JP3128119U - 映像補償装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】AWB技術と合わせて用いることにより撮った映像が本当の映像により近くなる映像補償装置を提供する。
【解決手段】オリジナル映像の画素点に対して色域転換操作を実行して、前記画素点の第1映像を転換して色域平面に対応する第2映像信号値とする。前記色域平面上にはスキンカラー軸があり且つ前記スキンカラー軸の両側には第1スキンカラー補償区域と第2スキンカラー補償区域がある。前記第2映像信号値に対し数学とロジック演算を実行することによって前記画素点の位置を判断する。前記画素点が第1スキンカラー補償区域或いは第2スキンカラー補償区域内位置している時、前記第2映像信号値に対し補償操作を実行することにより、前記画素点をスキンカラー軸に接近させ、前記画素点の色彩をスキンカラーにより近付ける。
【選択図】図5

Description

本発明は映像補償装置に関するもので、特にオートホワイトバランス(AWB)機能に合わせたスキンカラー補償装置に関するものである。
一般の撮影デバイスがCCDレンズにより映像情報を取得する時、其の得られた映像画素の赤、緑、青の色度値は環境光源の色温度の違いによる影響により色ずれが生じる。例えば、白色物は光源の色温度が低い場合、取得される映像は、赤、黄の色調に傾き、光源色温度が高い場合は青、緑の色調に傾く映像の色の歪みを生じさせてしまう。
既存の撮影デバイス(例えば、デジタルカメラ)はほとんどがオートフォーカス(AF)、オート露光(AE)やオートホワイトバランス(AWB)等の機能を備えているので、取得した映像効果を実際の映像により近づけることができ、其の中でオートホワイトバランス(AWB)機能は光線の組み合わせを自動修正することにより色彩補償の目的を達成させるものをいう。物体自体の色は、投射光線の色により変化し、人類の目はこのような光線によって生じた変化を自動修正する。しかしながらカメラレンズはそういった機能を備えていない。オートホワイトバランス(AWB)機能を設ける目的はカメラにも人と同じような機能を備えさせるためであり、異なる光照平均値を計算し、内部の色彩バランスを自動調節することにより、あらゆる条件において本来の白色を再現する効果を得る。オートホワイトバランス(AWB)技術は、現在の画面内の映像の特質に基づき、計算をした後、すぐに全体の映像内における赤、緑、青の三原色の強度を調整し、外部光線により生じた色誤差を修正する。
公知のホワイトバランス校正方法は、撮影によって得られた映像の画素値をRGB座標からYCbCr座標に転換し、更に複数のサンプリングブロックによりそれぞれのサンプリングブロックのY、Cb、Crの平均値を計算し、更にCb、Crを2本の軸として4つの象限に区分し、更に各サンプリングブロックのCb、Cr値によってサンプリングブロックが対応する象限を求め、シフトした象限により方向を修正する。前記ホワイトバランス校正方法の計算条件が多ければ多いほど、より正確な校正が得られるが、そのことが校正計算を複雑にし、かなりの時間を消費する。
その他すでに知らされているホワイトバランス校正方法にはグレイワールドアサンプションの方法及び光点の検索による方法が含まれる。グレイワールドアサンプションの方法は、まず摂取した映像全体を中性の灰色とみなし、映像がもし中性の灰色に属していない場合、Rゲイン値とBゲイン値を調整することにより、そのRGの差とBGの差を0に近づけ、この時のRGBゲイン値を中性灰色とみなす。しかしながら、前記方法で樹林の環境や夕焼けの景色を撮った場合にはミスが出やすい。光点の検索の方法には光点の反射部分に通常白色が現れる確率が比較的高いことを考慮したものであり、この方法のキーポイントは光点特徴の判断が正確か否かにあるが、ただしよく判断ミスが起こる。
前記公知のホワイトバランス校正技術の欠点を鑑みて、本発明の目的、オートホワイトバランス(AWB)技術と合わせて用いることにより撮った映像が本当の映像により近くなる映像補償装置を提供することにある。
前記目的を基に、本考案の実施形態では、オリジナル映像を取得し、且つオリジナル映像に対してオートホワイトバランス(AWB)操作を実行する。前記オリジナル映像の画素点に対し色域転換操作を実行し、前記画素点の第1映像信号値を転換して色域平面に対応する第2映像信号値にする、前記色域平面上にはスキンカラー軸があり且つ前記スキンカラー軸の両側には第1スキンカラー補償区域と第2スキンカラー補償区域があり、且つ第1軸、第2軸、第3軸及び第4軸により前記第1スキンカラー補償区域と前記第2カラー補償区域を第1子区域、第2サブ区域、第3サブ区域及び第4サブ区域にそれぞれ分ける。前記第2映像信号値に対して数学とロジック演算を実行し前記画素点の位置を判断する。前記画素点が前記第1サブ区域、前記第2サブ区域、前記第3サブ区域、或いは第4サブ区域内に位置している時、前記第2映像信号値に対して補償操作を実行し、前記画素点を前記第1軸、前記第2軸、前記第3軸或いは前記第4軸上に接近させる。
