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JP2016010013A - Image processing apparatus and method for the same - Google Patents

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JP2016010013A
JP2016010013A JP2014129705A JP2014129705A JP2016010013A JP 2016010013 A JP2016010013 A JP 2016010013A JP 2014129705 A JP2014129705 A JP 2014129705A JP 2014129705 A JP2014129705 A JP 2014129705A JP 2016010013 A JP2016010013 A JP 2016010013A
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JP
Japan
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imaging data
processing
conversion
imaging
white point
Prior art date
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Application number
JP2014129705A
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Japanese (ja)
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善宏 眞部
Yoshihiro Manabe
善宏 眞部
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To achieve highly accurate light source conversion processing without requiring a color conversion matrix in each light source.SOLUTION: A white point information acquisition unit 302 acquires white point information of a photographic scene of imaging data. A reverse γ processing unit 301 and a reverse processing unit 304 apply reverse processing of image processing applied to the imaging data by an imaging apparatus to the imaging data. A color value conversion unit 305 converts the imaging data processed by reverse processing into imaging data of a colorimetric color value. A white point conversion unit 307 applies adaptation conversion for converting white points of the imaging data into white points in an output color space to the imaging data of the colorimetric color value. An output value conversion unit 308 converts the imaging data processed by the adaptation conversion into imaging data of the output color space.

Description

本発明は、撮像データの色変換処理に関する。   The present invention relates to image data color conversion processing.

ディジタルカメラやディジタルビデオカメラなどの撮像装置が撮影した画像データのカラーバランスを調整する手法として様々な手法が提案されている。特許文献1は、標準光源とは異なる撮影光源下で撮影された画像データを、光源ごとに用意した色変換マトリクスの適用とその後のゲイン調整により、標準光源下の画像データに色変換する処理(以下、光源変換処理)を記載する。   Various methods have been proposed as methods for adjusting the color balance of image data taken by an imaging device such as a digital camera or a digital video camera. Patent Document 1 discloses a process for color-converting image data shot under a shooting light source different from a standard light source into image data under a standard light source by applying a color conversion matrix prepared for each light source and then adjusting the gain ( Hereinafter, the light source conversion process) will be described.

しかし、上記の方法は、光源ごとに色変換マトリクスを備えるプロファイルを用意する必要があり、様々な光源に対応するには、光源の数分のプロファイルを必要とする。また、光源の種類や分光分布が撮影時とプロファイルの作成時で異なれば色変換精度が劣化する問題がある。   However, in the above method, it is necessary to prepare a profile including a color conversion matrix for each light source, and in order to cope with various light sources, profiles corresponding to the number of light sources are required. In addition, if the type of light source and the spectral distribution are different at the time of shooting and when the profile is created, there is a problem that the color conversion accuracy deteriorates.

特許第4677699号公報Japanese Patent No. 4767699

本発明は、光源ごとの色変換マトリクスを必要とせずに、高精度の光源変換処理を行うことを目的とする。   An object of the present invention is to perform a highly accurate light source conversion process without requiring a color conversion matrix for each light source.

本発明は、前記の目的を達成する一手段として、以下の構成を備える。   The present invention has the following configuration as one means for achieving the above object.

本発明にかかる画像処理は、撮像データの撮影シーンの白色点情報を取得し、撮像装置が前記撮像データに施した画像処理の逆処理を前記撮像データに施し、前記逆処理後の撮像データを測色的な色値の撮像データに変換し、前記白色点情報および出力色空間の白色点に基づき、前記測色的な色値の撮像データに白色の順応変換を施し、前記順応変換が施された撮像データを前記出力色空間の撮像データに変換する。   In the image processing according to the present invention, white point information of a shooting scene of imaging data is acquired, the imaging process is performed on the imaging data by the imaging device, and the imaging data after the inverse processing is processed. The image data is converted into colorimetric color values, the image data having the colorimetric color values is subjected to white adaptation conversion based on the white point information and the white point of the output color space, and the adaptation conversion is performed. The captured image data is converted into image data in the output color space.

本発明によれば、光源ごとの色変換マトリクスを必要とせずに、高精度の光源変換処理を行うことができる。   According to the present invention, highly accurate light source conversion processing can be performed without requiring a color conversion matrix for each light source.

実施例の撮像装置と画像処理装置の関係を説明するブロック図。FIG. 3 is a block diagram illustrating a relationship between an imaging apparatus and an image processing apparatus according to an embodiment. 画像処理装置として機能する情報処理装置の構成例を示すブロック図。1 is a block diagram illustrating a configuration example of an information processing apparatus that functions as an image processing apparatus. 画像処理装置における撮像データの光源変換処理の構成例を示すブロック図。The block diagram which shows the structural example of the light source conversion process of the imaging data in an image processing apparatus. 光源変換処理を説明するフローチャート。The flowchart explaining a light source conversion process. 実施例2の画像処理装置における撮像データの光源変換処理の構成例を示すブロック図。FIG. 6 is a block diagram illustrating a configuration example of light source conversion processing of imaging data in the image processing apparatus according to the second embodiment. 実施例2の光源変換処理を説明するフローチャート。9 is a flowchart for explaining light source conversion processing according to the second embodiment.

