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発明の名称 信号処理回路
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平7−46605
公開日 平成7年(1995)2月14日
出願番号 特願平5−189663
出願日 平成5年(1993)7月30日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】小鍜治 明 (外2名)
発明者 山口 淳史 / 浅田 良次 / 金川 良治
要約 目的
画像の高輝度領域における白つぶれ現象を軽減し、高輝度領域の色再現機能を備えた信号処理回路を提供する。

構成
新たな構成要素として、ニー処理回路101により圧縮される前のRGB撮像信号が入力され、その中の信号レベルの最大値を検出する最大映像レベル検出回路104と、マトリクス処理回路103より出力される色差信号I,Qのゲインを補正するための色差信号ゲイン補正回路105,106とを設ける。そして、最大映像レベル検出回路104検出された最大映像信号レベルにより、マトリクス処理回路103より出力される色差信号I,Qのゲインを調節し、ニー処理によって圧縮されてしまった色差信号の振幅を補正することで、いわゆる色飛び現象を軽減し、高輝度な画像の色彩を再現する。
特許請求の範囲
【請求項1】 RGB3原色撮像信号の高輝度部を圧縮し、所定ダイナミックレンジ内での映像信号の階調性を確保するニー処理回路と、前記ニー処理回路により圧縮される前の前記RGB撮像信号が入力され、その中の信号レベルの最大値を検出する最大映像レベル検出回路と、前記ニー処理回路の出力信号より輝度および2系統の色差信号をつくるマトリクス処理回路と、前記マトリクス処理回路より出力される2系統の色差信号のゲインを補正するための色差信号ゲイン補正回路とを備え、前記検出された最大映像信号レベルにより独立した2系統の色差信号のゲインを補正することを特徴とする信号処理回路。
発明の詳細な説明
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、画像の高輝度領域における白つぶれ現象を軽減し、高輝度領域の色再現機能を備えた信号処理回路に関するものである。
【0002】
【従来の技術】以下に従来の3板式カラーカメラにおける信号処理回路の構成について説明する。
【0003】図3は従来の3板式カラーカメラにおける信号処理回路の構成を示すブロック図である。図3において、101は撮像素子から得られる広いダイナミックレンジの信号を規定値以内に圧縮するニー処理回路、102は受像器側のテレビモニターにおける発光特性を補正するためのガンマ処理回路、103は映像信号伝送のためにRGB信号よりNTSC,PAL,SECAM方式等に必要な輝度,色差信号を得るためのマトリクス処理回路である。
【0004】以上のように構成された従来の3板式カラーカメラにおける信号処理回路について、以下その動作を説明する。
【0005】通常、撮像素子から得られるRGB信号のダイナミックレンジは600%程度であり、100%以上のRGB信号が入力された場合は、100%以上のRGB信号についてのみ一定の比率で圧縮するニー処理回路101が設けられている。
【0006】図4は、このニー処理を説明するための特性図である。すなわち、ニー処理回路101では、撮像素子から得られる入射光量に比例した600%までのRGB信号について、100%を越える信号を圧縮し、全て出力最大レベル内の信号へと変換している。
【0007】今撮影画面中に、ある色彩をもつ通常輝度の物体があったとする。この物体のRGB信号が図4中のR0,G0,B0であるとすると、ニー処理により同図のr0,g0,b0に変換される。この場合、色差(r−g,b−g)について考えると、同図に示すとおり、入力信号が本来もつA,Bという大きさの色差が、a0,b0という大きさへ変換される。しかしながら、同じ色差の大きさをもった輝度の高い信号R1,G1,B1がニー処理回路101に入力されると、同様に同図に示すようにr1,g1,b1に変換され、このとき変換後のr1,g1,b1の色差信号の大きさは、先ほどのa0,b0の大きさより小さく圧縮されたa1,b1に変換される。
