JPS60500116A - ビデオ・フォトグラフィに適用可能な永続的色補正方法及びこの方法を用いた装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ビデオ・フォトグラフィに適用可能な永続的色補正方法及びこの方法を用いた装 置 技術分野 本発明は色補正方法及びこの方法を用いた装置に関する。より特定すれば、本発 明はカラービジョフォニ−（ｃｏｌｏｕｒ　ｖｉｓｉｏｐｈｏｎｙ　）における 一般的なビデオ・フォトグラフィ又は撮影において用いられ、更に一般的にはカ ラー映像又は画像の処理に関する。

背景技術 フォトグラフィック補正方法は既に公知であり、特にテレビジョンカメラに好適 な白調整方法が知られている。仏国特許第２４６４６１１号明細書によれば、完 全に白のスクリーン（又は平衝状態の色を有するスクリーン、すなわち白と等価 な信号を用いる）が補正されるヘキカメラの前に置かれる。このスクリーンは撮 影され、カメラ回路は該回路が供給する電気的色信号が白に効果的に対応するよ うに補正される。

この補正を行なうために、カメラによって感知された平均色は完全な映像におけ る信号の平均値を形成することによって測定される。この平均値は低域通過フィ ルタによって又はこれと同等な方法によって得られる。白と等価なエネルギーに 対応する信号との比較により、白に等しいエネルギー（ＦＬ−Ｙ＝Ｂ−Ｙ＝０、 又は１の比にあるＬ　Ｖ、　Ｂ　）に対応する電気的色信号が得られるまで、増 幅段又は加算器を修正する色信号を推定することができる。このセツティングが 得られたとき、カメラは任意のスクリーンを撮影することができる。

このセツティングは撮影中は不変に保たれる。

従って、このような方法は永続的な補正方法を提供することができない。何故な らば、セツティングは１度だけ行なわれる。更に、セツティングは完全に白のス クリーンが入手可能であることを前提としているが、このようなスクリーンは常 に完全に白であるとは限らない。結局、この方法は、例えば不完全な照明による 不適当な色あいを有する映像を補正することはできない。

本発明の目的は、基準スクリーンを用いることなく、永続的な補正を可能とする 方法及び装置を提供することにより、上記問題点を解決することを目的とする。

更に、本発明によれば、多数の補正形式が可能であり、白の調節に限定されない 。

これらの本発明の目的は、以下の手段により達成される： ａ）第１に、基準スクリーン（白又はバランスされたもの）を用いる必要がなく 、 ｂ）撮影により得られる実際の映像を処理するために、映像はすべての映像信号 を処理することによって解析されるのではなく、映像のある点に対応するあるサ ンプルをとることによってのみ解析され、Ｃ）映像の低域通過のＦ波を行なわず 、ｄ）ディジタル的な平均計算は完全な映像上でなくサンプル上で行なわれ、こ の結果撮影された画像に対する平均色を得ることが可能になり（これは、従来技 術における、白のスクリーンに対応する平均色としてではなく）、 ｅ）補正係数は得られた平均色に基づいて計算され、種々の基準−補正係数がテ ンプルに適用されるとき、補正された平均色を定義する補正されたサンプルを提 供するーに従って定義され； ｆ）映像のあるサンプルから得られた補正係数はカメラから得られたすべての信 号に与えられ、この結果補正が行なわれ； ｇ）補正係数の計算は新たなサンプルをとることによって再び実行される。

このような方法は極めて有益であることは容易に明らかである。第１に、各々の 新たな映像に対して行なわれる補正係数の再計算の結果として、撮影された場面 に永続的に適用される。サンプルの新たな一群は、各映像と得られた新たな平均 色に対して考慮される。

しかしながら、再計算はＮ個の映像（Ｎは任意の整数）ごと又は平均色が基準値 から大きく変化したときのみ実行可能である。

本発明によみ方法は、また、完全に自動化されており、取扱い者の介在（白スク リーン、色フィルタ等の操作）を何ら必要としない。

最後に、本発明は大きな適応性を有する。従って、平均色を決定するために用い られるサンプルは映像当り複数の点をサンプリングするか、映像当り１つの点を サンプリングするか、１つの映像点の位置もしくは個々の映像の間の複数の点の 位置を所定のもしくは任意の方法により変更するか、又は連続もしくは非連続の 映像の群上の点をサンプリングするか等により選択可能である。

実際の補正に関し、本発明は今一度大きな適応性を提供する。当然に、基準色に 達するようにすることはできるが、また、観測された平均色と基準色との間の偏 差を減少させることで間に合わせることもでき、例外的な環境下においては、こ の偏差（単一色映像、特別の効果等）を増大させることさえできる。このように 多様性のある補正は、従来技術−これは測定された値と基準値との間の偏差を表 わす誤差信号を打消すことに基づいているーでは不可能であった。従って、従来 技術においては、（白の環境下における）基準値に到達することが可能となるの みである。

更に特定すれば、本発明は、映像の比色状態を特性化可能な原信号を発生するビ デオカメラに適応可能で、前記原信号はこれらを補正するために処理される永続 的色補正方法であって、撮影している間に映像のある点に関する信号のサンプル をとり、少なくとも１つの映像に関するサンプルから成る一群をディジタル形式 で格納し、格納されたサンプルの平均値であって平均色を定義する平均値をディ ジタル的に計算し、得られた平均色に基づいて得られる補正係数であってこれが サンプルに与えられたときに補正された平均色を定義する補正係数を計算し、映 像のすべての点に対してカメラによって与えられるすべての信号に前記計算され た補正係数を与えることにより補正された信号を供給し、前記平均値を計算する ために用いられるすべてのサンプルを再びとることによって補正係数の計算を再 び実行することを特徴とする永続的色補正方法にある。

