JP2009049475A - 映像処理装置及び映像処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 色相を変化させることなく映像信号の色変換処理を行う映像処理装置及び映像処理方法を提供する。
【解決手段】 Ｙ信号とＣｂ信号とＣｒ信号からなる映像信号を受け、Ｃｂ信号とＣｒ信号に基づいて色相信号（Ｄ）と彩度実測値（Ｂ）を求め、色相信号とＹ信号とに基づいて彩度最大値（Ａ）を求め、彩度実測値（Ｂ）と彩度最大値（Ａ）を比較して彩度実測値（Ｂ）が彩度最大値（Ａ）より大きい場合は、彩度実測値（Ｂ）と彩度最大値（Ａ）の比に基づいてＣｂ信号とＣｒ信号を補正して出力する補正部（３４）と、彩度実測値（Ｂ）が彩度最大値（Ａ）より大きい場合は、Ｙ信号と補正部で補正されたＣｂ信号及びＣｒ信号をＲ信号、Ｇ信号、Ｂ信号からなる映像信号に変換する変換部（３５）をもつ映像処理装置。
【選択図】図１

Description

この発明は、色相を変えることなく出力デバイスが必要な映像信号の変換処理を行う映像処理装置及び映像処理方法に関する。

最近、デジタル映像技術の発達に伴い、画面に表示できる映像信号の範囲が拡大してきている。これに対して、与えられた映像信号についても、適宜、変換処理を行った後に画像表示することが多い。

特許文献１は、入力画像の各画素の彩度と色相を計算後、彩度分布を求めて彩度の最大値又は最頻値を求め、補正量を決定して、低彩度領域の彩度を上げるべく補正を行なう技術が開示されている。
特開２００７−０７４０６３号公報

しかし、特許文献１の従来技術は、画像信号の彩度を補正することで、色相が変化してしまい、例えばテレビジョンにて、映像の色相が変わってしまう可能性がある。

本発明は、色相を変化させることなく映像信号の色変換処理を行う映像処理装置及び映像処理方法を提供することを目的とする。

課題を解決するための一実施形態は、
Ｙ信号とＣｂ信号とＣｒ信号とからなる映像信号を受け、前記Ｃｂ信号と前記Ｃｒ信号に基づいて色相信号（Ｄ）と彩度実測値（Ｂ）を求め、
前記色相信号と前記Ｙ信号とに基づいて、彩度最大値（Ａ）を求め、
前記彩度実測値（Ｂ）と前記彩度最大値（Ａ）を比較して、前記彩度実測値（Ｂ）が前記彩度最大値（Ａ）より大きい場合は、前記彩度実測値（Ｂ）と前記彩度最大値（Ａ）の比に基づいて前記Ｃｂ信号と前記Ｃｒ信号を補正して出力する補正部（３４）と、
前記彩度実測値（Ｂ）が前記彩度最大値（Ａ）より大きい場合は、前記Ｙ信号と前記補正部で補正されたＣｂ信号及びＣｒ信号を、Ｒ信号、Ｇ信号、Ｂ信号からなる映像信号に変換する変換部（３５）を具備することを特徴とする映像処理装置である。

色の出力ダイナミックレンジの制限を色相変化が起こらないように行うことで、本来ならば表示できない信号であっても、色相変化が生じない状態で画面表示を可能にする。

以下、この発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。

＜本発明の一実施形態に係る映像処理装置の一例＞
図１は、本発明の一実施形態に係る映像処理装置及び映像処理方法を用いた放送受信装置の一例を示すブロック図である。

本発明の一実施形態に係る映像処理装置及び映像処理方法を用いた放送受信装置であるテレビジョン放送受信装置１１は、図１に示すように、アンテナ１２及びアンテナ１７がそれぞれ入力端子１８及び入力端子１８を介して接続される選局復調部１４及び選局復調部１９と、選局復調部１４の出力を受けるデコーダ１５と、選局復調部１９の出力が接続されているＡ／Ｄ変換部２０と、入力端子２１に接続されるＡ／Ｄ変換部２２と、先のデコーダ１５及びＡ／Ｄ変換部２０及びＡ／Ｄ変換部２２及び入力端子２３が入力されているセレクタ１６を有している。

更に、このテレビジョン放送受信装置１１は、セレクタ１６から輝度信号であるＹ信号、Ｃｂ信号、Ｃｒ信号を受ける映像信号処理部２４と、映像信号処理部２４から変換後のＲＧＢ信号を受けて映像を表示する映像表示部２５を有している。更に、このテレビジョン放送受信装置１１は、全体の動作を制御する制御部２６と、ユーザからの操作を受けて操作信号を制御部２６に供給する操作部２７と、制御プログラム等を格納するＲＯＭ２８と、制御プログラムやＬＵＴ等を格納するＲＡＭ２９と、制御プログラムやＬＵＴ等を格納する不揮発性メモリ３０を有している。

