JP4844052B2 - 映像信号処理装置と撮像装置および映像信号処理方法とプログラム - Google Patents

Description

この発明は、映像信号処理装置と撮像装置および映像信号処理方法とプログラムに関する。詳しくは、三原色信号で表されるカラー映像信号の色相および彩度を一定とした状態で、三原色信号に対して同一の輝度調整圧縮比でレベル圧縮を行うことにより被圧縮三原色信号の生成を行う。また、被圧縮三原色信号の内の少なくとも１つの被圧縮三原色信号の最大レベルが第１のレベルを越える際に、彩度圧縮比を用いて被圧縮三原色信号のレベル変換を行う。ここで、三原色信号の最小レベルの信号を用いた輝度調整圧縮比の設定、および／または三原色信号の最大レベルの信号を用いたレベル圧縮の開始を行い、あるいは被圧縮三原色信号の最小レベルの信号を用いて彩度圧縮比を設定することで、ニーポイントレベル以上となったときに色相を一定に保ちながらレベル圧縮を行うことができ、ホワイトクリップ付近では、明るくても彩度を残すことができるものである。

従来、撮像装置では、撮像素子から出力される撮像信号のダイナミックレンジ(飽和信号量)に対して、明るい部分を圧縮するニー補正を行い、放送規格に対応したダイナミンクレンジの映像信号として撮像装置から出力することが行われている。

このニー補正では、入力信号ＥinがニーポイントレベルＫＰ未満であるとき、式（１）に示すように圧縮を行うことなく出力信号Ｅoutを得るものとし、入力信号ＥinがニーポイントレベルＫＰ以上であるとき、式（２）に示すように圧縮比（ニースロープ）ＫＳを用いて入力信号Ｅinの圧縮処理を行い、出力信号Ｅoutが生成される。なお、図１３は、ニー補正の特性を示している。

Ｅout＝Ｅin （Ｅin＜ＫＰ） ・・・（１）
Ｅout＝ＫＰ＋ＫＳ（Ｅin−ＫＰ） （Ｅin≧ＫＰ） ・・・（２）
ここで、三原色信号Ｒin，Ｇin，Ｂinの色信号毎にニー補正を行う場合、図１４に示すように、ニー補正処理部７０にレベル変換部７１とクリップ部７２r，７２g，７２bを設け、レベル変換部７１によって三原色信号Ｒin，Ｇin，Ｂinの圧縮を行い三原色信号Ｒkn，Ｇkn，Ｂknを生成して、この三原色信号Ｒkn，Ｇkn，Ｂknが放送規格に応じたレベル範囲の信号となるように、クリップ部７２r，７２g，７２bによってホワイトクリップレベルＷＣに三原色信号Ｒkn，Ｇkn，Ｂknをクリップすることが行われている。

図１５は、従来のニー補正処理部の特性を示しており、色信号毎にニー補正とクリップ処理を行った場合の信号処理結果である。なお、図１５において、例えば赤色の色信号Ｒoutは実線、緑色の色信号Ｇoutは点線、青色の色信号Ｂoutは一点鎖線で示すものとする（以下も同様）。

ここで、被写体照度が高くなり、例えば色信号ＲinがニーポイントレベルＫＰ以上となると、色信号Ｒinのレベル圧縮のみが行われる。したがって、色信号Ｒoutと色信号Ｇoutと色信号Ｂoutの比率が変わり、色相が変化してしまう。さらに、被写体照度が高くなり、例えば色信号ＧinがニーポイントレベルＫＰ以上となると、色信号Ｒinと色信号Ｇinに対してレベル圧縮が行われる。したがって、色信号ＧinがニーポイントレベルＫＰ以上となるときにも色相が変化してしまう。さらに、レベル圧縮が行われた色信号ＲinがホワイトクリップレベルＷＣに達するとクリップ処理が行われて、色信号ＲoutはホワイトクリップレベルＷＣに制限される。したがって、このときにも色信号Ｒoutと色信号Ｇoutと色信号Ｂoutの比率が変わり、色相が変化してしまう。同様に、レベル圧縮が行われた色信号ＧinがホワイトクリップレベルＷＣに達したときにも、色信号ＧoutがホワイトクリップレベルＷＣに制限されるので、色相の変化を生じてしまう。

このため、例えば特許文献１では、三原色信号のニー補正やクリップ処理が行われても、ニー補正やクリップ処理後の三原色信号に基づく映像の色相を一定に保つことが行われている。

特許３５０９４４８号公報

ところで、特許文献１に示すような従来の映像信号処理装置を用いて、ニー補正やクリップ処理後の三原色信号に基づく映像の色相を一定に保つとき、図１５に示すようにニー補正やクリップ処理を行った場合に比べて、明るいところで彩度の低下を招き色が褪せてしまう。

図１６は、従来の映像信号処理装置の構成を示している。三原色信号Ｒin，Ｇin，Ｂinは、輝度変換部２００の輝度信号生成回路２０１と乗算器２０４r，２０４g，２０４bに供給される。輝度信号生成回路２０１は、三原色信号Ｒin，Ｇin，Ｂinを用いて輝度信号Ｙinを生成して輝度ニー補正回路２０２と除算器２０３に供給する。輝度ニー補正回路２０２は、輝度信号Ｙinのニー補正を行い、ニー補正後の輝度信号Ｙykを除算器２０３と減算器３０２，３０３，３２１r，３２１g，３２１bと加算器３２３r，３２３g，３２３bに供給する。

除算器２０３は、輝度信号Ｙykを輝度信号Ｙinで除算して輝度調整圧縮比ＫＹ（＝Ｙyk／Ｙin）を算出して乗算器２０４r，２０４g，２０４bに供給する。

乗算器２０４r，２０４g，２０４bは、三原色信号Ｒin，Ｇin，Ｂinに輝度調整圧縮比ＫＹを乗算して、三原色信号Ｒyk，Ｇyk，Ｂykを生成する。

すなわち、三原色信号Ｒyk，Ｇyk，Ｂykは、式（３）〜（５）の演算結果となる。したがって、レベル圧縮が行われても色相を一定に保つことができる。

Ｒyk＝（Ｙyk／Ｙin）×Ｒin ・・・（３）
Ｇyk＝（Ｙyk／Ｙin）×Ｇin ・・・（４）
Ｂyk＝（Ｙyk／Ｙin）×Ｂin ・・・（５）
三原色信号Ｒyk，Ｇyk，Ｂykは、彩度変換部３００の最大値信号設定回路３０１と減算器３２１r，３２１g，３２１bに供給される。最大値信号設定回路３０１は、三原色信号Ｒyk，Ｇyk，Ｂykから最も高いレベルの色信号を選択して、選択した色信号を最大値信号ＤMAXとして減算器３０２に供給する。減算器３０２は最大値信号ＤMAXから輝度信号Ｙykを減算して、減算結果（ＤMAX−Ｙyk）を除算器３０４に供給する。

減算器３０３は、ホワイトクリップレベルＷＣから輝度信号Ｙykを減算して、減算結果（ＷＣ−Ｙyk）を除算器３０４に供給する。

除算器３０４は、減算結果（ＷＣ−Ｙyk）を減算結果（ＤMAX−Ｙyk）で除算して、式（６）に示すように圧縮比ＫＡを算出して圧縮比制限回路３１５に供給する。

ＫＡ＝（ＷＣ−Ｙyk）／（ＤMAX−Ｙyk） ・・・（６）
圧縮比制限回路３１５は、圧縮比ＫＡが「１」より大きいときには、圧縮比ＫＡを「１」に制限して、彩度圧縮比ＫＣとして乗算器３２２r，３２２g，３２２bに供給する。また、圧縮比ＫＡが「１」以下であるときには、除算器３０４で算出された圧縮比ＫＡを彩度圧縮比ＫＣとして乗算器３２２r，３２２g，３２２bに供給する。

減算器３２１rは、色信号Ｒykから輝度信号Ｙykを減算して、減算結果を乗算器３２２rに供給する。同様に、減算器３２１gは、色信号Ｇykから輝度信号Ｙykを減算して、減算結果を乗算器３２２gに供給し、減算器３２１bは、色信号Ｂykから輝度信号Ｙykを減算して、減算結果を乗算器３２２bに供給する。

乗算器３２２rでは、減算器３２１rで得られた減算結果に彩度圧縮比ＫＣを乗算して、乗算結果を加算器３２３rに供給する。加算器３２３rは、乗算器３２２rから供給された乗算結果に輝度信号Ｙykを加算して、得られた色信号Ｒcjをクリップ部４０１rに供給する。

同様に、乗算器３２２g，３２２bでは、減算器３２１g，３２１bで得られた減算結果に彩度圧縮比ＫＣを乗算して、乗算結果を加算器３２３g，３２３bに供給する。加算器３２３g，３２３bは、乗算器３２２g，３２２bから供給された乗算結果に輝度信号Ｙykを加算して、得られた色信号Ｇcjをクリップ部４０１g、色信号Ｂcjをクリップ部４０１bに供給する。

クリップ部４０１r，４０１g，４０１bには、ホワイトクリップレベルＷＣが供給されている。このクリップ部４０１r，４０１g，４０１bでは、加算器３２３r，３２３g，３２３bから供給された三原色信号Ｒcj，Ｇcj，Ｂcjのクリップ処理を行い、クリップ処理後の信号を三原色信号Ｒout，Ｇout，Ｂoutとして出力する。

すなわち、三原色信号Ｒyk，Ｇyk，Ｂykに対して彩度変換部３００でレベル変換を行うことにより得られた三原色信号Ｒcj，Ｇcj，Ｂcjは、式（７）〜（９）の演算結果を示すものである。

Ｒcj＝Ｙyk＋((ＷＣ−Ｙyk)／(ＤMAX−Ｙyk))(Ｒyk−Ｙyk) ・・・（７）
Ｇcj＝Ｙyk＋((ＷＣ−Ｙyk)／(ＤMAX−Ｙyk))(Ｇyk−Ｙyk) ・・・（８）
Ｂcj＝Ｙyk＋((ＷＣ−Ｙyk)／(ＤMAX−Ｙyk))(Ｂyk−Ｙyk) ・・・（９）
このように、輝度変換部２００でレベル圧縮を行い、彩度変換部３００でレベル変換を行うものとすると、図１７Ａに示すように、明るさがレベルＬaよりも明るくなると、三原色信号Ｒin，Ｇin，Ｂinを用いて生成した輝度信号（図示せず）がニーポイントレベルＫＰ以上となり、色相を一定に保った状態で三原色信号Ｒin，Ｇin，Ｂinのレベル圧縮が行われて三原色信号Ｒyk，Ｇyk，Ｂykが生成される。その後、三原色信号Ｒyk，Ｇyk，ＢykのいずれかがホワイトクリップレベルＷＣに達したときには、各信号の彩度成分に対して彩度圧縮比ＫＣを用いてレベル変換が行われて、色相が一定となるように他の信号のレベルが調整されて、三原色信号Ｒout，Ｇout，Ｂoutが生成される。

