JP2006148605A - 画像処理装置および画像処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】表色数の減少や階調の低下を招くことなく、オリジナルの映像信号に応じた表示画像を得ることが可能な画像処理装置および画像処理方法を提供する。
【解決手段】正および負の色彩値を含む入力映像信号の色空間をＹＣｂＣｒ色空間から正および負の色彩値を含むＲＧＢ色空間に変換する第１の変換回路１２と、入力映像信号が対応する表示デバイスの応じたγ補正を行う第１の補正回路１３と、映像信号を正の色彩値並びに負の色彩値を反映させた信号処理により、表示すべき表示デバイスの色域に対応可能なＲＧＢ色空間に変換し、正の色彩値のみを含む変換映像信号を出力する第２の変換回路１４と、を有し、第２の変換回路１２は、変換後の映像信号に負の色彩値が含まれている場合、映像信号の複数のＲＧＢ成分のうちの絶対値が最大の最小成分を検出し、正側に検出した最小成分を基準に変換後の映像信号の各成分に比率調整した値を加算する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ＬＣＤやＰＤＰ等の表示デバイスに表示すべき映像信号に対して色空間変換処理等を行う画像処理装置および画像処理方法に関する。

ＣＲＴが主流であった表示デバイスとして、近年、ＬＣＤやＰＤＰ等の薄型の表示デバイスの開発が目覚しく、これらの表示デバイスを採用したテレビジョン等の映像機器が実用に供されている。

そして、これらの表示デバイスを用いた映像機器であって、映像規格に忠実な色再現を必要する画像表示装置においては、映像信号（映像信号）を表示デバイスに合せて、色空間変換をして表示するように構成される。
この種の画像処理装置においては、たとえば、マトリクス演算により入力映像信号の第１の色空間（ＹＣｂＣｒ）から第２の色空間（ＲＧＢ）へと変換する。

ところで、入力映像信号には、正の色彩値のみならず、負の色彩値をも含むことがある。したがって、マトリクス演算により得られるＲＧＢデータには、負の色彩値が含まれることがある。
従来の画像処理装置においては、ＹＣｂＣｒ色空間からＲＧＢ色空間に変換するにあっては、ＲＧ色空間の色域外の色彩値である負の色彩値（たとえば８ビットデータの場合２５６以上の色彩値）は、０〜２５５の色彩値へとクリッピング処理を施している。

しかしながら、従来の画像処理装置を採用している表示デバイスにおいては、負の色彩値がクリップされてしまうため、表示デバイスに応じたＲＧＢデータには負の色彩値が反映されていないことから、実際には２５６以上の色彩値で表されていた階調や色数を保持することができず、表色数が減少してオリジナルの映像信号よりも、少ない表色数でしかも低階調の表示画像しか得ることができないという不利益がある。

本発明の目的は、表色数の減少や階調の低下を招くことなく、オリジナルの映像信号に応じた表示画像を得ることが可能な画像処理装置および画像処理方法を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明の第１の観点の画像処理装置は、正および負の色彩値を含む入力映像信号の色空間を第１の色空間から正および負の色彩値を含む第２の色空間に変換する第１の変換手段と、上記第１の変換手段による映像信号を、上記正の色彩値並びに上記負の色彩値を反映させた信号処理により、表示すべき表示デバイスの色域に対応可能な色空間に変換し、正の色彩値のみを含む変換映像信号を出力する第２の変換手段と、を有し、上記第２の変換手段は、変換後の映像信号に上記負の色彩値が含まれている場合、映像信号の複数の成分のうちの絶対値が最大の最小成分を検出し、正側に検出した最小成分を基準に上記変換後の映像信号の各成分に比率調整した値を加算する。

本発明の第２の観点の画像処理装置は、正および負の色彩値を含む入力映像信号の色空間を第１の色空間から正および負の色彩値を含む第２の色空間に変換する第１の変換手段と、上記第１の変換手段による第２の色空間の映像信号に対して上記入力映像信号が対応する表示デバイスに応じたガンマ補正を行う第１の補正手段と、上記第１の補正手段による映像信号を、上記正の色彩値並びに上記負の色彩値を反映させた信号処理により、表示すべき表示デバイスの色域に対応可能な色空間に変換し、正の色彩値のみを含む変換映像信号を出力する第２の変換手段と、上記第２の変換手段による映像信号に対して上記表示すべき表示デバイスに応じたガンマ補正を行う第２の補正手段と、を有し、上記第２の変換手段は、変換後の映像信号に上記負の色彩値が含まれている場合、映像信号の複数の成分のうちの絶対値が最大の最小成分を検出し、正側に検出した最小成分を基準に上記変換後の映像信号の各成分に比率調整した値を加算する。

本発明の第３の観点の画像処理装置は、正および負の色彩値を含む入力映像信号の色空間をＹＣｂＣｒ色空間から正および負の色彩値を含むＲＧＢ色空間に変換する第１の変換手段と、上記第１の変換手段による映像信号を、上記正の色彩値並びに上記負の色彩値を反映させた信号処理により、表示すべき表示デバイスの色域に対応可能なＲＧＢ色空間に変換し、正の色彩値のみを含む変換映像信号を出力する第２の変換手段と、を有し、上記第２の変換手段は、変換後の映像信号に上記負の色彩値が含まれている場合、映像信号の複数のＲＧＢ成分のうちの絶対値が最大の最小成分を検出し、正側に検出した最小成分を基準に上記変換後の映像信号の各成分に比率調整した値を加算する。

