JP4496472B2 - Image processing apparatus and method, and program - Google Patents
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Description
本発明は、画像処理装置および方法、並びにプログラムに関し、特に、人間の白順応と称する視覚特性に基づいて、画像信号のホワイトバランスを調整するようにした画像処理装置および方法、並びにプログラムに関する。 The present invention relates to an image processing apparatus, method, and program, and more particularly, to an image processing apparatus, method, and program that adjust white balance of an image signal based on visual characteristics called human white adaptation.
例えばディジタルスチルカメラおよびディジタルビデオカメラ等のように画像信号を撮影することができる撮像装置、並びにディスプレイやプリンタのように画像信号を再生することができる画像出力装置には、いわゆるホワイトバランスを調整する機能を有している。 For example, a so-called white balance is adjusted for an imaging apparatus that can capture an image signal such as a digital still camera and a digital video camera, and an image output apparatus that can reproduce the image signal such as a display or a printer. It has a function.
従来におけるホワイトバランスの調整方法には、光源毎に最適なホワイトバランスとなる目標値を設定しておき、撮像時の光源を特定して、その時点の光源のホワイトバランス制御信号の目標値を算出し、算出した目標値に向かうようなホワイトバランス補正量を算出するものがある(例えば、特許文献1参照)。 In the conventional white balance adjustment method, a target value for optimal white balance is set for each light source, the light source at the time of imaging is specified, and the target value of the white balance control signal of the light source at that time is calculated In some cases, the white balance correction amount is calculated so as to be directed to the calculated target value (see, for example, Patent Document 1).
従来の調整方法を用いた場合、光源が黒体軌跡にのる場合には、図1Aに示すように黒体軌跡が非線形であるために、色温度もしくは光源毎に引き込む方向を変える必要があった。光源が蛍光灯等であって黒体軌跡にのらない場合には、図1Bに示すように黒体軌跡上にのっていない光源の目標値を設定する必要がある等、ホワイトバランス制御が複雑になるという課題があった。 When the conventional adjustment method is used, when the light source is on a black body locus, the black body locus is nonlinear as shown in FIG. 1A, and therefore it is necessary to change the pull-in direction for each color temperature or light source. It was. When the light source is a fluorescent lamp or the like and does not follow the black body locus, it is necessary to set the target value of the light source not on the black body locus as shown in FIG. There was a problem of becoming complicated.
また、目標値に引き込む範囲の設定を間違えると、引き込み過ぎて青みがかかってしまったり、逆に黄みがかかってしまったりというような色差ずれ現象が起きてしまうという課題があった。 In addition, if the range to be pulled in to the target value is set incorrectly, there is a problem that a color difference phenomenon such as blue is applied due to excessive drawing or yellow is applied on the contrary.
さらに、人間にはある程度の許容範囲をもって白順応とする視覚特性があり、この視覚特性を利用したホワイトバランスの調整方法が確立していないという課題があった。 Furthermore, humans have a visual characteristic of white adaptation with a certain tolerance, and there is a problem that a method for adjusting white balance using this visual characteristic has not been established.
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、黒体軌跡上に引き込む場合に比較して、より容易にホワイトバランスを調整することができ、かつ、過度な引き込みによる色差ずれを抑止できるようにするものである。 The present invention has been made in view of such a situation, and it is possible to adjust the white balance more easily than in the case of drawing on a black body locus, and to suppress color difference shift due to excessive drawing. It is something that can be done.
本発明の画像処理装置は、画像信号に基づいて被写体の色温度を判定する判定手段と、所定の色空間において色温度に対応する基準点を決定する決定手段と、所定の色空間において基準点を中心とする所定の形状のホワイトバランス許容範囲を設定する設定手段と、所定の色空間における画像信号に対応する補正前の点とホワイトバランス許容範囲との位置関係に基づき、所定の形状の外周上に目標点を指定する指定手段と、補正前の点から目標点への移動量に対応して、画像信号に行うホワイトバランス処理を制御する制御手段とを含むことを特徴とする。 An image processing apparatus according to the present invention includes a determination unit that determines a color temperature of a subject based on an image signal, a determination unit that determines a reference point corresponding to the color temperature in a predetermined color space, and a reference point in the predetermined color space. A setting means for setting a white balance allowable range of a predetermined shape centered on the outer periphery of the predetermined shape based on a positional relationship between a white balance allowable range and a point before correction corresponding to an image signal in a predetermined color space The image processing apparatus includes: designation means for designating a target point; and control means for controlling white balance processing performed on the image signal in accordance with an amount of movement from the point before correction to the target point.
本発明の画像処理装置は、被写体の色温度を入力する入力手段をさらに含むことができ、前記決定手段は、所定の色空間において、判定手段によって判定された色温度または入力手段によって入力された色温度に対応する基準点を決定するようにすることができる。 The image processing apparatus of the present invention may further include an input unit that inputs the color temperature of the subject, and the determination unit is input by the color temperature determined by the determination unit or the input unit in a predetermined color space. A reference point corresponding to the color temperature can be determined.
