JPH0575917A - ホワイトバランス調整装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 撮像信号から色度情報を抽出してデータ処理
し、また、色度情報を均等知覚色度データとして処理す
ることにより、色知覚に合ったホワイトバランス制御特
性をもたらす領域の設定が可能で、さらには、色度情報
のデジタルデータ処理が可能で、白抽出領域の設定の自
由度が高く、またその変更が容易なホワイトバランス調
整装置を提供する。 【構成】 色度抽出手段により映像信号の色度情報を抽
出し、色度弁別手段は、抽出された色度情報の中から、
対象とする色度図上に任意に設定した領域、例えば白色
領域に相当する色度座標を持つ色度情報を弁別し、白色
検出を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、カラーテレビカメラ等
に用いられ、撮像した映像信号を用いて撮像状況に応じ
たホワイトバランス調整を行うホワイトバランス調整装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ＴＴＬによるオートホワイトバラ
ンス調整（ＡＷＢ）は、白色領域（黒体軌跡付近）の設
定あるいは、特定色が画面内を多く占めることによるホ
ワイトバランス調整エラー対策（カラーフェリア対策）
のため、有彩色除去の必要があり、これを、色差信号や
輝度信号に対して加減算処理あるいはコンパレータを用
いた比較処理を行うことにより実現していった。この種
の技術は、例えば、特開平２−２６１９４号公報、同１
−２５６８９０号公報、特開昭６３−２１９２９１号公
報に示されている。

【０００３】以下に、従来技術による白色部検出方式を
説明する。色差信号Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙを輝度信号Ｙで割っ
た値を明るさに関係なく色を表す尺度とし、この尺度を
用いて白被写体の色温度変化に相当する部分を抽出して
ＡＷＢ制御を行う。図１６は（Ｒ−Ｙ）／Ｙ，（Ｂ−
Ｙ）／Ｙを座標軸とする２次元座標上に白被写体の色温
度変化軌跡を示したものである（図中ｅ）。この軌跡を
含む相関領域を〜で示す数式にて設定し、この領域
内に入る色差信号を、白色を示す撮像信号と見なし、こ
れらの積分値が０を意味する値となる様に、信号処理部
でのＲ．Ｂ信号の利得を制御する。

【０００４】ところで、〜を示す数式は下式で与え
られる。 （Ｂ−Ｙ）／Ｙ＞−ａ … （Ｒ−Ｙ）／Ｙ＞−ｂ … （−１／ｂ）（Ｒ−Ｙ）／Ｙ−（１／ａ）（Ｂ−Ｙ）／Ｙ＜１ … （１／ｃ）（Ｒ−Ｙ）／Ｙ＋（１／ｄ）（Ｂ−Ｙ）／Ｙ＜１ … （ただしａ，ｂ，ｃ，ｄ＞０） 前記数式を書き直すと、 （−１／ａ）（Ｂ−Ｙ）＜Ｙ …´ （−１／ｂ）（Ｒ−Ｙ）＜Ｙ …´ （−１／ｂ）（Ｒ−Ｙ）−（１／ａ）（Ｂ−Ｙ）＜Ｙ …´ （１／ｃ）（Ｒ−Ｙ）＋（１／ｄ）（Ｂ−Ｙ）＜Ｙ …´ となる。つまり、上記´〜´を全て満たす領域が白
検出領域であり、簡単な比較回路にて該色差信号が抽出
できることが分かる。

【０００５】図１７はこれらの比較回路を用いた白検出
ＡＷＢ制御構成を示す。信号処理部より得たＲ，Ｂ信号
は、利得制御アンプ２６，２７によりＡＷＢ動作に係る
利得調整がなされる。減算器２８，２９により色差信号
Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙが作られ、それぞれコンデンサ３０，３
２、クランプ回路３３，３５を介してゲート回路３６，
３８へ送られる。白色部分検出回路ｆの出力する白検出
パルスｇによりゲート回路３６，３８が開かれ、色差信
号Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙ中の白色相当部分が抽出される。ゲー
ト回路３６，３８の出力はＬＰＦ３９，４１により積分
され、それぞれ平均的な直流電圧となって比較器４２，
４３の入力端の一端に各々入力される。比較器４２，４
３では、ＬＰＦ４０からの基準信号（色差信号が０を意
味する電圧）とＬＰＦ３９，４１からの直流電圧とを比
較し、該直流電圧がＬＰＦ４０の基準電圧よりも大きい
場合はその出力がハイレベルとなり、小さい場合はロー
レベルとなる。

【０００６】アップダウンカウンタ４４，４５は、比較
器４２，４３の出力がハイレベルになると、カウント値
を上昇させる。これらカウント値は、Ｄ／Ａ変換器４
６，４７にて制御電圧に変換された後、アンプ４８、４
９を各々介して利得制御アンプ２６、２７の利得制御用
信号となる。これにより、該アンプ２６，２７はその利
得を下げて、色差信号Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙのレベルを０を意
味する信号レベルに近付けていくことによりＡＷＢ制御
となる。

【０００７】次に、白色部分検出回路ｆの動作を説明す
る。減算器５０，５１より色差信号Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙが各
々出力される。そしてＲ−Ｙ信号は係数器５２，５３に
入力され、−１／ｂ倍、１／ｃ倍される。また、Ｂ−Ｙ
信号は係数器５４，５５に入力され、−１／ａ倍、１／
ｄ倍される。さらに、加算器６０では係数器５２，５４
の出力が加算され、加算器６１では係数器５３，５５の
出力が加算される。比較器５６，５７，５８，５９の負
側入力にはＹ信号が入力され、同じく正側入力には係数
器５２、加算器６０、係数器５４、加算器６１の各出力
が入力される。従って、比較器５６，５７，５８，５９
では各々前述した式´〜´を全て満足する撮像信号
Ｙ，Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙが存在した期間つまり白色部分の期
間のみＮＯＲ６２の出力がハイレベル、つまり前述した
白検出パルスｇとなる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したご
とき従来の技術では、色差、輝度信号の形態で信号処理
する構成のため、抽出色領域の設定の自由度が低いもの
であった。また、白色検出等の性能に比例してその構成
が複雑なものになっていた。さらに、回路方式がアナロ
グ処理のため、周囲温度や電源電圧変動等に対する安定
性や性能、機能設定のための処理仕様の変更、切り換え
も自由度が少ないものであった。また、ホワイトバラン
ス調整で重要となる色知覚に対する配慮もなされていな
い。また、白色検出後の色差信号等は、平均化処理（Ｌ
ＰＦを通す）され直流電圧としてコンパレータにて基準
電圧（色差信号が０を意味する電圧）と比較された後、
その結果を“Ｈ”または“Ｌ”で表しマイコン等にて
Ｒ，Ｂゲインを制御することにより、ＷＢ調整を行って
いた。これらはアナログ処理のため、周囲温度や電源電
圧変動等に対して性能が変動したり、また性能・機能仕
様変更に自由度が低いものであった。

【０００９】本発明は、上述した問題点を解決するもの
で、撮像信号から色度情報を抽出してデータ処理し、ま
た、色度情報を均等知覚色度データとして処理すること
により、色知覚に合ったホワイトバランス制御特性をも
たらす領域の設定が可能で、さらには、色度情報のデジ
タルデータ処理が可能で、白抽出領域の設定の自由度が
高く、またその変更が容易なホワイトバランス調整装置
を提供することを目的とする。また，本発明は、白検出
手段により抽出された色度情報の代表色度を求め、その
代表値を設定色度と比較し、代表色度と設定色度とが等
しくなるようＲ，Ｂゲインコントロールを行うことによ
りＡＷＢ動作を行うことにより、デジタルデータ処理に
適し、かつ、その処理に知覚制御を導入でき、安定した
性能が得られるホワイトバランス調整装置を提供するこ
とを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１の発明は、撮像した映像信号より色分布を調
べ、その結果に応じてホワイトバランス調整を行うホワ
イトバランス調整装置にあって、映像信号の色度情報を
抽出する色度抽出手段と、この色度抽出手段により抽出
された色度情報の中から、対象とする色度図上に任意に
設定した領域に相当する色度座標を持つ色度情報を弁別
する色度弁別手段とを有したものである。請求項２の発
明は、上記の対象とする色度図が、均等知覚色度図
（ｕ，ｖ）色度図または、（ｕ´，ｖ´）色度図であっ
て、色度抽出手段により抽出される色度情報は、前記色
度図上に均等に分布する量子化色度点を示す。請求項３
の発明は、上記の色度弁別手段は、対象とする色度図上
に設定する領域を、被写体照明光源に応じて前記量子化
色度点に沿って任意に設定可能としたものである。請求
項４の発明は、上記の色度弁別手段の弁別特性を可変設
定する可変設定手段を有したものである。請求項５の発
明は、撮像した映像信号より色分布を調べ、その結果に
応じてホワイトバランス調整を行うホワイトバランス調
整装置にあって、映像信号の色度情報を抽出する色度抽
出手段と、この色度抽出手段により抽出された色度情報
の中から、対象とする色度図上に任意に設定した領域に
相当する色度座標を持つ色度情報を弁別する色度弁別手
段と、この色度弁別手段により弁別された色度情報を代
表する、１つ以上の代表色度値を求める代表色度手段
と、この代表色度値に基づいてホワイトバランス調整を
行うホワイトバランス調整手段とを有したものである。
請求項６の発明は、撮像した映像信号より色分布を調
べ、その結果に応じてホワイトバランス調整を行うホワ
イトバランス調整装置にあって、映像信号の色度情報を
抽出する色度抽出手段と、この色度抽出手段により抽出
された色度情報の中から、対象とする色度図上に任意に
設定した領域に相当する色度座標を持つ色度情報を弁別
する色度弁別手段と、この色度弁別手段により弁別され
た色度情報を代表する、１つ以上の代表色度値を求める
代表色度手段と、任意の色度値を設定する色度設定手段
と、この色度設定手段により設定された色度値と前記代
表色度手段により求められた色度値との差をなくするよ
うにホワイトバランス調整を行うホワイトバランス調整
手段とを有したものである。

【００１１】

【作用】上記請求項１〜４記載の構成においては、色度
抽出手段により映像信号の色度情報を抽出し、色度弁別
手段は、抽出された色度情報の中から、対象とする色度
図上に任意に設定した領域、例えば白色領域に相当する
色度座標を持つ色度情報を弁別し、白色検出を行う。請
求項５〜６記載の構成においては、上記に加えて、代表
色度手段は色度弁別手段により弁別された色度情報を代
表する１つ以上の代表色度値を求め、ホワイトバランス
調整手段はこの代表色度値に基づいてホワイトバランス
調整を行う。

