JP3081424B2 - 映像信号処理方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は映像信号処理方法に関
し、更に詳しく言えば、ビデオカメラなどの撮像部に用
いられる、色差信号などの色成分を表す信号を処理する
方法の改善に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、ビデオカメラなどの撮像部とし
て用いられるカラーＣＣＤ（Charge Coupled Device ）
の受光部には、色を検出するためのカラーフィルタが装
着されている。例えば、２色のフィルタ（Ｙｅ〔黄〕，
Ｃｙ〔シアン〕）及びそれらを重ね合わせて得られる色
のフィルタ（Ｙｅ，Ｃｙの場合にはＧ〔緑〕）の合計３
色のフィルターを用いて、色を検出している（図９）。
この３色のフィルタの色検出感度は一律ではなく、２枚
重ねされているＧのフィルタの透過率が最も低いので、
その色検出感度も最も低くなる。

【０００３】ところで、近年、アナログシステムを用い
たＣＣＤカメラから、調整が容易なデジタルシステムを
用いたＣＣＤカメラへの移行が進められており、以下
で、こうしたカラーＣＣＤを用いるときの画像信号につ
いての、ディジタルシステムにおける映像信号処理につ
いて説明する。まず最初にホワイトバランスについて述
べる。ホワイトバランスとは、ＣＣＤに白色光が照射さ
れたときに、Ｙｅ、Ｃｙ、Ｇのフィルタを介して検出さ
れるＲ、Ｇ、Ｂの信号のレベルを均一にするものであっ
て、これによって白色の被写体が白色として表されるこ
とになり、正常な色彩の画像が得られる。従って、この
ホワイトバランスを実現するように、各色成分の出力レ
ベルに適当なゲインをかける処理が必要になる。

【０００４】その具体的な例を以下で示す。図１０〜図
１４のグラフは、Ｙｅ，Ｇ，Ｃｙの３色のフィルターに
ついてのＣＣＤからの出力電圧のレベルを示すグラフで
ある。図１０〜図１４でＳＬは、ＣＣＤの出力レベルの
飽和値を示し〔以下ＣＣＤ飽和レベルと称する〕、これ
以上の照度に対応する光が照射されても、ＣＣＤ出力レ
ベルはこれ以上にはなりえないという限界値である。な
お、ここで、Ｙｅ＝Ｒ＋Ｇであって、Ｃｙ＝Ｒ＋Ｇなの
で、 Ｒ＝Ｙｅ−Ｇ Ｂ＝Ｃｙ−Ｇ で、それぞれ得ることができる。

【０００５】ある色温度での白色光を撮像したときのＣ
ＣＤの出力レベルが図１０に示すようになったとする。
Ｙｅのフィルタに対応する信号に含まれるＲ成分、Ｇの
フィルタに対応する信号のＧ成分，Ｃｙのフィルターに
対応する信号に含まれるＢ成分の比が、 Ｒ：Ｇ：Ｂ＝２：４：１ とすると、これらの成分が同一になるようにするために
は、Ｒ成分に２をかけ、Ｇ成分には１をかけ、Ｂ成分に
は４をかければよいので、各成分にかけるべきゲインＲ
ｇ，Ｇｇ，Ｂｇの比は、 Ｒｇ：Ｇｇ：Ｂｇ＝２：１：４ となる。これらのＲｇ，Ｇｇ，Ｂｇを以下でホワイトバ
ランスゲインデータ（ＷＧ）と称する。

【０００６】以下で、高輝度の被写体を撮像したとき
に、映像信号のホワイトバランスが崩れて生じる高輝度
擬信号、所謂ハイライトグリーンなる現象について説明
する。ある色温度において、白色光を照射したときのＣ
ＣＤの出力レベルが、図１１のようであってＲ成分、Ｇ
成分、Ｂ成分の比が、 Ｒ：Ｇ：Ｂ＝２：４：１ であって、ホワイトバランスゲインの比が、 Ｒｇ：Ｇｇ：Ｂｇ＝２：１：４ であったとする。この状態から、照度のみが２倍になっ
た状態を示すのが図１２である。この状態でＹｅの出力
レベルがＣＣＤ飽和レベル（ＳＬ）に丁度達していると
すると、ほかの出力レベルはまだＣＣＤ飽和レベル（Ｓ
Ｌ）に達していないので、Ｒ成分，Ｇ成分，Ｂ成分の比
は、 Ｒ：Ｇ：Ｂ＝２：４：１ に保たれており、 Ｒｇ：Ｇｇ：Ｂｇ＝２：１：４ なる比のホワイトバランスゲインをかけることによって
白色を表す出力信号が得られる。しかし、図１１の状態
から照度のみが３倍になり、図１３に示すように、全て
のカラーフィルタの出力信号がＣＣＤ飽和レベル（Ｓ
Ｌ）を越えたとすると、（Ｙｅ−Ｇ）又は（Ｃｙ−Ｇ）
で表されるＲ成分，Ｂ成分が全く出なくなり、Ｇ成分の
信号のみが出てしまう。この結果、画像表示上に、輝度
が上がると白色光が緑色に着色されてしまうという現象
が生じる。これをハイライトグリーンと称する。このよ
うなハイライトグリーンを抑止すべき方法として、Ｙ
ｅ、Ｇ、Ｃｙの各信号の平均値であるＹＬ＝（Ｙｅ＋Ｇ
＋Ｃｙ）／３〔以下これを低域輝度信号と称する〕を検
知し、この低域輝度信号（ＹＬ）がある一定レベル〔以
下このレベルを抑圧レベル（ＨＬ）と称する〕を超えた
ときには色成分をカットするというような方法が採られ
ている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来例
に係る映像信号処理方法によると、抑圧レベルを低めの
一定値に設定することによって対応していたので、図１
４に示すように、全ての色成分がＣＣＤ飽和レベル（Ｓ
Ｌ）に達しておらず、正確な色が表現できる状態にある
にもかかわらず低域輝度信号（ＹＬ）が抑圧レベル（Ｈ
Ｌ）を超えていれば、色成分がカットされてしまう。こ
のため、本来表現できていたはずの色までカットしてし
まい、色情報が有効に活用されずに、画面の色表示が有
効でないという問題が生じていた。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は上記従来の欠点
に鑑み成されたもので、複数の色を組み合わせたカラー
フィルタが装着された撮像素子から出力される映像信号
に対し、前記映像信号の基本色成分のそれぞれに乗算し
て各成分の相互バランスを調整するホワイトバランスゲ
インに基づいて、前記カラーフィルタの各色に対応する
成分ごとにそれぞれの抑圧レベルを設定し、前記抑圧レ
ベルに応じて前記映像信号の色成分を抑圧することで、
映像情報をより有効に活用することが可能になる映像信
号処理方法を提供するものである。

