JP2007049341A - 映像補正装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 より各色の効果を持たせつつ階調補正処理などの他の処理を併用してもノイズが目立たない処理ができる映像補正装置を提供する。
【解決手段】 本発明の映像補正装置は、頻度検出している色の中で頻度の少ない色の補正だけを抑制し、その他の色の補正効果を持たせることで、色補正を行うとノイズが目立つ暗いシーンに相当する低輝度、低彩度での色ベクトル上の全方向において映像信号上にあるランダムノイズを低減する。つまり、画面上で色頻度や平均輝度に応じて補正をかけることで色補正効果を落とすことなく、また、映像信号のランダムノイズは色信号によらず色ベクトルの中心から均等に混入することで色頻度の少ない色軸範囲の補正を抑制し、その色軸範囲上にあるであろうノイズを強調することを抑え、結果として、全体的な低輝度、低彩度におけるノイズを低減する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、映像補正装置に関する。

一般に、ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）パネルやＰＤＰ（プラズマディスプレイパネル）を採用したテレビ受像機には多様な機種があり、また、同じ機種であっても３原色の色度点がばらついている。そこで、特定の色及びその近傍の色のみを対象に色相、彩度、輝度などを補正する色補正回路が必要である。そして、色を補正するためには２つの色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙと輝度信号Ｙにまたがる３次元の補正が要求される。また、色の３つの独立要素として色相、彩度、輝度が直感的にも分かりやすい。それゆえ、色補正回路としてはこの３要素を独立に補正する構成が望ましい。

このような色補正回路として、入力映像信号の輝度信号の平均値をフィールドごと又はフレームごとに検出して輝度信号の平均値が所定値より低い場合に信号レベル補正係数を漸減するようにしたものが提案されている。これらの色補正回路では、補正対象の色を鮮やかに補正することができるとともに、色補正を行うとノイズが目立つ暗いシーンであってもノイズが目立つことを防止することができる。また、フィールドごと又はフレームごとに設定される係数補正係数又は信号レベル補正係数をさらに時間方向にリーク型に積分して設定することによって、動画にも対応できる。

このように近年提案されている色補正回路では、映像信号の平均輝度に応じて色補正効果を弱くするという制御を用いると入力映像信号の低輝度、低彩度での各色補正の色軸範囲上に均等に混入されているランダムノイズ低減ができる利点があるが、反面、色補正を行っている全色軸範囲の効果が小さくなり、色を鮮やかに補正したい部分の補正効果をも弱めてしまうという技術的課題があった。
特開平１０−１４５８０５号公報 特開２００１−１２８１８９号公報

本発明は、上述した技術的課題に鑑みてなされたもので、より各色の効果を持たせつつ階調補正処理などの他の処理を併用してもノイズが目立たない処理ができる映像補正装置を提供することを目的とする。

請求項１の発明の映像補正装置は、色差平面上の所定の角度範囲を１つの色軸範囲として、この色軸範囲を複数設定して、それぞれの色軸範囲内に含まれる入力映像信号のフィールドごと又はフレームごとの各画素の出現頻度を表す色頻度を検出する色頻度検出手段と、前記入力映像信号の輝度信号の平均値を前記フィールドごと又はフレームごとに検出する平均輝度検出手段と、色相、彩度、輝度を補正するために予め所定の値に設定されている前記色相、彩度、輝度に関する各補正値を、前記色頻度と前記平均輝度とを基にしてフィールドごと又はフレームごとに変化させる制御手段と、前記制御手段により変化させた前記色相、彩度、輝度に関する各補正値により前記入力映像信号を前記各色軸範囲ごとに補正する補正手段とを備えたものであって、映像信号の色成分を表す第１及び第２の色差信号の一方の色差信号のレベルをＸ軸、他方の色差信号のレベルを前記Ｘ軸と直交するＹ軸とする色差平面を前記色差平面とし、前記色差平面においてＸ軸とＹ軸との交点を中心とする回転方向の角度範囲を前記色軸範囲とするものである。

