JP2007288385A - 色補正装置 - Google Patents

Abstract

【課題】従来のものよりも小型軽量化及び低コスト化を図ることができる色補正装置を提供すること。
【解決手段】色補正装置１００は、入力信号を所定の上位ビット成分と下位ビット成分とに分別する分別器１０（１１〜１６を含む。）と、上位ビット成分に対し色補正を行うメモリ２０と、分別器１０から出力された下位ビット成分とメモリ２０の出力信号とに基づいて所定の演算を実行し、色補正した信号ｙ_１、ｙ_２及びｙ_３をそれぞれ出力する演算部３０、４０及び５０とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、カラー映像信号の色補正を行う色補正装置に関する。

近年、様々なフォーマットのカラー映像信号や様々な原色点を有するディスプレイが使用されており、これらに対応できる信号処理回路が必要とされている。また、使用環境によっては、ディスプレイに表示される映像の輝度、彩度、色相を変えたいというユーザの要求があるので、そのための信号処理も必要とされている。さらに、ディスプレイには、ＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ Ｒａｙ Ｔｕｂｅ）、液晶ディスプレイ、ＰＤＰ（Ｐｌａｓｍａ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｐａｎｅｌ）等があり、それぞれ原色点が異なるため、各ディスプレイに応じた色補正を行う必要がある。

具体的には、色補正を行う信号処理回路の入力信号としては、輝度信号、色差信号、ＲＧＢ信号、高精細テレビで使用されるＹＰ_ＢＰ_Ｒ信号等の輝度信号及び色差信号、ＮＴＳＣ（Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ Ｓｔａｎｄａｒｄｓ Ｃｏｍｍｉｔｔｅｅ）方式で基準とされているＹＩＱ信号等がある。

例えば、輝度信号と色差信号とを入力信号とするものとしては、特許文献１に示されたＲＧＢ変換回路が知られている。このＲＧＢ変換回路は、輝度信号Ｙ、色差信号Ｃｒ及びＣｂを入力するマトリクス回路を備え、マトリクス回路が入力信号に対してマトリクス演算を行うことにより、ＲＧＢ各色の映像信号を出力するようになっている。

例えば、前述のＹＰ_ＢＰ_Ｒ信号を入力してＲＧＢ信号に変換する装置では、次の変換式が用いられる。

さらに、前述のＹＩＱ信号を入力してＲＧＢ信号に変換する装置では、例えば次の変換式が用いられる。この装置の構成としては、例えば図６に示すようなものがある。

さらに、原色点を補正する信号処理装置としては、例えば図７に示すようなものがあり、ユーザが行う色補正に対応する色補正装置としては、例えば図８に示すようなものがある。以下、図６〜８に示された各装置の構成について説明する。

まず、図６に示されたＲＧＢ変換装置３００は、８ビット又は１０ビット（以下「８／１０ビット」と表す。）のＹ、Ｉ、Ｑ信号を入力し、８／１０ビットのＲＧＢ各色の信号を出力するマトリクス回路３１０を備えている。

次に、図７に示された信号処理装置４００は、８／１０ビットのＲＧＢ各色の信号を入力して逆ガンマ補正する逆ガンマ補正回路４１０と、原色点変換を行うマトリクス回路４２０と、原色点変換された信号をガンマ補正するガンマ補正回路４３０とを備えている。

ここで、逆ガンマ補正回路４１０は、入力をｘ、出力をｙとすると次式により補正を行う。なお、通常は、γ＝２．２である。

また、ガンマ補正回路４３０は、入力をｘ、出力をｙとすると次式により補正を行う。

次に、図８に示された色補正装置５００は、８／１０ビットのＲＧＢ各色の信号を入力して輝度信号Ｙ、色差信号Ｃ１及びＣ２に変換するマトリクス回路５１０と、ユーザが設定した彩度補正信号及び色相補正信号に応じた信号を出力する係数器５２０と、ユーザが設定した輝度補正信号と輝度信号Ｙとを掛け算する掛け算器５３１と、係数器５２０の出力信号と輝度信号Ｃ１及びＣ２とを掛け算する４つの掛け算器５３２と、掛け算器５３２の演算結果を加算する加算器５４１及び５４２と、掛け算器５３１、加算器５４１及び５４２の出力信号を入力して８／１０ビットのＲＧＢ各色の信号を出力するマトリクス回路５５０とを備えている。

なお、マトリクス回路５５０は、マトリクス回路５１０と同様の構成だが、内部の係数が異なっている。また、加算器５４１及び５４２からそれぞれ出力される出力信号をＣ_{１−ｏｕｔ}及びＣ_{２−ｏｕｔ}とすると、それらは式（５）、（６）で示される。ここで、Ｃ_１及びＣ_２はマトリクス回路５１０の色差信号の出力信号、Ｐ_１は彩度補正信号、θは色相補正信号を示す。