本発明の第４の観点の画像処理装置は、正および負の色彩値を含む入力映像信号の色空間をＹＣｂＣｒ色空間から正および負の色彩値を含むＲＧＢ色空間に変換する第１の変換手段と、上記第１の変換手段による第２の色空間の映像信号に対して上記入力映像信号が対応する表示デバイスに応じたガンマ補正を行う第１の補正手段と、上記第１の補正手段による映像信号を、上記正の色彩値並びに上記負の色彩値を反映させた信号処理により、表示すべき表示デバイスの色域に対応可能なＲＧＢ色空間に変換し、正の色彩値のみを含む変換映像信号を出力する第２の変換手段と、上記第２の変換手段による映像信号に対して上記表示すべき表示デバイスに応じたガンマ補正を行う第２の補正手段と、を有し、上記第２の変換手段は、変換後の映像信号に上記負の色彩値が含まれている場合、映像信号の複数のＲＧＢ成分のうちの絶対値が最大の最小成分を検出し、正側に検出した最小成分を基準に上記変換後の映像信号の各成分に比率調整した値を加算する。

好適には、上記第２の変換回路は、比率調整値を加算した映像信号を上記比率調整値に応じて下げたゲインを持ってレベル調整して出力する。

好適には、上記第２の変換回路は、変換後で加算前の映像信号の輝度値と、加算後の映像信号の輝度値を比較して上記ゲインを得る。

本発明の第５の観点の画像処理方法は、正および負の色彩値を含む入力映像信号の色空間を第１の色空間から正および負の色彩値を含む第２の色空間に変換する第１のステップと、上記第１のステップによる映像信号を、上記正の色彩値並びに上記負の色彩値を反映させた信号処理により、表示すべき表示デバイスの色域に対応可能な色空間に変換し、正の色彩値のみを含む変換映像信号を出力する第２のステップと、を有し、上記第２のステップにおいて、変換後の映像信号に上記負の色彩値が含まれている場合、映像信号の複数の成分のうちの絶対値が最大の最小成分を検出し、正側に検出した最小成分を基準に上記変換後の映像信号の各成分に比率調整した値を加算する。

本発明によれば、たとえば第１の変換手段に正および負の色彩値を含む映像信号が入力される。第１の変換手段においては、入力映像信号の色空間が第１の色空間から正のみならず負の色彩値を含む第２の色空間に変換され、第２の変換手段に出力される。
第２の変換手段においては、第１の変換手段による映像信号に対して正の色彩値並びに上記負の色彩値を反映させた信号処理が施され、これにより、表示すべき表示デバイスの色域に対応可能な色空間に変換される。そして、第２の変換手段においては、変換後の映像信号に負の色彩値が含まれている場合、映像信号の複数の成分のうちの絶対値が最大の最小成分が検出される。そして、正側に検出した最小成分を基準に上記変換後の映像信号の各成分に比率調整した値が加算される。

本発明によれば、表色数の減少や階調の低下を招くことなく、オリジナルの映像信号に応じた表示画像を得ることができる利点がある。

以下、本発明の実施形態を添付図面に関連付けて説明する。

図１は、本発明に係る画像処理装置を適用した画像表示装置の全体構成を示すブロック図である。

本実施形態の画像表示装置１０は、図１に示すように、画像入力補正部１１、第１の変換回路１２、第１のガンマ（γ）補正回路１３、第２の変換回路１４、第２のγ補正回路１５、表示駆動回路１６、およびＰＤＰあるいはＬＣＤ等の表示デバイス１７を有している。

本画像表示装置１０は、たとえばデジタルテレビジョン放送の受信装置内に設けられたものであり、図示しないチューナで周波数選択されてデジタル復調，誤り訂正，多重分離，復号といった処理を施されたデジタル映像信号が、第１の色空間の映像信号（ＹＣｂＣｒ）として画像入力補正部１１に入力される。

画像入力補正部１１は、映像信号としてコンポーネント信号ＹＣｂＣｒが入力した場合には、単にそのコンポーネント信号ＹＣｂＣｒから輝度信号Ｙと色差信号Ｃｂ，Ｃｒとを分離して第１の変換回路１２に出力する。
なお、画像入力補正部１１は、３原色の映像信号ＲＧＢが入力した場合には、その映像信号ＲＧＢをコンポーネント信号ＹＣｂＣｒに変換し、そのコンポーネント信号ＹＣｂＣｒから輝度信号Ｙと色差信号Ｃｂ，Ｃｒとを分離して出力することが可能である。
画像入力補正部１１の出力映像信号には、正の色彩値のみならず、負の色彩値を含む。

また、画像入力補正部１１は、色差信号Ｃｂ，Ｃｒから色相および彩度を抽出し、たとえば、工場設定においては補正量ルックアップテーブルを参照することで、抽出した色相および彩度に応じた補正量を決定する回路である。たとえば、肌色にあたる色相範囲の入力映像信号に対しては、やや赤味がかるような色相の補正量とし、また、同時に彩度も少し上げることで目立たせるような補正量とする。
そして、画像入力補正部１１は、補正量の決定結果に基づいて第１の変換回路１２への映像信号を補正する。
画像入力補正部１１は、入力映像信号の色相および彩度をリアルタイムに補正する。この補正に際しては、画像入力補正部１１は、補正範囲の上限をサチレーションによる画像の劣化が発生しないように、所定のレベルＶｔｈに制限して行う。