前記設定手段は、所定の色空間において基準点を中心とし、視感実験に基づいて決定される楕円形状のホワイトバランス許容範囲を設定するようにすることができる。 The setting means may set an elliptical white balance allowable range determined based on a visual experiment with a reference point as a center in a predetermined color space.
本発明の画像処理方法は、画像信号に基づいて被写体の色温度を判定する判定ステップと、所定の色空間において色温度に対応する基準点を決定する決定ステップと、所定の色空間において基準点を中心とする所定の形状のホワイトバランス許容範囲を設定する設定ステップと、所定の色空間における画像信号に対応する補正前の点とホワイトバランス許容範囲との位置関係に基づき、所定の形状の外周上に目標点を指定する指定ステップと、補正前の点から目標点への移動量に基づいて画像信号に行うホワイトバランス処理を制御する制御ステップとを含むことを特徴とする。 The image processing method of the present invention includes a determination step of determining a color temperature of a subject based on an image signal, a determination step of determining a reference point corresponding to the color temperature in a predetermined color space, and a reference point in the predetermined color space A setting step for setting a white balance allowable range of a predetermined shape centering on the outer periphery of the predetermined shape based on a positional relationship between a white balance allowable range and a point before correction corresponding to an image signal in a predetermined color space It includes a designation step for designating a target point and a control step for controlling white balance processing performed on the image signal based on the amount of movement from the point before correction to the target point.
本発明のプログラムは、画像信号に基づいて被写体の色温度を判定する判定ステップと、所定の色空間において色温度に対応する基準点を決定する決定ステップと、所定の色空間において基準点を中心とする所定の形状のホワイトバランス許容範囲を設定する設定ステップと、所定の色空間における画像信号に対応する補正前の点とホワイトバランス許容範囲との位置関係に基づき、所定の形状の外周上に目標点を指定する指定ステップと、補正前の点から目標点への移動量に基づいて画像信号に行うホワイトバランス処理を制御する制御ステップとを含む処理をコンピュータに実行させることを特徴とする。 The program of the present invention includes a determination step of determining a color temperature of an object based on an image signal, a determination step of determining a reference point corresponding to the color temperature in a predetermined color space, and a reference point in the predetermined color space. On the outer periphery of the predetermined shape based on the setting step of setting the white balance allowable range of the predetermined shape and the positional relationship between the point before correction corresponding to the image signal in the predetermined color space and the white balance allowable range It is characterized by causing a computer to execute processing including a specifying step for specifying a target point and a control step for controlling white balance processing performed on an image signal based on the amount of movement from the point before correction to the target point.
本発明の画像処理装置および方法、並びにプログラムにおいては、画像信号に基づいて被写体の色温度が判定され、所定の色空間において色温度に対応する基準点が決定され、所定の色空間において基準点を中心とする所定の形状のホワイトバランス許容範囲が設定される。さらに、所定の色空間における画像信号に対応する補正前の点とホワイトバランス許容範囲との位置関係に基づき、所定の形状の外周上に目標点が指定され、補正前の点から目標点への移動量に基づいて画像信号に行うホワイトバランス処理が制御される。 In the image processing apparatus, method, and program of the present invention, the color temperature of the subject is determined based on the image signal, a reference point corresponding to the color temperature is determined in a predetermined color space, and the reference point is determined in the predetermined color space. A white balance allowable range having a predetermined shape centered on the center is set. Further, based on the positional relationship between the point before correction corresponding to the image signal in the predetermined color space and the white balance allowable range, a target point is designated on the outer periphery of the predetermined shape, and the point from the point before correction to the target point is specified. White balance processing performed on the image signal is controlled based on the movement amount.
本発明によれば、黒体軌跡上に引き込む場合に比較して、より容易にホワイトバランスを調整することができ、かつ、過度な引き込みによる色差ずれを抑止することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to adjust the white balance more easily than in the case of drawing on a black body locus, and to suppress color difference misalignment due to excessive drawing.
以下に本発明の実施の形態を説明するが、請求項に記載の構成要件と、発明の実施の形態における具体例との対応関係を例示すると、次のようになる。この記載は、請求項に記載されている発明をサポートする具体例が、発明の実施の形態に記載されていることを確認するためのものである。従って、発明の実施の形態中には記載されているが、構成要件に対応するものとして、ここには記載されていない具体例があったとしても、そのことは、その具体例が、その構成要件に対応するものではないことを意味するものではない。逆に、具体例が構成要件に対応するものとしてここに記載されていたとしても、そのことは、その具体例が、その構成要件以外の構成要件には対応しないものであることを意味するものでもない。 Embodiments of the present invention will be described below. Correspondences between constituent elements described in the claims and specific examples in the embodiments of the present invention are exemplified as follows. This description is to confirm that specific examples supporting the invention described in the claims are described in the embodiments of the invention. Therefore, even if there are specific examples that are described in the embodiment of the invention but are not described here as corresponding to the configuration requirements, the specific examples are not included in the configuration. It does not mean that it does not correspond to a requirement. On the contrary, even if a specific example is described here as corresponding to a configuration requirement, this means that the specific example does not correspond to a configuration requirement other than the configuration requirement. not.
