專利名稱：成像裝置和成像裝置中的成像結果處理方法
技術領域：
本發明涉及一種成像裝置和成像裝置中的成像結果處理方法， 并能夠應用在例如電子照相才幾中。本發明4吏用三維查找表，并通過 使用三維查找表校正成像結果，從而能夠簡單、靈活地校正圖像質 量，有效地避免了圖像質量的劣化。
背景技術：
傳統上，已經提供了一種電子照相機，根據色彩模式的選擇， 允許對圖像質量進行各種設置，因此，能夠廣泛地適應各種成像環 境、用戶偏好等。具體來說，在這種類型的電子照相機中，通過成像元件獲得的 圖像數據經歷自動白平衡調節、灰度校正、和色度校正，隨后以與 DCF H象才幾文件系統的i殳計身見則)兼容的才各式記錄在作為記錄介質的存儲卡中。在根據色彩模式選擇進行圖像質量的設置中，可切換 灰度才交正和色度才交正的設置。灰度校正是指使用非線性功能來校正紅、綠、和藍(RGB)所 定義的圖像數據的灰度。在灰度校正中，舉例來說，對圖像質量的 亮度感和對比度感進行操作，從而使成像結果的對比度接近成像目 標的實際樣子的對比度。在例如日本7>開專利第2004-104464號中， 已經提出了關于校正的各種配置。當根據色彩模式設置圖像質量 時，在灰度校正中改變定義非線性功能的參數。與之相反，色度校正是指基于RGB的圖像數據轉換成基于亮 度信號和色差信號的圖像數據、然后基于亮度信號和色差信號的圖 像數據在由色差信號定義的色差平面上被線性轉換的處理。色度校 正被應用于色調調節和色度調節，其中，增加色度以提供令人印象 深刻的圖像質量，或者降低色度以防止灰度誤差。當根據色彩模式 設置圖像質量時，在色度校正中改變定義線性轉換處理的參數。因此，在電子照相才幾中，#4居成1象環境和用戶偏好，預備并記 錄了多種類型的與灰度校正和色度校正相關的兩組參數。成像時色 彩模式的選擇決定了相關參數的設置。但是，通過灰度校正和色度校正調節圖像質量的處理在實際使 用中存在不足。具體而言，當如上所述通過在色差平面上進行線性轉換實施色 度校正時，亮度也發生改變，這導致圖像質量下降。這個問題是由 于伴隨著相應明度增加的色度增加引起的。更具體地說，盡管色差 信號電平的改變不會引起亮度信號的改變，但是在作為接近人類感 知的色彩系統的乙*3*13*色彩系統中，色差信號的這種電平改變會導 致明度(lightness) 1^*的改變。當通過色度校正增加了色差信號的增益時，明度I^在具有高色度和低明度的區域中增加，破壞了成像 結果的三維景像。作為一種解決這個問題的方法，通過由紅、綠和藍信號組成的圖像數據的3x3矩陣運算來進行色度校正是可行的一種方法。但 是，這種方法也不能完全防止明度的改變。另外，存在另外一個問題，即，灰度校正和色度校正是用于轉 換整個色空間的處理，因此只調節色空間的限定區域存在難度。因 此，不能夠靈活才交正圖^f象質量。例如，紅色區i^的色調調節導致了 不自然的皮膚顏色，黃色區的色調操作會影響綠色區。結果，對各 代表色的調節操作互相影響，因而沒法對所有代表色彩都進行適度 的調節。此外，還存在一個問題，即，盡管色空間包4舌容易々包和的色彩 和具有飽和下降趨勢的色彩，但是灰度校正和色度校正不能夠提供 考慮到這些對立色彩的存在的處理，因此，很容易由于色彩飽和度 引起圖像質量的劣化。作為解決上述問題(該問題與靈活性有關)的一種方法，已經 提出了這樣一種方法，其中，將即將在色度校正中使用的色空間劃 分為多個區域，然后在分別劃分的區域中執行處理。但是，即使通 過這種方法，實際上也無法防止諸如紅色和皮膚色、及黃色和綠色 等具有類似色調的色彩之間的相互影響。因此，這些問題不僅出現在當基于色彩模式調節圖像質量的時 候，也必然出現在當在電子照相機中執行諸如y校正和色度校正的 灰度校正的時候。作為 一并解決這些問題的方法，存在一種將成4象結果作為文件 記錄并存儲、并將其下載至計算機、隨后接受編輯處理的方法。但是，這種方法強迫用戶進行繁瑣的操作，因此，不是所有用戶都能 容易地使用這種方法。發明內容考慮到上述問題，作出本發明，其目的是提供一種成像裝置和 成像裝置中的成像結果處理方法，能夠容易、靈活地校正圖像質量， 同時有效地避免圖 <象質量的劣化。為了解決上述問題，根據本發明的第一實施例，提供了一種成像裝置，包括成像元件，用于輸出在成像平面上形成的光學圖像 的成像結果；透鏡，用于在成像平面上形成光學圖像；圖像處理器， 用于通過使用三維查找表(3D-LUT)對成像結果進行色彩調節； 以及記錄器，用于將通過圖像處理器處理的成像結果記錄在記錄介 質中。根據本發明的第二實施例，提供了 一種成像裝置中的成像結果 處理方法。該方法包括通過使用三維查找表，對成像元件獲得的成 像結果進行色彩調節。根據第一實施例，只有明度或色度能夠進行校正，這使得色度 能夠在防止明度改變的情況下得到校正。此外，能夠最佳地調節所 有代表色彩，使得對于各個代表色彩的調節操作彼此沒有影響。另 夕卜，不需要使用計算機等，就能校正圖像質量。這些優勢允許容易、 靈活地才交正圖^象質量，乂人而有效地防止圖^f象質量的劣化。因此，第二實施例能夠提供一種能夠容易、靈活地校正圖像質 量、A人而有效地防止圖l象質量劣化的成l象裝置中的成<象結果處理方 法。才艮據本發明的這些實施例，能夠容易、靈活地4交正圖像質量， 乂人而有效地防止其劣4匕。
圖1示出了根據本發明第一實施例的電子照相機的3D-LUT模 塊的方框圖；圖2示出了根據第一實施例的電子照相機的透視圖；圖3是示出圖2的電子照相機中的菜單屏幕的平面圖；圖4示出了根據第 一實施例的電子照相機的方框圖；圖5是用于i兌明圖2的電子照相才幾中的圖^f象質量4交正的示意圖；圖6是用于說明圖1的3D-LUT模塊的格點的示意圖；圖7是示出圖6的格點之間的關系、基準格點、及偏移量的示 意圖；圖8是示出圖6的格點和輸入數據之間的關系的示意圖；圖9是示出用于建立針對圖1的3D-LUT模塊的校正數據的分 析處理的流程圖；圖IO是示出用于建立針對圖1的3D-LUT模塊的校正數據的 轉換處理的流程圖；圖11示出了根據本發明第二實施例的電子照相機的菜單屏幕 的平面圖；圖12是示出與圖11的菜單屏幕相關的一系列處理步驟的流程圖；圖13示出了根據本發明第三實施例的電子照相機的方框圖；圖14是用于說明圖13的電子照相機的操作的特征曲線圖；圖15示出了根據本發明第四實施例的電子照相機的方框圖；圖16是用于i兌明圖15的電子照相才幾的才乘作的特4正曲線圖；圖17示出了根據本發明第六實施例的電子照相機的方框圖；圖18示出了根據本發明第七實施例的電子照相機的方框圖；圖19示出了應用于才艮據本發明第九實施例的電子照相才幾的 3D-LUT模塊的方框圖；圖20示出了應用于根據本發明第十實施例的電子照相機的 3D-LUT模塊的方框圖；圖21是用于說明根據本發明第十二實施例的電子照相機的操 作的示意圖；圖22是用于說明當在記錄介質中記錄由色彩信號定義的圖像 ^t據時的電子照相4幾的操作的示意圖；圖23示出了應用于根據本發明第十四實施例的電子照相機的 3D-LUT模塊的方框圖；圖24是示出在圖23的3D-LUT模塊中用于色差信號的輸入側 3D-LUT的凈爭性的4爭^正曲線圖；圖25是示出在圖23的3D-LUT模塊中用于色差信號的輸出側 3D-LUT的特性的特4正曲線圖；圖26是示出在圖23的3D-LUT模塊中用于亮度信號的輸入側 3D-LUT的特性的特^正曲線圖；圖27是示出在圖23的3D-LUT模塊中用于亮度信號的輸出側 3D-LUT的特性的特^正曲線圖；圖28示出了 3D-LUT模塊應用于根據本發明第十五實施例的 電子照相4幾的方沖匡圖；圖29示出了 3D-LUT模塊應用于根據本發明第十七實施例的 電子照相4幾的方才匡圖；圖30示出了 3D-LUT模塊應用于根據本發明第十八實施例的 電子照相4幾的方框圖；圖31是示出在1^*&*1)*色空間中創建4交正#:據的分析處理的流 程圖；圖32是示出在1^*&*13*色空間中創建校正數據的轉換處理的流 程圖；圖33是示出在CIECAM02 Jab色空間中創建校正數據的分析 處理的流程圖；以及圖34是示出在CIECAM02 Jab色空間中創建校正數據的轉換 處理的流程圖。