図６〜８に示されたマトリクス回路３１０、４２０、５１０及び５５０は、例えば図９に示すように構成される。なお、図９においては、代表としてマトリクス回路３１０の構成を示しているが、マトリクス回路４２０、５１０及び５５０の構成も同様である。

図９に示すように、マトリクス回路３１０は、入力１〜３の信号と所定係数とを掛け算する係数掛け算器３１１〜３１３と、掛け算された結果を加算して出力１〜３の信号として出力する加算器３１４とを備えている。したがって、マトリクス回路３１０は、例えば、８／１０ビットのＹ、Ｉ、Ｑ信号を入力１〜３の信号として入力し、８／１０ビットのＲＧＢ各色の信号を出力１〜３の信号として出力することができる。

前述のように従来の色補正に係る信号処理装置は構成されており、例えば液晶ディスプレイに内蔵されて色補正処理を行っていた。

特開２００３−３０４５５９号公報（第４頁、第１図）

しかしながら、色補正装置の様々な使用形態を想定すると図６〜８に示された全ての装置が必要となり、従来の色補正装置では、ディスプレイの回路規模が非常に大きくなってしまうので、ディスプレイの小型軽量化が図れず、また、製造コストが増大するという課題があった。

この課題を解決するために、色補正装置を例えば図１０に示す構成とすることが考えられる。図１０は、図６〜８に示された全ての装置を含む色補正装置を示している。この色補正装置は、原理的には構想可能であるが現状では実現されていないものである。

図１０に示すように、色補正装置６００は、色補正に係る全ての信号を入力し、予め書き込まれたデータに基づいて色補正された映像信号を出力するメモリ６１０を備えている。ここで、予め書き込まれたデータとは、入力信号の全ての組み合わせによる出力信号レベルを例えば計算機で予め算出しておき、メモリ６１０に書き込みされたデータのことをいう。

この構成では、メモリ６１０の内部データを書き換えることにより様々な使用形態に対応できるので色補正の自由度を大きくでき、装置自体は回路規模が縮小され簡単になるが、実際にはメモリサイズが巨大となり実現は不可能に近い。

詳細には、図１０に示す構成では、入力信号１〜３が各１０ビットで計３０ビット、制御信号、輝度補正信号、彩度補正信号及び色相補正信号が各４ビットで計１６ビット、出力信号１〜３が各１０ビットで計３０ビットなので、合計のメモリサイズとしては２６４テラバイトとなり、メモリ６１０の実現はほぼ不可能である。

本発明は、従来の課題を解決するためになされたものであり、従来のものよりも小型軽量化及び低コスト化を図ることができる色補正装置を提供することを目的とする。

本発明の色補正装置は、入力信号を所定の上位ビット成分と下位ビット成分とに分別するビット分別手段と、前記上位ビット成分に対し色補正を行って上位ビット補正成分を出力する上位ビット補正成分出力手段と、予め定められた補正値に前記下位ビット成分を掛け算して得た信号と前記上位ビット補正成分とを加算することにより色補正された出力信号を生成する演算手段とを備えた構成を有している。

この構成により、本発明の色補正装置は、入力信号の上位ビット成分に対し色補正を行って得た上位ビット補正成分に、入力信号の下位ビット成分による補正分を加算することによって色補正を行うことができるので、入力信号の全ビットに対し色補正を行う従来のものよりも小型軽量化及び低コスト化を図ることができる。

また、本発明の色補正装置は、前記予め定められた補正値は、前記入力信号の変化分に対する前記出力信号の微分である構成を有している。

この構成により、本発明の色補正装置は、演算手段が、入力信号の変化分に対する出力信号の微分に下位ビット成分を掛け算して得た信号と、上位ビット補正成分とを加算することにより色補正された出力信号を生成するので、入力信号の全ビットに対し色補正を行う従来のものよりも少ない演算量で色補正を行うことができ、従来のものよりも小型軽量化及び低コスト化を図ることができる。

さらに、本発明の色補正装置は、前記予め定められた補正値は、輝度、彩度及び色相の各信号間における干渉の影響を低減するための補正値を含む構成を有している。

この構成により、本発明の色補正装置は、輝度、彩度及び色相の各信号間における干渉の影響を低減することにより、色補正の精度を向上させることができる。

さらに、本発明の色補正装置は、前記上位ビット補正成分出力手段は、メモリである構成を有している。

この構成により、本発明の色補正装置は、入力信号の全ての組み合わせによる出力信号レベルのデータを予めメモリに書き込むことにより色補正を行うことができるので、上位ビット補正成分出力手段の構成を従来のものよりも簡略化して小型軽量化及び低コスト化を図ることができる。

また、この構成により、本発明の色補正装置は、出力信号レベルのデータを必要に応じて書き換えることが可能となり、色補正処理の自由度を従来のものよりも大きくすることができ、要求される色補正処理に柔軟に対応することができる。

