JP3571493B2 - カラー画像品質補償回路及びその補償方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はカラー画像品質補償回路に関し、特に、ユーザが選択した基準色を参照してカラー画像品質を補償することができる改善したカラー画像品質補償回路及びその補償方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
皮膚の色は人間の記憶に最も容易に保持されるので、例えばテレビジョン受像機やコンピュータモニターのようなカラー画像表示システムでは、基準色として皮膚の色を使用してカラー画像品質を調整する幾つかの方法がなされてきた。
図１２は従来の皮膚色補償の方法を説明するための概念的なグラフである。図１２において、１つの方法は、Ｂ−Ｙ復調軸（横軸）に対して１２３°に位置する「皮膚色軸」の周辺部分（点線の範囲）に種々の色を集めるものである。
【０００３】
より詳しくは、基準皮膚色として種々の皮膚色を得るために、Ｒ−Ｙ復調軸（縦軸）の位相はＲ−Ｙ軸を皮膚色軸の方向に移動させるために増大され、緑色の位相（Ｇ−Ｙ軸：図示せず）はＧ−Ｙ軸を皮膚色軸の方向に移動させるために減少され、その結果、皮膚色の位相は皮膚色軸の周辺部分以内に入る。
図１３は図１２をより詳細に説明するグラフである。より特定的には、図１３に示すように、皮膚色軸に対して正の位相角を持つカラーベクトルＶ_１ を集めるために、カラーベクトルＶ_１ のＲ−Ｙ成分Ｖ_Ｒ−Ｙ がＶ_Ｒ−Ｙ’に減少する。この減少により、カラーベクトルＶ_１ は皮膚色軸により接近した位相を持つカラーベクトルＶ_１’となり、その結果、基準皮膚色としての色を生じる。同様に、皮膚色軸に対して負の位相角を持つカラーベクトルＶ_２ のＢ−Ｙ成分Ｖ_Ｂ−Ｙ がＶ_Ｂ−Ｙ’に減少すると、カラーベクトルＶ_２ は皮膚色軸の周辺部分以内の位相を持つカラーベクトルＶ_２’となり、その結果、基準皮膚色としての色を生じる。
【０００４】
図１４は従来の皮膚色補償回路の一例ブロック図である。この従来の皮膚色補償回路は、複合色画像信号ＣＶＢＳから導かれたバースト信号を提供するバーストゲート１と、バースト信号と同期する基準サブキャリア信号ｆｓｃを提供するための３．５８ＭＨｚ発振器２と、複合色画像信号ＣＶＢＳからＹ（輝度）及びＣ（色）信号を分離するＹ／Ｃ分離部３と、Ｙ／Ｃ分離部３からのＣ信号を増幅する増幅器４と、色復調器５と、所定の時間だけＹ／Ｃ分離部３からのＹ信号を遅延させる遅延部６と、マトリクス増幅器７と、３．５８ＭＨｚ発振器２から提供された基準サブキャリア信号ｆｓｃと関連して増幅器４からの増幅されたＣ信号の位相を検出する位相検出器８と、を含む。
【０００５】
色復調器５は、色合い制御器（ａ）、Ｒ−Ｙ復調器（ｂ）、９０°位相シフタ（ｃ）、Ｂ−Ｙ復調器（ｄ）、Ｇ−Ｙ復調器（ｅ）、を具備する。マトリクス増幅器７は、遅延部６からの出力と色復調器５からの色差信号を混合する混合器（ｆ），（ｇ）及び（ｈ）と、これらの混合器に接続された増幅器（ｉ），（ｊ），（ｋ）を具備する。色復調器５はＣ信号をＲ−Ｙ及びＢ−Ｙ復調信号に復調する。ユーザは表示画面（例えばカラー画像管ＣＰＴ）上に生じた皮膚色を参照して色合いと色彩度を調整する。
【０００６】
