成像装置和成像装置中的成像结果处理方法

专利名称：成像装置和成像装置中的成像结果处理方法
技术领域：
本发明涉及一种成像装置和成像装置中的成像结果处理方法， 并能够应用在例如电子照相才几中。本发明4吏用三维查找表，并通过 使用三维查找表校正成像结果，从而能够简单、灵活地校正图像质 量，有效地避免了图〗象质量的劣化。
背景技术：
传统上，已经提供了一种电子照相机，根据色彩模式的选择， 允许对图像质量进行各种设置，因此，能够广泛地适应各种成像环 境、用户偏好等。具体来说，在这种类型的电子照相4几中，通过成像元件获得的 图像数据经历自动白平衡调节、灰度校正、和色度校正，随后以与 DCF (傳4几文件系统的i殳计^见则)兼容的格式记录在作为记录介质的存储卡中。在根据色彩模式选择进行图像质量的设置中，可切换 灰度校正和色度校正的设置。灰度校正是指使用非线性功能来校正红、绿、和蓝(RGB)所 定义的图像数据的灰度。在灰度校正中，举例来说，对图像质量的 亮度感和对比度感进行操作，从而使成像结果的对比度接近成像目 标的实际才羊子的乂于比度。在例如日本7>开专利第2004-104464号中， 已经提出了关于校正的各种配置。当根据色彩模式设置图像质量 时，在灰度校正中改变定义非线性功能的参数。与之相反，色度校正是指基于RGB的图像数据转换成基于亮 度信号和色差信号的图像数据、然后基于亮度信号和色差信号的图 像数据在由色差信号定义的色差平面上被线性转换的处理。色度校 正被应用于色调调节和色度调节，其中，增加色度以提供令人印象 深刻的图像质量，或者降低色度以防止灰度误差。当根据色彩模式 设置图像质量时，在色度校正中改变定义线性转换处理的参数。因此，在电子照相才几中，根据成^f象环境和用户偏好，预备并记 录了多种类型的与灰度校正和色度校正相关的两组参数。成像时色 彩模式的选择决定了相关参数的设置。但是，通过灰度校正和色度校正调节图像质量的处理在实际使 用中存在不足。具体而言，当如上所述通过在色差平面上进行线性转换实施色 度校正时，亮度也发生改变，这导致图像质量下降。这个问题是由 于伴随着相应明度增加的色度增加引起的。更具体地说，尽管色差 信号电平的改变不会引起亮度信号的改变，但是在作为接近人类感知的色彩系统的1^*3*1)*色彩系统中，色差信号的这种电平改变会导致明度(lightness) 1^*的改变。当通过色度校正增加了色差信号的增益时，明度乙*在具有高色度和低明度的区域中增力0,破坏了成像结果的三维景像。作为一种解决这个问题的方法，通过由红、绿和蓝信号组成的图像数据的3x3矩阵运算来进行色度校正是可行的一种方法。但 是，这种方法也不能完全防止明度的改变。另外，存在另外一个问题，即，灰度校正和色度校正是用于转 换整个色空间的处理，因此只调节色空间的限定区域存在难度。因 此，不能够灵活校正图像质量。例如，红色区域的色调调节导致了 不自然的皮肤颜色，黄色区的色调操作会影响绿色区。结果，对各 代表色的调节操作互相影响，因而没法对所有代表色彩都进行适度 的调节。此外，还存在一个问题，即，尽管色空间包括容易饱和的色彩 和具有饱和下降趋势的色彩，但是灰度校正和色度校正不能够提供 考虑到这些对立色彩的存在的处理，因此，很容易由于色彩饱和度 引起图像质量的劣化。作为解决上述问题(该问题与灵活性有关)的一种方法，已经 提出了这样一种方法，其中，将即将在色度校正中使用的色空间划 分为多个区域，然后在分别划分的区域中执行处理。但是，即使通 过这种方法，实际上也无法防止诸如红色和皮肤色、及黄色和绿色 等具有类似色调的色彩之间的相互影响。因此，这些问题不仅出现在当基于色彩模式调节图像质量的时 候，也必然出现在当在电子照相机中执行诸如y校正和色度校正的 灰度校正的时候。作为 一并解决这些问题的方法，存在一种将成像结果作为文件 记录并存储、并将其下载至计算机、随后接受编辑处理的方法。但是，这种方法强迫用户进行繁瑣的操作，因此，不是所有用户都能 容易地使用这种方法。发明内容考虑到上述问题，作出本发明，其目的是提供一种成像装置和 成像装置中的成像结果处理方法，能够容易、灵活地校正图像质量， 同时有效地避免图 <象质量的劣化。为了解决上述问题，根据本发明的第一实施例，提供了一种成像装置，包括成像元件，用于输出在成像平面上形成的光学图像 的成像结果；透镜，用于在成像平面上形成光学图像；图像处理器， 用于通过使用三维查找表(3D-LUT)对成像结果进行色彩调节； 以及记录器，用于将通过图像处理器处理的成像结果记录在记录介 质中。根据本发明的第二实施例，提供了 一种成像装置中的成像结果 处理方法。该方法包括通过〗吏用三维查找表，对成4象元件获得的成 像结果进行色彩调节。根据第一实施例，只有明度或色度能够进行校正，这使得色度 能够在防止明度改变的情况下得到^^正。此外，能够最佳地调节所 有代表色彩，使得对于各个代表色彩的调节操作彼此没有影响。另 外，不需要使用计算机等，就能校正图像质量。这些优势允许容易、 灵活地才交正图像质量，乂人而有效地防止图像质量的劣化。因此，第二实施例能够提供一种能够容易、灵活地校正图像质 量、从而有效地防止图像质量劣化的成像装置中的成像结果处理方 法。根据本发明的这些实施例，能够容易、灵活地校正图像质量， 从而有效地防止其劣4b。


图1示出了根据本发明第一实施例的电子照相机的3D-LUT模 块的方框图；图2示出了根据第一实施例的电子照相机的透视图；图3是示出图2的电子照相机中的菜单屏幕的平面图；图4示出了根据第一实施例的电子照相机的方框图；图5是用于说明图2的电子照相机中的图^f象质量4交正的示意图；图6是用于说明图1的3D-LUT模块的格点的示意图；图7是示出图6的格点之间的关系、基准格点、及偏移量的示 意图；图8是示出图6的格点和输入数据之间的关系的示意图；图9是示出用于建立针对图1的3D-LUT模块的校正数据的分 析处理的流程图；图IO是示出用于建立针对图1的3D-LUT模块的校正数据的 转才灸处理的流考呈图；图11示出了根据本发明第二实施例的电子照相机的菜单屏幕 的平面图；图12是示出与图11的菜单屏幕相关的一系列处理步骤的流程13示出了根据本发明第三实施例的电子照相机的方框图；图14是用于说明图13的电子照相机的操作的特征曲线图；图15示出了根据本发明第四实施例的电子照相机的方框图；图16是用于i兌明图15的电子照相冲几的才乘作的特4正曲线图；图17示出了才艮据本发明第六实施例的电子照相才几的方框图；图18示出了根据本发明第七实施例的电子照相机的方框图；图19示出了应用于才艮据本发明第九实施例的电子照相才几的 3D-LUT模块的方框图；图20示出了应用于才艮据本发明第十实施例的电子照相才几的 3D-LUT模块的方框图；图21是用于说明根据本发明第十二实施例的电子照相机的操 作的示意图；图22是用于说明当在记录介质中记录由色彩信号定义的图像 数据时的电子照相机的操作的示意图；图23示出了应用于4艮据本发明第十四实施例的电子照相才几的 3D-LUT模块的方框图；图24是示出在图23的3D-LUT模块中用于色差信号的输入侧 3D-LUT的特性的特4正曲线图；图25是示出在图23的3D-LUT模块中用于色差信号的输出侧 3D-LUT的特性的特4正曲线图；图26是示出在图23的3D-LUT模块中用于亮度信号的输入侧 3D-LUT的特性的特4正曲线图；图27是示出在图23的3D-LUT模块中用于亮度信号的输出侧 3D-LUT的特性的特^L曲线图；图28示出了 3D-LUT模块应用于根据本发明第十五实施例的 电子照相才几的方冲匡图；图29示出了 3D-LUT模块应用于根据本发明第十七实施例的 电子照相才几的方才匡图；图30示出了 3D-LUT模块应用于根据本发明第十八实施例的 电子照相才几的方冲匡图；图31是示出在1^*3*1)*色空间中创建校正数据的分析处理的流程图；图32是示出在1^&*13*色空间中创建校正数据的转换处理的流 程图；图33是示出在CIECAM02 Jab色空间中创建校正数据的分析 处理的流禾呈图；以及图34是示出在CIECAM02 Jab色空间中创建校正数据的转换 处理的流^i图。
具体实施方式
