JP5526950B2 - 画像処理装置及び方法、並びに撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は、モノトーンモードで画像データを記録するデジタルカメラなどの撮像装置などにおいてデジタルカラー画像データに対して画像補正処理を施す画像処理装置、並びに前記撮像装置等においてデジタルカラー画像データに対して画像補正処理を施す画像処理方法、並びに前記画像処理装置を備える撮像装置に関するものである。

デジタルカメラなどの撮像装置において、モノトーン画像を生成する撮影機能があるが、ＣＣＤなどの撮像素子にはカラーフィルタが付けられているため、撮影する画像はカラー画像となってしまう。そこで、モノトーン画像を得るためにはカラーで得られた画像に対し、モノトーン化する画像処理が必要であった。ここで、モノトーン化する画像処理方法として一例を挙げると、ＲＧＢデータをＹＵＶデータに変換した後、色差を表すＵＶデータのみ０にして色を無くすことにより白黒画像に変換する方法である。さらにすべて画素のＵＶデータに同じ値を設定することでセピア画像などを作成することが可能である。

ところで、モノトーン写真においては、黒の色調が写真の印象を決めるに当たり大変重要である。銀塩写真の場合、フイルムの現像液の性質や、印画紙の性質により、黒の色調の表れ方が異なり、その色調により、ニュートラルの色調である「純黒調」、より温かみを加えた「温黒調（ウォームトーン）」、冷たさを加えた「冷黒調（クールトーン）」といったものがある。

デジタルカメラのモノトーン撮影においても、モノトーン画像における上記黒の色調表現が非常に重要である事は言うまでもなく、また銀塩写真と同様な色調のモノトーン画像が求められていた。

これに対して、特許文献１及び特許文献２には、ユーザの好みにより、モノクロ写真の色調（純黒調／温黒調／冷黒調）を調整する発明が開示されている。
また、特許文献３には、色調がフルカラーの場合には、明度、彩度、色相の３つの画像補正処理を全て実行されるが、色調がセピアまたはモノクロの場合には、明度補正処理のみが実行される発明が開示されている。

しかしながら、カラーフィルタを有するデジタルカメラにおいて、特許文献１〜３記載の技術を用いてモノトーン画像を生成しても、銀塩写真で言うところの温黒調、冷黒調表現とは異なってしまうという問題、あるいは温黒調、冷黒調表現を実現するために非常に熟練が必要であるという問題があった。

本発明は、以上の従来技術における問題に鑑みてなされたものであり、モノトーン画像を生成する際に、輝度に応じて彩度の抑圧を行うことで、モノトーン画像の品質を向上させる画像処理装置及び画像処理方法、並びに前記画像処理装置を備える撮像装置を提供することを目的とする。

前記課題を解決するために提供する本発明は、以下の通りである。
〔１〕 カラー画像からモノトーン画像を生成するモノトーン生成手段（モノトーン生成手段１０５ｃ１）と、画像の輝度に応じて該画像の彩度を抑圧して色抑圧を行う色抑圧手段（色抑圧手段１０５ｃ２）と、を備え、モノトーン画像を生成する場合、前記色抑圧手段は、低輝度側では最低輝度から輝度が上がるにつれて色抑圧の強度が小さくなり、且つ、高輝度側では低輝度側よりも色抑圧の強度が大きくなるように色抑圧を行い、前記モノトーン生成手段が生成するモノトーン画像の色調を調整することを特徴とする画像処理装置（信号処理ＩＣ１０５、図２，図３，図４）。
〔２〕 前記色抑圧手段は、輝度ごとに色抑圧の強度に関わる彩度抑圧係数が設定された色抑圧パラメータを用いて、前記モノトーン画像の色調を調整することを特徴とする前記〔１〕に記載の画像処理装置（図４〜図６）。
〔３〕 前記色抑圧手段は、前記モノトーン画像の色調の種類に応じて、前記色抑圧パラメータの特性を調整することを特徴とする前記〔２〕に記載の画像処理装置（図５）。
〔４〕 前記モノトーン画像における色抑圧の度合いを選択可能に表示する色抑圧度合い選択手段を備え、前記色抑圧手段は、前記色抑圧度合い選択手段で選択された色抑圧の度合いに応じて色抑圧の強度を設定することを特徴とする前記〔１〕〜〔３〕のいずれかに記載の画像処理装置（図６）。
〔５〕 カラー画像からモノトーン画像を生成するモノトーン生成工程（ＲＧＢ補間処理工程Ｓ１１〜モノトーン画像生成工程Ｓ１４）と、画像の輝度に応じて該画像の彩度を抑圧して色抑圧を行う色抑圧工程（色調調整処理工程Ｓ１５）と、を備え、モノトーン画像を生成する場合、前記色抑圧工程では、低輝度側では最低輝度から輝度が上がるにつれて色抑圧の強度が小さくなり、且つ、高輝度側では低輝度側よりも色抑圧の強度が大きくなるように色抑圧を行い、前記モノトーン生成工程で生成されたモノトーン画像の色調を調整することを特徴とする画像処理方法（図２，図３，図４）。
〔６〕 前記色抑圧工程では、輝度ごとに色抑圧の強度に関わる彩度抑圧係数が設定された色抑圧パラメータを用いて、前記モノトーン画像の色調を調整することを特徴とする前記〔５〕に記載の画像処理方法（図４〜図６）。
〔７〕 前記色抑圧工程では、前記モノトーン画像の色調の種類に応じて、前記色抑圧パラメータの特性を調整することを特徴とする前記〔６〕に記載の画像処理方法（図５）。
〔８〕 前記モノトーン画像における色抑圧の度合いを選択可能に表示する色抑圧度合い選択工程を備え、前記色抑圧工程では、前記色抑圧度合い選択工程で選択された色抑圧の度合いに応じて色抑圧の強度を設定することを特徴とする前記〔５〕〜〔７〕のいずれかに記載の画像処理方法（図６）。
〔９〕 前記〔１〕〜〔４〕のいずれかに記載の画像処理装置を備える撮像装置（デジタルスチルカメラ、図１，図２）。

