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進(jìn)行色階校正的圖像處理設(shè)備和圖像處理方法_3

文檔序號:9238559閱讀:來源:國知局
值(亮度值),并且"Wt2"是輸入上限值48的 值(亮度值)。另外,"Mid"是偏移之前的適當(dāng)水平(適當(dāng)水平45)的值(亮度值),并且 "MidNew"是偏移之后的適當(dāng)水平(適當(dāng)水平46)的值(亮度值)。
[0059] "K/'是取值0~1的校正系數(shù),并且確定分配給相對于適當(dāng)水平的低亮度側(cè)和高 亮度側(cè)的動態(tài)范圍擴(kuò)展的部分之間的比。因此,根據(jù)上述公式(4),基于動態(tài)范圍調(diào)整之前 和之后的相對于適當(dāng)水平的低亮度側(cè)的動態(tài)范圍之間的比、以及動態(tài)范圍調(diào)整之前和之后 的相對于適當(dāng)水平的高亮度側(cè)的動態(tài)范圍之間的比中的至少一個,來調(diào)整適當(dāng)水平。優(yōu)選 以如下方式調(diào)整適當(dāng)水平:使得伽馬校正前后相對于適當(dāng)水平的低亮度側(cè)的動態(tài)范圍之間 的比以及伽馬校正前后相對于適當(dāng)水平的高亮度側(cè)的動態(tài)范圍之間的比可以保持不變。
[0060] 校正系數(shù)&的值根據(jù)在步驟S305所計算出的亮度直方圖的低亮度側(cè)的偏差度 (varl)來確定。圖5是示出校正系數(shù)!^和亮度直方圖的低亮度側(cè)的偏差度(varl)之間的 關(guān)系的表的圖。圖5中的第一閾值50和第二閾值51用于切換校正系數(shù)&的值,并且第一 閾值50和第二閾值51考慮在稍后階段的步驟S308中的色階校正量被預(yù)先設(shè)置。
[0061] 當(dāng)亮度直方圖中的低亮度側(cè)的偏差度(varl)小時,校正系數(shù)1被設(shè)置成1,并且 通過這樣僅向低亮度側(cè)分配動態(tài)范圍擴(kuò)展,來保持高亮度側(cè)色階。然而,對于圖4中的第三 伽馬曲線,由于伽馬輸出值被整體校正成低亮度值,因而這在想要暗部變亮的場景下會導(dǎo) 致相反的結(jié)果。
[0062] 因此,當(dāng)亮度直方圖中的低亮度側(cè)的偏差度(varl)大時,在步驟S308所計算出 的、暗部的色階校正量大,因此,通過預(yù)先將校正系數(shù)!^設(shè)置成小的值來使得適當(dāng)水平的偏 移量適當(dāng),并且防止圖像變暗。簡單地說,通過保持校正系數(shù)1為0. 5,動態(tài)范圍擴(kuò)展的部 分被均等地分配給低亮度側(cè)和高亮度側(cè)。
[0063] 優(yōu)選對于適當(dāng)水平的偏移量(計算前后的適當(dāng)水平的值的變化量)進(jìn)行限制,以 防止作為使用公式4計算的結(jié)果的MidNew從Mid發(fā)生大的變化。嚴(yán)格地說,通過在步驟 S307改變適當(dāng)水平從而改變伽馬形狀,因此優(yōu)選再次進(jìn)行步驟S304和S305,以重新計算與 亮度直方圖中的中心亮度的偏差度,并且然后在步驟S308,計算暗部和亮部的色階校正量。 應(yīng)該注意,當(dāng)適當(dāng)水平的偏移量小時,由圖像質(zhì)量幾乎不受影響,因而可以省略該處理。
[0064] 在步驟S308,校正量調(diào)整單元16計算暗部和亮部的色階校正量(確定色階校正 表)。在步驟S308,首先,校正量調(diào)整單元16分別根據(jù)暗部校正度表和亮部校正度表來確 定暗部和亮部的校正度。圖6A和6B示出暗部校正度表和亮部校正度表的例子。
