JP4037276B2

JP4037276B2 - 固体撮像装置及びデジタルカメラ並びに色信号処理方法

Info

Publication number: JP4037276B2
Application number: JP2003011146A
Authority: JP
Inventors: 康生青塚
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2003-01-20
Filing date: 2003-01-20
Publication date: 2008-01-23
Anticipated expiration: 2023-01-20
Also published as: JP2004228675A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はＣＣＤやＣＭＯＳセンサ等のカラー固体撮像素子を搭載した固体撮像装置及びデジタルカメラ並びに色信号処理方法に係り、特に、撮像画像の色相や彩度が人間の目で見た色に近い固体撮像装置及びデジタルカメラ並びに色信号処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
デジタルスチルカメラ（携帯電話機等の小型電子機器に搭載されているものを含む。）やデジタルビデオカメラ等のデジタルカメラには、Ｒ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の分光感度を持つ画素が形成されたＣＣＤやＣＭＯＳイメージセンサ等のカラー固体撮像素子が搭載され、このカラー固体撮像素子により得られた画像データの色信号に対し色差マトリクスを乗算して色相補正や彩度補正を行い、出力している。
【０００３】
デジタルカメラによる撮像画像の色再現性は、撮像画像の色相や彩度が人間の目で見た画像に近いほど忠実であるといえる。このため、固体撮像素子のＲ，Ｇ，Ｂの分光感度を人間の目の視感度に相当する等色関数と同じに設定できれば、忠実な色再現性を実現できることになるが、等色関数には負の部分があり、これを実現することはできない。
【０００４】
そこで例えば特開２００１―１８９９４１号公報（特許文献１）に記載されている従来技術では、波長４７０ｎｍ以下の短波長においてＧの等色関数が負であるため、波長４７０ｎｍ以下でＧの分光感度が“０”となるようにしている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１―１８９９４１号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、等色関数が負の部分の分光感度を“０”としても、実際の「負」を実現した訳ではないため、忠実な色再現を行うには十分といえず、このため、従来のデジタルカメラから出力された撮像画像は、例えば赤の彩度が高すぎて不自然に鮮やかすぎたり、色相が黄色方向に色回りを起こしているものがある。特に、近年のデジタルカメラは、高感度化を目指すためにＲ，Ｇ，Ｂの分光感度をブロード化する傾向にあり、これが色再現性の問題を更に一層悪化させている。
【０００７】
本発明の目的は、画像の色相や彩度を人間の目で見た通りに記録することができる固体撮像装置及びデジタルカメラ並びに色信号処理方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明の固体撮像装置は、カラー固体撮像素子と、該カラー固体撮像素子から出力される色信号を輝度信号（Ｙ）及び色差信号（Ｃｒ，Ｃｂ）に変換し該色差信号（Ｃｒ，Ｃｂ）に対し肌色に調整した色差マトリクスを乗算して色調補正を行う信号処理手段とを備える固体撮像装置において、前記色差マトリクスの乗算処理後に所定色相範囲内の色を修正対象色として色相修正するに際し該所定色相範囲から前記肌色の範囲を除外して該色相修正を行うと共に、前記修正対象色を色度図上で回転処理することで前記色相修正を行うとき、