【００１２】

【実施例】ホワイトバランス調整装置において、撮像映
像信号より、被写体への太陽光照明色温度の検出、蛍光
灯などの人工光源の判別（これらをホワイトバランス
（ＷＢ）情報とする）を行う内測式ＡＷＢ調整装置があ
る。その原理は以下の通りである。 １、白色部検出方式…被写体の白色（無彩色）部を検出
することにより、該部分に相当する撮像映像信号が無彩
色を示す信号となるようにＷＢ調整を行う。 ２、平均化方式…撮像映像信号を撮像画面全体について
平均した信号は多くの撮影状況の場合、照明光源の色温
度を示すので、この信号が無彩色を示す信号となるよう
にＷＢ調整を行う。ところが、これらの方式には種々の
問題が存在するため、その解決のための提案がなされて
いる。例えば、被写体の有する色が有彩色で単独かつ画
面内に広範囲に撮影されたときに、該有彩色を無彩色に
近付けるようにＷＢ調整されるので映像の色調がくずれ
てしまう（カラーフェリア）。特に、白色部の検出法と
して上記のように有彩色を除去し、太陽光色温度軌跡上
あるいはその付近の色情報を抽出するものでは、その構
成がその抽出性能に応じて複雑なものとなっている。

【００１３】本発明では、このような状況を鑑み、白色
検出部を比較的構成が簡易となるデジタル処理構成と
し、その検出性能を向上せしめ、更に、従来の内測式Ａ
ＷＢ調整装置にて考慮されていなかった人間の色知覚特
性に基づく白色検出特性を得ることにより、いわゆる知
覚制御を可能としたものである。以下、本発明の第１実
施例について図１を用いて説明する。撮像映像信号とし
て得られたＲ，Ｇ，Ｂ信号の内、Ｒ，Ｂ信号はＷＢ調整
用のゲインコントロールアンプ（ＧＣとする）１，２へ
各々出力される。ＧＣ１，２の利得はデータ処理部３か
らのＷＢ制御信号により各々設定される。Ｇ信号とＧＣ
１，２により利得制御されたＲ，Ｂ信号は信号処理部４
へ出力され、プリニー処理、ガンマ補正等の処理を経
て、マトリックス処理にて輝度信号Ｙ´、色差信号Ｒ´
−Ｙ´，Ｂ´−Ｙ´に変換される。これらの信号はエン
コーダ部５へ各々出力され、色差信号は色副搬送波ｆｓ
ｃを平衡変調する。そして、輝度信号Ｙ´、該被変調波
信号、色基準信号（バースト信号）及び水平・垂直同期
信号φＨ，φＶを合成して、ＮＴＳＣ規格等のテレビジ
ョン規格に合致した複合映像信号Ｖｓを生成する。

【００１４】ところで、色差信号Ｒ´−Ｙ´，Ｂ´−Ｙ
´は、被写体の無彩色部分について、各々０を意味する
電圧値となればよいので、以下に述べる白色検出動作に
より、無彩色に相当する色差信号Ｒ´−Ｙ´，Ｂ´−Ｙ
´の時間積分値が０を意味する電圧値となるようにＧＣ
１，２の利得を制御すればＷＢ調整が可能となる。この
ような動作にかかわるゲート部１５の詳細構成を図２に
示す。図２において、色差信号Ｒ´−Ｙ´，Ｂ´−Ｙ´
は、遅延部（ＤＬとする）１６，１７にて各々所定の時
間の遅延を受け、次に、クランプ部１８，１９にて各々
直流再生される。クランプ部１８，１９の出力はゲート
２０，２１にて、データ処理部３のゲート信号ｇにより
通過、非通過の処理を受ける。ゲート信号ｇは白色検出
動作によって検出された、撮像映像信号の有する無彩色
の期間においてデータ処理部３より出力される信号であ
る。また、前記所定の時間の遅延とは、図１の白色検出
部６において無彩色を検出した後、ゲート信号ｇを出力
し、ゲート２０、２１が動作を開始するタイミングと、
色差信号の無彩色期間とのタイミングを合わせるための
処理である。ゲート２０，２１を通過した無彩色色差信
号は、比較部２２へ出力される。

【００１５】比較部２２の構成は、例えば、前記無彩色
色差信号をローパスフィルタにて平均処理し、直流電圧
に変換した後、色差信号が０を意味する基準電圧と該直
流電圧とを各々比較処理するものでよい。この比較処理
結果は、現在のＷＢ調整のずれを意味し、例えば、該直
流電圧が該基準電圧より高ければ“Ｈ”、低ければ
“Ｌ”の信号をデータ処理部３へ各々出力する。データ
処理部３は、該信号を得て、該直流電圧を該基準電圧に
近付けるべくＧＣ１，２へのＷＢ制御信号を制御する。
これによりＷＢ調整が行われる。

【００１６】次に白色検出部６の構成を説明する。撮像
映像信号Ｒ，Ｇ，Ｂはマトリックス部（ＭＴＸ部とす
る）７，８，９へ各々出力され、ここで、下式に従って
決まるマトリックス信号Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３の各々を得
る。 ＭＴＸ部７の出力信号 Ｗ１＝Ｒｌ１＋Ｇｍ１＋Ｂ
ｎ１ ＭＴＸ部８の出力信号 Ｗ２＝Ｒｌ２＋Ｇｍ２＋Ｂ
ｎ２ ＭＴＸ部９の出力信号 Ｗ３＝Ｒｌ３＋Ｇｍ３＋Ｂ
ｎ３ ただし、各混合比は、ＭＴＸ部７，８，９の出力信号Ｗ
１，Ｗ２，Ｗ３が色彩科学上の広義の三原色信号となる
値とする。つまり、該信号Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３を三刺激値
とする表色系が存在することである。各信号Ｗ１，Ｗ
２，Ｗ３はアナログ−デジタル変換部（Ａ／Ｄ部とす
る）１０，１１，１２へ各々出力され量子化データに変
換される。Ａ／Ｄ部１０，１１，１２では入力信号に対
して、サンプリング定理に基づく折り返しノイズ除去用
の帯域制限フィルタが設けられ、サンプリング周波数ｆ
を持つクロック信号ＣＬＫ１のタイミングにて該変換動
作を行う。

【００１７】Ａ／Ｄ部１０，１１，１２より得られた各
信号データＷ１，Ｗ２，Ｗ３は、各々除算部１３，１４
へ出力される。除算部１３はＷ１信号を分子、Ｗ２信号
を分母とする除算結果Ｗ１／Ｗ２を信号データとして出
力する。同様に、除算部１４はＷ３信号を分子、Ｗ２信
号を分母とする除算結果Ｗ３／Ｗ２を信号データとして
出力する。除算部１３，１４の構成は、メモリを使用し
たルック・アップ・テーブル法やロジック構成の除算器
またはマイコン等でのプログラムによる処理でもよい。
このようにして得られたＷ１／Ｗ２，Ｗ３／Ｗ２が、映
像信号の色度情報を表わし、色度データであることは色
彩科学上において知られている。ちなみに、除算処理に
おいて入力した信号データＷ２が０、あるいは０を意味
する値を示す場合は（分母が０相当値となる）、例えば
無彩色またはその付近の色度を示す色度データを出力し
てもよい。なお、映像信号の水平・垂直ブランキング期
間や黒レベル等にて上記の処理を用いるとよい。

【００１８】次に、色度データＷ１／Ｗ２，Ｗ３／Ｗ２
の色度図上での量子化点の分布の様子を例をあげて説明
する。いま、使用する撮像、映像表示システムがＮＴＳ
Ｃテレビジョンョン規格に合致したものと仮定し、上記
の色度データをＣＩＥ１９７６ＵＣＳ色度図（（ｕ´，
ｖ´）色度図、均等知覚色度図）上に展開するとする。
各ＭＴＸ部７、８、９の混合比を下記のように仮定す
る。 ＭＴＸ部７の出力信号 Ｗ１＝Ｒ（ｌ１＝１，ｍ１＝ｎ
１＝０） ＭＴＸ部８の出力信号 Ｗ２＝0.261 Ｒ＋0.469 Ｇ＋0.
270 Ｂ （ｌ２＝0.261 ，ｍ２＝0.469 ，ｎ２＝0.270 ０≦Ｗ２
≦１） ＭＴＸ部９の出力信号 Ｗ３＝Ｂ（ｌ３＝ｍ３＝０，ｎ
３＝１） ＭＴＸ部８での混合比は、（ｕ´，ｖ´）色度図の表色
系であるＵＶＷ表色系における刺激和（Ｕ＋Ｖ＋Ｗ）を
ＮＴＳＣ規格ＲＧＢ表色系での各刺激値Ｒ，Ｇ，Ｂを用
いて表わした次式の混合比を、Ｗ２信号について正規化
したものである。 Ｕ＋Ｖ＋Ｗ＝０．８４８２Ｒ＋１．５２８８Ｇ＋０．８７７３Ｂ 上式より、Ｗ２＝０．２６１Ｒ＋．４６９Ｇ＋０．２７
０Ｂ ０≦Ｗ２≦１ （０≦Ｒ，Ｇ，Ｂ≦１） である。

【００１９】よって、色度データＷ１／Ｗ２，Ｗ３／Ｗ
２は下式を意味する。 Ｗ１／Ｗ２＝Ｒ／（０．２６１Ｒ＋０．４６９Ｇ＋０．２７０Ｂ） Ｗ３／Ｗ２＝Ｂ／（０．２６１Ｒ＋０．４６９Ｇ＋０．２７０Ｂ） ここで各色度データの値域に着目すると、 ０≦Ｗ１／Ｗ２≦１／０．２６１， ０≦Ｗ３／Ｗ２≦
１／０．２７０ となり上記各値域は非常に接近したものである。よっ
て、ＭＴＸ部８の混合比を近似し、例えば ｌ２：ｍ２：ｎ２＝０．２６１：０．４６９：０．２７０ ＝１：１．８０：１．０３ を、 ｌ２：ｍ２：ｎ２＝１：１．８：１ ＝０．２６３：０．４７４：０．２６３ とする。 この結果、該色度データの値域は、 ０≦Ｗ１／Ｗ２，Ｗ３／Ｗ２≦１／０．２６３ と等しくなるので、除算部１３，１４は全く同じ構成を
用いることが可能となり、該除算部１３，１４の設計、
製造コストの低減をもたらし、また該除算部を１つだけ
利用し、時分割にて除算処理を行うこともできる。

【００２０】このようにして得られた色度データＷ１／
Ｗ２，Ｗ３／Ｗ２が（ｕ´，ｖ´）色度図上において示
す量子化点の分布の様子を図３に示す（量子化ビットは
５ビットとした）。Ｒ，Ｇ，Ｂの○印はＮＴＳＣ規格受
像三原色の色度点を示し、Ｃの○印は基準白色の色度点
を示す。色度データＷ１／Ｗ２，Ｗ３／Ｗ２の各値は、
（Ｇ，Ｒ）軸，（Ｇ，Ｂ）軸を座標軸とした時の座標値
（０から３１まで）に各々対応しており、該値より決ま
る位置が、（ｕ´，ｖ´）色度図上の色度座標値を示す
ことが分かる。また、量子化点の分布は該軸に沿って該
色度図平面上に均等に位置している。つまり、均等知覚
色度図を均等に量子化したことにより、人間の色度知覚
に対する量子化ノイズを均等にしたと言える。このこと
は、有限のビット数での色度情報の量子化を考えた場
合、必要最小のビット数を考察する根拠となる。このよ
うに、該色度データは直接該色度知覚の重み付けがなさ
れているので、該色度データを用いたデータ処理による
制御は知覚制御を可能にする。