【０００９】

【作 用】本発明に係る映像信号処理方法によれば、図
１に示すように、ステップＰ１１で、カラーフィルタが
装着された撮像素子から出力される映像信号のカラーフ
ィルタの各色に対応する成分ごとにそれぞれの抑圧レベ
ルを設定し、ステップＰ１２で、抑圧レベルに基づいて
映像信号の色成分を抑圧している。

【００１０】このため、ホワイトバランスを適正な状態
に維持しつつ、かつ映像信号の状態に応じて抑圧レベル
を各色ごとに設定し、この抑圧レベルに応じて画像信号
の色成分を抑圧することにより、例えば、全ての色成分
がＣＣＤ飽和レベル（ＳＬ）に達しておらず、正確な色
が表現できる状態においては、各色ごとに設定された抑
圧レベルに基づいて信号の色成分をカットしないように
することが可能になるなど、画像信号の状態に応じて柔
軟に対応することで、従来無駄にしていた色成分を活用
することができる。従って、従来に比して画像信号の色
成分の有効な活用が可能となり、より多彩な画面の色表
示を行うことが可能になる。

【００１１】

【実施例】以下に本発明の実施例に係る映像信号処理方
法について図面を参照しながら説明する。 １．映像信号処理方法 まず、図２のフローチャートのステップＰ１でＲ〔赤〕
に乗算するホワイトバランスゲイン（Ｒｇ）、Ｇ〔緑〕
に乗算するホワイトバランスゲイン（Ｇｇ）及びＢ
〔青〕に乗算するホワイトバランスゲイン（Ｂｇ）を求
める。これらのホワイトバランスゲインの算出は、各色
成分Ｒ〔赤〕、Ｇ〔緑〕及びＢ〔青〕から得られる色差
信号〔Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙ〕の一画面単位の積分値を所定値
に近付けるようにするフィードバック制御により行われ
る。ステップＰ２で、ＲｇとＢｇとの比較処理をし、Ｒ
ｇ＜ＢｇのときにはステップＰ３に移行し、Ｒｇ＞Ｂｇ
のときにはステップＰ５に移行する。なお、このときＲ
ｇ＜Ｂｇのときは、Ｒにかけるホワイトバランスゲイン
（Ｒｇ）が小さいので画像信号としてはＲの成分が強い
ことになり、Ｒｇ＞ＢｇのときにはＢ〔青〕にかけるホ
ワイトバランスゲイン（Ｂｇ）が小さいのでＢの成分が
強いことになる。

【００１２】ステップＰ３では、Ｒｇに基づいて、 Ｇlim1＝ＳＬ・｛Ｒｇ／（１＋Ｒｇ）｝ なる式で、Ｒ成分が強いときのＧ〔緑〕の抑圧レベル
（Ｇlim1）を求める。ここで、ＳＬはＣＣＤの飽和出力
レベルである。次にステップＰ４で、Ｇの抑圧レベル
（Ｇlim1）に基づいて、 Ｙｅlim1＝ＳＬ Ｃｙlim1＝Ｇlim1 ・｛（１＋Ｂｇ）／Ｂｇ｝ なる式によってＲ成分が強いときのＹｅ〔黄〕の抑圧レ
ベル（Ｙｅlim1），Ｃｙ〔シアン〕の抑圧レベル（Ｃｙ
lim1）を求める。

【００１３】一方、ステップＰ５では、Ｂｇに基づい
て、 Ｇlim2＝ＳＬ・｛Ｂｇ／（１＋Ｂｇ）｝ なる式で、Ｂ成分が強いときのＧ〔緑〕の抑圧レベル
（Ｇlim2）を求める。次にステップＰ６で、抑圧レベル
（Ｇlim2）に基づいて Ｃｙlim2＝ＳＬ Ｙｅlim2＝Ｇlim2・｛（１＋Ｒｇ）／Ｒｇ｝ なる式によってＢ成分が強いときのＹｅ〔黄〕の抑圧レ
ベル（Ｙｅlim2）、Ｃｙ〔シアン〕の抑圧レベル（Ｃｙ
lim2）を求める。

