(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像した被写界像を示し、低輝度側および高輝度側でノイズクリップ処理が施された画像信号を信号処理する信号処理手段を含む撮像装置において、
前記信号処理手段は、輝度依存のオフセット補正またはゲイン補正のルックアップテーブルまたは関数を複数の色チャネルごとに用意し、前記画像信号を前記複数の色チャネルごとに前記ルックアップテーブルまたは関数を用いて補正して前記ノイズクリップ処理により生じた平均値のずれを補正する平均値ずれ補正手段を含むことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
請求項１に記載の撮像装置において、前記平均値ずれ補正手段は、前記画像信号を三原色の赤チャネル、緑チャネルおよび青チャネルごとに補正することを特徴とする撮像装置。
【請求項３】
請求項１に記載の撮像装置において、前記平均値ずれ補正手段は、前記画像信号を輝度チャネルおよび色差チャネルごとに補正することを特徴とする撮像装置。
【請求項４】
請求項２に記載の撮像装置において、前記平均値ずれ補正手段は、前記輝度依存のオフセット補正またはゲイン補正のルックアップテーブルとして、赤チャネル、緑チャネルおよび青チャネルに対応する赤用ルックアップテーブル、緑用ルックアップテーブルおよび青用ルックアップテーブルを用いて、前記画像信号における赤データ、緑データおよび青データをそれぞれ補正することを特徴とする撮像装置。
【請求項５】
請求項４に記載の撮像装置において、前記平均値ずれ補正手段は、輝度依存オフセット補正の前記赤用ルックアップテーブル、前記緑用ルックアップテーブルおよび前記青用ルックアップテーブルとして、所定の低輝度のクリップレベルまでの入力の画像データに対しては、０を示す出力の画像データを出力し、所定の高輝度のクリップレベルからの入力の画像データに対しては、所定の最大限度を示す出力の画像データを出力するルックアップテーブルを用いることを特徴とする撮像装置。
【請求項６】
請求項２に記載の撮像装置において、前記平均値ずれ補正手段は、前記輝度依存のオフセット補正またはゲイン補正の関数として、赤チャネル、緑チャネルおよび青チャネルに対応する赤用関数、緑用関数および青用関数を用いて、前記画像信号における赤データ、緑データおよび青データをそれぞれ補正することを特徴とする撮像装置。
【請求項７】
請求項６に記載の撮像装置において、前記平均値ずれ補正手段は、輝度依存オフセット補正の前記赤用関数、前記緑用関数および前記青用関数として、所定の低輝度のクリップレベルまでの入力の画像データに対しては、０を示す出力の画像データを出力し、所定の高輝度のクリップレベルからの入力の画像データに対しては、所定の最大限度を示す出力の画像データを出力する関数を用いることを特徴とする撮像装置。
【請求項８】
撮像した被写界像を示し、低輝度側および高輝度側でノイズクリップ処理が施された画像信号を信号処理する信号処理方法において、
前記信号処理方法は、輝度依存のオフセット補正またはゲイン補正のルックアップテーブルまたは関数を複数の色チャネルごとに用意し、前記画像信号を前記複数の色チャネルごとに前記ルックアップテーブルまたは関数を用いて補正して前記ノイズクリップ処理により生じた平均値のずれを補正する平均値ずれ補正工程を含むことを特徴とする信号処理方法。
【請求項９】
請求項８に記載の信号処理方法において、前記平均値ずれ補正工程は、前記画像信号を三原色の赤チャネル、緑チャネルおよび青チャネルごとに補正することを特徴とする信号処理方法。
【請求項１０】
請求項８に記載の信号処理方法において、前記平均値ずれ補正工程は、前記画像信号を輝度チャネルおよび色差チャネルごとに補正することを特徴とする信号処理方法。
【請求項１１】
請求項９に記載の信号処理方法において、前記平均値ずれ補正工程は、前記輝度依存のオフセット補正またはゲイン補正のルックアップテーブルとして、赤チャネル、緑チャネルおよび青チャネルに対応する赤用ルックアップテーブル、緑用ルックアップテーブルおよび青用ルックアップテーブルを用いて、前記画像信号における赤データ、緑データおよび青データをそれぞれ補正することを特徴とする信号処理方法。
