(57)【要約】【課題】ユーザに色空間を選択させることなく、被写体が有する色域を良好な彩度及び階調で再現する技術を提供する。【解決手段】本発明の画像処理装置は、色域検出手段と、色空間決定手段と、色空間変換手段とを備えている。色域検出手段は、入力された画像データから、色の分布範囲である色域を検出する。色空間決定手段は、色域検出手段により検出された色域を実質的に包含する色空間を決定する。色空間変換手段は、入力された画像データを、決定された色空間で表される画像データに変換する。従って、変換後の画像データから、被写体の色を正確に再現することが可能となる。【選択図】      図１
2004200902.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力された画像データから、色の分布範囲である色域を検出する色域検出手段と、
前記色域検出手段により検出された前記色域を実質的に包含する色空間を決定する色空間決定手段と、
前記入力された画像データを、決定された色空間で表される画像データに変換する色空間変換手段と
を備えていることを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
請求項１記載の画像処理装置において、
前記色域検出手段は、前記入力された画像データを複数の画像領域に分割し、前記各画像領域ごとに色相及び彩度を算出し、算出した色相別に最大彩度をそれぞれ求め、
前記色空間決定手段は、前記色域検出手段により算出された色相の全てにおいて最大彩度が前記入力された画像データより高い色空間の中で、最も狭い色空間を選択する
ことを特徴とする画像処理装置。
【請求項３】
請求項１記載の画像処理装置において、
前記色域検出手段は、前記入力された画像データを色度図上に写像し、
前記色空間決定手段は、前記色度図上で前記入力された画像データを予め定められた割合以上包含する色空間の中で、最も狭い色空間を選択する
ことを特徴とする画像処理装置。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれか１項記載の画像処理装置において、
前記色空間変換手段は、前記色空間決定手段により決定された色空間に関する情報を、変換後の画像データの出力先に伝達する
ことを特徴とする画像処理装置。
【請求項５】
撮影レンズにより形成される光像を撮像し、画像データを生成する撮像部と、
前記画像データの色の分布範囲を検出して色空間を決定し、前記画像データを、決定された色空間で表される画像データに変換する請求項１〜請求項４のいずれか１項記載の画像処理装置と
を備えていることを特徴とする電子カメラ。
【請求項６】
請求項１〜請求項４のいずれか１項記載の前記色域検出手段、前記色空間決定手段、及び前記色空間変換手段として、コンピュータを機能させるための画像処理プログラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像データの色空間を変換する画像処理装置に関する。また、本発明は、画像処理装置を搭載した電子カメラ、及び画像処理プログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、電子カメラ、デジタルビデオカメラ、スキャナ等のカラー画像処理装置で生成された画像データは、まず、色変換、階調処理、輪郭強調等の処理を施される。この後、画像データは、メモリや磁気テープ等の記録媒体に記録されるか、或いは通信媒体により外部機器に伝送される。記録された画像データは、例えば、現像器、プリンタ等により、写真として再現される。また、伝送された画像データは、例えば、動画もしくは静止画としてモニタ上に再現される。
【０００３】
記録、或いは伝送された画像データが示す色を正確に再現するためには、撮像側と再生側とが、同じ規格を用いて画像データを処理する必要がある。このため、色を表現するための種々の規格（色空間）が定められている。そして、三原色（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の色座標は、各規格ごとに異なる。