さらに、本発明の色補正装置は、前記入力信号は、輝度補正信号、彩度補正信号及び色相補正信号の少なくとも１つと映像信号とを含む構成を有している。

この構成により、本発明の色補正装置は、輝度補正信号、彩度補正信号及び色相補正信号の少なくとも１つと映像信号とで構成される入力信号の上位ビット成分に対し色補正を行って得た上位ビット補正成分に、入力信号の下位ビット成分による補正分を加算することによって色補正を行うことができるので、入力信号の全ビットに対し色補正を行う従来のものよりも小型軽量化及び低コスト化を図ることができる。

本発明は、従来のものよりも小型軽量化及び低コスト化を図ることができるという効果を有する色補正装置を提供することができるものである。

まず、本発明の実施の形態について説明する前に、本発明に係る色補正の原理について説明する。本発明の発明者は、通常の色補正の特徴及び人間の視覚特性に着目し、従来の課題を解決した。すなわち、通常の色補正では大幅に色を変更する用途はほとんどなく色補正量は小さいということと、周囲の画素との相対的な関係が保たれるのであれば（例えば偽輪郭が生じない、ノイズが発生しない等）、色補正値が多少ずれて、想定した色とわずかに異なっても人間はほとんど認識できないことに着目して従来の課題を解決した。以下、数式に基づいて具体的に説明する。

入力される映像信号をｘ_１、ｘ_２、ｘ_３、色補正後の映像信号をｙ_１、ｙ_２、ｙ_３、色補正するための補正信号をｚ_１、ｚ_２、ｚ_３とすると、適当な関数ｆ_１、ｆ_２、ｆ_３を用いて式（７）〜（９）に示すように表現できる。

ｘ_１、ｘ_２、ｘ_３、ｚ_１、ｚ_２、ｚ_３をそれぞれ上位ビット成分及び下位ビット成分に分別し、上位ビット成分にＨ、下位ビット成分にＬを付して表すと、式（１０）〜（１２）となる。

ここで、下位ビット成分は、上位ビット成分よりも十分に小さいということに着目して近似計算を行うと式（１３）〜（１５）が得られる。

したがって、式（１３）〜（１５）で得られた入出力信号及び補正信号の関係に基づいて色補正装置を構成すれば、図１０に示されたものよりもメモリサイズを大幅に減少させることができる。

次に、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。

（第１の実施の形態）
まず、本発明の第１の実施の形態に係る色補正装置の構成について説明する。

図１に示すように、本実施の形態に係る色補正装置１００は、入力信号を所定の上位ビット成分と下位ビット成分とに分別する分別器１０（１１〜１６を含む。）と、上位ビット成分に対し色補正を行うメモリ２０と、分別器１０から出力された下位ビット成分とメモリ２０の出力信号とに基づいて所定の演算を実行する演算部３０、４０及び５０とを備えている。

なお、本実施の形態においては、メモリ２０に入力される信号として、１０ビットの映像信号である入力信号ｘ_１、ｘ_２、ｘ_３と、４ビットの輝度補正信号ｚ_１、彩度補正信号ｚ_２、色相補正信号ｚ_３及び制御信号とを想定している。以下の説明において、輝度補正信号ｚ_１、彩度補正信号ｚ_２、色相補正信号ｚ_３を総称して「補正信号ｚ_１、ｚ_２、ｚ_３」と表現する。

また、入力信号ｘ_１、ｘ_２、ｘ_３は、例えばＹ、Ｉ、Ｑ信号にそれぞれ対応するものである。また、最終の出力信号ｙ_１、ｙ_２、ｙ_３は、例えばＲ、Ｇ、Ｂ信号にそれぞれ対応するものである。

また、メモリ２０から出力される色補正された上位ビット成分（以下「上位ビット補正成分」という。）ｙ_１−０、ｙ_２−０、ｙ_３−０は、それぞれ、式（１３）、（１４）、（１５）の右辺第１項に対応するものであり、入力信号ｘ_１、ｘ_２、ｘ_３及び補正信号ｚ_１、ｚ_２、ｚ_３の上位ビット成分に基づいて色補正されたものである。

また、メモリ２０から出力される出力信号ｙ_１−１〜ｙ_１−６、ｙ_２−１〜ｙ_２−６、ｙ_３−１〜ｙ_３−６は、それぞれ、式（１３）、（１４）、（１５）の偏微分の項に対応するものである。例えば、出力信号ｙ_１−５は、式（１３）における第５番目の偏微分の項"∂ｆ_１／∂ｚ_２"に対応している。なお、式（１３）、（１４）、（１５）の偏微分の項は、単純な引き算と割り算とで求めることもできる。例えば、式（１３）における第１番目の偏微分の項"∂ｆ_１／∂ｘ_１"は、Δを微小な数として式（１６）で求めることができる。他の項についても同様である。