また、本発明は、映像点の輝度と色を特性化可能な信号を生じるビデオカメラ０ ０）とともに用いられる永続的色補正装置であって、前記装置は前記信号を処理 し補正を推定するための手段と組合わさるものにお（・て、前記装置はディジタ ル処理部ａ４１を有し、該ディジタル処理部は撮影の間、映像のある点に関する 信号のサンプルをとり、少なくとも１つの映像に関する一群のサンプルをディジ タル形式で格納し、平均色を定義する格納されたサンプルの平均値をディジタル 的に計算し、得られた平均色に基づいて補正係数をディジタル的に計算し、該補 正係数はサンプルに与えられたときに補正された平均色を定義し、平均値を計算 するために用いられるすべてのサンプルを再びとることによって補正係数の計算 を再び行ない、前記装置は更に２つの入力を具備する補正回路！１６）を有し、 該２つの入力の１つはカメラ００）の出力に接続され、他方はディジタル処理部 α舶に接続されるとともに該ディジタル処理部から補正係数を受取り、更に前記 補正回路は補正された信号を出力する１つの出力（２）を有することを特徴とす る永続的色補正装置にある。

図面の簡単な説明 第１図は補正の前及び補正の後に得られる平均色を位置決めすることができる色 平面である。

第２図は特定の補正を示す色平面である。

第３図は一定輝度平面における特定の補正形式を示す３次元図である。

第４図は一定輝度平面における先の図の投影である。

第５図は一定輝度平面で行なわれる補正を示す図である。

第６図は本発明によるカメラの概略ブロック図である。

第７図は本発明で用いられるディジタル処理部の構成を示す図である。

第８図は補正回路の第１実施例である。

第９図は補正回路の第２実施例である。

第１０図はクリッピング機能を説明する図である。

発明を実施するための最良の形態 本発明による方法は、任意な方法で原色の成分を取扱う。すなわち、原色は通常 Ｒ，ｖｉ４、■緑、Ｂ＠で示され、輝度信号及び色信号は、ＰＡＬ及びＳＥＣＡ Ｍ方式の場合はＤＲ及びＤＢで示され、ＮＴＳＣ方式の場合はＹ。

ＥＩ、ＥＱで示される。また、次のことが指摘される。

Ｒ，Ｖ及びＢは３色を用いる方式における実際の３原色なので、これらはすべて 正又はゼロである。Ｙ、ＤＲ及びＤＢは３つの仮想原色（すなわち、これらを総 合しても物理的に再現できない）を示す。従って、Ｙが輝度（例えば黒及び白の 像）を表わし、ＤＲ及びＤＢが色情報を表わし、このときＹは正又はゼロであり 、ＤＢ及びＤＲは任意の符号を有する。

１つの方式から他の方式への変換は、次の近似式により可能である。

Ｙ＝０．３　Ｒ＋　０．５９　Ｖ　＋０．１１　Ｂで変換される。

黒及び白の像の場合には、次式が得られる。

Ｒ＝Ｖ＝Ｂ＝Ｙ　及び　ＤＲ＝ＤＢ＝０同様に、ＤＲ，、ＤＢからＥＱ、ＥＩへ の変換をま次式を用℃・て行なうことができる。

Ｂｑ　＝　０．４８　ＤＲ，＋　０．４１　ＤＢＥ　Ｉ＝　０．７４　Ｄ−ＦＬ 　−０，２７Ｄ　ＢＥｌ、　ＥＱからＲ，Ｖ、Ｂ又はこの逆の変換は次式による 。

ＥＱ　＝　０．２ｔ　Ｒ−０，５２Ｖ　＋　０．３１　ＢＥ■＝　０．３９　Ｒ −０，６７Ｖ　＋０．２８Ｂ及び Ｒ，＝　Ｙ　＋　０．６２Ｂｑ　＋０．９５　Ｅ　ｒＶ＝Ｙ　−０，５３ＥＱ　 −Ｑ、２０ＥＩＢ　＝　Ｙ　＋　１．７２Ｂｑ　−１，１１Ｂ　ｒ後述するよう に、実際の又は仮想の原色は一般的な語句として、点の比色状態（ｃｏｌｏｒｉ 龍を口ｃ　５ｔａｔｅ　）を表わすことができる表現のうちのいずれか１つを指 定するために用いられる。

本発明により行なわれる第１のステップは、平均値の計算にある。この計算とし て、算術平均又は重み付は平均が可能である。平均値計算がＭで示されるとき、 Ｒｏ−Ｍ（Ｒ１，Ｖｏ　＝Ｍ（Ｖ）　、Ｂｏ　＝Ｍ（Ｂｌは原色を用いる方式の 場合に計算され、Ｙｏ＝Ｍ（Ｙ）、　ＤＲ，ｏ＝Ｍ（ＤＲ）、　ＤＢｏ−”Ｍ（ ＤＢ　）は差信号を用いる方式の場合に計算され、Ｙ６−Ｍ（Ｙｌ、　ＥＱ　。

−Ｍ（ＥＱ　）、　ＢＩｏ＝Ｍ（Ｅｔ）も差信号を用いる場合に計算される。

これらの平均値は、複数の映像点に対する信号Ｒ２Ｖ、Ｂ又はＹ、ＤＲ，ＤＢ又 はＹ、　ＥＱ、　Ｅｒをカメラ内（又はカメラの出力）においてサンプリングす ることにより得られる。平均値計算は、マイクロプロセッサの周辺に組込まれた ディジタル処理部により行なわれる。マ９ イクロブロセノサは映像を構成するすべての点に関する信号の平均値をリアルタ イムで得るには一般にそれ程高速でない。従って、サンプリングは１つ又は少数 の映像内の１つ又は２，３の点に関する信号を取り、そして１つ又はそれ以上の 映像上の平均値を計算することにより実行されなければならない。例えば、映像 当り１つの点に関する信号をサンプリングし、１２８の連続する映像における平 均値を得ることができる。選択される映像内の点は同一でないことが好ましく、 ステップごとに位置が異なることが好ましい。

