(57)【要約】  画像色ノイズ低減回路（２０）及び画像処理方法は、原色信号（Ｒ；Ｇ；Ｂ）を持つデジタル画像を処理する。決定回路（２７）は、前記原色信号から最大信号値（Signaltype）を決定する。決定回路（２７）に接続された計算回路（２９）は、前記最大信号値に依存して前記原色信号又は前記原色信号に関連した信号を修正することにより前記デジタル画像の色飽和を低減する。前記色飽和は、前記原色信号又は前記関連した信号の少なくとも低い値に対して低減される。
2008505523.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原色信号を持つデジタル画像における色ノイズを低減する方法において、前記方法が、
前記原色信号から最大信号値（Signaltype）を決定するステップと、
前記最大信号値（Signaltype）に依存して前記原色信号又は前記原色信号に関連した信号を修正することにより前記デジタル画像の色飽和を低減するステップであって、前記色飽和が、前記原色信号又は前記関連した信号の少なくとも低い値に対して低減される当該低減するステップと、
を有する方法。
【請求項２】
前記原色信号又は前記原色信号に関連した信号の修正が、
退色係数（satfading）で乗算するステップを有し、前記退色係数が、前記最大信号値（Signaltype）に依存する関数であり、
前記最大信号値Signaltypeがuppersignallevelより小さく、かつlowersignallevelより大きい場合に、satfading=1-((uppersignallevel-Signaltype)/(uppersignallevel-lowersignallevel))により決定され、
前記最大信号値Signaltypeが前記lowersignallevel以下である場合に、satfading=0により決定され、
前記パラメータuppersignallevelが、非飽和及び色ノイズ低減が開始する所定の上限レベルであり、前記パラメータlowersignallevelが、飽和及び色ノイズがゼロになる所定の下限レベルである、
請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記退色係数が追加の乗算係数で乗算される、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記パラメータuppersignallevelの値が可能な最大原色信号レベルより大きい、請求項２に記載の方法。
【請求項５】
前記パラメータlowersignallevelの値が可能な最小原色信号レベルより小さい、請求項２に記載の方法。
【請求項６】
前記最大信号値（Signaltype）が前記原色信号の最大値（RGBmax）である、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記最大信号値（Signaltype）がホワイトバランス信号係数により乗算された前記原色信号の最大値（RGBmax）である、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
より低い色温度への前記画像のホワイトバランス補正の場合、前記ホワイトバランス信号係数が、
前記原色信号の前記最大値（RGBmax）が緑成分信号Gである場合に１、
前記原色信号の前記最大値（RGBmax）が青成分信号Bである場合にBluegain、
前記原色信号の前記最大値（RGBmax）が赤成分信号Rである場合に1/Redgain、
に等しく、
より高い色温度への前記画像のホワイトバランス補正の場合、前記ホワイトバランス信号係数が、
前記原色信号の前記最大値（RGBmax）が前記緑成分信号Gである場合に１、
前記原色信号の前記最大値（RGBmax）が前記青成分信号Bである場合に1/Bluegain、
前記原色信号の前記最大値（RGBmax）が前記赤成分信号Rである場合にRedgain、
に等しく、
ホワイトバランス補正が無い場合、前記ホワイトバランス信号係数が１に等しく、
ここでBluegain及びRedgainが、前記原色信号に依存するパラメータであり、前記色ノイズ低減の滑らかな適合を得るためのホワイトバランス補正パラメータである、
請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記パラメータBluegainが、
G>=Rの場合、Bluegain=1+(deltabluegain×RGBsat×(RGBmax-G)/RGBmax)、
B>Gの場合、Bluegain=1+(deltabluegain×RGBsat×(RGBmax-B)/RGBmax)、
によって計算され、
ここでR、G及びBが前記３次元色空間のホワイト−シアン−マゼンタの三角形における色信号値であり、
RGBsatが、RGBsat=(RGBmax-RGBmin)/RGBmaxによる飽和パラメータであり、RGBmaxが、前記原色信号における最大値であり、RGBminが、前記原色信号における最小値であり、deltabluegainが所定のパラメータである、
