JPH11341511A

JPH11341511A - 信号処理方法および撮像装置

Info

Publication number: JPH11341511A
Application number: JP10147887A
Authority: JP
Inventors: Seiji Kawa; 誠司河
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1998-05-28
Filing date: 1998-05-28
Publication date: 1999-12-10

Abstract

(57)【要約】【課題】彩度や色相に影響を与えることなく輝度をレベ
ル変換する。【解決手段】Ｙマトリックス２１０で三原色信号ＲＧＢ
から輝度信号Ｙを生成する。輝度信号Ｙを用いて減算器
２４２、レベルシフト２４４，２５０、メモリ２４６、
乗算器２４８，２５４、加算器２５２によって補正量Ｂ
g（Ｙ）を求める。減算器２１２r〜２１２bからの減算
信号に輝度信号Ｙと補正量Ｂg（Ｙ）を加算して彩度や
色相に影響を与えることなく輝度のみレベル変換が行わ
れた三原色出力信号Ｒ’，Ｇ’，Ｂ’を得る。開始レベ
ルＣＴbsで輝度のレベル変換を開始する輝度信号の信号
レベルを設定し、範囲パラメータＣＴbwでレベル変換を
行う範囲を設定する。ゲインデータＣＴbgでレベル変換
での変化量を設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、信号処理方法お
よび撮像装置に関する。詳しくは、所定の輝度範囲内で
三原色信号の各色信号に対して補正量を加算することに
より、所定の輝度範囲内で彩度や色相に影響を与えるこ
となく輝度のみレベル変換を行うものである。また、三
原色信号から輝度信号を求め、三原色信号の各色信号か
ら輝度信号を減算した信号に対して第１の輝度範囲内で
係数値を可変させて乗算し、得られた各乗算信号に輝度
信号と第２の輝度範囲内で設定された補正量を加算する
ことで、第１の輝度範囲内で輝度や色相に影響を与える
ことなく彩度のみレベル変換を行うと共に第２の輝度範
囲内で彩度や色相に影響を与えることなく輝度のみレベ
ル変換を行うものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の撮像装置、例えばビデオカメラ装
置では、受像管の発光特性に対して逆特性となるように
補正する非線形変換処理（ガンマ補正）が行われてい
る。ここで、番組制作等においては所望の輝度部分、例
えば低輝度部に対しても種々の制御したいとの要求がな
されていることから、低輝度部だけの特性を変えるため
のブラックガンマ補正回路を有する装置が提案されてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ビデオカメ
ラ装置では、色変換を行うリニアマトリックス処理やガ
ンマ補正等の処理を行う場合、三原色信号がそれぞれ独
立に処理される。このため、低輝度部でのゲインを制御
して低輝度部だけの輝度レベルを高めるものとしたとき
には、彩度と位相が変化してしまう。また、彩度を処理
したときには輝度が変化してしまう。

【０００４】そこで、この発明では彩度や色相に影響を
与えることなく輝度をレベル変換することができると共
に、輝度のレベル変換だけでなく輝度や色相を変化させ
ることなく彩度のレベル変換も行うことができる信号処
理方法および撮像装置を提供するものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明に係る信号処理
方法は、所定の輝度範囲内で三原色信号の各色信号に対
して補正量を加算することにより、彩度や色相に影響を
与えることなく所定の輝度範囲の輝度のレベル変換が行
われた三原色出力信号を得るものである。

【０００６】また、三原色信号から輝度信号を生成し、
三原色信号の各色信号から輝度信号を減算して減算信号
を求め、第１の輝度範囲外であるときには係数値が
「１」であると共に第１の輝度範囲内では係数値が可変
される係数をそれぞれの減算信号に乗算して乗算信号を
求め、第２の輝度範囲内で補正量を設定し、それぞれの
乗算信号に対して輝度信号と補正量を加算することによ
り、輝度や色相に影響を与えることなく第１の輝度範囲
内で彩度のレベル変換と、彩度や色相に影響を与えるこ
となく第２の輝度範囲内で輝度のレベル変換とが独立し
て行われた三原色出力信号を得るものである。

【０００７】また、この発明に係る撮像装置は、被写体
を撮影して得られた三原色信号から輝度信号を生成する
Ｙマトリックス手段と、Ｙマトリックス手段で生成され
た輝度信号の信号レベルが所定の輝度範囲内であるとき
に輝度信号の信号レベルに基づいて補正量を設定する補
正量設定手段と、補正量設定手段で設定された補正量を
三原色信号の各色信号に加算して三原色出力信号を得る
加算手段とを有するものである。