有益な変形例によれば、サンプルされた点の座標は、選択される点を映像の全範 囲にわたって分散させかつある領域を優先させることなく、擬似ランダム法（ｐ ｓ−ｅｕｄｏｒａｎｄｃｍ　ｍ２ｎｎｅｒ　）で変化する。マイクロプロセッサ は、サンプルされる点の座標を決定する２次元擬似ランダム・シーケンスを発生 しなげればならない。各映像（又は各フレームもしくは各フィールド）ごトニ、 マイクロプロセッサは新たな点を格納し、１２９番目の最も古い点を破棄し、最 新の１２８の点における新規な平均値を計算する。これらのすべての点は、３次 元基準方式Ｒ，Ｖ、　Ｂにおける散布図（５ｃａｔｔｅｒ　ｄｉａｇｒａｍ　） を形成するように変換される。これらの点の平均値は散布図の重心の座標を表わ す。これらについては、後で詳細に説明する。

平均値がわかると、適切な補正係数を計算することができ、この補正係数は補正 装置に送出される。例えば、これらの補正係数は各映像又はフレームごとに計算 され、映像又はフレームフライバンク間に送出される。補正係数の計算方法は、 第１図ないし第５図に示されている。

第１図は、通常の表現による色平面を示す。図中、３つの座標Ｒ，Ｖ、　Ｈによ り表わされる１つの点は固有の色を定義する。図示の如く、色平面は一定の輝度 平面に対応する。点Ｍ。は計算された平均値Ｒ８，ＶＯ及びＢｏに対応し、点Ｍ ｒはその成分Ｆａｒ、Ｖｒ及びＢｒにょっ０．３　Ｒ＋　０．５９　Ｖ　＋　０ ．１１８　Ｋ　ヨッ”’（結合すｈ　ルノテ、Ｒ＝Ｖ＝Ｂであれば必然的にＲ− ■−Ｂ−Ｙが得られる。従って、灰色である基準色の場合、３つの基準成分は１ つの同一値−これは基準輝度Ｙｒである−に等しい。

第１の簡単な場合において、この基準輝度はサンプルされた点の平均輝度Ｙ。に 等しくとられる。換言すれば、原色の大きさを補正するときは、平均輝度が保持 される（各点の輝度でない。これは原色Ｒ，Ｂ及びＶは変更されているからであ る）。この場合、計算される補正係数は単に次式で表わされる。

各映像点の信号Ｒ，Ｂ及びＶ（これは、平均値を確立するために用いられるサン プルされる点に関する信号のみでない）に対して行なわれる補正は、これらの補 正係数とこれらの信号とを乗算することにある。補正された信号Ｒ；　Ｖ’及び Ｂ′は、それぞれ次のとおりである。

これらの信号をサンプリングすることによって得られる平均値は、すべてＹ。に 等しく・であろう。

第１図に戻り、行なわれる代数的補正は点Ｎ■ｏからＭｒへの移行によって幾何 的に変換される。

平均輝度Ｙ。を保持するのではなく値Ｙｒを仮定すれば、次の係数がとられるで あろう。

更に一般的な場合として、点Ｍ。と、必ずしも灰色を表わすのではなく従って基 準点に対する座標Ｒｒ、Ｖｒ及びＢｒが値ＹｒＫ必ずしも等しくない基準点とが 一致することを望むのであれば、次の係数がとられる。

これらの式において、Ｒ，ｒ　＝Ｖｒ　＝Ｂ　ｒ　＝Ｙｒのときは（３）式とな り、Ｙｒ＝Ｙｏのときは（２）式となる。

この第１の変形例は、処理されるべき映像が青の如き一様な色を有する場合に不 利益を有する。この場合、補正はもはや点Ｍ。と基準点Ｍｒとの間の一致をもた らすことにあらず、単にこれらの２つの点の間の偏差を減少させることにある。

第１図において、これはＭＯがＭ。とＭ「の間に位置する座標Ｒ６，ｖ、；及び Ｂ１１に対するＭ６となることを意味する。式（１）で定義される補正係数を用 いる代わりに、次の補正係数が用いられる。ここで、ａは０と１の間の数である 。

ａ＝Ｑの場合、式（１）が得られることがわかる。平均輝度がその値Ｙ。に保持 されておらず、代わりに新たな値Ｙｒを仮定すれば、（５）式中のＹ。はＹｒ　 によって置換えられる。

更に一般的な場合として、Ｒ，Ｖ及びＢと乗算する必要がある補正係数は、次の ように表わされる。

これらの補正係数を用いることにより、平均値は次のようになる。

ＲＱ＝ａＲｏ＋（１−ａ）Ｒｒ Ｖ１０＝ａＶｏ＋（１−ａ）Ｖｒ Ｂ’（、＝ａＢ。−１−（１−ａ）Ｂｒａ＝Ｑの場合式（４）が得られ、Ｉ％ｒ −Ｖｒ＝Ｂｒ＝Ｙｒの場合式（３）が得られる。式け）はａ　＝　０及びＹｒ＝ Ｙｏの場合に得られる。

１／２に近接した係数が完全に適するということが、経験から判明している。相 違する色の映像上の色あい（ｃｏｌｏｕｒ　ｃａｓｔ　）は除去され、一様な色 の映像は灰色の映像に変換されない。

本発明の実施例によれば、数ａは固定されず、処理されるべき映像の関数として 調節可能である。例えば、■ ａは７と１の間、すなわちａ＝＋に対する極めて高い補正とａ　＝　１に対する ゼロ補正との間で、散布図の重心のずれの関数として変化する。散布図の重心の 座標はＲ６，■。及びＢ。である。散布図の重心が灰色に一致するとすれば、す なわちＲ６−■。＝Ｂｏ−Ｙｏのときは、散布図は”中心決め”されている。散 布図の中心からのずれは、組Ｒ６，Ｖｏ、Ｂｏの最小に対する当該組の最大の比 （換言すれば、最小の座標に対する最大の座標）に関して測定され、その比はｒ 。＝濡需Ｈピ徽賛先十で示される。ここで、ｍａｘ（）はカッコ内の量の最大を 表わし、ｍ１ｎ（）はカッコ内の量の最小を表わす。灰色に対しては■。＝１で あり、ｒｏはこの基準値から離れる程増加する。色あいが除去されるべき場合に はＲ８は低く保持される。一様に飽和した色の場合において、ｒｏは再び極めて 高くなる。計算を容易にするために、ｒ、）は２５６に設定され、ａは次のよう に計算される：ａ−−！−±＋（１−Ｌ）。　式（５１ト（６１ハ、最終的に、 ｒ、）（７）関４　ｒｏ　ｒ。

