JP2964923B2 - 画像処理装置および画像処理方法 - Google Patents

画像処理装置および画像処理方法

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JP2964923B2 JP7208888A JP20888895A JP2964923B2 JP 2964923 B2 JP2964923 B2 JP 2964923B2 JP 7208888 A JP7208888 A JP 7208888A JP 20888895 A JP20888895 A JP 20888895A JP 2964923 B2 JP2964923 B2 JP 2964923B2
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    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N9/00Details of colour television systems
    • H04N9/64Circuits for processing colour signals
    • H04N9/67Circuits for processing colour signals for matrixing

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Color Television Systems (AREA)
  • Processing Of Color Television Signals (AREA)
  • Image Processing (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は画像処理装置および
画像処理方法に関し、特にカラーテレビジョン映像など
の画像データ形式を輝度と色の種類から成るYCbCr
データ形式から3原色対応のRGBデータ形式に変換す
る画像処理装置および画像処理方法に関する。
【0002】
【従来の技術】この種の画像データとしては、3原色対
応のR,G,Bデータ形式がよく知られているが、別に
輝度信号と色差信号から成るYCbCrデータ形式があ
る。YCbCr形式はデータ量がRGBデータ形式に比
べて少ないため、画像処理においては主としてこのYC
bCr形式を用いる。表示装置では3原色で表示される
ので、画像処理後に表示系へ出力する時にこのRGBデ
ータ形式への変換が必要となる。
【0003】上記変換に関して、国際無線通信諮問委員
会(CCIR)勧告(以下CCIR規格)601より次
のように変換式が定められている。
【0004】R=Y+1.371×Cr G=Y+1.731×Cb B=Y−0.698×Cr−0.336×Cb 上記変換式をハードウェアで実現する方法には、R,
G,Bの各々の専用乗算器を並列に使用する方法や2進
近似した乗数係数より入力データをビットシフトして累
算する固定係数乗算による方法があり、一般にハードウ
ェアが小規模で済む後者が使われる。
【0005】以下、従来の画像処理装置として、固定係
数乗算器を用いたRGB変換回路について説明する。
【0006】固定係数乗算とは、その名の通り乗数値が
固定の場合の乗算方法で、入力データをビットシフトす
ることで2倍,22 倍,23 倍,24 倍,25 倍・・・
・と2のn乗倍を求めることができ、また、いかなる数
値も2のn乗の集合として表現出来ることを利用してい
る。例えば、数値10は、1×23 +0×22 +1×2
1 +0×20 と表現でき、この2の指数値はすなわち2
進数を表現しており、これら指数値を並べるとB101
0となる。ここで、指数列に前置した“B”は以下の数
値が2進表現であることを表す。
【0007】したがって、乗数を2進数に変換しその2
進数のビット列のビット値が1のビット位置対応の桁数
−1だけ被乗数(元データ)を左シフトして新たな2進
数であるシフトデータすなわち部分積を作成し、上記乗
数のビット値1の各ビット対応のシフトデータを全て累
算することにより乗算を実現する。例えば、乗数が3の
場合は2進数はB11なので、被乗数を1ビット左シフ
トしたデータと被乗数との加算より乗算値すなわち積が
簡単に求められる。また、乗数が10の場合は2進数は
B1010であり、したがって被乗数の3ビット左シフ
トデータと1ビット左シフトデータとの加算により積が
得られる。
【0008】このように、上記シフト量は、2進数で表
した乗数のビット列の桁数−1の関係である。固定係数
乗算とは、乗数の2進表現で1の立つビットについてシ
フトデータ(部分積)を作成し、これらシフトデータを
全て累算することにより乗算を実現する方法である。
【0009】同様に、RGB変換の色差Cb,Crの乗
算は、下記に示すように、乗数を2進近似して部分積を
