JP2009118052A - 画像信号処理方法及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】偽色の発生を抑えて高品質な画像を得ることができる画像信号処理方法及び装置を提供する。
【解決手段】画素ごとのＲ、Ｇ、Ｂ各色の色信号に所定の色補正ゲインをかけて色補正し、Ｎビットの信号として出力する場合において、各色信号に所定の色補正ゲインをかけて色補正し、所望のビット数（Ｎ）よりも上位側に余裕を持たせたビット数（Ｍ）の色信号を生成する。そして、その色補正後の各色信号の中で最大となる色信号を選出し、選出した色信号をＮビットにすると、飽和する信号レベルを検出する。検出された信号レベルを超える色信号について、等倍より大きな偽色補正ゲインをかけて偽色補正し、Ｎビットとなるようリミットをかけて出力する。
【選択図】 図１０

Description

本発明は画像信号処理方法及び装置に係り、特に画像信号を構成する各色信号に所定の色補正ゲインをかけて色補正する画像信号処理方法及び装置に関する。

デジタルカメラで行われる信号処理の一つにホワイトバランス補正がある。ホワイトバランス補正は、色温度が異なる光源状態でも、白色を正確に白く映し出すように補正する処理であり、白色の被写体を撮像したときに得られるＲ、Ｇ、Ｂの各色信号が、すべて等しくなるようにゲインをかけるものである。

しかし、このようにゲインをかけてホワイトバランス補正すると、図１８に示すように、色ごとに飽和レベルが異なるため、高輝度部分で偽色が発生するという問題がある。

そこで、特許文献１では、ゲイン処理後の各色信号が飽和状態であるか否かを判定し、飽和状態であれば、他の色信号のレベルに置き換えることで、色飽和による偽色の発生を防止する方法が提案されている。
特開２００４−３２８５６４号公報

しかしながら、特許文献１の方法では、閾値判別の結果によって、色が切り換わってしまうという欠点がある。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、偽色の発生を抑えて高品質な画像を得ることができる画像信号処理方法及び装置を提供することを目的とする。

請求項１に係る発明は、前記目的を達成するために、画像信号を構成する各色信号に所定の色補正ゲインをかけて色補正し、Ｎビットの色信号を生成する画像信号処理方法であって、画像信号を構成する各色信号に所定の色補正ゲインをかけて色補正し、Ｍ（Ｎ＜Ｍ）ビットの色信号を生成するステップと、色補正後の各色信号の中で最大となる色信号を選出するステップと、選出した色信号をＮビットにすると、飽和する信号レベルを検出するステップと、色補正後の各色信号に対して、前記信号レベルを超える色信号に所定の偽色補正ゲインをかけて偽色補正し、Ｎビットの色信号を生成するステップと、からなることを特徴とする画像信号処理方法を提供する。

請求項１に係る発明では、まず、各色信号に所定の色補正ゲインをかけて色補正し、所望のビット数（Ｎ）よりも上位側に余裕を持たせたビット数（Ｍ）の色信号を生成する。そして、その色補正後の各色信号の中で最大となる色信号を選出し、選出した色信号をＮビットにすると、飽和する信号レベルを検出する。ここで、この検出された信号レベルを超える色信号については、Ｎビットにすると、各色の比が正確に保たれず、偽色が生じる。そこで、各色信号に対して、検出された信号レベルを超える色信号に所定の偽色補正ゲインをかけ、少しでも元の色の比に保たれるように補正し、Ｎビットの色信号を生成する。このように処理することにより、偽色が発生する領域については、彩度が落とされて、色の変化が分かりにくくなり、見た目に違和感のない高品質な画像を得ることができる。

請求項２に係る発明は、前記目的を達成するために、前記画像信号が取得された時の撮影モードの情報を取得し、該撮影モードに応じて前記偽色補正ゲインを切り替えることを特徴とする請求項１に記載の画像信号処理方法を提供する。

請求項２に係る発明によれば、画像信号が取得された時の撮影モードに応じて偽色補正ゲインが切り替えられる。これにより、より適切な偽色補正ゲインを用いて、偽色補正を行うことができる。たとえば、マニュアルモードの場合は、撮影者の意図を考慮して、常に等倍となるように偽色補正ゲインを設定する（偽色補正は行わない）。また、水中モードの場合は、Ｂ成分が多く、Ｂ信号の飽和が生じやすいため、Ｂ信号の飽和に対しては積極的に補正するように偽色補正ゲインを設定する。また、夕焼けモードの場合は、Ｒ成分が多く、Ｒ信号の飽和が生じやすいため、Ｒ信号の飽和に対しては積極的に補正するように偽色補正ゲインを設定する。このように、撮影シーンに応じて設定される撮影モードの情報を利用することにより、より適切に偽色補正を行うことができ、より高品質な画像を得ることができる。

請求項３に係る発明は、前記目的を達成するために、前記画像信号が取得された時の色温度の情報を取得し、該色温度に応じて前記偽色補正ゲインを切り替えることを特徴とする請求項１に記載の画像信号処理方法を提供する。

請求項３に係る発明によれば、画像信号が取得された時の色温度に応じて偽色補正ゲインが切り替えられる。これにより、より適切な偽色補正ゲインを用いて、偽色補正を行うことができる。たとえば、低色温度の場合は、全体として赤みが強く、Ｒ信号の飽和が広範囲に生じやすいため、Ｒ信号の飽和に対しては積極的に補正するように偽色補正ゲインを設定する。一方、高色温度の場合は、全体として青みが強く、Ｂ信号の飽和が広範囲に生じやすいため、Ｂ信号の飽和に対しては積極的に補正するように偽色補正ゲインを設定する。このように、撮影シーンの色温度の情報を利用することにより、より適切に偽色補正を行うことができ、より高品質な画像を得ることができる。

請求項４に係る発明は、前記目的を達成するために、前記画像信号に対してダイナミックレンジを拡大する処理を行う場合において、設定するダイナミックレンジが閾値未満の場合は、前記偽色補正は行わず、画像信号を構成する各色信号に所定の色補正ゲインをかけて色補正し、Ｎビットの色信号を生成することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一に記載の画像信号処理方法を提供する。

ダイナミックレンジを拡大する処理を行うと、通常のダイナミックレンジでは白飛びしている被写体（全ての色信号が飽和している被写体）であっても、一部の色信号だけが飽和してしまう場合がある。その一方で請求項１〜３に係る発明のように、色補正された色信号に対して更に偽色補正すると、白に飽和しやすく、ダイナミックレンジが狭くなってしまう。そこで、請求項４に係る発明では、設定するダイナミックレンジの広狭によって偽色補正の有無を切り替え、設定するダイナミックレンジが閾値以上の場合のみ、偽色補正の処理を実施する。これにより、互いの欠点を補うことができ、より高品質な画像を得ることができる。

請求項５に係る発明は、前記目的を達成するために、画像信号を構成する各色信号に所定の色補正ゲインをかけて色補正し、Ｎビットの色信号を生成する画像信号処理装置であって、画像信号を構成する各色信号に所定の色補正ゲインをかけて色補正し、Ｍ（Ｎ＜Ｍ）ビットの色信号を生成する色補正手段と、前記色補正手段で色補正された各色信号の中で最大となる色信号を選出する選出手段と、前記選出手段で選出した色信号をＮビットにすると、飽和する信号レベルを検出する検出手段と、前記色補正手段で色補正された各色信号に対して、前記信号レベルを超える色信号に所定の偽色補正ゲインをかけて偽色補正し、Ｎビットの色信号を生成する偽色補正手段と、を備えたことを特徴とする画像信号処理装置を提供する。

請求項５に係る発明によれば、請求項１に係る発明と同様に、偽色が発生する領域で彩度を落とすことにより、見た目に違和感のない高品質な画像を得ることができる。

請求項６に係る発明は、前記目的を達成するために、前記画像信号が取得された時の撮影モードの情報を取得する撮影モード情報取得手段を有し、前記偽色補正手段は、前記撮影モード情報取得手段で取得された撮影モードに応じて前記偽色補正ゲインを切り替えることを特徴とする請求項５に記載の画像信号処理装置を提供する。

請求項６に係る発明によれば、請求項２に係る発明と同様に、撮影モードに応じて偽色補正ゲインを切り替えることにより、より適切な偽色補正ゲインを用いて、偽色補正を行うことができる。

