JP2938115B2

JP2938115B2 - 色信号変換回路

Info

Publication number: JP2938115B2
Application number: JP2028499A
Authority: JP
Inventors: 賢一郎岡
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1990-02-09
Filing date: 1990-02-09
Publication date: 1999-08-23
Anticipated expiration: 2014-08-23
Also published as: US5220412A; EP0440876A3; EP0440876A2; JPH03235479A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］この発明は、カラープリンタ、カラーデジタルコピー
などの画像データを扱う機器の画像処理（画像圧縮）の
ための色信号変換回路に関するものである。

［従来の技術］従来の色信号変換方式の例として、例えば、「新編色
彩科学ハンドブック」日本色彩学会編、昭和55年２月25
日東京大学出版会刊、第926頁に示されたNTSC方式で用
いられるRGB信号系とYIQ信号系との変換方式を説明す
る。

まず、RGB信号系からYIQ信号系への変換式を示す。

Ｙ＝0.30R＋0.59G＋0.11B … Ｉ＝0.74（Ｒ−Ｙ）−0.27（Ｂ−Ｙ） … Ｑ＝0.48（Ｒ−Ｙ）＋0.41（Ｂ−Ｙ） … 上述した変換式の逆のYIQ信号系からRGB信号系への変
換式を示す。

Ｒ＝Ｙ＋0.95I＋0.62Q … Ｇ＝Ｙ−0.27I−0.64Q … Ｂ＝Ｙ−1.11I＋1.72Q … ここで、Ｒはレッド（Red）、Ｇはグリーン（Gree
n）、Ｂはブルー（Blue）を表し、３原色信号であり、
Ｙは輝度信号、Ｉ及びＱは色差信号である。

従来の変換式〜と、逆変換式〜を回路化した
場合を考える。

式〜は、いずれも信号に対して小数の係数を掛け
る部分がある。つまり、データを浮動小数型で扱うこと
と、加算、減算、乗算を行う演算子が必要になる。

［発明が解決しようとする課題］上述したような従来の色信号変換回路では、小数演算
のために、２進数では多くのビット数が必要になり、乗
算器を必要とするために回路構成が複雑になり、演算速
度が遅くなるという問題点があった。

この発明は、上述した問題点を解決するためになされ
たもので、回路構成が簡単で演算速度を速くすることが
できる色信号変換回路を得ることを目的とする。

「課題を解決するための手段」この発明に係る色信号変換回路は、以下に述べるよう
な手段を備えたものである。

（ｉ）．係数として2^-n（ｎ≦３）だけを含む変換式に
基づいて、すべての信号を整数型で扱い第１の色信号系
を第２の色信号系に変換する複数の加減算演算子。

［作用］この発明においては、係数として2^-n（ｎ≦３）だけ
を含む変換式を用いることによって、すべての信号を整
数型で扱い、乗算をビットシフトに置き換えることによ
り乗算器を不要にしたものである。

［実施例］この発明の実施例の構成を第１図及び第２図を参照し
ながら説明する。

第１図はこの発明の第１実施例のRGB信号系からYIQ信
号系へ変換する回路を示す回路図、第２図はこの発明の
第２実施例のYIQ信号系からRGB信号系へ逆変換する回路
を示す回路図である。

第１図において、この発明の第１実施例のRGB信号系
からYIQ信号系へ変換する回路は、Ｒ入力端子（１）
と、Ｇ入力端子（２）と、Ｂ入力端子（３）と、これら
Ｒ入力端子（１）、Ｇ入力端子（２）及びＢ入力端子
（３）に接続された加減算演算子（４）と、この加減算
演算子（４）及びＲ入力端子（１）に接続された加減算
演算子（５）と、加減算演算子（４）及びＢ入力端子
（３）に接続された加減算演算子（６）と、加減算演算
子（５）及び（６）に接続された加減算演算子（７）
と、同じく加減算演算子（５）及び（６）に接続された
加減算演算子（８）と、加減算演算子（４）に接続され
たＹ出力端子（９）と、加減算演算子（７）に接続され
たＩ出力端子（10）と、加減算演算子（８）に接続され
たＱ出力端子（11）とから構成されている。

