JP3562782B2

JP3562782B2 - 輪郭補正装置

Info

Publication number: JP3562782B2
Application number: JP08689997A
Authority: JP
Inventors: 一宏田辺
Original assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Current assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Priority date: 1997-04-04
Filing date: 1997-04-04
Publication date: 2004-09-08
Anticipated expiration: 2017-04-04
Also published as: JPH10285609A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、テレビジョンカメラなどの画像処理分野で有用な、輪郭補正機能を色の情報によって制御する装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
画像処理分野、特に、テレビジョンカメラシステムにおいて、輪郭補正機能は最も重要な機能の一つであるが、被写体に応じてその利得特性を変更したい場合がある。例えば、人物の肌色の部分や細かい縞模様の絵柄などは、輪郭補正の利得量を下げて用いたい。また、逆に飽和度の高い色信号については、利得量を上げて用いたい。このような輪郭補正を実現するには、何らかの方法で被写体を識別する必要がある。この様な要求に答えるものとしては、本出願人が先に出願した、「カラー画像信号の色相検出装置」（特開平４−１９６７００号公報）が、知られている。ここで、その利得特性を図５に、回路構成を図６に示し、以下に説明する。図６において、１は色相検出装置で、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色信号レベルから、カラー映像信号入力の色相を求め、数値として表現された色相情報（θ）を出力する。３は輪郭補正信号発生回路で、Ｒ，Ｇ，Ｂ信号の変化部分を検出して所定の輪郭補正信号を発生するものである。２は利得制御信号発生回路で、色相検出装置１で求めた色相（θ）を入力とし、当該各色相（θ）に対応する輪郭補正信号の利得制御量ｇ（θ）を発生し、所定のディジタル回路または変換テーブルメモリで構成されるものである。
【０００３】
図５は、この利得制御量ｇ（θ）の特性の一例を示すもので、中心色相θ０、色相幅θｗ、傾斜Ｋおよび利得制御量Ｇ０が変更可能である。図６の４は乗算器で、上記した輪郭補正信号と利得制御量との積をとり、この乗算結果を加算器５，６，７に与えるものである。従って、今、Ｒ信号について考えてみると、輪郭補正信号をＥ_R とした場合、Ｒ信号は、Ｒ＋Ｅ_R ×ｇ（θ）に強調されたことになる。つまり、利得制御量ｇ（θ）が図５に示す特性であった場合、映像信号入力から供給されたＲ，Ｇ，Ｂの各信号は、その色相が利得制御信号発生回路２に設定された中心色相θ０を中心とする所定範囲になったとき、加算器５，６，７を介して付加されている輪郭補正信号のレベルが、利得制御量ｇ０に減じられることになり、色相に応じて輪郭補正量が制御された映像信号出力を得ることができる。これにより、例えば、人物の肌色について輪郭補正量を下げたい場合は、上記中心色相θ０を肌色に設定し、利得制御量ｇ（θ）を１以下に下げて設定すれば、実現可能である。また、赤い純色に対し輪郭補正量を上げたい場合、中心色相θ０を赤色に設定し、利得制御量ｇ（θ）を１以上に上げて設定すれば実現可能である。ここで、傾斜Ｋは、補正が効いていない領域（利得制御量が１の領域）と補正が効いている領域（利得制御量が１以外の領域）の切り替えが不連続であると、輪郭補正部分が不自然に目立つため、輪郭補正の連続性を持たせるために必要な特性である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来例の輪郭補正機能を用いれば、被写体の色相に応じた輪郭補正の利得特性制御が可能となるが、複数の色相を中心とした利得特性を独立に制御できるものではなかった。
これは、上記従来の輪郭補正機能を有する回路構成を単純に複数個設ければ、複数の色相の利得特性の制御が可能となるが、この場合、回路規模が膨大なものとなる。
本発明はこれらの欠点を除去し、回路規模の増大をまねくことなく、被写体の色相に応じた輪郭補正の利得特性の制御が、複数の色相に対して独立に得られ、輪郭補正に対するきめ細かな制御が可能となり、画質改善に有効な輪郭補正装置の実現を目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記の目的を達成するため、カラー映像信号に所定の輪郭補正信号を付加する輪郭補正装置において、入力カラー映像信号の各色相に応じた輪郭補正信号の複数個の利得特性制御手段を有し、当該それぞれの利得特性制御手段を独立に外部操作により変更可能としたものである。
また、上記輪郭補正装置において、上記利得特性制御手段として、特定の色相を中心に、これと前後した特定の色相範囲で輪郭補正量を減少もしくは増加させる複数の利得特性制御手段を有するものである。
さらに、上記輪郭補正装置において、上記利得特性制御手段として、入力カラー映像信号からその色相（θ）に相当する値を算出する手段と、利得制御量が０倍からｇ倍に可変する所定の利得特性Ｈｉ（θ）（ｉはｎ個の利得制御特性の任意の番号を示す）に対して利得制御量が−１倍から（ｇ−１）倍に可変する利得制御特性ｇｉ（θ）（＝Ｈｉ（θ）−１）を算出する手段と、当該利得制御特性ｇ１（θ）から、ｇｎ（θ）までの利得制御量を加算する手段と、この総和に対して、利得制御量を−１倍から（ｇ−１）倍に制限する手段と、該制限手段の出力に１を加算し、当該利得制御量が０倍からｇ倍に可変する利得制御特性Ｈ（θ）を生成する手段とを有し、複数の色相に対する輪郭補正信号の利得制御特性を独立に制御可能としたものである。
【０００６】
さらにまた、この輪郭補正装置において、上記所定の利得制御特性ｇｉ（θ）を算出する際、算出した当該色相（θ）に相当する値から対応する利得制御量生成の基となる直線特性Ｋ×（θ−θｘ）を発生させる手段を有し、全ての利得制御特性の傾斜部分の傾き定数を前記Ｋに共通化させ、かつ、当該利得制御量の設定を、−１倍から（ｇ−１）倍とし、当該利得制御量の正負に応じて上記直線特性Ｋ×（θ−θｘ）を反転させて用い、−１倍から（ｇ−１）倍の利得制御特性を得るようにしたものである。
