JPH0638232A - 色補正方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 特定領域の色のみならず、色彩のほぼ全ての
領域の色を良好に補正できる方法を提供すること。 【構成】 ３種類の色信号(Y,R-Y,B-Y）に色補正マトリ
ックス演算による補正を行なう色補正方法において、補
正項として各色信号の二乗項成分（二乗回路 4〜6;係数
器14〜16）を各色信号に夫々加える（混合器3)非線形演
算を少なくとも施して色補正する。また更に、３種類の
色信号のうち２信号ずつの各積成分（乗算器 7〜9;係数
器17〜19）を加えて色補正する。 【効果】 前者(3×6 マトリックス演算を用いる方法）
は比較的簡単な構成で実現でき、後者(3×10マトリック
ス演算を用いる方法）は高い精度で色補正できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は色補正方法に係り、特
に、放送用のビデオカメラや、撮像素子として１枚のＣ
ＣＤを用いる単板式ビデオカメラの色信号処理に採用し
て好適な色補正方法に関する。

【０００２】

【技術的背景】色相は物体表面の知覚色の“色の種類に
関する分類”を示す言葉であり、赤(R），橙(Or)，黄(Y
e)，緑(G),青(B),紫(V) 等のように、色の呼称に基づい
て特性付けられる視覚の属性を尺度化したものである。
明度は物体表面の知覚色の“明るさの程度”であり、視
感反射率の大小を判断する視覚の属性を尺度化したもの
である。また、彩度は物体表面の知覚色の“鮮かさの程
度”であり、その知覚色と同じ明度の無彩色(Neutral c
olor）からの隔たりに関する視覚の属性を尺度化したも
のである。なお、無彩色とは、黒から灰色を経て白に至
る一連の色相知覚を生じない色のことで、無彩色以外は
全て有彩色(Chromatic color）である。

【０００３】マンセル表色系では、明度の尺度は理想的
な白をＶ＝10、黒をＶ＝０として、その間が知覚的に等
歩度になるように10分割されている。また、彩度の尺度
は無彩色をＣ＝０とし、彩度の増大に従って、Ｃ＝１，
２，３，…と数値が大きくなるように目盛られ、且つそ
の間が知覚的に等歩度になるよう目盛り付けされてい
る。更に、この表色系では、明度の差ΔＶ＝１に対応す
る知覚的差異が、彩度の差ΔＣ＝２に対応する知覚的差
異に略等しくなるよう意図されている。従って、実際に
作成されているマンセル色票集では、一般にバリュー(V
alue）差が１で、クロマ（彩度）の差が２になるように
色票が選定されている。

【０００４】最近、国際電気標準会議（ＩＥＣ/TC84)に
おいて、放送用を除く単板式ビデオカメラ（以下「Ｖカ
メラ」とも記す）の性能の標準測定法の審議が開始さ
れ、進展している。色再現性に関しては、従来のベクト
ルスコープを用いた測定から、ＣＩＥ（国際照明委員
会）や日本工業規格で定められている均等色度座標（Ｃ
ＩＥ UCS色度図）で色や２色間の差を表わす方向に向っ
ている。これは、色を一層精密に数値的に測定，表現す
ることが要求されつつあるからである。

【０００５】

【従来の技術】放送用Ｖカメラの色再現の改善（色補
正）については多くの研究があるが、ビデオムービーの
如き単板式Ｖカメラ等、それ以外のＶカメラの色再現性
の改善についての提案は少ない現状にある。Ｖカメラの
色再現性を改善する場合、従来は次式数１のような、３
×３マトリックス演算による補正が一般的である。

【０００６】

【数１】 なお、この式における係数ａ₁₁〜ａ₁₃，…，ａ₃₁〜ａ₃₃
は、多数のサンプルを基に、最小自乗法で決定される定
数である。即ち、線形演算のみによる色補正を施してお
り、色相の微妙な補正が行なわれる。

【０００７】本発明の色補正方法では、後述の如くNTSC
規格の単板式Ｖカメラに応用して、輝度信号Ｙと色差信
号Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙを用いて補正を行ない、測定している
ので、ここで、比較のために、上記数１に対応して、
Ｙ，Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙ信号に３×３線形補正を施すものと
すると、次式の如く表現される。