また、色相が一定に保たれることで、例えば人物を撮像したときの照度レベルが高い場合に、肌色が黄色っぽくなって健康を害しているように人物が表示されてしまうことを防止できる。また、彩度圧縮比ＫＣが大きくなると明るい部分の階調を見やすくすることができる。

しかし、彩度圧縮比ＫＣが大きくなると、色相が一定に保たれない図１７Ｂに示す場合に比べて、彩度変換部で彩度が調整されるような明るいところで彩度の低下を招くことになる。例えば、図１７Ｂでは明るさがレベルＬcとなったとき彩度がなくなる。一方、図１７Ａに示す場合では、明るさがレベルＬcよりも暗いレベルＬbで彩度がなくなってしまう。このため、例えば逆光での撮影の場合に背景が白く飛びやすくなってしまい、青空を背景として逆光で撮影を行うと、青空が白く表示されてしまう。

したがって、色相を一定に保つだけでなく、彩度がなくなる明るさを高いレベルとして、何が撮影されているのか認識できたほうが好ましい。あるいは、色相が多少変化しても、彩度がなくなる明るさを高いレベルとすることが好ましい場合がある。

そこで、この発明では、ニーポイントレベル以上となったときに色相を一定に保ちながらレベル圧縮を行うことができ、ホワイトクリップ付近では、明るくても彩度を残すことができる映像信号処理装置と撮像装置と映像信号処理方法およびプログラムを提供するものである。

この発明に係る映像信号処理装置と撮像装置および映像信号処理方法とプログラムは、入力三原色信号例えば撮像素子を用いて生成した三原色信号で表されるカラー映像信号の色相および彩度を一定とした状態で、三原色信号に対して同一の輝度調整圧縮比でレベル圧縮を行い被圧縮三原色信号を生成する。また、被圧縮三原色信号の内の少なくとも１つの被圧縮三原色信号の最大レベルが第１のレベルを越える際に、彩度圧縮比を用いて被圧縮三原色信号のレベル変換を行う。

ここで、彩度圧縮比は、例えば被圧縮三原色信号の最小レベルの信号、あるいは被圧縮三原色信号の最小レベルの信号に、被圧縮三原色信号を用いて生成した輝度信号を混合した信号が第１のレベルとなったときに、レベル変換後の被圧縮三原色信号で表されるカラー映像信号の彩度がなくなるように設定する。また、輝度調整圧縮比は、例えば三原色信号の最小レベルの信号と、三原色信号を用いて生成した輝度信号とのレベル比に基づいて、あるいは三原色信号の最小レベルの信号に三原色信号を用いて生成した輝度信号を混合し、この輝度信号が混合された信号と輝度信号とのレベル比に基づいて設定する。さらに、レベル圧縮の開始は、例えば三原色信号の最大レベルの信号、あるいは、三原色信号の最大レベルの信号に三原色信号を用いて生成した輝度信号を混合した信号に基づいて開始する。

この発明によれば、三原色信号で表されるカラー映像信号の色相および彩度を一定とした状態で、三原色信号に対して同一の輝度調整圧縮比でレベル圧縮を行い被圧縮三原色信号が生成される。また、被圧縮三原色信号の内の少なくとも１つの被圧縮三原色信号の最大レベルが第１のレベルを越える際に、彩度圧縮比を用いて被圧縮三原色信号のレベル変換が行われる。さらに、三原色信号の最小レベルの信号を用いた輝度調整圧縮比の設定、および／または三原色信号の最大レベルの信号を用いたレベル圧縮の開始、あるいは被圧縮三原色信号の最小レベルの信号を用いて彩度圧縮比の設定が行われる。

このため、ニーポイントレベル以上となったときに色相を一定に保ちながらレベル圧縮を行うことができ、ホワイトクリップ付近では、明るくても彩度を残すことができる。

以下、図を参照しながら、この発明の実施の一形態について説明する。図１は撮像装置１０の概略構成を示している。撮像レンズ１１を通過した被写体光は、色分解プリズム１２によって、三原色の各色成分に分光されて撮像部１３r，１３g，１３bに入力される。

撮像部１３r，１３g，１３bは等しい構造とされており、撮像部１３rは赤色成分に基づいた撮像信号ＳＲaを生成してアナログプロセス部１４rに供給する。撮像部１３gは緑色成分に基づいた撮像信号ＳＧaを生成してアナログプロセス部１４gに供給する。撮像部１３bは青色成分に基づいた撮像信号ＳＢaを生成してアナログプロセス部１４bに供給する。また、撮像部１３gは、解像度を向上させるために、撮像部１３rおよび撮像部１３bに対して、画素位置を水平方向に１／２画素移動することも行われる。

アナログプロセス部１４rは、撮像信号ＳＲaから雑音を除去するための相関二重サンプリング処理や、白黒バランス制御やシェーディング補正等を行う。このアナログプロセス部１４rで得られた処理後の撮像信号ＳＲbは、Ａ／Ｄ変換部１５rに供給される。また、アナログプロセス部１４g，１４bもアナログプロセス部１４rと同様な処理を行い、処理後の撮像信号ＳＧb，ＳＢbをＡ／Ｄ変換部１５g，１５bに供給する。

Ａ／Ｄ変換部１５rは、撮像信号ＳＲbをディジタルの色信号ＤＲaに変換して、プリプロセス部１６に供給する。同様に、Ａ／Ｄ変換部１５g，１５bは、撮像信号ＳＧb，ＳＢbをディジタルの色信号ＤＧa，ＤＢaに変換して、プリプロセス部１６に供給する。

プリプロセス部１６は、三原色信号ＤＲa，ＤＧa，ＤＢaに対して、欠陥補正等の画像処理を行い、処理後の三原色信号ＤＲb，ＤＧb，ＤＢbをリニアマトリクス部１７に供給する。

リニアマトリクス部１７は、三原色信号ＤＲb，ＤＧb，ＤＢbを用いて、撮像画像の色再現性を補正する処理を行い、処理後の三原色信号ＤＲc，ＤＧc，ＤＢcをニー補正処理部２０に供給する。

ニー補正処理部２０は、三原色信号ＤＲc，ＤＧc，ＤＢcを用いてニー補正処理を行い、処理後の三原色信号ＤＲd，ＤＧd，ＤＢdをガンマ補正部５０に供給する。ガンマ補正部５０は、三原色信号ＤＲd，ＤＧd，ＤＢdに対してガンマ補正を行い、補正後の三原色信号ＤＲe，ＤＧe，ＤＢeを出力する。

制御部６０にはユーザインタフェース部６５が接続されている。ユーザインタフェース部６５は、ユーザ操作や外部に接続された制御装置からの命令等に基づき、操作制御信号ＵＳを生成して制御部６０に供給する。制御部６０は、操作制御信号ＵＳに基づき、撮像装置１０がユーザ操作や外部に接続された制御装置からの命令に応じた動作となるように制御信号ＣＴを生成して各部に供給する。また、制御部６０は、彩度がなくなる明るさをユーザ操作や外部に接続された制御装置からの命令等によって調整可能なように、操作制御信号ＵＳに基づいて混合比ｒc，ｒs，ｒpを設定してニー補正処理部２０に供給する。ここで、設定された混合比ｒc，ｒs，ｒpを制御部６０に記憶しておき、動作開始時には、記憶されている混合比ｒc，ｒs，ｒpを制御部６０からニー補正処理部２０に供給する。その後、操作制御信号ＵＳによって混合比ｒc，ｒs，ｒpの変更がなされた場合には、変更後の混合比ｒc，ｒs，ｒpをニー補正処理部２０に供給し、変更後の混合比ｒc，ｒs，ｒpを制御部６０に記憶する。このように、混合比ｒc，ｒs，ｒpを処理することで、混合比の設定や変更を容易に行うことができる。なお、制御部６０からニー補正処理部２０にホワイトクリップレベルＷＣを供給するものとしても良く、ニー補正処理部２０にホワイトクリップレベルＷＣを予め記憶させておくものとしても良い。

ここで、ニー補正処理部２０は、三原色信号で表されるカラー映像信号の色相および彩度を一定とした状態で、三原色信号に対して同一の輝度調整圧縮比でレベル圧縮を行って被圧縮三原色信号を生成する輝度変換部と、被圧縮三原色信号の内の少なくとも１つの被圧縮三原色信号の最大レベルが第１のレベル、すなわちホワイトクリップレベルを越える際に、被圧縮三原色信号のレベルを変換する彩度変換部を有している。この輝度変換部は、ニーポイントレベル以上となったときに色相を一定に保ちながらレベル圧縮を行う。また彩度変換部は、明るくても彩度を残すようにレベル変換を行う。また、混合比ｒc，ｒs，ｒpのいずれか１つあるいは複数の混合比を用いることで、彩度を残す明るさを調整可能とする。

以下、ニー補正処理部について第１〜第３の形態について説明する。第１の形態は、彩度変換部で被圧縮三原色信号のレベルを変換する際に、被圧縮三原色信号の最小レベルの信号を用いて彩度圧縮比を設定することで、撮像画像が明るいときでも彩度を残すようにするものである。また、混合比ｒcに応じて、被圧縮三原色信号の最小レベルの信号に、被圧縮三原色信号を用いて生成した輝度信号を混合して、この混合された信号を用いて彩度圧縮比を設定することで、彩度を残す明るさを調整可能とするものである。このように、被圧縮三原色信号の最小レベルの信号を用いて彩度圧縮比を設定することで、彩度圧縮比は彩度や色相に応じて設定されたものとなる。

第２の形態は、輝度変換部で三原色信号に対してレベル圧縮を行う際に、入力された三原色信号の最小レベルの信号を用いて輝度調整圧縮比の設定を行うことで、撮像画像が明るいときでも彩度を残すようにするものである。また、混合比ｒsに応じて、入力された三原色信号の最小レベルの信号に、入力された三原色信号を用いて生成した輝度信号を混合して、この混合された信号を用いて輝度調整圧縮比を設定することで、彩度を残す明るさを調整可能とするものである。このように、入力された三原色信号の最小レベルの信号を用いて輝度調整圧縮比を設定することで、輝度調整圧縮比は彩度や色相に応じて設定されたものとなる。

第３の形態は、輝度変換部で三原色信号に対してレベル圧縮を行う際に、入力された三原色信号の最大レベルの信号に基づいてレベル圧縮を開始させることで、撮像画像が明るいときでも彩度を残すようにするものである。また、混合比ｒpに応じて、入力された三原色信号の最大レベルの信号に、入力された三原色信号を用いて生成した輝度信号を混合して、この混合された信号に基づいてレベル圧縮を開始させることで、彩度を残す明るさを調整可能とするものである。このように、入力された三原色信号の最大レベルの信号を用いてレベル圧縮を開始させることで、レベル圧縮が彩度や色相に応じて開始されることとなる。なお、以下に示す第３の形態では、輝度調整圧縮比を彩度や色相に応じて設定することも合わせて行う場合を示している。

