JPH0715743A - 合成画像信号から前景画像信号を分離する方法 - Google Patents

合成画像信号から前景画像信号を分離する方法

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JPH0715743A
JPH0715743A JP6012646A JP1264694A JPH0715743A JP H0715743 A JPH0715743 A JP H0715743A JP 6012646 A JP6012646 A JP 6012646A JP 1264694 A JP1264694 A JP 1264694A JP H0715743 A JPH0715743 A JP H0715743A
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JP
Japan
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color
image signal
signal
key
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JP6012646A
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English (en)
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Rainer Gehrmann
ゲールマン ライナー
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Koninklijke Philips NV
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Philips Electronics NV
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    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N9/00Details of colour television systems
    • H04N9/64Circuits for processing colour signals
    • H04N9/74Circuits for processing colour signals for obtaining special effects
    • H04N9/76Circuits for processing colour signals for obtaining special effects for mixing of colour signals

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  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Processing Of Color Television Signals (AREA)
  • Processing Or Creating Images (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 確度の高い合成画像信号から前景画像信号を
分離する方法を提供する。 【構成】 キーカラーKCとキー領域でこのキーカラー
への遷移カラーとを有し、そのキーカラーと遷移カラー
との成分が制御信号kに依存して合成画像信号からベク
トル的に減算され、その制御信号kはキーカラーKCの
領域での1と合成境界での0との間の値を連続的に変化
して取る合成画像信号MGから前景画像信号を分離する
方法で、ガンマ前補正に起因するカラー誤差は方程式F
G=MG−k・KC(f)に従ってベクトル的減算が実
施されて取りのぞかれ、ここでKC(f)はCb /Cr
カラー平面における角度が関係する限りカラー強度に依
存して選択される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、キーカラー(key col
or) KCとキー領域でこのキーカラーへの遷移カラー(t
ransition color)とを有し、そのキーカラーと遷移カラ
ーとの成分が制御信号kに依存して合成画像信号からベ
クトル的に減算され、その制御信号kはキーカラーKC
の領域での1と合成境界での0との間の値を連続的に変
化して取る合成画像信号MGから前景画像信号を分離す
る方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】かかる方法では合成画像信号に存在する
と仮定されるキーカラーKCの成分は合成画像信号から
ベクトル的に減算される。このことは1(キーカラーの
全減算)と0(キーカラーの減算のない時)との間を連
続的に取る制御信号に依存して効果的になされる。キー
カラー成分はまたより少ないキーカラー成分(削減され
たカラー強度を備える)のみを有する遷移カラーからも
減算され得る。
【0003】“カラー強度”という言葉はここでは成分
