WO2004025966A1 - デジタルスチルカメラおよび画像の補正方法 - Google Patents

デジタルスチルカメラおよび画像の補正方法 Download PDF

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WO2004025966A1
WO2004025966A1 PCT/JP2003/010779 JP0310779W WO2004025966A1 WO 2004025966 A1 WO2004025966 A1 WO 2004025966A1 JP 0310779 W JP0310779 W JP 0310779W WO 2004025966 A1 WO2004025966 A1 WO 2004025966A1
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correction
image data
gradation correction
gradation
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PCT/JP2003/010779
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Tatsuya Deguchi
Naoya Katoh
Original Assignee
Sony Corporation
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N9/00—Details of colour television systems
    • H04N9/64—Circuits for processing colour signals
    • H04N9/68—Circuits for processing colour signals for controlling the amplitude of colour signals, e.g. automatic chroma control circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • H04N1/00—Scanning, transmission or reproduction of documents or the like, e.g. facsimile transmission; Details thereof
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    • H04N1/56—Processing of colour picture signals
    • H04N1/60—Colour correction or control
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    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
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    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N2101/00—Still video cameras

Definitions

  • the present invention relates to a method for correcting a digital still camera image.
  • a user who has been using a silver halide camera and has become accustomed to its image quality compares a digital still camera image with a photograph taken with the silver halide camera, They tend to prefer “salt camera like” images.
  • users who have been familiar with the image quality of TVs and are far from photographic images and still images of silver halide cameras Compared with, they tend to prefer "television-like" image quality.
  • a DCF-compliant format is used as an image format when image data is recorded in the flash memory.
  • a standard color space is used.
  • a certain s RGB color space is adopted.
  • This sRGB color space defines the color characteristics such as the gradation characteristics and color gamut (color reproduction range) of a CRT monitor of a personal computer.
  • JPEG 2000 which is an extension of the JPEG format used in DCF, and a color space that can cover a wider color reproduction range that can be perceived by humans are also being studied.
  • the sc RGB color space scene reference color space
  • Color-corrected color spaces output reference color spaces
  • output reference color spaces are being standardized internationally.
  • the captured color image is recorded and stored in the flash memory as a single image in an image format conforming to DCF, so that the quality of various users is reduced. You cannot save it to your satisfaction.
  • the photographed image may be a so-called photographing failure image.
  • the image data may be a digital image, and there is a great need for correction after shooting.
  • the image data that can be used by the user for correction is data that has undergone processing such as JPEG compression in a digital still camera, and the amount of information contained in the image data is the actual shooting scene. Since the amount of information is smaller than the amount of information of the user, it may not always be possible to sufficiently correct the image quality preferred by a user, especially a high-end user.
  • the present invention enables a user to correct a photographed image to an appropriate or desired image and execute the correction in a digital still camera. It is something to do. Disclosure of the invention
  • a memory for holding image data of an image to be subjected to gradation correction in a standard color space format
  • a gradation correction circuit reads out the image data stored in the memory from the memory
  • the gradation correction circuit executes the gradation correction on the read image data.
  • FIG. 1 is a system diagram showing one embodiment of a photographing system according to the present invention.
  • FIG. 2 is a system diagram showing an embodiment of a monitor system according to the present invention.
  • FIG. 3 is a system diagram showing one form of a main part of the monitor system.
  • Fig. 4 is a system diagram showing one form of the main part of the monitor system.
  • Fig. 5 is a diagram for explaining an example of GUI operation of the monitor system.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining an example of a GUI operation of the monitor system.
  • Fig. 7 is a system diagram showing one form of the main part of the monitor system.
  • Fig. 8 is a characteristic diagram showing the characteristics of the main parts of the monitor system.
  • Fig. 9 is a diagram for explaining the category classification of captured images
  • FIG. 10 is a diagram showing an algorithm of a main part of the monitor system.
  • FIG. 11 is a diagram showing an algorithm of a main part of the monitor system.
  • FIG. 12 is a characteristic diagram showing characteristics of a main part of the monitor system.
  • 13 is a characteristic diagram showing characteristics of main parts of the monitor system.
  • FIG. 14 is a characteristic diagram showing characteristics of main parts of the monitor system.
  • FIG. 15 shows the parameters of the monitor system.
  • 16 is a diagram showing an algorithm of a main part of the monitor system.
  • FIG. 17 shows an algorithm of a main part of the monitor system.
  • 18 is a characteristic diagram showing characteristics of main parts of the monitor system.
  • FIG. 19 shows an algorithm of a main part of the monitor system.
  • 20 is a diagram showing an algorithm of a main part of the monitor system.
  • 22 is a diagram showing a mathematical expression.
  • FIG. 24 is a diagram showing a mathematical expression.
  • FIG. 25 is a diagram showing mathematical formulas.
  • FIG. 26 is a diagram showing mathematical formulas. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
  • FIG. 1 shows an example of a photographing system when the present invention is applied to a single-chip digital still camera. That is, an image of the object OBJ is projected onto the CCD image sensor 11 by the imaging lens LNS, and the CCD image sensor 11 outputs image data R 1, G 1, and 16 bits linear three primary colors. B1 is extracted, and the image data R1, G1, and B1 are supplied to a demosaicing processing circuit 12 and demodulated into image data for each pixel, and then AWB processing is performed. AWB processing is performed by the circuit 13 to obtain image data R'2 and G'2B'2.
  • the image data R′2, G′2, and B′2 are supplied to the scRGB data creation circuit 14, and the image data RscRGB of the 16-bit linear scRGB format is provided.
  • G scRGB, B scRGB, and the image data R scRGB, G scRGB, B sc RGB are stored in the RAM 15 once.
  • the stored image data R scRGB, G scRGB, and B scRGB are supplied to a gamma correction circuit 16 to be gamma-corrected, and are converted into 8-bit X 3-color image data R, G, and B.
  • the image data R, G, and B are written and stored in a nonvolatile memory means, for example, a flash memory 20 by a write / read circuit 19.
  • the flash memory 20 is detachable from the digital still camera.
  • the image data R, G, and B from the gamma correction circuit 16 are supplied to the matrix operation circuit 17 and the YCC format image data, that is, the luminance data Y and
  • the image data Y, Cb, and Cr are converted into blue and red color difference data Cb and Cr, and are written and stored in the flash memory 20 by the write / read circuit 19.
  • image data R, G, B or Y, Cb, Cr are stored in flash memory 20 for compatibility with conventional digital still cameras and “image correction and processing software”. It is stored in And in this invention, it is further comprised as follows.
  • the image data R scRGB, G scRGB, and B scRGB stored in the RAMI 5 remain unchanged, that is, the 16-bit linear image data is written and read out by the write / read circuit 19 to the flash memory 2. Written to 0 and saved.
  • the image data R scRGB, G scRGB, and B scRGB are supplied to the sc YCCZ sc RGB conversion circuit 18 and the image data in the 12-bit non-linear sc YCC format Y scYCC, C b scYC C
  • the image data Y scYCC and C b scYC C r scYCC are converted into r scYCC, and are written and stored in the flash memory 20 by the write / read circuit 19.
  • the above is the signal processing at the time of photographing.
  • sc RGB format image data creation circuit 14 (2. Example of sc RGB format image data creation circuit)
  • the image data R'2, G'2, and B'2 after AWB correction are 16-bit linear.
  • sc RGB The converted image data is converted into R scRGB, G scRGB, and B scRGB, which is realized by the following processing, for example. That is,
  • Equation 1 the image data X raw, Y raw, and Z raw are calculated for each pixel from the AWB-corrected image data R'2, G'2, and B'2. .
  • the average value Yraw-ave of the image data Yraw at all the pixels of the image or the pixels sampled appropriately is calculated, and a value, for example, five times the average value Yraw_ave is set to the white level.
  • the image data X raw and Y raw Z raw for each pixel are normalized according to equation 2 shown in Fig. 21 to obtain the normalized image data X r aw_n, Y raw — get n, Z ra _n.
  • the inverse of the matrix Ml is calculated using the normalized image data X raw—n, Y raw_n, and Z raw—n found in (2). Multiply and calculate the image data R'3, G'3, B'3 for each pixel.
  • Equation 4 shown in Fig. 21 the 16-bit linear sc RGB format image for each pixel is obtained from the image data R'3, G'3, and B'3 obtained in (3). Create data R scRGB, G scRGB, B scRGB.
  • the image data R scRGB, G scRGB, and B sc RGB are image data of the desired sc RGB format, they are taken out from the sc RGB data creation circuit 14 and stored in the RAMI 5. (3. example of sc YCCZ sc RGB conversion circuit 18)
  • the image data is converted from R scRGB, G scRGB, B scRGB power, and sc RGB format to sc YCC format. This is achieved by: That is,
  • the image data of the 16-bit linear sc RGB format can be converted from R scRGB, G scRGB, and B scRGB to a non-linear image.
  • Equations 7 and 8 shown in Figure 22 the non-linear scRGB format image data R 'scRGB, G' scRGB, B 'scRGB is converted to the sc YCC format image data. Convert to Y scYCC, C b scYCC, Cr scYCC.
  • the image data Y scYC C b scYC C r scYCC is the target scYCC format image data, it is stored in the flash memory 20 by the write / read circuit 19.
  • FIG. 2 shows an example in which the present invention is applied to a circuit for correcting a captured image. That is, the write / read circuit 19 reads out the flash memory 20 image data R scRGB, G scRGB, and B scRGB in the scRGB format, and reads this data R scRGB ⁇ B scRGB is written to RAMI 5.
  • image data in sc YCC format Y scYCC, C b scYCC, C from flash memory 20 by write / read circuit 19 r scYCC is read out, and the data Y scYCC, C b scYCC, and C rs cYCC are supplied to the sc YCC / sc RGB conversion circuit 18 and the image data of the sc RGB format R scRGB, G scRGB, B scRG
  • the image data is converted to B, and the image data R scRGB, G scRGB, and B scRGB are written to RAMI5.
  • Image data 1 ⁇ 3 1 ⁇ 8 GscRGB, BscRGB written to ⁇ 15 are supplied to the display, for example, LCD 32, through the monitor display processing circuit 31 and displayed as a color image. Is performed. .
  • the white balance is automatically adjusted by the AWB processing circuit 13 when the image is stored in the flash memory 20 during shooting, but the AWB fine adjustment circuit 33 is provided.
  • the AWB fine adjustment circuit 33 processes the image data of the RAMI 5 and finely adjusts the white balance of the color image displayed on the LCD 32.
  • the sc YCCZ sc RGB converter 18 converts the image data R scRGB, G scRGB, and B scRGB in the RAM 15 into 12-bit non-linear image data in the sc YCC format Y scYCC, C b Converted to scYCC, Cr scYCC and written to RAM34.
  • the image data YscYC, CbscYCC, and CrscYCC of the RAM 34 are corrected by the gradation correction circuit 35 according to the GUI operation of the user, and the image data of the correction result is obtained. Is converted into an RGB format signal by the monitor display processing circuit 31 and supplied to the LCD 32, where it is displayed as a color image.
  • the image data whose gradation has been corrected by the gradation correction circuit 35 is written to and read from the flash memory 2 through the read / write circuit 19. Written to 0 and saved.
  • the sc RGB format image data R scRGB, G scRGB, and B sc RGB written in RAMI 5 have less white balance than the white information at the time of shooting stored in the digital still camera. Adjusted. This is achieved by the following processing.
  • Equation 12 the corrected white point tristimulus values X w ′, Y w ′ are calculated using the inverse matrix of matrix M 1 used in Equation 1.
