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JP2013012979A - Image processing apparatus and image processing method - Google Patents

Image processing apparatus and image processing method Download PDF

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JP2013012979A
JP2013012979A JP2011145290A JP2011145290A JP2013012979A JP 2013012979 A JP2013012979 A JP 2013012979A JP 2011145290 A JP2011145290 A JP 2011145290A JP 2011145290 A JP2011145290 A JP 2011145290A JP 2013012979 A JP2013012979 A JP 2013012979A
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JP
Japan
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color
light source
conversion
image
image processing
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP2011145290A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hideyasu Kuniba
英康 国場
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nikon Corp filed Critical Nikon Corp
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Abstract

【課題】色票を用いずに色変換によって分光感度の形状を調整してホワイトバランス補正に適した色空間を求める画像処理装置を提供する。
【解決手段】撮像素子により撮影された画像の色変換を行う画像処理装置であって、前記撮像素子の分光感度に関わる情報に基づいて得られる、標準光源とは異なる種類の異種光源下における有彩色を含む色情報を、前記標準光源下の色情報に変換するための色空間にプライマリ変換するプライマリ変換部を備え、前記プライマリ変換部による変換処理に用いるマトリクスは、前記撮像素子の複数のチャンネル間のオーバーラップ量とそれぞれのチャンネルの幅指標とに基づく評価値が最小となるように最適化されたものである。
【選択図】 図7
An image processing apparatus for obtaining a color space suitable for white balance correction by adjusting the shape of spectral sensitivity by color conversion without using a color chart.
An image processing apparatus that performs color conversion of an image photographed by an image sensor, and is present under a different type of light source different from a standard light source obtained based on information related to spectral sensitivity of the image sensor. A primary conversion unit that primarily converts color information including chromatic color into a color space for converting to color information under the standard light source, and a matrix used for conversion processing by the primary conversion unit includes a plurality of channels of the image sensor; It is optimized so that the evaluation value based on the overlap amount between them and the width index of each channel is minimized.
[Selection] Figure 7

Description

本発明は、画像処理装置及び画像処理方法に関する。   The present invention relates to an image processing apparatus and an image processing method.

人がある物体を見るときに、それを異なる光源のもとで見てもほぼ同じ色として見える(色恒常性)。しかし、物体からの光は照明の分光放射強度と物体の分光反射率を掛けたものになるので、イメージセンサーでその光を検出すると、得られる信号は光源が変わると変化する。そこで光源に基づく補正として無彩色の物体を撮影した時にイメージセンサーの信号のR、G、B値が同じになる様にゲインを掛けるホワイトバランス補正が行なわれる。しかし、テスト光源で撮影した画像にホワイトバランス補正をして基準光源での色再現に近付けるようにしても有彩色の色補正が十分に行えないため特定の光源以外では撮影画像の色再現が不正確になることが有る。それに対処するために光源毎に異なる色変換処理を行うようにするとそのための処理を追加したり、画像処理時間がより掛かったりしてしまう。もし基準光源と異なる光源で撮影された画像に対し、ホワイトバランス補正だけを行って基準光源と同じ色再現を達成することが出来るとさまざまな光源下での撮影画像の色処理が単純な処理で統一的に行えるので都合が良い。例えば、撮影後に現像ソフトウェアで色バランスを調整する時にグレーバランスを取るだけで光源の補正が出来て所望の色再現が達成できるので効率が良くなる。実際にホワイトバランス補正を行う色空間をcamera RGBとは異なる色空間に変換してから処理を行うと色再現誤差が小さくなることが知られている(例えば、特許文献1参照)。   When a person sees an object, it looks almost the same color when viewed under a different light source (color constancy). However, since the light from the object is obtained by multiplying the spectral radiation intensity of the illumination and the spectral reflectance of the object, when the light is detected by the image sensor, the signal obtained changes when the light source changes. Therefore, as a correction based on the light source, white balance correction is performed in which a gain is applied so that the R, G, and B values of the image sensor signal are the same when an achromatic object is photographed. However, even if white balance correction is performed on an image shot with a test light source to bring it closer to color reproduction with a reference light source, chromatic color correction cannot be performed sufficiently, so color reproduction of the shot image is not possible with other than a specific light source. May be accurate. In order to cope with this, if a different color conversion process is performed for each light source, a process for that is added, and it takes more time for image processing. If an image shot with a light source different from the reference light source can be achieved by performing only white balance correction to achieve the same color reproduction as the reference light source, the color processing of the shot image under various light sources is a simple process. It is convenient because it can be done uniformly. For example, when adjusting the color balance with the development software after shooting, the light source can be corrected and the desired color reproduction can be achieved simply by taking the gray balance, thereby improving efficiency. It is known that the color reproduction error is reduced when processing is performed after converting the color space in which white balance correction is actually performed into a color space different from camera RGB (see, for example, Patent Document 1).

