JP2724765B2 - ネガ画像信号の処理回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の要約 ネガ画像を撮像して得られる３種類の色信号R,Gおよ
びＢの白ピーク・レベルおよび黒ピーク・レベルをそれ
ぞれ検出する。そして，色信号R,GおよびＢの白ピーク
・レベルが一致し，かつ色信号R,GおよびＢの黒ピーク
・レベルが一致するように振幅およびレベルの調整を行
なう。

また，これらの検出した白ピークおよび黒ピークの各
レベルを表わす信号を，各色信号R,GおよびＢのブラン
キング期間の前半部と後半部に重畳させ，後段の信号処
理において利用できるようにする。

発明の背景 技術分野 この発明はネガ画像信号の処理回路，とくに白バラン
ス調整のための処理回路に関する。

この明細書においてネガとはネガティブ（negative）
の略語であり，ネガ画像とはネガティブ画像または陰画
を表わす。また，ポジとはポジティブ（positive）の略
語であり，ポジ画像とはポジティブ画像または陽画を指
す。

従来技術とその問題点 ネガ画像の撮像は，たとえばネガフィルムに表わされ
た画像を撮影し，その画像をネガのまま，またはポジに
反転して大型表示画面に表示またはスクリーンに投影す
るシステムにおいて必要となる。このシステムは，光学
的ないわゆるオーバ・ヘッド・プロジェクタに代わって
登場した新しいシステムであり，説明会，研究発表会等
において利用される。ネガ画像を撮像して得られる映像
信号はポジ画像を撮像して得られる映像信号と異なる特
性を有するために同じように取扱うことができない。

第３図はネガフィルムの階調特性（対数表現）の一例
を示しており，これはネガフィルムを感光したときの入
射光量とそれによって生じた現像後のネガフィルムの現
像濃度との関係を示している。全く感光していない部分
（完全遮光部分）Ａでは濃度が最も低く，完全に感光し
た部分Ｂでは濃度が最も高い。撮影画像の輝度レンジは
上記の部分ＡからＢまでの範囲ではなく，使用範囲Ｃと
して示すように，撮影画像の最も暗い部分から最も明る
い部分までの範囲である。したがって，撮影画像の最も
暗い部分が映像信号の黒レベル，最も明るい部分が映像
信号の白レベルとならなければならない。したがって，
使用範囲Ｃの上限と下限とを検出することが必要とな
る。

ネガ画像がカラー画像の場合には，その色を構成する
三原色R,GおよびＢの色階調特性が第４図に示すように
相互に異なり，しかも各色階調特性において使用範囲
（太線で表わす）が相互に異なるという問題点がある。
色階調特性が色によって異なると再生画像の中間調に色
づきが生じ，使用範囲が異なると色バランスがとれない
という不具合が生じる。上記の問題は，イエロー，マゼ
ンダ，シアンの補色についても同様に起る。

第５図は従来のネガ画像信号処理回路を示している。
カメラ（ビデオ・カメラ，スチル・ビデオ・カメラ）等
の撮像装置60から出力される三原色信号G,RおよびＢの
うち，色信号ＲおよびＢは可変ゲイン増幅回路85,86に
与えられ，公知の手法によって白バランス調整が行なわ
れる。ネガ画像が撮像された場合にはこの白バランス調
整によってネガ画像信号のピーク・レベル（これを黒ピ
ーク・レベルという），すなわちポジに反転されたとき
の黒ピーク・レベルが三原色信号G,RおよびＢにおいて
一致するように調整される。

白バランス調整後の色信号G,RおよびＢは，一方では
ガンマ補正回路61,63および65にそれぞれ与えられ，他
方では反転回路71,73および75によってそれぞれ反転さ
れ（ネガ画像信号はポジ画像信号に反転される），ブラ
ンキング・ミックス回路72,74および76においてそのブ
ランキング期間にブランキング信号BLKが重畳され，さ
らにガンマ補正回路62,64および66にそれぞれ与えられ
る。ポジ系のガンマ補正回路61,63および65には同じガ
ンマ補正曲線が設定されている。ネガ系のガンマ補正回
路62,64および66にはG,RおよびＢの階調特性に応じてガ
ンマ補正曲線が設定され，ガンマ補正後の階調特性がG,
RおよびＢの三原色において一致するようになってい
る。

切換スイッチ51,52および53は各色信号G,RおよびＢに
ついてそれぞれ設けられ，ポジ系のガンマ補正後の色信
号とネガ系のガンマ補正後の色信号とを切換えるもので
ある。これらのスイッチ51,52および53の出力色信号G,R
およびＢはマトリクス回路83に与えられ，輝度信号Ｙな
らびに色差信号Ｒ−Y,B−Ｙに変換される。さらにこれ
らの信号Y,R−ＹおよびＢ−Ｙはエンコーダ84においてN
TSCフォーマットの映像信号に変換されて出力される。

