JPH06319149A

JPH06319149A - 画像処理装置

Info

Publication number: JPH06319149A
Application number: JP5274598A
Authority: JP
Inventors: Toru Wada; 徹和田
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1993-03-12
Filing date: 1993-11-02
Publication date: 1994-11-15
Anticipated expiration: 2018-04-28
Also published as: US5446504A; JP3400506B2

Abstract

(57)【要約】【目的】この発明の画像処理装置にあっては、圧縮率を
上げたときに彩度補正を施して良好なカラー画像の表示
を行うために、画像のダイナミックレンジを圧縮する際
に、ダイナミックレンジの圧縮率に応じて彩度補正の係
数を最適に設定することを特徴とする。【構成】画像処理装置は、撮影光学系１、ハーフミラー
２、光学フィルタ３、撮像素子４ａ、４ｂ、Ａ／Ｄ変換
器５ａ、５ｂ、加算器６、ＬＵＴ７、色分離回路８、マ
トリクス回路９、対数変換回路、フィルタ１１、ＤＧＣ
回路１２、逆対数変換回路１３、遅延回路１４、遅延回
路１５ｒ、１５ｇ、１５ｂ、圧縮係数設定回路１６、乗
算器１７ｒ、１７ｇ、１７ｂと、彩度補正回路１８とに
より構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は画像処理装置に関し、
特に画像データより得られる情報により適応的に彩度を
補正する画像処理装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、撮像素子のダイナミックレンジ
は５０〜６０ｄＢ、ＴＶ（テレビジョン）モニタのダイ
ナミックレンジは４５ｄＢ程度である。これに対し、一
般的な被写体のダイナミックレンジはこれらより広く、
８０〜１００ｄＢにもおよぶ。これを解決する手段とし
て、本出願人よる特開昭６３−２３２５９１号公報に記
載されているような技術手段がある。

【０００３】この特開昭６３−２３２５９１号公報によ
れば、一対のカラー撮像素子の出力を各色毎に加算した
後、マトリクス変換により得られる輝度信号のみを対数
圧縮回路にて対数圧縮し、この対数圧縮回路の出力を利
得調整等行い、元の輝度信号との比を各色信号に乗じる
ことで色度を変化させることなくダイナミックレンジを
圧縮してモニタに表示している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、特開昭６３
−２３２５９１号公報に記載される技術手段を用いて画
像の表示を行う際に、ダイナミックレンジの圧縮率を大
きくしていくと、実際画像データの色度は変化していな
いにもかかわらず、画像の彩度が強調されたように見
え、不自然な表示になるという問題がある。

【０００５】特に、画像の中の暗い部分に於いて、この
現象は顕著に現れる。したがって、画像全体について単
純に彩度の調整を行った場合、暗い部分を自然な色調に
なるように彩度調整すると、明るい部分の彩度が落ちす
ぎてしまうものであった。

【０００６】この発明は上記課題に鑑みてなされたもの
で、圧縮率を上げていったときに彩度補正を施しても画
像の明るい部分の彩度を落すことなく、且つ暗い部分の
見た目の彩度の強調を抑え、良好なカラー画像の表示を
行うことのできる画像処理装置を提供することを目的と
する。

【０００７】

【課題を解決するための手段】すなわちこの発明は、色
に係る信号を含む画像信号を入力する入力手段と、この
入力手段より得られた画像信号中の輝度信号のダイナミ
ックレンジを圧縮するダイナミックレンジ圧縮手段と、
このダイナミックレンジ圧縮手段の出力と上記入力手段
より得られた元の輝度信号との関係を求める圧縮係数設
定手段と、この圧縮係数設定手段の出力と上記入力手段
からの色に係る信号とを演算するための演算手段と、上
記入力手段からの上記色に係る信号の彩度を補正する彩
度補正手段とを具備することを特徴とする。

【０００８】またこの発明は、色に係る信号を含む画像
信号を入力する入力手段と、この入力手段より得られた
画像信号中の輝度信号のダイナミックレンジを圧縮する
ダイナミックレンジ圧縮手段と、このダイナミックレン
ジ圧縮手段の出力と上記入力手段より得られた元の輝度
信号との関係を求める圧縮係数設定手段と、この圧縮係
数設定手段の出力を彩度補正係数を含む係数に変換する
ための係数変換手段と、この係数変換手段の出力と上記
入力手段から得られる色に係る信号とを演算するための
演算手段とを具備することを特徴とする。

【０００９】更にこの発明は、各色から輝度信号を出力
するマトリクス回路と、このマトリクス回路より得られ
た輝度信号を上記各色信号から減じる減算手段と、上記
マトリクス回路より得られた輝度信号のダイナミックレ
ンジを圧縮するダイナミックレンジ圧縮手段と、このダ
イナミックレンジ圧縮手段の出力を、上記減算手段の各
々の出力に加算する加算手段とを具備することを特徴と
する。

【００１０】

【作用】この発明の画像処理装置にあっては、入力手段
によって色に係る信号を含む画像信号が入力され、この
入力手段より得られた画像信号中の輝度信号のダイナミ
ックレンジがダイナミックレンジ圧縮手段で圧縮され
る。このダイナミックレンジ圧縮手段の出力と上記入力
手段より得られた元の輝度信号との関係は、圧縮係数設
定手段にて求められ、この圧縮係数設定手段の出力と上
記入力手段からの色に係る信号とが、演算手段にて演算
される。そして、彩度補正手段に於いて、上記入力手段
からの上記色に係る信号の彩度が補正される。これによ
り、画像のダイナミックレンジを圧縮する際に、個々の
画像データに対して彩度補正の係数が最適に設定され
る。したがって、見た目の彩度が大きくなりすぎること
なしに、自然で良好な色調で表示できる。

【００１１】またこの発明の画像処理装置では、入力手
段により色に係る信号を含む画像信号が入力されると、
この入力手段より得られた画像信号中の輝度信号のダイ
ナミックレンジがダイナミックレンジ圧縮手段で圧縮さ
れる。そして、このダイナミックレンジ圧縮手段の出力
と上記入力手段より得られた元の輝度信号との関係が、
圧縮係数設定手段にて求められる。この圧縮係数設定手
段の出力は、係数変換手段にて彩度補正係数を含む係数
に変換される。その後、演算手段に於いて、係数変換手
段の出力と上記入力手段から得られる色に係る信号とが
演算される。

【００１２】更にこの発明では、各色から輝度信号がマ
トリクス回路に出力される。すると、このマトリクス回
路より得られた輝度信号は、減算手段に於いて上記各色
信号から減じられる。そして、上記マトリクス回路より
得られた輝度信号のダイナミックレンジがダイナミック
レンジ圧縮手段で圧縮され、ここで圧縮された出力が加
算手段で上記減算手段の各々の出力に加算される。

【００１３】

【実施例】以下、図面を参照してこの発明の画像処理装
置の実施例を説明する。先ず、図１乃至図３を参照し
て、この発明の第１の実施例について説明する。図１
は、この第１の実施例の構成を説明するためのブロック
図である。同図に於いて、画像処理装置は、撮影光学系
１と、この撮影光学系１の光軸上にあり光路を分岐させ
るハーフミラー２と、上記撮影光学系１によって形成さ
れ、ハーフミラー２によって分岐された一方の光学的情
報の光量を減衰させる光学（ＮＤ）フィルタ３と、この
光学フィルタ３を通過した光学的情報をアナログ電気信
号に変換する撮像素子４ａと、ハーフミラー２によって
分岐されたもう一方の光学的情報をアナログ電気信号に
変換する撮像素子４ｂと、撮像素子４ａ、４ｂそれぞれ
の出力をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器５ａ、５
ｂと、Ａ／Ｄ変換器５ａ、５ｂの出力を加算する加算器
６と、この加算器６で加算された信号の非線形入出力特
性を線形に補正するためのルックアップテーブル（以下
ＬＵＴと略記する）７と、補正された信号を各色信号に
分離する色分離回路８とを有した構成となっている。

【００１４】また、この画像処理装置は、色分離回路８
の各出力から輝度信号を作り出すマトリクス回路９と、
得られた輝度信号を対数変換する対数変換回路１０と、
対数変換された信号の低周波成分を抑制するフィルタ１
１と、このフィルタ１１の出力のダイナミックレンジと
ゲインを調整するダイナミックレンジ・ゲインコントロ
ール回路（以下ＤＧＣ回路と略記する）１２と、ＤＧＣ
回路１２の出力を逆対数変換する逆対数変換回路１３と
を備えている。

【００１５】尚、同実施例では、画像信号を入力する入
力手段が、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色信号を入力して、このＲ、
Ｇ、Ｂの各色信号を出力しつつ、マトリクス回路９によ
りＹ信号を出力する構成となっているが（図１参照）、
これに限られることなく、別のタイプの信号を入力して
Ｙ及び各色信号を出力するような構成としてもよい。ま
た、後述する図２８の第１０の実施例に示されるよう
に、Ｙ及び各色差信号を出力するような構成であっても
よい。

【００１６】更に、この画像処理装置は、上記マトリク
ス回路９の出力を逆対数変換回路１３の出力とタイミン
グを合わせるための遅延回路１４と、逆対数変換回路１
３の出力Ｙ′を遅延回路１４の出力Ｙで除して圧縮係数
Ｃとして出力する圧縮係数設定回路１６と、上記色分離
回路８の各色出力と圧縮係数設定回路１６の出力のタイ
ミングを合わせるための遅延回路１５ｒ、１５ｇ、１５
ｂと、各遅延回路１５ｒ、１５ｇ、１５ｂの出力に上記
圧縮係数設定回路１６の出力Ｃを乗じるための乗算器１
７ｒ、１７ｇ、１７ｂと、乗算器１７ｒ、１７ｇ、１７
ｂの出力Ｒ′、Ｇ′、Ｂ′から彩度補正する彩度補正回
路１８とにより構成されている。

【００１７】図２は、上記彩度補正回路１８の詳細を示
したブロック図である。彩度補正回路１８は、圧縮後の
各色信号Ｒ′、Ｇ′、Ｂ′より輝度信号成分Ｙ′を得る
ためのマトリクス回路１８１と、得られた輝度信号に応
じて彩度補正のための係数を出力するＬＵＴ１８２と、
演算回路１８３と、乗算器１８４ｒ、１８４ｇ、１８４
ｂと、乗算器１８５と、加算器１８６ｒ、１８６ｇ、１
８６ｂにより構成される。

【００１８】上記乗算器１８４ｒ、１８４ｇ、１８４ｂ
は、圧縮後の各色信号Ｒ′、Ｇ′、Ｂ′にＬＵＴ１８２
から出力される彩度補正係数Ｓｃを乗じるためのもので
ある。また、上記演算回路１８３は、上記ＬＵＴ１８２
から出力される彩度補正係数Ｓｃから（１−Ｓｃ）を計
算するためのものである。そして、上記乗算器１８５
は、マトリクス回路１８１の出力Ｙ′に、演算回路１８
３の出力（１−Ｓｃ）を乗じる。加算器１８６ｒ、１８
６ｇ、１８６ｂは、この乗算器１８５の出力と上記乗算
器１８４ｒ、１８４ｇ、１８４ｂの各出力を加えるため
のものである。

【００１９】次に、同実施例の動作について、図１を参
照して説明する。撮影光学系１を通った被写体像は、ハ
ーフミラー２で２方向に分けられる。そのうち一方は、
ＮＤフィルタ３を通過後に撮像素子４ａに結像してアナ
ログ信号として出力され、Ａ／Ｄ変換器５ａによりデジ
タル信号に変換される。また、ハーフミラー２で分けら
れたもう一方の被写体像は、撮像素子４ｂを経て、Ａ／
Ｄ変換器５ｂでデジタル信号に変換される。

【００２０】この時点でＡ／Ｄ変換器５ａからは、被写
体の暗い部分は潰れてしまっているが、明るい部分は飽
和せずに良好に撮像された画像信号が出力される。一
方、Ａ／Ｄ変換器５ｂからは明るい部分は飽和してしま
っているが暗い部分が潰れずに良好に撮像された画像信
号が得られる。これらの画像信号を加算器６にて足し合
わせると、暗い部分から明るい部分まで情報を持ってい
る画像信号が得られる。この画像信号は入出力特性が線
形になっていないので、ＬＵＴ７にて線形に変換され
る。