【００２１】図４に、ＣＩＥ１９６０ＵＣＳ色度図
（（ｕ，ｖ）色度図、均等知覚色度図）における、本例
での量子化点の分布を示す。ＵＶＷ表色系の刺激和が同
値である（ｕ，ｖ）色度図においても上述した同じ特徴
を示す。また、ＭＴＸ部８の出力信号Ｗ２は先に示した
ようにＲ，Ｇ，Ｂ刺激値を適当に含み、その値域は０≦
Ｗ２≦１としているので、映像信号の輝度情報と見なす
ことも可能である（量子化されたＷ２信号を輝度データ
とする）。本例では、ＭＴＸ部７，９の混合比が各々
１：０：０，０：０：１であるので、該ＭＴＸ部７，９
を廃止し、Ａ／Ｄ部１０，１２に直接Ｒ，Ｂ信号を各々
入力してもよい。ＭＴＸ部７，８，９の混合比は種々の
値や組み合わせがあるが、総じて言えることは、ＭＴＸ
部７，９の混合比は対象とする色度図上での色度データ
Ｗ１／Ｗ２，Ｗ３／Ｗ２値を目盛る２本の座標軸を決定
し、ＭＴＸ部８の混合比は該色度図平面上での量子化点
の分布状態を決定するものである。よってこれらの混合
比は、装置の機能、目的、コスト等に応じて決めればよ
い。例えば、Ｗ１＝Ｒ，Ｗ３＝Ｇ，Ｗ２の混合比を更に
ｌ２：ｍ２：ｎ２＝１：２：１と近似して、 Ｗ１／Ｗ２＝Ｒ／（０．２５Ｒ＋０．５Ｇ＋０．２５Ｂ） Ｗ３／Ｗ２＝Ｇ／（０．２５Ｒ＋０．５Ｇ＋０．２５Ｂ） とした場合も、ほぼ図３、図４に示した均等量子化が可
能である。

【００２２】次表に他のテレビジョン規格も含めて、本
例におけるＭＴＸ部８の混合比を示す。

【表１】 ＴＡＢＬＥ１ 規格名 ＮＴＳＣ PAL/SECAM ＨＤＴＶ ──────────────────────────────────── ｌ２：ｍ２：ｎ２ 0.261:0.469:0.270 0.199:0.590:0.211 0.189:0.584:0.227 ──────────────────────────────────── 上混合比の近似例１ 1:(1.7 〜1.8):1 1:(2.8 〜3.0):1 1:(2.6 〜3.1):1 ──────────────────────────────────── 上混合比の近似例２ 1:(2 〜3):1 1:(2 〜3):1 1:(2 〜3):1 但し、ｌ２：ｍ２：ｎ２は、（ｕ’，ｖ’）または
（ｕ，ｖ）色度図の均等量子化のためのＭＴＸ部２２の
混合比である。

【００２３】上表の近似例２は、撮像、受信システムの
構成の簡素化や、各テレビジョン規格に対する共通化等
種々の都合上、本発明の目的や効果をあまり損なわない
範囲で存在しうる値である。ちなみに本例の説明にて
（ｕ´，ｖ´）色度図を用いたが、ＵＶＷ表色系の刺激
和が同値である（ｕ，ｖ）色度図についても同様のこと
がいえる。また、本例の仮定としてＮＴＳＣ規格に合致
した撮像、受信システムと述べたが、現行運用される受
信システムや他のテレビジョンシステムについても実用
上問題はない。

【００２４】次に、ＭＴＸ部８の混合比のみを変更した
他の例を示す。ＭＴＸ部８の混合比をＸＹＺ表色系のＹ
刺激値、つまり輝度を表す値とすると、 Ｗ２＝Ｙ＝０．２９９Ｒ＋０．５８７Ｇ＋０．１１４Ｂ ，０≦Ｙ≦１ （ｌ２＝０．２９９，ｍ２＝０．５８７，ｎ２＝０．１
１４）となる。よって、色度データＷ１／Ｗ２，Ｗ３／
Ｗ２は次式となる。 Ｗ１／Ｗ２＝Ｒ／Ｙ＝Ｒ／（0.299 Ｒ＋0.587 Ｇ＋0.114 Ｂ） Ｗ３／Ｗ２＝Ｒ／Ｙ＝Ｂ／（0.299 Ｒ＋0.587 Ｇ＋0.114 Ｂ） 上記の色度データが、（ｕ，ｖ）色度図上において示す
量子化点の分布の様子を図５に示す（量子化ビット数は
５ビットとした）。以上のようにして得られた色度デー
タＷ１／Ｗ２，Ｗ３／Ｗ２、輝度データＷ２は、各々デ
ータ処理部３へ出力される。データ処理部３へはクロッ
ク信号ＣＬＫ２、水平・垂直同期信号φＨ，φＶが入力
しており、該データ処理部３はＣＬＫ２のタイミングに
て行われる。ＣＬＫ１，ＣＬＫ２は同期関係にあり、所
定の周波数比と位相差を保っている。また、これらはφ
Ｈ，φＶとも同期関係にあるので、例えば色副搬送波信
号ｆｓｃから作ってもよい。

【００２５】以下、図３または４に示す色度データ、輝
度データを用いた場合のデータ処理部３のデータ処理法
について説明する。図７に理論上の黒体色温度軌跡を示
す。太陽光照明による白色被写体の色調変化軌跡を実験
等ににより作成し用いてもよい。ＷＢ調整の基準調整色
温度はＮＴＳＣ規格基準白色Ｃ光源となっているが、他
の色温度であってもよい。該軌跡範囲は太陽照明の色温
度変化に対する視覚のＷＢを必要とする範囲、約１００
〜４００ミレッドとした。図より明らかなように、デー
タ処理部３では、該軌跡上あるいはその近傍（白色領域
とする）に位置する入力色度データを無彩色として扱う
ことにより白色検出が可能となる。従来法では、該白色
領域の設定のために、色差信号や輝度信号に対し加減算
処理あるいはコンパレータを用いた比較処理を行ってい
たので、白色領域設定の自由度が少ないものであった。
そして、その白色検出性能に比例して、その構成もまた
複雑なものとなっていた。また、回路方式もアナログ処
理であるため、周囲温度や、電源電圧変動等に対する安
定性や性能・機能設定のための処理仕様の変更、切り換
え法にも自由度の少ないものであった。また、ＷＢ調整
では重要となる色知覚に対する配慮もなかった。

【００２６】本発明では、データ処理部３にてあらかじ
め所定の軌跡上または白色領域の色度データを記憶させ
ておき（色度データ群とする）、刻々入力される映像信
号の有する色度データと比較、参照処理することによ
り、容易に白色検出が可能となる。例えば、図７にて、
白色領域を色度点の分布に従って任意の形状あるいは大
きさに設定できるため（例えばａの領域）、有彩色等の
ＷＢ調整に誤差を与える不要色の除去、弁別性能を容易
に自由に高めたり、変更したりすることが可能である。
更に、白色領域の設定によって、先に述べたように、色
度点の分布が人間の色度知覚に均等に対応しているた
め、ＷＢ調整の知覚制御化をもたらす。すなわち、例え
ば、データ処理部３により、上記図７に示した軌跡から
の等ｕｖ単位値偏差領域（相関色温度領域）内の無彩色
の抽出を行い、また、抽出した色度データに対する該ｕ
ｖ単位偏差量による重み付け、例えば、該ｕｖ単位偏差
量が大きい入力色度データ程、該色度データは無彩色に
対し相関が低いと判断し、ゲート２０、２１でのゲート
期間をその相関の程度に応じて短い期間としたり、被写
体の色分布等の状況でＷＢ調整に必要な無彩色の情報が
少ない場合、該偏差量を等ｕｖ単位値にて拡大可変設定
として必要な情報量を得たりする。

【００２７】以上のような白色領域の設定に係る色度デ
ータ群は、被写体の種々の色分布状況に対応するため、
複数組あって、切り換え或いは同時に使用してもよい
し、書き換えによる可変値としてもよい。図１の実施例
には、このための手段として色度データ群設定部６２が
設けられている。例えば、被写体照明光源が蛍光灯であ
るとき、その発光分光特性はグリーン成分が強いため、
無彩色は色度図上でＧ方向に偏移するので、白色領域の
Ｇ方向外側部に新たに蛍光灯検出領域を設け、データ処
理部３にて入力色度データと比較、参照処理し、その結
果、ゲート信号ｇを制御すれば、太陽光照明と同じ要領
でＷＢ調整が可能となる。ちなみに、この比較参照処理
は、メモリを用い、入力色度データをアドレス値とし、
処理結果をデータ値とするルックアップテーブル法やプ
ログラム処理等にて行えばよい。

【００２８】次に、白色領域設定法の他の例を説明す
る。図８における黒体色温度軌跡を図中の直線ｌ１にて
近似することにより、データ処理部３での比較、参照処
理を容易にできる。直線ｌ１は次式で表せる。 Ｒ／Ｗ２＋Ｂ／Ｗ２＝１６ …（１） また、等ｕｖ単位値偏差領域の設定は、例えば色度デー
タ差にて“３”とすれば、 １３≦Ｒ／Ｗ２＋Ｂ／Ｗ２≦１９ …（２） となる（ｌ２，ｌ３の間の範囲）。また、ＷＢ調整色温
度範囲は、 ６≦Ｒ／Ｗ２ かつ １≦Ｂ／Ｗ２ …（３） にて設定する（ｍ１，ｍ２にて示す）。よって、式
（１）と（２）または式（２）と（３）を満足するよう
な入力色度データを弁別すればよい。特に、式（２）に
おいては該色度データ差の値の設定だけで等ｕｖ単位値
偏差領域の設定を可能にしている。このような考え方に
従って、実際に応用、適応すればよい。

【００２９】また、データ処理部３にはＭＴＸ部８の出
力の輝度データＷ２が入力されている。一般に輝度レベ
ルが高い被写体色程、白色に対する相関が強いので、被
写体の種々の状況により、この輝度データＷ２を用い、
白色領域設定により抽出された色度データに対して、更
に例えば弁別や重み付けをして該ゲート期間を制御して
もよい。本実施例では色差信号の平均レベルが０を意味
する値になるよう制御するＷＢ調整方式であるが、Ｒ，
Ｇ，Ｂの平均レベルが１：１：１になるよう制御するＷ
Ｂ調整方式にも勿論適応可能である。また、図１の白色
検出部６の入力映像信号Ｒ，Ｂは、ＧＣ１，２の後から
取ってもよい。信号処理部４によるガンマ補正後のＲ
´，Ｇ´，Ｂ´信号（図１）でも同様の処理が可能であ
る。また、該Ｒ，Ｇ，Ｂ信号ではなく、色彩科学上の広
義の三原色信号（三刺激値信号）でもよい。例えば、イ
エロー，マゼンタ，シアンの補色信号からＭＴＸ部７，
８，９にて目的とするＷ１，Ｗ２，Ｗ３信号を生成すれ
ばよい。

