JPH07123434A - 色補正方法 - Google Patents

色補正方法

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JPH07123434A
JPH07123434A JP5266309A JP26630993A JPH07123434A JP H07123434 A JPH07123434 A JP H07123434A JP 5266309 A JP5266309 A JP 5266309A JP 26630993 A JP26630993 A JP 26630993A JP H07123434 A JPH07123434 A JP H07123434A
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勝 金澤
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 テレビジョンカメラにおける正確な色再現の
ための色補正方法を提供する。 【構成】 赤、緑、青にそれぞれ対応する色補正前の信
号をri ,gi ,bi 、色補正後の信号をro ,go
o 、およびCIEのXYZ標準表色系の3刺激値を
X,Y,Zとして表わしたとき、第1の方法の場合 ro またはX=M1 (1+c1 ・log (M4 /M5)) go またはY=M2 (1+c2 ・log (M6 /M7)) bo またはZ=M3 (1+c3 ・log (M8 /M9)) ただし c1 ,c2 ,c3 は定数 Mn =cn1・ri +cn2・gi +cn3・bi (n=1〜
9) さらに c11,c12,---- ,c92,c93も定数 の関係を充す色補正を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、テレビジョンカメラに
おける信号処理方法、特に正確な色再現のためのテレビ
ジョンカメラにおける信号処理(色補正)方法に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】テレビジョンカメラの理想撮像特性(R
GBの分光感度特性)を図3に示す。これに対し、実際
のテレビジョンカメラでは、図4のような特性を有する
3色分解系を通して得られた赤、緑、青の各色光を、撮
像管または固体撮像板を用いて撮像し3原色信号(以
下、ri ,gi ,bi で表わす)を得ている。これは、
負の撮像特性が物理的に不可能であること、および以下
に説明するリニアマトリクスによる色補正を行わなくと
も近似的な色再現が得られるからである。
【0003】従来技術においても、上記3原色信号(r
i ,gi ,bi )を可能な限り理想撮像特性に近づける
ために、ri ,gi ,bi 各チャンネルの撮像特性の正
の部分の一部を反転させるなどして他のチャンネルに適
当に加え、撮像特性の負の部分を近似させようという考
えのもとにリニアマトリクスによる色補正が行われてい
る。
【0004】リニアマトリクスは3原色信号についての
1次補正の回路であり、次の(1) 式で示される。 ro =c1 ・ri +c2 ・gi +c3 ・bi o =c4 ・ri +c5 ・gi +c6 ・bi (1) bo =c7 ・ri +c8 ・gi +c9 ・bi ただし c1 ,c2 ,----- , c8 ,c9 は定数 ro ,go ,bo はリニアマトリクスの出力信号であっ
て、理想的には図3に示す理想撮像特性r(λ),g
(λ),b(λ)に一致(λは波長)する。また、(1)
式に示すリニアマトリクスは図5に示す回路構成によっ
て得られる。図5において、×cn (n=1〜9)は係
数器、○で囲んで示す+は加算器を示している(以下、
減算、乗算、除算器についても同じ)。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】(1)式に示されるリ
ニアマトリクスの各チャンネルの出力信号ro ,go
o を理想撮像特性r(λ),g(λ),b(λ)に一
致させるのは容易でなく、特に撮像特性を負にしないで
理想撮像特性r(λ),g(λ),b(λ)を得ようと
する場合には複雑な特性が要求され製造が困難となる。
このため、実際のテレビジョンカメラにおいてはリニア
マトリクスによって正確な色再現を行うことができず、
