JP2011228906A - 映像フォーマット変換装置及び映像フォーマット逆変換装置、並びにこれらのプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】斜方格子画素構造を有する三原色形式の映像信号を輝度・色差形式の映像信号に変換する映像フォーマット変換装置及び映像フォーマット逆変換装置、並びにこれらのプログラムを提供する。
【解決手段】本発明の映像フォーマット変換装置（１０）は、三原色形式の映像信号を入力して、前記三原色のうちの１つ以上の原色の映像信号に対して、前記三原色のうちの２つ以上の原色の映像信号が２次元空間位置として一致するように、前記三原色形式の映像信号に対して位相シフトを実行する位相シフト部（２−１乃至２−４）と、位相シフトした三原色形式の映像信号を入力して、所定のマトリックス演算を実行し、前記輝度・色差形式の映像信号に変換するマトリックス演算部（３−１乃至３−４）とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、斜方格子画素構造を有する三原色形式の映像信号を輝度・色差形式の映像信号に変換する映像フォーマット変換装置及び映像フォーマット逆変換装置、並びにこれらのプログラムに関する。

デジタルスチルカメラや単板式ビデオカメラにおいては、３原色の画素が図７に示すように配置されている、いわゆるベイヤ配列の撮像が用いられる。

スーパーハイビジョンの撮像においても、３３００万画素の撮像素子を用いる代わりに、８００万画素の撮像素子を４枚（緑に２枚、青、赤に各１枚）用い、４枚の撮像素子の画素の位置関係を上記のように設定して等価的にスーパーハイビジョンの解像度を得ることが行われている（例えば、非特許文献１参照）。

例えば、４０００本級映像の撮影、表示システムでは、斜方格子サンプリング構造の緑色信号と、この緑色信号の半分の画素数で正方格子サンプリング構造の青色信号と、同じく緑色信号の半分の画素数で正方格子サンプリング構造の赤色信号とが用いられる。

なお、緑色信号と、青色信号および赤色信号とについて、サンプリング構造が違う理由は、人間の視覚特性を考慮して、より少ない画素数で映像信号を表現しようとしたからである。

ところで、従来、緑色、青色、赤色の三原色の三原色信号は、正方格子サンプリングされた輝度信号と色差信号とで表現される映像信号に変換することがよく行われている。この変換は、輝度信号の帯域に比べ、色差信号の帯域を狭くしても検知されにくいという人間の視覚特性を利用して、伝送帯域や記録帯域を節約するために行われるものである。

また、映像信号のデジタル圧縮符号化においても、輝度信号と色差信号とで表現される映像信号が符号化映像フォーマットとして用いられることが多い。

例えば、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）、赤色（Ｒ）の３原色で撮像された信号を伝送する際は、視覚特性に合った効率的な処理をするために、マトリックスを用いて輝度信号（Ｙ）、色差信号（Ｕ，Ｖ）に変換されることが多い。

ベイヤ配列で撮像されたＲＧＢ信号（図７参照）は、通常、内挿補間により、同一の位置にある同数のＲＧＢ標本点群（図８（Ａ）参照）に変換され、その後、同一位置にあるＲＧＢ標本を用いてマトリックスによりＹＵＶ信号に変換される（図８（Ｂ）参照）。

さらに、４：２：２フォーマットと呼ばれる色差信号を間引いたフォーマットでは、色差信号（Ｕ，Ｖ）は図９に示すようなサンプル数・位置になる。

この場合、符号化処理などを経て伝送されるサンプル数はもとのベイヤ配列のＲＧＢ信号のサンプル数の倍になっている（図８（Ａ）、（Ｂ）に示す４：２：２フォーマットにする前の段階では３倍のサンプル数）。

これは伝送情報量、また、処理装置がデータを扱う速度、処理装置が必要とするメモリの量の点で負担になる。

そこで、内挿によるサンプル数の増加を行わず、元のサンプルであるＲＧＢ信号だけを用いた線形和処理によりＹＵＶ信号を生成したうえで、走査変換により擬似的な４：２：２フォーマットのＹＵＶ信号を構成する技術がある（例えば、特許文献１参照）。例えば、図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）に示すように、マトリックス演算後に走査変換（画素位置の移動）を行う。なお、ＲＧＢ信号に対する位相シフト処理は行わないため、マトリックス演算は、異なる位置にあるＲＧＢ標本を用いて行う。これにより伝送すべきサンプル数は増加しないため、上記負担の問題を解消することができる。