図２は、第１の形態の構成を示しており、彩度や色相に応じて彩度圧縮比を設定する場合である。赤色の色信号Ｒin（＝ＤＲc）は、輝度変換部２００の輝度信号生成回路２０１と乗算器２０４rに供給される。同様に、緑色の色信号Ｇin（＝ＤＧc）は、輝度変換部２００の輝度信号生成回路２０１と乗算器２０４gに供給され、青色の色信号Ｂin（＝ＤＢc）は、輝度変換部２００の輝度信号生成回路２０１と乗算器２０４bに供給される。

輝度信号生成回路２０１は、三原色信号Ｒin，Ｇin，Ｂinを用いて、例えばＩＴＵ(International Telegraph Union)からの勧告であるＩＴＵ−Ｒ ＢＴ．６０１に規定されている式（１０）、あるいはＩＴＵ−Ｒ ＢＴ．７０９に規定されている式（１１）の演算を行い、輝度信号Ｙinを生成して輝度ニー補正回路２０２と除算器２０３に供給する。

Ｙin＝ 0.299Ｒin＋ 0.587Ｇin＋ 0.114Ｂin ・・・（１０）
Ｙin＝0.2126Ｒin＋0.7152Ｇin＋0.0722Ｂin ・・・（１１）
輝度ニー補正回路２０２は、輝度信号Ｙinのニー補正を行い、生成した輝度信号Ｙykを除算器２０３と、彩度変換部３００aの混合回路３０６および減算器３２１r，３２１g，３２１bと加算器３２３r，３２３g，３２３bに供給する。ここで、輝度信号Ｙykは、式（１２）に示すように、輝度信号ＹinとニーポイントレベルＫＰとの差分に圧縮比ＫＳを乗算して、乗算結果にニーポイントレベルＫＰを加算することで算出できる。

Ｙyk＝ＫＰ＋ＫＳ×（Ｙin−ＫＰ）・・・（１２）
除算器２０３は、輝度信号Ｙykを輝度信号Ｙinで除算して輝度調整圧縮比ＫＹ（＝Ｙyk／Ｙin）の算出を行い、得られた輝度調整圧縮比ＫＹを乗算器２０４r，２０４g，２０４bに供給する。

乗算器２０４rは、色信号Ｒinに輝度調整圧縮比ＫＹを乗算して、色信号Ｒykを生成する。同様に、乗算器２０４g，２０４bは、色信号Ｇin，Ｂinに輝度調整圧縮比ＫＹを乗算して、色信号Ｇyk，Ｂykを生成する。

すなわち、レベル圧縮後の三原色信号である三原色信号Ｒyk，Ｇyk，Ｂykは、式（１３）〜（１５）の演算結果である。したがって、レベル圧縮が行われても従来と同様に色相を一定に保つことができる。

Ｒyk＝（Ｙyk／Ｙin）×Ｒin ・・・（１３）
Ｇyk＝（Ｙyk／Ｙin）×Ｇin ・・・（１４）
Ｂyk＝（Ｙyk／Ｙin）×Ｂin ・・・（１５）
レベル圧縮を行うことにより得られた色信号Ｒykは、彩度変換部３００aの最大値信号設定回路３０１と最小値信号設定回路３０５と減算器３２１rに供給される。また、色信号Ｇykは、彩度変換部３００aの最大値信号設定回路３０１と最小値信号設定回路３０５と減算器３２１gに供給され、色信号Ｂykは、彩度変換部３００aの最大値信号設定回路３０１と最小値信号設定回路３０５と減算器３２１bに供給される。

最大値信号設定回路３０１は、三原色信号Ｒyk，Ｇyk，Ｂykから最も高いレベルの色信号を選択して、選択した色信号を最大値信号ＤMAXとして減算器３０７に供給する。

最小値信号設定回路３０５は、三原色信号Ｒyk，Ｇyk，Ｂykから最も低いレベルの色信号を選択して、選択した色信号を最小値信号ＤMINとして混合回路３０６に供給する。

混合回路３０６は、操作制御信号ＵＳに基づいて設定された混合比ｒcに基づき、輝度信号Ｙykと最小値信号ＤMINを混合して混合信号ＹＤMINykを生成し、減算器３０７，３０８に供給する。この混合信号ＹＤMINykの生成は、例えば式（１６）に基づいて生成する。

ＹＤMINyk＝ｒc×ＤMIN＋（１−ｒc）×Ｙyk ・・・（１６）
減算器３０７は、最大値信号ＤMAXから混合信号ＹＤMINykを減算して、減算結果（ＤMAX−ＹＤMINyk）を除算器３０９に供給する。減算器３０８は、ホワイトクリップレベルＷＣから混合信号ＹＤMINykを減算して、減算結果（ＷＣ−ＹＤMINyk）を除算器３０９に供給する。

除算器３０９は、減算結果（ＷＣ−ＹＤMINyk）を減算結果（ＤMAX−ＹＤMINyk）で除算して、式（１７）に示すように圧縮比ＫＢを算出して圧縮比制限回路３１５に供給する。

ＫＢ＝（ＷＣ−ＹＤMINyk）／（ＤMAX−ＹＤMINyk） ・・・（１７）
圧縮比制限回路３１５は、圧縮比ＫＢが「１」より大きいときには、圧縮比ＫＢを「１」に制限して、彩度圧縮比ＫＣとして乗算器３２２r，３２２g，３２２bに供給する。また、圧縮比ＫＢが「１」より小さいときには、除算器３０９で算出された圧縮比ＫＢを彩度圧縮比ＫＣとして乗算器３２２r，３２２g，３２２bに供給する。

減算器３２１rは、色信号Ｒykから輝度信号Ｙykを減算して、減算結果を乗算器３２２rに供給する。同様に、減算器３２１gは、色信号Ｇykから輝度信号Ｙykを減算して、減算結果を乗算器３２２gに供給し、減算器３２１bは、色信号Ｂykから輝度信号Ｙykを減算して、減算結果を乗算器３２２bに供給する。

乗算器３２２rでは、減算器３２１rで得られた減算結果に彩度圧縮比ＫＣを乗算して、乗算結果を加算器３２３rに供給する。加算器３２３rは、乗算器３２２rから供給された乗算結果に輝度信号Ｙykを加算して、得られた色信号Ｒckをクリップ部４０１rに供給する。

同様に、乗算器３２２g，３２２bでは、減算器３２１g，３２１bで得られた減算結果に彩度圧縮比ＫＣを乗算して、乗算結果を加算器３２３g，３２３bに供給する。加算器３２３g，３２３bは、乗算器３２２g，３２２bから供給された乗算結果に輝度信号Ｙykを加算して、得られた色信号Ｇckをクリップ部４０１g、色信号Ｂckをクリップ部４０１bに供給する。

すなわち、三原色信号Ｒyk，Ｇyk，Ｂykに対してレベル変換を行うことにより得られた三原色信号Ｒck，Ｇck，Ｂckは、式（１８）〜（２０）の演算結果を示すものである。

Ｒck＝Ｙyk＋((ＷＣ−ＹＤMINyk)／(ＤMAX−ＹＤMINyk))×(Ｒyk−Ｙyk)・・・(１８)
Ｇck＝Ｙyk＋((ＷＣ−ＹＤMINyk)／(ＤMAX−ＹＤMINyk))×(Ｇyk−Ｙyk)・・・(１９)
Ｂck＝Ｙyk＋((ＷＣ−ＹＤMINyk)／(ＤMAX−ＹＤMINyk))×(Ｂyk−Ｙyk)・・・(２０)
クリップ部４０１r，４０１g，４０１bには、ホワイトクリップレベルＷＣが供給されている。このクリップ部４０１r，４０１g，４０１bでは、加算器３２３r，３２３g，３２３bから供給された三原色信号Ｒck，Ｇck，Ｂckのクリップ処理を行い、クリップ処理後の三原色信号Ｒout（＝ＤＲd），Ｇout（＝ＤＧd），Ｂout（＝ＤＢd）を出力する。

次に、第１の形態の特性について図３を用いて説明する。なお、図３および後述する図８，図１１では、三原色信号のうち、最も高いレベルは赤色の信号（実線）、次にレベルが高い信号は緑色の信号（点線）、最も低いレベルは青色の信号（一点鎖線）として説明を行う。

図３Ａは、輝度変換部２００でレベル圧縮を行うことにより得られた三原色信号Ｒyk，Ｇyk，Ｂykを示している。明るさがレベルＬ1以上であると輝度信号ＹinがニーポイントレベルＫＰ以上となって、輝度ニー補正回路２０２により輝度信号Ｙinを圧縮する処理が行われる。このとき、輝度ニー補正回路２０２から出力される輝度信号Ｙykは、輝度信号Ｙinよりレベルが小さくなる。このため、除算器２０３から出力される輝度調整圧縮比ＫＹは、「１」より小さい値であって、輝度ニー補正回路２０２の圧縮比ＫＳに応じた値となる。したがって、三原色信号Ｒin，Ｇin，Ｂinに輝度調整圧縮比ＫＹを乗算することで、色相を一定に保った状態でレベル圧縮が行われて、三原色信号Ｒyk，Ｇyk，Ｂykを得ることができる。

三原色信号Ｒyk，Ｇyk，ＢykのいずれもがホワイトクリップレベルＷＣを超えていないときは、最大値信号ＤMAXがホワイトクリップレベルＷＣよりも小さいので、圧縮比ＫＢは「１」以上となる。したがって、圧縮比制限回路３１５によって、彩度圧縮比ＫＣは「１」に設定されて、彩度変換部３００aでレベル変換は行われないものとなる。

その後、レベル圧縮後の三原色信号Ｒyk，Ｇyk，ＢykのいずれかがホワイトクリップレベルＷＣを超えると、圧縮比ＫＢは「１」より小さい値となり、レベル変換動作が行われる。

図３Ｂは、混合比ｒcを「０」に設定した場合を示している。ここで、色信号Ｒykが最もレベルが高いことから、色信号Ｒykが最大値信号ＤMAXとして設定される。また、色信号Ｂykが最も低いレベルであることから、色信号Ｂykが最小値信号ＤMINとして設定される。混合比ｒcが「０」に設定されると、混合信号ＹＤMINykは輝度信号Ｙykと等しくなる。すなわち、式（１８），（１９），（２０）は、従来の式（７），（８），（９）と等しくなり、従来と同じ動作となる。したがって、色信号ＲykがホワイトクリップレベルＷＣとなる明るさのレベルＬ2以上となると、レベル変換が行われる。

最大値信号ＤMAXは色信号Ｒykと等しいことから、式（１８）はＲck＝ＷＣとなり、色信号ＲckはホワイトクリップレベルＷＣで一定となる。また、色信号Ｇck，Ｂckは、色相が一定となるようにレベル変換が行われて、例えば明るさがレベルＬ3であるとき、三原色信号Ｒck，Ｇck，ＢckがホワイトクリップレベルＷＣとなる。

