JPH0578992B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、カラービデオカメラの信号処理回路
などに用いて好適な色差マトリクス補正回路に関
する。

〔発明の従来技術〕

従来、カラービデオカメラにおいては、色再現
性を向上させるために、得られた色信号を補正す
るのが一般的である。この色信号を補正する１つ
の方法として、形成された色差信号をマトリクス
補正するようにした方法があり、これを色差マト
リクス補正と称している。

この色差マトリクス補正は、 (1) 白バランスを変化させない。

(2) ベクトルスコープなどの測定により、ベクト
ル設計がしやすい。

などの利点があり、色再現性を向上させる上で非
常に有効な方法である。

第１図はかかる色差マトリクス補正を行なうカ
ラービデオカメラの信号処理回路の一例を示すブ
ロツク図であつて、１は撮像素子、２はマトリク
ス回路、３，４，５，６はガンマ補正回路、７は
マトリクス回路、８，９は減算回路、１０は色差
マトリクス補正回路、１１はエンコーダである。

同図において、撮像素子１の出力信号はマトリ
クス回路２に供給され、広帯域の輝度信号Y₀と
緑信号G₀、赤信号R₀、青信号B₀が形成される。
夫々の信号はガンマ補正回路３〜６に供給され、
テレビジヨン受像機（図示せず）のブラウン管が
有するガンマ特性を相殺するように、ガンマ補正
がなされる。一般に、ブラウン管のガンマ係数γ
は2.2であるから、上記夫々の信号は１／2.2乗の
処理がなされる。ガンマ補正されて得られた広帯
域の輝度信号Ｙはエンコーダ１１に供給される。

ガンマ補正されて得られた緑信号Ｇ、赤信号
Ｒ、青信号Ｂはマトリクス回路７に供給されて狭
帯域の輝度信号Y_Lが形成され、この輝度信号Y_L
は減算回路８，９に供給されて赤信号Ｒ、青信号
Ｂから夫々減算し、色差信号（Ｒ−Y_L）と色差
信号（Ｂ−Y_L）とが形成される。これら色差信
号（Ｒ−Y_L）、（Ｂ−Y_L）は夫々色差マトリクス
補正回路１０で補正され、エンコーダ１１に供給
される。エンコーダ１１では、供給された広帯域
輝度信号Ｙと色差信号（Ｒ−Y_L）、（Ｂ−Y_L）と
が合成され、たとえばNTSC方式のカラービデオ
信号が得られる。

ところで、色差マトリクス回路１０において
は、線形マトリクス回路が形成されており、補正
された色差信号（Ｒ−Y_L）をS_R-Y、補正された
色差信号（Ｂ−Y_L）をS_B-Yとすると、色差マト
リクス回路１０は次の関係式で示す処理を行な
う。

S_R-Y＝ａ（Ｒ−Y_L）＋ｂ（Ｂ−Y_L） S_B-Y＝ｃ（Ｂ−Y_L）＋ｄ（Ｒ−Y_L） 〔但し、ａ，ｂ，ｃ，ｄは定数である〕 いま、ｂ＝ｄ＝０、ｃ＝１とし、定数ａを変化
させると、ベクトルスコープ上では、第２図に示
すように、色再現性が（Ｒ−Ｙ）軸に沿つて変化
する。また、ｂ＝０、ａ＝ｃ＝１とし、定数ｄを
変化させると、第３図に示すように、ベクトルス
コープ上での色再現性は、色差信号（Ｂ−Ｙ）の
レベルに応じて（Ｂ−Ｙ）軸に沿つて変化する
が、また、定数ｄに応じて（Ｒ−Ｙ）軸に沿つて
変化する。同様にして、（Ｂ−Ｙ）軸のまわりの
色再現性も変化させることができ、結局、定数
ａ，ｂ，ｃ，ｄを選択することにより、最も望ま
しい色再現性を得ることができるようにすること
ができる。

しかし、このような色差マトリクス補正では、
第２図および第３図から明らかなように、ある色
相を補正するために、定数の調整を行なうと、こ
れとともに、常に複数の色相も変化してしまい、
個々の色相を独立に補正することができず、色補
正の自由度が低いことになる。

