(57)【要約】【課題】カラー画像に対して自由度の高い色調調整処理を実現する。【解決手段】複数の原色信号Ｒ，Ｇ，Ｂから表現されるカラー画像をモノカラー画像に変換する際に、まず複数の原色信号Ｒ，Ｇ，Ｂについて、マイクロコンピュータ１７より送られる操作部からの指示に基づいて彩度調整回路２１にて彩度の調整を行い、続いて、原色信号ごとに独立して、彩度が調整された原色信号に対し非線形ゲイン変調回路２２，２３，２４により指示された利得の補正を行うようにする。なお、ここでいうモノカラー画像は、白黒の濃淡で表現された画像の他、彩度が調整された単一色もしくは複数色からなる画像も含まれる。【選択図】図２
2007266955.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の原色信号から表現されるカラー画像をモノカラー画像に変換する映像信号処理回路を備えた撮像装置において、
前記映像信号処理回路は、
入力される複数の原色信号の彩度を調整する彩度調整部と、
前記原色信号ごとに設けられる、前記彩度調整部で彩度が調整された原色信号に対して利得の補正を行う利得補正部と、
前記彩度調整部に対して彩度調整及び各々の前記利得補正部に対して利得補正を指示する制御部と、
を備えることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記映像信号処理回路は、利得補正の内容が設定されている補正パターンを記憶する記憶部を備え、
前記利得補正部は、前記記憶部から前記制御部の指示に応じた補正パターンを選択し、該補正パターンに基づいて前記原色信号の利得を補正する、
ことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記利得補正部が、前記撮像装置が具備するガンマ補正回路のガンマ補正機能を利用して構成され、
前記記憶部が、前記ガンマ補正の内容及び前記利得補正の内容を含む補正パターンを備える
ことを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記彩度調整部が、前記撮像装置が具備する輝度調整回路の輝度信号生成機能を利用して構成される、
ことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記彩度調整部は、入力される複数の原色信号から輝度信号を生成する輝度生成回路と、
各原色信号から前記輝度生成回路で生成された輝度信号を減算して各原色信号に対応する色差信号を生成する色差生成回路と、
前記色差生成回路で生成された各色差信号に対して前記制御部の指示に応じた利得の調整を行う色差利得調整回路と、
前記色差利得調整回路にて利得が調整された各色差信号に対して前記輝度信号を加算して出力する出力回路と、
を備えることを特徴とする請求項４に記載の撮像装置。
【請求項６】
複数の原色信号から表現されるカラー画像をモノカラー画像に変換する映像信号処理回路において、
入力される複数の原色信号の彩度を調整する彩度調整部と、
前記原色信号ごとに設けられる、前記彩度調整部で彩度が調整された原色信号に対して利得の補正を行う利得補正部と、
前記彩度調整部に対して彩度調整及び各々の前記利得補正部に対して利得補正を指示する制御部と、
を備えることを特徴とする映像信号処理回路。
【請求項７】
複数の原色信号から表現されるカラー画像をモノカラー画像に変換する映像信号処理方法において、
複数の原色信号に対して指示された彩度の調整を行うステップと、
彩度が調整された原色信号に対して、原色信号ごとに指示された利得の補正を行うステップと、
を備えることを特徴とする映像信号処理方法。
【請求項８】
複数の原色信号から表現されるカラー画像をモノカラー画像に変換するコンピュータプログラムであって、
複数の原色信号に対して指示された彩度の調整を行う処理と、
彩度が調整された原色信号に対して、原色信号ごとに指示された利得の補正を行う処理と、
をコンピュータに実行させるコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カラー画像を特定の色が所望の彩度に調整されたモノカラー画像に変換する映像信号処理回路、撮像装置、映像信号処理方法、並びにプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ビデオカメラなどの撮像装置で撮影したカラー画像の色を一定の色調に変化させる手法がいくつか存在する。例えば、ビデオカメラにおいて、モノトーンフィルムを用いて撮影したかのような表現手法はモノカラー処理として広く利用されている。特に、撮影した画像を、フィルムで撮影したようなセピアの色調に変化させる機能は、様々な撮像装置に搭載されている。