【００２１】ＬＵＴ７で線形に変換された画像信号は、
色分離回路８にてＲ、Ｇ、Ｂの各色信号に分離される。
そして、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色信号からマトリクス回路９に
て輝度信号Ｙが取出され、対数変換回路１０、フィルタ
１１、ＤＧＣ回路１２、逆対数変換回路１３を経て、ダ
イナミックレンジが圧縮された輝度信号Ｙ′が得られ
る。尚、輝度信号のダイナミックレンジ圧縮について
は、上述した特開昭６３−２３２５９１号公報に詳しい
記述があるので、ここでは省略する。

【００２２】逆対数変換回路１３の出力Ｙ′と、遅延回
路１４によりタイミングを合わせられた輝度信号Ｙよ
り、圧縮係数設定回路１６に於いて圧縮係数Ｃ＝Ｙ′／
Ｙが求められる。この圧縮係数Ｃは、乗算器１７ｒ、１
７ｇ、１７ｂにて色信号Ｒ、Ｇ、Ｂ（遅延回路１５ｒ、
１５ｇ、１５ｂにてタイミングが合わせられている）に
乗じられ、色度が保存されたままでダイナミックレンジ
が圧縮された色信号Ｒ′、Ｇ′、Ｂ′が得られる。これ
らの色信号Ｒ′、Ｇ′、Ｂ′が、彩度補正回路１８にて
彩度を補正され、信号Ｒ″、Ｇ″、Ｂ″が得られるよう
になっている。

【００２３】次に、同実施例の主要部分である彩度補正
回路１８の動作を、図２を参照して説明する。彩度補正
回路１８に入力された信号Ｒ′、Ｇ′、Ｂ′は、先ずマ
トリクス回路１８１にて輝度信号成分Ｙ′が取出され、
ＬＵＴ１８２に入力される。ＬＵＴ１８２の出力Ｓｃ
は、乗算器１８４ｒ、１８４ｇ、１８４ｂにて各色信号
Ｒ′、Ｇ′、Ｂ′に乗じられる。演算回路１８３ではＳ
ｃが入力とされ、（１−Ｓｃ）が出力される。そして、
乗算器１８５にて。輝度信号Ｙ′に演算回路１８３の出
力（１−Ｓｃ）が乗じられ、その出力が加算器１８６
ｒ、１８６ｇ、１８６ｂに於いて、乗算器１８４ｒ、１
８４ｇ、１８４ｂの出力と加算され、Ｒ″、Ｇ″、Ｂ″
として出力される。

【００２４】各色信号は、以下のようになっている。Ｒ″＝Ｓｃ×Ｒ′＋（１−Ｓｃ）×Ｙ′ …（１）Ｇ″＝Ｓｃ×Ｇ′＋（１−Ｓｃ）×Ｙ′ …（２）Ｂ″＝Ｓｃ×Ｂ′＋（１−Ｓｃ）×Ｙ′ …（３）これにより、輝度Ｙ′を変化させずに彩度のみ抑えるこ
とができる。

【００２５】この彩度は、ＬＵＴ１８２の出力Ｓｃが小
さいほど低く抑えられ、大きくなるほど高くなる。ま
た、彩度補正係数Ｓｃは、Ｓｃ＝０で無彩色になり、Ｓ
ｃ＝１で元の彩度が保存される。

【００２６】ところで、ＬＵＴ１８２の入出力特性は、
図３（ａ）に示されるように、出力が入力に対して単調
増加の関数になっている。したがって、暗い部分の彩度
は、より強く抑制される。

【００２７】同実施例によれば、出力された画像信号の
輝度を変化させずに、高輝度部分では彩度を落さずに、
低輝度になるに従って彩度抑制が強くなるので、ダイナ
ミックレンジの圧縮率を上げていっても、低輝度部の彩
度が強調された感じがない、良好なカラー画像を得るこ
とができる。

【００２８】尚、ＬＵＴ１８２の入出力特性は図３
（ａ）では１次関数としたが、単調増加関数であればこ
れに限定されることなく、例えば図３（ｂ）に示される
ような様々な特性を用いることができる。

【００２９】また、図２では、Ｒ′、Ｇ′、Ｂ′だけを
入力信号とした構成としたが、これに限られるものでは
ない。例えば、輝度信号Ｙ′を、図１で示されている逆
対数変換回路１３の出力をそのまま用いれば、マトリク
ス回路１８１は不要となり、より簡単な構成とすること
ができる。

【００３０】次に、この発明の第２の実施例について説
明する。図４は、図１の彩度補正回路の異なる構成例を
示すブロック図である。尚、以下に述べる実施例に於い
て、撮影光学系１〜色分離回路８までの構成は同じであ
るのでその説明、または説明及び図示は省略し、図１と
同じ働きをする部分については、同一の参照番号を付し
て説明は省略してある。

【００３１】この図４の画像処理装置は、図１の処理部
とほとんど同じであるが、彩度補正回路１８ｂの構成が
異なり、それに伴って彩度補正回路１８ｂの入力に逆対
数変換回路１３の出力が追加された点が異なる。

【００３２】図５は、この第２の実施例に用いられる彩
度補正回路１８ｂの構成を示すブロック図である。図２
の彩度補正回路１８と異なるのは、マトリクス回路１８
１及び演算回路１８３が無くなってＬＵＴ１８７が加わ
っていることである。そして、逆対数変換回路１３の出
力Ｙ′が、ＬＵＴ１８２、ＬＵＴ１８７及び乗算器１８
５に入力される。また、この乗算器１８５には、ＬＵＴ
１８７の出力が供給されている。

【００３３】次に、この第２の実施例に用いられる彩度
補正回路１８ｂの動作を説明する。彩度補正回路１８ｂ
に入力され、圧縮された輝度信号Ｙ′は、ＬＵＴ１８２
及びＬＵＴ１８７に入力される。ＬＵＴ１８２の出力Ｓ
ｃは、乗算器１８４ｒ、１８４ｇ、１８４ｂにて各色信
号Ｒ′、Ｇ′、Ｂ′に乗じられる。一方、ＬＵＴ１８７
では（１−Ｓｃ）が出力される。そして、乗算器１８５
にて、輝度信号Ｙ′にＬＵＴ１８７の出力（１−Ｓｃ）
が乗ぜられ、その出力が加算器１８６ｒ、１８６ｇ、１
８６ｂにて、乗算器１８４ｒ、１８４ｇ、１８４ｂの出
力に加えられてＲ″、Ｇ″、Ｂ″として出力される。

【００３４】ＬＵＴ１８２の入出力特性は、図３（ａ）
に示されるように、出力Ｓｃが入力Ｙ′に対して単調増
加の関数になっている。これに対して、ＬＵＴ１８７の
入出力特性は、図６に示されるように、入力Ｙ′に対し
て出力が（１−Ｓｃ）となるように設定されている。

【００３５】この第２の実施例によれば、彩度補正回路
に於いてマトリクス回路や演算回路を省略でき、より簡
単な回路構成で適応的な彩度の補正が可能になる。次
に、この発明の第３の実施例を説明する。

【００３６】図７は、彩度補正回路の構成の異なる第３
の実施例を示すブロック図である。この第３の実施例
は、図４の彩度補正回路１８ｂと置換えることができる
ものであり、図５の回路の変形例である。図５と異なる
のは、逆対数変換回路１３から信号を得ていたＬＵＴ１
８７に代えて、ＬＵＴ１８２から信号を得るＬＵＴ１８
８を加えた部分である。その他、同じ働きをする部分に
ついては同一の参照番号を付して説明は省略する。

【００３７】図７を参照して、第３の実施例の動作を説
明する。輝度信号Ｙ′がＬＵＴ１８２に入力される。Ｌ
ＵＴ１８２の出力Ｓｃは、乗算器１８４ｒ、１８４ｇ、
１８４ｂにて各色信号Ｒ′、Ｇ′、Ｂ′に乗じられる一
方、ＬＵＴ１８８に入力される。このＬＵＴ１８８で
は、入力Ｓｃに対して（１−Ｓｃ）が出力される。そし
て、乗算器１８５にて輝度信号Ｙ′にＬＵＴ１８８の出
力（１−Ｓｃ）が乗じられる。その出力が、加算器１８
６ｒ、１８６ｇ、１８６ｂに於いて、乗算器１８４ｒ、
１８４ｇ、１８４ｂの出力に加えられ、Ｒ″、Ｇ″、
Ｂ″として出力される。

【００３８】ＬＵＴ１８２の入出力特性は、図３（ａ）
に示されるように、出力Ｓｃが入力Ｙ′に対して単調増
加の関数になっている。これに対して、ＬＵＴ１８８の
入出力特性は、図８に示されるように、入力Ｓｃに対し
て出力が（１−Ｓｃ）となるように設定されている。

【００３９】この第３の実施例によれば、彩度補正回路
に於いてマトリクス回路や演算回路を省略でき、より簡
単な回路構成で適応的な彩度の補正が可能になり、良好
なカラー画像を得ることができる。

【００４０】次に、彩度の補正係数を画像のダイナミッ
クレンジの圧縮の度合に応じて変化させる第４の実施例
について、図９乃至図１１を参照して説明する。図９
は、第４の実施例の構成を説明するためのブロック図で
ある。同図に於いて、画像処理装置は、Ｒ、Ｇ、Ｂの各
信号から輝度信号を作り出すマトリクス回路９と、対数
変換回路１０と、フィルタ１１と、このフィルタ１１の
出力のダイナミックレンジとゲインを調整するＤＧＣ回
路１２ａと、ＤＧＣ回路１２ａの出力を逆対数変換する
逆対数変換回路１３と、遅延回路１４と、遅延回路１５
ｒ、１５ｇ、１５ｂと、逆対数変換回路１３の出力Ｙ′
を遅延回路１４の出力Ｙで除して圧縮係数Ｃとして出力
する圧縮係数設定回路１６と、乗算器１７ｒ、１７ｇ、
１７ｂと、これらの乗算器１７ｒ、１７ｇ、１７ｂの出
力Ｒ′、Ｇ′、Ｂ′から彩度補正する彩度補正回路２３
とにより構成されている。

【００４１】上記ＤＧＣ回路１２ａは、ダイナミックレ
ンジ（ＤＲ）係数設定回路１２１と、ＤＲ係数設定回路
１２１の出力αをフィルタ１１の出力に乗じるための乗
算器１２２と、ゲイン係数設定回路１２３と、ゲイン係
数設定回路の出力ｌｏｇβを乗算器１２２の出力に加え
るための加算器１２４で構成される。

【００４２】また、彩度補正回路２３は、乗算器１７
ｒ、１７ｇ、１７ｂの出力Ｒ′、Ｇ′、Ｂ′と、逆対数
変換回路１３の出力Ｙ′及びＤＧＣ回路１２ａの中のＤ
Ｒ係数設定回路１２１の出力αを、その入力とする。

【００４３】図１０は、彩度補正回路２３の詳細な構成
を示したものである。この彩度補正回路２３は、ダイナ
ミックレンジ係数αに応じて、彩度補正のための係数Ｓ
ｃを出力する補正係数設定回路２３１と、彩度補正係数
Ｓｃを入力とし（１−Ｓｃ）を出力する演算回路２３２
と、圧縮後の各色信号Ｒ′、Ｇ′、Ｂ′に補正係数設定
回路２３１から出力される彩度補正係数Ｓｃを乗じるた
めの乗算器２３３ｒ、２３３ｇ、２３３ｂと、上記逆対
数回路１３の出力Ｙ′に演算回路２３２の出力（１−Ｓ
ｃ）を乗じるための乗算器２３４と、上記乗算器２３３
ｒ、２３３ｇ、２３３ｂの各出力に乗算器２３４の出力
を加えるための加算器２３５ｒ、２３５ｇ、２３５ｂと
で構成されている。

【００４４】次に、各部分の作用について説明する。
Ｒ、Ｇ、Ｂの各色信号からマトリクス回路９にて輝度信
号Ｙが取出され、対数変換回路１０、フィルタ１１、Ｄ
ＧＣ回路１２ａ、逆対数変換回路１３を経てダイナミッ
クレンジが圧縮された輝度信号Ｙ′が得られる。ここ
で、ＤＧＣ回路１２ａでは、αを乗じた後にｌｏｇβを
加えているので、圧縮された輝度信号Ｙ′は、フィルタ
１１の出力をＹ_f とすると（４）式のように表される。