Ｃｒ’＝Ｃｂ・ｓｉｎθ＋Ｃｒ・ｃｏｓθ
Ｃｂ’＝Ｃｂ・ｃｏｓθ−Ｃｒ・ｓｉｎθ
（ここで、Ｃｒ’，Ｃｂ’は前記回転処理後の色差信号、θは回転角）
の演算式を、ａ＜Ｃｂ／Ｃｒ＜ｂで決められる前記所定色相範囲内の前記修正対象色に対して施し、且つ、該ａ〜ｂの前記所定色相範囲で０（零）以外の値をとる前記ｓｉｎθの値をａ付近およびｂ付近で０（零）に漸近させる補正手段を備えることを特徴とする。
【０００９】
この構成により、彩度や色相が人間の目で見た色と異なる色相範囲の色だけを修正でき、撮像画像の忠実再現性を向上させることができる。
【００１０】
上記目的を達成する本発明の固体撮像装置の前記色差マトリクスは、光源種別に対応して複数種類設けられることを特徴とする。
【００１１】
上記目的を達成する本発明の固体撮像装置の前記補正手段は、前記色相修正の他に彩度修正も行うことを特徴とする。
【００１２】
上記目的を達成する本発明の固体撮像装置の前記彩度修正は、ｃ＜Ｃｂ／Ｃｒ＜ｄの範囲に入っている色に対して係数Ｋを掛けて行い、前記ｃ付近およびｄ付近で前記Ｋの値を１に漸近させて行うことを特徴とする。
【００１３】
上記目的を達成する本発明のデジタルカメラは、カラー固体撮像素子と、該カラー固体撮像素子から出力される色信号を輝度信号（Ｙ）及び色差信号（Ｃｒ，Ｃｂ）に変換し該色差信号（Ｃｒ，Ｃｂ）に対し肌色に調整した色差マトリクスを乗算して色調補正を行う信号処理手段とを備えるデジタルカメラにおいて、前記色差マトリクスの乗算処理後に所定色相範囲内の色を修正対象色として色相修正するに際し該所定色相範囲から前記肌色の範囲を除外して該色相修正を行うと共に、前記修正対象色を色度図上で回転処理することで前記色相修正を行うとき、
Ｃｒ’＝Ｃｂ・ｓｉｎθ＋Ｃｒ・ｃｏｓθ
Ｃｂ’＝Ｃｂ・ｃｏｓθ−Ｃｒ・ｓｉｎθ
（ここで、Ｃｒ’，Ｃｂ’は前記回転処理後の色差信号、θは回転角）
の演算式を、ａ＜Ｃｂ／Ｃｒ＜ｂで決められる前記所定色相範囲内の前記修正対象色に対して施し、且つ、該ａ〜ｂの前記所定色相範囲で０（零）以外の値をとる前記ｓｉｎθの値をａ付近およびｂ付近で０（零）に漸近させる補正手段を備えることを特徴とする。
【００１４】
上記目的を達成する本発明の色信号処理方法は、カラー固体撮像素子から出力される色信号を輝度信号（Ｙ）及び色差信号（Ｃｒ，Ｃｂ）に変換し、該色差信号（Ｃｒ，Ｃｂ）に対し肌色に調整した色差マトリクスを乗算して色調補正を行う色信号処理方法において、前記色差マトリクスの乗算処理後に所定色相範囲内の色を修正対象色として色相修正するに際し該所定色相範囲から前記肌色の範囲を除外して該色相修正を行うと共に、前記修正対象色を色度図上で回転処理することで前記色相修正を行うとき、
Ｃｒ’＝Ｃｂ・ｓｉｎθ＋Ｃｒ・ｃｏｓθ
Ｃｂ’＝Ｃｂ・ｃｏｓθ−Ｃｒ・ｓｉｎθ
（ここで、Ｃｒ’，Ｃｂ’は前記回転処理後の色差信号、θは回転角）
の演算式を、ａ＜Ｃｂ／Ｃｒ＜ｂで決められる前記所定色相範囲内の前記修正対象色に対して施し、且つ、該ａ〜ｂの前記所定色相範囲で０（零）以外の値をとる前記ｓｉｎθの値をａ付近およびｂ付近で０（零）に漸近させることを特徴とする。
【００１５】
上記目的を達成する本発明の色信号処理方法は、ｃ＜Ｃｂ／Ｃｒ＜ｄの範囲に入っている色に対して係数Ｋを掛けることで彩度修正も行い、前記ｃ付近およびｄ付近で前記Ｋの値を１に漸近させることを特徴とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して説明する。
