JP2006033212A - 映像信号処理装置及びテレビジョン装置 - Google Patents

Abstract

【課題】輝度・色差信号を含む映像信号に対してアンシャープマスク（ＵＳＭ）処理による輪郭強調処理を施してＲＧＢ信号で出力するに際し、回路規模を増大させることもなく、従来のＵＳＭ処理に伴うクリップ処理に起因した色相変化を解消できる映像信号処理装置を提供する。
【解決手段】色空間変換器１２は、入力された輝度信号Ｙ及び色差信号（例えばＣｂＣｒ）から色空間変換を施してＲＧＢ信号を生成し、明度調整器１３へ出力する。ＵＳＭ生成器１１は、入力された輝度信号Ｙからアンシャープ信号Ｕを生成し、生成したアンシャープ信号Ｕと輝度信号Ｙとの差に基づき、好ましくはこの差に強調係数を乗算して、ＵＳＭ信号ｄＹを生成する。明度調整器１３は、色空間変換器１２で生成されたＲＧＢ信号の各成分信号に対し、ＵＳＭ生成器１１で上述のごとく生成したＵＳＭ信号ｄＹに応じて、各成分信号が示すＲＧＢ３色の色相を保持しながら明度を調整する。
【選択図】図１

Description

本発明は、映像信号処理装置及びテレビジョン装置に関し、より詳細には、映像信号に対して輪郭強調処理を施すための映像信号処理装置、及び該装置を備えたテレビジョン装置に関する。

従来から、写真を含めた静止画像のシャープネス（鮮鋭度）を向上させるために、様々な輪郭強調処理がその画像に対して施されている。輪郭強調処理とは、画像中の絵柄などの輪郭部分を強調し、その絵柄のシャープネスを向上させる処理である。画像の輪郭部分とは、画像の主信号Ｍにおける画素位置によって存在するレベルの高低の境界部分、すなわち濃淡の境界部分を指す。輪郭強調処理の代表的なものとして、アンシャープマスク処理（以下、ＵＳＭ処理という）や、微分を用いたエッジ検出及び強調処理などが挙げられる。

カラー画像に対するＵＳＭ処理を、カラー画像がＲＧＢ成分に色分解されて各成分がデジタル化されているとして説明する。ＵＳＭ処理は、一般的に、アンシャープマスク信号の生成に関し、ＲＧＢ各成分に対して施す方式と、グレー成分だけに施してＲＧＢ各成分に反映する方式とがある。

ＵＳＭ処理は、まず、処理対象となる主信号Ｍ（Ｒ，Ｇ，Ｂ成分信号或いはグレー成分信号）に局所画素群で構成されるフィルタを走査させ、その局所画素郡内の信号値の加重平均を算出して、ボケた信号（アンシャープ信号Ｕ）を得ることから始める。このフィルタは、例えば、９×９等の画素行列、或いは注目画素に対する隣接画素との平均値などで構成されるフィルタである。そして、主信号Ｍからアンシャープ信号Ｕを減算して輪郭強調の基礎信号となるアンシャープマスク信号Ｍ−Ｕを算出する。このアンシャープマスク信号Ｍ−Ｕはエッジを表す信号である。その後、アンシャープマスク信号Ｍ−Ｕに輪郭強調の強調係数ｋを乗算して輪郭強調信号ｋ（Ｍ−Ｕ）とし、その輪郭強調信号ｋ（Ｍ−Ｕ）と元の主信号Ｍとを加算することにより、輪郭強調済信号Ｍ＋ｋ（Ｍ−Ｕ）を得る。これらの処理を画像中の各画素に対して実行する。

ＲＧＢ各成分に対して施す方式では、例えば、Ｇ成分信号Ｍｇのアンシャープ信号Ｕｇを生成し、アンシャープ信号Ｕｇと元のＧ成分信号Ｍｇとの差から、Ｇ成分信号に対するアンシャープマスク信号Ｍｇ−Ｕｇを生成し、強調係数ｋｇを乗じて輪郭強調信号ｋｇ（Ｍｇ−Ｕｇ）を得、これを元の信号Ｍｇと加算することにより、輪郭強調済信号Ｍｇ＋ｋｇ（Ｍｇ−Ｕｇ）を得る。これと同様の処理を、Ｒ成分信号及びＢ成分信号に対しても施すとよい。

一方、グレー成分だけに施してＲＧＢの各成分に反映する方式では、まず、原画像からグレー成分を抽出して原画像のグレー画像を生成する。そして、例えば、グレー成分信号Ｍｇｒのアンシャープ信号Ｕｇｒを生成し、アンシャープ信号Ｕｇｒと元のグレー成分信号Ｍｇｒとの差から、グレー成分信号に対するアンシャープマスク信号Ｍｇｒ−Ｕｇｒを生成し、強調係数ｋｇｒを乗じてグレー成分に対する輪郭強調信号ｋｇｒ（Ｍｇｒ−Ｕｇｒ）を得、これを元のＲＧＢ各成分信号Ｍｒ，Ｍｇ，Ｍｂと加算することにより、各成分信号に対して、Ｍｒ＋ｋｇｒ（Ｍｇｒ−Ｕｇｒ），Ｍｇ＋ｋｇｒ（Ｍｇｒ−Ｕｇｒ），Ｍｂ＋ｋｇｒ（Ｍｇｒ−Ｕｇｒ）の輪郭強調済信号を得る。

また、黒エッジと白エッジの幅を調整するようにし、且つ、低コントラスト部分の粒状性を強調することなく高コントラスト部分においては輪郭強調の効果を自由に制御する輪郭強調方法及びその装置が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。特許文献１に記載の輪郭強調装置では、まず、入力する主信号Ｍを上に凸又は下に凸の変換特性を有する第１階調補正部で階調補正する。得られた信号Ｍ_１に対して所定のマスクサイズの平滑化フィルタを適用して平均化処理を行い、アンシャープ信号Ｕ_１を得る。第２階調補正部は、第１階調補正部とは逆変換の変換特性を有しており、ここでアンシャープ信号Ｕ_１を階調補正してアンシャープ信号Ｕ_２を得る。減算器により、入力した主信号Ｍ及びアンシャープ信号Ｕ_２からアンシャープマスク信号Ｍ−Ｕ_２を得る。そして、加算器により、このアンシャープマスク信号Ｍ−Ｕ_２を定数倍（例えばｋ倍）して主信号Ｍと加算して出力する。この出力信号は、Ｍ＋ｋ（Ｍ−Ｕ_２）となる。

また、グレー成分だけでなく色成分に対してもＵＳＭ処理を施すことで、シャープネス強調された輪郭部分にイロフチ，シロフチ，クロフチが発生するのを防止する画像のシャープネス処理装置が提案されている（例えば、特許文献２を参照）。特許文献２に記載のシャープネス処理装置では、原画像の各画素の彩度を判定して、この彩度に応じた混合比率を決定し、各画素のグレーのエッジ成分と各画素のＲＧＢ色成分のエッジ成分とを生成する。そして、決定した混合比率に応じて、各画素のグレーのエッジ成分と各画素のＲＧＢ色成分のエッジ成分と混合した混合エッジ成分を、各画素ごとに生成する。最後に、原画像の各画素のＲＧＢ成分にＲＧＢの混合エッジ成分を加えることにより、シャープネス強調された画像を出力する。

また、ＵＳＭ処理の適用例として、性能が制限されたデジタルディスプレイ上への強調表示を行なうためのデジタル画像の補償的前処理方法が提案されている（例えば、特許文献３を参照）。特許文献３に記載の方法は、ディスプレイ装置上に画像を表示する方法であって、デジタル画像信号を与える工程と、デジタル画像信号において低い周波数成分の信号を識別する工程と、デジタル画像信号において高い周波数成分の信号を識別する工程と、低い周波数成分の信号から減衰された低い周波数成分の信号を生成する工程と、高い周波数成分の信号から増幅された高い周波数成分の信号を生成する工程と、減衰された低い周波数成分の信号と増幅された高い周波数成分の信号とを合成する工程とを有している。

