(57)【要約】【課題】カラー値の利用可能なダイナミックレンジをより有効に使用して、ハイライト時にカメラのダイナミックレンジを改善すること。【解決手段】各カラー値が黒とカラークリップ値との間で変化し、複数のカラー値によって定義される少なくとも１つのピクセルを含むカラー画像の少なくとも１部分を処理する方法において、上記のカラークリップ値のうちの最小値を共通クリップ値として定め、各カラー値に対してこの共通クリップ値を上回るカラー値の量を定め、この量の線形結合を計算し、少なくとも１つのカラー値に対して、このカラー値が上記の共通クリップ値を下回る場合にはこのカラー値と上記の線形結合との和を、またこのカラー値が上記の共通クリップ値を上回る場合には共通クリップ値と上記の線形結合との和を、処理したカラー値として出力する。【選択図】　　　なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
各カラー値が黒とカラークリップ値との間で変化し、複数のカラー値によって定義される少なくとも１つのピクセルを含む、カラー画像の少なくとも１部分を処理する方法において、
前記カラークリップ値のうちの最小値を共通クリップ値として定め、
各カラー値に対して当該共通クリップ値を上回るカラー値の量を定め、
当該量の線形結合を計算し、
少なくとも１つのカラー値に対して、
当該カラー値が前記共通クリップ値を下回る場合には当該カラー値と前記線形結合との和を、また
当該カラー値が前記共通クリップ値を上回る場合には該共通クリップ値と前記線形結合との和を、処理したカラー値として出力することを特徴とする、
カラー画像の少なくとも１部分を処理する方法。
【請求項２】
各カラー値に対して、
当該カラー値が前記共通クリップ値を下回る場合には当該カラー値と前記線形結合との和を、また
当該カラー値が前記共通クリップ値を上回る場合には該共通クリップ値と前記線形結合との和を、処理されたカラー値として出力する、
請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記カラー値は、Ｒ値、Ｇ値およびＢ値であり、
処理されたＧ値として、
当該Ｇ値が前記共通クリップ値を下回る場合には当該Ｇ値と前記線形結合との和を出力し、
当該Ｇ値が前記共通クリップ値を上回る場合には前記共通クリップ値と前記線形結合との和を出力し、
処理されたＲ値として前記Ｒ値を出力し、
処理されたＢ値として前記Ｂ値を出力する、
請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記線形結合は前記量の平均値である、
請求項１から３までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記カラー値をホワイトバランスステップにて形成する、
請求項１から４までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
ＣＣＤアレイからの信号をディジタル化してホワイトバランスを適用し、これによって前記カラー値を形成する、
請求項１から４までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記カラー値を以前の記録データから取り出す、
請求項１から４までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
逆伝達特性曲線を適用して前記カラー値を形成する、
請求項７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数のカラー値によって定義される少なくとも１つのピクセルを含む、カラー画像の少なくとも１部分を処理する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在ではカメラに対して３つのＣＣＤアレイを使用してカラー画像を捕捉するのが通例である。各アレイにより、所定のカラーフィルタを通して画像がセンシングされる。この目的に対して通例使用される３色は、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）および青（Ｂ）である。
【０００３】
