JP2007036563A - 色調補正方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 飽和度と色相が特定の色相範囲及び特定の飽和度範囲に限定して独立に補正できるようにした色調補正方法を提供すること。
【解決手段】 マトリックス演算部９から出力される色差信号(Ｒ−Ｙ)、(Ｂ−Ｙ)を用い、飽和度判定部１１により映像の飽和度レベルを検出し、その飽和度レベルが特定の飽和度範囲にあるか否かに応じてオンオフ切替スイッチ１２ａ、１２ｂをオンオフさせ、色調補正を行うか否かを切替え、飽和度と色相が特定の色相範囲及び特定の飽和度範囲に限定して独立に補正できるようにしたもの。
【選択図】 図１

Description

本発明は、カラーテレビジョンカメラ装置において、任意の原色・補色成分の飽和度及び色相を独立に可変する色調補正方法に関する。

カラーテレビジョンカメラ装置で撮影した映像は、人間の目で見たときの映像とは色再現性が異なるため、カメラ内での色補正回路が必要になる。この回路は複数台のカメラ間での色合わせなどにも使用されるが、この色補正回路の一方法に、色相を６種の領域、すなわちＲ(赤)、Ｇ(緑)、Ｂ(青)、Ｃｙ(シアン)、Ｍｇ(マゼンタ)、Ｙｅ(イエロー)に分割し、各々の飽和度と色相を独立に可変調整するようにした方法が従来技術として知られている(例えば、特許文献１参照)。

そこで、この従来技術について図４により説明すると、この従来技術では、まず減算器１ａ〜１ｃにおいてＲ、Ｇ、Ｂ間の大小比較を行い、次に色相領域判定部２において、Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｃｙ、Ｍｇ、Ｙｅの６相のうちの何れの色相に属するかを判定する。そして、ベクトル量算出部３では、Ｒ、Ｇ、Ｂ間の大小比較結果に基づいて原色成分及び補色成分の補正ベクトルを計算する。ここで、図５は、このときのＲ、Ｇ、Ｂの各信号間の大小比較から求めた色相領域と補正ベクトル量の算出結果を示している。

次に、この定数選択部４で求めたベクトル係数を乗算器５ａと５ｂで乗算し、更に符号反転器６ａ、６ｂにより、色相に応じてベクトル係数の符号を反転した後、データ選択加算部７で原色ベクトル及び補色ベクトルについて補正値を計算する。

一方、本線のＲ、Ｇ、Ｂの各信号はマトリックス演算部９に入力され、輝度信号(Ｙ)と色差信号(Ｂ−Ｙ)、(Ｒ−Ｙ)に変換される。次いで加算器８ａ、８ｂにより、色差信号にデータ選択加算部７で求めた補正値を加算する。このときの色相領域毎の色相補正及び飽和度補正の補正値を図６に示す。この図６の中のＫsr、Ｋsg、Ｋsb、Ｋsc、Ｋsm、Ｋsy は飽和度方向の補正係数で、Ｋhr、Ｋhg、Ｋhb、Ｋhc、Ｋhm、Ｋhy は色相方向の補正係数であり、この後、逆マトリックス演算部１０により再びＲ、Ｇ、Ｂの各信号に変換され、色補正が完了する。
特開２００５−５７７４８号公報

上記従来技術は、特定の色を対象とした場合の飽和度の補正に配慮がされておらず、飽和度の低い肌色部分についてだけ飽和度を上げるのが困難であるという問題があった。

上記従来技術では、色相だけを検出して飽和度と色相の２軸方向の補正を行っているので、この場合、色相のみの検出であるため、例えば肌色の補正をしようとした場合、飽和度の高い明るい肌色でも飽和度の低い暗い肌色でも、とにかく同じ色相であれば同じく補正を行ってしまう。

従って、従来技術では、飽和度の低い肌色部分だけを対象として、その飽和度を上げるような補正はできず、このため、特定の色を対象とした場合の飽和度の補正に制限が生じてしまうのである。