また、本出願人は、ＲＧＢで表される色信号に対して、色空間変換の処理を行わずに色相，彩度，明度（ＨＳＶ）での色判定及び色調整を行うことが可能な色調整装置を提案している（例えば、特許文献４を参照）。これは、色調整処理では、ＲＧＢ信号を用いるよりも色相Ｈ，彩度Ｓ，明度Ｖを用いた方が、人間の感覚として理解し易いという反面、必要となるＨＳＶへの色空間変換に要する処理手順や時間が非常に大きくなる、といった課題を解決しようとする色調整装置である。

特許文献４に記載の色調整装置は、入力されたＲＧＢ信号に基づいてその大小関係である最大値α，中央値β，最小値γを出力するための比較手段と、入力データであるＲＧＢ信号と比較手段から出力される最大値α，中央値β，最小値γを用いて入力データの色相を判別し識別符号を出力するための色相判定手段と、出力された識別符号を用いて色相毎に設定された色相調整値Ａｈ，彩度調整値Ａｓ，明度調整値Ａｖを出力するための調整値算出手段と、最大値α，中央値β，最小値γ，明度調整値Ａｖを用いて入力データの明度を調整するための明度調整手段と、最大値α，中央値β，最小値γ，彩度調整値Ａｓを用いて入力データの彩度を調整するための彩度調整手段と、最大値α，中央値β，最小値γ，色相調整値Ａｈを用いて入力データの色相を調整するための色相調整手段と、最大値α，中央値β，最小値γ，識別符号を用いてαβγ信号を元のＲＧＢ信号へ戻すための選択手段とを備える。

さらに、本出願人は、色相及び明度を変化させずに入力色信号を特定の色信号レベルにクリップする映像信号クリップ処理装置を提案している（特許文献５を参照）。特許文献５に記載の映像信号クリップ処理装置は、入力ＲＧＢ信号からその大小関係である最大値α，中央値β，最小値γを選択してＲＧＢ信号とαβγ信号との対応決定を行う識別信号Ｓを生成する大小選別手段、入力ＲＧＢ信号から明度Ｙを演算して出力するＲＧＢによる明度演算手段、大小選別手段の出力であるαβγ信号と、明度演算手段の出力である明度Ｙ、及び設定値である上限クリップ値Ｃｍａｘを用いて、αβγ信号に対するクリップ処理を行い出力する上限クリップ処理手段、及び、上限クリップ処理手段の出力であるαβγ信号と大小選択手段の出力である識別信号Ｓを用いて、αβγ信号からＲＧＢ信号へ戻すＲＧＢ選択手段を備えるものとする。ここで、上限クリップ処理器の代わりに下限クリップ処理器を適用してもよく、また、それらを併せたクリップ処理器を適用してもよい。

ところで、ビデオシステムに用いられるカラー映像信号は、カラービデオ信号と呼ばれ、その最も基本となる信号形態であるＲＧＢ信号の他に、コンポジット信号，Ｓビデオ信号，コンポーネント信号が存在する。例えば、テレビジョン放送信号は、色信号又は色差信号を輝度信号の周波数成分の隙間に入れたコンポジット信号として送られる。また、テレビカメラで撮影した信号は、色差信号と輝度信号とは別々に作り出されたコンポーネント信号である。また、ビデオカメラ等で撮影された信号は、輝度信号と色信号を別々に伝送するＳビデオ信号である。コンポジット信号，コンポーネント信号，Ｓビデオ信号のいずれのカラービデオ信号であっても、画面上に表示する際には、ＲＧＢ端子で映像を再現するので、信号をＲＧＢ信号に変換して出力する必要がある。

図１１及び図１２は、従来技術による輝度・色差信号に対するアンシャープマスク処理装置の一例を説明するためのブロック図である。カラービデオ信号を必要に応じてＹ／Ｃ分離するなどして得られた輝度信号と色差信号（ここではＣｂ，Ｃｒで例示）に対し、ＲＧＢ信号として出力するまでの流れを説明する。

図１１で例示する輪郭強調処理装置１００は、ＵＳＭ処理器１０１，色空間変換器１０４，クリップ処理器１０５を備え、輝度信号Ｙに対してのみＵＳＭ処理を施す装置である。ＵＳＭ処理器１０１では、アンシャープマスク信号生成器１０２において、輝度信号Ｙのアンシャープ信号Ｙｍを生成して輝度信号Ｙからアンシャープ信号Ｙｍを差し引くことでアンシャープマスク信号Ｙ−Ｙｍを生成する。そして、この信号に所定の強調係数ｋを乗算することで輝度強調信号ｄＹ（＝ｋ（Ｙ−Ｙｍ））を生成する。生成した輝度強調信号ｄＹは、加算器１０１において、入力された輝度信号Ｙに加算されて、輝度強調済みの信号Ｙ′（＝Ｙ＋ｄＹ）として後段の色空間変換器１０４へ出力される。色空間変換器１０４は、輝度・色差信号を、画面上への表示用にＲＧＢ信号に色空間変換する。

図１２で例示する輪郭強調処理装置１１０は、ＵＳＭ処理器１１１，色空間変換器１１７，クリップ処理器１１８を備え、輝度信号Ｙに対してだけでなく色差信号（ここではＣｂ，Ｃｒ）に対してもＵＳＭ処理に基づく色差補正処理を施す装置である。ＵＳＭ処理器１１１では、アンシャープマスク信号生成器１１２において、輝度信号Ｙのアンシャープ信号Ｙｍを生成して輝度信号Ｙからアンシャープ信号Ｙｍを差し引くことでアンシャープマスク信号Ｙ−Ｙｍを生成する。そして、この信号に所定の強調係数ｋを乗算することで輝度強調信号ｄＹ（＝ｋ（Ｙ−Ｙｍ））を生成する。生成した輝度強調信号ｄＹは、加算器１１３において、入力された輝度信号Ｙに加算されて、輝度強調済みの信号Ｙ′（＝Ｙ＋ｄＹ）として後段の色空間変換器１１７へ出力される。また、色差信号Ｃｂ，Ｃｒに対しても、このＵＳＭ処理に対する補正を行うために、除算器１１４にて輝度強調済み輝度信号Ｙ′と入力輝度信号Ｙとの比（Ｙ／Ｙ′）を算出し、入力色差信号Ｃｂ，Ｃｒに対しそれぞれ乗算器１１５，１１６でその比を乗算する。そして、乗算後の信号（Ｙ／Ｙ′）Ｃｂ，（Ｙ／Ｙ′）Ｃｒが色空間変換器１１７へ出力される。色空間変換器１１７は、輝度信号Ｙ′，青色差信号（Ｙ／Ｙ′）Ｃｂ，赤色差信号（Ｙ／Ｙ′）Ｃｒを入力として、画面上への表示用にＲＧＢ信号に色空間変換する。
特開平１１−２７５３３号公報 特開平１０−２３２６７号公報 特開平９−１８８１１号公報 特開２００３−１６３８１４号公報 特開２００４−６４２３４号公報

しかしながら、図１１で例示した輪郭強調処理装置１００では、色空間変換器１０４に入力される輝度信号は輝度強調済みの信号Ｙ′であるため、ｄＹの大きさ（ｄＹは強調係数ｋの大きさにも依存する）によっては、色空間変換後のＲＧＢ信号がＲＧＢ範囲外に溢れてしまう可能性をもっている。従って、必ず色空間変換器１０４の内部又は後段に、色空間変換後の信号をクリップ処理するクリップ処理器１０５が必要となる。そして、色空間変換後のＲＧＢ信号がＲＧＢ範囲外に溢れてクリップ処理を行うと、色相の変化が起こってしまう。

また、色差補正処理をＵＳＭ処理に対して施した場合であっても、図１２で例示した輪郭強調処理装置１１０のように、色空間変換器１１７に入力される輝度・色差信号は輝度強調済みの信号Ｙ′，（Ｙ／Ｙ′）Ｃｂ，（Ｙ／Ｙ′）Ｃｒであるため、ｄＹの大きさ（ｄＹは強調係数ｋの大きさにも依存する）によっては、色空間変換後のＲＧＢ信号がＲＧＢ範囲外に溢れてしまう可能性をもっている。従って、必ず色空間変換器１１７の内部又は後段に、色空間変換後の信号をクリップ処理するクリップ処理器１１８が必要となる。そして、色空間変換後のＲＧＢ信号がＲＧＢ範囲外に溢れてクリップ処理を行うと、色相の変化が起こってしまう。

