JP2018088618A

JP2018088618A - 撮像装置

Info

Publication number: JP2018088618A
Application number: JP2016230907A
Authority: JP
Inventors: 達小林; Tatsu Kobayashi
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2016-11-29
Filing date: 2016-11-29
Publication date: 2018-06-07

Abstract

【課題】飽和画素と表示色域外の画素を、その他の画素と区別してユーザに提示する。【解決手段】撮像系１０１は、撮像色域で被写体を撮像する。表示部１１０は表示色域で画像を表示する。デジタルプロセッサ１０３は、撮像系１０１により撮影された画像を表示部１１０での表示用に色域変換する色域変換手段を有する。色変換手段は、撮像系１０１により撮影された画像の画素が、飽和画素、前記表示色域内の画素、前記表示色域外の画素のいずれかを判断し、飽和画素に飽和画素警告色の画素値を割り当て、表示色域内の画素に撮像色域を表示色域に変換した画素値を割り当て、表示色域外の画素に表示装置色域外画素警告色の画素値を割り当てる。【選択図】図１

Description

本発明は、撮像装置に関し、より具体的には、飽和画素および表示装置色域外画素の存在を警告する撮像装置に関する。

近年、ＩＴＵ−ＲＢＴ．２０２０で規定されている色域のような、従来より広色域を撮像可能な撮像装置がある。そのような撮像装置でも、付属する表示装置の表示色域が撮像色域（撮像系の撮像可能な色域）より狭いことがありうる。もちろん、外部の表示装置には、その表示色域が撮像色域より狭いものがある。

撮像色域がＩＴＵ−ＲＢＴ．２０２０の色域である撮像手段と、表示色域がこの撮像色域より狭いＩＴＵ−ＲＢＴ．７０９の色域である表示手段を有する撮像装置を想定する。この撮像装置では、撮像画素のうち、ＩＴＵ−ＲＢＴ．７０９の色域に含まれる画素に関しては、正しい色で表示できる。他方、それ以外の画素、すなわち、ＩＴＵ−ＲＢＴ．２０２０の色域内であるがＩＴＵ−ＲＢＴ．７０９の色域外の画素については、正しい色で表示することができない。

特許文献１には、ある色域の画像データの画素値が別の色域内に含まれるかどうかを判断し、含まれない場合に、その画素を区別して表示する技術が記載されている。この技術を利用することで、表表示している画像内に、正しい色表現でない画素があるかどうかをユーザに提示できる。これにより、ユーザは、より広い表示色域を持つ別の表示装置（外部表示装置）を表示手段として選択することが可能となる。

現実界にはＩＴＵ−ＲＢＴ．２０２０の色域外の色も存在するが、そのような色の画素値は、撮像色域がＩＴＵ−ＲＢＴ．２０２０の色域である撮像手段であっても、飽和値で記録又は出力される。撮影時に飽和値となった画素はもはや、広色域の表示装置でも本来の色で表示できないし、後処理でオリジナルの色を復元することもできない。従って、撮像時に飽和して記録された画素があるかどうかを提示することは、ユーザにとって有益である。

特許文献２には、撮影時に飽和している画素を他と区別して表示する方法が記載されている。

特定の色域や機器に依存しない絶対色を規定した規格として、ＣＩＥ（１９３１）ＸＹＺ表色系がある。非特許文献１には、ある色域のＲＧＢ値を別の色域のＲＧＢ値に変換する方法として、ＣＩＥ（１９３１）ＸＹＺ表色系を仲介する方法が記載されている。すなわち、それぞれの色域の３原色と白色点の色度値から３×３の変換行列を作成し、変換元の色域のＲＧＢ値をＣＩＥ（１９３１）ＸＹＺ表色系のＸＹＺ値に変換し、その値を変換先の色域のＲＧＢ値に変換する。

特開２００４−８０７３７号公報特開２０１４−３３４５１号公報

谷口慶治、張小忙、「デジタル色彩工学」共立出版、２０１２年、ｐｐ．４９−５３

特許文献１、２のいずれに記載される技術でも、撮影時に飽和している画素領域と、表示装置の表示色域外の画素領域を同時に区別してユーザに提示することはできない。

本発明は、撮影時に飽和している画素と表示色域外の画素とをその他と区別してユーザに提示する撮像装置を提示することを目的とする。

本発明に係る撮像装置は、撮像色域で被写体を撮像する撮像手段と、表示色域で画像を表示する表示手段と、前記撮像手段により撮影された画像を前記表示手段での表示用に色域変換する色域変換手段とを有し、前記色域変換手段が、前記撮像手段により撮影された画像の画素が、飽和画素、前記表示色域内の画素、前記表示色域外の画素のいずれかを判断する判断手段と、前記飽和画素に飽和画素警告色の画素値を割り当て、前記表示色域内の画素に前記撮像色域を前記表示色域に変換した画素値を割り当て、前記表示色域外の画素に表示装置色域外画素警告色の画素値を割り当てる置換手段とを有することを特徴とする。

