特許 5730315 輝度信号と色差信号との間のクロストークを最小化するビデオ信号生成装置及び方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5730315

(24)【登録日】2015年4月17日

(45)【発行日】2015年6月10日

(54)【発明の名称】輝度信号と色差信号との間のクロストークを最小化するビデオ信号生成装置及び方法

(51)【国際特許分類】

   H04N 9/64 20060101AFI20150521BHJP

【ＦＩ】

   H04N9/64 E

【請求項の数】32

【全頁数】30

(21)【出願番号】特願2012-530779(P2012-530779)

(86)(22)【出願日】2010年9月20日

(65)【公表番号】特表2013-505661(P2013-505661A)

(43)【公表日】2013年2月14日

(86)【国際出願番号】KR2010006471

(87)【国際公開番号】WO2011037391

(87)【国際公開日】20110331

【審査請求日】2013年8月15日

(31)【優先権主張番号】10-2009-0089363

(32)【優先日】2009年9月22日

(33)【優先権主張国】KR

(31)【優先権主張番号】10-2010-0076010

(32)【優先日】2010年8月6日

(33)【優先権主張国】KR

(73)【特許権者】

【識別番号】503447036

【氏名又は名称】サムスン エレクトロニクス カンパニー リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(74)【代理人】

【識別番号】100091214

【弁理士】

【氏名又は名称】大貫 進介

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(72)【発明者】

【氏名】チェー，ソ−ヨン

(72)【発明者】

【氏名】リー，ホ−ヨン

(72)【発明者】

【氏名】キム，ユン−テ

(72)【発明者】

【氏名】パク，ドゥ−シク

(72)【発明者】

【氏名】ホン，ジ−ヨン

【審査官】 西谷 憲人

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００３−０２３６４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２５８９２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−０６７４２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−３０４３６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０４−００４６９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０５−０７６０３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−２２７３６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０４−２９３３６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６３−１０４５８２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０４Ｎ ９／６４

Ｈ０４Ｎ ９／０４

Ｈ０４Ｎ １／４６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

入力信号に第1の変換則を適用して非線形Ｙ信号及び非線形ＸＹＺ信号に変換する非線形信号変換部と、
非線形Ｙ信号または非線形ＸＹＺ信号に第２の変換則を適用して輝度信号（Ａ）、黄色−青色色差信号（ＣＹＢ）及び赤色−緑色色差信号（ＣＲＧ）を生成する輝度信号生成部と、
非線形信号Ｘ若しくは非線形信号Ｙの係数値と非線形信号Ｚの係数値を互いに反対符号に形成するか、又は、非線形信号Ｘの係数値と非線形信号Ｙ若しくはＺの係数値を互いに反対符号に形成することで、輝度信号（Ａ）と黄色−青色色差信号（ＣＹＢ）、輝度信号（Ａ）と赤色−緑色色差信号（ＣＲＧ）、及び黄色−青色色差信号（ＣＹＢ）と赤色−緑色色差信号（ＣＲＧ）の間の組合で非相関特性が最大になるように非線形ＸＹＺ信号から色差信号を生成する色差信号生成部と、
を備えることを特徴とするビデオ信号生成装置。

【請求項2】

前記色差信号生成部は、ＸＹ信号の対からＸ信号とＹ信号を分離し、ＸＺ信号の対からＸ信号とＺ信号を分離して前記赤色−緑色色差信号（ＣＲＧ）を生成することを特徴とする請求項１に記載のビデオ信号生成装置。

【請求項3】

前記色差信号生成部は、ＸＺ信号の対からＸ信号とＺ信号を分離し、ＹＺ信号の対からＹ信号とＺ信号を分離して前記黄色−青色色差信号（ＣＹＢ）を生成することを特徴とする請求項１に記載のビデオ信号生成装置。

【請求項4】

前記色差信号生成部は、非線形Ｘ信号に与えられる係数値と非線形Ｙ（Ｚ）信号に与えられる係数値が互いに反対符号を形成し、前記輝度信号（Ａ）と赤色−緑色色差信号（ＣＲＧ）、及び前記黄色−青色色差信号（ＣＹＢ）と前記赤色−緑色色差信号（ＣＲＧ）の間の組合で非相関特性が最大になるように前記非線形ＸＹＺ信号から前記赤色−緑色色差信号（ＣＲＧ）を生成することを特徴とする請求項１に記載のビデオ信号生成装置。

【請求項5】

前記色差信号生成部は、非線形Ｚ信号に与えられる係数絶対値が非線形Ｘ信号と非線形Ｙ信号に与えられる係数絶対値よりも小さい条件の非線形ＸＹＺ信号から前記赤色−緑色色差信号（ＣＲＧ）を生成することを特徴とする請求項１に記載のビデオ信号生成装置。

【請求項6】

前記色差信号生成部は、非線形Ｚ信号に与えられる係数値と非線形Ｘ（Ｙ）信号に与えられる係数値が互いに反対符号を形成し、前記輝度信号（Ａ）と黄色−青色色差信号（ＣＹＢ）、および前記黄色−青色色差信号（ＣＹＢ）と前記赤色−緑色色差信号（ＣＲＧ）の間の組合で非相関特性が最大になるようにする前記非線形ＸＹＺ信号から前記黄色−青色色差信号（ＣＹＢ）を生成することを特徴とする請求項１に記載のビデオ信号生成装置。

【請求項7】

輝度信号（Ａ）と黄色−青色色差信号（ＣＹＢ）との間の相関係数、輝度信号（Ａ）と赤色−緑色色差信号（ＣＲＧ）との間の相関係数、及び黄色−青色色差信号（ＣＹＢ）と前記赤色−緑色色差信号（ＣＲＧ）との間の相関係数を基準値と比較する相関係数比較部と、
前記相関係数を比較した結果に応じて、前記相関係数が前記基準値未満の色差信号をサブサンプリングした後に結果映像を生成する結果映像生成部をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のビデオ信号生成装置。

【請求項8】

オリジナル映像と前記結果映像との間の輝度差を分析する分析部と、
前記分析されたオリジナル映像と前記結果映像との間の輝度差を比較する輝度差比較部と、
をさらに備え、
前記色差信号生成部は、前記相関係数が前記基準値以上である場合、または前記分析された輝度差が設定された値に近接しない場合、輝度信号（Ａ）と黄色−青色色差信号（ＣＹＢ）、輝度信号（Ａ）と赤色−緑色色差信号（ＣＲＧ）、及び黄色−青色色差信号（ＣＹＢ）と前記赤色−緑色色差信号（ＣＲＧ）の間の組合で相関特性が最小になるように前記非線形ＸＹＺ信号で黄色−青色色差信号（ＣＹＢ）と赤色−緑色色差信号（ＣＲＧ）を生成することを特徴とする請求項７に記載のビデオ信号生成装置。

【請求項9】

人の長／中／短波長の敏感度特性を反映するカラーマッチング関数から算出された三刺激値ＸＹＺ信号を生成する色信号生成部と、
前記ＸＹＺ信号を非線形変換関数を用いて前記非線形ＸＹＺ信号に変換する非線形信号変換部と、をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のビデオ信号生成装置。

【請求項10】

前記色差信号生成部は、無彩色である場合に「０」の色差信号を有するように色差信号を生成することを特徴とする請求項１に記載のビデオ信号生成装置。

【請求項11】

入力映像に対する線形ＲＧＢ信号を用いて線形輝度信号を生成する線形輝度信号生成部と、
前記線形輝度信号を非線形輝度信号に変換する輝度信号変換部と、
前記線形ＲＧＢ信号を非線形ＲＧＢ信号に変換するＲＧＢ信号変換部と、
前記非線形ＲＧＢ信号のうち少なくとも２以上の信号と前記非線形輝度信号との差分を用いて、色差信号を生成する色差信号生成部と、
を備えることを特徴とするビデオ信号生成装置。

【請求項12】

前記色差信号生成部は、
前記線形ＲＧＢ信号のうちＧＢ信号を非線形ＧＢ信号に変換するＧＢ信号変換部と、
前記非線形ＧＢ信号及び前記非線形輝度信号を用いて非線形色差信号を生成する非線形色差信号生成部と、を備えることを特徴とする請求項１１に記載のビデオ信号生成装置。

【請求項13】

前記非線形色差信号生成部は、前記非線形Ｇ信号と前記非線形輝度信号を用いて非線形の赤色−緑色色差信号を生成し、前記非線形Ｂ信号と前記非線形輝度信号を用いて非線形の黄色−青色色差信号を生成することを特徴とする請求項１２に記載のビデオ信号生成装置。

【請求項14】

前記色差信号生成部は、
前記線形ＲＧＢ信号のうちＲＢ信号を非線形ＲＢ信号に変換するＲＢ信号変換部と、
前記非線形ＲＢ信号及び前記非線形輝度信号を用いて非線形色差信号を生成する非線形色差信号生成部と、を備えることを特徴とする請求項１１に記載のビデオ信号生成装置。

【請求項15】

前記非線形色差信号生成部は、前記非線形Ｒ信号と前記非線形輝度信号を用いて非線形の赤色−緑色色差信号を生成し、前記非線形Ｂ信号と前記非線形輝度信号を用いて非線形の黄色−青色色差信号を生成することを特徴とする請求項１４に記載のビデオ信号生成装置。

【請求項16】

前記色差信号をサブサンプリングするサブサンプリング部をさらに備えることを特徴とする請求項１１に記載のビデオ信号生成装置。

【請求項17】

非線形輝度信号を線形輝度信号に変換する輝度信号変換部と、
非線形色差信号を用いて非線形ＲＧＢ信号のうち２以上の非線形信号を生成する非線形信号生成部と、
前記２以上の非線形信号に第３の変換則を適用して線形Ｂ信号と線形Ｇ信号、又は、線形Ｒ信号と線形Ｂ信号に変換するＲＧＢ信号変換部と、
前記線形輝度信号及び線形Ｂ信号と線形Ｇ信号、又は、前記線形輝度信号及び線形Ｒ信号と線形Ｂ信号を用いて線形ＲＧＢ信号を生成する線形ＲＧＢ信号生成部と、
を備えることを特徴とするビデオ信号処理装置。

【請求項18】

前記非線形色差信号は、前記非線形ＲＧＢ信号のうち非線形Ｇ信号と前記非線形輝度信号を用いて生成された非線形の赤色−緑色色差信号、及び前記非線形ＲＧＢ信号のうち非線形Ｂ信号と前記非線形輝度信号を用いて生成された非線形の黄色−青色色差信号を含むことを特徴とする請求項１７に記載のビデオ信号処理装置。

【請求項19】

前記非線形色差信号は、前記非線形ＲＧＢ信号のうち非線形Ｒ信号と前記非線形輝度信号を用いて生成された非線形の赤色−緑色色差信号、及び前記非線形ＲＧＢ信号のうち非線形Ｂ信号と前記非線形輝度信号を用いて生成された非線形の黄色−青色色差信号を含むことを特徴とする請求項１７に記載のビデオ信号処理装置。