請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記パラメータRedgainが、
G>=Rの場合、Redgain=1+(deltaredgain×RGBsat×(RGBmax-G)/RGBmax)、
B>Gの場合、Redgain=1+(deltaredgain×RGBsat×(RGBmax-R)/RGBmax)、
によって計算され、
ここでR、G及びBが前記３次元色空間のホワイト−イエロ−マゼンタの三角形における色信号値であり、
RGBsatが、RGBsat=(RGBmax-RGBmin)/RGBmaxによる飽和パラメータであり、RGBmaxが、前記原色信号における最大値であり、RGBminが、前記原色信号における最小値であり、deltaredgainが所定のパラメータである、
請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
原色信号を持つデジタル画像を処理する画像色ノイズ低減回路において、
前記原色信号から最大信号値を決定する決定回路と、前記決定回路に接続され、前記最大信号値に依存して前記原色信号又は前記原色信号に関連した信号を修正することにより前記デジタル画像の色飽和を低減する計算回路であって、前記色飽和が前記原色信号又は前記関連した信号の少なくとも低い値に対して低減される当該計算回路と、
を有する画像色ノイズ低減回路。
【請求項１２】
デジタル画像センサと、前記デジタル画像センサからのデジタル画像を処理する処理電子素子と、請求項１１に記載の画像色ノイズ低減回路とを有するデジタルカメラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原色信号を持つデジタル画像において色ノイズを低減する方法に関する。他の態様において、本発明は、例えばカメラからの、原色信号を持つデジタル画像を処理する画像色ノイズ低減回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
日本国特許公開公報第ＪＰ−Ａ−２００１−１９７５０８号は、ノイズが抑制される電子カメラを記載している。このため、センサからの原色信号は、輝度信号及びクロミナンス信号を得るように処理される。輝度信号及びクロミナンス信号の両方が、これらの信号の高周波成分を減衰させる高周波減衰手段を受ける。更に、減衰されたクロミナンス信号は、前記減衰されたクロミナンス信号の飽和を調整するように処理される。この電子カメラは、低ノイズ出力画像を得るために複雑なフィルタ回路を必要とする。
【０００３】
米国特許出願公開公報第ＵＳ２００１／００４８４７６号は、画像信号の高輝度部分をレベル圧縮する画像信号処理装置を記載している。デジタル画像の原色信号は、改良された輝度圧縮を得るために高輝度部分の飽和を変更することにより各原色に対して並列に処理される。画像ノイズ、特に色ノイズは、この装置において抑制されない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、特に微光状況（low light condition）でのデジタル画像の一部に生じる色ノイズを低減する問題に対する解決法を提供する。特に現在のＣＭＯＳセンサにおいて、これは、ノイズが白黒ノイズとしてだけではなく、色付きノイズとしても見える画像を生じ得る。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明によると、上で規定されたプリアンブルによる方法が提供され、当該方法は、前記原色信号から最大信号値（Signaltype）を決定するステップと、前記最大信号値に依存して前記原色信号又は（Ｙが輝度信号である、色差信号Ｒ−Ｙ、Ｇ−Ｙ、Ｂ−Ｙのような）前記原色信号に関連した信号を修正することにより前記デジタル画像の色飽和（color saturation）を低減するステップとを有し、前記色飽和が、前記原色信号又は前記原色信号に関連した信号の少なくとも低い値に対して減少される。前記最大信号値は、例えば、Ｒ成分、Ｇ成分及びＢ成分を持つ原色信号の最大値であってもよく、又は適用されるホワイトバランス補正に依存しうる係数により乗算された前記最大値であってもよい。
【０００６】
この方法は、２次元又は３次元フィルタ技術のような複雑な処理を必要とせずに（デジタル）画像内の色ノイズを低減することを可能にする。低強度レベルにおける色飽和は幾らか低いが、動作パラメータの適切な選択は、低減された色ノイズを持つ高画質画像を提供することができる。原色信号のみに色飽和低減を適用することにより、前記画像の輝度のような他の画像特性に影響が存在しないことに注意すべきである。
【０００７】
この方法の他の実施例において、前記原色信号又はこれに関連する信号の修正は、退色係数（fading factor）（satfading）の乗算を有し、前記退色係数は、前記最大信号値に依存する関数であり、
最大信号値Signaltypeがuppersignallevel（上限信号レベル）より小さく、かつlowersignallevel（下限信号レベル）より大きい場合に、satfading=1-((uppersignallevel-Signaltype)/(uppersignallevel-lowersignallevel))により決定され、