さらに、この記載は、発明の実施の形態に記載されている具体例に対応する発明が、請求項に全て記載されていることを意味するものではない。換言すれば、この記載は、発明の実施の形態に記載されている具体例に対応する発明であって、この出願の請求項には記載されていない発明の存在、すなわち、将来、分割出願されたり、補正により追加されたりする発明の存在を否定するものではない。 Further, this description does not mean that all the inventions corresponding to the specific examples described in the embodiments of the invention are described in the claims. In other words, this description is an invention corresponding to the specific example described in the embodiment of the invention, and the existence of an invention not described in the claims of this application, that is, in the future, a divisional application will be made. It does not deny the existence of an invention that is added by correction.
請求項1に記載の画像処理装置(例えば、図2の画像処理装置1)は、画像信号に基づいて被写体の色温度を判定する判定手段(例えば、図3の色温度決定部22)と、所定の色空間(例えば、B-G,R-G平面)において色温度に対応する基準点を決定する決定手段(例えば、図3の基準点決定部24)と、所定の色空間において基準点を中心とする所定の形状のホワイトバランス許容範囲を設定する設定手段(例えば、図3の許容範囲設定部25)と、所定の色空間における画像信号に対応する補正前の点とホワイトバランス許容範囲との位置関係に基づき、所定の形状の外周上に目標点を指定する指定手段(例えば、図3の目標点度決定部26)と、補正前の点から目標点への移動量に対応して、画像信号に行うホワイトバランス処理を制御する制御手段(例えば、図3の補正量計算部27)とを含む。
The image processing apparatus according to claim 1 (for example, the
請求項2に記載の画像処理装置は、被写体の色温度を入力する入力手段(例えば、図2の外部センサ17または色温度入力部18)をさらに含み、決定手段は、所定の色空間において入力手段によって入力された色温度に対応する基準点を決定する。
The image processing apparatus according to claim 2 further includes an input unit (for example, the external sensor 17 or the color
請求項5に記載の画像処理方法は、画像信号に基づいて被写体の色温度を判定する判定ステップ(例えば、図8のステップS1)と、所定の色空間において色温度に対応する基準点を決定する決定ステップ(例えば、図8のステップS2)と、所定の色空間において基準点を中心とする所定の形状のホワイトバランス許容範囲を設定する設定ステップ(例えば、図8のステップS3)と、所定の色空間における画像信号に対応する補正前の点とホワイトバランス許容範囲との位置関係に基づき、所定の形状の外周上に目標点を指定する指定ステップ(例えば、図8のステップS4)と、補正前の点から目標点への移動量に対応して、画像信号に行うホワイトバランス処理を制御する制御ステップ(例えば、図8のステップS5)とを含む。 The image processing method according to claim 5 determines a color temperature of the subject based on the image signal (for example, step S1 in FIG. 8), and determines a reference point corresponding to the color temperature in a predetermined color space. A determining step (for example, step S2 in FIG. 8), a setting step (for example, step S3 in FIG. 8) for setting a white balance allowable range having a predetermined shape centered on the reference point in a predetermined color space, A designation step (for example, step S4 in FIG. 8) for designating a target point on the outer periphery of a predetermined shape based on the positional relationship between the point before correction corresponding to the image signal in the color space of the color space and the white balance allowable range; And a control step (for example, step S5 in FIG. 8) for controlling white balance processing performed on the image signal in accordance with the amount of movement from the point before correction to the target point.
なお、本発明のプログラムの請求項に記載の構成要件と、発明の実施の形態における具体例との対応関係は、上述した本発明の情報処理方法のものと同様であるので、その記載は省略する。 The correspondence between the configuration requirements described in the claims of the program of the present invention and the specific examples in the embodiment of the present invention is the same as that of the information processing method of the present invention described above, so that description thereof is omitted. To do.
以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。 Hereinafter, specific embodiments to which the present invention is applied will be described in detail with reference to the drawings.