カラー空間におけるかかる複数カラーの特殊な特性形態
と理解され、それらカラーはすべてが無彩色点/黒では
じまる同じ直線上に位置するという共通性を有する。か
くて、色相、色度および彩度はクロミナンス対輝度比が
常に等しくなるから共通である。
【0004】“カラー強度”という言葉は今後しばしば
b /Cr 平面への2次元投影、すなわち彩度の代わり
に使用され、それは輝度が変化するかしないかの問題が
“彩度変化”という言葉により明らかに残るからであ
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、キーカ
ラーのベクトル的減算は多くの画像信号で、カメラ入力
の輝度信号とクロミナンス信号間に線形関係がないとい
う問題を含んでいる。ガンマ前補正が屡々施行され、そ
れは表示端でモニタの表示スクリーン上蛍光体の発光の
傾きにより補正されるものである。しかしながら、ガン
マ前補正後またはガンマ補正前に前景画像信号が合成画
像信号により分離されるべきとすると誤差が発生する。
【0006】線形の振舞いからの偏倚の原因は、最初は
ガンマ補正それ自身であるように思われるかもしれない
が、そうではなくてガンマ補正の形にある。この問題は
理想的指数関数曲線から偏倚するR,G,Bカメラ信号
のガンマ特性曲線により提供される。
【0007】合成信号を形成すべく操作する時、3チャ
ネルの信号は異なった大きさの振幅、かくてまた異なっ
た傾斜で組合わされる。結果としてその傾斜は振幅に依
存する。しかしながら、正真正銘の指数関数変化は例外
である。その変化は曲線であってもその指数(傾斜)は
振幅全体にわたり一定である。
【0008】かかる問題を排除することは、英国放送協
会エンジニア部門(British Broadcasting Corporation
Engineering Division) の研究報告(Research Report)
1984/16 に記載されている V.G.Devereux による表題
“テレビジョンアニメーションストア:ディジタル ク
ロマキーとミキサーユニット(Television Animation St
ore :Digital Chroma Key and Mixer Units" から公知
で、そこではキーカラーと遷移カラーのすべての可能な
発散を含む狭い角度領域が規定されている。キーカラー
と遷移カラーの成分をベクトル的に減算した後は、すべ
て残余のカラーはそれらの無彩色点でセットされる。こ
の方法の欠点はCb /Cr カラー平面のキーカラーおよ
び遷移カラーの小さな発散角度領域に限界があることで
ある。さらにキーカラーまたは遷移カラーの成分を具え
た透明対象物の弱いカラー色調は失われてしまう。
【0009】従ってこの発明の目的は、合成画像信号の
輝度とカラー間の関係が非線形の場合にも、合成画像信
号の他のカラー色調を変化させたり新しいカラー色調を
発生させたりすることなく、キーカラーと遷移カラーを
抽出することの可能な範囲まで(発明の詳細な説明)の
欄の冒頭に述べた分離方法を高揚させんとするものであ
る。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明に係る第1の実施
態様ではこの目的は、前記ベクトル的な減算が方程式F
G=MG−k・KC(f)に従って実施され、ここでK
C(f)はCb /Crカラー平面の角度が関係する限り
カラー強度に依存して選択されることにより解決され
る。
【0011】キーカラーまたは遷移カラーの成分は合成
画像信号MGからベクトル的に減算される。この減算の
大きさは制御信号の値kにより制御される。この制御信
号は連続的に変化して1と0の間の値を取る。値1はキ
ーカラーKCの全強度領域で到達される。そしてその遷
移カラー成分が合成画像成分からベクトル的に減算され
る限りは、値0はいわゆる合成境界で到達される。しか
しながら、方程式FG=MG−k・KC(f)はキーカ
ラーの固定カラー位置KCからはもはや出発しない。特
にCb /Cr カラー平面におけるキーカラーKCと無彩
色点間の遷移カラーは必ずしもキーカラーKCとして同
じ角度を示さない。合成画像信号の非線形、特にこの画
像信号のクロミナンス信号とカメラ入力の輝度信号との
間の関係における非線形はCb /Cr カラー平面の遷移
カラーの曲線状変化に結果するかもしれない。いいかえ
れば、Cb /Cr カラー平面のキーカラーKCの低い強
度を有する成分と遷移カラーとは全カラー強度でのキー
カラーKCとは異なったカラー角度を有していることを
意味する。
【0012】結果として値KC(f)はキーカラーまた
は遷移カラーの成分のカラー強度に依存して選択され
る。全カラー強度でのキーカラーKCと無彩色点間のC
b /C r カラー平面に存在する画素に関しては、値KC
(f)はそのカラー強度に依存して、すなわちCb /C
r カラー平面での無彩色点までの距離に依存して選択さ
れ、その値は合成画像信号に表われる輝度とクロミナン
ス信号成分間の非線形関係を考慮するように選択され
る。
【0013】それによってキーカラーKCのカラー角度
とは異なるCb /Cr カラー平面のカラー角度を具えた
