JP2002152771A - 映像信号処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 入力信号に適応した振幅調整時のダイナミッ
クレンジに対する飽和を抑圧し、色相変化の生じない映
像信号処理を提供する。 【解決手段】 第１の信号制御部１０４で振幅及びＤＣ
レベルの制御を受けたＲＧＢ信号のフィールドごとの最
大値を検出し、第２の制御データ生成部１０６で、その
最大値を出力のダイナミックレンジの最大値にまで抑圧
する非線形なゲイン特性を規定し、第２の信号制御部１
０７で順次上記レベル制御後のＲＧＢ信号の最大値に対
して、非線形なゲイン制御を行うとともに、前記最大値
として検出された信号以外のＲＧＢ信号に対して、入力
時点のＲＧＢの比率を保つゲイン制御を行う。これによ
り、ＲＧＢ信号から抽出される輝度信号の振幅から算出
されるゲインに基づいて、ＲＧＢ信号の利得制御が行わ
れたときでも、ＲＧＢ信号のいずれもダイナミックレン
ジをオーバーフローすることがない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、映像信号処理装置
に関し、より具体的には、入力する映像信号に応じて動
的にコントラストの調整を行う映像信号処理装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】周知のとおり、液晶表示装置に代表され
る受光型の装置は、テレビジョン受像器やコンピュータ
装置等の画面表示デバイスとして広く使用されるように
なってきた。しかしながら、受光型の装置は非発光型で
ある受光型光変調部（例えば、液晶パネル）に画像を表
示するものであるので、ＣＲＴ等の発光型の表示装置に
比べ画面が暗くなってしまう。このため、画像を見易く
するため、随時変化する入力映像信号に応じてコントラ
ストの調整を動的に行う方法が種々提案されている。

【０００３】このコントラストの調整を動的に行う従来
の方法としては、例えば、特願平１１−２０９９４７で
示されているものが存在する。

【０００４】ここで示されている従来の映像信号処理装
置において、関連する部分を抽出し、図４にブロック図
を示す。従来の映像信号処理装置では、入力する３原色
色信号の形態の映像信号が、輝度信号抽出部４０１に入
力し、例えば Ｙ＝０．３×Ｒ＋０．５９×Ｇ＋０．１１×Ｂ によって３原色色信号から輝度信号を生成する。輝度信
号特徴検出部４０２は、前記輝度信号を入力し、1画面
内での最大輝度レベル（以下、Ｙ＿ＭＡＸと記す）、最
小輝度レベル(以下、Ｙ＿ＭＩＮと記す)を検出する。制
御データ生成手段４０３では、前記Ｙ＿ＭＡＸ、Ｙ＿Ｍ
ＩＮを入力し、それぞれを信号制御部４０４の出力ダイ
ナミックレンジの最大値、最小値に増幅するためのゲイ
ンと、ＤＣレベルシフト量を与えるオフセットとを求め
る。入力、出力を含めたすべての信号処理系のダイナミ
ックレンジが８ビットである場合、ゲインは ゲイン＝２５５／（Ｙ＿ＭＡＸ−Ｙ＿ＭＩＮ） で算出される。オフセットは例えば、 オフセット＝Ｙ＿ＭＩＮ と算出され、信号制御部４０４で、前記３原色入力映像
信号のそれぞれを前記オフセットによりＤＣレベル調整
した後に、前記ゲインにより増幅し、出力映像信号を生
成するものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の映像信号処理素装置は、入力する映像信号の輝度レ
ベルに着目し、その振幅を信号処理系のダイナミックレ
ンジ一杯に伸長するためのゲインとＤＣレベルシフト量
を算出し、これを３原色入力映像信号に適用しているた
めに、色成分が存在する高輝度部分で信号の飽和に伴う
色相の変化あるいは色とびが生じる。また、上記のよう
な信号の飽和を低減するためにコントラスト調整を抑圧
すると、全体的なコントラスト感の改善効果が低減する
という不具合を有していた。

【０００６】例えば、ここで、最大輝度レベルにあると
検出された画素Ｐmaxの入力時点の３原色色信号レベル
がそれぞれＲin＝２５５、Ｇin＝１２８、Ｂin＝６４、
Ｙ＿ＭＡＸ＝１５９、またＹ＿ＭＩＮが０のとき、 ゲイン＝２５５／（１５９−０）＝１．６ オフセット＝０ となる。よって、信号制御部４０４において、Ｐmaxの
信号レベルＲ’、Ｇ’、Ｂ’はそれぞれ、 Ｒ’＝２５５×１．６＝４０８ Ｇ’＝１２８×１．６＝２０５ Ｂ’＝６４×１．６＝１０２ に増幅される。ここで、前記の通り信号処理系のダイナ
ミックレンジはすべて８ビットであるとすると信号処理
部４０４においてＲはクリップされ、最終的な出力Ｒou
t、Ｇout、Ｂoutはそれぞれ、 Ｒout＝２５５ Ｇout＝２０５ Ｂout＝１０２ となる。ここで、入出力におけるＰmaxの色相を比較す
ると、 Ｒin：Ｇin：Ｂin＝４：２：１ であったのに対し、 Ｒout：Ｇout：Ｂout＝２．５：２：１ と大きく変化している。

