WO2019244691A1 - 色補正装置 - Google Patents

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WO2019244691A1
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correction
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color
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敏秀 小林
悦郎 今出
昌和 立石
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株式会社Ｊｖｃケンウッド
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Definitions

  • the present disclosure relates to a color correction device used for an imaging device.
  • a color correction device used in an imaging device corrects the color of an imaging signal so that the imaging device takes a natural color when capturing an image of a subject under a light source having a wide band wavelength such as the sun or a halogen lamp. Is common.
  • LED light sources have become widespread as light sources having a narrow band wavelength. For example, light emitted from a blue LED light source does not include a green component. If the imaging device is set to image a subject under a blue LED light source, and the color correction device is set to correct the color of the imaging signal so as to have a natural color under a light source having a broadband wavelength, the imaging device The natural color of the subject cannot be imaged.
  • the conventional color correction apparatus includes a color correction mode used when capturing an image under a light source having a broadband wavelength and a color correction mode used when capturing an image under an LED light source having a narrowband wavelength.
  • the user selects an appropriate mode according to the light source at the time of imaging.
  • a natural color of the subject can be captured regardless of the type of the light source.
  • the embodiment has an object to provide a color correction device that can automatically correct the color of an image pickup signal so as to have a natural color according to the type of a light source.
  • a color correction device used in an imaging device, wherein the first R signal, the first G signal, and the first B signal generated by the imaging device imaging an object.
  • a 3 ⁇ 3 correction coefficient consisting of first to third correction coefficients, fourth to sixth correction coefficients, and seventh to ninth correction coefficients is subjected to a matrix operation to obtain a second R signal, A second matrix signal that generates a second G signal and a second B signal; and a first difference value obtained by subtracting the first G signal from the first B signal exceeds a first threshold value.
  • the first correction coefficient to be multiplied by the first R signal is made closer to 1, and the second G signal and the first B signal to be multiplied are each multiplied by one.
  • an R coefficient correction unit that corrects the third correction coefficient so as to approach 0. It is subjected.
  • the color correction device of the embodiment it is possible to automatically correct the color of the imaging signal so as to have a natural color according to the type of the light source.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating an imaging device including a color correction device according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating an imaging device including a color correction device having a basic configuration.
  • FIG. 3 is a diagram showing an area of the color space when the color difference matrix circuit 7 in FIGS. 1 and 2 corrects the R signal, the G signal, and the B signal.
  • FIG. 4 is a characteristic diagram showing characteristics obtained by converting RGB spectral characteristics close to human appearance into the color space of REC709 of the ITU standard.
  • FIG. 5 is a characteristic diagram showing a correction coefficient k13 for correcting the magnitudes of the correction coefficients kRR, kRG, and kRB for the R signal in the R coefficient correction unit 13 in FIGS.
  • the lens 1 includes a plurality of lenses.
  • the prism 2 separates the incident light into red (R), green (G), and blue (B) wavelength bands.
  • the R, G, and B image sensors 3r, 3g, and 3b generate and output an R signal R3, a G signal G3, and a B signal B3, respectively.
  • the imaging elements 3r, 3g, and 3b are, for example, CMOS sensors, and output R signals R3, G signals G3, and B signals B3 of digital signals.
  • a single-plate image sensor having a color filter represented by a Bayer array may be used.
  • the video signal of each frame of the R signal, G signal, and B signal is converted based on the imaging signal in which the R signal, G signal, and B signal output from the single-chip image sensor are mixed in one frame.
  • a demosaic processing circuit for generating is provided. Note that the prism 2 is unnecessary.
  • the black adjuster 4 adjusts the black levels of the R signal R3, the G signal G3, and the B signal B3, and outputs the R signal R4, the G signal G4, and the B signal B4.
  • the white balance adjustment unit 5 adjusts a gain by which the R signal R4, the G signal G4, and the B signal B4 are multiplied, and outputs an R signal R5, a G signal G5, and a B signal B5 whose white balance has been adjusted.
  • the linear matrix circuit 6 corrects the R signal R5, the G signal G5, and the B signal B5 and outputs the R signal R6, the G signal G6, and the B signal B6.
  • the linear matrix circuit 6 includes the correction coefficients kRR, kRG, and kRB for the R signal generated by the correction coefficient generator 10, the correction coefficients kGR, kGG, kGB for the G signal, and the B signal.
  • the correction coefficients kBR, kBG, and kBB are input.
  • the linear matrix circuit 6 performs a matrix operation on the R signal R5, the G signal G5, the B signal B5, and the correction coefficient of 3 rows ⁇ 3 columns by the determinant shown in the equation (1) to obtain the R signal R5, the G signal
  • the G5 and B signals B5 are converted into an R signal R6, a G signal G6, and a B signal B6.
  • the correction coefficients kRR, kRG, kRB, kGR, kGG, kGB, kBR, kBG, and kBB allow the subject to be scanned under a light source having a broadband wavelength including all the R, G, and B color components, such as the sun or a halogen lamp.
  • the value is set so that a natural color is obtained when an image is captured.
  • a light source having a broadband wavelength including all the R, G, and B color components is referred to as a first light source.
  • the correction coefficient generator 10 can be configured by a central processing unit (CPU) of a microcomputer. Of course, the correction coefficient generator 10 may be configured by a device other than the CPU.
  • CPU central processing unit
  • the correction coefficient generator 10 may be configured by a device other than the CPU.
  • the correction coefficient kRR is a value significantly larger than the correction coefficients kRG and kRB
  • the correction coefficient kGG is a value significantly larger than the correction coefficients kGR and kGB
  • the correction coefficient kBB is This is a value significantly larger than the correction coefficients kBR and kBG.
  • the color difference matrix circuit 7 corrects the color saturation of the R signal R6, the G signal G6, and the B signal B6 and outputs the R signal R7, the G signal G7, and the B signal B7.
  • the specific operation of the color difference matrix circuit 7 is as follows.
  • the color difference matrix circuit 7 receives the correction coefficients kR01 and kR02, kG01 and kG02, kB01 and kB02, kY01 and kY02, kM01 and kM02, kM01, kC01 and kC02 generated by the correction coefficient generator 10.
  • Correction coefficients kR01 and kR02, kG01 and kG02, kB01 and kB02 are correction coefficients for correcting the saturation of R, G and B, respectively.
  • the correction coefficients kY01 and kY02, kM01 and kM02, kC01 and kC02 are correction coefficients for correcting the saturation of yellow (Ye), magenta (Mg), and cyan (Cy), respectively.
  • FIG. 3 shows the color space in a plan view, in which the circumferential direction of the circle indicates the hue and the radial direction indicates the saturation.
  • the six regions are Ar1 to Ar6.
  • the color difference matrix circuit 7 corrects the R signal R6, the G signal G6, and the B signal B6 for each pixel depending on where each pixel is located in the regions Ar1 to Ar6 shown in FIG.
  • the position of each pixel in the regions Ar1 to Ar6 is determined by the positive or negative of the difference values (G6-B6), (B6-R6), and (R6-G6) of the R signal R6, G signal G6, and B signal B6. Determined by the sign.
  • the color difference matrix circuit 7 When the pixels are located in the regions Ar1 to Ar6, the color difference matrix circuit 7 generates the R signal R7 based on the equations (2) to (7), respectively, and based on the equations (8) to (13).
  • the G signal G7 is generated, and the B signal B7 is generated based on the equations (14) to (19).
  • Region Ar2: R7 R6 + ⁇ kM01 (R6-G6) -kB01 (B6-R6) ⁇ (3)
  • Region Ar3: R7 R6 + ⁇ -kB01 (B6-G6) -kC01 (G6-R6) ⁇ (4)
  • Region Ar4: R7 R6 + ⁇ -kG01 (G6-B6) -kC01 (B6-R6) ⁇ (5)
  • Region Ar5: R7 R6 + ⁇ kY01 (R6-B6) -kG01 (G6-R6) ⁇ (6)
  • Area Ar6: R7 R6 + ⁇ kR01 (R6-G6) + kY01 (G6-B6) ⁇ (7)
  • Area Ar3: G7 G6 + ⁇ kC02 (G6-R6) -kB01 (B6-G6) ⁇ (10)
  • Area Ar4: G7 G6 + ⁇ kG02 (G6-B6) + kC02 (B6-R6) ⁇ (11)
  • Area Ar5: G7 G6 + ⁇ kG02 (G6-R6) + kY01 (R6-B6) ⁇ (12)
  • Area Ar6: G7 G6 + ⁇ kY01 (G6-B6) -kR02 (R6-G6) ⁇ (13)
  • Area Ar2: B7 B6 + ⁇ kB02 (B6-R6) + kM01 (R6-G6) ⁇ (15)
  • Area Ar3: B7 B6 + ⁇ kB02 (B6-G6) + kC02 (G6-R6) ⁇ (16)
  • Area Ar4: B7 B6 + ⁇ kC02 (B6-R6) -kG01 (G6-B6) ⁇ (17)
  • Region Ar5: B7 B6 + ⁇ -kG01 (G6-R6) -kY02 (R6-B6) ⁇ (18)
  • Region Ar6: B7 B6 + ⁇ -kR02 (R6-G6) -kY02 (G6-B6) ⁇ (19)
  • the value added to the R signal R6 is the first saturation correction value
  • the value added to the G signal G6 is the second saturation correction value
  • the value added to the B signal B6 is referred to as a third saturation correction value.
  • the correction coefficients kR01 and kR02, kG01 and kG02, kB01 and kB02, kY01 and kY02, kM01 and kM02, kC01 and kC02 are positive or negative values. It is said.
  • the correction coefficients kR01 and kR02, kG01 and kG02, kB01 and kB02, kY01 and kY02, kM01 and kM02, kC01 and kC02 are set to values such that a natural color is obtained when the subject is imaged under the first light source. ing.
  • the gamma correction unit 8 performs gamma correction on the R signal R7, the G signal G7, and the B signal B7, and outputs an R signal R8, a G signal G8, and a B signal B8.
  • the luminance / color difference converter 9 converts the R signal R8, the G signal G8, and the B signal B8 into a luminance signal Y and color difference signals Cb and Cr using a known conversion formula, and outputs the signals.
  • the video signals (R signal R3, G signal G3, and B signal B3) output from the imaging elements 3r, 3g, and 3b are not ideal spectral characteristics corresponding to human eyes. This is because the characteristics of the optical system such as the prism 2 and the spectral sensitivity characteristics of the imaging elements 3r, 3g, and 3b are different from the characteristics of human eyes. If the color is not corrected, the luminance signal Y and the color difference signals Cb and Cr are displayed on a monitor (not shown), and the actual color of the subject differs from the actual color of the subject when viewed by a human.
  • FIG. 4 shows the characteristics converted into the color space of REC709 of the ITU (International Telecommunication Union) standard.
  • the horizontal axis represents the wavelength
  • the vertical axis represents the tristimulus value
  • the solid line represents the characteristic of the R signal
  • the dashed line represents the characteristic of the G signal
  • the broken line represents the characteristic of the B signal.
  • the luminance / color difference converter 9 generates the luminance signal Y based on Expression (20).
  • the luminance signal Y is generated based on Expression (20) even if the overall RGB characteristics are approximated to FIG. 4 by the linear matrix circuit 6 and the color difference matrix circuit 7. Can be. This is because the light emitted to the subject under the first light source has a broadband wavelength including all the R, G, and B color components.
  • the subject may be imaged under a light source having a narrow band wavelength including only the B color component, such as a blue LED light source.
