JP4572159B2 - 高輝度圧縮回路、高輝度圧縮処理方法およびテレビジョンカメラ - Google Patents

Description

本発明は、３原色信号に対して高輝度圧縮処理を行う高輝度圧縮回路と高輝度圧縮処理方法、およびその回路または方法を使用するテレビジョンカメラに関する。

テレビジョンカメラに設けられたＣＣＤなどの固体撮像素子から得られる３原色信号のダイナミックレンジは、通常、数百％程度までリニアな特性を有する。しかしながら、カメラから出力される映像信号の信号レベルは最大１１０％程度に規定されていることから、従来、所定レベルを超える高輝度部分に対して圧縮処理（高輝度圧縮処理）を施すことが行われている。

ところが、３原色の各信号に対して独立した圧縮処理を行うと、各信号処理に相関が存在しないため、色相が処理の前後で変化してしまうという問題が生じる。そこで、例えば特許文献１に記載されるように、３原色信号の中のいずれかが所定レベルを超えるとき、全ての信号に対して同時に圧縮処理を行うようにした技術が提案されている。
特開平１０−２５７５１５号公報

映像信号は被写体の輝度が上がると飽和し、最終的には無色彩の白に収束する。上記した従来技術では、３原色の各信号に対して同時に圧縮処理を施すことにより、色相の変化を抑制することができるが、かかる処理は色の飽和度も保つように作用するため、被写体の輝度が高くなっても色の飽和度が小さくならない。即ち、従来技術では被写体の輝度が高くなっても色成分が残存するため、高輝度被写体の色が白に収束せず、不自然に見える場合があった。

従って、本発明の目的は上記した課題を解決し、高輝度圧縮処理の前後で色相に変化が生じるのを防止しつつ、高輝度被写体の色を自然に表現するようにした高輝度圧縮回路、高輝度圧縮処理方法およびテレビジョンカメラを提供することにある。

上記した課題を解決するため、本発明に係る高輝度圧縮回路にあっては、入力された３原色信号の中から信号レベルが最大である最大レベル信号を抽出する最大レベル信号抽出回路と、前記抽出された最大レベル信号が所定レベルを超えるときに前記最大レベル信号に対して圧縮処理を行う圧縮回路と、前記入力された３原色信号のそれぞれと前記抽出された最大レベル信号との差分を演算する第１の差分演算回路と、前記抽出された最大レベル信号の信号レベルに応じた圧縮係数を演算する圧縮係数演算回路と、前記演算された圧縮係数を用いて前記演算された差分のそれぞれに対して圧縮処理を行う差分圧縮回路と、前記圧縮処理された差分のそれぞれと前記圧縮処理された最大レベル信号との差分を演算し、演算結果を前記高輝度圧縮処理後の３原色信号として出力する第２の差分演算回路とを備えることを特徴とする。

また、本発明に係る高輝度圧縮処理方法にあっては、３原色信号の中で信号レベルが最大である最大レベル信号を抽出し、前記抽出した最大レベル信号が所定レベルを超えるとき、前記最大レベル信号を圧縮すると共に、残余の原色信号の信号レベルを調節し、前記３原色信号間の差分の比率を一定に保ちながら被写体の輝度に応じて前記差分の大きさを変更することを特徴とする。

また、本発明に係るテレビジョンカメラにあっては、上記した高輝度圧縮回路と、前記高輝度圧縮回路に入力される３原色信号を生成する３原色信号生成手段と、前記高輝度圧縮回路から出力される３原色信号を処理する信号処理回路とを備えることを特徴とする。

また、本発明に係るテレビジョンカメラにあっては、撮像光を色分解して得た３原色光を光電変換して３原色信号を生成し、前記生成した３原色信号に信号処理を施して出力するテレビジョンカメラにおいて、前記３原色信号の信号処理に上記した高輝度圧縮処理方法を使用することを特徴とする。

