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WO2006057037A1 - 色補正方法及び色補正装置 - Google Patents

色補正方法及び色補正装置 Download PDF

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WO2006057037A1
WO2006057037A1 PCT/JP2004/017481 JP2004017481W WO2006057037A1 WO 2006057037 A1 WO2006057037 A1 WO 2006057037A1 JP 2004017481 W JP2004017481 W JP 2004017481W WO 2006057037 A1 WO2006057037 A1 WO 2006057037A1
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WO
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correction
color
color signal
signal vector
region
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PCT/JP2004/017481
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English (en)
French (fr)
Inventor
Takaaki Sakaguchi
Tooru Aoki
Narihiro Matoba
Original Assignee
Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha
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Publication date
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Priority to JP2006546498A priority patent/JP4023518B2/ja
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N9/00Details of colour television systems
    • H04N9/64Circuits for processing colour signals
    • H04N9/646Circuits for processing colour signals for image enhancement, e.g. vertical detail restoration, cross-colour elimination, contour correction, chrominance trapping filters
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N9/00Details of colour television systems
    • H04N9/64Circuits for processing colour signals
    • H04N9/68Circuits for processing colour signals for controlling the amplitude of colour signals, e.g. automatic chroma control circuits

Definitions

  • the present invention relates to a technique for correcting the color of an image, and particularly to a color correction method and apparatus for performing appropriate correction for each predetermined color region.
  • a single-plate CCD is generally used, and a color filter is arranged on the entire surface of a CCD and a color image is obtained by interpolating colors.
  • the spectral sensitivity characteristics of this color filter vary from color to color, and humans prefer the vivid colors in their memory to the green and sky blue of the tree rather than the actual colors. Therefore, the color correction is preferably performed so that the color (memory color) is obtained.
  • a color based on an RGB signal or a YCbCr signal of image data is divided into regions and amplified by a preset gain in each region, or a color correction matrix is set. Calculations and color correction are performed.
  • a color correction method as described in Patent Document 1, in the chrominance signal plane, the hue is first divided into a plurality of regions by the region boundary line passing through the origin, and the position of the input chrominance signal is determined. Divide the vector into two adjacent boundary vector components. In addition, the region boundary line vector is linearly converted by a conversion matrix to realize color conversion, so that color correction is performed only for hues within an arbitrary range of the entire hue range.
  • Patent Document 1 Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2002-176656 “Color Correction Circuit”
  • Patent Document 2 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-115588 “Image pickup apparatus, image pickup apparatus control method, and storage medium”
  • the present invention selects a color for each region after correcting the color shift by providing a parallel movement component for correcting the color shift in the correction matrix.
  • color correction is performed so that the boundary force of the region can be corrected to change the color continuously.
  • the color correction method it is determined whether the input color signal vector belongs to an area of the color signal plane divided by an area boundary passing through the origin of the color signal plane, and A color correction method that corrects the color signal vector by converting the color signal vector using a correction matrix that is set in advance for an area determined to belong to the signal vector.
  • correction matrix a correction matrix having a component for performing parallel movement and a component for performing linear transformation is used.
  • the color correction method according to the present invention since it is configured to include a component that performs parallel movement in addition to a component that performs linear conversion when performing conversion for performing color correction, It is possible to perform conversion that prevents the deviation.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a color correction apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of a color plane area according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a correspondence relationship between a color signal expression format and a saturation calculation method.
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of a color plane region according to Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. 5 is a diagram showing an example of a color plane region according to Embodiment 3 of the present invention.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a color correction apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the color correction apparatus includes a luminance 'color difference conversion unit 1, a color area determination unit 2, a first boundary signal correction unit 3, a second boundary signal correction unit 4, a correction integration unit 5, It consists of a correction correction unit 6.
  • the color area determination unit 2 corresponds to a part constituting the color area determination means.
  • the signal correction unit 3 on the first boundary, the signal correction unit 4 on the second boundary, and the correction integration unit 5 correspond to the parts constituting the signal correction means. Next, the operation will be described.
  • Luminance 'color difference conversion unit 1 converts RGB signals obtained from the image sensor into YCbCr, YUV, L * a
  • the color region determination unit 2 determines a region corresponding to a color region determination unit and having a color signal.
  • a method of color region determination in the color region determination unit 2 will be described with reference to the drawings.
  • FIG. 2 four region boundary lines 101, 102, 103, and 104 starting from the origin of the CbCr plane are provided. Then, by this region boundary line, the CbCr plane is divided into a region 201, a region 202, a region 203, and a region 204 as shown in the figure.