下面，将参照附图，详细描述本发明的实施例。l.实施例的构成图2示出了根据本发明第一实施例的电子照相机的透视图。电 子照相机1形成为矩形薄板形，并且在其前表面具有透镜等。另外， 电子照相机1在其在附图中示出的背面具有液晶显示器2，用来监 控成^f象结果。在液晶显示器2的显示屏幕上i殳置有触^莫屏3。 乂人而， 通过触摸屏3的操作，能够选择在液晶显示器2上显示的菜单中的 选项。电子照相一几1在其背面还具有能够纟皮压按的旋转:操作元件4 和用于选4斧方向并进4亍确《人的梯:作元4牛5。此外，电子照相冲几l在 其侧面具有滑动开关6。这些操作元件4 ~ 6的操作同样允许接受诸 如菜单选择的操作。图3示出了相应于触摸屏3及操作单元4-6的操作选择色彩 模式的菜单显示的平面图。色彩模式是根据成像环境和用户偏好的 图像质量4交正才莫式。电子照相4几1显示的菜单包括以下项目图傳_ 质量校正模式(色彩模式)、ISO灵敏度、闪光、和分辨率。从菜单 中选择项目进入相应子菜单的显示。图3示出的是选择图像质量校 正模式的选项的情况。显示的子菜单包括作为色彩模式的人像 (portrait )、 Vivid (电灯)、Vivid (阴天)、Vivid (晴天)、和电影 效果(filmlike)。在电子照相机1中，通过从包含这些色彩模式的 子菜单中进行选择，可以选择期望的色彩模式。因此，能够生成用 户界面，从而与只通过4吏用白平纟軒调节等4交正图4象质量相比，能够 更细致地调节图像质量。图4示出了才艮据本发明第一实施例的电子照相才几的方框图。在 电子照相机1中，成像元件12设置有例如原色系的滤色片，并输 出通过透镜(未示出)在成像平面上形成的光学图像的成像结果。 电子照相才几1对来自成像元件12的输出信号才丸4亍相关双重采样和 其他处理，随后对结果信号进行模拟/数字转换，从而生成由原色色彩信号定义的图像数据。图像数据输入到解马赛克(demosaic)处 理器13中。解马赛克处理器13对该图像数据执行插值处理(interpolation processing),从而相应于成像元件12中设置的滤色片校正成像结果 的空间相位，并输出结果图^f象数据。线性矩阵部14对乂人解马赛克 处理器13输出的图像数据执行运算处理，从而增加图像数据的色 彩纯度，并输出结果图像数据。自动白平衡调节器(AWB) 15对 来自线性矩阵部14的输出数据进行自动白平衡调节，并输出结果 数据。伽马校正器(Y校正器)16对来自自动白平衡调节器15的 输出数据执行伽马才交正，并输出4交正后的凄t据。YCC转换器17通过根据等式1的运算处理，将从伽马校正器 16输出的由原色色彩信号组成的图像数据(Rl、 Gl、 Bl)转换成 由亮度信号和色差信号定义的图像数据(Yl、 Cbl、 Crl)。[等式l]<formula>formula see original document page 12</formula>色差矩阵18对基于亮度信号和色差信号的图像数椐(Yl、Cbl、 Crl )中由色差信号定义的图像数据(Cbl、 Crl )进行等式2的矩 阵运算处理。从而，色差矩阵18执行色度校正处理，并输出处理 得到的图像数据(Cb2、 Cr2)。在等式2中，Rll、 R12、 R21、及 R22为色度校正处理的转换因子。[等式2]<formula>formula see original document page 13</formula>三维查找表模块(3D-LUT模块)19校正从色差矩阵18输出 的由色差信号组成的图像数据(Cb2、 Cr2 )和从YCC转换器17输 出的由亮度信号定义的图像数据Yl，并输出经过校正的数据。图 像记录器20将从3D-LUT模块19输出的图像数据D3记录在诸如 存储卡的记录介质中。因此，输入3D-LUT模块19的图像数据(Y2 、 Cb2、 Cr2)的亮度信号Y2通过等式3表示。[等式3]r2 = n .…"(3)液晶显示器2根据从3D-LUT模块19输出的图像数据显示图 像，用于监控。控制器21为控制整个电子照相机1的操作的单元，并执行记 录在存储器22中的处理程序，从而相应于触摸屏3和各种操作元 件4~6的操作来切换整个操作。在这一系列处理中，当用户选择 色彩模式时，控制器21根据这个色彩模式的选择，设置记录在 3D-LUT模块19的存储器22中的用于校正的数据(下文中，称作 校正数据)。存储器22存储将通过控制器21执行的处理程序和相 应于电子照相机1中包含的色彩模式的多种校正数据。当在 3D-LUT模块19中设置校正数据时，液晶显示器2上的显示被切 换，从而通知用户设置完成。在本实施例中，通过预安装，在照相 机1中提供与3D-LUT模块19相关的处理程序。或者，可以通过 乂人诸如互联网的网络下载来才是供程序，或可以在将程序记录在诸如 光盘、磁盘、或存储卡的记录介质中之后，提供该程序。图1示出了 3D-LUT模块19和相关配置的方框图。3D-LUT 模块19通过使用如图5所示的校正向量来在色空间中校正输入的 图像数据(Y2、 Cb2、 Cr2)，并输出具有目标值的图像数据D3。在 3D-LUT模块19中，如图6所示，以矩阵形式排列的格点被设置 在由输入的图像数据(Y2、 Cb2、 Cr2)定义的色空间中。在控制器 21的控制下，依赖于所选择的色彩模式来设置格点的校正向量。如 图7和8所示，3D-LUT模块19根据针对位于输入图像数据(Y2、 Cb2、 Cr2)采样点周围的八个格点所设置的校正向量，建立用于所 输入图像数据(Y2、 Cb2、 Cr2)的采样值的校正向量。随后，3D-LUT 模块19通过使用建立的校正向量，校正输入图像数据(Y2、 Cb2、 Cr2)的采样值。在本实施例中，将环绕在输入图像数据(Y2、 Cb2、 Cr2 )的采样点周围的八个格点中具有最小采样值的格点定义为基 准格点gl。在3D-LUT模块19中，区域确定器31对输入数据(Y2、 Cb2、 Cr2)的采样值进行确定，从而检测出所输入图像数据的基准格点 gl (图7)。另外，区域确定器31根据用于所输入图像数据(Y2、 Cb2、 Cr2)的采样值的基准格点gl,检测出偏移量p。偏移量p为 输入图像数据(Y2、 Cb2、 Cr2)的采样值和基准格点gl之间的偏 差。具体而言，在本实施例中，在由m位的输入图像数据(Y2、 Cb2、 Cr2)定义的色空间中，以2"+l (n<m)个格点均匀分布在 每个轴上的方式i殳置格点。如等式4和5所示，区;t或确定器31冲艮 据输入图像数据(Y2、 Cb2、 Cr2)的n个最高有效位来检测基准格 点gl，并根据输入图像数据(Y2、 Cb2、 Cr2)的m-n个最低有 凌文位4企测偏移量p。[等式4]<formula>formula see original document page 15</formula>[等式5]<formula>formula see original document page 15</formula>基于区域检测器31检测出的基准格点gl的信息，地址解码器 32依次生成并输出用于存取与位于输入图像数据(Y2、 Cb2、 Cr2) 周围的八个格点相关的校正数据所需的地址。这些格点记录在三维 查找表(3D-LUT ) 33中。当基准格点gl的坐标为(x, y, z)时， 通过等式6表示这八个格点gl ~ g8的坐标。[等式6]<formula>formula see original document page 15</formula> ......《6)3D-LUT 33根据从地址解码器32输出的地址数据，依次输出 针对位于输入图像数据(Y2、 Cb2、 Cr2)周围的八个格点设置的校 正向量Gl ~G8。插值因子计算器34通过使用由区域确定器31检测的偏移量p 来执行等式7的运算处理，从而根据针对环绕在输入图像数据(Y2、 Cb2、 Cr2)周围的八个格点设置的校正向量Gl G8，计算用于建立针对输入图像数据(Y2、 Cb2、 Cr2)的校正数据的插值因子k-(kx、 ky、 kz)。需要注意，等式7中的n为上述等式5中的m - n。[等式7]……(7)插值运算单元35通过使用由插值因子计算器34计算出的插值 因子k- (kx、 ky、 kz)， ^j"/人3D-LUT 33丰lr出的才交正向量Gl ~ G8 执行插值处理，从而生成用于输入图像数据(Y2、 Cb2、 Cr2)的校 正向量V。