(57)【要約】【課題】入力された画像の色ヒストグラムを検出し、色の分布及び頻度に応じてパラメータを動的に制御することにより、画像の「距離感」及び「立体感」を向上させ、よりリアルな画像の再現を可能にする色補正装置及び方法を提供する。【解決手段】色差平面上の所定の角度範囲を１つの色軸範囲とし、この色軸範囲を複数設定し、かつ、それぞれの色軸範囲を複数の領域に分割して、この分割した領域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ヒストグラムを検出する色ヒストグラム検出手段１１と、色相、彩度、輝度に関する予め所定の値に設定されている各補正値を、色ヒストグラムに基づいてフィールドごと又はフレームごとに変化させるデータ処理手段２と、データ処理手段により変化させた色相、彩度、輝度に関する各補正値によって入力映像信号を色軸範囲ごとに補正する色補正手段１２とを備える。【選択図】図１
2012015894.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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軸に直交するＹ軸とする色差平面において、当該色差平面上の所定の角度範囲を１つの色軸範囲とし、この色軸範囲を複数設定し、かつ、それぞれの色軸範囲を複数の領域に分割して、この分割した領域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ヒストグラムを検出する色ヒストグラム検出手段と、
映像信号の色相、彩度、輝度に関する予め所定の値に設定されている各補正値を、前記検出された色ヒストグラムに基づいてフィールドごと又はフレームごとに変化させるデータ処理手段と、
前記データ処理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って前記入力映像信号を前記色軸範囲ごとに補正する色補正手段と、
を備えたことを特徴とする色補正装置。
【請求項２】
前記データ処理手段は、前記色ヒストグラムの分布に基づき、前記色相に関する前記補正値を変化させて前記分布の偏りを調整することを特徴とする請求項１に記載の色補正装置。
【請求項３】
前記データ処理手段は、前記色ヒストグラムの頻度に応じて、前記頻度が多い場合には前記彩度及び輝度又は前記彩度に関する前記補正値を大きくする方向に変化させる処理を実行し、前記頻度が少ない場合には前記彩度及び輝度又は前記彩度に関する前記補正値を小さくする方向に変化させる処理の少なくともいずれかを実行することを特徴とする請求項１に記載の色補正装置。
【請求項４】
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軸に直交するＹ軸とする色差平面において、色ヒストグラム検出手段が、当該色差平面上の所定の角度範囲を１つの色軸範囲とし、この色軸範囲を複数設定し、かつ、それぞれの色軸範囲を複数の領域に分割して、この分割した領域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ヒストグラムを検出する色ヒストグラム検出ステップと、
データ処理手段が、映像信号の色相、彩度、輝度に関する予め所定の値に設定されている各補正値を、前記検出された色ヒストグラムに基づいてフィールドごと又はフレームごとに変化させるデータ処理ステップと、
色補正手段が、前記データ処理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って前記入力映像信号を前記色軸範囲ごとに補正する色補正ステップと、
を有することを特徴とする色補正方法。
【請求項５】
前記データ処理ステップは、前記色ヒストグラムの分布に基づき、前記色相に関する前記補正値を変化させて前記分布の偏りを調整することを特徴とする請求項４に記載の色補正方法。
【請求項６】
前記データ処理ステップは、前記色ヒストグラムの頻度に応じて、前記頻度が多い場合には前記彩度及び輝度又は前記彩度に関する前記補正値を大きくする方向に変化させる処理を実行し、前記頻度が少ない場合には前記彩度及び輝度又は前記彩度に関する前記補正値を小さくする方向に変化させる処理の少なくともいずれかを実行することを特徴とする請求項４に記載の色補正方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置の映像信号における特定の色及びその近傍の色のみを対象に色相、彩度及び輝度等を補正する色補正装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）パネル及びＰＤＰ（プラズマディスプレイパネル）等の表示装置には多様な機種があるが、同一の機種であっても３原色の色度点はばらついている。そのため、表示された映像信号は、色調（色相または彩度）や階調（輝度）のずれが発生する。そこで、発生したずれを修正するために、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用いられる。従来の色補正回路として、特定の補正領域のみ色相や彩度を補正し、併せてガンマ補正を施す技術が提案されている（特許文献１参照）。