全カラー強度での遷移カラーを有する位置が、キーカラ
ーまたは遷移カラーKC(f)の正確な角度と正確な量
を正しくベクトル的に減算されるということが達成され
る。かくて従来技術の方法と比較してカラー歪のない前
景画像信号が得られる。
【0014】本発明の第2の実施態様では前記ベクトル
的な減算が方程式FG=MG−k・KC(f)に従って
実施され、ここでKC(f)はその3つの成分Y,
r , C b が関係する限りカラー強度に依存して選択さ
れる。カラー強度と水平の色度角(色相)間のそれと同
じ依存度がカラー強度と垂直色度角、すなわち輝度値間
に見出すことができる。その影響は強度が変化すると彩
度はもはや一定ではないということに存する。
【0015】起因要素と定性的変化は水平Cr /Cb
面にすでに表われているそれらと等しいかまたは類似で
ある。ここに示された解はかくてKCの輝度成分にさら
に拡張可能である。垂直角、または輝度値Yはカラー強
度および制御信号の値kそれぞれを介して決定されるべ
きである。
【0016】本発明の別の実施態様では、KC(f)が
制御信号の値kに依存して選択される。キーカラーと合
成境界からの距離に依存する制御信号の値の前述の変化
に起因して、制御信号はCb /Cr カラー平面のキーカ
ラーと無彩色点との間の一点のカラー強度の値に対応し
て依存する。値KC(f)はまた制御信号の値kに依存
して選択され、それはまた制御信号の前述の選択の場合
のカラー強度への依存を必要とする。しかしながら、制
御信号の値kへの値KC(f)の依存の選択はカラー強
度への直接の依存よりも実際上より簡単になるかもしれ
ない。
【0017】原理的に、Cb /Cr カラー平面およびY
/Chr平面における関数KC(f)の変化は任意に選
択されてよい。本発明のさらに別の実施態様によれば、
このことはKC(f)がCb /Cr のカラー平面に延長
された指数関数曲線として規定される場合には有利に実
現されるだろう。曲線変化を選択するためのパラメータ
はこの場合十分であろう。
【0018】本発明に係る方法を実施する装置の実施態
様は、カラー強度および/または制御信号kに依存する
値KC(f)がメモリテーブルに記憶され、カラー強度
および/または制御信号の値kに依存して合成画像信号
MGから前景画像信号FGを分離するため、対応する値
KC(f)がそのメモリから読出されてベクトル的減算
に使用されることを特徴とするものである。メモリテー
ブルに記憶された値KC(f)はかくて簡単に変化する
状態に適応することができる。
【0019】
【実施例】以下添付図面を参照し実施例により本願発明
を詳細に説明する。図1はCb およびCr がそれぞれ色
差信号B−YおよびR−Yを表わす公知のCb /Cr
ラー平面を線図的に示す。
【0020】図1図示Cb /Cr カラー平面では、合成
画像信号MGのフィールドで発生するカラー位置は例え
ば黒い陰影領域で示されている。図1にはさらに全カラ
ー強度でキーカラーに対応するカラー位置KCが示され
ている。さらに赤または黄色に向う無彩色領域にカラー
位置の集積が認められる。これらの画素はキーカラーや
遷移カラーにより影響されず、合成画像信号から分離さ
れるべき前景画像信号FGと関連づけられる。
【0021】しかしながら、全カラー強度でのキーカラ
ーKCと無彩色点との間の遷移領域には一連の画素が認
められ、これらはキーカラーと前景画像信号FGとして
分離されるべき実際の前景画像の内容との間の遷移カラ
ーを表わしている。図でKC(f)で示されているこれ
らの画素は、しかしながらCb /Cr カラー平面でカラ
ー位置KCと無彩色点との間の直線上に延在していな
い。遷移カラーKC(f)のこの曲線状変化の原因は、
例えば輝度信号とクロミナンス信号間の非線形関係が注
意深く確立されるカメラのガンマ前補正かもしれない。
これは例えば(自動的に)打消される表示モニタにおけ
る受像管の逆ガンマ特性曲線に適応される目的でなされ
る。しかしながら、もしガンマ補正がその表示端で打消
される前に前景画像信号FGが合成画像信号MGから分
離されるべきとすると、カラー誤差が遷移カラーからキ
ーカラーKCの成分の簡単なベクトル的減算の場合に発
生するかもしれない。
【0022】もし、例えばCb /Cr カラー平面での全
カラー強度でのキーカラーKCと無彩色点との間で近似
的に曲線にのる画素に対して全カラー強度でのキーカラ
ーKCに対すると同じベクトル方向の成分KC(f)の
減算が実行されるとすると、この画素のカラー位置はC
b /Cr カラー平面の無彩色点にリセットされなくて、
r 軸上のあるカラー位置で、すなわち赤色の方に向か
うカラー位置でリセットされるだろう。かくて青色成分
は赤色成分に変換されるだろう。このカラー誤差は本発
明方法によって取除かれる。
【0023】本発明によれば、このことは、ベクトル的
に減算されたキーカラーまたは遷移カラーの成分がCb
/Cr カラー平面の角度が関係する限りカラー強度に依
存して選択されるような方法で、キーカラーまたは遷移
カラーの成分のベクトル的減算が実施されることで達成
される。Cb /Cr カラー平面での全カラー強度でのキ
ーカラーKCと無彩色点との間で近似的に曲線にのると