本発明の効果として、請求項１，２，５，６の発明によれば、デジタルカラー画像を基にしたモノトーン画像の生成において、低輝度側よりも高輝度側での色抑圧の強度を大きくして色調を調整するので高輝度部で色付きが発生してしまうのを低減できるとともに、低輝度の色合いも残すことが可能となる。
請求項３，７の発明によれば、モノトーン画像の色調の違いにより、低輝度側で色が濃く出てしまう、うすくなってしまうという課題を解決し、精度の高い色調表現を可能とする。
請求項４，８の発明によれば、ユーザの好みにより色調（純黒調／温黒調／冷黒調）における色抑圧の強度を変更できるので、ユーザの好みを画質に反映できるとともに、輝度だけでなく色調の違いにより色抑圧のパラメータを変更でき、より精度の高い色調表現が可能となる。
請求項９の発明によれば、デジタルカメラなどの撮像装置において、撮像されるモノトーン画像の品質を向上させることができる。

本発明に係る画像処理装置を備える撮像装置としてのデジタルスチルカメラの外観図である。 図１のデジタルスチルカメラの撮像システムの概要を示すブロック図である。 本発明に係る画像処理装置における画像処理手順を示すフローチャートである。 色調調整処理で輝度に応じて色抑圧を行う際の色抑圧パラメータの例を示す図である。 冷黒調のモノトーン画像に対する色抑圧パラメータの設定例を示す図である。 色抑圧度合い選択工程で選択された色抑圧の度合いに応じて、色抑圧パラメータを強くした例を示す図である。

デジタルカメラでモノトーン画像を作成するには上述した通り、一度カラー画像の色を抜いてしまい（モノクロ化と称する）、その後必要に応じて色味を付加するという処理を行うことで実現できる。したがって、デジタルカメラの画像処理において、モノトーン画像における温黒調、冷黒調という表現をするためには、色味を付加する必要がある。ところがこのやり方で温黒調、冷黒調を作成すると画像全体に一律の色味が付いてしまい、銀塩カメラで言うところの温黒調、冷黒調とは出来上がりが異なってしまう。

発明者はこの原因について調査した。その結果、本来銀塩カメラのモノクロ写真における温黒調、冷黒調は字の通り黒の色調に関して温かみもしくは冷たさをもつものであり、高輝度部分（白や白に近い部分）に関しては色が付かず印画紙の色となるところ、上述したデジタルカメラの画像処理では一度色を抜いたＹＵＶ画像に対し、ＵＶ（色差）に一律オフセットを乗せるやり方を行うが、この方法では高輝度部にも色が付いてしまうことから銀塩写真とは出来上がりが異なっていることを把握した。また、前記特許文献１，２では、色調を調整する際に、輝度ごとの彩度の調整は行っておらず、また特許文献３でも色調がモノクロの場合に、彩度補正処理も行ってはいないことから画像の輝度に関係なく一律の色味がついてしまうため、銀塩写真で言うところの温黒調、冷黒調表現とは異なってしまっていた。
発明者は、この問題を解決すべく、鋭意検討を行い、本発明を成すに至った。

