JP6108994B2 - 画像処理装置、撮像装置、および画像処理用プログラム - Google Patents

画像処理装置、撮像装置、および画像処理用プログラム Download PDF

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Description

本発明は、色相・彩度等の画像の色彩を調整可能な画像処理装置、撮像装置、および画像処理用プログラムに関する。
写真は被写体を記録するための手段であるとともに、撮影者が自己表現するための手段にもなる。写真で自己表現するにあたって色味の表現は重要な要素の1つである。最近のデジタルカメラには、彩度調整機能、ホワイトバランス調整機能など色を調整する機能が備わったものがあり、これらの機能を利用して独創的な色表現を狙った写真撮影を行うユーザもいる。しかし、これらの調整機能は、それぞれの目的に即した独立した機能であるため、独創的な色表現を行う場合には、直感的に使いやすい機能ではない。
例えば、ユーザが画像に対して色かぶりさせ、その色味の印象を強めるといった色表現を行いたい場合には、ホワイトバランス機能や彩度をどのように操作すれば、所望の色味になるか直感的には推測し難いものであった。特許文献1には、2つの機能を1つの画面上で連携させ、使い勝手を向上させる技術が開示されている。
特開2012−160958号公報
独創的な色表現を行うにあたって、一般的なホワイトバランス調整機能や彩度調整機能を使う場合には、操作が直感的でないという問題の他に、それらの機能をどのように調整しても所望する色表現ができない場合がある。すなわち、画像中に補色関係にある複数の色味が混在する場合に、故意に色かぶりさせてから、そのかぶった色味の印象を強めることを期待して、ホワイトバランス調整で色かぶりさせてから彩度調整で彩度強調することがある。この場合には、色かぶりと異なる方向の色も彩度強調されるため、色かぶりの印象がユーザの意図したものとは異なり、色かぶりの印象が損なわれるという問題が生じる。
また、色かぶりの印象を保ちながら、画像全体の色味を落ち着かせることを期待して、ホワイトバランス調整で色かぶりさせ、彩度抑制の調整を行うと、色かぶりの印象が薄れてしまうという問題が生じる。特許文献1には、複数の機能を連携させることは示されているが、上述の問題は解決できず、ユーザの意図に沿って、独創的な色表現を行うことは困難である。
本発明は、このような事情を鑑みてなされたものであり、ユーザの意図に沿った独創的な色表現を行うに適した画像処理装置、撮像装置、および画像処理用プログラムを提供することを目的とする。
上記目的を達成するため第1の発明に係る画像処理装置は、画像データに対して、ユーザが指定する色相方向にホワイトバランスをずらすように調整する第1の調整を行うための第1の調整軸と、上記第1の調整軸でホワイトバランスが調整された画像データの彩度を調整する第2の調整を行うための第2の調整軸を用いて、調整量を指示する指示部と、上記画像データに対して上記第1の調整に対応する第1の画像処理を施し、該第1の画像処理が施された画像データに対して上記第2の調整に対応する第2の画像処理を施す画像処理部と、を備え、上記第1の画像処理に応じて、上記第2の画像処理を変更する。
第2の発明に係る画像処理装置は、上記第1の発明において、上記画像処理部は、光源色に合わせるオートホワイトバランス演算結果を基に上記第1の調整の調整結果に対応するホワイトバランスゲインを算出するオートホワイトバランス演算部を更に備え、上記算出されたホワイトバランスゲインを上記画像データに適用するホワイトバランス処理を行うことにより、上記第1の画像処理を行う。
第3の発明に係る画像処理装置は、上記第1又は第2の発明において、上記画像処理部は、上記第2の調整において、上記第2の調整軸のノーマル位置よりも彩度を強調する方向では、上記ノーマル位置に対する彩度の変化量を上記第1の調整でユーザにより指定された色相方向に対して最も大きくし、その補色方向で最も小さくするように上記第2の画像処理を行う。
第4の発明に係る画像処理装置は、上記第3の発明において、上記画像処理部は、上記第2の調整において、上記第2の調整軸のノーマル位置よりも彩度を強調する方向では、上記第1の調整に対応して算出したホワイトバランスゲインよりも上記第1の調整軸で指定された色相方向の彩度が高まる方向に、上記第2の調整軸の調整位置に応じたホワイトバランスゲインを算出し、該算出されたホワイトバランスゲインでホワイトバランス処理を行うとともに、上記第2の調整軸のノーマル位置に対する色差信号の変化量を上記第1の調整軸で指定された色相方向に対して最も大きくし、その補色方向で最も小さくするように上記第2の画像処理を行う。
第5の発明に係る画像処理装置は、上記第1又は第2の発明において、上記画像処理部は、上記第2の調整において、上記第2の調整軸のノーマル位置よりも彩度を抑制する方向では、上記ノーマル位置に対する彩度の変化量を上記第1の調整でユーザにより指定された色相方向に対して最も小さくするように上記第2の画像処理を行う。
第6の発明に係る画像処理装置は、上記第5の発明において、上記画像処理部は、上記第2の調整において、上記第2の調整軸のノーマル位置よりも彩度を抑制する方向では、上記第2の調整軸のノーマル位置に対する色差信号の変化量を上記第1の調整でユーザにより指定された色相方向に対して最も小さくするように上記第2の画像処理を行う。
第7の発明に係る画像処理装置は、上記第2の明において、上記オートホワイトバランス演算は、光源色に合わせるための第1のホワイトバランスゲインを算出する第1ホワイトバランス演算部と、上記第1の調整軸の調整位置に応じたホワイトバランス調整係数を算出する第2ホワイトバランス演算部と、上記第1のホワイトバランスゲインに上記ホワイトバランス調整係数を乗算する第3ホワイトバランス演算部とを有する。
第8の発明に係る撮像装置は、被写体像を撮像して撮像画像データを取得する撮像部と、上記撮像画像データが表示されるモニタと、上記撮像画像データに対して、ユーザが指定する色相方向にホワイトバランスをずらすように調整する第1の調整を行うための第1の調整軸と、上記第1の調整軸でホワイトバランスが調整された撮像画像データの彩度を調整する第2の調整を行うための第2の調整軸を用いて、調整量を指示する指示部と、上記撮像画像データに対して上記第1の調整に対応する第1の画像処理を施し、該第1の画像処理された撮像画像データに対して上記第2の調整に対応する第2の画像処理を施す画像処理部と、を備え、上記第1の画像処理に応じて、上記第2の画像処理を変更する。
