JPH08237681A - 色抽出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 安価、小型で操作の簡単な高精度色抽
出装置を提供する。 【構成】 カラーテレビカメラからの信号と黒レ
ベル信号を切り替える切り替え信号を設け、複合カラー
画像信号を色相、彩度、明度に変換する回路とその出力
により制御され、かつカラーテレビカメラの走査タイミ
ングに合った信号を送出するタイミング発生回路を有
し、そのタイミング信号により前記切り替えスイッチを
制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明はカラー画像上の特定の
色を抽出し汎用の白黒画像処理装置が認識可能な白黒画
像信号に変換して出力する画像処理装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来の装置は次のような方式により色抽
出をおこなっていた。 （イ）ＲＧＢ方式 カラーテレビカメラからのＲ、Ｇ、Ｂ信号それぞれの上
限下限を設定し、その範囲内に入った色を抽出する方
式。 （ロ）映像色差信号方式 カラーテレビカメラからのＲ，Ｇ，Ｂ信号を明度信号、
色差信号Ｒ−Ｙ、色差信号Ｂ−Ｙに変換し、それぞれに
上限下限を設定し、その設定範囲内に入った色を抽出す
る方式。 （ハ）色度座標ｘｙ方式 Ｒ，Ｇ，Ｂ信号から近似的にＸＹＺ表色系における色度
座標ｘｙ値に変換しｘ値ｙ値それぞれに上限下限を設定
し、その設定範囲内に入った色を抽出する方式。 （ニ）色相、彩度、明度方式 Ｒ，Ｇ，Ｂ信号をハードウエア又はソフトウエアにより
色相、彩度明度値に変換し、それぞれに上限下限を設定
し、その範囲内に入った色を抽出する方式。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の方式では次のよ
うな欠点があった。 （イ）ＲＧＢ方式は、明るさの変動に非常に弱い。 （ロ）映像色差信号方式は、ＲＧＢ方式と比べて明るさ
の変動には強いが上限下限範囲の変化と人間の色感覚が
かけはなれているため、範囲の設定が非常に難しい。 （ハ）色度座標ｘｙ方式は、ＲＧＢ方式と比べて明るさ
の変動には強いが上限下限範囲の変化と人間の色感覚が
ずれているので範囲の設定が難しい。 （ニ）色相、彩度、明度方式は前述の（イ）、（ロ）、
（ハ）方式と比べて明るさの変動に強く、上限下限範囲
の設定も簡単であるが、ハードウエア方式は規模が大き
く高価であり、ソフトウエア方式は処理に時間がかかり
実時間処理が出来ない。

【０００４】

【問題を解決するための手段】図１は本発明の実施例を
示したものである。カラーテレビカメラ（１）からの複
合カラー画像信号（２）は、フィルタ（３）に入力され
るとともに直交復調器（１１）に入力される。フィルタ
（３）の出力は切り替えスイッチ（６）に入力されると
ともにＡＤ変換器（４）に入力されデジタル信号に変換
される。ＡＤ変換器出力である明度信号（２１）は比較
器（５）で明度上限閾値信号（２６）及び明度下限閾値
信号（２７）と比較され、その出力はタイミング発生回
路（１８）に供給される。

【０００５】直交復調器（１１）に入力された複合カラ
ー画像信号は色差信号Ｒ−Ｙ（１９）及び色差信号Ｂ−
Ｙ（２０）に復調され、ＡＤ変換器（１２）及びＡＤ変
換器（１３）によりそれぞれデジタル信号に変換された
のち、ＲＯＭ（１４）及びＲＯＭ（１５）のアドレス端
子に入力される。ＲＯＭ（１４）及びＲＯＭ（１５）は
入力された色差信号Ｒ−Ｙ（１９）及び色差信号Ｂ−Ｙ
（２０）に相当する色相信号（２２）及び彩度信号（２
３）をそれぞれ出力する。色相信号（２２）は比較器
（１６）で色相上限閾値信号（２８）及び色相下限閾値
信号（２９）と比較され、その出力はタイミング発生回
路（１８）に供給される。彩度信号（２３）は比較器
（１７）で彩度上限閾値信号（３０）及び彩度下限閾値
信号（３１）と比較され、その出力もタイミング発生回
路（１８）に供給される。

