映像処理装置、映像処理方法
【課題】ＲＧＢからＹＣに変換し、さらにＲＧＢに変換する際、映像信号の色域判定を行い、Ｕ信号及びＶ信号のビット割り当てを変更する。
【解決手段】入力ＲＧＢ信号の色域判定を行う第一の色域判定部１１と、第一の色域判定部１１の色域判定結果に基づき、Ｕ信号及びＶ信号のビット数割り当てを行い、入力ＲＧＢ信号をＹＣ信号に変換するＲＧＢ／ＹＣ変換部１２と、色域判定結果に基づき、ＹＣ信号を出力ＲＧＢ信号に変換するＹＣ／ＲＧＢ変換部１３と、を有する映像処理装置。
【解決手段】入力ＲＧＢ信号の色域判定を行う第一の色域判定部１１と、第一の色域判定部１１の色域判定結果に基づき、Ｕ信号及びＶ信号のビット数割り当てを行い、入力ＲＧＢ信号をＹＣ信号に変換するＲＧＢ／ＹＣ変換部１２と、色域判定結果に基づき、ＹＣ信号を出力ＲＧＢ信号に変換するＹＣ／ＲＧＢ変換部１３と、を有する映像処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は映像信号の色変換に関するもので、ＲＧＢ（Ｒｅｄ：赤、Ｇｒｅｅｎ：緑、Ｂｌｕｅ：青の色信号）からＹＣ（Ｙ：輝度信号、Ｃ：色信号、ＹＵＶ４２２フォーマットとも呼ばれる）に変換し、さらにＲＧＢに変換をする際に色域が削減されるのを抑え、色精度の低下を抑制する効果を持つ映像処理装置、映像処理方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的にＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ、液晶ディスプレイのこと）やＰＤＰ（Ｐｌａｓｍａ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｐａｎｅｌ、プラズマディスプレイのこと）等の映像受像装置において、デジタル映像を信号処理する際にＲＧＢ信号で信号伝送をすると情報量（ビット数）が多く必要になる。
【０００３】
ＲＧＢ信号は信号を赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の領域で表現する信号フォーマットである。人間の目は輝度方向の変化に感度が強く、色方向の変化に感度が弱いという特徴があることを利用し、ＲＧＢ信号とは別フォーマットである、色方向の情報量を抑え輝度方向の情報量を広く取る、ＹＵＶ（Ｙ：輝度信号、Ｕ：輝度成分と青色成分の差分（ＣｂやＰｂとも呼ばれる））、Ｖ：輝度成分と赤色成分の差分（ＣｒやＰｒとも呼ばれる））信号と呼ばれる信号フォーマットがある。
【０００４】
通常ＹＵＶ信号はＹＵＶ４４４フォーマットやＹＵＶ４２２フォーマット（ＹＣフォーマット）などと呼ばれる複数の方式がある。ＹＵＶ４４４フォーマットは例えば１画素毎にＹ信号が１０ビット、Ｕ信号が１０ビット、Ｖ信号が１０ビット分のデータを持つフォーマットのことである。すなわち、１画素に付き３０ビットの情報量を有する信号フォーマットとなっている。ＹＵＶ４２２フォーマットは、色差データ（Ｕ信号及びＶ信号のこと）を水平方向に各１／２に間引いたフォーマットで、２画素毎に１画素分のＵとＶをそれぞれ持つフォーマットのことである。この場合、１画素に付き２０ビット分の情報量を有する信号フォーマットなので、ＹＵＶ４４４フォーマットの２／３のサイズになる為デジタル映像処理などに広く用いられる。
【０００５】
これらのことから、ＲＧＢからＹＣに変換を行うと情報量を削減することが出来るため、信号受け渡し時などに渡し側がＲＧＢからＹＣに変換を行い、受け側でＹＣからＲＧＢに変換することが多い。例えば、ＲＧＢそれぞれ１０ｂｉｔの信号（合計３０ｂｉｔ）を受け渡しする際、ＲＧＢからＹＣに変換すればＹＣそれぞれ１０ｂｉｔの信号（合計２０ｂｉｔ）の情報量だけですむ。また、信号受け渡しの実現方法はさまざまであるが、簡単な方法はメモリ（キャッシュやバッファなども含む）への保存である。また、異なるデバイス間の信号伝送の際に信号帯域を小さくしたい意図からＲＧＢからＹＣに変換し、さらにＲＧＢに変換される場合もある。
【０００６】
ＲＧＢ信号からＹＣ信号に変換する場合は一次関数を用いて変換することができ、マトリックス変換、またはマトリクス変換と呼ばれる。ＹＣ信号からＲＧＢ信号へ変換する場合はＲ＝Ｙ＋１．４０２Ｖ、Ｇ＝Ｙ−０．３４４Ｕ−０．７１４Ｖ、Ｂ＝Ｙ＋１．７７２Ｕなどが知られていて、これに類する演算で求めることができる。逆にＲＧＢ信号からＹＣ信号へ変換する場合はＹ＝０．２９９Ｒ＋０．５８７Ｇ＋０．１１４Ｂ、Ｕ＝−０．１６９Ｒ−０．３３１Ｇ＋０．５００Ｂ、Ｖ＝０．５００Ｒ−０．４１９Ｇ−０．０８１Ｂなどが知られていて、これに類する演算で求めることが出来る。また、一般的にＹＵＶ色空間（ＹＣ色空間も同様）は同じビット精度であればＲＧＢ色空間よりも表現できる色の範囲が大きいことも特徴である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平５−２７３９５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ＲＧＢからＹＣに変換し、さらにＲＧＢ変換する場合、前記の通り一次関数で変換することが可能だが、係数が小数点を有していること、またデジタル信号処理において有限なビット数で信号変換することから完全相互変換は不可能であり、信号変換を繰り返す毎にビット精度は低下していくという課題がある。信号変換するビット数を上げれば変換誤差を少なくすることが可能であるが、変換に使用するビット数すなわちデータ受け渡し時の信号伝送量が増加してしまうという課題もある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明の映像処理装置は、入力ＲＧＢ信号の色域判定を行う色域判定部と、前記色域判定部の色域判定結果に基づき、Ｕ信号及びＶ信号のビット数割り当てを行い、前記入力ＲＧＢ信号をＹＣ信号に変換するＲＧＢ／ＹＣ変換部と、前記色域判定部の色域判定結果に基づき、前記ＹＣ信号を出力ＲＧＢ信号に変換するＹＣ／ＲＧＢ変換部と、を有する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の映像処理装置、映像処理方法によれば、色域判定結果に基づきＵＶ信号の重み付けを動的に変更することでＲＧＢからＹＣに変換し、さらにＲＧＢ変換する場合において色域が削減されるのを抑え、色精度の低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施例１における映像処理装置のシステム構成図
【図２】本発明の実施例１における映像処理装置のローパスフィルタの構成図
【図３】本発明の実施例１における映像処理装置のシーン判定部の構成図
【図４】本発明の実施例１における映像処理装置の第一のＲＧＢ色域判定部の構成図
【図５】本発明の実施例１における映像処理装置の色域判定方法を示す図
【図６】本発明の実施例１における映像処理装置のＹＵＶの信号形態を示す図
【図７】本発明の実施例１における映像処理装置のシステム構成図の変形例を示す図
【図８】本発明の実施例２における映像処理装置のシステム構成図
【図９】本発明の実施例３における映像処理装置のシステム構成図
【図１０】本発明の実施例３における映像処理装置のマトリックス選択信号を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１３】