【請求項１２】
請求項11に記載の信号処理方法において、前記平均値ずれ補正工程は、輝度依存オフセット補正の前記赤用ルックアップテーブル、前記緑用ルックアップテーブルおよび前記青用ルックアップテーブルとして、所定の低輝度のクリップレベルまでの入力の画像データに対しては、０を示す出力の画像データを出力し、所定の高輝度のクリップレベルからの入力の画像データに対しては、所定の最大限度を示す出力の画像データを出力するルックアップテーブルを用いることを特徴とする信号処理方法。
【請求項１３】
請求項９に記載の信号処理方法において、前記平均値ずれ補正工程は、前記輝度依存のオフセット補正またはゲイン補正の関数として、赤チャネル、緑チャネルおよび青チャネルに対応する赤用関数、緑用関数および青用関数を用いて、前記画像信号における赤データ、緑データおよび青データをそれぞれ補正することを特徴とする信号処理方法。
【請求項１４】
請求項13に記載の信号処理方法において、前記平均値ずれ補正工程は、輝度依存オフセット補正の前記赤用関数、前記緑用関数および前記青用関数として、所定の低輝度のクリップレベルまでの入力の画像データに対しては、０を示す出力の画像データを出力し、所定の高輝度のクリップレベルからの入力の画像データに対しては、所定の最大限度を示す出力の画像データを出力する関数を用いることを特徴とする信号処理方法。
【請求項１５】
請求項８に記載の信号処理方法において、前記平均値ずれ補正工程は、前記平均値ずれ補正工程が適用されるソフトウエアによって行なわれることを特徴とする信号処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学系を介して得られた光信号を画像信号に変換して出力する画像撮像手段を有するディジタルカメラなどの撮像装置およびその信号処理方法に関するものである
【背景技術】
【０００２】
従来から、ディジタルカメラなどの撮像装置は、撮影した光信号を画像信号に変換するとき、少ない光を増幅することによりランダムノイズが生じてしまう。その画像信号が信号処理回路の処理能力を超えるような高輝度の信号を含む場合には、その高輝度の画像信号のノイズはクリップ処理されて、信号レベルを所定のレンジに収める必要がある。このようにクリップ処理された高輝度側の画像信号の平均値は、本来得られるべき所望の平均値よりも下降して、その結果白飛び画像を発生させてしまう。
【０００３】
また、たとえば階調のある被写体を撮影した画像信号は、そのノイズが低輝度側でマイナス成分を有するので、０にクリップ処理される必要がある。このとき、低輝度側の画像信号の平均値は、所望の平均値よりも上昇してしまう。
【０００４】
たとえば、特許文献１に記載の画像処理装置では、高輝度側でクリップ処理された撮像信号が、フラットな白画像を含んで白飛び画像を発生させる場合に、ノイズ発生回路にてノイズを発生させ、加算回路にてクリップ処理された撮像信号とノイズとを加算することにより、撮像信号のフラットな箇所をなくして、画像に対する視覚上の差を軽減し、違和感のない自然な画像を得ることができる。
【特許文献１】特開2005-72835号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
撮像装置でクリップ処理された画像信号の平均値は、低輝度側および高輝度側で所望の平均値よりもそれぞれ上昇および下降してずれてしまう。しかしながら、特許文献１の画像処理装置では、これらの低輝度側および高輝度側での平均値のずれを回避することはできない。
【０００６】
また、画像信号を示す三原色の赤チャネル、緑チャネルおよび青チャネルでは、ノイズの量が異なることにより、低輝度側および高輝度側で平均値のずれる量も異なって、無彩色に何らかの色を帯びる現象が生じる。たとえば、赤チャネルの平均値のずれが最も大きくなると、画像信号が示す画像の低輝度域はマゼンダ味を帯びて表示される。