【０００８】

【数２】 図７は、前記ＣＩＥにおいて1976年に推奨されたＬ＊ａ
＊ｂ＊均等色空間のａ＊ｂ＊座標に、マンセルバリュー
（明度）６（Ｌ＊＝60付近）の色票を撮影した時の、色
相５Ｒ（一点鎖線）及び５ＹＲ（破線）の色度座標（リ
ファレンス＝○）と、上記数２の線形補正による補正値
（□）とをプロットしたものであり、図８は全色相に亙
って表示したものである。この図８から、特に右上（５
Ｒ〜10ＹＲ）と左下（５Ｂ〜10Ｇ）当りの補正が適正で
はない（ずれている）ことがわかる。なお、HUE 5R,5YR
等は、マンセル系で尺度化された色相番号である。

【０００９】また図９は、Ｌ＊ａ＊ｂ＊均等色空間の、
明度Ｌ＊を縦軸に取り、横軸には彩度Ｃ＊ａｂを取った
時の、マンセルＨue（色相）５Ｒにおける、夫々リファ
レンス（目標値；点線),測定値（△；一点鎖線),補正値
（実線）を示す比較図である。即ち、同一色相におい
て、３×３線形補正による明度のずれを示す特性図であ
り、この図から、彩度が高くなればなるほど、明度が上
昇することが分る。なお、測定値と補正値の座標は、NT
SC規格のＶカメラからの出力信号を、理想的な色再現性
を有するモニタに供給した時に、モニタ画面上に現われ
る色の座標を計算により求めている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】従来の色補正方法にお
いては、上述の如く線形演算のみで行なっているが、一
般的な単板式Ｖカメラにおいては、色再現性に非線形特
性を有するものが殆どである。従って、特定の領域の再
現性を良くしようとすると、他の領域の再現性を犠牲に
しなければならないという欠点があった。また、色相の
ずれのみならず、彩度の上昇に伴って明度（輝度）が高
い方へずれてしまう傾向がある。彩度が高くなるほど
“濃い色”として感じられるのに、輝度（Ｙ）レベルも
高くなると、ＣＲＴ等のモニタ画面上、色が“薄い”と
感じられる傾向になるので、鮮やかな色ほど実際の色よ
りも薄く表示されてしまうという問題点があった。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の色補正方法は、
輝度信号Ｙ，色差信号Ｒ−Ｙ及びＢ−Ｙ等の３種類の色
信号に対して、色補正マトリックス演算による補正を行
なう色補正方法において、補正項として上記各色信号の
二乗項成分を各色信号に夫々加える非線形演算を少なく
とも施すことにより、上記課題を解決したものである。

【００１２】

【実施例】本発明の色補正方法は、Ｖカメラ（の撮像素
子）より得られた色信号（輝度信号と色差信号）を、二
乗項を含む演算により補正するようにしたものであり、
具体的な第１実施例としては、数（数式）３に示すよう
な３×10マトリックス演算により、輝度信号Ｙと色差信
号Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙを補正している。

【００１３】

【数３】 なお、使用する信号はこれに限らず、例えば周知のＲ，
Ｇ，Ｂ信号やＹ，Ｉ（橙−シアン軸の色),Ｑ（緑−マゼ
ンタ軸の色）信号等でも構わない。

【００１４】かかる本発明方法の第１実施例を実現し得
る色補正回路１の具体的なブロック構成を図１に示す。
図中、４〜６は二乗回路、７〜９は乗算器、１１〜２０
は係数器、３は混合器である。これら二乗回路４〜６及
び乗算器７〜９は、各色信号をディジタル信号として扱
えば、ＲＯＭ(Read Only Memory)で実現できる。このよ
うな構成において、入力端子In1,Ｉn2,In3より、夫々輝
度信号Ｙ，色差信号Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙを供給すれば、出力
端子Out より、数３の１行目における、補正された輝度
信号Ｙ′が得られる。

【００１５】また、色差信号（Ｒ−Ｙ)'及び（Ｂ−Ｙ)'
を得る方法も同様な構成で実現でき、図１における係数
器１１〜２０の係数を、夫々ａ₂₁〜ａ_2,10及びａ₃₁〜ａ
_3,10とするだけで良い。かかる係数｛ａ_ij}(ｉ＝1,2,3;
ｊ＝1,2,3,…,10)は、多数のサンプルを基に、最小自乗
法で決定される。