【請求項20】

入力信号に第1の変換則を適用して非線形Ｙ信号及び非線形ＸＹＺ信号に変換するステップと、
非線形Ｙ信号または非線形ＸＹＺ信号に第２の変換則を適用して輝度信号（Ａ）、黄色−青色色差信号（ＣＹＢ）及び赤色−緑色色差信号（ＣＲＧ）を生成するステップと、
非線形信号Ｘ若しくは非線形信号Ｙの係数値と非線形信号Ｚの係数値を互いに反対符号に形成するか、又は、非線形信号Ｘの係数値と非線形信号Ｙ若しくはＺの係数値を互いに反対符号に形成することで、輝度信号（Ａ）と黄色−青色色差信号（ＣＹＢ）、輝度信号（Ａ）と赤色−緑色色差信号（ＣＲＧ）、及び黄色−青色色差信号（ＣＹＢ）と赤色−緑色色差信号（ＣＲＧ）の間の組合で非相関特性が最大になるように非線形ＸＹＺ信号から色差信号を生成するステップと、
を含むことを特徴とするビデオ信号生成方法。

【請求項21】

前記色差信号を生成するステップは、ＸＹ信号の対からＸ信号とＹ信号を分離し、ＸＺ信号の対からＸ信号とＺ信号を分離して前記赤色−緑色色差信号（ＣＲＧ）を生成することを特徴とする請求項２０に記載のビデオ信号生成方法。

【請求項22】

前記色差信号を生成するステップは、ＸＺ信号の対からＸ信号とＺ信号を分離し、ＹＺ信号の対からＹ信号とＺ信号を分離して前記黄色−青色色差信号（ＣＹＢ）を生成することを特徴とする請求項２０に記載のビデオ信号生成方法。

【請求項23】

前記色差信号を生成するステップは、非線形Ｘ信号に与えられる係数値と非線形Ｙ（Ｚ）信号に与えられる係数値が互いに反対符号を形成して輝度信号（Ａ）と赤色−緑色色差信号（ＣＲＧ）、及び黄色−青色色差信号（ＣＹＢ）と赤色−緑色色差信号（ＣＲＧ）の間の組合で非相関特性が最大になるようにする前記非線形ＸＹＺ信号から前記赤色−緑色色差信号（ＣＲＧ）を生成することを特徴とする請求項２０に記載のビデオ信号生成方法。

【請求項24】

前記色差信号を生成するステップは、非線形Ｚ信号に与えられる係数絶対値が非線形Ｘ信号と非線形Ｙ信号に与えられる係数絶対値よりも小さい条件の非線形ＸＹＺ信号から前記赤色−緑色色差信号（ＣＲＧ）を生成することを特徴とする請求項２０に記載のビデオ信号生成方法。

【請求項25】

前記色差信号を生成するステップは、非線形Ｚ信号に与えられる係数値と非線形Ｘ（Ｙ）信号に与えられる係数値が互いに反対符号を形成して輝度信号（Ａ）と黄色−青色色差信号（ＣＹＢ）、及び黄色−青色色差信号（ＣＹＢ）と赤色−緑色色差信号（ＣＲＧ）の間の組合で非相関特性が最大になるようにする前記非線形ＸＹＺ信号から前記黄色−青色色差信号（ＣＹＢ）を生成することを特徴とする請求項２０に記載のビデオ信号生成方法。

【請求項26】

輝度信号（Ａ）と黄色−青色色差信号（ＣＹＢ）との間の相関係数、輝度信号（Ａ）と赤色−緑色色差信号（ＣＲＧ）との間の相関係数、及び黄色−青色色差信号（ＣＹＢ）と赤色−緑色色差信号（ＣＲＧ）との間の相関係数を基準値と比較するステップと、
前記相関係数を比較した結果に応じて、前記相関係数が前記基準値未満の色差信号をサブサンプリングした後、結果映像を生成するステップと、
をさらに含むことを特徴とする請求項２０に記載のビデオ信号生成方法。

【請求項27】

オリジナル映像と前記結果映像との間の輝度差を分析するステップと、
前記分析されたオリジナル映像と前記結果映像との間の輝度差を比較するステップと、
をさらに含み、
前記色差信号を生成するステップは、前記相関係数が前記基準値以上である場合、または前記分析された輝度差が設定された値に近接しない場合、輝度信号（Ａ）と黄色−青色色差信号（ＣＹＢ）、輝度信号（Ａ）と赤色−緑色色差信号（ＣＲＧ）との間、及び黄色−青色色差信号（ＣＹＢ）と赤色−緑色色差信号（ＣＲＧ）の間の組合で相関特性が最小になるように前記非線形ＸＹＺ信号で黄色−青色色差信号（ＣＹＢ）と赤色−緑色色差信号（ＣＲＧ）を生成することを特徴とする請求項２６に記載のビデオ信号生成方法。

【請求項28】

人の長／中／短波長の敏感度特性を反映するカラーマッチング関数から算出された三刺激値ＸＹＺ信号を生成するステップと、
前記ＸＹＺ信号を非線形変換関数を用いて前記非線形ＸＹＺ信号に変換するステップと、
をさらに含むことを特徴とする請求項２０に記載のビデオ信号生成方法。

【請求項29】

前記色差信号を生成するステップは、無彩色である場合に「０」の色差信号を有するように色差信号を生成することを特徴とする請求項２０に記載のビデオ信号生成方法。

【請求項30】

入力映像に対する線形ＲＧＢ信号を用いて線形輝度信号を生成するステップと、
前記線形輝度信号を非線形輝度信号に変換するステップと、
前記線形ＲＧＢ信号を非線形ＲＧＢ信号に変換するステップと、
前記非線形ＲＧＢ信号のうち少なくとも２以上の信号と前記非線形輝度信号との差分を用いて、色差信号を生成するステップと、を含むことを特徴とするビデオ信号生成方法。

【請求項31】

非線形輝度信号を線形輝度信号に変換するステップと、
非線形色差信号を用いて非線形ＲＧＢ信号のうち２以上の非線形信号を生成するステップと、
前記２以上の非線形信号に第３の変換則を適用して線形Ｂ信号と線形Ｇ信号、又は、線形Ｒ信号と線形Ｂ信号に変換するステップと、
前記線形輝度信号及び線形Ｂ信号と線形Ｇ信号、又は、前記線形輝度信号及び線形Ｒ信号と線形Ｂ信号を用いて線形ＲＧＢ信号を生成するステップと、
を含むことを特徴とするビデオ信号処理方法。

【請求項32】

請求項２０〜請求項３１のいずれか一項の方法を行うためのプログラムが記録されたコンピュータで読み出し可能な記録媒体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、輝度信号と色差信号との間のクロストークを最小化するビデオ信号生成装置及び方法に関する。

【背景技術】

【0002】

輝度信号は無彩色成分の輝度を表す信号であり、色差信号は黄色−青色彩色（Ｙｅｌｌｏｗ−Ｂｌｕｅ Ｃｈｒｏｍａｔｉｃ）成分の相対的な量を表す信号と赤色−緑色彩色（Ｒｅｄ−Ｇｒｅｅｎ Ｃｈｒｏｍａｔｉｃ）成分の相対的な量を表す信号である。輝度信号が色差情報を含み、色差信号が輝度情報を含む場合、色差信号と輝度信号との間にクロストーク（ｃｒｏｓｓｔａｌｋ）が存在する。既存の標準（ＩＴＵ−Ｒ ＢＴ．７０９）に定義される方法のように生成される輝度信号と色差信号との間にはクロストークが存在し、そのクロストークの原因は次の通りである。

【0003】

まず、特定の色温度のホワイトを形成するために必要なＲＧＢ基本色の輝度混合比が線形ＲＧＢ信号に適用されるにもかかわらず、非線形ＲＧＢ信号に適用されること、形成された非線形ＲＧＢ信号の和で輝度信号を生成することによって色差信号と輝度信号との間のクロストークが存在する。

【0004】

次に、非線形ＲＧＢ信号の和で形成された輝度信号と非線形ＲＧＢ信号との差を介して色差信号を生成することによって色差信号と輝度信号との間のクロストークが存在する。したがって、同一の輝度を有する２つの色は互いに異なる輝度信号を有する場合が生じ、輝度と輝度信号の差異は色に応じて依存的であるという特性を有する。

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0005】

非線形Ｙ信号または非線形ＸＹＺ信号の和を用いて輝度信号（Ａ）を生成する輝度信号生成部と、輝度信号（Ａ）と黄色−青色色差信号（Ｃ_ＹＢ）、輝度信号（Ａ）と赤色−緑色色差信号（Ｃ_ＲＧ）、及び黄色−青色色差信号（Ｃ_ＹＢ）と赤色−緑色色差信号（Ｃ_ＲＧ）の間の組合で非相関特性が最大になるように非線形ＸＹＺ信号から色差信号を生成する色差信号生成部とを備えるビデオ信号生成装置が提供される。

【0006】

非線形Ｙ信号または非線形ＸＹＺ信号の和を用いて輝度信号（Ａ）を生成するステップと、輝度信号（Ａ）と黄色−青色色差信号（ＣＹＢ）、輝度信号（Ａ）と赤色−緑色色差信号（ＣＲＧ）、及び黄色−青色色差信号（ＣＹＢ）と赤色−緑色色差信号（ＣＲＧ）の間の組合で非相関特性が最大になるように非線形ＸＹＺ信号から色差信号を生成するステップとを含むビデオ信号生成方法が提供される。

【0007】

入力映像に対する線形ＲＧＢ信号を用いて線形輝度信号を生成する線形輝度信号生成部と、前記線形輝度信号を非線形輝度信号に変換する輝度信号変換部と、前記線形ＲＧＢ信号を非線形ＲＧＢ信号に変換するＲＧＢ信号変換部と、前記線形輝度信号及び前記非線形輝度信号のうち１つの輝度信号と、前記線形ＲＧＢ信号及び前記非線形ＲＧＢ信号のうち少なくとも２以上の信号を用いて色差信号を生成する色差信号生成部とを備えるビデオ信号生成装置が提供される。

【0008】

非線形輝度信号を線形輝度信号に変換する輝度信号変換部と、非線形色差信号を用いて非線形ＲＧＢ信号のうち２以上の非線形信号を生成する非線形信号生成部と、前記２以上の非線形信号を２以上の線形信号に変換するＲＧＢ信号変換部と、前記線形輝度信号及び前記２以上の線形信号を用いて線形ＲＧＢ信号を生成する線形ＲＧＢ信号生成部とを備えるビデオ信号処理装置が提供される。

【0009】

入力映像に対する線形ＲＧＢ信号を用いて線形輝度信号を生成するステップと、前記線形輝度信号を非線形輝度信号に変換するステップと、前記線形ＲＧＢ信号を非線形ＲＧＢ信号に変換するステップと、前記線形輝度信号及び前記非線形輝度信号のうち１つの輝度信号、前記線形ＲＧＢ信号及び前記非線形ＲＧＢ信号のうち少なくとも２以上の信号を用いて色差信号を生成するステップとを含むビデオ信号生成方法が提供される。

【0010】

非線形輝度信号を線形輝度信号に変換するステップと、非線形色差信号を用いて非線形ＲＧＢ信号のうち２以上の非線形信号を生成するステップと、前記２以上の非線形信号を２以上の線形信号に変換するステップと、前記線形輝度信号及び前記２以上の線形信号を用いて線形ＲＧＢ信号を生成するステップとを含むビデオ信号処理方法が提供される。