【０００７】
本発明はこのような従来技術の欠点を解消し、低輝度側および高輝度側でクリップ処理された画像信号を、効果的に補正して違和感のない画像が得られる撮像装置およびその信号処理方法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】
【０００８】
撮像した被写界像を示し、低輝度側および高輝度側でノイズクリップ処理が施された画像信号を信号処理する第１、第２および第３の信号処理手段を含む撮像装置において、第１の信号処理手段は、画像信号を複数の色チャネルごとに補正してノイズクリップにより生じた平均値のずれを補正する平均値ずれ補正手段とを含むことを特徴とする。第２の信号処理手段は、画像信号を三原色の赤チャネル、緑チャネルおよび青チャネルごとにホワイトバランス補正して赤データ、緑データおよび青データを補正するホワイトバランス補正手段と、ホワイトバランス補正後の赤データ、緑データおよび青データを、所定の色再現係数を用いてマトリクス演算するリニアマトリクス処理手段とを含み、リニアマトリクス処理手段は、所定の色再現係数を決定する色再現係数決定手段を含み、色再現係数決定手段は、ホワイトバランス補正後の赤データ、緑データおよび青データを判定して、その判定結果に応じて所定の色再現係数を決定することを特徴とする。第３の信号処理手段は、画像信号を三原色の赤チャネル、緑チャネルおよび青チャネルごとにホワイトバランス補正して、赤用ホワイトバランスゲイン、緑用ホワイトバランスゲインおよび青用ホワイトバランスゲインを用いて赤データ、緑データおよび青データをそれぞれ補正するホワイトバランス補正手段と、ホワイトバランス補正後の赤データ、緑データおよび青データを、所定の色再現係数を用いてマトリクス演算するリニアマトリクス処理手段と、リニアマトリクス処理後の赤データ、緑データおよび青データを、所定のガンマ関数を用いてガンマ補正するガンマ補正手段とを含み、ガンマ補正手段は、所定のガンマ関数として赤用ガンマ関数、緑用ガンマ関数および青用ガンマ関数を決定するガンマ関数決定手段を含むことを特徴とする。
【０００９】
また、撮像した被写界像を示し、低輝度側および高輝度側でノイズクリップ処理が施された画像信号を信号処理する信号処理方法において、この信号処理方法は、画像信号を複数の色チャネルごとに補正してノイズクリップ処理により生じた平均値のずれを補正する平均値ずれ補正工程を含むことを特徴とする。さらに、その信号処理方法は、画像信号を三原色の赤チャネル、緑チャネルおよび青チャネルごとにホワイトバランス補正して赤データ、緑データおよび青データを補正するホワイトバランス補正工程と、ホワイトバランス補正後の赤データ、緑データおよび青データを、所定の色再現係数を用いてマトリクス演算するリニアマトリクス処理工程とを含み、リニアマトリクス処理工程は、所定の色再現係数を決定する色再現係数決定工程を含み、色再現係数決定工程は、WB補正後の赤データ、緑データおよび青データを判定して、その判定結果に応じて所定の色再現係数を決定することを特徴とする。さらに、その信号処理方法は、画像信号を三原色の赤チャネル、緑チャネルおよび青チャネルごとにWB補正して、赤用WBゲイン、緑用WBゲインおよび青用WBゲインを用いて赤データ、緑データおよび青データをそれぞれ補正するWB補正工程と、WB補正後の赤データ、緑データおよび青データを、所定の色再現係数を用いてマトリクス演算するリニアマトリクス処理工程と、リニアマトリクス処理後の赤データ、緑データおよび青データを、所定のガンマ関数を用いてガンマ補正するガンマ補正工程とを含み、ガンマ補正工程は、所定のガンマ関数として赤用ガンマ関数、緑用ガンマ関数および青用ガンマ関数を決定するガンマ関数決定工程を含むことを特徴とする信号処理方法。
【発明の効果】
【００１０】
このように本発明の撮像装置によれば、輝度依存のオフセット補正またはゲイン補正のLUTまたは関数を用いて、画像信号の赤データ、緑データおよび青データを補正することにより、低輝度側および高輝度側でノイズクリップ処理が施された画像信号の平均値のずれを補正して、違和感のない良質の画像を得ることができる。