さらに本考案の実施形態では、ホワイトバランスユニット、色域転換ユニット及び映像補償ユニットを含む。前記ホワイトバランスユニットはオリジナル映像に対してオートホワイトバランス(AWB)操作を実行する。前記色域転換ユニットは、オリジナル映像の画素点に対して色域転換操作を実行し、前記画素点の第1映像信号値を転換して色域平面に対応する第2映像信号値にする。前記色域平面上にはスキンカラー軸があり、且つ前記スキンカラー軸の両側には第1スキンカラー補償区域と第2スキンカラー補償区域があり、且つ第1軸、第2軸、第3軸及び第4軸により前記第1スキンカラー補償区域と前記第2カラー補償区域が第1サブ区域、第2サブ区域、第3サブ区域及び第4サブ区域にそれぞれ分けられる。前記映像補償ユニットは前記第2映像信号値に対して数学とロジック演算を実行することにより前記画素点の位置を判断し、前記画素点が前記第1サブ区域、前記第2サブ区域、前記第3サブ区域、或いは第4サブ区域内に位置している時、前記第2映像信号値に対して前記補償操作を実行し、前記画素点を前記第1軸、前記第2軸、前記第3軸或いは前記第4軸上に接近させる。
オートホワイトバランス(AWB)技術と合わせて用いることにより撮った映像が本当の映像により近くなる映像補償装置を提供する。
本考案についての目的、特徴、長所が一層明確に理解されるよう、以下に実施形態を例示し、図1〜図5を参照にしながら、詳細に説明する。本考案の明細書には異なる実施例を用いて本考案の異なる実施方式の技術的特徴について説明した。其の中で実施例内の各ユニットの配置は説明に用い、本考案を制限するものではない。実施形態内の符号には一部重複しているものが見られるが、それは説明を簡素化するためであって、異なる実施例間との関連性を指しているものではない。
本考案の映像補償装置はオートホワイトバランス(AWB)技術と組み合わせることにより、撮った映像をypり実際の映像に近けることができる。本発明実施形態は、主に如何にして映像中のスキンカラーに対して補正を行って映像中のスキンカラーを人体のスキンカラーに近付けるかを説明するものであり、しかしながらこれは本考案を限定するものではなく、あらゆる映像中のあらゆる色彩が本考案の装置により色彩補償される。
本考案の補償装置と方法は、色彩補償を進行する前に、まずオリジナル映像を適当な映像フォーマットに転換してから処理を行う必要がある。オリジナル映像のそれぞれの画素点は赤(R)、緑(CG)、青(CB)の三原色により構成されており、本発明の実施形態においてRGB映像信号を輝度信号(Luminance signal)Yと2つの色調節信号(Chrominance signal)U、Vに転換する。R、G、BをY、U、Vに転換する方程式は下記の通りである:
Y=0.299R+0.587G+0.114B
U=B―Y、及び
V=R―Y。
転換後得られたY、U、V値を基に幾何演算を実行し、補償後のY‘、U‘、V‘値を得た後、更にY’、U‘、V’値を転換してR、G、B値に戻し、これにより最後の結果映像(Resulting image)を得る。下記は前記転換方程式を基に本考案実施形態の映像補償の実施過程を説明したものである。
図1に示されるのは本考案実施形態の映像補償装置の機能ブロック説明図である。
本考案の実施形態の映像補償装置はホワイトバランスユニット110、色域転換(Color space control)ユニット120及び映像補償ユニット130を含む。ホワイトバランスユニット110は取得された映像に対してオートホワイトバランス(AWB)機能を実行する。色域転換ユニット120は前記転換方程式を基に取得した映像の画素点R、G、B値をY、U、V値に転換する。映像補償ユニット130は色域転換ユニット120からY、U、V値を取得し、さらに、補償が必要な画素点に対して一連の数学とロジック演算を実行して、補償後のY’、U’、V’値を得、そして更にY’、U’、V’値を転換してR、G、B値に戻し、そのことにより結果映像140を取得する。
図2に示されるのはーY―UV平面の説明図である。
