信号処理装置、信号処理方法およびプログラム
【課題】ガンマ補正された画像の劣化を抑制可能な、信号処理装置、信号処理方法およびプログラムを提供する。
【解決手段】入力輝度信号Ｙをガンマ補正して出力輝度信号Ｙ´を生成するガンマ補正回路１３と、入力輝度信号Ｙと出力輝度信号Ｙ´の比率（＝Ｙ´／Ｙ）を輝度信号の入出力比ｐとして算出する入出力比算出回路１４と、輝度信号の入出力比ｐを入力色差信号Ｃｂ、Ｃｒに乗じて出力色差信号Ｃｂ´、Ｃｒ´を生成する色差補正回路１５とを備える。これにより、輝度信号の入出力比ｐを用いて入力色差信号Ｃｂ、Ｃｒを補正することで、ガンマ補正の影響を考慮して色差補正された出力色差信号Ｃｂ´、Ｃｒ´を生成することができる。
【解決手段】入力輝度信号Ｙをガンマ補正して出力輝度信号Ｙ´を生成するガンマ補正回路１３と、入力輝度信号Ｙと出力輝度信号Ｙ´の比率（＝Ｙ´／Ｙ）を輝度信号の入出力比ｐとして算出する入出力比算出回路１４と、輝度信号の入出力比ｐを入力色差信号Ｃｂ、Ｃｒに乗じて出力色差信号Ｃｂ´、Ｃｒ´を生成する色差補正回路１５とを備える。これにより、輝度信号の入出力比ｐを用いて入力色差信号Ｃｂ、Ｃｒを補正することで、ガンマ補正の影響を考慮して色差補正された出力色差信号Ｃｂ´、Ｃｒ´を生成することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、信号処理装置、信号処理方法およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタル入出力機器では、一般に、画像の明るさを調節するためにガンマ補正が行われる。ガンマ補正では、通常、画素の色を表すＲＧＢ３原色の各色信号が補正されるが、処理効率の観点から画素の明るさを表す輝度信号のみが補正されることがある。例えば下記特許文献１には、輝度信号のみを補正する信号処理装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−３２７４９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、ガンマ補正では、画像中の黒色を際立たせること等を目的に、自由曲線として表される特性曲線が用いられる場合がある。ここで、各色信号を補正すると、相対的に高い処理負荷が要求されるが、黒色を際立たせた画像を適切に表示することができる。しかし、輝度信号のみを補正すると、処理負荷を抑制できるが、特に画像中の肌色が赤みを帯びて表示される等、画像が劣化してしまう場合がある。
【０００５】
そこで、本発明は、ガンマ補正された画像の劣化を抑制可能な、信号処理装置、信号処理方法およびプログラムを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のある観点によれば、入力輝度信号をガンマ補正して出力輝度信号を生成するガンマ補正回路と、入力輝度信号と出力輝度信号の比率を輝度信号の入出力比として算出する入出力比算出回路と、輝度信号の入出力比を入力色差信号に乗じて出力色差信号を生成する色差補正回路とを備える信号処理装置が提供される。
【０００７】
色差補正回路は、入力色差信号に応じて輝度信号の入出力比を修正し、修正後の輝度信号の入出力比を入力色差信号に乗じて出力色差信号を生成してもよい。
【０００８】
輝度信号の入出力比は、入力色差信号により表される色差値の絶対値が小さいほど色差補正の影響を大きく受けるように修正されてもよい。
【０００９】
入出力比算出回路は、輝度信号の入力値と、輝度信号の入力値と出力値の比率との関係を規定する算出テーブルを用いて、除算演算なしに輝度信号の入出力比を算出してもよい。
【００１０】
ガンマ補正回路は、輝度信号の入力値と、輝度信号の出力値の比率との関係を規定する算出テーブルを用いて、除算演算なしに輝度信号の出力値を算出してもよい。
【００１１】
また、本発明の別の観点によれば、入力輝度信号をガンマ補正して出力輝度信号を生成し、入力輝度信号と出力輝度信号の比率を輝度信号の入出力比として算出し、輝度信号の入出力比を入力色差信号に乗じて出力色差信号を生成することを含む信号処理方法が提供される。
【００１２】
また、本発明の別の観点によれば、上記信号処理方法をコンピュータに実行させるためのプログラムが提供される。ここで、プログラムは、コンピュータ読取り可能な記録媒体を用いて提供されてもよく、通信手段等を介して提供されてもよい。
【発明の効果】
【００１３】
以上説明したように本発明によれば、ガンマ補正された画像の劣化を抑制可能な、信号処理装置、信号処理方法およびプログラムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態に係る信号処理装置の主要な構成を示すブロック図である。
【図２】信号処理装置の動作手順を示すフロー図である。
【図３】ガンマ補正回路の構成を示すブロック図である。
【図４】ガンマ補正用の特性曲線の一例を示す図である。
【図５】入出力比の算出方法を示す図である。
【図６】入出力比の修正方法を示す図（１／２）である。
【図７】入出力比の修正方法を示す図（２／２）である。
【図８】信号処理結果の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００１６】
［１．信号処理装置１の構成］
まず、図１を参照して、本発明の実施形態に係る信号処理装置１の構成について説明する。図１には、信号処理装置１の主要な構成が示されている。
【００１７】
信号処理装置１は、例えば、表示装置、画像記録・再生装置、映像記録・再生装置等、画像信号または映像信号をガンマ補正する装置に適用される。以下では、映像信号Ｓをガンマ補正する装置を一例として説明する。
【００１８】
図１に示すように、信号処理装置１は、入力端子１１、分離回路１２、ガンマ補正回路１３、入出力比算出回路１４、色差補正回路１５、ＲＧＢ変換回路１６を含んで構成されている。
【００１９】
入力端子１１は、入力された映像信号Ｓを分離回路１２に供給する。分離回路１２は、映像信号Ｓを入力輝度信号Ｙと入力色差信号Ｃｂ（＝Ｂ−Ｙ）、Ｃｒ（＝Ｒ−Ｙ）とに分離する。分離回路１２は、入力輝度信号Ｙをガンマ補正回路１３と入出力比算出回路１４に供給し、入力色差信号Ｃｂ、Ｃｒを色差補正回路１５に供給する。