【００１９】
図１は、本発明の一実施形態に係るデジタルスチルカメラの構成図である。この実施形態ではデジタルスチルカメラを例にしているが、デジタルビデオカメラ、カメラ付携帯電話機等の他の種類のデジタルカメラにも本発明を適用可能である。
【００２０】
図１に示すデジタルスチルカメラは、撮影レンズ１０と、固体撮像素子１１と、この両者の間に設けられた絞り１２と、赤外線カットフィルタ１３と、光学ローパスフィルタ１４とを備える。デジタルスチルカメラの全体を制御するＣＰＵ１５は、フラッシュ用の発光部１６及び受光部１７を制御し、また、レンズ駆動部１８を制御して撮影レンズ１０の位置をフォーカス位置に調整し、絞り駆動部１９を介し絞り１２の開口量を制御して露光量が適正露光量となるように調整する。
【００２１】
また、ＣＰＵ１５は、撮像素子駆動部２０を介して固体撮像素子１１を駆動し、撮影レンズ１０を通して撮像した被写体画像を色信号として出力させる。また、ＣＰＵ１５には、操作部２１を通してユーザの指示信号が入力され、ＣＰＵ１５はこの指示に従って各種制御を行う。固体撮像素子１１は、ハニカム画素配置のＣＣＤやベイヤー方式のＣＣＤ、あるいはＣＭＯＳセンサである。
【００２２】
デジタルスチルカメラの電気制御系は、固体撮像素子１１の出力に接続されたアナログ信号処理部２２と、このアナログ信号処理部２２から出力されたＲＧＢの色信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路２３とを備え、これらはＣＰＵ１５によって制御される。
【００２３】
更に、このデジタルスチルカメラの電気制御系は、メインメモリ２４に接続されたメモリ制御部２５と、詳細は後述するデジタル信号処理部２６と、撮像画像をＪＰＥＧ画像に圧縮したり圧縮画像を伸張したりする圧縮伸張処理部２７と、固体撮像素子１１から出力されデジタルデータに変換された画像データをＲ，Ｇ，Ｂ毎に積算し各積算値をデジタル信号処理部２６に出力する積算部２８と、着脱自在の記録媒体２９が接続される外部メモリ制御部３０と、カメラ背面等に搭載された液晶表示部３１が接続される表示制御部３２とを備え、これらは、制御バス３３及びデータバス３４によって相互に接続され、ＣＰＵ１５からの指令によって制御される。
【００２４】
図１に示すデジタル信号処理部２６や、アナログ信号処理部２２，Ａ／Ｄ変換回路２３等は、これを夫々別回路としてデジタルスチルカメラに搭載することもできるが、これらを固体撮像素子１１と同一半導体基板上にＬＳＩ製造技術を用いて製造し、１つの固体撮像装置とするのがよい。
【００２５】
図２は、図１に示すデジタル信号処理部２６の詳細構成図である。このデジタル信号処理部２６は、ハードウェア回路で構成しても、ソフトウェアにて構成することも可能である。
【００２６】
図示する例のデジタル信号処理部２６は、図１に示す積算部２８の出力データを取り込んでホワイトバランス調整用のゲイン値を算出するホワイトバランスゲイン算出回路４０と、Ａ／Ｄ変換回路２３から出力されるＲ，Ｇ，Ｂの各色の画像信号を取り込んでオフセット処理を行うオフセット補正回路４１と、オフセット補正回路４１の出力信号を取り込んでホワイトバランス調整をゲイン算出回路４０で算出されたゲイン値を用いて行うゲイン補正回路４２と、ゲイン補正回路４２から出力される信号に対して所定のγ値を用いガンマ補正を行うガンマ補正回路４３とを備える。
【００２７】