【００３０】本実施例では白検出について述べたが、同
様の方法で抽出色度領域を変更することにより、任意の
色（色度）を抽出することも可能である。また、本発明
は平均化方式にも応用できる。例えば、図９に示すよう
に、無彩色色度データを含む抽出色度領域を、色度図平
面上で比較的広く、高飽和度部は除去をするように設定
する。設定方法は前述の色度データ群によって行う（図
中ａ内）。このようにして得られた抽出色度データを用
い、先述のＡＷＢ動作を行うことにより、平均化方式で
ありながら、高飽和度を持つ有彩色被写体によるカラー
フェリアを軽減することが可能である。

【００３１】ここで、白色検出部６の各構成部（７〜１
４）に係わる他の構成例について説明する。該構成部７
〜１４は、入力映像信号の有する色度データＷ１／Ｗ
２，Ｗ３／Ｗ２、更に輝度データＷ２を抽出するのが目
的であるので、その手段としてのＭＴＸ部、Ａ／Ｄ部、
除算部等の構成や組み合わせに関しては多々存在する。
例を挙げると、Ａ／Ｄ部１０，１１，１２は図１に示し
た位置に固定的なものでなく、例えば、ＭＴＸ部７，
８，９の前に置いて、入力映像信号Ｒ，Ｇ，Ｂ信号をデ
ータ化することも可能で（ただしＭＴＸ部７，８，９は
デジタル処理構成となる）、また、除算部１３、１４の
後においてもよい（ただし除算部１３，１４はアナログ
処理構成となる）。除算部１３，１４またはＭＴＸ部
７，８，９は各々１つの構成部としてもよい。図６の
（ａ）はＭＴＸ部７，８，９と除算部１３，１４を１つ
の演算部２３にて行うもので、例えば、メモリによるル
ック・アップ・テーブル法等にて実現できる。同図の
（ｂ）は（ａ）の構成にて輝度データＷ２だけをＭＴＸ
部２５にて生成するものである。

【００３２】次に、図１０に示した例により、被写体の
種々の色分布状況に対応したＷＢ調整法を説明する。撮
像した映像信号の有する色度データＷ１／Ｗ２，Ｗ３／
Ｗ２から該色分布を調べて、その結果に対応した色度デ
ータ群を色度データ群設定部６２から選択使用すること
により、適切なＷＢ調整を行う。除算部１３，１４より
出力された色度データＷ１／Ｗ２，Ｗ３／Ｗ２は色分布
判定部６３に導かれる。この色分布判定部６３は、該色
度データを、色度図上において分割した複数の色度領域
に分類、弁別する。その分類、弁別結果の分析に基づ
き、色度データ群設定部６２に対して色度データ群選択
信号を出力し、選択された色度データ群はデータ処理部
３にて先述のＷＢ調整に係る動作に用いられる。

【００３３】次に、例としてカラーフェリアに対応した
場合を述べる。図１１に示す色度図を白色領域ａと有彩
色領域ｂに分割する。色分布判定部６３では入力色度デ
ータが該領域ａ，ｂのどちらに属するか弁別を行い、領
域ａの色度データ数をカウントする。あるフィールドの
総色度データ数をＮ個、そのＮ個中の領域ａに属する色
度データ数をＮａ個とする。Ｎａ個がある値より大きい
場合は、白色情報量が多いとして、色度データ群設定部
に対して白抽出色度データ群を指定して白抽出ＷＢ調整
を行う。また、Ｎａが該値以下の場合は白色情報量が少
ない、つまり有彩色情報が多いとして、前記白抽出色度
データ群よりも更にその領域を拡大した色度データ群を
指定することにより、白色に相関のある抽出色度データ
量が増えるので、この色度データを用いＷＢ調整を行
う。あるいはカラーフェリアの可能性が高いとして、Ｗ
Ｂ調整に係るＧＣ１，２の利得をその時点でホールドす
る。以上のような動作により、被写体の色分布に適応し
たＷＢ調整を行うものである。ちなみに、色分布判定部
６３にて用いる色度弁別のための色度領域情報は、色度
データ群設定部６２の色度データ群を用いてもよい。ま
た、色分布判定部６３では、輝度データＷ２を用いて被
写体の輝度による弁別を行ってもよい。例えば、白圧縮
輝度レベルの色度データは、色情報として精度が悪く、
誤判定につながるので、この色度データは判定より除外
する等である。

【００３４】上述した図１の実施例では、白色領域内の
色差信号Ｒ´−Ｙ´，Ｂ´−Ｙ´を平均化処理し、その
値が０を意味する値になるように、ＧＣ１，２の利得を
制御することにより、ＷＢ調整を行ったが、以下の実施
例では、データ処理部３にて入力映像信号の有する色度
データＷ１／Ｗ２，Ｗ３／Ｗ２、輝度データＷ２からＷ
Ｂ情報を検出し、第１の変形例は、該ＷＢ情報が無彩色
を意味する情報となるようにＧＣ１，２の利得を制御す
ることによりＷＢ調整を行う。第２の変形例は、該ＷＢ
情報に基づきＧＣ１，２が所定の利得になるようにデー
タ処理部３にて制御することによりＷＢ調整を行う。こ
の２例を以下に示す。まず、第１の変形例を図１２によ
り説明する。データ処理部３では、先の実施例と同じ処
理にて、白色領域内の色度データＷ１／Ｗ２，Ｗ３／Ｗ
２、輝度データＷ２が検出される。これらの白色領域デ
ータに対し、次の平均演算を行い、その結果が無彩色を
示す色度データＰ１，Ｐ２（参照色度データ）に等しく
あるいは近くなるように、ＧＣ１，２を制御するもので
ある。例えば、いま、ある１フィールド内に存在する白
色領域データが各々ｎ個あるとするとする。色度データ
（Ｗ１／Ｗ２）１〜ｎ，（Ｗ３／Ｗ２）１〜ｎ、輝度デ
ータ（Ｗ２）１〜ｎである。なおこれらのデータは次の
平均演算に先立って、一旦、データ処理部３内のメモリ
ーに記憶させてもよい。これらに対し、次の平均演算を
行い、平均色度データＱ１，Ｑ２を求める。

【００３５】

【数１】

【００３６】上記平均演算式は色度図上での加法混色演
算に相当するものである。この平均色度データＱ１，Ｑ
２が無彩色色度データＰ１，Ｐ２に近付くように、ＧＣ
１，２の利得を制御することにより、ＷＢ調整を行うも
のである。データ処理部３におけるＧＣ１，２の利得の
制御例を説明すると、まず、次の演算により平均色度デ
ータＱ１，Ｑ２の無彩色色度データＰ１，Ｐ２に対する
偏差データＤ１，Ｄ２を求める。 Ｄ１＝Ｑ１−Ｐ１， Ｄ２＝Ｑ２−Ｐ２ この偏差データＤ１，Ｄ２の正負符号あるいは演算結果
の正負符号により、ＧＣ１，２の利得を現在の利得に対
して、各々上げるか下げるかを決定するのである。例え
ば、図４に示した量子化例では、図１３に示すように該
正負符号あるいは演算結果の正負符号から、現在のＷＢ
調整色温度に相当する色度領域Ｅ１〜４が判明するの
で、図１４に示すフローチャートの手順によりＧＣ１，
２の利得を決定する。

【００３７】同図において、ａ１〜ａ４の処理では、Ｄ
１＋Ｄ２の正負符号により、ＧＣ１，２の現在利得値か
らの各々の増減レベル値Ａ１，Ａ２を決める。Ｄ１＋Ｄ
２値は、先の実施例での図８の直線ｌ１（黒体色温度軌
跡近似直線）からの距離を表わす値である。よって、ａ
１〜ａ４の処理は、平均色度データを該軌跡上の色度デ
ータに収束させる方向への軸制御となる。ａ１の判定処
理により、平均色度データがＥ１内ではＧＣ１，２の利
得を増し、Ｅ２内ではＧＣ１，２の利得を減じ、該軸上
（Ｄ１＋Ｄ２＝０）では増減なしとする。ｂ１〜ｂ５の
処理では、Ｄ１，Ｄ２の正負符号により、ＧＣ１，２の
現在利得値からの各々の増減レベル値Ｂ１，Ｂ２を決め
る。ｂ１，ｂ３の処理では、平均色度データがＥ３また
はＥ４のどちらかに存在するか、つまり無彩色色度デー
タより高いまたは低い色温度かを判定する。よって、本
処理は色温度軸制御となる。ｂ１，ｂ３の判定処理によ
り、平均色度データがＥ３内ではＧＣ１の利得を減じ、
ＧＣ２の利得を増す。Ｅ４内ではＧＣ１の利得を増し、
ＧＣ２の利得を減じ、その他の場合には増減なしとす
る。ｃ１の処理では、ＧＣ１，２の利得の最終増減値、
各々Ａ１＋Ｂ１，Ａ２＋Ｂ２を決定することにより、Ｗ
Ｂ調整を行う。

【００３８】以上のような処理を何フィールドが行なう
度に、平均色度データＱ１，Ｑ２を無彩色色度データＰ
１，Ｐ２に近付けて行く。つまり、Ｄ１，Ｄ２は０に近
付く。ちなみに、色度データＰ１，Ｐ２は無彩色あるい
は有彩色以外の任意の色度データ（参照色度データとす
る）でもよく、撮影状況によりやや赤みや青みがかった
映像表現も、該色度データＰ１，Ｐ２をその色みの方向
の色度データに設定することにより可能である。また、
その映像表現の際には、参照色度データを用いた（ｕ
´，ｖ´）色度図上の知覚制御が実現できる。更に、白
色領域データは、均等知覚色度図にて均等分布となる。
つまり、入力映像の有する色度情報を色度知覚に対し均
等に代表する色度データであるので、該平均色度データ
においても特定の色度データにかたよらず、白色領域内
の色度データ分布をよく反映した値となるのである。

【００３９】次に、該平均色度データを求める他の演算
法について説明する。先に示した演算例にて、輝度デー
タＷ２をある範囲内で等しいと見なして、その範囲内の
色度データＷ１／Ｗ２，Ｗ３／Ｗ２（各ｎ個あるとす
る）に対して、次のようにしてもよい。これによれば、
先の演算例よりも容易に高速処理可能となる。

【００４０】

【数２】

【００４１】図１５は映像信号に対する色度・階調変換
装置に第１変形例を適応したものである。この構成を簡
単に説明すると、入力映像信号の有する色度情報Ｗ１／
Ｗ２，Ｗ３／Ｗ２、輝度データＷ２を求めるまでは前述
の実施例と同じである。色度変換部２６では所定の変換
仕様に基づき、Ｗ１／Ｗ２，Ｗ３／Ｗ２の変換を行い、
色度データｗ１／ｗ２，ｗ３／ｗ２を得る。同様に、階
調変換部２７では所定の変換仕様に基づき、輝度データ
ｗ２を得る。これらの変換された各データは乗算部２
８，２９にて信号ｗ１またはｗ１−ｗ２，ｗ３またはｗ
３−ｗ２に戻し、次のＭＴＸ部３３にて輝度データｗ２
と合成され、所定の色度・階調変換済のｒ，ｇ，ｂ信号
となる。このような装置において、データ処理部３は除
算部１３，１４より各色度データＷ１／Ｗ２，Ｗ３／Ｗ
２及びＡ／Ｄ部１１より輝度データＷ２を得、また、Ｇ
Ｃ１，２の利得を制御可能にすることにより、上記第１
変形例に述べた機能をはたすものである。色度データ、
輝度データは色度変換部２６、階調変換部２７の各出力
データｗ１／ｗ２，ｗ３／ｗ２，ｗ２より得てもよい
（同図ｂ）。この場合は、変換された映像に対するＷＢ
調整を行うものとなる。