【００２０】
ガンマ補正回路１３は、ガンマ補正用の特性曲線を用いて、分離回路１２から供給された入力輝度信号Ｙをガンマ補正する。ガンマ補正回路１３は、ガンマ補正後の出力輝度信号Ｙ´を入出力比算出回路１４とＲＧＢ変換回路１６に供給する。
【００２１】
入出力比算出回路１４は、算出テーブルを用いて、入力輝度信号Ｙと出力輝度信号Ｙ´との比率を示す入出力比ｐ（＝Ｙ´／Ｙ）を算出する。入出力比算出回路１４は、算出結果を色差補正回路１５に供給する。
【００２２】
色差補正回路１５は、分離回路１２から供給された入力色差信号Ｃｂ、Ｃｒに入出力比ｐを乗じて、入力色差信号Ｃｂ、Ｃｒを補正する。色差補正回路１５は、色差補正後の出力色差信号Ｃｂ´、Ｃｒ´をＲＧＢ変換回路１６に供給する。
【００２３】
ＲＧＢ変換回路１６は、出力輝度信号Ｙ´と出力色差信号Ｃｂ´、Ｃｒ´を供給されて、色信号Ｒ、Ｇ、Ｂに変換する。ＲＧＢ変換回路１６は、色信号Ｒ、Ｇ、Ｂを表示装置（不図示）や後段の処理装置等に出力する。
【００２４】
なお、映像信号Ｓは、入力輝度信号Ｙと入力色差信号Ｃｂ、Ｃｒとして別々に入力されてもよく、この場合、分離回路１２を省略することができる。また、信号処理後の映像信号Ｓは、出力輝度信号Ｙ´と出力色差信号Ｃｂ´、Ｃｒ´として別々に出力されてもよく、この場合、ＲＧＢ変換回路１６を省略することができる。
【００２５】
［２．信号処理装置１の動作］
つぎに、図２から図７を参照して、信号処理装置１の動作について説明する。
【００２６】
まず、信号処理装置１の動作手順について説明する。図２には、信号処理装置１の動作手順が示されている。図２に示すように、信号処理装置１では、まず、分離回路１２が映像信号Ｓを入力輝度信号Ｙと入力色差信号Ｃｂ、Ｃｒに分離する（ステップＳ１１）。
【００２７】
つぎに、ガンマ補正回路１３が入力輝度信号Ｙをガンマ補正して出力輝度信号Ｙ´を生成する（ステップＳ１２）。つぎに、入出力比算出回路１４が入力輝度信号Ｙと出力輝度信号Ｙ´の比率を輝度信号の入出力比ｐ（＝Ｙ´／Ｙ）として算出する（ステップＳ１３）。そして、色差補正回路１５が輝度信号の入出力比ｐを入力色差信号Ｃｂ、Ｃｒに乗じて出力色差信号Ｃｂ´、Ｃｒ´を生成する（ステップＳ１４）。
【００２８】
さらに、ＲＧＢ変換回路１６が出力輝度信号Ｙ´および出力色差信号Ｃｂ´、Ｃｒ´を色信号Ｒ、Ｇ、Ｂに変換し、後段の装置または後段の処理のために出力する（ステップＳ１５）。
【００２９】
つぎに、ガンマ補正回路１３の動作について説明する。図３には、ガンマ補正回路１３の構成が示されている。図４には、ガンマ補正用の特性曲線の一例が示されている。
【００３０】
図３に示すように、ガンマ補正回路１３は、比較器２１、係数算出回路２２、各種演算器２３、２５、フリップフロップ２４、２６、２９、２７、オーバーフローリミッタ２８を含んで構成されている。
【００３１】
図４に示すように、特性曲線は、輝度信号の入力値ｘ（横軸）と出力値ｂ（縦軸）との関係を自由曲線により表している。輝度信号の入力値ｘおよび出力値ｂは、いずれも０〜２５５の値として表される。特性曲線では、特性曲線が所定数の区間に分割され、各区間での入出力関係が直線近似されている。
【００３２】
図４に示す例では、特性曲線が１２の区間に分割されている。入力値ｘは、０〜ｘ１、ｘ１〜ｘ２、…、ｘ１１〜２５５の区間に分割され、出力値ｂは、入力値ｘの各区間に対応する０〜ｂ１、ｂ１〜ｂ２、…、ｂ１１〜２５５の区間に分割されている。なお、入力値ｘの各区間は、任意の幅で分割されてもよく、一定の幅で分割されてもよい。
【００３３】
ガンマ補正回路１３には、分離回路１２から入力輝度信号Ｙが供給される。入力輝度信号Ｙは、減算器２３と比較器２１に供給される。比較器２１では、入力輝度信号Ｙの値（入力輝度値Ｙとも称する。）が特性曲線の区間と比較されて、入力輝度値Ｙが属する区間が特定される。区間の特定結果は、係数算出回路２２に供給される。
【００３４】
係数算出回路２２では、特定された区間における入力値ｘの最小値ｘｍｉｎ（例えばｘ５〜ｘ６の区間では、ｘｍｉｎ＝ｘ５）が求められる。また、特定された区間における近似曲線の傾きａと、特定された区間における出力値ｂの最小値ｂｍｉｎ（例えばｘ５〜ｘ６の区間に対応するｂ５〜ｂ６の区間では、ｂｍｉｎ＝ｂ５）が求められる。
【００３５】
なお、近似曲線の傾きａは、特定された区間における入力値ｘの範囲と出力値ｂの範囲との比率（例えばａ５＝（ｂ６−ｂ５）／（ｘ６−ｘ５））として求められる。最小入力値ｘｍｉｎは、減算器２３に供給され、近似曲線の傾きａは、乗算器２５に供給され、最小出力値ｂｍｉｎは、加算器２７に供給される。ここで、各区間の最小入力値ｘｍｉｎ、最小出力値ｂｍｉｎおよび各区間における近似曲線の傾きａは、係数算出データとしてテーブル化されてメモリ（不図示）等に記録されている。
【００３６】
減算器２３では、入力輝度値Ｙから最小入力値ｘｍｉｎが減算され、減算結果（＝Ｙ−ｘｍｉｎ）がフリップフロップ２４を介して乗算器２５に供給される。乗算器２５では、減算結果に近似曲線の傾きａが乗算され、乗算結果（＝ａ・（Ｙ−ｘｍｉｎ））がフリップフロップ２６を介して加算器２７に供給される。
【００３７】
加算器２７では、乗算結果に最小出力値ｂｍｉｎが加算され、加算結果（＝ａ・（Ｙ−ｘｍｉｎ）＋ｂｍｉｎ）がオーバーフローリミッタ２８およびフリップフロップ２９を介して、ガンマ補正回路１３の後段に配置された入出力比算出回路１４とＲＧＢ変換回路１６に供給される。
【００３８】
これにより、ガンマ補正回路１３では、輝度値Ｙの入出力関係を規定する特性曲線を用いて、入力輝度信号Ｙをガンマ補正した出力輝度信号Ｙ´が生成される。出力輝度信号Ｙ´は、図４を用いて次式の通り直線補間される。
Ｙ´＝ａ・（Ｙ−ｘｍｉｎ）＋ｂｍｉｎ ・・・（１）
【００３９】
例えば、入力輝度信号Ｙ（ｘ５＜Ｙ≦ｘ６）の場合、特性曲線上で区間ｘ５〜ｘ６が特定され、最小入力値ｘｍｉｎ＝ｘ５、最小出力値ｂｍｉｎ＝ｂ５、近似曲線の傾きａ５＝（ｂ６−ｂ５）／（ｘ６−ｘ５）が算出される。よって、出力輝度信号Ｙ´は、ａ５・（Ｙ−ｘ５）＋ｂ５となる。
【００４０】