  • the linear RGB values R'w, G'w, Bw 'for displaying on the s RGB monitor are obtained from Zw'. ⁇
  • sc RGB format read from RAMI 5 image data R scRGB, G scRGB, B scRGB
  • the white balance adjustment coefficients kr, kg, and kb obtained in section (7) are integrated, and the corrected scRGB format image data R scRGB—W, GscRGB_W, and BscRGB—W are calculated. I do.
  • the calculated image data R scR GB—W, G scRGB—W, and B scRGB—W are written back to R AMI 5 as a fine adjustment result.
  • the image data in the flash memory 20 is 16-bit linear image data R scRGB, G scRGB, or B scRGB in the sc RGB format, the items (6) in 5-1-1 shall be used. Make the same correction.
  • the image data in the flash memory 20 is a 12-bit non-linear sc YCC format image data Y scYCC or C b scY CC r scYCC
  • the image data is used.
  • Y scYC C b scYCC, C r scYCC is converted to image data R scRGB, G scRGB, B scRGB in 16-bit linear sc RGB format by sc YCC / sc RGB conversion circuit 18 and similar. Make corrections.
  • the image data R scRGB, G scRGB, and B scRGB of the mat are converted to image data in RGB format by the sc RGB / RGB conversion processing unit 311 of the monitor display processing circuit 31 and converted to the LCD 3 2 And is displayed as a blank image.
  • the conversion of sc RGB format to RGB format is described below in detail.
  • image data R scRGB, G scRGB, and B scRGB in a 16-bit linear sc RGB format are converted to image data R 'scRGB in a non-linear sc RGB format.
  • G 'scRGB, B' scRGB are converted to image data R 'scRGB in a non-linear sc RGB format.
  • the image data obtained in the section (1) is converted into 8-bit non-linear RGB data R, G, and B.
  • FIG. 5 shows the rear surface of the above-described digital still camera, and the rear surface includes an LCD 32, a menu button 41, a decision button 42, a cursor button 43 in the vertical and horizontal directions. Is arranged.
  • Figure 6 shows an example of GUI operation when correcting gradation. That is,
  • the characters “Adjust”, “Automatic”, “TV”, and “Photo” are superimposed on the image displayed in the section (1). These characters can be selected by the cursor button 43 and the decision button 42, but "adjustment” is for the user to manually perform the correction described below. If you select “TV”, the image quality is corrected to TV-like image quality, and if you select “Photo”, the image quality is corrected to silver halide camera-like image quality.
  • the LCD 32 further displays slide bars 45 and 46, and the user operates the power sol.
  • the slide bar 45 is moved in the left and right direction, the contrast of the bright part of the image is corrected one step higher or lower each time the slide bar 45 moves one pitch.
  • the slide bar 46 is moved in the left and right direction, the contrast of the dark portion of the image is corrected one step higher or lower each time the slider 46 moves one pitch.
  • FIG. 7 shows an example of the gradation correction circuit 35.
  • this floor The outline of the tone correction circuit 35 will be described, and details of each unit will be described later.
  • the luminance data Y scYCC is supplied to the gradation correcting section 351, and the gradation is corrected and output.
  • the color difference data C b scYCC and Cr scYCC are supplied to the saturation correction section 352, where the saturation is corrected and output.
  • these output image data Y scYCC, C b scYCC, and Cr scYCC are supplied to the LCD 32 and displayed as a single image, and are also stored in the flash memory. It is supplied and stored in the file 20.
  • the luminance data Y scYCC is sequentially supplied to the luminance signal histogram calculation section 353, the image information extraction section 354, and the image power categorization section 355, and, for example, 10 kinds of images are obtained. It is classified into one of the categories. Then, using the classification result, the black-and-white level correction curve creation section 356, the gradation correction curve creation section 357, and the gradation correction parameter selection section 369 form the gradation correction section 3.
  • the gradation correction characteristic of 51 is determined.
  • the saturation correction curve creation unit 358 and the saturation correction parameter selection unit 368 use the saturation correction characteristics of the saturation correction unit 352. Is determined.
  • the ROM 369 has various parameters and thresholds. The processing contents of each part are as follows.
  • the luminance signal histogram calculation unit 353 is supplied with the luminance data YscYCC of the image to be subjected to the gradation correction from the RAM 34. Then, the luminance signal histogram calculating section 353, as shown in FIG. A cumulative histogram f (Y) of the luminance signal Y is created from the luminance data Y scYCC of.
  • the cumulative histogram f (Y) of the luminance signal Y created by the luminance signal histogram calculation unit 353 is supplied to the image information extraction unit 354. Then, as shown in FIG. 8, the image information extracting unit 354 outputs the data of the cumulative histogram f (Y) as p 1%, p 2%,..., Pn% of the entire data. (For example, 5%, 10%,..., 95%), the values ⁇ ⁇ 1, ⁇ 2,..., ⁇ of the luminance signal Y are calculated. The values ⁇ 1 to ⁇ indicate the brightness of the image.
  • the image categorizing unit 355 uses the image information ⁇ 1 to ⁇ created by the image information extracting unit 355 to classify the images into 12 categories as shown in FIG. For this reason, the image categorizing unit 355 performs categorization by an algorithm as shown in FIG. 10, for example. That is,
  • the image to be corrected by the user is classified into any one of ten categories including the U-shaped histogram.
  • the shooting information or GUI input for image correction If there is, two categories of “night scene” and “snow scene color” are added as shown on the right side of FIG. 9 by the GUI input, and a total of 12 category classifications are performed.
  • the image data of the images classified by the image categorizing unit 355 is supplied to a black-and-white level correction force generating unit 356 as shown in FIG.
  • the black-and-white level correction curve creating section 356 is mainly for increasing insufficient contrast caused by the exposure state at the time of shooting.
  • FIG. And has an S-shaped characteristic as shown in Fig. 12.
  • the luminance value Y min and the luminance value are set so that the luminance value Y min of the black level of the image approaches 0 and the luminance value Y max of the white level of the image approaches 1.0.
  • Equation 19 see Fig.
  • the luminance values Y min and Ymax are usually determined as points corresponding to both ends of the histogram distribution from the luminance signal value Y which takes a value appropriately determined from the cumulative histogram value.
  • the level Y min on the black side is limited by setting an appropriate threshold Y TH to prevent overcompensation.
  • the histogram of night view has a feature that the gradation is biased toward lower gradation, while the area of street lamps etc. is relatively small but high. In many cases, objects with brightness are included. In that case, as shown in the histogram of the night view in FIG. 9, a certain amount of pixels is distributed near the maximum value of the gradation. For this reason, the brightness in normal black and white level correction In the method of determining the degree value Ymax, the correction effect on the white side is not sufficiently obtained.
  • the white correction level for the night view is set to a value slightly smaller than the luminance value Y max set by the normal method.
  • a high-luminance portion such as a luminous body, for example, a streetlight, is shifted in a brighter direction, so that an effect of enhancing the brightness can be provided.
  • the brightness value detected from the cumulative histogram will be low, and the correction amount for approaching white (1.0) will be too large. Since the halfway point between the detected luminance value and white (1.0) is used as the white correction level Y max, the correction amount is prevented from becoming too large, and the scene of the night view was originally used. It does not impair the darkness it has.
  • the black correction level Y min is set to a value smaller than the value Y min obtained by the normal method. Also fixed to a low value The effect is to surely darken the lower gradation part of the shadow part.
  • the generation of the inverted S-shaped curve uses the inflection point ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ and the curvature rr as parameters.
  • the ROM 369 of FIG. 7 stores the parameters of the inflection point X 0 and the curvature rr for all 12 categories, and the parameters kc for saturation described later.
  • Table Be prepared.
  • the parameter value ⁇ takes a value of 0.4 to 8
  • the parameter value rr takes a value of 1.0 to 10.
  • the gradation correction parameter overnight selecting section 3657 based on the categorization information of the image output from the image categorizing section 365, converts the table shown in FIG. Referring to the corresponding parameters, the gradation correction curve creation unit 357 uses the parameters selected by the gradation correction parameter selection unit 366 as shown in FIG. Create a gradation correction inverse S-shaped curve.
  • the tone correction parameter overnight selection unit 3667 includes the tone correction inverse S-shaped curve and the black-and-white level corrected S-shaped curve created by the black-and-white level correction curve creation unit 365 (Fig. 1). 2) is combined to create a brightness signal value correction conversion table.
  • the gradation correction unit 351 converts the luminance image data read from the RAM 34 into FIG. As shown, the value Y in is converted to the value Y 0 ut and output.
  • the saturation of the medium to high saturation part may be lost. Therefore, a correction process for maintaining the saturation is performed simultaneously with the gradation correction.
  • This saturation correction is performed on the chroma value C based on the color difference data Cb and Cr. Basically, using the equation 21 shown in FIG. 25, the color difference data Cb, The saturation is enhanced by controlling the gain coefficient kc for C r.
  • the ROM 369 in FIG. thus, a table of parameters of the gain coefficient kc for all 12 categories is prepared.
  • the parameter kc takes a value of 1.0 to 2.0.
  • the saturation correction parameter selection unit 3668 determines whether the table shown in FIG. 15 is available based on the categorization information of the image output from the image categorizing unit 365. Then, the corresponding parameter kc is selected, and the saturation correction curve creation unit 358 is based on the straight line according to Equation 21 based on the parameter selected by the saturation correction parameter selection unit 368. Then, a correction force curve is created as shown by the solid line in Fig. 18.
  • an appropriate threshold value is set for the correction curve in Fig. 18 and an S-shaped function as shown in equation 19 is used. Performs saturation suppression.
  • the high-saturation section uses a Hermite curve to prevent the value amplified by saturation enhancement from clipping. Using this saturation correction curve, a correction conversion table for the saturation data Cb and Cr is created.
  • the saturation correction section 352 uses the saturation correction table generated by the saturation correction curve creation section 358, and uses the saturation data C b read from the RAM 34. , Cr and output.
  • the white by the S-curve is used.
  • these corrections are based on the correction amount at the time of the normal automatic correction, and the correction amount that finely adjusts the black-and-white level correction amount using the S-shaped curve and the saturation correction amount using the gain coefficient. I do.
  • Television images (or images on a CRT monitor) generally have high average brightness, high contrast (sufficient black level, sufficient white level), and high saturation. Therefore, when a TV-like image is to be obtained by performing image quality correction of “TV”, correction shall be made with these points in mind.
  • the black level Y min — TV in this mode is set by the equation 22 shown in FIG. 25 from the black level Y min obtained by normal automatic correction.
  • the value B K tv is set to 0.7 to 1.0.
  • the white level Ymax-TV in this mode is set by the equation 23 shown in Fig. 26 using the white level Ymax determined by normal automatic correction.
  • the value W tv is set to 0.8 to 1.0.
  • the black level Y min_TV and the white level Y max- TV are converted to a polygonal line, similar to the method of creating a black-and-white level correction curve for “automatic” correction (Fig. 12).
  • the parameter inflection point X 0 and the curvature rr of the approximated S-shaped function (Equation 19) are obtained by the S-shaped parameter calculator (see Fig. 19).
  • the corrected image has a high average luminance and is a high-contrast image.
  • the gain coefficient k c —T V for saturation correction is obtained from the gain coefficient k c set by the image categorization information according to equation 24 shown in FIG.
  • the value GtV is set to 1.0 to 1.2.