以下に、本発明に係る画像処理装置及び画像処理方法について説明する。なおここでは、画像入力装置をデジタルスチルカメラの撮影モジュールとしたデジタルカメラ撮像システムに用いられる画像処理装置の例を示すが、本発明はこれに限るものではなく、ハンドスキャナとＰＤＡを合わせたものなどの画像入力装置と画像処理装置と表示装置をもった画像処理システムに適用してもよい。

図１は本発明に係る画像処理装置を備える撮像装置としてのデジタルスチルカメラ（以下、カメラともいう）の一例を示す外観図である。このうち、図１（ａ）は上面図、図１（ｂ）は正面図、図１（ｃ）は裏面図である。

図１（ａ）において、カメラ本体の上面（被写体側を正面としたときの上面）には、レリーズスイッチ（レリーズシャッター）ＳＷ１、モードダイアルＳＷ２、サブ液晶ディスプレイ（サブＬＣＤともいう）１が配設されている。

また、図１（ｂ）において、カメラ本体の正面（被写体側）には、撮影レンズを含む鏡胴ユニット７、光学ファインダ４、ストロボ発光部３、測距ユニット５、リモコン受光部６が設けられている。また、カメラ本体の左側面にはＳＤカード／電池装填室の蓋２が設けられている。

また、図１（ｃ）において、カメラの背面（撮影者側）には、電源スイッチ（ＳＷ）１３、ＬＣＤモニタ１０、ＡＦ ＬＥＤ８、ストロボＬＥＤ９、光学ファインダ４、広角方向ズームスイッチ（ＺＯＯＭ ＳＷ（ＷＩＤＥ））ＳＷ３、望遠方向ズームスイッチ（ＺＯＯＭ ＳＷ（ＴＥＬＥ））ＳＷ４、セルフタイマの設定・削除スイッチＳＷ５、メニュースイッチＳＷ６、上移動・ストロボセットスイッチ（上／ストロボＳＷ）ＳＷ７、右移動スイッチ（右ＳＷ）ＳＷ８、ディスプレイスイッチＳＷ９、下移動・マクロスイッチ（下／マクロＳＷ）ＳＷ１０、左移動・画像確認スイッチ（左／画像確認ＳＷ）ＳＷ１１、ＯＫスイッチＳＷ１２が設けられている。

次にカメラの内部のシステム構成を説明する。
鏡胴ユニット７は、被写体の光学画像を取り込むズームレンズ、ズーム駆動モータからなるズーム光学系７ａ、フォーカスレンズ、フォーカス駆動モータからなるフォーカス光学系７ｂ、絞り、絞りモータ、メカシャッタ、メカシャッタモータからなる絞りメカシャッタユニット７ｃを有する。また、それぞれ各モータはモータドライバ１０８により駆動され、モータドライバ１０８はＣＰＵ１０５ｃによって制御される。

ＣＣＤ１０１は、光学画像を光電変換するための固体撮像素子であり、鏡胴ユニット７のレンズを介して入射した光を電気信号（データ）に変換して出力する。ＣＣＤ１０１から出力された電気信号を受けるＦ／Ｅ（フロントエンド）−ＩＣ１０４は、ＣＣＤ出力電気信号（アナログ画像データ）をサンプリングホールド（画像ノイズ除去用相関二重サンプリング）するＣＤＳ１０４ａ、このサンプリングされたデータのゲインを調整するＡＧＣ（ＡＵＴＯ ＧＡＩＮ ＣＯＮＴＲＯＬ）１０４ｂと、デジタル信号変換を行うＡ／Ｄ１０４ｃと、ＣＣＤＩ／Ｆ１０５ａより、垂直同期信号（ＶＤ）、水平同期信号（ＨＤ）を供給され、ＣＰＵ１０５ｃによって制御され、ＣＣＤ１０１，ＣＤＳ１０４ａ，ＡＧＣ１０４ｂ，Ａ／Ｄ１０４ｃの駆動タイミング信号を発生するＴＧ（タイミングジェネレーター：制御信号発生器）１０４ｄと、を有する。

