專利名稱：色位移減輕裝置的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及用于減輕來自場序(field sequential)攝像裝置的彩色視頻信號的色位移的色位移減輕裝置。
背景技術(shù)：
目前，作為電子內(nèi)窺鏡的攝像手段使用這樣一種攝像裝置，該攝像裝置例如將R(紅)、G(綠)、B(藍)波長范圍的照明光按時序照射在被攝物體上，用電荷耦合元件(CCD)等固體攝像元件對來自該被攝物體的反射光進行光電轉(zhuǎn)換，并作為視頻信號。但是，這樣的攝像裝置中存在的問題是在被攝物體快速運動等的情況下，按時序得到的3種顏色成分信號中會產(chǎn)生偏差，即產(chǎn)生色位移。
為了減輕這種色位移而設計出色位移減輕裝置，該裝置由場序攝像裝置輸入彩色視頻信號后，減輕該彩色視頻信號的色位移。
作為色位移減輕裝置，包括例如日本特開平3-270392號公報中記載的色位移減輕裝置，該裝置將圖象整體的平均色成分應用到該圖象的產(chǎn)生色位移的部分來進行補償處理，或者利用該圖象的亮度成分和顏色成分來產(chǎn)生補償色，并將該補償色應用到產(chǎn)生色位移的部分來進行補償。
另外，還包括例如日本特開平6-319694號公報中記載的從顏色分布直方圖中提取最大像素頻度值，并將其作為推定色分配到色位移區(qū)域的顏色來進行補償?shù)难b置等。
而且，還包括例如日本特開平9-74750號公報中記載的色位移補償裝置，該裝置根據(jù)圖象條件改變原圖象和色位移補償圖象的合成比例來制作色位移減輕圖象，即使對于處理條件差、出血時或染色劑散布時的圖象也可以得到感覺自然的色位移減輕處理圖象。
但是，如上所述的現(xiàn)有色位移減輕裝置是以生物體內(nèi)存在的色素為1種為前提確定算法，因此在散布了染色劑的粘膜處伴隨有出血等，在生物體內(nèi)存在2種以上色素的情況下，用與出血相同的顏色來補償染色劑的顏色，或者反過來用與染色劑相同的顏色來補償出血的顏色，或者將固定值應用于產(chǎn)生色位移的部分等時，就會產(chǎn)生以中和色進行補償?shù)鹊膯栴}。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對上述問題提供一種即使在生物體內(nèi)存在2種以上色素的情況下，也可以高精度地推定補償色的色位移減輕裝置。
本發(fā)明的另一目的是提供一種即使對暗且飽和度低的圖象也可以良好地進行色位移減輕處理的色位移減輕裝置。
本發(fā)明的色位移減輕裝置包括色位移區(qū)域檢測部，根據(jù)表示由場序攝像裝置拍攝被攝體而得到的第1和第2圖象的第1和第2圖象信號，檢測所述第1圖象中產(chǎn)生色位移的區(qū)域；顏色成分信號推定部，根據(jù)所述第1圖象信號中與由所述色位移區(qū)域檢測部檢測到的色位移區(qū)域以外的區(qū)域相對應的圖象信號中的第1和第2顏色成分信號，推定第3顏色成分信號；以及，色位移減輕處理部，根據(jù)基于由所述顏色成分信號推定部得到的第3顏色成分信號和所述第1和第2顏色成分信號的圖象信號、與所述第1圖象信號，制作色位移減輕處理圖象。
本發(fā)明的其它特征和有益效果通過以下說明即可明確。


圖1～圖10涉及本發(fā)明的第1實施例。
圖1所示為色位移減輕裝置的基本結(jié)構(gòu)框圖；圖2所示為圖1的色位移區(qū)域檢測部的結(jié)構(gòu)框圖；圖3所示為圖1的色位移度算出部的結(jié)構(gòu)框圖；圖4所示為圖1的圖象數(shù)據(jù)推定部的結(jié)構(gòu)框圖；圖5所示為圖1的色位移減輕處理部的結(jié)構(gòu)框圖；圖6所示為在圖1的色位移區(qū)域檢測部實施的色位移檢測動作的處理流程圖；圖7所示為圖6的處理中所采用的分割成8×8×8的塊的RGB色空間；
圖8所示為圖1的圖象數(shù)據(jù)推定部根據(jù)輸入的圖象數(shù)據(jù)將推定色數(shù)據(jù)寫入LUT之前的第1處理流程圖；圖9所示為圖1的圖象數(shù)據(jù)推定部根據(jù)輸入的圖象數(shù)據(jù)將推定色數(shù)據(jù)寫入LUT之前的第2處理流程圖；圖10所示為圖9的處理中使用的色位移度轉(zhuǎn)換曲線的示例。
圖11～圖19涉及本發(fā)明的第2實施例。
圖11所示為色位移減輕裝置的結(jié)構(gòu)框圖；圖12所示為圖11的色位移區(qū)域檢測部的結(jié)構(gòu)框圖；圖13所示為圖11的色位移度運算部的結(jié)構(gòu)框圖；圖14所示為圖11的圖象數(shù)據(jù)推定部的結(jié)構(gòu)框圖；圖15所示為圖11的色位移減輕處理部的結(jié)構(gòu)框圖；圖16所示為在圖11的色位移區(qū)域檢測部實施的色位移檢測動作的處理流程圖；圖17所示為圖16的處理中所采用的分割成8×8區(qū)域的CrCb色空間；圖18所示為以不同于圖17的分割方法的分割CrCb色空間；圖19所示為圖11的圖象數(shù)據(jù)推定部將推定色數(shù)據(jù)寫入LUT之前的動作流程圖。
圖20和圖21涉及本發(fā)明的第3實施例。
圖20所示為色位移減輕裝置的結(jié)構(gòu)框圖；圖21所示為圖20的色位移區(qū)域檢測部的結(jié)構(gòu)框圖。
