JP3620547B2 - 高輝度圧縮装置およびそれを適用したビデオカメラ装置 - Google Patents
高輝度圧縮装置およびそれを適用したビデオカメラ装置 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、高輝度圧縮装置およびそれを適用したビデオカメラ装置に関する。詳しくは、高輝度圧縮処理された３原色信号に対して、色相は入力３原色信号で表現される色の色相を維持し、飽和度（彩度）は入力３原色信号を同一圧縮比で圧縮処理して得られる３原色信号で表現される色の飽和度よりも小さくなるように演算処理することによって、色再現性を改善しようとした高輝度圧縮装置およびそれを適用したビデオカメラ装置に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、赤、緑、青の各色用のＣＣＤイメージセンサで被写体を撮像する、いわゆる３板式のビデオカメラ装置が知られている。各色用のＣＣＤイメージセンサより得られる撮像信号のダイナミックレンジは通常６００％程度であって、低域から高域までリニアな特性を有している。しかしながら、ビデオカメラ装置自体の最大出力は例えば輝度信号で最大１１０％等のように規定されているため、上述したＣＣＤイメージセンサより得られる撮像信号のうち最大出力以上の信号成分をカットして伝送することとなる。
【０００３】
ここで、リニアな特性を有する撮像信号をそのまま最大出力でカットして伝送し、この撮像信号による画像をモニタ表示した場合、被写体の明るい部分が全て白に表示される、いわゆる色飛び現象を生じることがある。そこで、このような色飛び現象を軽減するため、ビデオカメラ装置には高輝度圧縮装置が設けられている。
【０００４】
図３は、撮像信号経路に高輝度圧縮装置を有する３板式のビデオカメラ装置の構成例を示している。図において、赤、緑、青の色画像用のＣＣＤイメージセンサ１Ｒ，１Ｇ，１Ｂより出力される撮像信号、従って赤、緑、青の色信号Ｒ，Ｇ，Ｂは、それぞれプリアンプ２Ｒ，２Ｇ，２Ｂで増幅された後にＡ／Ｄ変換器３Ｒ，３Ｇ，３Ｂでディジタル信号に変換される。
【０００５】
Ａ／Ｄ変換器３Ｒ，３Ｇ，３Ｂでディジタル信号に変換された色信号Ｒ，Ｇ，Ｂは、それぞれ高輝度圧縮装置４で高輝度圧縮処理が行われ、ガンマ補正回路５Ｒ，５Ｇ，５Ｂでガンマ補正され、さらにクリップ回路６Ｒ，６Ｇ，６Ｂでホワイトクリップ処理および黒クリップ処理が行われた後にマトリックス回路７に供給される。
【０００６】
マトリックス回路７ではマトリックス演算が行われて色信号Ｒ，Ｇ，Ｂより輝度信号Ｙ、赤色差信号Ｒ−Ｙ、青色差信号Ｂ−Ｙが形成される。そして、マトリックス回路７より出力される輝度信号Ｙ、色差信号Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙはエンコーダ８に供給されて所定テレビジョン方式、例えばハイビジョン方式のディジタルビデオデータＤＶが形成され、このディジタルビデオデータＤＶは出力端子９に導出される。
【０００７】
図４は、従来の高輝度圧縮装置４の構成例を示している。図において、入力端子１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂに供給される色信号Ｒ，Ｇ，Ｂはそれぞれ高輝度圧縮回路（ニー回路）１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂに供給される。高輝度圧縮回路１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂでは、それぞれ図５に示すような入出力特性で高輝度圧縮処理が行われる。すなわち、入力レベルがニーポイントを越えるときは所定の圧縮比でもってレベル圧縮処理が行われる。
【０００８】
図６は、高輝度圧縮回路１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂの構成例を示している。図において、入力端子１５に供給される入力撮像データｘ（高輝度圧縮回路１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂではそれぞれ色信号Ｒ，Ｇ，Ｂ）は、切換スイッチ１６のａ側の固定端子、比較器１７の正入力端子および減算器１８にそれぞれ供給される。入力端子１９に供給されるニーポイントデータＫＰは、比較器１７の負入力端子、減算器１８および加算器２０にそれぞれ供給される。
【０００９】
入力端子２１に供給される圧縮処理を行うためのニースロープデータＫＳは乗算器２２に供給され、減算器１８より出力されるデータ（ｘ−ＫＰ）に乗算される。乗算器２２より出力されるデータ｛ＫＳ（ｘ−ＫＰ）｝は加算器２０に供給され、入力端子１９に供給されるニーポイントデータＫＰと加算される。そして、加算器２０より出力されるデータ｛ＫＳ・ｘ＋ＫＰ（１−ＫＳ）｝は切換スイッチ１６のｂ側の固定端子に供給される。
【００１０】
比較器１７の出力信号は、撮像データｘがニーポイントデータＫＰ以下であるときはローレベル「Ｌ」となり、一方撮像データｘがニーポイントデータＫＰより大きいときはハイレベル「Ｈ」となる。比較器１７の出力信号は切換スイッチ１６に切換制御信号として供給される。すなわち、切換スイッチ１６は、比較器１７の出力信号がローレベル「Ｌ」であるときはａ側に接続され、比較器１７の出力信号がハイレベル「Ｈ」であるときはｂ側に接続される。
【００１１】
切換スイッチ１６の出力データは出力撮像データｘｃ（高輝度圧縮回路１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂではそれぞれ色信号Ｒｎ，Ｇｎ，Ｂｎ）として出力端子２３に導出される。この場合、出力撮像データｘｃは、入力撮像データｘがニーポイントデータＫＰ以下であるときは入力撮像データｘと等しく、そして入力撮像データｘがニーポイントデータＫＰより大きいときは入力撮像データｘが所定比で圧縮処理されたものとなる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
図４に示す高輝度圧縮装置４では、色信号Ｒ，Ｇ，Ｂに対してそれぞれ独立して高輝度圧縮処理が行われる。そのため、ある色信号のレベルがニーポイントを越えて圧縮処理される際に色信号Ｒｎ，Ｇｎ，Ｂｎの比率が色信号Ｒ，Ｇ，Ｂの比率と異なったものに変化し、色再現性の劣化を招くという問題点があった。
【００１３】
例えば、図４に示す高輝度圧縮装置４では、被写体の明るさの変化に対応して、色信号Ｒｎ，Ｇｎ，Ｂｎが図７に示すように変化していく。なお、被写体の明るさはアイリスを調整して疑似的に変化させることができる。図７において、ｘｃKPは色信号Ｒ，Ｇ，Ｂのレベルがそれぞれニーポイントとなる際の色信号Ｒｎ，Ｇｎ，Ｂｎのレベルを示している。
【００１４】