この結果、この色信号の補正方法では、撮像系
や回路系などを含めた総合特性に対する色再現性
の特定のひずみに対しては有効であるが、多くの
場合、ある特定の色について補正しようとする
と、他の良好な色再現性をもつ色の色相や飽和度
などが変化してしまい、かえつて総合的な色再現
性が劣化することになる。

したがつて、上記従来の色差マトリクス補正回
路では、種々の撮像素子に応じて、かつ、種々の
色に対して色再現ベクトルを良好に補正すること
は極めて困難である。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、上記従来技術の欠点を除き、
色補正の自由度が拡大し、良好な色再現性を容易
に得ることができるようにした色差マトリクス補
正回路を提供するにある。

〔発明の概要〕

この目的を達成するために、本発明は、色差信
号（Ｒ−Ｙ），（Ｂ−Ｙ）をリミツタ回路に供給
し、該リミツタ回路の出力信号を補正信号とし、
該色差信号（Ｒ−Ｙ），（Ｂ−Ｙ）を補正するよう
にした点に特徴がある。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の実施例を図面について説明す
る。

第４図は本発明による色差マトリクス補正回路
の一実施例を示すブロツク図であつて、１２，１
３は入力端子、１４〜１７はリミツタ回路、１８
は演算増幅回路、１９，２０は出力端子である。

同図において、減算回路８（第１図）で形成さ
れた色差信号（Ｒ−Y_L）は、入力端子１２から
リミツタ回路１４，１５および演算増幅回路１８
に供給され、また、減算回路９（第１図）で形成
された色差信号（Ｂ−Y_L）は、入力端子１３か
らリミツタ回路１６，１７と演算増幅回路１８と
に供給される。

リミツタ回路１４〜１７は夫々所定の閾値V_th
が設定されており、リミツタ回路１４，１６は入
力信号の閾値V_th以下の部分をクリツプし、リミ
ツタ回路１５，１７は入力信号の閾値V_th以上の
部分をクリツプする。たとえば、いま、リミツタ
回路１４，１５の入力信号の波形が第５図ａに示
すものとすると、リミツタ回路１４は、この入力
信号の閾値V_th以上の同図ｂに示す波形の信号を
出力し、また、リミツタ回路１５は、上記入力信
号の閾値V_th以下の同図ｃに示す波形の信号を出
力する。

さて、いま、リミツタ回路１４〜１７の入力信
号をｘとし、リミツタ回路１４，１６の出力信号
（すなわち、入力信号の閾値V_th以下がクリツプさ
れた信号）を (x)とし、リミツタ回路１５，１７
の出力信号を(x)とすると、これら出力信号
(x)，(x)を次のように定義する。 (x)＝０ （ｘ＜V_th） ｘ−V_th（ｘV_th） (x)＝ｘ−V_th（ｘ＜V_th） ０ （ｘV_th） ……(1) かかる定義によると、リミツタ回路１４の出力信
号は （Ｒ−Y_L）、リミツタ回路１５の出力信号
は（Ｒ−Y_L）と表わすことができ、また、リ
ミツタ回路１６の出力信号は （Ｂ−Y_L）、リミ
ツタ回路１７の出力信号は（Ｂ−Y_L）と表わ
すことができる。これら出力信号 （Ｒ−Y_L）、
（Ｒ−Y_L）、 （Ｂ−Y_L）、（Ｂ−Y_L）は
夫々演算増幅回路１８に供給される。

演算増幅回路１８は、次式で示す演算を行なつ
て２つの補正された色差信号S_R-Y，S_B-Yを形成す
る。

S_R-Y＝a₁（Ｒ−Y_L）＋a₂ （Ｒ−Y_L）＋a₃（Ｒ
−Y_L）＋a₄（Ｂ−Y_L）＋a₅ （Ｂ−Y_L）＋a₆（Ｂ
−Y_L） ……(2) S_B-Y＝b₁（Ｂ−Y_L）＋b₂ （Ｂ−Y_L）＋b₃（Ｂ
−Y_L）b₄（Ｒ−Y_L）＋b₅ （Ｒ−Y_L）＋b₆ （Ｒ−
Y_L） ……(3) 〔但し、a₁〜a₆，b₁〜b₆は定数である〕 これら色差信号S_R-Y，S_B-Yはエンコーダ１１
（第１図）に供給され、カラービデオ信号が形成
される。