  • the above processing is executed by the user selection correction unit of the saturation correction curve generation unit 358 in FIG. 20, and thereafter, the same processing as the saturation correction curve generation method in the “automatic” correction is performed. , Create a correction curve.
  • the picture quality is generally high contrast, but its average brightness is lower than that of television pictures. Therefore, when a “photograph” is corrected to obtain a silver halide camera-like image quality, the correction should be made with this point in mind. 6-4-2-1 Black and white level correction
  • the black level is the same as the black-and-white level correction in “automatic” of 6 — 3 — 4 — 1, and the white level Y max determined by “automatic” according to equation 25 shown in FIG. Use to set the white level Y max—Pic.
  • the value Wpic is set to 0.8 to 1.0.
  • the corrected image is a high-contrast image that retains halftones.
  • a gain coefficient kc_pic for saturation correction is obtained from a gain coefficient kc set by the image categorization information.
  • the value G pic is set to 1.0 to 1.2.
  • the black level value Y min-User of the image is corrected according to the adjustment slide bar 46 of the dark contrast.
  • the black level Y min_User is set by the equation 27 shown in Fig. 26 from the black level Y min in the “automatic” black-and-white level correction of 6-3-4-1.
  • the value BK user ranges from 0.85 to 1 ⁇ 15, and is calculated from 0.85 (minimum dark contrast) to 1.15 (dark contrast) in 0.05 steps using the slide bar 46. Correction is possible up to the maximum).
  • the white level Ymax—User of the image is corrected according to the adjustment slide bar 45 of the bright contrast.
  • the white level Ymax—User sets the white level Ymax power in the “automatic” black-and-white level correction of 6—3—4—1 according to equation 28 shown in Figure 26.
  • the black level Y min—User and the white level Y max—U ser were connected with a straight line, as in the method for creating the black and white level correction curve for “automatic” correction (Fig. 12).
  • the parameter inflection point ⁇ and curvature rr of the S-shaped function (Equation 19) approximated to the polygonal line are obtained by the S-shaped parameter overnight calculator (see Fig. 19).
  • the gain coefficient kc_User for the saturation correction by the user is obtained from the gain coefficient kc set by the image categorization information by the equation 29 shown in FIG.
  • the value G user is 0.85- "1.15
  • the value BK user W user changes according to the adjustments of the light and dark portions of the black and white level correction 45 and 46. It is determined as in Equation 30 shown in 26.
  • the processing described above is executed by the user selection correction unit of the saturation correction curve generation unit 358 in FIG. 20, and thereafter, the same processing as the saturation correction carp generation method in the “automatic” correction is performed. , Create a correction curve.
  • the image in each of the above-mentioned correction processing is 8-bit data by the YCbCr / RGB conversion processing unit 312 in the monitor display processing circuit 31. Converted to a non-linear RGB format signal and converted to LC Supplied to D32 and displayed as an image.
  • the conversion in this YCbCrZRGB conversion circuit is performed by the matrix operation of Expression 31 shown in FIG.
  • M3-1 is the inverse matrix of the matrix used in Equation 7.
  • the RAM 15 for storing the image data in the scene reference color space format that is, the image data in the 16-bit linear sc RGB format is provided in the digital still camera, No- Even without a sonar computer or “image correction and processing software,” users can adjust the white balance of images on the spot with a digital still camera after shooting.
  • the user can correct the gradation and saturation of the image on the spot after shooting by using only a digital still camera.
  • the RAMI 5 Since the RAMI 5 is provided, even if an image is shot with another digital still camera, the image data can be copied to the flash memory 20 to make it white. The balance can be adjusted.
  • the demosaicing processing circuit 12 is unnecessary.
  • the flash memory 20 can be a detachable and independent memory force such as a memory stick (registered trademark).
  • the image data stored in the flash memory 20 can be output to an external device such as a personal computer or a printer via a USB or the like.
  • a W B Auto Wite Balance
  • CCD Charge Cou led Device CRT Cathode Ray Tube
  • the memory for storing the image data of the scene reference color space format is provided in the digital still camera, the user can use the digital still camera only on the spot after shooting to take the image. You can adjust or correct the white balance, gradation and saturation of the image. In addition, it is possible to correct the white balance, gradation, and saturation of an image captured by another digital still camera.
  • the gradation and saturation are automatically corrected based on the statistical analysis of the image, the quality of various types of captured images can be improved with a high probability. Further, since the gradation correction uses a correction curve based on a combination of the S-shaped function and the inverse S-shaped function, it is possible to perform the correction in each of the bright and dark portions of the image independently to some extent.

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Abstract

　デジタルスチルカメラだけで、撮影した画像をユーザの好みの画像に補正できるようにする。　階調補正の実行されるべき画像の画像データを、標準色空間のフォーマットにより保持するＲＡＭ１５と、階調補正回路３５とを設ける。ＲＡＭ１５からこれに保存されている上記画像データを読み出し、この読み出した画像データに対して階調補正回路３５により階調補正を実行する。自動階調補正は、画像の輝度信号を統計解析して画像をカテゴライズし、適正な補正カーブを用いて補正する。

Description

明 細 書
デジタルス チルカ メ ラおよび画像の補正方法 技術分野
こ の発明は、 デジタルスチルカ メ ラおょぴ画像の補正方法に 関する。
背景技術
デジタ ルス チルカ メ ラ の総出荷台数が銀塩カ メ ラ の台数を 超えた こ と か ら も分かる よ う に、 デジタルス チルカ メ ラ の普及 率はかな り 高 く なつてき ている。 これに伴い、 ハイ エン ドのュ 一ザ力 ら ロ ーエン ドのユーザま で様々 な レベルのユーザがデ ジタ ノレスチルカ メ ラ を使用する よ う にな り 、 デジタルスチルカ メ ラ の用途、 画質に対する要求レベル、 画質の好みな どが多様 ィ匕 している。 .
例えば、 これまで銀塩カ メ ラ を使用 してき て、 その画質に慣 れ親 しんでき たユーザは、 デジタルス チルカ メ ラ の撮影画像を 銀塩カ メ ラ で撮影 した写真と 比較 し、 「銀塩カ メ ラ ライ ク」 な 画像を好む傾向にある。 一方、 これまで銀塩カ メ ラ の撮影画像 や静止画画像から疎遠であ り、 テ レ ビの画質に慣れ親 しんだュ 一ザは、 テ レ ビの画像と デジタルス チルカ メ ラ撮影画像 と を比 較 し、 「テ レ ビライ ク」 な画質を好む傾向にある。
こ のため、 デジタルスチルカ メ ラ各社は、 機種ご と に絵作 り を行い、 想定される ターゲッ トユーザが満足する と 思われる画 質の設計を行っ ている。
上述の よ う に、 デジタルスチルカ メ ラ のユーザ層が広がる に つれて画質の好みも多様化 してき ている。 と こ ろが、 ユーザの 画質の好みを満足するよ う な画質を一つのデジタルスチルカ メ ラで実現する こ とは、現在の枠組みでは、 かな り 困難である。 なぜなら、 デジタルスチルカメ ラにおいては、 撮影されたカ ラ 一画像は、 まず、 デジタルスチルカメ ラ各社の独自のノ ウハウ に基づいて A W B補正 （自動ホワイ トバラ ンス補正） 、 階調補 正、 彩度補正などが施され、 その後、 フ ラ ッ シュメモリ に記録 される。