【００４２】次に、第２変形例について説明する。これ
は、図１２において白色検出部６の入力信号を、Ｇ信号
とＧＣ１，２の前のＲ，Ｂ信号とした場合である（同図
ｃ）。平均色度データＱ１，Ｑ２を求めるまでは上記第
１変形例と同じである。データ処理部３では、平均色度
データＱ１，Ｑ２の値に対応して所定のＧＣ１，２の利
得設定値がデータ処理部３内のメモリー等にて記憶され
ており、この内容に基づきＧＣ１，２の利得を設定する
ことにより、ＷＢ調整が可能となる。なお、上述した本
発明の実施例全般に言えることであるが、色度データ群
あるいは参照色度データは固定でも変更可能でもよく、
変更可能な構成の場合は、本発明の実施例に係る機器に
装備されたスイッチやＩＣカード等による外部設定でも
よい。図１ではデータ処理部３の色度データ群設定部６
２が、図１２，１５ではデータ処理部３の参照色度デー
タ設定部が、その該当部である。

【００４３】以下に、本発明の応用例として、空間画素
ずらし法を用いたビデオカメラの撮像システムについて
説明する。従来から、固体撮像素子（ＣＣＤ）を用いた
撮像システムにおいて、広帯域輝度信号ＷＨとしてサン
プリング定理による偽解像度成分（モアレ）を打ち消
し、解像度特性を改善した信号を用いた例があるが、こ
こで述べる例は、１／２ピッチ空間画素ずらし法による
Ｒ，Ｇ，Ｂ３板方式を用いた撮像システムにおいて、高
解像度の広帯域輝度信号の生成処理法と、色、階調変換
処理法とを組み合わせ、該生成処理部と、色、階調変換
処理部を一部共用化することにより、構成の簡略化を図
ったものである。

【００４４】本システムの特徴とするところは、偽解像
成分を打ち消した広帯域輝度信号を生成するための生成
手段と、撮像した映像信号の有する色度情報を除算手段
により得る際に分子または分母に用いる信号を生成する
ための生成手段を共通使用したことにある。すなわち、
空間画素ずらし法にて生成する偽解像成分打ち消し広帯
域輝度信号の生成部（例えば、マトリックス処理部）
と、色、階調変換処理にて用いるマトリックス処理部を
共通使用することにより、撮像映像信号処理の簡略化を
可能とする。また、該生成手段は、撮像したＲ，Ｇ，Ｂ
三原色信号を用い、そのＲ，Ｇ，Ｂ混合比が１：２：１
であるマトリックス手段であり、該マトリックス手段の
出力信号を該除算手段の分母として用いるものである。
すなわち、輝度信号のＲ，Ｇ，Ｂ三原色混合比が１：
２：１の場合、色、階調変換処理にて色度信号を生成す
るための除算処理にて分母として用いる信号に該輝度信
号を共通使用することにより、上記簡略化に加え、（ｕ
´，ｖ´）均等知覚色度図を略均等に量子化可能とな
る。

【００４５】ここで、本撮像システムの１／２ピッチ空
間画素ずらし法を簡単に説明する。図１８は、本システ
ムにおける各ＣＣＤの相対位置関係を示す。Ｇｃｈ−Ｃ
ＣＤ（２５）に対して、Ｒ及びＢｃｈ−ＣＣＤ（２６，
２７）は、水平方向に画素ピッチＰの１／２だけシフト
させている。水平方向の空間サンプリング周波数はｆｓ
とする。このように配置した各ＣＣＤからの撮像出力信
号の水平方向の周波数スペクトルを図１９に示す。図
中、ａ信号は各ＣＣＤの解像成分を示す（無彩色撮像
時）。これらは互いに同相である。ｂ信号はＧｃｈ−Ｃ
ＣＤの偽解像成分である。サンプリング定理によりサン
プリング周波数ｆｓの１／２の周波数ｆｓ／２にて折り
返した形となっている。よって、Ｇｃｈ−ＣＣＤ単体で
はｆｓ／２までの解像度特性しか有さない。同様に、ｃ
信号はＲまたはＢｃｈ−ＣＣＤの偽解像成分を示す。ｂ
信号とｃ信号とは、振幅が同じで位相が１８０°異な
り、逆相の関係にある。いま、広帯域輝度信号ＷＨ（通
例ＹＨと言うので、以下、ＹＨと記す）を下式により生
成する。Ｒ，Ｇ，Ｂは、各ＣＣＤの撮像信号レベルであ
る。 ＹＨ＝０．２５Ｒ＋０．５０Ｇ＋０．２５Ｂ …（11） （Ｒ：Ｇ；Ｂ＝１：２：１）

【００４６】この輝度信号ＹＨは、Ｒ．Ｇ．Ｂ各信号レ
ベルが先の偽解像成分を打ち消す合成比となっており、
且つ、解像成分は、互いに加算されたものである。この
結果、輝度信号ＹＨとしては、見かけ上、ｆｓの周波数
まで解像度特性が伸びたこととなる。つまり、サンプリ
ング周波数ｆｓの２倍の周波数（２ｆｓ）にて空間サン
プリングしたのと等価となる。このように、１／２ピッ
チ空間画素ずらし撮像システムは、等価的にサンプリン
グ周波数ｆｓまでの高解像度特性が得られるものであ
る。実際の撮像システムを用いたビデオカメラの出力す
る輝度信号Ｙ´は、図２０に示すように、その狭帯域成
分信号Ｙ´Ｌ（おおよそ０〜１ＭＨＺ，色信号周波数帯
域）として、 Ｙ´Ｌ＝０．３０Ｒ´＋０．５９Ｇ´＋０．１１Ｂ´ …（12） （Ｒ´，Ｇ´，Ｂ´各信号はガンマ補正済） を、高周波成分信号として、ガンマ補正済のＹ´Ｈを用
いることにより、テレビジョンシステムにおける輝度、
色再現を確保しながら、且つ、高解像度特性を得てい
る。よって、このような撮像システムでは、必然的に広
帯域輝度信号ＹＨの生成のためのマトリックス部が存在
する。

【００４７】このような撮像システムは、本例の他に、
図２１の（ａ）に示すような１／２ピッチ空間画素ずら
しＧ−Ｒ／Ｂ二板式撮像システムがあり、単板式では同
図の（ｂ），（ｃ），（ｄ）に示すように、カラーフィ
ルタ配列として、Ｒ，Ｇ，Ｂストライプ、ベイヤー配
列、ＧストライプＲ／Ｂ線順次などがある。いずれも、
無彩色撮像時の水平解像度特性を同様の手法にて向上さ
せることができる。

【００４８】次に、色、階調変換処理装置の構成につい
て図２２を用いて説明する。撮像映像信号として得られ
たＲ，Ｇ，Ｂ三原色信号をマトリックス部（ＭＴＸ部と
する１，２，３に各々入力し、下式により決まるマトリ
ックス信号を各々得る。 ＭＴＸ部１の出力信号 Ｗ１＝Ｒｌ１＋Ｇｍ１＋Ｂｎ１ …（13） ＭＴＸ部２の出力信号 Ｗ２＝Ｒｌ２＋Ｇｍ２＋Ｂｎ２ …（14） ＭＴＸ部３の出力信号 Ｗ３＝Ｒｌ３＋Ｇｍ３＋Ｂｎ３ …（15） ただし、各混合比はＭＴＸ部１，２，３の出力信号Ｗ
１，Ｗ２，Ｗ３が色彩科学上の広義の三原色信号となる
値とする。つまり、該信号Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３を三刺激値
とする表色系が存在することである。信号Ｗ１，Ｗ２，
Ｗ３は、アナログ−デジタル変換部（Ａ／Ｄ部とする）
４，５，６に各々入力され、量子化データに変換され
る。Ａ／Ｄ部４，５，６では、入力信号に対してサンプ
リング定理に基づく折り返しノイズ除去用の帯域制限フ
ィルタが設けられ、サンプリング周波数ｆを持つクロッ
ク信号ＣＬＫ１のタイミングにて該変換動作を行う。

【００４９】Ａ／Ｄ部４，５，６より得られた信号デー
タＷ１，Ｗ２，Ｗ３は、各々除算部７，８に入力され
る。除算部７は、信号データＷ１を分子、信号データＷ
２を分母とする除算結果Ｗ１／Ｗ２を信号データとして
出力する。同様に、除算部８は、信号データＷ３を分
子、信号データＷ２を分母とする除算結果Ｗ３／Ｗ２を
信号データとして出力する。除算部７，８の構成は、メ
モリを使用したルック・アップ・テーブル法やロジック
構成の除算器やマイコンでのプログラム処理により実現
できる。このようにして得られたＷ１／Ｗ２，Ｗ３／Ｗ
２が映像信号の色度情報を表すことは色彩科学上におい
て知られている。よって、Ｗ１／Ｗ２，Ｗ３／Ｗ２は、
色度データである。ちなみに、該除算処理において入力
した信号データＷ２が０を示す場合は（分母が０相当値
となる）、例えば無彩色又はその付近の色を示す色度デ
ータを出力してもよい。入力信号の有するブランキング
期間や、黒レベルにて上記の処理を行えばよい。

【００５０】次に、色度データＷ１／Ｗ２，Ｗ３／Ｗ２
の色度図上での様子を例をあげて説明する。いま、使用
する撮像、映像表示システムがＮＴＳＣテレビジョン規
格に合致したものと仮定し、色度データをＣＩＥ１９７
６ＵＣＳ色度図（（ｕ´，ｖ´）色度図、均等知覚色度
図）上に展開するとする。映像信号Ｒ，Ｇ，Ｂ三原色信
号は、ガンマ補正を行わない、撮像部の入力光量に比例
するリニア信号とする。各ＭＴＸ部１，２，３の混合比
を、下記のように設定する。 ＭＴＸ部１の出力信号 Ｗ１＝Ｒ （ｌ１＝１，ｍ１＝ｎ１＝０）…（16） ＭＴＸ部２の出力信号 Ｗ２＝0.261 Ｒ＋0.469 Ｇ＋0.270 Ｂ …（17） （ｌ２＝0.261 ，ｍ２＝0.469 ，ｎ２＝0.270 ，０≦Ｗ２≦１） ＭＴＸ部３の出力信号 Ｗ３＝Ｂ（ｌ３＝ｍ３＝０，ｎ３＝１）…（18） ＭＴＸ部２での混合比は、（ｕ´，ｖ´）色度図の表色
系であるＵＶＷ表色系における刺激和（Ｕ＋Ｖ＋Ｗ）を
ＮＴＳＣ規格ＲＧＢ表色系での各刺激値Ｒ，Ｇ，Ｂを用
いて表した次式の混合比を、Ｗ２信号について正規化し
たものである。 Ｕ＋Ｖ＋Ｗ＝０．８４８２Ｒ＋１．５２８８Ｇ＋０．８７７３Ｂ …（19） 上式より、 Ｗ２＝０．２６１Ｒ＋０．４６９Ｇ＋０．２７０Ｂ ０≦Ｗ２≦１ （０≦Ｒ，Ｇ，Ｂ≦１であるので）であ
る。

