JP6413210B2 - 画像処理装置、撮像装置およびプログラム - Google Patents
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Description
図1は、画像処理装置、撮像装置の一例である第1実施形態の電子カメラの構成例を示す図である。
Y = 0.299*R+0.587*G+0.114*B …(1)
Cb=-0.194*R-0.709*G+0.903*B …(2)
Cr= 0.872*R-0.809*G-0.063*B …(3)
上記の式(1)では、便宜的にYはITU−R BT.601で定義されている係数で変換される。また、上記の式(2)、式(3)でのCb,Crは、色票を用いて最適化された係数が適用されている。
ここで、輝度調整部22は、色差平面を色相別に6つの色領域に分割し、各色領域にそれぞれゲインを決定するための係数を予め対応付けする。例えば、輝度調整部22は、CbCrの色差平面の原点(Cb,Cr=0)を基準として、上記の色差平面を回転方向に6つの色領域に分割する。
領域(hue=4)、マゼンダ−赤の色領域(hue=5)で、色差平面が6分割されている。なお、図4の6角形の範囲は、CbCrが取り得る最大の彩度の軌跡を示している。
R(1,0,0): (y:0.29891; cb:-0.16874; cr: 0.50000)
Y(1,1,0): (y:0.88552; cb:-0.50000; cr: 0.08131)
G(0,1,0): (y:0.58661; cb:-0.33126; cr:-0.41869)
C(0,1,1): (y:0.70109; cb: 0.16874; cr:-0.50000)
B(0,0,1): (y:0.11448; cb: 0.50000; cr:-0.08131)
M(1,0,1): (y:0.41339; cb: 0.33126; cr: 0.41869)
また、図4に示したCbCrの色差平面を分割する3本の直線(直線R−C,直線Y−B,直線G−M)の傾きkは、それぞれ以下の値となる。
k(R-C)=-2.96314
k(Y-B)=-0.16262
k(G-M)= 1.26393
なお、#106での輝度調整部22は、上記の直線で色差平面を区画する条件式を用いて、色差平面に写像された注目画素の座標がhue=0〜5のいずれの色領域に属するかを判定すればよい。なお、上記のように、色差平面の原点を通過する直線で色差平面を複数の色領域に分割した場合、注目画素の属する色領域を判定するときの演算量は小さくなる。
輝度調整部22は、上述したhueの値(hue=0〜5)と、色差信号(Cb,Cr)の値とに基づいて、ゲインを決定する。ゲインは以下の式(4)により求められる。
gain=1.0-(KgainCb[hue]*Cb+KgainCr[hue]*Cr) …(4)
上記の式(4)での「KgainCb[hue]」は、注目画素の属する色領域hueを指定することでKgainCbの係数値を返す配列であり、「KgainCr[hue]」は、注目画素の属する色領域hueを指定することでKgainCrの係数値を返す配列である。なお、KgainCbおよびKgainCrの係数は、ゲインが色相の境界で不連続にならないように、境界のゲインが互いに一致するように設定される。また、その値は、様々な色見本に対して、目標の輝度に近づくように設定される。目標の色ごとの輝度は1種類とは限らず、「正確な色調」、「好ましい色調」、「派手な色調」など、複数の色調ごとにこれらの係数を複数種類用意しても良い。
赤(R):0.9
黄(Y):1.0
緑(G):0.9
シアン(C):0.5
青(B):0.5
マゼンダ(M):0.7
なお、図4において、原点近傍は無彩色の領域であり、この部分については輝度の問題は発生しない。そして、この部分について、上述した式(4)によりゲインを求めると、ゲインは常に略1.0となり、後述する輝度調整により輝度は変化しない。また、上述の例では、各ゲインはすべて1.0以下である例を示したが、1.0を越えるゲインを用いても良い。このようなゲインは、後述する輝度調整により輝度が上がるゲインである。
Y= gain*Y …(5)