上述のごとく、従来技術による輝度・色差信号をベースとするＵＳＭ処理は、輝度信号に対して或いは輝度信号及び色差信号に対して、ＲＧＢ信号に変換する前にＵＳＭ処理を施すものであり、色空間変換後のクリップ処理によって色相の変化が生じてしまう。

また、輝度・色差信号を入力とし、ＲＧＢ信号に変換してからＲＧＢのそれぞれの信号に対してＵＳＭ処理を施す形態にあっては、それぞれの信号に対するＵＳＭ処理回路が必要となり、回路規模が増大する。

上述のごとく、従来の輝度・色差信号に対するＵＳＭ処理では、回路規模が大きくなるか、若しくはＲＧＢ色空間だけでＵＳＭ処理した場合に生じない輝度信号に対してＵＳＭ処理を施すときの、上述のごときクリップ処理に伴う色相変化の弊害が生ずることになる。

一方で、輝度・色差信号に対するＵＳＭ処理の代替処理として、例えば微分演算等を用いた場合、自然な輪郭強調ができない。従って、自然な輪郭強調処理を実行するためには、ＵＳＭ処理が適している。

また、輝度・色差信号に対するＵＳＭ処理の他の代替処理として、ＲＧＢ信号に変換してからの処理を前提とする特許文献４及び５に記載の発明を適用するとなると、輝度信号及び色差信号からＲＧＢ信号への変換を実行してから特許文献４に記載の発明を適用し、クリップ処理で特許文献５に記載の発明を適用することとなる。しかしながら、ＵＳＭ処理が輝度信号（及び色差信号）に基づく処理の方がＲＧＢ信号に基づく処理よりも有用であることを鑑みると、輝度信号及び色差信号が入力されているにも拘わらず、特許文献４の色相判定器ではそれらの信号が示す値に相当する色相を判定することとなり、さらに特許文献５の明度演算器で輝度信号を演算することなる。従って、特許文献４及び特許文献５に記載の発明を、入力される輝度・色差信号に対して適用した場合、結果として重複した処理を無駄に実行することとなり、回路規模が大きくなる。

さらに、従来のＵＳＭ処理においては、強調の度合いを決定する係数ｋの値を大きくすると、輪郭強調を強くすることができたが、その一方で図１１及び図１２で例示のごときクリップ処理を施す可能性が大きくなり、結果として色相の変化を招くこととなる。逆に、クリップ処理を施す可能性を少なくするためには、輪郭強調を弱く、すなわち係数ｋの値を小さくせざるを得なかった。

本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなされたものであり、輝度信号及び色差信号を含む映像信号に対してＵＳＭ処理による輪郭強調処理を施してＲＧＢ信号で出力するに際し、回路規模を増大させることもなく、従来のＵＳＭ処理に伴うクリップ処理に起因した色相変化を解消することが可能な映像信号処理装置、及び該装置を備えたテレビジョン装置を提供することをその目的とする。

さらに、本発明は、輝度信号及び色差信号を含む映像信号に対してＵＳＭ処理を施してＲＧＢ信号で出力するに際し、回路規模を増大させることなく、且つ色相の変化を生ずることなく輪郭強調を強める設定を行うことが可能な映像信号処理装置、及び該装置を備えたテレビジョン装置を提供することを他の目的とする。

本発明は、上述のごとき課題を解決するために、以下の各技術手段により構成される。
第１の技術手段は、輝度信号及び色差信号を含む映像信号を入力し、映像調整を実行してＲＧＢ信号を出力する映像信号処理装置であって、入力された輝度信号からアンシャープ信号を生成し、生成したアンシャープ信号と輝度信号との差に基づいてアンシャープマスク信号を生成するアンシャープマスク生成手段と、入力された輝度信号及び色差信号から色空間変換を施してＲＧＢ信号を生成する色空間変換手段と、該色空間変換手段で生成されたＲＧＢ信号の各成分信号に対し、前記アンシャープマスク生成手段で生成したアンシャープマスク信号に応じて、各成分信号が示すＲＧＢ３色の色相を保持しながら明度を調整する明度調整手段と、を備えたことを特徴としたものである。

第２の技術手段は、第１の技術手段において、前記明度調整手段は、前記色空間変換手段で生成されたＲＧＢ信号の各成分信号を比較し、その大小関係から最大値α，中央値β，最小値γに対応する成分信号を選択して、それぞれα信号，β信号，γ信号として出力し、且つ、前記ＲＧＢ信号の各成分信号とα，β，γの各信号との対応を決定する識別信号Ｓを生成して出力する大小選択手段と、該大小選択手段から出力されたα信号，β信号，γ信号に対し、各信号の入力値に応じて、前記アンシャープマスク生成手段で生成したアンシャープマスク信号を乗じるアンシャープマスク処理手段と、該アンシャープマスク処理手段から出力されたα信号，β信号，γ信号、前記輝度信号と前記アンシャープマスク信号を加算した補正後輝度信号、及び、設定値である上限クリップ値Ｃｍａｘ及び／又は下限クリップ値Ｃｍｉｎを用いて、前記α信号，β信号，γ信号に対するクリップ処理を行って出力するクリップ処理手段と、前記大小選択手段から出力された識別信号Ｓを用いて、前記クリップ処理手段で出力されたα信号，β信号，γ信号の中からＲＧＢ信号の各成分信号を選択して出力するＲＧＢ選択手段と、を有することを特徴としたものである。

第３の技術手段は、第２の技術手段において、前記アンシャープマスク処理手段は、前記大小選択手段から出力されたα信号，β信号，γ信号に対し、各信号の入力値の大きさに応じた係数を前記アンシャープマスク信号に乗算し、該乗算した信号を前記α信号，β信号，γ信号の各信号に加算して出力することを特徴としたものである。

第４の技術手段は、第２又は第３の技術手段において、前記クリップ処理手段は、前記最大値αと前記上限クリップ値Ｃｍａｘ、及び前記補正後輝度信号が示す輝度値Ｙと前記上限クリップ値Ｃｍａｘを比較して、前記最大値αが前記上限クリップ値Ｃｍａｘよりも小さい場合には、前記最大値α，中央値β，最小値γをそのまま出力し、前記最大値αが前記上限クリップ値Ｃｍａｘより大きく且つ前記輝度値Ｙが前記上限クリップ値Ｃｍａｘより大きい場合には、前記最大値α，中央値β，最小値γを前記上限クリップ値Ｃｍａｘとして出力し、前記最大値αが前記上限クリップ値Ｃｍａｘより大きく且つ前記輝度値Ｙが前記上限クリップ値Ｃｍａｘより小さい場合には、前記最大値αを前記上限クリップ値Ｃｍａｘとして出力し、前記中央値β及び前記最小値γを前記輝度値Ｙへ近づくように調整し、前記輝度値Ｙが前記上限クリップ値Ｃｍａｘと等しくなると、前記中央値β及び最小値γが前記上限クリップ値Ｃｍａｘとなるように演算して出力する手段を有することを特徴としたものである。

第５の技術手段は、第２乃至第４のいずれかの技術手段において、前記クリップ処理手段は、前記最小値γと前記下限クリップ値Ｃｍｉｎ、及び前記補正後輝度信号が示す輝度値Ｙと前記下限クリップ値Ｃｍｉｎを比較して、前記最小値γが前記下限クリップ値Ｃｍｉｎよりも大きい場合には、前記最大値α，中央値β，最小値γをそのまま出力し、前記最小値γが前記下限クリップ値Ｃｍｉｎより小さく且つ前記輝度値Ｙが前記下限クリップ値Ｃｍｉｎより小さい場合には、前記最大値α，中央値β，最小値γを前記下限クリップ値Ｃｍｉｎとして出力し、前記最小値γが前記下限クリップ値Ｃｍｉｎより小さく且つ前記輝度値Ｙが前記下限クリップ値Ｃｍｉｎより大きい場合には、前記最小値γを前記下限クリップ値Ｃｍｉｎとして出力し、前記中央値β及び最大値αを前記輝度値Ｙへ近づくように調整し、前記輝度値Ｙが前記下限クリップ値Ｃｍｉｎと等しくなると、前記中央値β及び最大値αが前記下限クリップ値Ｃｍｉｎとなるように演算して出力する手段を有することを特徴としたものである。

