(57)【要約】【課題】色相信号に応じて輝度信号を変化させたときに、僅かな色相信号の相違で輝度段差が生じて輝度ムラが目立つのを軽減する画像処理方法等を提供する。【解決手段】複数の画素で構成される画像の、ある画素の色相信号にランダムノイズを重畳する第１のステップ（Ｓ４，Ｓ５）と、ランダムノイズが重畳された色相信号に応じた変化量で、画素の輝度信号を変化させる第２のステップ（Ｓ６，Ｓ７）と、を含む画像処理方法。【選択図】図７
2020136955.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の画素で構成される画像の、ある画素の色相信号にランダムノイズを重畳する第１のステップと、
前記ランダムノイズが重畳された前記色相信号に応じた変化量で、前記画素の輝度信号を変化させる第２のステップと、
を含むことを特徴とする画像処理方法。
【請求項２】
前記第１のステップは、前記ランダムノイズが重畳される前の前記色相信号に基づき、前記色相信号の変化量に対する前記輝度信号の変化量に係る傾きｋを取得して、前記傾きの絶対値｜ｋ｜に応じた標準偏差の前記ランダムノイズを前記色相信号に重畳するステップであることを特徴とする請求項１に記載の画像処理方法。
【請求項３】
前記第１のステップは、前記傾きの絶対値｜ｋ｜が所定の閾値以上である色相信号に前記ランダムノイズを重畳し、前記傾きの絶対値｜ｋ｜が所定の閾値未満である色相信号には前記ランダムノイズを重畳しないステップであることを特徴とする請求項２に記載の画像処理方法。
【請求項４】
前記画素の信号を前記輝度信号と前記色相信号とに分離する第３のステップをさらに含み、
前記第１のステップは、前記第３のステップにより分離された前記色相信号に前記ランダムノイズを重畳するステップであり、
前記第２のステップは、前記第３のステップにより分離された前記輝度信号を変化させるステップであることを特徴とする請求項１に記載の画像処理方法。
【請求項５】
前記第３のステップは、
前記画素の信号を前記輝度信号と色差信号とに分離する第４のステップと、
前記色差信号に基づき前記色相信号を算出する第５のステップと、
を含むことを特徴とする請求項４に記載の画像処理方法。
【請求項６】
前記第１のステップは、前記色相信号に前記ランダムノイズを直接的に重畳するか、または前記色差信号にランダムノイズを重畳することで前記第５のステップにより算出される前記色相信号に前記ランダムノイズを間接的に重畳するステップであることを特徴とする請求項５に記載の画像処理方法。
【請求項７】
前記第４のステップは、前記画素の信号を、ＲＧＢ色空間からＹＣｂＣｒ色空間へ変換するステップであって、前記第４のステップにより分離される前の前記画素の信号はＲＧＢ信号であり、前記第４のステップにより分離された前記輝度信号はＹ信号、前記色差信号はＣｂ信号およびＣｒ信号であることを特徴とする請求項５に記載の画像処理方法。
【請求項８】
複数の画素で構成される画像の、ある画素の色相信号にランダムノイズを重畳するノイズ重畳部と、
前記ランダムノイズが重畳された前記色相信号に応じた変化量で、前記画素の輝度信号を変化させる輝度補正部と、
を具備することを特徴とする画像処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の画素で構成される画像の輝度信号を変化させる画像処理方法、画像処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、センサＲＧＢから輝度信号Ｙを作成すると、表示系のｓＲＧＢで作成する輝度信号とは異なってしまい、高彩度部ほど相違が大きくなる。特に、青やマゼンタなどの色領域においては、センサＲＧＢで作成した輝度信号Ｙは、表示系のｓＲＧＢで作成した輝度信号よりも輝度値が高くなり過ぎてしまう。
【０００３】
そこで、特開２０１５−０４１８５６号公報には、カラー画像を構成する画素の輝度信号を、画素の彩度または色相に応じて調整する技術が記載され、青やマゼンタなどの色領域の輝度信号値を下げる処理が行われている。該公報に記載の技術は、異なる色空間で作成した輝度信号を補正する技術であるために、例えば色相の境界で輝度信号が不連続にならないようにゲインが設定され、色相信号が僅かに変化しても輝度信号が大きく変化することはない。