また、第２図において、この発明の第２実施例のYIQ
信号系からRGB信号系へ逆変換する回路は、Ｙ入力端子
（12）と、Ｉ入力端子（13）と、Ｑ入力端子（14）と、
Ｙ、Ｉ及びＱ入力端子（12）、（13）及び（14）に接続
された加減算演算子（15）と、Ｙ、Ｉ及びＱ入力端子
（12）、（13）及び（14）に接続された加減算演算子
（16）と、Ｙ、Ｉ及びＱ入力端子（12）、（13）及び
（14）に接続された加減算演算子（17）と、加減算演算
子（15）に接続されたＲ出力端子（18）と、加減算演算
子（16）に接続されたＧ出力端子（19）と、加減算演算
子（17）に接続されたＢ出力端子（20）とから構成され
ている。

つぎに、上述した実施例の動作を説明する。

第１図及び第２図は、変換式〜及び逆変換式〜
を整数型に近似して得られる式を回路化したものであ
る。変換式〜に対する近似式を〜に、逆変換式
〜に対する近似式を〜とする。

Ｙ＝2^-2R＋（2^-1＋2^-3）Ｇ＋2^-3B … Ｉ＝（2^-1＋2^-2）（Ｒ−Ｙ）−2^-2（Ｂ−Ｙ） … Ｑ＝2^-1（Ｒ−Ｙ）＋2^-1（Ｂ−Ｙ） … Ｒ＝Ｙ＋Ｉ＋2^-1Ｑ … Ｇ＝Ｙ−2^-2I−2^-1Q … Ｂ＝Ｙ−Ｉ＋（１＋2^-1）Ｑ … 近似式の設定の方法は、信号に掛ける係数を2^-nの
形、あるいはその組み合わせに置き換えることである。
まず、変換式〜の近似式は、ｎを３以下にとると、
上述した式〜の形になる。

逆変換式〜の近似式は、RGB信号を一度式〜
でYIQ信号に変換してから、逆変換を行うと再び元と同
じ値のRGB信号が得られることを条件に考える。このと
き、Ｒに対しては式が、Ｂに対しては式が求まり、
両方ともｎは３以下の基準を満たしている。ところが、
Ｇの逆変換式は本当は次の式のようになる。

Ｇ＝Ｙ−0.2I−2^-1Q … 式中でＩに掛かる係数0.2はｎが３以下の条件で2^-n型
の加減算で生成できる数ではない。そこで、0.2の代わ
りに2^-2を用い、式を考える。この場合、Ｇは元の値
と少しずれることになるが、シミュレーションの結果で
はこの程度の数値のずれから起こる色の変化は、人間の
目には識別できないほど僅かな量である。

また、近似変換〜を実行後にYIQ信号に対して画
像処理を実行し、その後近似逆変換〜でRGB信号に
戻したときも、定義型変換〜と定義型逆変換〜
を用いて画像処理を実行した場合と比較して人間の目に
は色の違いが認められないほどの差しかないことが確か
められている。

次に近似式を回路化する手段を説明する。

近似式中の2^-nを掛ける部分は、デジタルデータに対
してはｎビット右にシフトする操作と等価である。各項
でｎビット右シフトする操作は、回路化するとデジタル
データ信号を構成する信号線群を項同士の加減算を行う
演算子に入力する段階で配線をｎビット下位にずらして
接続することで達成できる。つまり、シフト演算は専用
の演算素子を必要としない。第１図及び第２図で≫ｎで
示した部分がｎビット配線をずらす部分を表す。