信号処理ＩＣ１０５は、本発明に係る画像処理装置に相当するものであり、ＦＥ−ＩＣ１０４からのデジタル映像信号を受けるユニットである。
信号処理ＩＣ１０５は、ＣＣＤ１０１への同期信号出力（ＶＤ・ＨＤ）と同期信号に合わせたデータの取り込みを行うＣＣＤインターフェース（Ｉ／Ｆ）１０５ａと、メモリコントローラ１０５ｂと、全体のシステム制御や色情報の抽出などを行っているＣＰＵ１０５ｃと、入力されたデジタル画像信号を表示可能や記録が可能なＹＵＶのデータ形式に変換するＹＵＶ変換部１０５ｄと、ＪＰＥＧで記録する場合のデータ圧縮伸張部１０５ｅと、表示出力を制御する表示出力制御部１０５ｆと、表示や記録のサイズにあわせて画像サイズを変更するリサイズ処理部１０５ｇと、画像データのメモリカードへの書き込みを制御するメディアＩ／Ｆ１０５ｈと、によって構成されている。

また、ＣＰＵ１０５ｃは、ユーザが入力する操作部１０７、ＲＯＭ１０９と情報等の入力可能に接続されている。ＲＯＭ１０９には、カメラの制御を行う制御プログラムなどが格納されており、このプログラムおよびデータをもとにＣＰＵ１０５ｃが動作する。すなわち、ＲＯＭ１０９に格納されている制御プログラムは、カメラの電源スイッチ１３をオンすると、ＣＰＵ１０５ｃのメインメモリにロードされ、ＣＰＵ１０５ｃは制御プログラムに従って各部の動作制御を行うと共に、制御データ、パラメータ等をＳＤＲＡＭ１０６等に一時的に保存させる。

また、表示出力制御部１０５ｆは、カメラに内蔵されているＬＣＤモニタ１０に出力を行うための、同期信号などの信号を付加して信号出力を行う。

ＳＤＲＡＭ１０６は、画像データおよびＪＰＥＧ圧縮データを一時保管するメモリと、表示用データを保持するメモリと、ＣＰＵ１０５ｃのＲＡＭとを兼ねている。ここでは、ＳＤＲＡＭ１０６は、メモリコントローラ１０５ｂにバスラインを介して接続されており、信号処理ＩＣ１０５から送られるＲＡＷ−ＲＧＢ画像データ（ホワイトバランス設定、γ設定が行われた状態の画像データ）、ＹＵＶ画像データ（輝度データ、色差データ変換が行われた状態の画像データ）、ＪＰＥＧ画像データ（ＪＰＥＧ圧縮された状態の画像データ）等を保存する。

つぎに、デジタルスチルカメラの標準的な動作概要を説明する。
図１の撮影／再生切り替えのモードダイアルＳＷ２を撮影モードに設定し、電源ＳＷ１３を押すことで、デジタルスチルカメラが記録モードで起動する。モードダイアルＳＷ２および電源ＳＷ１３は、図２における操作部１０７に含まれており、モードダイアルＳＷ２の状態が撮影モードの状態で電源ＳＷ１３がＯＮになったことをＣＰＵ１０５ｃが検知すると、ＣＰＵ１０５ｃはモータドライバ１０８を制御して、鏡胴ユニット７を撮影可能位置に移動させる。さらにＣＣＤ１０１、Ｆ／Ｅ−ＩＣ１０４、ＬＣＤモニタ１０等の各部に電源を投入して動作を開始させる。

各部の電源が投入されると、ファインダモードの動作が開始される。
ファインダモードでは、鏡胴ユニット７のレンズを通してＣＣＤ１０１に入射した光は、電気に変換されてＦ／Ｅ−ＩＣ１０４に送られ、Ｆ／Ｅ−ＩＣ１０４は入力されたアナログ信号について所定の処理を施して１２ｂｉｔのデジタルデータに変換する。デジタル信号に変換されたそれぞれの信号は、信号処理ＩＣ１０５内のＣＣＤＩ／Ｆ部１０５ａに取り込まれ、ＹＵＶ変換部１０５ｄで表示可能な形式であるＹＵＶ信号に変換されて、メモリコントローラ１０５ｂによってフレームメモリ（ＳＤＲＡＭ）１０６に書き込まれる。このＹＵＶ信号はメモリコントローラ１０５ｂに読み出されて、表示出力制御部１０５ｆを介してＬＣＤモニタ１０へ送られて表示が行われる。この処理が１／３０秒間隔で行われ、１／３０秒ごとに更新されるファインダモードの表示となる。

信号処理ＩＣ１０５のＣＣＤＩ／Ｆ部１０５ａは、ブロック内に取り込まれたデジタルＲＧＢ信号より、画面の合焦度合いを示すＡＦ評価値と、被写体輝度を検出したＡＥ評価値と、被写体色を検出したＡＷＢ評価値が算出する。それらデータは、特徴データとしてＣＰＵ１０５ｃに読み出されて、ＡＥ、ＡＦ、ＡＷＢのそれぞれの処理に利用される。

