(57)【要約】【課題】色成分を考慮したノイズ低減処理を行うことで、好適な画像を得ること。【解決手段】  入力されたカラー映像信号に対して色空間変換を行うことで第１色変換信号を生成する第１色空間変換部１０２と、第１色空間変換部１０２での処理の対象となるフレームよりも前のフレームである過去フレームのカラー映像信号に対して色空間変換を行うことで第２色変換信号を生成する第２色空間変換部１０６と、第１色空間変換部１０２と第２色空間変換部１０６とで行う色空間変換方法を決定する色空間変換方法決定部１０５と、第１色変換信号と第２色変換信号を元にノイズ低減処理を行うことでノイズ低減後信号を生成するノイズ低減部１０３と、色空間変換方法決定部１０５で決定された色空間変換方法に基づいてノイズ低減後信号を逆変換する色空間逆変換部１０７とを有する映像信号処理装置を提供する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力されたカラー映像信号に対して１フレーム毎に信号処理を行う映像信号処理装置であって、
前記カラー映像信号に対して色空間変換を行うことで第１色変換信号を生成する第１色空間変換部と、
前記第１色空間変換部での処理の対象となるフレームよりも前のフレームである過去フレームのカラー映像信号に対して色空間変換を行うことで第２色変換信号を生成する第２色空間変換部と、
前記第１色空間変換部と前記第２色空間変換部とで行う色空間変換方法を決定する色空間変換方法決定部と、
前記第１色変換信号と前記第２色変換信号を元にノイズ低減処理を行うことでノイズ低減後信号を生成するノイズ低減部と、
前記色空間変換方法決定部で決定された色空間変換方法に基づいて前記ノイズ低減後信号を逆変換する色空間逆変換部と
を有する映像信号処理装置。
【請求項２】
前記色空間変換方法決定部は、
前記過去フレームのカラー映像信号から重要な主要色を決定する主要色決定部と、
前記主要色決定部で決定した主要色を表す色空間軸と直交する色空間軸を決定する直交軸決定部と、
前記主要色決定部で決定した主要色を表す色空間軸と前記直交軸決定部で決定した色空間軸とからなる色空間へ、前記カラー映像信号を変換するための関数を計算する変換関数決定部と
を有する請求項１に記載の映像信号処理装置。
【請求項３】
前記主要色決定部は、前記過去フレームのカラー映像信号に対して主成分分析を行い、前記主要色を決定する主成分分析部を有する請求項２に記載の映像信号処理装置。
【請求項４】
前記ノイズ低減部は、
前記第１色変換信号と前記第２色変換信号との差により動き量を検出する動き検出部と、
前記動き量と前記色空間変換方法決定部で決定された前記色空間軸とに基づいて前記第１色変換信号と前記第２色変換信号とを合成する際の重み係数を決定する重み決定部と、
前記重み決定部により決定された重み係数を用いて前記第１色変換信号と前記第２色変換信号を合成するフレーム合成部と
を有する請求項２または請求項３に記載の映像信号処理装置。
【請求項５】
前記重み決定部は、前記主要色決定部で決定された前記主要色を表す色空間軸と予め設定されている重要視する色空間軸とのなす角に応じて、前記重み係数を決定する請求項４に記載の映像信号処理装置。
【請求項６】
前記ノイズ低減部は、前記主要色決定部で決定された前記主要色を表す色空間軸と予め設定されている重要視する色空間軸とのなす角に応じて、前記ノイズ低減処理の度合いを決定する請求項２に記載の映像信号処理装置。
【請求項７】
入力されたカラー映像信号に対して信号処理を行う映像信号処理装置であって、
前記カラー映像信号に対して色空間の変換方法を決定する色空間変換方法決定部と、
前記色空間変換方法決定部で決定された色空間変換方法を用いて、前記カラー映像信号を変換して色変換信号を生成する色空間変換部と、
前記色空間変換方法と前記色変換信号に基づいてノイズ低減処理を行い、ノイズ低減後信号を生成するノイズ低減部と、
前記色空間変換方法に基づいて前記ノイズ低減後信号を逆変換する色空間逆変換部と
を有する映像信号処理装置。
【請求項８】
前記色空間変換方法決定部は、
前記カラー映像信号から重要な主要色を決定する主要色決定部と、
前記主要色決定部で決定した色を表す色空間軸と直交する色空間軸を決定する直交軸決定部と、
前記主要色決定部で決定した色を表す色空間軸と前記直交軸決定部で決定した色空間軸とからなる色空間へ、前記カラー映像信号を変換するための関数を計算する変換関数決定部とを有し、
前記関数によって前記色空間変換方法を決定する請求項７に記載の映像信号処理装置。
【請求項９】
前記主要色決定部は、前記カラー映像信号に対して主成分分析を行い、前記主要色の色空間軸を決定する主成分分析部を有する請求項８に記載の映像信号処理装置。