特許第4677699号公報Japanese Patent No. 4767699

しかしながら、上述した特許文献1においては、色変換を求める際に複数の種類の異種光源についてそれぞれの異種光源下において色票を撮影して得られた撮影出力値に基づいて色差を重み付け平均した色恒常予測誤差が最小となるように繰り返し演算処理を行って最適化を行う必要が有り、計算負荷が大きい。また、色変換が色票の選び方に依存してしまって必ずしも実際の撮影条件にとって最適なものでない可能性が有る。   However, in Patent Document 1 described above, a color obtained by weighting and averaging color differences based on photographing output values obtained by photographing color charts for each of a plurality of types of different types of light sources when the color conversion is obtained. Since it is necessary to perform optimization by repeatedly performing arithmetic processing so that the constant prediction error is minimized, the calculation load is heavy. Further, there is a possibility that the color conversion depends on how to select the color chart and is not necessarily optimal for the actual photographing conditions.

本発明の目的は、色票を用いずに色変換によって分光感度の形状を調整してホワイトバランス補正に適した色空間を求めることができる画像処理装置及び画像処理方法を提供することである。   An object of the present invention is to provide an image processing apparatus and an image processing method capable of obtaining a color space suitable for white balance correction by adjusting the shape of spectral sensitivity by color conversion without using a color chart.

本発明の画像処理装置は、撮像素子により撮影された画像の色変換を行う画像処理装置であって、前記撮像素子の分光感度に関わる情報に基づいて得られる、標準光源とは異なる種類の異種光源下における有彩色を含む色情報を、前記標準光源下の色情報に変換するための色空間にプライマリ変換するプライマリ変換部を備え、前記プライマリ変換部による変換処理に用いるマトリクスは、前記撮像素子の複数のチャンネル間のオーバーラップ量とそれぞれのチャンネルの幅指標とに基づく評価値が最小となるように最適化されたものであることを特徴とする。   An image processing apparatus of the present invention is an image processing apparatus that performs color conversion of an image photographed by an image sensor, and is a different kind of different type from a standard light source obtained based on information related to spectral sensitivity of the image sensor. A matrix for primary conversion of color information including a chromatic color under a light source into a color space for converting the color information under the standard light source into a color space; It is characterized by being optimized so that the evaluation value based on the overlap amount between the plurality of channels and the width index of each channel is minimized.

本発明の画像処理方法は、撮像素子により撮影された画像を処理してカラーバランスを取る画像処理方法であって、前記撮像素子の分光感度に関わる情報に基づいて得られる、標準光源とは異なる種類の異種光源下における有彩色を含む色情報を、前記標準光源下の色情報に変換するための色空間にプライマリ変換する変換ステップを含み、前記変換ステップによる変換処理は、前記変換ステップによって得られた変換後色情報をゲイン調整してホワイトバランスを調整するゲイン調整ステップを含み、前記プライマリ変換処理に用いるマトリクスは、前記撮像素子の複数のチャンネル間のオーバーラップ量とそれぞれのチャンネルの幅指標とに基づく評価値が最小となるように最適化されたものであることを特徴とする。   The image processing method of the present invention is an image processing method for processing an image photographed by an image sensor to obtain a color balance, and is different from a standard light source obtained based on information related to spectral sensitivity of the image sensor. Including a conversion step of primary conversion of color information including chromatic colors under different types of light sources into a color space for conversion to color information under the standard light source, and the conversion process by the conversion step is obtained by the conversion step. A gain adjustment step of adjusting the white balance by adjusting the gain of the converted color information, and the matrix used for the primary conversion processing includes an overlap amount between a plurality of channels of the image sensor and a width index of each channel It is characterized by being optimized so that the evaluation value based on and is minimized.