  • the vector that is directed from the origin in the direction of the region boundary line 101 is u
  • the force vector from the origin to the direction of the region boundary line 102 is u
  • the origin force is also directed in the direction of the region boundary line 103.
  • U is the origin force, and the direction force vector is u in the direction of the region boundary 104.
  • Betato Tolls U, U, U, U are called vectors that define each region. That is, Betato
  • U and u are vectors that define the region 201
  • u and u are vectors that define the region 202.
  • U and u are vectors that define the region 203, and u and u must define the region 204.
  • T represents transposition of a vector.
  • the color area determination unit 2 obtains the inner product of the orthogonal vector and the color signal vector for each vector defining the areas 201, 202, 203, and 204, and the inner product thus obtained. Then, it is sequentially judged whether the condition of the deviation from the expression (1) and the expression (4) is satisfied, and the region where the color signal vector exists is determined. Finally, the color area determination unit 2 uses any two areas of u, u, u, u as information for identifying the area where the color signal vector X exists.
  • the area definition vector is output as the first area definition vector and the second area definition vector.
  • the first region defining vector is input to the signal correcting unit 3 on the first boundary
  • the second region defining vector is input to the signal correcting unit 4 on the second boundary.
  • the first boundary signal correction unit 3 and the second boundary signal correction unit 4 perform the input luminance signal Y based on the two region definition vectors obtained by the color region determination unit 2. And color signal CbCr correction.
  • u is the first region definition vector and o is the second region definition vector.
  • u be the correction matrix for u and u, A and A
  • the correction results for color correction matrices A and A be (Y, Cb, Cr) and (Y, Cb, Cr), respectively.
  • the signal correction unit 3 on the first boundary and the signal correction unit 4 on the second boundary correct the luminance signal Y and the color signal CbCr by performing calculations as shown in equations (5) and (6).
  • each component of the color correction matrix is composed of a matrix component that performs linear transformation and a matrix component V force that performs parallel movement. Such a transformation is known as an affine transformation.
  • Each component of the linear conversion is determined by the characteristics of the color filter of the image sensor and the correction amount for reproducing the memory color.
  • Each component of V that performs translation is
  • the correction amount is determined in accordance with the achromatic color shift.
  • the correction correction unit 6 determines whether or not the saturation C is included in a predetermined value range in which CI is a lower limit value and C2 is an upper limit value. For Cl and C2, the SZN specific power of an image sensor such as a CCD is also a preset value. Further, the correction correction unit 6 determines the coefficient k based on the determination result as shown in the equation (11) and the force (13).
  • Equation (12) corresponds to the case where the saturation C is included in the predetermined range.
  • Equation (11) is when the saturation C is too low to fall within this range.
  • Equation (13) is applied, saturation C is too high to be included in this range.
  • CMAX is the maximum value of saturation.
  • the correction / correction unit 6 calculates p s s s according to the equation (14) using the coefficient k determined in this way.
  • the correction correction unit 6 corrects p ′ calculated by the equation (14) based on the luminance signal Y.
  • the correction correction unit 6 first determines whether or not the luminance signal Y is included in a predetermined value range where Y1 is the lower limit value and Y2 is the upper limit value.
  • Yl and C2 are values set in advance from the SZN ratio of the imaging element such as a CCD. Further, the correction correction unit 6 determines the coefficient k based on the determination result as shown in V, equation (15), force equation (17). [Equation 12]
  • Equation (16) corresponds to the case where the luminance signal ⁇ ⁇ is included in the predetermined value range.
  • the case where Equation (15) is applied is a case where the luminance signal ⁇ is too low to fall within this range.
  • Equation (17) is applied, the luminance signal ⁇ is too high to be included in this range.
  • Equation (17) is the maximum value of the luminance signal.
  • the correction correction unit 6 uses the coefficient k determined in this way to calculate p ⁇ according to equation (18).
  • RGB signal is converted into YCbCr luminance and color signals in the luminance / color difference conversion unit 1
  • YUV, L * a * b *, L * u * v * Other representation formats such as HSV may be used.
  • saturation is expressed as shown in the table in Fig. 3. In each expression format, it is possible to perform correction by performing the same correction processing and performing correction suppression processing on the saturation and luminance.
  • the color correction method according to the first embodiment of the present invention has the effect of correcting color misregistration and performing color correction by using a correction matrix having a translation component. .
  • the CbCr plane is divided into four regions.
  • the number of divided regions is not limited to four, and may be any number. Good.
  • the correction integration unit 5 calculates the distance between the region boundary line defining the region of the CbCr plane where the input vector X exists and the outer region X, and the weight based on the calculated distance. In order to calculate the distance used for force weighting that realizes the continuity of the correction results at the region boundary, it is necessary to calculate the square root, and the calculation load may be high.
