專利名稱：攝影裝置、方法、程序以及存儲介質(zhì)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及具有查找表運算處理單元的攝影裝置、方法、程序以及存儲介質(zhì)。
背景技術：
近年來，為了使由數(shù)碼相機等攝影裝置所拍攝的圖像的顏色再現(xiàn)提高，用于將從CCD進行A/D變換后得到的圖像數(shù)據(jù)向最終輸出圖像進行變換的圖像處理運算進一步復雜化。例如，作為此圖像處理運算，有對應作為人類的色覺特性的顏色適應性的顏色變換處理，以及變換成人類感覺喜歡的記憶色的顏色變換處理等。
申請人開發(fā)出在上述圖像處理中使用了3維查找表處理的處理方法。但是，在上述對應顏色適應性的顏色變換處理中，為了依照攝影光源(色溫)的變化改變顏色再現(xiàn)，例如，如日本專利申請公開特開平8-9241號公報的圖4那樣，需要持有與對應攝影光源(色溫)的光源數(shù)量相當?shù)?維查找表數(shù)據(jù)。但是，由于此3維查找表數(shù)據(jù)的容量非常大，所以為了持有多個3維查找表數(shù)據(jù)，就必須增加攝影裝置內(nèi)部的存儲器，從成本上看，持有與光源的數(shù)量相應的數(shù)量的3維查找表數(shù)據(jù)是不現(xiàn)實的。另外，盡管也有如下方法，就是持有對應最低限度的光源色溫程度的數(shù)量的3維查找表數(shù)據(jù)，使用該3維查找表數(shù)據(jù)依照攝影時的光源色溫進行插值運算，生成與該攝影時的光源色溫相應的3維查找表數(shù)據(jù)，但3維查找表的數(shù)量越少就越不能進行精確的顏色變換，另外，由于數(shù)量最少也需要兩個，故存儲容量也必須相應增加。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是鑒于上述問題而完成的，其目的在于削減查找表所需要的存儲容量。
為了解決上述問題，達到上述目的，本發(fā)明的第1技術方案提供一種攝影裝置，由圖像處理單元進行圖像處理運算將數(shù)字圖像數(shù)據(jù)變換成輸出圖像數(shù)據(jù)，所述數(shù)字圖像數(shù)據(jù)是對攝像元件的輸出進行A/D變換后得到的；上述圖像處理單元具有矩陣運算處理單元、和N(N是正整數(shù))維查找表運算處理單元；上述圖像處理單元，使上述數(shù)字圖像數(shù)據(jù)在上述N維查找表運算處理單元之前先由上述矩陣運算處理單元進行處理。
此外，本發(fā)明的第2技術方案提供一種攝影裝置，包括攝像元件，和對上述攝像元件輸出進行A/D變換的A/D變換單元，通過在圖像處理單元中進行圖像處理運算將從上述A/D變換單元得到的數(shù)字圖像數(shù)據(jù)變換成輸出圖像數(shù)據(jù)，并將上述輸出圖像數(shù)據(jù)記錄到記錄介質(zhì)，其特征在于上述圖像處理單元，具有白平衡處理單元、矩陣運算處理單元和N維查找表運算處理單元；N是3以上的整數(shù)，上述圖像處理單元構成為，使上述數(shù)字圖像數(shù)據(jù)在上述N維查找表運算處理單元之前先由上述矩陣運算處理單元進行處理。
此外，本發(fā)明的第3技術方案提供一種攝影方法，包括由攝像元件拍攝被攝體像的攝影步驟，對上述攝影步驟的輸出進行A/D變換的A/D變換處理步驟，通過使圖像處理步驟進行圖像處理運算將由上述A/D變換處理步驟所得到的數(shù)字圖像數(shù)據(jù)變換成輸出圖像數(shù)據(jù)，其特征在于上述圖像處理步驟，具有矩陣運算處理步驟和N(N為正的整數(shù))維查找表運算處理步驟，使上述數(shù)字圖像數(shù)據(jù)在上述N維查找表運算處理步驟之前先由上述矩陣運算處理步驟進行處理。