本発明の画像処理方法は、所定の色空間の画像を処理してカラーバランスを取る画像処理方法であって、所定の色空間に対応する分光感度に関わる情報に基づいて得られる、標準光源とは異なる種類の異種光源下における有彩色を含む色情報を、前記標準光源下の色情報に変換するための色空間にプライマリ変換する変換ステップを含み、前記変換ステップによる変換処理は、前記変換ステップによって得られた変換後色情報をゲイン調整してホワイトバランスを調整するゲイン調整ステップを含み、前記プライマリ変換処理に用いるマトリクスは、前記所定の色空間に対応する分光感度の複数のチャンネル間のオーバーラップ量とそれぞれのチャンネルの幅指標とに基づく評価値が最小となるように最適化されたものであることを特徴とする。   An image processing method of the present invention is an image processing method for processing an image in a predetermined color space to obtain a color balance, and a standard light source obtained based on information related to spectral sensitivity corresponding to the predetermined color space Includes primary conversion of color information including chromatic colors under different types of different light sources into a color space for converting into color information under the standard light source, and the conversion process by the conversion step includes the conversion step. The matrix used for the primary conversion process includes an overshoot between a plurality of channels having spectral sensitivities corresponding to the predetermined color space. It is optimized to minimize the evaluation value based on the lap amount and the width index of each channel. .

本発明によれば、色票を用いずに色変換によって分光感度の形状を調整してホワイトバランス補正に適した色空間を求めることができる。   According to the present invention, it is possible to obtain a color space suitable for white balance correction by adjusting the spectral sensitivity shape by color conversion without using a color chart.

モデルRGB分光感度(w=60)を示す図である。It is a figure which shows model RGB spectral sensitivity (w = 60). モデルRGB分光感度(w=60)で色温度の低い場合の分光感度を示す図である。It is a figure which shows the spectral sensitivity in case color temperature is low by model RGB spectral sensitivity (w = 60). 分光感度の幅が広い(w=80)場合、中間(w=60)の場合、狭い(w=40)場合でモデルRGB分光感度で色温度の低い場合にホワイトバランス補正を行ったときの分光感度を示す図である。Spectral sensitivity when white balance correction is performed when the spectral sensitivity is wide (w = 80), intermediate (w = 60), narrow (w = 40), model RGB spectral sensitivity and color temperature is low It is a figure which shows a sensitivity. 評価値算出ブロック図である。It is an evaluation value calculation block diagram. type C,type N,CIE XYZの分光感度を示す図である。It is a figure which shows the spectral sensitivity of type C, type N, and CIE XYZ. ピーキーな形状への変換後のtype C,type N,CIE XYZの分光感度(kO=50,kM=1)を示す図である。Type C after conversion into peaky shape, type N, is a diagram showing spectral sensitivity of CIE XYZ (k O = 50, k M = 1). ホワイトバランス補正の処理方法を示す図である。It is a figure which shows the processing method of white balance correction | amendment. オーバーラップ最小化色変換マトリクスによる色空間を示す図である。It is a figure which shows the color space by an overlap minimization color conversion matrix. デジタルカメラからオーバーラップ最小化色変換による色空間画像出力を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the color space image output by overlap minimization color conversion from a digital camera. 画像処理装置を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an image processing apparatus.

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態に係る画像処理装置及び画像処理方法について説明する。先ずホワイトバランス補正に適した分光感度形状について説明する。光源の違いをホワイトバランスで補正した時の色再現の誤差について考える。例えば図1に示すような分光感度のイメージセンサーが有ったとする。これはdaylightやCIE illuminant Eでホワイトバランスが合っている感度である。この分光感度のセンサーでCIE Aのような色温度の低い光源のもとで撮影を行うと実質的に長波長領域でセンサーの分光感度が上昇し短波長領域でセンサーの分光感度が低下する(図2参照)。そしてホワイトバランスの調整(RGBチャンネル毎にゲイン補正)を行なうということは、R、G、Bの各々の感度を調整することに相当する。しかし、図3に見られるようにゲイン補正を行っても分光感度のピークシフトが生じており、完全には補正が出来ない。そしてこのピークシフトは分光感度の幅が広い程影響が大きくなる。従って各チャンネルの分光感度の幅が狭くなるような色変換を行ってホワイトバランス補正をすれば異なる光源による色再現ずれを低減することができる。   Hereinafter, an image processing apparatus and an image processing method according to embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. First, a spectral sensitivity shape suitable for white balance correction will be described. Consider the error in color reproduction when the difference in light source is corrected with white balance. For example, assume that there is an image sensor with spectral sensitivity as shown in FIG. This is the sensitivity with which the white balance is matched in the daylight and CIE illuminant E. When photographing with a light source having a low color temperature such as CIE A with this spectral sensitivity sensor, the spectral sensitivity of the sensor substantially increases in the long wavelength region and the spectral sensitivity of the sensor decreases in the short wavelength region ( (See FIG. 2). Performing white balance adjustment (gain correction for each RGB channel) is equivalent to adjusting the sensitivity of each of R, G, and B. However, as shown in FIG. 3, even if gain correction is performed, a peak shift in spectral sensitivity occurs, and correction cannot be made completely. The effect of this peak shift increases as the spectral sensitivity width increases. Therefore, if color conversion is performed so that the spectral sensitivity width of each channel is narrowed and white balance correction is performed, color reproduction misregistration due to different light sources can be reduced.