以下、本発明にかかる実施例の画像処理装置および画像処理方法を図面を参照して詳細に説明する。なお、実施例は特許請求の範囲にかかる本発明を限定するものではなく、また、実施例において説明する構成の組み合わせのすべてが本発明の解決手段に必須とは限らない。   Hereinafter, an image processing apparatus and an image processing method according to embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, an Example does not limit this invention concerning a claim, and all the combinations of the structure demonstrated in an Example are not necessarily essential for the solution means of this invention.

[装置の構成]
図1のブロック図により実施例の撮像装置と画像処理装置の関係を説明する。撮像装置101は、ディジタルビデオカメラなどであり、撮像データを記録する記録部102を有する。記録部102は、ハードディスクドライブ(HDD)やソリッドステートドライブ(SSD)などの記録装置、または、メモリカードなどの記録媒体のリーダライタである。
[Device configuration]
The relationship between the image pickup apparatus and the image processing apparatus according to the embodiment will be described with reference to the block diagram of FIG. The imaging device 101 is a digital video camera or the like, and includes a recording unit 102 that records imaging data. The recording unit 102 is a recording device such as a hard disk drive (HDD) or a solid state drive (SSD), or a reader / writer of a recording medium such as a memory card.

画像処理装置103は、USBなどのシリアルバスや無線ネットワークからなるインタフェイス204を介して撮像装置101に接続され、撮像装置101から撮像データを取得可能である。なお、記録部102は、撮像装置101に内蔵されている以外に、シリアルバスや無線ネットワークを介して撮像装置101および画像処理装置103に接続可能な外付けの記録装置でも構わない。   The image processing apparatus 103 is connected to the imaging apparatus 101 via an interface 204 including a serial bus such as USB or a wireless network, and can acquire imaging data from the imaging apparatus 101. The recording unit 102 may be an external recording device that can be connected to the imaging device 101 and the image processing device 103 via a serial bus or a wireless network, in addition to being built in the imaging device 101.

図2のブロック図により画像処理装置103として機能する情報処理装置の構成例を示す。CPU201は、RAMなどのメインメモリ202をワークメモリとして、ROM209や記憶部203に格納されたオペレーティングシステム(OS)やプログラムを実行し、システムバス206を介して後述する構成を制御する。なお、記憶部203は、HDDやSSDなどであり、後述する光源変換処理を実現するプログラムや各種データを格納する。   An example of the configuration of an information processing apparatus that functions as the image processing apparatus 103 is shown in the block diagram of FIG. The CPU 201 executes an operating system (OS) or a program stored in the ROM 209 or the storage unit 203 using the main memory 202 such as a RAM as a work memory, and controls a configuration to be described later via the system bus 206. The storage unit 203 is an HDD, an SSD, or the like, and stores programs and various data for realizing a light source conversion process described later.

インタフェイス204には、キーボードやマウスなどの操作部207、撮像装置101、メモリカードやUSBメモリのような記録媒体210などが接続される。また、ビデオカード(VC)205には、モニタ211が接続される。CPU201は、ユーザインタフェイス(UI)、および、処理経過や処理結果などを示す情報をモニタ211に表示する。   Connected to the interface 204 are an operation unit 207 such as a keyboard and a mouse, an imaging device 101, a recording medium 210 such as a memory card and a USB memory, and the like. A monitor 211 is connected to the video card (VC) 205. The CPU 201 displays information indicating a user interface (UI), processing progress, processing results, and the like on the monitor 211.

例えば、CPU201は、操作部207を介して入力されるユーザ指示に従い、記憶部203または記録媒体210に格納されたアプリケーションプログラム(AP)をメインメモリ202の所定領域にロードする。そして、APを実行し、APに従いモニタ211にUIを表示する。   For example, the CPU 201 loads an application program (AP) stored in the storage unit 203 or the recording medium 210 into a predetermined area of the main memory 202 in accordance with a user instruction input via the operation unit 207. Then, the AP is executed, and the UI is displayed on the monitor 211 according to the AP.

次に、CPU201は、ユーザによるUIの操作に従い、記憶部203や記録媒体210に格納された各種データや撮像装置101から撮像データを入力し、メインメモリ202の所定領域にロードする。そして、APに従いメインメモリ202にロードした各種データに所定の演算処理を施す。そして、CPU201は、ユーザによるUIの操作に従い演算処理結果をモニタ205に表示したり、記憶部203や記録媒体210に格納する。   Next, the CPU 201 inputs various data stored in the storage unit 203 and the recording medium 210 and imaging data from the imaging device 101 according to the UI operation by the user, and loads them into a predetermined area of the main memory 202. Then, predetermined arithmetic processing is performed on various data loaded into the main memory 202 in accordance with the AP. Then, the CPU 201 displays the calculation processing result on the monitor 205 or stores it in the storage unit 203 or the recording medium 210 in accordance with the UI operation by the user.

なお、CPU201は、インタフェイス204を介して、有線または無線ネットワーク上のサーバ装置との間でプログラム、データ、演算処理結果の送受信を行うこともできる。また、情報処理装置としてタブレット型コンピュータを利用することも可能であり、その場合、モニタ211のスクリーン上に重畳されたタッチパネルが操作部207である。   Note that the CPU 201 can also exchange programs, data, and arithmetic processing results with a server device on a wired or wireless network via the interface 204. In addition, a tablet computer can be used as the information processing apparatus. In this case, a touch panel superimposed on the screen of the monitor 211 is the operation unit 207.