【請求項１０】
前記ノイズ低減部は、前記主要色決定部で決定された主要色を表す色空間軸と予め設定されている重要視する色空間軸とのなす角に応じて、ノイズ低減の度合いを変更する請求項９に記載の映像信号処理装置。
【請求項１１】
入力されたカラー映像信号に対して１フレーム毎に信号処理を行うための映像信号処理プログラムであって、
前記カラー映像信号に対して色空間変換を行うことで第１色変換信号を生成する第１色空間変換ステップと、
前記第１色空間変換ステップでの処理の対象となるフレームよりも前のフレームである過去フレームのカラー映像信号に対して色空間変換を行うことで第２色変換信号を生成する第２色空間変換ステップと、
前記第１色空間変換ステップと前記第２色空間変換ステップとで行う色空間変換方法を決定する色空間変換方法決定ステップと、
前記第１色変換信号と前記第２色変換信号を元にノイズ低減処理を行うことでノイズ低減後信号を生成するノイズ低減ステップと、
前記色空間変換方法決定ステップで決定された色空間変換方法に基づいて前記ノイズ低減後信号を逆変換する色空間逆変換ステップと
をコンピュータに実行させる映像信号処理プログラム。
【請求項１２】
前記色空間変換方法決定ステップは、
前記過去フレームの映像信号から重要な主要色を決定する主要色決定ステップと、
前記主要色決定ステップで決定した主要色を表す色空間軸と直交する色空間軸を決定する直交軸決定ステップと、
前記主要色決定ステップで決定した主要色を表す色空間軸と前記直交軸決定ステップで決定した色空間軸とからなる色空間へ、前記カラー映像信号を変換するための関数を計算する変換関数決定ステップと
を含む請求項１１に記載の映像信号処理プログラム。
【請求項１３】
前記主要色決定ステップは、前記過去フレームのカラー映像信号に対して主成分分析を行い、前記主要色を決定する主成分分析ステップを含む請求項１２に記載の映像信号処理プログラム。
【請求項１４】
前記ノイズ低減ステップは、
前記第１色変換信号と前記第２色変換信号との差により動き量を検出する動き検出ステップと、
前記動き量と前記色空間方法決定ステップで決定された前記色空間軸とに基づいて前記第１色変換信号と前記第２色変換信号とを合成する際の重み係数を決定する重み係数決定ステップと、
前記重み係数決定ステップにより決定された重み係数を用いて前記第１色変換信号と前記第２色変換信号を合成するフレーム合成ステップと
を含む請求項１２または請求項１３に記載の映像信号処理プログラム。
【請求項１５】
入力されたカラー映像信号に対して信号処理を行うための映像信号処理プログラムであって、
前記カラー映像信号に対して色空間の変換方法を決定する色空間変換方法決定ステップと、
前記色空間変換方法決定ステップで決定された色空間変換方法を用いて、前記カラー映像信号を変換して色変換信号を生成する色空間変換ステップと、
前記色空間変換方法と前記色変換信号に基づいてノイズ低減処理を行い、ノイズ低減後信号を生成するノイズ低減ステップと、
前記色空間変換方法に基づいて前記ノイズ低減後信号を逆変換する色空間逆変換ステップと
をコンピュータに実行させる映像信号処理プログラム。
【請求項１６】
前記色空間変換方法決定ステップは、
前記カラー映像信号から重要な主要色を決定する主要色決定ステップと、
前記主要色決定ステップで決定した色を表す色空間軸と直交する色空間軸を決定する直交軸決定ステップと、
前記主要色決定ステップで決定した色を表す色空間軸と前記直交軸決定ステップで決定した色空間軸とからなる色空間へ、前記カラー映像信号を変換するための関数を計算する変換関数決定ステップとを含み、
前記関数によって前記色空間変換方法を決定する請求項１５に記載の映像信号処理プログラム。
【請求項１７】
前記主要色決定ステップは、前記カラー映像信号に対して主成分分析を行い、前記主要色の色空間軸を決定する主成分分析ステップを含む請求項１６に記載の映像信号処理プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カラー映像信号に対してノイズ低減を行うのに好適な映像信号処理装置及びプログラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特開２００１−１９７３２１号公報には、読み取った３原色のディジタルデータを、色相Ｈ軸、彩度Ｓ軸、明度Ｖ軸とで表現されるＨＳＶ表色系に色変換し、明度Ｖ軸または彩度Ｓ軸の少なくとも一つの軸上で平滑化処理を行う方法が開示されている。
また、動画に関して、特開２００４−８８２３４号公報には、フレーム巡回型ノイズ低減装置において、動きを検出し動き成分に応じた巡回係数で１フレーム前と現在のフレームの画素を合成する方法が開示されている。
