JPH07135667A

JPH07135667A - 輪郭強調回路

Info

Publication number: JPH07135667A
Application number: JP5283227A
Authority: JP
Inventors: Kazuma Motoda; 一真元田; Katsuyuki Fukui; 克幸福井; Tamotsu Fukushima; 保福島; Ryuichiro Kuga; 龍一郎久我
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1993-11-12
Filing date: 1993-11-12
Publication date: 1995-05-23

Abstract

(57)【要約】【目的】テレビジョン映像信号の輪郭強調回路の輪郭
強調量を、映像信号の含まれる色領域に応じて制御す
る。例えば、肌色領域内で輪郭を付加する量を抑えるこ
とにより、見た目に自然な輪郭強調を可能とする。【構成】映像信号a1,a2,a3を入力とし、入力信号に応
じた輪郭信号を発生する輪郭信号生成回路130と、入力
信号が特定の色領域に含まれていることを判別する特定
色領域判別回路120と、特定色領域判別回路120からの出
力により輪郭信号b1,b2,b3の振幅を制御する乗算器140
A,140B,140Cと、入力信号に各乗算器からの出力を加算
する加算器150A,150B,150Cとを有する構成である。【効果】人の肌に対しても自然な印象を与える輪郭強
調効果が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はテレビジョン画像などの
映像信号に対する輪郭強調処理に関して、映像信号の色
情報に応じて輪郭強調量の補正を行う輪郭強調回路に関
する。

【０００２】

【従来の技術】撮像装置等から得られたテレビジョン映
像信号の鮮鋭度をあげるため、輪郭強調とよばれる処理
を映像信号に対して行っている。輪郭強調の方法はこれ
までに数多く提案されているが、基本的には映像信号か
ら二次微分演算等によって輪郭信号を生成し、元の映像
信号に付加することで輪郭強調を行っている。しかし、
画像によらず輪郭信号を付加した場合、例えば人の顔や
手足の部分などの肌色の領域では、その他の背景等に比
べて不自然な印象を与える。背景等に対して鮮鋭感が得
られる程度の輪郭強調処理も、人の肌に対して施した場
合には肌のシワ、シミ等が目立ってしまう。

【０００３】近年、ハイビジョン映像信号に対する輪郭
強調を行う機会が多くなるにつれ、この問題がよりクロ
ーズアップされてきている。この課題を解決するため、
映像の色に応じて輪郭強調量を制御する機能を備えた輪
郭強調回路が提案されている（特開平５−７６０３５号
公報など）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来はＲ，
Ｇ，Ｂの映像信号からマトリクス計算により輝度情報を
含まない色度情報に変換するために複雑な回路を必要と
していた。また、この変換を簡略化するため、色差信号
から判別を行ったりした場合には、判別される色の領域
が輝度によって色度図上で変化する不都合が生じる。

【０００５】本発明は上記課題を解決するものであり、
例えば肌色など、ある特定の色領域に含まれる映像信号
に対して輪郭強調量の制御を行う際に、比較的小規模の
回路で正確な色の判別を行うことができる。つまり、輝
度によらずに色度図上で色領域を指定した場合と同等の
色判別が可能となっている。このことにより、見た目に
自然な印象を与える輪郭強調処理を実現できる輪郭強調
回路を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、入力された映像信号より輪郭信号を生成す
る輪郭信号生成手段と、入力される前記映像信号が特定
の色領域に含まれるか否かを判別する特定色領域判別手
段と、前記輪郭信号生成手段から出力される輪郭信号の
振幅を前記特定色領域判別手段からの出力に応じて制御
する振幅調整手段と、前記振幅調整手段からの出力を前
記映像信号に加算する加算手段からなる構成を有してい
る。

【０００７】さらに、特定色領域判別手段で判別を行う
色領域は、映像信号の輝度によらない色度図上で領域指
定を行ったのと同等の効果をもつ領域となっている。

【０００８】

【作用】本発明は上記した構成により、映像信号から抽
出した輪郭信号の振幅を映像信号の含まれる色領域に応
じて制御することによって、自然な印象を与える輪郭強
調を行う輪郭強調回路を構成できる。