図８の色差平面を使用して、上述した色再現性の劣化についてさらに説明する。すなわち、図４に示す高輝度圧縮装置４に供給される色信号Ｒ，Ｇ，Ｂで表現される色が点Ａ０の座標（ｒ０ｃｏｓθ０，ｒ０ｓｉｎθ０）で示されるとき、ある色信号のレベルがニーポイントを越えて圧縮処理される際に出力される色信号Ｒｎ，Ｇｎ，Ｂｎで表現される色は例えば点Ａ１の座標（ｒ１ｃｏｓθ１，ｒ１ｓｉｎθ１）で示され、色相が変化したものとなる。なお、ｒ０，ｒ１は飽和度（Ｓａｔｕｒａｔｉｏｎ）を示し、θ０，θ１はＢ−Ｙ軸からの角度、従って色相（Ｈｕｅ）を示している。
【００１５】
そこで、この発明では、高輝度圧縮処理における色再現性を改善するものである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る高輝度圧縮装置は、入力３原色信号がそれぞれ入力され、この入力３原色信号のそれぞれが所定レベル以上となるとき圧縮処理をする、第１、第２および第３の圧縮処理手段と、この第１、第２および第３の圧縮処理手段から出力された３原色信号に対して、入力３原色信号で表現される色の色相と同じ色相で、かつ入力３原色信号を同一圧縮比で圧縮処理して得られる３原色信号で表現される色の飽和度よりも小さな飽和度の色を表現するように演算処理して出力３原色信号を得る演算処理手段とを備えるものである。
【００１７】
この発明に係るビデオカメラ装置は、撮像信号経路に高輝度圧縮装置を有するものである。そして、高輝度圧縮装置は、入力３原色信号がそれぞれ入力され、該入力３原色信号のそれぞれが所定レベル以上となるとき圧縮処理をする、第１、第２および第３の圧縮処理手段と、この第１、第２および第３の圧縮処理手段から出力された３原色信号に対して、入力３原色信号で表現される色の色相と同じ色相で、かつ入力３原色信号を同一圧縮比で圧縮処理して得られる３原色信号で表現される色の飽和度よりも小さな飽和度の色を表現するように演算処理して出力３原色信号を得る演算処理手段とを備えるものである。
【００１８】
【作用】
この発明では入力３原色信号が圧縮処理手段に供給され、それぞれ所定レベル以上となるとき圧縮処理される。例えば、入力３原色信号のうちいずれかが圧縮処理されるとき、圧縮処理された３原色信号で表現される色の色相や飽和度は入力３原色信号で表現される色の色相や飽和度とは異なったものとなる。そこで、さらにこの発明では、圧縮処理手段で圧縮処理された３原色信号に対して、入力３原色信号で表現される色の色相と同じ色相で、かつ入力３原色信号を同一圧縮比で圧縮処理して得られる３原色信号で表現される色の飽和度よりも小さな飽和度の色を表現するように演算処理手段で演算処理して出力３原色信号を得る。
【００１９】
【実施例】
まず、図９を参照しながら、先に本出願人が提案した高輝度圧縮装置について説明する。この例は、ビデオカメラ装置（図３参照）の撮像信号経路に設けられた高輝度圧縮装置４の例である。この図９において、図４と対応する部分には同一符号を付して示している。
【００２０】
図において、入力端子１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂに供給される色信号Ｒ，Ｇ，Ｂはそれぞれ最大値検出回路２５に供給され、最大レベルの色信号が検出される。最大値検出回路２５からは検出された最大レベルの色信号のレベルを示す最大値データｘｍａｘが出力され、この最大値データｘｍａｘは比較器２６の正入力端子および逆数変換回路２７にそれぞれ供給される。
【００２１】
入力端子１９に供給されるニーポイントデータＫＰは比較器２６の負入力端子および乗算器２８にそれぞれ供給される。入力端子２１に供給される圧縮処理を行うためのニースロープデータＫＳは減算器２９および加算器３０にそれぞれ供給される。入力端子３１に供給される「１」のデータは減算器２９に供給される。
【００２２】
減算器２９より出力されるデータ（１−ＫＳ）は乗算器２８に供給され、入力端子１９に供給されるニーポイントデータＫＰと乗算される。乗算器２８より出力されるデータ｛ＫＰ・（１−ＫＳ）｝は乗算器３１に供給され、逆数変換回路２７より出力されるデータ１／ｘｍａｘと乗算される。乗算器３１より出力されるデータ｛ＫＰ・（１−ＫＳ）／ｘｍａｘ｝は加算器３０に供給され、入力端子２１に供給されるニースロープデータＫＳと加算される。これにより、加算器３０からは最大レベルの色信号に対する圧縮比データ｛ＫＰ・（１−ＫＳ）／ｘｍａｘ＋ＫＳ｝が得られる。
【００２３】
また、入力端子１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂに供給される色信号Ｒ，Ｇ，Ｂは、それぞれ時間調整用の遅延回路３２Ｒ，３２Ｇ，３２Ｂを介して、切換スイッチ３３Ｒ，３３Ｇ，３３Ｂのａ側の固定端子および乗算器３４Ｒ，３４Ｇ，３４Ｂに供給される。遅延回路３２Ｒ，３２Ｇ，３２Ｂは、それぞれ上述した最大レベルの色信号に対する圧縮比データ｛ＫＰ・（１−ＫＳ）／ｘｍａｘ＋ＫＳ｝を得るための演算処理に要する時間分の遅延時間を有している。
【００２４】
乗算器３４Ｒ，３４Ｇ，３４Ｂでは、それぞれ色信号Ｒ，Ｇ，Ｂに加算器３０より出力される圧縮比データ｛ＫＰ・（１−ＫＳ）／ｘｍａｘ＋ＫＳ｝が乗算される。乗算器３４Ｒ，３４Ｇ，３４Ｂより出力される最大レベルの色信号に対する圧縮比データが乗算された色信号Ｒ，Ｇ，Ｂは、それぞれ切換スイッチ３３Ｒ，３３Ｇ，３３Ｂのｂ側の固定端子に供給される。
【００２５】
比較器２６の出力信号は、最大値データｘｍａｘがニーポイントデータＫＰ以下であるときはローレベル「Ｌ」となり、一方最大値データｘｍａｘがニーポイントデータＫＰより大きいときはハイレベル「Ｈ」となる。比較器２６の出力信号は切換スイッチ３３Ｒ，３３Ｇ，３３Ｂに切換制御信号として供給される。すなわち、切換スイッチ３３Ｒ，３３Ｇ，３３Ｂは、比較器２６の出力信号がローレベル「Ｌ」であるときはａ側に接続され、比較器２６の出力信号がハイレベル「Ｈ」であるときはｂ側に接続される。
【００２６】
切換スイッチ３３Ｒ，３３Ｇ，３３Ｂの出力信号は、それぞれ高輝度圧縮処理された色信号Ｒｎ，Ｇｎ，Ｂｎとして出力端子１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂに導出される。この場合、色信号Ｒｎ，Ｇｎ，Ｂｎは、入力端子１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂに供給される色信号Ｒ，Ｇ，Ｂのうち最大レベルの色信号のレベル（最大値データｘｍａｘ）がニーポイントデータＫＰ以下であるときは入力端子１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂに供給された色信号Ｒ，Ｇ，Ｂと等しく、そしてその最大レベルの色信号のレベルがニーポイントデータＫＰより大きいときは入力端子１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂに供給される色信号Ｒ，Ｇ，Ｂに最大レベルの色信号に対する圧縮比データ｛ＫＰ・（１−ＫＳ）／ｘｍａｘ＋ＫＳ｝が乗算されたものとなる。
【００２７】