具體實施例方式
以下，根據(jù)附圖對本發(fā)明進行更為詳細的說明。
第1實施例如圖1所示，色位移減輕裝置1包括用于使輸入的圖象信號發(fā)生延遲的存儲器2；根據(jù)輸入的圖象數(shù)據(jù)和存儲器2中發(fā)生延遲的圖象數(shù)據(jù)檢測出色位移區(qū)域的色位移區(qū)域檢測部3；用于使輸入的圖象數(shù)據(jù)延遲1個視場的存儲器4；色位移度算出部5，根據(jù)從色位移區(qū)域檢測部3輸出的色位移檢測信號和輸入的圖象數(shù)據(jù)以及由存儲器4延遲的圖象數(shù)據(jù)，算出色位移度數(shù)據(jù)；圖象數(shù)據(jù)推定部6，根據(jù)從色位移區(qū)域檢測部3輸出的色位移檢測信號和輸入的圖象數(shù)據(jù)以及由存儲器4延遲的圖象數(shù)據(jù)，推定圖象數(shù)據(jù)；以及，色位移減輕處理部7，根據(jù)存儲器4輸出的圖象數(shù)據(jù)和圖象數(shù)據(jù)推定部6輸出的推定圖象數(shù)據(jù)以及色位移度算出部5輸出的色位移度數(shù)據(jù)，制作并輸出色位移減輕處理圖象。
如圖2所示，色位移區(qū)域檢測部3包括根據(jù)輸入的RGB圖象數(shù)據(jù)和由存儲器2延遲的圖象數(shù)據(jù)算出顏色信號Cr、Cb后輸出的RGB-YC矩陣電路8；差分檢測電路9，算出輸入的圖象數(shù)據(jù)的顏色信號Cr、Cb和延遲的圖象數(shù)據(jù)的顏色信號Cr、Cb的差分后，并檢測出是否有規(guī)定值以上的變化；平均色檢測電路10，根據(jù)輸入的圖象數(shù)據(jù)的顏色信號Cr、Cb算出輸入圖象的平均色并進行檢測；以及，根據(jù)差分檢測電路9和平均色檢測電路10的輸出信號判斷是否有色位移的色位移判定電路11。
如圖3所示，色位移度算出部5包括直方圖制作部12，根據(jù)輸入的RGB圖象數(shù)據(jù)和色位移區(qū)域檢測部3輸出的色位移檢測信號，制作3維直方圖；表制作部13，參照在直方圖制作部12制作的3維直方圖，向參照表(以下稱為LUT)14中寫入色位移度計算用表數(shù)據(jù)；根據(jù)存儲器4輸出的延遲了1個視場的圖象數(shù)據(jù)輸出色位移度數(shù)據(jù)的LUT14；以及，利用LUT14輸出的色位移度數(shù)據(jù)對色位移區(qū)域和無色位移區(qū)域的邊界進行模糊處理的低頻濾波器(以下稱為LPF)15。
如圖4所示，圖象數(shù)據(jù)推定部6包括直方圖制作部16，根據(jù)輸入的RGB圖象數(shù)據(jù)和色位移區(qū)域檢測部3輸出的色位移檢測信號，制作3維直方圖；表制作部17，參照直方圖制作部16制作的3維直方圖，向第1LUT18a～第3LUT18c寫入推定色數(shù)據(jù)；第1LUT18a～第3LUT18c，根據(jù)存儲器4輸出的延遲了1個視場的圖象數(shù)據(jù)，輸出推定色數(shù)據(jù)。
如圖5所示，色位移減輕處理部7包括系數(shù)確定部19，根據(jù)輸入的圖象數(shù)據(jù)確定3個推定圖象數(shù)據(jù)的合成比例；將推定圖象數(shù)據(jù)與系數(shù)確定部19輸出的系數(shù)相乘的乘法運算處理部20a～20c；將乘法運算處理部20a～20c輸出的數(shù)據(jù)相加的加法運算處理部21；以及，合成處理部22，根據(jù)色位移度算出部5輸出的色位移度數(shù)據(jù)，對加法運算處理部21輸出的補償圖象數(shù)據(jù)和存儲器4輸出的圖象數(shù)據(jù)進行合成處理，并制作色位移減輕圖象。
以下，說明上述結(jié)構(gòu)的色位移減輕裝置的動作。首先，說明色位移區(qū)域檢測部3的動作。
如圖6所示，將在步驟S1中輸入的圖象數(shù)據(jù)和由存儲器2延遲了4個視場的圖象數(shù)據(jù)輸入到RGB-YC矩陣電路8，然后根據(jù)下式(1)和(2)算出各顏色信號Cr、Cb。
Cr＝(0.701×R-0.587×G-0.114×B)/1.402 ...(1)Cb＝(-0.299×R-0.587×G+0.886×B)/1.772 ...(2)然后，在步驟S2中由平均色檢測電路10算出當前1個視場(1個畫面)的平均色。
在步驟S3中，差分檢測電路9根據(jù)RGB-YC矩陣電路8算出的、輸入圖象數(shù)據(jù)的顏色信號Cm、Cbn和由存儲器4延遲的圖象數(shù)據(jù)的顏色信號Crp、Cbp，算出|Crn-Crp|和|Cbn-Cbp|，在步驟S4中判斷是否超過預先確定的閾值。任何一個超過閾值時，設判定信號為“1”，不超過閾值時，設判定信號為“0”，并將該信號發(fā)送到色位移判定電路11(判定信號的極性也可以相反)。如果判定信號為“0”，則在步驟S5，由色位移判定電路11判斷沒有色位移，并結(jié)束處理。
如果判定信號為“1”，則在步驟S6中由色位移判定電路11判斷平均色是否近似中和色。在圖象近似黑白的情況下，即使發(fā)生色位移所形成的顏色在近似平均色(這種情況下為中和色)的情況下，也很醒目。因此，色位移判定電路11在平均色近似中和色的情況(即當前圖象近似黑白的情況)下，不在下一步驟S7中進行是否近似平均色的判斷，而在步驟S8中判斷為色位移后結(jié)束處理。