  • the subject may be irradiated with light of only the B color component, or light of the B color component and light having slight other color components from other light sources may be mixed. is there.
  • imaging under the second light source Such imaging in a state where the B color component is dominant is referred to as imaging under the second light source.
  • the luminance signal Y cannot be appropriately generated even if the linear RGB circuit 6 and the color-difference matrix circuit 7 try to make the overall RGB characteristics close to FIG. This is for the following reason.
  • Most of the wavelength range of the light irradiated to the subject is the B wavelength range, and the difference between the B signal, the R signal, and the G signal is very large.
  • the R signal and the G signal are corrected in the negative direction and clipped to 0, and the value of the luminance signal Y becomes extremely small or the value of the luminance signal Y becomes 0. And the luminance signal Y is not generated.
  • the correction coefficient kRR in the determinant shown in Expression (1) is positive and the correction coefficient kRG is negative.
  • the correction coefficient kRB may be positive or negative depending on the optical characteristics of the preceding stage.
  • the correction coefficient kGG is a positive value, and the correction coefficients kGR and kGB are negative values.
  • the correction coefficient used in the linear matrix circuit 6 includes a negative value, under the second light source, the R signal R5 or the G signal G5 is corrected in the negative direction and is clipped to 0, and the luminance is reduced. The signal Y is not generated properly.
  • the problem that occurs under the LED light source described above is not limited to under the blue LED light source, but under the third light source having a narrow band wavelength mainly including the R color component like the red LED light source, or the blue LED. The same applies to the case where both the light source and the red LED light source are present and the subject is irradiated with magenta light.
  • FIG. 1 the configuration and operation of a color correction device according to an embodiment that operates the linear matrix circuit 6 and the color difference matrix circuit 7 so as to eliminate the problem occurring under the LED light source will be described. 1, the same parts as those of FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
  • a subtractor 11 subtracts a G signal G5 from a B signal B5 output from a white balance adjustment unit 5 for each pixel to generate a difference value (B5-G5), and an R coefficient correction unit 13 To supply.
  • the subtracter 12 subtracts the G signal G5 from the R signal R5 output from the white balance adjustment unit 5 for each pixel to generate a difference value (R5-G5), and supplies the difference value to the G coefficient correction unit 14.
  • the R coefficient correction unit 13 corrects the magnitudes of the R signal correction coefficients kRR, kRG, and kRB according to the magnitude of the difference value (B5-G5).
  • the G coefficient correction unit 14 corrects the magnitude of the G signal correction coefficients kGR, kGG, and kGB according to the magnitude of the difference value (R5-G5).
  • the R coefficient correction unit 13 attenuates the magnitude of the correction coefficient for correcting the magnitude of the correction coefficients kRR, kRG, and kRB. Attenuate at the rate of the coefficient slope_BG.
  • a case where the precision of attenuation is 10 bits is taken as an example.
  • the value of (B5-G5) -th is A
  • (B5-G5) ⁇ th or when B5 ⁇ G5, A 0.
  • Slope_BG ⁇ A / 1024 is defined as slope.
  • the attenuation coefficient is a correction coefficient generated by the R coefficient correction unit 13, the G coefficient correction unit 14, and the R saturation coefficient correction unit 18, the B saturation coefficient correction unit 19, and the Mg saturation coefficient correction unit 20, which will be described later. Shows the inclination of the inclined portion.
  • FIG. 5 shows the correction coefficient k13.
  • the R coefficient correction unit 13 corrects the correction coefficients kRR, kRG, and kRB as in the equations (21) to (23), and generates correction coefficients kRR ′, kRG ′, and kRB ′.
  • kRR ′ (kRR ⁇ 1) ⁇ k13 / 1024 + 1
  • kRG ′ kRG ⁇ k13 / 1024
  • kRB ′ kRB ⁇ k13 / 1024 (23)
  • the R coefficient correction unit 13 sets the difference value (B5-G5). ) Is larger, the correction coefficients kRG and kRB are closer to 0, and the correction coefficient kRR is closer to 1.
  • the R coefficient correction unit 13 supplies the correction coefficients kRR ', kRG', and kRB 'thus generated to the linear matrix circuit 6.
  • the correction coefficient k14 has the same characteristics as the correction coefficient k13 shown in FIG.
  • the threshold th and the attenuation coefficient slope_RG in the correction coefficient k14 are not necessarily the same as the threshold th and the attenuation coefficient slope_BG in the correction coefficient k13.
  • the threshold th and the attenuation coefficient slope_RG are set corresponding to the correction coefficient k14.
  • the G coefficient correction unit 14 corrects the correction coefficients kGR, kGG, and kGB as in Equations (24) to (26), and generates correction coefficients kGR ′, kGG ′, and kGB ′.
  • kGR ′ kGR ⁇ k14 / 1024
  • kGG ′ (kGG ⁇ 1) ⁇ k14 / 1024 + 1
  • kGB ′ kGB ⁇ k14 / 1024
  • the G coefficient correction unit 14 sets the correction coefficient as the difference value (R5 ⁇ G5) increases. kGR and kGB are brought closer to 0, and the correction coefficient kGG is brought closer to 1.
  • the G coefficient correction unit 14 supplies the correction coefficients kGR ', kGG', and kGB 'thus generated to the linear matrix circuit 6.
  • the linear matrix circuit 6 uses the determinant shown in Expression (1) to generate an R signal using the correction coefficients kRR ′, kRG ′, and kRB ′ supplied from the R coefficient correction unit 13 instead of the correction coefficients kRR, kRG, and kRB.
  • R5 is converted into an R signal R6.
  • the linear matrix circuit 6 uses the determinant shown in Expression (1) to generate the G signal using the correction coefficients kGR ′, kGG ′, and kGB ′ supplied from the G coefficient correction unit 14 instead of the correction coefficients kGR, kGG, and kGB.
  • G5 is converted into a G signal G6.
  • the linear matrix circuit 6 converts the B signal B5 into a B signal B6 by using the correction coefficients kBR, kBG, and kBB supplied from the correction coefficient generator 10 as it is, using the determinant shown in Expression (1).
  • a subtractor 15 subtracts the G signal G6 from the R signal R6 output from the linear matrix circuit 6 for each pixel to generate a difference value (R6-G6), and performs R saturation coefficient correction.
  • the subtractor 16 subtracts the G signal G6 from the B signal B6 output from the linear matrix circuit 6 for each pixel to generate a difference value (B6-G6), and supplies the difference value (B6-G6) to the B saturation coefficient correction unit 19. .
  • the subtractor 16 subtracts the G signal G6 from the larger signal RBmax of the R signal R6 and the B signal B6 for each pixel to generate a difference value (RBmax-G6), and corrects the Mg saturation coefficient.
  • RBmax-G6 difference value
  • the R saturation coefficient correction unit corrects the magnitude of the correction coefficient kR02 according to the magnitude of the difference value (R6-G6).
  • the B saturation coefficient correction unit 19 corrects the magnitude of the correction coefficient kB01 according to the magnitude of the difference value (B6-G6).
  • the Mg saturation coefficient correction unit 20 corrects the magnitude of the correction coefficient kM02 according to the magnitude of the difference value (RBmax-G6).
  • the R saturation coefficient correction unit 18 corrects the correction coefficient kR02 as in Expression (27) or (28) to generate a correction coefficient kR02 '.
  • the correction coefficient k18 has the same characteristics as those in FIG. 5, but the threshold th and the attenuation coefficient slope_RG of the correction coefficient k18 are the same as the threshold th and the attenuation coefficient slope_BG of the correction coefficient k13 or the threshold th and the attenuation coefficient slope_RG of the correction coefficient k14. Not necessarily a value.
  • the threshold th and the attenuation coefficient slope_RG are set corresponding to the correction coefficient k18.
  • the R saturation coefficient correction unit 18 sets the correction coefficient kR02 closer to 0 as the difference value (R6-G6) increases. If the correction coefficient kR02 is a negative value, the value remains unchanged regardless of the magnitude of the difference value (R6-G6).
  • the R saturation coefficient correction unit 18 supplies the correction coefficient kR01 and the correction coefficient kR02 'corrected as described above to the color difference matrix circuit 7.
  • the B saturation coefficient correction unit 19 attenuates the correction coefficient for correcting the magnitude of the correction coefficient kB01 at the rate of the attenuation coefficient slope_BG. .
  • A 0 when (B6-G6) ⁇ th or when B6 ⁇ G6.
  • Slope_BG ⁇ A / 1024 is defined as slope.
  • the B saturation coefficient correction unit 19 corrects the correction coefficient kB01 as in Expression (29) or (30) to generate a correction coefficient kB01 '.
  • the correction coefficient k19 has the same characteristics as in FIG. 5, but the threshold value th and the attenuation coefficient slope_BG of the correction coefficient k19 are not necessarily the same as the threshold value th and the attenuation coefficient slope_RG of the correction coefficient k18.
  • the threshold th and the attenuation coefficient slope_BG are set corresponding to the correction coefficient k19.
  • the B saturation coefficient correction unit 19 sets the correction coefficient kB01 closer to 0 as the difference value (B6-G6) increases. If the correction coefficient kB01 is a negative value, the value remains unchanged regardless of the magnitude of the difference value (B6-G6).
  • the B saturation coefficient correction unit 19 supplies the correction coefficient kB01 'and the correction coefficient kB02 corrected as described above to the color difference matrix circuit 7.
  • the Mg saturation coefficient correction unit 20 corrects the correction coefficient kM02 as in Expression (31) or (32) to generate a correction coefficient kM02 '.
  • the correction coefficient k20 has the same characteristic as that of FIG. 5, but the threshold th and the attenuation coefficient slope_RBmax of the correction coefficient k20 are the same as the threshold th and the attenuation coefficient slope_RG of the correction coefficient k18, and the threshold th and the attenuation coefficient slope_BG of the correction coefficient k19 are the same. Not necessarily a value.
  • the threshold th and the attenuation coefficient slope_RBmax are set corresponding to the correction coefficient k20.
  • the Mg saturation coefficient correction unit 20 sets the correction coefficient kM02 closer to 0 as the difference value (RBmax-G6) increases. If the correction coefficient kM02 is a negative value, the value remains unchanged regardless of the magnitude of the difference value (RBmax-G6).
  • the Mg saturation coefficient correction unit 20 supplies the correction coefficient kM01 and the correction coefficient kM02 'corrected as described above to the color difference matrix circuit 7.
  • the color difference matrix circuit 7 uses the correction coefficients kR01 and kR02 ′, kG01 and kG02, kB01 ′ and kB02, kY01 and kY02, kM01 and kM02 ′, kC01 and kC02 according to the equations (2) to (19) to calculate the R signal.
  • R7, G signal G7, and B signal B7 are generated.
  • the correction coefficients kR02, kB01, and kM02 are positive values
  • the correction coefficients kR02, kB01, and kM02 are the G signals that are the main components of the luminance signal Y. It acts to reduce G7 and reduce the luminance signal Y.
  • the correction coefficients kR02, kB01, and kM02 are negative values
  • the correction coefficients kR02, kB01, and kM02 act to increase the G signal G7 and increase the luminance signal Y.
  • correction coefficients kR02, kB01, and kM02 are set to positive values in order to bring the RGB overall characteristics closer to FIG. 4 during imaging under the first light source.