図2は、本発明の一実施の形態である画像処理装置の構成例を示している。この画像処理装置1は、人間が有する白順応と称する視覚特性を利用して、取得した画像信号のホワイトバランスを調整するものである。
FIG. 2 shows a configuration example of an image processing apparatus according to an embodiment of the present invention. This
シャッタ、絞り、および集光レンズ等から構成されるレンズ系11は、被写体の光学像をCCD(Charge Coupled Device)およびCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)等の撮像素子12に集束させる。撮像素子12は、レンズ系11によって集束された光学像を光電変換によって電気信号であるアナログの画像信号R,G,Bに変換し、アナログ・ディジタル変換部(A/D,S/H,AGC)13に出力する。アナログ・ディジタル変換部13は、撮像素子12から入力されたアナログの画像信号R,G,Bに対して、サンプリング処理、ゲインコントロール処理、およびディジタル変換処理を施して、ホワイトバランス(WB)調整部14および補正量決定部19に出力する。
A lens system 11 including a shutter, a diaphragm, a condenser lens, and the like focuses an optical image of a subject on an
ホワイトバランス調整部14は、補正量決定部19からの制御に従い、アナログ・ディジタル変換部13から入力される画像信号R,G,Bのホワイトバランスを調整し、ガンマ補正部15に出力する。ガンマ補正部15は、ホワイトバランス調整部14から入力される画像信号R,G,Bに所定のガンマ処理を施して信号変換部16に出力する。信号変換部16は、ガンマ補正部15から入力される画像信号R,G,Bを、輝度信号Yおよび色差信号B-Y,R-Yに変換して後段に出力する。
The white
外部センサ17は、レンズ系11によって撮影される被写体の色温度を検知して補正量決定部19に出力する。色温度入力部18は、ユーザによって指定された色温度を補正量決定部19に出力する。
The external sensor 17 detects the color temperature of the subject imaged by the lens system 11 and outputs it to the correction
補正量決定部19は、アナログ・ディジタル変換部13から入力される画像信号R,G,B、に基づき、ホワイトバランス調整部14におけるホワイトバランスの補正量を制御する。また、補正量決定部19は、外部センサ17または色温度入力部18から入力される色温度に基づいてホワイトバランス調整部14におけるホワイトバランスの補正量を制御することができる。
The correction
図3は、補正量決定部19の詳細な構成例を示している。無彩色抽出部21は、アナログ・ディジタル変換部13から入力される画像信号R,G,Bから無彩色成分を抽出して色温度決定部22に出力する。色温度決定部22は、無彩色抽出部21からの入力に基づき、被写体の色温度を決定して演算部23に出力する。演算部23は、アナログ・ディジタル変換部13から入力される画像信号R,G,Bと、色温度決定部22から入力される被写体の色温度に基づいて、ホワイトバランス調整部14におけるホワイトバランスの補正量を演算する。なお、色温度決定部22から入力される被写体の色温度ではなく、外部センサ17または色温度入力部18から入力される色温度に基づいてホワイトバランス調整部14におけるホワイトバランスの補正量を演算するようにすることもできる。
FIG. 3 shows a detailed configuration example of the correction
演算部23の基準点決定部24は、入力された色温度において白となる基準点S0(図1Aおよび図1Bの従来の補正後の点に相当)を決定する。許容範囲設定部25は、基準点S0を中心とする楕円形状のホワイトバランス許容範囲(図1Aおよび図1Bに示された楕円の領域に相当)を設定する。目標点決定部26は、アナログ・ディジタル変換部13から入力される画像信号の補正前の点S1とホワイトバランス許容範囲を示す楕円とに基づき、補正後の目標点S2’を決定する。補正量計算部27は、補正前の点S1を目標点S2’に補正するための補正量fを計算し、ホワイトバランス補正量を算出してホワイトバランス調整部14に出力する。
The reference point determination unit 24 of the
ここで、許容範囲設定部25によりホワイトバランス許容範囲として設定される楕円のの決定方法について説明する。この楕円は上述したように、人間が有する白順応と称する視覚特性に基づくものである。この楕円のサイズは、以下の視感実験により取得することができる。まず、指定された色温度に対応する色を表示できるディスプレイを用意し、図4に示すように、ディスプレイの画面内の周囲に黒の枠41、枠41内には無彩色領域42を設けて、被験者に無彩領域42に表示される色以外の色が目に入らないようにする。
Here, a method of determining an ellipse set as the white balance allowable range by the allowable
無彩色領域42には、図5に示す横軸にa*、縦軸にb*をとるCIELab色空間において、X印を用いて示すa*,b*をそれぞれ例えば−15から15まで1ずつ変化させた961(=31×31)段階の無彩色を表示させる。そして無彩色領域42に表示された無彩色を被験者が「無彩色である」と認識した場合には、そのCIELab色空間上の点に●印をプロットする。 In the achromatic color region 42, in the CIELab color space having a * on the horizontal axis and b * on the vertical axis shown in FIG. The changed 961 (= 31 × 31) achromatic colors are displayed. When the subject recognizes the achromatic color displayed in the achromatic color region 42 as “achromatic color”, a mark ● is plotted at a point on the CIELab color space.