第9の発明に係る撮像装置は、上記第8の発明において、上記モニタは、ライブビュー表示において、上記第1の調整軸と上記第2の調整軸とを直交させて上記撮像画像データとともに表示させ、上記第1の調整軸は、色相を調整するためのインジケータであり、上記第2の調整軸は、彩度を調整するためのインジケータである。
第10の発明に係る撮像装置は、上記第8の発明において、上記モニタは、ライブビュー表示において、円周方向と半径方向に移動可能なカーソルを有する円形マップ表示を上記撮像画像データとともに表示させ、上記第1の調整軸は、上記カーソルを円周方向に移動させて色相を調整するものであり、上記第2の調整軸は、上記カーソルを半径方向に移動させて彩度を調整する。
第11の発明に係る画像処理用プログラムは、画像処理装置において色相と彩度を調整するためにコンピュータを実行させるためのプログラムであって、画像データに対して、ユーザが指定する色相方向にホワイトバランスをずらすように調整する第1の調整を行うための第1の調整軸を用いて、また上記第1の調整軸でホワイトバランスが調整された画像データの彩度を調整する第2の調整を行うための第2の調整軸を用いて、調整量を指示するステップと、上記画像データに対して上記第1の調整に対応する第1の画像処理を施すステップと、上記第1の画像処理が施された画像データに対して上記第2の調整に対応する第2の画像処理を施し、上記第1の画像処理に応じて、上記第2の画像処理を変更するステップと、をコンピュータに実行させる。
本発明によれば、ユーザの意図に沿った独創的な色表現を行うに適した画像処理装置、撮像装置、および画像処理用プログラムを提供することができる。
本発明の一実施形態に係るカメラの主として電気的構成を示すブロック図である。 本発明の一実施形態に係るカメラの画像処理部の詳細を示すブロック図である。 本発明の一実施形態に係るカメラにおいて、色相・彩度調整用の操作部UI(ユーザインターフェース:User Interface)の例を示す図である。 本発明の一実施形態に係るカメラにおいて、色相・彩度調整において操作部UIの未調整時の例を示す図である。 本発明の一実施形態に係るカメラにおいて、色相・彩度調整において色相を調整する例を示す図である。 本発明の一実施形態に係るカメラにおいて、色相・彩度調整において彩度を強調する例を示す図である。 本発明の一実施形態に係るカメラにおいて、色相・彩度調整において彩度を抑制する例を示す図である。 本発明の一実施形態に係るカメラにおいて、ホワイトバランスゲインを調整する例を示す図表である。 本発明の一実施形態に係るカメラにおいて、色差信号の変換例を示すグラフである。 本発明の一実施形態に係るカメラにおいて、色相・彩度調整の動作を示すフローチャートである。
以下、図面に従って本発明を適用したカメラを用いて好ましい実施形態について説明する。本発明の好ましい一実施形態に係るカメラは、デジタルカメラであり、撮像部(撮像素子102等)を有し、この撮像部によって被写体像を画像データに変換し、この変換された画像データに基づいて、被写体像を本体の背面等に配置した表示部(LCD116等)にライブビュー表示する。撮影者はライブビュー表示を観察することにより、構図やシャッタチャンスを決定する。レリーズ操作時には、画像データが記録媒体に記録される。記録媒体115に記録された画像データは、再生モードを選択すると、表示部に再生表示することができる。
また、ライブビュー表示や再生表示に使用する画像データに対して色相・彩度調整を行う場合には、表示部に表示された操作部UI(ユーザインターフェース:User Interface)(図3参照)において、ユーザがカーソル(色相・彩度指定ポインタ15)位置を指定すればよい。この操作部UIには、ユーザが指定する色相方向にホワイトバランスをずらすように調整する第1の調整を行うための第1の調整軸(図3に示す例では円周方向)と、第1の調整軸でホワイトバランスが調整された画像データの彩度を調整する第2の調整を行うための第2の調整軸(図3に示す例では半径方向)が表示される。画像処理部は、画像データに対して第1の調整に対応する第1の画像処理を施し、この第1の画像処理が施された画像データに対して第2の調整に対応する第2の画像処理を施し、第1の画像処理に応じて、第2の画像処理を変更する。
図1は、本発明の一実施形態に係るカメラの主として電気的構成を示すブロック図である。撮影レンズ101は、被写体像を形成するための複数の光学レンズから構成され、単焦点レンズまたはズームレンズである。撮影レンズ101はレンズ駆動部111によって光軸方向に移動可能であり、レンズ駆動制御部112からの制御信号に基づいて、撮影レンズ101のピント位置が制御され、ズームレンズの場合には、焦点距離も制御される。レンズ駆動制御回路112は、マクロコンピュータ107からの制御命令に従ってレンズ駆動部111の駆動制御を行う。
撮影レンズ101の光軸上であって、撮影レンズ101によって被写体像が形成される位置付近に撮像素子102が配置されている。撮像素子102は、被写体像を撮像して撮像画像データを取得する撮像部としての機能を果たす。撮像素子102には、各画素を構成するフォトダイオードが二次元的にマトリックス状に配置されており、各フォトダイオードは受光量に応じた光電変換電流を発生し、この光電変換電流は各フォトダイオードに接続するキャパシタによって電荷蓄積される。各画素の前面には、ベイヤ―配列のRGBフィルタが配置されている。
撮像素子102は撮像回路103に接続されており、この撮像回路103は、撮像素子102において電荷蓄積制御や画像信号読出し制御を行い、この読み出した画像信号(アナログ画像信号)に対し、リセットノイズ等を低減した上で波形整形を行い、さらに適切な輝度になるようにゲインアップ等を行う。
撮像回路103はA/D変換部104に接続されており、このA/D変換部104は、アナログ画像信号をアナログ―デジタル変換し、デジタル画像信号(以後、画像データという)をバス199に出力する。
バス199は、カメラの内部で読み出され若しくは生成された各種データを転送するための転送路である。バス199には、前述のA/D変換部104の他、画像処理部105、JPEG処理部106、マイクロコンピュータ107、SDRAM(Synchronous DRAM)108、メモリインターフェース(以後、メモリI/Fという)109、LCD(液晶ディスプレイ:Liquid Crystal Display)ドライバ110が接続されている。