本発明に係る高輝度圧縮回路、高輝度圧縮処理方法およびテレビジョンカメラにあっては、３原色の各信号の差分の比率を一定に保ちつつ、被写体の輝度が高くなるに従って前記差分を減少させることができる。そのため、高輝度圧縮処理の前後で色相に変化が生じるのを防止することができると共に、被写体の輝度が高くなるに従って色の飽和度を減少させることができるため、高輝度被写体の色を自然に表現することができる。

以下、本発明に係る高輝度圧縮回路、高輝度圧縮処理方法およびテレビジョンカメラを実施するための最良の形態について、図面を参照して説明する。

図１は、本発明に係るテレビジョンカメラの構成を表すブロック図である。尚、図１では、テレビジョンカメラの構成を映像信号処理に関する回路を中心に示している。

図１において、符号１はテレビジョンカメラを示し、符号２はテレビジョンカメラ１に取り付けられた撮像レンズを示す。テレビジョンカメラ１は、３原色信号生成手段として色分解プリズム３と３個のＣＣＤ４Ｒ，４Ｇ，４Ｂとを備える。即ち、この実施の形態に係るテレビジョンカメラ１は３板式カメラである。

撮像レンズ２から入射した被写体（図示せず）の撮像光は、色分解プリズム３でＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の３原色に色分解される。色分解プリズム３で色分解されたＲ，Ｇ，Ｂの各原色光は、ＣＣＤ４Ｒ，４Ｇ，４ＢによってそれぞれＲ，Ｇ，Ｂの３原色信号（アナログ信号）に光電変換される。

ＣＣＤ４Ｒ，４Ｇ，４Ｂから出力された３原色信号は、ＣＤＳ（相関二重サンプリング）回路５で熱雑音や１／ｆ雑音などが除去された後、プリアンプ回路６で増幅される。プリアンプ回路６から出力された３原色信号は、さらにＡＧＣ（自動利得制御）回路７で利得制御されて増幅された後、Ａ／Ｄ変換回路８でデジタル信号に変換され、ＤＳＰ（デジタル信号処理）回路９に入力される。ＤＳＰ回路９では、入力した３原色信号の輪郭補正、ガンマ補正、高輝度圧縮、エンコードなどの処理が行われる。ＤＳＰ回路９で上記各処理が施された３原色信号は、Ｄ／Ａ変換回路１０でアナログ信号に再変換され、図示しないＶＴＲやモニタなどに出力される。このように、テレビジョンカメラ１は、撮像光を色分解して得た３原色光を光電変換して３原色信号を生成し、生成した３原色信号に信号処理を施して映像信号として出力する。

図２は、ＤＳＰ回路９に設けられた高輝度圧縮回路の構成を表すブロック図である。 図示の高輝度圧縮回路１１はＤＳＰ回路９の一部であり、入力された３原色信号に対して高輝度圧縮処理、具体的には、ニー圧縮処理とホワイトクリップ処理を行う。

ここで、図２の説明を続ける前に、高輝度圧縮回路１１の動作の概要について説明する。

図３は、高輝度圧縮回路１１で高輝度圧縮処理が施された３原色信号の信号レベルを表す図である。

以下の説明で使用する記号の意味を下記に示す。
Ｋ：ニーポイント（任意に設定）
Ｗ：ホワイトクリップレベル（任意に設定）
Ｃ：飽和度収束レベル（任意に設定）
Ｌ：３原色信号の中の最大レベル信号の信号レベル
Ｘ１，Ｘ２：Ｌ以外の原色信号の信号レベル
Ｄ１：Ｌ＝ＫであるときのＬ−Ｘ１（即ち、Ｋ−Ｘ１）
Ｄ２：Ｌ＝ＫであるときのＬ−Ｘ２（即ち、Ｋ−Ｘ２）
Ｌ´：ニー圧縮およびホワイトクリップ処理後のＬ
Ｘ１´，Ｘ２´： ニー圧縮およびホワイトクリップ処理後のＸ１，Ｘ２
Ｄ１´：Ｌ´−Ｘ１´
Ｄ２´：Ｌ´−Ｘ２´