平均色與中和色不近似時，在步驟S7中，由色位移判定電路11判斷當前色位移檢測中區(qū)域的顏色是否近似1個視場(1個畫面)的平均色。即，色位移判定電路11根據(jù)差分檢測電路9和平均色檢測電路10的結(jié)果，在當前色位移檢測區(qū)域的顏色近似畫面內(nèi)的平均色時，判定其為無色位移區(qū)域，然后前進到步驟S5，判斷其為無色位移區(qū)域后結(jié)束處理；在不近似平均色時，判定其為色位移區(qū)域，然后前進到步驟S8，判斷其為色位移區(qū)域后結(jié)束處理，輸出色位移檢測信號。
也可以例如將Cr、Cb色平面分割成16×16的區(qū)域，當前色位移檢測的顏色落入平均色所處區(qū)域周圍3×3區(qū)域時，判斷其為無色位移區(qū)域等等。
僅用差分檢測電路9檢測的色位移區(qū)域還包含不明顯的色位移，可以不需補償?shù)膮^(qū)域也進行了補償，與此相對，通過利用平均色檢測電路10算出的1個畫面的平均色，可以僅有效地檢測當前圖象內(nèi)明顯的色位移。
通過以上的處理，可以輸出高精度判定出色位移區(qū)域的色位移檢測信號。
以下說明圖象數(shù)據(jù)推定部6的動作。
輸入的圖象數(shù)據(jù)與作為由色位移區(qū)域檢測部3判定出是色位移區(qū)域還是無色位移區(qū)域的信號的色位移檢測信號一起被輸入直方圖制作部16。直方圖制作部16根據(jù)被判定為無色位移區(qū)域的圖象數(shù)據(jù)，在RGB色空間中制作3維直方圖(圖8的步驟S11～S14)。
在本實施例中，輸入的圖象數(shù)據(jù)為8位數(shù)據(jù)。因此，輸入的圖象數(shù)據(jù)的各像素值存在于256×256×256的RGB色空間當中的任意點。將該RGB色空間分割成8×8×8的塊，通過使無色位移圖象數(shù)據(jù)所對應塊的計數(shù)增加，來制作1個畫面的3維直方圖。圖7表示分割成8×8×8的塊的RGB色空間。
在本實施例中，將RGB色空間分割成8×8×8的塊，但也可以是16×16×16或32×32×32等其它分割數(shù)。
例如，現(xiàn)在輸入(R、G、B)＝(200、230、230)的圖象數(shù)據(jù)，該像素被判斷為無色位移區(qū)域時，參照輸入的圖象數(shù)據(jù)的高3位。這樣就落入以圖7中的點聯(lián)結(jié)而成的(R、G、B)＝(6、7、7)的塊中，因此增加該塊的計數(shù)值。按照1個畫面的像素數(shù)重復實施該動作，從而制作作為用于判斷哪個塊內(nèi)存在的無色位移像素多的參考的3維直方圖。
表制作部17根據(jù)被制作的1個畫面的3維直方圖，制作用于寫入第1LUT18a～第3LUT18c的表數(shù)據(jù)。
如圖9的步驟S15～S22所示，在1個畫面的3維直方圖制作結(jié)束的時刻，表制作部17參照(R、G)＝(0、0)的塊群(圖7中的斜線聯(lián)結(jié)的部分)，即(R、G、B)＝(0、0、0)～(0、0、7)的8個塊的計數(shù)值，將具有最大頻度值(無色位移像素最多)的塊的B值(0～7之間的值)確定為(R、G)＝(0、0)的塊群的推定值，即落入R和G同時為0的塊中的像素的B的推定色數(shù)據(jù)，并寫入第1LUT18a的地址“000000”中。從(R、G)＝(0、0)的塊群到(R、G)＝(7、7)的塊群依次重復進行64次同樣的動作，確定第1LUT18a的地址“000000”～“111111”的推定色數(shù)據(jù)并進行寫入。
這里，在確定最大頻度值時，8個塊的計數(shù)值都為0的情況下(輸入的原圖象數(shù)據(jù)當中不存在色位移區(qū)域的塊群)，將推定色數(shù)據(jù)確定為預先規(guī)定的固定值(0或通過內(nèi)窺鏡圖象可以很好地看到的代表值等)。另外，具有最大頻度值的塊有多個時，將這些塊的中間值(例如，0和7都是具有最大頻度值的塊時，取2或3)或與具有第2大頻度值的塊接近的塊的值等確定為推定色數(shù)據(jù)。
同樣，如圖9的步驟S23、S24以及步驟S15～S21所示，對(R、B)＝(0、0)～(7、7)的塊群重復上述動作，確定第2LUT18b的地址“000000”～“111111”的推定色數(shù)據(jù)并寫入，而且，如圖9的步驟S23、S25以及步驟S15～S21所示，對(G、B)＝(0、0)～(7、7)的塊群重復上述動作，確定第3LUT18c的地址“000000”～“111111”的推定色數(shù)據(jù)并進行寫入。
存儲器4使輸入的圖象數(shù)據(jù)延遲將在表制作部17根據(jù)1個畫面的圖象數(shù)據(jù)制作的推定色數(shù)據(jù)向第1LUT18a～第3LUT18c寫入結(jié)束的時間(約1個視場)。由存儲器4延遲了1個視場的圖象數(shù)據(jù)被輸入第1LUT18a～第3LUT18c。