【００４５】

【数１】ここで、αは０〜１の数値である。したがって、ダイナ
ミックレンジ係数αが小さい程、ダイナミックレンジの
圧縮率が高くなる。ダイナミックレンジの圧縮率が高く
なるほど、彩度の補正をより強くかける必要がある。

【００４６】逆対数変換回路１３の出力Ｙ′と遅延回路
１４によりタイミングを合わせられた輝度信号Ｙから、
圧縮係数設定回路１６にて圧縮係数Ｃ＝Ｙ′／Ｙが求め
られる。圧縮係数Ｃは、乗算器１７ｒ、１７ｇ、１７ｂ
にて色信号Ｒ、Ｇ、Ｂ（遅延回路１５ｒ、１５ｇ、１５
ｂにてタイミングを合わせられている）に乗じられ、色
度が保存されたままでダイナミックレンジが圧縮された
色信号Ｒ′、Ｇ′、Ｂ′が得られる。これらが彩度補正
回路２３にて彩度を補正され、信号Ｒ″、Ｇ″、Ｂ″が
得られるものである。

【００４７】次に、同実施例の主要部分である彩度補正
回路２３の動作について、図１０を参照して説明する。
ＤＲ係数設定回路１２１のダイナミックレンジ係数α
は、補正係数設定回路２３１に入力される。この補正係
数設定回路２３１では、図１１に示されるような入出力
特性に従って、彩度補正係数Ｓｃが出力される。つま
り、αが変化するに従って、Ｓｃの大きさが変化する。

【００４８】上記補正係数設定回路２３１の出力Ｓｃ
は、乗算器２３３ｒ、２３３ｇ、２３３ｂにて各色信号
Ｒ′、Ｇ′、Ｂ′に乗じられる。演算回路２３２では、
Ｓｃが入力とされて（１−Ｓｃ）が出力される。そし
て、乗算器２３４にて、輝度信号Ｙ′に演算回路２３２
の出力（１−Ｓｃ）が乗じられる。すると、その出力が
加算器２３５ｒ、２３５ｇ、２３５ｂにて乗算器２３３
ｒ、２３３ｇ、２３３ｂの出力に加えられ、Ｒ″、
Ｇ″、Ｂ″として出力される。

【００４９】これにより、輝度Ｙ′を変化させずに彩度
のみ抑えることができる。上記補正係数設定回路２３１
の出力Ｓｃは、小さいほど彩度が低く抑えられ、大きく
なるほど彩度が高くなる。また、彩度補正係数Ｓｃは、
Ｓｃ＝０で無彩色になり、Ｓｃ＝１で元の彩度が保存さ
れる。

【００５０】したがって、ダイナミックレンジの圧縮率
が高いときに、彩度をより抑制するためには、αが小さ
いときに彩度補正係数Ｓｃを小さな値にする必要があ
る。ところで、補正係数設定回路２３１の入出力特性
は、図１１に示されるように、出力Ｓｃが入力αに対し
て単調増加の関数になっているので、ダイナミックレン
ジの圧縮率が高い時、すなわちαが小さくなるとＳｃも
小さくなり、その結果彩度抑制が強くなる。

【００５１】この第４の実施例によれば、出力された画
像信号の輝度を変化させずに、圧縮率の高くないときに
は彩度を落さずに、圧縮率が高くなるに従って彩度抑制
が強くなるので、より良好なカラー画像の表示が可能と
なる。

【００５２】尚、補正係数設定回路２３１の入出力特性
は、図１１では１次関数としたが、単調増加関数であれ
ばこれに限定されることなく、様々な特性を用いること
ができる。

【００５３】次に、図１２乃至図１４を参照して、この
発明の第５の実施例について説明する。この第５の実施
例は、彩度の補正係数を画像のダイナミックレンジの圧
縮の度合に応じて変化させるものである。

【００５４】図１２は、第５の実施例の構成を説明する
ためのブロック図である。この画像処理装置は、マトリ
クス回路９と、対数変換回路１０と、フィルタ１１と、
ＤＧＣ回路１２ａと、逆対数変換回路１３と、遅延回路
１４と、遅延回路１５ｒ、１５ｇ、１５ｂと、圧縮係数
設定回路１６と、乗算器１７ｒ、１７ｇ、１７ｂと、こ
れら乗算器１７ｒ、１７ｇ、１７ｂの出力Ｒ′、Ｇ′、
Ｂ′から彩度補正する彩度補正回路１９とにより構成さ
れている。

【００５５】ＤＧＣ回路１２ａは、ＤＲ係数設定回路１
２１と、乗算器１２２と、ゲイン係数設定回路１２３
と、加算器１２４とで構成されている。彩度補正回路１
９は、乗算器１７ｒ、１７ｇ、１７ｂの出力Ｒ′、
Ｇ′、Ｂ′と、逆対数変換回路１３の出力Ｙ′及びＤＧ
Ｃ回路１２ａの中のＤＲ係数設定回路１２１の出力α
を、その入力とする。

【００５６】図１３は、彩度補正回路１９の詳細な構成
を示したものである。彩度補正回路１９は、輝度信号
Ｙ′に応じて彩度補正のための係数Ｓｃを出力する補正
係数設定回路１９１と、彩度補正係数Ｓｃを入力とし
（１−Ｓｃ）を出力する演算回路１９２と、圧縮後の各
色信号Ｒ′、Ｇ′、Ｂ′に補正係数設定回路１９１から
出力される彩度補正係数Ｓｃを乗じるための乗算器１９
３ｒ、１９３ｇ、１９３ｂと、上記マトリクス回路９の
出力Ｙ′に演算回路２３２の出力（１−Ｓｃ）を乗じる
ための乗算器１９４と、上記乗算器１９３ｒ、１９３
ｇ、１９３ｂの各出力に乗算器１９４の出力を加えるた
めの加算器１９５ｒ、１９５ｇ、１９５ｂとを有した構
成となっている。

【００５７】次に、各部分の作用について説明する。
Ｒ、Ｇ、Ｂの各色信号から、マトリクス回路９にて輝度
信号Ｙが取出され、対数変換回路１０、フィルタ１１、
ＤＧＣ回路１２ａ、逆対数変換回路１３を経てダイナミ
ックレンジが圧縮された輝度信号Ｙ′が得られる。ここ
で、ＤＧＣ回路１２ａでは、αが乗じられた後にｌｏｇ
βを加えているので、圧縮された輝度信号Ｙ′は、フィ
ルタ１１の出力をＹ_f とすると、上記（４）式で表され
る。

【００５８】ここで、上記（４）式に於いて、αは０〜
１の数値である。したがって、ダイナミックレンジ係数
αが小さい程ダイナミックレンジの圧縮率が高くなる。
また、ダイナミックレンジの圧縮率が高くなるほど、彩
度の補正をより強くかける必要がある。

【００５９】逆対数変換回路１３の出力Ｙ′と、遅延回
路１４によりタイミングを合わせられた輝度信号Ｙよ
り、圧縮係数設定回路１６にて圧縮係数Ｃ＝Ｙ′／Ｙが
求められる。圧縮係数Ｃは、乗算器１７ｒ、１７ｇ、１
７ｂにて色信号Ｒ、Ｇ、Ｂ（遅延回路１５ｒ、１５ｇ、
１５ｂにてタイミングを合わせられている）に乗じら
れ、色度が保存されたままでダイナミックレンジが圧縮
された色信号Ｒ′、Ｇ′、Ｂ′が得られる。そして、こ
れらが彩度補正回路１９にて彩度を補正され、信号
Ｒ″、Ｇ″、Ｂ″が得られる。

【００６０】次に、同実施例の主要部分である彩度補正
回路１９の動作について、図１３及び図１４を参照して
説明する。輝度信号Ｙ′及びダイナミックレンジ係数α
は、補正係数設定回路１９１に入力される。補正係数設
定回路１９１では、彩度補正係数Ｓｃを下記（５）式に
従って算出する。Ｓｃ＝（１−α）×Ｙ′＋α …（５）これは、図１４に示されるような入出力特性となる。α
が変化するに従って、Ｓｃの大きさが変化する。

【００６１】そして、補正係数設定回路１９１の出力Ｓ
ｃは、乗算器１９３ｒ、１９３ｇ、１９３ｂにて各色信
号Ｒ′、Ｇ′、Ｂ′に乗じられる。上記演算回路１９２
では、Ｓｃを入力として、（１−Ｓｃ）が出力される。
すると、乗算器１９４にて、輝度信号Ｙ′に演算回路１
９２の出力（１−Ｓｃ）が乗じられ、その出力が加算器
１９５ｒ、１９５ｇ、１９５ｂにて乗算器１９３ｒ、１
９３ｇ、１９３ｂの出力に加えられる。こうして、
Ｒ″、Ｇ″、Ｂ″として出力される。

【００６２】これにより、輝度Ｙ′を変化させずに彩度
のみ抑えることができる。故に、補正係数設定回路１９
１の出力Ｓｃが小さいほど彩度が低く抑えられ、大きく
なるほど彩度が高くなる。彩度補正係数Ｓｃは、Ｓｃ＝
０で無彩色になりＳｃ＝１でもとの彩度が保存される。

【００６３】したがって、ダイナミックレンジの圧縮率
が高いときに、暗い部分の彩度をより抑制するために
は、輝度信号がより小さく、且つαが小さいときに彩度
補正係数Ｓｃを小さな値にする必要がある。

【００６４】ところで、補正係数設定回路１９１の入出
力特性は、図１４に示されるように、出力が入力に対し
て単調増加の関数になっている。このため、暗い部分の
彩度はより強く抑制される。また、入力０の時のＳｃの
値がダイナミックレンジ係数αと等しくなっているの
で、ダイナミックレンジの圧縮率が高い時、すなわちα
が小さくなると入力全般にわたってＳｃも小さくなり、
その結果入力全般にわたって彩度抑制が強くなる。

【００６５】このように、第５の実施例によれば、出力
された画像信号の輝度を変化させずに、高輝度部分では
彩度を落さずに、低輝度になるに従って彩度抑制が強く
なるので、ダイナミックレンジの圧縮率を上げていって
も低輝度部の彩度が強調された感じを生じない。また、
圧縮率をあまり上げないときには全体的に彩度の抑制が
弱められるので、より良好なカラー画像の表示が可能と
なる。

【００６６】尚、補正係数設定回路１９１の入出力特性
は、図１４では１次関数としたが、単調増加関数であれ
ばこれに限定されることなく、様々な特性を用いること
ができる。

【００６７】また、同実施例では、入力０の時のＳｃの
値をダイナミックレンジ係数αと等しくしたが、これを
αに比例する関数としてもよいし、αの高次の関数とし
てもよい。

【００６８】次に、補正係数設定回路を用いない第６の
実施例について、図１５及び図１６を参照して説明す
る。尚、同実施例は、図１２の彩度補正回路１９と置換
えることができるものであり、図１３の変形例である。

【００６９】第６の実施例の構成を、図１５を参照して
説明する。輝度信号Ｙ′は、ＬＵＴ１９６ａ、１９６
ｂ、１９６ｃ、１９６ｄ、１９６ｅに入力される。ＬＵ
Ｔ１９６ａ〜１９６ｅの出力は、選択回路１９７の入力
となる。そして、この選択回路１９７に於いて、選択信
号としてダイナミックレンジ係数αを用い、αの値に応
じてＬＵＴ１９６ａ〜１９６ｅの出力が切換えられる。
これにより、乗算器１９３ｒ、１９３ｇ、１９３ｂに
て、ＬＵＴ１９６ａ〜１９６ｅの出力が各色信号Ｒ′、
Ｇ′、Ｂ′に乗じられる。

【００７０】また、上記選択回路１９７の出力Ｓｃは、
同時に演算回路１９２に入力される。この演算回路１９
２では、入力Ｓｃに対して（１−Ｓｃ）が出力される。
更に、乗算器１９４にて、輝度信号Ｙ′に演算回路１９
２の出力（１−Ｓｃ）が乗じられ、その出力が加算器１
９５ｒ、１９５ｇ、１９５ｂにて乗算器１９３ｒ、１９
３ｇ、１９３ｂの出力に加えられ、Ｒ″、Ｇ″、Ｂ″と
して出力される。