ここで、出力輝度信号Ｙ´の算出に用いる係数ｘｍｉｎ、ｂｍｉｎ、ａは、係数算出データとしてテーブル化されているので、除算演算なしに出力輝度信号Ｙ´を算出することができる。よって、除算演算に用いる膨大な逆数値データを格納するテーブルが省略可能となり、回路規模を縮小することができる。
【００４１】
つぎに、入出力比算出回路１４の動作について説明する。図５には、入出力比ｐの算出方法が示されている。
【００４２】
図５には、輝度信号の入力値Ｙと、輝度信号の入力値Ｙと出力値Ｙ´の比率を示す入出力比ｐ（＝Ｙ´／Ｙ）との関係が示されている。横軸は、入力輝度値Ｙが属する区間の入力値ｘ（図４を参照）を示し、縦軸は、横軸の入力値ｘに対応する入出力比ｐを示している。
【００４３】
２つの入力値ｘａ、ｘｂは、ガンマ補正時に特定された区間における最小入力値ｘｍｉｎと最大入力値ｘｍａｘ（例えばｘ５〜ｘ６の区間では、ｘｍａｘ＝ｘ６）に相当する。また、２つの補正率ｐａ、ｐｂの各々は、ガンマ補正時に特定された区間における近似曲線の最小出力値ｂｍｉｎを最小入力値ｘｍｉｎにより除算した値ｐａと、最大出力値ｂｍａｘ（例えばｘ５〜ｘ６の区間に対応するｂ５〜ｂ６の区間では、ｂｍａｘ＝ｂ６）を最大入力値ｘｍａｘにより除算した値ｐｂに相当する。
【００４４】
ここで、各区間の入力値ｘａ、ｘｂ、入力値ｘａ、ｘｂに対応する入出力比ｐａ、ｐｂおよび各区間における入出力比ｐの傾きα（＝（ｐｂ−ｐａ）／（ｘｂ−ｘａ））は、入出力比算出データとしてテーブル化されてメモリ（不図示）等に記録されている。
【００４５】
入力輝度信号Ｙに対応する入出力比ｐは、図５を用いて次式のとおり直線補間される。
ｐ＝α（Ｙ−ｘａ）＋ｐａ ・・・（２）
ここで、α＝（ｐｂ−ｐａ）／（ｘｂ−ｘａ）
【００４６】
例えば、前述した入力輝度信号Ｙ（ｘ５＜Ｙ≦ｘ６）の場合、ｘａ＝ｘ５、ｘｂ＝ｘ６、ｐａ＝ｂ５／ｘ５、ｐｂ＝ｂ６／ｘ６となる。よって、入力輝度信号Ｙに対応する入出力比ｐは、（ｂ６／ｘ６−ｂ５／ｘ５）・（Ｙ−ｘ５）＋ｂ５／ｘ５となる。
【００４７】
ここで、入出力比ｐの算出に用いる係数ｘａ、ｘｂ、ｐａ、ｐｂ、αは、入出力比算出データとしてテーブル化されているので、除算演算なしに入出力比ｐを算出することができる。よって、除算演算に用いる膨大な逆数値データを格納するテーブルが省略可能となり、回路規模を縮小することができる。
【００４８】
つぎに、色差補正回路１５の動作について説明する。色差補正回路１５では、分離回路１２から供給された入力色差信号Ｃｂ、Ｃｒに、ガンマ補正回路１３から供給された入出力比ｐを乗算して、出力色差信号Ｃｂ´、Ｃｒ´が生成される。
【００４９】
つまり、出力色差信号Ｃｂ´、Ｃｒ´は、次式のとおり算出される。
Ｃｂ´＝ｐ・Ｃｂ
Ｃｒ´＝ｐ・Ｃｒ ・・・（３）
【００５０】
これにより、輝度信号の入出力比ｐを用いて入力色差信号Ｃｂ、Ｃｒを補正することで、ガンマ補正の影響を考慮して色差補正された出力色差信号Ｃｂ´、Ｃｒ´が得られる。よって、輝度信号のみを補正する場合に比して、画像の劣化を抑制することができる。
【００５１】
ところで、色差の大きい画素で入力色差信号Ｃｂ、Ｃｒに入出力比ｐを直接乗算すると、色差補正の影響が大きすぎて、画像が劣化してしまう場合がある。これは、色差の大きい画素では、入力色差信号Ｃｂ、Ｃｒに多くの輝度成分が含まれていることになるので、入力色差信号Ｃｂ、Ｃｒに入出力比ｐを直接乗算すると、輝度成分が過剰に補正されてしまうためであると考えられる。
【００５２】
このため、図６および図７に示すように、出力色差信号Ｃｂ´、Ｃｒ´は、入力色差信号Ｃｂ、Ｃｒの値に応じて修正された入出力比ｐ´を入力色差信号Ｃｂ、Ｃｒに乗算して生成されてもよい。なお、修正後の入出力比ｐ´は、色差補正に用いられるものであり、ガンマ補正には用いられない。図６および図７には、入出力比ｐの修正方法が示されている。
【００５３】
図６には、色差信号の入力値Ｃｍａｘと、入出力比ｐを修正するための修正係数ｋとの関係が示されている。横軸は、色差信号の入力値ＣｂまたはＣｒのうち、色差の絶対値が最大となる値Ｃｍａｘ（＝ｍａｘ（｜Ｃｂ−１２８｜、｜Ｃｒ−１２８｜）を示し、縦軸は、修正係数ｋ（０．０≦ｋ≦１．０）を示している。なお、色差は、入力値Ｃｂ、Ｃｒから１２８を減算した−１２８〜＋１２７の値により正値または負値として表される。
【００５４】
図６に示すように、修正係数ｋは、色差の絶対値Ｃｍａｘが小さいほど大きく設定される。修正係数ｋは、色差の絶対値Ｃｍａｘ＝０でｋ＝１．０となり、色差の絶対値Ｃｍａｘ１２８（または１２７）でｋ＝０．０となる。
【００５５】
図６に示す関係は、次式のとおり表される。
ｋ＝ｋａ・Ｃｍａｘ＋ｋｂ ・・・（４）
ここで、Ｋａ：図６中の直線の傾き、ｋｂ：修正係数ｋの最大値（＝１．０）、
Ｃｍａｘ：ｍａｘ（｜Ｃｂ−１２８｜、｜Ｃｒ−１２８｜））
【００５６】
図７には、修正係数ｋと修正後の入出力比ｐ´との関係が示されている。横軸は、図６に従って求められた修正係数ｋ（０．０≦ｋ≦１．０）を示し、縦軸は、修正係数ｋにより修正された入出力比ｐ´（ｐ≦ｐ´≦１．０）を示している。
【００５７】
図７に示すように、修正係数ｋが大きいほど、修正後の入出力比ｐ´が小さくなる。修正後の入出力比ｐ´は、色差の絶対値Ｃｍａｘ＝０でｐ´＝ｐとなり、色差の絶対値Ｃｍａｘ＝１２８（または１２７）でｐ´＝１．０となる。図７に示す関係は、次式のとおり表される。
ｐ´＝１−（１−ｐ）・ｋ ・・・（５）
【００５８】
色差補正回路１５では、分離回路１２から供給された入力色差信号Ｃｂ、Ｃｒに、修正後の入出力比ｐ´を乗算して、出力色差信号Ｃｂ´、Ｃｒ´が生成される。つまり、出力色差信号Ｃｂ´、Ｃｒ´は、次式のとおり算出される。
Ｃｂ´＝ｐ´・Ｃｂ
Ｃｒ´＝ｐ´・Ｃｒ ・・・（６）
【００５９】
これにより、出力色差信号Ｃｂ´、Ｃｒ´は、色差の絶対値Ｃｍａｘが小さいほど色差補正の影響を大きく受け、色差の絶対値が大きいほど色差補正の影響を受け難くなる。よって、色差の大きい画素では、色差信号Ｃｂ、Ｃｒの補正が抑制され、過剰な補正による画像の劣化を抑制することができる。
【００６０】
なお、色差補正の影響を調節する場合、修正係数ｋの上限値または下限値を調整してもよい。つまり、色差補正の影響を小さくする場合には、上限値を小さく設定し、色差補正の影響を大きくする場合には、下限値を大きく設定してもよい。また、色差信号の入力値Ｃｂ、Ｃｒと修正係数ｋとの関係（図６に示した関係）を他の直線や曲線により規定してもよい。さらに、修正係数ｋと修正後の入出力比ｐ´との関係（図７に示した関係）を、他の関係式により規定してもよい。