【０００３】
その一例として、画像を構成する各画素ごとの輝度相当値についてその分布を求め、この輝度分布に改善される余地があれば輝度変換の対応関係を導出し、これに基づいて各画素の輝度を変換したモノトーンの画像を生成する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２０００−１０５８２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
現在、図１１に示すように、イメージセンサで得られる赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の原色信号を輝度生成回路２０１に入力して輝度信号を算出し、これにゲイン変調回路２０２，２０３，２０４にてそれぞれの色ごとのゲインをかけることで、モノカラー処理を実現していることが多い。この場合、回路としては比較的簡便なものの、輝度が飽和したときに色が残ることになる。逆にこれを抑えるような処理も考えられるが、そもそも輝度が飽和したときにどのように表現されるべきかは判断が難しい問題である。例えば、モノカラー処理前の元の画像で白い部分はモノカラー処理後も白として表現するのか、あるいはセピアで表現するのかというような問題がある。このような場合、モノカラー画像の色調をどう表現するかは撮像装置を製造する企業の判断に委ねられるので、利用者による色調調整の自由度が低かった。
【０００５】
また、通常のモノカラー処理では、例えば色褪せたフィルムのような表現を行いたい場合、モノカラー処理した信号と元の信号をミックスする手法があるが、このような処理でも飽和した信号に色が付く可能性があり、あまり好ましくない。
【０００６】
本発明は斯かる点に鑑みてなされたものであり、カラー画像に対して自由度の高い色調調整処理を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明は、複数の原色信号から表現されるカラー画像をモノカラー画像に変換する際に、まず複数の原色信号について、操作部等より指示された内容に基づく彩度の調整を行い、続いて、彩度が調整された原色信号に対して、原色信号ごとに指示された利得の補正を行うことを特徴とする。
ここでいうモノカラー画像は、白黒の濃淡で表現された画像の他、彩度が調整された単一色の画像、さらには複数色からなる画像も含まれる。
【０００８】
上記構成において、まず各原色信号の彩度を調整した後、該彩度が調整された原色信号に対して色ごとに利得の補正を行うので、色ごとに独立して色調の調整が行える。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、カラー画像に対して自由度の高い色調調整処理が実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態の例について、添付図面を参照しながら説明する。以降の説明において「モノカラー処理」という場合は、通常のカラー画像をモノカラー画像に変換することをいうものとする。
【００１１】
本発明の撮像装置を適用したビデオカメラの基本的な構成例のブロック図を、図１に示す。図１に示すビデオカメラにおいて、ＣＣＤ(Charge Coupled Device)等を用いた撮像素子により構成される３個のイメージセンサ１，２，３の前面には、レンズで捕らえた光学像を赤色（Ｒ），緑色（Ｇ），青色（Ｂ）の３つの原色画像に分解するフィルタ（図示略）が装着されている。被写体の光学像は図示せぬレンズ等の光学系を通り、フィルタを介してイメージセンサ１，２，３の受光部に入射され、赤色、緑色、青色の各色ごとに光電変換される。本例では、赤色用、緑色用及び青色用の３個のイメージセンサを備えているが、例えば４色分のイメージセンサを備えるなど、この例に限るものではない。
【００１２】
イメージセンサ１，２，３は、被写体像から光電変換により映像信号を構成する各原色信号を各々生成し、それら３色の原色信号（Ｒ信号，Ｇ信号，Ｂ信号）をそれぞれビデオアンプ４，５，６に供給する。なお、上記映像信号は、動画のみならず静止画にも適用可能である。
【００１３】
ビデオアンプ４，５，６は利得調整手段であり、一例としてＡＧＣ（AutomaticGain Control）回路などを適用することができる。ビデオアンプ４，５，６は、原色信号のゲインを調整し、そのゲインが調整された原色信号をそれぞれＡ／Ｄ変換器７，８，９に供給する。Ａ／Ｄ変換器７，８，９は、入力されたアナログ信号をデジタル信号に変換し、映像信号処理部１６に供給する。
【００１４】