【００１６】図２は、前記ＣＩＥのＬ＊ａ＊ｂ＊均等色
空間のａ＊ｂ＊座標に、マンセルバリュー６の色票を撮
影したときの、色相５Ｒ（一点鎖線）及び５ＹＲ（破
線）の夫々補正前の測定値（△）と色票の色度座標（リ
ファレンス○）とをプロットしたものであり、図３は図
２と同一色相の補正された値（□）と色票の色度座標と
をプロットしたものである。なお、測定値と補正値の座
標は、NTSC規格のＶカメラからの出力信号を、理想的な
色再現性を有するモニタに供給した時に、モニタ画面上
に現われる色の座標を計算により求めている。

【００１７】図２及び図３における各値を、全色相につ
いて表示すると、夫々図４及び図５のようになり、特に
５Ｒ〜10ＹＲ（右上）が良好に補正され、しかも他の色
相も犠牲になっておらず、むしろある程度補正されてい
る傾向にあることがわかる。

【００１８】図６は、Ｌ＊ａ＊ｂ＊均等色空間のマンセ
ルＨue５Ｒにおいて、明度Ｌ＊を縦軸に，彩度Ｃ＊ａｂ
を横軸に夫々取った時の、リファレンス（点線),補正前
の測定値（一点鎖線),補正値（実線）を示す比較図であ
る。即ち、同一色相において、３×10非線形補正による
明度のずれ補正を示す特性図であり、この図から、彩度
が高くなればなるほど測定値の明度は高い方にずれた
が、本発明の３×10非線形補正によれば、かなり改善さ
れ、目標値に近付いていることが分る。

【００１９】ここでリファレンス（目標値）とは、撮影
に用いられる色票の３刺激値ＸＹＺと同じ３刺激値が、
理想的なモニタ画面上に現われるようなモニタへの入力
信号を、計算により求めたものである。また、３刺激値
ＸＹＺとは、周知の如く色彩の基本であり、光源の分光
放射特性及び物体の反射特性から得られる色を、数値的
に表現する手段である。

【００２０】次に、本発明第２実施例の色補正方法につ
いて、図１０以降を参照し乍ら説明する。第２実施例方
法は、数４に示すような３×６マトリックス演算を用い
るものである。図１０はかかる第２実施例方法を実現し
得る色補正回路２のブロック構成図であり、この図にお
いて図１に示した第１実施例回路１と同一構成部分には
同一符号を付してその詳細な説明を省略する。両図を比
較すれば明白なように、この第２実施例方法（回路２）
は、第１実施例方法（回路１）を簡略化したものであ
り、その補正内容は次式で与えられる。

【００２１】

【数４】 この数式及び図１０から明らかなように、補正項として
各二乗項を残し、２信号の各積項を省略している。

【００２２】なお、図１０は前記図１同様、数４の１行
目における輝度信号Ｙ′の補正回路についてのみ図示し
ており、色差信号（Ｒ−Ｙ)'及び（Ｂ−Ｙ)'の補正に関
しては、図１０における係数器１１〜１６の係数を、夫
々ａ₂₁〜ａ₂₆及びａ₃₁〜ａ₃₆とするだけで実現できる。

【００２３】図１１〜図１３は、前記第１実施例方法に
おける、夫々図３，図５，及び図６に対応する特性図で
ある。各図を対比してみると、全体としては補正特性が
劣るものの、補正前の測定値や従来例（比較例）の夫々
図７，図８，及び図９に比べて、明らかに改善されてい
ることが分る。しかも、第１実施例よりも簡単な構成で
実現できるという長所も有する。

【００２４】以上の説明においては、より正確な色に補
正するものとしたが、これに限らず、例えば使用者の好
みの色や、頭の中で記憶している色に補正するよう、各
係数器の係数を設定しても良く、本発明方法によれば、
特に第１実施例方法において自由度が大きいので、色再
現を任意性を持ってコントロールできるのである。ま
た、かかる色補正方法は、Ｖカメラに限らず、例えばカ
ラーＴＶ画面の色補正や、カラー映像信号のハードコピ
ー装置にも応用できるものである。

【００２５】

【発明の効果】叙上の如く、本発明の色補正方法によれ
ば、特定領域の色のみならず、色彩のほぼ全ての領域の
色を高い精度で補正できるという優れた特長がある。な
お、３×６マトリックス演算を用いる第２実施例方法
は、比較的簡単な構成で実現でき、３×10マトリックス
演算を用いる第１実施例方法は、非常に高い精度で色補
正できるという長所を、夫々有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の色補正方法の第１実施例を実現し得る
回路構成図。