[光源変換処理]
図3のブロック図により画像処理装置103における撮像データの光源変換処理の構成例を示す。なお、図3に示す処理構成は、CPU201が光源変換処理のプログラムを実行することによって実現される。また、各部の処理の詳細は後述する。
[Light source conversion processing]
A block diagram of FIG. 3 shows a configuration example of light source conversion processing of imaging data in the image processing apparatus 103. Note that the processing configuration shown in FIG. 3 is realized by the CPU 201 executing a light source conversion processing program. Details of the processing of each unit will be described later.

入力部300は、撮像装置101から撮像データを入力する。また、記録部102が撮像装置101から独立して存在する場合、入力部300は、記録部102から撮像データを入力する。逆γ処理部301は、入力した撮像データに逆ガンマ処理を施す。白色点情報取得部302は、撮像時の白色点の情報を取得する。   The input unit 300 inputs imaging data from the imaging device 101. When the recording unit 102 exists independently from the imaging device 101, the input unit 300 inputs imaging data from the recording unit 102. The inverse γ processing unit 301 performs inverse gamma processing on the input imaging data. The white point information acquisition unit 302 acquires white point information at the time of imaging.

補正量計算部303は、白色点の情報とWB設定記憶部309に格納されたパラメータに基づきホワイトバランスの補正量(以下、WB補正量)を計算する。逆処理部304は、ホワイトバランス処理が行われた撮像データにWB補正量に基づく逆処理(以下、WB逆処理)を施す。   The correction amount calculation unit 303 calculates a white balance correction amount (hereinafter, WB correction amount) based on the white point information and the parameters stored in the WB setting storage unit 309. The reverse processing unit 304 performs reverse processing (hereinafter referred to as WB reverse processing) based on the WB correction amount on the imaging data subjected to the white balance processing.

色値変換部305は、逆処理部304が出力する逆処理後の撮像データの例えばRGB値を例えば三刺激値XYZに変換する。なお、以下では、撮像データのRGB値が三刺激値XYZに変換されるとして説明を行うが、変換先は三刺激値XYZに限らず測色的な色値であればよく、例えば、Lab値、Luv値、Jab値などでも構わない。   The color value conversion unit 305 converts, for example, RGB values of the reverse-processed imaging data output from the reverse processing unit 304 into, for example, tristimulus values XYZ. In the following description, it is assumed that the RGB value of the imaging data is converted to the tristimulus value XYZ. However, the conversion destination is not limited to the tristimulus value XYZ, and any colorimetric color value may be used. , Luv value, Jab value, etc.

白色点補正量計算部306は、撮像時の白色から出力色空間の白色に変換するための補正量(以下、白色点補正量)を計算する。出力色空間は、ユーザが指定する撮像データの出力先の出力デバイス(例えばモニタ211)に規定された色空間や、sRGB空間などの標準的な色空間であるデスティネーション色空間である。   The white point correction amount calculation unit 306 calculates a correction amount (hereinafter, white point correction amount) for converting from white at the time of imaging to white in the output color space. The output color space is a destination color space that is a standard color space such as a color space defined by an output device (for example, the monitor 211) to which imaging data specified by the user is output or an sRGB space.

白色点変換部307は、色値変換部305が出力する撮像データの三刺激値XYZに白色点補正量に基づく白色点の変換処理を施す。出力値変換部308は、白色点変換部307が出力する撮像データの三刺激値XYZを出力色空間のRGB値に変換する。   The white point conversion unit 307 performs white point conversion processing based on the white point correction amount on the tristimulus values XYZ of the imaging data output from the color value conversion unit 305. The output value conversion unit 308 converts the tristimulus values XYZ of the imaging data output from the white point conversion unit 307 into RGB values in the output color space.

出力部310は、出力値変換部308が出力する撮像データをユーザが指定する出力先に出力する。出力先としては、インタフェイス204に接続された撮像装置101や記録部102、記録媒体210、サーバ装置を含む各種装置である。また、撮像データをVC205に出力してモニタ211によって映像や画像を再生してもよいし、記憶部203に撮像データを格納してもよい。   The output unit 310 outputs the imaging data output by the output value conversion unit 308 to an output destination designated by the user. Output destinations include various devices including the imaging device 101, the recording unit 102, the recording medium 210, and the server device connected to the interface 204. Further, the imaging data may be output to the VC 205 and a video or an image may be reproduced by the monitor 211, or the imaging data may be stored in the storage unit 203.

図4のフローチャートにより光源変換処理を説明する。CPU201は、ユーザ指示に従い、図4に示す光源変換処理を開始し、入力部300によって処理対象の撮像データを入力する(S400)。逆γ処理部301は、入力された撮像データに、撮像時と逆の特性のガンマ処理を施す(S401)。つまり、逆γ処理部301は、撮像時に撮像装置101の内部で行われるガンマ演算に対して逆の演算を撮像データに施して、被写体の輝度に対して線形な数値を有する撮像データを出力する。   The light source conversion process will be described with reference to the flowchart of FIG. The CPU 201 starts the light source conversion process shown in FIG. 4 according to the user instruction, and inputs imaging data to be processed by the input unit 300 (S400). The inverse γ processing unit 301 performs gamma processing with characteristics opposite to those during imaging on the input imaging data (S401). That is, the inverse γ processing unit 301 performs an inverse operation on the imaging data with respect to the gamma operation performed inside the imaging apparatus 101 during imaging, and outputs imaging data having a linear value with respect to the luminance of the subject. .