そして、 画像データをフラ ッ シュメモリ に記録する ときの画 像フ ォーマ ッ ト と しては一般に D C F に準拠したフ ォーマ ツ トが使用されるが、 このフォーマッ ト においては、 標準的な色 空間である s R G B色空間が採用されている。 この s R G B色 空間は、 パーソナルコ ンピュータの C R Tモニタの諧調特性や 色域 （色再現範囲） などの色特性を規定している。
また、 画像フォーマッ ト と して、 D C Fでも採用されている J P E Gフォーマッ ト を拡張した J P E G 2 0 0 0 や、 人間が 知覚可能な色再現範囲をよ り広く カバーできる色空間も検討 されている。 それらの中でも、 実シーンの光の量をリ ニアなデ 一夕で保持できる s c R G B色空間 （シ一ン参照色空間） や、 そのデ一夕 を出力先あるいは表示デバイ ス に適するよ う に色 補正した色空間 （アウ トプッ ト参照色空間） 、 例えば拡張 s R G B色空間が国際標準化されよう と している。
しかし、 どの画像フォーマッ ト にせよ、 撮影したカ ラー画像 は、 D C F に準拠した画像フォーマツ ト によ り単一画像と して フラ ッシュメモリ に記録 · 保存されるので、 多彩なユーザの画 質をすベて満足するよ う に保存する こ とはできない。
また、 別の問題と して、 撮影時における基本的な撮影条件の 設定ミスによ り 、 撮影された画像がいわゆる撮影失敗画像とな つてしまう こ とがある。 例えば、 蛍光灯照明下で自然光モー ド で撮影したためカ ラーバラ ンスがく ずれた り 、 露出不足だっ た りする こ とがある。 しかし、デジタルスチルカメ ラのときには、 銀塩カメ ラ画像と異な り 、 画像データがデジタルデ一夕である こ ともあ り 、 撮影後の修正ニーズが大きい。
これらの問題の解決策と して、 パーソナルコ ンピュータにお いて市販の 「画像補正 ， 加工ソ フ ト」 を利用する方法がある。 つま り 、 ユーザがデジタルスチルカメ ラだけではなくパ一ソナ ルコ ンピュータ も所有していれば、 こ う したソフ トウェアを使 用する こ と によ り デジタルスチルカ メ ラで撮影した画像を補 正する こ とができ、 適切な画像とする こ とができる。
しかし、実際には、ユーザが補正に使用できる画像データは、 デジタルスチルカ メ ラ 内で J P E G圧縮な どの処理の行われ たデータであ り 、 その画像データの持つ情報量は実際の撮影シ ーンの情報量よ り も少ないので、 必ずしもュ一ザ、 特にハイェ ン ドユーザが好む画質に十分に補正できない こ とがある。
また、 ローエン ドユーザにとって、 補正 · 加工ソフ ト によ り 撮影画像を自分の好みの画質に補正する こ とは困難であ り 、 め んどうでもある。 このため、 市販の補正 · 加工ソフ トのほとん どには、 「画質自動補正機能」 が装備され、 画質補正の知識が ないユーザでも、 簡単に画質の補正ができるよう にされている しかし、 現状では、 画像内容によっては補正効果にかな り のば らつきがあ り 、 好みの画質とならない画像が多い。
さ らに、 撮影後の補正を行う場合、 現在の s R G B フ ォーマ ッ トあるいはこれに準じた J P E G - Y C C フォ一マツ トによ る保存が問題となる。 すなわち、 s c R G B色空間および s c Y C C色空間などのシーン参照色空間フ ォーマ ッ ト による画 像の保存方法については、 例えば特許願 2 0 0 1 - 3 4 3 7 5 3 によ り解決方法が提案されているが、 現状では、 これらシー ン参照色空間フ ォ ーマ ツ ト画像に対応した画像補正ソ フ ト は 皆無である。
この発明は、 以上のような点にかんがみ、 ユーザが、 撮影し た画像を適切なある いは好みの画像に補正できるよ う にする と ともに、 その補正をデジタルスチルカメ ラ内で実行できるよ う にする ものである。 発明の開示
この発明においては、 例えば、
階調補正の実行されるべき画像の画像データを、 標準色空間 のフォーマッ ト によ り保持するメモリ と、
階調補正回路とを有し、 上記メモリ か ら これに保存されてい る上記画像データを読み出し、
こ の読み出した画像データ に対して上記階調補正回路によ り 上記階調補正を実行する
よう にしたデジタルスチルカメ ラ とする ものである。
したがって、 画像はデジタルスチルカメ ラ内でユーザの好み の画像に補正される。 図面の簡単な説明
図 1 は、 この発明における撮影系の一形態を示す系統図であ る。 2 は、 この発明におけるモニタ系の一形態を示す系統図で ある
3 は、 モニタ系の要部の一形態を示す系統図である。
4 は、 モニタ系の要部の一形態を示す系統図である。
5 は、 モニタ系の G U I 操作の例を説明するための図であ る
6 は、 モニタ系の G U I 操作の例を説明するための図であ る。
7 は、 モニタ系の要部の一形態を示す系統図である。
8 は、 モニタ系の要部の特性を示す特性図である。
9 は、 撮影画像のカテゴリ 分類を説明するための図である
1 0 は、 モニタ系の要部のアルゴリ ズムを示す図である。
1 1 は、 モニタ系の要部のアルゴリ ズムを示す図である。
1 2 は、 モニタ系の要部の特性を示す特性図である。
1 3 は、 モニタ系の要部の特性を示す特性図である。
1 4 は、 モニタ系の要部の特性を示す特性図である。
1 5 は、 モニタ系のパラメータ を示す図である。
1 6 は、 モニタ系の要部のアルゴリ ズムを示す図である。
1 7 は、 モニタ系の要部のアルゴリ ズムを示す図である。
1 8 は、 モニタ系の要部の特性を示す特性図である。
1 9 は、 モニタ系の要部のアルゴリ ズムを示す図である。
2 0 は、 モニタ系の要部のアルゴリ ズムを示す図である。
2 1 は、 数式を示す図である。
2 2 は、 数式を示す図である。
2 3 は、 数式を示す図である。
2 4 は、 数式を示す図である。 図 2 5 は、 数式を示す図である。
図 2 6 は、 数式を示す図である。 発明を実施するための最良の形態
( 1 . 撮影時の信号処理）
図 1 は、 この発明を単板式のデジタルスチルカメ ラに適用 し た場合における撮影系の一例を示す。 すなわち、 被写体 OB Jの 像が撮像レンズ LNSによ り C C Dイ メージセンサ 1 1 に投影さ れ、 この C C Dイ メージセンサ 1 1 か らは 16ビッ ト リ ニアな 3 原色の画像データ R 1、 G 1、 B 1が取り 出され、 この画像デ一 タ R 1、 G 1、 B 1がデモザイ ク処理回路 1 2 に供給されてピク セルごとの画像デ一夕にデモザイ ク化され、 その後、 A W B処 理回路 1 3 によ り A W B処理が行われて画像データ R ' 2、 G ' 2 B ' 2とされる。
次に、 この画像データ R ' 2、 G ' 2、 B ' 2が s c R G Bデ一夕 作成回路 1 4 に供給され、 16ビッ ト リ ニアな s c R G B フ ォー マ ッ ト の画像データ R scRGB、 G scRGB, B scRGBとされ、 こ の 画像データ R scRGB、 G scRGB、 B s c RGBが R A M 1 5 にレ つ た ん保存される。 そして、 この保存された画像データ R scRGB、 G scRGB、 B scRGBがガンマ補正回路 1 6 に供給されてガンマ捕 正される と ともに、 8 ビッ ト X 3 色の画像データ R、 G、 B と され、 この画像データ R、 G、 Bが、 書き込み · 読み出し回路 1 9 によ り不揮発性のメモリ 手段、 例えばフラ ッ シュメモリ 2 0 に書き込まれて保存される。 なお、 こ のフラ ッ シュメモリ 2 0 は、 デジタルスチルカメ ラに対して着脱自在とされている。 あるいは、 ガンマ補正回路 1 6 か らの画像データ R、 G、 B がマ ト リ ッ クス演算回路 1 7 に供給されて Y C C フ ォ一マ ツ トの画像データ、 すなわち、 輝度のデータ Yと、 青および赤の 色差データ C b 、 C r とに変換され、 この画像データ Y、 C b 、 C r が書き込み ·読み出し回路 1 9 によ り フラッ シュメモリ 2 0 に書き込まれて保存される。
なお、 これら画像データ R、 G、 B あるいは Y、 C b 、 C r は、 従来のデジタルスチルカメ ラや 「画像補正 · 加工ソフ ト」 との互換を とるためにフ ラ ッ シュ メモ リ 2 0 に保存される も のである。 そして、 この発明においては、 さ らに次のよ う に構 成される。
すなわち、 R A M I 5 に保存されている画像データ R scRGB、 G scRGB、 B scRGBが、 そのまま、 つま り 、 16ビッ ト リニアな画 像データのまま書き込み ·読み出し回路 1 9 によ り フラ ッ シュ メモリ 2 0 に書き込まれて保存される。
あるいは、 その画像デ一タ R scRGB、 G scRGB、 B scRGBが、 s c Y C C Z s c R G B変換回路 1 8 に供給され、 12ビッ ト ノ ンリ ニアな s c Y C C フォーマッ ト の画像データ Y scYCC、 C b scYC C r scYCCに変換され、 この画像デ一タ Y s cYCC、 C b scYC C r scYCCが書き込み · 読み出し回路 1 9 によ り フ ラ ッシュメモリ 2 0 に書き込まれて保存される。
以上が、 撮影時における信号処理である。
( 2 . s c R G B フォーマツ トの画像データ作成回路の例） s c R G Bデータ作成回路 1 4 においては、 AW B補正後の 画像データ R ' 2、 G ' 2、 B ' 2が 16ビッ ト リ ニアな s c R G B フ ォーマッ トの画像デ一タ R scRGB、 G scRGB、 B scRGBに変換さ れるが、 これは例えば以下のような処理によ り実現される。 す なわち、
(1) まず、 シーンの白 レベル （ 100% 白 レベル） を決定する。 例えば、 図 2 1 に示す式 1 によ り 、 A W B補正後の画像データ R ' 2、 G ' 2、 B ' 2か ら ピクセルごとに画像デ一夕 X raw、 Y raw、 Z rawを算出する。
そして、 画像の全ピクセルあるいは適当にサンプリ ングした ピクセルにおける画像データ Y rawの平均値 Y r aw— aveを算出 し、 その平均値 Y raw_aveの例えば 5 倍の値を白 レベルに設定 する。
(2) ( 1 )項において求めた白 レベルによ り 、 ピクセルごとの画 像データ X raw、 Y raw Z rawを、 図 2 1 に示す式 2 にしたが つて正規化し、 正規化画像データ X r aw_n、 Y raw— n、 Z ra _n を得る。
(3) 図 2 1 に式 3 と して示すよ う に、 （2)項で求めた正規化画 像データ X raw— n、 Y raw_n, Z raw— nに、 行列 M lの逆行列を積 算し、 ピクセルごとに画像データ R ' 3、 G ' 3、 B ' 3を算出する。
(4) 図 2 1 に示す式 4 によ り 、 （3)項で求めた画像データ R ' 3、 G ' 3、 B ' 3から ピクセルごとの 16ビッ ト リニアな s c R G B フ ォーマッ トの画像データ R scRGB、 G scRGB、 B scRGBを作成す る。
この画像データ R scRGB、 G scRGB, B s c RGBが目的とする s c R G B フォーマッ トの画像デ一夕なので、 s c R G Bデータ 作成回路 1 4か ら取り 出して R A M I 5 に保存する。 ( 3 . s c Y C C Z s c R G B変換回路 1 8 の例）
s c Y C C / s c R G B変換回路 1 8 においては、 画像デ一 夕 R scRGB、 G scRGB、 B scRGB力 、 s c R G B フォーマッ トか ら s c Y C C フォーマッ トに変換されるが、 これは例えば以下 のような処理によ り実現される。 すなわち、
(1) 図 2 1 の式 5 および図 2 2 の式 6 によ り 、 16ビッ ト リ ニア な s c R G B フォーマッ トの画像デ一夕 R scRGB、 G scRGB、 B scRGBか ら ノ ン リ ニアな s c R G B フ ォ一マツ トの画像データ R ' scRGB、 G ' scRGB、 B ' s c RGBを算出する。
(2) 図 2 2 に示す式 7 および式 8 によ り 、 ノ ンリ ニアな s c R G B フォーマッ トの画像データ R ' scRGB、 G ' scRGB、 B ' scRGB を、 s c Y C C フォ一マツ トの画像データ Y scYCC、 C b scYCC、 C r scYCCに変換する。
そして、 この画像データ Y scYC C b scYC C r scYCCが、 目的とする s c Y C C フォ一マツ トの画像データなので、 書き 込み ·読み出し回路 1 9 によ り フラッ シュメモリ 2 0 に保存す る。
( 4 . 撮影画像のモニタ時の信号処理）
図 2 は、 この発明を撮影画像を補正するための回路に適用 し た場合の一例を示す。 すなわち、 書き込み ， 読み出し回路 1 9 によ り フ ラ ッ シュ メモ リ 2 0 力、 ら s c R G B フォーマ ツ ト の 画像データ R scRGB、 G scRGB、 B s cRGBが読み出され、 このデ 一夕 R scRGB〜 B scRGBが R A M I 5 に書き込まれる。 あるいは 書き込み · 読み出し回路 1 9 によ り フ ラ ッ シュメモリ 2 0 か ら s c Y C C フォーマッ トの画像データ Y scYCC、 C b scYCC、 C r scYCCが読み出され、 このデータ Y scYCC、 C b scYCC、 C r s cYCCが s c Y C C / s c R G B変換回路 1 8 に供給されて s c R G B フォ一マッ トの画像データ R scRGB、 G scRGB、 B scRG Bに変換され、 この画像データ R scRGB、 G scRGB、 B scRGBが R A M I 5 に書き込まれる。
そして、 1 八？^ 1 5 に書き込まれた画像データ 1^ 3じ1^8、 G s cRGB、 B scRGBがモニタ表示処理回路 3 1 を通じてディ スプレ ィ、 例えば L C D 3 2 に供給され、 カ ラー画像と して表示され る。 .