図９に示す高輝度圧縮装置４では、ある色信号のレベルがニーポイントを越えて圧縮処理される際、最大レベルの色信号の圧縮比でもって色信号Ｒ，Ｇ，Ｂの全てが圧縮処理されるため、色信号Ｒｎ，Ｇｎ，Ｂｎの比率が色信号Ｒ，Ｇ，Ｂの比率と変わらず、色相が変化することを防止できる。すなわち、図９に示す高輝度圧縮装置４では、被写体の明るさの変化に対応して、色信号Ｒｎ，Ｇｎ，Ｂｎが例えば図１０に示すように変化していき、色信号Ｒｎ，Ｇｎ，Ｂｎの比率は常に一定となる。
【００２８】
ところで、図９に示す高輝度圧縮装置４では、圧縮処理が行われる際、飽和度もほぼ保存されてしまうため、高輝度部で色が付きすぎ、場合によっては不自然な画像になってしまうことがある。図８の色差平面を使用して、上述した飽和度がほぼ保存されることを説明する。すなわち、図９に示す高輝度圧縮装置４に供給される色信号Ｒ，Ｇ，Ｂで表現される色が点Ａ０の座標（ｒ０ｃｏｓθ０，ｒ０ｓｉｎθ０）で示されるとき、ある色信号のレベルがニーポイントを越えて圧縮処理される際に出力される色信号Ｒｎ，Ｇｎ，Ｂｎで表現される色は例えば点Ａ２の座標（ｒ２ｃｏｓθ０，ｒ２ｓｉｎθ０）で示され、色相が保存されると共に、飽和度もほぼ保存されたものとなる。なお、ｒ０，ｒ２は飽和度を示し、θ０はＢ−Ｙ軸からの角度、従って色相を示している。
【００２９】
次に、図１を参照しながら、この発明の一実施例について説明する。この例も、ビデオカメラ装置（図３参照）の撮像信号経路に設けられた高輝度圧縮装置４の例である。この図１において、図４および図９と対応する部分には同一符号を付して示している。
【００３０】
図において、入力端子１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂに供給される色信号Ｒ，Ｇ，Ｂはそれぞれマトリックス回路４１に供給される。このマトリックス回路４１では、（１）式のようなマトリックス演算が行われて、輝度信号Ｙ０、赤色差信号（Ｒ−Ｙ）０、青色差信号（Ｂ−Ｙ）０が得られる。
【００３１】
【数１】
【００３２】
マトリックス回路４１より出力される色差信号（Ｒ−Ｙ）０，（Ｂ−Ｙ）０は割算器４２に供給され、（Ｒ−Ｙ）０／（Ｂ−Ｙ）０の演算が行われる。割算器４２の出力信号（Ｒ−Ｙ）０／（Ｂ−Ｙ）０は逆正接を得るためのルックアップテーブル４３に供給される。この場合、ルックアップテーブル４３の出力信号はｔａｎ−１｛（Ｒ−Ｙ）０／（Ｂ−Ｙ）０｝となり、これは入力端子１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂに供給される色信号Ｒ，Ｇ，Ｂで表現される色の色相θ０を示すものとなる。
【００３３】
ルックアップテーブル４３の出力信号ｔａｎ−１｛（Ｒ−Ｙ）０／（Ｂ−Ｙ）０｝はそれぞれ正弦、余弦を得るためのルックアップテーブル４４，４５に供給される。そして、ルックアップテーブル４４，４５の出力信号ｓｉｎθ０，ｃｏｓθ０はそれぞれ乗算器４６，４７に供給される。
【００３４】
また、入力端子１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂに供給される色信号Ｒ，Ｇ，Ｂはそれぞれ高輝度圧縮回路１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂに供給される。これら高輝度圧縮回路１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂは、それぞれ上述した図６に示すように構成され、図５のような入出力特性でもって高輝度圧縮処理が行われる。高輝度圧縮回路１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂより出力される色信号Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１はマトリックス回路４８に供給される。このマトリックス回路４８では、（２）式のようなマトリックス演算が行われて、輝度信号Ｙ１、赤色差信号（Ｒ−Ｙ）１、青色差信号（Ｂ−Ｙ）１が得られる。
【００３５】
【数２】
【００３６】
マトリックス回路４８より出力される色差信号（Ｒ−Ｙ）１，（Ｂ−Ｙ）１はそれぞれ乗算器４９，５０で自乗演算された後に、加算器５１で加算されて平方根を得るためのルックアップテーブル５２に供給される。この場合、ルックアップテーブル５２の出力信号は√｛（Ｒ−Ｙ）１ ２＋（Ｂ−Ｙ）１ ２｝となり、これは高輝度圧縮回路１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂよりそれぞれ出力される色信号Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１で表現される色の飽和度ｒ１を示すものとなる。ルックアップテーブル５２の出力信号√｛（Ｒ−Ｙ）１ ２＋（Ｂ−Ｙ）１ ２｝、従ってｒ１は乗算器４６，４７にそれぞれ供給される。
【００３７】
乗算器４６ではルックアップテーブル４４の出力信号ｓｉｎθ０とルックアップテーブル５２の出力信号ｒ１とが乗算される。この場合、乗算器４６の出力信号は√｛（Ｒ−Ｙ）１ ２＋（Ｂ−Ｙ）１ ２｝・ｓｉｎ［ｔａｎ−１｛（Ｒ−Ｙ）０／（Ｂ−Ｙ）０｝］＝ｒ１ｓｉｎθ０となり、入力端子１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂに供給される色信号Ｒ，Ｇ，Ｂで表現される色の色相θ０と同じ色相で、かつ高輝度圧縮回路１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂより出力される色信号Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１で表現される色の飽和度ｒ１と同じ飽和度の色を表現するための赤色差信号（Ｒ−Ｙ）３を示すものとなる。
【００３８】
また、乗算器４７の出力信号は√｛（Ｒ−Ｙ）１ ２＋（Ｂ−Ｙ）１ ２｝・ｃｏｓ［ｔａｎ−１｛（Ｒ−Ｙ）０／（Ｂ−Ｙ）０｝］＝ｒ１ｃｏｓθ０となり、入力端子１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂに供給される色信号Ｒ，Ｇ，Ｂで表現される色の色相θ０と同じ色相で、かつ高輝度圧縮回路１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂより出力される色信号Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１で表現される色の飽和度ｒ１と同じ飽和度の色を表現するための青色差信号（Ｂ−Ｙ）３を示すものとなる。
【００３９】
乗算器４６，４７より出力される色差信号（Ｒ−Ｙ）３，（Ｂ−Ｙ）３は逆マトリックス回路５３に供給される。また、この逆マトリックス回路５３には、マトリックス回路４８より出力される輝度信号Ｙ１が輝度信号Ｙ３として供給される。逆マトリックス回路５３では（３）式のような逆マトリックス演算が行われて高輝度圧縮処理された色信号Ｒｎ，Ｇｎ，Ｂｎが得られ、これら色信号Ｒｎ，Ｇｎ，Ｂｎは出力端子１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂにそれぞれ導出される。
【００４０】
【数３】