本例の映像信号処理部１６は、補正回路１０、ゲイン調整回路１１、色調整回路１２、輝度調整回路１３、ガンマ補正回路１４、出力信号生成回路１５から構成されており、上記ビデオアンプ４，５，６、Ａ／Ｄ変換器７，８，９によって適切なレベルに調節され、量子化されたＲ，Ｇ，Ｂの原色信号は、まず映像信号処理部１６の補正回路１０に入力される。
【００１５】
補正回路１０は、入力された３色の原色信号に対して所定の補間処理、それに伴うフィルタ処理、シェーディング処理などの信号処理を行い、ゲイン調整回路１１に供給する。
【００１６】
ゲイン調整回路１１は、補正回路１０から入力される３色の原色信号が適切なレベルとなるようゲインを調整して、色調整回路１２に供給する。
【００１７】
色調整回路１２は、特許請求の範囲に記載した映像信号処理回路の一例であり、ゲイン調整回路１１から入力される３色の原色信号の色調を、要求される色調に調整（補正）して、輝度調整回路１３に供給する。
【００１８】
輝度調整回路１３は、映像信号を規定の範囲内に収めるために、色調整回路１２より入力される各原色信号から輝度信号を抽出し、その輝度信号の高輝度域の振幅特性を抑えることによりイメージセンサ出力のダイナミックレンジを圧縮し、ガンマ補正回路１４へ供給する。
【００１９】
ガンマ補正回路１４は、輝度調整回路１３から入力される３色の原色信号の各々について、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）などのモニタ（受像機）のガンマ特性に合わせて補正を行い、ガンマ補正した各原色信号を出力信号生成回路１５に供給する。
【００２０】
出力信号生成回路１５は、ガンマ補正回路１４から入力される３色の原色信号を最終的な映像信号出力形式に変換し、外部へ出力する。一例として、出力信号生成回路１５は、ＮＴＳＣ（National Television System Committee）又はＰＡＬ（Phase Alternating Line）等の信号規格に沿うように、３色の原色信号を色差信号に変換し、図示せぬサブキャリア信号を用いて変調するエンコーダ回路としての機能を有する。さらに、出力すべき映像信号がアナログ信号である場合には、上記エンコーダ回路が出力した量子化された色差信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換器を備えた構成とする。
【００２１】
マイクロコンピュータ１７は、制御部の一例であり、映像信号処理部１６を構成する各回路を制御する。また、図示せぬレンズ等の光学系、ビデオアンプ４，５，６等の各部の動作を制御する。操作部１８は、ビデオカメラに配設されたボタンキーや当該ビデオカメラに搭載されたモニタの画面に表示されるアイコンに割り当てられたソフトキー等からなり、操作に応じた操作信号が図示せぬインターフェースを介して操作部１８からマイクロコンピュータ１７に入力される。マイクロコンピュータ１７は、利用者が操作部１８を操作して入力した操作信号、もしくは予め規定された設定等に基づいて、内蔵のＲＯＭ（Read Only Memory）等の不揮発性記憶部に記録されているコンピュータプログラムに従い、所定の演算及び各回路に対する制御を行う。
【００２２】
さらに、マイクロコンピュータ８０には、必要に応じて、図示せぬドライブ回路が接続され、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、あるいは半導体メモリなどが適宜装着され、それらから読み出されたコンピュータプログラムが、必要に応じてマイクロコンピュータ１７に内蔵されるＲＡＭ等にインストールされるようにしてもよい。
【００２３】
上述のように構成されるビデオカメラにおいて、被写体像がイメージセンサ１，２，３で光電変換されて赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の原色信号が生成され、次いで、ビデオアンプ４，５，６とＡ／Ｄ変換器７，８，９によって適切なレベルのアナログ信号に調節され、量子化されてデジタル信号に変換される。量子化された各原色信号は補正回路１０、ゲイン調整回路１１によって適切な補正及びゲイン調整処理がなされた後、色調整回路１２に入力される。色調整回路１２に入力された各原色信号は、マイクロコンピュータ１７からの指示に基づき所望の色調に調整されて輝度調整回路１３に入力される。そして、輝度調整回路１３で適切な輝度圧縮処理がなされた後、ガンマ補正回路１４に入力され、ガンマ補正された各原色信号が出力信号生成回路１５によって最終的な映像信号出力形式に変換されて出力される。
【００２４】