図１０は、NTSC色空間及びsRGB色空間のｘｙ色度図を示している。なお、馬蹄形の内側は、人間が知覚できる色の範囲（以下、可視領域という）を示している。各規格は、Ｒ、Ｇ、Ｂの座標を頂点とした三角形の内側の色のみを表現（符号化及び再生）できる。本発明では、このように色空間が表現できる色の範囲、及び被写体が有する色の分布範囲を色域という。図１０から明らかなように、NTSC色空間やsRGB色空間で表現できる色の範囲は、可視領域より狭い。これは、他の殆どの色空間（CIE RGB、Adobe RGB（登録商標）等）に関しても同様である。
【０００４】
撮像素子のカラーフィルタで決まる色空間が被写体の色域を包含しない場合、この撮像系で生成される画像データからは、被写体の色を正確に再現できない。また、撮像系の色空間が被写体の色域を包含していても、この撮像系で生成された画像データを、被写体の色域を包含しない色空間で表されるものに変換した場合、被写体の色を正確に再現できない。
【０００５】
そこで、特許文献１は、全ての色を表現できる色空間を新たに設定し、この色空間で撮像する方法を提案している。この新規の色空間は、三原色の色座標が既知のものとは異なる。このため、新規三原色に基づく画像データを、既知の三原色に基づく画像データに変換して、既存の画像出力装置に出力している。
【特許文献１】
特開２００２−１０９５２３号公報  （第６−１７項、第１−２０図）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
一般に、圧縮前の画像データは、各画素の色を所定のビット数（例えば、三原色にそれぞれ８ビット）で符号化することで構成されている。このため、広い色空間で符号化された場合、撮像後の画像データの１階調あたりの色差は大きくなると予想される。一度粗い階調で符号化されてしまうと、以降の処理で階調を細かくすることはできない。１階調あたりの色差が大きいと、再現される画像は見た目が粗くなり、画像の加工も困難となる。
【０００７】
また、ユーザが被写体に応じて色空間を適切に選択することは、面倒且つ困難である。なぜなら、NTSC、sRGB等の色空間に関する知識が必要となるからである。
本発明の目的は、ユーザに色空間を選択させることなく、被写体が有する色域を良好な彩度及び階調で再現する技術を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１の画像処理装置は、色域検出手段と、色空間決定手段と、色空間変換手段とを備えている。色域検出手段は、入力された画像データから、色の分布範囲である色域を検出する。色空間決定手段は、色域検出手段により検出された色域を実質的に包含する色空間を決定する。色空間変換手段は、入力された画像データを、決定された色空間で表される画像データに変換する。
【０００９】
請求項２の画像処理装置では、色域検出手段は、入力された画像データを複数の画像領域に分割し、各画像領域ごとに色相及び彩度を算出し、算出した色相別に最大彩度をそれぞれ求める。また、色空間決定手段は、色域検出手段により算出された色相の全てにおいて最大彩度が入力された画像データより高い色空間の中で、最も狭い色空間を選択する。
【００１０】
請求項３の画像処理装置では、色域検出手段は、入力された画像データを色度図上に写像する。そして、色空間決定手段は、色度図上で入力された画像データを予め定められた割合以上包含する色空間の中で、最も狭い色空間を選択する。
請求項４の画像処理装置では、色空間変換手段は、色空間決定手段により決定された色空間に関する情報を、変換後の画像データの出力先に伝達する。
【００１１】
請求項５の電子カメラは、撮像部と、画像処理装置とを備えている。撮像部は、撮影レンズにより形成される光像を撮像し、画像データを生成する。画像処理装置は、請求項１〜請求項４のいずれか１項記載のものであり、画像データの色の分布範囲を検出して色空間を決定し、画像データを、決定された色空間で表される画像データに変換する。
【００１２】
請求項６の画像処理プログラムは、請求項１〜請求項４のいずれか１項記載の色域検出手段、色空間決定手段、及び色空間変換手段として、コンピュータを機能させる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて本発明の実施の形態を説明する。
＜第１の実施形態＞
図１は、本発明の第１の実施形態を示している（請求項１、請求項２、請求項４、及び請求項５に対応）。図において、撮影装置１０Ａは、本発明の電子カメラ１２Ａに、撮影レンズ１４及び記録媒体１６を装着することで構成されている。撮影レンズ１４は、レンズ群２０と、絞り２２とで構成されている。
