(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
映像信号から前記映像信号の色域の広さを取得する映像色域取得部と、
前記映像信号を記録する記憶媒体が拡張色空間に対応する媒体種類と拡張色空間に対応しない媒体種類とのいずれかであるかを検出する記録媒体種類検出部と、
前記映像色域取得部で取得した前記映像信号の色域の広さと、前記記憶媒体種類検出部で検出された前記記憶媒体の媒体種類とに基づいて、前記映像信号に対して、前記色域を圧縮または拡張する色調整を行う色調整部と、
前記色調整部が行った色調整についての情報を出力する色調整情報出力部と、
を備える映像信号処理装置。
【請求項２】
前記色調整部は、前記映像色域取得部で取得された色域の広さと前記記憶媒体種類検出部で検出された媒体種類とに基づいて、前記映像信号の前記色域の広さから決定される第１の色空間を、前記第１の色空間より広い色域をもつ第２の色空間、又は前記第２の色空間より広い第３の色空間のいずれか一方の色空間に拡張することによって、前記映像信号に対して、色調整を行う、
請求項１に記載の映像信号処理装置。
【請求項３】
前記色調整部は、前記記憶媒体種類検出部で検出された媒体種類に基づいて、前記映像信号の色調整をする対象となる色空間を選択する色空間選択部と、
前記映像信号の色域を、前記記憶媒体種類検出部で検出された媒体種類と、前記映像色域取得部で取得した映像信号の色域の広さとに基づいて決定される伸張率により、前記色空間選択部で選択された色空間内で、伸張する色伸張部と、
前記色伸張部で伸張された前記映像信号の色域を、前記記憶媒体種類検出部で検出された媒体種類と、前記色伸張部で処理された映像信号の色域とに基づいて決定される圧縮率により、圧縮する色圧縮部と、
を有している、請求項１又は２のいずれかに記載の映像信号処理装置。
【請求項４】
前記色調整部は、
前記映像信号の所定量を蓄積する蓄積部と、
前記蓄積部に蓄積された所定量の前記映像信号の色域の時間的変動を解析する解析部と
、
前記解析部の解析結果に基づいて、前記蓄積された所定量の前記映像信号に対して前記色
調整を行う所定量色調整部と、
を有している、
請求項１に記載の映像信号処理装置。
【請求項５】
前記所定量は、前記映像信号の１シーケンス分の量である、
請求項４に記載の映像信号処理装置。
【請求項６】
前記所定量は、前記映像信号の１又は複数のＧＯＰ分の量である、
請求項４に記載の映像信号処理装置。
【請求項７】
前記所定量は、前記映像信号の１又は複数のフレーム分の量である、
請求項４に記載の映像信号処理装置。
【請求項８】
映像情報書き込み部をさらに備え、
前記映像情報書き込み部は、前記色調整部で行われた色調整に関する情報を、前記記録
媒体に記録する、
請求項１に記載の映像信号処理装置。
【請求項９】
前記映像情報書き込み部は、前記色調整部で、前記映像信号に対して色調整を行った事
実を情報として、前記記録媒体に記録する、
請求項８に記載の映像信号処理装置。
【請求項１０】
前記映像情報書き込み部は、前記色調整部で、前記映像信号に対して色調整の対象とし
た色空間の情報を前記記録媒体に記録する、
請求項８に記載の映像信号処理装置。
【請求項１１】
前記映像情報書き込み部は、前記色調整部で、前記映像信号の色域が圧縮された場合
、その圧縮程度を情報として前記記録媒体に記録する、
請求項８に記載の映像信号処理装置。
【請求項１２】
前記色空間は、ＹＣｂＣｒ色空間またはｘｖＹＣＣ色空間である、
請求項２に記載の映像信号処理装置。
【請求項１３】
コンピュータで実行される映像信号処理方法であって、
コンピュータに入力される映像信号の色域の広さを取得する映像色域取得ステップと、
前記映像信号を記録する記憶媒体が拡張色空間に対応する媒体種類と拡張色空間に対応しない媒体種類とのいずれかであるかを検出する記録媒体種類検出ステップと、
前記映像色域取得ステップで取得した前記映像信号の色域の広さと、前記記憶媒体種類検出ステップで検出された前記記憶媒体の媒体種類とに基づいて、前記映像信号に対して、前記色域を圧縮または拡張する色調整を行う色調整ステップと、
前記色調整ステップで行った色調整についての情報を出力する色調整情報出力ステップ
と、
を備える映像信号処理方法。
【請求項１４】
コンピュータを、
映像信号の色域の広さを取得する映像色域取得部、
前記映像信号を記録する記憶媒体が拡張色空間に対応する媒体種類と拡張色空間に対応しない媒体種類とのいずれかであるかを検出する記録媒体種類検出部、
前記映像色域取得部で取得した前記映像信号の色域の広さと、前記記憶媒体種類検出部で検出された前記記憶媒体の媒体種類とに基づいて、前記映像信号に対して、前記色域を圧縮または拡張する色調整を行う色調整部、
前記色調整部が行った色調整についての情報を出力する色調整情報出力部、
として機能させるための映像信号処理用プログラム。
【請求項１５】
映像信号の色域の広さを取得する映像色域取得部と、
前記映像信号を記録する記憶媒体が拡張色空間に対応する媒体種類と拡張色空間に対応しない媒体種類とのいずれかであるかを検出する記録媒体種類検出部と、
前記映像色域取得部で取得した前記映像信号の色域の広さと、前記記憶媒体種類検出部で検出された前記記憶媒体の媒体種類とに基づいて、前記映像信号に対して、前記色域を圧縮または拡張する色調整を行う色調整部と、
前記色調整部が行った色調整についての情報を出力する色調整情報出力部と、
を備える集積回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、映像を対象とした標準色空間でのカラーエンコード方式とカラー処理方式および装置等に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
デジタル映像信号の色空間については、ＩＴＵ−Ｒ（国際電気通信連合）が規定したＩＴＵ−Ｒ  ＢＴ．６０１およびＩＴＵ−Ｒ  ＢＴ．７０９の２規格が知られている。例えば、カメラで撮影されたＲＧＢ信号が、輝度と色差の信号であるＹＣｂＣｒ信号に変換されて、記録、伝送され、ディスプレイにて再度ＲＧＢ信号に変換されて、色と階調が再現される。ここでＲＧＢ信号とは、ガンマ補正のガンマ値が約１／２．２で処理された原色ノンリニアＲ，Ｇ，Ｂ（０〜１）で規定された立方体の３次元色空間内で表現できるものである。
一方、上記ノンリニアＲＧＢ信号に対し、ＹＣｂＣｒ信号は、輝度信号であるＹ信号を（０〜１）にて規定する。次に、Ｃｒ，Ｃｂの２種の色差信号が、それぞれＲ−Ｙ、Ｂ−Ｙの形で定義され、その色差信号の取りうる範囲が、ちょうどＲＧＢ色立体を包含するように、最小値から最大値の範囲を（−０．５〜０．５）となるように規定されている。これらの０〜１の値に規格化された信号値は８ｂｉｔデジタル値にエンコードされるが、Ｙ信号、Ｃｒ信号、Ｃｂ信号のとりうる値を、８ｂｉｔ分すべての値（０〜２５５）にはしていない。これは、映像信号（動画）を扱う様々な処理を確実にするためマージンをとる必要があるからである。実際には、Ｙ信号のダイナミックレンジが（１６〜２３５）の値となるようにオフセット値とゲインが規定され、Ｃｒ信号とＣｂ信号は、無彩色グレイの値が１２８で、ダイナミックレンジは（１６〜２４０）の値となるようにオフセット値とゲインが規定されている。
【０００３】
したがって、従来のデジタル映像信号での色は、８ｂｉｔ信号でＹ信号は（１６〜２３５）、Ｃｒ信号およびＣｂ信号は（１６〜２４０）の範囲に存在するので、映像機器ハードウェアや映像を扱うソフトウェアはすべて上記範囲の信号を対象に処理を実施してきた。
