专利名称：图像拾取设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种图像拾取设备，更具体地说，涉及一种诸如能够校正视频信号中特定色彩的色彩信号的数字静止摄像机或视频摄像机的图像拾取设备。
背景技术：
存在诸如数字摄像机的设备，这种数字摄像机能够通过根据拍摄图像的场景(例如，海、夜视、肖像和风景)而选择图像拍摄模式，来自动进行诸如聚焦和白平衡的各种设置，并自动将视频信号中特定色彩的色彩信号校正为适合于拍摄图像的场景的预定色彩。
另外，关于这种能够校正视频信号中特定色彩的设备，已经发明了图像处理装置等，其中，这种设备将特定色彩校正为人们潜在记忆并感觉为最美的适当色彩，即，人们记忆中的色彩。(例如，参照专利文献1日本专利申请公开号JPA-2001-292390)例如，在这种设备中，当拍摄包含蓝天的风景的图像时，因为通常想像的蓝色比实际看到的蓝天的色彩更为鲜艳，因此将实际拍摄图像的蓝色(特定色彩)校正为人们想像中的蓝色(人们记忆中的蓝色)，从而用符合摄像者的意图的色彩(诸如人们记忆中的色彩)来再现图像。
将在下文中描述用于校正所拍摄图像的视频信号中特定色彩的色彩校正处理操作的概况。
图11是一个例子的框图，示出了在通常的图像拾取设备中用于进行色彩信号校正处理的基本单元的示意性结构，其中，图像拾取设备100A配备了图像拾取透镜单元101A、图像拾取元件102A、S/H(采样和保持)电路103A、AGC(自动纹理控制)电路104A、A/D(模拟至数字)转换电路105A、特定色彩信号提取电路106A、WB(白平衡)电路107A、伽马校正电路108A、信号处理电路109A、色差信号校正电路110A、图像拍摄模式选择电路120A、色彩校正值设置电路130A等。
将在下文中参照图12的流程图来描述具有这种结构的图像拾取设备100A中的色彩校正处理的操作概况。
首先，在步骤ST10，当摄像者经由图像拍摄模式选择电路120A选择所希望的图像拍摄模式(例如，海、夜视、肖像或风景)时，该设备的预定单元根据图像拍摄模式选择电路120A所选择的图像拍摄模式，自动进行诸如聚焦和白平衡的各种设置。
在步骤ST11和ST12，在色彩校正值设置电路130A中设置用于校正特定色彩的色彩校正值的表数据，色彩校正值设置电路130A根据所选择的图像拍摄模式，从这些表数据当中选择用于相应特定色彩的色彩校正值，并在色差信号校正电路110A中设置所选择的色彩校正值。
当图像拍摄开始时，输入到图像拾取透镜单元101A中的来自目标物体的光由图像拾取元件102A转换为电信号，这样，所获得的电信号通过S/H电路103A和AGC电路104A，由A/D转换电路105A转换为数字视频信号R[红]、G[绿]和B[蓝]。
在步骤ST13，特定色彩信号提取电路106A从A/D转换电路105A发送的数字视频信号中提取特定色彩的视频信号，计算适合于所提取的特定色彩的视频信号的白平衡的控制量，并将该控制量发送至WB(白平衡)电路107A。
在步骤ST14和ST15，WB(白平衡)电路107A确定从A/D转换电路105A发送的视频信号R[红]、G[绿]和B[蓝]的色温，基于从特定色彩信号提取电路106A发送的用于白平衡的控制量来校正视频信号R[红]、G[绿]和B[蓝]的白平衡，并将校正后的视频信号R[红]、G[绿]和B[蓝]发送至伽马校正电路108A。伽马校正电路108A校正该视频信号的灰度等级，并将所获得的视频信号发送至信号处理电路109A。
在步骤ST16，信号处理电路109A将从伽马校正电路108A发送的数字视频信号R[红]、G[绿]和B[蓝]转换为亮度信号Y和色差信号[B-Y]和色差信号[R-Y]，输出亮度信号Y并且将转换后的色差信号[B-Y]和色差信号[R-Y]发送至色差信号校正电路110A。
在步骤ST17和ST18，色差信号校正电路110A基于色彩校正值设置电路130A所设置的色彩校正值，将从信号处理电路109A发送的色差信号[B-Y]和色差信号[R-Y]的特定色彩校正为预定色彩(诸如记忆中的色彩)，并将色彩校正后的色差信号[B-Y]″和色差信号[R-Y]″发送至下一级电路。
将在下文中通过举例方式来描述通过该色彩校正处理的操作将特定色彩α色彩校正为预定色彩α1的情况。
当由图像拍摄模式选择电路120A选择一种图像拍摄模式时，色彩校正值设置电路130A从表数据中选择用于校正相应于所选择的图像拍摄模式的特定色彩α的色彩校正值，并在色差信号校正电路110A中设置所选择的色彩校正值。
具体地说，如图13A所示，将色彩校正值给出为由参数值(系数值)组成的色彩校正矩阵，这些参数值是相对于特定色彩在增益方向上的精确校正量Gain B和Gain R，以及相对于特定色彩在色调方向上的校正量Hue B和Hue R。
例如，如果将色彩校正值给出为参数值，这些参数值是相对于特定色彩在增益方向上的精确校正量Gain B→″1.5″和Gain R→″1.0″，以及相对于特定色彩在色调方向上的校正量Hue B→″-0.5″和Hue R→″0.0″，则获得图13B所示的色彩校正值(色彩校正矩阵)。