【００６１】
図８には、信号処理装置１による信号処理結果の一例が示されている。以下では、第１の入力信号Ｓ１として［Ｙ、Ｃｂ、Ｃｒ］＝［３２、１５０、１６０］、第２の入力信号Ｓ２として［Ｙ、Ｃｂ、Ｃｒ］＝［２００、１５０、１６０］を信号処理する場合について説明する。なお、信号処理結果の値は、説明を簡略化するために小数点以下の値を省略して示されている。
【００６２】
色信号をガンマ補正（第１の方法）すると、第１の入力信号Ｓ１から第１の出力信号Ｓ１´として［Ｙ´、Ｃｂ´、Ｃｒ´］＝［１９、１４３、１５０］が生成され、第２の入力信号Ｓ２から第２の出力信号Ｓ２´として［Ｙ´、Ｃｂ´、Ｃｒ´］＝［１４０、１４４、１５１］が生成される。
【００６３】
なお、第１の方法では、入力信号［Ｙ、Ｃｂ、Ｃｒ］が正規化され、正規化後の入力信号がＩＴＵ−Ｒ ＢＴ．７０９ ｒｅｃｏｍｍｅｎｄａｔｉｏｎ（Ｒｅｃ．７０９）の変換式を用いて色信号に変換される。そして、変換後の色信号がガンマ補正され、ガンマ補正後の色信号が出力信号［Ｙ´、Ｃｂ´、Ｃｒ´］に変換される。
【００６４】
一方、輝度信号のみをガンマ補正（第２の方法）すると、第１の入力信号Ｓ１から第１の出力信号Ｓ１´として［Ｙ´、Ｃｂ´、Ｃｒ´］＝［１９、１５０、１６０］が生成され、第２の入力信号Ｓ２から第２の出力信号Ｓ２´として［Ｙ´、Ｃｂ´、Ｃｒ´］＝［１４０、１５０、１６０］が生成される。
【００６５】
他方、入出力比ｐを用いて色差補正（第３の方法）すると、第１の入力信号Ｓ１から第１の出力信号Ｓ１´として［Ｙ´、Ｃｂ´、Ｃｒ´］＝［１９、１４１、１４７］が生成され、第２の入力信号Ｓ２から第２の出力信号Ｓ２´として［Ｙ´、Ｃｂ´、Ｃｒ´］＝［１４０、１４３、１５０］が生成される。
【００６６】
なお、第２および第３の方法では、色信号の変換は行われず、第１の方法と同様のガンマ補正用の特性曲線を用いて輝度信号のみがガンマ補正される。そして、第３の方法では、さらに輝度信号の入出力比ｐにより色差信号Ｃｂ、Ｃｒが色差補正される。
【００６７】
第１の出力信号Ｓ１の輝度値Ｙは、いずれの方法でも［３２］から［１９］に補正されている。第１の出力信号Ｓ１´の色差値Ｃｂ、Ｃｒは、第１の方法では［１５０、１６０］から［１４３、１５０］に補正され、第２の方法では補正されず、第３の方法では［１４１、１４７］に補正されている。
【００６８】
同様に、第２の出力信号Ｓ２の輝度値Ｙは、いずれの方法でも［２００］から［１４０］に補正されている。第２の出力信号Ｓ２´の色差値Ｃｂ、Ｃｒは、第１の方法では［１５０、１６０］から［１４４、１５１］に補正され、第２の方法では補正されず、第３の方法では［１４３、１５０］に補正されている。
【００６９】
よって、入出力比ｐを用いて色差補正（第３の方法）することで、輝度信号のみをガンマ補正（第２の方法）する場合に比して、色信号をガンマ補正（第１の方法）する場合に近い色差値Ｃｂ´、Ｃｒ´に補正されていることが確認される。
【００７０】
［４．まとめ］
以上説明したように、本発明の実施形態に係る信号処理装置１および信号処理方法によれば、輝度信号の入出力比ｐ（または修正後の入出力比ｐ´）を用いて入力色差信号Ｃｂ、Ｃｒを補正することで、ガンマ補正の影響を考慮して色差補正された出力色差信号Ｃｂ´、Ｃｒ´を生成することができる。よって、輝度信号のみを補正する場合に比して、画像の劣化を抑制することができる。
【００７１】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００７２】
例えば、上記説明では、ガンマ補正回路１３、入出力比算出回路１４および色差補正回路１を含むハードウェア構成を用いて、本発明に係る信号処理方法を実施する場合について説明した。しかし、本発明に係る信号処理方法は、ハードウェア構成に代えてソフトウェア構成を用いて、実施されてもよい。この場合、ＣＰＵ、ＤＳＰ等のプロセッサ上で実行されるプログラムにより信号処理方法が実施されることになる。
【符号の説明】
【００７３】
１ 信号処理装置
１１ 入力端子
１２ 分離回路
１３ ガンマ補正回路
１４ 入出力比算出回路
１５ 色差補正回路
１６ ＲＧＢ変換回路
１７Ｒ、１７Ｇ、１７Ｂ Ａ／Ｄ変換回路
Ｓ 映像信号
Ｙ 入力輝度信号
Ｙ´ 出力輝度信号
Ｃｂ、Ｃｒ 入力色差信号
Ｃｂ´、Ｃｒ´ 出力色差信号
ｐ 輝度信号の入出力比
ｐ´ 修正後の入出力比
【技術分野】
【０００１】
本発明は、信号処理装置、信号処理方法およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタル入出力機器では、一般に、画像の明るさを調節するためにガンマ補正が行われる。ガンマ補正では、通常、画素の色を表すＲＧＢ３原色の各色信号が補正されるが、処理効率の観点から画素の明るさを表す輝度信号のみが補正されることがある。例えば下記特許文献１には、輝度信号のみを補正する信号処理装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−３２７４９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、ガンマ補正では、画像中の黒色を際立たせること等を目的に、自由曲線として表される特性曲線が用いられる場合がある。ここで、各色信号を補正すると、相対的に高い処理負荷が要求されるが、黒色を際立たせた画像を適切に表示することができる。しかし、輝度信号のみを補正すると、処理負荷を抑制できるが、特に画像中の肌色が赤みを帯びて表示される等、画像が劣化してしまう場合がある。
【０００５】
そこで、本発明は、ガンマ補正された画像の劣化を抑制可能な、信号処理装置、信号処理方法およびプログラムを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のある観点によれば、入力輝度信号をガンマ補正して出力輝度信号を生成するガンマ補正回路と、入力輝度信号と出力輝度信号の比率を輝度信号の入出力比として算出する入出力比算出回路と、輝度信号の入出力比を入力色差信号に乗じて出力色差信号を生成する色差補正回路とを備える信号処理装置が提供される。