さらに詳細に言うと、実際のＹ信号，Ｃｒ信号、Ｃｂ信号は、上記範囲の制限内にあるだけではなく、それらの信号に対応するＲＧＢ（０〜１）空間内に存在する色だけが定義されており、それらの信号をＲＧＢに変換した場合、変換したＲＧＢ値が負になる領域や１を超える領域に相当するＹＣｂＣｒ信号は存在できても実際には定義されていない。
Ｙ信号が（１６〜２３５）の値を、Ｃｒ信号、Ｃｂ信号のそれぞれが（１６〜２４０）の値をとる色域で、かつ、ＹＣｂＣｒに対応するＲＧＢが（０〜１）となる空間の色域を、ＢＴ７０９−ＲＧＢ色域と、その色空間をＢＴ７０９−ＲＧＢ色空間と、ここでは呼ぶこととする。図２の２０１が、ＢＴ７０９−ＲＧＢ色域である。
【０００４】
近年、映像を再現する液晶ディスプレイを中心に、従来のＲＧＢ空間を超えた色を再現することができる拡大色域ディスプレイといわれる機器が商品化されるようになってきている。たとえば、３原色、あるいは６原色ＬＥＤバックライトを用いる液晶ＴＶなどが発表されており、それらは、従来の色域を超えた色域の色を表現することができるディスプレイを搭載しており、自然界の表面色の９５％以上の色を表現することができるディスプレイを搭載したものもある。これらの機器は民生用ＴＶ機器を目的としているため、入力となる映像ソースは、従来のＩＴＵ−Ｒ  ＢＴ．６０１およびＩＴＵ−Ｒ  ＢＴ．７０９に基づく映像規格のものであり、そこで表現できる色範囲は従来のＢＴ７０９−ＲＧＢ空間であるため、上記拡大色域ディスプレイの性能を生かしきれないという問題が生じている。
【０００５】
そこで、従来未使用であったＢＴ７０９−ＲＧＢ空間以外の領域も使用することによって従来の規格との連続性を保ちつつ拡大色域を表現できる色空間エンコード方法が、ｘｖＹＣＣとして提案され標準化が進んでいる。このｘｖＹＣＣ色空間は、従来のＩＴＵ−Ｒ  ＢＴ．６０１およびＩＴＵ−Ｒ  ＢＴ．７０９との互換性を確保しながら、色空間を広げたものである。したがって、従来の映像フォーマットやＭＰＥＧなどの符号化エンコーダ、デコーダ、ＤＶＤなどのメディア規格を変更することなく、ｘｖＹＣＣ色空間内のデジタル映像信号を記録等することが可能である。また、ｘｖＹＣＣ色空間は、拡張色域空間であるため、カラー写真のネガフィルムのように広帯域の色域を有する被写体を撮影した映像や、広帯域の色域を使って色調整等を行った映像を、そのまま劣化なく記録することができる。
【０００６】
従来、撮影されたカラー映像をより美しく見せるため多様な色調整処理が実施されても、それらの処理を実施するとすぐにＲＧＢ範囲を超えてしまい、広帯域な色再現による効果が得られなかった。広い色空間を有するｘｖＹＣＣ色空間を利用することにより、今まで再現できなかった色を再現できるようになるので、今まで以上にカラー画像の色調整（色編集）等が利用され、その広帯域な色再現による効果が広色域ＴＶで実感できるようになり、多くの人を魅了するようになると想像される。
しかしながら、撮影された映像、あるいはコンピュータで生成されたカラー映像を、ｘｖＹＣＣ色空間を前提にカラー編集を実行し色調整したままの信号を送った場合、その送った映像が現在どのような状態にあるのか不明なため、色調整をした映像を、さらに色調整をしたりするケースが考えられる。
【０００７】
このような問題を解決するため、たとえば特許文献１のように、複数の画像に対してヘッダブロックを付け、画像の色、階調がどのように調整されたかを示すことが可能である。この方式では、コンテンツを記述するさまざまな情報がある中で、多種類の標準色空間の、いずれであるかを指示するタグ、および前記色空間内で施された色調整および色編集を指定するタグの２種類が必要である。デジタル映像に対しても、ｘｖＹＣＣという色空間を指定して、次に色調整されたフラグ、どんな調整がされたのかを示すフラグを付加することにより、それを識別した機器が再度の色調整を回避したり、一旦実施された色調整を逆に変換して戻すなどの処理ができるため、上記のような困難を避けることができる。
【特許文献１】
特開平２００３−１５３０２５号公報（第４−６頁、第１図）
【発明の開示】
【０００８】
（発明が解決しようとする課題）
しかしながら、ｘｖＹＣＣ色空間を広色域空間として色調整用に利用できたとしても、実際にはそれを記録する媒体との関係で従来機器との互換性を確保することが困難である。また、映像の色再現精度を保証することも困難である。
動画像である映像で、個々の映像単位、あるいは個別映像のフレーム単位で符号化色空間が異なるものを扱う場合、それらの映像を正しく記録再生しようとすると、専用の映像ファイルフォーマットが新規に必要となり、また、映像の編集時や映像の連続再生時においても色空間変換処理に多大な手間がかかる。さらに、もしｘｖＹＣＣ色空間をターゲットとする場合と同様の色調整を、従来のＹＣｂＣｒ専用の記録媒体に対して実施すると、色や階調の潰れが過大となる副作用が発生してしまう。
【０００９】
このためｘｖＹＣＣ専用媒体を想定し、従来のＹＣｂＣｒ対応媒体とは明確に区別され
ることが望ましい。
本発明の課題は、広色域のｘｖＹＣＣ色空間内の映像信号と、従来のＹＣｂＣｒ色空間
内の映像信号とに対して、その両空間の互換性を利用しつつ、色空間の混乱を招くことな
く、デジタル映像信号に従来使われることがなかった鮮やかな色や階調といった新規なカ
ラー表現を付与することができる映像信号処理装置、映像信号処理方法、映像信号処理用
プログラム、記録媒体および集積回路を実現することである。
（課題を解決するための手段）
第１の発明は、映像信号の色域の広さを取得する映像色域取得部と、映像信号を記録する記憶媒体が拡張色空間に対応する媒体種類と拡張色空間に対応しない媒体種類とのいずれかであるかを検出する記録媒体種類検出部と、映像色域取得部で取得した映像信号の色域の広さと、記憶媒体種類検出部で検出された記憶媒体の媒体種類とに基づいて、映像信号に対して、色域を圧縮または拡張する色調整を行う色調整部と、色調整部が行った色調整についての情報を出力する色調整情報出力部と、を備える映像信号処理装置である。
【００１０】
これにより、映像信号の色帯域（色域）を把握でき、色域の広さと、記録媒体の種類に応じて映像信号の色域を拡張することができる。さらに、色調整部が行った色調整についての情報を出力することができるので、例えば、この映像信号処理装置により処理した映像信号を、処理内容である色調整についての情報とともに、映像信号表示装置等に出力することや、記録媒体に書き込むことができる。また、色域を拡張した映像信号を確実に記録媒体に記録することができる。また、１つの記録媒体に、異なる色域に拡張した映像信号を、混在して記録することがないので、再生処理において、複雑な処理を行う必要もなくなる。
なお、ここで、「色調整についての情報」とは、映像信号に対して色調整を行ったか否かを示す情報や、映像信号に対して色調整の対象とした色空間の情報や、色調整を行った映像信号に色帯域圧縮を行ったか否かを示す情報等である。
【００１１】
第２の発明は、第１の発明であって、色調整部は、映像色域取得部で取得された色域の広さと記憶媒体種類検出部で検出された記録媒体の媒体種類に基づいて、映像信号の色域の広さから決定される第１の色空間を、第１の色空間より広い色帯域をもつ第２の色空間、又は第２の色空間より広い第３の色空間のいずれか一方の色空間に拡張することによって、映像信号に対して、色調整を行う。