分別器１０は、分別器１１〜１６で構成され、それぞれ、入力信号ｘ_１、ｘ_２、ｘ_３及び補正信号ｚ_１、ｚ_２、ｚ_３を所定の上位ビット成分と下位ビット成分とに分別するようになっている。以下、分別器１１〜１３が、１０ビットの映像信号を入力して上位６ビット成分と下位４ビット成分とに分別し、分別器１４〜１６が、４ビットの各信号を入力して上位２ビット成分と下位２ビット成分とに分別するものとして説明する。なお、分別器１０（１１〜１６を含む。）は、本発明のビット分別手段を構成している。

分別器１１は、例えば図２に示すような構成となっている。すなわち、分別器１１は、１０ビットの入力信号ｘ_１から上位６ビット成分ｘ_１Ｈを取得する上位ビット取得部１１ａと、１０ビットの入力信号ｘ_１から下位４ビット成分ｘ_１Ｌを取得する下位ビット取得部１１ｂとを備えている。

上位ビット取得部１１ａは、例えば、１０ビットの入力信号ｘ_１を１６で割り算し、その結果の整数部分を取り出すことによって、上位６ビット成分ｘ_１Ｈを取得するようになっている。なお、４ビット分だけビットシフトすることにより、上位６ビット成分を取得することもでき、この場合は演算をより簡略化できて好ましい。

下位ビット取得部１１ｂは、例えば、１０ビットの入力信号ｘ_１に２進数"００００００１１１１"を掛け算することによって、下位４ビット成分ｘ_１Ｌを取得するようになっている。

なお、図２においては、分別器１０の代表として分別器１１の構成について説明したが、他の分別器１２〜１６も同様に構成されている。ただし、分別器１４〜１６は、４ビットの信号を入力し、上位２ビット成分と下位２ビット成分とを出力するようになっている。

メモリ２０は、予め書き込まれたデータに基づいて、分別器１１〜１６から出力される上位ビット成分に対し色補正を行って、上位ビット補正成分と、式（１３）〜（１５）の偏微分の項に対応する信号とを出力するようになっている。ここで、予め書き込まれたデータとは、メモリ２０に入力される入力信号ｘ_１、ｘ_２、ｘ_３、輝度補正信号ｚ_１、彩度補正信号ｚ_２、色相補正信号ｚ_３及び制御信号の全ての組み合わせによる出力信号レベルを例えば計算機で予め算出しておき、メモリ２０に書き込みされたデータであり、式（１３）〜（１５）によって算出されたものである。なお、メモリ２０は、本発明の上位ビット補正成分出力手段を構成しており、入力される４ビットの制御信号によって動作するようになっている。

具体的には、メモリ２０は、入力信号ｘ_１の上位ビット成分ｘ_１Ｈに対し色補正を行って、上位ビット補正成分ｙ_１−０と、式（１３）の偏微分各項の値ｙ_１−１〜ｙ_１−６とを演算部３０に出力するようになっている。また、メモリ２０は、入力信号ｘ_２の上位ビット成分ｘ_２Ｈに対し色補正を行って、上位ビット補正成分ｙ_２−０と、式（１４）の偏微分各項の値ｙ_２−１〜ｙ_２−６とを演算部４０に出力するようになっている。また、メモリ２０は、入力信号ｘ_３の上位ビット成分ｘ_３Ｈに対し色補正を行って、上位ビット補正成分ｙ_３−０と、式（１５）の偏微分各項の値ｙ_３−１〜ｙ_３−６とを演算部５０に出力するようになっている。なお、式（１３）〜（１５）の偏微分各項の値は、特許請求の範囲に記載の予め定められた補正値に対応するものである。

本実施の形態に係るメモリ２０は前述のように構成されているので、図１０に示すものよりもメモリサイズを大幅に減少させることができる。すなわち、入力信号ｘ_１、ｘ_２、ｘ_３が各６ビットで計１８ビット、輝度補正信号ｚ_１、彩度補正信号ｚ_２、色相補正信号ｚ_３が各２ビットで計６ビット、制御信号が４ビットで入力側は計２８ビットとなり、出力信号が１０ビット×７×３で出力側は計２１０ビットとなるので、メモリサイズとしては約７ギガバイトとなり、メモリ２０は容易に実現可能なものとなる。

演算部３０は、図３に示すように、偏微分の各項の値と、入力信号ｘ_１、ｘ_２、ｘ_３の下位４ビット成分又は補正信号ｚ_１、ｚ_２、ｚ_３の下位２ビット成分とを掛け算する掛け算器３１ａ〜３１ｆと、掛け算器３１ａ〜３１ｆの出力と上位ビット補正成分ｙ_１−０とを加算する加算器３２とを備えている。