本発明によれば、頻度検出している色の中で頻度の少ない色の補正だけを抑制し、その他の色の補正効果を持たせることで、色補正を行うとノイズが目立つ暗いシーンに相当する低輝度、低彩度での色ベクトル上の全方向において映像信号上にあるランダムノイズを低減できる。つまり、画面上で色頻度や平均輝度に応じて補正をかけることで色補正効果を落とすことがなく、また、映像信号のランダムノイズは色信号によらず色ベクトルの中心から均等に混入することで色頻度の少ない軸の補正を抑制することができ、その軸上にあるであろうノイズを強調することを抑えることができ、結果として、全体的な低輝度、低彩度におけるノイズの低減も図れる。

以下、本発明の実施の形態を図に基づいて詳説する。図１は本発明の第１の実施の形態の映像補正装置を示すブロック図である。図１中の１０１が色頻度検出部、１０２が色補正回路であり、この２つを合わせて映像補正装置１００が構成される。また図１中、１０３は入力画像の特徴検出部、１０４は本映像補正装置に内蔵される制御手段としてのＣＰＵ、１０５はＣＰＵ１０４に与える補正情報設定部である。

図２は図１のＣＰＵ１０４の処理を示す説明図である。図２中の色頻度比較器２００は、色補正の各軸からの頻度量ＣＨ１、ＣＨ２、…、ＣＨｎを比較し、どう制御するかを判定する。補正係数生成器２０１は、この色頻度比較器２００で得られた信号ＣＨ＿ｖａｌｕｅと画像の特徴検出部１０３で検出したＡＰＬ（Ａｖｅｒａｇｅ Ｐｉｃｔｕｒｅ Ｌｅｖｅｌ）とによって補正情報設定値から色補正回路１０２に与える補正値パラメータを決める。

図３は、１フィールド又は１フレームである画面３００内に設けられた所定の判定領域を示しており、判定領域内の輝度レベルに基づいて平均輝度（ＡＰＬ）を求めるＡＰＬ検出枠３０１と、色補正回路１０２において色補正範囲を指定して入力信号レベルより色頻度検出を行う色頻度検出枠３０２とを示している。図４に示すように映像信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙの直交座標における色補正範囲を１軸、２軸、３軸…ｎ軸とし、図３に示した色頻度検出枠３０２内で各軸の色補正範囲内の検知される後述する補正関数Ｍ１２の値を１フィールド又は１フレーム単位で表すと、図５に示すグラフとなる。これら算出した各軸の検出量をＣＰＵ１０４に与える。

図１に示す色補正回路１０２は図６に示す構成である。特に、肌色と赤色又は黄色の色範囲を指定する回路は図９に示す。色を補正するためには２つの色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙと輝度信号Ｙにまたがる３次元の補正が要求される。また、色の３つの独立要素として色相、彩度、輝度が直感的にも分かりやすいので、色補正回路はこの３要素を独立に補正するように構成するのが望ましい。

図６に示す色補正回路１０２では、色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙはノイズ除去用のＬＰＦ１を介して角度Ｔ算出部２に印加され、角度Ｔ算出部２は色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙの角度Ｔを算出する。ここで、色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙは、例えば図７に示すようにＢ−ＹをＸ軸（横軸）、Ｒ−ＹをＹ軸（縦軸）とする色差平面で表すことができ、この色差平面では回転方向が色相を表し、半径方向が彩度を表す。また、図７（Ａ）に示すように角度θ_０、θ_１、θ_２（θ_１＜θ_０＜θ_２）におけるＬ０、Ｌ１、Ｌ２は等色相線を表す。等色相線Ｌ０が補正の中心線であって補正中心角θ_０により設定され、角度θ_１〜θ_２が補正領域である。補正係数算出部３１〜３ｎには、それぞれの補正領域を決める角度θ_０、θ_１、θ_２、あるいは角度θ_０と補正範囲Ｒが入力される。図６では、補正係数算出部３１〜３ｎそれぞれに供給する各部をθ_０、θ_１、θ_２と、その角度θ_０、θ_１、θ_２をθ_０１、θ_１１、θ_２１〜θ_０ｎ、θ_１ｎ、θ_２ｎと区別している。そして角度θ_０１〜θ_０ｎを総称して角度θ_０、角度θ_１１〜θ_１ｎを総称して角度θ_１、角度θ_２１〜θ_２ｎを総称して角度θ_２とする。なお、補正領域は重ねて設定することも可能である。