次に、白色点情報取得部302は、例えば撮影データのメタデータから、撮像時の白色点の情報としてホワイトバランス処理時の色温度情報を取得する(S402)。WB補正量計算部303は、白色点情報取得部302が取得した色温度情報に基づき、WB逆処理を行うためのWB補正量を計算する(S403)。WB設定記憶部309は、撮像装置101のホワイトバランス処理において撮像データのRGB値に乗算されるゲイン量Rgain、Ggain、Bgainを色温度ごとに格納する。WB補正量計算部303は、色温度情報に対応するゲイン量をWB設定記憶部309から読み込んで、下式によってWB補正量を計算する。
kR = 1/Rgain(t);
kG = 1/Ggain(t);
kB = 1/Bgain(t); …(1)
ここで、Rgain(t)、Ggain(t)、Bgain(t)は色温度tに対応するゲイン量。
Next, the white point information acquisition unit 302 acquires color temperature information at the time of white balance processing as white point information at the time of imaging from, for example, metadata of the shooting data (S402). The WB correction amount calculation unit 303 calculates a WB correction amount for performing WB reverse processing based on the color temperature information acquired by the white point information acquisition unit 302 (S403). The WB setting storage unit 309 stores, for each color temperature, gain amounts Rgain, Ggain, and Bgain that are multiplied by the RGB value of the imaging data in the white balance processing of the imaging apparatus 101. The WB correction amount calculation unit 303 reads the gain amount corresponding to the color temperature information from the WB setting storage unit 309 and calculates the WB correction amount by the following equation.
k R = 1 / Rgain (t);
k G = 1 / Ggain (t);
k B = 1 / Bgain (t);… (1)
Here, Rgain (t), Ggain (t), and Bgain (t) are gain amounts corresponding to the color temperature t.

WB補正量kRkGkBは、撮影時のホワイトバランス処理においてRGB値に乗算されるゲインの逆数であり、撮影シーンの白色のRGBバランス量と等価である。 The WB correction amount k R k G k B is the reciprocal of the gain multiplied by the RGB value in the white balance processing at the time of shooting, and is equivalent to the white RGB balance amount of the shooting scene.

次に、逆処理部304は、下式に示すように、逆γ処理部301が出力する撮像データにWB補正量kRkGkBを乗算して、ホワイトバランス処理の逆処理を行う(S404)。
R' = R×kR
G' = G×kG
B' = B×kB; …(2)
Next, as shown in the following formula, the inverse processing unit 304 multiplies the imaging data output by the inverse γ processing unit 301 by the WB correction amount k R k G k B to perform the reverse process of the white balance process ( S404).
R ′ = R × k R ;
G ′ = G × k G ;
B '= B × k B ;… (2)

なお、逆処理部304が撮像装置101のホワイトバランス処理の逆処理を行う例を説明したが、ホワイトバランス処理に限らず、撮像装置101の内部でマトリクス演算など他の色変換処理が施されている場合、逆処理部304は、それらの逆処理を行う。   In addition, although the example in which the reverse processing unit 304 performs the reverse process of the white balance process of the imaging device 101 has been described, not only the white balance process but also other color conversion processing such as matrix calculation is performed inside the imaging device 101. If so, the reverse processing unit 304 performs the reverse processing.

次に、色値変換部305は、下式のマトリクス演算処理によって、逆処理部304が出力する撮像データのR'G'B'値を三刺激値XYZに変換する(S405)。
┌ ┐ ┌ ┐
│X│ │R'│
│Y│= M│G'│ …(3)
│Z│ │B'│
└ ┘ └ ┘
┌ ┐
│a11 a12 a13│
M =│a21 a22 a23│ …(4)
│a31 a32 a33│
└ ┘
Next, the color value conversion unit 305 converts the R′G′B ′ value of the imaging data output from the inverse processing unit 304 into tristimulus values XYZ by matrix calculation processing of the following equation (S405).
┌ ┐ ┌ ┐
│X│ │R'│
│Y│ = M│G'│… (3)
│Z│ │B'│
└ ┘ └ ┘
┌ ┐
│a11 a12 a13│
M = │a21 a22 a23│… (4)
│a31 a32 a33│
└ ┘

式(4)に示すマトリクスM(係数a11-a33)は任意の作成方法により予め作成しておく。マトリクスMの作成方法としては、例えば、複数色のパッチについて、撮像装置101による撮影と、測定器による測色を行う。そして、撮像データの画素値RGBにWB逆処理を施したR'G'B'値が式(3)によって測色値(三刺激値XYZ)に変換されるように(言い替えれば、変換精度が最大になるように)最小自乗法などにより係数a11-a33を決定する。なお、マトリクスMの係数a11-a33は、WB逆処理を行った画素値R'G'B'に対する変換係数であり、光源に依存しない係数である。   The matrix M (coefficients a11 to a33) shown in Expression (4) is created in advance by an arbitrary creation method. As a method for creating the matrix M, for example, photographing with a plurality of color patches is performed by the imaging apparatus 101 and colorimetry by a measuring instrument. Then, the R'G'B 'value obtained by performing the WB inverse process on the pixel value RGB of the imaging data is converted into a colorimetric value (tristimulus value XYZ) by Equation (3) (in other words, the conversion accuracy is The coefficients a11-a33 are determined by the method of least squares (to be the maximum). Note that the coefficients a11 to a33 of the matrix M are conversion coefficients for the pixel value R′G′B ′ subjected to the WB inverse process, and are coefficients that do not depend on the light source.