具體實施方式
下面，將參照附圖，詳細描述本發明的實施例。l.實施例的構成圖2示出了根據本發明第一實施例的電子照相機的透視圖。電 子照相機1形成為矩形薄板形，并且在其前表面具有透鏡等。另外， 電子照相機1在其在附圖中示出的背面具有液晶顯示器2，用來監 控成像結果。在液晶顯示器2的顯示屏幕上設置有觸摸屏3。從而， 通過觸摸屏3的操作，能夠選擇在液晶顯示器2上顯示的菜單中的 選項。電子照相機1在其背面還具有能夠被壓按的旋轉操作元件4 和用于選擇方向并進行確認的操作元件5。此外，電子照相機1在 其側面具有滑動開關6。這些操作元件4 ~ 6的操作同樣允許接受諸 如菜單選擇的操作。圖3示出了相應于觸摸屏3及操作單元4 ~ 6的操作選擇色彩 模式的菜單顯示的平面圖。色彩模式是根據成像環境和用戶偏好的 圖像質量校正模式。電子照相機l顯示的菜單包括以下項目圖像 質量校正模式(色彩模式)、ISO靈敏度、閃光、和分辨率。從菜單 中選擇項目進入相應子菜單的顯示。圖3示出的是選擇圖像質量校 正模式的選項的情況。顯示的子菜單包括作為色彩模式的人像 (portrait )、 Vivid (電燈)、Vivid (陰天)、Vivid (晴天)、和電影 效果(filmlike )。在電子照相機1中，通過從包含這些色彩模式的 子菜單中進行選擇，可以選擇期望的色彩模式。因此，能夠生成用 戶界面，從而與只通過使用白平衡調節等校正圖像質量相比，能夠 更細致地調節圖像質量。圖4示出了根據本發明第一實施例的電子照相機的方框圖。在 電子照相才幾l中，成i象元件12 "i殳置有例如原色系的濾色片，并輸 出通過透鏡(未示出)在成像平面上形成的光學圖像的成像結果。 電子照相機1對來自成像元件12的輸出信號沖丸行相關雙重采樣和 其他處理，隨后對結果信號進行模擬/數字轉換，從而生成由原色色彩信號定義的圖像數據。圖像數據輸入到解馬賽克(demosaic)處 理器13中。解馬賽克處理器13對該圖像數據執行插值處理(interpolation processing),從而相應于成像元件12中設置的濾色片4交正成像結果 的空間相位，并輸出結果圖像數據。線性矩陣部14對從解馬賽克 處理器13輸出的圖像數據4丸行運算處理，/人而增加圖像lt據的色 彩純度，并輸出結果圖像數據。自動白平衡調節器(AWB) 15對 來自線性矩陣部14的輸出數據進行自動白平衡調節，并輸出結果 數據。伽馬校正器(Y校正器)16對來自自動白平衡調節器15的 輸出數據執行伽馬校正，并輸出校正后的數據。YCC轉換器17通過根據等式1的運算處理，將從伽馬校正器 16輸出的由原色色彩信號組成的圖像數據(Rl、 Gl、 Bl)轉換成 由亮度信號和色差信號定義的圖像數據(Yl、 Cbl、 Crl)。[等式1]<formula>formula see original document page 11</formula>色差矩陣18對基于亮度信號和色差信號的圖像數據(Yl 、Cbl 、 Crl)中由色差信號定義的圖像數據(Cbl、 Crl)進行等式2的矩 陣運算處理。從而，色差矩陣18執行色度校正處理，并輸出處理 得到的圖像數據(Cb2、 Cr2)。在等式2中，Rll、 R12、 R21、及 R22為色度校正處理的轉換因子。[等式2]<formula>formula see original document page 12</formula>(2)三維查找表模塊(3D-LUT模塊)19校正從色差矩陣18輸出 的由色差信號組成的圖像數據(Cb2、 Cr2 )和從YCC轉換器17輸 出的由亮度信號定義的圖像數據Yl，并輸出經過校正的數據。圖. 像記錄器20將從3D-LUT模塊19輸出的圖像數據D3記錄在諸如 存儲卡的記錄介質中。因此，輸入3D-LUT模塊19的圖像數據(Y2、 Cb2、 Cr2)的亮度信號Y2通過等式3表示。[等式3]<formula>formula see original document page 12</formula>液晶顯示器2根據從3D-LUT模塊19輸出的圖像數據顯示圖 像，用于監控。控制器21為控制整個電子照相機1的操作的單元，并執行記 錄在存儲器22中的處理程序，從而相應于觸摸屏3和各種操作元 件4~6的才喿作來切換整個操作。在這一系列處理中，當用戶選拷， 色彩模式時，控制器21根據這個色彩模式的選擇，設置記錄在 3D-LUT模塊19的存儲器22中的用于校正的數據(下文中，稱作 校正數據)。存儲器22存儲將通過控制器21執行的處理程序和相 應于電子照相機1中包含的色彩模式的多種校正數據。當在 3D-LUT模塊19中設置校正數據時，液晶顯示器2上的顯示被切 換，乂人而通知用戶i殳置完成。在本實施例中，通過預安裝，在照相 機1中提供與3D-LUT模塊19相關的處理程序。或者，可以通過 從諸如互聯網的網絡下載來提供程序，或可以在將程序記錄在諸如 光盤、磁盤、或存儲卡的記錄介質中之后，提供該程序。圖1示出了 3D-LUT模塊19和相關配置的方框圖。3D-LUT 模塊19通過使用如圖5所示的校正向量來在色空間中校正輸入的 圖像數據(Y2、 Cb2、 Cr2)，并輸出具有目標值的圖像數據D3。在 3D-LUT模塊19中，如圖6所示，以矩陣形式排列的格點被設置 在由輸入的圖像數據(Y2、 Cb2、 Cr2)定義的色空間中。在控制器 21的控制下，依賴于所選擇的色彩模式來設置格點的校正向量。如 圖7和8所示，3D-LUT模塊19根據針對位于輸入圖像數據(Y2、 Cb2、 Cr2)采樣點周圍的八個格點所設置的校正向量，建立用于所 輸入圖傳_數據(Y2、 Cb2、 Cr2)的采樣值的4交正向量。隨后，3D-LUT 模塊19通過使用建立的校正向量，校正輸入圖像數據(Y2、 Cb2、 Cr2)的采樣值。在本實施例中，將環繞在輸入圖傳_數據(Y2、 Cb2、 Cr2 )的采樣點周圍的八個格點中具有最小采樣值的格點定義為基 準格點gl。在3D-LUT模塊19中，區域確定器31對輸入數據(Y2、 Cb2、 Cr2)的采樣值進行確定，從而檢測出所輸入圖像數據的基準格點 gl(圖7)。另外，區域確定器31根據用于所輸入圖像數據(Y2、 Cb2、 Cr2)的采樣值的基準格點gl,檢測出偏移量p。偏移量p為 輸入圖^象數據(Y2、 Cb2、 Cr2)的釆樣值和基準格點gl之間的偏 差。具體而言，在本實施例中，在由m位的輸入圖像數據(Y2、 Cb2、 Cr2)定義的色空間中，以2。+l (n〈m)個才各點均勻分布在 每個軸上的方式設置格點。如等式4和5所示，區域確定器31根 據輸入圖像凄t據(Y2、 Cb2、 Cr2)的n個最高有效位來4企測基準格 點gl，并根據輸入圖像數據(Y2、 Cb2、 Cr2)的m-n個最低有 效位檢測偏移量p。[等式4]<formula>formula see original document page 14</formula> …'"(4)[等式5]<formula>formula see original document page 14</formula>(5)基于區域檢測器31檢測出的基準格點gl的信息，地址解碼器 32依次生成并輸出用于存取與位于輸入圖像數據(Y2、 Cb2、 Cr2) 周圍的八個格點相關的4交正凄t據所需的地址。這些才各點記錄在三維 查找表(3D-LUT ) 33中。當基準格點gl的坐標為(x， y, z)時， 通過等式6表示這/^個4各點gl ~ g8的坐標。[等式6]<formula>formula see original document page 14</formula>3D-LUT 33根據從地址解碼器32輸出的地址數據，依次輸出 針對位于輸入圖像數據(Y2、 Cb2、 Cr2)周圍的八個格點設置的校 正向量Gl ~G8。插值因子計算器34通過使用由區域確定器31檢測的偏移量p 來執行等式7的運算處理，從而根據針對環繞在輸入圖像數據(Y2、 Cb2、 Cr2)周圍的八個格點設置的校正向量Gl ~G8,計算用于建立針對輸入圖像數據(Y2、 Cb2、 Cr2)的校正數據的插值因子k-(kx、 ky、 kz)。