図3で示すように分光感度の幅が広いと光源の違いの影響を受けやすくなる。また、チャンネル間のオーバーラップ部分では同じ波長の光に対して複数のチャンネルが感度を持つが、それぞれのチャンネルをゲイン補正すると異なるチャンネルでは異なる補正がされてしまう。そこで、カメラの分光感度を「各チャンネルが重ならず、それぞれの分光感度の幅が狭くなるような色変換」によって変換することを試みる。各チャンネルが重ならないためにRGBチャンネル間のオーバーラップの大きさを以下の式(1)で計算する。

Figure 2013012979
As shown in FIG. 3, when the range of spectral sensitivity is wide, it is easily affected by the difference in the light source. In addition, in the overlap portion between channels, a plurality of channels have sensitivity to light of the same wavelength, but when each channel is gain-corrected, different correction is performed in different channels. Therefore, an attempt is made to convert the spectral sensitivity of the camera by “color conversion in which the channels do not overlap and the width of each spectral sensitivity is narrowed”. Since the channels do not overlap, the size of the overlap between the RGB channels is calculated by the following equation (1).
Figure 2013012979

なお、R(λ),G(λ),B(λ)はRGBそれぞれの分光感度である。そして分光感度の幅に関する評価値としてモーメントを以下の式(2)で計算する。

Figure 2013012979
R (λ), G (λ), and B (λ) are the spectral sensitivities of RGB. Then, the moment is calculated by the following formula (2) as an evaluation value related to the spectral sensitivity range.
Figure 2013012979

なお、λRgGgBgはそれぞれR、G、Bチャンネルの分光感度の絶対値の重心である。そして、最適化評価値mは以下の式(3)によって定義する。

Figure 2013012979
Note that λ Rg , λ Gg , and λ Bg are the centroids of the absolute values of the spectral sensitivities of the R, G, and B channels, respectively. The optimization evaluation value m is defined by the following formula (3).
Figure 2013012979

なおkO,kMは重み係数である。評価値算出ブロック図は図4となる。そして最適化評価値mが小さくなるように色変換マトリクスを算出する。 K O and k M are weighting factors. The evaluation value calculation block diagram is shown in FIG. Then, a color conversion matrix is calculated so that the optimization evaluation value m becomes small.

カメラのRGB分光感度のモデルとしてtype Cとtype Nを用いる(文献A1参照)。type Cは測色的色再現誤差が小さいモデルで、type Nは測色的色再現誤差が大きいが、色変換でのノイズ増幅が小さく、色再現とノイズを考慮した主観評価実験でtype Cよりも好ましいとされた分光感度モデルである。さらに等色関数も含めた三種類の分光感度モデルを使っている。   Type C and type N are used as models of the RGB spectral sensitivity of the camera (see Document A1). Type C is a model with small colorimetric color reproduction error, type N has a large colorimetric color reproduction error, but noise amplification in color conversion is small, and subjective evaluation experiment considering color reproduction and noise is more than type C Is also a preferred spectral sensitivity model. In addition, three types of spectral sensitivity models including color matching functions are used.

[文献A1] H. Kuniba and R.S. Berns, “The Effects of Sensor Spectral Sensitivity, Pixel Pitch, Photon Shot Noise, and Dark Noise on Perceived Image Quality,”IEICE Trans. Fundamentals, Vol. E92-A, pp. 3321-3327(2009)   [Reference A1] H. Kuniba and RS Berns, “The Effects of Sensor Spectral Sensitivity, Pixel Pitch, Photon Shot Noise, and Dark Noise on Perceived Image Quality,” IEICE Trans. Fundamentals, Vol. E92-A, pp. 3321- 3327 (2009)

図5にそれぞれの分光感度を示す。そして式(3)で示した最適化評価値mを最小にするような色変換を求めるとtype C, type N, XYZの分光感度はそれぞれ図6に示すような形状に変換された。いずれももとの分光感度よりピーキーな形状になっている。XYZのXは変換前はダブルピークだが、色変換を行うとサブピークが無くなっている。typeNは変換前からRGBがよく分離しているため、色変換しても形状の変化は小さい。   FIG. 5 shows the respective spectral sensitivities. When color conversion that minimizes the optimization evaluation value m shown in Expression (3) is obtained, the spectral sensitivities of type C, type N, and XYZ are converted into shapes as shown in FIG. Both have a shape that is more peaky than the original spectral sensitivity. X of XYZ is a double peak before conversion, but sub-peaks disappear after color conversion. In type N, since RGB is well separated before conversion, the change in shape is small even after color conversion.

