JP2005340902A - 撮像装置及びカメラ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 輝度信号階調変換手段(5)は、補正対象色を撮像したときに入力される輝度信号のレベル範囲における出力信号の変化量が比較的大きくなるようにその入出力特性を変化させることができ、色差信号階調変換手段(6)は、補正対象色を撮像したときに入力される色差信号のレベル範囲における出力信号の変化量が比較的大きくなるようにその入出力特性を変化させることができ、利得調整手段(7)は、色差信号階調変換手段(6)における入出力特性の変化による信号の変化とは逆の方向にその出力信号が変化するように前記利得を調整する。
【選択図】 図1
Description
特定の色を補正することができる撮像装置において、
入射光を受けて、入射光を少なくとも3つの色成分に分離し、上記少なくとも3つの色成分に対応する色信号を出力する色信号生成手段と、
前記色信号を受けて輝度信号と色差信号とを生成する輝度色差信号生成手段と、
前記輝度色差信号生成手段が出力する輝度信号を受けて階調変換を行う輝度信号階調変換手段と、
前記輝度色差信号生成手段が出力する色差信号を受けて階調変換を行う色差信号階調変換手段と、
前記色差信号階調変換手段の出力を受けて調整可能な利得で増幅して出力する利得調整手段と
を有し、
前記輝度信号階調変換手段は、補正対象色を撮像したときに、前記輝度信号階調変換手段に入力される輝度信号のレベル範囲における出力信号の変化量が前記レベル範囲外における出力信号の変化量よりも大きくなるようにその入出力特性を変化させることができ、
前記色差信号階調変換手段は、補正対象色を撮像したときに、前記色差信号階調変換手段に入力される色差信号のレベル範囲における出力信号の変化量が前記レベル範囲外における出力信号の変化量よりも大きくなるようにその入出力特性を変化させることができ、
前記色差信号階調変換手段がその入出力特性を変化させたとき、前記利得調整手段は、前記色差信号階調変換手段における入出力特性の変化による前記色差信号階調変換手段の出力信号の変化とは逆の方向にその出力信号が変化するように前記利得を調整する
ことを特徴とするものである。
図1はこの発明の実施の形態1の撮像装置を示す概略構成図である。
図示のようにこの撮像装置は、撮像手段1と、ホワイトバランス手段(WB)3と、輝度色差信号生成手段4と、輝度信号階調変換手段5と、色差信号階調変換手段6と、利得調整手段7と、撮像モード制御手段8と、撮像モード選択手段9とを有する。
撮像手段11と、増幅手段12と、A/D変換器(ADC)13と、直流成分再生手段(DC再生手段)14とを有する。
撮像手段11は、例えば図3(a)、(b)に示すように、レンズを含む光学系21と、2次元的に配列された複数の光電変換素子を有する撮像素子22と、色分離手段としての色フィルタ23とを有する。
撮像素子22の複数の光電変換素子は、例えば図3(a)に示すようにベイヤ(Bayer)型に配置された、赤(R)、緑(G)、青(B)の3原色に対応する分光透過率を有する色フィルタ23で覆われている。
本実施の形態では、DC再生手段14の出力が、色信号生成手段1の出力となる。
色差信号階調変換手段6は色差信号CrCbの階調変換を行うものであり、折れ線関数で表される入出力特性(階調変換特性)を有する。この折れ線関数は3つ以上の折れ点を有する。色差信号階調変換6は、このような入出力特性により非線形変換を行う。
利得調整手段7は、色差信号階調変換手段6の出力に対し、調整可能な利得によりその彩度(色の飽和度)の調整を行う。
撮像モード制御手段8はまた、撮像モード選択手段9からの選択信号に応じて、利得調整手段7に制御信号を送り、その利得を制御する。
折れ点の位置は例えば座標値を指定することにより変更可能であり、折れ点の位置を変更することで、入出力特性を変更することができる。図7に示された3つの入出力特性はそのように変更が可能であることを示すものであって、変更後の入出力特性の数が3つに限られることを示すものではない。
図示の例では、特性(a)は特性(b)よりも、概して入力信号に対する出力信号のレベルが高く、特性(c)は特性(b)よりも、概して入力信号に対する出力信号のレベルが低い。
一般に、図7の特性(a)の画像は画像のコントラスト感が小さくなるため、「柔らかい画像」といわれ、図7の特性(c)の画像は画像のコントラスト感が大きくなるため、「固い画像」といわれる。
図7に示した入出力特性(a)、(b)、(c)は肌色を撮像したときの入力信号レベル範囲y1における出力信号のレベルの変化量が、上記入力信号レベル範囲y1以外における出力信号のレベルの変化量よりも大きく、しかも上記入力信号レベル範囲y1と入力信号レベル範囲y1外とのつなぎ目の部分が極力不自然にならず、しかもできる限り変化量が小さくなるようにしている。