【０００４】
ところで、人間の視覚は、色相または彩度が少し変化しただけではその違いをあまり感じられないが、輝度については少し変化してもその違いに敏感であることが知られている。こうした人間の視覚特性を利用して、例えばＪＰＥＧ等においてはＹＣＣ４：２：２などの、色相を担う色差信号の情報量を間引くことが行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１５−０４１８５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、特定の視覚効果を狙うために、色相信号に応じて輝度信号を比較的大きく変化させることがある。例えば、人間の肌色に対応する色相の画素信号だけ、輝度信号値を比較的急峻に低下させる等である。
【０００７】
こうした技術では、色相信号の変化量に対する輝度信号の変化量が大きい範囲において、僅かに色相信号が変化しても、比較的大きな輝度信号の変化が生じることになる。上述したように、人間の視覚特性では、僅かな色相の変化はあまり感じられないが、輝度の変化には敏感であるために、ほぼ同一の色相（または、さらにほぼ同一の彩度）の画像領域であるにも関わらず、輝度段差が生じて縞模様状の輝度ムラに見え、違和感を覚えることがある。
【０００８】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、色相信号に応じて輝度信号を変化させたときに、僅かな色相信号の相違で輝度段差が生じて輝度ムラが目立つのを軽減する画像処理方法、画像処理装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様による画像処理方法は、複数の画素で構成される画像の、ある画素の色相信号にランダムノイズを重畳する第１のステップと、前記ランダムノイズが重畳された前記色相信号に応じた変化量で、前記画素の輝度信号を変化させる第２のステップと、を含む。
【００１０】
本発明の他の態様による画像処理装置は、複数の画素で構成される画像の、ある画素の色相信号にランダムノイズを重畳するノイズ重畳部と、前記ランダムノイズが重畳された前記色相信号に応じた変化量で、前記画素の輝度信号を変化させる輝度補正部と、を具備する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の画像処理方法、画像処理装置によれば、色相信号に応じて輝度信号を変化させたときに、僅かな色相信号の相違で輝度段差が生じて輝度ムラが目立つのを軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態１における画像処理装置の構成を示すブロック図。
【図２】上記実施形態１において、画像のある領域における各画素の色相信号の分布例を示す図。
【図３】上記実施形態１において、ランダムノイズを重畳することなく、画像のある領域における各画素の色相信号に応じて、輝度信号を変化させた例を示す図。
【図４】上記実施形態１において、画像のある領域における各画素の色相信号にランダムノイズを重畳した後に、ランダムノイズが重畳された各画素の色相信号に応じて、輝度信号を変化させた例を示す図。
【図５】上記実施形態１において、色相信号に応じた輝度補正値により変化する輝度信号の例を、輝度ゲインに換算して示す線図。
【図６】上記実施形態１において、色相信号の変化量に対する輝度信号の変化量に係る傾きの絶対値｜ｋ｜に応じて、ランダムノイズの標準偏差を変化させる例を示す線図。
【図７】上記実施形態１における画像処理装置の処理を示すフローチャート。
【図８】本発明の実施形態２における画像処理装置の構成を示すブロック図。
【図９】上記実施形態２における画像処理装置の処理を示すフローチャート。
【図１０】本発明の実施形態３における画像処理装置の構成を示すブロック図。
【図１１】上記実施形態３における画像処理装置の処理を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
［実施形態１］
【００１４】
図１から図７は本発明の実施形態１を示したものであり、図１は画像処理装置の構成を示すブロック図である。