【０００６】一方カラーテレビカメラ（１）で使用され
る垂直同期信号（２４）、水平同期信号（２５）、比較
器（５）、比較器（１６）及び比較器（１７）の出力信
号を入力信号とするタイミング発生回路（１８）の出力
は、切り替えスイッチ（６）の制御入力に接続される。

【０００７】切り替えスイッチ（６）は白黒画像信号
（１０）と黒レベル信号（３２）をタイミング発生回路
（１８）の出力信号で切り替えて、カメラ信号（４２）
として出力している。以下、本実施例の動作を説明す
る。

【０００８】

【作用】図２に緑赤青の三色ストライプの原画像をカラ
ーテレビカメラで走査した場合の各部の波形を示す。本
例では赤色を検出した際、白黒画像処理装置（７）に対
して黒レベル信号（３２）を出力するものとする。複合
カラー画像信号（２）は色相に応じた位相のカラーサブ
キャリア信号を有している。複合カラー画像信号（２）
はフィルタ（３）によりカラーサブキャリア信号を除か
れ白黒画像信号（１０）となりＡＤ変換器（４）により
デジタル変換され明度信号（２１）となったのち比較器
（５）に入力される。本例では赤色を抽出するため明度
信号（２１）の赤色に相当するレベルを挟み込む様に上
方に明度上限閾値信号（２６）及び下方に明度下限閾値
信号（２７）が入力されるものとし、上限下限範囲内に
明度信号（２１）が入った場合に比較器（５）の出力信
号ａが高レベルとなる。比較器（５）の出力信号ａは赤
色部分と青色部分の明度レベルが同じため両者のタイミ
ングで高レベルとなる。

【０００９】一方複合カラー画像信号（２）は直交復調
器（１１）に入力され色差信号Ｒ−Ｙ（１９）及び色差
信号Ｂ−Ｙ（２０）に復調される。なお、直交復調器
（１１）は公知の技術により容易に構成できるものであ
り、詳細は省略した。ＡＤ変換器（１２）及びＡＤ変換
器（１３）によりデジタル信号に変換された色差信号Ｒ
−Ｙ（１９）及び色差信号Ｂ−Ｙ（２０）は色相信号
（２２）及び彩度信号（２３）のデータが書き込まれて
いるＲＯＭ（１４）の及びＲＯＭ（１５）のアドレスを
指定する。

【００１０】ここで色差信号Ｒ−Ｙ（１９）及び色差信
号Ｂ−Ｙ（２０）から色相信号（２２）へ変換を行うＲ
ＯＭ（１４）の動作説明を行う。色空間における色相及
び彩度は図３のとおり色差信号Ｒ−Ｙ（１９）及び色差
信号Ｂ−Ｙ（２０）を直交軸とする２次元空間ベクトル
の偏角と長さにあたる。ここで前述の色差信号の大きさ
が決まればベクトルの偏角つまり色相は三角関数の計算
により求められる。つまり色差信号Ｒ−Ｙ（１９）及び
色差信号Ｂ−Ｙ（２０）のすべての組み合わせの答えを
あらかじめＲＯＭ（１４）に書き込んでおくことにより
瞬時に色相信号に変換することができる。同様の原理で
ＲＯＭ（１５）には色差信号Ｒ−Ｙ（１９）及び色差信
号Ｂ−Ｙ（２０）のすべての組合せに対する彩度信号を
書き込んでいる。

【００１１】本例では赤色を抽出するため色相信号（２
２）の赤色に相当するレベルを挟み込む様に上方に色相
上限閾値信号（２８）及び下方に色相下限閾値信号（２
９）が入力されるものとし、上限下限範囲内に入った色
部分が比較器（１６）の出力信号ｂとして出力される。
彩度についても同様なため詳細は省略する。

【００１２】タイミング発生回路（１８）は信号ａ、信
号ｂ及び信号ｃがすべて高レベルのとき垂直同期信号
（２４）及び水平同期信号（２５）にもとづき信号ｄを
高レベルにする。それに伴いカメラ信号（４２）には黒
レベル信号（３２）が出力される。なお、タイミング発
生回路（１８）は公知の技術により容易に構成できるも
のであり、詳細は省略した。