三原色信号Ｒck，Ｇck，Ｂckは、クリップ部４０１r，４０１g，４０１bでホワイトクリップレベルＷＣにクリップされることから、混合比ｒcを「０」としたとき、三原色信号Ｒout，Ｇout，Ｂoutに基づく画像は、明るさがレベルＬ3以上となると彩度のない画像となる。

図３Ｃは、混合比ｒcを「１」に設定した場合を示している。ここで、色信号Ｒykが最も高いレベルであることから、色信号Ｒykが最大値信号ＤMAXとして設定される。また、色信号Ｂykが最も低いレベルであることから、色信号Ｂykが最小値信号ＤMINとして設定される。混合比ｒcが「１」に設定されると、混合信号ＹＤMINykは、色信号Ｂykと等しくなる。

ここで、図３Ａに示すように、色信号ＢykがホワイトクリップレベルＷＣとなる明るさのレベルＬ5となると、混合信号ＹＤMINykはホワイトクリップレベルＷＣとなる。したがって、式（１８），（１９），（２０）から明らかなように、三原色信号Ｒck，Ｇck，Ｂckは、色信号ＢykがホワイトクリップレベルＷＣであるときの輝度信号Ｙykと等しいものとなる。また、色信号ＲykがホワイトクリップレベルＷＣとなる明るさのレベルＬ2のときは、最大値信号ＤMAXがホワイトクリップレベルＷＣとなる。したがって、式（１８），（１９），（２０）から明らかなように、このときの三原色信号Ｒck，Ｇck，Ｂckは三原色信号Ｒyk，Ｇyk，Ｂykと等しくなる。

このため、混合比ｒcを「１」に設定したとき、図３Ｃに示すように、色信号ＢckがホワイトクリップレベルＷＣとなる明るさのレベルＬ4以上となると、三原色信号Ｒck，Ｇck，ＢckがホワイトクリップレベルＷＣでクリップされることから、三原色信号Ｒout，Ｇout，Ｂoutに基づく画像は、彩度のない画像となる。

このように、輝度信号Ｙinと最小値信号ＤMINの混合比ｒcを調整することで、三原色信号Ｒck，Ｇck，Ｂckのレベルが一致するときの明るさを、レベルＬ3からレベルＬ5の範囲で可変することができる。このため、彩度のなくなる明るさをレベルＬ3からレベルＬ4の範囲で調整することができる。なお、混合比ｒcが「０」よりも大きい値に設定される場合、三原色信号Ｒyk，Ｇyk，ＢykのいずれかがホワイトクリップレベルＷＣを超えると、ホワイトクリップレベルＷＣを超えた色信号に対してのみクリップ処理が行われることから色相が穏やかに変化されることとなる。

ところで、上述のニー補正処理は、コンピュータでソフトウェアを実行して行うこともできる。この場合、例えばプロクラムを予めメモリに記憶させておき、あるいは記録媒体に予めプログラムを記録しておき、この記録されたプログラムをメモリに読み出すものとし、またはネットワークを介してプログラムの配信を行い、配信されたプログラムをメモリに記憶させるものとして、メモリに記憶されたプログラムをＣＰＵ(Central Processing Unit)が読み出して実行する。

図４は第１の形態の動作を示すフローチャートである。ステップＳＴ１でＣＰＵは、輝度信号の生成を行う。輝度信号の生成では、三原色信号Ｒin，Ｇin，Ｂinを用いて上述の式（１０）や式（１１）に示す演算を行い、輝度信号Ｙinを生成する。
ステップＳＴ２でＣＰＵは、輝度信号ＹinがニーポイントレベルＫＰ以上であるか否かを判別する。ここで、ニーポイントレベルＫＰ以上であるときは、ステップＳＴ３に進み、ニーポイントレベルＫＰ以上でないときは、ステップＳＴ４に進む。

ステップＳＴ３でＣＰＵは、上述の式（１２）の演算を行い、輝度信号Ｙykを算出してステップＳＴ５に進む。また、ステップＳＴ４でＣＰＵは、輝度信号Ｙinを輝度信号ＹykとしてステップＳＴ５に進む。

ステップＳＴ５でＣＰＵは、輝度信号Ｙykを輝度信号Ｙinで除算して輝度調整圧縮比ＫＹを算出する。

ステップＳＴ６でＣＰＵは、三原色信号Ｒin，Ｇin，Ｂinに輝度調整圧縮比ＫＹを乗算して、レベル圧縮後である三原色信号Ｒyk，Ｇyk，Ｂykを生成する。このステップＳＴ１からステップＳＴ６の処理によって、輝度調整圧縮比でレベル圧縮された三原色信号を生成できる。

ステップＳＴ７でＣＰＵは、三原色信号Ｒyk，Ｇyk，Ｂykに基づき最大値信号ＤMAXと最小値信号ＤMINの設定を行いステップＳＴ８に進む。

ステップＳＴ８でＣＰＵは、上述の式（１６）の演算を行い、混合信号ＹＤMINykを生成する。

ステップＳＴ９でＣＰＵは、上述の式（１７）の演算を行い、圧縮比ＫＢを算出する。

ステップＳＴ１０でＣＰＵは、圧縮比ＫＢが「１」よりも大きいか否かを判別する。ここで、圧縮比ＫＢが「１」よりも大きいと判別されたときはステップＳＴ１１に進み、「１」よりも大きいと判別されないときはステップＳＴ１２に進む。

ステップＳＴ１１でＣＰＵは、彩度圧縮比ＫＣを「１」に設定してステップＳＴ１３に進む。また、ステップＳＴ１２でＣＰＵは、圧縮比ＫＢを彩度圧縮比ＫＣとしてステップＳＴ１３に進む。

ステップＳＴ１３でＣＰＵは、上述の式（１８）〜（２０）の演算によりレベル変換を行い、三原色信号Ｒck，Ｇck，Ｂckを生成する。なお、ステップＳＴ１３では、彩度圧縮比ＫＣを用いて式（１８）〜（２０）を示している。このステップＳＴ７からステップＳＴ１３の処理によって、レベル圧縮が行われている三原色信号のレベル変換を彩度圧縮比を用いて行うことができる。

ステップＳＴ１４でＣＰＵは、色信号ＲckがホワイトクリップレベルＷＣを超えているか否かを判別する。ここで、色信号ＲckがホワイトクリップレベルＷＣを超えているときにはステップＳＴ１５に進み、ホワイトクリップレベルＷＣを色信号Ｒoutとする。また、色信号ＲckがホワイトクリップレベルＷＣを超えていないときにはステップＳＴ１６に進み、色信号Ｒckを三原色信号Ｒoutとする。また、色信号Ｇck，Ｂckに対してもステップＳＴ１４からステップＳＴ１６の処理を行う。

このように、彩度変換部３００aで三原色信号Ｒyk，Ｇyk，Ｂykのレベルを変換する際に、三原色信号Ｒyk，Ｇyk，Ｂykからレベルが最も低い色信号を最小値信号ＤMINとして選択して、この最小値信号ＤMINが第１のレベル、例えばホワイトクリップレベルＷＣとなったときに、レベル変換後の三原色信号Ｒck，Ｇck、Ｂckで表されるカラー映像信号の彩度がなくなるように彩度圧縮比ＫＣが設定される。すなわち、彩度圧縮比ＫＣは、彩度や色相に応じて設定されて、この彩度圧縮比ＫＣを用いてレベル変換を行うことにより、撮像画像が明るいときでも彩度を残すことができる。また、最小値信号ＤMINに、輝度信号Ｙykを混合し、輝度信号Ｙykが混合された混合信号ＹＤMINykが第１のレベルとなったときに、レベル変換後の三原色信号Ｒck，Ｇck，Ｂckで表されるカラー映像信号の彩度がなくなるように彩度圧縮比ＫＣが設定されて、最小値信号ＤMINと輝度信号Ｙykの混合比ｒcは、ユーザインタフェース部６５からの操作制御信号ＵＳに応じて制御部６０で設定される。すなわち、制御部６０とユーザインタフェース部６５によって、混合比設定が行われる。このため、例えばユーザが混合比ｒcを可変する操作を行うことで、図３に示すように、彩度がなくなる明るさをレベルＬ3からレベルＬ4の範囲で調整できる。

ところで、第１の形態では、上述のように、混合比ｒcが「０」よりも大きい値に設定される場合、三原色信号Ｒyk，Ｇyk，ＢykのいずれかがホワイトクリップレベルＷＣを超えると、ホワイトクリップレベルＷＣを超えた色信号に対してクリップ処理が行われることから色相が穏やかに変化されることとなる。そこで、次に色相を一定に保つことができる第２の形態について説明する。

第２の形態は、輝度変換部で三原色信号に対してレベル圧縮を行う際に、輝度調整圧縮比を彩度や色相に応じて設定することで、撮像画像が明るいときでも色相を一定に保った状態で彩度を残すようにするものである。また、混合比ｒsによって、彩度を残す明るさを調整可能とするものである。

図５は、第２の形態の構成を示す図である。なお、図５において、図２と対応する部分は同一符号を付し、詳細な説明は省略する。

輝度変換部２００aの最小値信号設定回路２１１は、三原色信号Ｒin，Ｇin，Ｂinからレベルが最も低い色信号を判別して、この判別した色信号を最小値信号ＤMINinとして輝度ニー補正回路２１２に供給する。

輝度ニー補正回路２１２は、輝度信号Ｙinと最小値信号ＤMINinを用いることで、輝度ニー補正の圧縮比ＫＳを彩度や色相に応じて可変して圧縮比ＫＳuを設定する。さらに、圧縮比ＫＳuを用いて輝度ニー補正を行い、輝度信号Ｙyk'を生成する。

ここで、一般的なニー補正動作について説明する。例えば、図６に示すようにニー補正を行うものとした場合、輝度信号ＹinがニーポイントレベルＫＰ1よりも小さいときには、輝度信号Ｙinを圧縮することなく輝度信号Ｙykとする。輝度信号ＹinがニーポイントレベルＫＰ1以上でニーポイントレベルＫＰ2未満であるときは、輝度信号ＹinとニーポイントレベルＫＰ1との差分に圧縮比ＫＳ1を乗算して、乗算結果にニーポイントレベルＫＰ1を加算して輝度信号Ｙykとする。輝度信号ＹinがニーポイントレベルＫＰ2以上でニーポイントレベルＫＰ3未満であるときは、輝度信号ＹinとニーポイントレベルＫＰ2との差分に圧縮比ＫＳ2を乗算して、乗算結果にニーポイントレベルＫＰ2を加算して輝度信号Ｙykとする。以下同様に、輝度信号Ｙinの信号がニーポイントレベル以上となる毎に、対応する圧縮比を用いて輝度信号Ｙykの生成を行い、輝度信号ＹinがニーポイントレベルＫＰn以上であるときは、輝度信号ＹinとニーポイントレベルＫＰnとの差分に圧縮比ＫＳnを乗算して、乗算結果にニーポイントレベルＫＰnを加算して輝度信号Ｙykとする。