例えば、掛け算器３１ａは、入力信号ｘ_１の下位４ビット成分ｘ_１Ｌと、式（１３）の偏微分の第１項の値ｙ_１−１とを掛け算するようになっている。なお、掛け算器３１ｂ〜３１ｆについては、掛け算器３１ａと同様に、入力される各信号の掛け算を行う構成なので説明を省略する。

加算器３２は、掛け算器３１ａ〜３１ｆからそれぞれ出力される信号と上位ビット補正成分ｙ_１−０とを加算し、入力信号ｘ_１が色補正された色補正信号ｙ_１を出力するようになっている。

なお、図３においては、演算部３０の構成について説明したが、他の演算部４０及び５０も同様に構成されている。そして、演算部４０は、入力信号ｘ_２が色補正された色補正信号ｙ_２を出力し、演算部５０は、入力信号ｘ_３が色補正された色補正信号ｙ_３を出力するようになっている。また、演算部３０、４０及び５０は、それぞれ、本発明の演算手段を構成している。

次に、本実施の形態に係る色補正装置１００の動作について、図１〜３を用いて説明する。

まず、例えばＹ、Ｉ、Ｑ信号にそれぞれ対応する入力信号ｘ_１、ｘ_２、ｘ_３が分別器１１〜１３に入力される。また、輝度補正信号ｚ_１、彩度補正信号ｚ_２、色相補正信号ｚ_３が、分別器１４〜１６にそれぞれ入力される。

次いで、分別器１１〜１３によって、入力信号ｘ_１、ｘ_２、ｘ_３のそれぞれが上位６ビット成分と下位４ビット成分とに分別される。そして、上位６ビット成分がメモリ２０に出力され、下位４ビット成分が演算部３０、４０及び５０に出力される。

具体的には、例えば、分別器１１においては、図２に示すように、上位ビット取得部１１ａによって、１０ビットの入力信号ｘ_１から上位６ビット成分ｘ_１Ｈが取得され、下位ビット取得部１１ｂによって、１０ビットの入力信号ｘ_１から下位４ビット成分ｘ_１Ｌが取得される。そして、分別器１１によって、上位６ビット成分ｘ_１Ｈがメモリ２０に出力され、下位４ビット成分ｘ_１Ｌが演算部３０、４０及び５０に出力される。

同様に、分別器１２によって、上位６ビット成分ｘ_２Ｈがメモリ２０に出力され、下位４ビット成分ｘ_２Ｌが演算部３０、４０及び５０に出力される。また、分別器１３によって、上位６ビット成分ｘ_３Ｈがメモリ２０に出力され、下位４ビット成分ｘ_３Ｌが演算部３０、４０及び５０に出力される。

一方、分別器１４〜１６によって、輝度補正信号ｚ_１の上位２ビット成分ｚ_１Ｈ、彩度補正信号ｚ_２の上位２ビット成分ｚ_２Ｈ、色相補正信号ｚ_３の上位２ビット成分ｚ_３Ｈがメモリ２０に出力され、輝度補正信号ｚ_１の下位２ビット成分ｚ_１Ｌ、彩度補正信号ｚ_２の下位２ビット成分ｚ_２Ｌ、色相補正信号ｚ_３の下位２ビット成分ｚ_３Ｌが演算部３０、４０及び５０に出力される。

引き続き、メモリ２０によって、入力された各上位６ビット成分に応じて色補正された信号が演算部３０、４０及び５０に出力される。具体的には、メモリ２０によって、１０ビットの上位ビット補正成分ｙ_１−０と、式（１３）の偏微分各項の値ｙ_１−１〜ｙ_１−６とが演算部３０に出力される。また、１０ビットの上位ビット補正成分ｙ_２−０と、式（１４）の偏微分各項の値ｙ_２−１〜ｙ_２−６とが演算部４０に出力される。また、１０ビットの上位ビット補正成分ｙ_３−０と、式（１５）の偏微分各項の値ｙ_３−１〜ｙ_３−６とが演算部５０に出力される。

次いで、演算部３０、４０及び５０によって、所定の演算が実行され、それぞれ、色補正信号ｙ_１、ｙ_２及びｙ_３が出力される。

具体的には、例えば、演算部３０においては、図３に示すように、掛け算器３１ａによって、下位４ビット成分ｘ_１Ｌと、式（１３）の偏微分第１項の値ｙ_１−１とが掛け算され、その結果が加算器３２に出力される。同様に、掛け算器３１ｂ〜３１ｆによって、それぞれ、図示のように入力された各信号の掛け算が実行され、掛け算で得られた各信号が加算器３２に出力される。

そして、加算器３２によって、掛け算器３１ａ〜３１ｆから出力された掛け算結果の信号と、メモリ２０から出力された上位ビット補正成分ｙ_１−０とが加算され、色補正された色補正信号ｙ_１が出力される。同様に、図１に示すように、演算部４０及び５０によって、色補正された色補正信号ｙ_２及びｙ_３がそれぞれ出力される。