【０００８】さらに、被写体を撮影して得られた三原色
信号から輝度信号を生成するＹマトリックス手段と、Ｙ
マトリックス手段で生成された輝度信号の信号レベルが
第１の輝度範囲内であるときに係数値が可変される係数
を設定する係数設定手段と、Ｙマトリックス手段で生成
された輝度信号の信号レベルが第２の輝度範囲であると
きに輝度信号の信号レベルに基づいて補正量を設定する
補正量設定手段と、三原色信号の各色信号から輝度信号
を減算する減算手段と、減算手段で得られたそれぞれの
減算信号に係数設定手段で設定された係数を乗算する乗
算手段と、乗算手段で得られたそれぞれの乗算信号にＹ
マトリックス手段で生成された輝度信号と補正量設定手
段で設定された補正量を加算して三原色出力信号を得る
加算手段とを有するものである。

【０００９】この発明においては、三原色信号の各色信
号に対して、例えば制御手段によって設定された所定の
輝度範囲内で輝度信号の信号レベルに応じた補正量が加
算されて三原色出力信号が生成される。また、輝度信号
の信号レベルに基づいて補正量を可変するための特性カ
ーブを折れ線近似して得られる各線分のデータがメモリ
手段に記憶されて、輝度信号の信号レベルが所定の輝度
範囲内であるときには、メモリ手段から読み出された線
分のデータを使用して補正量が設定される。

【００１０】また、三原色信号から輝度信号が求められ
て、三原色信号の各色信号から輝度信号を減算して得ら
れた信号に対して、輝度信号の信号レベルが例えば範囲
設定手段によって設定された第１の輝度範囲内であると
きには輝度信号の信号レベルに応じて係数値が可変され
る係数が乗算されて各乗算信号が生成される。さらに、
輝度信号の信号レベルが範囲設定手段によって設定され
た第２の輝度範囲内であるときには輝度信号の信号レベ
ルに応じた補正量が設定されて、各乗算信号に輝度信号
と補正量が加算されて三原色出力信号が生成される。ま
た、メモリ信号に、輝度信号の信号レベルに基づいて係
数値を可変するための特性カーブを折れ線近似して得ら
れる各線分のデータや輝度信号の信号レベルに基づいて
補正量を設定するための特性カーブを折れ線近似して得
られる各線分のデータが記憶されて、輝度信号の信号レ
ベルが第１の輝度範囲内であるときには、メモリ手段か
ら読み出された線分のデータを使用して係数値が可変さ
れると共に、第２の輝度範囲内であるときには、メモリ
手段から読み出された線分のデータを使用して補正量が
設定される。また、制御手段によって係数設定手段で設
定される係数の大きさや補正量設定手段で設定される補
正量の大きさが制御される。

【００１１】

【発明の実施の形態】次に、この発明の実施の一形態に
ついて、図を用いて詳細に説明する。ここで、輝度や色
相を変えることなく彩度のみレベル変換する処理方法、
および彩度や色相を変えることなく輝度のみレベル変換
する処理方法について説明する。

【００１２】まず、三原色信号Ｒ，Ｇ，Ｂと輝度信号
Ｙ、色差信号Ｃr，Ｃbの関係は式（１）に示すものとさ
れる。

【００１３】

【数１】

【００１４】なお、式（１）において係数ｒ，ｇ，ｂは
式（２）を満たすものである。ｒ＋ｇ＋ｂ＝１ −−−（２）

【００１５】ここで、式（３）で示す処理を行うことに
より、輝度や色相を変えることなく彩度のみをｐ倍する
ことができる。

【００１６】

【数２】

【００１７】次に、彩度のみがｐ倍されたときの輝度信
号Ｙ’や色差信号Ｃｒ’，Ｃb’と三原色出力信号
Ｒ’，Ｇ’，Ｂ’の関係は式（４）で示すものとされ
る。

【００１８】

【数３】

【００１９】この式（４）に式（１）および式（３）を
代入すると式（５）を得ることができ、式（５）を整理
すると式（６）となる。

【００２０】

【数４】

【００２１】さらに式（６）を整理することで式（７）
を得ることができる。

【００２２】

【数５】

【００２３】このため、三原色信号Ｒ，Ｇ，Ｂから輝度
信号Ｙを求め、三原色信号Ｒ，Ｇ，Ｂと輝度信号Ｙを用
いて式（７）の演算を行うことにより、輝度や色相を変
化させることなく彩度だけがｐ倍された三原色出力信号
Ｒ’，Ｇ’，Ｂ’を得ることができる。

【００２４】ここで、処理が行われた領域と処理が行わ
れていない領域との繋ぎ目が滑らかとなるように、例え
ば式（８）に示す条件に基づいて係数「ｖ」が決定され
る。なお、「ｓｓ」および「３ｍ＋ｓｓ」は輝度信号Ｙ
のレベル範囲を示しており、輝度信号Ｙが「ｓｓ」より
も大きく「３ｍ＋ｓｓ」以下の範囲内で彩度のレベル変
換が行われる。

