图像处理装置、图像处理方法以及图像处理程序的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及对图像数据进行黑点校正(shading-correct1n)的图像处理装置、图像处理方法以及图像处理程序。
【背景技术】
[0002]当拍摄被摄体时，会发生作为摄像图像的像素而被再现的颜色和/或亮度在像素位置彼此之间偏离的黑点(shading)。当发生黑点时，即使被摄体是相同颜色的情况下，例如在摄影图像的周边部，像素值也偏离上述相同颜色。为了抑制该黑点，提出了各种技术。例如，存在通过图像处理进行黑点校正的情况。在专利文献1中，按照每个像素位置和/或颜色信号预先设定不同的校正系数，使用该校正系数对图像数据进行黑点校正。但是，因为黑点也取决于拍摄时的环境光、光源的分光特性以及被摄体的分光反射特性，因此有时利用单一的校正系数不能获得足够的校正效果。
[0003]另外，在专利文献2中公开了通过累计与图像数据的R、G、B对应的信号，根据表示颜色成分的这些信号之比R/G、B/G来求出色度坐标，根据等色温度上的到黑体放射曲线的距离来调整黑点校正量的方法。根据该方法，即使对每种光源的不同的黑点也能够良好地进行黑点校正。
[0004]另外，在专利文献3中公开了基于白平衡估计部计算的色温来计算黑点的校正特性的方法。
[0005]在先技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1:日本特开平8-079773号公报
[0008]专利文献2:日本特开2006-229425号公报
[0009]专利文献3:日本特开2005-278004号公报
【发明内容】
[0010]发明要解决的课题
[0011]以往主要根据光源的色温、色度坐标来计算对黑点进行校正的校正特性。但是，即使光源的色温、色度坐标大致相同，也存在黑点特性不同的光源。例如，电灯泡和暖白色荧光灯。虽然这两个光源的色温、色度坐标大致相同，但因为分光特性存在较大不同，因此会发生不同的黑点。若如以往那样基于色温、色度坐标来计算对黑点进行校正的校正特性，则因为色温、色度坐标大致相同的光源无法被区别开来，因此存在不能准确地校正黑点的问题。
[0012]本发明的目的在于提供一种能够更准确地进行光源的区别且能够进行黑点校正的图像处理装置、图像处理方法以及图像处理程序。
[0013]用于解决课题的手段
[0014]本发明涉及的图像处理装置的特征在于，该图像处理装置具有:存储单元，其按照每个光源种类将多个种类的光源与校正信息关联起来作为摄影状况进行存储，其中，该校正信息示出表示黑点关于摄影图像中的位置如何分布的黑点特性和用于校正黑点的校正特性中的任意特性，所述黑点是指在拍摄了相同颜色的被摄体的情况下，包含于该摄影图像中的像素值偏离所述相同颜色的现象；校正试行单元，其基于所述存储单元关于至少两种光源所存储的所述校正信息，按照每个光源试行性地对图像数据进行黑点校正；第1选择单元，其将所述校正试行单元关于所述至少两种光源进行黑点校正的结果进行相互比较，从所述存储单元关于所述多个种类的光源所存储的所述校正信息中选择与适当的黑点校正的结果对应的所述校正信息；以及校正单元，其基于所述第1选择单元选择出的所述校正信息，对所述图像数据进行黑点校正。
[0015]本发明涉及的图像处理方法的特征在于，该方法具有:校正试行步骤，基于存储单元的校正信息，关于至少两种光源按照每个光源试行性地对图像数据进行黑点校正，其中，该存储单元按照每个光源种类将多个种类的光源与校正信息关联起来作为摄影状况进行存储，其中，该校正信息示出表示黑点关于摄影图像中的位置如何分布的黑点特性和用于校正黑点的校正特性中的任意特性，所述黑点是指在拍摄了相同颜色的被摄体的情况下，包含于该摄影图像中的像素值偏离所述相同颜色的现象；选择步骤，对在所述校正试行步骤中关于所述至少两种光源进行黑点校正的结果进行相互比较，从所述存储单元存储的关于所述多个种类的光源的所述校正信息中选择与适当的黑点校正的结果对应的所述校正信息；以及校正步骤，基于在所述选择步骤中选择出的所述校正信息，对所述图像数据进行黑点校正。