【0008】ニー処理回路101で変換されたRGB信号は、ガンマ処理回路102へ入力されガンマ処理を施された後、マトリクス処理回路103で輝度信号Y,色差信号I,Q等に変換され伝送される。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来の構成では、撮像画像中に高輝度領域が存在した場合、撮像素子から得られる広いダイナミックレンジの信号を規定値以内に圧縮するニー処理が作動し、色差信号の振幅は非常に小さく圧縮されてしまうため、再生された高輝度領域における色の判別はほとんど不可能であるという問題点を有していた。
【0010】本発明は上記従来の問題点を解決するもので、画像の高輝度領域における白つぶれ現象を軽減し、高輝度領域の色再現機能を備えた信号処理回路を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するために本発明の信号処理回路は、RGB3原色撮像信号の高輝度部を圧縮し、所定ダイナミックレンジ内での映像信号の階調性を確保するニー処理回路と、前記ニー処理回路により圧縮される前の前記RGB撮像信号が入力され、その中の信号レベルの最大値を検出する最大映像レベル検出回路と、前記ニー処理回路の出力信号より輝度および2系統の色差信号をつくるマトリクス処理回路と、前記マトリクス処理回路より出力される2系統の色差信号のゲインを補正するための色差信号ゲイン補正回路とを備え、前記検出された最大映像信号レベルにより独立した2系統の色差信号のゲインを補正することを特徴とするものである。
【0012】
【作用】本発明は上記した構成により、最大映像レベル検出回路が検出した最大映像信号レベルにより、色差信号ゲイン補正回路で2つの独立した色差信号のゲインを調節し、ニー処理によって圧縮されてしまった色差信号の振幅を補正することで、いわゆる色飛び現象を軽減し、高輝度な画像の色彩を再現することができる。
【0013】また、本発明は上記した構成により、従来の信号処理回路へ最大映像レベル検出回路と色差信号ゲイン補正回路とを追加することで、比較的簡単に実現できる。
【0014】
【実施例】以下、本発明の一実施例について、図面を参照しながら説明する。
【0015】図1は本発明の第1の実施例における色強調を施した信号処理回路の構成を示すブロック図である。図1において、101は撮像素子から得られる広いダイナミックレンジの信号を規定値以内に圧縮するニー処理回路、102は受像器側のテレビモニターにおける発光特性を補正するためのガンマ処理回路、103は映像信号伝送のためにRGB信号をNTSC,PAL,SECAM方式等に必要な輝度,色差信号を得るためのマトリクス処理回路、104はニー処理を施される前の映像信号より本来のRGB映像信号レベルの最大値を検出する最大映像レベル検出回路、105は最大映像レベル検出回路104が検出したRGB映像信号の最大映像信号レベルに対応したゲイン補正倍率をI色差信号に掛け合わせ、I色差信号の振幅を補正するI色差信号ゲイン補正回路、106はI色差信号ゲイン補正回路105と同様に最大映像レベル検出回路104が検出したRGB映像信号の最大映像信号レベルに対応したゲイン補正倍率をQ色差信号に掛け合わせ、Q色差信号の振幅を補正するQ色差信号ゲイン補正回路である。
【0016】以上のように構成された本実施例の信号処理回路について、以下その動作を説明する。
【0017】撮像素子から得られる600%程度の広いダイナミックレンジをもつRGB信号は、ニー処理回路101へ入力されるとともに最大映像レベル検出回路104へも入力されRGB映像信号の最大値を検出する。ニー処理回路101へ入力されたRGB信号は、100%以上のRGB信号についてのみ一定の比率で圧縮し、全て出力最大レベル内の信号へ変換され出力される。