最大信号値Signaltypeがlowersignallevel以下である場合に、satfading=0により決定され、
ここでuppersignallevelは、非飽和（de-saturation）及び色ノイズ低減が開始する所定の上限レベルであり、lowersignallevelは飽和及び色ノイズがゼロになる所定の下限レベルである。
【０００８】
パラメータuppersignallevel及びlowersignallevelを適切に選択することにより、色ノイズの大幅に少ない目立つ存在感を持つ良い品質の画像が得られる。０...２５５の値の範囲を持つ前記原色信号が提供される場合、高画質の色ノイズが低減された画像を得るために、uppersignallevelは１６０であることができ、lowersignallevelは６０であることができる。
【０００９】
本発明の他の実施例において、前記退色係数は、付加的な乗算係数と乗算される。前記乗算係数に対して値ゼロを選択する場合、例えば夜間撮影機能に対して使用されるような、単なる白黒画像が得られる。また、前記乗算係数は、低いカメラノイズにおいて色飽和を増大するためにユニティより大きく（>１）選択されることができる。
【００１０】
他の実施例においてパラメータuppersignallevelの値を可能な最大原色信号レベルより大きく取る場合、常に色飽和補正を得ることが可能である。
【００１１】
更に他の実施例においてパラメータlowersignallevelの値を可能な最小原色信号レベルより小さく取る場合、低い飽和レベルにおいて全体的にグレイ画像を得ることを防ぐことが可能である。
【００１２】
前述のように、前記原色信号はＲＧＢタイプのものでありうる。この場合、他の実施例において、前記最大信号値は、前記原色信号の最大値（RGBmax）である。この実施例は、余り多くの処理性能を必要とせず、実施するのが容易であり、デジタル画像において非常に適切な色ノイズ抑制を提供することができる。
【００１３】
他の、より洗練された実施例において、前記最大信号値は、再び前記原色信号の最大値RGBmaxであるが、ホワイトバランス信号係数により乗算される。前記画像のホワイトバランス処理に依存する補正を組み込むことにより、更に効率的かつ良いバランスの色ノイズ低減が得られることができる。前記信号係数は、例えば、赤が最高原色信号値を持つ場合には1/wbRに等しくてもよく、青が最高原色信号値を持つ場合には1/wbBに等しくてもよく、ここでwbR及びwbBは、正確なホワイトバランスを得るために画像処理において使用されるパラメータである。
【００１４】
前記ホワイトバランス処理に依存する補正は、
より低い色温度への前記画像のホワイトバランス補正の場合、ホワイトバランス信号係数が、
前記原色信号の最大値RGBmaxが緑成分信号Ｇである場合に１、
前記原色信号の最大値RGBmaxが青成分信号Ｂである場合にBluegain、
前記原色信号の最大値RGBmaxが赤成分信号Ｒである場合に1/Redgain、
に等しく、
より高い画像温度への前記画像のホワイトバランス補正の場合、前記ホワイトバランス信号係数が、
前記原色信号の最大値RGBmaxが緑成分信号Ｇである場合に１、
前記原色信号の最大値RGBmaxが青成分信号Ｂである場合に1/Bluegain、
前記原色信号の最大値RGBmaxが赤成分信号Ｒである場合にRedgain、
に等しく、
ホワイトバランス補正が無い場合に、前記ホワイトバランス信号係数が１（ユニティ）に等しく、
ここでBluegain及びRedgainが前記原色信号に依存するパラメータであり、前記色ノイズ低減の滑らかな適合を得るためのホワイトバランス補正パラメータである、
ような他の実施例において大幅に良く実施され得る。
【００１５】
この実施例に示されるように、前記原色信号の前記緑成分が最大値を持つ場合には補正が適用されない。前記赤又は青成分のいずれかが前記原色信号の最大値部分である場合、前記補正係数は、どのようにホワイトバランスが特定の画像に対して適合されるかに依存する。
【００１６】
他の実施例において、パラメータBluegainは、
G>=Rの場合、Bluegain=1+(deltabluegain×RGBsat×(RGBmax-G)/RGBmax)、
B>Gの場合、Bluegain=1+(deltabluegain×RGBsat×(RGBmax-B)/RGBmax)、
によって計算され、
ここでR、G及びBは、３次元色空間のホワイト−シアン−マゼンタの三角形における色信号値であり、
RGBsatは、RGBsat=(RGBmax-RGBmin)/RGBmaxによる飽和パラメータであり、RGBmaxは、前記原色信号における最大値（この場合は青成分）であり、RGBminは、前記原色信号における最小値であり、deltabluegainは所定のパラメータである。
【００１７】
更に、パラメータRedgainは、