デジタル信号処理部２６は更に、ガンマ補正回路４３から出力されるＲＧＢの色信号を補間演算して各画素位置におけるＲＧＢ３色の信号を求めるＲＧＢ補間演算部４４と、ＲＧＢ補間演算後のＲＧＢ信号から輝度信号Ｙと色差信号Ｃｒ，Ｃｂとを求めるＲＧＢ／ＹＣ変換回路４５と、輝度信号Ｙと色差信号Ｃｒ，Ｃｂからノイズを低減するノイズフィルタ４６と、ノイズ低減後の輝度信号Ｙに対して輪郭補正を行う輪郭補正回路４７と、ノイズ低減後の色差信号Ｃｒ，Ｃｂに対して色差マトリクスを乗算して色調補正を行う色差マトリクス回路４８と、詳細は後述する色調彩度補正回路４９とを備える。
【００２８】
ＲＧＢ補間演算部４４は、固体撮像素子１１が３板式の撮像素子であれば不要であるが、本実施形態で使用する固体撮像素子１１は単板式の固体撮像素子であり、各画素からは、Ｒ，Ｇ，Ｂのうちの一色の信号しか出力されないため、出力しない色、即ち、Ｒを出力する画素では、この画素位置においてＧ，Ｂの色信号がどの程度になるかを、周りの画素のＧ，Ｂ信号から補間演算により求めるものである。
【００２９】
色差マトリクス回路４８には、光源対応の色差マトリクスが複数種類設けられており、積算部２８の積算値から求めた光源種別に対応して使用する色差マトリクスが選択され、ノイズフィルタ４６から出力される色差信号Ｃｒ，Ｃｂの全信号に対して色差マトリクスを乗算し、補正された色差信号Ｃｒ，Ｃｂを出力する。なお、色差マトリクスは全ての光源に対して同一のものを用いてもよい。
【００３０】
色調彩度補正回路４９は、色差マトリクス回路４８から出力される色差信号Ｃｒ，Ｃｂのうち、特定の色相範囲内にある色差信号に対してのみ後述の補正処理を行う。以下、この色調彩度補正回路４９の機能について説明する。
【００３１】
デジタルカメラの色再現性を設計するにあたっては、通常、肌色が最も重視される。即ち、肌色の色相や彩度，明度が必ず目標値になるように、また更に、葉緑や青空なども重視しつつ一般色全般をなるべく忠実に再現すべく、分光感度や、リニアマトリクス、色差マトリクスを調節する。その結果として、赤系統の色は色相が黄色味に偏り、彩度はかなり高めに再現されてしまうという問題が生じる。その他の色も夫々に忠実度において完全とは言えない。
【００３２】
これらの問題は、分光感度がもともと等色関数に一致していないことや、色差マトリクス回路４８で行う演算が全ての色に変化をもたらしてしまい部分的な修正を行なうには不向きであること等が原因である。
【００３３】
そこで、本実施形態のデジタルカメラのデジタル信号処理部２６に設けた色調彩度補正回路４９では、
▲１▼入力信号である色差信号Ｃｒ，Ｃｂが
ａ＜Ｃｂ／Ｃｒ（もしくはＣｒ／Ｃｂ）＜ｂ
なる範囲にあるときのみ（Ｃｒ，Ｃｂ）に回転処理を行う。
▲２▼色差信号Ｃｒ，Ｃｂが
ｃ＜Ｃｂ／Ｃｒ（もしくはＣｒ／Ｃｂ）＜ｄ
なる範囲にあるときに（Ｃｒ，Ｃｂ）に縮小（または拡大）処理を行なう。
のいずれか一方または両方を行なう。なお、Ｃｒ，Ｃｂは、−１２８〜１２７（８ｂｉｔの場合）の値をとるものとする。
【００３４】
本実施形態では、この▲１▼▲２▼の信号処理を色差マトリクス回路４８の後段で行う構成としているが、色差マトリクス回路４８の前段で行うことも可能である。しかし、後段で行う方が、夫々の補正効果を分離できる点で好ましい。
【００３５】
以下、赤系統の色相の黄色味を減らし、彩度を適度に下げることを例にとって説明する。
【００３６】
上記の信号処理▲１▼の補正範囲を示すａ及びｂは、信号処理▲１▼を行なわなかった場合の赤系統色の中で色相が黄色味にシフトしているＣｂ／Ｃｒ範囲（Ｃｒ＞０）を表す。但し、その範囲の中に肌色が含まれる場合、既に肌色が適切な色相に調節されている場合においては、肌色が含まれない範囲に狭めることが好ましい。
【００３７】