【００２５】

【数６】

【００２６】このように輝度信号Ｙのレベルに応じて係
数「ｖ」が設定される。また彩度のレベル変換を行う範
囲外の部分では「ｐ」＝１である必要があることから、
式（９）に示すように係数「ｖ」に「１」が加算された
値が彩度の倍率「ｐ」とされる。ｐ＝ｖ＋１ −−−（９）

【００２７】さらに、式（１０）に示すように係数
「ｖ」にゲイン「ｓｕ」を乗算するものとし、この式
（１０）で得られた補正係数Ｌｐ（Ｙ）を用いて、式
（１１）の演算を行うことにより、ゲイン「ｓｕ」を可
変することで輝度や色相を変えることなく彩度のみを自
由に制御することができる。

【００２８】

【数７】

【００２９】次に、色相や彩度を変えることなく輝度の
レベル変換を行う処理について説明する。色相や彩度を
変えることなく輝度のレベルを変換する場合には、式
（１２）で示す処理を行うことにより、輝度のみを補正
量Ｂg（Ｙ）だけ可変することができる。

【００３０】

【数８】

【００３１】輝度のみレベル変換が行われたときの輝度
信号Ｙ’や色差信号Ｃｒ’，Ｃb’と三原色出力信号
Ｒ’，Ｇ’，Ｂ’の関係は式（１３）で示すものとされ
る。

【００３２】

【数９】

【００３３】この式（１３）に式（１２）を代入すると
式（１４）を得ることができる。

【００３４】

【数１０】

【００３５】さらに、式（１４）に式（１）を代入して
整理すると式（１５）となる。

【００３６】

【数１１】

【００３７】このため、補正量Ｂｇ（Ｙ）を設定し、こ
の補正量Ｂg（Ｙ）と三原色信号Ｒ，Ｇ，Ｂを用いて式
（１５）の演算を行うことにより、彩度や色相を変化さ
せることなく輝度だけがレベル変換された三原色出力信
号Ｒ’，Ｇ’，Ｂ’を得ることができる。

【００３８】ここで、輝度や色相を変化させることなく
彩度だけをレベル変換する場合と同様に、処理が行われ
た領域と処理が行われていない領域との繋ぎ目が滑らか
となるよう例えば式（１６）に示す条件に基づいて補正
量Ｂg（Ｙ）が決定される。なお、「ｂｓ」および「３
ｎ＋ｂｓ」は輝度信号Ｙのレベル範囲を示しており、輝
度信号Ｙが「ｂｓ」よりも大きく「３ｎ＋ｂｓ」以下の
範囲内で輝度のレベル変換が行われる。

【００３９】

【数１２】

【００４０】このように輝度信号Ｙのレベルに応じて補
正量「ｂｖ」が設定される。さらに、式（１７）に示す
ように係数「ｂｖ」にゲイン「ｂｕ」を乗算するものと
し、この式（１７）で得られた補正量Ｂg（Ｙ）を用い
て、式（１５）の演算を行うことにより、ゲイン「ｂ
ｕ」を可変することで彩度や色相を変えることなく輝度
のみレベル変換を行うことができる。Ｂg（Ｙ）＝ｂｖ・ｂｕ −−−（１７）

【００４１】さらに、補正係数Ｌp（Ｙ）と補正量Ｂg
（Ｙ）を用いて式（１８）に示す処理を行うことによ
り、二つの処理を同時に行うことができる。

【００４２】

【数１３】

【００４３】次に、輝度や色相を変えることなく彩度の
みをレベル変換することができると共に、色相や彩度を
変えることなく輝度のみをレベル変換することができる
ビデオカメラ装置について説明する。

【００４４】図１はビデオカメラ装置の構成を示してお
り、レンズ１１を介して被写体の光学像が撮像素子１２
の撮像面上に結像される。

【００４５】撮像素子１２では、光電変換によって被写
体の光学像に基づいた三原色の撮像信号Ｓr，Ｓg，Ｓb
が生成される。この撮像信号Ｓr，Ｓg，Ｓbは、それぞ
れアンプ部１３で増幅されて撮像信号Ｓr’，Ｓg’，Ｓ
b’とされる。撮像信号Ｓr’，Ｓg’，Ｓb’は、それぞ
れＡ／Ｄ変換部１４でディジタルの画像信号Ｄr，Ｄg，
Ｄbに変換されてリニアマトリックス処理部１５に供給
される。

【００４６】リニアマトリックス処理部１５では色の変
換が行われて、画像信号Ｄr，Ｄg，Ｄbは画像信号Ｄc
r，Ｄcg，Ｄcbとされる。この画像信号Ｄcr，Ｄcg，Ｄc
bはレベル変換部２０に供給される。

【００４７】レベル変換部２０は、輝度や色相を変える
ことなく彩度のみをレベル変換するためのローキーサチ
ュレーション回路と色相や彩度を変えることなく輝度の
みをレベル変換するためのブラックガンマ補正回路を有
している。このレベル変換部２０では、輝度や色相を変
えることなく低輝度部分の彩度だけを処理したり、彩度
や色相を変えることなく低輝度部分の輝度だけを処理す
ることが行われる。このレベル変換部２０で低輝度部分
の処理が行われた画像信号は画像信号Ｄer，Ｄeg，Ｄeb
としてニー補正部２５に供給される。

