图像处理设备和图像处理方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种对拍摄数据进行显影的图像处理设备和图像处理方法、以及记录 介质，尤其涉及一种能够将拍摄数据中的动态范围反映到显影图像数据上的图像处理设备 和图像处理方法、以及记录介质。
【背景技术】
[0002] 通常，为了对拍摄数据进行显影，进行所谓的白平衡（whitebalance)调整，其中， 考虑获得拍摄数据的摄像设备的特性和拍摄条件来调整颜色信号。作为白平衡调整的结 果，例如，以使得各个颜色信号的饱和水平均匀的灰色，使灰色被摄体显影。
[0003] 然而，当即使在进行了白平衡调整之后各个颜色信号的饱和水平也不同时， 可以不进行另外的白平衡调整，并且因此可能在图像的高亮度区域中发生所谓的着色 (coloring)〇
[0004] 为此，提出这样一种方法，在该方法中，根据白平衡调整之前或者之后的R颜色信 号的饱和水平，设置限幅水平，并且以该限幅水平对白平衡调整之后的G和B颜色信号进行 限幅（参考日本特开（Kokai) 2000-13808号）。
[0005] 另外，提出了下面的方法，在该方法中，在白平衡调整之后判断各颜色信号是否变 得饱和，并且根据除被判断为饱和的颜色信号以外的颜色信号的饱和水平，来校正被判断 为饱和的颜色信号（参考日本特开（Kokai) 2004-328564号）。
[0006] 此外，有这样一种方法，在该方法中，在白平衡校正后的颜色信号中，检测并校正 除非将其校正为处于曝光不足（减感处理）否则其将具有曝光过度的高亮的像素，从而使 得可以增大它们的像素值，并且在此后，使用信息是可恢复的最大曝光校正值来进行减感 处理（参考日本特开（Kokai)号2012-85360)。这里，根据周边像素值获得最大插值，并且 根据要插值的像素的像素值，合并该像素值和最大插值以获得插值。
[0007] 然而，根据日本特开（Kokai) 2000-13808号所述的方法，与超过限幅水平的颜色 信号有关的信息丢失，结果，无法在显影结果中表现高亮度区域的色阶（gradation)。
[0008] 另外，根据日本特开（Kokai) 2004-328564号所述的方法，适于颜色信号的饱和水 平的校正是不够的。也就是说，当对颜色和亮度逐渐变化的渐变进行显影时，可能发生颜色 信号在不饱和状态和饱和状态之间的边界处变化大的色调跳跃（tonejump)。作为使用具 有不同饱和水平的颜色信号的校正的结果，着色残留在高亮度区域中。
[0009] 图14是示出在传统显影装置中，在对于颜色信号的颜色比大于1的被摄体进行校 正时所获得的结果的图。
[0010] 图14示出通过使用以上日本特开（Kokai) 2004-328564号所述的方法校正颜色信 号所获得的结果。在图14中，横轴表示要校正的颜色信号的信号值，并且纵轴表示校正之 后的输出（校正输出）。颜色信号40的信号电平的最大值小，并且颜色信号值41表示颜色 信号40的输入最大值。颜色信号42的输入最大值大于颜色信号40的输入最大值。在图 14所示的例子中，颜色信号40和颜色信号42之间的颜色比是1 :2,并且校正之后的颜色信 号42的输出是颜色信号40输出的两倍。
[0011]当颜色信号40达到输入最大值41时，以颜色信号42替换颜色信号40以获得替 换结果43。在这种情况下，在颜色比大于1的被摄体中，在颜色信号40和颜色信号42之间 存在差，因此在经过了校正的像素和未经过校正的像素之间的边界处发生色调跳跃。
[0012] 根据日本特开（Kokai) 2012-85360号所述的方法，在没有考虑动态范围的上限的 情况下来进行插值。为此，当以大于动态范围的上限的最大插值对输入值小于输入最大值 的颜色信号进行插值时，插值可能超过动态范围的上限。也就是说，即使增大上限以试图加 宽动态范围，也可能发生动态范围缩窄的逆转现象。
[0013] 另一方面，日本特开（Kokai) 2012-85360号说明了：尽管通过将伽马（gamma)曲线 的形状改变成非线性形状来避免调整动态范围时的饱和逆转，但是伽马曲线的变化影响最 大校正值小于输入值（信号值）、并且不需要进行插值的像素和其它颜色信号，结果，发生 由于输出中的非线性变化所导致的失真。
【发明内容】
[0014] 本发明提供一种能够通过利用颜色信号的替换来弥补颜色信号之间的饱和水平 的差以满意地对拍摄数据进行显影的图像处理设备和图像处理方法、以及记录介质。