特開２００５−３１１６６７号公報

日本放送協会、技研Ｒ＆Ｄ、「走査線４０００本級４板式超高精細動画カメラ」、２００４年１月（通巻８３号）、ｐｐ．４４−５１

しかしながら、特許文献１に開示される技術では、走査変換により、サンプル点群の本来の画面上の画素位置関係と擬似的な４：２：２フォーマットのＹＵＶ信号として出力される信号の配列上の位置関係にずれが生じることになる。例えば、本来直線であった画像信号がジグザグな線として表現されることもある。

これはＭＰＥＧなどの圧縮符号化においては符号化効率の低下や復号画像の劣化につながる。特にＹ信号における位置ずれの影響は大きい。

また、特許文献１の方法では空間的位置がわずかに異なるＲＧＢ信号を使ってマトリックスを用いて変換するため、ぼけや色にじみの要因になる。

本発明の目的は、上述の問題に鑑みて為されたものであり、斜方格子画素構造を有する三原色形式の映像信号を、原色間空間ずれを抑制して輝度・色差形式の映像信号に変換する映像フォーマット変換装置及び映像フォーマット逆変換装置、並びにこれらのプログラムを提供することにある。

本発明は、マトリックスを用いて三原色形式の映像信号（ＲＧＢ信号）から輝度・色差形式の映像信号（ＹＵＶ信号）に変換する前に、サンプル点の位相シフトを行い、サンプル点群の配列上の位置関係と信号の画面上での位置関係を一致させて、マトリックス演算を実行する。

即ち、本発明の映像フォーマット変換装置は、斜方格子画素構造を有する三原色形式の映像信号を輝度・色差形式の映像信号に変換する映像フォーマット変換装置であって、前記三原色形式の映像信号を入力して、前記三原色のうちの２つ以上の原色の映像信号が２次元空間位置として一致するように、前記三原色形式の映像信号に対して位相シフトを実行する位相シフト手段と、前記位相シフトした三原色形式の映像信号を入力して、所定のマトリックス演算を実行し、前記輝度・色差形式の映像信号に変換するマトリックス演算手段と、を備えることを特徴とする。

また、本発明の映像フォーマット変換装置において、前記位相シフト手段は、前記三原色の全ての原色の映像信号が２次元空間位置として一致するように、前記三原色形式の映像信号に対して位相シフトを実行することを特徴とする。

また、本発明の映像フォーマット変換装置において、前記斜方格子画素構造を有する三原色形式の映像信号は、ベイヤ配列のＲＧＢ信号からなることを特徴とする。

また、本発明の映像フォーマット変換装置において、前記位相シフト手段は、ベイヤ配列のＲＧＢ信号からなる三原色のうちのＧ信号に対して位相シフトを実行することを特徴とする。

また、本発明の映像フォーマット変換装置において、前記輝度・色差形式の映像信号は、４：２：２フォーマットの映像信号からなることを特徴とする。

さらに、本発明の映像フォーマット逆変換装置は、本発明の映像フォーマット変換装置から前記輝度・色差形式の映像信号を入力して逆変換を施す映像フォーマット逆変換装置であって、該輝度・色差形式の映像信号を入力して、前記マトリックス演算とは逆行列を構成する逆マトリックス演算を実行する逆マトリックス演算手段と、前記逆マトリックス演算を実行して得られる信号に対して前記位相シフトとは逆位相シフトを施す逆位相シフト手段と、を備えることを特徴とする。

さらに、本発明は、斜方格子画素構造を有する三原色形式の映像信号を輝度・色差形式の映像信号に変換する映像フォーマット変換装置として構成するコンピュータに、前記三原色形式の映像信号を入力して、前記三原色のうちの２つ以上の原色の映像信号が２次元空間位置として一致するように、前記三原色形式の映像信号に対して位相シフトを実行するステップと、前記位相シフトした三原色形式の映像信号を入力して、所定のマトリックス演算を実行し、前記輝度・色差形式の映像信号に変換するステップと、を実行させるためのプログラムとして構成される。

