JP2019139647A - Image processing device, imaging device, image processing method and program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、画像処理装置、撮像装置、画像処理方法、及びプログラムに関する。 The present invention relates to an image processing device, an imaging device, an image processing method, and a program.
近年、ディスプレイによって表示できる輝度レンジが拡大されてきたことにより、Rec.ITU−R BT.2100などのHDR規格が定められ、この規格に対応するディスプレイやカメラなどの機器が増えてきている。一方で、従来のSDR規格のみに対応しているディスプレイが備えられた視聴環境も数多く存在する。このような状況の中で、映像制作者はHDR規格に対応した映像とSDR規格に対応した映像の両方を作成しなければならないケースがある。これに対応するため、入力されたHDR信号をSDR信号に変換して出力する機能を備えた映像変換機器などが存在する。 In recent years, the luminance range that can be displayed on a display has been expanded, and thus Rec. ITU-R BT. HDR standards such as 2100 are defined, and devices such as displays and cameras corresponding to this standard are increasing. On the other hand, there are many viewing environments equipped with a display that supports only the conventional SDR standard. Under such circumstances, there are cases where a video producer has to create both a video corresponding to the HDR standard and a video corresponding to the SDR standard. In order to cope with this, there is a video conversion device having a function of converting an input HDR signal into an SDR signal and outputting the SDR signal.
ところで、HDR信号に単純な変換を施してSDR信号を生成した場合よりも、変換時にゲインを掛けて明るさを調整してSDR信号を生成した方が、SDR信号の印象が良くなる場合があることが知られている。そのため、前述の映像変換機器などの中には、HDR信号からSDR信号に変換する際にゲインを調整する機能を有するものがある。 By the way, the impression of the SDR signal may be better when the SDR signal is generated by adjusting the brightness by applying gain at the time of conversion than when the HDR signal is subjected to a simple conversion to generate the SDR signal. It is known. Therefore, some of the video conversion devices described above have a function of adjusting the gain when converting from an HDR signal to an SDR signal.
特許文献1が開示する方法は、変換元の映像信号のコード値を変換元に対応したEOTF(Electro Optical Transfer Function)の特性を用いて輝度値に変換し、その輝度値を予め関係付けられた別の輝度値に変換する。その後、この方法は、変換先に対応したEOTFの特性を用いて変換先の映像信号のコード値に変換する。
The method disclosed in
しかしながら、特許文献1に記載の方法は輝度値変換時の信号値の飽和について考慮していないため、回路構成によってはRGB信号のうちの1つが飽和してしまうことにより色相ずれが発生してしまう可能性がある。特に、輝度値を変換する際に輝度を増幅する方向に変換を行うと、色相ずれが顕著に発生する場合がある。
However, since the method described in
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、画像信号にゲインを適用する際に色相ずれの発生を抑制する技術を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such a situation, and an object of the present invention is to provide a technique for suppressing occurrence of a hue shift when applying a gain to an image signal.
上記課題を解決するために、本発明は、第1ゲインを適用する処理を含む第1信号処理をN個の色信号(Nは2以上の整数)のそれぞれに対して個別に行った場合に飽和が発生するか否かを判定する判定手段と、前記飽和が発生すると判定された場合に、前記第1ゲインの代わりに前記第1ゲインよりも小さい第2ゲインを適用するように、前記第1信号処理を前記N個の色信号のそれぞれに対して個別に行う第1信号処理手段と、前記飽和が発生すると判定された場合に、前記第1ゲインと前記第2ゲインとの差の少なくとも一部を補償する処理を含む第2信号処理を行うように構成されたN次元LUTを用いて、前記第1信号処理が行われた前記N個の色信号をまとめて変換する第2信号処理手段と、を備えることを特徴とする画像処理装置を提供する。 In order to solve the above-described problem, the present invention provides a case where the first signal processing including the processing of applying the first gain is performed individually for each of the N color signals (N is an integer of 2 or more). Determining means for determining whether or not saturation occurs; and when the saturation is determined to occur, the second gain smaller than the first gain is applied instead of the first gain. First signal processing means for individually performing one-signal processing on each of the N color signals, and when it is determined that the saturation occurs, at least a difference between the first gain and the second gain Second signal processing for collectively converting the N color signals subjected to the first signal processing by using an N-dimensional LUT configured to perform second signal processing including processing for partially compensating the signal. And an image processing characterized by comprising: To provide a location.