「無彩色である」と認識されたCIELab色空間の点のa*,b*それぞれの平均値を用いれば、マハラノビスの距離は次式(1)によって表すことができる。
なお、「無彩色である」と認識されたCIELab色空間の点のうち、楕円の内側に存在するものの割合を示す信頼度Pは、次式(2)によって表すことができる。
したがって、信頼度95%の確率楕円を求めるためには式(2)のPに0.95を代入し、次式(3)のようにすればよい。
式(3)の条件のもとで式(1)を解けば、D2=5.9915が算出される。 If equation (1) is solved under the condition of equation (3), D 2 = 5.9915 is calculated.
ここで信頼度95%の確率楕円は、信頼度P=0.95となるCIELab色空間の点の集合、すなわちマハラノビスの距離D2=5.9915の楕円の内部として表すことができる。このようにして、図6に示される楕円が決定される。 Here, a probability ellipse having a reliability of 95% can be expressed as a set of points in the CIELab color space with a reliability P = 0.95, that is, the inside of an ellipse having a Mahalanobis distance D 2 = 5.9915. In this way, the ellipse shown in FIG. 6 is determined.
なお、今回は精度を高めるためにマハラノビス距離を用いて許容範囲を算出したが、重み付けユークリッド距離等一般的に使用されている多変量解析手法を用いてもよい。 In this case, the allowable range is calculated using the Mahalanobis distance in order to increase accuracy, but a commonly used multivariate analysis method such as a weighted Euclidean distance may be used.
以上のようにして決定された楕円の内部を、人間の目が「無彩色である」として許容できる範囲と定め、確率楕円の式をホワイトバランス許容範囲の算出式に用いることにする。次に楕円の中心値とa*,b*の中心値との距離および角度を求める。求めたa*,b*から、中心のRGB値を(255,255,255)とした時のRGB値に算出する。例としてLabからsRGBの変換式を次式(4)乃至(13)に示す。 The inside of the ellipse determined as described above is determined as a range that is acceptable as the human eye is “achromatic”, and the probability ellipse formula is used as a formula for calculating the white balance allowable range. Next, the distance and angle between the center value of the ellipse and the center values of a * and b * are obtained. From the obtained a * and b *, an RGB value when the central RGB value is (255, 255, 255) is calculated. As an example, conversion equations from Lab to sRGB are shown in the following equations (4) to (13).
LabからXYZへの変換式
fx>0.2069のとき
fx≦0.2069のとき
fy>0.2069のとき
fy≦0.2069のとき
fz>0.2069のとき
fz≦0.2069のとき
XYZからRGBへの変換式
RGBからsRGBへの変換式
R,G,B≦0.0031308
R, G, B ≦ 0.0031308
R,G,B>0.0031308
以上のように楕円の短軸、長軸それぞれのRGB値を求め、算出した値を基にして、図7に示すR-Y,B-Y値と軸に対する傾き角θを求め、ホワイトバランス許容範囲を決定する。傾き角θや各色温度ごとのR-Y,B-Y値については、D55,D65等の各光源の最大値と最小値をテーブル化し、色温度間は線形補間を行うようにする。なお、より精度の高いホワイトバランス許容範囲が求められる場合には、色温度から計算式を用いて算出するようにしてもよい。 As described above, the RGB values of the short axis and the long axis of the ellipse are obtained, and based on the calculated values, the RY and BY values shown in FIG. 7 and the inclination angle θ with respect to the axis are obtained, and the white balance allowable range is determined. . For the inclination angle θ and the RY and BY values for each color temperature, the maximum and minimum values of each light source such as D 55 and D 65 are tabulated, and linear interpolation is performed between the color temperatures. When a more accurate white balance allowable range is required, it may be calculated from the color temperature using a calculation formula.
また上述した視感実験は、CIELab色空間以外の他の色空間を用いて行ってもかまわない。 Moreover, the above-described visual experiment may be performed using a color space other than the CIELab color space.