【０００３】
色補正回路には、２つの色差信号（Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙ）と輝度信号（Ｙ）に跨る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ため、色補正回路はこの３要素を独立に補正するように構成されている。また、入力画像の特徴に応じて、色信号成分を適応的に制御することで、色補正回路のＳ／Ｎの改善を図る技術が提案されている（特許文献２及び特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−３４８６１４号公報
【特許文献２】特開２００５−３１８１３７号公報
【特許文献３】特開２００７−０４９３４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の色補正回路では、調整時に色補正量が一義的に決定され、その設定値のまま色補正回路の補正量が固定される。そのため、入力されるあらゆる映像に対して最適な色補正を行なう事が困難であるという問題がある。一例として、目標とする色に近づけるため、色相の選択範囲を狭く設定した場合、色数が多い森などの絵柄においては、その色数を最大限に表現することができない問題がある。
【０００６】
本発明は、入力された画像の色ヒストグラムを検出し、色の分布及び頻度に応じてパラメータを動的に制御することにより、画像の「距離感」及び「立体感」を向上させ、よりリアルな画像の再現を可能にする色補正装置及び方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明の態様は、下記（１）〜（３）の構成を有する色補正装置、下記（４）〜（６）の構成を有する色補正方法を提供する。
【０００８】
（１）
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軸に直交するＹ軸とする色差平面において、当該色差平面上の所定の角度範囲を１つの色軸範囲とし、この色軸範囲を複数設定し、かつ、それぞれの色軸範囲を複数の領域に分割して、この分割した領域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ヒストグラムを検出する色ヒストグラム検出手段と、
映像信号の色相、彩度、輝度に関する予め所定の値に設定されている各補正値を、前記検出された色ヒストグラムに基づいてフィールドごと又はフレームごとに変化させるデータ処理手段と、
前記データ処理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って前記入力映像信号を前記色軸範囲ごとに補正する色補正手段と、
を備えたことを特徴とする色補正装置。
【０００９】
（２）
前記データ処理手段は、前記色ヒストグラムの分布に基づき、前記色相に関する前記補正値を変化させて前記分布の偏りを調整することを特徴とする（１）に記載の色補正装置。
【００１０】
（３）
前記データ処理手段は、前記色ヒストグラムの頻度に応じて、前記頻度が多い場合には前記彩度及び輝度又は前記彩度に関する前記補正値を大きくする方向に変化させる処理を実行し、前記頻度が少ない場合には前記彩度及び輝度又は前記彩度に関する前記補正値を小さくする方向に変化させる処理の少なくともいずれかを実行することを特徴とする（１）に記載の色補正装置。
【００１１】
（４）
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軸に直交するＹ軸とする色差平面において、色ヒストグラム検出手段が、当該色差平面上の所定の角度範囲を１つの色軸範囲とし、この色軸範囲を複数設定し、かつ、それぞれの色軸範囲を複数の領域に分割して、この分割した領域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ヒストグラムを検出する色ヒストグラム検出ステップと、
データ処理手段が、前記色相、彩度、輝度に関する予め所定の値に設定されている各補正値を、前記検出された色ヒストグラムに基づいてフィールドごと又はフレームごとに変化させるデータ処理ステップと、
色補正手段が、前記データ処理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って前記入力映像信号を前記色軸範囲ごとに補正する色補正ステップと、
を有することを特徴とする色補正方法。
【００１２】
（５）
前記データ処理ステップは、前記色ヒストグラムの分布に基づき、前記色相に関する前記補正値を変化させて前記分布の偏りを調整することを特徴とする（４）に記載の色補正方法。
【００１３】
（６）