この場合、 フラ ッ シュメモリ 2 0 に保存されている画像デ一 夕は、 撮影時に A W B処理回路 1 3 によ り ホワイ トバランスが 自動調整されているが、 A W B微調整回路 3 3 が設けられ、 こ の A W B微調整回路 3 3 によ り R A M I 5 の画像デ一夕が処 理されて L C D 3 2 に表示されているカ ラー画像のホワイ ト バランスが微調整される。
また、 s c Y C C Z s c R G B変換回路 1 8 によ り 、 R A M 1 5 の画像データ R scRGB、 G scRGB、 B scRGB力 12ビッ ト ノ ンリ ニアな s c Y C C フォーマツ ト の画像デ一タ Y scYCC、 C b scYCC、 C r scYCCに変換され、 R A M 3 4 に書き込まれる。 そして、 この R A M 3 4 の画像デ一タ Y scYC C b scYCC、 C r s cYCCが、 階調補正回路 3 5 によ り ュ一ザの G U I 操作に し たがって補正され、 その補正結果の画像データがモニタ表示処 理回路 3 1 によ り R G B フ ォーマ ツ 卜 の信号に変換されてか ら L C D 3 2 に供給され、 カラ一画像と して表示される。
また、 この階調補正回路 3 5 によ り 階調補正された画像デ一 夕が書き込み ·読み出し回路 1 9 を通じてフラ ッシュメモ リ 2 0 に書き込まれ、 保存される。
( 5 . A W B微調整回路 3 3 の例）
R A M I 5 に書き込まれた s c R G B フ ォーマ ッ ト の画像 データ R scRGB、 G scRGB、 B sc RGBは、 デジタルスチルカ メ ラ 内に保存されている撮影時の白情報よ り 、 ホワイ トバラ ンスが 微調整される。 これは以下のような処理によ り実現される。
5 - 1 撮影時の白色点か ら色温度を Δ Τ 〔 K〕 補正する場 合 （図 3参照）
5 - 1 - 1 撮影後、 その場でホワイ トバランスを微調整す る ¾
( 1 ) 撮影時のデータか ら撮影シーンの白色点の色温度評価値 T w 〔 Κ〕 を得る。 そして、 白色点色温度評価部 3 3 1 におい て、 図 2 2 に示す式 9 によ り 、 その評価値 T w [ K ] か らホヮ ィ 卜バラ ンス補正後の撮影シー ンの白色点色温度評価値 T w ' 〔 K〕 を算出する。
(2) 図 2 3 に示す式 1 0 によ り 、 （1)項で求めた白色点色温度 情報 T w ' 〔 K〕 か ら x y色度値 x d '、 y d 'を算出する。 こ の式 1 0 は、 色温度が 4000 Kか ら 7000 Kでほぼ成立する こ とが 知られている。
(3) 図 2 3 に示す式 1 1 によ り 、 （2)項で求めた白色点の X y 色度値 x d '、 y d 'から X Y Z三刺激値 X w'、 Y w '、 Z w ' を求める。
(4) 図 2 3 に示す式 1 2 によ り 、 式 1 で使用 したマ ト リ クス M 1の逆行列を使用 して、補正後の白色点三刺激値 X w '、 Y w '、 Z w'か ら s R G Bモニタに表示する場合のリ ニア R G B値 R ' w， G ' w， B w'を求める。 ■
(5) 一方、 補正前の T w 〔 K〕 の白色点については、 式 1 0 お よび式 1 1 よ り、 その X Y Z三剌激値 X w、 Y w、 Z wを求め る こ とができる。
(6) 式 1 2 を使用 して、 補正前のシーンの白色点を s R G Bモ 二夕に表示する ときのリ ニアな R G B値 R w、 G w、 B wを算 出する。
(7) ホワイ トパランス調整係数算出部 3 3 2 において、 図 2 3 に示す式 1 3 によ り 、補正前後の リ ニアな R G B値 R w、 G w、
B wおよび R ' w、 G ' w、 B ' wか ら、 ホワイ トノ ラ ンス調整 係数 k r 、 k g、 k b を求める。
(8) ホワイ トバランス調整演算部 3 3 3 において、 図 2 3 に示 す式 1 4 のよう に、 R A M I 5 か ら読み出した s c R G B フォ —マッ トの画像データ R scRGB、 G scRGB、 B scRGBに、 （7)項で 求めたホワイ トバランス調整係数 k r 、 k g 、 k b を積算し、 補正後の s c R G B フォ一マツ トの画像データ R scRGB— W、 G s cRGB_W、 B scRGB— Wを算出する。 この算出した画像デ一タ R s cR GB— W、 G scRGB— W、 B scRGB— Wを、 微調整結果と して R A M I 5 に書き戻す。
5 - 1 - 2 フ ラ ッ シュメモ リ 2 0 に記録されている画像 のホワイ トバラ ンスを微調整する場合
(1) あ らかじめ撮影デ一タ （データ s c R G B または s c Y C C ) のヘッダ部に記録されている撮影時の白色点情報を読み込 み、 撮影時の白色点色温度 T w 〔 K〕 を得る。 この情報よ り 、 ホワイ トバランス補正のための補正係数 k r 、 k g 、 k b を算 出する。 算出方法は、 上述の 5 — 1 一 1 と同様である。
(2) フラ ッ シュメモリ 2 0 内の画像データが、 16ビッ ト リ ニア な s c R G B フォーマッ トの画像データ R scRGB、 G scRGB、 B scRGBの場合は、 5 — 1 — 1 の （6)項と同様の補正を行う 。
(3) フラ ッ シュメモリ 2 0 内の画像データが、 12ビッ ト ノ ンリ ニァな s c Y C C フォ一マツ トの画像デ一夕 Y scYCC、 C b scY C C r scYCCの場合は、 その画像デ一タ Y scYC C b scYCC, C r scYCCを s c Y C C / s c R G B変換回路 1 8 によ り 16ビ ッ ト リ ニアな s c R G B フォーマツ 卜の画像データ R scRGB、 G scRGB、 B scRGBに変換し、 同様な補正を行う。
以下に、 その変換方法を詳述する。
(3) -1 フ ラ ッ シュメモ リ 2 0 力、 ら読み出した 12ビッ ト ノ ン リ ニァな s c Y C C フォ一マツ トの画像デ一夕 Y scYCC、 C b scY CC、 C r scYCCを、 図 2 3 に示す式 1 5 および式 1 6 によ り ノ ンリ ニアな s c R G B フォーマツ トの画像デ一タ R ' scRGB、 G ' scRGB、 B ' scRGBに変換する。
(3) -2 図 2 4 に示す式 1 7 によ り 、 上記（3) -1によ り得た画像 デ一タ R ' scRGB、 G ' scRGB、 B ' scRGBを、 リ ニアな s c R G B フォーマッ トの画像データ R ' 3、 G ' 3、 B ' 3に変換する。
(3)- 3 上記（3)-2によ り得た画像データ R ' 3、 G ' 3、 B ' 3を、 式 4 によ り 、 16ビッ 卜 リ ニアな s c R G B フォーマツ 卜の画像 デ一夕 R scRGB、 G scRGB、 B scRGBに変換する。 5 - 2 モニタ表示処理回路 3 1 の例 （図 4参照）
ホワイ トバラ ンス調整前および調整後の s c R G B フ ォー マッ トの画像データ R scRGB、 G scRGB、 B scRGBは、 モニタ表 示処理回路 3 1 の s c R G B / R G B変換処理部 3 1 1 にお いて、 R G B フォーマツ トの画像データに変換されて L C D 3 2 に供給され、 カラ一画像と して表示される。 以下、 s c R G B フ ォーマ ツ トカ、 ら R G B フ ォーマツ トへの変換について詳 述する。
( 1 ) 式 5 および式 6 にしたがって、 16ピッ ト リ ニアな s c R G B フ ォーマッ トの画像データ R scRGB、 G scRGB、 B scRGBを、 ノ ン リ ニアな s c R G B フォーマツ トの画像データ R ' scRGB、 G ' scRGB、 B ' scRGBに変換する。
(2) 図 2 5 に示す式 1 8 によ り 、 （1)項によ り得た画像デ一夕 を、 8 ビッ ト ノ ンリニアな R G Bデ一夕 R、 G、 B に変換する。
(3) 上記（2)項によ り得た 8 ビッ ト ノ ンリ ニアな画像データ R G、 B を、 L C D 3 2 に供給する。
5 - 3 AW B微調整 G U I の ί列
こ こでは、 AW B微調整の G U I の操作例を図 5 によ り説明 する。 すなわち、 図 5 は、 上述したデジタルスチルカメ ラの後 面を示し、 この後面には、 L C D 3 2 、 メニューポタ ン 4 1 、 決定ボタ ン 4 2 、 上下方向および左右方向のカーソルポタ ン 4 3 が配置されている。 そして、
(1) ホワイ トバラ ンスの微調整を行う画像を選択して L C D 3 2 に表示する。
(2) メニューポタ ン 4 1 、 カーソルポタン 4 3 および決定ポ夕 ン 4 2 を操作して 「ホワイ トバランス微調整モー ド」 を選択す る。 する と、 例えば図 5 Aに示すよう に、 （1)項で表示した画像 に、 「調整」 、 「高い」 、 「標準」 、 「低い」 の文字がスーパ 一イ ンポーズ表示される。 これらの文字は、 カーソルポタ ン 4 3 および決定ポタ ン 4 2 によ り選択できる ものであるが、 「調 整」 は、 次に述べる補正をするためのものである。 また、 「高 い」 を選択する と、 画像の白色点色温度が現在値よ り も 500〜 1 000 〔 K〕 程度高く補正され、 「低い」 を選択する と、 500〜 0 00 〔 Κ〕 程度低く補正され、 「標準」 を選択する と、 そのまま とされる。
(3) 「調整」 を選択する と、 図 5 Β に示すよう に、 L C D 3 2 にはさ らにスライ ドバー 4 4が表示され、 カーソルボタ ン 4 3 を操作してスライ ドバー 4 4 を左右方向に移動させる と、 例え ば、 スライ ドバ一 4 4が 1 ピッチ移動する ごとに画像の白色点 色温度が 100 〔 Κ〕 程度高く あるいは低く補正される。
( 6 . 階調補正回路 3 5 の階調補正の手法の例 （図 2参照） ） R A Μ 3 4 に保存された 12ビッ ト ノ ン リ ニアな s c Y C C フォーマツ トの画像データ Y scYCC、 C b scYC C r scYCCは、 階調補正回路 3 5 において階調が補正されるが、 以下に詳述す るよう に、 この階調の補正は、 ユーザの G U I 操作にしたがつ て行われる。
6 - 1 自動階調補正
図 6 は、 階調を補正する場合の G U I の操作例を示す。 すな わち、
(1) 階調の調整を行う画像を選択して L C D 3 2 に表示する。 ( 2 ) メニューボタ ン 4 1 、 力一ソルボタ ン 4 3 および決定ボタ ン 4 2 を操作して 「階調調整モー ド」 を選択する。
する と、 例えば図 6 Aに示すよう に、 （1 )項で表示した画像 に、 「調整」 、 「自動」 、 「 T V」 、 「写真」 の文字がスーパ 一イ ンポーズ表示される。 これらの文字は、 カーソルポタ ン 4 3 および決定ポタ ン 4 2 によ り選択できる ものであるが、 「調 整」 は、 ユーザが次に述べる補正を手動で実行するためのもの である。 また、 「 T V」 を選択する と、 テレビライ クな画質に 補正され、 「写真」 を選択する と、 銀塩カメ ラライ クな画質に 補正される。