【特許文献１】特開２００１−１９７３２１号公報
【特許文献２】特開２００４−８８２３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
撮影する対象によって色の傾向が偏ることがある。例えば、内視鏡を用いて人体の内部を撮影する場合は赤色や黄色や白色が多くなる。この場合、これらの色に関しては解像度が重視される。特開２００１−１９７３２１号公報に示されている方法では、ある決まった色成分に関してのみ平滑化処理がなされるので、その映像信号に関する重要な色成分に対してノイズ低減度合いを変更できない。
また、特開２００４−８８２３４に示されている方法では、重要な色成分について考慮されていない。
【０００４】
本発明は、上記問題を解決するためになされたもので、色成分を考慮したノイズ低減処理を行うことで、好適な画像を得ることのできる映像信号処理装置及びプログラム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】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用する。
本発明は、入力されたカラー映像信号に対して１フレーム毎に信号処理を行う映像信号処理装置であって、前記カラー映像信号に対して色空間変換を行うことで第１色変換信号を生成する第１色空間変換部と、前記第１色空間変換部での処理の対象となるフレームよりも前のフレームである過去フレームのカラー映像信号に対して色空間変換を行うことで第２色変換信号を生成する第２色空間変換部と、前記第１色空間変換部と前記第２色空間変換部とで行う色空間変換方法を決定する色空間変換方法決定部と、前記第１色変換信号と前記第２色変換信号を元にノイズ低減処理を行うことでノイズ低減後信号を生成するノイズ低減部と、前記色空間変換方法決定部で決定された色空間変換方法に基づいて前記ノイズ低減後信号を逆変換する色空間逆変換部とを有する映像信号処理装置を提供する。
【０００６】
本発明は、入力されたカラー映像信号に対して信号処理を行う映像信号処理装置であって、前記カラー映像信号に対して色空間の変換方法を決定する色空間変換方法決定部と、前記色空間変換方法決定部で決定された色空間変換方法を用いて、前記カラー映像信号を変換して色変換信号を生成する色空間変換部と、前記色空間変換方法と前記色変換信号に基づいてノイズ低減処理を行い、ノイズ低減後信号を生成するノイズ低減部と、前記色空間変換方法に基づいて前記ノイズ低減後信号を逆変換する色空間逆変換部とを有する映像信号処理装置を提供する。
【０００７】
本発明は、入力されたカラー映像信号に対して１フレーム毎に信号処理を行うための映像信号処理プログラムであって、前記カラー映像信号に対して色空間変換を行うことで第１色変換信号を生成する第１色空間変換ステップと、前記第１色空間変換ステップでの処理の対象となるフレームよりも前のフレームである過去フレームのカラー映像信号に対して色空間変換を行うことで第２色変換信号を生成する第２色空間変換ステップと、前記第１色空間変換部と前記第２色空間変換部とで行う色空間変換方法を決定する色空間変換方法決定ステップと、前記第１色変換信号と前記第２色変換信号を元にノイズ低減処理を行うことでノイズ低減後信号を生成するノイズ低減ステップと、前記色空間変換方法決定ステップで決定された色空間変換方法に基づいて前記ノイズ低減後信号を逆変換する色空間逆変換ステップとをコンピュータに実行させる映像信号処理プログラムを提供する。
【０００８】
本発明は、入力されたカラー映像信号に対して信号処理を行うための映像信号処理プログラムであって、前記カラー映像信号に対して色空間の変換方法を決定する色空間変換方法決定ステップと、前記色空間変換方法決定ステップで決定された色空間変換方法を用いて、前記カラー映像信号を変換して色変換信号を生成する色空間変換ステップと、前記色空間変換方法と前記色変換信号に基づいてノイズ低減処理を行い、ノイズ低減後信号を生成するノイズ低減ステップと、前記色空間変換方法に基づいて前記ノイズ低減後信号を逆変換する色空間逆変換ステップとをコンピュータに実行させる映像信号処理プログラムを提供する。
【０００９】
本発明によれば、カラー映像信号をフレーム毎に適切な色空間に変換してノイズ低減を行うので、例えば、主要色と、それ以外の色とでそれぞれノイズ低減量を異ならせることが可能となる。これにより、重要な色成分を考慮したノイズ低減処理を行うことができ、好適な画像を得ることが可能となる。
