(57)【要約】【課題】  光源の演色性および人間の色知覚特性を考慮した画像の得られる撮像装置を提供する。【解決手段】  撮像素子と、この撮像素子の出力信号にホワイトバランス処理を行うホワイトバランス処理手段と、このホワイトバランス処理手段の出力信号にＥＶ値をパラメータとする変換関数を用いて色変換処理する色変換処理手段３１〜３３とを備えた撮像装置により前記課題を解決する。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像素子と、この撮像素子の出力信号にホワイトバランス処理を行うホワイトバランス処理手段と、このホワイトバランス処理手段の出力信号にＥＶ値をパラメータとする変換関数を用いて色変換処理する色変換処理手段とを備えたことを特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像素子より入力される画像データを、人間の色の見えの特性を考慮した画像データに変換するための色変換処理に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の撮像装置において、撮像条件の変化、例えば昼光と蛍光灯といった被写体を照明する光源の違いは、画像中の白点を信号値の白とするホワイトバランス処理により補正される程度であった（特許文献１）。すなわち被写体を照明する光源の補正は撮像装置の光検出機の色分解フィルタが純色であればＲ，Ｇ，Ｂ、フィルタが補色であればＭ，Ｇ，Ｙ，Ｃのそれぞれの信号のゲインを調整することによって行われてきた。
【特許文献１】特開平０５−０６４２１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら近年のカラーマネージメントシステムの影響により、ユーザの色に対する関心の高まりから、より高いレベルの色処理が求められているのが現状である。すなわち光源の演色性、および人間の色知覚特性である色順応性を考慮した色処理が求められている。しかしながら従来のホワイトバランス処理だけでは光源の演色性、および色順応性を考慮した色変換処理を行うことは不可能である。本発明はこのような状況のもとでなされたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、従来の光源の補正（ホワイトバランス処理）に加え更に、ホワイトバランス処理後の信号を光源の情報に基づき、その光源に適した演色性および色順応性を考慮した変換関数を求める、または選択し、その変換関数を用いて色変換処理を行うことにより、人間の色知覚特性を充分考慮した画像を得るものである。
【０００５】
詳しくは、本発明は、撮像装置を次の（１）のとおりに構成するものである。
【０００６】
（１）撮像素子と、この撮像素子の出力信号にホワイトバランス処理を行うホワイトバランス処理手段と、このホワイトバランス処理手段の出力信号にＥＶ値をパラメータとする変換関数を用いて色変換処理する色変換処理手段とを備えた撮像装置。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、撮影光源の変化に対して、光源の演色性および人間の色知覚特性である色順応を考慮した色変換処理を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下に本発明を実施するための最良の形態を“撮像装置”の実施例により詳しく説明する。
【実施例１】
【０００９】
本発明に係わる実施例１を図面を参照して説明する。図１は実施例１である“撮像装置”の概略的構成を示すブロック図である。まずデータの流れを簡単に説明する。図中、１１はレンズ系であり、光学的ローパスフィルタ１２を透して、色分解フィルタが表面に形成されているＣＣＤ１３面に像を結ぶようになっている。ＣＣＤ１３とＡ／Ｄ変換器１４により被写体像はデジタル信号へと変換される。本実施例においては、補色の色分解フィルタを用いたため、ここで得られるデジタル信号はＭ（マゼンタ），Ｇ（グリーン），Ｙ（イエーロ），Ｃ（シアン）の信号である。次にホワイトバランス処理部１５においてデジタル信号中から白点が求められ、この白点においてＭ，Ｇ，Ｙ，Ｃの信号値が等しくなる様に式（１）を用いてホワイトバランス処理が施される。
【００１０】
Ｍｗｓ＝Ｍｗ×Ｍｓ
Ｇｗｓ＝Ｇｗ×Ｇｓ
Ｙｗｓ＝Ｙｗ×Ｙｓ
Ｃｗｓ＝Ｃｗ×Ｃｓ              （１）
【００１１】
ただし、Ｍｗ，Ｇｗ，Ｙｗ，Ｃｗはホワイトバランス係数、Ｍｓ，Ｇｓ，Ｙｓ，ＣｓはＡ／Ｄ変換して得られた被写体のデジタル信号、Ｍｗｓ，Ｇｗｓ，Ｙｗｓ，Ｃｗｓはホワイトバランス処理後の信号である。本実施例において、ホワイトバランス係数を求める方法については従来多く用いられている方法を用いた。