本発明によれば、撮影時に飽和している画素と表示装置の色域外の画素を、その他の画素と区別してユーザに提示できる。

本発明に係る撮像装置の一実施例の概略構成ブロック図である。本実施例の画像変換部分の機能ブロック図である。本実施例の色域変換処理のフローチャートである。本実施例の別の色域変換処理のフローチャートである。

以下、図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明する。

図１は、本発明に係る撮像装置の一実施例の概略構成ブロック図である。

撮像系１０１は、レンズ、シャッタ、撮像素子及びＡ／Ｄ変換器から構成される。撮像素子は、レンズから入った被写体の光学像をアナログ電気信号である画像信号に変換し、Ａ／Ｄ変換器は、そのアナログ画像信号をデジタル信号に変換する。撮像色域は、レンズ及び撮像素子の特性により規定される。

ＣＰＵ１０２は、ＲＯＭ１０４に記憶される制御プログラム並びにユーザの操作及び設定に従い、撮像装置全体を制御する。デジタルプロセッサ１０３は、ＣＰＵ１０２及びＲＡＭ１０５と協調して、さまざまな画像処理を行う。ＲＯＭ１０４は、撮像装置による各種処理に必要な制御プログラムを記憶している。ＲＡＭ１０５は、各種処理に必要な作業領域をＣＰＵ１０２及びデジタルプロセッサ１０３に提供する。ＲＯＭ１０４に格納されている制御プログラムは、一旦ＲＡＭ１０５に読みだされてからＣＰＵ１０２によって実行される。

記録媒体Ｉ／Ｆ１０６は、メモリカードなどの記録媒体に接続するためのインターフェースである。通信Ｉ／Ｆ１０７は、ＵＳＢ（ＵｎｉｖｅｒｓａｌＳｅｒｉａｌＢｕｓ）などを用い、外部装置と接続する。通信ケーブルを用いた有線接続に代えて、無線による接続形態を用いても良い。

操作部１０８は、ボタン等で構成され、ユーザからの操作を受け付けて、ＣＰＵ１０２に入力する。

ビデオメモリ１０９は、画像データなど、表示部１１０に表示すべきデータを保持する。表示部１１０は、例えばＬＣＤ（液晶表示装置）等で構成され、画像を表示する。表示部１１０はまた、ＧＵＩ（ＧｒａｐｈｉｃａｌＵｓｅｒＩｎｔｅｒｆａｃｅ）画面を表示する。表示部１１０は、有限の表示色域を持つ。

上記各部は、システムバス１１１に接続し、システムバス１１１を介してデータを送受信する。

図２は、本実施例における画像変換表示機能の概略機能ブロック図である。先に説明したように、撮像系１０１は撮像で得られる画像データを出力する。現像処理部２０１は、撮像系１０１から出力された画像データに現像処理を行う。現像処理は、主に、ノイズリダクション、デモザイク及びホワイトバランス調整などから構成される。

色域変換部２０２は、現像処理部２０１により現像処理された画像データを、表示部１１０が表示可能なデータ形式に変換し、ＲＡＭ１０５に格納する。色域変換部２０２の処理の詳細は後述する。表示画像サイズ変換部２０３は、色域変換部２０２から出力された画像データを、表示部１１０の表示領域の大きさに変換し、ビデオメモリ１０９に格納する。表示部１１０は、ビデオメモリ１０９に格納される画像データを周期的に読み出し、当該画像データが示す画像を表示する。

現像処理部２０１、色域変換部２０２及び表示画像サイズ変換部２０３は、デジタルプロセッサ１０３により実現されるか、または、ＲＯＭ１０４に格納された制御プログラムで実装され、ＣＰＵ１０２で実行されることで実現される。

色域変換部２０２における色域変換処理の詳細を説明する。図３は、色域変換処理のフローチャートである。色域変換部２０２は、図３に示す手順で、ＲＡＭ１０５に記憶される、現像処理部２０１から出力された画像データのすべての画素について、色域変換を行い、撮影時飽和画素かどうか、及び表示部１１０の表示色域外かどうかを調べる。