【0018】ニー処理回路101で変換されたRGB信号は、ガンマ処理回路102でガンマ処理を施された後、マトリクス処理回路103で輝度信号Y,色差信号I,Qに変換される。変換された色差信号はそれぞれ、I色差信号はI色差信号ゲイン補正回路105で、Q色差信号はQ色差信号ゲイン補正回路106で、最大映像レベル検出回路104により検出された最大映像信号レベルに対応したゲイン補正倍率で増幅,補正することにより、高輝度画像領域の色強調を行う。
【0019】次に、色差信号ゲイン補正回路における最大映像信号レベルに対応したゲイン補正倍率で増幅,補正する方法について、詳しく説明する。
【0020】図2は、本発明のI色差信号ゲイン補正回路における最大映像信号レベルとI色差信号のゲイン補正倍率との関係を示す特性図である。横軸が最大映像レベル検出回路104から入力される最大映像信号レベルで、縦軸は入力された最大映像信号レベルに対するI色差信号のゲイン補正倍率である。
【0021】I色差信号ゲイン補正回路105では、同図で示されるような入力される最大映像信号レベルに対応するゲイン補正倍率で、ニー処理により圧縮されたマトリクス回路103からの色差信号を増幅,補正している。
【0022】すなわち、最大映像信号レベルがニー処理の変換アルゴリズムにおける折れ曲がり点(以下ニーポイントと呼ぶ)以下である場合は、I色差信号は圧縮されていないので、I色差信号ゲイン補正回路105におけるゲイン補正倍率は1とし無補正とする。最大映像信号レベルがニーポイント以上のM1であった場合は、図2に示すように対応するゲイン補正倍率G1を掛けI色差信号を増幅,補正する。
【0023】なお、I色差信号ゲイン補正回路105の最大映像信号レベルとゲイン補正倍率の関係は、図2に示すとおりである必要はなく、最大映像信号レベルに対応したゲイン補正を行えればどのような関係であっても構わない。
【0024】また、Q色差信号ゲイン補正回路106の回路構成についても、最大映像信号レベルに対応してQ色差信号の振幅を増幅,補正するQ色差信号ゲイン補正回路106であれば、どの様な構成であっても構わない。
【0025】また、Q色差信号ゲイン補正回路106の動作は、I色差信号ゲイン補正回路105の説明でI色差信号をQ色差信号と置き換えるだけで、I色差信号ゲイン補正回路105と同様であるので省略する。
【0026】なお、Q色差信号ゲイン補正回路106における最大映像信号レベルとQ色差信号のゲイン補正倍率との関係は、I色差信号ゲイン補正回路105と同じである必要はないが、I色差信号ゲイン補正回路105とQ色差信号ゲイン補正回路106の最大映像信号レベルと色差信号のゲイン補正倍率との関係が同じ場合は、ゲイン補正倍率の算出回路部を共用することができるため、回路規模が小さくなることは明かである。
【0027】以上のように本実施例によれば、RGB3原色撮像信号の高輝度部を圧縮し、所定ダイナミックレンジ内での映像信号の階調性を確保するニー処理回路と、前記ニー処理回路により圧縮される前の前記RGB撮像信号が入力され、その中の信号レベルの最大値を検出する最大映像レベル検出回路と、前記ニー処理回路の出力信号より輝度および2系統の色差信号I,Qをつくるマトリクス処理回路と、前記マトリクス処理回路より出力される2系統の色差信号I,Qのゲインを補正するための色差信号ゲイン補正回路とを設けることにより、最大映像レベル検出回路が検出した最大映像信号レベルにより、I,Q色差信号ゲイン補正回路で2つの独立した色差信号I,Qのゲインを調節し、ニー処理によって圧縮されてしまった色差信号の振幅を補正することで、いわゆる色飛び現象を軽減し、高輝度な画像の色彩を再現することができる。
【0028】また、2つの独立な色差信号については、I色差信号,Q色差信号である必要はなく、R−Y,B−Yなどの色差信号であっても良い。
【0029】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、最大映像レベル検出回路が検出した最大映像信号レベルにより、色差信号ゲイン補正回路で2つの独立した色差信号のゲインを調節し、ニー処理によって圧縮されてしまった色差信号の振幅を補正することで、いわゆる色飛び現象を軽減し、高輝度な画像の色彩を再現することができる。




 

 


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