＃２１２：彩度調整部２２は、＃２０１で算出した比ｃｂｃと、＃２１１で算出したＢ値をクリップした後のＣｂ値とに基づいて、以下の式（１７）によりＣｒ値を算出する。このようにＢ値をクリップした後のＣｒ値を算出することにより、Ｃｂ値とＣｒ値との比が維持されることになる。
Cr=cbc*Cb …(17)
ステップ＃２１３：彩度調整部２２は、＃２０９で算出したＢ値が２５５を超えるか否かを判断する。Ｂ値が２５５を超える場合には、彩度調整部２２は、Ｂ値が飽和しているためクリップが必要と判断し、＃２１４に処理が移行する。一方、Ｂ値が２５５以下である場合には、彩度調整部２２は、Ｂ値が０以上２５５以下であるためクリップは不要と判断し、後述する＃２１６に処理を移行する。

ステップ＃２１４：彩度調整部２２は、Ｂ値を２５５とし、注目画素のＹ値と、上述した式（５）とを用いて、Ｂ値をクリップした後のＣｂ値を算出する。なお、輝度信号Ｙについては、元からのＹ値を維持したままとする。また、Ｂ＝２５５、かつ、＃２０９で例示したようにＫｂ＝0.114である場合、式（５）に基づくＣｂ値は以下の式（１８）のようになる。
Cb=(255-Y)/1.772 …(18)
ステップ＃２１５：彩度調整部２２は、＃２０１で算出した比ｃｂｃと、＃２１４で算出したＢ値をクリップした後のＣｂ値とに基づいて、＃２１２で説明した式（１７）によりＣｒ値を算出する。このようにＢ値をクリップした後のＣｒ値を算出することにより、Ｃｂ値とＣｒ値との比が維持されることになる。

ステップ＃２１６：彩度調整部２２は、注目画素のＹ値、Ｃｂ値およびＣｒ値と、上述した式（７）から式（９）とを用いて、Ｇ値を求める。なお、Ｙ値については常に元からの値が用いられる。Ｃｂ値については、Ｂ値がクリップされた場合には＃２１１または＃２１４で算出された値が用いられ、Ｂ値がクリップされてなく、かつ、Ｒ値がクリップされた場合には＃２０５または＃２０８で算出された値が用いられ、Ｂ値もＲ値もクリップされていない場合には元からの値が用いられる。Ｃｒ値については、Ｂ値がクリップされた場合には＃２１２または＃２１５で算出された値が用いられ、Ｂ値がクリップされてなく、かつ、Ｒ値がクリップされた場合には＃２０４または＃２０７で算出された値が用いられ、Ｂ値もＲ値もクリップされていない場合には元からの値が用いられる。また、上述した色票を用いて最適化された係数Ｋｒ＝0.299かつ係数Ｋｂ＝0.114である場合、式（７）から式（９）に基づくＧ値は以下の式（１９）のようになる。
G=Y-0.3441*Cb-0.7141*Cr …(19)
ステップ＃２１７：彩度調整部２２は、＃２１６で算出したＧ値が負の値であるか（０未満の値であるか）否かを判断する。Ｇ値が負の値である場合には、彩度調整部２２は、Ｇ値のクリップが必要と判断し、＃２１８に処理が移行する。一方、Ｇ値が負の値でない場合には、彩度調整部２２は、後述する＃２２０に処理を移行する。

ステップ＃２１８：彩度調整部２２は、Ｇ値を０とし、＃２０１で算出した比ｃｂｃと、注目画素のＹ値と、＃２０４または＃２０７でクリップしたＲ値（Ｒ値をクリップしていない場合には元からのＲ値）と、＃２１１または＃２１４でクリップしたＢ値（Ｂ値をクリップしていない場合には元からのＢ値）と、０にクリップしたＧ値と、上述した式（４）から式（６）とを用いて、Ｇ値をクリップした後のＣｂ値を算出する。なお、輝度信号Ｙについては、元からのＹ値を維持したままとする。また、Ｇ＝０、かつ、＃２１６で例示したように係数Ｋｒ＝0.299かつ係数Ｋｂ＝0.114である場合、式（４）から式（６）に基づくＣｂ値は以下の式（２０）のようになる。
Cb=-Y/(-0.3441-0.7141*cbc) …(20)
ステップ＃２１９：彩度調整部２２は、＃２０１で算出した比ｃｂｃと、＃２１８で算出したＧ値をクリップした後のＣｂ値とに基づいて、＃２１２で説明した式（１７）によりＣｒ値を算出する。このようにＧ値をクリップした後のＣｒ値を算出することにより、Ｃｂ値とＣｒ値との比が維持されることになる。

