JP5808197B2 - 映像処理装置及び映像処理方法 - Google Patents

Description

本発明は、映像処理技術に関する。

デジタル放送や光ディスクからの映像を受け表示する高解像度の表示装置が普及し、その表示デバイスとしてLCD(Liquid Crystal Display)やPDP(Plasma Display Panel)等が一般的になっている。しかし、それらの表示装置では、色再現範囲に様々な制限があることもあり、色情報に対して様々な補正処理がなされている。

例えば、特許文献１においては、複数の色補正行った場合に対する補正技術が開示されている。

また、映像コンテンツにおいて、3次元立体視を行うための映像の普及も始まっている。

特開２０１０−２５８７５９号公報

特許文献１においては、図２において、各個の補正を補正量、補正中心、補正範囲、傾きの各パラメータにおいて設定を行っているが、この方式では等脚台形形状でしか補正量を設定できないといった課題がある。この方法では、特に色相(色あい)を補正する際に、補正開始部分と補正終了部分の傾きの絶対値が同値になってしまい、視覚上好ましくない補正となってしまう可能性が存在する。さらに補正の設定によっては、色相の順が入れ替わってしまうような補正となり、視覚上好ましくない補正となってしまう可能性も存在する。

また、3次元立体視を行うための映像においては、自然画等の撮影を行った映像の場合、通常複数のカメラを用いて撮影を行うため、レンズ、撮像素子等の特性の差異により、映像間に色の差異が生じてしまうと言う課題がある。

本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、その目的は、より好適に色補正を行うことにある。

上記課題を解決するためには、例えば、映像を入力する入力部と、入力映像に対して色相補正処理を行う映像処理部とを備え、前記映像処理部は、色相入力値に対する色相出力値の補正特性である色相値入出力特性を入力映像に応じて可変し、該可変の色相値入出力特性の折れ線の傾きは負数を取らないように構成すればよい。

本発明によれば、より好適に色補正を行うことが可能である。

本発明の実施例１に係る色相変換装置の実施方法を示した説明図である。 本発明の実施例１に係る色相のデータ定義を示した模式図である。 本発明の実施例１に係る色相補正テーブルを示した説明図である。 本発明の実施例２に係る色相変換装置の実施方法を示した説明図である。 本発明の実施例２に係る色相変換装置の実施方法を示した説明図である。 本発明の実施例２に係る色相補正テーブルを示した説明図である。 本発明の実施例２に係るオフセット処理部の効果を示した説明図である。

以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明を行う。

図１は、本発明の実施例１における色相変換装置のブロック図である。入力端子１１には、デジタル化された色相データが入力される。映像データがアナログの場合には、アナログ−デジタル変換器(図示しない)にてサンプリングを行い、デジタル化するものとする。また、映像データが色相を含む形式でない(例えばRGB形式)場合には、マトリックス変換を行い、色相を含む形式(例えば、色相、彩度、明度。ただしこの組み合わせに限らない)に変換して、色相データを入力する。

ここで、図２を用いて実施例１における色相のデータ定義の例を説明する。図２は、半径方向に色の彩度(濃さ)、位相方向に色相(色あい)をとり、色を二次元で表示した模式図である。色相は角度０の赤から増加するにしたがい、黄、緑、シアン、青、マゼンダと変化し、また赤へと戻ってくるものと定義する。本実施例では、例えば、8bitのデータで色相を表現するものとするが、1周回った赤は192で示し、0の赤と同一の色を示すものとする。なお、入力の色相データが8bitのフルレンジ(0〜255、256が0と同一の赤)を示す場合には、192/256倍を行い、変換して入力するものとする。または、入力端子１１の後に変換処理部を設けてもよい。当該変換を行う理由は後述する。