【０００７】それ故、本発明は、色相を保存しつつ、十
分なコントラスト調整を行うことが可能な映像信号処理
装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に、第1の発明は、３原色の色信号（以下、入力ＲＧＢ
信号と記す）を入力し、前記入力ＲＧＢ信号から輝度信
号を抽出する輝度信号抽出手段と、前記輝度信号を入力
し、その最大輝度レベル（以下、Ｙ＿ＭＡＸと記す）、
最小輝度レベル（以下、Ｙ＿ＭＩＮと記す）を検出する
輝度信号特徴検出手段と、前記Ｙ＿ＭＡＸ、Ｙ＿ＭＩＮ
を入力し、当該Ｙ＿ＭＡＸとＹ＿ＭＩＮの差分で与えら
れる前記輝度信号の振幅が、高々第１の信号制御手段の
出力ダイナミックレンジ幅に増幅されるためのゲイン
（以下、ＧＡＩＮ１と記す）と、ＤＣレベル調整値（以
下、ＯＦＦＳＥＴと記す）を求める第１の制御データ生
成手段と、前記入力ＲＧＢ信号、ＧＡＩＮ１、ＯＦＦＳ
ＥＴを入力し、当該入力ＲＧＢ信号を当該ＧＡＩＮ１に
したがって増幅し、増幅後のＲＧＢ信号のＤＣレベル調
整を前記ＯＦＦＳＥＴにしたがって行う、第１の信号制
御手段と、前記第１の信号制御手段が出力するＲＧＢ信
号（以下、第２のＲＧＢ信号と記す）を入力し、１画面
表示期間に同期した周期で当該第２のＲＧＢ信号の1画
面内での最大値（以下、Ｃ＿ＭＡＸと記す）を検出する
色信号最大値検出手段と、前記Ｃ＿ＭＡＸを入力し、当
該Ｃ＿ＭＡＸが第２の信号制御手段の出力ダイナミック
レンジの最大値よりも大きい場合に、所定のレベル（以
下、ＫＮＥＥと記す）と、1未満の利得を示す抑圧制御
信号（以下、ＧＡＩＮ２と記す）を生成する第２の制御
データ生成手段と、前記第２のＲＧＢ信号と、前記ＫＮ
ＥＥと、前記抑圧制御信号を入力し、前記第２のＲＧＢ
信号に対して、1画素ごとに、各画素を構成するＲ信
号、Ｇ信号、Ｂ信号のうちの最大値（以下、ＲＧＢ＿Ｍ
ＡＸと記す）を検出し、前記ＲＧＢ＿ＭＡＸが前記ＫＮ
ＥＥ以上の場合、前記抑圧制御信号で規定される利得に
より、前記第２のＲＧＢ信号のレベルを抑圧する第２の
信号制御手段とを備えたものである。