さらに図１４において、位相検出器８は皮膚色を示す信号がＣ信号に存在するか否かを検出する。もし皮膚色が検出されると、色復調器５の色合い制御器（ａ）は、復調軸の位置が皮膚色軸の方向に移動するように制御する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の従来の方法には問題がある。例えば、もしカラーベクトル（例えば図１３のＶ_１ ）が皮膚色軸の方向に移動するように調整されると、従来の復調軸に対するそのＲ−Ｙ成分（例えばＶ_Ｒ−Ｙ ）はより小さい値（例えばＶ_Ｒ−Ｙ’）に減少し、その結果全体的な色濃度が減少する。さらに色は１つの皮膚色を参照して調整され、多くの皮膚色の個々に応答することができない。
【０００８】
図１５は従来の他の皮膚色補償方法を説明するグラフである。この従来の方法では、Ｒ−Ｙ復調軸とＢ−Ｙ復調軸の間の角度が１１２°（従来の９０°以上ではなく）に固定され、従って、Ｒ−Ｙ成分が増大する。
図１６は従来の皮膚色補償回路の他の例ブロック図である。この方法では、色復調器５の位相シフタ（ｃ）は、図１４の色復調器の位相シフタが９０°に固定されているのに比べて、１１２°に固定される。図１６の参照番号は図１４の同一の参照番号に対応する。さらに、Ｇ−Ｙ軸（図示せず）は２５２°に固定される。この方法では、信号軸は、安定した皮膚色を得るために常に同じ固定角度に保持されるので、入力された信号が皮膚色を示さないときに、不必要な色復調が生じることになる。
【０００９】
従って、本発明の目的は、上述した従来の方法における問題を解消することができるカラー画像品質（特に皮膚色）補償回路及びその補償方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の１つの態様はカラー画像品質補償回路及びその補償方法であって、基準色信号がビデオ画像の色信号の特定の色相範囲内に存在するか否かを検出する手段と、検出された色信号に対応するプリセット値に従って前記ビデオ画像のカラー画像品質を調整する手段と、を具備することを特徴とする。
【００１１】
本発明の他の態様はカラー画像品質補償回路及びその補償方法であって、基準色信号がビデオ画像の色信号の特定の色相範囲内に存在するか否かを検出する手段と、検出された基準色信号に対応する基準色の複数のタイプの内の１つを決定する手段と、複数のプリセット補償値を提供する手段であって各々のプリセット補償値が前記基準色の複数のタイプの内の１つに対応するものと、前記基準色の各タイプに対応する前記プリセット補償値の１つに従ってビデオ画像の画像品質を調整する手段と、を具備することを特徴とする。
【００１２】
本発明のさらに他の態様は皮膚色補償回路及びその補償方法であって、皮膚色信号がビデオ画像の色信号の特定の色相範囲内に存在するか否かを検出する手段と、検出された皮膚色信号に対応するプリセット補償値を提供する手段と、前記プリセット補償値に従って前記ビデオ画像の画像品質を調整する手段と、を具備することを特徴とする。
【００１３】
本発明のさらに他の態様は皮膚色補償回路及びその補償方法であって、皮膚色信号がビデオ画像の色信号の特定の色相範囲内に存在するか否かを検出する手段と、検出された皮膚色信号に対応する皮膚色の複数のタイプの内の１つを決定する手段と、複数のプリセット補償値を提供する手段であって各々のプリセット補償値が前記皮膚色の複数のタイプの内の１つに対応するものと、前記皮膚色の各タイプに対応する前記プリセット補償値の１つに従ってビデオ画像の画像品質を調整する手段と、を具備することを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１は本発明によるカラー画像品質補償回路の一実施形態の概略ブロック図である。本実施形態において、種々の皮膚の色のタイプとして、モンゴリアンタイプ（黄色系）、コーケイジャンタイプ（白色系）、ニグロタイプ（黒色系）等、が基準色として使用され、これらの各タイプは他と区別されて使用される。例えば、ＣＰＴ画面（カラー表示画面）上に皮膚色の特定のタイプを生じるために、色濃度、輝度、色合い、等を示し、かつこれらの各々が皮膚色の各タイプに対応する色補償データが、例えばメモリにプリセットされる。