【００１３】以上述べてきたように、本発明はカラー入
力画像信号を白黒画像信号に変換して出力すると同時に
当該カラー入力画像信号の中から明度、色相、彩度が一
定範囲内にある色を選択的に抽出し、その部分の白黒画
像信号を擬似的に黒レベルにして、出力するものであ
る。

【００１４】

【実施例】図１では白黒画像処理装置（７）が２値化型
であるが多値化型の白黒画像処理装置が利用できる。ま
た図のＲＯＭ（１４）及びＲＯＭ（１５）はＲＡＭ、ゲ
ートアレイ等データを記憶できるものならすべて利用で
きる。

【００１５】明度上限閾値信号（２６）、明度下限閾値
信号（２７）、色相上限閾値信号（２８）、色相下限閾
値信号（２９）、彩度上限閾値信号（３０）、彩度下限
閾値信号（３１）の設定方法についてはいろいろな方法
が考えられる。

【００１６】図４は、比較器（５）に入力する明度上限
閾値信号（２６）及び、明度下限閾値信号（２７）をあ
らかじめ数種類の記憶器（３３）に記憶しておき選択ス
イッチ（３４）にて選択できる様にしたものである。比
較器（１６）及び比較器（１７）についても上記説明か
ら容易に類推できるため詳細は省略した。

【００１７】図５は、比較器（５）に入力する明度上限
閾値信号（２６）及び明度下限閾値信号（２７）を図４
と同様な方法で選択すると同時に明度上限設定信号（３
９）と明度上限閾値信号（２７）を加算器（３５）によ
り加算し、明度下限閾値信号（２７）から明度下限設定
信号（４０）を減算器（３６）で減算することにより各
々の閾値信号を個別に設定できる様にしたものである。
比較器（１６）及び比較器（１７）についても上記説明
から容易に類推できるため詳細は省略した。

【００１８】図６は、比較器（５）に入力する明度信号
（２１）を設定時に記憶器（３７）に記憶しておき、そ
の出力に明度上限設定信号（３９）を加算器（３８）に
より加算して明度上限閾値信号（２６）を作り、また記
憶器（３７）の出力から明度下限設定信号（４０）を減
算器（４１）により減算することにより、明度下限閾値
信号（２７）を作る例を示したものである。比較器（１
６）及び比較器（１７）についても上記説明から容易に
類推できるため詳細は省略した。

【発明の効果】本発明により以下の効果が期待できる。 （１）従来高価であった高精度色抽出回路を非常に安価
に構成できる。 （２）従来の白黒画像処理装置に接続することにより高
度な画像処理が可能となる。 （３）ハードウエア規模が小さいため小型軽量の装置に
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すブロック図である。

【図２】本発明の動作を示すタイミング図である。

【図３】本発明の動作を示す原理図である。

【図４】本発明の他の実施例を示すブロック図である。

【図５】本発明の他の実施例を示すブロック図である。

【図６】本発明の他の実施例を示すブロック図である。

【符号の説明】

（１）はカラーテレビカメラ （２）は複合カラー
画像信号 （３）はフィルタ （４）はＡＤ変換器 （５）は比較器 （６）は切り替えス
イッチ （７）は白黒画像処理装置 （８）は比較器 （９）は二値化閾値信号 （１０）は白黒画像
信号 （１１）は直交復調器 （１２）はＡＤ変換
器 （１３）はＡＤ変換器 （１４）はＲＯＭ （１５）はＲＯＭ （１６）は比較器 （１７）は比較器 （１８）はタイミン
グ発生回路 （１９）は色差信号Ｒ−Ｙ （２０）は色差信号
Ｂ−Ｙ （２１）は明度信号 （２２）は色相信号 （２３）は彩度信号 （２４）は垂直同期
信号 （２５）は水平同期信号 （２６）は明度上限
閾値信号 （２７）は明度下限閾値信号 （２８）は色相上限
閾値信号 （２９）は色相下限閾値信号 （３０）は彩度上限
閾値信号 （３１）は彩度下限閾値信号 （３２）は黒レベル
信号 （３３）は記憶器 （３４）は選択スイ
ッチ （３５）は加算器 （３６）は減算器 （３７）は記憶器 （３８）は加算器 （３９）は明度上限設定信号 （４０）は明度下限
設定信号 （４１）は減算器 （４２）はカメラ信
号