次に、白色点補正量計算部306は、撮像データの白色点を出力色空間で規定されている白色点に変換するための順応変換用の補正量を計算する(S406)。本実施例では、順応変換としてBladford変換を採用する。   Next, the white point correction amount calculation unit 306 calculates a correction amount for adaptation conversion for converting the white point of the imaging data into a white point defined in the output color space (S406). In the present embodiment, Bladford transformation is adopted as adaptation transformation.

白色点補正量計算部306は、撮影シーンの白色点情報として、ステップS403で算出されたWB補正量を変換マトリクスM(式(4))を用いて撮影シーンの白色の三刺激値XwsYwsZwsに変換する(S406a)。なお、撮影シーンの白色点情報として、WB補正量を利用する例を説明するが、実際の撮影シーンにおいて測定した白色の測色データを白色点情報に用いても構わない。
┌ ┐ ┌ ┐
│Xws│ │kR
│Yws│= M│kG│ …(5)
│Zws│ │kB
└ ┘ └ ┘
The white point correction amount calculation unit 306 converts the WB correction amount calculated in step S403 into white tristimulus values XwsYwsZws of the shooting scene using the conversion matrix M (Equation (4)) as the white point information of the shooting scene. (S406a). Although an example in which the WB correction amount is used as the white point information of the shooting scene will be described, white color measurement data measured in the actual shooting scene may be used as the white point information.
┌ ┐ ┌ ┐
│Xws│ │k R
│Yws│ = M│k G │… (5)
│Zws│ │k B
└ ┘ └ ┘

続いて、白色点補正量計算部306は、XwsYwsZwsをBladfordの変換式を用いてLMS錐体の応答に変換する(S406b)。
┌ ┐ ┌ ┐
│Ls│ │Xws│
│Ms│= Mbf│Yws│ …(6)
│Ss│ │Zws│
└ ┘ └ ┘
┌ ┐
│ 0.8951 0.2664 -0.1614│
Mbf =│-0.7502 1.71315 0.0367│ …(7)
│ 0.0389 -0.0685 1.0296│
└ ┘
Subsequently, the white point correction amount calculation unit 306 converts XwsYwsZws into a response of the LMS cone using the Bladford conversion formula (S406b).
┌ ┐ ┌ ┐
│Ls│ │Xws│
│Ms│ = Mbf│Yws│… (6)
│Ss│ │Zws│
└ ┘ └ ┘
┌ ┐
│ 0.8951 0.2664 -0.1614│
Mbf = │-0.7502 1.71315 0.0367│… (7)
│ 0.0389 -0.0685 1.0296│
└ ┘

続いて、白色点補正量計算部306は、出力色空間における規定の白色点の三刺激値XwdYwdZwdを、式(6)と同様の演算により、LMS錐体の応答に変換する(S406c)。
┌ ┐ ┌ ┐
│Ld│ │Xwd│
│Md│= Mbf│Ywd│ …(8)
│Sd│ │Zwd│
└ ┘ └ ┘
Subsequently, the white point correction amount calculation unit 306 converts the tristimulus value XwdYwdZwd of the specified white point in the output color space into a response of the LMS cone by the same calculation as in Equation (6) (S406c).
┌ ┐ ┌ ┐
│Ld│ │Xwd│
│Md│ = Mbf│Ywd│… (8)
│Sd│ │Zwd│
└ ┘ └ ┘

続いて、白色点補正量計算部306は、撮影シーンの白色のLMS錐体応答値と出力色空間の白色のLMS錐体応答値から順応変換用の補正量ρ、γ、βを計算して(S406d)、ステップS406の処理を終了する。
ρ = Xwd/Xws;
γ = Ywd/Yws;
β = Zwd/Zws; …(9)
Subsequently, the white point correction amount calculation unit 306 calculates the correction amounts ρ, γ, and β for adaptation conversion from the white LMS cone response value of the shooting scene and the white LMS cone response value of the output color space. (S406d), the process of step S406 is terminated.
ρ = Xwd / Xws;
γ = Ywd / Yws;
β = Zwd / Zws;… (9)

次に、白色点変換部307は、下式により、色値変換部305が出力するXYZ値に白色の順応変換を施してX'Y'Z'値に変換する(S407)。
┌ ┐ ┌ ┐ ┌ ┐
│X'│ │ρ 0 0│ │X│
│Y'│= Mbf-1│ 0 β 0│Mbf│Y│ …(10)
│Z'│ │ 0 0 γ│ │Z│
└ ┘ └ ┘ └ ┘
Next, the white point conversion unit 307 performs white adaptation conversion on the XYZ values output from the color value conversion unit 305 according to the following formula to convert the values into X′Y′Z ′ values (S407).
┌ ┐ ┌ ┐ ┌ ┐
│X'│ │ρ 0 0│ │X│
│Y'│ = Mbf -1 │ 0 β 0│Mbf│Y│… (10)
│Z'│ │ 0 0 γ│ │Z│
└ ┘ └ ┘ └ ┘