【０００９】

【実施例】以下本発明の実施例について、図面を参照し
ながら説明する。図１は、本発明の一実施例を示す映像
信号輪郭強調回路全体のブロック図であり、図２は図１
中の特定色領域判別回路の具体的な構成の一例を示すブ
ロック図である。なお、図５は本実施例の輪郭強調回路
の動作を表す図であり、図中において記号ａ〜ｅで示さ
れる各部の波形は図１のａ〜ｅに一致している。

【００１０】図１において、入力端子１００Ａ，１００
Ｂ，１００Ｃから入力された映像信号ａ１，ａ２，ａ３
は、特定色領域判別回路１２０、輪郭信号生成回路１３
０に入力される。輪郭信号生成回路１３０からの出力
は、特定色領域判別回路１２０からの輪郭制御信号ｃに
よって乗算器１４０Ａ，１４０Ｂ，１４０Ｃで振幅調整
される。振幅調整された輪郭信号は加算器１５０Ａ，１
５０Ｂ，１５０Ｃによって映像信号ａ１，ａ２，ａ３と
加算され、出力端子１１０Ａ，１１０Ｂ，１１０Ｃから
輪郭強調された映像信号として出力される。

【００１１】図２において、特定色領域判別回路は、映
像信号（ａ１，ａ２）が入力される色領域判別ブロック
３００Ｂ、映像信号（ａ１，ａ３）が入力される色領域
判別ブロック３００Ｃおよび最小値選択回路２５０から
なる。以下、色領域判別ブロック３００Ｂについて説明
するが、色領域判別回路３００Ｃについても同じ構成で
あり同様の処理が施される。

【００１２】図２において、２００Ａ，２００Ｂは、映
像信号ａ１（Ｒ信号），ａ２（Ｇ信号）が入力される入
力端子であり、２１０Ｂは色領域の境界を定義する定数
を出力する色領域指定定数発生器である。入力端子２０
０Ａから入力された映像信号ａ１は乗算器２１２Ｂ，２
１３Ｂで色領域指定定数発生器２１０Ｂから与えられる
定数ｈ１，ｈ２と乗算された後、除算器２２０Ｂ，２２
１Ｂで色領域指定定数発生器２１０Ｂから与えられる定
数ｊ１で割られる。除算器２２０Ｂ，２２１Ｂからの出
力は、映像信号ａ２と共に加算器２１４Ｂ，２１５Ｂに
入力される。

【００１３】加算器２１４Ｂ，２１５Ｂの出力は半波整
流器２３０Ｂ，２３１Ｂを通過した後、除算器２２２
Ｂ，２２３Ｂに入力されて色領域指定定数発生器２１０
Ｂから与えられる定数ｍ１で割られる。除算器２２２
Ｂ，２２３Ｂからの出力はクリップ回路２４０Ｂ，２４
１Ｂでクリップされて色領域判別ブロック３００Ｂから
特定色境界信号ｐ１，ｐ２として出力される。特定色境
界信号ｐ１，ｐ２は特定色領域判別ブロック３００Ｃか
ら出力される特定色境界信号ｐ３，ｐ４と共に最小値選
択回路２５０に入力され、輪郭制御信号ｃとして出力さ
れる。

【００１４】以上のように構成された輪郭強調回路につ
いて、図１を用いてその全体動作を説明する。まず入力
端子１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃから入力された映像
信号ａ１，ａ２，ａ３は特定色領域判別回路１２０と輪
郭信号生成回路１３０に入力される。特定色領域判別回
路１２０は入力された映像信号が所定の色領域に含まれ
る度合いを判別し輪郭制御信号ｃを出力する。輪郭信号
生成回路１３０では第１の輪郭信号ｂ１，ｂ２，ｂ３を
抽出する。乗算器１４０では第１の輪郭信号ｂ１，ｂ
２，ｂ３の振幅を輪郭制御信号ｃに応じて制御する。