また、本発明の映像信号処理装置及び映像信号処理プログラムは、動画像に対して映像信号処理を実施するのに好適なものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、色成分を考慮した好適なノイズ低減処理を行うことができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下に、本発明に係る映像信号処理装置及び映像信号処理プログラムの一実施形態について、図面を参照して説明する。
【００１２】
〔第１の実施形態〕
図１は、本実施形態に係る映像信号処理装置の概略構成を示したブロック図である。
図１に示されるように、本実施形態に係る映像信号処理装置は、入力部１０１を介して入力されたカラー映像信号に対して色空間変換を行うことで第１色変換信号を生成する第１色空間変換部１０２と、前記第１色空間変換部での処理の対象となるフレームよりも前のフレームである過去フレームのカラー映像信号に対して色空間変換を行うことで第２色変換信号を生成する第２色空間変換部１０６と、第１色空間変換部１０２と第２色空間変換部１０６とで行う色空間変換方法を決定する色空間変換方法決定部１０５と、第１色変換信号と第２色変換信号を元にノイズ低減処理を行うことでノイズ低減後信号を生成するノイズ低減部１０３と、色空間変換方法決定部１０５で決定された色空間変換方法に基づいてノイズ低減後信号を逆変換する色空間逆変換部１０７とを主な構成要素として備えている。
【００１３】
上記各部は、制御部１０９に接続されており、制御部１０９からの制御指令に基づいて作動する。制御部１０９は、電源のオン／オフ、ノイズ低減時の各種モードの切り替え等をユーザが入力するための外部インターフェース部（以下「外部Ｉ／Ｆ部」という。）１１０に接続されている。
【００１４】
上記第１色空間変換部１０２は、入力部１０１を介して入力されるＲ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）の色空間で表されたカラー映像信号が入力されると、このカラー映像信号に対して色空間変換処理を行い、第１色変換信号を生成する。具体的には、第１色空間変換部１０２は、以下の（１）式を用いてカラー映像信号の色空間｛Ｒ、Ｇ、Ｂ｝を色空間Ｔｉ｛Tｉ0、Ｔｉ1、Ｔｉ2｝に変換する。ここで、色空間Ｔｉ｛Tｉ0、Ｔｉ1、Ｔｉ2｝は、１フレーム前の映像信号における主要色の色空間軸及び主要色に直交する色空間軸により特定される色空間であり、後述する色空間変換方法決定部１０５によって決定される。
【００１５】
【数１】
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【００１６】
上記（１）式において、Ｃｉは第１色変換関数であり、後述する色空間変換方法決定部１０５によって決定される。ｉはフレーム番号を示している。第１色空間変換部１０２により生成された第１色変換信号は、ノイズ低減部１０３に転送される。
【００１７】
第２色空間変換部１０６は、バッファ１０４に格納されている１フレーム前の映像信号（ノイズ低減信号）に対して色空間変換処理を行い、第２色変換信号を生成する。具体的には、第２色空間変換部１０６は、以下の（２）式を用いることにより、１フレーム前の映像信号の色空間Ｔｉ−１｛Tｉ−１0、Ｔｉ−１1、Ｔｉ−１2｝を色空間Ｔｉ｛Tｉ0、Ｔｉ1、Ｔｉ2｝に変換する。
なお、本実施形態では、バッファ１０４に格納されている１フレーム前の映像信号に対して色空間変換処理を行うこととしたが、これに限られず、上述した第１色空間変換部１０２において処理対象とされたカラー映像信号よりも前のフレームである過去フレームのカラー映像信号に対して色空間変換処理を行うこととしてもよい。
【００１８】
【数２】
2009124489.tif 000004
【００１９】
ここで、Ｄｉは第２色変換関数であり、後述する色空間変換方法決定部１０５により決定される。第２色空間変換部１０６により生成された第２色変換信号は、ノイズ低減部１０３に転送される。
【００２０】
ノイズ低減部１０３は、第１色空間変換部１０２からの第１色変換信号と第２色空間変換部１０６からの第２色変換信号とに基づいてノイズ低減処理を行いノイズ低減後信号を生成し、バッファ１０４及び色空間逆変換部１０７に転送する。
以下、ノイズ低減部１０３について図２を参照して詳しく説明する。
【００２１】
図２は、ノイズ低減部１０３の概略構成を示した図である。図２に示されるように、ノイズ低減部１０３は、動き検出部２０１、重み決定部２０２、フレーム合成部２０３を備えて構成されている。
【００２２】