図７は、輝度ニー補正回路２１２の構成を示している。輝度信号Ｙinは、輝度ニー補正回路の比較器２５１-1〜２５１-nと減算器２５４および圧縮比調整回路２６０の混合回路２６１と除算器２６２に供給される。比較器２５１-1には、ニーポイントレベルＫＰ1が供給されており、輝度信号ＹinとニーポイントレベルＫＰ1を比較して比較結果ＣＰ1をエンコーダ２５２に供給する。同様に、比較器２５１-2〜２５１-nには、ニーポイントレベルＫＰ2〜ＫＰnが供給されており、輝度信号ＹinとニーポイントレベルＫＰ2〜ＫＰnを比較して比較結果ＣＰ2〜ＣＰnをエンコーダ２５２に供給する。エンコーダ２５２は、比較結果ＣＰ1〜ＣＰnに基づき、輝度信号Ｙinがいずれのニーポイントレベルに達しているかを示すエンコード信号ＥＣを生成してセレクタ２５３，２５５，２７１に供給する。

セレクタ２５３には、上述のニーポイントレベルＫＰ1〜ＫＰnが供給されている。セレクタ２５３は、エンコード信号ＥＣに基づき、輝度信号Ｙinと等しいニーポイントレベル、あるいは輝度信号Ｙinが超えている最大のニーポイントレベルを選択してニーポイントレベルＫＰsとして減算器２５４と加算器２７４に供給する。

減算器２５４は、輝度信号ＹinからニーポイントレベルＫＰsを減算することにより、輝度信号Ｙinとニーポイントレベルとの差分を求めて乗算器２７３に供給する。

セレクタ２５５には、輝度信号ＹinがニーポイントレベルＫＰ1以上となったときの圧縮比ＫＳ1、輝度信号ＹinがニーポイントレベルＫＰ2以上となったときの圧縮比ＫＳ2、・・・、輝度信号ＹinがニーポイントレベルＫＰn以上となったときの圧縮比ＫＳnが供給されている。

セレクタ２５５は、エンコード信号ＥＣに基づき、セレクタ２５３で選択されたニーポイントレベルＫＰsに対応する圧縮比を選択して圧縮比ＫＳsとして、圧縮比調整回路２６０の乗算器２６３に供給する。

混合比ｒsと最小値信号設定回路２１１から供給された最小値信号ＤMINinは、圧縮比調整回路２６０の混合回路２６１に供給する。

混合回路２６１は、輝度信号Ｙinと最小値信号ＤMINinを混合比ｒsの割合で混合して、混合信号ＹＤMINinを除算器２６２に供給する。例えば、混合回路２６１は式（２１）に基づいて混合信号ＹＤMINinを生成して、除算器２６２に供給する。

ＹＤMINin＝ｒs×ＤMINin＋(１−ｒs)×Ｙin ・・・（２１）
除算器２６２は、混合信号ＹＤMINinを輝度信号Ｙinで除算して、除算結果を混合比調整係数ＨＳ（＝ＹＤMINin／Ｙin）として乗算器２６３に供給する。

乗算器２６３は、セレクタ２５５で選択された圧縮比ＫＳsに混合比調整係数ＨＳを乗算して圧縮比ＫＳsの調整を行い、調整後の圧縮比ＫＳtを圧縮比制限回路２７２に供給する。すなわち圧縮比ＫＳtは、式（２２）に示すものとなる。

ＫＳt＝ＫＳs×((ｒs×ＤMINin＋(１−ｒs)×Ｙin)／Ｙin) ・・・（２２）
このように、最小値信号ＤMINinを用いて混合比調整係数ＨＳを生成することで、圧縮比ＫＳtは、彩度や色相に応じて可変された圧縮比となる。また、混合比ｒsは、輝度ニー補正を行う際に、輝度信号Ｙinのレベルに応じて補正を行うか彩度や色相に応じて補正を行うかの割合を設定するものとなる。

セレクタ２７１には、圧縮比ＫＳ1に対応した圧縮比下限値ＬＩＭ1、圧縮比ＫＳ2に対応した圧縮比下限値ＬＩＭ2、・・・、圧縮比ＫＳnに対応した圧縮比下限値ＬＩＭnが供給されている。この圧縮比下限値は、圧縮比が小さくなりすぎると階調が損なわれることから、圧縮比の下限を規定するものである。圧縮比下限値ＬＩＭnは、例えば式（２３）に基づいて設定する。

ＬＩＭn＝(ＷＣ−ＫＰn)／(ＳＡＴ−ＫＰn) ・・・（２３）
ここで「ＳＡＴ」は入力の飽和信号量、すなわち撮像素子の出力が飽和するときの輝度信号Ｙinのレベルを示すものである。

この式（２３）は、飽和信号量までのレベルの変化をホワイトクリップレベルＷＣまでのレベル変化に変換するものであるから、圧縮比下限値ＬＩＭで圧縮比を制限することで、飽和信号量のときのレベルがホワイトクリップレベルＷＣよりも小さくなってしまうことを防止できる。

セレクタ２７１は、エンコード信号ＥＣに基づき、セレクタ２５５で選択された圧縮比ＫＳsに対応する圧縮比下限値を選択して、圧縮比下限値ＬＩＭsとして圧縮比制限回路２７２に供給する。

圧縮比制限回路２７２は、乗算器２６３から供給された圧縮比ＫＳtとセレクタ２７１から供給された圧縮比下限値ＬＩＭsのいずれかレベルの大きいほうを選択することで圧縮比の下限の制限を行い、選択したレベルを圧縮比ＫＳuとして乗算器２７３に供給する。

乗算器２７３は、減算器２５４から供給された差分、すなわち輝度信号ＹinとニーポイントレベルＫＰsとの差分に対して圧縮比制限回路２７２から供給された圧縮比ＫＳuを乗算して、乗算結果を加算器２７４に供給する。加算器２７４は、乗算結果にニーポイントレベルＫＰsを加算して輝度信号Ｙyk'を生成する。また、生成した輝度信号Ｙyk'を図５に示す除算器２０３に供給する。

除算器２０３は、輝度信号Ｙyk'を輝度信号Ｙinで除算して、得られた除算結果を輝度調整圧縮比ＫＹ'として乗算器２０４r，２０４g，２０４bに供給する。乗算器２０４rは、色信号Ｒinに輝度調整圧縮比ＫＹ'を乗算して色信号Ｒyk'を生成する。同様に、乗算器２０４g，２０４bは、色信号Ｇin，Ｂinに輝度調整圧縮比ＫＹ'を乗算して、色信号Ｇyk'，Ｂyk'を生成する。

ここで、輝度ニー補正回路２１２は、彩度や色相に応じて可変された圧縮比ＫＳuを用いて輝度ニー補正を行い、輝度信号Ｙyk'を生成することから、輝度調整圧縮比ＫＹ'も彩度や色相に応じて可変されたものとなる。

その後、三原色信号Ｒyk'，Ｇyk'，Ｂyk'を用いて従来と同様に彩度変換部３００でレベル変換を行い、三原色信号Ｒout，Ｇout，Ｂoutを生成する。

すなわち、生成した三原色信号Ｒyk'，Ｇyk'，Ｂyk'を、彩度変換部３００の最大値信号設定回路３０１と減算器３２１r，３２１g，３２１bに供給する。最大値信号設定回路３０１は、三原色信号Ｒyk'，Ｇyk'，Ｂyk'からレベルが最も高い色信号を選択して、選択した色信号を最大値信号ＤMAXとして減算器３０２に供給する。減算器３０２は、最大値信号ＤMAXから輝度信号Ｙyk'を減算して、減算結果（ＤMAX−Ｙyk'）を除算器３０４に供給する。

減算器３０３は、ホワイトクリップレベルＷＣから輝度信号Ｙyk'を減算して、減算結果（ＷＣ−Ｙyk'）を除算器３０４に供給する。

除算器３０４は、減算結果（ＷＣ−Ｙyk'）を減算結果（ＤMAX−Ｙyk'）で除算して、圧縮比ＫＡを算出して圧縮比制限回路３１５に供給する。

圧縮比制限回路３１５は、圧縮比ＫＡが「１」より大きいときには、圧縮比ＫＡを「１」に制限して、彩度圧縮比ＫＣとして乗算器３２２r，３２２g，３２２bに供給する。また、圧縮比ＫＡが「１」より小さいときには、除算器３０４で算出された圧縮比ＫＡを彩度圧縮比ＫＣとして乗算器３２２r，３２２g，３２２bに供給する。

減算器３２１rは、色信号Ｒykから輝度信号Ｙyk'を減算して、減算結果を乗算器３２２rに供給する。同様に、減算器３２１gは、色信号Ｇykから輝度信号Ｙyk'を減算して、減算結果を乗算器３２２gに供給し、減算器３２１bは、色信号Ｂykから輝度信号Ｙyk'を減算して、減算結果を乗算器３２２bに供給する。

乗算器３２２rでは、減算器３２１rで得られた減算結果に彩度圧縮比ＫＣを乗算して、乗算結果を加算器３２３rに供給する。加算器３２３rは、乗算器３２２rから供給された乗算結果に輝度信号Ｙyk'を加算して、得られた色信号Ｒck'をクリップ部４０１rに供給する。

同様に、乗算器３２２g，３２２bでは、減算器３２１g，３２１bで得られた減算結果に彩度圧縮比ＫＣを乗算して、乗算結果を加算器３２３g，３２３bに供給する。加算器３２３g，３２３bは、乗算器３２２g，３２２bから供給された乗算結果に輝度信号Ｙyk'を加算して、得られた色信号Ｇck'をクリップ部４０１g、色信号Ｂck'をクリップ部４０１bに供給する。

クリップ部４０１r，４０１g，４０１bには、ホワイトクリップレベルＷＣが供給されている。このクリップ部４０１r，４０１g，４０１bでは、加算器３２３r，３２３g，３２３bから供給された三原色信号Ｒck'，Ｇck'，Ｂck'のクリップ処理を行い、クリップ処理後の三原色信号Ｒout，Ｇout，Ｂoutを出力する。

次に、第２の形態の特性について図８を用いて説明する。なお、図８では、説明を簡単とするため、ニーポイントレベルＫＰを１つ設けて、このときの圧縮比を圧縮比ＫＳとする。

図８Ａは、混合比ｒsを「０」に設定した場合を示している。混合比ｒsを「０」に設定すると、圧縮比調整回路２６０の混合回路２６１から出力される混合信号ＹＤMINinは、輝度信号Ｙinと等しくなる。したがって、除算器２６２の除算結果は、「（Ｙin／Ｙin）＝１」となり、圧縮比ＫＳuは圧縮比ＫＳと等しくなる。すなわち、輝度信号Ｙyk'は従来の輝度ニー補正回路２０２から出力される輝度信号Ｙykと等しいことから、混合比ｒsが「０」に設定されているときには、従来と等しい特性となる。