【００４８】ニー補正部２５では高輝度部が圧縮され
て、次にガンマ補正部２６でガンマ変換が行われて、さ
らにクリップ部２７で所定の信号レベルの画像信号とさ
れて、画像信号Ｄor，Ｄog，Ｄobとして出力される。

【００４９】また、制御部２９によってビデオカメラ装
置の各部が制御されると共に、レベル変換部２０には、
彩度や輝度だけをレベル変換する輝度範囲を設定した
り、レベル変換での変化量を設定するための各種の信号
が供給される。

【００５０】図２は、レベル変換部２０の構成を示して
いる。この図２では、説明を簡単とするために、リニア
マトリックス処理部１５から供給された三原色の画像信
号Ｄcr，Ｄcg，Ｄcbをそれぞれ三原色信号Ｒ，Ｇ，Ｂと
し、レベル変換部２０から出力される三原色の画像信号
Ｄer，Ｄeg，Ｄebをそれぞれ三原色出力信号Ｒ’，
Ｇ’，Ｂ’として説明する。

【００５１】図２において、リニアマトリックス処理部
１５から供給された赤色信号ＲはＹマトリックス回路２
１０と減算器２１２rに供給される。同様に緑色信号Ｇ
はＹマトリックス回路２１０と減算器２１２gに供給さ
れると共に、青色信号ＢはＹマトリックス回路２１０と
減算器２１２bに供給される。

【００５２】Ｙマトリックス回路２１０では、三原色信
号Ｒ，Ｇ，Ｂを用いて輝度信号Ｙが算出される。この輝
度信号Ｙは減算器２１２r，２１２g，２１２b，２２
２，２４２に供給される。

【００５３】減算器２１２rでは赤色信号Ｒから輝度信
号Ｙが減算される。この減算器２１２rで得られた減算
信号（Ｒ−Ｙ）は乗算器２１４rに供給される。同様に
減算器２１２gでは緑色信号Ｇから輝度信号Ｙが減算さ
れて得られた減算信号（Ｇ−Ｙ）は乗算器２１４gに供
給されると共に、減算器２１２bでは青色信号Ｂから輝
度信号Ｙが減算されて得られた減算信号（Ｂ−Ｙ）は乗
算器２１４bに供給される。

【００５４】減算器２２２には、制御部２９から彩度の
レベル変換を開始する輝度信号Ｙのレベル（以下「開始
レベル」という）ＣＴssが供給されており、輝度信号Ｙ
から開始レベルＣＴssが減算される。なお、開始レベル
ＣＴssは式（８）の「ｓｓ」に相当するものである。こ
の減算器２２２で得られた減算信号Ｄysはレベルシフト
回路２２４と乗算器２２８に供給される。

【００５５】レベルシフト回路２２４には、制御部２９
から彩度のレベル変換を行う輝度信号Ｙのレベル範囲を
示す範囲パラメータＣＴswが供給されており、この範囲
パラメータＣＴswに応じて減算信号Ｄysのレベル変換が
行われて減算信号Ｄyscとされる。すなわち、彩度のレ
ベル変換を行う輝度信号Ｙのレベル範囲が広い場合ある
いは狭い場合であっても、レベル変換後の減算信号Ｄys
cが所定のレベル範囲となるようにレベル変換が行われ
る。この減算信号Ｄyscはメモリ回路２２６に供給され
る。なお、範囲パラメータＣＴswは、例えば式（８）の
「３ｍ」に相当するものである。

【００５６】ここで、処理が行われた領域と処理が行わ
れていない領域との繋ぎ目が滑らかとなるように式
（８）の演算を行って係数ｖを算出し、この係数ｖを用
いてレベル変換を行うものとした場合、式（８）では三
角関数が用いられていることから簡単に係数ｖを求める
ことができない。このため、係数ｖの特性を折れ線近似
し、得られた線分を用いることで係数ｖが簡単に求めら
れる。この折れ線近似したときの各線分を構成する直線
のデータがメモリ回路２２６に予め記憶される。例え
ば、直線のデータとして、入力レベルをＸ軸とし出力レ
ベルをＹ軸としたとき、そのＸＹ平面に於ける直線のＸ
軸に対する傾きを示すデータ（以下「傾きデータ」とい
う）ＤsagとＹ軸上の切片を示すデータ（以下「切片デ
ータ」という）Ｄsicがメモリ回路２２６に記憶され
る。