また、画像入力補正部１１は、入力映像信号の色相の補正量と彩度の補正量とを互いに独立して決定し、映像信号の色相と彩度とを互いに独立して補正する（色相だけ補正したり、彩度だけ補正したり、色相と彩度とを互い異なる量だけ補正する）ことができる。
また、画像入力補正部１１は、互いに色相の異なる複数の領域について入力映像信号が補正されるように補正量を決定する。これにより、回路規模の増大を招くことなく、２以上の色領域について補正を行うことができる。
また、画像入力補正部１１は、図２に示すような、いわゆる色差平面上の全ての角度範囲（０゜〜３６０゜）に亘って補正量を決定する。したがって、この色差平面上でＸ軸に対する角度が０°，９０°，１８０°または２７０゜となる箇所を含む色領域や、この色差平面上でＵ軸に対する角度範囲が９０°を超える色領域についても補正を行うことができる。
また、画像入力補正部１１は、補正量の決定結果だけでなく入力映像信号の輝度レベルにも基づいて入力映像信号を補正する。これにより、映像信号のうちの所望の色相および彩度の箇所を、その色相や彩度だけでなく映像信号の輝度レベルに応じて任意に補正することができる。

第１の変換回路１２は、画像入力補正部１１により供給された正および負の色彩値を含む映像信号｛Ｙ：１０（０ ８ ２）、Ｃｂ／Ｃｒ：ｓ９（ｓ０＋７＋２）｝を入力し、正および負の色彩値を含む入力映像信号の色空間をＹＣｂＣｒ色空間（第１の色空間）から負の色彩値を含むＲＧＢ色空間（第２の色空間）に変換し、変換後の映像信号｛Ｒ：ｓ１３（ｓ１ ８ ４）、Ｇ：ｓ１３（ｓ１ ８ ４）、Ｂ：ｓ１３（ｓ１ ８ ４）｝を第１のγ補正回路１３に出力する。なお、ｓは符号を示す。

第１のγ補正回路１３は、第１の変換回路１２のよる第２の色空間の映像信号（ＲＧＢデータ）に対して、入力映像信号（入力映像信号）が対応する表示デバイス、たとえばＣＲＴに応じたガンマ補正を行い、補正後のＣＲＴ用ＲＧＢの線形の映像信号｛Ｒ：ｓ１５（ｓ１ ８ ６）、Ｇ：ｓ１５（ｓ１ ８ ６）、Ｂ：ｓ１５（ｓ１ ８ ６）｝を第２の変換回路１４に出力する。

第２の変換回路１４は、第１のγ補正回路１３による映像信号を、正の色彩値並びに負の色彩値を反映させた信号処理により、表示すべき表示デバイス１７の色域に対応可能なＲＧＢ色空間に変換し、変換後に正の色彩値のみを含む映像信号｛Ｒ：１４（０ ８ ６）、Ｇ：１４（０ ８ ６）、Ｂ：１４（０ ８ ６）｝を第２のγ補正回路１５に出力する。

第２の変換回路１４は、変換後に正の色彩値のみを含む映像信号｛Ｒ：１４（０ ８ ６）、Ｇ：１４（０ ８ ６）、Ｂ：１４（０ ８ ６）｝を第２のγ補正回路１５に出力するに際し、制御信号ＣＴＬに応じて、変換後の映像信号から負の色彩値をクリップして出力する第１モードと、変換後の映像信号ＲＧＢに負の色彩値が含まれている場合には、各負の色彩値のうち、その絶対値が最大のデータ（最小のデータ）ＲまたはＧまたはＢ成分を検出し、検出した最大のＲ，Ｇ，またはＢ成分の絶対値のデータをゼロ（０）として、残りのデータを正側にいわゆるＤＣオフセットをかけ、最小値の絶対値をＲＧＢ各成分に比率調整可能として加算する第２モードを選択可能である。
また、第２の変換回路１４は、第２モードが選択された場合、比率調整に応じて出力映像信号のゲインを調整可能な機能を有している。

図３は、本実施形態に係る第２の変換回路１４の構成例を示すブロック図である。

図３の第２の変換回路１４は、変換部１４１、ＲＧＢ最小値検出部１４２、負信号処理部１４３、加算器１４４、ゲインコントロール回路１４５、および出力ゲイン調整部１４６を有している。

変換部１４１は、第１のγ補正回路１３による映像信号を、正の色彩値並びに負の色彩値を反映させた信号処理により、表示すべき表示デバイス１７の色域に対応可能なＲＧＢ色空間に変換し、ＲＧＢ最小値検出部１４２、加算器１４４、およびゲインコントロール回路１４５に供給する。

ＲＧＢ最小値検出部１４２は、変換部１４１における映像信号のＲＧＢ成分を受けて、変換後の映像信号ＲＧＢに負の色彩値が含まれている場合に、各成分の負の色彩値のうち、その絶対値が最大のデータ（最小のデータ）ＲまたはＧまたはＢ成分を検出し、負の色彩値を含む検出結果を信号Ｓ１４２（ｓ２ ８ ６）として負信号処理部１４３に供給する。

