專利名稱：圖像處理設備和圖像數(shù)據(jù)處理方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種圖像處理設備和圖像處理方法。更特別地，本發(fā)明涉及一種用于 校正由光學因素引起的色像差并抑制顏色模糊的圖像處理設備、圖像處理方法和程序。
背景技術：
近來的數(shù)字攝像機和數(shù)字照相機采用具有大量像素的圖像傳感器，以此提供高質(zhì) 量的圖像。另一方面，隨著像素小型化和鏡頭尺寸減小，由于在攝像位置處的波長感生的變 動(wavelength-induced fluctuation)，因而容易發(fā)生由色像差引起的顏色模糊。作為用 于抑制所拍攝的圖像的顏色模糊的技術，已經(jīng)提出了各種方法。例如，日本特開2000-076428提出了一種用于抑制顏色模糊的技術，其中，識別用 于攝像的鏡頭，讀取相關色像差信息以生成校正參數(shù)，并基于該校正參數(shù)來移動目標顏色 信號的坐標。然而，顏色模糊特性隨著從光軸中心到關注像素的圖像高度位置、變焦透鏡位置、 光圈孔徑和調(diào)焦透鏡位置而復雜地變化。對于日本特開2000-076428提出的讀取色像差信 息的結(jié)構(gòu)，針對圖像高度位置、變焦透鏡位置、光圈孔徑、調(diào)焦透鏡位置和透鏡類型中的每 一個來存儲色像差信息。因此，必需大的存儲容量來存儲這些色像差信息。另外，在特定的拍攝條件下，例 如日光束穿過樹葉，顏色模糊可能廣泛地擴散。提出了用于抑制顏色模糊的另一技術。該技術不讀取預存儲的鏡頭色像差信息， 而提取發(fā)生顏色模糊的區(qū)域并對該區(qū)域應用顏色模糊抑制。例如，日本特開2007-195122 提出了一種基于圖像數(shù)據(jù)的邊緣的梯度值來抑制圖像數(shù)據(jù)的顏色模糊的技術。然而，在基于圖像數(shù)據(jù)的邊緣的梯度值來抑制圖像數(shù)據(jù)的顏色模糊時，輸入到顏 色模糊抑制處理器的圖像數(shù)據(jù)的頻率特性的變化可能引起欠(insufficient)顏色模糊抑 制或者過(excessive)顏色模糊抑制，這可能降低圖像質(zhì)量。例如，在通過諸如相加讀出和 非相加讀出的多個驅(qū)動方法來驅(qū)動圖像傳感器時，由圖像傳感器生成的圖像數(shù)據(jù)的頻率特 性根據(jù)所選擇的驅(qū)動方法而改變。在用于驅(qū)動圖像傳感器的方法從非相加讀出改變?yōu)橄嗉幼x出時，通過對像素輸出 信號進行相加平均來減少圖像數(shù)據(jù)中的高頻分量。更具體地，即使對于同一被攝體，與非相 加讀出方法相比，相加讀出方法可以提供較小的圖像數(shù)據(jù)的梯度值。因此，基于圖像數(shù)據(jù)的邊緣的梯度值而計算出的顏色模糊抑制量，在非相加讀出 方法和相加讀出方法之間不同。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及即使用于驅(qū)動圖像傳感器的方法改變，也能夠進行適合的顏色模糊抑 制的圖像處理設備和圖像處理方法。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種圖像處理設備，其包括梯度檢測單元，用于從圖像數(shù)據(jù)獲得梯度值；抑制系數(shù)計算單元，用于基于所述梯度值計算抑制系數(shù)；抑制單 元，用于基于所述抑制系數(shù)，在所述圖像數(shù)據(jù)的要進行顏色模糊抑制的區(qū)域中進行圖像處 理以抑制顏色模糊。其中，在所述梯度值超過閾值時，所述抑制系數(shù)計算單元計算所述抑制 系數(shù)，以便對要進行顏色模糊抑制的所述區(qū)域中的顏色模糊進行抑制；以及所述抑制系數(shù) 計算單元設置所述閾值，使得與在通過非相加讀出方法驅(qū)動圖像傳感器以生成所述圖像數(shù) 據(jù)時進行顏色模糊抑制所需的梯度值范圍相比，在通過相加讀出方法驅(qū)動所述圖像傳感器 時所需的梯度值范圍較寬。從以下參考附圖對示例性實施例的詳細說明，本發(fā)明的特征和方面將變得清楚。


包含在說明書中并構(gòu)成說明書的一部分的附圖，與說明書一起示出了本發(fā)明的示 例性實施例、特征和方面，并用于說明本發(fā)明的原理。圖1是示出作為根據(jù)本發(fā)明的第一示例性實施例的示例性圖像處理設備的攝像 設備的框圖。圖2示出包括三個CMOS傳感器板的圖像傳感器11的像素位置和從其輸出信號的 形式之間的關系。圖3示出表示梯度值和抑制系數(shù)之間的關系的顏色模糊抑制函數(shù)。圖4是示出圖1的抑制處理器15的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的框圖。圖5示出在非相加讀出的情況下的采樣頻率fsi和奈奎斯特(Nyquist)頻率fnl， 以及在垂直2像素相加讀出的情況下的采樣頻率fs2和奈奎斯特頻率fn2。