次に、出力値変換部308は、X'Y'Z'値を出力デバイスの色空間(出力色空間)のRGB値に変換する(S408)。例えば、出力色空間がsRGB空間の場合、下式により、X'Y'Z'値をR'G'B'値に変換する。
┌ ┐ ┌ ┐
│R'│ │X'│
│G'│= Msrgb│Y'│ …(11)
│B'│ │Z'│
└ ┘ └ ┘
┌ ┐
│ 3.240970 -1.537383 -0.498611│
Msrgb =│-0.969244 1.875968 0.041555│ …(12)
│ 0.055630 -0.203977 1.056972│
└ ┘
Next, the output value conversion unit 308 converts the X′Y′Z ′ value into an RGB value in the color space (output color space) of the output device (S408). For example, when the output color space is the sRGB space, the X′Y′Z ′ value is converted into the R′G′B ′ value by the following formula.
┌ ┐ ┌ ┐
│R'│ │X'│
│G'│ = Msrgb│Y'│… (11)
│B'│ │Z'│
└ ┘ └ ┘
┌ ┐
│ 3.240970 -1.537383 -0.498611│
Msrgb = │-0.969244 1.875968 0.041555│… (12)
│ 0.055630 -0.203977 1.056972│
└ ┘

続いて、出力値変換部308は、下式のガンマ変換によりR'G'B'値をsRGB値に変換する。
if (R' ≦ 0.0031308)
R = 12.92R';
else
R = 10.55R1/2.4 - 0.055;
if (G' ≦ 0.0031308)
G = 12.92G';
else
G = 10.55G1/2.4 - 0.055;
if (B' ≦ 0.0031308)
B = 12.92B';
else
B = 10.55B1/2.4 - 0.055; …(13)
Subsequently, the output value conversion unit 308 converts the R′G′B ′ value into an sRGB value by gamma conversion of the following equation.
if (R '≤ 0.0031308)
R = 12.92R ';
else
R = 10.55R 1 / 2.4-0.055;
if (G '≤ 0.0031308)
G = 12.92G ';
else
G = 10.55G 1 / 2.4-0.055;
if (B '≤ 0.0031308)
B = 12.92B ';
else
B = 10.55B 1 / 2.4-0.055;… (13)

次に、出力部310は、撮像データ(出力色空間のRGB値)を出力先に出力する(S409)。撮像データの出力により、例えば、出力色空間に規定された光源下の撮像データの映像や画像がモニタ211に再生されたり、撮像装置101のモニタやビューファインダに再生される。   Next, the output unit 310 outputs the imaging data (RGB values of the output color space) to the output destination (S409). By outputting the imaging data, for example, an image or an image of imaging data under a light source defined in the output color space is reproduced on the monitor 211 or reproduced on the monitor or viewfinder of the imaging apparatus 101.

上記では、出力色空間の例としてsRGB空間を示したが、AdobeRGB空間やACESRGB空間など、任意の色空間が適用可能である。また、白色の順応変換方法にBladford変換を用いる例を説明したが、CAT02など任意の方法を用いることができる。   In the above, the sRGB space is shown as an example of the output color space. However, any color space such as AdobeRGB space or ACESRGB space is applicable. In addition, although an example in which the Bladford conversion is used as the white adaptation conversion method has been described, any method such as CAT02 can be used.

また、本実施例において、撮像装置101の撮像素子のカラーフィルタ分光特性はCIE1931に規定された等色関数xyzに対して線形変換可能な特性(ルータ条件)であることが望ましい。例えば、線形性の度合いを表す測色品質係数(q-factor)は、RGBすべてで0.9以上であることが望ましい。   In the present embodiment, the color filter spectral characteristics of the image sensor of the image capturing apparatus 101 are desirably characteristics (router conditions) that can be linearly converted with respect to the color matching function xyz defined in CIE1931. For example, the colorimetric quality factor (q-factor) representing the degree of linearity is desirably 0.9 or more for all RGB.

このように、撮像装置101が撮像データに施した画像処理の逆処理を撮像データに施して、撮像時の光源に非依存の撮像データを得る。そして、光源に非依存の撮像データを測色的な色値の撮像データに変換し白色の順応変換を施して、出力色空間の白色点に対応する撮像データに光源変換する。その際、光源変換処理には撮影シーンの白色点の情報と出力色空間の白色点の情報があればよく、光源ごとの色変換マトリクスやプロファイルを備えることなく、高精度に光源変換処理を行うことができる。   In this way, the imaging process 101 performs reverse processing of the image processing performed on the imaging data on the imaging data to obtain imaging data independent of the light source at the time of imaging. Then, the imaging data independent of the light source is converted into imaging data having a colorimetric color value, and white adaptation conversion is performed to convert the light source into imaging data corresponding to the white point of the output color space. At that time, the light source conversion processing only needs to include the white point information of the shooting scene and the white point information of the output color space, and the light source conversion processing is performed with high accuracy without providing a color conversion matrix or profile for each light source. be able to.

以下、本発明にかかる実施例2の画像処理装置および画像処理方法を説明する。なお、実施例2において、実施例1と略同様の構成については、同一符号を付して、その詳細説明を省略する。   Hereinafter, an image processing apparatus and an image processing method according to a second embodiment of the present invention will be described. Note that the same reference numerals in the second embodiment denote the same parts as in the first embodiment, and a detailed description thereof will be omitted.

