(57)【要約】【課題】ビデオカメラにおいてフィルムに近い色再現性を実現する。【解決手段】入力映像信号Ｒｉｎ、Ｇｉｎ、Ｂｉｎから輝度信号演算部２において輝度信号Ｙを生成し、ゲイン生成部４によりゲインｇを決定する。また、減算部３ａ、３ｂ、３ｃにおいて、入力映像信号Ｒｉｎ、Ｇｉｎ、Ｂｉｎと輝度信号Ｙの差を求め、乗算部５ａ、５ｂ、５ｃにて上記ゲインｇを乗算し、さらに加算部６ａ、６ｂ、６ｃにおいて入力映像信号Ｒｉｎ、Ｇｉｎ、Ｂｉｎに加算して、出力映像信号Ｒｏｕｔ、Ｇｏｕｔ、Ｂｏｕｔとする。Ｒ信号について、Ｒｏｕｔ＝Ｒｉｎ＋ｇ（Ｒｉｎ−Ｙ）となり、Ｇ、Ｂ信号も同様であり、ゲインｇにより彩度が強調される。このゲインｇは輝度信号Ｙの関数となるが、例えば低輝度時のみｇ＞０とすることにより、低輝度のみ彩度を強調した映像信号を生成することができる。【選択図】図１
2006253884.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
三原色信号から輝度信号を生成する輝度信号演算部と、
前記輝度信号から乗算ゲインを生成するゲイン生成部と、
前記三原色信号の各信号から前記輝度信号を減算する減算部と、
前記減算手段の各出力信号に前記乗算ゲインを乗算する乗算部と、
前記乗算手段の各出力信号に前記三原色信号を加算する加算部を備えることを特徴とする信号処理回路。
【請求項２】
前記ゲイン生成部は、輝度信号が所定の信号レベル以下の場合に正の値の乗算ゲインを生成することを特徴とする請求項１記載の信号処理回路。
【請求項３】
三原色アナログ信号を三原色ディジタル信号に変換するアナログ・ディジタル変換部と、
前記三原色ディジタル信号を入力とする請求項１記載の信号処理回路と、
前記信号処理回路の出力信号のビット数を制限するビット数制限部を備えることを特徴とするビデオカメラ。
【請求項４】
前記アナログ・ディジタル変換部の変換ビット数がｍビットであり、
前記ビット数制限部の出力するビット数がｎビットであり、
ｍ＞ｎであることを特徴とする請求項３記載のビデオカメラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はフィルム特性に近い色再現性を持つビデオカメラに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ビデオカメラの高性能化が進み、ＨＤカメラによる高精細画像な撮影が可能となってきている。特に順次走査（プログレッシブ・スキャン）方式のビデオカメラの映像はフィルムの画質に近い所が多く、従来はフィルム撮影であった映画の世界にもビデオカメラが徐々に進出してきている。ビデオカメラには、撮影後すぐに映像を確認できるという特徴はもちろん、特殊効果やＣＧ合成などの利点は多い。
【０００３】
しかしながら、フィルムカメラとビデオカメラの映像においては、階調再現性や解像度、そして色再現性など、根本的に違いは多く見られる。長らくフィルムカメラで撮影されてきた映画制作においては、フィルムらしさの映像が好まれており、ビデオカメラで撮影された映像に対しても、フィルムカメラの映像に近づけたいという要望は強く、そのための映像信号処理をする場合が多い。
【０００４】
ビデオカメラにフィルム特性に近い特性を持たせる一つの方法として、例えば特許文献１に開示されているものがある。これは、入力されるＲＧＢ信号に対して、３次元のマトリクス演算を行うことにより、所望の特性の映像信号に変換して出力するものである。
【特許文献１】特開平７−１６２８８６号公報（第３−５頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記の従来の処理は複雑な３次元マトリクス演算が必要であり、ビデオカメラに内蔵することは回路規模が大きくなり、非常に困難である。そこで、ビデオカメラに内蔵する場合には、より回路規模の小さい簡便な方法が望まれる。