図３に示すように、高輝度圧縮回路１１に入力された３原色信号の中で信号レベルが最大である最大レベル信号は、ニーポイントＫ（所定レベル）を超えるとニー圧縮され、さらにニーポイントＫよりも高いホワイトクリップレベルＷ（第２の所定レベル）を超えるとホワイトクリップ処理が施される。

このとき、最大レベル信号を除く残余の原色信号についてもなんらかの処理を施さないと、各信号間の差分の比率が変化し、色相が変化してしまう。また、色相の変化を防止するために単に差分の比率を一定に保ったのでは、被写体の輝度が上がっても色の飽和度が保たれ、色成分が残存するため、高輝度被写体の色が白に収束せず不自然に見える場合があった。

そこで、本発明に係る高輝度圧縮回路１１にあっては、最大レベル信号がニーポイントＫを超えるとき、最大レベル信号を圧縮すると共に、残余の原色信号の信号レベルＸ１，Ｘ２を調節し、３原色信号間の差分の比率を一定に保ちながら、被写体の輝度に応じて前記差分の大きさを変更する、具体的には、被写体の輝度が高いときほど前記差分を減少させるようにした。

上記の手法について詳説すると、被写体の輝度が高くなるに従って色を白に収束させるためには、高輝度圧縮処理が行われるＬ＞Ｋの領域において、Ｄ１´，Ｄ２´を徐々に減少させる必要がある。つまり、各信号間の差分は、Ｌ＝ＫであるときのＤ１とＤ２が最大値となる。Ｄ１´とＤ２´は、そのＤ１とＤ２を図４に示すように圧縮することで生成できるが、それにはＬの大きさに比例した圧縮係数が必要となる。

そこで、圧縮係数の演算に使用するパラメータとして飽和度収束レベルＣを設定し、下記の式１に従って圧縮係数Ｔを演算するようにした。
Ｔ＝（Ｃ−Ｌ）／（Ｃ−Ｋ） ・・・式１
ただし、Ｌ＞ＣであるときはＴ＝０とする。

飽和度収束レベルＣは、具体的には、３原色信号のレベルが増大して最終的に全ての信号が飽和するときの最大レベル信号の信号レベルである。即ち、３原色信号が飽和度収束レベルＣに達すると、色の飽和度は０になる。

式１から明らかなように、圧縮係数ＴはＬの関数であり、Ｌの変化に対してリニアに変化する。Ｄ１´とＤ２´は、それぞれ下記の式２と式３で表すことができる。
Ｄ１´＝Ｄ１×Ｔ
＝Ｄ１×（Ｃ−Ｌ）／（Ｃ−Ｋ） ・・・式２
Ｄ２´＝Ｄ２×Ｔ
＝Ｄ２×（Ｃ−Ｌ）／（Ｃ−Ｋ） ・・・式３

Ｄ１とＤ２の値は被写体に応じて変化するが、図３から理解できるように、Ｄ１とＤ２に関して以下の式が成立する。
Ｄ１：（Ｌ−Ｘ１）＝Ｋ：Ｌ ・・・式４
即ち、
Ｄ１＝Ｋ（Ｌ−Ｘ１）／Ｌ ・・・式５
上記した式２から、
Ｄ１´＝｛Ｋ（Ｌ−Ｘ１）／Ｌ｝×｛（Ｃ−Ｌ）／（Ｃ−Ｋ）｝ ・・・式６
同様に、
Ｄ２：（Ｌ−Ｘ２）＝Ｋ：Ｌ ・・・式７
即ち、
Ｄ２＝Ｋ（Ｌ−Ｘ２）／Ｌ ・・・式８
上記した式３から、
Ｄ２´＝｛Ｋ（Ｌ−Ｘ２）／Ｌ｝×｛（Ｃ−Ｌ）／（Ｃ−Ｋ）｝ ・・・式９