数として表わすことができる。本発明をビジョフオニーに適用した場合、すべて の努力が純粋な灰色でなく、わずかに１フレッシュ−カラード（ｆｌｅｓｈ　− ｃｏｌｏｕｒｅｄ　）”された色あいを有する灰色の点に接近することに支払わ れる。この点は座標によって３つのパラメータｂ、　ｃ。

及びｄの補助のもとに定義可能である。

第２図において、点り。は純粋な灰色（Ｒ，ｒ＝Ｖｒ＝Ｂｒ−Ｙ。）に対応し、 点Ｌ６はフレノシーーカラードの色あいを有する灰色に対応する。

これらの座標は多少複雑である。これは、点Ｌ′ｏが輝度平面内に存在する必要 があるからである。しかしながら、ｂ、　ｃ及びｄが与えられた場合、Ｒ６の３ つの座標はＹｒの関数として１度だけ定義される。平均色Ｍ。

をＬｔとＭ。との間のＭ６に変換可能な補正座標は、Ｙ。

が前述の座標（７）によってそれぞれ置換された式（５）と同一の式によって得 られる。ｂ　＝　ｃ　＝　ｄ　＝　Ｏであるとき、輝度Ｙｒ−これはＹ。に等し いようにとることができる−を有する灰色に相当する基準点が得られる。

前述の説明では、処理される信号はＲ，Ｖ及びＢであることが仮定されていた。

色の補正は各点の輝度に必然的に影響を与える。これは、色の補正がＲ，Ｖ及び Ｂを変更するからである。しかしながら、すべてのサンプルされる点に関する平 均輝度は、任意に一定に保持可能である。種々の理由のために、特に変動検出器 （ｍｏｖｅｍｅｎｔ　ｄｅｔｅｃｔｏｒ　）を必要とするフリッカ及び映像符号 化の問題のために、輝度Ｙ又は映像の現在の点を変更しないことは可能である。

この場合、本発明は差信号ＤＲ及びＤＢ（色情報を含む）に関連するのみであっ て輝度情報Ｙに関連しない処理を提供する。必要であれば、輝度を変更すること は当然に可能である。しかし、これは一定の輝度を用いて色の補正を実行した後 、独立した方法で行なわれる。

信号ＤＥｔ、、ＤＢ及びＹを処理する場合、平均値はＤＢｏ。

ＤＢ。及びＹ。の形であり、これらは前述した関係式によってＲ８，■。及びＢ 。に変換される。これらの平均値Ｒ，ｏ、Ｖｏ及びＢ。を用いて、前述したＲ４ ．ｖ、＜及びＲ６の補正が行なわれる。補正された平均座標間、ｖＧ及びＢ１０ はそれぞれ差信号Ｄｒ（５及びＤＢｌｏに変換される。ここで、ＤＦＩ、、；＝ Ｒ，，−ＹＩｏ、　ＤＢ９＝８５−Ｙｏ　（この場合、Ｙ５”Ｙｏ）である。

サンプリングされた点の計算された平均値Ｙ。、ＤＦＬｏ及びＤＢｏを用いて、 用いられる２つの補正係数はＤＲ４−ＤＲｏ及びＤＢｌｏ−ＤＢｏに等しい。

この結果、補正は各映像点に関する信号Ｙ、　ＤＥＬ及びＤＢを次式によって定 義される信号Ｙ“、ＤＲ“及びＤＢ”に変更することにある。

ここで、Ａはパラメータで、後述する如く固定又は調節可能である。トータルな 補正の場合、点Ｍ６は基準点Ｍｒに一致し、Ｒ５＝Ｒ，ｒ、　Ｂ３＝Ｂｒ及びＹ ′ｏ＝Ｙｒ　（Ｙ、；　＝Ｙ。

の場合）が得られる。

このような補正の原理を理解するために、第３図に示される如き色の三面体に言 及する必要がある。原点は０で示され、信号Ｒ９■及びＢは３つの直交軸上にプ ロットされて℃・る。色付けされた映像のすべての点は、サイド１００の六面体 内に位置決めされた散布図によって変換可能である。このような六面体において 、等しい輝度平面を定義することができる。例えばＲ，Ｖ、Ｂ及びＹがＯから１ ００で計測されるスケールの場合、平面Ｙ＝０．３Ｒ＋０．５９Ｖ＋０．１］、 Ｂ−］、＋１．平ｔｎ　Ｙ＝０．３Ｒ＋０．５９Ｖ十０．１１Ｂ　＝　３０．平 面０．３　Ｆｔ　＋　０．５９　＋　Ｏ，］、　＋１　Ｂ　＝、４．１等である 。これらの平面は第３図に示され、他の平面と平行である。

そこには、原点を通る特別のゼロ輝度平面（Ｙ＝ｏ３［（＋０．５９Ｖ＋０．１ １．８＝Ｏ）が存在する。また、各六面体において、灰色の点の位置を表わす対 角線ＯＢがプロットされている。