【００１４】
電子カメラ１２Ａは、レリーズ釦３０と、ＣＰＵ３２と、メモリ３４と、フォーカルプレーンシャッタ３６と、ＣＣＤ３８と、信号処理部４０と、ホワイトバランス調整部４２と、補間処理部４４と、本発明の画像処理装置５０と、ガンマ補正部５２と、輪郭強調部５４と、画像圧縮部５６と、記録部５８とで構成されている。
【００１５】
ＣＰＵ３２は、電子カメラ１２Ａの各部を制御する。
ＣＣＤ３８は、受光面上に、赤、緑、青の三原色（以下、Ｒ、Ｇ、Ｂと略記）のいずれかを透過させるカラーフィルタＦＲ、ＦＧ、ＦＢ（図示せず）を有している。このため、ＣＣＤ３８の各画素は、Ｒ、Ｇ、Ｂのいずれかに対する波長の強さのみを蓄積電荷量に変換する。
【００１６】
信号処理部４０は、ＣＣＤ３８の画素出力に、クランプ処理、感度補正処理、Ａ／Ｄ変換などを施し、画像データを生成する。なお、本実施形態では、一例として、ここでのＡ／Ｄ変換は、Ｒ、Ｇ、Ｂの画素出力をそれぞれ１２ビットで符号化するものとする。信号処理部４０は、生成した画像データを、画像処理装置５０及びホワイトバランス調整部４２に入力する。
【００１７】
ホワイトバランス調整部４２は、後述するホワイトバランスゲインをパラメータとして用いて、画像データにホワイトバランス処理を施す。ホワイトバランス調整部４２は、ホワイトバランス処理を施した画像データを、補間処理部４４に入力する。
【００１８】
補間処理部４４は、画像データに補間処理を施す。これにより、各画素は、三原色の全てに対する１２ビットのデジタルデータを与えられる。補間処理部４４は、補間処理後の画像データを、画像処理装置５０に入力する。
画像処理装置５０は、評価値算出部６２と、ホワイトバランスゲイン算出部６４と、色域検出部６６と、色空間決定部６８と、色補正部７０とで構成されている。画像処理装置５０は、ＣＣＤ３８のカラーフィルタの三原色の色空間に基づいた画像データを、適切な色空間に基づいた画像データに変換してから、ガンマ補正部５２に入力する（詳細は後述）。
【００１９】
ガンマ補正部５２は、入力された画像データにガンマ補正を施した後、輪郭強調部５４に入力する。このとき、ガンマ補正部５２は、例えば、各画素が三原色にそれぞれ１２ビットを有する変換前の画像データを、三原色にそれぞれ８ビットを有するものに階調を下げる。
輪郭強調部５４は、画像データに、画像鮮鋭化の処理を施し、画像圧縮部５６に入力する。
【００２０】
画像圧縮部５６は、画像データに、例えば、ＪＰＥＧ変換を施して圧縮する。
記録部５８は、画像圧縮部５６から入力される画像データがどの色空間で表されたものか（色空間情報）を、画像処理装置５０から伝達される。また、記録部５８は、画像データを、この色空間情報と共に記録媒体１６に記録する。
以下、請求項と本実施形態との対応関係を説明する。なお、以下に示す対応関係は、参考のために示した一解釈であり、本発明を限定するものではない。
【００２１】
請求項記載の色域検出手段は、評価値算出部６２及び色域検出部６６に対応する。
請求項記載の色空間決定手段は、色空間決定部６８に対応する。
【００２２】
請求項記載の色空間変換手段は、色補正部７０に対応する。
請求項記載の撮像部は、レリーズ釦３０、ＣＰＵ３２、フォーカルプレーンシャッタ３６、ＣＣＤ３８、信号処理部４０に対応する。
図２は、上述した画像処理装置５０の動作を示す流れ図である。図３は、色域検出部６６での処理に用いられる色相算出表の一例である。図４は、色域検出部６６での処理に用いられる彩度算出表の一例である。図５は、色空間決定部６８による、予め記憶された各色空間の色域と被写体の色域との比較方法を示す説明図である。以下、図２に示すステップ番号に従って、図３〜図５を用いながら、画像処理装置５０の動作を説明する。なお、以下に示す演算式や数値は、参考のための一例であり、本発明を限定するものではない。
【００２３】
［ステップＳ１］
ＣＣＤ３８は、ＣＰＵ３２の指令に従って、被写体から撮影レンズ１４を介して受ける光を、電荷に変換して蓄積する。信号処理部４０は、ＣＰＵ３２の指令に従って、ＣＣＤ３８から蓄積電荷を読み出し、画像データを生成する。画像データは、例えば、縦１０００×横１５００の１５０万画素で構成されている。信号処理部４０は、生成した画像データを、評価値算出部６２に入力する。なお、ここでの画像データは、補間処理前のものであり、各画素が三原色Ｒ、Ｇ、Ｂのいずれかの色の強さを１２ビットで符号化することで構成されている。