正しい色を撮像しなければならない用途に対しては不十
分であった。
【0006】本発明の目的は、上述したリニアマトリク
スに比してより正確な色再現を与える色補正方法を提供
することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、第1の方法による本発明色補正方法は、カラーテレ
ビジョンカメラの赤、緑、青それぞれの撮像管または固
体撮像板の出力信号を理想撮像特性に近似させるための
色補正方法であって、赤、緑、青それぞれに対応する撮
像管または固体撮像板の出力信号からなる色補正前の信
号をri ,gi ,bi とし、色補正後の赤、緑、青それ
ぞれに対応する信号をro ,g0 ,b0 、およびCIE
のXYZ標準表色系の三刺激値をX,Y,Zとして表わ
したとき ro またはX=M1 (1+c1 ・log (M4/M5)) go またはY=M2 (1+c2 ・log (M6/M7)) bo またはZ=M3 (1+c3 ・log (M8/M9)) ただし c1 ,c2 ,c3 は定数 Mn =cn1・ri +cn2・gi +cn3・bi (n=1〜
9) さらに c11,c12,----- , c92,c93も定数 の関係を充す色補正を行うことを特徴とするものであ
り、
【0008】また、第2の方法による本発明色補正方法
は、カラーテレビジョンカメラの赤、緑、青それぞれの
撮像管または固体撮像板の出力信号を理想撮像特性に近
似させるための色補正方法であって、赤、緑、青それぞ
れに対応する撮像管または固体撮像板の出力信号からな
る色補正前の信号をri ,gi ,bi とし、色補正後の
赤、緑、青それぞれに対応する信号をro ,g0
0 、およびCIEのXYZ標準表色系の三刺激値を
X,Y,Zとして表わしたとき ro またはX=M1 ・M4/M5o またはY=M2 ・M6/M7o またはZ=M3 ・M8/M9 ただし Mn =cn1・ri +cn2・gi +cn3・bi (n=1〜
9) ここで c11,c12,----- , c92,c93は定数 の関係を充す色補正を行うことを特徴とするものであ
る。
【0009】
【実施例】以下に添付図面を参照し実施例により本発明
を詳細に説明する。前述したように、本発明は正確な色
再現のためのテレビジョンカメラにおける信号処理(色
補正)方法を提供するものであるが、その方法として第
1,第2の方法(それぞれ特許請求の範囲、請求項1お
よび2に対応する)があり、それぞれについて数式およ
び図面に基づき説明する。
【0010】まず、第1の方法について説明する。第1
の方法による色補正は、従来の色補正が(1)式で示さ
れるリニアマトリクスによる補正(3原色信号の1次結
合による1次補正)であったのに対し、このリニアマト
リクスと1次結合したものゝ対数変換とを組み合わせて
算術演算を行うことにより色補正出力信号を得るように
したもので、次の(2)式で示される。 ro =M1 (1+c1 ・log (M4/M5)) go =M2 (1+c2 ・log (M6/M7)) (2) bo =M3 (1+c3 ・log (M8/M9)) ただし、 c1 ,c2 ,c3 は定数 ro ,go ,bo は色補正後の出力信号 Mn =cn1・ri +cn2・gi +cn3・bi (n=1〜
9) さらに ri ,gi ,bi は色補正前の入力信号 c11,c12,---- ,c92,c93も定数
【0011】(2)式中の定数c(c1 ,c2 ,c3
11,---,c93)の値は、いろいろな色に対していちば
ん誤差が小さくなるように決める必要がある。具体的に
は数10乃至100程度のいろいろな色のサンプル(色
票)をテレビジョンカメラで撮像し、それぞれの色に対
するri ,gi ,bi を求める。つぎに、上記色票を色
彩輝度計等を用いて正確に測定し、正しい色(rr ,g
r ,br )を求めておく。そのうえで(2)式の右辺に
i ,gi ,bi の値を代入したとき左辺(r o
o ,bo )が正しい色(rr ,gr ,br )になるよ
う、計算機により繰返し計算を行って最適な定数cを決
定する。この手続きは、リニアマトリクスを用いる従来
の色補正の場合 ((1)式の場合) と同様である。
【0012】ri ,gi ,bi からそれぞれro
o ,bo への変換を示す(2)式において、右辺第1
項は(1)式と同様、形式上リニアマトリクスによる変