なお、本発明が適用される映像処理装置、映像処理方法はこの例に特に限定されず、発明の趣旨に反さない範囲で、実施例において説明した以外の映像処理装置、映像処理方法に対しても容易に適用可能である。
【００１４】
また各図面において括弧（ ）内に記した数値は、その信号のビット数を表すものとする。
【実施例１】
【００１５】
図１は、本発明の実施例１に係わる映像処理装置１のシステム構成図である。
【００１６】
映像処理装置１は、第一の色域判定部１１、ＲＧＢ／ＹＣ変換部１２、ＹＣ／ＲＧＢ変換部１３から構成される。
【００１７】
また、第一の色域判定部１１は、垂直同期信号ラッチフリップフロップ２１、ローパスフィルタ２２、シーン判定部２３、第一のＲＧＢ色域判定部２４から構成される。
【００１８】
また、ＲＧＢ／ＹＣ変換部１２は、マトリックス変換部２５、第一の変換テーブル部２６、ＵＶ多重部２７、メモリ部２８から構成される。
【００１９】
また、ＹＣ／ＲＧＢ変換部１３は、ＵＶ分離部２９、第二の変換テーブル部３０、逆マトリックス変換部３１から構成される。
【００２０】
次に映像処理装置１の動作について以下に説明する。
【００２１】
まず、入力映像信号ＲＧＢは、それぞれ垂直同期信号を基準に垂直同期信号ラッチフリップフロップ２１に取り込まれ、垂直同期信号ラッチフリップフロップ２１は、１垂直同期期間前の映像信号ＲＧＢをローパスフィルタ２２及び第一のＲＧＢ色域判定部２４に出力する。
【００２２】
ローパスフィルタ２２は、１垂直同期期間前の映像信号ＲＧＢのシーンチェンジを検出するシーン判別部２３のためのプリフィルタとして用いられ、１垂直同期期間前の映像信号ＲＧＢの低周波成分のみをシーン判別部２３に出力する。
【００２３】
ここでローパスフィルタ２２は図２に示すような構成で実現できる。一般に、伝達関数をＨ（ｚ）とすると、例えばＨ（ｚ）＝（１＋２Ｚ＾−１＋Ｚ＾−２）／４としてあらわされる（＾：べき乗をあらわす）。なお、具体的なフィルタ係数を例であげており、本例は（１、２、１）のフィルタなどと呼ばれるが、これ以外の係数でもよい。
【００２４】
シーン判別部２３は、映像領域の輝度平均値や色差平均値などの変化からシーン変化を判別する。
【００２５】
例えば、図３に示すようにローパスフィルタ２２から出力された映像信号ＲＧＢから特徴量検出部２３０により画面単位での輝度平均値を算出する。輝度平均値を１垂直同期期間遅らせ、現在の輝度平均値と１垂直同期期間後の輝度平均値の差分を取り、ある閾値以上であった場合にシーン変化が起こったと判断し、シーン判別信号を第一のＲＧＢ色域判定部２４に出力する。本閾値はユーザーが任意に設定可能としても良い。
【００２６】
または、差分そのものをシーン判別信号として出力することも可能である。さらに、輝度平均値だけではなく、一般的なシーン判別に使用される重点平均と分散値によるシーン判別を行ってもよく、シーン判別が行えれば実施方法は問わない。
【００２７】
第一のＲＧＢ色域判定部２４では、色域、つまり１垂直同期期間前の映像信号ＲＧＢの色信号がどのような傾向にあるかを判定する。
【００２８】
図４に示すように色域判定は、例えば次のような方法が考えられる。
【００２９】
まず、ＲＧＢ／Ｈ変換部２４１によって１垂直同期期間前の映像信号ＲＧＢをＨ（ＨＵＥ：色相）信号に変換する。一般的にＲＧＢの３つの値の最大値をＭＡＸ、ＲＧＢの３つの値の最小値をＭＩＮとすると、ＲがＭＡＸのとき、Ｈ＝６０×（Ｂ−Ｇ）／（ＭＡＸ−ＭＩＮ）、ＧがＭＡＸのときＨ＝６０×（２＋（Ｒ−Ｂ）／（ＭＡＸ−ＭＩＮ））、ＢがＭＡＸのときＨ＝６０×（４＋（Ｇ−Ｒ）／（ＭＡＸ−ＭＩＮ））と変換される。Ｈは色相環において赤を０度としたときの角度で表されるため、０から３５９の値をとる。Ｈがマイナスになれば３６０を足す（マイナスの値はとらない）。図４ではＨ信号を１０ビットとしているが、判定したい精度、つまり０から３５９までの値を小数点以下どのくらいの精度で判定するかに応じビット数を増やすことが可能である。
【００３０】
次に変換されたＨ信号は、第一〜第三の個別色域判定部２４２から２４４に入力される。
【００３１】
一例を挙げると、第一の個別色域判定部２４２が青色判定、第二の個別色域判定部２４３が赤色判定、第三の個別色域判定部２４４が肌色判定を行う。もちろん、個別色域判定部の数は３つに限定されず、それぞれの個別色域判定部が例と違う色を判定してもよい。
【００３２】
第一〜第三の個別色域判定部２４２〜２４４に入力されたＨ信号に対し、設定された閾値に基づき色判定信号１〜３が出力される。色判定信号１〜３は値が大きいほど目的とする色域に近いことをあらわす。第一〜第三の個別色域判定部２４２〜２４４から出力された色判定信号１〜３にシーン判定部２３から出力されたシーン判別信号との乗算を行うことでシーン判別結果の重み付けを行い、色判定信号出力部２４５に出力する。
【００３３】
色判定信号出力部２４５において、例えば色判定信号１と色判定信号２が全くの同一値で入力された場合、どちらの判定結果として色判定信号Ａを出力するかを優先順位設定値により決定する。つまり、本例で挙げている３つの判定信号が入力された場合は、３つから２つ選ぶ組み合わせになるので、一般的にｎＣｒ（本例の場合はｎ＝３、ｒ＝２）で表され、ｎＣｒ＝ｎ！／（ｎ−ｒ）！ｒ！で求めることが出来る。
【００３４】
色域判定は、具体的には図５にあるように判定したい領域開始位置、領域終了位置、領域開始位置からの傾き、領域終了位置までの傾き及び最大出力値を設定値により決定する。
【００３５】
例えば、純緑の場合、色相は前述した一般式により１２０°となる。色相の６０°〜１８０°までを緑として検出したいが、６０°（黄色）や１８０°（水色）は色の構成成分として緑は少ない（検出値を小さくしたい）。そのため、領域開始位置からの傾きと領域終了位置への傾きにより重み付けを行うことで入力された色相に応じた検出値を出力することが出来る。
【００３６】
具体的には、前述した色相６０°〜１８０°までを緑としたい場合、領域開始位置＝１０２４（１０ビット）／３６０（全色相）×６０°≒１７１が設定値となる。同様に、領域終了位置＝１０２４／３６０×１８０°＝５１２が設定値となる。傾きは重み付けであるので、純緑へ近い色、つまり検出したい色相を小さくしたい場合は傾きを図５に示すように緩やかにすればよいし、検出したい色相を大きくしたいは傾きを急峻な設定にする。領域開始位置からの傾きはｙ＝ａｘとした場合の係数ａであり、領域終了位置への傾きはｙ＝−ｂｘとした場合の係数−ｂである。
【００３７】
これらにより領域の設定がなされ、領域内にあるハッチング部がその色域として決定される。色域判定は本例に限定されず、他の方法でもよい。
【００３８】
マトリックス変換部２５は第一のＲＧＢ色域判定部２４から出力された色域（色判定信号Ａ）によって入力映像信号ＲＧＢをＹＣに変換する係数を動的に制御する。動的に制御することで、単純にマトリックス係数の変更のみで特定の色に対してゲインをあげたりなどの制御が可能になる。どの色に対しゲインをかけるかによって係数が異なる為、いくつかのパターンをテーブル化しておき、該当する色域の場合にパターンマトリックス係数を変更する方法が考えられる。
【００３９】