第６の技術手段は、第１乃至第５のいずれかの技術手段において、前記アンシャープマスク生成手段は、前記アンシャープ信号と輝度信号との差分信号に所定の係数を乗算し、乗算した信号を前記アンシャープマスク信号として出力することを特徴としたものである。

第７の技術手段は、第６の技術手段において、前記アンシャープマスク生成手段は、前記所定の係数をユーザ操作により変更する手段を有することを特徴としたものである。

第８の技術手段は、第１乃至第７のいずれかの技術手段における映像信号処理装置と、映像信号を含むテレビジョン信号を受信する受信装置と、映像を表示する表示装置と、を備えたテレビジョン装置であって、前記受信装置で受信したテレビジョン信号から輝度信号及び色差信号を取得し、取得した輝度信号及び色差信号を前記映像信号処理装置によりＲＧＢ信号に変換し、前記表示装置に出力することを特徴としたものである。

本発明によれば、輝度信号及び色差信号を含む映像信号に対してＵＳＭ処理による輪郭強調処理を施してＲＧＢ信号で出力するに際し、回路規模を増大させることもなく、従来のＵＳＭ処理に伴うクリップ処理に起因した色相変化を解消することが可能となる。

さらに、本発明によれば、輝度信号及び色差信号を含む映像信号に対してＵＳＭ処理を施してＲＧＢ信号で出力するに際し、回路規模を増大させることなく、且つ色相の変化を生ずることなく輪郭強調を強める設定を行うことが可能となる。

本発明に係る映像信号処理装置は、映像信号として輝度信号及び色差信号を入力し、映像調整を実行してＲＧＢ（赤緑青）信号を出力する装置であり、最後に記述するようなテレビジョン装置などに好適に組み込むことが可能な装置である。ここで入力される輝度信号及び色差信号を、以下の各実施形態にあっては輝度信号Ｙ及び青色差信号Ｃｂ，赤色差信号Ｃｒからなるものとして例示するが、これに限ったものではなく、輝度・色差信号からなる他のカラーフォーマット、例えば、ＹＵＶ色度座標系，ＹＩＱ色度座標系，ＹＰｂＰｒ色度座標系（ＳＭＰＴＥ ２４０Ｍ色度座標系）などを採用してもよい。本発明に係る映像信号処理装置の搭載形態及び搭載対象の機器によって、適切な色度座標系の輝度・色差信号を採用すればよい。

また、本発明に係る映像信号処理装置を入力がコンポジット信号のものに適用する場合には、例えば、入力されたコンポジット信号をＹ信号（輝度）とＣ信号（搬送色信号）に分離するＹ／Ｃ分離回路（分離フィルタ）、及びＣ信号を所定の色度座標系の色差信号に変換する変換器を具備するとよく、入力がＳビデオ信号のものに適用する場合には、例えば後者の変換器のみを具備するとよい。なお、ここでのＹ信号は、輝度信号と同期信号とを含む信号であるが、本明細書中では単純に映像情報の一部をなす輝度信号のことをＹで表す。そして、輝度信号ＹとＣ信号或いは色差信号とからなる映像情報と共に映像信号をなす同期信号については、本発明には直接関係無く説明を省略する。

図１は、本発明の一実施形態に係る映像信号処理装置の一構成例を示すブロック図で、図中、１０は映像信号処理装置、１１はアンシャープマスク生成器、１２は色空間変換器、１３は明度調整器である。なお、しばしば「アンシャープマスク」を「ＵＳＭ」と略す。

本発明に係る映像信号処理装置は、少なくともアンシャープマスク生成手段，色空間変換手段，明度調整手段を備え、輝度信号及び色差信号を含む映像信号に対してＵＳＭ処理による輪郭強調処理を施してＲＧＢ信号で出力するに際し、回路規模を増大させることもなく、色空間変換後にアンシャープマスク信号によって明度調整を行うことでＵＳＭ処理に伴うクリップ処理に起因した色相変化を解消することを可能とする。この映像信号処理装置では、従来、一般的に写真や静止画像をクッキリさせる手法として使われてきたアンシャープマスクによる輪郭及びコントラスト補正を動画に適用し、入力された映像信号を、通常の輪郭補正に見られるエッジのギラギラ感を抑えながら引き締まった映像に補正する。

ここで例示する映像信号処理装置１０は、ＵＳＭ生成手段の一例としてのＵＳＭ生成器１１、色空間変換手段の一例としての色空間変換器１２、明度調整手段の一例としての明度調整器１３を備えるものとする。

色空間変換器１２は、入力された輝度信号Ｙ及び色差信号Ｃｂ，Ｃｒから色空間変換を施してＲＧＢ信号を生成するものであり、その出力は、明度調整器１３へ入力される。

図２は、図１の映像信号処理装置におけるアンシャープマスク生成手段の一例を説明するための図で、アンシャープマスク処理装置の一例を示すブロック図でもある。図３は、図２のアンシャープマスク生成手段におけるコアリング及びクリッピング動作を示すグラフ図で、図４は、図２のアンシャープマスク生成手段の処理手順及びアンシャープマスク処理装置における処理手順を説明するための一連の画像例である。図２において、１１はＵＳＭ生成器、２１は平滑化処理部、２２は減算器、２３は非線形補正部、２４は係数乗算器、２５は加算器である。

ＵＳＭ生成器１１は、入力された輝度信号Ｙ（例えば図４の元画像３１）からアンシャープ信号Ｕ（同じくボケ画像３２）を生成し、生成したアンシャープ信号Ｕと輝度信号Ｙとの差に基づいてＵＳＭ信号ｄＹを生成する。ここで、ＵＳＭ信号ｄＹは、アンシャープ信号Ｕと輝度信号Ｙとの差分信号Ｕ−Ｙ（同じく差分画像３３）に、所定の係数Ｋを乗算し、乗算した信号として出力された信号とするとよい。また、ＵＳＭ生成器１１としては、本明細書中に例示したＵＳＭ処理におけるＵＳＭ信号の生成処理をはじめとして、様々なＵＳＭ信号の生成処理を採用してもよい。

図２で例示するＵＳＭ生成器１１においては、平滑化フィルタ（ローパスフィルタ）等でなる平滑化処理部２１、減算器２２、非線形補正部２３、及び係数乗算器２４を備える。なお、図２で例示するＵＳＭ処理装置は、ＵＳＭ生成器１１及び加算器２５を備え、ＵＳＭ処理を実行して輪郭強調信号Ｙ′（＝Ｙ＋ｄＹ）を出力信号として出力する装置であるが、ＵＳＭ生成器１１は、そのＵＳＭ処理装置におけるＵＳＭ信号ｄＹを出力するまでの構成とする。図２で例示するＵＳＭ処理装置は、例えば、元画像３１からボケ画像３２を減算して差分画像３３を生成しておき、元画像３１にＫ倍した差分画像３３を加算することで、補正画像３４を得る。

平滑化処理部２１では、入力信号として輝度信号Ｙを入力しボケ画像信号（アンシャープ信号）を生成するために、平滑化フィルタによって注目画素周辺の画素群で平滑化する。また、平滑化処理部２１では、例えば、注目画素を中心として離散するごとに重み付け係数を少なくした重み付けマトリクスで平滑化演算するようにしてもよい。減算器２２では、平滑化処理部２１から出力されたアンシャープ信号Ｕと入力輝度信号Ｙとの差分信号（狭義のＵＳＭ信号Ｙ−Ｕ）を求める。

非線形補正部２３では、狭義のＵＳＭ信号Ｙ−Ｕを入力信号とし、その信号に対して非線形補正を行う。また、非線形補正部２３では、非線型補正として、例えば、図３に例示するようなコアリング特性やクリッピング特性で入力された差分信号Ｙ−Ｕを補正するよう構成してもよい。