求め、これら全ての部分積を累算して同様の固定係数乗
算を行うことにより求めることが出来る。
【0010】R変換用色差Crの乗数1.371→B
1.01011111 B変換用色差Cbの乗数1.731→B1.10111
011 G変換用色差Crの乗数0.698→B0.10110
01011 G変換用色差Cbの乗数0.336→B0.01010
11 従来の画像処理装置をブロックで示す図5を参照する
と、この従来の画像処理装置は、全く独立のハードウェ
アで構成され、輝度Yと色差CrよりRを計算するR変
換部1と、輝度Yと色差CbよりBを計算するB変換部
2と、輝度Yと色差Crと色差CbよりGを計算するG
変換部3とを備える。
【0011】R変換部1は、被乗数色差Crのビット反
転データ(反転色差)バー(以下B)Crと複数の色差
CrのシフトデータCr<<i(iは整数)とを加算し
乗算結果MCrを出力する2入力の加算回路11〜13
と、輝度Yと色差Cr乗算結果MCrとを加算しデータ
Rを出力する加算回路14とを備える。ここで、C<<
nは、被乗数データCに対するnビットシフト後のデー
タを示す。
【0012】B変換部2は、反転色差BCbと複数の色
差CbのシフトデータCb<<j(jは整数)と加算し
乗算結果MCbを出力する2入力の加算回路21〜24
と、輝度Yと色差Cb乗算結果MCbとを加算しデータ
Bを出力する加算回路25とを備える。
【0013】G変換部3は、反転色差BCrと複数の色
差CrのシフトデータCr<<k(kは整数)とを加算
し乗算結果NCrを出力する2入力の加算回路34〜3
6と、反転色差BCbと複数の色差Cbのシフトデータ
Cb<<l(lは整数)とを加算し乗算結果NCbを出
力する2入力の加算回路31〜33と、乗算結果NC
b,NCrを加算し加算結果NCを出力する2入力の加
算回路37と、加算結果NCを反転し補数BNCを生成
するインバータI31と、補数BNCと輝度Yとを加算
すなわち加算結果NCと輝度Yとの減算を行いデータG
を出力する加算回路38とを備える。周知のように補数
とは2進数のビット反転値に1を加算した数であり、加
算回路による減算に用いる。
【0014】次に、図5を参照して、従来の画像処理装
置および画像処理方法の動作について説明すると、ま
ず、R変換部1は、上述のCrの乗数の2進数B1.0
1011111(以下小数点を省略)がビット値1を7
個含んでいるので、2進ビット列を、シフトデータとの
加算より真面目に求めると加算回路を7つ必要とする。
そこで、さらにハードウェアを削減するため、次のよう
に工夫して計算を実行する。まず、次のように乗数を分
割し、乗算結果を求める。B101011111={B
100000000+B1000000+(B1000
00−B00001)} 1項目は被乗数色差Crの8ビット左シフト値Cr<<
8、2項目は6ビット左シフト値Cr<<6、3,4項
目はB011111を(B1000000−B0000
01)で求める。減算は補数変換して加算回路で対処す
る。
【0015】したがって、Cr×1.371の乗算は、
被乗数Crのビット反転データBCrと補数変換の際に
加算する1と、それぞれ被乗数Crの5ビット左シフト
データCr<<5と,6ビット左シフトデータCr<<
6と,8ビット左シフトデータCr<<8とを加算して
求まる。ここで、補数変換用のプラス1は、シフトデー
タCr<<5の最下位ビットを1とすることで実現でき
る。
【0016】また、加算回路11は反転色差BCrと5
ビット左シフトデータCr<<5とを加算し、その加算
結果を加算回路A12に入力する。加算回路12の他方
の入力には6ビット左シフトデータCr<<6を入力
し、加算結果を加算回路13に供給する。加算回路13
は、さらに8ビット左シフトデータCr<<8の供給を
受け加算回路12の加算結果と加算して積MCrを加算
回路14に出力する。加算回路14は積MCrと輝度Y
との供給を受けこれら積MCrと輝度Yとを加算してデ
ータR=(Y+Cr×1.371)を生成する。
【0017】次に、B変換部2の動作を説明すると、R
変換部1と同様にハードウェア削減のため、次のように
乗数B110111011を分割して乗算結果を求め
る。 B1.10111011={B100000000+B
1000000+B1110000+(B111)} 1項目は色差Cbの8ビト左シフト値Cb<<8、2項
目目は6ビット左シフト値Cb<<6、3項目は4項目
目の計算結果の4ビット左シフト値として求める。ま
た、4項目は補数を用いB1000より1を減算して求
める。
【0018】したがって、Cb×1.732の乗算は、
被乗数Cbの反転値である反転BCbと補数変換時の加
算用の1と、Cbの3ビット左シフトデータCb<<3
と、さらにCbと+1とCb<<3との加算結果の4ビ
ット左シフトデータCb’<<4と、Cbの8ビット左