【０００７】
色差補正回路は、入力色差信号に応じて輝度信号の入出力比を修正し、修正後の輝度信号の入出力比を入力色差信号に乗じて出力色差信号を生成してもよい。
【０００８】
輝度信号の入出力比は、入力色差信号により表される色差値の絶対値が小さいほど色差補正の影響を大きく受けるように修正されてもよい。
【０００９】
入出力比算出回路は、輝度信号の入力値と、輝度信号の入力値と出力値の比率との関係を規定する算出テーブルを用いて、除算演算なしに輝度信号の入出力比を算出してもよい。
【００１０】
ガンマ補正回路は、輝度信号の入力値と、輝度信号の出力値の比率との関係を規定する算出テーブルを用いて、除算演算なしに輝度信号の出力値を算出してもよい。
【００１１】
また、本発明の別の観点によれば、入力輝度信号をガンマ補正して出力輝度信号を生成し、入力輝度信号と出力輝度信号の比率を輝度信号の入出力比として算出し、輝度信号の入出力比を入力色差信号に乗じて出力色差信号を生成することを含む信号処理方法が提供される。
【００１２】
また、本発明の別の観点によれば、上記信号処理方法をコンピュータに実行させるためのプログラムが提供される。ここで、プログラムは、コンピュータ読取り可能な記録媒体を用いて提供されてもよく、通信手段等を介して提供されてもよい。
【発明の効果】
【００１３】
以上説明したように本発明によれば、ガンマ補正された画像の劣化を抑制可能な、信号処理装置、信号処理方法およびプログラムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態に係る信号処理装置の主要な構成を示すブロック図である。
【図２】信号処理装置の動作手順を示すフロー図である。
【図３】ガンマ補正回路の構成を示すブロック図である。
【図４】ガンマ補正用の特性曲線の一例を示す図である。
【図５】入出力比の算出方法を示す図である。
【図６】入出力比の修正方法を示す図（１／２）である。
【図７】入出力比の修正方法を示す図（２／２）である。
【図８】信号処理結果の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００１６】
［１．信号処理装置１の構成］
まず、図１を参照して、本発明の実施形態に係る信号処理装置１の構成について説明する。図１には、信号処理装置１の主要な構成が示されている。
【００１７】
信号処理装置１は、例えば、表示装置、画像記録・再生装置、映像記録・再生装置等、画像信号または映像信号をガンマ補正する装置に適用される。以下では、映像信号Ｓをガンマ補正する装置を一例として説明する。
【００１８】
図１に示すように、信号処理装置１は、入力端子１１、分離回路１２、ガンマ補正回路１３、入出力比算出回路１４、色差補正回路１５、ＲＧＢ変換回路１６を含んで構成されている。
【００１９】
入力端子１１は、入力された映像信号Ｓを分離回路１２に供給する。分離回路１２は、映像信号Ｓを入力輝度信号Ｙと入力色差信号Ｃｂ（＝Ｂ−Ｙ）、Ｃｒ（＝Ｒ−Ｙ）とに分離する。分離回路１２は、入力輝度信号Ｙをガンマ補正回路１３と入出力比算出回路１４に供給し、入力色差信号Ｃｂ、Ｃｒを色差補正回路１５に供給する。
【００２０】
ガンマ補正回路１３は、ガンマ補正用の特性曲線を用いて、分離回路１２から供給された入力輝度信号Ｙをガンマ補正する。ガンマ補正回路１３は、ガンマ補正後の出力輝度信号Ｙ´を入出力比算出回路１４とＲＧＢ変換回路１６に供給する。
【００２１】
入出力比算出回路１４は、算出テーブルを用いて、入力輝度信号Ｙと出力輝度信号Ｙ´との比率を示す入出力比ｐ（＝Ｙ´／Ｙ）を算出する。入出力比算出回路１４は、算出結果を色差補正回路１５に供給する。
【００２２】
色差補正回路１５は、分離回路１２から供給された入力色差信号Ｃｂ、Ｃｒに入出力比ｐを乗じて、入力色差信号Ｃｂ、Ｃｒを補正する。色差補正回路１５は、色差補正後の出力色差信号Ｃｂ´、Ｃｒ´をＲＧＢ変換回路１６に供給する。
【００２３】
ＲＧＢ変換回路１６は、出力輝度信号Ｙ´と出力色差信号Ｃｂ´、Ｃｒ´を供給されて、色信号Ｒ、Ｇ、Ｂに変換する。ＲＧＢ変換回路１６は、色信号Ｒ、Ｇ、Ｂを表示装置（不図示）や後段の処理装置等に出力する。
【００２４】
なお、映像信号Ｓは、入力輝度信号Ｙと入力色差信号Ｃｂ、Ｃｒとして別々に入力されてもよく、この場合、分離回路１２を省略することができる。また、信号処理後の映像信号Ｓは、出力輝度信号Ｙ´と出力色差信号Ｃｂ´、Ｃｒ´として別々に出力されてもよく、この場合、ＲＧＢ変換回路１６を省略することができる。
【００２５】
［２．信号処理装置１の動作］
つぎに、図２から図７を参照して、信号処理装置１の動作について説明する。
【００２６】
まず、信号処理装置１の動作手順について説明する。図２には、信号処理装置１の動作手順が示されている。図２に示すように、信号処理装置１では、まず、分離回路１２が映像信号Ｓを入力輝度信号Ｙと入力色差信号Ｃｂ、Ｃｒに分離する（ステップＳ１１）。
【００２７】
つぎに、ガンマ補正回路１３が入力輝度信号Ｙをガンマ補正して出力輝度信号Ｙ´を生成する（ステップＳ１２）。つぎに、入出力比算出回路１４が入力輝度信号Ｙと出力輝度信号Ｙ´の比率を輝度信号の入出力比ｐ（＝Ｙ´／Ｙ）として算出する（ステップＳ１３）。そして、色差補正回路１５が輝度信号の入出力比ｐを入力色差信号Ｃｂ、Ｃｒに乗じて出力色差信号Ｃｂ´、Ｃｒ´を生成する（ステップＳ１４）。
【００２８】
さらに、ＲＧＢ変換回路１６が出力輝度信号Ｙ´および出力色差信号Ｃｂ´、Ｃｒ´を色信号Ｒ、Ｇ、Ｂに変換し、後段の装置または後段の処理のために出力する（ステップＳ１５）。
【００２９】
つぎに、ガンマ補正回路１３の動作について説明する。図３には、ガンマ補正回路１３の構成が示されている。図４には、ガンマ補正用の特性曲線の一例が示されている。
【００３０】
図３に示すように、ガンマ補正回路１３は、比較器２１、係数算出回路２２、各種演算器２３、２５、フリップフロップ２４、２６、２９、２７、オーバーフローリミッタ２８を含んで構成されている。
【００３１】