G>=Rの場合、Redgain=1+(deltaredgain×RGBsat×(RGBmax-G)/RGBmax)、
B>Gの場合、Redgain=1+(deltaredgain×RGBsat×(RGBmax-R)/RGBmax)、
によって計算され、
ここでR、G及びBは、３次元色空間のホワイト−イエロ−マゼンタ三角形における色信号値であり、
RGBsatは、RGBsat=(RGBmax-RGBmin)/RGBmaxによる飽和パラメータであり、RGBmaxは、前記原色信号における最大値（この場合は赤成分）であり、RGBminは、前記原色信号における最小値であり、deltaredgainは所定のパラメータである。
【００１８】
パラメータdeltabluegain及びdeltaredgainは、この場合、前記画像処理において既に使用されたホワイトバランスパラメータにより、又は追加の補正係数を持つホワイトバランスパラメータにより決定される。代替的に、パラメータdeltabluegain及びdeltaredgainは、経験による決定に基づいて選択されてもよい。
【００１９】
これらの実施例による方法は、前記３次元色空間における支配的な赤色領域と青色領域との間の境界において非常に滑らかな色飽和遷移を提供する。これらの滑らかな遷移は、他の画像処理方法においても同様に適用されることができることに注意する。
【００２０】
他の態様において、本発明は、例えばカメラからの、原色信号を持つデジタル画像を処理する画像色ノイズ低減回路に関し、前記画像色ノイズ低減回路は、
前記原色信号から最大信号値（Signaltype）を決定する決定回路と、前記決定回路に接続され、前記最大信号値に依存して前記原色信号又は前記原色信号に関連した信号（例えば色差値）を修正することにより前記デジタル画像の色飽和を低減する計算回路とを有し、
前記色飽和が、前記原色信号又は前記関連した信号の少なくとも低い値に対して低減される。
【００２１】
他の実施例において、前記計算回路及び／又は前記決定回路は、この方法を実行するように更に構成される。
【００２２】
更に他の実施例において、前記画像色ノイズ低減回路は、前記決定回路から入力パラメータを受信し、前記計算回路に対してパラメータを出力する計算素子を更に有し、前記決定回路、前記計算素子及び前記計算回路が、この方法の実施例による方法を実行するように構成される。
【００２３】
更に他の態様において、本発明は、デジタル画像センサと、前記デジタル画像センサからのデジタル画像を処理する処理電子素子（processing electronics）と、本発明の前記実施例の１つによる画像色ノイズ低減回路とを有するデジタルカメラに関する。
【００２４】
本発明は、添付図面を参照して、複数の模範的実施例を使用して、より詳細に以下に述べられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
図１は、本発明の実施例が適用されることができる模範的な装置としてデジタルカメラのブロック図を示す。前記カメラは、画像をセンサ４上に投影するレンズ２又は他の画像形成素子を有する。画像センサ４は、原色赤、緑及び青（ＲＧＢ）を持つ信号として前記画像を再構成する処理電子素子６に接続される。前記原色信号（ＲＧＢ信号）は、この場合、カメラマトリクス１２に入力され、カメラマトリクス１２は、センサ４と理想的なスペクトル特性との間のスペクトル特性における差により生じた色の誤差に対して前記ＲＧＢ信号を補正する。カメラマトリクス１２は、例えば特定のタイプの照明に対して補正するように、前記画像のホワイトバランスを補正するホワイトバランス回路１４に接続される。
【００２６】
特に、低い光レベルにおいて、アナログ画像センサ４及び出力増幅器により主に生じるデジタルカメラの色ノイズは、明確に見えるようになることができる。前記カメラのカラーマトリクス１２の重みに依存して、前記色ノイズは、強力に増幅されることができる。また、ホワイトバランス回路１４の赤及び青振幅制御は、シーンの色温度の関数として、前記色ノイズを更に増幅することができる。前記カメラの色ノイズを補正するために、本実施例による前記カメラは、前記カメラ内の他の処理の前に前記ＲＧＢ信号を修正する色ノイズ低減回路２０を備える。前記カメラ内の他の処理は、画像処理回路の従来の素子である、ガンマ補正回路１６及び適切な出力信号（Ｙ'、Ｒ'−Ｙ'、Ｂ'−Ｙ'）を出力する変換ユニット１８を有する。これらの回路１６及び１８は、当業者に既知であり、ここで更なる詳細な説明を必要としない。
【００２７】
例えばデジタルカメラにより提供されるもののような色信号は、前記画像の各画素に対して成分色のそれぞれに対して値を持つ３原色、赤、緑及び青（Ｒ、Ｇ、Ｂ）を有する。これらの成分色の値は、ＵＣＳ１９７６の３次元色空間のような３次元色空間内に表されることができる。この３次元色空間は、対称な様式で３原色成分を表し、それぞれが、例えば縦軸上に前記原色信号の最大値を持つような独自の軸Ｒ、Ｇ、Ｂを持つ。他のパラメータ、例えば前記原色信号の輝度値が、縦軸上に選択されてもよい。
【００２８】