【０００６】
また、このような階調および色再現の処理は、ポスト・プロダクションと呼ばれる後工程にて行われることが多い。撮影後の後工程処理であれば、リアルタイム処理である必要がないので、たとえ複雑な処理であってもプロセッサ等により実行することができる。また、一つの映像信号から、フィルム用、ＤＬＰシネマ用、ＤＶＤ用など、各種用途に合わせて色再現特性を変えたい場合、各用途に応じて異なる信号処理を行うことが可能である。また、アニメーションやＣＧとの合成、フィルムカメラ映像との合成などにおける、色再現のマッチングに関しても、この後工程なら対応できる。
【０００７】
このような後工程処理の場合、ビデオカメラのディジタル信号をハードディスクなどに一旦蓄積して信号処理するが、その映像信号のビット数は、信号インターフェイスの規格で制限されることが多い。映像信号では、通常８ビット、または１０ビットである。
【０００８】
このような限られたビット数の信号を変換することにより、処理の内容によっては、階調が不足することがある。例えば、部分的にゲインを２倍にする処理であるとすると、処理前に１ビット分の信号レベル差がその２倍となり、１ビット分階調が粗くなったことになる。
【０００９】
本発明は、上述の従来の課題を解決するもので、フィルムに近い特性を得ることのできる小さい回路規模の信号処理回路を提供すること、また階調を粗くすることなしに所望の色再現性を得ることの可能なビデオカメラを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の請求項１に記載の発明は、三原色信号から輝度信号を生成する輝度信号演算部と、前記輝度信号から乗算ゲインを生成するゲイン生成部と、前記三原色信号の各信号から前記輝度信号を減算する減算部と、前記減算手段の各出力信号に前記乗算ゲインを乗算する乗算部と、前記乗算手段の各出力信号に前記三原色信号を加算する加算部を備えることを特徴とする信号処理回路であり、
輝度信号のレベルに応じて彩度を変化させるという作用を有する。
【００１１】
本発明の請求項２に記載の発明は、前記ゲイン生成部は、輝度信号が所定の信号レベル以下の場合に正の値の乗算ゲインを生成することを特徴とする信号処理回路であり、
低輝度レベルにおいて彩度を強調してフィルムに近い色再現を得るという作用を有する。
【００１２】
本発明の請求項３に記載の発明は、三原色アナログ信号をｍビットの三原色ディジタル信号に変換するアナログ・ディジタル変換部と、前記三原色ディジタル信号を入力とする請求項１記載の信号処理回路と、前記信号処理回路の出力信号のビット数をｎビットに制限するビット数制限部を備えることを特徴とするビデオカメラであり、
輝度信号のレベルに応じて彩度を変化させた映像信号を得るという作用を有する。
【００１３】
本発明の請求項４に記載の発明は、前記アナログ・ディジタル変換部の変換ビット数がｍビットであり、前記ビット数制限部の出力するビット数がｎビットであり、ｍ＞ｎであることを特徴とする請求項３記載のビデオカメラであり、
輝度信号のレベルに応じて彩度を変化させた映像信号を得るという作用を有する。
【発明の効果】
【００１４】
以上のように本発明によれば、ビデオカメラにおいてフィルム特性に近い色再現性を実現する、という優れた効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。
【００１６】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における信号処理回路の構成を示すブロック図である。
