JPH07114503B2

JPH07114503B2 - 色補正方法

Info

Publication number: JPH07114503B2
Application number: JP63325756A
Authority: JP
Inventors: マイケル・エス・グルーターズ
Original assignee: Grass Valley Group Inc
Current assignee: Grass Valley Group Inc
Priority date: 1987-12-28
Filing date: 1988-12-22
Publication date: 1995-12-06
Anticipated expiration: 2010-12-06
Also published as: EP0323168B1; DE3854324T2; EP0323168A2; JPH01204589A; CA1332478C; US5051928A; EP0323168A3; DE3854324D1

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、映像グラフィック・システム、特に、映像ペ
イント及びアニメーション・システムの如き映像グラフ
ィック・システムにおける分離されたオブジェクトの色
補正方法に関する。

［従来の技術及び発明が解決しようとする課題］色補正システムは、映画フィルムを映像信号に変換しよ
うとする欲求と共に発展してきた。テレビジョン・モニ
タの色が元のカラー映画フィルムの色と同じになるよう
に、又は、家庭でのテレビジョン観賞用に白黒映画フィ
ルムに色をつけるために、色補正が望まれている。シー
ン毎の色補正ばかりでなく、シーン内のオブジェクトに
対する色補正も行う色補正システムがある。このオブジ
ェクト色補正システムは、「スティル」蓄積において、
ビデオ・テープからのデータの映像フレームを蓄積す
る。そして、色補正すべきオブジェクトを含む映像フレ
ーム内の物理領域を定める。操作者は、色相、飽和度及
び／又は輝度を手動により調整して、オブジェクトを含
む色空間内の領域を定める。それには、映像モニタを観
察して、このオブジェクト、又はこのオブジェクトを包
囲する背景が均一な灰色になるようにして、この領域を
定める。この領域を一度定め、設定すると、操作者は、
色相、飽和度及び輝度を手動調整出来るが、定めた物理
的領域及び定めた色領域内のこれらオブジェクトのみが
影響される。一度、オブジェクトの色を補正すると、新
たなシーンが出力ビデオ・テープに転送される。

映像ペイント・システム及びアニメーション・システム
の如きコンピュータ化された映像操作システムにおい
て、オブジェクトの色補正、又はより適切な色変更を行
って、所望の特殊効果を達成することが望まれている。

したがって本発明の目的は、映像シーン内の分離された
オブジェクトの色を変更する映像グラフィック・システ
ム用の色補正方法の提供にある。

［課題を解決するための手段及び作用］本発明によれば、先ず、ターゲット・オブジェクトの色
範囲のサンプルを含むターゲット・オブジェクト内に、
ターゲット・ボックスを位置決めし、デジタル化された
色成分として、ターゲット・オブジェクトを定める。ボ
ックス内のピクセルを、色相、飽和度及び輝度のデジタ
ル成分に変換し、これらデジタル成分用の値の範囲を定
め、所定量だけ拡張して、色空間のターゲット領域を定
める。そして、ターゲット・オブジェクトを含む映像シ
ーンの選択領域内の各ピクセル（画素）を、色相、飽和
度及び輝度のデジタル成分に変換する。各ピクセルを、
セーブした色相、飽和度及び輝度範囲と比較し、「ヒッ
ト」したならば、即ち、そのピクセルがターゲット色空
間内にあれば、そのピクセルの色を所望色に補正する。
ターゲット・オブジェクトの縁を混合するために、補正
すべきピクセルを囲む小さな領域を走査して、その小さ
な領域の百分率として、「ヒット」の数を決める。ヒッ
トの百分率と、ピクセルの所望色及び元の色の差とに応
じて、ピクセルの色を補正する。