【００１１】
また、本発明の撮像装置によれば、輝度依存の色再現係数を用いて画像信号の赤データ、緑データおよび青データをリニアマトリクス演算することにより、低輝度側および高輝度側でノイズクリップ処理が施された画像信号の平均値のずれを補正することができる。
【００１２】
また、本発明の撮像装置によれば、輝度依存のガンマ関数を用いて画像信号の赤データ、緑データおよび青データをガンマ補正することにより、低輝度側および高輝度側でノイズクリップ処理が施された画像信号の平均値のずれを補正することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
次に添付図面を参照して本発明による撮像装置の実施例を詳細に説明する。
【００１４】
実施例の撮像装置10は、図１に示すように、操作部12を操作することによりシステム制御部14で制御されて、被写界からの入射光を光学系16において取り込み、この被写界像を撮像部18で撮像するもので、撮像した画像を前処理部20で処理してディジタル画像信号を生成し、このディジタル画像信号を信号処理部22で信号処理し、とくにノイズクリップにより生じた平均値のずれを平均値ずれ補正部24で補正するものである。なお、本発明の理解に直接関係のない部分は、図示を省略し、冗長な説明を避ける。
【００１５】
本装置10では、たとえば、前処理部20で画像信号がクリップ処理され、図２に示すように、画像信号120が低輝度側でマイナス成分のノイズ122を有する場合、これらのマイナス成分のノイズ122は、０にクリップ処理される。クリップ処理後の画像信号は、信号処理部22で平均化され、各チャネルの平均値126、128および130は、図３に示すように、低輝度側および高輝度側で本来得られるべき所望のリニアな平均値124よりもそれぞれ上昇および下降してずれる。
【００１６】
また、画像信号を示す三原色の赤チャネル、緑チャネルおよび青チャネルでは、ノイズの量が異なることにより、低輝度側および高輝度側で平均値のずれる量も異なって、無彩色に何らかの色を帯びる現象が生じる。たとえば、図３に示すように、赤チャネルの平均値126のずれが最も大きく、緑チャネルの平均値130のずれが最も小さくなると、画像信号が示す画像の低輝度域は、マゼンダ味を帯びて表示される。
【００１７】
操作部12は、操作者の指示を入力する手操作装置であり、操作者の手操作状態、たとえばシャッタボタン（図示せず）のストローク操作に応じて、操作信号102をシステム制御部14に供給する機能を有する。なお、以下の説明において、各信号はその現れる接続線の参照番号で特定する。
【００１８】
システム制御部14は、操作部12から供給される操作信号102に応動して、本装置全体の動作を制御、統括する制御機能部で、たとえば、中央演算処理装置（Central Processing Unit：CPU）を有して構成されるものでよい。
【００１９】
本実施例において、システム制御部14は、操作信号102に応じて制御信号104、106、108および110を生成し、それぞれ光学系16、撮像部18、前処理部20および信号処理部22に供給して制御する。システム制御部14は、図示しない発振器で発生する基本クロック（システムクロック）に基づいて、タイミング信号や駆動信号を示す制御信号を生成してもよい。
【００２０】
光学系16は、具体的な構成を図示しないが、レンズ、絞り調整機構、シャッタ機構、ズーム機構、自動焦点調整機構および自動露出調整機構を含むもので、赤外線カットフィルタや光学ローパスフィルタを含んでもよい。光学系16は、システム制御部14から供給される制御信号104に応じて動作し、所望の被写界像を取り込んで撮像部18に入射する光入射機構である。
【００２１】
撮像部18は、具体的な構成は図示しないが、撮影画像の１画面を形成する撮像面を含み、光学系16を介してその撮像面に結像される被写界像を、システム制御部14からの制御信号106に応じてアナログ画像信号112に光電変換する機能を有する。本実施例の撮像部18は、たとえば、電荷結合素子や金属酸化膜型半導体などのイメージセンサでよい。