【００１４】次いで、ステップＰ７で抑圧レベル（Ｇli
m1、Ｙｅlim1、Ｃｙlim1）又は、（Ｇlim2、Ｙｅlim2、
Ｃｙlim2）に応じて画像信号の色成分を抑圧する。色成
分を抑圧する方法の詳細について、以下で図３，図４を
参照しながら説明する。その方法とは各色（Ｙｅ、Ｇ、
Ｃｙ）の信号から、〔Ｒ、Ｇ、Ｂ〕の成分をモニター
し、それぞれの値に対して得られる、色成分をカットす
る割合を示す値である色カットゲイン（ＣＣ）の中間値
をとり、この中間値に基づいて各色（Ｙｅ、Ｇ、Ｃｙ）
の色成分をカットする方法である。

【００１５】この方法ではまず、各色成分ごとに求めた
抑圧レベル（Ｙｅlim1、Ｇlim1、Ｃｙlim1）を、各色
（Ｙｅ、Ｇ、Ｃｙ）の出力レベルがどの程度超えている
かをモニターし、そのそれぞれに対して、〔Ｒ、Ｇ、
Ｂ〕の成分をどの程度カットすべきであるかを示す色カ
ットゲイン（ＣＣ）を各色について求める。例えば、各
色（Ｙｅ、Ｇ、Ｃｙ）の出力レベルがそれぞれに対応す
る抑圧レベル（Ｙｅlim1、Ｇlim1、Ｃｙlim1）を超過す
る分が一定値増す毎に１０％ずつ段階的に高くなるよう
に設定される。そこで、図３に示すように、抑圧レベル
Ｇlim1に対するＧ成分の超過分が第１の抑圧段階の範囲
にあり、他の成分が抑圧レベル以下の場合には、各々の
色カットゲイン（ＣＣ）がＹｅ＝０％，Ｇ＝１０％，Ｃ
ｙ＝０％となっている。次に、色カットゲイン（ＣＣ）
の中間の値を求め、その値に基づいて各色の色成分をカ
ットする。図３の場合では、それぞれ０％、１０％、０
％となっているので、この中間値として０％をとり、結
果的に各色（Ｙｅ、Ｇ、Ｃｙ）の色成分は全くカットさ
れないことになる。

【００１６】図４に、別の状態の出力レベルの例を示
す。この場合は、Ｙｅ成分が抑圧レベルＹｅlim1を大き
く超過し、Ｇ成分が抑圧レベルＧlim1を少し超過してお
り、色カットゲイン（ＣＣ）がそれぞれ、Ｙｅ成分に対
して１００％、Ｇ成分に対して５０％、Ｃｙ成分に対し
て０％に設定される。そこで、中間値として５０％をと
り、各色（Ｙｅ、Ｇ、Ｃｙ）の色成分を一律に５０％カ
ットすることになる。

【００１７】このように、各色の抑圧レベル（Ｇlim1、
Ｙｅlim1、Ｃｙlim1）から、それぞれの色カットゲイン
（ＣＣ）を求め、その中間値に応じて各色成分（Ｙｅ、
Ｇ、Ｃｙ）をカットすることにより、ホワイトバランス
を維持しつつ、よりきめ細かく色成分の抑圧ができるの
で、より一層映像情報に従う適正な表示画像を得ること
ができる。

【００１８】次にステップＰ８で終了確認処理を行い、
終了してもよいとき（Ｙｅｓ）は終了し、そうでないと
き（Ｎｏ）はステップＰ１に戻って上記処理を繰り返
す。以下で、なぜステップＰ３〜Ｐ６で述べたような抑
圧レベルを求めたかについて、２つの場合を説明する。 （１）Ｙｅ成分が大きく、ＣＣＤ飽和レベル（ＳＬ）に
いち早く達しそうな場合ホワイトバランスをとることが
できるＹｅ成分の最大値Ｙｅlim1は、それがＣＣＤ飽和
レベル（ＳＬ）に達したときであるから、 Ｙｅlim1＝ＳＬ で与えられる。ところで、一般に、ホワイトバランスを
調整する際には、Ｇ成分の値にその他の成分の値を合わ
せるように各色成分にホワイトバランスゲインをかける
ので、Ｒ成分について、 Ｒ・Ｒｇ＝Ｇ となる。ここで、Ｙｅ成分がＲ＋Ｇで表されることか
ら、 （Ｙｅ−Ｇ）・Ｒｇ＝Ｇ であり、従って、Ｇ成分は、 Ｇ＝Ｙｅ・Ｒｇ／（Ｒｇ＋１） と表される。このとき、Ｇ成分がとりうる最大値Ｇlim1
は、 Ｇlim1＝Ｙｅlim1・Ｒｇ／（Ｒｇ＋１） であり、Ｙｅ成分の最大値Ｙｅlim1がＣＣＤ飽和レベル
（ＳＬ）に一致することから、 Ｇlim1＝ＳＬ・Ｒｇ／（Ｒｇ＋１） にて求められる。