【００４１】
本例においては、逆マトリックス回路５３に、入力端子１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂに供給される色信号Ｒ，Ｇ，Ｂで表現される色の色相θ０と同じ色相で、かつ高輝度圧縮回路１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂより出力される色信号Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１で表現される色の飽和度ｒ１と同じ飽和度の色を表現するための色差信号（Ｒ−Ｙ）３，（Ｂ−Ｙ）３が供給されて逆マトリックス演算が行われるため、出力端子１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂに得られる高輝度圧縮処理された色信号Ｒｎ，Ｇｎ，Ｂｎで表現される色は、色信号Ｒ，Ｇ，Ｂで表現される色の色相θ０と同じ色相で、かつ色信号Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１で表現される色の飽和度ｒ１と同じ飽和度の色となる。したがって、圧縮処理をしても図９の例と同様に色相は変化せず、しかも圧縮処理が行われる際に図９の例より飽和度を小さくでき、高輝度部で色が付きすぎて不自然な画像となるということがなく、自然な色再現を実現できる。
【００４２】
図８の色差平面を使用して、圧縮処理が行われる際に図９の例より飽和度が小さくなることを説明する。すなわち、入力端子１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂに供給される色信号Ｒ，Ｇ，Ｂで表現される色が点Ａ０の座標（ｒ０ｃｏｓθ０，ｒ０ｓｉｎθ０）で示され、またある色信号のレベルがニーポイントを越えて圧縮処理される際に高輝度圧縮回路１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂより得られる色信号Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１で表現される色が点Ａ１の座標（ｒ１ｃｏｓθ１，ｒ１ｓｉｎθ１）で示されるとき、出力端子１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂに得られる色信号Ｒｎ，Ｇｎ，Ｂｎで表現される色は点Ａ３の座標（ｒ１ｃｏｓθ０，ｒ１ｓｉｎθ０）で示され、圧縮処理をしても色相θ０は変化せず、また飽和度ｒ１は図９の例の色信号Ｒｎ，Ｇｎ，Ｂｎで表現される色の飽和度ｒ２より小さくなる。なお、ｒ０〜ｒ３は飽和度を示し、θ０，θ１はＢ−Ｙ軸からの角度、従って色相を示している。
【００４３】
また、本例においては、被写体の明るさの変化に対応して、色信号Ｒｎ，Ｇｎ，Ｂｎが例えば図２に示すように変化していく。ここで、一点鎖線は図９の例における色信号Ｒｎ，Ｇｎ，Ｂｎの変化を比較して示している。この場合、最大レベルを持つ色信号Ｒｎの変化は図９の例と同じくなる。
【００４４】
なお、上述実施例においては、出力端子１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂに得られる高輝度圧縮処理された色信号Ｒｎ，Ｇｎ，Ｂｎで表現される色の飽和度が高輝度圧縮回路１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂより出力される色信号Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１で表現される色の飽和度ｒ１と同じくなるように演算処理されるものを示したが、少なくとも図９の例の色信号Ｒｎ，Ｇｎ，Ｂｎで表現される色の飽和度ｒ２より小さくなるように演算処理すれば、同様の作用効果を得ることができる。例えば、図１の例において、ルックアップテーブル５２の出力信号ｒ１に係数を乗算することで、出力端子１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂに得られる色信号Ｒｎ，Ｇｎ，Ｂｎで表現される色の飽和度を任意に調整できる。また、上述実施例は、高輝度圧縮処理をハード的に実現したものであるが、ソフト的にも同様に処理できることは勿論である。
【００４５】
【発明の効果】
この発明によれば、個々に高輝度圧縮処理された３原色信号に対して、入力３原色信号で表現される色の色相と同じ色相で、かつ入力３原色信号を同一圧縮比で圧縮処理して得られる３原色信号で表現される色の飽和度よりも小さな飽和度の色を表現するように演算処理して出力３原色信号を得るため、圧縮処理をしても色相は変化せず、しかも圧縮処理が行われる際に飽和度を小さくでき、高輝度部で色が付きすぎて不自然な画像となるということがなく、自然な色再現を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施例の構成を示す系統図である。
【図２】実施例における被写体の明るさと各色信号の出力レベルの関係を示す図である。
【図３】高輝度圧縮装置を有するビデオカメラ装置の構成例を示す系統図である。
【図４】従来の高輝度圧縮装置の構成例を示す系統図である。
【図５】高輝度圧縮処理の入出力特性を示す図である。
【図６】高輝度圧縮回路の構成例を示す系統図である。
【図７】図４の例の高輝度圧縮装置における被写体の明るさと各色信号の出力レベルの関係を示す図である。
【図８】各色信号で表現される色の色差平面上における座標を説明するための図である。
【図９】高輝度圧縮装置の構成例を示す図である。
【図１０】図９の例の高輝度圧縮装置における被写体の明るさと各色信号の出力レベルの関係を示す図である。
【符号の説明】
１Ｒ，１Ｇ，１Ｂ ＣＣＤイメージセンサ
４ 高輝度圧縮装置
１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂ 入力端子
１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂ 高輝度圧縮回路（ニー回路）
１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂ 出力端子
４１，４８ マトリックス回路
４２ 割算器
４３〜４５，５２ ルックアップテーブル
４６，４７，４９，５０ 乗算器
５１ 加算器
５３ 逆マトリックス回路
【産業上の利用分野】
この発明は、高輝度圧縮装置およびそれを適用したビデオカメラ装置に関する。詳しくは、高輝度圧縮処理された３原色信号に対して、色相は入力３原色信号で表現される色の色相を維持し、飽和度（彩度）は入力３原色信号を同一圧縮比で圧縮処理して得られる３原色信号で表現される色の飽和度よりも小さくなるように演算処理することによって、色再現性を改善しようとした高輝度圧縮装置およびそれを適用したビデオカメラ装置に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、赤、緑、青の各色用のＣＣＤイメージセンサで被写体を撮像する、いわゆる３板式のビデオカメラ装置が知られている。各色用のＣＣＤイメージセンサより得られる撮像信号のダイナミックレンジは通常６００％程度であって、低域から高域までリニアな特性を有している。しかしながら、ビデオカメラ装置自体の最大出力は例えば輝度信号で最大１１０％等のように規定されているため、上述したＣＣＤイメージセンサより得られる撮像信号のうち最大出力以上の信号成分をカットして伝送することとなる。