  • the second embodiment a color correction apparatus that can perform a weighting operation equivalent to that of the first embodiment without performing the square root operation will be described.
  • the processing of the correction integration unit 5 of the second embodiment will be described.
  • the configuration of other parts is the same as that of the color correction apparatus according to the first embodiment, and the description of each component is omitted.
  • the color signal vector X is in the region 201
  • the end point of the color signal vector is P
  • the vertical legs extending from the end point P to the region boundary lines 101, 102 are Hl, H2, and a straight line passing through P.
  • U and V be the intersections of straight line 210 and region boundary lines 101 and 102, respectively.
  • H is the foot of the perpendicular with the P force also down to the region boundary 101, and H is from P
  • the triangle PH U and the triangle PH V are similar.
  • the horizontal coordinate of each point is represented by a subscript X
  • the vertical coordinate is represented by a subscript y.
  • Equation (20) and Equation (21) are values that can be uniquely determined if the region boundary line of the region is determined. Therefore, when setting the region division method, calculate these values together and store the calculation results. Furthermore, the weighting factor can be calculated using Equation (22) using U, U, V, and V stored during color correction. As a result, the weighting factor can be calculated without performing the square root calculation, and the amount of calculation can be reduced.
  • the color signal plane is defined as an area.
  • the geometrical relationship between the color signal point and the area boundary line is used instead of the distance calculation that requires the square root operation. Since the weighting factor is calculated only by the combination of addition and subtraction based on the relationship, the amount of calculation can be reduced.
  • the processing of the correction integration unit of the third embodiment will be described with reference to FIG.
  • the color signal vector P exists in the region 201 divided by the region boundary line 101 and the region boundary line 102
  • the color signal vector P is decomposed into a vector parallel to the region boundary line 101 and the region boundary line 102, respectively.
  • the starting point of these vectors is the origin O
  • the end points are P and P, respectively
  • P is a point on the region boundary line 101 and P is a point on the region boundary line 102.
  • the rectangular OP PP is a parallelogram.