【００１５】
まず、本実施形態の画像処理装置が好適に適用される装置の例としては、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、撮像機能付き携帯電話装置、画像処理ソフトウェアが実行されるコンピュータなどが挙げられる。
【００１６】
図１に示す画像処理装置は、輝度色差変換部１と、色相算出部２と、ランダムノイズ生成部３と、加算部４と、補正テーブル５と、輝度補正値算出部６と、加算部７と、ＲＧＢ変換部８と、を備えている。
【００１７】
画像は複数の画素で構成されていて、特に、本実施形態において輝度色差変換部１に入力される画像は、各画素の画素信号がＲＧＢ信号（Ｒ信号、Ｇ信号、およびＢ信号）となっているカラー画像を想定している（ただし入力される信号が他の信号、例えば補色系の色信号であっても構わないし、その他の色空間の信号でもよい）。従って、例えば原色ベイヤーカラーフィルタを備えた撮像素子で取得された画像の場合には、輝度色差変換部１に入力される前に、デモザイク処理が施されているものとする。
【００１８】
輝度色差変換部１は、入力された画素の信号を輝度信号と色差信号とに分離する。具体的に、輝度色差変換部１は、入力されたＲＧＢ信号を、ＲＧＢ色空間から例えばＹＣｂＣｒ色空間へ変換することにより、輝度信号としてのＹ信号と、色差信号としてのＣｂ信号およびＣｒ信号と、を出力する。
【００１９】
色相算出部２は、輝度色差変換部１から色差信号Ｃｂ，Ｃｒを入力して、色差信号Ｃｂ，Ｃｒに基づき色相信号Ｈを算出し出力する。従って、輝度色差変換部１および色相算出部２は、画素の信号を、輝度信号Ｙと色相信号Ｈとに分離している。
【００２０】
ランダムノイズ生成部３は、色相信号Ｈに加算するためのランダムノイズＮを生成して出力する。なお、ランダムノイズ生成部３は、１回毎に乱数を発生させてランダムノイズＮを生成するに限るものではなく、予め用意された乱数表を読み取ってランダムノイズＮを生成するものであっても構わない。
【００２１】
ここに、ランダムノイズ生成部３は、一定の標準偏差のランダムノイズＮのみを発生しても構わないが、色相信号の変化量に対する輝度信号の変化量が大きい部分には標準偏差の大きいランダムノイズＮを発生し、色相信号の変化量に対する輝度信号の変化量が小さい部分には標準偏差の小さいランダムノイズＮを発生するようにしても良い。
【００２２】
例えば、ランダムノイズ生成部３は、ランダムノイズが重畳される前の色相信号Ｈに基づき補正テーブル５を参照して、色相信号Ｈの変化量に対する輝度信号Ｙの変化量に係る傾きｋを取得し、傾きの絶対値｜ｋ｜に応じた標準偏差のランダムノイズを色相信号に重畳する。
【００２３】
ここに、傾きｋは、色相信号Ｈにおける輝度信号Ｙの輝度補正値をΔＹ（Ｈ）と記載するときに、ΔＹ（Ｈ）と、色相信号ＨをΔＨだけ異ならせた色相信号（Ｈ＋ΔＨ）における輝度補正値ΔＹ（Ｈ＋ΔＨ）とに基づき、例えば次のように算出される。
ｋ＝｛ΔＹ（Ｈ＋ΔＨ）−ΔＹ（Ｈ）｝／｛（Ｈ＋ΔＨ）−（Ｈ）｝
＝｛ΔＹ（Ｈ＋ΔＨ）−ΔＹ（Ｈ）｝／ΔＨ
【００２４】
この傾きｋは、色相信号に応じて補正テーブル５に予め記憶しておき、ランダムノイズ生成部３が色相信号（Ｈ＋ΔＨ）に基づき読み出すようにしても良い。あるいは、ランダムノイズ生成部３が、輝度補正値ΔＹ（Ｈ）およびΔＹ（Ｈ＋ΔＨ）を補正テーブル５から読み出して、上述した算出式で算出しても構わない。
【００２５】
また、補正テーブル５に後述するような折れ線データを記憶する場合には、色相信号Ｈにおける折れ線データの傾きをｋとして用いてもよい。
【００２６】
そして、図６は、色相信号の変化量に対する輝度信号の変化量に係る傾きの絶対値｜ｋ｜に応じて、ランダムノイズＮの標準偏差σＮを変化させる例を示す線図である。
【００２７】
図６に示す例では、｜ｋ｜＜Ｔｈ（ここに、Ｔｈは所定の閾値）のときにσＮ＝０とし、｜ｋ｜＝ＴｈのときにσＮ＝σ０（ここに、σ０は所定の標準偏差初期値）とし、｜ｋ｜＞Ｔｈのときに、｜ｋ｜に対してσＮが単調増加するようにしたものとなっている。なお、ここではランダムノイズＮの平均値が０であって、ランダムノイズＮとしては正負何れの値も取り得ることを想定している。
【００２８】