Ｓ３０１で、色域変換部２０２は、ＲＡＭ１０５に記憶される、現像処理部２０１から出力された画像データのすべての画素値を処理したかどうかを調べる。すべての画素値を処理した場合、色々変換部２０２は、図３に示す処理を終了する。

Ｓ３０２で、色域変換部２０２は、ＲＡＭ１０５に記憶される画像データの注目する画素が撮影時飽和画素かどうかを調べる。注目画素のＲ（赤）値、Ｇ（緑）値及びＢ（青）値のそれぞれをｎビットで表現している場合、Ｒ値、Ｇ値及びＢ値のいずれかの値がｎビットの最大値（２のｎ乗マイナス１）に達している場合、飽和画素と判断する。例えば、画素のＲ値、Ｇ値及びＢ値をそれぞれ１２ビットで表現している場合、何れかの値が１２ビットの最大値４０９５（２の１２乗マイナス１）の場合、飽和画素と判断する。色域変換部２０２は、撮影時飽和画素と判断した場合、Ｓ３０３に進み、撮影時飽和画素と判断しなかった場合、Ｓ３０４に進む。

Ｓ３０３で、色域変換部２０２は、撮影時飽和画素について、表示用画素値として、予め決めた撮影時飽和画素を表すＲＧＢ値（飽和画素警告色）に置換し、Ｓ３１０に進む。

Ｓ３０４で、色域変換部２０２は、注目画素のＲＧＢ値を逆量子化することで線形値に戻し、更に正規化する。具体的には、色域変換部２０２は、Ｒ値、Ｇ値及びＢ値のそれぞれの値をｎビットの最大値で除算することで、０．０から１．０の間に正規化する。例えば、注目画素のＲ値、Ｇ値及びＢ値のそれぞれを１２ビットで表現している場合、色域変換部２０２は、１２ビットの最大値４０９５で割ることにより、０から４０９５の値を０．０から１．０に正規化する。

Ｓ３０５で、色域変換部２０２は、正規化したＲＧＢ値を、ＣＩＥ（１９３１）ＸＹＺ表色系のＸＹＺ値に変換する。これは、予め用意した撮像系１０１の色域の変換係数を使った３×３変換行列の行列演算による。Ｓ３０６で、色域変換部２０２は、Ｓ３０５で得られたＣＩＥ（１９３１）ＸＹＺ表色系のＸＹＺ値を表示部１１０の表示色域のＲＧＢ値に変換する。これは、予め用意した表示部１１０の色域の変換係数を使った３×３変換行列の行列演算による。

Ｓ３０７で、色域変換部２０２は、Ｓ３０６の変換結果が表示部１１０の表示色域内に収まるかどうかを調べる。これは、Ｒ値、Ｇ値及びＢ値のすべてが、０．０から１．０の正規化範囲内に収まるかどうかで判断する。Ｒ値、Ｇ値及びＢ値のすべてが正規化範囲内に収まる場合、色域変換部２０２は、表示部１１０の表示色域内に収まっていると判断し、Ｓ３０９に進む。他方、いずれか１つでも正規化範囲外の場合、色域変換部２０２は、表示部１１０の表示色域外と判断し、Ｓ３０８に進む。

Ｓ３０８で、色域変換部２０２は、注目画素に対し、表示用画素値として表示装置色域外画素を表す所定のＲＧＢ値（表示色域外警告色）を当てはめ、Ｓ３１０に進む。

Ｓ３０９で、色域変換部２０２は、注目画素の画素値を表示部１１０の表示用値に変換する。具体的には、色域変換部２０２は、まず、表示部１１０の特性に合わせたガンマ補正を注目画素の画素値に行った後、表示部１１０の表示用データのビット数の整数値に量子化する。表示部１１０の表示用データのビット数がｍビットの場合、ｍビットの最大値（２のｍ乗マイナス１）を乗算する。例えば、表示部１１０の表示用データのビット数が８ビットの場合、２５５を乗算する。これにより、０．０から１．０の値を０から２５５の範囲に変換または展開する。