【発明の効果】

【0011】

色差情報の量を減少させるためにサブサンプリングによって色差信号に変化が与えられる場合にも輝度信号が格納されるビデオ信号を生成することができる。

【0012】

可視光波長帯域の長／中／短波長に対する人の視覚敏感度の特性が反映されたＸＹＺ信号を分離して最大非相関特性を有する輝度信号と色差信号を生成することができる。

【0013】

非線形Ｙ信号または非線形ＸＹＺ信号の和を用いて輝度信号を生成した後、輝度信号と色差信号との間の非相関特性が最大になるように非線形ＸＹＺから色差信号を生成することができる。

【0014】

輝度情報の物理的な量を表す輝度と比例関係を有する線形ＲＧＢ信号を用いて輝度信号を生成することによって、オリジナル映像の輝度情報を維持することができる。

【0015】

輝度成分と色差成分との間のクロストークを減らし、映像情報を圧縮した後の復元時にオリジナル映像対比の損失を最小化することができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明の一実施形態に係る輝度信号と色差信号との間のクロストークを最小化するビデオ信号生成装置の一例を示す図である。

【図2】カラーマッチング関数の一例を示す図である。

【図3】輝度／色差信号生成部の構成を示す図である。

【図4】ＸＹ信号間の相関を示す図である。

【図5】ＸＺ信号間の相関を示す図である。

【図6】ＹＺ信号間の相関を示す図である。

【図7】本発明によって生成された輝度信号と色差信号を用いて色差信号の変化時に輝度情報が変化しない状況を示す図である。

【図8】本発明の一実施形態に係る輝度信号と色差信号との間のクロストークを最小化するビデオ信号生成方法の動作フローチャートを示す図である。

【図9】本発明の一実施形態に係るビデオ信号生成装置の内部構成を説明するためのブロック図である。

【図10】本発明の一実施形態に係るビデオ信号を生成する第１例である。

【図11】本発明の一実施形態に係るビデオ信号を生成する第２例である。

【図12】本発明の一実施形態に係るビデオ信号処理装置の内部構成を説明するためのブロック図である。

【図13】本発明の一実施形態に係る結果映像を生成する第１例である。

【図14】本発明の一実施形態に係る結果映像を生成する第２例である。

【図15】本発明の一実施形態に係るビデオ信号生成装置で実行可能なサブサンプリングを説明するための一例である。

【図16】本発明の一実施形態に係るビデオ信号生成方法を示すフローチャートである。

【図17】本発明の一実施形態に係るビデオ信号処理方法を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、添付の図面に記載された内容を参照して本発明に係る実施形態を詳細に説明する。ただし、本発明が実施形態によって制限されたり限定されることはない。各図面に提示された同一の参照符号は同一の部材を示す。

【0018】

図１は、本発明の一実施形態に係る輝度信号と色差信号との間のクロストークを最小化するビデオ信号生成装置の一例を示す図である。図１を参照すれば、ビデオ信号生成装置１００は、イメージキャプチャ部１１０、色信号生成部１２０、非線形信号変換部１３０、輝度／色差信号生成部１４０、デジタル化部１５０、及び圧縮部１６０を備える。

【0019】

イメージキャプチャ部１１０はイメージをキャプチャし、前記キャプチャされたイメージに対するＲＧＢ信号を出力する。

【0020】

色信号生成部１２０は、前記ＲＧＢ信号をカラーマッチング関数を用いてＸＹＺ信号に変換し、ＸＹＺ信号に変換された色信号を出力する。すなわち、色信号生成部１２０は、前記ＲＧＢ信号を人の長／中／短波長の敏感度特性を反映するカラーマッチング関数（ｃｏｌｏｒ ｍａｔｃｈｉｎｇ ｆｕｎｃｔｉｏｎ）から算出された三刺激値ＸＹＺ信号を出力する。一例として、色信号生成部１２０は、前記ＲＧＢ信号を任意の波長領域において、図２に示すようなＣＩＥ１９３１カラーマッチング関数を用いて積分することでＸＹＺ信号を算出してもよい。

【0021】

非線形信号変換部１３０は、前記ＸＹＺ信号を非線形ＸＹＺ信号に変換する。すなわち、非線形信号変換部１３０は、線形信号を非線形信号に変換するための関数を適用して線形信号のＸＹＺ信号を非線形ＸＹＺ信号に変換する。一例として、非線形信号変換部１３０は、前記ＸＹＺ信号を正規化（ｎｏｒｍａｌｉｚａｔｉｏｎ）を介してＸ_ｒＹ_ｒＺ_ｒ信号に変換し、前記変換されたＸ_ｒＹ_ｒＺ_ｒ信号を式（１）のような関数を用いて前記非線形Ｘ_ｒ´Ｙ_ｒ´Ｚ_ｒ´信号に変換してもよい。

【0022】

【数1】

ここで、ＳはＸ_ｒＹ_ｒＺ_ｒ信号である。

【0023】

輝度／色差信号生成部１４０は、前記非線形ＸＹＺ信号を用いて輝度信号（Ａ）及び色差信号を生成する（ＡＣ_ＹＢＣ_ＲＧ）。すなわち、輝度／色差信号生成部１４０は、輝度信号（Ａ）、黄色−青色色差信号（Ｃ_ＹＢ）、および赤色−緑色色差信号（Ｃ_ＲＧ）間の組合で非相関（ｄｅｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ）特性が最大になるように前記非線形ＸＹＺ信号を用いて導き出された輝度／色差（ＡＣ_ＹＢＣ_ＲＧ）信号生成マトリックスに応じて輝度信号（Ａ）及び色差信号（Ｃ_ＹＢ、Ｃ_ＲＧ）を生成する。ここで、前記黄色−青色色差信号（Ｃ_ＹＢ）は黄色と青色との間の相対的な量を表す色差信号であり、前記赤色−緑色色差信号（Ｃ_ＲＧ）は赤色と緑色との間の相対的な量を表す色差信号である。一例として、輝度／色差信号生成部１４０は、前記非線形Ｘ_ｒ´Ｙ_ｒ´Ｚ_ｒ´信号を式（２）のようなマトリックスを用いて輝度信号（Ａ）及び色差信号（Ｃ_ＹＢ、Ｃ_ＲＧ）に変換してもよい。

【0024】

【数2】

図２は、カラーマッチング関数の一例を示す図である。図２に示すようなカラーマッチング関数で長、中、短波長それぞれに対する敏感度を反映するＸ、Ｙ、Ｚ曲線で、ＸとＹ、ＸとＺ、ＹとＺのそれぞれで重なる面積比を算出すれば、ＸＹ：ＸＺ：ＹＺ＝１：０．３：０．２であるため、ＸＹ信号の対が最も大きい重複面積比を示す。

【0025】

図４はＸＹ信号間の相関を示す図であり、図５はＸＺ信号間の相関を示す図であり、図６はＹＺ信号間の相関を示す図である。図４〜図６を参照すれば、ＸＹ信号間の相関が最も大きく、ＹＺ信号間の相関及びＸＺ信号間の相関は類似している。一例として、ＸＹ信号間の相関係数は０．８７であり、ＹＺ信号間の相関係数は０．５０、ＸＺ信号間の相関係数は０．５６であるため、ＸＹ信号間の相関が最も大きい。このような相関特性は、赤色−緑色色差信号（Ｃ_ＲＧ）を生成するためにＸ信号とＹ信号、Ｘ信号とＺ信号を分離する過程で反映される。一例として、輝度／色差信号生成部１４０で赤色−緑色色差信号（Ｃ_ＲＧ）を生成するためにはＸ信号とＹ信号を分離することがＸ信号とＺ信号を分離するよりもさらに主に考慮されるようにするため、非線形Ｚ信号に与えられる係数絶対値が非線形Ｘ信号と非線形Ｙ信号に与えられる係数絶対値よりも小さい条件で輝度信号（Ａ）と赤色−緑色色差信号（Ｃ_ＲＧ）、及び黄色−青色色差信号（Ｃ_ＹＢ）と赤色−緑色色差信号（Ｃ_ＲＧ）の間の非相関特性を最大にする。

【0026】

以下、輝度／色差信号生成部１４０の動作について、図３を参照して詳細に説明する。

【0027】

デジタル化部１５０は前記輝度信号及び色差信号をデジタル化し（ＤＡＤＣ_ＹＢＤＣ_ＲＧ）、圧縮化部１６０は前記デジタル化された輝度信号及び色差信号を圧縮する。

【0028】

図３は、輝度／色差信号生成部の具体的な構成を示す図である。図３を参照すれば、輝度／色差信号生成部１４０は、輝度信号生成部３１０、色差信号生成部３２０、相関係数比較部３３０、結果映像生成部３４０、分析部３５０、及び輝度差比較部３６０を備える。

【0029】

輝度信号生成部３１０は、非線形Ｙ信号または非線形ＸＹＺ信号の和を用いて輝度信号（Ａ）を生成する。一例として、輝度信号生成部３１０は、図２に示すようなカラーマッチング関数でＹ信号を形成する中破長帯域の敏感度がｐｈｏｔｏｐｉｃ ｓｐｅｃｔｒａｌ ｌｕｍｉｎｏｕｓ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｆｕｎｃｔｉｏｎに類似する特性を有するため、前記非線形Ｙ信号を用いて色差情報を含んでいない輝度信号（Ａ）を生成する。

【0030】

色差信号生成部３２０は、前記非線形ＸＹＺ信号を用いて色差信号を生成する。前記色差信号は輝度情報を含まない。すなわち、色差信号生成部３２０は、輝度信号（Ａ）と黄色−青色色差信号（Ｃ_ＹＢ）、輝度信号（Ａ）と赤色−緑色色差信号（Ｃ_ＲＧ）、及び黄色−青色色差信号（Ｃ_ＹＢ）と赤色−緑色色差信号（Ｃ_ＲＧ）の間の組合で非相関特性が最大になるように非線形ＸＹＺ信号から黄色−青色色差信号（Ｃ_ＹＢ）と赤色−緑色色差信号（Ｃ_ＲＧ）を生成する。

【0031】

色差信号生成部３２０はＸＹ信号の対からＸ信号とＹ信号を分離し、ＸＺ信号の対からＸ信号とＺ信号を分離して赤色−緑色色差信号（Ｃ_ＲＧ）を生成する。すなわち、色差信号生成部３２０はＸＹ信号の対からＸ信号とＹ信号を分離し、ＸＺ信号の対からＸ信号とＺ信号を分離することによって、輝度信号（Ａ）と黄色−青色色差信号（Ｃ_ＹＢ）の情報を含んでいない赤色−緑色色差信号（Ｃ_ＲＧ）を生成する。

【0032】

色差信号生成部３２０は、非線形Ｘ信号に与えられる係数値と非線形Ｙ（Ｚ）信号に与えられる係数値が互いに反対符号を形成し、輝度信号（Ａ）と赤色−緑色色差信号（Ｃ_ＲＧ）、及び黄色−青色色差信号（Ｃ_ＹＢ）と赤色−緑色色差信号（Ｃ_ＲＧ）の間の組合で非相関特性が最大になるようにする非線形ＸＹＺ信号から赤色−緑色色差信号（Ｃ_ＲＧ）を生成する。