シフトデータCb<<8と,9ビット左シフトデータC
b<<9とを加算して求める。ここで、補数変換時のC
bの加算用の1は3ビット左シフトデータCb<<3の
最下位ビットを1とすることで実現できる。
【0019】図5を参照すると、加算回路21は反転B
CbとCb<<3を加算しその加算結果を加算回路22
に供給する。加算回路22は、他方の入力に加算回路2
1の加算結果の4ビット左シフトデータCb’<<4の
供給を受け両入力を加算し、加算結果を加算回路23に
供給する。加算回路23はこの加算回路22の出力と、
他方の入力にCbの8ビット左シフトデータCb<<8
との供給を受け両者を加算し、加算結果を加算回路24
に供給する。加算回路24は加算回路22の加算結果と
Cb<<9との供給を受け両者を加算し加算結果である
積MCbを加算回路25に供給する。加算回路25は積
MCbと、輝度Yとの供給を受けこれら両者を加算しデ
ータB=(Y+Cr×1.371)を出力する。
【0020】次に、G変換部3の動作を説明すると、R
変換部1,B変換部2と同様にハードウェア削減のた
め、次のようにCr,Cbの各々の乗数B010110
01011,B00101011を分割して乗算結果を
求める。
【0021】まず、Crの乗数の処理について説明する
と、Crの上記乗数を、(B1011000000+B
1011)に分割しこれら分割値より乗算結果を求め
る。1項目は、2項目の計算結果を6ビット左シフトし
て得られ、また、2項目のB1011は、(B1000
+B100−1)より得られる。同様に、減算は補数変
換し加算回路で対処する。
【0022】したがって、Cr×0.698の乗算は、
被乗数Crの反転値反転BCrと補数変換時の加算用の
1とCr<<2とCr<<3との加算結果Cr’を求
め、加算結果Cr’と、このCr’の6ビット左シフト
データCr’<<6とを加算することにより積NCrを
求める。
【0023】次に、Cbの乗数の処理について説明する
と、Cbの上記乗数を、(B101011+B1000
+B100−1)に分割しこれら分割値より乗算結果を
求める。被乗数Cbの8ビット左シフトデータCb<<
8と、9ビット左シフトデータCr<<9との加算によ
り求める。同様に、減算は補数変換し加算回路で対処す
る。
【0024】したがって、Cb×0.336の乗算は、
被乗数Cbの反転値反転BCbと補数変換時の加算用の
1とCb<<2とCb<<3とCb<<5との加算結果
である積NCbを求める。
【0025】これら積NCr,NCbの加算結果である
積NCの補数BNCを求め、この補数BNCと輝度Yと
の加算よりデータGを生成する。
【0026】図5を参照すると、加算回路34は反転B
CrとCr<<2とを加算し加算結果を加算回路35に
供給する。加算回路35はこの加算結果にCr<<3を
加算し加算結果Cr’を加算回路36に供給する。加算
回路36はCr’とこのCr’6ビット左シフトデータ
Cr’<<6とを加算し積NCrを生成し加算回路37
に供給する。
【0027】一方、Cb側の加算回路31は反転BCb
とCb<<2とを加算し加算結果を加算回路32に供給
する。加算回路32はこの加算結果にCb<<3を加算
し加算結果を加算回路33に供給する。加算回路33は
この加算結果にCb<<5を加算し積NCbを生成し加
算回路37に供給する。
【0028】加算回路37は、積NCb,NCrを加算
し積NCを算出しインバータI31に供給する。インバ
ータI31は積NCを反転し補数BNCを生成し、加算
回路38に供給する。加算回路38は補数BNCと輝度
Yとを加算しデータG=Y−(0.698×Cr+0.
336×Cb)を出力する。
【0029】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の画像処
理装置および画像処理方法は、輝度Yと色差Cr,Cb
よりR,B,Gの各データに変換する変換回路をそれぞ
れ全く独立に備えていたため、多数の加算回路を必要と
し回路規模が大きくなるという欠点があった。
【0030】また、加算回路の所要段数が5段となるた
め処理速度低下の要因となるという欠点があった。
【0031】
【課題を解決するための手段】本発明の画像処理装置
は、2進化乗数の各ビット値に対応して2進化被乗数で
ある入力データをビットシフトして累算する固定係数乗
算を用い第1の色差信号と第1の乗数との第1の積を生
成する第1の乗算手段を有し3原色を構成する赤に対応
するR色信号に変換する第1の変換手段と、第2の色差
信号と第2の乗数との第2の積を生成する第2の乗算手
段を有し前記3原色を構成する青に対応するB色信号に
変換する第2の変換手段と、前記第1の色差信号と第3
の乗数との第3の積および前記第2の色差信号と第4の
乗数との第4の積をそれぞれ生成する第3および第4の
乗算手段とを有し前記3原色を構成する緑に対応するG