【００２４】
［ステップＳ２］
評価値算出部６２は、画像データを、例えば、縦８×横１２の９６領域に分割する。以下、分割された各領域を小領域（請求項記載の画像領域に対応）という。評価値算出部６２は、各小領域ごとに、三原色Ｒ、Ｇ、Ｂの強度を示す値（デジタルデータが示す値）の平均値Ｒａｖ、Ｇａｖ、Ｂａｖをそれぞれ算出する。具体的には、小領域におけるＲに対応する全ての画素のデジタルデータの平均値Ｒａｖを求める。Ｇ、Ｂに関しても同様の演算を行い、Ｇａｖ、Ｂａｖを算出する。評価値算出部６２は、Ｒａｖ、Ｇａｖ、Ｂａｖを、色域検出部６６及びホワイトバランスゲイン算出部６４に伝達する。ホワイトバランスゲイン算出部６４は、Ｒａｖ、Ｇａｖ、Ｂａｖに基づいてホワイトバランスゲインを求め、ホワイトバランス調整部４２に伝達する。
【００２５】
［ステップＳ３］
色域検出部６６は、各小領域ごとに、代表色相及び代表彩度を以下の手順で求める。まず、ステップＳ２で算出したＲａｖ、Ｇａｖ、Ｂａｖから、次式で定義されるＲ／Ｇ及びＢ／Ｇを求める。
Ｒ／Ｇ＝Ｒａｖ÷Ｇａｖ×１００・・・（１）
Ｂ／Ｇ＝Ｂａｖ÷Ｇａｖ×１００・・・（２）
次に、図３に示した色相算出表において、求めたＲ／Ｇ及びＢ／Ｇに対応するデータを、小領域の代表色相とする。また、図４に示した彩度算出表において、求めたＲ／Ｇ及びＢ／Ｇに対応するデータを、小領域の代表彩度とする。なお、上述の色相算出表は、縦（Ｂ／Ｇ）と横（Ｒ／Ｇ）がそれぞれ０〜２５５（８ビット）の値を有するものであるが、図３では代表値のみが示されている。図４の彩度算出表に関しても同様である。また、色域検出部６６は、Ｂ／Ｇ及びＲ／Ｇの値が２５５を超えた場合、２５５として扱う。
【００２６】
［ステップＳ４］
色域検出部６６は、全ての小領域を、代表色相別に分類する。次に、同じ値の代表色相を有する小領域の中で、最大の代表彩度を有する小領域を求める。そして、求めた小領域が有する代表彩度を、この小領域が有する代表色相に対する最大彩度とする。このようにして、色域検出部６６は、ステップＳ３で求めた代表色相の全てに対して最大彩度をそれぞれ求める。色域検出部６６は、この代表色相別の最大彩度を、被写体の色域として、色空間決定部６８に伝達する。
【００２７】
［ステップＳ５］
図５に示すように、色空間決定部６８は、幾つかの色空間（例えば、CIE-RGB色空間、NTSC色空間、sRGB色空間など）における、代表的な色相の値（０、１、・・・１５）と最大彩度との対応関係を予め記憶している。なお、参考のため、図５には、被写体の色域の一例も示した。
【００２８】
そして、色空間決定部６８は、各色空間の色域と、被写体の色域とを比較し、被写体の色域を包含する色空間の中で、最も狭い色空間を選択する。具体的には、色空間決定部６８は、全ての代表色相において被写体の色域より最大彩度が高い色空間の中で、最大彩度の平均値が最も小さい色空間を選択する。請求項記載の「前記色域を実質的に包含する」は、例えば、前記した「全ての代表色相において被写体の色域より最大彩度が高い」に対応する。また、請求項記載の「最も狭い色空間」の「狭い」は、例えば、図５において代表色相ごとの最大彩度の平均値が小さいことに対応する。
【００２９】
図５に示した例では、NTSC色空間が最適な色空間として選択される。色空間決定部６８は、どの色空間を選択したか（以下「色空間情報」という）を、色補正部７０及び記録部５８に伝達する。ここでの伝達方法は、例えば、各色空間ごとにその色空間の名称を示す４ビットのデジタルデータを予め設定しておき、そのデジタルデータ（請求項記載の「色空間に関する情報」に対応）を伝達するものである。
【００３０】
［ステップＳ６］
色補正部７０は、補間処理部４４から画像データを伝達される。なお、この画像データは、ＣＣＤ３８のカラーフィルタの三原色で決まる色空間で表された画像データである。色補正部７０は、伝達された画像データをCIE-RGB色空間、NTSC色空間、sRGB色空間などで表されるものに変換するためのマトリクス係数Ｍａ、Ｍｂ、Ｍｃ、Ｍｄ、Ｍｅ、Ｍｆ、Ｍｇ、Ｍｈ、Ｍｉを、各色空間ごとに予め記憶している。なお、マトリクス係数Ｍａ〜Ｍｉは、色空間変換だけでなく、撮影レンズ１４やＣＣＤ３８の分光特性が理想的でないことに起因する色補正も兼ねている。
【００３１】