【0033】

色差信号生成部３２０はＸＺ信号の対からＸ信号とＺ信号を分離し、ＹＺ信号の対からＹ信号とＺ信号を分離して黄色−青色色差信号（Ｃ_ＹＢ）を生成する。すなわち、色差信号生成部３２０はＸＺ信号の対からＸ信号とＺ信号を分離し、ＹＺ信号の対からＹ信号とＺ信号を分離することによって輝度信号（Ａ）と赤色−緑色色差信号（Ｃ_ＲＧ）情報を含んでいない黄色−青色色差信号（Ｃ_ＹＢ）を生成する。

【0034】

色差信号生成部３２０は、非線形Ｚ信号に与えられる係数値と非線形Ｘ（Ｙ）信号に与えられる係数値が互いに反対符号を形成して輝度信号（Ａ）と黄色−青色色差信号（Ｃ_ＹＢ）及び黄色−青色色差信号（Ｃ_ＹＢ）と赤色−緑色色差信号（Ｃ_ＲＧ）の間の組合で非相関特性が最大になるように非線形ＸＹＺ信号から黄色−青色色差信号（Ｃ_ＹＢ）を生成する。

【0035】

色差信号生成部３２０は、無彩色である場合に「０」の色差信号を有するように色差信号を生成する。

【0036】

相関係数比較部３３０は、輝度信号（Ａ）と黄色−青色色差信号（Ｃ_ＹＢ）との間の相関係数、輝度信号（Ａ）と赤色−緑色色差信号（Ｃ_ＲＧ）との間の相関係数、黄色−青色色差信号（Ｃ_ＹＢ）と赤色−緑色色差信号（Ｃ_ＲＧ）との間の相関係数を前記基準値と比較する。一例として、相関係数比較部３３０は、輝度信号（Ａ）と前記黄色−青色色差信号（Ｃ_ＹＢ）との間の相関係数、または輝度信号（Ａ）と赤色−緑色色差信号（Ｃ_ＲＧ）との間の相関係数が第１基準値０．２よりも小さいかを比較したり、黄色−青色色差信号（Ｃ_ＹＢ）と赤色−緑色色差信号（Ｃ_ＲＧ）との間の相関係数が第２基準値０．５よりも小さいかを比較してもよい。色差信号をサブサンプリングするとき、輝度信号がわい曲される場合には映像画質で境界及び詳細情報が失われるという悪い影響を及ぼすため、輝度信号（Ａ）と色差信号（Ｃ_ＹＢ、Ｃ_ＲＧ）との間の相関特性が２つの色差信号（Ｃ_ＹＢ、Ｃ_ＲＧ）間の相関特性よりも主に考慮される。

【0037】

前記相関係数と前記基準値とを比較した結果として前記相関係数が前記基準値以上である場合、色差信号生成部３２０は、前記相関係数が前記基準値未満に最小となるように色差信号を再び生成する。すなわち、色差信号生成部３２０は、前記輝度信号（Ａ）と前記黄色−青色色差信号（Ｃ_ＹＢ）、前記輝度信号（Ａ）と前記赤色−緑色色差信号（Ｃ_ＲＧ）、及び前記黄色−青色色差信号（Ｃ_ＹＢ）と前記赤色−緑色色差信号（Ｃ_ＲＧ）の相関特性が最小になるように前記非線形ＸＹＺ信号から前記黄色−青色色差信号（Ｃ_ＹＢ）と前記赤色−緑色色差信号（Ｃ_ＲＧ）を生成する。

【0038】

結果映像生成部３４０は、前記相関係数を比較した結果に応じて前記相関係数が前記基準値未満の色差信号をサブサンプリングした後、逆変換過程を経て結果映像を生成する。すなわち、結果映像生成部３４０は、前記輝度信号と前記色差信号との間の相関係数が基準値未満として前記輝度信号と前記色差信号との間の非相関特性が最大になる色差信号をサブサンプリングした後、逆変換過程を経て結果映像を生成する。一例として、結果映像生成部３４０は、前記輝度信号と前記色差信号との間の相関係数が基準値未満として最小化された場合、１６個ピクセルの色差信号を平均して得られた１つの色差信号を１６個のピクセルに再び割り当てるサブサンプリングを行ってから、前記輝度信号及び色差信号をＲＧＢ信号に逆変換過程を介して結果映像を生成する。

【0039】

分析部３５０は、前記オリジナル映像と前記結果映像との間の輝度差を分析する。すなわち、分析部３５０は、前記オリジナル映像に対する輝度情報と前記結果映像に対する輝度情報との差を分析する。

【0040】

図７は、本発明によって生成された輝度信号と色差信号を用いて色差信号が変化するとき輝度情報の変化のない状況を示す図である。図７を参照すれば、輝度差比較部３６０は、分析されたオリジナル映像に対する輝度情報７１０と結果映像に対する輝度情報７２０を用いて前記オリジナル映像と前記結果映像との輝度差を比較する。一例として、輝度差比較部３６０は、分析されたオリジナル映像に対する輝度情報７１０と結果映像に対する輝度情報７２０を用いて前記オリジナル映像と前記結果映像との輝度差が設定された値が「０」に近接するかを比較する。一例として、輝度差比較部３６０は、オリジナル映像に対する輝度情報７１０が「２３」であり、結果映像に対する輝度情報７２０が「２３」である場合、前記オリジナル映像と前記結果映像との輝度差を比較した結果値が「０」であるため、前記結果映像に対する色差信号の変化があっても輝度信号が格納されることを把握することができる。

【0041】

色差信号生成部３２０は、前記オリジナル映像と前記結果映像との輝度差を比較した結果その差が設定された値に近接しない場合、前記非線形ＸＹＺ信号を用いて輝度信号（Ａ）と赤色−緑色色差信号（Ｃ_ＲＧ）及び黄色−青色色差信号（Ｃ_ＹＢ）と赤色−緑色色差信号（Ｃ_ＲＧ）の間の非相関特性を最大にする色差信号が生成される。一例として、色差信号生成部３２０は、前記オリジナル映像と前記結果映像との輝度差を比較した結果、その差が設定された値である「０」に近接しない場合、前記非線形ＸＹＺ信号を用いて輝度信号（Ａ）と赤色−緑色色差信号（Ｃ_ＲＧ）及び黄色−青色色差信号（Ｃ_ＹＢ）と赤色−緑色色差信号（Ｃ_ＲＧ）の間の非相関特性を最大にする色差信号を再び生成する。

【0042】

前記分析されたオリジナル映像と結果映像の輝度差を比較した結果、前記輝度差がほとんどなく、前記オリジナル映像の輝度と前記結果映像の輝度がほとんど類似する場合、輝度／色差信号生成部１４０は、前記輝度信号と前記色差信号との間のクロストークが最小化される輝度／色差信号生成マトリックスを導き出したと判断し、前記導き出された輝度／色差信号生成マトリックスを用いて前記輝度信号及び色差信号を生成する。一例として、前記分析されたオリジナル映像と結果映像との輝度差を比較した結果が設定された値である「０」に近接する場合、輝度／色差信号生成部１４０は輝度情報を含んでいない色差信号が生成されたと判断する。

【0043】

このように、輝度／色差信号生成部１４０は輝度信号と色差信号との間の非相関特性が最大になり、オリジナル映像と結果映像との輝度差がほとんどない輝度信号及び色差信号を生成することによって、結果映像においてオリジナル映像の輝度情報がほとんど変わることなく維持されることから、色差信号の変化が輝度信号に影響を及ぼさないことで輝度信号と色差信号との間のクロストークを最小化することができる。

【0044】

図８は、本発明の一実施形態に係る輝度信号と色差信号との間のクロストークを最小化するビデオ信号生成方法の動作フローチャートを示す図である。

【0045】

図８を参照すれば、ステップＳ８１０において、ビデオ信号生成装置は、キャプチャされた映像のＲＧＢ信号をＸＹＺ信号に変換することによって色信号を生成する。すなわち、ステップＳ８１０において、前記ビデオ信号生成装置は、前記キャプチャされた映像のＲＧＢ信号を人の長／中／短波長の敏感度特性を反映するカラーマッチング関数から算出された三刺激値ＸＹＺ信号に色信号を生成する。

【0046】

ステップＳ８２０において、前記ビデオ信号生成装置は、線形信号を非線形信号に変換するための関数を適用して前記ＸＹＺ信号を非線形ＸＹＺ信号に変換する。

【0047】

ステップＳ８３０において、前記ビデオ信号生成装置は、非線形Ｙ信号または非線形ＸＹＺ信号の和を用いて輝度信号（Ａ）を生成する。すなわち、ステップＳ８３０において、前記ビデオ信号生成装置は、カラーマッチング関数でＹ信号を形成する中破長帯域の敏感度がｐｈｏｔｏｐｉｃ ｓｐｅｃｔｒａｌ ｌｕｍｉｎｏｕｓ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｆｕｎｃｔｉｏｎに類似する特性を有するため、非線形Ｙ信号を用いて輝度信号（Ａ）を生成したり、または非線形ＸＹＺ信号の和を用いて輝度信号（Ａ）を生成する。

【0048】

ステップＳ８４０において、前記ビデオ信号生成装置は、前記非線形ＸＹＺ信号を用いて色差信号を生成する。すなわち、ステップＳ８４０において、前記ビデオ信号生成装置は、前記輝度信号（Ａ）と黄色−青色色差信号（Ｃ_ＹＢ）、輝度信号（Ａ）と赤色−緑色色差信号（Ｃ_ＲＧ）、及び黄色−青色色差信号（Ｃ_ＹＢ）と赤色−緑色色差信号（Ｃ_ＲＧ）の間の非相関特性を最大にする非線形ＸＹＺ信号から黄色−青色色差信号（Ｃ_ＹＢ）と赤色−緑色色差信号（Ｃ_ＲＧ）を生成する。

【0049】

一例として、ステップＳ８４０において、前記ビデオ信号生成装置はＸＺ信号の対からＸ信号とＺ信号を分離し、ＹＺ信号の対からＹ信号とＺ信号を分離することによって黄色−青色色差信号（Ｃ_ＹＢ）を生成する。すなわち、ステップＳ８４０において、前記ビデオ信号生成装置は、黄色−青色色差信号（Ｃ_ＹＢ）と輝度信号（Ａ）、黄色−青色色差信号（Ｃ_ＹＢ）と赤色−緑色色差信号（Ｃ_ＲＧ）の組合における非相関特性が最大となるため、輝度信号（Ａ）と赤色−緑色色差信号（Ｃ_ＲＧ）の情報を含んでいない黄色−青色色差信号（Ｃ_ＹＢ）を生成する。前記ビデオ信号生成装置は、Ｘ信号とＺ信号、Ｙ信号とＺ信号を分離するために非線形Ｘ（Ｙ）信号の係数値と非線形Ｚ信号の係数値が互いに反対符号を形成することによって黄色−青色色差信号（Ｃ_ＹＢ）と輝度信号（Ａ）、黄色−青色色差信号（Ｃ_ＹＢ）と赤色−緑色色差信号（Ｃ_ＲＧ）の組合における非相関特性を最大化することができる。ここで、前記ビデオ信号生成装置は、前記非線形Ｘ信号に与えられる係数の絶対値は、非線形Ｙ信号と非線形Ｚ信号に与えられる係数絶対値よりも小さい条件で黄色−青色色差信号（Ｃ_ＹＢ）と輝度信号（Ａ）、黄色−青色色差信号（Ｃ_ＹＢ）と赤色−緑色色差信号（Ｃ_ＲＧ）の組合における非相関特性を最大化することができる。