本発明によれば、画像信号にゲインを適用する際に色相ずれの発生を抑制することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to suppress occurrence of a hue shift when applying a gain to an image signal.
なお、本発明のその他の特徴及び利点は、添付図面及び以下の発明を実施するための形態における記載によって更に明らかになるものである。 Other features and advantages of the present invention will become more apparent from the accompanying drawings and the following description of the preferred embodiments.
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。添付図面の全体を通じて、同一の参照符号が付与された要素は、同一又は同様の要素を表す。なお、本発明の技術的範囲は、特許請求の範囲によって確定されるのであって、以下の個別の実施形態によって限定されるわけではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせすべてが、本発明に必須とは限らない。また、別々の実施形態の中で説明されている特徴を適宜組み合せることも可能である。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. Throughout the attached drawings, elements given the same reference numerals represent the same or similar elements. The technical scope of the present invention is determined by the claims, and is not limited by the following individual embodiments. In addition, not all combinations of features described in the embodiments are essential to the present invention. Moreover, it is possible to appropriately combine the features described in different embodiments.
[第1の実施形態]
一例として、画像処理装置をデジタルビデオカメラに適用した構成について説明するが、本実施形態の画像処理装置はデジタルビデオカメラに限定されず、任意の装置に対して適用可能である。
[First Embodiment]
As an example, a configuration in which an image processing apparatus is applied to a digital video camera will be described. However, the image processing apparatus of the present embodiment is not limited to a digital video camera, and can be applied to any apparatus.
図1は、デジタルビデオカメラ100の内部構成を示すブロック図である。図1において、撮影レンズ102はズームレンズ、フォーカスレンズを含むレンズ群であり、被写体像を結像させる。絞り103は光量調整に使用する絞りである。ND104は減光用に使用するNDフィルタである。撮像部105は光学像を電気信号に変換するCCDやCMOS素子等で構成される撮像素子である。また、撮像部105は、電子シャッターによる蓄積の制御や、アナログゲイン、読み出し速度の変更などの機能も備える。A/D変換器106は、アナログ信号をデジタル信号に変換する。A/D変換器106は、撮像部105から出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換するために用いられる。バリア101は、デジタルビデオカメラ100の、撮影レンズ102を覆うことにより、撮影レンズ102、絞り103、ND104、撮像部105を含む撮像系の汚れや破損を防止する。
FIG. 1 is a block diagram showing an internal configuration of the
画像処理部115は、A/D変換器106からのデータ、又は、メモリ制御部116からのデータに対して色変換処理、ガンマ補正、デジタルゲインの付加等の処理を行う。また、画像処理部115は、撮像した画像データを用いて所定の演算処理を行い、演算結果をシステム制御部114に送信する。送信された演算結果に基づいてシステム制御部114が露出制御、測距制御、ホワイトバランス制御等行う。これにより、TTL(スルー・ザ・レンズ)方式のAF(オートフォーカス)処理、AE(自動露出)処理、AWB(オートホワイトバランス)処理等が行われる。画像変換部124は、画像データ(画像信号)に対する信号処理を行う。画像処理部115及び画像変換部124の詳細については後述する。