実施例1では、撮像時のホワイトバランス処理の情報を用いて逆補正を行う例を説明した。しかし、例えばISO感度や撮影モードの設定によってガンマ処理など撮像装置101の内部処理が異なる。そこで、実施例2では、撮影時の設定に依らず、撮像データに所望の光源変換処理を施す画像処理を説明する。   In the first embodiment, an example in which reverse correction is performed using information on white balance processing at the time of imaging has been described. However, the internal processing of the imaging apparatus 101 such as gamma processing varies depending on the ISO sensitivity and shooting mode settings, for example. Therefore, in the second embodiment, image processing for performing desired light source conversion processing on imaging data regardless of settings at the time of shooting will be described.

図5のブロック図により実施例2の画像処理装置103における撮像データの光源変換処理の構成例を示す。図5に示す処理構成は、図3に示す構成と次の点で異なる。つまり、実施例2の光源変換処理は、撮像時の撮像装置101の撮影条件を取得する撮影条件取得部501、撮影条件に応じたガンマ処理設定を取得するガンマ処理設定取得部502、撮影条件ごとのガンマ処理設定が格納されたγ設定記憶部503を備える。   A block diagram of FIG. 5 shows a configuration example of light source conversion processing of imaging data in the image processing apparatus 103 of the second embodiment. The processing configuration shown in FIG. 5 differs from the configuration shown in FIG. 3 in the following points. That is, the light source conversion processing of the second embodiment includes a shooting condition acquisition unit 501 that acquires the shooting conditions of the imaging apparatus 101 at the time of shooting, a gamma processing setting acquisition unit 502 that acquires gamma processing settings according to the shooting conditions, and each shooting condition. Γ setting storage unit 503 in which the gamma processing settings are stored.

図6のフローチャートにより実施例2の光源変換処理を説明する。CPU201は、ユーザ指示に従い、図6に示す光源変換処理を開始し、実施例1と同様に、入力部300によって処理対象の撮像データを入力する(S400)。   The light source conversion process according to the second embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. The CPU 201 starts the light source conversion process shown in FIG. 6 according to the user instruction, and inputs the imaging data to be processed by the input unit 300 as in the first embodiment (S400).

次に、撮影条件取得部501は、例えば撮影データのメタデータから撮影条件を取得する(S411)。撮影条件は、ISO感度、絞り値、シャッタスピード、撮影モードなどの情報を含む。ここでは、ISO感度ごとに撮影時のガンマ処理が異なるとして、ISO感度を示す情報を取得する。   Next, the shooting condition acquisition unit 501 acquires shooting conditions from, for example, metadata of shooting data (S411). The shooting conditions include information such as ISO sensitivity, aperture value, shutter speed, and shooting mode. Here, assuming that the gamma processing at the time of shooting differs for each ISO sensitivity, information indicating the ISO sensitivity is acquired.

次に、ガンマ処理設定取得部502は、撮影条件に対応するガンマ処理設定をγ設定記憶部503から取得する(S412)。γ設定記憶部503は、例えばISO感度ごとにガンマ係数やガンマ補正式をガンマ処理設定として記憶する。ガンマ処理設定取得部502は、ISO感度に対応するガンマ処理設定を取得し、ガンマ処理設定を逆γ処理部301に出力する。   Next, the gamma processing setting acquisition unit 502 acquires the gamma processing setting corresponding to the shooting condition from the γ setting storage unit 503 (S412). The γ setting storage unit 503 stores, for example, gamma coefficients and gamma correction formulas as gamma processing settings for each ISO sensitivity. The gamma processing setting acquisition unit 502 acquires the gamma processing setting corresponding to the ISO sensitivity, and outputs the gamma processing setting to the inverse γ processing unit 301.

逆γ処理部301は、入力された撮像データに、入力されるガンマ処理設定と逆の特性のガンマ処理を施す(S401)。つまり、逆γ処理部301は、撮像時に撮像装置101の内部で行われるガンマ演算に対して逆の演算を撮像データに施して、被写体の輝度に対して線形な数値を有する撮像データを出力する。ステップS402以降の処理は、図4に示す実施例1の処理と同様であり、詳細説明を省略する   The inverse γ processing unit 301 performs gamma processing having characteristics opposite to the input gamma processing setting on the input imaging data (S401). That is, the inverse γ processing unit 301 performs an inverse operation on the imaging data with respect to the gamma operation performed inside the imaging apparatus 101 during imaging, and outputs imaging data having a linear value with respect to the luminance of the subject. . The processing after step S402 is the same as the processing in the first embodiment shown in FIG.

このように、撮像装置101の撮影条件に基づき、逆の特性のガンマ処理を撮像データに施すので、撮影条件に依らず、高精度に光源変換処理を行うことが可能になる。   As described above, since the gamma processing having the reverse characteristics is performed on the imaging data based on the imaging conditions of the imaging apparatus 101, the light source conversion processing can be performed with high accuracy regardless of the imaging conditions.

[その他の実施例]
本発明は、上述の実施形態の一以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける一以上のプロセッサがプログラムを読み出し実行する処理でも実現可能である。また、一以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現可能である。
[Other Examples]
The present invention supplies a program that realizes one or more functions of the above-described embodiments to a system or apparatus via a network or a storage medium, and one or more processors in a computer of the system or apparatus read and execute the program It can also be realized by processing. It can also be realized by a circuit (for example, ASIC) that realizes one or more functions.