補正係数算出部３１〜３ｎの機能について、図８を用いてさらに説明する。図７の等色相線Ｌ１よりも角度の大きい部分を示す関数をＦ_Ｌ１とし、これをＣ言語にて表すと、次の（１）式となる。

この（１）式は、図８（Ａ）に示す特性となる。同様に、図７の等色相線Ｌ２よりも角度の小さい部分を示す関数をＦ_Ｌ２とし、これをＣ言語にて表すと、（２）式となる。

この（２）式は、図８（Ｂ）に示す特性となる。

補正係数算出部３１〜３ｎは、次の（３）式に基づいて、映像（色相、彩度、輝度）を補正するための第１の補正関数Ｍ１２を生成する。

第１の補正関数Ｍ１２は、（１）式で示されるＦ_Ｌ１と（２）式で示されるＦ_Ｌ２との小さい方を選択するものであり、図８（Ｃ）に示すように角度θ_０に頂点を有する三角形状の特性となる。第１の補正関数Ｍ１２の特性としては、三角形状に限定されることはなく、上限値を設けて台形状にしたり、余弦関数状にしたりしてもよい。なお、第１の補正関数Ｍ１２は、補正範囲外である角度θ_１、θ_２の外側を０とすることが必要である。

また、同様に、図７の等色相線Ｌ_０よりも角度の大きい部分と小さい部分とを示す関数をＦ_Ｌ０とし、これをＣ言語にて表すと、（４）式となる。

この（４）式は、図８（Ｄ）に示す特性となる。

補正係数算出部３１〜３ｎは、次の（５）式に基づいて、映像（色相、彩度、輝度）を補正するための第２の補正関数Ｍ０ｌ２を生成する。

第２の補正関数Ｍ０１２は、（４）式で示されるＦ_Ｌ０と（１）式で示されるＦ_Ｌ１との小さい方を選択し、さらに、これで得たＭ０１２と−Ｆ_Ｌ２との大きい方を選択するものである。このようにして得た第２の補正関数Ｍ０１２は、図８（Ｅ）に示すように、角度θ_１と角度θ_０との中央部に正の頂点を有する上に凸の三角形状と、角度θ_０と角度θ_２との中央部に負の頂点を有する下に凸の三角形状とを合わせた特性となる。第２の補正関数Ｍ０１２も、補正範囲外である角度θ_１、θ_２の外側を０とすることが必要である。

ところで、θ_１＝θ_０−Ｒ、θ_２＝θ_０＋Ｒとしたとき、角度算出部４で算出された角度Ｔは０〜３６０°の値であり、角度θ_１や角度θ_２が０°又は３６０°をまたぐ場合には、角度の値に不連続が生じる。そこで、補正係数算出部３１〜３ｎは、上記の（１）、（２）、（４）式で用いる角度ＴをＣ言語にて表す次の（６）式によって予め補正しておく。

この（６）式により、角度θ_１や角度θ_２が０°又は３６０°をまたぐ場合であっても、角度θ_１〜θ_２の範囲内に角度Ｔが含まれるとき、角度Ｔを連続的な値に補正することによって角度θ_１〜θ_２の範囲内で角度Ｔの値の不連続が生じないようにすることができる。よって、図８（Ｃ）、（Ｅ）に示す第１、第２の補正関数Ｍ１２、Ｍ０１２を正しく生成することができる。以上のようにして、角度θ_０を中心とする補正領域として、θ_１＝θ_０−Ｒ、θ_２＝θ_０＋Ｒとしたとき、補正角度Ｒを１８０°近傍まで、すなわち、θ_０±１８０°の補正領域を設定することができる。