これらの分光感度に対し、基準光源とテスト光源の色再現誤差がホワイトバランス用色変換有り無しでどう変わるかを調べた。図7(1)に示す基準処理は、基準光源(Illumi1)で撮影し、得られた画像信号(CameraRGB1)に基準光源に適したホワイトバランス係数(WB1)を掛け、基準光源に適した色補正マトリクス(Mtx1)を用いて色補正を行う。   For these spectral sensitivities, we investigated how the color reproduction errors of the reference light source and test light source change with and without white balance color conversion. The reference process shown in FIG. 7A is a color correction suitable for a reference light source by photographing with a reference light source (Illumini1) and multiplying the obtained image signal (CameraRGB1) by a white balance coefficient (WB1) suitable for the reference light source. Color correction is performed using the matrix (Mtx1).

図7(2)に示す第1のテスト処理は、基準光源と異なるテスト光源(Illumi2)で撮影し、得られた画像信号(CameraRGB2)にテスト光源に適したホワイトバランス係数(WB2)を掛け、基準光源に適した色補正マトリクス(Mtx1)を用いて色補正を行う。   In the first test process shown in FIG. 7 (2), a test light source (Illumini2) different from the reference light source is photographed, and the obtained image signal (CameraRGB2) is multiplied by a white balance coefficient (WB2) suitable for the test light source. Color correction is performed using a color correction matrix (Mtx1) suitable for the reference light source.

また図7(3)に示す第2のテスト処理は、テスト光源(Illumi2)で撮影し、得られた画像信号(CameraRGB2)に基準光源に適したホワイトバランス係数(WB1)を掛け、一旦基準光源に適した色補正マトリクス(Mtx1)を用いて色補正を行う。そして更に色補正マトリクス(Mtx)を用いてホワイトバランス用色空間に色変換し、各チャンネル毎のゲイン補正(ホワイトバランス)でテスト光源に適したホワイトバランス補正を行ってホワイトバランス用色空間から逆変換して色補正後出力を得る。   In the second test process shown in FIG. 7 (3), a test light source (Illumini2) is photographed, and the obtained image signal (CameraRGB2) is multiplied by a white balance coefficient (WB1) suitable for the reference light source, and then the reference light source. Color correction is performed using a color correction matrix (Mtx1) suitable for the above. Further, the color conversion matrix (Mtx) is used to perform color conversion to the white balance color space, and the white balance correction suitable for the test light source is performed by gain correction (white balance) for each channel, and the white balance color space is reversed. Convert to obtain an output after color correction.

色再現誤差は基準処理と各テスト処理との差を色差CIE 94で測る。そして以下で示す表1における色変換無WBの欄に、図7(1)で示した基準処理と図7(2)で示した第1のテスト処理との色恒常誤差を示し、色変換後WBの欄に図7(1)で示した基準処理と図7(3)で示した第2のテスト処理との色恒常誤差を示す。

Figure 2013012979
For color reproduction error, the difference between the reference process and each test process is measured by the color difference CIE 94. And in the column of WB without color conversion in Table 1 below, the color constant error between the reference process shown in FIG. 7 (1) and the first test process shown in FIG. 7 (2) is shown. In the column of WB, a color constant error between the reference process shown in FIG. 7A and the second test process shown in FIG. 7C is shown.
Figure 2013012979

表1に示すように色変換無WBに示す色恒常誤差よりも、色変換後WBに示す色恒常誤差は小さくなっている。即ち、第1のテスト処理よりも第2のテスト処理の方が、基準処理に対する色再現誤差が小さい。またtype Nはもともと分光感度の幅が狭く、チャンネル間オーバーラップが小さいのでホワイトバランスによる光源補正に有利であると言える。   As shown in Table 1, the color constant error shown in WB after color conversion is smaller than the color constant error shown in WB without color conversion. That is, the second test process has a smaller color reproduction error with respect to the reference process than the first test process. Type N has a narrow spectral sensitivity range and a small overlap between channels, so it can be said that it is advantageous for light source correction by white balance.