式６で求めたＤ１´と式９で求めたＤ２´の比率は、Ｄ１とＤ２のそれと等比になることから、Ｘ１´とＸ２´をそれぞれ下記の式１０と式１１から算出することで、高輝度圧縮処理の前後で色相が変化しない３原色信号を得ることができる。
Ｘ１´＝Ｌ´−Ｄ１´ ・・・式１０
Ｘ２´＝Ｌ´−Ｄ２´ ・・・式１１

以上を前提に、図２に示す高輝度圧縮回路１１の構成について説明する。

図示の如く、高輝度圧縮回路１１は最大レベル信号抽出回路１２と、ニー圧縮回路１３と、ホワイトクリップ回路１４と、差分演算回路（第１の差分演算回路）１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂと、圧縮係数演算回路１６と、差分圧縮回路１７Ｒ，１７Ｇ，１７Ｂと、差分演算回路（第２の差分演算回路）１８Ｒ，１８Ｇ，１８Ｂとを備える。差分演算回路１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂ、差分圧縮回路１７Ｒ，１７Ｇ，１７Ｂ、および差分演算回路１８Ｒ，１８Ｇ，１８Ｂは、３原色の各信号に対してそれぞれ設けられる。

最大レベル信号抽出回路１２には、輪郭補正やガンマ補正が施された３原色信号Ｒin，Ｇin，Ｂinが入力される。最大レベル信号抽出回路１２は、入力された３原色信号Ｒin，Ｇin，Ｂinの中で信号レベルが最大である最大レベル信号を抽出する。

抽出された最大レベル信号は、ニー圧縮回路１３に入力される。ニー圧縮回路１３は、最大レベル信号の信号レベルＬがニーポイントＫを超えるとき、最大レベル信号に対して圧縮処理（ニー圧縮）を行う。ニー圧縮回路１３から出力された最大レベル信号Ｌｋはホワイトクリップ回路１４に入力され、そこでホワイトクリップレベルＷ（定格信号の例えば１１０％）を超える部分がクリップ処理される。

差分演算回路１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂには、それぞれ３原色信号Ｒin，Ｇin，Ｂinが入力されると共に、最大レベル信号抽出回路１２で抽出された最大レベル信号が入力される。また、図示は省略するが、差分演算回路１５Ｒ，１５Ｇ，１５ＢにはニーポイントＫが入力される。差分演算回路１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂは、入力された３原色信号と最大レベル信号との差分、具体的には、上記した式５や式８に従い、Ｌ＝Ｋであるときの、３原色信号と最大レベル信号の差分を演算する。即ち、差分演算回路１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂは、最大レベル信号の信号レベルＬから入力された３原色信号の信号レベルを減算し、よって得た値にニーポイントＫを乗算し、よって得た値をさらにＬで除すことにより、Ｌ＝Ｋであるときの、３原色信号と最大レベル信号の差分を演算する。

以下では、Ｒinの信号レベルが上記したＬに相当し（即ち、Ｒinが最大レベル信号であり）、Ｇin，Ｂinの信号レベルがそれぞれＸ１，Ｘ２に相当する場合を例に挙げて説明する。

差分演算回路１５Ｒには、３原色信号のうちＲin（即ち、最大レベル信号）が入力されるため、その演算結果は０となる。一方、差分演算回路１５Ｇ，１５Ｂには、信号レベルがＸ１，Ｘ２に相当するＧin，Ｂinが入力されるため、それらの演算結果はそれぞれ上記したＤ１とＤ２に相当する値となる。

最大レベル信号抽出回路１２で抽出された最大レベル信号は、さらに圧縮係数演算回路１６にも入力される。圧縮係数演算回路１６は、最大レベル信号の信号レベルＬに応じた圧縮係数Ｔを演算する。