需要注意，等式7中的n為上述等式5中的m - n。<formula>formula see original document page 15</formula>[等式7]插值運算單元35通過使用由插值因子計算器34計算出的插值 因子k- (kx、 ky、 kz),對從3D-LUT 33輸出的校正向量Gl ~ G8 執行插值處理，從而生成用于輸入圖像數據(Y2、 Cb2、 Cr2)的校 正向量V。本實施侈'H吏用三纟H生^H直(trilinear interpolation)處J里 來用于這種插值運算處理，因而，以才艮據等式8的運算處理為基礎， 生成4交正向量V。[等式8]<formula>formula see original document page 15</formula> …—(8〕從等式9獲得等式8中的S和P。[等式9]<formula>formula see original document page 15</formula> ……(9)加法器36根據等式10的運算操作，將校正向量V加至初始輸 入的圖像數據(Y2、 Cb2、 Cr2),并將輸出圖像數據(Y3、 Cb3、 Cr3)輸出。因此，在本實施例中，色差矩陣18和3D-LUT模塊 19構成了使用3D-LUT 33對成像結果進行色彩調節的圖像處理器。[等式10]圖9和10示出了生成設置在3D-LUT 33中的各個格點的校正 向量的處理禾呈序的流考呈圖。對于電子照相4幾1，計算4幾預先M^f亍這 些處理程序，從而計算各個格點的校正向量，并將校正向量存儲在 存儲器22中。用于生成校正向量的處理程序包括圖9所示的分析 處理和圖IO所示的轉才奐處理。分析處理用于分析校正前后的色彩之間的對應關系。在該處理 程序的開始階段，處理程序從步驟SP1前進至步驟SP2，其中，計 算機通過使用預定的光源作為照明光源，獲取拍攝比色表(color chart )而生成的圖像數據。作為比色表使用的表是諸如Macbeth比 色圖(color checker )、 Macbeth比色圖SG、或數字像才幾比色圖的標 準測試表(reflectance chart )。另外，作為光源 <吏用的光源為D65 光源。因此，電子照相機l中的各個色彩模式的成像條件是完全相 同的。為了成像，使用根據本實施例的電子照相機1 ，并使用從YCC 轉換器17輸出的圖像數據(Yl、 Cbl、 Crl)作為圖像數據。因此， 在本實施例中能夠獲得與將在校正中使用的各個色彩相關的成像 結果。隨后，在步驟SP3中，計算機從比色表的成像結果中獲取采樣 點。這些采樣點通過運算處理(在該處理中，可4艮據需要4吏用用于 色空間轉換的功能)，在諸如1^3*1 *色空間、SYCC色空間、或 CIECAM的所有色空間中都可進行4全測。隨后，處理前進至步驟SP4，其中，計算機在用于采樣點提取 的色空間中，將在步驟SP3中得到的采樣點的色域(color gamut) 劃分為Delaunay四面體的集合。通過按順序扭J于下面的纟乘作來扭j亍該劃分選擇不存在于同一平面內的四個采樣點，使得沒有其他采 樣點存在于包括這四個采樣點的球面所在球體的內部，隨后，設置 頂點為這四個采樣點的四面體。這樣的劃分方法不使用先前的關于 采樣值排列的知識，就能非常穩定地劃分色域，使得色域中所有的 區域都與任一 Delaunay四面體重疊，并且不會生成沒有械j壬《可 Delaunay四面體重疊的間隔區。例外的是，如果包括四個釆樣點并且四周沒有采樣點的球面包 ^括一個或多個其他采才羊點，那么通過4吏用Delaunay四面體對這一個 或多個其他采樣點進行劃分是不確定的。在這種情況下，將隨機小 波動E添加到采樣點，使在從J求面除去采樣點之后4丸4于劃分。計算機的處理順序前進至步驟SP5。在步驟SP5中，在對每個 采樣點的轉換之后，計算機接受目標色的設置，并設置對于各個采 樣值的目標色的信息。通過從利用作為設計目標的基準成像裝置拍 攝比色表得到的成像結果中提取色標(color of patch),執行目標色 設置。根據來自操作員的指令，接受目標色的設置。計算機對電子照相機1的成像結果和另 一 臺具有期望色調和灰 度的成像裝置的成像結果進行比較。從而，計算機通過隨后在圖10 中所示的轉換處理生成將設置在3D-LUT33中的4交正凄史據。具體來說，在轉換處理的開始階段，處理順序從步驟SP11前 進至步驟SP12，其中，計算機基于在步驟SP3中用來檢測采樣值 的色空間，輸入將設置在3D-LUT 33中的各個格點的顏色值(輸 入值xp、 yp、 zp )。在下一步驟SP13中，對于在步驟SP12中檢測的各個格點的每 個色彩值(xp、 yp 、 zp)，計算機搜索在步驟SP4中設置的、格點 色彩所屬的Delaunay四面體。計算4幾所4叟索的Delaunay四面體為 包括色彩值(xp、 yp、 zp)的四面體。如果不存在包括色彩值的Delaunay四面體，則其月望的Delaunay四面體為具有適于該色彩<直 (xp、 yp、 zp)轉-4灸的平面的四面體。以4臾索具有頂點(xO、 y0、 zO)、 (xl、 yl、 zl )、 (x2、 y2、 z2 )、 (x3、 y3、 z3 )的Delaunay四面體的方式，沖丸4亍該4叟索，這些頂點 與輸入值(xp、 yp、 zp)具有等式11的關系。[等式11]<formula>formula see original document page 18</formula>(11)通過等式12表示等式11中的a、 P、和y。 [等式12]<formula>formula see original document page 18</formula>隨后，處理順序從步驟sp13前進至步驟sp14，其中，計算機 對已經檢測出包括格點的相應Delaunay四面體的格點執行等式13 的運算處理，從而根據輸入值和檢測到的Delaunay四面體頂點的采 樣值之間的關系，計算該格點的插值因子。這些插值因子是將在隨 后的步驟sp15中用于計算格點的校正向量的加權因子，即，等式 13中的a、 (3、和y。等式13<formula>formula see original document page 18</formula>隨后，在下一步驟SP15中，計算機根據使用步驟S14中得到 的插值因子的等式14，通過線性插值，根據在步驟SP5中設置的、 與相應Delaunay四面體的頂點的采才羊點相關的色彩〗言息，計算格點 的目標值(xt、 yt、 zt)。[等式14]<formula>formula see original document page 19</formula>隨后，在步驟SP16中，計算枳^人計算出的目標^IL (xt、 yt、 zt) 中減去初始輸入值(xp、 yp、 zp)，從而計算出4交正向量V。于是， 在下一步驟SP17中，計算機結束針對能夠在步驟SP13中檢測出相 應Delaunay四面體的才各點的處理程序。相反，對于不能4企測出包括才各點的相應Delaunay四面體的才各 點，處理順序從步驟SP13前進至步驟SP18,其中，計算機4全測適 于輸入值(xp 、 yp 、 zp )轉換的Dela腿y四面體的平面。具體而言， 計算機從Delaunay四面體的各個平面中檢測出與連接輸入值的色 域中心和輸入值(xp、 yp、 zp)的直線相交的、并且是色域邊界的 平面。更具體地說，計算枳4企測具有滿足等式15表示的關系的三 個頂點(xl、 yl、 zl)、 (x2、 y2、 z2 )、 (x3、 y3、 z3 )的各個平面。 隨后，計算機搜索在檢測出的平面中最接近輸入值(xp、 yp、 zp) 的平面。在等式15中，(xorg、 yorg、 zorg )為表示色域中心的坐標。[等式15]、1 T2義3-ll.》l"—外si22jt2x3'—1，2>'3z2 3妒巧—;r/7—+1.-a-;c2;r3—切w)'2)可22Qfsft "a no<1 5)隨后，在步驟SP19中，計算枳W吏用在步驟SP18中才企測出的平 面的頂點坐才示(xl、 yl、 zl )、 (x2、 y2、 z2 )、 (x3、 y3、 z3 ) #1^亍 等式15的運算處理，從而計算格點的插值因子a、 |3、和y。然后，在隨后的步驟SP20中，計算才幾通過^f吏用在步驟SP19 中得到的插值因子a、 P、和Y和通過等式15的運算處理獲得的參 數r(，執行等式16表示的插值處理。于是，計算機根據平面頂點的 色彩信息，計算出格點的目標值(xt、 yt、 zt)。[等式16]同樣，當以上述方式才艮據Delaunay四面體的平面計算格點的目 標值時，處理程序前進至步驟SP16，其中，計算4幾計算才各點的才交 正向量，隨后，結束處理。20