色信号に変換する第3の変換手段とを備え、それぞれ2
進化した輝度信号と前記第1,第2の色差信号とから成
る第1の画像データを前記R,G,Bの各色信号から成
る第2の画像データに変換する画像処理装置において、
前記第3の乗算手段が、前記第1の積の前記第1および
第3の乗数の各々のビット列の共通部分である第1の部
分ビット列対応の第1の途中計算結果を第1の所定ビッ
ト数分シフトして前記第3の積を生成する第3の積生成
手段を備え、前記第4の乗算手段が、前記第2の積の前
記第2および第4の乗数の各々のビット列の共通部分で
ある第2の部分ビット列対応の第2の途中計算結果を第
2の所定ビット数分シフトして前記第4の積を生成する
第4の積生成手段を備えて構成されている。
【0032】本発明の画像処理方法は、2進化乗数の各
ビット値に対応して2進化被乗数である入力データをビ
ットシフトして累算する固定係数乗算を用い第1の色差
信号と第1の乗数との第1の積を生成して3原色を構成
する赤に対応するR色信号に変換し、第2の色差信号と
第2の乗数との第2の積を生成して前記3原色を構成す
る青に対応するB色信号に変換し、前記第1の色差信号
と第3の乗数との第3の積および前記第2の色差信号と
第4の乗数との第4の積をそれぞれ生成して前記3原色
を構成する緑に対応するG色信号に変換することによ
り、それぞれ2進化した輝度信号と前記第1,第2の色
差信号とから成る第1の画像データを前記R,G,Bの
色信号から成る第2の画像データに変換する画像処理
方法において、前記第1および第3の乗数の各々のビッ
ト列を構成する共通のビット列である第1の部分ビット
列を抽出し、前記第1の積の前記第1の部分ビット列対
応の計算結果の部分ビット列である第1の途中計算結果
を第1の所定ビット数シフトして前記第3の積を生成
し、前記第2および第4の乗数の各々のビット列を構成
する共通のビット列である第2の部分ビット列を抽出
し、前記第2の積の前記第2の部分ビット列対応の計算
結果の部分ビット列である第2の途中計算結果を第2の
所定ビット数シフトして前記第4の積を生成することを
特徴とするものである。
【0033】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態をブロ
ックで示す図1を参照すると、この図に示す本実施の形
態の画像処理装置は、輝度Yと色差Crとの供給を受け
データRを生成するR変換部4と、輝度Yと色差Cbと
の供給を受けデータBを生成するB変換部5と、輝度Y
とR変換部4の途中計算結果SRとB変換部5の途中計
算結果SBとの供給を受けデータGを生成するG変換部
6とを備える。
【0034】R変換部4は、反転色差BCrと色差Cr
の2ビット左シフトデータCr<<2の最下位ビットを
1としたデータCr<<2+1と、データCr<<3と
の供給を受け加算し途中計算結果SRを出力する3入力
の加算回路41と、計算結果SRと輝度Yとの供給を受
け加算してデータRを出力する2入力の加算回路42と
を備える。
【0035】B変換部5は、反転色差BCbと色差Cb
の2ビット左シフトデータCb<<2の最下位ビットを
1としたデータCb<<2+1と、データCb<<3と
の供給を受け加算し途中計算結果SBを出力する3入力
の加算回路51と、計算結果SBとデータCb<<4と
輝度Yとの供給を受け加算してデータBを出力する3入
力の加算回路52とを備える。
【0036】G変換部6は、R変換部4,B変換部5の
各々の途中計算結果SR,SBの各々の供給を受けそれ
ぞれ所要のシフト操作を行いそれぞれ部分積MR,MB
を生成する部分積生成回路71,72と、部分積MR,
MBを加算し部分積NRBを生成する2入力の加算回路
61と、部分積NRBを反転し反転部分積BNRBを生
成するインバータI61と、輝度Yと反転部分積BNR
Bとを加算しデータGを出力する2入力の加算回路62
とを備える。
【0037】次に、3入力の加算回路41,51,52
(説明の便宜上41で代表する)の構成をブロックで示
す図2を参照すると、この加算回路41は、全加算回路
411と、2入力の加算回路412とを備える。
【0038】全加算回路411は、3つの入力A1,A
2,A3に対し、和Sと桁上げCの2つを出力する。全
加算回路411のビット毎の入出力関係の真理値表を表
1に示す。
【0039】
【表1】
【0040】和Sは、入力A1,A2,A3の排他的論
理和であり、各ビット毎に論理を比較し3ビットとも1
の場合もしくはいずれか1ビットだけ1の場合に1とな
り、桁上がり無視した加算結果と同一結果を出力する。
桁上げCは、入力A1,A2の論理積、または入力A
2,A3の論理積、または入力A1,A3の論理積の論
理和である。これは、入力信号A1〜A3の各ビット毎
に比較し2つ以上のビットが1の場合に1となり、桁上
げビットを表す。したがって、全加算回路は、3入力の