【００１９】また、Ｂ成分についても、 Ｂ・Ｂｇ＝Ｇ となり、Ｃｙ成分がＢ＋Ｇで表されることから、 （Ｃｙ−Ｇ）・Ｂｇ＝Ｇ である。従って、Ｃｙ成分は、 Ｃｙ＝Ｇ＋（Ｇ／Ｂｇ） ＝Ｇ・（Ｂｇ＋１）／Ｂｇ と表され、Ｃｙ成分がとりうる最大値Ｃｙlim1は、最大
値Ｇlim1を用いて、 Ｃｙlim1＝Ｇlim1・（Ｂｇ＋１）／Ｂｇ で与えられる。

【００２０】よって、Ｙｅ成分が強く、飽和レベルにい
ち早く達しそうな場合については、 Ｙｅlim1＝ＳＬ Ｇlim1＝ＳＬ・Ｒｇ／（Ｒｇ＋１） Ｃｙlim1＝Ｇlim1・（Ｂｇ＋１）／Ｂｇ なる３式で与えられる各抑圧レベル（Ｙｅlim1、Ｇlim
1、Ｃｙlim1）は、ホワイトバランスを維持しうるぎり
ぎりの最大値であって、必然的に求められる値である。 （２）Ｃｙ成分が大きく、ＣＣＤ飽和レベル（ＳＬ）に
いち早く達しそうな場合ホワイトバランスが適正と成り
得るＣｙレベルの最大値Ｃｙlim2は、 Ｃｙlim2＝ＳＬ で与えられる。ホワイトバランスを調整する際に、Ｇ成
分の値に他の成分の値を合わせるように各色成分にホワ
イトバランスゲインをかけるので、 Ｂ・Ｂｇ＝Ｇ となる。ここで、Ｃｙ成分がＢ＋Ｇで表されることか
ら、 （Ｃｙ−Ｇ）・Ｂｇ＝Ｇ であり、Ｇ成分は、 Ｇ＝Ｃｙ・Ｂｇ／（Ｂｇ＋１） と表される。このときＧのレベルがとりうる最大値Ｇli
m2は、 Ｇlim2＝Ｃｙlim2・Ｂｇ／（Ｂｇ＋１） であり、Ｃｙ成分の最大値Ｃｙlim2がＣＣＤ飽和レベル
（ＳＬ）に一致することから、 Ｇlim2＝ＳＬ・Ｂｇ／（Ｂｇ＋１） にて求められる。

【００２１】同様にして、Ｒ成分についても、 Ｒ・Ｒｇ＝Ｇ であり、Ｙｅ成分がＲ＋Ｇで表されることから、 （Ｙｅ−Ｇ）・Ｒｇ＝Ｇ である。従って、Ｙｅ成分は、 Ｙｅ＝Ｇ・（Ｒｇ＋１）／Ｒｇ と表され、Ｙｅ成分がとりうる最大値Ｙｅlim2は、Ｇli
m2を用いて、 Ｙｅlim2＝Ｇlim2・（Ｒｇ＋１）／Ｒｇ で与えられる。

【００２２】よって、Ｃｙ成分が強く、飽和レベルにい
ち早く達しそうな場合については、 Ｃｙlim2＝ＳＬ Ｇlim2＝ＳＬ・Ｂｇ／（Ｂｇ＋１） Ｙｅlim2＝Ｇlim2・（Ｒｇ＋１）／Ｒｇ なる３式で与えられる抑圧レベル（Ｙｅlim2、Ｇlim2、
Ｃｙlim2）は、「Ｙｅが強く、飽和レベルにいち早く達
しそうな場合」と同様にして、ホワイトバランスを崩さ
ない最大値であって、必然的に求められる値であること
がわかる。

【００２３】よって以上のような式によって求められた
抑圧レベルによれば、その抑圧レベル以下ではホワイト
バランスが適正にとれているはずであるから、ホワイト
バランスを維持しつつ、色成分を抑圧する際の基準にす
ることができる。以上説明したように、本発明の実施例
に係る映像信号処理方法によれば、画像の赤色成分が強
いときには、 Ｙｅlim1＝ＳＬ Ｇlim1＝ＳＬ・Ｒｇ／（１＋Ｒｇ） Ｃｙlim1＝Ｇlim1 ・（１＋Ｂｇ）／Ｂｇ なる式で抑圧レベル（Ｙｅlim1、Ｇlim1、Ｃｙlim1）を
求め、画像の青色成分が強いときには、 Ｃｙlim2＝ＳＬ Ｇlim2＝ＳＬ・Ｂｇ／（１＋Ｂｇ） Ｙｅlim2＝Ｇlim2・（１＋Ｒｇ）／Ｒｇ なる式で抑圧レベル（Ｙｅlim2、Ｇlim2、Ｃｙlim2）を
求め、各抑圧レベルに応じて各色の画像信号の色成分を
抑圧している。このため、ホワイトバランスを適正な状
態に維持できる各色成分の最大値となる抑圧レベル（Ｙ
ｅlim1、Ｇlim1、Ｃｙlim1）又は（Ｙｅlim2、Ｇlim2、
Ｃｙlim2）を各色ごとに求め、この抑圧レベル（Ｙｅli
m1、Ｇlim1、Ｃｙlim1）又は（Ｙｅlim2、Ｇlim2、Ｃｙ
lim2）に基づいて画像信号の色成分を抑圧することによ
り、例えば全ての色成分がＣＣＤ飽和レベル（ＳＬ）に
達しておらず、正確な色が表現できる状態においては、
各色ごとに設定された抑圧レベル（Ｙｅlim1、Ｇlim1、
Ｃｙlim1）又は（Ｙｅlim2、Ｇlim2、Ｃｙlim2）に基づ
いて信号の色成分をカットしないようにすることが可能
になり、従来に比して画像信号の色成分の有効活用が可
能になり、より多彩な画面の色表示を行うことが可能に
なる。 （２）映像信号処理方法を実施する回路 以下で、本実施例に係る映像信号処理方法において、上
記の図２のステップＰ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ５を実行する
回路、すなわちホワイトバランスゲイン〔Ｒｇ、Ｂｇ〕
に基づいてＧ成分の抑圧レベル（Ｇlim1、Ｇlim2）を求
める回路について図５〜図８を参照しながら説明する。

