(57)【要約】【課題】広色域から狭色域に色変換をするときに、オーバーフローを起こさないためにブレンド係数をどのように設定すれば良いか明確にされていなかった。【解決手段】一実施形態に係る画像処理装置は、入力信号をリニアな第１の色域の第１の画像信号に変換する信号入力部と、第１の色域よりも広い第２の色域を第１の色域の画像出力装置において表示するための第２の画像信号に変換する色域変換部と、入力信号から得られる色相及び彩度から第１の画像信号と第２の画像信号の合成比率を規定するブレンド係数設定部と、第１の画像信号と第２の画像信号とを、設定されたブレンド係数に応じた比率で合成した合成画像信号を生成する色合成部とを有し、ブレンド係数設定部は、明度または彩度の値がオーバーフローを起こさない境界値以上の場合は第１のブレンド係数を、オーバーフローを起こさない境界値未満の場合は第２のブレンド係数を設定する。【選択図】図１
2014140160.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像を示す入力信号をリニアな第１の色域の第１の画像信号に変換する信号入力部と、
前記第１の色域よりも広い第２の色域を前記第１の色域の画像出力装置において表示するための第２の画像信号に変換する色域変換部と、
前記入力信号から得られる色相及び彩度に基づいて前記第１の画像信号と前記第２の画像信号の合成比率を規定するブレンド係数を設定するブレンド係数設定部と、
前記第１の画像信号と前記第２の画像信号とを、設定された前記ブレンド係数に応じた比率で合成した合成画像信号を生成する色合成部と
を有し、
前記ブレンド係数設定部は、色域境界に相当する前記第２の画像信号に対して前記第１の画像信号から前記第２の画像信号への変換の逆変換を行い、得られたデータから前記合成画像信号が０から１の範囲に収まらない状態であるオーバーフローを起こさない明度と彩度の境界値を求め、前記明度または前記彩度の値が前記オーバーフローを起こさない境界値以上の場合は第１のブレンド係数を設定し、前記明度および前記彩度の値が前記オーバーフローを起こさない境界値未満の場合は前記第１のブレンド係数以上１以下である第２のブレンド係数を設定することを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記明度および前記彩度の値が前記オーバーフローを起こさない境界値未満の場合に前記第２のブレンド係数を、前記明度または前記彩度の値に応じて、線形関数、指数関数またはシグモイド関数によって０から１の範囲で変化させ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】
画像を示す入力信号をリニアな第１の色域の第１の画像信号に変換する信号入力部と、
前記第１の色域よりも広い第２の色域を前記第１の色域の画像出力装置において表示するための第２の画像信号に変換する色域変換部と、
前記第１の画像信号と前記第２の画像信号の合成比率を規定するブレンド係数を設定するブレンド係数設定部と、
前記第１の画像信号と前記第２の画像信号とを、設定された前記ブレンド係数に応じた比率で合成した合成画像信号を生成する色合成部と
を有し、
前記ブレンド係数設定部は、前記第２の画像信号から前記オーバーフローする条件を直接的に求め、前記オーバーフローを起こす場合は第１のブレンド係数を設定し、前記オーバーフローを起こさない場合は前記第１のブレンド係数以上１以下である第２のブレンド係数を設定することを特徴とする画像処理装置。
【請求項４】
前記合成画像信号が前記オーバーフローを起こさない値である場合に前記第２のブレンド係数を、ｋｎｅｅ関数、線形関数、指数関数またはシグモイド関数によって０から１の範囲で変化させることを特徴とする請求項３に記載の画像処理装置。
【請求項５】
前記第１のブレンド係数は、前記合成画像信号が前記第１の画像信号となるように規定するブレンド係数であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の画像処理装置。
【請求項６】
前記第２のブレンド係数は、前記合成画像信号が前記第２の画像信号または前記第１の画像信号と前記第２の画像信号とをブレンドしたものとなるように規定するブレンド係数であることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の画像処理装置。
【請求項７】
画像を示す入力信号をリニアな第１の色域の第１の画像信号に変換し、
前記第１の色域よりも広い第２の色域を前記第１の色域の画像出力装置において表示するための第２の画像信号に変換し、
前記入力信号から得られる色相及び彩度に基づいて前記第１の画像信号と前記第２の画像信号の合成比率を規定するブレンド係数を設定し、
前記第１の画像信号と前記第２の画像信号とを、設定された前記ブレンド係数に応じた比率で合成した合成画像信号を生成し、
前記ブレンド係数を設定するときには、色域境界に相当する前記第２の画像信号に対して前記第１の画像信号から前記第２の画像信号への変換の逆変換を行い、得られたデータから前記合成画像信号が０から１の範囲に収まらない状態であるオーバーフローを起こさない明度と彩度の境界値を求め、前記明度または前記彩度の値が前記オーバーフローを起こさない境界値以上の場合は第１のブレンド係数を設定し、前記明度および前記彩度の値が前記オーバーフローを起こさない境界値未満の場合は前記第１のブレンド係数以上１以下である第２のブレンド係数を設定することを特徴とする画像処理方法。
【請求項８】
画像を示す入力信号をリニアな第１の色域の第１の画像信号に変換し、
前記第１の色域よりも広い第２の色域を前記第１の色域の画像出力装置において表示するための第２の画像信号に変換し、
前記第１の画像信号と前記第２の画像信号の合成比率を規定するブレンド係数を設定し、
前記第１の画像信号と前記第２の画像信号とを、設定された前記ブレンド係数に応じた比率で合成した合成画像信号を生成し、