第1LUT18a利用來自存儲器4的圖象數(shù)據(jù)當中各R和G的圖象數(shù)據(jù)值的高3位，將R的高3位分配到第1LUT18a的地址的高3位，G的高3位分配到第1LUT18a的地址的低3位，然后從被寫入第1LUT18a的表數(shù)據(jù)中讀取B的推定色數(shù)據(jù)。讀取的B的推定色數(shù)據(jù)與來自存儲器4的圖象數(shù)據(jù)當中用作上述第1LUT18a的地址的R和G的高3位數(shù)據(jù)結(jié)合后，作為推定圖象RG輸出。
同樣，根據(jù)來自存儲器4的圖象數(shù)據(jù)當中R和B的圖象數(shù)據(jù)值，從第2LUT18b中讀取G的推定色數(shù)據(jù)，并作為推定圖象RB輸出；根據(jù)G和B的圖象數(shù)據(jù)值，從第3LUT18c中讀取R的推定色數(shù)據(jù)，并作為推定圖象GB輸出。
與現(xiàn)有色位移減輕裝置相比，根據(jù)上述結(jié)構(gòu)得到的推定圖象成為精度更高的推定圖象。
在此，說明例如其值為(R、G、B)＝(200、20、10)的出血部的顏色與如其值為(R、G、B)＝(30、20、150)的美藍等染色劑的顏色存在于同一畫面中的情形(為簡化說明，這里假定不存在其它顏色)。
現(xiàn)在對(R、G、B)＝(200、20、10)的像素進行推定。根據(jù)R和B色推定時，可以推定為(R、G、B)＝(200、20、10)，但根據(jù)G這一色推定時，根據(jù)畫面內(nèi)出血區(qū)域和被染色區(qū)域的像素數(shù)量的不同來決定推定為哪一個，因此可能以染色部的顏色推定出血部，或者反過來以出血部的顏色推定染色部。在此，當染色區(qū)域的像素數(shù)量比出血區(qū)域的像素數(shù)量多時，推定為(R、G、B)＝(30、20、150)。
因此，在對根據(jù)3種顏色成分推定的數(shù)據(jù)進行合成的推定圖象中，受到根據(jù)G推定的推定色數(shù)據(jù)的影響，并且出血區(qū)域的顏色是飽和度低的顏色(中和色調(diào))。
但是，本實施例的色位移減輕裝置的推定方法是根據(jù)R和G、R和B、G和B兩種顏色成分進行推定，因此可以通過任何一個推定(R、G、B)＝(200、20、10)的出血區(qū)域的顏色，也可以高精度地推定對根據(jù)3種顏色成分推定的數(shù)據(jù)進行合成的推定圖象。
以下，說明色位移度算出部5的動作。
色位移度算出部5的直方圖制作部12與圖象數(shù)據(jù)推定部6的直方圖制作部16進行同樣的動作，在此省略說明。
表制作部13在1個畫面的3維直方圖制作結(jié)束的時刻，將在直方圖制作部12制作的3維直方圖作為色位移度計算用表數(shù)據(jù)寫入LUT14。首先，讀取(R、G、B)＝(0、0、0)的塊的計數(shù)值，根據(jù)圖象數(shù)據(jù)的圖象尺寸(1個畫面的像素數(shù))確定色位移度，并作為色位移度計算用表數(shù)據(jù)寫入LUT14的地址“000000000”。
色位移度在本實施例中為0～255的8位數(shù)據(jù)，計數(shù)器的值越大，越會被判定為無色位移顏色，成為接近0的值；相反，計數(shù)值越小，越會被判定為色位移顏色，成為接近255值?？梢酝耆卸闊o色位移的計數(shù)器的值為0，可以完全判定為色位移顏色的計數(shù)器的值為255。在本實施例中，將色位移度設為8位數(shù)據(jù)，但不限于此，也可以是16位、4位等其它位數(shù)。
圖10所示為從計數(shù)值轉(zhuǎn)換成色位移度的曲線示例。相當于0～255當中哪個值根據(jù)圖象數(shù)據(jù)的圖象尺寸發(fā)生變化。例如，在圖10中，用某圖象尺寸X根據(jù)轉(zhuǎn)換曲線A進行色位移度轉(zhuǎn)換時，在比X小的圖象尺寸Y中總像素數(shù)少，因此，最好在與圖象尺寸X時相同的計數(shù)值的情況下，存在色位移的可能性較高，并且色位移度也比X時的值高。因此，在這種情況下，根據(jù)轉(zhuǎn)換曲線B進行色位移度的轉(zhuǎn)換。
與(R、G、B)＝(0、0、0)相同，讀取(R、G、B)＝(0、0、1)～(7、7、7)的全部512個塊的計數(shù)值，將色位移度寫入將R分配到最高位、G分配到次高位、B分配到最低位的LUT14的地址“000000000”～“111111111”中，從而在LUT14中完成色位移度計算用表。
在作為色位移度計算用表完成的LUT14中，輸入由存儲器4延遲了的圖象數(shù)據(jù)，對各像素從RGB色空間中讀取相應塊的色位移度，然后輸出到LPF15，與周邊像素的色位移度結(jié)合進行色位移度的平滑處理。
LPF15是3×3的平滑濾波器，其作用是抑制相鄰像素間色位移度的彌散和急劇變化，在制作色位移減輕圖象時，起到防止形成不自然的圖象的作用。在本實施例中為3×3的區(qū)域，但也可以是5×5等其它大小或根據(jù)圖象的條件使區(qū)域發(fā)生變化。
以下，說明色位移減輕處理部7的動作。
在內(nèi)窺鏡的圖象中，由血液或染色劑(美藍等)引起的色調(diào)變化占主要地位。在這樣的圖象中，R、G、B三種顏色成分當中只有一種顏色成分的亮度分布廣(8位數(shù)據(jù)的情況下，亮度值的分布跨0～255的寬廣范圍)，其它顏色成分多集中在較低值上(例如，由血液引起的色調(diào)變化為主的情況下為R，由染色劑引起的色調(diào)變化為主的情況下為B)。