【００１５】つまり、映像信号が所定の色領域に含まれ
るときに輪郭強調量を減少、あるいは逆に所定の色領域
に含まれないときに輪郭強調量を減少させるよう構成す
る。例えば、人の肌の部分で輪郭強調量を抑えたい場合
には、映像信号が肌色をあらわす所定の色領域に含まれ
るときに、乗算器１４０から出力される振幅調整された
輪郭信号ｄ１，ｄ２，ｄ３の振幅が減少するよう特定色
領域判別回路１２０と乗算器１４０を構成する。映像信
号ａ１，ａ２，ａ３は上記のようにして生成された第２
の輪郭信号ｄ１，ｄ２，ｄ３が加算器１５０Ａ，１５０
Ｂ，１５０Ｃによって加算され、輪郭強調された映像信
号ｅ１，ｅ２，ｅ３となり出力端子１１０Ａ，１１０
Ｂ，１１０Ｃから出力される。

【００１６】なお、輪郭信号生成回路１３０で生成され
る輪郭信号は、３系統の映像信号から各々独立に抽出し
たものでも、あるいはＧ信号から抽出したものを３系統
共通の輪郭信号としたものでもよい。また、抽出された
輪郭信号に対する各種の非線形処理（コアリング、クリ
ッピング等）は輪郭信号発生回路１３０内、または乗算
器１４０の後のどちらで行ってもよい。

【００１７】つぎに図２および図３を用いて特定色領域
判別回路１２０の内部動作を説明するが、その前に本実
施例で判別を行う色領域の形状について説明する。ま
ず、図３（Ｃ）のように映像信号のＲ，Ｇ，Ｂ成分をそ
れぞれ直交する軸にとった３次元色空間において、原点
からの距離が輝度に、原点からの方向が色度にそれぞれ
対応するので、同じ色は原点を通る同一の直線上にある
ことになる。つまり、色度図上で１点であらわされる色
は、３次元色空間においては原点を通る１本の直線であ
らわされる。そこで、色度図上で領域指定を行うこと
は、３次元色空間においては原点を頂点とした円錐また
は多角錘の形状を指定することに対応する。

【００１８】本実施例では図３において斜線を施したよ
うな四角錘によって色領域を指定している。そして映像
信号がこの四角錘の中に含まれるか否かは、図３（Ａ）
（Ｂ）にそれぞれ示すような、３次元色空間内の四角錘
をＲ-Ｇ平面，Ｒ-Ｂ平面の２つの２次元色平面に投影し
た領域に、映像信号の（Ｒ，Ｇ）成分と（Ｒ，Ｂ）成分
が共に含まれるか否かの判別結果から判別している。

【００１９】つづいて、２次元色平面上での領域判別の
方法についてＲ-Ｇ平面での場合を例にして説明する。
判別を行う領域は、２次元色平面上では原点を通る２本
の直線Ｌ１，Ｌ２で定義されており、それぞれの直線は
直線が通る平面上の点（ｊ１，ｈ１），（ｊ１，ｈ２）
を与えることで定義される。映像信号の（Ｒ，Ｇ）成分
が（ａ１，ａ２）である時、直線Ｌ１，Ｌ２によって定
義される領域に含まれる条件は、Ｒ座標がａ１である直
線Ｌ１，Ｌ２上の点（ａ１，ｋ１），（ａ１，ｋ２）に
対し、ｋ２≦ａ２≦ｋ１が成り立つことである。

【００２０】ｋ１，ｋ２は定数ｊ１，ｈ１，ｈ２からそ
れぞれｋ１＝ａ１×ｈ１／ｊ１ｋ２＝ａ１×ｈ１／ｊ２のように計算でき、ａ２とｋ１，ｋ２の大小関係によっ
て（ａ１，ａ２）が特定色領域に属するかどうかの判断
ができる。さらに、ｋ１，ｋ２からａ１までの距離をそ
れぞれ計算し、近い方の境界までの距離を利用すること
で、図４に示すような（ａ１，ａ２）が特定色領域に属
している度合いをあらわす信号を生成できる。この信号
を利用することで、輪郭強調量に連続的な重み付けを行
うことができる。

【００２１】上記のような考えに基づいて、色領域の判
別を行う特定色領域判別回路１２０の内部動作を次に説
明する。映像信号ａ１，ａ２，ａ３は入力端子２００
Ａ，２００Ｂ，２００Ｃから入力された後、（ａ１，ａ
２），（ａ１，ａ３）をそれぞれ一組として処理が行わ
れる。以下、（ａ１，ａ２）の組に対して行う処理につ
いて説明するが、（ａ１，ａ３）の組に対しても同様の
処理を行い、両方の判断結果を統合して最終的に輪郭制
御信号ｃを決定する。