これにより、記録媒体の種類に応じて、映像信号の色域を拡張することができるので、色域を拡張した映像信号を確実に記録媒体に記録することができる。また、１つの記録媒体に、異なる色域に拡張した映像信号を、混在して記録することがないので、再生処理において、複雑な処理を行う必要もなくなる。なお、ここでいう「第１の色空間」とは、映像信号に含まれるすべての色域を確保できる色空間をいい、例えば、図２において、映像信号の色域を２０４とすると、２０１のＢＴ７０９−ＲＧＢ色空間がこれに該当する。「第２の色空間」とは、例えば、図２のＢＴ７０９−ＹＣｂＣｒ色空間２１０がこれに該当する。「第３の色空間」とは、例えば、図２のｘｖＹＣＣ色空間２０２がこれに該当する。
【００１２】
第３の発明は、第１又は第２の発明であって、色調整部は、色空間選択部と、色伸張部と、色圧縮部と、を有している。色空間選択部は、記憶媒体種類検出部で検出された記録媒体の媒体種類に基づいて、映像信号の色調整をする対象となる色空間を選択する。色伸張部は、映像信号の色域を、記憶媒体種類検出部で検出された媒体種類と、色域取得部で取得した映像信号の色域の広さとに基づいて決定される伸張率により、色空間選択部で選択された色空間内で、伸張する。色圧縮部は、色伸張部で伸張された映像信号の色域を、記憶媒体種類検出部で検出された記録媒体の媒体種類と、色伸張部で処理された映像信号の色域とに基づいて決定される圧縮率により、圧縮する。
これにより、例えば、撮影された映像信号に一定の色作り操作をしつつ、映像信号を記録する色空間に合わせて最適に色圧縮して記録し、デジタル映像に従来使われることのなかった鮮やかな色や階調といった新規なカラー表現を付与することができる。また、色帯域を圧縮して、記録媒体に記録することで、従来の再生装置でも、色再現精度を保証した色再現が可能となる。なお、ここで「伸張」とは、伸張しない場合を含む概念をいう。例えば、映像信号の色帯域が十分に広い場合、伸張処理をする必要はないので、伸張部では、色帯域を伸張する処理を行わない。また、「圧縮」とは、圧縮しない場合を含む概念をいう。例えば、記録媒体が色圧縮なしの映像信号のみを記録しているものであれば、圧縮処理を行う必要はないので、色圧縮部で、圧縮処理は行わない。
【００１３】
第４の発明は、第１の発明であって、色調整部は、映像信号の所定
量を蓄積する蓄積部と、蓄積部に蓄積された所定量の映像信号の色帯域の時間的変動を解
析する解析部と、解析部の解析結果に基づいて、蓄積された所定量の映像信号に対して色
調整を行う所定量色調整部と、を有しているものである。
これにより、例えば、１シーケンス分の映像信号を一時蓄積部に蓄積した後、その１シ
ーケンス分の映像信号の映像色域の時間的変動を、解析部で解析し、その解析結果に基づ
いて、色域を広げるための色調整パラメータを設定することができるので、時間的変動を
考慮した色調整を行うことができる。また、色調整パラメータを用いて撮影した映像全体
を色空間内にて、色調整して記録した映像シーケンス全体で最適な色調整をすることが可
能になり、デジタル映像に従来使われることのなかった鮮やかな色や階調といった新規な
カラー表現を付与することができる。
【００１４】
第５の発明は、第４の発明であって、蓄積部に蓄積する映像信号の所定量は、映像信号
の１シーケンス分の量である。
第６の発明は、第４の発明であって、蓄積部に蓄積する映像信号の所定量は、映像信号
の１又は複数のＧＯＰ分の量である。
第７の発明は、第４の発明であって、蓄積部に蓄積する映像信号の所定量は、映像信号
の１又は複数のフレーム分の量である。
第８の発明は、第１の発明であって、映像情報書き込み部をさらに
備えている。映像情報書き込み部は、色調整部で行われた色調整に関する情報を、記録媒
体に記録する。なお、ここでいう「色調整に関する情報」は、選択された色空間の情報を
含む概念である。
【００１５】
これにより、同一記録媒体上に異なる色空間を扱う映像信号が記録されるという状況はなくなるので、色空間の混乱を招くことなく、デジタル映像に従来使われることのなかった鮮やかな色や階調といった新規なカラー表現を付与することができる。
第９の発明は、第８の発明であって、映像情報書き込み部は、色調整部で、映像信号に対して色調整を行った事実を情報として、記録媒体に記録するものである。
これにより、例えば、再生装置で、記録時に色調整を行ったか否かが分かるので、再生装置で色調整の二重処理などの余計な処理を行うことを防止でき、色調整処理の混乱を招くことがなくなり、デジタル映像に従来使われることのなかった鮮やかな色や階調といった新規なカラー表現を付与することができ、確実に再現することが可能となる。
【００１６】
第１０の発明は、第８の発明であって、映像情報書き込み部は、色調整部で、映像信号に対して色調整の対象とした色空間の情報を記録媒体に記録するものである。
これにより、色調整を行った色空間を把握できるので、映像信号を記録した機器以外でも適切な色信号処理を行うことができる。
第１１の発明は、第８の発明であって、映像情報書き込み部は、色調整部で、映像信号の色帯域が圧縮された場合、その圧縮程度を情報として記録媒体に記録するものである。
これにより、ｘｖＹＣＣ色空間などをサポートしていない映像記録媒体でも、ｘｖＹＣＣ色空間をターゲットに色作りされた映像を記録し、再生時に再現することができ、デジタル映像に従来使われることのなかった鮮やかな色や階調といった新規なカラー表現を付与することができる。
【００１７】
第１２の発明は、第２の発明であって、色空間は、ＹＣｂＣｒ色空間またはｘｖＹＣＣ色空間である。ここで「ＹＣｂＣｒ色空間」とは、従来のＹＣｂＣｒ色空間であり、ＢＴ７０９−ＹＣｂＣｒ色空間のことをいう。
これにより、色空間として、従来のＹＣｂＣｒ色空間またはｘｖＹＣＣ色空間を用いる
ことによって、従来との互換性を保ちつつ、デジタル映像に従来使われることのなかった
鮮やかな色や階調といった新規なカラー表現を付与することができる。
記録媒体は、少なくとも映像信号と、その映像信号に対して色調整を行ったか否かを示す情報、映像信号に対して色調整の対象とした色空間の情報、又は色調整を行った映像信号に色帯域圧縮を行ったか否かを示す情報、のいずれか１つ又は複数と、を格納してもよい。
【００１８】
この記録媒体を用いることにより、記録系、再生系で、色空間の混乱を生じることなく                                                                            
、広帯域の色信号を、従来のものとの互換性を確保しつつ、処理することが可能となる。したがって、映像再現に無用な混乱がなくなり、デジタル映像に従来使われることのなかった鮮やかな色や階調といった新規なカラー表現を付与することができる。この記録媒体を実現するためのフォーマットは、既存の映像圧縮方法の階層的に上位に位置させることができるので、既存の映像圧縮方法に特に変更を加える必要がない。つまり、既存の映像圧縮方法用のフォーマットを変更することなく、例えば、自由に使用が許されている特定のフィールドを使用し、実現することができるので、完全な上位互換となり、従来機器との互換性を確保することができる。
記録媒体は、少なくとも映像信号と、映像信号に対して色調整を行ったか否かを示
す情報と、を格納してもよい。
【００１９】
この記録媒体を用いることにより、記録系、再生系で、色空間の混乱を生じることなく、広帯域の色信号を、従来のものとの互換性を確保しつつ、処理することが可能となる。また、この記録媒体では、色調整を行ったか否かを示す情報により、映像信号に対して色調整が行われたか否かを知ることができるので、例えば、記録系で色調整が行われた映像信号に対して、再生系で、さらに過剰な色調整がなされ、映像信号の品質がかえって劣化するといったことを防止することができる。