ステップ＃２２０：彩度調整部２２は、＃２１６で算出したＧ値が２５５を超えるか否かを判断する。Ｇ値が２５５を超える場合には、彩度調整部２２は、Ｇ値が飽和しているためクリップが必要と判断し、＃２２１に処理が移行する。一方、Ｇ値が２５５以下である場合には、彩度調整部２２は、Ｇ値が０以上２５５以下であるためクリップは不要と判断し、一連の処理を終了する。

ステップ＃２２１：彩度調整部２２は、Ｇ値を２５５とし、＃２０１で算出した比ｃｂｃと、注目画素のＹ値と、＃２０４または＃２０７でクリップしたＲ値（Ｒ値をクリップしていない場合には元からのＲ値）と、＃２１１または＃２１４でクリップしたＢ値（Ｂ値をクリップしていない場合には元からのＢ値）と、２５５にクリップしたＧ値と、上述した式（４）から式（６）とを用いて、Ｇ値をクリップした後のＣｂ値を算出する。なお、輝度信号Ｙについては、元からのＹ値を維持したままとする。また、Ｇ＝２５５、かつ、＃２１６で例示したように係数Ｋｒ＝0.299かつ係数Ｋｂ＝0.114である場合、式（４）から式（６）に基づくＣｂ値は以下の式（２１）のようになる。
Cb=(255-Y)/(-033441-0.7141*cbc) …(21)
ステップ＃２２２：彩度調整部２２は、＃２０１で算出した比ｃｂｃと、＃２２１で算出したＧ値をクリップした後のＣｂ値とに基づいて、＃２１２で説明した式（１７）によりＣｒ値を算出し、一連の処理を終了する。このようにＧ値をクリップした後のＣｒ値を算出することにより、Ｃｂ値とＣｒ値との比が維持されることになる。

以上説明した色域外クリップ処理について、図６および図７の模式図を参照して説明する。図６および図７は、ＹＣｂＣｒ空間を示す。図６の横軸はＣｂ値およびＣｒ値を示し、縦軸はＹ値を示す。一方、図７の横軸はＣｂ値を示し、縦軸はＣｒ値を示す。図６中の四角形で囲まれた領域Ａ１は、ｓＲＧＢ色空間で再現可能な色域を示す。

例えば、図６に示す画素Ｐ（１）は、色座標が上述した色域内であるため、上述した色域外クリップ処理においては何れの値も変化しない。また、例えば、図６に示す画素Ｐ（２）および画素Ｐ（３）は、色座標が色域外であるため、上述した色域外クリップ処理により、それぞれ画素Ｐ（２−ａ）および画素Ｐ（３−ａ）に調整される。この結果、図６に示すように、輝度を示すＹ値は維持された状態で、彩度が落とされることになる。また、色域外クリップ処理により、画素Ｐ（２）が画素Ｐ（２−ａ）に調整される際には、図７に示すように、Ｃｂ値とＣｒ値との比が維持される。この結果、色相を維持しつつ彩度が調整されることになる。画素Ｐ（３）についても同様である。

なお、図３、図６、図７を参照して説明した色域外クリップ処理においては、Ｂ値、Ｒ値、Ｇ値の順に処理を実行する例を示したが、本発明はこの例に限定されない。

ステップ＃１０９：画像処理エンジン１４は、カラー画像の全画素の処理が終了したか否かを判定する。上記要件を満たす場合（ＹＥＳ側）には＃１１０に処理が移行する。一方、上記要件を満たさない場合（ＮＯ側）には＃１０３に戻って、画像処理エンジン１４は上記の動作を繰り返す。

