JPH0651734A - 色信号の輝度調整方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ３個の色信号組の輝度値を調整するための改
善された方法及びそれを実施することができる回路を提
供する。 【構成】 原色信号から輝度信号が形成され、該輝度信
号が新輝度を定めるために使用される。原色信号は、そ
の後、原色の色相または飽和を変化させない方法で新輝
度をもつように調整される。この方法は、アナログまた
はデジタル回路で実施され、或いは汎用コンピュータに
よっても実施され得る。この方法により、付加されるハ
ードウェアまたは演算の量はわずかで、全体輝度に対し
て非線形的にのみ影響を及ぼすように色信号を変化させ
ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はデジタルイメージ処理、
特に３個の色信号の色成分を調整することなく入力輝度
のみを調整する方法および装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般的な技術として、３原色に対応する
３個のアナログまたはデジタル信号を用いて任意の色を
表現するということが行われている。この３原色とは、
赤−緑−青またはシアン−マゼンタ−イエロー等の適切
な３色である。赤−緑−青の３色は、カラービデオ信号
として一般に使用されており、これら３原色を任意の強
さで組み合わせることにより、種々の色が表現されるよ
うになっている。この時に、色キャストの補正または全
体の輝度の調整等の行う際に、３個の強度に対応する色
を調整することが必要になる場合がある。

【０００３】このような調整を行うための一般的な方法
は、色信号を含む３信号の各々を個別に変化させる方法
である。アナログシステムでは、これは３信号の各々を
それぞれの非線形変換回路に通過させることによって行
われる。この従来方法を実現する装置のブロック図を図
４に示す。図４において、３種の色「Ｒ ＩＮ」、「Ｇ
ＩＮ」、及び「Ｂ ＩＮ」は、それぞれＲ、Ｇ、及び
Ｂの各変換回路内で変換され、それぞれ出力信号「Ｒ
ＯＵＴ」、「Ｇ ＯＵＴ」、及び「Ｂ ＯＵＴ」を形成
する。デジタルシステムでは、各信号はそれ自身の独立
した自動照合表（ルックアップテーブル）によって変換
される。このデジタルシステムにおける自動照合表は、
各可能入力値に対応する新たな値を備えているものであ
り、図４のアナログシステムにおける変換回路にとって
代わるものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ここで、米国特許第
４，７１２，１３２号（発明の名称 「イメージ表示信
号の振幅範囲低減方法及び装置」； 発明者 Ｓ．Ｓｏ
ｃａ）には、３個の入力信号に対して作用し、入力信号
と同じ比を保持した３個の出力信号を得る装置が開示さ
れている。

【０００５】しかしながら、従来の信号処理装置あるい
は信号処理方法では、入力色の色に影響を及ぼすことな
く、輝度のみを調整することはできなかった。

【０００６】本発明の目的は、アナログ回路やデジタル
ハードウェアで実施でき、或いはデジタルハードウェア
に類似した汎用コンピュータ装置によって容易に演算実
行が可能で、入力色の色に影響を及ぼすことなく、その
輝度のみを調整する新規な方法を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】以上のような目的を達成
するために、本発明に係る輝度調整方法においては、３
個の色信号組の色成分を調整せずに輝度成分を調整する
方法であって、３個の色信号組の輝度成分の重み付け平
均値を求めるステップと、重み付け平均値を非線形変換
関数により変換して輝度差信号を形成するステップと、
輝度差信号と３個の色信号組の輝度成分との和をとるこ
とにより輝度調整された３個の色信号組を形成するステ
ップと、を含む。

【０００８】本発明の好適な可能実施例では、ルックア
ップ表は重み付け平均信号を形成して重み付け輝度信号
の変換を実行するために使用され、或いはまたそれに相
当するアナログ装置でもよい。

【０００９】以上より、本発明の第１目的は、３個の色
信号組の輝度値を調整するための改善された方法及び該
方法を実施するための付随回路を提供する点にあること
が理解される。