色調整有無情報は、映像信号の色帯域から決定される第１の色空間を、第１の色空間より広い色帯域をもつ第２の色空間、又は第２の色空間より広い第３の色空間のいずれか一方の色空間に拡張することによって、映像信号に対して、色調整を行ったか否かを示す情報であってもよい。
【００２０】
記録媒体は、少なくとも映像信号と、映像信号に対して色調整の対象とした色空間を示す色調整対象色空間情報と、を格納してもよい。
この記録媒体を用いることにより、記録系、再生系で、色空間の混乱を生じることなく、広帯域の色信号を、従来のものとの互換性を確保しつつ、処理することが可能となる。また、この記録媒体では、色調整対象色空間情報により、色調整の対象とした色空間の情報を取得することができるので、再生系において、色調整対象色空間情報に基づいて適切な信号処理を実行することができる。
色調整対象色空間情報は、映像信号の色帯域から決定される第１の色空間を、第１の色空間より広い色帯域をもつ第２の色空間、又は第２の色空間より広い第３の色空間のいずれか一方の色空間に拡張することによって、映像信号に対して、色調整を行った場合における拡張した対象とした色空間を示す情報であってもよい。
【００２１】
記録媒体は、少なくとも映像信号と、色調整を行った映像信号に色帯域圧縮を行っ
たか否かを示す色帯域圧縮情報と、を格納してもよい。
この記録媒体を用いることにより、記録系、再生系で、色空間の混乱を生じることなく
、広帯域の色信号を、従来のものとの互換性を確保しつつ、処理することが可能となる。
また、この記録媒体では、色帯域圧縮情報により、色調整を行った映像信号に色帯域圧縮
が行われたか否かを知ることができるので、再生系において、色帯域圧縮情報に基づいて
適切な信号処理を実行することができる。
色帯域圧縮情報は、映像信号の色帯域から決定される第１の色空間を、第１の色空間より広い色帯域をもつ第２の色空間、又は第２の色空間より広い第３の色空間のいずれか一方の色空間に拡張することによって、映像信号に対して、色調整を行った後に、映像信号に色帯域圧縮を行ったか否かを示す情報であってもよい。
【００２２】
記録媒体は、第１から第１２のいずれかの発明である映像信号処理装置に用いられてもよい。
第１３の発明は、コンピュータで実行される映像信号処理方法である。
第１３の発明の映像信号処理方法は、コンピュータに入力される映像信号の色域の広さを取得する映像色域取得ステップと、映像信号を記録する記憶媒体が拡張色空間に対応する媒体種類と拡張色空間に対応しない媒体種類とのいずれかであるかを検出する記録媒体種類検出ステップと、映像色域取得ステップで取得した映像信号の色域の広さと、記憶媒体種類検出ステップで検出された記憶媒体の媒体種類とに基づいて、映像信号に対して、色域を圧縮または拡張する色調整を行う色調整ステップと、色調整部が行った色調整についての情報を出力する色調整情報出力ステップと、を備える。
【００２３】
これにより、第１の発明と同様の効果を奏する映像信号処理方法を実現できる。
第１４の発明は、コンピュータを、映像信号の色域の広さを取得する映像色域取得部、映像信号を記録する記憶媒体が拡張色空間に対応する媒体種類と拡張色空間に対応しない媒体種類とのいずれかであるかを検出する記録媒体種類検出部、映像色域取得部で取得した映像信号の色域の広さと、記憶媒体種類検出部で検出された記憶媒体の媒体種類とに基づいて、映像信号に対して、色域を圧縮または拡張するを行う色調整部、色調整部が行った色調整についての情報を出力する色調整情報出力部、として機能させるための映像信号処理用プログラムである。
これにより、第１の発明と同様の効果を奏する映像信号処理用プログラムを実現できる。
第１５の発明は、映像信号の色域の広さを取得する映像色域取得部と、映像信号を記録する記憶媒体が拡張色空間に対応する媒体種類と拡張色空間に対応しない媒体種類とのいずれかであるかを検出する記録媒体種類検出部と、映像色域取得部で取得した映像信号の色域の広さと、記憶媒体種類検出部で検出された記憶媒体の媒体種類とに基づいて、映像信号に対して、色域を圧縮または拡張する色調整を行う色調整部と、色調整部が行った色調整についての情報を出力する色調整情報出力部と、を備える集積回路である。
これにより、第１の発明と同様の効果を奏する集積回路を実現できる。
【００２４】
これにより、第２の発明と同様の効果を奏する集積回路を実現できる。
（発明の効果）
本発明に係る映像信号処理装置では、広色域のｘｖＹＣＣ系での符号化映像と、従来のＹＣｂＣｒ系での符号化映像に対して、その両空間の互換性を利用することができる新規な映像処理装置、映像信号処理方法、映像信号処理用プログラム、記録媒体および集積回路を提案することにより、色空間の混乱を招くことなく、デジタル映像に従来使われることのなかった鮮やかな色や階調といった新規なカラー表現を付与することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
（第１実施形態）
＜全体構成と動作＞
図１に、本発明の第１実施形態における映像信号処理装置１００の全体構成図を示す。映像信号処理装置１００としては、ビデオムービーなどのカメラ装置等が考えられる。
本発明に係る映像信号処理装置１００は、主に、映像入力部１０１、映像色調整部１０２、映像記録部１０７、映像媒体インターフェース部１０８、映像色域取得部１０３、映像媒体種類検出部１０４、色調整情報出力部としての映像情報書込み部１０５、色空間選択部１１１，色調整パラメータ決定部１０６を有している。
映像入力部１０１では、ビデオ映像を撮影してデジタル映像カラー信号ＹＣｂＣｒを生成する。図１において、１０１、１０２，１０７，１０８，１０９（又は１１０）というデータの流れが映像の処理の流れで、その他の信号線が情報の流れを示しており、これらの処理は、動画圧縮などの符号化処理において、フレーム間処理が実施されるものを除いて、基本的には動画の１フレームごとに行われる。
【００２６】
映像色調整部１０２では、デジタル映像に対してより美しい色再現を行うための画作りを行うため色調整を施す。つまり、映像信号の色域を、従来の色域から、拡張色域へ拡張するような色調整を行う。
映像色域取得部１０３では、従来の色域から拡張色域へ拡張するための色調整パラメータを決定するために、映像入力部１０１からの映像信号の持つ色域情報を取得する。
映像媒体種類検出部１０４は、記録媒体としてセットされた映像媒体（映像記録媒体）１０９、１１０がｘｖＹＣＣなどの拡張色空間に対応できるものかどうかを判定する。判定の方法としては、例えば、ｘｖＹＣＣ対応の記録媒体１１０であることを示す情報を記録媒体１１０から取り出すことで判定する。例えば、従来の記録媒体１０９としては、ｘｖＹＣＣ規格が考案される前の媒体であることも考えられるが、そのような記録媒体である場合、ｘｖＹＣＣ対応であることを示す情報は、記録媒体１０９上に存在しないので、当該情報が存在しないということを基準に、従来の記録媒体１０９であると判定すればよい。なお、ここでの「ｘｖＹＣＣ対応」とは、記録媒体に、物理的にｘｖＹＣＣ規格の映像信号が記録できるか否かで決まるものではなく、当該記録媒体にｘｖＹＣＣ規格の信号を記録してよいか否かによって決まるものである。従来の記録媒体１０９にも、物理的にはｘｖＹＣＣ規格の映像信号を記録することができるのであるが、記録媒体１０９にｘｖＹＣＣ規格の映像信号でない、従来のＹＣｂＣｒ色空間の映像信号が、既に記録されている記録媒体１０９には、ｘｖＹＣＣ規格の映像信号を記録しないようにする。つまり、「ｘｖＹＣＣ対応の記録媒体」とは、その記録媒体上に、ｘｖＹＣＣ色空間の映像信号のみが記録されている記録媒体をいい、「従来のＹＣｂＣｒ対応の記録媒体」とは、その記録媒体上に、従来のＹＣｂＣｒ色空間（ＢＴ７０９−ＹＣｂＣｒ色空間）の映像信号のみが記録されている記録媒体をいう。