  • ⁇ , ⁇ are the feet of the perpendicular line from point ⁇ to region boundary 101 and region boundary 102, respectively.
  • D is a number that is uniquely determined once the direction vector that defines the region is determined. Therefore, the force that is set simultaneously when setting the region division should be calculated once. It is possible to reduce the calculation amount.
  • the weighting of the distance to the boundary line that divides the color area is performed, the position vector of the color signal is set in two directions of the adjacent boundary line By decomposing and using the magnitude of the vector in each direction as a weighting factor There is no need to calculate the square root in the calculation, and the amount of calculation can be reduced.
  • the boundary of the hue direction is defined by the direction vector, the orthogonal vector of the direction vector is obtained, and the color in the hue is determined based on the result of the inner product of the orthogonal vector and the color signal vector.
  • the area was being judged.
  • the color region may be determined by the inner product of the color signal vector and the direction vector.
  • the present invention can be widely applied to, for example, an imaging apparatus such as a digital camera and correction of image data that is an imaging result thereof.

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Abstract

 色平面を複数の領域に分割し、分割された領域毎に異なる方法で補正する色補正方法において、色信号ベクトルを変換することで生ずる色ずれの発生を防止する。  入力色信号ベクトルが、色信号平面の原点を通る領域境界線によって分割された色信号平面の領域の何れに属するかを判定し、入力色信号ベクトルが属すると判定された領域に対して予め設定しておいた補正行列を用いて、入力色信号ベクトルを変換することにより入力色信号ベクトルを補正する場合に、補正行列として、平行移動を行う成分と線形変換を行う成分とを有する補正行列を用いることとした。

Description

色補正方法及び色補正装置
技術分野
[0001] この発明は、画像の色を補正する技術に係るものであり、特に所定の色領域ごとに 適切な補正を行う色補正方法及びその装置に関する。
背景技術
[0002] デジタルカメラを初めとする撮像装置では、一般的に単板式 CCDが用いられ、 CC Dの全面に色フィルタを配置し、色を補間することでカラー画像を得ている。この色フ ィルタの分光感度特性は色毎に異なり、また、人間は木の緑や空の青さに対して、実 際の色よりも記憶の中にある鮮やかな色彩を好むと 、う特性があるため、好ま 、色( 記憶色)となるように色の補正が行われて 、る。
[0003] 一般に、このような色補正方法として、画像データの RGB信号や YCbCr信号に基 づく色を領域ごとに分割し、各領域に予め設定されたゲインで増幅したり、色補正行 列を演算し、色の補正が行われている。このような色補正方法の具体例としては、特 許文献 1に記載があるように、色差信号平面において、まず原点を通る領域境界線 により色相を複数の領域に分割し、入力色差信号の位置ベクトルを隣接する 2つの 領域境界線のベクトル成分に分割する。さらに領域境界線のベクトルを変換行列に より一次変換し、色変換を実現することで、色相の全範囲のうち任意の範囲内の色相 に対してのみ色補正を行って 、る。
[0004] 特許文献 1 :特開 2002-176656号 「色補正回路」公報
特許文献 2 :特開 2000 - 115588号 「撮像装置、撮像装置の制御方法及び記憶媒 体」公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0005] し力しながら、このような方法では特許文献 2に記載されているように、ホワイトバラ ンスを調整した後にも、レンズのばらつきや撮像素子の分光感度特性のばらつき等 により、色ばらつきが生じるという問題が知られている。この結果、色ずれが生じ、本 来なら灰色や白等の無彩色の色が、ずれた方向の色を帯びてしまうことになる。この ため、従来の色補正方法では、色ずれが強調されてしまうという問題があった。