考慮された画素について、例えばキーカラーKC(f)
の異なった角度が考慮されるだろう。
【0024】この方法を実行するためには、図1の遷移
カラーの曲線的変化に対応するように異なった値KC
(f)が選択される。かくて、またCb /Cr カラー平
面での異なった角度を有するこれら遷移カラーに関し
て、それら成分のベクトル的減算が無彩色点でのキーカ
ラー成分をリセットし、他のカラー成分を再発生しない
画素で実施される。
【0025】キーカラー成分のカラー強度または彩度が
KC(f)の制御値fの手段として使用されることがで
きる。しかしながら、値KC(f)の選択のために制御
信号の値kを使用することも別に可能である。方程式F
G=MG−k・KC(f)においてもし制御信号kが1
(キーカラーKCの領域で)と0(合成境界で)の間で
連続的に変わる値を取るとすると、カラー強度の依存性
はまた制御信号の値kに依存する値KC(f)を選択す
る時自動的に与えられる。
【0026】図2は2つの値、すなわち全カラー強度で
のキーカラーKCの値についての値KC(k=1)と明
らかにより弱いカラー強度での遷移カラーの値について
の値KC(k=0.3 )とを線図的に示している。図2は
値KC(k=0.3 )についてCb /Cr カラー平面でカ
ラー角度が与えられ、それは値KC(k=1)について
と明かに異なっている。
【0027】これはまた全カラー強度でのキーカラーK
Cと例えば制御信号kが値0に到達するCb /Cr カラ
ー平面の無彩色点との間で曲線上にある合成画像信号の
他の画素にも適用される。
【0028】図3は3次元成分のカラー空間の斜視図で
ある。輝度成分が付加されている。すでに公知の(投影
された)Cr /Cb 平面の変化に加えて、図はまたクロ
ミナンスと輝度(飽和)間の比がキーカラー強度が変化
するときは一定でないことを示している。図示された表
示では計算された、線形の比例値は一般に実際の値より
低い。その結果、例えば、k=0.3 の値での合成画像信
号から抽出される輝度はほとんどない。
【0029】しかしながら、もし可変KC(f)が輝度
の適切な増加を含むとすれば、この影響は補償される。
次にまた低い強度(陰影)のキーカラー値は確実に黒で
正確にセットされる。図3は100%強度でのキーカラ
ーKC(k=1)と同じように30%強度に対応する変
化したキーカラーKC(k=0.3 )を示している。この
変化したキーカラーはCb /Cr カラー平面の変化した
色相を持つのみならず変化した輝度値Yを有する。
【0030】一般に、キーカラーKCは3つの成分です
べて可変にならねばならず、カラー強度および制御信号
kそれぞれの関数になるべきである。すなわち KC(f)=KCcb(f),KCcr(f),KC
Y (f)
【0031】図4は本発明に係る両方法が実施され得る
装置のブロック線図を示し、背景画像信号は前景画像信
号と組合わすことができる。背景画像信号はキーカラー
KCと遷移カラーが抽出された領域で前景画像信号と組
合わされる。いいかえれば、前景画像信号における合成
画像信号のキー領域は背景信号により置換される。装置
の入力は成分Cr ,Cb およびYを備えた合成画像信号
MGを受取る。C r とCb は2つの色差信号を、Yは輝
度信号を示している。
【0032】合成画像信号MGは制御信号kが合成画像
信号の画素のカラー位置に依存して発生される第1のメ
モリに印加される。この制御信号kは、例えば、キーカ
ラKCの領域で約1の値、Cb /Cr カラー平面の無彩
色領域で約0の値に連続して変化し到達するように発生
されてよい。制御信号kは乗算器2、第2のメモリ3お
よび第2の乗算器4に印加される。
【0033】第2のメモリ3では乗算器4へ負の符号で
印加される値KC(f)は制御信号の値kに依存して、
それで合成画像信号MGのカラー強度の値に依存して選
択される。この乗算器ではKC(f)の値は制御信号の
値kだけ乗算される。この積は加算器6で合成画像信号
の値に印加される。3つの成分Cb ,Cr およびYは個
々に印加される。
【0034】制御信号kと同じように、背景画像信号は
乗算器2に印加される。乗算器2の出力信号は加算器5
で加算器6の出力信号に加算される。加算器6の出力信
号は成分k・KC(f)が合成画像信号MGからベクト
ル的に減算された信号を表わす。また制御信号kに依存
して、背景画像信号BGはキーカラーと遷移カラーとが
分離された前景画像信号のそれらの領域に挿入されてい
る。図4図示装置は方程式出力=MG−k・KC(f)
+k・BGに従って演算が行なわれる。
【図面の簡単な説明】
【図1】合成画像信号で発生するCb /Cr 平面のある
カラー位置を線図的に示す図である。
【図2】制御信号kに依存する値KC(f)を選択した
図1と同じ図面を示す図である。
【図3】図2と同じく制御信号kに依存する値KC
(f)を選択したY/Cb /Cr カラー空間の3次元表
示を示す図である。
【図4】前景画像信号から抽出された合成画像信号キー
領域に背景画像信号を付加的に挿入する方法を実施する
ための装置を示す。
【符号の説明】
1 第1のメモリ 2 乗算器 3 第2のメモリ 4 乗算器 5 加算器 6 加算器