【０００３】
ここで、リニアな特性を有する撮像信号をそのまま最大出力でカットして伝送し、この撮像信号による画像をモニタ表示した場合、被写体の明るい部分が全て白に表示される、いわゆる色飛び現象を生じることがある。そこで、このような色飛び現象を軽減するため、ビデオカメラ装置には高輝度圧縮装置が設けられている。
【０００４】
図３は、撮像信号経路に高輝度圧縮装置を有する３板式のビデオカメラ装置の構成例を示している。図において、赤、緑、青の色画像用のＣＣＤイメージセンサ１Ｒ，１Ｇ，１Ｂより出力される撮像信号、従って赤、緑、青の色信号Ｒ，Ｇ，Ｂは、それぞれプリアンプ２Ｒ，２Ｇ，２Ｂで増幅された後にＡ／Ｄ変換器３Ｒ，３Ｇ，３Ｂでディジタル信号に変換される。
【０００５】
Ａ／Ｄ変換器３Ｒ，３Ｇ，３Ｂでディジタル信号に変換された色信号Ｒ，Ｇ，Ｂは、それぞれ高輝度圧縮装置４で高輝度圧縮処理が行われ、ガンマ補正回路５Ｒ，５Ｇ，５Ｂでガンマ補正され、さらにクリップ回路６Ｒ，６Ｇ，６Ｂでホワイトクリップ処理および黒クリップ処理が行われた後にマトリックス回路７に供給される。
【０００６】
マトリックス回路７ではマトリックス演算が行われて色信号Ｒ，Ｇ，Ｂより輝度信号Ｙ、赤色差信号Ｒ−Ｙ、青色差信号Ｂ−Ｙが形成される。そして、マトリックス回路７より出力される輝度信号Ｙ、色差信号Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙはエンコーダ８に供給されて所定テレビジョン方式、例えばハイビジョン方式のディジタルビデオデータＤＶが形成され、このディジタルビデオデータＤＶは出力端子９に導出される。
【０００７】
図４は、従来の高輝度圧縮装置４の構成例を示している。図において、入力端子１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂに供給される色信号Ｒ，Ｇ，Ｂはそれぞれ高輝度圧縮回路（ニー回路）１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂに供給される。高輝度圧縮回路１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂでは、それぞれ図５に示すような入出力特性で高輝度圧縮処理が行われる。すなわち、入力レベルがニーポイントを越えるときは所定の圧縮比でもってレベル圧縮処理が行われる。
【０００８】
図６は、高輝度圧縮回路１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂの構成例を示している。図において、入力端子１５に供給される入力撮像データｘ（高輝度圧縮回路１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂではそれぞれ色信号Ｒ，Ｇ，Ｂ）は、切換スイッチ１６のａ側の固定端子、比較器１７の正入力端子および減算器１８にそれぞれ供給される。入力端子１９に供給されるニーポイントデータＫＰは、比較器１７の負入力端子、減算器１８および加算器２０にそれぞれ供給される。
【０００９】
入力端子２１に供給される圧縮処理を行うためのニースロープデータＫＳは乗算器２２に供給され、減算器１８より出力されるデータ（ｘ−ＫＰ）に乗算される。乗算器２２より出力されるデータ｛ＫＳ（ｘ−ＫＰ）｝は加算器２０に供給され、入力端子１９に供給されるニーポイントデータＫＰと加算される。そして、加算器２０より出力されるデータ｛ＫＳ・ｘ＋ＫＰ（１−ＫＳ）｝は切換スイッチ１６のｂ側の固定端子に供給される。
【００１０】
比較器１７の出力信号は、撮像データｘがニーポイントデータＫＰ以下であるときはローレベル「Ｌ」となり、一方撮像データｘがニーポイントデータＫＰより大きいときはハイレベル「Ｈ」となる。比較器１７の出力信号は切換スイッチ１６に切換制御信号として供給される。すなわち、切換スイッチ１６は、比較器１７の出力信号がローレベル「Ｌ」であるときはａ側に接続され、比較器１７の出力信号がハイレベル「Ｈ」であるときはｂ側に接続される。
【００１１】
切換スイッチ１６の出力データは出力撮像データｘｃ（高輝度圧縮回路１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂではそれぞれ色信号Ｒｎ，Ｇｎ，Ｂｎ）として出力端子２３に導出される。この場合、出力撮像データｘｃは、入力撮像データｘがニーポイントデータＫＰ以下であるときは入力撮像データｘと等しく、そして入力撮像データｘがニーポイントデータＫＰより大きいときは入力撮像データｘが所定比で圧縮処理されたものとなる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
図４に示す高輝度圧縮装置４では、色信号Ｒ，Ｇ，Ｂに対してそれぞれ独立して高輝度圧縮処理が行われる。そのため、ある色信号のレベルがニーポイントを越えて圧縮処理される際に色信号Ｒｎ，Ｇｎ，Ｂｎの比率が色信号Ｒ，Ｇ，Ｂの比率と異なったものに変化し、色再現性の劣化を招くという問題点があった。
【００１３】
例えば、図４に示す高輝度圧縮装置４では、被写体の明るさの変化に対応して、色信号Ｒｎ，Ｇｎ，Ｂｎが図７に示すように変化していく。なお、被写体の明るさはアイリスを調整して疑似的に変化させることができる。図７において、ｘｃKPは色信号Ｒ，Ｇ，Ｂのレベルがそれぞれニーポイントとなる際の色信号Ｒｎ，Ｇｎ，Ｂｎのレベルを示している。
【００１４】
図８の色差平面を使用して、上述した色再現性の劣化についてさらに説明する。すなわち、図４に示す高輝度圧縮装置４に供給される色信号Ｒ，Ｇ，Ｂで表現される色が点Ａ０の座標（ｒ０ｃｏｓθ０，ｒ０ｓｉｎθ０）で示されるとき、ある色信号のレベルがニーポイントを越えて圧縮処理される際に出力される色信号Ｒｎ，Ｇｎ，Ｂｎで表現される色は例えば点Ａ１の座標（ｒ１ｃｏｓθ１，ｒ１ｓｉｎθ１）で示され、色相が変化したものとなる。なお、ｒ０，ｒ１は飽和度（Ｓａｔｕｒａｔｉｏｎ）を示し、θ０，θ１はＢ−Ｙ軸からの角度、従って色相（Ｈｕｅ）を示している。
【００１５】
そこで、この発明では、高輝度圧縮処理における色再現性を改善するものである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る高輝度圧縮装置は、入力３原色信号がそれぞれ入力され、この入力３原色信号のそれぞれが所定レベル以上となるとき圧縮処理をする、第１、第２および第３の圧縮処理手段と、この第１、第２および第３の圧縮処理手段から出力された３原色信号に対して、入力３原色信号で表現される色の色相と同じ色相で、かつ入力３原色信号を同一圧縮比で圧縮処理して得られる３原色信号で表現される色の飽和度よりも小さな飽和度の色を表現するように演算処理して出力３原色信号を得る演算処理手段とを備えるものである。