【０００９】上記のように、第１の発明によれば、コン
トラスト調整後のＲＧＢ信号において、ダイナミックレ
ンジの最大値を上回る部分が生じた場合、ＲＧＢ信号間
のバランスを保存しつつレベル制御を行うことで、色相
の変化や、色とびを抑圧することができる。また、第２
の発明は、第１の発明に従属する発明であり、前記第２
の制御データ生成手段は、前記ＧＡＩＮ２は常に一定値
を生成し、前記Ｃ＿ＭＡＸのレベルによって前記ＫＮＥ
Ｅのみを調整する、ことを特徴とする。第３の発明は、
第１の発明に従属する発明であり、前記第２の制御デー
タ生成手段は、前記ＫＮＥＥは常に一定値を生成し、前
記Ｃ＿ＭＡＸのレベルによって前記ＧＡＩＮ２のみを調
整する、ことを特徴とする。上記のように、第２、第３
の発明によれば、Ｃ＿ＭＡＸのレベルによって前記ＫＮ
ＥＥ、ＧＡＩＮ２を調整することにより、映像に適した
信号の抑圧効果を得ることが可能となる。第４の発明
は、第１〜第３の発明に従属する発明であり、前記入力
ＲＧＢ信号を入力し、色差信号Ｒ−Ｙ信号、Ｂ−Ｙ信号
を生成する色差信号生成部と、前記Ｒ−Ｙ信号、Ｂ−Ｙ
信号を入力し、Ｒ−Ｙ信号、Ｂ−Ｙ信号のレベルから画
素毎の色の濃さを示す色レベル判定信号を生成する色レ
ベル判定部とを新たに備え、前記第２の信号制御手段は
新たに前記色レベル判定信号を入力し、色レベルが低い
画素に対しては、利得の抑圧処理を行わない、あるいは
抑圧度を弱めること、を特徴とする。上記のように、第
４の発明によれば、信号の飽和が生じにくい無彩色部分
でのＲＧＢ信号に対するレベルの抑圧を回避することが
可能となり、輝度低下を低減できる。第５の発明は、第
１〜第３の発明に従属する発明であり、前記入力ＲＧＢ
信号を入力し、色差信号Ｒ−Ｙ信号、Ｂ−Ｙ信号を生成
する色差信号生成部と、前記Ｒ−Ｙ信号、Ｂ−Ｙ信号を
入力し、Ｒ−Ｙ信号、Ｂ−Ｙ信号のレベルから画素毎に
表示色が肌色か否かを示す肌色検出信号を生成する肌色
検出部とを新たに備え、前記第２の信号制御手段は新た
に前記肌色検出信号を入力し、肌色以外を表示する画素
に対しては利得の抑圧処理を行わない、あるいは抑圧度
を弱めること、を特徴とする。上記のように、第５の発
明によれば、特に信号の飽和による色相変化が目立つ肌
色部分に対してのみＲＧＢ信号に対する抑圧を行うよう
にすることで、不要な信号レベルの抑圧による画質改善
効果の低下を回避することが可能となる。第６の発明
は、３原色の色信号（以下、入力ＲＧＢ信号と記す）を
入力し、前記入力ＲＧＢ信号から輝度信号を抽出する輝
度信号抽出手段と、前記輝度信号を入力し、その最大輝
度レベル（以下、Ｙ＿ＭＡＸと記す）、最小輝度レベル
（以下、Ｙ＿ＭＩＮと記す）を検出する輝度信号特徴検
出手段と、前記Ｙ＿ＭＡＸ、Ｙ＿ＭＩＮを入力し、当該
Ｙ＿ＭＡＸとＹ＿ＭＩＮの差分で与えられる前記輝度信
号の振幅が、高々信号制御手段の出力ダイナミックレン
ジ幅に増幅されるためのゲイン（以下、ＧＡＩＮ１と記
す）と、ＤＣレベル調整値（以下、ＯＦＦＳＥＴと記
す）を求める制御データ生成手段と、前記入力ＲＧＢ信
号、ＧＡＩＮ１、ＯＦＦＳＥＴを入力し、当該入力ＲＧ
Ｂ信号を当該ＧＡＩＮ１にしたがって増幅し、増幅後の
ＲＧＢ信号のＤＣレベル調整を前記ＯＦＦＳＥＴにした
がって行う信号制御手段と、を備えた映像信号処理装置
であって、前記輝度信号抽出手段において、前記入力Ｒ
ＧＢ信号から輝度信号を生成する際のＧ及びＢ信号に対
するＲ信号の比率を標準の比率よりも大きくするもので
ある。上記のように、第６の発明によれば、ＲＧＢ三原
色のうち、例えば肌色などのＲ成分を多く含む部分に対
して抽出される輝度信号を意図的に大きくすることによ
り、この部分での信号の飽和およびそれによって生じる
色相の変化を低減することが可能となる。

【００１０】

【発明の実施の形態】（実施の形態１）図１は、本発明
の第１の実施形態に係る映像信号処理装置の構成を示す
ブロック図である。図１おいて、第１の実施形態に係る
映像信号処理装置は、輝度信号抽出部１０１と、輝度信
号特徴検出部１０２と、第１の制御データ生成部１０３
と、第１の信号制御部１０４と、色信号最大値検出部１
０５と、第２の制御データ生成部１０６と、第２の信号
制御部１０７を備える。

【００１１】以下、本発明の第１の実施形態に係る映像
信号処理装置の各構成の動作を、図２をさらに参照して
説明する。

【００１２】図２は、第２の信号制御部１０７の入出力
特性を示した図である。ここでは、第２の信号制御部１
０７の出力におけるダイナミックレンジが８ビットで規
定され、出力の取りうる最大値を２５５と想定してい
る。

【００１３】輝度信号抽出部１０１、輝度特徴検出部１
０２、第１の制御データ生成部１０３の動作は、図４で
示す従来の映像信号処理装置における輝度信号抽出部４
０１、輝度特徴検出部４０２、制御データ生成部４０３
とそれぞれ同等であるので、その説明は省略する。

【００１４】第１の信号制御部１０４の動作は、従来の
映像信号処理装置における信号制御部４０４の動作と同
等であるが、その出力におけるダイナミックレンジはそ
れ以前の信号処理系のダイナミックレンジよりも広く、
信号制御部４０４において行われたダイナミックレンジ
をオーバーフローする部分に対してのクリップ処理は行
われず、増幅された映像信号がそのまま出力される点が
異なる。

【００１５】第１の信号制御部１０４が出力する増幅後
のＲＧＢ信号（以下、各々Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１と記す）
は、色信号最大値検出部１０５と、第２の信号制御部１
０７に入力する。色信号最大値検出部１０５では、１画
面表示周期に同期し、その期間に入力されるＲ１、Ｇ
１、Ｂ１のうちの最大値（以下、Ｃ＿ＭＡＸと記す）を
検出する。第２の制御データ生成部１０６は、前記Ｃ＿
ＭＡＸを入力し、第２の信号制御部１０７で前記Ｒ１、
Ｇ１、Ｂ１に対して行われる非線形な利得制御のための
制御信号を生成する。