( 3 ) 「調整」 を選択する と、 図 6 B に示すよ う に、 L C D 3 2 にはさ ら にスライ ドバー 4 5 、 4 6 が表示され、 力一ソルポ夕 ン 4 3 を操作してス ライ ドバ一 4 5 を左右方向に移動させる と、 スライ ドバ一 4 5 が 1 ピッチ移動する ごとに画像の明部の コ ン ト ラス トが 1 ステッ プずつ高く あるいは低く補正される。 また、 ス ライ ドバー 4 6 を左右方向に移動させる と、 スライ ド ノ 一 4 6 が 1 ピッチ移動する ごと に画像の暗部のコ ン ト ラス トが 1 ステップずつ高く あるいは低く 補正される。
( 4 ) 上記（2 )項で、 「自動」 を選択する と、 階調の自動補正が 実行される。 この自動補正には、 図 6 C に示すよ う に、 一般的 な自動補正をする「標準」、夜景向けの自動補正をする「夜景」、 雪景色向けの自動補正をする 「雪景色」 があ り 、 これらをユー ザが選択する こ とできる。 6 - 2 階調補正回路 3 5 の例
図 7 は、 階調補正回路 3 5 の一例を示す。 こ こでは、 この階 調補正回路 3 5 の概略について説明し、 各部の詳細については 後述する。 図 7 において、 R A M 3 4 に保存された画像データ Y scYCC、 C b scYC C r scYCCのうち、 輝度データ Y scYCCが 階調補正部 3 5 1 に供給され、 階調が補正されて出力される。 また、 色差データ C b scYCC、 C r scYCCが、 彩度補正部 3 5 2 に供給され、 彩度が補正されて出力される。 なお、 これら出力 された画像データ Y scYCC、 C b scYCC、 C r scYCCは、 上述の よ う に、 L C D 3 2 に供給されてカラ一画像と して表示される と と もに、 フラ ッ シュメモ リ 2 0 に供給されて保存される。 そして、 この とき、 輝度データ Y scYCCが輝度信号ヒス ト グ ラム演算部 3 5 3 、 画像情報抽出部 3 5 4および画像力テゴラ ィ ズ部 3 5 5 に順に供給されて画像が例えば 10種類のカテゴ リ のどれかに分類される。 そして、 この分類結果を使用 して、 白黒レベル補正カーブ作成部 3 5 6 、 階調補正カーブ作成部 3 5 7 および階調補正パラメ一夕選択部 3 6 7 によ り 、 階調補正 部 3 5 1 の階調の補正特性が決定される。 また、 上記の分類結 果を使用 して彩度補正カーブ作成部 3 5 8 および彩度補正パ ラメ一夕選択部 3 6 8 によ り、 彩度補正部 3 5 2 の彩度の補正 特性が決定される。 なお、 R O M 3 6 9 には、 各種のパラメ一 夕や閾値が用意されている。 そして、 各部の処理内容は、 以下 に示すとお りである。
6 - 3 - 1 輝度信号 Yの累積ヒス ト グラム演算
輝度信号ヒス トグラム演算部 3 5 3 には、 R A M 3 4から階 調補正を行う画像の輝度データ Y s cYCCが供給される。 そして、 輝度信号ヒス トグラム演算部 3 5 3 は、 図 8 に示すよう に、 そ の輝度データ Y scYCCか ら輝度信号 Y の累積ヒス ト グラム f (Y)を作成する。
6 - 3 - 2 画像情報の抽出
輝度信号ヒス ト グラム演算部 3 5 3 によ り作成された輝度 信号 Yの累積ヒス ト グラム f (Y)が画像情報抽出部 3 5 4 に供 給される。 そして、 この画像情報抽出部 3 5 4 は、 図 8 に示す よ う に、 累積ヒス ト グラム f (Y)のデータが、 そのデータ全体 の p 1 % 、 p 2 % 、 · · · 、 p n% (例えば、 5 %、 10%、 · · · 、 95% ) となる ときの輝度信号 Yの値 Υ 1、 Υ 2、 · · · 、 Υ ηを算出する。 なお、 この値 Υ 1〜 Υ ηは、 画像の明るさを示す こ とになる。
6 - 3 - 3 画像のカテゴライズ
画像カテゴライズ部 3 5 5 は、 画像情報抽出部 3 5 4 の作成 した画像情報 Υ 1〜 Υ ηを使用 して、 画像を図 9 に示すよう に 12 種類のカテゴリ に分類する。 このため、 画像のカテゴライズ部 3 5 5 は、 例えば図 1 0 に示すよ うなアルゴリ ズムによ りカテ ゴライズを行う。 すなわち、
(1) 輝度信号情報値 Υ 1を、 あ らかじめ設定した 2 つの閾値 Ave LimK AveLim2と比較し、 画像の明る さ を、 「明るい （Hi)」 、 「平均的（Ave)」 、 「暗い （Lo)」 の 3 つのカテゴリ に分類する。 (2) 輝度信号情報値 Y 2、 Y 3から値 R ( = Y 3— Y 2)を算出し、 この値 Rをあ らかじめ設定した 2 つの閾値 RangeL iml、 RangeL im2と比較して、 画像の明るさの幅 (レンジ） を、 「狭い （Narr ow)」 、 「中間（Mid)」 、 「広い （Wide)」 の 3 つのカテゴリ に分 類する。 したがって、 （1)項の画像の明るさの分類と合わせて、 画像は 3 カテゴリ X 3 カテゴリ の計 9 カテゴリ の どれかに分 類される こ とになる。
(3) さ らに、 明るさの幅が 「広い （W i d e)」 に分類された 3 つの カテゴリ （明るい、 平均、 暗い） の画像から、 図 9 の右側に示 すよう に、 画像のヒス トグラムの形状が 「 U字形」 となる画像 を抽出する。 この抽出処理は、 画像の輝度信号値 Y 4、 Y 5、 お よび累積ヒス トグラムの暗部と明部の傾き値 S l、 S 2を、 あ ら かじめ設定した閾値 U-Liml、 U-Lim2、 Slpl、 Slp2と比較する こ とによ り行う。
(4) 以上によ り 、 ユーザの補正したい画像は、 U字形ヒス トグ ラムを含む 10カテゴリ のどれか 1 つに分類される。
(5) 撮影時に、 ユーザが、 夜景モー ド、 雪景色モー ドなどのモ ー ド選択をしている場合には、 その撮影情報によ り 、 あるいは 画像補正時の G U I 入力 （図 7参照） がある場合には、 その G U I 入力によ り、 図 9 の右側に示すよ う に、 「夜景」 、 「雪景 色」 の 2 つのカテゴリ を追加し、 計 12のカテゴリ 分類を行う。
6 - 3 - 4 白黒レベル補正
6 - 3 - 4 - 1 一般的な白黒レベル補正
画像カテゴライ ズ部 3 5 5 によ り カテゴリ 分類された画像 の画像デ一夕は、 図 7 に示すよう に、 白黒レベル補正力一ブ作 成部 3 5 6 に供給される。 この白黒レベル補正カーブ作成部 3 5 6 は、 主と して撮影時の露出状態によ り生じる不十分なコ ン ト ラス ト を高めるためのものであ り 、 このため、 例えば図 1 1 に示すよう に構成され、 図 1 2 に示すよ う に S字特性を有する この S字特性の生成には、 画像の黒レベルの輝度値 Y m i nが 0 に近づき、 画像の白 レベルの輝度値 Y maxが 1.0に近づく こ とを 意図して、 輝度値 Y m i nと輝度値 Y maxとを直線で結んだ折れ線 に近似した変局点 X 0および曲率 r r をパラメ一夕 とする式 1 9 (図 2 5参照） の関数を使用する。 輝度値 Y min、 Ymaxは、 通常はヒス トグラム分布の両端に相当する点と して、 それぞれ 累積ヒス ト グラム値か ら適当に決めた値を とる輝度信号値 Y か ら決定する。 ただし、 黒側の レベル Y m i nは過補正を防ぐた め適当な閾値 Y THを設定し、 制限する。
6 - 3 - 4 - 2 「夜景」 、 「雪景色」 の白黒レベル補正 6 — 3 — 3 で説明したよう に、 「夜景」 モー ドおよび 「雪景 色」 モー ドに対しては、 累積ヒス ト グラムのみから判定される カテゴリ の場合とは異なる補正効果を与える必要があるので、 白黒レベルの補正についても、 ユーザシーン選択補正部 （図 1 1 参照） において特別な処理を行う。 なお、 「夜景」 モー ドお よび 「雪景色」 モー ドの情報は、 ユーザ G U I による情報 （図 7 参照） 、 あるいは画像フ ァイルのへッダ情報か ら得る。 以下 に、 その処理内容を、 図 1 3 を用いて説明する。
6 - 3 - 4 - 2 - 1 カテゴリ 「夜景」 に対する白補正 夜景のヒス ト グラムは階調が低い方に偏っ ている特徴があ るが、 その一方、 街灯などの面積は比較的小さいが高輝度の物 体が含まれている場合が多い。 そして、 その場合は、 図 9 の夜 景のヒス 卜グラムに示すよ う に、 階調の最大値付近に一定量の 画素が分布する。 このため、 通常の白黒レベル補正における輝 度値 Y maxの決定手法では、 白側の補正効果が十分には得られ ない。
そこで、 このよ うな高輝度部に効果な'補正を施すため、 夜景 用の白補正レベルを、 通常手法によ り設定される輝度値 Y max よ り若干小さな値に設定する。 この設定によ り 、 発光体、 例え ば街灯など高輝度の部分も、 よ り 明るい方向へシフ 卜するので 輝きを強調するよ うな効果を与える こ とができる。
また、 上記の設定を しないときには、 累積ヒス ト グラムか ら 検出した輝度値が低く なるので、 白 （ 1.0) へ近づけるための 補正量が大きく な りすぎるが、 上記の設定をする場合には、 検 出した輝度値と、 白 （ 1.0) との中間点を白補正レベル Y maxと して使用するので、 補正量が大きく な り過ぎる こ とが防止され る とともに、 も とも と夜景のシーンが持つ暗さ を損なう こ とが ない。
6 - 3 - 4 - 2 - 2 カテゴリ 「夜景」 に対する黒補正 夜景は階調が低い範囲に分布しているため、 通常手法による 黒レベル Y minの値を用いても黒補正自体の効果は現れにく い , また、 必ずしも必要ではない。 しかし、 白側の補正量によって は、 シャ ド一部の階調もその影響で逆に僅かに高く なる場合が 想定される。 そして、 夜景のよう に広い面積でシャ ドー部の階 調を高くする こ とは、 現状のデジタルスチルカメ ラの撮像特性 では、 ノイズが強調されるため好ま し く ない。
したがって、 夜景に対しては、 このようなノイズの強調を確 実に抑え、 さ らには、 夜景の暗さを積極的に強調するため、 黒 補正レベル Y minを通常手法による値 Y minよ り も低い値に固 定し、 シャ ド一部のよ り低階調の部分を確実に暗くするよ う な 効果を与える。
6 - 3 - 4 - 2 - 3 カテゴリ 「雪景色」 に対する黒補正 雪景色では、 夜景と反対に、 階調が高い範囲に分布している ので、 白補正自体の効果は現れにく い。 しかし、 黒側の補正量 によっては、 その影響で明部の階調も下がる こ とによ り 、 明部 に汚れのよ う な不自然な黒さや擬色が発生するなど好ま し く ない結果が想定される。
したがって、 雪景色に対しては、 通常手法による黒レベル値 Y minと黒 （ 0) との間の適当な値を黒補正レベル Y minと し、 黒補正の効果を抑える。 この黒補正によ り コ ン ト ラス トが強調 されても、 雪景色の特徴的な白さが損なわれない効果もある。 6 - 3 - 5 階調補正パラメ一タ選択部 3 6 7 と階調補正 こ こでの階調補正は、 上述の白 レベルや黒レベルの補正が意 図する と ころ と同様、 主に露出が適正ではなかったため、 階調 が潰れている レンジのコ ン ト ラス ト を相対的に向上させる こ と、 および白黒レベル補正による過度な効果をカテゴリ に応じ た程度で戻すこ とを目的とするものである。 そして、 この階調 補正のため、 例えば図 1 4 に示すような逆 S字カーブを適用す る もので、 この逆 S字カーブの生成には、 変局点 χ θと曲率 r r をパラメータ とする式 2 0 (図 2 5参照） の関数を使用する。 このため、 図 7 の R O M 3 6 9 には、 例えば図 1 5 に示すよ う に、 全 12カテゴリ に対する変局点 X 0および曲率 r r のパラ メータ と、 後述する彩度のためのパラメータ k c のテーブルが 用意される。 なお、 パラメ一夕 χ θは、 0.4〜 8の値を と り 、 ノ°ラメ一夕 r r は、 1.0か ら 10の値をとる。