補正係数算出部３１、３２〜３ｎ（以下、任意の補正係数算出部を３ｉとする。ただし、ｉ＝１，２〜ｎ）は補正対象の色の数に応じて設けられ、角度Ｔをパラメータとして補正対象の色の数に応じて彩度の補正係数Ｓ_ｉ、色相の補正係数Ｐ_ｉ、Ｙ（輝度）ガンマの補正係数Ｇ_Ｙｉ、Ｃ（彩度）ガンマの補正係数Ｇ_Ｃｉを算出する。このとき、補正係数算出部３ｉは補正対象の色に応じた所定の補正中心角θ_０、角度θ_１〜θ_２を決める補正範囲Ｒと、補正の度合いをディスプレイごとに変化させるために色相の補正係数Ｐ_ｉを補正する色相１の係数ｐ１、色相２の係数ｐ２、彩度の補正係数Ｓ_ｉを補正する彩度係数ｓ、彩度リミッタ、Ｙガンマの補正係数Ｇ_Ｙｉを補正するＹガンマ係数ｇｙ、Ｃガンマの補正係数Ｇ_Ｃｉを補正するＣガンマ係数ｇｃが設定され、これらを用いて補正係数Ｓ_ｉ、Ｐ_ｉ、Ｇ_Ｙｉ、Ｇ_Ｃｉを算出する。

図６において、補正係数算出部３１〜３ｎの出力であり、上記の（７）〜（１０）式に示す補正係数算出式ｐ（Ｔ）〜Ｇ_Ｃ（Ｔ）によって生成された色相、彩度、Ｙガンマ、Ｃガンマの補正係数をそれぞれＰ_ｉ、Ｓ_ｉ、Ｇ_Ｙｉ、Ｇ_Ｃｉ（ｉ＝１〜ｎ）とする。

（１）「色相１補正」では、図７（Ａ）に示すように等色相線Ｌ０を中心としてＬ１〜Ｌ２内の色相をその中心の色相Ｌ０（又はＬ１、Ｌ２）に補正する。これにより例えば肌色の近傍の色を肌色に近づける。

（２）「色相２補正」では、図７（Ｂ）に示すようにＬ１〜Ｌ２内の色相を同一方向に回転して補正する。

（３）「彩度補正」では、図７（Ｃ）に示すようにＬ１〜Ｌ２内の色における半径方向を補正する。

（４）「Ｙガンマ補正」では、図７（Ｃ）と同様にＬ１〜Ｌ２内の色におけるＹ信号のガンマを補正する。

（５）「Ｃガンマ補正」では、「Ｙガンマ補正」に連動して彩度のガンマを補正する。

（６）「高彩度時の飽和補正」では、高彩度の色に対して、彩度増加時の飽和による色相変動を抑制する。補正（１）〜（５）は図６に示す補正係数算出部３１、３２〜３ｎで行う。

図６に戻り、加算器４は補正係数算出部３ｉにより算出された彩度の補正係数Ｓ_ｉを加算してその合計ΣＳ_ｉを求め、また、加算器５、６、７はそれぞれ、色相の補正係数Ｐ_ｉの合計ΣＰ_ｉ、Ｙガンマの補正係数Ｇ_Ｙｉの合計ΣＧ_Ｙｉ、Ｃガンマの補正係数Ｇ_Ｃｉの合計ΣＧ_Ｃｉを求める。色相／彩度補正処理部８は色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙの彩度、色相をそれぞれ彩度の補正係数合計値ΣＳ_ｉ、色相の補正係数合計値ΣＰ_ｉに基づいて積和演算して補正する。このとき、色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙをそれぞれｉｒｙ、ｉｂｙとする補正演算式は次の通りである。

輝度ガンマ処理・彩度ガンマ処理部９はＹ信号の輝度ガンマと、色相／彩度補正処理部８により補正された色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙの彩度ガンマをそれぞれＹガンマの補正係数合計値ΣＧ_Ｙｉ、Ｃガンマの補正係数合計値ΣＧ_Ｃｉに基づいて補正する。また、輝度ガンマを補正すると彩度が見かけ上変化するので、これを防止するために彩度補正部１０が輝度ガンマ処理・彩度ガンマ処理部９により補正されたＹ信号、色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙの彩度を補正係数SatCorrectに基づいて補正する。

図９は、複数の補正領域を重ねて設定した場合にそれぞれの補正領域における補正が他の補正領域に及ぼす影響を軽減するための好適な実施の形態を示している。図９に示す回路構成は、図６の回路構成に加えるように構成される。前述のように、図６における累和器４〜７は、補正係数算出部３１〜３ｎより出力された補正係数Ｐ、Ｓ、Ｇ_Ｙ、Ｇ_Ｃをそれぞれ累和する。図９に示す回路構成を図６の回路構成に加えた場合には、累和器４〜７には図９に示す回路によって置換又は調整された補正係数Ｐ、Ｓ、Ｇ_Ｙ、Ｇ_Ｃが入力される。累和器４〜７より後段の処理は前述の通りである。