【００１６】図２で示す通り、Ｃ＿ＭＡＸが出力のダイ
ナミックレンジである２５５を越える場合、これを２５
５にまで抑圧するため、折れ点ＫＮＥＥあるいは抑圧部
分の利得ＳＵＰＧ（ＳＵＰＧ＜１）のいずれかを規定
し、非線形な利得制御特性を決定する。この非線形な利
得制御は、同一の画素に対応するＲ１、Ｇ１、Ｂ１のう
ちの最大値をとる信号に対して適用される。今ある画素
においてＲ１、Ｇ１、Ｂ１の最大値がＲ１であったとす
る。このとき、折れ点ＫＮＥＥを規定、すなわち固定値
として与えた場合の第２の信号制御部１０７へ入力する
Ｒ１と出力ＲＯＵＴとの関係は、 Ｒ１＜ＫＮＥＥのとき、 ＲＯＵＴ＝Ｒ１ Ｒ１≧ＫＮＥＥのとき、 ＲＯＵＴ＝((２５５−ＫＮＥＥ)／(Ｃ＿ＭＡＸ−ＫＮＥ
Ｅ)) ×Ｒ１＋((Ｃ＿ＭＡＸ−２５５)／(Ｃ＿ＭＡＸ−
ＫＮＥＥ))×ＫＮＥＥ となる。また、抑圧部分の利得ＳＵＰＧを規定した場合
の第２の信号制御部１０７へ入力するＲ１と出力ＲＯＵ
Ｔとの関係は、 Ｒ１＜ＫＮＥＥのとき、 ＲＯＵＴ＝Ｒ１ Ｒ１≧ＫＮＥＥ ＲＯＵＴ＝ＳＵＰＧ×Ｒ１＋２５５−ＳＵＰＧ×Ｃ＿Ｍ
ＡＸ となる。ここで、 ＫＮＥＥ＝（２５５−ＳＵＰＧ×Ｃ＿ＭＡＸ）/(１−Ｓ
ＵＰＧ) である。第２の信号制御部１０７に入力するＧ1、Ｂ１
に対しては以下の利得制御が行われる。

【００１７】ＧＯＵＴ＝Ｇ１×(ＲＯＵＴ／Ｒ１) ＢＯＵＴ＝Ｂ１×(ＲＯＵＴ／Ｒ１) 上式を変形すると、 ＧＯＵＴ／ＲＯＵＴ＝Ｇ１／Ｒ１ ＢＯＵＴ／ＲＯＵＴ＝Ｂ１／Ｒ１ となり、第２の信号制御部１０７の出力ＲＯＵＴ、ＧＯ
ＵＴ、ＢＯＵＴにおいてＲ１、Ｇ１、Ｂ１の比率が保存
されていることがわかる。利得ＳＵＰＧを固定した場
合、Ｃ＿ＭＡＸが大きくなるほど、ＫＮＥＥは小さな値
となる。そのために、ＲＧＢ信号に対する抑圧が低レベ
ルから行われ、画質改善効果が損なわれる。一方で、折
れ点ＫＮＥＥを固定した場合は、Ｃ＿ＭＡＸが大きくな
るほど、ＳＵＰＧは小さな値となる。そのために、ＫＮ
ＥＥ以上のレベルの信号に対する抑圧度合いが大きくな
り、諧調性が損なわれるなどの画質劣化が生じる。これ
らを考慮し、Ｃ＿ＭＡＸに値に適応して、ＫＮＥＥとＳ
ＵＰＧを制御することが好ましい。図５に、Ｃ＿ＭＡＸ
に適応したＫＮＥＥ、ＳＵＰＧの制御例を示す。Ｃ＿Ｍ
ＡＸが２５５以下の場合、第２の信号制御部１０７での
信号抑圧は必要ない。そのため、ＫＮＥＥを抑圧効果が
生じない２５５としている。Ｃ＿ＭＡＸが所定のレベル
（図５では３１９）以下の範囲ではＫＮＥＥを徐々に小
さい値とし、ＫＮＥＥ以上のレベルに対してＳＵＰＧで
与える０．６の利得により抑圧する。Ｃ＿ＭＡＸが所定
のレベルを上回った場合は、ＫＮＥＥが所定のレベル
（図５では１５９）より小さくなることを避け、ＳＵＰ
Ｇを徐々に小さい値にし、ＫＮＥＥ以上の部分の抑圧効
果を高める。例えば、Ｃ＿ＭＡＸが３１９のとき、ＫＮ
ＥＥ＝１５９、ＳＵＰＧ＝０．６となる。ここで、ある
画素に対して、Ｒ１＝３００、Ｇ１＝２００、Ｂ１＝１
００であるとき、まずＲ１に対してのレベル抑圧が行わ
れ、 となり、 ＲＯＵＴ：ＧＯＵＴ：ＢＯＵＴ＝Ｒ１：Ｇ１：Ｂ１＝
３：２：１ となっていることがわかる。

【００１８】また、Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１の最大値がＧ１あ
るいはＢ１であったときも同様である。

【００１９】以上のように、本発明の第１の実施形態に
係る映像信号処理装置によれば、ＲＧＢ信号から抽出さ
れる輝度信号の振幅から算出されるゲインに基づいて、
ＲＧＢ信号の利得制御が行われたときでも、ＲＧＢ信号
のいずれもダイナミックレンジをオーバーフローするこ
とがなく、その結果すべての画素の色相が保存され、良
好な画像表示が可能となる。