在色差信号校正电路110A中设置这些色彩校正值，如图13C所示，通过使用色彩校正值(在色彩校正矩阵中)线性转换从信号处理电路109A发送的色差信号[B-Y]和色差信号[R-Y]，来进行色彩校正处理。
例如，在如图13D所示的色差平面图中，特定色彩α(b，r)被转换为预定色彩α1(b″，r″)，其中，特定色彩α(b，r)包含于色差信号[B-Y]和色差信号[R-Y]中，而预定色彩α1(b″，r″)包含于色差信号[B-Y]″和色差信号[R-Y]″中。
在这种方式下，根据所选择的图像拍摄模式，将视频信号的特定色彩校正为预定色彩，从而利用符合摄像者的意图的色彩(诸如人们记忆中的色彩)来再现图像。
然而，常规的图像拾取设备具有以下问题，即，当选择一种图像拍摄模式时，由于固定地选择并设置用于校正特定色彩的色彩校正值(色彩校正量)，因此，在任何图像拍摄状况下或相对于任何被拍摄的图像，有时并不一定将特定色彩校正为喜欢的色彩。
为了解决这个问题，作为一种改进措施，本申请人已经提交了一种图像拾取设备的专利申请(日本专利申请号2003-88060)，该设备基于图像拍摄模式信息从视频信号中提取特定色彩的视频信号，从所提取的特定色彩的视频信号中，检测关于该特定色彩的色差数据，基于所述图像拍摄模式信息，从校正参考数据存储部件中选择关于相应特定色彩的校正参考数据，基于所选择的校正参考数据和由色彩检测部件检测的关于特定色彩的色差数据，计算用于将相应特定色彩校正为预定色彩的色彩校正值，并基于所计算的色彩校正值将视频信号的特定色彩校正为预定色彩。
类似地，本申请人已经提交了一种图像拾取设备的专利申请(日本专利申请号2003-90611)，该设备配备有用于存储色彩收敛(color convergence)参数值的色彩收敛参数存储部件，该色彩收敛参数值包含位置数据，指示预定色彩在色差平面上的位置；校正区域设置数据，用于设置以预定色彩的位置为中心的预定区域作为校正区域；以及收敛系数数据，用于将相应于校正区域的特定色彩收敛到指示预定色彩的位置，并基于所选择的图像拍摄模式信息，从色彩收敛参数存储部件中选择并设置相应特定色彩的色彩收敛参数值，并通过使用基于设置的色彩收敛参数值而计算的校正量，将视频信号中的特定色彩收敛到指示色差平面上的预定色彩的位置，从而实现色彩校正。
发明内容
上面提到的背景技术所述的图像拾取设备和上面提到的本申请人提交的日本专利申请第2003-88060号所述的图像拾取设备具有以下问题，即，用于计算色彩校正值的参数值的计算量大且费时，因此，这样的计算处理的负荷变得更大。
上面提到的本申请人提交的日本专利申请第2003-90611号所述的图像拾取设备具有以下问题，即，需要校正色差平面图(由指示色差[R-G]的垂直轴和指示色差[B-G]的水平轴表示的二维坐标系)中的各个象限(四个象限)的色彩，并且必须分别提供对应于各个象限(四个象限)的色彩收敛电路，因此，电路结构变得复杂且造价高昂。
因此，要解决的问题是，简化电路结构，使得可以减小能够校正视频信号中的特定色彩的图像拾取设备中的计算处理负荷。
为了解决这个问题，如下构成根据本发明的图像拾取设备。
本发明的图像拾取设备包括图像拍摄模式选择部件，用于选择希望的图像拍摄模式信息，该信息包含关于根据预定图像拍摄条件而确定的特定色彩的信息；特定色彩信号提取部件，用于基于图像拍摄模式选择部件所选择的图像拍摄模式信息，从输入视频信号中提取特定色彩的视频信号；白平衡控制量计算部件，用于基于特定色彩信号提取部件所提取的特定色彩的视频信号，计算用于控制输入视频信号的白平衡的控制量；白平衡校正部件，用于根据白平衡控制量计算部件所计算的控制量来校正输入视频信号的白平衡；色彩校正部件，用于基于被设置用来校正特定色彩的视频信号的色彩校正参数值，将白平衡校正部件校正后的视频信号的特定色彩校正为预定色彩；以及低色度色彩抑制处理部件，用于校正色彩校正部件校正后的视频信号中，相应于以色差平面的原点为中心的预定区域的视频信号的增益量。
如上文所述的本发明的图像拾取设备的特征在于当色彩校正部件将视频信号的特定色彩校正为预定色彩时，色彩校正部件将该特定色彩校正为相应于色差平面中指示预定色彩的区域的最外围与下述直线的交叉点位置的色彩，所述直线连接指示相应特定色彩的位置和指示预定色彩的区域的中心位置。
如上文所述的本发明的图像拾取设备的特征在于所述色彩校正部件具有改变色彩校正参数值的功能。
如上文所述的本发明的图像拾取设备的特征在于所述图像拍摄模式选择部件具有根据图像拍摄环境而自动选择图像拍摄模式信息的功能。