The
A/D変換器106からの出力データは、画像処理部115及びメモリ制御部116を介して、或いは、メモリ制御部116を介してメモリ119に書き込まれる。メモリ119は、撮像部105によって撮像されA/D変換器106によりデジタルデータに変換された画像データや、表示部118に表示するための画像データを格納する。メモリ119は、所定時間の動画像及び音声を格納するのに十分な記憶容量を備えている。また、メモリ119は画像表示用のメモリ(ビデオメモリ)を兼ねている。
Output data from the A /
D/A変換器117は、メモリ119に格納されている画像表示用のデータをアナログ信号に変換して表示部118に供給する。こうして、メモリ119に書き込まれた表示用の画像データはD/A変換器117を介して表示部118により表示される。表示部118は、LCD等の表示器上に、D/A変換器117からのアナログ信号に応じた表示を行う。A/D変換器106で一度A/D変換されメモリ119に蓄積されたデジタル信号をD/A変換器117でD/A変換し、表示部118に逐次転送して表示することで、表示部118は電子ビューファインダとして機能し、スルー画像表示を行うことができる。
The D /
不揮発性メモリ113は、電気的に消去・記録可能なメモリであり、例えばEEPROMが用いられる。不揮発性メモリ113には、システム制御部114の動作用の定数、プログラム等が記憶される。ここでいう、プログラムとは、本発明の実施形態にて後述する各種フローチャートを実行するためのプログラムのことである。
The nonvolatile memory 113 is an electrically erasable / recordable memory, and for example, an EEPROM is used. The nonvolatile memory 113 stores constants, programs, and the like for operating the
システム制御部114は、デジタルビデオカメラ100全体を制御する。システム制御部114は、前述した不揮発性メモリ113に記録されたプログラムを実行することで、後述する本実施形態の各処理を実現する。システムメモリ121にはRAMが用いられ、システム制御部114の動作用の定数、変数、不揮発性メモリ113から読み出したプログラム等が展開される。また、システム制御部114はメモリ119、D/A変換器117、表示部118等を制御することにより表示制御も行う。
The
システムタイマー120は、各種制御に用いる時間や、内蔵された時計の時間を計測する計時部である。モード切替スイッチ109、録画スイッチ108、操作部107は、システム制御部114に各種の動作指示を入力するための操作部材である。
The
モード切替スイッチ109は、システム制御部114の動作モードを、動画記録モード、静止画記録モード、再生モード等のいずれかに切り替える。動画記録モードや静止画記録モードに含まれるモードとして、オート撮影モード、オートシーン判別モード、マニュアルモード、撮影シーン別の撮影設定となる各種シーンモード、プログラムAEモード、カスタムモード等がある。モード切替スイッチ109により、動画撮影モードに含まれるこれらのモードのいずれかに直接切り替えられる。或いは、モード切替スイッチ109で動画撮影モードに一旦切り換えた後に、動画撮影モードに含まれるこれらのモードのいずれかに、他の操作部材を用いて切り替えるようにしてもよい。録画スイッチ108は、撮影待機状態と撮影状態とを切り替える。システム制御部114は、録画スイッチ108により、撮像部105からの信号読み出しから記録媒体123への動画データの書き込みまでの一連の動作を開始する。
The mode switch 109 switches the operation mode of the
操作部107の各操作部材は、表示部118に表示される種々の機能アイコンを選択操作することなどにより、場面ごとに適宜機能が割り当てられ、各種機能ボタンとして作用する。機能ボタンとしては、例えば終了ボタン、戻るボタン、画像送りボタン、ジャンプボタン、絞込みボタン、属性変更ボタン等がある。例えば、メニューボタンが押されると各種の設定可能なメニュー画面が表示部118に表示される。ユーザは、表示部118に表示されたメニュー画面と、上下左右4方向の十字キーやSETボタンを用いて直感的に各種設定を行うことができる。
Each operation member of the