ＡＦ評価値は、例えば高周波成分抽出フィルタの出力積分値や、近接画素の輝度差の積分値によって作成される。合焦状態にあるときは、被写体のエッジ部分がはっきりとしているため、高周波成分が一番高くなる。これを利用して、ＡＦによる合焦検出動作時は、それぞれのフォーカスレンズ位置におけるＡＦ評価値を取得して、その極大になる点を合焦位置としてＡＦを実行する。

ＡＥ評価値とＡＷＢ評価値は、ＲＧＢのそれぞれの積分値から作成される。例えば画面を２５６エリアに等分割（水平１６分割、垂直１６分割）し、それぞれのエリアのＲＧＢ積算を算出する。ＣＰＵ１０５ｃはＲＧＢ積分値を読み出し、ＡＥでは、それぞれのエリアの輝度を算出して、輝度分布から適正な露光時間を決定する。ＡＷＢでは、ＲＧＢの分布から光源の色に合わせたＡＷＢの制御値を決定する。このＡＥとＡＷＢの処理は、ファインダモード中は連続的に行われている。

図１のレリーズシャッターＳＷ１が操作されると、合焦位置検出であるＡＦ動作と静止画記録処理が行われる。

レリーズシャッターＳＷ１が押されると、図２のカメラ操作部１０７から静止画撮影開始信号がＣＰＵ１０５ｃに取り込まれ、ＣＰＵ１０５ｃがフレームレートに同期してモータドライバ１０８を介して鏡胴ユニット７のフォーカスレンズを合焦位置に移動する。

ＡＦ完了後に、ＣＣＤ１０１からの出力信号はＦ／Ｅ−ＩＣ１０４を経て信号処理ＩＣ１０５でデジタルＲＧＢ信号に変換され、ＳＤＲＡＭ１０６に格納される。デジタルＲＧＢ信号は再度デジタル信号処理回路に読み込まれ、ＹＵＶ変換部１０５ｄでＹＵＶデータに変換されて、ＳＤＲＡＭ１０６に書き戻される。

スチル画像撮像時はＹＵＶ変換された画像データが信号処理ＩＣ１０５内の圧縮伸張部１０５ｅに送られる。圧縮伸張部１０５ｅに送られたＹＵＶデータは圧縮され、ＳＤＲＡＭ１０６に書き戻される。またＳＤＲＡＭ１０６の圧縮データは信号処理ＩＣ１０５を介して読み出され、メモリカードなどのデータ記憶メモリに格納される。

つぎに、図１，図２に示したデジタルスチルカメラにおいてモノトーン撮影を行う場合の画像処理内容を説明する。なお、以下の一連の画像処理は、ＣＰＵ１０５ｃがＲＯＭ１０９に格納された画像処理プログラムを読み込んで実行することにより、ＣＰＵ１０５ｃがモノトーン生成手段１０５ｃ１および色抑圧手段１０５ｃ２の機能をソフトウェアの機能として実行するものである。
図３は、本発明に係る画像処理装置における画像処理手順を示すフローチャートである。
（Ｓ１１）ＲＧＢ補間処理
鏡胴ユニット７のレンズユニットを介してＣＣＤ１０１で受光した画像は、Ｆ／Ｅ−ＩＣ１０４でデジタル映像信号に変換されて信号処理ＩＣ１０５に入力される。ここで、ＹＵＶ変換部１０５ｄによるＹＵＶ変換に先立って、欠陥画素補正や、黒レベルの調整、シェーディング補正などＲＡＷデータに対しての画像処理が実施される。次に、ＲＡＷデータに対し階調補正を行う。本実施例ではＲＡＷデータが１２ｂｉｔ信号で、階調補正により８ｂｉｔに変換することとする。階調補正を実現するにはルックアップテーブルにより、４０９６(１２ｂｉｔ)の信号を２５６(８ｂｉｔ)信号のどこに割り付けるかを決定する。次に、８ｂｉｔに変換されたＲＡＷデータをＲＧＢ形式のデータに変換する。ＲＧＢ形式へのデータ変換方式は、センサＲＡＷデータからＲＧＢデータの色補間のアルゴリズムに関しては複数の方式が提案されており、本実施例では省略する。