以上のように、本実施の形態に係る色補正装置１００によれば、演算部３０、４０及び５０は、それぞれ、入力信号ｘ_１、ｘ_２、ｘ_３及び補正信号ｚ_１、ｚ_２、ｚ_３の上位ビット成分に対しメモリ２０が色補正を行って得た上位ビット補正成分に、下位ビット成分による補正分を加算することによって色補正を行う構成としたので、入力信号の全ビットに対し色補正を行う従来のものよりも小型軽量化及び低コスト化を図ることができる。

したがって、本実施の形態に係る色補正装置１００を色補正の機能を有する信号処理装置や、ディスプレイ等に内蔵することにより、信号処理装置及びディスプレイ等の小型軽量化、低コスト化を図ることができる。例えば、ディスプレイを構成する画素のうち代表点の画素を選択し、この代表点の画素に対し色補正装置１００に色補正を行わせ、代表点以外の画素については補完処理を行うことにより、従来のものよりも回路規模を大幅に縮小することができる。

また、本実施の形態に係る色補正装置１００によれば、色補正を行うメモリ２０を備える構成としたので、入力信号の全ての組み合わせによる出力信号レベルのデータを予めメモリ２０に書き込むことにより色補正を行うことができ、従来のものよりも小型軽量化及び低コスト化を図ることができる。

また、本実施の形態に係る色補正装置１００によれば、色補正を行うメモリ２０を備える構成としたので、出力信号レベルのデータを必要に応じて書き換えることが可能となり、色補正処理の自由度を従来のものよりも大きくすることができ、様々な使用形態の色補正処理に柔軟に対応することができる。

なお、前述の実施の形態において、メモリ２０を用いて色補正処理を行う構成を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、メモリ２０と同様な機能を有するもので構成しても同様な効果が得られる。例えば、メモリ２０に代えて図４に示されたマトリクス回路を用いて、入力信号ｘ_１、ｘ_２、ｘ_３及び補正信号ｚ_１、ｚ_２、ｚ_３の上位ビット成分に係る色補正処理を行う構成としてもよい。

また、前述の実施の形態において、入力信号ｘ_１、ｘ_２、ｘ_３のビット数を各１０ビット、輝度補正信号ｚ_１、彩度補正信号ｚ_２及び色相補正信号ｚ_３を各４ビット、メモリ２０の出力信号を各１０ビットで構成する例を挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。

また、前述の実施の形態において、１０ビットの入力信号ｘ_１、ｘ_２、ｘ_３を上位６ビット成分と下位４ビット成分とに分別し、また、４ビットの補正信号ｚ_１、ｚ_２、ｚ_３を上位２ビット成分と下位２ビット成分とに分別する例を挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。

また、前述の実施の形態において、輝度補正信号ｚ_１、彩度補正信号ｚ_２及び色相補正信号ｚ_３をメモリ２０に入力する構成を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、輝度補正信号ｚ_１、彩度補正信号ｚ_２及び色相補正信号ｚ_３のうちの少なくとも１つをメモリ２０に入力する構成としてもよい。

（第２の実施の形態）
まず、本発明の第２の実施の形態に係る色補正装置の構成について説明する。なお、第１の実施の形態に係る色補正装置１００（図１参照）と同様な構成には同一の符号を付して構成の説明を省略する。

図４に示すように、本実施の形態に係る色補正装置２００は、入力信号を所定の上位ビット成分と下位ビット成分とに分別する分別器１０（１１〜１６を含む。）と、上位ビット成分に対し色補正を行うメモリ６０と、分別器１０から出力された下位ビット成分とメモリ６０の出力信号とに基づいて所定の演算を実行する演算部７０、８０及び９０とを備えている。

ここで、本実施の形態に係る色補正装置２００が、第１の実施の形態に係る色補正装置１００の構成と異なる点について説明する。

第１の実施の形態において示した式（１３）〜（１５）は、１次項だけによる近似式である。これに対し、本実施の形態においては、輝度、彩度及び色相の各信号が相互に干渉することを考慮し、式（１３）〜（１５）を用いる場合よりも更に高精度で近似できる式（１７）〜（１８）を用いるものである。

式（１７）〜（１８）において、ｚ_１、ｚ_２、ｚ_３はそれぞれ輝度、彩度、色相の各信号の補正値を示しており、第７〜９番目の偏微分の項、すなわち２次の偏微分の項が前述の干渉の影響を低減するための補正成分を表している。なお、式（１７）〜（１９）の偏微分各項の値は、特許請求の範囲に記載の予め定められた補正値に対応するものである。また、式（１７）〜（１８）における２次の偏微分の項は、特許請求の範囲に記載の輝度、彩度及び色相の各信号間における干渉の影響を低減するための補正値に対応するものである。