圖6A示出在非相加讀出的情況下的圖像數(shù)據(jù)的垂直輸出值(上圖)和圖像數(shù)據(jù) 的垂直輸出值的梯度(下圖)，而圖6B示出在垂直2像素相加讀出的情況下的圖像數(shù)據(jù)的 垂直輸出值(上圖)和圖像數(shù)據(jù)的垂直輸出值的梯度(下圖)。圖7示出在非相加讀出和垂直2像素相加讀出之間，分別被設置為不同值的閾值 31。圖8示出在非相加讀出和垂直2像素相加讀出之間，分別被設置為不同值的閾值 31和變量32。圖9示出在使用垂直2像素相加讀出方法時以及在使用垂直3像素相加讀出方法 時，包括三個CMOS傳感器板的圖像傳感器11的像素位置和從其輸出信號的形式之間的關 系。圖10示出在垂直2像素相加讀出的情況下的采樣頻率fsl和奈奎斯特頻率fnl， 以及在垂直3像素相加讀出的情況下的采樣頻率fs2和奈奎斯特頻率fn2。圖IlA示出在垂直2像素相加讀出的情況下圖像數(shù)據(jù)的垂直輸出值(上圖)和圖 像數(shù)據(jù)的垂直輸出值的梯度(下圖)，圖IlB示出在垂直3像素相加讀出的情況下圖像數(shù)據(jù) 的垂直輸出值(上圖)和圖像數(shù)據(jù)的垂直輸出值的梯度(下圖)。圖12是示出作為根據(jù)本發(fā)明的第三實示例性施例的示例性圖像處理設備的攝像 設備的框圖。圖13A示出圖像數(shù)據(jù)的垂直輸出值，圖13B示出圖13A所示的圖像數(shù)據(jù)的頻率特 性，圖13C示出各帶限制器的通帶，圖13D示出在圖13A所示的圖像數(shù)據(jù)通過帶限制器時獲得的圖像數(shù)據(jù)的值，以及圖13E示出圖13D所示的圖像數(shù)據(jù)的頻帶。圖14A示出在非相加讀出的情況下輸出的圖像數(shù)據(jù)，圖14B示出針對圖14A所示 圖像數(shù)據(jù)的帶限制濾波器的特性，圖14C示出通過對圖14A所示圖像數(shù)據(jù)應用帶限制所獲 得的圖像數(shù)據(jù)，圖14D示出在垂直2像素相加讀出的情況下輸出的圖像數(shù)據(jù)，圖14E示出針 對圖14D所示圖像數(shù)據(jù)的帶限制濾波器的特性，以及圖14F示出通過對圖14D所示圖像數(shù) 據(jù)應用帶限制所獲得的圖像數(shù)據(jù)。圖15是示出作為根據(jù)本發(fā)明第四示例性實施例的示例性圖像處理設備的圖像再 現(xiàn)設備的框圖。圖16是示出圖15的抑制處理器24的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的框圖。圖17是示出作為根據(jù)本發(fā)明第五示例性實施例的示例性圖像處理設備的攝像設 備的框圖。
具體實施例方式以下將參考附圖詳細說明本發(fā)明的各示例性實施例、特征和方面。圖1是示出作為根據(jù)本發(fā)明的第一示例性實施例的示例性圖像處理設備的攝像 設備的框圖。攝像設備可以是例如數(shù)字照相機或數(shù)字攝像機。參考圖1，圖像傳感器11是用于將所拍攝的被攝體圖像轉(zhuǎn)換成電信號的光電轉(zhuǎn)換 元件，例如互補金屬氧化物半導體(CMOS)傳感器和電荷耦合元件(CCD)傳感器。在本示例 性實施例中，圖像傳感器11包括分別輸出與R(紅)、G(綠)和B(藍)相對應的信號的三 個CMOS傳感器板。模擬前端(AFE) 12是用于將從圖像傳感器11輸出的模擬RGB信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字RGB 信號的模擬前端電路。以下，從AFE12輸出的數(shù)字信號被統(tǒng)稱為圖像數(shù)據(jù)。梯度檢測器131用于計算表示從AFE 12輸出的R數(shù)字信號的梯度的梯度值Sr。 梯度檢測器132用于計算表示從AFE 12輸出的G數(shù)字信號的梯度的梯度值Sg。梯度檢測 器133用于計算表示從AFE 12輸出的B數(shù)字信號的梯度的梯度值Sb。抑制系數(shù)計算單元14基于從梯度檢測器131 133輸出的針對各RGB顏色的梯 度值(Sr、Sg和Sb)以及從(以下說明的)控制單元16輸出的設置信息，計算針對圖像數(shù) 據(jù)的各RGB顏色的抑制系數(shù)(Kr、Kg和Kb)。抑制系數(shù)計算單元14將抑制系數(shù)(Kr、Kg和 Kb)輸出到抑制處理器15。抑制處理器15基于從AFE 12輸出的圖像數(shù)據(jù)，計算亮度信號Y和色差信號Cr和 Cb。接著，基于從抑制系數(shù)計算單元14輸出的針對各RGB顏色的抑制系數(shù)(Kr、Kg和Kb)， 抑制處理器15計算針對各色差信號Cr和Cb的抑制系數(shù)，然后對色差信號Cr和Cb應用顏 色模糊抑制處理。然后，抑制處理器15輸出顏色模糊抑制處理后的色差信號Cr’和Cb’以 及亮度信號Y，作為顏色模糊抑制后的圖像數(shù)據(jù)?？刂茊卧?6是微計算機，其選擇用于驅(qū)動圖像傳感器11的方法。在本示例性實 施例中，控制單元16指示圖像傳感器11以在垂直2像素相加讀出和非相加讀出之間改變 驅(qū)動方法?？刂茊卧?6根據(jù)給至圖像傳感器11的驅(qū)動方法指示，將設置信息輸出到抑制 系數(shù)計算單元14。存儲器17臨時存儲從抑制處理器15輸出的包括Y、Cr’和Cb，的圖像數(shù)據(jù)以及從