  • the linear matrix circuit 6 converts the R signal R5, the G signal G5, and the B signal B5 into the R signal R6, the G signal G6, and the B signal B6 so that a natural color is obtained when the subject is imaged under the first light source. Convert to
  • the color difference matrix circuit 7 adds or subtracts a color difference component set for each of the regions Ar1 to Ar6 to the R signal R6, the G signal G6, and the B signal B6 based on the equations (2) to (19).
  • the second saturation correction value added to the G signal G6 (particularly, the second saturation correction value in the regions Ar1 and Ar2) ) Is a negative value. Therefore, the color difference matrix circuit 7 corrects the color so as to attenuate the G signal G7 so as to have a more natural color under the first light source.
  • the linear matrix circuit 6 calculates the correction coefficient including the R signal R5, the G signal G5, the B signal B5, and the correction coefficients kRR ′, kRG ′, kRB ′, kGR ′, kGG ′, kGB ′, kBR, kBG, and kBB. And a matrix operation.
  • the linear matrix circuit 6 generates an R signal R6, a G signal G6, and a B signal B6 suitable for capturing an image of a subject under the second light source.
  • the difference value (B5-G5) exceeds the threshold th, so only the B signal B6 has a large value, and the R signal R6 and the G signal G6 have small values. Therefore, the difference values (B6-G6) and (RBmax-G6) are large values.
  • the B saturation coefficient correction unit 19 If the correction coefficient kB01 is positive, the B saturation coefficient correction unit 19 generates a correction coefficient kB01 'that sets the correction coefficient kB01 to a small value or 0. If the correction coefficient kM02 is positive, the Mg saturation coefficient correction unit 20 generates a correction coefficient kM02 'that sets the correction coefficient kM02 to a small value or 0.
  • the correction coefficient kB01 ’ is used when the R signal R7 is generated using the equation (3) in the area Ar2, and when the R signal R7 is generated using the equation (4) in the area Ar3.
  • the difference value (B6-R6) in equation (3) and the difference value (B6-G6) in equation (4) are large values, but the correction coefficient kB01 'is corrected to a small value or 0.
  • the term of -kB01 (B6-R6) in the equation (3) and the term of -kB01 (B6-G6) in the equation (4) become a small value or 0.
  • the R signal R7 in the regions Ar2 and Ar3 has substantially the same value as the R signal R6, and is not corrected in the negative direction.
  • the correction coefficients kB01 ′ and kM02 ′ are used when the G signal G7 is generated using the equation (9) in the area Ar2.
  • the difference value (B6-R6) is a large value, since the correction coefficient kB01 'is corrected to a small value or 0, the term of -kB01 (B6-R6) becomes a small value or 0.
  • the G signal G7 in the area Ar2 has substantially the same value as the G signal G6, and is not corrected in the negative direction.
  • the luminance / color difference converter 9 outputs a large value.
  • the luminance signal Y can be generated by the B signal B8 based on the B signal B7.
  • the imaging device can generate the luminance signal Y, and can obtain a natural image with gradation.
  • the difference value (R5-G5) exceeds the threshold th, so that only the R signal R6 has a large value, and the G signal G6 and the B signal B6 have small values. Therefore, the difference values (R6-G6) and (RBmax-G6) are large. If the correction coefficient kR02 is positive, the R saturation coefficient correction unit 18 generates a correction coefficient kR02 'that sets the correction coefficient kR02 to a small value or 0. The operation of the Mg saturation coefficient correction unit 20 is the same as that under the second light source.
  • the correction coefficient kR02 ’ is used when the G signal G7 is generated using the equations (8) and (13) in the regions Ar1 and Ar6.
  • the difference value (R6-B6) is a large value, but the correction coefficient kR02 ′ is corrected to a small value or 0, so that the term of ⁇ kR02 (R6-B6) is a small value or 0.
  • the term of -kM02 (B6-G6) also becomes a small value or 0.
  • the difference value (R6-G6) is a large value, but the correction coefficient kR02 'is corrected to a small value or 0, so that the term of -kR02 (R6-G6) is also a small value or 0. And the term kY01 (G6-B6) is also a small value or 0.
  • the G signal G7 in the regions Ar1 and Ar6 has substantially the same value as the G signal G6, and is not corrected in the negative direction.
  • the luminance / color difference converter 9 can generate the luminance signal Y by the B signal B8 based on the B signal B7 having a large value. Therefore, the imaging device including the color correction device configured as described above can obtain a natural image having gradation even under the third light source.
  • the luminance / color difference conversion unit 9 can generate the luminance signal Y. You can get a toned natural image.
  • both the second light source, the third light source, the blue LED light source, and the red LED light source are present, and magenta Regardless of the case where light is emitted, the values of the correction coefficients kR02, kB01, and kM02, which are negative values, are maintained as they are. Therefore, the R signal R7 and the G signal G7 are not corrected in the negative direction, and the luminance / color difference converter 9 can generate the luminance signal Y.
  • the threshold values th and the attenuation coefficient of the correction coefficients k13, k14, and k18 to k20 can be individually set by the CPU.
  • the correction coefficient generator 10 may set the threshold th and the attenuation coefficient according to the color temperature of the light from the light source.
  • the present invention is not limited to the embodiments described above, and can be variously modified without departing from the gist of the present invention.
  • the characteristics of the correction coefficients k13, k14, and k18 to k20 are not limited to the characteristics in which the coefficient value decreases linearly when the threshold value th is exceeded as shown in FIG.
  • the characteristic may be such that the coefficient value gradually decreases in a curved shape.
  • portions other than the lens 1, the prism 2, and the imaging elements 3r, 3g, and 3b may be configured by a circuit by hardware, may be configured by software, or may be configured by mixing both. It may be.
  • the G coefficient correction unit 14 and the R The saturation coefficient correction unit 18 may be omitted.
  • the R coefficient correction unit 13 may be used.
  • the B saturation coefficient correction unit 19 may be omitted.
  • the embodiment described above has a configuration including the linear matrix circuit 6 and the color difference matrix circuit 7, but may have a configuration in which the color difference matrix circuit 7 is omitted.
  • the subtractors 15 to 17, the R saturation coefficient correction unit 18, the B saturation coefficient correction unit 19, and the Mg saturation coefficient correction unit 20 are also omitted.
  • the color difference matrix circuit 7 corrects the saturation of the colors of the R signal R6, the G signal G6, and the B signal B6 output from the linear matrix circuit 6, so that only the linear matrix circuit 6 is provided. Correcting only the signal R5, the G signal G5, and the B signal B5 is sufficiently effective.
  • the configuration and operation of the color correction device of the embodiment described above are summarized as follows.
  • the color correction device includes a linear matrix circuit 6.
  • the R signal R5, the G signal G5, and the B signal B5 are a first R signal, a first G signal, and a first B signal, respectively.
  • the R signal R6, the G signal G6, and the B signal B6 are a second R signal, a second G signal, and a second B signal.
  • the correction coefficients kRR, kRG, and kRB are respectively referred to as first to third correction coefficients, and the correction coefficients kGR, kGG, and kGB are referred to as fourth to sixth correction coefficients, respectively.
  • the correction coefficients and the correction coefficients kBR, kBG, and kBB are set as seventh to ninth correction coefficients, respectively.
  • the linear matrix circuit 6 performs a matrix operation on the first R signal, the first G signal, and the first B signal with a correction coefficient of 3 rows ⁇ 3 columns to obtain a second R signal and a second G signal. , And a second B signal.
  • the R coefficient correction unit 13 sets the first R signal as the first difference value increases.
  • the first correction coefficient to be multiplied is made closer to 1, and the second and third correction coefficients multiplied by the first G signal and the first B signal are corrected so as to be closer to zero.
  • the imaging device captures an image of the subject under the second light source, the first difference value exceeds the first threshold.
  • the color correction device sets the fifth correction coefficient by which the first G signal is multiplied to one. It is preferable to further include a G coefficient correction unit 14 that corrects the fourth and sixth correction coefficients, which are respectively multiplied by the first R signal and the first B signal, to approach zero.
  • the imaging device images the subject under the third light source, the second difference value exceeds the second threshold.
  • the color correction device further includes a color difference matrix circuit 7 that corrects the color saturation of the second R signal, the second G signal, and the second B signal.
  • a plurality of correction coefficients used in equations (2) to (7) are a tenth correction coefficient
  • a plurality of correction coefficients used in equations (8) to (13) are an eleventh correction coefficient
  • equations (14) to (14) are set as a twelfth correction coefficient.
  • the R signal R7, the G signal G7, and the B signal B7 are referred to as a third R signal, a third G signal, and a third B signal.
  • the color difference matrix circuit 7 multiplies the difference value of any two combinations of the second R signal, the second G signal, and the second B signal by the tenth correction coefficient.
  • the third R signal is generated by adding the first saturation correction values obtained as described above.
  • the color difference matrix circuit 7 generates a third G signal by adding the second G signal to a second saturation correction value obtained by multiplying the difference value by an eleventh correction coefficient. I do.
  • the color difference matrix circuit 7 adds a third chroma correction value obtained by multiplying the above difference value by a twelfth correction coefficient to the second B signal to generate a third B signal. I do.
  • the second saturation correction value is a negative value to attenuate the third G signal.
  • the color correction device further includes a saturation coefficient correction unit.
  • the saturation coefficient correction unit includes an R saturation coefficient correction unit 18, a B saturation coefficient correction unit 19, and a Mg saturation coefficient correction unit 20.
  • the saturation coefficient correction unit is not limited to a configuration including a plurality of saturation coefficient correction units.
  • the saturation coefficient correction unit determines whether the third G signal is corrected in the negative direction by the second saturation correction value. Correction is performed so that some correction coefficients approach 0.
  • the saturation coefficient correction unit is configured to adjust the third R signal so that the third R signal is not corrected in the negative direction by the first saturation correction value when the imaging apparatus captures an image of the subject under the second light source. It is preferable to perform correction so that some correction coefficients approach 0. In addition, it is preferable that when the imaging device captures an image of the subject under the third light source, the saturation coefficient correction unit corrects some other correction coefficients of the eleventh correction coefficient to approach zero.
  • the color difference matrix circuit 7 divides the color space into a plurality of regions, corrects the second R signal, the second G signal, and the second B signal for each region, and obtains a third R signal for each region. , A third G signal, and a third B signal.
  • the tenth to twelfth correction coefficients may be set as a combination of the correction coefficients multiplied by the difference value for each region.
  • the saturation coefficient correction unit corrects at least a part of the correction coefficient set in the first specific area of the plurality of areas to be close to 0 when the imaging apparatus images the subject under the second light source. do it.
  • the regions Ar1 to Ar3 are the first specific regions.
  • the saturation coefficient correction unit corrects at least a part of the correction coefficient set in the second specific area of the plurality of areas so as to approach zero. do it.
  • the regions Ar1 and Ar6 are the second specific regions. The first specific region and the second specific region may partially overlap.
  • the color correction device of the embodiment can automatically correct the color of the imaging signal so that the color becomes a natural color according to the type of the light source.