加算論理部すなわち和と桁上げ部とを個別に求めたもの
であり、後段に和Sと桁上げCの1ビット左シフトデー
タとを加算することにより、3入力の加算回路を構成で
きる。3入力加算のための通常の2つの2入力加算回路
の縦続接続との相違点は、上位ビットへの桁上げ伝播動
作がないため、極めて高速処理が可能なことであり、ほ
ぼ半分の時間で処理できる。さらに、排他的論理和と論
理積と論理和の各論理ゲートのみで構成できるのでハー
ドウェア規模も小さくなる。
【0041】次に、本実施の形態の動作について説明す
ると、まず、本実施の形態の基本作用はデータRおよび
データBの各々の生成用の色差Cr,Cbの各々の乗数
の2進近似の部分ビット列を用いてデータGの生成用の
色差Cr,Cbの乗数の2進近似を表すことができるよ
うに適当に選ぶことにより、これらデータR,Bの各々
の色差Cr,Cbのそれぞれの乗数の部分ビット列対応
の固定係数乗算をデータGの色差Cr,Cbの各々の乗
算の計算に流用するものである。
【0042】本実施の形態では、後述する方法により色
差Cr,Cbの各々の乗数である2進ビット列の上記部
分ビット列としてそれぞれ共通の2進数1011を選
ぶ。データR,B,Gを求めるための乗算係数を次のよ
うな2進近似をとる。
【0043】 R変換用Crの乗数:B1.011 (1.375) B変換用Cbの乗数:B1.1011 (1.6875) G変換用Crの乗数:B0.1011 (0.6875) G変換用Cbの乗数:B0.01011 (.34375) 元データに対するR変換用Crの乗数の誤差は、(1.
375−1.371)/1.371=0.3%である。
同様に、B変換用Cb,G変換用Cr,Cbの各々の乗
数の誤差はそれぞれ(1.6875−1.731)/
1.731=2.5%,(0.6875−0.698)
/0.698=1.5%,(0.34375−0.33
6)/0.336=2.3%となる。このように、全て
3%以内の誤差範囲に収まり、視覚的には原画との差異
はわからない程度となる。
【0044】以上の乗数を使用することにより、R変換
時のCr乗算(Cr×1.375)の結果の1ビット右
シフトによりG変換用Crの乗数の計算結果すなわち部
分積MRを得ることができ、また、B変換時のCb乗算
結果の部分ビット列B1011における途中計算結果の
2ビット右シフトによりG変換用Cbの乗数の部分積M
Bを得ることができる。
【0045】上述のように、本発明では、各シフトデー
タを累算して部分積を求める固定係数乗数を用いてい
る。したがって、乗数のビット列中の’1’は1つの加
算データの存在を示し、2つの乗数に共通の部分ビット
列が存在すれば一方の乗数の上記部分ビット列の加算結
果すなわち部分積の他方の乗数への流用が可能となる。
これにより、他方の乗数対応の加算演算を省略できる。
【0046】部分ビット列の選出処理をフローチャート
で示す図3を参照して部分ビット列の選出方法について
説明すると、まず部分ビット列の候補である候補ビット
列Uを入力し(ステップS1)、第1,第2の各々の2
進化乗数ビット列に含まれる候補ビット列の数N,Mを
それぞれカウントする(ステップS2,S3)。また候
補ビット列Uに含まれる’1’の数Lをカウントする
(ステップS4)。次に、数N,Mを加算し全体の候補
ビット列の数N+Mを求める(ステップS5)。次に、
候補ビット列を用いたときの第1,第2の各々の2進化
乗数ビット列の内の’1’の表現個数すなわち乗算結果
Pを求める(ステップS6)。次に、各候補ビット列の
乗算結果Pが最大値となる候補ビット列を検出して部分
ビット列として出力する(ステップS6)。
【0047】これにより、R変換用とG変換用の各々の
Crの2進化乗数ビット列B101011111,B0
1011001011について候補ビット列U,加算結
果N+M,’1’の数L,および乗算結果Pの各々を表
2に、B変換用とG変換用の各々のCbの2進化乗数ビ
ット列B110111011,B00101011につ
いて候補ビット列U,加算結果N+M,’1’の数L,
および乗算結果Pの各々を表3にそれぞれ示す。
【0048】
【表2】
【0049】
【表3】
【0050】表2,表3を参照すると、Cr,Cbのい
ずれの場合にも候補ビットUのうち、乗算結果Pが最大
値9となる候補ビット列B1011を部分ビット列とし
て選択する。
【0051】次に、図1および図2を参照して本実施の
形態の動作について説明すると、まず、入力データは本
来は8ビットであり0〜255までを表現するるが、こ
こでは説明の便宜上、入力データを6ビットとししたが
って0〜63の範囲を表現するものとする。また、四捨
五入の代りに小数点以下を切り捨てる。
【0052】入力データとして、Crを10(B001
010)、Cbを19(B010011)、Yを25
(B011001)とそれぞれ設定する。
【0053】R変換部4の加算回路41は、データ反転