さらに、本発明は、本発明の映像フォーマット変換装置から前記輝度・色差形式の映像信号を入力して逆変換を施す映像フォーマット逆変換装置として構成するコンピュータに、該輝度・色差形式の映像信号を入力して、前記マトリックス演算とは逆行列を構成する逆マトリックス演算を実行するステップと、前記逆マトリックス演算を実行して得られる信号に対して前記位相シフトとは逆位相シフトを実行させるためのプログラムとして構成される。

本発明によれば、斜方格子画素構造を有する三原色形式の映像信号（ＲＧＢ信号）を輝度・色差形式の映像信号（ＹＵＶ信号）に変換するにあたり、ＹＵＶ信号導出に必要な同一位置のＲＧＢ信号を容易に得ることができる上、本来の画像上の位置関係にそのまま対応したＹＵＶの配列が得られるようになり、２次元的な相関を利用した符号化処理など、その後の信号処理に悪影響を与えないで済むようになる。

また、本発明によれば、サンプル数の増加もない上に、特許文献２の手法で発生しうるＲＧＢ信号の位置ずれに起因する劣化もなくなる。

本発明による実施例１の映像フォーマット変換装置のブロック図である。 本発明による実施例１の映像フォーマット変換装置の動作説明図である。 本発明による実施例２の映像フォーマット変換装置の動作説明図である。 本発明による実施例１の変形例の映像フォーマット変換装置の動作説明図である。 本発明による実施例２の変形例の映像フォーマット変換装置の動作説明図である。 位相シフトとマトリックス演算の演算順とその効果を説明する図である。 ベイヤ配列のＲＧＢ信号を示す図である。 ベイヤ配列のＲＧＢ信号を内挿補間してマトリックス演算を実行する説明図である。 ４：２：２フォーマットの映像信号の配置を示す図である。 従来のマトリックス演算後に位相シフトを行う例を示す図である。

以下、本発明による実施例１の映像フォーマット変換装置を説明する。

〔実施例１（水平位相シフト）〕
図１は、本発明による実施例１の映像フォーマット変換装置のブロック図である。本実施例の映像フォーマット変換装置１０は、斜方格子画素構造（ベイヤ配列）を有する三原色形式の映像信号（Ｇ（Ｇ₁［第一緑色画素］、Ｇ₂［第二緑色画素］）、Ｂ［青色画素］、Ｒ［赤色画素］）を入力して、原色間空間ずれを抑制して輝度・色差形式（４：２：２フォーマット）の映像信号（ＹＵＶ信号）に変換する装置である。映像フォーマット変換装置１０は、制御部１及び記憶部４を備え、制御部１は、第１乃至第４位相シフト部２−１乃至２−４と、第１乃至第４マトリックス演算部３−１乃至３−４とを備える。尚、斜方格子画素構造（斜方格子サンプリング構造）は、空間的な画素配置において、単位領域内に隣接する画素が斜め方向に並んでいる構造を指すものである。これに対して、正方格子画素構造（正方格子サンプリング構造）は、空間的な画素配置において、単位領域内に隣接する画素が格子状（縦横方向）に並んでいる構造を指すものである。空間的な画素配置は、行・列で表され、「上下に位置する」とは、同一列上の隣接行画素を云う。また、「左右に位置する」とは、同一行上の隣接列画素を云う。以下、図２を参照して説明する。

尚、映像フォーマット変換装置１０は、コンピュータとして構成することができ、制御部１の各機能を実現する処理内容を記述したプログラムを、当該コンピュータの記憶部１４に格納しておき、当該コンピュータの中央演算処理装置（ＣＰＵ）によってこのプログラムを読み出して実行させることで実現することができる。

第１位相シフト部２−１は、Ｇ１信号を入力とし、当該Ｇ１信号の右に位置するＧ１信号をＧ１ｒとすると、当該Ｇ１信号を右に１／２画素シフトする際はＧ１’ ＝ (３＊Ｇ１ ＋ Ｇ１ｒ)／４によりＧ１’を生成して出力する。ただし、同量の位相シフトを行うものであれば、この処理の限りではない。

第２位相シフト部２−２は、Ｇ２信号を入力とし、当該Ｇ２信号の左に位置するＧ２信号をＧ２ｌとすると、当該Ｇ２信号を左に１／２画素シフトする際はＧ２’ ＝ (３＊Ｇ２ ＋ Ｇ２ｌ)／４によりＧ２’を生成して出力する。ただし、同量の位相シフトを行うものであれば、この処理の限りではない。