次に、画像処理装置1によるホワイトバランス調整処理について、図8のフローチャートを参照して説明する。このホワイトバランス調整処理は、レンズ系11によって集束された被写体の光学像が撮像素子12によって画像信号R,G,Bに変換され、さらに、アナログ・ディジタル変換部13によりサンプリング処理、ゲインコントロール処理、およびディジタル変換処理が施されて、ホワイトバランス調整部14および補正量決定部19に入力されたときに開始される。
Next, white balance adjustment processing by the
ステップS1において、ホワイトバランス調整部14の無彩色抽出部21は、アナログ・ディジタル変換部13から入力された画像信号R,G,Bから無彩色成分を抽出して色温度決定部22に出力する。色温度決定部22は、無彩色抽出部21からの入力に基づいて被写体の色温度を決定し、演算部23に出力する。
In step S <b> 1, the achromatic
ステップS2において、演算部23の基準点決定部24は、入力された色温度において白となる基準点S0を決定する。ステップS3において、許容範囲設定部25は、図9に示すように、基準点S0をB-G,R-G平面の中心とする楕円形状のホワイトバランス許容範囲を設定する。
In step S2, the reference point determining unit 24 of
ステップS4において、目標点決定部26は、図10に示すように、アナログ・ディジタル変換部13から入力される画像信号の補正前の点S1(R1,B1)をB-G,R-G平面にプロットする。補正前の点S1(R1,B1)が楕円の外に位置する場合、以下の処理を行う。補正前の点S1(R1,B1)が楕円内に位置する場合の処理は後述する。図11に示すように、楕円の長軸と短軸が、B-G,R-G平面の軸と重なるように、点S1と楕円を回転させる。この回転角をθとする。また、回転後の補正前の点をS1’とする。さらに目標点決定部26は、図12に示すように、楕円を縦軸方向または横軸方向に所定の倍率で縮小変換(または拡大変換)して円に変形し、図13に示すように、回転後の補正前の点をS1’と基準点S0とを結ぶ直線lと、円との交点S2を算出する。次に目標点決定部26は、図14に示すように、交点S2の座標を、楕円から円に変形したときの逆の変換を行い、さらに−θだけ回転させることにより、楕円上の目標値S2’(R2’,B2’)を決定する。
In step S4, as shown in FIG. 10, the target
なお、上述したように、補正前の点S1と基準点S0とを結ぶ直線lと、楕円との交点を目標値S2’とする代わりに、図15に示すように、楕円の長軸を横軸、短軸を縦軸に見立てた座標系において、補正前の点S1の横軸座標が2焦点の間に位置するときには、補正前の点S1から横軸への垂線と楕円との交点を目標値S2’とし、補正前の点S1の横軸座標が2焦点の外側に位置するときには、補正前の点S1から近い方の焦点とを結ぶ直線と、楕円との交点を目標値S2’とするようにしてもよい。 As described above, instead of setting the intersection of the straight line l connecting the point S 1 before correction and the reference point S 0 and the ellipse as the target value S 2 ′, as shown in FIG. the abscissa axis in the minor axis coordinate system likened to the longitudinal axis, when the horizontal axis coordinate before correction point S 1 is positioned between the two focal points, and the perpendicular from the point S 1 before correction to the horizontal axis the intersection of the ellipse and the target value S 2 ', when the horizontal axis coordinate before correction point S 1 is located outside of a focal point, a straight line connecting the focal point closer in terms S 1 before correction, oval The point of intersection with may be set to the target value S 2 ′.
図8に戻る。ステップS5において、補正量計算部27は、補正前の点S1(R1,B1)を目標点S2’(R2’,B2’)に補正するための補正量fr,fbを、次式(14)を用いて計算する。
Returning to FIG. In step S5, the correction
また式(14)に基づき、次式(15)に示すようにしてR2’,B2’を算出する。 Further, based on the equation (14), R 2 ′ and B 2 ′ are calculated as shown in the following equation (15).
ステップS6において、補正量計算部27は、ステップS5の計算結果に基づいて、図1に示されたB/G,R/GのRatio平面における補正量を計算し、計算した補正量に基づいてホワイトバランス調整部14を制御する。なお、ステップS6の処理の詳細については、本出願人が提案済の特願2003−318192号に記載の処理と同様であるので、その説明は省略する。
In step S6, the correction
補正量計算部27からの制御に従い、ホワイトバランス調整部14は、アナログ・ディジタル変換部13から入力される画像信号R,G,Bのホワイトバランスを調整し、ガンマ補正部15に出力する。
In accordance with control from the correction
なお、ステップS4において、プロットした補正前の点S1(R1,B1)が楕円内に位置する場合には、本出願人が提案済の特願2003−090611号に記載されている色収束手法を適用し、図16に示すように、円の中心(基準点S0)に収束するように補正を行う。 In step S4, when the plotted point S 1 (R 1 , B 1 ) before correction is located within the ellipse, the color described in Japanese Patent Application No. 2003-090611 proposed by the present applicant. As shown in FIG. 16, a convergence method is applied and correction is performed so as to converge to the center of the circle (reference point S 0 ).
具体的には、図17および図18に示すように、色差信号B-Y,R-Yに中心点からの距離sに応じたゲイン量gainを設定することにより補正する。まず次式(16)を用いて中心点からの距離sを計算する。 Specifically, as shown in FIGS. 17 and 18, the color difference signals BY and RY are corrected by setting a gain amount gain corresponding to the distance s from the center point. First, the distance s from the center point is calculated using the following equation (16).
そして次式(17)に示すように、ゲイン量gainとして距離sのγ乗を計算する。 Then, as shown in the following equation (17), the γ power of the distance s is calculated as the gain amount gain.
さらに計算してゲイン量gainを用いた次式(18)に示すように、色差信号B-Y,R-Yの信号にゲイン量gainをかけて色収束を行う。 Further, as shown in the following equation (18) using the gain amount gain, color convergence is performed by multiplying the signals of the color difference signals BY and RY by the gain amount gain.