図３において２３ａで示すコアリング部では、狭義のＵＳＭ信号Ｙ−Ｕが小さいときの処理を表す。このときは、コアリング部２３ａで図示するように例えば入力に対して出力が０となるよう制御して、ＵＳＭ信号Ｙ−Ｕが小さいときにノイズとして強度を落とす。ここでの強度とは、強調係数Ｋと同様の輪郭強調の強度を指すが、勿論、強調係数Ｋとは異なり、入力に対して非線形な出力を行うために調整されるものを指す。図３において２３ｃで示すクリッピング部では、狭義のＵＳＭ信号Ｙ−Ｕが大きいときの処理を表す。ＵＳＭ信号Ｙ−Ｕが大きいとき、その信号が元々シャープであることを考慮して、クリッピング部２３ｃで図示するように例えば入力に対して出力が一定値を保つよう制御し、強度を落とす。図３において２３ｂで示す部分は、コアリング部２３ａとクリッピング部２３ｃとの間の入力に対し、出力比を一定にして（好ましくはここでの強調を行わないように出力値＝入力値）にして出力するよう制御する。

係数乗算器２４では、輪郭強調係数Ｋを格納し非線形補正部２３からの出力信号にこの係数Ｋを乗算し、上述したＵＳＭ生成器１１の出力となる広義のＵＳＭ信号（すなわち輪郭強調信号）ｄＹを出力する。

ここで、輪郭強調係数Ｋは、ユーザ操作によって変更可能としておくことが好ましく、そのためＵＳＭ生成器１１には、所定の係数Ｋをユーザ操作により変更する手段を設けておくとよい。所定数の輪郭強調の度合いを用意しその分の係数Ｋを格納しておき、ユーザ操作に対応する係数Ｋを記憶部に記憶されたルックアップテーブル等を読み出すことで係数Ｋの変更を可能としてもよい。また、ここでのユーザとは、本発明に係る映像信号処理装置のユーザ（この装置を組み込んだ表示装置の視聴者など）であってもよいし、製品出荷時における調整者であってもよい。この手段を備えた形態にあっては、特に、輝度信号及び色差信号を含む映像信号に対してＵＳＭ処理を施すに際し、回路規模を増大させることなく、且つ色相の変化を生ずることなく輪郭強調をユーザ操作で強めることが可能となる。

明度調整器１３は、色空間変換器１２で生成されたＲＧＢ信号の各成分信号に対し、ＵＳＭ生成器１１で上述のごとく生成したＵＳＭ信号ｄＹに応じて、各成分信号が示すＲＧＢ３色の色相を保持しながら明度（輪郭強調という点で言えばシャープネス）を調整する。ここでの調整は、図１に図示するように、入力された輝度信号Ｙを明度調整器１３に入力して参照しながら実行することが色相変化を確実に無くす意味で好ましい。

以上、本実施形態に係る映像信号処理装置によれば、輝度信号及び色差信号を含む映像信号に対してＵＳＭ処理による輪郭強調処理を施してＲＧＢ信号で出力するに際し、回路規模を増大させることもなく、従来のＵＳＭ処理に伴うクリップ処理に起因した色相変化を解消することが可能となる。さらに、本実施形態によれば、色相の変化を生ずることなく輪郭強調を強める設定を行うことが可能となる。

また、本発明の他の実施形態として、映像信号処理装置１０に、次の明度調整手段を備え、ＵＳＭ処理を彩度変化なく、且つクリップ処理を色相変化なく実行することが好ましい。すなわち、本実施形態における明度調整手段は、大小選択手段，ＵＳＭ処理手段，クリップ処理手段，ＲＧＢ選択手段を少なくとも有する。本実施形態は、彩度変化に関し、従来のＵＳＭ処理のごとく、輝度・色差のうち輝度にしかＵＳＭ処理がなされなかった際に彩度が変わることを解消するために、その補償として輝度だけでなく色差に対してもＵＳＭ処理を施すのではなく、上述の実施形態で説明したようにＲＧＢ色空間でＲＧＢ３信号それぞれに対しＵＳＭ処理を主とした明度調整を行う。

以下、図５乃至図９を参照して、本実施形態における明度調整器１３の好ましい構成例を、図１の映像処理装置に組み込んだものとして説明する。

図５は、図１の映像信号処理装置における明度調整手段の一例を示すブロック図で、図中、１３は明度調整器、４１は大小比較手段の一例としての大小比較器、４２はＵＳＭ処理手段の一例としてのＵＳＭ処理器、４３はクリップ手段の一例としてのクリップ処理器、４４はＲＧＢ選択手段の一例としてのＲＧＢ選択器、５１，５２は除算器、５３，５４は乗算器、４５，５５〜５７は加算器である。

大小選択器４１は、色空間変換器１２で生成されたＲＧＢ信号の各成分信号を比較し、その大小関係から最大値α，中央値β，最小値γに対応する成分信号を選択して、それぞれα信号，β信号，γ信号として出力する。従って、大小選択器４１は、ＲＧＢ成分比較器とも言える。大小選択器４１は、さらに、ＲＧＢ信号の各成分信号とα，β，γの各信号との対応を決定する識別信号Ｓを生成して出力する。この識別信号Ｓは、成分間の対応を示す信号であり、次の表１で例示するような０〜５の符号を割り当てて出力してもよい。表１では、後段のクリップ処理器４３においてＲＧＢ選択の判断材料となる識別信号Ｓｉと最大値αｉ，中央値βｉ，最小値γｉに対応する入力値Ｒｉ，Ｇｉ，Ｂｉの関係の一例を示している。なお、識別信号Ｓｉの値は、ＲＧＢ信号とαβγ信号の対応がとれていれば、如何なるものであっても構わない。

明度調整の主たる部分を占めるＵＳＭ処理器４２は、大小選択器４１から出力されたα信号，β信号，γ信号に対し、各信号の入力値に応じて、ＵＳＭ生成器１１で生成したＵＳＭ信号ｄＹを乗じる。ここで、ＵＳＭ処理器４２は、大小選択器４１から出力されたα信号，β信号，γ信号に対し、各信号の入力値の大きさに応じた係数をＵＳＭ信号ｄＹに乗算し、乗算した信号をα信号，β信号，γ信号の各信号に加算して出力するよう構成してもよい。

例えば、図５に例示するように、ＵＳＭ処理器４２は、入力データの比を算出するための除算器５１，５２と、調整値と入力データの比との乗算値を出力するための乗算器５３，５４と、入力データと調整値の加算値を出力するための加算器５５，５６，５７とを備え、加算器５５，５６，５７の出力であるα′信号，β′信号，γ′信号をクリップ処理器４３へ出力する。加算器５５では、α信号とＵＳＭ信号ｄＹとが加算され、クリップ処理器４３にα信号の補正信号α′として出力される。除算器５１ではβ／αが出力され、乗算器５３ではそのβ／αとＵＳＭ信号ｄＹとが乗算され、加算器５６ではその乗算値（β／α）ｄＹがβ信号に加算され、クリップ処理器４３にβ信号の補正信号β′として出力される。同様に、除算器５２ではγ／αが出力され、乗算器５４ではそのγ／αとＵＳＭ信号ｄＹとが乗算され、加算器５７ではその乗算値（γ／α）ｄＹがγ信号に加算され、クリップ処理器４３にγ信号の補正信号γ′として出力される。

ＲＧＢ選択器４４は、大小選択器４１から出力された識別信号Ｓを用いて、後述のクリップ処理器４３で出力されたα信号（実際にはα信号を輪郭強調補正しクリップ処理した信号），β信号（同じくβ信号を輪郭強調・クリップ処理した信号），γ信号（同じくβ信号を輪郭強調・クリップ処理した信号）の中からＲＧＢ信号の各成分信号を選択して出力する。なお、ここでの選択とは、後段（図示せず）の出力に対応させてαβγ信号を並べ替えてＲＧＢ信号の順番に戻すことと同意であり、ＲＧＢ選択器４４はそれゆえ信号並替器とも言える。ＲＧＢ選択器４４は、結果として、大小比較器４１に入力されたＲＧＢ信号に対し、輪郭強調処理・クリップ処理が施された信号が出力されることとなり、この出力信号を図５ではＲ′Ｇ′Ｂ′信号として図示している。

