專利名稱：成像裝置和成像裝置中的成像結(jié)果處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種成像裝置和成像裝置中的成像結(jié)果處理方法，并能夠應(yīng)用在例如電子照相機(jī)中。本發(fā)明使用三維查找表，并通過使用三維查找表校正成像結(jié)果，從而能夠簡單、靈活地校正圖像質(zhì)量，有效地避免了圖像質(zhì)量的劣化。

背景技術(shù)：
傳統(tǒng)上，已經(jīng)提供了一種電子照相機(jī)，根據(jù)色彩模式的選擇，允許對圖像質(zhì)量進(jìn)行各種設(shè)置，因此，能夠廣泛地適應(yīng)各種成像環(huán)境、用戶偏好等。
具體來說，在這種類型的電子照相機(jī)中，通過成像元件獲得的圖像數(shù)據(jù)經(jīng)歷自動白平衡調(diào)節(jié)、灰度校正、和色度校正，隨后以與DCF(像機(jī)文件系統(tǒng)的設(shè)計規(guī)則)兼容的格式記錄在作為記錄介質(zhì)的存儲卡中。在根據(jù)色彩模式選擇進(jìn)行圖像質(zhì)量的設(shè)置中，可切換灰度校正和色度校正的設(shè)置。
灰度校正是指使用非線性功能來校正紅、綠、和藍(lán)(RGB)所定義的圖像數(shù)據(jù)的灰度。在灰度校正中，舉例來說，對圖像質(zhì)量的亮度感和對比度感進(jìn)行操作，從而使成像結(jié)果的對比度接近成像目標(biāo)的實(shí)際樣子的對比度。在例如日本公開專利第2004-104464號中，已經(jīng)提出了關(guān)于校正的各種配置。當(dāng)根據(jù)色彩模式設(shè)置圖像質(zhì)量時，在灰度校正中改變定義非線性功能的參數(shù)。
與之相反，色度校正是指基于RGB的圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成基于亮度信號和色差信號的圖像數(shù)據(jù)、然后基于亮度信號和色差信號的圖像數(shù)據(jù)在由色差信號定義的色差平面上被線性轉(zhuǎn)換的處理。色度校正被應(yīng)用于色調(diào)調(diào)節(jié)和色度調(diào)節(jié)，其中，增加色度以提供令人印象深刻的圖像質(zhì)量，或者降低色度以防止灰度誤差。當(dāng)根據(jù)色彩模式設(shè)置圖像質(zhì)量時，在色度校正中改變定義線性轉(zhuǎn)換處理的參數(shù)。
因此，在電子照相機(jī)中，根據(jù)成像環(huán)境和用戶偏好，預(yù)備并記錄了多種類型的與灰度校正和色度校正相關(guān)的兩組參數(shù)。成像時色彩模式的選擇決定了相關(guān)參數(shù)的設(shè)置。
但是，通過灰度校正和色度校正調(diào)節(jié)圖像質(zhì)量的處理在實(shí)際使用中存在不足。
具體而言，當(dāng)如上所述通過在色差平面上進(jìn)行線性轉(zhuǎn)換實(shí)施色度校正時，亮度也發(fā)生改變，這導(dǎo)致圖像質(zhì)量下降。這個問題是由于伴隨著相應(yīng)明度增加的色度增加引起的。更具體地說，盡管色差信號電平的改變不會引起亮度信號的改變，但是在作為接近人類感知的色彩系統(tǒng)的L*a*b*色彩系統(tǒng)中，色差信號的這種電平改變會導(dǎo)致明度(lightness)L*的改變。當(dāng)通過色度校正增加了色差信號的增益時，明度L*在具有高色度和低明度的區(qū)域中增加，破壞了成像結(jié)果的三維景像。
作為一種解決這個問題的方法，通過由紅、綠和藍(lán)信號組成的圖像數(shù)據(jù)的3×3矩陣運(yùn)算來進(jìn)行色度校正是可行的一種方法。但是，這種方法也不能完全防止明度的改變。
另外，存在另外一個問題，即，灰度校正和色度校正是用于轉(zhuǎn)換整個色空間的處理，因此只調(diào)節(jié)色空間的限定區(qū)域存在難度。因此，不能夠靈活校正圖像質(zhì)量。例如，紅色區(qū)域的色調(diào)調(diào)節(jié)導(dǎo)致了不自然的皮膚顏色，黃色區(qū)的色調(diào)操作會影響綠色區(qū)。結(jié)果，對各代表色的調(diào)節(jié)操作互相影響，因而沒法對所有代表色彩都進(jìn)行適度的調(diào)節(jié)。
此外，還存在一個問題，即，盡管色空間包括容易飽和的色彩和具有飽和下降趨勢的色彩，但是灰度校正和色度校正不能夠提供考慮到這些對立色彩的存在的處理，因此，很容易由于色彩飽和度引起圖像質(zhì)量的劣化。
作為解決上述問題(該問題與靈活性有關(guān))的一種方法，已經(jīng)提出了這樣一種方法，其中，將即將在色度校正中使用的色空間劃分為多個區(qū)域，然后在分別劃分的區(qū)域中執(zhí)行處理。但是，即使通過這種方法，實(shí)際上也無法防止諸如紅色和皮膚色、及黃色和綠色等具有類似色調(diào)的色彩之間的相互影響。
因此，這些問題不僅出現(xiàn)在當(dāng)基于色彩模式調(diào)節(jié)圖像質(zhì)量的時候，也必然出現(xiàn)在當(dāng)在電子照相機(jī)中執(zhí)行諸如γ校正和色度校正的灰度校正的時候。
作為一并解決這些問題的方法，存在一種將成像結(jié)果作為文件記錄并存儲、并將其下載至計算機(jī)、隨后接受編輯處理的方法。但是，這種方法強(qiáng)迫用戶進(jìn)行繁瑣的操作，因此，不是所有用戶都能容易地使用這種方法。


發(fā)明內(nèi)容
考慮到上述問題，作出本發(fā)明，其目的是提供一種成像裝置和成像裝置中的成像結(jié)果處理方法，能夠容易、靈活地校正圖像質(zhì)量，同時有效地避免圖像質(zhì)量的劣化。
為了解決上述問題，根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例，提供了一種成像裝置，包括成像元件，用于輸出在成像平面上形成的光學(xué)圖像的成像結(jié)果；透鏡，用于在成像平面上形成光學(xué)圖像；圖像處理器，用于通過使用三維查找表(3D-LUT)對成像結(jié)果進(jìn)行色彩調(diào)節(jié)；以及記錄器，用于將通過圖像處理器處理的成像結(jié)果記錄在記錄介質(zhì)中。
根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例，提供了一種成像裝置中的成像結(jié)果處理方法。該方法包括通過使用三維查找表，對成像元件獲得的成像結(jié)果進(jìn)行色彩調(diào)節(jié)。
根據(jù)第一實(shí)施例，只有明度或色度能夠進(jìn)行校正，這使得色度能夠在防止明度改變的情況下得到校正。此外，能夠最佳地調(diào)節(jié)所有代表色彩，使得對于各個代表色彩的調(diào)節(jié)操作彼此沒有影響。另外，不需要使用計算機(jī)等，就能校正圖像質(zhì)量。這些優(yōu)勢允許容易、靈活地校正圖像質(zhì)量，從而有效地防止圖像質(zhì)量的劣化。
因此，第二實(shí)施例能夠提供一種能夠容易、靈活地校正圖像質(zhì)量、從而有效地防止圖像質(zhì)量劣化的成像裝置中的成像結(jié)果處理方法。
根據(jù)本發(fā)明的這些實(shí)施例，能夠容易、靈活地校正圖像質(zhì)量，從而有效地防止其劣化。



圖1示出了根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的電子照相機(jī)的3D-LUT模塊的方框圖； 圖2示出了根據(jù)第一實(shí)施例的電子照相機(jī)的透視圖； 圖3是示出圖2的電子照相機(jī)中的菜單屏幕的平面圖； 圖4示出了根據(jù)第一實(shí)施例的電子照相機(jī)的方框圖； 圖5是用于說明圖2的電子照相機(jī)中的圖像質(zhì)量校正的示意圖； 圖6是用于說明圖1的3D-LUT模塊的格點(diǎn)的示意圖； 圖7是示出圖6的格點(diǎn)之間的關(guān)系、基準(zhǔn)格點(diǎn)、及偏移量的示意圖； 圖8是示出圖6的格點(diǎn)和輸入數(shù)據(jù)之間的關(guān)系的示意圖； 圖9是示出用于建立針對圖1的3D-LUT模塊的校正數(shù)據(jù)的分析處理的流程圖； 圖10是示出用于建立針對圖1的3D-LUT模塊的校正數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換處理的流程圖； 圖11示出了根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的電子照相機(jī)的菜單屏幕的平面圖； 圖12是示出與圖11的菜單屏幕相關(guān)的一系列處理步驟的流程圖； 圖13示出了根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的電子照相機(jī)的方框圖； 圖14是用于說明圖13的電子照相機(jī)的操作的特征曲線圖； 圖15示出了根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的電子照相機(jī)的方框圖； 圖16是用于說明圖15的電子照相機(jī)的操作的特征曲線圖； 圖17示出了根據(jù)本發(fā)明第六實(shí)施例的電子照相機(jī)的方框圖； 圖18示出了根據(jù)本發(fā)明第七實(shí)施例的電子照相機(jī)的方框圖； 圖19示出了應(yīng)用于根據(jù)本發(fā)明第九實(shí)施例的電子照相機(jī)的3D-LUT模塊的方框圖； 圖20示出了應(yīng)用于根據(jù)本發(fā)明第十實(shí)施例的電子照相機(jī)的3D-LUT模塊的方框圖； 圖21是用于說明根據(jù)本發(fā)明第十二實(shí)施例的電子照相機(jī)的操作的示意圖； 圖22是用于說明當(dāng)在記錄介質(zhì)中記錄由色彩信號定義的圖像數(shù)據(jù)時的電子照相機(jī)的操作的示意圖； 圖23示出了應(yīng)用于根據(jù)本發(fā)明第十四實(shí)施例的電子照相機(jī)的3D-LUT模塊的方框圖； 圖24是示出在圖23的3D-LUT模塊中用于色差信號的輸入側(cè)3D-LUT的特性的特征曲線圖； 圖25是示出在圖23的3D-LUT模塊中用于色差信號的輸出側(cè)3D-LUT的特性的特征曲線圖； 圖26是示出在圖23的3D-LUT模塊中用于亮度信號的輸入側(cè)3D-LUT的特性的特征曲線圖； 圖27是示出在圖23的3D-LUT模塊中用于亮度信號的輸出側(cè)3D-LUT的特性的特征曲線圖； 圖28示出了3D-LUT模塊應(yīng)用于根據(jù)本發(fā)明第十五實(shí)施例的電子照相機(jī)的方框圖； 圖29示出了3D-LUT模塊應(yīng)用于根據(jù)本發(fā)明第十七實(shí)施例的電子照相機(jī)的方框圖； 圖30示出了3D-LUT模塊應(yīng)用于根據(jù)本發(fā)明第十八實(shí)施例的電子照相機(jī)的方框圖； 圖31是示出在L*a*b*色空間中創(chuàng)建校正數(shù)據(jù)的分析處理的流程圖； 圖32是示出在L*a*b*色空間中創(chuàng)建校正數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換處理的流程圖； 圖33是示出在CIECAM02 Jab色空間中創(chuàng)建校正數(shù)據(jù)的分析處理的流程圖；以及 圖34是示出在CIECAM02 Jab色空間中創(chuàng)建校正數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換處理的流程圖。