図５は、圧縮係数演算回路１６の構成を表すブロック図である。図５に示すように、圧縮係数演算回路１６は、差分演算回路１６ａ，１６ｂと、除算器１６ｃとを備える。

差分演算回路１６ａは、最大レベル信号が入力されると共に、飽和度収束レベル記憶部２０から飽和度収束レベルＣが入力され、飽和度収束レベルＣと最大レベル信号の信号レベルＬの差分（Ｃ−Ｌ）を演算する。また、差分演算回路１６ｂは、飽和度収束レベル記憶部２０から飽和度収束レベルＣが入力されると共に、ニーポイント記憶部２１からニーポイントＫが入力され、飽和度収束レベルＣとニーポイントＫの差分（Ｃ−Ｋ）を演算する。

差分演算回路１６ａ，１６ｂの演算結果は除算器１６ｃに入力される。除算器１６ｃは、上記した式１に従って圧縮係数Ｔを演算する。即ち、除算器１６ｃは、差分演算回路１６ａの演算結果（Ｃ−Ｌ）を差分演算回路１６ｂの演算結果（Ｃ−Ｋ）で除し、よって得た商を圧縮係数Ｔとして出力する。従って圧縮係数ＴはＬの関数となり、Ｌの変化に対してリニアに変化する、具体的には、Ｌが大きくなるほどＴの値が小さくなる。より具体的には、ＬがＣに近づくほどＴの値が小さくなり、ＬがＣに一致したときにＴは０となる。

図２の説明に戻ると、差分圧縮回路１７Ｒ，１７Ｇ，１７Ｂには、それぞれ差分演算回路１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂの演算結果が入力されると共に、圧縮係数演算回路１６で演算された圧縮係数Ｔが入力される。差分圧縮回路１７Ｒ，１７Ｇ，１７Ｂは、圧縮係数Ｔを用い、差分演算回路１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂの演算結果に対して圧縮処理を行う、具体的には、上記した式２や式３に示したように、差分演算回路１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂの演算結果に圧縮係数Ｔを乗算する。

前述したように、差分演算回路１５Ｒの出力は０であることから、差分圧縮回路１７Ｒの出力も０になる。一方、差分演算回路１５Ｇ，１５Ｂの出力はそれぞれＤ１とＤ２に相当する値であることから、差分圧縮回路１７Ｇ，１７Ｂの出力はそれぞれ上記したＤ１´とＤ２´に相当する値となる。既述のように、圧縮係数ＴはＬが大きくなるほど小さい値となることから、Ｄ１´とＤ２´もＬが大きくなるほど小さい値となり、ＬがＣに一致したときに０となる。

差分圧縮回路１７Ｒ，１７Ｇ，１７Ｂの演算結果は、それぞれ差分演算回路１８Ｒ，１８Ｇ，１８Ｂに入力される。また、差分演算回路１８Ｒ，１８Ｇ，１８Ｂには、ホワイトクリップ回路１４の出力も入力される。差分演算回路１８Ｒ，１８Ｇ，１８Ｂは、上記した式１０や式１１に従い、ニー圧縮およびホワイトクリップ処理が施された最大レベル信号の信号レベルＬ´から差分圧縮回路１７Ｒ，１７Ｇ，１７Ｂの演算結果を減算し、それらの差分を求める。差分演算回路１８Ｒ，１８Ｇ，１８Ｂの演算結果は、それぞれ高輝度圧縮処理後の３原色信号Ｒout，Ｇout，Ｂoutとして、高輝度圧縮回路１１から出力される。高輝度圧縮回路１１から出力された３原色信号Ｒout，Ｇout，Ｂoutは、ＤＳＰ９内のエンコーダ（図示せず）やＤ／Ａ変換回路１０などの信号処理回路に入力され、ＶＴＲやモニタに出力するための処理がさらに施される。