本发明的图像拾取设备包括图像拍摄模式选择部件，用于选择希望的图像拍摄模式信息，该信息包含关于根据预定的图像拍摄条件而确定的特定色彩的信息；特定色彩信号提取部件，用于基于图像拍摄模式选择部件所选择的图像拍摄模式信息，从输入视频信号中提取特定色彩的视频信号；白平衡控制量计算部件，用于基于特定色彩信号提取部件所提取的特定色彩的视频信号，计算用于控制输入视频信号的白平衡的控制量；白平衡校正部件，用于根据白平衡控制量计算部件所计算的控制量来校正输入视频信号的白平衡；色彩校正部件，用于基于被设置用来校正特定色彩的视频信号的色彩校正参数值，将白平衡校正部件校正后的视频信号的特定色彩校正为预定色彩；低色度色彩抑制处理部件，用于校正色彩校正部件校正后的视频信号中，相应于以色差平面的原点为中心的预定区域的视频信号的增益量；以及亮度校正部件，用于基于图像拍摄模式选择部件所选择的图像拍摄模式信息，校正视频信号的亮度等级。
如上文所述的本发明的图像拾取设备的特征在于所述亮度校正部件具有计算特定色彩的视频信号在视频信号中的比例，并根据所计算的比例来校正特定色彩的视频信号的亮度等级的功能。
如上文所述的本发明的图像拾取设备的特征在于当色彩校正部件将视频信号的特定色彩校正为预定色彩时，色彩校正部件将该特定色彩校正为相应于色差平面中指示预定色彩的区域的最外围与下述直线的交叉点位置的色彩，所述直线连接指示相应特定色彩的位置和指示预定色彩的区域的中心位置。
如上文所述的本发明的图像拾取设备的特征在于所述色彩校正部件具有改变色彩校正参数值的功能。
如上文所述的本发明的图像拾取设备的特征在于所述图像拍摄模式选择部件具有根据图像拍摄环境而自动选择图像拍摄模式信息的功能。
在具有这样的结构的图像拾取设备中，特定色彩信号提取部件基于图像拍摄模式选择部件所选择的图像拍摄模式信息，从输入视频信号中提取特定色彩的视频信号，然后，白平衡控制量计算部件基于所提取的特定色彩的视频信号，计算用于控制输入视频信号的白平衡的控制量，然后，白平衡校正部件根据这个控制量来校正视频信号的白平衡，然后，色彩校正部件基于事先设置的色彩校正参数值来校正视频信号中的特定色彩信号。
随后，低色度色彩抑制处理部件校正色彩校正部件色彩校正后的视频信号中，相应于以色差平面的原点为中心的预定区域的视频信号的增益量，从而，校正视频信号中的特定色彩，并校正由于特定色彩的校正而偏离的白平衡。
在本发明的图像拾取设备中，低色度色彩抑制处理部件校正被校正特定色彩的视频信号中以色差平面的原点为中心的预定区域，即，仅校正相应于与白平衡相关联的预定区域的色彩，从而可以获得被校正特定色彩并被适当校正白平衡的视频信号，不校正由于特定色彩的校正而偏离的所有其它色彩。
因此，由于不需要各自单独提供用来校正色差平面的各个象限(四个象限)的色彩收敛电路，可以简化电路结构并减少成本。另外，由于仅校正以色差平面的原点为中心的预定区域，可以实现降低计算处理负荷的巨大优势。
通过结合附图对本发明的优选实施例进行详细描述，本发明的上述和其它目的、特性、优点将变得更加清楚，附图中图1是框图，示出了在根据本发明的图像拾取设备中，用于进行色彩信号校正处理的主要单元的示意结构；图2是说明性视图，示意性地示出了在图1的图像拾取设备中，特定色彩提取区域根据视频信号的亮度等级而变化的方式；图3A至3C是说明性视图，通过例子示出了在图1的图像拾取设备中色彩校正处理的方式；图4A和4B是说明性视图，示意性地示出了由于图1的图像拾取设备的色彩校正处理而使白平衡偏离的方式；图5A和5B是说明性视图，用来说明由图4的色彩校正处理而校正白平衡的偏离的方式；图6A和6B是说明性视图，用来说明将由图1的图像拾取设备的WB(白平衡)控制量计算电路计算的白平衡控制量；图7是说明性视图，用来说明通过图1的图像拾取设备的低色度色彩抑制控制而计算色差信号增益量的操作；图8示出了距离色差平面图原点的直接距离s、转换系数γ和增益量Gain(s，γ)之间的关系；图9是说明性视图，示出了简化图1的图像拾取设备的低色度色彩抑制控制的校正区域的情况的一个例子；图10是流程图，示出了图1的图像拾取设备的色彩信号校正处理的操作概况；图11是框图的一个例子，示出了在背景技术的图像拾取设备中，用于进行色彩校正处理的主要单元的示意结构；图12是流程图，示出了图11的图像拾取设备的色彩信号校正处理的操作概况；以及图13A至13D是说明性视图，示意性地示出了图11的图像拾取设备的色彩校正处理的方式。
具体实施例方式
下面将参照附图描述根据本发明的图像拾取设备的实施例。然而，附图仅仅通过示例而作参考，并无限制本发明技术范围的意图。
图1是框图，示出了在图像拾取设备中，用于进行色彩信号校正处理的主要单元的示意结构，该示意结构配备了图像拾取透镜单元101、图像拾取装置102、S/H(采样和保持)电路103、AGC(自动纹理控制)电路104、A/D(模拟至数字)转换电路105、特定色彩信号提取电路106、WB(白平衡)控制量计算电路107、WB(白平衡)电路108、伽马校正电路109、信号处理电路110、亮度校正电路111、色差校正电路112、低色度色彩抑制电路113、图像拍摄模式选择电路120、特定色彩信号处理单元130等等。
图像拾取透镜单元101从目标物体接收光，并将这些光发送至图像拾取元件102。
多个将输入光转换为电信号的像素(例如，CCD(电荷耦合装置))排列在图像拾取装置102中，来自目标物体的光穿过图像拾取透镜单元101，并被各个像素转换为电信号，图像拾取装置102将模拟视频信号的电信号发送至S/H(采样和保持)电路103。