電源スイッチ110は、デジタルビデオカメラ100の電源を入/切するためのスイッチである。電源制御部111は、電池検出回路、DC−DCコンバータ、通電するブロックを切り替えるスイッチ回路等により構成され、電池の装着の有無、電池の種類、電池残量の検出を行う。また、電源制御部111は、その検出結果及びシステム制御部114の指示に基づいてDC−DCコンバータを制御し、必要な電圧を必要な期間、記録媒体123を含む各部へ供給する。電源部112は、アルカリ電池やリチウム電池等の一次電池やNiCd電池やNiMH電池、Liイオン電池等の二次電池、ACアダプター等からなる。I/F122は、メモリカードやハードディスク等の記録媒体123、又は外部出力機器とのインターフェースである。図1では、記録媒体123との接続時の状態を示している。記録媒体123は、撮影された画像を記録するためのメモリカード等の記録媒体であり、半導体メモリや磁気ディスク等から構成される。
The
次に、図2を参照して、画像処理部115及び画像変換部124の内部構成について説明する。画像処理部115及び画像変換部124は、システム制御部114を通じて、デジタルビデオカメラ100内部のあらゆるデータを取得可能である。
Next, the internal configuration of the
ゲイン調整部201は、A/D変換器106から出力された信号に関して、RGBそれぞれの信号に個別に利得を掛けることによってゲイン調整とホワイトバランス補正を行う。マトリクス演算部202は、ゲイン調整部201から出力されたRGB信号に対してマトリクスを掛けることにより、色調を補正する。これにより、撮像部105などの分光感度などの違いを補正し、デジタルビデオカメラ100として適した色再現を実現する。階調変換部203は、マトリクス演算部202から出力されたRGB信号に対して共通の階調変換特性を適用して階調変換を行う。階調変換部203からの出力は、画像変換部124やI/F122を通じて記録媒体123に対して出力される。
The
第1信号処理部204は、画像処理部115から入力された信号に関して、RGBそれぞれの信号に対して個別に階調変換を行う。第1信号処理部204は、演算や1次元ルックアップテーブル(1DLUT)の参照により階調変換を行う。本実施形態では、第1信号処理部204は、システム制御部114により設定された1DLUTを参照して階調変換を行うものとする。第1信号処理部204は、異なる階調特性を持つ信号を生成する際にゲイン調整を行うことができる。また、第1信号処理部204は、階調変換部203による変換後の階調特性を一旦元に戻した後にゲイン調整を行い、再度同じ階調特性を適用することにより、階調特性は保ったままゲイン調整を行うことができる。
The first
第2信号処理部205は、色域変換を行う。例えば、第2信号処理部205は、図3に示すような3次元ルックアップテーブル(3DLUT)を参照して、RGB信号全体に対する色域変換を行う。このとき、入力されたRGB値と同じRGB値が変換元のテーブルに存在する場合は、第2信号処理部205は、入力されたRGB値を対応する変換先のRGB値に変換する。入力されたRGB値が変換元のテーブルに存在しない場合は、第2信号処理部205は、入力されたRGB値の近傍の複数点(エントリ)を変換元のテーブルから抽出し、補間により変換先のRGB値を求めて変換を行う。本実施形態では、第2信号処理部205は3DLUTを参照して色域変換を行うこととするが、演算などにより色域変換を行ってもよい。
The second
以下の説明においては、画像処理部115がHDR信号を生成し、画像変換部124がHDR信号をSDR信号に変換するものとする。また、以下の説明において、HDRの信号値と輝度値を関係付けるEOTFをEOTFHDR、SDRの信号値と輝度値を関係付けるEOTFをEOTFSDRと呼ぶ。しかしながら、本実施形態における変換処理はHDR信号からSDR信号への変換に限定されず、ゲイン調整を伴う任意の種類の信号処理に対して本実施形態を適用可能である。
In the following description, it is assumed that the
また、以下の説明においては、変換対象のHDR信号は色信号としてRGB信号を含むものとする。しかしながら、色信号の種類はRGB信号に限定されず、また、色信号の数は3つに限定されない。本実施形態は、任意の種類のN個の色信号(Nは2以上の整数)に対してゲイン調整を伴う場合に適用可能である。この場合、以下の説明における3DLUTは、N次元LUTと読み替えればよい。 In the following description, it is assumed that the HDR signal to be converted includes an RGB signal as a color signal. However, the type of color signal is not limited to RGB signals, and the number of color signals is not limited to three. The present embodiment can be applied to a case where gain adjustment is performed for any type of N color signals (N is an integer of 2 or more). In this case, the 3DLUT in the following description may be read as an N-dimensional LUT.