差分圧縮回路１７Ｒの出力は０であることから、差分演算回路１８Ｒの演算結果、即ちＲoutの信号レベルは、Ｌ´となる。一方、差分演算回路１８ＧにはＤ１´に相当する値が入力されるため、Ｇoutの信号レベルは上記したＸ１´に相当する値となる。また、差分演算回路１８ＢにはＤ２´に相当する値が入力されるため、Ｂoutの信号レベルは上記したＸ２´に相当する値となる。上述したように、Ｄ１´とＤ２´（即ち、３原色信号Ｒout，Ｇout，Ｂout間の差分）は、Ｌが飽和度収束レベルＣに近づくほど小さくなり、ＬがＣに一致したときに０となることから、高輝度圧縮回路１１から出力される映像信号は被写体の輝度が高くなるに従って色の飽和度が減少し、最終的には白に収束することになる。

また、高輝度圧縮処理後の３原色信号Ｒout，Ｇout，Ｂout間の差分であるＤ１´とＤ２´の比率は、処理前の３原色信号Ｒin，Ｇin，Ｂin間の差分であるＤ１とＤ２の比率に一致するため、高輝度圧縮処理の前後で色相に変化が生じることがない。

尚、図２においてホワイトクリップ回路１４を備えない場合は、ホワイトクリップ回路１４の出力の代わりにニー圧縮回路１３の出力を差分演算回路１８Ｒ，１８Ｇ，１８Ｂに入力し、ニー圧縮処理が施された最大レベル信号の信号レベルＬｋから差分圧縮回路１７Ｒ，１７Ｇ，１７Ｂの演算結果を減算し、それらの差分を求めればよい。その場合、上記した例でいえば、高輝度圧縮処理後の３原色信号Ｒout，Ｇout，Ｂoutの信号レベルはそれぞれＬｋ，Ｘ１´，Ｘ２´となる。

以上のように、本発明に係る高輝度圧縮回路１１にあっては、入力された３原色信号Ｒin，Ｇin，Ｂinの中から信号レベルが最大である最大レベル信号を抽出する最大レベル信号抽出回路１２と、抽出された最大レベル信号がニーポイントＫを超えるときに前記最大レベル信号に対してニー圧縮処理を行うニー圧縮回路１３と、前記入力された３原色信号のそれぞれと前記抽出された最大レベル信号との差分（より詳しくは、前記抽出された最大レベル信号がニーポイントＫであるときの、前記入力された３原色信号のそれぞれと前記所定レベルとの差分）Ｄ１，Ｄ２を演算する差分演算回路１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂと、前記抽出された最大レベル信号の信号レベルＬに応じた圧縮係数Ｔを演算する圧縮係数演算回路１６と、前記演算された圧縮係数Ｔを用いて前記演算された差分Ｄ１，Ｄ２のそれぞれに対して圧縮処理を行う差分圧縮回路１７Ｒ，１７Ｇ，１７Ｂと、前記圧縮処理された差分Ｄ１´，Ｄ２´のそれぞれと前記圧縮処理された最大レベル信号との差分Ｌｋ，Ｘ１´，Ｘ２´を演算し、演算結果を前記高輝度圧縮処理後の３原色信号Ｒout，Ｇout，Ｂoutとして出力する差分演算回路１８Ｒ，１８Ｇ，１８Ｂとを備えるように構成したので、３原色信号間の差分の比率を一定に保ちつつ、被写体の輝度が高くなるに従って前記差分を減少させることができる。そのため、高輝度圧縮処理の前後で色相に変化が生じるのを防止することができると共に、被写体の輝度が高くなるに従って色の飽和度が減少するため、高輝度被写体の色を自然に表現することができる。

また、前記圧縮係数演算回路１６は、（Ｃ−Ｌ）／（Ｃ−Ｋ）で表される演算結果を前記圧縮係数Ｔとするように構成したので、被写体の輝度が高くなるに従って色の飽和度をより自然に減少させることができるため、高輝度被写体の色をより一層自然に表現することができる。