Ｓ３１０で、色域変換部２０２は、Ｓ３０３，Ｓ３０８，Ｓ３０９でそれぞれ決定された画素値をＲＡＭ１０５に格納し、Ｓ３１１に進む。

Ｓ３１１で、色域変換部２０２は、次の画素を選択し、Ｓ３０１以降を繰り返す。

図３に示す処理により、撮影時に飽和している画素領域と、表示装置の表示色域外の画素領域とを、これら以外の画素領域と区別してユーザに提示することが可能になる。

次に、外部表示装置の任意の表示色域に対応する処理例を説明する。例えば、ＩＴＵ−ＲＢＴ．２０２０の色域で撮影した素材を、後工程で色編集を行い、異なる色域、例えば、一般のテレビ用規格ＩＴＵ−ＲＢＴ．７０９の色域の作品に仕上げることがある。この場合、撮影時に、最終仕上げの色域外の画素領域が存在するかどうかをユーザに提示することは有益である。

図４は、操作部１０８で指定される任意の表示色域に対して、この表示色域外の画素をユーザに明示するようにした処理のフローチャートを示す。

Ｓ４０１で、色域変換部２０２は、ＲＡＭ１０５に記憶される、現像処理部２０１から出力された画像データのすべての画素値を処理したかどうかを調べる。すべての画素値を処理した場合、色々変換部２０２は、図４に示す処理を終了する。

Ｓ４０２で、色域変換部２０２は、Ｓ３０２と同様に、ＲＡＭ１０５に記憶される画像データの注目する画素が撮影時飽和画素かどうかを調べる。色域変換部２０２は、撮影時飽和画素と判断した場合、Ｓ４０３に進み、撮時飽和画素と判断しなかった場合、Ｓ４０４に進む。

Ｓ４０３で、色域変換部２０２は、Ｓ３０３と同様に、撮影時飽和画素について、表示用画素値として、予め決めた撮影時飽和画素を表すＲＧＢ値（飽和画素警告色）に置換する。色域変換部２０２は、Ｓ４０３の後、Ｓ４１３に進む。

Ｓ４０４で、色域変換部２０２は、Ｓ３０４と同様に、注目画素のＲＧＢ値を逆量子化することで線形値に戻し、更に正規化する。

Ｓ４０５で、色域変換部２０２は、Ｓ３０５と同様に、正規化したＲＧＢ値を、ＣＩＥ（１９３１）ＸＹＺ表色系のＸＹＺ値に変換する。Ｓ４０６で、色域変換部２０２は、Ｓ３０６と同様に、Ｓ４０５で得られたＣＩＥ（１９３１）ＸＹＺ表色系のＸＹＺ値を表示部１１０の表示色域のＲＧＢ値に変換する。ただし、Ｓ４０６では、Ｓ３０６とは異なる変換係数を３×３変換行列の行列演算に適用する。

Ｓ４０７で、色域変換部２０２は、Ｓ３０７と同様に、Ｓ４０６の変換結果がユーザにより指定された色域内に収まるかどうかを調べる。色域変換部２０２は、指定色域内に収まっている場合、Ｓ４０９に進み、指定色域外の場合、Ｓ４０８に進む。

Ｓ４０８で、色域変換部２０２は、注目画素に対し、表示用画素値として指定色域外画素を表す所定のＲＧＢ値（指定色域外画素警告色）を当てはめ、Ｓ４１０に進む。

Ｓ４０９で、色域変換部２０２は、注目画素の画素値を、ＣＩＥ（１９３１）ＸＹＺ表色系のＸＹＺ値から、表示部１１０の表示色域のＲＧＢ値に変換する。これは、ステップＳ３０６と同じ処理である。

Ｓ４１０で、色域変換部２０２は、Ｓ４０９の変換結果が表示部１１０の表示色域内に収まるかどうかを調べる。これは、Ｓ３０７と同じ処理である。色域変換部２０２は、表示部１１０の表示色域内に収まる場合、Ｓ４１２に進み、そうでない場合、Ｓ４１１に進む。

Ｓ４１１で、色域変換部２０２は、Ｓ３０８と同様に、注目画素に対し、表示用画素値として表示装置色域外画素を表す所定のＲＧＢ値（表示装置色域外画素警告色）を当てはめる。Ｓ４１１の後、色域変換部２０２は、Ｓ４１３に進む。

Ｓ４１２で、色域変換部２０２は、Ｓ３０９と同様に、注目画素の画素値を表示部１１０の表示用値に変換する。Ｓ４１２の後、色域変換部２０２は、Ｓ４１３に進む。

Ｓ４１３で、色域変換部２０２は、Ｓ４０３，Ｓ４０８，Ｓ４１１、Ｓ４１２でそれぞれ決定された画素値をＲＡＭ１０５に格納し、Ｓ４１４に進む。

Ｓ４１４で、色域変換部２０２は、次の画素を選択し、Ｓ４０１以降を繰り返す。

図４に示す処理により、撮影時に飽和している画素領域と、指定色域の色域外の画素領域と、表示装置の表示色域外の画素領域とを、これら以外の画素領域と区別してユーザに提示することが可能になる。