7存儲介質(zhì)21讀取并被編碼/解碼器20解碼后的圖像數(shù)據(jù)。圖像轉(zhuǎn)換器18讀取存儲在存儲器17中的圖像數(shù)據(jù)，然后將該圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為適 合于顯示單元19的格式。顯示單元19，例如液晶顯示器(IXD)，通過使用由圖像轉(zhuǎn)換器18 轉(zhuǎn)換后的圖像數(shù)據(jù)來顯示圖像。編碼/解碼器20對存儲在存儲器17中的圖像數(shù)據(jù)進行編碼，并將編碼后的數(shù)據(jù) 存儲在存儲介質(zhì)21中。編碼/解碼器20還對從存儲介質(zhì)21讀取的圖像數(shù)據(jù)進行解碼，并 將解碼后的數(shù)據(jù)存儲在存儲器17中。存儲介質(zhì)21不僅能夠存儲由攝像設備生成的圖像數(shù) 據(jù)，還能夠存儲外部設備所寫的圖像數(shù)據(jù)以及與用于拍攝圖像數(shù)據(jù)的圖像傳感器有關的編 碼后的驅(qū)動信息。圖2示出包括三個CMOS傳感器板的圖像傳感器11的像素位置和從其輸出信號的 形式之間的關系。在通過非相加讀出方法驅(qū)動圖像傳感器11時，以原始形式輸出來自三個 傳感器板中的每個傳感器板的像素信號，作為圖像數(shù)據(jù)。在通過垂直2像素相加讀出方法 驅(qū)動圖像傳感器11時，以對每兩個垂直像素的信號進行相加平均的方式對來自三個傳感 器板中的每個傳感器板的像素信號進行處理，并輸出處理后的信號作為圖像數(shù)據(jù)。梯度檢測器131 133中的每個梯度檢測器對圖像數(shù)據(jù)進行一次微分，以計算其 梯度值。在本示例性實施例中，利用索貝爾(Sobel)濾波器來獲得圖像數(shù)據(jù)的像素之間的 變量。抑制系數(shù)計算單元14根據(jù)由梯度檢測器131 133計算出的梯度值，確定各顏色 的抑制系數(shù)。圖3示出表示梯度值和抑制系數(shù)之間的關系的顏色模糊抑制函數(shù)。如圖3所示，以階梯模式(step pattern)將抑制系數(shù)設置為0. 0 1. 0。抑制系 數(shù)0. 0表示不進行顏色模糊抑制處理。抑制系數(shù)越大，顏色模糊抑制的程度越大。為梯度值設置閾值31。在梯度值等于或小于閾值31時，抑制系數(shù)設置為0.0。在 梯度值超過閾值31時，與梯度值的增大成比例地增大抑制系數(shù)。在抑制系數(shù)到達1. 0時， 抑制系數(shù)保持在1. 0，而不管梯度值是否進一步增大。針對各RGB顏色獲得抑制系數(shù)。根據(jù)梯度值Sr、Sg和Sb分別計算抑制系數(shù)Kr、 Kg和Kb，然后將其輸出到抑制處理器15。抑制系數(shù)計算單元14可以通過改變閾值31來改變進行顏色模糊抑制的梯度值范 圍。同樣，抑制系數(shù)計算單元14可以通過改變變量32來改變針對梯度值的顏色模糊抑制 的強度。控制單元16將閾值31和變量32作為設置信息輸出到抑制系數(shù)計算單元14。換 句話說，控制單元16可以控制進行顏色模糊抑制的梯度值范圍以及針對梯度值的顏色模 糊抑制的強度。圖4是示出抑制處理器15的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的框圖。亮度轉(zhuǎn)換器41根據(jù)從AFE 12輸出的數(shù)字RGB信號生成亮度信號Y。Cr轉(zhuǎn)換器42 和Cb轉(zhuǎn)換器43根據(jù)數(shù)字RGB信號分別生成色差信號Cr和Cb。由于用于根據(jù)數(shù)字RGB信 號生成亮度信號Y以及色差信號Cr和Cb的技術是已知的，因而這里不對其進行詳細說明。根據(jù)由抑制系數(shù)計算單元14計算出的抑制系數(shù)Kr和Kg，Cr轉(zhuǎn)換器42通過使用 以下公式(1)來計算針對色差信號Cr的抑制系數(shù)Kcr。Kcr = 1-(0. 8 X Kr+0. 2 X Kg) (1)