ここで、色調整回路１２について説明する。図２は、色調整回路１２の構成例を示したものである。本例の色調整回路１２は、色情報を持った映像信号、つまりＲ信号、Ｇ信号、Ｂ信号の各原色信号の彩度（飽和度ともいう）を調整した信号に対して色ごとに独立して非線形演算を行うものであり、彩度調整回路２１、Ｒ信号（Ｒチャンネル）用の非線形ゲイン変調回路２２、Ｇ信号（Ｇチャンネル）用の非線形ゲイン変調回路２３、Ｂ信号（Ｂチャンネル）用の非線形ゲイン変調回路２４から構成される。
【００２５】
彩度調整回路２１は、彩度調整部の一例であり、マイクロコンピュータ１７からの指示に基づいて入力される原色信号の彩度を調整し、各原色信号ごとに対応する非線形ゲイン変調回路２２，２３，２４へ出力する。
【００２６】
各非線形ゲイン変調回路２２，２３，２４は、利得調整部の一例であり、入力された原色信号を、マイクロコンピュータ１７からの指示により決定されるゲイン変調パターン（補正パターン）に基づいて利得を補正して出力する。この例では、利得の補正を非線形処理により行っている。
【００２７】
色調整回路１２において、ゲイン調整回路１１（図１参照）からＲ，Ｇ，Ｂの各原色信号が彩度調整回路２１に入力されると、彩度調整回路２１はマイクロコンピュータ１７からの指示に基づいて各原色信号の彩度を調整し、彩度を調整した各原色信号をそれぞれの非線形ゲイン変調回路２２，２３，２４へ供給する。各非線形ゲイン変調回路２２，２３，２４は、彩度が調整された各原色信号についてゲイン変調パターンを参照して所望のゲインとなるよう非線形処理し、後段の輝度調整回路１３（図１参照）へ出力する。なお、ゲイン変調パターンの態様によっては、非線形処理されない色（原色信号）もある。
【００２８】
このように、色調整回路１２において、入力された３色の原色信号は彩度調整回路２１にて彩度が調整された後、非線形ゲイン変調回路２２，２３，２４によってＲ，Ｇ，Ｂそれぞれの原色信号について独立に非線形処理が行われる。非線形ゲイン変調回路による非線形処理時に参照されるゲイン変調パターンの一例を、図３に示す。
【００２９】
図３において、横軸は、色調整回路１２に入力される原色信号の信号レベル（輝度レベル）を示し、縦軸は、ゲイン調整後の原色信号の信号レベルを示す。この例では、信号レベル０％すなわち黒を「０」、信号レベル１００％すなわち白を「１」として示している。一例として「０」から「１」までの信号レベルを８ビットの情報により２５６の階調で表すことができる。
【００３０】
図中、曲線３１は、Ｒ信号の入力信号レベルと出力信号レベルの関係を示し、曲線３２は、Ｇ信号の入力信号レベルと出力信号レベルの関係を示し、さらに曲線３３は、Ｂ信号の入力信号レベルと出力信号レベルの関係を示す。図３に示した例は、Ｇ，Ｂチャンネルは非線形処理を行わず、Ｒチャンネルのみが強調されたゲイン調整のパターンとなっている。曲線３２と曲線３３は、同一曲線（実際には直線）であるが、説明の便宜上、若干ずらして記載してある。
【００３１】
図３に示すように、色調整回路１２において、彩度が調整された各原色信号に対して色ごとに独立して非線形処理を実施することにより、黒及び白つまり信号レベルが０及び１の近傍については入力信号の状態を保存したままで、中間域をＲチャンネルのみ強調して表現するような処理が実現可能となる。つまり赤色の単一色によるモノカラー表現が可能になる。
【００３２】
この色調整回路１２の機能を応用して、マイクロコンピュータ１７が例えば図４に示すような非線形ゲイン変調パターンを設定することで、さらに自由度が高くなり、様々な色で表現することが可能となる。図４において、曲線４１は、Ｒ信号の入力信号レベルと出力信号レベルの関係を示し、曲線４２は、Ｇ信号の入力信号レベルと出力信号レベルの関係を示し、さらに曲線４３は、Ｂ信号の入力信号レベルと出力信号レベルの関係を示す。図４の例では、Ｒ及びＢチャンネルが強調されるとともにＧチャンネルが抑えられたパターンとなっており、特にＲチャンネルが強調されている。
【００３３】
彩度調整回路２１で彩度を数分の１程度までに抑えた原色信号に対してこのような非線形のゲイン調整処理を施せば、赤色が濃く緑色が薄い色褪せた写真のような表現も可能である。
【００３４】
さらには、彩度調整回路２１で彩度を殆どなくしてしまうことで、いわゆる白黒のモノカラー的な表現も可能となる。
【００３５】
また、図３及び図４は、同一の色であれば映像の全域においてその色が表現されるゲイン変調パターンの例を示すものであったが、例えば入力信号の高レベル側ではＲチャンネルが強調され、逆に低レベル側ではＢチャンネルが強調されるようなゲイン変調カーブを用いることで、入力信号の信号レベルに応じて色が変わるような映像表現が可能となる。このような映像表現を実現するゲイン変調パターンの例を、図５に示す。