第３位相シフト部２−３は、Ｒ信号に対して、第２位相シフト部２−２と同様の動作をする。

第４位相シフト部２−４は、Ｂ信号に対して、第１位相シフト部２−１と同様の動作をする。

ここで、Ｒ，Ｂ信号のサンプル数がＧの半分であるため、欠落しているサンプル点は上下、左右に隣接するサンプルから内挿しながらマトリックス計算を行う。図２中のＲ’’， Ｂ’’は仮想的に内挿される点であるが、マトリックスの演算に含ませることができる。例えば、欠落しているＲ’信号の上下に位置するＲ’信号をＲ’ｕ， Ｒ’ｌとすると、当該位置のＹＵＶ信号はその位置のＧ’信号， Ｂ’信号, (Ｒ’ｕ＋Ｒ’ｌ)／２から得られるＲ’’信号により生成できる（Ｂ’’信号の場合も同様である）。或いは又、欠落しているＲ’信号の上下に位置するＲ’信号の加算配分を大きくして、隣接するＲ’信号と重加算演算してＲ’’信号を生成することもでき、Ｂ’’信号についても同様である。

また、Ｕ，Ｖ信号は４：２：２にするためにＵ，Ｖ信号作成に使用しないＲＧＢ信号が発生する場合には、Ｒ’信号，Ｂ’信号の存在位置でＵ信号，Ｖ信号を計算し、Ｕ信号，Ｖ信号については走査変換を行うように構成することもできる。

また、上記の例では、ＲＧＢ信号のすべてに位相シフトを行ったが、影響の大きいＧ信号だけシフトを行い、Ｒ信号，Ｂ信号はシフトを行わずにマトリックス演算に用いることもある。或いは、Ｇ信号の位相シフトに加え、Ｒ信号，Ｂ信号は、Ｇ１，Ｇ２信号の中央の位置への位相シフトだけを行い、内挿による生成を省略することもできる。

従って、ベイヤ状に配列されたＲ，Ｂ，Ｇ１，Ｇ２信号を位相シフトして、画像上の位置があったサンプル点を作ることができる。すなわち、実施例１では、Ｇ１およびＢは１／２画素右に、Ｇ２およびＲは１／２画素左にシフトさせ、各々、Ｇ１’， Ｂ’， Ｇ２’， Ｒ’を生成することにより、水平位置の合ったＲＧＢ信号が得られる。

次に同一位置のＲＧＢ信号からＹＵＶ信号を作る。

第１マトリックス演算部３−１は、位相シフトされたＧ１信号、位相シフトされたＧ１信号と同一位置に位相シフトされたＲ信号、および位相シフトされたＧ１信号の上下の位置に位相シフトされた２つのＢ信号を入力とし、２つの位相シフトされたＢ信号の平均値に対してマトリックス演算を実行してＹ１信号を出力する。

第２マトリックス演算部３−２は、位相シフトされたＧ２信号、位相シフトされたＧ２信号と同一位置に位相シフトされたＢ信号、および位相シフトされたＧ２信号の上下の位置に位相シフトされた２つのＲ信号を入力とし、２つの位相シフトされたＲ信号の平均値に対してマトリックス演算を実行してＹ２信号を出力する。

第３マトリックス演算部３−３と第４マトリックス演算部３−４は、それぞれ、マトリックス演算によりｕ信号、ｖ信号を出力する。位相シフトされたＧ１信号（Ｇ１’）の位置においては、位相シフトされたＧ１信号（Ｇ１’）、その同一位置に位相シフトされたＲ信号（Ｒ’）、その上下の位置に位相シフトされた２つのＢ信号（Ｂｕ’、Ｂｌ’）およびＧ２信号（Ｇ２ｕ’、Ｇ２ｌ’）を入力として、（２＊Ｇ１’＋Ｇ２ｕ’＋Ｇ２ｌ’）／４、（Ｂｕ’＋Ｂｌ’）／２、Ｒ’にマトリックス演算を実行する。一方、位相シフトされたＧ２信号（Ｇ２’）の位置においては、位相シフトされたＧ２信号（Ｇ２’）、その同一位置に位相シフトされたＢ信号（Ｂ’）、その上下の位置に位相シフトされた２つのＲ信号（Ｒｕ’、Ｒｌ’）およびＧ１信号（Ｇ１ｕ’、Ｇ１ｌ’）を入力として、（２＊Ｇ２’＋Ｇ１ｕ’＋Ｇ１ｌ’）／４、Ｂ’、（Ｒｕ’＋Ｒｌ’）／２にマトリックス演算を実行する。