S/H电路103对从图像拾取元件102发送的模拟视频信号进行采样，并将采样后的值发送至AGC电路104，然后保持采样后的值直到A/D转换电路105的处理结束。当这个处理结束时，S/H电路103将下一采样后的值发送至AGC电路104。
AGC电路104对S/H电路103采样的模拟视频信号进行放大，并将放大后的模拟视频信号发送至A/D转换电路105。
A/D转换电路105将AGC电路104放大的模拟视频信号转换为数字视频信号R[红]、G[绿]和B[蓝]，并将该数字视频信号发送至特定色彩信号提取电路106和WB电路108。
基于来自下文中将要描述的图像拍摄模式选择电路120的图像拍摄模式信息，并根据来自特定色彩信号处理单元130的信号处理电路133的亮度信号Ys，特定色彩信号提取电路106从A/D转换电路105发送的数字视频信号R[红]、G[绿]和B[蓝]中，提取将经受色彩校正的特定色彩视频信号(下文中称之为特定色彩信号(Rs[红]、Gs[绿]和Bs[蓝]))，并将所提取的特定色彩信号发送至WB控制量计算电路107和特定色彩信号处理单元130的WB电路131。
如图2所示，当将要提取特定色彩视频信号时，特定色彩信号提取电路106改变色差平面图(由指示色差信号[R-G]的垂直轴和指示色差信号[B-G]的水平轴表示的二维坐标系)中的特定色彩提取范围，并进行特定色彩视频信号的检测。
WB(白平衡)控制量计算电路107基于来自图像拍摄模式选择电路120(将在下文中描述)的图像拍摄模式信息，来计算用于白平衡的控制量(下文中称之为白平衡控制量)，并将计算的白平衡控制量发送至WB电路108，所述白平衡控制量相应于来自特定色彩信号提取电路106的特定色彩信号(Rs[红]、Gs[绿]和Bs[蓝])和来自下文中将描述的特定色彩信号处理单元130的信号处理电路133的亮度信号Ys和色差信号[Bs-Ys]与[Rs-Ys]。
WB(白平衡)电路108根据WB控制量计算电路107所计算的白平衡控制量，来校正从A/D转换电路105发送的视频信号(R[红]、G[绿]和B[蓝])的白平衡，并将白平衡校正后的视频信号发送至伽马校正电路109。
伽马校正电路109校正从WB电路108发送的视频信号(R[红]、G[绿]和B[蓝])的灰度级，即，进行所谓的伽马校正，并将伽马校正后的视频信号发送至信号处理电路110。
信号处理电路110将从伽马校正电路109发送的视频信号(R[红]、G[绿]和B[蓝])转换为亮度信号Y和色差信号[B-Y]和[R-Y]。然后，信号处理电路110将转换后的亮度信号Y发送至亮度校正电路111，并将转换后的色差信号[B-Y]和[R-Y]发送至色差校正电路112。
亮度校正电路111基于来自图像拍摄模式选择电路120的图像拾取模式信息，来校正从信号处理电路110发送的亮度信号Y的亮度等级，并且将校正后的亮度信号Y″发送至下一级电路。
亮度校正电路111还计算特定色彩在所拍摄图像的整个视频信号(整个图像帧)中的比例，并根据所计算的比例来校正亮度信号Y中特定色彩的亮度等级。
在色差校正电路112中，设置色彩校正参数值，用于将经受根据图像拍摄模式而确定的色彩校正的特定色彩校正为诸如记忆色彩的预定色彩，色差校正电路112基于这些色彩校正参数值，进行将从信号处理电路110发送的色差信号[B-Y]和[R-Y]的特定色彩校正为预定色彩(如记忆中的色彩)的处理，并将校正后的特定色彩信号发送至低色度色彩抑制电路113。
另外，如下文所述，色差校正电路112可以根据在图像拍摄模式选择电路120中选择的图像拍摄模式信息，改变用于特定色彩的色彩校正的色彩校正参数值。例如，在设备能够从诸如存储卡的记录介质获得数据的情况下，色差校正电路112可以从记录介质(如存储卡)读取其它的色彩校正参数值，并将色彩校正参数值改变为其它的色彩校正参数值，在设备可连接至通信网络的情况下，色差校正电路112可以将色彩校正参数值改变为经由该通信网络获得的色彩校正参数值。
基于来自图像拍摄模式选择电路120(下面将描述)的图像拍摄模式信息，低色度色彩抑制电路113根据来自下文将描述的特定色彩信号处理单元130的信号处理电路133的色差信号[Bs-Ys]和[Rs-Ys]，进行低色度色彩抑制控制，并向下一级电路发送色差信号[B-Y]″和[R-Y]″，该色差信号[B-Y]″和[R-Y]″是通过校正从色差校正电路112发送的色差信号[B-Y]和[R-Y]当中，匹配以色差平面中的原点为中心的预定区域(下文中称之为WB区域)的色差信号[B-Y]和[R-Y]的增益量而获得的。
图像拍摄模式选择电路120具有多种图像拍摄模式，这些模式根据图像拍摄条件、场景等等(如海、夜景、肖像和风景)而事先设置，并且该图像拍摄模式选择电路120能够选择所希望的图像拍摄模式。
当选择一种图像拍摄模式时，图像拍摄模式选择电路120将相应于所选择的图像拍摄模式的图像拍摄模式信息发送至预定单元，如设备中的特定色彩信号提取电路106、WB控制量计算电路107、亮度校正电路111和低色度色彩抑制电路113。