【００１５】
図１において、本発明のカラー画像品質補償回路は、概略的には複合色画像信号から皮膚の色を検出する皮膚色検出器１０と、前記皮膚色検出器１０にて検出された皮膚色のタイプを決定する皮膚色タイプ検出器２０と、前記皮膚色タイプ検出器２０にて決定された皮膚色のタイプに対応する色補償データを提供する皮膚色補償部３０と、色補償データにより補償された色を表示するための、例えばＣＰＴのような表示部４０と、により構成される。
【００１６】
図２は本発明による皮膚色品質補償回路の一実施形態のブロック図である。本実施形態において色補償回路は、図１４又は図１６の従来回路に、皮膚の色を検出するための位相検出器８’と、前記位相検出器８’により検出された皮膚色のタイプを検出する皮膚色タイプ検出器９’と、前記皮膚色タイプ検出器９’により検出された皮膚色のタイプに対応するプリセット補償データを示す補償信号を提供する皮膚色補償部１０’とを追加して構成される。
【００１７】
この補償回路において、皮膚色及び皮膚色タイプの両方が、検出された皮膚色を示す信号の位相を参照して検出され、色特性として例えば色彩度や検出された皮膚色のタイプに対応する輝度等示すプリセット補償データが提供され、画面上に表示される画像の品質が、検出された皮膚色及び皮膚色タイプに基づいて制御される。
【００１８】
さらに図２において、皮膚色タイプ検出器９’と皮膚色補償部１０’はマイクロコンピュータ内に一体化することができる。位相検出器８’はカラーサブキャリア信号ｆｓｃ及び色信号（Ｃ信号）を受け、皮膚色がＣ信号内に存在するか否か判定する。図２においてその他の参照番号は図１４の同じ参照番号に対応する。
図３は図２の位相検出器のブロック図である。位相検出器８’は増幅器１０ａ，１０ｂ及び１０ｄと、位相検出部１０ｃを具備する。位相検出部１０ｃは、増幅器１０ａ及び１０ｂにより位相検出部１０ｃに対する適切な信号レベルに増幅された、カラーサブキャリア信号ｆｓｃとＣ信号との間の位相差を比較し、かつ皮膚色がＣ信号内に存在するか否かを判断するためにこれら２つの信号の間の位相差を示す出力電圧Ｖを発生する。出力電圧Ｖは増幅器１０ｄにより皮膚色タイプ検出器９’にとって必要な信号レベルＶに増幅される。
【００１９】
図４は図３の位相検出器８’の出力電圧を示す各カラーバー（色信号）毎のテーブルである。位相角（φ）は、復調軸に対する各カラーバーを示すＣ信号の位相角である。位相検出器８’の出力電圧は検出された位相差に逆比例する。復調軸に対して最小の位相角を持つマゼンタは位相検出器８’からの出力電圧が３．８Ｖである。位相検出器８’の皮膚の色を示す出力電圧は２．９５Ｖ〜３．２５Ｖまで変化し、この電圧範囲は、皮膚色のタイプに依存してＢ−Ｙ復調軸に対して１１６°〜１３０°の位相角の範囲に対応する。本発明の一実施形態によれば、位相検出器８’の出力電圧は皮膚の色に対して以下のように設定される。
【００２０】
タイプ１→モンゴリアン系の皮膚色→３．０Ｖ
タイプ２→ニグロ系、日焼け、メイクアップの皮膚色→３．１Ｖ
タイプ３→コーケイジャン系の皮膚色→３．２Ｖ
