圖像處理裝置、圖像處理方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及進行白平衡校正和色差校正的圖像處理裝置、圖像處理方法。
【背景技術】
[0002]模擬信號的信號值能夠連續(xù)變化，與此相對，數(shù)字信號只能以規(guī)定量化單位變化。因此，例如當在亮度信號中產(chǎn)生與本來信號值之間的變化量時，有時出現(xiàn)偽輪廓。
[0003]作為減少這種偽輪廓的技術，例如在日本專利第4301627號公報中記載了檢測影像信號的最小量化單位的2倍的變化作為比特缺失部分并將其校正為最小量化單位的變化的偽輪廓校正技術。
[0004]另一方面，作為圖像處理之一，以往進行針對彩色圖像的白平衡處理。該白平衡處理是如下處理:按照每個顏色成分乘以不同的增益，調(diào)整彩色平衡以使得白色部分看起來較白。
[0005]具體而言，在白平衡處理中，進行對某個顏色成分乘以I倍以上的白平衡增益、不對其他的某個顏色成分乘以白平衡增益(或相乘的白平衡增益為I)等的處理。
[0006]但是，當進行這種白平衡處理時，處理后的灰度精度按照每個顏色成分而不同，有時在暈染中出現(xiàn)作為顏色噪聲的偽色(偽色輪廓)。
[0007]作為減少這種偽色的技術，例如在日本特開2013-223061號公報中記載了如下的顏色噪聲降低技術:計算按照每個顏色成分乘以白平衡增益而得到的圖像數(shù)據(jù)的色差數(shù)據(jù)，減小無彩色暈染中的顏色噪聲明顯的色差范圍內(nèi)的色差數(shù)據(jù)。根據(jù)該公報所記載的技術，能夠期待減輕無彩色暈染中的著色的效果，并且，還能夠期待改善由于白平衡增益而導致的灰度精度的劣化的效果。
[0008]但是，在近年來的數(shù)字照相機中具有能夠高速讀出攝像數(shù)據(jù)的攝像驅(qū)動模式，在進行高速連拍拍攝的情況下或進行運動順暢的高速幀率的實時取景顯示的情況下等被加以利用。通過讀出低比特(即比特精度較低)的攝像數(shù)據(jù)來實現(xiàn)這種高速讀出。
[0009]但是，在上述日本專利第4301627號公報中，并未言及白平衡處理，也沒有考慮在乘以大于2倍的白平衡增益的情況下產(chǎn)生大于最小量化單位的2倍的變化。因此，僅使用該公報所記載的技術，有時殘留有白平衡處理后的顏色輪廓。
[0010]并且，在上述日本特開2013-223061號公報中，雖然言及白平衡處理，但是，沒有考慮由于按照每個顏色成分相乘的增益不同而產(chǎn)生與增益對應的灰度數(shù)的偽色輪廓。因此，產(chǎn)生在未考慮增益而設定的色差范圍內(nèi)無法消除顏色輪廓或甚至消除了顏色輪廓以外的部分的顏色的情況。
[0011]進而，上述各公報沒有考慮在將通過上述這種高速讀出得到的比特精度較低的攝像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為圖像處理中的處理比特精度的數(shù)據(jù)時，偽色輪廓的灰度數(shù)也變化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]本發(fā)明的目的在于，提供即使白平衡增益按照每個顏色成分而不同也能夠適當減輕無彩色圖像部分的著色的圖像處理裝置、圖像處理方法。
[0013]簡略地講，本發(fā)明的某個方式的圖像處理裝置具有:白平衡校正部，其分別對圖像數(shù)據(jù)的各顏色成分乘以各顏色成分的白平衡增益，進行白平衡校正；色差計算部，其按照每個像素計算所述白平衡校正后的所述圖像數(shù)據(jù)的色差成分；色差校正部，其在處理對象像素的全部所述色差成分在規(guī)定色差校正范圍內(nèi)的情況下，對該處理對象像素進行減小所述色差成分的色差校正處理；以及色差校正范圍設定部，其將所述色差校正范圍設定為所述白平衡增益越大則所述色差校正范圍越寬，所述白平衡增益越小則所述色差校正范圍越窄。