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Abstract

リニアマトリクス回路（６）は、撮像装置が被写体を撮像することによって生成される第１のＲ信号、第１のＧ信号、第１のＢ信号に、第１～第３の補正係数、第４～第６の補正係数、第７～第９の補正係数よりなる３行×３列の補正係数をマトリクス演算して、第２のＲ信号、第２のＧ信号、第２のＢ信号を生成する。Ｒ係数補正部（１３）は、第１のＢ信号から第１のＧ信号を減算した第１の差分値が第１の閾値を超えたら、第１の差分値が大きくなるほど、第１のＲ信号に乗算される第１の補正係数を１に近付け、第１のＧ信号及び第１のＢ信号にそれぞれ乗算される第２及び第３の補正係数を０に近付けるように補正する。

Description

色補正装置
　本開示は、撮像装置に用いられる色補正装置に関する。
　撮像装置に用いられる色補正装置は、撮像装置が、太陽またはハロゲンランプのような広帯域の波長を有する光源下で被写体を撮像したときに自然な色となるように撮像信号の色を補正するのが一般的である。
　近年、狭帯域の波長を有する光源としてＬＥＤ光源が広く普及している。例えば青色ＬＥＤ光源が発する光は緑色の成分を含まない。撮像装置が青色ＬＥＤ光源下で被写体を撮像し、色補正装置が広帯域の波長を有する光源下で自然な色となるように撮像信号の色を補正するように設定されていると、撮像装置は被写体の自然な色を撮像することができない。
　そこで、従来の色補正装置は、広帯域の波長を有する光源下での撮像時に用いる色補正のモードと、狭帯域の波長を有するＬＥＤ光源下での撮像時に用いる色補正のモードとを備える。ユーザは、撮像時の光源に応じて適切なモードを選択する。これにより、光源の種類にかかわらず、被写体の自然な色を撮像することができる。
特開２０１０－１７１８４４号公報 特開２００１－３５９１１４号公報
　ところが、適切な色補正のモードを選択し忘れたり、誤選択したりした場合には、被写体の自然な色を撮像することができない。また、光源の種類に応じて色補正のモードを選択することは煩雑である。そこで、光源の種類に応じて自然な色となるように撮像信号の色を自動的に補正することができる色補正装置の登場が望まれる。
　実施形態は、光源の種類に応じて自然な色となるように撮像信号の色を自動的に補正することができる色補正装置を提供することを目的とする。
　実施形態の一態様によれば、撮像装置に用いられる色補正装置であり、前記撮像装置が被写体を撮像することによって生成される第１のＲ信号、第１のＧ信号、第１のＢ信号に、第１～第３の補正係数、第４～第６の補正係数、第７～第９の補正係数よりなる３行×３列の補正係数をマトリクス演算して、第２のＲ信号、第２のＧ信号、第２のＢ信号を生成するリニアマトリクス回路と、前記第１のＢ信号から前記第１のＧ信号を減算した第１の差分値が第１の閾値を超えたら、前記第１の差分値が大きくなるほど、前記第１のＲ信号に乗算される前記第１の補正係数を１に近付け、前記第１のＧ信号及び第１のＢ信号にそれぞれ乗算される前記第２及び第３の補正係数を０に近付けるように補正するＲ係数補正部とを備える色補正装置が提供される。
　実施形態の色補正装置によれば、光源の種類に応じて自然な色となるように撮像信号の色を自動的に補正することができる。
図１は、一実施形態の色補正装置を備える撮像装置を示すブロック図である。 図２は、基本的な構成の色補正装置を備える撮像装置を示すブロック図である。 図３は、図１及び図２における色差マトリクス回路７がＲ信号、Ｇ信号、Ｂ信号を補正するときの色空間の領域を示す図である。 図４は、人間の見た目に近いＲＧＢの分光特性をＩＴＵ規格のREC709の色空間に変換した特性を示す特性図である。 図５は、図１及び図２におけるＲ係数補正部１３でＲ信号用の補正係数ｋＲＲ、ｋＲＧ、ｋＲＢの大きさを補正する補正係数ｋ１３を示す特性図である。
　以下、一実施形態の色補正装置について、添付図面を参照して説明する。図１に示す一実施形態の色補正装置の構成及び動作を説明する前に、図２を用いて、基本的な構成の色補正装置を備える撮像装置の構成及び動作を説明する。
　図２において、被写体からの光はレンズ１を介してプリズム２に入射される。レンズ１は複数枚のレンズを含む。プリズム２は、入射した光を赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の波長帯に分離する。Ｒ用、Ｇ用、Ｂ用の撮像素子３ｒ、３ｇ、３ｂは、それぞれ、Ｒ信号Ｒ３、Ｇ信号Ｇ３、Ｂ信号Ｂ３を生成して出力する。撮像素子３ｒ、３ｇ、３ｂは例えばＣＭＯＳセンサであり、デジタル信号のＲ信号Ｒ３、Ｇ信号Ｇ３、Ｂ信号Ｂ３を出力する。
　撮像素子３ｒ、３ｇ、３ｂの代わりに、ベイヤ配列に代表されるカラーフィルタを備える単板の撮像素子が用いられてもよい。この場合には、単板の撮像素子より出力されたＲ信号、Ｇ信号、Ｂ信号が１フレーム内に混在する撮像信に基づいて、Ｒ信号、Ｇ信号、Ｂ信号それぞれのフレームの映像信号を生成するデモザイク処理回路が設けられる。なお、プリズム２は不要である。
　黒調整部４は、Ｒ信号Ｒ３、Ｇ信号Ｇ３、Ｂ信号Ｂ３の黒レベルを調整して、Ｒ信号Ｒ４、Ｇ信号Ｇ４、Ｂ信号Ｂ４を出力する。ホワイトバランス調整部５は、Ｒ信号Ｒ４、Ｇ信号Ｇ４、Ｂ信号Ｂ４に乗算するゲインを調整し、ホワイトバランスを調整したＲ信号Ｒ５、Ｇ信号Ｇ５、Ｂ信号Ｂ５を出力する。
　リニアマトリクス回路６は、Ｒ信号Ｒ５、Ｇ信号Ｇ５、Ｂ信号Ｂ５を補正してＲ信号Ｒ６、Ｇ信号Ｇ６、Ｂ信号Ｂ６を出力する。
　具体的には、リニアマトリクス回路６には、補正係数発生部１０が発生したＲ信号用の補正係数ｋＲＲ、ｋＲＧ、ｋＲＢと、Ｇ信号用の補正係数ｋＧＲ、ｋＧＧ、ｋＧＢと、Ｂ信号用の補正係数ｋＢＲ、ｋＢＧ、ｋＢＢが入力される。リニアマトリクス回路６は、式（１）に示す行列式によって、Ｒ信号Ｒ５、Ｇ信号Ｇ５、Ｂ信号Ｂ５と、３行×３列の補正係数とをマトリクス演算して、Ｒ信号Ｒ５、Ｇ信号Ｇ５、Ｂ信号Ｂ５をＲ信号Ｒ６、Ｇ信号Ｇ６、Ｂ信号Ｂ６に変換する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　補正係数ｋＲＲ、ｋＲＧ、ｋＲＢ、ｋＧＲ、ｋＧＧ、ｋＧＢ、ｋＢＲ、ｋＢＧ、ｋＢＢは、太陽またはハロゲンランプのようなＲ、Ｇ、Ｂの全ての色成分を含む広帯域の波長を有する光源下で被写体を撮像したときに自然な色となるような値に設定されている。Ｒ、Ｇ、Ｂの全ての色成分を含む広帯域の波長を有する光源を第１の光源と称することとする。
　補正係数発生部１０は、マイクロコンピュータの中央処理装置（ＣＰＵ）によって構成することができる。勿論、補正係数発生部１０がＣＰＵ以外によって構成されていてもよい。
　なお、３行×３列の補正係数において、補正係数ｋＲＲは補正係数ｋＲＧ及びｋＲＢより格段に大きい値であり、補正係数ｋＧＧは補正係数ｋＧＲ及びｋＧＢより格段に大きい値であり、補正係数ｋＢＢは補正係数ｋＢＲ及びｋＢＧより格段に大きい値である。
　色差マトリクス回路７は、Ｒ信号Ｒ６、Ｇ信号Ｇ６、Ｂ信号Ｂ６の色の彩度を補正してＲ信号Ｒ７、Ｇ信号Ｇ７、Ｂ信号Ｂ７を出力する。色差マトリクス回路７の具体的な動作は次のとおりである。
　色差マトリクス回路７には、補正係数発生部１０が発生した補正係数ｋＲ０１及びｋＲ０２、ｋＧ０１及びｋＧ０２、ｋＢ０１及びｋＢ０２、ｋＹ０１及びｋＹ０２、ｋＭ０１及びｋＭ０２、ｋＣ０１及びｋＣ０２が入力される。
　補正係数ｋＲ０１及びｋＲ０２、ｋＧ０１及びｋＧ０２、ｋＢ０１及びｋＢ０２は、それぞれ、Ｒ、Ｇ、Ｂの彩度を補正するための補正係数である。補正係数ｋＹ０１及びｋＹ０２、ｋＭ０１及びｋＭ０２、ｋＣ０１及びｋＣ０２は、それぞれ、イエロ（Ｙｅ）、マゼンタ（Ｍｇ）、シアン（Ｃｙ）の彩度を補正するための補正係数である。
　図３は、色空間を平面的に示しており、円の周方向が色相を示し、径方向が彩度を示す。色空間はＧ－Ｂ＝０、Ｂ－Ｒ＝０、Ｒ－Ｇ＝０を示す直線で６分割されている。６つの領域をＡｒ１～Ａｒ６とする。領域Ａｒ１～Ａｒ６には、それぞれ、Ｍｇ、Ｂ、Ｃｙ、Ｇ、Ｙｅ、Ｒの各色が存在している。
　色差マトリクス回路７は、各画素が図３に示す領域Ａｒ１～Ａｒ６のどこに位置しているかによって、画素単位でＲ信号Ｒ６、Ｇ信号Ｇ６、Ｂ信号Ｂ６を補正する。各画素が領域Ａｒ１～Ａｒ６のどこに位置しているかは、Ｒ信号Ｒ６、Ｇ信号Ｇ６、Ｂ信号Ｂ６の各差分値（Ｇ６－Ｂ６）、（Ｂ６－Ｒ６）、（Ｒ６－Ｇ６）の正負の符号によって決まる。
　色差マトリクス回路７は、画素が領域Ａｒ１～Ａｒ６に位置しているとき、それぞれ、式（２）～（７）に基づいてＲ信号Ｒ７を生成し、式（８）～（１３）に基づいてＧ信号Ｇ７を生成し、式（１４）～（１９）に基づいてＢ信号Ｂ７を生成する。
　領域Ａｒ１：Ｒ７＝Ｒ６＋｛ｋＲ０１（Ｒ６－Ｂ６）＋ｋＭ０１（Ｂ６－Ｇ６）｝　…（２）
　領域Ａｒ２：Ｒ７＝Ｒ６＋｛ｋＭ０１（Ｒ６－Ｇ６）－ｋＢ０１（Ｂ６－Ｒ６）｝　…（３）
　領域Ａｒ３：Ｒ７＝Ｒ６＋｛－ｋＢ０１（Ｂ６－Ｇ６）－ｋＣ０１（Ｇ６－Ｒ６）｝　…（４）
　領域Ａｒ４：Ｒ７＝Ｒ６＋｛－ｋＧ０１（Ｇ６－Ｂ６）－ｋＣ０１（Ｂ６－Ｒ６）｝　…（５）