図２において、色ノイズ低減回路２０の第１の実施例は、図１の前記カメラの前記画像処理素子に関連してより詳細に示される。RGBmaxの関数として色ノイズ低減スキームのブロック図が示される。主要な信号経路は、前記色ノイズ低減を適用する、第１の変換器２１と、非飽和回路２３と第２の変換器２５とを含む。第１の変換器２１は、カメラマトリクス１２及びホワイトバランス（ＷＢ）回路１４の後に前記色信号を輝度信号Yw並びに色差信号（Rw-Yw）、(Gw-Yw)及び(Bw-Yw)に変換する。これらの信号は、非飽和回路２３に入力され、赤、青、緑の原色信号（RwfGwfBwf）を再び実現する第２の変換器２５が後に続く。
【００２９】
前記図において、前記ＲＧＢ信号における文字'ｍ'は、カメラマトリクス１２による信号出力を示す。前記ＲＧＢ信号における文字'ｗ'は、ホワイトバランス回路１４の後の信号を示し、'ｆ'は、飽和退色（saturation fading）又は色ノイズ低減回路２０の後の信号を示す。
【００３０】
前記カメラマトリクス及びホワイトバランスに対する式を用いて記載されるのは重要であり、
Rw=Rm×wbR=(a11×R+a12×G+a13×B)×wbR
Gw=Gm=(a21×R+a22×G+a23×B)
Bw=Bm×wbB=(a31×R+a32×G+a33×B)×wbB
であり、ここでwbR及びwbBは、ホワイトバランス回路１４に入力されるホワイトバランスパラメータであり、a11、a12、a13、a21、a22、a23、a31、a32及びa33は、３×３のカメラマトリクス回路１２に対するパラメータである。
【００３１】
第１の変換器２１により出力される輝度信号Ymに対して、
Yw=YR×Rw+YG×Gw+YB×Bw=0.299×Rw+0.587×Gw+0.114×Bw
であることが重要である。
【００３２】
ユニティ低減係数を持つ前記色差信号は、(Rw-Yw)、(Gw-Yw)及び(Bw-Yw)である。
【００３３】
色ノイズ低減回路２０は、特性値、例えば、
RGBmax=max{Rw,Gw,Bw}
による前記ＲＧＢ信号のR、G及びB成分の最大値を決定する回路２７を更に有する。
【００３４】
前記色ノイズ低減を制御するパラメータ'satfading'は、以下の手順（procedure）により計算ユニット２９において計算される。
Procedure ColorNoiseReduction(Signaltype)
｛Signaltype、例えばRGBmaxの関数としての非飽和による色ノイズ低減｝
used variables:｛使用される変数｝
uppersignallevel｛非飽和及び色ノイズ低減が開始する上限レベル｝
lowersignallevel｛飽和及び色ノイズがゼロになる下限レベル｝
satfading=1｛デフォルト設定、色ノイズ低減無し｝
if (Signaltype<uppersignallevel) and (Signaltype>lowersignallevel) then
satfading=1-((uppersignallevel-Signaltype)/(uppersignallevel-lowersignallevel))
else if Signaltype<=lowersignallevel then satfading=0
end｛of procedure ColorNoiseReduction｝
【００３５】
この手順においてSignaltypeにRGBmaxを代入する（ColorNoiseReduction(RGBmax)）ことにより、RGBmax制御ノイズ／飽和低減が実施される。パラメータlowersignallevel、uppersignallevel及びRGBmaxは、計算回路２９に入力され、計算回路２９は前記'satfading'パラメータを出力する。
【００３６】
非飽和回路２３２より計算された前記色差信号に対して、以下の式が重要である。
(Rw-Yw)f=satfading×(Rw-Yw)
(Gw-Yw)f=satfading×(Gw-Yw)
(Bw-Yw)f=satfading×(Bw-Yw)
【００３７】
上述の手順（ColorNoiseReduction(Signaltype)）によると、RGBmax>=uppersignallevelに対して、satfading=1なので色ノイズ低減は全く起こらない。RGBmax<=lowersignallevelに対して、色差信号(Rw-Yw)f、(Gw-Yw)f、(Bw-Yw)fはゼロになるので、satfadingパラメータはゼロであり、結果として色ノイズ低減の最大値を生じる。uppersignallevelとlowersignallevelとの間のRGBmaxに対して、satfadingパラメータは、ユニティとゼロとの間の値を得る。結果として、非飽和の量も０％と１００％との間で変化する。後者は、色情報を持たない白黒信号である。
【００３８】
補正パラメータ'satfading'は、非飽和回路２３に入力される前に乗算器３３を使用して'全体的な飽和制御パラメータ'により乗算されてもよい。図２における前記'全体的な飽和制御'パラメータは、デフォルトユニティであるが、例えば低いカメラノイズにおいて線形色空間における色飽和を増大するために又は（例えば夜間撮影に対して）白黒画像を得るためにゼロに向けて調整されることができる。線形輝度信号Ywが前記色飽和の関数として影響を受けないままであることに注意すべきである。