此外，本發(fā)明的第4技術方案提供一種程序，其特征在于使計算機執(zhí)行上述的攝影方法。
此外，本發(fā)明的第5技術方案提供一種存儲介質(zhì)，其特征在于計算機可讀取地存儲了上述的程序。


圖1是表示涉及本發(fā)明的一個實施形式的攝影裝置的概略結構的框圖。
圖2是表示圖像處理單元的結構的框圖。
圖3是表示A/D變換后的數(shù)字信號的概念圖。
圖4是插值處理后的數(shù)字圖像信號的概念圖。
具體實施例方式
下面，對本發(fā)明的優(yōu)選的一個實施形式，參照附圖詳細地進行說明。
圖1是表示涉及本發(fā)明的一個實施形式的攝影裝置的概略結構的框圖。
在攝影單元101中包含透鏡系統(tǒng)、光圈、快門，并將被攝體的像成像在CCD102的攝像面上。成像在CCD102上的被攝體像進行光電變換后成為模擬信號，被發(fā)送給A/D變換單元103，向數(shù)字圖像信號進行變換。由A/D變換單元103所生成的數(shù)字圖像信號，被發(fā)送給圖像處理單元104，向輸出圖像信號進行變換。進而，輸出圖像信號，在格式變換單元105中進行向JPEG格式等的格式變換，向圖像記錄單元106中的攝影裝置內(nèi)的存儲器，或者壓縮閃速存儲器(注冊商標)等的外部存儲器進行寫入。以上簡單說明了攝影裝置內(nèi)的數(shù)據(jù)流。
這里，進而對圖像處理單元104詳細地進行說明。
圖2是表示在圖1的圖像處理單元104中所包含的處理單元的框圖。下面，使用圖2所示的框圖來說明本實施形式的攝影裝置中的圖像處理的流程。
由圖1的A/D變換單元103輸出的數(shù)字圖像信號，被發(fā)送給圖2的白平衡處理單元201，從數(shù)字圖像信號檢測光源色溫，并求出使圖像中的白色成為自信號那樣的白平衡系數(shù)。然后，根據(jù)所求出的白平衡系數(shù)來調(diào)整數(shù)字圖像信號的增益。經(jīng)白平衡處理的數(shù)字圖像信號，被發(fā)送給邊緣增強處理單元207和插值處理單元202。在插值處理單元202中從圖3那樣的單板CCD的像素排列，分別使用R、G1、G2、B位置的像素，通過插值處理生成圖4那樣的R、G1、G2、B面數(shù)據(jù)。
這里，眾所周知作為人類的色覺特性的顏色適應性，因色溫而異。例如，在晚霞和白熾燈下等，人類的眼睛難以適應不能將白色的被攝體識別為白色，易看成橙色。在矩陣運算單元203中，適合這樣的人眼的顏色適應性(為了對應由于光源色溫變化的顏色再現(xiàn)性的變化)，從在白平衡處理單元201中所求出的光源色溫，決定矩陣運算中使用的矩陣系數(shù)，進行矩陣運算。矩陣運算使用公式(1)對每個像素進行。RmGmBm=M11M21M31M41M12M22M32M42M13M23M33M43RG1G2B]]>…公式(1)下面對矩陣系數(shù)的求出方法簡單地進行說明。
在矩陣運算單元中預先準備有與色溫相應的矩陣系數(shù)，光源色溫為3000K以下用的矩陣系數(shù)MTX3K、4000K用矩陣MTX4K、5000K用矩陣MTX5K、6000K用矩陣MTX6K、7000K以上用矩陣MTX7K。這里求光源色溫為5000K情況下的矩陣系數(shù)MTX。首先選擇光源色溫上下的矩陣系數(shù)。這里，是5000K用矩陣MTX5K、6000K用矩陣MTX6K。使用這些矩陣系數(shù)與光源相應的矩陣系數(shù)由公式(2)求出。