その結果、回路規模の増加を押さえて、映像信号の各色相に応じた複数の利得制御特性が得られ、輪郭補正に対するきめ細かな制御が可能となり、画質改善に有効な成果が得られる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を、図１〜図４を用いて詳細に説明する。
図１は本発明の輪郭補正装置の一実施例を示す概略ブロック図、図２は映像信号入力の各色相に応じた複数の輪郭補正利得の総合特性を示すもので、２色の利得特性を制御した例である。図３は本発明の利得特性を生成する過程を説明するための図、図４は２色の利得特性が両立することを示す特性図である。
まず、図２の特性について説明する。
横軸は、映像信号の色相で、Ｒ（赤）〜Ｍａ（マゼンタ）〜Ｂ（青）〜Ｃｙ（シアン）〜Ｇ（緑）〜Ｙｅ（イエロー）〜Ｒ（赤）の６色の間を変化する。縦軸は輪郭補正信号にかかる利得制御量で、０倍〜ｇ倍（最大利得量）の範囲で切り替えるものとし、１倍の時は、利得制御が行われない。図２では、２色について利得制御を行った場合の特性を重ねて示している。
特性１では、色相θａ〜θｂの範囲で利得制御が効き、その利得制御量はｇ０である。特性２では、色相θｃ〜θｄの範囲で利得制御が効き、利得制御量はｇ１である。傾斜Ｋは共通とする。また、これらの値（θａ，θｂ，ｇ０，θｃ，θｄ，ｇ１，Ｋ）は、全て可変とする。
【０００８】
次に、図２の特性を生成する方法を、特性１の場合を例にして説明する。
先ず、色相（θ）に対する利得制御量を、図３に示すような特性に生成する。
すなわち、図３において、▲１▼は、Ｋ×（θ−θａ）、 ▲２▼は、Ｋ×（θ−θｂ）と表される。
ここで、利得制御量ｇ０＜１の場合（図２の特性１に示すような特性の場合）、▲１▼で示す関数直線を反転し、これに、０倍〜（ｇ０−１）倍という制限を加える。（これを、▲１▼’とする）。そして、▲２▼で示す関数直線に対し、０倍〜（ｇ０−１）倍という制限を加える。（これを、▲２▼’とする）。
さらに、▲１▼’と▲２▼’の関数値の大きい方の値を選択する処理を施せば、図２の特性から１倍を減じた特性が得られる。
また、利得制御量ｇ０≧１の場合（図２の特性２に示すような特性の場合）は、▲１▼で示す関数直線に対し、０倍〜（ｇ０−１）倍という制限を加える。（これを、▲１▼”とする）。そして、▲２▼で示す関数直線を反転し、これに０倍〜（ｇ０−１）倍という制限を加える。（これを、▲２▼”とする）。
さらに、▲１▼”と▲２▼”の関数値の小さい方の値を選択する処理を施せば、図２の特性から１倍を減じた特性が得られる。
そして、最後に、これらの特性に１倍を加えれば、図２に示された特性と同様の特性が得られる。
【０００９】
以上の方法を基にして、この利得制御信号発生回路の共通化と同時に、複数の色相に対する輪郭補正信号の利得特性制御が両立する構成について図１を用いて説明する。
ここで、前述した、Ｋ×（θ−θａ）およびＫ×（θ−θｂ）は、
Ｋ×（θ−θａ）＝Ｋ×θ− Ｋ×θａ＝Ｋ×θ− Ｌａ
Ｋ×（θ−θｂ）＝Ｋ×θ− Ｋ×θｂ＝Ｋ×θ− Ｌｂ
（但し、Ｌａ，Ｌｂは、それぞれ所定の定数）
と表すことができる。このようにすると、Ｋ×θは共通なので、上記利得制御信号発生回路の乗算器の削減が図れる。
なお、上記Ｋ×θの乗算については、映像信号入力の色相（θ）がリアルタイムに変化する信号であるため、ハードウェアで行う必要があるが、上記のＫ×θａおよびＫ×θｂなどの定数同志の乗算は、ソフトウェアで行うことができる。
【００１０】
図１の構成では、このような方法を用いて回路の共通化を図っている。図１において、１１は映像信号入力の色相（θ）を算出する前述の色相検出装置、１２は上記定数Ｋの設定用のレジスタ、１３は乗算器で、その出力は、Ｋ×θである。１４は上記定数Ｌａの設定用レジスタ、１５は減算器で、その出力は、Ｋ×θ−Ｌａである。１６は上記定数Ｌｂの設定用のレジスタ、１７は減算器で、その出力は、Ｋ×θ−Ｌｂである。１８は上記定数ｇ０の設定用のレジスタ、１９と２０は選択回路で、ｇ０の値に応じて、Ｋ×θ−ＬａとＫ×θ−Ｌｂの出力のいずれかを選択する。つまり、反転する方の出力を、反転回路２１に入力する。２２と２３は制限回路で、ｇ０の値によって、これらの出力値を、０倍〜（ｇ０−１）倍に制限を加える。２４は大小比較選択回路で、ｇ０の値によって、これらの出力値の大きい方もしくは小さい方の値を選択出力する。ここで、１４〜２４の回路で、一つの色相に対する利得特性を制御する利得制御信号発生回路を構成する。２５，２６は別の色相に対する利得特性を制御する利得制御信号発生回路である。２７は加算器で、利得制御信号発生回路２５，２６，大小比較選択回路２４の出力を加算する。この総和に対して、制限回路２８で、−１倍〜（ｇ−１）倍の制限を加える。但し、このｇは、利得制御量全体の最大制限値である。最後に、加算器２９で１倍を加え、これを最終的な利得制御特性として輪郭補正信号に乗ずる。３０は輪郭補正信号発生回路、３１は乗算器である。
【００１１】
以上のような構成により生成した、複数の色相に対する利得制御特性の両立性について、図４を用いて説明する。図４は、図２で示した２つの色相に対する利得制御特性の領域が重なった場合を示すもので、ここでは、肌色と赤の色相における利得制御特性を示しており、肌色に対する輪郭補正量を弱め、赤色に対する輪郭補正量を強めている。図４の（ａ），（ｂ）は、図２の特性に対して１倍を減じたものであり、図１の利得制御信号発生回路２５，２６，大小比較選択回路２４の出力特性に相当する。これら出力を加算し、１倍を加えたものが、図４の（ｃ）に示す特性であり、２つの色相に対する利得制御特性の重なり部分が、連続的に切り替わっており、輪郭補正部分の不自然さがないことが分かる。
【００１２】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、映像信号入力の色相に応じた複数の利得特性を生成する際、回路の共通化を考え、また共通化すると同時に、複数個の特性が両立する手段をとることで、回路規模の増加を押さえて、映像信号入力の色相に応じた複数の利得特性が独立に得られ、輪郭補正に対するきめ細かな制御が可能となり、画質改善に有効な成果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の輪郭補正装置の一実施例を示す概略ブロック図。
【図２】本発明の各色相に応じた複数の輪郭補正利得の総合特性を示す図。
【図３】本発明の利得制御特性を生成する過程を説明するための図。
【図４】本発明の２つの色相の利得制御特性が両立することを説明するための図。
【図５】従来技術の利得制御特性を示す図。
【図６】従来技術の輪郭補正装置の一例を示す概略ブロック図。