【００３９】
図２に示される回路は、前記処理された信号を再びＲＧＢ信号に再変換する第２の変換器２５を更に有する。第２変換器２５の出力は、
Rwf=(Rw-Yw)f+Yw
Gwf=(Gw-Yw)f+Yw
Bwf=(Bw-Yw)f+Yw
により与えられ、前記カメラのガンマ回路１６に入力されることができる。
【００４０】
他の実施例において、第１の変換器２３は、輝度信号Ywを決定するようにのみ構成される。輝度信号Ywのみを実現し、３つの色差信号を除外することにより、追加の乗算器｛(1-satfading)*Yw｝を費やして上記式を結合することが可能であり、前記追加の乗算器の出力は、追加の項、即ち、
Rwf=satfading*(Rw-Yw)+Yw=satfading*Rw+(1-satfading)*Yw
Gwf=satfading*(Gw-Yw)+Yw=satfading*Gw+(1-satfading)*Yw
Bwf=satfading*(Bw-Yw)+Yw=satfading*Bw+(1-satfading)*Yw
として３回使用される。
【００４１】
パラメータuppersignallevel及びlowersignallevelは、３次元色ノイズ抑制に対する異なる結果を得るように選択されてもよい。R、G又はB信号の最大の範囲が例えば２５５／２５５である場合、uppersignallevelは、１６０／２５５に等しく選択されることができ、lowersignallevelは、６０／２５５に等しく選択されることができる。この結果は、よくバランスされた色ノイズ低減を生じる。
【００４２】
例えばuppersignallevelを３００／２５５に等しくなるように選択することにより、前記色飽和低減が最大ＲＧＢ入力レベルにおいて既に開始することも可能である。lowersignallevelが１００／２５５に等しくなるように選択される場合、前記色飽和は、前記最大ＲＧＢ入力レベルに既に低減され、結果として色ノイズの量も低減される。全ての色に対してRGBmax=1.0である場合に色バー試験画像の上部に対して、色非飽和の後のRGBmax値は減少されていることが示されることができる。最大のRGBmax振幅減少は、青色から開始し、それぞれ赤、マゼンタ、緑、シアン及びイエロ色が後に続く。lowersignallevelは１００／２５５（０．３９）に調整されており、結果として前記色バー試験画像の下部のグレイ中心に向かう非飽和流れを生じる。
【００４３】
更に、lowersignallevel<0.0の調整範囲を用いて、前記色バー試験画像の下部において前記色が前記色空間の中心におけるグレイラインまで完全に非飽和になることは、防止されることができる。パラメータlowersignallevelは例えば−５０／２５５（−０．２）に設定されることができ、uppersignallevelは例えば７０／２５５（０．２７）に設定されることができる。
【００４４】
上記実施例において、RGBmax色ノイズ低減は、全ての色の同じRGBmax入力レベルで開始する。３つのカメラ原色光源のノイズの量が等しいと仮定すると、これは、前記RGBmax色ノイズ低減が、日光以外の環境色温度において撮られた画像の場合に最適ではないことを意味する。赤みがかった色温度の場合、カメラホワイトバランスの後、青信号が増幅され、したがって青ノイズを増大し、赤信号は減衰され、結果として赤ノイズの減少を生じる。結果として前記青色ノイズが十分に低減されず、前記赤ノイズが過剰に低減される。
【００４５】
本発明の他の実施例において、ホワイトバランスパラメータwbR及びwbBの関数として前記RGBmax色ノイズ低減のuppersignallevel及びlowersignallevelを偽って（fictitiously）適合することが可能である。前記ホワイトバランス後のRGBmax信号である赤又は青信号に依存して、前記RGBmax信号は、uppersignallevel及びlowersignallevelが適合されたかのように適合されることができる。
【００４６】
この改良された方法の実施例は、例えば図３に示される色ノイズ低減回路２０の実施例において実装されることができる。図３に示される実施例は、かなりの程度において図２に示される実施例と同一であり、等しい機能を持つ素子が同様な参照符号を使用して示されている。この実施例において、前記色ノイズ低減は、RGBmax並びにホワイトバランスパラメータwbR及びwbBの関数として実施される。RGBmax検出回路２７の後に、追加の計算素子３５が導入され、ホワイトバランスパラメータwbR及びwbBの関数として前記色ノイズ低減の滑らかな適合を得るノイズ低減計算に使用されるべき他のパラメータを計算するように構成される。計算回路２９における'satfading'パラメータの計算は、図２の実施例におけるColorNoiseReduction手順と比較可能な手順に関係するが、ここでWB_ColorNoiseReduction手順によって拡張されている。