図４に示すように、特性曲線は、輝度信号の入力値ｘ（横軸）と出力値ｂ（縦軸）との関係を自由曲線により表している。輝度信号の入力値ｘおよび出力値ｂは、いずれも０〜２５５の値として表される。特性曲線では、特性曲線が所定数の区間に分割され、各区間での入出力関係が直線近似されている。
【００３２】
図４に示す例では、特性曲線が１２の区間に分割されている。入力値ｘは、０〜ｘ１、ｘ１〜ｘ２、…、ｘ１１〜２５５の区間に分割され、出力値ｂは、入力値ｘの各区間に対応する０〜ｂ１、ｂ１〜ｂ２、…、ｂ１１〜２５５の区間に分割されている。なお、入力値ｘの各区間は、任意の幅で分割されてもよく、一定の幅で分割されてもよい。
【００３３】
ガンマ補正回路１３には、分離回路１２から入力輝度信号Ｙが供給される。入力輝度信号Ｙは、減算器２３と比較器２１に供給される。比較器２１では、入力輝度信号Ｙの値（入力輝度値Ｙとも称する。）が特性曲線の区間と比較されて、入力輝度値Ｙが属する区間が特定される。区間の特定結果は、係数算出回路２２に供給される。
【００３４】
係数算出回路２２では、特定された区間における入力値ｘの最小値ｘｍｉｎ（例えばｘ５〜ｘ６の区間では、ｘｍｉｎ＝ｘ５）が求められる。また、特定された区間における近似曲線の傾きａと、特定された区間における出力値ｂの最小値ｂｍｉｎ（例えばｘ５〜ｘ６の区間に対応するｂ５〜ｂ６の区間では、ｂｍｉｎ＝ｂ５）が求められる。
【００３５】
なお、近似曲線の傾きａは、特定された区間における入力値ｘの範囲と出力値ｂの範囲との比率（例えばａ５＝（ｂ６−ｂ５）／（ｘ６−ｘ５））として求められる。最小入力値ｘｍｉｎは、減算器２３に供給され、近似曲線の傾きａは、乗算器２５に供給され、最小出力値ｂｍｉｎは、加算器２７に供給される。ここで、各区間の最小入力値ｘｍｉｎ、最小出力値ｂｍｉｎおよび各区間における近似曲線の傾きａは、係数算出データとしてテーブル化されてメモリ（不図示）等に記録されている。
【００３６】
減算器２３では、入力輝度値Ｙから最小入力値ｘｍｉｎが減算され、減算結果（＝Ｙ−ｘｍｉｎ）がフリップフロップ２４を介して乗算器２５に供給される。乗算器２５では、減算結果に近似曲線の傾きａが乗算され、乗算結果（＝ａ・（Ｙ−ｘｍｉｎ））がフリップフロップ２６を介して加算器２７に供給される。
【００３７】
加算器２７では、乗算結果に最小出力値ｂｍｉｎが加算され、加算結果（＝ａ・（Ｙ−ｘｍｉｎ）＋ｂｍｉｎ）がオーバーフローリミッタ２８およびフリップフロップ２９を介して、ガンマ補正回路１３の後段に配置された入出力比算出回路１４とＲＧＢ変換回路１６に供給される。
【００３８】
これにより、ガンマ補正回路１３では、輝度値Ｙの入出力関係を規定する特性曲線を用いて、入力輝度信号Ｙをガンマ補正した出力輝度信号Ｙ´が生成される。出力輝度信号Ｙ´は、図４を用いて次式の通り直線補間される。
Ｙ´＝ａ・（Ｙ−ｘｍｉｎ）＋ｂｍｉｎ ・・・（１）
【００３９】
例えば、入力輝度信号Ｙ（ｘ５＜Ｙ≦ｘ６）の場合、特性曲線上で区間ｘ５〜ｘ６が特定され、最小入力値ｘｍｉｎ＝ｘ５、最小出力値ｂｍｉｎ＝ｂ５、近似曲線の傾きａ５＝（ｂ６−ｂ５）／（ｘ６−ｘ５）が算出される。よって、出力輝度信号Ｙ´は、ａ５・（Ｙ−ｘ５）＋ｂ５となる。
【００４０】
ここで、出力輝度信号Ｙ´の算出に用いる係数ｘｍｉｎ、ｂｍｉｎ、ａは、係数算出データとしてテーブル化されているので、除算演算なしに出力輝度信号Ｙ´を算出することができる。よって、除算演算に用いる膨大な逆数値データを格納するテーブルが省略可能となり、回路規模を縮小することができる。
【００４１】
つぎに、入出力比算出回路１４の動作について説明する。図５には、入出力比ｐの算出方法が示されている。
【００４２】
図５には、輝度信号の入力値Ｙと、輝度信号の入力値Ｙと出力値Ｙ´の比率を示す入出力比ｐ（＝Ｙ´／Ｙ）との関係が示されている。横軸は、入力輝度値Ｙが属する区間の入力値ｘ（図４を参照）を示し、縦軸は、横軸の入力値ｘに対応する入出力比ｐを示している。
【００４３】
２つの入力値ｘａ、ｘｂは、ガンマ補正時に特定された区間における最小入力値ｘｍｉｎと最大入力値ｘｍａｘ（例えばｘ５〜ｘ６の区間では、ｘｍａｘ＝ｘ６）に相当する。また、２つの補正率ｐａ、ｐｂの各々は、ガンマ補正時に特定された区間における近似曲線の最小出力値ｂｍｉｎを最小入力値ｘｍｉｎにより除算した値ｐａと、最大出力値ｂｍａｘ（例えばｘ５〜ｘ６の区間に対応するｂ５〜ｂ６の区間では、ｂｍａｘ＝ｂ６）を最大入力値ｘｍａｘにより除算した値ｐｂに相当する。
【００４４】
ここで、各区間の入力値ｘａ、ｘｂ、入力値ｘａ、ｘｂに対応する入出力比ｐａ、ｐｂおよび各区間における入出力比ｐの傾きα（＝（ｐｂ−ｐａ）／（ｘｂ−ｘａ））は、入出力比算出データとしてテーブル化されてメモリ（不図示）等に記録されている。
【００４５】
入力輝度信号Ｙに対応する入出力比ｐは、図５を用いて次式のとおり直線補間される。
ｐ＝α（Ｙ−ｘａ）＋ｐａ ・・・（２）
ここで、α＝（ｐｂ−ｐａ）／（ｘｂ−ｘａ）
【００４６】
例えば、前述した入力輝度信号Ｙ（ｘ５＜Ｙ≦ｘ６）の場合、ｘａ＝ｘ５、ｘｂ＝ｘ６、ｐａ＝ｂ５／ｘ５、ｐｂ＝ｂ６／ｘ６となる。よって、入力輝度信号Ｙに対応する入出力比ｐは、（ｂ６／ｘ６−ｂ５／ｘ５）・（Ｙ−ｘ５）＋ｂ５／ｘ５となる。
【００４７】
ここで、入出力比ｐの算出に用いる係数ｘａ、ｘｂ、ｐａ、ｐｂ、αは、入出力比算出データとしてテーブル化されているので、除算演算なしに入出力比ｐを算出することができる。よって、除算演算に用いる膨大な逆数値データを格納するテーブルが省略可能となり、回路規模を縮小することができる。
【００４８】
つぎに、色差補正回路１５の動作について説明する。色差補正回路１５では、分離回路１２から供給された入力色差信号Ｃｂ、Ｃｒに、ガンマ補正回路１３から供給された入出力比ｐを乗算して、出力色差信号Ｃｂ´、Ｃｒ´が生成される。
【００４９】
つまり、出力色差信号Ｃｂ´、Ｃｒ´は、次式のとおり算出される。
Ｃｂ´＝ｐ・Ｃｂ
Ｃｒ´＝ｐ・Ｃｒ ・・・（３）
【００５０】
これにより、輝度信号の入出力比ｐを用いて入力色差信号Ｃｂ、Ｃｒを補正することで、ガンマ補正の影響を考慮して色差補正された出力色差信号Ｃｂ´、Ｃｒ´が得られる。よって、輝度信号のみを補正する場合に比して、画像の劣化を抑制することができる。
【００５１】