　領域Ａｒ５：Ｒ７＝Ｒ６＋｛ｋＹ０１（Ｒ６－Ｂ６）－ｋＧ０１（Ｇ６－Ｒ６）｝　…（６）
　領域Ａｒ６：Ｒ７＝Ｒ６＋｛ｋＲ０１（Ｒ６－Ｇ６）＋ｋＹ０１（Ｇ６－Ｂ６）｝　…（７）
　領域Ａｒ１：Ｇ７＝Ｇ６＋｛－ｋＲ０２（Ｒ６－Ｂ６）－ｋＭ０２（Ｂ６－Ｇ６）｝　…（８）
　領域Ａｒ２：Ｇ７＝Ｇ６＋｛－ｋＢ０１（Ｂ６－Ｒ６）－ｋＭ０２（Ｒ６－Ｇ６）｝　…（９）
　領域Ａｒ３：Ｇ７＝Ｇ６＋｛ｋＣ０２（Ｇ６－Ｒ６）－ｋＢ０１（Ｂ６－Ｇ６）｝　…（１０）
　領域Ａｒ４：Ｇ７＝Ｇ６＋｛ｋＧ０２（Ｇ６－Ｂ６）＋ｋＣ０２（Ｂ６－Ｒ６）｝　…（１１）
　領域Ａｒ５：Ｇ７＝Ｇ６＋｛ｋＧ０２（Ｇ６－Ｒ６）＋ｋＹ０１（Ｒ６－Ｂ６）｝　…（１２）
　領域Ａｒ６：Ｇ７＝Ｇ６＋｛ｋＹ０１（Ｇ６－Ｂ６）－ｋＲ０２（Ｒ６－Ｇ６）｝　…（１３）
　領域Ａｒ１：Ｂ７＝Ｂ６＋｛ｋＭ０１（Ｂ６－Ｇ６）－ｋＲ０２（Ｒ６－Ｂ６）｝　…（１４）
　領域Ａｒ２：Ｂ７＝Ｂ６＋｛ｋＢ０２（Ｂ６－Ｒ６）＋ｋＭ０１（Ｒ６－Ｇ６）｝　…（１５）
　領域Ａｒ３：Ｂ７＝Ｂ６＋｛ｋＢ０２（Ｂ６－Ｇ６）＋ｋＣ０２（Ｇ６－Ｒ６）｝　…（１６）
　領域Ａｒ４：Ｂ７＝Ｂ６＋｛ｋＣ０２（Ｂ６－Ｒ６）－ｋＧ０１（Ｇ６－Ｂ６）｝　…（１７）
　領域Ａｒ５：Ｂ７＝Ｂ６＋｛－ｋＧ０１（Ｇ６－Ｒ６）－ｋＹ０２（Ｒ６－Ｂ６）｝　…（１８）
　領域Ａｒ６：Ｂ７＝Ｂ６＋｛－ｋＲ０２（Ｒ６－Ｇ６）－ｋＹ０２（Ｇ６－Ｂ６）｝　…（１９）
　式（２）～（７）において、Ｒ信号Ｒ６に加算される値を第１の彩度補正値、式（８）～（１３）において、Ｇ信号Ｇ６に加算される値を第２の彩度補正値、式（１４）～（１９）において、Ｂ信号Ｂ６に加算される値を第３の彩度補正値と称することとする。
　各色の彩度を高くしたり、低くしたりするために、補正係数ｋＲ０１及びｋＲ０２、ｋＧ０１及びｋＧ０２、ｋＢ０１及びｋＢ０２、ｋＹ０１及びｋＹ０２、ｋＭ０１及びｋＭ０２、ｋＣ０１及びｋＣ０２は、正の値または負の値とされる。補正係数ｋＲ０１及びｋＲ０２、ｋＧ０１及びｋＧ０２、ｋＢ０１及びｋＢ０２、ｋＹ０１及びｋＹ０２、ｋＭ０１及びｋＭ０２、ｋＣ０１及びｋＣ０２は、第１の光源下で被写体を撮像したときに自然な色となるような値に設定されている。
　ガンマ補正部８は、Ｒ信号Ｒ７、Ｇ信号Ｇ７、Ｂ信号Ｂ７をガンマ補正して、Ｒ信号Ｒ８、Ｇ信号Ｇ８、Ｂ信号Ｂ８を出力する。輝度色差変換部９は、公知の変換式を用いて、Ｒ信号Ｒ８、Ｇ信号Ｇ８、Ｂ信号Ｂ８を輝度信号Ｙと色差信号Ｃｂ及びＣｒに変換して出力する。
　図２において、撮像素子３ｒ、３ｇ、３ｂより出力される映像信号（Ｒ信号Ｒ３、Ｇ信号Ｇ３、Ｂ信号Ｂ３）は、人間の目に対応する理想の分光特性ではない。これは、プリズム２等の光学系の特性、撮像素子３ｒ、３ｇ、３ｂの分光感度特性が人間の目の特性とは異なるからである。色を補正しないと、輝度信号Ｙと色差信号Ｃｂ及びＣｒを図示していないモニタに表示させて人間が見たときの被写体の色と被写体の実際の色とが異なってしまう。
　そこで、リニアマトリクス回路６及び色差マトリクス回路７によって、モニタの色空間に合うように色を補正することによって、モニタに表示された被写体を人間が見たときの色と被写体の実際の色とを近付けることができる。
　一般的に、人間の見た目に近いＲＧＢの分光特性は、CIE (1931) 2-deg color matching functionsで知られている特性である。図４は、その特性をＩＴＵ（国際電気通信連合）規格のREC709の色空間に変換した特性である。図４の横軸は波長、縦軸は三刺激値であり、実線はＲ信号の特性、一点鎖線はＧ信号の特性、破線はＢ信号の特性を示している。
　撮像装置のＲＧＢの総合特性を、リニアマトリクス回路６及び色差マトリクス回路７によって図４に近付ければ、人間が見たときの色と被写体の実際の色とを近付けることができる。但し、撮像装置では、Ｒ信号、Ｇ信号、Ｂ信号を負に補正したとしても負の波長領域では０にクリップされる。
　ＩＴＵ７０９では、輝度色差変換部９は、式（２０）に基づいて輝度信号Ｙを生成することが規格化されている。式（２０）におけるＲ、Ｇ、Ｂの値は、図２においてはガンマ補正部８より出力されたＲ信号Ｒ８、Ｇ信号Ｇ８、Ｂ信号Ｂ８の値である。
　Ｙ＝０．２１２６Ｒ＋０．７１５２Ｇ＋０．０７２２Ｂ　…（２０）
　第１の光源下で被写体を撮像する場合には、ＲＧＢの総合特性をリニアマトリクス回路６及び色差マトリクス回路７によって図４に近付けたとしても、式（２０）に基づき輝度信号Ｙを生成することができる。これは、第１の光源下で被写体に照射される光は、Ｒ、Ｇ、Ｂの全ての色成分を含む広帯域の波長を有するからである。
　しかしながら、青色ＬＥＤ光源のようなＢの色成分のみを含む狭帯域の波長を有する光源下で被写体が撮像される場合がある。この場合、被写体にはＢの色成分のみの光が照射されることもあるし、Ｂの色成分の光と、他の光源からのわずかな他の色成分を有する光とが混在することもある。このようなＢの色成分が主である状態での撮像を第２の光源下での撮像と称することとする。
　第２の光源下で被写体を撮像する場合には、ＲＧＢの総合特性をリニアマトリクス回路６及び色差マトリクス回路７によって図４に近付けようとしても、輝度信号Ｙを適切に生成することができない。これは次の理由による。被写体に照射される光の波長域の大部分はＢの波長域であり、Ｂ信号とＲ信号及びＧ信号との差が非常に大きい。ＲＧＢの総合特性を図４に近付けようとすると、Ｒ信号及びＧ信号が負方向に補正されて０にクリップされて、輝度信号Ｙの値が極めて小さくなるか、輝度信号Ｙの値が０になって輝度信号Ｙが生成されない。
　リニアマトリクス回路６によってＲＧＢの総合特性を図４に近付けるために、式（１）に示す行列式における補正係数ｋＲＲは正、補正係数ｋＲＧは負の値とされる。補正係数ｋＲＢは前段の光学特性等に応じて正の場合も負の場合もあり得る。また、補正係数ｋＧＧは正、補正係数ｋＧＲ及びｋＧＢは負の値とされる。このようにリニアマトリクス回路６で用いられる補正係数は負の値を含むので、第２の光源下においてはＲ信号Ｒ５またはＧ信号Ｇ５が負の方向に補正されて０にクリップされてしまい、輝度信号Ｙが適切に生成されない。
　よって、第２の光源下では、青色で輝度の階調のない不自然な映像となってしまう。以上説明したＬＥＤ光源下で発生する不具合は、青色ＬＥＤ光源下に限らず、赤色ＬＥＤ光源のようなＲの色成分を主とする狭帯域の波長を有する第３の光源下、または、青色ＬＥＤ光源と赤色ＬＥＤ光源との双方が存在して被写体にマゼンタの光が照射される場合にも同様に発生する。
　次に、図１を用いて、ＬＥＤ光源下で発生する不具合を解消するようにリニアマトリクス回路６及び色差マトリクス回路７を動作させる一実施形態の色補正装置の構成及び動作を説明する。図１において、図２と同一部分には同一符号を付し、その説明を省略する。
　図１において、減算器１１は、画素ごとに、ホワイトバランス調整部５より出力されたＢ信号Ｂ５からＧ信号Ｇ５を減算して差分値（Ｂ５－Ｇ５）を生成して、Ｒ係数補正部１３に供給する。減算器１２は、画素ごとに、ホワイトバランス調整部５より出力されたＲ信号Ｒ５からＧ信号Ｇ５を減算して差分値（Ｒ５－Ｇ５）を生成して、Ｇ係数補正部１４に供給する。
　Ｒ係数補正部１３は、差分値（Ｂ５－Ｇ５）の大きさに応じて、Ｒ信号用の補正係数ｋＲＲ、ｋＲＧ、ｋＲＢの大きさを補正する。Ｇ係数補正部１４は、差分値（Ｒ５－Ｇ５）の大きさに応じて、Ｇ信号用の補正係数ｋＧＲ、ｋＧＧ、ｋＧＢの大きさを補正する。
　具体的には、Ｒ係数補正部１３は、差分値（Ｂ５－Ｇ５）が所定の閾値ｔｈを超えたら、補正係数ｋＲＲ、ｋＲＧ、ｋＲＢの大きさを補正するための補正係数の大きさを減衰係数slope_BGの割合で減衰させる。ここでは減衰の精度が１０ビットである場合を例とする。（Ｂ５－Ｇ５）－ｔｈの値をＡとすると、（Ｂ５－Ｇ５）＜ｔｈであるとき、またはＢ５＜Ｇ５であるとき、Ａ＝０である。slope_BG×Ａ／１０２４の値をslopeとする。
　なお、減衰係数は、Ｒ係数補正部１３、Ｇ係数補正部１４、及び、後述するＲ彩度係数補正部１８、Ｂ彩度係数補正部１９、Ｍｇ彩度係数補正部２０が生成する補正係数の傾斜部分の傾きを示す。
　Ｒ信号用の補正係数ｋＲＲ、ｋＲＧ、ｋＲＢの大きさを補正する補正係数をｋ１３とすると、Ｒ係数補正部１３は、ｋ１３＝１０２４－slope、slope≧１０２４のときｋ１３＝０と正規化する。図５は、補正係数ｋ１３を示す。
　Ｒ係数補正部１３は、式（２１）～（２３）のように補正係数ｋＲＲ、ｋＲＧ、ｋＲＢを補正して、補正係数ｋＲＲ’、ｋＲＧ’、ｋＲＢ’を生成する。
　ｋＲＲ’＝（ｋＲＲ－１）×ｋ１３／１０２４＋１　…（２１）
　ｋＲＧ’＝ｋＲＧ×ｋ１３／１０２４　…（２２）
　ｋＲＢ’＝ｋＲＢ×ｋ１３／１０２４　…（２３）
　図５に示す補正係数ｋ１３の特性及び式（２１）～（２３）より分かるように、Ｒ係数補正部１３は、差分値（Ｂ５－Ｇ５）が閾値ｔｈを超えたら、差分値（Ｂ５－Ｇ５）が大きくなるほど補正係数ｋＲＧ及びｋＲＢを０に近付け、補正係数ｋＲＲを１に近付ける。Ｒ係数補正部１３は、このように生成した補正係数ｋＲＲ’、ｋＲＧ’、ｋＲＢ’をリニアマトリクス回路６に供給する。