前記データ処理ステップは、前記色ヒストグラムの頻度に応じて、前記頻度が多い場合には前記彩度及び輝度又は前記彩度に関する前記補正値を大きくする方向に変化させる処理を実行し、前記頻度が少ない場合には前記彩度及び輝度又は前記彩度に関する前記補正値を小さくする方向に変化させる処理の少なくともいずれかを実行することを特徴とする（４）に記載の色補正方法。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、入力された画像の色ヒストグラムを検出し、色の分布及び頻度に応じてパラメータを動的に制御することにより、画像の「距離感」及び「立体感」を向上させ、よりリアルな画像の再現を可能にする色補正装置及び方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態に係る色補正装置のブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る一画面内の判定領域の一例を示す概略図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る色ヒストグラム検出部のブロック図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る色差平面を説明する図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る色差平面を分割した分割領域の一例を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る色差平面の分割領域毎の色ヒストグラムの一例を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態に係る補正値算出器を示すブロック図である。
【図８】本発明の実施の形態に係る色補正部が備える補正係数算出部で用いる色相の補正関数の概略図である。
【図９】本発明の実施の形態に係る色補正部が備える補正係数算出部で用いる彩度の補正関数の概略図である。
【図１０】本発明の実施の形態に係るリーク型積分回路のブロック図である。
【図１１】本発明の実施の形態に係る色補正部が備える補正係数算出部を示すブロック図である。
【図１２】本発明の実施の形態に係る補正係数算出部の処理を示す図である。
【図１３】本発明の実施の形態に係る色補正装置が色補正処理を実施する際のフローチャート図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
次に、図面を参照して、本発明の一実施形態を説明する。以下の図面において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。
【００１７】
図１に示すように、本実施の形態に係る色補正装置１００は、入力信号（輝度信号Ｙ、色差信号Ｂ−Ｙ，Ｒ−Ｙ）に対して所定の演算処理を施して色相データと彩度データとを生成する色データ生成部１０、色ヒストグラム検出部１１及び色補正部１２から成る映像処理部１と、ＣＰＵで構成されたデータ処理部２と、このデータ処理部２に与える色補正パラメータの初期値が記憶される記憶部３とから構成されている。
【００１８】
＜色ヒストグラム検出部１１＞
図２に、１フィールド（又は１フレーム）の画面３０内に設けられた所定の判定領域３１を示す。判定領域３１は、色補正部１２で指定される色補正範囲内の色ヒストグラム検出を行う色ヒストグラム検出枠３１である。また、図３は、色ヒストグラム検出部１１の一構成例を示すブロック図である。色ヒストグラム検出部１１は、色ヒストグラム検出枠３１内において、色補正範囲を指定して入力信号レベルに基づき色ヒストグラム検出を行う。
【００１９】
〈色ヒストグラム検出部１１の構成〉
図３に示すように、色ヒストグラム検出部１１は、５つの選択器（第１選択器１１１１〜第５選択器１１１５）から成る選択器群１１１と、各選択器１１１１〜１１１５にそれぞれ対応する５つの論理積ゲート（第１論理積ゲート１１２１〜第５論理積ゲート１１２５）から成る論理積ゲート群１１２と、各論理積ゲート１１２１〜１１２５にそれぞれ対応する５つのカウンタ（第１カウンタ１１３１〜第５カウンタ１１３５）から成る累積カウンタ群１１３と、各カウンタ１１３１〜１１３５にそれぞれ対応する５つのレジスタ（第１レジスタ１１４１〜第５レジスタ１１４５）から成る保持レジスタ群１１４と、２値化演算部１１５とから構成されている。
【００２０】
なお、以下の説明において、Ｌ０、Ｌ１、Ｌ２は、色相データまたは等色相線を示す。すなわち、図４に示すように、色差信号Ｂ−ＹをＸ軸（横軸）、色差信号Ｒ−ＹをＹ軸（縦軸）とする色差平面上において、回転方向が色相を表している。半径方向は彩度を表す。また、図４（ａ）に示すように角度θ０、θ１、θ２（θ１＜θ０＜θ２）の直線で示されるＬ０、Ｌ１、Ｌ２が等色相線を表している。等色相線Ｌ０が補正の中心線であって補正中心角θ０により設定される。角度θ１〜θ２は、等色相線Ｌ０の補正範囲である。本実施形態では、等色相線Ｌ０を基準として入力された各色相データの範囲を５群に分類してそれぞれの色ヒストグラムを検出するようにしている。
【００２１】