以本實施例的方法，根據(jù)上述圖象的顏色成分數(shù)據(jù)推定剩余顏色成分數(shù)據(jù)時，亮度分布窄的顏色成分數(shù)據(jù)集中在圖7的RGB色空間的有限塊上，因此可推定的顏色也是有限的顏色。
因此，根據(jù)亮度分布廣的顏色成分數(shù)據(jù)推定的推定圖象與根據(jù)亮度分布窄的顏色成分數(shù)據(jù)推定的推定圖象相比，其趨勢是得到精度更高的推定圖象。
在內(nèi)窺鏡圖象的情況下，以這樣的圖象算出R、G、B各顏色成分的平均值時，具有亮度分布廣的顏色平均值高且亮度分布窄的顏色平均值低的趨勢。另外，血液、染色劑(美藍)兩者支配幾乎相同的色調(diào)變化的情況下，具有R、B亮度分布都廣且各顏色成分的平均值為中間值(8位情況下約為128)的趨勢，并且具有G的亮度分布窄且其平均值低的趨勢。這種情況下也具有亮度分布廣的顏色成分平均值也高的趨勢。在本實施例中，利用該性質(zhì)，并具有可以使電路規(guī)模盡可能小的優(yōu)點，因此通過利用平均值可以簡單地算出反映顏色成分分布傾向的合成比例。
系數(shù)決定部19根據(jù)輸入的圖象數(shù)據(jù)的顏色成分R、G、B的平均值，并基于R和G的數(shù)據(jù)算出推定圖象RG的合成比例，基于R和B的數(shù)據(jù)算出推定圖象RB的合成比例，算出G和B的數(shù)據(jù)算出推定圖象GB的合成比例。
首先，算出輸入的圖象數(shù)據(jù)的R、G、B各1個畫面的平均值 和 根據(jù)算出的平均值 和 算出 和 的平均值、 和 的平均值、 和 的平均值，分別作為 和 將推定圖象RG的合成比例設為Crg、將推定圖象RB的合成比例設為Crb、將推定圖象GB的合成比例設為Cgb，根據(jù)以下式(3)～(5)算出各推定圖象的合成比例，并將Crg輸出到乘法運算處理部20a、將Crb輸出到乘法運算處理部20b、將Cgb輸出到乘法運算處理部20c。
Crg=RGAVG‾/(RGAVG‾+RBAVG‾+GBAVG‾)...(3)]]>Crb=RBAVG‾/(RGAVG‾+RBAVG‾+GBAVG‾)...(4)]]>Cgb=GBAVG‾/(RGAVG‾+RBAVG‾+GBAVG‾)...(5)]]>在乘法運算處理部20a中，將第1LUT18a輸出的推定圖象數(shù)據(jù)RG與系數(shù)確定部19輸出的系數(shù)Crg相乘，然后輸出到加法運算處理部21。
同樣，在乘法運算處理部20b中，將推定圖象數(shù)據(jù)RB與系數(shù)Crb相乘，在乘法運算處理部20c中；將推定圖象數(shù)據(jù)GB與系數(shù)Cgb相乘，然后分別輸出到加法運算處理部21。
在加法運算處理部21中，將乘法運算處理部20a～20c輸出的數(shù)據(jù)相加，制作補償圖象數(shù)據(jù)。
如上所述制作的補償圖象數(shù)據(jù)是根據(jù)以每1個畫面中畫面整體色調(diào)為基礎的最佳合成比例算出的，與現(xiàn)有色位移減輕裝置相比，是具有更高精度的色位移補償圖象數(shù)據(jù)。
合成處理部22根據(jù)色位移度算出部5輸出的色位移度數(shù)據(jù)，對加法運算處理部21輸出的補償圖象數(shù)據(jù)、和存儲器4輸出的圖象數(shù)據(jù)進行合成。存在色位移的可能性越高，色位移度數(shù)據(jù)越接近255。因此，色位移度數(shù)據(jù)為255時，補償圖象數(shù)據(jù)以100％的比例合成，相反，色位移度數(shù)據(jù)為0時，存儲器4輸出的圖象數(shù)據(jù)以100％的比例合成。色位移度數(shù)據(jù)為128時，補償圖象數(shù)據(jù)和存儲器4輸出的圖象數(shù)據(jù)均以50％的比例合成。
如上所述，本實施例的色位移減輕裝置與現(xiàn)有色位移減輕裝置相比，處于色位移區(qū)域的推定圖象的精度提高，因此出血和染色劑存在于同一畫面中的圖象的色位移減輕圖象成為感覺更加自然的圖象，可以得到?jīng)]有失調(diào)感的色位移減輕處理圖象。
第2實施例如圖11所示，除了色位移減輕處理圖象被輸入色位移區(qū)域檢測部24、色位移度運算部25的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、圖象數(shù)據(jù)推定部26的內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及色位移減輕處理部27的內(nèi)部結(jié)構(gòu)以外，本實施例中色位移減輕裝置23的結(jié)構(gòu)與第1實施例中色位移減輕裝置的結(jié)構(gòu)大致相同，因此僅說明不同點，同一結(jié)構(gòu)使用相同的符號并省略說明。
如圖12所示，色位移區(qū)域檢測部24包括RGB矩陣電路28，根據(jù)輸入的RGB圖象數(shù)據(jù)和由色位移減輕處理部27處理后的色位移減輕處理圖象，算出并輸出顏色信號Cr、Cb和亮度信號Y；差分檢測電路29，算出輸入的圖象數(shù)據(jù)的顏色信號Cr、Cb和由色位移減輕處理部27處理后的色位移減輕處理圖象的顏色信號Cr、Cb的差分，并根據(jù)色位移減輕處理圖象的亮度信號Y的信息，檢測出是否有規(guī)定值以上的變化。其它結(jié)構(gòu)與第1實施例相同。