、a fit r_- 3 3 32 2 2!5 -墨通過該處理，才艮據每種色彩才莫式，計算圖6所描述的每個格點 的校正向量，并且將計算出的校正向量的數據記錄在存儲器22中。 記錄在存儲器22中的校正向量數據依賴于用戶選擇的色彩模式設 置在3D-LUT 33中。在本實施例中，色差矩陣18執行色度校正處理。相應地，相 應于色差矩陣18進行的校正，通過在步驟SP5中的目標值的設置 或在步驟SP16中被校正的運算結果來計算校正向量。另外，在步 驟SP5中設置目標值，使得明度不會由于通過色差矩陣18進行色 度校正而發生改變。在校正向量的建立過程中，可以對從色差矩陣 18輸出的由色差信號組成的圖像數據(Cb2、 Cr2)執行圖9和10 的處理，而不對從YCC轉換器17輸出的由色差信號組成的圖像數 據(Cbl、 Crl)執行處理。因此，可以生成每個都具有與色差矩陣 18進4于的4交正相對應的4交正值的4交正向量。2.實施例的操作沖艮據上述構成，在電子照相才幾1 (圖4 )中，/人成1象元件12獲 得的成像結果的圖像數據經受諸如線性矩陣、自動白平衡、及伽馬 校正的處理，然后通過YCC轉換器17將其轉換成由亮度信號和色 差信號定義的圖像數據(Yl、 Cbl、 Crl )。圖像數據(Yl、 Cbl、 Crl)中基于色差信號的圖像數據(Cbl、 Crl )通過色差矩陣18進 行色度校正。于是，生成基于亮度信號和色差信號的圖像數據(Y2、 Cb2、 Cr2)。通過3D-LUT模塊19校正由亮度信號和色差信號構成 的圖像數據(Y2、 Cb2、 Cr2)的色調和灰度，隨后，將結果數據記 錄在記錄介質上，并在液晶顯示器2上顯示。在通過3D-LUT模塊19進行的色調和灰度校正中(圖1)，由 亮度信號和色差信號定義的圖像數據(Y2、 Cb2、 Cr2)的色調和灰 度，通過與該圖像數據(Y2、 Cb2、 Cr2)的三個分量對應的3D-LUT33進行校正。在通過與圖像數據(Y2、 Cb2、 Cr2)的三個分量對 應的3D-LUT 33進行的色調和灰度校正中，能夠只校正明度或只 校正色度。另外，也能夠執行不改變已經由色差矩陣18的色度校 正改變了的亮度和色度的校正。因此，在本實施例中，通過包括色 差矩陣18的處理的整個處理，可以防止由于色度校正引起的明度 改變，從而相應地使圖像質量得到校正，并有效地防止圖像質量的 劣化。此外，在通過3D-LUT 33的色調和灰度校正中，能夠通過使 用設置在3D-LUT33中的數據，只調節色空間的限定區域。因此， 在對各個代表色彩進行調節操作不相互影響的情況下，能最佳地調 節所有代表色彩。另外，即使色彩具有類似的色調，也能夠最佳地 調節期望的色彩，使得這個調節不會影響另一種顏色。而且，也可 以允許考慮到易飽和的色彩及具有飽和度下降趨勢的色彩的處理。 因此，能夠靈活地4交正圖^象質量，有效地防止其劣化。由于這種4t正通過內置的3D-LUT 33^丸行，所以不用將成寸象 結果記錄在記錄介質中、然后利用計算才幾對其執行處理，就能獲得 具有期望圖像質量的成像結果，因此，能夠容易地校正圖像質量。 根據上述特性，在本實施例中，能夠容易、靈活地校正圖像質量， 有效地防止圖 <象質量的劣化。相應于成像環境和用戶偏好，在電子照相才幾l中設置了多種圖 像質量校正模式。相應于各種圖像質量校正模式，在存儲器22中 存儲了多種作為將i殳置在3D-LUT 33中的才交正數據的校正向量數 據。響應于用戶的操作，在液晶顯示器2上顯示色彩模式菜單(圖 3),通過用戶從菜單中進行選擇可獲得3D-LUT 33中相應校正數 據的設置。因此，在電子照相機1中，根據在3D-LUT 33中設置 的校正數據，校正圖像數據的采樣值，并輸出具有用戶期望的圖像 質量的圖像凄t據。因此，電子照相才幾l能夠才艮據成^象環境和用戶偏好切換不同的 圖像質量，相應地提高了可用性。在圖像質量的這種切換中，也可以切換地址解碼器32的轉換參數，從而根據每個圖像質量校正模 式，改變色空間的分配。具體而言，在電子照相才幾l中，在色空間的采樣點中的預定采 樣點被定義為格點，將被校正的圖像數據(Y2、 Cb2、 Cr2)能夠占 據這些格點，并且在3D-LUT 33中設置用于各個格點的校正數據 (圖5至8)。區域檢測器31檢測表示由格點定義的、其中有圖像 數據(Y2、 Cb2、 Cr2)存在的區域和位置的基準格點gl和偏移量 p。通過基于基準格點gl向3D-LUT 33進行存取，檢測出在圖像 數據(Y2、 Cb2、 Cr2)采樣點周圍的格點的校正數據Gl ~ G8。此 外，通過使用偏移量p,插值因子計算器34通過使用校正數據Gl ~ G8,計算用于插值運算處理的插值因子。而且，利用該插值因子的 插值處理能夠計算出對于圖像數據(Y2、 Cb2、 Cr2)采樣值的校正 向量V，并才艮據這個才交正向量V才交正圖傳H據(Y2、 Cb2、 Cr2) 的色度和明度。通過這種方式，在電子照相才幾l中，通過3D-LUT 33《尋到才交 正量，從而才交正所輸入的圖像數據。在利用3D-LUT 33的圖像數 據校正中，也能夠為3D-LUT 33直接提供輸出值。但是，如果像 在本實施例中 一樣，3D-LUT 33輸出用于圖像數據沖交正的校正量， 則與輸出值直接從3D-LUT輸出的情況相比，能夠降低3D-LUT 的大小。將設置在3D-LUT 33中的校正數據按下述生成。首先，對利 用基準照明通過電子照相機1拍攝比色表得到的作為參考圖像的圖 像數據進行采樣。隨后，i殳定具有與從采樣得到的采樣值對應的頂 點的Delaunay四面體，于是，由成像結果定義的色空間通過 Delaunay四面體劃分。隨后，只寸與各個Delaunay四面體的頂點才目對應的采樣值i殳置目標色。然后，在通過Delaunay四面體劃分的色 空間中設置格點的采樣點，隨后，利用對Ddaunay四面體頂點設置 的目標色并通過插值運算處理，設置各個格點的目標色。在電子照 相機l中，根據格點的目標色，生成用于每個格點的校正數據，并 將其存儲在存儲器22中。在電子照相機l中，通過從利用作為設 計目標的基準成像裝置拍攝比色表得到的成像結果中提取色標，來 設置Delaunay四面體的頂點位置的目標色的設置。隨后，根據電子 照相機l的成像結果和基準成像裝置的成像結果之間的比較，生成 校正數據。這樣，能夠生成將設置在3D-LUT 33中的校正數據， 乂人而允許容易并確定地調節至期望的圖 <象質量。3.實施例的效果根據上述構成，在圖Y象處理器中設置3D-LUT,通過使用 3D-LUT校正成像結果，從而，使圖像質量能夠被容易、靈活地校 正，有效地防止了圖〗象質量的劣化。另夕卜，預備了多種校正數據，作為將設置在3D-LUT中的數據， 并且根據來自用戶的命令，選擇性執行3D-LUT中的數據設置。因 此，通過簡單的操作，就能夠對圖像質量校正類型進行各種切換。而且，在顯示單元上顯示多種圖像質量校正模式的菜單，用于 接受用戶的選擇，并相應于用戶的選擇，在3D-LUT中設置校正數 據，即使用戶所知很少，也能夠簡單、無誤地將成像結果校正至期 望的圖像質量。第二實施例圖11示出了根據本發明第二實施例的電子照相機中色彩模式 設置屏幕的平面圖。