図３は、この信号処理（回転処理）▲１▼の説明図である。信号の回転処理▲１▼とは、色度点（Ｃｒ，Ｃｂ）を原点（無彩色）の回りに所定角度θだけ回転させる処理であり、具体的には次の数１の演算を行う。
【００３８】
【数１】
Ｃｒ’＝Ｃｂ・ｓｉｎθ＋Ｃｒ・ｃｏｓθ
Ｃｂ’＝Ｃｂ・ｃｏｓθ−Ｃｒ・ｓｉｎθ
角度θは反時計回りの方向を＋（プラス）とする。
【００３９】
ｓｉｎθの大きさは、ａからｂの範囲においてのみ“０”以外の値をとる。かつａ付近およびｂ付近では“０”に漸近させるのが好ましい。図４は、ｓｉｎθの変化のさせ方を例示するグラフである。色相角差（オリジナルの色相角と再現色の色相角の差）が最大であるＣｂ／Ｃｒにて｜ｓｉｎθ｜を最大にすることが好ましい。変化のさせ方が図４のような直線折れグラフであると演算が簡単となるが、直線である必要はなく、曲線でも良い。
【００４０】
尚、回転処理の別の方法として、色差マトリクス回路４８で用いた色差マトリクスの非対角項を、上記のａ〜ｂの範囲においてのみ変化させるという方法を採用することでもよい。
【００４１】
この様に、ａ〜ｂの範囲内にある色に対して回転処理▲１▼を施すことにより、赤系統の色のみ色相を反黄色方向に修正することができる。特に、肌色の範囲を除外してこの処理を追加すれぱ、最重要色の肌色には何らの影響を与えずに赤色の色相を修正できて好ましい。
【００４２】
この信号処理▲１▼は、撮影時にカメラ内部で行なっても良いし、撮影済みの画像に後処理としてパソコンなどで別途施すことでも全く同じ効果を発揮する。
【００４３】
上述した色相の修正処理と同様に、彩度の修正も上記の信号処理▲２▼によって行うことができる。この信号処理▲２▼における補正範囲を示すｃ，ｄは、信号処理▲２▼を行なわなかった場合の彩度が高すぎる赤系統のＣｂ／Ｃｒの範囲（Ｃｒ＞０）を表す。ｃ，ｄは、必ずしもａ，ｂとは一致しない。Ｃｒ，Ｃｂの縮小処理とは、Ｃｒ／Ｃｂ（色相）を一定に保ったまま、ある係数Ｋ（０＜Ｋ＜１）を掛けることで、元の値よりも小さくする次の数２の演算を施すことである。
【００４４】
【数２】
Ｃｒ’＝Ｃｒ・Ｋ
Ｃｂ’＝Ｃｂ・Ｋ
【００４５】
図５は、この信号処理（縮小処理）▲２▼の説明図である。範囲ｃ〜ｄに入っている色に対して縮小処理を施すことで、この色の彩度が小さくなり、色が鮮やかすぎることがなくなる。
【００４６】
ここで、上記の係数Ｋの大きさは、ｃからｄの範囲においてのみ“１”以外の値をとり、且つ、ｃ付近およびｄ付近では“１”に漸近させるのが好ましい。図６に、係数Ｋの大きさの変化例を示すグラフである。この例では直線折れ線グラフとなっているが、信号処理▲１▼と同様に、曲線で変化させてもよい。
【００４７】
この縮小処理を低彩度色に対して施したくない場合は、図７に示す様に、Ｃｒ²＋Ｃｂ²の値がある限度以下についてはＫ＝１としたり、または演算を中止すれば良い。この場合、限度付近では縮小係数Ｋを“１”に漸近させることが好ましい。この彩度制限によって、肌色には影響を与えずに、広範囲の赤系統色の彩度修正を行なうことができる。
【００４８】
一般に彩度が高すぎると、モニタやプリンタで画像を表示した際に、出力系の色域の限界に達してしまい、所謂、色メクラ（赤の場合は、赤メクラ）を起こしてしまうが、上記の様な彩度修正を施すことで、色メクラを防ぐことができる。
【００４９】
以上、赤系統の色の場合を説明したが、必要に応じてその他の色についても同様の修正を行なうことができる。その修正を行なう範囲は、Ｃｂ／Ｃｒ、またはＣｒ／Ｃｂで指定するのが、ＹＣＣ空間での演算処理上好ましい。また、異なる２つの系統の修正範囲が互いにオーバーラップしていても構わない。
【００５０】