負信号処理部１４３は、制御信号ＣＴＬが第１モードを指定している場合には、負の色彩値をクリップして加算器１４４に出力する。
負信号処理部１４３は、制御信号ＣＴＬが第２モードを指定している場合には、ＲＧＢ最小値検出部１４２による検出信号Ｓ１４２を受けて、検出した最大のＲ，Ｇ，またはＢ成分の絶対値のデータをゼロ（０）として、残りのデータを正側にいわゆるＤＣオフセットをかけ、最小値の絶対値をＲＧＢ各成分に比率調整可能とした信号Ｓ１４３を加算器１４４に出力する。

図4は、負信号処理部１４３の構成例を示す回路図である。なお、図４は、ＲＧＢの各１チャネル分の構成を示している。

図4の負信号処理部１４３は、加算器１４３１、符号拡張部１４３２、およびセレクタ１４３３を有している。
この負信号処理部１４３は、ＲＧＢ最小値検出部１４２で検出された最小値が負のときにＲＧＢに最小値の絶対値を足しこむよう構成されている。

加算器１４４は、変換部１４１の変換映像信号に負信号処理部１４３の出力信号Ｓ１４３を加算して、信号Ｓ１４４（Ｓ３ ８ ６）ゲインコントロール回路１４５およびゲイン調整回路１４６に出力する。
第１モード時は、負信号処理部１４３の出力は負の色彩値がクリップされて削られていることから、加算器１４４の出力は、変換部１４１の出力映像信号そのものとなる。
また、第２モード時は、負信号処理部１４３の出力は、検出した最大のＲ，Ｇ，またはＢ成分の絶対値のデータをゼロ（０）として、残りのデータを正側にいわゆるＤＣオフセットをかけるような信号であることから、最小値の絶対値をＲＧＢ各成分に比率調整をした信号となり、表示デバイス17の色域外にあるデータを含む映像信号となる。

ゲインコントロール回路１４５は、変換部１４１から出力された映像信号の輝度値Ｙ１と加算器１４４から出力された映像信号の輝度値Ｙ２とを求めて、両者を比較する。
ゲインコントロール回路１４５は、比較の結果、両輝度値に変化がない場合には、第１モードで加算器１４４の出力は変換部１４１の出力のままであると判定し、ゲイン調整回路１４６のゲインをあらかじめ設定したゲインＧ１で変換後の出力すべき正の色彩値のみを含む映像信号のレベル調整するように指示する信号Ｓ１４５をゲイン調整回路１４６に出力する。
ゲインコントロール回路１４５は、比較の結果、両輝度値に変化がある場合には、第２モードで加算器１４４の出力は変換部１４１にＤＣオフセットをかけ、最小値の絶対値をＲＧＢ各成分に比率調整可能とした信号Ｓ１４３が加算されているものと判定し、ゲイン調整回路１４６のゲインをあらかじめ設定したゲインＧ１を比率調整値に応じて下げたゲインＧ２（＜Ｇ１）で変換後の出力すべき正の色彩値のみを含む映像信号のレベル調整するように指示する信号Ｓ１４５をゲイン調整回路１４６に出力する。

ゲインコントロール回路１４５は、入力されるデータはＲＧＢデータであることから、下記の式に基づいて輝度値Ｙ１、Ｙ２を求めるように構成される。

（数１）
Ｙ＝Ｒ（１／４＋１／１６）＋Ｇ（１／２＋１／１６）＋Ｂ（１／８）

ゲインコントロール回路１４５は、図３に示すように、Ｙ１演算部１４５１、Ｙ２演算部１４５２、および比較部（Ｙ１／Ｙ２）１４５３を有する。

図５は、図３のＹ（Ｙ１，Ｙ２）演算部の具体的な構成例を示す回路図である。

図５のＹ演算部２００は、２ビットシフタ２０１、１ビットシフタ２０２、３ビットシフタ２０３、４ビットシフタ２０４、および加算器２０５〜２０９を有している。
ゲインコントロール回路１４５の入力信号形式はＲＧＢであり、Ｙ１演算部１４５１の場合はｓ２ ８ ６であり、Ｙ２演算部１４５２の場合はｓ３ ８ ６である。
また、図５において？符号で示す部分は、内部ノード拡張ビットを示し、Ｙ１はｓ２、Ｙ２はｓ３である。ビット拡張の際は符号拡張を行う。
また、シフト演算部は１／１６の値を基準とする。