このような基準において、座標（１％、　Ｖ、　Ｂ　）の各点ＭはベクトルＯＭ −これはＯＭ＝　ＯＬ＋　ＬＭと書くことができるーを定義することができる。

ここで、Ｌは対角線ＯＢとＭを通る輝度平面Ｙ＝０．３ｆ％＋０．５９Ｙ十０． １１Ｂとの交鎖点である。これは、次の形式でＭの座標を書くことに等しい。

（Ｙｌ＋（Ｒ，−Ｙ）、（Ｙｌ＋（Ｖ−Ｙ）、（Ｙ＋＋（Ｂ−Ｙ）とがわかる。

点の輝度をもはや考慮しないことは、対角線ＯＥＫ平行に、六面体の点の映像を ゼロ輝度平面上に投影することに等しい。ゼロ輝度平面において、点Ｒ，Ｖ及び Ｂは三角形の各頂点である。ベクトルＯｍの方向すなわちＬ＋’ｖｉの投影は色 彩（５ｈａｄｅ　）を表わし、その大きさは彩度と結合する。これは第４図に示 されている。この散布図はその中心Ｍ。を有し、その成分は（Ｒｏ　Ｙｏ　）、 （Ｖｏ　−Ｙｏ　）、（Ｂｏ　Ｙｏ　）、すなわちＤＦｔｏ、Ｄ’Ｖｏ。

ＤＢ。である。

前述した変形例の場合と同じように、ｍＱは基準点１ｏに一致することが望まれ る。尚、１．は六面体０ＲＶＢ内に示された基準点り。の投影であり、更に純粋 な灰色（又は前述した方法における純粋な灰色とは多少異なる点りち）に対応す る。

従って、平均点ｍＱはｌ。（又は滉）になるように補正係数を定義する必要があ る。灰色点り。はゼロ輝度平面上のｌ。を投影するので、補正は点ｍＯをｌ。に 変換する効果を有するであろう。換言すれば、平均点が第５図に示されるｊ。に 一致するように、補正はベクトルｍ　Ｑ４に従って散布図を変換することに等し い。補正が部分的な場合には、補正は点ｍｏをｍＯ′にし、従って前述した補正 ＤＲ，＋　（ＤＢ５−ＤＲｏ）とＤＢ＋（ＤＢ９−ＤＢｏ）である。

式（８）で用いられるパラメータＡは、映像の彩度を変更するために用いられる 。この問題は、このパラメータの調節原理をよりよく理解するために、詳細に説 明される。式（８）の係数Ａは、映像の色の彩度と結合している。従って、Ａ＝ Ｏであればり、Ｒ，’＝ＤＢ’＝０が得られ、映像は黒と白にある。色彩の彩度 は２つの量、すなわち灰色の偏差と色彩を有する灰色の“量”との関係に（以下 余白） 結合している。Ｒ１■及びＢによって表わされる色における灰色の量はｍｉｎ　 （ｆｔ、　Ｖ、　Ｂ　）に等しい。ここで、ｍ１ｎ（）は前述したように、カッ コ内の３つの量の最小を意味する。灰色の変化はｍａｘ　（Ｒ，Ｖ、　Ｂ　）　 −ｍｉｎ　（Ｒ。

Ｖ、　Ｂ　）である。ここで、ｍａｘ（）はカッコ内の量の最大を示す。しかし ながら、それは本質的に主観的な概念なので、電気量Ｒ，Ｖ及びＢではなく対応 する輝度Ｉ、Ｒ＝ｋＦ！、γ、　Ｌｖ＝ｋＶγ及びＬＢ−ｋＢγを検討する必要 がある。

ここで、γはカラー受像管の”ガンマ″係数（ｒ＝２．８）で、ｋはユニットに 適合可能にする係数である。従って、彩度の定義に対して、量Ｓは次式に等しく とられる。

従って、Ａ）１のとき、彩度は増加する。

及び 従って、Ａ（ｌのとき、彩度は減少する。

従って、各サンプリング点に対して、量Ｓが計算され、Ｓの平均値Ｓｏは先に定 義した演算によって定義される。

各映像ごとに一定の平均彩度を課す試みがなされろ。

０ すなわち、映像に対して同一であって、後に、量わち灰色の量は輝度Ｙ＝０．３ Ｒ＋０．５９Ｖ＋０．ｌｉＢとは異なり、ｍ１ｎ（Ｒ，Ｖ、　Ｂ）＜：Ｙりｍａ ｘ　（Ｒ，Ｖ、　Ｂ　）であることが指摘される。従って、例えばＢ　＝ｍｉｎ 　（１％、　Ｖ、　Ｂ　）でＲ＝ｍａｘ（Ｒ，Ｖ、Ｂ）テあれば、ＤＲ−Ｒ−Ｙ ２Ｏ及びＤＢ二Ｂ−ＹくＯが得られ、この結果Ａ、　ＤＢ”−＝ＡＤＨ，及びＤ Ｂ＊−ＡＤＢによる乗算の後、Ａが１より大きいか又は小さく・かに従って、次 の関係が得られる。

Ａ）ｌ：Ｄｆ％シＡＤＲ，）ＤＥ’Ｌ）ＯＤ♂−ＡＤＢ＜ＤＢ＜０及び　ｌｌ、 ＊＝　Ｙ　＋　ＤＲ”）Ｒ１３１１＝　Ｙ　＋　ＤＢ＊（Ｂ 従って、それらの平均輝度Ｙ。に比例しない　（映像が暗ければより少ない色が 必要とされ、映像が極めて薄ければより多くの色が必要とされる）同一の色量を 得ることが望まれる。

従って、手順は平均彩度Ｓ。が標準値、すなわちｍＹ（。

（ｍは一度限り固定されるか、又は変更可能なパラメータである）に近づくよう にされる。従って、Ｓｏは、例えばＳ’ｏ　＝　Ｓｏｙ　＋　（１−ｙ　）　ｍ Ｙ６の如き線形法則によって、Ｓ′ｏになる。ここで、ｙは後に定義する数であ る。そして、次が行なわれる。