具體實(shí)施例方式 下面，將參照附圖，詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例。
1.實(shí)施例的構(gòu)成 圖2示出了根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的電子照相機(jī)的透視圖。電子照相機(jī)1形成為矩形薄板形，并且在其前表面具有透鏡等。另外，電子照相機(jī)1在其在附圖中示出的背面具有液晶顯示器2，用來監(jiān)控成像結(jié)果。在液晶顯示器2的顯示屏幕上設(shè)置有觸摸屏3。從而，通過觸摸屏3的操作，能夠選擇在液晶顯示器2上顯示的菜單中的選項。電子照相機(jī)1在其背面還具有能夠被壓按的旋轉(zhuǎn)操作元件4和用于選擇方向并進(jìn)行確認(rèn)的操作元件5。此外，電子照相機(jī)1在其側(cè)面具有滑動開關(guān)6。這些操作元件4～6的操作同樣允許接受諸如菜單選擇的操作。
圖3示出了相應(yīng)于觸摸屏3及操作單元4～6的操作選擇色彩模式的菜單顯示的平面圖。色彩模式是根據(jù)成像環(huán)境和用戶偏好的圖像質(zhì)量校正模式。電子照相機(jī)1顯示的菜單包括以下項目圖像質(zhì)量校正模式(色彩模式)、ISO靈敏度、閃光、和分辨率。從菜單中選擇項目進(jìn)入相應(yīng)子菜單的顯示。圖3示出的是選擇圖像質(zhì)量校正模式的選項的情況。顯示的子菜單包括作為色彩模式的人像(portrait)、Vivid(電燈)、Vivid(陰天)、Vivid(晴天)、和電影效果(filmlike)。在電子照相機(jī)1中，通過從包含這些色彩模式的子菜單中進(jìn)行選擇，可以選擇期望的色彩模式。因此，能夠生成用戶界面，從而與只通過使用白平衡調(diào)節(jié)等校正圖像質(zhì)量相比，能夠更細(xì)致地調(diào)節(jié)圖像質(zhì)量。
圖4示出了根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的電子照相機(jī)的方框圖。在電子照相機(jī)1中，成像元件12設(shè)置有例如原色系的濾色片，并輸出通過透鏡(未示出)在成像平面上形成的光學(xué)圖像的成像結(jié)果。電子照相機(jī)1對來自成像元件12的輸出信號執(zhí)行相關(guān)雙重采樣和其他處理，隨后對結(jié)果信號進(jìn)行模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換，從而生成由原色色彩信號定義的圖像數(shù)據(jù)。圖像數(shù)據(jù)輸入到解馬賽克(demosaic)處理器13中。
解馬賽克處理器13對該圖像數(shù)據(jù)執(zhí)行插值處理(interpolationprocessing)，從而相應(yīng)于成像元件12中設(shè)置的濾色片校正成像結(jié)果的空間相位，并輸出結(jié)果圖像數(shù)據(jù)。線性矩陣部14對從解馬賽克處理器13輸出的圖像數(shù)據(jù)執(zhí)行運(yùn)算處理，從而增加圖像數(shù)據(jù)的色彩純度，并輸出結(jié)果圖像數(shù)據(jù)。自動白平衡調(diào)節(jié)器(AWB)15對來自線性矩陣部14的輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行自動白平衡調(diào)節(jié)，并輸出結(jié)果數(shù)據(jù)。伽馬校正器(γ校正器)16對來自自動白平衡調(diào)節(jié)器15的輸出數(shù)據(jù)執(zhí)行伽馬校正，并輸出校正后的數(shù)據(jù)。
YCC轉(zhuǎn)換器17通過根據(jù)等式1的運(yùn)算處理，將從伽馬校正器16輸出的由原色色彩信號組成的圖像數(shù)據(jù)(R1、G1、B1)轉(zhuǎn)換成由亮度信號和色差信號定義的圖像數(shù)據(jù)(Y1、Cb1、Cr1)。
[等式1] 色差矩陣18對基于亮度信號和色差信號的圖像數(shù)據(jù)(Y1、Cb1、Cr1)中由色差信號定義的圖像數(shù)據(jù)(Cb1、Cr1)進(jìn)行等式2的矩陣運(yùn)算處理。從而，色差矩陣18執(zhí)行色度校正處理，并輸出處理得到的圖像數(shù)據(jù)(Cb2、Cr2)。在等式2中，R11、R12、R21、及R22為色度校正處理的轉(zhuǎn)換因子。
[等式2] 三維查找表模塊(3D-LUT模塊)19校正從色差矩陣18輸出的由色差信號組成的圖像數(shù)據(jù)(Cb2、Cr2)和從YCC轉(zhuǎn)換器17輸出的由亮度信號定義的圖像數(shù)據(jù)Y1，并輸出經(jīng)過校正的數(shù)據(jù)。圖像記錄器20將從3D-LUT模塊19輸出的圖像數(shù)據(jù)D3記錄在諸如存儲卡的記錄介質(zhì)中。因此，輸入3D-LUT模塊19的圖像數(shù)據(jù)(Y2、Cb2、Cr2)的亮度信號Y2通過等式3表示。
[等式3] Y2＝Y(jié)1……(3) 液晶顯示器2根據(jù)從3D-LUT模塊19輸出的圖像數(shù)據(jù)顯示圖像，用于監(jiān)控。
控制器21為控制整個電子照相機(jī)1的操作的單元，并執(zhí)行記錄在存儲器22中的處理程序，從而相應(yīng)于觸摸屏3和各種操作元件4～6的操作來切換整個操作。在這一系列處理中，當(dāng)用戶選擇色彩模式時，控制器21根據(jù)這個色彩模式的選擇，設(shè)置記錄在3D-LUT模塊19的存儲器22中的用于校正的數(shù)據(jù)(下文中，稱作校正數(shù)據(jù))。存儲器22存儲將通過控制器21執(zhí)行的處理程序和相應(yīng)于電子照相機(jī)1中包含的色彩模式的多種校正數(shù)據(jù)。當(dāng)在3D-LUT模塊19中設(shè)置校正數(shù)據(jù)時，液晶顯示器2上的顯示被切換，從而通知用戶設(shè)置完成。在本實(shí)施例中，通過預(yù)安裝，在照相機(jī)1中提供與3D-LUT模塊19相關(guān)的處理程序。或者，可以通過從諸如互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)下載來提供程序，或可以在將程序記錄在諸如光盤、磁盤、或存儲卡的記錄介質(zhì)中之后，提供該程序。
圖1示出了3D-LUT模塊19和相關(guān)配置的方框圖。3D-LUT模塊19通過使用如圖5所示的校正向量來在色空間中校正輸入的圖像數(shù)據(jù)(Y2、Cb2、Cr2)，并輸出具有目標(biāo)值的圖像數(shù)據(jù)D3。在3D-LUT模塊19中，如圖6所示，以矩陣形式排列的格點(diǎn)被設(shè)置在由輸入的圖像數(shù)據(jù)(Y2、Cb2、Cr2)定義的色空間中。在控制器21的控制下，依賴于所選擇的色彩模式來設(shè)置格點(diǎn)的校正向量。如圖7和8所示，3D-LUT模塊19根據(jù)針對位于輸入圖像數(shù)據(jù)(Y2、Cb2、Cr2)采樣點(diǎn)周圍的八個格點(diǎn)所設(shè)置的校正向量，建立用于所輸入圖像數(shù)據(jù)(Y2、Cb2、Cr2)的采樣值的校正向量。隨后，3D-LUT模塊19通過使用建立的校正向量，校正輸入圖像數(shù)據(jù)(Y2、Cb2、Cr2)的采樣值。在本實(shí)施例中，將環(huán)繞在輸入圖像數(shù)據(jù)(Y2、Cb2、Cr2)的采樣點(diǎn)周圍的八個格點(diǎn)中具有最小采樣值的格點(diǎn)定義為基準(zhǔn)格點(diǎn)g1。
在3D-LUT模塊19中，區(qū)域確定器31對輸入數(shù)據(jù)(Y2、Cb2、Cr2)的采樣值進(jìn)行確定，從而檢測出所輸入圖像數(shù)據(jù)的基準(zhǔn)格點(diǎn)g1(圖7)。另外，區(qū)域確定器31根據(jù)用于所輸入圖像數(shù)據(jù)(Y2、Cb2、Cr2)的采樣值的基準(zhǔn)格點(diǎn)g1，檢測出偏移量p。偏移量p為輸入圖像數(shù)據(jù)(Y2、Cb2、Cr2)的采樣值和基準(zhǔn)格點(diǎn)g1之間的偏差。
具體而言，在本實(shí)施例中，在由m位的輸入圖像數(shù)據(jù)(Y2、Cb2、Cr2)定義的色空間中，以2n+1(n＜m)個格點(diǎn)均勻分布在每個軸上的方式設(shè)置格點(diǎn)。如等式4和5所示，區(qū)域確定器31根據(jù)輸入圖像數(shù)據(jù)(Y2、Cb2、Cr2)的n個最高有效位來檢測基準(zhǔn)格點(diǎn)g1，并根據(jù)輸入圖像數(shù)據(jù)(Y2、Cb2、Cr2)的m-n個最低有效位檢測偏移量p。
[等式4]
[等式5]
基于區(qū)域檢測器31檢測出的基準(zhǔn)格點(diǎn)g1的信息，地址解碼器32依次生成并輸出用于存取與位于輸入圖像數(shù)據(jù)(Y2、Cb2、Cr2)周圍的八個格點(diǎn)相關(guān)的校正數(shù)據(jù)所需的地址。這些格點(diǎn)記錄在三維查找表(3D-LUT)33中。當(dāng)基準(zhǔn)格點(diǎn)g1的坐標(biāo)為(x，y，z)時，通過等式6表示這八個格點(diǎn)g1～g8的坐標(biāo)。
[等式6] g1＝(x y z) g2＝(x+1 y z) g3＝(x y+1 z) g4＝(x+1 y+1 z) g5＝(x y z+1) g6＝(x+1 y z+1) g7＝(x y+1 z+1) g8＝(x+1 y+1 z+1) ……(6) 3D-LUT 33根據(jù)從地址解碼器32輸出的地址數(shù)據(jù)，依次輸出針對位于輸入圖像數(shù)據(jù)(Y2、Cb2、Cr2)周圍的八個格點(diǎn)設(shè)置的校正向量G1～G8。
插值因子計算器34通過使用由區(qū)域確定器31檢測的偏移量p來執(zhí)行等式7的運(yùn)算處理，從而根據(jù)針對環(huán)繞在輸入圖像數(shù)據(jù)(Y2、Cb2、Cr2)周圍的八個格點(diǎn)設(shè)置的校正向量G1～G8，計算用于建立針對輸入圖像數(shù)據(jù)(Y2、Cb2、Cr2)的校正數(shù)據(jù)的插值因子k＝(kx、ky、kz)。需要注意，等式7中的n為上述等式5中的m-n。