Cr轉(zhuǎn)換器42輸出抑制系數(shù)Kcr和色差信號Cr的乘積，作為顏色模糊抑制處理后 的色差信號Cr’。在R數(shù)字信號的梯度值Sr和G數(shù)字信號的梯度值Sg足夠大時，由于圖3 所示的抑制函數(shù)，抑制系數(shù)Kr和Kg都變?yōu)?.0。因此，抑制系數(shù)Kcr和色差信號Cr’變?yōu)?O0另一方面，在梯度值Sr和Sg足夠小時，由于圖3所示的抑制函數(shù)，抑制系數(shù)Kr和 Kg都變?yōu)?. 0。因此，抑制系數(shù)Kcr變?yōu)?，并且按原樣輸出色差信號Cr的值作為色差信號 Cr，。另外，在梯度值Sr小時，不管梯度值Sg如何，發(fā)生顏色模糊的可能性低。在這種 情況下，由于抑制系數(shù)Kcr非常接近1，使得色差信號Cr的值在未顯著減小的情況下被輸出 作為色差信號Cr’。以這種方式，區(qū)域的梯度值不僅用以判斷是否對該區(qū)域進行顏色模糊抑 制，而且還用以判斷顏色模糊抑制處理的程度。類似地，根據(jù)由抑制系數(shù)計算單元14計算出的抑制系數(shù)Kb和Kg，Cb轉(zhuǎn)換器43通 過使用以下公式(2)來計算針對色差信號Cb的抑制系數(shù)Kcb。Kcb = 1-(0. 8 X Kb+0. 2 X Kg) (2)Cb轉(zhuǎn)換器43輸出抑制系數(shù)Kcb和色差信號Cb的乘積，作為顏色模糊抑制處理后 的色差信號Cb ’。圖5示出在非相加讀出的情況下的采樣頻率fsl和奈奎斯特頻率fnl，以及在垂直 2像素相加讀出的情況下的采樣頻率fs2和奈奎斯特頻率fn2。如圖5所示，在通過垂直2 像素相加讀出方法驅(qū)動圖像傳感器11時的采樣頻率fs2是在通過非相加讀出方法驅(qū)動圖 像傳感器時的采樣頻率fsl的一半。圖6A示出在通過非相加讀出方法驅(qū)動圖像傳感器11時圖像數(shù)據(jù)的垂直輸出值 (上圖)和圖像數(shù)據(jù)的垂直輸出值的變化率(梯度)(下圖)。圖6B示出在通過垂直2像 素相加讀出方法驅(qū)動圖像傳感器11時圖像數(shù)據(jù)的垂直輸出值(上圖)和圖像數(shù)據(jù)的垂直 輸出值的變化率(梯度)(下圖)。這兩個驅(qū)動方法的被攝體相同。圖6A和6B清楚地示出了發(fā)生在如下情況下的顏色模糊，即與非相加讀出方法 相比，垂直2像素相加讀出方法提供較小的圖像數(shù)據(jù)的梯度值。因此，與非相加讀出方法相 比，垂直2像素相加讀出方法需要較寬的要進行顏色模糊抑制處理的梯度值范圍。如圖7所示，在控制單元16指示圖像傳感器11選擇非相加讀出時，它指示抑制系 數(shù)計算單元14選擇第一值(初始設置)作為設置信息中的閾值31。在控制單元16指示圖 像傳感器11選擇垂直2像素相加讀出時，它指示抑制系數(shù)計算單元14選擇比第一值小的 第二值作為設置信息中的閾值31。結(jié)果，與非相加讀出方法相比，垂直2像素相加讀出方法對較寬的梯度值范圍并 因而對較小的梯度值應用顏色模糊抑制處理。換句話說，與非相加讀出方法相比，垂直2像 素相加讀出方法設置較寬的要進行顏色模糊抑制處理的梯度值范圍。如圖8所示，在控制單元16指示圖像傳感器11選擇垂直2像素相加讀出時，它可 以指示抑制系數(shù)計算單元14選擇比非相加讀出時的變量32大的變量32。這樣，與非相加 讀出方法相比，垂直2像素相加讀出方法應用較大程度的顏色模糊抑制處理，并因而對具 有較小的梯度值的顏色模糊應用更積極的抑制處理。如上所述，根據(jù)本示例性實施例，控制單元16根據(jù)是通過相加讀出方法還是通過非相加讀出方法來驅(qū)動圖像傳感器11，改變要進行顏色模糊抑制處理的梯度值范圍。該結(jié) 構(gòu)使得即使用于驅(qū)動圖像傳感器11的方法相加讀出和非相加讀出之間改變，也能夠進行 合適的顏色模糊抑制處理。以下將說明第二示例性實施例。作為根據(jù)第二示例性實施例的示例性圖像處理設 備的攝像設備的結(jié)構(gòu)與圖1所示的第一示例性實施例的攝像設備的結(jié)構(gòu)類似。本示例性實 施例與第一示例性實施例的不同之處在于，通過來自控制單元16的指示，用于驅(qū)動圖像傳 感器11的方法可以在非相加讀出、垂直2像素相加讀出和垂直3像素相加讀出之間改變。圖9示出在使用垂直2像素相加讀出方法時以及在使用垂直3像素相加讀出方法 時，包括三個CMOS傳感器板的圖像傳感器11的像素位置和從其輸出信號的形式之間的關 系。在通過垂直3像素相加讀出方法驅(qū)動圖像傳感器11時，以對每三個垂直像素的信號進 行相加平均的方式對來自三個傳感器板中的每個傳感器板的像素信號進行處理，并輸出處 理后的信號作為圖像數(shù)據(jù)。圖10示出在垂直2像素相加讀出的情況下的采樣頻率fs2和奈奎斯特頻率fn2， 以及在垂直3像素相加讀出的情況下的采樣頻率fs3和奈奎斯特頻率fn3。如圖10所示， 隨著要相加平均的像素(下面將這些像素稱為相加平均像素)的數(shù)量增大，采樣頻率減小。圖IlA示出在通過垂直2像素相加讀出方法驅(qū)動圖像傳感器11時圖像數(shù)據(jù)的垂 直輸出值(上圖)和圖像數(shù)據(jù)的垂直輸出值的變化率(梯度)(下圖)。圖IlB示出在通過 垂直3像素相加讀出方法驅(qū)動圖像傳感器11時圖像數(shù)據(jù)的垂直輸出值(上圖)和圖像數(shù) 據(jù)的垂直輸出值的變化率(梯度)(下圖)。