このような従来の回路においては，ネガ系のガンマ補
正回路62,64および66に各色の階調特性に応じたガンマ
補正曲線が設定され，ガンマ補正後の各色信号の階調特
性が揃うので，上述した中間調の色づきの問題は生じな
い。

しかしながら，白バランス調整においては色信号G,R
およびＢの黒ピーク・レベルのみが一致するように可変
ゲイシ増幅回路85および86のゲインが調整されるだけで
あるから，これをポジに反転したものにおいてはポジ上
の黒ピーク・レベルは一致するが，ポジ上の白ピーク・
レベルが一致せず白バランスが適切でないという問題が
ある。

発明の概要 発明の目的 この発明は，ネガ画像の色信号の適切な白バランスを
実現できる処理回路を提供することを目的とする。

発明の構成，作用および効果 この発明によるネガ画像信号の処理回路は，ネガ画像
を撮像して得られる３種類の色信号のそれぞれの最大レ
ベル（黒ピーク・レベル）および最小レベル（白ピーク
・レベル）を検出するピーク検波回路，上記ピーク検波
回路により検出された最大レベルと最小レベルとの差が
３種類の色信号において相互に等しくなるように，少な
くとも２種類の色信号の振幅を調整する可変ゲイン増幅
回路，ならびに最大レベルまたは最小レベルが相互に等
しいレベルになるように３種類の色信号のレベルを調整
するレベル調整回路を備えていることを特徴とする。

この発明によると，最大レベルと最小レベルとの差が
３種類の色信号において相互に等しくなるように，少な
くとも２種類の色信号の振幅が調整され，最大レベルま
たは最小レベルが相互に等しいレベルになるように３種
類の色信号のレベルが調整されるから,3種類の色信号の
黒ピーク・レベルが相互に一致し，かつ３種類の色信号
の白ピーク・レベルも相互に一致する。このようにし
て，白，黒ピーク・レベルが３種類の色信号において揃
えられているから，色信号がネガ状態のままであっても
ポジに反転されても常に適切な白バランス調整が達成さ
れる。

好ましくは，上記３種類の色信号の階調特性を揃える
ガンマ補正回路が設けられ，上記レベル調整回路がこの
ガンマ補正回路に備えられる。

さらに好ましくは,3種類の色信号の直流成分のレベル
を一定レベルに揃えるクランプ回路を３種類の色信号の
それぞれに対してピーク検波回路の前段に設ける。これ
により，直流信号成分に影響されないで確実な最大レベ
ルおよび最小レベルの検出が可能となる。

この発明によるネガ画像信号の処理回路は，最大レベ
ルと最小レベルとの差が相互に等しくなるように調整さ
れた３種類の色信号のブランキング期間の前半部と後半
部に，検出された最大レベルと最小レベルを表わす信号
成分がそれぞれ重畳させるブランキング・ミックス回路
をさらに備えている。

画像を表わす信号成分が存在しないブランキング期間
に黒ピーク・レベルを表わす信号成分と白ピーク・レベ
ルを表わす信号成分とが時間軸上の位置を違えて加えら
れているので，画像を表わす信号成分がこれによって悪
影響を受けることがなく，しかも黒，白ピーク・レベル
が色信号中に保存されているからこれを後段の信号処理
回路で利用することが可能となる。

実施例の説明 第１図はこの発明の実施例を示している。

スチル・ビデオ・カメラ，ビデオ・カメラ等の撮像装
置10からは撮像した被写体像を表わす三原色信号G,Rお
よびＢが出力される。被写体像がネガフィルムのように
静止しているものである場合には，そのネガフィルムの
像を表わす色信号が一定周期（たとえば1/60秒）で繰返
し出力されることになる。撮像装置10から出力される色
信号G,RおよびＢが第2a図に示されている。このよう
に，この色信号G,RおよびＢは上述した色ごとの階調特
性の違いを反映しており，かつ直流信号成分のレベルも
一般には異なっている。

これらの色信号のうち色信号Ｇは直接にクランプ回路
21に与えられ，他の色信号ＲおよびＢは可変ゲイン増幅
回路15および16において後述する適切なゲイン（１以下
である場合もある）で増幅されたのちクランプ回路22お
よび23にそれぞれ与えられる。クランプ回路21,22およ
び23には同じクランプ・レベルが設定されており，これ
らのクランプ回路21,22および23によって色信号G,Rおよ
びＢの直流信号成分が一定に揃うことになる。