【００２０】なお、上記第１の実施形態において、図３
で示したように非線形なゲイン特性を１つの折れ点で実
現したが、２つ以上の折れ点を用いてもよいし、あるい
は曲線で実現してもよい。また、色信号最大値検出部１
０５におけるＣ＿ＭＡＸの検出においては、直接Ｒ１、
Ｇ１、Ｂ１を用いているが、信号レベルの微小な変化を
吸収するロー・パス・フィルタを有し、このフィルタ適
用後の信号からＣ＿ＭＡＸの検出を行うことにより、ノ
イズなどの影響を排除することが可能となる。

【００２１】（実施の形態２）上記実施の形態１では、
ほぼ完全に色相変化を抑圧することが可能である。しか
しながら、色相の変化が生じない無彩色部分に対しても
抑圧処理を行うために、そうした部分に関しては、輝度
を抑圧し、コントラスト感の改善効果を低減することに
なる。

【００２２】そこで、実施の形態２は、入力信号から色
差信号を生成し、色差信号のレベルが小さい部分に関し
ては、色相保存のための信号に対する非線形なゲイン制
御を抑圧するように構成したものである。

【００２３】図６は、本発明の第２の実施形態に係る映
像信号処理装置の構成を示すブロック図である。図６に
おいて、第２の実施形態に係る映像信号処理装置は、輝
度信号抽出部６０１と、輝度信号特徴検出部６０２と、
第１の制御データ生成部６０３と、第１の信号制御部６
０４と、色信号最大値検出部６０５と、第２の制御デー
タ生成部６０６と、第２の信号制御部６０７と、色差信
号抽出部６０８と、振幅検出部６０９を備える。

【００２４】以下、本発明の第２の実施形態に係る映像
信号処理装置の各構成の動作を、図７、図８をさらに参
照して説明する。

【００２５】図７は、振幅検出部６０９の構成を示した
図である。また、図８は第２の信号制御部６０７の入力
信号ＣＬＶと、第２の信号制御部６０７の内部で使用し
ている補間係数Ｋの相関を示した図である。輝度信号抽
出部６０１と、輝度信号特徴検出部６０２と、第１の制
御データ生成部６０３と、第１の信号制御部６０４と、
色信号最大値検出部６０５と、第２の制御データ生成部
６０６は、図１で示す実施の形態１の映像信号処理装置
における輝度信号抽出部１０１と、輝度信号特徴検出部
１０２と、第１の制御データ生成部１０３と、第１の信
号制御部１０４と、色信号最大値検出部１０５と、第２
の制御データ生成部１０６とそれぞれ同等であるので、
その説明は省略する。色差信号抽出部６０８は、輝度信
号抽出部６０１が抽出する輝度信号と、外部から入力す
るＲ及びＢ信号を入力し、Ｒ及びＢ信号からそれぞれ輝
度信号を減算することにより、色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙ
を生成する。振幅検出部６０９は、前記色差信号Ｒ−
Ｙ、Ｂ−Ｙを入力し、絶対値生成部７０１でＲ−Ｙ、Ｂ
−Ｙ信号の絶対値を求めた後、最大値選択部７０２でそ
の大きい方の信号を検出し、その値をＣＬＶとして出力
する。第２の信号制御部６０７は、第１の実施形態にお
ける第２の信号制御部１０７と同様に、図２で示される
特性に従って、内部的に入力するＲ１、Ｇ１、Ｂ１に対
して非線形なゲイン制御を行う。この非線形なゲイン制
御により第２の信号制御部６０７の内部で生成される信
号をそれぞれＲ２、Ｇ２、Ｂ２とする。Ｒ２、Ｇ２、Ｂ
２は前記第１の実施形態において第２の信号制御部２０
７が出力するＲｏｕｔ、Ｇｏｕｔ、Ｂｏｕｔと同値であ
る。前記第２の信号制御部６０７はさらに、前記ＣＬＶ
を入力し、補間係数Ｋを例えば図８の特性にしたがって
生成する。この補間係数Ｋを用いて、前記Ｒ１、Ｇ１、
Ｂ１とＲ２、Ｇ２、Ｂ２より出力信号Ｒｏｕｔ、Ｇｏｕ
ｔ、Ｂｏｕｔを Ｒｏｕｔ＝Ｒ１×Ｋ＋Ｒ２×（１−Ｋ） Ｇｏｕｔ＝Ｇ１×Ｋ＋Ｇ２×（１−Ｋ） Ｂｏｕｔ＝Ｂ１×Ｋ＋Ｂ２×（１−Ｋ） によって算出する。

【００２６】以上のように、本発明の第２の実施形態に
係る映像信号処理装置によれば、入力するＲＧＢ信号よ
り生成される色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙの振幅が小さい
時、第２の信号制御部６０７における非線形なゲイン制
御を抑圧することにより、不要な信号レベルの抑圧を回
避することが可能となる。