【００７１】図１６は、ＬＵＴ１９６ａ、１９６ｂ、１
９６ｃ、１９６ｄ、１９６ｅの入出力特性を示したもの
である。図１６に於いて、図中３１の特性はＬＵＴ１９
６ａ、３２はＬＵＴ１９６ｂ、３３はＬＵＴ１９６ｃ、
３４はＬＵＴ１９６ｄ、３５はＬＵＴ１９６ｅに対応し
ている。これによると、ＬＵＴ１９６ａが最も彩度抑制
が強く、以下ＬＵＴ１９６ｂ、１９６ｃ、１９６ｄ、１
９６ｅの順に弱くなっていくことがわかる。

【００７２】また、選択回路１９７では、ダイナミック
レンジの圧縮率が高い場合、すなわちαの値が小さいと
きは彩度抑制の強いＬＵＴを、αが大きいときには彩度
抑制の弱いＬＵＴを選択するようにしている。

【００７３】したがって、第６の実施例によれば、出力
された画像信号の輝度を変化させずに、高輝度部分では
彩度を落さずに、低輝度になるに従って彩度抑制が強く
なるので、ダイナミックレンジの圧縮率を上げていって
も低輝度部の彩度が強調された感じを生じない。また、
圧縮率が高くないときには全体的に彩度の抑制が弱めら
れるので、より良好なカラー画像の表示が可能となる。

【００７４】尚、図１５の演算回路１９２は、図１７に
示されるように、ＬＵＴ１９８に置換えることが可能で
ある。次に、この発明の第７の実施例を説明する。

【００７５】図１８は、構成の異なる彩度補正回路のブ
ロック図を示している。この図１８は、図５の変形例で
あり、図５とほとんど同じであるが、彩度補正回路２０
の構成が異なり、それに伴って彩度補正回路２０の入力
に遅延回路１４の出力Ｙが追加された点が異なる。その
他の図５と同じ働きをする部分については同一の参照番
号を付して説明を省略する。

【００７６】この第７の実施例に用いられる彩度補正回
路２０について、図１９を参照して説明する。彩度補正
回路２０に入力された圧縮される前の輝度信号Ｙが、Ｌ
ＵＴ２０１に入力される。このＬＵＴ２０１の出力Ｓｃ
は、乗算器２０４ｒ、２０４ｇ、２０４ｂにて各色信号
Ｒ′、Ｇ′、Ｂ′に乗じられる。演算回路２０２では、
上記ＬＵＴ２０１の出力Ｓｃを入力として、（１−Ｓ
ｃ）が出力される。また、乗算器２０３では、圧縮され
た輝度信号Ｙ′に演算回路２０２の出力（１−Ｓｃ）が
乗じられる。そして、その出力に、加算器２０５ｒ、２
０５ｇ、２０５ｂにて乗算器２０４ｒ、２０４ｇ、２０
４ｂの出力に加えられて、Ｒ″、Ｇ″、Ｂ″として出力
される。

【００７７】ＬＵＴ２０１の入出力特性は、図２０に示
されるように、出力Ｓｃが入力に対して単調増加の関数
になっている。入力のダイナミックレンジが広いときは
データの最大値に対し、より小さい値のデータまで存在
し、圧縮率を高くしなければならない。これに対し、ダ
イナミックレンジが狭いときはある値以下のデータは存
在せず、圧縮率を低くする。一方、圧縮率の高いときの
暗い部分とは、すなわち圧縮前の入力の値の小さい部分
ということになる。したがって、圧縮前の輝度信号Ｙに
対して彩度補正係数Ｓｃを、図２０に示されるように設
定すれば、圧縮率の高いときに暗い部分の彩度を抑える
ことができる。

【００７８】このように、第７の実施例によれば、圧縮
率によらずに彩度補正の係数を決定することができ、複
雑な係数設定回路などを設けることなく簡単な回路構成
で適応的な彩度の補正が実現することができる。

【００７９】尚、同実施例では、ＬＵＴ２０１の入出力
特性を１次関数としたが、これをより高次の関数や、指
数関数、対数関数等を用いてもよい。また、演算回路２
０２はＬＵＴを用いて構成してもよいことはいうまでも
ない。

【００８０】図２１は、構成の異なる彩度補正回路の第
８の実施例を示したブロック図である。この第８の実施
例は図５の変形例であり、彩度補正回路２１の構成と、
それに伴って彩度補正回路２１の入力に圧縮係数設定回
路１６の出力Ｃ＝Ｙ′／Ｙが追加された点が異なる以外
は、図５の構成とほとんど同じである。したがって、図
５と同じ働きをする部分については同一の参照番号を付
して説明を省略する。

【００８１】次に、第８の実施例に用いられる彩度補正
回路２１について、図２２を参照して説明する。彩度補
正回路２１に入力された圧縮係数設定回路１６の出力Ｃ
は、ＬＵＴ２１１に入力される。このＬＵＴ２１１の出
力Ｓｃは、乗算器２１４ｒ、２１４ｇ、２１４ｂにて、
各色信号Ｒ′、Ｇ′、Ｂ′に乗じられる。演算回路２１
２では、ＬＵＴ２１１の出力Ｓｃを入力として（１−Ｓ
ｃ）が出力される。また、乗算器２１３では、圧縮され
た輝度信号Ｙ′に演算回路２１２の出力（１−Ｓｃ）が
乗じられ、その出力が加算器２１５ｒ、２１５ｇ、２１
５ｂにて乗算器２１４ｒ、２１４ｇ、２１４ｂの出力に
加えられ、Ｒ″、Ｇ″、Ｂ″として出力される。

【００８２】ＬＵＴ２１１の入出力特性は、図２３に示
されるように、出力Ｓｃが入力Ｃ＝Ｙ′／Ｙに対して単
調減少の関数になっている。入力のダイナミックレンジ
が広いときはデータの最大値に対し、より小さい値のデ
ータまで存在し、圧縮率を高くしなければならない。こ
のとき、値の小さい画像データに於ける圧縮前の輝度信
号Ｙと圧縮後の輝度信号Ｙ′の比である圧縮係数Ｃ＝
Ｙ′／Ｙは大きな値になり、値の大きな画像データにつ
いてはＣ＝Ｙ′／Ｙは小さな値となる。これに対し、ダ
イナミックレンジが狭く圧縮率を低くするときは、Ｃ＝
Ｙ′／Ｙは入力の全般にわたって小さな値となる。

【００８３】したがって、圧縮前の輝度信号Ｙと圧縮後
の輝度信号Ｙ′の比Ｃ＝Ｙ′／Ｙに対して、彩度補正係
数Ｓｃを図２３に示されるように設定すれば、圧縮率の
高いときに暗い部分の彩度を抑えることができる。

【００８４】同実施例によれば、各画素の圧縮率に応じ
て彩度補正の係数を決定することができ、的確な彩度の
補正を実現することができる。尚、同実施例ではＬＵＴ
２１１の入出力特性を１次関数としたが、これをより高
次の関数や、指数関数、対数関数等を用いてもよい。

【００８５】更に、同実施例では、（１−Ｓｃ）を得る
のに演算回路２１２を用いたが、例えば図２４に示され
るように、ＬＵＴ２１６を用いる構成としてもよい。こ
の場合、ＬＵＴ２１６はＣ＝Ｙ′／Ｙを入力とし、その
出力特性はＬＵＴ２１１の出力Ｓｃに対応して（１−Ｓ
ｃ）となるように設定される。これにより、同等の効果
を得ることができる。

【００８６】また、図２５に示されるように、ＬＵＴ２
１７を用いてもよい。ＬＵＴ２１７は、ＬＵＴ２１１の
出力Ｓｃを入力として、その入出力特性は図８に示され
るとおり、入力Ｓｃに対し（１−Ｓｃ）が出力されるよ
うに設定される。これにより、同等の効果を得ることが
できる。

【００８７】次に、回路構成を簡略化した第９の実施例
について、図２６及び図２７を参照して説明する。図２
６は、第９の実施例の構成を説明するためのブロック図
である。同図に於いて、画像処理装置は、マトリクス回
路９と、対数変換回路１０と、フィルタ１１と、ＤＧＣ
回路１２と、逆対数変換回路１３と、遅延回路１４と、
遅延回路１５ｒ、１５ｇ、１５ｂと、各遅延回路１５
ｒ、１５ｇ、１５ｂの出力から遅延回路１４の出力Ｙを
減じるための減算器２２１ｒ、２２１ｇ、２２１ｂと、
上記逆対数変換回路１３の出力Ｙ′を、上記減算器２２
１ｒ、２２１ｇ、２２１ｂの出力に加えてＲ″、Ｇ″、
Ｂ″として出力する加算器２２２ｒ、２２２ｇ、２２２
ｂとで構成される。

【００８８】ここで、第９の実施例の動作を、上述した
第８の実施例の図２１及び図２２を参照しながら説明す
る。Ｒ信号を例にとると、図２１に於いて、Ｒは圧縮さ
れてＲ′となるが、このときの圧縮係数はＣ＝Ｙ′／Ｙ
であるからＲ′は次式で示される。Ｒ′＝Ｃ×Ｒ＝（Ｙ′／Ｙ）×Ｒ …（６）また、彩度補正後の信号Ｒ″は、上記（１）式より以下
のように表される。Ｒ″＝Ｓｃ×Ｒ′＋（１−Ｓｃ）×Ｙ′ …（７）これを整理して、次式が得られる。Ｒ″＝Ｓｃ×（Ｙ′／Ｙ）×Ｒ＋（１−Ｓｃ）×Ｙ′ …（８）ここで、ＳｃがＣ＝Ｙ′／Ｙの単調減少関数となるよう
に、図２７に示されるように、Ｓｃ＝Ｙ／Ｙ′となるよ
うに図２２のＬＵＴ２１１を設定する。つまり、上記
（８）式にＳｃ＝Ｙ／Ｙ′を代入して整理すると、次式
が得られる。Ｒ″＝Ｒ＋Ｙ′−Ｙ …（９）他の色についても、全く同様である。

【００８９】一方、図２６の構成によれば、この式の通
りの出力が得られる。したがって、図２６の構成によ
り、第８の実施例に於ける図２１及び図２２の構成に於
いて、ＬＵＴ２１１の入出力特性を図２７に示されるよ
うに設定したのと全く同様の効果を得ることができる。

【００９０】この第９の実施例によれば、非常に簡単な
回路構成で適応的な彩度補正を行うことができる。次
に、図２８乃至図３０を参照して、この発明の第１０の
実施例について説明する。

【００９１】図２８は、この発明の第１０の実施例の構
成を説明するためのブロック図である。図２８は、この
第１０の実施例の構成を説明するためのブロック図であ
る。同図に於いて、画像処理装置は、撮影光学系１と、
ハーフミラー２と、ＮＤフィルタ３と、撮像素子４ａ及
び４ｂと、Ａ／Ｄ変換器５ａ及び５ｂと、加算器６と、
ＬＵＴ７と、色分離回路８とを有した構成となってい
る。この画像処理装置はまた、色分離回路８の各出力か
ら輝度信号及び色差信号を作り出すマトリクス回路２４
と、対数変換回路１０と、フィルタ１１と、ＤＧＣ回路
１２と、逆対数変換回路１３と、上記マトリクス回路２
４の出力と逆対数変換回路１３の出力とのタイミングを
合わせるための遅延回路１４と、圧縮係数設定回路１６
とを備えている。

【００９２】尚、同実施例では、画像信号を入力する入
力手段が、マトリクス回路２４より構成されている。更
に、この画像処理装置は、上記マトリクス回路２４の各
色差信号出力と圧縮係数設定回路１６の出力のタイミン
グを合わせるための遅延回路２５ｒ、２５ｂと、各遅延
回路２５ｒ、２５ｂの出力に圧縮係数設定回路１６の出
力Ｃを乗じるための乗算器２６ｒ、２６ｂと、これら乗
算器２６ｒ、２６ｂの出力Ｃｒ′、Ｃｂ′から彩度補正
された信号Ｃｒ″、Ｃｂ″を出力する彩度補正回路２７
と、彩度補正回路２７の出力Ｃｒ″、Ｃｂ″とＹ′のタ
イミングを合わせるための遅延回路２８と、この遅延回
路２８の出力Ｙ′と彩度補正回路２７の出力Ｃｒ″、Ｃ
ｂ″とから彩度補正された色信号Ｒ″、Ｇ″、Ｂ″を出
力するマトリクス回路２９により構成されている。