動き検出部２０１は、第１色空間変換部１０２から転送される第１色変換信号（現フレームの色空間変換後の映像信号）と、第２色空間変換部１０６から転送される第２色変換信号（ノイズ低減処理及び色空間変換処理が施された１フレーム前の映像信号）との差（動き量）を色空間毎に計算し、前フレームとの動きがあるか否かを判定する。動きがあるか否かの判定は、例えば、前フレームと現フレームとの差の絶対値を求め、絶対値が予め設定しておいた閾値よりも大きければ動きがあると判定する。なお、上記閾値或いは動きがあるか否かの判定方法については、外部Ｉ／Ｆ部１１０から入力可能とされていてもよいし、或いは、制御部１０９に予め設定されていてもよい。
【００２３】
重み決定部２０２は、動き検出部２０１での動き判定情報に基づいて、第１色変換信号と第２色変換信号とを合成する際の重み係数Ｋを決定する。例えば、重み決定部２０２は、動き検出部２０１で動きがあると判定された場合には重み係数を大きめ（例えば、０．５以上）に設定する。
更に、重み決定部２０２は、後述する色空間変換方法決定部１０５で決定される色空間の情報と、予め登録されている重要視する色空間軸とのなす角度に基づいて、上記重み係数Ｋを調整する。例えば、図３に示されるように、重要視する色空間軸としてＲの色空間軸が予め登録されており、第１色変換信号の色空間軸がＴｉ０，Ｔｉ１，Ｔｉ２であった場合、予め登録されているＲの色空間軸と変換後の色空間軸Ｔｉ０とのなす角に応じて、重み係数Ｋを調整する。
更に、重み決定部２０２は、主要色の色空間軸Ｔｉ０と、主要色でない色空間軸Ｔｉ１，Ｔｉ２とで重み係数Ｋの調整量を異ならせてもよい。例えば、主要色である色空間軸Ｔｉ０については重み係数Ｋを小さめに設定し、それ以外の色空間軸Ｔｉ１，Ｔｉ２については重み係数Ｋを大きめに設定する。また、逆に、主要色である色空間軸Ｔｉ０については重み係数Ｋを大きめに設定し、それ以外の色空間軸Ｔｉ１，Ｔｉ２については重み係数Ｋを小さめに設定することとしてもよい。
【００２４】
フレーム合成部２０３は、重み決定部２０２で決定された重み係数Ｋを用いて、第１色変換信号及び第２色変換信号とを合成することでノイズ低減を行い、ノイズ低減後信号を出力する。ノイズ低減後信号は、例えば、以下の（３）式で与えられる。
ノイズ低減後信号＝（１−Ｋ）＊第１色変換信号＋Ｋ＊第２色変換信号      （３）
【００２５】
このようにして、ノイズ低減処理が施された映像信号は、ノイズ低減後信号として色空間逆変換部１０７及びバッファ１０４に転送される。バッファ１０４に格納されたノイズ低減後信号は、１フレーム前の映像信号として、上記第２色空間変換部１０６並びに色空間変換方法決定部１０５において用いられることとなる。
【００２６】
色空間逆変換部１０７は、ノイズ低減部１０３からのノイズ低減信号に対して、色空間変換方法決定部１０５で決定された色逆変換関数を用いて逆色変換処理を行う。これにより、ノイズ低減後信号は、Ｒ、Ｇ、Ｂの３色の色空間軸で定義される色空間の信号に変換される。処理後の映像信号は、出力部１０８へ転送され、メモリカードなどの記録媒体に映像信号が記録保存される。
【００２７】
色空間変換方法決定部１０５は、バッファ１０４に格納されているノイズ低減後信号を元に、第１色空間変換部１０２で用いられる第１色変換関数、第２色空間変換部１０６で用いられる第２色変換関数、色空間逆変換部１０７で用いられる逆色変換関数を決定し、これらの変換関数を各部へ転送する。
【００２８】
以下、色空間変換方法決定部１０５の詳細について図を参照して説明する。
図４は、色空間変換方法決定部１０５の概略構成を示した図である。図４に示されるように、色空間変換方法決定部１０５は、主要色決定部３０１、直交軸決定部３０２、及び変換関数決定部３０３を備えている。
【００２９】
主要色決定部３０１は、図５に示されるように、主成分分析部４０１を備えている。主成分分析部４０１は、バッファ１０４から転送される１フレーム前の映像信号に対して公知の主成分分析を行い、求められた主成分を最も重要な色（主要色）として決定する。なお、主成分分析部４０１により主要色を決定する方法の外、例えば、外部Ｉ／Ｆ部１１０を介してユーザが主要色を指定可能な構成としてもよい。
直交軸決定部３０２は、主要色決定部３０１で決定された主要色と色空間上で直交する任意の２つの色空間軸を決定する。なお、２つの色空間軸も互いに直交している。
【００３０】
変換関数決定部３０３は、主要色決定部３０１により決定された主要色の色空間軸と直交軸決定部３０２で決定された２つの色空間軸とに基づいて、上記第１色空間変換部１０２が用いる第１色変換関数Ｃｉ及び第２色空間変換部１０６が用いる第２色変換関数Ｄｉ、及び色空間逆変換部１０７が用いる逆色空間関数を算出する。
【００３１】