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 キーカラーKCとキー領域でこのキーカ
    ラーへの遷移カラーとを有し、そのキーカラーと遷移カ
    ラーとの成分が制御信号kに依存して合成画像信号から
    ベクトル的に減算され、その制御信号kはキーカラーK
    Cの領域での1と合成境界での0との間の値を連続的に
    変化して取る合成画像信号MGから前景画像信号を分離
    する方法において、前記ベクトル的な減算が方程式FG
    =MG−k・KC(f)に従って実施され、ここでKC
    (f)はCb /Cr カラー平面の角度が関係する限りカ
    ラー強度に依存して選択されることを特徴とする合成画
    像信号から前景画像信号を分離する方法。
  2. 【請求項2】 キーカラーKCとキー領域でこのキーカ
    ラーへの遷移カラーとを有し、そのキーカラーと遷移カ
    ラーとの成分が制御信号kに依存して合成画像信号から
    ベクトル的に減算され、その制御信号kはキーカラーK
    Cの領域での1と合成境界での0との間の値を連続的に
    変化して取る合成画像信号MGから前景画像信号を分離
    する方法において、前記ベクトル的な減算が方程式FG
    =MG−k・KC(f)に従って実施され、ここでKC
    (f)はその3つの成分Y,C r , Cb が関係する限り
    カラー強度に依存して選択されることを特徴とする合成
    画像信号から前景画像信号を分離する方法。
  3. 【請求項3】 請求項1または2記載の方法において、
    KC(f)が制御信号の値kに依存して選択されること
    を特徴とする合成画像信号から前景画像信号を分離する
    方法。
  4. 【請求項4】 請求項1から3いずれか1項に記載の方
    法において、KC(f)がCb /Cr カラー平面に延在
    する指数関数曲線として規定されることを特徴とする合
    成画像信号から前景画像信号を分離する方法。
  5. 【請求項5】 請求項1から4いずれか1項に記載の方
    法を実施する装置において、カラー強度および/または
    制御信号kに依存する値KC(f)がメモリテーブルに
    記憶され、カラー強度および/または制御信号の値kに
    依存して合成画像信号MGから前景画像信号FGを分離
    するため、対応する値KC(f)がそのメモリから読出
    されてベクトル的減算に使用されることを特徴とする合
    成画像信号から前景画像信号を分離する方法を実施する
    装置。
JP6012646A 1993-02-05 1994-02-04 合成画像信号から前景画像信号を分離する方法 Pending JPH0715743A (ja)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE4303347 1993-02-05
DE4400599A DE4400599A1 (de) 1993-02-05 1994-01-12 Verfahren zur Abtrennung eines Vordergrund-Bildsignals aus einem Misch-Bildsignal mit Gradationsentzerrung und Anordnung zur Durchführung des Verfahrens
DE4303347:4 1994-01-12
DE4400599:7 1994-01-12

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0715743A true JPH0715743A (ja) 1995-01-17

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ID=25922812

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JP6012646A Pending JPH0715743A (ja) 1993-02-05 1994-02-04 合成画像信号から前景画像信号を分離する方法

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US (1) US5436671A (ja)
JP (1) JPH0715743A (ja)
GB (1) GB2275147B (ja)

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GB2275147A (en) 1994-08-17
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