【００９３】図２９は、上記彩度補正回路２７及びその
周辺回路の構成を示したブロック図である。彩度補正回
路２７は、圧縮後の輝度信号成分Ｙ′を入力としてその
輝度信号Ｙ′に応じて彩度補正のための係数を出力する
彩度補正テーブル２７１と、彩度補正テーブル２７１か
ら出力される彩度補正係数Ｓｃを圧縮後の各色差信号Ｃ
ｒ′、Ｃｂ′（乗算器２６ｒ、２６ｂの出力）にタイミ
ングを合わせるための遅延回路２７２と、遅延回路２７
２から出力される彩度補正係数Ｓｃを圧縮後の各色差信
号Ｃｒ′、Ｃｂ′（乗算器２６ｒ、２６ｂの出力）に乗
じるための乗算器２７３ｒ、２７３ｂとで構成される。

【００９４】次に、同実施例の動作について、図２８を
参照して説明する。撮影光学系１を通った被写体像は、
ハーフミラー２で２方向に分けられ、一方はＮＤフィル
タ３を通過後に撮像素子４ａに結像してアナログ信号と
して出力され、Ａ／Ｄ変換器５ａによりデジタル信号に
変換される。ハーフミラー２で分けられたもう一方の被
写体像は、撮像素子４ｂを経て、Ａ／Ｄ変換器５ｂでデ
ジタル信号に変換される。

【００９５】この時点で、Ａ／Ｄ変換器５ａからは、被
写体の暗い部分は潰れてしまっているが明るい部分は飽
和せずに良好に撮像された画像信号が出力される。一
方、Ａ／Ｄ変換器５ｂからは、明るい部分は飽和してし
まっているが暗い部分が潰れずに良好に撮像された画像
信号が得られる。これらを加算器６にて加算する、暗い
部分から明るい部分まで情報を有している画像信号が得
られる。この画像信号は入出力特性が線形になっていな
いので、ＬＵＴ７にて線形に変換される。

【００９６】ＬＵＴ７で線形に変換された画像信号は、
色分離回路８にてＲ、Ｇ、Ｂの各色信号に分離され、マ
トリクス回路２４にて輝度信号Ｙ及び色差信号Ｃｒ、Ｃ
ｂに変換される。マトリクス回路２４から出力される輝
度信号Ｙは、対数変換回路１０、フィルタ１１、ＤＧＣ
回路１２、逆対数変換回路１３を経て、ダイナミックレ
ンジが圧縮された輝度信号Ｙ′として出力される。

【００９７】逆対数変換回路１３の出力Ｙ′と遅延回路
１４によりタイミングが合わせられた輝度信号Ｙより、
圧縮係数設定回路１６にて圧縮係数Ｃ＝Ｙ′／Ｙが求め
られる。圧縮係数Ｃは、乗算器２６ｒ、２６ｂにて色差
信号Ｃｒ、Ｃｂ（遅延回路２５ｒ、２５ｂにてタイミン
グを合わせられている）に乗じられ、色度が保存された
ままで、ダイナミックレンジが圧縮された色差信号Ｃ
ｒ′、Ｃｂ′が得られる。これらの色差信号Ｃｒ′、Ｃ
ｂ′が、彩度補正回路２７にて彩度を補正され、信号Ｃ
ｒ″、Ｃｂ″が得られる。

【００９８】こうして彩度補正された色差信号Ｃｒ″、
Ｃｂ″は、遅延回路２８によってタイミングが合わせら
れた圧縮後の輝度信号Ｙ′と同時にマトリクス回路２９
に入力され、彩度補正された色信号Ｒ″、Ｇ″、Ｂ″に
変換される。

【００９９】次に、同実施例の主要部分である彩度補正
回路２７の動作について、図２９を参照して説明する。
彩度補正回路２７ａに入力された輝度信号成分Ｙ′は、
彩度補正テーブル２７１に入力される。彩度補正テーブ
ル２７１の出力Ｓｃは、乗算器２７３ｒ、２７３ｂにて
各色差信号Ｃｒ′、Ｃｂ′に乗じられる。

【０１００】各色差信号は、以下のようになっている。Ｃｒ″＝Ｓｃ×Ｃｒ′＝Ｓｃ×Ｃ×Ｃｒ …（１０）Ｃｂ″＝Ｓｃ×Ｃｂ′＝Ｓｃ×Ｃ×Ｃｂ …（１１）彩度補正テーブル２７１の出力Ｓｃは０〜１の値をと
り、Ｓｃが小さいほど彩度が低く抑えられ、大きくなる
ほど彩度が高くなる。彩度補正係数Ｓｃは、Ｓｃ＝０で
無彩色になり、Ｓｃ＝１で元との彩度が保存される。

【０１０１】また、彩度補正テーブル２７１の入出力特
性は、図３０に示されるように、出力が入力に対して単
調増加となるように設定される。これにより、暗い部分
の再度は、より強く抑制される。

【０１０２】尚、この第１０の実施例の変形例として、
図３１に示されるように構成し、各色差信号に圧縮係数
Ｃを乗じる前に彩度補正を施すようにしても同じ効果が
得られる。

【０１０３】すなわち、彩度補正回路２７ａは、彩度補
正テーブル２７１と、乗算器２７３ｒ、２７３ｂとで構
成される。これら乗算器２７３ｒ、２７３ｂでは、彩度
補正テーブル２７１の出力Ｓｃが、遅延回路２５ｒ、２
５ｂからの色差信号Ｃｒ、Ｃｂに乗ぜられる。そして、
これにより得られた色差信号Ｃｒ′、Ｃｂ′に、彩度補
正テーブル２７１から遅延回路３０を介した出力Ｓｃ
が、乗算器２６ｒ、２６ｂにて乗じられ、信号Ｃｒ″、
Ｃｂ″となる。

【０１０４】尚、この発明では、上述した変形例に示さ
れるように、色に係る信号に圧縮係数Ｃを乗じる前に彩
度補正を施すようにすることは、以下に述べる実施例に
対しても適用可能である。

【０１０５】このように、第１０の実施例によれば、出
力された画像信号の輝度を変化させずに、高輝度部分で
は彩度を落とさずに、低輝度になるに従って彩度抑制が
強くなるので、ダイナミックレンジの圧縮率を上げてい
っても低輝度部の彩度が強調された感じがない良好なカ
ラー画像が得られる。

【０１０６】また、色差信号を用いることで、これまで
の実施例に比べ、更に回路構成が簡略化される。尚、彩
度補正テーブル２７１の入出力特性は、図３０では１次
関数としたが、単調増加関数であればこれに限定される
ことなく、種々の特性を用いることができる。

【０１０７】次に、この発明の第１１の実施例を説明す
る。図３２は、彩度補正回路の異なる構成例を示すブロ
ック図である。圧縮係数設定回路１６の出力Ｃ及び彩度
補正テーブル２７１の出力Ｓｃは、共に乗算器２７４の
入力に接続されている。乗算器２７４の出力は、乗算器
２７５ｒ、２７５ｂの入力に接続されている。乗算器２
７５ｒ、２７５ｂのもう一方の入力には、遅延回路２５
ｒ、２５ｂの出力Ｃｒ、Ｃｂが、それぞれ接続されてい
る。そして、乗算器２７５ｒ、２７５ｂの出力は、マト
リクス回路２９に入力されている。

【０１０８】このような構成に於いて、マトリクス回路
２４から出力され、遅延回路２５ｒ、２５ｂを経た色差
信号Ｃｒ、Ｃｂに、圧縮係数設定回路１６の出力Ｃと彩
度補正テーブル２７１の出力Ｓｃの積Ｓｃ×Ｃが乗じら
れる。この結果、乗算器２７５ｒ、２７５ｂの出力は、
それぞれＳｃ×Ｃ×Ｃｒ、Ｓｃ×Ｃ×Ｃｂとなる。これ
らは、上述した（１０）、（１１）式より、Ｃｒ″、Ｃ
ｂ″となっていることがわかる。

【０１０９】彩度補正テーブル２７１の入出力特性は、
上述した第１０の実施例と同様に、図３０に示されるよ
うに、出力が入力に対して単調増加となるように設定さ
れる。これにより、暗い部分の彩度はより強く抑制され
る。

【０１１０】尚、彩度補正テーブル２７１の入出力特性
は、図３０では１次関数としたが、単調増加関数であれ
ばこれに限定されることなく、種々の特性を用いること
ができる。

【０１１１】第１１の実施例によれば、出力された画像
信号の輝度を変化させずに、高輝度部分では彩度を落と
さずに、低輝度になるに従って彩度抑制が強くなるの
で、ダイナミックレンジの圧縮率を上げていっても低輝
度部の彩度が強調された感じがない良好なカラー画像が
得られる。

【０１１２】また、上述した第１０の実施例に比べて、
更に回路構成が簡略化される。次に、図３３及び図３４
を参照して、彩度の補正係数を画像のダイナミックレン
ジの圧縮の度合に応じて変化させる第１２の実施例につ
いて説明する。

【０１１３】図３３は、第１２の実施例の構成を示すブ
ロック図である。同図に於いて、画像処理装置は、Ｒ、
Ｇ、Ｂの各信号から輝度信号Ｙ及び色差信号Ｃｒ、Ｃｂ
を作り出すマトリクス回路２４と、対数変換回路１０
と、フィルタ１１と、ＤＧＣ回路１２ａと、ＤＧＣ回路
１２ａの出力を逆対数変換する逆対数変換回路１３と、
遅延回路１４と、圧縮係数設定回路１６とを有してい
る。また、この画像処理装置は、遅延回路２５ｒ、２５
ｂと、乗算器２６ｒ、２６ｂと、これら乗算器２６ｒ、
２６ｂの出力Ｃｒ′、Ｃｂ′から彩度補正する彩度補正
回路３１とにより構成されている。

【０１１４】上記ＤＧＣ回路１２ａは、上述したよう
に、ＤＲ係数設定回路１２１と、乗算器１２２と、ゲイ
ン係数設定回路１２３と、加算器１２４とから成ってい
る。彩度補正回路３１は、彩度補正テーブル３１１と、
乗算器３１２ｒ、３１２ｂとで構成されている。上記彩
度補正回路３１は、乗算器２６ｒ、２６ｂの出力Ｃ
ｒ′、Ｃｂ′と、ＤＧＣ回路１２ａの中のダイナミック
レンジ係数設定回路１２１の出力αをその入力とし、ダ
イナミックレンジ係数αに応じて彩度補正のための係数
Ｓｃを出力するものである。また、乗算器３１２ｒ、３
１２ｂは、圧縮後の各色差信号Ｃｒ′，Ｃｂ′に、彩度
補正テーブル３１１から出力される彩度補正係数Ｓｃを
乗じるためのものである。

【０１１５】次に、この第１２の実施例の動作を説明す
る。マトリクス回路２４にて輝度信号Ｙを取出し、対数
変換回路１０、フィルタ１１、ＤＧＣ回路１２ａ、逆対
数変換回路１３を経て、ダイナミックレンジが圧縮され
た輝度信号Ｙ′が得られる。ここで、ＤＧＣ回路１２ａ
ではαを乗じた後にｌｏｇβを加えているので、圧縮さ
れた輝度信号Ｙ′は、フィルタの出力をＹ_fとすると、
上記した（４）式のように表される。

【０１１６】ここで、αは０〜１の数値である。したが
って、ダイナミックレンジ係数αが小さい程ダイナミッ
クレンジの圧縮率が高くなる。ダイナミックレンジの圧
縮率が高くなるほど彩度の補正をより強くかける必要が
ある。逆対数変換回路１３の出力Ｙ′と、遅延回路１４
によりタイミングを合わせられた輝度信号Ｙより圧縮係
数設定回路１６にて圧縮係数Ｃ＝Ｙ′／Ｙが求められ
る。圧縮係数Ｃは、乗算器２６ｒ、２６ｂにて色差信号
Ｃｒ、Ｃｂ（遅延回路２５ｒ、２５ｂにてタイミングが
合わせられている）に乗じられ、色度が保存されたまま
でダイナミックレンジが圧縮された色差信号Ｃｒ′、Ｃ
ｂ′が得られる。これらが彩度補正回路３１にて彩度を
補正され、信号Ｃｒ″、Ｃｂ″が得られる。

