(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の色情報信号を処理する画像処理装置において、ホワイトバランスゲインに応じて前記複数の色情報信号それぞれの信号レベルを独立に調整する第１の調整手段と、前記第１の調整手段によりレベル調整された複数の色情報信号を非線形処理するγ手段と、前記非線形処理された複数の色情報信号それぞれの信号レベルを独立に調整する第２の調整手段と、前記第２の調整手段によりレベル調整された複数の色情報信号を合成して輝度信号として出力する合成手段と、前記第１の調整手段における調整量に応じて前記第２の調整手段における複数の色情報信号それぞれの調整量を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記第１の調整手段において特定の色情報信号レベルを上げるように調整する場合に、前記第２の調整手段において前記第１の調整手段でレベルを上げた特定の色情報信号のレベルを下げるように調整し、前記第１の調整手段において特定の色情報信号レベルを下げるように調整する場合に、前記第２の調整手段において前記第１の調整手段でレベルを下げた特定の色情報信号のレベルを上げるように調整することを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
複数の色情報信号を処理する画像処理装置において、ホワイトバランスゲインに応じて前記複数の色情報信号それぞれの信号レベルを独立に調整する第１の調整手段と、前記第１の調整手段によりレベル調整された複数の色情報信号を非線形処理するγ手段と、前記非線形処理された複数の色情報信号それぞれの信号レベルを独立に調整する第２の調整手段と、前記第２の調整手段によりレベル調整された複数の色情報信号を合成して第１の輝度信号とする第１の合成手段と、前記第１の輝度信号の高周波成分を抽出するフィルタと、前記非線形処理された複数の色情報信号を任意の割合で合成して第２の輝度信号とする第２の合成手段と、前記第１の輝度信号の高周波成分と前記第２の輝度信号を合成して出力する第３の合成手段と、前記第１の調整手段における調整量に応じて前記第２の調整手段における複数の色情報信号それぞれの調整量を制御する制御手段とを備えた画像処理装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記第１の調整手段において特定の色情報信号レベルを上げるように調整する場合に、前記第２の調整手段において前記第１の調整手段でレベルを上げた特定の色情報信号のレベルを下げるように調整し、前記第１の調整手段において特定の色情報信号レベルを下げるように調整する場合に、前記第２の調整手段において前記第１の調整手段でレベルを下げた特定の色情報信号のレベルを上げるように調整することを特徴とする請求項２記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記第１の調整手段において特定の色情報信号レベルを上げるように調整する場合に、前記第２の調整手段において前記第１の調整手段でレベルを上げた特定の色情報信号のレベルを下げるように調整し、前記第１の調整手段でレベルを上げた特定の色情報信号以外の少なくとも１つ以上の色情報信号のレベルを上げるように調整し、前記第１の調整手段において特定の色情報信号レベルを下げるように調整する場合に、前記第２の調整手段において前記第１の調整手段でレベルを下げた特定の色情報信号のレベルを上げるように調整し、前記第２の調整手段において前記第１の調整手段でレベルを下げた特定の色情報信号以外の少なくとも１つ以上の色情報信号のレベルを下げるように調整することを特徴とする請求項１または２記載の画像処理装置。
【請求項５】
前記複数の色情報信号がＲ、Ｇ、Ｂであることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の画像処理装置。
【請求項６】
前記複数の色情報信号がイエロー、シアン、マゼンタ、グリーンであることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の画像処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＲＧＢ信号から輝度信号を生成する画像処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＲＧＢ信号から輝度信号を生成する場合、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）のそれぞれに一定の係数を乗算して加算する。たとえば、ＮＴＳＣの場合、輝度信号Ｙは、Ｙ＝０．３×Ｒ＋０．５９×Ｇ＋０．１１×Ｂ、で求められる。
【０００３】