ステップ＃１１０：画像処理エンジン１４は、必要に応じて輪廓強調処理やノイズ除去処理、ＪＰＥＧ圧縮処理などをカラー画像に施した後、記録Ｉ／Ｆ１７を介してカラー画像のデータを記憶媒体２０に記録する。

第１実施形態の電子カメラは、撮像素子から出力されるカラー画像の信号を取得し、取得したカラー画像の信号を輝度信号および複数の色差信号に変換するとともに、出力用画像の色空間で再現可能な色域の外に色座標が存在する注目画素において、輝度信号を維持するとともに、複数の色差信号の比を維持した状態で、複数の色差信号を調整することにより、注目画素の色相を維持しつつ彩度を調整する。これにより、第１実施形態では、出力用の色空間において色域外の色についても、輝度や色相を変化させることなく、好適な色再現性を簡単な構成で実現することができる。特に、輝度が維持されることにより、従来のような単純なクリップ処理を行う場合に比べて、階調性が向上する。

＜第２実施形態の説明＞
図８は、第２実施形態での画像処理装置の構成例を示す図である。第２実施形態での画像処理装置は、入力画像に対して彩度調整処理を施すプログラムがインストールされたコンピュータである。

図８に示すコンピュータ３１は、データ読込部３２、記憶装置３３、ＣＰＵ３４、メモリ３５および入出力Ｉ／Ｆ３６、バス３７を有している。データ読込部３２、記憶装置３３、ＣＰＵ３４、メモリ３５および入出力Ｉ／Ｆ３６は、バス３７を介して相互に接続されている。さらに、コンピュータ３１には、入出力Ｉ／Ｆ３６を介して、入力デバイス３８（キーボード、ポインティングデバイスなど）とモニタ３９とがそれぞれ接続されている。なお、入出力Ｉ／Ｆ３６は、入力デバイス３８からの各種入力を受け付けるとともに、モニタ３９に対して表示用のデータを出力する。

データ読込部３２は、処理対象のカラー画像（色補間前のＲＡＷ画像）のデータや、プログラムを外部から読み込むときに用いられる。データ読込部３２は、例えば、着脱可能な記憶媒体からデータを取得する読込デバイス（光ディスク、磁気ディスク、光磁気ディスクの読込装置など）や、公知の通信規格に準拠して外部の装置と通信を行う通信デバイス（ＵＳＢインターフェース、ＬＡＮモジュール、無線ＬＡＮモジュールなど）である。

記憶装置３３は、例えば、ハードディスクや、不揮発性の半導体メモリなどの記憶媒体である。この記憶装置３３には、上記のプログラムや、プログラムの実行に必要となる各種データが記憶されている。なお、記憶装置３３には、データ読込部３２から読み込んだ画像のデータなどを記憶しておくこともできる。

ＣＰＵ３４は、コンピュータ３１の各部を統括的に制御するプロセッサである。このＣＰＵ３４は、プログラムの実行によって、第１実施形態または第２実施形態の画像処理エンジン１４、信号変換部２１、彩度調整部２２として機能する。

メモリ３５は、プログラムでの各種演算結果を一時的に記憶する。このメモリ３５は、例えば揮発性のＳＤＲＡＭである。

ここで、第２実施形態での画像処理装置では、ＣＰＵ３４が、データ読込部３２または記憶装置３３から処理対象のカラー画像を取得する。そして、ＣＰＵ３４は、第１実施形態の＃１０２〜＃１０９および＃２０１〜＃２１１の処理を実行する。かかる第２実施形態においても、第１実施形態とほぼ同様の効果を得ることができる。

＜実施形態の補足事項＞
（補足１）：上記実施形態では、画像のＹＣｂＣｒデータを用いて被写体抽出を行う例を説明した。しかし、本発明はＹＣｂＣｒ色空間に限定されず、他の色空間（Ｌ＊ａ＊ｂ＊など）の場合にも適用できる。