図4は、画像変換部124の変換特性を設定する処理のフローチャートである。本フローチャートの各ステップの処理は、特に断らない限り、システム制御部114が不揮発性メモリ113に格納されたプログラムをシステムメモリ121に展開して実行することにより実現されるものとする。
FIG. 4 is a flowchart of processing for setting the conversion characteristics of the
なお、絞り103、ND104、撮像部105、ゲイン調整部201などの設定によって、HDR信号の明るさはユーザの意図に沿うように制御されるものとする。また、第2信号処理部205は色域変換などを含めた色補正処理を行うように構成されているが、以下では説明を簡単にするために色域変換が不要である場合を考えるものとする。
Note that the brightness of the HDR signal is controlled to match the user's intention by setting the
S401で、システム制御部114は、SDR信号の階調特性(ガンマ)及び色域を設定する。ここでは、ユーザが手動で設定値を決定してもよいし、システム制御部114が自動で設定値を決定してもよい。以下の説明では、設定されたSDR信号の色域がHDR信号の色域と一致しており、第2信号処理部205での色域変換は不要であるものとする。
In step S401, the
S402で、システム制御部114は、HDR信号とSDR信号のゲイン差を設定する。ゲイン差は、倍率(HDR信号に適用するゲイン)に換算できればどのような単位であってもよい。また、ユーザが手動で倍率を決定してもよいし、システム制御部114が自動で倍率を決定してもよい。例えば、システム制御部114が映像信号に含まれる被写体に応じて倍率を制御することなどが考えられる。以下の説明では、S402で設定された倍率をkとする。
In S402, the
S403で、システム制御部114は、HDR信号からSDR信号への変換処理(第1信号処理部204によりRGBそれぞれの信号に対して個別に行われる、倍率kの適用を含む信号処理)を行った場合に飽和が発生するか否かを判定する。飽和判定は、HDR信号の設定とSDR信号の設定とに基づいて行うことができる。多くの撮像装置では、反射率18%のグレーカードなどを基準に、どこまでの反射率を映像信号に収めるかを示す値をダイナミックレンジと呼び、ガンマ設定毎にダイナミックレンジを定めている。このとき、変換元のダイナミックレンジをdsrc、変換先のダイナミックレンジをddstとすると、k×dsrc>ddstとなる場合に飽和が発生するとみなすことができる。そこで、システム制御部114は、k×dsrc>ddstであるか否かに基づいて、飽和が発生するか否かを判定する。飽和が発生する場合、処理はS404に進み、飽和が発生しない場合、処理はS406に進む。
In S403, the
S404で、システム制御部114は、第1信号処理部204に設定するための階調変換特性として、飽和が発生しないような階調変換特性を算出する。まず、システム制御部114は、飽和を考慮せずに単純にS401及びS402の設定内容(SDR信号の階調特性及び倍率k)に基づく階調変換及びゲイン調整を行う階調変換特性を求める。HDR信号値をxとすると、階調変換特性f(x)は下記の式1により表される。
In step S <b> 404, the
図5に、f(x)の例として階調変換特性501を示す。図5に示すように、階調変換特性501には飽和領域が存在する。システム制御部114は、式1における飽和を除去するための利得sを算出する。kdsrcに対応する出力値はEOTFHDR −1(kdsrc)、ddstに対応する出力値はEOTFSDR −1(ddst)であるので、利得sは式2で表される。
FIG. 5 shows a gradation conversion characteristic 501 as an example of f (x). As shown in FIG. 5, the gradation conversion characteristic 501 has a saturated region. The
なお、ここではHDR信号とSDR信号のビット数は同じであるものとするが、ビット数が異なる場合は、ビット数の相違を補償するように式2を変更すればよい。 Here, the number of bits of the HDR signal and the SDR signal is assumed to be the same. However, when the number of bits is different, Equation 2 may be changed to compensate for the difference in the number of bits.