[0014]本發(fā)明的某個方式的圖像處理方法具有以下步驟:白平衡校正步驟，分別對圖像數(shù)據(jù)的各顏色成分乘以各顏色成分的白平衡增益，進行白平衡校正；色差計算步驟，按照每個像素計算所述白平衡校正后的所述圖像數(shù)據(jù)的色差成分；色差校正步驟，在處理對象像素的全部所述色差成分在規(guī)定色差校正范圍內(nèi)的情況下，對該處理對象像素進行減小所述色差成分的色差校正處理；以及色差校正范圍設定步驟，將所述色差校正范圍設定為所述白平衡增益越大則所述色差校正范圍越寬，所述白平衡增益越小則所述色差校正范圍越窄。
【附圖說明】
[0015]圖1是示出具有本發(fā)明的實施方式I中的圖像處理裝置的攝像裝置的結(jié)構(gòu)的框圖。
[0016]圖2是示出上述實施方式I中的圖像處理部的結(jié)構(gòu)的框圖。
[0017]圖3是示出由上述實施方式I的圖像處理部進行的圖像處理的子例程的流程圖。
[0018]圖4是示出上述實施方式I中的圖3的步驟S6中的顏色噪聲降低處理的詳細情況的流程圖。
[0019]圖5是示出上述實施方式I中的圖4的步驟S15中的白平衡增益對應調(diào)整的詳細情況的流程圖。
[0020]圖6是示出上述實施方式I中的圖4的步驟S16中的比特精度轉(zhuǎn)換對應調(diào)整的詳細情況的流程圖。
[0021]圖7是示出上述實施方式I中的R色差降低系數(shù)Kr的曲線圖的例子的圖。
[0022]圖8是示出上述實施方式I中的B色差降低系數(shù)Kb的曲線圖的例子的圖。
[0023]圖9是示出上述實施方式I中的色差和亮度值在規(guī)定范圍內(nèi)的像素數(shù)據(jù)的處理例的圖。
[0024]圖10是示出上述實施方式I中的R色差在規(guī)定范圍外的像素數(shù)據(jù)的處理例的圖。
[0025]圖11是示出上述實施方式I中的亮度值在規(guī)定范圍外的像素數(shù)據(jù)的處理例的圖。
[0026]圖12是用于說明上述實施方式I中的由于在R成分和G成分中白平衡增益不同而產(chǎn)生的顏色噪聲的線圖。
[0027]圖13是示出上述實施方式I中的去除了圖12所示的顏色噪聲后的狀況的線圖。
[0028]圖14是用于說明上述實施方式I中的由于在B成分和G成分中白平衡增益不同而產(chǎn)生的顏色噪聲的線圖。
[0029]圖15是示出上述實施方式I中的去除了圖14所示的顏色噪聲后的狀況的線圖。
[0030]圖16是示出上述實施方式I中的針對色差dR的R色差降低系數(shù)Kr的基本特性的例子的圖。
[0031]圖17是示出上述實施方式I中的針對色差dB的B色差降低系數(shù)Kb的基本特性的例子的圖。
[0032]圖18是示出上述實施方式I中的對應于白平衡增益進行校正后的R色差降低系數(shù)Kr的特性的例子的圖。
[0033]圖19是示出上述實施方式I中的通過白平衡校正而產(chǎn)生I個灰度的色差dBl的顏色噪聲的例子的線圖。
[0034]圖20是示出上述實施方式I中的通過2比特的比特精度轉(zhuǎn)換而放大了圖19所示的顏色噪聲的狀況的線圖。
[0035]圖21是示出上述實施方式I中的對應于比特精度轉(zhuǎn)換進行校正后的B色差降低系數(shù)Kb的特性的例子的圖。
[0036]圖22是示出上述實施方式I中的將亮度范圍分為3個部分來準備R、B色差降低系數(shù)的例子的圖表。
【具體實施方式】
[0037]下面，參照附圖對本發(fā)明的實施方式進行說明。
[0038][實施方式I]
[0039]圖1?圖22示出本發(fā)明的實施方式1，圖1是示出具有圖像處理裝置的攝像裝置的結(jié)構(gòu)的框圖。
[0040]本實施方式在具有攝像功能的攝像裝置中應用圖像處理裝置，攝像裝置的具體一例是數(shù)字照相機。