この場合に、｜ｋ｜＜ＴｈのときにはランダムノイズＮが発生せず、｜ｋ｜≧ＴｈのときにのみランダムノイズＮが発生する。従って、傾きの絶対値｜ｋ｜が所定の閾値Ｔｈ以上である色相信号にはランダムノイズが重畳されるが、傾きの絶対値｜ｋ｜が所定の閾値Ｔｈ未満である色相信号にはランダムノイズが重畳されないことになる。このような処理を行うことにより、色相信号が変化しても輝度信号がほとんど変化しない画像部分に対して、誤差拡散が無駄に行われるのを防止し、ノイズ感が生じるのを抑制することができる。
【００２９】
なお、ここでは、所定の標準偏差初期値σ０を０よりも大きな値としたが、σ０＝０として、傾きの絶対値｜ｋ｜が所定の閾値Ｔｈになったところから、｜ｋ｜の増加に応じて標準偏差を徐々に大きくしたランダムノイズを重畳するようにしても構わない。
【００３０】
また、ここでは、所定の閾値Ｔｈを０よりも大きな値としたが、Ｔｈ＝０として、傾きの絶対値｜ｋ｜が０から増加するに従って、標準偏差を徐々に大きくしたランダムノイズＮを重畳するようにしても構わない。この場合には、｜ｋ｜＝０となる画素を除いて、基本的に画像の全ての画素信号にランダムノイズが重畳されることになる。
【００３１】
加算部４は、色相算出部２から色相信号Ｈを入力すると共に、ランダムノイズ生成部３からランダムノイズＮを入力する。そして、加算部４は、色相信号ＨにランダムノイズＮを加算して、ランダムノイズが重畳された色相信号（Ｈ＋Ｎ）を出力する。従って、加算部４は、色相信号にランダムノイズを直接的に重畳している（なお、色相信号にランダムノイズを間接的に重畳する例については、後述する他の実施形態で説明する）。こうして、ランダムノイズ生成部３および加算部４は、複数の画素で構成される画像の、ある画素の色相信号にランダムノイズを重畳するノイズ重畳部を構成している。
【００３２】
補正テーブル５は、不揮発性の記録媒体に記憶されたルックアップテーブル（または、折れ線データなどでも構わない）である。ルックアップテーブル（または、折れ線データなど）には、色相信号と輝度補正値ΔＹとの対応関係を与える情報が記録されている。
【００３３】
補正テーブル５に記憶された情報の一例について、図５を参照して説明する。ここに、図５は、色相信号Ｈに応じた輝度補正値ΔＹにより変化する輝度信号Ｙの例を、輝度ゲインに換算して示す線図である。
【００３４】
図５は、ある特定の色相範囲において輝度信号値を急峻に低下させる例となっており、輝度信号値は例えば半分程度まで低下される。そして、色相信号Ｈの変化量に対する輝度信号Ｙの変化量に係る傾きの絶対値｜ｋ｜は、図５の両方向矢印に示す色相範囲において、所定の閾値Ｔｈ以上となっている。
【００３５】
輝度補正値算出部６は、加算部４からランダムノイズが重畳された色相信号（Ｈ＋Ｎ）を入力して、（Ｈ＋Ｎ）に基づき補正テーブル５を参照し、輝度信号Ｙを変化させるための輝度補正値ΔＹを取得する。従って、画素の輝度信号Ｙの変化量である輝度補正値ΔＹは、ランダムノイズが重畳された色相信号（Ｈ＋Ｎ）に応じた変化量となる。
【００３６】
なお、（Ｈ＋Ｎ）の値が補正テーブル５の参照値と一致しない場合には、（Ｈ＋Ｎ）の値を挟む複数の参照値に基づき補間を行って輝度補正値ΔＹを算出すればよい。また、上述したように、折れ線データを用いて（Ｈ＋Ｎ）の値から輝度補正値ΔＹを算出しても構わない。
【００３７】
加算部７は、輝度色差変換部１から輝度信号Ｙを入力すると共に、輝度補正値算出部６から輝度補正値ΔＹを入力する。そして、加算部７は、輝度信号Ｙに輝度補正値ΔＹを加算することで、補正された輝度信号（Ｙ＋ΔＹ）を出力する。こうして、補正テーブル５、輝度補正値算出部６、および加算部７は、ランダムノイズが重畳された色相信号（Ｈ＋Ｎ）に応じた変化量で、画素の輝度信号を変化させる輝度補正部を構成している。
【００３８】
なお、色相信号に応じた輝度補正値ΔＹを補正テーブル５に記憶するのに代えて、図５に示したような色相信号に応じた輝度ゲインを補正テーブル５に記憶するようにしても構わない。この場合には、色相信号（Ｈ＋Ｎ）に基づき輝度ゲインｇｙを取得して、加算部７に代えた乗算部で輝度信号Ｙに輝度ゲインｇｙを乗算すればよい。このような構成による処理は、図１に示したような構成において輝度補正値ΔＹを（ｇｙ−１）Ｙとすることに相当する。さらにこの場合に、傾きｋの定義を上述とは異ならせて、例えば、
