JPS63177679A - カラ−映像信号の階調変換回路 - 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】 産業上の利用分野 本発明は、カラー映像信号の階調変換回路に関するもの
である。

従来の技術 従来よシ映像信号のレベル分布を求め、レベル分布量が
少ないレベル領域に対応した出力レンジを圧縮し、レベ
ル分布量が多いレベル領域に対応した出力レンジを伸長
して、映像信号のコントラストを強調する階調変換処理
が行われている。

例えば、ある一画面の映像信号についてレベル分布を求
め、第７図の分布量を示すヒストグラムが得られたとす
る。この時レベル分布量が多いレベル領域ａに対応した
出力レンジを伸長し、レベル分布量が少ない他のレベル
領域に対応した出力レンジを圧縮して、第７図の出力レ
ベルに示すような特性の階調変換を行えば、実際に信号
レベルが多く存在するレベル領域ａのコントラストを強
調することができる。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら従来例に示したような階調変換処理をカラ
ー映像信号に対して行う場合には、次のような問題点が
発生する。

すなわち、Ｒ，Ｇ、Ｂ各信号に対して先に示した階調変
換処理を行うと色バランスがくずれ色再現性が劣化して
しまう。例えばＲ，Ｇ、Ｂ各信号のレベル分布を求め、
第８図の分布量を示すヒストグラムが得られたとする。

Ｒ，Ｇ、Ｂ各ヒストグラムよｆｉＲ，ＧＸＢ各信号につ
いて実際に信号レベルが多く存在するレベル領域ａ、ｂ
、ｃが検出され、Ｒ信号に対しては、信号レベルの分布
があまり存在しないレベル領域に対応した出力レンジが
圧縮され、レベル領域ａに対応した出力レンジが伸長さ
れ第８図の出力レベルに示すｄの階調変換特性が得られ
る。Ｇ信号、Ｂ信号についても同様にして第８図の出力
レベルに示すｅ、ｆの階調変換特性が得られる。ｄＳａ
、ｆの階調変換特性に従ってＲ，Ｇ、Ｂ各信号の階調変
換を行うと、レベル領域ａ、ｂ、ｃは第８図のｇ、　ｈ
、　ｉの出力レンジに変換される。しかしながら第８図
に示す通常の線形な階調変換を行った場合のレベル領域
ａ、ｂ、ｃに対応する出力レンジｊ、に、ｌと比較する
と、出力レンジｇ、ｈ、ｉは本来の色バランスがくぐれ
、本来青味がかった比率であったものが色が薄れてしま
い色再現性が劣化してしまう。

本発明は以上の点に鑑み、色バランスを保ちながら、レ
ベル分布に応じてカラー映像信号のコントラストを強調
したカラー映像信号の階調変換回路を提供することを目
的としている。

問題点を解決するだめの手段 本発明は各原色信号のレベル分布量が所定値以上となる
レベル領域の下限レベルと上限レベルにおいて各色間で
最小となる最小下限レベルと各色間で最大となる最大上
限レベルを検出し、前記最小下限レベル以下のレベル領
域および前記最大上限レベル以上のレベル領域に対応し
た出力レンジを圧縮し、前記最小下限レベルと最大上限
レベルの間のレベル領域に対応した出力レンジを伸長す
るように各原色信号をそれぞれ同一の階調特性で変換す
ることを特徴とするカラー映像信号の階調変換回路であ
る。

作用 本発明はいずれの原色信号に対しても前記の最小下限レ
ベルと最大上限レベルの間のレベル領域に対応した出力
レンジを伸長することにより、原色信号間での色バラン
スを保ちながらレベル分布量が所定値以上のレベル領域
のコントラストを強調することができるものである。

実施例 まず、本発明の概要について説明する。今Ｒ１Ｇ、Ｂ各
信号のレベル分布を求め、第２図の分布量を示すヒスト
グラムが得られ、各原色信号についてレベル分布が所定
値以上のレベル領域ａ　、　ｂ。

Ｃが得られたとする。この時、本発明では各レベル領域
の下限レベルａ、ｂ、ｃおよび上限レベル２Ｌ２、ｂ２
、Ｃ２を求め、さらに下限レベ／ｌ／　ＩＬ　、、ｂｌ
、Ｃ１の最小値（最小下限レベル）および上限レベルａ
２、ｂ２、Ｃ２の最大値（最大上限レベル）を求める。

第２図では最小下限レベルはａ４、最大上限レベルはＣ
２となる。本発明はこのように得られた最小下限レベル
および最大上限レベルよシ階調変換特性を決定し、最小
下限レベルと最大上限レベルの間のレベル領域に対応し
た出力レンジを伸長し、その他のレベル領域に対応し−
た出力レンジを伸長するものである。以上の階調変換処
理によってＲ，Ｇ、Ｂいずれかの信号のレベル分布量が
所定値以上のレベル領域に対してＲＸＧ、Ｂ各信号とも
均等に出力レンジの伸長が行われるため、ＲＳＧＳＢ各
信号の相対関係は保持され色バランスを保つことができ
る。