各ＣＣＤアレイはビデオ信号を出力し、ここでこのビデオ信号にはそのピクセルの各々によって受光した光についての情報が含まれている。つぎにこの３つのビデオ信号は、一般にディジタル化され、１ディジタルストリームとしてまとめられる。
【０００４】
したがってこのようなカメラによって受光した所定の方向からの光は、３つのカラー値によって定義され、これらは例えば１２ビットで符号化される場合には０〜４０９５の間の値をとる。これらのデータはつぎにさらに処理されて利用可能なビデオストリームが得られる。このさらなる処理ステップは、カメラそれ自体か、またはスタジオで行うことが可能である。
【０００５】
このような処理ステップの１つがホワイトバランスの適用である。ホワイトバランスの目標は、相異なる色の重み付けを決定して、所望の見栄えの画像、一般的にはできる限り自然な画像を得ることである。これは、色に固有のゲインを各カラー値に対して適用することである。
【０００６】
ＣＣＤアレイから出力されるカラー値が変化する範囲は３つの色に共通であるが、ホワイトバランスに対するゲインは一般的に（色に依存して）それぞれ異なるため、ホワイトバランスの後のカラー値の範囲も各色に固有である。
【０００７】
換言すると、ホワイトバランスの後の最大値（ＣＣＤアレイの飽和に相応し、一般にクリッピングレベルと称される）は一般的に色毎に異なる。
【０００８】
重要となり得るこの違い（例えば、赤に対して１４のゲイン、緑に対して５のゲイン、青に対して８のゲイン）に起因して、最大のクリッピングレベルを有する色の（ホワイトバランスの後の）ダインミックレンジの大部分が使用されないままになってしまうのである。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、カラー値の利用可能なダイナミックレンジをより有効に使用して、ハイライト時にカメラのダイナミックレンジを改善することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題は本発明により、各カラー値が黒とカラークリップ値との間で変化し、複数のカラー値によって定義される少なくとも１つのピクセルを含む、カラー画像の少なくとも１部分を処理する方法において、前記カラークリップ値のうちの最小値を共通クリップ値として定め、各カラー値に対してこの共通クリップ値を上回るカラー値の量を定め、この量の線形結合を計算し、少なくとも１つのカラー値に対して、このカラー値が上記の共通クリップ値を下回る場合にはこのカラー値と上記の線形結合との和を、またこのカラー値が上記の共通クリップ値を上回る場合には共通クリップ値と上記の線形結合との和を、処理したカラー値として出力することによって解決される。
【００１１】
【発明の実施の形態】
考えられ得る解決手段によれば、この方法は各カラー値に適用される。
【００１２】
考えられ得る別の解決手段によれば、この方法はＧ値だけに適用され、Ｒ値およびＢ値はそのままである。
【００１３】
有利な実施形態によれば、上記の線形結合は上記の量の平均値である。
【００１４】
本発明のさらなる特徴は以下の実施例の説明に記載されている。
【００１５】
【実施例】
ここで提案される方法は一般に、ホワイトバランス後のピクセル（ｉ，ｊ）を定義するカラー値（Ｒｉｎ，Ｇｉｎ，Ｂｉｎ）に適用される。
【００１６】
ピクセル（ｉ，ｊ）に対してＣＣＤアレイによって出力されかつディジタル化された値を（ＲＣＣＤ，ＧＣＣＤ，ＢＣＣＤ）ｉ，ｊと称すると、各ピクセル（ｉ，ｊ）に対するホワイトバランスの影響はつぎのように表される。すなわち、
（Ｒｉｎ）ｉ，ｊ　＝　Ｒｇａｉｎ・（ＲＣＣＤ）ｉ，ｊ
（Ｇｉｎ）ｉ，ｊ　＝　Ｇｇａｉｎ・（ＧＣＣＤ）ｉ，ｊ
（Ｂｉｎ）ｉ，ｊ　＝　Ｂｇａｉｎ・（ＢＣＣＤ）ｉ，ｊ
である。
【００１７】
例えば、Ｒｇａｉｎ　＝　１４，Ｇｇａｉｎ　＝　５，Ｂｇａｉｎ　＝　８を使用可能である。
【００１８】
各値（ＲＣＣＤ）ｉ，ｊ，（ＧＣＣＤ）ｉ，ｊおよび（ＢＣＣＤ）ｉ，ｊは、例えば、１２ビットで符号化され、したがって０〜４０９５の間の値をとりうる。これらの値はＣＣＤアレイから直接出力されることが可能であるが、ＣＣＤアレイからのｒａｗデータ出力の記録データから取り出すことも可能である。後者の場合、記録データに伝達特性曲線（ｔｒａｎｓｆｅｒ　ｃｕｒｖｅ）を適用することができる（記録媒体において１０ビットの値だけが得られるようにする）。この場合には取り出し時に逆伝達特性曲線（ｉｎｖｅｒｓｅ　ｔｒａｎｓｆｅｒ　ｃｕｒｖｅ）を適用する。