Ｓｏ＜ｍＹｏであればＳｏ　＜　Ｓｏ　＜”Ｙｏ及びＡ〉１が得られ、Ｓｏ＜ｍ ＹｏであればＳ。＜ＳＩｏ＜ｍＹｏ及びＡ〉１が得られることがわかる。

更に、係数Ａは設定可能で、Ａ（２とすることが可能である。式（８）は次のよ うになる： ここで、線形式が８５　＝Ｓｏｙ＋　（１−ｙ）　”Ｙｏである理由を述べる必 要がある。経験によれば、ｙ−者がすべての色が付いた映像に対して適している が、はとんど黒及び白の映像に対しては適さない（Ｓｏ−１の場合、ｍＹＯは極 めて大きく、この結果Ｓ６は極めて大きく、従ってゼロに近接した信号に独立し て増加する必要がある）。

正であり、ｙ＝１の場合はゼロ補正である）で変化を受ける。尚、Ｓは２５６に 設定される。ｙを除去することによって次式が得られる。

Ａ−（ｔ）’／′２”’［：Ｅ（１−４）Ｆ（１−走）８ｍＴｈ　）””８彩度 の計算はＡ＝１である第１の時間に対して補正される映像上で起こなわれる。

信号Ｒ，Ｖ、Ｂ又は信号Ｙ、　ＤＲ，ＤＢを用いる場合において、前述の原理は 信号Ｙ、ＢＱ及びＥ＋を用（・る場合に適用できる。そのとき平均値ＢＩ０．Ｂ Ｑ、及びＹ。が用（・られ、前述した式によって馬、■。及びＢ。に変換される 。

これらの平均値Ｒ６，ｖｏ及びＢ。を用いて、前述の補正が行なわれ、Ｒ，、Ｖ 、Ｈの関数としてＥＩとＥＱを与える式により信号Ｅ’ｔｏ、　Ｅｑｏを得るこ とができる。この結果。

次式により定義される補正が与えられる。

次に、上記本発明による方法の説明に続き、第６図にそのような方法を用いた装 置を示す。この装置は任意な型の出力（映像、ディジタル、複合又はこれらと同 様なもの）を有するカメラ１０と、出力１０に接続されたディジタル処理部１４ とを有する。ディジタル処理部の機能は、映像のある点に関する信号のサンプル をとり、これらのサンプルの平均値を計算し、基準値を定義し、得られた平均値 と基準値とに基づき補正係数を演算すること罠ある。図示の装置は、更に、２つ の入力を有する補正回路１６を有する。これらの入力のうち一方の入力１８はカ メラによって供給される信号を受取り、他方の入力加はディジタル処理部１４に よって供給される補正係数を受取る。補正回路１６は、また、補正された信号を 供給する出力２２を有する。

カメラ１０の出力１２から供給される信号をサンプルする必要は、必ずしもない 。ある場合には、カメラ１０内で直接サンプルすることができる。

ディジタル処理部１４の第１の機能は、映像信号をサンプルする、すなわち、サ ンプルされる信号の中から３つの信号（Ｒ，Ｖ、　Ｂ　：Ｉｌ［Ｙ、　ＤＲ，Ｄ Ｂ）カら成る１つのグループをサンプルすることにあり、これらのサンプルに対 応する点は任意な方法で映像にわたって移動しなければならない。ディジタル信 号処理部に含まれるマイクロプロセッサは、２−均分シーケンス（２−ｅｑｕｉ ｐａｒｔｓｅｑｕｅｎｃｅ　）と呼ばれる一連の数を用いるこの第１の機能を実 行する。

均分シーケンスの概念に基づく擬似ランダム関数の論理は、シーケンスｎ＝Ｆｒ （αｎ２）を示す。ここで、ｎは整数で、ＦＲ（）は“カッコ内の数の分数部分 ”を示し、αが無理数であれば２−均分（平面の単位正方形における）である。

”２−均分″という語句は、シーケンスｕｎ、　ｕｎ＋１．　ｕｎ＋２　””　 ｎ＋ｐに対して、座標（ｕｒＩｌ’ｎ＋１　”　ｕｎ＋１．　ｕｎ＋２　）”” 　Ｉｎ＋ｐ＋　ｕｎ＋ｐ＋ｔ　）”’の点Ｇま・サイド１のシーケンスに等しく 分配されるということを意味している。

無理数が存在せず、上に等しい有理数がαに対して用いられる。尚１は数αの既 約表現である。この場合、シーケンスＵ。はｑの周期となる。マイクロプロセッ サが演算動作に対して１６ビノトまで拡張可能な８ビット語で動作する場合、可 能な最大数はｑ、すなわちｑ−２１６−１に対して選択される。映像が複数のフ レームに分解されるとき（例えば、２つの任意の飛越しフレーム）１フレーム当 り１つの項Ｕ。が用いられることを考慮４ すれば、はぼ２Ｑｍｎの受信周期が導かれ、これはビジョフォニーに適用して好 適である。

出願人によって特に調査された用途において、格納された映像は６００点ごとの ほぼ６００の可視ラインから成る矩形であり、各フレームは３００のラインから 成る。

このフレームにおいて、２５６のライン上の２５６の意力・ら（２５６Ｆｒ（− ？−ｎ２）３である。ここで、ＥＣ）はカギ六ノコ内の数の整数部分を示す。

従って、マイクロプロセッサは次の動作を行なうニー〇が格納された内部レジス タの内容の読出１−５−〇とｎとの乗算、 ｎ２とｐとの乗算、 ｐ　ｎ２のｑによる除算、 一−Ｐ−０２の整数部分の破棄（従って、分数部分Ｆｒ　（−；ｎ２　）の保持 ）、 −２５６Ｘ　Ｆｒ　（且ｎ２　）の分数部分の破棄、−ｎを含むレジスタの１の 増加等。

レジスタの内容ｎは、開始時にゼロに等しくすることができる。上記プログラム は、各フレームの開始時点において行なわれる。計算時間は１フンームの存続、 　時間より小さく、２つの連続する結果はメモリ内に保持されろ。これらの２つ の結果−これらはアドレヌである−は、各フレームの開始時点において、２つの 比較器に伝送される。２つのカウンタは、永続的に、現時点の水平及び垂直アド レスを２つの比較器に供給する。２つの計算されたアドレスが一致するとき、現 在の点はマイクロプロセッサの入−出力メモリに一時的に格納され、そして内部 メモリに転送される。