クランプ回路21,22および23から出力される色信号G,R
およびＢは一方ではブランキング・ミックス回路31,32
および33にそれぞれ与えられるとともに、他方では切換
スイッチ（マルチプレクサ）24に与えられる。切換スイ
ッチ24はマイクロ・コンピュータ11によって一定時間ご
とに切換えられ、色信号G,RおよびＢが順次ピーク検波
回路12に与えられる。

ピーク検波回路12は入力信号の最大レベルおよび最大
レベルを検出するものである。色信号G,RおよびＢがネ
ガフィルムのようなネガ画像を表わす場合には最大レベ
ルは黒ピーク・レベル，最小レベルは白ピーク・レベル
に対応するので，以下，黒，白ピーク・レベルの用語を
使用する。切換スイッチ24によって色信号Ｇがピーク検
波回路12に入力しているときには色信号Ｇの黒，白ピー
ク・レベルがそれぞれ検出される。切換スイッチ24が色
信号Ｇを選択している時間は一画面内の適当な領域を走
査している期間でよい。これにより画面にウインドウが
設定されかつそのウインドウ内の黒・白ピーク検出が行
なわれるのと等価となる。他の色信号ＲおよびＢについ
ても同じである。

このようにして，検出された色信号G,RおよびＢのそ
れぞれについての黒，白ピーク・レベルはマイクロ・コ
ンピュータ11に与えられる。マイクロ・コンピュータ11
は，入力する黒，白ピーク・レベルを表わすデータを用
いて，色信号Ｇの黒ピーク・レベルと白ピーク・レベル
との差と，色信号Ｒの黒ピーク・レベルと白ピーク・レ
ベルとの差と，色信号Ｂの黒ピーク・レベルと白ピーク
・レベルとの差（これらを第2b図にＤで示す）とが相互
に等しくなるように，可変ゲイン増幅回路15,16のゲイ
ンを制御し，白バランス調整を行なう。このように白バ
ランス調整されかつ直流成分がクランプされたのちの色
信号G,RおよびＢが第2b図に示されている。３つの色信
号G,RおよびＢの黒ピーク・レベルおよび白ピーク・レ
ベルはまだ一致していない。また，色信号G,RおよびＢ
の階調特性の相違はまだ調整されていない。

白バランス調整された色信号G,RおよびＢは上述した
ようにブランキング・ミックス回路31,32および33にそ
れぞれ与えられる。これらのブランキング・ミックス回
路31,32および33には２種類のブランキング・タイミン
グ信号BLK1およびBLK2が入力している。ブランキング・
タイミング信号BLK1はブランキング期間の前半部でＨレ
ベルとなる信号であり，ブランキング・タイミング信号
BLK2はブランキング期間の後半部でＨレベルとなる信号
である。ブランキング・ミックス回路31には色信号Ｇの
検出された黒ピーク・レベルおよび白ピーク・レベルを
表わす信号がマイクロ・コンピュータ11から与えられて
いる。同じようにプランミング・ミックス回路32には色
信号Ｒの検出された黒ピーク・レベルおよび白ピーク・
レベルを表わす信号が，ブランキング・ミックス回路33
には色信号Ｂの検出された黒ピーク・レベルおよび白ピ
ーク・レベルを表わす信号がそれぞれマイクロ・コンピ
ュータ11から与えられている。ブランキング・ミックス
回路31,32および33は，ブランキング・タイミング信号B
LK1がＨレベルの間，対応する白ピーク・レベルを表わ
すパルス信号を色信号G,RおよびＢに重畳し，かつブラ
ンキング・タイミング信号BLK2がＨレベルの間，対応す
る黒ピーク・レベルを表わすパルス信号を色信号G,Rお
よびＢに重畳する。

このようにして，白ピーク・レベルおよび黒ピーク・
レベルを表わすパルス信号がブランキング期間に加えら
れた色信号G,RおよびＢがブランキング・タイミング信
号BLK1,BLK2とともに第2c図に示されている。色信号G,R
およびＢのブランキング期間に白ピーク・レベルおよび
黒ピーク・レベルが保存されているので，これらの白，
黒ピーク・レベルを後段の回路で利用することができ
る。たとえば黒ピーク・レベルはポジに反転された後，
映像信号の黒の基準レベルとして用いられる。また白ピ
ーク・レベルは後述するガンマ補正におけるクランプ処
理のために用いられる。