本発明のその他の目的、利点及び新規な特徴は、添付図
を参照した以下の説明より明かになろう。

［実施例］第３図は、本発明の色補正方法を用いた典型的な映像
（テレビジョン）グラフィック・システムのブロック図
である。かかるテレビジョン・グラフィック・システム
は、1987年11月17日にジョン・エム・ガージーに特許さ
れた米国特許第4707731号「エンコードされた映像テレ
ビジョン・グラフィック・システム」（特願昭62−8218
3号に対応）に開示されている。端子10には、複合映像
信号が入力される。この入力映像信号は、映像信号をデ
ジタル化するアナログ・デジタル変換器（ADC）12と、
副搬送波周波数の４倍のクロック信号を発生するクロッ
ク発生器14と、水平同期信号にロックした垂直パルス列
を発生する同期発生器16とに供給される。垂直パルス列
と、クロック発生器14からの副搬送波周波数の出力信号
とをフィールド１検出器28に供給して、映像フレームの
開始において、書込みイネーブル信号を発生する。クロ
ック発生器14からのクロック・パルスは、ADC12による
映像信号のサンプリングを制御すると共に、書込みアド
レス・カウンタ（アドレス発生器）20を増分する。この
アドレス・カウンタは、各映像フレームの開始におい
て、書込みイネーブル信号によりリセットされる。書込
みアドレス発生器20からのデジタル・ワードにより決ま
るフレーム・バッファ18のアドレスに、ADC12からのデ
ジタル化された映像信号が入力するので、このフレーム
・バッファ18は、Ｙ−Ｕ、Ｙ−Ｖ、Ｙ＋Ｕ及びＹ＋Ｖ値
の映像ピクセルの形式で、映像データの完全なフレーム
（NTSCの場合、４フィールド）を蓄積する。入力映像信
号は、ビデオ・テープ、ビデオ・カメラ、コンピュータ
等の任意の映像信号源から得られる。

何らかの方法で色補正又は色変更すべき画像を表す映像
フレームの変調は、コンピュータ30により行う。このコ
ンピュータ30は、中央処理装置（CPU）44、作業メモリ4
6及びプログラム・メモリ48を具えている。コンピュー
タ30は、アドレス・バス50及びデータ・バス52を介し
て、フレーム・バッファ18と通信を行い、このフレーム
・バッファにデータを書き込んだり、そこからデータを
読出したりする。操作者は、スタイラス40及びデータ・
タブレット42を有する位置変換器の如き従来の任意方法
によりコンピュータと会話をし、画像の対応点を示すポ
インタをモニタ26上に表示する。この画像を表示するに
は、読出しアドレス・カウンタ（アドレス発生器）22の
制御により、フレーム・バッファ18の内容を順次読出す
と共に、デジタル・アナログ変換器（DAC）24によりア
ナログ形式に変換する。その結果のアナログ信号をモニ
タ26上に表示する。データ・バス52に接続された演算装
置60をコンピュータ30が用いて、フレーム・バッファ18
からの変更すべきピクセルをデコードし、デコードした
ピクセルの値を変え、この変更したピクセルをエンコー
ドした後に、フレーム・バッファに戻して蓄積する。

色補正メニュには、５つの色補正機能、即ち、色相、飽
和度、輝度、コントラスト及び組合わせ（コンビネーシ
ョン）がある。色相機能には、色相のみを変化させ、飽
和度機能は、飽和度のみを変化させ、輝度機能は、輝度
のみを変化させ、コントラスト機能は、コントラストの
みを変化させ、組合わせ機能は、色相、飽和度、輝度及
びコントラストの組合わせを変化させる。

各変化機能を、３つの一般的な方法、即ち、ターゲット
・オフ、ターゲット・オン及びターゲット範囲にて、適
用出来る。ターゲット・オフにより、イメージ内、又は
ユーザが定義したボックス内の総てのピクセルは、特定
の量だけ等しく補正される。ターゲット・オンにより、
イメージ内、又はユーザが定義したボックス内の総ての
ピクセルは、所定のターゲット色と相対的に補正され
る。また、ターゲット色成分に等しい色成分に対応する
色のピクセルは、100％所定量だけ補正され、ターゲッ
ト色からの偏差が最大の色成分のピクセルは、変更され
ず、残りの総てのピクセルは、ターゲット色からの各色
成分の偏差に比例して補正される。第３の方法であるタ
ーゲット範囲では、選択した色空間内のターゲット・オ
ブジェクトの縁近傍を、アンチ・エリアシング（色補正
によりオブジェクトの縁で、急激に色が変化するのを防
止する）のためにこの縁からの距離及び平均ターゲット
色からの色偏差の関数として混合する場合を除いて、色
相範囲、飽和度範囲及び輝度範囲により決まる予め選択
した色空間内にピクセルが存在するならば、ターゲット
範囲では、イメージ内又はユーザが定義したボックス内
の総てのピクセルを所定量だけ変更する。