【０１１７】ここで、同実施例の主要部分である彩度補
正回路３１の動作について説明する。ダイナミックレン
ジ係数αは、彩度補正テーブル３１１に入力される。彩
度補正テーブル３１１では、図３４に示されるような入
出力特性に従って、彩度補正係数Ｓｃが出力される。そ
して、αが変化するに従って、Ｓｃの大きさが変化す
る。彩度補正テーブル３１１の出力Ｓｃは、乗算器３１
２ｒ、３１２ｂにて各色信号Ｃｒ′、Ｃｂ′に乗じら
れ、Ｃｒ″、Ｃｂ″として出力される。

【０１１８】これにより、輝度Ｙ′を変化させずに彩度
のみ抑えることができる。彩度補正テーブル３１１の出
力Ｓｃは０〜１の値をとり、Ｓｃが小さいほど彩度が低
く抑えられ、大きくなるほど彩度が高くなる。また、彩
度補正係数Ｓｃは、Ｓｃ＝０で無彩色になり、Ｓｃ＝１
でもとの彩度が保存される。したがって、ダイナミック
レンジの圧縮率が高いときに、彩度をより抑制するため
には、αが小さいときに彩度補正係数Ｓｃを小さな値に
する必要がある。

【０１１９】彩度補正テーブル３１１の入出力特性は、
図３４に示されるように、出力Ｓｃが入力αに対して単
調増加となるように設定される。これにより、ダイナミ
ックレンジの圧縮率が高い時、すなわちαが小さくなる
とＳｃも小さくなり、その結果彩度抑制が強くなる。

【０１２０】尚、彩度補正テーブル３１１の入出力特性
は、図３４では１次関数としたが、単調増加関数であれ
ばこれに限定されることなく、種々の特性を用いること
ができる。

【０１２１】この第１２の実施例によれば、出力された
画像信号の輝度を変化させずに、圧縮率の高くないとき
には彩度を落とさずに、圧縮率が高くなるのに従って彩
度抑制が強くなるので、より良好なカラー画像の表示が
可能となる。

【０１２２】更に、色差信号を用いるので回路構成が簡
略化される。次に、この発明の第１３の実施例について
説明する。図３５は、構成の異なる彩度補正回路を用い
た第１３の実施例の構成を示したブロック図である。こ
れは、図３３に示される画像処理装置の変形例である。

【０１２３】図３５に於いて、圧縮係数設定回路１６の
出力Ｃ及び彩度補正テーブル３１１の出力Ｓｃが、共に
乗算器３１３の入力に接続されている。この乗算器３１
３の出力は、乗算器３１４ｒ、３１４ｂの入力に接続さ
れている。乗算器３１４ｒ、３１４ｂのもう一方の入力
には、遅延回路２５ｒ、２５ｂの出力Ｃｒ、Ｃｂが、そ
れぞれ接続されている。そして、乗算器３１４ｒ、３１
４ｂの出力は、それぞれマトリクス回路２９に入力され
ている。

【０１２４】このような構成に於いて、マトリクス回路
２４から出力され、遅延回路２５ｒ、２５ｂを経た色差
信号Ｃｒ、Ｃｂに、圧縮係数設定回路１６の出力Ｃと彩
度補正テーブル３１１の出力Ｓｃの積Ｓｃ×Ｃが、乗じ
られる。この結果、乗算器３１４ｒ、３１４ｂの出力
は、それぞれＳｃ×Ｃ×Ｃｒ、Ｓｃ×Ｃ×Ｃｂとなる。
これらは、上述した（１０）式及び（１１）式より、Ｃ
ｒ″、Ｃｂ″となっていることがわかる。

【０１２５】また、彩度補正テーブル３１１の入出力特
性は、上述した第１２の実施例と同様に、図３４に示さ
れるように、出力が入力に対して単調増加となるように
設定される。これにより、ダイナミックレンジの圧縮率
が高い時、すなわちαが小さくなるとＳｃも小さくな
り、その結果彩度抑制が強くなる。

【０１２６】尚、彩度補正テーブル３１１の入出力特性
は、図３４では１次関数としたが、単調増加関数であれ
ばこれに限定されることなく、種々の特性を用いること
ができる。

【０１２７】更に、この第１３の実施例によれば、出力
された画像信号の輝度を変化させずに、圧縮率が高くな
いときには彩度を落さずに、圧縮率が高くなるにしたが
って彩度抑制が強くなるので、より良好なカラー画像の
表示が可能となる。

【０１２８】また、上述した第１２の実施例に比べて、
回路構成が更に簡略化される。次に、この発明の第１４
の実施例について説明する。図３６は、構成の異なる彩
度補正回路を用いた第１４の実施例を示したもので、あ
る。これは図３３に示される画像処理装置の別の変形例
である。図３３の処理部とほとんど同じであるが、彩度
補正回路の構成が異なっている。

【０１２９】図３６に於いて、彩度補正回路３２は、補
正係数設定回路３２１と、遅延回路３２２と、乗算器３
２３ｒ、３２３ｂで構成される。上記補正係数設定回路
３２１は、ＤＲ係数設定回路１２１の出力αと、逆対数
変換回路１３の出力Ｙとから、補正係数Ｓｃを出力する
ためのものである。また、遅延回路３２２は、乗算器２
６ｒ、２６ｂの出力Ｃｒ′、Ｃｂ′と、補正係数設定回
路３２１の出力Ｓｃとのタイミングを合わせるためのも
のである。更に、乗算器３２３ｒ、３２３ｂは、遅延回
路３２２及び乗算器２６ｒ、２６ｂの出力Ｃｒ′、Ｃ
ｂ′と、補正係数Ｓｃを乗じるためのものである。

【０１３０】ここで、この第１４の実施例に用いられる
彩度補正回路３２の構成及び動作を、図３６を参照して
説明する。輝度信号Ｙ′及びダイナミックレンジ係数α
が、補正係数設定回路３２１に入力される。補正係数設
定回路３２１では、彩度補正係数Ｓｃを（１２）式に従
って算出する。Ｓｃ＝（１−α）×Ｙ′＋α …（１２）これは、図３７に示されるような入出力特性となる。
Ｙ′及びαが変化するに従って、Ｓｃの大きさが変化す
る。

【０１３１】補正係数設定回路３２１の出力Ｓｃは、遅
延回路３２２にてタイミングが調整された後、乗算器３
２３ｒ、３２３ｂにて各色差信号Ｃｒ′、Ｃｂ′に乗じ
られ、Ｃｒ″、Ｃｂ″として出力される。上記補正係数
設定回路３２１の出力Ｓｃは、０〜１の値をとり、小さ
いほど彩度が低く抑えられ、大きくなるほど彩度が高く
なる。Ｓｃ＝０で無彩色になり、Ｓｃ＝１でもとの彩度
が保存される。

【０１３２】ところで、補正係数設定回路３２１の入出
力特性は、図３７に示されるように、出力が入力に対し
て単調増加の関数になっているので、暗い部分の彩度は
より強く抑制される。また、入力０の時Ｓｃの値がダイ
ナミックレンジ係数αと等しくなっているので、ダイナ
ミックレンジの圧縮率が高い時、すなわちαが小さくな
ると入力全般に渡ってＳｃも小さくなり、その結果、入
力全般に渡って彩度抑制が強くなる。

【０１３３】尚、補正係数設定回路３２１の入出力特性
は、図３７では１次関数としたが、単調増加関数であれ
ばこれに限定されることなく、種々の特性を用いること
ができる。

【０１３４】また、同実施例では入力０の時のＳｃの値
をダイナミックレンジ係数αと等しくしたが、これをα
に比例する関数としてもよいし、αの高次の関数として
もよい。

【０１３５】この第１４の実施例によれば、出力された
画像信号の輝度を変化させずに、高輝度部分では彩度を
落とさずに、低輝度になるに従って彩度抑制が強くなる
ので、ダイナミックレンジの圧縮率を上げていっても低
輝度部の彩度が強調された感じを生じない。また、圧縮
率をあまり上げないときに全体的に彩度の抑制が弱めら
れるので、より良好なカラー画像の表示が可能となる。

【０１３６】更に、色差信号を用いたことにより、回路
構成が簡略になる。次に、この発明の第１５の実施例を
説明する。図３８は、この発明の第１５の実施例で、異
なる彩度補正回路の構成例を示すブロック図である。こ
れは図３６に示された画像処理装置の変形例である。

【０１３７】図３８に於いて、圧縮係数設定回路１６の
出力Ｃ及び補正係数設定回路３２１の出力Ｓｃが、それ
ぞれ乗算器３２４の入力に接続されている。この乗算器
３２４の出力は、乗算器３２５ｒ、３２５ｂの入力に接
続されている。これら乗算器３２５ｒ、３２５ｂのもう
一方の入力には、遅延回路２ｒ、２５ｂの出力Ｃｒ、Ｃ
ｂがそれぞれ接続されている。更に、乗算器３２５ｒ、
３２５ｂの出力は、マトリクス回路２９の入力に接続さ
れている。

【０１３８】このような構成に於いて、マトリクス回路
２４から出力され、遅延回路２５ｒ、２５ｂを経た色差
信号Ｃｒ、Ｃｂに、圧縮係数設定回路１６の出力Ｃと補
正係数設定回路３２１の出力Ｓｃの積Ｓｃ×Ｃが、乗じ
られる。この結果、乗算器３２５ｒ、３２５ｂの出力
は、それぞれＳｃ×Ｃ×Ｃｒ、Ｓｃ×Ｃ×Ｃｂとなる。
したがって、これらは上記（１０）式及び（１１）式よ
り、Ｃｒ″、Ｃｂ″となっていることがわかる。

【０１３９】補正係数設定回路３２１の入出力特性は、
上述した第１４の実施例と同様で、図３７に示されるよ
うに、出力が入力に対して単調増加の関数になっている
ので、暗い部分の彩度はより強く抑制される。また、入
力０の時のＳｃの値がダイナミックレンジ係数αと等し
くなっているので、ダイナミックレンジの圧縮率の高い
時、すなわちαが小さくなると入力全般に渡ってＳｃも
小さくなり、その結果入力全般に渡って彩度抑制が強く
なる。

【０１４０】また、同実施例では、入力０の時のＳｃの
値をダイナミックレンジ係数αと等しくしたが、これを
αに比例する関数としてもよいし、αの高次の関数とし
てもよい。

【０１４１】このように、第１５の実施例によれば、出
力された画像信号の輝度を変化させずに、高輝度部分で
は彩度を落さずに、低輝度になるに従って彩度抑制が強
くなるので、ダイナミックレンジの圧縮率を上げていっ
ても低輝度部の彩度が強調された感じを生じることはな
い。また、圧縮率をあまり上げないときには全体的に彩
度の抑制が弱められるので、より良好なカラー画像の表
示が可能となる。

【０１４２】更に、上述した第１４の実施例に比べて、
回路構成が簡略化される。次に、この発明の第１６の実
施例について説明する。図３９は、図２９の画像処理装
置を変形したこの発明の第１６の実施例で、異なる彩度
補正回路の構成例を示すブロック図であり、図３９は図
２９とほとんど同じであるが彩度補正回路の構成が異な
っている。

【０１４３】図３９に於いて、彩度補正回路３３は、遅
延回路１４の出力Ｙから補正係数Ｓｃを出力する彩度補
正テーブル３３１と、乗算器２６ｒ、２６ｂの出力Ｃ
ｒ′、Ｃｂ′と彩度補正テーブル３３１の出力Ｓｃとの
タイミングを合わせる遅延回路３３２と、乗算器２６
ｒ、２６ｂの出力Ｃｒ′、Ｃｂ′に補正係数Ｓｃを乗じ
るための乗算器３３３ｒ、３３３ｂとで構成される。

【０１４４】このような構成に於いて、圧縮される前の
輝度信号Ｙが、彩度補正テーブル３３１に入力される。
この彩度補正テーブル３３１の出力Ｓｃは、遅延回路３
３２を経て乗算器３３３ｒ、３３３ｂにて、各色差信号
Ｃｒ′、Ｃｂ′に乗じられＣｒ″、Ｃｂ″として出力さ
れる。

【０１４５】図４０は彩度補正テーブル３３１の入出力
特性を示した図である。同図に示されるように、出力Ｓ
ｃが入力に対して単調増加の関数になっている。尚、同
実施例では、彩度補正テーブル３３１の入出力特性を１
次関数としたが、これをより高次の関数や、指数関数、
対数関数等を用いるようにしてもよい。