本实施例4吏用三线性4^f直(trilinear interpolation)处J里 来用于这种插值运算处理，因而，以根据等式8的运算处理为基础， 生成才交正向量V。[等式8]从等式9获得等式8中的S和P。 [等式9]<formula>formula see original document page 16</formula> ……(9)加法器36纟艮据等式10的运算4乘作，将纟交正向量V加至初始输 入的图^f象凄t据(Y2、 Cb2、 Cr2)，并将输出图4象凄t据(Y3、 Cb3、 Cr3)输出。因此，在本实施例中，色差矩阵18和3D-LUT模块 19构成了使用3D-LUT 33对成像结果进行色彩调节的图像处理器。[等式10]("CM €>3)=化2 C*2 C>2)+V …''.(1 0〉图9和10示出了生成i殳置在3D-LUT33中的各个格点的才交正 向量的处理程序的流程图。对于电子照相才几1，计算才几预先4丸行这 些处理程序，从而计算各个格点的校正向量，并将校正向量存储在 存储器22中。用于生成校正向量的处理程序包括图9所示的分析 处理和图IO所示的净争，换处理。分析处理用于分析校正前后的色彩之间的对应关系。在该处理 程序的开始阶段，处理程序从步骤SP1前进至步骤SP2，其中，计 算机通过使用预定的光源作为照明光源，获取拍摄比色表(color chart )而生成的图像数据。作为比色表使用的表是诸如Macbeth比 色图(color checker )、 Macbeth比色图SG、或凄史字傳4几比色图的才示 准测i式表(reflectance chart )。另外，作为光源4吏用的光源为D65 光源。因此，电子照相机l中的各个色彩模式的成像条件是完全相 同的。为了成像，使用根据本实施例的电子照相机1 ，并使用从YCC 转换器17输出的图像数据(Yl、 Cbl、 Crl)作为图像数据。因此， 在本实施例中能够获得与将在校正中使用的各个色彩相关的成像 结果。随后，在步骤SP3中，计算机从比色表的成像结果中获取采样 点。这些采样点通过运算处理(在该处理中，可才艮据需要使用用于 色空间转换的功能)，在诸如1^*3*1)*色空间、SYCC色空间、或 CIECAM的所有色空间中都可进行才企测。随后，处理前进至步骤SP4，其中，计算机在用于采样点提取 的色空间中，将在步骤SP3中得到的采样点的色域(color gamut) 划分为Delaunay四面体的集合。通过按顺序执行下面的操作来执行该划分选择不存在于同一平面内的四个采样点，使得没有其他采 样点存在于包括这四个采样点的球面所在球体的内部，随后，设置 顶点为这四个采样点的四面体。这才羊的划分方法不4吏用先前的关于 采样值排列的知识，就能非常稳定地划分色域，使得色域中所有的 区域都与任一 Delaunay四面体重叠，并且不会生成没有^皮任4可 Delaunay四面体重叠的间隔区。例外的是，如果包括四个采样点并且四周没有采样点的球面包 括一个或多个其他采样点，那么通过4吏用Delaunay四面体对这一个 或多个其他采样点进行划分是不确定的。在这种情况下，将随机小波动E添加到采样点，使在从球面除去采样点之后执行划分。计算机的处理顺序前进至步骤SP5。在步骤SP5中，在对每个 采样点的转换之后，计算机接受目标色的设置，并设置对于各个采 样值的目标色的信息。通过从利用作为设计目标的基准成像装置拍 摄比色表得到的成像结果中提取色标(color of patch ),执行目标色 设置。根椐来自操作员的指令，接受目标色的设置。计算机对电子照相机1的成像结果和另一台具有期望色调和灰 度的成像装置的成像结果进行比较。从而，计算机通过随后在图10 中所示的转换处理生成将设置在3D-LUT33中的校正数据。具体来说，在转换处理的开始阶段，处理顺序从步骤SP11前 进至步骤SP12,其中，计算机基于在步骤SP3中用来检测采样值 的色空间，输入将设置在3D-LUT 33中的各个格点的颜色值(输 入值xp、 yp、 zp )。在下一步骤SP13中，对于在步骤SP12中才企测的各个格点的每 个色彩值(xp、 yp 、 zp)，计算机搜索在步骤SP4中设置的、格点 色彩所属的Delaunay四面体。计算才几所二使索的Delaunay四面体为 包括色彩值(xp、 yp、 zp)的四面体。如果不存在包括色彩值的Delaunay四面体，则期望的Delaunay四面体为具有适于该色彩<直 (xp、 yp、 zp) 4争才奂的平面的四面体。以搜索具有顶点(x0、 yO、 zO)、 (xl、 yl、 zl )、 (x2、 y2、 z2 )、 (x3 、 y3 、 z3 )的Delaunay四面体的方式，冲丸4亍该4臾索，这些顶点 与输入值(xp、 yp、 zp)具有等式11的关系。[等式11]<formula>formula see original document page 19</formula>通过等式12表示等式11中的a、 p、和y' [等式12]<formula>formula see original document page 19</formula>随后，处理顺序从步骤sp13前进至步骤sp14，其中，计算机 对已经检测出包括格点的相应Delaunay四面体的格点执行等式13 的运算处理，从而根据输入值和检测到的Delaunay四面体顶点的采 样值之间的关系，计算该格点的插值因子。这些插值因子是将在随 后的步骤sp15中用于计算格点的校正向量的加权因子，即，等式 13中的a、 p、和y。等式13<formula>formula see original document page 19</formula>随后，在下一步骤SP15中，计算机根据使用步骤S14中得到 的插值因子的等式14，通过线性插值，根据在步骤SP5中设置的、 与相应Delaunay四面体的顶点的采样点相关的色彩信息，计算格点 的目标值(xt、 yt、 zt )。[等式14]、1,;t2-■r3-二v0-yrJl—y2 — +—dD22-20 3J0-随后，在步骤SP16中，计算机从计算出的目标值(xt、 yt、 zt) 中减去初始输入值(xp、 yp、 zp)，从而计算出校正向量V。于是， 在下一步骤SP17中，计算机结束针对能够在步骤SP13中检测出相 应Delaunay四面体的格点的处理程序。相反，对于不能冲企测出包括4各点的相应Delaunay四面体的才各 点，处理顺序从步骤SP13前进至步骤SP18,其中，计算4几检测适 于丰命入^f直(xp、 yp、 zp ) 4争^换的Delaunay四面体的平面。具体而言， 计算机从Delaunay四面体的各个平面中才佥测出与连接输入值的色 域中心和输入值(xp、 yp、 zp)的直线相交的、并且是色域边界的 平面。更具体地-说，计算才几才全测具有满足等式15表示的关系的三 个顶点(xl、 yl、 zl )、 (x2、 y2、 z2 )、 (x3、 y3、 z3 )的各个平面。 随后，计算机搜索在检测出的平面中最接近输入值(xp、 yp、 zp) 的平面。在等式15中，(xorg、 yorg、 zorg )为表示色域中心的坐标。[等式15]<formula>formula see original document page 21</formula>