【００１２】
ホワイトバランス処理された信号Ｍｗｓ，Ｇｗｓ，Ｙｗｓ，Ｃｗｓとそのホワイトバランス係数Ｍｗ，Ｇｗ，Ｙｗ，Ｃｗは更に視覚順応処理部１６へと送られる。
【００１３】
図２に視覚順応処理部１６のブロック図を示し、これを用いて説明する。図１中ホワイトバランス処理部１５で求められたホワイトバランス係数Ｍｗ，Ｇｗ，Ｙｗ，Ｃｗは、光源情報処理部２１と送られる。光源情報処理部２１ではこのホワイトバランス係数を基に画像がどのような光源下で撮影されたかを判別する。本実施例においては、Ａ光源，夕日，蛍光灯，昼光，フラッシュの５つのいづれかを判別した。判別はホワイトバランス係数Ｍｗ，Ｇｗ，Ｙｗ，Ｃｗそれぞれの信号より式（２）により求められる値により行われる。
【００１４】
ＷＢｍ＝Ｍｗ／Ｃｗ
ＷＢｇ＝Ｇｗ／Ｃｗ
ＷＢｙ＝Ｙｗ／Ｃｗ
ＷＢｃ＝１．０                （２）
【００１５】
ＷＢｍ，ＷＢｇ，ＷＢｙ，ＷＢｃの値の関係、例えば式（３）を満たせば夕日（但しＶｊ  （ｊ＝１〜６）は夕日のパラメータであり、Ａ光源，蛍光灯，昼光，フラッシュでは値が異なる）といった様に求められる。
【００１６】
【数１】
2005269676.tif 000003
【００１７】
但し、本実施例においては、式（２）においてＣｗを基準値として、ＷＢｍ，ＷＢｇ，ＷＢｙ，ＷＢｃを求めたが、Ｍｗ、Ｇｗ、Ｙｗのいずれを基準値に用いて光源の判別を行っても良い。
【００１８】
以上のように撮影光源がＡ光源，夕日，蛍光灯，昼光，フラッシュのいづれであるかを判別される。
【００１９】
マトリクス記憶部２２にはあらかじめＡ光源，夕日，蛍光灯，昼光，フラッシュの演色性および人間の色知覚特性である色順応性を考慮して求めた５つのマトリクスが用意されており、光源情報処理部２１により判別された光源情報の結果を基に、この５つのマトリクスの中から１つのマトリクスが選択される。
【００２０】
一方ホワイトバランス処理された信号Ｍｗｓ，Ｇｗｓ，Ｙｗｓ，Ｃｗｓは演算処理部２３へと送られ、マトリクス記憶部２２より送られてくるマトリクスの係数Ｍｉｊ（ｉ＝１〜３，ｊ＝１〜４）により式（４）を用いて変換される。
【００２１】
【数２】
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【００２２】
色変換処理部２３によりマトリクス演算され、得られる信号Ｒｍ，Ｇｍ，Ｂｍは図１中画像処理部１７へと送られ、高周波成分のＬｏｗＰａｓｓやＢａｎｄＰａｓｓ等のフィルタ処理が施され画像データへと変換される。更に画像データの圧縮が必要であれば圧縮し、画像記録部１８へと書き込まれる。
【００２３】
このようにして、本実施例によれば、光源の演色性および人間の色知覚特性である色順応性を考慮した画像が得られる。
【実施例２】
【００２４】
以下に本発明に係わるの実施例２を図面を参照して説明する。データの大まかな流れは実施例１と同じであるため、実施例１と同じ部分については説明を省略する。実施例１と異なるのは図３に示す図１中視覚順応処理部１６相当部である。この視覚順応処理部について図３を用いて詳述する。図３中光源情報処理部３１には実施例１と同様にホワイトバランス係数Ｍｗ，Ｇｗ，Ｙｗ，Ｃｗが入力される。このホワイトバランス係数を基に、式（５）により撮影された画像の照明光の色温度Ｔが求められる。
【００２５】
Ｔ＝ｆ（Ｍｗ  Ｇｗ  Ｙｗ  Ｃｗ）                （５）
【００２６】
ただし、関数ｆはホワイトバランス係数より色温度値を求める関数であり、本実施例においては、あらかじめ幾つかの色温度の異なる光源を用いＣＣＤの色分解フィルタの分光透過特性およびＣＣＤの分光透過特性から、Ｍｗ，Ｇｗ，Ｙｗ，Ｃｗを求め、それを基に決定される関数を用いるが、もちろんＣＣＤ，色分解フィルタの分光透過特性から理論的に色温度を算出することも可能である。
【００２７】
以上、ここで求められた色温度Ｔはマトリクス補正部３２へと送られる。マトリクス補正部３２にはあらかじめデフォルトとなるマトリクスＭｄｉｊ（ｉ＝１〜３，ｊ＝１〜４）が１つ用意されている。色温度Ｔを基にそのマトリクスを光源の演色性，人間の色順応性を補正するための補正係数が次の式（６）により求められ、その補正係数Ｈｉｊ（ｉ＝１〜３，ｊ＝１〜４）を式（７）を用いて、デフォルトのマトリクスの値に乗じることにより色変換マトリクスが求まる。本実施例においては、人間の色順応性を変換関数にとり込むためにＶｏｎ  Ｋｒｉｅｓの色順応方程式を用い、変換関数を求めた。
【００２８】