【0050】

他の一例として、ステップＳ８４０において、前記ビデオ信号生成装置はＸＹ信号の対からＸ信号とＹ信号を分離し、ＸＺ信号の対からＸ信号とＺ信号を分離することによって赤色−緑色色差信号（Ｃ_ＲＧ）を生成する。すなわち、ステップＳ８４０において、前記ビデオ信号生成装置は、赤色−緑色色差信号（Ｃ_ＲＧ）と輝度信号（Ａ）、赤色−緑色色差信号（Ｃ_ＲＧ）と黄色−青色色差信号（Ｃ_ＹＢ）の組合における非相関特性が最大になることによって、輝度信号（Ａ）と黄色−青色色差信号（Ｃ_ＹＢ）の情報を含んでいない赤色−緑色色差信号（Ｃ_ＲＧ）を生成する。前記ビデオ信号生成装置は、Ｘ信号とＹ信号、Ｘ信号とＺ信号を分離するために非線形Ｘ信号の係数値と非線形Ｙ（Ｚ）信号の係数値が互いに反対符号を形成することによって、赤色−緑色色差信号（Ｃ_ＲＧ）と輝度信号（Ａ）、赤色−緑色色差信号（Ｃ_ＲＧ）と黄色−青色色差信号（Ｃ_ＹＢ）の組合における非相関特性を最大化することができる。ここで、前記ビデオ信号生成装置は、前記非線形Ｚ信号に与えられる係数の絶対値は、非線形Ｘ信号と非線形Ｙ信号に与えられる係数絶対値よりも小さい条件で赤色−緑色色差信号（Ｃ_ＲＧ）と輝度信号（Ａ）、赤色−緑色色差信号（Ｃ_ＲＧ）と黄色−青色色差信号（Ｃ_ＹＢ）の組合における非相関特性を最大化する。

【0051】

他の一例として、ステップＳ８４０において、前記ビデオ信号生成装置は無彩色である場合、「０」であり色差信号を有するように色差信号を生成する。

【0052】

ステップＳ８５０において、前記ビデオ信号生成装置は、輝度信号（Ａ）と黄色−青色色差信号（Ｃ_ＹＢ）との間の相関係数、輝度信号（Ａ）と赤色−緑色色差信号（Ｃ_ＲＧ）との間の相関係数、または黄色−青色色差信号（Ｃ_ＹＢ）と赤色−緑色色差信号（Ｃ_ＲＧ）との間の相関係数を基準値と比較する。一例として、ステップＳ８５０において、前記ビデオ信号生成装置は、輝度信号（Ａ）と黄色−青色色差信号（Ｃ_ＹＢ）との間の相関係数、または輝度信号（Ａ）と赤色−緑色色差信号（Ｃ_ＲＧ）との間の相関係数が第１基準値０．２よりも小さいかを比較したり、黄色−青色色差信号（Ｃ_ＹＢ）と赤色−緑色色差信号（Ｃ_ＲＧ）との間の相関係数が第２基準値０．５よりも小さいかを比較してもよい。

【0053】

輝度信号（Ａ）と黄色−青色色差信号（Ｃ_ＹＢ）との間の相関係数、輝度信号（Ａ）と赤色−緑色色差信号（Ｃ_ＲＧ）との間の相関係数、または黄色−青色色差信号（Ｃ_ＹＢ）と前記赤色−緑色色差信号（Ｃ_ＲＧ）との間の相関係数が前記基準値よりも小さくなければ、前記ビデオ信号生成装置はステップＳ８４０からの動作を再び行って、前記非線形ＸＹＺ信号を用いて前記輝度信号（Ａ）と赤色−緑色色差信号（Ｃ_ＲＧ）、及び前記黄色−青色色差信号（Ｃ_ＹＢ）と前記赤色−緑色色差信号（Ｃ_ＲＧ）の間の相関特性を最小にする色差信号を生成する。

【0054】

ステップＳ８６０において、前記ビデオ信号生成装置は、輝度信号（Ａ）と黄色−青色色差信号（Ｃ_ＹＢ）との間の相関係数、輝度信号（Ａ）と赤色−緑色色差信号（Ｃ_ＲＧ）との間の相関係数、及び黄色−青色色差信号（Ｃ_ＹＢ）と赤色−緑色色差信号（Ｃ_ＲＧ）との間の相関係数が前記基準値よりも小さければ、黄色−青色色差信号（Ｃ_ＹＢ）と赤色−緑色色差信号（Ｃ_ＲＧ）をサブサンプリングした後結果映像を生成する。すなわち、ステップＳ８６０において、前記ビデオ信号生成装置は、輝度信号（Ａ）と前記色差信号（Ｃ_ＹＢ、Ｃ_ＲＧ）との間の相関係数が前記基準値未満として前記輝度信号と前記色差信号との間の非相関特性が最大になる色差信号をサブサンプリングした後、逆変換過程を経て前記結果映像を生成する。一例として、ステップＳ８６０において、前記ビデオ信号生成装置は、前記輝度信号と前記色差信号との間の相関係数が基準値未満として最小化された場合、１６個ピクセルの色差信号を平均して得られた１つの色差信号を１６個のピクセルに再び割り当てるサブサンプリングを行った後、前記輝度信号及び色差信号をＲＧＢ信号に逆変換過程を介して前記結果映像を生成する。

【0055】

ステップＳ８７０において、前記ビデオ信号生成装置はオリジナル映像と前記結果映像との間の輝度差を分析する。

【0056】

ステップＳ８８０において、前記ビデオ信号生成装置は、前記オリジナル映像と前記結果映像との間の輝度差を分析した結果に応じて前記輝度差が「０」に近接するかを比較する。すなわち、ステップＳ８８０において、前記ビデオ信号生成装置は、前記オリジナル映像と前記結果映像との間の輝度差を分析した結果に応じて前記オリジナル映像と前記結果映像との間の輝度差が「０」に近接するかを比較することによって、前記結果映像の輝度値が前記オリジナル映像の輝度値とほとんど変わることなく格納されるかを判断する。

【0057】

前記比較結果に応じて前記輝度差が「０」に近接しない場合、前記ビデオ信号生成装置は、ステップＳ８４０からの動作を再び行って前記非線形ＸＹＺ信号を用いて輝度信号（Ａ）と赤色−緑色色差信号（Ｃ_ＲＧ）及び黄色−青色色差信号（Ｃ_ＹＢ）と赤色−緑色色差信号（Ｃ_ＲＧ）の間の非相関特性を最大にする色差信号を生成する。すなわち、前記比較結果に応じて前記輝度差が「０」に近接しない場合、前記ビデオ信号生成装置は、輝度信号（Ａ）と黄色−青色色差信号（Ｃ_ＹＢ）、輝度信号と赤色−緑色色差信号（Ｃ_ＲＧ）の間、及び黄色−青色色差信号（Ｃ_ＹＢ）と赤色−緑色色差信号（Ｃ_ＲＧ）の間に相関特性が最小になるよう前記非線形ＸＹＺ信号で黄色−青色色差信号（Ｃ_ＹＢ）と赤色−緑色色差信号（Ｃ_ＲＧ）を生成する。

【0058】

ステップＳ８９０において、前記ビデオ信号生成装置は、前記比較結果に応じて前記輝度差が「０」に近接した場合、輝度／色差信号（ＡＣ_ＹＢＣ_ＲＧ）生成マトリックスを導出する。すなわち、ステップＳ８９０において、前記ビデオ信号生成装置は、前記比較結果に応じて前記輝度差が「０」に近接すれば、色差信号の変化に関わらず輝度信号が維持される輝度／色差信号（ＡＣ_ＹＢＣ_ＲＧ）生成マトリックスを導出する。

【0059】

図９は、本発明の一実施形態に係るビデオ信号生成装置の内部構成を説明するためのブロック図である。本実施形態に係るビデオ信号生成装置９００は線形ＲＧＢ信号を用いて線形輝度信号を生成し、生成された線形輝度信号を非線形輝度信号に変換した後量子化してビデオ用信号として用いてもよい。また、ビデオ信号生成装置９００は、非線形輝度信号と線形ＲＧＢ信号または非線形ＲＧＢ信号のうち２以上の信号を用いて色差信号を生成する。

【0060】

ビデオ信号生成装置９００は、図９に示すように線形輝度信号生成部９１０、輝度信号変換部９２０、及び色差信号変換部９３０を含んでもよい。

【0061】

線形輝度信号生成部９１０は、入力映像に対する線形ＲＧＢ信号を用いて線形輝度信号を生成する。ここで、輝度信号の生成において、輝度情報の物理的な量を表す輝度と比例関係を有する線形ＲＧＢ信号を用いて線形輝度信号を生成することによって、本来の入力映像の輝度情報が維持されることができる。一例として、線形輝度信号生成部９１０は、下記の式（３）のように表現される方法を用いて線形輝度信号を生成する。

【0062】

【数3】

ここで、「Ａ」は線形輝度信号、「Ｒ」、「Ｇ」、「Ｂ」は線形Ｒ信号、線形Ｇ信号、及び線形Ｂ信号（すなわち、線形ＲＧＢ信号）をそれぞれ意味する。また、「Ｃ_１」、「Ｃ_２」、「Ｃ_３」はそれぞれ０と１の間の少数であってもよい。例えば、ＩＴＵ−Ｒ ＢＴ．７０９標準で定義されたＲＧＢプライマリカラー（Ｐｒｉｍａｒｙ Ｃｏｌｏｒｓ）とＤ６５白色点（ＣＩＥ ＸＹＺ＝９５．０４、１００．００、１０８．８９）の場合、線形ＲＧＢ信号の組合比として用いられる「Ｃ_１」、「Ｃ_２」、「Ｃ_３」はそれぞれ０．２１２６、０．７１５２、０．０７２２の値を有してもよい。

【0063】

輝度信号変換部９２０は線形輝度信号を非線形輝度信号に変換する。すなわち、ビデオ信号生成装置９００は、非線形輝度信号を生成する代わりに線形ＲＧＢ信号を用いて線形輝度信号を生成し、生成された線形輝度信号を非線形輝度信号に変換してビデオ信号として用いてもよい。ここで、上述したように、輝度信号の生成に線形ＲＧＢ信号を用いることによって、本来の入力映像の輝度情報を維持することができる。ここで、線形輝度信号を非線形輝度信号に変換するための一例として、式（４）のような非線形関数を用いてもよい。

【0064】

【数4】

ここで「Ａ」は線形輝度信号、「Ａ´」は非線形輝度信号をそれぞれ意味する。その後、線形信号を示す因子に記号「´」がつく場合、該当の線形信号に対する非線形信号を示すことを意味する。

【0065】

色差信号変換部９３０は、線形輝度信号及び非線形輝度信号のうち１つの輝度信号と、線形ＲＧＢ信号及び非線形ＲＧＢ信号のうち少なくとも２以上の信号を用いて色差信号を生成する。このためにビデオ信号生成装置９００は、線形ＲＧＢ信号を非線形ＲＧＢ信号に変換するＲＧＢ信号変換部（図示せず）をさらに備えてもよい。