まず、変換関数決定部３０３は第２色変換関数Ｄｉを求める。この第２色変換関数Ｄｉ（上記（２）式参照）は、例えば、主要色決定部３０１及び直交軸決定部３０２によって決定された主要色の色空間軸及び主要色に直交する２つの色空間軸で特定される色空間Ｔｉ−１に関して、共分散行列を無相関にすることで求める。
【００３２】
続いて、変換関数決定部３０３は、決定した第２色変換関数Ｄｉを以下の（４）式に代入することで、第１色変換関数Ｃｉを求める。
【数３】
2009124489.tif 000005
【００３３】
ここで、ｉはフレーム番号を示している。
なお、第１色変換関数Ｃｉは、（４）式からわかるように帰納的に決定される。従って、変換関数決定部３０３は、算出したＣｉを記録しておき、次のフレームｉ＋１の色変換関数の算出時にＣｉ＋１＝Ｄｉ＋１＋Ｃｉを算出することで、第１色空間変換部１０２で用いる第１色変換関数を容易に求めることができる。
変換関数決定部３０３は、第１色変換関数Ｃｉを第１色空間変換部１０２に、第２色変換関数Ｄｉを第２色空間変換部１０６に転送する。更に、変換関数決定部３０３は、上記第１色変換関数Ｃｉの逆行列を求め、これを逆色変換関数として色空間逆変換部１０７に転送する。
【００３４】
次に、本実施形態に係る映像信号処理装置の作用について簡単に説明する。
まず、入力部１０１から入力された映像信号は、第１色空間変換部１０２に転送される。このとき、１フレーム目の場合には、バッファ１０４にはノイズ低減後信号が格納されていない状態であるので、第１色空間変換部１０２において色変換は行われず、そのままの色空間、つまり、ＲＧＢの３色空間軸で定義される映像信号のまま、ノイズ低減部１０３に転送される。ノイズ低減部１０３においてもノイズ低減処理が行われず、そのままの状態でバッファ１０４及び色空間逆変換部１０７に出力される。
【００３５】
バッファ１０４に格納された１フレーム目の映像信号は色空間変換方法決定部１０５に読み出される。色空間変換方法決定部１０５においては、図４に示される主要色決定部３０１において、１フレーム目の映像信号の主要色が決定され、直交軸決定部３０２において、主要色の色空間軸に直交する２つの直交色空間軸が決定される。そして、変換関数決定部３０３において、１フレーム目の映像信号の色空間を主要色の色空間軸等で定義される色空間に変換するための第２色変換関数Ｄｉが求められ、この第２色変換関数Ｄｉを用いて第１色変換関数Ｃｉ並びに逆色変換関数が求められる。これらの色変換関数は、各部へ転送されて用いられる。
【００３６】
第１色空間変換部１０２は、入力部１０１を介して入力された２フレーム目のＲＧＢ映像信号を、色空間変換方法決定部１０５から与えられた第１色変換関数Ｃｉを用いて色変換し、第１色変換信号をノイズ低減部１０３に転送する。また、第２色空間変換部１０６は、バッファ１０４に格納されている１フレーム目の映像信号を第２色変換関数Ｄｉを用いて色変換し、第２色変換信号をノイズ低減部１０３に転送する。これにより、ノイズ低減部１０３には、１フレーム目の主要色によって定義される色空間に変換された１フレーム目の映像信号と２フレーム目の映像信号とが入力されることとなる。
【００３７】
ノイズ低減部１０３では、図２に示される動き検出部２０１において第１色変換信号と第２色変換信号との動きの差が検出され、重み決定部２０２において動き量と色空間軸とに基づいて１フレーム目の映像信号と２フレーム目の映像信号とを合成するための重み係数Ｋが決定され、フレーム合成部２０３において、第１色変換信号と第２色変換信号とが重み係数Ｋで合成されてノイズ低減後信号が生成される。ノイズ低減後信号は、バッファ１０４及び色空間逆変換部１０７に転送される。
【００３８】
色空間逆変換部１０７では、ノイズ低減後信号が逆色変換関数を用いて色変換処理されることにより、元のＲＧＢ色空間軸の映像信号に戻され、出力部１０８を介してメモリカード等の記録媒体等に記録保存される。また、バッファ１０４に転送されたノイズ低減後信号は、色空間変換方法決定部１０５及び第２色空間変換部１０６に読み出されることにより、３フレーム目のノイズ低減処理に用いられることとなる。
【００３９】
そして、上述した処理が繰り返し行われることにより、入力部１０１を介して入力される映像信号は、フレーム毎にノイズ低減処理が実行され、出力部１０５を介して出力されることとなる。
【００４０】
以上、説明してきたように、本実施形態に係る映像信号処理装置によれば、入力されたカラー映像信号をフレーム毎に適切な色空間に変換してノイズ低減を行うので、例えば、主要な色と、それ以外の色とでそれぞれ個別のノイズ低減量を用いてノイズ低減処理を行うことが可能となる。この結果、高品位な映像信号を得ることができる。
【００４１】