したがって、明るさがレベルＬ1以上となって、三原色信号Ｒin，Ｇin，Ｂinを用いて生成した輝度信号ＹinがニーポイントレベルＫＰ以上となったときには、圧縮比ＫＳで輝度信号Ｙinを圧縮して輝度信号Ｙyk'が生成される。さらに輝度調整圧縮比ＫＹ'（＝Ｙyk'／Ｙin）で三原色信号Ｒin，Ｇin，Ｂinを圧縮することにより、色相が一定に保たれて三原色信号Ｒyk'，Ｇyk'，Ｂyk'が生成される。

その後、明るさがレベルＬ2となって色信号Ｒyk'がホワイトクリップレベルＷＣを超えると、彩度圧縮比ＫＣ（＝ＫＡあるいは１）を用いて色相を一定に保った状態でレベル変換が行われて、明るさがレベルＬ3となると彩度のない画像となる。

図８Ｂは、混合比ｒsを「１」に設定した場合を示している。混合比ｒsが「１」に設定されている場合、圧縮比調整回路２６０の混合回路２６１から出力される混合信号ＹＤMINinは最小値信号ＤMINin（＝Ｂin）と等しくなる。したがって、除算器２６２から得られる混合比調整係数ＨＳは、「ＨＳ＝（ＤMINin／Ｙin）」となり、圧縮比ＫＳは乗算器２６３によって（ＤMINin／Ｙin）倍とされることとなる。ここで、最小値信号ＤMINinは、三原色信号Ｒin，Ｇin，Ｂinからレベルが最も低い色信号を選択したものであるから、輝度信号Ｙinよりレベルが小さい。したがって、圧縮比調整後の圧縮比ＫＳtは、圧縮比ＫＳよりも小さいものとなる。なお、圧縮比ＫＳtが圧縮比下限値ＬＩＭよりも小さくなるときには、圧縮比制限回路２７２によって、圧縮比下限値ＬＩＭが圧縮比ＫＳuとして用いられる。

このため、明るさがレベルＬ1以上となって、三原色信号Ｒin，Ｇin，Ｂinを用いて生成した輝度信号ＹinがニーポイントレベルＫＰ以上となったときには、圧縮比ＫＳを（ＤMINin／Ｙin）倍とした圧縮比ＫＳuを用いて輝度ニー補正が行われて、輝度信号Ｙyk'が生成される。したがって、輝度調整圧縮比ＫＹ'は、混合比ｒsを「０」に設定した場合よりも小さくなり、色相が一定に保たれた三原色信号Ｒyk'，Ｇyk'，Ｂyk'は、混合比ｒsを「０」に設定した場合よりも傾きが少なくなる。なお、混合回路２６１から出力される混合信号ＹＤMINinは最小値信号ＤMINinと等しいものであることから、輝度調整圧縮比ＫＹ'は彩度や色相に応じて可変されたものとなる。

したがって、色信号Ｒyk'がホワイトクリップレベルＷＣに達する明るさは、混合比ｒsを「０」に設定した場合のレベルＬ2よりも明るいレベルＬ11となる。明るさがレベルＬ11以上となって色信号Ｒyk'がホワイトクリップレベルＷＣを超えるときには、各信号の彩度成分に対して彩度圧縮比ＫＣが乗算されて、色相を一定に保った状態でレベル変換が行われて、明るさがレベルＬ3よりも明るいレベルＬ12となると彩度のない画像となる。

このように最小値信号ＤMINinを用いて輝度調整圧縮比ＫＹ'を設定することで、撮像画像が明るいときでも色相を一定に保った状態で彩度を残すことができる。また、混合比ｒsを調整することで、彩度のなくなる明るさをレベルＬ3とレベルＬ12との範囲内で調整することができる。

図９は、第２の形態の動作を示すフローチャートである。ステップＳＴ２１でＣＰＵは、三原色信号Ｒin，Ｇin，Ｂinを用いて最小値信号ＤMINinの設定を行いステップＳＴ２２に進む。

ステップＳＴ２２でＣＰＵは、輝度信号の生成を行う。輝度信号の生成では、三原色信号Ｒin，Ｇin，Ｂinを用いて上述の式（１０）や式（１１）に示す演算を行い、輝度信号Ｙinを生成する。

ステップＳＴ２３でＣＰＵは、上述の式（２２）と同様な演算を行って圧縮比ＫＳtを算出する。ステップＳＴ２４でＣＰＵは、上述の式（２３）の演算を行って圧縮比下限値ＬＩＭを算出する。

ステップＳＴ２５でＣＰＵは、圧縮比ＫＳtが圧縮比下限値ＬＩＭよりも小さいか否かを判別する。ここで、圧縮比ＫＳtが圧縮比下限値ＬＩＭよりも小さいときには、ステップＳＴ２６で圧縮比下限値ＬＩＭを圧縮比ＫＳuとしてステップＳＴ２８に進む。また、圧縮比ＫＳtが圧縮比下限値ＬＩＭsよりも小さくないときには、ステップＳＴ２７で圧縮比ＫＳtを圧縮比ＫＳuとしてステップＳＴ２８に進む。

ステップＳＴ２８でＣＰＵは、輝度信号ＹinがニーポイントレベルＫＰ以上であるか否かを判別する。ここで、ニーポイントレベルＫＰ以上であるときは、ステップＳＴ２９に進み、ニーポイントレベルＫＰ以上でないときは、ステップＳＴ３０に進む。

ステップＳＴ２９でＣＰＵは、上述の式（１２）と同様な演算を行い、輝度信号Ｙyk'を算出してステップＳＴ３１に進む。ステップＳＴ３０でＣＰＵは、輝度信号Ｙinを輝度信号Ｙyk'としてステップＳＴ３１に進む。

ステップＳＴ３１でＣＰＵは、輝度信号Ｙyk'を輝度信号Ｙinで除算して輝度調整圧縮比ＫＹ'を算出する。

ステップＳＴ３２でＣＰＵは、三原色信号Ｒin，Ｇin，Ｂinに輝度調整圧縮比ＫＹ'を乗算して、三原色信号Ｒyk'，Ｇyk'，Ｂyk'を生成する。このステップＳＴ２１からステップＳＴ３２の処理によって、輝度調整圧縮比でレベル圧縮された三原色信号Ｒyk'，Ｇyk'，Ｂyk'を生成できる。

ステップＳＴ３３でＣＰＵは、三原色信号Ｒyk'，Ｇyk'，Ｂyk'に基づき最大値信号ＤMAXの設定を行いステップＳＴ３４に進む。

ステップＳＴ３４でＣＰＵは、上述の式（６）と同様な演算を行い、圧縮比ＫＡを算出してステップＳＴ３５に進む。

ステップＳＴ３５でＣＰＵは、圧縮比ＫＡが「１」よりも大きいか否かを判別する。ここで、圧縮比ＫＡが「１」よりも大きいと判別されたときはステップＳＴ３６に進み、「１」よりも大きいと判別されないときはステップＳＴ３７に進む。

ステップＳＴ３６でＣＰＵは、彩度圧縮比ＫＣを「１」に設定してステップＳＴ３８に進む。また、ステップＳＴ３７でＣＰＵは、圧縮比ＫＡを彩度圧縮比ＫＣとして設定してステップＳＴ３８に進む。

ステップＳＴ３８でＣＰＵは、上述のステップＳＴ１３と同様な演算によってレベル変換を行い、三原色信号Ｒck'，Ｇck'，Ｂck'を生成する。なお、ステップＳＴ１３における彩度圧縮比ＫＣは、圧縮比ＫＢあるいは「１」であるが、ステップＳＴ３８における彩度圧縮比ＫＣは、圧縮比ＫＡあるいは「１」となる。このステップＳＴ３３からステップＳＴ３８の処理によって、彩度圧縮比でレベル圧縮が行われている三原色信号のレベル変換を行うことができる。

ステップＳＴ３９でＣＰＵは、色信号Ｒck'がホワイトクリップレベルＷＣを超えているか否かを判別する。ここで、色信号Ｒck'がホワイトクリップレベルＷＣを超えているときにはステップＳＴ４０に進み、ホワイトクリップレベルＷＣを色信号Ｒoutとする。また、色信号Ｒck'がホワイトクリップレベルＷＣを超えていないときにはステップＳＴ４１に進み、色信号Ｒck'を三原色信号Ｒoutとする。また、色信号Ｇck'，Ｂck'に対してもステップＳＴ３９からステップＳＴ４１の処理を行う。

このように、輝度変換部２００aで三原色信号Ｒin，Ｇin，Ｂinのレベル圧縮を行う際に、三原色信号Ｒin，Ｇin，Ｂinのなかでレベルの最も低い色信号が最小値信号ＤMINinとして選択されて、この最小値信号ＤMINinと輝度信号Ｙinとのレベル比に応じて輝度調整圧縮比ＫＹ'が可変される。すなわち、輝度調整圧縮比ＫＹ'は、彩度や色相に応じて可変されて、この輝度調整圧縮比ＫＹ'を用いてレベル圧縮を行うことにより、撮像画像が明るいときでも色相を一定に保ちながら彩度を残すことができる。また、最小値信号ＤMINinに輝度信号Ｙinを混合して、得られた混合信号ＹＤMINinと輝度信号Ｙinに基づいて混合比調整係数ＨＳが設定されて、最小値信号ＤMINinと輝度信号Ｙinの混合比ｒsは、ユーザインタフェース部６５からの操作制御信号ＵＳに応じて制御部６０で設定される。このため、例えばユーザが混合比ｒsを可変する操作を行うことで、図８に示すように、彩度がなくなる明るさをレベルＬ3からレベルＬ12の範囲で調整できる。

さらに、輝度や彩度の高い色がホワイトクリップレベルＷＣに達する明るさを明るくできる。例えば図８に示されているように色信号Ｒck'がホワイトクリップレベルＷＣに達する明るさをレベルＬ2からレベル11に移動することができるので、輝度や彩度の高い色がすぐに飽和してしまうことを防止できる。

次に、第３の形態について説明する。第３の形態は、輝度変換部で三原色信号に対してレベル圧縮を行う際に、彩度や色相に応じてレベル圧縮を開始する明るさを設定することで、撮像画像が明るいときでも彩度を残すようにするものである。また、混合比ｒpによって、彩度を残す明るさを調整可能とするものである。なお、第３の形態では、輝度調整圧縮比を彩度や色相に応じて設定することも合わせて行う場合を示している。

図１０は、第３の形態の構成を示している。なお、図１０において、図２や図５と対応する部分は同一符号を付し、詳細な説明は省略する。

輝度変換部２００bの輝度信号生成回路２０１は、三原色信号Ｒin，Ｇin，Ｂinに基づいて生成した輝度信号Ｙinを混合回路２２２に供給する。最小値信号設定回路２１１は、レベルが最も小さい色信号を最小値信号ＤMINinに設定して、この最小値信号ＤMINinを混合信号ニー補正回路２２３に供給する。

最大値信号設定回路２２１は、三原色信号Ｒin，Ｇin，Ｂinからレベルが最も高い色信号を判別して、この判別した色信号を最大値信号ＤMAXinとして混合回路２２２に供給する。