図４は、従来の画像処理装置の構成を示すブロック図である。同図に示した画像処理装置は、カメラ機器などの撮像手段から３原色信号（Ｒ、Ｇ、Ｂ）が入力され、輝度信号Ｙを出力する部分の構成を示している。ここで、４０，４１，４２は被写体のホワイトバランスを補正するためにＲ、Ｇ、Ｂ信号のレベルを調整するための乗算器であり、４３，４４，４５はホワイトバランス補正されたＲ、Ｇ、Ｂ信号を非線形処理するγ（ガンマ）手段であり、４６は輝度信号Ｙを生成する際にＲに乗ずる係数であり、４７は輝度信号Ｙを生成する際にＧに乗ずる係数であり、４８は輝度信号Ｙを生成する際にＢに乗ずる係数であり、４９は輝度信号Ｙを生成するにあたって前記係数を乗じたＲ、Ｇ、Ｂを加算する加算器である。
【０００４】
なお、ホワイトバランス補正は、Ｇ信号のゲインを１として、他のＲ信号およびＢ信号のゲインを調整するのが一般的である。また、Ｒ、Ｇ、Ｂ信号（Ｒγ、Ｇγ、Ｂγ信号）から色差信号を得る場合は、別途色差信号用のマトリックス回路を設けるが、本発明とは直接関係しないので、省略している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
この従来の画像処理装置においては、Ｒ信号あるいはＢ信号のホワイトバランスゲインが上がると、Ｒ、Ｂ信号のＳ／Ｎ（信号対雑音比）が劣化し、そのためＲ、Ｇ、Ｂから生成される輝度信号のＳ／Ｎも劣化することになり、画質が劣化するという問題を有していた。
【０００６】
本発明は、ホワイトバランスゲインが上がっても輝度信号のＳ／Ｎが劣化しない画像処理装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために、本発明は、複数の色情報信号を処理する画像処理装置において、被写体のホワイトバランスを調整するために複数の色情報信号それぞれの信号レベルを独立に調整する第１の調整手段と、第１の調整手段によりレベル調整された複数の色情報信号を非線形処理するγ手段と、非線形処理された複数の色情報信号それぞれの信号レベルを独立に調整する第２の調整手段と、第２の調整手段によりレベル調整された複数の色情報信号を合成して輝度信号として出力する合成手段と、第１の調整手段における調整量に応じて第２の調整手段における複数の色情報信号それぞれの調整量を制御する制御手段とを備えたものである。
【０００８】
これにより、ホワイトバランスを調整するための調整量に応じて、輝度信号を合成する際の合成比率を調整するので、輝度信号のＳ／Ｎの劣化を抑えることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。
【００１０】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１による画像処理装置の構成を示すブロック図である。図１において、１０，１１，１２は乗算器であり、１３，１４，１５はγ（ガンマ）手段であり、１６，１７，１８は乗算器であり、１９は加算器であり、１１０は乗算器１６〜１８に与える係数を制御する制御手段である。
【００１１】
以上のように構成された画像処理装置について、以下、その動作を述べる。
【００１２】
例えば撮像装置において、撮影された被写体像を複数の色情報信号としてのＲ、Ｇ、Ｂ信号に変換した後に、本実施の形態における画像処理装置に入力される。本実施の形態では、ホワイトバランス補正のため、乗算器１０〜１２によりＲ、Ｇ、Ｂ信号にホワイトバランスゲインRwbg、Gwbg、Bwbgを乗算し、Ｒwb、Ｇwb、Ｂwbとして出力し、それぞれの信号をγ手段１３〜１５により非線形処理し、Ｒγ、Ｇγ、Ｂγとして出力し、乗算器１６〜１８により係数kr、kg、kbをＲγ、Ｇγ、Ｂγに乗じ、加算器１９にてkr、kg、kbを乗じたＲγ、Ｇγ、Ｂγを足しあわせて輝度信号Ｙとして出力する。これを、数式で表すと、Ｙ＝kr×Ｒγ＋kg×Ｇγ＋kb・Ｂγとなる。
【００１３】
制御手段１１０はホワイトバランスゲインRwbg、Gwbg、Bwbgに応じて輝度信号Ｙを生成するための係数kr、kg、kbを変化させる。
【００１４】
図２は実施の形態１における制御手段１１０の動作を説明する模式図であり、図２（ａ）は制御手段１１０のＢ信号に乗ずるホワイトバランスゲインBwbgに対する係数krの特性を示すものであり、同図に示すようにkrはBwbgが０からrstまでは値r1を保持し、Bwbgがrstからredまでは値r1と値r2の間を補間した値とし、Bwbgがred以上では値r2を保持するものであり、図２（ｂ）は制御手段１１０のホワイトバランスゲインBwbgに対する係数kgの特性を示すものであり、kgはBwbgが０からgstまでは値g1を保持し、Bwbgがgstからgedまでは値g1と値g2の間を補間した値とし、Bwbgがged以上では値g2を保持するものであり、図２（ｃ）は制御手段１１０のホワイトバランスゲインBwbgに対する係数kbの特性を示すものであり、kbはBwbgが０からbstまでは値r1を保持し、Bwbgがbstからbedまでは値b1と値b2の間を補間した値とし、Bwbgがbed以上では値b2を保持するものであり、前記r1、r2、g1、g2、b1、b2が、r1＜r2、g1＞g2、b1＞b2の関係にある。