ｋ＝｛ｇｙ（Ｈ＋ΔＨ）−ｇｙ（Ｈ）｝／ΔＨ
としても構わない。
【００３９】
ＲＧＢ変換部８は、加算部７から補正された輝度信号（Ｙ＋ΔＹ）を入力すると共に、輝度色差変換部１から色差信号Ｃｂ，Ｃｒを入力する。そして、ＲＧＢ変換部８は、補正された輝度信号（Ｙ＋ΔＹ）および色差信号Ｃｂ，ＣｒをＲＧＢ信号に変換して出力する。ここに、ＲＧＢ変換部８から出力されるＲＧＢ信号は、輝度色差変換部１に入力されたＲＧＢ信号（Ｒ信号、Ｇ信号、Ｂ信号）とは信号値が異なるために、プライム「′」を付して、Ｒ′信号、Ｇ′信号、Ｂ′信号としている。
【００４０】
次に、図７は、画像処理装置の処理を示すフローチャートである。
【００４１】
画像処理装置における図示しないメイン処理等からこの処理に入ると、輝度色差変換部１が、１画素の画素信号（ＲＧＢ信号）を入力する（ステップＳ１）。
【００４２】
そして、輝度色差変換部１が、入力したＲＧＢ信号を輝度信号Ｙと色差信号Ｃｂ，Ｃｒとに分離する（ステップＳ２）。
【００４３】
続いて、色相算出部２が、色差信号Ｃｂ，Ｃｒに基づいて色相信号Ｈを算出する（ステップＳ３）。
【００４４】
ランダムノイズ生成部３は、色相信号Ｈを入力して補正テーブル５を参照し、色相信号Ｈにおける傾きｋを取得する。そして、ランダムノイズ生成部３は、傾きの絶対値｜ｋ｜に応じた標準偏差σＮのランダムノイズＮを発生させる（ステップＳ４）。
【００４５】
加算部４は、色相信号ＨにランダムノイズＮを加算して、ランダムノイズが重畳された色相信号（Ｈ＋Ｎ）を出力する（ステップＳ５）。
【００４６】
輝度補正値算出部６は、ランダムノイズが重畳された色相信号（Ｈ＋Ｎ）に基づいて補正テーブル５を参照し、輝度補正値ΔＹを取得する（ステップＳ６）。
【００４７】
加算部７は、輝度信号Ｙに輝度補正値ΔＹを加算することで、輝度信号を補正する（ステップＳ７）。
【００４８】
ＲＧＢ変換部８は、補正された輝度信号（Ｙ＋ΔＹ）と、輝度色差変換部１から入力された色差信号Ｃｂ，Ｃｒとを、ＹＣｂＣｒ色空間からＲＧＢ色空間へ変換することにより、Ｒ′Ｇ′Ｂ′信号を生成する（ステップＳ８）。
【００４９】
その後、画像内の全画素についての処理が終了したか否かを判定して（ステップＳ９）、まだ終了していないと判定された場合にはステップＳ１へ戻って次の画素に対して上述したような処理を行う。
【００５０】
一方、ステップＳ９において、全画素についての処理が終了したと判定された場合には、この処理からメイン処理等へリターンする。
【００５１】
次に、このような処理を行うことによる画像の変化の様子を、図２〜図４を参照して説明する。
【００５２】
まず、図２は、画像のある領域における各画素の色相信号の分布例を示す図である。
【００５３】
図２は、輝度信号を変化させる補正を行う前の画像（元画像）の例えば８×８画素のある領域において、左上側の色相信号がＨ、右下側の色相信号が（Ｈ＋Δｈ）となっている例を示している。従って、領域の右下側の方が、左上側よりもΔｈだけ色相信号が異なっている。
【００５４】
ここでは、色相信号Ｈと色相信号（Ｈ＋Δｈ）とが、人間の視覚ではほぼ類似した色相に見え、さほど相違が感じられないものとする。
【００５５】
また、図２〜図４のハッチングは輝度信号の様子を示しており、図２においては色相信号Ｈの領域と色相信号（Ｈ＋Δｈ）の領域とで、輝度信号Ｙは同一（簡単のために、さらに彩度信号も同一）であるものとする。この場合には、図２に示す８×８画素の領域全体が、ほぼ均一な色の平坦な領域であるように人間には見える。
【００５６】
図３は、ランダムノイズを重畳することなく、画像のある領域における各画素の色相信号に応じて、輝度信号を変化させた例を示す図である。
【００５７】
色相が異なると、輝度補正値ΔＹが異なる。つまり、色相信号Ｈに基づき補正テーブル５を参照して求められる輝度補正値（ΔＹ１とする）と、色相信号（Ｈ＋Δｈ）に基づき補正テーブル５を参照して求められる輝度補正値（ΔＹ２とする）とは異なる。
【００５８】
このために、輝度補正を行った後には、色相信号Ｈの画素の輝度信号は（Ｙ＋ΔＹ１）、色相信号（Ｈ＋Δｈ）の画素の輝度信号は（Ｙ＋ΔＹ２）となって、信号値が異なる。
【００５９】