混合回路２２２には、混合比ｒpが供給されている。混合回路２２２は、輝度信号Ｙinと最大値信号ＤMAXinを混合比ｒpの割合で混合して、混合信号ＹＤMAXinを混合信号ニー補正回路２２３と除算器２２４に供給する。例えば、混合回路２２２は式（２４）に基づいて混合信号ＹＤMAXinを生成する。

ＹＤMAXin＝ｒp×ＤMAXin＋(１−ｒp)×Ｙin ・・・（２４）
混合信号ニー補正回路２２３は、上述の輝度ニー補正回路２１２と同様に構成されており、輝度信号Ｙinに代えて混合信号ＹＤMAXinを用いて輝度ニー補正回路２１２と同様な処理を行い、混合信号ＹＤMAXykを生成する。また、生成した混合信号ＹＤMAXykを除算器２２４に供給する。なお、混合信号ＹＤMAXinを用いたとき、上述の式（２２）に示す圧縮比ＫＳtは、式（２５）に示すものとなる。

ＫＳt＝ＫＳs×((ｒs×ＤMINin＋(１−ｒs)×ＹＤMAXin)／ＹＤMAXin)・・・（２５）
除算器２２４は、混合信号ＹＤMAXykを混合信号ＹＤMAXinで除算して、得られた除算結果を輝度調整圧縮比ＫＹ''として乗算器２０４r，２０４g，２０４bに供給する。乗算器２０４rは、色信号Ｒinに輝度調整圧縮比ＫＹ''を乗算して色信号Ｒyk''を生成する。同様に、乗算器２０４g，２０４bは、色信号Ｇin，Ｂinに輝度調整圧縮比ＫＹ''を乗算して色信号Ｇyk''，Ｂyk''を生成する。

混合信号ニー補正回路２２３は、輝度ニー補正回路２１２と同様に、彩度や色相に応じて可変された圧縮比ＫＳuを用いて混合信号ＹＤMAXinのニー補正を行い、混合信号ＹＤMAXykを生成している。したがって、輝度調整圧縮比ＫＹ''も彩度や色相に応じて可変されたものとなる。また、混合信号ＹＤMAXinは、最大値信号ＤMAXinと輝度信号Ｙinを混合したものであるから、レベル圧縮の開始レベルも、彩度や色相に応じて可変されたものとなる。

レベル圧縮を行うことにより得られた色信号Ｒyk''は、彩度変換部３００bの最大値信号設定回路３０１と減算器３２１rと輝度信号生成回路３１０に供給される。同様に、レベル圧縮を行うことにより得られた色信号Ｇyk''，Ｂyk''は、彩度変換部３００bの最大値信号設定回路３０１と減算器３２１g，３２１bと輝度信号生成回路３１０に供給される。

最大値信号設定回路３０１は、三原色信号Ｒyk''，Ｇyk''，Ｂyk''からレベルが最も高い色信号を判別して、この判別した色信号を最大値信号ＤMAXとして減算器３０２に供給する。

また、混合信号ニー補正回路２２３から出力される信号は、ニー補正後の混合信号ＹＤMAXykであり、輝度変換処理部２００bでは、レベル圧縮後の輝度信号が生成されない。したがって、輝度信号生成回路３１０は、彩度変換部３００bでレベル変換を行う際に必要となる輝度信号を、三原色信号Ｒyk''，Ｇyk''，Ｂyk''を用いて生成する。また、生成した輝度信号Ｙyk''を、減算器３０２，３０３，３２１r，３２１g，３２１bおよび加算器３２３r，３２３g，３２３bに供給する。

この減算器３０２，３０３および除算器３０４によって、圧縮比ＫＡを算出して、圧縮比制限回路３１５で、圧縮比ＫＡを「１」以下に制限して彩度圧縮比ＫＣとして乗算器３２２r，３２２g，３２２bに供給する。

次に、第３の形態の特性について図１１を用いて説明する。なお、図１１においても、説明を簡単とするため、ニーポイントレベルＫＰを１つ設けるものとし、圧縮比を圧縮比ＫＳとする。

図１１Ａは、混合比ｒp，ｒsをそれぞれ「０」に設定した場合を示している。混合比ｒpが「０」に設定されているとき、混合回路２２２から出力される混合信号ＹＤMAXinは、輝度信号Ｙinと等しくなる。また、混合比ｒsが「０」に設定されているとき、混合信号ニー補正回路２２３における圧縮比調整回路２６０の混合回路２６１から出力される混合信号ＹＤMINinは、混合信号ＹＤMAXinすなわち輝度信号Ｙinと等しくなる。

したがって、圧縮比調整回路２６０で生成される混合比調整係数ＨＳは「１」となり、圧縮比ＫＳuは従来と等しく圧縮比ＫＳとなる。

したがって、混合比ｒp，ｒsをそれぞれ「０」に設定した場合には、従来と同様なニー補正動作となり、明るさがレベルＬ1以上となって、輝度信号ＹinがニーポイントレベルＫＰ以上となると、輝度変換部２００bでレベル圧縮が開始される。また、明るさがレベルＬ2となると、色信号Ｒyk''がホワイトクリップレベルＷＣに達することとなり、彩度変換部３００bで色相を一定に保った状態でレベル変換が行われて、明るさがレベルＬ3となったときには彩度のない画像となる。

図１１Ｂは、混合比ｒpを「０」で混合比ｒsを「１」に設定した場合を示している。混合比ｒpが「０」に設定されているので、混合回路２２２から混合信号ニー補正回路２２３に供給される混合信号ＹＤMAXinは輝度信号Ｙinと等しい。したがって、明るさがレベルＬ1以上となって、輝度信号ＹinがニーポイントレベルＫＰ以上となると、従来と同様に輝度変換部２００bでレベル圧縮が開始される。

混合比ｒsが「１」に設定されているときは、混合信号ニー補正回路２２３の圧縮比調整回路２６０では、混合回路２６１から出力される混合信号ＹＤMINinが最小値信号ＤMINinと等しくなるので、混合比調整係数ＨＳは（ＤMINin/Ｙin）となる。このため、圧縮比ＫＳが（ＤMINin/Ｙin）倍されて、圧縮比下限値ＬＩＭよりも大きいときには、この（ＤMINin/Ｙin）倍された圧縮比ＫＳが圧縮比ＫＳuとなり、この圧縮比ＫＳuで混合信号ＹＤMAXinすなわち輝度信号Ｙinが圧縮されることとなる。このように、混合比ｒsが「１」に設定されると、混合信号ニー補正回路２２３の圧縮比ＫＳuは、混合比ｒsが「０」に設定された場合に比べて（ＤMINin/Ｙin）倍とされて小さくなる。

このときの除算器２２４の除算結果である輝度調整圧縮比ＫＹ''が三原色信号Ｒin，Ｇin，Ｂinに乗算されて三原色信号Ｒyk''，Ｇyk''，Ｂyk''が生成される。このため、明るさがレベルＬ1を超えたときの三原色信号Ｒyk''，Ｇyk''，Ｂyk''のスロープは、混合比ｒsが「０」に設定された場合のスロープよりも緩やかとなる。

したがって、三原色信号Ｒyk''，Ｇyk''，Ｂyk''のいずれかがホワイトクリップレベルＷＣに達する明るさは、図１１Ａに示す場合よりも明るくなる。例えば色信号Ｒyk''がホワイトクリップレベルＷＣに達するときの明るさは、混合比ｒsが「０」に設定されている場合のレベルＬ2よりも明るいレベルＬ21となる。さらに、三原色信号Ｒout，Ｇout，Ｂoutに基づく画像の彩度がなくなる明るさも、混合比ｒsが「０」に設定されている場合のレベルＬ3よりも明るいレベルＬ22となる。

図１１Ｃは、混合比ｒp，ｒsをそれぞれ「１」に設定した場合を示している。混合比ｒpが「１」に設定されているとき、混合回路２２２から出力される混合信号ＹＤMAXinは最大値信号ＤMAXinと等しくなる。

混合信号ニー補正回路２２３は、混合信号ＹＤMAXinが最大値信号ＤMAXinと等しいことから、明るさがレベルＬ0以上となり最大値信号ＤMAXinがニーポイントレベルＫＰ以上となると、最大値信号ＤMAXinを圧縮する処理が行われる。

また、混合比ｒsが「１」に設定されていることから、圧縮比調整回路２６０は、混合比調整係数ＨＳが（ＤMINin/ＤMAXin）となる。このため、圧縮比ＫＳが（ＤMINin/ＤMAXin）倍されて、圧縮比下限値ＬＩＭよりも大きいときには、この（ＤMINin/ＤMAXin）倍された圧縮比ＫＳが圧縮比ＫＳuとなり、この圧縮比ＫＳuで混合信号ＹＤMAXinすなわち最大値信号ＤMAXinが圧縮されることとなる。

このように混合比ｒpが「１」に設定されていると、最大値信号ＤMAXinに応じて、三原色信号Ｒin，Ｇin，Ｂinに対するレベル圧縮が行われることから、混合比ｒpが「０」に設定されている場合、すなわち輝度信号Ｙinに基づいてレベル圧縮を行う場合に比べて、レベル圧縮が開始される明るさが低くなり、彩度や色相に応じてレベル圧縮の開始レベルが可変される。

また、混合比ｒsが「１」に設定されていると、混合比ｒsが「０」に設定されている場合に比べて、輝度調整圧縮比ＫＹ''が小さくなる。したがって、三原色信号Ｒyk''，Ｇyk''，Ｂyk''のいずれかがホワイトクリップレベルＷＣに達する明るさ、例えばレベルが最も高い色信号Ｒyk''がホワイトクリップレベルＷＣに達する明るさはレベルＬ31となり、図１１Ｂに示す場合のレベルＬ21よりもさらに明るくなる。このため、三原色信号Ｒyk''，Ｇyk''，Ｂyk''のいずれかがホワイトクリップレベルＷＣに達して、彩度変換部３００bでレベル変換が行われたとき、三原色信号Ｒout，Ｇout，Ｂoutに基づく画像で彩度がなくなる明るさはレベルＬ32となり、図１１Ｂに示す場合のレベルＬ22よりもさらに明るくできる。

このように最大値信号ＤMAXinや最小値信号ＤMINinを用いて輝度調整圧縮比ＫＹ''を設定することで、撮像画像が明るいときでも色相を一定に保った状態で彩度を残すことができる。また、混合比ｒpと混合比ｒsを調整することで、彩度のなくなる明るさをレベルＬ3とレベルＬ32との範囲内で調整することができる。

図１２は、第３の形態の動作を示すフローチャートである。ステップＳＴ５１でＣＰＵは、三原色信号Ｒin，Ｇin，Ｂinを用いて最大値信号ＤMAXinと最小値信号ＤMINinの設定を行いステップＳＴ５２に進む。

ステップＳＴ５２でＣＰＵは、輝度信号の生成を行う。輝度信号の生成では、三原色信号Ｒin，Ｇin，Ｂinを用いて上述の式（１０）や式（１１）に示す演算を行い、輝度信号Ｙinを生成する。