このようにして、幾つもの範囲において修正を行なうことで、忠実色再現の程度を上げることが可能となり、分光感度がブロードの場合であっても忠実色を再現することが可能となる。
【００５１】
次に、特に高感度化が要求されるＧの分光感度について詳細に説明する。赤色は、分光反射率でみると、５８０ｎｍを超えたあたりから長波長に向かって急激に反射率が高くなる。つまり、Ｇの分光感度が５８０ｎｍを超えた波長域で感度が高いほど、赤の再現色にＧ成分が混入することになり、即ち色味は相対的にＢ成分が減って黄色味となる。
【００５２】
Ｇ感度を上げる観点からは、Ｇの分光感度をブロード化したいのであるが、Ｇの分光感度の長波側の半値波長が５８５ｎｍ以上であると、赤が黄色味になる傾向が強くなり、好ましくない。
【００５３】
Ｇの分光感度をブロード化した場合、当然のことながら、色信号処理における色差マトリクスはブロード化したＧの分光感度に最適な値に調節することになる。その調節は、前述のように肌色を最重視しつつ、その他の一般色も忠実に再現されるように行なうのであるが、結果として、赤の黄色味は一層強くなってしまう。
【００５４】
即ち、色再現性の観点からＧのこれ以上のブロード化は好ましくないのであるが、前記の信号処理▲１▼を追加することによって容易に問題が解決できる。
【００５５】
（第１の具体例）
図８は、この具体例１で使用したデジタルカメラの分光感度Ｒ，Ｇｌ，Ｂを示すグラフである。このデジタルカメラでは、肌色が適正に再現されるように、且つ、その他一般色が忠実に再現されるように色差マトリクスを調節してある。
【００５６】
そのデジタルカメラでの赤，黄，緑，青の各色の再現性および一般色２１１色の色相再現性をオリジナル（被写体）との差で表したのが次の表１である。
【００５７】
【表１】

【００５８】
この表１によれば、特に、赤の色相角と彩度がオリジナルとずれていることが判る。尚、葉緑は、特に高彩度に強調するように設計してある。
【００５９】
次に、色差マトリクス回路４８による演算処理の後に、図４に示す色相修正係数θを用いたＣｒ，Ｃｂの回転処理を追加した結果を、表２に示す。
【００６０】
【表２】

【００６１】
この表２によれば、表１に比べて赤の黄色味であった色相が改善され、平均色相差も小さくなっているのが判る。更に、図６の彩度修正係数Ｋを用いたＣｒ，Ｃｂの縮小処理を追加した結果を表３に示す。
【００６２】
【表３】

【００６３】
この表３によれば、赤の彩度がオリジナルに対して極端に高彩度であったのが改善されたのが判る。
【００６４】
また、図８に示す分光感度Ｇｌを、図８に示す分光感度Ｇ２にブロード化したデジタルカメラにて同様の実験を行なった結果を、表４に示す。
【００６５】
【表４】

【００６６】
この表４は、上記の信号処理▲１▼▲２▼による修正演算処理を行っていない結果である。そして、次の表５が、信号処理▲１▼▲２▼を追加した結果である。
【００６７】
【表５】

【００６８】
このように、Ｇの分光感度を長波長側にブロード化すると、色差マトリクスを最適化しても赤系統がより黄色味に再現されてしまうことが表４から判る。しかし、信号処理▲１▼▲２▼を施すことで、表５に示す様に、忠実な色相に再現でき、彩度も適度に改善できることが判る。尚、Ｇ２はＧ１よりも感度が約２４％高い。
【００６９】
上記のいずれの場合においても、信号処理▲１▼▲２▼を施すことで、肌色の再現色は、色相角０．１°、彩度０．１の範囲で一致している。
【００７０】
（第２の具体例）