図５のゲインコントロール回路１４５においては、Ｒデータが２ビットシフタ２０１および加算器２０５に入力され、Ｂデータが１ビットシフタ２０２に入力され、Ｇデータが３ビットシフタ２０３および加算器２０７に入力される。
２ビットシフタ２０１に入力されたＲデータ（１／１６Ｒ（？ ８ １０））は、１／４Ｒ（？ ８ １０）となって加算器２０５に入力される。
加算器２０５では、２ビットシフタ２０１の出力と入力Ｒデータが加算され、データｙ１（？ ８ １０）となって加算器２０８に出力される。
１ビットシフタ２０２に入力されたＢデータは１／８（？ ８ １０）となって加算器２０６に入力され、加算器２０６からデータｙｂ（？ ８ １０）として加算器２０８に出力される。
加算器２０８においては、加算器２０５と加算器２０６の出力データが加算されて、データｙｒｂ（？ ８ １０）として加算器２０９に出力される。
３ビットシフタ２０３に入力されたＧデータ（１／１６Ｇ（？ ８ １０））は、１／２Ｒ（？ ８ １０）となって加算器２０７に入力される。
加算器２０７では、３ビットシフタ２０３の出力と入力Ｇデータが加算され、データｙｇ１（？ ８ １０）となって加算器２０９に出力される。
加算器２０９においては、加算器２０７と加算器２０８の出力データが加算されて、データｖｙ（？ ８ １０）として４ビットシフタ２０４に出力される。
そして、４ビットシフタ２０４からデータｙ ｏｕｔ（？ ８ １０）として出力される。

図６は、図３の比較部（Ｙ１／Ｙ２）の構成例を示す回路図である。

図６の比較部２１０は、除算器２１１、クリップ部２１２、レジスタ２１３、およびセレクタ２１４を有する。
除算器２１１ではＹ１／Ｙ２が求められる。Ｙ1／Ｙ２は１以下なので、クリップ部２１２で割り算結果の段長部分をクリップする。

ゲイン調整部１４６は、ゲインコントロール回路１４５によるゲインコントロール信号Ｓ１４５に応じたゲインをもって、加算器１４４から出力された変換後に正の色彩値のみを含む映像信号｛Ｒ：１４（０ ８ ６）、Ｇ：１４（０ ８ ６）、Ｂ：１４（０ ８ ６）｝のゲインを調整し、第２のγ補正回路１５に出力する。
負の値をクリップ後のＲＧＢデータは必ず正であることから、符号を取ってゲインをＧを掛け算する。

第２のγ補正回路１５は、第２の変換回路１４による映像信号｛Ｒ：１４（０ ８ ６）、Ｇ：１４（０ ８ ６）、Ｂ：１４（０ ８ ６）｝に対して、画像を表示すべき表示デバイス１７に応じたガンマ補正を行い、補正後の映像信号｛Ｒ：１４（０ ８ ６）、Ｇ：１４（０ ８ ６）、Ｂ：１４（０ ８ ６）｝を表示駆動回路１６に出力する。

表示駆動回路１６は、第２のγ補正回路１５による映像信号｛Ｒ：１４（０ ８ ６）、Ｇ：１４（０ ８ ６）、Ｂ：１４（０ ８ ６）｝を表示デバイス（たとえばＰＤＰ）１７を駆動するのに適切なデータに加工して、加工後の映像信号｛Ｒ：１０（０ ８ ２）、Ｇ：１０（０ ８ ２）、Ｂ：１０（０ ８ ２）｝を表示デバイス１７に出力する。

次に、上記構成による動作を説明する。

たとえば画像入力補正部１１に対して、映像信号としてコンポーネント信号ＹＣｂＣｒが入力され、コンポーネント信号ＹＣｂＣｒから輝度信号Ｙと色差信号Ｃｂ，Ｃｒとに分離されて正の色彩値のみならず、負の色彩値を含む映像信号が第１の変換回路１２に出力される。
また、画像入力補正部１１においては、色差信号Ｃｂ，Ｃｒから色相および彩度がリアルタイムに抽出され、抽出した色相および彩度に応じた補正量が決定され、決定した補正量に従って入力映像信号の色相および彩度がリアルタイムに補正される。この補正に際しては、画像入力補正部１１では、補正範囲の上限をサチレーションによる画像の劣化が発生しないように、所定のレベルに制限して行われる。

第１の変換回路１２においては、画像入力補正部１１により供給された正および負の色彩値を含む映像信号が入力され、正および負の色彩値を含む入力映像信号の色空間がＹＣｂＣｒ色空間（第１の色空間）から負の色彩値を含むＲＧＢ色空間（第２の色空間）に変換される。
そして、変換後の映像信号（符号付き）が第１のγ補正回路１３に出力される。

第１のγ補正回路１３においては、第１の変換回路１２のよる第２の色空間の映像信号（ＲＧＢデータ）に対して、入力映像信号（入力映像信号）が対応する表示デバイス、たとえばＣＲＴに応じたガンマ補正が行われる。
そして、第１のγ補正回路１３から、補正後のＣＲＴ用ＲＧＢの線形の映像信号が第２の変換回路１４に出力される。

第２の変換回路１４においては、第１のγ補正回路１３による映像信号に対して、正の色彩値並びに負の色彩値を反映させた信号処理が施されて、表示すべき表示デバイス１７の色域に対応可能なＲＧＢ色空間に変換される。
そして、第２の変換回路１４から、変換後に正の色彩値のみを含む映像信号が第２のγ補正回路１５に出力される。
第２の変換回路１４においては、変換後に正の色彩値のみを含む映像信号を２のγ補正回路１５に出力するに際し、制御信号ＣＴＬに応じて、変換後の映像信号から負の色彩値をクリップして出力する第１モードと、変換後の映像信号ＲＧＢに負の色彩値が含まれている場合には、各負の色彩値のうち、その絶対値が最大のデータ（最小のデータ）ＲまたはＧまたはＢ成分を検出し、検出した最大のＲ，Ｇ，またはＢ成分の絶対値のデータをゼロ（０）として、残りのデータを正側にいわゆるＤＣオフセットをかけ、最小値の絶対値をＲＧＢ各成分に比率調整可能として加算する第２モードが選択可能に制御される。
そして、第２の変換回路１４においては、負信号処理部１４３から第１モードまたは第２モードの処理に応じた信号Ｓ１４３が加算器１４４に出力される。