【００２４】図６に示す回路は、本実施例において、Ｃ
ＣＤの出力に所定の処理を施して得られる色成分〔Ｒ〕
にホワイトバランスゲインを乗算してホワイトバランス
を調整するための回路である。なお、この回路は各色成
分〔Ｒ、Ｇ、Ｂ〕について一つずつ設けられるが、その
構成、機能はほぼ同じである。ここでは、赤〔Ｒ〕の回
路のみを説明し、他の色成分については説明を省略す
る。

【００２５】上記回路は、図６に示すようにゲイン生成
回路（１）、乗算器（２）及び除算回路（３）からなる
回路であって、赤〔Ｒ〕の色に対応する６ビットの色デ
ータ（Ｒ）に、色差信号（Ｒ−Ｙ）に基づいて生成され
る６ビットのゲインデータ（ＢＧ）を乗算処理したのち
に除算処理して、ホワイトバランスがとれたホワイトバ
ランスデータ（ＷＤ）を算出して不図示の色差マトリク
ス回路に出力する回路である。

【００２６】ゲイン生成回路（１）はゲイン生成手段の
一実施例であって、ホワイトバランスコントロールブロ
ック（１Ａ）、７ビットアップダウンカウンタ（１Ｂ）
からなる。ホワイトバランスコントロールブロック（１
Ａ）は、積分回路などからなり、６ビットの色差信号
（Ｒ−Ｙ）に基づいて、１ビットのデータであるカウン
タ制御信号（ＵＤ）を生成し、７ビットアップダウンカ
ウンタ（１Ｂ）に出力するものである。なお、上記のカ
ウンタ制御信号（ＵＤ）は、積分回路によって生成され
た、色差信号（Ｒ−Ｙ）の一画面あたりでの積分値を、
所定の値に近づけるように生成されている。また、色差
信号（Ｒ−Ｙ）は当該回路の出力先である不図示の色差
マトリクス回路によって生成されているので、当該回路
→色差マトリクス回路→当該回路という経路でのフィー
ドバック回路が形成されていることになる。７ビットア
ップダウンカウンタ（１Ｂ）は、カウンタ制御信号（Ｕ
Ｄ）をカウントすることで７ビットのホワイトバランス
ゲインデータ（ＷＧ）を生成し、その上位２ビットを除
算回路（３）のセレクタコントロールブロック（３Ａ）
に出力し、下位５ビットを乗算器（２）に出力するもの
である。

【００２７】乗算器（２）は、乗算手段の一実施例であ
って、６ビットの色データ（Ｒ）と、ホワイトバランス
ゲインデータ（ＷＧ）の下位５ビットに、“１”を最上
位ビットとして付加した６ビットのゲインデータ（Ｂ
Ｇ）とを乗算処理したバランスゲインデータ（ＷＢ）を
セレクタ（３Ｂ）に出力するものである。除算回路
（３）は、除算手段の一実施例であって、セレクタコン
トロールブロック（３Ａ）とセレクタ（３Ｂ）からな
り、７ビットのホワイトバランスゲインデータ（ＷＧ）
の上位２ビットに基づいてバランスゲインデータ（Ｗ
Ｂ）を除算処理するものである。セレクタコントロール
ブロック（３Ａ）は、デコーダ回路であって、ホワイト
バランスゲインデータ（ＷＧ）の上位２ビットに基づい
て、セレクタ（３Ｂ）によるビットシフトの度合いを決
める内部制御信号（ＩＳ）をセレクタ（３Ｂ）に出力す
る回路である。セレクタ（３Ｂ）は、内部制御信号（Ｉ
Ｓ）に基づいて、バランスゲインデータ（ＷＢ）を何ビ
ットかビットシフトさせて、ホワイトバランスがとれた
ホワイトバランスデータ（ＷＤ）を算出して不図示の色
差マトリクス回路に出力する回路である。