図４（ｂ）は等色相線Ｌ０の補正範囲内の色相を可変するイメージを示し、図４（ｃ）は等色相線Ｌ０の補正範囲内の彩度を可変するイメージを示す図である。
【００２２】
図５は、前述した図４と同様、色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙの直交座標における色補正範囲（等色相線を基準の軸とする色相データの補正範囲）を１軸、２軸、３軸、…、ｎ軸のように任意の領域で分割したものである。図２に示す色ヒストグラム検出枠３１内の図５に示す各軸の色補正範囲内において、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６に示すグラフとなる。図６は、図５の各軸の色補正範囲に示した検出結果をグラフ化したものであり、これら算出した各軸の検出量をデータ処理部２に与える。なお、以下の説明において、色ヒストグラム検出部１１は、等色相線Ｌ０を１軸とする色ヒストグラムを構成する５つの群のヒストグラムを１軸色ヒストグラムＣＨ１−１〜ＣＨ１−５と記載する。また、２軸、…、ｎ軸における各５つ群のヒストグラムを２軸色ヒストグラムＣＨ２−１〜ＣＨ２−５、…、ｎ軸色ヒストグラムＣＨｎ−１〜ＣＨｎ−５と記載する。そして、色ヒストグラム検出部１１は、等色相線Ｌ０を基準として入力された等色相線Ｌ１、Ｌ２の領域の各色相データを５群に分類し、これを１軸として各軸の色ヒストグラムを検出するようにしている。
【００２３】
〈色ヒストグラム検出部１１の作用〉
色データ生成部１０で生成された色相データＬｈは選択器群１１１に出力される。選択器群１１１を構成する複数の選択器は、色相データＬｈの取り得る値の範囲を所定の大きさの複数の色相領域に分割し、画素毎にその色相データＬｈがいずれかの領域に含まれるものであるかを判定する。本実施形態では、入力された色相データＬｈが、“Ｌ０−Ｌ１≦Ｌｈ＜Ｌ０−Ｌ１／２”の範囲にあるとき第１選択器１１１１が論理信号“１”を出力し、“Ｌ０−Ｌ１／２≦Ｌｈ＜Ｌ０”の範囲にあるとき第２選択器１１１２が論理信号“１”を出力し、“Ｌ０＝Ｌｈ”であるとき第３選択器１１１３が論理信号“１”を出力し、“Ｌ０＜Ｌｈ≦Ｌ０＋Ｌ２／２”の範囲にあるとき第４選択器１１１４が論理信号“１”を出力し、“Ｌ０＋Ｌ２／２＜Ｌｈ≦Ｌ０＋Ｌ２”の範囲にあるとき第５選択器１１１５が論理信号“１”を出力する。例えば、色相データＬｈ＝Ｌ０の画素であれば、第３選択器１１１３から“１”が出力され、その他の選択器からは“０”が出力される。
【００２４】
一方、色データ生成部１０で生成された彩度データは２値化演算部１１５に出力される。２値化演算部１１５は、入力された彩度データが予め設定した任意の閾値より大きい場合“１”を出力し、小さい場合“０”を出力して、画素が有する彩度の大きさを判断する。すなわち、彩度が所定の閾値以下である「色が薄い画素」はカウント（抽出）しないようにしている。例えば、空の水色等のような遠くの景色を表現する画像では、細かい色相の差異は無視してよい。逆に、彩度が所定の閾値以上である色が濃い画素は積極的にカウントしてその色ヒストグラムを検出している。例えば、森の緑の如く、近い部分の微妙な色相の差異は積極的に補正するようにしている。
【００２５】
論理積ゲート群１１２は、選択器群１１１からの信号と２値化演算部１１５からの信号との論理積を行い、結果を累積カウンタ群１１３へ出力する。５つのカウンタ１１３１〜１１３５により構成された累積カウンタ群１１３は、対応する論理積ゲート１１２１〜１１２５から出力された信号をカウントアップし、そのカウント値を１だけインクリメントする。このカウント値は、選択器群１１１により分割された色相領域に含まれ、且つ、彩度レベルが２値化演算部１１５による一定の条件を満たした画素の総数を示している。５つのレジスタ１１４１〜１１４５により構成された保持レジスタ群１１４は、カウンタ群１１３から出力されるカウント値を保持する。このように、分割した色相領域に含まれる画素数をカウントして、色ヒストグラムの頻度数のデータを生成し、データ処理部２へ出力する。
【００２６】
＜データ処理部（ＣＰＵ）２＞
図７は図１のデータ処理部２の詳細を示す図である。データ処理部２は補正値算出器２１を備え、補正値算出器２１は、色ヒストグラム検出部１１から各軸の色ヒストグラムデータ（１軸色ヒストグラムＣＨ１−１〜ＣＨ１−５、２軸色ヒストグラムＣＨ２−１〜ＣＨ２−５、…、ｎ軸色ヒストグラムＣＨｎ−１〜ＣＨｎ−５）を受け取り、記憶部３から取得した色補正パラメータの初期値を基準として補正値パラメータを算出し、図１１に示す色補正部１２が備える補正係数算出部１２３１〜１２３ｎ（以下、任意の補正係数算出部を１２３ｉ、ｉ＝１〜ｎとする）に出力する。
【００２７】
図８は本実施形態の補正値算出器２１が、補正値パラメータの１つである色相１の係数（ｐ１）の初期値に付加するオフセット値ｐ１_offsetの算出に用いる算出方法の一例を示しており、ここでは、図４（ｂ）に示す色相を可変するレジスタを制御する。補正値算出器２１は図８に示す算出方法で色相１の係数（ｐ１）の初期値に付加されるオフセット値ｐ１_offsetを求め、オフセット値ｐ１_offsetと色相１の係数（ｐ１）の初期値とを加算して（ｐ１＝初期値＋ｐ１_offset）、図１１に示す色補正部１２が備える補正係数算出部１２３１〜１２３ｎに出力する。
