(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像信号の色空間を、輝度信号と色差信号とで定義される色空間に変換する色空間変換部と、
入力される前記色差信号に対する補正を行うコアリング部とを、備えており、
前記コアリング部は、
ゼロから第一の色成分を有する前記色差信号に対して、彩度を減ずる補正を行い、
前記第一の色成分より高い色成分を有する前記色差信号に対しては、彩度を減ずる補正は行わず、
前記コアリング部は、
ゼロから前記第一の色成分を有する前記色差信号に対して、色成分が高くなるに連れて彩度の減ずる度合いを線形的に高くする、第一の補正を行う、ことを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記コアリング部は、
前記第一の色成分から前記第一の色成分より高い第二の色成分を有する前記色差信号に対して、色成分が高くなるに連れて彩度の減ずる度合い低くする、第二の補正を行い、
前記第二の色成分より高い色成分を有する前記色差信号に対しては、彩度を減ずる補正は行わない、
ことを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項３】
ゼロから前記第一の色成分までの第一の色成分幅と、
前記第一の色成分から前記第二の色成分までの第二の色成分幅とは、同じ大きさである、
ことを特徴とする請求項２に記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記第一の色成分を任意の値に変更できる設定変更処理部を、さらに備えている、
ことを特徴とする請求項２に記載の画像処理装置。
【請求項５】
前記第二の色成分を任意の値に変更できる設定変更処理部を、さらに備えている、
ことを特徴とする請求項２に記載の画像処理装置。
【請求項６】
前記第一の補正の補正度合いを任意の値に変更できる設定変更処理部を、さらに備えている、
ことを特徴とする請求項２に記載の画像処理装置。
【請求項７】
前記第二の補正の補正度合いを任意の値に変更できる設定変更処理部を、さらに備えている、
ことを特徴とする請求項２に記載の画像処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、画像処理装置に係る発明であり、特に、色差信号に対して補正処理を行うコアリング部を有する画像処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、画像処理装置は、撮像部から出力される画像信号に対して、画素補間、色変換、輪郭補正処理、フィルタリングおよび間引き処理等の画像処理を行う。そして、当該各画像処理後の画像信号は、画像データとして所定の内蔵メモリに格納される。
【０００３】
また、上記画像処理の一つとしてコアリング処理がある。図８は、色差信号Ｃｂ，Ｃｒに対するコアリング処理の様子を示している。図８において、横軸は、入力色差信号の色成分を示しており、縦軸は、出力色差信号の色成分を示している。図８において、横軸右方向または縦軸上方向に行くに連れて、色成分が高くなる（階調が高くなり、より高彩度となる）。
【０００４】
また、図８において、点線は、コアリング処理前の入力色差信号の色成分と出力色差信号の色成分との関係を示す。また、実線は、コアリング処理後の入力色差信号の色成分と出力色差信号の色成分との関係を示す。
【０００５】
図８に示すように、従来のコアリング処理では、ゼロから第一の色成分Ａ１を有する入力色差信号に対して、色成分をゼロにする補正（ゼロクリップ補正）が行われる。そして、第一の色成分Ａ１より高い色成分を有する入力色差信号に対しては、一定量で彩度を減ずる補正が行われる。
【０００６】
コアリング処理が実施されなければ、入力色差信号の色成分と出力色差信号の色成分とは同じである。しかし、図８に示す従来のコアリング処理が入力色差信号に施されることにより、低彩度の色成分はゼロクリップされ、中彩度〜高彩度の色成分は一定量で彩度が減じられる。