【0066】

例えば、色差信号変換部９３０は、線形ＲＧＢ信号のうちＧＢ信号を非線形ＧＢ信号に変換し、変換された非線形ＧＢ信号と非線形輝度信号を用いて非線形色差信号を生成する。このために色差信号変換部９３０は、線形ＲＧＢ信号のうちＧＢ信号を非線形ＧＢ信号に変換するＧＢ信号変換部（図示せず）、非線形ＧＢ信号及び非線形輝度信号を用いて非線形色差信号を生成する非線形色差信号生成部（図示せず）を備えてもよい。この場合、ＧＢ信号を非線形ＧＢ信号に変換するための一例として、下記の式（５）のような非線形関数を用いてもよい。

【0067】

【数5】

また、非線形色差信号生成部（図示せず）は、非線形Ｇ信号と非線形輝度信号を用いて非線形の赤色−緑色色差信号を生成し、非線形Ｂ信号と非線形輝度信号を用いて非線形の黄色−青色色差信号を生成する。この場合、非線形の赤色−緑色色差信号と非線形の黄色−青色色差信号を生成する一例を下記の式（６）のように示してもよい。

【0068】

【数6】

ここで、「Ｃ_ＹＢ」は黄色−青色色差信号を意味し、上述したように記号「´」は該当因子が非線形であることを意味する。すなわち、「Ｃ_ＹＢ´」は非線形の黄色−青色色差信号を意味する。同一に「Ｂ´」は非線形Ｂ信号、「Ａ´」は非線形輝度信号、「Ｃ_ＲＧ´」は非線形の赤色−緑色色差信号、「Ｇ´」は非線形Ｇ信号をそれぞれ意味する。

【0069】

他の例として、色差信号変換部９３０は、線形ＲＧＢ信号のうちＲＢ信号と非線形輝度信号を用いて色差信号を生成する。このために、色差信号変換部９３０は、線形ＲＧＢ信号のうちＲＢ信号を非線形ＲＢ信号に変換するＲＢ信号変換部（図示せず）、非線形ＲＢ信号及び非線形輝度信号を用いて非線形色差信号を生成する非線形色差信号生成部（図示せず）を備えてもよい。この場合、ＲＢ信号を非線形ＲＢ信号に変換するための一例として、下記の式（７）のような非線形関数を用いてもよい。

【0070】

【数7】

また、非線形色差信号生成部（図示せず）は、非線形Ｒ信号と非線形輝度信号を用いて非線形の赤色−緑色色差信号を生成し、非線形Ｂ信号と非線形輝度信号を用いて非線形の黄色−青色色差信号を生成する。この場合、非線形の赤色−緑色色差信号と非線形の黄色−青色色差信号を生成する一例を下記の式（８）のように示してもよい。

【0071】

【数8】

ここで、他の因子は式（３）と同一であり、「Ｒ´」は非線形Ｒ信号を意味する。

【0072】

色差信号を生成する上述した２種類の例に係る方法を図１０及び図１１を参照してそれぞれ詳しく説明する。

【0073】

図１０は、本発明の一実施形態に係るビデオ信号を生成する第１例である。図１０は、入力映像部１０１０、線形輝度信号生成部１０２０、非線形輝度信号生成部１０３０、デジタル化された非線形輝度信号生成部１０４０、非線形ＧＢ信号生成部１０５０、非線形色差信号生成部１０６０、及びデジタル化された非線形色差信号生成部１０７０を示している。

【0074】

ここで、線形輝度信号生成部１０２０は図９を参照して説明した線形輝度信号生成部９１０、非線形輝度信号生成部１０３０は図９を参照して説明した輝度信号変換部９２０、非線形ＧＢ信号生成部１０５０と非線形色差信号生成部１０６０は図９を参照して説明したＧＢ信号変換部（図示せず）及び非線形色差信号生成部（図示せず）にそれぞれ対応する。

【0075】

また、入力映像部１０１０、デジタル化された非線形輝度信号生成部１０４０、及びデジタル化された非線形色差信号生成部１０７０は、必要に応じてビデオ信号生成装置９００に含まれてもよく、ビデオ信号生成装置９００の外部でビデオ信号生成装置９００とデータ送受信する方式で動作してもよい。

【0076】

入力映像部１０１０は、入力映像に対する線形ＲＧＢ信号（Ｒ、Ｇ、Ｂ）を出力する。ここで、線形輝度信号生成部１０２０は入力映像部１０１０で出力された線形ＲＧＢ信号（Ｒ、Ｇ、Ｂ）が入力されてもよく、非線形ＧＢ信号生成部１０５０は出力された線形ＲＧＢ信号（Ｒ、Ｇ、Ｂ）のうち線形ＧＢ信号（Ｇ、Ｂ）のみが入力されてもよい。

【0077】

線形輝度信号生成部１０２０は、入力された線形ＲＧＢ信号（Ｒ、Ｇ、Ｂ）を用いて線形輝度信号（Ａ）を生成する。線形輝度信号生成部１０２０で生成された線形輝度信号（Ａ）は非線形輝度信号生成部１０３０に送信されてもよく、非線形輝度信号生成部１０３０は線形輝度信号（Ａ）を変換して非線形輝度信号（Ａ´）を生成する。

【0078】

デジタル化された非線形輝度信号生成部１０４０は、非線形輝度信号（Ａ´）をデジタル化してデジタル化された非線形輝度信号（ＤＡ´）を生成する。

【0079】

一方、線形ＧＢ信号（Ｇ、Ｂ）の入力された非線形ＧＢ信号生成部１０５０は、入力された線形ＧＢ信号（Ｇ、Ｂ）を用いて非線形ＧＢ信号（Ｇ´、Ｂ´）を生成する。

【0080】

ここで、非線形色差信号生成部１０６０は、非線形輝度信号生成部１０３０で生成された非線形輝度信号（Ａ´）と非線形ＧＢ信号生成部１０５０で生成された非線形ＧＢ信号（Ｇ´、Ｂ´）を用いて非線形色差信号（Ｃ_ＹＢ´、Ｃ_ＲＧ´）を生成する。

【0081】

デジタル化された非線形色差信号生成部１０７０は、非線形色差信号（Ｃ_ＹＢ´、Ｃ_ＲＧ´）をデジタル化してデジタル化された非線形色差信号（ＤＣ_ＹＢ´、ＤＣ_ＲＧ´）を生成する。

【0082】

ここで、デジタル化された非線形輝度信号生成部１０４０で生成されたデジタル化された非線形輝度信号（ＤＡ´）とデジタル化された非線形色差信号生成部１０７０で生成されたデジタル化された非線形色差信号（ＤＣ_ＹＢ´、ＤＣ_ＲＧ´）がビデオ信号として入力映像を再生するための端末などに提供されてもよい。

【0083】

図１１は、本発明の一実施形態に係るビデオ信号を生成する第２例である。図１０は、入力映像部１１１０、線形輝度信号生成部１１２０、非線形輝度信号生成部１１３０、デジタル化された非線形輝度信号生成部１１４０、非線形ＲＢ信号生成部１１５０、非線形色差信号生成部１１６０、及びデジタル化された非線形色差信号生成部１１７０を示している。

【0084】

ここで、線形輝度信号生成部１１２０は図９を参照して説明した線形輝度信号生成部９１０、非線形輝度信号生成部１０３０は図９を参照して説明した輝度信号変換部９２０、非線形ＧＢ信号生成部１０５０と非線形色差信号生成部１０６０は図９を参照して説明したＲＢ信号変換部（図示せず）及び非線形色差信号生成部（図示せず）にそれぞれ対応する。

【0085】

また、入力映像部１１１０、デジタル化された非線形輝度信号生成部１１４０、及びデジタル化された非線形色差信号生成部１１７０は必要に応じてビデオ信号生成装置９００に含まれてもよく、ビデオ信号生成装置９００の外部でビデオ信号生成装置９００とデータ送受信する方式で動作してもよい。

【0086】

入力映像部１１１０は、入力映像に対する線形ＲＧＢ信号（Ｒ、Ｇ、Ｂ）を出力する。ここで、線形輝度信号生成部１１２０は入力映像部１１１０で出力された線形ＲＧＢ信号（Ｒ、Ｇ、Ｂ）が入力されてもよく、非線形ＲＢ信号生成部１１５０は出力された線形ＲＧＢ信号（Ｒ、Ｇ、Ｂ）のうち線形ＲＢ信号（Ｒ、Ｂ）のみが入力されてもよい。

【0087】

線形輝度信号生成部１１２０は入力された線形ＲＧＢ信号（Ｒ、Ｇ、Ｂ）を用いて線形輝度信号（Ａ）を生成する。線形輝度信号生成部１１２０で生成された線形輝度信号（Ａ）は非線形輝度信号生成部１１３０に送信されてもよく、非線形輝度信号生成部１１３０は線形輝度信号（Ａ）を変換して非線形輝度信号（Ａ´）を生成する。

【0088】

デジタル化された非線形輝度信号生成部１１４０は、非線形輝度信号（Ａ´）をデジタル化してデジタル化された非線形輝度信号（ＤＡ´）を生成する。

【0089】

一方、線形ＲＢ信号（Ｒ、Ｂ）の入力された非線形ＲＢ信号生成部１１５０は、入力された線形ＲＢ信号（Ｒ、Ｂ）を用いて非線形ＲＢ信号（Ｒ´、Ｂ´）を生成する。

【0090】

ここで、非線形色差信号生成部１１６０は、非線形輝度信号生成部１１３０で生成された非線形輝度信号（Ａ´）と非線形ＧＢ信号生成部１１５０で生成された非線形ＲＢ信号（Ｒ´、Ｂ´）を用いて非線形色差信号（Ｃ_ＹＢ´、Ｃ_ＲＧ´）を生成する。

【0091】

デジタル化された非線形色差信号生成部１１７０は、非線形色差信号（Ｃ_ＹＢ´、Ｃ_ＲＧ´）をデジタル化してデジタル化された非線形色差信号（ＤＣ_ＹＢ´、ＤＣ_ＲＧ´）を生成する。

【0092】

ここで、デジタル化された非線形輝度信号生成部１１４０で生成されたデジタル化された非線形輝度信号（ＤＡ´）と、デジタル化された非線形色差信号生成部１１７０で生成されたデジタル化された非線形色差信号（ＤＣ_ＹＢ´、ＤＣ_ＲＧ´）がビデオ信号として入力映像を再生するための端末などに提供されてもよい。

【0093】

再び、図９を参照すれば、ビデオ信号生成装置９００は、色差信号をサブサンプリングするサブサンプリング部（図示せず）をさらに備えてもよい。サブサンプリングは入力映像のデータに関する情報量を減少させるために用いられてもよく、本実施形態では上述したように色差信号に対してのみ行われてもよい。このようなサブサンプリングについては図１５を参照して詳しく説明することにする。

【0094】

また、図１０および図１１で説明したデジタル化は図９を参照して簡単に説明した量子化を意味する。ここで、非線形輝度信号（Ａ´）と非線形色差信号（Ｃ_ＹＢ´、Ｃ_ＲＧ´）は一例として、下記の式（９）のように必要とするビット−テプス（ｂｉｔ−ｄｅｐｔｈ）に応じてデジタル化されて整数型になり得る。

【0095】

【数9】

ここで、「ｎ」は８、１０、１２などのように必要とするビット−テプスを意味し、記号「＊」は乗算記号を意味する。デジタル化された非線形輝度信号（ＤＡ´）とデジタル化された非線形色差信号（ＤＣ_ＹＢ´、ＤＣ_ＲＧ´）は後で説明する逆デジタル化などの逆変換過程を介して再び線形ＲＧＢ信号に変換されて結果映像を生成するために用いられる。このような逆変換については図１２〜図１４を参照してより詳しく説明する。