【００１０】本発明の他の目的は、多成分色信号組の輝
度成分のみを調整するための方法を提供することにあ
る。

【００１１】本発明のこれら及び他の目的は、本発明の
記載の一部を構成し同一符号は同一部品を示す各図面及
び次の詳細記載によってより明らかとなろう。

【００１２】即ち、以上のような目的を達成するため
に、本発明の請求項１に係る色信号の輝度調整方法にお
いては、３個の色信号の組の色成分を調整せずに輝度成
分を調整する輝度調整方法であって、３個の色信号の組
の輝度成分をそれぞれ重み付けしその重み付けされた輝
度成分の平均値を求める工程と、重み付けされた輝度成
分の平均値を非線形変形関数により変換する工程と、変
換後の値と変換前の値の差を取って輝度差信号を形成す
る工程と、この輝度差信号と前記３個の色信号の組の輝
度成分の和をとることにより輝度調整がされた３個の色
信号の組を形成する工程と、を含むことを特徴とする。

【００１３】また、本発明の請求項２に係る色信号の輝
度調整方法においては、請求項１記載の輝度調整方法に
おいて、前記重み付けされた輝度成分の平均値は、３個
の色信号の各々とそれらに対応してそれぞれ選択された
係数とを乗算して求められたその各積の相加平均である
ことを特徴とする。

【００１４】本発明の請求項３に係る色信号の輝度調整
方法においては、請求項２記載の輝度調整方法におい
て、前記重み付けされた輝度成分の平均値の変換は、当
該平均信号を自動照合表に通過させることにより行われ
ることを特徴とする。

【００１５】更に、上記輝度調整方法を実行するための
色信号の輝度調整装置として、本発明の請求項４に係る
色信号の輝度調整装置においては、３個の色信号の組の
色成分を調整せずに輝度成分を調整する輝度調整装置で
あって、３個の色信号の組の輝度成分をそれぞれ重み付
けしその重み付けされた輝度成分の平均値を算出する平
均値算出手段と、重み付けされた輝度成分の平均値を非
線形変形関数により変換する変換手段と、この変換手段
により変換された後、変換後の値と変換前の値の差を取
って輝度差信号を形成する輝度差信号形成手段と、この
輝度差信号と前記３個の色信号の組の輝度成分とを加算
することにより輝度調整がされた３個の色信号の組を形
成する手段と、を含むことを特徴とする。

【００１６】本発明の請求項５に係る色信号の輝度調整
装置においては、請求項４記載の輝度調整装置におい
て、前記平均値算出手段は、３個の色信号毎に設けられ
該各色信号とそれに対応して選択された係数とをそれぞ
れ乗算する３個の乗算手段と、前記各乗算手段により算
出された積の相加平均を算出することにより前記平均値
を算出する手段と、を含むことを特徴とする。

【００１７】本発明の請求項６に係る色信号の輝度調整
装置においては、請求項５記載の輝度調整装置におい
て、前記変換手段は、非線形変換値の自動照合表を備え
非線形変換を行う自動照合装置であることを特徴とす
る。

【００１８】本発明の請求項７に係る色信号の輝度調整
装置においては、請求項４記載の輝度調整装置におい
て、前記平均値算出手段は３個の加算ノードからなり、
該各ノードは輝度差信号及び３個の色信号組中の各色信
号の輝度成分をその一入力として受信することを特徴と
する。

【００１９】

【作用】以上のような構成を有する本発明の請求項１に
係る色信号の輝度調整方法においては、３個の色信号の
組の輝度成分がそれぞれ重み付けされ、その重み付けさ
れた輝度成分の平均値が求められる。この重み付けされ
た輝度成分の平均値は非線形変形関数により変換され、
変換後の値と変換前の値の差が取られて輝度差信号が形
成される。そして、この輝度差信号と前記３個の色信号
の組の輝度成分の和がとられることにより、輝度調整が
された３個の色信号の組が形成される。このようにし
て、３個の色信号の組の色成分を調整せずに、輝度成分
を調整する輝度調整方法が実現される。

【００２０】本発明の請求項２に係る色信号の輝度調整
方法においては、３個の色信号の各々に、それらに対応
してそれぞれ選択された係数が乗算される。そして、求
められたその各積の総和が算出され、その総和が色信号
の個数で割られることにより相加平均が求められ、これ
が前記重み付けされた輝度成分の平均値とされる。

【００２１】本発明の請求項３に係る色信号の輝度調整
方法においては、前記重み付けされた輝度成分の平均値
が動照合表に通過されることにより、当該重み付けされ
た輝度成分の平均値の変換が行われる。