【００１９】
したがって以下ではカラークリップ値と称される、各カラーに対する制限レベルは、
Ｒｍａｘ　＝　Ｒｇａｉｎ・４０９５
Ｇｍａｘ　＝　Ｇｇａｉｎ・４０９５
Ｂｍａｘ　＝　Ｂｇａｉｎ・４０９５
である。
【００２０】
上記から明らかであるのは、Ｒｍａｘ，ＧｍａｘおよびＢｍａｘが一般的に互いに異なることである。
【００２１】
これらのクリップレベルまたはカラークリップ値の最小値は、以下で共通クリップ値と称され、したがって
ＣＬＩＰ　＝　ｍｉｎ（Ｒｍａｘ，Ｇｍａｘ，Ｂｍａｘ）
と定義される。
【００２２】
この共通クリップ値ＣＬＩＰを上回ると、カラー情報は信頼性が損なわれてしまう。共通クリップ値ＣＬＩＰを上回る情報は、以下に説明するように無色エンハンスメント信号として使用される。
【００２３】
本発明の方法の第１実施形態では、各ピクセル（ｉ，ｊ）に対する、処理されたカラー値（Ｒｅｎｈａｎｃｅｄ）ｉ，ｊ，（Ｇｅｎｈａｎｃｅｄ）ｉ，ｊおよび（Ｂｅｎｈａｎｃｅｄ）ｉ，ｊは、ホワイトバランスステップによって出力されるカラー値からつぎのようにして計算される。
【００２４】
（Ｒｉｎ）ｉ，ｊ　＜　ＣＬＩＰ　ならば　（Ｒｃｌｉｐｐｅｄ）ｉ，ｊ　＝　（Ｒｉｎ）ｉ，ｊ
そうでなければ　（Ｒｃｌｉｐｐｅｄ）ｉ，ｊ　＝　ＣＬＩＰ
（Ｇｉｎ）ｉ，ｊ　＜　ＣＬＩＰ　ならば　（Ｇｃｌｉｐｐｅｄ）ｉ，ｊ　＝　（Ｇｉｎ）ｉ，ｊ
そうでなければ　（Ｇｃｌｉｐｐｅｄ）ｉ，ｊ　＝　ＣＬＩＰ
（Ｂｉｎ）ｉ，ｊ　＜　ＣＬＩＰ　ならば　（Ｂｃｌｉｐｐｅｄ）ｉ，ｊ　＝　（Ｂｉｎ）ｉ，ｊ
そうでなければ　（Ｂｃｌｉｐｐｅｄ）ｉ，ｊ　＝　ＣＬＩＰ
値（Ｒｃｌｉｐｐｅｄ）ｉ，ｊ，（Ｇｃｌｉｐｐｅｄ）ｉ，ｊおよび（Ｂｃｌｉｐｐｅｄ）ｉ，ｊは、クリッピングされたＲＧＢデータと称することができる。
【００２５】
各ピクセルに対する無色エンハンスメント信号は、線形結合
（ＥＮＨ＿ｎｏｃｏｌｏｕｒ）ｉ，ｊ　＝　　０．５・｛（Ｒｉｎ　ｉ，ｊ−Ｒｃｌｉｐｐｅｄ　ｉ，ｊ）＋（Ｇｉｎ　ｉ，ｊ−Ｇｃｌｉｐｐｅｄ　ｉ，ｊ）＋（Ｂｉｎ　ｉ，ｊ−Ｂｃｌｉｐｐｅｄ　ｉ，ｊ）｝
である。
【００２６】
各ピクセルに対して、無色エンハンスメント信号（ＥＮＨ＿ｎｏｃｏｌｏｕｒ）ｉ，ｊが、クリッピングされたＲＧＢ信号に加算されて、処理され（かつエンハンスされた）たカラー値
（Ｒｅｎｈａｎｃｅｄ）ｉ，ｊ　＝　（Ｒｃｌｉｐｐｅｄ）ｉ，ｊ＋（ＥＮＨ＿ｎｏｃｏｌｏｕｒ）ｉ，ｊ
（Ｒｅｎｈａｎｃｅｄ）ｉ，ｊ　＝　（Ｇｃｌｉｐｐｅｄ）ｉ，ｊ＋（ＥＮＨ＿ｎｏｃｏｌｏｕｒ）ｉ，ｊ
（Ｂｅｎｈａｎｃｅｄ）ｉ，ｊ　＝　（Ｂｃｌｉｐｐｅｄ）ｉ，ｊ＋（ＥＮＨ＿ｎｏｃｏｌｏｕｒ）ｉ，ｊ
が得られる。
【００２７】
明らかであるのは、この無色エンハンスメント信号（ＥＮＨ＿ｎｏｃｏｌｏｕｒ）ｉ，ｊにより、低いクリッピングレベルを有する色（上記の例では緑または青）が、カラークリップレベルよりも高い値をとることができ、これによってダイナミックレンジが広がることである。
【００２８】
この処理されたカラー値（Ｒｅｎｈａｎｃｅｄ）ｉ，ｊ，（Ｒｅｎｈａｎｃｅｄ）ｉ，ｊおよび（Ｂｅｎｈａｎｃｅｄ）ｉ，ｊは、つぎに（Ｒｉｎ，　Ｇｉｎ，　Ｂｉｎ）ｉ，ｊの代わりにさらなる処理のために使用可能である。
【００２９】
本発明の方法の以下に示す第２実施形態は、殊に白雲を有する青空を表す画像に適用される。青空と白雲との間の差分は、基本的に赤信号における変調である。青空を維持するために、緑のチャネルにおけるクリッピングによって生じた緑の信号の欠如だけを補償する。上記の無色エンハンスメント信号を使用することによって、この実施形態における処理されたカラー値は、
（Ｒｅｎｈａｎｃｅｄ）ｉ，ｊ　＝　（Ｒｉｎ）ｉ，ｊ
（Ｇｅｎｈａｎｃｅｄ）ｉ，ｊ　＝　（Ｇｃｌｉｐｐｅｄ）ｉ，ｊ＋（ＥＮＨ＿ｎｏｃｏｌｏｕｒ）ｉ，ｊ
（Ｂｅｎｈａｎｃｅｄ）ｉ，ｊ　＝　（Ｂｉｎ）ｉ，ｊ
である。
【００３０】
ここでは緑信号だけが補正されており、赤および青信号はそのままである。
【００３１】
上記のように、処理の後に緑信号のダイナミックレンジを広げることによって、このカメラのダイナミックレンジが全体として改善される。