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】（イ）カラーテレビカメラ（１）からの信
   号をフィルタ（３）により処理した白黒テレビ信号（１
   ０）と黒レベル信号（３２）を切り替える切り替えスイ
   ッチ（６）を設ける。 （ロ）該白黒画像信号（１０）をデジタル信号に変換す
   るＡＤ変換器（４）と該ＡＤ変換器の出力信号である明
   度信号（２１）を明度上限閾値信号（２６）及び明度下
   限閾値信号（２７）と比較する比較器（５）を設ける。 （ハ）該カラーテレビカメラ（１）からの複合カラー画
   像信号（２）を色差信号Ｒ−Ｙ（１９）及び色差信号Ｂ
   −Ｙ（２０）に変換する直交復調器（１１）を設ける。 （ニ）該色差信号Ｒ−Ｙ（１９）及び該色差信号Ｂ−Ｙ
   （２０）を各々デジタル信号に変換するＡＤ変換器（１
   ２）及びＡＤ変換器（１３）を設ける。 （ホ）該ＡＤ変換器（１２）及び該ＡＤ変換器（１３）
   の出力を色相信号（２２）に変換するＲＯＭ（１４）及
   び彩度信号に変換するＲＯＭ（１５）を設ける。 （ヘ）該色相信号（２２）と色相上限閾値信号（２８）
   及び色相下限閾値信号（２９）を比較する比較器（１
   ６）を設ける。 （ト）該彩度信号（２３）と彩度上限閾値信号（３０）
   及び彩度下限閾値信号（３１）を比較する比較器（１
   ７）を設ける。 （チ）該比較器（５）、該比較器（１６）及び該比較器
   （１７）の出力信号によって制御され、かつカラーテレ
   ビカメラ（１）又は外部より入力される垂直同期信号
   （２４）及び水平同期信号（２５）によって決定される
   タイミングに一定期間信号を出力するタイミング発生回
   路（１８）を設ける。 （リ）該タイミング発生回路（１８）の出力を切り替え
   スイッチ（６）の制御入力に接続する。 以上のごとく構成された色抽出装置。
2. 【請求項２】（イ）選択スイッチ（３４）の指定によっ
   てパターンの異なる明度上限閾値信号（２６）と明度下
   限閾値信号（２７）を出力する記憶器（３３）を設け
   る。 （ロ）色相上限閾値信号（２８）と色相下限閾値信号
   （２９）を出力する記憶器を設ける。 （ハ）彩度上限閾値信号（３０）と彩度下限閾値信号
   （３１）を出力する記憶器を設ける。 以上のごとく構成された請求項１の色抽出装置。
3. 【請求項３】（イ）明度上限閾値信号（２６）と明度上
   限設定信号（３９）を加える加算器（３５）を設ける。 （ロ）明度下限閾値信号（２７）から明度下限設定信号
   （４０）を減ずる減算器（３６）を設ける。 （ハ）色相上限閾値信号（２８）と色相上限設定信号を
   加える加算器を設ける。 （ニ）色相下限閾値信号（２９）から色相下限設定信号
   を減ずる減算器を設ける。 （ホ）彩度上限閾値信号（３０）と彩度上限設定信号を
   加える加算器を設ける。 （ヘ）彩度下限閾値信号（３１）から彩度下限設定信号
   を減ずる減算器を設ける。 以上のごとく構成された請求項１の色抽出装置。
4. 【請求項４】（イ）明度信号（２１）を記憶する記憶器
   （３７）、該記憶器（３７）の出力と明度上限設定信号
   （３９）を加える加算器（３８）及び該記憶器（３７）
   の出力から明度下限設定信号（４０）を減ずる減算器
   （４１）を設ける。 （ロ）色相信号（２２）を記憶する記憶器、該記憶器の
   出力と色相上限設定信号を加える加算器及び該記憶器の
   出力から色相下限設定信号を減ずる減算器を設ける。 （ハ）彩度信号（２３）を記憶する記憶器、該記憶器の
   出力と彩度上限設定信号を加える加算器及び該記憶器の
   出力から彩度下限設定信号を減ずる減算器を設ける。 以上のごとく構成された請求項１の色抽出装置。