ブランキング・ミックス回路31,32および33の出力信
号は一方ではネガ系のガンマ補正回路41,43および45に
それぞれ与えられ，他方ではポジ系のガンマ補正回路4
2,44および46にそれぞれ与えられる。ネガ系のガンマ補
正回路41,43および45にはG,RおよびＢの階調特性に応じ
たガンマ補正曲線が設定されている。これらのガンマ補
正回路41,43および45において，各入力信号（色信号G,R
およびＢ）はそれらの白ピーク・レベルが所定レベルに
なって一致するようにクランプされ，かつガンマ補正曲
線にしたがってガンマ補正後の階調特性がG,RおよびＢ
の三原色において一致するようにそれぞれガンマ補正さ
れる。ガンマ補正回路41,43および45の出力色信号G,Rお
よびＢが第2d図に示されている。この図から分るように
色信号G,RおよびＢはそれらの黒ピーク・レベルが相互
に一致し，白ピーク・レベルが相互に一致し，さらに階
調特性が相互に揃っている。

ガンマ補正回路41,43および45の出力信号は次に反転
回路57,58および59でそれぞれポジに反転される。この
反転後の信号が第2e図に示されている。

ポジ系のガンマ補正回路42,44および46には同じガン
マ補正曲線が設定されている。もちろん，これらの補正
回路42,44および46にも異なるガンマ補正曲線を設定し
てもよい。

ガンマ補正回路41と42の出力は切換スイッチ51に，ガ
ンマ補正回路43と44の出力は切換スイッチ52に，ガンマ
補正回路45と46の出力は切換スイッチ53にそれぞれ入力
する。

切換スイッチ51,52および53は各色信号G,RおよびＢに
ついてそれぞれ設けられ，ポジ系のガンマ補正後の色信
号とネガ系のガンマ補正後の色信号とを切換えるもので
ある。もちろん，これらの切換スイッチ51,52および53
は相互に連動するものであることが好ましい。これらの
スイッチ51,52および53の出力色信号G,RおよびＢはマト
リクス回路13に与えられ，輝度信号Ｙならびに色差信号
Ｒ−Y,B−Ｙに変換される。さらにこれらの信号Y,R−Ｙ
およびＢ−Ｙはエンコーダ14においてNTSCフォーマット
の映像信号に変換されて出力される。

エンコーダ14にはブランキング・タイミング信号BLK3
が与えられている。このタイミング信号BLK3は第2f図に
示すように，ブランキング期間を表わす信号（この期間
Ｌレベルとなる）で，タイミング信号BLK1とBLK2のパル
ス幅をあわせた幅よりも少し広い幅のパルス状信号であ
る。このタイミング信号BLK3のＬレベルの期間におい
て，信号Y,R−ＹおよびＢ−Ｙがタイミング信号BLK2の
Ｈレベルの期間におけるそれぞれの信号レベル（すなわ
ち黒レベル）に一致するようにブランキングされること
により,NTSCフォーマットのブランキング期間を表わす
信号成分が上記信号Y,R−ＹおよびＢ−Ｙに付与され
る。最終的に得られるNTSC出力が第2g図に示されてい
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例を示すブロック図である。 第2a図から第2g図は第１図に示す回路の各ブロックの
入，出力信号を示す波形図である。 第３図はネガフィルムに表わされた画像の階調特性を示
すグラフ，第４図は色によって階調特性が異なる様子を
示すグラフである。 第５図は従来例を示すブロック図である。 10……撮像装置， 11……マイクロ・コンピュータ， 12……ピーク検波回路， 15,16……可変ゲイン増幅回路， 21,22,23……クランプ回路， 31,32,33……ブランキング・ミックス回路， 41,42,43,44,45,46……ガンマ補正回路。

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ネガ画像を撮像して得られる３種類の色信
   号のそれぞれの最大レベルおよび最小レベルを検出する
   ピーク検波回路， 上記ピーク検波回路により検出された最大レベルと最小
   レベルとの差が３種類の色信号において相互に等しくな
   るように，少なくとも２種類の色信号の振幅を調整する
   可変ゲイン増幅回路，ならびに 最大レベルまたは最小レベルが相互に等しいレベルにな
   るように３種類の色信号のレベルを調整するレベル調整
   回路， を備えたネガ画像信号の処理回路。
2. 【請求項２】上記３種類の色信号の階調特性を揃えるガ
   ンマ補正回路が設けられ，上記レベル調整回路がこのガ
   ンマ補正回路に備えられている，請求項（１）に記載の
   ネガ画像信号の処理回路。
3. 【請求項３】最大レベルと最小レベルとの差が相互に等
   しくなるように調整された３種類の色信号のブランキン
   グ期間の前半部と後半部に，検出された最大レベルと最
   小レベルを表わす信号成分をそれぞれ重畳させるブラン
   キング・ミックス回路， をさらに備えた請求項（１）に記載のネガ画像信号の処
   理回路。
4. 【請求項４】３種類の色信号の直流成分のレベルを一定
   レベルに揃えるクランプ回路が３種類の色信号のそれぞ
   れに対してピーク検波回路の前段に設けられている，請
   求項（１）に記載のネガ画像信号の処理回路。