経験値或いは統計式に基づいてY―UV平面上における基準軸と補償区域を定義する。図2を参照する。軸210はスキンカラー軸で、軸210上に位置する全ての画素点は、スキンカラーに最も近い色彩を表現し、軸210から離れた位置の画素ほど、スキンカラーから離れた色彩を表現する。R−Y軸は赤色の色彩軸を代表しており、B−Y軸は黄色の色彩軸を表しており、R−Y軸により近づくということは画素点がより赤色に近づくことを意味しており、逆にB−Y軸により近づくということはより黄色に近づくことを意味している。軸210の右と左はそれぞれ第1スキンカラー補償区域と第2スキンーカラー補償区域として定義されており、第1スキンカラー補償区域は第1サブ区域220と第3サブ区域240を含み、第2スキンカラー補償区域は第2サブ区域230と第4サブ区域250を含む。第1サブ区域220は軸221と軸222(軸221、軸222の角度はそれぞれθu2、θu1である。)とAB,DE線分により構成され、第2サブ区域230は軸231と軸232(軸231、軸232の角度はそれぞれθd1、θd2である。)とHI、KL線分により構成され、第3サブ区域240は軸221と軸223(軸221、軸223の角度はそれぞれθu2、θu3である。)とBC、EF線分により構成され、第4サブ区域250は軸221と軸233(軸231、軸233の角度はそれぞれθd1、θd3である。)とGH、JK線分により構成される。第1サブ区域220についていうと、仮に画素点(ここから原点にまで延伸させて得られた軸の角度をψとする)が軸221と軸222の間にあった場合は、前記点を軸221に接近させることにより、色彩の表現をよりスキンカラーにより近付ける。第3サブ区域240について言えば、仮に画素点(ここから原点まで延伸させて得られた軸の角度をψとする)が軸221と軸223の間にあった場合は、前記点を軸223に接近させることにより、色彩の表現をスキンカラーにより近付ける。同じように、第2サブ区域230についていうと、仮に画素点(ここから原点まで延伸させて得られた軸の角度をψとする)が軸231と軸232の間にあった場合は、前記点を軸231に接近させることにより、色彩の表現をスキンカラーにより近付ける。第4サブ区域250について言えば、仮に画素点(ここから原点まで延伸させて得られた軸の角度をψとする)軸231と軸233の間にあった場合は、前記点を軸233に接近させることにより、色彩の表現をスキンカラーにより近付ける。さらに、rmaxとrminを定義する。rmax値はA、B、C、G、H或いはI点から原点までの長さを表しており、rmin値はD、E、F、J、K、或いはL点から原点までの長さを表している。ここで注意したいのが、本考案の実施形態は、ある画素点が軸221或いは軸223の右側或いは軸231或いは軸233の左側にあった場合(つまりθu1≦ψ<θu2、θu2<ψ<θu3、θd1≦ψ<θd2或いはθd3<ψ<θd1)にのみ前記画素点に対して接近の操作を行うため、図における角度は皆ψで表示される。
以下に映像補償ユニット130内の機能ブロックによって実行される演算について簡潔に述べる。図3を参照すると、ここに示されているのは図1の映像補償ユニットの機能ブロックの説明図である。機能ブロック131は画素点R、G、B値の転換によって得られるY値に対し絶対値を取るものである。機能ブロック132は画素点の座標値に基づいて計算を行いr値を取得する。機能ブロック133はr値がrmaxとrminの間にあるかを判断し、その判断によって画素点が第1スキンカラー補償区域或いは第2スキンカラー補償区域内にあるかを判断し、つまり画素点がAC線分とDF線分の間にあるか或いはGI線分とJL線分の間にあるかを判断する。機能ブロック134は画素点がY−UV平面の第2象限にあるかを判断する。機能ブロック135は、転換後に得られたU,V値に基づいて計算を実行しに画素点から原点へ延伸させて得られる軸の角度(ψ)を得る。機能ブロック136は画素点が第1サブ区域220、第2サブ区域230、第3サブ区域240或いは第4サブ区域250内にあるかを判断し、つまり画素点が軸221と軸222の間、軸221と軸223の間、軸231と軸232の間あるいは軸231と軸233の間にあるかを判断する。