図１０は複数の補正領域を重ねて設定した場合の一例を色差平面にて示している。補正領域として肌色と赤色と黄色を考える。ここでは肌色とは一般的な日本人の肌色を指しており、図１０の色差平面の１２５°近辺にあり、赤色は１１０°近辺、黄色は１６０°近辺にある。図１０に示すように、実線で囲んだ領域を肌色領域Ａとして設定し、一点鎖線で囲んだ領域を赤色領域Ｂとして設定し、二点鎖線で囲んだ領域を黄色領域Ｃとして設定したとする。肌色領域Ａと赤色領域Ｂとが一部で重なっており、肌色領域Ａと黄色領域Ｃとが一部で重なっている。これらの３つの領域は、補正係数算出部３１〜３ｎの内の３つを用いて設定する。

図９に示す補正係数調整回路は、色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙを入力して、色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙがなすベクトル長ＶＣを算出するベクトル長算出部６０、入力画素それぞれの輝度信号Ｙは外部パラメータ（３）と乗算してレベルを変える乗算器６１、ベクトル長算出部６０より出力されたベクトル長ＶＣと先に述べたレベルを変化させた輝度信号Ｙを用いて色信号成分の濃淡の程度を検出する濃淡検出部６２、この濃淡検出部６２の出力にリミットを掛けるリミッタ６３、このリミッタ６３の出力と補正関数Ｍｌ２とを乗算する乗算器６４、この乗算器６４の出力値のレンジを調整するためのリミッタ６５、外部パラメータとして与えられるパラメータ（１）をリミッタ６５の出力から減算する減算器６６、この減算器６６の出力に対してリミットをかけ、領域Ａの補正値（１）を得るリミッタ６７、また減算器６６の出力からこのリミッタ６７の出力する補正値（１）を減算することで領域Ｂ、Ｃのそれぞれの補正値（２）を得る減算器６８を備えている。

さらに、ベクトル長算出部６０の出力ＶＣにリミットを掛けるリミッタ７１、このリミッタ７１の出力に対して外部パラメータ（２）によって低彩度における補正範囲の閾値を設定するセレクタ７２、このセレクタ７２の出力に領域Ａの補正範囲Ｍｌ２＿ｓを乗算する乗算器７３、この乗算器７３の出力にリミットを掛け、領域Ａの低彩度における補正値（３）を出力するリミッタ７５を備え、また同じように、セレクタ７２の出力を領域Ｂ、Ｃのそれぞれの補正範囲Ｍｌ２＿ｘ、Ｍｌ２＿ｙと乗算する乗算器７４、この乗算器７４の出力にリミットを掛け、領域Ｂ、Ｃの低彩度におけるそれぞれの補正値（４）を得るリミッタ７６を備えている。

さらに、リミッタ６７の出力する領域Ａの補正値（１）とリミッタ７５の出力する低彩度における補正値（３）とを乗算して領域Ａの全体の補正値（５）を得る乗算器７７、この乗算器７７の出力にリミットを掛けて領域Ａにおける補正係数Ｐ、Ｓ、Ｇ_Ｙ、Ｇ_Ｃの調整値を得るリミッタ７８を備え、また、減算器６８の出力する領域Ｂ、Ｃの補正値（２）とリミッタ７６の出力する低彩度における補正値（４）を乗算して領域Ｂ、Ｃの全体の補正値（６）を得る乗算器７９、この乗算器７９の出力にリミットを掛けて領域Ｂ、Ｃにおける補正利得Ｐ、Ｓ、Ｇ_Ｙ、Ｇ_Ｃの調整値を得るリミッタ８０を備えている。