【００２８】
図８に示すＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅは、図６に示す色ヒストグラムの任意の軸を５分割した際のそれぞれの頻度量を表している。１軸を例として説明をすると、Ａは１−１軸、Ｂは１−２軸、Ｃは１−３軸、Ｄは１−４軸、Ｅは１−５軸の各頻度量を示す。１−３軸は、１軸の中心である。横軸は、(Ｂ＋Ｄ)−（Ａ＋Ｅ）を示し、この値は色の補正対象となる画像が色補正範囲の中心１−３軸（図４に示すＬ０）に対する偏りを示す。縦軸は、色相１の係数（ｐ１）の初期値に付加するオフセット値ｐ１_offsetを示す。図８の横軸の値(Ｂ＋Ｄ)−（Ａ＋Ｅ）について説明する。横軸の値が０となるのは、（Ｂ＋Ｄ）−（Ａ＋Ｅ）＝０の場合である。この時（Ｂ＋Ｄ）＝（Ａ＋Ｅ）であり、色の補正対象となる画像は色補正範囲において偏りのないことを示す。横軸の値が図８右側の領域である正の値をとる場合は、（Ｂ＋Ｄ）−（Ａ＋Ｅ）＞０である。この時、（Ｂ＋Ｄ）＞（Ａ＋Ｅ）であり、色の補正対象となる画像は色補正範囲の中心（Ｂ〜Ｄ）に偏っていることを示す。
【００２９】
横軸の値が図８左側の領域である負の値をとる場合は、（Ｂ＋Ｄ）−（Ａ＋Ｅ）＜０である。この時、（Ｂ＋Ｄ）＜（Ａ＋Ｅ）であり、色の補正対象となる画像は色補正範囲の境界（ＡやＥ）に偏っていることを示す。
【００３０】
ここで、図８に示す｛（Ａ＋Ｅ）−（｜Ａ−Ｅ｜）｝／（Ａ＋Ｅ）は、色補正範囲の境界付近において、図６に示す１軸の中心である１−３軸に対し、正方向（図６の１−５軸方向）及び負方向（図６の１−１軸方向）のヒストグラムの差分の割合を表している。例えば、Ａ＝５及びＥ＝５の場合、｛（Ａ＋Ｅ）−（｜Ａ−Ｅ｜）｝／（Ａ＋Ｅ）＝１となるため、色補正範囲の境界付近の正側及び負側において均等に画像が存在する。この場合、ｐ１_offset＝ｒUpLimとなるため、図１のデータ処理部２は色相１の係数（ｐ１）の初期値にオフセット値ｒUpLimを加算した１（ｐ１）＋ｒUpLimを色補正部１２が備える補正係数算出部１２３ｉ（ここでは、１軸を例としているためｉ＝１の補正係数算出部１２３１とする）に入力する。すなわち、データ処理部２は色相１の係数（ｐ１）を縮小する方向に制御する。またＡ＝５及びＥ＝０の場合、｛（Ａ＋Ｅ）−（｜Ａ−Ｅ｜）｝／（Ａ＋Ｅ）＝０となるため、色補正範囲の境界付近において、１軸の中心である１−３軸の負側に画像が存在する。この場合、ｐ１_offset＝ｒUpLim＝０となるため、データ処理部２は色相１の係数（ｐ１）の初期値にオフセット値０を加算した１（ｐ１）を補正係数算出部１２３１に入力する。すなわち、データ処理部２は色相１の係数（ｐ１）の制御は行わない。なお、ｒ０，ｒ１，ｒ２，ｒ３，ｒLowLim，ｒUpLimは可変なレジスタを表している。
【００３１】
つぎに、図８に示す｛（Ｂ＋Ｄ）−（｜Ｂ−Ｄ｜）｝／（Ｂ＋Ｄ）は、色補正範囲の中心付近において、図６に示す１軸の中心である１−３軸に対し、正方向及び負方向のヒストグラムの差分の割合を表している。例えば、Ｂ＝５及びＤ＝５の場合、｛（Ｂ＋Ｄ）−（｜Ｂ−Ｄ｜）｝／（Ｂ＋Ｄ）＝１となるため、色補正範囲の中心付近の正側及び負側において均等に画像が存在する。この場合、ｐ１_offset＝ｒLowLimとなるため、図１のデータ処理部２は色相１の係数（ｐ１）の初期値にオフセット値ｒLowLimを加算した１（ｐ１）＋ｒLowLimを補正係数算出部１２３１に入力する。すなわち、データ処理部２は色相１の係数（ｐ１）を拡大する方向に制御する。またＢ＝５及びＤ＝０の場合、｛（Ｂ＋Ｄ）−（｜Ｂ−Ｄ｜）｝／（Ｂ＋Ｄ）＝０となるため、色補正範囲の中心付近において、１軸の中心である１−３軸の負側（Ｂ側）に画像が存在する。この場合、ｐ１_offset＝ｒLowLim＝０となるため、データ処理部２は色相１の係数（ｐ１）の初期値にオフセット値０を加算した１（ｐ１）を補正係数算出部１２３ｉに入力する。
【００３２】
本発明の実施の形態に係る色補正装置１００は、分布の少ない色相へ色を配分（補間）することができ、そのため補正対象の画像に対して色数を増加させる効果がある。また、色補正部１２による色補正を行った結果、色相１の係数（ｐ１）の初期値を図４（ａ）に示す中心軸Ｌ０に対して、正側のＬ２及び負側のＬ１がそれぞれ独立して同時に拡張及び縮小するよう制御することができる。そのため、色補正範囲において色数を増やす効果を達成することができる。
【００３３】
図９は本実施形態の補正値算出器２１が、補正値パラメータの１つである彩度の係数（ｓ）の初期値に付加するオフセット値ｓ_offsetを算出に用いる算出方法の一例を示しており、ここでは図４（ｃ）に示す彩度を可変するレジスタを制御する。補正値算出器２１は、図９に示す算出方法で彩度の係数（ｓ）の初期値に付加されるオフセット値ｓ_offsetを求め、図１１に示す補正係数算出部１２３１〜１２３ｎに出力する。