【０００７】
このように、入力色差信号に対して上記コアリング処理を施す。これにより、撮像部等に起因して発生したノイズを、低彩度レベルで抑制することができる。
【０００８】
なお、コアリング処理に関する記述がある従来文献として、たとえば特許文献１，２が存在する。
【０００９】
【特許文献１】特開２０００−２３６４７３号公報
【特許文献２】特開２００７−３１２３３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、図８に示すコアリング処理を施した場合には、所定のコアリング量閾値に対してゼロクリップが行われる。したがって、彩度の全体的な階調が損なわれるという問題が生じる。
【００１１】
そこで、本発明は、撮像部等に起因して発生したノイズを低彩度レベルで抑制できると共に、彩度の階調が損なわれない画像処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の目的を達成するために、本発明に係る請求項１に記載の画像処理装置は、画像信号の色空間を、輝度信号と色差信号とで定義される色空間に変換する色空間変換部と、入力される前記色差信号に対する補正を行うコアリング部とを、備えており、前記コアリング部は、ゼロから第一の色成分を有する前記色差信号に対して、彩度を減ずる補正を行い、前記第一の色成分より高い色成分を有する前記色差信号に対しては、彩度を減ずる補正は行わず、前記コアリング部は、ゼロから前記第一の色成分を有する前記色差信号に対して、色成分が高くなるに連れて彩度の減ずる度合いを線形的に高くする、第一の補正を行う。
【００１５】
また、請求項２に記載の画像処理装置は、請求項１に記載の画像処理装置であって、前記コアリング部は、前記第一の色成分から前記第一の色成分より高い第二の色成分を有する前記色差信号に対して、色成分が高くなるに連れて彩度の減ずる度合い低くする、第二の補正を行い、前記第二の色成分より高い色成分を有する前記色差信号に対しては、彩度を減ずる補正は行わない。
【００１６】
また、請求項３に記載の画像処理装置は、請求項２に記載の画像処理装置であって、ゼロから前記第一の色成分までの第一の色成分幅と、前記第一の色成分から前記第二の色成分までの第二の色成分幅とは、同じ大きさである。
【００１７】
また、請求項４に記載の画像処理装置は、請求項２に記載の画像処理装置であって、前記第一の色成分を任意の値に変更できる設定変更処理部を、さらに備えている。
【００１８】
また、請求項５に記載の画像処理装置は、請求項２に記載の画像処理装置であって、前記第二の色成分を任意の値に変更できる設定変更処理部を、さらに備えている。
【００１９】
また、請求項６に記載の画像処理装置は、請求項１に記載の画像処理装置であって、前記第一の補正の補正度合いを任意の値に変更できる設定変更処理部を、さらに備えている。
【００２０】
また、請求項７に記載の画像処理装置は、請求項２に記載の画像処理装置であって、前記第二の補正の補正度合いを任意の値に変更できる設定変更処理部を、さらに備えている。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の請求項１に記載の画像処理装置は、撮像部と、撮像部から出力された画像信号を、輝度信号と色差信号とで定義される色空間に変換する色空間変換部と、入力される色差信号に対する補正を行うコアリング部とを、備えており、コアリング部は、ゼロから第一の色成分を有する色差信号に対して、彩度を減ずる補正を行い、第一の色成分より高い色成分を有する色差信号に対しては、彩度を減ずる補正は行わない。
【００２２】
したがって、撮像部等に起因して発生したノイズを低彩度レベルで抑制できると共に、高彩度領域に対して階調が損なわれることを防止できる。
【００２３】
また、請求項１に記載の画像処理装置では、コアリング部は、ゼロから第一の色成分を有する色差信号に対して、色成分が高くなるに連れて彩度の減ずる度合いを線形的に高くする、第一の補正を行う。
【００２４】