【００２２】つまり（ａ１，ａ２）に対しては、特定色
領域判別ブロック３００Ｂによって図３（Ａ）に、（ａ
１，ａ３）に対しては、特定色領域判別ブロック３００
Ｃによって図３（Ｂ）に、それぞれ斜線を施して示した
特定色領域範囲に含まれるか否か、あるいは含まれる度
合いの判別を行う。

【００２３】この結果を総合して、映像信号（ａ１，ａ
２，ａ３）が３次元色空間内において図３（Ｃ）の斜線
を施した四角錘の形状をした領域に含まれるか否か、あ
るいは含まれる度合いの判別を行う。実際の回路ではｋ
１＝ａ１×ｈ１／ｊ１に従ってｋ１を求めるため、ａ１
は定数ｈ１と乗算器２１２Ｂで乗算された後、除算器２
２０Ｂで割られてｋ１となる。このときの除数ｊ１は任
意の値でよく、これを２のベキ乗に選んだ場合、この除
算演算は乗算器２１２Ｂの出力に対するビットシフトを
行うことで実現できる。ｋ２も同様にして求められる。
このとき映像信号が特定色領域に含まれる条件はｋ２≦
ａ２≦ｋ１であらわされるので、Ｇ信号成分ａ２とＧ信
号成分に対する境界値ｋ１，ｋ２との差信号ｌ１，ｌ２
を加算器２１４Ｂ，２１５Ｂによって生成する。

【００２４】ここで単に、映像信号（ａ１，ａ２）が特
定色領域に含まれるか否かの判別を行うだけならば、加
算器２１４Ｂ，２１５Ｂから出力される信号の符号情報
のみ利用すればよい。しかしながら、映像信号が特定色
領域の境界付近にあるときに輪郭制御信号を２値的に変
化させると、付加される輪郭信号の量が急激に変化する
ことによって不自然な印象を与え、場合によってはノイ
ズのように見えてしまう恐れがある。

【００２５】本実施例の回路は、映像信号（ａ１，ａ
２）が特定色領域に属する度合いの情報を輪郭制御信号
とするためのものである。加算器２１４Ｂ，２１５Ｂか
らの出力は半波整流器２３０Ｂ，２３１Ｂによって、映
像信号が特定色領域を定義する直線に対して属している
側と、その度合いをあらわす信号になる。加算器２１４
Ｂ，２１５Ｂからの信号は除算器２２２Ｂ，２２３Ｂに
よって色領域指定定数発生器２１０Ｂから与えられる定
数ｍ１で割られる。この目的は、特定色領域の境界付近
で輪郭制御信号をなめらかに変化させることにある。こ
の場合も除算器２２２Ｂ，２２３Ｂの除数ｍ１を２のベ
キ乗に選ぶことで除算演算がビットシフトで実現でき
る。

【００２６】続いて除算器２２２Ｂ，２２３Ｂからの出
力は、クリップ回路２４０Ｂ，２４１ｂで所定の値にク
リップされ、特定色領域境界信号ｐ１，ｐ２として出力
される。この計算結果ｐ１，ｐ２は特定色領域判別ブロ
ック３００Ｃから同様にして得られた結果ｐ３，ｐ４と
共に最小値選択回路２５０に入力される。最小値選択回
路２５０では、入力された信号のうち最も小さな値を持
つ信号を輪郭制御信号ｃとして出力する。

【００２７】図４は図３（Ａ）に斜線を施して示した色
領域において、特定色領域判別ブロック３００Ｂが出力
する信号ｐ１，ｐ２に限って、ＭＩＮ（ｐ１，ｐ２）を
視覚的に分かりやすく描いたものである。特定色領域の
境界付近で出力値が連続的に変化しているが、これは輪
郭制御信号が連続的に変化していることをあらわしてお
り、この部分の傾きは、色領域指定定数発生器２１０Ｂ
から与えられる定数ｍ１によって変化する。