次にホワイトバランス補正に適した色空間について説明する。ホワイトバランスに適した色変換による色空間は図8となる。“Type C ko50km1,”“Type N ko50km1,”“XYZ ko50km1”はそれぞれtypeC,typeN,XYZをもとに式(3)で示した最適化評価値mを最小化するように求めた色変換の色度点である。   Next, a color space suitable for white balance correction will be described. A color space by color conversion suitable for white balance is shown in FIG. “Type C ko50km1,” “Type N ko50km1,” “XYZ ko50km1” are the color conversions calculated to minimize the optimization evaluation value m shown in Equation (3) based on typeC, typeN, and XYZ, respectively. It is a chromaticity point.

typeC,typeN,XYZいずれを元にした色空間でもsRGBよりも広い。TypeCとXYZはほぼ同じである。これはtypeCがマトリクス変換でほぼXYZと同じ形状になるためである。そしてtypeNはtypeCよりも狭い。TypeNの分光感度はRとGのオーバーラップが小さいことが影響していると考えられる。   The color space based on any of typeC, typeN, and XYZ is wider than sRGB. TypeC and XYZ are almost the same. This is because typeC becomes almost the same shape as XYZ by matrix transformation. And typeN is narrower than typeC. The spectral sensitivity of Type N is considered to be affected by the small overlap between R and G.

デジタルカメラでは通常はカメラ内部で画像処理された画像が出力されるが、デジタル一眼レフカメラ等においては撮影後の詳細な色や階調の調整に向く“raw”ファイル出力を行うモードが有る。しかしrawファイルはメーカーや機種毎の撮像素子の特性と密接に結び付いている。また、一般的に使われている単板カラー撮像素子では画像データとして扱うためにはdemosaicking処理が必要なため、扱いやすいものではない。そこで、撮影後の詳細な色や階調の調整ができ、明示的に定義されたファイルフォーマットがあるとよいだろう。そのファイルフォーマットの色空間として図8の色空間は広色域であり、さらにホワイトバランス補正のみで良好に光源毎の色再現の補正が可能なので適している。   A digital camera normally outputs an image that has undergone image processing inside the camera, but a digital single-lens reflex camera or the like has a mode for outputting a “raw” file suitable for adjusting a detailed color and gradation after shooting. However, raw files are closely linked to the characteristics of image sensors for each manufacturer and model. Further, a commonly used single-plate color imaging device is not easy to handle because it requires demosaicking processing in order to handle it as image data. Therefore, it would be nice to have an explicitly defined file format that allows detailed color and gradation adjustments after shooting. As the color space of the file format, the color space of FIG. 8 has a wide color gamut, and is suitable because it can correct color reproduction for each light source satisfactorily only by white balance correction.

ホワイトバランス補正に適した色空間はtypeCとtypeNで異なっていることから撮像素子の分光感度に依存するが、色空間を色度点で定義する際には等色関数を元にすることが妥当であると考えられるのでXYZを元にしたオーバーラップ最小化色変換による色空間が適当である。   Since the color space suitable for white balance correction differs between typeC and typeN, it depends on the spectral sensitivity of the image sensor, but it is reasonable to use a color matching function as the basis for defining the color space with chromaticity points. Therefore, a color space based on overlap-minimized color conversion based on XYZ is appropriate.

この色空間を利用したデジタルカメラでは図9に示す様な処理によってファイル出力を行う。即ち、デジタルカメラ2は“raw”データ(cameraRGBデータ)を、色変換部4でオーバーラップ最小化色変換による色空間、すなわちホワイトバランス処理に適した色空間へ変換し、それを画像ファイルとして出力部6によって出力する。デジタルカメラ2の撮像素子が単板カラーイメージセンサーの場合は、色変換前にデモザイク処理を行う。またこの画像ファイルでは階調特性はリニアもしくは明示的に定義された階調特性であることが好ましい。さらにダイナミックレンジが通常画像よりも大きいことが好ましい。また、出力する際にホワイトバランス処理に適した色空間へ変換して出力したことを示す情報を付加しておくことが好ましい。   A digital camera using this color space outputs a file by a process as shown in FIG. That is, the digital camera 2 converts the “raw” data (cameraRGB data) into a color space by overlap minimization color conversion, that is, a color space suitable for white balance processing, and outputs it as an image file. Output by unit 6. When the image sensor of the digital camera 2 is a single-plate color image sensor, demosaic processing is performed before color conversion. In this image file, the gradation characteristics are preferably linear or explicitly defined gradation characteristics. Furthermore, it is preferable that the dynamic range is larger than that of a normal image. In addition, it is preferable to add information indicating that the data has been converted into a color space suitable for white balance processing and output.

