JP4537665B2 - 画像データの信号処理回路および方法 - Google Patents
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Description
【技術分野】
この発明は,画像データの信号処理回路および方法に関する。
【0002】
【発明の背景】
R(赤),G(緑)およびB(青)の三原色画像データの白バランス調整には,いわゆるフル・コレクション(full correction)とロワード・コレクション(lowered correction)とがある。フル・コレクションは,RGBの三原色画像データを入力した場合に,三原色画像データのそれぞれのレベルが一致するように白バランス調整を行うものである。ロワード・コレクションは,RGBの三原色画像データを入力した場合に,三原色画像データのそれぞれのレベルを調整するが完全には一致しないように白バランス調整を行うものである。
【0003】
フル・コレクションが行われた三原色画像データから輝度データが生成されると,隣接する画素間のレベル差が少なくなるので,偽信号が少なくなる(例えば,特許文献1参照)。
【0004】
【特許文献1】
特開平5−304679号公報
【0005】
ロワード・コレクションが行われた三原色画像データから輝度データが生成されると,隣接する画素間のレベル差が多くなるので,偽信号が多くなってしまう。偽信号を低減させるためには,白バランス調整はロワード・コレクションよりもフル・コレクションが好ましい。一方,タングステン光下の被写体を撮像して得られるように特別の状況下において得られた三原色画像データを白バランス調整する場合には,フル・コレクションよりもロワード・コレクションの方が好ましい場合がある。光源の雰囲気を残した画像が得られるからである。
【0006】
【発明の開示】
この発明は,偽信号の発生を防止しつつ,特別の状況下での被写体であっても光源の雰囲気を残した画像を得ることを目的とする。
【0007】
第1の発明による画像データの信号処理回路は,RGBの三原色画像データを入力し,フル・コレクションの白バランス調整処理を行う白バランス調整回路,上記白バランス調整回路において,フル・コレクションの白バランス調整処理が行われた三原色画像データから色差データを生成するデータ生成回路,および上記データ生成回路において生成された色差データを入力し,ロワード・コレクションの白バランス調整処理に相当する色補正を行う色補正回路を備えていることを特徴とする。
【0008】
第1の発明は,上記画像データの信号処理回路に適した方法も提供している。
すなわち,この方法は,RGBの三原色画像データを入力し,フル・コレクションの白バランス調整処理を行い,フル・コレクションの白バランス調整処理が行われた三原色画像データから色差データを生成し,生成された色差データを入力し,ロワード・コレクションの白バランス調整処理に相当する色補正を行うものである。
【0009】
第1の発明によると,三原色画像データに対してフル・コレクションによる白バランス調整が行われる。白バランス調整された三原色画像データから色差データが生成される。生成された色差データについてロワード・コレクションの白バランス調整処理に相当する色補正が行われる。
【0010】
三原色画像データはフル・コレクションによる白バランス調整が行われるから,三原色画像データから輝度データを生成した場合に偽信号の発生を少なくできる。また,生成された色差データは,ロワード・コレクションの白バランス調整処理に相当する色補正が行われるから,特別の状況下での被写体であっても光源の雰囲気を残した画像が得られる。
【0011】
上記色補正回路は,たとえば,与えられるロワード・コレクション係数にもとづいてロワード・コレクションの白バランス調整処理に相当する補正を行うものである。この場合,上記三原色画像データによって表されるカラー画像の色味に応じて,上記ロワード・コレクション係数を補正し,補正したロワード・コレクション係数(補正パラメータ)を上記色補正回路に与える第1の係数補正回路がさらに備えられることとなろう。
【0012】
三原色画像データについてはフル・コレクションの白バランス調整処理が行われてしまっているが,三原色画像データによって表されるカラー画像の色味に応じて,ロワード・コレクション係数を補正しているので,カラー画像の色味に応じてロワード・コレクションの白バランス調整処理を実行した場合と同様の色差データが得られる。
【0013】