上述したように、人間の視覚は、色相または彩度が少し変化しただけではその違い（上述したΔｈ）をあまり感じられないが、輝度については少し変化してもその違い（上述した輝度補正値の差分｜ΔＹ１−ΔＹ２｜）に敏感である。従って、８×８画素の領域は、輝度補正後には、図３のハッチングの相違に示すように、輝度の相違を明確に感じることがある。
【００６０】
この場合に、図２の元画像ではほぼ平坦に感じられる領域が、図３の輝度補正後の画像では領域の左上側と右下側とで輝度段差が生じているように感じて、例えば輝度ムラとして認識されてしまう。
【００６１】
これに対して、図４は、画像のある領域における各画素の色相信号にランダムノイズＮを重畳した後に、ランダムノイズＮが重畳された各画素の色相信号に応じて、輝度信号を変化させた例を示す図である。なお、図４におけるランダムノイズＮは、各画素に対して同一の記号を用いているが、画素毎に異なるランダムな値である。
【００６２】
上述したように、本実施形態ではランダムノイズが重畳された色相信号（Ｈ＋Ｎ）に基づいて輝度補正値ΔＹを算出しているために、輝度信号が画素毎に異なる。この結果、図３では輝度信号が相対的に低い部分と相対的に高い部分とが左上側と右下側に２分されていたのに対して、図４ではランダムに混じり合う部分が生じており、輝度が誤差拡散されて輝度段差が不明瞭になっている。
【００６３】
このような画像を観察すると、左上側と右下側との色の段差がより滑らかに変化すると感じられるようになり、ほぼ同一の色相部分に輝度段差が生じて目立つことにより覚える違和感を軽減することができる。
【００６４】
このような実施形態１によれば、画素の色相信号にランダムノイズＮを重畳して、ランダムノイズＮが重畳された色相信号に応じた変化量で画素の輝度信号を変化させるようにしたために、僅かな色相信号の相違で輝度段差が生じて輝度ムラが目立つのを軽減することができる。
【００６５】
また、色相信号の変化量に対する輝度信号の変化量に係る傾きの絶対値｜ｋ｜に応じた標準偏差のランダムノイズＮを色相信号に重畳するようにしたために、輝度段差の大小に応じた適切なランダムノイズＮを重畳することができる。
【００６６】
さらに、傾きの絶対値｜ｋ｜が所定の閾値未満である色相信号にはランダムノイズＮを重畳しないようにしたために、色相信号が変化しても輝度信号がほとんど変化しない画像部分に対して、誤差拡散が無駄に行われるのを防止し、ノイズ感が生じるのを抑制することができる。
【００６７】
そして、画素の信号を輝度信号と色相信号とに分離し、分離された色相信号にランダムノイズＮを重畳し、分離された輝度信号を変化させているために、元画像の信号の種類に依ることなく処理を行うことができる。
【００６８】
加えて、画素の信号から分離した色差信号に基づき、色相信号を算出するようにしたために、補正後の輝度信号と色差信号とに色空間変換処理を行うだけで、元の信号形式の画素の信号に容易に戻すことができる。
【００６９】
特に、ＲＧＢ信号を、輝度信号Ｙと色差信号Ｃｂ，Ｃｒとに分離することで、ＲＧＢ色空間からＹＣｂＣｒ色空間への汎用の色空間変換処理を利用することができる。
【００７０】
また、色相算出部２により算出した色相信号に、ランダムノイズ生成部３が発生させたランダムノイズＮを、加算部４が直接的に重畳することで、ランダム性を損なうことなく色相を変化させることができる。
［実施形態２］
【００７１】
図８および図９は本発明の実施形態２を示したものであり、図８は画像処理装置の構成を示すブロック図である。
【００７２】
この実施形態２において、上述の実施形態１と同様である部分については同一の符号を付すなどして説明を適宜省略し、主として異なる点についてのみ説明する。
【００７３】
本実施形態の画像処理装置においては、ランダムノイズ生成部３が、輝度色差変換部１と補正テーブル５とに接続されている。ランダムノイズ生成部３は、輝度色差変換部１から色差信号Ｃｂ，Ｃｒを入力して、色差信号Ｃｂ，Ｃｒに基づき色相信号Ｈを算出し、算出した色相信号Ｈに基づき補正テーブル５を参照して傾きｋを取得する。そして、ランダムノイズ生成部３は、傾きの絶対値｜ｋ｜に応じた色差信号Ｃｂ用の標準偏差σＮ（Ｃｂ）のランダムノイズＮ１を発生させると共に、傾きの絶対値｜ｋ｜に応じた色差信号Ｃｒ用の標準偏差σＮ（Ｃｒ）のランダムノイズＮ２を発生させる。