【００２７】
色空間選択部１１１は、映像媒体種類検出部１０４により検出した媒体種類に基づいて、映像を符号化する色空間を選択する。例えば、映像媒体種類検出部１０４で検出した媒体情報が、記録媒体１０９では、ＢＴ７０９−ＹＣｂＣｒ色空間に含まれる映像信号のみを記録しているということを示すものであるならば、映像を符号化する色空間として、ＢＴ７０９−ＹＣｂＣｒ色空間を選択する。映像媒体種類検出部１０４で検出した媒体情報が、記録媒体１１０では、ｘｖＹＣＣ色空間に含まれる映像信号を記録しているということを示すものであるならば、映像を符号化する色空間として、ｘｖＹＣＣ色空間を選択する。
映像情報書込み部１０５では、上記の結果を受けて、映像に対して、どの色空間を選択して、色拡張を行ったか等を示す情報を、映像媒体インターフェース部１０８を通して記録媒体１０９、１１０へ書き込むための処理を行う。
【００２８】
色調整パラメータ決定部１０６では、映像色域取得部１０３からの情報と映像媒体種類検出部１０４からの情報に基づいて、色域拡張の対象とする色空間をいずれにするかを選択するための色調整パラメータを決定して、映像色調整部１０２に渡す。
映像記録部１０７では、色調整された映像を一定の単位で映像媒体（映像記録媒体）に書き込むための符号化処理などを実施する。
映像媒体インターフェース部１０８は、記録媒体１０９、１１０からの情報を取得したり、映像を記録媒体１０９、１１０を書き込んだりするための読み出し書き込み用のインタフェースである。
既存映像記録媒体１０９は、例えば、ＢＴ７０９で定義されるＹＣｂＣｒ色空間（これを「ＢＴ７０９−ＹＣｂＣｒ」と呼ぶことにする。）にて符号化された映像のみを記録蓄積する媒体である。
【００２９】
ｘｖＹＣＣ映像記録媒体１１０は、ｘｖＹＣＣ色空間にて符号化された映像を記録蓄積する媒体である。また、図ではこれら２種類の映像媒体（映像記録媒体）が接続されるように描かれているが、通常はいずれか１種類のみが接続される。
＜色調整方法＞
本発明に係る映像信号処理装置１００の色調整の方法について説明する。
映像色調整部１０２で実施される色調整としては、近年の広色域ディスプレイ装置の広い色域を効果的に使うための画作りとしての色拡張処理が主たるものである。たとえば、映像の色差信号ＣｒＣｂを比例的に拡大する彩度向上処理によって、赤や緑などの人間の視覚に強く訴える性質を持つ色が、効果的に調整される。
図２を用いて、色調整パラメータ決定部１０６で実施される色調整パラメータについて説明する。図２では、符号との混乱を避けるため、８ｂｉｔデジタル数値は「（Ｎ）」（Ｎは整数。）として表記している。
【００３０】
図の斜線部で示されているＢＴ７０９−ＲＧＢ色空間２０１は、従来のＴＶなどのディスプレイ装置が表示できる範囲である。これに対して輝度Ｙ軸と色差軸Ｃｒ（又はＣｂ）にて定義されるｘｖＹＣＣ色空間２０２が図２中の太線が囲む領域２０２で表されている。ｘｖＹＣＣ色空間は、Ｙ（輝度）が１〜２５４の値で、Ｃｒ、Ｃｂ（色差）のいずれもが１〜２５４の値で表現される範囲であるが、ここでは特に色差方向のみを問題としているので、信号範囲２０３を色の範囲として描いている。これによると、ＣｒまたはＣｂの信号は、ｘｖＹＣＣでは１から２５４までが使用可能であるが、ＢＴ７０９−ＲＧＢ色空間に対応するＣｒ、Ｃｂの値は、いずれも１６から２４０までであり、ちょうど無彩色位置が１２８となる。
映像信号の色域２０４は、映像信号の範囲を表現しており、通常はこの図のように輝度軸方向に伸びる色分布をなす。ここで、色調整の程度を表現する色調整パラメータは、映像の色域と、再現する拡大色域ＴＶの色域２０５により決定されるが、接続されるＴＶの機器情報は、例えば、映像信号処理装置１００の撮像時には全く未知であるから、符号化色空間として従来のＢＴ７０９−ＹＣｂＣｒ色空間を前提とするか、ｘｖＹＣＣ色空間を前提とするかのいずれかを選択して、色調整パラメータを決めることとなる。なお、図２中の２１０で示す領域がＢＴ７０９−ＹＣｂＣｒ色空間であり、２０２で示す領域がｘｖＹＣＣ色空間である。
【００３１】
色調整パラメータの決定方法は以下のとおりである。
最初に映像媒体種類検出部１０４が、記録媒体の情報から、記録媒体がＢＴ７０９−ＹＣｂＣｒ色空間対応のものなのか、ｘｖＹＣＣ色空間対応のものなのかを決定する。
映像色域取得部１０３は、図３に示すように、ＹＣｂＣｒ信号のフレーム内の分布を空間的にサンプリングして調べ、映像の色域情報を近似的に取得する。映像は静止画と異なり、データ量が多く、映像の全フレームの全画素について、判定すると処理量が多くなりすぎる。その上、たとえば数画素にノイズがのっている場合等に誤判定をする可能性もある。そこで、映像のフレーム毎に、同一フレーム内の複数の画素３０１をサンプリングし、従来のＹＣｂＣｒ色空間内の色域を統計的に判定することとしている。
記録媒体が従来のＹＣｂＣｒ色空間対応のものである場合には、色調整のターゲット色分布として、図４の点線で描かれた仮想的な色域（仮想色域）４０１を設定する。この仮想的な色域（仮想色域）４０１は、ＢＴ７０９−ＹＣｂＣｒ色空間内で、かつ、ＣｒＣｂ（色差）のいずれもが１６〜２４０の範囲近傍に設定されており、ＢＴ７０９−ＲＧＢ色空間よりやや大きい程度で元の映像の色分布と略相似形を呈している点に特徴がある。いま点Ａの色を元の映像の色とし、映像の色域内の中心付近で輝度Ｙ軸上の点をＣとする。色調整パラメータＲａｔｉｏは、点Ａと点Ｃを結ぶ直線と、仮想色域４０１との交点Ｂを用いて、以下のように表現される。
【００３２】
【数１】
0005256025.tif 000002
この色調整パラメータを用いると、色調整は、ガンマ補正をした非線形ＲＧＢ空間で、以下のように表現される。以下の数式で、‘は全て非線形（ガンマ補正後の値ということ。）を表現しており、従来のＹＣｂＣｒからＲＧＢへの変換式はＢＴ７０９の式を用いている。また、点Ａ，Ｂ，ＣのＲＧＢ値を、それぞれＲＡ、ＧＡ、ＢＡなどと表現する。
【００３３】
【数２】
0005256025.tif 000003
【００３４】
【数３】
0005256025.tif 000004
記録媒体がｘｖＹＣＣ色空間対応のものである場合には、色調整のターゲット色分布として、図５の点線で描かれた仮想的な色域（仮想色域）５０１を設定する。この仮想的な色域（仮想色域）は、ｘｖＹＣＣ色空間内で、かつ、ＣｒＣｂ（色差）のいずれもが１６〜２４０の範囲を超えて設定されており、かつ元の映像の色分布と略相似形を呈している点に特徴がある。いま点Ａの色を元の映像の色とし、映像の色域内の中心付近で輝度Ｙ軸上の点をＣとする。色調整パラメータＲａｔｉｏは点Ａと点Ｃとを結ぶ直線と、仮想色域５０１との交点Ｄを用いて、以下のように表現される。
【００３５】
【数４】
0005256025.tif 000005
実際の色調整はこの色調整パラメータに対して（数式２）と同様に実行される。この場合、Ｒａｔｉｏ値が前記のものより大きいため、それだけ広い色域を用いた色調整が実行される。
色拡張を伴う画作りを目的とした色調整の方式は、この例以外でも様々な方式が知られているが、記録媒体の色空間に応じて色調整パラメータを変化させる基本原理は以上のとおりである。