例えば、色判定信号Ａ＝１の場合に青色ゲインを２倍にする等のテーブルを用意する。青色のゲインをあげる場合は第一のＲＧＢ色域判定部２４により色域が青色と判断された結果を受け、入力映像信号ＲＧＢをＹＣに変換する際、Ｂ信号の変換式Ｂ＝Ｙ＋１．７７２Ｕにおいて、１．７７２を倍の係数３．５４４とするとＢ＝Ｙ＋３．５４４Ｕとなり、青色のゲインが２倍となる。Ｒ信号の場合はＲ＝Ｙ＋１．４０２Ｖ、Ｇ信号の場合はＧ＝Ｙ−０．３４４Ｕ−０．７１４Ｖという変換式を用いる。ゲインをあげる為にはＵ信号もしくはＶ信号の乗算する係数を変更するといったことも色判定信号を用いれば可能となる。この場合、逆マトリックス変換部３１においても同一の色判定信号を用いて逆変換する必要がある。
【００４０】
前述したマトリックス演算のような小数点乗算を含む演算の場合、ある程度の精度が得られるビット数で切り捨てや丸めが行われる。切捨てなどを行わない、もしくは切り捨てのビット数を少なくすることで演算した精度に近い値で出力することが可能となる。
【００４１】
なお、本実施例ではＵ信号及びＶ信号の出力演算値を２０ビットとして出力したものとするが、本実施例の出力ビット数に限らない。
【００４２】
第一の変換テーブル部２６は、第一のＲＧＢ色域判定部２４によって出力される色判定信号ＡによってＵＶ信号４０ビットの入力をＵＶ信号２０ビットの信号に変換する。例えば、映像処理装置１は、第一のＲＧＢ色域判定部２４により色域が青色と判断された場合にＹＵＶ３０ビットにおいてＵＶ信号２０ビット中何ビットをＵ信号に割り当てるかを予め設定値として保持している。この設定値はユーザーが任意に変更できるものでもよい。本実施例では、第一のＲＧＢ色域判定部２４により色域が青色と判断された例を挙げているため、Ｕ信号に多くのビット数を割り当てる。色域が第一のＲＧＢ色域判定部２４により青色だと判断された場合、Ｕ信号のビット数をＸビットとすると、Ｖ信号は（２０−Ｘ）ビットとなりビット数割り当てが変更されたＵＶ信号は、１０ビットのＹ信号とともにＵＶ多重部２７へと出力される。
【００４３】
ＵＶ多重部２７は、色判定信号Ａに応じて、ＵＶ信号の重み付けを変更し、その信号を出力する。具体的には第一の変換テーブル部２６より出力されるＸビットのＵ信号と（２０−Ｘ）ビットのＶ信号を図６のように割り当て、Ｃ信号とする。
【００４４】
例えば、色判定信号Ａ＝１の時、つまり青色検出した場合はＸ＝１５、色判定信号Ａ＝２の時、つまり赤色検出した場合はＸ＝５と決定付けるテーブルを用意し、ＵＶ信号のビット数を決定する。
【００４５】
メモリ部２８（キャッシュやバッファを含む）は、信号伝送やデータ一時保存といった用途に使用する。映像処理結果を一時的にメモリに保存しておきたい場合、例えば１垂直同期期間前の処理結果を保存しておきたい時などに利用する。本発明の場合、ＵＶ信号の重み付けをされたＣ信号及び第一のＲＧＢ色域判定部２４からの色域判定信号Ａをメモリに保存しておく。このことによりＹ信号１０ビット、Ｕ信号２０ビット、Ｖ信号２０ビットの合計５０ｂｉｔ相当のビット数を要する信号がＹ信号１０ビット、Ｃ信号１０ビット、色判定信号Ａのαｂｉｔの合計（２０＋α）ビットで伝送可能となる。
【００４６】
メモリ部２８に保存された色判定信号Ａは後述する逆マトリックス変換にも利用する。映像信号と色判定信号の位相が合っていなければ逆マトリックス変換が出来ないため、色判定信号Ａをメモリ部２８に保存し、メモリ部２８から出力されるＹＣ信号と同位相で色判定信号Ｂを出力する。
【００４７】
なお、図７に示す通り、メモリ部２８を設けず、ＵＶ多重部から２７から直接ＵＶ分離部２９にＹＣ信号を出力する構成とし、第一のＲＧＢ色判定部２４から出力される色判定信号Ａを後述するＵＶ分離部２９、第二の変換テーブル部３０及び逆マトリックス部３１に出力する構成としてもよい。
【００４８】
ＵＶ分離部２９は、ＵＶ多重部２７の逆変換を行う。すなわち、メモリ部２８から出力される色判定信号Ｂに基づき、Ｃ信号からＵＶ信号への分離を行う。具体的には色判定信号Ｂに応じて、Ｃ信号からＸビットのＵ信号と（２０−Ｘ）ビットのＶ信号へ分離する。
【００４９】
第二の変換テーブル部３０は、ＵＶ分離部２９により出力されたＵＶ信号２０ビットをＵＶ信号４０ビットに逆変換する。このことにより後述する逆マトリックス変換部３１において、入力映像信号ＲＧＢに限りなく近い出力映像信号を得ることが出来る。
【００５０】
例えば、映像処理装置１は、第一の変換テーブル部２６の例と同様に第一のＲＧＢ色域判定部２４により色域が青色であると判断された場合にあらかじめＹＵＶ３０ビットにおいてＵＶ信号２０ビット中何ビットをＵ信号に割り当てるかを予め設定値として保持している。この設定値はユーザーが任意に変更できるものでもよいが、第一の変換テーブル部２６と共通の設定値である必要がある。本実施例では第一のＲＧＢ色域判定部２４により色域が青色であると判断された場合を例に挙げているため、Ｕ信号に多くのビット数を割り当てられている。
【００５１】
逆マトリックス変換部３１は、第二の変換テーブル部３０からの出力であるＹＵＶ信号及びメモリ部２８から出力された色判定信号Ｂに基づき、逆マトリックス変換（ＹＣ／ＲＧＢ変換）を行う。
【００５２】
以上説明したように、本実施例１によれば、色域判定結果に基づき、ＵＶ信号の重み付けを動的に変更することでＲＧＢからＹＵＶ（ＹＣ）に変換し、さらにＲＧＢに変換する場合において色域が削減されるのを抑え、色精度の低下を抑制することができる。
【実施例２】
【００５３】
図８は、実施例１の映像処理装置２にＹ信号のみの映像処理を行うＹ映像信号処理部３２を追加した構成となっている。
【００５４】
実施例１の映像処理装置２と同一の構成には同じ番号を付している。
【００５５】
Ｙ映像信号処理部３２は、ＵＶ多重部２７から出力されたＹ信号のみを映像処理する。例えば、Ｙ信号のみに適応される輪郭補正や白文字補正などが挙げられる。輪郭補正は映像中の物体と物体の境界線（エッジ）などを強調させ、物体がはっきり見えるように映像加工する。輪郭補正をする際は一般的にＹ信号を用い、Ｃ信号つまり色信号を使用しないことから、Ｃ信号の重み付けが異なった場合でも適応することが出来る。白文字補正は、Y信号がある閾値以上である場合に青色成分や赤色成分をY信号に対し微量加算することで、色温度の補正を行う。
【実施例３】
【００５６】
図９は、本実施例３に係わる映像処理装置４のシステム構成図である。
【００５７】
実施例１の映像処理装置２に、係数固定マトリックス変換部３３、セレクタ３４、マトリックス選択信号生成部３５、第二の色域判定部１６及び映像信号デコード部３８が追加された構成となっている。また、第二の色域判定部１６は、係数固定逆マトリックス変換部３６、第二のＲＧＢ色域判定部３７から構成される。
【００５８】
ＲＧＢ／ＹＣ変換において、入力映像信号ＲＧＢは、係数固定マトリックス変換部３３に入力され、係数が固定されたマトリックス変換を行い、ＹＣ信号（第二のＹＣ信号と表す）をセレクタ３４に出力する（以下、第一のマトリックス変換と表す）。また、既に実施例１で述べた通り、ＵＶ多重部２７から第一のＲＧＢ色域判定部２４の色判定信号Ａにより重み付けされたＹＣ信号がセレクタ３４に出力される（以下、第二のマトリックス変換と表す）。
【００５９】