請求項７に係る発明は、前記目的を達成するために、前記画像信号が取得された時の色温度の情報を取得する色温度情報取得手段を有し、前記偽色補正手段は、前記色温度情報取得手段で取得された色温度に応じて前記偽色補正ゲインを切り替えることを特徴とする請求項５に記載の画像信号処理装置を提供する。

請求項７に係る発明によれば、請求項３に係る発明と同様に、色温度に応じて偽色補正ゲインを切り替えることにより、より適切な偽色補正ゲインを用いて、偽色補正を行うことができる。

請求項８に係る発明は、前記目的を達成するために、前記画像信号に対してダイナミックレンジを拡大する処理を行う場合において、画像信号を構成する各色信号に所定の色補正ゲインをかけて色補正し、Ｎビットの色信号を生成する第２の色信号補正手段と、設定するダイナミックレンジの情報を取得するダイナミックレンジ情報取得手段と、前記第２の色信号補正手段で生成されたＮビットの色信号と前記偽色信号補正手段で生成されたＮビットの色信号とを取り込み、前記ダイナミックレンジ情報取得手段で取得されたダイナミックレンジが閾値未満の場合は、前記第２の色信号補正手段で生成されたＮビットの色信号を出力し、閾値以上の場合は、前記偽色信号補正手段で生成されたＮビットの色信号を出力する出力切替手段と、を備えたことを特徴とする請求項５〜７のいずれか一に記載の画像信号処理装置を提供する。

請求項８に係る発明によれば、請求項４に係る発明と同様に、設定するダイナミックレンジの広狭によって偽色補正の有無を切り替えることにより、偽色の発生を効果的に抑制することができ、高品質な画像を得ることができる。

本発明に係る画像信号処理方法及び装置によれば、偽色の発生を抑えて高品質な画像を得ることができる。

以下、添付図面を参照して本発明に係る画像信号処理方法及び装置を実施するための最良の形態について説明する。

図１、２は、それぞれ本発明が適用されたデジタルカメラ１０の外観構成を示す正面斜視図と背面斜視図である。

図１に示すように、矩形の箱状に形成されたカメラ本体１２の前面には、撮影レンズ１４、ストロボ１６等が設けられており、また、上面には、シャッタボタン１８、電源ボタン２０等が設けられている。

また、図２に示すように、カメラ本体１２の背面には、ズームボタン２２、メニューボタン２４、キャンセルボタン２６、決定ボタン２８、十字ボタン３０、再生ボタン３２等の各種操作ボタン類、各種表示を行うためのモニタ３４等が設けられている。

また、図示されていないが、カメラ本体１２の底面には、メモリカードを装填するためのメモリカードスロット、バッテリを装填するためのバッテリ装填室等が開閉自在なカバーを介して設けられている。

撮影レンズ１４は、沈胴式のズームレンズで構成されており、カメラの電源をＯＮすると、カメラ本体１２の前面から繰り出される。

ストロボ１６は、キセノン管で構成されており、必要に応じて被写体に向けてストロボ光を発光する。

シャッタボタン１８は、いわゆる半押しと全押しが可能な二段ストローク式の押下ボタンで構成されている。デジタルカメラ１０は、このシャッタボタン１８が半押しされると、ＡＥ（自動露出）、ＡＷＢ（自動ホワイトバランス）、ＡＦ（自動焦点合わせ）の各処理を実行して撮影準備を行う。そして、全押しされると、本撮影の処理を実行し、撮影により得られた画像をメモリカードに記録する。

電源ボタン２０は、押下式のボタンで構成されており、カメラの電源をＯＮ／ＯＦＦするのに用いられる。デジタルカメラ１０は、電源ＯＦＦの状態で電源ボタン２０を押すと、撮影モードの状態で起動する。そして、この撮影モードの状態で再生ボタン３２を押すと、再生モードに移行する。また、電源ＯＦＦの状態で再生ボタン３２を押すと、再生モードの状態で起動する。そして、この再生モードの状態でシャッタボタン１８を押すと、撮影モードに移行する。

ズームボタン２２は、シーソー式のスイッチで構成されており、一方へ操作されると、テレ側へのズームが指示され、他方へ操作されると、ワイド側へのズームが指示される。

メニューボタン２４は、モニタ３４へのメニュー画面の表示を指示するボタンとして用いられる。本実施の形態のデジタルカメラ１０は、このモニタ３４に表示されるメニュー画面を利用して各種設定が行われる。たとえば、画像サイズや撮影感度、撮影モード（オートモード、マニュアルモード、絞り優先ＡＥモード、シャッタ速度優先ＡＥモード、プログラムＡＥモード、シーンプログラムモード（人物、水中、夕景、夜景、スポーツ、風景等））、ストロボモード（オート発光、強制発光、赤目軽減発光、スローシンクロ、発光禁止）、マクロモード（ＯＮ／ＯＦＦ）、ホワイトバランス設定（オート、プリセット（蛍光灯、電球、晴、曇、日陰等）、マニュアル）、測光方式（分割測光、スポット、中央重点等）、フォーカス（オートエリアＡＦ、センター固定ＡＦ、エリア選択ＡＦ、マニュアル）、ＡＦ方式（シングル、コンティニュアス）、ダイナミックレンジ（通常、広ダイナミックレンジ）等の設定が行われる。ユーザは、モニタ３４の表示に従ってキャンセルボタン２６、決定ボタン２８、十字ボタン３０等を利用して、各種設定を行う。

なお、上記撮影モードの設定における「オートモード」は、画像サイズと撮影感度を除く全ての設定をカメラ側が自動で行って撮影するモード、「マニュアルモード」は、絞りとシャッタ速度を自由に設定して撮影できるモード、「絞り優先ＡＥモード」は、絞りを自由に設定して撮影できるオートモード、「シャッタ速度優先ＡＥモード」はシャッタ速度を自由に設定して撮影できるオートモード、「プログラムＡＥモード」は、絞りとシャッタ速度以外を自由に設定できるオートモードである。

また、「シーンプログラムモード」は、シーンに適した露出設定が自動で行われ、シーンに適した画像処理が自動で行われるモードである。ここで、「人物」は、人物撮影に適した処理が行われるモード、「水中」は、水中撮影に適した処理が行われるモード、「夕景」は、夕景撮影に適した処理が行われるモード、「夜景」は、夜景撮影に適した処理が行われるモード、「スポーツ」は、スポーツ撮影に適した処理が行われるモード、「風景」は、風景撮影に適した処理が行われるモードである。

また、ダイナミックレンジの設定における「広ダイナミックレンジ」は、高輝度の部分と低輝度の部分が存在する被写体を撮影するためのモードであり、ダイナミックレンジを拡大する処理が行われる。

モニタ３４は、カラー液晶ディスプレイで構成され、上述した各種設定時における操作画面として使用される他、再生モード時に撮影済み画像が表示されて再生用モニタとして使用される。また、撮影時には、撮像素子で捉えた画像がスルー表示されて、電子ファインダとして使用される。

図３は、デジタルカメラ１０の電気的構成を示すブロック図である。

デジタルカメラ１０は、全体の動作をＣＰＵ５０によって統括制御される。ＣＰＵ５０は、所定の制御プログラムを実行することにより、操作部（シャッタボタン１８、電源ボタン２０、ズームボタン２２、メニューボタン２４、キャンセルボタン２６、決定ボタン２８、十字ボタン３０、再生ボタン３２等の各種操作部材）５２から入力される操作信号に応じてデジタルカメラ１０の各部を制御する。

ＲＯＭ５４には、このＣＰＵ５０が実行する制御プログラム及び制御に必要な各種データが記録されている。ＣＰＵ５０は、このＲＯＭ５４に記録された制御プログラムをＳＤＲＡＭ５６に読み出し、逐次実行することにより、デジタルカメラ１０の各部を制御する。

なお、このＳＤＲＡＭ５６は、プログラムの実行処理領域として利用されるほか、画像データ等の一時記憶領域、演算処理等の各種作業領域として利用される。

また、フラッシュメモリ５８は、ユーザ設定情報等の各種設定情報等の記録領域として利用され、ＶＲＡＭ６０は、モニタ３４に表示させる画像データ専用の記録領域として利用される。