這兩個驅(qū)動方法的被攝體相同。圖IlA和IlB示出了發(fā)生在如下情況下的顏色模糊，即與垂直2像素相加讀出方 法相比，垂直3像素相加讀出方法提供較小的圖像數(shù)據(jù)的梯度值。因此，與垂直2像素相加 讀出方法相比，垂直3像素相加讀出方法需要較寬的要進行顏色模糊抑制處理的梯度值范 圍。換句話說，相加平均像素的數(shù)量越大，需要越寬的要進行顏色模糊抑制處理的梯度值范 圍。在本示例性實施例中，對于相加讀出圖像傳感器11情況下的較大數(shù)量的相加平 均像素，控制單元16設置較小的值作為設置信息中的閾值31。換句話說，與垂直2像素相 加讀出的情況相比，在垂直3像素相加讀出的情況下，控制單元16將閾值31改變?yōu)檩^小。 此外，對于相加讀出圖像傳感器11情況下的較大數(shù)量的相加平均像素，控制單元16可將變 量32改變?yōu)檩^大的值。如上所述，根據(jù)本示例性實施例，要進行顏色模糊抑制處理的梯度值范圍根據(jù)相 加讀出圖像傳感器11情況下的像素的數(shù)量而改變。更具體地，控制單元16將相加讀出圖像傳感器11情況下的相加平均像素的數(shù)量 從第一數(shù)量改變?yōu)榇笥诘谝粩?shù)量的第二數(shù)量，這將擴大要進行顏色模糊抑制處理的梯度值 范圍。該結(jié)構(gòu)使得即使在相加讀出圖像傳感器11的情況下改變相加平均像素的數(shù)量時，也 能夠進行合適的顏色模糊抑制處理。以下將說明第三示例性實施例。圖12是示出作為根據(jù)本發(fā)明的第三示例性實施 例的示例性圖像處理設備的諸如數(shù)字照相機和數(shù)字攝像機的攝像設備的框圖。本示例性實施例與第一示例性實施例(圖1的框圖)的不同之處在于，在AFE 12 與梯度檢測器131、132和133之間分別設置了帶限制器221、222和223。各帶限制器221 223具有用于改變從圖像數(shù)據(jù)檢測到的梯度值范圍?？刂茊卧?6向各帶限制器221 223 輸出用于改變?yōu)V波器系數(shù)的指示。圖13A 13E示出對圖像數(shù)據(jù)應用帶限制之前和之后的圖像數(shù)據(jù)的輸出值和頻率 特性。圖13A示出從AFE 12輸出的圖像數(shù)據(jù)的垂直輸出值。圖13B示出圖13A的圖像數(shù) 據(jù)的頻率特性。圖13C示出各帶限制器221 223的通帶。圖13D示出在圖13A的圖像數(shù) 據(jù)通過帶限制器221 223之后獲得的圖像數(shù)據(jù)的值，而圖13E示出圖13D的圖像數(shù)據(jù)的頻帶。各帶限制器221 223根據(jù)控制單元16的指示改變?yōu)V波器系數(shù)以改變圖13C所 示的通帶。在本示例性實施例中，圖像傳感器11在垂直2像素相加讀出和非相加讀出之間改 變驅(qū)動方法。如圖5所示，在垂直2像素相加讀出情況下的采樣頻率fs2是在非相加讀出 情況下的采樣頻率fsl的一半。如第一示例性實施例所述，圖6A和6B示出了發(fā)生在如下情況下的顏色模糊，即 與非相加讀出方法相比，垂直2像素相加讀出方法提供較小的圖像數(shù)據(jù)的梯度值。因此，垂 直2像素相加讀出方法需要較寬的表觀梯度部分以及較寬的要進行顏色模糊抑制處理的 梯度值范圍，使得垂直2像素相加讀出方法與非相加讀出方法相比提供較容易的梯度值檢 測。因此，在垂直圖像傳感器11進行垂直2像素相加讀出時，控制單元16指示各帶限 制器221 223改變?yōu)V波器系數(shù)以提供比非相加讀出的通帶小的通帶。圖14A 14F示出在應用帶限制之后利用非相加讀出獲得的圖像數(shù)據(jù)(上圖)和 利用垂直2像素相加讀出獲得的圖像數(shù)據(jù)(下圖)。圖14A示出在非相加讀出的情況下輸 出的圖像數(shù)據(jù)，圖14B示出用于圖14A的圖像數(shù)據(jù)的帶限制濾波器的特性，以及圖14C示出 通過對圖14A的圖像數(shù)據(jù)應用帶限制所獲得的圖像數(shù)據(jù)。圖14D示出在垂直2像素相加讀出的情況下輸出的圖像數(shù)據(jù)，圖14E示出用于圖 14D的圖像數(shù)據(jù)的帶限制濾波器的特性，以及圖14F示出對圖14D的圖像數(shù)據(jù)應用帶限制所 獲得的圖像數(shù)據(jù)。在將如圖14D所示的利用垂直2像素相加讀出所獲得的圖像數(shù)據(jù)傳輸通過如圖 14E所示的具有比非相加讀出的通帶設置窄的通帶設置的濾波器時，獲得如圖14F所示的 具有較寬的梯度部分的圖像數(shù)據(jù)。由于在通過圖14D所示的濾波器之前，圖像數(shù)據(jù)在梯度部分的端部位置具有小的 輸出值的梯度，因而難以對端部進行顏色模糊抑制。然而，在將圖像數(shù)據(jù)傳輸通過濾波器 時，則如圖14F所示，在梯度部分的端部位置也可以提供輸出值的梯度，這使得容易對相關 區(qū)域進行顏色模糊抑制。