なお、円周上の色についてはゲイン量が1のため結果的に補正が行われず、中心に近づくに従いゲイン量gainが大きくなるので、より中心に収束され易い補正が行われることが分かる。このような色収束法により、楕円内に位置する色差がずれている信号についても、色温度に合った基準点に引き込まれることにより、より正確なホワイトバランス処理を行うことができる。 As for the color on the circumference, since the gain amount is 1, no correction is performed as a result, and the gain amount gain increases as it approaches the center, so that it is understood that correction that is more easily converged to the center is performed. With such a color convergence method, a signal with a different color difference located within the ellipse can be drawn into a reference point that matches the color temperature, thereby performing more accurate white balance processing.
以上、画像処理装置1によるホワイトバランス調整処理の説明を終了する。このホワイトバランス調整処理によれば、人間の視覚特性に応じた自然なホワイトバランス制御が可能になる。
This is the end of the description of the white balance adjustment process performed by the
なお、本発明は、図1Aに示されたように光源が黒体軌跡にのる場合だけでなく、図1Bに示されたように光源が黒体軌跡にのらない場合にも適用することが可能である。 It should be noted that the present invention is applicable not only when the light source is on a black body locus as shown in FIG. 1A but also when the light source is not on a black body locus as shown in FIG. 1B. Is possible.
また、本発明は、ディジタルスチルカメラ、およびビデオカメラ等の撮像装置、並びにディスプレイ、およびプリンタ等の画像出力装置に適用することができる。 The present invention can also be applied to image pickup apparatuses such as digital still cameras and video cameras, and image output apparatuses such as displays and printers.
また、ビデオレコーダ、およびDVDプレイヤ等の画像再生装置においても、画像記録時のの被写体の色温度をフィードバック可能であれば、本発明を適用して、画像出力装置に供給する画像信号を補正することが可能である。 Further, even in an image reproduction apparatus such as a video recorder and a DVD player, if the color temperature of a subject at the time of image recording can be fed back, the present invention is applied to correct an image signal supplied to the image output apparatus. It is possible.
ところで、演算部23による上述した一連の処理は、ハードウェアにより実行させることもできるが、ソフトウェアにより実行させることもできる。一連の処理をソフトウェアにより実行させる場合には、そのソフトウェアを構成するプログラムが、専用のハードウェアに組み込まれているコンピュータ、または、各種のプログラムをインストールすることで、各種の機能を実行することが可能な、例えば図19に示されるような汎用のパーソナルコンピュータなどに、記録媒体からインストールされる。
By the way, the series of processes described above by the
このパーソナルコンピュータ50は、CPU(Central Processing Unit)51を内蔵している。CPU51にはバス54を介して、入出力インタフェース55が接続されている。バス54には、ROM(Read Only Memory)52およびRAM(Random Access Memory)53が接続されている。
The personal computer 50 includes a CPU (Central Processing Unit) 51. An input /
入出力インタフェース55には、ユーザが操作コマンドを入力するキーボード、マウス、等の入力デバイスよりなる入力部56、合成された映像信号を表示するCRT(Cathode Ray Tube)またはLCD(Liquid Crystal Display)等のディスプレイよりなる出力部57、プログラムや各種データを格納するハードディスクドライブなどよりなる記憶部58、およびモデム、LAN(Local Area Network)アダプタなどよりなり、インタネットに代表されるネットワークを介した通信処理を実行する通信部59が接続されている。また、磁気ディスク(フレキシブルディスクを含む)、光ディスク(CD-ROM(Compact Disc-Read Only Memory)、DVD(Digital Versatile Disc)を含む)、光磁気ディスク(MD(Mini Disc)を含む)、もしくは半導体メモリなどの記録媒体61に対してデータを読み書きするドライブ60が接続されている。
The input /
このパーソナルコンピュータ50に上述した一連の処理を実行させるプログラムは、記録媒体61に格納された状態でパーソナルコンピュータ50に供給され、ドライブ60によって読み出されて記憶部58に内蔵されるハードディスクドライブにインストールされている。記憶部58にインストールされているプログラムは、入力部56に入力されるユーザからのコマンドに対応するCPU51の指令によって、記憶部58からRAM53にロードされて実行される。
A program for causing the personal computer 50 to execute the above-described series of processing is supplied to the personal computer 50 while being stored in the
なお、本明細書において、プログラムに基づいて実行されるステップは、記載された順序に従って時系列的に行われる処理はもちろん、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的あるいは個別に実行される処理をも含むものである。 In this specification, the steps executed based on the program are executed in parallel or individually even if they are not necessarily processed in time series, as well as processes executed in time series according to the described order. It also includes processing.
また、プログラムは、1台のコンピュータにより処理されるものであってもよいし、複数のコンピュータによって分散処理されるものであってもよい。さらに、プログラムは、遠方のコンピュータに転送されて実行されるものであってもよい。 The program may be processed by a single computer, or may be distributedly processed by a plurality of computers. Furthermore, the program may be transferred to a remote computer and executed.