ところで、色差の大きい画素で入力色差信号Ｃｂ、Ｃｒに入出力比ｐを直接乗算すると、色差補正の影響が大きすぎて、画像が劣化してしまう場合がある。これは、色差の大きい画素では、入力色差信号Ｃｂ、Ｃｒに多くの輝度成分が含まれていることになるので、入力色差信号Ｃｂ、Ｃｒに入出力比ｐを直接乗算すると、輝度成分が過剰に補正されてしまうためであると考えられる。
【００５２】
このため、図６および図７に示すように、出力色差信号Ｃｂ´、Ｃｒ´は、入力色差信号Ｃｂ、Ｃｒの値に応じて修正された入出力比ｐ´を入力色差信号Ｃｂ、Ｃｒに乗算して生成されてもよい。なお、修正後の入出力比ｐ´は、色差補正に用いられるものであり、ガンマ補正には用いられない。図６および図７には、入出力比ｐの修正方法が示されている。
【００５３】
図６には、色差信号の入力値Ｃｍａｘと、入出力比ｐを修正するための修正係数ｋとの関係が示されている。横軸は、色差信号の入力値ＣｂまたはＣｒのうち、色差の絶対値が最大となる値Ｃｍａｘ（＝ｍａｘ（｜Ｃｂ−１２８｜、｜Ｃｒ−１２８｜）を示し、縦軸は、修正係数ｋ（０．０≦ｋ≦１．０）を示している。なお、色差は、入力値Ｃｂ、Ｃｒから１２８を減算した−１２８〜＋１２７の値により正値または負値として表される。
【００５４】
図６に示すように、修正係数ｋは、色差の絶対値Ｃｍａｘが小さいほど大きく設定される。修正係数ｋは、色差の絶対値Ｃｍａｘ＝０でｋ＝１．０となり、色差の絶対値Ｃｍａｘ１２８（または１２７）でｋ＝０．０となる。
【００５５】
図６に示す関係は、次式のとおり表される。
ｋ＝ｋａ・Ｃｍａｘ＋ｋｂ ・・・（４）
ここで、Ｋａ：図６中の直線の傾き、ｋｂ：修正係数ｋの最大値（＝１．０）、
Ｃｍａｘ：ｍａｘ（｜Ｃｂ−１２８｜、｜Ｃｒ−１２８｜））
【００５６】
図７には、修正係数ｋと修正後の入出力比ｐ´との関係が示されている。横軸は、図６に従って求められた修正係数ｋ（０．０≦ｋ≦１．０）を示し、縦軸は、修正係数ｋにより修正された入出力比ｐ´（ｐ≦ｐ´≦１．０）を示している。
【００５７】
図７に示すように、修正係数ｋが大きいほど、修正後の入出力比ｐ´が小さくなる。修正後の入出力比ｐ´は、色差の絶対値Ｃｍａｘ＝０でｐ´＝ｐとなり、色差の絶対値Ｃｍａｘ＝１２８（または１２７）でｐ´＝１．０となる。図７に示す関係は、次式のとおり表される。
ｐ´＝１−（１−ｐ）・ｋ ・・・（５）
【００５８】
色差補正回路１５では、分離回路１２から供給された入力色差信号Ｃｂ、Ｃｒに、修正後の入出力比ｐ´を乗算して、出力色差信号Ｃｂ´、Ｃｒ´が生成される。つまり、出力色差信号Ｃｂ´、Ｃｒ´は、次式のとおり算出される。
Ｃｂ´＝ｐ´・Ｃｂ
Ｃｒ´＝ｐ´・Ｃｒ ・・・（６）
【００５９】
これにより、出力色差信号Ｃｂ´、Ｃｒ´は、色差の絶対値Ｃｍａｘが小さいほど色差補正の影響を大きく受け、色差の絶対値が大きいほど色差補正の影響を受け難くなる。よって、色差の大きい画素では、色差信号Ｃｂ、Ｃｒの補正が抑制され、過剰な補正による画像の劣化を抑制することができる。
【００６０】
なお、色差補正の影響を調節する場合、修正係数ｋの上限値または下限値を調整してもよい。つまり、色差補正の影響を小さくする場合には、上限値を小さく設定し、色差補正の影響を大きくする場合には、下限値を大きく設定してもよい。また、色差信号の入力値Ｃｂ、Ｃｒと修正係数ｋとの関係（図６に示した関係）を他の直線や曲線により規定してもよい。さらに、修正係数ｋと修正後の入出力比ｐ´との関係（図７に示した関係）を、他の関係式により規定してもよい。
【００６１】
図８には、信号処理装置１による信号処理結果の一例が示されている。以下では、第１の入力信号Ｓ１として［Ｙ、Ｃｂ、Ｃｒ］＝［３２、１５０、１６０］、第２の入力信号Ｓ２として［Ｙ、Ｃｂ、Ｃｒ］＝［２００、１５０、１６０］を信号処理する場合について説明する。なお、信号処理結果の値は、説明を簡略化するために小数点以下の値を省略して示されている。
【００６２】
色信号をガンマ補正（第１の方法）すると、第１の入力信号Ｓ１から第１の出力信号Ｓ１´として［Ｙ´、Ｃｂ´、Ｃｒ´］＝［１９、１４３、１５０］が生成され、第２の入力信号Ｓ２から第２の出力信号Ｓ２´として［Ｙ´、Ｃｂ´、Ｃｒ´］＝［１４０、１４４、１５１］が生成される。
【００６３】
なお、第１の方法では、入力信号［Ｙ、Ｃｂ、Ｃｒ］が正規化され、正規化後の入力信号がＩＴＵ−Ｒ ＢＴ．７０９ ｒｅｃｏｍｍｅｎｄａｔｉｏｎ（Ｒｅｃ．７０９）の変換式を用いて色信号に変換される。そして、変換後の色信号がガンマ補正され、ガンマ補正後の色信号が出力信号［Ｙ´、Ｃｂ´、Ｃｒ´］に変換される。
【００６４】
一方、輝度信号のみをガンマ補正（第２の方法）すると、第１の入力信号Ｓ１から第１の出力信号Ｓ１´として［Ｙ´、Ｃｂ´、Ｃｒ´］＝［１９、１５０、１６０］が生成され、第２の入力信号Ｓ２から第２の出力信号Ｓ２´として［Ｙ´、Ｃｂ´、Ｃｒ´］＝［１４０、１５０、１６０］が生成される。
【００６５】
他方、入出力比ｐを用いて色差補正（第３の方法）すると、第１の入力信号Ｓ１から第１の出力信号Ｓ１´として［Ｙ´、Ｃｂ´、Ｃｒ´］＝［１９、１４１、１４７］が生成され、第２の入力信号Ｓ２から第２の出力信号Ｓ２´として［Ｙ´、Ｃｂ´、Ｃｒ´］＝［１４０、１４３、１５０］が生成される。
【００６６】
なお、第２および第３の方法では、色信号の変換は行われず、第１の方法と同様のガンマ補正用の特性曲線を用いて輝度信号のみがガンマ補正される。そして、第３の方法では、さらに輝度信号の入出力比ｐにより色差信号Ｃｂ、Ｃｒが色差補正される。
【００６７】
第１の出力信号Ｓ１の輝度値Ｙは、いずれの方法でも［３２］から［１９］に補正されている。第１の出力信号Ｓ１´の色差値Ｃｂ、Ｃｒは、第１の方法では［１５０、１６０］から［１４３、１５０］に補正され、第２の方法では補正されず、第３の方法では［１４１、１４７］に補正されている。
【００６８】
同様に、第２の出力信号Ｓ２の輝度値Ｙは、いずれの方法でも［２００］から［１４０］に補正されている。第２の出力信号Ｓ２´の色差値Ｃｂ、Ｃｒは、第１の方法では［１５０、１６０］から［１４４、１５１］に補正され、第２の方法では補正されず、第３の方法では［１４３、１５０］に補正されている。
【００６９】
よって、入出力比ｐを用いて色差補正（第３の方法）することで、輝度信号のみをガンマ補正（第２の方法）する場合に比して、色信号をガンマ補正（第１の方法）する場合に近い色差値Ｃｂ´、Ｃｒ´に補正されていることが確認される。