位相シフト、および内挿に用いるサンプル数、フィルタ係数は所定の位相を維持する限り特に限定はない。また、若干の誤差を許して、部分的に位相シフト処理、内挿処理を省くことも可能である。たとえば、第３、第４マトリックスにおいて、２＊Ｇ１’＋Ｇ２ｕ’＋Ｇ２ｌ’の代わりにＧ１’、２＊Ｇ２’＋Ｇ１ｕ’＋Ｇ１ｌ’の代わりにＧ２’を用いてもよい。

このように、斜方格子画素構造を有する三原色形式の映像信号（ＲＧＢ信号）を輝度・色差形式の映像信号（ＹＵＶ信号）に変換するにあたり、ＹＵＶ信号導出に必要な同一位置のＲＧＢ信号を容易に得ることができる上、本来の画像上の位置関係にそのまま対応したＹＵＶの配列が得られるようになり、２次元的な相関を利用した符号化処理など、その後の信号処理に悪影響を与えないで済むようになる。サンプル数の増加もない上に、特許文献２の手法で発生しうるＲＧＢ信号の位置ずれに起因する劣化もなくなる。

次に、本発明による実施例２の映像フォーマット変換装置を説明する。

〔実施例２（垂直シフト）〕
本発明による実施例２の映像フォーマット変換装置は、図３を参照して説明するが、図１に示すものと同様に構成することができる。従って、図３を援用して実施例２を説明するため、実施例１と同様な構成要素には同一の参照番号を付して説明する。実施例２の映像フォーマット変換装置は、垂直方向にＲＧＢ信号の位相シフトを行うことでＲＧＢ間の位置合わせ、および画像上の位置関係とサンプル配列の位置関係を一致させる例である。この場合も、Ｂ信号，Ｒ信号は位相シフトの対象から外すことも可能である。

第１位相シフト部２−１は、Ｇ１信号を入力とし、その直下に位置するＧ１信号（Ｇ１ｌとする）を用いて（３＊Ｇ１ ＋ Ｇ１ｌ）／４を出力する。ただし、同量の位相シフトを行うものであれば、この処理の限りではない。

第２位相シフト部２−２は、Ｇ２信号を入力とし、その直上に位置するＧ２信号（Ｇ２ｕとする)を用いて（３＊Ｇ２ ＋ Ｇ２ｕ）／４ を出力する。ただし、同量の位相シフトを行うものであれば、この処理の限りではない。

第３位相シフト部２−３は、Ｒ信号に対して、第１位相シフト部２−１と同様の動作をする。

第４位相シフト部２−４は、Ｂ信号に対して、第２位相シフト部２−２と同様の動作をする。

第１マトリックス演算部３−１は、位相シフトされたＧ１信号、位相シフトされたＧ１信号と同一位置に位相シフトされたＢ信号、および位相シフトされたＧ１信号の左右の位置に位相シフトされた２つのＲ信号を入力とし、前記Ｇ１信号と前記Ｂ信号と２つの位相シフトされたＲ信号の平均値とに対してマトリックス演算を実行してＹ１信号を出力する。

第２マトリックス演算部３−２は、位相シフトされたＧ２信号、位相シフトされたＧ２信号と同一位置に位相シフトされたＲ信号、および位相シフトされたＧ２信号の左右の位置に位相シフトされた２つのＢ信号を入力とし、前記Ｇ２信号と前記Ｒ信号と２つの位相シフトされたＢ信号の平均値とに対してマトリックス演算を実行してＹ２信号を出力する。