次に、クリップ処理器４３について説明する。クリップ処理器４３は、ＵＳＭ処理器４３から出力されたα，β，γの各信号（図５でα′，β′，γ′の各信号）、入力された輝度信号ＹにＵＳＭ信号ｄＹを加算器４５にて加算した補正後輝度信号Ｙ′、及び設定値である上限クリップ値Ｃｍａｘ及び／又は下限クリップ値Ｃｍｉｎを用いて、クリップ処理器４３内に入力されたα信号，β信号，γ信号（図５でα′，β′，γ′の各信号）に対するクリップ処理を行って出力する。

ここでのクリップ処理とは、信号レベル範囲外の信号（信号レベルを上回る信号や下回る信号）に対して特定の値へ置き換える処理であり、好ましくは上限クリップ値Ｃｍａｘ及び下限クリップ値Ｃｍｉｎの双方を用いたクリッピングを行うことが好ましい。以下に、図６乃至図９を参照してクリップ処理を説明するが、処理を簡単に説明するために、Ｃｍａｘのみを用いたクリッピング、Ｃｍｉｎのみを用いたクリッピングを順次説明するのみに留める。それらを組み合わせることで、このようなＣｍａｘ，Ｃｍｉｎの双方を用いたクリッピングについても理解は十分可能である。

図６乃至図９は、図５の明度調整手段における明度調整処理のうちクリップ処理を説明するための図で、図６は、明度調整処理における上限クリップ処理を説明するためのフロー図、図７は、図６の上限クリップ処理におけるクリップ動作（クリップ処理器の入出力特性）を示すグラフ図、図８は、明度調整処理における下限クリップ処理を説明するためのフロー図、図９は、図８の下限クリップ処理におけるクリップ動作（クリップ処理器の入出力特性）を示すグラフ図である。

クリップ処理器４３は、上限クリップ処理を実行する手段（上限クリップ処理器で例示）を備える。この上限クリップ処理器では、αｉ，βｉ，γｉ，Ｙｉ，Ｃｍａｘからαｉ，βｉ，γｉに対してクリップ処理を行い処理後のαｏ，βｏ，γｏを出力する。上限クリップ処理は、最大値αｉと上限クリップ値Ｃｍａｘとの比較、並びに補正後輝度信号Ｙ′が示す輝度値Ｙｉと上限クリップ値Ｃｍａｘとの比較に基づき実行される。

上限クリップ処理器では、図６に示すように、αｉ，βｉ，γｉ，Ｙｉ，Ｃｍａｘを入力し（ステップＳ１）、αｉとＣｍａｘとを比較すると共に（ステップＳ２）、ＹｉとＣｍａｘとを比較する（ステップＳ３）。上限クリップ処理器は、αｉと上限クリップ値Ｃｍａｘを比較してクリップ処理が必要な場合だけ、αｉ，βｉ，γｉに対してクリップ処理を行い、処理後のαｏ，βｏ，γｏを出力する。

まず、ステップＳ２において、αｉがＣｍａｘより小さい場合には、クリップ処理の必要がないので入力値をそのまま出力し、αｏ＝αｉ、βｏ＝βｉ、γｏ＝γｉとなる（ステップＳ４）。

一方、αｉがＣｍａｘより大きい場合には、αｏ＝Ｃｍａｘとクリップし、βｏ＝βｉ＋（αｉ−Ｃｍａｘ）＊（Ｙｉ−βｉ）／（αｉ−Ｙｉ）、γｏ＝γｉ＋（αｉ−Ｃｍａｘ）＊（Ｙｉ−γｉ）／（αｉ−Ｙｉ）と演算して出力する（ステップＳ５）。これにより、クリップ処理の前後で色相及び輝度は一定に保たれる。ここでは、αｉがＣｍａｘより大きく且つＹｉがＣｍａｘより小さい場合に、αｉをＣｍａｘとして出力し、βｉ及びγｉをＹｉへ近づくように調整し、ＹｉがＣｍａｘと等しくなると、βｉ及びγｉがＣｍａｘとなるようにしている。

また、クリップ処理時にＹｉがＣｍａｘよりも大きい場合、すなわちαｉがＣｍａｘより大きく且つＹｉがＣｍａｘより大きい場合には、Ｙｉ＝Ｃｍａｘとクリップするために、αｏ＝Ｃｍａｘ，βｏ＝Ｃｍａｘ、γｏ＝Ｃｍａｘを出力する（ステップＳ６）。

そして、ステップＳ４〜Ｓ６に続き、ＲＧＢ選択器４４において、αｏ，βｏ，γｏを識別信号Ｓｉに従って元のＲＧＢ信号に戻し、クリップ処理後の色信号Ｒｏ，Ｇｏ，Ｂｏを出力する（ステップＳ７）。

上述した上限クリップ処理器の入出力特性について図７のグラフを参照して説明する。
入力信号のうち最も大きいα′信号の出力値が上限クリップ値Ｃｍａｘよりも大きい場合には、α′信号が上限クリップ値Ｃｍａｘへクリップされる。β′信号，γ′信号はα′信号のクリップ処理が始まる時点での値と補正後輝度信号Ｙ′が上限クリップ値Ｃｍａｘとなる値とを結んだ線分上の値へと演算される。

すなわち、β′信号は（ＩＮＰＵＴ，ＯＵＴＰＵＴ）＝（Ｃｍａｘ，Ｃβ′）と（ＩＮＰＵＴ，ＯＵＴＰＵＴ）＝（Ｃｙ，Ｃｍａｘ）を結ぶ線分、γ′信号は（ＩＮＰＵＴ，ＯＵＴＰＵＴ）＝（Ｃｍａｘ，Ｃγ′）と（ＩＮＰＵＴ，ＯＵＴＰＵＴ）＝（Ｃｙ，Ｃｍａｘ）を結ぶ線分へと変化する。この処理は、α′信号の減少に伴い、β′信号及びγ′信号を上記のように増減させることによって、クリップ処理時の色相及び輝度の変化を回避するものである。

また、輝度Ｙ′が上限クリップ値Ｃｍａｘよりも大きい場合には、表示装置において表示可能な輝度の最大値を上回ってしまい輝度を一定にすることができないため、表示可能な最大値、すなわち（α′，β′，γ′）＝（Ｃｍａｘ，Ｃｍａｘ，Ｃｍａｘ）とクリップする。

下限クリップに関し、クリップ処理器４３は、下限クリップ処理を実行する手段（下限クリップ処理器で例示）を備える。この下限クリップ処理器では、αｉ，βｉ，γｉ，Ｙｉ，Ｃｍｉｎからαｉ，βｉ，γｉに対してクリップ処理を行い処理後のαｏ，βｏ，γｏを出力する。下限クリップ処理は、最小値γｉと下限クリップ値Ｃｍｉｎとの比較、並びに補正後輝度信号Ｙ′が示す輝度値Ｙｉと下限クリップ値Ｃｍｉｎとの比較に基づき実行される。

下限クリップ処理器では、図８に示すように、αｉ，βｉ，γｉ，Ｙｉ，Ｃｍｉｎを入力し（ステップＳ１１）、γｉとＣｍｉｎとを比較すると共に（ステップＳ１２）、ＹｉとＣｍｉｎとを比較する（ステップＳ１３）。下限クリップ処理器は、γｉと下限クリップ値Ｃｍｉｎを比較してクリップ処理が必要な場合だけ、αｉ，βｉ，γｉに対してクリップ処理を行い、処理後のαｏ，βｏ，γｏを出力する。

まず、ステップＳ２において、γｉがＣｍｉｎより大きい場合には、クリップ処理の必要がないので入力値をそのまま出力し、αｏ＝αｉ、βｏ＝βｉ、γｏ＝γｉとなる（ステップＳ１４）。

一方、γｉがＣｍｉｎより小さい場合には、γｏ＝Ｃｍｉｎとクリップし、βｏ＝βｉ＋（γｉ−Ｃｍｉｎ）＊（βｉ−Ｙｉ）／（Ｙｉ−γｉ）、αｏ＝αｉ＋（γｉ−Ｃｍｉｎ）＊（αｉ−Ｙｉ）／（Ｙｉ−γｉ）と演算して出力する（ステップＳ１５）。これにより、クリップ処理の前後で色相及び輝度は一定に保たれる。ここでは、γｉがＣｍｉｎより小さく且つＹｉがＣｍｉｎより大きい場合に、γｉをＣｍｉｎとして出力し、βｉ及びαｉをＹｉへ近づくように調整し、ＹｉがＣｍｉｎと等しくなると、βｉ及びαｉがＣｍｉｎとなるようにしている。