上記のように、図示の例では、折れ線の各々が3つの折れ点を有する。1つの折れ点でも滑らかな曲線に近い入出力特性を実現することは可能であるが、補正の対象とする色を適切に補正するのであれば折れ点は多いほど良く、折れ点が1点の場合、対象色以外への影響が大きくなりやすい。折れ点が2つあれば補正範囲を信号レベルで上限と下限を決めることができる。したがって、折れ点は少なくても2つあるのが望ましく、3つ以上あるのがなお望ましい。
折れ点の位置は例えば座標値を指定することにより変更可能であり、折れ点の位置を変更することで、入出力特性を変更することができる。図8に示された3つの入出力特性はそのように変更が可能であることを示すものであって、変更後の入出力特性の数が3つに限られることを示すものではない。
図8に示した入出力特性(d)、(e)、(f)は肌色を撮像したときの入力信号レベル範囲c1における出力信号のレベルの変化量が、上記入力信号レベル範囲c1以外における出力信号の変化量よりも大きく、しかも上記入力信号レベル範囲と入力信号レベル範囲外とのつなぎ目の部分が極力不自然にならず、しかもできる限り変化量が小さくなるようにしている。
輝度信号の階調を肌色の部分が高くなるように変え、色差信号CrCbの階調を肌色の部分の彩度が低くなるように変えることで、肌色の輝度値が上がり彩度が低くなり色白の肌色となる。
なお、色差信号CrCbの信号レベルが色信号の彩度(色の飽和度)を表す。
輝度信号の階調を肌色の部分が低くなるように変え、色差信号CrCbの階調を肌色の部分の彩度が高くなるように変えることで、肌色の輝度値が下がり彩度が高くなり日焼けした肌色となる。
図9はこの発明の実施の形態2の撮像装置を示す概略構成図である。
図9の撮像装置は慨して図1に示す撮像装置と同じであるが以下の点で異なる。
即ち、図1の単一の色差信号階調変換手段6の代りに第1の色差信号階調変換手段6a及び第2の色差信号階調変換手段6bが設けられ、図1の利得調整手段7の代りに第1の利得調整手段7a及び第2の利得調整手段7bが設けられている。
第1の色差信号階調変換手段6aは第1の色差信号Crの階調変換を行うものであり、折れ線関数で表される入出力特性を有する。この折れ線関数は3つ以上の折れ点を有する。色差信号階調変換6aは、このような入出力特性により非線形変換を行う。
第2の色差信号階調変換手段6bは第2の色差信号Cbの階調変換を行うものであり、折れ線関数で表される入出力特性を有する。この折れ線関数は3つ以上の折れ点を有する。色差信号階調変換6bは、このような入出力特性により非線形変換を行う。
第1の利得調整手段7aは、第1の色差信号階調変換手段6aの出力に対し、調整可能な利得によりその彩度(色の飽和度)の調整を行う。
第2の利得調整手段7bは、第2の色差信号階調変換手段6bの出力に対し、調整可能な利得によりその彩度(色の飽和度)の調整を行う。
撮像モード制御手段8はまた、第1及び第2の利得調整手段7a及び7bに制御信号を送りそれらの利得を制御する。
これらはそれぞれ図8に示す入出力特性と同様、折れ線関数で表されるものであり、座標値を指定することで、変更可能である。
図10には、3つの特性(g)、(h)、(i)が示され、図示の例では、特性(g)は特性(h)よりも、概して入力信号に対する出力信号のレベルが高く、特性(i)は特性(h)よりも、概して入力信号に対する出力信号のレベルが低い。
図11には、3つの特性(j)、(k)、(l)が示され、図示の例では、特性(j)は特性(k)よりも、概して入力信号に対する出力信号のレベルが高く、特性(l)は特性(k)よりも、概して入力信号に対する出力信号のレベルが低い。
同様に、図11に示した入出力特性(j)、(k)、(l)は肌色を撮像したときの第2の色差信号Cbの入力信号レベル範囲cb1における出力信号レベルの変化量が、上記入力信号レベル範囲cb1以外における出力信号レベルの変化量よりも大きく、しかも上記入力信号レベル範囲cb1と入力信号レベル範囲cb1外とのつなぎ目の部分が極力不自然にならず、しかもできる限り変化量が小さくなるようにしている。
図12(a)は通常の撮像を行ったときの人物の撮像結果であり、図12(b)は肌色を美白に撮像したときの撮像結果であり、顔の部分の肌色が図12(a)に比べ明るくなっている一方、他の部分は図12(a)と略同じである。図12(c)は日焼けした肌色に撮像したときの撮像結果であり、顔の部分の肌色が図12(a)に比べ暗くなっている一方、他の部分は図12(a)と略同じである。
図13はこの発明の実施の形態3の撮像装置を示す概略構成図である。