色補正部７０は、ステップＳ５で選択された色空間に対応するマトリクス係数Ｍａ〜Ｍｉを選択する。色補正部７０は、以下の３つの式（合わせて（３）式とする）を用いて、伝達された画像データの色空間変換を行う。
Ｒｍ＝Ｒｃ×Ｍａ＋Ｇｃ×Ｍｂ＋Ｂｃ×Ｍｃ
Ｇｍ＝Ｒｃ×Ｍｄ＋Ｇｃ×Ｍｅ＋Ｂｃ×Ｍｆ
Ｂｍ＝Ｒｃ×Ｍｇ＋Ｇｃ×Ｍｈ＋Ｂｃ×Ｍｉ・・・（３）
上式において、Ｒｃ、Ｇｃ、Ｂｃは、補間処理部４４から伝達された画像データの三原色に対応するデジタルデータである。また、Ｒｍ、Ｇｍ、Ｂｍは、変換後の画像データの三原色に対応するデジタルデータである。そして、色補正部７０は、変換後の画像データを、ガンマ補正部５２に伝達する。
【００３２】
以上が本実施形態の画像処理装置５０の動作説明である。このようにして適切な色空間で表されたものに変換された画像データは、ガンマ補正部５２、輪郭強調部５４、画像圧縮部５６で前述の処理を施された後、色空間情報と共に記録媒体１６に記録される。
以上、本実施形態の画像処理装置５０では、図３、４に示したテーブルデータを用いて、画像データの小領域ごとに代表色相及び代表彩度を求める。そして、代表色相別の最大彩度を評価基準として、ＣＣＤ３８のカラーフィルタの色空間に基づいた画像データが表す被写体の色域を求める。従って、少ない演算量、即ち、簡易な構成で、被写体の色域を効率的に求めることができる。また、図５に示したように、代表色相別の最大彩度を比較するだけで、各色空間が被写体の色域を包含するか否かを容易に判定できる。
【００３３】
そして、被写体の色域を包含する色空間の中で、最も狭い色空間を選択する。即ち、各画素の色を所定のビット数で符号化して構成されている撮影直後の画像データに対し、後の処理（ガンマ補正部５２）でビット数を減らされても、被写体の色域を包含しつつ、１階調の色差が最小になる色空間を自動的に選択できる。
また、画像データを、選択した適切な色空間で表されたものに変換した後、この色空間情報と共に記録媒体１６に記録する（ステップＳ６）。従って、色空間情報に基づいて画像データを再現すれば、撮影した被写体の色を、良好な階調で正確に再現できる。
【００３４】
さらに、ユーザは、色空間を選ばずに済むので、色空間に関する知識を必要とせず、撮影に専念できる。また、被写体の色域に応じて、画像処理装置５０に適切な色空間を選択させることで、よりよい写真を撮ることができる。この結果、ユーザの利便性は多いに向上する。
評価値算出部６２は、小領域ごとにＲ、Ｇ、Ｂの平均値Ｒａｖ、Ｇａｖ、Ｂａｖを算出し、算出結果を色域検出部及びホワイトバランスゲイン算出部６４に伝達する。従って、評価値算出部６２での演算結果を、被写体の色域を求める処理と、ホワイトバランス処理の両方に兼用できる。この結果、電子カメラ１２Ａの画像処理の構成を、より簡易なものにできる。
【００３５】
＜第２の実施形態＞
次に、本発明の第２の実施形態を説明する（請求項１、請求項２、請求項４及び請求項５に対応）。本実施形態と第１の実施形態との相違点は、ホワイトバランスゲイン算出部での演算結果が色域検出部での処理にも用いられることのみである（図１において破線矢印で示した部分に対応）。従って、本実施形態では、構成図を省略し、画像処理装置を５０ｂ、ホワイトバランスゲイン算出部を６４ｂ、色域検出部を６６ｂと区別して表記する。
【００３６】
図６は、本実施形態の画像処理装置５０ｂの動作を示す流れ図である。以下、図６に示すステップ番号に従って、画像処理装置５０ｂの動作を説明する。なお、以下に示す演算式や数値は、参考のための一例であり、本発明を限定するものではない。
［ステップＳ１１］
第１の実施形態のステップＳ１と同様に、画像データが生成され、評価値算出部６２に入力される。
【００３７】
［ステップＳ１２］
第１の実施形態のステップＳ２と同様に、評価値算出部６２は、画像データを複数の小領域に分割し、各小領域ごとにＲ、Ｇ、Ｂの平均値Ｒａｖ、Ｇａｖ、Ｂａｖを求める。評価値算出部６２は、Ｒａｖ、Ｇａｖ、Ｂａｖを色域検出部６６ｂ及びホワイトバランスゲイン算出部６４ｂに伝達する。ホワイトバランスゲイン算出部６４ｂは、Ｒａｖ、Ｇａｖ、Ｂａｖに基づいてホワイトバランスゲインＷｒ、Ｗｇ、Ｗｂを求め、ホワイトバランス調整部４２及び色域検出部６６ｂに伝達する。
【００３８】
［ステップＳ１３］