[等式7] 插值運(yùn)算單元35通過使用由插值因子計算器34計算出的插值因子k＝(kx、ky、kz)，對從3D-LUT 33輸出的校正向量G1～G8執(zhí)行插值處理，從而生成用于輸入圖像數(shù)據(jù)(Y2、Cb2、Cr2)的校正向量V。本實(shí)施例使用三線性插值(trilinear interpolation)處理來用于這種插值運(yùn)算處理，因而，以根據(jù)等式8的運(yùn)算處理為基礎(chǔ)，生成校正向量V。
[等式8] V＝kz*(S-P)+P……(8) 從等式9獲得等式8中的S和P。
[等式9] S＝ky*(R-Q)+Q P＝ky*(N-M)+M M＝kx*(G2-G1)+G1 N＝kx*(G4-G3)+G3 Q＝kx*(G6-G5)+G5 R＝kx*(G8-G7)+G7……(9) 加法器36根據(jù)等式10的運(yùn)算操作，將校正向量V加至初始輸入的圖像數(shù)據(jù)(Y2、Cb2、Cr2)，并將輸出圖像數(shù)據(jù)(Y3、Cb3、Cr3)輸出。因此，在本實(shí)施例中，色差矩陣18和3D-LUT模塊19構(gòu)成了使用3D-LUT 33對成像結(jié)果進(jìn)行色彩調(diào)節(jié)的圖像處理器。
[等式10] (Y3 Cb3 Cr3)＝(Y2 Cb2 Cr2)+V……(10) 圖9和10示出了生成設(shè)置在3D-LUT 33中的各個格點(diǎn)的校正向量的處理程序的流程圖。對于電子照相機(jī)1，計算機(jī)預(yù)先執(zhí)行這些處理程序，從而計算各個格點(diǎn)的校正向量，并將校正向量存儲在存儲器22中。用于生成校正向量的處理程序包括圖9所示的分析處理和圖10所示的轉(zhuǎn)換處理。
分析處理用于分析校正前后的色彩之間的對應(yīng)關(guān)系。在該處理程序的開始階段，處理程序從步驟SP1前進(jìn)至步驟SP2，其中，計算機(jī)通過使用預(yù)定的光源作為照明光源，獲取拍攝比色表(colorchart)而生成的圖像數(shù)據(jù)。作為比色表使用的表是諸如Macbeth比色圖(color checker)、Macbeth比色圖SG、或數(shù)字像機(jī)比色圖的標(biāo)準(zhǔn)測試表(reflectance chart)。另外，作為光源使用的光源為D65光源。因此，電子照相機(jī)1中的各個色彩模式的成像條件是完全相同的。為了成像，使用根據(jù)本實(shí)施例的電子照相機(jī)1，并使用從YCC轉(zhuǎn)換器17輸出的圖像數(shù)據(jù)(Y1、Cb1、Cr1)作為圖像數(shù)據(jù)。因此，在本實(shí)施例中能夠獲得與將在校正中使用的各個色彩相關(guān)的成像結(jié)果。
隨后，在步驟SP3中，計算機(jī)從比色表的成像結(jié)果中獲取采樣點(diǎn)。這些采樣點(diǎn)通過運(yùn)算處理(在該處理中，可根據(jù)需要使用用于色空間轉(zhuǎn)換的功能)，在諸如L*a*b*色空間、SYCC色空間、或CIECAM的所有色空間中都可進(jìn)行檢測。
隨后，處理前進(jìn)至步驟SP4，其中，計算機(jī)在用于采樣點(diǎn)提取的色空間中，將在步驟SP3中得到的采樣點(diǎn)的色域(color gamut)劃分為Delaunay四面體的集合。通過按順序執(zhí)行下面的操作來執(zhí)行該劃分選擇不存在于同一平面內(nèi)的四個采樣點(diǎn)，使得沒有其他采樣點(diǎn)存在于包括這四個采樣點(diǎn)的球面所在球體的內(nèi)部，隨后，設(shè)置頂點(diǎn)為這四個采樣點(diǎn)的四面體。這樣的劃分方法不使用先前的關(guān)于采樣值排列的知識，就能非常穩(wěn)定地劃分色域，使得色域中所有的區(qū)域都與任一Delaunay四面體重疊，并且不會生成沒有被任何Delaunay四面體重疊的間隔區(qū)。
例外的是，如果包括四個采樣點(diǎn)并且四周沒有采樣點(diǎn)的球面包括一個或多個其他采樣點(diǎn)，那么通過使用Delaunay四面體對這一個或多個其他采樣點(diǎn)進(jìn)行劃分是不確定的。在這種情況下，將隨機(jī)小波動E添加到采樣點(diǎn)，使在從球面除去采樣點(diǎn)之后執(zhí)行劃分。
計算機(jī)的處理順序前進(jìn)至步驟SP5。在步驟SP5中，在對每個采樣點(diǎn)的轉(zhuǎn)換之后，計算機(jī)接受目標(biāo)色的設(shè)置，并設(shè)置對于各個采樣值的目標(biāo)色的信息。通過從利用作為設(shè)計目標(biāo)的基準(zhǔn)成像裝置拍攝比色表得到的成像結(jié)果中提取色標(biāo)(color of patch)，執(zhí)行目標(biāo)色設(shè)置。根據(jù)來自操作員的指令，接受目標(biāo)色的設(shè)置。
計算機(jī)對電子照相機(jī)1的成像結(jié)果和另一臺具有期望色調(diào)和灰度的成像裝置的成像結(jié)果進(jìn)行比較。從而，計算機(jī)通過隨后在圖10中所示的轉(zhuǎn)換處理生成將設(shè)置在3D-LUT 33中的校正數(shù)據(jù)。
具體來說，在轉(zhuǎn)換處理的開始階段，處理順序從步驟SP11前進(jìn)至步驟SP12，其中，計算機(jī)基于在步驟SP3中用來檢測采樣值的色空間，輸入將設(shè)置在3D-LUT 33中的各個格點(diǎn)的顏色值(輸入值xp、yp、zp)。
在下一步驟SP13中，對于在步驟SP12中檢測的各個格點(diǎn)的每個色彩值(xp、yp、zp)，計算機(jī)搜索在步驟SP4中設(shè)置的、格點(diǎn)色彩所屬的Delaunay四面體。計算機(jī)所搜索的Delaunay四面體為包括色彩值(xp、yp、zp)的四面體。如果不存在包括色彩值的Delaunay四面體，則期望的Delaunay四面體為具有適于該色彩值(xp、yp、zp)轉(zhuǎn)換的平面的四面體。
以搜索具有頂點(diǎn)(x0、y0、z0)、(x1、y1、z1)、(x2、y2、z2)、(x3、y3、z3)的Delaunay四面體的方式，執(zhí)行該搜索，這些頂點(diǎn)與輸入值(xp、yp、zp)具有等式11的關(guān)系。
[等式11] α≥0，β≥0，γ≥0，α+β+γ≤1……(11) 通過等式12表示等式11中的α、β、和γ。
[等式12] 隨后，處理順序從步驟SP13前進(jìn)至步驟SP14，其中，計算機(jī)對已經(jīng)檢測出包括格點(diǎn)的相應(yīng)Delaunay四面體的格點(diǎn)執(zhí)行等式13的運(yùn)算處理，從而根據(jù)輸入值和檢測到的Delaunay四面體頂點(diǎn)的采樣值之間的關(guān)系，計算該格點(diǎn)的插值因子。這些插值因子是將在隨后的步驟SP15中用于計算格點(diǎn)的校正向量的加權(quán)因子，即，等式13中的α、β、和γ。
等式13 隨后，在下一步驟SP15中，計算機(jī)根據(jù)使用步驟S14中得到的插值因子的等式14，通過線性插值，根據(jù)在步驟SP5中設(shè)置的、與相應(yīng)Delaunay四面體的頂點(diǎn)的采樣點(diǎn)相關(guān)的色彩信息，計算格點(diǎn)的目標(biāo)值(xt、yt、zt)。
[等式14] 隨后，在步驟SP16中，計算機(jī)從計算出的目標(biāo)值(xt、yt、zt)中減去初始輸入值(xp、yp、zp)，從而計算出校正向量V。于是，在下一步驟SP17中，計算機(jī)結(jié)束針對能夠在步驟SP13中檢測出相應(yīng)Delaunay四面體的格點(diǎn)的處理程序。
相反，對于不能檢測出包括格點(diǎn)的相應(yīng)Delaunay四面體的格點(diǎn)，處理順序從步驟SP13前進(jìn)至步驟SP18，其中，計算機(jī)檢測適于輸入值(xp、yp、zp)轉(zhuǎn)換的Delaunay四面體的平面。具體而言，計算機(jī)從Delaunay四面體的各個平面中檢測出與連接輸入值的色域中心和輸入值(xp、yp、zp)的直線相交的、并且是色域邊界的平面。更具體地說，計算機(jī)檢測具有滿足等式15表示的關(guān)系的三個頂點(diǎn)(x1、y1、z1)、(x2、y2、z2)、(x3、y3、z3)的各個平面。隨后，計算機(jī)搜索在檢測出的平面中最接近輸入值(xp、yp、zp)的平面。在等式15中，(xorg、yorg、zorg)為表示色域中心的坐標(biāo)。
[等式15] 隨后，在步驟SP19中，計算機(jī)使用在步驟SP18中檢測出的平面的頂點(diǎn)坐標(biāo)(x1、y1、z1)、(x2、y2、z2)、(x3、y3、z3)執(zhí)行等式15的運(yùn)算處理，從而計算格點(diǎn)的插值因子α、β、和γ。
然后，在隨后的步驟SP20中，計算機(jī)通過使用在步驟SP19中得到的插值因子α、β、和γ和通過等式15的運(yùn)算處理獲得的參數(shù)η，執(zhí)行等式16表示的插值處理。于是，計算機(jī)根據(jù)平面頂點(diǎn)的色彩信息，計算出格點(diǎn)的目標(biāo)值(xt、yt、zt)。
[等式16] 同樣，當(dāng)以上述方式根據(jù)Delaunay四面體的平面計算格點(diǎn)的目標(biāo)值時，處理程序前進(jìn)至步驟SP16，其中，計算機(jī)計算格點(diǎn)的校正向量，隨后，結(jié)束處理。
通過該處理，根據(jù)每種色彩模式，計算圖6所描述的每個格點(diǎn)的校正向量，并且將計算出的校正向量的數(shù)據(jù)記錄在存儲器22中。記錄在存儲器22中的校正向量數(shù)據(jù)依賴于用戶選擇的色彩模式設(shè)置在3D-LUT 33中。
在本實(shí)施例中，色差矩陣18執(zhí)行色度校正處理。相應(yīng)地，相應(yīng)于色差矩陣18進(jìn)行的校正，通過在步驟SP5中的目標(biāo)值的設(shè)置或在步驟SP16中被校正的運(yùn)算結(jié)果來計算校正向量。另外，在步驟SP5中設(shè)置目標(biāo)值，使得明度不會由于通過色差矩陣18進(jìn)行色度校正而發(fā)生改變。在校正向量的建立過程中，可以對從色差矩陣18輸出的由色差信號組成的圖像數(shù)據(jù)(Cb2、Cr2)執(zhí)行圖9和10的處理，而不對從YCC轉(zhuǎn)換器17輸出的由色差信號組成的圖像數(shù)據(jù)(Cb1、Cr1)執(zhí)行處理。因此，可以生成每個都具有與色差矩陣18進(jìn)行的校正相對應(yīng)的校正值的校正向量。