[0006] この発明は、力かる問題を解決することを目的として、補正行列に色ずれを補正す るための平行移動成分を設けることにより、色ずれを補正した後、色を領域毎に選択 的に、かつ領域の境界力 連続的に色が変わる補正が可能となるように色補正を行 うものである。
課題を解決するための手段
[0007] この発明に係る色補正方法は、入力された色信号ベクトルが、色信号平面の原点 を通る領域境界線によって分割された色信号平面の領域の何れに属するかを判定 し、上記色信号ベクトルが属すると判定された領域に対して予め設定してぉ 、た補 正行列を用いて、上記色信号ベクトルを変換することにより上記色信号ベクトルを補 正する色補正方法にぉ 、て、
上記補正行列として、平行移動を行う成分と線形変換を行う成分とを有する補正行 列を用いるものである。
発明の効果
[0008] このように、この発明に係る色補正方法によれば、色補正を行う変換の際に線形変 換を行う成分に加えて、平行移動を行う成分を含むように構成したので、色ずれを防 止するような変換を行うことが可能である。
図面の簡単な説明
[0009] [図 1]この発明の実施の形態 1による色補正装置の構成を示すブロック図である。
[図 2]この発明の実施の形態 1による色平面領域の例を示す図である。
[図 3]色信号の表現形式と彩度の算出方法の対応関係を示す図である。
[図 4]この発明の実施の形態 2による色平面領域の例を示す図である。
[図 5]この発明の実施の形態 3による色平面領域の例を示す図である。
符号の説明
[0010] 1 輝度,色差変換部、
2 色領域判定部、 3 第 1の境界の信号補正部、
4 第 2の境界の信号補正部、
5 補正統合部、
6 補正修正部。
発明を実施するための最良の形態
[0011] 実施の形態 1.
図 1はこの発明の実施の形態 1による色補正装置を示す構成図である。図 1にお ヽ て、色補正装置は、輝度'色差変換部 1、色領域判定部 2、第 1の境界の信号補正部 3、第 2の境界の信号補正部 4、補正統合部 5、補正修正部 6から構成されている。こ のうち、色領域判定部 2は、色領域判定手段を構成する部位に相当する。第 1の境 界の信号補正部 3、第 2の境界の信号補正部 4、補正統合部 5は信号補正手段を構 成する部位に相当する。次に動作について説明する。
[0012] 輝度'色差変換部 1は、撮像素子カゝら得られる RGB信号を YCbCr、 YUV、 L * a
* b *、 L * u *v*、 HSVのいずれかの輝度信号と色信号へ変換する。以下におい て、輝度 ·色差変換部 1が RGB信号を YCbCr信号に変換した場合にっ ヽて説明す る。
[0013] 色領域判定部 2は、色領域判定手段に相当する部位であって、色信号の存在する 領域を判定する。ここで色領域判定部 2における色領域判定の方法について、図を 用いて説明する。図 2において、いま CbCr平面の原点を起点とする 4つの領域境界 線 101、 102、 103、 104を設ける。そしてこの領域境界線によって、 CbCr平面を図 に示すように領域 201、領域 202、領域 203、領域 204に分割する。
[0014] さらに、原点から領域境界線 101の方向に向力うベクトルを u、原点から領域境界 線 102の方向に向力 ベクトルを u、原点力も領域境界線 103の方向に向力うべタト
2
ルを u、原点力も領域境界線 104の方向に向力 ベクトルを uとする。このようなベタ
3 4
トル U 、 U 、 U 、 Uを、各領域を規定するベクトル、と呼ぶこととする。すなわち、ベタト
1 2 3 4
ル u 、 uは領域 201を規定するベクトルであり、 u 、 uは領域 202を規定するベクトル
1 2 2 3
、さらに u 、 uは領域 203を規定するベクトルであり、 u 、 uは領域 204を規定するべ
3 4 4 1
ク卜ノレ、と!/、うことになる。 [0015] uを領域境界線 102の方向に 90° 回転させたベクトルを u 、 u2を領域境界線 10
1 12
1の方向に 90° 回転させたベクトルを u と表すこととすると、ある色信号ベクトル x=
21
(Cb, Cr)Tが領域 201に存在する場合、ベクトル Xとベクトル u 、u との内積は式(1
12 21
)を満たす。
[数 1] w12 ' > 0 かつ w21 ' > 0 ( i ) となる。同様に、ベクトル Xが領域 202に存在する場合、
[数 2] w2つ · > 0 かつ w3つ · > 0 ( 9 ^ となる。ベクトル Xが領域 203に存在する場合は
[数 3]
W34 · > 0 かつ W43 · > 0 ( 3 ) となる。ベクトル Xが領域 204に存在する場合は
U4l - X > 0 かつ W1 4 + > 0 ( 4 ) なお、上記において、 Tはベクトルの転置を表す。
[0016] このように、色領域判定部 2は領域 201、 202、 203、 204を規定する各ベクトルに 対する直交ベクトルと色信号ベクトルとの内積を求めておき、このようにして得られた 内積が式(1)力も式 (4)までの 、ずれかの条件を満たすかを順次判定して 、き、色 信号ベクトルが存在する領域を判定する。最終的に、色領域判定部 2は色信号べタト ル Xが存在する領域を識別する情報として、 u、 u、 u、 uのうちのいずれか 2つの領
1 2 3 4
域規定ベクトルを第 1の領域規定ベクトルと第 2の領域規定ベクトルとして出力する。 第 1の領域規定ベクトルは第 1の境界の信号補正部 3に入力され、第 2の領域規定べ タトルは第 2の境界の信号補正部 4に入力される。 [0017] 続いて、第 1の境界の信号補正部 3と第 2の境界の信号補正部 4は、色領域判定部 2により求めた 2つの領域規定ベクトルに基づいて、入力された輝度信号 Yと色信号 CbCrの補正を行う。ここで、第 1の領域規定ベクトルを u、第 2の領域規定ベクトルを ひ o
uとし、 u、 uに対する補正行列を A、 A、さらに色補正行列 A、 Aで補正した結果を それぞれ (Y , Cb , Cr )、(Y , Cb , Cr )とする。第 1の境界の信号補正部 3と第 2の 境界の信号補正部 4は式 (5)及び式 (6)に示すような演算を行って輝度信号 Yと色 信号 CbCrとを補正する。