【００５１】よって、色度データＷ１／Ｗ２，Ｗ３／Ｗ
２は、下式を意味する。 Ｗ１／Ｗ２＝Ｒ／（０．２６１Ｒ＋０．４６９Ｇ＋０．２７０Ｂ）…（20） Ｗ３／Ｗ２＝Ｂ／（０．２６１Ｒ＋０．４６９Ｇ＋０．２７０Ｂ）…（21） ここで、各色度データの値域に着目すると、 ０≦Ｗ１／Ｗ２≦１／０．２６１， ０≦Ｗ３／Ｗ２≦
１／０．２７０ となり上各値域は、非常に接近したものである。よっ
て、ＭＴＸ部２の混合比を近似し、例えば、 ｌ２：ｍ２：ｎ２＝０．２６１：０．４６９：０．２７０ ＝１ ：１．８０ ：１．０３ を、 ｌ２：ｍ２：ｎ２＝１ ：１．８０ ：１ ＝０．２６３：０．４７４：０．２６３ とする。この結果、該色度データの値域は、 ０≦Ｗ１／Ｗ２， Ｗ３／Ｗ２≦１／０．２６３ と等しくなるので、除算部７，８は、全く同じ構成を用
いることが可能となり、除算部７，８の設計、製造コス
トの低減をもたらし、また、該除算部を１つだけ使用
し、時分割にて、除算処理を行うこともできる。後で述
べる乗算部１１，１２についても同じことが言える。

【００５２】このようにして得られた色度データＷ１／
Ｗ２，Ｗ３／Ｗ２が（ｕ´，ｖ´）色度図上において示
す量子化点の分布の様子は前述の図３の通りである（こ
の説明は前述の通りであるので、省略する）。また、後
で述べる色度情報の変換操作においても同一ビット数に
よる量子化において、人間の色度知覚に基づいて最大多
種類の変換の可能性を与える。ＭＴＸ部２の出力信号Ｗ
２は、先に示したようにＲ，Ｇ，Ｂ刺激値を適当に含
み、その値域は、０≦Ｗ２≦１としているので、映像信
号の輝度情報と見なすことも可能である（量子化された
Ｗ２信号を輝度データとする）。また、本例では、ＭＴ
Ｘ部１，３の混合比が、各々１：０：０，０：０：１で
あるので、該ＭＴＸ部１，３を廃止し、Ａ／Ｄ部４，６
に直接Ｒ，Ｂ信号を各々入力してもよい。本例における
ＭＴＸ部２の他のテレビジョン規格も含めてた混合比
は、前述ＴＡＢＬＥ１の通りである。

【００５３】次に、ＭＴＸ部２の混合比のみを変更した
他の例を示す。ＭＴＸ部２の混合比をＸＹＺ表色系のＹ
刺激値、つまり輝度を表す値とすると、 Ｗ２＝Ｙ＝０．２９９Ｒ＋０．５８７Ｇ＋０．１１４Ｂ，０≦Ｙ≦１…（22） （ｌ２＝０．２９９、ｍ２＝０．５８７，ｎ２＝０．１
１４）となる。よって、色度データＷ１／Ｗ２，Ｗ３／
Ｗ２は次式となる。 Ｗ１／Ｗ２＝Ｒ／Ｙ＝Ｒ／（0.299 Ｒ＋0.587 Ｇ＋0.114 Ｂ） …（23） Ｗ３／Ｗ２＝Ｂ／Ｙ＝Ｂ／（0.299 Ｒ＋0.587 Ｇ＋0.114 Ｂ） …（24） 上記の色度データが（ｕ´，ｖ´）色度図上において示
す量子化点の分布の様子を図２３に示す（量子化ビット
数は、５ビットとした）。ＭＴＸ部１，２，３の混合比
は、種々の値や組み合わせがあるが、総じて言えること
は、ＭＴＸ部１，３の混合比は、対象とする色度図上で
の、色度データＷ１／Ｗ２，Ｗ３／Ｗ２値を目盛る２本
の座標軸を決定し、ＭＴＸ部２の混合比は該色度図平面
上での量子化点の分布状態を決定するものである。よっ
て、これらの混合比や量子化ビット数は、装置の機能、
目的、コスト等に応じて決めればよい。

【００５４】次に、色度データＷ１／Ｗ２，Ｗ３／Ｗ２
は、色度変換部９に入力される。ここでは、入力色度デ
ータＷ１／Ｗ２，Ｗ３／Ｗ２に対し、所望の対応をする
色度データｗ１／ｗ２，ｗ３／ｗ２を出力する。つま
り、入力色度データが示す色度情報を、所定の目的に沿
った色度情報に変換することにより、例えば、映像表示
装置にて視覚的に再現色の変換操作として表現できるの
である。所望の対応とは、例えば色再現の修正、補正
や、色表現の特殊効果等である。輝度データＷ２は、階
調変換部１０に入力される。ここでは、入力輝度データ
Ｗ２に対し所望の対応をする輝度データｗ２を出力す
る。該階調変換部１０では、例えば映像表示装置におい
て視覚的に明るさの変換操作を行う。所望の対応とは、
例えばコントラストの制御や、暗部の黒つぶれあるいは
明部の白とびの補正や、明るさの表現の特殊効果等であ
る。色度変換部９、階調変換部１０の構成としては、例
えば、メモリを用いたルック・アップ・テーブル法や、
入力色度データ、輝度データに対して所定の計算式に基
づき演算を行い、該演算結果をそれらの対応データとし
て出力するようなロジック構成の素子を使用すればよ
い。

【００５５】次に、色度変換部９の出力データｗ１／ｗ
２，ｗ３／ｗ２と階調変換部１０の出力データｗ２は、
各々乗算部１１，１２に入力される。乗算部１１は色度
データｗ１／ｗ２と輝度データｗ２の乗算結果ｗ１（＝
ｗ１／ｗ２ ・ｗ２）を信号データとして出力する。同
様に乗算部１２は色度データｗ３／ｗ２と輝度データｗ
２の乗算結果ｗ３（＝ｗ３／ｗ２ ・ｗ２）を信号デー
タとして出力する。乗算部１１，１２の出力信号データ
形態として他の例をあげる。乗算部１１，１２にて求め
た信号データｗ１，ｗ３に対し、更に入力輝度データｗ
２を減算することにより、下記の出力信号データを得
る。 乗算部１１の出力信号データ ｗ１−ｗ２ …（25） 乗算部１２の出力信号データ ｗ３−ｗ２ …（26） これらの信号データは、色差信号の形態を示している。
これらの信号形態は目的に応じて選択するのがよい。例
えば、色差信号もまた色情報を示し、視覚特性により、
量子化ビット数を輝度データに比べ削減可能となる。乗
算部１１，１２の構成は、除算部７，８と同様に、メモ
リを使用したルック・アップ・テーブル法等でよい。乗
算部１１，１２の出力データｗ１またはｗ１−ｗ２，ｗ
３またはｗ３−ｗ２は、各々デジタル−アナログ変換部
（Ｄ／Ａ部とする）１３，１４にてアナログ信号に変換
される。同様に階調変換部１０の出力輝度データｗ２も
１５のＤ／Ａ部にてアナログ信号に変換される。

【００５６】Ｄ／Ａ部１３，１４，１５はクロック信号
ＣＬＫ２のタイミングにて入力信号データをアナログ信
号に変換する。クロック信号ＣＬＫ２はクロック信号Ｃ
ＬＫ１と同じ周波数で、これと同期し、所定の位相関係
にある。これらのクロック信号は該機器の有する水平・
垂直同期信号φＨ，φＶに同期していてもよく、例えば
色副搬送波信号ｆｓｃから生成してもよい。Ｄ／Ａ部１
３，１４，１５は、変換したアナログ信号の不要な高周
波成分を除去するための補間フィルタを各々有してい
る。Ｄ／Ａ部１３，１４，１５の出力信号ｗ１またはｗ
１−ｗ２，ｗ３またはｗ３−ｗ２はＭＴＸ部１６へ各々
入力される。ＭＴＸ部１６では、各々の入力信号に対し
マトリックス演算を行い、色度データｗ１／ｗ２，ｗ３
／ｗ２、輝度データｗ２をそれぞれ色度情報、輝度情報
とするｒ，ｇ，ｂ三原色信号を出力する。

【００５７】いま、Ｄ／Ａ部１３，１４，１５の出力信
号を各々ｗ１，ｗ３，ｗ２とすると、ＭＴＸ部１６にお
いては、下式により、該ｒ，ｇ，ｂ三原色信号を求め
る。

【数３】 また、Ｄ／Ａ部１３，１４の信号出力が色差信号形態の
場合は、前式より

【数４】 となるような行列Ａを求めることにより算出可能であ
る。あるいは、下式より信号ｗ１，ｗ３を求め、更に前
々式によりｒ，ｇ，ｂ三原色信号 ｗ１＝（ｗ１−ｗ２）＋ｗ２ …（29） ｗ３＝（ｗ３−ｗ２）＋ｗ２ …（30） を求めてもよい。

【００５８】色度変換部９、階調変換部１０の変換仕様
あるいは乗算部１１，１２の乗算仕様や出力信号形態あ
るいは各部における処理誤差等で、ＭＴＸ部１６のｒ，
ｇ，ｂ三原色信号出力の各信号レベルが正規化値域（０
≦ｒ，ｇ，ｂ≦１）外となる場合もあり得るので、この
対策として例えば、ＭＴＸ部１６においてｒ，ｇ，ｂ信
号に対して負値となる場合はダーククリップ処理、１を
越える場合はホワイトクリップ処理を行ってもよい。以
上のような色度変換、階調変換を施したｒ，ｇ，ｂ三原
色を得る場合の例を次に示す。先述した色度データ例、 Ｗ１／Ｗ２＝Ｒ／Ｗ２，Ｗ３／Ｗ２＝Ｂ／Ｗ２ …（31） Ｗ２＝０．２６３Ｒ＋０．４７４Ｇ＋０．２６３Ｂ （０≦Ｗ２≦１） を用いて説明する。前記色度データは、各々色度変換部
９での処理後、次の色度データとなるとする。 Ｒ／Ｗ２ → ｒ／ｗ２， Ｂ／Ｗ２ → ｂ／ｗ２ また、輝度データＷ２は、階調変換部１０での処理後、
次の輝度データとなるとする。 Ｗ２→ｗ２

【００５９】これらの信号データは、乗算部１１，１２
へ各々入力され乗算処理を受け、下記の信号データを各
々出力する。 乗算部１１の出力信号データ ｒ／ｗ２ ・ｗ２＝ｒ …（32） 乗算部１２の出力信号データ ｂ／ｗ２ ・ｗ２＝ｂ …（33） 上記出力信号データｒ，ｂ及び階調変換部１０の出力輝
度データｗ２はＤ／Ａ部１３，１４，１５にて各々アナ
ログ信号に変換される。これらの信号はＭＴＸ部１６に
各々入力されて、下式のマトリックス演算により所望の
ｒ，ｇ，ｂ三原色信号を得る。