[0016]本发明涉及的使计算机发挥对图像数据进行黑点校正的功能的图像处理程序，其使计算机执行以下步骤:校正试行步骤，基于存储单元的校正信息，关于至少两种光源按照每个光源试行性地对图像数据进行黑点校正，其中，该存储单元按照每个光源种类将多个种类的光源与校正信息关联起来作为摄影状况进行存储，其中，该校正信息示出表示黑点关于摄影图像中的位置如何分布的黑点特性和用于校正黑点的校正特性中的任意特性，所述黑点是指在拍摄了相同颜色的被摄体的情况下，包含于该摄影图像中的像素值偏离所述相同颜色的现象；选择步骤，对在所述校正试行步骤中关于所述至少两种光源进行黑点校正的结果进行相互比较，从所述存储单元存储的关于所述多个种类的光源的所述校正信息中选择与适当的黑点校正的结果对应的所述校正信息；以及校正步骤，基于在所述选择步骤中选择出的所述校正信息，对所述图像数据进行黑点校正。
[0017]发明效果
[0018]在本发明中，比较对至少两种光源试行黑点校正的结果，在黑点校正中使用产生适当的黑点校正结果的校正信息。因此，不像以往那样使用色温或色度信息等，能够根据图像数据估计出黑点特性对图像数据进行黑点校正。即，能够根据图像数据更准确地进行光源的区分地来进行黑点校正。
【附图说明】
[0019]图1是示出本发明的实施方式涉及的摄像装置的结构的框图。
[0020]图2是示出拜耳阵列的模式图。
[0021]图3是示出图像处理部的结构的框图。
[0022]图4是示出数据库的一例的图。
[0023]图5的(a)和(b)是未发生颜色黑点的情况下的图表。(c)和⑷是发生颜色黑点情况下的图表。
[0024]图6是对被摄体呈现相同颜色情况下的图像数据进行了颜色黑点校正的例子。(a)和(b)是利用与光源A对应的校正信息进行了颜色黑点校正的情况下的图表。(c)和
(d)是利用与光源B对应的校正信息进行了颜色黑点校正的情况下的图表。(e)和(f)是利用与光源C对应的校正信息进行了颜色黑点校正的情况下的图表。
[0025]图7是对被摄体未呈现相同颜色的情况下的图像数据进行了颜色黑点校正的例子。(a)和(b)是利用与光源A对应的校正信息进行了颜色黑点校正的情况下的图表。(c)和(d)是利用与光源B对应的校正信息进行了颜色黑点校正的情况下的图表。(e)和(f)是利用与光源C对应的校正信息进行了颜色黑点校正的情况下的图表。
[0026]图8是示出黑点校正部对图像数据执行颜色黑点校正处理的流程图。
[0027]图9是分割成8X6的块的图像数据的例子。
[0028]图10是对被摄体呈现相同颜色的情况下的图像数据进行了颜色黑点校正的例子。(a)和(b)是利用与光源A对应的校正信息进行了颜色黑点校正的情况下的图表。(c)和(d)是利用与光源B对应的校正信息进行了颜色黑点校正的情况下的图表。(e)和(f)是利用与光源C对应的校正信息进行了颜色黑点校正的情况下的图表。
【具体实施方式】
[0029]以下，对本发明的第1实施方式进行说明。如图1所示，摄像装置1由以下部分构成:摄像光学系统100，其将被摄体像导入摄像元件200而成像；摄像元件200，其对成像的被摄体像进行光电转换，输出图像数据；图像处理部300，其除了对从摄像元件200输出的图像数据实施规定的图像处理之外还对被摄体像进行再现；以及摄影控制部400，其对摄像光学系统100和摄像元件200进行控制。根据从图像处理部300输出的与1帧图像对应的图像数据生成静态图像的图像数据，根据从图像处理部300按时间顺序连续输出的与多帧图像对应的图像数据生成动态图像数据。