また、前記圧縮処理された最大レベル信号が前記ニーポイントＫよりも高いホワイトクリップレベルＷを超えるときに前記圧縮処理された最大レベル信号をクリップ処理するホワイトクリップ回路１４を備えると共に、前記差分演算回路１８Ｒ，１８Ｇ，１８Ｂは、前記圧縮処理された差分Ｄ１´，Ｄ２´のそれぞれと前記クリップ処理された最大レベル信号との差分Ｌ´，Ｘ１´，Ｘ２´を演算し、演算結果を前記高輝度圧縮処理後の３原色信号Ｒout，Ｇout，Ｂoutとして出力するように構成したので、圧縮処理後の最大レベル信号に対してさらにクリップ処理を施した場合であっても、上記と同様の効果を得ることができる。

また、本発明に係る高輝度圧縮処理方法にあっては、３原色信号Ｒin，Ｇin，Ｂinの中の最大レベル信号の信号レベルＬがニーポイントＫを超えるとき、最大レベル信号に対してニー圧縮処理を行うと共に、残余の原色信号の信号レベルＸ１，Ｘ２を調節し、３原色信号間の差分の比率（圧縮処理前の差分であるＤ１とＤ２の比率、および圧縮処理後の差分であるＤ１´とＤ２´の比率）を一定に保ちながら被写体の輝度に応じて前記差分（Ｄ１´とＤ２´）の大きさを変更する、より詳しくは、前記被写体の輝度が高いときほど減少させるように構成したので、高輝度圧縮処理の前後で色相に変化が生じるのを防止することができると共に、被写体の輝度が高くなるに従って色の飽和度が減少するため、高輝度被写体の色を自然に表現することができる。

また、本発明に係るテレビジョンカメラ１にあっては、上記した高輝度圧縮回路１１および高輝度圧縮処理方法を使用するようにしたので、上記したのと同じ効果を得ることができる。

尚、本発明の実施の形態において、Ｒinの信号レベルがＬに相当し、Ｇin，Ｂinの信号レベルがそれぞれＸ１，Ｘ２に相当するものとして説明したが、各信号レベルの大小関係はそれに限定されるものではない。

また、図１に示したテレビジョンカメラ１の構成は例示であり、高輝度圧縮回路１１を除く各構成はカメラの用途や仕様に応じて適宜変更しても良い。

本発明に係るテレビジョンカメラの構成を表すブロック図である。 図１に示すＤＳＰ回路に設けられた高輝度圧縮回路の構成を表すブロック図である。 図２に示す高輝度圧縮回路で高輝度圧縮処理が施された３原色信号の信号レベルを表す図である。 図２に示す高輝度圧縮回路に入力された３原色信号間の差分を表す図である。 図２に示す圧縮係数演算回路の構成を表すブロック図である。

符号の説明

１：テレビジョンカメラ、 ３：色分解プリズム（３原色信号生成手段）、 ４Ｒ，４Ｇ，４Ｂ：ＣＣＤ（３原色信号生成手段）、 １０：Ｄ／Ａ変換回路（信号処理回路）、 １１：高輝度圧縮回路、 １２：最大レベル信号抽出回路、 １３：ニー圧縮回路（圧縮回路）、 １４：ホワイトクリップ回路（クリップ回路）、 １５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂ：差分演算回路（第１の差分演算回路）、 １６：圧縮係数演算回路、 １７Ｒ，１７Ｇ，１７Ｂ：差分圧縮回路、 １８Ｒ，１８Ｇ，１８Ｂ：差分演算回路（第２の差分演算回路）

Claims (5)