如圖13所示，色位移度運算部25包括RGB-YC矩陣電路30，將輸入的RGB圖象數(shù)據(jù)和來自存儲器4的延遲了1個視場的圖象數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成顏色信號Cr、Cb；直方圖制作部31，根據(jù)對輸入的RGB圖象數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)換后的顏色信號Cr、Cb和從色位移區(qū)域檢測部24輸出的色位移檢測信號，制作2維直方圖；表制作部32，參照直方圖制作部31制作的2維直方圖，向LUT33中寫入色位移度計算用表數(shù)據(jù)；LUT33，根據(jù)從RGB-YC矩陣電路30輸出的、對由存儲器4延遲的RGB圖象數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)換后的顏色信號Cr、Cb，輸出色位移度數(shù)據(jù)。其它結(jié)構(gòu)與第1
如圖14所示，圖象數(shù)據(jù)推定部26包括表制作部34，參照直方圖制作部16制作的3維直方圖，向LUT35a～35c寫入推定色數(shù)據(jù)；第1LUT35a～第3LUT35c，根據(jù)從存儲器4輸出的延遲了1個視場的圖象數(shù)據(jù)輸出推定色數(shù)據(jù)。其它結(jié)構(gòu)與第1實施例相同。
如圖15所示，色位移減輕處理部27包括合成處理部36，該合成處理部36根據(jù)從色位移度算出部25輸出的色位移度數(shù)據(jù)，對加法運算處理部21輸出的補償圖象數(shù)據(jù)和從存儲器4輸出的圖象數(shù)據(jù)進行合成處理，并制作色位移減輕圖象。其它結(jié)構(gòu)與第1實施例相同。
以下，說明上述結(jié)構(gòu)的色位移減輕裝置的動作。
首先，通過圖16說明色位移區(qū)域檢測部24的動作。
如圖16所示，將輸入的圖象數(shù)據(jù)和從色位移減輕處理部27輸出的色位移減輕處理圖象數(shù)據(jù)輸入RGB-YC矩陣電路28，并且除了與第1實施例同樣，除了在步驟S51中算出各顏色信號Cr、Cb(參照式(1)和(2))之外，還通過以下的式(6)根據(jù)色位移減輕處理圖象數(shù)據(jù)算出亮度信號Y。
Y＝0.3×R+0.59×G+0.11×B ...(6)然后，在步驟S52中由平均色檢測電路10算出當前1個視場(1個畫面)的平均色。
與第1實施例相同，在步驟S53中，差分檢測電路29根據(jù)在RGB-YC矩陣電路28算出的輸入圖象數(shù)據(jù)的顏色信號Crn、Cbn和色位移減輕圖象數(shù)據(jù)的顏色信號Crp、Cbp，算出|Crn-Crp|和|Cbn-Cbp|，然后判斷是否超過預先規(guī)定的閾值。與第1實施例不同之處在于，閾值根據(jù)色位移減輕圖象數(shù)據(jù)的亮度信號Y的平均亮度值 發(fā)生變化。
在暗且飽和度低的圖象中，即使是稍微有顏色變化的色位移也很明顯。在這樣的圖象中，圖象整體的顏色信號Cr、Cb也呈現(xiàn)出低的傾向(中和色、單色調(diào))，與第1實施例同樣以固定的閾值進行色位移判斷時，可能無法檢測這樣稍微有顏色變化的色位移。因此，在色位移減輕圖象數(shù)據(jù)的平均亮度值 低的情況下，必須設定低的閾值。因此在步驟S54中根據(jù)色位移減輕圖象數(shù)據(jù)的平均亮度值 設定閾值。
這樣，根據(jù)圖象的亮度來改變色位移檢測的閾值，并向色位移判定電路11輸出色位移的檢測結(jié)果。此外，色位移判定電路11的動作和作用與第1實施例相同，進行根據(jù)圖6說明的步驟S4～S8的處理。
通過利用以上結(jié)構(gòu)進行色位移檢測，可以改進第1實施例中難以檢測的暗圖象的色位移檢測。
另外，本實施例是求出色位移減輕圖象數(shù)據(jù)的平均亮度值并用于閾值的設定，也可以求出輸入的圖象數(shù)據(jù)的平均亮度值并用于閾值的設定。
以下說明色位移度運算部25的動作。
輸入的圖象數(shù)據(jù)和來自存儲器4的延遲了1個視場的圖象數(shù)據(jù)通過RGB-YC矩陣電路30算出各自的顏色信號Cr、Cb后，所輸入的圖象數(shù)據(jù)的顏色信號被輸出到直方圖制作部31，來自存儲器4的圖象數(shù)據(jù)的顏色信號被輸出到LUT33。
輸入的圖象數(shù)據(jù)的顏色信號與在色位移區(qū)域檢測部24判定的色位移檢測信號一起被輸入直方圖制作部31。直方圖制作部31根據(jù)被判定為無色位移的圖象數(shù)據(jù)，在CrCb色空間制作2維直方圖。
在本實施例中，與第1實施例相同，輸入的圖象數(shù)據(jù)是8位數(shù)據(jù)。因此，輸入的圖象數(shù)據(jù)的各像素值存在于256×256的CrCb色空間中的任意點。將該CrCb色空間分割成8×8的塊，通過使無色位移圖象數(shù)據(jù)所處塊的計數(shù)增加，制作1個畫面的2維直方圖。圖17表示分割成8×8的塊的CrCb色空間。