撮影レンズ１４は、図示しないズームレンズ、フォーカスレンズ、絞りを備えており、それぞれ図示しない駆動装置に駆動されて動作する。ＣＰＵ５０は、図示しないレンズ制御部を介してこの駆動装置の駆動を制御して、ズームレンズ、フォーカスレンズ及び絞りの動作を制御する。

撮影レンズ１４の後段には、撮像素子として、カラーＣＣＤイメージセンサ（ＣＣＤ）６２が配置されている。ＣＣＤ６２は、周知のように多数の受光素子がマトリクス状に配列された受光面を備えている。撮影レンズ１４を通過した被写体光は、このＣＣＤ６２の受光面上に結像され、各受光素子によって電気信号に変換される。

ＣＣＤ６２は、ＣＣＤドライバ６４から供給される垂直転送クロック及び水平転送クロックに同期して、各画素に蓄積された電荷を１ラインずつシリアルな画像信号として出力する。ＣＰＵ５０は、ＣＣＤドライバ６４を制御して、ＣＣＤ６２の駆動を制御する。

なお、各画素の電荷蓄積時間（露出時間）は、ＣＣＤドライバ６４から与えられる電子シャッタ駆動信号によって決められる。ＣＰＵ５０は、ＣＣＤドライバ６４に対して電荷蓄積時間を指示する。

また、画像信号の出力は、デジタルカメラ１０のモードが、撮影モードにセットされると開始される。すなわち、デジタルカメラ１０のモードが、撮影モードにセットされると、モニタ３４にスルー画像を表示するために、画像信号の出力が開始される。

ＣＣＤ６２から出力される画像信号は、アナログ信号であり、このアナログの画像信号は、アナログ信号処理部６６に取り込まれる。

アナログ信号処理部６６は、相関二重サンプリング回路（ＣＤＳ）、自動ゲインコントロール回路（ＡＧＣ）等を含んで構成されている。ＣＤＳは、画像信号に含まれるノイズの除去を行い、ＡＧＣは、ノイズ除去された画像信号を所定のゲインで増幅する。

アナログ信号処理部６６で所要の信号処理が施されたアナログの画像信号はＡ／Ｄ変換器６８に取り込まれる。Ａ／Ｄ変換器６８は、取り込んだアナログの画像信号をＮビット（本例では１４ビット）の階調幅を持ったデジタルの画像信号に変換する。この画像信号は、いわゆるＲＡＷデータであり、画素ごとＲ、Ｇ、Ｂの濃度を示す階調値を有している。

Ａ／Ｄ変換器６８でデジタル信号に変換された１コマ分の画像信号は、バス７０を介してＳＤＲＡＭ５６に格納される。

バス７０には、上記ＣＰＵ５０、ＲＯＭ５４、ＳＤＲＡＭ５６、フラッシュメモリ５８、ＶＲＡＭ６０、Ａ／Ｄ変換器６８のほか、デジタル信号処理部１００、ＡＦ検出部７４、ＡＥ／ＡＷＢ検出部７６、圧縮／伸張処理部７８、記録制御部８０、表示制御部８４等が接続されており、これらはバス７０を介して互いに情報の送受信できるようにされている。

ＳＤＲＡＭ５６に格納された１コマ分の画像信号は、点順次（画素の順番）にデジタル信号処理部１００に取り込まれる。

デジタル信号処理部１００は、点順次に取り込んだＲ、Ｇ、Ｂの各色の画像信号（色信号）に対して所定の信号処理を施し、輝度信号Ｙと色差信号Ｃｒ、Ｃｂとからなる画像信号（ＹＣ信号）を生成する。

図４は、デジタル信号処理部１００の概略構成を示すブロック図である。同図に示すように、デジタル信号処理部１００は、ホワイトバランスゲイン算出回路１０２、オフセット補正回路１０４、ＲＧＢ補間演算回路１０６、ゲイン補正回路１０８、階調補正回路１１０、ＲＧＢ／ＹＣ変換回路１１２、輪郭補正回路１１４、色差マトリクス回路１１６、色温度評価値算出回路１１８等を備えて構成されている。

ホワイトバランスゲイン算出回路１０２は、ホワイトバランス補正を行うために、ＡＥ／ＡＷＢ検出部７６で算出された積算値を取り込み、ホワイトバランス補正用のゲイン値（色補正ゲイン）を算出する。

オフセット補正回路１０４は、黒色の被写体を撮影した場合に黒色が表現されるように、ＳＤＲＡＭ５６から点順次に取り込まれたＲ、Ｇ、Ｂの各色の画像信号（Ｎビット）に対して所定のオフセット処理を施す。すなわち、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色の画像信号に対してあらかじめ設定されたオフセット値を減算して出力する。

ＲＧＢ補間演算回路１０６は、オフセット処理されたＲ、Ｇ、Ｂの色信号（Ｎビット）を補間演算して、各画素位置におけるＲ、Ｇ、Ｂ３色の信号を求める。すなわち、単板式の撮像素子の場合、各画素からは、Ｒ、Ｇ、Ｂのいずれか一色の信号しか出力されないため、出力しない色を周囲の画素の色信号から補完演算により求める。たとえば、Ｒを出力する画素では、この画素位置におけるＧ、Ｂの色信号が、どの程度になるかを周囲の画素のＧ、Ｂ信号から補間演算により求める。

なお、このようにＲＧＢ補完演算は、単板式の撮像素子に特有のものなので、撮像素子１３４に三板式のものを用いた場合には不要となる。

ゲイン補正回路１０８は、同時化された各画素の色信号（Ｎビット）に対して、ホワイトバランスゲイン算出回路１０２で算出されたゲイン値（色補正ゲイン）を用いてホワイトバランス補正（色補正）を行うとともに、所定の偽色補正ゲインを用いて偽色補正を行う。そして、Ｎビット（本例では、１４ビット）の信号として階調補正回路１１０に出力する。なお、このゲイン補正回路１０８における処理については、後に詳述する。

階調補正回路１１０は、ゲイン補正された画像信号に対して階調変換処理を施す。すなわち、画像データをモニタに出力すると、モニタに入力された階調値とモニタが出力する階調値との間にズレが生じることから、このズレを補正するために、ゲイン補正後の画像信号に対して所定の階調変換処理（いわゆるガンマ補正）を施す。

図５に示すように、階調補正回路１１０には、上記のズレを補正するためのガンマ変換テーブルが、あらかじめ設けられている。階調補正回路１１０は、このガンマ変換テーブルに基づいて画像信号の入力階調値を変換する。

なお、デジタルカメラ１０が広ダイナミックレンジ撮影モードにセットされている場合、所定の前処理が行われた後、上記のガンマ変換テーブルを用いた階調変換処理が行われる。以下、この前処理について説明する。

図６に示すように、階調補正回路１１０には、１００％モード、２００％モード、４００％モードの３つの階調変換テーブルが設けられている。階調補正回路１１０は、入力された画像のダイナミックレンジに応じて、この３つの階調変換テーブルの中から一つを選択し、選択した階調変換テーブルに基づいて、画像信号が持つ画素ごとの階調値を変換して、前処理を施す。

ここで、この前処理で用いる階調変換テーブルは、以下の手順で決定される。

まず、入力画像を１６分割し、各領域における輝度の平均値（輝度平均値）を算出する。そして、全１６領域での輝度平均値を比較することにより、輝度平均値の最大値を検出する。

階調補正回路１１０は、輝度平均値の最大値が、０〜２５５であるとき、すなわち被写体輝度が低いと判断される場合には、１００％モードを選択する。また、輝度平均値の最大値が、２５６〜５１１であるときには、２００％モードを選択し、５１２〜１０２３のときには、４００％モードを選択する。

図７に示すように、１００％モードでは、入力階調値に対して出力階調値が４倍になるように階調変換処理が施される（入力階調値が２５５のときに出力階調値が１０２３となるような直線を描く入出力特性にて階調変換処理が施される。）。

また、２００％モードでは、入力階調値が高くなるにつれてなだらかなカーブを描く入出力特性にて階調変換される（入力階調値が５１１のときに出力階調値が１０２３となるような非線形のカーブを描く入出力特性にて階調変換処理が施される。）。