Procedure WB_ColorNoiseReduction
｛wbR及びwbBホワイトバランスパラメータを使用する適合的色ノイズ低減｝
if R=RGBmax then
ColorNoiseReduction(RGBmax/wbR)｛赤ノイズ低減を適合｝
else if B=RGBmax then
ColorNoiseReduction(RGBmax/wbB)｛青ノイズ低減を適合｝
else ColorNoiseReduction(RGBmax)｛緑ノイズ低減は変更されない｝
【００４７】
ColorNoiseReduction手順が、（前記ホワイトバランスパラメータを使用しない）上記の実施例を用いて記載された手順によることに注意する。
【００４８】
前記ホワイトバランスの後の赤みがかった色円画像（reddish color circle image）の場合、R=RGBmaxに対して、uppersignallevel及びlowersignallevelは、RGBmaxを０．８の因数で除算することにより偽って減少される。前記色円は、様々な色を有する画像であり、（前記３次元色空間における）色間の遷移が見えるようにされることができる。増大された（RGBmax/wbR）値は、より少ない色非飽和を生じ、結果として前記赤色のより少ないノイズ低減を生じる。前記赤みがかった色円内のより大きな赤信号のため、これは、正確に所望されたものである。B=RGBmaxに対して、uppersignallevel及びlowersignallevelは、RGBmaxを１．３の因数で除算することにより偽って増大される。ここで減少された（RGBmax/wbB）値は、より大きな色非飽和を生じ、したがって青色の増大された色ノイズ低減を生じる。uppersignallevel及びlowersignallevelに関連してwbR又はwbBにより除算されたRGBmaxが、wbR又はwbBで乗算されたuppersignallevel及びlowersignallevelに関連したRGBmaxと同じであることに注意する。
【００４９】
この実施例は、３つの補色（マゼンタ、シアン、イエロ）のそれぞれにおいて前記３次元色空間（ＵＣＳ１９７６）における不連続性を生じる。この効果は、本発明の更に他の実施例を使用して防止されることができる。
【００５０】
この他の実施例において、異なる色ノイズ低減手順が色ノイズ低減回路２０において実施される。
Procedure RedgainBluegain_ColorNoiseReduction
｛Redgain及びBluegain関数を使用する適合的な色ノイズ低減｝
begin
if wbR>wbB then｛高い色温度を持つ画像｝
begin
if G=RGBmax then ColorNoiseReduction(RGBmax)
else if B=RGBmax then ColorNoiseReduction(RGBmax×Bluegain)
else if R=RGBmax then ColorNoiseReduction(RGBmax/Redgain)
end
else if wbB>wbR then｛低い色温度を持つ画像｝
begin
if G=RGBmax then ColorNoiseReduction(RGBmax)
else if B=RGBmax then ColorNoiseReduction(RGBmax/Bluegain)
else if R=RGBmax then ColorNoiseReduction(RGBmax×Redgain)
end
else ColorNoiseReduction(RGBmax)｛ホワイトバランス適合無し｝
end｛of procedure RedgainBluegain_ColorNoiseReduction｝
【００５１】
緑色に対して、色非飽和の量は、ホワイトバランスパラメータwbR及びwbBと独立である。赤色及び青色に対して、それぞれRedgain及びBluegainによる除算又は乗算は、シーンの低い又は高い色温度に依存する。
【００５２】
この手順において、パラメータBluegain及びRedgainを得るために複数の他の手順が使用される。前記ＵＣＳ１９７６色空間における２つの実現しやすい関数（functions）を用いて、赤領域及び青領域の回転（turn over）が可能になっている。
Function Redgain
（Redgainは任意の色の滑らかな赤回転の結果である）
used variables:
deltaregain｛赤領域回転の方向及び量｝
begin｛of procedure Redgain｝
if (R=RGBmax) then
begin｛三角形ホワイト−イエロ−マゼンタ内の色｝
｛RGBsatを初めに計算｝
if RGBmax>0 then RGBsat=(RGBmax-RGBmin)/RGBmax else RGBsat=0
｛Redgainを計算｝
if G>=R then Redgain=1+(deltaredgain×RGBsat×(RGBmax-G)/RGBmax)