2.實(shí)施例的操作 根據(jù)上述構(gòu)成，在電子照相機(jī)1(圖4)中，從成像元件12獲得的成像結(jié)果的圖像數(shù)據(jù)經(jīng)受諸如線性矩陣、自動白平衡、及伽馬校正的處理，然后通過YCC轉(zhuǎn)換器17將其轉(zhuǎn)換成由亮度信號和色差信號定義的圖像數(shù)據(jù)(Y1、Cb1、Cr1)。圖像數(shù)據(jù)(Y1、Cb1、Cr1)中基于色差信號的圖像數(shù)據(jù)(Cb1、Cr1)通過色差矩陣18進(jìn)行色度校正。于是，生成基于亮度信號和色差信號的圖像數(shù)據(jù)(Y2、Cb2、Cr2)。通過3D-LUT模塊19校正由亮度信號和色差信號構(gòu)成的圖像數(shù)據(jù)(Y2、Cb2、Cr2)的色調(diào)和灰度，隨后，將結(jié)果數(shù)據(jù)記錄在記錄介質(zhì)上，并在液晶顯示器2上顯示。
在通過3D-LUT模塊19進(jìn)行的色調(diào)和灰度校正中(圖1)，由亮度信號和色差信號定義的圖像數(shù)據(jù)(Y2、Cb2、Cr2)的色調(diào)和灰度，通過與該圖像數(shù)據(jù)(Y2、Cb2、Cr2)的三個分量對應(yīng)的3D-LUT33進(jìn)行校正。在通過與圖像數(shù)據(jù)(Y2、Cb2、Cr2)的三個分量對應(yīng)的3D-LUT 33進(jìn)行的色調(diào)和灰度校正中，能夠只校正明度或只校正色度。另外，也能夠執(zhí)行不改變已經(jīng)由色差矩陣18的色度校正改變了的亮度和色度的校正。因此，在本實(shí)施例中，通過包括色差矩陣18的處理的整個處理，可以防止由于色度校正引起的明度改變，從而相應(yīng)地使圖像質(zhì)量得到校正，并有效地防止圖像質(zhì)量的劣化。
此外，在通過3D-LUT 33的色調(diào)和灰度校正中，能夠通過使用設(shè)置在3D-LUT 33中的數(shù)據(jù)，只調(diào)節(jié)色空間的限定區(qū)域。因此，在對各個代表色彩進(jìn)行調(diào)節(jié)操作不相互影響的情況下，能最佳地調(diào)節(jié)所有代表色彩。另外，即使色彩具有類似的色調(diào)，也能夠最佳地調(diào)節(jié)期望的色彩，使得這個調(diào)節(jié)不會影響另一種顏色。而且，也可以允許考慮到易飽和的色彩及具有飽和度下降趨勢的色彩的處理。因此，能夠靈活地校正圖像質(zhì)量，有效地防止其劣化。
由于這種校正通過內(nèi)置的3D-LUT 33執(zhí)行，所以不用將成像結(jié)果記錄在記錄介質(zhì)中、然后利用計算機(jī)對其執(zhí)行處理，就能獲得具有期望圖像質(zhì)量的成像結(jié)果，因此，能夠容易地校正圖像質(zhì)量。根據(jù)上述特性，在本實(shí)施例中，能夠容易、靈活地校正圖像質(zhì)量，有效地防止圖像質(zhì)量的劣化。
相應(yīng)于成像環(huán)境和用戶偏好，在電子照相機(jī)1中設(shè)置了多種圖像質(zhì)量校正模式。相應(yīng)于各種圖像質(zhì)量校正模式，在存儲器22中存儲了多種作為將設(shè)置在3D-LUT 33中的校正數(shù)據(jù)的校正向量數(shù)據(jù)。響應(yīng)于用戶的操作，在液晶顯示器2上顯示色彩模式菜單(圖3)，通過用戶從菜單中進(jìn)行選擇可獲得3D-LUT 33中相應(yīng)校正數(shù)據(jù)的設(shè)置。因此，在電子照相機(jī)1中，根據(jù)在3D-LUT 33中設(shè)置的校正數(shù)據(jù)，校正圖像數(shù)據(jù)的采樣值，并輸出具有用戶期望的圖像質(zhì)量的圖像數(shù)據(jù)。
因此，電子照相機(jī)1能夠根據(jù)成像環(huán)境和用戶偏好切換不同的圖像質(zhì)量，相應(yīng)地提高了可用性。在圖像質(zhì)量的這種切換中，也可以切換地址解碼器32的轉(zhuǎn)換參數(shù)，從而根據(jù)每個圖像質(zhì)量校正模式，改變色空間的分配。
具體而言，在電子照相機(jī)1中，在色空間的采樣點(diǎn)中的預(yù)定采樣點(diǎn)被定義為格點(diǎn)，將被校正的圖像數(shù)據(jù)(Y2、Cb2、Cr2)能夠占據(jù)這些格點(diǎn)，并且在3D-LUT 33中設(shè)置用于各個格點(diǎn)的校正數(shù)據(jù)(圖5至8)。區(qū)域檢測器31檢測表示由格點(diǎn)定義的、其中有圖像數(shù)據(jù)(Y2、Cb2、Cr2)存在的區(qū)域和位置的基準(zhǔn)格點(diǎn)g1和偏移量p。通過基于基準(zhǔn)格點(diǎn)g1向3D-LUT 33進(jìn)行存取，檢測出在圖像數(shù)據(jù)(Y2、Cb2、Cr2)采樣點(diǎn)周圍的格點(diǎn)的校正數(shù)據(jù)G1～G8。此外，通過使用偏移量p，插值因子計算器34通過使用校正數(shù)據(jù)G1～G8，計算用于插值運(yùn)算處理的插值因子。而且，利用該插值因子的插值處理能夠計算出對于圖像數(shù)據(jù)(Y2、Cb2、Cr2)采樣值的校正向量V，并根據(jù)這個校正向量V校正圖像數(shù)據(jù)(Y2、Cb2、Cr2)的色度和明度。
通過這種方式，在電子照相機(jī)1中，通過3D-LUT 33得到校正量，從而校正所輸入的圖像數(shù)據(jù)。在利用3D-LUT 33的圖像數(shù)據(jù)校正中，也能夠?yàn)?D-LUT 33直接提供輸出值。但是，如果像在本實(shí)施例中一樣，3D-LUT 33輸出用于圖像數(shù)據(jù)校正的校正量，則與輸出值直接從3D-LUT輸出的情況相比，能夠降低3D-LUT的大小。
將設(shè)置在3D-LUT 33中的校正數(shù)據(jù)按下述生成。首先，對利用基準(zhǔn)照明通過電子照相機(jī)1拍攝比色表得到的作為參考圖像的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣。隨后，設(shè)定具有與從采樣得到的采樣值對應(yīng)的頂點(diǎn)的Delaunay四面體，于是，由成像結(jié)果定義的色空間通過Delaunay四面體劃分。隨后，對與各個Delaunay四面體的頂點(diǎn)相對應(yīng)的采樣值設(shè)置目標(biāo)色。然后，在通過Delaunay四面體劃分的色空間中設(shè)置格點(diǎn)的采樣點(diǎn)，隨后，利用對Delaunay四面體頂點(diǎn)設(shè)置的目標(biāo)色并通過插值運(yùn)算處理，設(shè)置各個格點(diǎn)的目標(biāo)色。在電子照相機(jī)1中，根據(jù)格點(diǎn)的目標(biāo)色，生成用于每個格點(diǎn)的校正數(shù)據(jù)，并將其存儲在存儲器22中。在電子照相機(jī)1中，通過從利用作為設(shè)計目標(biāo)的基準(zhǔn)成像裝置拍攝比色表得到的成像結(jié)果中提取色標(biāo)，來設(shè)置Delaunay四面體的頂點(diǎn)位置的目標(biāo)色的設(shè)置。隨后，根據(jù)電子照相機(jī)1的成像結(jié)果和基準(zhǔn)成像裝置的成像結(jié)果之間的比較，生成校正數(shù)據(jù)。這樣，能夠生成將設(shè)置在3D-LUT 33中的校正數(shù)據(jù)，從而允許容易并確定地調(diào)節(jié)至期望的圖像質(zhì)量。
3.實(shí)施例的效果 根據(jù)上述構(gòu)成，在圖像處理器中設(shè)置3D-LUT，通過使用3D-LUT校正成像結(jié)果，從而，使圖像質(zhì)量能夠被容易、靈活地校正，有效地防止了圖像質(zhì)量的劣化。
另外，預(yù)備了多種校正數(shù)據(jù)，作為將設(shè)置在3D-LUT中的數(shù)據(jù)，并且根據(jù)來自用戶的命令，選擇性執(zhí)行3D-LUT中的數(shù)據(jù)設(shè)置。因此，通過簡單的操作，就能夠?qū)D像質(zhì)量校正類型進(jìn)行各種切換。
而且，在顯示單元上顯示多種圖像質(zhì)量校正模式的菜單，用于接受用戶的選擇，并相應(yīng)于用戶的選擇，在3D-LUT中設(shè)置校正數(shù)據(jù)，即使用戶所知很少，也能夠簡單、無誤地將成像結(jié)果校正至期望的圖像質(zhì)量。
第二實(shí)施例 圖11示出了根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的電子照相機(jī)中色彩模式設(shè)置屏幕的平面圖。根據(jù)該實(shí)施例的電子照相機(jī)通過該色彩模式設(shè)置屏幕接受圖像質(zhì)量校正設(shè)置，并在3D-LUT中設(shè)置校正數(shù)據(jù)。除相應(yīng)于色彩模式設(shè)置的一系列處理不同之外，第二實(shí)施例具有與第一實(shí)施例的電子照相機(jī)1相同的結(jié)構(gòu)。因此，下面的說明也使用上述圖1和4的結(jié)構(gòu)。
類似于對于第一實(shí)施例的上述說明(圖3)，在初始狀態(tài)中，該設(shè)置屏幕上顯示的是包括諸如圖像質(zhì)量校正模式(色彩模式)、ISO靈敏度、閃光燈、和分辨率這些項目的菜單。菜單的選擇生成相應(yīng)子菜單的顯示。具體而言，當(dāng)選擇圖像質(zhì)量校正模式的項目時，顯示的是包括作為色彩模式的人像、Vivid(電燈)、Vivid(陰天)、Vivid(晴天)、電影效果的子菜單。
在本實(shí)施例中，當(dāng)在菜單系列操作中，用戶發(fā)布將圖像質(zhì)量校正至中間色調(diào)的命令時，接受作為色彩模式的多個項目的選擇，然后校正成像結(jié)果的圖像質(zhì)量，使得圖像具有處于多個項目的圖像質(zhì)量之間的中間色調(diào)。
圖12示出在控制器21中相應(yīng)于該圖像質(zhì)量設(shè)置處理的處理順序的流程圖。當(dāng)如圖11所示表示包括作為色彩模式的多個項目的子菜單時，處理程序啟動，并從步驟SP21前進(jìn)至步驟SP22，其中，控制器21接受第一色彩模式的選擇。在隨后的步驟SP23中，控制器21接受第二色彩模式的選擇。這樣，控制器21接受了作為中間色調(diào)的根據(jù)的兩個色彩模式的輸入。
隨后，在步驟SP24中，控制器21顯示用于接受中間色調(diào)的輸入的屏幕。在本實(shí)施例中，在針對各種色彩模式的上述子菜單的右側(cè)顯示出兩端相應(yīng)于第一和第二色彩模式的橫條B(見圖11)，橫條B上顯示有光標(biāo)K。通過用戶對觸摸屏3等的操作，光標(biāo)K移動，從而通過對光標(biāo)K在橫條B上的位置的設(shè)置，接受中間色調(diào)的設(shè)置。因此，光標(biāo)K在橫條B上的位置接近一端時，控制器使中間色調(diào)接近于一端的色彩模式。