このような構造をもつテレビジョン放送受信装置１１は、アンテナ１２等から供給された放送信号を選局復調部１４で選局し復調した放送信号は、デコーダ１５によりデコードされＹ信号、Ｃｂ信号、Ｃｒ信号で示される映像信号としてセレクタ１６を介して、映像信号処理部２４に供給される。映像信号処理部２４では、このＹ信号、Ｃｂ信号、Ｃｒ信号で示される映像信号を、ＲＧＢ信号としての映像信号として、映像表示部２５に供給され、映像表示部２５ではこれに応じた映像を画面に表示する。

ここで、映像信号処理部２４は、ＩＰ変換・スケーリング処理部３２と、エンハンサ処理部３３と、信号補正部３４と、色空間変換部３５と、ＲＧＢガンマ補正部３６と、ディザ処理部３７を有しており、更に、ディザ処理部３７からの出力が供給されるＲ端子３８、Ｇ端子３９、Ｂ端子４０を有している。

すなわち、映像信号処理部２４は、与えられたＹ信号、Ｃｂ信号、Ｃｒ信号で示される映像信号を、映像表示部２５に映像を表示させるためのＲ信号、Ｇ信号、Ｂ信号の信号形式の映像信号に映像信号処理するものである。ここで、ＩＰ変換・スケーリング処理部３２では、Ｙ信号、Ｃｂ信号、Ｃｒ信号で示される映像音声信号にＩＰ変換及びスケーリング処理を施す。同様に、エンハンサ処理部３３では、映像音声信号にエンハンサ処理を施す。又、信号補正部３４は、後述するように、出力デバイスである映像表示部２５が表示可能な信号となるべく、色相信号とＹ信号とに基づいて彩度最大値（Ａ）を求め、彩度最大値（Ａ）の範囲において後述するように、必要な補正処理を行なう。

又、色空間変換部３５は、Ｙ信号、Ｃｂ信号、Ｃｒ信号で示される映像信号を、Ｒ信号、Ｇ信号、Ｂ信号で示される映像信号に変換処理を行なう。又、ＲＧＢガンマ補正部３６は、Ｒ信号、Ｇ信号、Ｂ信号で示される映像信号にガンマ補正を施す。同様に、ディザ処理部３７は、Ｒ信号、Ｇ信号、Ｂ信号で示される映像信号にディザ処理を行なう。

このように必要な映像処理を行なうことで、映像表示部２５に映像を表示可能な映像信号が映像表示部２５に供給することができる。

＜本発明の一実施形態に係る信号補正処理の一例＞
次に、上述した信号補正部３４による本発明の一実施形態である映像処理方法の一例を図面を用いて以下に詳細説明する。図３は、本発明の一実施形態に係る映像処理装置及び映像処理方法の要部である色空間変換部の一例を示すブロック図である。図４は、本発明の一実施形態に係る映像処理装置及び映像処理方法の要部である色空間変換部の動作の一例を示す説明図である。図５は、本発明の一実施形態に係る映像処理装置及び映像処理方法の要部である色空間変換部の輝度、色相、彩度の関係の一例を説明する説明図である。図６は、本発明の一実施形態に係る映像処理装置及び映像処理方法の要部である色空間変換部の他の一例を示すブロック図である。

・構成
ここで、信号補正部３４は、図３に示すように、信号線４１ａ，４１ｂ，４１ｃより
それぞれＹ信号、Ｃｂ信号、Ｃｒ信号である映像信号が入力される。信号補正部３４は、このうち色信号であるＣｂ信号とＣｒ信号が供給される色相／彩度デコーダ４２を有しており、更に、色相／彩度デコーダ４２から色相信号（Ｄ）が供給されＹ信号が供給されるＬＵＴ（ルックアップテーブル）４４を有している。

更に、信号補正部３４は、ＬＵＴ４４から彩度最大値Ａを受け、色相／彩度デコーダ４２から彩度実測値Ｂを受ける演算部４６と、同じくＬＵＴ４４から彩度最大値Ａを受け、色相／彩度デコーダ４２から彩度実測値Ｂを受ける比較器４７を有している。更に、信号補正部３４は、演算部４６からの演算結果信号４８と、“１”の値の信号が供給されるセレクタ回路５０を有しており、セレクタ回路５０はＣｂ信号を補正する乗算器５２ａ及びＣｒ信号を補正する乗算器５２ｂを有している。