位相検出器８’がＣ信号内の皮膚色の存在を検出した後、皮膚色タイプ検出器９’は、モンゴリアン系の皮膚色、ニグロ系，日焼け，メイクアップの皮膚色、コーケイジャン系の皮膚色の中で、検出された皮膚色に対応する皮膚色タイプを判定する。なお、他の色として、赤色は位相角１０４°で出力電圧３．５Ｖ、黄色は位相角１６７°で出力電圧２．６Ｖ、緑色は位相角２４１°で出力電圧１．７Ｖ、シアンは位相角２８４°で出力電圧１．３Ｖ、青色は位相角３４７°で出力電圧０．５Ｖ、である。
【００２１】
図５は図２の皮膚色タイプ検出器９’のブロック図である。皮膚色タイプ検出器９’は４つの比較機１〜４とマイクロコンピュータで構成される。比較器１〜４は位相検出器８’からの出力電圧Ｖを各々の非反転入力端子（＋）に受け、各々の反転入力端子（−）に入力された基準電圧２．９５Ｖ，３．０５Ｖ，３．１５Ｖ，３．２５Ｖとそれぞれ比較する。そして各比較器は、比較結果に応じて「０」又は「１」を、マイクロコンピュータの対応するＡ／Ｄ変換端子ＡＤ１〜ＡＤ４に出力する。
【００２２】
マイクロコンピュータは端子ＡＤ１〜ＡＤ４に与えられたデジタル値を４ビットの列に変換し、このデジタル値のビット列に基づいて皮膚色のタイプを決定し、このビット列に対応するプリセット補償データを提供する。
図６は図５の皮膚色タイプ検出器により検出されたデジタル値のビット列を示すテーブルである。図６において、例えば端子ＡＤ１乃至ＡＤ４の出力値が「１０００」のビット列のとき、これは、位相検出器の出力電圧Ｖが２．９５Ｖと３．０５Ｖの間であることを示す。従って、この場合の皮膚色はモンゴリアン系であると決める。同様に、端子ＡＤ１乃至ＡＤ４の出力値が「１１００」のビット列のとき、これは、位相検出器の出力電圧Ｖが３．０５Ｖと３．１５Ｖの間であることを示す。従って、この場合の皮膚色はメイクアップか日焼けかニグロ系であると決める。同様に、端子ＡＤ１乃至ＡＤ４の出力値が「１１１０」のビット列のとき、これは、位相検出器の出力電圧Ｖが３．１５Ｖと３．２５Ｖの間であることを示す。従って、この場合の皮膚色はコーケイジャン系であると決める。なお、端子ＡＤ１乃至ＡＤ４が「００００」のビット列のときは出力電圧Ｖが２．９５Ｖ以下であり、この場合は「イエロー」とし、「１１１１」のときは出力電圧が３．２５Ｖ以上であり、この場合は「レッド」とする。
【００２３】
皮膚色タイプ検出器９’は検出された皮膚色からそのタイプを一度決めると、皮膚色タイプを示す情報Ｉを皮膚色補償部１０’（図２参照）に提供する。皮膚色補償部１０’は１ミリ秒毎に皮膚色タイプ情報Ｉを読む。これは、精度を確保するために画像の１フィールドに対して１５回読むことに相当する。より頻度を高く繰返し読んだ情報として、１５回読んだ情報は「真の値」として扱われる。皮膚色補償部１０’は、皮膚色タイプ検出器９’により決められた特定の皮膚色タイプに対応するプリセット補償値を、カラー画像品質を調整するために出力する。
【００２４】
図７及び図８は、モンゴリアン系（黄色系）、コーケイジャン系（白色系）、ニグロ系（黒色系）の皮膚色の輝度と色濃度に関して国際照明委員会（Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ Ｉｎｔｅｒｎａｔｏｎａｌｅ ｄｅ Ｅｃｌａｉｒａｇｅ） により指摘された標準色輝度レベルを説明するグラフである。皮膚色タイプ依存補償値は次の条件に基づいてプリセットされる。図７及び図８に示すように、皮膚色のタイプは輝度（Ｌ）と色濃度（Ａ）に基づき決定される。例えば、図７において、横軸の色濃度（又は彩度）はコーケイジャン系、モンゴリアン系、日焼け（又はニグロ系）の順に増大する。同様に、図８において、縦軸の輝度は日焼け（又はニグロ系）、モンゴリアン系、コーケイジャン系の順に増大する。従って、皮膚色のタイプは皮膚の輝度と色濃度に対応して表現することができる。