利得sを考慮すると、第1信号処理部204に設定する階調変換特性g(x)は下記の式3で表される。
Considering the gain s, the gradation conversion characteristic g (x) set in the first
図5に、g(x)の例として階調変換特性502を示す。階調変換特性501とは異なり、階調変換特性502には飽和領域が存在しない。なお、システム制御部114は、画像変換部124が変換処理を行う際に階調変換特性を算出してもよいし、予め階調変換特性を算出してシステムメモリ121に保持しておいてもよい。後者の場合、システム制御部114は、システムメモリ121に保持された様々な階調変換特性の中から、S401及びS402の設定内容に対応する階調変換特性を選択する。
FIG. 5 shows a gradation conversion characteristic 502 as an example of g (x). Unlike the gradation conversion characteristic 501, the gradation conversion characteristic 502 does not have a saturated region. The
S405で、システム制御部114は、第2信号処理部205に設定するための3DLUTを算出する。S404で求めた階調変換特性には飽和を防ぐための利得sが含まれているので、システム制御部114は、利得sを補償するための利得を3DLUTの特性に含める。即ち、システム制御部114は、S404で求めた階調変換特性に含まれる利得sを反転した利得1/sを3DLUTの特性に含める。これにより、S404で設定した階調変換特性では飽和が発生しないように抑え込まれていた信号値が元に戻り、適切な明るさの信号値が得られる。HDRの信号値をxとしたとき、第1信号処理部204、第2信号処理部205での処理後の信号値をh(x)とすると、h(x)は下記の式4で表される。
In step S <b> 405, the
式4の通り、h(x)はf(x)に等しくなるため、意図したSDR信号への変換が達成されることが理解できる。従って、ゲイン調整を除いた色域変換等の処理のための3DLUTの出力値(変換先のRGB値)に対して1/sを乗じることにより、第1信号処理部204に階調変換特性に含まれる利得sを補償することができる。但し、単純に式4の通りに処理を行うと、飽和を考慮しない階調変換特性(例えば図5に示す階調変換特性501)を第1信号処理部204に設定した場合と同様に、飽和による色相ずれが発生してしまう。そこで、システム制御部114は、飽和による色相ずれを抑制するための処理を3DLUTに利得1/sを適用する処理に含める。色相ずれを抑制する方法としては、例えば、色差が最小となるように表現可能な範囲にマッピングする方法や、色相を維持しつつ色差が最小となるように表現可能な範囲にマッピングする方法などがある。これらの方法は一般的にガマットマッピングとして知られている方法の一種であり、その中のどのような方法を用いてもよい。
Since h (x) becomes equal to f (x) as shown in
なお、システム制御部114は、利得sを完全に補償するような3DLUTを算出する必要はなく、利得sの少なくとも一部を補償するような3DLUTを算出すればよい。
Note that the
S406で、システム制御部114は、S401及びS402の設定内容(SDR信号の階調特性及び倍率k)に基づき、第1信号処理部204に設定する階調変換特性を算出する。S406における階調変換特性の算出は、S404で述べた式1に従って行うことができる。但し、S404の場合と異なり、階調変換特性f(x)に飽和領域は発生しない。なお、S404と同様に、システム制御部114は、画像変換部124が変換処理を行う際に階調変換特性を算出してもよいし、予め階調変換特性を算出してシステムメモリ121に保持しておいてもよい。
In step S406, the
S407で、システム制御部114は、S401で設定した色域に基づき、第2信号処理部205に設定する3DLUTを算出する。本実施形態においては色域変換を行う必要がない場合を想定しているため、システム制御部114は、スルー出力を行うような3DLUTを算出する。或いは、システム制御部114は、スルー出力を行うような3DLUTをシステムメモリ121に予め保持しておき、S407の処理の実行時にシステムメモリ121から3DLUTを取得してもよい。
In step S407, the
S408で、システム制御部114は、S404又はS406で算出した階調変換特性に対応する1DLUTを第1信号処理部204に設定する。S403において飽和が発生すると判定された場合、S408では階調変換特性f(x)の代わりに階調変換特性g(x)に対応する1DLUTが第1信号処理部204に設定される。その結果、第1信号処理部204では、階調特性を変換する処理と共に、倍率kの代わりに倍率kよりも小さい倍率(ゲイン)を適用する処理が行われる。
In step S <b> 408, the
なお、システム制御部114は、階調変換特性を1DLUTの形式で設定する代わりに、計算式の形式で設定してもよい。この場合、第1信号処理部204は、設定された計算式に基づく演算を行うことにより、入力信号を出力信号に変換する。
Note that the
S409で、システム制御部114は、S405又はS407で算出した3DLUTを第2信号処理部205に設定する。上述の通り、S405において算出される3DLUTの特性には、利得1/sが含まれる。従って、S403において飽和が発生すると判定された場合、S409では、階調変換特性f(x)の倍率と階調変換特性g(x)の倍率の差を補償するように構成された3DLUTが第2信号処理部205に設定される。