【００２２】
撮像部18における撮像面は、複数の感光部が行および列方向に配列されて形成され、たとえば、行方向および列方向にそれぞれ一定ピッチで正方行列的に配列されてもよく、ハニカム配列で、行方向および列方向に１つおきに位置をずらして配列されてもよい。各感光部は、受光した入射光を光電変換して入射光量に応じた信号電荷を得るフォトダイオードなどの光センサを含んで形成される。また、各感光部は、三原色の赤色、緑色および青色のいずれかのカラーフィルタを備えて形成され、それぞれ、赤感光部、緑感光部および青感光部が形成される。
【００２３】
これらの赤感光部、緑感光部および青感光部は、それぞれ、光電変換によって入射光量に応じた信号電荷を示す赤データ、緑データおよび青データを得て、これにより、撮像部18は、赤データ、緑データおよび青データを含むアナログ画像信号112を生成する。
【００２４】
前処理部20は、システム制御部14からの制御信号108に制御されて、相関二重サンプリング回路およびゲインコントロールアンプなどの回路によって、アナログ画像信号112にアナログ信号処理を施し、さらにアナログ・ディジタル（Analog/Digital：A/D）変換器によってアナログ画像信号112の信号レベルを所定の量子化レベルにより量子化してディジタル画像信号114に変換して出力する。
【００２５】
また、本実施例の前処理部20は、アナログ画像信号112を赤データ、緑データおよび青データごとに処理して、それぞれ、赤データ、緑データおよび青データを含むディジタル画像信号114を生成する。
【００２６】
信号処理部22は、システム制御部14から供給される制御信号110に応じて、前処理部20から供給されるディジタル画像信号114にディジタル信号処理を施すもので、図示しないが、信号処理後のディジタル画像信号をメモリに記憶する。信号処理部22は、たとえば、オフセット補正、ホワイトバランス（White Balance：WB）補正、同時化処理、リニアマトリクス処理、ガンマ変換（補正）およびYC変換などのディジタル信号処理をディジタル画像信号114に施すものでよい。
【００２７】
本実施例において、信号処理部22は、とくに、平均値ずれ補正部24でディジタル画像信号114を補正して、ノイズクリップにより生じた平均値のずれを補正する。この補正部24は、信号処理部22において各ディジタル信号処理の前方に設置されて、前処理部20のA/D変換後にディジタル画像信号114における平均値ずれを補正するとよい。
【００２８】
平均値ずれ補正部24は、図４に示すように、赤データ補正部30、緑データ補正部32および青データ補正部34を含んで、それぞれ、ディジタル画像信号114における赤データ140、緑データ142および青データ144の平均値ずれを補正する。これらの補正部30、32および34は、たとえば、輝度依存オフセット補正のルックアップテーブル（Look Up Table：LUT）を有し、それぞれ、赤データ、緑データおよび青データに対応する赤用LUT、緑用LUTおよび青用LUTを有してよい。たとえば、赤データ補正部30は、赤データ140に赤用LUTをかけて補正する。
【００２９】
本実施例において、赤データ補正部30、緑データ補正部32および青データ補正部34は、輝度依存オフセット補正LUT 160を用いることにより、図５に示すように、入力信号レベルに対応した出力信号レベルを出力するもので、０から所定の低輝度のクリップレベル162までの入力信号レベルに対しては、０の出力信号レベルが得られる。また、これらの補正部30、32および34は、クリップレベル162から所定の低輝度の一致レベル164までの入力信号レベルに対して、０から徐々に増加して一致レベル164から入力信号レベルと同レベルになる出力信号レベルが得られる。また、これらの補正部30、32および34は、所定の高輝度の一致レベル166から所定の高輝度のクリップレベル168に達するまでの入力信号レベルに対して、徐々に入力信号レベルよりも増加してクリップレベル168から所定の最大信号レベル170になる出力信号レベルが得られる。