図4は図3の映像補償ユニットの実施範例を示している。図4を参照すると、本実施形態においては、事前にY―UV平面の第2象限に位置する140度の軸をスキンカラー軸として定義し、第1サブ区域220と第3サブ区域240はそれぞれ軸221、222、223(軸221、222及び223の角度はそれぞれ112.5、90及び135度)によって構成され、rmaxは75でrminは5であり、第2サブ区域230と第4サブ区域250は軸231、232、233(軸231、232及び233の角度はそれぞれ167.5、180及び145度)によって構成される。第1サブ区域220と第3サブ区域240についていえば、仮に画素点(原点まで延伸させて得られた軸の角度をψとする)が軸221(112.5度)と軸222(90度)の間或いは軸221(112.5度)と軸223(135度)の間にある時、前記画素点を軸221(112.5度)或いは223(135度)に接近させることにより、色彩の表現によりスキンカラーに近付ける。これと同様に、第2サブ区域230と第4サブ区域250についていえば、仮に画素点(ここから原点まで延伸させて得られた軸の角度をψとする)が軸231(167.5度)と軸232(180度)の間或いは軸231(167.5度)と軸233(145度)の間にある時、前記点を軸231(167.5度)或いは233(145度)に接近させることにより、色彩の表現をよりスキンカラーに近付ける。別の実施形態では、本発明の映像補償装置と方法を応用し、自動調整を行って第1スキンカラー補償区域或いは第2スキンカラー補償区域内に位置する第1サブ区域、第2サブ区域、第3サブ区域及び第4サブ区域内のうちから選んだ1つ或いは複数個のサブ区域内。画素点に対しスキンカラー補償を行うことができる。
図5に示しているのは本考案実施形態の映像補償方法のフローチャートである。
まず初めに、色域平面上にスキンカラーに対応する軸を定義し(ステップ1)、前記スキンカラー軸は前記色域平面上の第2象限に位置している。前記軸の両側に第1スキンカラー補償区域(図2に示されている軸210右側の区域)と第2スキンカラー補償区域(つまり、図2によって示されている軸210左側の区域)を定義し、且つ第1スキンカラー補償区域は第1軸(図2に示されている軸221)、第3軸(つまり図2に示されている軸223)と第5軸(つまり図2に示されている軸222)を定義し、第2スキンカラー補償区域には、第2軸(つまり図2に示されている軸231)、第4軸(つまり図2に示されている軸223)と第6軸(つまり図2に示されている軸232)を定義する(ステップS2)。従って第1スキンカラー補償区域は少なくとも第1スキンカラー補償区域(つまり図2に示されている第1スキンカラー補償区域220)と第3サブ区域(つまり図2に示されている第3サブ区域240)に区分され且つ第2スキンカラー補償区域は少なくとも第2サブ区域(つまり図2に示されている第2サブ区域230)と第4サブ区域(つまり図2に示されている第4サブ区域250)に区分される。本考案の実施形態において、それぞれのスキンカラー補償区域は2つのサブ区域に区分されてはいるが、それは本考案の使用範囲を限定するものでない。ただし、若し最も優れた補償効果を達成したいならば、それぞれのスキンカラー補償区域は最大3つのサブ区域しか区分できない。
オリジナル映像に対してオートホワイトバランス(AWB)を実行し(ステップS3)、続いて前記オリジナル映像に対して色域転換操作を実行することにより、前記オリジナル映像のそれぞれの画素点のR、G、B値を前記色域平面に対応するY、U、V値に転換する(ステップS4)。取得したY、U、V値に対し数学とロジック演算を実行することにより、前記オリジナル映像に対応する画素点が第1サブ区域、第2サブ区域、第3サブ区域或いは第4サブ区域内のどこに位置しているかを判断する(ステップS5)。若し前記画素点が第1サブ区域に位置している場合、補償操作を実行することにより前記画素点を第1軸上に接近させる(ステップS6)。もし前記画素点を第2サブ区域内に位置している場合、補償操作を実行することにより前記画素を第2軸に接近させる(ステップS7)。もし前記画素点が第3サブ区域内に位置している場合、補償操作を実行することにより前記画素点を第3軸に接近させる(ステップS8)。もし前記画素点が第4サブ区域内に位置している場合、補償操作を実行することにより前記画素点を第4軸に接近させる(ステップS9)。
さらに、第1サブ区域、第2サブ区域、第3サブ区域或いは第4サブ区域内に位置する全ての画素点の転換がすでに完了したか否かを判断し(ステップS10)、完了していたら前記色域転換方法によりY’、U’、V’値を転換してR、G、B値に戻し、そのことにより最後の結果映像を取得する(ステップ11)。若し完了していなければ、ステップS5に戻り、前記原始映像中の第1サブ区域、第2サブ区域、第3サブ区域或いは第4サブ区域内に位置するその他画素点に対し前記補償演算を実行し、そのことにより全ての画素点が補償後に新たなY’U’V’値を得るようにさせる。