本實施例中采用的是如圖17所示的分割方法，但也可以是16×16等其它分割數(shù)，或者是如圖18所示以原點為中心的塊分割方法。
表制作部32在1個畫面的2維直方圖制作結(jié)束的時刻，根據(jù)在直方圖制作部31制作的2維直方圖求出色位移度計算用表數(shù)據(jù)，并寫入LUT33。
首先，讀取(Cr、Cb)＝(0、0)的塊的計數(shù)值，根據(jù)圖象數(shù)據(jù)的圖象尺寸(1個畫面的像素數(shù))確定色位移度，并作為色位移度計算用表數(shù)據(jù)寫入LUT33的地址“000000”。
將各塊的計數(shù)值轉(zhuǎn)換成色位移度的方法與第1實施例相同，在此省略說明。
與第1實施例相同，在(Cr、Cb)＝(0、0)～(7、7)的范圍內(nèi)，讀取全部64個塊的計數(shù)值，并將色位移度寫入將Cr分配到最高位、Cb分配到最低位的LUT33的地址“000000”～“111111”中，從而在LUT33中完成色位移度計算用表。
在作為色位移度計算用表完成的LUT33中，輸入由RGB-YC矩陣電路30轉(zhuǎn)換的來自存儲器4的圖象數(shù)據(jù)的顏色信號，對每一個像素從CrCb色空間讀取相應塊的色位移度，并輸出到LPF15，與第1實施例同樣進行色位移度的平滑處理。
LPF15的動作和作用與第1實施例相同，在此省略說明。
以下說明圖象數(shù)據(jù)推定部26的動作。
直方圖制作部16的動作和作用與第1實施例相同，在此省略說明(參照圖8)。
如圖19的步驟S115～S126所示，表制作部34根據(jù)被制作的1個畫面的3維直方圖，制作表數(shù)據(jù)并寫入第1LUT35a～第3LUT35c。表制作部34在1個畫面的3維直方圖制作結(jié)束的時刻，與第1實施例同樣，參照(R、G)＝(0、0)的塊群中包含的8個塊的計數(shù)值，并確定具有最大頻度值的塊的B值。
在本實施例中，寫入第1LUT35a的推定色數(shù)據(jù)與第1實施例不同。在本實施例的表制作部34中，根據(jù)如上得到的(R、G)＝(0、0)(具有最大頻度值的塊值)算出Cr、Cb，并將其作為推定色數(shù)據(jù)寫入第1LUT35a的地址“000000”中。從(R、G)＝(0、0)的塊群到(R、G)＝(7、7)的塊群依次重復進行64次同樣的動作，確定第1LUT35a的地址“000000”～“111111”的推定色數(shù)據(jù)并寫入。
這里在確定最大頻度值時，8個塊的計數(shù)值都為0的情況下，求出輸入的原圖象數(shù)據(jù)的平均色信號 和 并將該值確定為推定色數(shù)據(jù)。最大頻度值為多個的情況下，進行與第1實施例相同的動作，因此省略說明。
第1LUT35a～第3LUT35c與第1實施例同樣，在產(chǎn)生地址后讀取推定色數(shù)據(jù)Cr、Cb，并將其作為推定圖象輸出到色位移減輕處理部26。
以下，說明色位移減輕處理部26的動作。
對于系數(shù)確定部19、乘法運算處理部20和加法運算處理部21，進行運算的數(shù)據(jù)由R、G、B變?yōu)镃r、Cb，除了這一點有所不同之外，其他與第1實施例進行同樣的動作，在此省略說明。
合成處理部36根據(jù)色位移度算出部25輸出的色位移度數(shù)據(jù)，對加法運算處理部21輸出的補償圖象數(shù)據(jù)、和從存儲器4輸出的圖象數(shù)據(jù)進行合成。
加法運算處理部21輸出的補償圖象數(shù)據(jù)為顏色信號Cr、Cb，因此根據(jù)存儲器4輸出的RGB圖象數(shù)據(jù)算出顏色信號Cr、Cb，并根據(jù)色位移度數(shù)據(jù)進行合成。合成方法與第1實施例相同，因此省略說明。合成后的顏色信號Cr、Cb與根據(jù)從存儲器4輸出的RGB圖象數(shù)據(jù)輸出的亮度信號Y相結(jié)合，通過以下的式(7)～(9)轉(zhuǎn)換成RGB圖象數(shù)據(jù)。
R＝Y(jié)+1.402×Cr ...(7)G＝Y(jié)-0.714×Cr-0.344×Cb ...(8)B＝Y(jié)+1.772×Cb ...(9)以上結(jié)構(gòu)的色位移減輕裝置與第1實施例的色位移減輕裝置相比，即使對暗且飽和度低的圖象也可以良好地進行色位移的減輕處理。
第3實施例如圖20所示，本實施例的色位移減輕裝置37包括使輸入圖象延遲1個視場的存儲器38；色位移區(qū)域檢測部39，根據(jù)存儲器38輸出的延遲了1個視場的圖象數(shù)據(jù)和輸入到色位移減輕裝置37的圖象數(shù)據(jù)以及色位移減輕處理部27輸出的色位移減輕處理圖象，進行色位移檢測。其它結(jié)構(gòu)與第2實施例中色位移減輕裝置的結(jié)構(gòu)相同，因此僅說明不同點，同一結(jié)構(gòu)使用相同的符號，并省略說明。
如圖21所示，色位移區(qū)域檢測部38中包括根據(jù)輸入的RGB圖象數(shù)據(jù)、由存儲器38延遲的圖象數(shù)據(jù)和由色位移減輕處理部27處理后的色位移減輕圖象數(shù)據(jù)算出顏色信號Cr、Cb和亮度信號Y的RGB-YC矩陣電路40。其它結(jié)構(gòu)與第2實施例相同，在此省略說明。