1 画像処理装置, 14 ホワイトバランス調整部, 17 外部センサ, 18 色温度入力部, 19 補正量決定部, 21 無彩色抽出部, 22 色温度決定部, 23 演算部, 24 基準点決定部, 25 許容範囲設定部, 26 目標点決定部, 27 補正量計算部
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記画像信号に基づいて前記被写体の色温度を判定する判定手段と、
所定の色空間において前記色温度に対応する基準点を決定する決定手段と、
前記所定の色空間において前記基準点を中心とする所定の形状のホワイトバランス許容範囲を設定する設定手段と、
前記所定の色空間における前記画像信号に対応する補正前の点と前記ホワイトバランス許容範囲との位置関係に基づき、前記所定の形状の外周上に目標点を指定する指定手段と、
前記補正前の点から前記目標点への移動量に対応して、前記画像信号に行うホワイトバランス処理を制御する制御手段と
を含むことを特徴とする画像処理装置。 In an image processing apparatus that performs white balance processing on an image signal obtained by imaging a subject,
Determining means for determining a color temperature of the subject based on the image signal;
Determining means for determining a reference point corresponding to the color temperature in a predetermined color space;
Setting means for setting a white balance tolerance of a predetermined shape centered on the reference point in the predetermined color space;
Designating means for designating a target point on an outer periphery of the predetermined shape based on a positional relationship between a point before correction corresponding to the image signal in the predetermined color space and the white balance allowable range;
An image processing apparatus comprising: control means for controlling white balance processing performed on the image signal in accordance with a movement amount from the point before correction to the target point.
前記決定手段は、所定の色空間において、前記判定手段によって判定された前記色温度または前記入力手段によって入力された前記色温度に対応する基準点を決定する
ことを特徴する請求項1に記載の画像処理装置。 An input means for inputting the color temperature of the subject;
2. The determination unit according to claim 1, wherein the determination unit determines a reference point corresponding to the color temperature determined by the determination unit or the color temperature input by the input unit in a predetermined color space. Image processing device.
ことを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。 2. The image processing according to claim 1, wherein the setting unit sets an oval-shaped white balance allowable range determined based on a visual experiment with the reference point in the predetermined color space as a center. apparatus.
ことを特徴とする請求項3に記載の画像処理装置。 In the visual experiment, an achromatic color corresponding to a sampling point on a predetermined color space is presented to a subject, and a result of color recognition by the subject is plotted on the predetermined color space. The image processing apparatus according to 3.
前記画像信号に基づいて前記被写体の色温度を判定する判定ステップと、
所定の色空間において前記色温度に対応する基準点を決定する決定ステップと、
前記所定の色空間において前記基準点を中心とする所定の形状のホワイトバランス許容範囲を設定する設定ステップと、
前記所定の色空間における前記画像信号に対応する補正前の点と前記ホワイトバランス許容範囲との位置関係に基づき、前記所定の形状の外周上に目標点を指定する指定ステップと、
前記補正前の点から前記目標点への移動量に対応して、前記画像信号に行うホワイトバランス処理を制御する制御ステップと
を含むことを特徴とする画像処理方法。 In an image processing method for performing white balance processing on an image signal obtained by imaging a subject,
A determination step of determining a color temperature of the subject based on the image signal;
A determining step for determining a reference point corresponding to the color temperature in a predetermined color space;
A setting step of setting a white balance allowable range of a predetermined shape centered on the reference point in the predetermined color space;
A designation step for designating a target point on the outer periphery of the predetermined shape based on a positional relationship between a point before correction corresponding to the image signal in the predetermined color space and the white balance allowable range;
And a control step of controlling white balance processing performed on the image signal in accordance with an amount of movement from the point before correction to the target point.
前記画像信号に基づいて前記被写体の色温度を判定する判定ステップと、
所定の色空間において前記色温度に対応する基準点を決定する決定ステップと、
前記所定の色空間において前記基準点を中心とする所定の形状のホワイトバランス許容範囲を設定する設定ステップと、
前記所定の色空間における前記画像信号に対応する補正前の点と前記ホワイトバランス許容範囲との位置関係に基づき、前記所定の形状の外周上に目標点を指定する指定ステップと、
前記補正前の点から前記目標点への移動量に対応して、前記画像信号に行うホワイトバランス処理を制御する制御ステップと
を含む処理をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。 A program for performing white balance processing on an image signal obtained by imaging a subject,
A determination step of determining a color temperature of the subject based on the image signal;
A determining step for determining a reference point corresponding to the color temperature in a predetermined color space;
A setting step of setting a white balance allowable range of a predetermined shape centered on the reference point in the predetermined color space;
A designation step for designating a target point on the outer periphery of the predetermined shape based on a positional relationship between a point before correction corresponding to the image signal in the predetermined color space and the white balance allowable range;
A program that causes a computer to execute processing including a control step of controlling white balance processing performed on the image signal in accordance with the amount of movement from the point before correction to the target point.
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