第６図は、閾値V_th＝０とし、定数b₂を正また
は負として、 S_B-Y＝b₁（Ｂ−Y_L）＋b₂ （Ｒ−Y_L） としたときの色再現性の変化を示したものであ
り、この補正により、（Ｒ−Ｙ）軸の正領域のみ
について色相補正が行なわれる。

第７図は同じく閾値V_th＝０とし、 S_R-Y＝a₁（Ｒ−Y_L）＋a₅ （Ｂ−Y_L）＋a₆（Ｂ
−Y_L） S_B-Y＝b₁（Ｂ−Y_L）＋b₅ （Ｒ−Y_L）＋b₆（Ｒ
−Y_L） としたときの色再現性の変化を示したものであ
り、これら定数、したがつて加算比を変えること
により、ａ，ｂ，ｃ，ｄ方向の色相補正を独立に
行なうことができる。

上記(1)，(2)式による色差マトリクス補正は、さ
らに、各位相方向の飽和度の補正ができ、したが
つて、この実施例によれば、各種の色に対して自
由度の高い色再現性の補正が可能である。

第８図は上記実施例を用いた単管カラービデオ
カメラの色再現性の一例を示す説明図であつて、
撮像素子としてサチコンを用い、カラーバーチヤ
ートを撮像した際のベクトルスコープ上の色再現
を観測したものである。なお、各色再現性は〇印
で示している。

同図において、いま、 S_R-Y＝（Ｒ−Y_L）−0.15（Ｂ−Y_L）＋0.5 （Ｂ
−Y_L） として黄（YE）と青(B)の色相を補正すると、各
色再現性は矢印に示した方向に変化する。

また、軸方向の飽和度の補正を含め、 S_R-Y＝（Ｒ−Y_L）＋0.6（Ｒ−Y_L）＋0.5 （Ｂ
−Y_L）−0.15（Ｂ−Y_L） S_B-Y＝（Ｂ−Y_L）＋0.18 （Ｂ−Y_L） の色差マトリクス補正を行なうことにより、第９
図に示すように、色再現性が改善される。

第１０図は本発明による色差マトリクス補正回
路の他の実施例を示すブロツク図であつて、第４
図に対応する部分には同一符号をつけている。

先に示した(1)式から、信号 (x)と(x)との間に
は、次の関係式が成立する。

(x)＝ｘ−(x) この関係式を上記記(2)，(3)式に適用すると、 S_R-Y＝a′₁（Ｒ−Y_L）＋a′₂（Ｒ−Y_L）＋a′₃（Ｂ
−
Y_L）＋a′₄（Ｂ−Y_L） S_B-Y＝b′₁（Ｂ−Y_L）＋b′₂（Ｂ−Y_L）＋b′₃（Ｒ
−
Y_L）＋b′₄（Ｒ−Y_L） 但し、a′₁＝a₁＋a₂，a′₂＝a₃−a₂・ a′₃＝a₄＋a₅，a′₄＝a₆−a₅・ b′₁＝b₁＋b₂，b′₂＝b₃−b₂・ b′₃＝b₄＋b₅，b′₄＝b₆−b₅ 第１０図に示した実施例は、かかる演算処理を
行なつて色差マトリクス補正を行なうものであつ
て、第４図の （Ｒ−Y_L）を出力するリミツタ
回路１５と （Ｂ−Y_L）を出力するリミツタ回
路１７を省略できて回路構成が簡略になる。

第１１図は本発明による色差マトリクス回路の
さらに他の実施例を示すブロツク図であつて、上
記(1)式から (x)＝ｘ− (x) が成立するから、これを上記(2)，(3)式に適用する
ことにより、第４図のリミツタ回路１４，１６を
省略できるようにしたものである。これも、第１
０図に示した実施例と同様に、回路構成の簡略化
が達成できる。

第１１図は本発明による色差マトリクス補正回
路のさらに他の実施例を示すブロツク図であつ
て、２１，２２はリミツタ回路、２３，２４はマ
トリクス回路であり、第４図に対応する部分には
同一符号をつけている。

これまでの実施例では、色差信号（Ｒ−Y_L）
を色差信号（Ｂ−Y_L）と全てのリミツタ回路の
出力信号を用いて補正し、また、色差信号（Ｂ−
Y_L）を色差信号（Ｒ−Y_L）と全てのリミツタ回
路の出力信号を用いて補正していたが、カラービ
デオカメラによつては、必ずしも得られた全ての
信号を補正信号として用いる必要はない。第１１
図に示した実施例は、ある種のカラービデオカメ
ラにおいて、第４図の必要としないリミツタ回路
を省き、演算増幅器の回路構成を簡略化したもの
である。