MTX＝(5300-5000)/1000×MTX5K+(6000-5300)/1000×MTX6K …公式(2)但是，在光源色溫為3000K以下的情況下是，MTX＝MTX3K… …公式(3)另外，在光源色溫為7000K以上的情況下是，MTX＝MTX7K… …公式(4)經(jīng)矩陣運算處理的數(shù)字圖像信號被發(fā)送給伽瑪處理單元204。在伽瑪處理單元204中使用下面的公式進行數(shù)據(jù)變換。其中，GammaTable是1維查找表。
Rg＝GammaTable[Rm]…公式(5)
Gg＝GammaTable[Gm] …公式(6)Bg＝GammaTable[Bm] …公式(7)經(jīng)伽瑪處理的數(shù)字圖像信號被發(fā)送給3維查找表運算處理單元205。
下面，對3維查找表運算處理進行說明。本實施形式中的3維查找表運算處理，是將RGB的3維數(shù)據(jù)從被矩陣運算的RGB信號向考慮了記憶色再現(xiàn)的RGB信號進行變換。即，把RGB信號變換為人類記憶為喜好的顏色，例如藍天是從藍到藍綠、草地是從黃綠到綠，并且，膚色是靠近粉紅色。在本實施形式中，為減少3維查找表的容量，將從R、G、B信號的最小值到最大值分割成9部分，準備9×9×9的729的3維代表格子點，通過插值求出代表格子點以外的RGB信號。插值運算根據(jù)下面的公式進行。然后，由于預先依照色溫進行了矩陣運算，故不需要對每個色溫持有3維查找表。
其中設輸入信號RGB為R、G、B，此時的輸出RGB信號為Rout(R，G，B)、Gout(R，G，B)、Bout(R，G，B)，設比輸入信息R、G、B各自的信號值小，且最接近的值的代表格子點的信號為Ri、Gi、Bi，設代表格子點輸出信號為Rout(Ri，Gi，Bi)、Gout(Ri，Gi，Bi)、Bout(Ri，Gi，Bi)，設代表格子點的步長為Step。R＝Ri+RfG＝Gi+GfB＝Bi+BfRout(R，G，B)＝Rout(Ri+Rf，Gi+Gf，Bi+Bf)＝(Rout(Ri，Gi，Bi)×(Step-Rf)×(Step-Gf)×(Step-Bf)+Rout(Ri+SteP，Gi，Bi)×(Rf)×(Step-Gf)×(Step-Bf)+Rout(Ri，Gi+Step，Bi)×(Step-Rf)×(Gf)×(Step-Bf)+Rout(Ri，Gi，Bi+Step)×(Step-Rf)×(Step-Gf)×(Bf)+Rout(Ri+Step，Gi+Step，Bi)×(Rf)×(Gf)×(Step-Bf)+Rout(Ri+Step，Gi，Bi+Step)×(Rf)×(Step-Gf)×(Bf)+Rout(Ri，Gi+Step，Bi+Step)×(Step-Rf)×(Gf)×(Bf)+Rout(Ri+Step，Gi+Step，Bi+Step)×(Rf)×(Gf)×(Bf))/(Step×Step×Step)…公式(8)Gout(R，G，B)＝Gout(Ri+Rf，Gi+Gf，Bi+Bf)＝(Gout(Ri，Gi，Bi)×(Step-Rf)×(Step-Gf)×(Step-Bf)+Gout(Ri+Step，Gi，Bi)×(Rf)×(Step-Gf)×(Step-Bf)+Gout(Ri，Gi+Step，Bi)×(Step-Rf)×(Gf)×(Step-Bf)+Gout(Ri，Gi，Bi+Step)×(Step-Rf)×(Step-Gf)×(Bf)+Gout(Ri+SteP，Gi+Step，Bi)×(Rf)×(Gf)×(Step-Bf)+Gout(Ri+Step，Gi，Bi+Step)×(Rf)×(Step-Gf