・補正処理
次に、このような構成をもつ信号補正部３４が行なう信号補正処理を以下に詳細に説明する。色相／彩度デコーダ４２は、初めに、Ｃｂ信号、Ｃｒ信号を受けて、この映像信号の色相信号Ｄと彩度実測値Ｂを出力する。その後、入力映像信号の輝度信号であるＹ信号と色相信号ＤをＬＵＴ４４に入力し、出力４５である彩度最大値Ａを得る。ＬＵＴ４４には、輝度信号Ｙと色相信号Ｄでマトリクス上に配置したデータが格納されており、このデータは対応する輝度信号Ｙと色相信号Ｄにおいての彩度最大値を示している。

映像信号から得られた彩度実測値Ｂと彩度最大値Ａより、演算部４６により彩度制限値／彩度値の演算が行われ、彩度補正出力４８を得る。それと同時に比較器４７により、彩度実測値Ｂが彩度最大値Ａを上回っているかが判定され、上回っている場合は“１”を、そうではない場合は“０”をセレクタ制御信号４９として、セレクタ回路５０に出力する。

セレクタ回路５０では、セレクタ制御信号４９の結果を用いて値の選択が行われる。入力映像信号の彩度実測値Ｂが設定される彩度最大値Ａ未満の場合は“１．０”を、入力映像信号の彩度実測値Ｂが設定される彩度最大値Ａ以上の場合は彩度補正出力４８を選択し、セレクタ出力５１とする。

次に、乗算器５２ａ，乗算器５２ｂにより、このセレクタ出力５１を用いた演算が行われる。これにより、入力映像信号の彩度実測値Ｂが設定される彩度最大値Ａ以上の場合は、彩度最大値Ａにあわせるように色信号のダイナミックレンジが制限され、入力映像信号の彩度実測値Ｂが設定される彩度最大値Ａ未満の場合は、補正処理が行われないことになる。

以上により得られた信号を、ＹＣＣ・ＲＧＢ変換を行なう色空間変換部３５によりＲＧＢ信号に変換した後、出力映像信号５４ａ，５４ｂ，５４ｃとして出力される。

図４は、本発明の一実施形態に係る映像処理装置及び映像処理方法の要部である色空間変換部の動作の一例を示す説明図である。図４の（ａ）では直行する３軸上にＹ，Ｃｂ，Ｃｒを配置し、その中に描かれている直方体がＬＵＴ４４で与えられる彩度最大値を意味している。図４の（ｂ）は、この中でＹ＝ｎとなる面に注目して図示している。この中に描かれている四角形がＹ＝ｎの時の彩度最大値Ａとなる。入力映像信号が彩度最大値の枠内に収まっている場合は、特に補正処理は行われないが、彩度最大値Ａの枠を超えている場合は、彩度最大値の枠内まで引き込むように補正動作が行われる。この際に、ＣｂとＣｒに同一の乗算処理が行われるので色相を変化させてしまうことがない。

又、図５は、本発明の一実施形態に係る映像処理装置及び映像処理方法の要部である色空間変換部の輝度、色相、彩度の関係の一例を説明する説明図である。図５において、入力映像信号の彩度実測値Ｂが、設定される彩度最大値Ａ以上の場合、Ｃｒの補正値が（Ｂ−Ａ）ｓｉｎθであり、Ｃｂの補正値が（Ｂ−Ａ）ｃｏｓθであることが分かる。

以上のように、本発明の一実施形態に係る信号補正部３４の信号補正処理によれば、色の出力ダイナミックレンジの制限を色相変化が起こらないように補正処理を行うことで、本来ならば表示できない信号であっても、色変化に対する違和感の少ない表示を可能とする。

・プロセッサ６２による補正処理
更に、図６は、本発明の一実施形態に係る映像処理装置及び映像処理方法の要部である色空間変換部をプロセッサ６２による補正処理で実現した場合の実施形態である。すなわち、図３の演算部４６、比較器４７、セレクタ回路５０等の機能を、プロセッサ６２とプログラムに持たせることで同等の処理を行なうものである。ここで、ＬＵＴ４４と同等の内容をもつＬＵＴ６３と共に、更に、輝度信号Ｙと、色相信号Ｄ（更に彩度実測値Ｂ）にそれぞれ対応するＣｂの補正量，Ｃｒの補正量をもったＬＵＴ６１が更に設けられている。このＬＵＴ６１のデータは予め演算結果が用意されたものであるため、その都度、演算処理や比較処理を行なう必要がないので、迅速な処理を可能とするものである。