加算器１４４においては、変換部１４１の変換映像信号に負信号処理部１４３の出力信号Ｓ１４３が加算されて、信号Ｓ１４４（Ｓ３ ８ ６）がゲインコントロール回路１４５およびゲイン調整回路１４６に出力される。
加算器１４４における加算処理では、第１モード時は、負信号処理部１４３の出力は負の色彩値がクリップされて削られている。したがって、加算器１４４の出力は、変換部１４１の出力映像信号そのものとなる。
また、第２モード時は、負信号処理部１４３の出力は、検出した最大のＲ，Ｇ，またはＢ成分の絶対値のデータをゼロ（０）として、残りのデータを正側にいわゆるＤＣオフセットをかけるような信号であることから、最小値の絶対値をＲＧＢ各成分に比率調整をした信号となり、表示デバイス17の色域外にあるデータを含む映像信号となる。

第２の変換回路１４のゲインコントロール回路１４５においては、変換部１４１から出力された映像信号の輝度値Ｙ１と加算器１４４から出力された映像信号の輝度値Ｙ２とが求められて、両者が上記比率調整に合わせて比率として比較される。
ゲインコントロール回路１４５では、比較の結果、両輝度値に変化がない場合には、第１モードで加算器１４４の出力は変換部１４１の出力のままであると判定される。この場合、Ｙ１／Ｙ２の比率は１となる。
そして、ゲイン調整回路１４６のゲインがあらかじめ設定したゲインＧ１で変換後の出力すべき正の色彩値のみを含む映像信号のレベル調整するように指示する信号Ｓ１４５がゲイン調整回路１４６に出力される。

ゲインコントロール回路１４５においては、比較の結果、両輝度値に変化がある場合には、第２モードで加算器１４４の出力は変換部１４１にＤＣオフセットをかけ、最小値の絶対値をＲＧＢ各成分に比率調整可能とした信号Ｓ１４３が加算されているものと判定される。この場合、Ｙ１／Ｙ２の比率は１より小さい値となる。
そして、ゲイン調整回路１４６のゲインをあらかじめ設定したゲインＧ１を比率調整値に応じて下げたゲインＧ２（＜Ｇ１）で変換後の出力すべき正の色彩値のみを含む映像信号のレベル調整するように指示する信号Ｓ１４５がゲイン調整回路１４６に出力される。

ゲイン調整部１４６では、ゲインコントロール回路１４５によるゲインコントロール信号Ｓ１４５に応じたゲインをもって、加算器１４４から出力された変換後に正の色彩値のみを含む映像信号のゲインが調整されて、第２のγ補正回路１５に出力される。

第２のγ補正回路１５においては、第２の変換回路１４による映像信号に対して、画像を表示すべき表示デバイス１７に応じたガンマ補正が行われる。
そして、補正後の映像信号が表示駆動回路１６に出力される。

表示駆動回路１６においては、第２のγ補正回路１５による画像デーが表示デバイス（たとえばＰＤＰ）１７を駆動するのに適切なデータに加工され、加工後の映像信号が表示デバイス１７に出力される。
これにより、表示デバイス１７の持つ色域に応じた画像表示が行われる。

以上の構成を有する画像表示装置１０においては、図７に示すように、第１の変換回路１２は、画像入力補正部１１により供給された正および負の色彩値を含む映像信号｛Ｙ：１０（０ ８ ２）、Ｃｂ／Ｃｒ：ｓ９（ｓ０＋７＋２）｝を入力し、正および負の色彩値を含む入力映像信号の色空間をＹＣｂＣｒ色空間（第１の色空間）から負の色彩値を含むＲＧＢ色空間（第２の色空間）に変換し、変換後の映像信号｛Ｒ：ｓ１３（ｓ１ ８ ４）、Ｇ：ｓ１３（ｓ１ ８ ４）、Ｂ：ｓ１３（ｓ１ ８ ４）｝を出力する第１の変換回路１２と、第１の変換回路１２のよる第２の色空間の映像信号（ＲＧＢデータ）に対して、入力映像信号（入力映像信号）が対応する表示デバイス、たとえばＣＲＴに応じたガンマ補正行い、補正後のＣＲＴ用ＲＧＢの線形の映像信号｛Ｒ：ｓ１５（ｓ１ ８ ６）、Ｇ：ｓ１５（ｓ１ ８ ６）、Ｂ：ｓ１５（ｓ１ ８ ６）｝を出力する第１のγ補正回路１３と、第１のγ補正回路１３による映像信号を、正の色彩値並びに負の色彩値を反映させた信号処理により、表示すべき表示デバイス１７の色域に対応可能なＲＧＢ色空間に変換し、変換後に正の色彩値のみを含む映像信号｛Ｒ：１４（０ ８ ６）、Ｇ：１４（０ ８ ６）、Ｂ：１４（０ ８ ６）｝を第２のγ補正回路１５に出力する第２の変換回路を有することから、以下の効果を得ることができる。