色域検出部６６は、ホワイトバランスゲインＷｒ、Ｗｇ、Ｗｂに基づいて、Ｒａｖ、Ｇａｖ、Ｂａｖを、ホワイトバランス調整後の値Ｒａｖ’、Ｇａｖ’、Ｂａｖ’に変換する。なお、この変換方法は、ホワイトバランス調整部４２が画像データに施すものと同じであり、例えば、以下の３つの式（合わせて（４）式とする）で表される。
【００３９】
Ｒａｖ’＝Ｒａｖ×Ｗｒ
Ｇａｖ’＝Ｇａｖ×Ｗｇ
Ｂａｖ’＝Ｂａｖ×Ｗｂ・・・（４）
色域検出部６６は、第１の実施形態と同様に、各小領域ごとにＲ／Ｇ及びＢ／Ｇを次式で求め、図３の色相算出表及び図４の彩度算出表を用いて、小領域ごとに代表色相及び代表彩度を求める。
【００４０】
Ｒ／Ｇ＝Ｒａｖ’÷Ｇａｖ’×１００・・・（５）
Ｂ／Ｇ＝Ｂａｖ’÷Ｇａｖ’×１００・・・（６）
以降のステップＳ１４、Ｓ１５、Ｓ１６の処理は、それぞれ第１の実施形態のステップＳ４、Ｓ５、Ｓ６と同様であるので、説明を省略する。
以上、第２の実施形態においても、上述した第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。さらに、本実施形態では、色域検出部６６ｂは、各小領域ごとに求めたＲ、Ｇ、Ｂの平均値Ｒａｖ、Ｇａｖ、Ｂａｖを、ホワイトバランス調整後の値Ｒａｖ’、Ｇａｖ’、Ｂａｖ’に変換してから、小領域ごとの代表色相及び代表彩度を求める。即ち、色域検出部６６ｂの処理は、画像データがホワイトバランス調整部４２によりどのように変換されるかを予測し、ホワイトバランス調整後の画像データが表す被写体の色域を求めることと等価である。この結果、撮影時に被写体を照明していた光源の光源色に拘わらず、被写体の色域をより正確に求めることができる。
【００４１】
＜第３の実施形態＞
図７は、本発明の第３の実施形態を示している（請求項１、請求項３〜請求項５に対応）。第１の実施形態と同一部分には同一符号を付し、その説明を省略する。図において、撮影装置１０Ｃは、本発明の電子カメラ１２Ｃに、撮影レンズ１４及び記録媒体１６を装着することで構成されている。
【００４２】
電子カメラ１２Ｃは、レリーズ釦３０と、ＣＰＵ３２ｃと、メモリ３４と、フォーカルプレーンシャッタ３６と、ＣＣＤ３８と、信号処理部４０と、評価値算出部６２と、ホワイトバランスゲイン算出部６４と、ホワイトバランス調整部４２ｃと、補間処理部４４と、本発明の画像処理装置５０ｃと、ガンマ補正部５２と、輪郭強調部５４と、画像圧縮部５６と、記録部５８とで構成されている。
【００４３】
ＣＰＵ３２ｃは、電子カメラ１２Ｃの各部を制御する。
評価値算出部６２ｃは、小領域ごとに算出するＲａｖ、Ｇａｖ、Ｂａｖをホワイトバランスゲイン算出部６４のみに伝達することを除いて、第１の実施形態の評価値算出部６２と同じである。
ホワイトバランス調整部４２ｃは、ホワイトバランス処理を施した画像データを画像処理装置５０ｃにも入力することを除いて、第１の実施形態のホワイトバランス調整部４２と同じである。
【００４４】
画像処理装置５０ｃは、色域検出部６６ｃと、色空間決定部６８ｃと、色補正部７０とで構成されている。画像処理装置５０ｃは、ＣＣＤ３８のカラーフィルタの三原色の色空間に基づいた画像データを、適切な色空間に基づいた画像データに変換後、ガンマ補正部５２に入力する。
以下、請求項と本実施形態との対応関係を説明する。なお、以下に示す対応関係は、参考のために示した一解釈であり、本発明を限定するものではない。
【００４５】
請求項記載の色域検出手段は、色域検出部６６ｃに対応する。
請求項記載の色空間決定手段は、色空間決定部６８ｃに対応する。
請求項記載の色空間変換手段は、色補正部７０に対応する。
請求項記載の撮像部は、レリーズ釦３０、ＣＰＵ３２、フォーカルプレーンシャッタ３６、ＣＣＤ３８、信号処理部４０に対応する。
【００４６】
図８は、上述した画像処理装置５０ｃの動作を示す流れ図である。図９は、画像処理装置５０ｃによる、被写体の色域を検出して、予め記憶された各色空間の色域と比較する処理の説明図である。以下、図８に示すステップ番号に従って、図９を用いながら、画像処理装置５０ｃの動作を説明する。
［ステップＳ３１］
信号処理部４０は、ＣＣＤ３８から蓄積電荷を読み出して画像データを生成し、評価値算出部６２ｃ及びホワイトバランス調整部４２ｃに入力する。評価値算出部６２ｃは、第１の実施形態と同様に、画像データを複数の小領域に分割し、小領域ごとにＲ、Ｇ、Ｂの平均値Ｒａｖ、Ｇａｖ、Ｂａｖをそれぞれ算出する。ホワイトバランスゲイン算出部６４は、評価値算出部６２ｃから伝達されるＲａｖ、Ｇａｖ、Ｂａｖに基づいてホワイトバランスゲインを求め、ホワイトバランス調整部４２ｃに伝達する。ホワイトバランス調整部４２ｃは、画像データにホワイトバランス処理を施した後、色域検出部６６ｃ及び補間処理部４４に入力する。