【００３４】
図９中のＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅも図８と同様、図６に示す色ヒストグラムの任意の軸を５分割した際のそれぞれの頻度量を表しており、ここでは１軸を例とする。Ａは１−１軸、Ｂは１−２軸、Ｃは１−３軸、Ｄは１−４軸、Ｅは１−５軸の各頻度量を示す。横軸は、(Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ＋Ｅ)であり、軸の範囲内に含まれる色頻度の合計を表す値である。縦軸は、彩度の係数（ｓ）の初期値に付加するオフセット値ｓ_offsetを表している。本発明の実施の形態に係る色補正装置１００は、色頻度が多い（色面積が大きい）場合は彩度を大きくし、色頻度が少ない（色面積が小さい）場合は彩度を小さくする。図９は彩度の係数（ｓ）のオフセット値を算出する一例であり、色頻度が少ない場合の彩度を小さくする処理は行わなくてもよい。これにより、色の面積により濃淡が強調され、立体感、奥行き感を生む効果がある。色頻度が多いということは、画面に占める色の量が多いため、彩度に正のオフセットを加算して色を濃くし、鮮明を強くすることで、立体感を出すことができる。なお、彩度と同様な補正をＹガンマの係数（ｇｙ）、Ｃガンマの係数（ｃｙ）に対して行ってもよい。なお、ｓ０、ｓ１、ｓ２、ｓ３、ｓLowLim、ｓUpLimは可変のレジスタを表している。
【００３５】
ここで、補正係数算出部１２３１〜１２３ｎに入力する係数ｐ１、ｓ、ｇｙ、ｃｙをフィールドごと又はフレームごとに変化させると、色補正後の色の変化が急峻になり、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ｐ１、ｓ、ｇｙ、ｃｙ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。色ヒストグラム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。
【００３６】
つぎに、図１０を用いて、色相１の係数（ｐ１）の生成例を説明する。補正値算出器２１は、加算器１４１と、レジスタ１４２と乗算器１４３は時間方向にリーク型の積分回路を備え、レジスタ１４２には１フィールド前又は１フレーム前の係数、色相１の係数（ｐ１）の値ｐ１k-1が格納されている。このリーク型積分回路は今回のフィールド又はフレームの値ｐ１kに基づき、Ｐ１＝ｐ１k＋ｐ１k-1×１５／１６の演算を行う。この演算結果がレジスタ１４２に格納される。乗算器１４４はＰ１’＝Ｐ１×（１／１６）の演算を行い、この演算結果が今回のフィールド又は今回のフレームの色相１の係数（ｐ１）として補正係数算出部１２３１〜１２３ｎに設定される。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。
【００３７】
＜色補正部１２＞
図１に示す色補正部１２は、図１１に示す回路構成となる。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に跨る補正が要求される。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、色補正部１２の色補正回路はこの３要素を独立に補正するように構成するのが望ましい。なお、以下の説明では、色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙの角度をＴとして説明する。
【００３８】
図１１に示す色補正部１２は、色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙをノイズ除去用のＬＰＦ１２１を介して角度Ｔ算出部１２２に出力する。角度Ｔ算出部１２２は色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙの角度Ｔを算出する。
【００３９】
補正係数算出部１２３１〜１２３ｎは補正対象の色の数（ｎ）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Ｓｉ、色相の補正係数Ｐｉ、Ｙ（輝度）ガンマの補正係数Ｇｙｉ、Ｃ（彩度）ガンマの補正係数Ｇｃｉを算出する。
【００４０】
補正係数算出部１２３１〜１２３ｎは次の処理を行う。「色相１補正」では、図４（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ことができる。「色相２補正」では、図４（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。「彩度補正」では、図４（ｃ）に示すようにＬ１〜Ｌ２内において色相（色度点）を等色相線Ｌ０に平行な方向に移動させて彩度を補正する。
【００４１】