マトリックス選択信号生成部３５は、図１０に示すようなマトリックス選択信号をセレクタ３４に出力する。システムクロックを元に水平同期信号の立ち上がり（または立下り）に同期してＨｉｇｈとＬｏｗを繰り返す信号である。
【００６０】
ＵＶ多重部２７から出力されるＹＣ信号と係数固定マトリックス変換部３３から出力される第二のＹＣ信号との選択をセレクタ３４に入力されたマトリックス選択信号によって行う。例えば、マトリックス変換信号がＨｉｇｈのときに第一のマトリックス変換による第二のＹＣ信号を選択し、Ｌｏｗのときに第二のマトリックス変換によるＹＣ信号を選択することとすればよい。
【００６１】
ＹＣ／ＲＧＢ変換において、セレクタ３４から出力されたＹＣ信号及び第二のＹＣ信号は、それぞれＵＶ分離部２９及び第二の色域判定部１６に出力される。
【００６２】
第二の色域判定部１６の係数固定逆マトリックス変換部３６は、係数固定マトリックス部３３と対称のマトリックス変換部である。つまり、入力された第二のＹＣ信号に対し係数が固定された逆マトリックス変換を行い、第二のＲＧＢ色域判定部３７及び映像信号デコード部３８にＲＧＢ信号（第二のＲＧＢと表す）を出力する。
【００６３】
係数固定逆マトリックス変換部３６から出力される第二のＲＧＢ信号は第二の色域判定部３７に入力され、色判定信号Ａを出力する。実施例１と同様に、出力された色域判定信号Ａを用いてＵＶ分離部２９、第二の変換テーブル部３０、逆マトリックス変換部３１でＹＣ／ＲＧＢ変換を行う。
【００６４】
このことにより色判定信号Ａを、第一のＲＧＢ色域判定部２４からＹＣ／ＲＧＢ変換部１３に渡すことなく、ＲＧＢからＹＣに変換し、さらにＲＧＢに変換することができる。
【００６５】
ＲＧＢ／ＹＣ変換部１４とＹＣ／ＲＧＢ変換部１３とが異なるデバイス（例えば、ＬＳＩ）で構成される場合、デバイス間のインターフェース本数、すなわち信号のビット数を削減することができ、また少ない信号線で信号の伝送を行うことにより、基板にデバイスを実装する際のレイアウトの自由度を向上させることができる。
【００６６】
なお、実施例１及び実施例２で述べたメモリ部２８、Ｙ映像信号処理部３２は、実施例３の映像処理装置４にも適用可能である。
【００６７】
映像信号デコード部３８は、マトリックス選択信号生成部３５から出力されたマトリックス選択信号を用いて画素毎に出力されている映像信号ＲＧＢを元の解像度の映像信号にデコードするのを主目的とする。
【００６８】
第一のマトリックス変換を行った場合の画素に対し、第二のマトリックス変換を行った場合の前後の画素を比較し補間を行う。一例として、第二のマトリックス変換により出力された画素、第一のマトリックス変換により出力された画素、第二のマトリックス変換により出力された画素、・・・と繰り返される場合、第一のマトリックス変換により出力された画素と前後の画素との平均値との差分、前画素との差分、後画素との差分をそれぞれ算出する。前画素との差分もしくは後画素との差分が大きい場合は該当部分に物体の境界などといったエッジが存在しているものと推察し、補間を行わない。前画素との差分及び後画素との差分が小さい場合はビット情報が不足しているものと判断し、前後の画素の平均値との差分を加算もしくは減算する。加算する場合は第一のマトリックス変換を行った画素が第二のマトリックス変換を行った画素よりも小さい場合かつ差分が小さい場合である。減算する場合は第一のマトリックス変換を行った画素が第二のマトリックス変換を行った画素よりも大きい場合かつ差分が小さい場合である。映像信号デコード部３８により、色判定信号AをＹＣ／ＲＧＢ変換部１３に信号伝送するよりは補間する分精度が落ちるものの、第一のマトリックス変換のみの信号伝送に比べ信号精度が高くなる。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
色域判定結果に基づきＵＶ信号の重み付けを動的に変更することでＲＧＢからＹＣに変換し、さらにＲＧＢに変換する場合において色域が削減されるのを抑え、色精度の低下を抑制することができるので映像処理装置、映像処理方法として有用である。
【符号の説明】
【００７０】
１、２、３、４ 映像信号処理装置
１１ 第一の色域判定部
１２、１４、１５ ＲＧＢ／ＹＣ変換部
１３ ＹＣ／ＲＧＢ変換部
１６ 第二の色域判定部
２１ 垂直同期信号ラッチフリップフロップ
２２ ローパスフィルタ
２３ シーン判定部
２４ 第一のＲＧＢ色域判定部
２５ マトリックス変換部
２６ 第一の変換テーブル部
２７ ＵＶ多重部
２８ メモリ部
２９ ＵＶ分離部
３０ 第二の変換テーブル部
３１ 逆マトリックス変換部
３２ Ｙ映像信号処理部
３３ 係数固定マトリックス変換部
３４ セレクタ
３５ マトリックス選択信号生成部
３６ 係数固定逆マトリックス変換部
３７ 第二のＲＧＢ色域判定部
３８ 映像信号デコード部
２３０ 特徴量検出部
２４１ ＲＧＢ／Ｈ変換部
２４２ 第一の個別色域判定部
２４３ 第二の個別色域判定部
２４４ 第三の個別色域判定部
２４５ 色判定信号出力部
【技術分野】
【０００１】
本発明は映像信号の色変換に関するもので、ＲＧＢ（Ｒｅｄ：赤、Ｇｒｅｅｎ：緑、Ｂｌｕｅ：青の色信号）からＹＣ（Ｙ：輝度信号、Ｃ：色信号、ＹＵＶ４２２フォーマットとも呼ばれる）に変換し、さらにＲＧＢに変換をする際に色域が削減されるのを抑え、色精度の低下を抑制する効果を持つ映像処理装置、映像処理方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的にＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ、液晶ディスプレイのこと）やＰＤＰ（Ｐｌａｓｍａ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｐａｎｅｌ、プラズマディスプレイのこと）等の映像受像装置において、デジタル映像を信号処理する際にＲＧＢ信号で信号伝送をすると情報量（ビット数）が多く必要になる。
【０００３】
ＲＧＢ信号は信号を赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の領域で表現する信号フォーマットである。人間の目は輝度方向の変化に感度が強く、色方向の変化に感度が弱いという特徴があることを利用し、ＲＧＢ信号とは別フォーマットである、色方向の情報量を抑え輝度方向の情報量を広く取る、ＹＵＶ（Ｙ：輝度信号、Ｕ：輝度成分と青色成分の差分（ＣｂやＰｂとも呼ばれる））、Ｖ：輝度成分と赤色成分の差分（ＣｒやＰｒとも呼ばれる））信号と呼ばれる信号フォーマットがある。
【０００４】
通常ＹＵＶ信号はＹＵＶ４４４フォーマットやＹＵＶ４２２フォーマット（ＹＣフォーマット）などと呼ばれる複数の方式がある。ＹＵＶ４４４フォーマットは例えば１画素毎にＹ信号が１０ビット、Ｕ信号が１０ビット、Ｖ信号が１０ビット分のデータを持つフォーマットのことである。すなわち、１画素に付き３０ビットの情報量を有する信号フォーマットとなっている。ＹＵＶ４２２フォーマットは、色差データ（Ｕ信号及びＶ信号のこと）を水平方向に各１／２に間引いたフォーマットで、２画素毎に１画素分のＵとＶをそれぞれ持つフォーマットのことである。この場合、１画素に付き２０ビット分の情報量を有する信号フォーマットなので、ＹＵＶ４４４フォーマットの２／３のサイズになる為デジタル映像処理などに広く用いられる。