随后，在步骤sp19中，计算机使用在步骤sp18中检测出的平 面的顶点坐才示(xl、 yl、 zl )、 (x2、 y2、 z2 )、 (x3、 y3、 z3)执4亍 等式15的运算处理，从而计算格点的插值因子a、 P、和y。然后，在随后的步骤sp20中，计算机通过使用在步骤sp19 中得到的插值因子a、 P、和y和通过等式15的运算处理获得的参 数ti,执行等式16表示的插值处理。于是，计算机根据平面顶点的 色彩信息，计算出格点的目标值(xt、 yt、 zt)。[等式16]<formula>formula see original document page 21</formula>同样，当以上述方式根据Delaunay四面体的平面计算格点的目 标值时，处理程序前进至步骤sp16，其中，计算机计算格点的校 正向量，随后，结束处理。通过该处理，根据每种色彩模式，计算图6所描述的每个格点 的校正向量，并且将计算出的校正向量的数椐记录在存储器22中。 记录在存储器22中的校正向量数据依赖于用户选择的色彩模式设 置在3D-LUT 33中。在本实施例中，色差矩阵18执行色度校正处理。相应地，相 应于色差矩阵18进行的校正，通过在步骤SP5中的目标值的设置 或在步骤SP16中被校正的运算结果来计算校正向量。另外，在步 骤SP5中设置目标值，使得明度不会由于通过色差矩阵18进行色 度才交正而发生改变。在校正向量的建立过程中，可以对从色差矩阵 18输出的由色差信号组成的图像数据(Cb2、 Cr2)执行图9和10 的处理，而不对从YCC转换器17输出的由色差信号组成的图像数 据(Cbl、 Crl)执行处理。因此，可以生成每个都具有与色差矩阵 18进行的校正相对应的校正值的校正向量。2.实施例的操作根据上述构成，在电子照相4几1 (图4 )中，从成像元件12获 得的成像结果的图像数据经受诸如线性矩阵、自动白平衡、及伽马 校正的处理，然后通过YCC转换器17将其转换成由亮度信号和色 差信号定义的图像数据(Yl、 Cbl、 Crl)。图像数据(Yl、 Cbl、 Crl )中基于色差信号的图像数据(Cbl、 Crl )通过色差矩阵18进 行色度校正。于是，生成基于亮度信号和色差信号的图像数据(Y2、 Cb2、 Cr2 )。通过3D-LUT模块19校正由亮度信号和色差信号构成 的图像数据(Y2、 Cb2、 Cr2)的色调和灰度，随后，将结果数据记 录在记录介质上，并在液晶显示器2上显示。在通过3D-LUT模块19进行的色调和灰度校正中(图1 ),由 亮度信号和色差信号定义的图像数据(Y2、 Cb2、 Cr2)的色调和灰 度，通过与该图像数据(Y2、 Cb2、 Cr2)的三个分量对应的3D-LUT33进行4交正。在通过与图傳4t据(Y2、 Cb2、 Cr2)的三个分量对 应的3D-LUT 33进行的色调和灰度校正中，能够只校正明度或只 校正色度。另外，也能够执行不改变已经由色差矩阵18的色度校 正改变了的亮度和色度的4交正。因此，在本实施例中，通过包括色 差矩阵18的处理的整个处理，可以防止由于色度4交正引起的明度 改变，从而相应地使图像质量得到校正，并有效地防止图像质量的 劣化。此外，在通过3D-LUT 33的色调和灰度校正中，能够通过使 用设置在3D-LUT33中的数据，只调节色空间的限定区域。因此， 在对各个代表色彩进行调节操作不相互影响的情况下，能最佳地调节所有代表色彩。另外，即使色彩具有类似的色调，也能够最佳地 调节期望的色彩，4吏得这个调节不会影响另一种颜色。而且，也可 以允许考虑到易饱和的色彩及具有饱和度下降趋势的色彩的处理。 因此，能够灵活地校正图像质量，有效地防止其劣化。由于这种校正通过内置的3D-LUT 33执行，所以不用将成像 结果记录在记录介质中、然后利用计算机对其执行处理，就能获得 具有期望图像质量的成像结果，因此，能够容易地校正图像质量。 根据上述特性，在本实施例中，能够容易、灵活地校正图像质量， 有效地防止图像质量的劣化。相应于成^f象环境和用户偏好，在电子照相才几l中i殳置了多种图 像质量校正模式。相应于各种图像质量校正模式，在存储器22中 存储了多种作为将设置在3D-LUT 33中的校正数据的校正向量数 据。响应于用户的操作，在液晶显示器2上显示色彩模式菜单(图 3),通过用户从菜单中进行选择可获得3D-LUT 33中相应校正数 据的设置。因此，在电子照相机1中，根据在3D-LUT 33中设置 的校正数据，校正图像数据的采样值，并输出具有用户期望的图像 质量的图像数据。因此，电子照相机1能够根据成像环境和用户偏好切换不同的 图像质量，相应地提高了可用性。在图像质量的这种切换中，也可以切换地址解码器32的转换参数，从而根据每个图像质量校正模 式，改变色空间的分配。具体而言，在电子照相机l中，在色空间的采样点中的预定采 样点被定义为格点，将被校正的图像数据(Y2、 Cb2、 Cr2)能够占 据这些格点，并且在3D-LUT 33中设置用于各个格点的校正数据 (图5至8)。区域检测器31检测表示由格点定义的、其中有图像 数据(Y2、 Cb2、 Cr2)存在的区域和位置的基准格点gl和偏移量 p。通过基于基准格点gl向3D-LUT 33进行存取，检测出在图像 数据(Y2、 Cb2、 Cr2)采样点周围的格点的校正数据G1 ~G8。此 外，通过使用偏移量p,插值因子计算器34通过使用校正数据Gl ~ G8，计算用于插值运算处理的插值因子。而且，利用该插值因子的 插值处理能够计算出对于图像数据(Y2、 Cb2、 Cr2)采样值的^f交正 向量V，并根据这个校正向量V校正图像数据(Y2、 Cb2、 Cr2) 的色度和明度。通过这种方式，在电子照相才几l中，通过3D-LUT 33得到才交 正量，,人而才交正所输入的图4象凄t据。在利用3D-LUT 33的图傳^t 据校正中，也能够为3D-LUT 33直接提供输出值。但是，如果像 在本实施例中 一样，3D-LUT 33输出用于图像数据4交正的校正量， 则与输出值直接从3D-LUT输出的情况相比，能够降低3D-LUT 的大小。将设置在3D-LUT 33中的4交正数据4安下述生成。首先，对利 用基准照明通过电子照相机1拍摄比色表得到的作为参考图像的图 像数据进行采样。随后，设定具有与从采样得到的采样值对应的顶 点的Delaunay四面体，于是，由成像结果定义的色空间通过 Delaunay四面体戈'J分。随后，3于与各个Delaunay四面体的顶点冲目对应的釆样值i殳置目标色。然后，在通过Ddaunay四面体划分的色 空间中设置格点的采样点，随后，利用对Ddaunay四面体顶点设置 的目标色并通过插值运算处理，设置各个格点的目标色。在电子照 相机l中，根据格点的目标色，生成用于每个格点的校正数据，并 将其存储在存储器22中。在电子照相机1中，通过从利用作为设 计目标的基准成像装置拍摄比色表得到的成像结果中提取色标，来 设置Delaunay四面体的顶点位置的目标色的设置。随后，根据电子 照相4几1的成像结果和基准成像装置的成像结果之间的比较，生成 校正数据。这样，能够生成将设置在3D-LUT 33中的校正数据， 从而允许容易并确定地调节至期望的图4象质量。3.实施例的效果根据上述构成，在图像处理器中设置3D-LUT，通过使用 3D-LUT校正成像结果，从而，使图像质量能够被容易、灵活地校 正，有效地防止了图^象质量的劣化。另外，预备了多种校正数据，作为将设置在3D-LUT中的数据， 并且根据来自用户的命令，选择性执行3D-LUT中的数据设置。因 此，通过简单的操作，就能够对图像质量校正类型进行各种切换。而且，在显示单元上显示多种图像质量校正模式的菜单，用于 接受用户的选择，并相应于用户的选择，在3D-LUT中设置校正数 据，即使用户所知很少，也能够简单、无误地将成像结果校正至期 望的图像质量。第二实施例图11示出了根据本发明第二实施例的电子照相机中色彩模式 设置屏幕的平面图。根据该实施例的电子照相机通过该色彩模式设 置屏幕接受图像质量校正设置，并在3D-LUT中设置校正数据。除相应于色彩模式设置的 一 系列处理不同之外，第二实施例具有与第 一实施例的电子照相机l相同的结构。因此，下面的说明也使用上述图1和4的结构。类似于对于第一实施例的上述i兌明(图3)，在初始状态中，该 设置屏幕上显示的是包括诸如图像质量校正模式(色彩模式)、ISO 灵敏度、闪光灯、和分辨率这些项目的菜单。菜单的选择生成相应 子菜单的显示。具体而言，当选择图像质量校正模式的项目时，显 示的是包括作为色彩才莫式的人4象、Vivid (电灯)、Vivid (阴天)、 Vivid (晴天)、电影效果的子菜单。在本实施例中，当在菜单系列操作中，用户发布将图像质量校 正至中间色调的命令时，接受作为色彩模式的多个项目的选择，然 后校正成像结果的图像质量，使得图像具有处于多个项目的图像质 量之间的中间色调。图12示出在控制器21中相应于该图像质量设置处理的处理顺 序的流程图。当如图11所示表示包括作为色彩才莫式的多个项目的 子菜单时，处理程序启动，并从步骤SP21前进至步骤SP22，其中， 控制器21接受第一色彩模式的选择。在随后的步骤SP23中，控制 器21接受第二色彩模式的选择。