（Ｓ１２）ＹＵＶ変換処理
次に、ＹＵＶ変換部１０５ｄがＲＧＢデータをＹＵＶデータに変換する。これは後段でＪＰＥＧ圧縮を行ったり、ビデオ信号として出力したりするのに適した形式であり、デジタルカメラの信号処理では一般的である。また、ＹＵＶ形式にデータを変換すると輝度信号と、色信号（色差信号）を別々に扱うことができるので非常に便利である。
ＲＧＢデータからＹＵＶデータへの変換は、例えば、式（１）に示す一般式に基づいて行えばよい。ここで、Ｍ_０〜Ｍ_１１はＲＧＢからＹＵＶに変換する行列演算の係数である。なお、式（２）はその具体例である。

（Ｓ１３）カラー画像のモノクロ化
次に、画像をモノクロ化する手順を示す。モノクロ化するには画像データについて色を抜いてしまえば良いのでＵＶ部分を０にすることで実現できる。例えば、式（３）はＵＶ信号を変換する一般式であるが、ここではモノクロ化するために係数Ｍ_０〜Ｍ_３に０を当てはめた式（４）を用いて、モノクロ化の変換処理を行う。

（Ｓ１４）モノトーン画像の生成
次に、モノクロ化した画像（モノクロ画像）をモノトーン画像に変換する。ここでは、ステップＳ１３によりすでにモノクロ化され色が無くなっているので、付加したい色をＵＶ信号に加えることでモノトーン（単一色）画像を生成することができる。式（５）は、モノクロ画像のＵＶ信号に対し、ＵＶ信号のそれぞれに対しオフセットを加える場合の一般式である。例えばＵ信号にＵoffset＝−６を加え、Ｖ信号にＶoffset＝＋４を加えるとセピア調の画像となる。ここまでが、モノトーン生成工程である。

（Ｓ１５）色調調整処理（色抑圧工程）
次に、色調調整処理を行う。デジタルカメラの画像処理において、色抑圧処理は色ノイズ低減効果を含め必須の処理であり、デジタルカメラの基本画像処理である。具体的には高輝度着色防止，低彩度圧縮などが代表的であり、高輝度の部分に色をつけないように補正したり、低彩度の色バランスが問題になる部分を薄くしたりするようなことを行う。
本発明ではモノクロ化処理において色を抜いてしまっているので、色ノイズはこの時点でなくなっている。ここでの色調調整処理の目的は、モノトーン画像生成において、画像の輝度に関わらず一律色を載せてしまった画像に対し、低輝度側よりも高輝度側での色抑圧の強度を大きくして、モノトーン画像の黒などの色調を調整するものである。このとき、色抑圧処理は、輝度ごとに色抑圧の強度に関わる彩度抑圧係数が設定された色抑圧パラメータを用いて、モノトーン画像の色調を調整することが好ましい。図４〜図６に、色抑圧処理の具体例を示す。

図４は、輝度に応じて色抑圧を行う際の色抑圧パラメータの例である。
横軸は入力画像の輝度であり、８ビットなので０から２５５のレンジを持っている。縦軸は彩度抑圧係数を示している。彩度抑圧係数の値としては０から１までの範囲の数値をとり、彩度抑圧係数が小さいほど色抑圧の効果が大きく、１ならば抑圧なしとなる。すなわち、色抑圧の強度を強くするということは、彩度抑圧係数を０方向に近づけるということである。

モノトーン撮影の場合、色抑圧パラメータは、低輝度側よりも高輝度側での色抑圧の強度が大きくないように彩度抑圧係数が設定されている。例えば図４では、０から一定範囲までの輝度範囲にある低輝度部の彩度抑圧係数を１の一定値ｋとし、ある値から２５５までの輝度範囲にある高輝度部での彩度抑圧係数を０と１の間の一定値とし、低輝度部と高輝度部の間の中間輝度では低輝度部の彩度抑圧係数（１）と高輝度部での彩度抑圧係数（ｋ）とをつなぐように低輝度部から高輝度部にかけて一定の割合で彩度抑制係数を減少させている。

本発明では、このような色抑圧パラメータを用いて、画像の出力彩度を次式（６）により演算した結果に変換する。なお、式中のＣｂ，Ｃｒは、ＹＵＶ変換した後のＵ，Ｖ信号に相当する。また、彩度抑圧係数は図４において対象の画像の輝度に対応する彩度抑圧係数である。
出力彩度＝（（Ｃｂ×彩度抑圧係数）×（Ｃｂ×彩度抑圧係数）＋（Ｃｒ×彩度抑圧係数）×（Ｃｒ×彩度抑圧係数））^1/2 ・・・（６）

