图像处理装置、图像处理方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及进行白平衡校正和色差校正的图像处理装置、图像处理方法。
【背景技术】
[0002]模拟信号的信号值能够连续变化,与此相对,数字信号只能以规定量化单位变化。因此,例如当在亮度信号中产生与本来信号值之间的变化量时,有时出现伪轮廓。
[0003]作为减少这种伪轮廓的技术,例如在日本专利第4301627号公报中记载了检测影像信号的最小量化单位的2倍的变化作为比特缺失部分并将其校正为最小量化单位的变化的伪轮廓校正技术。
[0004]另一方面,作为图像处理之一,以往进行针对彩色图像的白平衡处理。该白平衡处理是如下处理:按照每个颜色成分乘以不同的增益,调整彩色平衡以使得白色部分看起来较白。
[0005]具体而言,在白平衡处理中,进行对某个颜色成分乘以I倍以上的白平衡增益、不对其他的某个颜色成分乘以白平衡增益(或相乘的白平衡增益为I)等的处理。
[0006]但是,当进行这种白平衡处理时,处理后的灰度精度按照每个颜色成分而不同,有时在晕染中出现作为颜色噪声的伪色(伪色轮廓)。
[0007]作为减少这种伪色的技术,例如在日本特开2013-223061号公报中记载了如下的颜色噪声降低技术:计算按照每个颜色成分乘以白平衡增益而得到的图像数据的色差数据,减小无彩色晕染中的颜色噪声明显的色差范围内的色差数据。根据该公报所记载的技术,能够期待减轻无彩色晕染中的着色的效果,并且,还能够期待改善由于白平衡增益而导致的灰度精度的劣化的效果。
[0008]但是,在近年来的数字照相机中具有能够高速读出摄像数据的摄像驱动模式,在进行高速连拍拍摄的情况下或进行运动顺畅的高速帧率的实时取景显示的情况下等被加以利用。通过读出低比特(即比特精度较低)的摄像数据来实现这种高速读出。
[0009]但是,在上述日本专利第4301627号公报中,并未言及白平衡处理,也没有考虑在乘以大于2倍的白平衡增益的情况下产生大于最小量化单位的2倍的变化。因此,仅使用该公报所记载的技术,有时残留有白平衡处理后的颜色轮廓。
[0010]并且,在上述日本特开2013-223061号公报中,虽然言及白平衡处理,但是,没有考虑由于按照每个颜色成分相乘的增益不同而产生与增益对应的灰度数的伪色轮廓。因此,产生在未考虑增益而设定的色差范围内无法消除颜色轮廓或甚至消除了颜色轮廓以外的部分的颜色的情况。
[0011]进而,上述各公报没有考虑在将通过上述这种高速读出得到的比特精度较低的摄像数据转换为图像处理中的处理比特精度的数据时,伪色轮廓的灰度数也变化。
【发明内容】
[0012]本发明的目的在于,提供即使白平衡增益按照每个颜色成分而不同也能够适当减轻无彩色图像部分的着色的图像处理装置、图像处理方法。
[0013]简略地讲,本发明的某个方式的图像处理装置具有:白平衡校正部,其分别对图像数据的各颜色成分乘以各颜色成分的白平衡增益,进行白平衡校正;色差计算部,其按照每个像素计算所述白平衡校正后的所述图像数据的色差成分;色差校正部,其在处理对象像素的全部所述色差成分在规定色差校正范围内的情况下,对该处理对象像素进行减小所述色差成分的色差校正处理;以及色差校正范围设定部,其将所述色差校正范围设定为所述白平衡增益越大则所述色差校正范围越宽,所述白平衡增益越小则所述色差校正范围越窄。
[0014]本发明的某个方式的图像处理方法具有以下步骤:白平衡校正步骤,分别对图像数据的各颜色成分乘以各颜色成分的白平衡增益,进行白平衡校正;色差计算步骤,按照每个像素计算所述白平衡校正后的所述图像数据的色差成分;色差校正步骤,在处理对象像素的全部所述色差成分在规定色差校正范围内的情况下,对该处理对象像素进行减小所述色差成分的色差校正处理;以及色差校正范围设定步骤,将所述色差校正范围设定为所述白平衡增益越大则所述色差校正范围越宽,所述白平衡增益越小则所述色差校正范围越窄。
【附图说明】
[0015]图1是示出具有本发明的实施方式I中的图像处理装置的摄像装置的结构的框图。
[0016]图2是示出上述实施方式I中的图像处理部的结构的框图。
[0017]图3是示出由上述实施方式I的图像处理部进行的图像处理的子例程的流程图。
[0018]图4是示出上述实施方式I中的图3的步骤S6中的颜色噪声降低处理的详细情况的流程图。
[0019]图5是示出上述实施方式I中的图4的步骤S15中的白平衡增益对应调整的详细情况的流程图。
[0020]图6是示出上述实施方式I中的图4的步骤S16中的比特精度转换对应调整的详细情况的流程图。
[0021]图7是示出上述实施方式I中的R色差降低系数Kr的曲线图的例子的图。
[0022]图8是示出上述实施方式I中的B色差降低系数Kb的曲线图的例子的图。
[0023]图9是示出上述实施方式I中的色差和亮度值在规定范围内的像素数据的处理例的图。