In step S409, the
以上の処理の結果、第1信号処理部204及び第2信号処理部205の設定が完了する。その後、画像変換部124に対して変換対象のHDR信号が入力されると、第1信号処理部204は、S408において設定された1DLUTを用いて、RGBそれぞれの信号に対して個別に信号処理を行う。そして、第2信号処理部205は、S409において設定された3DLUTを用いて、RGB信号に対してまとめて信号処理を行う。
As a result of the above processing, the settings of the first
以上説明したように、第1の実施形態によれば、デジタルビデオカメラ100は、倍率kの適用を伴ってHDR信号の階調特性を変換した場合に飽和が発生するか否かを判定する。飽和が発生する場合、デジタルビデオカメラ100は、RGBそれぞれの信号に対して個別に階調特性を変換する処理を行う際に、倍率kの代わりに倍率kよりも小さい倍率(ゲイン)を適用する。その後、デジタルビデオカメラ100は、適用された倍率と倍率kとの差を補償するように構成された3DLUTを用いて、RGB信号をまとめて変換する。これにより、画像信号にゲインを適用する際に色相ずれの発生を抑制することが可能となる。
As described above, according to the first embodiment, the
ここで、本実施形態により色相ずれの発生を抑制することが可能となる理由について詳細に説明する。第1信号処理部204における信号処理は、各色信号に対して個別に行われる。そのため、この信号処理においてゲインの適用を行っても、飽和が発生しない限り、色相ずれは発生しないか、又は比較的小さな色相ずれしか発生しない。一方、第2信号処理部205における信号処理は、3DLUTを用いることにより全ての色信号に対してまとめて行われる。そのため、この信号処理においてゲインの適用を行うと、飽和が発生しない場合であっても、補間処理に伴う色相ずれが発生する可能性がある。但し、3DLUTを用いる信号処理の場合、飽和が原因で発生する色相ずれについては、既に知られている技術によりある程度軽減することができる。本実施形態では、飽和が発生する場合、適用されるゲインが第1信号処理部204と第2信号処理部205とに分割される。そのため、第1信号処理部204における飽和に起因する色相ずれを抑制することができ、かつ、第2信号処理部205における補間処理に起因する色相ずれを抑制することができる。その結果、全体としての色相ずれの発生を抑制することが可能となる。
Here, the reason why it becomes possible to suppress the occurrence of hue shift according to the present embodiment will be described in detail. The signal processing in the first
なお、上の説明においては、S404において、システム制御部114は、飽和が発生しないような階調変換特性g(x)を算出するものとした。しかしながら、飽和の発生を完全に防止する必要はない。飽和を軽減するだけであっても、色相ずれの発生を抑制する効果はある程度は得られる。この場合、システム制御部114は、式2の利得sをそのまま階調変換特性f(x)に乗じるのではなく、利得sの効果を弱めた利得s’を階調変換特性f(x)に乗じることができる。利得s’の求め方はどのような方法でもよく、例えば飽和による色相ずれが分かりにくい被写体の場合には効果を弱める、などが考えられる。また、階調変換特性g(x)によれば、第1信号処理部204において飽和を発生させない最大のゲインが適用されるが、より小さなゲインが適用されるような階調変換特性を使用してもよい。従って、一般化して言えば、S404において、システム制御部114は、倍率kよりも小さいゲインが適用されるような階調変換特性を算出すればよい。
In the above description, in S404, the
また、上の説明では、画像処理部115で生成する信号の階調特性と画像変換部124で生成する信号の階調特性が異なるものとしたが、これらの階調特性は同じであってもよい。この場合、第1信号処理部204に設定される階調変換特性は、階調変換部203により適用された階調特性を一旦キャンセルし、ゲイン調整を行った後、再度同じ階調特性を適用するような特性となる。
In the above description, the tone characteristics of the signal generated by the
[その他の実施形態]
本発明は、上述の実施形態の1以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける1つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現可能である。
[Other Embodiments]
The present invention supplies a program that realizes one or more functions of the above-described embodiments to a system or apparatus via a network or a storage medium, and one or more processors in a computer of the system or apparatus read and execute the program This process can be realized. It can also be realized by a circuit (for example, ASIC) that realizes one or more functions.