图像拍摄模式信息包含这样的信息如，关于将经受根据图像拍摄模式而确定的色彩校正的特定色彩的信息，以及自动进行诸如聚焦和白平衡的各种设置所需的信息。
顺带提及，图像拍摄模式选择电路120可被改造为根据诸如环境亮度和光源状态的图像拍摄环境而自动选择适合的图像拍摄模式，并且也可被改造为在自动选择和手动选择之间实现切换。
另外，图像拍摄模式信息可被改变，例如，在设备能够从诸如存储卡的记录介质获得数据的情况下，图像拍摄模式选择电路120可以在读取记录在记录介质(如存储卡)上的其它图像拍摄模式信息之后改变它，以及在设备可连接至通信网络的情况下，图像拍摄模式选择电路120可以将其改变为经由该通信网络获得的图像拍摄模式信息，从而，图像拍摄模式信息可被改变为提供相应于每个用户的品味的色彩或色调的图像拍摄模式信息，或者也可以针对每个用户而定制。
特定色彩信号处理单元130由以下部分组成WB(白平衡)电路131、伽马校正电路132和信号处理电路133等。
特定色彩信号处理单元130的WB电路131校正由特定色彩信号提取电路106提取的特定色彩信号(Rs[红]、Gs[绿]和Bs[蓝])的白平衡，并将其发送至伽马校正电路132。
特定色彩信号处理单元130的伽马校正电路132校正从WB电路131发送的特定色彩信号(Rs[红]、Gs[绿]和Bs[蓝])的灰度级，即，进行所谓的伽马校正，并将伽马校正后的视频信号发送至信号处理电路133。
特定色彩信号处理单元130的信号处理电路133将由伽马校正电路132进行伽马校正的特定色彩信号(Rs[红]、Gs[绿]和Bs[蓝])转换为亮度信号Ys和色差信号[Bs-Ys]和[Rs-Ys]，并将转换后的亮度信号Ys发送至特定色彩信号提取电路106和WB控制量计算电路107，还将转换后的色差信号[Bs-Ys]和[Rs-Ys]发送至WB控制量计算电路107和低色度色彩抑制电路113。
将在下文中描述具有上述结构的图像拾取设备100的色彩校正处理的概况。
图3A至3C示出了色彩校正处理的方式，区域10a、10b和10c分别代表色差平面图(由指示色差信号[R-Y]的垂直轴和指示色差信号[B-Y]的水平轴表示的二维坐标系)中存在特定色彩A、B和C的区域。顺带提及，这个色差平面图基于设备的白平衡校正功能为ON(开通)的状态。
例如，在图3A的色差平面图中，如果相应于位置a的色彩的色差信号将被色彩校正为特定色彩A，由一条直线来连接区域10a的中心位置和位置a，以找到与区域10a的最外围相交的位置a1，并且计算相应于从位置a至位置a1的距离的校正量，并基于所计算的校正量来校正色差信号。
然而，如果基于这个校正量来进行特定色彩的色彩校正处理，将会影响色差平面图的其它象限中的色彩。
例如，将影响相应于图3A中的右上、右下和左下象限、或图3B中的右上、左上和左下象限、或图3C中的右上、右下和左上象限的色彩的视频信号，从而将改变整个图像的色彩。
具体地说，如图4A所示，如果将位置a校正为可获得特定色彩A的位置a1，则存在于其它象限中的色彩的位置(色差信号)被移动相同的距离，如图4B所示，这个移动的后果相当于色差平面图的原点偏离了从位置a至位置a1的距离的状态。
即，色差平面图的原点偏离的事实是视频信号的白平衡被偏离，因此整个图像的色彩起了很大程度的变化。
因此，进行低色度色彩抑制处理，以仅仅校正相应于上述WB区域的色差信号[B-Y]和[R-Y]的增益量，即仅仅校正色差平面上影响白平衡的预定区域(以校正白平衡的偏离)，由此消除对整个图像的色彩的影响。
图5A和5B以示意形式示出了低色度色彩抑制处理。如图5A所示，计算视频信号中相应于WB区域的色差信号的增益量，以便使由于特定色彩的校正而偏离的WB区域20A(虚线)被校正为色差校正电路112进行校正之前的状态，即，被校正为WB区域20(实线)，并且如图5B所示，基于所计算的增益量仅校正相应于WB区域20的视频信号，从而，白平衡的偏离随同正被校正的特定色彩一起被校正。
将在下文参照图6A和6B来描述由WB控制量计算电路计算的白平衡控制量。
图6A示意地表现了将相应于坐标[B1-G，R1-G]，即位置a1的色彩的视频信号色彩校正为区域10a的特定色彩A的方式，其中，区域10a是色差平面图(由指示色差信号[R-G]的垂直轴和指示色差信号[B-G]的水平轴表示的二维坐标系)中以点Ca位置为中心的区域。
顺带提及，图6A的色差平面图基于设备的白平衡校正功能为ON的状态，将被校正的色彩的视频信号的位置a1是相应于白平衡校正功能进行预定白平衡的状态的位置，这个位置从位置a0(坐标[B0-G，R0-G])偏离，位置a0相应于白平衡校正功能根本没有进行白平衡校正的状态。
首先，为了找出色差平面上的校正位置，用一条直线连接相应于图像拍摄模式信息的特定色彩A的区域10a的中心位置Ca和将被校正的色彩的视频信号的位置a1，并计算该直线与区域10a的最外围相交的位置a2的坐标[B2-G，R2-G]。
值得注意的是，通过将位置a1色彩校正为直线与区域10a的最外围相交的位置a2的坐标[B2-G，R2-G]，而不是将位置a1色彩校正为特定色彩A的区域10a的中心位置Ca，限制了将被校正的色彩与其它色彩之间的色调的急剧变化。