)×(Bf)+Gout(Ri，Gi+Step，Bi+Step)×(Step-Rf)×(Gf)×(Bf)+Gout(Ri+Step，Gi+Step，Bi+Step)×(Rf)×(Gf)×(Bf))/(Step×Step×Step)…公式(9)Bout(R，G，B)＝Bout(Ri+Rf，Gi+Gf，Bi+Bf)＝(Bout(Ri，Gi，Bi)×(Step-Rf)×(Step-Gf)×(Step-Bf)+Bout(Ri+Step，Gi，Bi)×(Rf)×(Step-Gf)×(Step-Bf)+Bout(Ri，Gi+Step，Bi)×(Step-Rf)×(Gf)×(Step-Bf)+Bout(Ri，Gi，Bi+Step)×(Step-Rf)×(Step-Gf)×(Bf)+Bout(Ri+Step，Gi+Step，Bi)×(Rf)×(Gf)×(Step-Bf)+Bout(Ri+Step，Gi，Bi+Step)×(Rf)×(Step-Gf)×(Bf)+Bout(Ri，Gi+Step，Bi+Step)×(Step-Rf)×(Gf)×(Bf)+Bout(Ri+Step，Gi+Step，Bi+Step)×(Rf)×(Gf)×(Bf))/(Step×Step×Step)…公式(10)這里，輸入信號Rf、Gf、Bf為進行了伽瑪處理的數(shù)字圖像信號Rg、Gg、Bg，輸出信號Rout、Gout、Bout為Rt、Gt、Bt。
使用上面那樣的運算將輸入RGB信號(Rg，Gg，Bg)變換成輸出RGB信號(Rt，Gt，Bt)。
進行了3維查找表運算處理的數(shù)字圖像信號被發(fā)送給邊緣合成處理單元206。
在邊緣增強處理單元207中，以從白平衡處理單元201發(fā)送來的進行了白平衡處理的數(shù)字圖像信號為基礎進行邊緣檢測，僅抽取邊緣信號。所抽取的邊緣信號通過增益增大被增幅后被發(fā)送給邊緣合成處理單元206。在邊緣合成處理單元206中，將邊緣信號添加到從3維查找表運算處理單元205發(fā)送來的Rt、Gt、Bt信號中。
盡管在本實施形式中，預先在矩陣運算處理單元中準備的矩陣系數(shù)的組，使用從3000K到7000K按每1000K所準備的系數(shù)，但此色溫以及預先準備的矩陣系數(shù)的數(shù)量并不限于此，如果更高精度地對應由光源色溫的變化引起的顏色再現(xiàn)性的變化，則也可以增加矩陣系數(shù)的組的數(shù)量。即使增加了矩陣系數(shù)的組，由于與增加1個查找表相比，1組的矩陣系數(shù)的數(shù)據(jù)量少，所以不一定使存儲器增大。
另外，盡管3維查找表運算處理單元205中的表使用了9×9×9的格子點，但并不限于此，也可以依照攝影裝置的存儲容量和所需要的顏色變換精度使其變化。另外從近旁的格子點的插值運算也不限于上述的公式(8)、(9)、(10)，只要是四面體插值等的插值運算，則可以是任意的插值運算。
另外盡管在本實施形式中，在3維查找表運算處理之前進行伽瑪處理，但并不限于此順序，也可以根據(jù)運算精度和攝影裝置的緩沖存儲器的關系，前后任意進行設定。例如，如果為了減少緩沖存儲器的容量，使伽瑪處理在先，由伽瑪處理降低數(shù)字圖像信號的位數(shù)，進行3維查找表運算處理，則可以減少3維查找表的格子點數(shù)據(jù)的位數(shù)，可以減少3維查找表數(shù)據(jù)的容量。另外反之，如果先以位數(shù)多的狀態(tài)進行3維查找表運算處理，則可以不降低運算精度地高精度地進行變換運算。