【００２２】一方、本発明の請求項４に係る色信号の輝
度調整装置においては、平均値算出手段により、請求項
１の方法と同様の方法で、重み付けされた輝度成分の平
均値が算出される。平均値算出手段により算出された平
均値は、変換手段により変換され、輝度差信号形成手段
により変換後の値と変換前の値の差が取られて輝度差信
号が形成される。そして、この輝度差信号と前記３個の
色信号の組の輝度成分とが加算されることにより、輝度
調整がされた３個の色信号の組が形成される。

【００２３】請求項５の輝度調整装置においては、請求
項４記載の輝度調整装置において、乗算手段により、３
個の色信号とそれに対応した所定の係数との乗算が行わ
れ、この各乗算手段により算出された積の相加平均がと
られることにより前記平均値が算出される。

【００２４】請求項６の輝度調整装置においては、自動
照合装置において、非線形変換値の自動照合表により、
非線形変換が行われる。

【００２５】請求項７の輝度調整装置においては、前記
平均値算出手段は３個の加算ノードからなるため、該各
ノードは輝度差信号及び３個の色信号組中の各色信号の
輝度成分がその一入力として受信される。

【００２６】

【実施例】以下、本発明の好適な実施例について説明す
る。

【００２７】本実施例に係る色信号の輝度調整装置は、
次のように作用する。まず、３個の色信号の重み付け平
均（重み付けされた輝度成分の平均値）が算出される。
これらの“重み”は、結果として生じる信号が３個の入
力信号に対応する色の輝度を表すように適宜選択され
る。これらの重みの選択は、３個の入力原色の正確なス
ペクトル定義（人間の目の明るさを感じる割合等）に依
存する。標準ＮＴＳＣ原色に基づく標準ビデオ信号で
は、これらの重みは、赤、緑、及び青に対してそれぞれ
（０．３０、０．５９、０．１１）でなる。即ち、人間
の目の明るさを感じる割合が、赤、緑、及び青に対して
それぞれ（０．３０、０．５９、０．１１）であるか
ら、それぞれの色信号に対してこの割合で重み付けを行
う。輝度信号は、その後、非線形変換関数により変換さ
れ、或いは単一の自動照合表（ルックアップテーブル）
により変換される。本実施例においては、具体的には、
図２に示されるような自動照合表（ルックアップテーブ
ル）を用いて行う。そして、新輝度値と旧輝度値との差
が求められる。なお、これに代えて、該輝度差を直接生
成するように伝達関数及び索引テーブルを構成すること
も可能である。正または負となる輝度差は、その後３個
の原入力信号の各々へ付加され、３個の出力信号が生成
される。３個の各入力信号は同じ割合で変化されている
ので、その色を変化させることなく輝度変化が行われ
る。独立した自動照合表（ルックアップテーブル）によ
って、各色はその強度に依存して種々に変化される。

【００２８】例えば、青チャンネルの強度不足に対して
全入力信号を補正するためには、赤及び緑信号を変化さ
せないが青伝達関数を生成する赤及び緑伝達関数もしく
は自動照合表（ルックアップテーブル）、または青信号
を増大させる自動照合表を生成する。

【００２９】この伝統的構成は色キャストの補正または
チャンネル独立較正の実行には適しているが、その変化
が非線形である場合には信号によって表される色の輝度
のみを変化させるための作用には不適である。

【００３０】図１は、本発明のデジタル構成を示す。図
において、３個の入力信号である「Ｒ ＩＮ」、「Ｇ
ＩＮ」、及び「Ｂ ＩＮ」の組がそれぞれ３個の加算ノ
ード１２、１４及び１６の入力及び３個の自動照合装置
１８、２２および２４の入力へ供給される。

【００３１】自動照合表（ルックアップテーブル）から
の各出力は、加算ノード２６内で互いに加算され、輝度
信号が生成される。輝度信号は前記自動照合表を備える
自動照合装置２８の入力へ伝送され、この自動照合装置
の出力が輝度差信号となり、該輝度差信号が加算ノード
１２、１４及び１６の各々へ伝送され、信号「Ｒ ＯＵ
Ｔ」、「Ｇ ＯＵＴ」及び「Ｒ ＯＵＴ」が形成される
こととなる。

【００３２】図２には、非線形伝達関数のグラフを示
す。各チャンネル内における強度０．８の入力中立信号
は、各チャンネル内において強度０．９の中立信号に変
換される。しかし、３個のチャンネル内における（０．
２、０．８、０．８）の色入力信号は、信号の全体色及
び輝度を変化させる（０．１、０．９、０．９）の新た
な色にマップされる。