「Ｙガンマ補正」では、図４（ｃ）と同様にＬ１〜Ｌ２内においてＹ信号のガンマを補正する。「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。「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。
【００４２】
補正係数算出部１２３１〜１２３ｎには、データ処理部２によって、等色相線Ｌ０、Ｌ１、Ｌ２それぞれの補正範囲を決める角度θ０、θ１、θ２、あるいは角度θ０及び補正範囲Ｒが入力される。本実施形態では、補正係数算出部１２３１〜１２３ｎそれぞれに入力される角度をθ０、θ１、θ２とし、その角度θ０、θ１、θ２を角度θ０１、θ１１、θ２１〜θ０ｎ、θ１ｎ、θ２ｎと表している。そして角度θ０１〜θ０ｎを総称して角度θ０、角度θ１１〜θ１ｎを総称して角度θ１、角度θ２１〜θ２ｎを総称して角度θ２とする。なお、補正範囲Ｒは複数の補正係数算出部で重なった範囲を設定することも可能である。
【００４３】
補正係数算出部１２３ｉは補正対象の色に応じた所定の補正中心角θ０、角度θ１〜θ２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Ｐｉ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Ｓｉ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Ｇｙｉを補正するＹガンマ係数ｇｙ、Ｃガンマの補正係数Ｇｃｉを補正するＣガンマ係数ｇｃが設定される。
【００４４】
角度Ｔにおける色相の補正係数Ｐ（Ｔ）は、（１）式を用いて上述した色相１補正及び色相２補正の加算より求める。彩度の補正係数Ｓ（Ｔ）は（２）式より求める。Ｙガンマの補正係数Ｇｙ（Ｔ）は（３）式より求める。Ｃガンマの補正係数Ｇｃ（Ｔ）は（４）式より求める。
【００４５】
Ｐ（Ｔ）＝ｐ１×Ｍ012＋ｐ２×Ｍ12；  …（１）式
Ｓ（Ｔ）＝ｓ１×Ｍ12；  …（２）式
Ｇｙ（Ｔ）＝ｇｙ×Ｍ12；  …（３）式
Ｇｃ（Ｔ）＝ｇｃ×Ｍ12；  …（４）式
上記（１）式〜（４）式によって生成された色相の補正係数Ｐ（Ｔ）、彩度の補正係数Ｓ（Ｔ）、Ｙガンマの補正係数Ｇｙ（Ｔ）、Ｃガンマの補正係数Ｇｃ（Ｔ）をそれぞれＰ（Ｔ）ｉ、Ｓ（Ｔ）ｉ、Ｇｙ（Ｔ）ｉ、Ｇｃ（Ｔ）ｉ（ｉ＝１〜ｎ）とする。
【００４６】
補正係数算出部１２３１〜１２３ｎが行う処理について、図１２を用いてさらに説明する。
【００４７】
補正係数算出部１２３１〜１２３ｎは、次の（５）式に基づいて、映像信号（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。
【００４８】
Ｍ12＝Ｍｉｎ（ＦＬ１，ＦＬ２）；  …（５）式
ここで、図４の等色相線Ｌ１の角度θ１よりも角度の大きい部分を示す関数をＦＬ１とし、これを数式で表すと、次の（６）式となる。
【００４９】
ＦＬ１＝Ｔ−θ１；  ｉｆ（ＦＬ１＜０）  ＦＬ１＝０；  …（６）式
この（６）式は、図１２（ａ）に示す特性となる。
【００５０】
同様に、図４の等色相線Ｌ２よりも角度の小さい部分を示す関数をＦＬ２とし、これを数式で表すと、（７）式となる。
【００５１】
ＦＬ２＝θ２−Ｔ；  ｉｆ（ＦＬ２＜０）  ＦＬ２＝０；  …（７）式
この（７）式は、図１２（ｂ）に示す特性となる。
【００５２】
（５）式で求めた第１の補正関数Ｍ12は、（６）式で示されるＦＬ１と（７）式で示されるＦＬ２との小さい方を選択するものであり、図１２（ｃ）に示すように角度θ０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Ｒ（図４（ａ）に示す等色相線Ｌ１とＬ２で囲まれる範囲）外である角度θ１、θ２の外側を０とすることが必要である。
【００５３】
また補正係数算出部１２３１〜１２３ｎは、次の（８）式に基づいて、映像信号（色相、彩度、輝度）を補正するための第２の補正関数Ｍ012を生成する。
【００５４】
Ｍ012＝Ｍｉｎ（ＦＬ０，ＦＬ１）；
Ｍ012＝Ｍａｘ（Ｍ012，−ＦＬ２）；  …（８）式
また、図４の等色相線Ｌ０よりも角度の大きい部分と小さい部分とを示す関数をＦＬ０とし、これを数式で表すと、（９）式となる。
【００５５】
ＦＬ０＝θ０−Ｔ；  …（９）式
この（９）式は、図１２（ｄ）に示す特性となる。
【００５６】
第２の補正関数Ｍ012は、（９）式で示されるＦＬ０と（６）式で示されるＦＬ１との小さい方を第２の補正関数M012とし、さらに、この第２の補正関数Ｍ012と−ＦＬ２との大きい方を第２の補正関数M012として求めるものである。このようにして得た第２の補正関数Ｍ012は、図１２（ｅ）に示すように、角度θ１と角度θ０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θ０と角度θ２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θ１、θ２の外側を０とすることが必要である。
【００５７】