【００３０】
たとえば、輝度依存オフセット補正LUT 160は、図６に示すように、入力信号レベルに対応する出力オフセットを示すものでよく、所定の入力信号レベルから対応する出力オフセットを減算することにより、図５に示す出力信号レベルが得られる。
【００３１】
この輝度依存オフセット補正LUT 160では、０から所定の低輝度のクリップレベル162までの入力信号レベルに対して、出力オフセットは、対応する入力信号レベルと同値の出力オフセットを示し、さらに、クリップレベル162から所定の低輝度の一致レベル164までの入力信号レベルに対して、出力オフセットは、徐々に減少して、この一致レベル164からは０を示す。
【００３２】
また、このLUT 160では、所定の高輝度の一致レベル166から所定の高輝度のクリップレベル168までの入力信号レベルに対して、出力オフセットは、０から徐々に減少して、クリップレベル168からは、対応する入力信号レベル−所定の最大信号レベル170で得られる値を示す。
【００３３】
また、赤データ補正部30、緑データ補正部32および青データ補正部34は、入力信号レベルに対して、図５に示す輝度依存オフセット補正のLUT 160と同じ出力信号レベルが得られる関数として、赤用関数、緑用関数および青用関数を用いて、それぞれ赤データ140、緑データ142および青データ144の平均値ずれを補正してもよい。
【００３４】
また、平均値ずれ補正部24は、輝度依存オフセット補正のLUTまたは関数によってデータを補正する補正部を一つだけ備えて構成されてもよい。図３に示すように、ノイズクリップされた赤データ、緑データおよび青データの平均値126、128および130は、低輝度域にて浮きが生じて高輝度域にて沈みが生じるが、赤データの平均値126の浮きおよび沈みは、緑および青データの平均値128および130に比べて大きくなっている。この場合、平均値ずれ補正部24は、赤データ補正部30を一つだけ備えれば、赤データ140だけでなく、緑データ142および青データ144の平均値ずれを補正することができる。
【００３５】
他方、赤データ補正部30、緑データ補正部32および青データ補正部34は、それぞれ、赤用LUT、緑用LUTおよび青用LUTとして輝度依存ゲイン補正のLUTを有してもよい。この場合にも、平均値ずれ補正部24は、輝度依存ゲイン補正のLUTまたは関数によってデータを補正する補正部を一つだけ備えて、たとえば、赤データ補正部30を一つだけ備えて構成されてもよい。
【００３６】
この輝度依存ゲイン補正のLUT 180は、図７に示すように、入力信号レベルに応じた出力ゲインを示すもので、所定の入力信号レベルに対応する出力ゲインを乗算することにより、図３に示すリニア平均値124を示す出力信号レベルが得られる。
【００３７】
この輝度依存ゲイン補正LUT 180では、０から所定の低輝度のクリップレベル182までの入力信号レベルに対して、出力ゲインは、０から徐々に増加して１になり、所定の高輝度のクリップレベル184から所定の最大限度値186までの入力信号レベルに対して、出力ゲインは、１から徐々に増加して所定の最大ゲイン188になる。
【００３８】
また、赤データ補正部30、緑データ補正部32および青データ補正部34は、入力信号レベルに対して、図７に示す輝度依存ゲイン補正のLUT 180と同じ出力ゲインを用いる関数として、赤用関数、緑用関数および青用関数を用いて、それぞれ赤データ140、緑データ142および青データ144の平均値ずれを補正してもよい。
【００３９】
また、平均値ずれ補正部24は、輝度依存のオフセット補正またはゲイン補正の多次元LUTを有して、赤データ140、緑データ142および青データ144のそれぞれにこの多次元LUTをかけて補正してもよい。このように、三原色の赤データ、緑データおよび青データを補正する場合、多次元LUTは、３次元でよい。
【００４０】