【００１７】
図１において、１ａ、１ｂ、１ｃはＲＧＢの３つの原色映像信号を入力する入力端子、２は輝度信号演算部、３ａ、３ｂ、３ｃは減算部、４はゲイン生成部、５ａ、５ｂ、５ｃは乗算部、６ａ、６ｂ、６ｃは加算部、７ａ、７ｂ、７ｃは出力端子である。
【００１８】
以上のように構成された実施の形態１による信号処理回路の動作について、以下に図１を適宜参照し説明する。
【００１９】
図１において、入力端子１ａ、１ｂ、１ｃには、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３つの原色に相当する映像信号Ｒｉｎ、Ｇｉｎ、Ｂｉｎが入力される。これらは、例えばＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）型撮像素子の出力信号をアナログ・ディジタル（Ａ／Ｄ）変換したディジタル信号である。映像信号Ｒｉｎ、Ｇｉｎ、Ｂｉｎは、輝度信号演算部２において、例えばＮＴＳＣ方式では（式１）により輝度信号Ｙに変換される。
Ｙｉｎ＝０．３０＊Ｒｉｎ＋０．５９＊Ｇｉｎ＋０．１１＊Ｂｉｎ―――（式１）
輝度信号Ｙは、減算部３ａ、３ｂ、３ｃへ供給され、それぞれ入力映像信号Ｒｉｎ、Ｇｉｎ、Ｂｉｎとの差である、Ｒｉｎ−Ｙ、Ｇｉｎ−Ｙ、Ｂｉｎ−Ｙを算出すると共に、ゲイン生成部４に入力される。ゲイン生成部４では、入力された輝度信号Ｙの値に従い、ゲインｇを出力する。ゲインｇは、乗算部５ａ、５ｂ、５ｃにて減算部３ａ、３ｂ、３ｃの出力とそれぞれ乗算される。乗算部５ａ、５ｂ、５ｃの出力は、入力映像信号Ｒｉｎ、Ｇｉｎ、Ｂｉｎに加算され、出力映像信号Ｒｏｕｔ、Ｇｏｕｔ、Ｂｏｕｔとして出力される。
【００２０】
すなわち、出力映像信号Ｒｏｕｔ、Ｇｏｕｔ、Ｂｏｕｔは、（式２）のようになる。
Ｒｏｕｔ＝Ｒｉｎ＋ｇ（Ｒｉｎ−Ｙ）
Ｇｏｕｔ＝Ｇｉｎ＋ｇ（Ｇｉｎ−Ｙ）
Ｂｏｕｔ＝Ｂｉｎ＋ｇ（Ｂｉｎ−Ｙ）  ―――（式２）
このとき、出力映像信号Ｒｏｕｔ、Ｇｏｕｔ、Ｂｏｕｔに対する輝度信号Ｙｏｕｔは、
Ｙｏｕｔ＝０．３０＊Ｒｏｕｔ＋０．５９＊Ｇｏｕｔ＋０．１１＊Ｂｏｕｔ  ―――（式３）
であるので、（式２）を（式３）に代入すると、
Ｙｏｕｔ＝０．３０＊Ｒｉｎ＋０．５９＊Ｇｉｎ＋０．１１＊Ｂｉｎ
＋ｇ＊（０．３０＊Ｒｉｎ＋０．５９＊Ｇｉｎ＋０．１１＊Ｂｉｎ）
−ｇ＊（０．３０＊Ｙｉｎ＋０．５９＊Ｙｉｎ＋０．１１＊Ｙｉｎ）
＝Ｙｉｎ＋ｇ＊Ｙｉｎ−ｇ＊Ｙｉｎ
＝Ｙｉｎ  ―――（式４）
すなわち、出力信号においては、その輝度レベルは入力信号の輝度レベルと変化していない。
【００２１】
図２は、ゲイン生成部４の入出力特性の一例を表す図であり、輝度信号Ｙに対するゲインｇを示す。図２の例では、１０ＩＲＥ＜Ｙｉｎ＜７５ＩＲＥにおいて、ｇ＞０の値を持ち、すなわちこの輝度信号範囲において彩度が強調される。
【００２２】
ゲイン生成部４が、図２に示した入出力特性を持つ場合、出力映像信号Ｒｏｕｔ、Ｇｏｕｔ、Ｂｏｕｔとしては、例えば図３に示すような特性となる。すなわち、低輝度から中輝度領域にかけて、ＲＧＢ各信号間の差が広がる処理を受け、つまり彩度が高くなったことに相当する。
【００２３】
以上のように本実施の形態によれば、特定の輝度信号レベルの範囲だけに彩度を強調するような効果を得ることができる。
【００２４】
（実施の形態２）
図４は本発明の実施の形態２におけるビデオカメラの構成を示すブロック図である。
【００２５】
図４において、１１はレンズ、１２はＣＣＤなどの撮像素子、１３はアンプ、１４はＡ／Ｄ変換器、１０は彩度処理回路、１５は階調変換回路、１６はビット数制限回路、２０は信号出力端子である。ここで、彩度処理回路１０は、実施の形態１で説明した信号処理回路であるものとする。