[0065] 圖6A和6B中的閾值60、61、62和63在確定校正度時使用,并且被預(yù)先設(shè)置為固 定值。這里,對于亮度直方圖的低亮度側(cè)的偏差度(varl)和亮度直方圖的高亮度側(cè)的偏差 度(var2),設(shè)置成:當(dāng)偏差度小時,校正度可以小,并且當(dāng)偏差度大時,校正度可以大。這是 因為目標(biāo)是亮度直方圖的均衡。
[0066] 隨后,在步驟S308,校正量調(diào)整單元16根據(jù)預(yù)先所保持的暗部校正量表和亮部校 正量表來確定色階校正表。圖7A和7B示出暗部校正量表和亮部校正量表的例子。
[0067] 校正表70、71、72、73和74示出暗部的校正度分別是0%、25%、50%、75%和 100%的情況下的校正量。校正表75、76、77、78和79示出亮部的校正度分別是0%、25%、 50%、75%和100%的情況下的校正量。校正量調(diào)整單元16通過根據(jù)先前所確定的校正度 選擇校正表來確定色階校正單元18所要使用的色階校正表。
[0068] 應(yīng)該注意,為了基于所確定的校正量來校正色階,色階校正單元18可以使用色階 曲線校正方法、或者利用所保持的本地常數(shù)進(jìn)行校正的勻色(colordodge)校正方法。此 外,可以預(yù)先準(zhǔn)備允許用戶從"低"、"標(biāo)準(zhǔn)"和"高"中選擇校正強(qiáng)度的接口,并且可以根據(jù) 用戶所選擇的設(shè)置,將圖6A和6B中的表、以及圖7A和7B中的表切換成各自的其它類似的 表。在終止該處理之后,執(zhí)行步驟S308。
[0069] 如上所述,根據(jù)色階校正量的第一確定方法,當(dāng)擴(kuò)展動態(tài)范圍時,控制伽馬曲線的 適當(dāng)水平向高亮度側(cè)偏移。這在不會破壞拍攝時的亮度的氛圍的范圍內(nèi)防止色階變差。
[0070] 現(xiàn)參考圖8~10,說明色階校正量的第二確定方法。圖8是示出通過顯影單元2 所進(jìn)行的色階校正量的第二確定方法的流程圖。應(yīng)該注意,圖8中的處理是通過控制攝像 設(shè)備100的整體操作的未示出的中央控制單元(CPU)執(zhí)行預(yù)定程序并且控制構(gòu)成顯影單元 2的構(gòu)件的操作來實現(xiàn)的。
[0071] 圖8中的步驟S801~S805和S808的處理與圖3中的步驟S301~S305和S308 的處理相同,因此這里省略對其的說明。在步驟S806,校正量調(diào)整單元16判斷使用通過D 范圍調(diào)整單元13所計算出的輸入下限值Bk和輸入上限值Wt進(jìn)行調(diào)整之后的動態(tài)范圍是 否比預(yù)定動態(tài)范圍窄。
[0072] 在調(diào)整后的動態(tài)范圍比預(yù)定動態(tài)范圍窄時(步驟S806為"是"),處理進(jìn)入步驟 S807,并且在調(diào)整后的動態(tài)范圍不比預(yù)定動態(tài)范圍窄時(步驟S806為"否"),處理進(jìn)入步 驟S808〇
[0073] 在步驟S807,校正量調(diào)整單元16計算伽馬曲線的適當(dāng)水平。圖9是示意性示出在 步驟S807計算伽馬曲線的適當(dāng)水平的處理的圖。在圖9中,第一伽馬曲線90是沒有進(jìn)行 動態(tài)范圍調(diào)整的情況下的伽馬曲線。第二伽馬曲線91是適當(dāng)水平與動態(tài)范圍調(diào)整之前的 相同、并且調(diào)整了輸入下限值和輸入上限值的伽馬曲線。第三伽馬曲線92是通過調(diào)整第二 伽馬曲線91的適當(dāng)水平所獲得的伽馬曲線。
[0074] 輸入下限值93是第一伽馬曲線90的輸入下限值。輸入下限值94是第二伽馬曲 線91和第三伽馬曲線92的輸入下限值。適當(dāng)水平95是第三伽馬曲線92的適當(dāng)水平。適 當(dāng)水平96是第一伽馬曲線90和第二伽馬曲線91的適當(dāng)水平。輸入上限值97是第二伽馬 曲線91和第三伽馬曲線92的輸入上限值。