else if B>G then Redgain=1+(deltaredgain×RGBsat×(RGBmax-B)/RGBmax)
end
end｛of procedure Redgain｝
【００５３】
Function Bluegain
（Bluegainは任意の色の滑らかな青回転の結果である）
used variables:
deltabluegain｛青領域回転の方向及び量｝
begin｛of procedure Bluegain｝
if (B=RGBmax) then
begin｛三角形ホワイト−シアン−マゼンタ内の色｝
｛RGBsatを初めに計算｝
if RGBmax>0 then RGBsat=(RGBmax-RGBmin)/RGBmax else RGBsat=0
｛Bluegainを計算｝
if G>=R then Bluegain=1+(deltaBluegain×RGBsat×(RGBmax-G)/RGBmax)
else if B>G then Bluegain=1+(deltabluegain×RGBsat×(RGBmax-R)/RGBmax)
end
end｛of procedure Bluegain｝
【００５４】
関数Redgain及びBluegainを用いて、滑らかな回転を得ることが可能である。頂点における前記色円画像において前記３つの補色における不連続性が見られることができないことが確認された。不連続性は、左側における２次元クロミナンス及びＵＣＳ１９７６面又は右側における３次元ＵＣＳ１９７６色空間のいずれにおいても見られることができない。例えば、前記色飽和は、R=RGBmaxに対して増大し、deltaredgain=deltabluegain=0.4であるB=RGBmaxに対する飽和減少は、以下のように得られている。
if B=RGBmax then sat=1/Bluegain
else if R=RGBmax then sat=1×Redgain
ここでsatは色飽和制御を表す。
【００５５】
この飽和制御の結果は、R=1かつG=B=0に対して、最大色飽和は１．４倍増大されており、B=1かつG=R=0に対して、最大飽和は１．４倍減少されている。前記色円の他の全てのＲＧＢ値に対して、前記飽和制御は、１／１．４の飽和と１．４の飽和との間で滑らかに変化する。
【００５６】
パラメータdeltaredgain及びdeltabluegainが適合されることができる。例えば、赤領域、即ちR=RGBmaxを回転するために、低い色温度シーンに対するホワイトバランスの適合の場合、deltaredgainは１．０に調整されており、青領域、即ちB=RGBmaxを回転するために、deltabluegainは１．５に調整されている。実際の試験から、赤ノイズ低減（又は色非飽和）が減少したのに対し、青ノイズ低減が増大し、B=RGBmax=1.0に対して既に開始することが見られることができる。
【００５７】
deltaredgain及びdeltabluegain調整が、ホワイトバランスパラメータwbR及びwbBに比例する必要が無いことに注意すべきである。１つの理由は、前記カメラマトリクスのノイズ寄与も考慮に入れられることができることである。他の理由は、一方のwbR及びdeltaredgainと他方のwbB及びdeltabluegainとの間の関係が、実際的に決定される必要があることである。
【００５８】
これらの滑らかな遷移が、他の画像処理方法にも同様に、しかしながら例えば肌の色合いの検出のために特定の色を強調するような他の目的で適用されることができることに注意すべきである。
【００５９】
実際の例において、例えば赤みがかった色環境において低い環境光状況及び３２００Ｋの色温度において撮影されたＣＭＯＳカメラ画像の場合、青信号の大きな欠如が存在し、結果としてここで強力な青色ノイズが前記画像全体にわたり広がる。
【００６０】
１４０に調整されたuppersignallevel及び５０に調整されたlowersignallevelを持つRGBmax色ノイズ低減を適用する手段により、特に青ノイズの低減が得られ、しかしながら緑及び赤ノイズの低減も得られる。
【００６１】
前記ホワイトバランスパラメータが青色ノイズの追加の低減及び赤ノイズのより少ない低減に関与した場合、前記青色ノイズの追加の低減はより弱い光の青色をも減少し、前記より小さな赤ノイズ低減は、より弱い光の赤色の小さな増大を生じる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の実施例が適用されることができるデジタルカメラのブロック図を示す。
【図２】本発明による色ノイズ低減回路の第１の実施例の詳細なブロック図を示す。
【図３】本発明による色ノイズ低減回路の他の実施例の詳細なブロック図を示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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2008505523.tif 000007
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