JP3091608B2 - 映像信号処理装置及び映像信号処理方法 - Google Patents

映像信号処理装置及び映像信号処理方法

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JP3091608B2 JP05225803A JP22580393A JP3091608B2 JP 3091608 B2 JP3091608 B2 JP 3091608B2 JP 05225803 A JP05225803 A JP 05225803A JP 22580393 A JP22580393 A JP 22580393A JP 3091608 B2 JP3091608 B2 JP 3091608B2
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  • Processing Of Color Television Signals (AREA)

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装置及び映
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、映像信号の色差信号など
の色成分を表す信号を処理する装置及び処理方法の改善
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色フィルタが装着さ
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
のフィルタを用いて、色を検出している(図5)。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、従来のアナログシステム
を用いたCCDカメラから、調整が容易なディジタルシ
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を用いるときの色信
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6のグラ
フは、Ye,G,Cyの3色のフィルタに対応してCC
Dから得られる出力電圧のレベルを示すグラフである。
なお、図6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はCy=B+Gなので、
R,Bは、 R=Ye−G B=Cy−G で、それぞれ得ることができる。
【0005】ある色温度で白色の被写体を撮像したとき
のCCDの出力レベルが図7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
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(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7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(図7)。この状態で、照度のみが2倍
になった状態を示すのが図8である。この状態では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(SL)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7の状態で
照度のみが3倍になり、図9に示すように、全てのフィ
ルタについてCCD飽和レベル(SL)を越えたとする
と、(Ye−G)及び(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、Ye,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
0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、映像信号の各色成分に乗じてホ
ワイトバランスを調整するホワイトバランスゲイン(W
G)に基づいて抑圧レベル(HL)を設定し、該抑圧レ
ベル(HL)に応じて色成分信号(CR)の色成分を抑
圧することにより、色成分信号(CR)の色成分を有効
に活用して、画面の色表示を有効にすることが可能にな
る映像信号処理装置及び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装置によれば、図
1に示すように、抑圧レベル設定手段(1)と、色成分
抑圧手段(2)とを具備している。例えば、抑圧レベル
設定手段(1)によってホワイトバランスゲイン(W
G)に基づいて、色成分信号(CR)の色成分を抑圧す
る抑圧レベル(HL)が設定され、抑圧レベル(HL)
に基づいて、色成分抑圧手段(2)によって、色成分信
号(CR)の色成分を抑圧した処理信号(CS)が出力
される。このため、ホワイトバランスの値によらず、マ
ージンをもって抑圧レベル(HL′)を低めの一定値に
設定することによって対応していた従来に比して、ホワ
イトバランスゲイン(WG)に基づいて、変化させなが
ら抑圧レベル(HL)を設定することが可能になる。
【0010】また、本発明に係る映像信号処理方法によ
れば、ホワイトバランスゲイン(WG)に基づいて、色
成分信号(CR)の色成分を抑圧する抑圧レベル(H
L)を設定し、該抑圧レベル(HL)に基づいて色成分
信号(CR)の色成分を抑圧している。このため、ホワ
イトバランスを維持しつつ、かつ色成分信号(CR)の
状態に応じて抑圧レベルを最適に設定することが可能に
なるので、例えば全ての色成分が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のとき
に、ホワイトバランスゲイン(WG)に基づいて色成分
をカットしなくてもよいように抑圧レベル(HL)を設