【図２】図４における色相５Ｒと５ＹＲの補正前の測定
値，目標値（リファレンス）をプロットして示す特性
図。

【図３】図５における色相５Ｒと５ＹＲの補正値，目標
値をプロットして示す特性図。

【図４】３×10非線形補正を施した場合の、明度６の色
票を撮影した時の補正前の測定値を目標値と共に示す特
性図。

【図５】３×10非線形補正を施した場合の、明度６の色
票を撮影した時の補正値を目標値と共に示す特性図。

【図６】３×10非線形補正を施した場合の、マンセルＨ
ue５Ｒにおける、彩度−明度補正特性を、補正前の測定
値，目標値と共に示す比較図。

【図７】図８における色相５Ｒと５ＹＲの補正値，目標
値をプロットして示す特性図。

【図８】３×３線形補正を施した場合の、明度６の色票
を撮影した時の補正値を目標値と共に示す特性図。

【図９】３×３線形補正を施した場合の、マンセルＨue
５Ｒにおける、彩度−明度補正特性を、測定値，目標値
と共に示す比較図。

【図１０】本発明の色補正方法の第２実施例を実現し得
る回路構成図。

【図１１】図１２における色相５Ｒと５ＹＲの補正値，
目標値をプロットして示す特性図。

【図１２】３×６非線形補正を施した場合の、明度６の
色票を撮影した時の補正値を目標値と共に示す特性図。

【図１３】３×６非線形補正を施した場合の、マンセル
Ｈue５Ｒにおける、彩度−明度補正特性を、補正前の測
定値，目標値と共に示す比較図。

【符号の説明】

１，２ 色補正回路 ３ 混合器 ４〜６ 二乗回路 ７〜９ 乗算器 １１〜２０ 係数器 整理番号４０４０００７４７ 化学式等を記載した書面 明細書

【数１】 Ｒ′ ａ₁₁ ａ₁₂ ａ₁₃ Ｒ Ｇ′ ＝ ａ₂₁ ａ₂₂ ａ₂₃ Ｇ Ｂ′ ａ₃₁ ａ₃₂ ａ₃₃ Ｂ

【数２】 Ｙ' ａ₁₁ ａ₁₂ ａ₁₃ Ｙ （Ｒ−Ｙ)' ＝ ａ₂₁ ａ₂₂ ａ₂₃ Ｒ−Ｙ （Ｂ−Ｙ)' ａ₃₁ ａ₃₂ ａ₃₃ Ｂ−Ｙ

【数３】 Ｙ Ｒ−Ｙ Ｂ−Ｙ Ｙ' ａ₁₁ａ₁₂ａ₁₃……ａ₁₉ａ_1,10 Ｙ² （Ｒ−Ｙ)' ＝ ａ₂₁ａ₂₂ａ₂₃……ａ₂₉ａ_2,10 （Ｒ−Ｙ）² （Ｂ−Ｙ)' ａ₃₁ａ₃₂ａ₃₃……ａ₃₉ａ_3,10 （Ｂ−Ｙ）² Ｙ*(Ｒ−Ｙ） (Ｒ−Ｙ)*（Ｂ−Ｙ) （Ｂ−Ｙ)*Ｙ １

【数４】 Ｙ Ｒ−Ｙ ^{Ｙ' ａ}11^ａ12^ａ13^ａ14^ａ15^ａ16 Ｂ−Ｙ ^{（Ｒ−Ｙ)' ＝ ａ}21^ａ22^ａ23^ａ24^ａ25^ａ26 Ｙ^{2 （Ｂ−Ｙ)' ａ}31^ａ32^ａ33^ａ34^ａ35^ａ36 （Ｒ−Ｙ）² （Ｂ−Ｙ）^２

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】３種類の色信号に色補正マトリックス演算
   により補正を行なう色補正方法において、上記各色信号
   の二乗項成分を各色信号に夫々加える非線形演算を少な
   くとも施して、色補正することを特徴とする色補正方
   法。
2. 【請求項２】請求項１記載の色補正方法に、更に、３種
   類の色信号のうち２信号ずつの各積成分を加えて、色補
   正することを特徴とする色補正方法。