また、４００％モードでは、入力階調値が高くなるにつれて更になだらかなカーブを描く入出力特性にて階調変換される（入力階調値が１０２３のときに出力階調値が１０２３となるような非線形のカーブを描く入出力特性にて階調変換処理が施される。）。

このように、広ダイナミックレンジ撮影モードにセットされている場合、階調補正回路１１０に入力された画像信号は、まず、所定の階調変換テーブルによって階調変換処理（前処理）が施され、この前処理が施された画像信号が、ガンマ変換テーブルによって更に階調変換処理（ガンマ変換処理）が施される。これにより、１００％モード、２００％モード、４００％モードの各階調変換テーブルによって階調変換処理のなされた画像信号は最終的に、図７に示すように階調値が変換されて出力される。

このように階調補正回路１１０は、ホワイトバランス補正された画像信号に対して所定の階調補正処理を施す。

ＲＧＢ／ＹＣ変換回路１１２は、階調補正された画像信号から輝度信号Ｙと色差信号Ｃｒ、Ｃｂとを生成する。生成された輝度信号Ｙと色差信号Ｃｒ、Ｃｂは、それぞれ輪郭補正回路１１４、色差マトリクス回路１１６に出力される。

輪郭補正回路１１４は、取り込んだ輝度信号Ｙに対して所定の輪郭補正処理を行う。

一方、色差マトリクス回路１１６は、レベル変換処理後の色差信号Ｃｒ、Ｃｂに対し、所定の色差マトリクス（Ｃ−ＭＴＸ）を乗算して色調補正を行う。すなわち、色差マトリクス回路１１６には、色温度評価値に対応した色差マトリクスが複数種類設けられており、色温度評価値算出回路１１８が求めた色温度評価値に応じて、使用する色差マトリクスを切り替え、この切り替え後の色差マトリクスを入力された色差信号Ｃｒ、Ｃｂに乗算し、色差信号Ｃｒ、Ｃｂを色調補正する。

色温度評価値算出回路１１８は、ＡＥ／ＡＷＢ検出部７６で算出された積算値を取り込み、所定の演算処理を行って色温度評価値を算出する（光源種を判定する）。そして、算出された色温度評価値の情報を色差マトリクス回路１１６に出力する。

以上のようにしてデジタル信号処理部１００は、点順次に取り込んだＲ、Ｇ、Ｂの各色の画像信号から輝度信号Ｙと色差信号Ｃｒ、Ｃｂとからなる画像信号（ＹＣ信号）を生成する。

ＡＦ検出部７４は、ＣＰＵ５０の指令に従い、ＳＤＲＡＭ５６に取り込まれたＲ、Ｇ、Ｂの各色の画像信号を取り込んでＡＦ制御に必要な焦点評価値を算出する。このＡＦ検出部７４は、Ｇ信号の高周波成分のみを通過させるハイパスフィルタ、絶対値化処理部、画面に設定された所定のフォーカスエリア内の信号を切り出すフォーカスエリア抽出部、及び、フォーカスエリア内の絶対値データを積算する積算部を含み、この積算部で積算されたフォーカスエリア内の絶対値データを焦点評価値としてＣＰＵ５０に出力する。ＣＰＵ５０は、ＡＦ制御時、このＡＦ検出部７４から出力される焦点評価値が極大となる位置をサーチし、その位置に撮影レンズ１４のフォーカスレンズを移動させることにより、主要被写体への焦点合わせを行う。

ＡＥ／ＡＷＢ検出部７６は、ＣＰＵ５０の指令に従い、ＳＤＲＡＭ５６に取り込まれたＲ、Ｇ、Ｂの各色の画像信号を取り込んでＡＥ制御及びＡＷＢ制御に必要な積算値を算出する。すなわち、このＡＥ／ＡＷＢ検出部７６は、一画面を複数のエリア（たとえば、８×８＝６４エリア）に分割し、分割されたエリアごとにＲ、Ｇ、Ｂ信号の積算値を算出する。ＣＰＵ５０は、ＡＥ制御時、このＡＥ／ＡＷＢ検出部７６で算出されたエリアごとのＲ、Ｇ、Ｂ信号の積算値を取得し、被写体の明るさ（測光値）を求めて、適正な露光量を得るための露出設定を行う。

また、ＣＰＵ５０は、ＡＷＢ制御時、ＡＥ／ＡＷＢ検出部７６で算出されたエリアごとのＲ、Ｇ、Ｂ信号の積算値をデジタル信号処理部１００のホワイトバランスゲイン算出回路１０２及び色温度評価値算出回路１１８に加える。ホワイトバランスゲイン算出回路１０２は、このＡＥ／ＡＷＢ検出部７６で算出された積算値に基づいてホワイトバランス補正用のゲイン値（色補正ゲイン）を算出する。また、色温度評価値算出回路１１８は、このＡＥ／ＡＷＢ検出部７６で算出された積算値に基づいて色温度評価値を算出する。

圧縮／伸張処理部７８は、ＣＰＵ５０からの指令に従い、入力された輝度信号Ｙと色差信号Ｃｒ、Ｃｂとからなる画像信号（ＹＣ信号）に所定形式（たとえば、ＪＰＥＧ）の圧縮処理を施し、圧縮画像データを生成する。また、ＣＰＵ５０からの指令に従い、入力された圧縮画像データに所定形式の伸張処理を施して、非圧縮の画像データを生成する。

記録制御部８０は、ＣＰＵ５０からの指令に従い、メモリカードスロットに装填されたメモリカード８２に対してデータの読み／書きを制御する。

表示制御部８４は、ＣＰＵ５０からの指令に従い、モニタ３４への表示を制御する。すなわち、ＣＰＵ５０からの指令に従い、入力された画像信号をモニタ３４に表示するための映像信号（たとえば、ＮＴＳＣ信号やＰＡＬ信号、ＳＣＡＭ信号）に変換してモニタ３４に出力する。

次に、本実施の形態のデジタルカメラ１０による基本的な撮影処理動作について説明する。

上記のように、デジタルカメラ１０は、電源ＯＦＦの状態で電源スイッチ２０を押すと、撮影モードの状態で起動する。

撮影モードの状態で起動すると、まず、ＣＣＤ６２から画像信号の出力が開始され、モニタ３４にスルー表示される。撮影者は、このモニタ３４の表示を見て構図を決定し、シャッタボタン１８を半押しする。

シャッタボタン１８が半押しされると、ＣＰＵ５０にＳ１ＯＮ信号が入力される。ＣＰＵ５０は、このＳ１ＯＮ信号の入力に応動して、撮影準備処理、すなわちＡＥ、ＡＦ、ＡＷＢの各処理を実行する。

まず、ＣＣＤ５０から出力された画像信号がアナログ信号処理部６６、Ａ／Ｄ変換器６８を介してＡＥ／ＡＷＢ検出部７６及びＡＦ検出部７４に加えられる。

ＡＥ／ＡＷＢ検出部７６は、入力された画像信号からＡＥ制御及びＡＷＢ制御に必要な積算値を算出し、ＣＰＵ５０に出力する。ＣＰＵ５０は、このＡＥ／ＡＷＢ検出部７６から得られた積算値に基づき被写体輝度を算出し、適正露出を得るための絞り値、シャッタ速度等を決定する。また、ホワイトバランス補正のためにＡＥ／ＡＷＢ検出部７６から得られた積算値をデジタル信号処理部１００に加える。

ＡＦ検出部７４は、入力された画像信号からＡＦ制御に必要な積算値を算出し、ＣＰＵ５０に出力する。ＣＰＵ５０は、このＡＦ検出部７４からの出力に基づき撮影レンズ１４を制御し、主要被写体に焦点を合わせる。

撮影者は、モニタ３４の表示を見て画角、ピント状態等を確認し、撮影実行を指示する。すなわち、シャッタボタン１８を全押しする。

シャッタボタン１８が全押しされると、ＣＰＵ５０にＳ２ＯＮ信号が入力される。ＣＰＵ５０は、このＳ２ＯＮ信号に応動して、本撮影の処理を実行する。

まず、上記ＡＥ制御の結果求めた絞り値、シャッタ速度でＣＣＤ６２を露光し、記録用の画像を撮像する。

ＣＣＤ６２から出力された記録用の画像信号は、アナログ信号処理部６６で所要の信号処理が施された後、Ａ／Ｄ変換器６８でデジタル信号に変換されてＳＤＲＡＭ５６に格納される。そして、ＳＤＲＡＭ５６からデジタル信号処理部１００に加えられる。