色補正処理の第１ステップは、デジタル化した色成分に
よって、色補正すべきターゲット・オブジェクトを定義
する。ターゲット範囲に対し、第４図に示すごとく、こ
れは、木76の葉74の内の72の如きターゲット・オブジェ
クト内にターゲット・ボックス70を位置決めして、自動
的に行う。ターゲット・オブジェクトの色範囲を実質的
に定めるターゲット・オブジェクトの代表的な部分を含
むように、ターゲット・ボックス70を配置する。位置決
めしたターゲット・ボックス内のピクセルを、それらの
エンコードした複合値から、色相、飽和度及び輝度の成
分に変換する。ターゲット・ボックス内で見つかった色
相、飽和度及び輝度の限界を定め、セーブし、15パーセ
ント程の所定量だけ拡張して、色相範囲、飽和度範囲及
び輝度範囲を与える。これら範囲を、更に操作者の操作
のために、パレット表示の如き適当な手段により、モニ
タ26上に表示する。他のターゲット・ボックス80をター
ゲット・オブジェクト内に配置し、これを用いて、これ
ら範囲を拡大してもよい。

次のステップは、映像シーン又はユーザが定義したボッ
クス62内のどのピクセルが、色空間を定めたターゲット
・オブジェクト内かを判断し、これらを色補正する。画
像62内の各ピクセルを、色相、飽和度及び輝度の色成分
に変換する。これら色成分を、ターゲット・オブジェク
トの色空間を定める夫々の範囲と比較する。総ての色成
分が定義した色空間内ならば、操作者が特定したよう
に、その色を所望色に補正する。また、ピクセルが定義
した色空間内かを判断するために、３×３ピクセル・マ
トリクスの如く、そのピクセルを囲む領域を走査する。
そのマトリクスの各ピクセルに対して、ピクセルが定義
した色空間内かを判断すると共に、「ヒット」の数を計
数する。走査した領域（マトリクス）内でのヒットした
比率を閾値と比較して、ターゲット・オブジェクトを検
出するための判断基準とするか、又は、このヒットした
比率を、ターゲット・オブジェクトの縁におけるアンチ
・エリアシング用の混合用の混合比とする。領域走査
（マトリクス内の各ピクセルの走査）は、ターゲット・
オブジェクトの一部とみなせるピクセルの統計的選択を
改善して、定義した色空間内に生じる孤立ピクセルを除
去し、また、色変化の縁を混合するために、どのピクセ
ルがターゲット・オブジェクトの縁に関連するかを示す
要素（ファクタ）を与える。

第１図は、色補正用のターゲット・オブジェクト又は色
領域を定めるコンピュータ・プログラムの流れ図であ
り、この第１図の流れ図に続く第２図は、定義した色領
域内のターゲット・オブジェクトを色補正するコンピュ
ータ・プログラムの流れ図である。これら第１及び第２
図において、操作者は、所望の動作モード、即ち、ター
ゲット・オフ、ターゲット・オン又はターゲット範囲を
選択する。ターゲット・オフに対して、ターゲット・フ
ラグTFLAGをゼロに設定し、色補正段階に入る。ターゲ
ット・オンに対し、選択したターゲット色の周囲の所定
範囲を含むターゲット色を選択し、色補正段階に入る前
に、TFLAGを１に設定する。ターゲット範囲に対して、
操作者は、表示器26上に示す如く、色補正するターゲッ
ト・オブジェクト内のターゲット・ボックスを位置決め
する。このターゲット・オブジェクト内に含まれる色の
最も広い幅の範囲を覆うように、ターゲット・ボックス
の大きさ及び位置を決める。複雑なターゲット・オブジ
ェクトに対しては、複数のターゲット・ボックスを用い
て、ターゲット・オブジェクト内の色の範囲を最も良く
表すようにしてもよい。このターゲット・ボックス内の
各ピクセルを走査して、色相（Ｈ）、飽和度（Ｓ）、及
び輝度（Ｖ）のパラメータ（HSV）を決定し、これら各
パラメータを夫々の限界と比較する。パラメータが現在
の限界の外のとき、これら限界を拡張する。ターゲット
・オブジェクト用の総てのターゲット・ボックスの総て
のピクセルが走査されると、ターゲット平均色が計算さ
れる。これら限界を所定量だけ更に拡張し、補正段階に
入る前に、TFLAGを３に設定する。

補正段階において、操作者が、５つの補正パス、即ち、
色相（Ｈ）、飽和度（Ｓ）、輝度（Ｖ）、コントラスト
（Ｃ）及び組合わせ（COMB）の１つを選択する。各補正
パスに対して、処理は、本質的には同じである。まず、
TFLAGをチェックして、ターゲット・オフのパス、ター
ゲット・オンのパス、又はターゲット範囲のパスに進む
かを判断する。TFLAGがゼロならば、ターゲット・オフ
のパスを選択し、画像内の総てのピクセル、又は、画像
の物理的に定義した部分を、操作者が決めた量だけ補正
する。色相に対しては、回転角であり、飽和度に対して
は、百分率変化であり、輝度に対しては、レベル変化で
あり、コントラストに対しては、平均輝度値の付近の百
分率変化であり、組合わせに対しては、上述の任意の組
合わせである。