第３マトリックス演算部３−３と第４マトリックス演算部３−４は、それぞれ、マトリックス演算によりｕ信号、ｖ信号を出力する。位相シフトされたＧ１信号（Ｇ１’）の位置においては、位相シフトされたＧ１信号（Ｇ１’）、その同一位置に位相シフトされたＢ信号（Ｂ’）、その左右の位置に位相シフトされた２つのＲ信号（Ｒｒ’、Ｒｌ’）およびＧ２信号（Ｇ２ｒ’、Ｇ２ｌ’）を入力として、（２＊Ｇ１’＋Ｇ２ｒ’＋Ｇ２ｌ’）／４、Ｂ’、（Ｒｒ’＋Ｒｌ’）／２にマトリックス演算を実行する。一方、位相シフトされたＧ２信号（Ｇ２’）の位置においては、位相シフトされたＧ２信号（Ｇ２’）、その同一位置に位相シフトされたＲ信号（Ｒ’）、その左右の位置に位相シフトされた２つのＢ信号（Ｂｒ’、Ｂｌ’）およびＧ１信号（Ｇ１ｒ’、Ｇ１ｌ’）を入力として、（２＊Ｇ２’＋Ｇ１ｒ’＋Ｇ１ｌ’）／４、（Ｂｒ’＋Ｒｌ’）／２、Ｒ’にマトリックス演算を実行する。

位相シフト、および内挿に用いるサンプル数、フィルタ係数は所定の位相を維持する限り特に限定はない。また、若干の誤差を許して、部分的に位相シフト処理、内挿処理を省くことも可能である。たとえば、第３、第４マトリックスにおいて、（２＊Ｇ１’＋Ｇ２ｒ’＋Ｇ２ｌ’）／４の代わりにＧ１’、 （２＊Ｇ２’＋Ｇ１ｒ’＋Ｇ１ｌ’）／４の代わりにＧ２’を用いてもよい。

実施例１、実施例２とも、逆処理により、元のベイヤ配列のＲＧＢ信号に戻すことができる。ただし、位相シフトフィルタは一般に低域通過特性をもっているため、完全にはもとの信号に戻らないことが多いことに留意する。

次に、実施例１，２の変形例について、図４及び図５を参照して説明する。図４は、実施例１における位相シフト部の変形例１であり、図５は、実施例２における位相シフト部の変形例２である。

（変形例１）
図４（Ａ）に示すベイヤ配列のＲＧＢ信号に対して、Ｇ１信号，Ｇ２信号に対しては、それぞれ右・左に１／２画素の位相シフトを行い、Ｂ信号に対しては、右・上に１／２画素の位相シフトを行い、Ｒ信号に対しては、左・下に１／２画素の位相シフトを行って、図４（Ｂ）の配置を得る。この場合、Ｇ１信号，Ｇ２信号，Ｂ信号，Ｒ信号は、完全に空間位置が一致しているとはいえないものの、空間位置のずれを改善したＲＧＢ信号を得ることができる。

このＲＧＢ信号に対してマトリックス演算を実行し、図４（Ｃ）の配置のＹＵＶ信号を得て、Ｙ１信号，Ｙ２信号の配列に揃えるべく、隣接Ｕ信号（又はＶ信号）を配置変更させるか（図４（Ｄ）参照）、又はＵ信号（又はＶ信号）の上方向（又は下方向）に補完することもできる（図４（Ｅ）参照）。

（変形例２）
図５（Ａ）に示すベイヤ配列のＲＧＢ信号に対して、Ｇ１信号，Ｇ２信号に対しては、それぞれ下・上に１／２画素の位相シフトを行い、Ｂ信号に対しては、右・上に１／２画素の位相シフトを行い、Ｒ信号に対しては、左・下に１／２画素の位相シフトを行って、図５（Ｂ）の配置を得る。この場合、Ｇ１信号，Ｇ２信号，Ｂ信号，Ｒ信号は、完全に空間位置が一致しているとはいえないものの、空間位置のずれを改善したＲＧＢ信号を得ることができる。