　同様に、Ｇ係数補正部１４は、差分値（Ｒ５－Ｇ５）が所定の閾値ｔｈを超えたら、補正係数ｋＧＲ、ｋＧＧ、ｋＧＢの大きさを補正するための補正係数を減衰係数slope_RGの割合で減衰させる。（Ｒ５－Ｇ５）－ｔｈの値をＡとすると、（Ｒ５－Ｇ５）＜ｔｈであるとき、またはＲ５＜Ｇ５であるとき、Ａ＝０である。slope_RG×Ａ／１０２４の値をslopeとする。
　Ｇ信号用の補正係数ｋＧＲ、ｋＧＧ、ｋＧＢの大きさを補正する補正係数をｋ１４とすると、Ｇ係数補正部１４は、ｋ１４＝１０２４－slope、slope≧１０２４のときｋ１４＝０と正規化する。補正係数ｋ１４は図５に示す補正係数ｋ１３と同様の特性である。但し、補正係数ｋ１４における閾値ｔｈと減衰係数slope_RGは、補正係数ｋ１３における閾値ｔｈと減衰係数slope_BGとは同じ値とは限らない。閾値ｔｈと減衰係数slope_RGは補正係数ｋ１４に対応して設定される。
　Ｇ係数補正部１４は、式（２４）～（２６）のように補正係数ｋＧＲ、ｋＧＧ、ｋＧＢを補正して、補正係数ｋＧＲ’、ｋＧＧ’、ｋＧＢ’を生成する。
　ｋＧＲ’＝ｋＧＲ×ｋ１４／１０２４　…（２４）
　ｋＧＧ’＝（ｋＧＧ－１）×ｋ１４／１０２４＋１　…（２５）
　ｋＧＢ’＝ｋＧＢ×ｋ１４／１０２４　…（２６）
　補正係数ｋ１４及び式（２４）～（２６）より分かるように、Ｇ係数補正部１４は、差分値（Ｒ５－Ｇ５）が閾値ｔｈを超えたら、差分値（Ｒ５－Ｇ５）が大きくなるほど補正係数ｋＧＲ及びｋＧＢを０に近付け、補正係数ｋＧＧを１に近付ける。Ｇ係数補正部１４は、このように生成した補正係数ｋＧＲ’、ｋＧＧ’、ｋＧＢ’をリニアマトリクス回路６に供給する。
　リニアマトリクス回路６は、式（１）に示す行列式によって、補正係数ｋＲＲ、ｋＲＧ、ｋＲＢの代わりにＲ係数補正部１３より供給された補正係数ｋＲＲ’、ｋＲＧ’、ｋＲＢ’を用いてＲ信号Ｒ５をＲ信号Ｒ６に変換する。リニアマトリクス回路６は、式（１）に示す行列式によって、補正係数ｋＧＲ、ｋＧＧ、ｋＧＢの代わりにＧ係数補正部１４より供給された補正係数ｋＧＲ’、ｋＧＧ’、ｋＧＢ’を用いてＧ信号Ｇ５をＧ信号Ｇ６に変換する。
　リニアマトリクス回路６は、式（１）に示す行列式によって、補正係数発生部１０より供給された補正係数ｋＢＲ、ｋＢＧ、ｋＢＢをそのまま用いてＢ信号Ｂ５をＢ信号Ｂ６に変換する。
　さらに図１において、減算器１５は、画素ごとに、リニアマトリクス回路６より出力されたＲ信号Ｒ６からＧ信号Ｇ６を減算して差分値（Ｒ６－Ｇ６）を生成して、Ｒ彩度係数補正部１８に供給する。減算器１６は、画素ごとに、リニアマトリクス回路６より出力されたＢ信号Ｂ６からＧ信号Ｇ６を減算して差分値（Ｂ６－Ｇ６）を生成して、Ｂ彩度係数補正部１９に供給する。減算器１６は、画素ごとに、Ｒ信号Ｒ６とＢ信号Ｂ６とのうちの大きい方の信号ＲＢmaxからＧ信号Ｇ６を減算して差分値（ＲＢmax－Ｇ６）を生成して、Ｍｇ彩度係数補正部２０に供給する。
　Ｒ彩度係数補正部１８は、差分値（Ｒ６－Ｇ６）の大きさに応じて、補正係数ｋＲ０２の大きさを補正する。Ｂ彩度係数補正部１９は、差分値（Ｂ６－Ｇ６）の大きさに応じて、補正係数ｋＢ０１の大きさを補正する。Ｍｇ彩度係数補正部２０は、差分値（ＲＢmax－Ｇ６）の大きさに応じて、補正係数ｋＭ０２の大きさを補正する。
　具体的には、Ｒ彩度係数補正部１８は、差分値（Ｒ６－Ｇ６）が所定の閾値ｔｈを超えたら、補正係数ｋＲ０２の大きさを補正するための補正係数を減衰係数slope_RGの割合で減衰させる。（Ｒ６－Ｇ６）－ｔｈの値をＡとすると、（Ｒ６－Ｇ６）＜ｔｈであるとき、またはＲ６＜Ｇ６であるとき、Ａ＝０である。slope_RG×Ａ／１０２４の値をslopeとする。
　Ｒ信号の彩度を補正するための補正係数ｋＲ０２の大きさを補正する補正係数をｋ１８とすると、Ｒ彩度係数補正部１８は、ｋ１８＝１０２４－slope、slope≧１０２４のときｋ１８＝０と正規化する。Ｒ彩度係数補正部１８は、式（２７）または（２８）のように補正係数ｋＲ０２を補正して、補正係数ｋＲ０２’を生成する。
　ｋＲ０２’＝ｋＲ０２×ｋ１８／１０２４　（ｋＲ０２＞０であるとき）　…（２７）
　ｋＲ０２’＝ｋＲ０２　（ｋＲ０２＞０以外であるとき）　…（２８）
　補正係数ｋ１８は図５と同様の特性であるが、補正係数ｋ１８における閾値ｔｈと減衰係数slope_RGは、補正係数ｋ１３における閾値ｔｈと減衰係数slope_BGまたは補正係数ｋ１４における閾値ｔｈと減衰係数slope_RGとは同じ値とは限らない。閾値ｔｈ及び減衰係数slope_RGは補正係数ｋ１８に対応して設定される。
　式（２７）及び（２８）より分かるように、Ｒ彩度係数補正部１８は、補正係数ｋＲ０２が正の値であれば、差分値（Ｒ６－Ｇ６）が大きくなるほど補正係数ｋＲ０２を０に近付け、補正係数ｋＲ０２が負の値であれば、差分値（Ｒ６－Ｇ６）の大きさにかかわらず、そのままの値とする。Ｒ彩度係数補正部１８は、補正係数ｋＲ０１と、以上のように補正した補正係数ｋＲ０２’とを色差マトリクス回路７に供給する。
　同様に、Ｂ彩度係数補正部１９は、差分値（Ｂ６－Ｇ６）が所定の閾値ｔｈを超えたら、補正係数ｋＢ０１の大きさを補正するための補正係数を減衰係数slope_BGの割合で減衰させる。（Ｂ６－Ｇ６）－ｔｈの値をＡとすると、（Ｂ６－Ｇ６）＜ｔｈであるとき、またはＢ６＜Ｇ６であるとき、Ａ＝０である。slope_BG×Ａ／１０２４の値をslopeとする。
　Ｂ信号の彩度を補正するための補正係数ｋＢ０１の大きさを補正する補正係数をｋ１９とすると、Ｂ彩度係数補正部１９は、ｋ１９＝１０２４－slope、slope≧１０２４のときｋ１９＝０と正規化する。Ｂ彩度係数補正部１９は、式（２９）または（３０）のように補正係数ｋＢ０１を補正して、補正係数ｋＢ０１’を生成する。
　ｋＢ０１’＝ｋＢ０１×ｋ１９／１０２４　（ｋＢ０１＞０であるとき）　…（２９）
　ｋＢ０１’＝ｋＢ０１　（ｋＢ０１＞０以外であるとき）　…（３０）
　補正係数ｋ１９は図５と同様の特性であるが、補正係数ｋ１９における閾値ｔｈと減衰係数slope_BGは、補正係数ｋ１８における閾値ｔｈと減衰係数slope_RGとは同じ値とは限らない。閾値ｔｈと減衰係数slope_BGは補正係数ｋ１９に対応して設定される。
　式（２９）及び（３０）より分かるように、Ｂ彩度係数補正部１９は、補正係数ｋＢ０１が正の値であれば、差分値（Ｂ６－Ｇ６）が大きくなるほど補正係数ｋＢ０１を０に近付け、補正係数ｋＢ０１が負の値であれば、差分値（Ｂ６－Ｇ６）の大きさにかかわらず、そのままの値とする。Ｂ彩度係数補正部１９は、以上のように補正した補正係数ｋＢ０１’と、補正係数ｋＢ０２とを色差マトリクス回路７に供給する。
　Ｍｇ彩度係数補正部２０は、差分値（ＲＢmax－Ｇ６）が所定の閾値ｔｈを超えたら、補正係数ｋＭ０２の大きさを補正するための補正係数を減衰係数slope_RBmaxの割合で減衰させる。（ＲＢmax－Ｇ６）－ｔｈの値をＡとすると、（ＲＢmax－Ｇ６）＜ｔｈであるとき、またはＲＢmax＜Ｇ６であるとき、Ａ＝０である。slope_RBmax×Ａ／１０２４の値をslopeとする。
　Ｍｇ信号の彩度を補正するための補正係数ｋＭ０２の大きさを補正する補正係数をｋ２０とすると、Ｍｇ彩度係数補正部２０は、ｋ２０＝１０２４－slope、slope≧１０２４のときｋ２０＝０と正規化する。Ｍｇ彩度係数補正部２０は、式（３１）または（３２）のように補正係数ｋＭ０２を補正して、補正係数ｋＭ０２’を生成する。
　ｋＭ０２’＝ｋＭ２×ｋ２０／１０２４　（ｋＭ０２＞０であるとき）　…（３１）
　ｋＭ０２’＝ｋＭ０２　（ｋＭ０２＞０以外であるとき）　…（３２）
　補正係数ｋ２０は図５と同様の特性であるが、補正係数ｋ２０における閾値ｔｈと減衰係数slope_RBmaxは、補正係数ｋ１８における閾値ｔｈと減衰係数slope_RG、補正係数ｋ１９における閾値ｔｈと減衰係数slope_BGとは同じ値とは限らない。閾値ｔｈと減衰係数slope_RBmaxは補正係数ｋ２０に対応して設定される。
　式（３１）及び（３２）より分かるように、Ｍｇ彩度係数補正部２０は、補正係数ｋＭ０２が正の値であれば、差分値（ＲＢmax－Ｇ６）が大きくなるほど補正係数ｋＭ０２を０に近付け、補正係数ｋＭ０２が負の値であれば、差分値（ＲＢmax－Ｇ６）の大きさにかかわらず、そのままの値とする。Ｍｇ彩度係数補正部２０は、補正係数ｋＭ０１と、以上のように補正した補正係数ｋＭ０２’とを色差マトリクス回路７に供給する。
　色差マトリクス回路７は、式（２）～（１９）によって、補正係数ｋＲ０１及びｋＲ０２’、ｋＧ０１及びｋＧ０２、ｋＢ０１’及びｋＢ０２、ｋＹ０１及びｋＹ０２、ｋＭ０１及びｋＭ０２’、ｋＣ０１及びｋＣ０２を用いて、Ｒ信号Ｒ７、Ｇ信号Ｇ７、Ｂ信号Ｂ７を生成する。
　式（８）～（１０）及び（１３）より分かるように、補正係数ｋＲ０２、ｋＢ０１、ｋＭ０２が正の値であれば、補正係数ｋＲ０２、ｋＢ０１、ｋＭ０２は輝度信号Ｙの主成分であるＧ信号Ｇ７を減少させ輝度信号Ｙを低減させるように作用する。一方、補正係数ｋＲ０２、ｋＢ０１、ｋＭ０２が負の値であれば、補正係数ｋＲ０２、ｋＢ０１、ｋＭ０２はＧ信号Ｇ７を増加させ輝度信号Ｙを増大させるように作用する。