【００５７】メモリ回路２２６にレベルシフト回路２２
４から減算信号Ｄyscが供給されると、減算信号Ｄyscに
基づきアドレス信号が生成されて、このアドレス信号に
基づいて傾きデータＤsagと切片データＤsicが読み出さ
れる。この読み出された傾きデータＤsagは乗算器２２
８に供給されると共に、切片データＤsicはレベルシフ
ト回路２３０に供給される。なお、輝度信号Ｙが彩度の
レベル変換を行う範囲外であって、減算信号Ｄyscが所
定のレベル範囲内にないときには、傾きデータＤsagと
切片データＤsicのデータ値は「０」とされる。

【００５８】乗算器２２８では、減算信号Ｄysと傾きデ
ータＤsagが乗算されて、得られたデータが加算器２３
２に供給される。また、レベルシフト回路２３０では、
範囲パラメータＣＴswに応じて切片データＤsicのレベ
ル変換を行い、得られたデータが加算器２３２に供給さ
れる。

【００５９】加算器２３２では、乗算器２２８からのデ
ータとレベルシフト回路２３０からのデータが加算され
て、得られたデータが係数データＤv（式(８)の係数ｖ
に相当）とされる。この加算器２３２で得られた係数デ
ータＤｖは乗算器２３４に供給される。

【００６０】乗算器２３４には、制御部２９から彩度の
レベル変換を行う際のゲインデータＣＴsg（式(１０)の
「ｓｕ」に相当）が供給されており、係数データＤvと
ゲインデータＣＴsgが乗算されて、得られたデータが加
算器２３６に供給される。

【００６１】加算器２３６では、乗算器２３４からのデ
ータに「１」が加算されて補正係数Ｌp（Ｙ）として乗
算器２１４r，２１４g，２１４bに供給される。すなわ
ち、乗算器２３４と加算器２３６によって式（１０）の
演算が行われる。

【００６２】乗算器２１４rでは、減算器２１２rからの
減算信号（Ｒ−Ｙ）に加算器２３６からの補正係数Ｌp
（Ｙ）が乗算される。この乗算器２１４rで得られたデ
ータＬp（Ｙ）・（Ｒ−Ｙ）は加算器２１８rに供給され
る。同様に、減算器２１２gからの減算信号（Ｇ−Ｙ）
と加算器２３６からの補正係数Ｌp（Ｙ）が乗算器２１
４ｇで乗算されて、得られたデータＬp（Ｙ）・（Ｇ−
Ｙ）が加算器２１８gに供給されると共に、減算器２１
２bらの減算信号（Ｂ−Ｙ）と加算器２３６からの補正
係数Ｌp（Ｙ）が乗算器２１４bで乗算されて、得られた
データＬp（Ｙ）・（Ｂ−Ｙ）が加算器２１８bに供給さ
れる。

【００６３】次に、減算器２４２には、制御部２９から
輝度のレベル変換を開始する輝度信号Ｙのレベル（以下
「開始レベル」という）ＣＴbsが供給されており、輝度
信号Ｙから開始レベルＣＴbsが減算される。なお開始レ
ベルＣＴbsは式（１６）の「ｂｓ」に相当するものであ
る。この減算器２４２で得られた減算信号Ｄybはレベル
シフト回路２４４と乗算器２４８に供給される。

【００６４】レベルシフト回路２４４には、制御部２９
から輝度のレベル変換を行う輝度信号Ｙのレベル範囲を
示す範囲パラメータＣＴbwが供給されており、この範囲
パラメータＣＴbwに応じて減算信号Ｄybのレベル変換が
行われて減算信号Ｄybcとされる。すなわち、輝度のレ
ベル変換を行う輝度信号Ｙのレベル範囲が広い場合ある
いは狭い場合であっても、レベル変換後の減算信号Ｄyb
cが所定のレベル範囲となるようにレベル変換が行われ
る。この減算信号Ｄybcはメモリ回路２４６に供給され
る。なお、範囲パラメータＣＴbwは、例えば式（１６）
の「３ｎ」に相当するものである。

【００６５】メモリ回路２４６には、式（１６）で示す
補正量Ｂg（Ｙ）の特性を折れ線近似したときの各線分
を構成する直線のデータが予め記憶されている。ここ
で、メモリ回路２４６では、レベルシフト回路２４４か
ら供給された減算信号Ｄytcに基づきアドレス信号が生
成されて、このアドレス信号に基づいて傾きデータＤba
gと切片データＤbicが読み出される。この読み出された
傾きデータＤbagは乗算器２４８に供給されると共に、
切片データＤbicはレベルシフト回路２５０に供給され
る。なお、輝度データＹが輝度のレベル変換を行う範囲
外であって、減算信号Ｄytcが所定のレベル範囲内にな
いときには、傾きデータＤbagと切片データＤbicのデー
タ値は「０」とされる。

【００６６】乗算器２４８では、減算信号Ｄytと傾きデ
ータＤbagが乗算されて、得られたデータが加算器２５
２に供給されると共に、レベルシフト回路２５０では、
範囲パラメータＣＴbwに応じて切片データＤbicのレベ
ル変換を行い、得られたデータが加算器２５２に供給さ
れる。