【０１４６】また、入力のダイナミックレンジが広い時
はデータの最大値に対し、より小さい値のデータまで存
在し、圧縮率を高くしなければならない。これに対し、
ダイナミックレンジが狭いときはある値以下のデータは
存在せず、圧縮率を低くする。一方、圧縮率の高いとき
の暗い部分とは、すなわち圧縮前の入力の値の小さい部
分ということになる。したがって、圧縮前の輝度信号Ｙ
に対して彩度補正係数Ｓｃを図４０に示されるように設
定すれば、圧縮率の高いときに暗い部分の彩度を抑える
ことができる。

【０１４７】この第１６の実施例によれば、圧縮率によ
らずに彩度補正の係数を決定することができ、複雑な係
数設定回路などを設けることなく簡単な回路構成で適応
的な彩度の補正を実現することができる。

【０１４８】また、色差信号を用いることによって回路
構成がより簡単になる。次に、第１７の実施例について
説明する。図４１は、図３９の画像処理装置を変形した
この発明の第１６の実施例で、異なる彩度補正回路の構
成例を示すブロック図である。

【０１４９】図４１に於いて、圧縮係数設定回路１６の
出力Ｃ及び彩度補正テーブル３３１の出力Ｓｃが、乗算
器３３４の入力に接続されている。この乗算器３３４の
出力は、乗算器３３５ｒ、３３５ｂの入力に接続されて
いる。乗算器３３５ｒ、３３５ｂのもう一方の入力に
は、遅延回路２５ｒ、２５ｂの出力Ｃｒ、Ｃｂが、それ
ぞれ接続されている。また、乗算器３３５ｒ、３３５ｂ
の出力は、マトリクス回路２９に入力されている。

【０１５０】上記の構成により、マトリクス回路２４か
ら出力され、遅延回路２５ｒ、２５ｂを経た色差信号Ｃ
ｒ、Ｃｂには、圧縮係数設定回路１６の出力Ｃと彩度補
正テーブル３３１の出力Ｓｃの積Ｓｃ×Ｃが、乗じられ
る。この結果、乗算器３３５ｒ、３３５ｂの出力は、そ
れぞれＳｃ×Ｃ×Ｃｒ、Ｓｃ×Ｃ×Ｃｂとなる。これら
は、上述した（１０）式及び（１１）式より、Ｃｒ″、
Ｃｂ″となっていることがわかる。

【０１５１】入力のダイナミックレンジが広い時はデー
タの最大値に対し、より小さい値のデータまで存在し、
圧縮率を高くしなければならない。これに対し、ダイナ
ミックレンジが狭いときはある値以下のデータは存在せ
ず、圧縮率を低くする。一方、圧縮率の高いときの暗い
部分とは、すなわち圧縮前の入力の値の小さい部分とい
うことになる。したがって、圧縮前の輝度信号Ｙに対し
て彩度補正係数Ｓｃを図４０に示されるように設定すれ
ば、圧縮率の高いときに暗い部分の彩度を抑えることが
できる。

【０１５２】同実施例によれば、出力された画像信号の
輝度を変化させずに、圧縮率の高くないときには彩度を
落とさずに、圧縮率が高くなるに従って彩度抑制が強く
なるので、より良好なカラー画像の表示が可能となる。

【０１５３】また、上述した第１６の実施例に比べ、回
路構成が更に簡略化される。次に、この発明の第１８の
実施例について説明する。図４２は、図２９の画像処理
装置を変形したこの発明の第１８の実施例の構成を示す
ブロック図である。この図４２の画像処理装置の構成
は、図２９の装置とほとんど同じであるが彩度補正回路
の構成が異なっている。

【０１５４】彩度補正回路３４は、圧縮係数設定回路１
６の出力Ｃから補正係数Ｓｃを出力する彩度補正テーブ
ル３４１と、乗算器２６ｒ、２６ｂの出力Ｃｒ′、Ｃ
ｂ′と彩度補正テーブル３４１の出力Ｓｃとのタイミン
グを合わせる遅延回路３４２と、乗算器２６ｒ、２６ｂ
の出力Ｃｒ′、Ｃｂ′に補正係数Ｓｃを乗じるための乗
算器３４３ｒ、３４３ｂとで構成される。

【０１５５】このような構成に於いて、圧縮係数設定回
路１６の出力Ｃが彩度補正テーブル３４１に入力され
る。彩度補正テーブル３４１の出力Ｓｃは、遅延回路３
４２を経て乗算器３４３ｒ、３４３ｂにて各色差信号Ｃ
ｒ′、Ｃｂ′に乗じられ、Ｃｒ″、Ｃｂ″として出力さ
れる。

【０１５６】彩度補正テーブル３４１の入出力特性は、
図４３に示されるように、出力Ｓｃが入力Ｃ＝Ｙ′／Ｙ
に対して単調減少の関数になっている。入力のダイナミ
ックレンジが広い時はデータの最大値に対し、より小さ
い値のデータまで存在し、圧縮率を高くしなければなら
ない。このとき、値の小さい画像データに於ける圧縮前
の輝度信号Ｙと圧縮後の輝度信号Ｙ′の比である圧縮係
数Ｃ＝Ｙ′／Ｙは大きな値になり、値の大きな画像デー
タについてはＣ＝Ｙ′／Ｙは小さな値となる。これに対
し、ダイナミックレンジが狭く圧縮率を低くするとき
は、Ｃ＝Ｙ′／Ｙは入力の全般に渡って小さな値をとな
る。したがって、圧縮前の輝度信号Ｙと圧縮後の輝度信
号Ｙ′の比Ｃ＝Ｙ′／Ｙに対して彩度補正係数Ｓｃを図
１５のように設定すれば、圧縮率の高いときに暗い部分
の彩度を抑えることができる。

【０１５７】尚、同実施例では、彩度補正テーブル３４
１の入出力特性を１次関数としたが、これをより高次の
関数や、指数関数、対数関数等を用いてもよい。このよ
うに、第１８の実施例によれば、各画素の圧縮率に応じ
て彩度補正の係数を決定することができ、的確な彩度の
補正が実現できる。

【０１５８】また、色差信号を用いることで、回路構成
がより簡単になる。次に、この発明の第１９の実施例を
説明する。図４４は、図４２の画像処理装置を変形した
この発明の第１９の実施例の構成を示すブロック図であ
る。

【０１５９】圧縮係数設定回路１６の出力Ｃは、彩度補
正テーブル３４１の出力Ｓｃにタイミングを合わせるた
めに、遅延回路３４４に入力される。この遅延回路３４
４の出力Ｃと彩度補正テーブル３４１の出力Ｓｃは、乗
算器３４５の入力に接続されている。そして、乗算器３
４５の出力は、乗算器３４６ｒ、３４６ｂの入力に接続
されている。上記乗算器３４６ｒ、３４６ｂのもう一方
の入力には、遅延回路２５ｒ、２５ｂの出力Ｃｒ、Ｃｂ
が、それぞれ接続されている。また、乗算器３４６ｒ、
３４６ｂの出力は、マトリクス回路２９に入力されてい
る。

【０１６０】このような構成により、マトリクス回路２
４から出力され、遅延回路２５ｒ、２５ｂを経た色差信
号Ｃｒ、Ｃｂに、圧縮係数設定回路１６の出力Ｃと彩度
補正テーブル３４１の出力Ｓｃの積Ｓｃ×Ｃが、乗じら
れる。この結果、乗算器２６ｒ、２６ｂの出力は、それ
ぞれＳｃ×Ｃ×Ｃｒ、Ｓｃ×Ｃ×Ｃｂとなり、これらは
上記（１０）式及び（１１）式より、Ｃｒ″、Ｃｂ″と
なっていることがわかる。

【０１６１】彩度補正テーブル３４１の入出力特性は、
図４３に示されるように、出力Ｓｃが入力Ｃ＝Ｙ′／Ｙ
に対して単調減少の関係になっている。入力のダイナミ
ックレンジが広い時はデータの最大値に対し、より小さ
い値のデータまで存在し、圧縮率を高くしなければなら
ない。このとき、値の小さい画像データに於ける圧縮前
の輝度信号Ｙと圧縮後の輝度信号Ｙ′の比である圧縮係
数Ｃ＝Ｙ′／Ｙは大きな値になり、値の大きな画像デー
タについてはＣ＝Ｙ′／Ｙは小さな値となる。これに対
し、ダイナミックレンジが狭く圧縮率を低くするとき
は、Ｃ＝Ｙ′／Ｙは入力の全般に渡って小さな値をとな
る。したがって、圧縮前の輝度信号Ｙと圧縮後の輝度信
号Ｙ′の比Ｃ＝Ｙ′／Ｙに対して彩度補正係数Ｓｃを、
図４３に示されるように設定すれば、圧縮率の高いとき
に暗い部分の彩度を抑えることができる。

【０１６２】尚、同実施例では彩度補正テーブル３４１
の入出力特性を１次関数としたが、これをより高次の関
数や、指数関数、対数関数等を用いてもよい。このよう
に、第１９の実施例によれば、各画素の圧縮率に応じて
彩度補正の係数を決定することができ、的確な彩度の補
正を実現することができる。

【０１６３】また、上述した第１８の実施例に比べて、
回路構成が更に簡略化される。次に、回路構成を更に簡
略化した第２０の実施例について、図４５を参照して説
明する。

【０１６４】図４５は、この発明の画像処理装置の第２
０の実施例の構成を示すブロック図である。この画像処
理装置は、マトリクス回路２４と、対数変換回路１０
と、フィルタ１１と、ＤＧＣ回路１２と、逆対数変換回
路１３と、遅延回路１４と、圧縮係数設定回路１６とを
備えている。

【０１６５】また、この装置は、圧縮係数設定回路１６
の出力Ｃを入力とし、彩度補正係数Ｓｃと圧縮係数Ｃの
積を出力する彩度補正テーブル３５１と、この彩度補正
テーブル３５１の出力とマトリクス回路２４の各色差信
号出力とのタイミングを合わせる遅延回路２５ｒ、２５
ｂと、彩度補正テーブル３５１の出力を遅延回路２５
ｒ、２５ｂの出力Ｃｒ、Ｃｂに乗じるための乗算器３５
２ｒ、３５２ｂと、逆対数変換回数１３の出力Ｙ′を乗
算器３５２ｒ、３５２ｂの出力Ｃｒ″、Ｃｂ″にタイミ
ングを合わせるための遅延回路２８と、この遅延回路２
８の出力である輝度信号Ｙ′と乗算器３５２ｒ、３５２
ｂの出力である色差信号Ｃｒ″、Ｃｂ″とから色信号
Ｒ″、Ｇ″、Ｂ″を出力するマトリクス回路２９とで構
成されている。尚、同実施例に於いて、マトリクス回路
２４より前段の撮影光学系１〜色分離回路８までの構成
は、図２８の画像処理装置と同じ構成であるので、図示
及び説明は省略する。

【０１６６】同実施例に於いて、彩度補正テーブル３５
１の入出力特性は、図４６に示されるように設定され
る。これは、入力Ｃに対して出力がＣ×Ｓｃ（但しＳｃ
は図４３の特性で決まるものとする）の形になってい
る。したがって、乗算器３５２ｒ、３５２ｂの出力は、
それぞれＣｒ×Ｃ×Ｓｃ＝Ｃｒ″、Ｃｂ×Ｃ×Ｓｃ＝Ｃ
ｂ″となり、上述した第１８の実施例と同じ形なる。

【０１６７】したがって、この第２０の実施例によれ
ば、非常に簡単な回路構成で各画素の圧縮率に応じて彩
度補正の係数を決定することができ、的確な彩度の補正
を実現することができる。

【０１６８】次に、乗算器を用いない第２１の実施例に
ついて、図４７を参照して説明する。図４７は、この発
明の画像処理装置の第２１の実施例の構成を示すブロッ
ク図である。同図に於いて、この画像処理装置は、マト
リクス回路２４と、対数変換回路１０と、色差信号Ｃ
ｒ、Ｃｂを対数変換する対数変換回路３６ｒ、３６ｂ
と、対数変換された輝度信号ｌｏｇＹの低周波成分を抑
制するフィルタ１１と、ＤＧＣ回路１２と、対数変換回
路１０の出力ｌｏｇＹをＤＧＣ回路１２の出力ｌｏｇ
Ｙ′にタイミングを合わせるための遅延回路１４と、遅
延回路１４の出力ｌｏｇＹとＤＧＣ回路１２の出力ｌｏ
ｇＹ′の差、ｌｏｇＹ−ｌｏｇＹ′＝ｌｏｇ（Ｙ′／
Ｙ）＝ｌｏｇＣを出力する圧縮係数設定回路３７とを有
している。