上記白バランス調整回路においてフル・コレクションの白バランス調整処理が行われた三原色画像データをガンマ補正するガンマ補正回路をさらに備えるようにしてもよい。この場合,上記データ生成回路は,上記ガンマ補正回路によってガンマ補正された三原色画像データから輝度データおよび色差データを生成するものとなろう。また,上記データ生成回路において生成された輝度データのレベルに応じて,上記ロワード・コレクション係数を補正し,補正したロワード・コレクション係数を上記色補正回路に与える第2の係数補正回路(第1の補正回路と共通でもよい)をさらに備えることとなろう。
【0014】
ガンマ補正が行われると,輝度レベルが高い場合よりも輝度レベルが低い場合の方がガンマ補正前後の変化の割合が大きくなってしまう。このため色補正回路にてロワード・コレクション相当の処理を輝度レベルに応じて一律に行うと不都合が生じる。例えば赤味がかったロワード・コレクション相当処理を行う場合,輝度レベルが高い部分では赤味を増すことはできても,輝度レベルが低い部分ではあまり赤味がつかないことになってしまう。第2の係数補正回路により,補正したロワード・コレクション係数が色補正回路に与えられるので,想定していたロワード・コレクションにもとづく白バランス調整を実質的に行うことができるようになる。
【0015】
第2の発明による画像データの信号処理回路は,RGBの三原色画像データを入力し,フル・コレクションの白バランス調整処理を行う第1の白バランス調整回路,上記三原色画像データを入力し,ロワード・コレクションの白バランス調整処理を行う第2の白バランス調整回路,上記第1の白バランス調整回路において,フル・コレクションの白バランス調整が行われた三原色画像データから輝度データを生成する輝度データ生成回路,および上記第2の白バランス調整回路において,ロワード・コレクションの白バランス調整が行われた三原色画像データから色差データを生成する色差データ生成回路を備えていることを特徴とする。
【0016】
第2の発明は,上記画像データの信号処理回路に適した方法も提供している。
すなわち,この方法は,RGBの三原色画像データについて,フル・コレクションの白バランス調整処理を行い,上記三原色画像データについて,ロワード・コレクションの白バランス調整処理を行い,フル・コレクションの白バランス調整が行われた三原色画像データから輝度データを生成し,ロワード・コレクションの白バランス調整が行われた三原色画像データから色差データを生成するものである。
【0017】
第2の発明によると,RGBの三原色画像データについてフル・コレクションの白バランス調整とロワード・コレクションの白バランス調整とが行われる。フル・コレクションの白バランス調整が行われた三原色画像データから輝度データが生成され,ロワード・コレクションの白バランス調整が行われた三原色画像データから色差データが生成される。
【0018】
フル・コレクションの白バランス調整が行われた三原色画像データから輝度データが生成されるので,偽信号の発生を少なくすることができる。また,ロワード・コレクションの白バランス調整が行われた三原色画像データから色差データが生成されるので,特別の状況下での撮影によって得られる被写体像であっても光源の雰囲気を残した画像が得られる。
【0019】
【実施例の説明】
図1は,この発明の実施例を示すもので,ディジタル・スチル・カメラの電気的構成の一部を示すブロック図である。
【0020】
この実施例によるディジタル・スチル・カメラにおいては,シリアルのRGBの画像データに対して,まずフル・コレクションの白バランス調整が行われる。
白バランス調整が行われたRGB画像データから輝度データYならびに色差データCrおよびCbが生成される。生成された色差データCrおよびCbに対して,あたかもロワード・コレクションの白バランス調整がされたかのように色補正処理が行われる。
【0021】
白バランス調整モードが設定されたときに,以下の処理が行われる。フル・コレクションの白バランス調整が行われることにより,白色の被写体を撮像した場合には,白色の画像を表す画像データが得られるようになる。また,ロワード・コレクションの白バランス調整が行われると,所望の色味がついた画像が得られるようになる。たとえば,赤味を増した画像,青味を増した画像が得られる。ロワード・コレクションの白バランス調整は,タングステン光下での被写体の撮影のように特別な状況下での撮影により得られた画像データについて行われることが好ましい。ロワード・コレクションの白バランス調整が行われることにより,光源の雰囲気を残した画像が得られる。より詳しくは,以下の説明によって明らかとなろう。
【0022】
被写体を撮像することにより,CCD(図示略)から被写体像を表すRGBの画像データがシリアルに出力される。RGBの画像データは,係数算出回路7および白バランス補正回路1に与えられる。
【0023】