然后，如圖7所示，控制單元16將比非相加讀出的情況下的閾值31小的閾值31 輸出到抑制系數(shù)計算單元14。結(jié)果，圖像數(shù)據(jù)上被檢測為梯度部分的像素范圍擴大了，而要 進行顏色模糊抑制處理的梯度值范圍也相應擴大了。因此，與非相加讀出相比，相加讀出能 夠?qū)τ奢^小的梯度引起的顏色模糊應用顏色模糊抑制處理。同樣地，如圖8所示，在控制單元16指示圖像傳感器11選擇垂直2像素相加讀出 時，它可以指示抑制系數(shù)計算單元14將變量32設置為具有比非相加讀出情況下的變量32大的值。與第二示例性實施例類似，各帶限制器221 223的濾波器系數(shù)可在相加讀出情 況下的相加平均像素的數(shù)量改變時改變。隨著相加平均像素的數(shù)量增大，圖像數(shù)據(jù)的梯度 減小。因此，相加平均像素的數(shù)量越大，帶限制器221 223的濾波器特性的通帶設置需要越窄。以下將說明第四示例性實施例。圖15是示出作為根據(jù)本發(fā)明第四示例性實施例 的示例性圖像處理設備的諸如照片存儲器的圖像再現(xiàn)設備的框圖。本示例性實施例與第一示例性實施例(圖1所示的攝像設備)的不同之處在于 代替圖像傳感器11、AFE 12和抑制處理器15，設置了 RGB轉(zhuǎn)換器23和抑制處理器24 ；以及 由編碼/解碼器20對從存儲介質(zhì)21讀取的驅(qū)動信息進行解碼并將其存儲在存儲器17中， 并且解碼后的信息被發(fā)送到控制單元16。編碼后的圖像數(shù)據(jù)和與用于拍攝圖像數(shù)據(jù)的圖像傳感器的讀出方法有關的編碼 后的驅(qū)動信息一起存儲在存儲介質(zhì)21中。編碼/解碼器20從存儲介質(zhì)21讀取數(shù)據(jù)，將其 解碼為基于YCrCb的圖像數(shù)據(jù)，并將解碼后的圖像數(shù)據(jù)和與圖像傳感器的讀出方法有關的 驅(qū)動信息一起存儲在存儲器17中。與第一示例性實施例類似，控制單元16獲取存儲在存儲器17中的驅(qū)動信息，并根 據(jù)驅(qū)動信息中的圖像傳感器的讀出方法將設置信息輸出到抑制系數(shù)計算單元14。將存儲在存儲器17中的基于YCrCb的圖像數(shù)據(jù)輸出到RGB轉(zhuǎn)換器23和抑制處理 器24。RGB轉(zhuǎn)換器23通過使用已知的方法將基于YCrCb的圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為基于RGB的圖像 數(shù)據(jù)。由于用于從亮度信號Y以及色差信號Cr和Cb生成數(shù)字RGB信號的技術是已知的， 因而這里將對其不進行詳細說明。在獲得RGB圖像數(shù)據(jù)時，抑制系數(shù)計算單元14計算從梯度檢測器131 133輸出 的各RGB顏色的梯度值(Sr、Sg和Sb)，并基于從控制單元16輸出的設置信息計算圖像數(shù) 據(jù)的各RGB顏色的抑制系數(shù)(Kr、Kg和Kb)。圖16是示出抑制處理器24的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的框圖。基于從抑制系數(shù)計算單元14輸 出的各RGB顏色的抑制系數(shù)(Kr、Kg和Kb)，Cr抑制器52和Cb抑制器53計算從存儲器17 輸出的色差信號Cr和Cb的抑制系數(shù)，并分別對色差信號Cr和Cb應用顏色模糊抑制處理。用于計算色差信號Cr和Cb的抑制系數(shù)Kcr和Kcb的方法以及對色差信號Cr和 Cb進行的顏色模糊抑制處理與第一示例性實施例中所描述的類似。然后，抑制處理器24輸 出經(jīng)過顏色模糊抑制處理的色差信號Cr’和Cb’以及亮度信號Y，作為顏色模糊抑制之后的 圖像數(shù)據(jù)。編碼/解碼器20對存儲在存儲器17中的信號Y、Cr’和Cb’進行編碼，并將編 碼后的數(shù)據(jù)存儲在存儲介質(zhì)21中。如上所述，不僅作為攝像設備，而且作為圖像再現(xiàn)設備，本示例性實施例能夠獲得 與上述各示例性實施例類似的效果。以下將說明第五示例性實施例。圖17是示出作為根據(jù)本發(fā)明第五示例性實施例 的示例性圖像處理設備的諸如數(shù)字照相機和數(shù)字攝像機的攝像設備的框圖。圖17所示的 攝像設備組合了根據(jù)第一示例性實施例的結(jié)構(gòu)(圖1)和根據(jù)第四示例性實施例的結(jié)構(gòu) (圖 15)。圖17所示的攝像設備包括RGB/YCrCb轉(zhuǎn)換器25，其用于將基于YCrCb的圖像數(shù)