（補足２）：上記実施形態では、画像処理装置の各機能をプログラムによってソフトウェア的に実現する例を説明した。しかし、本発明の画像処理装置は、信号変換部２１、彩度調整部２２の各機能を、例えばＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）
を用いてハードウェア的に実現するものであってもよい。

以上の詳細な説明により、実施形態の特徴点および利点は明らかになるであろう。これは、特許請求の範囲が、その精神および権利範囲を逸脱しない範囲で前述のような実施形態の特徴点および利点にまで及ぶことを意図する。また、当該技術分野において通常の知識を有する者であれば、あらゆる改良および変更に容易に想到できるはずであり、発明性を有する実施形態の範囲を前述したものに限定する意図はなく、実施形態に開示された範囲に含まれる適当な改良物および均等物によることも可能である。

１１…電子カメラ、１２…撮影光学系、１３…撮像部、１４…画像処理エンジン、１５…第１メモリ、１６…第２メモリ、１７…記録Ｉ／Ｆ、１８…表示部、１９…操作部、２０…記憶媒体、２１…信号変換部、２２…彩度調整部、３１…コンピュータ、３２…データ読込部、３３…記憶装置、３４…ＣＰＵ、３５…メモリ、３６…入出力Ｉ／Ｆ、３７…バス、３８…入力デバイス、３９…モニタ

Claims (5)

1. 撮像素子から出力されるカラー画像から出力用画像を作成する画像処理装置であって、
   前記カラー画像の信号を取得する取得部と、
   前記カラー画像の信号を輝度信号および複数の色差信号に変換する信号変換部と、
   前記出力用画像の色空間で再現可能な色域の外に色座標が存在する注目画素において、前記輝度信号を維持するとともに、前記複数の色差信号の比を維持した状態で、前記複数の色差信号を調整することにより、前記注目画素の色相を維持しつつ彩度を調整する彩度調整部と
   を備えることを特徴とする画像処理装置。
2. 請求項１に記載の画像処理装置において、
   前記信号変換部は、前記カラー画像の信号をＹＣｂＣｒの信号に変換し、
   前記彩度調整部は、前記ＹＣｂＣｒの信号のうち、Ｙの信号を維持するとともに、Ｃｂの信号およびＣｒの信号の比を維持した状態で、前記Ｃｂの信号および前記Ｃｒの信号を調整する
   ことを特徴とする画像処理装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の画像処理装置において、
   前記カラー画像の信号は、ＲＧＢの信号であり、
   前記彩度調整部は、
   前記注目画素の前記ＲＧＢの信号のうち、第１の色成分の前記色域へのクリップ処理に基づいて、前記色差信号を調整する第１の調整部と、
   前記注目画素の前記ＲＧＢの信号のうち、前記第１の色成分とは異なる第２の色成分の前記色域へのクリップ処理に基づいて、前記第１の調整部による調整後の前記色差信号を調整する第２の調整部と、
   前記注目画素の前記ＲＧＢの信号のうち、前記第１の色成分および第２の色成分とは異なる第３の色成分の前記色域へのクリップ処理に基づいて、前記第２の調整部による調整後の前記色差信号を調整する第３の調整部とを有する
   ことを特徴とする画像処理装置。
4. カラー画像を撮像する撮像部と、
   請求項１からに請求項３の何れか１項に記載の画像処理装置と
   を備えることを特徴とする撮像装置。
5. 撮像素子から出力されるカラー画像から出力用画像を作成するプログラムであって、
   前記カラー画像の信号を取得する処理と、
   前記カラー画像の信号を輝度信号および複数の色差信号に変換する処理と、
   前記出力用画像の色空間で再現可能な色域の外に色座標が存在する注目画素において、前記輝度信号を維持するとともに、前記複数の色差信号の比を維持した状態で、前記複数の色差信号を調整することにより、前記注目画素の色相を維持しつつ彩度を調整する処理と
   をそれぞれコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。

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