【００２８】当該回路の動作は、まず、不図示の色差マ
トリクス回路から出力された色差信号（Ｒ−Ｙ）に基づ
いてホワイトバランスコントロールブロック（１Ａ）に
よって生成されたカウンタ制御信号（ＵＤ）が７ビット
アップダウンカウンタ（１Ｂ）に出力される。次に、カ
ウンタ制御信号（ＵＤ）によって７ビットアップダウン
カウンタ（１Ｂ）のカウンタ制御信号（ＵＤ）がカウン
トされることで７ビットのホワイトゲインデータデータ
（ＷＧ）が生成され、その上位２ビットがセレクタコン
トロールブロック（３Ａ）に出力されて、下位５ビット
が乗算器（２）に出力される。次いで、ホワイトバラン
スゲインデータ（ＷＧ）の下位５ビットに“１”の最上
位ビットが付加されたデータである〔３２〜６３〕まで
の範囲を有する６ビットのゲインデータ（ＢＧ）と、Ｃ
ＣＤの出力から得られる６ビットの色データ（Ｒ）とが
乗算処理され、１２ビットのデータが得られる。

【００２９】一方、セレクタコントロールブロック（３
Ａ）にはホワイトバランスゲインデータ（ＷＧ）の上位
２ビットが入力されており、この上位２ビットの値に基
づいて、セレクタ（３Ｂ）によるビットシフトのビット
数を決める内部制御信号（ＩＳ）がセレクタ（３Ｂ）に
出力される。次に、内部制御信号（ＩＳ）に基づいてバ
ランスゲインデータ（ＷＢ）がセレクタ（３Ｂ）によっ
て適数ビット分ビットシフトされ、ホワイトバランスデ
ータ（ＷＤ）として不図示の色差マトリクス回路へ出力
される。このセレクタコントロールブロック（３Ａ）及
びセレクタ（３Ｂ）の一連の動作の詳細について以下の
表１を参照しながら説明する。なお、表１は、ホワイト
バランスゲインデータ（ＷＧ）の上位２ビットと、その
値に対応したバランスゲインデータ（ＷＢ）のビットシ
フトのビット数との関係を示す表である。

【００３０】

【表１】

【００３１】セレクタコントロールブロック（３Ａ）
は、ホワイトバランスゲインデータ（ＷＧ）の上位２ビ
ットに基づいてバランスゲインデータ（ＷＢ）をビット
シフトするビット数を決定する内部制御信号（ＩＳ）を
セレクタ（３Ｂ）に出力する。表１に示すように、例え
ば、ホワイトバランスゲインデータ（ＷＧ）の上位２ビ
ットが“１０”ならば、「バランスゲインデータ（Ｗ
Ｂ）を４ビット分ビットシフトせよ」という内容の内部
制御信号（ＩＳ）がセレクタ（３Ｂ）に出力され、これ
に基づいてバランスゲインデータ（ＷＢ）が４ビット分
下位側へビットシフトされることになる。また、ホワイ
トバランスゲインデータ（ＷＧ）の上位２ビットが“０
０”ならば、「６ビット分ビットシフトせよ」という内
容の内部制御信号（ＩＳ）がセレクタ（３Ｂ）に出力さ
れ、これに基づいてバランスゲインデータ（ＷＢ）が６
ビット分下位側へビットシフトされることになる。表１
にも記しているが、バランスゲインデータ（ＷＢ）を４
ビット分ビットシフトすることは、バランスゲインデー
タ（ＷＢ）を１６で割っている除算処理をしていること
と同値であって、また、バランスゲインデータ（ＷＢ）
を６ビット分ビットシフトすることは、バランスゲイン
データ（ＷＢ）を６４で割っている除算処理をしている
ことと同値である。上位２ビットが“００”なるホワイ
トバランスゲインデータ（ＷＧ）は、上位２ビットが
“１０”なるホワイトバランスゲインデータ（ＷＧ）に
比して当然小さい。本実施例の回路では、上位２ビット
が“００”なる小さい値であるホワイトバランスゲイン
データ（ＷＧ）のときにはバランスゲインデータ（Ｗ
Ｂ）を６４で割って、上位２ビットが“１０”なる大き
い値であるホワイトバランスゲインデータ（ＷＧ）のと
きにはバランスゲインデータ（ＷＢ）を１６で割ってい
るので、この例のみの比較しても「ホワイトバランスゲ
インデータ（ＷＧ）が小さいときには除数（ｎ）を大き
くしてバランスゲインデータ（ＷＢ）を割る除算処理を
し、ホワイトバランスゲインデータ（ＷＧ）が大きいと
きには除数（ｎ）を小さくしてバランスゲインデータ
（ＷＢ）を割る除算処理をしている」ということがわか
る。

【００３２】以上の動作により、６ビットの色データ
（Ｒ）には、 ６ビットの色データ（Ｒ）×６ビットのゲインデータ
（ＢＧ）／除数（ｎ） なる演算処理が施されることになる。このことは、｛６
ビットのゲインデータ（ＢＧ）／除数（ｎ）｝なるゲイ
ンを、６ビットの色データ（Ｒ）に乗算処理しているこ
とと同値である。従って、実際に色データ（Ｒ）に乗算
されるゲインは、は、（０〜６３）の１／ｎである
（０、１／ｎ、２／ｎ、３／ｎ、・・・６３／ｎ）なる
１／ｎ刻みの６４通りのデータが選択されることにな
り、このときのゲインステップ（１ステップで変化する
ゲインの値）は〔１／ｎ〕であって、除数（ｎ）の逆数
になっている。