才艮據該實施例的電子照相4幾通過該色彩才莫式設 置屏幕接受圖像質量校正設置，并在3D-LUT中設置校正數據。除相應于色彩模式設置的 一 系列處理不同之外，第二實施例具有與第 一實施例的電子照相機l相同的結構。因此，下面的說明也使用上述圖1和4的結構。類似于對于第一實施例的上述i兌明(圖3)，在初始狀態中，該 設置屏幕上顯示的是包括諸如圖像質量校正模式(色彩模式)、ISO 靈敏度、閃光燈、和分辨率這些項目的菜單。菜單的選擇生成相應 子菜單的顯示。具體而言，當選4奪圖1象質量才交正才莫式的項目時，顯 示的是包括作為色彩模式的人像、Vivid (電燈)、Vivid (陰天)、 Vivid (晴天)、電影效果的子菜單。在本實施例中，當在菜單系列操作中，用戶發布將圖像質量校 正至中間色調的命令時，接受作為色彩模式的多個項目的選擇，然 后校正成像結果的圖像質量，使得圖像具有處于多個項目的圖像質 量之間的中間色調。圖12示出在控制器21中相應于該圖像質量設置處理的處理順 序的流程圖。當如圖11所示表示包括作為色彩才莫式的多個項目的 子菜單時，處理程序啟動，并從步驟SP21前進至步驟SP22，其中， 控制器21接受第一色彩模式的選擇。在隨后的步驟SP23中，控制 器21接受第二色彩模式的選擇。這樣，控制器21接受了作為中間 色調的根據的兩個色彩模式的輸入。隨后，在步驟SP24中，控制器21顯示用于接受中間色調的輸 入的屏幕。在本實施例中，在針對各種色彩模式的上述子菜單的右 側顯示出兩端相應于第一和第二色彩模式的橫條B (見圖11),橫 條B上顯示有光標K。通過用戶對觸:漠屏3等的l喿作，光標K移動， 從而通過對光標K在橫條B上的位置的設置，接受中間色調的設置。 因此，光標K在4黃條B上的位置接近一端時，控制器使中間色調接 近于一端的色彩模式。因此，響應于用戶的確定操作，控制器21根據通過光標K相 應于橫條B的整個長度的內部劃分值來生成用于第一和第二色彩 模式的加權因子k。在隨后的步驟SP26中，從存儲器22順序地加 載相應于第一和第二色彩模式的校正數據，并將其記錄在寄存器 中。隨后，通過使用記錄在寄存器中的校正數據，執行等式17的 運算處理，從而通過對與兩個色彩模式相關的校正數據L1和L2的 插值處理，建立對于中間色調的才交正凄t據LO。[等式17]<formula>formula see original document page 26</formula>在下一步驟SP27中，控制器21將針對中間色調所生成的校正 數據L0設置在3D-LUT33中，隨后切換液晶顯示器2上的顯示， 通知用戶設置完成。隨后，處理程序前進至步驟SP28，結束該處 理程序。可以記錄并存儲針對中間色調所生成的校正數據，并且對應于 這個中間色調校正數據的圖像質量校正模式可用作設置另 一個中 間色調等的基礎。在第二實施例中，通過對記錄在存儲器22中的多種校正數據 的插值運算處理，生成由插值運算得到的校正數據，并且在3D-LUT 中設置由插值運算得到的校正數據，來代替記錄在存儲器22中的 校正數據。因此，通過使用預設圖像質量校正模式作為基礎，能夠 細微地調節圖像質量校正，這種方法相應地允許通過簡單操作來靈 活地校正圖像質量。利用從插值運算生成的校正數據能夠提供各種 便利，例如，增加了圖像質量校正模式的變化。另外，能夠確保大 量圖像質量校正模式，其數量大于記錄在存儲器22中的校正數據 的種類數，從而能夠減小用于記錄4交正凄t據的存儲空間。此外，由于在作為基礎的圖j象質量才交正才莫式在顯示單元上顯示 的情況下接受中間色調的設置，所以即使所知甚少的用戶也能夠簡 單、無誤地完成期望的中間色調設置。第三實施例圖13示出了根據本發明第三實施例的電子照相機41的方框 圖。在電子照相才幾41中，對于與第一和第二實施例的電子照相才幾 的元件相同的元件，給出同樣的數字標號，并省去對其的重復說明。 在成像時，電子照相機41根據能夠被檢測的成像條件，自動選擇 圖像質量校正模式。在電子照相機41中，電機43的驅動使聚焦透鏡42在光軸方 向上移動，從而調節焦距，4吏得在成j象元件12的成〗象平面上形成 光學圖像。信號處理器44具有包括在第一實施例中從解馬賽克處理器13 到伽馬校正器16的上述元件的結構。信號處理器44將從成像元件 12獲得的成像結果轉換成圖像數據，隨后，處理并輸出圖像數據。 在這個系列處理中，信號處理器4 4檢測成像結果的高通信號電平， 從而獲取用于聚焦調節的信息，并將這個聚焦調節信息通知中央處 理器(CPU) 45。另外，信號處理器44根據聚焦調節信息檢測被 確定為實現剛好聚焦(just focus)的區域，并通知CPU 45這個區 域中的亮度電平分布。三維查找表(3D-LUT)處理器46具有包括在第一實施例中從 YCC轉換器17到3D-LUT模塊19的上述元件的結構。3D-LUT 處理器46校正圖像數據的色度和明度，并輸出經過校正的數據。 此外，3D-LUT處理器46在CPU 45的控制下，更新3D-LUT中用 于色度和明度校正的數據。CPU 45為用于控制信號處理器44和3D-LUT處理器46的控 制器。響應于來自控制微機48的命令，CPU45控制信號處理器44 和3D-LUT處理器46的操作，生成用于3D-LUT處理器46的校正 凄t據。另外，CPU 45通知控制賴:沖幾48從信號處理器44輸出的、 用于聚焦調節的信息和亮度值分布的信息。電機驅動器47在控制微機48的控制下驅動電機43。控制微機 48為控制整個電子照相機操作的控制器，并響應于操作單元等的操 作，控制各個元件的操作。在這種控制中，控制微機48通過CPU 從信號處理器44獲取聚焦調節信息，并通過所謂的登山法 (hill-climbing method )馬區動電才幾馬區動器47, 乂人而實i見透4竟42的自 動聚焦控制。通過這種自動聚焦控制，控制微機48檢測當前聚焦 位置。另夕卜，控制微機48通過CPU 45獲取關于被確定實現剛好聚焦 的區域的亮度值分布的、由信號處理器44才企測的信息。控制孩吏型 計算機48隨后根據當前聚焦位置確定亮度值分布，并選擇圖像質 量校正模式。具體而言，如圖14所示，當當前聚焦位置處于遠處并且確定 實現剛好聚焦的區域的亮度值大于某一值時，或當當前聚焦位置處 于近處并且確定實現剛好聚焦的區域的亮度值很高時，作出確定， 很可能被拍攝的是風景。因此，將圖像質量校正模式設置為風景成 像模式(Vivid )。相反，當當前聚焦位置處于近處并且確定實現剛好聚焦的區域 的亮度值為中間值時，作出確定，很可能被拍攝的是人像。因此， 將圖像質量校正模式設置為人像成像模式(人像)。相反，當確定 實現剛好聚焦的區域的亮度值很低時，進行確定，很可能進行的是 夜間拍攝。因此，將圖像質量校正模式設置為夜間拍攝模式(夜間模式)。在圖像質量校正模式的這種確定中，能夠使用圖案匹配(pattern matching )法。隨后，控制微機48指示CPU 45根據從確定得到的圖像質量校 正模式設置3D-LUT處理器46。在這個設置中，能夠使用第一和 第二實施例中任何一種的上述設置方法。如果能夠設置圖像質量校 正模式足夠用于實際使用，則可以只根據用于自動聚焦調節的信息 設置圖像質量校正模式。根據第三實施例，用于3D-LUT的校正數據依賴于通過自動聚 焦調節實現的當前聚焦位置進行切換，這是在成^f象時能夠^皮檢測的 一個成像條件。因此，除了類似于上述實施例的優勢，能夠實現根 據成像條件更容易執行圖像質量校正的優勢。第四實施例圖15示出了根據本發明第四實施例的電子照相機51的方框 圖。在電子照相才幾51中，對于與第一、第二、和第三實施例的電 子照相機的元件相同的元件，給出同樣的數字標號，并省去對其的 重復il明。電子照相才幾51根據作為能夠在成i象時凈皮才企測的一個成 像條件的自動白平衡調節前的成像結果的色溫，來自動選擇圖像質 量校正模式。具體而言，在電子照相機51中，信號處理器具有包括在第一 實施例中乂人解馬賽克處理器13到伽馬才交正器16的上述元件的結 構。信號處理器54將從成像元件12獲取的成像結果轉換成圖像數 據，隨后，處理并輸出圖像數據。