したがって、低彩度領域において、出力色差信号の彩度を有る程度確保しつつ、上記ノイズを低減することもできる。
【００２７】
また、請求項２に記載の画像処理装置では、コアリング部は、第一の色成分から第一の色成分より高い第二の色成分を有する色差信号に対して、色成分が高くなるに連れて彩度の減ずる度合い低くする、第二の補正を行い、第二の色成分より高い色成分を有する色差信号に対しては、彩度を減ずる補正は行わない。
【００２８】
したがって、上記のような出力画像が損なわれる問題も解決できると共に、高彩度領域において出力色差信号の階調が損なわれることも防止できる。
【００２９】
また、請求項３に記載の画像処理装置は、ゼロから第一の色成分までの第一の色成分幅と、第一の色成分から第二の色成分までの第二の色成分幅とは、同じ大きさである。
【００３０】
したがって、コアリング部の構成を簡素することができる。
【００３１】
また、請求項４乃至請求項７に記載の画像処理装置は、設定変更処理部をさらに備えている。設定変更部は、第一の色成分の値、第二の色成分の値、第一の補正の補正度合い、および第二の補正の補正度合いを、任意の値に変更できる。
【００３２】
したがって、画像処理装置自身の特性および使用される状況等に応じて、適正な上記効果を得ることができるように、各パラメータが設定できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、この発明をその実施の形態を示す図面に基づいて具体的に説明する。
【００３４】
＜実施の形態＞
図１は、本実施の形態に係る画像処理装置１００の構成を示すブロック図である。
【００３５】
図１に示すように、画像処理装置１００は、撮像部１０、画像処理部２０、補間部３０、色空間変換部４０、空間フィルタ・コアリング部５０、設定変更部６０、およびメモリ７０を備えている。
【００３６】
撮像部１０では、被写体の撮像が行われ、撮像結果を画像信号として出力する。撮像部１０として、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）センサーやＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）センサーなどを採用できる。
【００３７】
画像処理部２０では、撮像部１０から出力されたアナログの画像信号を、デジタル画像信号に変換する。そして、画像処理部２０は、デジタル画像信号に対して、経時的平均化処理やシェーディング補正処理等を実施する。
【００３８】
経時的平均化処理では、撮像部１０の蓄積時間が複数フレームに渡る場合、各フレーム毎に撮像部１０からデータを読み出し、メモリ７０上の対応する画素のデータと加算する。一般に、撮像部１０で被写体を撮影する場合、レンズの光学的作用等に起因して、中心位置の明るさに比べてその周囲が暗くなると言うシェーディングが発生する。シェーディング補正処理では、当該シェーディングを緩和するために、各画素の輝度値等のゲイン調整を行う。
【００３９】
補間部３０では、撮像部１０で撮像されたデジタル画像において、隣接する画素間の情報から、当該隣接する画素間に新たな画素を擬似的に作り出す、一般的な画素補間が行われる。また、補間部３０では、画像の明るさの変化に対する電圧換算値の変化の比であるガンマ値を修正する、一般的なガンマ補正が行われる。当該ガンマ補正では、画像などの色のデータと、それが実際に出力される際の信号との相対関係を調節する。これにより、より自然に近い表示を得ることができる。
【００４０】
色空間変換部４０では、補間部３０で画素補間された画像信号を、輝度信号Ｙと色差信号Ｃｒ，Ｃｂとで規定される色空間に変換する。変換後の各色空間信号Ｙ，Ｃｂ，Ｃｒは、並列的に後段の空間フィルタ・コアリング部５０へ出力される。
【００４１】
空間フィルタ・コアリング部５０は、図２に示す構成を有している。
【００４２】