図９は、この具体例２で使用したデジタルカメラの緑色の分光感度Ｇ３を示すグラフである。赤色Ｒと青色Ｂの分光感度は図８の分光感度と同一であるため図示を省略している。このデジタルカメラでは、肌色が適正に再現されるように、且つその他一般色が忠実に再現される様に色差マトリクスを調節してある。この結果を次の表６に示す。
【００７１】
【表６】

【００７２】
また、分光感度をＧ３から図９のＧ４に変えたデジタルカメラで同様のシミュレーションを行なった結果を表７に示す。
【００７３】
【表７】

【００７４】
この表７によれば、分光感度Ｇ３の場合に比べて、赤の色相角が一層高くなってしまったことが判る。これに、赤系統色に限定したＣｒ，Ｃｂの回転処理▲１▼と縮小処理▲２▼を施した結果を表８に示す。尚、このときの回転処理▲１▼に使用したｓｉｎθの値は図１０に示すものを使用し、縮小処理▲２▼に使用した係数Ｋの値は図１１また図１２に示すものを使用した。
【００７５】
【表８】

【００７６】
表６と表７を比較してみると、緑色の分光感度をＧ３からＧ４に広げたため、色再現性が後退していることが判るが、信号処理▲１▼▲２▼を追加することで、表８から判る通り、色相角や彩度がＧ３の場合に比較して良くなったことが判る。
【００７７】
更に、黄色系統の色の彩度修正処理（図１３，図１４）を追加した結果を表９に示す。
【００７８】
【表９】

【００７９】
彩度がオリジナルより低かった黄色が大きく改善されたことが判る。図１４で、Ｃｒ²＋Ｃｂ²＜２０００で彩度修正係数を“１”（拡大しない）にしたのは、肌色に影響を与えないためである。特にオーバー露光にて黄色味に色相回りした肌色の黄色味を強調しないという効果がある。
【００８０】
逆に、そのような低彩度域においては、黄色の彩度を低下させる処理を追加すると、黄色に色相回りした肌色の黄色味を軽減できて好ましい。その方法は、前記のＣｒ²＋Ｃｂ²＜Ｃなる範囲にて縮小係数Ｋを設け、かつ限界付近Ｃでは、係数Ｋを“１”に漸近させることで良い。尚、Ｇ４はＧ３よりも２７％感度が上がっている。
【００８１】
【発明の効果】
本発明によれば、デジタルカメラによる撮像画像の忠実度を上げることができ、人間の目で見た色を忠実に記録することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るデジタルカメラのブロック構成図である。
【図２】図１に示すデジタル信号処理部の詳細構成図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る信号処理（回転処理）の説明図である。
【図４】図３の回転処理で用いる色相修正係数を示すグラフである。
【図５】本発明の一実施形態に係る信号処理（縮小（拡大）処理）の説明図である。
【図６】図５の縮小処理で用いる彩度修正係数を示すグラフである。
【図７】図６に代わる彩度修正係数のグラフである。
【図８】本発明の第１の具体例で使用したデジタルカメラの分光感度を示すグラフである。
【図９】本発明の第２の具体例で使用したデジタルカメラの緑色の分光感度を示すグラフである。
【図１０】本発明の第２の具体例で施した信号処理（回転処理）で用いる色相修正係数を示すグラフである。
【図１１】本発明の第２の具体例で施した信号処理（縮小処理）で用いる彩度修正係数を示すグラフである。
【図１２】図１１の彩度修正係数係数の彩度軸（Ｃｒ²＋Ｃｂ²）方向の変化を示すグラフである。
【図１３】本発明の一実施形態の信号処理（拡大処理）で黄系統の色の彩度を修正する係数を示すグラフである。
【図１４】図１３の彩度修正係数の彩度軸（Ｃｒ²＋Ｃｂ²）方向の変化を示すグラフである。
【符号の説明】
１０レンズ
１１固体撮像素子
１５ＣＰＵ
２６デジタル信号処理部
２８積算部
４８色差マトリクス回路
４９色調彩度補正回路
θ 色相修正係数