ステップＳＴ５３でＣＰＵは、上述の式（２４）の演算を行って混合信号ＹＤMAXinを生成する。

ステップＳＴ５４でＣＰＵは、上述の式（２５）と同様な演算を行って圧縮比ＫＳtを算出する。ステップＳＴ５５でＣＰＵは、上述の式（２３）の演算を行って圧縮比下限値ＬＩＭを算出する。

ステップＳＴ５６でＣＰＵは、圧縮比ＫＳtが圧縮比下限値ＬＩＭよりも小さいか否かを判別する。ここで、圧縮比ＫＳtが圧縮比下限値ＬＩＭよりも小さいときには、ステップＳＴ５７で圧縮比下限値ＬＩＭを圧縮比ＫＳuとしてステップＳＴ５９に進む。また、圧縮比ＫＳtが圧縮比下限値ＬＩＭよりも小さくないときには、ステップＳＴ５８で圧縮比ＫＳtを圧縮比ＫＳuとしてステップＳＴ５９に進む。

ステップＳＴ５９でＣＰＵは、混合信号ＹＤMAXinがニーポイントレベルＫＰ以上であるか否かを判別する。ここで、ニーポイントレベルＫＰ以上であるときは、ステップＳＴ６０に進み、ニーポイントレベルＫＰ以上でないときは、ステップＳＴ６１に進む。

ステップＳＴ６０でＣＰＵは、上述の式（１２）と同様な演算によって混合信号ＹＤMAXinのレベル圧縮を行い、混合信号ＹＤMAXykを算出する。ステップＳＴ６１でＣＰＵは、混合信号ＹＤMAXinを混合信号ＹＤMAXykとしてステップＳＴ６２に進む。

ステップＳＴ６２でＣＰＵは、混合信号ＹＤMAXykを混合信号ＹＤMAXinで除算して輝度調整圧縮比ＫＹ''を算出する。

ステップＳＴ６３でＣＰＵは、三原色信号Ｒin，Ｇin，Ｂinに輝度調整圧縮比ＫＹ''を乗算してレベル圧縮を行い、三原色信号Ｒyk''，Ｇyk''，Ｂyk''を生成する。このステップＳＴ５１からステップＳＴ６３の処理によって、輝度調整圧縮比でレベル圧縮された三原色信号を生成できる。

ステップＳＴ６４でＣＰＵは、三原色信号Ｒyk''，Ｇyk''，Ｂyk''を用いて輝度信号Ｙyk''を生成してステップＳＴ６５に進む。

ステップＳＴ６６からステップＳＴ７４は、上述のステップＳＴ３３からステップＳＴ４１に対応するものであり、ＣＰＵはステップＳＴ６６からステップＳＴ７４の処理を行い、三原色信号Ｒout，Ｇout，Ｂoutを生成する。なお、ステップＳＴ６４からステップＳＴ７０の処理によって、彩度圧縮比でレベル圧縮が行われている三原色信号のレベル変換を行うことができる。

このように、輝度変換部２００bで三原色信号Ｒin，Ｇin，Ｂinのレベル圧縮を行う際に、三原色信号Ｒin，Ｇin，Ｂinのなかでレベルが最も高い色信号が最大値信号ＤMAXinとして選択されて、この最大値信号ＤMAXinと輝度信号Ｙinを混合した混合信号ＹＤMAXinに応じて、輝度変換部２００bのレベル圧縮が開始される。すなわち、レベル圧縮の開始は、彩度や色相に応じて可変されて、例えば輝度信号Ｙinに基づいてレベル圧縮を開始させる場合に比べて、明るさが低いレベルでレベル圧縮が行われるので、レベル圧縮後の三原色信号Ｒyk''，Ｇyk''，Ｂyk''のいずれかがホワイトクリップレベルＷＣに達するときの明るさを高いレベルに移動させることができる。したがって、撮像画像が明るいときでも色相を一定に保ちながら彩度を残すことができる。また、混合信号ＹＤMAXinを生成する際の最大値信号ＤMAXinと輝度信号Ｙinの混合比ｒpは、ユーザインタフェース部６５からの操作制御信号ＵＳに応じて制御部６０で設定される。このため、例えばユーザが混合比ｒpを可変する操作を行うことで、図１１に示すように、レベル圧縮の開始される明るさをレベルＬ0からレベルＬ1の範囲で調整できる。

さらに、最小値信号ＤMINinと輝度信号Ｙinのレベル比に応じて輝度調整圧縮比を可変するものとし、この最小値信号ＤMINinと輝度信号Ｙinの混合比ｒsを、例えばユーザが可変することで、図１１に示すように、彩度がなくなる明るさをレベルＬ3からレベルＬ31の範囲で調整できる。

また、ニーポイントレベルを超えても色相が一定に保たれることから、ニーポイントレベルを人物の顔等の明るさまで下げても違和感のない画像となる。ニーポイントレベルを下げたときに圧縮比（ニースロープ）を大きくすれば、明るい部分のコントラストを十分にとることが可能となる。

なお、上述の形態では、色信号Ｒinのレベルが最も高く、色信号Ｂinのレベルが最も低い場合を説明したが、他の色信号の信号が最も高い場合や最も低い場合にも、同様な処理を行うことで、彩度や位相に応じてレベル圧縮やレベル変換を行うことができることは、勿論である。

撮像装置の概略構成を示す図である。 第１の形態の構成を示す図である。 第１の形態の特性を示す図である。 第１の形態の動作を示すフローチャートである。 第２の形態の構成を示す図である。 一般的なニー補正動作を示す図である。 輝度ニー補正回路の構成を示す図である。 第２の形態の特性を示す図である。 第２の形態の動作を示すフローチャートである。 第３の形態の構成を示す図である。 第３の形態の特性を示す図である。 第３の形態の動作を示すフローチャートである。 ニー補正の特性を示す図である。 従来のニー補正処理部の構成を示す図である。 従来のニー補正処理部の特性を示す図である。 従来の映像信号処理装置の構成を示す図である。 従来の映像信号処理装置の特性を示す図である。

符号の説明

１０・・・撮像装置、１１・・・撮像レンズ、１２・・・色分解プリズム、１３r，１３g，１３b ・・・撮像部、１４r，１４g，１４b・・・アナログプロセス部、１５r，１５g，１５b・・・Ａ／Ｄ変換部、１６・・・プリプロセス部、１７・・・リニアマトリクス部、２０・・・ニー補正処理部、５０・・・ガンマ補正部、６０・・・制御部、６５・・・ユーザインタフェース部、７０・・・ニー補正処理部、７１・・・レベル変換部、７２r，７２g，７２b，４０１r，４０１g，４０１b・・・クリップ部、２００，２００a，２００b・・・ 輝度変換部、２０１，３１０・・・輝度信号生成回路、２０２・・・輝度ニー補正回路、２０７，２２２，２６１、３０６・・・混合回路、２１１，３０５・・・最小値信号設定回路、２１２・・・輝度ニー補正回路、２２１，３０１・・・最大値信号設定回路、２２３・・・混合信号ニー補正回路、２５２・・・エンコーダ、２５３，２５５，２７１・・・セレクタ、２６０・・・圧縮比調整回路、２７２，３１５ ・・・ 圧縮比制限回路、３００，３００a，３００b・・・彩度変換部

Claims (6)

1. 入力三原色信号で表されるカラー映像信号の色相および彩度を一定とした状態で、前記入力三原色信号に対して同一の輝度調整圧縮比でレベル圧縮を行い、被圧縮三原色信号を生成する輝度変換手段と、
   前記被圧縮三原色信号の内の少なくとも１つの被圧縮三原色信号の最大レベルが第１のレベルを越える際に、彩度圧縮比を用いて前記被圧縮三原色信号のレベル変換を行う彩度変換手段とを備え、
   前記彩度変換手段は、前記被圧縮三原色信号の最小レベルの信号が前記第１のレベルとなったときに、前記レベル変換後の被圧縮三原色信号で表されるカラー映像信号の彩度がなくなるように前記彩度圧縮比を設定した
   映像信号処理装置。
2. 前記彩度変換手段は、前記被圧縮三原色信号の最小レベルの信号に、前記被圧縮三原色信号を用いて生成した輝度信号を混合し、該輝度信号が混合された信号が前記第１のレベルとなったときに、前記レベル変換後の被圧縮三原色信号で表されるカラー映像信号の彩度がなくなるように彩度圧縮比を設定した
   請求項１記載の映像信号処理装置。
3. 前記被圧縮三原色信号の最小レベルの信号と前記輝度信号の混合比を設定する混合比設定手段を設けた
   請求項２記載の映像信号処理装置。
4. 三原色信号を生成する撮像手段と、
   前記三原色信号で表されるカラー映像信号の色相および彩度を一定とした状態で、前記三原色信号に対して同一の輝度調整圧縮比でレベル圧縮を行い、被圧縮三原色信号を生成する輝度変換手段と、
   前記被圧縮三原色信号の内の少なくとも１つの被圧縮三原色信号の最大レベルが第１のレベルを越える際に、彩度圧縮比を用いて前記被圧縮三原色信号のレベル変換を行う彩度変換手段とを備え、
   前記彩度変換手段は、前記被圧縮三原色信号の最小レベルの信号が前記第１のレベルとなったときに、前記レベル変換後の被圧縮三原色信号で表されるカラー映像信号の彩度がなくなるように前記彩度圧縮比を設定した
   撮像装置。
5. 入力三原色信号で表されるカラー映像信号の色相および彩度を一定とした状態で、前記入力三原色信号に対して同一の輝度調整圧縮比でレベル圧縮を行い、被圧縮三原色信号を生成する輝度変換工程と、
   前記被圧縮三原色信号の内の少なくとも１つの被圧縮三原色信号の最大レベルが第１のレベルを越える際に、彩度圧縮比を用いて前記被圧縮三原色信号のレベル変換を行う彩度変換工程とを備え、
   前記彩度変換工程では、前記被圧縮三原色信号の最小レベルの信号が前記第１のレベルとなったときに、前記レベル変換後の被圧縮三原色信号で表されるカラー映像信号の彩度がなくなるように前記彩度圧縮比を設定した
   映像信号処理方法。
6. コンピュータに、
   入力三原色信号で表されるカラー映像信号の色相および彩度を一定とした状態で、前記入力三原色信号に対して同一の輝度調整圧縮比でレベル圧縮を行い、被圧縮三原色信号を生成する輝度変換工程と、
   前記被圧縮三原色信号の内の少なくとも１つの被圧縮三原色信号の最大レベルが第１のレベルを越える際に、前記被圧縮三原色信号の最小レベルの信号が前記第１のレベルとなったときに、前記レベル変換後の被圧縮三原色信号で表されるカラー映像信号の彩度がなくなるように彩度圧縮比を設定して、該彩度圧縮比を用いて前記被圧縮三原色信号のレベル変換を行う彩度変換工程とを実行させる
   プログラム。
   

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