色差BCr(B111110101)と、データCr<
<2(B101にB000101001)と、データC
r<<3(B001010000)とを入力する。真理
値表表1より、加算回路41の全加算回路411の出力
和SはB110001100に、桁上げCは桁上げビッ
トのみ1となるのでB001110001となる。ま
た、桁上げCは桁上げビットを表すので1ビット左シフ
トしたデータB011100010を加算回路412に
入力する。したがって、加算回路412すなわち加算回
路41の出力は、これらB110001100とデータ
SR(B011100010)の加算値B001101
110すなわち途中計算結果SRの上位6ビットで切り
捨てたB001101すなわち13を乗算結果として出
力する。次に、加算回路42は、輝度Y(25)と色差
Crの乗算結果(13)を入力して、両者の加算結果の
38をデータRとして出力する。
【0054】上述の変換式よりデータRの理論値RTを
計算すると、RT=25+1.375×10=38.3
75であり、小数点以下を切り捨てると、上述のRと同
一の38となる。
【0055】次に、B変換部5の加算回路51は、デー
タ反転BCb(B111101100)と、データCb
<<2(B001001100)を、データCb<<3
(B010011000)とを入力する。この加算回路
51の全加算回路511は同様に表1より、和S(B1
00111000),桁上げCの1ビット左シフトデー
タ(B110011000)を加算回路512に入力
し、加算回路51の加算結果すなわち途中計算結果SB
(B011010000)を生成する。
【0056】次に、加算回路52は、途中計算結果SB
を1ビット右シフトしたデータB0011010000
とデータCb<<4(B0100110000)と輝度
Y(B0110010000)とを入力する。加算回路
52の全加算回路521は、和S(B00011100
00)と1ビット左シフト桁上げC(B1100100
100)とを出力し、加算回路521すなわち加算回路
52の出力はこれら両者の加算結果のB1110010
000となり、上位6ビットで切り捨てたB11100
1すなわち57をデータBとして出力する。
【0057】上記変換式より、データBの理論値BTは
25+.732×19=57.908であり、小数点以
下を切り捨てると、上述のデータBと同一の57とな
る。
【0058】次に、G変換部6の部分積生成回路71
は、加算回路41の出力である途中計算結果SR(B0
01101110)を1ビット右シフトして部分積MR
(B0001101110)を生成し、加算回路61に
供給する。部分積生成回路72は、加算回路51の出力
である途中計算結果SBを2ビット右シフトして部分積
MB(B0001101110)を加算回路61に供給
する。加算回路61はこれら部分積MR,MBを加算し
加算結果MRB(B0011011110)を得る。こ
の加算結果MRBはインバータI61でビット反転され
反転加算結果BMRB(B1100100001)を生
成する。加算回路62は、反転加算結果BMRBの上位
6ビットB110010と輝度Y(B011001)と
補数変換時の加算用の1とを入力して、加算結果である
B001011すなわち11を、データGとして出力す
る。
【0059】上記変換式より、データGの理論値GTは
25−0.6875×10−0.34375×19=1
1.59375であり、小数点以下を切り捨てると、上
述のデータGと同一の11となる。
【0060】これにより、2入力加算回路の所要数を従
来の17個に対し本実施の形態では6個に削減できる。
また、加算回路の最大縦続段数が従来の5段に対し3段
に低減できる。これはハードウェア規模を40%に縮小
することに相当する。さらに、処理時間を従来の60%
に低減できる。
【0061】次に、本発明の第2の実施の形態を図1と
共通の構成要素は共通の文字を付して同様にブロックで
示す図4を参照すると、この図に示す本実施の形態の上
述の第1の実施の形態との相違点は、B変換部5の代り
に輝度Yと加算回路52の出力とを加算してデータBを
生成する2入力の加算回路53を備えるB変換部5A
と、G変換部6の代りにR変換部4の途中計算結果SR
の供給に応答してこのSRの所定のシフト操作データで
ある部分積SR1,SR2を生成する部分積生成部73
と部分積SR1,SR2の加算を行う加算回路63と加
算回路63の加算結果とB変換部5Aの途中計算結果S
BとデータCb<<5との加算を行う3入力の加算回路
64とを備えるG変換部6Aとを備えることである。
【0062】本実施の形態では、データR,B,Gを求
めるための乗算係数を次のような2進近似をとる。
【0063】 R変換用Crの乗数:B1.011 (1.375) B変換用Cbの乗数:B1.10111011 (1.730) G変換用Crの乗数:B0.1011001011(0.698) G変換用Cbの乗数:B0.0101011 (0.336) この場合、元データに対するR変換用Crの乗数の誤差