そして、 階調補正パラメ一夕選択部 3 6 7 は、 図 1 6 に示す よう に、 画像カテゴライズ部 3 5 5 か ら出力される画像のカテ ゴリ情報によ り、 図 1 5 に示すテーブルを参照して対応するパ ラメ一夕を選択し、 階調補正カーブ作成部 3 5 7 が、 階調補正 パラメ一夕選択部 3 6 7 の選択したパラメータによ り 、 図 1 4 に示すような階調補正逆 S字カーブを作成する。
さ らに、 階調補正パラメ一夕選択部 3 6 7 は、 この階調補正 逆 S字カーブと、 白黒レベル補正カーブ作成部 3 5 6 の作成し た白黒レベルの補正 S字カーブ （図 1 2 ) とを組み合わせ、 輝 度信号値の補正変換テーブルを作成する。 そして、 階調補正部 3 5 1 は、 階調補正パラメータ選択部 3 6 7 の作成した補正変 換テーブルを使用 して、 R A M 3 4か ら読み出される輝度の画 像データを、 図 1 4 に示すよう に、 値 Y i nか ら値 Y 0 u tに変換 して出力する。
6 - 3 - 6 彩度補正
Y C C色空間では、 上記のよう に輝度信号チャ ンネルにおけ る階調補正を行う と、 中〜高彩度部の彩度が失われる場合があ る。 このため、 階調補正と同時に彩度を維持するための補正処 理を行う。 この彩度補正は、 色差データ C b、 C r によるク ロ マ値 C に対して行う もので、 基本的には、 図 2 5 に示す式 2 1 を使用 し、 色差デ一夕 C b 、 C r に対する利得係数 k c を制御 して彩度を強調する。
このため、 図 7 の R O M 3 6 9 には、 例えば図 1 5 に示すよ う に、 全 1 2カテゴリ に対する利得係数 k c のパラメ一夕のテ一 ブルが用意される。 なお、 このパラメ一夕 k c は、 1 . 0〜 2 . 0の 値をとる。
そして、 彩度補正パラメータ選択部 3 6 8 は、 図 1 7 に示す よ う に、 画像カテゴライズ部 3 5 5 から出力される画像のカテ ゴリ情報によ り 、 図 1 5 に示すテ一ブルか ら対応するパラメ一 夕 k c を選択し、 彩度補正カーブ作成部 3 5 8 が、 彩度補正パ ラメ一夕選択部 3 6 8 の選択したパラメータによ り 、 式 2 1 に よる直線をベース と して図 1 8 に実線によ り 示すよ う補正力 ーブを作成する。
この場合、 ほとんど無彩色な低彩度部が着色される こ とを避 けるため、 図 1 8 の補正カーブには適当な閾値を設定し、 式 1 9 のような S字関数を使用 して彩度抑制を行う。 また、 高彩度 部は、 彩度強調によ り増幅した値がク リ ッ プしないよ う にする ため、 エルミー ト曲線を使用する。 この彩度補正カーブによ り 、 彩度データ C b、 C r の補正変換テーブルを作成する。
そして、 彩度補正部 3 5 2 は、 彩度補正カーブ作成部 3 5 8 によ り生成された彩度補正テ一ブルを使用 し、 R A M 3 4か ら 読み出された彩度データ C b、 C r を補正し、 出力する。
6 - 4 ユーザ選択による階調補正と彩度補正
こ こでは、 図 6 に示すよ うな G U I 操作において、 ユーザが 「 T V」 の補正モー ドあるいは 「写真」 の補正モ一 ドを選択し た場合について説明する。
これらのモー ドにおいても、 図 1 9 および図 2 0 に示すよ う に、 ⑥— 1 の自動階調補正の場合と同様、 S字カーブによる 白 黒レベル補正、 逆 S字カーブによる階調補正、 彩度強調補正を 行う。 なお、 これらの補正は、 通常の自動補正時の補正量をべ ース と し、. S字カーブによる 白黒レベル補正量、 利得係数を使 用 しての彩度補正量を微調整した補正とする。
6 - 4 - 1 「 T V」 の画質補正
テレビ画像 （あるいは C R Tモニタの画像） は、 一般に、 画 像の平均輝度が高く 、 ハイ コ ン ト ラス ト （十分な黒レベル、 十 分な白 レベル） 、 高彩度である。 したがって、 「 T V」 の画質 補正を行ってテレビライ クな画像を得る場合には、 これらの点 に留意した補正を行う こ と とする。
6 - 4 - 1 - 1 白黒レベル補正
6 一 3 一 4 - 1 の「自動」 における 白黒レベル補正と比較し、 黒レベル補正を抑制する。 このため、 このモー ドによる黒レべ ル Y m in— TVを、 通常の自動補正による黒レベル Y minから、 図 2 5 に示す式 2 2 によ り設定する。 なお、 値 B K tvは、 0.7〜 1. 0とする。 また、 このモー ドにおける 白 レベル Y max— TVは、 通 常の自動補正によ り決定される 白 レベル Y maxを使用 し、 図 2 6 に示す式 2 3 によ り設定する。 なお、 値 W tvは、 0.8〜 1.0と する。
これらの処理を行った後、 「自動」 の補正における 白黒レべ ル補正カーブの作成手法 （図 1 2 ) と同様、 黒レベル Y min_TV と 白 レベル Y max— TVと を直線で結んだ折れ線に近似した S字 関数 （式 1 9 ) のパラメ一タ変局点 X 0と曲率 r r を S字パラ メータ算出部 （図 1 9 参照） によ り求める。 以上によ り 、 補正後の画像は、 平均輝度が高く 、 ハイ コ ト ン 卜 ラス 卜な画像となる。
6 - 4 - 1 - 2 階調補正
6 — 3 — 5 の 「自動」 における階調補正と同様、 画像のカテ ゴライズ情報による逆 S 字カーブを作成して 6 — 4 — 1 - 1 によ り求めた白黒レベル補正カーブと組み合わせ、 この組み合 わせ結果の補正カーブによ り輝度データ Yを補正する。 6 - 4 - 1 - 3 彩度補正
6 _ 3 — 6 の 「自動」 における彩度補正の場合の画像のカテ ゴライズ情報による補正よ り も、 さ ら に彩度強調する。 このた め、 図 2 6 に示す式 2 4 によ り 、 画像カテゴライズ情報によ り 設定される利得係数 k c か ら彩度補正用の利得係数 k c — T Vを 求める。 なお、 値 G t Vは、 1.0〜 1.2とする。
以上のような処理を、 図 2 0 における彩度補正カーブ作成部 3 5 8 のユーザ選択補正部において実行し、 その後、 「自動」 の補正における彩度補正カーブ作成手法と同様の処理によ り 、 補正カーブを作成する。
6 - 4 - 2 「写真」 の画質補正
写真の画質は、 一般に、 ハイ コ ン ト ラス トであるが、 テレビ 画像と比較する と、 その平均輝度は低い。 したがって、 「写真」 の補正を行って銀塩カメ ラ ライ クな画質を得る場合には、 この 点に留意した補正を行う。 6 - 4 - 2 - 1 白黒レベル補正
黒レベルは、 6 — 3 — 4 — 1 の 「自動」 における白黒レベル 補正と同様であ り 、 図 2 6 に示す式 2 5 によ り、 「自動」 によ り 決定される 白 レベル Y maxを使用 して白 レベル Y max— P i cを 設定する。 なお、 値 W p i cは、 0.8〜 1.0とする。
以上の処理を行った後、 「自動」 の補正における 白黒レベル 補正カーブの作成手法 （図 1 2 ) と同様、 黒レベル Yminと 白 レベル Y m ax— P i cとを直線で結んだ折れ線に近似した S字関数 (式 1 9 ) のパラメータ変局点 χ θと曲率 r r を S字パラメ一 夕算出部 （図 1 9参照） によ り求める。
以上によ り 、 補正後の画像は、 ハイ コ ン ト ラス トで、 かつ、 中間調を保持した画像となる。
6 - 4 - 2 2 階調補正
これは、 6 4 — 1 — 2 における 「 T V」 の階調処理と同じ である。
6 - 4 - 2 - 3 彩度補正
基本的には、 6 — 4 — 1 一 3 と同じであ り 、 6 — 3 — 6 の「自 動」 における彩度補正の場合の画像のカテゴライズ情報による 補正よ り も、 さ らに彩度強調する。 このため、 図 2 6 に示す式
2 6 によ り 、 画像カテゴライズ情報によ り設定される利得係数 k c か ら彩度補正用の利得係数 k c _p i cを求める。 なお、 値 G picは、 1.0〜 1.2とする。
以上のような処理を、 図 2 0 における彩度補正カーブ作成部
3 5 8 のユーザ選択補正部において実行し、 その後、 「自動」 の補正における彩度補正カーブ作成手法と同様の処理によ り 、 補正カーブを作成する。
6 - 4 - 3 ユーザによる階調調整モー ド
図 6 に示す G U I 操作において、 ユーザが 「調整」 を選択し た場合、 図 6 B に示すよう に、 ユーザは、 画像の明部コ ン ト ラ ス トおよび暗部コ ン ト ラス トの調整ができるよう にする。
6 - 4 - 3 - 1 白黒レベル補正
図 6 B に示すよう に、 画像の黒レベル値 Y min— Userを、 暗部 コ ン ト ラス トの調整スライ ドバー 4 6 にしたがって補正する。 この場合、 その黒レベル Y min_Userは、 6 — 3 — 4 — 1 の 「自 動」 の白黒レベル補正における黒レベル Y minか ら、 図 2 6 に 示す式 2 7 によ り設定する。 なお、 値 B K u s e rは、 0.85〜 1 · 15 をと り 、 スライ ドバー 4 6 によ り 、 0.85 (暗部コ ン ト ラス トが 最小） から 0.05ステッ プで 1. 15 (喑部コ ン ト ラス トが最大） ま で補正が可能とされる。
また、 画像の白 レベル Y max— Userを、 明部コ ン ト ラス トの調 整スライ ドバ一 4 5 にしたがって補正する。 この場合、 その白 レベル Ymax— Userは、 6 — 3 — 4 — 1 の 「自動」 の白黒レベル 補正における白 レベル Y max力 ら、 図 2 6 に示す式 2 8 によ り 設定する。 なお、 値 W userは、 0, 85〜 1.15の値をと り （ただし、 • Y max— Userが 1.0を超えた場合は、 Y max_Us er = 1.0とする） 、 スライ ドバー 4 5 によ り 、 0.85 (明部コ ン ト ラス トが最大） か ら 0.05ステッ プで 1.15 (明部コ ン ト ラス 卜が最小） まで補正が 可能とされる。 以上の処理を行った後、 「自動」 の補正における 白黒レベル 補正カーブの作成手法 （図 1 2 ) と同様、 黒レベル Y m i n— Us e r と 白 レベル Y max— U s e rとを直線で結んだ折れ線に近似した S 字関数 （式 1 9 ) のパラメータ変局点 χ θと曲率 r r を S字パ ラメ一夕算出部 （図 1 9 参照） によ り求める。
6 - 4 - 3 - 2 階調補正
これは、 6 — 4 — 1 一 2 における階調処理と同じである。 6 - 4 - 3 一 3 彩度補正