　なお、通常、第１の光源下での撮像時にＲＧＢの総合特性を図４に近付けようとするために、補正係数ｋＲ０２、ｋＢ０１、ｋＭ０２は正の値とされる。
　以上のように構成される色補正装置を備える撮像装置において、第１の光源下で通常の被写体を撮像するときには、差分値（Ｂ５－Ｇ５）及び差分値（Ｒ５－Ｇ５）は閾値ｔｈを超えない。よって、リニアマトリクス回路６は、第１の光源下で被写体を撮像したときに自然な色となるようにＲ信号Ｒ５、Ｇ信号Ｇ５、Ｂ信号Ｂ５をＲ信号Ｒ６、Ｇ信号Ｇ６、Ｂ信号Ｂ６に変換する。
　さらに、色差マトリクス回路７は、式（２）～（１９）に基づき、Ｒ信号Ｒ６、Ｇ信号Ｇ６、Ｂ信号Ｂ６に、領域Ａｒ１～Ａｒ６ごとに設定された色差の成分を加算または減算する。第１の光源下で補正係数ｋＲ０２、ｋＢ０１、ｋＭ０２が正の値であるとき、Ｇ信号Ｇ６に加算される第２の彩度補正値（特に、領域Ａｒ１及びＡｒ２における第２の彩度補正値）は負の値である。よって、色差マトリクス回路７は、第１の光源下でさらに自然な色となるようにＧ信号Ｇ７を減衰するように色を補正する。
　第２の光源下では、差分値（Ｂ５－Ｇ５）及び差分値（Ｒ５－Ｇ５）は閾値ｔｈを超える。よって、リニアマトリクス回路６は、Ｒ信号Ｒ５、Ｇ信号Ｇ５、Ｂ信号Ｂ５と、補正係数ｋＲＲ’、ｋＲＧ’、ｋＲＢ’、ｋＧＲ’、ｋＧＧ’、ｋＧＢ’、ｋＢＲ、ｋＢＧ、ｋＢＢよりなる補正係数とをマトリクス演算する。これにより、リニアマトリクス回路６は、第２の光源下で被写体を撮像したときに適したＲ信号Ｒ６、Ｇ信号Ｇ６、Ｂ信号Ｂ６を生成する。
　第２の光源下では差分値（Ｂ５－Ｇ５）は閾値ｔｈを超えるのでＢ信号Ｂ６のみが大きな値となり、Ｒ信号Ｒ６及びＧ信号Ｇ６は小さな値となる。よって、差分値（Ｂ６－Ｇ６）及び（ＲＢmax－Ｇ６）は大きな値となる。Ｂ彩度係数補正部１９は、補正係数ｋＢ０１が正であれば、補正係数ｋＢ０１を小さな値または０とする補正係数ｋＢ０１’を生成する。Ｍｇ彩度係数補正部２０は、補正係数ｋＭ０２が正であれば、補正係数ｋＭ０２を小さな値または０とする補正係数ｋＭ０２’を生成する。
　補正係数ｋＢ０１’は、領域Ａｒ２において式（３）を用いてＲ信号Ｒ７を生成するとき、及び、領域Ａｒ３において式（４）を用いてＲ信号Ｒ７を生成するときに用いられる。このとき、式（３）の差分値（Ｂ６－Ｒ６）及び式（４）の差分値（Ｂ６－Ｇ６）は大きな値であるが、補正係数ｋＢ０１’は小さな値または０に補正されているから、式（３）の－ｋＢ０１（Ｂ６－Ｒ６）及び式（４）の－ｋＢ０１（Ｂ６－Ｇ６）の項は小さな値または０となる。
　差分値（Ｒ６－Ｇ６）及び（Ｇ６－Ｒ６）の値は小さな値であるから、式（３）のｋＭ０１（Ｒ６－Ｇ６）及び式（４）の－ｋＣ０１（Ｇ６－Ｒ６）の項は小さな値または０となる。
　従って、領域Ａｒ２及びＡｒ３におけるＲ信号Ｒ７はＲ信号Ｒ６とほぼ同じ値となり、負方向に補正されない。
　また、補正係数ｋＢ０１’及びｋＭ０２’は、領域Ａｒ２において式（９）を用いてＧ信号Ｇ７を生成するときに用いられる。このとき、補正係数ｋＭ０２’は小さな値または０に補正されており、差分値（Ｒ６－Ｇ６）の値は小さな値であるから、－ｋＭ０２（Ｒ６－Ｇ６）の項は小さな値または０となる。差分値（Ｂ６－Ｒ６）は大きな値であるが、補正係数ｋＢ０１’は小さな値または０に補正されているため、－ｋＢ０１（Ｂ６－Ｒ６）の項は小さな値または０となる。
　従って、領域Ａｒ２におけるＧ信号Ｇ７はＧ信号Ｇ６とほぼ同じ値となり、負方向に補正されない。
　式（２０）より分かるように、Ｇ信号Ｇ７が負の値とならなれなければ、好ましくはＲ信号Ｒ７及びＧ信号Ｇ７が負の値とならなれなければ、輝度色差変換部９は、大きな値であるＢ信号Ｂ７に基づくＢ信号Ｂ８によって輝度信号Ｙを生成することができる。
　以上のように構成される色補正装置によれば、第２の光源下で、Ｇ信号Ｇ７がＧ信号Ｇ６に加算される第２の彩度補正値によって負方向に補正されず、Ｒ信号Ｒ７もＲ信号Ｒ６に加算される第１の彩度補正値によって負方向に補正されない。よって、撮像装置は、輝度信号Ｙを生成することができ、階調がある自然な映像を得ることができる。
　また、第３の光源下では差分値（Ｒ５－Ｇ５）は閾値ｔｈを超えるのでＲ信号Ｒ６のみが大きな値となり、Ｇ信号Ｇ６及びＢ信号Ｂ６は小さな値となる。よって、差分値（Ｒ６－Ｇ６）及び（ＲＢmax－Ｇ６）は大きな値となる。Ｒ彩度係数補正部１８は、補正係数ｋＲ０２が正であれば、補正係数ｋＲ０２を小さな値または０とする補正係数ｋＲ０２’を生成する。Ｍｇ彩度係数補正部２０の動作は第２の光源下の場合と同様である。
　補正係数ｋＲ０２’は、領域Ａｒ１及びＡｒ６において式（８）及び（１３）を用いてＧ信号Ｇ７を生成するときに用いられる。式（８）において、差分値（Ｒ６－Ｂ６）は大きな値であるが、補正係数ｋＲ０２’は小さな値または０に補正されているため、－ｋＲ０２（Ｒ６－Ｂ６）の項は小さな値または０となり、－ｋＭ０２（Ｂ６－Ｇ６）の項も小さな値または０となる。
　式（１３）において、差分値（Ｒ６－Ｇ６）は大きな値であるが、補正係数ｋＲ０２’は小さな値または０に補正されているため、－ｋＲ０２（Ｒ６－Ｇ６）の項も小さな値または０となり、ｋＹ０１（Ｇ６－Ｂ６）の項も小さな値または０となる。
　従って、領域Ａｒ１及びＡｒ６におけるＧ信号Ｇ７はＧ信号Ｇ６とほぼ同じ値となり、負方向に補正されない。同様に、輝度色差変換部９は、大きな値であるＢ信号Ｂ７に基づくＢ信号Ｂ８によって輝度信号Ｙを生成することができる。よって、以上のように構成される色補正装置を備える撮像装置は、第３の光源下においても階調がある自然な映像を得ることができる。
　青色ＬＥＤ光源と赤色ＬＥＤ光源との双方が存在して被写体にマゼンタの光が照射される場合も同様に、輝度色差変換部９は輝度信号Ｙを生成することができるので、撮像装置は、階調がある自然な映像を得ることができる。
　なお、補正係数ｋＲ０２、ｋＢ０１、ｋＭ０２が負の値とされる場合には、第２の光源下、第３の光源下、青色ＬＥＤ光源及び赤色ＬＥＤ光源との双方が存在して被写体にマゼンタの光が照射される場合のいずれであっても、負の値である補正係数ｋＲ０２、ｋＢ０１、ｋＭ０２の値がそのまま維持される。従って、Ｒ信号Ｒ７及びＧ信号Ｇ７が負方向に補正されることはなく、輝度色差変換部９は輝度信号Ｙを生成することができる。
　図１において、補正係数発生部１０がＣＰＵによって構成される場合、補正係数ｋ１３、ｋ１４、ｋ１８～ｋ２０の各閾値ｔｈ及び減衰係数は、ＣＰＵによって個別に設定することができる。補正係数発生部１０は、光源からの光の色温度に応じて閾値ｔｈ及び減衰係数を設定してもよい。
　本発明は、以上説明した実施形態に限定されることはなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能である。補正係数ｋ１３、ｋ１４、ｋ１８～ｋ２０の特性は、図５に示すような閾値ｔｈを超えたら、係数値が線形的に漸減する特性に限定されない。係数値が曲線状に漸減する特性であってもよい。
　図１に示す撮像装置または色補正装置を構成する際、ハードウェアとソフトウェア（コンピュータプログラム）との使い分けは任意である。図１において、レンズ１、プリズム２、撮像素子３ｒ、３ｇ、３ｂ以外の部分はハードウェアによる回路で構成されていてもよいし、ソフトウェアで構成されていてもよいし、両者が混在して構成されていてもよい。
　図１に示す撮像装置が第３の光源下で使用されることがなく、第１及び第２の光源下で使用されることのみを考慮すれば十分であるときには、Ｇ係数補正部１４及びＲ彩度係数補正部１８を省略してもよい。また、図１に示す撮像装置が第２の光源下で使用されることがなく、第１及び第３の光源下で使用されることのみを考慮すれば十分であるときには、Ｒ係数補正部１３及びＢ彩度係数補正部１９を省略してもよい。
　以上説明した実施形態は、リニアマトリクス回路６及び色差マトリクス回路７を備える構成であるが、色差マトリクス回路７を省略した構成とすることができる。この場合、減算器１５～１７、Ｒ彩度係数補正部１８、Ｂ彩度係数補正部１９、Ｍｇ彩度係数補正部２０も省略される。上記のように色差マトリクス回路７はリニアマトリクス回路６より出力されたＲ信号Ｒ６、Ｇ信号Ｇ６、Ｂ信号Ｂ６の色の彩度を補正するものであるから、リニアマトリクス回路６のみを備えてＲ信号Ｒ５、Ｇ信号Ｇ５、Ｂ信号Ｂ５を補正するだけでも十分に効果的である。
　以上説明した実施形態の色補正装置の構成及び動作をまとめると次のとおりである。色補正装置はリニアマトリクス回路６を備える。Ｒ信号Ｒ５、Ｇ信号Ｇ５、Ｂ信号Ｂ５をそれぞれ第１のＲ信号、第１のＧ信号、第１のＢ信号とする。Ｒ信号Ｒ６、Ｇ信号Ｇ６、Ｂ信号Ｂ６を第２のＲ信号、第２のＧ信号、第２のＢ信号とする。
　リニアマトリクス回路６で用いられる３行×３列の補正係数において、補正係数ｋＲＲ、ｋＲＧ、ｋＲＢをそれぞれ第１～第３の補正係数、補正係数ｋＧＲ、ｋＧＧ、ｋＧＢをそれぞれ第４～第６の補正係数、補正係数ｋＢＲ、ｋＢＧ、ｋＢＢをそれぞれ第７～第９の補正係数とする。リニアマトリクス回路６は、第１のＲ信号、第１のＧ信号、及び第１のＢ信号に３行×３列の補正係数をマトリクス演算して、第２のＲ信号、第２のＧ信号、第２のＢ信号を生成する。