【数５】 よって、ｒ＝ｒ，ｇ＝−０．５５５ｒ＋２．１１０ｗ２
−０．５５５ｂ，ｂ＝ｂとなる。

【００６０】本例では、ｒ，ｂ信号は、Ｄ／Ａ部１３、
１４の出力信号として既に得られているので、ＭＴＸ部
１６はｇ信号を求める処理だけでもよい。また、乗算部
１１，１２が色差信号形態出力の場合は、該乗算部１
１，１２の出力信号データは下記となる。 乗算部11の出力信号データ ｒ／ｗ２ ・ｗ２−ｗ２＝ｒ−ｗ２…（35） 乗算部12の出力信号データ ｂ／ｗ２ ・ｗ２−ｗ２＝ｂ−ｗ２…（36） 同様に、これらの信号データは輝度データｗ２と共に、
Ｄ／Ａ部１３，１４，１５にて各々アナログ信号に変換
される。これらの信号は、ＭＴＸ部１６に各々入力され
て、下式の演算により所望のｒ，ｇ，ｂ三原色信号を得
る。 ｒ＝（ｒ−ｗ２）＋ｗ２ …（37） ｂ＝（ｂ−ｗ２）＋ｗ２ …（38） ｇ信号は、色差信号（ｒ−ｗ２），（ｂ−ｗ２）を用い
て、

【数６】 となる。

【００６１】上各式より、ｒ，ｇ，ｂ信号は、無彩色を
示す場合、該色差信号（ｒ−ｗ２），（ｂ−ｗ２）は、
各々０を示すため、ｒ＝ｇ＝ｂ＝ｗ２となる。よって、
無彩色の階調再現特性は、ｗ２の量子化ビット数にて一
義的に決まるので、該特性の設定の自由度は高くなる。
先の原色信号出力ではｗ２の他にｒ，ｂの該ビット数も
かかわるので自由度は低い。また、信号ｒ，ｂを用いれ
ば、

【数７】 となる。

【００６２】他の例として、先述した色度データ例 Ｗ１／Ｗ２＝Ｒ／Ｙ，Ｗ３／Ｗ２＝Ｂ／Ｙ …（41） Ｗ２＝Ｙ＝０．２９９Ｒ＋０．５８７Ｇ＋０．１１４Ｂ …（42） （０≦Ｗ２≦１） においては、同様にＭＴＸ部１６でのマトリックス演算
は、下式となる。

【数８】 （ｙ＝階調変換部１０の入力輝度データをＹとした時の
出力輝度デ−タ）この場合、上式より、明らかなよう
に、各変換処理後のｒ，ｇ，ｂ三原色信号が有する輝度
情報は、輝度を示すｙ値となるので、階調変換特性によ
り優れたものとなる。また更に、他の例として、上例に
対し入力映像信号Ｒ，Ｇ，Ｂ三原色がガンマ補正済の信
号とし（Ｒ´，Ｇ´，Ｂ´とする）、ＭＴＸ部２の出力
信号Ｗ２としてＮＴＳＣ規格の輝度信号Ｙ´を用いた場
合の色度データは、 Ｗ１／Ｗ２＝Ｒ´／Ｙ´，Ｗ３／Ｗ２＝Ｂ´／Ｙ´ …（44） Ｗ２＝Ｙ´＝０．２９９Ｒ´＋０．５８７Ｇ´＋０．１１４Ｂ´…（45） （０≦Ｗ２≦１） となる。

【００６３】乗算部１１，１２の出力信号形態を色差信
号出力とした場合の出力信号データは、下記となる。 乗算部11の出力信号データ ｒ´／ｙ´・ｙ´−ｙ´＝ｒ´−ｙ´…（46） 乗算部12の出力信号データ ｂ´／ｙ´・ｙ´−ｙ´＝ｂ´−ｙ´…（47） 上式はＮＴＳＣ規格の色信号Ｉ，Ｑの生成の基本となる
色差信号が、Ｄ／Ａ部１３，１４より、また、該規格の
輝度信号ｙ´が、Ｄ／Ａ部１５より直ちに得られるの
で、新たに該規格の該信号を生成するための構成部が不
要となる効果がある。以上のことは、ＰＡＬ規格等の他
のテレビジョン規格についても言える。除算部７，８よ
り出力する色度データＷ１／Ｗ２，Ｗ３／Ｗ２は、色度
情報の色相Ａ，飽和度Ｓの各要素に基づく座標軸（極座
標軸）を設定して、認識することも可能である。例え
ば、図２４の色度図において、無彩色色度点を示す色度
データをＣ１，Ｃ２とすると、色相Ａ及び飽和度Ｓは、
それぞれ、

【数９】

【００６４】

【数１０】

【００６５】より各々求めることができる。また、上式
によらず、該色度データＷ１／Ｗ２，Ｗ３／Ｗ２と任意
の色相Ａ値、飽和度Ｓ値を対応させた参照表（ルック・
アップ・テーブル法）を作成しても色度データを認識で
きる。

【００６６】また、図２２の色度変換部９で、色相Ａ，
飽和度Ｓの極座標表示による色度変換操作を行ってもよ
い。この色度変換部９の構成例を図２５を用いて説明す
る。色度変換部９は、入力色度データＷ１／Ｗ２，Ｗ３
／Ｗ２を前記に基づき色相データＡ，飽和度データＳに
変換する変換部１７と、該色相データＡ，飽和度データ
Ｓを所定の変換意図に従い、色相データａ，飽和度デー
タｓに変換する色度変換部１８と、該色相データａ，飽
和度データｓを前記に基づく逆変換により、色度データ
ｗ１／ｗ２，ｗ３／ｗ２に戻す逆変換部１９からなる。
各構成部１〜８は、入力映像信号の有する色度データＷ
１／Ｗ２，Ｗ３／Ｗ２、輝度データＷ２を抽出するのが
目的である。また、各構成部１１〜１６は、入力された
色度データｗ１／ｗ２，ｗ３／ｗ２、輝度データｗ２か
らｒ，ｇ，ｂ三原色信号等を生成するのが目的である。
よって、その手段としての構成やその組み合わせに関し
ては多々考えられる。以下、例をあげる。

【００６７】図２２の構成において、Ａ／Ｄ部４，５，
６、Ｄ／Ａ部１３，１４，１５は、図示の位置に固定的
なものではない。例えば、Ａ／Ｄ部４，５，６はＭＴＸ
部１，２，３の前に置いて、入力映像信号Ｒ，Ｇ，Ｂを
信号データ化することも可能で（ただし、ＭＴＸ部１，
２，３はデジタル処理構成となる）、また、除算部７，
８の後と、階調変換部１０の前に置いてもよい（ただ
し、除算部７，８は、アナログ処理構成となる）。Ｄ／
Ａ部１３，１４，１５は、色度変換部９、階調変換部１
０の後に置くことも可能で（ただし、乗算部１１，１２
はアナログ処理構成となる）、また、ＭＴＸ部１６の後
に置いてもよい（ただし、ＭＴＸ部１６は、デジタル処
理構成となる）。また、各構成部の出力信号がデジタル
データとして要求されるのなら、該各部をデジタル処理
構成とすればよい。Ａ／Ｄ部４，５，６またはＤ／Ａ部
１３，１４，１５に入力するクロック信号ＣＬＫ１，Ｃ
ＬＫ２の周波数ｆは、例えば、サンプリング定理に基づ
き所望の信号帯域により、あるいは各構成部の所要処理
時間に見合うように決定する。除算部７，８または乗算
部１１，１２は、各々１つの構成部としてもよい。図２
６の（ａ）は、ＭＴＸ部１，２，３と除算部７，８を１
つの演算部２１にて行ったもので、例えば、メモリによ
るルック・アップ・テーブル法等にて実現できる。同図
（ｂ）は、（ａ）の構成にて、輝度データＷ２だけを、
ＭＴＸ部２３にて生成するものである。各構成部１１〜
１６にも同様の構成が可能である。

【００６８】次に、色度変換部９、階調変換部１０の各
変換仕様の選択制御例を述べる。図２７は、色度変換部
９，階調変換部１０をデータ書き換え可能のメモリ素子
（ＲＡＭ等）を使用したルック・アップ・テーブル法ま
たは呼び出し専用素子（ＲＯＭ等）を使用した複数種類
の変換テーブルを持っている構成、または、これらの混
成としたものである。データ処理部２０は、該機器の内
部または外部より機能選択信号を受け、その信号に対応
した所定の変換仕様のテーブルを該部９，１０に設定す
るものである。つまり、該部９，１０が、データ書き換
え構成のものではそのデータを書き換え、読み出し専用
の構成のものでは複数のテーブル内から選択するのであ
る。データ処理部２０の構成としてはマイクロコンピュ
ータや専用ゲートアレイ素子などを用いればよい。

【００６９】機能選択信号を該機器の外部より得るもの
としては、種々のデータやプログラム処理機能をもった
メモリカードやＩＣカード等がある。このようなものに
よる機能選択としては、前記の他に該テーブルデータを
該カード自身に有し、機器に装着するとデータ処理部２
０により、該部９，１０へ該カード内のテーブルデータ
が書き込まれたり、あるいは該カード自身が該部９，１
０の変換テーブルとして機能するなどである。該信号を
該機器の内部より得るものとしては、該機器が有する諸
情報（ホワイト・バランス情報、露出情報、測距情報
等）に対応した各変換機能が考えられる。例えば、ホワ
イト・バランス情報では、照明色温度、人工光源に対す
る色再現、階調特性の補正等である。また、内部スイッ
チ等により、該機器の使用者が各変換機能を選択しても
よい。例えば、肌色等の記憶色の色再現を複数種類の内
からその好みに応じて選択するなどである。

【００７０】以上のような、撮像システムに色、階調変
換処理を組み合わせた際の構成例を図２８を用いて説明
する。空間画素ずらし法を用いた各ＣＣＤ２５，２６，
２７の撮像出力は、各々ＣＤＳ（相関二重サンプリン
グ）２８，２９，３０により、その不要ノイズ成分を除
去される。ＧｃｈのＣＤＳ２８の出力は、ＤＬ１（３
１）により１／２画素ピッチに相当する時間ＴＤだけ遅
延を受ける。その理由は、各ＣＣＤは通常同位相の水平
転送クロックにて水平駆動されているため、撮像出力信
号も同時刻に出力される。よって、１／２画素ピッチに
相当する時間分だけＧｃｈの出力信号を遅延させること
により、空間サンプリングの補間を行う。次に、これら
の各出力信号は、ＰＢＬＫ３２，３３，３４にて、水平
及び垂直のブランキング処理が施される。Ｒｃｈまたは
Ｂｃｈの出力信号は、ＷＢ３５，３６にてその振幅レベ
ルを制御されることにより、被写体の照明光源に対して
ホワイト・バランス調整がなされる。