サンプルされた現在の点は３つの８ビット語（Ｒ，Ｖ。

Ｂ又はＹ、　Ｄ’Ｒ，ＤＢ又はＹ、　Ｅｒ、　ＢＱ　）によって変換される。

平均値を計算するために確保されたメモリは内部メモリに位置決めされ、例えば １２８の長さの３つの計算テーブルに編成されている。このことは、１２９番目 の語は第１の場所に書かれ、１３０番目の語は第２の場所に書かれる等のことを 意味する。これらのテーブルは、永続的にサンプルされた１２８の最後の点に対 応する信号を含む。

平均色の計算は、３つのテーブルの内容の平均を得ることによって、各フレーム に対して得られる。算術平均の場合、３つのテーブルの内容の和が得られ、そし てこの結果は１２８で除算される。しかしながら、重み付けされた平均を得るこ とも可能である。平均信号Ｒｏ、　Ｖｏ、　Ｂｏ及びＹ。、　ＤＲｏ、　ＤＢ。

及びＹ。、ＥＩｏ、ＥＱｏは永続的に再計算される。

係数を決定する前述の式はパラメータａ、ｂ、ｃ及びｄを表わしている。これら が一定に固定されているとすれば、これらはディジタル処理部１４０通常のプロ グラム内に導入される。これらのパラメータを調節する必要があるとすれば、手 動の操作ボタンによりそれらをディジタル処理部内に導入可能である。

次に、補正係数の計算例を示す。以下に、補正係数ａへ＋（１−ａ）Ｙ、−−ユ せ一一一を計算する例に１　＋０．３　ｂ＋０．５９　ｃ＋０．ｌＩｄついて説 明する。量Ｑ−柿　が一度限 １　＋０３　ｂ　＋０．５９　ｃ　＋０１１　ｄす１つのシーケンスの開始時点 において計算され、各フレームに対して再計算されない。この量は完全に計算さ れた形として、プログラム内に供給可能である。

更に、量ａＲｏ　＋（１ａ　）　ＹｏＱは各フレームに対して再計算される。こ れは、ＲｏとＹ。が各場合に変化するためである。従って、これは３つの乗算と １つの加算を必要とする。この計算はマイクロプロセッサにとって簡単である。

第７図は、前述したディジタル処理部の機能ブロック図である。ディジタル処理 部は、入力インタフェース３０、プログラムメモリ３２　（ＲＯＭ又はＰＲＯＭ タイプ）、ランダムーアクセヌメモリ３４　（ＲＡＭ　）−これは３つのテーブ ルＲ，Ｖ、　Ｂ又はＹ、　ＤＲ，ＤＢ又はＹ、Ｅｌ、ＥＱと計算結果を格納する ために用いられる−と、演算ユニット３６（これは、加算、減算、乗算、除算、 右への転位、左への転位等の基本的演算を行なう）と、出力インタフェース３８ とこれらの要素を互いに接続するバス４０とを有する。