【００３３】ところで、前述したように、ホワイトバラ
ンスゲインデータ（ＷＧ）が大きいときには除数（ｎ）
が小さく、ホワイトバランスゲインデータ（ＷＧ）が小
さいときには除数（ｎ）が大きいという事実があるの
で、除数（ｎ）の逆数をとっているゲインステップにつ
いては、ホワイトバランスゲインデータ（ＷＧ）が大き
いときにはゲインステップが大きく、ホワイトバランス
ゲインデータ（ＷＧ）が小さいときにはゲインステップ
が小さくなるという処理をしていることがわかる。

【００３４】上記したような回路を用いて、ホワイトバ
ランスゲインを設定すると、以下に示すような事実があ
ることがわかる。図６において、横軸は本実施例に係る
０〜１２７までの範囲を有する７ビットのホワイトバラ
ンスゲインデータ（ＷＧ）を示し、縦軸はそのデータに
基づいて、ハイライトグリーンを抑止するために設定し
た一定値である抑圧基準データ（Ｇlim）を算出した結
果値を示している。

【００３５】この抑圧基準データ（Ｇlim）なるデータ
は、輝度の上昇とともに画面が緑色に変化してしまうハ
イライトグリーンなる現象を抑止するために、色成分を
除去する際の基準値となる値であって、 Ｇlim＝ＳＬ・Ｒｇ／（Ｒｇ＋１） なる式で得られる値である。なお、Ｒｇは赤色成分に対
するホワイトバランスを調整するためのホワイトバラン
スゲインデータ（ＷＧ）に対応する。また、図６のグラ
フにおいて、〜なる曲線は、それぞれホワイトバラ
ンスゲインデータ（ＷＧ）を１／８倍、１／１６倍、１
／３２倍、１／６４倍してＲｇの値に対応させた結果を
示すものである。さらにの曲線は、図５の回路で行わ
れる演算処理の結果、即ち、ホワイトバランスゲインデ
ータ（ＷＧ）の下位５ビットの最上位に“１”を付加し
た６ビットのゲインデータ（ＢＧ）をホワイトバランス
ゲインデータ（ＷＧ）の上位２ビットに基づいて１／８
倍、１／１６倍、１／３２倍、１／６４倍してＲｇの値
に対応させた結果を示すものである。このの曲線で
は、の〔３２〜６３〕までのデータに対応する曲線が
の曲線の〔０〜３１〕までのデータに対応し、の
〔３２〜６３〕までのデータに対応する曲線がの曲線
の〔３２〜６３〕までのデータに対応し、の〔３２〜
６４〕までのデータに対応する曲線がの〔６４〜９
５〕までのデータのグラフに対応し、そして、の〔３
２〜６３〕までのデータに対応する曲線がの曲線の
〔３２〜６３〕までのデータにそれぞれ対応している。
従って、ホワイトバランスの調整に図５に示す回路が用
いられた場合には、このの曲線に従うようにして抑圧
基準データ（Ｇlim）を算出すれば良いことになる。

【００３６】ところが、抑圧基準データ（Ｇlim）の算
出が、 Ｇlim＝ＳＬ・Ｒｇ／（Ｒｇ＋１） なる式によること、さらには、ホワイトバランスゲイン
データ（ＷＧ）をそのまま演算に用いることができない
ことから、の曲線に従う演算処理をするためには除算
回路などの複雑な回路構成をとる必要が生じる。そこ
で、の曲線が直線に近いことから、図７に示すよう
に、１本の直線を用いて近似することを考える。この場
合、近似曲線は、 Ｇlim ＝（５／４）Ｘ＋９０ なる式で与えられる。ここで、Ｘは、ホワイトバランス
ゲインデータ（ＷＧ）に対応する数値である。このこと
から、抑圧基準データ（Ｇlim）を求めるためには、
（５／４）Ｘ＋９０なる演算を実行する回路があればよ
いということになる。

【００３７】通常、このような演算処理をする場合に
は、デジタル信号処理装置（ＤＳＰ：Digital Signal P
rocessor）を採用する。このＤＳＰは、乗算器、レジス
タ、ＣＰＵなどからなり、ＣＰＵに内蔵されたプログラ
ムに従って、所定の演算処理を実行する回路である。な
お、本実施例においては、図８に示すような簡単な回路
構成の回路でこれを実行している。図８に示す回路は、
コンパレータ（１１）、セレクタ（１２）、乗算器（１
３）、第１の加算器（１４）及び第２の加算器（１５）
からなり、ホワイトバランスゲイン〔Ｒｇ、Ｂｇ〕に基
づいて Ｇlim＝（５／４）Ｘ＋９０ なる関係式からＧlim を求める回路である。当該回路に
よれば、まず、ホワイトバランスゲイン〔Ｒｇ、Ｂｇ〕
がコンパレータ（１１）とセレクタ（１２）の両方に入
力され、コンパレータ（１２）によって〔Ｒｇ、Ｂｇ〕
の比較処理がなされる。この動作は図２のフローチャー
トのステップＰ１、Ｐ２に対応する。その比較処理の結
果、小さい方のゲインが選択され、その値がセレクタ
（１２）から選択出力されることになる。ここではＲｇ
の方が小さいものと仮定する。次に、小さい方のゲイン
〔Ｒｇ〕に、乗算器（１３）によって５／４を乗じる乗
算処理がなされる。なお、ゲイン〔Ｒｇ〕に５／４を乗
じるということは、 Ｒｇ・（５／４）＝Ｒｇ・（１＋２^-2） ＝Ｒｇ＋Ｒｇ・２^-2 となることから、ゲイン〔Ｒｇ〕と、ゲイン〔Ｒｇ〕を
２ビットだけ下位側へビットシフトさせた値とを加算処
理するということと同値であるので、この乗算器（１
３）は、加算器だけで構成することができる。次いで、
第１の加算器（１４）によって、乗算器（１３）の出力
値に、９０を加算する加算処理がなされる。その後、誤
差調整をする第２の加算器（１５）によって誤差調整分
の値であるαを加算する調整処理がなされることで、 Ｇlim＝（５／４）Ｘ＋９０ なる関係式からＧlimを簡単な回路構成で求めることが
できる。この処理が図２のフローチャートのステップＰ
３、Ｐ５に対応している。