[0041]如圖1所示，攝像裝置具有鏡頭1、鏡頭驅(qū)動部2、鏡頭驅(qū)動控制電路3、攝像元件
4、攝像電路5、模擬/數(shù)字(A/D)轉(zhuǎn)換部6、總線7、SDRAM8、圖像處理部9、IXD驅(qū)動器10、IXD11、JPEG處理部12、存儲器接口(I/F)13、記錄介質(zhì)14、操作部15、閃速(Flash)存儲器
16、微計算機17。
[0042]鏡頭I是用于在攝像元件4上形成被攝體的光學像的光學系統(tǒng)。該鏡頭I可以由對焦鏡頭或變焦鏡頭等多個鏡頭構(gòu)成。
[0043]鏡頭驅(qū)動部2驅(qū)動鏡頭I以進行對焦調(diào)整，或者在電動變焦鏡頭的情況下還進行變焦調(diào)整等。
[0044]鏡頭驅(qū)動控制電路3按照微計算機17的指令來控制鏡頭驅(qū)動部2并使其進行動作。
[0045]攝像元件4在攝像面上呈二維狀配置有多個像素，對由鏡頭I形成的被攝體的光學像進行光電轉(zhuǎn)換并輸出圖像信號。設該攝像元件4是輸出具有多個顏色成分的圖像信號的彩色攝像元件，但是，不限于CCD、CM0S、單板、三板等特定結(jié)構(gòu)。并且，本實施方式的攝像元件4能夠在通常讀出模式以及以高于該通常讀出模式的幀率進行讀出的高速讀出模式下進行動作。
[0046]攝像電路5對從攝像元件4輸出的圖像信號實施CDS(相關雙重取樣)處理和AGC(自動增益控制)處理等模擬處理。
[0047]A/D轉(zhuǎn)換部6將由攝像電路5進行處理后的圖像信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(以下稱為圖像數(shù)據(jù))。這里，關于從A/D轉(zhuǎn)換部6輸出的圖像數(shù)據(jù)的比特精度，與通常讀出模式時相比，高速讀出模式時較低。作為具體例，在通常讀出模式時被轉(zhuǎn)換為10比特的數(shù)字信號，但是在高速讀出模式時被轉(zhuǎn)換為8比特的數(shù)字信號等。
[0048]總線7是從攝像裝置內(nèi)的某個位置向其他位置傳輸各種數(shù)據(jù)和命令等的傳輸路徑。從A/D轉(zhuǎn)換部6輸出的圖像數(shù)據(jù)經(jīng)由該總線7被傳輸?shù)絊DRAM8。
[0049]SDRAM8是暫時存儲包含圖像數(shù)據(jù)在內(nèi)的攝像裝置內(nèi)部產(chǎn)生的各種數(shù)據(jù)的存儲部。該SDRAM8還被用作圖像處理部9進行圖像處理時的緩存。
[0050]作為本實施方式中的圖像處理裝置的一例的圖像處理部9對所輸入的圖像數(shù)據(jù)進行后述各種圖像處理。
[0051]IXD驅(qū)動器10將由圖像處理部9進行處理后的圖像數(shù)據(jù)或從記錄介質(zhì)14中讀出并由JPEG處理部12進行解壓縮后的圖像數(shù)據(jù)等轉(zhuǎn)換為影像信號，并將其輸出到LCD11。
[0052]IXDll是根據(jù)從IXD驅(qū)動器10輸入的影像信號顯示圖像的顯示裝置。另外，這里，作為顯示裝置，舉出液晶顯示器(LCD)的例子，但是，當然也可以使用有機電致發(fā)光(有機EL)等其他顯示器件。
[0053]JPEG處理部12在記錄圖像時對由圖像處理部9進行處理后的圖像數(shù)據(jù)進行壓縮，在再現(xiàn)圖像時對被壓縮的圖像數(shù)據(jù)進行解壓縮。這里，作為壓縮/解壓縮方式，針對靜態(tài)圖像使用例如JPEG或TIFF等，針對動態(tài)圖像使用例如MPEG或H.264等。
[0054]存儲器I/F13是用于供微計算機17等訪問記錄介質(zhì)14并針對記錄介質(zhì)14進行寫入或從記錄介質(zhì)14進行讀出的接口。
[0055]記錄介質(zhì)14非易失地記錄對由JPEG處理部12進行壓縮后的圖像數(shù)據(jù)附