【００６７】加算器２５２では、乗算器２４８からのデ
ータとレベルシフト回路２５０からのデータが加算され
て、得られた加算データ（式(１６)の係数ｂｖに相当）
が乗算器２５４に供給される。乗算器２５４には、制御
部２９から輝度のレベル変換を行う際のゲインデータＣ
Ｔbg（式(１７)の「ｂｕ」に相当）が供給されており、
加算器２５２からの加算データとゲインデータＣＴbgが
乗算されて、補正量Ｂg（Ｙ）として加算器２１６に供
給される。

【００６８】加算器２１６には、Ｙマトリックス回路２
１０から輝度信号Ｙが供給されており、この輝度信号Ｙ
と補正量Ｂg（Ｙ）の加算値が加算器２１８r，２１８
g，２１８bに供給される。このため、加算器２１８r，
２１８g，２１８bでは式（１８）の演算が行われて、加
算器２１８r，２１８g，２１８bからは、輝度や色相を
変えることなく彩度のみをレベル変換する処理と色相や
彩度を変えることなく輝度のみをレベル変換する処理が
同時に行われた三原色出力信号Ｒ’，Ｇ’，Ｂ’を得る
ことができる。なお、補正量Ｂg（Ｙ）の生成を行わな
いものとすれば、輝度や色相を変えることなく彩度のみ
をレベル変換する処理だけが行われた三原色出力信号
Ｒ’，Ｇ’，Ｂ’を得ることができると共に、補正係数
Ｌp（Ｙ）の生成を行わないものとすれば、色相や彩度
を変えることなく輝度のみをレベル変換する処理だけが
行われた三原色出力信号Ｒ’，Ｇ’，Ｂ’を得ることも
できる。

【００６９】次に、動作について説明する。図３は、式
（８）において「ｓｓ＝０IRE」「３ｍ＝３０IRE」とし
たときの補正係数Ｌp（Ｙ）を示している。この補正係
数Ｌp（Ｙ）を用いて、式（１１）の演算を行うものと
すると、レベル変換部２０での入出力特性は、図４に示
すように輝度信号Ｙのレベルや色相ＨＵＥを変えること
なく輝度信号Ｙのレベルが０〜３０IREの範囲内で彩度
ＳＡＴを高めることができる。

【００７０】ここで、減算器２２２に供給される開始レ
ベルＣＴssを可変して、例えば「３０IRE」に設定する
ものとすれば、図５に示すように輝度信号Ｙのレベルが
３０IREよりも大きいときに、輝度信号Ｙのレベルや色
相ＨＵＥを変えることなく彩度ＳＡＴだけを高めること
ができる。

【００７１】また、レベルシフト回路２２４，２３０に
供給される範囲パラメータＣＴswを可変して、図６に示
すように輝度信号Ｙのレベルや色相ＨＵＥを変えること
なく彩度ＳＡＴだけレベル変換する範囲を小さくするこ
とができる。

【００７２】さらに、乗算器２３４に供給されるゲイン
データＣＴsgを可変することで、図７に示すように、例
えば輝度信号Ｙのレベルが０〜３０IREの範囲内で彩度
ＳＡＴを低くすることもできる。

【００７３】次に、彩度や色相を変えることなく輝度信
号だけをレベル変換する場合にも同様に、式（１４）に
基づいて補正量Ｂg（Ｙ）を得ることができる。なお、
「ｂｓ＝０IRE」「３ｎ＝３０IRE」とすることで図３と
同様な特性を得ることができる。

【００７４】この補正量Ｂg（Ｙ）を用いて、式（１
５）の演算を行うものとすると（但しＬp（Ｙ）＝
０）、図８に示すように彩度ＳＡＴや色相ＨＵＥを変え
ることなく輝度信号Ｙのレベルが０〜３０IREの範囲内
で輝度信号Ｙのレベルを高めることができる。

【００７５】ここで、減算器２４２に供給される開始レ
ベルＣＴbsを可変して、例えば「３０IRE」に設定する
ものとすれば、図９に示すように輝度信号Ｙのレベルが
３０IREよりも大きいときに、彩度ＳＡＴや色相ＨＵＥ
を変えることなく輝度信号Ｙのレベルだけを高めること
ができる。

【００７６】また、レベルシフト回路２４４，２５０に
供給される範囲パラメータＣＴbwを可変して、図１０に
示すように彩度ＳＡＴや色相ＨＵＥを変えることなく輝
度信号Ｙだけをレベル変換する範囲を小さくすることが
できる。

【００７７】さらに、乗算器２５４に供給されるゲイン
データＣＴbgを可変することで、図１１に示すように、
例えば輝度信号Ｙのレベルが０〜３０IREの範囲内で輝
度信号Ｙのレベルを低くすることもできる。