在這個系列處理中，信號處理器 54將與自動白平衡調節相關的各個色彩信號的增益信息通知中央 處理器(CPU) 55。CPU 55為用于控制信號處理器54和3D-LUT處理器46的控 制器。響應于來自控制微機(沒有示出)的命令，CPU 55控制信 號處理器54和3D-LUT處理器46的才喿作。在這個系列控制中，CPU 55確定由信號處理器54通知的與自動白平衡調節相關的各個色彩 信號的增益，從而檢測成像目標對象的色溫。此外，CPU 55根據 色溫;險測結果更新用于3D-LUT處理器46的4交正凄t據。具體而言，如圖16所示，目標對象的色溫依賴于拍攝條件是 晴天條件、陰天條件、和燈光條件中的哪一種而發生細微的改變。 因此，人物的皮膚顏色等的外觀依賴于條件而不同。因此，在第四 實施例中，根據檢測到的色溫來選擇圖像質量校正模式，在3D-LUT 處理器46中設置相應于選擇的圖像質量校正模式的校正數據。在 這個設置中，可以使用第 一和第二實施例的任何上述設置方法。根據第四實施例，依賴作為能夠在拍攝時被檢測的一個成像條 件的色溫，切換用于3D-LUT的校正數據。因此，除類似于上述實 施例的優勢之外，也能夠實現根據拍攝條件更容易執行圖像質量校 正的^尤勢。第五實施例在本發明的第五實施例中，才艮據第三和第四實施例中關于成像 結果的上述確定的組合，切換圖像質量校正模式。根據第五實施例 的電子照相4幾除與組合相關的結構之外，具有與上述第三和第四實 施例的電子照相才幾相同的結構。具體而言，在第五實施例中，針對與存儲在存儲器22中的多 種校正數據對應的圖像質量校正模式Ml ~Mn，電子照相機中設置 了用于確定當前聚焦位置、成像結果的亮度值和色溫的參考圖案。 另外，通過利用這些參考圖案的圖案匹配，電子照相才幾確定/人成<象結果中獲得的當前聚焦位置、被確定實現剛好聚焦的區域的亮度 值、和成4象結果的色溫。因此，電子照相4幾生成分別針對圖4象質量校正才莫式M1 -Mn生成加權因子kl ~kn。在該電子照相才幾中，如等式18所示，通過4吏用加4又因子kl ~ kn，實現圖像質量校正模式Ml ~ Mn的控制數據Ll ~ Ln的力口權加 和。于是，生成由插值運算處理得到的校正數據LO。在該電子照相 機中，將從插值處理得到的校正數據LO設置到3D-LUT中。[等式18]在第五實施例中，通過針對各個圖 <象質量才交正才莫式的圖案匹配 確定能夠在成像時檢測到的成像條件，生成校正數據。因此，除類 似于上述實施例的優勢之外，還能夠實現更充分地執行圖像質量校 正的伊C勢。第六實施例圖17示出了根據本發明第六實施例的電子照相機61的方框 圖。在電子照相機61中，對于與在上述實施例的電子照相機的元 件相同的元件，給出同樣的數字標號，并省去對其的重復說明。除 3D-LUT模塊68設置在YCC轉換器17的上游端以外，電子照相 機61具有與上述第一至第五實施例的任何一種電子照相機相同的 結構。因此，在第六實施例中，3D-LUT對由原色色彩信號構成的 圖像數據的圖像質量校正在經受色差矩陣18的色度校正之前進行。即使像第六實施例一樣，3D-LUT對由原色色彩信號定義的圖 像數據的圖像質量校正在色差矩陣18的色度校正之前進行，也能 夠實現類似于上述實施例的優勢。第七實施例圖18示出了根據本發明第七實施例的電子照相機71的方框 圖。在電子照相沖幾71中，對于與上述實施例的電子照相才幾的元件 相同的元件，給出同樣的數字標號，并省去對其的重復說明。電子 照相才幾71不包括y4交正器16、色差矩陣18、和YCC轉換器17 (見 圖4),以前通過這些元件執行的諸如色度校正和灰度校正的處理只 通過3D-LUT模塊79來執行。除與3D-LUT模塊79相關的結構不 同之外，根據第七實施例的電子照相機具有與上述第 一至第五實施 例的電子照相才幾相同的結構。即使當像第七實施例一樣，只通過使用3D-LUT執行色度調 節、灰度調節、和從由原色色彩信號構成的圖像數據向由亮度信號 和色差信號定義的圖像數據的轉換時，也能夠實現與上述實施例類 似的優勢。此外，如果只通過使用3D-LUT執行色度調節、灰度調 節、和從由原色色彩信號構成的圖像數據向由亮度信號和色差信號 定義的圖像數據的轉換，則除與上述實施例類似的優勢之外，還能 夠實現簡化整個結構的優勢。第/\實施例本發明的第八實施例采用了第 一 至第七實施例中的任意 一 種 結構。但是，在第八實施例中，將記錄并存儲在存儲器22中基于 某一參考向量的校正數據Ll乘以增益k,從而生成等式19表示的 校正數據L0，并將該校正數據L0存儲在3D-LUT 33中。在第八實 施例中，通過控制增益k來調節圖像質量。可以將這種通過控制增 益k的圖像質量調節與上述第 一至第七實施例的任意一種圖像質量 調節方法結合。[等式19]如果像在第八實施例中一樣，通過使用加權因子校正參考校正 數據并將其存儲在3D-LUT 33中，使圖像質量可通過加權因子的 改變來調節，則除與上述實施例類似的優勢以外，還能夠實現減小 校正數據的存儲容量及有效調節色彩校正量的優勢。第九實施例圖19示出了應用于才艮據本發明第九實施例的電子照相4幾的 3D-LUT模塊的方框圖。根據第九實施例的電子照相機具有通過將 3D-LUT才莫塊89應用于上述第一至第七實施例的任意一種電子照 相機的結構而獲得的結構。3D-LUT模塊89安裝了對從插值運算單元35輸出的校正向量 V進行加權、并將加權的向量輸出至加法器36的乘法器89A，和 對來自加法器36的輸出值進4亍加權、并輸出加4又結果的乘法器 89C。這樣，通過在這些乘法器89A和89C中設置加權因子來代替 在上述第一至第七實施例中的3D-LUT 33中的才交正凄史據設置，或 在3D-LUT 33中的校正數據設置以外在乘法器中設置加權因子， 從而調節圖像質量。具體而言，在該電子照相才幾中，如等式20所示，通過乘法器 89A利用加權因子k對4交正向量V進行加4又，并通過加法器36將 加權向量加入輸入圖像數據。因此，校正了圖像質量。另外，為了 消除由于乘法器89A的加權引起的增益的增加，乘法器89C執行 力口斗又，來相應i也減小增益。[等式20](y3 CM C,3旨2 CM 02>+fc*V ……(2 0)如果對位精度沒有限制，也可以沒有乘法器89C。另外，可以 為輸入圖像數據提供乘法電路89B,并且可以執行通過乘法器89B 的加纟又，來代^替通過乘法器89A的加4又，或在通過乘法器89A的 加權之外進行乘法器89B的力口權。通過對輸入圖像數據所提供的乘 法器89B的加權代替通過乘法器89A的加權，相當于在間接用加權 因子加權之后從3D-LUT 33輸出輸出值的狀態。這種圖像質量調 節可以與上述第 一至第八實施例的任何一種圖 <象質量調節方法結 合。根據第九實施例，在通過加權因子加權之后從3D-LUT輸出輸 出值，從而通過加權因子的改變來調節圖像質量。因此，除類似于 上述實施例的優勢，還能夠實現減小用于校正數據的存儲量及有效 地調節色彩校正量的優勢。第十實施例圖20示出了應用于才艮據本發明第十實施例的電子照相才幾的 3D-LUT模塊的方框圖。根據第十實施例的電子照相機具有通過將 3D-LUT才莫塊99應用于上述的第一至第七實施例的任意一種電子 照相才幾的結構而獲得的結構。在3D-LUT模塊99的結構中，輸出值(Y3、 Cb3、 Cr3 )從 3D-LUT 93直4妄輸出，并在3D-LUT 93中i殳置與這種結構兼容的 校正數據。除輸出值(Y3、 Cb3、 Cr3 )從3D-LUT 93直接輸出之 外，第十實施例的電子照相4幾具有與上述第 一至第七實施例的任意 一種電子照相才幾相同的結構。即使當像第十實施例一樣，輸出值從3D-LUT 93直接輸出， 也能夠實現與上述實施例類似的優勢。第十一實施例在本發明的第十 一 實施例中，第 一至第十實施例的任意 一種結 構包括多個3D-LUT和/或多個3D-LUT模塊，并且輸出的是來自 這些元件的輸出值合成所得的圖像數據。在第十一實施例中，通過 4吏用加權因子的加^又加和來沖丸行輸出值的合成，并通過控制這些加 權因子調節圖像質量。