図２に示すように、空間フィルタ・コアリング部５０は、３つの空間フィルタ５１Ｙ，５１Ｕ，５１Ｖと、二つのコアリング部５２Ｕ，５２Ｖとで構成されている。ここで、図２では図示していないが、コアリング部５２Ｕ，５２Ｖは、設定変更部６０と接続されている。
【００４３】
色空間変換部４０から出力された輝度信号Ｙは、空間フィルタ５１Ｙへと入力される。また、色空間変換部４０から出力された色差信号Ｃｂは、空間フィルタ５１Ｕへと入力される。また、色空間変換部４０から出力された色差信号Ｃｒは、空間フィルタ５１Ｖへと入力される。
【００４４】
また、空間フィルタ５１Ｕから出力される信号は、コアリング５２Ｕを介してメモリ部７０へ入力される。また、空間フィルタ５１Ｖから出力される信号は、コアリング５２Ｖを介してメモリ部７０へ入力される。なお、図２に示す構成では、空間フィルタ５１Ｙから出力される信号は、直接メモリ部７０に入力している。しかし、空間フィルタ５１Ｙとメモリ部７０との間に、所定のコアリング処理を行うコアリング部が配設されていても良い。
【００４５】
空間フィルタ５１Ｙ，５１Ｕ，５１Ｖでは、色空間信号Ｙ，Ｃｂ，Ｃｒに対して、ノイズを弱める平滑化処理、エッジ部を強調する輪郭強調処理、画像中の明部と暗部の色抑圧（クロマサプレス：偽色防止）を行う偽色抑圧処理などが施される。当該処理後の各色空間信号Ｙ、Ｃｂ，Ｃｒは、上記の通り、メモリ部７０およびコアリング部５２Ｕ，５２Ｖへと出力される。
【００４６】
コアリング部５２Ｕ，５２Ｖは、入力される色差信号Ｃｂ，Ｃｒに対する補正を行う。なお、本実施の形態に係るコアリング部５２Ｕ，５２Ｖの具体的な補正動作は、後述する。また、図２と異なるが、輝度信号Ｙに対して所定の補正を行うコアリング部が配設されている場合、当該コアリング部では、たとえば上記特許文献１，２に開示されているような補正を行う。
【００４７】
図１において、設定変更部６０は、コアリング部５２Ｕ，５２Ｖに設定されているパラメータを変更・設定することができる部分である。また、空間フィルタ・コアリング部５０において各処理が施された色空間信号Ｙ，Ｃｂ，Ｃｒは、画像データとして所定の内蔵メモリに格納される。
【００４８】
＜コアリング部５２Ｕ，５２Ｖでの動作＞
次に、コアリング部５２Ｕ，５２Ｖで実施される補正（コアリング処理）について、図３を用いて説明する。なお、コアリング部５２Ｕ，５２Ｖは、共に同様の動作を行うので、ここでは、代表としてコアリング部５２Ｕについて説明する。
【００４９】
図３は、色差信号Ｃｂに対するコアリング処理の様子を示している。図３において、横軸は、入力色差信号Ｃｂの色成分を示しており、縦軸は、出力色差信号Ｃｂの色成分を示している。図３において、横軸右方向または縦軸上方向に行くに連れて、色成分が高くなる（階調が高くなり、より高彩度となる）。
【００５０】
また、図３において、点線は、コアリング処理前の入力色差信号Ｃｂの色成分と出力色差信号Ｃｂの色成分との関係を示す。また、実線は、コアリング処理後の入力色差信号Ｃｂの色成分と出力色差信号Ｃｂの色成分との関係を示す。図３の点線から分かるように、入力色差信号Ｃｂに対してコアリング処理が実施されなければ、入力色差信号Ｃｂの色成分と出力色差信号Ｃｂの色成分とは、同じである。
【００５１】
なお、本明細書では、色成分が０〜第一の色成分ａ（ａの値は、任意値に設定可能）までの領域を、「低彩度領域」と称する。また、第一の色成分ａ〜第二の色成分２ａ（ａの倍数でなくても良く、第二の色成分の値も任意値を設定可能）までの領域を、「中彩度領域」と称する。さらに、第二の色成分２ａより高い色成分の領域を、「高彩度領域」と称する。
【００５２】
コアリング部５２Ｕでは、図３に示すように、少なくとも、ゼロから第一の色成分ａを有する色差信号Ｃｂに対しては、彩度を減ずる補正（コアリング処理）を行う。さらに、コアリング部５２Ｕでは、第一の色成分ａより高い高域色成分（図３では、色成分２ａより高い色成分）を有する色差信号Ｃｂに対しては、彩度を減ずる補正（コアリング処理）は行わない。
【００５３】