本考案実施形態の映像補償方法は、得られた映像に対して色補償を実行し、そのことによって補償された画素点の色彩表現が更にスキンカラーに近づく。
本考案を好ましい実施形態によって以上のように開示したが、これは本考案を限定しようとするものではなく、当業者によれば、本考案の精神と範囲を逸脱しない限りにおいて変更および修飾を施すことができる。よって、本考案の保護範囲は、添付の考案請求の範囲で定義されたものが基準とされる。
実施形態の映像補償装置の機能ブロックの説明図である。 Y−UV平面の説明図である。 図1の映像補償ユニットの機能ブロック説明図である。 図3の映像補償ユニットの実施範例である。 本考案の実施形態の映像補償装置のフローチャートである。
符号の説明
110 ホワイトバランスユニット
120 色域転換ユニット
130 映像補償ユニット
131〜136 機能ブロック
140 結果映像
210、221、222、223、231、232、233 軸
220 第1サブ区域
230 第2サブ区域
240 第3サブ区域
250 第4サブ区域

Claims (8)

  1. オリジナル映像の画素点に対し色域転換操作を実行することにより、前記画素点の第1映像信号値を転換して色域平面に対応する第2映像信号値とするのに用いられ、前記色域平面上にはスキンカラー軸があり且つ前記スキンカラー軸の両側には第1スキンカラー補償区域と第2スキンカラー補償区域がある、色域転換ユニット、及び
    前記色域転換ユニットと接続されており、前記第2映像信号値に対し数学とロジック演算を実行して、前記画素点の位置を判断し、且つ前記画素点が前記第1スキンカラー補償区域或いは前記第2スキンカラー補償区域内にある場合、前記第2映像信号値に対して補償操作を実行することにより前記画素点を前記スキンカラー軸に接近させて、前記画素点の色彩をよりスキンカラーに近づける映像補償ユニットを含む映像補償装置。
  2. 前記色域転換ユニットは、第1軸、第2軸、第3軸と第4軸に基づいて前記第1スキンカラー補償区域と前記第2スキンカラー補償区域を第1サブ区域、第2サブ区域、第3サブ区域と第4サブ区域にそれぞれ区分し、
    前記映像補償ユニットは、前記第2映像信号値に対して前記数学とロジック演算を実行することにより前記画素点の位置を判断し、且つ前記画素点が前記第1サブ区域、前記第2サブ区域、前記第3サブ区域或いは前記第4サブ区域内に位置する場合、前記第2映像信号値に対し前記補償操作を実行することにより、前記画素点を前記第1軸、前記第2軸、前記第3軸或いは前記第4軸上に接近させる請求項1の映像補償装置。
  3. 前記第1サブ区域は前記第1軸と第5軸により形成され、且つ前記第2サブ区域は前記第2軸と第6軸により形成される請求項3の映像補償装置。
  4. 前記映像補償ユニットは、前記画素点が前記第1サブ区域内に位置している時、前記第2映像信号値に対し前記補償操作を実行することにより前記画素点を前記第1軸に接近させ、前記画素点が前記第2サブ区域内に位置している時、前記第2映像信号値に対して前記補償操作を実行することにより前記画素点を第2軸に接近させ、前記画素点が前記第3サブ区域内に位置している時、前記第2映像信号値に対して前記補償操作を実行することにより前記画素点を前記第3軸に接近させ、前記画素点が前記第4サブ区域内に位置している時、前記第2映像信号値に対して前記補償操作を実行することにより前記画素点を前記第4軸に接近させる請求項3の映像補償装置。
  5. 前記映像補償ユニットは、前記第1サブ区域、前記第2サブ区域、前記第3サブ区域、或いは第4サブ区域内に位置するその他の画素点がすでに前記補償操作が完了されたか判断し、もしその他の画素点が皆前記補償操作を完了した場合は、前記色域転換操作によりそれぞれの画素点に対応する第2映像信号値を転換して、最後の結果映像を取得し、完了していない場合はその他の画素点に対して前記補償操作を実行する請求項4記載の映像補償装置。
  6. 前記色域転換ユニットと連結され、前記色域転換操作の実行前に、前記オリジナル映像に対してオートホワイトバランス(オートホワイトバランス(AWB))操作を実行するオートホワイトバランスユニットを更に含む請求項1の映像補償装置。
  7. 前記色域転換ユニットは前記画素点のRGB映像信号値を前記色域平面に対応するYUV映像信号値とに転換する請求項1記載の映像補償装置。
  8. 前記スキンカラー軸は前記色域平面の第2象限に位置する請求項1記載の映像補償装置。
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