即使當像第十一實施例一樣，通過直接或間接合成來自多個 3D-LUT的輸出值來實現色彩調節，并通過控制用于合成這些輸出 值的加權因子來調節成像結果的圖像質量，也能夠實現與上述實施 例類似的優勢。第十二實施例在根據本發明第十二實施例的電子照相機中，將3D-LUT形成 為使得同樣允許對于設置在通過記錄在記錄介質中的格式定義的 色空間之外的成^象結果的處理。除與3D-LUT相關的結構不同以 外，第十二實施例具有與上述第一至第十一實施例的任意一種電子 照相4幾類似的結構。如作為關系式的等式21和22所示，這樣形成的3D-LUT根據 圖^f象數據的色差信號Cb和Cr的最大值Cmax來^丸行剪裁(clipping ) 處理。因此，當3D-LUT對一個色差信號執行剪裁處理時，其他色 差信號也經受3D-LUT的剪裁處理，乂人而不改變色調。另外， 3D-LUT對排列在由輸出格式定義的色空間之外的輸入圖像數據執 4亍剪裁處理，/人而不改變色調。[等式21]<formula>formula see original document page 36</formula>因此，在該電子照相才幾中，如圖21所示，在防止色調改變的 同時，輸入圖像數據在色空間中被轉換成用于在記錄介質中記錄的 數據，隨后將其記錄在記錄介質中。對于在色空間外部的數據的處理同樣適用于作為由色彩信號 定義的凄t據而記錄在記錄介質中的圖傳_數據。具體而言，在這種情況下，在矩陣運算單元中處理由原色色彩信號構成的成像結果的輸入圖像數據，從而使其在sRGB色域中經 受映射處理，隨后，將該圖像數據輸入3D-LUT模塊。然后，從第 十二實施例的電子照相才幾的成^象結果獲得的才各點的RGB值轉換成L*a*b^|，并根據在經受任意色域映射處理之后在！^*3*1)*空間獲得的RGB值，生成將設置在3D-LUT中的校正數據。因此，如圖22所示，輸入圖像H據的采樣值得到4交正，^使得 RGB色空間中的各個釆樣點向空間的中心轉移，防止了由RGB值 定義的色調改變。針對用于提供與輸出格式兼容的色空間范圍進行的校正處理 能夠^皮廣泛地應用于各種輸出圖像凄t據的方式。例如，這種處理也 可以應用于輸出圖像數據限于色空間內能夠在液晶顯示器2上顯示 的數據的情況。根據第十二實施例，對于超出由記錄介質中的記錄格式定義的 色空間范圍的成像結果執行剪裁處理，使色調不發生改變，然后輸 出經過處理的數據。因此，除與上述實施例類似的優勢之外，也能 夠實現有效地防止由于后處理中的々包和度引起色調改變的優勢。第十三實施例在根據本發明第十三實施例的電子照相機中，與3D-LUT中處 理相關的三個軸被設計為具有不同的分辨率。除與3D-LUT有關的 結構不同之外，第十三實施例具有與上述第 一至第十二實施例的任 意 一 種電子照相才幾相同的結構。具體而言，在第十三實施例中，與3D-LUT設置相關的各個軸 上的格點數被分別設置成215+1、 2q+l、和2、1。另外，生成與這 個設置兼容的校正數據。具體而言，區域檢測器31和插值因子計 算器34通過^f艮據等式23 ~ 25的運算處理來代替等式4、 5、和7的 運算處理，處理輸入的圖像數據。隨后，通過插值運算處理生成校 正數據。[等式23]<formula>formula see original document page 38</formula>才艮據第十三實施例，與3D-LUT的處理相關的三個軸祐 沒計具 有不同的分辨率。因此，指定每個軸的最佳分辨率，乂人而減小 3D-LUT的規模，這樣能夠減小用于存儲校正數據的存儲器容量。 此外，能夠實現與上述實施例類似的優勢。第十四實施例圖23示出了應用于根據本發明第十四實施例的電子照相機的 3D-LUT模塊以及相關部件的方框圖。除用于色空間轉換的LUT 19A和19B分別設置在3D-LUT模塊的上游端和下游端之外，根據 第十四實施例的電子照相沖幾具有與上述第 一至第十三實施例的任 意 一種電子照相才幾相同的結構。在該電子照相機中，LUT 19A和19B轉換輸入圖像數據的色空 間，從而提高3D-LUT模塊19的處理精度。將LUT 19A和19B設計成具有彼此相反的輸入/輸出特性，防 止了由于空間轉換時產生的失真而引起的電子照相機精度的降低。在第十四實施例中，通過LUT 19A和19B的色空間轉4灸4吏用 的是一維轉換處理。輸入側LUT 19A以非線性輸入/輸出特性處理 輸入的圖像數據并輸出處理后的數據，使在隨后的3D-LUT模塊 19中的格點密度在需要高精度圖像質量校正的區域中設為較高。要 求高精度圖像質量校正區域的實例包括相應于非彩色和記憶色的 區域。具體而言，當要處理由亮度信號和色差信號定義的輸入圖像數 據時，輸入側LUT 19A被設計成具有如圖24所示的與色差信號相 關的輸入/輸出特性。對于該特性，特征曲線的斜率在接近非彩色軸 的地方很陡，隨著色度增加，斜率變緩。引起曲線收斂的輸入值任 意設置在高色度側，從而可以控制將被隨后的3D-LUT模塊19處 理的空間的范圍。如果輸入值的范圍大于輸出值的范圍，則通過輸 出值的范圍將輸入值標準化(正規化)，從而提高處理精度。圖25中所示的特性為與圖24中所示的特性相反的特性，是輸 出側LUT 19B的與色差信號相關的輸入/輸出特性。與此相反，對于亮度信號，輸入側LUT 19A被設計成具有圖 26中所示的輸入/輸出特性，其中，在諸如皮膚色的重要色周圍及 高亮度區，特性曲線的斜率很陡。這種在高亮度區中很陡的斜率是 為了擴大動態范圍。圖27中所示的特性為與圖26中所示的特性相反的特性，是輸 出側LUT 19B的與亮度信號相關的輸入/輸出特性。根據第十四實施例，色空間在通過LUT處理之前和之后轉換， 并且這種色空間轉換通過一維處理執行。因此，除與上述實施例類 似的優勢之外，還能夠實現提高3D-LUT處理精度的優勢。具體而 言，對非彩色和記憶色進行細微色彩調節，為此，將格點的密度設 置為高，從而能夠提高圖像質量校正的精度。第十五實施例作為與圖23的對比，圖28示出了應用于#4居本發明第十五實 施例的電子照相機的3D-LUT模塊以及相關部件的方框圖。除 3D-LUT模塊的上游端和下游端結構不同之外，根據第十五實施例 的電子照相4幾具有與第十四實施例的電子照相才幾類4以的結構。在該電子照相機中，設置在3D-LUT才莫塊上游端和下游端的分 別是用于二維色空間轉換處理的LUT 19C和19D,以代替用于一維 色空間轉^奐的LUT 19A和19B。這些LUT 19C和19D 4交正的是色 差信號。另夕卜，在色差信號系統中，在3D-LUT模塊19的輸入和輸出 階段設置了偏移單元19E ~ 19H。因此，對將輸入至3D-LUT模塊 19的由色差信號組成的圖像數據施加一定偏差，隨后，從由 3D-LUT模塊19輸出的由色差信號組成的圖像數據中消除這種偏 差。因此，在第十五實施例中，轉換輸入圖像數據的色空間，從而 在需要高精度圖像質量校正的區域中，將與色調相關的3D-LUT模 塊19的格點密度設高。相應地，與第十四實施例相比，進一步提 高了 3D-LUT模塊19的處理精度。在這個結構中，可以將一維色 空間轉換應用于亮度信號。才艮據第十五實施例，色空間在通過LUT處理之前和之后轉換，并通過二維處理l^f亍該色空間轉:換。因此，除與上述實施例類似的優勢之外，還能夠實現進一步提高3D-LUT處理精度的優勢。 第十六實施例才艮據本發明第十六實施例的電子照相才幾具有通過以3D-LUT 替換在圖23中所示結構中的一維LUT 19A和19B而得到的結構。 因此，色空間在通過LUT處理之前和之后4爭才灸，并通過三維處理 執行色空間轉換。在這個色空間轉換中，要處理的是由原色色彩信號定義的圖像 數據。在輸入側的LUT中，沖丸行的是從RGB色空間向！^a+b+色空 間的色空間轉換。在輸出側的LUT中，執行的是與在輸入側的LUT 轉換相反的轉換，或從1^*3*1 *色空間向YCC色空間的轉換。因此， 在3D-LUT模塊19中設置與！^*3*1)*色空間相關的校正數據，并且 3D-LUT模塊19執行諸如色度校正的處理。