色相補正部３１では、まず、図３ (a)に示すようなテーブルに従い、入力された色相データに対して、補正を行った色相データを求める。補正のテーブルは、複数の入力に対する出力値と傾きによりそれぞれの折れ線を指定する方式となっている。このような補正テーブルを用いることにより、色相入力に対する色相補正を把握しやすくなるといった利点がある。また、特許文献１に開示される補正のように補正量が等脚台形となる補正とは異なり、補正開始点と補正終了点で傾きの異なる補正量を設定可能となる。これにより、より好適に色情報の補正を行うことが可能となる。

また、この補正テーブルは、色相補正部３１において入力映像に対して可変に設定するが、各折れ線の傾きについて負の値を許可しないことにより、入力色相に対して補正後の色相が逆転する(出力色相が単調増加にならない)現象を防止することが可能になる。

なお本実施例では、色相補正出力のレンジに32のオフセットを持たせ、32を赤、224を一巡した赤として設定している。この条件において、色相補正の範囲を、例えば-32〜+31の範囲に制限する。

ここで、上述のとおり、既に入力色相データのbit数のうちの色相表現範囲(色相表現階調)を192に低減しているため、入力色相データのbit数のうちの残りの64の範囲で色相補正を行えば、補正後の色相表現範囲は最大で255となる。これにより、映像信号のデータ表現のbit幅を8bitのままとして拡張せずにすむ。すなわち、入力色相データの色相表現範囲を変換により減らし、色相補正の制限範囲を上記色相表現範囲の減少分以下とする。これにより、回路規模を小さく保つことが可能になる。

また、本実施例では、8bitのデータ表現の例を説明したが、これにとらわれるものではなく、色相の表現を例えば10bit等、他の所定のbit数を用いて行うものであってもかまわない。この場合も、入力色相データの色相表現範囲を変換により減少させ、色相補正の制限範囲を色相表現範囲の当該減少分以下とすれば、当該所定のbit数の範囲で効率的に色相補性を行うことが可能である。

続いて、色相補正出力から、色相補正入力値および、オフセットを減算し、図３ (b)に示すようにそれぞれの色相補正部における色相補正量を算出する。色相補正部３１は算出した色相補正量を補正加算部６１に出力する。

補正加算部６１では、色相補正部３１から出力される補正量と入力端子１１から入力された色相値を加算し、補正を行った色相値を、出力端子７１から出力する。

これにより、視覚的に好ましい色補正を容易に設定可能で、かつ比較的容易な構成で実装可能な色相補を行うことが可能となる。

なお、色相補正部３１と補正加算部６１とが一体に構成される映像処理部を構成してもよい。

また、映像入力後に上述のbit数低減処理を行う場合は、当該bit数低減処理を行う処理部と、色相補正部３１、補正加算部６１とが一体に構成される映像処理部を構成してもよい。

続いて、図４を用いて本発明の実施例２に係る映像処理装置ついて説明する。

映像情報入力端子２０１には、同期信号と、データ有効期間信号、映像情報、及び実施例１と同同様のデジタル化された色相値が入力される。ここで、映像情報入力端子２０１に入力される映像情報は、２次元映像のみならず、３次元立体視用映像も入力される。例えば、３次元立体視用映像には複数の視点の映像が含まれる。入力された映像情報は、色補正処理部２１１、ヒストグラム部２２１に送られる。

ヒストグラム部２２１では、色補正処理部２１１の映像情報出力端子１４１から出力される情報が、３次元立体視用映像である場合には、左右の両目用の映像それぞれに対して、色相一定諧調ごと(例えば、色相１６諧調ごと)に含まれる画素数のヒストグラムを取得する。

ＣＰＵ２５１は、記憶装置２４１に記録されているプログラムに基づき、ヒストグラム部２２１の情報を取得する。入力映像が３次元立体視用映像の場合には、左右の両目用の映像が同じようなヒストグラムとなるよう、色補正処理部２１１の色相補正部の色相補正処理を制御する。

次に、色補正処理部２１１の詳細を、図５を用いて示す。

入力端子１１には、映像情報入力端子２０１から入力された色相値が入力される。ただし、本実施例では、色相値は8bitのフルレンジ(0〜255、256が0と同一の赤)として入力されるものとする。