画像処理部105は、撮像素子102の出力に基づく画像データについて、OB減算処理、ホワイトバランス調整、色マトリクス演算、ガンマ変換、色差信号処理、ノイズ除去処理、同時化処理、エッジ処理等の各種画像処理を行う。この画像処理部105の詳細については、図2を用いて後述する。
JPEG処理部106は、画像データの記録媒体115への記録時に、SDRAM108から読み出した画像データを、JPEG圧縮方式に従って圧縮する。また、JPEG処理部106は、画像再生表示用にJPEG画像データの伸張を行う。伸張にあたっては、記録媒体115に記録されているファイルを読み出し、JPEG処理部106において伸張処理を施した上で、伸張した画像データをSDRAM108に一時記憶し、LCD116に表示する。なお、本実施形態においては、画像圧縮伸張方式としては、JPEG方式を採用するが、圧縮伸張方式はこれに限らずMPEG、TIFF、H.264等、他の圧縮伸張方式でも勿論かまわない。
マイクロコンピュータ107は、このカメラ全体の制御部としての機能を果たし、カメラの各種シーケンスを総括的に制御する。マイクロコンピュータ107には、操作部113およびフラッシュメモリ114が接続されている。
操作部113は、電源釦、レリーズ釦、動画釦、再生釦、メニュー釦、十字キー、OK釦、削除釦、拡大釦等、各種入力釦や各種入力キー等の操作部材を含み、これらの操作部材の操作状態を検知し、検知結果をマイクロコンピュータ107に出力する。また、表示部としてのLCD116の前面には、タッチパネルが設けられており、ユーザのタッチ位置を検出し、このタッチ位置をマイクロコンピュータ107に出力する。マイクロコンピュータ107は、操作部113からの操作部材の検知結果に基づいて、ユーザの操作に応じた各種シーケンスを実行する。
フラッシュメモリ114は、マイクロコンピュータ107の各種シーケンスを実行するためのプログラムを記憶している。マイクロコンピュータ107はこのプログラムに基づいてカメラ全体の制御を行う。また、フラッシュメモリ114は、カメラの各種調整値を記憶しており、マイクロコンピュータ107は、調整値を読み出し、この調整値に従ってカメラの制御を行う。
SDRAM108は、画像データ等の一時記憶用の電気的書き換え可能な揮発性メモリである。このSDRAM108は、A/D変換部104から出力された画像データや、画像処理部105、JPEG処理部106等において処理された画像データを一時記憶する。
メモリI/F109は、記録媒体115に接続されており、画像データや画像データに添付されたヘッダ等のデータを、記録媒体115に書き込みおよび読出しの制御を行う。記録媒体115は、例えば、カメラ本体に着脱自在なメモリカード等の記録媒体であるが、これに限らず、カメラ本体に内蔵されたハードディスク等であっても良い。
LCDドライバ110は、LCD116に接続されており、SDRAM108や記録媒体115から読み出され、JPEG処理部106によって伸張された画像データに基づく画像等をLCD116において表示させる。LCD116は、カメラ本体の背面等に配置され、画像表示を行う。なお、表示部としては、本実施形態においては、液晶表示パネル(LCD116)を配置しているが、これに限らず有機EL等、種々の表示パネルを採用できる。
LCD116における画像表示としては、撮影直後、記録される画像データを短時間だけ表示するレックビュー表示、記録媒体115に記録された静止画や動画の画像ファイルの再生表示、およびライブビュー表示等の動画表示が含まれる。また、ライブビュー表示や再生表示に重畳して、色相・彩度調整用の操作部UIを表示することも可能である。この操作部UIについては、図3を用いて後述する。
次に、図2を用いて、画像処理部105の詳細について説明する。画像処理部105は、内部にOB(オプティカルブラック)減算部105a、ホワイトバランスゲイン算出部105b、ホワイトバランス処理部105c、色マトリクス演算部105d、ガンマ変換部105e、色差信号演算部105fを含む。
OB減算部105aは、撮像素子102において発生する暗電流ノイズに相当するデータを画像データから減算する。ホワイトバランスゲイン算出部105bは、様々な色温度の光源のもとで、白色を正確に白色に映し出すためにRGBの各色信号に対するゲインを算出する。ホワイトバランス処理部105cは、ホワイトバランスゲイン算出部105bにおいて算出された各色信号に対するゲインを用いて、RGBの各色信号に対してゲインを乗算する。
ホワイトバランスゲイン算出部105bは、オートホワイトバランス演算を行う。オートホワイトバランス演算を行うために、ホワイトバランスゲイン算出部105bは、光源色に合わせるための第1のホワイトバランスゲインを算出する第1ホワイトバランス演算部と、第1の調整軸18(図3参照)の調整位置に応じたホワイトバランス調整係数を算出する第2ホワイトバランス演算部と、第1のホワイトバランスゲインにホワイトバランス調整係数を乗算する第3ホワイトバランス演算部とを有する。
色マトリクス演算部105dは、ホワイトバランス処理部105cで処理されたRGB信号をマトリクス演算することによって、撮像素子102から得られた色信号を人が知覚する色としてのRGB信号に変換する。ガンマ変換部105eは、色マトリクス演算部105dの出力RGB信号にガンマ変換処理を施し、画像の階調を補正する。色差信号演算部105fは、ガンマ変換部105eの出力RGB信号をマトリクス演算によって輝度信号Yと色差信号Cb、Crに変換し、第1の調整軸18および第2の調整軸19の調整位置に応じた色差演算を行う。
画像処理部105は、図1に示すように、操作部113とはマイクロコンピュータ107、バス199を介して接続されている。後述するように、色相・彩度調整を行う際には、LCD116に調整用の操作部UI(図3参照)が表示され、ユーザは、色相や彩度の調整用のポインタ15をタッチ操作により移動させる。画像処理部105は、このユーザの指示を入力し、ユーザの意図する色相および彩度となるように、ホワイトバランスゲインと色差信号を調整する。
次に、図3を用いて色相や彩度の調整用の操作部UI(調整用UI)について説明する。この調整用UIは、LCD116にライブビュー表示や再生表示に重畳して表示され、この調整用UIを用いて、ユーザは色相や彩度の調整内容の指示を行うことができる。