这样，控制器21接受了作为中间 色调的根据的两个色彩模式的输入。随后，在步骤SP24中，控制器21显示用于接受中间色调的输 入的屏幕。在本实施例中，在针对各种色彩模式的上述子菜单的右 侧显示出两端相应于第一和第二色彩模式的横条B (见图11)，横 条B上显示有光标K。通过用户对触4莫屏3等的才喿作，光标K移动， 乂人而通过对光标K在4黄条B上的位置的i殳置，4妄受中间色调的i殳置。 因此，光标K在横条B上的位置接近一端时，控制器使中间色调接 近于一端的色彩模式。因此，响应于用户的确定操作，控制器21才艮据通过光标K相 应于横条B的整个长度的内部划分值来生成用于第一和第二色彩 模式的加权因子k。在随后的步骤SP26中，从存储器22顺序地加 载相应于第一和第二色彩模式的校正数据，并将其记录在寄存器 中。随后，通过使用记录在寄存器中的校正数据，执行等式17的 运算处理，从而通过对与两个色彩模式相关的校正数据L1和L2的 插值处理，建立对于中间色调的校正数据LO。[等式17]在下一步骤SP27中，控制器21将针对中间色调所生成的校正 数据L0设置在3D-LUT33中，随后切换液晶显示器2上的显示， 通知用户i殳置完成。随后，处理程序前进至步骤SP28,结束该处 理程序。可以记录并存^f渚针对中间色调所生成的校正数据，并且对应于 这个中间色调校正数据的图像质量4交正沖莫式可用作设置另 一个中 间色调等的基础。在第二实施例中，通过对记录在存储器22中的多种校正凄t据 的插值运算处理，生成由插值运算得到的校正数据，并且在3D-LUT 中设置由插值运算得到的校正数据，来代替记录在存储器22中的 校正数据。因此，通过使用预设图像质量校正模式作为基础，能够 细樣"也调节图 <象质量才交正，这种方法相应地允i午通过简单才喿作来灵 活地校正图像质量。利用从插值运算生成的校正数据能够提供各种 ^更利，例如，增加了图4象质量4交正才莫式的变化。另外，能够确4呆大 量图像质量校正模式，其数量大于记录在存储器22中的校正数据 的种类数，从而能够减小用于记录校正数据的存储空间。此外，由于在作为基础的图像质量校正模式在显示单元上显示 的情况下接受中间色调的设置，所以即使所知甚少的用户也能够简单、无"i吴i也完成期望的中间色调i殳置。 第三实施例图13示出了根据本发明第三实施例的电子照相机41的方框 图。在电子照相才几41中，对于与第一和第二实施例的电子照相枳j 的元件相同的元件，给出同样的数字标号，并省去对其的重复说明。 在成像时，电子照相机41根据能够被检测的成像条件，自动选4奪 图像质量校正模式。在电子照相机41中，电机43的驱动使聚焦透镜42在光轴方 向上移动，/人而调节焦3巨，佳:;得在成^象元件12的成^f象平面上形成 光学图像。信号处理器44具有包括在第一实施例中从解马赛克处理器13 到伽马校正器16的上述元件的结构。信号处理器44将从成像元件 12获得的成像结果转换成图像数据，随后，处理并输出图像数据。 在这个系列处理中，信号处理器44检测成像结果的高通信号电平， 从而获取用于聚焦调节的信息，并将这个聚焦调节信息通知中央处 理器(CPU) 45。另外，信号处理器44根据聚焦调节信息检测被 确定为实现刚好聚焦(just focus)的区域，并通知CPU 45这个区 域中的亮度电平分布。三维查找表(3D-LUT)处理器46具有包4舌在第一实施例中乂人 YCC转换器17到3D-LUT模块19的上述元件的结构。3D-LUT 处理器46校正图像数据的色度和明度，并输出经过校正的数据。 此外，3D-LUT处理器46在CPU 45的控制下，更新3D-LUT中用 于色度和明度校正的数据。CPU 45为用于控制信号处理器44和3D-LUT处理器46的控 制器。响应于来自控制微机48的命令，CPU45控制信号处理器44 和3D-LUT处理器46的操作，生成用于3D-LUT处理器46的校正 数据。另外，CPU 45通知控制微机48从信号处理器44输出的、用于聚焦调节的信息和亮度值分布的信息。电机驱动器47在控制微机48的控制下驱动电机43。控制微才几 48为控制整个电子照相机操作的控制器，并响应于操作单元等的操 作，控制各个元件的操作。在这种控制中，控制微机48通过CPU 从信号处理器44获取聚焦调节信息，并通过所谓的登山法 (hill-climbing method )马区动电才几马区动器47， 乂人而实i见透4竟42的自 动聚焦控制。通过这种自动聚焦控制，控制微机48检测当前聚焦 位置。另夕卜，控制獨t才几48通过CPU 45获取关于^皮确定实现刚好聚焦 的区域的亮度值分布的、由信号处理器44检测的信息。控制微型 计算机48随后根据当前聚焦位置确定亮度值分布，并选择图像质 量校正模式。具体而言，如图14所示，当当前聚焦位置处于远处并且确定 实现刚好聚焦的区域的亮度值大于某一值时，或当当前聚焦位置处 于近处并且确定实现刚好聚焦的区域的亮度值很高时，作出确定， 很可能被拍摄的是风景。因此，将图像质量校正模式设置为风景成 像模式(Vivid )。相反，当当前聚焦位置处于近处并且确定实现刚好聚焦的区域 的亮度值为中间值时，作出确定，很可能被拍摄的是人像。因此， 将图像质量校正模式设置为人像成像模式(人像)。相反，当确定 实现刚好聚焦的区域的亮度值很低时，进行确定，很可能进行的是 夜间拍摄。因此，将图像质量校正模式设置为夜间拍摄模式(夜间模式)。在图像质量校正模式的这种确定中，能够使用图案匹配(pattern matching )法。随后，控制微机48指示CPU 45根据从确定得到的图像质量校 正模式设置3D-LUT处理器46。在这个设置中，能够使用第一和 第二实施例中任何一种的上述设置方法。如果能够设置图像质量校 正模式足够用于实际使用，则可以只根据用于自动聚焦调节的信息 设置图像质量校正模式。根据第三实施例，用于3D-LUT的校正数据依赖于通过自动聚 焦调节实现的当前聚焦位置进行切换，这是在成像时能够被检测的 一个成像条件。因此，除了类似于上述实施例的优势，能够实现才艮 据成像条件更容易执行图像质量校正的优势。第四实施例图15示出了根据本发明第四实施例的电子照相机51的方框 图。在电子照相才几51中，对于与第一、第二、和第三实施例的电 子照相才几的元件相同的元件，给出同样的数字标号，并省去对其的 重复说明。电子照相机51根据作为能够在成像时被检测的一个成 像条件的自动白平衡调节前的成像结果的色温，来自动选择图像质 量校正模式。具体而言，在电子照相机51中，信号处理器具有包括在第一 实施例中从解马赛克处理器13到伽马才交正器16的上述元件的结 构。信号处理器54将从成像元件12获取的成像结果转换成图像数 据，随后，处理并输出图像数据。在这个系列处理中，信号处理器 54将与自动白平衡调节相关的各个色彩信号的增益信息通知中央 处理器(CPU) 55。CPU 55为用于控制信号处理器54和3D-LUT处理器46的控 制器。响应于来自控制微机(没有示出)的命令，CPU 55控制信 号处理器54和3D-LUT处理器46的才喿作。在这个系列控制中，CPU 55确定由信号处理器54通知的与自动白平衡调节相关的各个色彩 信号的增益，从而检测成像目标对象的色温。此外，CPU 55根据 色温检测结果更新用于3D-LUT处理器46的校正数据。具体而言，如图16所示，目标对象的色温依赖于拍摄条件是 晴天条件、阴天条件、和灯光条件中的哪一种而发生细微的改变。 因此，人物的皮肤颜色等的外观依赖于条件而不同。因此，在第四 实施例中，根据检测到的色温来选择图像质量校正模式，在3D-LUT 处理器46中设置相应于选择的图像质量校正模式的校正数据。在 这个设置中，可以使用第 一和第二实施例的任何上述设置方法。根据第四实施例，依赖作为能够在拍摄时被检测的一个成像条 件的色温，切换用于3D-LUT的校正数据。因此，除类似于上述实 施例的优势之外，也能够实现根据拍摄条件更容易执行图像质量校 正的优势。第五实施例在本发明的第五实施例中，才艮据第三和第四实施例中关于成4象 结果的上述确定的组合，切换图像质量校正模式。根据第五实施例 的电子照相才几除与组合相关的结构之外，具有与上述第三和第四实 施例的电子照相4几冲目同的结构。