さらに加えて、リミッタ８０の出力する領域Ｂ、Ｃにおける補正係数Ｐ、Ｓ、Ｇ_Ｙ、Ｇ_Ｃの調整値を赤色領域、黄色領域の信号に乗算する乗算器８１とその出力に対する１／limitの除算を行う除算器８２、またリミッタ７８の出力する領域Ａにおける補正係数Ｐ、Ｓ、Ｇ_Ｙ、Ｇ_Ｃの調整値を肌色領域の信号に乗算する乗算器８３とその出力に対する１／limitの除算を行う除算器８４を備えている。

図１に示した映像補正装置における画像の特徴検出部１０３は画像の特徴として、入力信号である輝度信号の平均値（ＡＰＬ）をフィールドごと又はフレームごとに算出する。ＣＰＵ１０４には、補正の度合いをディスプレイごとに変化させるために補正情報設定部１０５によって補正情報設定値として、彩度の補正係数Ｓ_ｉを補正する彩度係数ｓ、Ｙガンマの補正係数Ｇ_Ｙｉを補正するＹガンマ係数ｇｙ、Ｃガンマの補正係数Ｇ_Ｃｉを補正するＣガンマ係数ｇｃ、さらに、肌色の色範囲を指定するために必要な輝度範囲パラメータθ_０，Ｒ（図９中に示すパラメータ（３））、肌色と隣り合う赤色、黄色との境界を設定するパラメータｐ１，ｐ２（パラメータ（１）、（２））が設定される。そして、ＣＰＵ１０４は図６に示す補正係数算出部３１〜３ｎに与える補正値パラメータを、図２に示す補正係数生成器２０１によって生成する。すなわち、画像の特徴検出部１０３で得たＡＰＬと色頻度検出部１０１で検出した色頻度量ＣＨから上記補正情報設定部１０５から補正情報設定値を映像の場面に適した値に変化させた補正値パラメータを生成し、色補正回路１０２に与える。

本実施の形態の場合、色補正回路１０２にて用いる補正値パラメータは、次のようにして求める。図５で示すように検出した各色軸範囲の色頻度量をＣＰＵ１０４に上げ、図２に示す色頻度比較器２００にて各色軸範囲の頻度量を比較する。その結果がＣＨ＿ｖａｌｕｅである。ＣＨ＿ｖａｌｕｅが、ある１軸範囲だけ頻度が大きく他の検出した色軸範囲の頻度が特に少ない時、頻度の少ない色軸範囲の補正は各係数ｓ、ｇｙ、ｇｃの設定値を抑圧する方向で行い、頻度の多いある１色軸範囲の補正は、ある一定値まで補正を行い、色補正効果を持たせるよう制御し、ある一定値以下では補正を抑制するように制御する。例えば、図１１に示すようにＡＰＬを２つの閾値ｓ０、ｓｌと比較して、中、高輝度であるｓ１＜ＡＰＬの場合には各係数ｓ、ｇｙ、ｇｃの設定値をそのまま設定する。入力映像信号が低輝度であるｓ０＜ＡＰＬ＜ｓ１の場合には、ＡＰＬが小さいほど検出した色頻度の少ない色軸範囲に対して各係数ｓ、ｇｙ、ｇｃを０に設定し、色頻度の多い色軸範囲に対してだけは各係数ｓ、ｇｙ、ｇｃを小さく設定する。そして、ＡＰＬ＜ｓ０の場合には、全色軸範囲に対して、各係数ｓ、ｇｙ、ｇｃを０に設定する。色頻度による比較器の結果とＡＰＬによって、低輝度になるほどノイズの目立つ色補正軸に対して色補正効果を適応的に弱めることでノイズの軽減を可能とする。また、閾値ｓ０、ｓ１の値を変化させることにより、ディスプレイごと、機種ごとのばらつきに対応することができる。

ここで、上記の係数ｓ、ｇｙ、ｇｃをフィールドごと又はフレームごとに変化させると、変化が急峻になり、動画の場合に不具合が発生する可能性がある。そこで、上記の係数ｓ、ｇｙ、ｇｃの変化をある程度緩やかにすることが望まれる場合がある。ＡＰＬ、色頻度の変化が急峻に変化しても最終的に映像信号に掛ける補正値が緩やかに変化するようになれば動画の場合に不具合は発生しない。