このＲＧＢ信号に対してマトリックス演算を実行し、図５（Ｃ）の配置のＹＵＶ信号を得ることができる。

尚、図６を用いて、マトリックス演算を実行後に位相シフトを行う場合の画像のぼけやずれが生じることの説明を補足する。

例えば、図６（Ａ）に示すようなベイヤ配列のＲＧＢ信号について、図６（Ｂ）に示すようなＹ信号を求めるマトリックス演算を実行すると、次式のようになる。
Ｙ_１１２＝ＭＴＸ（Ｇ_１１２,（Ｂ_１１＋Ｂ_１２）／２,（Ｒ_１１＋Ｒ_２１）／２）
Ｙ_１２２＝ＭＴＸ（Ｇ_１２２,（Ｂ_１２＋Ｂ_１３）／２,（Ｒ_１２＋Ｒ_２２）／２）
Ｙ_２２１＝ＭＴＸ（Ｇ_２２１,（Ｂ_１２＋Ｂ_２２）／２,（Ｒ_２１＋Ｒ_２２）／２）
Ｙ_２３１＝ＭＴＸ（Ｇ_２３１,（Ｂ_１３＋Ｂ_２３）／２,（Ｒ_２２＋Ｒ_２３）／２）
又は、
Ｙ_１１２＝ＭＴＸ（Ｇ_１１２,Ｂ_１１,Ｒ_１１）
Ｙ_１２２＝ＭＴＸ（Ｇ_１２２,Ｂ_１２,Ｒ_１２）
Ｙ_２２１＝ＭＴＸ（Ｇ_２２１,Ｂ_２２,Ｒ_２２）
Ｙ_２３１＝ＭＴＸ（Ｇ_２３１,Ｂ_２３,Ｒ_２３）

これに対して位相シフトを行うと次式のようになる。

Ｙ’_１２２＝（Ｙ_１１２＋３＊Ｙ_１２２）／４
＝ＭＴＸ（（Ｇ_１１２＋３＊Ｇ_１２２）／４，
（Ｂ_１１＋４＊Ｂ_１２＋３＊Ｂ_１３）／８,
（Ｒ_１１＋３＊Ｒ_１２＋Ｒ_２１＋３＊Ｒ_２２）／８）
Ｙ’_２２１＝（３＊Ｙ_２２１＋Ｙ_２３１）／４
＝ＭＴＸ（（３＊Ｇ_２２１＋Ｇ_２３１）／４，
（３＊Ｂ_１２＋３＊Ｂ_１３＋Ｂ_２２＋３＊Ｂ_２３）／８,
（３＊Ｒ_２１＋４＊Ｒ_２２＋Ｒ_２３）／８）
又は、
Ｙ’_１２２＝（Ｙ_１１２＋３＊Ｙ_１２２）／４
＝ＭＴＸ（（Ｇ_１１２＋３＊Ｇ_１２２）／４，
（Ｂ_１１＋３＊Ｂ_１２）／４,
（Ｒ_１１＋３＊Ｒ_１２）／４）
Ｙ’_２２１＝（３＊Ｙ_２２１＋Ｙ_２３１）／４
＝ＭＴＸ（（３＊Ｇ_２２１＋Ｇ_２３１）／４，
（３＊Ｂ_１２＋Ｂ_２３）／４,
（３＊Ｒ_２２＋Ｒ_２３）／４）

一方、位相シフト後にマトリックス演算を実行する場合、次式のようになる。
Ｙ’_１２２＝ＭＴＸ（（Ｇ_１１２＋３＊Ｇ_１２２）／４，
（３＊Ｂ_１２＋Ｂ_１３）／４,
（Ｒ_１１＋３＊Ｒ_１２＋Ｒ_２１＋３＊Ｒ_２２）／８）
Ｙ’_２２１＝ＭＴＸ（（３＊Ｇ_２２１＋Ｇ_２３１）／４，
（３＊Ｂ_１２＋３＊Ｂ_２３＋Ｂ_２２＋３＊Ｂ_２３）／８,
（Ｒ_２１＋３＊Ｒ_２２）／４）

上記の比較から、先にマトリックスをかけて、後から位相シフトを行うと、最終的にＢ１１やＲ２３が入りぼやけてしまうことが分かる。一方、位相を合わせないでマトリックス演算を実行する場合も、最後まで１画素ずれた信号の混合になるため、ぼけやずれが大きくなる。従って、位相シフトを実行してからマトリックス演算を実行するほうが良好な画質を得ることができる。