【００１５】
以上のように構成された画像処理装置は、Ｂ信号に対するホワイトバランスゲインBwbgが増加するにつれＲγ信号に乗ずる係数krは増加し、Ｂγ信号に乗ずる係数kbは減少するため、ホワイトバランスゲインBwbgが増加してＢγ信号のＳ／Ｎが劣化しようとも、上述の式において輝度信号ＹはＢγ信号の割合を減らし、Ｒγ信号の割合を増やすことでＳ／Ｎの劣化を抑えることができ、いかなる色温度でホワイトバランス補正を行ってもＳ／Ｎの良い輝度信号を提供できる。
【００１６】
なお、本実施の形態では、制御手段１１０はＢ信号に乗ずるホワイトバランスゲインBwbgに応じて係数kr、kg、kbを制御するように図２を用いて説明したが、Ｒ信号に乗ずるホワイトバランスゲインRwbgに応じて係数kr、kg、kbを制御してもよく、その際には各係数の値r1、r2、g1、g2、b1、b2がr1＞r2、g1＜g2、b1＜b2の関係になる。
【００１７】
また、本実施の形態では、Ｒ、Ｇ、Ｂ信号を用いた信号処理について説明したが、シアン、マゼンタ、イエロー、グリーンを用いた信号処理でも適応できる。
【００１８】
（実施の形態２）
図３は本発明の実施の形態２による画像処理装置の構成を示すブロック図である。図３において、１０，１１，１２は乗算器であり、１３，１４，１５はγ手段であり、１６，１７，１８は乗算器であり、１９は加算器であり、１１０は乗算器１６〜１８の係数を制御する制御手段であり、３０は輝度信号Ｙ１を生成するＹマトリクス回路であり、３１は輝度信号Ｙ２の高周波成分を抽出するハイパスフィルタ（ＨＰＦ）であり、３２は加算器である。
【００１９】
以上のように構成された画像処理装置について、以下、その動作を述べる。
【００２０】
乗算器１０〜１２、γ手段１３〜１５、乗算器１６〜１８、加算器１９、制御手段１０は、実施の形態１と同様なものであるので、詳細な説明は省略する。実施の形態１と異なるのはＹマトリクス３０とＨＰＦ３１と加算器３２とを設けた点である。Ｙマトリクス３０は、例えば、Ｙ１＝０．３×Ｒγ＋０．５９×Ｇγ＋０．１１×Ｂγ、のようにＲγ、Ｇγ、Ｂγにそれぞれ固定の係数をかけて第１の輝度信号（Ｙ１）を生成し、ＨＰＦ３１は、加算器１９から出力された輝度信号（Ｙ２）の高周波成分（ＹＨとする）を抽出し、加算器３２は輝度信号Ｙ１と高周波成分ＹＨとを加算して輝度信号Ｙを出力する。
【００２１】
以上のように構成された画像処理装置は、ホワイトバランスゲインBwbgが増加するにつれ係数krは増加し、係数kbは減少するため、ホワイトバランスゲインBwbgが増加してＢγのＳ／Ｎが劣化しようとも、実施の形態１で示した数式において輝度信号Ｙ２（実施の形態１ではＹ）はＢγの割合を減らし、Ｒγの割合を増やすことでＳ／Ｎの劣化を抑えることができ、輝度信号Ｙの高周波成分ＹＨはＳ／Ｎの劣化を抑えた輝度信号Ｙ２から構成することで、いかなる色温度でホワイトバランス補正を行ってもＳ／Ｎの良い輝度信号を提供できる。
【００２２】
なお、本実施の形態ではＲ、Ｇ、Ｂ信号を用いた信号処理について説明したが、シアン、マゼンタ、イエロー、グリーンを用いた信号処理でも適応できる。
【００２３】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、撮像された被写体像が変換された複数の色情報信号を処理する画像処理装置において、被写体のホワイトバランスを調整するために複数の色情報信号それぞれの信号レベルを独立に調整する第１の調整手段と、第１の調整手段によりレベル調整された複数の色情報信号を非線形処理するγ手段と、非線形処理された複数の色情報信号それぞれの信号レベルを独立に調整する第２の調整手段と、第２の調整手段によりレベル調整された複数の色情報信号を合成して輝度信号として出力する合成手段と、第１の調整手段における調整量に応じて第２の調整手段における複数の色情報信号それぞれの調整量を制御する制御手段とを備えることで、いかなる色温度でホワイトバランス補正を行ってもＳ／Ｎの良い輝度信号を得ることができるという顕著な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１による画像処理装置の構成を示すブロック図
【図２】同画像処理装置の制御手段の動作を説明する模式図
【図３】本発明の実施の形態２による画像処理装置の構成を示すブロック図
【図４】従来の画像処理装置の構成を示すブロック図
【符号の説明】
１０〜１２、１６〜１８  乗算器
１３〜１５  γ手段
１９  加算器
１１０  制御手段
【図１】
0004887582.tif 000002
【図２】
0004887582.tif 000003
【図３】
0004887582.tif 000004
【図４】
0004887582.tif 000005