[0030]摄像光学系统100具有:前部镜头组111，其由用于向摄像装置1内取入来自摄像对象的光而进行摄像对象的变焦的镜头等构成；校正用镜头112 ;对焦镜头113，其能够在前后方向上移动调整焦点位置；光圈(光阑)121，其能够调整对来自摄像对象的光进行取入的光圈量；以及机械式快门122，其遮蔽朝向摄像元件200的入射光或者解除遮蔽。对焦镜头113、光圈121以及快门122分别由对焦驱动部131、光圈驱动部132以及快门驱动部133驱动。基于从摄影控制部400发送的控制信号，控制对焦驱动部131、光圈驱动部132以及快门驱动部133的动作。
[0031]摄像元件200具有:多个光电转换元件210，它们输出与受光量对应的模拟信号；以及A/D转换器220，其将从多个光电转换元件210输出的模拟信号转换成数字信号。
[0032]在各光电转换元件210中具有滤色器。各滤色器是与R(红)、G(绿)和B(蓝)这三原色的颜色成分中的任意一种对应的滤光器。由摄像光学系统100成像的来自被摄体像的光透射过各颜色的滤色器而成为单一颜色的光被光电转换元件210接收。光电转换元件210将与透射过各滤色器的单一颜色的光的强度对应的量的电荷作为模拟电信号输出。这样，摄像元件200作为单片式摄像元件构成。基于从摄影控制部400发送的控制信号控制光电转换元件210的灵敏度。
[0033]图2表示拜耳阵列。以拜耳阵列排列的滤色器在列方向上交替配置了在行方向上交替配置了 G色滤光器和R色滤光器的行、以及在行方向上交替配置了 G色滤光器和B色滤光器的行。其中G色滤光器配置成相间的方格图案状。在本实施方式中，在行方向上与R交替排列的G颜色表示成Gr，在行方向上与B交替排列的G颜色表示成Gb。以下，将各像素排列为拜耳阵列的图像称为“拜耳图像”。
[0034]从光电转换元件210输出的模拟信号通过A/D转换器220被转换成数字信号，作为图像数据输出给图像处理部300。
[0035]摄影控制部400控制摄像光学系统100的对焦镜头113的焦点位置、光圈121的光圈量以及机械式快门122的快门速度。具体地说，摄影控制部400通过向对对焦镜头113进行驱动的对焦驱动部131、对光圈121进行驱动的光圈驱动部132、对机械式快门122进行控制的快门驱动部133发送控制信号来进行上述控制。另外，摄影控制部400对摄像元件200的光电转换元件210的灵敏度进行控制。具体地说，摄影控制部400通过向光电转换元件210发送控制信号来进行上述控制。此外，对焦镜头113的焦点位置、光圈121的光圈量、机械式快门122的快门速度、光电转换元件210的灵敏度(以下也将这些条件称为“摄影条件”。)能够从未图示的操作部进行变更。
[0036]接着，说明对从摄像元件200输出的图像数据施加规定的图像处理的图像处理部300。如图3所示，图像处理部300具有:黑点校正部310、WB(白平衡)校正部330、颜色插值部340、颜色校正部350和伽马校正部360。图像处理部300由CPU (Central ProcessingUnit:中央处理单元)、ROM (Read Only Memory:只读存储器)以及其它各种硬件、和存储于ROM中的程序以及其它软件构成。通过该软件使硬件以实现黑点校正部310等的各功能部的方式发挥作用来实现图像处理部300。或者，既可以由专用于各功能部中的运算处理的电子电路等构成黑点校正部310等，也可以以专用于各功能部中的运算处理的电子电路等与硬件和软件的组合来实现各功能部的结构彼此协同工作的方式构成。
[0037]黑点校正部310对图像数据中进行颜色黑点校正。后面进行详细叙述。
[0038]WB校正部330对来自黑点校正部310的图像数据实施白平衡校正处理。白平衡校正处理是当拍摄无彩色的被摄体时对信号整体的RGB水平的平衡进行校正，以使得该像素值正确地成为R = G = B的处理。颜色插值部340按照每个像素将来自WB校正部330的图像数据转换成R、G以及B全部被决定的信号。
[0039]颜色校