デジタル信号処理部１００に取り込まれた画像信号は、まず、オフセット補正回路１０４で所定のオフセット処理が施された後、ＲＧＢ補間演算回路１０６に加えられ、所定の補間演算が行われて、各画素位置におけるＲ、Ｇ、Ｂ３色の信号が求められる。そして、ゲイン補正回路１０８に加えられ、ホワイトバランス補正及び偽色補正が行われた後、階調補正回路１１０で設定モードに応じた所定の階調変換処理が施される。階調補正された画像信号は、この後、ＲＧＢ／ＹＣ変換回路１１２で輝度信号Ｙと色差信号Ｃｒ、Ｃｂに変換される。そして、色差信号Ｃｒ、Ｃｂは、色差マトリクス回路１１６で所定の色調補正が施され、輝度信号Ｙは、輪郭補正回路１１４で所定の輪郭補正処理が施されて出力される。

このようにして生成された画像信号（ＹＣ信号）は、一旦ＳＤＲＡＭ５６に加えられた後、圧縮／伸張処理部７８に加えられる。そして、圧縮／伸張処理部７８で所定の圧縮処理が施された後、再度ＳＤＲＡＭ５６に格納される。

ＣＰＵ５０は、このＳＤＲＡＭ５６に格納された圧縮画像データに対して所定の撮影情報（撮影時のシャッタ速度、絞り値、撮影感度、撮影モード等の撮影に関する諸情報）を付加した所定フォーマットの画像ファイル（たとえば、Ｅｘｉｆ形式の画像ファイル）を生成し、記録制御部８０を介してメモリカード８２に記録する。

以上により撮影、記録の処理が終了する。このようにしてメモリカード８２に記録された画像は、デジタルカメラ１０のモードを再生モードに設定することにより、モニタ３４に再生表示することができる。すなわち、再生ボタン３２を押して、デジタルカメラ１０のモードを再生モードにすると、メモリカード８２に最後に記録された画像ファイルの圧縮画像データが読み出され、圧縮／伸張処理部７８に加えられる。そして、圧縮／伸張処理部７８で非圧縮の画像信号とされた後、ＶＲＡＭ６０に加えられ、ＶＲＡＭ６０から表示制御部８４を介してモニタ３４に出力される。これにより、メモリカード８２に記録されている画像がモニタ３４に再生表示される。

画像のコマ送りは、十字ボタン３０の左右のキーにて行われ、右キーが押圧操作されると、次の画像がメモリカード８２から読み出されて、モニタ３４に再生表示される。また、左キーが押圧操作されると、一つ前の画像がメモリカード８２から読み出されて、モニタ３４に再生表示される。

さて、上記のように、本実施の形態のデジタルカメラ１０では、ゲイン補正回路１０８で画像信号をゲイン補正する際、取り込んだＲ、Ｇ、Ｂの各色の画像信号（色信号）に対して、所定の色補正ゲインを用いてホワイトバランス補正（色補正）を行うとともに、所定の偽色補正ゲインを用いて偽色補正を行い、Ｎビット（本例では、１４ビット）の信号として階調補正回路１１０に出力する。

図８は、ゲイン補正回路１０８の構成を示すブロック図である。同図に示すように、ゲイン補正回路１０８は、色補正部１２０、偽色補正部１２２、偽色補正ゲイン算出部１２４で構成される。

色補正部１２０は、画素ごとのＲ、Ｇ、Ｂ各色の色信号にホワイトバランスゲイン算出回路１０２で算出されたゲイン値（色補正ゲイン）をかけてホワイトバランス補正（色補正）を行う。この際、色補正部１２０は、色補正したＲ、Ｇ、Ｂ各色の色信号をＭ（Ｍ＞Ｎ）ビットの信号として出力する。すなわち、ゲイン補正回路１０８での最終的な出力となるＮビットよりも上位ビットに余裕を持たせて出力する。

本例では、ゲイン補正後の画像信号をＮ＝１４ビットで出力するので、たとえば、Ｍ＝１６ビットで出力する。これは色補正ゲインの設定に基づくものである。すなわち、一般にホワイトバランス補正の増幅率は、多くても４倍までであることから、２ビット分余裕を持たせて、１６ビットとしている。したがって、色補正部１２０で出力するビット数は、色補正部１２０で色信号にかける色補正ゲインの分だけ余裕を持たせて出力することが好ましい。

偽色補正部１２２は、色補正部１２０で色補正されたＲ、Ｇ、Ｂ各色の色信号を画素ごとに取り込み、画素ごとに所定の偽色補正ゲインをかけて、Ｎビットの信号として出力する。

偽色補正ゲイン算出部１２４は、色補正部１２０で色補正された画素ごとの色信号に基づいて、偽色補正部１２２で使用する偽色補正ゲインを画素ごとに算出する。以下、この偽色補正ゲイン算出部１２４での偽色補正ゲインの算出手順について説明する。

色補正部１２０における色補正後の出力が、図９（ａ）であると仮定する。なお、同図は、白黒グラデーションパターンの被写体を撮像した時の画像信号の出力例を示している。したがって、画素位置は輝度と捉えることもできる。

同図に示すように、この場合、Ｎビットにすると、Ｒ信号（Ｒ、Ｇ、Ｂ各色の色信号の中で最大の色信号）についてＡ点以降で飽和する。この結果、Ａ点以降で色のバランスが崩れる。

そこで、図９（ｂ）に示すように、Ａ点まで等倍とし、Ａ点以降で等倍より大きくなるように偽色補正ゲインを設定する。なお、ここではＡ点以降で直線的に変化するように偽色補正ゲインを設定している。

このように、偽色補正ゲイン算出部１２４は、色補正後の各色信号の中で最大となる色信号を選出し、選出された色信号をＮビットにすると、飽和する信号レベル（Ａ点）を検出し、検出された信号レベルを超える信号に対して等倍より大きなゲインがかけられるように、偽色補正ゲインを設定する。

なお、この飽和する信号レベル（Ａ点）を超える信号に対してかける偽色補正ゲイン量は、たとえば、あらかじめ用意した関数を用いて算出する。

偽色補正部１２２は、このように設定された偽色補正ゲインを用いて色補正後の各色信号を偽色補正し、Ｎビットの信号として出力する。

図９（ｃ）は、偽色補正部１２２による偽色補正後の色信号の出力例（Ｎビット）を示している。同図に示すように、Ａ点までは等倍のゲインが掛けられるため、各信号の出力に変化はない。しかし、Ｒ信号が飽和レベルに達するＡ点以降においては、各色信号に等倍より大きなゲインが掛けられるため、Ｂ信号とＧ信号の値がＲ信号に近づく。この結果、偽色が生じる画素では彩度が落ち、色の変化が分かりにくくなる。また、見た目に違和感のある色の領域が少なくなり（白くなる領域が増える）、高品質な画像を得ることができる。

図１０は、ゲイン補正回路１０８によるゲイン補正処理の手順を示すフローチャートである。

ゲイン補正回路１０８に入力されたＲ、Ｇ、Ｂ各色の色信号は、まず、色補正部１２０において、ホワイトバランスゲイン算出回路１０２で算出されたゲイン値（色補正ゲイン）がかけられて、ホワイトバランス補正（色補正）される（ステップＳ１０）。

色補正された各色の色信号は、偽色補正部１２２と偽色補正ゲイン算出部１２４に出力される。この際、各色信号は、Ｎビットよりも上位に余裕を持たせたＭビットの信号として、偽色補正部１２２と偽色補正ゲイン算出部１２４に出力される（ステップＳ１１）。

色補正部１２０で色補正が行われると、次に、偽色補正ゲイン算出部１２４において、色補正後の各色信号から画素ごとに偽色補正ゲインが算出される（ステップＳ１２）。すなわち、まず、色補正後の各色信号の中で最大となる色信号が選出される。そして、その選出された色信号をＮビットにすると、飽和する信号レベル（Ａ点）が検出される。そして、その検出された信号レベル以下の信号には、等倍のゲインがかけられ、検出された信号レベルを超える信号に対しては、等倍より大きなゲインがかけられるように、偽色補正ゲインが設定される。

