图像处理设备和图像处理方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于对所拍摄数据进行显影的图像处理技术，尤其涉及使得可以将所拍摄数据的动态范围反映到显影之后的图像数据上的图像处理技术。
【背景技术】
[0002]传统上，在对所拍摄数据进行显影时，通过考虑已获取了所拍摄数据的摄像设备的特性和拍摄条件来进行用于调整颜色信号的所谓的白平衡调整。通过该白平衡调整，如果被摄体具有灰色，则输出由水平均匀的颜色信号来形成灰色的、作为显影结果的被摄体的图像。
[0003]然而，在白平衡调整之后颜色信号在饱和水平方面变得不同的情况下，无法进行适当的白平衡调整，并且在图像的高亮度区域中有时会发生所谓的着色(coloring)。
[0004]为了解决该问题，提出了如下方法(参见日本特开2000-13808):根据白平衡调整之前或之后的颜色信号R的水平来设置限幅水平，并且按所设置的限幅水平对进行了白平衡调整的颜色信号G和B进行限幅。
[0005]此外，提出了如下方法(参见日本特开2004-328564):在进行白平衡调整之后判断各颜色信号是否处于饱和状态，并且根据与饱和状态的颜色信号不同的其它颜色信号的水平来校正被判断为饱和的颜色信号。
[0006]然而，在日本特开2000-13808所述的方法中，与超过限幅水平的颜色信号有关的信息丢失，使得在显影结果中不能表现高亮度区域的色阶(gradat1n)。
[0007]此外，在日本特开2004-328564所述的方法中，依赖于颜色信号水平的校正是不充分的。更具体地，在对颜色和亮度逐渐改变的渐变进行显影的情况下，有时会发生在非饱和状态和饱和状态之间的边界处颜色信号大幅改变的色调跳跃(tone jump)。作为使用在饱和水平方面不同的颜色信号所进行的校正的结果，着色残留在高亮度区域中。
【发明内容】
[0008]本发明提供了一种能够在不会丢失高亮度区域中的色阶的情况下通过调整各颜色信号的饱和水平来进行显影的图像处理设备、图像处理方法和存储介质。
[0009]在本发明的第一方面中，提供一种图像处理设备，用于通过对所拍摄数据进行显影来获取显影数据，所述图像处理设备包括:饱和水平计算单元，用于计算所述所拍摄数据的三个颜色的颜色信号各自的饱和水平；像素信息获取单元，用于获取所述所拍摄数据的各像素中的颜色信号值作为像素信息；判断单元，用于基于所述饱和水平和所述像素信息来判断是否进行所述颜色信号中的某一个颜色信号的替换；替换处理单元，用于在所述判断单元判断为要进行替换的情况下，根据所述饱和水平最高的颜色信号来对所述饱和水平第二高的颜色信号进行替换，并且根据所述饱和水平最高的颜色信号和所述饱和水平第二高的颜色信号来对所述饱和水平最低的颜色信号进行替换；以及显影处理单元，用于对所述替换处理单元进行了替换处理的所拍摄数据进行预定处理，由此生成所述显影数据。
[0010]在本发明的第二方面中，提供一种图像处理方法，用于通过对所拍摄数据进行显影来获取显影数据，所述图像处理方法包括以下步骤:计算所述所拍摄数据的三个颜色的颜色信号各自的饱和水平；获取所述所拍摄数据的各像素中的颜色信号值作为像素信息；判断步骤，用于基于所述饱和水平和所述像素信息来判断是否进行所述颜色信号中的某一个颜色信号的替换；在所述判断步骤中判断为要进行替换的情况下，根据所述饱和水平最高的颜色信号来对所述饱和水平第二高的颜色信号进行替换，并且根据所述饱和水平最高的颜色信号和所述饱和水平第二高的颜色信号来对所述饱和水平最低的颜色信号进行替换；以及对进行了替换处理的所拍摄数据进行预定处理，由此生成所述显影数据。
[0011]在本发明的第三方面中，提供一种存储有计算机可执行控制程序的非瞬态计算机可读存储介质，所述计算机可执行控制程序用于使计算机执行图像处理设备的控制方法，所述图像处理设备用于通过对所拍摄数据进行显影来获取显影数据，所述控制方法包括以下步骤:计算所述所拍摄数据的三个颜色的颜色信号各自的饱和水平；获取所述所拍摄数据的各像素中的颜色信号值作为像素信息；判断步骤，用于基于所述饱和水平和所述像素信息来判断是否进行所述颜色信号中的某一个颜色信号的替换；在所述判断步骤中判断为要进行替换的情况下，根据所述饱和水平最高的颜色信号来对所述饱和水平第二高的颜色信号进行替换，并且根据所述饱和水平最高的颜色信号和所述饱和水平第二高的颜色信号来对所述饱和水平最低的颜色信号进行替换；以及对进行了替换处理的所拍摄数据进行预定处理，由此生成所述显影数据。
[0012]根据本发明，根据饱和水平和像素信息来进行替换处理。因此，可以在不会丢失高亮度区域中的色阶的情况下，通过调整各颜色信号的饱和水平来进行显影。