すなわち、図７に示すように、従来装置のように第１の変換回路１２において負の色彩値をクリップせずに、後段の第１のγ補正回路１３と第２の変換回路１４にも供給し、第２の変換回路１４において、正の色彩値並びに負の色彩値を反映させた信号処理により、表示すべき表示デバイス１７の色域に対応可能なＲＧＢ色空間に変換することから、第１のモード時において、図８にＡで示す入力映像信号の色域外にかつＢで示す表示デバイス１７の色域内の階調や色数を保持することが可能で、表色数の減少や階調の低下を招くことなく、オリジナルの映像信号に応じた表示画像を得ることができる。
また、第２のモード時においては、第１のモード時の効果に加えて、図８中のＣで示す表示デバイス１７の色域外ある色彩値で表される階調や色数を図８中Ｂで示す表示デバイス１７の本来の色域に位置付けることができ、さらにオリジナルの映像信号に応じた表示画像を得ることができる利点がある。

また、第２のモード時には、ゲイン調整回路１４６のゲインをあらかじめ設定したゲインＧ１を比率調整値に応じて下げたゲインＧ２（＜Ｇ１）で変換後の出力すべき正の色彩値のみを含む映像信号のレベル調整をするので、最小の成分に応じてレベルを正側にシフトされた分を調整比率に応じて下げることができることから、映像信号の色彩をより正確に表現することが可能となる。

また、画像入力補正部１１は、入力映像信号の色相および彩度をリアルタイムに補正し、この補正に際しては、補正範囲の上限をサチレーションによる画像の劣化が発生しないように、所定のレベルに制限して行うことから、画像劣化のない映像を得ることが可能である。

また、画像入力補正部１１は、入力映像信号から、色相と彩度とがそれぞれリアルタイムに抽出し、抽出した色相および彩度に応じた補正量をリアルタイムに決定し、その決定結果に基づき、入力映像信号の色相および彩度がリアルタイムに補正することから、入力映像信号の色相と彩度とをそれぞれ抽出し、抽出された色相および彩度に応じた補正量を決定することにより、入力映像信号のうちの所望の色相および彩度の箇所を、その色相や彩度に応じて任意にリアルタイムに補正することができる。

また、入力映像信号の色相の補正量と彩度の補正量とを互いに独立して決定するので、映像信号の色相と彩度とを互いに独立して補正する（色相だけ補正したり、彩度だけ補正したり、色相と彩度とを互い異なる量だけ補正する）ことができる。

また、互いに色相の異なる複数の領域について入力映像信号が補正されるように補正量を決定するので、回路規模の増大を招くことなく、２以上の色領域について補正を行うことができる。

また、色差平面上の全ての角度範囲（０゜〜３６０゜）に亘って補正量を決定するので、平面上でＵ軸に対する角度画０°，９０°，１８０°または２７０゜となる箇所を含む色領域や、この色差平面上でＵ軸に対する角度範囲が９０°を超える色領域についても補正を行うことができる。

また、補正量の決定結果だけでなく入力映像信号の輝度レベルにも基づいて入力映像信号を補正するので、映像信号のうちの所望の色相および彩度の箇所を、その色相や彩度だけでなく映像信号の輝度レベルに応じて任意に補正することができる。

また、以上の例では、入力映像信号の色相をルックアップテーブルを用いて抽出するとともに、入力映像信号の彩度を演算回路を用いて抽出している。しかし、これに限らず、入力映像信号の色相を演算回路を用いて抽出したり、入力映像信号の彩度をルックアップテーブルを用いて抽出するようにしてもよい。

また、以上の例ではテレビジョン放送の受信装置に本発明を適用している。しかし、これに限らず、テレビジョンカメラのような撮像装置や、ＤＶＤプレーヤーのような映像記録再生装置や、編集装置等にも本発明を適用してよい。

図１は、本発明に係る画像処理装置を適用した画像表示装置の全体構成を示すブロック図である。 色相および彩度の補正を説明するめの図である。 本実施形態に係る第２の変換回路の構成例を示すブロック図である。 負信号処理部の構成例を示す回路図である。 図３のＹ（Ｙ１，Ｙ２）演算部の具体的な構成例を示す回路図である。 図３の比較部（Ｙ１／Ｙ２）の構成例を示す回路図である。 本実施形態の画像表示装置における各部の色彩値を含む処理の一例を示す図である。 本実施形態の効果を説明するための図である。

符号の説明

１０…画像表示装置、１１…画像入力補正部、１２…第１の変換回路、１３…第１のガンマ（γ）補正回路、１４…第２の変換回路、１５…第２のγ補正回路、１６…表示駆動回路、１７…表示デバイス。

Claims (13)