【００３６】
図５において、曲線５１は、Ｒ信号の入力信号レベルと出力信号レベルの関係を示し、曲線５２は、Ｇ信号の入力信号レベルと出力信号レベルの関係を示し、さらに曲線５３は、Ｂ信号の入力信号レベルと出力信号レベルの関係を示す。図５の例では、Ｒチャンネル用のゲイン変調曲線５１は高レベル側のみが持ち上がり、逆にＢチャンネル用のゲイン変調曲線５３は低レベル側のみが下がっている。このようなゲイン変調パターンに基づいた非線形処理を施すことで、映像の暗い部分ではＢチャンネル（青色）が抑制され、逆に明るい部分ではＲチャンネル（赤色）が支配的になるような出力信号が得られる。
【００３７】
この例のように、非線形ゲイン変調回路における非線形処理を入力される原色信号のレベルに応じて変化させることで、原色信号のレベルごとに異なる色を強めた、あるいは弱めた映像を後段の回路へ出力することができる。
【００３８】
以上説明したように、色調整回路１２において各原色信号の彩度を調整した後、該彩度が調整された原色信号に対して色ごとに非線形演算を行うことで、自由度の高い色調調整処理が実現可能になる。
【００３９】
すなわち、利用者が操作部１８を操作してマイクロコンピュータ１７に操作信号が入力されると、マイクロコンピュータ１７が彩度調整回路２１及び非線形ゲイン変調回路２２，２３，２４に対して利用者の操作に応じた彩度調整指令及びゲイン変調指令を出力する。そして各原色信号が、彩度調整回路２１でマイクロコンピュータ１７の指示により所望の彩度に調整された後、非線形ゲイン変調回路２２，２３，２４において各原色信号がコンピュータ１７からの指示に応じて独立して非線形処理され、利用者が所望する映像表現が可能となる。
【００４０】
このとき、ビデオカメラにデフォルトで設定されている「セピア」等の各表示モードに対応するゲイン変調パターンを、利用者が好みの色調に編集して後述する非線形テーブルに登録できるようにしてもよい。このようにすることで、利用者がモニタ上のソフトキーを操作して例えば「セピア」の表示モードを選択したとき、編集済みの「セピア」に対応するゲイン変調パターンが選択され、所望の「セピア」調に調整された映像表現が行われる。また、利用者が操作部１８を操作して、モニタに表示した映像に対して、各原色信号ごとにリアルタイムで色調調整作業を行えるようにしてもよい。
【００４１】
ところで、このような非線形処理を行う回路の実現方法としては、曲線による曲線近似や直線による折れ線近似などが考えられるが、いずれの場合も、精度を適切な範囲に保とうとすると回路規模が大きくなる傾向にある。そこで、上記ゲイン変調処理を同じ非線形演算回路であるガンマ補正回路１４を利用する方法を提案する。以下、一例として、折れ線近似を用いたガンマ補正処理回路について、図６〜図９を参照して説明する。
【００４２】
折れ線近似によるガンマ補正処理は、図７に示される曲線７３で表されるガンマ補正曲線のガンマ値と、曲線７１で表される線形特性の値（リニア値）との差分をガンマ補正値として取り扱うようにするとともに、この差分で表されるレベル変化量を示す非線形（ノンリニア）曲線７２を折れ線近似してそれぞれの線分のデータを最終的なガンマ補正値とするというものである。その具体例は、本出願人が先に提案した「特開平９−１７２５６２号公報」などに開示されている。ここでは、その内容を簡単に説明する。
【００４３】
図６は、本例におけるガンマ補正回路１４の１チャンネル分の構成例を示したものである。図６に示すように、ゲイン及びオフセット算出回路６１、非線形成分生成回路６３、非線形成分加算回路６６から１チャンネル分のガンマ補正回路が構成される。ガンマ補正回路１４は、Ｒ，Ｇ，Ｂの３チャンネルそれぞれについて図６に示した構成の回路を備える。
【００４４】
図６において、輝度調整回路１３から入力された原色信号が、ゲイン及びオフセット算出回路６１に入力される。ゲイン及びオフセット算出回路６１は、マイクロコンピュータ１７からの指示に基づいて、非線形テーブル６２から入力信号レベルに対応するゲイン調整用の係数及びオフセット量を抽出する。
【００４５】
この非線形テーブル６２は、マイクロコンピュータ１７から指定される非線形処理の内容（非線形処理の対象とする入力信号レベルの範囲、ゲイン量）と、そのときの非線形な曲線７２と接する１次方程式「Ｙ＝ａＸ＋ｂ」で表される直線の傾きデータａ及び切片データｂとが対応付けられ登録されている。非線形テーブル６２は図示せぬＲＯＭ等の不揮発性記憶装置に記憶されており、ＲＡＭにロードされて、ゲイン及びオフセット算出回路６１により参照され、指示に応じたデータが読み出される。なお、非線形テーブル６２は、マッピングテーブル又はルックアップテーブルとも呼ばれる。