【００７８】また、例えば「ｓｓ＝０IRE」、「３ｍ＝
３０IRE」、「ｂｓ＝３０IRE」、「３ｎ＝６０IRE」と
して設定することにより、図１２に示すように輝度信号
Ｙのレベルが０〜３０IREの範囲内では、輝度信号Ｙの
レベルや色相ＨＵＥを変えることなく彩度ＳＡＴだけを
レベル変換することができると共に、輝度信号Ｙのレベ
ルが３０〜６０IREの範囲内では彩度ＳＡＴや色相ＨＵ
Ｅを変えることなく輝度信号Ｙだけをレベル変換するこ
ともできる。

【００７９】このように、上述の実施の形態によれば、
彩度や色相に影響を与えることなく、所望の輝度範囲の
輝度をレベル変換することができる。また、制御部２９
からの開始レベルＣＴbsや範囲パラメータＣＴbwおよび
ゲインデータＣＴbgによって、輝度のレベル変換を行う
範囲や輝度レベルの変化量を調整することができる。さ
らに、輝度や色相に影響を与えることなく、所望の輝度
範囲の彩度をレベル変換することができると共に、開始
レベルＣＴssや範囲パラメータＣＴswによって彩度のレ
ベル変換を行う範囲を輝度のレベル変換を行う範囲とは
別個に調整することができるので、輝度のレベル変換と
彩度のレベル変換を互いに影響を与えることなく制御す
ることができる。また、処理が行われた領域と処理が行
われていない領域との繋ぎ目が滑らかとなるように係数
や補正量を設定するための特性カーブを折れ線近似し、
得られた線分のデータがメモリ回路２２６，２４６に予
め記憶されて、この線分のデータを用いてレベル変換が
行われるので、輝度のレベル変換と彩度のレベル変換を
自由度が高く滑らかに簡単な回路構成で制御することが
できる。

【００８０】

【発明の効果】この発明によれば、所定の輝度範囲で三
原色信号のそれぞれに対して補正量が加算されるので、
彩度や色相に影響を与えることなく輝度をレベル変換す
ることができる。また、補正量は所定の輝度範囲内の輝
度信号の信号レベルに応じて可変されるので、所望の輝
度範囲内で輝度を滑らかにレベル変換することができ
る。

【００８１】また、三原色信号から輝度信号が求められ
て、三原色信号のそれぞれから輝度信号を減算した値に
対して、第１の輝度範囲内で係数値を可変させた係数が
乗算されると共に、得られた各乗算信号に輝度信号が加
算されて、さらに第２の輝度範囲内ではそれぞれの乗算
信号に対して補正量が加算されるので、輝度や色相に影
響を与えることなく第１の輝度範囲の彩度をレベル変換
することができると共に、彩度や色相に影響を与えるこ
となく第２の輝度範囲の輝度をレベル変換することがで
きる。

【００８２】またメモリ手段には、輝度信号の信号レベ
ルに基づいて係数値を可変したり補正量を設定するため
の特性カーブを折れ線近似して得られる各線分のデータ
が記憶されているので、第１および第２の輝度範囲内で
メモリ手段から、係数値を可変したり補正量を設定する
ための線分のデータを読み出すことにより、処理が行わ
れた領域と処理が行われていない領域との繋ぎ目を簡単
な回路構成で滑らかとすることができる。さらに、制御
手段によって第１および第２の輝度範囲を任意に設定で
きると共にレベル変換での変化量を調整することができ
るので、互いに影響を与えることなく自由度の高い制御
を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係るビデオカメラ装置の構成を示す
図である。