また、クリップ処理時にＹｉがＣｍｉｎよりも小さい場合、すなわちγｉがＣｍｉｎより小さく且つＹｉがＣｍｉｎより小さい場合には、Ｙｉ＝Ｃｍｉｎとクリップするために、αｏ＝Ｃｍｉｎ，βｏ＝Ｃｍｉｎ、γｏ＝Ｃｍｉｎを出力する（ステップＳ１６）。

そして、ステップＳ１４〜Ｓ１６に続き、ＲＧＢ選択器４４において、αｏ，βｏ，γｏを識別信号Ｓｉに従って元のＲＧＢ信号に戻し、クリップ処理後の色信号Ｒｏ，Ｇｏ，Ｂｏを出力する（ステップＳ１７）。

上述した下限クリップ処理器の入出力特性について図９のグラフを参照して説明する。
入力信号のうち最も小さいγ′信号の出力値が下限クリップ値Ｃｍｉｎよりも小さい場合には、γ′信号が下限クリップ値Ｃｍｉｎへクリップされる。β′信号，α′信号はγ′信号のクリップ処理が始まる時点での値と補正後輝度信号Ｙ′が下限クリップ値Ｃｍｉｎとなる値とを結んだ線分上の値へと演算される。

すなわち、β′信号は（ＩＮＰＵＴ，ＯＵＴＰＵＴ）＝（Ｃｙ，Ｃｍｉｎ）と（ＩＮＰＵＴ，ＯＵＴＰＵＴ）＝（Ｃｍｉｎ，Ｃβ′）を結ぶ線分、α′信号は（ＩＮＰＵＴ，ＯＵＴＰＵＴ）＝（Ｃｙ，Ｃｍｉｎ）と（ＩＮＰＵＴ，ＯＵＴＰＵＴ）＝（Ｃｍｉｎ，Ｃα′）を結ぶ線分へと変化する。この処理は、γ′信号の減少に伴い、β′信号及びα′信号を上記のように増減させることによって、クリップ処理時の色相及び輝度の変化を回避するものである。

また、輝度Ｙ′が下限クリップ値Ｃｍｉｎよりも小さい場合には、表示装置において表示可能な明度の最小値を下回ってしまい輝度を一定にすることができないため、表示可能な最小値、すなわち（α′，β′，γ′）＝（Ｃｍｉｎ，Ｃｍｉｎ，Ｃｍｉｎ）とクリップする。

上限クリップ処理器及び下限クリップ処理器を双方備える場合について補足して説明すると、例えば、まず、上限クリップ処理器で、αｉと上限クリップ値Ｃｍａｘを比較してクリップ処理が必要な場合には、αｉ，βｉ，γｉに対して上限クリップ処理を行い、処理後のαｍ，βｍ，γｍを出力する。次に、下限クリップ処理器で、γｍと下限クリップ値Ｃｍｉｎを比較してクリップ処理が必要な場合には、上限クリップ処理器から送られたαｍ，βｍ，γｍに対して下限クリップ処理を行い、処理後のαｏ，βｏ，γｏを出力する。ここで、上限クリップ処理と下限クリップ処理はどちらを先に行ってもよい。上限クリップ処理及び下限クリップ処理の双方を行うことで、色相を変化させずに入力色信号を特定の色信号範囲Ｃｍｉｎ＜ＲＧＢ＜Ｃｍａｘと制限することができる。

以上、クリップ処理器４３によって、入力色信号レベルよりも表示装置において表示可能な信号レベルが狭い場合のクリップ処理に関して、入力色信号のどれか一つがクリップされた場合に、他の色信号を入力輝度に近づくように調整し、入力輝度が限界クリップ値と等しくなると、他の色信号も限界クリップ値となるように演算して出力することで、クリップ処理の前後における色相及び輝度を一定とすることができる。また、特定の信号レベル範囲を超えてしまい、クリップ処理が必要な場合であっても、クリップ処理の前後における色相及び輝度を一定とすることができる。さらに、輝度が大きい場合には有彩色の信号が白色に近づくような処理を行い、輝度が小さい場合には有彩色の信号が黒色に近づくような処理を行う。すなわち、彩度を落とす処理を行うことにより、視覚的にも自然なクリップ処理を行うことができる。

図１０は、本発明に係る映像信号処理装置を搭載可能な、一般的なテレビジョン装置の一構成例を示すブロック図で、図中、６１はアンテナ、６２はチューナ、６３，６４は外部入力端子、６５はセレクタ、６６は映像処理回路、６７は表示部、６８は制御部（マイコン）、６９は音声処理回路、７０はスピーカ、７１は記憶部（ＥＥＰＲＯＭ）、７２は操作部、７３は受光部、７４は遠隔操作部（リモコン）である。

本発明の他の実施形態に係るテレビジョン装置は、上述した各実施形態に係る映像信号処理装置と、映像信号を含むテレビジョン信号を受信する受信装置と、映像を表示する表示装置と、を備えるものとする。ここで例示するテレビジョン装置としては、テレビジョン放送受信機，チューナ機能を備えたパーソナルコンピュータなどが挙げられる。また、ハードディスクレコーダ，ＤＶＤレコーダ，ハードディスク内蔵ＤＶＤレコーダ等の、テレビジョン放送記録装置や、再生用に常時記録機能を持ったテレビジョン記録再生装置など、表示装置として、表示モニタへの接続部を持つものも含む。

本実施形態に係るテレビジョン装置は、受信装置で受信したテレビジョン信号から輝度信号及び色差信号を取得し、取得した輝度信号及び色差信号を本発明に係る映像信号処理装置によりＲＧＢ信号に変換し、表示装置に出力する。

図１０で例示するテレビジョン装置６０は、まず、入力するべき映像音声情報を受ける手段として、アンテナ６１で受信した放送信号からユーザの選択に応じて所定周波数チャンネルの映像音声情報を抽出するためのチューナ６２と、映像又は音声用ケーブルを通して他の電子機器の映像音声情報を受けるための外部接続端子６３，６４がある。そして、これら映像音声情報のうちユーザの選択に応じて希望のものを抽出するためのセレクタ６５によって、ユーザが視聴したい映像音声情報が選択され、その映像音声情報のうち映像情報を映像処理回路６６で表示部６７に出力するための各種信号処理を行い、表示部６７へ出力される。そして、一方の音声情報については音声処理回路６９でスピーカ７０に出力するための各種信号処理を行い、スピーカ７０から音声出力される。

セレクタ６５は、例えば、操作部７２などに設けられたキー操作による入力切換操作によって、表示部６７及びスピーカ７０に出力するべき映像音声情報を選択するための制御処理を行い、その結果ユーザの操作に応じた映像音声情報を提供することが可能になる。

また、これらの各ブロックを制御するためのマイクロコンピュータ等でなる制御部６８と、ユーザが所定の操作を指示するための手段として、操作部７２や、リモコン７４及び受光部７３から構成される遠隔操作部が設けられており、これらの操作手段の操作に応じて、制御部６８が各セレクタ６５や映像処理回路６６等の各ブロックに制御信号を送ることによって各種制御操作を実現することが可能となる。本発明に係る映像信号処理装置は主としてこの映像処理回路６６に組み込み、液晶ディスプレイ，プラズマディスプレイ，有機ＥＬやプロジェクタ等の表示部６７へＲＧＢ信号を出力するとよい。また、この際、各ブロックに対して行った制御によって保持されるべき状態を数値としてＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｅｒａｓａｂｌｅ ａｎｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ＲＯＭ）等で構成される記憶部７１にその数値を記憶しておくことが可能である。

ここで、操作部７２或いは遠隔操作部については、ユーザからの指示操作を実行させるための操作キーを有しており、これらに設けられた操作キーの押下操作によって、操作部７２から制御部６８へ直接、或いはリモコン７４から受光部７３を介して制御部６８へ、各種操作信号が送られる。そして、制御部６８に送られた操作信号に対して制御部６８からはその操作に応じた制御信号を発生させて、必要なブロックに情報送信しユーザの指示に合った制御を行うことができる。ここで、実行された操作に対し、その結果を維持するために記憶部７１においては現在設定された情況に対応した設定値を書き込むことが可能であり、装置全体の電源が一旦ＯＦＦになっても、再度電源をＯＮにすればＯＦＦにする前の状態で復帰させることも可能になる。