[0013]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变得明显。
【附图说明】
[0014]图1是作为根据本发明的第一实施例的图像处理设备的摄像设备(数字照相机)的框图。
[0015]图2是示出图1所示的白平衡调整部所进行的白平衡调整处理的示例的图。
[0016]图3是图1所示的替换处理器所进行的替换处理的流程图。
[0017]图4A?4D是在说明通过图3所示的替换处理所生成的替换之后的RAW数据时使用的图，其中:图4A示出在白平衡调整之后所有颜色信号都达到各自的饱和水平的状态，图4B示出在白平衡调整之后颜色信号中的一部分达到饱和水平的状态的示例，图4C示出在白平衡调整之后颜色信号中的一部分达到饱和水平的状态的另一示例，并且图4D示出在白平衡调整之后颜色信号其中之一达到饱和水平的状态。
[0018]图5是示出图1所示的伽玛校正部所使用的伽玛曲线的示例的图。
[0019]图6是示出图1所示的颜色处理器所使用的颜色抑制表的示例的图。
[0020]图7是作为根据本发明的第二实施例的图像处理设备的摄像设备(数字照相机)的替换处理器所进行的替换处理的流程图。
[0021]图8A?8D是在说明通过图7所示的替换处理所生成的替换之后的RAW数据时使用的图，其中:图8A示出在白平衡调整之后所有颜色信号都达到各自的饱和水平的状态，图SB示出在白平衡调整之后颜色信号中的一部分达到饱和水平的状态的示例，图SC示出在白平衡调整之后颜色信号中的一部分达到饱和水平的状态的另一示例，并且图8D示出在白平衡调整之后颜色信号其中之一达到饱和水平的状态。
[0022]图9是作为根据本发明的第三实施例的图像处理设备的摄像设备(数字照相机)的替换处理器所进行的替换处理的流程图。
[0023]图10是示出在图9所示的替换处理中通过调整替换比例所进行的替换结果的示例的图。
[0024]图1lA?IlC是在说明在图1所示的显影部所进行的显影处理的结果中通过替换处理器所进行的替换处理而实现的高亮度区域的色阶的改善时使用的图，其中:图1lA示出传统的显影结果，图1lB示出第二实施例中所获得的显影结果，并且图1lC示出第三实施例中所获得的显影结果。
【具体实施方式】
[0025]以下将参考示出本发明的实施例的附图来详细说明本发明。
[0026]图1是作为根据本发明的第一实施例的图像处理设备的摄像设备的框图。
[0027]图1所示的摄像设备例如是数字照相机(以下简称为照相机)，并且包括摄像部1摄像部I包括拍摄透镜单元(以下简称为透镜)、摄像元件和测光部，并且输出所拍摄数据(以下称为RAW数据)。注意，RAW数据包括未显影的所拍摄数据和进行了显影处理的一部分处理的所拍摄数据。
[0028]显影部2对从摄像部I输出的RAW数据进行显影，由此生成显影数据(即，图像数据)。记录再现部3将从摄像部I输出的RAW数据和从显影部2输出的显影数据作为记录数据记录在外部存储装置(未示出)中，并且读出该外部存储装置中所记录的记录数据以将所读取数据提供至显影部2。
[0029]如上所述，所例示的照相机包括摄像部1、显影部2和记录再现部3，因而能够进行拍摄和显影。此外，在进行拍摄的情况下，该照相机可以将显影数据记录在外部存储装置中，在期望时刻从外部存储装置读出RAW数据，并且对所读取的RAW数据进行显影。
[0030]注意，照相机可以仅包括摄像部I和记录再现部3，并且使用配备有显影部和记录再现部的外部图像处理设备来对RAW数据进行显影。
[0031]图1所示的显影部2包括白平衡调整部10、光学校正部11、颜色插值部12、替换处理器13、噪声消除部14、伽玛校正部15、锐度处理器16和颜色处理器17。这些部和处理器相互连接。
[0032]白平衡调整部10将RAW数据的颜色信号的各个信号值乘以白平衡系数。据此，白平衡调整部10调整各颜色的信号水平，并由此输出被摄体图像的灰色作为由水平均匀的颜色信号构成的灰色。
[0033]在本实施例中，摄像部I从RAW数据的一部分区域中提取各颜色信号的信号值以确定白平衡系数，并且将这些白平衡系数连同RAW数据一起发送至显影部2。注意，摄像部I可以使用诸如利用测光部所获得的测光结果的方法等的任何其它合适的已知方法来确定白平衡系数。
[0034]白平衡系数是针对各颜色信号所确定的表示应用于各颜色信号的增益量的值，并且在将颜色信号的信号值乘以相关联的各白平衡系数的情况下，利用各自具有相同信号值的颜色信号来表示被摄体图像的灰色。在本实施例中，尽管如上所述摄像部I将白平衡系数连同RAW数据一起发送至显影部2，但也