12據(jù)轉(zhuǎn)換為基于RGB的圖像數(shù)據(jù)以及將基于RGB的圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為基于YCrCb的圖像數(shù)據(jù)的 RGB/YCrCb轉(zhuǎn)換器25。RGB/YCrCb轉(zhuǎn)換器25使得能夠基于用于驅(qū)動用于拍攝圖像數(shù)據(jù)的圖 像傳感器的方法，來對由圖像傳感器11生成的圖像數(shù)據(jù)以及從存儲介質(zhì)21讀取的圖像數(shù) 據(jù)進行合適的顏色模糊抑制處理。上述示例性實施例不僅可以實現(xiàn)為如上所述的攝像設備和圖像再現(xiàn)設備，而且還 可以實現(xiàn)為由系統(tǒng)或設備中的計算機(或中央處理單元(CPU)、微處理器單元(MPU)等)執(zhí) 行的軟件。可以對存儲介質(zhì)中接收到的圖像數(shù)據(jù)應用顏色模糊抑制處理。因此，提供給計算機以實現(xiàn)上述示例性實施例的計算機程序自身實現(xiàn)了本發(fā)明。 用于實現(xiàn)上述示例性實施例的計算機程序可以存儲在計算機可讀存儲介質(zhì)中，例如軟盤、 硬盤、光盤、磁光盤(MO)、CD-ROM、CD-R、CD-RW、磁帶、非易失性存儲卡、ROM或DVD (DVD-ROM 或 DVD-R)等。盡管參考示例性實施例說明了本發(fā)明，但是本領域的技術人員知道，本發(fā)明不限 于所公開的示例性實施例。所附權(quán)利要求書符合最寬的解釋，以包含所有修改、等同結(jié)構(gòu)和 功能。
權(quán)利要求
一種圖像處理設備，包括梯度檢測單元，用于從圖像數(shù)據(jù)獲得梯度值；抑制系數(shù)計算單元，用于基于所述梯度值計算抑制系數(shù)；抑制單元，用于基于所述抑制系數(shù)，在所述圖像數(shù)據(jù)的要進行顏色模糊抑制的區(qū)域中進行圖像處理以抑制顏色模糊，其中，在所述梯度值超過閾值時，所述抑制系數(shù)計算單元計算所述抑制系數(shù)，以便對要進行顏色模糊抑制的所述區(qū)域中的顏色模糊進行抑制，以及其中，所述抑制系數(shù)計算單元設置所述閾值，使得與在通過非相加讀出方法驅(qū)動圖像傳感器以生成所述圖像數(shù)據(jù)時進行顏色模糊抑制所需的梯度值范圍相比，在通過相加讀出方法驅(qū)動所述圖像傳感器時所需的梯度值范圍較寬。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像處理設備，其特征在于，所述抑制系數(shù)計算單元被配置 為計算所述抑制系數(shù)，使得與在通過非相加讀出方法驅(qū)動所述圖像傳感器以生成所述圖像 數(shù)據(jù)時的梯度值范圍相比，對在通過相加讀出方法驅(qū)動所述圖像傳感器時的梯度值范圍， 進行顏色模糊抑制的程度較大。
3.一種圖像處理設備，包括梯度檢測單元，用于從圖像數(shù)據(jù)獲得梯度值； 抑制系數(shù)計算單元，用于基于所述梯度值計算抑制系數(shù)；抑制單元，用于基于所述抑制系數(shù)，在所述圖像數(shù)據(jù)的要進行顏色模糊抑制的區(qū)域中 進行圖像處理以抑制顏色模糊，其中，在所述梯度值超過閾值時，所述抑制系數(shù)計算單元計算所述抑制系數(shù)，以便對要 進行顏色模糊抑制的所述區(qū)域中的顏色模糊進行抑制，以及其中，所述抑制系數(shù)計算單元設置所述閾值，使得與在通過包括對第一數(shù)量的像素進 行相加平均的第一相加讀出方法驅(qū)動圖像傳感器以生成所述圖像數(shù)據(jù)時進行顏色模糊抑 制所需的梯度值范圍相比，在通過包括對第二數(shù)量的像素進行相加平均的第二相加讀出方 法驅(qū)動所述圖像傳感器時所需的梯度值范圍較寬，所述第二數(shù)量大于所述第一數(shù)量。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的圖像處理設備，其特征在于，所述抑制系數(shù)計算單元被配置 為計算所述抑制系數(shù)，使得與在通過包括對所述第一數(shù)量的像素進行相加平均的所述第一 相加讀出方法驅(qū)動所述圖像傳感器以生成所述圖像數(shù)據(jù)時的梯度值范圍相比，對在通過包 括對所述第二數(shù)量的像素進行相加平均的所述第二相加讀出方法驅(qū)動所述圖像傳感器時 的梯度值范圍，進行顏色模糊抑制的程度較大。
5.一種圖像處理設備，包括濾波單元，用于對圖像數(shù)據(jù)應用帶限制；梯度檢測單元，用于從被所述濾波單元應用了帶限制的圖像數(shù)據(jù)獲得梯度值； 抑制系數(shù)計算單元，用于基于所述梯度值計算抑制系數(shù)；抑制單元，用于基于所述抑制系數(shù)，在所述圖像數(shù)據(jù)的要進行顏色模糊抑制的區(qū)域中 進行圖像處理以抑制顏色模糊，其中，所述抑制系數(shù)計算單元設置要被所述濾波單元限制的通帶，使得與在通過非相 加讀出方法驅(qū)動圖像傳感器以生成所述圖像數(shù)據(jù)時被所述濾波單元限制的通帶相比，在通 過相加讀出方法驅(qū)動所述圖像傳感器時被所述濾波單元限制的通帶較窄。