TFLAGが１の場合、ターゲット・オンのパスを選択す
る。色相、飽和度、輝度、コントラスト又はそれらの組
合わせの補正値を選択する（パラメータ補正の選択）。
画像の定義した物理的境界内の各ピクセルを試験して、
所定ターゲット限界内に入っているか、即ち、ターゲッ
ト・オブジェクト色空間内かを判断する。ターゲット・
オブジェクト色空間内の各ピクセルに対して、色補正を
行う。最終ピクセルの処理が終わるまで、上述の処理を
繰り返す。

最後に、TFLAGがゼロ又は１でなければ、ターゲット範
囲のパスを選択する。３×３ピクセル・マップの如きビ
ット・マップ・マトリクスを初期化する。次に、適切に
色変化を選択し（パラメータ変更の選択）、適切なパラ
メータ範囲を決める。このために、画像の物理的境界内
の各ピクセルを、ビット・マップ・マトリクスの中央と
共にその付近のピクセルに配置して、このマトリクスを
埋める（ピクセルを選択）。次に、そのマトリクスを領
域として、領域走査を行い、マトリクス内の各ピクセル
に対して、そのピクセルを「ヒット」したか、即ち、そ
のピクセルのHSV値は、ターゲット・オブジェクトの定
義した色空間内に入っているかの判断を行う。マトリク
ス内のヒットの数の合計（ヒットの比率に対応）を求
め、それが、２回のヒットよりも大きい閾値を越してい
るならば、中央の選択したピクセルに対して、色補正を
行う（パラメータ変更）。なお、アンチ・エリアシング
（この処理は第２図に示さず）を行うための色補正の量
は、ヒットの数に対するマトリクス内のピクセルの総数
の比、即ち、ヒットの比率の範囲である。これにより、
ターゲット・オブジェクトの縁における滑らかな遷移、
又は混合を行う。最終ピクセルの処理が終わるまで、上
述の処理を繰り返す。

各色補正変化に対して、各パラメータの最大及び最小限
度をチェックして、かかる限界を越えないことを確実に
する。よって、色相は、ゼロ及び360回転角度の間に制
限され、飽和度は、ゼロ及び100％に対応する−１及び1
28の間に制限され、輝度は、黒及び白に夫々対応する−
１及び256の間のレベルに制限される。

［発明の効果］上述の如く、本発明によれば、ターゲット・オブジェク
トの色補正を行うために、このターゲット・オブジェク
ト用の色空間の領域を自動的に定義し、色相、飽和度、
輝度、コントラスト又はこれらの組合わせのいずれかに
よる所望の色変更を選択する。そして、画像の物理的に
定義した部分内の各ピクセルの周囲のピクセル・マトリ
クスを形成して、このマトリクス内のいくつのピクセル
が色空間の領域内かを判断して、色変更を行い、マトリ
クスの中央ピクセルを補正する。よって、映像シーン内
の分離されたオブジェクトの色を容易に補正出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は色補正用のターゲット・オブジェクト又は色領
域を定めるコンピュータ・プログラムの流れ図、第２図
は定義した色領域内のターゲット・オブジェクトを色補
正するコンピュータ・プログラムの流れ図、第３図は本
発明の色補正方法を用いた典型的な映像（テレビジョ
ン）グラフィック・システムのブロック図、第４図は本
発明による色補正を望む映像シーンの図である。 70,80:ターゲット・ボックス

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の画素を有するカラー映像画像内のタ
ーゲット・オブジェクトの色を補正する方法であって、上記ターゲット・オブジェクトから、該ターゲット・オ
ブジェクトの色範囲である色空間の領域を定め、各画素を対応するデジタル化された色パラメータに変換
し、上記各画素の各色パラメータを上記定めた色空間の領域
と比較して、上記画素の色パラメータが上記定めた色空
間の領域内かを判断し、上記定めた色空間の領域内の各画素の色パラメータを所
望の色に変更することを特徴とする色補正方法。
【請求項２】複数の画素を有するカラー映像画像内のタ
ーゲット・オブジェクトの色を補正する方法であって、上記ターゲット・オブジェクトから、該ターゲット・オ
ブジェクトの色範囲である色空間の領域を定め、上記定めた色空間の領域内の隣接する画素の数及び補正
しようとする色に応じて、各画素の色を補正することを
特徴とする色補正方法。