ここで、図10は画像処理装置を示すブロック図である。図10に示す画像処理装置10は、上記の画像ファイルの処理を行なうものであり、色空間検出部12により画像ファイルがホワイトバランス処理に適した色空間へ変換されているか否かを検出する。ホワイトバランス処理に適した色空間へ変換されていない場合、プライマリ変換部14によって該画像ファイルに上述したプライマリ変換を行う。そしてプライマリ変換が行なわれた画像ファイルをホワイトバランス調整部18へ送る。またホワイトバランス処理に適した色空間に変換されていると検出された画像ファイルについては、プライマリ変換を行なわずにホワイトバランス調整部18へ送る。   Here, FIG. 10 is a block diagram showing the image processing apparatus. An image processing apparatus 10 shown in FIG. 10 processes the above-mentioned image file, and detects whether or not the image file has been converted into a color space suitable for white balance processing by the color space detection unit 12. If the color space has not been converted to a color space suitable for white balance processing, the primary conversion unit 14 performs the above-described primary conversion on the image file. Then, the image file subjected to the primary conversion is sent to the white balance adjustment unit 18. An image file that is detected to have been converted to a color space suitable for white balance processing is sent to the white balance adjustment unit 18 without performing primary conversion.

ホワイトバランス調整部18は、グレー指示部16からのグレー情報に従い、ホワイトバランス処理に適した色空間に変換された画像ファイルにホワイトバランス処理を施す。出力色空間変換部20は、ホワイトバランス処理が施された画像ファイルを出力用の色空間へ変換する。階調補正部22は、出力用の色空間へ変換された画像ファイルを階調補正する。表示部24は階調補正がなされた画像ファイルに基づく画像を表示させる。   The white balance adjustment unit 18 performs white balance processing on the image file converted into a color space suitable for white balance processing in accordance with the gray information from the gray instruction unit 16. The output color space conversion unit 20 converts the image file that has been subjected to the white balance processing into an output color space. The gradation correction unit 22 performs gradation correction on the image file converted into the output color space. The display unit 24 displays an image based on the image file subjected to gradation correction.

画像ファイルの色空間がホワイトバランス処理を行うだけで適切に光源の違いを補正できる色空間であるので、グレー指示部16のグレー情報に基づいてホワイトバランス調整部18で補正を行うだけで良好に光源の違いによる色再現の違いを補正した画像を表示部24に表示できる。   Since the color space of the image file is a color space that can appropriately correct the difference in the light source only by performing the white balance processing, it can be satisfactorily performed only by performing the correction by the white balance adjustment unit 18 based on the gray information of the gray instruction unit 16. An image in which a difference in color reproduction due to a difference in light source is corrected can be displayed on the display unit 24.

なお、画像ファイルを処理する画像処理装置にはsRGB色空間などの標準色空間の画像を入力しても良い。標準色空間はRGB原色及び白色の色度点が定義されており、これらに基づいてRGBの分光感度が定義できる。従って、その標準色空間に対応するRGB分光感度に基づいて予めプライマリ変換を求めておき、そのプライマリ変換で色変換を行ってホワイトバランス補正を行うとよい。   Note that an image in a standard color space such as the sRGB color space may be input to the image processing apparatus that processes the image file. In the standard color space, RGB primary colors and white chromaticity points are defined, and RGB spectral sensitivity can be defined based on these. Therefore, primary conversion is preferably obtained in advance based on the RGB spectral sensitivity corresponding to the standard color space, and color conversion is performed by the primary conversion to perform white balance correction.

2…デジタルカメラ、4…色変換部、6…出力部、10…画像処理装置、12…色空間検出部、14…プライマリ変換部、16…グレー指示部、18…ホワイトバランス調整部、20…出力色空間変換部、22…階調補正部、24…表示部。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 2 ... Digital camera, 4 ... Color conversion part, 6 ... Output part, 10 ... Image processing apparatus, 12 ... Color space detection part, 14 ... Primary conversion part, 16 ... Gray instruction | indication part, 18 ... White balance adjustment part, 20 ... Output color space conversion unit, 22 ... gradation correction unit, 24 ... display unit.