【０００５】
これらのことから、ＲＧＢからＹＣに変換を行うと情報量を削減することが出来るため、信号受け渡し時などに渡し側がＲＧＢからＹＣに変換を行い、受け側でＹＣからＲＧＢに変換することが多い。例えば、ＲＧＢそれぞれ１０ｂｉｔの信号（合計３０ｂｉｔ）を受け渡しする際、ＲＧＢからＹＣに変換すればＹＣそれぞれ１０ｂｉｔの信号（合計２０ｂｉｔ）の情報量だけですむ。また、信号受け渡しの実現方法はさまざまであるが、簡単な方法はメモリ（キャッシュやバッファなども含む）への保存である。また、異なるデバイス間の信号伝送の際に信号帯域を小さくしたい意図からＲＧＢからＹＣに変換し、さらにＲＧＢに変換される場合もある。
【０００６】
ＲＧＢ信号からＹＣ信号に変換する場合は一次関数を用いて変換することができ、マトリックス変換、またはマトリクス変換と呼ばれる。ＹＣ信号からＲＧＢ信号へ変換する場合はＲ＝Ｙ＋１．４０２Ｖ、Ｇ＝Ｙ−０．３４４Ｕ−０．７１４Ｖ、Ｂ＝Ｙ＋１．７７２Ｕなどが知られていて、これに類する演算で求めることができる。逆にＲＧＢ信号からＹＣ信号へ変換する場合はＹ＝０．２９９Ｒ＋０．５８７Ｇ＋０．１１４Ｂ、Ｕ＝−０．１６９Ｒ−０．３３１Ｇ＋０．５００Ｂ、Ｖ＝０．５００Ｒ−０．４１９Ｇ−０．０８１Ｂなどが知られていて、これに類する演算で求めることが出来る。また、一般的にＹＵＶ色空間（ＹＣ色空間も同様）は同じビット精度であればＲＧＢ色空間よりも表現できる色の範囲が大きいことも特徴である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平５−２７３９５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ＲＧＢからＹＣに変換し、さらにＲＧＢ変換する場合、前記の通り一次関数で変換することが可能だが、係数が小数点を有していること、またデジタル信号処理において有限なビット数で信号変換することから完全相互変換は不可能であり、信号変換を繰り返す毎にビット精度は低下していくという課題がある。信号変換するビット数を上げれば変換誤差を少なくすることが可能であるが、変換に使用するビット数すなわちデータ受け渡し時の信号伝送量が増加してしまうという課題もある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明の映像処理装置は、入力ＲＧＢ信号の色域判定を行う色域判定部と、前記色域判定部の色域判定結果に基づき、Ｕ信号及びＶ信号のビット数割り当てを行い、前記入力ＲＧＢ信号をＹＣ信号に変換するＲＧＢ／ＹＣ変換部と、前記色域判定部の色域判定結果に基づき、前記ＹＣ信号を出力ＲＧＢ信号に変換するＹＣ／ＲＧＢ変換部と、を有する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の映像処理装置、映像処理方法によれば、色域判定結果に基づきＵＶ信号の重み付けを動的に変更することでＲＧＢからＹＣに変換し、さらにＲＧＢ変換する場合において色域が削減されるのを抑え、色精度の低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施例１における映像処理装置のシステム構成図
【図２】本発明の実施例１における映像処理装置のローパスフィルタの構成図
【図３】本発明の実施例１における映像処理装置のシーン判定部の構成図
【図４】本発明の実施例１における映像処理装置の第一のＲＧＢ色域判定部の構成図
【図５】本発明の実施例１における映像処理装置の色域判定方法を示す図
【図６】本発明の実施例１における映像処理装置のＹＵＶの信号形態を示す図
【図７】本発明の実施例１における映像処理装置のシステム構成図の変形例を示す図
【図８】本発明の実施例２における映像処理装置のシステム構成図
【図９】本発明の実施例３における映像処理装置のシステム構成図
【図１０】本発明の実施例３における映像処理装置のマトリックス選択信号を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１３】
なお、本発明が適用される映像処理装置、映像処理方法はこの例に特に限定されず、発明の趣旨に反さない範囲で、実施例において説明した以外の映像処理装置、映像処理方法に対しても容易に適用可能である。
【００１４】
また各図面において括弧（ ）内に記した数値は、その信号のビット数を表すものとする。
【実施例１】
【００１５】
図１は、本発明の実施例１に係わる映像処理装置１のシステム構成図である。
【００１６】
映像処理装置１は、第一の色域判定部１１、ＲＧＢ／ＹＣ変換部１２、ＹＣ／ＲＧＢ変換部１３から構成される。
【００１７】
また、第一の色域判定部１１は、垂直同期信号ラッチフリップフロップ２１、ローパスフィルタ２２、シーン判定部２３、第一のＲＧＢ色域判定部２４から構成される。
【００１８】
また、ＲＧＢ／ＹＣ変換部１２は、マトリックス変換部２５、第一の変換テーブル部２６、ＵＶ多重部２７、メモリ部２８から構成される。
【００１９】
また、ＹＣ／ＲＧＢ変換部１３は、ＵＶ分離部２９、第二の変換テーブル部３０、逆マトリックス変換部３１から構成される。
【００２０】
次に映像処理装置１の動作について以下に説明する。
【００２１】
まず、入力映像信号ＲＧＢは、それぞれ垂直同期信号を基準に垂直同期信号ラッチフリップフロップ２１に取り込まれ、垂直同期信号ラッチフリップフロップ２１は、１垂直同期期間前の映像信号ＲＧＢをローパスフィルタ２２及び第一のＲＧＢ色域判定部２４に出力する。
【００２２】
ローパスフィルタ２２は、１垂直同期期間前の映像信号ＲＧＢのシーンチェンジを検出するシーン判別部２３のためのプリフィルタとして用いられ、１垂直同期期間前の映像信号ＲＧＢの低周波成分のみをシーン判別部２３に出力する。
【００２３】
ここでローパスフィルタ２２は図２に示すような構成で実現できる。一般に、伝達関数をＨ（ｚ）とすると、例えばＨ（ｚ）＝（１＋２Ｚ＾−１＋Ｚ＾−２）／４としてあらわされる（＾：べき乗をあらわす）。なお、具体的なフィルタ係数を例であげており、本例は（１、２、１）のフィルタなどと呼ばれるが、これ以外の係数でもよい。
【００２４】
シーン判別部２３は、映像領域の輝度平均値や色差平均値などの変化からシーン変化を判別する。
【００２５】
例えば、図３に示すようにローパスフィルタ２２から出力された映像信号ＲＧＢから特徴量検出部２３０により画面単位での輝度平均値を算出する。輝度平均値を１垂直同期期間遅らせ、現在の輝度平均値と１垂直同期期間後の輝度平均値の差分を取り、ある閾値以上であった場合にシーン変化が起こったと判断し、シーン判別信号を第一のＲＧＢ色域判定部２４に出力する。本閾値はユーザーが任意に設定可能としても良い。
【００２６】
または、差分そのものをシーン判別信号として出力することも可能である。さらに、輝度平均値だけではなく、一般的なシーン判別に使用される重点平均と分散値によるシーン判別を行ってもよく、シーン判別が行えれば実施方法は問わない。
【００２７】
第一のＲＧＢ色域判定部２４では、色域、つまり１垂直同期期間前の映像信号ＲＧＢの色信号がどのような傾向にあるかを判定する。
【００２８】
図４に示すように色域判定は、例えば次のような方法が考えられる。
【００２９】