なお、本実施形態では、色調整を「画作り」目的として実施するものとして、極端に大きな色調整を前提に説明したが、非常に鮮やかな被写体を撮影した場合などには、被写体自身の色域が非常に広い。また、そのような被写体に対して、忠実な色再現をするつもりでカラーバランス補正程度の色調整をした場合に、さらに広い色域が必要になることがある。このように、もともと被写体の色域が広い場合には、画作り目的以外にも映像記録において、ｘｖＹＣＣ対応であるか否かが問題となるため、画作りを目的としない色調整、あるいは色調整をしない場合をも、本発明の「色調整」という概念に含まれるものとする。これは以下の実施形態についても同様である。
【００３６】
＜映像媒体種類検出部と映像情報書込み部の動作＞
次に映像媒体種類検出部１０４と映像情報書込み部１０５の動作について、説明する。
本発明においては、映像媒体（映像記録媒体）には、１０９と１１０のような２種類があると仮定しているが、これはｘｖＹＣＣ対応の映像フォーマットに関係が深い。本発明では、一種の映像記録媒体内に、異なる色空間にて符号化された映像が含まれることはない。映像記録媒体１０９，１１０は、色調整された映像を記録するＤＶＤなどのメディア、ＨＤＤ（ハードディスク）、メモリカード、あるいはネットワーク経由で接続されたＰＣ内のＨＤＤなどを意味するが、一続きの映像を複数まとめて１個のメディアに記録する記録フォーマットが採用されている。
図６は、この記録フォーマットを示しており、１個の映像記録媒体６０１内部に、１個の媒体情報６０２と、複数の圧縮された動画映像ファイル群６０３とが記録されている。６０２の情報としては、ＣＳ（ＣｏｌｏｒＳｐａｃｅ）が映像符号化に使用された色空間を示し、ＩＳＴ（Ｉｍａｇｅ  Ｓｔａｔｅ）が画像の調整状態を示し、ＣＭＰ（Ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ）が色域マッピング（色域圧縮）を実施した事実とその種類を示す。図７に各情報の例を示す。たとえば、ＣＳ＝０は従来のＹＣｂＣｒ色空間を意味し、ＣＳ＝１はｘｖＹＣＣ色空間を意味する。すなわち、図１の映像媒体種類検出部１０４は、この情報を読み取ることにより、映像記録媒体の種類を確定できる。またＩＳＴ＝０は色調整なし、ＩＳＴ＝１は色調整ありを示す。すなわち、図１の映像情報書込み部１０５は、色調整後にこのフラグを１とすればよい。また、ＣＭＰ＝０は圧縮なしを示し、ｘｖＹＣＣ色空間をそのまま記録する場合に対応するのに対して、ＣＭＰ＝ｎは映像の色域がｎ倍（ｎ＜１）に色域圧縮された程度を示す。（詳細は第２実施形態で説明する。）
図８は、本実施形態にかかる処理の流れ図である。
【００３７】
映像信号処理装置１００（例えば、カメラ等。）で録画が開始されると、まずＳ８０１で記録媒体種類を検出して、ＣＳ（ＣｏｌｏｒＳｐａｃｅ）情報を決定する。Ｓ８０２で、映像入力部１０１から出力された映像の１フレーム分の色域を解析する。Ｓ８０３でターゲット色分布に向けた色調整パラメータを決定する。Ｓ８０４で実際の色調整を、１フレーム分の映像に実施する。Ｓ８０５で色調整された１フレーム分の映像を記録し、Ｓ８０６で最終フレームかどうかを調べ、最終フレームでない場合は、Ｓ８０２に戻る。録画が終了した場合、Ｓ８０７でＣＳ情報＝０または１（従来のＹＣｂＣｒ色空間またはｘｖＹＣＣ色空間）、Ｓ８０８でＩＳＴ情報＝１（調整あり）を、映像情報書込み部１０５により、記録媒体に記録する。また、Ｓ８０９で、記録にあたって色域圧縮をしていないためＣＭＰ＝０を、記録媒体に記録する。なお、Ｓ８０５の部分で、映像記録部１０７により、映像圧縮が実施される。また、映像は、必ずしも１フレーム毎に記録する必要はない。当然、数フレームをまとめて時間方向に圧縮する処理を行ってから、記録してもよい。
【００３８】
（第２実施形態）
図９に、本発明の第２実施形態における映像信号処理装置１００’の全体構成図を示す。図１と異なる部分は、伸張・圧縮部９０１である。伸張・圧縮部９０１は、主に、色伸張部９０２、処理映像色域取得部９０３、色調整パラメータ修正部９０４、色圧縮部９０５からなる。
色伸張部９０２は、色調整パラメータ修正部９０４で決定された色調整パラメータにより、入力映像信号に対して、色調整を行い、さらに必要な場合は、色伸張処理を行う。
色圧縮部は、記録媒体の種類と入力映像信号の色域により決定される圧縮率により、色圧縮処理を行う。なお、記録媒体種類が従来のＹＣｂＣｒ対応のもので、かつ、色伸張部で処理された映像信号の色域が従来のＹＣｂＣｒ色空間より広い場合にのみ、色圧縮部で、色圧縮処理が行われる。色圧縮部での色圧縮率が、同一記録媒体においては、同じ値となるように、色圧縮処理を行う。
【００３９】
第２実施形態において、第１実施形態と異なる点は、以下のとおりである。
第１実施形態においては、映像の色調整はターゲット色空間と、映像入力部１０１から入力された映像の色域分布の情報から１フレーム毎に最適な色調整パラメータを算出しつつ、リアルタイムに色調整が実施されていた。つまり、映像信号の色域分布の情報から、ｘｖＹＣＣ色空間での色調整をするか、従来のＹＣｂＣｒ色空間での色調整をするかを決めて処理を行っていた。
第２実施形態では、どのような映像信号であっても、映像信号の色調整を行う対象とする色空間として、ｘｖＹＣＣ色空間を使うという点が第１実施形態とは異なる。つまり、色域の狭い映像信号の場合は、色域伸張して、ｘｖＹＣＣ色空間領域まで色伸張する点が第１実施形態とは異なる。
【００４０】
図９から図１１を用いて本発明の第２実施形態の映像信号処理装置１００’の動作について説明する。
映像媒体種類検出部１０４により、記録媒体の種類を判別する（Ｓ８０１）。判別された記録媒体が従来のＹＣｂＣｒ対応の記録媒体であった場合、処理映像色域取得部９０３で、入力信号の１フレーム分の映像信号の色域を検出する（Ｓ１００２）。検出された映像信号の色域が、ｘｖＹＣＣ色空間のもので、十分色域の広い映像信号である場合、色調整パラメータ修正部９０４により、色調整パラメータを決定し、その色調整パラメータにより色調整を行う（Ｓ１００８、Ｓ１００９）。ここでの色調整パラメータは、映像色域、色空間などとは独立にユーザが決定することもできる。たとえば、別途キャリブレーション手段などにより被写体の色を特定の色に固定化したい場合がある。撮像した被写体のＲＧＢ空間での色を、特定の別の色に固定化して変換する処理等が、ここでの色調整パラメータ決定に相当する。
【００４１】
次に、その色調整された映像信号の色域が従来のＹＣｂＣｒ色空間内に収まるように、色圧縮部９０５で、その色調整された映像信号の色域を圧縮する（Ｓ１０１０）。そして、その映像信号は、映像記録部１０７での処理を経て、映像媒体インターフェース部１０８を通して、記録媒体１０９に記録される（Ｓ８０５）。
Ｓ１００２で判別された入力信号の１フレーム分の色域が、ｘｖＹＣＣ色空間のものではなく、色域の狭い映像信号である場合、色調整パラメータ修正部９０４により、色調整パラメータを決定し、その色調整パラメータにより、映像信号に色調整を行った後（Ｓ１００４、Ｓ１００５）、色伸張部９０２により、ｘｖＹＣＣ色空間への色域伸張処理を行う（Ｓ１００６）。そして、色調整および色域伸張処理を行った映像信号の色域が、従来のＹＣｂＣｒ色空間内に収まるように、色圧縮部９０５で、その色調整された映像信号の色域を圧縮する（Ｓ１００７）。たとえば、図５において、元の映像信号の色域２０４は、一旦、ｘｖＹＣＣ色空間内の仮想色域５０１まで、色伸張部９０２により色域伸張されるが、次に処理映像色域取得部９０３によって色域の飛び出し状況を判定し、同時に記録媒体種類を検出して色空間を判定する。これらの情報から色調整パラメータ修正部９０４で色調整を弱める色調整パラメータを用いて、色圧縮部９０５で、従来のＹＣｂＣｒ色空間内に収まるように、色域伸張された映像信号を圧縮する。