また、図示しないが、本発明による上記の実施例の映像フォーマット変換装置１０から輝度・色差形式の映像信号を入力して逆変換を施す映像フォーマット逆変換装置は、この逆処理を行うことで、元の三原色形式の映像信号を復元することができ、映像フォーマット変換装置１０からの該輝度・色差形式の映像信号を入力して、映像フォーマット変換装置１０におけるマトリックス演算とは逆行列を構成する逆マトリックス演算を実行する逆マトリックス演算手段と、この逆マトリックス演算を実行して得られる信号に対して映像フォーマット変換装置１０における位相シフトとは逆位相シフトを施す逆位相シフト手段と、を備えることで達成される。尚、このような映像フォーマット逆変換装置も、コンピュータとして構成することができ、映像フォーマット逆変換装置の各機能を実現する処理内容を記述したプログラムを、当該コンピュータの記憶部に格納しておき、当該コンピュータの中央演算処理装置（ＣＰＵ）によってこのプログラムを読み出して実行させることで実現することができる。

以上、具体例を挙げて本発明の実施例を詳細に説明したが、本発明の特許請求の範囲から逸脱しない限りにおいて、あらゆる変形や変更が可能であることは当業者に明らかである。

本発明によれば、サンプル数を増やすことなく、ぼけやずれを抑制してＲＧＢ信号を輝度・色差信号に変換することができるので、斜方格子画素構造を有する三原色形式の映像信号から輝度・色差形式の映像信号への変換を要する用途に有用である。

１ 制御部
２−１，２−２，２−３，２−４ 第１乃至第４位相シフト部
３−１，３−２，３−３，３−４ 第１乃至第４マトリックス演算部
４ 記憶部
１０ 映像フォーマット変換装置

Claims (8)

1. 斜方格子画素構造を有する三原色形式の映像信号を輝度・色差形式の映像信号に変換する映像フォーマット変換装置であって、
   前記三原色形式の映像信号を入力して、前記三原色のうちの２つ以上の原色の映像信号が２次元空間位置として一致するように、前記三原色形式の映像信号に対して位相シフトを実行する位相シフト手段と、
   前記位相シフトした三原色形式の映像信号を入力して、所定のマトリックス演算を実行し、前記輝度・色差形式の映像信号に変換するマトリックス演算手段と、
   を備えることを特徴とする映像フォーマット変換装置。
2. 前記位相シフト手段は、前記三原色の全ての原色の映像信号が２次元空間位置として一致するように、前記三原色形式の映像信号に対して位相シフトを実行することを特徴とする、請求項１に記載の映像フォーマット変換装置。
3. 前記斜方格子画素構造を有する三原色形式の映像信号は、ベイヤ配列のＲＧＢ信号からなることを特徴とする、請求項１又は２に記載の映像フォーマット変換装置。
4. 前記位相シフト手段は、ベイヤ配列のＲＧＢ信号からなる三原色のうちのＧ信号に対して位相シフトを実行することを特徴とする、請求項３に記載の映像フォーマット変換装置。
5. 前記輝度・色差形式の映像信号は、４：２：２フォーマットの映像信号からなることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の映像フォーマット変換装置。
6. 請求項１〜５のいずれか一項に記載の映像フォーマット変換装置から前記輝度・色差形式の映像信号を入力して逆変換を施す映像フォーマット逆変換装置であって、
   該輝度・色差形式の映像信号を入力して、前記マトリックス演算とは逆行列を構成する逆マトリックス演算を実行する逆マトリックス演算手段と、
   前記逆マトリックス演算を実行して得られる信号に対して前記位相シフトとは逆位相シフトを施す逆位相シフト手段と、
   を備えることを特徴とする映像フォーマット逆変換装置。
7. 斜方格子画素構造を有する三原色形式の映像信号を輝度・色差形式の映像信号に変換する映像フォーマット変換装置として構成するコンピュータに、
   前記三原色形式の映像信号を入力して、前記三原色のうちの２つ以上の原色の映像信号が２次元空間位置として一致するように、前記三原色形式の映像信号に対して位相シフトを実行するステップと、
   前記位相シフトした三原色形式の映像信号を入力して、所定のマトリックス演算を実行し、前記輝度・色差形式の映像信号に変換するステップと、
   を実行させるためのプログラム。
8. 請求項１〜５のいずれか一項に記載の映像フォーマット変換装置から前記輝度・色差形式の映像信号を入力して逆変換を施す映像フォーマット逆変換装置として構成するコンピュータに、
   該輝度・色差形式の映像信号を入力して、前記マトリックス演算とは逆行列を構成する逆マトリックス演算を実行するステップと、
   前記逆マトリックス演算を実行して得られる信号に対して前記位相シフトとは逆位相シフトを実行させるためのプログラム。

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