図3において、網掛けで示した円状のエリアは、色相や彩度をユーザの操作に基づいて調整する色相・彩度調整エリア11である。一方、円状のエリア内において、網掛けされていない矩形のエリアは、カメラによって自動調整された色相と再度を表すポイント(図3においては、ポインタ15で示された位置)を含み、且つ、このポイントを基準に彩度を調整することが可能な色相固定・彩度調整エリア13である。
色相・彩度調整エリア11では、円周方向にポインタ15の位置を調整することで色相の調整を行うことができ、半径方向に位置を調整することで彩度の調整を行うことができる。また、色相固定・彩度調整エリア13では、半径方向にポインタ15の位置を調整することで彩度の調整を行うことができる。
色相・彩度指定ポインタ15は、色相・彩度調整エリア及び色相固定・彩度調整エリア13の円周方向、径方向の任意の位置に移動可能にされている。ユーザによる調整がされる前のカメラで自動調整された状態では、色相固定・彩度調整エリア13内の中央部、即ち、図3における位置に色相・彩度指定ポインタ15が設定される。
色相・彩度調整エリア11のGUIの表示例を図3を用いて説明する。図3の円周方向で時計回りに、ブルー、マゼンタ、レッド、イエロー、グリーン、シアンと表示されているように、ポインタ15を移動させることで色相を調整することができる。また図3において、Bule、Magenta等の表示は色の位置を示している。各色においては、ほぼ対抗する位置が補色の関係になっている。更に描画する際に、色相・彩度調整エリア11内をこれらの色を用いてカラー表示すれば、操作者が直感的に色相を把握しやすい。
色相・彩度調整エリア11内では、円の中心から径方向に沿ってポインタ15を移動させることで彩度の調整が行え、円の外周に近い程、彩度が高く、円の中心点17に近づく程、彩度が低く、円の中心点17は無彩色となるように彩度を変化させることができる。また、描画する際に色相・彩度調整エリア11内の半径方向で彩度に応じた描画をすれば、操作者が直感的に彩度を把握しやすい。
次に、色相固定・彩度調整エリア13のGUIの表示例を説明する。図3のように、色相固定・彩度調整エリア13は無彩色で描画している。これによって、色相・彩度調整エリア11との境界を分かりやすく表示することができる。なお、図3においては、この襟を一様に白色としているが、中心点17を黒色とし、外周に近づくにつれ白色となるような無彩色グラデーション表示としてもよい。このようにすれば、彩度の調整量を操作者が直感的に把握することができる。
また、図3において、円内ほぼ中央位置に描かれた円は、各色相において、カメラで自動調整された彩度と等価な位置を表しており、彩度を調整する際の基準位置として表示される。この円周上の位置を彩度調整のノーマル位置と称し、図3における色相・彩度指定ポインタ15の位置を初期位置と称することにする。
ここで、図3から分かるように、色相・彩度調整エリア11は、連続的な色相変化を表す一般的な色相環とは異なり、色相固定・彩度調整エリア13の部分で色相環が不連続になっている。この不連続性については、円周方向における色相・彩度調整エリア11と色相固定・彩度調整エリア13との各境界部分、即ち、径方向の左側の境界部分と右側の境界部分の色相が略同一の色相となるように色相を設定することで、円周方向の一部に色相固定・彩度調整エリア13が存在する場合でも、実質的に連続的な色相の調整を行うことができる。
また、色相・彩度調整エリア11と色相固定・彩度調整エリア13とを同じエリア内に配置したことで、カメラが自動調整された値から色相、彩度の調整をしたり、逆に、色相、彩度の調整からカメラで自動調整された値に戻したりするときの何れの場合においても、操作を切り換えたりすることなく、何れのエリアに対しても連続的に色相・彩度指定ポインタ15を移動して調整することができる。
色相・彩度指定用のポインタ15は、ユーザがタッチパネルに対してタッチ操作を行うことにより、調整した色相や彩度の位置に色相・彩度指定ポインタ15を移動させることができる。画像処理部105は、色相・彩度調整エリア11と色相固定・彩度調整エリア13の何れかにおける色相・彩度指定ポインタ15の位置に応じて色相・彩度を調整する。
また、色相・彩度指定ポインタ15の移動は、色相・彩度調整エリア11と色相固定・彩度調整エリア13との間を移動する際に、エリアの境界でシームレスに移動するように制御してもよいし、また色相・彩度指定ポインタ15がエリアの境界に達したことを操作者に知らせるために、エリアの境界に達した場合は一旦移動を止めるように制御してもよい。
次に、図4ないし図7を用いて、色相・彩度の調整指示について説明する。図4(a)は、色相・彩度の調整前の調整用UIの表示状態を示す。この状態では、色相・彩度指定用のポインタ15はA(x1、y1)に位置している。これは、カメラにより自動調整された位置で、色相固定・彩度調整エリア13内に位置する。また、図4(b)は、ポインタ15が、図4(a)の位置にあるときの色相・彩度を色差空間で示したものであり、横軸はCr、縦軸はCbを示す。ここで、点P1〜P4は、それぞれ代表的な色差のポイントである。
この色相固定・彩度調整エリア13では、色相はカメラにより自動調整された値に固定されており、彩度のみ調整が可能である。例えば、ポインタ15を円の外周方向に移動させた場合は、図4(b)の点P0の位置は変わらずに、点P1〜P4は色差空間上で点P0を中心にそれぞれ値が大きくなる方向に移動する。またポインタ15を円の中心方向に移動させた場合は、図4(b)の点P0の位置は変わらずに、点P1〜P4は色差空間上で点P0を中心にそれぞれ値が小さくなる方向に移動する。すなわち、彩度調整操作を行うことにより、位置P1〜P4を結ぶ線からなる円の大きさが円形のまま拡大したり縮小したりする。これによって、画像の彩度を変えることができる。
図5(a)は、ユーザが色相調整を行うために、ポインタ15を円周方向で反時計周りに回転移動させた例を示す。この例では、ポインタ15を、図4に示した位置A(x1、y1)から、ポインタ15の半径は変えず、円周方向に回転させて位置B(x2、y2)に移動させて色相調整を行っている。この回転操作を行うことにより、画像は彩度を変えずにシアン色を帯びてくる。