因此，響應(yīng)于用戶的確定操作，控制器21根據(jù)通過光標(biāo)K相應(yīng)于橫條B的整個長度的內(nèi)部劃分值來生成用于第一和第二色彩模式的加權(quán)因子k。在隨后的步驟SP26中，從存儲器22順序地加載相應(yīng)于第一和第二色彩模式的校正數(shù)據(jù)，并將其記錄在寄存器中。隨后，通過使用記錄在寄存器中的校正數(shù)據(jù)，執(zhí)行等式17的運(yùn)算處理，從而通過對與兩個色彩模式相關(guān)的校正數(shù)據(jù)L1和L2的插值處理，建立對于中間色調(diào)的校正數(shù)據(jù)L0。
[等式17] L0＝k*L1+(1-k)*L2……(17) 在下一步驟SP27中，控制器21將針對中間色調(diào)所生成的校正數(shù)據(jù)L0設(shè)置在3D-LUT 33中，隨后切換液晶顯示器2上的顯示，通知用戶設(shè)置完成。隨后，處理程序前進(jìn)至步驟SP28，結(jié)束該處理程序。
可以記錄并存儲針對中間色調(diào)所生成的校正數(shù)據(jù)，并且對應(yīng)于這個中間色調(diào)校正數(shù)據(jù)的圖像質(zhì)量校正模式可用作設(shè)置另一個中間色調(diào)等的基礎(chǔ)。
在第二實(shí)施例中，通過對記錄在存儲器22中的多種校正數(shù)據(jù)的插值運(yùn)算處理，生成由插值運(yùn)算得到的校正數(shù)據(jù)，并且在3D-LUT中設(shè)置由插值運(yùn)算得到的校正數(shù)據(jù)，來代替記錄在存儲器22中的校正數(shù)據(jù)。因此，通過使用預(yù)設(shè)圖像質(zhì)量校正模式作為基礎(chǔ)，能夠細(xì)微地調(diào)節(jié)圖像質(zhì)量校正，這種方法相應(yīng)地允許通過簡單操作來靈活地校正圖像質(zhì)量。利用從插值運(yùn)算生成的校正數(shù)據(jù)能夠提供各種便利，例如，增加了圖像質(zhì)量校正模式的變化。另外，能夠確保大量圖像質(zhì)量校正模式，其數(shù)量大于記錄在存儲器22中的校正數(shù)據(jù)的種類數(shù)，從而能夠減小用于記錄校正數(shù)據(jù)的存儲空間。
此外，由于在作為基礎(chǔ)的圖像質(zhì)量校正模式在顯示單元上顯示的情況下接受中間色調(diào)的設(shè)置，所以即使所知甚少的用戶也能夠簡單、無誤地完成期望的中間色調(diào)設(shè)置。
第三實(shí)施例 圖13示出了根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的電子照相機(jī)41的方框圖。在電子照相機(jī)41中，對于與第一和第二實(shí)施例的電子照相機(jī)的元件相同的元件，給出同樣的數(shù)字標(biāo)號，并省去對其的重復(fù)說明。在成像時，電子照相機(jī)41根據(jù)能夠被檢測的成像條件，自動選擇圖像質(zhì)量校正模式。
在電子照相機(jī)41中，電機(jī)43的驅(qū)動使聚焦透鏡42在光軸方向上移動，從而調(diào)節(jié)焦距，使得在成像元件12的成像平面上形成光學(xué)圖像。
信號處理器44具有包括在第一實(shí)施例中從解馬賽克處理器13到伽馬校正器16的上述元件的結(jié)構(gòu)。信號處理器44將從成像元件12獲得的成像結(jié)果轉(zhuǎn)換成圖像數(shù)據(jù)，隨后，處理并輸出圖像數(shù)據(jù)。在這個系列處理中，信號處理器44檢測成像結(jié)果的高通信號電平，從而獲取用于聚焦調(diào)節(jié)的信息，并將這個聚焦調(diào)節(jié)信息通知中央處理器(CPU)45。另外，信號處理器44根據(jù)聚焦調(diào)節(jié)信息檢測被確定為實(shí)現(xiàn)剛好聚焦(just focus)的區(qū)域，并通知CPU 45這個區(qū)域中的亮度電平分布。
三維查找表(3D-LUT)處理器46具有包括在第一實(shí)施例中從YCC轉(zhuǎn)換器17到3D-LUT模塊19的上述元件的結(jié)構(gòu)。3D-LUT處理器46校正圖像數(shù)據(jù)的色度和明度，并輸出經(jīng)過校正的數(shù)據(jù)。此外，3D-LUT處理器46在CPU 45的控制下，更新3D-LUT中用于色度和明度校正的數(shù)據(jù)。
CPU 45為用于控制信號處理器44和3D-LUT處理器46的控制器。響應(yīng)于來自控制微機(jī)48的命令，CPU 45控制信號處理器44和3D-LUT處理器46的操作，生成用于3D-LUT處理器46的校正數(shù)據(jù)。另外，CPU 45通知控制微機(jī)48從信號處理器44輸出的、用于聚焦調(diào)節(jié)的信息和亮度值分布的信息。
電機(jī)驅(qū)動器47在控制微機(jī)48的控制下驅(qū)動電機(jī)43?？刂莆C(jī)48為控制整個電子照相機(jī)操作的控制器，并響應(yīng)于操作單元等的操作，控制各個元件的操作。在這種控制中，控制微機(jī)48通過CPU從信號處理器44獲取聚焦調(diào)節(jié)信息，并通過所謂的登山法(hill-climbing method)驅(qū)動電機(jī)驅(qū)動器47，從而實(shí)現(xiàn)透鏡42的自動聚焦控制。通過這種自動聚焦控制，控制微機(jī)48檢測當(dāng)前聚焦位置。
另外，控制微機(jī)48通過CPU 45獲取關(guān)于被確定實(shí)現(xiàn)剛好聚焦的區(qū)域的亮度值分布的、由信號處理器44檢測的信息?？刂莆⑿陀嬎銠C(jī)48隨后根據(jù)當(dāng)前聚焦位置確定亮度值分布，并選擇圖像質(zhì)量校正模式。
具體而言，如圖14所示，當(dāng)當(dāng)前聚焦位置處于遠(yuǎn)處并且確定實(shí)現(xiàn)剛好聚焦的區(qū)域的亮度值大于某一值時，或當(dāng)當(dāng)前聚焦位置處于近處并且確定實(shí)現(xiàn)剛好聚焦的區(qū)域的亮度值很高時，作出確定，很可能被拍攝的是風(fēng)景。因此，將圖像質(zhì)量校正模式設(shè)置為風(fēng)景成像模式(Vivid)。
相反，當(dāng)當(dāng)前聚焦位置處于近處并且確定實(shí)現(xiàn)剛好聚焦的區(qū)域的亮度值為中間值時，作出確定，很可能被拍攝的是人像。因此，將圖像質(zhì)量校正模式設(shè)置為人像成像模式(人像)。相反，當(dāng)確定實(shí)現(xiàn)剛好聚焦的區(qū)域的亮度值很低時，進(jìn)行確定，很可能進(jìn)行的是夜間拍攝。因此，將圖像質(zhì)量校正模式設(shè)置為夜間拍攝模式(夜間模式)。在圖像質(zhì)量校正模式的這種確定中，能夠使用圖案匹配(pattern matching)法。
隨后，控制微機(jī)48指示CPU 45根據(jù)從確定得到的圖像質(zhì)量校正模式設(shè)置3D-LUT處理器46。在這個設(shè)置中，能夠使用第一和第二實(shí)施例中任何一種的上述設(shè)置方法。如果能夠設(shè)置圖像質(zhì)量校正模式足夠用于實(shí)際使用，則可以只根據(jù)用于自動聚焦調(diào)節(jié)的信息設(shè)置圖像質(zhì)量校正模式。
根據(jù)第三實(shí)施例，用于3D-LUT的校正數(shù)據(jù)依賴于通過自動聚焦調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)的當(dāng)前聚焦位置進(jìn)行切換，這是在成像時能夠被檢測的一個成像條件。因此，除了類似于上述實(shí)施例的優(yōu)勢，能夠?qū)崿F(xiàn)根據(jù)成像條件更容易執(zhí)行圖像質(zhì)量校正的優(yōu)勢。
第四實(shí)施例 圖15示出了根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的電子照相機(jī)51的方框圖。在電子照相機(jī)51中，對于與第一、第二、和第三實(shí)施例的電子照相機(jī)的元件相同的元件，給出同樣的數(shù)字標(biāo)號，并省去對其的重復(fù)說明。電子照相機(jī)51根據(jù)作為能夠在成像時被檢測的一個成像條件的自動白平衡調(diào)節(jié)前的成像結(jié)果的色溫，來自動選擇圖像質(zhì)量校正模式。
具體而言，在電子照相機(jī)51中，信號處理器具有包括在第一實(shí)施例中從解馬賽克處理器13到伽馬校正器16的上述元件的結(jié)構(gòu)。信號處理器54將從成像元件12獲取的成像結(jié)果轉(zhuǎn)換成圖像數(shù)據(jù)，隨后，處理并輸出圖像數(shù)據(jù)。在這個系列處理中，信號處理器54將與自動白平衡調(diào)節(jié)相關(guān)的各個色彩信號的增益信息通知中央處理器(CPU)55。
CPU 55為用于控制信號處理器54和3D-LUT處理器46的控制器。響應(yīng)于來自控制微機(jī)(沒有示出)的命令，CPU 55控制信號處理器54和3D-LUT處理器46的操作。在這個系列控制中，CPU55確定由信號處理器54通知的與自動白平衡調(diào)節(jié)相關(guān)的各個色彩信號的增益，從而檢測成像目標(biāo)對象的色溫。此外，CPU 55根據(jù)色溫檢測結(jié)果更新用于3D-LUT處理器46的校正數(shù)據(jù)。
具體而言，如圖16所示，目標(biāo)對象的色溫依賴于拍攝條件是晴天條件、陰天條件、和燈光條件中的哪一種而發(fā)生細(xì)微的改變。因此，人物的皮膚顏色等的外觀依賴于條件而不同。因此，在第四實(shí)施例中，根據(jù)檢測到的色溫來選擇圖像質(zhì)量校正模式，在3D-LUT處理器46中設(shè)置相應(yīng)于選擇的圖像質(zhì)量校正模式的校正數(shù)據(jù)。在這個設(shè)置中，可以使用第一和第二實(shí)施例的任何上述設(shè)置方法。
根據(jù)第四實(shí)施例，依賴作為能夠在拍攝時被檢測的一個成像條件的色溫，切換用于3D-LUT的校正數(shù)據(jù)。因此，除類似于上述實(shí)施例的優(yōu)勢之外，也能夠?qū)崿F(xiàn)根據(jù)拍攝條件更容易執(zhí)行圖像質(zhì)量校正的優(yōu)勢。
第五實(shí)施例 在本發(fā)明的第五實(shí)施例中，根據(jù)第三和第四實(shí)施例中關(guān)于成像結(jié)果的上述確定的組合，切換圖像質(zhì)量校正模式。根據(jù)第五實(shí)施例的電子照相機(jī)除與組合相關(guān)的結(jié)構(gòu)之外，具有與上述第三和第四實(shí)施例的電子照相機(jī)相同的結(jié)構(gòu)。