具体的に、コアリング部５２Ｕは、低彩度領域の色成分を有する入力色差信号Ｃｂに対して、色成分が高くなるに連れて（図面右方向に行くに連れて）、彩度の減ずる度合いを高くする、第一の補正（第一のコアリング処理）を行う。つまり、図３において低彩度領域では、色成分が高くなるに連れて、点線と実線の幅（彩度を減ずる度合い）が大きくなる。当該第一の補正後の出力色差信号Ｃｂの色成分は、ｂ／ａ×（入力色差信号Ｃｂの色成分）となる。
【００５４】
また、コアリング部５２Ｕは、中彩度領域の色成分を有する入力色差信号Ｃｂに対して、色成分が高くなるに連れて（図面右方向に行くに連れて）、彩度の減ずる度合いを低くする、第二の補正（第二のコアリング処理）を行う。つまり、図３において中彩度領域では、色成分が高くなるに連れて、点線と実線の幅（彩度を減ずる度合い）が小さくなる。当該第二の補正後の出力色差信号Ｃｂの色成分は、（２−ｂ／ａ）×（入力色差信号Ｃｂの色成分）となる。
【００５５】
さらに、コアリング部５２Ｕは、高彩度領域の色成分を有する入力色差信号Ｃｂに対しては、彩度を減ずる補正は行わない。
【００５６】
なお、当該第一，二の補正の補正度合いを示す指標として、実線の傾きを用いる。当該傾きが小さいほど、当該補正度合いが大きくなる（入力色差信号Ｃｂの色成分が大きくなるほど、より彩度を低減する）。換言すれば、当該傾きが大きいほど、当該補正度合いが小さくなる（入力色差信号Ｃｂの色成分が高くなるほど、より彩度を低減させない）。第一の補正では、傾き１未満（ゼロを含む）である。また、第二の補正際では、傾きは１より大きい。なお、補正無しの場合では、傾きは１である。
【００５７】
設定変更部６０が、外部からの入力操作を受ける。すると、当該設定変更部６０は、コアリング部５２Ｕ内のレジスタ（図示せず）に格納されている各パラメータを、変更・設定する制御を行う。たとえば、設定変更部６０は、上記第一の色成分ａおよび上記第二の色成分２ａの値を、当該入力操作に応じて任意の値に変更・設定する制御を行う。また、設定変更部６０は、上記第一、二の補正の補正度合い（上記各傾きａ／ｂ、２−ｂ／ａ）を、当該入力操作に応じて任意の値に変更・設定する制御を行う。
【００５８】
以上のように、本実施の形態に係る画像処理装置１００では、コアリング部５２Ｕ，５２Ｖは、少なくとも、低彩度領域の色成分を有する入力色差信号Ｃｂ，Ｃｒに対して、彩度を減ずる補正を行っている。さらに、当該コアリング部５２Ｕ，５２Ｖは、高彩度領域の色成分を有する入力色差信号Ｃｂ，Ｃｒに対しては、前記彩度を減ずる補正は行わない。
【００５９】
したがって、撮像部１０等に起因して発生したノイズを低彩度レベルで抑制できると共に、高彩度領域に対して階調が損なわれることを防止できる。
【００６０】
また、本実施の形態に係る画像処理装置１００では、コアリング部５２Ｕ，５２Ｖは、低彩度領域の色成分を有する入力色差信号Ｃｂ，Ｃｒに対して、上記第一の補正を行っている。
【００６１】
したがって、低彩度領域において、出力色差信号の彩度を有る程度確保しつつ、上記ノイズを低減することもできる。
【００６２】
なお、図４に示すように、コアリング部５２Ｕ，５２Ｖは、ゼロから第一の色成分を有する入力色差信号Ｃｂ，Ｃｒに対して上記第一の補正を行い、第一の色成分より高い色成分を有する入力色差信号Ｃｂ，Ｃｒに対して補正を行わない構成であっても良い。つまり、上記第二の補正を省略する構成であっても良い。
【００６３】
しかし、当該図４に示す動作を行った場合には、補正の有無が急激に変化するので、第一の色成分付近において、出力画像が損なわれる。
【００６４】
そこで、本実施の形態に係る画像処理装置１００では、コアリング部５２Ｕ，５２Ｖは、中彩度領域の色成分を有する入力色差信号Ｃｂ，Ｃｒに対して、上記第二の補正を行っている。そして、コアリング部５２Ｕ，５２Ｖは、高彩度領域の色成分を有する入力色差信号Ｃｂ，Ｃｒに対しては、彩度を減ずる補正は行わない。
【００６５】
したがって、上記のような出力画像が損なわれる問題も解決できると共に、高彩度領域において出力色差信号の階調が損なわれることも防止できる。
【００６６】