例えば、(Ｃｂ，Ｃｒ)＝(０．７，０．３)の入力色差（ＵＶ信号）に対し、高輝度部の彩度抑圧係数０．８であるとすると、式（６）より、高輝度部の出力彩度＝（(０．７＊０．８)＊(０．７＊０．８)＋(０．３＊０．８)＊(０．３＊０．８))^1/2≒０．６１となる。一方、低輝度部の彩度抑圧係数１であることから、同じ入力色差に対し、低輝度部の出力彩度≒０．７６である。このように低輝度側よりも高輝度側で彩度抑圧することにより、その色抑圧の強度を大きくすることになり高輝度部の色付きを防止することができる。

モノトーン画像の色調において温黒調や冷黒調の表現を行うには、高輝度部分（白や白に近い部分）に関しては色が付かず印画紙の色を表現しなければいけないので輝度が高いほど色抑圧係数を強く設定する。逆に低輝度部は色を残す必要があるので色抑圧係数を小さく設定する。本発明では、このようにすることで銀塩写真のような黒の色調表現が可能となる。

また、色抑圧処理は、モノトーン画像の色調の種類に応じて、前記色抑圧パラメータの特性を調整することが好ましい。例えば、モノトーン画像の色調の種類により色抑圧パラメータを図４の色抑圧パラメータから変更することを行う。

図５は、冷黒調のモノトーン画像に対する色抑圧パラメータの設定例である。
モノトーン画像では、その色相により、低彩度で色が出やすい場合と、出にくい場合とがある。マンセルの色立体から分かるように、例えば冷黒調側では低輝度で色が濃く出てしまい、温黒調では低輝度側では色が出難くなる。図５では、冷黒調のモノトーン画像に対応するために、低輝度部で彩度抑圧係数を１よりも小さくして図４の場合よりも色抑圧の強度を大きくしている。このように色調の種類に応じて色抑圧のパラメータを変更することで、精度の高い色調表現が可能となる。

なお、温黒調のモノトーン画像に対する色抑圧パラメータは、図５の場合ほど低輝度部における色抑圧の強度を大きくする必要がないため、低輝度部での色抑圧パラメータをより図４の色抑圧パラメータに近づけたものとする。

また、本発明では、モノトーン画像における色抑圧の度合いを選択可能に表示する色抑圧度合い選択工程を備え、色抑圧処理では、前記色抑圧度合い選択工程で選択された色抑圧の度合いに応じて色抑圧の強度を設定することが好ましい。

モノトーン画像の表現においてユーザにより好みも異なることもある。本発明では、モノトーン画像における色抑圧の度合いを選択可能に表示する色抑圧度合い選択工程（画像処理装置においては、色抑圧度合い選択手段）を備え、その選択結果に応じて色抑圧パラメータを変更することで、モノトーン画像においてどの程度色合いを残す（あるいは消す）かを変更できるので、ユーザの好みに応じた色抑圧度合いの変更が可能である。

図６は、色抑圧度合い選択工程で選択された色抑圧の度合いに応じて、色抑圧パラメータを強くした例である。ここでは、例えばユーザの指定として色味をどのくらい消すか（色抑圧度合い）を強・中・弱で選択するユーザインターフェース（色抑圧度合い選択手段）を用意し、選択された設定により低輝度部の彩度抑圧係数を変更する。図６は、色抑圧度合い強が選択され、それに応じて低輝度部の彩度抑圧係数が図４の場合よりも小さくされた色抑圧パラメータを示している。

この場合、変更する彩度抑圧係数は予めメーカー側で決めておき、選択されたモードに応じて設定することで容易に実現できる。また色の抑圧効果をＬＣＤなどの表示手段にプレビュー画像として表示すると良い。

なお、これまで本発明を図面に示した実施形態をもって説明してきたが、本発明は図面に示した実施形態に限定されるものではなく、他の実施形態、追加、変更、削除など、当業者が想到することができる範囲内で変更することができ、いずれの態様においても本発明の作用・効果を奏する限り、本発明の範囲に含まれるものである。例えば、図３のフローチャートにおいて、ステップＳ１５の色調調整処理（色抑圧工程）を、ステップＳ１２やＳ１３の後に行ってもよい。