係数算出回路7において,入力したRGBの画像データからフル・コレクションの白バランス調整に用いられるフル・コレクション用係数krおよびkbならびにロワード・コレクション用係数mrおよびmbが算出される。算出処理の詳細は,後述する。算出されたフル・コレクション用係数krおよびkbは白バランス補正回路1に,算出されたロワード・コレクション用係数mrおよびmbは係数補正回路8に入力する。ロワード・コレクション用係数mrおよびmbは,被写体の色の傾向に応じた色の画像を得るように算出される。この実施例においては,後述するように,被写体の色を強調するように,例えば,赤味がかった被写体の色であれば赤色が強調されるように,青味がかった被写体の色であれば青色が強調されるように色補正が行われる。
【0024】
白バランス補正回路1において,CCDから与えられたRGBのシリアルの画像データがフル・コレクション用係数krおよびkbを用いてフル・コレクションの白バランス調整が行われる。白バランス調整された画像データは,ガンマ補正回路2において,例えば,γ=0.45のガンマ曲線にもとづいてガンマ補正される。ガンマ補正されたRGBのシリアルの画像データは,RGB補間回路3においてパラレルのR画像データ,G画像データおよびB画像データに変換される。パラレルのR画像データ,G画像データおよびB画像データは,RGB/YC変換回路4に与えられ,輝度データY1ならびに色差データCr1およびCb1が生成される。フル・コレクションの白バランス調整が行われているので,無彩色の被写体については無彩色の画像を表すRGBの画像データが得られる。このようにフル・コレクションの白バランス調整が行われたRGBの画像データを用いて輝度データが生成されるので,隣接する画素間のレベル差が少なくなり,偽信号の発生が未然に防止される。RGB/YC変換回路4から出力された輝度データY1は,輪郭補正回路5に入力し,色差データCrおよびCbは,色補正回路6に入力する。
【0025】
輪郭補正回路5において,輝度データY1が輪郭補正される。輪郭補正された輝度データY2は,係数補正回路8に与えられる。係数補正回路8において,輝度データY2のレベルに応じてロワード・コレクション用係数mrおよびmbが補正される。すなわち,ガンマ補正曲線の特性から,輝度レベルが高い場合に比べて輝度レベルが低いほどガンマ補正後の画像データは変化する。例えば,輝度レベルが低い青色の画像データは輝度レベルが高い青色の画像データに比べてガンマ補正前後の変化率が大きいので,輝度レベルの低い部分については青味の割合が多くなってしまう。つまり,赤味を帯びた色の画像が欲しいにも関わらず,低輝度部分についてはあまり赤味を帯びない色の画像となってしまう。反対に青味を帯びた色の画像が欲しいにも関わらず,低輝度部分についてはあまり青みを帯びない色の画像となってしまう。このために,この実施例においては,輝度レベルに応じてロワード・コレクション用係数mrおよびmbが補正される。
【0026】
係数補正回路8においてロワード・コレクション用係数mrおよびmbが補正され,色補正パラメータαおよびβが得られる。これらの色補正パラメータαおよびβは,色補正回路6に与えられる。色補正回路6において,入力する色差データCr1およびCb1に色補正パラメータαおよびβが加算されることにより,色補正が行われる。色補正回路6から色補正された色差データCr2(=Cr1+α)およびCb2(=Cr1+β)が出力される。
【0027】
図2は,係数補正回路8に格納されている補正パラメータ・テーブルの一例である。
【0028】
補正パラメータ・テーブルは,入力する輝度データY2と,ロワード・コレクション用係数mrとmbとの比率mr/mbと,から補正パラメータ(α,β)を与えるものである。補正パラメータ・テーブルには,ロワード・コレクションにもとづく白バランス調整が行われるような色補正を行うためのパラメータが格納されている。
【0029】
比率mr/mbが大きいほど,被写体の色は赤味を帯びている。より赤味を帯びた色の画像を得るために,赤色成分の色差データCrがより大きくなるように,青色成分の色差データCbがより小さくなるように,補正パラメータ(α,β)が規定されている。同様に,比率mr/mbが小さいほど,被写体の色は青味を帯びている。より青味を帯びた色の画像を得るために,青色成分の色差データCbがより大きくなるように,赤色成分の色差データCrがより小さくなるように,補正パラメータ(α,β)が規定されている。
【0030】