図5(b)に示す例は、この回転移動を行った後の色差空間での色差を示す。この図から分かるように、位置P0〜P4の各点は、回転操作を行うことにより、ほぼ円形上の位置P10〜P14に移動し、全体としてシアン方向に移動している。このように、カメラで自動調整された色相固定・彩度調整エリア13内の位置A(x1、y1)から、彩度を変えずに色相・彩度調整エリア11内の位置B(x2、y2)にポインタ15が移動したときには、図5(b)に示す座標上で、点P0を軸中から色相方向にオフセットさせ、P1〜P4も同じ方向に同じ量だけオフセットさせる。そして、P0〜P4は、色相の調整量に応じ、このオフセットした円状の相対的な位置関係を保ちながら、軸中心の周りを回転しながら位置を変えていくことで、色相を変化させる。この色相を変化させるための第1の調整については、図8を用いて後述する。
次に、図6を用いて、色相及び彩度強調処理について説明する。図6(a)は、ユーザが彩度を強調するために、ポインタ15を円の径方向で外周側の位置に移動させた例を示す。すなわち、ポインタ15を図5(a)に示す位置B(x2、y2)から、位置C(x3,y3)に移動させ、円周方向の位置は変えず、半径方向の位置を変えている。これにより、色相を変えず、彩度を強調する調整を行う。
図6(b)は、この強調操作を行った後の色差空間での状態を示す。この図から分かるように、図5(b)の位置P10〜P14の各色差は、強調操作を行うことにより、色差空間の軸中心に対して位置P20〜P24に移動し、この位置P20〜P24を結ぶ線が円形から大きな楕円形に変化する。すなわち、彩度強調操作を行うことにより、色相が維持されたままで、彩度強調したい色相側の彩度だけが強調されるように調整される。この彩度を強調するための第2の調整については、図9(a)(b)を用いて後述する。
図6(c)は、図6(b)彩度強調と比較するもので、図5で説明した色相調整の状態から、図4で説明した方法と同じ方法で彩度強調を行う場合、位置P10〜P14の各点は、色差空間の軸中心に対して円を拡大する方向に移動して位置P21’〜P24’に対応する色差となる。これを図6(b)の場合と比較すると、色相が分散する。このため、第1の座標で調整した色相が保持されず、色味が変わってしまう。これに対して、本実施形態における強調処理では、前述したように、色相が維持されたままで、その彩度を強調する方向に調整できる。
上述したように、彩度強調を行うための第2の調整においては、第2の調整軸19の位置P11〜P14よりも彩度を強調する方向では、ノーマル位置に対する彩度の変化量を第1の調整でユーザにより指定された色相方向に対して最も大きくし、その補色方向で最も小さくするように第2の画像処理を行っている。すなわち、図6(b)に示す例では、ユーザから指定されたシアン方向の色相方向に対して、最も大きな変化量とし、その補色方向(この例では、レッド方向)で最も小さくなるようにしている。
次に、図7を用いて、彩度抑制処理について説明する。図7(a)は、ユーザが彩度を抑制するために、ポインタ15を第2の調整軸19に沿って中心方向に移動させた例を示す。図7(a)に示す例では、ポインタ15を図5に示したB(x2、y2)の位置から、D(x4,y4)に移動させており、ポインタ15の第1の調整軸18(すなわち、円周方向)の位置は変えず、第2の調整軸19(すなわち、半径方向)の位置のみを中心方向に変えている。これは、色相を変えず、彩度のみを低くする調整である。
この抑制操作を行うことにより、色相は変わらず、彩度のみ低くなる。図7(b)に示す例は、この抑制操作を行った場合の色差空間での色差を示す。この図から分かるように、ノーマル位置上にある位置P10〜P14の各色差は、抑制操作を行うことにより、色差空間の軸中に対して位置P30〜P34に移動し、この位置P30〜P34を結ぶ線は、位置P10〜P14を結ぶ線からなる円形から小さな楕円形に変化する。このとき、色相調整方向にあたる位置P34の重み付けを小さくすることで、調整したい色相が維持されたままで、その彩度が抑制される方向に調整される。この彩度を抑制するための第2の調整については、図9(c)(d)を用いて後述する。
図7(c)は、図7(b)の彩度強調と比較するためのもので、図5で説明した色相調整の状態から、図4で説明した彩度抑制を行う場合、上述したような色相固定・彩度調整エリア13内の彩度抑制と同様に行うと、位置P10〜P14の各点は、色差空間の軸中心に対して円を縮小する方向に移動して位置P31’〜P34’に対応する色差となる。これを図7(b)の場合と比較すると、色相が分散している。このため、第1の座標で調整した色相が保持されず、意図した色味と変わってしまう。これに対して、本実施形態における抑制処理では、前述したように、色相が維持されたままで、その彩度を抑制する方向に調整できる。
上述したように、彩度抑制を行うための第2の調整においては、第2の調整軸19の位置P11〜P14よりも彩度を抑制する方向では、ノーマル位置に対する彩度の変化量を第1の調整でユーザにより指定された色相方向に対して最も小さくするように第2の画像処理を行っている。すなわち、図7に示す例では、ユーザから指定されたシアン方向の色相方向に対して、最も小さな変化量となるようにしている。
次に、図8、図9を用いて、色相方向にホワイトバランスをずらすように調整する第1の調整と、彩度を調整する第2の調整における画像処理について説明する。
図8は、図5に例示した回転操作、すなわち色相をシアン方向に調整するための操作を行う場合のホワイトバランスゲインの例を示す。図8において、オートホワイトバランスのRゲインは2.5、Bゲインは1.5である。撮像素子102からの出力に基づくRGBの画像データは、G画素に基づくG画像データが大きいことから、被写体の白色が画像データとして白色で再現されるためには、この例では、R画像データに対して2.5倍、Bデータに対して1.5倍のゲインが必要である。オートホワイトバランスがとれた画像に対して、シアン方向(第1の調整軸)のRゲインを2.0、Bゲインを1.6とすると、図5に示す回転操作によって、ユーザに指定された色相、すなわちシアン色の色味がつけられた画像データとなる。
また、図6に示した強調操作、すなわち、彩度を高くする方向に調整を行う場合には、図8に示す例では、彩度強調(第2の調整軸)のRゲインを1.7、Bゲインを1.6とすると、第1の調整軸でユーザに指定されたシアン色の彩度が高い画像データとなる。
上述したRゲインおよびBゲインの変更は、画像処理部105内のホワイトバランスゲイン算出によってゲインを算出し、ホワイトバランス処理部105cによって、画像データに対して、RゲインおよびBゲインの乗算処理を行う。