【００３８】以上説明したように、図８に示すような回
路を用いれば、ＤＳＰを用いた場合よりも回路構成が簡
単になり、抑圧基準データ（Ｇlim）の算出は、さらに
容易になる。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る映像
信号処理方法によれば、画像信号の各色成分のバランス
の状態に応じて色成分の抑圧を柔軟に処理することがで
き、色成分に対して必要以上の抑圧が成されなくなる。
このため、画像信号の色成分の有効な活用が可能とな
り、より多彩な画面の色表示を行うことが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る映像信号処理方法の原理図であ
る。

【図２】本発明の実施例に係る映像信号処理方法を説明
するフローチャートである。

【図３】本発明の実施例に係る映像信号処理方法を説明
する第１のグラフである。

【図４】本発明の実施例に係る映像信号処理方法を説明
する第２のグラフである。

【図５】本発明の実施例に係る映像信号処理方法を実施
する回路を説明するための回路の構成図である。

【図６】本発明の実施例に係る映像信号処理方法を実施
する回路を説明するための第１のグラフである。

【図７】本発明の実施例に係る映像信号処理方法を実施
する回路を説明するための第２のグラフである。

【図８】本発明の実施例に係る映像信号処理方法を実施
する回路の構成図である。

【図９】ＣＣＤとカラーフィルターの関係を説明する断
面図である。

【図１０】従来例に係る映像信号処理方法を説明するグ
ラフである。

【図１１】ハイライトグリーンを説明する第１のグラフ
である。

【図１２】ハイライトグリーンを説明する第２のグラフ
である。

【図１３】ハイライトグリーンを説明する第３のグラフ
である。

【図１４】従来例の問題点を説明するグラフである。

【符号の説明】

（１） ゲイン生成回路 （１Ａ） ホワイトバランスコントロールブロック （１Ｂ） ７ビットアップダウンカウンタ （２） 乗算器 （３） 除算回路 （３Ａ） セレクタコントロールブロック （３Ｂ） セレクタ （１１） コンパレータ （１２） セレクタ （１３） 乗算器 （１４） 第１の加算器 （１５） 第２の加算器 （Ｙｅlim1、Ｙｅlim2） Ｙｅの抑圧レベル （Ｇlim1、Ｇlim2） Ｇの抑圧レベル （Ｃｙlim1、Ｃｙlim1） Ｃｙの抑圧レベル （ＳＬ） ＣＣＤの出力飽和レベル （Ｒｇ、Ｇｇ、Ｂｇ） ホワイトバランスゲイン （ＹＬ） 低域輝度信号 （ＡＬ） 抑圧レベル平均 （Ｒ−Ｙ）色差信号 （ＵＤ） カウンタ制御信号 （Ｒ） 色データ （ＢＧ） ゲインデータ （ＷＢ） バランスゲインデータ （ＷＤ） ホワイトバランスデータ （ＷＧ） ホワイトバランスゲインデータ （ＩＳ） 内部制御信号

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の色を組み合わせたカラーフィルタ
   が装着された撮像素子から出力される映像信号に対し、
   前記映像信号の基本色成分のそれぞれに乗算して各成分
   の相互バランスを調整するホワイトバランスゲインに基
   づいて、前記カラーフィルタの各色に対応する成分ごと
   にそれぞれの抑圧レベルを設定し、前記抑圧レベルに応
   じて前記映像信号を前記カラーフィルタの各色に対応す
   る成分ごとに抑圧することを特徴とする映像信号処理方
   法。
2. 【請求項２】 複数の色を組み合わせたカラーフィルタ
   が装着された撮像素子から出力される映像信号に対し、
   映像信号の基本色成分のそれぞれに乗算して各成分の相
   互バランスを調整するホワイトバランスゲインに基づ
   き、赤色成分または青色成分のうち、対応するホワイト
   バランスゲインが小さい方の色成分を含む前記カラーフ
   ィルタの色成分に対応する第１の抑圧レベルを設定し、
   前記第１の抑圧レベルに基づいて前記カラーフィルタの
   残余の色成分に対応する第２の抑圧レベルを設定し、前
   記第１または第２の抑圧レベルに応じて前記映像信号を
   前記カラーフィルタの各色に対応する成分ごとに抑圧す
   ることを特徴とする映像信号処理方法。