6.一種圖像處理設備，包括濾波單元，用于對圖像數(shù)據(jù)應用帶限制；梯度檢測單元，用于從被所述濾波單元應用了帶限制的圖像數(shù)據(jù)獲得梯度值； 抑制系數(shù)計算單元，用于基于所述梯度值計算抑制系數(shù)；抑制單元，用于基于所述抑制系數(shù)，在所述圖像數(shù)據(jù)的要進行顏色模糊抑制的區(qū)域中 進行圖像處理以抑制顏色模糊，其中，所述抑制系數(shù)計算單元設置要被所述濾波單元限制的通帶，使得與在通過包括 對第一數(shù)量的像素進行相加平均的第一相加讀出方法驅(qū)動圖像傳感器以生成所述圖像數(shù) 據(jù)時被所述濾波單元限制的通帶相比，在通過包括對第二數(shù)量的像素進行相加平均的第二 相加讀出方法驅(qū)動所述圖像傳感器時被所述濾波單元限制的通帶較窄，所述第二數(shù)量大于 所述第一數(shù)量。
7.一種圖像數(shù)據(jù)處理方法，包括 從圖像數(shù)據(jù)獲得梯度值；基于所述梯度值計算抑制系數(shù)；基于所述抑制系數(shù)，在所述圖像數(shù)據(jù)的要進行顏色模糊抑制的區(qū)域中進行圖像處理以 抑制顏色模糊，其中，在所述梯度值超過閾值時，計算所述抑制系數(shù)，以便對要進行顏色模糊抑制的所 述區(qū)域中的顏色模糊進行抑制，以及其中，設置所述閾值，使得與在通過非相加讀出方法驅(qū)動圖像傳感器以生成所述圖像 數(shù)據(jù)時進行顏色模糊抑制所需的梯度值范圍相比，在通過相加讀出方法驅(qū)動所述圖像傳感 器時所需的梯度值范圍較寬。
8.一種圖像數(shù)據(jù)處理方法，包括 從圖像數(shù)據(jù)獲得梯度值；基于所述梯度值計算抑制系數(shù)；基于所述抑制系數(shù)，在所述圖像數(shù)據(jù)的要進行顏色模糊抑制的區(qū)域中進行圖像處理以 抑制顏色模糊，其中，在所述梯度值超過閾值時，計算所述抑制系數(shù)，以便對要進行顏色模糊抑制的所 述區(qū)域中的顏色模糊進行抑制，以及其中，設置所述閾值，使得與在通過包括對第一數(shù)量的像素進行相加平均的第一相加 讀出方法驅(qū)動圖像傳感器以生成所述圖像數(shù)據(jù)時進行顏色模糊抑制所需的梯度值范圍相 比，在通過包括對第二數(shù)量的像素進行相加平均的第二相加讀出方法驅(qū)動所述圖像傳感器 時所需的梯度值范圍較寬，所述第二數(shù)量大于所述第一數(shù)量。
9.一種圖像數(shù)據(jù)處理方法，包括 濾波處理，用于對圖像數(shù)據(jù)應用帶限制； 從被應用了帶限制的圖像數(shù)據(jù)獲得梯度值； 基于所述梯度值計算抑制系數(shù)；基于所述抑制系數(shù)，在所述圖像數(shù)據(jù)的要進行顏色模糊抑制的區(qū)域中進行圖像處理以 抑制顏色模糊，其中，設置要被所述濾波處理限制的通帶，使得與在通過非相加讀出方法驅(qū)動圖像傳感器以生成所述圖像數(shù)據(jù)時被所述濾波處理限制的通帶相比，在通過相加讀出方法驅(qū)動所 述圖像傳感器時被所述濾波處理限制的通帶較窄。
10. 一種圖像數(shù)據(jù)處理方法，包括 濾波處理，用于對圖像數(shù)據(jù)應用帶限制； 從被應用了帶限制的圖像數(shù)據(jù)獲得梯度值； 基于所述梯度值計算抑制系數(shù)；基于所述抑制系數(shù)，在所述圖像數(shù)據(jù)的要進行顏色模糊抑制的區(qū)域中進行圖像處理以 抑制顏色模糊，其中，設置要被所述濾波處理限制的通帶，使得與在通過包括對第一數(shù)量的像素進行 相加平均的第一相加讀出方法驅(qū)動圖像傳感器以生成所述圖像數(shù)據(jù)時被所述濾波處理限 制的通帶相比，在通過包括對第二數(shù)量的像素進行相加平均的第二相加讀出方法驅(qū)動所述 圖像傳感器時被所述濾波處理限制的通帶較窄，所述第二數(shù)量大于所述第一數(shù)量。
全文摘要
本發(fā)明涉及圖像處理設備和圖像數(shù)據(jù)處理方法。在基于圖像數(shù)據(jù)的邊緣部分的梯度值計算顏色模糊抑制量時，即使對于相同的被攝體，顏色模糊抑制度也在非相加讀出方法和相加讀出方法之間不同。為了解決該問題，本發(fā)明提供了一種圖像處理設備，其被配置為在梯度值超過閾值時計算抑制系數(shù)，以抑制顏色模糊；以及，設置閾值，使得與在通過非相加讀出方法驅(qū)動圖像傳感器以生成圖像數(shù)據(jù)時進行顏色模糊抑制所需的梯度值范圍相比，在通過相加讀出方法驅(qū)動所述圖像傳感器時所需的梯度值范圍較寬。
文檔編號H04N1/60GK101909136SQ20101019200
公開日2010年12月8日 申請日期2010年6月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月3日
發(fā)明者坂井田稔 申請人:佳能株式會社