定することが可能になり、色情報を有効に活用して、画
面の色表示を有効にすることが可能になる。
【0011】
【実施例】以下に本発明の実施例に係る映像信号処理装
置及び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。本発明の実施例に係る映像信号処理装置は、図
2に示すようなカラーシグナル処理回路の一部回路であ
って、CDSを介してCCDから出力される映像信号の
色成分を処理して、ホワイトバランスを維持しつつハイ
ライトグリーンを抑止する装置である。なお、以下で説
明する映像信号処理装置は、本来R,G,Bの3色(又
は、R、Bの2色)についてそれぞれ1つずつ必要であ
るが、本実施例においては、R系回路についてのみ説明
し、他の系については、構成・動作ともに共通なので説
明を省略する。
【0012】当該回路は、図2に示すようにゲイン設定
回路(11)、クリップ回路(12)及び色成分抑圧回
路(13)からなり、低域輝度信号(YL)に基づい
て、色差信号(R−Y)などの色成分を示すクロマ信号
(CR)のホワイトバランスを維持しつつハイライトグ
リーンが現れた時点でその色成分をカットする回路であ
る。なお、ゲイン設定回路(11)及びクリップ回路
(12)は抑圧レベル設定手段(1)の一実施例を構成
するものであって、色成分抑圧回路(13)は色成分抑
圧手段(2)の一実施例である。
【0013】ゲイン設定回路(11)は、映像信号の色
成分についてホワイトバランスを調整するために、各原
色系の色信号にかけるべきゲインであるホワイトバラン
スゲイン(WG)に基づいて基準ゲイン(SC)を生成
してクリップ回路(12)に出力する差動増幅回路であ
る。なお、このホワイトバランスゲイン(WG)は、一
画面単位での色差信号(R−Y)の積分値を所定の値に
近づけるように生成されるものである。クリップ回路
(12)は、基準ゲイン(SC)に基づいて低域輝度信
号(YL)をクリップし、色成分を抑圧するレベルであ
る抑圧レベル(HL)を設定して色成分抑圧回路(1
3)に出力する回路である。色成分抑圧回路(13)
は、抑圧レベル(HL)に基づいて、クロマ信号(C
R)の色成分をカットする差動増幅回路である。なお、
クロマ信号(CR)は色成分信号(CR)の一例であ
る。
【0014】本発明の実施例に係る映像信号処理装置に
よれば、図2に示すように、ホワイトバランスゲイン
(WG)に基づいて、色成分信号(CR)の色成分を抑
圧する抑圧レベル(HL)を設定する抑圧レベル設定手
段(1)と、抑圧レベル(HL)に基づいて、色成分信
号(CR)の色成分を抑圧した処理信号(CS)を出力
する色成分抑圧手段(2)とを具備している。このた
め、各色成分にかけるべきホワイトバランスゲイン(W
G)の値によらず、マージンをもって抑圧レベル(H
L)を低めの一定値に設定することによって対応してい
た従来に比して、ホワイトバランスゲイン(WG)に基
づいて、色成分を抑圧するレベルである抑圧レベル(H
L)を変化させながら設定することが可能になる。
【0015】以下で当該装置の動作を補足しながら本発
明の実施例に係る映像信号処理方法について説明する。
まず、色差信号(C−Y)に基づいて得られるホワイト
バランスゲイン(WG)に基づいて抑圧レベル(HL)
を設定する。このとき、最初にゲイン設定回路(11)
に、予め色差信号(C−Y)に基づいて求められていた
ホワイトバランスゲイン(WG)が入力され、これによ
ってゲイン設定回路(11)のゲインが設定されるの
で、同時にゲイン設定回路(11)に入力されている一
定値のDC電圧がこのホワイトバランスゲイン(WG)
に対応して上下しつつ基準ゲイン(SC)としてクリッ
プ回路(12)に与えられる。次に、クリップ回路(1
2)に基準ゲイン(SC)と共に低域輝度信号(YL)
が入力される。クリップ回路(12)によって基準ゲイ
ン(SC)と低域輝度信号(YL)との比較処理がなさ
れ、基準ゲイン(SC)以下の低域輝度信号(YL)は
クリップされて、図3に示すような抑圧レベル(HL)
が設定される。次に、抑圧レベル(HL)に基づいてク
ロマ信号(CR)の色成分をカットする。このとき、色
成分抑圧回路(13)にクロマ信号(CR)と抑圧レベ
ル(HL)とが入力され、抑圧レベル(HL)に基づい
てクロマ信号(CR)の色成分が抑圧される。この抑圧
レベル(HL)が高ければ高いほど色成分の抑圧の度合
いは大きくなり、抑圧レベル(HL)の最大値では10
0%色成分がカットされて出力信号(CS)は0にな
り、抑圧レベル(HL)の最小値では色成分は全くカッ
トされずに出力信号(CS)としてクロマ信号(CR)
がそのまま出力されることになる。
【0016】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、ホワイトバランスゲイン
(WG)に基づいて映像信号の色成分をカットすべきレ
ベルである抑圧レベル(HL)を可変にしている。この
ため、抑圧レベル(HL)を低めの値に固定して設定し
ていた従来と異なり、ホワイトバランスを維持しつつ、
かつクロマ信号(CR)の状態に応じて抑圧レベル(H
L)を最適に設定することが可能になるので、クロマ信
号(CR)の色情報を有効に活用することが可能にな
る。
【0017】その一例を図4に示す。図4は、従来例と
本実施例の方法によって設定された抑圧レベルの差異を
示すグラフである。図4に示すように、Ye,G,Cy
の各信号の平均値は高くなるが、その何れもがCCD飽
和レベル(SL)に達していないような場合〔すなわち
ハイライトグリーンが生じないような場合〕は、従来の
方法ではYe,G,Cyの各信号の平均値であるYL=
(Ye+G+Cy)/3なる式で表される低域輝度信号
(YL)が低めの一定値に設定されている抑圧レベル
(HL′)を超えるので、色成分がカットされていた。