【００４７】
［ステップＳ３２］
色域検出部６６ｃは、入力された（ＣＣＤ３８のカラーフィルタで決まる色空間に基づいた）画像データを、例えば、ｘｙ色度図上に写像する。この写像は画素単位で行われ、同時にテーブルデータも作成される。例えば、画像データの中に、ｘ座標が０．３でｙ座標が０．４に対応する色を表す画素が３個ある場合、１行が（０．３、  ０．４、  ３）のように表されたテーブルデータを可視領域内の全ての座標に対して作成する。
【００４８】
［ステップＳ３３］
色域検出部６６ｃは、図９（ａ）に示すように、ｘｙ色度図上の可視領域を、例えば、MacAdamの偏差楕円に基づいてＮ個の領域に分割する。以下、Ｎ個に分割された各領域を、それぞれ同等色領域という。色域検出部６６ｃは、ステップＳ３２で作成したテーブルデータの各行を、同等色領域別に分類する。色域検出部６６ｃは、同等色領域のうち、写像された画像データの画素をＴ個以上含むものを選択する。図９（ａ）では、選択された同等色領域の一例を斜線領域で示す。なお、１つの同等色領域の中に全く同じ色の画素がＴ個あっても、この同等色領域は選択される。色域検出部６６ｃは、どの同等色領域を選択したかを、被写体の色域として、色空間決定部６８ｃに伝達する。
【００４９】
なお、上述したＴの値は、Ｎの値と画像データの全画素数とに応じて、実際の被写体の色域と、色域検出部６６ｃが求める被写体の色域との差が許容値以下になるように定めればよい。Ｔの値を小さくする程、この差は小さくなる。
［ステップＳ３４］
色空間決定部６８は、図９（ｂ）に示すように、幾つかの色空間（例えば、NTSC色空間、sRGB色空間など）における、ｘｙ色度図上での分布範囲を予め記憶している。そして、色空間決定部６８は、ｘｙ色度図上で被写体の色域を包含する色空間の中で、最も狭い色空間を選択する。ここでの「狭い色空間」とは、色度図上での面積が小さい色空間である（請求項記載の「狭い色空間」に対応）。図９（ｂ）に示した例では、斜線で示した被写体の色域を包含するNTSC色空間が最適な色空間として選択される。色空間決定部６８は、第１の実施形態と同様に、どの色空間を選択したか（色空間情報）を、色補正部７０及び記録部５８に伝達する。
【００５０】
なお、被写体の色域を包含する色空間がない場合、ｘｙ色度図上で被写体の色域を所定の面積比以上含む色空間の中で、最も狭い色空間を選択する。ここでの所定の面積比は、色域検出部６６ｃが求めた被写体の色域における、選択される色空間に含まれない領域の割合が許容値以下になる値であればよい。請求項１記載の「前記色域を実質的に包含する」及び請求項３記載の「予め定められた割合以上包含する」は、例えば、上記した「色度図上で被写体の色域を所定の面積比以上含む」に対応する。
【００５１】
［ステップＳ３５］
第１の実施形態のステップＳ６と同様に、色補正部７０は、補間処理部４４から伝達される画像データを、ステップＳ３４で選択された色空間で表されるものに変換する。そして、色補正部７０は、変換後の画像データをガンマ補正部５２に伝達する。
【００５２】
以上が本実施形態の画像処理装置５０ｃの動作説明である。
以上、第３の実施形態においても、上述した第１及び第２の実施形態と同様の効果を得ることができる。
＜本発明の補足事項＞
なお、上述した第１及び第２の実施形態では、画像データを、縦８×横１２の９６領域に分割した例を述べた。本発明はかかる実施形態に限定されるものではない。被写体の色域をより正確に求める必要があれば、画像データをさらに細かく分割すればよい。機能的に限定すれば、実際の被写体の色域と、画像処理装置５０が求める被写体の色域との差が許容値（例えば、１％）以下になる程度の細かさで、画像データを分割すればよい。
【００５３】
第１及び第２の実施形態では、ステップＳ２（ステップＳ１２）で、評価値算出部６２が、各小領域ごとに三原色Ｒ、Ｇ、Ｂの平均値Ｒａｖ、Ｇａｖ、Ｂａｖを算出した例を述べた。本発明はかかる実施形態に限定されるものではない。例えば、小領域におけるＲに対応する全ての画素のデジタルデータの最頻度値を求め、Ｇ、Ｂに関しても同様に最頻度値を求め、以降の処理で平均値の代わりに最頻度値を用いてもよい。或いは、小領域におけるＲ、Ｇ、Ｂにそれぞれ対応する全ての画素のデジタルデータの最大値Ｒｍａｘ、Ｇｍａｘ、Ｂｍａｘを求め、平均値の代わりに用いてもよい。