【００１７】
この発明に係るビデオカメラ装置は、撮像信号経路に高輝度圧縮装置を有するものである。そして、高輝度圧縮装置は、入力３原色信号がそれぞれ入力され、該入力３原色信号のそれぞれが所定レベル以上となるとき圧縮処理をする、第１、第２および第３の圧縮処理手段と、この第１、第２および第３の圧縮処理手段から出力された３原色信号に対して、入力３原色信号で表現される色の色相と同じ色相で、かつ入力３原色信号を同一圧縮比で圧縮処理して得られる３原色信号で表現される色の飽和度よりも小さな飽和度の色を表現するように演算処理して出力３原色信号を得る演算処理手段とを備えるものである。
【００１８】
【作用】
この発明では入力３原色信号が圧縮処理手段に供給され、それぞれ所定レベル以上となるとき圧縮処理される。例えば、入力３原色信号のうちいずれかが圧縮処理されるとき、圧縮処理された３原色信号で表現される色の色相や飽和度は入力３原色信号で表現される色の色相や飽和度とは異なったものとなる。そこで、さらにこの発明では、圧縮処理手段で圧縮処理された３原色信号に対して、入力３原色信号で表現される色の色相と同じ色相で、かつ入力３原色信号を同一圧縮比で圧縮処理して得られる３原色信号で表現される色の飽和度よりも小さな飽和度の色を表現するように演算処理手段で演算処理して出力３原色信号を得る。
【００１９】
【実施例】
まず、図９を参照しながら、先に本出願人が提案した高輝度圧縮装置について説明する。この例は、ビデオカメラ装置（図３参照）の撮像信号経路に設けられた高輝度圧縮装置４の例である。この図９において、図４と対応する部分には同一符号を付して示している。
【００２０】
図において、入力端子１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂに供給される色信号Ｒ，Ｇ，Ｂはそれぞれ最大値検出回路２５に供給され、最大レベルの色信号が検出される。最大値検出回路２５からは検出された最大レベルの色信号のレベルを示す最大値データｘｍａｘが出力され、この最大値データｘｍａｘは比較器２６の正入力端子および逆数変換回路２７にそれぞれ供給される。
【００２１】
入力端子１９に供給されるニーポイントデータＫＰは比較器２６の負入力端子および乗算器２８にそれぞれ供給される。入力端子２１に供給される圧縮処理を行うためのニースロープデータＫＳは減算器２９および加算器３０にそれぞれ供給される。入力端子３１に供給される「１」のデータは減算器２９に供給される。
【００２２】
減算器２９より出力されるデータ（１−ＫＳ）は乗算器２８に供給され、入力端子１９に供給されるニーポイントデータＫＰと乗算される。乗算器２８より出力されるデータ｛ＫＰ・（１−ＫＳ）｝は乗算器３１に供給され、逆数変換回路２７より出力されるデータ１／ｘｍａｘと乗算される。乗算器３１より出力されるデータ｛ＫＰ・（１−ＫＳ）／ｘｍａｘ｝は加算器３０に供給され、入力端子２１に供給されるニースロープデータＫＳと加算される。これにより、加算器３０からは最大レベルの色信号に対する圧縮比データ｛ＫＰ・（１−ＫＳ）／ｘｍａｘ＋ＫＳ｝が得られる。
【００２３】
また、入力端子１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂに供給される色信号Ｒ，Ｇ，Ｂは、それぞれ時間調整用の遅延回路３２Ｒ，３２Ｇ，３２Ｂを介して、切換スイッチ３３Ｒ，３３Ｇ，３３Ｂのａ側の固定端子および乗算器３４Ｒ，３４Ｇ，３４Ｂに供給される。遅延回路３２Ｒ，３２Ｇ，３２Ｂは、それぞれ上述した最大レベルの色信号に対する圧縮比データ｛ＫＰ・（１−ＫＳ）／ｘｍａｘ＋ＫＳ｝を得るための演算処理に要する時間分の遅延時間を有している。
【００２４】
乗算器３４Ｒ，３４Ｇ，３４Ｂでは、それぞれ色信号Ｒ，Ｇ，Ｂに加算器３０より出力される圧縮比データ｛ＫＰ・（１−ＫＳ）／ｘｍａｘ＋ＫＳ｝が乗算される。乗算器３４Ｒ，３４Ｇ，３４Ｂより出力される最大レベルの色信号に対する圧縮比データが乗算された色信号Ｒ，Ｇ，Ｂは、それぞれ切換スイッチ３３Ｒ，３３Ｇ，３３Ｂのｂ側の固定端子に供給される。
【００２５】
比較器２６の出力信号は、最大値データｘｍａｘがニーポイントデータＫＰ以下であるときはローレベル「Ｌ」となり、一方最大値データｘｍａｘがニーポイントデータＫＰより大きいときはハイレベル「Ｈ」となる。比較器２６の出力信号は切換スイッチ３３Ｒ，３３Ｇ，３３Ｂに切換制御信号として供給される。すなわち、切換スイッチ３３Ｒ，３３Ｇ，３３Ｂは、比較器２６の出力信号がローレベル「Ｌ」であるときはａ側に接続され、比較器２６の出力信号がハイレベル「Ｈ」であるときはｂ側に接続される。
【００２６】
切換スイッチ３３Ｒ，３３Ｇ，３３Ｂの出力信号は、それぞれ高輝度圧縮処理された色信号Ｒｎ，Ｇｎ，Ｂｎとして出力端子１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂに導出される。この場合、色信号Ｒｎ，Ｇｎ，Ｂｎは、入力端子１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂに供給される色信号Ｒ，Ｇ，Ｂのうち最大レベルの色信号のレベル（最大値データｘｍａｘ）がニーポイントデータＫＰ以下であるときは入力端子１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂに供給された色信号Ｒ，Ｇ，Ｂと等しく、そしてその最大レベルの色信号のレベルがニーポイントデータＫＰより大きいときは入力端子１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂに供給される色信号Ｒ，Ｇ，Ｂに最大レベルの色信号に対する圧縮比データ｛ＫＰ・（１−ＫＳ）／ｘｍａｘ＋ＫＳ｝が乗算されたものとなる。
【００２７】
図９に示す高輝度圧縮装置４では、ある色信号のレベルがニーポイントを越えて圧縮処理される際、最大レベルの色信号の圧縮比でもって色信号Ｒ，Ｇ，Ｂの全てが圧縮処理されるため、色信号Ｒｎ，Ｇｎ，Ｂｎの比率が色信号Ｒ，Ｇ，Ｂの比率と変わらず、色相が変化することを防止できる。すなわち、図９に示す高輝度圧縮装置４では、被写体の明るさの変化に対応して、色信号Ｒｎ，Ｇｎ，Ｂｎが例えば図１０に示すように変化していき、色信号Ｒｎ，Ｇｎ，Ｂｎの比率は常に一定となる。
【００２８】
ところで、図９に示す高輝度圧縮装置４では、圧縮処理が行われる際、飽和度もほぼ保存されてしまうため、高輝度部で色が付きすぎ、場合によっては不自然な画像になってしまうことがある。図８の色差平面を使用して、上述した飽和度がほぼ保存されることを説明する。すなわち、図９に示す高輝度圧縮装置４に供給される色信号Ｒ，Ｇ，Ｂで表現される色が点Ａ０の座標（ｒ０ｃｏｓθ０，ｒ０ｓｉｎθ０）で示されるとき、ある色信号のレベルがニーポイントを越えて圧縮処理される際に出力される色信号Ｒｎ，Ｇｎ，Ｂｎで表現される色は例えば点Ａ２の座標（ｒ２ｃｏｓθ０，ｒ２ｓｉｎθ０）で示され、色相が保存されると共に、飽和度もほぼ保存されたものとなる。なお、ｒ０，ｒ２は飽和度を示し、θ０はＢ−Ｙ軸からの角度、従って色相を示している。