偽色補正部１２２は、このように画素ごとに設定された偽色補正ゲインを用いて、画素ごとに色補正後の各色信号を偽色補正する（ステップＳ１３）。そして、その偽色補正後の色信号にリミットをかけ、Ｎビットの信号として出力する（ステップＳ１４）。

このように、ゲイン補正回路１０８は、入力された画像信号をまずＭビットの信号として色補正し、その後、偽色補正してＮビットの信号として出力する。そして、偽色補正する際、飽和する信号レベルを超える色信号に対してのみ等倍より大きなゲインがかけられるように偽色補正ゲインを設定して、偽色補正を行う。

これにより、偽色が生じる画素では彩度が落ち、色の変化が分かりにくくなる。また、見た目に違和感のある色の領域が少なくなり（白くなる領域が増える）、高品質な画像を得ることができる。また、最終的に要求されるビット数（Ｎビット）よりも多いビット数（Ｍビット）を参照して補正しているため、グラデーションの画像を撮影した場合に色の変化が滑らかに推移して白になるため、見た目に良好な出力を得ることができる。さらに、輝度依存による色調整と異なり、色信号が飽和している画素のみに補正を行うことができるので、全体の色調のバランスを崩すこともない（飽和しない画素については、色が保証される。）。

なお、上記実施の形態では、偽色補正ゲインの設定例として、飽和する信号レベル（Ａ点）までを等倍とし、飽和する信号レベル以降で直線的に変化するように偽色補正ゲインを設定しているが、偽色補正ゲインの設定例は、これに限定されるものではない。たとえば、図１１に示すように、飽和する信号レベル（Ａ点）までは等倍とし、飽和する信号レベル以降で曲線的に変化するように設定（緩やかに変化するように設定）することもできる。また、その変化率についても、特に限定されるものではなく、出力される画像との相関で適宜最適な値に設定することができる。

図１２は、ゲイン補正回路の第２の実施の形態の構成を示すブロック図である。

同図に示すように、本実施の形態のゲイン補正回路１０８Ａは、ダイナミックレンジの設定に応じて偽色補正の有無を切り替えられるようにしている。すなわち、セレクタ１２６によって、偽色補正した色信号と偽色補正していない色信号とを切り替えて出力できるようにしている。

セレクタ１２６には、偽色補正部１２２を介して偽色補正されたＮビットの色信号と、偽色補正せず色補正部１２２ＡからそのままＮビットの色信号として出力された色信号とが入力される。

このため本実施の形態の色補正部１２２Ａは、色補正した各色信号をＮビットの信号として出力するとともに、Ｍビットの信号として出力できるように構成されている。そして、Ｎビットにリミットをかけられた色信号は、そのままセレクタ１２６に出力され、Ｍビットにリミットをかけられた色信号は、偽色補正部１２２と偽色補正ゲイン算出部１２４に出力されるように構成されている。

なお、偽色補正部１２２と偽色補正ゲイン算出部１２４の構成は、上述した第１の実施の形態のゲイン補正回路１０８における偽色補正部１２２と偽色補正ゲイン算出部１２４と同じである。

セレクタ１２６は、ダイナミックレンジ設定取得部１２８で取得されたダイナミックレンジの設定に基づいて、色信号の出力を切り替える。すなわち、偽色補正された色信号を出力するか、偽色補正されていない色信号を出力するかを切り替える。

ここで、この切り替えは、設定されているダイナミックレンジが閾値より広いか否かに基づいて行われ、設定されているダイナミックレンジが閾値より広い場合は、偽色補正された色信号が出力されるように設定され、狭い場合は、偽色補正されていない色信号が出力されるように設定される。

本実施の形態のデジタルカメラでは、ダイナミックレンジの設定は、「広ダイナミックレンジ」と「通常ダイナミックレンジ」の２通りであるので、ダイナミックレンジの設定が、「広ダイナミックレンジ」の場合は、偽色補正された色信号が出力されるように設定され、「通常ダイナミックレンジ」の場合は、偽色補正されていない色信号が出力されるように設定される。

ダイナミックレンジ設定取得部１２８は、ＣＰＵ５０から当該画像データの撮影時に設定されていたダイナミックレンジの設定情報を取得する。

図１３は、本実施の形態のゲイン補正回路１０８Ａによるゲイン補正の手順を示すフローチャートである。

ゲイン補正回路１０８Ａに入力されたＲ、Ｇ、Ｂ各色の色信号は、まず、色補正部１２０Ａにおいて、ホワイトバランスゲイン算出回路１０２で算出されたゲイン値（色補正ゲイン）がかけられて、ホワイトバランス補正（色補正）される。この際、色補正部１２０Ａは、Ｎビットの色信号と、Ｍビットの色信号の二種類の色信号を出力する（ステップＳ２０）。

Ｎビットの色信号は、セレクタ１２６に出力され、Ｍビットの色信号は、偽色補正部１２２と偽色補正ゲイン算出部１２４に出力される。

色補正部１２０で色補正が行われると、次に、偽色補正ゲイン算出部１２４において、色補正後の各色信号から画素ごとに偽色補正ゲインが算出される（ステップＳ２１）。 偽色補正部１２２は、この偽色補正ゲイン算出部１２４で算出された偽色補正ゲインを用いて、色補正後のＭビットの色信号を偽色補正する（ステップＳ２２）。そして、その偽色補正後の色信号にリミットをかけ、Ｎビットの信号としてセレクタ１２６に出力する（ステップＳ２３）。

このようにセレクタ１２６には、偽色補正されたＮビットの色信号と、偽色補正されていないＮビットの色信号が入力される。

セレクタ１２６は、ダイナミックレンジ設定取得部１２８で取得されたダイナミックレンジの設定情報に基づいて、撮影時に設定されていたダイナミックレンジが閾値より広いか否かを判定する（ステップＳ２４）。本例では、上記のように、広ダイナミックレンジか通常ダイナミックレンジを判定する。

ここで、撮影時に設定されていたダイナミックレンジが閾値より広い場合（広ダイナミックレンジの場合）、セレクタ１２６は、偽色補正された色信号が出力されるように設定する（ステップＳ２５）。

一方、撮影時に設定されていたダイナミックレンジが閾値より狭い場合（通常ダイナミックレンジの場合）、セレクタ１２６は、偽色補正されていない色信号が出力されるように設定する（ステップＳ２６）。

この結果、撮影時に設定されていたダイナミックレンジが閾値より広い場合（広ダイナミックレンジの場合）は、偽色補正された色信号が出力され、狭い場合（通常ダイナミックレンジの場合）は、偽色補正されていない信号が出力される。

このように、本実施の形態のゲイン補正回路１０８Ａは、ダイナミックレンジの設定に応じて偽色補正の有無を切り替えられ、ダイナミックレンジが閾値より広い場合にのみ偽色補正された色信号が出力される。これにより、より高品質な画像を得ることができる。

すなわち、ダイナミックレンジを拡大する処理を行うと、通常のダイナミックレンジでは白飛びしている被写体（全ての色信号が飽和している被写体）であっても、一部の色信号だけが飽和してしまう場合がある。

その一方で偽色補正の処理を行うと、白に飽和しやすく、ダイナミックレンジが狭くなってしまう。

そこで、設定するダイナミックレンジの広狭によって偽色補正の有無を切り替え、設定するダイナミックレンジが閾値以上の場合のみ、偽色補正の処理を実施することにより、互いの欠点を効果的に補うことができ、より高品質な画像を得ることができる。

なお、本例では、ダイナミックレンジの設定が、通常と広ダイナミックレンジの２つだけであるが、さらに詳細な設定ができるようにしてもよい。

図１４は、ゲイン補正回路の第３の実施の形態の構成を示すブロック図である。

同図に示すように、本実施の形態のゲイン補正回路１０８Ｂは、モード設定取得部１３０が備えられており、処理対象とする画像信号が撮影されたときの撮影モードの情報がＣＰＵ５０から取得される。偽色補正ゲイン算出部１２４Ａは、このモード設定取得部１３０で取得された撮影モードの情報に基づいて偽色補正ゲインを算出する。

すなわち、処理対象の画像信号が撮影されたときの撮影モードの情報を取得することにより、被写体（撮影シーン）が推定できるので、その被写体に合わせて偽色補正ゲインを設定することにより、より適切に偽色補正することができる。