本発明の一実施形態に係る映像信号処理装置の一構成例を示すブロック図である。 図１の映像信号処理装置におけるアンシャープマスク生成手段の一例を説明するための図である。 図２のアンシャープマスク生成手段におけるコアリング及びクリッピング動作を示すグラフ図である。 図２のアンシャープマスク生成手段の処理手順及びアンシャープマスク処理装置における処理手順を説明するための一連の画像例である。 図１の映像信号処理装置における明度調整手段の一例を示すブロック図である。 図５の明度調整手段における明度調整処理うちクリップ処理を説明するための図で、明度調整処理における上限クリップ処理を説明するためのフロー図である。 図６の上限クリップ処理におけるクリップ動作を示すグラフ図である。 図５の明度調整手段における明度調整処理うちクリップ処理を説明するための図で、明度調整処理における下限クリップ処理を説明するためのフロー図である。 図８の下限クリップ処理におけるクリップ動作を示すグラフ図である。 本発明に係る映像信号処理装置を搭載可能な、一般的なテレビジョン装置の一構成例を示すブロック図である。 従来技術による輝度・色差信号に対するアンシャープマスク処理装置の一例を説明するためのブロック図である。 従来技術による輝度・色差信号に対するアンシャープマスク処理装置の他の例を説明するためのブロック図である。

符号の説明

１０…映像信号処理装置、１１…ＵＳＭ生成器、１２…色空間変換器、１３…明度調整器、２１…平滑化処理部、２２…減算器、２３…非線形補正部、２４…係数乗算器、２５…加算器、４１…大小比較器、４２…ＵＳＭ処理器、４３…クリップ処理器、４４…ＲＧＢ選択器、４５…加算器、５１，５２…除算器、５３，５４…乗算器、５５，５６，５７…加算器、６１…アンテナ、６２…チューナ、６３，６４…外部入力端子、６５…セレクタ、６６…映像処理回路、６７…表示部、６８…制御部（マイコン）、６９…音声処理回路、７０…スピーカ、７１…記憶部（ＥＥＰＲＯＭ）、７２…操作部、７３…受光部、７４…遠隔操作部（リモコン）。

Claims (8)

1. 輝度信号及び色差信号を含む映像信号を入力し、映像調整を実行してＲＧＢ信号を出力する映像信号処理装置であって、入力された輝度信号からアンシャープ信号を生成し、生成したアンシャープ信号と輝度信号との差に基づいてアンシャープマスク信号を生成するアンシャープマスク生成手段と、入力された輝度信号及び色差信号から色空間変換を施してＲＧＢ信号を生成する色空間変換手段と、該色空間変換手段で生成されたＲＧＢ信号の各成分信号に対し、前記アンシャープマスク生成手段で生成したアンシャープマスク信号に応じて、各成分信号が示すＲＧＢ３色の色相を保持しながら明度を調整する明度調整手段と、を備えたことを特徴とする映像信号処理装置。
2. 前記明度調整手段は、前記色空間変換手段で生成されたＲＧＢ信号の各成分信号を比較し、その大小関係から最大値α，中央値β，最小値γに対応する成分信号を選択して、それぞれα信号，β信号，γ信号として出力し、且つ、前記ＲＧＢ信号の各成分信号とα，β，γの各信号との対応を決定する識別信号Ｓを生成して出力する大小選択手段と、該大小選択手段から出力されたα信号，β信号，γ信号に対し、各信号の入力値に応じて、前記アンシャープマスク生成手段で生成したアンシャープマスク信号を乗じるアンシャープマスク処理手段と、該アンシャープマスク処理手段から出力されたα信号，β信号，γ信号、前記輝度信号と前記アンシャープマスク信号を加算した補正後輝度信号、及び、設定値である上限クリップ値Ｃｍａｘ及び／又は下限クリップ値Ｃｍｉｎを用いて、前記α信号，β信号，γ信号に対するクリップ処理を行って出力するクリップ処理手段と、前記大小選択手段から出力された識別信号Ｓを用いて、前記クリップ処理手段で出力されたα信号，β信号，γ信号の中からＲＧＢ信号の各成分信号を選択して出力するＲＧＢ選択手段と、を有することを特徴とする請求項１に記載の映像信号処理装置。
3. 前記アンシャープマスク処理手段は、前記大小選択手段から出力されたα信号，β信号，γ信号に対し、各信号の入力値の大きさに応じた係数を前記アンシャープマスク信号に乗算し、該乗算した信号を前記α信号，β信号，γ信号の各信号に加算して出力することを特徴とする請求項２に記載の映像信号処理装置。
4. 前記クリップ処理手段は、前記最大値αと前記上限クリップ値Ｃｍａｘ、及び前記補正後輝度信号が示す輝度値Ｙと前記上限クリップ値Ｃｍａｘを比較して、前記最大値αが前記上限クリップ値Ｃｍａｘよりも小さい場合には、前記最大値α，中央値β，最小値γをそのまま出力し、前記最大値αが前記上限クリップ値Ｃｍａｘより大きく且つ前記輝度値Ｙが前記上限クリップ値Ｃｍａｘより大きい場合には、前記最大値α，中央値β，最小値γを前記上限クリップ値Ｃｍａｘとして出力し、前記最大値αが前記上限クリップ値Ｃｍａｘより大きく且つ前記輝度値Ｙが前記上限クリップ値Ｃｍａｘより小さい場合には、前記最大値αを前記上限クリップ値Ｃｍａｘとして出力し、前記中央値β及び前記最小値γを前記輝度値Ｙへ近づくように調整し、前記輝度値Ｙが前記上限クリップ値Ｃｍａｘと等しくなると、前記中央値β及び最小値γが前記上限クリップ値Ｃｍａｘとなるように演算して出力する手段を有することを特徴とする請求項２又は３に記載の映像信号処理装置。
5. 前記クリップ処理手段は、前記最小値γと前記下限クリップ値Ｃｍｉｎ、及び前記補正後輝度信号が示す輝度値Ｙと前記下限クリップ値Ｃｍｉｎを比較して、前記最小値γが前記下限クリップ値Ｃｍｉｎよりも大きい場合には、前記最大値α，中央値β，最小値γをそのまま出力し、前記最小値γが前記下限クリップ値Ｃｍｉｎより小さく且つ前記輝度値Ｙが前記下限クリップ値Ｃｍｉｎより小さい場合には、前記最大値α，中央値β，最小値γを前記下限クリップ値Ｃｍｉｎとして出力し、前記最小値γが前記下限クリップ値Ｃｍｉｎより小さく且つ前記輝度値Ｙが前記下限クリップ値Ｃｍｉｎより大きい場合には、前記最小値γを前記下限クリップ値Ｃｍｉｎとして出力し、前記中央値β及び最大値αを前記輝度値Ｙへ近づくように調整し、前記輝度値Ｙが前記下限クリップ値Ｃｍｉｎと等しくなると、前記中央値β及び最大値αが前記下限クリップ値Ｃｍｉｎとなるように演算して出力する手段を有することを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１項に記載の映像信号処理装置。
6. 前記アンシャープマスク生成手段は、前記アンシャープ信号と輝度信号との差分信号に所定の係数を乗算し、乗算した信号を前記アンシャープマスク信号として出力することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の映像信号処理装置。
7. 前記アンシャープマスク生成手段は、前記所定の係数をユーザ操作により変更する手段を有することを特徴とする請求項６に記載の映像信号処理装置。
8. 請求項１乃至７のいずれか１項に記載の映像信号処理装置と、映像信号を含むテレビジョン信号を受信する受信装置と、映像を表示する表示装置と、を備えたテレビジョン装置であって、前記受信装置で受信したテレビジョン信号から輝度信号及び色差信号を取得し、取得した輝度信号及び色差信号を前記映像信号処理装置によりＲＧＢ信号に変換し、前記表示装置に出力することを特徴とするテレビジョン装置。

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