Claims

カラー映像信号に所定の輪郭補正信号を付加する輪郭補正装置において、入カカラー映像信号の各色相に応じた輪郭補正信号の複数個の利得特性制御手段を有し、当該利得特性制御手段として、入力カラー映像信号からその色相（θ）に相当する値を算出する手段と、利得制御量が０倍からｇ倍に可変する所定の利得特性Ｈ i （θ）（ｉはｎ個の利得制御特性の任意の番号を示す）に対して利得制御量が−１倍から（ｇ−１）倍に可変する利得制御特性ｇ i （θ）（＝Ｈ i （θ）−１）を算出する手段と、当該利得制御特性ｇ１（θ）からｇ n （θ）までの利得制御量を加算する手段と、この総和に対し、利得制御量を−１倍から（ｇ−１）倍に制限する手段と、該制限手段の出力に１を加算し、当該利得制御量が０倍からｇ倍に可変する利得制御特性Ｈ（θ）を生成する手段とを有し、複数の色相に対する輪郭補正信号の利得制御特性を独立かつ特定の色相を中心に、これと前後した特定の色相範囲で輪郭補正量を減少もしくは増加させる制御を可能としたことを特徴とする輪郭補正装置。
請求項１記載の輪郭補正装置において、上記所定の利得制御特性ｇｉ（θ）を算出する際、算出した当該色相（θ）に相当する値から対応する利得制御量生成の基となる直線特性Ｋ×（θ−θ X ）を発生させる手段を有し、全ての利得制御特性の傾斜部分の傾き定数を前記Ｋに共通化させ、かつ当該利得制御量の設定を−１倍から（ｇ−１）倍とし、当該利得制御量の正負に応じて上記直線特性Ｋ×（θ−θ X ）を反転させて用い、−１倍から（ｇ−１）倍の利得制御特性を得ることを特徴とする輪郭補正装置。