【００７４】
なお、標準偏差σＮ（Ｃｂ）と標準偏差σＮ（Ｃｒ）とは異なる値と同一の値との何れでも構わないが、ランダムノイズＮ１とランダムノイズＮ２とは異なる値であるものとする。
【００７５】
ここに、色差信号Ｃｂ用のランダムノイズＮ１と、色差信号Ｃｒ用のランダムノイズＮ２とが異なるのは、次の理由による。すなわち、ある画素信号が、ＣｒＣｂ平面において例えば斜め４５°方向の色相であるものとする。このときに、色差信号Ｃｂに加算するランダムノイズと色差信号Ｃｒに加算するランダムノイズとを同じ値にすると、彩度信号は変化しても色相信号が変化しないために、輝度信号Ｙの変化量ΔＹをランダムに変化させることができなくなってしまうからである。
【００７６】
さらに、本実施形態においては、加算部４が、色相算出部２の前段に配置されていて、輝度色差変換部１とランダムノイズ生成部３と色相算出部２とに接続されている。加算部４は、輝度色差変換部１から色差信号Ｃｂ，Ｃｒを入力すると共に、ランダムノイズ生成部３からランダムノイズＮ１，Ｎ２を入力する。そして、加算部４は、色差信号ＣｂにランダムノイズＮ１を重畳し、色差信号ＣｒにランダムノイズＮ２を重畳して、ランダムノイズが重畳された色差信号（Ｃｂ＋Ｎ１），（Ｃｒ＋Ｎ２）を色相算出部２へ出力する。
【００７７】
色相算出部２は、輝度色差変換部１からランダムノイズが重畳された色差信号（Ｃｂ＋Ｎ１），（Ｃｒ＋Ｎ２）を入力して、ランダムノイズが重畳された色相信号（Ｈ＋Ｎ）を算出し出力する。
【００７８】
すなわち、上述した実施形態１では色相信号ＨにランダムノイズＮを直接的に重畳していたのに対して、本実施形態では、色差信号Ｃｂ，ＣｒにランダムノイズＮ１，Ｎ２を重畳することで、色相信号ＨにランダムノイズＮを間接的に重畳している。
【００７９】
その他の、輝度色差変換部１、補正テーブル５、輝度補正値算出部６、加算部７、およびＲＧＢ変換部８の構成や処理は、上述した実施形態１と同様である。
【００８０】
次に、図９は、画像処理装置の処理を示すフローチャートである。
【００８１】
この処理に入って上述したステップＳ１およびステップＳ２の処理を行うと、ランダムノイズ生成部３が、色差信号Ｃｂ，Ｃｒを入力して色相信号Ｈを算出し、色相信号Ｈに基づき補正テーブル５を参照して、色相信号Ｈにおける傾きｋを取得する。そして、ランダムノイズ生成部３は、傾きの絶対値｜ｋ｜に応じた標準偏差σＮ（Ｃｂ）のランダムノイズＮ１を発生させると共に、傾きの絶対値｜ｋ｜に応じた標準偏差σＮ（Ｃｒ）のランダムノイズＮ２を発生させる（ステップＳ４Ａ）。
【００８２】
続いて、加算部４は、色差信号ＣｂにランダムノイズＮ１を重畳し、色差信号ＣｒにランダムノイズＮ２を重畳して、ランダムノイズが重畳された色差信号（Ｃｂ＋Ｎ１），（Ｃｒ＋Ｎ２）を出力する（ステップＳ５Ａ）。
【００８３】
さらに、色相算出部２が、ランダムノイズが重畳された色差信号（Ｃｂ＋Ｎ１），（Ｃｒ＋Ｎ２）に基づいて、ランダムノイズが重畳された色相信号（Ｈ＋Ｎ）を算出する（ステップＳ３Ａ）。
【００８４】
その後、ステップＳ６〜Ｓ９の処理を上述したように行って、ステップＳ９において、全画素についての処理が終了したと判定された場合に、この処理からリターンする。
【００８５】
このような実施形態２によれば、上述した実施形態１とほぼ同様の効果を奏するとともに、色差信号にランダムノイズＮ１，Ｎ２を重畳することによっても、色相信号にランダムノイズＮを間接的に重畳することができる。
［実施形態３］
【００８６】
図１０および図１１は本発明の実施形態３を示したものであり、図１０は画像処理装置の構成を示すブロック図である。
【００８７】
この実施形態３において、上述の実施形態１，２と同様である部分については同一の符号を付すなどして説明を適宜省略し、主として異なる点についてのみ説明する。
【００８８】
図８に示した実施形態２の画像処理装置では、輝度色差変換部１から出力されるＣｂラインおよびＣｒラインは、ＲＧＢ変換部８に直接接続されていたが、本実施形態の画像処理装置では、加算部４を経由して接続されている。従って、ＲＧＢ変換部８には、ランダムノイズが重畳された色差信号（Ｃｂ＋Ｎ１），（Ｃｒ＋Ｎ２）が、加算部４から入力される。