ステップ#108:画像処理エンジン14は、注目画素の輝度調整後の輝度信号Yに対して、階調変換曲線G2による第2の階調変換処理を施す。なお、第2の階調変換処理で適用される階調変換曲線G2を図5に示す。図5の横軸は、階調変換前の入力画素値であり、図5の縦軸は、階調変換後の出力画素値である。この階調変換曲線G2は、低輝度部分および高輝度部分での階調変化を小さくするS字状のカーブである。第2の階調変換処理では、画像のコントラスト強調や、低輝度部分の階調を圧縮する黒締めが行われる。
第2実施形態は、上記の第1実施形態の変形例である。第2実施形態の電子カメラの構成は第1実施形態と共通するので、同一符号を付して重複説明は省略する。また、第2実施形態の動作例については、第1実施形態の説明および図2を前提として、第1実施形態と相違する部分のみを説明し、第1実施形態との重複説明は省略する。
gain=1.0-(KgainCby[hue]*Cb/Y+KgainCry[hue]*Cr/Y) …(6)
上記の式(6)での「KgainCby[hue]」は、注目画素の属する色領域hueを指定することでKgainCbyの係数値を返す配列であり、「KgainCry[hue]」は、注目画素の属する色領域hueを指定することでKgainCryの係数値を返す配列である。なお、KgainCbyおよびKgainCryの係数は、ゲインが色相の境界で不連続にならないように、境界のゲインが互いに一致するように設定される。また、その値は、様々な色見本に対して、目標の輝度に近づくように設定される。目標の色ごとの輝度は1種類とは限らず、「正確な色調」、「好ましい色調」、「派手な色調」など、複数の色調ごとにこれらの係数を複数種類用意しても良い。
赤(R):0.9
黄(Y):1.0
緑(G):0.9
シアン(C):0.9
青(B):0.7
マゼンダ(M):0.8
なお、図6においても、無彩色の領域について、上述した式(6)によりゲインを求めると、ゲインは常に略1.0となり、後述する輝度調整により輝度は変化しない。
図7は、第3実施形態での画像処理装置の構成例を示す図である。第3実施形態での画像処理装置は、入力画像に対して輝度調整処理を施すプログラムがインストールされたコンピュータである。
(補足1):上記実施形態では、画像のYCbCrデータを用いて被写体抽出を行う例を説明した。しかし、本発明はYCbCr色空間に限定されず、他の色空間(L*a*b*など)の場合にも適用できる。
を用いてハードウェア的に実現するものであってもよい。
Claims (6)
- 撮像素子から出力されるカラー画像の信号を取得する取得部と、
前記カラー画像の信号を輝度信号に変換する信号変換部と、
前記カラー画像の注目画素の彩度および色相に応じて、前記注目画素の輝度信号を調整する輝度調整部と、を備え、
前記輝度調整部は、前記注目画素の彩度が高いほど、輝度が下がるように前記輝度信号の調整量を求める画像処理装置。 - 請求項1に記載の画像処理装置において、
前記信号変換部は、前記カラー画像の信号を輝度信号および色差信号に変換し、
前記輝度調整部は、色差平面を色相別に少なくとも3つの色領域に分割するとともに、各色領域にそれぞれ異なる係数を対応付けし、前記カラー画像の注目画素の色差信号を色差平面に写像し、前記色差信号が属する色領域の係数を用いて前記調整量を求める画像処理装置。 - 請求項2に記載の画像処理装置において、
前記輝度調整部は、前記色差信号の値を前記輝度信号の値で規格化して前記調整量を求める画像処理装置。 - 請求項3に記載の画像処理装置において、
前記輝度調整部は、規格化した前記色差信号に基づく色差平面を色相別に少なくとも3つの色領域に分割するとともに、各色領域にそれぞれ異なる係数を対応付けし、前記カラー画像の注目画素の色差信号を色差平面に写像し、前記色差信号が属する色領域の係数を用いて前記調整量を求める画像処理装置。 - カラー画像を撮像する撮像部と、
請求項1から請求項4の何れか1項に記載の画像処理装置と
を備える撮像装置。 - 撮像素子から出力されるカラー画像の信号を取得する処理と、
前記カラー画像の信号を輝度信号に変換する処理と、
前記カラー画像の注目画素の彩度および色相に応じて、前記注目画素の輝度信号を調整する処理と、をそれぞれコンピュータに実行させ、
前記輝度信号を調整する処理では、前記注目画素の彩度が高いほど、輝度が下がるように前記輝度信号の調整量を求める処理を行うプログラム。
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