【００２６】
以上のように構成された実施の形態２によるビデオカメラの動作について、以下に図４を適宜参照し説明する。
【００２７】
図４において、レンズ１１は撮影すべき被写体の光学像を、撮像素子１２上に合焦させ、撮像素子１２はその光学信号を電気信号に変換して出力する。撮像素子１２の出力信号は、アンプ１３によって所定の信号レベルまで増幅され、Ａ／Ｄ変換器１４によって、アナログ信号からディジタル信号へと変換される。このディジタル映像信号は、彩度処理回路１０により輝度レベルに依存した彩度強調処理が行われ、さらに階調変換回路１５において、ガンマ変換、あるいはＬｏｇ変換といった階調変換処理が行われる。この処理後の映像信号は、ビット数制限回路１６において、所定の出力ビット数に制限され、信号出力端子２０より外部に出力される。なお、彩度処理回路１０は、実施の形態１で説明した信号処理を行うので、撮像素子１２の３原色信号に対して、特定の輝度信号レベルの範囲だけに彩度を強調するような効果を得ることができる。
【００２８】
ここで、Ａ／Ｄ変換器１４においては、その変換ビット数は１０ビット、あるいは１２ビットであることが多く、最近では１４ビットのデバイスも使用されるようになってきている。このＡ／Ｄ変換器の変換ビット数は、通常は出力ビット数より大きいビット数のことが多い。
【００２９】
ここで、例えば彩度処理回路１０において、局所的なゲインが２倍となった場合、それは１ビット分階調が粗くなることに相当する。例えば、Ａ／Ｄ変換器１４が１２ビットであれば、それは１１ビットの階調に相当する。これは、出力ビット数が１０ビットであれば、特にビット丸めの問題なく出力することができる。なお、このビデオカメラの出力信号に対して、さらに後処理工程において、詳細な色再現処理を行ってもよい。
【００３０】
以上のように本実施の形態によれば、ビデオカメラの映像信号において、特定の輝度信号レベルの範囲だけに彩度を強調するような効果を得ることができ、フィルムに近い色再現の映像信号を得ることができる。また、この彩度を強調する処理において、階調が粗くなる作用を防ぐことができる。
【００３１】
なお、以上の説明では撮像素子１２の例としてＣＣＤを挙げたが、ＣＭＯＳ型撮像素子、あるいは撮像管であっても良い。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明にかかる信号処理回路およびビデオカメラは、フィルム特性に近い色再現性を持つビデオカメラとして有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施の形態１における信号処理回路の構成を示すブロック図
【図２】本発明の実施の形態１における信号処理回路の説明に供する図
【図３】本発明の実施の形態１における信号処理回路の説明に供する図
【図４】本発明の実施の形態２におけるビデオカメラの構成を示すブロック図
【符号の説明】
【００３４】
１ａ、１ｂ、１ｃ  入力端子
２  輝度信号演算部
３ａ、３ｂ、３ｃ  減算部
４  ゲイン生成部
５ａ、５ｂ、５ｃ  乗算部
６ａ、６ｂ、６ｃ  加算部
７ａ、７ｂ、７ｃ  出力端子
１０  彩度処理回路
１１  レンズ
１２  撮像素子
１３  アンプ
１４  アナログ・ディジタル変換部
１５  階調変換回路
１６  ビット数制限部
２０  信号出力端子
【図１】
2006253884.tif 000003
【図２】
2006253884.tif 000004
【図３】
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【図４】
2006253884.tif 000006