1. 正および負の色彩値を含む入力映像信号の色空間を第１の色空間から正および負の色彩値を含む第２の色空間に変換する第１の変換手段と、
   上記第１の変換手段による映像信号を、上記正の色彩値並びに上記負の色彩値を反映させた信号処理により、表示すべき表示デバイスの色域に対応可能な色空間に変換し、正の色彩値のみを含む変換映像信号を出力する第２の変換手段と、を有し、
   上記第２の変換手段は、変換後の映像信号に上記負の色彩値が含まれている場合、映像信号の複数の成分のうちの絶対値が最大の最小成分を検出し、正側に検出した最小成分を基準に上記変換後の映像信号の各成分に比率調整した値を加算する
   画像処理装置。
2. 上記第２の変換回路は、比率調整値を加算した映像信号を上記比率調整値に応じて下げたゲインを持ってレベル調整して出力する
   請求項１記載の画像処理装置。
3. 上記第２の変換回路は、変換後で加算前の映像信号の輝度値と、加算後の映像信号の輝度値を比較して上記ゲインを得る
   請求項２記載の画像処理装置。
4. 正および負の色彩値を含む入力映像信号の色空間を第１の色空間から正および負の色彩値を含む第２の色空間に変換する第１の変換手段と、
   上記第１の変換手段による第２の色空間の映像信号に対して上記入力映像信号が対応する表示デバイスに応じたガンマ補正を行う第１の補正手段と、
   上記第１の補正手段による映像信号を、上記正の色彩値並びに上記負の色彩値を反映させた信号処理により、表示すべき表示デバイスの色域に対応可能な色空間に変換し、正の色彩値のみを含む変換映像信号を出力する第２の変換手段と、
   上記第２の変換手段による映像信号に対して上記表示すべき表示デバイスに応じたガンマ補正を行う第２の補正手段と、を有し、
   上記第２の変換手段は、変換後の映像信号に上記負の色彩値が含まれている場合、映像信号の複数の成分のうちの絶対値が最大の最小成分を検出し、正側に検出した最小成分を基準に上記変換後の映像信号の各成分に比率調整した値を加算する
   画像処理装置。
5. 上記第２の変換回路は、比率調整値を加算した映像信号を上記比率調整値に応じて下げたゲインを持ってレベル調整して出力する
   請求項４記載の画像処理装置。
6. 上記第２の変換回路は、変換後で加算前の映像信号の輝度値と、加算後の映像信号の輝度値を比較して上記ゲインを得る
   請求項５記載の画像処理装置。
7. 正および負の色彩値を含む入力映像信号の色空間をＹＣｂＣｒ色空間から正および負の色彩値を含むＲＧＢ色空間に変換する第１の変換手段と、
   上記第１の変換手段による映像信号を、上記正の色彩値並びに上記負の色彩値を反映させた信号処理により、表示すべき表示デバイスの色域に対応可能なＲＧＢ色空間に変換し、正の色彩値のみを含む変換映像信号を出力する第２の変換手段と、を有し、
   上記第２の変換手段は、変換後の映像信号に上記負の色彩値が含まれている場合、映像信号の複数のＲＧＢ成分のうちの絶対値が最大の最小成分を検出し、正側に検出した最小成分を基準に上記変換後の映像信号の各成分に比率調整した値を加算する
   画像処理装置。
8. 上記第２の変換回路は、比率調整値を加算した映像信号を上記比率調整値に応じて下げたゲインを持ってレベル調整して出力する
   請求項７記載の画像処理装置。
9. 上記第２の変換回路は、変換後で加算前の映像信号の輝度値と、加算後の映像信号の輝度値を比較して上記ゲインを得る
   請求項８記載の画像処理装置。
10. 正および負の色彩値を含む入力映像信号の色空間をＹＣｂＣｒ色空間から正および負の色彩値を含むＲＧＢ色空間に変換する第１の変換手段と、
    上記第１の変換手段による第２の色空間の映像信号に対して上記入力映像信号が対応する表示デバイスに応じたガンマ補正を行う第１の補正手段と、
    上記第１の補正手段による映像信号を、上記正の色彩値並びに上記負の色彩値を反映させた信号処理により、表示すべき表示デバイスの色域に対応可能なＲＧＢ色空間に変換し、正の色彩値のみを含む変換映像信号を出力する第２の変換手段と、
    上記第２の変換手段による映像信号に対して上記表示すべき表示デバイスに応じたガンマ補正を行う第２の補正手段と、を有し、
    上記第２の変換手段は、変換後の映像信号に上記負の色彩値が含まれている場合、映像信号の複数のＲＧＢ成分のうちの絶対値が最大の最小成分を検出し、正側に検出した最小成分を基準に上記変換後の映像信号の各成分に比率調整した値を加算する
    画像処理装置。
11. 上記第２の変換回路は、比率調整値を加算した映像信号を上記比率調整値に応じて下げたゲインを持ってレベル調整して出力する
    請求項１０記載の画像処理装置。
12. 上記第２の変換回路は、変換後で加算前の映像信号の輝度値と、加算後の映像信号の輝度値を比較して上記ゲインを得る
    請求項１１記載の画像処理装置。
13. 正および負の色彩値を含む入力映像信号の色空間を第１の色空間から正および負の色彩値を含む第２の色空間に変換する第１のステップと、
    上記第１のステップによる映像信号を、上記正の色彩値並びに上記負の色彩値を反映させた信号処理により、表示すべき表示デバイスの色域に対応可能な色空間に変換し、正の色彩値のみを含む変換映像信号を出力する第２のステップと、を有し、
    上記第２のステップにおいて、変換後の映像信号に上記負の色彩値が含まれている場合、映像信号の複数の成分のうちの絶対値が最大の最小成分を検出し、正側に検出した最小成分を基準に上記変換後の映像信号の各成分に比率調整した値を加算する
    画像処理方法。
    

Images