また、彩度の調整は、色差変換によっても行うことができる。図9(a)(b)は、シアン方向の彩度を強調する場合の色差変換の例を示し、図9(a)は、色差(Cb)の変換例であり、図9(b)は色差(Cr)の変換例を示す。図中、点線は強調処理を行わないノーマル位置での変換例であり、実線は図6に示した強調操作を行った場合の変換例を示す。
図9(c)(d)は、シアン方向の彩度を抑制する場合の色差変換の例を示し、図9(c)は、色差(Cb)の変換例であり、図9(d)は色差(Cr)の変換例を示す。図中、点線は抑制処理を行わないノーマル位置での変換例であり、実線は図7に示した抑制操作を行った場合の変換例を示す。
上述した色差変換は、色差信号演算部105fでRGB信号からマトリクス演算で変換されたCb信号、Cr信号に対してそれぞれニー変換やテーブル変換等によって行う。
このように、本実施形態においては、ユーザが指定する色相方向にホワイトバランスをずらすように調整する第1の調整は、ホワイトバランス処理部105cによって行う。また、画像データの彩度を調整する第2の調整は、色差信号演算部105fによって行うか、色差信号演算部105fとホワイトバランス処理部105cの両方によって行う。
次に、図10に示すフローチャートを用いて、本実施形態における色相・彩度の調整動作について説明する。このフローチャートは、マイクロコンピュータ107がフラッシュメモリ114に記憶されているプログラムに従って、カメラ内の各部を制御して実行する。
図10に示すフローに入ると、まず、色相・彩度調整モードか否かを判定する(S1)。色相・彩度調整モードは、ユーザが操作部113を操作することにより設定することができる。この判定の結果、色相・彩度調整モードが設定されていない場合には、このフローを終了する。
ステップS1における判定の結果、色相・彩度調整モードが設定されていた場合には、色相・彩度調整位置の入力待ちを行う(S3)。ここでは、LCD116に図3に示した色相・彩度調整用の操作部UIを表示し、ユーザが色相や彩度を調整するために、色相・彩度指定ポインタ15を操作するのを待つ。
ステップS3において、色相・彩度の調整位置が入力されると、次に、入力値(x、y)を取得する(S5)。ここでは、ユーザが移動させた色相彩度指定ポインタ15の位置(x、y)を入力する。例えば、図5に示す例では、位置B(x2、y2)を取得し、図6に示す例では位置C(x3,y3)を取得し、図7に示す例では位置D(x4、y4)を取得する。
入力値(x、y)を入力すると、次に、入力値(x、y)に応じた第1の画像処理を行う(S7)。第1の画像処理は、ユーザが指定する色相方向にホワイトバランスをずらすように調整する第1の調整を実行するための画像処理である。ここでは、第1の調整軸18のユーザが指定した位置に応じて、ホワイトバランス処理部105cによって、画像処理を行う。
ステップS7において、第1の画像処理を行うと、次に、入力値(x、y)に応じた第2の画像処理を行う(S9)。第2の画像処理は、ユーザが指定する画像データの彩度を調整する第2の調整を実行するための画像処理である。ここでは、第2の調整軸19のユーザが指定した位置に応じて、色差演算部105fのみ、またはホワイトバランス処理部105cと色差演算部105fの両方によって、画像処理を行う。
ステップS9において、第2の画像処理を行うと、処理結果画像を出力する(S11)。ここでは、画像処理部105によって画像処理された画像データに基づいて処理結果画像をLCD116に表示する。また、LCD116に表示する以外にも、図示しない通信部を介して、外部に画像処理された画像データを出力するようにしてもよい。
処理結果画像を出力すると、次に、モード切り替え指示があるか否かを判定する(S13)。ここでは、色相・彩度調整モードの設定が解除されたか否かを操作部113等の操作状態に基づいて判定する。この判定の結果、モード切り替え指示がない場合には、ステップS1に戻り、新たに色相・彩度の調整位置が入力されると、前述の色相・彩度調整を実行する。一方、ステップS13における判定の結果、モード切り替え指示があれば、このフローを終了する。
以上説明したように、本発明の一実施形態においては、画像データに対して、ユーザが指定する色相方向にホワイトバランスをずらすように調整する第1の調整を行うための第1の調整軸18と、第1の調整軸でホワイトバランスが調整された画像データの彩度を調整する第2の調整を行うための第2の調整軸19を用いて、調整量を指示する指示部(例えば、操作部113)と、画像データに対して第1の調整に対応する第1の画像処理を施し、第1の画像処理が施された画像データに対して第2の調整に対応する第2の画像処理を施す画像処理部105を有しており、第1の画像処理に応じて、第2の画像処理を変更している。すなわち、色相方向にホワイトバランスをずらす第1の調整(図5参照)に応じて、画像データの彩度を調整する第2の調整(図6、図7参照)を変更するようにしている。このため、本実施形態は、ユーザの意図に沿った独創的な色表現を行うに適している。
また、本発明の一実施形態においては、画像処理部105は、光源色に合わせるオートホワイトバランス演算結果を基に第1の調整の調整結果に対応するホワイトバランスゲインを算出するオートホワイトバランス演算部(例えば、ホワイトバランスゲイン算出部105b)を更に備え、この算出されたホワイトバランスゲインを画像データに適用するホワイトバランス処理を行うことにより、第1の画像処理を行っている。すなわち、本実施形態においては、ホワイトバランス処理部105cによって、色相の調整を行っている。一般的なカメラにおいては、ホワイトバランス処理部は設けられていることから、新たな画像処理部を設けることなく、ユーザの意図に沿った色相を変化させ、独創的な色表現が可能となる。
また、本発明の一実施形態においては、画像処理部105は、第2の調整において、第2の調整軸19のノーマル位置に対する色差信号の変化量を第1の調整でユーザにより指定された色相方向に対して最も大きくするように第2の画像処理を行っている。すなわち、色相調整後に更にホワイトバランスゲインによって彩度を調整している。このため、指定された色相について強調され、その補色方向の色相は強調されないことから、ユーザの意図に沿った彩度の処理を行うことができる。