【図２】レベル変換部の構成を示す図である。

【図３】補正係数Ｌp（Ｙ）を示す図である。

【図４】補正係数Ｌp（Ｙ）を用いて彩度のレベル変換
を行ったときの各信号と彩度および色相の特性を示す図
である。

【図５】彩度のレベル変換で開始レベルを可変したとき
の各信号と彩度および色相の特性を示す図である。

【図６】彩度のレベル変換で範囲パラメータを可変した
ときの各信号と彩度および色相の特性を示す図である。

【図７】彩度のレベル変換でゲインデータを可変したと
きの各信号と彩度および色相の特性を示す図である。

【図８】補正量Ｂgを用いて輝度のレベル変換を行った
ときの各信号と彩度および色相の特性を示す図である。

【図９】輝度のレベル変換で開始レベルを可変したとき
の各信号と彩度および色相の特性を示す図である。

【図１０】彩度のレベル変換で範囲パラメータを可変し
たときの各信号と彩度および色相の特性を示す図であ
る。

【図１１】彩度のレベル変換でゲインデータを可変した
ときの各信号と彩度および色相の特性を示す図である。

【図１２】彩度のレベル変換と輝度のレベル変換を合わ
せて実施したときの各信号と彩度および色相の特性を示
す図である。

【符号の説明】

１０・・・ビデオカメラ装置、１２・・・撮像素子、１
５・・・リニアマトリックス部、２０・・・レベル変換
部、２９・・・制御部、２１０・・・Ｙマトリックス回
路、２２４，２３０，２４４，２５０・・・レベルシフ
ト回路、２２６，２４６・・・メモリ回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】所定の輝度範囲内で三原色信号の各色信
号に対して補正量を加算することにより、彩度や色相に
影響を与えることなく前記所定の輝度範囲内の輝度のレ
ベル変換が行われた三原色出力信号を得ることを特徴と
する信号処理方法。
【請求項２】前記補正量は、前記所定の輝度範囲内の
輝度レベルに応じて設定することを特徴とする請求項１
記載の信号処理方法。
【請求項３】三原色信号から輝度信号を生成し、前記三原色信号の各色信号から前記輝度信号を減算して
減算信号を求め、第１の輝度範囲外であるときには係数値が「１」である
と共に前記第１の輝度範囲内では係数値が可変される係
数を前記それぞれの減算信号に乗算して乗算信号を求
め、第２の輝度範囲内で補正量を設定し、前記それぞれの乗算信号に対して前記輝度信号と前記補
正量を加算することにより、輝度や色相に影響を与える
ことなく前記第１の輝度範囲内で彩度のレベル変換と、
彩度や色相に影響を与えることなく前記第２の輝度範囲
内で輝度のレベル変換とが独立して行われた三原色出力
信号を得ることを特徴とする信号処理方法。
【請求項４】前記係数値は前記第１の輝度範囲内の輝
度信号の信号レベルに応じて可変すると共に、前記補正
量は前記第２の輝度範囲内の輝度信号の信号レベルに応
じて設定することを特徴とする請求項３記載の信号処理
方法。
【請求項５】被写体を撮影して得られた三原色信号か
ら輝度信号を生成するＹマトリックス手段と、前記Ｙマトリックス手段で生成された輝度信号の信号レ
ベルが所定の輝度範囲内であるときに前記輝度信号の信
号レベルに基づいて補正量を設定する補正量設定手段
と、前記補正量設定手段で設定された補正量を前記三原色信
号の各色信号に加算して三原色出力信号を得る加算手段
とを有することを特徴とする撮像装置。
【請求項６】前記補正量設定手段はメモリ手段を備
え、前記メモリ手段には、前記輝度信号の信号レベルに基づ
いて前記補正量を設定するための特性カーブを折れ線近
似して得られる各線分のデータを記憶するものとし、前記係数設定手段では、前記輝度信号の信号レベルに基
づいて前記メモリ手段から読み出された線分のデータを
使用して前記補正量を設定することを特徴とする請求項
５記載の撮像装置。
【請求項７】前記所定の輝度範囲を設定すると共に前
記補正量設定手段で設定される補正量の大きさを制御す
る制御手段を有することを特徴とする請求項５記載の撮
像装置。
【請求項８】被写体を撮影して得られた三原色信号か
ら輝度信号を生成するＹマトリックス手段と、前記Ｙマトリックス手段で生成された輝度信号の信号レ
ベルが第１の輝度範囲内であるときに係数値が可変され
る係数を設定する係数設定手段と、前記Ｙマトリックス手段で生成された輝度信号の信号レ
ベルが第２の輝度範囲であるときに前記輝度信号の信号
レベルに基づいて補正量を設定する補正量設定手段と、前記三原色信号の各色信号から輝度信号を減算する減算
手段と、前記減算手段で得られたそれぞれの減算信号に前記係数
設定手段で設定された係数を乗算する乗算手段と、前記乗算手段で得られたそれぞれの乗算信号に前記Ｙマ
トリックス手段で生成された輝度信号と前記補正量設定
手段で設定された補正量を加算して三原色出力信号を得
る加算手段とを有することを特徴とする撮像装置。
【請求項９】前記係数設定手段は第１のメモリ手段を
備え、前記第１のメモリ手段には、前記輝度信号の信号レベル
に基づいて前記係数値を可変するための特性カーブを折
れ線近似して得られる各線分のデータを記憶するものと
し、前記係数設定手段では、前記輝度信号の信号レベルに基
づいて前記第１のメモリ手段から読み出された線分のデ
ータを使用して前記係数値を可変し、前記補正量設定手段は第２のメモリ手段を備え、前記第２のメモリ手段には、前記輝度信号の信号レベル
に基づいて前記補正量を設定するための特性カーブを折
れ線近似して得られる各線分のデータを記憶するものと
し、前記係数設定手段では、前記輝度信号の信号レベルに基
づいて前記第２のメモリ手段から読み出された線分のデ
ータを使用して前記補正量を設定することを特徴とする
請求項８記載の撮像装置。
【請求項１０】前記第１および第２の輝度範囲を設定
すると共に、前記補正量設定手段で設定される補正量の
大きさと前記係数設定手段で設定される係数の係数値の
大きさを制御する制御手段を有することを特徴とする請
求項８記載の撮像装置。