【００７０】
［４．まとめ］
以上説明したように、本発明の実施形態に係る信号処理装置１および信号処理方法によれば、輝度信号の入出力比ｐ（または修正後の入出力比ｐ´）を用いて入力色差信号Ｃｂ、Ｃｒを補正することで、ガンマ補正の影響を考慮して色差補正された出力色差信号Ｃｂ´、Ｃｒ´を生成することができる。よって、輝度信号のみを補正する場合に比して、画像の劣化を抑制することができる。
【００７１】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００７２】
例えば、上記説明では、ガンマ補正回路１３、入出力比算出回路１４および色差補正回路１を含むハードウェア構成を用いて、本発明に係る信号処理方法を実施する場合について説明した。しかし、本発明に係る信号処理方法は、ハードウェア構成に代えてソフトウェア構成を用いて、実施されてもよい。この場合、ＣＰＵ、ＤＳＰ等のプロセッサ上で実行されるプログラムにより信号処理方法が実施されることになる。
【符号の説明】
【００７３】
１ 信号処理装置
１１ 入力端子
１２ 分離回路
１３ ガンマ補正回路
１４ 入出力比算出回路
１５ 色差補正回路
１６ ＲＧＢ変換回路
１７Ｒ、１７Ｇ、１７Ｂ Ａ／Ｄ変換回路
Ｓ 映像信号
Ｙ 入力輝度信号
Ｙ´ 出力輝度信号
Ｃｂ、Ｃｒ 入力色差信号
Ｃｂ´、Ｃｒ´ 出力色差信号
ｐ 輝度信号の入出力比
ｐ´ 修正後の入出力比
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力輝度信号をガンマ補正して出力輝度信号を生成するガンマ補正回路と、
前記入力輝度信号と前記出力輝度信号の比率を輝度信号の入出力比として算出する入出力比算出回路と、
前記輝度信号の入出力比を入力色差信号に乗じて出力色差信号を生成する色差補正回路と
を備える信号処理装置。
【請求項２】
前記色差補正回路は、前記入力色差信号に応じて前記輝度信号の入出力比を修正し、前記修正後の輝度信号の入出力比を前記入力色差信号に乗じて前記出力色差信号を生成する、請求項１に記載の信号処理装置。
【請求項３】
前記輝度信号の入出力比は、前記入力色差信号により表される色差値の絶対値が小さいほど色差補正の影響を大きく受けるように修正される、請求項２に記載の信号処理装置。
【請求項４】
前記入出力比算出回路は、前記輝度信号の入力値と、輝度信号の入力値と出力値の比率との関係を規定する算出テーブルを用いて、除算演算なしに前記輝度信号の入出力比を算出する、請求項１に記載の信号処理装置。
【請求項５】
前記ガンマ補正回路は、前記輝度信号の入力値と、輝度信号の出力値の比率との関係を規定する算出テーブルを用いて、除算演算なしに前記輝度信号の出力値を算出する、請求項１に記載の信号処理装置。
【請求項６】
入力輝度信号をガンマ補正して出力輝度信号を生成し、
前記入力輝度信号と前記出力輝度信号の比率を輝度信号の入出力比として算出し、
前記輝度信号の入出力比を入力色差信号に乗じて出力色差信号を生成すること
を含む信号処理方法。
【請求項７】
入力輝度信号をガンマ補正して出力輝度信号を生成し、
前記入力輝度信号と前記出力輝度信号の比率を輝度信号の入出力比として算出し、
前記輝度信号の入出力比を入力色差信号に乗じて出力色差信号を生成すること
を含む信号処理方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【請求項１】
入力輝度信号をガンマ補正して出力輝度信号を生成するガンマ補正回路と、
前記入力輝度信号と前記出力輝度信号の比率を輝度信号の入出力比として算出する入出力比算出回路と、
前記輝度信号の入出力比を入力色差信号に乗じて出力色差信号を生成する色差補正回路と
を備える信号処理装置。
【請求項２】
前記色差補正回路は、前記入力色差信号に応じて前記輝度信号の入出力比を修正し、前記修正後の輝度信号の入出力比を前記入力色差信号に乗じて前記出力色差信号を生成する、請求項１に記載の信号処理装置。
【請求項３】
前記輝度信号の入出力比は、前記入力色差信号により表される色差値の絶対値が小さいほど色差補正の影響を大きく受けるように修正される、請求項２に記載の信号処理装置。
【請求項４】
前記入出力比算出回路は、前記輝度信号の入力値と、輝度信号の入力値と出力値の比率との関係を規定する算出テーブルを用いて、除算演算なしに前記輝度信号の入出力比を算出する、請求項１に記載の信号処理装置。
【請求項５】
前記ガンマ補正回路は、前記輝度信号の入力値と、輝度信号の出力値の比率との関係を規定する算出テーブルを用いて、除算演算なしに前記輝度信号の出力値を算出する、請求項１に記載の信号処理装置。
【請求項６】
入力輝度信号をガンマ補正して出力輝度信号を生成し、
前記入力輝度信号と前記出力輝度信号の比率を輝度信号の入出力比として算出し、
前記輝度信号の入出力比を入力色差信号に乗じて出力色差信号を生成すること
を含む信号処理方法。
【請求項７】
入力輝度信号をガンマ補正して出力輝度信号を生成し、
前記入力輝度信号と前記出力輝度信号の比率を輝度信号の入出力比として算出し、
前記輝度信号の入出力比を入力色差信号に乗じて出力色差信号を生成すること
を含む信号処理方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−４９６２７（Ｐ２０１２−４９６２７Ａ）
【公開日】平成２４年３月８日（２０１２．３．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１８７３７２（Ｐ２０１０−１８７３７２）
【出願日】平成２２年８月２４日（２０１０．８．２４）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月８日（２０１２．３．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月２４日（２０１０．８．２４）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
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