如果fr和fb代表将位置a1校正为位置a2所需的校正量，位置a1与位置a2之间的关系由如下公式1表示。
fr·(R1-G)＝R2-Gfb·(B1-G)＝B2-G另外，如果图6A的色差平面图由比率平面图(由指示色差信号[R-G]的垂直轴和指示色差信号[B-G]的水平轴表示的二维坐标系)来表示，则位置a0、a1和a2之间的关系如图6B所示。
在如图6B所示的比率平面图中，如果hr和hb代表将位置a1校正为位置a2所需的校正量，则位置a1与位置a2之间的关系由如下公式2表示。
hr×R1G=R2G---···hr·R1=R2]]>hb×B1G=B2G---···hb·B1=B2]]>基于上述公式1和公式2的校正量hr和hb能够由下面的公式3表示。
hr=R2R1=fr·(R1-G)+GR1]]>hb=B2B1=fb·(B1-G)+GB1]]>如果开通白平衡校正功能，则将相应于根本没有进行白平衡校正的状态的位置a0的视频信号校正为图6B的比率平面图中在位置a1(坐标[B1-G，R1-G])的视频信号。如果gr和gb代表此时所需的校正量，位置a0与位置a1之间的关系由如下公式4表示。
gr×R0G=R1G---···gr·R0=R1]]>gb×B0G=B1G---···gb·B0=B1]]>然后，由上述的公式2和公式4推出下面的公式5。
hr·gr·R0＝R2hb·gb·B0＝B2在公式5中，“hr·gr”和“hb·gb”是将位置a0校正为位置a2所需的控制量，如果这些各个控制量被设置作为白平衡控制量gr′和gb′，并且用公式3的校正量hr和hb来分别代替“hr”和“hb”，则白平衡控制量gr′和gb′可以由如下公式6来表示。
gr′＝hr·gr=fr·(R1-G)+GR1·gr]]>
gb′＝hb·gb=fb·(B1-G)+GB1·gb]]>顺带提及，校正量gr和gb是用于将位置a0校正为位置a1的自动白平衡的校正量，即，是由设备的白平衡校正功能自动设置的校正量。
WB控制量计算电路107基于公式6来计算白平衡控制量gr′和gb′，并将该白平衡控制量gr′和gb′发送至WB电路108。WB电路108根据该白平衡控制量gr′和gb′来校正视频信号的白平衡，以使特定色彩变为最优色彩。
现在，下文将描述低色度色彩抑制电路的操作。
如上所述，色差校正电路112基于色差校正电路112中设置的色彩校正参数值，执行将发送的色差信号[B-Y]和[R-Y]的特定色彩校正为预定色彩的处理，但是，除了视频信号的该特定色彩之外的色彩由于这个校正处理而被改变；换句话说，它们在色差平面上的位置被偏离了。
即，白平衡也被偏离了，并且整个图像的色彩被改变了(参照图5A)。由于这个原因，进行所谓的低色度色彩抑制处理，该处理计算色差信号[B-Y]和[R-Y]当中相应于WB区域的色差信号[B-Y]和[R-Y]的增益量，并根据所计算的增益量来校正相应于WB区域的色差信号[B-Y]和[R-Y](参照图5B)。
首先，低色度色彩抑制处理找出色差平面图的原点和相应于WB区域的色差信号[B-Y]和[R-Y]之间的直接距离，以计算相应于WB区域的色差信号[B-Y]和[R-Y]的增益量。
如图7所示，如果“b-y”表示色差平面图中在色差[B-Y]方向上距离原点的距离，“r-y”表示在色差[R-Y]方向上距离原点的距离，则通过下面的公式7来计算原点与相应于WB区域的色差信号[B-Y]和[R-Y]之间的直接距离“s”(下文中被称为距离s)。
s=(b-y)2+(r-y)2]]>然后，基于所计算的距离s，由下面的公式8来计算相应于WB区域的色差信号[B-Y]和[R-Y]的增益量。
gain(s，γ)＝sγ在公式8中，基准s是距离原点的直接距离，γ是收敛系数，以及Gain(s，γ)是增益量(校正的量)。
顺带提及，收敛系数γ是通过评估各种图像的色彩而得到的系数值，并事先存储在设备中，当计算用于使得收敛到色差平面上的预定色彩(相应于某位置)的增益量时，被用作将被使用的系数值。
图8是归一化图，其中，基于公式7和公式8，距离原点的直接距离s(下文中称为距离s)进行转换系数γ次乘方而与增益量Gain(s，γ)相关联，根据收敛系数γ的值，将图分为“0＜γ＜1”、“γ＝1”和“γ＞1”。
当将计算增益量时，基于图8由公式7求出距离s，根据距离s来选择收敛系数γ，根据这个收敛系数γ和由公式7求出的距离s来计算相应于WB区域的色差信号[B-Y]和[R-Y]的增益量Gain(s，γ)。
顺带提及，在色差平面上WB区域20的形状为圆形或椭圆形的情况下，计算量变大。因此，如图9所示，事先求出将用作基准的预定圆(下文称为基准圆)变形为矩形的变形率，利用变形为矩形的WB区域20的形状来计算距离s和增益量Gain(s，γ)，并根据该变形率来校正计算的距离s和增益量Gain(s，γ)的值，从而能够减少计算量并增加处理速度。