上記実施例では、撮像画像を表示側の色域に変換した上で、表示側の色域内か外かを判断しているが、表示側の色域を撮像色域に変換し、撮像画像の各画素がその変換された表示用の色域の中か外かを判断しても良い。

以上、本発明をその好適な実施形態に基づいて詳述してきたが、本発明はこれら特定の実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の様々な形態も本発明に含まれる。上述の実施形態の一部を適宜組み合わせてもよい。

また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア(プログラム)を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ(またはＣＰＵやＭＰＵ等)がプログラムを読み出して実行する処理である。

Claims

撮像色域で被写体を撮像する撮像手段と、
表示色域で画像を表示する表示手段と、
前記撮像手段により撮影された画像を前記表示手段での表示用に色域変換する色域変換手段
とを有し、
前記色域変換手段が、
前記撮像手段により撮影された画像の画素が、飽和画素、前記表示色域内の画素、前記表示色域外の画素のいずれかを判断する判断手段と、
前記飽和画素に飽和画素警告色の画素値を割り当て、前記表示色域内の画素に前記撮像色域を前記表示色域に変換した画素値を割り当て、前記表示色域外の画素に表示装置色域外画素警告色の画素値を割り当てる置換手段
とを有することを特徴とする撮像装置。
前記判断手段は、前記飽和画素かどうかを、画素値を構成する赤（Ｒ）、緑（Ｇ）及び青（Ｂ）のいずれかが取りうる値の最大値に達しているかどうかで判断することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
前記判断手段は、前記表示色域内の画素か前記表示色域外の画素かを、前記表示色域での画素値が、画素値を構成する赤（Ｒ）、緑（Ｇ）及び青（Ｂ）のいずれの値も前記表示色域内にあるか、いずれか１つでも前記表示色域外にあるかで判断することを特徴とする請求項１または２に記載の撮像装置。
前記判断手段は更に、前記撮像手段により撮影された画像の画素が前記指定色域内の画素かどうかを判断し、
前記置換手段は、前記指定色域外の画素に指定色域外画素警告色の画素値を割り当てる
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の撮像装置。
撮像色域で被写体を撮像する撮像手段と、
表示色域で画像を表示する表示手段と、
前記撮像手段により撮影された画像を前記表示手段での表示用に色域変換する色域変換手段
とを有し、
前記色域変換手段が、
前記撮像手段により撮影された画像の画素が飽和画素かどうかを判断し、飽和画素に飽和画素警告色の画素値を割り当てる第１の処理手段と、
前記飽和画素でない画素が、前記表示色域内の画素か前記表示色域外の画素かを判断し、前記表示色域内の画素に前記撮像色域から前記表示色域に変換した画素値を割り当て、前記表示色域外の画素に表示装置色域外画素警告色の画素値を割り当てる第２の処理手段
とを有することを特徴とする撮像装置。
前記第２の処理手段は、
前記飽和画素でない画素の画素値を前記撮像色域から前記表示色域に変換する変換手段と、
前記表示色域外の画素に表示装置色域外画素警告色の画素値を割り当てる手段
とを有することを特徴とする請求項５に記載の撮像装置。
前記第１の処理手段は、前記飽和画素かどうかを、画素値を構成する赤（Ｒ）、緑（Ｇ）及び青（Ｂ）のいずれかが取りうる値の最大値に達しているかどうかで判断することを特徴とする請求項５または６に記載の撮像装置。
前記第２の手段は、前記表示色域内の画素か前記表示色域外の画素かを、前記表示色域での画素値が、画素値を構成する赤（Ｒ）、緑（Ｇ）及び青（Ｂ）のいずれの値も前記表示色域内にあるか、いずれか１つでも前記表示色域外にあるかで判断することを特徴とする請求項５から７のいずれか１項に記載の撮像装置。
前記色域変換手段は、前記撮像色域をＣＩＥ（１９３１）ＸＹＺ表色系に変換する手段と、ＣＩＥ（１９３１）ＸＹＺ表色系を前記表示色域に変換する手段を有することを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の撮像装置。
更に、前記撮像手段により撮影された画像の画素が前記指定色域内の画素かどうかを判断し、前記指定色域外の画素に指定色域外画素警告色の画素値を割り当てる手段を有することを特徴とする請求項５から９のいずれか１項に記載の撮像装置。