しかし、本実施例の処理方法によれば、ホワイトバラン
スを維持しつつ、かつクロマ信号(CR)の状態に応じ
て抑圧レベル(HL)が可変に設定されるため、図4に
示すように、従来の抑圧レベル(HL′)に比して高め
の値の抑圧レベル(HL)が設定される。従って、色成
分をカットしないようにすることができ、従来カットさ
れていた色成分を有効に活用し、より正確な色表現をす
ることが可能になる。
【0018】なお、本実施例によれば、抑圧レベル(H
L)を決定する際の基準となるべきホワイトバランスゲ
イン(WG)は色差信号(C−Y)に基づいて求めてい
たが、本発明はこれに限らず、例えば、色温度センサを
用いて画像信号の色温度を直接検出し、その検出結果に
基づいてホワイトバランスゲイン(WG)を求めても同
様の効果を奏する。
【0019】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る映像
信号処理装置によれば、ホワイトバランスの値によら
ず、マージンをもって抑圧レベル(HL)を低めの一定
値に設定することによって対応していた従来に比して、
ホワイトバランスゲイン(WG)に基づいて、抑圧レベ
ル(HL)を変化させながら設定することが可能にな
る。
【0020】また、本発明に係る映像信号処理方法によ
れば、ホワイトバランスをとるために各色成分にかける
ゲインであるホワイトバランスゲイン(WG)に基づい
て、色成分信号(CR)の色成分を抑圧する抑圧レベル
(HL)を設定し、該抑圧レベル(HL)に基づいて色
成分信号(CR)の色成分を抑圧している。このため、
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、ホワイ
トバランスゲイン(WG)に基づいて色成分をカットし
なくてもよいように抑圧レベル(HL)を設定すること
が可能になり、色データを有効に活用して、画面の色表
示を有効にすることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る映像信号処理装置の原理図であ
る。
【図2】本発明の実施例に係る映像信号処理装置の構成
図である。
【図3】本発明の実施例に係る映像信号処理装置の動作
を説明するタイミング図である。
【図4】本発明の実施例に係る映像信号処理方法の作用
効果を説明するグラフである。
【図5】一般のCCDに係るカラーフィルタを説明する
断面図である。
【図6】従来例に係る映像信号処理方法を説明する第1
の図である。
【図7】ハイライトグリーンを説明する第1のグラフで
ある。
【図8】ハイライトグリーンを説明する第2のグラフで
ある。
【図9】ハイライトグリーンを説明する第2のグラフで
ある。
【図10】従来例に係る映像信号処理方法を説明する第
2の図である。
【符号の説明】
(1) 抑圧レベル設定手段 (2) 色成分抑圧手段 (11) ゲイン設定回路 (12) クリップ回路 (13) 色成分抑圧回路 (CR) クロマ信号〔色成分信号〕 (CS) 処理信号 (HL) 抑圧レベル (SC) 基準ゲイン (WG) ホワイトバランスゲイン

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 映像信号の各色成分に乗じてホワイトバ
    ランスを調整するホワイトバランスゲイン(WG)に基
    づいて基準ゲイン(SC)を生成すると共に前記映像信
    号の各色成分を平均して低域輝度信号(YL)を生成
    し、前記基準ゲイン(SC)以下の前記低域輝度信号
    (YL)をクリップして抑圧レベル(HL)を設定する
    抑圧レベル設定手段(1)と、前記抑圧レベル(HL)に
    応じて、色成分信号(CR)の色成分を抑圧して処理信
    号(CS)を得る色成分抑圧手段(2)とを具備すること
    を特徴とする映像信号処理装置。
  2. 【請求項2】 映像信号の各色成分に乗じてホワイトバ
    ランスを調整するホワイトバランスゲイン(WG)に基
    づいて基準ゲイン(SC)を生成すると共に前記映像信
    号の各色成分を平均して低域輝度信号(YL)を生成
    し、前記基準ゲイン(SC)以下の前記低域輝度信号
    (YL)をクリップして抑圧レベル(HL)を設定し、
    該抑圧レベル(HL)に応じて色成分信号(CR)の色
    成分を抑圧することを特徴とする映像信号処理方法。
  3. 【請求項3】 映像信号の色情報を示す色差信号に基づ
    き、映像信号の各色成分に乗じてホワイトバランスを調
    整するホワイトバランスゲイン(WG)を得、このホワ
    イトバランスゲイン(WG)に基づいて基準ゲイン(S
    C)を生成すると共に前記映像信号の各色成分を平均し
    て低域輝度信号(YL)を生成し、前記基準ゲイン(S
    C)以下の前記低域輝度信号(YL)をクリップして
    圧レベル(HL)を設定し、該抑圧レベル(HL)に応
    じて色成分信号(CR)の色成分を抑圧することを特徴
    とする映像信号処理方法。
  4. 【請求項4】 被写体映像の色温度に基づき、映像信号
    の各色成分に乗じてホワイトバランスを調整するホワイ
    トバランスゲイン(WG)を得、このホワイトバランス
    ゲイン(WG)に基づいて基準ゲイン(SC)を生成す
    ると共に前記映像信号の各色成分を平均して低域輝度信
    号(YL)を生成し、前記基準ゲイン(SC)以下の前
    記低域輝度信号(YL)をクリップして抑圧レベル(H
    L)を設定し、該抑圧レベル(HL)に応じて色成分信
    号(CR)の色成分を抑圧することを特徴とする映像信
    号処理方法。
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