また,上述したようにガンマ補正が行われるとガンマ補正前後のレベル変化が輝度レベルに応じて変わる。輝度レベルが小さいほどガンマ補正前後のレベル変化が大きいから,赤味を帯びた色の画像を得るためには,輝度レベルが小さいほど,輝度レベルが大きい場合と比べて,赤味の色の割合を大きくするようにパラメータαが規定され,かつ青味の色の割合を小さくするようにパラメータβが規定されている。同様に,青味を帯びた色の画像を得るためには,輝度レベルが小さいほど,輝度レベルが大きい場合と比べて,青味の色の割合を大きくするようにパラメータβが規定され,かつ赤味の色の割合を小さくするようにパラメータαが規定されている。
【0031】
ロワード・コレクションの白バランス補正を行った場合と同様の色差データCrおよびCbが得られるようになる。
【0032】
図3は,係数算出回路7の電気的構成を示すブロック図である。
【0033】
上述したように,CCDから出力されたRGBの画像データは,N分割積算回路11に入力する。画像データによって表される画像がN個の画像に分割されるように,N分割積算回路11に入力した画像データがN個に分割される。分割領域ごとに色ごとに積算されそれぞれの積算データを表す赤色の積算データ{SR0,SR1,・・・SRN-1},緑色の積算データ{SG0,SG1,・・・SGN-1}および青色の積算データ{SB0,SB1,・・・SBN-1}が生成される。これらの積算データ{SR0,SR1,・・・SRN-1},{SG0,SG1,・・・SGN-1}および{SB0,SB1,・・・SBN-1}は,フル・コレクション用係数算出回路12およびロワード・コレクション用係数算出回路13に与えられる。
【0034】
フル・コレクション用係数算出回路12において,式1および式2にしたがってフル・コレクション用係数krおよびkbが算出される。
【0035】
【数1】
【0036】
【数2】
【0037】
このようにして算出されたフル・コレクション用係数krおよびkbを用いて式3にしたがって上述したように白バランス補正回路1においてフル・コレクションの白バランス調整が行われる。式3においてR0,G0およびB0は,白バランス補正回路1に入力する前のRGBの画像データである。
【0038】
【数3】
【0039】
ロワード・コレクション係数算出回路13において,式4および式5にしたがってロワード・コレクション用係数mrおよびmbが算出される。
【0040】
mr=kr1/kr・・・式4
mb=kb1/kb・・・式5
【0041】
ただし,式4においてkr1は,式6にもとづいて得られ,式5においてkb1は,式7にもとづいて得られる。式6および式7においてwg,wrおよびwbは,積算データSRi,SGiおよびSBi(i=0からN−1)の分布から決定される値である。
【0042】
【数4】
【0043】
【数5】
【0044】
式1および式6を式4に代入すると,式4は式8となり,式2および式7を式5に代入すると,式5は,式9となる。
【0045】
mr=wg/wr・・・式8
mb=wg/wb・・・式9
【0046】
算出されたロワード・コレクション用係数mrおよびmbが係数補正回路8に与えられる。上述のように,ロワード・コレクション用係数mrおよびmbが補正され,補正パラメータαおよびβが算出される。算出された補正パラメータαおよびβが色補正回路6に与えられ,色差データCr1に補正パラメータαが加算され,色差データCb1に補正パラメータβが加算される。
【0047】
この実施例によると,フル・コレクションの白バランス調整後に輝度データを生成しているので,偽信号の発生を未然に防止できる。また,輝度レベルに応じて,色補正のためのパラメータを変えているので,あたかも所望のロワード・コレクションの白バランス補正が行われたかのように色補正を行うことができる。
【0048】
図4は,他の実施例を示すもので,ディジタル・スチル・カメラの電気的構成を示すブロック図である。
【0049】
CCDから出力されたRGBのシリアルの三原色画像データは,係数算出回路20,第1の白バランス補正回路21および第2の白バランス補正回路31に与えられる。
【0050】
係数算出回路20は,上述した係数算出回路7と同じもので図3に示す構成と同じ構成である。係数算出回路20においてフル・コレクション用係数krおよびkbならびにロワード・コレクション用係数mrおよびmbが算出される。フル・コレクション用係数krおよびkbは第1の白バランス補正回路21に与えられ,ロワード・コレクション用係数mrおよびmbは第2の白バランス補正回路31に与えられる。
【0051】
第1の白バランス補正回路21は,入力するRGBの三原色画像データについてフル・コレクションの白バランス調整を行うものである。第1の白バランス補正回路21から出力された三原色画像データは,第1のRGB補間回路22に与えられ,シリアルの三原色画像データからR画像データ,G画像データおよびB画像データのパラレルのRGBの三原色画像データ(R1,G1,B1)に変換される。パラレルの三原色画像データR1,G1およびB1が輝度生成回路23に入力し,輝度データY11が生成される。フル・コレクションの白バランス調整が行われた三原色画像データR1,G1およびB1から輝度データY11が生成されているので,偽信号の発生を少なくできる。輝度データY11は,輪郭補正回路24において輪郭補正処理が行われて出力される(輝度データY12)。