然后，基于下面的公式9，计算的增益量Gain(s，γ)乘以从色差校正电路112发送的色差信号[B-Y]和色差信号[R-Y]，从而校正(收敛)相应于WB区域的色差信号的增益量。
[B-Y]″＝gain(s，γ)·[B-Y][R-Y]″＝gain(s，γ)·[R-Y]以这种方式，可以仅仅校正相应于以色差平面的原点为中心的预定区域的色彩，从而可以校正由于特定色彩的校正而偏离的白平衡。
将在下面通过参照图10的流程图来描述具有上述结构的图像拾取设备100中的色彩校正处理的操作处理。
首先，在步骤ST100，当摄像机使用者经由图像拍摄模式选择电路120选择所希望的图像拍摄模式时，或根据图像拍摄环境自动选择图像拍摄模式时，将相应于所选择的图像拍摄模式的图像拍摄模式信息发送至设备的各个单元，如特定色彩信号提取电路106、WB控制量计算电路107、亮度校正电路111、和低色度色彩抑制电路113，并可以自动进行诸如聚焦和白平衡的各种类型的设置。
然后，当图像拍摄开始时，图像拾取装置102将经由图像拾取透镜单元101输入的来自目标物体的光转换为电信号，通过S/H电路103和AGC电路104由A/D转换电路105将该电信号转换为数字视频信号(R[红]、G[绿]和B[蓝])。将该数字视频信号(R[红]、G[绿]和B[蓝])发送至特定色彩信号提取电路106和WB电路108。
在步骤ST110，特定色彩信号提取电路106基于图像拍摄模式选择电路120所选择的图像拍摄模式信息，从A/D转换电路105发送的视频信号(R[红]、G[绿]和B[蓝])中提取特定色彩信号(Rs[红]、Gs[绿]和Bs[蓝])，并将特定色彩信号(Rs[红]、Gs[绿]和Bs[蓝])发送至WB控制量计算电路107和特定色彩信号处理单元130。
将首先在下面描述视频信号(R[红]、G[绿]和B[蓝])的处理流程(图10的虚线[1])。
在步骤ST120，WB控制量计算电路107计算相应于来自特定色彩信号处理单元130的信号处理电路133的亮度信号Ys和色差信号[Bs-Ys]与[Rs-Ys]的白平衡控制量，并将该白平衡控制量发送至WB电路108。
在步骤ST121，WB电路108确定从A/D转换电路105发送的视频信号(R[红]、G[绿]和B[蓝])的色温，并基于WB控制量计算电路107所计算的用于白平衡的控制量，来校正视频信号(R[红]、G[绿]和B[蓝])的白平衡，将经过白平衡校正的视频信号(R[红]、G[绿]和B[蓝])发送至伽马校正电路109。
在步骤ST122，伽马校正电路109对经过白平衡校正的视频信号(R[红]、G[绿]和B[蓝])的灰度级进行校正(伽马校正)，并将经过伽马校正的视频信号(R[红]、G[绿]和B[蓝])发送至信号处理电路110。
在步骤ST123，信号处理电路110将经过伽马校正的视频信号(R[红]、G[绿]和B[蓝])转换为亮度信号Y和色差信号[B-Y]与色差信号[R-Y]，并将转换后的亮度信号Y发送至亮度校正电路111，并将转换后的色差信号[B-Y]和转换后的色差信号[R-Y]发送至色差校正电路112。
在步骤ST124，色差校正电路112基于设置在其自身内的色彩校正参数值，将从信号处理电路110发送的色差信号[B-Y]和[R-Y]的特定色彩校正为预定色彩，并将经过色彩校正的色差信号[B-Y]和[R-Y]发送至低色度色彩抑制电路113。
下面将描述特定色彩信号处理单元130进行的特定色彩信号(Rs[红]、Gs[绿]和Bs[蓝])的处理流程(图10的虚线[2])。
首先，在步骤ST130，特定色彩信号处理单元130的WB电路131确定由特定色彩信号提取电路106提取的特定色彩信号(Rs[红]、Gs[绿]和Bs[蓝])的色温，并校正特定色彩信号(Rs[红]、Gs[绿]和Bs[蓝])的白平衡，并将校正白平衡的特定色彩信号(Rs[红]、Gs[绿]和Bs[蓝])发送至伽马校正电路132。
然后，在步骤ST131，特定色彩信号处理单元130的伽马校正电路132校正经过白平衡校正的特定色彩信号(Rs[红]、Gs[绿]和Bs[蓝])的灰度级(伽马校正)，并将经伽马校正的特定色彩信号(Rs[红]、Gs[绿]和Bs[蓝])发送至特定色彩信号处理单元130的信号处理电路133。
然后，在步骤ST132，特定色彩信号处理单元130的信号处理电路133将经伽马校正的特定色彩信号(Rs[红]、Gs[绿]和Bs[蓝])转换为亮度信号Ys和色差信号[Bs-Ys]与[Rs-Ys]，并将亮度信号Ys发送至特定色彩信号提取电路106和WB控制量计算电路107，也将色差信号[Bs-Ys]与色差信号[Rs-Ys]发送至WB控制量计算电路107和低色度色彩抑制电路113。
紧随上述的视频信号(R[红]、G[绿]和B[蓝])和特定色彩信号(Rs[红]、Gs[绿]和Bs[蓝])的处理，进行由亮度校正电路111和低色度色彩抑制电路113进行的处理。
在步骤ST140和步骤ST150，亮度校正电路111基于图像拍摄模式选择电路120所选择的图像拍摄模式信息，来校正从信号处理电路110发送的亮度信号Y的亮度等级，并将经亮度校正的亮度信号Y″输出至下一级电路。