なお、上述したノイズ低減方法に代えて、公知のノイズ低減方法を用いることもできる。例えば、平滑化フィルタを用いる場合、ノイズ低減部１０３は、動き量と色空間軸とに基づいて、平滑化フィルタの係数やサイズなどの特性を変更することにより、ノイズの低減量を変更する。
【００４２】
また、本実施形態に係る映像信号処理装置によれば、動き量に基づいて重み係数Ｋが決定されるので、シーンの変化を考慮したノイズ低減を行うことが可能となる。更に、予め登録されている重要視する色と、１フレーム前の映像信号において決定された主要色との違いに応じて重み係数Ｋが調整されるので、より主観的に好ましい映像信号を得ることが可能となる。
【００４３】
なお、本実施形態では、入出力信号をＲＧＢ映像信号としたが、それに限定するものではなく、例えば、ＹＣｂＣｒ等の他の信号としてもよい。
【００４４】
また、上述した実施形態では、映像信号処理装置としてハードウェアによる処理を前提としていたが、このような構成に限定される必要はない。例えば、別途ソフトウェアにて処理する構成も可能である。この場合、映像信号処理装置は、ＣＰＵ、ＲＡＭ等の主記憶装置、上記処理の全て或いは一部を実現させるためのプログラムが記録されたコンピュータ読み取り可能な記録媒体を備えている。そして、ＣＰＵが上記記録媒体に記録されているプログラムを読み出して、情報の加工・演算処理を実行することにより、上述の映像信号処理装置と同様の処理を実現させる。
【００４５】
以下、ＣＰＵが映像信号処理プログラムを実行することにより実現される映像信号処理方法の処理手順について図６を参照して説明する。
まず、ステップＳＡ１において、カラー映像信号およびヘッダ情報が入力されると、ステップＳＡ２において、入力されたカラー映像信号が第１フレームか否かを判定する。第１フレームの場合には、ステップＳＡ１１に移行し、当該第１フレームの映像信号をバッファに格納する一方、この映像信号を出力する。
【００４６】
次に、ステップＳＡ２において、２フレーム目以降のカラー映像信号であると判定した場合には、ステップＳＡ３において、バッファに格納されている１フレーム前の映像信号に基づいて主要色の色空間軸を決定し、続くステップＳＡ４において、主要色の色空間軸に直交する直交色空間軸を決定する。そして、ステップＳＡ５において、第１色変換関数、第２色変換関数、逆変換関数を算出する。
【００４７】
続いて、ステップＳＡ６において、第１色変換関数を用いて、現映像信号の色空間を変換して第１色変換信号を生成し、ステップＳＡ７において、第２色変換関数を用いて、バッファに格納されている１フレーム前の映像信号の色空間を変換して第２色変換信号を生成する。
【００４８】
続いて、ステップＳＡ８において、第１色変換信号及び第２色変換信号を用いて動き検出を行い、ステップＳＡ９において、動き検出量及び色空間軸の情報に基づいて合成の重み係数を決定する。そして、ステップＳＡ１０において、ステップＳＡ９で決定した重み係数を用いて第１色変換信号及び第２色変換信号を合成し、ノイズ低減後信号を生成する。ステップＳＡ１１では、ノイズ低減後信号をバッファに格納するとともに、その一方で、このノイズ低減後信号を逆変換することで元の色空間の映像信号に戻した後、出力する。
【００４９】
次に、ステップＳＡ１２では、所定のフレーム数を処理したか否かを判定し、処理していなければステップＳＡ１に戻り上述した処理を繰り返し行い、処理していれば当該処理を終了する。
【００５０】
〔第２の実施形態〕
次に、本発明の第２の実施形態について、図を用いて説明する。
図７は本実施形態に係る映像信号処理装置の概略構成を示した図である。本実施形態に係る映像信号処理装置は、入力されたカラー映像信号に対して信号処理を行う映像信号処理装置であって、カラー映像信号に対して色空間の変換方法を決定する色空間変換方法決定部５０３と、色空間変換方法決定部５０３で決定された色空間変換方法を用いて、カラー映像信号を変換して色変換信号を生成する色空間変換部５０４と、色空間変換方法と色変換信号に基づいてノイズ低減処理を行い、ノイズ低減後信号を生成するノイズ低減部５０５と、色空間変換方法に基づいてノイズ低減後信号を変換する色空間逆変換部５０６とを主な構成要素として備えている。
【００５１】
このような構成を備える映像信号処理装置において、入力部５０１を介して入力された映像信号は、バッファ５０２に格納される。色空間変換方法決定部５０３は、上述した第１の実施形態と同様の構成を備えており、バッファ５０２に格納された現フレームの映像信号を読み出し、この映像信号における主要色の色空間軸及び主要色の色空間軸に直交する２つの直交色空間軸を決定するとともに、これらの色空間軸で定義される色空間に現フレームの映像信号を変換するための色変換関数を求める。この色変換関数の求め方は、第１の実施形態に係る第２色変換関数の求め方と同様である。また、色空間変換方法決定部５０３は、色変換関数の逆行列を算出し、逆色変換関数とする。