図13の撮像装置は概して図1に示す撮像装置と同じであるが以下の点で異なる。
即ち、図1の構成要素に加え、重み付け制御手段41、積算手段42、露出演算手段43、及びタイミングジェネレータ44を備えている。
積算手段42は、色信号生成手段1から出力されたR、G、Bの色信号、例えばDC再生手段14から出力されたR、G、Bの色信号Ra、Ga、Baを、1画面以上積算する。この積算に当たり、重み付け制御手段41による制御の下で領域毎の重み付けを行う。積算手段42は、積算結果をR、G、B信号の積算値ΣRa、ΣGa、ΣBaを求める。
露出制御手段43は、積算手段42から供給されたR、G、B信号の積算値ΣRa、ΣGa、ΣBaが一定になるように撮像装置の露出制御を行う。
タイミングジェネレータ44は、露出制御手段43の出力によって制御され、色信号生成手段1の撮像手段11(図2)、特に撮像素子22(図3)(図13には、色信号生成手段1内の撮像素子22が示されている一方、色信号生成手段1内の他の構成要素の図示は省略されている)に印加される駆動パルスのタイミングを変えることにより電荷蓄積時間を制御するもので、これにより撮像手段11から出力される信号レベルを調整する。
Y=k1×Ra+k2×Ga+k3×Ba
(k1、k2、k3は所定の係数)
によって求め、求められた輝度信号Yを積算することとしても良い。また、G信号だけを輝度信号Yの代わりとして積算してもよい。
一方、撮像モード制御手段8は重み付け制御手段41へも制御信号を出力する。重み付け制御手段41は図14に示した領域Z11〜Z33において、撮像する際に人の顔が位置する確率の高い領域の信号により大きな重み付けを行う。例えば、図12に示す例のように、画面の横方向の中央でかつ縦方向の中央乃至は上側の領域、即ち図14の領域Z12、Z22に顔を位置させて撮像することが多い。そこで、領域Z12、Z22の信号により大きな重み付けを行う。例えば、他の領域に対してw倍(例えばw=2)の重み付けを行う。この場合、積算手段42による積算値をR信号Raについて示すと以下の通りである。
ΣRa=ΣR11+wΣR12+ΣR13
+ΣR21+wΣR22+ΣR23
+ΣR31+ΣR32+ΣR33
ここで、ΣR11、ΣR12、ΣR13、ΣR21、ΣR22、ΣR23、ΣR31、ΣR32、ΣR33はそれぞれ領域Z11、Z12、Z13、Z21、Z22、Z23、Z31、Z32、Z33におけるR信号の積算である。
図15はこの発明の実施の形態4の撮像装置を示す概略構成図である。図15の撮像装置は概して図13に示す撮像装置と同じであるが以下の点で異なる。即ち、図13の構成要素のうち、タイミングジェネレータ44が設けられておらず、代わりに色信号生成手段1内に絞り45と絞り駆動手段46とが設けられている。図15には、色信号生成手段1内の絞り45が、光学系21、撮像素子22とともに示されている一方、色信号生成手段1内の他の構成要素の図示は省略されている。
シャッタが電子シャッタで構成される場合、シャッター駆動手段53と(例えば図15に示されるごとき)タイミングジェネレータとが一体に構成され、両者の機能を兼ね備えた回路が用いられる。
表示駆動手段54は、輝度信号階調変換手段5及び利得調整手段8の出力を受けてビューファインダーとしてのモニタ55に画像を表示させる。
モニタ55は、例えば液晶表示装置で構成され、表示駆動手段54に駆動されて、色信号生成手段50内の撮像手段で撮像されている画像を表示する。
画像圧縮手段56は、輝度信号階調変換手段5及び利得調整手段8の出力を受けて例えばJPEGに準拠した画像圧縮を行なう。
書き込み手段57は、画像圧縮手段56で圧縮されたデータを記録媒体58に書き込む。
Claims (8)
- 特定の色を補正することができる撮像装置において、
入射光を受けて、入射光を少なくとも3つの色成分に分離し、上記少なくとも3つの色成分に対応する色信号を出力する色信号生成手段と、
前記色信号を受けて輝度信号と色差信号とを生成する輝度色差信号生成手段と、
前記輝度色差信号生成手段が出力する輝度信号を受けて階調変換を行う輝度信号階調変換手段と、
前記輝度色差信号生成手段が出力する色差信号を受けて階調変換を行う色差信号階調変換手段と、
前記色差信号階調変換手段の出力を受けて調整可能な利得で増幅して出力する利得調整手段と
を有し、
前記輝度信号階調変換手段は、補正対象色を撮像したときに、前記輝度信号階調変換手段に入力される輝度信号のレベル範囲における出力信号の変化量が前記レベル範囲外における出力信号の変化量よりも大きくなるようにその入出力特性を変化させることができ、
前記色差信号階調変換手段は、補正対象色を撮像したときに、前記色差信号階調変換手段に入力される色差信号のレベル範囲における出力信号の変化量が前記レベル範囲外における出力信号の変化量よりも大きくなるようにその入出力特性を変化させることができ、