まず、ＲＧＢ／Ｈ変換部２４１によって１垂直同期期間前の映像信号ＲＧＢをＨ（ＨＵＥ：色相）信号に変換する。一般的にＲＧＢの３つの値の最大値をＭＡＸ、ＲＧＢの３つの値の最小値をＭＩＮとすると、ＲがＭＡＸのとき、Ｈ＝６０×（Ｂ−Ｇ）／（ＭＡＸ−ＭＩＮ）、ＧがＭＡＸのときＨ＝６０×（２＋（Ｒ−Ｂ）／（ＭＡＸ−ＭＩＮ））、ＢがＭＡＸのときＨ＝６０×（４＋（Ｇ−Ｒ）／（ＭＡＸ−ＭＩＮ））と変換される。Ｈは色相環において赤を０度としたときの角度で表されるため、０から３５９の値をとる。Ｈがマイナスになれば３６０を足す（マイナスの値はとらない）。図４ではＨ信号を１０ビットとしているが、判定したい精度、つまり０から３５９までの値を小数点以下どのくらいの精度で判定するかに応じビット数を増やすことが可能である。
【００３０】
次に変換されたＨ信号は、第一〜第三の個別色域判定部２４２から２４４に入力される。
【００３１】
一例を挙げると、第一の個別色域判定部２４２が青色判定、第二の個別色域判定部２４３が赤色判定、第三の個別色域判定部２４４が肌色判定を行う。もちろん、個別色域判定部の数は３つに限定されず、それぞれの個別色域判定部が例と違う色を判定してもよい。
【００３２】
第一〜第三の個別色域判定部２４２〜２４４に入力されたＨ信号に対し、設定された閾値に基づき色判定信号１〜３が出力される。色判定信号１〜３は値が大きいほど目的とする色域に近いことをあらわす。第一〜第三の個別色域判定部２４２〜２４４から出力された色判定信号１〜３にシーン判定部２３から出力されたシーン判別信号との乗算を行うことでシーン判別結果の重み付けを行い、色判定信号出力部２４５に出力する。
【００３３】
色判定信号出力部２４５において、例えば色判定信号１と色判定信号２が全くの同一値で入力された場合、どちらの判定結果として色判定信号Ａを出力するかを優先順位設定値により決定する。つまり、本例で挙げている３つの判定信号が入力された場合は、３つから２つ選ぶ組み合わせになるので、一般的にｎＣｒ（本例の場合はｎ＝３、ｒ＝２）で表され、ｎＣｒ＝ｎ！／（ｎ−ｒ）！ｒ！で求めることが出来る。
【００３４】
色域判定は、具体的には図５にあるように判定したい領域開始位置、領域終了位置、領域開始位置からの傾き、領域終了位置までの傾き及び最大出力値を設定値により決定する。
【００３５】
例えば、純緑の場合、色相は前述した一般式により１２０°となる。色相の６０°〜１８０°までを緑として検出したいが、６０°（黄色）や１８０°（水色）は色の構成成分として緑は少ない（検出値を小さくしたい）。そのため、領域開始位置からの傾きと領域終了位置への傾きにより重み付けを行うことで入力された色相に応じた検出値を出力することが出来る。
【００３６】
具体的には、前述した色相６０°〜１８０°までを緑としたい場合、領域開始位置＝１０２４（１０ビット）／３６０（全色相）×６０°≒１７１が設定値となる。同様に、領域終了位置＝１０２４／３６０×１８０°＝５１２が設定値となる。傾きは重み付けであるので、純緑へ近い色、つまり検出したい色相を小さくしたい場合は傾きを図５に示すように緩やかにすればよいし、検出したい色相を大きくしたいは傾きを急峻な設定にする。領域開始位置からの傾きはｙ＝ａｘとした場合の係数ａであり、領域終了位置への傾きはｙ＝−ｂｘとした場合の係数−ｂである。
【００３７】
これらにより領域の設定がなされ、領域内にあるハッチング部がその色域として決定される。色域判定は本例に限定されず、他の方法でもよい。
【００３８】
マトリックス変換部２５は第一のＲＧＢ色域判定部２４から出力された色域（色判定信号Ａ）によって入力映像信号ＲＧＢをＹＣに変換する係数を動的に制御する。動的に制御することで、単純にマトリックス係数の変更のみで特定の色に対してゲインをあげたりなどの制御が可能になる。どの色に対しゲインをかけるかによって係数が異なる為、いくつかのパターンをテーブル化しておき、該当する色域の場合にパターンマトリックス係数を変更する方法が考えられる。
【００３９】
例えば、色判定信号Ａ＝１の場合に青色ゲインを２倍にする等のテーブルを用意する。青色のゲインをあげる場合は第一のＲＧＢ色域判定部２４により色域が青色と判断された結果を受け、入力映像信号ＲＧＢをＹＣに変換する際、Ｂ信号の変換式Ｂ＝Ｙ＋１．７７２Ｕにおいて、１．７７２を倍の係数３．５４４とするとＢ＝Ｙ＋３．５４４Ｕとなり、青色のゲインが２倍となる。Ｒ信号の場合はＲ＝Ｙ＋１．４０２Ｖ、Ｇ信号の場合はＧ＝Ｙ−０．３４４Ｕ−０．７１４Ｖという変換式を用いる。ゲインをあげる為にはＵ信号もしくはＶ信号の乗算する係数を変更するといったことも色判定信号を用いれば可能となる。この場合、逆マトリックス変換部３１においても同一の色判定信号を用いて逆変換する必要がある。
【００４０】
前述したマトリックス演算のような小数点乗算を含む演算の場合、ある程度の精度が得られるビット数で切り捨てや丸めが行われる。切捨てなどを行わない、もしくは切り捨てのビット数を少なくすることで演算した精度に近い値で出力することが可能となる。
【００４１】
なお、本実施例ではＵ信号及びＶ信号の出力演算値を２０ビットとして出力したものとするが、本実施例の出力ビット数に限らない。
【００４２】
第一の変換テーブル部２６は、第一のＲＧＢ色域判定部２４によって出力される色判定信号ＡによってＵＶ信号４０ビットの入力をＵＶ信号２０ビットの信号に変換する。例えば、映像処理装置１は、第一のＲＧＢ色域判定部２４により色域が青色と判断された場合にＹＵＶ３０ビットにおいてＵＶ信号２０ビット中何ビットをＵ信号に割り当てるかを予め設定値として保持している。この設定値はユーザーが任意に変更できるものでもよい。本実施例では、第一のＲＧＢ色域判定部２４により色域が青色と判断された例を挙げているため、Ｕ信号に多くのビット数を割り当てる。色域が第一のＲＧＢ色域判定部２４により青色だと判断された場合、Ｕ信号のビット数をＸビットとすると、Ｖ信号は（２０−Ｘ）ビットとなりビット数割り当てが変更されたＵＶ信号は、１０ビットのＹ信号とともにＵＶ多重部２７へと出力される。
【００４３】
ＵＶ多重部２７は、色判定信号Ａに応じて、ＵＶ信号の重み付けを変更し、その信号を出力する。具体的には第一の変換テーブル部２６より出力されるＸビットのＵ信号と（２０−Ｘ）ビットのＶ信号を図６のように割り当て、Ｃ信号とする。
【００４４】
例えば、色判定信号Ａ＝１の時、つまり青色検出した場合はＸ＝１５、色判定信号Ａ＝２の時、つまり赤色検出した場合はＸ＝５と決定付けるテーブルを用意し、ＵＶ信号のビット数を決定する。
【００４５】
メモリ部２８（キャッシュやバッファを含む）は、信号伝送やデータ一時保存といった用途に使用する。映像処理結果を一時的にメモリに保存しておきたい場合、例えば１垂直同期期間前の処理結果を保存しておきたい時などに利用する。本発明の場合、ＵＶ信号の重み付けをされたＣ信号及び第一のＲＧＢ色域判定部２４からの色域判定信号Ａをメモリに保存しておく。このことによりＹ信号１０ビット、Ｕ信号２０ビット、Ｖ信号２０ビットの合計５０ｂｉｔ相当のビット数を要する信号がＹ信号１０ビット、Ｃ信号１０ビット、色判定信号Ａのαｂｉｔの合計（２０＋α）ビットで伝送可能となる。
【００４６】
メモリ部２８に保存された色判定信号Ａは後述する逆マトリックス変換にも利用する。映像信号と色判定信号の位相が合っていなければ逆マトリックス変換が出来ないため、色判定信号Ａをメモリ部２８に保存し、メモリ部２８から出力されるＹＣ信号と同位相で色判定信号Ｂを出力する。