【００５２】
色空間変換方法決定部５０３により求められた色変換関数は現フレームの映像信号とともに色空間変換部５０４に転送され、また、逆変換関数の情報は色空間逆変換部５０６に転送される。
色空間変換部５０４は、色変換関数を用いて現フレームの映像信号の色空間を変換し、変換後の映像信号をノイズ低減部５０５に転送する。
ノイズ低減部５０５は、色空間変換部５０４から転送されてきた色空間変換後の映像信号に基づいてノイズ低減を行う。例えば、ノイズ低減部５０５は、色空間の情報を用いて、平滑化フィルタの係数やサイズなどの特性を変更することにより、ノイズの低減量を変更する。また、このとき、予め登録されている主要色とそれ以外の色とでノイズ低減量を異ならせることとしてもよい。
なお、上述したノイズ低減方法に代えて、例えば、外部Ｉ／Ｆ部１１０を介してユーザによって指定された公知のノイズ低減方法を用いることとしてもよい。ノイズ低減後の映像信号は、色空間逆変換部５０６に転送される。
【００５３】
色空間逆変換部５０６は、色空間変換方法決定部５０３から与えられた逆色変換関数を用いて、ノイズ低減部５０５からの映像信号に対して色空間の変換を行う。これにより、ノイズ低減後の映像信号の色空間は、入力時における色空間に戻される。色空間変換後の映像信号は、出力部５０７へ転送され、メモリカードなどの記録媒体に記録保存される。
【００５４】
以上、説明してきたように、本実施形態に係る映像信号処理装置によれば、色空間変換方法決定部５０３にて現フレームのカラー映像信号に基づいて主要色の色空間が決定され、この色空間への色変換関数が求められる。色空間変換部５０４では、色空間変換決定部５０３によって求められた色変換関数を用いて現フレームの映像信号の色空間が変換され、変換後の映像信号に基づいてノイズ低減処理が行われる。このように、カラー映像信号を適切な色空間に変換し、主要色とそれ以外の色とでノイズ低減量を異ならせるので、色に応じて適切なノイズ低減処理を行うことが可能となる。これにより、所望の品質の画像を得ることが可能となる。
【００５５】
なお、上記実施形態では、ハードウェアによる処理を前提としていたが、このような構成に限定される必要はない。別途ソフトウェアにて処理する構成も可能である。
図８は本実施形態に係る映像信号処理プログラムの処理手順を示したフローチャートである。
まず、ステップＳＢ１において、カラー映像信号およびヘッダ情報が入力されると、ステップＳＢ２において、この映像信号の色空間が決定され、ステップＳＢ３において映像信号の色空間が変換される。ステップＳＢ４では、色空間変換後の映像信号に基づいてノイズ低減処理が行われ、ステップＳＢ５においてノイズ低減後の映像信号が逆色変換されることにより、入力時の映像信号の色空間に戻され、出力される。
【００５６】
ステップＳＢ６では、所定のフレーム数を処理したか否かを判定し、処理していなければステップＳＢ１に戻り上述した処理を繰り返し行い、処理していれば当該処理を終了する。
【００５７】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る映像信号処理装置の概略構成を示した図である。
【図２】図１に示したノイズ低減部の概略構成を示した図である。
【図３】色空間の変換処理について説明するための図である。
【図４】図１に示した色空間変換方法決定部の概略構成を示した図である。
【図５】図３に示した主要色決定部の概略構成を示した図である。
【図６】本発明の第１の実施形態に係る映像信号処理プログラムのフローチャートを示した図である。
【図７】本発明の第２の実施形態に係る映像信号処理装置の概略構成を示した図である。
【図８】本発明の第２の実施形態に係る映像信号処理プログラムのグローチャートを示した図である。
【符号の説明】
【００５９】
１０１，５０１  入力部
１０２  第１色空間変換部
１０３，５０５  ノイズ低減部
１０４、５０２  バッファ
１０５，５０３  色空間変換方法決定部
１０６  第２色空間変換部
１０７，５０６  色空間逆変換部
１０８，５０７  出力部
１０９  制御部
１１０  外部Ｉ／Ｆ部
２０１  動き検出部
２０２  重み決定部
２０３  フレーム合成部
３０１  主要色決定部
３０２  直交軸決定部
３０３  変換関数決定部
４０１  主成分分析部
５０４  色空間変換部
【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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