また、平均値ずれ補正部24は、信号処理部22において赤データ140、緑データ142および青データ144をYC変換した後に設置されてもよく、輝度チャネル（Y）および色差チャネル（Cr、Cb）ごとに補正を施す。たとえば、多次元LUTを用いる平均値ずれ補正部24は、輝度データおよび色差データのそれぞれに多次元LUTをかけて補正する。このように、輝度および色差で表されるデータを補正する場合、多次元LUTは、輝度データのみを補正する１次元でよく、輝度データを０に、すなわち黒に近づけて補正するものでよい。
【００４１】
また、他の実施例として、本装置10の信号処理部22は、図８に示すように、
WB補正部202によるWB補正後の赤データ210、緑データ212および青データ214に応じて、色再現係数決定部206にてリニアマトリクス処理部204で用いる色再現係数240を決定する。
【００４２】
本実施例のリニアマトリクス処理部204は、WB補正部202の後方に設置され、色再現係数決定部206を含んで構成されてもよい。リニアマトリクス処理部204は、WB補正後の赤データ220、緑データ222および青データ224を入力する。
【００４３】
リニアマトリクス処理部204は、たとえば３×３の行列のリニアマトリクス係数などの所定の色再現係数240を用いて赤データ220、緑データ222および青データ224をマトリクス演算し、色再現性を高めた赤データ230、緑データ232および青データ234を生成する。
【００４４】
本実施例の色再現係数決定部206は、所定の閾値を用いて赤データ220、緑データ222および青データ224を判定し、その判定結果に応じて所定の色再現係数240を決定する。
【００４５】
色再現係数決定部206は、この判定において、たとえば、赤データ220、緑データ222および青データ224が所定の閾値以下の場合、または赤データ220、緑データ222および青データ224が低輝度であってグレーを示す場合に、下記の数式（１）に示すような輝度既存の色再現係数240を選択し、それ以外の場合には下記の数式（２）に示すような通常の色再現係数240を選択して決定する。
【００４６】
【数１】
0004833669.tif 000002
【００４７】
【数２】
0004833669.tif 000003
【００４８】
リニアマトリクス処理部204では、輝度既存の色再現係数240を用いて赤データ220、緑データ222および青データ224をマトリクス演算することにより、マゼンダ味を帯びたグレーの画像データを無彩色へと補正することができる。
【００４９】
また、本実施例において、WB補正部202は、ディジタル画像信号114であって、たとえばオフセット補正後の赤データ210、緑データ212および青データ214に対して、それぞれ、赤用WBゲイン、緑用WBゲインおよび青用WBゲインを乗じて、赤データ220、緑データ222および青データ224を生成するものでよい。
【００５０】
また、他の実施例として、本装置10の信号処理部22は、図９に示すように、
WB補正部202の赤用WBゲイン320、緑用WBゲイン322および青用WBゲイン324に応じて、ガンマ関数決定部304にてガンマ補正部302で用いるガンマ関数330を決定する。
【００５１】
本実施例のガンマ補正部302は、リニアマトリクス処理部204の後方に設置され、ガンマ関数決定部304を含んで構成されてもよい。ガンマ補正部302は、リニアマトリクス処理後の赤データ230、緑データ232および青データ234を入力する。
【００５２】
ガンマ補正部302は、所定のガンマ関数330を用いて赤データ230、緑データ232および青データ234をガンマ補正して、赤データ310、緑データ312および青データ314を生成する。
【００５３】
本実施例のガンマ関数決定部304は、赤用WBゲイン320、緑用WBゲイン322および青用WBゲイン324に応じて、所定のガンマ関数330として赤用ガンマ関数、緑用ガンマ関数および青用ガンマ関数をそれぞれ決定する。
【００５４】