次に本発明の第１の実施例を第１図に示す。第１図にお
いて１．２．３はＲ，Ｇ、Ｂ各信号のレベル分布を求め
る分布検出回路、４はテーブル制御回路、６．６．７は
テーブル回路である。

分布検出回路１．２．３およびテーブル回路５．６．７
にはディジタル化されたＲ、Ｇ、Ｂ信号が入力され、分
布検出、テーブル変換等はすべてディジタル処理によっ
て行われる。分布検出回路１．２．３は一定周期毎（例
えばフィールド、フレーム等）にレベル毎の画素数をカ
ウントしてＲ，Ｇ。

Ｂ各信号のレベル分布を求め、ヒストグラムデータを得
る。

テーブル制御回路４は分布検出回路１．２．３に保持さ
れているＲ、Ｇ、Ｂ各ヒストグラムデータよシ下限レベ
ルａ１、ｂｌ、ｃ、および上限しベル！Ｌ２　、Ｉ）２
．０２を求め、さらに最小下限レベルおよび最大上限レ
ベルを求める。次にテーブル制御回路４は最小下限レベ
ル、最大上限レベルに基づいて最小下限レベルと最大上
限レベルの間のレベル領域に対応した出力レンジを伸長
した階調変換特性のテーブルデータを演算し、ＲＡＭに
よって構成されたテーブル回路５．６．７にテーブルデ
ータを書込む。テーブル回路６．６．７は書込まれたテ
ーブルデータに基づいて入力されるＲ、Ｇ、Ｂ各信号の
テーブル変換を行い、第２図の特性の階調変換を行う。

なお、テーブル制御回路４は汎用のマイクロプロセッサ
を用いれば容易に構成することができる。

本発明の第２の実施例を第３図に示す。第３図は回路構
成を工夫することによシ回路規模を削減し、％４（ｚ加
えて処理の効率化を図るものである。

第３図において１ｏは最小信号選択回路、１１は最大信
号選択回路、１２．１３は分布検出回路、１４はテーブ
ル制御回路、１６．１６．１７はテーブル回路である。

最小信号選択回路１０．最大信号選択回路１１は画素毎
にＲ，Ｇ、Ｂ各信号を比較して画素毎にＲ，Ｇ、Ｂ間で
最小および最大となる信号を選択して出力する。分布検
出回路１２．１３はそれぞれ最小信号および最大信号の
レベル分布を求めて各信号のヒストグラムデータを得る
。テーブル制御回路１４は分布検出回路１２．１３に保
持されている最小信号および最大信号のヒストグラムデ
ータより、最小信号のレベル分布量が所定値以上となる
レベル領域の下限レベル、最大信号のレベル分布量が所
定値以上となるレベル領域の上限レベルを検出する。以
上の処理に卦いて、最小信号のレベル分布量が所定値以
上となるレベル領域の下限レベル、最大信号のレベル分
布量が所定値以上となるレベル領域の上限レベルは、そ
れぞれ第１の実施例の最小下限レベル、最大上限レベル
に一致する。例えば第２図のレベル分布を持つＲｌＧ、
Ｂ信号ならば最小信号としてＲ信号、最大信号としてＢ
信号が選択され、最小信号のレベル分布量が所定値以上
となるレベル領域の下限（最小下限レベル）としてａｌ
、最大信号のレベル分布量が所定値以上となるレベル領
域の上限（最大上限レベル）としてＣ２が検出される。

テーブル制御回路４は以上のようにして最小下限レベル
と最大上限レベルを求め、第１実施例と同様にして、テ
ーブルデータの演算、テーブル回路１６．１６．１７へ
のテーブルデータの書込みを行う。テーブル回路１５．
１６．１７は書込まれたテーブルデータに基づいて入力
ＲＳＧ、Ｂ信号のテーブル変換を行い、第２図の特性の
階調変換を行う。

本実施例では、１２．１３の２個の分布検出回路のみで
以上の処理を行うことができる。分布検出回路は各レベ
ル毎の画素数をカウントする演算回路、カウント値を記
憶するメモリ等によって構成されるが、最小信号選択回
路１０、最大信号選択回路１１はコンパレータ、セレク
タ等、比較的規模の小さい回路で構成されるため、第３
図の構成により回路規模を削減することができる。

また第１図の構成ではテーブル制御回路４がＲｌＧＸＢ
すべてのヒストグラムデータを処理し、さらにＲ，Ｇ、
Ｂ間で下限レベル、上限レベルの比較を行わなければな
らないが、第３図の構成では最小信号のヒストグラムデ
ータに対しては下限レベルのみ、最大信号のヒストグラ
ムデータに対しては上限レベルのみを求めれば最小下限
レベル、最大上限レベルが得られるためテーブル制御回
路４の処理を効率化することができる１゜本発明の第３
の実施例を第４図に示す。本実施例はＲ，Ｇ、Ｂ各信号
を一括処理してレベル分布を求めることにより回路規模
の削減、処理の効率化を図るものである。第４図におい
て２ｏは分布検出回路、２１はテーブル制御回路、２２
．２３．２４はテーブル回路である。− 分布検出回路２ｏは、Ｒ，Ｇ、Ｂ各信号を一括処理して
レベル分布を求める。すなわちＲ，Ｇ。