[数 5]
Figure imgf000007_0003
Figure imgf000007_0001
、 1 J
[0018] なお、式(5)にお!/、て、 Aは式(7)によって与えられる。また式(7)の添え字 iを jに 置き換えたものが Aである。
[数 6] ヽ
Figure imgf000007_0002
[0019] 式 (7)にお 、て、色補正行列 の各成分は、線形変換を行う行列成分 と平行移 動を行う行列成分 V力 構成されて 、る。このような変換はァフィン変換として知られ て!、るものである。線形変換を行う の各成分は撮像素子の色フィルタの特性と記憶 色に再現するための補正量より決定されるものである。平行移動を行う Vの各成分は
、無彩色のずれに応じて補正量を決定されるものである。
[0020] 補正統合部 5は、第 1の境界の補正部 3による補正結果と、第 2の境界の補正部 4 による補正結果とを、信号べ外ルと領域境界線との距離関係に基づいて重み付けし 統合する。具体的には、第 1の境界の補正部 3による補正結果を TD ' = (Y ', Cb ', Cr ')τ、 ρ ' =(Υ ', Cb ', Cr ')τとし、ベクトル χが存在する領域を規定する領域境界線と ベクトル Xとの距離を h、 hとして、式 (8)に示す合成を行い、合成結果となる信号べク トル p =(Y , Cb , Cr )τを得る。
[数 7]
Figure imgf000008_0001
[0021] 式 (8)において、距離 ^は式(9)により算出される。
[数 8]
Figure imgf000008_0003
Figure imgf000008_0002
[0022] 補正修正部 6は、輝度信号と彩度とが所定の値域内に含まれる場合に、補正統合 部 5が式 (8)を用いて算出した補正結果 pを最終的な補正結果として採用し出力す る。さらに輝度信号と彩度とが所定の値域に含まれない場合には、入力信号ベクトル p = (Y, Cb, 0^における補正結果 pの寄与の程度を調整し調整後の値を最終的な 補正結果として出力する。
[0023] これらの処理を具体的に説明するならば、次のようになる。すなわち、補正修正部 6 は彩度 Cを式(10)に基づいて算出する。
[数 9] C = cb2 +Cr2 (1 0;
[0024] 補正修正部 6は、彩度 Cが CIを下限値、 C2を上限値とする所定の値域に含まれる 力どうかを判定する。なお Cl、 C2は CCDなどの撮像素子の SZN比力も予め設定さ れた値である。さらに補正修正部 6は、判定結果に基づいて式(11)力も式(13)に示 すように係数 kを決定する。
s
[数 10]
0≤C<C 1の場合 (1
C 1≤C≤C 2の場合: (1
C 2 <C≤CMAXの場合 (1 3
Figure imgf000009_0001
[0025] ここで、式(12)が適用される場合が、所定の値域内に彩度 Cが含まれる場合に相 当する。また式(11)が適用される場合とは、彩度 Cが低すぎてこの値域に含まれな い場合である。さらに式(13)が適用される場合とは、彩度 Cが高すぎてこの値域に含 まれない場合である。なお、式(13)において、 CMAXは彩度の最大値である。
[0026] そして補正修正部 6は、このように決定した係数 kを用いて、式(14)により p 'を算 s s 出する。
[数 11] ps、二 xps + (}—k s xP (14;
[0027] 続いて補正修正部 6は、式(14)によって算出された p 'を輝度信号 Yに基づいて補 s
正する。そのために補正修正部 6は、まず輝度信号 Yが Y1を下限値、 Y2を上限値と する所定の値域に含まれるかどうかを判定する。なお Yl、 C2は CCDなどの撮像素 子の SZN比から予め設定された値である。さらに補正修正部 6は、判定結果に基づ V、て式( 15)力 式( 17)に示すように係数 kを決定する。 [数 12]
0≤Ύ<Υ 1の場合: = Ϊ^Τ (15)
Y 1≤Y≤Y 2の場合: =丄 (16)
- _ ΥΜΑΧ-Υ
Υ 2 <Υ≤ΥΜΑΧの場合: = Yj^, V _γ2 7)
[0028] ここで、式(16)が適用される場合が、所定の値域内に輝度信号 Υが含まれる場合 に相当する。また式(15)が適用される場合とは、輝度信号 Υが低すぎてこの値域に 含まれない場合である。さらに式(17)が適用される場合とは、輝度信号 Υが高すぎ てこの値域に含まれない場合である。なお、式(17)において、 ΥΜΑΧは輝度信号 の最大値である。
[0029] そして補正修正部 6は、このように決定した係数 kを用いて、式(18)により p〃を算
y y 出する。
[数 13]
Figure imgf000010_0001
[0030] これまで、輝度 ·色差変換部 1において、 RGB信号を YCbCrの輝度と色信号に変換 した場合で説明を行ったが、 YUV、 L*a*b*、L*u*v*、 HSVなど、他の表現 形式を用いてもよい。それぞれの表現形式への変換を行った場合、彩度は、図 3〖こ 示す表のように表現される。それぞれの表現形式において、同様な補正処理を行い 、彩度や輝度に対して、補正抑制処理を行うことで、補正を行うことが可能である。
[0031] 以上のように、この発明の実施の形態 1による色補正方法では、平行移動の成分を 持つ補正行列を用いることにより、色ずれを補正し、色補正を行うことができる効果が ある。
[0032] また、色領域を分割する境界線との距離の重み付けを用いることにより、境界からな めらかに色が変化する色補正を実現できる効果がある。さらに、輝度と彩度の大きさ を用いて補正後の信号と補正前信号との比をとることにより、輝度や彩度が低い信号 に対する補正を調整し、 SZN比の増加を抑えることができる効果がある。
[0033] なお、この実施の形態 1にお 、ては、 CbCr平面を 4つの領域に分割する例を示し たが、領域の分割数は 4に限定されるものではなぐ任意の数であってよい。
[0034] 実施の形態 2.