いま、リミツタ回路２１，２２の入力信号をｘ
とすると、それらの出力信号(x)は次のように表
わされる。

(x)＝０ （ｘ＜V_th） ｘ−V_th（ｘV_th） または、 (x)＝ｘ−V_th（ｘ＜V_th） ０ （ｘV_th） 第１１図において、入力端子１２からの色差信
号（Ｒ−Y_L）は、リミツタ回路２１とマトリク
ス回路２３に供給され、リミツタ回路２１から
（Ｒ−Y_L）の信号が出力される。同様に、入力端
子１３からの色差信号（Ｂ−Y_L）は、リミツタ
回路２２とマトリクス回路２４に供給され、リミ
ツタ回路２２から（Ｂ−Y_L）の信号が出力され
る。リミツタ回路２２の出力信号はマトリクス回
路２３に供給され、リミツタ回路２１の出力信号
はマトリクス回路２４に供給される。

マトリクス回路２３，２４は第４図の演算増幅
回路１８に相当し、マトリクス回路２３は次式で
示す補正された色差信号S_R-Yを出力する。

S_R-Y＝c₁（Ｒ−Y_L）＋c₂（Ｂ−Y_L） また、マトリクス回路２４は次式で示す補正さ
れた色差信号S_B-Yを出力する。

S_B-Y＝d₁（Ｂ−Y_L）＋d₂（Ｒ−Y_L） これによつて、（Ｒ−Ｙ）軸、（Ｂ−Ｙ）軸の正
または負方向の色相補正ができる。

なお、この実施例は、第４図の実施例におい
て、先の(2)，(3)式の定数a₁，a₅，b₁，b₅以外を全
て零とした場合、あるいは、同じく、定数a₁，
a₆，b₁，b₆以外を全て零にした場合に相当する
が、上記のように、カラービデオカメラに応じて
必要としないリミツタ回路を省き、また、演算増
幅回路の回路を簡略化して色差マトリクス補正回
路の構成を簡略化できる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、任意の
色相の補正を夫々独立に行なうことができて、色
相マトリクス補正の自由度を増加させることがで
き、カラービデオカメラに応じた補正が可能とな
つて所望の良好な色再現性ベクトルを容易に実現
可能とし、上記従来技術の欠点を除いて優れた機
能の色差マトリクス補正回路を提供することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図はカラービデオカメラの信号処理回路の
一例を示すブロツク図、第２図および第３図は
夫々従来の色差マトリクス補正回路による色再現
性の変化を示す説明図、第４図は本発明による色
差マトリクス補正回路の一実施例を示すブロツク
図、第５図ａ，ｂ，ｃは第４図の各リミツタ回路
の動作を示す説明図、第６図および第７図は夫々
第４図の実施例による色再現性の変化を示す説明
図、第８図および第９図は夫々第４図の実施例を
用いた単管カラービデオカメラの色再現性の例を
示す説明図、第１０図ないし第１２図は夫々本発
明による色差マトリクス補正回路の他の実施例を
示すブロツク図である。 １０……色差マトリクス補正回路、１２，１３
……入力端子、１４，１５，１６，１７……リミ
ツタ回路、１８……演算増幅回路、１９，２０…
…出力端子、２１，２２……リミツタ回路、２
３，２４……マトリクス回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 第１の色差信号と第２の色差信号と夫々補正
   し、所望の色再現性を得られるようにした色差マ
   トリクス補正回路において、該第１の色差信号を
   入力とするリミツタ回路と、該第２の色差信号を
   入力とするリミツタ回路と、該第１，第２の色差
   信号と夫々リミツタ回路の出力信号とが供給され
   て演算処理する回路とからなり、該第１の色差信
   号に該第２の色差信号および該夫々のリミツタ回
   路の出力信号を所定の比率で加算して該第１の色
   差信号を補正し、該第２の色信号に該第１の色差
   信号および該夫々のリミツタ回路の出力信号を所
   定の比率で加算して該第２の色差信号を補正する
   ようにしたことを特徴とする色差マトリクス補正
   回路。