【００２９】
次に、図１を参照しながら、この発明の一実施例について説明する。この例も、ビデオカメラ装置（図３参照）の撮像信号経路に設けられた高輝度圧縮装置４の例である。この図１において、図４および図９と対応する部分には同一符号を付して示している。
【００３０】
図において、入力端子１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂに供給される色信号Ｒ，Ｇ，Ｂはそれぞれマトリックス回路４１に供給される。このマトリックス回路４１では、（１）式のようなマトリックス演算が行われて、輝度信号Ｙ０、赤色差信号（Ｒ−Ｙ）０、青色差信号（Ｂ−Ｙ）０が得られる。
【００３１】
【数１】
マトリックス回路４１より出力される色差信号（Ｒ−Ｙ）０，（Ｂ−Ｙ）０は割算器４２に供給され、（Ｒ−Ｙ）０／（Ｂ−Ｙ）０の演算が行われる。割算器４２の出力信号（Ｒ−Ｙ）０／（Ｂ−Ｙ）０は逆正接を得るためのルックアップテーブル４３に供給される。この場合、ルックアップテーブル４３の出力信号はｔａｎ−１｛（Ｒ−Ｙ）０／（Ｂ−Ｙ）０｝となり、これは入力端子１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂに供給される色信号Ｒ，Ｇ，Ｂで表現される色の色相θ０を示すものとなる。
【００３３】
ルックアップテーブル４３の出力信号ｔａｎ−１｛（Ｒ−Ｙ）０／（Ｂ−Ｙ）０｝はそれぞれ正弦、余弦を得るためのルックアップテーブル４４，４５に供給される。そして、ルックアップテーブル４４，４５の出力信号ｓｉｎθ０，ｃｏｓθ０はそれぞれ乗算器４６，４７に供給される。
【００３４】
また、入力端子１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂに供給される色信号Ｒ，Ｇ，Ｂはそれぞれ高輝度圧縮回路１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂに供給される。これら高輝度圧縮回路１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂは、それぞれ上述した図６に示すように構成され、図５のような入出力特性でもって高輝度圧縮処理が行われる。高輝度圧縮回路１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂより出力される色信号Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１はマトリックス回路４８に供給される。このマトリックス回路４８では、（２）式のようなマトリックス演算が行われて、輝度信号Ｙ１、赤色差信号（Ｒ−Ｙ）１、青色差信号（Ｂ−Ｙ）１が得られる。
【００３５】
【数２】
マトリックス回路４８より出力される色差信号（Ｒ−Ｙ）１，（Ｂ−Ｙ）１はそれぞれ乗算器４９，５０で自乗演算された後に、加算器５１で加算されて平方根を得るためのルックアップテーブル５２に供給される。この場合、ルックアップテーブル５２の出力信号は√｛（Ｒ−Ｙ）１ ２＋（Ｂ−Ｙ）１ ２｝となり、これは高輝度圧縮回路１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂよりそれぞれ出力される色信号Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１で表現される色の飽和度ｒ１を示すものとなる。ルックアップテーブル５２の出力信号√｛（Ｒ−Ｙ）１ ２＋（Ｂ−Ｙ）１ ２｝、従ってｒ１は乗算器４６，４７にそれぞれ供給される。
【００３７】
乗算器４６ではルックアップテーブル４４の出力信号ｓｉｎθ０とルックアップテーブル５２の出力信号ｒ１とが乗算される。この場合、乗算器４６の出力信号は√｛（Ｒ−Ｙ）１ ２＋（Ｂ−Ｙ）１ ２｝・ｓｉｎ［ｔａｎ−１｛（Ｒ−Ｙ）０／（Ｂ−Ｙ）０｝］＝ｒ１ｓｉｎθ０となり、入力端子１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂに供給される色信号Ｒ，Ｇ，Ｂで表現される色の色相θ０と同じ色相で、かつ高輝度圧縮回路１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂより出力される色信号Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１で表現される色の飽和度ｒ１と同じ飽和度の色を表現するための赤色差信号（Ｒ−Ｙ）３を示すものとなる。
【００３８】
また、乗算器４７の出力信号は√｛（Ｒ−Ｙ）１ ２＋（Ｂ−Ｙ）１ ２｝・ｃｏｓ［ｔａｎ−１｛（Ｒ−Ｙ）０／（Ｂ−Ｙ）０｝］＝ｒ１ｃｏｓθ０となり、入力端子１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂに供給される色信号Ｒ，Ｇ，Ｂで表現される色の色相θ０と同じ色相で、かつ高輝度圧縮回路１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂより出力される色信号Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１で表現される色の飽和度ｒ１と同じ飽和度の色を表現するための青色差信号（Ｂ−Ｙ）３を示すものとなる。
【００３９】
乗算器４６，４７より出力される色差信号（Ｒ−Ｙ）３，（Ｂ−Ｙ）３は逆マトリックス回路５３に供給される。また、この逆マトリックス回路５３には、マトリックス回路４８より出力される輝度信号Ｙ１が輝度信号Ｙ３として供給される。逆マトリックス回路５３では（３）式のような逆マトリックス演算が行われて高輝度圧縮処理された色信号Ｒｎ，Ｇｎ，Ｂｎが得られ、これら色信号Ｒｎ，Ｇｎ，Ｂｎは出力端子１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂにそれぞれ導出される。
【００４０】
【数３】
本例においては、逆マトリックス回路５３に、入力端子１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂに供給される色信号Ｒ，Ｇ，Ｂで表現される色の色相θ０と同じ色相で、かつ高輝度圧縮回路１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂより出力される色信号Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１で表現される色の飽和度ｒ１と同じ飽和度の色を表現するための色差信号（Ｒ−Ｙ）３，（Ｂ−Ｙ）３が供給されて逆マトリックス演算が行われるため、出力端子１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂに得られる高輝度圧縮処理された色信号Ｒｎ，Ｇｎ，Ｂｎで表現される色は、色信号Ｒ，Ｇ，Ｂで表現される色の色相θ０と同じ色相で、かつ色信号Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１で表現される色の飽和度ｒ１と同じ飽和度の色となる。したがって、圧縮処理をしても図９の例と同様に色相は変化せず、しかも圧縮処理が行われる際に図９の例より飽和度を小さくでき、高輝度部で色が付きすぎて不自然な画像となるということがなく、自然な色再現を実現できる。