なお、上記のように、第一の補正の補正度合いは、任意に変更できる。そこで、たとえば、図５に示すように、コアリング部５２Ｕ，５２Ｖは、低彩度領域（０〜第一の色成分ａ）の色成分を有する入力色差信号Ｃｂ，Ｃｒに対して、色成分をゼロにするゼロクリップ補正を行っても良い。つまり、第一の補正の度合いの指標である上記傾きは、ゼロである。
【００６７】
このような、図５に示す動作を行うコアリング部５２Ｕ，５２Ｖを採用することにより、撮像部１０等に起因して発生したノイズを低彩度レベルで完全に抑制できる。
【００６８】
上記のように、第一の色成分ａおよび第二の色成分２ａの値は、設定変更部６０の制御により、任意の値に選択・変更できる。そこで、たとえば図６，７に示すように、コアリング部５２Ｕ，５２Ｖ内のレジスタ（図示せず）に格納されている、これらの値を変更しても良い。つまり、図６では、第一の色成分は「ｃ」であり、第二の色成分は「ｄ」である。ここで、色成分がゼロ〜第一の色成分ｃまでの色成分幅（低彩度領域であり、第一の補正が施される領域）は、第一の色成分ｃから第二の色成分ｄまでの色成分幅（中彩度領域であり、第二の補正が施される領域）よりも、大きい。また、図７では、第一の色成分は「ｆ」であり、第二の色成分は「ｇ」である。ここで、色成分がゼロ〜第一の色成分ｆまでの色成分幅（低彩度領域であり、第一の補正が施される領域）は、第一の色成分ｆから第二の色成分ｇまでの色成分幅（中彩度領域であり、第二の補正が施される領域）よりも、小さい。
【００６９】
しかし、図３に示す場合では、色成分がゼロ〜第一の色成分ａまでの色成分幅（低彩度領域であり、第一の補正が施される領域）と、第一の色成分ａから第二の色成分２ａまでの色成分幅（中彩度領域であり、第二の補正が施される領域）とは、同じ大きさとしている。
【００７０】
このように、第一の補正が施される領域と第二の補正が施される領域との大きさが同等幅となるように、第一の色成分の値および第二の色成分の値を選択する。これにより、コアリング部５２Ｕ，５２Ｖの構成を簡素することができる。
【００７１】
また、本実施の形態に係る画像処理装置１００では、コアリング部５２Ｕ，５２Ｖ内に格納されている各パラメータ（第一，二の色成分の値、第一，第二の補正の補正の度合い（上記傾き））を変更・設定することができる設定変更部６０を有する。
【００７２】
したがって、画像処理装置１００自身の特性および使用される状況等に応じて、適正な上記効果を得ることができるように、各パラメータが設定できる。
【００７３】
なお、図３から図７の色成分表記は、絶対値表記である。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明に係る画像処理装置の構成を示すブロック図である。
【図２】空間フィルタ・コアリング部の内部構成を示すブロック図である。
【図３】コアリング部の動作を説明するための図である。
【図４】コアリング部の動作を説明するための図である。
【図５】コアリング部の動作を説明するための図である。
【図６】コアリング部の動作を説明するための図である。
【図７】コアリング部の動作を説明するための図である。
【図８】従来のコアリング動作を説明するための図である。
【符号の説明】
【００７５】
１０  撮像部
２０  画像処理部
３０  補間部
４０  色空間変換部
５０  空間フィルタ・コアリング部
５１Ｙ，５１Ｕ，５１Ｖ  空間フィルタ
５２Ｕ，５２Ｖ  コアリング部
６０  設定変更部
７０  メモリ
１００  画像処理装置
Ｙ  輝度信号
Ｃｂ，Ｃｒ  色差信号
【図１】
0005535443.tif 000002
【図２】
0005535443.tif 000003
【図３】
0005535443.tif 000004
【図４】
0005535443.tif 000005
【図５】
0005535443.tif 000006
【図６】
0005535443.tif 000007
【図７】
0005535443.tif 000008
【図８】
0005535443.tif 000009