【0052】
第2の白バランス補正回路31は,入力するRGBの三原色画像データについてロワード・コレクションの白バランス調整を行うものである。第2の白バランス補正回路31から出力された三原色画像データは,第2のRGB補間回路32に与えられ,シリアルの三原色画像データからR画像データ,G画像データおよびB画像データのパラレルのRGBの三原色画像データ(R2,G2,B2)に変換される。パラレルの三原色画像データR2,G2およびB2が色差生成回路33に入力し,色差データCr11およびCb11が生成される。ロワード・コレクションの白バランス調整が行われた三原色画像データR2,G2およびB2から色差データCr11およびCb11が生成されているので,被写体の色味に応じた色味をもつ画像を得ることができる。上述したように,タングステン光下での撮影など,特別な状況下での撮影で得られた画像データであっても被写体の色にあった色の画像を得ることができる。色差データCr11およびCb11は,色差ゲイン回路34においてレベルが調整されて出力される(色差データCr12,Cb12)。
【図面の簡単な説明】
【図1】ディジタル・スチル・カメラの電気的構成を示すブロック図である。
【図2】係数算出回路の電気的構成を示すブロック図である。
【図3】補正パラメータ・テーブルを示している。
【図4】他の実施例を示すもので,ディジタル・スチル・カメラの電気的構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
1,21,31 白バランス補正回路
2 ガンマ補正回路
4 RGB/YC変換回路(データ生成回路)
6 色補正回路
7,20 係数算出回路
8 係数補正回路
23 輝度生成回路
24 色差生成回路
Claims (3)
- RGBの三原色画像データを入力し,フル・コレクションの白バランス調整処理を行う白バランス調整回路,
上記白バランス調整回路においてフル・コレクションの白バランス調整処理が行われた三原色画像データをガンマ補正するガンマ補正回路,
上記ガンマ補正回路によってガンマ補正された三原色画像データから輝度データおよび色差データを生成するデータ生成回路,
上記三原色画像データを入力し,入力した上記三原色画像データによって表わされる被写体像の色を強調する色補正に用いられる係数を算出する係数算出回路,
上記輝度色差データ生成回路において生成された輝度データのレベルが小さいほど輝度データが大きい場合と比べて色が強調されるような補正パラメータを,上記係数算出回路から算出された係数から算出する補正パラメータ算出回路,ならびに
上記輝度色差データ生成回路において生成された色差データを入力し,上記補正パラメータ算出回路において算出された補正パラメータにもとづいて,入力した色差データの色を強調する色補正を行う色補正回路,
を備えた画像データの信号処理回路。 - RGBの三原色画像データを入力し,フル・コレクションの白バランス調整処理を行う白バランス調整回路,
上記三原色画像データを入力し,入力した上記三原色画像データによって表わされる被写体像の色を強調する色補正を行う色補正回路,
上記白バランス調整回路において,フル・コレクションの白バランス調整が行われた三原色画像データから輝度データを生成する輝度データ生成回路,および
上記色補正回路において,ロワード・コレクションの白バランス調整が行われた三原色画像データから色差データを生成する色差データ生成回路,
を備えた画像データの信号処理回路。 - RGBの三原色画像データを入力し,フル・コレクションの白バランス調整処理を行い,
フル・コレクションの白バランス調整処理が行なわれた上記三原色画像データをガンマ補正し,
ガンマ補正された三原色画像データから輝度データおよび色差データを生成し,
上記RGBの三原色画像データから,上記RGBの三原色画像データによって表わされる被写体像の色を強調する色補正に用いられる係数を算出し,
生成された輝度データのレベルが小さいほど輝度データが大きい場合と比べて色が強調されるような補正パラメータを,算出された係数から算出し,
生成された色差データを入力し,算出された補正パラメータにもとづいて,入力した色差データの色を強調する色補正を行なう,
画像データの信号処理方法。
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