具体而言，在第五实施例中，针对与存储在存储器22中的多 种校正数据对应的图像质量校正模式M1 ~Mn，电子照相机中设置 了用于确定当前聚焦位置、成像结果的亮度值和色温的参考图案。 另夕卜，通过利用这些参考图案的图案匹配，电子照相才几确定从成^f象结果中获得的当前聚焦位置、；故确定实现刚好聚焦的区域的亮度 值、和成像结果的色温。因此，电子照相机生成分别针对图〗象质量 校正模式Ml ~Mn生成加权因子kl ~kn。在该电子照相才几中，如等式18所示，通过4吏用加4又因子kl ~ kn，实现图像质量校正模式Ml ~ Mn的控制数据Ll ~ Ln的力n权力口 和。于是，生成由插值运算处理得到的校正数据LO。在该电子照相 机中，将从插值处理得到的校正数据L0设置到3D-LUT中。[等式18]在第五实施例中，通过针对各个图像质量校正模式的图案匹配 确定能够在成像时检测到的成像条件，生成校正数据。因此，除类 似于上述实施例的优势之外，还能够实现更充分地执行图像质量校 正的优势。第六实施例图17示出了根据本发明第六实施例的电子照相机61的方框 图。在电子照相4几61中，对于与在上述实施例的电子照相4几的元 件相同的元件，给出同样的数字标号，并省去对其的重复说明。除 3D-LUT模块68设置在YCC转换器17的上游端以外，电子照相 机61具有与上述第一至第五实施例的任何一种电子照相机相同的 结构。因此，在第六实施例中，3D-LUT对由原色色彩4言号构成的 图像数据的图像质量校正在经受色差矩阵18的色度校正之前进行。即使像第六实施例 一样，3D-LUT对由原色色彩信号定义的图 像数据的图像质量校正在色差矩阵18的色度校正之前进行，也能 够实现类似于上述实施例的优势。第七实施例图18示出了4艮据本发明第七实施例的电子照相4几71的方框 图。在电子照相4几71中，对于与上述实施例的电子照相4几的元4牛 相同的元件，给出同样的数字标号，并省去对其的重复说明。电子 照相机71不包括y校正器16、色差矩阵18、和YCC转换器17(见 图4)，以前通过这些元件执4亍的诸如色度冲交正和灰度4交正的处理只 通过3D-LUT模块79来执行。除与3D-LUT模块79相关的结构不 同之外，根据第七实施例的电子照相机具有与上述第一至第五实施 例的电子照相才几相同的结构。即使当像第七实施例一样，只通过使用3D-LUT执行色度调 节、灰度调节、和从由原色色彩信号构成的图像数据向由亮度信号 和色差信号定义的图像数据的转换时，也能够实现与上述实施例类 似的优势。此外，如果只通过使用3D-LUT执行色度调节、灰度调 节、和从由原色色彩信号构成的图像数据向由亮度信号和色差信号 定义的图像数据的转换，则除与上述实施例类似的优势之外，还能 够实现简化整个结构的优势。第/\实施例本发明的第八实施例采用了第 一至第七实施例中的任意一种 结构。但是，在第八实施例中，将记录并存储在存储器22中基于 某一参考向量的才交正数据Ll乘以增益k,从而生成等式19表示的 校正数据L0，并将该校正数据L0存储在3D-LUT 33中。在第八实 施例中，通过控制增益k来调节图Y象质量。可以将这种通过控制增 益k的图像质量调节与上述第一至第七实施例的任意一种图像质量 调节方法结合。<formula>formula see original document page 34</formula> 如果像在第八实施例中 一样，通过使用加权因子校正参考校正数据并将其存储在3D-LUT 33中，使图像质量可通过加权因子的 改变来调节，则除与上述实施例类似的优势以外，还能够实现减小 校正数据的存储容量及有效调节色彩校正量的优势。第九实施例图19示出了应用于根据本发明第九实施例的电子照相机的 3D-LUT才莫块的方框图。才艮据第九实施例的电子照相机具有通过将 3D-LUT才莫块89应用于上述第一至第七实施例的4壬意一种电子照 相机的结构而获得的结构。3D-LUT模块89安装了对从插值运算单元35输出的校正向量 V进行加权、并将加权的向量输出至加法器36的乘法器89A,和 对来自加法器36的输出值进4亍加片又、并输出加权结果的乘法器 89C。这样，通过在这些乘法器89A和89C中设置加权因子来代替 在上述第一至第七实施例中的3D-LUT 33中的校正数据设置，或 在3D-LUT 33中的校正数据设置以外在乘法器中设置加权因子， 从而调节图^象质量。具体而言，在该电子照相机中，如等式20所示，通过乘法器 89A利用加权因子k对校正向量V进行力口权，并通过加法器36将 加权向量加入输入图像数据。因此，4交正了图像质量。另外，为了消除由于乘法器89A的加权引起的增益的增加，乘法器89C执行 力口片又，来才目应;也)咸小i曽益。[等式20]<formula>formula see original document page 35</formula>2 0)如果对位^青度没有限制，也可以没有乘法器89C。另外，可以 为输入图像数据提供乘法电路89B,并且可以执行通过乘法器89B 的加片又，来 一辜通过乘法器89A的加4又，或在通过乘法器89A的 加涉又之外进4亍乘法器89B的加^又。通过对输入图Y象数据所才是供的乘 法器89B的加权代替通过乘法器89A的加权，相当于在间接用加权 因子加4又之后/人3D-LUT 33專命出输出值的状态。这种图^象质量调 节可以与上述第一至第八实施例的任何一种图 <象质量调节方法结 合。根据第九实施例，在通过加权因子加权之后从3D-LUT输出输 出值，从而通过加权因子的改变来调节图l象质量。因此，除类似于 上述实施例的优势，还能够实现减小用于校正数据的存储量及有效 地调节色彩校正量的优势。第十实施例图20示出了应用于根据本发明第十实施例的电子照相机的 3D-LUT才莫块的方框图。才艮据第十实施例的电子照相冲几具有通过将 3D-LUT模块99应用于上述的第一至第七实施例的任意一种电子 照相才几的结构而获得的结构。在3D-LUT模块99的结构中，输出值(Y3、 Cb3、 Cr3 )从 3D-LUT 93直接输出，并在3D-LUT 93中设置与这种结构兼容的 校正数据。除输出值(Y3、 Cb3、 Cr3)从3D-LUT93直接输出之 外，第十实施例的电子照相机具有与上述第 一至第七实施例的任意 一种电子照相才几相同的结构。即使当像第十实施例一样，输出值从3D-LUT 93直接输出， 也能够实现与上述实施例类似的优势。第十一实施例在本发明的第十 一 实施例中，第 一 至第十实施例的任意 一 种结 构包括多个3D-LUT和/或多个3D-LUT模块，并且输出的是来自 这些元件的输出值合成所得的图像数据。在第十一实施例中，通过 4吏用加4又因子的加4又加和来寺丸4亍输出值的合成，并通过控制这些加 权因子调节图像质量。即使当像第十一实施例一样，通过直接或间接合成来自多个 3D-LUT的输出值来实现色彩调节，并通过控制用于合成这些输出 值的加权因子来调节成4象结果的图4象质量，也能够实现与上述实施 例类似的优势。第十二实施例在才艮据本发明第十二实施例的电子照相才几中，将3D-LUT形成为使得同样允许对于设置在通过记录在记录介质中的格式定义的 色空间之外的成^f象结果的处理。除与3D-LUT相关的结构不同以 外，第十二实施例具有与上述第一至第十一实施例的任意一种电子照相才几类4以的结构。如作为关系式的等式21和22所示，这样形成的3D-LUT根据 图傳4t据的色差信号Cb和Cr的最大值Cmax来^M亍剪裁(clipping ) 处理。因此，当3D-LUT对一个色差信号执行剪裁处理时，其他色 差信号也经受3D-LUT的剪裁处理，乂人而不改变色调。另外， 3D-LUT对排列在由输出格式定义的色空间之外的输入图像数据执 4亍剪裁处理，乂人而不改变色调。[等式21]<formula>formula see original document page 37</formula>[等式22]<formula>formula see original document page 37</formula>因此，在该电子照相才几中，如图21所示，在防止色调改变的 同时，输入图像数据在色空间中被转换成用于在记录介质中记录的 凌欠据，随后将其记录在记录介质中。对于在色空间外部的数据的处理同样适用于作为由色彩信号 定义的lt据而记录在记录介质中的图^象数据。