【００２７】（実施の形態３）信号の飽和により色相変
化が起こった際に、視覚上もっとも顕著に認識されるの
は、肌色部分であり、逆にそれ以外の色に関する色相変
化は、それほど視覚上に大きな違和感を生じない。そこ
で、実施の形態３は、肌色表示部分を検出し、肌色以外
の表示部分では、色相保存のための信号に対する非線形
なゲイン制御を抑圧するように構成した。

【００２８】図９は、本発明の第３の実施形態に係る映
像信号処理装置の構成を示すブロック図である。図９に
おいて、第３の実施形態に係る映像信号処理装置は、輝
度信号抽出部９０１と、輝度信号特徴検出部９０２と、
第１の制御データ生成部９０３と、第１の信号制御部９
０４と、色信号最大値検出部９０５と、第２の制御デー
タ生成部９０６と、第２の信号制御部９０７と、色差信
号抽出部９０８と、肌色検出部９０９を備える。

【００２９】輝度信号抽出部９０１と、輝度信号特徴検
出部９０２と、第１の制御データ生成部９０３と、第１
の信号制御部９０４と、色信号最大値検出部９０５と、
第２の制御データ生成部９０６は、図1で示す実施の形
態１の映像信号処理装置における輝度信号抽出部１０１
と、輝度信号特徴検出部１０２と、第１の制御データ生
成部１０３と、第１の信号制御部１０４と、色信号最大
値検出部１０５と、第２の制御データ生成部１０６とそ
れぞれ同等で、また色差信号抽出部９０８は、前記第３
の実施形態に係る映像信号処理装置における色差信号抽
出部６０８と同等であるのでその説明は省略する。肌色
検出部９０９は、色差信号抽出部９０８が抽出する色差
信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙを入力し、Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙの対で示
される色相から、入力信号が肌色であるか否かを判定す
る。この色差信号を用いた肌色検出方法に関しては、例
えば、特開平６−５４３３７号公報「テレビジヨン受信
機及び肌色補正回路」に開示されており、周知の技術で
あるので、ここでは説明を省略する。この肌色検出部９
０９は、肌色であると判断した画素に同期して出力信号
ＳＫＩＮを第１の所定のレベルで出力し、それ以外の色
の画素に同期して第２の所定のレベルで出力する。ＳＫ
ＩＮの波形例を図１０に示す。第２の信号制御部９０７
は、第１の実施形態における第２の信号制御部１０７と
同様に、図２で示される特性に従って、内部的には入力
するＲ１、Ｇ１、Ｂ１に対して非線形なゲイン制御を行
う。この非線形なゲイン制御により生成される信号をそ
れぞれＲ２、Ｇ２、Ｂ２とする。Ｒ２、Ｇ２、Ｂ２は前
記第１の実施形態において第２の信号制御部１０７が出
力するＲｏｕｔ、Ｇｏｕｔ、Ｂｏｕｔと同値である。前
記第２の信号制御部９０７はさらに、入力する前記ＳＫ
ＩＮに対して制御の急峻な変化を抑圧するために、ＬＰ
Ｆを適用する。ＬＰＦ適用後のＳＫＩＮの波形例を図１
１に示す。さらにこのＬＰＦ適用後のＳＫＩＮを用い
て、補間係数Ｋを例えば図１２の特性にしたがって生成
する。この補間係数Ｋを用いて、前記Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１
とＲ２、Ｇ２、Ｂ２より出力信号Ｒｏｕｔ、Ｇｏｕｔ、
Ｂｏｕｔを Ｒｏｕｔ＝Ｒ１×Ｋ＋Ｒ２×（１−Ｋ） Ｇｏｕｔ＝Ｇ１×Ｋ＋Ｇ２×（１−Ｋ） Ｂｏｕｔ＝Ｂ１×Ｋ＋Ｂ２×（１−Ｋ） によって算出する。

【００３０】以上のように、本発明の第３の実施形態に
係る映像信号処理装置によれば、入力するＲＧＢ信号が
肌色以外のとき、第２の信号制御部６０７における非線
形なゲイン制御を抑圧することにより、不要な信号レベ
ルの抑圧を回避することが可能となる。

【００３１】（第４の実施形態）図３は、本発明の第４
の実施形態に係る映像信号処理装置の構成を示すブロッ
ク図である。図３において、第４の実施形態に係る映像
信号処理装置は、輝度信号抽出部３０１と、輝度信号特
徴検出部３０２と、制御データ生成部３０３と、信号制
御部３０４とを備える。

【００３２】図３に示すように、第４の実施形態に係る
映像信号処理装置は、従来の映像信号処理装置の輝度信
号抽出部４０１を輝度信号抽出部３０１に代えたもので
ある。なお、第４の実施形態に係る映像信号処理装置の
各構成は、従来の映像信号処理装置の各構成と同様であ
り、当該構成については同一の番号を付して説明を省略
する。