図１２を用いて、一例として、彩度の係数ｓの生成例を説明する。加算器１２１と、レジスタ１２２と乗算器１２３は時間方向にリーク型の積分回路を構成し、レジスタ１２２には１フィールド前又は１フレーム前の係数、彩度１の係数ｓの値ｓｋ_−１が格納されている。そして、このリーク型積分回路はＣＰＵから今回のフィールド又はフレームの値ｓｋが入力されると、Ｓ＝ｓｋ＋ｓｋ_−１×２５５／２５６の演算を行い、この演算結果がレジスタ１２２に格納される。そして、乗算器１２４はＳ’＝Ｓ×（１／２５６）の演算を行い、この演算結果を今回のフィールド又はフレームの彩度の係数ｓ１’として補正係数算出部３１、３２〜３ｎに設定する。

この構成により、スタティックな処理をダイナミックな処理にすることができる。また、色頻度比較器２００の結果ＣＨ＿ｖａｌｕｅもフィールドごと又はフレームごとに変化させると、動画によって急峻に値が変動する可能性があるので、上記の係数ｓ、ｇｙ、ｇｃの設定と同様に、図１１の横軸をＣＨ＿ｖａｌｕｅとすることにより、ある程度緩やかに各軸の色頻度量を検出するようにすれば動画の場合に不具合は発生しない。この構成により、上記のＡＰＬ変動によるリーク型積分回路と合わせて、スタティックな処理をダイナミックな処理にすることができる。

（第２の実施の形態）
上記の係数の補正は、次のようにして行うことも可能である。図２に示す色頻度比較器２００の結果ＣＨ＿ｖａｌｕｅが、ある１色軸範囲だけ頻度が大きく、他の検出した色軸範囲の頻度が特に少ない時、図１１に示すようにＡＰＬを２つの閾値ｓ０、ｓ１と比較して、高輝度（ｓ１＜ＡＰＬの場合）においては、頻度の多い１色軸範囲だけ、色が薄くなりがちなので、そういう時には係数ｓを大きくすることで色を濃く見せることができる。低・中輝度においては第１の実施の形態と同じ制御を行なう。色頻度による比較器２００の結果とＡＰＬによって低輝度になるほどノイズの目立つ色補正軸範囲に対して色補正効果を適応的に弱めることでノイズの軽減を可能とし、かつ色補正の鮮やかさを失うことなく映像の補正効果を得られる。

（第３の実施の形態）
上記の係数の補正は、さらに次のようにして行うことも可能である。特に肌色軸範囲の補正に関して、入力映像信号の色相が指定した肌色領域に含まれていても輝度の差が大きい場合がある。見た目には輝度が高い白っぽい色や輝度が低い黒っぽい色でも色相が肌色領域内にあれば肌色軸範囲に指定した補正が効いてしまう。また肌色の領域は一般的な映像を見ても多くを占めているため、低輝度又は高輝度において肌色軸範囲の補正を行うと補正差による色ノイズが目立ってしまうことがある。そこで色頻度検出部１０１において検出した肌色の頻度がその他の色頻度よりも多い時、画像の特徴検出部１０３で検出したＡＰＬから判断して、肌色軸範囲のみ補正値のコントロールを行う。検出したＡＰＬより映像信号の輝度が、低輝度又は高輝度の時、各係数ｓ、ｇｙ、ｇｃを小さく設定し、補正効果を弱くする。中間輝度では各係数ｓ、ｇｙ、ｇｃを大きく設定し、効果を強く効かせる。このように、肌色軸範囲の補正に関して、肌色の色頻度が多い場合に肌色軸範囲に関連する補正値パラメータのみを補正し、低輝度又は高輝度のときには補正効果を小さくし、中間輝度のときには補正効果を大きくすることで、肌色の鮮やかさを保ちつつ、各色軸範囲の補正効果の差によるノイズの低減が図れる。