100…デジタルビデオカメラ、105…撮像部、113…不揮発性メモリ、114…システム制御部、115…画像処理部、121…システムメモリ、124…画像変換部、204…第1信号処理部、205…第2信号処理部
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記飽和が発生すると判定された場合に、前記第1ゲインの代わりに前記第1ゲインよりも小さい第2ゲインを適用するように、前記第1信号処理を前記N個の色信号のそれぞれに対して個別に行う第1信号処理手段と、
前記飽和が発生すると判定された場合に、前記第1ゲインと前記第2ゲインとの差の少なくとも一部を補償する処理を含む第2信号処理を行うように構成されたN次元LUTを用いて、前記第1信号処理が行われた前記N個の色信号をまとめて変換する第2信号処理手段と、
を備えることを特徴とする画像処理装置。 Determination means for determining whether saturation occurs when the first signal processing including processing for applying the first gain is performed individually for each of the N color signals (N is an integer of 2 or more). When,
When it is determined that the saturation occurs, the first signal processing is performed on each of the N color signals so that a second gain smaller than the first gain is applied instead of the first gain. First signal processing means to be performed individually,
Using an N-dimensional LUT configured to perform second signal processing including processing for compensating at least a part of the difference between the first gain and the second gain when it is determined that the saturation occurs. Second signal processing means for collectively converting the N color signals subjected to the first signal processing;
An image processing apparatus comprising:
ことを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。 The image processing apparatus according to claim 1, wherein the second gain is a gain that does not cause the saturation when applied in place of the first gain in the first signal processing.
ことを特徴とする請求項2に記載の画像処理装置。 The image processing apparatus according to claim 2, wherein the second gain is a maximum gain that does not cause the saturation when applied instead of the first gain in the first signal processing.
ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の画像処理装置。 The image processing apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the first signal processing includes processing for converting gradation characteristics of the N color signals.
ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の画像処理装置。 5. The image processing apparatus according to claim 1, wherein the second signal processing includes processing for converting a color gamut of the N color signals.
ことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の画像処理装置。 If it is determined that the saturation does not occur, the first signal processing means individually performs the first signal processing including application of the first gain for each of the N color signals. The image processing apparatus according to any one of claims 1 to 5.
ことを特徴とする請求項6に記載の画像処理装置。 When it is determined that the saturation does not occur, the second signal processing means uses the N-dimensional LUT configured to perform the second signal processing except for the compensation processing, and uses the first signal processing. The image processing apparatus according to claim 6, wherein the N color signals subjected to the processing are collectively converted.
前記N個の色信号を生成する撮像手段と、
を備えることを特徴とする撮像装置。 An image processing apparatus according to any one of claims 1 to 7,
Imaging means for generating the N color signals;
An imaging apparatus comprising:
第1ゲインを適用する処理を含む第1信号処理をN個の色信号(Nは2以上の整数)のそれぞれに対して個別に行った場合に飽和が発生するか否かを判定する判定工程と、
前記飽和が発生すると判定された場合に、前記第1ゲインの代わりに前記第1ゲインよりも小さい第2ゲインを適用するように、前記第1信号処理を前記N個の色信号のそれぞれに対して個別に行う第1信号処理工程と、
前記飽和が発生すると判定された場合に、前記第1ゲインと前記第2ゲインとの差の少なくとも一部を補償する処理を含む第2信号処理を行うように構成されたN次元LUTを用いて、前記第1信号処理が行われた前記N個の色信号をまとめて変換する第2信号処理工程と、
を備えることを特徴とする画像処理方法。 An image processing method executed by an image processing apparatus,
A determination step for determining whether saturation occurs when the first signal processing including the processing for applying the first gain is performed individually for each of the N color signals (N is an integer of 2 or more). When,
When it is determined that the saturation occurs, the first signal processing is performed on each of the N color signals so that a second gain smaller than the first gain is applied instead of the first gain. A first signal processing step performed individually,
Using an N-dimensional LUT configured to perform second signal processing including processing for compensating at least a part of the difference between the first gain and the second gain when it is determined that the saturation occurs. A second signal processing step for collectively converting the N color signals subjected to the first signal processing;
An image processing method comprising:
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