1. 入力された３原色信号に対して高輝度圧縮処理を行う高輝度圧縮回路において、
   前記入力された３原色信号の中から信号レベルが最大である最大レベル信号を抽出する最大レベル信号抽出回路と、
   前記抽出された最大レベル信号が所定レベルを超えるときに前記最大レベル信号に対して圧縮処理を行う圧縮回路と、
   前記抽出された最大レベル信号が前記所定レベルであるときの、前記入力された入力された３原色信号のそれぞれと前記所定レベルとの差分を演算する第１の差分演算回路と、
   前記抽出された最大レベル信号の信号レベルに応じて圧縮係数を演算する圧縮係数演算回路と、
   前記演算された圧縮係数を用いて前記演算された差分のそれぞれに対して圧縮処理を行う差分圧縮回路と、
   前記圧縮処理された差分のそれぞれと前記圧縮処理された最大レベル信号との差分を演算し、演算結果を前記高輝度圧縮処理後の３原色信号として出力する第２の差分演算回路と、を備え、
   前記所定レベルをＫ、前記抽出された最大レベル信号の信号レベルをＬ、前記入力された３原色信号の全てが飽和するときの前記最大レベル信号の信号レベルをＣとしたとき、前記圧縮係数演算回路は、（Ｃ−Ｌ）／（Ｃ−Ｋ）で表される演算結果を前記圧縮係数とすることを特徴とする高輝度圧縮回路。
2. 請求項１に記載の高輝度圧縮回路において、
   前記圧縮処理された最大レベル信号が前記所定レベルよりも高い第２の所定レベルを超えるときに前記圧縮処理された最大レベル信号をクリップ処理するクリップ回路、
   を備えると共に、前記第２の差分演算回路は、前記圧縮処理された差分のそれぞれと前記クリップ処理された最大レベル信号との差分を演算し、演算結果を前記高輝度圧縮処理後の３原色信号として出力することを特徴とする高輝度圧縮回路。
3. 入力された３原色信号に対して高輝度圧縮処理を行う高輝度圧縮回路において、
   前記入力された３原色信号の中から信号レベルが最大である最大レベル信号を抽出し、
   前記抽出された最大レベル信号が所定レベルを超えるときに前記最大レベル信号に対して圧縮処理を行い、
   前記抽出された最大レベル信号が前記所定レベルであるときの、前記入力された入力された３原色信号のそれぞれと前記所定レベルとの差分を演算する第１の差分演算を行い、
   前記抽出された最大レベル信号の信号レベルに応じて圧縮係数を演算する圧縮係数演算を行い、
   前記演算された圧縮係数を用いて前記演算された差分のそれぞれに対して圧縮処理を行い、
   前記圧縮処理された差分のそれぞれと前記圧縮処理された最大レベル信号との差分を演算し、演算結果を前記高輝度圧縮処理後の３原色信号として出力する第２の差分演算を行い、
   前記所定レベルをＫ、前記抽出された最大レベル信号の信号レベルをＬ、前記入力された３原色信号の全てが飽和するときの前記最大レベル信号の信号レベルをＣとしたとき、前記圧縮係数演算は、（Ｃ−Ｌ）／（Ｃ−Ｋ）で表される演算結果を前記圧縮係数とすることを特徴とする高輝度圧縮方法。
4. 請求項３に記載の高輝度圧縮方法において、
   前記圧縮処理された最大レベル信号が前記所定レベルよりも高い第２の所定レベルを超えるときに前記圧縮処理された最大レベル信号をクリップ処理し、
   前記第２の差分演算は、前記圧縮処理された差分のそれぞれと前記クリップ処理された最大レベル信号との差分を演算し、演算結果を前記高輝度圧縮処理後の３原色信号として出力することを特徴とする高輝度圧縮方法。
5. 撮像光を３原色光に色分解する色分解手段と、該色分解して得た３原色光を光電変換して３原色信号を生成する３原色信号生成手段と、該生成した３原色信号に信号処理する信号処理回路と、請求項１または請求項２に記載の高輝度圧縮回路と、を有することを特徴とするテレビジョンカメラ。

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