【００５４】
第３の実施形態では、画像データをｘｙ色度図上に写像した例を述べた。本発明はかかる実施形態に限定されるものではない。例えば、ｘｙ色度図の代わりに、人間の視覚感度を考慮したｕｖ色度図を用いてもよい。
第１〜第３の実施形態では、画像処理装置（５０、５０ｂ、５０ｃ）により画像データの色空間変換を行った後、ガンマ処理を行った例を述べた。本発明はかかる実施形態に限定されるものではない。補間処理部４４による補間処理の後、ガンマ補正部５２によるガンマ補正を施してから、画像データを色補正部７０に入力してもよい。
【００５５】
第１〜第３の実施形態では、予め記憶している複数の色空間の中から１つを選択した例を述べた。本発明はかかる実施形態に限定されるものではない。例えば、色度図上において被写体の色域を包含する三角形のうち、面積が最小のものを求め、この三角形の頂点を三原色の色座標とする色空間を新た設定してもよい。
第１〜第３の実施形態では、撮像素子（ＣＣＤ３８）のカラーフィルタがＲ、Ｇ、Ｂの原色配列である例を述べた。本発明はかかる実施形態に限定されるものではない。例えば、シアン、マゼンタ、イエローの補色配列のものを用いてもよい。
【００５６】
第１〜第３の実施形態では、本発明の画像処理装置を電子カメラに用いた例を述べた。本発明はかかる実施形態に限定されるものではない。本発明の画像処理装置は、例えば、スキャナ等にも用いることができる。
上述したステップＳ１〜Ｓ６、ステップＳ１１〜Ｓ１６、或いはステップＳ３１〜Ｓ３５の処理をプログラムコード化して、画像処理プログラムを作成してもよい（請求項６に対応）。この場合、画像処理プログラムを、例えば、電子カメラのＣＰＵの一部として用いれば、第１〜第３の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００５７】
【発明の効果】
本発明の画像処理装置は、被写体の色域を効率的に求めることができる。また、本発明の画像処理装置は、被写体の色域を包含する色空間の中で最も狭い色空間を自動的に選択し、撮影後の画像データを、選択した色空間で表されるものに変換する。従って、変換後の画像データから、被写体の色を良好な階調で正確に再現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態による画像処理装置を搭載した電子カメラのブロック図である。
【図２】第１の実施形態の画像処理装置の動作を示す流れ図である。
【図３】図１の色域検出部が用いる色相算出表の一例を示す説明図である。
【図４】図１の色域検出部が用いる彩度算出表の一例を示す説明図である。
【図５】図１の色空間決定部による、予め記憶された各色空間の色域と被写体の色域との比較方法を示す説明図である。
【図６】第２の実施形態の画像処理装置の動作を示す流れ図である。
【図７】本発明の第３の実施形態による画像処理装置を搭載した電子カメラのブロック図である。
【図８】第３の実施形態の画像処理装置の動作を示す流れ図である。
【図９】第３の実施形態の画像処理装置による、被写体の色域を検出して、予め記憶された各色空間の色域と比較する処理の説明図である。
【図１０】NTSC色空間及びsRGB色空間のｘｙ色度図である。
【符号の説明】
１０Ａ、１０Ｃ  撮影装置
１２Ａ、１２Ｃ  電子カメラ
１４  撮影レンズ
１６  記録媒体
２０  レンズ群
２２  絞り
３０  レリーズ釦
３２、３２ｃ  ＣＰＵ
３４  メモリ
３６  フォーカルプレーンシャッタ
３８  ＣＣＤ
４０  信号処理部
４２、４２ｃ  ホワイトバランス調整部
４４  補間処理部
５０、５０ｂ、５０ｃ  画像処理装置
５２  ガンマ補正部
５４  輪郭強調部
５６  画像圧縮部
５８  記録部
６２  評価値算出部
６４、６４ｂ  ホワイトバランスゲイン算出部
６６、６６ｂ、６６ｃ  色域検出部
６８、６８ｃ  色空間決定部
７０  色補正部
【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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