本発明の目的は、飽和度と色相が特定の色相範囲及び特定の飽和度範囲に限定して独立に補正できるようにした色調補正方法を提供することにある。

上記目的は、入力された画像信号から輝度信号と色差信号を生成して前記画像信号の色相領域を判定し、該判定された色相領域に基づいて生成した補正信号を前記色差信号に加算する方式の色調補正方法において、前記色差信号に基づいて前記画像信号の飽和度を判定し、該飽和度の判定結果に応じて前記色差信号に加算する前記補正信号の上限または下限あるいは上限と下限の両方に制限をかけるようにして達成される。

このときの飽和度の判定は、Ｒ、Ｇ、Ｂ信号をマトリックス演算して得た色差信号(Ｂ−Ｙ)、(Ｒ−Ｙ)を用い、(Ｂ−Ｙ)² ＋(Ｒ−Ｙ)² の計算式により求めるようにすることができる。

本発明によれば、色補正を特定の色相と飽和度に限定して行えるため、飽和度の低い色だけを対象として、その飽和度を上げるなど、より細かな色補正にも対応が可能になり、近年の画像技術分野における高品位要求に応えることができる。

以下、本発明に係る色調補正方法について、図示した実施の形態を用いて詳細に説明する。

図１は本発明の一実施形態で、この実施形態でも、図４により説明した従来技術と同じく、まず減算器１ａ〜１ｃにより、Ｒ、Ｇ、Ｂの各信号間の大小比較を行い、次に色相領域判定部２により、Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｃｙ、Ｍｇ、Ｙｅの６相のうちの何れの色相に属するかを判定し、そして、ベクトル量算出部３で、Ｒ、Ｇ、Ｂの各信号間の大小比較結果に基づいて原色成分及び補色成分の補正ベクトルを計算するようになっている。従って、このときのＲ、Ｇ、Ｂ間の大小比較から求めた色相領域と補正ベクトル量の算出結果も図５に示した通りになっている。

次に、この定数選択部４で求めたベクトル係数を乗算器５ａ、５ｂで乗算し、更に符号反転器６ａ、６ｂにより、色相に応じてベクトル係数の符号を反転した後、データ選択加算部７で原色ベクトル及び補色ベクトルについて補正値を計算する点も同じである。

一方、本線のＲ、Ｇ、Ｂの各信号がマトリックス演算部９に入力され、輝度信号(Ｙ)と色差信号(Ｂ−Ｙ)、(Ｒ−Ｙ)に変換され、次いで加算器８ａ、８ｂにより、色差信号にデータ選択加算部７で求めた補正値が加算されるが、このときの色相領域毎の色相補正及び飽和度補正の補正値も図６に示す通りで、表中のＫsr、Ｋsg、Ｋsb、Ｋsc、Ｋsm、Ｋsy は飽和度方向の補正係数で、Ｋhr、Ｋhg、Ｋhb、Ｋhc、Ｋhm、Ｋhy は色相方向の補正係数であり、この後、逆マトリックス演算部１０により再びＲ、Ｇ、Ｂ信号に変換され、色補正が完了するようになっている点も同じである。

このとき、図１の実施形態では、飽和度判定部１１とオンオフ切替スイッチ１２ａ、１２ｂが設けてあり、飽和度判定部１１にはマトリックス演算部９から出力される色差信号(Ｂ−Ｙ)と色差信号(Ｒ−Ｙ)が入力され、スイッチ１２ａ、１２ｂは、データ選択加算部７で計算された原色ベクトル及び補色ベクトルを加算器８ａ、８ｂに供給する経路に挿入されている点で、図４の従来技術とは異なっている。

そして、まず飽和度判定部１１は、補正を行う飽和度範囲の下限をａとし、上限をｂとした上で、これらについて、次の(1)式を満足する色差信号(Ｂ−Ｙ)、(Ｒ−Ｙ)が入力されたときだけスイッチ１２ａ、１２ｂをＯＮ(スイッチを閉じること)にし、上式を満たさない場合はオンオフ切替スイッチ１２ａ、１２ｂはＯＦＦ(スイッチを開くこと)したままにする。