以上記載した様々な実施形態により、当業者は本発明を実現することができるが、更にこれらの実施形態の様々な変形例を思いつくことが当業者によって容易であり、発明的な能力をもたなくとも様々な実施形態へと適用することが可能である。従って、本発明は、開示された原理と新規な特徴に矛盾しない広範な範囲に及ぶものであり、上述した実施形態に限定されるものではない。

本発明の一実施形態に係る映像処理装置及び映像処理方法を用いた放送受信装置の一例を示すブロック図。 本発明の一実施形態に係る映像処理装置及び映像処理方法の一例を示すブロック図。 本発明の一実施形態に係る映像処理装置及び映像処理方法の要部である色空間変換部の一例を示すブロック図。 本発明の一実施形態に係る映像処理装置及び映像処理方法の要部である色空間変換部の動作の一例を示す説明図。 本発明の一実施形態に係る映像処理装置及び映像処理方法の要部である色空間変換部の輝度、色相、彩度の関係の一例を説明する説明図。 本発明の一実施形態に係る映像処理装置及び映像処理方法の要部である色空間変換部の他の一例を示すブロック図。

符号の説明

１１…テレビジョン放送受信装置、１２…アンテナ、１３…入力端子、１４…選局復調部、１５…デコーダ、１６…セレクタ、１７…アンテナ、１８…入力端子、１９…選局復調部、２０…Ａ／Ｄ変換部、２１…入力端子、２２…Ａ／Ｄ変換部、２３…入力端子、２４…映像信号処理部、２５…映像表示部、２６…制御部、２７…操作部、２８…ＲＯＭ、２９…ＲＡＭ、３０…不揮発性メモリ。

Claims (5)

1. Ｙ信号とＣｂ信号とＣｒ信号とからなる映像信号を受け、前記Ｃｂ信号と前記Ｃｒ信号に基づいて色相信号と彩度実測値を求め、
   前記色相信号と前記Ｙ信号とに基づいて、彩度最大値を求め、
   前記彩度実測値と前記彩度最大値を比較して、前記彩度実測値が前記彩度最大値より大きい場合は、前記彩度実測値と前記彩度最大値の比に基づいて前記Ｃｂ信号と前記Ｃｒ信号を補正して出力する補正部と、
   前記彩度実測値が前記彩度最大値より大きい場合は、前記Ｙ信号と前記補正部で補正されたＣｂ信号及びＣｒ信号を、Ｒ信号、Ｇ信号、Ｂ信号からなる映像信号に変換する変換部を具備することを特徴とする映像処理装置。
2. 前記補正部の彩度最大値は、前記Ｙ信号及び前記色相信号によりアドレス制御されるＬＵＴで与えられ、出力映像デバイスの特性に応じて設定されることを特徴とする請求項１記載の映像処理装置。
3. 前記補正部及び変換部は、前記彩度実測値と前記彩度最大値を比較して、前記彩度実測値が前記彩度最大値以下である場合は、前記Ｙ信号と前記Ｃｂ信号と前記Ｃｒ信号を補正することなく出力し、前記Ｙ信号と前記Ｃｂ信号及び前記Ｃｒ信号を、Ｒ信号、Ｇ信号、Ｂ信号からなる映像信号に変換することを特徴とする請求項１記載の映像処理装置。
4. Ｙ信号とＣｂ信号とＣｒ信号とからなる映像信号を受け、前記Ｃｂ信号と前記Ｃｒ信号に基づいて色相信号と彩度実測値を求め、これら色相信号と彩度実測値と予め用意した、各色相信号と各彩度実測値に応じて各彩度最大値を求めこの彩度最大値を越えないための前記Ｃｂ信号の補正量及び前記Ｃｒ信号の補正量によりなるルックアップテーブルデータに基づいて、前記Ｃｂ信号と前記Ｃｒ信号を補正して出力する補正部と、
   前記Ｙ信号と前記補正部で補正されたＣｂ信号及びＣｒ信号を、Ｒ信号、Ｇ信号、Ｂ信号からなる映像信号に変換する変換部を具備することを特徴とする映像処理装置。
5. Ｙ信号とＣｂ信号とＣｒ信号とからなる映像信号を受け、
   前記Ｃｂ信号と前記Ｃｒ信号に基づいて色相信号と彩度実測値を求め、
   これら色相信号と彩度実測値と予め用意したルックアップテーブルデータに基づいて、前記Ｃｂ信号と前記Ｃｒ信号を補正し、
   前記Ｙ信号と前記補正されたＣｂ信号及びＣｒ信号を、Ｒ信号、Ｇ信号、Ｂ信号からなる映像信号に変換することを特徴とする映像処理方法。

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