メモリ６０は、予め書き込まれたデータに基づいて、分別器１１〜１６から出力される上位ビット成分に対し色補正を行って、上位ビット補正成分と、式（１７）〜（１９）の偏微分の項に対応する信号とを出力するようになっている。なお、メモリ６０は、本発明の上位ビット補正成分出力手段を構成している。

具体的には、メモリ６０は、入力信号ｘ_１の上位ビット成分ｘ_１Ｈに対し色補正を行って、上位ビット補正成分ｙ_１−０と、式（１７）の偏微分各項の値ｙ_１−１〜ｙ_１−９とを演算部７０に出力するようになっている。また、メモリ６０は、入力信号ｘ_２の上位ビット成分ｘ_２Ｈに対し色補正を行って、上位ビット補正成分ｙ_２−０と、式（１８）の偏微分各項の値ｙ_２−１〜ｙ_２−９とを演算部８０に出力するようになっている。また、メモリ６０は、入力信号ｘ_３の上位ビット成分ｘ_３Ｈに対し色補正を行って、上位ビット補正成分ｙ_３−０と、式（１９）の偏微分各項の値ｙ_３−１〜ｙ_３−９とを演算部９０に出力するようになっている。

演算部７０は、図５に示すように、偏微分の各項の値と、入力信号ｘ_１、ｘ_２、ｘ_３の下位４ビット成分又は補正信号ｚ_１、ｚ_２、ｚ_３の下位２ビット成分とを掛け算する掛け算器７１ａ〜７１ｉと、掛け算器７１ａ〜７１ｉの出力と上位ビット補正成分ｙ_１−０とを加算する加算器７２とを備えている。

例えば、掛け算器７１ａは、入力信号ｘ_１の下位４ビット成分ｘ_１Ｌと、式（１７）の偏微分の第１項の値ｙ_１−１とを掛け算するようになっている。なお、掛け算器７１ｂ〜７１ｉについては、掛け算器７１ａと同様に、入力される各信号の掛け算を行う構成なので説明を省略する。

加算器７２は、掛け算器７１ａ〜７１ｉからそれぞれ出力される信号と、上位ビット補正成分ｙ_１−０とを加算し、入力信号ｘ_１が色補正された色補正信号ｙ_１を出力するようになっている。

なお、図５においては、演算部７０の構成について説明したが、他の演算部８０及び９０も同様に構成されている。そして、演算部８０は、入力信号ｘ_２が色補正された色補正信号ｙ_２を出力し、演算部９０は、入力信号ｘ_３が色補正された色補正信号ｙ_３を出力するようになっている。また、演算部７０、８０及び９０は、本発明の演算手段を構成している。

次に、本実施の形態に係る色補正装置２００の動作について、図４及び５を用いて説明する。なお、第１の実施の形態に係る色補正装置１００と同様な動作については略記又は省略する。

まず、例えばＹ、Ｉ、Ｑ信号にそれぞれ対応する入力信号ｘ_１、ｘ_２、ｘ_３が、分別器１１〜１３にそれぞれ入力される。また、輝度補正信号ｚ_１、彩度補正信号ｚ_２、色相補正信号ｚ_３が、分別器１４〜１６にそれぞれ入力される。

次いで、分別器１１〜１３によって、入力信号ｘ_１、ｘ_２、ｘ_３のそれぞれが、上位６ビット成分ｘ_１Ｈ、ｘ_２Ｈ、ｘ_３Ｈと、下位４ビット成分ｘ_１Ｌ、ｘ_２Ｌ、ｘ_３Ｌとに分別される。そして、上位６ビット成分ｘ_１Ｈ、ｘ_２Ｈ、ｘ_３Ｈは、メモリ６０に出力され、下位４ビット成分ｘ_１Ｌ、ｘ_２Ｌ、ｘ_３Ｌは、それぞれ、演算部７０、８０及び９０に出力される。

一方、分別器１４〜１６によって、輝度補正信号ｚ_１の上位２ビット成分ｚ_１Ｈ、彩度補正信号ｚ_２の上位２ビット成分ｚ_２Ｈ、色相補正信号ｚ_３の上位２ビット成分ｚ_３Ｈがメモリ６０に出力され、輝度補正信号ｚ_１の下位２ビット成分ｚ_１Ｌ、彩度補正信号ｚ_２の下位２ビット成分ｚ_２Ｌ、色相補正信号ｚ_３の下位２ビット成分ｚ_３Ｌが演算部７０、８０及び９０に出力される。

引き続き、メモリ６０によって、入力された各上位６ビット成分に応じて色補正された信号が演算部７０、８０及び９０に出力される。具体的には、メモリ６０によって、１０ビットの上位ビット補正成分ｙ_１−０と、式（１７）の偏微分各項の値ｙ_１−１〜ｙ_１−９とが演算部７０に出力される。また、１０ビットの上位ビット補正成分ｙ_２−０と、式（１８）の偏微分各項の値ｙ_２−１〜ｙ_２−９とが演算部８０に出力される。また、１０ビットの上位ビット補正成分ｙ_３−０と、式（１９）の偏微分各項の値ｙ_３−１〜ｙ_３−９とが演算部９０に出力される。