【０１６９】また、この装置は、圧縮係数設定回路３７
の出力ｌｏｇＣに彩度補正係数を加えた係数を出力する
彩度補正テーブル３５３と、対数変換回路３６ｒ、３６
ｂの出力を上記彩度補正テーブル３５３の出力にタイミ
ングを合わせるための遅延回路２５ｒ、２５ｂと、遅延
回路２５ｒ、２５ｂの出力に彩度補正テーブル３５３の
出力を加えるための加算器３５４ｒ、３５４ｂと、加算
器３５４ｒ、３５４ｂの出力を逆対数変換する逆対数変
換回路３８ｒ、３８ｂとを備えている。

【０１７０】更に、この装置は、上記ＤＧＣ回路１２の
出力ｌｏｇＹ′を上記加算器３５４ｒ、３５４ｂの出力
にタイミングを合わせるための遅延回路２８と、逆対数
変換回路１３と、この逆対数変換回路１３の出力である
輝度信号Ｙ′と逆対数変換回路３８ｒ、３８ｂの出力で
ある色差信号Ｃｒ″、Ｃｂ″とから色信号Ｒ″、Ｇ″、
Ｂ″を出力するマトリクス回路２９とを有した構成とな
っている。

【０１７１】同実施例では、圧縮係数が対数の形（ｌｏ
ｇＣ）で出力されるため、彩度補正テーブル３５３の出
力も対数の形（ｌｏｇ（Ｃ×Ｓｃ））とし、これを加算
器３５４ｒ、３５４ｂにて対数の形の色差信号に加え、
逆対数変換回路３８ｒ、３８ｂにより逆対数変換するこ
とにより、彩度補正された色差信号Ｃｒ″、Ｃｂ″が得
られる。また、対数変換回路及び逆対数変換回路は、Ｒ
ＯＭやＲＡＭ等のメモリで簡単に構成することができ、
更に乗算器を用いずに構成できるために回路構成が簡略
になる。

【０１７２】このように、第２１の実施例によれば、非
常に簡単な回路構成で各画素の圧縮率に応じて彩度補正
の係数を決定することができ、的確な彩度の補正を実現
することができる。

【０１７３】尚、この発明の画像処理装置は、上述した
実施例に限定されるものではない。各実施例を組合せ、
若しくは変更したものについても、また、この発明の概
要を含むもの全てに適用されることは言うまでもない。

【０１７４】

【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、画像デ
ータより得られる情報により適応的に彩度を補正するよ
うな構成にしたので、カラー画像のダイナミックレンジ
を圧縮する際に、圧縮率が様々に変わっても、輝度の低
いデータから輝度の高いデータまで、自然な色調で良好
に表示することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の画像処理装置の第１の実施例の全体
の構成を示すブロック図である。

【図２】図１の彩度補正回路の詳細な構成を示すブロッ
ク図である。

【図３】（ａ）は図２のＬＵＴ１８２の入出力特性の１
例を示した図、（ｂ）は図２のＬＵＴ１８２の入出力特
性の他の例を示した図である。

【図４】この発明の第２の実施例の構成を示すブロック
図である。

【図５】図４の彩度補正回路１８ｂの詳細な構成を示す
ブロック図である。

【図６】図５のＬＵＴ１８７の入出力特性図である。

【図７】この発明の第３の実施例で彩度補正回路の構成
を示すブロック図である。

【図８】図７のＬＵＴ１８８の入出力特性図である。

【図９】この発明の第４の実施例の構成を説明するため
のブロック図である。

【図１０】図９の彩度補正回路２３の詳細な構成を示し
たブロック図である。

【図１１】図１０の演算回路２３２の入出力特性図であ
る。

【図１２】この発明の第５の実施例の構成を示すブロッ
ク図である。

【図１３】図１２の彩度補正回路１９の詳細な構成を示
すブロック図である。

【図１４】図１３の演算回路１９２の入出力特性図であ
る。

【図１５】この発明の第６の実施例の彩度補正回路の構
成を示すブロック図である。

【図１６】図１５のＬＵＴ１９６ａ〜１９６ｅの入出力
特性図である。

【図１７】図１５の演算回路１９２をＬＵＴ１９８に置
換えた変形例の構成を示すブロック図である。

【図１８】この発明の第７の実施例の構成を示すブロッ
ク図である。

【図１９】図１８の彩度補正回路２０の詳細な構成を示
すブロック図である。

【図２０】図１９のＬＵＴ２０１の入出力特性図であ
る。

【図２１】この発明の第８の実施例の構成を示すブロッ
ク図である。

【図２２】図２１の彩度補正回路２１の詳細な構成を示
すブロック図である。

【図２３】図２２のＬＵＴ２１１の入出力特性図であ
る。

【図２４】図２２の演算回路２１２を用いない変形例の
構成を示すブロック図である。

【図２５】図２２の演算回路２１２をＬＵＴ２１７に置
換えた変形例の構成を示すブロック図である。

【図２６】この発明の第９の実施例の構成を示すブロッ
ク図である。

【図２７】第９の実施例の作用の説明をするための入出
力特性図である。

【図２８】この発明の第１０の実施例の全体の構成を示
すブロック図である。

【図２９】図２８の彩度補正回路及びその周辺の構成を
示すブロック図である。

【図３０】図２９の彩度補正テーブル２７１の入出力特
性の１例を示した図である。

【図３１】第１０の実施例の変形例で、図２８の彩度補
正回路及びその周辺の構成を示すブロック図である。

【図３２】この発明の第１１の実施例の構成を示すブロ
ック図である。

【図３３】この発明の第１２の実施例の構成を示すブロ
ック図である。

【図３４】図３３の彩度補正テーブル２７１の入出力特
性図である。

【図３５】この発明の第１３の実施例の構成を示すブロ
ック図である。

【図３６】この発明の第１４の実施例の構成を示すブロ
ック図である。

【図３７】図３６の補正係数設定回路３２１の入出力特
性図である。

【図３８】この発明の第１５の実施例の構成を示すブロ
ック図である。

【図３９】この発明の第１６の実施例の構成を示すブロ
ック図である。

【図４０】図３９の彩度補正テーブル３３１の入出力特
性図である。

【図４１】この発明の第１７の実施例の構成を示すブロ
ック図である。

【図４２】この発明の第１８の実施例の構成を示すブロ
ック図である。

【図４３】図４２の彩度補正テーブル３４１の入出力特
性図である。

【図４４】この発明の第１９の実施例の構成を示すブロ
ック図である。

【図４５】この発明の第２０の実施例の構成を示すブロ
ック図である。

【図４６】図４５の彩度補正テーブル３５１の入出力特
性図である。

【図４７】この発明の第２１の実施例の構成を示すブロ
ック図である。

【符号の説明】

１…撮影光学系、２…ハーフミラー、３…光学（ＮＤ）
フィルタ、４ａ、４ｂ…撮像素子、５ａ、５ｂ…Ａ／Ｄ
変換器、６、１８６ｒ、１８６ｇ、１８６ｂ…加算器、
７、１８２、１８７、１８８…ルックアップテーブル
（ＬＵＴ）、８…色分離回路、９、１８１…マトリクス
回路、１０…対数変換回路、１１…フィルタ、１２…ダ
イナミックレンジ・ゲインコントロール回路（ＤＧＣ回
路）、１３…逆対数変換回路、１４、１５ｒ、１５ｇ、
１５ｂ…遅延回路、１６…圧縮係数設定回路、１７ｒ、
１７ｇ、１７ｂ、１８４ｒ、１８４ｇ、１８４ｂ、１８
５…乗算器、１８、１８ｂ…彩度補正回路、１８３…演
算回路。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】色に係る信号を含む画像信号を入力する
入力手段と、この入力手段より得られた画像信号中の輝度信号のダイ
ナミックレンジを圧縮するダイナミックレンジ圧縮手段
と、このダイナミックレンジ圧縮手段の出力と上記入力手段
より得られた元の輝度信号との関係を求める圧縮係数設
定手段と、この圧縮係数設定手段の出力と上記入力手段からの色に
係る信号とを演算するための演算手段と、上記入力手段からの上記色に係る信号の彩度を補正する
彩度補正手段とを具備することを特徴とする画像処理装
置。
【請求項２】上記入力手段は、色信号を出力すると共
に少なくとも輝度信号を生成するマトリクス回路から成
り、このマトリクス回路から得られた輝度信号のダイナミッ
クレンジを圧縮するダイナミックレンジ圧縮手段と、このダイナミックレンジ圧縮手段の出力と、上記マトリ
クス回路より得られた元の輝度信号との関係を求める圧
縮係数設定手段と、この圧縮係数設定手段の出力と、各色信号とを演算する
ための演算手段と、この演算手段から出力される各色信号の彩度を補正する
彩度補正手段とを具備することを特徴とする請求項１に
記載の画像処理装置。
【請求項３】上記入力手段は、色差信号及び輝度信号
を生成するマトリクス回路から成り、このマトリクス回路から得られた輝度信号のダイナミッ
クレンジを圧縮するダイナミックレンジ圧縮手段と、このダイナミックレンジ圧縮手段の出力と、上記マトリ
クス回路より得られた元の輝度信号との関係を求める圧
縮係数設定手段と、この圧縮係数設定手段の出力と、各色差信号とを演算す
るための演算手段と、この演算手段から出力される各色差信号の彩度を補正す
る彩度補正手段とを具備することを特徴とする請求項１
に記載の画像処理装置。
【請求項４】色に係る信号を含む画像信号を入力する
入力手段と、この入力手段より得られた画像信号中の輝度信号のダイ
ナミックレンジを圧縮するダイナミックレンジ圧縮手段
と、このダイナミックレンジ圧縮手段の出力と上記入力手段
より得られた元の輝度信号との関係を求める圧縮係数設
定手段と、この圧縮係数設定手段の出力を彩度補正係数を含む係数
に変換するための係数変換手段と、この係数変換手段の出力と上記入力手段から得られる色
に係る信号とを演算するための演算手段とを具備するこ
とを特徴とする画像処理装置。
【請求項５】上記彩度補正手段は、ダイナミックレン
ジの圧縮率の大きさに対して彩度の補正量を適応的に設
定することを特徴とする請求項１、２若しくは３に記載
の画像処理装置。
【請求項６】上記彩度補正手段は、各画素の信号の大
きさに対して彩度の補正量を適応的に設定することを特
徴とする請求項１、２若しくは３に記載の画像処理装
置。
【請求項７】上記彩度補正手段は、各画素の信号の大
きさと、ダイナミックレンジの圧縮率の大きさに対して
彩度の補正量を適応的に設定することを特徴とする請求
項１、２若しくは３に記載の画像処理装置。
【請求項８】上記彩度補正手段は、画素毎に上記圧縮
係数設定手段の出力の大きさに対して彩度の補正量を適
応的に設定することを特徴とする請求項１、２若しくは
３に記載の画像処理装置。
【請求項９】上記係数変換手段は、ダイナミックレン
ジの圧縮率の大きさに対して係数を適応的に設定するこ
とを特徴とする請求項４に記載の画像処理装置。
【請求項１０】上記係数変換手段は、各画素の信号の
大きさに対して係数を適応的に設定することを特徴とす
る請求項４に記載の画像処理装置。
【請求項１１】上記係数変換手段は、各画素の信号の
大きさと、ダイナミックレンジの圧縮率の大きさに対し
て係数を適応的に設定することを特徴とする請求項４に
記載の画像処理装置。
【請求項１２】上記係数変換手段は、画素毎に上記圧
縮係数設定手段の出力の大きさに対して係数を適応的に
設定することを特徴とする請求項４に記載の画像処理装
置。
【請求項１３】各色から輝度信号を出力するマトリク
ス回路と、このマトリクス回路より得られた輝度信号を上記各色信
号から減じる減算手段と、上記マトリクス回路より得られた輝度信号のダイナミッ
クレンジを圧縮するダイナミックレンジ圧縮手段と、このダイナミックレンジ圧縮手段の出力を、上記減算手
段の各々の出力に加算する加算手段とを具備することを
特徴とする画像処理装置。