実施の形態 1にお 、て補正統合部 5は、入力ベクトル Xが存在する CbCr平面の領 域を規定する領域境界線とべ外ル Xとの距離を算出し、算出された距離に基づく重 み付けを行うことで、領域境界における補正結果の連続性を実現した力 重み付け に用いる距離を算出するためには、平方根を求める演算を行う必要があり、計算負 荷が高い場合が生ずる。そこで実施の形態 2においては、平方根演算を行わなくても 、実施の形態 1と等価な重み付け演算を行うことのできる色補正装置について説明す る。
[0035] ここで、図 4を参照し、実施の形態 2の補正統合部 5の処理について説明する。なお 、その他の部位の構成に関しては実施の形態 1の色補正装置と同様であるものとし、 それぞれの構成要素に関する説明は省略する。図 4において、色信号ベクトル Xは領 域 201にあり、色信号ベクトルの端点を P、端点 Pから領域境界線 101、 102におろし た垂線の足を Hl、 H2とし、さらに Pを通過する直線 210を考え、直線 210と領域境 界線 101、 102との交点を U、 Vとする。
[0036] CbCr平面の原点 Oと交点 U、 Vとの距離 (線分 OUと線分 OVの長さ)が等しくなる ような直線 210を考えると、三角形 OUVは二等辺三角形となるから、 OUV= ZO VUとなる。さらに Hは P力も領域境界線 101におろした垂線の足であり、 Hは Pから
1 2 領域境界線 102におろした垂線の足であるから、 PH U= ZPH Vである。したが
1 2
つて三角形 PH Uと三角形 PH Vは相似となる。
1 2
[0037] ここで、各点の水平座標を添え字 Xで表し、垂直座標を添え字 yで表すこととする。
すなわち、 P、 U、 Vの座標を (P , P )、(U , U )ゝ(V , V )と表わす。この場合、
[数 14]
PU PV 二 P x U x P xV x = P yU y : P yV y ( 1 9: となる。 ここで、 U、 U、 V、 Vは式(20)で与えられる。
[数 15] ひ— =— P y _ Pyk
U
k ん wl
( 2 0;
Figure imgf000012_0001
ただし、 k、k、k 、k は式(21)で与えられる c
[数 16]
Figure imgf000012_0002
1 ,
( 2 1
Kx 二 Ul X — —Uly Kl = U2 y- _ U2y -
[0039] したがって、式 (8)の距離の重み係数は、式(22)のように計算される c
[数 17]
Figure imgf000012_0003
( 2 2;
UP _び ひ P
- y y
hx + wつ uv び U y V y
[0040] 式(20)及び式(21)によって与えられる U、U、 V、 V、k、k、k 、k は、領域 の領域境界線が定まれば一意に決定できる値である。したがって、領域の分割方法 を設定した際に、合わせてこれらの値についても計算し、その計算結果を記憶してお く。さらに色補正時に記憶された U、 U、 V、 Vを用いて式(22)で重み係数を計算 すればよい。これによつて、平方根演算を行わなくても、重み係数を算出できるので、 演算量を減らすことが可能となる。
[0041] 以上のように、この発明の実施の形態 2による色補正装置では、色信号平面を領域 に分割する領域境界線と色信号の点との距離に応じて補正の程度を調整する上で、 平方根演算を要する距離演算に替えて、色信号の点と領域境界線との幾何学的関 係に基づく加減算の組み合わせのみで重み係数を算出することとしたので、演算量 を削減できる。
[0042] 実施の形態 3.
ここで、図 5を参照し、実施の形態 3の補正統合部の処理について説明する。色信 号ベクトル Pが領域境界線 101と領域境界線 102によって分割される領域 201に存 在する場合に、色信号ベクトル Pを領域境界線 101と領域境界線 102にそれぞれ平 行なベクトルに分解する。これらのベクトルの始点を原点 Oとした場合の終点をそれ ぞれ P、 Pとすれば、 Pは領域境界線 101上の点、 Pは領域境界線 102上の点とな
1 2 1 2
り、四角形 OP PPは平行四辺形となる。
1 2
[0043] したがって、
[数 18]
ΟΡ =ΡΡ2, ΟΡ2 =ΡΡ} (23) となる。
[0044] 点 Ρから領域境界線 101と領域境界線 102におろした垂線の足をそれぞれ Η、 Η
1 2 とすれば三角形 ΡΗ Ρと三角形 ΡΗ Ρは相似となることから、
1 1 2 2
[数 19]
ΡΗ~2 =ΡΡ ΡΡ2 (24)
[0045] したがって、式(8)の距離の重み係数は
[数 20] OPx + ΟΡ2
( 2 5;
Figure imgf000014_0001
OP, + OP2 となる。
ここで、領域境界線 101を規定するベクトルを u =(u , u )T、領域境界線 102を
1 lx ly
規定するベクトルを u =(u , u )Tとすると、線分 OPl、OP2の長さは式(26)、式(2