補正されたマトリクスＭｉｊ（ｉ＝１〜３，ｊ＝１〜４）は演算処理部３３へと送られ、式（４）を用いて画像データＭｗｓ，Ｇｗｓ，Ｙｗｓ，ＣｗｓはＲｍ，Ｇｍ，Ｂｍ信号へと変換される。
【００２９】
Ｈｉｊ＝ｆｍｔｘ（Ｍｍ  Ｇｍ  Ｙｍ  Ｃｍ）
ただし（ｉ＝１〜３，ｊ＝１〜４）              （６）
Ｍｉｊ＝Ｍｄｉｊ×Ｈｉｊただし（ｉ＝１〜３，ｊ＝１〜４）      （７）
【００３０】
以下データの流れは実施例１と同様のため説明は省略する。このようにして実施例１と同様の効果が得られる。
【実施例３】
【００３１】
以下に本発明に係わる実施例３を図面を参照して説明する。データの大まかな流れは実施例２と同じであるため、実施例２と同じ部分については説明を省略する。またブロック図としては実施例２で使用した図３を用いて説明する。図３中光源情報処理部３１では実施例２とは異なり、ＥＶ値が求められる。ＥＶ値は画像の明るさを示す値であり、この値によりマトリクス補正部３２により、マトリクスの補正を行う。このＥＶ値は図示されていないが外光センサまたはＣＣＤにより求めることができる。本実施例においてはＣＣＤにより求める方法により行なった。
【００３２】
ＥＶ値が低くなると画像中のノイズ成分が大きくなる、またＥＶ値が大きくなると画像中のノイズ成分が小さくなる。すなわちノイズ成分が大きい画像において、色ゲインを大きくすることはノイズを増幅することになってしまう。そこで、次の式（８）を用いて補正係数を求めるのだが、この関数はＥＶ値が小さい場合はマトリクスの色ゲインを下げる補正係数、またＥＶ値が大き場合は色ゲインを上げる補正係数が求められる関数となっている。ここで求められた補正係数Ｈｉｊ（ｉ＝１〜３，ｊ＝１〜４）とあらかじめ用意されているデフォルトのマトリクスにより式（７）を用いて、補正マトリクスを決定する。
【００３３】
Ｈｉｊ＝ｆｅｖ（ＥＶ）ただし（ｉ＝１〜３，ｊ＝１〜４）      （８）
【００３４】
以下実施例２と同様に補正されたマトリクスＭｉｊ（ｉ＝１〜３，ｊ＝１〜４）は演算処理部３３へと送られ、式（４）を用いて画像データＭｗｓ，Ｇｗｓ，Ｙｗｓ，ＣｗｓはＲｍ，Ｇｍ，Ｂｍ信号へと変換される。
【００３５】
本実施例においてはＥＶ値を用いてデフォルトマトリクスの補正係数を求めて、補正マトリクスを求める方法について述べたが、実施例１に示すようにあらかじめ任意の数のマトリクスを用意し、ＥＶ値によりそのマトリクスの中から１つのマトリクスを選択するようにしても構わない。
【００３６】
以下実施例１と同様の処理が行われ、同様の効果が得られる。
【実施例４】
【００３７】
以下に本発明に係わる実施例４を図面を参照して説明する。データの大まか流れは実施例１と同じであるため、実施例１と同じ部分については説明を省略する。実施例１と異なるのは図４に示す図１中視覚順応処理部１６相当部である。この視覚順応処理部について図４を用いて詳述する。
【００３８】
ホワイトバランス係数Ｍｗ，Ｇｗ，Ｙｗ，Ｃｗは光源情報処理部４１と送られる。光源情報処理部４１ではこのホワイトバランス係数を基に画像がどのような光源下で撮影したかを判別する。本実施例においてはＡ光源，夕日，蛍光灯，昼光，フラッシュの５つのいづれかを判別する。判別は実施例１と同様にＭｗ，Ｇｗ，Ｙｗ，Ｃｗそれぞれの信号より式（２）により求められる値により行われる。
【００３９】
撮影光源がＡ光源，夕日，蛍光灯，昼光，フラッシュのいづれからか判別されると、その情報はルックアップテーブル記憶部４２へと送られ、そこに記憶されているあらかじめ記憶されているＡ光源，夕日，蛍光灯，昼光，フラッシュの演色性および人間の色知覚特性である色順応性を考慮して求めたルックアップテーブルの中から１つルックアップテーブルを選択し、それを用いてデータ変換を行う。本実施例においてはサンプリングされた格子点のデータを保有し、その間のデータは補間により求める方法を使用した。
【００４０】
以上ルックアップテーブルにより画像データＭｗｓ，Ｇｗｓ，Ｙｗｓ，ＣｗｓはＲｍ，Ｇｍ，Ｂｍ信号へと変換され、以下実施例１と同様に処理が行われ、同様の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】実施例１のブロック図
【図２】実施例１における視覚順応処理部のブロック図
【図３】実施例２，実施例３における視覚順応処理部のブロック図
【図４】実施例４における視覚順応処理部のブロック図
【符号の説明】
【００４２】
１３  撮像素子
１５  ホワイトバランス処理部
１６  視覚順応処理部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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