　Ｒ係数補正部１３は、第１のＢ信号から第１のＧ信号を減算した第１の差分値が第１の閾値を超えたら、第１の差分値が大きくなるほど、第１のＲ信号に乗算される第１の補正係数を１に近付け、第１のＧ信号及び第１のＢ信号にそれぞれ乗算される第２及び第３の補正係数を０に近付けるように補正する。撮像装置が第２の光源下で被写体を撮像するとき、第１の差分値は第１の閾値を超える。
　以上の構成及び動作によって、撮像装置が第２の光源下で被写体を撮像する場合であっても、階調がある自然な映像を得ることができる。
　色補正装置は、第１のＲ信号から第１のＧ信号を減算した第２の差分値が第２の閾値を超えたら、第１のＧ信号に乗算される第５の補正係数を１に近付け、第１のＲ信号及び第１のＢ信号にそれぞれ乗算される第４及び第６の補正係数を０に近付けるように補正するＧ係数補正部１４をさらに備えることが好ましい。撮像装置が第３の光源下で被写体を撮像するとき、第２の差分値は第２の閾値を超える。
　色補正装置は、第２のＲ信号、第２のＧ信号、第２のＢ信号の色の彩度を補正する色差マトリクス回路７をさらに備えることが好ましい。
　式（２）～（７）において用いられる複数の補正係数を第１０の補正係数、式（８）～（１３）において用いられる複数の補正係数を第１１の補正係数、式（１４）～（１９）において用いられる複数の補正係数を第１２の補正係数とする。Ｒ信号Ｒ７、Ｇ信号Ｇ７、Ｂ信号Ｂ７を第３のＲ信号、第３のＧ信号、第３のＢ信号とする。
　色差マトリクス回路７は、第２のＲ信号に、第２のＲ信号、第２のＧ信号、第２のＢ信号のうちの任意の２つの組み合わせの差分値に第１０の補正係数を乗算することによって得られた第１の彩度補正値を加算して、第３のＲ信号を生成する。
　色差マトリクス回路７は、第２のＧ信号に、上記の差分値に第１１の補正係数を乗算することによって得られた第２の彩度補正値を加算して、第３のＧ信号を生成する。色差マトリクス回路７は、第２のＢ信号に、上記の差分値に第１２の補正係数を乗算することによって得られた第３の彩度補正値を加算して、第３のＢ信号を生成する。
　ここで、撮像装置が第１の光源下で被写体を撮像するとき、第２の彩度補正値は、第３のＧ信号を減衰させるために負の値とされているとする。
　色補正装置は彩度係数補正部をさらに備える。彩度係数補正部は、Ｒ彩度係数補正部１８、Ｂ彩度係数補正部１９、Ｍｇ彩度係数補正部２０によって構成されている。但し、彩度係数補正部が複数の彩度係数補正部によって構成されることに限定されない。
　撮像装置が第２の光源下で被写体を撮像するとき、彩度係数補正部は、第３のＧ信号が第２の彩度補正値によって負方向に補正されないように、第１１の補正係数における一部の補正係数を０に近付けるよう補正する。
　色差マトリクス回路７及び彩度係数補正部を備えることによって、撮像装置が第２の光源下で被写体を撮像する場合であっても、階調があって、さらに自然な映像を得ることができる。
　彩度係数補正部は、撮像装置が第２の光源下で被写体を撮像するとき、第３のＲ信号が第１の彩度補正値によって負方向に補正されないように、第１０の補正係数における一部の補正係数を０に近付けるよう補正することが好ましい。また、彩度係数補正部は、撮像装置が第３の光源下で被写体を撮像するとき、第１１の補正係数における他の一部の補正係数を０に近付けるよう補正することが好ましい。
　色差マトリクス回路７は、色空間を複数の領域に分割して、第２のＲ信号、第２のＧ信号、第２のＢ信号を領域ごとに補正して、領域ごとに第３のＲ信号、第３のＧ信号、第３のＢ信号を生成することが好ましい。色空間の領域の分割数は６に限定されないが、図３に示すように、Ｇ－Ｂ＝０、Ｂ－Ｒ＝０、Ｒ－Ｇ＝０を示す直線で６分割するのがよい。
　色空間が複数の領域に分割されている場合、第１０～第１２の補正係数は、領域ごとに上記の差分値に乗算される補正係数の組み合わせとして設定されていればよい。彩度係数補正部は、撮像装置が第２の光源下で被写体を撮像するとき、複数の領域のうちの第１の特定の領域において設定された補正係数の少なくとも一部を０に近付けるよう補正すればよい。一例として、領域Ａｒ１～Ａｒ３が第１の特定の領域である。
　彩度係数補正部は、撮像装置が第３の光源下で被写体を撮像するとき、複数の領域のうちの第２の特定の領域において設定された補正係数の少なくとも一部を０に近付けるよう補正すればよい。一例として、領域Ａｒ１及びＡｒ６が第２の特定の領域である。第１の特定の領域と第２の特定の領域とは一部が重複していてもよい。
　以上の構成及び動作により、実施形態の色補正装置は、光源の種類に応じて自然な色となるように撮像信号の色を自動的に補正することができる。
　本願の開示は、２０１８年６月１８日に出願された特願２０１８－１１５３１８号に記載の主題と関連しており、それらの全ての開示内容は引用によりここに援用される。

Claims (8)

  1. 　撮像装置に用いられる色補正装置であり、
    　前記撮像装置が被写体を撮像することによって生成される第１のＲ信号、第１のＧ信号、第１のＢ信号に、第１～第３の補正係数、第４～第６の補正係数、第７～第９の補正係数よりなる３行×３列の補正係数をマトリクス演算して、第２のＲ信号、第２のＧ信号、第２のＢ信号を生成するリニアマトリクス回路と、
    　前記第１のＢ信号から前記第１のＧ信号を減算した第１の差分値が第１の閾値を超えたら、前記第１の差分値が大きくなるほど、前記第１のＲ信号に乗算される前記第１の補正係数を１に近付け、前記第１のＧ信号及び第１のＢ信号にそれぞれ乗算される前記第２及び第３の補正係数を０に近付けるように補正するＲ係数補正部と、
    　を備える色補正装置。
  2. 　前記第１のＲ信号から前記第１のＧ信号を減算した第２の差分値が第２の閾値を超えたら、前記第１のＧ信号に乗算される前記第５の補正係数を１に近付け、前記第１のＲ信号及び第１のＢ信号にそれぞれ乗算される前記第４及び第６の補正係数を０に近付けるように補正するＧ係数補正部をさらに備える請求項１に記載の色補正装置。
  3. 　前記第２のＲ信号に、前記第２のＲ信号、第２のＧ信号、第２のＢ信号のうちの任意の２つの組み合わせの差分値に複数の補正係数よりなる第１０の補正係数を乗算することによって得られた第１の彩度補正値を加算し、前記第２のＧ信号に、前記差分値に複数の補正係数よりなる第１１の補正係数を乗算することによって得られた第２の彩度補正値を加算し、前記第２のＢ信号に、前記差分値に複数の補正係数よりなる第１２の補正係数を乗算することによって得られた第３の彩度補正値を加算して、第３のＲ信号、第３のＧ信号、第３のＢ信号を生成する色差マトリクス回路を備え、
    　前記第２の彩度補正値は、前記撮像装置がＲ、Ｇ、Ｂの全ての色成分を含む広帯域の波長を有する第１の光源下で被写体を撮像するときに前記第３のＧ信号を減衰させるように負の値とされており、
    　前記撮像装置がＢの色成分を主とする狭帯域の波長を有する第２の光源下で被写体を撮像するとき、前記第３のＧ信号が前記第２の彩度補正値によって負方向に補正されないように、前記第１１の補正係数における一部の補正係数を０に近付けるよう補正する彩度係数補正部をさらに備える
    　請求項１または２に記載の色補正装置。
  4. 　前記彩度係数補正部は、前記撮像装置が前記第２の光源下で被写体を撮像するとき、前記第３のＲ信号が前記第１の彩度補正値によって負方向に補正されないように、前記第１０の補正係数における一部の補正係数を０に近付けるよう補正する請求項３に記載の色補正装置。
  5. 　前記撮像装置がＲの色成分を主とする含む狭帯域の波長を有する第３の光源下で被写体を撮像するとき、前記彩度係数補正部は、前記第１１の補正係数における他の一部の補正係数を０に近付けるよう補正する請求項３または４に記載の色補正装置。
  6. 　前記色差マトリクス回路は、色空間を複数の領域に分割して前記第２のＲ信号、第２のＧ信号、第２のＢ信号を前記領域ごとに補正して、前記領域ごとに前記第３のＲ信号、第３のＧ信号、第３のＢ信号を生成し、
    　前記第１０～第１２の補正係数は、前記領域ごとに前記差分値に乗算される補正係数の組み合わせとして設定されており、
    　前記彩度係数補正部は、前記撮像装置が前記第２の光源下で被写体を撮像するとき、前記複数の領域のうちの第１の特定の領域において設定された補正係数の少なくとも一部を０に近付けるよう補正する
    　請求項５に記載の色補正装置。
  7. 　前記彩度係数補正部は、前記撮像装置が前記第３の光源下で被写体を撮像するとき、第２の特定の領域において設定された補正係数の少なくとも一部を０に近付けるよう補正する請求項６に記載の色補正装置。
  8. 　前記色差マトリクス回路は、色空間を、Ｇ－Ｂ＝０、Ｂ－Ｒ＝０、Ｒ－Ｇ＝０を示す直線によって６つの領域に分割し、前記６つの領域ごとに、前記第２のＲ信号、第２のＧ信号、第２のＢ信号を補正して前記第３のＲ信号、第３のＧ信号、第３のＢ信号を生成する請求項６または７に記載の色補正装置。
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