【００２８】このことにより、映像信号が特定色領域の
境界付近にあるときに輪郭信号の付加される量が空間
的、時間的に急激に変化することによって与える不自然
な印象を抑える効果がある。また、３次元色空間の原点
付近では輪郭制御信号は図４から明らかなように小さな
値をとる。このことは、髪の毛などの低輝度の被写体に
対しては付加する輪郭信号の量を保つために効果があ
る。

【００２９】尚、特定色領域範囲に含まれるか否かの２
値的な判別のみを行うのであれば、上記のような構成で
なくとも、例えば加算器２１４Ｂ，２１５Ｂの結果の符
号を利用して２値の情報に変換した後にＡＮＤ演算等を
行うだけでもよい。

【００３０】また、色領域指定定数発生器２１０Ｂから
与えられる特定色領域の形状を決定する定数ｊ１，ｈ
１，ｈ２、ｍ１は直接与えてもよいが、例えば、ｈ１，
ｈ２は領域の範囲を領域の中心と幅で規定したものから
変換する、等の方法で与えてもよい。また、これらの定
数は固定されたものでもよいが、外部からなんらかの方
法で与えて可変としてもよい。

【００３１】さらに、上記実施例では特定色領域判別回
路内で色領域を判別する際に、（ａ１，ａ２），（ａ
１，ａ３）をそれぞれ組にして処理を行っているが、映
像信号の組み合わせ方はこの限りではなく、また（ａ
２，ａ３）を加えた３系統で同様の処理を行ってもよ
い。さらに、特定色領域判別回路を複数設けることで、
複数の色領域に対する判別を行う場合にも対応できる。

【００３２】なお、映像信号が特定色領域内と判断され
た場合に輪郭信号の量を減らすことで得られる効果はす
でに述べたが、逆に特定色領域外で輪郭信号を減らすこ
とによって、特定の色をした被写体に対してのみ鮮鋭度
を上げることができる。

【００３３】

【発明の効果】以上のように本発明は、映像信号の輪郭
強調を行う際に、映像信号の含まれる色領域に応じて輪
郭強調量を制御することにより、自然な輪郭強調が可能
となる優れた輪郭強調回路を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す輪郭強調回路のブロッ
ク図

【図２】本発明の一実施例を示す特定色領域判別回路の
ブロック図

【図３】本実施例の特定色領域判別回路の動作をあらわ
す図

【図４】本実施例の特定色領域判別回路の動作をあらわ
す図

【図５】本実施例の輪郭強調回路の動作をあらわす波形
図

【符号の説明】

１２０特定色領域判別回路１３０輪郭信号生成回路１４０乗算器１５０加算器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者久我龍一郎大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】映像信号を入力とし、入力信号に応じた輪
郭信号を発生する輪郭信号生成手段と、前記入力信号が
特定の色領域に含まれていることを判別する特定色領域
判別手段と、前記特定色領域判別手段からの出力により
輪郭信号の振幅を制御する振幅調整手段と、前記入力信
号に前記振幅調整手段からの出力を加算する加算手段と
を有する輪郭強調回路。
【請求項２】振幅調整手段は、入力される映像信号が特
定色領域判別手段で判別される色領域に含まれている場
合に、輪郭信号の振幅を減ずることを特徴とする請求項
１記載の輪郭強調回路。
【請求項３】振幅調整手段は、入力される映像信号が特
定色領域判別手段で判別される色領域に含まれていない
場合に、輪郭信号の振幅を減ずることを特徴とする請求
項１記載の輪郭強調回路。
【請求項４】特定色領域判別手段で判別を行う判別色領
域を、Ｒ，Ｇ，Ｂ信号成分を互いに直交するＸ，Ｙ，Ｚ
軸にとった３次元色空間内において、原点を頂点とする
円錐形状または多角錘形状によって定義することを特徴
とする請求項１から３のいずれかに記載の輪郭強調回
路。
【請求項５】３次元色空間内において、特定色領域判別
手段で判別を行う判別色領域の境界と、入力される映像
信号との距離によって輪郭強調量を変化させることを特
徴とする請求項４記載の輪郭強調回路。
【請求項６】特定色領域判別手段で判別を行う際に行な
われる除算演算のすべてをビットシフトによって実現す
ることを特徴とする請求項４または５記載の輪郭強調回
路。