ところで、θ１＝θ０−Ｒ、θ２＝θ０＋Ｒとしたとき、角度算出部１２２で算出された角度Ｔは０°〜３６０°の値であり、角度θ１や角度θ２が０°又は３６０°を跨ぐ場合には、角度の値に不連続が生じる。そこで、補正係数算出部１２３１〜１２３ｎは、上記の（６）、（７）、（９）式で用いる角度Ｔを次の（１０）式によって予め補正しておく。
【００５８】
ｉｆ（Ｔ−θ１）≧３６０）  Ｔ＝Ｔ−３６０；
ｉｆ（θ２−Ｔ）≧３６０）  Ｔ＝Ｔ＋３６０；  …（１０）式
この（１０）式により、角度θ１や角度θ２が０°又は３６０°を跨ぐ場合であっても、角度θ１〜θ２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θ１〜θ２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１２（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θ０を中心とする補正範囲として、θ１＝θ０−Ｒ、θ２＝θ０＋Ｒとしたとき、補正角度Ｒを１８０°近傍まで、すなわち、θ０±１８０°の補正範囲を設定することができる。
【００５９】
図１１に戻り、加算器１２４は補正係数算出部１２３ｉにより算出された彩度の補正係数Ｓｉを加算してその合計ΣＳｉを求め、また、加算器１２５は色相の補正係数Ｐｉの合計ΣＰｉ、加算器１２６はＹガンマの補正係数Ｇｙｉの合計ΣＧｙｉ、加算器１２７はＣガンマの補正係数Ｇｃｉの合計ΣＧｃｉをそれぞれ求める。色相／彩度補正処理部１２８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ΣＳｉ、色相の補正係数合計値ΣＰｉ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、これらの補正信号をｉｒｙ′、ｉｂｙ′とすると、補正演算式は次の通りである。
【００６０】
iby′＝iby＊cos(ΣＰi)−iry＊sin(ΣＰi)；
iry′＝iby＊sin(ΣＰi)＋iry＊cos(ΣＰi)；
iby =iby＋iby′＊ΣＳi；
iry =iry + iry′＊ΣＳi；
輝度ガンマ処理・彩度ガンマ処理部１２９はＹ信号の輝度ガンマと、色相／彩度補正処理部１２８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ΣＧｙｉ、Ｃガンマの補正係数合計値ΣＧｃｉ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１３０が輝度ガンマ処理・彩度ガンマ処理部１２９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。
【００６１】
つぎに、本発明の実施の形態に係る色補正装置１００において、入力された映像信号の色を補正する方法について、図１、図７に示すブロック図等及び図１３に示すフローチャート図を参照しながら説明する。
【００６２】
（イ）ステップＳ１０１において、図１に示す映像処理部１が映像信号の入力信号を受信し、色データ生成部１０及び色補正部１２に出力する。ステップＳ１０２において、色ヒストグラム検出部１１は、色ヒストグラム検出枠３１における色ヒストグラムを検出する。ステップＳ１０３において、色ヒストグラム検出部１１が検出した色ヒストグラム及び記憶部３が記憶する色補正パラメータの初期値を元に、補正値算出器２１が補正値パラメータを算出する。
【００６３】
（ロ）ステップＳ１０４において、色補正部１２は、補正値算出器２１が算出した補正値パラメータ及び映像処理部１が入力した映像信号の入力信号を元に色の補正処理を行う。ステップＳ１０５において、映像処理部１は、色補正部１２が色の補正を実施した映像信号を出力信号として出力する。
【００６４】
以上説明したように、本発明の実施の形態に係る色補正装置１００は、入力された画像の色ヒストグラムを検出して、色の分布に応じて色相を制御することでテクスチャのきめ細かい色の差を表現できる。さらに、色の頻度に応じて彩度を制御することで濃淡の差が生まれ、立体感、奥行き感を表現できる。すなわち、色の分布や頻度に応じて、色補正回路の補正値パラメータを動的に制御する事により、映像の「距離感」及び「立体感」を向上させ、よりリアルな映像再現が可能となる。
【００６５】
以上、本発明を一実施の形態によって説明したが、上記実施の形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、この発明の技術的思想は、構成物品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものでない。この発明の技術的思想は、特許請求の範囲において種々の変更を加えることができる。
【符号の説明】
【００６６】
１…映像処理部
２…データ処理部（ＣＰＵ）
３…記憶部
１０…色データ生成部
１１…色ヒストグラム検出部
１２…色補正部
１００…色補正装置
【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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