【００７１】該調整された各出力信号は、ＰＲＥ−ＫＮ
ＥＥ３７，３８，３９にて各出力信号の高レベル範囲が
圧縮される。Ｒｃｈ出力信号は、Ａ／Ｄ部４にて周波数
帯域制限後、量子化され量子化データＲＬとなる。同様
に、Ｂｃｈ出力信号は、Ａ／Ｄ部６にて量子化データＢ
Ｌとなる。また、各出力信号はＭＴＸ１部（２）にて混
合され広帯域輝度信号ＷＨとなる。この信号ＷＨは先述
したように偽解像成分を打ち消すための混合比、 ＷＨ＝０．２５Ｒ＋０．５０Ｇ＋０．２５Ｂ …（50） （Ｒ：Ｇ：Ｂ＝１：２：１）である。 この場合の（ｕ´，ｖ´）均等知覚色度図の量子化の様
子は前述の図３に示したものとほぼ同等となり略均等分
割となる。該信号ＷＨは先と同様にＡ／Ｄ部５にて量子
化データＷＬとなる。ちなみに、Ａ／Ｄ部４，５，６の
帯域制限周波数は、１ＭＨＺ程度である（色信号周波数
帯域）。

【００７２】出力信号ＲＬ，ＷＬは除算部７にて色度デ
ータＲＬ／ＷＬとなる。同様に出力信号ＢＬ，ＷＬは除
算部８にて色度データＲＬ／ＷＬとなる。色度データＲ
Ｌ／ＷＬ，ＢＬ／ＷＬ及び輝度データＷＬは各々色度変
換部９、階調変換部１０にて所望の変換が行われ、色度
データｒＬ／ｗＬ，ｂＬ／ｗＬ及び輝度データｗＬとな
る。これらの信号は、乗算部１１，１２にて乗算処理さ
れ、色差データｒＬ−ｗＬ，ｂＬ−ｗＬと各々なり、更
にＤ／Ａ部１３，１４にてアナログ量に変換される。ま
た、輝度データｗＬもＤ／Ａ部１５にて、アナログ量に
変換される。出力信号ｒＬ−ｗＬ，ｂＬ−ｗＬ，ｗＬ
は、周波数帯域が各々１ＭＨＺ程度であるので、更に撮
像信号の高周波成分を、付加したｒ，ｇ，ｂ三原色信号
を生成する必要がある。

【００７３】次に、この生成処理構成を説明する。ＭＴ
Ｘ１部（２）の広帯域輝度出力信号ＷＨはＤＬ２（４
０）により規定量の遅延処理を受ける。この出力信号Ｗ
ＨとＤ／Ａ部１５の出力信号ｗＬは、減算処理部４１に
て下式に示す信号Ｗｍを生成する。 Ｗｍ＝ｗＬ−ＷＨ …（51） 信号Ｗｍは、ＬＰＦ４２にて帯域制限を受け信号ＷｍＬ
となる。この帯域制限周波数ｆＬは、Ａ／Ｄ部４，５，
６にて設けた帯域制限周波数と同値程度とする。図２９
（ａ）に信号ＷｍＬの周波数スペクトルを示す。ちなみ
に、ＤＬ２（４０）の規定遅延量は、減算処理部４１に
入力される信号ｗＬとＷＨの時間合わせのためのもの
で、信号ｗＬには、信号ＷＨに比較してＡ／Ｄ部、除算
部、階調変換部、乗算部、Ｄ／Ａ部の各処理に要する時
間遅れが生じるためである。信号ＷｍＬとＤＬ２（４
０）の出力信号ＷＨは加算処理部４３にて下式に示す信
号Ｗを生成する。 Ｗ＝ＷｍＬ＋ＷＨ …（52） 図２９（ｂ）に信号Ｗの生成処理の様子を示す。同図に
示すように、信号Ｗは、その低域周波数成分がｗＬで高
域周波数成分がＷＨの信号となる。

【００７４】次に、ｒＬ−ｗＬ，ｂＬ−ｗＬ，Ｗ各信号
を用いたｒ，ｇ，ｂ三原色信号の生成処理構成を説明す
る。先述の（37），（38），（39）各式により、この生
成を行うものである。原色信号ｒは、加算処理部４５に
て（27）式により、 ｒ＝（ｒＬ−ｗＬ）＋Ｗ となる。 図３０に原色信号ｒの生成処理の様子を示す。同図に示
すように原色信号ｒは、その低域周波数成分がｒＬで、
高域周波数成分がＷＨの信号となる。同様に原色信号ｂ
は、加算処理部４６にて（38）式より、原色信号ｇは、
ＭＴＸ２部（４４）にて（39）式より各々生成される。

【００７５】以上の要領にて、各ＣＣＤからの撮像信号
に対して色、階調変換処理を施し、且つ、空間画素ずら
し法による高解像度特性を有するｒ，ｇ，ｂ三原色信号
を得ることができる。これらのｒ，ｇ，ｂ三原色信号に
よる撮像映像を画像表示機器に表示させる場合には、該
機器の映像信号入力規格に合致した信号に該三原色信号
を変換し、同期信号と共に入力すればよい。例えば、Ｒ
ＧＢ入力を有するＣＲＴモニタであれば該三原色信号に
ガンマ補正を施し、該モニタに入力すればよい。また、
ビデオ入力を有するモニタであれば、そのテレビジョン
規格に合致した輝度信号及び色信号を該三原色信号より
通常の処理にて生成し入力すればよい。

【００７６】

【発明の効果】以上のように請求項１乃至４の発明によ
れば、入力映像信号の色度情報すなわち色度データを抽
出し、それに対し色度図上の例えば白色領域に相当する
色度データの弁別を行うことにより白色検出を行うもの
にあって、デジタルデータ処理により該白色領域の設定
を行えるので、その設定の自由度は高く、被写体の色彩
状況によるその変更処理も容易となる。該色度データが
均等知覚色度図上にて均等に分布するような量子化法を
用いて、等ｕｖ単位値による相関色温度領域を白色領域
とすることにより、知覚制御が可能になる。また、請求
項５乃至６の発明によれば、白検出手段より抽出された
色度情報の代表色度すなわち平均色度を求め、その代表
色度を特定の色度に近付けるべくディジタルデータ処理
により、Ｒ，Ｂゲインコントロールしてホワイトバラン
ス調整を行うので、性能の安定度が高く、また、平均化
処理アルゴリズムの設定や目標とするホワイトバランス
調整の色温度も色度図上にて自由に選択することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による装置の構成図である。

【図２】ゲート部の構成図である。

【図３】色度データについての量子化点の分布を示す色
度図である。

【図４】色度データについての量子化点の分布を示す色
度図である。

【図５】色度データについての量子化点の分布を示す色
度図である。

【図６】ＭＴＸ部の構成図である。

【図７】黒体色温度軌跡を示す図である。

【図８】黒体色温度軌跡を示す図である。

【図９】色度データについての量子化点の分布を示す色
度図である。

【図１０】色分布判定部の構成図である。

【図１１】色度領域を弁別するときの色度図である。

【図１２】本発明の他の実施例による装置の構成図であ
る。

【図１３】色度データについての量子化点の分布を示す
色度図である。

【図１４】利得を決定する手順を示すフローチャートで
ある。

【図１５】色度、階調変換装置に適用した例を示す構成
図である。

【図１６】従来の色温度変化軌跡を示す図である。

【図１７】従来の白検出ＡＷＢ制御の構成図である。

【図１８】空間画素ずらし法のＣＣＤの相対位置関係図
である。

【図１９】撮像信号の周波数スペクトルを示す図であ
る。

【図２０】スペクトル周波数の特性図である。

【図２１】画素ずらし二板式撮像システムの画素の配置
図である。

【図２２】色度、階調変換装置に応用した例を示す構成
図である。

【図２３】色度図である。

【図２４】色度図である。

【図２５】色度変換部の構成図である。

【図２６】ＭＴＸ部の他の例を示す構成図である。

【図２７】色度、階調変換装置の変形例を示す構成図で
ある。

【図２８】同装置を撮像システムに組み込んだ構成図で
ある。

【図２９】スペクトル周波数と信号出力の関係図であ
る。

【図３０】原色信号の生成処理の様子を示す図である。

【符号の説明】

４ 信号処理部 ３ データ処理部 ６ 白色検出部 ７ ＭＴＸ部 １３，１４ 除算部 １５ ゲート部 ６２ 色度データ群設定部

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 撮像した映像信号より色分布を調べ、そ
   の結果に応じてホワイトバランス調整を行うホワイトバ
   ランス調整装置にあって、映像信号の色度情報を抽出す
   る色度抽出手段と、この色度抽出手段により抽出された
   色度情報の中から、対象とする色度図上に任意に設定し
   た領域に相当する色度座標を持つ色度情報を弁別する色
   度弁別手段とを有したことを特徴とするホワイトバラン
   ス調整装置。
2. 【請求項２】 対象とする色度図は、均等知覚色度図
   （ｕ，ｖ）色度図または、（ｕ´，ｖ´）色度図であっ
   て、色度抽出手段により抽出される色度情報は、前記色
   度図上に均等に分布する量子化色度点を示すことを特徴
   とする請求項１記載のホワイトバランス調整装置。
3. 【請求項３】 色度弁別手段は、対象とする色度図上に
   設定する領域を、被写体照明光源に応じて前記量子化色
   度点に沿って任意に設定可能としたことを特徴とする請
   求項２記載のホワイトバランス調整装置。
4. 【請求項４】 色度弁別手段の弁別特性を可変設定する
   可変設定手段を有したことを特徴とする請求項１記載の
   ホワイトバランス調整装置。
5. 【請求項５】 撮像した映像信号より色分布を調べ、そ
   の結果に応じてホワイトバランス調整を行うホワイトバ
   ランス調整装置にあって、映像信号の色度情報を抽出す
   る色度抽出手段と、この色度抽出手段により抽出された
   色度情報の中から、対象とする色度図上に任意に設定し
   た領域に相当する色度座標を持つ色度情報を弁別する色
   度弁別手段と、この色度弁別手段により弁別された色度
   情報を代表する、１つ以上の代表色度値を求める代表色
   度手段と、この代表色度値に基づいてホワイトバランス
   調整を行うホワイトバランス調整手段とを有したことを
   特徴とするホワイトバランス調整装置。
6. 【請求項６】 撮像した映像信号より色分布を調べ、そ
   の結果に応じてホワイトバランス調整を行うホワイトバ
   ランス調整装置にあって、映像信号の色度情報を抽出す
   る色度抽出手段と、この色度抽出手段により抽出された
   色度情報の中から、対象とする色度図上に任意に設定し
   た領域に相当する色度座標を持つ色度情報を弁別する色
   度弁別手段と、この色度弁別手段により弁別された色度
   情報を代表する、１つ以上の代表色度値を求める代表色
   度手段と、任意の色度値を設定する色度設定手段と、こ
   の色度設定手段により設定された色度値と前記代表色度
   手段により求められた色度値との差をなくするようにホ
   ワイトバランス調整を行うホワイトバランス調整手段と
   を有したことを特徴とするホワイトバランス調整装置。