【００８９】
ＲＧＢ変換部８は、加算部７から補正された輝度信号（Ｙ＋ΔＹ）を入力すると共に、加算部４からランダムノイズが重畳された色差信号（Ｃｂ＋Ｎ１），（Ｃｒ＋Ｎ２）を入力する。そして、ＲＧＢ変換部８は、補正された輝度信号（Ｙ＋ΔＹ）および色差信号（Ｃｂ＋Ｎ１），（Ｃｒ＋Ｎ２）をＲＧＢ信号に変換して出力する。ここに、ＲＧＢ変換部８から出力されるＲＧＢ信号は、輝度色差変換部１に入力されたＲＧＢ信号（Ｒ信号、Ｇ信号、Ｂ信号）と信号値が異なるだけでなく、上述した実施形態２においてＲＧＢ変換部８から出力されるＲ′信号、Ｇ′信号、Ｂ′信号とも信号値が異なっているために、ダブルプライム「″」を付して、Ｒ″信号、Ｇ″信号、Ｂ″信号としている。
【００９０】
なお、このような処理を行うと、色差信号がＣｂ，Ｃｒから（Ｃｂ＋Ｎ１），（Ｃｒ＋Ｎ２）に変化してしまうが、上述したように、人間の視覚は色相または彩度の変化に鈍感であるために、色相および彩度の情報を主に担う色差信号が幾らか変化しても、さほど違和感が生じることはない。また、幾らかの色ノイズが乗ることで、フィルムで撮影した画像に類似した粒状感の視覚効果を狙うこともできる。
【００９１】
その他の、輝度色差変換部１、色相算出部２、ランダムノイズ生成部３、補正テーブル５、輝度補正値算出部６、および加算部７の構成や処理は、上述した実施形態２と同様である。
【００９２】
図１１は、画像処理装置の処理を示すフローチャートである。
【００９３】
この処理に入って上述したステップＳ１、Ｓ２、Ｓ４Ａ、Ｓ５Ａ、Ｓ３Ａ、Ｓ６、およびＳ７の処理を行うと、ＲＧＢ変換部８が、補正された輝度信号（Ｙ＋ΔＹ）と、ランダムノイズが重畳された色差信号（Ｃｂ＋Ｎ１），（Ｃｒ＋Ｎ２）とを、ＹＣｂＣｒ色空間からＲＧＢ色空間へ変換することにより、Ｒ″信号、Ｇ″信号、Ｂ″信号を生成する（ステップＳ８Ｂ）。
【００９４】
その後、ステップＳ９の処理を上述したように行って、ステップＳ９において、全画素についての処理が終了したと判定された場合に、この処理からリターンする。
【００９５】
このような実施形態３によれば、上述した実施形態１，２とほぼ同様の効果を奏するとともに、フィルムで撮影した画像に類似した粒状感の視覚効果を狙うことができる。
【００９６】
なお、上述した各部の処理は、ハードウェアとして構成された１つ以上のプロセッサが行うようにしてもよい。例えば、各部は、それぞれが電子回路として構成されたプロセッサであっても構わないし、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等の集積回路で構成されたプロセッサにおける各回路部であってもよい。または、１つ以上のＣＰＵで構成されるプロセッサが、記録媒体に記録されたコンピュータプログラムを読み込んで実行することにより、各部としての機能を実行するようにしても構わない。
【００９７】
また、上述では主として画像処理装置について説明したが、画像処理装置を上述したように制御する制御方法であってもよいし、コンピュータに画像処理装置と同様の処理を行わせるためのコンピュータプログラム、該コンピュータプログラムを記録するコンピュータにより読み取り可能な一時的でない記録媒体、等であっても構わない。
【００９８】
さらに、本発明は上述した実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化することができる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明の態様を形成することができる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。このように、発明の主旨を逸脱しない範囲内において種々の変形や応用が可能であることは勿論である。
【符号の説明】
【００９９】
１…輝度色差変換部
２…色相算出部
３…ランダムノイズ生成部
４…加算部
５…補正テーブル
６…輝度補正値算出部
７…加算部
８…ＲＧＢ変換部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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