Ｋ彩度修正係数

Claims

カラー固体撮像素子と、該カラー固体撮像素子から出力される色信号を輝度信号（Ｙ）及び色差信号（Ｃｒ，Ｃｂ）に変換し該色差信号（Ｃｒ，Ｃｂ）に対し肌色に調整した色差マトリクスを乗算して色調補正を行う信号処理手段とを備える固体撮像装置において、前記色差マトリクスの乗算処理後に所定色相範囲内の色を修正対象色として色相修正するに際し該所定色相範囲から前記肌色の範囲を除外して該色相修正を行うと共に、前記修正対象色を色度図上で回転処理することで前記色相修正を行うとき、
Ｃｒ’＝Ｃｂ・ｓｉｎθ＋Ｃｒ・ｃｏｓθ
Ｃｂ’＝Ｃｂ・ｃｏｓθ−Ｃｒ・ｓｉｎθ
（ここで、Ｃｒ’，Ｃｂ’は前記回転処理後の色差信号、θは回転角）
の演算式を、ａ＜Ｃｂ／Ｃｒ＜ｂで決められる前記所定色相範囲内の前記修正対象色に対して施し、且つ、該ａ〜ｂの前記所定色相範囲で０（零）以外の値をとる前記ｓｉｎθの値をａ付近およびｂ付近で０（零）に漸近させる補正手段を備えることを特徴とする固体撮像装置。
前記色差マトリクスは、光源種別に対応して複数種類設けられることを特徴とする請求項１に記載の固体撮像装置。
前記補正手段は、前記色相修正の他に彩度修正も行うことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の固体撮像装置。
前記彩度修正は、ｃ＜Ｃｂ／Ｃｒ＜ｄの範囲に入っている色に対して係数Ｋを掛けて行い、前記ｃ付近およびｄ付近で前記Ｋの値を１に漸近させて行うことを特徴とする請求項３に記載の固体撮像装置。
カラー固体撮像素子と、該カラー固体撮像素子から出力される色信号を輝度信号（Ｙ）及び色差信号（Ｃｒ，Ｃｂ）に変換し該色差信号（Ｃｒ，Ｃｂ）に対し肌色に調整した色差マトリクスを乗算して色調補正を行う信号処理手段とを備えるデジタルカメラにおいて、前記色差マトリクスの乗算処理後に所定色相範囲内の色を修正対象色として色相修正するに際し該所定色相範囲から前記肌色の範囲を除外して該色相修正を行うと共に、前記修正対象色を色度図上で回転処理することで前記色相修正を行うとき、
Ｃｒ’＝Ｃｂ・ｓｉｎθ＋Ｃｒ・ｃｏｓθ
Ｃｂ’＝Ｃｂ・ｃｏｓθ−Ｃｒ・ｓｉｎθ
（ここで、Ｃｒ’，Ｃｂ’は前記回転処理後の色差信号、θは回転角）
の演算式を、ａ＜Ｃｂ／Ｃｒ＜ｂで決められる前記所定色相範囲内の前記修正対象色に対して施し、且つ、該ａ〜ｂの前記所定色相範囲で０（零）以外の値をとる前記ｓｉｎθの値をａ付近およびｂ付近で０（零）に漸近させる補正手段を備えることを特徴とするデジタルカメラ。
カラー固体撮像素子から出力される色信号を輝度信号（Ｙ）及び色差信号（Ｃｒ，Ｃｂ）に変換し、該色差信号（Ｃｒ，Ｃｂ）に対し肌色に調整した色差マトリクスを乗算して色調補正を行う色信号処理方法において、前記色差マトリクスの乗算処理後に所定色相範囲内の色を修正対象色として色相修正するに際し該所定色相範囲から前記肌色の範囲を除外して該色相修正を行うと共に、前記修正対象色を色度図上で回転処理することで前記色相修正を行うとき、
Ｃｒ’＝Ｃｂ・ｓｉｎθ＋Ｃｒ・ｃｏｓθ
Ｃｂ’＝Ｃｂ・ｃｏｓθ−Ｃｒ・ｓｉｎθ
（ここで、Ｃｒ’，Ｃｂ’は前記回転処理後の色差信号、θは回転角）
の演算式を、ａ＜Ｃｂ／Ｃｒ＜ｂで決められる前記所定色相範囲内の前記修正対象色に対して施し、且つ、該ａ〜ｂの前記所定色相範囲で０（零）以外の値をとる前記ｓｉｎθの値をａ付近およびｂ付近で０（零）に漸近させることを特徴とする色信号処理方法。
ｃ＜Ｃｂ／Ｃｒ＜ｄの範囲に入っている色に対して係数Ｋを掛けることで彩度修正も行い、前記ｃ付近およびｄ付近で前記Ｋの値を１に漸近させることを特徴とする請求項６に記載の色信号処理方法。