【００４６】
ゲイン及びオフセット算出回路６１は、非線形テーブル６２を参照し、入力された原色信号の信号レベルごとに傾きデータａ及び切片データｂを読み出し、傾きデータａをゲイン調整用の係数として、また切片データｂをオフセット量として非線形成分生成回路６３へ供給する。
【００４７】
非線形成分生成回路６３は、乗算器６４と加算器６５を備え、乗算器６４にて入力信号Ｘにゲイン係数ａを乗算し、加算器６５にてその乗算器６４の出力ａＸとオフセット量ｂを加算してガンマ補正に係る非線形成分を生成し、非線形成分加算回路６７に供給する。非線形成分生成回路６３から供給する信号は、図７の曲線７２に相当する。
【００４８】
非線形成分加算回路６６は、加算器６７を備え、入力信号と非線形成分生成回路６３から出力された信号を加算して出力信号生成回路１５へ供給する。ガンマ補正処理では、このような非線形処理をＲ，Ｇ，Ｂの３色の原色信号について行う。
【００４９】
上記構成のガンマ補正回路において、非線形成分を生成するために非線形テーブル６１を参照して入力信号に対するゲイン及びオフセット分を算出し、これを非線形成分生成回路６３で演算して非線形成分を生成し、最後に非線形成分加算回路６６で入力信号（線形成分）と足し合わせることで、最終的なガンマ補正処理を実現している。
【００５０】
このようにガンマ補正回路は、入力信号（原色信号）の線形成分（曲線７１）から非線形成分（曲線７２）を生成し、これらを足し合わせることでガンマ補正曲線７３を出力している。そこで、この非線形成分に注目し、入力信号に対してＲ，Ｇ，Ｂごとに異なるゲイン変調パターンを適用することで、本発明における非線形処理を実現する。つまり、ガンマ補正処理に本発明における非線形処理を考慮したゲイン変調パターンを作成し、非線形テーブル６２に記憶しておく。そして、マイクロコンピュータ１７からの色調調整（非線形ゲイン調整）があると、指示された色調調整の内容に応じて、ゲイン及びオフセット算出回路６１が指示内容に対応するゲイン変調パターンを参照し、該ゲイン変調パターンに基づいて各原色信号についてガンマ補正及び色調調整に係る非線形処理を実行する。このときの非線形成分のゲイン変調パターンの一例を図８に示す。
【００５１】
図８において、曲線８１は、Ｒ信号の非線形成分における入力信号レベルと出力信号レベルの関係を示し、曲線８２は、Ｇ信号の非線形成分における入力信号レベルと出力信号レベルの関係を示し、さらに曲線８３は、Ｂ信号の非線形成分における入力信号レベルと出力信号レベルの関係を示す。図８の例では、Ｒチャンネル用の非線形成分（曲線８１）が中間域で他のチャンネルよりも持ち上がり、強調されている。この図８に示した非線形成分のゲイン曲線により得られる最終的な出力信号を、図９に示す。
【００５２】
図９において、曲線９１は、Ｒ信号の入力信号レベルと出力信号レベルの関係を示し、曲線９２は、Ｇ信号の入力信号レベルと出力信号レベルの関係を示し、さらに曲線９３は、Ｂ信号の入力信号レベルと出力信号レベルの関係を示す。図９に示すように、Ｒチャンネル用ガンマ特性の曲線９１の中間領域だけが持ち上がったようになり、結果としてモニタ側ではＲチャンネルのみ強調した映像表現が実現できる。
【００５３】
ここで、上述したようなガンマ補正回路を用いて本発明の映像信号処理（モノカラー処理）を実現する場合、通常のガンマ特性分（非線形の発光出力特性）についてはモニタ側で逆変換されてしまうため、実際のモノカラー処理における色表現は、設定するゲイン変調パターンを逆変換して考える必要がある。つまり、ガンマ補正用の非線形処理回路を利用するときのゲイン変調パターンは、モニタ側でのガンマ特性を考慮して設定されており、その点において、図２に示した非線形ゲイン変調回路２２，２３，２４で使用するゲイン変調パターンとは異なるので注意しなければならない。
【００５４】
このように本発明の映像信号処理を実現するのにガンマ補正回路を流用した場合においても、前述と同様に、複数の色を組み合わせることで、様々な色を強調した映像表現が可能となるだけでなく、入力信号の低レベル側と高レベル側でそれぞれ別々の色を強調した設定ができるなど、自由度の高い色調調整処理が可能となる。
【００５５】
次に、彩度調整回路２１についても検討する。ここでは、入力された原色信号から輝度信号を生成し、それぞれの原色信号から輝度信号を減算した信号に対しゲインを調整した後に、最後に輝度信号を足し戻し演算を行う彩度調整処理を提案する。
【００５６】
上記彩度調整処理を実現する回路の構成例を、図１０に示す。図１０に示すように、本例の彩度調整回路は、輝度生成回路１０１、色差生成回路１０２、色差ゲイン調整回路１０３、及び出力回路１０４から構成する。