【００３３】以下、本発明の第４の実施形態に係る映像
信号処理装置を、従来の映像信号処理装置と異なる処理
動作を中心に説明する。従来の映像信号処理装置におい
て生じていた色相の変化がもっとも顕著に認識されるの
は、日本人の肌の色にあたる、いわゆる肌色を表示して
いる部分である。肌色は記憶色ともいわれ、人物の肌を
表示している部分を見るものは、記憶しているある程度
の色合いになることを期待している。この肌色を構成す
るＲＧＢのバランスは、Ｒが非常に大きく、ＧはＲの半
分程度、Ｂはさらに低いレベルである。よって、このＲ
ＧＢから例えば、 Ｙ＝０．３×Ｒ＋０．５９×Ｇ＋０．１１×Ｂ という標準的な演算式から輝度信号を抽出すると、ダイ
ナミックレンジに対して若干の余裕を持つ、Ｒ信号より
も低レベルの輝度信号が生成され、これをダイナミック
レンジ一杯に伸張するための振幅及びＤＣレベルの制御
が信号制御手段においてＲＧＢ信号に対して行われる。
このため、Ｒがダイナミックレンジに対して飽和しやす
く、従来は信号制御手段の出力段でダイナミックレンジ
をオーバーする部分に対するクリップ処理が行われ、
Ｒ、Ｇ、Ｂ信号の比率が乱れ、色相が変化し、視覚上の
違和感を招いていた。従来の輝度信号抽出部４０１で
は、たとえば、 Ｙ＝０．３×Ｒ＋０．５９×Ｇ＋０．１１×Ｂ によって、ＲＧＢ信号から輝度信号が抽出されていた
が、輝度信号抽出部３０１では、肌色部分での飽和を抑
圧するために、Ｒ信号の輝度信号に対する寄与率を高
め、例えば、 Ｙ’＝０．５×Ｒ＋０．４×Ｇ＋０．１×Ｂ という式により算出されるＹ’を、以後輝度信号として
扱う。これにより、ＲＧＢ信号においてＲの比率が高い
肌色などの部分に対して算出される輝度信号が、標準値
よりも大きくなる。その結果、輝度信号特徴検出部３０
２で検出される輝度信号がより大きな値となり、信号制
御部３０４でＲＧＢに対して適用される利得が標準の輝
度信号を用いた場合よりも小さくなり、肌色部分でダイ
ナミックレンジに対するＲ信号のオーバーフローの程度
が抑圧され、色相変化も低減される。

【００３４】以上のように、本発明の第４の実施形態に
係る映像信号処理装置によれば、ＲＧＢ信号から輝度信
号を抽出する際の、Ｒ信号の比率を意図的に高くするこ
とにより、従来は色相変化がもっとも顕著であった肌色
部分の色相変化が抑圧される。なお、上記のＹ’の算出
に使用している定数は一例であり、これに限ったもので
はない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態に係る映像信号処理装
置の構成を示すブロック図

【図２】図１の第２の信号制御部１０７の入出力特性の
一例を示す図

【図３】本発明の第２の実施形態に係る映像信号処理装
置の構成を示すブロック図

【図４】従来の映像信号処理装置の構成を示すブロック
図

【図５】図２の第２の制御データ生成部２０６の入出力
特性の一例を示す図

【図６】本発明の第３の実施形態に係る映像信号処理装
置の構成を示すブロック図

【図７】図６の振幅検出部６０９の内部構成を示すブロ
ック図

【図８】図６の第２の信号制御部６０７の入力信号ＣＬ
Ｖと、第２の信号制御部６０７の内部で生成する補間係
数Ｋとの相関の一例を示した図

【図９】本発明の第４の実施形態に係る映像信号処理装
置の構成を示すブロック図

【図１０】図９の肌色検出部９０９の出力信号ＳＫＩＮ
の波形の一例を示す図

【図１１】図９の第２の信号制御部９０７の入力信号Ｓ
ＫＩＮとして図１０の波形が入力されたとき、第２の信
号制御部９０７の内部で生成するＬＰＦ適用後のＳＫＩ
Ｎの波形の一例を示した図

【図１２】図９の第２の信号制御部９０７の内部におい
て、図１１で示されるＬＰＦ適用後のＳＫＩＮと、第２
の信号制御部９０７の内部で生成する補間係数Ｋとの相
関の一例を示した図

【符号の説明】

１０１ 輝度信号抽出部 １０２ 輝度信号特徴検出部 １０３ 第１の制御データ生成部 １０４ 第１の信号制御部 １０５ 色信号最大値検出部 １０６ 第２の制御データ生成部 １０７ 第２の信号制御部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 船本 太朗 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 5C066 AA03 BA01 CA05 EA03 GA01 GA02 KD02 KD07 KD08 5C082 AA01 AA02 BA12 BA34 BA35 BB02 BD02 CA11 CA81 CB01 DA51 MM10