6 - 4 - 3 ― 1 における 白黒レベル補正量に対応して彩度 補正量を決定する。 このため、 図 2 6 に示す式 2 9 によ り 、 画 像カテゴライズ情報によ り 設定される利得係数 k c か らユー ザによる彩度補正の利得係数 k c _U s e rを求める。 なお、 値 G u s e rは、 0.85- " 1.15をと り 、 白黒レベル補正の明部と暗部のス ライ ドノ 一 4 5 、 4 6 の調整にしたがって変化する値 B K u s e r W u s e rによ り 、 図 2 6 に示す式 3 0 のよ う に決定する。
以上のよ うな処理を、 図 2 0 における彩度補正カーブ作成部 3 5 8 のユーザ選択補正部において実行し、 その後、 「自動」 の補正における彩度補正カープ作成手法と同様の処理によ り 、 補正カーブを作成する。
6 - 5 階調補正後画像のモニタ リ ング （図 4参照） 上述の各補正処理における画像は、 モニタ表示処理回路 3 1 における Y C b C r / R G B変換処理部 3 1 2 によ り 8 ビッ ト ノ ン リ ニアな R G B フ ォーマツ ト の信号に変換されて L C D 3 2 に供給され、 画像として表示される。 この Y C b C r Z R G B変換回路における変換は、 図 2 6 に示す式 3 1 のマ ト リ クス演算によ り行われる。 ただし、 M 3- 1は、 式 7 において使 用 したマ ト リ クスの逆行列である。
( 7 . 上記デジタルスチルカメ ラの特長）
( 1 ) シーン参照色空間フォーマツ トの画像データ、 上述におい ては、 16ビッ ト リ ニアな s c R G B フォーマツ トの画像データ を保存する R A M 1 5 を、 デジタルスチルカメ ラ内に設けてい るので、 ノ —ソナルコ ンピュータや 「画像補正 · 加工ソフ ト」 を用意しなく ても、 ユーザは、 撮影後にその場でデジタルスチ ルカメ ラだけで、 画像のホワイ トバランスを調整する こ とがで さる。
(2) 同様に、 ユーザは、 撮影後にその場でデジタルスチルカメ ラだけで、 画像の階調および彩度の補正を行う こ とができる。
(3) R A M I 5 を設けているので、 他のデジタルスチルカメ ラ で撮影した画像であっても、 その画像データをフラ ッ シュメモ リ 2 0 にコ ピーしておく こ とによ り 、 ホワイ トバランスを調整 する こ とができる。
(4) 同様に、 他のデジタルスチルカメ ラで撮影した画像であつ ても、 その画像データをフラ ッ シュメモリ 2 0 にコ ピーしてお く こ とによ り 、 画像の階調および彩度の補正を行う こ とができ る。
(5) 撮影した画像の階調および彩度を自動補正する とき、 画像 の統計的解析に基づいて補正しているので、 各種の撮影画像に ついて高い確率で画質を改善する こ とができる。 (6) 階調補正をする場合、 S字関数と逆 S字関数との組み合わ せによる補正カーブを用いているので、 画像の明部および暗部 の各々 における補正をある程度独立に行う こ とができる。
(7) 撮影画像の階調や彩度を補正するとき、 そのためのノ ウハ ゥを十分に持っていないローェン ドュ一ザであっても、 簡単な G U I 操作によ り 、 自動的に補正をする こ とができ、 撮影に失 敗した画像を救う こ とができる。
(8) 撮影画像の階調や彩度の補正について、 ある程度のノ ゥハ ゥを持つているハイエン ドュ一ザにおいても、 G U I 操作によ り 、 簡単に好みの補正を行う こ とができる。
(9) 簡単な G U I 操作によ り 、 ユーザの好みに合わせて、 テレ ピライ ク な補正や銀塩カ メ ラ ライ クな補正を行う こ とができ る。 ( 8 . その他）
上述のデジタルスチルカメ ラにおいて、 C C Dイ メージセン サ 1 1 が 3 原色に対応した 3 枚の C C Dイ メージセンサの と きには、 デモザイ ク処理回路 1 2 は不要である。 また、 フラ ッ シュメモ リ 2 0 はメモ リ スティ ッ ク （登録商標） などの着脱自 在なメモ リ 力一 ド とする こ とができる。 さ らに、 フラ ッ シュメ モリ 2 0 に保存した画像データを、 U S Bなどを通じて外部機 器、 例えばパーソナルコ ンピュータやプリ ン夕に出力する こ と もできる。
〔この明細書で使用している略語の一覧〕
A W B ： Auto W i te Bal ance
C C D ： Charge Cou led Device C R T Cathode Ray Tube
D C F Design rule for Camera Fi le Forma t
G U I Graphical User Interface
J P E G Joint Photographic Experts Group
L C D Liquid Crystal Dis lay
R A M Random Access Memory
R O M Read Only Memory
s c R G B relative SCene RGB color space
T V Television
U S B Universal Serial Bus 産業上の利用可能性
この発明によれば、 デジタルスチルカメ ラ内に、 シーン参照 色空間フ ォーマツ ト の画像データ を保存する メモ リ を設けて いるので、 ユーザは、 撮影後にその場でデジタルスチルカメ ラ だけで、 撮影画像のホワイ トバランス、 階調および彩度を調整 あるいは補正する こ とができる。 また、 他のデジ夕ルスチルカ メ ラで撮影した画像であっても、 そのホワイ トバラ ンス、 階調 および彩度の補正を行う こ とができる。
さ ら に、 画像の統計的解析に基づいて階調および彩度を自動 的に補正しているので、 各種の撮影画像について高い確率で画 質を改善する こ とができる。 また、 階調補正には、 S字関数と 逆 S 字関数との組み合わせによる補正カーブを用いているの で、 画像の明部および暗部の各々 における補正をある程度独立 に行う こ とができる。
また、 階調や彩度の補正についてのノ ゥハウを十分に持って いないローエン ドュ一ザであっても、 簡単な G U I 操作によ り 自動的に階調や彩度補正をする こ とができ、 撮影に失敗した画 像を救う こ とができる。 さ ら に、 階調や彩度の補正について、 ある程度のノ ウハウを持っ ているハイエン ドユーザにおいて も、 G U I 操作によ り 、 好みの補正を行う こ とができる。 しか も、 簡単な G U I 操作によ り 、 ュ一ザの好みに合わせて、 テレ ビライ ク な補正や銀塩カ メ ラ ライ クな補正を行う こ とができ る。

Claims

請求の範囲
1 . 階調補正の実行されるべき画像の画像デ一夕を、 シーン参照色空 間のフォーマッ トにより保持する一時記憶メモリ及び着脱可能な記録媒 体と、
階調補正回路と
を有し、
上記一時記憶メモリあるいは記録媒体からこれに保存されている画像 データを読み出し、 この読み出した画像データに対して上記階調補正回 路により上記階調補正を行うとともに
この階調補正結果の画像データを上記記録媒体に記録する
2 . 諸 air求項 1に記載のデジタルスチルカメラにおいて、
画像データに対してホワイ トパランスの微調整を行うホワイ トバラン ス微調整回路を有し、
上記一時記憶メモリあるいは記録媒体から読み出した画像デ一夕を上 記ホワイ トバランス微調整回路に供給して上記ホワイ トバランスの微調 整を行うとともに、
この微調整結果の画像データを上記記録媒体に記録する
3 . 請求項 2に記載のデジタルスチルカメラにおいて、
ディスプレイを有し、
このディスプレイに上記ホワイ トバランスの微調整回路から出力され る画像データを供給して上記ホワイ トバランス微調整回路の調整結果を 上記ディスプレイに表示する
4 . 請求項 1に記載のデジタルスチルカメラにおいて、 上記階調補正回路は選択可能な複数の階調補正特性を有し、 上記読み出した画像データを上記複数の階調補正特性の 1つにより補 正する
5 . 請求項 4に記載のデジタルスチルカメラにおいて、
ディスプレイと、
上記複数の階調補正特性のうちの 1つを選択するための G U Iの操作 手段とを有し、
上記操作手段の操作状態を上記ディスプレイに表示する
6 . 請求項 4に記載のデジタルスチルカメラにおいて、
上記読み出した画像データの輝度成分に対して統計的な解析を行い、 この解析結果にしたがって上記複数の階調補正特性の 1つを選択して 階調補正をするようにしたデジタルスチルカメラ。
7 . 請求項 4に記載のデジタルスチルカメラにおいて、
上記複数の階調補正特性の 1つとして、 ディスプレイあるいはプリン 夕に出力される画像が、 平均輝度が高く、 かつ、 ハイコントラストで、 高彩度な画像となる特性を有する
8 . 請求項 4に記載のデジタルスチルカメラにおいて、
上記複数の階調補正特性の 1つとして、 ディスプレイあるいはプリン 夕に出力される画像が、 平均輝度が高く、 かつ、 ハイコントラストな画 像となる特性を有する
9 . 請求項 4に記載のデジタルスチルカメラにおいて、 上記複数の階調補正特性の 1つとして、 '画像の暗部あるいは明部の階 調を優先的に補正する特性を有する
1 0 . 請求項 1に記載のデジタルスチルカメラにおいて、
階調補正特性として、 S字関数と逆 S字関数との組み合わせを使用す る
1 1 . 階調補正の実行されるべき画像の画像データを、 シーン参照色 空間のフォーマッ トにより一時記憶メモリ及び着脱可能な記録媒体に保 持し、
この一時記憶メモリあるいは記録媒体に保持されている画像データに 対して上記階調補正を行うとともに、
この階調補正結果の画像データを上記記録媒体に記録する
ようにした画像の補正方法。
1 2 . 請求項 1 1に記載の画像の補正方法において、
上記一時記憶メモリから読み出した画像デ一夕に対してホワイ 卜バラ ンスの微調整を行うとともに、
この微調整結果の画像データを上記記録媒体に記録する
ようにした画像の補正方法。
1 3 . 請求項 1 1に記載の画像の補正方法において、
上記階調補正特性を複数用意し、
上記読み出した画像データを上記複数の階調補正特性の 1つにより補 正する
ようにした画像の補正方法。
1 4 . 請求項 1 3に記載の画像の補正方法において、
上記複数の階調補正特性のうちの 1つの選択を G U I操作により行う ようにした画像の補正方法。
上記読み出した画像データの輝度成分に対して、 統計的な解析を行い この解析結果にしたがって上記複数の階調補正特性の 1つを選択し て階調補正をするようにした画像の補正方法。
1 5 . 請求項 1 3に記載の画像の補正方法において、
上記読み出した画像データの輝度成分に対して、統計的な解析を行い、 この解析結果にしたがって上記複数の階調補正特性の 1つを選択して 階調補正をするようにした画像の補正方法。
1 6 . 請求項 1 3に記載の画像の補正方法において、
上記複数の階調補正特性の 1つとして、 ディスプレイあるいはプリン 夕に出力される画像が、 平均輝度が高く、 かつ、 ハイコントラストで、 高彩度な画像となる特性を有する
ようにした画像の補正方法。
1 7 . 請求項 1 3に記載の画像の補正方法において、
上記複数の階調補正特性の 1つとして、 ディスプレイあるいはプリン 夕に出力される画像が、 平均輝度が高く、 かつ、 ハイコントラストな画 像となる特性を有する
ようにした画像の補正方法。
1 8 . 請求項 1 3に記載の画像の補正方法において、
上記複数の階調補正特性の 1つとして、 画像の暗部あるいは明部の階 調を優先的に補正する特性を有する
ようにした画像の補正方法。
1 9 . 請求項 1 1に記載の画像の補正方法において、
階調補正特性として、 S字関数と逆 S字関数との組み合わせを使用す る
ようにした画像の補正方法。
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