【００３３】ところが、これに代えて本発明が使用され
れば、（０．２、０．８、０．８）の入力色は、（０．
３０、０．５９、０．１１）の重みを用いて０．６２の
輝度値に変換され、これが０．０８の輝度差の新規な輝
度値にマップされる。従って、新規な色は（０．２８、
０．８８、０．８８）となる。

【００３４】即ち、（０．２、０．８、０．８）の入力
色は、（０．３０、０．５９、０．１１）の重みを用い
て、０．２×０．３０＋０．８×０．５９＋０．８×
０．１１＝０．０６＋０．４７２＋０．０８８＝０．６
２となり、入力色の重み付け平均値（重み付けされた輝
度成分の平均値）が算出される。この重み付け平均値
は、実施例においては、図２に示されている非線形伝達
関数のグラフを用いて変換され、変換値０．７が出力さ
れる（図２の非線形伝達関数のグラフにおいて、横軸の
０．６２に対応する縦軸の値が０．７だからである）。
そして、変換後の値である０．７から変換前の値０．６
２が減算され、輝度差信号が形成される。実施例におい
て、輝度差信号は、０．７−０．６２＝０．０８で、
０．０８になる。なお、重み付け平均値によっては、輝
度差信号が負の極性を有することもある。実施例におけ
る輝度差信号値０．０８は、もとの入力色（０．２、
０．８、０．８）にそれぞれ加算され、これにより、新
規な色の輝度（０．２８、０．８８、０．８８）が生成
する。

【００３５】この方法のアナログ実施形態を図３に示
す。３個の入力信号「Ｒ ＩＮ」、「Ｇ ＩＮ」及び
「Ｂ ＩＮ」がそれぞれ３個の加算ノード４２、４４及
び４６の入力及び３個の定数乗算器４８、５０及び５２
の組へそれぞれ供給される。３個の乗算器からの出力信
号は、加算ノード５４内で互いに加算される。各乗算器
への他の入力は、Ｒ、Ｇ、Ｂ信号からの輝度信号を形成
する係数である。加算された信号は、その後伝達関数回
路５６の入力へ供給される。伝達関数回路５６は図２に
示したものであり、減算器５８へフィードフォワードす
る。減算器はまた、新規な輝度信号である伝達関数回路
５６からの出力を受信する。加算器５８からの出力は、
新輝度と旧輝度との差であり、この差は加算ノード４
２、４４及び４６の各々への入力として伝送される。加
算ノードからの出力は、「Ｒ ＯＵＴ」、「Ｇ ＯＵ
Ｔ」及び「Ｂ ＯＵＴ」信号である。

【００３６】輝度差が原色信号へ付加される上述した方
法は、入力信号が、３個の信号によって表される色を構
成する光の物理的強度の対数に比例する場合に適する。
電気またはデジタル信号による物理的強度の表示が対数
関数以外のものであれば、回路はそれに応じて変更する
必要がある。例えば、もし信号値が強度自体に比例する
ならば、新輝度と旧輝度との比を求め、この比が３個の
原色信号に対する乗数として使用される。

【００３７】要約すれば、本発明の要点は、原色信号か
ら輝度信号を形成し、これを用いて新輝度を定め、そし
て原色の色相または飽和を変化させない方法でこの新輝
度をもつように原色を調整することである。この方法
は、極めて簡単なアナログまたはデジタル回路で実施で
き、またはデジタル回路に類似した汎用コンピュータ装
置内で効率的に演算実施可能である。この方法によっ
て、付加すべきハードウェアまたは演算はわずかな量
で、全体輝度のみに影響を与えるようにそして非線形的
に色信号を変化させることができる。

【００３８】即ち本実施例によれば、３個の色信号組の
輝度値を調整するための改善された方法及びそれを実施
するための回路が提供される。これらは、原色信号から
輝度信号が形成され、該輝度信号が新輝度を定めるため
に使用される。原色信号は、その後、原色の色相または
飽和を変化させない方法で新輝度をもつように調整され
る。この方法は、アナログまたはデジタル回路で実施さ
れ、或いは汎用コンピュータによっても実施され得る。
この方法により、付加されるハードウェアまたは演算の
量はわずかで、全体輝度に対して非線形的にのみ影響を
及ぼすように色信号を変化させることができる。