具體而言，在第五實(shí)施例中，針對與存儲在存儲器22中的多種校正數(shù)據(jù)對應(yīng)的圖像質(zhì)量校正模式M1～Mn，電子照相機(jī)中設(shè)置了用于確定當(dāng)前聚焦位置、成像結(jié)果的亮度值和色溫的參考圖案。另外，通過利用這些參考圖案的圖案匹配，電子照相機(jī)確定從成像結(jié)果中獲得的當(dāng)前聚焦位置、被確定實(shí)現(xiàn)剛好聚焦的區(qū)域的亮度值、和成像結(jié)果的色溫。因此，電子照相機(jī)生成分別針對圖像質(zhì)量校正模式M1～Mn生成加權(quán)因子k1～kn。
在該電子照相機(jī)中，如等式18所示，通過使用加權(quán)因子k1～kn，實(shí)現(xiàn)圖像質(zhì)量校正模式M1～Mn的控制數(shù)據(jù)L1～Ln的加權(quán)加和。于是，生成由插值運(yùn)算處理得到的校正數(shù)據(jù)L0。在該電子照相機(jī)中，將從插值處理得到的校正數(shù)據(jù)L0設(shè)置到3D-LUT中。
[等式18] 在第五實(shí)施例中，通過針對各個圖像質(zhì)量校正模式的圖案匹配確定能夠在成像時檢測到的成像條件，生成校正數(shù)據(jù)。因此，除類似于上述實(shí)施例的優(yōu)勢之外，還能夠?qū)崿F(xiàn)更充分地執(zhí)行圖像質(zhì)量校正的優(yōu)勢。
第六實(shí)施例 圖17示出了根據(jù)本發(fā)明第六實(shí)施例的電子照相機(jī)61的方框圖。在電子照相機(jī)61中，對于與在上述實(shí)施例的電子照相機(jī)的元件相同的元件，給出同樣的數(shù)字標(biāo)號，并省去對其的重復(fù)說明。除3D-LUT模塊68設(shè)置在YCC轉(zhuǎn)換器17的上游端以外，電子照相機(jī)61具有與上述第一至第五實(shí)施例的任何一種電子照相機(jī)相同的結(jié)構(gòu)。因此，在第六實(shí)施例中，3D-LUT對由原色色彩信號構(gòu)成的圖像數(shù)據(jù)的圖像質(zhì)量校正在經(jīng)受色差矩陣18的色度校正之前進(jìn)行。
即使像第六實(shí)施例一樣，3D-LUT對由原色色彩信號定義的圖像數(shù)據(jù)的圖像質(zhì)量校正在色差矩陣18的色度校正之前進(jìn)行，也能夠?qū)崿F(xiàn)類似于上述實(shí)施例的優(yōu)勢。
第七實(shí)施例 圖18示出了根據(jù)本發(fā)明第七實(shí)施例的電子照相機(jī)71的方框圖。在電子照相機(jī)71中，對于與上述實(shí)施例的電子照相機(jī)的元件相同的元件，給出同樣的數(shù)字標(biāo)號，并省去對其的重復(fù)說明。電子照相機(jī)71不包括γ校正器16、色差矩陣18、和YCC轉(zhuǎn)換器17(見圖4)，以前通過這些元件執(zhí)行的諸如色度校正和灰度校正的處理只通過3D-LUT模塊79來執(zhí)行。除與3D-LUT模塊79相關(guān)的結(jié)構(gòu)不同之外，根據(jù)第七實(shí)施例的電子照相機(jī)具有與上述第一至第五實(shí)施例的電子照相機(jī)相同的結(jié)構(gòu)。
即使當(dāng)像第七實(shí)施例一樣，只通過使用3D-LUT執(zhí)行色度調(diào)節(jié)、灰度調(diào)節(jié)、和從由原色色彩信號構(gòu)成的圖像數(shù)據(jù)向由亮度信號和色差信號定義的圖像數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換時，也能夠?qū)崿F(xiàn)與上述實(shí)施例類似的優(yōu)勢。此外，如果只通過使用3D-LUT執(zhí)行色度調(diào)節(jié)、灰度調(diào)節(jié)、和從由原色色彩信號構(gòu)成的圖像數(shù)據(jù)向由亮度信號和色差信號定義的圖像數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換，則除與上述實(shí)施例類似的優(yōu)勢之外，還能夠?qū)崿F(xiàn)簡化整個結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢。
第八實(shí)施例 本發(fā)明的第八實(shí)施例采用了第一至第七實(shí)施例中的任意一種結(jié)構(gòu)。但是，在第八實(shí)施例中，將記錄并存儲在存儲器22中基于某一參考向量的校正數(shù)據(jù)L1乘以增益k，從而生成等式19表示的校正數(shù)據(jù)L0，并將該校正數(shù)據(jù)L0存儲在3D-LUT 33中。在第八實(shí)施例中，通過控制增益k來調(diào)節(jié)圖像質(zhì)量?？梢詫⑦@種通過控制增益k的圖像質(zhì)量調(diào)節(jié)與上述第一至第七實(shí)施例的任意一種圖像質(zhì)量調(diào)節(jié)方法結(jié)合。
[等式19] L0＝k*L1……(19) 如果像在第八實(shí)施例中一樣，通過使用加權(quán)因子校正參考校正數(shù)據(jù)并將其存儲在3D-LUT 33中，使圖像質(zhì)量可通過加權(quán)因子的改變來調(diào)節(jié)，則除與上述實(shí)施例類似的優(yōu)勢以外，還能夠?qū)崿F(xiàn)減小校正數(shù)據(jù)的存儲容量及有效調(diào)節(jié)色彩校正量的優(yōu)勢。
第九實(shí)施例 圖19示出了應(yīng)用于根據(jù)本發(fā)明第九實(shí)施例的電子照相機(jī)的3D-LUT模塊的方框圖。根據(jù)第九實(shí)施例的電子照相機(jī)具有通過將3D-LUT模塊89應(yīng)用于上述第一至第七實(shí)施例的任意一種電子照相機(jī)的結(jié)構(gòu)而獲得的結(jié)構(gòu)。
3D-LUT模塊89安裝了對從插值運(yùn)算單元35輸出的校正向量V進(jìn)行加權(quán)、并將加權(quán)的向量輸出至加法器36的乘法器89A，和對來自加法器36的輸出值進(jìn)行加權(quán)、并輸出加權(quán)結(jié)果的乘法器89C。這樣，通過在這些乘法器89A和89C中設(shè)置加權(quán)因子來代替在上述第一至第七實(shí)施例中的3D-LUT 33中的校正數(shù)據(jù)設(shè)置，或在3D-LUT 33中的校正數(shù)據(jù)設(shè)置以外在乘法器中設(shè)置加權(quán)因子，從而調(diào)節(jié)圖像質(zhì)量。
具體而言，在該電子照相機(jī)中，如等式20所示，通過乘法器89A利用加權(quán)因子k對校正向量V進(jìn)行加權(quán)，并通過加法器36將加權(quán)向量加入輸入圖像數(shù)據(jù)。因此，校正了圖像質(zhì)量。另外，為了消除由于乘法器89A的加權(quán)引起的增益的增加，乘法器89C執(zhí)行加權(quán)，來相應(yīng)地減小增益。
[等式20] (Y3 Cb3 Cr3)＝(Y2 Cb2 Cr2)+k*V……(20) 如果對位精度沒有限制，也可以沒有乘法器89C。另外，可以為輸入圖像數(shù)據(jù)提供乘法電路89B，并且可以執(zhí)行通過乘法器89B的加權(quán)，來代替通過乘法器89A的加權(quán)，或在通過乘法器89A的加權(quán)之外進(jìn)行乘法器89B的加權(quán)。通過對輸入圖像數(shù)據(jù)所提供的乘法器89B的加權(quán)代替通過乘法器89A的加權(quán)，相當(dāng)于在間接用加權(quán)因子加權(quán)之后從3D-LUT 33輸出輸出值的狀態(tài)。這種圖像質(zhì)量調(diào)節(jié)可以與上述第一至第八實(shí)施例的任何一種圖像質(zhì)量調(diào)節(jié)方法結(jié)合。
根據(jù)第九實(shí)施例，在通過加權(quán)因子加權(quán)之后從3D-LUT輸出輸出值，從而通過加權(quán)因子的改變來調(diào)節(jié)圖像質(zhì)量。因此，除類似于上述實(shí)施例的優(yōu)勢，還能夠?qū)崿F(xiàn)減小用于校正數(shù)據(jù)的存儲量及有效地調(diào)節(jié)色彩校正量的優(yōu)勢。
第十實(shí)施例 圖20示出了應(yīng)用于根據(jù)本發(fā)明第十實(shí)施例的電子照相機(jī)的3D-LUT模塊的方框圖。根據(jù)第十實(shí)施例的電子照相機(jī)具有通過將3D-LUT模塊99應(yīng)用于上述的第一至第七實(shí)施例的任意一種電子照相機(jī)的結(jié)構(gòu)而獲得的結(jié)構(gòu)。
在3D-LUT模塊99的結(jié)構(gòu)中，輸出值(Y3、Cb3、Cr3)從3D-LUT 93直接輸出，并在3D-LUT 93中設(shè)置與這種結(jié)構(gòu)兼容的校正數(shù)據(jù)。除輸出值(Y3、Cb3、Cr3)從3D-LUT 93直接輸出之外，第十實(shí)施例的電子照相機(jī)具有與上述第一至第七實(shí)施例的任意一種電子照相機(jī)相同的結(jié)構(gòu)。
即使當(dāng)像第十實(shí)施例一樣，輸出值從3D-LUT 93直接輸出，也能夠?qū)崿F(xiàn)與上述實(shí)施例類似的優(yōu)勢。
第十一實(shí)施例 在本發(fā)明的第十一實(shí)施例中，第一至第十實(shí)施例的任意一種結(jié)構(gòu)包括多個3D-LUT和/或多個3D-LUT模塊，并且輸出的是來自這些元件的輸出值合成所得的圖像數(shù)據(jù)。在第十一實(shí)施例中，通過使用加權(quán)因子的加權(quán)加和來執(zhí)行輸出值的合成，并通過控制這些加權(quán)因子調(diào)節(jié)圖像質(zhì)量。
即使當(dāng)像第十一實(shí)施例一樣，通過直接或間接合成來自多個3D-LUT的輸出值來實(shí)現(xiàn)色彩調(diào)節(jié)，并通過控制用于合成這些輸出值的加權(quán)因子來調(diào)節(jié)成像結(jié)果的圖像質(zhì)量，也能夠?qū)崿F(xiàn)與上述實(shí)施例類似的優(yōu)勢。
第十二實(shí)施例 在根據(jù)本發(fā)明第十二實(shí)施例的電子照相機(jī)中，將3D-LUT形成為使得同樣允許對于設(shè)置在通過記錄在記錄介質(zhì)中的格式定義的色空間之外的成像結(jié)果的處理。除與3D-LUT相關(guān)的結(jié)構(gòu)不同以外，第十二實(shí)施例具有與上述第一至第十一實(shí)施例的任意一種電子照相機(jī)類似的結(jié)構(gòu)。
如作為關(guān)系式的等式21和22所示，這樣形成的3D-LUT根據(jù)圖像數(shù)據(jù)的色差信號Cb和Cr的最大值Cmax來執(zhí)行剪裁(clipping)處理。因此，當(dāng)3D-LUT對一個色差信號執(zhí)行剪裁處理時，其他色差信號也經(jīng)受3D-LUT的剪裁處理，從而不改變色調(diào)。另外，3D-LUT對排列在由輸出格式定義的色空間之外的輸入圖像數(shù)據(jù)執(zhí)行剪裁處理，從而不改變色調(diào)。