【００５７】
輝度生成回路１０１は、いわゆるマトリクス回路を利用してＲ，Ｇ，Ｂの原色信号から輝度信号を生成する。
【００５８】
色差生成回路１０２は、入力されたＲ，Ｇ，Ｂの原色信号から上記輝度生成回路１０１で生成された輝度信号を減算し、色差信号を生成する演算を行う。
【００５９】
色差ゲイン調整回路（色差利得調整回路）１０３は、色差生成回路１０２で生成された各チャンネルの色差信号に対し、マイクロコンピュータ１０５が設定するゲイン調整用の係数（ｋ）１０５を乗算する演算を行う。
【００６０】
出力回路１０４は、色差ゲイン調整回路１０３でゲイン調整が施された各色差信号に対し、上記輝度生成回路１０１で生成した輝度信号を加算し、後段の回路へ出力する処理を行うものである。
【００６１】
上記構成の彩度調整回路において、まず輝度生成回路１０１に入力されたＲ，Ｇ，Ｂの原色信号から輝度信号が生成される。そして、色差生成回路１０２において各原色信号から輝度信号が減算され、各原色信号に対応する色差信号Ｒ−Ｙ，Ｇ−Ｙ，Ｂ−Ｙがそれぞれ生成される。続いて、色差ゲイン調整回路１０３において、各色差信号に対してゲイン調整用の係数ｋが乗算されてゲインが調整される。最後に、ゲインが調整された各色差信号に対して出力回路１０４で輝度信号が足し戻され、輝度はそのままに彩度が調整された映像信号Ｒ´，Ｇ´，Ｂ´が外部へ出力される。
【００６２】
最終的に出力回路１０４から出力される映像信号Ｒ´信号，Ｇ´信号，Ｂ´信号は以下のようになる。
Ｒ´＝（Ｒ−Ｙ）×ｋ＋Ｙ
Ｇ´＝（Ｇ−Ｙ）×ｋ＋Ｙ
Ｂ´＝（Ｂ−Ｙ）×ｋ＋Ｙ
【００６３】
例えば、ゲイン係数ｋが「０」の場合、出力される原色信号は白黒のモノトーン表現となる。また、ゲイン係数ｋが「０．５」の場合は、出力される各原色信号に半分色が残った色調となる。
【００６４】
このような彩度を調整する演算自体はそれほど大きなものではないが、専用に持つとなると映像信号処理部１６全体の回路規模の増大を招いてしまう。そこで、輝度調整回路１３の一部、例えば輝度信号を抽出する機能を応用することで、ガンマ補正回路による非線形処理と同様に、既存の回路を利用した処理が可能となり、回路規模の増大を抑制できる。
【００６５】
以上述べたように、ビデオカメラ等の撮像装置において、まず、Ｒ，Ｇ，Ｂの各原色信号の彩度を調整した後、該彩度が調整された原色信号に対して色ごとに独立して非線形演算を行う構成としたので、映像に対し自由度の高い色調調整処理が実現できる。さらに、彩度を完全に絞ることで、いわゆる白黒によるモノカラー表現も可能である。
【００６６】
また、色調整回路１２における彩度調整機能を輝度調整回路１３で、色ごとの非線形処理機能をガンマ補正回路１４でそれぞれ利用もしくは応用することで、特別な回路の追加なしに本発明の色調調整処理が行える。したがって、回路規模の増大を必要最小限に抑えることができる。
【００６７】
なお、以上の映像信号処理部１６（図１参照）の処理は、ハードウェアにより実行することができるが、ソフトウェアにより実行させることもできる。一連の処理をソフトウェアにより実行させる場合には、そのソフトウェアを構成するプログラムコードを、マイクロコンピュータ１７に内蔵するＲＯＭ等の記憶部に格納する。特に、図２，６，１０を用いて説明した本発明による映像信号処理（モノカラー処理）をソフトウェアにより実行させる場合は、それらの処理を実行するためのプログラムコードを新たに記憶部にインストールすることで、映像信号処理部１６に対して本発明によるモノカラー処理機能を拡張することができる。
【００６８】
本発明は、上述した実施形態例の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記録媒体を、システムあるいは装置に供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータ（演算処理装置）が記録媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行することによっても、達成されることは言うまでもない。
【００６９】
この場合のプログラムコードを供給するための記録媒体としては、例えば、フロッピディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭなどを用いることができる。
【００７０】
また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、上述した実施の形態の例の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳなどが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって上述した実施の形態の例の機能が実現される場合も含まれる。