【００４７】
なお、図７に示す通り、メモリ部２８を設けず、ＵＶ多重部から２７から直接ＵＶ分離部２９にＹＣ信号を出力する構成とし、第一のＲＧＢ色判定部２４から出力される色判定信号Ａを後述するＵＶ分離部２９、第二の変換テーブル部３０及び逆マトリックス部３１に出力する構成としてもよい。
【００４８】
ＵＶ分離部２９は、ＵＶ多重部２７の逆変換を行う。すなわち、メモリ部２８から出力される色判定信号Ｂに基づき、Ｃ信号からＵＶ信号への分離を行う。具体的には色判定信号Ｂに応じて、Ｃ信号からＸビットのＵ信号と（２０−Ｘ）ビットのＶ信号へ分離する。
【００４９】
第二の変換テーブル部３０は、ＵＶ分離部２９により出力されたＵＶ信号２０ビットをＵＶ信号４０ビットに逆変換する。このことにより後述する逆マトリックス変換部３１において、入力映像信号ＲＧＢに限りなく近い出力映像信号を得ることが出来る。
【００５０】
例えば、映像処理装置１は、第一の変換テーブル部２６の例と同様に第一のＲＧＢ色域判定部２４により色域が青色であると判断された場合にあらかじめＹＵＶ３０ビットにおいてＵＶ信号２０ビット中何ビットをＵ信号に割り当てるかを予め設定値として保持している。この設定値はユーザーが任意に変更できるものでもよいが、第一の変換テーブル部２６と共通の設定値である必要がある。本実施例では第一のＲＧＢ色域判定部２４により色域が青色であると判断された場合を例に挙げているため、Ｕ信号に多くのビット数を割り当てられている。
【００５１】
逆マトリックス変換部３１は、第二の変換テーブル部３０からの出力であるＹＵＶ信号及びメモリ部２８から出力された色判定信号Ｂに基づき、逆マトリックス変換（ＹＣ／ＲＧＢ変換）を行う。
【００５２】
以上説明したように、本実施例１によれば、色域判定結果に基づき、ＵＶ信号の重み付けを動的に変更することでＲＧＢからＹＵＶ（ＹＣ）に変換し、さらにＲＧＢに変換する場合において色域が削減されるのを抑え、色精度の低下を抑制することができる。
【実施例２】
【００５３】
図８は、実施例１の映像処理装置２にＹ信号のみの映像処理を行うＹ映像信号処理部３２を追加した構成となっている。
【００５４】
実施例１の映像処理装置２と同一の構成には同じ番号を付している。
【００５５】
Ｙ映像信号処理部３２は、ＵＶ多重部２７から出力されたＹ信号のみを映像処理する。例えば、Ｙ信号のみに適応される輪郭補正や白文字補正などが挙げられる。輪郭補正は映像中の物体と物体の境界線（エッジ）などを強調させ、物体がはっきり見えるように映像加工する。輪郭補正をする際は一般的にＹ信号を用い、Ｃ信号つまり色信号を使用しないことから、Ｃ信号の重み付けが異なった場合でも適応することが出来る。白文字補正は、Y信号がある閾値以上である場合に青色成分や赤色成分をY信号に対し微量加算することで、色温度の補正を行う。
【実施例３】
【００５６】
図９は、本実施例３に係わる映像処理装置４のシステム構成図である。
【００５７】
実施例１の映像処理装置２に、係数固定マトリックス変換部３３、セレクタ３４、マトリックス選択信号生成部３５、第二の色域判定部１６及び映像信号デコード部３８が追加された構成となっている。また、第二の色域判定部１６は、係数固定逆マトリックス変換部３６、第二のＲＧＢ色域判定部３７から構成される。
【００５８】
ＲＧＢ／ＹＣ変換において、入力映像信号ＲＧＢは、係数固定マトリックス変換部３３に入力され、係数が固定されたマトリックス変換を行い、ＹＣ信号（第二のＹＣ信号と表す）をセレクタ３４に出力する（以下、第一のマトリックス変換と表す）。また、既に実施例１で述べた通り、ＵＶ多重部２７から第一のＲＧＢ色域判定部２４の色判定信号Ａにより重み付けされたＹＣ信号がセレクタ３４に出力される（以下、第二のマトリックス変換と表す）。
【００５９】
マトリックス選択信号生成部３５は、図１０に示すようなマトリックス選択信号をセレクタ３４に出力する。システムクロックを元に水平同期信号の立ち上がり（または立下り）に同期してＨｉｇｈとＬｏｗを繰り返す信号である。
【００６０】
ＵＶ多重部２７から出力されるＹＣ信号と係数固定マトリックス変換部３３から出力される第二のＹＣ信号との選択をセレクタ３４に入力されたマトリックス選択信号によって行う。例えば、マトリックス変換信号がＨｉｇｈのときに第一のマトリックス変換による第二のＹＣ信号を選択し、Ｌｏｗのときに第二のマトリックス変換によるＹＣ信号を選択することとすればよい。
【００６１】
ＹＣ／ＲＧＢ変換において、セレクタ３４から出力されたＹＣ信号及び第二のＹＣ信号は、それぞれＵＶ分離部２９及び第二の色域判定部１６に出力される。
【００６２】
第二の色域判定部１６の係数固定逆マトリックス変換部３６は、係数固定マトリックス部３３と対称のマトリックス変換部である。つまり、入力された第二のＹＣ信号に対し係数が固定された逆マトリックス変換を行い、第二のＲＧＢ色域判定部３７及び映像信号デコード部３８にＲＧＢ信号（第二のＲＧＢと表す）を出力する。
【００６３】
係数固定逆マトリックス変換部３６から出力される第二のＲＧＢ信号は第二の色域判定部３７に入力され、色判定信号Ａを出力する。実施例１と同様に、出力された色域判定信号Ａを用いてＵＶ分離部２９、第二の変換テーブル部３０、逆マトリックス変換部３１でＹＣ／ＲＧＢ変換を行う。
【００６４】
このことにより色判定信号Ａを、第一のＲＧＢ色域判定部２４からＹＣ／ＲＧＢ変換部１３に渡すことなく、ＲＧＢからＹＣに変換し、さらにＲＧＢに変換することができる。
【００６５】
ＲＧＢ／ＹＣ変換部１４とＹＣ／ＲＧＢ変換部１３とが異なるデバイス（例えば、ＬＳＩ）で構成される場合、デバイス間のインターフェース本数、すなわち信号のビット数を削減することができ、また少ない信号線で信号の伝送を行うことにより、基板にデバイスを実装する際のレイアウトの自由度を向上させることができる。
【００６６】
なお、実施例１及び実施例２で述べたメモリ部２８、Ｙ映像信号処理部３２は、実施例３の映像処理装置４にも適用可能である。
【００６７】
映像信号デコード部３８は、マトリックス選択信号生成部３５から出力されたマトリックス選択信号を用いて画素毎に出力されている映像信号ＲＧＢを元の解像度の映像信号にデコードするのを主目的とする。
【００６８】
第一のマトリックス変換を行った場合の画素に対し、第二のマトリックス変換を行った場合の前後の画素を比較し補間を行う。一例として、第二のマトリックス変換により出力された画素、第一のマトリックス変換により出力された画素、第二のマトリックス変換により出力された画素、・・・と繰り返される場合、第一のマトリックス変換により出力された画素と前後の画素との平均値との差分、前画素との差分、後画素との差分をそれぞれ算出する。前画素との差分もしくは後画素との差分が大きい場合は該当部分に物体の境界などといったエッジが存在しているものと推察し、補間を行わない。前画素との差分及び後画素との差分が小さい場合はビット情報が不足しているものと判断し、前後の画素の平均値との差分を加算もしくは減算する。加算する場合は第一のマトリックス変換を行った画素が第二のマトリックス変換を行った画素よりも小さい場合かつ差分が小さい場合である。減算する場合は第一のマトリックス変換を行った画素が第二のマトリックス変換を行った画素よりも大きい場合かつ差分が小さい場合である。映像信号デコード部３８により、色判定信号AをＹＣ／ＲＧＢ変換部１３に信号伝送するよりは補間する分精度が落ちるものの、第一のマトリックス変換のみの信号伝送に比べ信号精度が高くなる。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