【００４２】
次に、その映像信号は、映像記録部１０７での処理を経て、映像媒体インターフェース部１０８を通して、記録媒体１０９に記録される（Ｓ８０５）。
さらに、Ｓ１００２からの処理を全フレームの処理が終了するまで行う（Ｓ８０６）。
Ｓ８０１で判別された記録媒体の種別がｘｖＹＣＣ色空間対応の記録媒体であった場合、処理映像色域取得部９０３で、入力信号の１フレーム分の映像信号の色域を検出する（Ｓ１０１２）。検出された映像信号の色域が、ｘｖＹＣＣ色空間のもので、十分色域の広い映像信号である場合、色調整パラメータ修正部９０４で、色調整パラメータを決定し、その色調整パラメータにより色調整を行う（Ｓ１０１７、Ｓ１０１８）。そして、その色調整を行った映像信号は、映像記録部１０７での処理を経て、映像媒体インターフェース部１０８を通して、記録媒体１０９に記録される（Ｓ８０６）。ここで、記録媒体は、ｘｖＹＣＣ色空間対応のものであるので、色圧縮処理は行わない。
【００４３】
Ｓ１０１２で判別された入力信号の１フレーム分の色域が、ｘｖＹＣＣ色空間のものではなく、色域の狭い映像信号である場合、色調整パラメータ修正部９０４で、色調整パラメータを決定し、その色調整パラメータにより、映像信号に色調整を行った後（Ｓ１０１４、Ｓ１０１５）、ｘｖＹＣＣ色空間への色域伸張処理を行う（Ｓ１０１６）。そして、その映像信号は、映像記録部１０７での処理を経て、映像媒体インターフェース部１０８を通して、記録媒体１０９に記録される（Ｓ８０５）。この場合も、記録媒体は、ｘｖＹＣＣ色空間対応のものであるので、色圧縮処理は行わない。
さらに、Ｓ１０１２からの処理を全フレームの処理が終了するまで行う（Ｓ８０６）。
そして、行った処理に基づいて、ＣＳ情報、ＩＳＴ情報、ＣＭＰ情報（色圧縮している場合は、色圧縮率ｎ（ｎ＜１）、色圧縮していない場合は、０）をそれぞれ記録媒体に記録する（Ｓ８０７、Ｓ８０８、Ｓ１０１１）。
【００４４】
以上により、映像信号の色域により、色調整、色伸張等の処理を変更することで、どのような映像信号であってもｘｖＹＣＣ色空間を使った色信号処理を行うことができる。さらに、記録媒体が従来のＹＣｂＣｒ対応のものであっても、色圧縮処理により、ｘｖＹＣＣ色空間での色調整を行った映像信号を記録することが可能となる。
次に、図１２を用いて、本実施形態における色拡張を伴う画作りとしての色域伸張と色圧縮の概念を、説明する。
図１２の（ａ）と（ｂ）は、第１実施形態に相当する色域の伸張を示す。原画像の色域１１０１は、従来のＹＣｂＣｒ色空間、及びより広いｘｖＹＣＣ色空間をターゲットとして、色域伸張されて、それぞれ１１０２、１１０３となる。ここでは両者の色調整度合いは当然異なっているが、色圧縮という概念は無い。
【００４５】
図１２の（ｃ）と（ｄ）は、第２実施形態で、色伸張と色圧縮の両方の処理を行う場合に相当する色域の伸張と圧縮を示す。従来のＹＣｂＣｒ色空間対応の記録媒体に記録する場合について説明する。色域伸張の度合いは、図１２（ｂ）と同じｘｖＹＣＣ色空間をターゲットにしているが、実際に記録可能な記録媒体は従来のＹＣｂＣｒ色空間の映像信号であるから、記録のためだけに一旦色圧縮が実施される。この圧縮率ＣＭＰがｎであり、従来のＹＣｂＣｒ色空間内とｘｖＹＣＣ色空間内の各々の色差範囲を示すＣ１，Ｃ２を用いて、以下の式で表現できる。
【００４６】
【数５】
ｎ＝Ｃ１／Ｃ２（＜１）          （式５）
また、図１２（ｄ）は記録された映像を再現する処理を示しており、映像と一緒に記録されたＣＭＰ情報を基にして、元の色域に相当する色域に再現できることになる。圧縮時に量子化により階調劣化が発生するが、色差方向の階調劣化は、視覚特性上、輝度方向に比較して鈍感といえるため実用上問題ない場合も多い。
図１３は、本実施形態の映像信号処理装置１００’により映像信号が記録された記録媒体１０９、１１０を再生する映像信号再生装置７００の全体構成図である。図１３、図１４を用いて、映像信号再生装置７００の動作について説明する。なお、７０６は、ディスプレイ装置である。
【００４７】
映像再生部７０２にて、符号化処理、映像圧縮処理、記録符号化処理等がなされて記録媒体１０９、１１０に記録された信号を、映像媒体インターフェース７０１を通じて、読み出し、復号化等の処理を行い、映像信号を再生する。
映像媒体種類検出部７０６にて、記録媒体が、ｘｖＹＣＣ色空間対応の映像信号を記録しているものか、従来のＹＣｂＣｒ色空間対応の映像信号を記録しているものかを、判断する。この判断は、例えば、ＣＳ情報、ＩＳＴ情報、ＣＭＰ情報が記録媒体上に存在するか否かで判断し、当該情報がいずれも存在しなければ、従来のＹＣｂＣｒ色空間対応のものと判断する。
次に、映像情報判定部７０７で、ＣＳ情報等が記録媒体上に存在する場合、そのＣＳ情報、ＩＳＴ情報、ＣＭＰ情報を取得する（Ｓ７１１）。色伸張部７０３、色調整部７０４にて、映像再生部７０２で再生した映像信号に対して、映像情報判定部７０７で取得した情報に基づいて、それらに対応する処理を行う。ＣＭＰ情報が１である場合、記録系において、色域圧縮処理がなされているので、色域伸張処理を、色伸張部７０３で行う（Ｓ７１３）。ＣＭＰ情報が０である場合は、記録系において、色域圧縮処理がなされていないので、色伸張部７０３で、色伸張処理は行わない。ＩＳＴ情報が１である場合、記録系で、色調整処理が行われたので、再生系で、さらに色調整を行うと、過剰な色調整となるため、再生系での色調整は行わない。つまり、この場合、色調整部７０４では、色調整を行わない。ＩＳＴ情報が０である場合、記録系で、色調整は行われていないので、再生系で色調整を行う。つまり、この場合、色調整部７０４では、色調整を行う（Ｓ７１６〜Ｓ７１８）。このとき、色調整部７０４で、従来のＹＣｂＣｒ色空間用の色調整を行うか、ｘｖＹＣＣ色空間用の色調整を行うかを、ＣＳ情報により、決定する。ＣＳ情報が１であれば、色調整部７０４で、ｘｖＹＣＣ色空間用の色調整を行い（Ｓ７１７）、ＣＳ情報が０であれば、色調整部７０４で、従来のＹＣｂＣｒ色空間用の色調整を行う（Ｓ７１８）。
【００４８】
なお、ＩＳＴ情報、ＣＭＰ情報、ＣＳ情報を用いた処理について、説明したが、これらの３つの情報を必ずしも全部用いた処理を行わなくてもよく、これらの３つ情報の任意の１つの情報のみ、あるいは、任意の２つの情報のみで処理を行ってもよい。
以上により、記録系と再生系で、ＩＳＴ情報、ＣＭＰ情報、ＣＳ情報を交換し、把握することができるので、記録系と再生系での二重の色調整等を防止することができる。また、本発明の第２実施形態における映像信号処理装置１００’にて、図１２の（ｃ）に示すように、従来のＹＣｂＣｒ色空間内に圧縮した映像信号を記録媒体に記録することで、この記録媒体を、再生系で色調整、色拡張等の処理を行うことができない、従来の再生装置でも、過大な色つぶれ等の副作用が発生することなく、色再現することができる。つまり、従来再生装置での再生を保証しつつ、図１３に示すような色伸張、色調整処理ができる再生装置では、より広色域の色を、過調整等することなく、確実に再現することができる。
【００４９】
（第３実施形態）
次に、第３実施形態に係る映像信号処理装置について説明する。