[等式21] [等式22] 因此，在該電子照相機(jī)中，如圖21所示，在防止色調(diào)改變的同時，輸入圖像數(shù)據(jù)在色空間中被轉(zhuǎn)換成用于在記錄介質(zhì)中記錄的數(shù)據(jù)，隨后將其記錄在記錄介質(zhì)中。
對于在色空間外部的數(shù)據(jù)的處理同樣適用于作為由色彩信號定義的數(shù)據(jù)而記錄在記錄介質(zhì)中的圖像數(shù)據(jù)。
具體而言，在這種情況下，在矩陣運(yùn)算單元中處理由原色色彩信號構(gòu)成的成像結(jié)果的輸入圖像數(shù)據(jù)，從而使其在sRGB色域中經(jīng)受映射處理，隨后，將該圖像數(shù)據(jù)輸入3D-LUT模塊。然后，從第十二實(shí)施例的電子照相機(jī)的成像結(jié)果獲得的格點(diǎn)的RGB值轉(zhuǎn)換成L*a*b*值，并根據(jù)在經(jīng)受任意色域映射處理之后在L*a*b*空間獲得的RGB值，生成將設(shè)置在3D-LUT中的校正數(shù)據(jù)。
因此，如圖22所示，輸入圖像數(shù)據(jù)的采樣值得到校正，使得RGB色空間中的各個采樣點(diǎn)向空間的中心轉(zhuǎn)移，防止了由RGB值定義的色調(diào)改變。
針對用于提供與輸出格式兼容的色空間范圍進(jìn)行的校正處理能夠被廣泛地應(yīng)用于各種輸出圖像數(shù)據(jù)的方式。例如，這種處理也可以應(yīng)用于輸出圖像數(shù)據(jù)限于色空間內(nèi)能夠在液晶顯示器2上顯示的數(shù)據(jù)的情況。
根據(jù)第十二實(shí)施例，對于超出由記錄介質(zhì)中的記錄格式定義的色空間范圍的成像結(jié)果執(zhí)行剪裁處理，使色調(diào)不發(fā)生改變，然后輸出經(jīng)過處理的數(shù)據(jù)。因此，除與上述實(shí)施例類似的優(yōu)勢之外，也能夠?qū)崿F(xiàn)有效地防止由于后處理中的飽和度引起色調(diào)改變的優(yōu)勢。
第十三實(shí)施例 在根據(jù)本發(fā)明第十三實(shí)施例的電子照相機(jī)中，與3D-LUT中處理相關(guān)的三個軸被設(shè)計為具有不同的分辨率。除與3D-LUT有關(guān)的結(jié)構(gòu)不同之外，第十三實(shí)施例具有與上述第一至第十二實(shí)施例的任意一種電子照相機(jī)相同的結(jié)構(gòu)。
具體而言，在第十三實(shí)施例中，與3D-LUT設(shè)置相關(guān)的各個軸上的格點(diǎn)數(shù)被分別設(shè)置成2p+1、2q+1、和2r+1。另外，生成與這個設(shè)置兼容的校正數(shù)據(jù)。具體而言，區(qū)域檢測器31和插值因子計算器34通過根據(jù)等式23～25的運(yùn)算處理來代替等式4、5、和7的運(yùn)算處理，處理輸入的圖像數(shù)據(jù)。隨后，通過插值運(yùn)算處理生成校正數(shù)據(jù)。
[等式23]
[等式24]
[等式25] 根據(jù)第十三實(shí)施例，與3D-LUT的處理相關(guān)的三個軸被設(shè)計具有不同的分辨率。因此，指定每個軸的最佳分辨率，從而減小3D-LUT的規(guī)模，這樣能夠減小用于存儲校正數(shù)據(jù)的存儲器容量。此外，能夠?qū)崿F(xiàn)與上述實(shí)施例類似的優(yōu)勢。
第十四實(shí)施例 圖23示出了應(yīng)用于根據(jù)本發(fā)明第十四實(shí)施例的電子照相機(jī)的3D-LUT模塊以及相關(guān)部件的方框圖。除用于色空間轉(zhuǎn)換的LUT19A和19B分別設(shè)置在3D-LUT模塊的上游端和下游端之外，根據(jù)第十四實(shí)施例的電子照相機(jī)具有與上述第一至第十三實(shí)施例的任意一種電子照相機(jī)相同的結(jié)構(gòu)。
在該電子照相機(jī)中，LUT 19A和19B轉(zhuǎn)換輸入圖像數(shù)據(jù)的色空間，從而提高3D-LUT模塊19的處理精度。
將LUT 19A和19B設(shè)計成具有彼此相反的輸入/輸出特性，防止了由于空間轉(zhuǎn)換時產(chǎn)生的失真而引起的電子照相機(jī)精度的降低。
在第十四實(shí)施例中，通過LUT 19A和19B的色空間轉(zhuǎn)換使用的是一維轉(zhuǎn)換處理。輸入側(cè)LUT 19A以非線性輸入/輸出特性處理輸入的圖像數(shù)據(jù)并輸出處理后的數(shù)據(jù)，使在隨后的3D-LUT模塊19中的格點(diǎn)密度在需要高精度圖像質(zhì)量校正的區(qū)域中設(shè)為較高。要求高精度圖像質(zhì)量校正區(qū)域的實(shí)例包括相應(yīng)于非彩色和記憶色的區(qū)域。
具體而言，當(dāng)要處理由亮度信號和色差信號定義的輸入圖像數(shù)據(jù)時，輸入側(cè)LUT 19A被設(shè)計成具有如圖24所示的與色差信號相關(guān)的輸入/輸出特性。對于該特性，特征曲線的斜率在接近非彩色軸的地方很陡，隨著色度增加，斜率變緩。引起曲線收斂的輸入值任意設(shè)置在高色度側(cè)，從而可以控制將被隨后的3D-LUT模塊19處理的空間的范圍。如果輸入值的范圍大于輸出值的范圍，則通過輸出值的范圍將輸入值標(biāo)準(zhǔn)化(正規(guī)化)，從而提高處理精度。
圖25中所示的特性為與圖24中所示的特性相反的特性，是輸出側(cè)LUT 19B的與色差信號相關(guān)的輸入/輸出特性。
與此相反，對于亮度信號，輸入側(cè)LUT 19A被設(shè)計成具有圖26中所示的輸入/輸出特性，其中，在諸如皮膚色的重要色周圍及高亮度區(qū)，特性曲線的斜率很陡。這種在高亮度區(qū)中很陡的斜率是為了擴(kuò)大動態(tài)范圍。
圖27中所示的特性為與圖26中所示的特性相反的特性，是輸出側(cè)LUT 19B的與亮度信號相關(guān)的輸入/輸出特性。
根據(jù)第十四實(shí)施例，色空間在通過LUT處理之前和之后轉(zhuǎn)換，并且這種色空間轉(zhuǎn)換通過一維處理執(zhí)行。因此，除與上述實(shí)施例類似的優(yōu)勢之外，還能夠?qū)崿F(xiàn)提高3D-LUT處理精度的優(yōu)勢。具體而言，對非彩色和記憶色進(jìn)行細(xì)微色彩調(diào)節(jié)，為此，將格點(diǎn)的密度設(shè)置為高，從而能夠提高圖像質(zhì)量校正的精度。
第十五實(shí)施例 作為與圖23的對比，圖28示出了應(yīng)用于根據(jù)本發(fā)明第十五實(shí)施例的電子照相機(jī)的3D-LUT模塊以及相關(guān)部件的方框圖。除3D-LUT模塊的上游端和下游端結(jié)構(gòu)不同之外，根據(jù)第十五實(shí)施例的電子照相機(jī)具有與第十四實(shí)施例的電子照相機(jī)類似的結(jié)構(gòu)。
在該電子照相機(jī)中，設(shè)置在3D-LUT模塊上游端和下游端的分別是用于二維色空間轉(zhuǎn)換處理的LUT 19C和19D，以代替用于一維色空間轉(zhuǎn)換的LUT 19A和19B。這些LUT 19C和19D校正的是色差信號。
另外，在色差信號系統(tǒng)中，在3D-LUT模塊19的輸入和輸出階段設(shè)置了偏移單元19E～19H。因此，對將輸入至3D-LUT模塊19的由色差信號組成的圖像數(shù)據(jù)施加一定偏差，隨后，從由3D-LUT模塊19輸出的由色差信號組成的圖像數(shù)據(jù)中消除這種偏差。
因此，在第十五實(shí)施例中，轉(zhuǎn)換輸入圖像數(shù)據(jù)的色空間，從而在需要高精度圖像質(zhì)量校正的區(qū)域中，將與色調(diào)相關(guān)的3D-LUT模塊19的格點(diǎn)密度設(shè)高。相應(yīng)地，與第十四實(shí)施例相比，進(jìn)一步提高了3D-LUT模塊19的處理精度。在這個結(jié)構(gòu)中，可以將一維色空間轉(zhuǎn)換應(yīng)用于亮度信號。
根據(jù)第十五實(shí)施例，色空間在通過LUT處理之前和之后轉(zhuǎn)換，并通過二維處理執(zhí)行該色空間轉(zhuǎn)換。因此，除與上述實(shí)施例類似的優(yōu)勢之外，還能夠?qū)崿F(xiàn)進(jìn)一步提高3D-LUT處理精度的優(yōu)勢。
第十六實(shí)施例 根據(jù)本發(fā)明第十六實(shí)施例的電子照相機(jī)具有通過以3D-LUT替換在圖23中所示結(jié)構(gòu)中的一維LUT 19A和19B而得到的結(jié)構(gòu)。因此，色空間在通過LUT處理之前和之后轉(zhuǎn)換，并通過三維處理執(zhí)行色空間轉(zhuǎn)換。
在這個色空間轉(zhuǎn)換中，要處理的是由原色色彩信號定義的圖像數(shù)據(jù)。在輸入側(cè)的LUT中，執(zhí)行的是從RGB色空間向L*a*b*色空間的色空間轉(zhuǎn)換。在輸出側(cè)的LUT中，執(zhí)行的是與在輸入側(cè)的LUT轉(zhuǎn)換相反的轉(zhuǎn)換，或從L*a*b*色空間向YCC色空間的轉(zhuǎn)換。因此，在3D-LUT模塊19中設(shè)置與L*a*b*色空間相關(guān)的校正數(shù)據(jù)，并且3D-LUT模塊19執(zhí)行諸如色度校正的處理。
根據(jù)第十六實(shí)施例，色空間在通過LUT處理之前和之后轉(zhuǎn)換，并通過三維處理執(zhí)行色空間轉(zhuǎn)換。因此，除與上述實(shí)施例類似的優(yōu)勢之外，還能夠?qū)崿F(xiàn)進(jìn)一步提高3D-LUT處理精度的優(yōu)勢。
第十七實(shí)施例 作為與圖1的對比，圖29示出了應(yīng)用于根據(jù)本發(fā)明第十七實(shí)施例的電子照相機(jī)的3D-LUT模塊的方框圖。除應(yīng)用了該3D-LUT模塊之外，根據(jù)第十七實(shí)施例的電子照相機(jī)具有與第一至第十六實(shí)施例的任何一種電子照相機(jī)相同的結(jié)構(gòu)。
在3D-LUT模塊109中，設(shè)置了區(qū)域檢測器109A、區(qū)域確定器109B、和地址解碼器109C，代替區(qū)域確定器31和地址解碼器32。區(qū)域檢測器109A確定所輸入的圖像數(shù)據(jù)(Y2、Cb2、Cr2)的采樣值，從而檢測輸入的圖像數(shù)據(jù)(Y2、Cb2、Cr2)的采樣值是否存在于在由輸入圖像數(shù)據(jù)(Y2、Cb2、Cr2)定義的色空間中設(shè)置的多個區(qū)域的特定區(qū)域中。