たとえば、水中での撮影の場合、得られる画像はＢの成分が多く、Ｂ信号の飽和が起きやすい。したがって、水中モードの場合は、Ｂ信号の飽和に対して積極的に補正するように偽色補正ゲインを設定する（たとえば、変化率（傾き）を大きくする）。

また、夕景を撮影する場合、得られる画像はＲの成分が多く、Ｒ信号の飽和が起きやすい。したがって、夕景モードの場合は、Ｒ信号の飽和に対して積極的に補正するように偽色補正ゲインを設定する。

また、マニュアルモードの場合は、撮影者の意図を考慮し、常に等倍になるように偽色補正ゲインを設定する。

このように、偽色補正ゲイン算出部１２４Ａは、処理対象とする画像信号が取得されたときの撮影モードに応じて偽色補正ゲインを算出する。具体的には、撮影モードごとにＲ信号用の関数と、Ｇ信号用の関数と、Ｂ信号用の関数を用意する。この際、各撮影モードの特性に応じて各関数の変化率（傾き）を設定する。たとえば、水中モードの場合は、Ｂ信号の変化率を大きく設定する（この場合、たとえば、Ｒ信号用の関数とＧ信号用の関数は、補正しないような設定とする。）。また、夕景モードの場合は、Ｒ信号の変化率を大きく設定する（この場合、たとえば、Ｂ信号用の関数とＧ信号用の関数は、補正しないような設定とする。）。また、マニュアルモードの場合は、各色信号について補正しないような設定にする。そして、このように撮影モードごとに用意された関数を設定された撮影モードに応じて切り替えて使用する。

図１５は、本実施の形態のゲイン補正回路１０８Ｂによるゲイン補正処理の手順を示すフローチャートである。

ゲイン補正回路１０８Ｂに入力されたＲ、Ｇ、Ｂ各色の色信号は、まず、色補正部１２０において、ホワイトバランスゲイン算出回路１０２で算出されたゲイン値（色補正ゲイン）がかけられて、ホワイトバランス補正（色補正）される（ステップＳ３０）。

色補正された各色の色信号は、偽色補正部１２２と偽色補正ゲイン算出部１２４に出力される。この際、各色信号は、Ｎビットよりも上位に余裕を持たせたＭビットの信号として、偽色補正部１２２と偽色補正ゲイン算出部１２４Ａに出力される（ステップＳ３１）。

色補正部１２０で色補正が行われると、モード設定取得部１３０において、ＣＰＵ５０から撮影モードの設定情報が取得される（ステップＳ３２）。取得された撮影モードの設定情報は、偽色補正ゲイン算出部１２４Ａに加えられる。

偽色補正ゲイン算出部１２４Ａは、取得した撮影モードの設定情報と、色補正後の各色信号とに基づいて、画素ごとに偽色補正ゲインを算出する（ステップＳ３３）。本例では、たとえば、色補正後の各色信号の中で最大となる色信号を選出し、その選出された色信号をＮビットにすると、飽和する信号レベル（Ａ点）を検出する。そして、その検出された信号レベル以下の信号には、等倍のゲインがかけられ、検出された信号レベルを超える信号に対しては、等倍より大きなゲインがかけられるように偽色補正ゲインを設定する。この際、飽和する信号レベルを超える信号に対してかけるゲイン値を撮影モードに応じて用意された関数から設定する。

偽色補正部１２２は、このように画素ごとに設定された偽色補正ゲインを用いて、画素ごとに色補正後の各色信号を偽色補正する（ステップＳ３４）。そして、その偽色補正後の色信号にリミットをかけ、Ｎビットの信号として出力する（ステップＳ３５）。

このように、撮影モードに応じて偽色補正ゲインを設定することにより、より適切に偽色の抑制を図ることができ、より高品質な画像を得ることができる。

なお、本例の場合も上記第２の実施の形態のゲイン補正回路１０８Ａのように、ダイナミックレンジの設定に応じて偽色補正の有無を切り替えるようにしてもよい。

図１６は、ゲイン補正回路の第４の実施の形態の構成を示すブロック図である。

同図に示すように、本実施の形態のゲイン補正回路１０８Ｃは、色温度評価値取得部１３２が備えられており、処理対象とする画像信号の色温度評価値の情報が色温度評価値算出回路１１８から取得される。偽色補正ゲイン算出部１２４Ｂは、この色温度評価値取得部１３２で取得された色温度評価値の情報に基づいて偽色補正ゲインを算出する。

すなわち、処理対象とする画像信号の色温度の情報を取得することにより、被写体（撮影シーン）の色調が推定できるので、その被写体に合わせて偽色補正ゲインを設定することにより、より適切に偽色補正することができる。

たとえば、色温度が低い場合、得られる画像は全体として赤みが強く、Ｒ信号の飽和が起きやすい。したがって、色温度が低い場合は、Ｒ信号の飽和に対して積極的に補正するように偽色補正ゲインを設定する（たとえば、変化率（傾き）を大きくする）。

一方、色温度が高い場合、得られる画像は全体として青みが強く、Ｂ信号の飽和が起きやすい。したがって、色温度が高い場合は、Ｂ信号の飽和に対して積極的に補正するように偽色補正ゲインを設定する。

このように、偽色補正ゲイン算出部１２４Ｂは、処理対象とする画像信号の色温度に応じて偽色補正ゲインを算出する。具体的には、色温度評価値ごとにＲ信号用の関数と、Ｇ信号用の関数と、Ｂ信号用の関数を用意する。この際、色温度の特性に応じて各関数の変化率（傾き）を設定する。たとえば、色温度が高い場合は、Ｒ信号の変化率を大きく設定する（この場合、たとえば、Ｂ信号用の関数とＧ信号用の関数は、補正しないような設定とする。）。また、色温度が高い場合は、Ｂ信号の変化率を大きく設定する（この場合、たとえば、Ｒ信号用の関数とＧ信号用の関数は、補正しないような設定とする。）。そして、このように色温度評価値ごと用意された関数を色温度評価値取得部１３２で取得された色温度評価値に応じて切り替えて使用する。

図１７は、本実施の形態のゲイン補正回路１０８Ｃによるゲイン補正処理の手順を示すフローチャートである。

ゲイン補正回路１０８Ｃに入力されたＲ、Ｇ、Ｂ各色の色信号は、まず、色補正部１２０において、ホワイトバランスゲイン算出回路１０２で算出されたゲイン値（色補正ゲイン）がかけられて、ホワイトバランス補正（色補正）される（ステップＳ４０）。

色補正された各色の色信号は、偽色補正部１２２と偽色補正ゲイン算出部１２４に出力される。この際、各色信号は、Ｎビットよりも上位に余裕を持たせたＭビットの信号として、偽色補正部１２２と偽色補正ゲイン算出部１２４Ｂに出力される（ステップＳ４１）。

色補正部１２０で色補正が行われると、色温度評価値取得部１３２において、色温度評価値算出回路１１８から色温度評価値の情報が取得される（ステップＳ４２）。取得された色温度評価値の情報は、偽色補正ゲイン算出部１２４Ｂに加えられる。

偽色補正ゲイン算出部１２４Ｂは、取得した色温度評価値の情報と、色補正後の各色信号とに基づいて、画素ごとに偽色補正ゲインを算出する（ステップＳ４３）。本例では、たとえば、色補正後の各色信号の中で最大となる色信号を選出し、その選出された色信号をＮビットにすると、飽和する信号レベル（Ａ点）を検出する。そして、その検出された信号レベル以下の信号には、等倍のゲインがかけられ、検出された信号レベルを超える信号に対しては、等倍より大きなゲインがかけられるように偽色補正ゲインを設定する。この際、飽和する信号レベルを超える信号に対してかけるゲイン値を一定範囲の色温度評価値ごとに用意された関数から設定する。

偽色補正部１２２は、このように画素ごとに設定された偽色補正ゲインを用いて、画素ごとに色補正後の各色信号を偽色補正する（ステップＳ４４）。そして、その偽色補正後の色信号にリミットをかけ、Ｎビットの信号として出力する（ステップＳ４５）。