１ サブＬＣＤ
２ ＳＤカード／電池蓋
３ ストロボ発光部
４ 光学ファインダ
５ 測距ユニット
６ リモコン受光部
７ 鏡胴ユニット
７ａ ズーム光学系
７ｂ フォーカス光学系
７ｃ 絞りメカシャッタユニット
８ ＡＦ ＬＥＤ
９ ストロボＬＥＤ
１０ ＬＣＤモニタ
１３ 電源ＳＷ
１０１ ＣＣＤ
１０４ Ｆ／Ｅ−ＩＣ
１０４ａ ＣＤＳ
１０４ｂ ＡＧＣ
１０４ｃ Ａ／Ｄ変換器
１０４ｄ ＴＧ
１０５ 信号処理ＩＣ
１０５ａ ＣＣＤ Ｉ／Ｆ部
１０５ｂ メモリコントローラ
１０５ｃ ＣＰＵ
１０５ｃ１ モノトーン生成手段
１０５ｃ２ 色抑圧手段
１０５ｄ ＹＵＶ変換部
１０５ｅ 圧縮伸張部
１０５ｆ 表示出力制御部
１０５ｇ リサイズ処理部
１０５ｈ メディアＩ／Ｆ部
１０６ ＳＤＲＡＭ（フレームメモリ）
１０７ 操作部
１０８ モータドライバ
１０９ ＲＯＭ
ＳＷ１ レリーズシャッター
ＳＷ２ モードダイアル
ＳＷ３ ＺＯＯＭ ＳＷ（ＷＩＤＥ）
ＳＷ４ ＺＯＯＭ ＳＷ（ＴＥＬＥ）
ＳＷ５ セルフタイマ／削除ＳＷ
ＳＷ６ ＭＥＮＵ ＳＷ
ＳＷ７ 上／ストロボＳＷ
ＳＷ８ 右ＳＷ
ＳＷ９ ＤＩＳＰＬＡＹ ＳＷ
ＳＷ１０ 下／マクロＳＷ
ＳＷ１１ 左／画像確認ＳＷ
ＳＷ１２ ＯＫ ＳＷ

特開２００８−６７２９６号公報 特開２００７−１６６５４３号公報 特開２００４−３３６３８６号公報

Claims (9)

1. カラー画像からモノトーン画像を生成するモノトーン生成手段と、
   画像の輝度に応じて該画像の彩度を抑圧して色抑圧を行う色抑圧手段と、を備え、
   モノトーン画像を生成する場合、前記色抑圧手段は、低輝度側では最低輝度から輝度が上がるにつれて色抑圧の強度が小さくなり、且つ、高輝度側では低輝度側よりも色抑圧の強度が大きくなるように色抑圧を行い、
   前記モノトーン生成手段が生成するモノトーン画像の色調を調整することを特徴とする画像処理装置。
2. 前記色抑圧手段は、輝度ごとに色抑圧の強度に関わる彩度抑圧係数が設定された色抑圧パラメータを用いて、前記モノトーン画像の色調を調整することを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
3. 前記色抑圧手段は、前記モノトーン画像の色調の種類に応じて、前記色抑圧パラメータの特性を調整することを特徴とする請求項２に記載の画像処理装置。
4. 前記モノトーン画像における色抑圧の度合いを選択可能に表示する色抑圧度合い選択手段を備え、
   前記色抑圧手段は、前記色抑圧度合い選択手段で選択された色抑圧の度合いに応じて色抑圧の強度を設定することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の画像処理装置。
5. カラー画像からモノトーン画像を生成するモノトーン生成工程と、
   画像の輝度に応じて該画像の彩度を抑圧して色抑圧を行う色抑圧工程と、を備え、
   モノトーン画像を生成する場合、前記色抑圧工程では、低輝度側では最低輝度から輝度が上がるにつれて色抑圧の強度が小さくなり、且つ、高輝度側では低輝度側よりも色抑圧の強度が大きくなるように色抑圧を行い、
   前記モノトーン生成工程で生成されたモノトーン画像の色調を調整することを特徴とする画像処理方法。
6. 前記色抑圧工程では、輝度ごとに色抑圧の強度に関わる彩度抑圧係数が設定された色抑圧パラメータを用いて、前記モノトーン画像の色調を調整することを特徴とする請求項５に記載の画像処理方法。
7. 前記色抑圧工程では、前記モノトーン画像の色調の種類に応じて、前記色抑圧パラメータの特性を調整することを特徴とする請求項６に記載の画像処理方法。
8. 前記モノトーン画像における色抑圧の度合いを選択可能に表示する色抑圧度合い選択工程を備え、
   前記色抑圧工程では、前記色抑圧度合い選択工程で選択された色抑圧の度合いに応じて色抑圧の強度を設定することを特徴とする請求項５〜７のいずれかに記載の画像処理方法。
9. 請求項１〜４のいずれかに記載の画像処理装置を備える撮像装置。

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