以下，說明上述結(jié)構(gòu)的色位移減輕裝置的動作。
輸入到色位移減輕裝置的圖象數(shù)據(jù)由存儲器38延遲1個視場后，輸出到色位移區(qū)域檢測部39。在色位移區(qū)域檢測部39的RGB-YC矩陣電路40中，除了與第2實施例同樣算出輸入到色位移減輕裝置的圖象數(shù)據(jù)的顏色信號Cr、Cb和來自色位移減輕處理部27的色位移減輕圖象的顏色信號Crp、Cbp以外，還算出存儲器38輸出的圖象數(shù)據(jù)的顏色信號Crn、Cbn和所輸入的圖象數(shù)據(jù)的亮度信號Y。
輸入到色位移減輕裝置的圖象數(shù)據(jù)的顏色信號Cr、Cb被輸出到平均色檢測電路10，其它顏色信號Crn、Cbn、Crp、Cbp和亮度信號Y被輸出到差分檢測電路29，然后與第2實施例同樣進行其后的處理。
其它結(jié)構(gòu)的動作和作用與第2實施例相同，在此省略說明。如上所述，在第2實施例中，平均色或亮度信號的平均值 所處時刻是延遲了1個視場的時刻，但在本實施例中，該時刻與實際處理的圖象時刻一致，因此本實施例的色位移減輕裝置可以得到使第2實施例的效果進一步提高的色位移減輕裝置。
在本實施例中，將輸入到色位移減輕裝置的圖象數(shù)據(jù)輸入到存儲器38，并使之延遲1個視場，但也可以輸入從色位移減輕處理部27輸出的色位移減輕處理圖象并使之延遲，可以得到幾乎相同的效果。
在本發(fā)明中，可以明確的是較寬范圍內(nèi)的不同實施例在不脫離發(fā)明精神和范圍的情況下，可基于本發(fā)明構(gòu)成。本發(fā)明除了由隨附的權(quán)利要求書進行限定之外，不受其特定實施例的制約。
工業(yè)上的實用性如上所述，本發(fā)明的色位移減輕裝置可用作當生物體內(nèi)存在2種以上的色素時高精度地推定補償色的裝置。
權(quán)利要求
1.一種色位移減輕裝置，包括色位移區(qū)域檢測部，根據(jù)表示由場序攝像裝置拍攝被攝體而得到的第1和第2圖象的第1和第2圖象信號，檢測所述第1圖象中產(chǎn)生色位移的區(qū)域；顏色成分信號推定部，根據(jù)所述第1圖象信號中與由所述色位移區(qū)域檢測部檢測到的色位移區(qū)域以外的區(qū)域相對應的圖象信號中的第1和第2顏色成分信號，推定第3顏色成分信號；以及色位移減輕處理部，根據(jù)基于由所述顏色成分信號推定部得到的第3顏色成分信號和所述第1和第2顏色成分信號的圖象信號、與所述第1圖象信號，制作色位移減輕處理圖象。
2.如權(quán)利要求1所述的色位移減輕裝置，其特征在于，所述色位移減輕處理部包括
3個推定色圖象制作部，根據(jù)由所述顏色成分信號推定部推定的3個顏色成分信號，制作推定色圖象；色位移補償圖象制作部，對所述3個推定色圖象制作部輸出的3個推定色圖象進行合成，并制作色位移補償圖象；以及色位移減輕圖象制作部，對所述色位移補償圖象制作部制作的色位移補償圖象和第1圖象信號進行合成，制作色位移減輕處理圖象。
3.如權(quán)利要求2所述的色位移減輕裝置，其特征在于，所述色位移補償圖象制作部根據(jù)第1圖象信號中有關各顏色成分信號的分布狀態(tài)的信息，確定3個推定色圖象的合成比例。
4.如權(quán)利要求1所述的色位移減輕裝置，其特征在于，所述顏色成分信號推定部，在根據(jù)由所述色位移區(qū)域檢測部檢測的色位移區(qū)域以外區(qū)域的3個顏色成分信號中的2個顏色成分信號，不能推定剩余1個顏色成分信號時，根據(jù)第1圖象信號中1個畫面的數(shù)據(jù)的平均值進行推定。
5.一種色位移減輕裝置，包括色位移區(qū)域檢測機構(gòu)，根據(jù)表示由場序攝像裝置拍攝被攝體而得到的第1和第2圖象的第1和第2圖象信號，檢測所述第1圖象中產(chǎn)生色位移的區(qū)域；顏色成分信號推定機構(gòu)，根據(jù)所述第1圖象信號中與由所述色位移區(qū)域檢測手段檢測的色位移區(qū)域以外的區(qū)域相對應的圖象信號中的第1和第2顏色成分信號，推定第3顏色成分信號；以及色位移減輕處理機構(gòu)，根據(jù)基于由所述顏色成分信號推定機構(gòu)得到的第3顏色成分信號和所述第1和第2顏色成分信號的圖象信號、與所述第1圖象信號，制作色位移減輕處理圖象。
全文摘要
一種色位移減輕裝置，包括色位移區(qū)域檢測部，根據(jù)輸入的圖象數(shù)據(jù)和在存儲器中被延遲的圖象數(shù)據(jù)，檢測色位移區(qū)域；色位移度算出部，根據(jù)色位移檢測信號和所輸入的圖象數(shù)據(jù)以及由存儲器延遲了1個視場的圖象數(shù)據(jù)，算出色位移度數(shù)據(jù)；圖象數(shù)據(jù)推定部，根據(jù)色位移檢測信號和所輸入的圖象數(shù)據(jù)以及來自存儲器的圖象數(shù)據(jù)，推定圖象數(shù)據(jù)；以及，色位移減輕處理部，根據(jù)來自存儲器的圖象數(shù)據(jù)和推定圖象數(shù)據(jù)以及色位移度數(shù)據(jù)，制作色位移減輕處理圖象。
文檔編號H04N9/09GK1630486SQ03803598
公開日2005年6月22日 申請日期2003年5月16日 優(yōu)先權(quán)日2002年5月16日
發(fā)明者高杉啟 申請人:奧林巴斯株式會社