結局、近似式を回路化すると、第１図及び第２図のよ
うに、演算素子は加算及び減算を行う演算子だけで構成
できる。また、全ての信号を整数型で扱うことができ
る。

上述した実施例の具体的な動作を第３図及び第４図を
参照しながら説明する。

第３図はこの発明の第１実施例の動作を示すフローチ
ャート図、第４図はこの発明の第２実施例の動作を示す
フローチャート図である。

第３図のステップ（21）において、RGBの値をＲ入力
端子（１）、Ｇ入力端子（２）及びＢ入力端子（３）か
ら入力する。

ステップ（22）において、変換式に基づいて、Ｙの
値を加減算演算子（４）によって求める。

ステップ（23）、（24）において、変換式及びに
基づいて、Ｉ及びＱの値を加減算演算子（５）、（７）
及び（６）、（８）によって求める。

ステップ（25）において、求めたYIQの値をＹ出力端
子（９）、Ｉ出力端子（10）及びＱ出力端子（11）より
出力する。

また、第４図のステップ（26）において、YIQの値を
Ｙ入力端子（12）、Ｉ入力端子（13）及びＱ入力端子
（14）から入力する。

ステップ（27）において、逆変換式、及びに基
づいて、Ｒ、Ｇ及びＢの値を加減算演算子（15）、（1
6）及び（17）によって求める。

ステップ（28）において、求めたRGBの値をＲ出力端
子（18）、Ｇ出力端子（19）及びＢ出力端子（20）より
出力する。

この発明の各実施例は、上述したように、信号変換式
に対して係数部分をシフト演算に置き換えて近似したの
で、乗算器が不要になり、全ての信号を整数型で扱うこ
とができ、回路が簡単になり、かつ演算速度が速くなる
という効果を奏する。

なお、上記実施例では近似式中の係数をｎが３以下と
して2^-nの組み合わせで構成したが、ｎが３以下以外の
基準を設けても同様の動作を期待できる。

また、上記実施例では３原色信号としてRGBの組み合
わせを考えたが、Ｙ（黄色:Yellow）、Ｍ（マゼンタ:Ma
genta）、Ｃ（シアン:Cyan）など他の３原色信号でも所
期の目的を達成し得ることはいうまでもない。

さらに、上記実施例では色差信号としてＩ及びＱを考
えたが、Ｒ−Ｙ及びＢ−Ｙ、あるいは、Cr及びCbのよう
に別の信号系を考えてもよい。

［発明の効果］この発明は、以上説明したとおり、係数として2
^-n（ｎ≦３）だけを含む変換式に基づいて、すべての信
号を整数型で扱い第１の色信号系を第２の色信号系に変
換する複数の加減算演算子だけを備えたので、回路構成
が簡単で演算速度を速くすることができるという効果を
奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１実施例を示す回路図、第２図は
この発明の第２実施例を示す回路図、第３図はこの発明
の第１実施例の動作を示すフローチャート図、第４図は
この発明の第２実施例の動作を示すフローチャート図で
ある。図において、（１）…Ｒ入力端子、（２）…Ｇ入力端
子、（３）…Ｂ入力端子、（４）…加減算演算子、
（５）…加減算演算子、（６）…加減算演算子、（７）
…加減算演算子、（８）…加減算演算子、（９）…Ｙ出
力端子、（10）…Ｉ出力端子、（11）…Ｑ出力端子、
（12）…Ｙ入力端子、（13）…Ｉ入力端子、（14）…Ｑ
入力端子、（15）…加減算演算子、（16）…加減算演算
子、（17）…加減算演算子、（18）…Ｒ出力端子、（1
9）…Ｇ出力端子、（20）…Ｂ出力端子である。なお、各図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】係数として2^-n（ｎ≦３）だけを含む変換
式に基づいて、すべての信号を整数型で扱い第１の色信
号系を第２の信号系に変換する複数の加減算演算子だけ
を備えたことを特徴とする色信号変換回路。