301 … 逆γ処理部、302 … 白色点情報取得部、304 … 逆処理部、305 … 色値変換部、307 … 白色点変換部、308 … 出力値変換部   301 ... Inverse γ processing unit, 302 ... White point information acquisition unit, 304 ... Inverse processing unit, 305 ... Color value conversion unit, 307 ... White point conversion unit, 308 ... Output value conversion unit

Claims (12)

撮像データの撮影シーンの白色点情報を取得する取得手段と、
撮像装置が前記撮像データに施した画像処理の逆処理を前記撮像データに施す逆処理手段と、
前記逆処理後の撮像データを測色的な色値の撮像データに変換する第一の変換手段と、
前記撮像データの白色点を出力色空間の白色点に変換する順応変換を前記測色的な色値の撮像データに施す第二の変換手段と、
前記順応変換が施された撮像データを前記出力色空間の撮像データに変換する第三の変換手段とを有する画像処理装置。
Acquisition means for acquiring white point information of a shooting scene of imaging data;
Reverse processing means for performing reverse processing of the image processing performed on the imaging data by the imaging device on the imaging data;
First conversion means for converting the imaging data after the reverse processing into imaging data of a colorimetric color value;
Second conversion means for performing adaptation conversion for converting a white point of the imaging data into a white point of an output color space to the imaging data of the colorimetric color value;
An image processing apparatus comprising: third conversion means for converting the imaging data subjected to the adaptation conversion into imaging data in the output color space.
前記逆処理手段は、前記撮像装置が行ったガンマ処理の逆処理を行う請求項1に記載された画像処理装置。   2. The image processing apparatus according to claim 1, wherein the inverse processing unit performs inverse processing of gamma processing performed by the imaging apparatus. さらに、前記撮像データの撮影条件を取得する手段を有し、
前記逆処理手段は、前記撮影条件に対応するガンマ処理の逆処理を行う請求項1に記載された画像処理装置。
Furthermore, it has a means to acquire the imaging condition of the imaging data,
2. The image processing apparatus according to claim 1, wherein the reverse processing means performs reverse processing of gamma processing corresponding to the photographing condition.
前記逆処理手段は、前記白色点情報に基づき、前記撮像装置が行ったホワイトバランス処理の逆処理を行う請求項1から請求項3の何れか一項に記載された画像処理装置。   4. The image processing device according to claim 1, wherein the reverse processing unit performs reverse processing of white balance processing performed by the imaging device based on the white point information. さらに、前記撮像装置が行うホワイトバランス処理のゲイン量を色温度ごとに格納する記憶手段を有し、
前記逆処理手段は、前記白色点情報が示す色温度に対応するゲイン量を前記記憶手段から取得し、前記ゲイン量の逆数を用いて前記ホワイトバランス処理の逆処理を行う請求項4に記載された画像処理装置。
Furthermore, it has a memory | storage means to store the gain amount of the white balance process which the said imaging device performs for every color temperature,
5. The reverse processing unit according to claim 4, wherein the reverse processing unit acquires a gain amount corresponding to a color temperature indicated by the white point information from the storage unit, and performs the reverse process of the white balance processing using an inverse number of the gain amount. Image processing device.
前記第二の変換手段は、前記ゲイン量の逆数から算出した前記撮影シーンの白色点と、前記出力色空間の白色点から、前記順応変換に用いる補正量を算出する請求項5に記載された画像処理装置。   6. The second conversion unit according to claim 5, wherein the second conversion means calculates a correction amount used for the adaptation conversion from the white point of the shooting scene calculated from the reciprocal of the gain amount and the white point of the output color space. Image processing device. 前記第二の変換手段は、前記撮影シーンにおいて測定された白色点と、前記出力色空間の白色点から、前記順応変換に用いる補正量を算出する請求項5に記載された画像処理装置。   6. The image processing apparatus according to claim 5, wherein the second conversion unit calculates a correction amount used for the adaptation conversion from a white point measured in the shooting scene and a white point of the output color space. さらに、前記撮像装置から前記撮像データを入力する入力手段を有する請求項1から請求項7の何れか一項に記載された画像処理装置。   8. The image processing apparatus according to claim 1, further comprising an input unit that inputs the imaging data from the imaging apparatus. さらに、記録媒体から前記撮像データを入力する入力手段を有する請求項1から請求項7の何れか一項に記載された画像処理装置。   8. The image processing apparatus according to claim 1, further comprising an input unit that inputs the imaging data from a recording medium. 撮像データの撮影シーンの白色点情報を取得し、
撮像装置が前記撮像データに施した画像処理の逆処理を前記撮像データに施し、
前記逆処理後の撮像データを測色的な色値の撮像データに変換し、
前記白色点情報および出力色空間の白色点に基づき、前記測色的な色値の撮像データに白色の順応変換を施し、
前記順応変換が施された撮像データを前記出力色空間の撮像データに変換する画像処理方法。
Obtain the white point information of the shooting scene of the imaging data,
The imaging device performs reverse processing of the image processing performed on the imaging data on the imaging data,
The imaging data after the reverse processing is converted into imaging data having a colorimetric color value,
Based on the white point information and the white point of the output color space, the image data of the colorimetric color value is subjected to white adaptation conversion,
An image processing method for converting imaging data subjected to the adaptation conversion into imaging data in the output color space.
コンピュータを請求項1から請求項9の何れか一項に記載された画像処理装置の各手段として機能させるためのプログラム。   10. A program for causing a computer to function as each unit of the image processing apparatus according to claim 1. 請求項11に記載されたプログラムが記録されたコンピュータが読み取り可能な記録媒体。   A computer-readable recording medium on which the program according to claim 11 is recorded.
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