は、(1.375−1.371)=0.3%であり、他
の乗数に対する誤差は生じない。
【0064】以上の乗数を使用することにより、B変換
用Cbの乗数は、Cbのビット列B1011の乗算結果
の1ビット右シフトデータと上記ビット列B1011の
乗算結果の5ビット右シフトデータとデータCbとの加
算によりデータBを算出できる。また、R変換時のCr
乗算(Cr×1.375)の結果の1ビット右シフトデ
ータと7ビット右シフトデータとの加算によりG変換用
Crの乗数の途中計算結果を得ることができ、また、B
変換時のCb乗算結果の部分ビット列B1011におけ
る途中計算結果の4ビット右シフトデータとCbの2ビ
ット右シフトデータとの加算によりデータGを算出でき
る。
【0065】図4を参照して本実施の形態の動作を説明
すると、R変換部4は上述の第1の実施の形態と同一の
動作を行い、反転色差BCrと色差Crの2ビット左シ
フトデータCr<<2の最下位ビットを1としたデータ
Cr<<2+1と、データCr<<3と輝度Yとの供給
を受け加算し途中計算結果SRとデータRを出力する。
【0066】B変換部5Aの加算回路51は、同様に反
転色差BCbと色差Cbの2ビット左シフトデータCb
<<2の最下位ビットを1としたデータCb<<2+1
とデータCb<<3との供給を受け加算し加算結果であ
る途中計算結果SBを出力する。加算回路52は途中計
算結果SBおよびその結果SBの4ビット左シフトデー
タSB1と入力データCb<<8との加算を行い加算結
果を加算回路53に供給する。加算回路53は、加算回
路52の加算結果と輝度Yとの供給を受け加算してデー
タBを出力する。
【0067】G変換部6Aの部分積生成回路73は、加
算回路からの途中計算結果SRの供給を受けこの結果S
Rの1ビット左シフトデータである部分積SR1と7ビ
ット左シフトデータである部分積SR2とを生成して加
算回路63に供給する。加算回路63は、部分積SR
1,SR2を加算し加算結果を加算回路64に供給す
る。加算回路64は加算回路63の加算結果と加算回路
51からの途中計算結果SBと入力データCb<<5と
の供給に応答してこれらを加算し加算結果である部分積
MRBを生成してインバータI61に供給する。以下第
1の実施の形態と同様に加算回路62は反転積BMRB
と輝度Yとを加算しデータGを出力する。
【0068】入力データとして、Crを6(B0001
10)、Cbを9(B001001)とYを21(B0
10101)とすると、上述の第1の実施の形態と同様
の演算により、R=29,B=36,G=14の各々が
得られる。
【0069】これにより、2入力加算回路の所要数を8
個に削減できる。また、加算回路の最大縦続段数を4段
に低減できる。これはハードウェア規模を50%に縮小
することに相当する。さらに、処理時間を従来の80%
に低減できる。
【0070】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の画像処理
装置および画像処理方法は、G変換部が、R,G各Cr
の乗数の共通の第1の部分ビット列対応の第1の途中
算結果から第3の積を生成する第3の積生成手段と、
B,G各Cbの乗数の共通の第2の部分ビット列対応の
第2の途中計算結果から第4の積を生成する第4の積生
成手段とを備え、Rデータ変換用の色差Crの固定係数
乗算の途中計算データとBデータ変換用の色差Cbの固
定係数乗算の途中計算データとをGデータの変換計算に
流用することにより、2入力加算回路が従来17個であ
ったのに対し、第1の実施例では6個に減り、また、本
第2の実施例では8個に減る。また、従来例に挙げた回
路に対して、加算回路の最大段数5段あったのに対し、
第1の実施例では最大3段、第2の実施例では4段とな
る。2入力加算回路の所要数を大幅に低減できることに
より回路規模の大幅な縮小が可能となるとともに、加算
回路の縦続段数を低減することにより処理時間を短縮で
きるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の画像処理装置の第1の実施の形態を示
すブロック図である。
【図2】図1の3入力の加算回路の構成を示すブロック
図である。
【図3】本実施の形態の画像処理方法の部分ビット列の
選出処理を示すフローチャートである。
【図4】本発明の画像処理装置の第2の実施の形態を示
すブロック図である。
【図5】従来の画像処理装置の一例を示すブロック図で
ある。
【符号の説明】
1,4 R変換部 2,5,5A B変換部 3,6,6A G変換部 11〜14,21〜25,31〜38,41,42,5
1〜53,61〜64,52A,412 加算回路 71〜73 部分積生成回路 411 全加算回路 I31,I61 インバータ