このように、色温度評価値に応じて偽色補正ゲインを設定することにより、より適切に偽色の抑制を図ることができ、より高品質な画像を得ることができる。

なお、本例では色温度評価値に応じて偽色補正ゲインを設定するようにしているが、色温度評価値は光源種と同義であるので、光源種に応じて偽色補正ゲインを設定するようにしてもよい。

また、本例の場合も上記第２の実施の形態のゲイン補正回路１０８Ａのように、ダイナミックレンジの設定に応じて偽色補正の有無を切り替えるようにしてもよい。

なお、上記一連の実施の形態では、本発明をホワイトバランス補正に適用した場合を例に説明したが、本発明の適用は、これに限定されるものではなく、複数の色信号に所定のゲインをかけ、所望のビット数で出力する処理すべてに適用することができる。たとえば、上記のホワイトバランス補正処理の他に色差マトリクス処理等にも適用することができる。

また、上記一連の実施の形態では、本発明をデジタルカメラに適用した場合を例に説明したが、本発明の適用は、これに限定されるものではない。カメラ付き携帯電話機やデジタルビデオカメラ等の撮像機能を有する機器に適用することができるのはもちろんのこと、いわゆるＲＡＷ画像データ（撮像素子から出力された画像信号をデジタル化した画像データ）を現像処理する装置（ＲＡＷ画像データから輝度信号と色差信号を生成する装置）にも同様に適用することができる。ＲＡＷ画像データを現像処理する装置は、たとえば、所定の制御プログラムにより上記画像処理の機能をコンピュータに実現させることにより構成することができる。

また、上記実施の形態のデジタルカメラでは、本発明に係る画像処理機能を有するデジタル信号処理部をハードウェア回路で構成しているが、当該ハードウェア回路と同じ機能をソフトウェアで構成することもできる。

また、上記実施の形態のデジタルカメラでは、撮像素子としてＣＣＤを用いているが、撮像素子は、これに限定されるものではなく、この他にＣＭＯＳセンサ等の撮像素子を用いてもよい。

本発明が適用されたデジタルカメラの外観構成を示す正面斜視図 本発明が適用されたデジタルカメラの外観構成を示す背面斜視図 デジタルカメラの電気的構成を示すブロック図 デジタル信号処理部の概略構成を示すブロック図 階調補正回路のガンマ変換処理における入力階調値と出力階調値の関係を表すグラフ 階調補正回路の前処理における入力階調値と出力階調値の関係を表すグラフ 階調補正回路の階調変換処理における入力階調値と出力階調値の関係を表すグラフ ゲイン補正回路の構成を示すブロック図 偽色補正方法の説明図 ゲイン補正回路によるゲイン補正処理の手順を示すフローチャート 偽色補正ゲインの他の設定例を示すグラフ ゲイン補正回路の第２の実施の形態の構成を示すブロック図 第２の実施の形態のゲイン補正回路によるゲイン補正の手順を示すフローチャート ゲイン補正回路の第３の実施の形態の構成を示すブロック図 第３の実施の形態のゲイン補正回路によるゲイン補正の手順を示すフローチャート ゲイン補正回路の第４の実施の形態の構成を示すブロック図 第４の実施の形態のゲイン補正回路によるゲイン補正の手順を示すフローチャート 従来のゲイン補正（ホワイトバランス補正）の説明図

符号の説明

１０…デジタルカメラ、１２…カメラ本体、１４…撮影レンズ、１８…シャッタボタン、３４…モニタ、５０…ＣＰＵ、５２…操作部、５４…ＲＯＭ、５６…ＳＤＲＡＭ、５８…フラッシュメモリ、６０…ＶＲＡＭ、６２…ＣＣＤ、６４…ＣＣＤドライバ、６６…アナログ信号処理部、６８…Ａ／Ｄ変換器、７０…バス、７４…ＡＦ検出部、７６…ＡＥ／ＡＷＢ検出部、７８…圧縮／伸張処理部、８０…記録制御部、８２…メモリカード、８４…表示制御部、１００…デジタル信号処理部、１０２…ホワイトバランスゲイン算出回路、１０４…オフセット補正回路、１０８、１０８Ａ、１０８Ｂ、１０８Ｃ…ゲイン補正回路、１１０…階調補正回路、１０６…ＲＧＢ補間演算回路、１１２…ＲＧＢ／ＹＣ変換回路、１１４…輪郭補正回路、１１６…色差マトリクス回路、１１８…色温度評価値算出回路、１２０…色補正部、１２２…偽色補正部、１２４、１２４Ａ、１２４Ｂ…偽色補正ゲイン算出部、１２６…セレクタ、１２８…ダイナミックレンジ設定取得部、１３０…モード設定取得部、１３２…色温度評価値取得部

Claims (8)

1. 画像信号を構成する各色信号に所定の色補正ゲインをかけて色補正し、Ｎビットの色信号を生成する画像信号処理方法であって、
   画像信号を構成する各色信号に所定の色補正ゲインをかけて色補正し、Ｍ（Ｎ＜Ｍ）ビットの色信号を生成するステップと、
   色補正後の各色信号の中で最大となる色信号を選出するステップと、
   選出した色信号をＮビットにすると、飽和する信号レベルを検出するステップと、
   色補正後の各色信号に対して、前記信号レベルを超える色信号に所定の偽色補正ゲインをかけて偽色補正し、Ｎビットの色信号を生成するステップと、
   からなることを特徴とする画像信号処理方法。
2. 前記画像信号が取得された時の撮影モードの情報を取得し、該撮影モードに応じて前記偽色補正ゲインを切り替えることを特徴とする請求項１に記載の画像信号処理方法。
3. 前記画像信号が取得された時の色温度の情報を取得し、該色温度に応じて前記偽色補正ゲインを切り替えることを特徴とする請求項１に記載の画像信号処理方法。
4. 前記画像信号に対してダイナミックレンジを拡大する処理を行う場合において、設定するダイナミックレンジが閾値未満の場合は、前記偽色補正は行わず、画像信号を構成する各色信号に所定の色補正ゲインをかけて色補正し、Ｎビットの色信号を生成することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一に記載の画像信号処理方法。
5. 画像信号を構成する各色信号に所定の色補正ゲインをかけて色補正し、Ｎビットの色信号を生成する画像信号処理装置であって、
   画像信号を構成する各色信号に所定の色補正ゲインをかけて色補正し、Ｍ（Ｎ＜Ｍ）ビットの色信号を生成する色補正手段と、
   前記色補正手段で色補正された各色信号の中で最大となる色信号を選出する選出手段と、
   前記選出手段で選出した色信号をＮビットにすると、飽和する信号レベルを検出する検出手段と、
   前記色補正手段で色補正された各色信号に対して、前記信号レベルを超える色信号に所定の偽色補正ゲインをかけて偽色補正し、Ｎビットの色信号を生成する偽色補正手段と、
   を備えたことを特徴とする画像信号処理装置。
6. 前記画像信号が取得された時の撮影モードの情報を取得する撮影モード情報取得手段を有し、前記偽色補正手段は、前記撮影モード情報取得手段で取得された撮影モードに応じて前記偽色補正ゲインを切り替えることを特徴とする請求項５に記載の画像信号処理装置。
7. 前記画像信号が取得された時の色温度の情報を取得する色温度情報取得手段を有し、前記偽色補正手段は、前記色温度情報取得手段で取得された色温度に応じて前記偽色補正ゲインを切り替えることを特徴とする請求項５に記載の画像信号処理装置。
8. 前記画像信号に対してダイナミックレンジを拡大する処理を行う場合において、
   画像信号を構成する各色信号に所定の色補正ゲインをかけて色補正し、Ｎビットの色信号を生成する第２の色信号補正手段と、
   設定するダイナミックレンジの情報を取得するダイナミックレンジ情報取得手段と、
   前記第２の色信号補正手段で生成されたＮビットの色信号と前記偽色信号補正手段で生成されたＮビットの色信号とを取り込み、前記ダイナミックレンジ情報取得手段で取得されたダイナミックレンジが閾値未満の場合は、前記第２の色信号補正手段で生成されたＮビットの色信号を出力し、閾値以上の場合は、前記偽色信号補正手段で生成されたＮビットの色信号を出力する出力切替手段と、
   を備えたことを特徴とする請求項５〜７のいずれか一に記載の画像信号処理装置。

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