具体而言，在这种情况下，在矩阵运算单元中处理由原色色彩 信号构成的成像结果的输入图像数据，从而使其在sRGB色域中经 受映射处理，随后，将该图像数据输入3D-LUT模块。然后，从第 十二实施例的电子照相才几的成像结果获得的一各点的RGB值转换成 L承^bM直，并根据在经受任意色域映射处理之后在！^a^h^空间获得 的RGB值，生成将设置在3D-LUT中的校正数据。因此，如图22所示，输入图像数据的采样值得到校正，使得 RGB色空间中的各个采样点向空间的中心转移，防止了由RGB值 定义的色调改变。针对用于提供与输出格式兼容的色空间范围进行的校正处理 能够被广泛地应用于各种输出图像数据的方式。例如，这种处理也 可以应用于输出图像数据限于色空间内能够在液晶显示器2上显示 的数据的情况。根据第十二实施例，对于超出由记录介质中的记录格式定义的 色空间范围的成像结果执行剪裁处理，使色调不发生改变，然后输 出经过处理的数据。因此，除与上述实施例类似的优势之外，也能 够实现有效地防止由于后处理中的饱和度引起色调改变的优势。第十三实施例在根据本发明第十三实施例的电子照相机中，与3D-LUT中处 理相关的三个轴净皮_没计为具有不同的分辨率。除与3D-LUT有关的 结构不同之外，第十三实施例具有与上述第一至第十二实施例的任 意一种电子照相才几相同的结构。具体而言，在第十三实施例中，与3D-LUT设置相关的各个轴 上的格点数被分别设置成2{5+1、 2q+l、和2、1。另外，生成与这 个设置兼容的校正数据。具体而言，区域检测器31和插值因子计 算器34通过根据等式23 ~ 25的运算处理来代替等式4、 5、和7的 运算处理，处理输入的图^f象凄欠据。随后，通过插值运算处理生成冲交 正数据。[等式23]<formula>formula see original document page 39</formula>[等式24]<formula>formula see original document page 39</formula>[等式25]<formula>formula see original document page 39</formula>(2 5)根据第十三实施例，与3D-LUT的处理相关的三个轴被设计具 有不同的分辨率。因此，指定每个轴的最佳分辨率，乂人而减小 3D-LUT的规模，这样能够减小用于存储校正数据的存储器容量。 此外，能够实现与上述实施例类似的优势。第十四实施例图23示出了应用于根据本发明第十四实施例的电子照相机的 3D-LUT模块以及相关部件的方框图。除用于色空间转换的LUT 19A和19B分别i殳置在3D-LUT才莫块的上游端和下游端之外，#4居 第十四实施例的电子照相才几具有与上述第一至第十三实施例的任 意一种电子照相才几相同的结构。在该电子照相机中，LUT 19A和19B转换输入图像数据的色空 间，从而提高3D-LUT模块19的处理精度。将LUT 19A和19B设计成具有彼此相反的输入/输出特性，防 止了由于空间转换时产生的失真而引起的电子照相机精度的降低。在第十四实施例中，通过LUT 19A和19B的色空间转4奐4吏用 的是一维转换处理。输入侧LUT 19A以非线性输入/输出特性处理 输入的图像数据并输出处理后的数据，使在随后的3D-LUT模块 19中的格点密度在需要高精度图像质量校正的区域中设为较高。要 求高精度图像质量校正区域的实例包括相应于非彩色和记忆色的 区域。具体而言，当要处理由亮度信号和色差信号定义的输入图像数 据时，输入侧LUT 19A祐:设计成具有如图24所示的与色差信号相 关的输入/输出特性。对于该特性，特征曲线的斜率在接近非彩色轴 的地方4艮陡，随着色度增加，斜率变緩。引起曲线收敛的输入值任 意设置在高色度侧，从而可以控制将被随后的3D-LUT模块19处 理的空间的范围。如果输入值的范围大于输出值的范围，则通过输 出值的范围将输入值标准化(正规化)，从而提高处理精度。图25中所示的特性为与图24中所示的特性相反的特性，是输 出侧LUT 19B的与色差信号相关的输入/输出特性。与此相反，对于亮度信号，输入侧LUT 19A^皮:没计成具有图 26中所示的输入/输出特性，其中，在诸如皮肤色的重要色周围及 高亮度区，特性曲线的斜率很陡。这种在高亮度区中很陡的斜率是 为了扩大动态范围。图27中所示的特性为与图26中所示的特性相反的特性，是输 出侧LUT 19B的与亮度信号相关的输入/输出特性。才艮据第十四实施例，色空间在通过LUT处理之前和之后转换， 并且这种色空间转换通过一维处理冲丸行。因此，除与上述实施例类 似的优势之外，还能够实现提高3D-LUT处理精度的优势。具体而 言，对非彩色和记忆色进行细微色彩调节，为此，将格点的密度设 置为高，从而能够提高图像质量校正的精度。第十五实施例作为与图23的对比，图28示出了应用于4艮据本发明第十五实 施例的电子照相冲几的3D-LUT模块以及相关部件的方框图。除 3D-LUT才莫块的上游端和下游端结构不同之外，才艮据第十五实施例 的电子照相才几具有与第十四实施例的电子照相冲几类4以的结构。在该电子照相机中，设置在3D-LUT模块上游端和下游端的分 别是用于二维色空间转换处理的LUT 19C和19D,以代替用于一维 色空间转换的LUT 19A和19B。这些LUT 19C和19D 4交正的是色 差信号。另外，在色差信号系统中，在3D-LUT模块19的输入和输出 阶段设置了偏移单元19E 19H。因此，对将输入至3D-LUT模块 19的由色差信号组成的图像数据施加一定偏差，随后，从由 3D-LUT模块19输出的由色差信号组成的图像数据中消除这种偏 差。因此，在第十五实施例中，转换l俞入图傳4t据的色空间，/^v而 在需要高精度图像质量校正的区域中，将与色调相关的3D-LUT模 块19的格点密度设高。相应地，与第十四实施例相比，进一步提 高了 3D-LUT模块19的处理精度。在这个结构中，可以将一维色 空间转换应用于亮度信号。根据第十五实施例，色空间在通过LUT处理之前和之后转换， 并通过二维处理4丸行该色空间转换。因此，除与上述实施例类似的 优势之外，还能够实现进一步提高3D-LUT处理精度的优势。第十六实施例冲艮据本发明第十六实施例的电子照相4几具有通过以3D-LUT 替才灸在图23中所示结构中的一维LUT 19A和19B而^f寻到的结构。 因此，色空间在通过LUT处理之前和之后转换，并通过三维处理 执行色空间转换。在这个色空间转换中，要处理的是由原色色彩信号定义的图像 数据。在输入侧的LUT中，执行的是从RGB色空间向1^*3*1 *色空 间的色空间转换。在输出侧的LUT中，执行的是与在输入侧的LUT 转换相反的转换，或乂人1^*3*13*色空间向YCC色空间的转^:。因此， 在3D-LUT模块19中设置与1^*&化*色空间相关的校正数据，并且 3D-LUT模块19执行诸如色度校正的处理。根据第十六实施例，色空间在通过LUT处理之前和之后转换， 并通过三维处理4丸行色空间转换。因此，除与上述实施例类似的优 势之外，还能够实现进一步提高3D-LUT处理精度的优势。第十七实施例作为与图1的对比，图29示出了应用于才艮据本发明第十七实 施例的电子照相机的3D-LUT模块的方框图。除应用了该3D-LUT 模块之外，根据第十七实施例的电子照相机具有与第 一 至第十六实 施例的任何一种电子照相4几相同的结构。在3D-LUT模块109中，设置了区域检测器109A、区域确定 器109B、和;也址解石马器109C，代卢齐区i或确定器31和;也址解石马器 32。区域检测器109A确定所输入的图像数据(Y2、 Cb2、 Cr2 )的 采样值，从而检测输入的图像数据(Y2、 Cb2、 Cr2)的采样值是否 存在于在由输入图像数据(Y2、 Cb2、 Cr2)定义的色空间中设置的 多个区域的特定区域中。特定区域是相应于需要高精度图像质量校正的区域，包括接近 诸如皮月夫色和绿色的记忆色的区域。区域确定器109B根据对输入图像数据的采样值的确定，来检 测用于输入图像数据(Y2、 Cb2、 Cr2)的基准格点gl和偏移量p。 