換部分であるが、本発明によって右辺第2項の対数変換
部分が付加されたことより、次の(a)〜(c)の作用
効果により、従来より大幅に実際の色に近い色再現を行
うことができる。すなわち、 (a)Mn /Mm の項は特定の色の近辺に大きな補正を
与えるので、肌色など重要な色を重点的に補正すること
ができる。(例えば、 bi /(ri +gi ) という項は、青色に対しては大きな値を取るがそれ以外
に対しては小さい。) (b)従来のリニアマトリクスにおいてもそうである
が、入力信号が例えば2・ri ,2・gi ,2・bi のように定数倍になったときに、出力信号も 2・ro ,2・go ,2・bo になる。これは、被写体への照明が明るくなっても色は
変化しないということを示している。 (c)対数を用いていることにより、正負の補正ができ
る。(Mn >Mm ならば補正項は正、Mn <Mm ならば
補正項は負である。)
【0013】次に、以上説明した第1の方法で本発明を
実現するための具体的回路構成のブロック線図を図1に
示す。図1において、Mn (n=1〜9)は1次結合
器、log は対数変換器、×c1,×c2 ,×c3 は係数
器、−,+,×はそれぞれ減算器,加算器,乗算器であ
る。図1は上記種類の演算要素を用いて(2)式をその
ままハードウェア化しただけであるので、回路接続等に
ついての詳細な説明は省略する。ただし留意すべきは、
一次結合器Mn の出力であって、これが対数の真数とな
る場合(M4 ,M 5 ,M6 ,M7 ,M8 ,M9 )には一
次結合器の出力が負の値乃至零(Mn ≦O)であると対
数の値が発散してしまうため、該当する一次結合器にク
リップ機能を持たせて、Mn ≦Oのとき、Mn の値をあ
る零に近い値、例えばM=0.001 に強制設定するように
する。
【0014】なお、図1において入力信号(ri
i ,bi ) に対し、1次結合器M1 ,M2 ,M3 の出
力をそれぞれ出力信号(ro ,go ,bo ) とした場合
が(1)式を示す図5に相当する。
【0015】上記説明した第1の方法による色補正は、
CIEのXYZ標準表色系の3刺激値X,Y,Zを求め
る場合も含んでいて、この場合、(2)式の左辺ro
o, bo を刺激値X,Y,Zに置き換えるだけでよ
い。ただし、定数c(c1 ,c 2 ,c3 ,c11,---- ,
93)の値を求めるに際して、正しい色(X,Y,Z)
はCIEのXYZ標準表色系で求めておく必要がある。
また、これを実現するための回路構成は図1と同じであ
り、信号(ro ,go ,bo ) と書かれているところに
補正後の信号 (X,Y,Z)が出力する。また、このX
YZ標準表色系からRGB表色系への変換は周知の1次
変換によって可能である。
【0016】つぎに、第2の方法について本発明を説明
する。第2の方法による色補正は、合計9種類の三原色
信号の一次結合をつくり、それら一次結合の間で乗算、
除算を行い(第2の方法では対数変換は行わない)、色
補正出力信号を得るようにしたものであるが、補正前お
よび補正後の3原色信号をそれぞれri , gi , bi
よびro ,go ,bo で表わしたとき、次の(3)式で
示される。また、これを実現するための具体的回路構成
のブロック線図を図2に示す。 ro =M1 ・M4 /M5 o =M2 ・M6 /M7 (3) bo =M3 ・M8 /M9 ただし Mn =cn1・ri +cn2・gi +cn3・bi (n=1〜
9) ここでc11,c12,----,c92,c93は定数
【0017】ここでも(3)式中の定数c(c11
12,----,c92,c93)の値は、第1の方法で定数値
を求めたのと同様、正しい色(rr ,gr ,br )をい
ろいろな色の色票について色彩輝度計により測定し、
(3)式による実際の色補正結果がその測定値に近似す
るよう、計算機を用いての繰り返し演算により求める。
【0018】この第2の方法によっても、前述の第1の
方法に次いで精度の高い色補正を行うことができる。ま
た、第2の方法の場合も、CIEのX,Y,Z標準表色
系の3刺激値X,Y,Zを求める場合を含んでいて、左
辺のro ,go ,bo をそれぞれX,Y,Zに置換する
だけでよい。回路構成も図2と同じであり、出力信号が
o ,go ,bo からX,Y,Zになるだけである。図