[0075] 輸入上限值98是第一伽馬曲線90的輸入上限值。閾值910是預(yù)先所設(shè)置的、偏 移適當(dāng)水平時輸入上限值的閾值。以對數(shù)比例法表示這些值(稍后所述的93~98、910)。 輸出上限值99是伽馬校正之后的輸出上限值。
[0076] 根據(jù)圖9中的第二伽馬曲線91,很明顯,當(dāng)在不改變適當(dāng)水平的情況下壓縮調(diào)整 動態(tài)范圍時,伽馬曲線在高亮度側(cè)的傾斜度相對于適當(dāng)水平較大。
[0077] 這里,當(dāng)伽馬曲線的傾斜度太高時,由于色階急劇變化,因而圖像趨于不自然。為 此,預(yù)先設(shè)置閾值910,并且當(dāng)輸入上限值變得小于閾值910時,向低亮度側(cè)偏移適當(dāng)水平, 從而使得伽馬曲線的傾斜度變低。以下給出在這種情況下用于計算適當(dāng)水平的示例性公式 5〇
[0078][數(shù)學(xué)表達(dá)式3]
[0079]
[0080] 在上述公式5中,"Wt2"是輸入上限值97的值(亮度值),并且"Wt_th"是圖9 中的閾值910的值(亮度值)。"Mid"是偏移之前的適當(dāng)水平(適當(dāng)水平96)的值(亮度 值),并且"MidNew"是偏移之后的適當(dāng)水平(適當(dāng)水平95)的值(亮度值)。"K2"是取值 0~1的校正系數(shù),并且用于控制相對于將輸入上限值設(shè)置成等于或者小于閾值910的量, 偏移適當(dāng)水平的比。校正系數(shù)1( 2的值根據(jù)在步驟S805所計算出的亮度直方圖的高亮度側(cè) 的偏差度(var2)來確定。
[0081] 也就是說,根據(jù)上述的第一確定方法,當(dāng)向高亮度側(cè)偏移適當(dāng)水平時,圖像變暗, 因此,對于想要校正其色階從而使得暗部可以變亮的圖像,設(shè)置校正系數(shù)I,使適當(dāng)水平的 偏移量小。
[0082] 相反,根據(jù)第二確定方法,當(dāng)向低亮度側(cè)偏移適當(dāng)水平時,圖像變亮,因此對于想 要校正其色階從而使得亮部可以變暗的圖像,設(shè)置校正系數(shù)M吏偏移量小。
[0083] 圖10是示出校正系數(shù)1(2和亮度直方圖的高亮度側(cè)的偏差度(var2)之間的關(guān)系 的表的圖。圖10中的第一閾值150和第二閾值160用于切換校正系數(shù)K2的值,并且考慮 在稍后階段的步驟S808中的色階校正量被預(yù)先設(shè)置。
[0084] 如上所述,根據(jù)色階校正量的第二確定方法,當(dāng)動態(tài)范圍被壓縮成預(yù)定值以上時, 控制伽馬曲線的適當(dāng)水平向低亮度側(cè)偏移。結(jié)果,在不會破壞拍攝時的亮度氛圍的范圍內(nèi), 能夠防止由于色階變化太急劇而導(dǎo)致圖像變得不自然。
[0085] 應(yīng)該注意,在上述本實施例中,以由攝像單元1、顯影單元2和存儲再現(xiàn)單元3所構(gòu) 成的攝像設(shè)備1〇〇作為示例性圖像處理設(shè)備。然而,本發(fā)明不局限于此,但是攝像單元1、顯 影單元2和存儲再現(xiàn)單元3可以被配置為能夠相互通信的獨立設(shè)備。
[0086] 例如,本發(fā)明可以被配置成經(jīng)由網(wǎng)絡(luò),將通過照相機(jī)所拍攝和生成的RAW數(shù)據(jù)傳 送給外部圖像處理設(shè)備(例如,個人計算機(jī)),該圖像處理設(shè)備顯影RAW數(shù)據(jù),并且將顯影數(shù) 據(jù)存儲在與圖像處理設(shè)備連接從而可以相互通信的存儲裝置中。
[0087]
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