Claims (5)

撮像素子により撮影された画像の色変換を行う画像処理装置であって、
前記撮像素子の分光感度に関わる情報に基づいて得られる、標準光源とは異なる種類の異種光源下における有彩色を含む色情報を、前記標準光源下の色情報に変換するための色空間にプライマリ変換するプライマリ変換部を備え、
前記プライマリ変換部による変換処理に用いるマトリクスは、前記撮像素子の複数のチャンネル間のオーバーラップ量とそれぞれのチャンネルの幅指標とに基づく評価値が最小となるように最適化されたものであることを特徴とする画像処理装置。
An image processing device that performs color conversion of an image captured by an image sensor,
Color information including chromatic colors under a different type of light source different from a standard light source, obtained based on information related to spectral sensitivity of the image sensor, is primary in a color space for converting color information under the standard light source into color information. A primary conversion unit for conversion,
The matrix used for the conversion processing by the primary conversion unit is optimized so that the evaluation value based on the overlap amount between the plurality of channels of the image sensor and the width index of each channel is minimized. An image processing apparatus.
請求項1に記載の画像処理装置において、
画像出力と共に、前記画像出力の色空間が前記異種光源下における有彩色を含む色情報を、前記標準光源下の色情報に変換するための色空間にプライマリ変換されていることを示す情報を出力することを特徴とする画像処理装置。
The image processing apparatus according to claim 1.
Along with image output, information indicating that the color space of the image output is primary converted into color space for converting color information including chromatic colors under the different light source into color information under the standard light source is output. An image processing apparatus.
撮像素子により撮影された画像を処理してカラーバランスを取る画像処理方法であって、
前記撮像素子の分光感度に関わる情報に基づいて得られる、標準光源とは異なる種類の異種光源下における有彩色を含む色情報を、前記標準光源下の色情報に変換するための色空間にプライマリ変換する変換ステップを含み、
前記変換ステップによる変換処理は、前記変換ステップによって得られた変換後色情報をゲイン調整してホワイトバランスを調整するゲイン調整ステップを含み、
前記プライマリ変換処理に用いるマトリクスは、前記撮像素子の複数のチャンネル間のオーバーラップ量とそれぞれのチャンネルの幅指標とに基づく評価値が最小となるように最適化されたものであることを特徴とする画像処理方法。
An image processing method for obtaining a color balance by processing an image captured by an image sensor,
Color information including chromatic colors under a different type of light source different from a standard light source, obtained based on information related to spectral sensitivity of the image sensor, is primary in a color space for converting color information under the standard light source into color information. Including a conversion step to convert,
The conversion process by the conversion step includes a gain adjustment step of adjusting the white balance by adjusting the gain of the color information after conversion obtained by the conversion step,
The matrix used for the primary conversion process is optimized so that an evaluation value based on an overlap amount between a plurality of channels of the image sensor and a width index of each channel is minimized. Image processing method.
請求項3に記載の画像処理方法において、
画像の色空間が、前記異種光源下における有彩色を含む色情報を前記標準光源下の色情報に変換するための色空間にプライマリ変換されていることを示す情報が付加されている場合には前記プライマリ変換を行わないことを特徴とする画像処理方法。
The image processing method according to claim 3.
When information indicating that the color space of the image is primary converted into color space for converting color information including chromatic colors under the different light source into color information under the standard light source is added An image processing method, wherein the primary conversion is not performed.
所定の色空間の画像を処理してカラーバランスを取る画像処理方法であって、
所定の色空間に対応する分光感度に関わる情報に基づいて得られる、標準光源とは異なる種類の異種光源下における有彩色を含む色情報を、前記標準光源下の色情報に変換するための色空間にプライマリ変換する変換ステップを含み、
前記変換ステップによる変換処理は、前記変換ステップによって得られた変換後色情報をゲイン調整してホワイトバランスを調整するゲイン調整ステップを含み、
前記プライマリ変換処理に用いるマトリクスは、前記所定の色空間に対応する分光感度の複数のチャンネル間のオーバーラップ量とそれぞれのチャンネルの幅指標とに基づく評価値が最小となるように最適化されたものであることを特徴とする画像処理方法。
An image processing method for obtaining a color balance by processing an image in a predetermined color space,
Color for converting color information including chromatic colors under a different type of light source different from the standard light source, obtained based on information related to spectral sensitivity corresponding to a predetermined color space, to color information under the standard light source Including a transformation step for primary transformation into space,
The conversion process by the conversion step includes a gain adjustment step of adjusting the white balance by adjusting the gain of the color information after conversion obtained by the conversion step,
The matrix used for the primary conversion processing is optimized so that the evaluation value based on the overlap amount between the plurality of channels of spectral sensitivity corresponding to the predetermined color space and the width index of each channel is minimized. An image processing method characterized by being a thing.
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