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 2進化乗数の各ビット値に対応して2進
    化被乗数である入力データをビットシフトして累算する
    固定係数乗算を用い第1の色差信号と第1の乗数との第
    1の積を生成する第1の乗算手段を有し3原色を構成す
    る赤に対応するR色信号に変換する第1の変換手段と、
    第2の色差信号と第2の乗数との第2の積を生成する第
    2の乗算手段を有し前記3原色を構成する青に対応する
    色信号に変換する第2の変換手段と、前記第1の色差
    信号と第3の乗数との第3の積および前記第2の色差信
    号と第4の乗数との第4の積をそれぞれ生成する第3お
    よび第4の乗算手段とを有し前記3原色を構成する緑に
    対応するG色信号に変換する第3の変換手段とを備え、
    それぞれ2進化した輝度信号と前記第1,第2の色差信
    号とから成る第1の画像データを前記R,G,Bの各
    信号から成る第2の画像データに変換する画像処理装置
    において、 前記第3の乗算手段が、前記第1の積の前記第1および
    第3の乗数の各々のビット列の共通部分である第1の部
    分ビット列対応の第1の途中計算結果を第1の所定ビッ
    ト数分シフトして前記第3の積を生成する第3の積生成
    手段を備え、 前記第4の乗算手段が、前記第2の積の前記第2および
    第4の乗数の各々のビット列の共通部分である第2の部
    分ビット列対応の第2の途中計算結果を第2の所定ビッ
    ト数分シフトして前記第4の積を生成する第4の積生成
    手段を備えることを特徴とする画像処理装置。
  2. 【請求項2】 前記第1および第2の乗算手段の各々
    が、第1〜第3の入力データの供給に応答して前記第1
    〜第3の入力の排他的論理和である和データと前記第
    1,第2の入力,前記第2,第3の入力および前記第
    1,第3の入力の各々の論理積の論理和である桁上げデ
    ータとを出力する全加算回路と、 前記和データと桁上げデータとを加算する加算回路とを
    備えることを特徴とする請求項1記載の画像処理装置。
  3. 【請求項3】 2進化乗数の各ビット値に対応して2進
    化被乗数である入力データをビットシフトして累算する
    固定係数乗算を用い第1の色差信号と第1の乗数との第
    1の積を生成して3原色を構成する赤に対応するR色信
    号に変換し、第2の色差信号と第2の乗数との第2の積
    を生成して前記3原色を構成する青に 対応するB色信号
    に変換し、前記第1の色差信号と第3の乗数との第3の
    積および前記第2の色差信号と第4の乗数との第4の積
    をそれぞれ生成して前記3原色を構成する緑に対応する
    色信号に変換することにより、それぞれ2進化した輝
    度信号と前記第1,第2の色差信号とから成る第1の画
    像データを前記R,G,Bの各色信号から成る第2の画
    像データに変換する画像処理方法において、 前記第1および第3の乗数の各々のビット列を構成する
    共通のビット列である第1の部分ビット列を抽出し、前
    記第1の積の前記第1の部分ビット列対応の計算結果の
    部分ビット列である第1の途中計算結果を第1の所定ビ
    ット数シフトして前記第3の積を生成し、 前記第2および第4の乗数の各々のビット列を構成する
    共通のビット列である第2の部分ビット列を抽出し、前
    記第2の積の前記第2の部分ビット列対応の計算結果の
    部分ビット列である第2の途中計算結果を第2の所定ビ
    ット数シフトして前記第4の積を生成することを特徴と
    する画像処理方法。
  4. 【請求項4】 前記第1および第2の部分ビット列の
    々の抽出方法が、 部分ビット列の候補である候補ビット列を入力するステ
    ップと、 第1,第2の2進化乗数ビット列にそれぞれ含まれる前
    記候補ビット列の第1,第2の数をカウントするステッ
    プと、 前記候補ビット列に含まれる’1’の数である第3の数
    をカウントするステップと、 前記第1,第2の数の加算値を算出するステップと、 前記候補ビット列を用いたときの前記第1,第2の2進
    化乗数ビット列の内の’1’の表現個数である乗算結果
    を求めるステップと、 前記候補ビット列対応の前記乗算結果が最大値となる最
    大候補ビット列を検出しこの最大候補ビット列を前記第
    1,第2の部分ビット列として出力するステップとを含
    むことを特徴とする請求項3記載の画像処理方法。
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