才艮據第十六實施例，色空間在通過LUT處理之前和之后轉換， 并通過三維處理執行色空間轉換。因此，除與上述實施例類似的優 勢之外，還能夠實現進一步提高3D-LUT處理精度的優勢。第十七實施例作為與圖1的對比，圖29示出了應用于根據本發明第十七實 施例的電子照相機的3D-LUT模塊的方框圖。除應用了該3D-LUT 模塊之外，根據第十七實施例的電子照相機具有與第一至第十六實 施例的任何一種電子照相機相同的結構。在3D-LUT模塊109中，設置了區域4企測器109A、區域確定 器109B、和地址解碼器109C，代替區域確定器31和地址解碼器 32。區域檢測器109A確定所輸入的圖像數據(Y2、 Cb2、 Cr2 )的 采樣值，從而檢測輸入的圖像數據(Y2、 Cb2、 Cr2)的釆樣值是否 存在于在由輸入圖像數據(Y2、 Cb2、 Cr2)定義的色空間中設置的 多個區域的特定區域中。特定區域是相應于需要高精度圖像質量校正的區域，包括接近 諸如皮膚色和綠色的記憶色的區域。區域確定器109B才艮據對輸入圖像數據的采樣值的確定，來枱r 測用于輸入圖像數據(Y2、 Cb2、 Cr2)的基準格點gl和偏移量p。 在這個處理中，只有當區i或才全測器109A已經才企測到在色空間的特 定區域中存在輸入圖4象數據(Y2、 Cb2、 Cr2)的采樣值時，區域確 定器109B才會4企測并輸出基準格點gl和偏移量p。相應于區域4企測器109A和區域確定器109B的4乘作，用于 3D-LUT 33的與校正數據相關的色空間根據區域檢測器109A進行 的區域分割來劃分，并且只將與通過區域檢測器109A的檢測相關 的相應于特定區域的校正數據記錄在3D-LUT 33中。由于只記錄 了與特定區域相關的4交正lt據，所以相應地允許記錄高分辨率4交正 數據。因此，3D-LUT模塊109只針對與記憶色對應的特定區域， 生成校正向量V,并才交正輸入圖像凄t據的圖像質量。因此，第十七 實施例允許進一 步提高圖像質量校正的精度。此外，依賴于圖像質量校正模式，切換地址解碼器109C中的 轉換參數及用于3D-LUT 33的校正數據。因此，根據每個圖像質 量校正模式，切換色空間的分配，這樣也進一步提高了圖像質量校 正的精度。對于根據每個圖像質量校正模式來切換色空間的分割，可以通過切換由區域檢測器109A檢測的區域，來切換輸入圖像數 據的色空間;陂分割的區域數。才艮據第十七實施例，將與3D-LUT相關的色空間劃分成多個區 域，并以各個區域為基礎切換3D-LUT的處理。這樣，能夠提高相 應于記憶色等的特定區域的調節精度。因此，除與上述實施例類似 的優勢之外，還能夠實現更細微地調節圖像質量的優勢。第十/\實施例作為與圖1的對比，圖30示出了應用于才艮據本發明第十八實 施例的電子照相機的3D-LUT模塊的外圍設備結構的方框圖。除 3D-LUT模塊19的外圍設備結構不同之外，根椐第十八實施例的 電子照相4幾具有與第 一 至第十七實施例的4壬意 一 種電子照相才幾相 同的結構。在電子照相機l中，由例如私人計算機的其他成像裝置生成的、 用于3D-LUT 33的校正數據通過與外部接口 ( I/F ) 122連接的諸如 存儲卡的記錄介質獲得。因此，電子照相機l能夠復制通過其他設 備進行的圖像質量校正的條件。此外，反之亦然，記錄在存儲器22中的校正數據能夠通過外 部I/F 122記錄到在記錄介質上，^吏得能夠在計算沖幾等中編輯校正 數據，并能夠在其他成像裝置中設置校正數據。才艮據第十八實施例，通過其他成^f象裝置獲得的校正凄t據通過外 部I/F得到，并設置在3D-LUT中，這樣允許復制由其他設備進行 的圖像質量校正的條件。因此，除與上述實施例類似的優勢之外， 還能夠實現提高針對用戶的使用性的優勢。第十九實施例才艮據本發明第十九實施例的電子照相才幾通過例如存儲卡來獲 得由其他成像裝置記錄的成像結果，并根據這個成像結果，生成將設置在3D-LUT中的校正數據。因此，該電子照相機可才莫仿其他成 像裝置的圖像質量校正處理，從而提高對于用戶的使用性。具體而言，除用于控制整個操作的控制器等能夠執行這種模仿 處理之外，才艮據第十九實施例的電子照相才幾具有與第 一至第十七實 施例的4壬意 一種電子照相機相同的結構。該電子照相才幾和其他成像裝置在相同成^f象條件下執4亍相同比 色表的成像，隨后，電子照相機中的控制器通過使用這兩種成像結 果執4亍圖9和10的處理順序，乂人而生成沖交正凄t據。在這個處理中， 其他成像裝置的成像結果被設置為各個格點的目標色。因此，該電子照相機生成用于3D-LUT的校正數據，從而能夠 復制由其他成像裝置執行的圖像質量校正。才艮據第十九實施例，獲得其他成〗象裝置記錄的成j象結果，隨后， 生成將設置在3D-LUT中的校正數據，這樣允許在這臺成像裝置中 模仿圖像質量校正處理。因此，除與上述實施例類似的優勢之外， 還能夠實現提高對于用戶的使用性的優勢。第二十實施例在上述實施例中，用于3D-LUT的校正數據根據YCC色空間 生成。Y旦是，本發明并不限于這些實施例，相反，可以在L*a*b* 色空間或CIECAM02 Jab色空間中設計校正數據。作為與圖9和10 的對比，圖31 ~34示出了在1^*3*1)*色空間或CIECAM02 Jab色空間中建立才交正數據的處理程序。在這些處理程序中，如流程圖所示， 根據被用于建立校正數據的色空間來轉換并處理采樣值，在這些流程圖中，處理步驟的數字與在圖9和10中的相應步驟的凄t字相關。 因此，與上述實施例類似，能夠簡單、無誤地建立才交正凄史據。在上述實施例中，通過電子照相機獲取作為靜態圖像的成像結 果。但是，本發明并不限于這些實施例，相反地，也可以廣泛地應 用于使用電子照相機或攝像機獲取作為運動圖像的成像結果。在獲 取作為運動圖像的成像結果中，可以通過逐漸改變與3D-LUT的處 理結果相關的加權因子，沿時間軸改變圖像質量校正的條件，這種 方法已經對第八和第九實施例等在上面進行了 i兌明。在上述實施例中，實時地處理成像結果。但是，本發明并不限 于這些實施例。成^象結果可以作為所謂的RAW數據記錄在記錄介 質中，隨后，可以4吏用相應于任意一種上述實施例的處理，進4亍圖 像質量調節。在RAW數據的記錄中，僅在獲取成像結果時可檢測 到的成像條件可以與RAW數據一起被記錄并存儲。此后，RAW數 才居可以進4亍與第三和第四實施例中4壬意一個類4以的處理。在上述實施例中，只有圖 <象質量已經才交正過的成l象結果^皮記錄 在記錄介質中。但是，本發明并不限于這些實施例。指定用于圖像 質量校正的校正數據的信息可以與經過校正的成像結果 一起記錄， 并且，該信息也可以用于隨后的處理。在上述實施例中，本發明被應用于電子照相機。但是，本發明 并不限于這些實施例，相反地，本發明能夠#:廣泛地應用于諸如掘_ 像機和配備像機的便攜電話的其他各種成像裝置。
權利要求
1. 一種成像裝置，包括成像元件，用于輸出在成像平面上形成的光學圖像的成像結果；透鏡，用于在所述成像平面上形成所述光學圖像；圖像處理器，用于通過使用三維查找表(3D-LUT)來對所述成像結果進行色彩調節；以及記錄器，用于將通過所述圖像處理器處理的所述成像結果記錄到記錄介質中，其中，所述3D-LUT被設計為使各個軸具有不同的分辨率。
全文摘要
本發明涉及一種成像裝置和成像裝置中的成像結果處理方法，可應用于例如電子照相機中，允許相機簡單、靈活地校正圖像質量，有效地防止圖像的劣化。該成像裝置包括成像元件，輸出在成像平面上形成的光學圖像的成像結果；透鏡，在成像平面上形成光學圖像；圖像處理器，通過使用三維查找表(3D-LUT)來對成像結果進行色彩調節；以及記錄器，將通過圖像處理器處理的成像結果記錄到記錄介質中，其中，其中，所述3D-LUT被設計為使各個軸具有不同的分辨率。
文檔編號H04N9/73GK101272506SQ200810097009
公開日2008年9月24日 申請日期2006年6月1日 優先權日2005年6月1日
發明者岡田深雪, 加藤直哉, 早川浩史, 水倉貴美, 石神光一朗, 若園雅史 申請人:索尼株式會社