オフセット処理部８１、８２では、入力端子１１から入力された色相値に対し、図５に示される内部バス等に接続されるパラメータ設定端子２１から入力される設定情報により設定された値の加減算を行い、色相値を変換して出力する。なおこの時、演算値が負値となった場合は、色相１周分の表現幅(本実施例では256)を加算、演算値が256以上となった場合には、色相1周分の表現幅256を減算する処理を行い、使用bit幅のフルレンジ内に値が収まるようにする。この処理は、色相1周分の正の剰余を求める処理としても同一である。

色相補正部９１、９２では、図６に示すような補正特性に従い、オフセット処理部８１、８２から入力された色相データに対して、直接補正量を求める。当該補正特性は、パラメータ設定端子２１から設定された、複数の入力に対する出力値と傾きにより折れ線を指定する。なお、傾きの取り得る範囲を所定の範囲に制限することにより、補正後の色相が逆転する(出力色相が単調増加にならない)現象を防止することが可能になる。これは実施例１における色相情報の入出力特性において、傾きが負の値をとらないようにする制御と等価な制御である。

ここで、色補正処理部２１１に3次元立体視用映像が入力される場合には、例えば、色相補正部のオフセット処理部８１と色相補正部９１とが右目用映像のための色補正処理を行い、色相補正部のオフセット処理部８２と色相補正部９２とが左目用映像のための色補正処理を行う。図４のヒストグラム部２２１の情報に基づいて、ＣＰＵ２５１が３次元立体視用映像の複数視点の映像間の色の差異を低減するように、色相補正部のオフセット処理部８１、色相補正部９１、オフセット処理部８２、色相補正部９２のパラメータ設定値を算出し、図５のパラメータ設定端子２１を介して算出したパラメタ設定値を上記各部に送信して設定を変更する。

次に、映像フォーマットの判定と色相補正処理の切替えについて説明する。映像情報入力端子２０１から図４の映像処理装置に入力された同期信号とデータ有効期間信号とは、図５の色補正処理部２１１においては入力端子１１１から入力される。フォーマット判定部１２１では、入力端子１１１から入力された信号を元に、映像フォーマットの判定を行う。例えば、水平・垂直の同期信号をもとにカウントを行い、それに対してデータ有効信号がどのタイミングに、どれだけの期間入っているかを確認することで、（１）映像サイズ、（２）同期信号に対する映像の座標範囲、（３）2次元映像であるか3次元立体視用映像であるか、（４）3次元立体視用映像であった場合、どの種類(方式)の3次元立体視を行うための映像であるかなどを判定する。また、判定結果である映像フォーマット判定信号を、座標処理部１３１に出力する。ここでは、同期信号とデータ有効信号を用いて判定する方式を記載した。これに替えて、映像データに付随して送信される付随情報を元に映像のフォーマットの判定を行っても良い。この場合、図４の映像処理装置には、映像情報入力端子２０１または図示しない入力端子から映像フォーマット（例えば、映像サイズ、3次元立体視用映像であるか否か、3次元立体視用映像である場合の3次元立体視の方式）を識別する情報が格納された付随情報を入力する。図５の入力端子１１１から当該付随情報を入力し、フォーマット判定部１２１でフォーマット判定に用いるように構成すればよい。

座標処理部１３１では、フォーマット判定部１２１から受け取った映像フォーマット判定信号のうち、2次元映像であるか3次元立体視用映像であるかの判定信号が、3次元立体視用映像であることを示していた場合、同期信号もしくはデータ有効期間信号などに基づいて、右目用映像もしくは左目用映像であることを示す判定信号を、補正量のタイミングにあわせて切替部１０１及び座標情報出力端子１４１へ出力する。