次いで、演算部７０、８０及び９０によって、所定の演算が実行され、それぞれ、色補正信号ｙ_１、ｙ_２及びｙ_３が出力される。

具体的には、例えば、演算部７０においては、図５に示すように、掛け算器７１ａによって、下位４ビット成分ｘ_１Ｌと、式（１７）の偏微分第１項の値ｙ_１−１とが掛け算され、その結果が加算器７２に出力される。同様に、掛け算器７１ｂ〜７１ｆによって、それぞれ、図示のように入力された各信号の掛け算が実行され、掛け算で得られた各信号が加算器７２に出力される。

また、掛け算器７１ｇによって、下位２ビット成分ｚ_１Ｌと、下位２ビット成分ｚ_３Ｌと、式（１７）の偏微分第７項の値ｙ_１−７とが掛け算され、その結果が加算器７２に出力される。同様に、掛け算器７１ｈ及び７１ｉによって、それぞれ、図示のように入力された各信号の掛け算が実行され、掛け算で得られた各信号が加算器７２に出力される。

そして、加算器７２によって、掛け算器７１ａ〜７１ｉから出力された掛け算結果の信号と、メモリ６０から出力された上位ビット補正成分ｙ_１−０とが加算され、色補正された色補正信号ｙ_１が出力される。同様に、図４に示すように、演算部８０及び９０によって、色補正された色補正信号ｙ_２及びｙ_３がそれぞれ出力される。

以上のように、本実施の形態に係る色補正装置２００によれば、演算部７０、８０及び９０は、それぞれ、入力信号ｘ_１、ｘ_２、ｘ_３及び補正信号ｚ_１、ｚ_２、ｚ_３の上位ビット成分に対しメモリ６０が色補正を行って得た上位ビット補正成分に、下位ビット成分による補正分を加算することによって色補正を行い、下位ビット成分による補正分は、輝度、彩度及び色相の各信号間における相互の干渉の補正成分を含む構成としたので、入力信号の全ビットに対し色補正を行う従来のものよりも小型軽量化及び低コスト化を図ることができる。

したがって、本実施の形態に係る色補正装置２００を色補正の機能を有する信号処理装置や、ディスプレイ等に内蔵することにより、信号処理装置及びディスプレイ等の小型軽量化、低コスト化を図ることができる。

以上のように、本発明に係る色補正装置は、従来のものよりも小型軽量化及び低コスト化を図ることができるという効果を有し、カラー映像信号の色補正を行う色補正装置、色補正の機能を有する信号処理装置、ディスプレイ等として有用である。

本発明の第１の実施の形態に係る色補正装置のブロック図 本発明の第１及び第２の実施の形態に係る分別器のブロック図 本発明の第１の実施の形態に係る演算部のブロック図 本発明の第２の実施の形態に係る色補正装置のブロック図 本発明の第２の実施の形態に係る演算部のブロック図 ＹＩＱ信号を入力してＲＧＢ信号に変換する従来の装置のブロック図 原色点を補正する従来の信号処理装置のブロック図 従来の色補正装置のブロック図 従来のマトリクス回路のブロック図 メモリによる色補正装置の構成例を示す図

符号の説明

１０（１１〜１６） 分別器（ビット分別手段）
１１ａ 上位ビット取得部
１１ｂ 下位ビット取得部
２０、６０ メモリ（上位ビット補正成分出力手段）
３０、４０、５０、７０、８０、９０ 演算部（演算手段）
３１ａ〜３１ｆ、７１ａ〜７１ｉ 掛け算器
３２、７２ 加算器
１００、２００ 色補正装置

Claims (5)

1. 入力信号を所定の上位ビット成分と下位ビット成分とに分別するビット分別手段と、前記上位ビット成分に対し色補正を行って上位ビット補正成分を出力する上位ビット補正成分出力手段と、予め定められた補正値に前記下位ビット成分を掛け算して得た信号と前記上位ビット補正成分とを加算することにより色補正された出力信号を生成する演算手段とを備えたことを特徴とする色補正装置。
2. 前記予め定められた補正値は、前記入力信号の変化分に対する前記出力信号の微分であることを特徴とする請求項１に記載の色補正装置。
3. 前記予め定められた補正値は、輝度、彩度及び色相の各信号間における干渉の影響を低減するための補正値を含むことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の色補正装置。
4. 前記上位ビット補正成分出力手段は、メモリであることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の色補正装置。
5. 前記入力信号は、輝度補正信号、彩度補正信号及び色相補正信号の少なくとも１つと映像信号とを含むことを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の色補正装置。
   

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