如上面所說明那樣，根據(jù)上述實施形式，由于從CCD102A/D變換后得到的數(shù)字圖像數(shù)據(jù)(RGB)信號，在3維查找表運算處理單元205之前先由矩陣運算處理單元203所處理，所以就沒有必要對每個色溫持有3維查找表，能夠僅用一個表對3維查找表數(shù)據(jù)進行記憶色的變換。
此外，盡管在上述的實施形式中，對使用3維查找表的情況進行了說明，但本發(fā)明不僅可應用于使用3維查找表的情況，也可應用于使用對R、G、B每個顏色所設置的1維查找表、2維、CMYG等的4維等，3維以外的任意的N維(N是正整數(shù))查找表的情況。
此外，本發(fā)明也可以適用于由多個設備(例如主機、接口設備、閱讀器、打印機等)構成的系統(tǒng)，也可以適用于由單個設備組成的裝置(例如，復印機、傳真裝置等)。
另外無需贅言，本發(fā)明的目的也是可以這樣達到，就是通過將記錄了實現(xiàn)上述實施形式功能的軟件的程序代碼的存儲介質(zhì)(或者記錄介質(zhì))提供給系統(tǒng)或者裝置，該系統(tǒng)或者裝置的計算機(或者CPU、MPU)讀出并執(zhí)行保存在存儲介質(zhì)中的程序代碼。這種情況下，就成了從存儲介質(zhì)讀出的程序代碼自身將實現(xiàn)上述的實施形式的功能，存儲了該程序代碼的存儲介質(zhì)將構成本發(fā)明。另外無需贅言，不僅包含通過執(zhí)行計算機所讀出的程序代碼，上述的實施形式的功能得以實現(xiàn)的情況，也包含基于該程序代碼的指示，在計算機上運行的操作系統(tǒng)(OS)等進行實際處理的一部分或者全部，通過該處理前面所說的實施形式的功能得以實現(xiàn)的情況。
進而無需贅言，也包含當從存儲介質(zhì)讀出的程序代碼，被寫入到插入計算機的功能擴充卡和/或連接到計算機的功能擴充單元上所具備的存儲器以后，基于該程序代碼的指示，該功能擴充卡和/或功能擴充單元上所具備的CPU等進行實際處理的一部分或者全部，通過該處理前面所說的實施形式的功能得以實現(xiàn)的情況。
如上面所說明那樣，根據(jù)上述的實施形式，就能夠削減查找表所需要的存儲容量。
權利要求
1.一種攝影裝置，由圖像處理單元進行圖像處理運算將數(shù)字圖像數(shù)據(jù)變換成輸出圖像數(shù)據(jù)，所述數(shù)字圖像數(shù)據(jù)是對攝像元件的輸出進行A/D變換后得到的，其特征在于上述圖像處理單元具有矩陣運算處理單元、和N(N是正整數(shù))維查找表運算處理單元；上述圖像處理單元，使上述數(shù)字圖像數(shù)據(jù)在上述N維查找表運算處理單元之前先由上述矩陣運算處理單元進行處理。
2.根據(jù)權利要求1所述的攝影裝置，其特征在于上述矩陣運算處理單元，依照光源色溫改變在矩陣運算中使用的系數(shù)。
3.根據(jù)權利要求1所述的攝影裝置，其特征在于上述N維查找表運算處理單元，對于3個輸入信號輸出3個輸出信號。
4.根據(jù)權利要求1所述的攝影裝置，其特征在于上述N維查找表運算處理單元，包含由L×M×N(L、M、N是任意的整數(shù))的格子點構成的3維查找表；通過插值運算計算出上述格子點之間的數(shù)據(jù)。
5.一種攝影裝置，包括攝像元件，和對上述攝像元件輸出進行A/D變換的A/D變換單元，通過在圖像處理單元中進行圖像處理運算將從上述A/D變換單元得到的數(shù)字圖像數(shù)據(jù)變換成輸出圖像數(shù)據(jù)，并將上述輸出圖像數(shù)據(jù)記錄到記錄介質(zhì)，其特征在于上述圖像處理單元，具有白平衡處理單元、矩陣運算處理單元和N維查找表運算處理單元；N是3以上的整數(shù)，上述圖像處理單元構成為，使上述數(shù)字圖像數(shù)據(jù)在上述N維查找表運算處理單元之前先由上述矩陣運算處理單元進行處理。