前記色差信号階調変換手段がその入出力特性を変化させたとき、前記利得調整手段は、前記色差信号階調変換手段における入出力特性の変化による前記色差信号階調変換手段の出力信号の変化とは逆の方向にその出力信号が変化するように前記利得を調整する
ことを特徴とする撮像装置。 - 前記補正対象色を指定する選択入力手段をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。
- 前記補正対象色が肌色であって、第1の補正撮像モードにおいて、
前記輝度信号階調変換手段は、人の肌色を撮像したときに前記輝度信号階調変換手段に入力される輝度信号のレベル範囲における出力信号が、通常撮像時に比べて、より大きくなるように入出力特性を変更し、
前記色差信号階調変換手段は、人の肌色を撮像したときに前記色差信号階調変換手段に入力される色差信号のレベル範囲における出力信号が、通常撮像時に比べて、より小さくなるように入出力特性を変更し、
上記利得調整手段は前記利得を大きくする
ことを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。 - 前記補正対象色が肌色であって、第2の補正撮像モードにおいて、
前記輝度信号階調変換手段は、人の肌色を撮像したときに前記輝度信号階調変換手段に入力される輝度信号のレベル範囲における出力信号が、通常撮像時に比べて、より小さくなるように入出力特性を変更し、
前記色差信号階調変換手段は、人の肌色を撮像したときに前記色差信号階調変換手段に入力される色差信号のレベル範囲における出力信号が、通常撮像時に比べて、より大きくなるように入出力特性を変更し、
上記利得調整手段は色差信号に対する前記利得を小さくする
ことを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。 - 特定の色を補正する補正撮像モードにおいて、
前記輝度信号階調変換手段は、補正対象色を撮像したときに、前記輝度信号階調変換手段に入力される輝度信号のレベル範囲における出力信号の変化量が前記レベル範囲外における出力信号の変化量よりも大きくなるようにその入出力特性を変化させ、
前記色差信号階調変換手段は、補正対象色を撮像したときに、前記色差信号階調変換手段入力される色差信号のレベル範囲における出力信号の変化量が前記レベル範囲外における出力信号の変化量よりも大きくなるようにその入出力特性を変化させる
ことを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。 - 前記色信号生成手段から出力される前記色信号の少なくとも一つ、又は前記色信号を変換することによって得られる輝度信号を、画面全体に亘って積算して積算値を求める積算手段と、
前記積算手段による積算に際し、画面の位置に応じて異なる重み付けを行うよう制御する重み付け制御手段と、
前記積算手段の出力に応じて、前記色信号生成手段に露出制御信号を供給する露出制御手段とをさらに備え、
前記色信号生成手段は、前記露出制御信号に応じて、出力される色信号のレベルを調整する
ことを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。 - 前記重み付け制御手段は、人物を撮像するときに、人の顔が位置する可能性の高い画面上の領域の重み付けを他の領域よりも大きくすることを特徴とする請求項6に記載の撮像装置。
- 請求項1乃至7のいずれかに記載の撮像装置と、
前記撮像装置から出力される画像データを記録媒体に書き込む手段とを備えた
カメラ。
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JP2007267170A (ja) * | 2006-03-29 | 2007-10-11 | Nikon Corp | 彩度調整機能を有する電子カメラ、および画像処理プログラム |
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- 2004-05-24 JP JP2004153035A patent/JP3871681B2/ja not_active Expired - Fee Related
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JP2007267170A (ja) * | 2006-03-29 | 2007-10-11 | Nikon Corp | 彩度調整機能を有する電子カメラ、および画像処理プログラム |
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