【0096】

図１２は、本発明の一実施形態に係るビデオ信号処理装置の内部構成を説明するためのブロック図である。本実施形態に係るビデオ信号処理装置１２００は、図９〜図１１で説明された非線形輝度信号と非線形色差信号を用いて結果映像を生成する。

【0097】

ここで、ビデオ信号処理装置は、図１２に示すように輝度信号変換部１２１０、非線形信号生成部１２２０、ＲＧＢ信号変換部１２３０、及び線形ＲＧＢ信号生成部１２４０を備えてもよい。

【0098】

輝度信号変換部１２１０は非線形輝度信号を線形輝度信号に変換する。ここで、非線形輝度信号は、図９〜図１１を参照して説明した非線形輝度信号に対応する。すなわち、輝度信号変換部１２１０は、図９に示すビデオ信号生成装置９００で生成された非線形輝度信号を線形輝度信号に変換してもよい。

【0099】

非線形信号生成部１２２０は、非線形色差信号と非線形輝度信号を用いて非線形ＲＧＢ信号のうち２以上の非線形信号を生成する。ここで、非線形色差信号は、一例として非線形ＲＧＢ信号のうち非線形Ｇ信号と非線形輝度信号を用いて生成された非線形の赤色−緑色色差信号、及び非線形ＲＧＢ信号のうち非線形Ｂ信号と非線形輝度信号を用いて生成された非線形の黄色−青色色差信号を含んでもよい。他の例として、非線形色差信号は、非線形ＲＧＢ信号のうち非線形Ｒ信号と非線形輝度信号を用いて生成された非線形の赤色−緑色色差信号、及び非線形ＲＧＢ信号のうち非線形Ｂ信号と非線形輝度信号を用いて生成された非線形の黄色−青色色差信号を含んでもよい。このような非線形色差信号も図９に示すビデオ信号生成装置９００で生成されてもよい。

【0100】

この場合、非線形信号生成部１２２０は、ビデオ信号生成装置９００で非線形ＧＢ信号と非線形輝度信号を用いて非線形色差信号を生成した場合、非線形色差信号と非線形輝度信号を用いて非線形ＧＢ信号を生成する。

【0101】

また、非線形信号生成部１２２０は、ビデオ信号生成装置９００で非線形ＲＢ信号と非線形輝度信号を用いて非線形色差信号を生成した場合、非線形色差信号と非線形輝度信号を用いて非線形ＲＢ信号を生成する。

【0102】

ＲＧＢ信号変換部１２３０は、２以上の非線形信号を２以上の線形信号に変換する。例えば、非線形信号生成部１２２０が非線形ＧＢ信号を生成する場合、ＲＧＢ信号変換部１２３０は非線形ＧＢ信号を線形ＧＢ信号に変換してもよい。また、非線形信号生成部１２２０が非線形ＲＢ信号を生成する場合、ＲＧＢ信号変換部１２３０は非線形ＲＢ信号を線形ＲＢ信号に変換してもよい。

【0103】

線形ＲＧＢ信号生成部１２４０は、線形輝度信号及び２以上の線形信号を用いて線形ＲＧＢ信号を生成する。すなわち、線形ＲＧＢ信号生成部１２４０は、輝度信号変換部１２１０の出力の線形輝度信号とＲＧＢ信号変換部１２３０の出力の２以上の線形信号を用いて線形ＲＧＢ信号を生成する。このように生成された線形ＲＧＢ信号は、図９に示すビデオ信号生成装置９００で説明した入力映像に対応する結果映像を生成するために用いられる。

【0104】

図１３は、本発明の一実施形態に係る結果映像を生成する第１例である。図１３は、逆デジタル化された非線形輝度信号生成部１３１０、逆非線形輝度信号生成部１３２０、逆デジタル化された非線形色差信号生成部１３３０、逆非線形色差信号生成部１３４０、逆非線形ＧＢ信号生成部１３５０、逆線形輝度信号生成部１３６０、及び結果映像生成部１３７０を示している。

【0105】

ここで、逆非線形輝度信号生成部１３２０は図１２を参照して説明した輝度信号変換部１２１０、逆非線形色差信号生成部１３４０は図１２を参照して説明した非線形信号生成部１２２０、逆非線形ＧＢ信号生成部１３５０は図１２を参照して説明したＲＧＢ信号変換部１２３０、逆線形輝度信号生成部１３６０は図１２を参照して説明した線形ＲＧＢ信号生成部１２４０にそれぞれ対応する。

【0106】

また、逆デジタル化された非線形輝度信号生成部１３１０、逆デジタル化された非線形色差信号生成部１３３０、および結果映像生成部１３７０は必要に応じてビデオ信号処理装置１２００に含まれてもよく、ビデオ信号処理装置１２００の外部でビデオ信号処理装置１２００とデータ送受信する方式で動作してもよい。

【0107】

逆デジタル化された非線形輝度信号生成部１３１０は、デジタル化された非線形輝度信号（ＤＡ´）の入力を受けて逆デジタル化することで非線形輝度信号（Ａ´）を生成する。

【0108】

ここで、逆非線形輝度信号生成部１３２０は非線形輝度信号（Ａ´）を変換して線形輝度信号（Ａ）を生成する。

【0109】

逆デジタル化された非線形色差信号生成部１３３０は、デジタル化された非線形色差信号（ＤＣ_ＹＢ´、ＤＣ_ＲＧ´）が入力されて逆デジタル化することで非線形色差信号（Ｃ_ＹＢ´、Ｃ_ＲＧ´）を生成する。

【0110】

ここで、逆非線形色差信号生成部１３４０は、非線形色差信号（Ｃ_ＹＢ´、Ｃ_ＲＧ´）と非線形輝度信号（Ａ´）を用いて非線形ＧＢ信号を生成する。

【0111】

逆非線形ＧＢ信号生成部１３５０は非線形ＧＢ信号を変換して線形ＧＢ信号を生成する。

【0112】

逆線形輝度信号生成部１３６０は、逆非線形輝度信号生成部１３２０で生成された線形輝度信号（Ａ）と逆非線形ＧＢ信号生成部１３５０で生成された線形ＧＢ信号を用いて線形ＲＧＢ信号を生成する。

【0113】

結果映像生成部１３７０は線形ＲＧＢ信号を用いて結果映像を生成する。

【0114】

図１４は、本発明の一実施形態に係る結果映像を生成する第２例である。図１４は、逆デジタル化された非線形輝度信号生成部１４１０、逆非線形輝度信号生成部１４２０、逆デジタル化された非線形色差信号生成部１４３０、逆非線形色差信号生成部１４４０、逆非線形ＲＢ信号生成部１４５０、逆線形輝度信号生成部１４６０、及び結果映像生成部１４７０を示している。

【0115】

ここで、逆非線形輝度信号生成部１４２０は図１２を参照して説明した輝度信号変換部１２１０、逆非線形色差信号生成部１４４０は図１２を参照して説明した非線形信号生成部１２２０、逆非線形ＧＢ信号生成部１４５０は図１２を参照して説明したＲＧＢ信号変換部１２３０、逆線形輝度信号生成部１４６０は図１２を参照して説明した線形ＲＧＢ信号生成部１２４０にそれぞれ対応する。

【0116】

また、逆デジタル化された非線形輝度信号生成部１４１０、逆デジタル化された非線形色差信号生成部１４３０、および結果映像生成部１４７０は必要に応じてビデオ信号処理装置１２００に含まれてもよく、ビデオ信号処理装置１２００の外部でビデオ信号処理装置１２００とデータ送受信する方式で動作してもよい。

【0117】

逆デジタル化された非線形輝度信号生成部１４１０は、デジタル化された非線形輝度信号（ＤＡ´）の入力を受けて逆デジタル化することで非線形輝度信号（Ａ´）を生成する。

【0118】

ここで、逆非線形輝度信号生成部１４２０は、非線形輝度信号（Ａ´）を変換して線形輝度信号（Ａ）を生成する。

【0119】

逆デジタル化された非線形色差信号生成部１４３０は、デジタル化された非線形色差信号（ＤＣ_ＹＢ´、ＤＣ_ＲＧ´）の入力を受けて逆デジタル化することで非線形色差信号（Ｃ_ＹＢ´、Ｃ_ＲＧ´）を生成する。

【0120】

ここで、逆非線形色差信号生成部１４４０は、非線形色差信号（Ｃ_ＹＢ´、Ｃ_ＲＧ´）と非線形輝度信号（Ａ´）を用いて非線形ＲＢ信号を生成する。

【0121】

逆非線形ＲＢ信号生成部１４５０は非線形ＲＢ信号を変換して線形ＲＢ信号を生成する。

【0122】

逆線形輝度信号生成部１４６０は、逆非線形輝度信号生成部１４２０で生成された線形輝度信号（Ａ）と逆非線形ＲＢ信号生成部１４５０で生成された線形ＲＢ信号を用いて線形ＲＧＢ信号を生成する。

【0123】

結果映像生成部１４７０は線形ＲＧＢ信号を用いて結果映像を生成する。

【0124】

図１２〜図１４で説明した逆デジタル化や逆非線形などのような逆変換は上述した式（３）〜式（９）を逆に適用して行われてもよい。

【0125】

図１５は、本発明の一実施形態に係るビデオ信号生成装置で実行可能なサブサンプリングを説明するための一例である。ビデオ信号用の輝度信号と色差信号は映像データの情報量の減少のために色差信号をサブサンプリングしてもよい。第１の例１５１０は４：２：０サブサンプリング方法を示す。すなわち、２×２ピクセル単位で色差信号が１つずつサブサンプリングされる。例えば、４個のピクセルの色差信号を平均して１つの色差信号を生成し、その後サンプリングに用いる。ここで、色差信号が輝度信号成分を含んでいると、色差信号のサブサンプリングによって輝度情報がわい曲され、結果的に映像情報を圧縮した後、結果映像の画質に悪影響を及ぼし得る。しかし、本発明の実施形態では、輝度情報の物理的な量を表す輝度と比例関係を有する線形ＲＧＢ信号を用いて線形輝度信号を生成することでオリジナル映像の輝度情報が維持されるようにし、輝度と比例関係を有しない非線形ＲＧＢ信号と非線形輝度信号を用いて色差情報を生成することで結果映像の画質を向上させることができる。

【0126】

結果映像の画質に関する情報は確認する方法の一例として、まず、オリジナル映像と色差信号をサブサンプリングした後の結果映像のＲＧＢ値をＣＩＥ ＸＹＺ値に変換する。その後、ＣＩＥＬＡＢカラーアピアランス（ａｐｐｅａｒａｎｃｅ）モデルを介してオリジナル映像と色差信号をサブサンプリングした後に得られた結果映像の各ピクセルでのＸＹＺ値に対応する明度値を算出する。オリジナル映像と結果映像それぞれに対する代表明度値は、下記の式（１０）のようなＰＳＮＲ（Ｐｅａｋ Ｓｉｇｎａｌ ｔｏ Ｎｏｉｓｅ Ｒａｔｉｏ）算出式を用いてＰＮＳＲ−明度値に再び算出してもよい。