6.根據(jù)權利要求5所述的攝影裝置，其特征在于上述圖像處理單元，按上述白平衡處理單元、上述矩陣運算處理單元和上述N維查找表運算處理單元的順序進行配置。
7.根據(jù)權利要求6所述的攝影裝置，其特征在于還包括對來自配置了由多個顏色構成的濾色器的上述攝像元件的輸出進行插值的插值處理單元；在上述N維查找表運算處理單元之前配置上述插值處理單元。
8.根據(jù)權利要求1所述的攝影裝置，其特征在于上述N維查找表運算處理單元，保存有考慮了所輸入的彩色信號的記憶色的彩色信號。
9.一種攝影方法，包括由攝像元件拍攝被攝體像的攝影步驟，對上述攝影步驟的輸出進行A/D變換的A/D變換處理步驟，通過使圖像處理步驟進行圖像處理運算將由上述A/D變換處理步驟所得到的數(shù)字圖像數(shù)據(jù)變換成輸出圖像數(shù)據(jù)，其特征在于上述圖像處理步驟，具有矩陣運算處理步驟和N(N為正的整數(shù))維查找表運算處理步驟，使上述數(shù)字圖像數(shù)據(jù)在上述N維查找表運算處理步驟之前先由上述矩陣運算處理步驟進行處理。
10.根據(jù)權利要求9所述的攝影方法，其特征在于在上述矩陣運算處理步驟中，依照光源色溫改變在矩陣運算中使用的系數(shù)。
11.根據(jù)權利要求9所述的攝影方法，其特征在于在上述N維查找表運算處理步驟中，對于N個輸入信號輸出N個輸出信號。
12.根據(jù)權利要求9所述的攝影方法，其特征在于上述圖像處理步驟還具有白平衡處理步驟；上述數(shù)字圖像數(shù)據(jù)，在上述N維查找表運算處理步驟之前先在上述白平衡運算處理步驟中進行處理。
13.根據(jù)權利要求12所述的攝影方法，其特征在于上述圖像處理步驟，按上述白平衡處理步驟、上述矩陣運算處理步驟和上述N維查找表運算處理步驟的順序進行處理。
14.根據(jù)權利要求9所述的攝影方法，其特征在于還包括對來自配置了由多個顏色構成的濾色器的上述攝像元件的輸出進行插值的插值處理步驟；上述插值處理步驟，在上述N維查找表運算處理步驟之前進行處理。
15.根據(jù)權利要求9所述的攝影方法，其特征在于在上述N維查找表運算處理步驟中，將所輸入的彩色信號變換成考慮了所輸入的彩色信號的記憶色的彩色信號。
16.根據(jù)權利要求9所述的攝影方法，其特征在于在上述N維查找表運算處理步驟中，包含由L×M×N(L、M、N是任意的整數(shù))的格子點構成的3維查找表；通過插值運算計算出上述格子點之間的數(shù)據(jù)。
17.一種程序，其特征在于使計算機執(zhí)行權利要求9所述的攝影方法。
18.一種存儲介質(zhì)，其特征在于計算機可讀取地存儲了權利要求17所述的程序。
全文摘要
本發(fā)明提供一種攝影裝置，由圖像處理單元進行圖像處理運算將數(shù)字圖像數(shù)據(jù)變換成輸出圖像數(shù)據(jù)，所述數(shù)字圖像數(shù)據(jù)是對攝像元件的輸出進行A/D變換后得到的；上述圖像處理單元具有矩陣運算處理單元、和N(N是正整數(shù))維查找表運算處理單元；上述圖像處理單元，使上述數(shù)字圖像數(shù)據(jù)在上述N維查找表運算處理單元之前先由上述矩陣運算處理單元進行處理。由此，能夠削減查找表所需要的存儲容量。
文檔編號H04N1/46GK1481155SQ03148229
公開日2004年3月10日 申請日期2003年7月3日 優(yōu)先權日2002年7月4日
發(fā)明者高橋賢司 申請人:佳能株式會社