同时，在步骤ST140和步骤ST150，低色度色彩抑制电路113基于图像拍摄模式选择电路120所选择的图像拍摄模式信息，根据从特定色彩信号处理单元130的信号处理电路133发送的色差信号[Bs-Ys]与色差信号[Rs-Ys]，进行低色度色彩抑制控制，并校正从色差校正电路112发送的色差信号[B-Y]和色差信号[R-Y]当中，相应于WB区域的色差信号[B-Y]和[R-Y]的增益量，并将校正白平衡的偏离后的色差信号[B-Y]″和[R-Y]″发送至下一级电路。
以这种方式，基于图像拍摄模式选择电路120所选择的图像拍摄模式信息，由色差校正电路112来校正特定色彩，由低色度色彩抑制电路113仅仅校正相应于WB区域的色差信号[B-Y]和[R-Y]，从而，校正了特定色彩并输出校正了由于色彩校正处理而偏离的白平衡的视频信号。
本申请要求优先权，其根据为2003年9月10日提交日本特许厅的日本优先权文件第2003-318192号，此处被引入作为参考。
权利要求
1.一种图像拾取设备，包括图像拍摄模式选择部件，用于选择图像拍摄模式信息，该信息包含关于根据预定的图像拍摄条件而确定的特定色彩的信息；特定色彩信号提取部件，用于基于所述图像拍摄模式选择部件所选择的图像拍摄模式信息，从输入视频信号中提取所述特定色彩的视频信号；白平衡控制量计算部件，用于基于所述特定色彩信号提取部件所提取的特定色彩的视频信号，计算用于控制所述输入视频信号的白平衡的控制量；白平衡校正部件，用于根据所述白平衡控制量计算部件所计算的控制量来校正所述输入视频信号的白平衡；色彩校正部件，用于基于被设置用来校正所述特定色彩的视频信号的色彩校正参数值，将由白平衡校正部件校正的视频信号的特定色彩校正为预定色彩；以及低色度色彩抑制处理部件，用于校正所述色彩校正部件所校正的视频信号中，相应于以色差平面的原点为中心的预定区域的视频信号的增益量。
2.如权利要求1所述的图像拾取设备，其中，当所述色彩校正部件将所述视频信号的特定色彩校正为所述预定色彩时，所述色彩校正部件将所述特定色彩校正为相应于指示所述预定色彩的区域的最外围与下述直线的交叉点位置的色彩，所述直线连接色差平面中指示相应特定色彩的位置和指示所述预定色彩的区域的中心位置。
3，如权利要求1所述的图像拾取设备，其中，所述色彩校正部件具有改变所述色彩校正参数值的功能。
4.如权利要求1所述的图像拾取设备，其中，所述图像拍摄模式选择部件具有根据图像拍摄环境而自动选择所述图像拍摄模式信息的功能。
5.一种图像拾取设备，包括图像拍摄模式选择部件，用于选择希望的图像拍摄模式信息，该信息包含关于根据预定的图像拍摄条件而确定的特定色彩的信息；特定色彩信号提取部件，用于基于所述图像拍摄模式选择部件所选择的图像拍摄模式信息，从输入视频信号中提取所述特定色彩的视频信号；白平衡控制量计算部件，用于基于所述特定色彩信号提取部件所提取的特定色彩的视频信号，计算用于控制输入视频信号的白平衡的控制量；白平衡校正部件，用于根据所述白平衡控制量计算部件所计算的控制量来校正输入视频信号的白平衡；色彩校正部件，用于基于被设置用来校正特定色彩的视频信号的色彩校正参数值，将由所述白平衡校正部件校正的视频信号的特定色彩校正为预定色彩；低色度色彩抑制处理部件，用于校正所述色彩校正部件所校正的视频信号中，相应于以色差平面的原点为中心的预定区域的视频信号的增益量；以及亮度校正部件，用于基于所述图像拍摄模式选择部件所选择的图像拍摄模式信息，校正所述视频信号的亮度等级。
6.如权利要求5所述的图像拾取设备，其中，所述亮度校正部件具有计算所述特定色彩的视频信号在视频信号中的比例，并根据所计算的比例来校正所述特定色彩的视频信号的亮度等级的功能。
7.如权利要求5所述的图像拾取设备，其中，当所述色彩校正部件将所述视频信号的特定色彩校正为所述预定色彩时，所述色彩校正部件将所述特定色彩校正为相应于指示所述预定色彩的区域的最外围与下述直线的交叉点位置的色彩，所述直线连接色差平面中指示相应特定色彩的位置和指示所述预定色彩的区域的中心位置。
8.如权利要求5所述的图像拾取设备，其中，所述色彩校正部件具有改变所述色彩校正参数值的功能。
9.如权利要求5所述的图像拾取设备，其中，所述图像拍摄模式选择部件具有根据图像拍摄环境而自动选择所述图像拍摄模式信息的功能。
全文摘要
在图像拾取设备中，基于选择的图像拍摄模式信息而从输入视频信号中提取特定色彩信号，白平衡控制量计算部件基于所提取的特定色彩的视频信号而计算控制量，白平衡校正部件根据该控制量而校正视频信号的白平衡，然后，色彩校正部件基于事先设置的色彩校正参数值而校正视频信号中的特定色彩信号。随后，低色度色彩抑制处理部件校正色彩校正部件所校正的视频信号当中相应于以色差平面的原点为中心的预定区域的视频信号的增益量，从而校正视频信号中的特定色彩，并校正由于特定色彩的校正而偏离的白平衡。
文档编号G06T1/00GK1595969SQ20041007707
公开日2005年3月16日 申请日期2004年9月10日 优先权日2003年9月10日
发明者中林清隆, 小山隆浩 申请人:索尼株式会社