また、本発明の一実施形態においては、画像処理部105は、第2の調整において、第2の調整軸19のノーマル位置(P11〜P14)よりも彩度を強調する方向では、第1の調整に対応して算出したホワイトバランスゲインよりも第1の調整軸18で指定された色相方向の彩度が高まる方向に、第2の調整軸の調整位置に応じたホワイトバランスゲインを算出し、この算出されたホワイトバランスゲインでホワイトバランス処理を行うとともに、第2の調整軸19のノーマル位置に対する色差信号の変化量を第1の調整軸で指定された色相方向に対して最も大きくするように第2の画像処理を行うようにしている。すなわち、色相調整後に更にホワイトバランスによって彩度を調整している(図8参照、図10のS9参照)。
また、本発明の一実施形態においては、画像処理部105は、第2の調整において、第2の調整軸19のノーマル位置(P11〜P14)よりも彩度を抑制する方向では、ノーマル位置に対する彩度の変化量を第1の調整でユーザにより指定された色相方向に対して最も小さくするように第2の画像処理を行うようにしている(図7(b)参照)。このため、指定された色相はあまり彩度抑制されずに色みが残ることから、ユーザの意図に沿った彩度の処理を行うことができる。
また、本発明の一実施形態においては、画像処理部105は、第2の調整において、第2の調整軸19のノーマル位置(P11〜P14)よりも彩度を抑制する方向では、第2の調整軸のノーマル位置に対する色差信号の変化量を第1の調整でユーザにより指定された色相方向に対して最も小さくするように第2の画像処理を行うようにしている(図7参照)。
また、本発明の一実施形態においては、被写体像を撮像して撮像画像データを取得する撮像部(例えば、撮像素子102)と、撮像画像データが表示されるモニタ(例えば、LCD116)を有しており、このモニタには、ライブビュー表示時に、円周方向と半径方向に移動可能なカーソル(例えば、ポインタ15)を有する円形マップ表示(例えば、図3に示す操作部UI)を撮像画像データとともに表示させ、第1の調整軸18、カーソルを円周方向に移動させて色相を調整するものであり、第2の調整軸19は、カーソルを半径方向に移動させて彩度を調整する。このような円形マップ表示を行うことにより、直感的に分かりやすい色相および彩度の調整を行うことができる。
また、本発明の一実施形態における画像処理用プログラムは、画像データに対して、ユーザが指定する色相方向にホワイトバランスをずらすように調整する第1の調整を行うための第1の調整軸を用いて、また第1の調整軸でホワイトバランスが調整された画像データの彩度を調整する第2の調整を行うための第2の調整軸を用いて、調整量を指示するステップ(図10のS3、S5)と、画像データに対して第1の調整に対応する第1の画像処理を施すステップ(S7)と、第1の画像処理が施された画像データに対して第2の調整に対応する第2の画像処理を施し、この場合、第1の画像処理に応じて、第2の画像処理を変更するステップ(S9)と、をコンピュータに実行させている。
なお、本発明の一実施形態においては、ユーザが色相・彩度の調整を指示するために、操作部113のタッチパネルをタッチ操作することにより行っていたが、これに限らず、十字釦等によってポインタ15を移動させ、その位置を指示するようにしてもよい。
また、本発明の一実施形態においては、ポインタ15による指示位置は、直交座標を用いた(x、y)で入力していたが、これに限らず、半径方向の動径情報と偏角情報からなる極座標を用いた(r、θ)等、他の座標系で入力してもよい。極座標系を用いた場合には、第1の画像処理は偏角情報θに従って処理し、また第2の画像処理は動径情報rに従って処理すればよい。
また、本発明の一実施形態においては、まず色相から調整し、次に彩度を調整していたが、先に彩度を調整し、次に色相を調整する操作フローでも構わない。いずれにしても、ユーザが指定した位置(x、y)に応じて、第1の画像処理を施し、次に第2の画像処理を行う。
また、本発明の一実施形態においては、色相・彩度調整用の操作部UIとして、図3に示したように円形マップ表示を用いていた。しかし、これに限らず、第1の調整軸18と第2の調整軸とを直交させてもよい。この場合、第1の調整軸18は、色相を調整するためのインジケータであり、第2の調整軸は、彩度を調整するためのインジケータである。
また、本発明の一実施形態においては、撮影のための機器として、デジタルカメラを用いて説明したが、カメラとしては、デジタル一眼レフカメラでもコンパクトデジタルカメラでもよく、ビデオカメラ、ムービーカメラのような動画用のカメラでもよく、さらに、携帯電話、スマートフォーンや携帯情報端末(PDA:Personal Digital Assist)、ゲーム機器等に内蔵されるカメラでも構わない。いずれにしても、色相・彩度を調節可能であれば、本発明を適用することができる。
また、画像処理装置としては、カメラに内蔵されたものに限らず、撮像部を有さない機器、例えば、画像再生専用機器であっても勿論かまわない。この場合には、画像を再生する際に、色相や彩度を調整して表示し、さらに調整した画像データを記録するようにしてもよい。
また、処理全体の一部をマイクロコンピュータ107によりソフトウエア的に処理し、処理全体の他の一部をハードウェア的に処理する例について説明したが、もちろんこれに限るのではなく、処理の全部をソフトウエア処理またはハードウェア処理により行うようにしても構わない。
また、本明細書において説明した技術のうち、主にフローチャートで説明した制御に関しては、プログラムで設定可能であることが多く、記録媒体や記録部に収められる場合もある。この記録媒体、記録部への記録の仕方は、製品出荷時に記録してもよく、配布された記録媒体を利用してもよく、インターネットを介してダウンロードしたものでもよい。
また、特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず」、「次に」等の順番を表現する言葉を用いて説明したとしても、特に説明していない箇所では、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。
本発明は、上記実施形態にそのまま限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素の幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