2 2x 2y
7)で与えられる。
[数 21]
Figure imgf000014_0002
[0047] ただし、式(26)、式(27)にお!/、て Dは、
[数 22]
D = U X U2y - U2X ( 2 8 である。
[0048] 式(28)にお 、て Dは、領域を規定する方向ベクトルが決まれば、一意に決まる数 であるため、領域分割を設定する際に同時に設定する力 一度計算で求めておけば 、演算量を減らすことが可能である。
[0049] 以上のように、この発明の実施の形態 3による色補正方法では、色領域を分割する 境界線との距離の重み付けを、色信号の位置ベクトルを、隣接する境界線の 2方向 に分解し、各方向のベクトルの大きさを重み付け係数として用いることにより、距離の 計算において平方根の演算を行う必要がなくなり、演算量の削減を行うことができる 効果がある。
[0050] 実施の形態 4
実施の形態 1における色領域判定部 2において、色相方向の境界を方向ベクトル により規定し、方向ベクトルの直交ベクトルを求めておき、この直交ベクトルと色信号 ベクトルとの内積の結果により、色相における色領域を判定していた。しかしこの他に も、色信号ベクトルと方向ベクトルの内積により、色領域の判定を行うようにしてもよい
[0051] 色領域を規定する方向ベクトル u , uのなす角を Θとし、それぞれのベクトルと色信 号ベクトル Xのなす角を α、 βとすると、 (X < Θでかつ β < Θを満たす場合に色信号 ベクトル Xが u, uにより設定される領域内に存在することになる。ここで、 ひ、 、 0は
180° よりも小さい角となるから、 cos αく cos 0力つ cos β <cos Θが成立する。 これより、
[数 23] x.u. i - U
I 1 J
力つ (29;
X U
Figure imgf000015_0001
Figure imgf000015_0002
Figure imgf000015_0003
[0052] したがって、
[数 24]
X-U, X .u i
U < ut■uJ かつ J u < u. - u.
1 J (30)
X X
[0053] 式(30)による条件が成立する場合、色信号ベクトル Xが u、 uにより規定される境界 に存在することになる。したがつてこの条件が成立するかどうか判定することで、直交 ベクトルを求めなくても色領域の判定が可能である。
産業上の利用可能性
[0054] この発明は、例えば、デジタルカメラを初めとする撮像装置やその撮像結果である 画像データの補正を行う上で広く適用することができる。

Claims

請求の範囲
[1] 入力された色信号ベクトルが、色信号平面の原点を通る領域境界線によって分割さ れた色信号平面の領域の何れに属するかを判定し、上記色信号ベクトルが属すると 判定された領域に対して予め設定してお!、た補正行列を用いて、上記色信号べタト ルを変換することにより上記色信号ベクトルを補正する色補正方法において、 上記補正行列として、平行移動を行う成分と線形変換を行う成分とを有する補正行 列を用いることを特徴とする色補正方法。
[2] 入力された色信号ベクトルが、色信号平面の原点を通る領域境界線によって分割さ れた色信号平面の領域の何れに属するかを判定し、上記色信号ベクトルが属すると 判定された領域に対して予め設定してお!、た補正行列を用いて、上記色信号べタト ルを変換することによりこの色信号ベクトルを補正する色補正装置において、 上記補正行列として、平行移動を行う成分と線形変換を行う成分とを有する補正行 列を用いて上記色信号ベクトルをァフィン変換することにより補正結果の色信号べク トルを得る信号補正手段を備えた、
ことを特徴とする色補正装置。
[3] 請求の範囲第 2項に記載の色補正装置において、
入力された色信号ベクトルが、色信号平面の原点を通る領域境界線によって分割 された色信号平面の領域の何れに属するかを判定し、上記色信号ベクトルが属する と判定された領域を分割する第 1の領域境界線と第 2の領域境界線とを出力する色 領域判定手段を備え、
信号補正手段は、平行移動を行う成分と線形変換を行う成分とを有する補正行列 として第 1の領域境界線の補正行列と第 2の領域境界線の補正行列とを用いて上記 色信号ベクトルを変換し、第 1の領域境界線の補正行列による一次変換結果と第 2の 領域境界線の補正行列による変換結果とを統合して補正結果の色信号ベクトルを得 ることを特徴とする色補正装置。
[4] 請求の範囲第 2項に記載の色補正装置において、
信号補正手段は、第 1の領域境界線の補正行列による変換結果と第 2の領域境界 線の補正行列による変換結果とを、入力された色信号ベクトルが属すると判定された 色信号平面の領域の境界線と上記色信号ベクトルとの距離関係に基づく重み付けを 行って統合し、補正結果の色信号ベクトルを得ることを特徴とする色補正装置。
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