在这个处理中，只有当区域才企测器109A已经4企测到在色空间的特 定区域中存在输入图像数据(Y2、 Cb2、 Cr2)的采样值时，区域确 定器109B才会检测并输出基准格点gl和偏移量p。相应于区i或冲企测器109A和区;t或确定器109B的才喿作，用于 3D-LUT 33的与校正数据相关的色空间根据区域检测器109A进行 的区域分割来划分，并且只将与通过区域检测器109A的才企测相关 的相应于特定区域的校正数据记录在3D-LUT 33中。由于只记录 了与特定区域相关的校正数据，所以相应地允许记录高分辨率校正 数据。因此，3D-LUT模块109只针对与记忆色对应的特定区域， 生成校正向量V，并校正输入图像数据的图像质量。因此，第十七 实施例允许进一步提高图像质量校正的精度。此外，依赖于图Y象质量才交正才莫式，切换地址解码器109C中的 转换参数及用于3D-LUT 33的校正数据。因此，根据每个图像质 量校正模式，切换色空间的分配，这样也进一步提高了图像质量校 正的精度。对于根据每个图像质量校正模式来切换色空间的分割，可以通过切换由区域检测器109A检测的区域，来切换输入图像凄t 据的色空间被分割的区域数。才艮据第十七实施例，将与3D-LUT相关的色空间划分成多个区 域，并以各个区域为基础切换3D-LUT的处理。这样，能够提高相 应于记忆色等的特定区域的调节精度。因此，除与上述实施例类似 的优势之外，还能够实现更细微地调节图像质量的优势。第十八实施例作为与图1的对比，图30示出了应用于根据本发明第十八实 施例的电子照相机的3D-LUT模块的外围设备结构的方框图。除 3D-LUT模块19的外围设备结构不同之外，根据第十八实施例的 电子照相才几具有与第 一 至第十七实施例的 <壬意 一 种电子照相才几相 同的结构。在电子照相才几1中，由例如私人计算才几的其4也成4象装置生成的、 用于3D-LUT 33的校正数据通过与外部接口 ( I/F ) 122连接的诸如 存储卡的记录介质获得。因此，电子照相机l能够复制通过其他设 备进行的图像质量校正的条件。此外，反之亦然，记录在存储器22中的4交正凄t据能够通过外 部I/F 122记录到在记录介质上，使得能够在计算机等中编辑才史正 数据，并能够在其他成像装置中设置校正数据。根据第十八实施例，通过其他成像装置获得的校正数据通过外 部I/F得到，并设置在3D-LUT中，这样允许复制由其他设备进行 的图像质量校正的条件。因此，除与上述实施例类似的优势之外， 还能够实现提高针对用户的使用性的优势。第十九实施例根据本发明第十九实施例的电子照相机通过例如存储卡来获 得由其他成^f象装置记录的成像结果，并4艮据这个成像结果，生成将设置在3D-LUT中的校正数据。因此，该电子照相机可模仿其他成 像装置的图像质量校正处理，从而提高对于用户的使用性。具体而言，除用于控制整个操作的控制器等能够执行这种模仿 处理之外，根据第十九实施例的电子照相机具有与第一至第十七实 施例的<壬意一种电子照相才几相同的结构。该电子照相才几和其他成像装置在相同成像条件下才丸4亍相同比 色表的成像，随后，电子照相机中的控制器通过使用这两种成像结 果执行图9和10的处理顺序，从而生成校正数据。在这个处理中， 其他成像装置的成像结果被设置为各个格点的目标色。因此，该电子照相才几生成用于3D-LUT的4交正数据，乂人而能够 复制由其他成像装置执行的图像质量校正。根据第十九实施例，获得其他成像装置记录的成像结果，随后， 生成将设置在3D-LUT中的校正数据，这样允许在这台成像装置中 模仿图像质量校正处理。因此，除与上述实施例类似的优势之外， 还能够实现提高对于用户的使用性的优势。第二十实施例在上述实施例中，用于3D-LUT的校正数据根据YCC色空间 生成。但是，本发明并不限于这些实施例，相反，可以在L*a*b* 色空间或CIECAM02 Jab色空间中设计校正数据。作为与图9和10 的只t比，图31 ~34示出了在！^*&*1)*色空间或CIECAM02 Jab色空间中建立才交正凄t据的处理程序。在这些处理程序中，如流禾呈图所示， 根据被用于建立校正数据的色空间来转换并处理采样值，在这些流程图中，处理步骤的数字与在图9和10中的相应步骤的凄t字相关。 因此，与上述实施例类似，能够简单、无误;也建立校正韵j居。在上述实施例中，通过电子照相机获取作为静态图像的成像结 果。但是，本发明并不限于这些实施例，相反地，也可以广泛地应 用于使用电子照相机或摄像机获取作为运动图像的成像结果。在获 取作为运动图像的成像结果中，可以通过逐渐改变与3D-LUT的处 理结果相关的加权因子，沿时间轴改变图像质量校正的条件，这种 方法已经对第八和第九实施例等在上面进行了 "i兌明。在上述实施例中，实时地处理成像结果。但是，本发明并不限 于这些实施例。成〗象结果可以作为所谓的RAW婆t据i己录在i己录介 质中，随后，可以使用相应于任意一种上述实施例的处理，进行图 像质量调节。在RAW数据的记录中，仅在获取成像结果时可4企测 到的成像条件可以与RAW数据一起被记录并存储。此后，RAW数 据可以进行与第三和第四实施例中任意一个类似的处理。在上述实施例中，只有图像质量已经校正过的成像结果被记录 在记录介质中。但是，本发明并不限于这些实施例。指定用于图像 质量校正的校正数据的信息可以与经过校正的成像结果一起记录， 并且，该信息也可以用于随后的处理。在上述实施例中，本发明被应用于电子照相机。但是，本发明 并不限于这些实施例，相反地，本发明能够#皮广泛地应用于诸如揭_ 像机和配备像机的便携电话的其他各种成像装置。
权利要求
1. 一种成像装置，包括成像元件，用于输出在成像平面上形成的光学图像的成像结果；透镜，用于在所述成像平面上形成所述光学图像；图像处理器，用于通过使用三维查找表(3D-LUT)来对所述成像结果进行色彩调节；记录器，用于将通过所述图像处理器处理的所述成像结果记录到记录介质中；存储器，用于存储将设置在所述3D-LUT中的多种校正数据；以及控制器，用于通过使用存储在所述存储器中的所述多种校正数据、通过插值运算处理创建校正数据，并将所创建的校正数据设置在所述3D-LUT中。
2.根据权利要求1所迷的成像装置，进一步包括显示单元，用于显示所述成^f象结果，其中所述控制器使所述显示单元显示包括与所述多种校正数 据对应的多种项目的菜单，并接受用户的项目选择，以及与由所述用户选择的所述项目相对应的4交正数据i殳置在 所述3D-LUT中。
3.根据权利要求1所述的成像装置，进一步包括: 显示单元，用于显示所述成4象结果，其中所述控制器4吏所述显示单元显示包括与所述多种4交正凄t 据对应的多种项目的菜单，并4妄受第一项目和第二项目的选 择，所述控制器在所述显示单元上设置用于所选择的第一和 第二项目的中间色调的设置屏幕，并接受用于所述中间色调的 力口权因子的设置，以及4吏用所述加片又因子通过插值运算处理生成的4交正凄t据和 相应于所述第一和第二项目的校正数据，作为所创建的校正数据i殳置在所述3D-LUT中。
4. 根据权利要求1所述的成像装置，其中所述控制器根据能够在通过所述成像元件获取所述成像 结果时检测的成像条件，来选择将设置在所述3D-LUT中的 所述4交正l欠据。
5. 根据权利要求1所述的成像装置，其中所述控制器根据能够在通过所述成像元件获取所述成像 结果时检测的成像条件，来设置将用于所述插值运算处理的插 值因子。
全文摘要
本发明涉及一种成像装置和成像装置中的成像结果处理方法，可应用于例如电子照相机中，允许相机简单、灵活地校正图像质量，有效地防止图像的劣化。该成像装置包括成像元件，输出在成像平面上形成的光学图像的成像结果；透镜，在成像平面上形成光学图像；图像处理器，通过使用三维查找表(3D-LUT)来对成像结果进行色彩调节；记录器，将通过图像处理器处理的成像结果记录到记录介质中；存储器，存储将设置在3D-LUT中的多种校正数据；以及控制器，通过使用存储在存储器中的多种校正数据、通过插值运算处理创建校正数据，并将所创建的校正数据设置在3D-LUT中。
文档编号H04N9/73GK101272507SQ20081009701
公开日2008年9月24日 申请日期2006年6月1日 优先权日2005年6月1日
发明者冈田深雪, 加藤直哉, 早川浩史, 水仓贵美, 石神光一朗, 若园雅史 申请人:索尼株式会社