ａ² ≦((Ｒ−Ｙ)²＋(Ｂ−Ｙ)²≦ｂ² ……(1)

従って、この実施形態の場合、(1)式が満足されたときだけ、色補正が行われることになる。

次に、本発明の実施形態の場合と従来技術の場合の色補正の違いについて、図２により説明する。まず、この図２において、斜線を付してある領域６が従来技術の場合に与えられる色補正範囲であるとする。そして、ここで、いま、補正を行う飽和度範囲の下限ａと上限ｂを図示のように設定したとする。

この場合、従来技術では、Ｒ軸とＹｅ軸で囲まれた全ての領域６が色相補正の対象になってしまうのに対して、本発明の実施形態の場合、Ｒ軸とＹｅ軸で囲まれた色相領域内に飽和度による制限が与えられ、飽和度範囲の下限ａから上限ｂまでの黒く塗りつぶされた領域でだけ色補正が働くことになる。

そして、このときの色補正が働く領域の範囲は、下限ａと上限ｂの設定値に応じて決るので、下限ａと上限ｂを変えることにより色補正が働く領域の範囲を任意に決められることになる。

次に、図３は、このときのシミュレーション結果を示したもので、図の上側の(a)が本発明の実施形態によるシミュレーション結果で、下側の(b)が従来技術によるシミュレーション結果であり、このとき補正前の入力信号には、色相は(Ｒ−Ｙ)軸から反時計回りに３３度回転した肌色軸に沿っていて一定で、飽和度だけが変化するテスト信号を想定している。そして、このときの補正量はＹｅ方向の飽和度を２倍として表されている。

そこで、この図３の(a)と(b)を比較すれば明らかなように、図３(b)の従来技術の場合は補正前の全飽和度範囲の飽和度及び色相が変化しているのに対して、図３(a)の本発明の実施形態の場合は下限ａから上限ｂまでの飽和度範囲でだけ飽和度及び色相が変化していて、上限ｂ以上と下限ａ以下の範囲では補正前から変化していないことが判る。

従って、この実施形態によれば、色補正を特定の色相と飽和度に限定して行えるため、飽和度の低い肌色部分だけを対象として、その飽和度を上げるなど、より細かな色補正にも対応が可能になり、近年の画像技術分野における高品位要求にも充分に応えることができる。

本発明による色調補正方法の一実施形態を示すブロック構成図である。 本発明の実施形態による色補正範囲と従来技術による色補正範囲の説明図である。 本発明の実施形態による色補正範囲のシミュレーション結果と従来技術による色補正範囲のシミュレーション結果の説明図である。 従来技術による色調補正回路の一例を示すブロック構成図である。 色相領域と補正ベクトル量の算出結果の一例を示す説明図である。 色相領域毎の色相補正値と飽和度補正値の一例を示す説明図である。

符号の説明

１ａ〜１ｃ：減算器
２：色相領域判定部
３：ベクトル量算出部
４：補正定数選択部
５ａ〜５ｂ：乗算器
６ａ〜６ｂ：符号反転器
７：データ選択加算部
８ａ〜８ｃ：加算器
９：マトリックス演算部
１０：逆マトリックス演算部
１１：飽和度判定部
１２ａ、１２ｂ：オンオフ切替スイッチ

Claims (1)

1. 入力された画像信号から輝度信号と色差信号を生成して前記画像信号の色相領域を判定し、該判定された色相領域に基づいて生成した補正信号を前記色差信号に加算する方式の色調補正方法において、
   前記色差信号に基づいて前記画像信号の飽和度を判定し、
   該飽和度の判定結果に応じて前記色差信号に加算する前記補正信号の上限または下限あるいは上限と下限の両方に制限をかけたことを特徴とする色調補正方法。
   

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