（第４の実施の形態）
上記の係数の補正は、さらに次のようにして行うこともできる。画像の特徴検出部１０３で検出したＡＰＬから判断して、肌色軸範囲を指定する輝度範囲を選択することで第３の実施の形態と同様の効果を得ることができる。輝度範囲の選択は図９のパラメータ（３）によって決まる。低輝度の肌色（黒っぽい色）を選択したくない場合には、このパラメータで輝度成分を小さくし、肌色軸範囲の補正範囲を狭める。補正範囲を狭めることで低輝度部分の補正が効かなくなり、色ノイズの低減が可能となる。逆に高輝度の肌色（白っぽい色）を選択する場合には、輝度成分をリミットし肌色軸範囲の補正範囲を決める。また、肌色と隣り合う赤色、黄色との境界を設定するパラメータ（１）、（２）を変動させることでも肌色の補正範囲を変化させることができる。

以上のように肌色軸範囲の補正範囲を変化させることができるので、検出した肌色の頻度量に応じて適応的に補正範囲を変化させることで、肌色の鮮やかさを保ちつつ、かつ補正による色ノイズの低減効果も得られる。また逆に、補正範囲を変えることで肌色軸範囲の色頻度量も変わってくる。そこで第３の実施の形態に示すような制御と組み合わせて使用することもできる。上記のパラメータの設定は第１の実施の形態で示したように時間方向にリーク型の積分回路を構成することで緩やかに変化させるようにすることで、スタティックな処理をダイナミックな処理にすることができる。

本発明の第１の実施の形態の映像補正装置のブロック図である。 上記実施の形態におけるＣＰＵの処理を示すブロック図である。 上記実施の形態による一画面内の判定領域と色頻度検出の一例を示す図である。 上記実施の形態による一画面内の判定領域と色頻度検出の別の例を示す図である。 上記実施の形態による一画面内の判定領域と色頻度検出のさらに別の例を示す図である。 上記実施の形態における色補正回路のブロック図である。 上記色補正回路による処理を示す説明図である。 上記実施の形態における色補正回路中の補正係数算出部３１〜３ｎで用いる補正関数の説明図である。 上記実施の形態における色補正回路にて追加的に採用する色補正肌色判定回路を示すブロック図である。 複数の補正領域を重ねて設定した場合の色差平面の一例を示す図である。 上記実施の形態における彩度とＡＰＬとの大小関係によって決定される補正係数の説明図である。 上記実施の形態において採用されるリーク型積分回路のブロック図である。

符号の説明

１ ローパスフィルタ（ＬＰＦ）
２ 角度Ｔ算出部
３１〜３ｎ 補正係数算出部
４〜７ 累和演算器
８ 色相／彩度補正処理部
９ 輝度ガンマ処理・彩度ガンマ処理部
１０ 彩度補正部
６０ ベクトル長算出部
６１、６４、７３、７４、７７、７９ 乗算器
６２ 濃淡検出部
６３、６５、６７、７１、７５、７６、７８、８０ リミッタ
７０ 低彩度階調補正部
８１、８３ 乗算器
８２、８４ 除算器
１００ 映像補正装置
１０１ 色頻度検出部
１０２ 色補正回路
１０３ 画像の特徴検出部
１０４ ＣＰＵ
１０５ 補正情報設定部
２００ 色頻度比較器
２０１ 補正係数生成器

Claims (1)

1. 色差平面上の所定の角度範囲を１つの色軸範囲として、この色軸範囲を複数設定して、それぞれの色軸範囲内に含まれる入力映像信号のフィールドごと又はフレームごとの各画素の出現頻度を表す色頻度を検出する色頻度検出手段と、
   前記入力映像信号の輝度信号の平均値を前記フィールドごと又はフレームごとに検出する平均輝度検出手段と、
   色相、彩度、輝度を補正するために予め所定の値に設定されている前記色相、彩度、輝度に関する各補正値を、前記色頻度と前記平均輝度とを基にしてフィールドごと又はフレームごとに変化させる制御手段と、
   前記制御手段により変化させた前記色相、彩度、輝度に関する各補正値により前記入力映像信号を前記各色軸範囲ごとに補正する補正手段とを備えた映像補正装置であって、
   映像信号の色成分を表す第１及び第２の色差信号の一方の色差信号のレベルをＸ軸、他方の色差信号のレベルを前記Ｘ軸と直交するＹ軸とする色差平面を前記色差平面とし、
   前記色差平面においてＸ軸とＹ軸との交点を中心とする回転方向の角度範囲を前記色軸範囲とするものである映像補正装置。

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