切替部１０１では、色相補正部９１を右目用の補正量とし、色相補正部９２からの補正量を左目用の補正量とし、座標処理部１３１からの判定信号に応じて切り替えて出力する。

補正加算部６１では、実施例１と同様に切替部１０１からの補正量を加算して、出力端子７１から出力することにより、色相の補正を行う。

なお、オフセット処理部８１、８２でオフセット設定値を変更するだけで、色相補正部９１、９２の数多くの設定を行わずとも、図７に示すように色相補正を行う範囲を変更することが可能となる。そのため、3次元立体視用映像の補正を行う際、左右の映像の色相の調整を、色相補正部９１、９２の設定値の変更とは独立してオフセット処理部８１、８２の設定値の変更で調整する構成とすれば、設定値の変更処制御が単純化され、ＣＰＵ２５１の負荷を低減することが可能になる。

なお、本実施例では、色相補正部を2系統もち、それぞれの出力を切り替えて、3次元立体視を行うための映像の左右の映像をそれぞれ補正する方式として記載した。本実施例の別の構成例としては、色相補正部を1系統として一方の眼の映像のみ補正し、他方の眼の映像の色相に近づける色相補正を行う方式としても良い。その場合は、座標処理部１３１からの判定信号により、補正対象側の眼の映像の座標位置での処理の場合、色相補正部９１からの補正量を選択し、補正非対象側の眼の映像の座標位置での処理の場合、補正加算部６１へ補正量０を入力するよう切り替える制御としても良い。

また、本実施例の別の構成例として、切替部１０１を持たず、色相補正部も1系統しか持たない構成とする構成としても良い。この場合、１つの色相補正部中に、2種の補正テーブルを格納し、座標処理部１３１からの判定信号を元に補正テーブルを切り替えるよう構成してもかまわない。

本実施例では、色相のみの処理として記載したが、特許文献１記載のように、色の範囲を3次元で設定し、色の補正を行っても良い。なお、3次元で表現する色表現は、色相を含んでいれば、彩度と明度で示されるものに限らない。

以上説明した本発明の実施例２に係る映像処理装置によれば、3次元立体視を行うための映像における映像間に色の差異を低減した視覚的に好ましい色補正を行うことが可能となる。

なお、色補正処理部２１１とヒストグラム部２２１とが一体に構成される映像処理部を構成してもよい。

１１ 入力端子
２１ パラメータ制御端子
３１ 色相補正部
６１ 補正加算部
７１、２３１ 出力端子
８１、８２ オフセット処理部
９１、９２ 色相補正部
１０１ 切替部
１１１ 同期信号・データ有効信号入力端子
１２１ フォーマット判定部
１３１ 座標処理部
１４１ 映像情報出力端子
２０１ 映像情報入力端子
２１１ 色補正処理部
２２１ ヒストグラム部
２４１ 記憶装置
２５１ ＣＰＵ

Claims (2)

1. 映像を入力する入力部と、
   入力映像に対して色相補正処理を行う映像処理部とを備え、
   前記映像処理部は、色相入力値に対する色相出力値の補正特性である色相値入出力特性を入力映像に応じて可変し、該可変の色相値入出力特性の折れ線の傾きは負数を取らず、前記入力映像の色相データの入力時のビット数内での表現範囲を低減するデータ変換処理を行い、前記可変の色相値入出力特性による補正量の幅を、前記低減した入力映像の色相データの表現範囲以下とすることを特徴とする映像処理装置。
2. 映像を入力する入力ステップと、
   入力映像に対して色相補正処理を行う映像処理ステップとを備え、
   前記映像処理ステップでは、色相入力値に対する色相出力値の補正特性である色相値入出力特性を入力映像に応じて可変し、該可変の色相値入出力特性の折れ線の傾きは負数を取らず、前記入力映像の色相データの入力時のビット数内での表現範囲を低減するデータ変換処理を行い、前記可変の色相値入出力特性による補正量の幅を、前記低減した入力映像の色相データの表現範囲以下とすることを特徴とする映像処理方法。

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