【００２５】
図９乃至図１１はモンゴリアン系（図９）、コーケイジャン系（図１０）、ニグロ系（図１１）の皮膚色に対する色軸値のテーブルである。図９乃至図１１において、色軸値は各１０人のサンプルで測定され、皮膚色タイプに対応する補償値は次のように決められる。
モンゴリアン系→輝度＝５５，色濃度＝５８
コーケイジャン系→輝度＝６５，色濃度＝４３
ニグロ系→輝度＝３５，色濃度＝６５
以上の説明をまとめると、本発明によれば、位相検出器は、ビデオ画像を示す複合ビデオ信号のカラーサブキャリア信号及びＣ信号を受け、皮膚色を示す信号がＣ信号中に存在するか否かを検出するためにこれら２つの信号の間の位相差を検出する。皮膚色が存在するときは、検出された皮膚色のタイプ、即ち、モンゴリアン系の皮膚色、ニグロ系，日焼け，メイクアップの皮膚色、又はコーケイジャン系の皮膚色、が決定される。さらに、色合い、色濃度、輝度等の色特性を示し皮膚色の特定のタイプに対応するプリセット補償データが、ビデオ画像の画像品質を調整するために提供される。
【００２６】
上述のように、本発明によるカラー画像品質補償回路において、カラー画像品質は複合ビデオ信号から検出された皮膚色のタイプを参照してリアルタイムに調整される。皮膚色が存在しないときは、調整の必要がない。
本発明の好適な実施形態が開示されたが、添付の請求の範囲で述べられた発明の範囲と精神から逸脱することなく、当業者において種々の変形例、追加及び代替が可能である。例えば、上述の本発明の実施形態によれば、皮膚の色は基準色として使用される。しかしながら、種々の色（青空の色、緑色、等）を基準色として使用することもできる。さらに、基準色として単一の色（例えば、皮膚色）を使用するばかりか、数種類の色（例えば、皮膚色、青空の色、緑色）を同時に使用することもできる。
【００２７】
【発明の効果】
本発明によれば、皮膚色を基準にしてカラー画像品質を著しく改善することができるカラー画像品質（特に皮膚色）補償回路を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるカラー画像品質補償回路の一実施形態の概略ブロック図である。
【図２】本発明による皮膚色品質補償回路の一実施形態のブロック図である。
【図３】図２の位相検出器のブロック図である。
【図４】図３の位相検出器８’の出力電圧を示す各カラーバー（色信号）毎のテーブルである。
【図５】図２の皮膚色タイプ検出器９’のブロック図である。
【図６】図５の皮膚色タイプ検出器により検出されたデジタルデータのビット列を示すテーブルである。
【図７】モンゴリアン系、コーケイジャン系、ニグロ系の皮膚色の輝度と色濃度に関して国際照明委員会により指摘された標準色輝度レベルを示すグラフ（その１）である。
【図８】モンゴリアン系、コーケイジャン系、ニグロ系の皮膚色の輝度と色濃度に関して国際照明委員会により指摘された標準色輝度レベルを示すグラフ（その２）である。
【図９】モンゴリアン系の皮膚色に対する色軸値と輝度及び色濃度の関係のテーブルである。
【図１０】コーケイジャン系の皮膚色に対する色軸値と輝度及び色濃度の関係のテーブルである。
【図１１】ニグロ系の皮膚色に対する色軸値と輝度及び色濃度の関係のテーブルである。
【図１２】従来の皮膚色補償の方法を説明する概念的なグラフである。
【図１３】図１２をより詳細に説明するグラフである。