【００７１】
また、上述した実施形態において、本発明による撮像装置をビデオカメラに適用した例を説明したが、これに限らず、例えば、デジタルスチルカメラ、カラーイメージスキャナ、又はそれらと同等の機能を有するその他の装置等であってもよく、様々な装置に広く適用可能である。さらには、撮像装置からの映像信号を受信する受像機が本発明の映像信号処理機能を備え、受像機側でこの映像信号処理、すなわちモノカラー処理を行うことも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明の一実施形態に係るビデオカメラの構成例を示すブロック図である。
【図２】図１に示したビデオカメラの色調整回路の構成例を示す図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る非線形ゲイン曲線（１）の例を示す線図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る非線形ゲイン曲線（２）の例を示す線図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る非線形ゲイン曲線（３）の例を示す線図である。
【図６】図１に示したビデオカメラのガンマ補正回路の構成例を示す図である。
【図７】本発明の他の実施形態に係るガンマ特性例を示す線図である。
【図８】本発明の他の実施形態に係るガンマ特性の非線形成分によるゲイン曲線を示す線図である。
【図９】本発明の他の実施形態に係る非線形処理後の出力信号例を示す線図である。
【図１０】図２に示した色調整回路内の彩度調整回路例を示す図である。
【図１１】従来のモノカラー処理の説明に供する図である。
【符号の説明】
【００７３】
１，２，３…イメージセンサ、１２…色調整回路、１３…輝度調整回路、１４…ガンマ補正回路、１７…マイクロコンピュータ、１８…操作部、２１…彩度調整回路、２２，２３，２４…非線形ゲイン変調回路、６１…ゲイン及びオフセット算出部、６２…非線形テーブル、６４…非線形成分生成回路、６６…非線形成分加算回路、１０１…輝度生成回路、１０２…色差生成回路、１０３…色差ゲイン調整回路、１０４…出力回路
【図１】
2007266955.tif 000003
【図２】
2007266955.tif 000004
【図３】
2007266955.tif 000005
【図４】
2007266955.tif 000006
【図５】
2007266955.tif 000007
【図６】
2007266955.tif 000008
【図７】
2007266955.tif 000009
【図８】
2007266955.tif 000010
【図９】
2007266955.tif 000011
【図１０】
2007266955.tif 000012
【図１１】
2007266955.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成19年3月28日(2007.3.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
さらに、マイクロコンピュータ１７には、必要に応じて、図示せぬドライブ回路が接続され、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、あるいは半導体メモリなどが適宜装着され、それらから読み出されたコンピュータプログラムが、必要に応じてマイクロコンピュータ１７に内蔵されるＲＡＭ等にインストールされるようにしてもよい。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４７】
非線形成分生成回路６３は、乗算器６４と加算器６５を備え、乗算器６４にて入力信号Ｘにゲイン係数ａを乗算し、加算器６５にてその乗算器６４の出力ａＸとオフセット量ｂを加算してガンマ補正に係る非線形成分を生成し、非線形成分加算回路６６に供給する。非線形成分生成回路６３から供給する信号は、図７の曲線７２に相当する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４９】
上記構成のガンマ補正回路において、非線形成分を生成するために非線形テーブル６２を参照して入力信号に対するゲイン及びオフセット分を算出し、これを非線形成分生成回路６３で演算して非線形成分を生成し、最後に非線形成分加算回路６６で入力信号（線形成分）と足し合わせることで、最終的なガンマ補正処理を実現している。