特定區(qū)域是相應(yīng)于需要高精度圖像質(zhì)量校正的區(qū)域，包括接近諸如皮膚色和綠色的記憶色的區(qū)域。
區(qū)域確定器109B根據(jù)對輸入圖像數(shù)據(jù)的采樣值的確定，來檢測用于輸入圖像數(shù)據(jù)(Y2、Cb2、Cr2)的基準(zhǔn)格點(diǎn)g1和偏移量p。在這個處理中，只有當(dāng)區(qū)域檢測器109A已經(jīng)檢測到在色空間的特定區(qū)域中存在輸入圖像數(shù)據(jù)(Y2、Cb2、Cr2)的采樣值時，區(qū)域確定器109B才會檢測并輸出基準(zhǔn)格點(diǎn)g1和偏移量p。
相應(yīng)于區(qū)域檢測器109A和區(qū)域確定器109B的操作，用于3D-LUT 33的與校正數(shù)據(jù)相關(guān)的色空間根據(jù)區(qū)域檢測器109A進(jìn)行的區(qū)域分割來劃分，并且只將與通過區(qū)域檢測器109A的檢測相關(guān)的相應(yīng)于特定區(qū)域的校正數(shù)據(jù)記錄在3D-LUT 33中。由于只記錄了與特定區(qū)域相關(guān)的校正數(shù)據(jù)，所以相應(yīng)地允許記錄高分辨率校正數(shù)據(jù)。因此，3D-LUT模塊109只針對與記憶色對應(yīng)的特定區(qū)域，生成校正向量V，并校正輸入圖像數(shù)據(jù)的圖像質(zhì)量。因此，第十七實(shí)施例允許進(jìn)一步提高圖像質(zhì)量校正的精度。
此外，依賴于圖像質(zhì)量校正模式，切換地址解碼器109C中的轉(zhuǎn)換參數(shù)及用于3D-LUT 33的校正數(shù)據(jù)。因此，根據(jù)每個圖像質(zhì)量校正模式，切換色空間的分配，這樣也進(jìn)一步提高了圖像質(zhì)量校正的精度。對于根據(jù)每個圖像質(zhì)量校正模式來切換色空間的分割，可以通過切換由區(qū)域檢測器109A檢測的區(qū)域，來切換輸入圖像數(shù)據(jù)的色空間被分割的區(qū)域數(shù)。
根據(jù)第十七實(shí)施例，將與3D-LUT相關(guān)的色空間劃分成多個區(qū)域，并以各個區(qū)域?yàn)榛A(chǔ)切換3D-LUT的處理。這樣，能夠提高相應(yīng)于記憶色等的特定區(qū)域的調(diào)節(jié)精度。因此，除與上述實(shí)施例類似的優(yōu)勢之外，還能夠?qū)崿F(xiàn)更細(xì)微地調(diào)節(jié)圖像質(zhì)量的優(yōu)勢。
第十八實(shí)施例 作為與圖1的對比，圖30示出了應(yīng)用于根據(jù)本發(fā)明第十八實(shí)施例的電子照相機(jī)的3D-LUT模塊的外圍設(shè)備結(jié)構(gòu)的方框圖。除3D-LUT模塊19的外圍設(shè)備結(jié)構(gòu)不同之外，根據(jù)第十八實(shí)施例的電子照相機(jī)具有與第一至第十七實(shí)施例的任意一種電子照相機(jī)相同的結(jié)構(gòu)。
在電子照相機(jī)1中，由例如私人計算機(jī)的其他成像裝置生成的、用于3D-LUT 33的校正數(shù)據(jù)通過與外部接口(I/F)122連接的諸如存儲卡的記錄介質(zhì)獲得。因此，電子照相機(jī)1能夠復(fù)制通過其他設(shè)備進(jìn)行的圖像質(zhì)量校正的條件。
此外，反之亦然，記錄在存儲器22中的校正數(shù)據(jù)能夠通過外部I/F 122記錄到在記錄介質(zhì)上，使得能夠在計算機(jī)等中編輯校正數(shù)據(jù)，并能夠在其他成像裝置中設(shè)置校正數(shù)據(jù)。
根據(jù)第十八實(shí)施例，通過其他成像裝置獲得的校正數(shù)據(jù)通過外部I/F得到，并設(shè)置在3D-LUT中，這樣允許復(fù)制由其他設(shè)備進(jìn)行的圖像質(zhì)量校正的條件。因此，除與上述實(shí)施例類似的優(yōu)勢之外，還能夠?qū)崿F(xiàn)提高針對用戶的使用性的優(yōu)勢。
第十九實(shí)施例 根據(jù)本發(fā)明第十九實(shí)施例的電子照相機(jī)通過例如存儲卡來獲得由其他成像裝置記錄的成像結(jié)果，并根據(jù)這個成像結(jié)果，生成將設(shè)置在3D-LUT中的校正數(shù)據(jù)。因此，該電子照相機(jī)可模仿其他成像裝置的圖像質(zhì)量校正處理，從而提高對于用戶的使用性。
具體而言，除用于控制整個操作的控制器等能夠執(zhí)行這種模仿處理之外，根據(jù)第十九實(shí)施例的電子照相機(jī)具有與第一至第十七實(shí)施例的任意一種電子照相機(jī)相同的結(jié)構(gòu)。
該電子照相機(jī)和其他成像裝置在相同成像條件下執(zhí)行相同比色表的成像，隨后，電子照相機(jī)中的控制器通過使用這兩種成像結(jié)果執(zhí)行圖9和10的處理順序，從而生成校正數(shù)據(jù)。在這個處理中，其他成像裝置的成像結(jié)果被設(shè)置為各個格點(diǎn)的目標(biāo)色。
因此，該電子照相機(jī)生成用于3D-LUT的校正數(shù)據(jù)，從而能夠復(fù)制由其他成像裝置執(zhí)行的圖像質(zhì)量校正。
根據(jù)第十九實(shí)施例，獲得其他成像裝置記錄的成像結(jié)果，隨后，生成將設(shè)置在3D-LUT中的校正數(shù)據(jù)，這樣允許在這臺成像裝置中模仿圖像質(zhì)量校正處理。因此，除與上述實(shí)施例類似的優(yōu)勢之外，還能夠?qū)崿F(xiàn)提高對于用戶的使用性的優(yōu)勢。
第二十實(shí)施例 在上述實(shí)施例中，用于3D-LUT的校正數(shù)據(jù)根據(jù)YCC色空間生成。但是，本發(fā)明并不限于這些實(shí)施例，相反，可以在L*a*b*色空間或CIECAM02 Jab色空間中設(shè)計校正數(shù)據(jù)。作為與圖9和10的對比，圖31～34示出了在L*a*b*色空間或CIECAM02 Jab色空間中建立校正數(shù)據(jù)的處理程序。在這些處理程序中，如流程圖所示，根據(jù)被用于建立校正數(shù)據(jù)的色空間來轉(zhuǎn)換并處理采樣值，在這些流程圖中，處理步驟的數(shù)字與在圖9和10中的相應(yīng)步驟的數(shù)字相關(guān)。因此，與上述實(shí)施例類似，能夠簡單、無誤地建立校正數(shù)據(jù)。
在上述實(shí)施例中，通過電子照相機(jī)獲取作為靜態(tài)圖像的成像結(jié)果。但是，本發(fā)明并不限于這些實(shí)施例，相反地，也可以廣泛地應(yīng)用于使用電子照相機(jī)或攝像機(jī)獲取作為運(yùn)動圖像的成像結(jié)果。在獲取作為運(yùn)動圖像的成像結(jié)果中，可以通過逐漸改變與3D-LUT的處理結(jié)果相關(guān)的加權(quán)因子，沿時間軸改變圖像質(zhì)量校正的條件，這種方法已經(jīng)對第八和第九實(shí)施例等在上面進(jìn)行了說明。
在上述實(shí)施例中，實(shí)時地處理成像結(jié)果。但是，本發(fā)明并不限于這些實(shí)施例。成像結(jié)果可以作為所謂的RAW數(shù)據(jù)記錄在記錄介質(zhì)中，隨后，可以使用相應(yīng)于任意一種上述實(shí)施例的處理，進(jìn)行圖像質(zhì)量調(diào)節(jié)。在RAW數(shù)據(jù)的記錄中，僅在獲取成像結(jié)果時可檢測到的成像條件可以與RAW數(shù)據(jù)一起被記錄并存儲。此后，RAW數(shù)據(jù)可以進(jìn)行與第三和第四實(shí)施例中任意一個類似的處理。
在上述實(shí)施例中，只有圖像質(zhì)量已經(jīng)校正過的成像結(jié)果被記錄在記錄介質(zhì)中。但是，本發(fā)明并不限于這些實(shí)施例。指定用于圖像質(zhì)量校正的校正數(shù)據(jù)的信息可以與經(jīng)過校正的成像結(jié)果一起記錄，并且，該信息也可以用于隨后的處理。
在上述實(shí)施例中，本發(fā)明被應(yīng)用于電子照相機(jī)。但是，本發(fā)明并不限于這些實(shí)施例，相反地，本發(fā)明能夠被廣泛地應(yīng)用于諸如攝像機(jī)和配備像機(jī)的便攜電話的其他各種成像裝置。
權(quán)利要求
1.一種成像裝置，包括
成像元件，用于輸出在成像平面上形成的光學(xué)圖像的成像結(jié)果；
透鏡，用于在所述成像平面上形成所述光學(xué)圖像；
圖像處理器，用于通過使用三維查找表(3D-LUT)來對所述成像結(jié)果進(jìn)行色彩調(diào)節(jié)；以及
記錄器，用于將通過所述圖像處理器處理的所述成像結(jié)果記錄到記錄介質(zhì)中，
其中，所述圖像處理器包括
輸入側(cè)色空間轉(zhuǎn)換器，用于轉(zhuǎn)換來自所述成像元件的成像結(jié)果的色空間，并輸出所得的成像結(jié)果，作為將由所述3D-LUT處理的數(shù)據(jù)；以及
輸出側(cè)色空間轉(zhuǎn)換器，用于以所述輸入側(cè)色空間轉(zhuǎn)換器的特性的相反特性，來轉(zhuǎn)換所述3D-LUT的處理結(jié)果的色空間，并輸出所得的成像結(jié)果。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種成像裝置和成像裝置中的成像結(jié)果處理方法，可應(yīng)用于例如電子照相機(jī)中，允許相機(jī)簡單、靈活地校正圖像質(zhì)量，有效地防止圖像的劣化。該成像裝置包括成像元件，輸出在成像平面上形成的光學(xué)圖像的成像結(jié)果；透鏡，在成像平面上形成光學(xué)圖像；圖像處理器，通過使用三維查找表(3D-LUT)來對成像結(jié)果進(jìn)行色彩調(diào)節(jié)；以及記錄器，將通過圖像處理器處理的成像結(jié)果記錄到記錄介質(zhì)中，其中，圖像處理器包括輸入側(cè)色空間轉(zhuǎn)換器，用于轉(zhuǎn)換來自成像元件的成像結(jié)果的色空間，并輸出所得的成像結(jié)果，作為將由3D-LUT處理的數(shù)據(jù)；以及輸出側(cè)色空間轉(zhuǎn)換器，用于以輸入側(cè)色空間轉(zhuǎn)換器的特性的相反特性，來轉(zhuǎn)換3D-LUT的處理結(jié)果的色空間，并輸出所得的成像結(jié)果。
文檔編號H04N9/73GK101277453SQ200810097010
公開日2008年10月1日 申請日期2006年6月1日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月1日
發(fā)明者若園雅史, 早川浩史, 石神光一朗, 水倉貴美, 加藤直哉, 岡田深雪 申請人:索尼株式會社