11・・・色相・彩度調整エリア、13・・・色相固定・彩度調整エリア、15・・・色相・彩度指定ポインタ、17・・・中心点、18・・・第1の調整軸、19・・・第2の調整軸、101・・・撮影レンズ、102・・・撮像素子、103・・・撮像回路、104・・・A/D変換部、105・・・画像処理部、105a・・・OB減算部、105b・・・ホワイトバランスゲイン算出部、105c・・・ホワイトバランス処理部、105d・・・色マトリクス演算部、105e・・・ガンマ変換部、105f・・・色差信号演算部、106・・・JPEG処理部、107・・・マイクロコンピュータ、108・・・SDRAM、109・・・メモリI/F、110・・・LCDドライバ、111・・・レンズ駆動部、112・・・レンズ駆動制御回路、113・・・操作部、114・・・フラッシュメモリ、115・・・記録媒体、116・・・LCD、199・・・バス

Claims (11)

  1. 画像データに対して、ユーザが指定する色相方向にホワイトバランスをずらすように調整する第1の調整を行うための第1の調整軸と、上記第1の調整軸でホワイトバランスが調整された画像データの彩度を調整する第2の調整を行うための第2の調整軸を用いて、調整量を指示する指示部と、
    上記画像データに対して上記第1の調整に対応する第1の画像処理を施し、該第1の画像処理が施された画像データに対して上記第2の調整に対応する第2の画像処理を施す画像処理部と、
    を備え、
    上記第1の画像処理に応じて、上記第2の画像処理を変更することを特徴とする画像処理装置。
  2. 上記画像処理部は、光源色に合わせるオートホワイトバランス演算結果を基に上記第1の調整の調整結果に対応するホワイトバランスゲインを算出するオートホワイトバランス演算部を更に備え、上記算出されたホワイトバランスゲインを上記画像データに適用するホワイトバランス処理を行うことにより、上記第1の画像処理を行うことを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。
  3. 上記画像処理部は、上記第2の調整において、上記第2の調整軸のノーマル位置よりも彩度を強調する方向では、上記ノーマル位置に対する彩度の変化量を上記第1の調整でユーザにより指定された色相方向に対して最も大きくし、その補色方向で最も小さくするように上記第2の画像処理を行うことを特徴とする請求項1又は2に記載の画像処理装置。
  4. 上記画像処理部は、上記第2の調整において、上記第2の調整軸のノーマル位置よりも彩度を強調する方向では、上記第1の調整に対応して算出したホワイトバランスゲインよりも上記第1の調整軸で指定された色相方向の彩度が高まる方向に、上記第2の調整軸の調整位置に応じたホワイトバランスゲインを算出し、該算出されたホワイトバランスゲインでホワイトバランス処理を行うとともに、上記第2の調整軸のノーマル位置に対する色差信号の変化量を上記第1の調整軸で指定された色相方向に対して最も大きくし、その補色方向で最も小さくするように上記第2の画像処理を行うことを特徴とする請求項3に記載の画像処理装置。
  5. 上記画像処理部は、上記第2の調整において、上記第2の調整軸のノーマル位置よりも彩度を抑制する方向では、上記ノーマル位置に対する彩度の変化量を上記第1の調整でユーザにより指定された色相方向に対して最も小さくするように上記第2の画像処理を行うことを特徴とする請求項1又は2に記載の画像処理装置。
  6. 上記画像処理部は、上記第2の調整において、上記第2の調整軸のノーマル位置よりも彩度を抑制する方向では、上記第2の調整軸のノーマル位置に対する色差信号の変化量を上記第1の調整でユーザにより指定された色相方向に対して最も小さくするように上記第2の画像処理を行うことを特徴とする請求項5に記載の画像処理装置。
  7. 上記オートホワイトバランス演算は、光源色に合わせるための第1のホワイトバランスゲインを算出する第1ホワイトバランス演算部と、上記第1の調整軸の調整位置に応じたホワイトバランス調整係数を算出する第2ホワイトバランス演算部と、上記第1のホワイトバランスゲインに上記ホワイトバランス調整係数を乗算する第3ホワイトバランス演算部とを有することを特徴とする請求項2に記載の画像処理装置。
  8. 被写体像を撮像して撮像画像データを取得する撮像部と、
    上記撮像画像データが表示されるモニタと、
    上記撮像画像データに対して、ユーザが指定する色相方向にホワイトバランスをずらすように調整する第1の調整を行うための第1の調整軸と、上記第1の調整軸でホワイトバランスが調整された撮像画像データの彩度を調整する第2の調整を行うための第2の調整軸を用いて、調整量を指示する指示部と、
    上記撮像画像データに対して上記第1の調整に対応する第1の画像処理を施し、該第1の画像処理された撮像画像データに対して上記第2の調整に対応する第2の画像処理を施す画像処理部と、
    を備え、
    上記第1の画像処理に応じて、上記第2の画像処理を変更することを特徴とする撮像装置。
  9. 上記モニタは、ライブビュー表示において、
    上記第1の調整軸と上記第2の調整軸とを直交させて上記撮像画像データとともに表示させ、
    上記第1の調整軸は、色相を調整するためのインジケータであり、
    上記第2の調整軸は、彩度を調整するためのインジケータである、
    ことを特徴とする請求項8に記載の撮像装置。
  10. 上記モニタは、ライブビュー表示において、
    円周方向と半径方向に移動可能なカーソルを有する円形マップ表示を上記撮像画像データとともに表示させ、
    上記第1の調整軸は、上記カーソルを円周方向に移動させて色相を調整するものであり、
    上記第2の調整軸は、上記カーソルを半径方向に移動させて彩度を調整する、
    ことを特徴とする請求項8に記載の撮像装置。
  11. 画像処理装置において色相と彩度を調整するためにコンピュータを実行させるためのプログラムであって、
    画像データに対して、ユーザが指定する色相方向にホワイトバランスをずらすように調整する第1の調整を行うための第1の調整軸を用いて、また上記第1の調整軸でホワイトバランスが調整された画像データの彩度を調整する第2の調整を行うための第2の調整軸を用いて、調整量を指示するステップと、
    上記画像データに対して上記第1の調整に対応する第1の画像処理を施すステップと、
    上記第1の画像処理が施された画像データに対して上記第2の調整に対応する第2の画像処理を施し、上記第1の画像処理に応じて、上記第2の画像処理を変更するステップと、
    をコンピュータに実行させることを特徴とする画像処理用プログラム。
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