第３実施形態に係る映像信号処理装置は、第１実施形態に係る映像信号処理装置１００において、映像色調整部１０２を映像色調整部１０２’に置換したものであり、それ以外は、第１実施形態に係る映像信号処理装置１００と同様である。なお、第３実施形態に係る映像信号処理装置の全体構成については、第１実施形態に係る映像信号処理装置１００と同様であるので、説明を省略する。
図１５に、本発明の第３実施形態に係る映像信号処理装置１００の映像色調整部１０２’の全体構成図を示す。映像色調整部１０２’は、映像信号を蓄積して処理する部分が図１の映像色調整部１０２と異なる。
【００５０】
例えば、第３実施形態に係る映像信号処理装置において、映像撮影時に、映像信号は、リアルタイムで色調整されることなく、一旦、映像信号の１シーケンス分全てが、ハードディスクや半導体メモリ等で構成される一時蓄積部１２０２に蓄積される。そして、撮影終了後に、蓄積映像解析部１２０３にて、一時蓄積部１２０２に蓄積された映像信号の１シーケンス全部にわたる映像色域の時間的変動を解析する。
この解析結果を受けて、色調整パラメータ修正部１２０４は、色調整パラメータを変更する。変更された調整パラメータに基づいて、蓄積映像用色調整部１２０１は、１シーケンス分の映像全体について、色調整を施して、再度、一時蓄積部１２０２に蓄積する。このプロセスは再度繰り返すことも可能であり、もとの映像を破壊しない限り、何度でも映像全体に最適化した色調整を実行することができる。色調整が最適と判断されたら読み出し部１２０５は、一時蓄積部１２０２から色調整済み映像を読み出して出力する。
【００５１】
図１６は、本実施形態にかかる処理の流れ図であり、第１実施形態と異なる箇所は、Ｓ１３０１〜Ｓ１３０５である。映像信号処理装置１００’（例えばカメラ等）で録画が開始されると、まず、Ｓ８０１で記録媒体種類を検出して、ＣＳ（ＣｏｌｏｒＳｐａｃｅ）情報を決定する。Ｓ１３０１で、一続きの映像シーケンスの一時蓄積を行う。Ｓ１３０２で、１フレーム分の映像信号が読み出され、Ｓ８０２で１フレーム分の映像信号の色域が検出される。Ｓ８０３でターゲット色分布に向けた色調整パラメータを決定する。Ｓ８０４で、実際の色調整を、１フレーム分の映像に実施する。Ｓ１３０３で、調整された１フレーム分の映像は一時蓄積される。Ｓ８０６で、映像信号の１シーケンス分の全フレーム処理が終了したか否かを判定し、未終了であれば、Ｓ１３０２に戻る。次に、Ｓ１３０４で、色調整が終了した１シーケンス分の映像の評価を実施する。ここで映像全体の色の時間変動などに不自然さがあるか否かを判定し、さらに修正する場合には、Ｓ１３０５で、色調整パラメータを変更して、Ｓ１３０２に戻る。色調整が終了したら、Ｓ８０７で、ＣＳ情報＝０または１（従来のＹＣｂＣｒ色空間またはｘｖＹＣＣ色空間）、Ｓ８０８で、ＩＳＴ情報＝１（調整あり）を記録する。またＳ８０９で、記録にあたって色域圧縮をしていないため、ＣＭＰ＝０を記録する。
【００５２】
なお、本発明においては動画を意味する映像を主たる対象として扱っているが、特に時系列における課題以外を問題とする場合には静止画として扱ってもかまわない。
（他の実施形態）
なお、上記実施形態で説明した映像信号処理装置において、各ブロックは、ＬＳＩなどの半導体装置により個別に１チップ化されても良いし、一部又は全部を含むように１チップ化されても良い。
なお、ここでは、ＬＳＩとしたが、集積度の違いにより、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと呼称されることもある。
また、集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路又は汎用プロセサで実現してもよい。ＬＳＩ製造後に、プログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Field  Programmable  Gate  Array）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサーを利用しても良い。
【００５３】
さらには、半導体技術の進歩又は派生する別技術によりＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行ってもよい。バイオ技術の適応等が可能性としてあり得る。
また、上記実施形態の各処理をハードウェアにより実現してもよいし、ソフトウェアにより実現してもよい。さらに、ソフトウェアおよびハードウェアの混在処理により実現しても良い。
なお、本発明の具体的な構成は、前述の実施形態に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更および修正が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明に係る映像信号処理装置は、映像信号の色信号処理に係る新規な処理を実現するので、映像機器関連産業分野において、有用であり、本発明に係る映像信号処理装置は、当該分野において実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の第１実施形態に係る映像信号処理装置の全体構成図
【図２】ＢＴ７０９色空間とｘｖＹＣＣ色空間の説明
【図３】本発明の第１実施形態に係る映像信号処理装置の映像色域取得部の動作の説明図
【図４】記録媒体の色空間が従来のＹＣｂＣｒ色空間の場合の、本発明の第１実施形態に係る映像信号処理装置の色調整パラメータ算出方法の説明図
【図５】記録媒体の色空間がｘｖＹＣＣ色空間の場合の、本発明の第１実施形態に係る映像信号処理装置の色調整パラメータ算出方法の説明図
【図６】本発明の第１実施形態に係る映像信号処理装置に係る記録媒体の記録フォーマットの説明図
【図７】本発明の第１実施形態に係る映像信号処理装置に係る記録フォーマットの映像情報の説明図
【図８】本発明の第１実施形態に係る映像信号処理装置の処理の流れ図
【図９】本発明の第２実施形態に係る映像信号処理装置の全体構成図
【図１０】本発明の第２実施形態に係る映像信号処理装置の処理の流れ図
【図１１】本発明の第２実施形態に係る映像信号処理装置の処理の流れ図
【図１２】本発明の第２実施形態に係る映像信号処理装置の処理の説明図
【図１３】本発明の第２実施形態に係る映像信号処理装置に係る記録媒体を再生する映像再生装置の全体構成図
【図１４】本発明の第２実施形態に係る映像信号処理装置に係る記録媒体を再生する映像再生装置の処理の流れ図
【図１５】本発明の第３実施形態に係る映像信号処理装置の色調整部の全体構成図
【図１６】本発明の第３実施形態に係る映像信号処理装置の処理の流れ図
【符号の説明】
【００５６】
１００、１００’  映像信号処理装置
１０１  映像入力部
１０２  映像色調整部
１０３  映像色域取得部
１０４  映像媒体種類検出部
１０５  映像情報書込み部
１０６  色調整パラメータ決定部
１０７  映像記録部
１０８  映像媒体インタフェース部
１０９  既存映像記録媒体（従来のＹＣｂＣｒ色空間記録蓄積媒体）
１１０  ｘｖＹＣＣ映像記録媒体
６０２  媒体情報
６０３  動画映像ファイル群
９０１  伸張・圧縮部
９０２  色伸張部
９０３  処理映像色域取得部
９０４  色調整パラメータ修正部
９０５  色圧縮部
１２０１  蓄積映像用色調整部
１２０２  一時蓄積部
１２０３  蓄積映像解析部
１２０４  色調整パラメータ修正部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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