WB補正部202における各WBゲインによれば、各チャネルの平均値におけるノイズクリップによる浮きがどの程度かを、ほぼ一意に予測することができる。ガンマ関数決定部304は、この予測結果に応じて、輝度依存のガンマ関数が必要か否かを判断する。ガンマ関数決定部304は、輝度依存のガンマ関数が必要な場合には、たとえば図10に示すように、本来のガンマ関数340を調整して低輝度域の補正量を低減することにより、各チャネルのノイズクリップによる色つき現象を補正する輝度依存のガンマ関数342を生成することができる。また、ガンマ関数決定部304は、低輝度域だけでなく高輝度域においても輝度依存のガンマ関数342を生成してよい。
【００５５】
ガンマ関数決定部304は、たとえば、赤用WBゲイン320、緑用WBゲイン322および青用WBゲイン324に基づいて赤用ガンマ関数、緑用ガンマ関数および青用ガンマ関数を算出してもよく、あらかじめメモリなどに記録した複数の赤用ガンマ関数、緑用ガンマ関数および青用ガンマ関数から、赤用WBゲイン320、緑用WBゲイン322および青用WBゲイン324に応じた赤用ガンマ関数、緑用ガンマ関数および青用ガンマ関数を選択してもよい。
【００５６】
他方、ガンマ関数決定部304は、輝度依存のガンマ関数が必要な場合に、たとえば図11に示すように、本来のガンマ関数340の低輝度域をフレア補正して輝度依存のガンマ関数344を生成してもよい。ガンマ関数決定部304は、低輝度域だけでなく高輝度域においても輝度依存のガンマ関数344を生成してよい。
【００５７】
ガンマ補正部302は、輝度依存ガンマ関数342または344として、赤用ガンマ関数、緑用ガンマ関数および青用ガンマ関数を用いて、赤データ230、緑データ232および青データ234をガンマ補正することにより、ノイズクリップにより生じた平均値のずれを補正して赤データ310、緑データ312および青データ314を生成することができる。
【００５８】
また、本発明の撮像装置10の信号処理部22において画像信号の低輝度側および高輝度側の平均値のずれを補正する方法、すなわち、平均値ずれ補正部24、色再現係数決定部206を利用するリニアマトリクス処理部204、およびガンマ関数決定部304を利用するガンマ補正部302におけるそれぞれの方法は、他の画像処理装置やソフトウエアに適用されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明に係る撮像装置の一実施例を示すブロック図である。
【図２】図１に示す実施例の撮像装置が撮影した画像信号の低輝度側のクリップ処理を説明するグラフである。
【図３】図１に示す実施例の撮像装置が撮影した画像信号のクリップ処理後の平均値を概念的に示したグラフである。
【図４】図１に示す実施例の撮像装置における平均値ずれ補正部を示すブロック図である。
【図５】図４に示す平均値ずれ補正部における入力および出力の画像データの関係を概念的に示したグラフである。
【図６】図４に示す平均値ずれ補正部で用いる輝度依存オフセット補正のLUTを概念的に示したグラフである。
【図７】図４に示す平均値ずれ補正部で用いる輝度依存ゲイン補正のLUTを概念的に示したグラフである。
【図８】本発明に係る撮像装置における信号処理部の他の実施例を示すブロック図である。
【図９】本発明に係る撮像装置における信号処理部の他の実施例を示すブロック図である。
【図１０】図９に示すゲイン関数決定部で用いるゲイン関数を概念的に示したグラフである。
【図１１】図９に示すゲイン関数決定部で用いるゲイン関数を概念的に示したグラフである。
【符号の説明】
【００６０】
10  撮像装置
12  操作部
14  システム制御部
16  光学系
18  撮像部
20  前処理部
22  信号処理部
24  平均値ずれ補正部
【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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【図１１】
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