色域判定結果に基づきＵＶ信号の重み付けを動的に変更することでＲＧＢからＹＣに変換し、さらにＲＧＢに変換する場合において色域が削減されるのを抑え、色精度の低下を抑制することができるので映像処理装置、映像処理方法として有用である。
【符号の説明】
【００７０】
１、２、３、４ 映像信号処理装置
１１ 第一の色域判定部
１２、１４、１５ ＲＧＢ／ＹＣ変換部
１３ ＹＣ／ＲＧＢ変換部
１６ 第二の色域判定部
２１ 垂直同期信号ラッチフリップフロップ
２２ ローパスフィルタ
２３ シーン判定部
２４ 第一のＲＧＢ色域判定部
２５ マトリックス変換部
２６ 第一の変換テーブル部
２７ ＵＶ多重部
２８ メモリ部
２９ ＵＶ分離部
３０ 第二の変換テーブル部
３１ 逆マトリックス変換部
３２ Ｙ映像信号処理部
３３ 係数固定マトリックス変換部
３４ セレクタ
３５ マトリックス選択信号生成部
３６ 係数固定逆マトリックス変換部
３７ 第二のＲＧＢ色域判定部
３８ 映像信号デコード部
２３０ 特徴量検出部
２４１ ＲＧＢ／Ｈ変換部
２４２ 第一の個別色域判定部
２４３ 第二の個別色域判定部
２４４ 第三の個別色域判定部
２４５ 色判定信号出力部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力ＲＧＢ信号の色域判定を行う色域判定部と、
前記色域判定部の色域判定結果に基づきＵ信号及びＶ信号のビット数割り当てを行い、前記入力ＲＧＢ信号をＹＣ信号に変換するＲＧＢ／ＹＣ変換部と、
前記色域判定部の色域判定結果に基づき、前記ＹＣ信号を出力ＲＧＢ信号に変換するＹＣ／ＲＧＢ変換部と、
を有する映像処理装置。
【請求項２】
前記ＲＧＢ／ＹＣ変換部は、
前記ＹＣ信号及び前記色域判定部の色域判定結果を記憶し、前記記憶したＹＣ信号を前記ＹＣ／ＲＧＢ変換部に出力する際、前記記憶した色域判定部の色域判定結果を前記記憶したＹＣ信号と同位相で前記ＹＣ／ＲＧＢ変換部に出力するメモリ部を備え、
前記ＹＣ／ＲＧＢ変換部は、前記メモリ部から出力されるＹＣ信号と前記記憶したＹＣ信号と同位相で前記ＹＣ／ＲＧＢ変換部に出力される色域判定結果に基づき、前記メモリ部から出力されるＹＣ信号を出力ＲＧＢ信号に変換する
ことを特徴とする請求項１記載の映像処理装置。
【請求項３】
前記ＲＧＢ／ＹＣ変換部は、
前記ＹＣ信号のＹ信号の映像処理を行なうＹ映像信号処理部を備える
ことを特徴とする請求項１記載の映像処理装置。
【請求項４】
係数を固定して前記入力ＲＧＢ信号を第二のＹＣ信号に変換する係数固定マトリックス変換部と、
前記ＹＣ信号と前記第二のＹＣ信号とを選択するセレクタと、
前記セレクタが前記ＹＣ信号と前記第二のＹＣ信号を選択するための選択信号を生成する選択信号生成部と、
前記セレクタから出力される前記第二のＹＣ信号を第二の出力ＲＧＢ信号に変換するとともに、前記第二の出力ＲＧＢ信号に基づき色域判定を行う第二の色域判定部と、
映像信号デコード部と、を備え、
前記ＹＣ／ＲＧＢ変換部は、
前記第二の色域判定部の色域判定結果に基づき、前記ＹＣ信号を前記出力ＲＧＢ信号に変換し、
前記映像信号デコード部は、
前記選択信号に基づき、前記出力ＲＧＢ信号又は前記第二の出力ＲＧＢ信号をデコードする
ことを特徴とする請求項１記載の映像処理装置。
【請求項５】
入力ＲＧＢ信号の色域判定を行うステップと、
前記色域判定結果に基づき、Ｕ信号及びＶ信号のビット割り当てを行い、前記入力ＲＧＢ信号をＹＣ信号に変換するステップと、
前記色域判定結果に基づき、前記ＹＣ信号を出力ＲＧＢ信号に変換するステップと、
を有する映像処理方法。
【請求項１】
入力ＲＧＢ信号の色域判定を行う色域判定部と、
前記色域判定部の色域判定結果に基づきＵ信号及びＶ信号のビット数割り当てを行い、前記入力ＲＧＢ信号をＹＣ信号に変換するＲＧＢ／ＹＣ変換部と、
前記色域判定部の色域判定結果に基づき、前記ＹＣ信号を出力ＲＧＢ信号に変換するＹＣ／ＲＧＢ変換部と、
を有する映像処理装置。
【請求項２】
前記ＲＧＢ／ＹＣ変換部は、
前記ＹＣ信号及び前記色域判定部の色域判定結果を記憶し、前記記憶したＹＣ信号を前記ＹＣ／ＲＧＢ変換部に出力する際、前記記憶した色域判定部の色域判定結果を前記記憶したＹＣ信号と同位相で前記ＹＣ／ＲＧＢ変換部に出力するメモリ部を備え、
前記ＹＣ／ＲＧＢ変換部は、前記メモリ部から出力されるＹＣ信号と前記記憶したＹＣ信号と同位相で前記ＹＣ／ＲＧＢ変換部に出力される色域判定結果に基づき、前記メモリ部から出力されるＹＣ信号を出力ＲＧＢ信号に変換する
ことを特徴とする請求項１記載の映像処理装置。
【請求項３】
前記ＲＧＢ／ＹＣ変換部は、
前記ＹＣ信号のＹ信号の映像処理を行なうＹ映像信号処理部を備える
ことを特徴とする請求項１記載の映像処理装置。
【請求項４】
係数を固定して前記入力ＲＧＢ信号を第二のＹＣ信号に変換する係数固定マトリックス変換部と、
前記ＹＣ信号と前記第二のＹＣ信号とを選択するセレクタと、
前記セレクタが前記ＹＣ信号と前記第二のＹＣ信号を選択するための選択信号を生成する選択信号生成部と、
前記セレクタから出力される前記第二のＹＣ信号を第二の出力ＲＧＢ信号に変換するとともに、前記第二の出力ＲＧＢ信号に基づき色域判定を行う第二の色域判定部と、
映像信号デコード部と、を備え、
前記ＹＣ／ＲＧＢ変換部は、
前記第二の色域判定部の色域判定結果に基づき、前記ＹＣ信号を前記出力ＲＧＢ信号に変換し、
前記映像信号デコード部は、
前記選択信号に基づき、前記出力ＲＧＢ信号又は前記第二の出力ＲＧＢ信号をデコードする
ことを特徴とする請求項１記載の映像処理装置。
【請求項５】
入力ＲＧＢ信号の色域判定を行うステップと、
前記色域判定結果に基づき、Ｕ信号及びＶ信号のビット割り当てを行い、前記入力ＲＧＢ信号をＹＣ信号に変換するステップと、
前記色域判定結果に基づき、前記ＹＣ信号を出力ＲＧＢ信号に変換するステップと、
を有する映像処理方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１１−３５７５７（Ｐ２０１１−３５７５７Ａ）
【公開日】平成２３年２月１７日（２０１１．２．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１８１４０１（Ｐ２００９−１８１４０１）
【出願日】平成２１年８月４日（２００９．８．４）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年２月１７日（２０１１．２．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年８月４日（２００９．８．４）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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