【００３９】以上、本発明の好適な実施例と考えられる
ものを示したが、本発明の本質的思想から逸脱すること
なく、数多くの変更や改良が可能であることは明らかで
ある。それゆえに、特許請求の範囲には、本発明の真正
範囲内のそうした全ての変更及び改良が包含されてい
る。

【００４０】

【発明の効果】以上のような本発明によれば、原色信号
から輝度信号を形成し、これを用いて新輝度を定め、そ
して原色の色相または飽和を変化させない方法でこの新
輝度をもつように原色を調整することができる。本発明
に係る方法は、極めて簡単なアナログまたはデジタル回
路で実施でき、またはデジタル回路に類似した汎用コン
ピュータ装置内で効率的に演算実施可能である。この方
法によって、付加すべきハードウェアまたは演算はわず
かな量で、全体輝度のみに影響を与えるようにそして非
線形的に色信号を変化させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のデジタル構成を示すブロック図であ
る。

【図２】本発明に使用される非線形変換を示す図であ
る。

【図３】本発明方法のアナログ構成を示すブロック図で
ある。

【図４】３入力信号を変換するための従来技術を示すブ
ロック図である。

【符号の説明】

１２、１４、１６ 加算ノード １８、２２、２４ 自動照合表（ルックアップテーブ
ル） ４８、５０、５２ 定数乗算器 ５６ 伝達関数回路 ５８ 減算器

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ３個の色信号の組の色成分を調整せずに
   輝度成分を調整する輝度調整方法であって、 ３個の色信号の組の輝度成分をそれぞれ重み付けし、そ
   の重み付けされた輝度成分の平均値を求める工程と、 重み付けされた輝度成分の平均値を非線形変形関数によ
   り変換する工程と、 変換後の値と変換前の値の差を取ることにより輝度差信
   号を形成する工程と、この輝度差信号と前記３個の色信
   号の組の輝度成分の和をとることにより、輝度調整がさ
   れた３個の色信号の組を形成する工程と、 を含むことを特徴とする色信号の輝度調整方法。
2. 【請求項２】 請求項１記載の輝度調整方法において、
   前記重み付けされた輝度成分の平均値は、３個の色信号
   の各々とそれらに対応してそれぞれ選択された係数とを
   乗算して求められたその各積の相加平均であることを特
   徴とする色信号の輝度調整方法。
3. 【請求項３】 請求項２記載の輝度調整方法において、
   前記重み付けされた輝度成分の平均値の変換は、当該平
   均信号を自動照合表に通過させることにより行われるこ
   とを特徴とする色信号の輝度調整方法。
4. 【請求項４】 ３個の色信号の組の色成分を調整せずに
   輝度成分を調整する輝度調整装置であって、 ３個の色信号の組の輝度成分をそれぞれ重み付けし、そ
   の重み付けされた輝度成分の平均値を算出する平均値算
   出手段と、 重み付けされた輝度成分の平均値を非線形変形関数によ
   り変換する変換手段と、 前記変換手段により変換された後、変換後の値と変換前
   の値の差を取ることにより輝度差信号を形成する輝度差
   信号形成手段と、 この輝度差信号と前記３個の色信号の組の輝度成分とを
   加算することにより、輝度調整がされた３個の色信号の
   組を形成する手段と、 を含むことを特徴とする色信号の輝度調整装置。
5. 【請求項５】 請求項４記載の輝度調整装置において、 前記平均値算出手段は、 ３個の色信号毎に設けられ、該各色信号とそれに対応し
   て選択された係数とをそれぞれ乗算する３個の乗算手段
   と、 前記各乗算手段により算出された積の相加平均を算出す
   ることにより前記平均値を算出する手段と、 を含むことを特徴とする色信号の輝度調整装置。
6. 【請求項６】 請求項５記載の輝度調整装置において、 前記変換手段は、非線形変換値の自動照合表を備え、非
   線形変換を行う自動照合装置であることを特徴とする色
   信号の輝度調整装置。
7. 【請求項７】 請求項４記載の輝度調整装置において、
   前記平均値算出手段は３個の加算ノードからなり、該各
   ノードは、輝度差信号及び３個の色信号組中の各色信号
   の輝度成分をその一入力として受信することを特徴とす
   る色信号の輝度調整装置。