[0024]图10是示出上述实施方式I中的R色差在规定范围外的像素数据的处理例的图。
[0025]图11是示出上述实施方式I中的亮度值在规定范围外的像素数据的处理例的图。
[0026]图12是用于说明上述实施方式I中的由于在R成分和G成分中白平衡增益不同而产生的颜色噪声的线图。
[0027]图13是示出上述实施方式I中的去除了图12所示的颜色噪声后的状况的线图。
[0028]图14是用于说明上述实施方式I中的由于在B成分和G成分中白平衡增益不同而产生的颜色噪声的线图。
[0029]图15是示出上述实施方式I中的去除了图14所示的颜色噪声后的状况的线图。
[0030]图16是示出上述实施方式I中的针对色差dR的R色差降低系数Kr的基本特性的例子的图。
[0031]图17是示出上述实施方式I中的针对色差dB的B色差降低系数Kb的基本特性的例子的图。
[0032]图18是示出上述实施方式I中的对应于白平衡增益进行校正后的R色差降低系数Kr的特性的例子的图。
[0033]图19是示出上述实施方式I中的通过白平衡校正而产生I个灰度的色差dBl的颜色噪声的例子的线图。
[0034]图20是示出上述实施方式I中的通过2比特的比特精度转换而放大了图19所示的颜色噪声的状况的线图。
[0035]图21是示出上述实施方式I中的对应于比特精度转换进行校正后的B色差降低系数Kb的特性的例子的图。
[0036]图22是示出上述实施方式I中的将亮度范围分为3个部分来准备R、B色差降低系数的例子的图表。
【具体实施方式】
[0037]下面,参照附图对本发明的实施方式进行说明。
[0038][实施方式I]
[0039]图1?图22示出本发明的实施方式1,图1是示出具有图像处理装置的摄像装置的结构的框图。
[0040]本实施方式在具有摄像功能的摄像装置中应用图像处理装置,摄像装置的具体一例是数字照相机。
[0041]如图1所示,摄像装置具有镜头1、镜头驱动部2、镜头驱动控制电路3、摄像元件
4、摄像电路5、模拟/数字(A/D)转换部6、总线7、SDRAM8、图像处理部9、IXD驱动器10、IXD11、JPEG处理部12、存储器接口(I/F)13、记录介质14、操作部15、闪速(Flash)存储器
16、微计算机17。
[0042]镜头I是用于在摄像元件4上形成被摄体的光学像的光学系统。该镜头I可以由对焦镜头或变焦镜头等多个镜头构成。
[0043]镜头驱动部2驱动镜头I以进行对焦调整,或者在电动变焦镜头的情况下还进行变焦调整等。
[0044]镜头驱动控制电路3按照微计算机17的指令来控制镜头驱动部2并使其进行动作。
[0045]摄像元件4在摄像面上呈二维状配置有多个像素,对由镜头I形成的被摄体的光学像进行光电转换并输出图像信号。设该摄像元件4是输出具有多个颜色成分的图像信号的彩色摄像元件,但是,不限于CCD、CM0S、单板、三板等特定结构。并且,本实施方式的摄像元件4能够在通常读出模式以及以高于该通常读出模式的帧率进行读出的高速读出模式下进行动作。
[0046]摄像电路5对从摄像元件4输出的图像信号实施CDS(相关双重取样)处理和AGC(自动增益控制)处理等模拟处理。
[0047]A/D转换部6将由摄像电路5进行处理后的图像信号转换为数字信号(以下称为图像数据)。这里,关于从A/D转换部6输出的图像数据的比特精度,与通常读出模式时相比,高速读出模式时较低。作为具体例,在通常读出模式时被转换为10比特的数字信号,但是在高速读出模式时被转换为8比特的数字信号等。
[0048]总线7是从摄像装置内的某个位置向其他位置传输各种数据和命令等的传输路径。从A/D转换部6输出的图像数据经由该总线7被传输到SDRAM8。
[0049]SDRAM8是暂时存储包含图像数据在内的摄像装置内部产生的各种数据的存储部。该SDRAM8还被用作图像处理部9进行图像处理时的缓存。
[0050]作为本实施方式中的图像处理装置的一例的图像处理部9对所输入的图像数据进行后述各种图像处理。
[0051]IXD驱动器10将由图像处理部9进行处理后的图像数据或从记录介质14中读出并由JPEG处理部12进行解压缩后的图像数据等转换为影像信号,并将其输出到LCD11。
[0052]IXDll是根据从IXD驱动器10输入的影像信号显示图像的显示装置。另外,这里,作为显示装置,举出液晶显示器(LCD)的例子,但是,当然也可以使用有机电致发光(有机EL)等其他显示器件。
[0053]JPEG处理部12在记录图像时对由图像处理部9进行处理后的图像数据进行压缩,在再现图像时对被压缩的图像数据进行解压缩。这里,作为压缩/解压缩方式,针对静态图像使用例如JPEG或TIFF等,针对动态图像使用例如MPEG或H.264等。
[0054]存储器I/F13是用于供微计算机17等访问记录介质14并针对记录介质14进行写入或从记录介质14进行读出的接口。
[0055]记录介质14非易失地记录对由JPEG处理部12进行压缩后的图像数据附