Ｂ各信号のヒストグラムが第６図の破線で示したＲ、Ｇ
、Ｂとなるとすると、Ｒ，Ｇ、Ｂ各信号を一括処理した
ヒストグラムは第５図の実線で示したＡ　、（＝　Ｒ，
＋　Ｇ　＋　Ｂ”）となる。テーブル制御回路２１はム
のヒストグーラムデータより分布量が所定値以上となる
レベル領域の下限レベルおよび上限レベルを求め、これ
に従ってテーブル回路２２．２３．２４のテーブルデー
タの演算、書込みを行う。この下［レベル、上限レベル
は、やはり第１実施例の最小下限レベル、最大上限レベ
ルに一致するので、第２図の特性の階調変換を行うこと
ができる。

本実施例では、分布検出回路は１個のみで良く、テーブ
ル制御回路２１も１個のヒストグラムデータに対して処
理を行えば良いため、回路規模の削減、処理の効率化を
図ることができる。

また以上の実施例ではすべての入出力レンジを対象にし
て本発明の処理を行うように説明してきたが、対象レン
ジを限定して本発明の処理を行っても良い。

例えば従来のカラーテレビカメラではＲＳＧ。

Ｂ信号よりピークレベルを検出し、ピークレベルが所定
の出力レンジに収まるようにハイライト領域を可変圧縮
するオートニー処理が行われているが、本発明をハイラ
イト領域に適用すれば、色バランスを保ちながらハイラ
イト領域のコントラストを強調することができる。

以上の内容についてさらに詳細に説明する。光量の大き
いハイライト被写体と通常光量被写体を同時に撮像した
場合、そのレベル分布を求めると第６図のような分布量
のヒストグラムとなることが多い。第６図のＲＬＳＧ、
　、Ｂ、は通常光量被写体のレベル分布、Ｒａ　ｓ　Ｇ
ｉ　ＳＢＨＦｉ））イライト被写体のレベル分布を示し
、ＲＬ　、ＧＩ、　、ＢＬとＲヨ、ＧＨＳ　ＢＩの間に
レベル分布量が少ないレベル領域ａが存在する。従来の
オートニー処理ではＲ，Ｇ、Ｂ信号のピークレベルによ
ってノーイライト領域の圧縮特性が決まり、第６図のＣ
の階調変換特性となるが、ノ・イライト領域に本発明の
処理を適用してレベル領域ａの出力レンジを圧縮し、ハ
イライト被写体のレベル分布に対応したレベル領域すの
出力レンジを伸長すれば同図のｄの階調変換特性となり
、従来のオートニー処理よシもハイライト被写体のコン
トラストを強調することができる。またレベル領域亀の
出力レンジを圧縮して生じる出力レンジの余裕を通常光
量被写体にも割当て破線ｅに示す階調変換特性とすれば
、通常光量被写体のコントラストも強調することができ
る。

発明の効果 以上に説明したように、本発明によれば、色バランスを
保ちながらレベル分布に応じてカラー映像信号のコント
ラストを強調することができ、その実用的効果は大きい
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例のブロック図、第２図は
同実施例の動作説明のための線図、第３図は本発明の第
２の実施例のブロック図、第４図は本発明の第３の実施
例のブロック図、第６図は同実施例の動作説明のための
線図、第６図は本発明をカラーテレビジョンカメラのＲ
，ＧＳＢ信号のハイライト領域に適用した場合の説明の
ための線図、第７図は従来例の説明のための線図、第８
図は従来例をそのまま力２−映像信号に適用した場合の
説明のための線図である。 １．２．３．１２．１３．２０・・・・・・分布検出回
路、４．１４．２１・・・・・・テーブル制御回路、６
．６．７、１５、１６、１７、２２、２３．２４・・・
・・・テーブル回路、１ｏ・・・・・・最小信号選択回
路、１１・・・・・・最大信号選択回路。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図 ぺ 第２図 第３図 ！、ダ 第４図 第５図 朽６図 ！７図 入カド公ル 第８図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 各原色信号のレベル分布量が所定値以上となるレベル領
   域の下限レベルと上限レベルにおいて各色間で最小とな
   る最小下限レベルと各色間で最大となる最大上限レベル
   を検出し、前記最小下限レベル以下のレベル領域および
   前記最大上限レベル以上のレベル領域に対応した出力レ
   ンジを圧縮し、前記最小下限レベルと最大上限レベルの
   間のレベル領域に対応した出力レンジを伸長するように
   各原色信号をそれぞれ同一の階調特性で変換することを
   特徴とするカラー映像信号の階調変換回路。