第８図及び第９図は信号Ｒ，Ｖ、　Ｂ　；　Ｙ、　ＤＢ、　ＤＦｔ又はＦＩＧ、 ６ ＦＩＧ、８ ＦＩＧ、９ 国　際　調　沓　邦　書 ■

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．　映像の比色状態を特性化可能な原信号を発生するビデオカメラに適応可能 で、前記原信号はこれらを補正するために処理される永続的色補正方法であって 、撮影している間に映像のある点に関する信号のサンプルをとり、少なくとも１ つの映像に関するサンプルから成る一群をディジタル形式で格納し、格納された サンプルの平均値であって平均色を定義する平均値をディジタル的に計算し、得 られた平均色に基づいて得られる補正係数であってこれがサンプルに与えられた ときに補正された平均色を定義する補正係数を計算し、映像のすべての点に対し てカメラによって与えられるすべての信号に前記計算された補正係数を与えるこ とにより補正された信号を供給し、前記平均値を計算するために用いられるすべ てのサンプルを再びとることによって補正係数の計算を再び実行することを特徴 とする永続的色補正方法。 ２　平均値を計算するために、各映像の少なくとも１つの点に関する信号がサン プルされることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の永続的色補正方法。 ３、各映像ごとに１つの点がサンプルされ、この点は映像ごとに任意な方法に従 って変化する位置を有することを特徴とする請求の範囲第２項に記載の永続的色 補正方法。 ４　平均値は新たな映像ごとに計算され、一方常に四 同−数の点が考慮されることを特徴とする請求の範囲第２項に記載の永続的色補 正方法。 ５、各映像は２つのフレームによって構成され、各フレームの１つの点がサンプ ルされることを特徴とする請求の範囲第２項に記載の永続的色補正方法。 ６、各映像点の輝度と色とを変換するために、カメラは原色Ｒ，Ｖ、　Ｂから成 る３つの信号を用いる場合において、対応する信号の平均値Ｒ６，Ｖｏ、Ｂｏは サンプルに対して計算され、基準色が定義され、その原色成分はＲｒ、Ｖｒ、Ｂ ｒであり、映像の異なる点に対応するすべての信号Ｒ，，Ｖ、Ｂが乗算されるこ とによって、サンプルの平均値が次式、 ”ｏ′−ａｇｏ　＋　（１−ａ　）　ＲｒＶ’ｏ　＝　ａＶ、）　＋　（１−ａ 　）　ＶｒＢ′ｏ＝　ａＢ。＋　（１−ａ）　Ｂｒ但し、ａは０と１の間の係数 によって定義される補正された値Ｒ，５、ｙ、＜、　Ｂ２をとるように、補正係 数が定義されることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の永続的色補正方法。 ７、　係数ａは調節可能であることを特徴とする請求の範囲第６項に記載の永続 的色補正方法。 ８、平均値Ｒ８，Ｖｏ、Ｂｏの最大とこれらの平均値の最小との間の比（ｒｏ） が決定され、係数ａは所定の関係によってｒ。に基づいて決定されることを特徴 とする請求の範囲第７項に記載の永続的色補正方法。 ９、ａとｒ。どの関係は、 であることを特徴とする請求の範囲第８項に記載の永続的色補正方法。 １０　基準色の成分Ｒｒ、Ｖｒ、Ｂｒは次式に等しいことさ特徴とする請求の範 囲第６項に記載の永続的色補正装置。 １１　各映像点の輝度と色を変換するために、カメラは前記輝度を直接変換する 信号Ｙとすべての色情報を含む２つの差信号ＤＲ，，ＤＢとを用いる場合におい て、これらの差信号の平均値ＤＲｏとＤＢｏが計算され、平均値ＤＩＤ、とＤＢ ｏｉ基づいて対応する平均値Ｒ８，Ｖｏ、　Ｂ、、が計算され、これらの平均値 は補正され、補正された平均値Ｒ５，ｖ４．　Ｂ４が得られ、これらから補正さ れた平均信号ＤＲ，らとＤＢ６が得られ、式 ％式％） 但し、Ａはパラメータ の補正が行なわれ、このとき各点の輝度Ｙは変更されないことを特徴とする請求 の範囲第１項に記載の永続的色補正方法。 １２、各映像点の輝度と色を変換するために、カメラは前記輝度を直接変換する 信号Ｙとすべての色情報を含む２つの信号Ｅｒ、Ｂｑを用いる場合において、こ れらの２つの信号の平均値ＥＩｏとＥＱｏが計算され、基準平均値Ｅ■ｒ、　Ｅ ｑｒが定義され、平均値Ｅｌｏ、ＥＱｏに基づいて対応する平均値Ｒ８，Ｖｏ、 　Ｂｏが計算され、これらの平均値Ｒ６′、　Ｖ６．　ＢＧが得られ、これらか ら補正された平均値信号Ｅ’ｚｏ、　Ｅ％、が得られ、次に式％式％） 但し、Ａはパラメータ の補正が行なわれ、このとき各点の輝度Ｙは保持されないことを特徴とする請求 の範囲第１項に記載の永続的色補正方法。 １３、各サンプルに対して信号Ｒ，，Ｖ、Ｂの最大と最小との間の関係に等しい パラメータＳが計算され、パラメータＳはパワー２，８に昇り、次いでＳの平均 であって平均彩度を定義するＳ。が計算され、標準彩度が定義され、映像は平均 彩度Ｓ。が標準彩度に近接し、ｓ６になるように補正され、係数Ａは＜　沿）１ １２ｆ３に等しいことを特徴とする請求の範囲第１１項又は第１２項のいずれか に記載の永続的色補正方法。 １４、ｍＹｏに等しい標準彩度が定義され、ここでｍは所定ノハラメータでＹ。 は平均輝度であり、補正される彩度Ｓうは式Ｓ’ｏ　＝ＳｏＹ＋　（１−ｙ　） ｍＹ。（但し、ｙは１に少なくと、も等しい数）に従って計算されることを特徴 とする請求の範囲第１３項に記載の永続的色補正方法。 １５、数Ｙは調節可能であることを特徴とする請求の範囲第１４項に記載の永続 的色補正方法。 １６、数Ｙは式 によって定義されることを特徴とする請求の範囲第１５項に記載の永続的色補正 方法。 １７、前記平均値は算術平均であることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の 永続的色補正方法。 １８、前記平均値は重み付は平均であることを特徴とする請求の範囲第１項に記 載の永続的色補正方法。 １９　補正された信号はクリップされることを特徴とする請求の範囲第１項に記 載の永続的色補正方法。 ２０、映像点の輝度と色を特性化可能な信号を生じるビデオカメラ（１０）とと もに用いられる永続的色補正装置であって、前記装置は前記信号を処理し補正を 推定するための手段と組合わさるものにおいて、前記装置はディジタル処理部α →を有し、該ディジタル処理部は撮影の間、映像のある点に関する信号のサンプ ルをとり、少なくとも１つの映像に関する一群のサンプルをディジタル形式で格 納し、平均色を定義する格納されたサンプルの平均値をディジタル的に計算し、 得られた平均色に基づいて補正係数をディジタル的に計算し、該補正係数はサン プルに与えられたときに補正された平均色を定義し、平均値を計算するために用 いられるすべてのサンプルを再びとることによって補正係数の計算を再び行ない 、前記装置は更に２つの入力を具備する補正回路（１６）を有し、該２つの入力 の１つはカメラ（１０１の出力に接続され、他方はディジタル処理部ａ４１に接 続されるとともに、該ディジタル処理部から補正係数を受取り、更に前記補正回 路は補正された信号を出方する１つの出力（２２１を有することを特徴とする永 続的色補正装置。 ２１、カメラによって用いられる信号は原色Ｒ，Ｖ、　［！０３つの信号である とき、ディジタル処理部側は乗算補正係数を出力し、補正回路は３つのディジタ ル乗算器とする請求の範囲第２０項に記載の永続的色補正装置。 ２２　カメラによって用いられる信号は点の輝度を直接変換する信号Ｙとすべて の色情報を含む差信号ＤＲ。 ＤＢ又は信号ｇｒ、　ＥＱであるとき、ディジタル処理部０（イ）は加算補正係 数を供給し、補正回路は差信号と対応する補正係数を受取る２つのディジタル加 算器（４５，４６）と該２つのディジタル加算器に接続された２つの乗算器（４ ７，４８）とを有することを特徴とする請求の範囲第２０項に記載の永続的色補 正装置。 ２３、補正回路０６）の後段にはクリッパが設けられることを特徴とする請求の 範囲第四項に記載の永続的色補正装置。