【0127】

【数10】

ここで、「ＭＳＥ」は平均自乗誤差（Ｍｅａｎ Ｓｑｕａｒｅｄ Ｅｒｒｏｒ）、「ｍ」は映像の横ピクセル数、「ｎ」は映像の縦ピクセル数、「Ｉ（ｉ、ｊ）」はオリジナル映像の各ピクセル位置における明度値、「Ｋ（ｉ、ｊ）」は結果映像における各ピクセル位置での明度値、「ＭＡＸ」はオリジナル映像における最大明度値をそれぞれ意味する。ＰＳＮＲ−明度値が大きいほどオリジナル映像と結果映像との間の明度差が相対的に小さく、ＰＳＮＲ−明度値が小さいほどオリジナル映像と結果映像との間の明度差が相対的に大きいことが分かる。

【0128】

図１６は、本発明の一実施形態に係るビデオ信号生成方法を示すフローチャートである。本実施形態に係るビデオ信号生成方法は、図９で説明したビデオ信号生成装置９００によって行われてもよい。図１６ではビデオ信号生成装置９００で各ステップを行う過程を説明することによってビデオ信号生成方法を説明する。ビデオ信号生成方法によれば、線形ＲＧＢ信号を用いて線形輝度信号を生成し、生成された線形輝度信号を非線形輝度信号に変換した後量子化してビデオ用信号を生成する。また、ビデオ信号生成方法によれば、非線形輝度信号と線形ＲＧＢ信号のうち２以上の信号を用いて色差信号を生成する。

【0129】

ステップＳ１６１０において、ビデオ信号生成装置９００は、入力映像に対する線形ＲＧＢ信号を用いて線形輝度信号を生成する。ここで、輝度信号の生成において、輝度情報の物理的な量を表す輝度と比例関係を有する線形ＲＧＢ信号を用いて線形輝度信号を生成することによって、本来の入力映像の輝度情報を維持することができる。一例として、ビデオ信号生成装置９００は、上述した式（３）のように表現される方法を用いて線形輝度信号を生成する。

【0130】

ステップＳ１６２０において、ビデオ信号生成装置９００は線形輝度信号を非線形輝度信号に変換する。すなわち、ビデオ信号生成装置９００は、非線形輝度信号を生成する代わりに線形ＲＧＢ信号を用いて線形輝度信号を生成し、生成された線形輝度信号を非線形輝度信号に変換してビデオ信号として用いてもよい。ここで、上述したように、輝度信号の生成に線形ＲＧＢ信号を用いることによって、本来の入力映像の輝度情報を維持することができる。ここで、線形輝度信号を非線形輝度信号に変換するための一例として、上述した式（４）のような非線形関数を用いてもよい。

【0131】

ステップＳ１６３０において、ビデオ信号生成装置９００は、線形輝度信号及び非線形輝度信号のうち１つの輝度信号と線形ＲＧＢ信号及び非線形ＲＧＢ信号のうち少なくとも２以上の信号を用いて色差信号を生成する。このためにビデオ信号生成装置９００は、線形ＲＧＢ信号を非線形ＲＧＢ信号に変換するステップ（図示せず）をさらに行ってもよい。

【0132】

例えば、色差信号変換部９３０は線形ＲＧＢ信号のうちＧＢ信号を非線形ＧＢ信号に変換し、変換された非線形ＧＢ信号と非線形輝度信号を用いて非線形色差信号を生成する。このためにビデオ信号生成装置９００は、線形ＲＧＢ信号のうちＧＢ信号を非線形ＧＢ信号に変換し、非線形ＧＢ信号及び非線形輝度信号を用いて非線形色差信号を生成する。この場合、ＧＢ信号を非線形ＧＢ信号に変換するための一例として上述した式（５）のような非線形関数を用いてもよい。

【0133】

また、ビデオ信号生成装置９００は、ステップＳ１６３０で非線形Ｇ信号と非線形輝度信号を用いて非線形の赤色−緑色色差信号を生成し、非線形Ｂ信号と非線形輝度信号を用いて非線形の黄色−青色色差信号を生成する。この場合、非線形の赤色−緑色色差信号と非線形の黄色−青色色差信号を生成する一例について上述した式（６）のように示してもよい。

【0134】

他の例として、ビデオ信号生成装置９００は、ステップＳ１６３０で線形ＲＧＢ信号のうちＲＢ信号と非線形輝度信号を用いて色差信号を生成する。このためにビデオ信号生成装置９００は、線形ＲＧＢ信号のうちＲＢ信号を非線形ＲＢ信号に変換し、非線形ＲＢ信号及び非線形輝度信号を用いて非線形色差信号を生成する。この場合、ＲＢ信号を非線形ＲＢ信号に変換するための一例として上述した式（７）のような非線形関数を用いてもよい。

【0135】

また、ビデオ信号生成装置９００は非線形Ｒ信号と非線形輝度信号を用いて非線形の赤色−緑色色差信号を生成し、非線形Ｂ信号と非線形輝度信号を用いて非線形の黄色−青色色差信号を生成する。この場合、非線形の赤色−緑色色差信号と非線形の黄色−青色色差信号を生成する一例について上述した式（８）のように示してもよい。

【0136】

ビデオ信号生成装置９００は、ステップＳ１６３０で生成された色差信号をサブサンプリングしてもよい。サブサンプリングは、入力映像のデータに関する情報量を減少させるために用いられてもよく、本実施形態では上述したように色差信号についてのみ行われてもよい。このようなサブサンプリングについては図１５を参照して詳しく説明したため、反復的な説明は省略する。

【0137】

図１７は、本発明の一実施形態に係るビデオ信号処理方法を示すフローチャートである。本実施形態に係るビデオ信号処理方法は、図１２を参照して説明したビデオ信号処理装置１２００によって行われる。図１７では、ビデオ信号処理装置１２００によって各ステップが行われる過程を説明することでビデオ信号処理方法を説明する。

【0138】

ステップＳ１７１０において、ビデオ信号処理装置１２００は非線形輝度信号を線形輝度信号に変換する。ここで、非線形輝度信号は、図１６を参照して説明した非線形輝度信号に対応する。すなわち、ビデオ信号処理装置１２００は、図１６を参照して説明したビデオ信号生成方法によって生成された非線形輝度信号を線形輝度信号に変換してもよい。

【0139】

ステップＳ１７２０において、ビデオ信号処理装置１２００は、非線形色差信号を用いて非線形ＲＧＢ信号のうち２以上の非線形信号を生成する。ここで、非線形色差信号は、一例として非線形ＲＧＢ信号のうち非線形Ｇ信号と非線形輝度信号を用いて生成された非線形の赤色−緑色色差信号、及び非線形ＲＧＢ信号のうち非線形Ｂ信号と非線形輝度信号を用いて生成された非線形の黄色−青色色差信号を含んでもよい。他の例として、非線形色差信号は、非線形ＲＧＢ信号のうち非線形Ｒ信号と非線形輝度信号を用いて生成された非線形の赤色−緑色色差信号、及び非線形ＲＧＢ信号のうち非線形Ｂ信号と非線形輝度信号を用いて生成された非線形の黄色−青色色差信号を含んでもよい。このような非線形色差信号も図１６で説明したビデオ信号生成方法によって生成されてもよい。

【0140】

この場合、ビデオ信号処理装置１２００は、ビデオ信号生成装置９００で非線形ＧＢ信号と非線形輝度信号を用いて非線形色差信号を生成した場合、非線形色差信号を用いて非線形ＧＢ信号を２以上の非線形信号として生成する。

【0141】

また、ビデオ信号処理装置１２００は、ビデオ信号生成装置９００で非線形ＲＢ信号と非線形輝度信号を用いて非線形色差信号を生成した場合、非線形色差信号を用いて非線形ＲＢ信号を２以上の非線形信号として生成する。

【0142】

ステップＳ１７３０において、ビデオ信号処理装置１２００は２以上の非線形信号を２以上の線形信号に変換する。例えば、ステップＳ１７２０で非線形ＧＢ信号が生成される場合、ビデオ信号処理装置１２００は、ステップＳ１７３０で非線形ＧＢ信号を線形ＧＢ信号に変換してもよい。また、ステップＳ１７２０で非線形ＲＢ信号が生成される場合、ビデオ信号処理装置１２００は非線形ＲＢ信号を線形ＲＢ信号に変換してもよい。

【0143】

ステップＳ１７４０において、ビデオ信号処理装置１２００は線形輝度信号及び２以上の線形信号を用いて線形ＲＧＢ信号を生成する。すなわち、ビデオ信号処理装置１２００はステップＳ１７１０で変換された線形輝度信号とステップＳ１７３０で変換された２以上の線形信号を用いて線形ＲＧＢ信号を生成する。このように生成された線形ＲＧＢ信号は、図１６で説明した入力映像に対応する結果映像を生成するために用いられてもよい。

【0144】

図１６及び図１７で省略された内容は図９〜図１５を参照してもよい。

【0145】

このように本発明の実施形態によれば、輝度信号と色差信号との間の非相関特性が最大になり、色差信号をサブサンプリングした結果映像とオリジナル映像の輝度差がほとんどない輝度信号及び色差信号を生成することによって色差信号の変化が輝度信号に影響を及ぼさないため、輝度信号と色差信号との間のクロストークを最小化することができる。また、輝度情報の物理的な量を表す輝度と比例関係を有する線形ＲＧＢ信号を用いて輝度信号を生成することでオリジナル映像の輝度情報を維持することができ、輝度成分と色差成分との間のクロストークを減らし、映像情報を圧縮した後復元時にオリジナル映像対比の損失を最小化することができる。

【0146】

本発明に係る方法は、多様なコンピュータ手段を介して様々な処理を実行することができるプログラム命令の形態で実現され、コンピュータ読取可能な記録媒体に記録されてもよい。コンピュータ読取可能な媒体は、プログラム命令、データファイル、データ構造などのうちの１つまたはその組合せを含んでもよい。媒体に記録されるプログラム命令は、本発明の目的のために特別に設計されて構成されたものでもよく、コンピュータソフトウェア分野の技術を有する当業者にとって公知のものであり、使用可能なものであってもよい。コンピュータ読取可能な記録媒体の例としては、ハードディスク、フロッピー（登録商標）ディスク及び磁気テープのような磁気媒体、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤのような光記録媒体、光ディスクのような光磁気媒体、及びＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリなどのようなプログラム命令を保存して実行するように特別に構成されたハードウェア装置が含まれてもよい。プログラム命令の例としては、コンパイラによって生成されるような機械語コード（ｍａｃｈｉｎｅ ｃｏｄｅ）だけでなく、インタプリタなどを用いてコンピュータによって実行され得る高級言語コード（ｈｉｇｈｅｒ ｌｅｖｅｌ ｃｏｄｅ）を含む。上述したハードウェア装置は、本発明の動作を行うために１つ以上のソフトウェアのレイヤで動作するように構成されてもよい。

【0147】

上述したように、本発明を限定された実施形態と図面によって説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されることなく、本発明が属する分野における通常の知識を有する者であれば、このような実施形態から多様な修正及び変形が可能である。

【0148】

したがって、本発明の範囲は、開示された実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲だけではなく特許請求の範囲と均等なものなどによって定められるものである。

【符号の説明】

【0149】

９００ ビデオ信号生成装置
９１０ 線形輝度信号生成部
９２０ 輝度信号変換部
９３０ 色差信号変換部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】