2につき簡単に説明すると、Mn (n=1〜9)は一次
結合器、×,÷はそれぞれ乗算器、除算器であり、
(3)式をそのままハードウェアを用いて表現したもの
である。
【0019】
【発明の効果】本発明によれば、従来のリニアマトリク
スによっては、撮像管または固体撮像板の出力信号につ
いて正確な色再現を行うよう色補正をすることが困難で
あったのに対し、色補正のための変換式を改善したこと
によって補正後の色をより正しい色に近似させることが
可能になる。
【0020】特に、対数変換部分が付加されている第1
の方法によれば、特定色の周辺に大きな補正を与え、肌
色など重要な色を重点的に補正することができ、また、
正負いずれの方向(従来のリニアマトリクスではいずれ
か一方向のみ)にも補正することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の方法で本発明を実現するための具体的回
路構成を示すブロック線図である。
【図2】第2の方法で本発明を実現するための具体的回
路構成を示すブロック線図である。
【図3】テレビジョンカメラの理想撮像特性を示す線図
である。
【図4】テレビジョンカメラの3色分解系の特性を示す
線図である。
【図5】リニアマトリクスの回路構成を示すブロック線
図である。
【符号の説明】
M 1次結合器 Log 対数変換器 ×c 係数器 − 減算器 + 加算器 × 乗算器 ÷ 除算器

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 カラーテレビジョンカメラの赤、緑、青
    それぞれの撮像管または固体撮像板の出力信号を理想撮
    像特性に近似させるための色補正方法であって、赤、
    緑、青それぞれに対応する撮像管または固体撮像板の出
    力信号からなる色補正前の信号をri ,gi ,bi
    し、色補正後の赤、緑、青それぞれに対応する信号をr
    o ,g0 ,b0 、およびCIEのXYZ標準表色系の三
    刺激値をX,Y,Zとして表わしたとき ro またはX=M1 (1+c1 ・log (M4/M5)) go またはY=M2 (1+c2 ・log (M6/M7)) bo またはZ=M3 (1+c3 ・log (M8/M9)) ただし c1 ,c2 ,c3 は定数 Mn =cn1・ri +cn2・gi +cn3・bi (n=1〜
    9) さらに c11,c12,----- , c92,c93も定数 の関係を充す色補正を行うことを特徴とする色補正方
    法。
  2. 【請求項2】 カラーテレビジョンカメラの赤、緑、青
    それぞれの撮像管または固体撮像板の出力信号を理想撮
    像特性に近似させるための色補正方法であって、赤、
    緑、青それぞれに対応する撮像管または固体撮像板の出
    力信号からなる色補正前の信号をri ,gi ,bi
    し、色補正後の赤、緑、青それぞれに対応する信号をr
    o ,g0 ,b0 、およびCIEのXYZ標準表色系の三
    刺激値をX,Y,Zとして表わしたとき ro またはX=M1 ・M4/M5o またはY=M2 ・M6/M7o またはZ=M3 ・M8/M9 ただし Mn =cn1・ri +cn2・gi +cn3・bi (n=1〜
    9) ここで c11,c12,----- , c92,c93は定数 の関係を充す色補正を行うことを特徴とする色補正方
    法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003079696A1 (fr) * 2002-03-20 2003-09-25 Sony Corporation Dispositif de traitement d'image, procede correspondant, et procede pour la fabrication du dispositif
JP2003284082A (ja) * 2002-02-21 2003-10-03 Eastman Kodak Co 正確な電子色捕獲及び再生の装置および方法
KR100772910B1 (ko) * 2006-06-26 2007-11-05 삼성전기주식회사 디지털 카메라 모듈

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