【００４２】
図８の色差平面を使用して、圧縮処理が行われる際に図９の例より飽和度が小さくなることを説明する。すなわち、入力端子１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂに供給される色信号Ｒ，Ｇ，Ｂで表現される色が点Ａ０の座標（ｒ０ｃｏｓθ０，ｒ０ｓｉｎθ０）で示され、またある色信号のレベルがニーポイントを越えて圧縮処理される際に高輝度圧縮回路１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂより得られる色信号Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１で表現される色が点Ａ１の座標（ｒ１ｃｏｓθ１，ｒ１ｓｉｎθ１）で示されるとき、出力端子１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂに得られる色信号Ｒｎ，Ｇｎ，Ｂｎで表現される色は点Ａ３の座標（ｒ１ｃｏｓθ０，ｒ１ｓｉｎθ０）で示され、圧縮処理をしても色相θ０は変化せず、また飽和度ｒ１は図９の例の色信号Ｒｎ，Ｇｎ，Ｂｎで表現される色の飽和度ｒ２より小さくなる。なお、ｒ０〜ｒ３は飽和度を示し、θ０，θ１はＢ−Ｙ軸からの角度、従って色相を示している。
【００４３】
また、本例においては、被写体の明るさの変化に対応して、色信号Ｒｎ，Ｇｎ，Ｂｎが例えば図２に示すように変化していく。ここで、一点鎖線は図９の例における色信号Ｒｎ，Ｇｎ，Ｂｎの変化を比較して示している。この場合、最大レベルを持つ色信号Ｒｎの変化は図９の例と同じくなる。
【００４４】
なお、上述実施例においては、出力端子１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂに得られる高輝度圧縮処理された色信号Ｒｎ，Ｇｎ，Ｂｎで表現される色の飽和度が高輝度圧縮回路１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂより出力される色信号Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１で表現される色の飽和度ｒ１と同じくなるように演算処理されるものを示したが、少なくとも図９の例の色信号Ｒｎ，Ｇｎ，Ｂｎで表現される色の飽和度ｒ２より小さくなるように演算処理すれば、同様の作用効果を得ることができる。例えば、図１の例において、ルックアップテーブル５２の出力信号ｒ１に係数を乗算することで、出力端子１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂに得られる色信号Ｒｎ，Ｇｎ，Ｂｎで表現される色の飽和度を任意に調整できる。また、上述実施例は、高輝度圧縮処理をハード的に実現したものであるが、ソフト的にも同様に処理できることは勿論である。
【００４５】
【発明の効果】
この発明によれば、個々に高輝度圧縮処理された３原色信号に対して、入力３原色信号で表現される色の色相と同じ色相で、かつ入力３原色信号を同一圧縮比で圧縮処理して得られる３原色信号で表現される色の飽和度よりも小さな飽和度の色を表現するように演算処理して出力３原色信号を得るため、圧縮処理をしても色相は変化せず、しかも圧縮処理が行われる際に飽和度を小さくでき、高輝度部で色が付きすぎて不自然な画像となるということがなく、自然な色再現を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施例の構成を示す系統図である。
【図２】実施例における被写体の明るさと各色信号の出力レベルの関係を示す図である。
【図３】高輝度圧縮装置を有するビデオカメラ装置の構成例を示す系統図である。
【図４】従来の高輝度圧縮装置の構成例を示す系統図である。
【図５】高輝度圧縮処理の入出力特性を示す図である。
【図６】高輝度圧縮回路の構成例を示す系統図である。
【図７】図４の例の高輝度圧縮装置における被写体の明るさと各色信号の出力レベルの関係を示す図である。
【図８】各色信号で表現される色の色差平面上における座標を説明するための図である。
【図９】高輝度圧縮装置の構成例を示す図である。
【図１０】図９の例の高輝度圧縮装置における被写体の明るさと各色信号の出力レベルの関係を示す図である。
【符号の説明】
１Ｒ，１Ｇ，１Ｂ ＣＣＤイメージセンサ
４ 高輝度圧縮装置
１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂ 入力端子
１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂ 高輝度圧縮回路（ニー回路）
１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂ 出力端子
４１，４８ マトリックス回路
４２ 割算器
４３〜４５，５２ ルックアップテーブル
４６，４７，４９，５０ 乗算器
５１ 加算器
５３ 逆マトリックス回路
Claims (3)
- 入力３原色信号がそれぞれ入力され、該入力３原色信号のそれぞれが所定レベル以上となるとき圧縮処理をする、第１、第２および第３の圧縮処理手段と、
上記第１、第２および第３の圧縮処理手段から出力された３原色信号に対して、上記入力３原色信号で表現される色の色相と同じ色相で、かつ上記入力３原色信号を同一圧縮比で圧縮処理して得られる３原色信号で表現される色の飽和度よりも小さな飽和度の色を表現するように演算処理して出力３原色信号を得る演算処理手段と
を備えることを特徴とする高輝度圧縮装置。 - 上記入力３原色信号を同一圧縮比で圧縮処理して得られる３原色信号で表現される色の飽和度よりも小さな飽和度は、上記第１、第２および第３の圧縮処理手段から出力された３原色信号で表現される色の飽和度と同じ飽和度である
ことを特徴とする請求項１に記載の高輝度圧縮装置。 - 撮像信号経路に高輝度圧縮装置を有するビデオカメラ装置において、
上記高輝度圧縮装置は、
入力３原色信号がそれぞれ入力され、該入力３原色信号のそれぞれが所定レベル以上となるとき圧縮処理をする、第１、第２および第３の圧縮処理手段と、
上記第１、第２および第３の圧縮処理手段から出力された３原色信号に対して、上記入力３原色信号で表現される色の色相と同じ色相で、かつ上記入力３原色信号を同一圧縮比で圧縮処理して得られる３原色信号で表現される色の飽和度よりも小さな飽和度の色を表現するように演算処理して出力３原色信号を得る演算処理手段と
を備えることを特徴とするビデオカメラ装置。
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