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】３原色の色信号である入力ＲＧＢ信号を入
   力し、前記入力ＲＧＢ信号から輝度信号を抽出する輝度
   信号抽出手段と、 前記輝度信号を入力し、その最大輝度レベルと最小輝度
   レベルを検出する輝度信号特徴検出手段と、 前記最大輝度レベルと最小輝度レベルを入力し、当該最
   大輝度レベルと最小輝度レベルの差分で与えられる前記
   輝度信号の振幅が、高々第１の信号制御手段の出力ダイ
   ナミックレンジ幅に増幅されるための第１のゲインと、
   ＤＣレベル調整値を求める第１の制御データ生成手段
   と、 前記入力ＲＧＢ信号、前記第１のゲイン、前記ＤＣレベ
   ル調整値を入力し、当該入力ＲＧＢ信号を当該第１のゲ
   インにしたがって増幅し、増幅後のＲＧＢ信号のＤＣレ
   ベル調整を前記ＤＣレベル調整値にしたがって行う第１
   の信号制御手段と、 前記第１の信号制御手段が出力する第２のＲＧＢ信号を
   入力し、１画面表示期間に同期した周期で当該第２のＲ
   ＧＢ信号の１画面内での最大値（Ｃ＿ＭＡＸ）を検出す
   る色信号最大値検出手段と、 前記Ｃ＿ＭＡＸを入力し、当該Ｃ＿ＭＡＸが第２の信号
   制御手段の出力ダイナミックレンジの最大値よりも大き
   い場合に、所定のレベルと、１未満の利得を示す抑圧制
   御信号である第２のゲインを生成する第２の制御データ
   生成手段と、 前記第２のＲＧＢ信号と、前記所定のレベルと、前記抑
   圧制御信号を入力し、前記第２のＲＧＢ信号に対して、
   1画素ごとに、各画素を構成するＲ信号、Ｇ信号、Ｂ信
   号のうちの最大値（ＲＧＢ＿ＭＡＸ）を検出し、前記Ｒ
   ＧＢ＿ＭＡＸが前記所定のレベル以上の場合、前記抑圧
   制御信号で規定される利得により、前記第２のＲＧＢ信
   号のレベルを抑圧する第２の信号制御手段とを備えたこ
   とを特徴とする映像信号処理装置。
2. 【請求項２】前記第２の制御データ生成手段は、前記第
   ２のゲインは常に一定値を生成し、前記Ｃ＿ＭＡＸのレ
   ベルによって前記所定のレベルのみを調整することを特
   徴とする請求項１記載の映像信号処理装置。
3. 【請求項３】前記第２の制御データ生成手段は、前記所
   定のレベルは常に一定値を生成し、前記Ｃ＿ＭＡＸのレ
   ベルによって前記第２のいゲインのみを調整することを
   特徴とする請求項１記載の映像信号処理装置。
4. 【請求項４】前記入力ＲＧＢ信号を入力し、色差信号
   （Ｒ−Ｙ）信号、（Ｂ−Ｙ）信号を生成する色差信号生
   成部と、 前記（Ｒ−Ｙ）信号、（Ｂ−Ｙ）信号を入力し、（Ｒ−
   Ｙ）信号、（Ｂ−Ｙ）信号のレベルから画素毎の色の濃
   さを示す色レベル判定信号を生成する色レベル判定部と
   を新たに備え、 前記第２の信号制御手段は、前記色レベル判定信号を入
   力し、色レベルが低い画素に対しては、利得の抑圧処理
   を行わない、あるいは抑圧度を弱めることを特徴とする
   請求項１から３のいずれかに記載の映像信号処理装置。
5. 【請求項５】前記入力ＲＧＢ信号を入力し、色差信号
   （Ｒ−Ｙ）信号、（Ｂ−Ｙ）信号を生成する色差信号生
   成部と、 前記（Ｒ−Ｙ）信号、（Ｂ−Ｙ）信号を入力し、（Ｒ−
   Ｙ）信号、（Ｂ−Ｙ）信号のレベルから画素毎に表示色
   が肌色か否かを示す肌色検出信号を生成する肌色検出部
   とを新たに備え、 前記第２の信号制御手段は、新たに前記肌色検出信号を
   入力し、肌色以外を表示する画素に対しては利得の抑圧
   処理を行わない、あるいは抑圧度を弱めることを特徴と
   する請求項１から３のいずれかに記載の映像信号処理装
   置。
6. 【請求項６】３原色の色信号（入力ＲＧＢ信号）を入力
   し、前記入力ＲＧＢ信号から輝度信号を抽出する輝度信
   号抽出手段と、 前記輝度信号を入力し、その最大輝度レベルと最小輝度
   レベルを検出する輝度信号特徴検出手段と、 前記最大輝度レベルと最小輝度レベルを入力し、当該最
   大輝度レベルと最小輝度レベルの差分で与えられる前記
   輝度信号の振幅が、高々信号制御手段の出力ダイナミッ
   クレンジ幅に増幅されるための第１のゲインと、ＤＣレ
   ベル調整値を求める制御データ生成手段と、 前記入力ＲＧＢ信号、前記第１のゲイン、前記ＤＣレベ
   ル調整値を入力し、当該入力ＲＧＢ信号を当該第１のゲ
   インにしたがって増幅し、増幅後のＲＧＢ信号のＤＣレ
   ベル調整を前記ＤＣレベル調整値にしたがって行う信号
   制御手段とを備え、前記輝度信号抽出手段は、前記入力
   ＲＧＢ信号から輝度信号を生成する際のＧ及びＢ信号に
   対するＲ信号の比率を標準の比率よりも大きくする、こ
   とを特徴とする映像信号処理装置。