【図１４】従来の皮膚色補償回路の一例ブロック図である。
【図１５】従来の他の皮膚色補償方法を説明するグラフである。
【図１６】従来の皮膚色補償回路の他の例ブロック図である。
【符号の説明】
１…バーストゲート
２…３．５８ＭＨｚ発振器
３…Ｙ／Ｃ分離部
４…増幅器
５…色復調器
６…遅延部
７…マトリクス増幅器
８，８’…位相検出器
９’…皮膚色タイプ検出器
１０…皮膚色検出器
１０’…色補償部
１０ａ，１０ｂ，１０ｄ…増幅器
１０ｃ…位相検出器
２０…皮膚色タイプ検出器
３０…皮膚色補償回路
４０…表示部

Claims (7)

1. 皮膚色補償回路であって、
   入力映像信号から分離された色信号から人種類型に対する皮膚色特性を代表する皮膚色信号が、ビデオ画像の色信号の特定の色相範囲内に存在するかを検出する手段と、
   前記検出された皮膚色信号に従って複数回の標本値をリードした後、最大カウントされる皮膚色信号に対応する皮膚色の複数のタイプの内の１つを決定する手段と、
   人種類型に対する色濃度及び明るさが予め設定された複数のプリセット補償値を提供する手段であって、各々のプリセット補償値が前記皮膚色の複数のタイプの内の１つに対応するものと、
   前記皮膚色の各タイプに対応する前記プリセット補償値の１つに従って、ビデオ画像の画像品質を調整する手段と、
   を具備する皮膚色補償回路。
2. 前記プリセット補償値が、ビデオ画像における１つ又はそれ以上の輝度、色彩度、色合いに関するものである請求項１に記載の皮膚色補償回路。
3. 前記皮膚色の複数のタイプが、１つ又はそれ以上のモンゴリアン系、コーケイジャン系、及びニグロ系の皮膚色タイプを含む請求項１に記載の皮膚色補償回路。
4. 皮膚色を補償する方法であって、
   入力映像信号から分離された色信号から人種類型に対する皮膚色特性を代表する皮膚色信号が、ビデオ画像の色信号の特定の色相範囲内に存在するかを検出する段階と、
   前記検出された皮膚色信号に従って複数回の標本値をリードした後、最大カウントされる皮膚色信号に対応する皮膚色の複数のタイプの１つを決定し、色濃度及び明るさが予め設定された各々の値が皮膚色の複数のタイプに対応する複数のプリセット補償値のうち、前記決定された皮膚色のタイプに対応する１つを提供する段階と、
   前記プリセット補償値に従って、前記ビデオ画像の画像品質を調整する段階と、
   を具備する皮膚色補償方法。
5. 皮膚色を補償する方法であって、
   入力映像信号から分離された色信号から人種類型に対する皮膚色特性を代表する皮膚色信号が、ビデオ画像の色信号の特定の色相範囲内に存在するかを検出する段階と、
   前記検出された皮膚色信号に従って複数回の標本値をリードした後、最大カウントされる皮膚色信号に対応する皮膚色の複数のタイプの１つを決定する段階と、
   人種類型に対する色濃度及び明るさが予め設定された複数のプリセット補償値を提供する段階であって、各々の値が皮膚色の複数のタイプの１つに対応するものと、
   複数のタイプの１つに対応する補償値に従って、ビデオ画像の画像品質を調整する手段と、
   を具備する皮膚色補償方法。
6. 前記プリセット補償値が、ビデオ画像の１つ又はそれ以上の輝度、色彩度及び色合いに関するものである請求項４又は５に記載の皮膚色補償方法。
7. 前記皮膚色の複数のタイプが、１つ又はそれ以上のモンゴリアン系、コーケイジャン系、及びニグロ系の皮膚色タイプを含む請求項５に記載の皮膚色補償方法。

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