[0015] 因此，本发明的第一方面，提供一种图像处理设备，其对拍摄数据进行显影以获得 显影数据，所述图像处理设备包括：饱和水平计算单元，用于计算所述拍摄数据中的各个颜 色信号的饱和水平；上限确定单元，用于确定所述拍摄数据中的动态范围的上限；替换比 例计算单元，用于基于所述上限，获得向着所述颜色信号的饱和水平变化的所述颜色信号 的替换比例；调整单元，用于根据所述上限，调整各个所述颜色信号；替换处理单元，用于 基于所述替换比例，进行利用饱和水平高的颜色信号替换饱和水平低的颜色信号的替换处 理；以及显影处理单元，用于通过对经过了所述替换处理单元所进行的所述替换处理的所 述拍摄数据进行预定处理，获得所述显影数据。
[0016] 因此，本发明的第二方面，提供一种用于图像处理设备的图像处理方法，其中，所 述图像处理设备对拍摄数据进行显影以获得显影数据，所述图像处理方法包括以下步骤： 饱和水平计算步骤，用于计算所述拍摄数据中的各个颜色信号的饱和水平；上限确定步骤， 用于确定所述拍摄数据中的动态范围的上限；替换比例计算步骤，用于基于所述上限，获得 向着所述颜色信号的饱和水平变化的所述颜色信号的替换比例；调整步骤，用于根据所述 上限，调整各个所述颜色信号；替换处理步骤，用于基于所述替换比例，进行利用饱和水平 高的颜色信号替换饱和水平低的颜色信号的替换处理；以及显影处理步骤，用于通过对经 过了所述替换处理步骤中的所述替换处理的所述拍摄数据进行预定处理，获得所述显影数 据。
[0017]因此，本发明的第三方面，提供一种非瞬态计算机可读存储介质，其用于存储用于 使得计算机执行用于图像处理设备的控制方法的控制程序，其中，所述图像处理设备对拍 摄数据进行显影以获得显影数据，所述控制方法包括以下步骤：饱和水平计算步骤，用于计 算所述拍摄数据中的各个颜色信号的饱和水平；上限确定步骤，用于确定所述拍摄数据中 的动态范围的上限；替换比例计算步骤，用于基于所述上限，获得向着所述颜色信号的饱和 水平变化的所述颜色信号的替换比例；调整步骤，用于根据所述上限，调整各个所述颜色信 号；替换处理步骤，用于基于所述替换比例，进行利用饱和水平高的颜色信号替换饱和水平 低的颜色信号的替换处理；以及显影处理步骤，用于通过对经过了所述替换处理步骤中的 所述替换处理的所述拍摄数据进行预定处理，获得所述显影数据。
[0018] 根据本发明，根据基于动态范围的上限向着颜色信号的饱和水平变化的替换比 例，进行替换处理，其中，利用具有高饱和水平的颜色信号替换具有低饱和水平的颜色信 号。因此，通过利用颜色信号的替换来弥补颜色信号之间的饱和水平的差，满意地对拍摄数 据进行显影。
[0019] 通过以下（参考附图）对典型实施例的说明，本发明的其它特征将显而易见。
【附图说明】
[0020] 图1是示意性示出作为根据本发明第一实施例的图像处理设备的示例性摄像设 备的结构的框图。
[0021] 图2是示出通过图1中的WB调整单元所进行的示例性WB调整处理的图。
[0022] 图3是用于说明通过图1中的替换处理单元所进行的示例性替换处理的流程图。
[0023] 图4是示出通过图1中的替换比例调整单元所生成的示例性替换比例表的图。
[0024]图5是示出在图3的替换处理中使用图4中的替换比例表进行替换比例控制时所 获得的示例性替换结果的图。
[0025] 图6A~6D是用于说明通过图3的替换处理所生成的、替换之后的RAW数据的图， 其中，图6A是示出所有颜色信号在WB调整之后都达到了饱和水平的状态的图；图6B是示 出颜色信号中的一些在WB调整之后达到了饱和水平的状态的图；图6C是示出颜色信号中 的一些在WB调整之后达到了饱和水平的状态的另一例子的图；并且图6D是示出颜色信号 中的一个在WB调整之后达到了饱和水平的状态的图。
[0026] 图7是示出图1中的伽马校正单元所使用的示例性伽马曲线的图。
[0027] 图8是示出图1中的颜色处理单元所使用的示例性颜色抑制表的图。
[0028] 图9A和9B是用于说明通过图1中的显影单元所进行的替换处理增强高亮度区域 中的色阶的图，其中，图9A是示出传统显影结果的图，并且图9B是示出根据第一实施例的 显影结果的图。
[0029] 图10是示出通过根据本发明第二实施例的图像处理设备中的替换比例调整单元 所生成的示例性替换比例表的图。
[0030] 图11