前記ブレンド係数を設定するときには、前記第２の画像信号から前記オーバーフローする条件を直接的に求め、前記オーバーフローを起こす場合は第１のブレンド係数を設定し、前記オーバーフローを起こさない場合は前記第１のブレンド係数以上１以下である第２のブレンド係数を設定することを特徴とする画像処理方法。
【請求項９】
前記明度の境界値を、
色相を０°から３６０°まで変化させたとき、各色相において、前記彩度の限界値を初期値に設定し、前記彩度の限界値を１段階ずつ変化させながら前記第１のブレンド係数または前記第２のブレンド係数を用いて前記合成画像信号を計算し、該合成画像信号のいずれかが１より大きくなりオーバーフローと判定された場合には前記明度の限界値を１段階減少させる第１のステップと、該合成画像信号のいずれかが０より小さくなりオーバーフローと判定された場合には前記彩度の値を１段階減少させる第２のステップと、前記彩度の限界値が１より大きい場合には前記彩度の限界値を１に設定する第３のステップと、を有することを特徴とする請求項７に記載の画像処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、色域変換を行う画像処理技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶ディスプレイ等の色表示技術の向上に伴って、ディスプレイの色再現領域が拡大している。最近のＬＥＤバックライトを用いた液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ等では、従来のＲＧＢ規格より広い色再現領域を実現している。ディスプレイの国際標準規格等においては、従来のｓＲＧＢ規格やＡｄｏｂｅ（登録商標）  ＲＧＢ規格より広い色域の規格化が行われている。
【０００３】
例えば、スパーハイビジョン・テレビの国際規格（ITU-R勧告 BT.2020：Parameter values for UHDTV systemsfor production and international programme exchange）において、ＵＨＤＴＶの色規格が規定されている。今後はこの色規格に準じた広色域の画像コンテンツが放送等によって提供されることになると予想される。その場合、従来のｓＲＧＢ規格やＡｄｏｂｅ  ＲＧＢ規格に相当するディスプレイにおいても、そのような広色域の画像コンテンツを表示する必要がある。そのためには、広色域対応の信号を狭色域対応のディスプレイに入力した場合に良好な表示を実現するための、広色域から狭色域への色変換技術が重要になる。
【０００４】
ここで、広色域ら狭色域への色変換技術として、入力データから色相（Ｈ）、彩度（Ｓ）、明度（Ｖ）の値を求めて、その値に応じて入力データを狭色域に変換したデータ値と、入力データ値を合成して出力データを生成する方式が開示されている（特許文献１、２）。
【０００５】
但し、この方式では、色変換後のデータが本来想定している０から１の範囲には収まらず、０より小さな値または１より大きな値をとる場合があり、いわゆるオーバーフロー現象が起こる可能性がある。オーバーフローがあると、回路動作上データは０以下のときは０に、１以上のときは１に固定されてしまい、本来変化すべき画像が同じになって正確な表示ができない問題が発生する。特許文献１および２で開示される方式では、この問題の発生を回避するために、２つのデータ値の合成比率ｒを明度の値（Ｓ値）によって決める場合に、ｒ＝０．５になるＳ値を閾値としたとき、その閾値を広色域と狭色域の色域の差に応じて変化させるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−２１８９６１号公報
【特許文献２】特開２０１０−２４５７０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来の色変換技術によれば、合成後のデータ値が確実にオーバーフローを起こさないために、色相（Ｈ）、彩度（Ｓ）、明度（Ｖ）の値に応じて入力データを狭色域に変換したデータ値と入力データ値をどのような割合で合成すればよいか明らかにされていないといった問題があった。
【０００８】
本発明の一実施形態は、広色域の画像信号を狭色域のディスプレイ等の画像出力装置に入力して画像を表示させる場合でも、オーバーフローを起こさずに飽和度の高い色表示を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一実施形態によると、画像を示す入力信号をリニアな第１の色域の第１の画像信号に変換する信号入力部と、第１の色域よりも広い第２の色域を第１の色域の画像出力装置において表示するための第２の画像信号に変換する色域変換部と、入力信号から得られる色相及び彩度に基づいて第１の画像信号と第２の画像信号の合成比率を規定するブレンド係数を設定するブレンド係数設定部と、第１の画像信号と第２の画像信号とを、設定されたブレンド係数に応じた比率で合成した合成画像信号を生成する色合成部とを有し、ブレンド係数設定部は、第２の画像信号が色域境界に相当する条件の入力ＲＧＢデータがＨＳＶ色空間においてどのように分布するかを調べた上で、合成画像信号が０から１の範囲に収まらない状態であるオーバーフローを起こさない明度と彩度の境界値を求め、明度または彩度の値が境界値以上の場合は第１のブレンド係数を設定し、明度および彩度の値が境界値未満の場合は第１のブレンド係数以上１以下である第２のブレンド係数を設定することを特徴とする画像処理装置が提供される。
【００１０】
この画像処理装置によれば、第１の画像信号と第２の画像信号の合成比率を規定する第１のブレンド係数と第２のブレンド係数とが明確に設定され、合成画像信号のオ−バーフローを防ぐことができる。
【００１１】
別の好ましい態様において、明度および彩度の値がオーバーフローを起こさない境界値未満の場合に第２のブレンド係数を、明度または彩度の値に応じて、線形関数、指数関数またはシグモイド関数によって０から１の範囲で変化させるように設定しても良い。
【００１２】
この画像処理装置によれば、第１の画像信号と第２の画像信号とをブレンドする割合を関数によって調整することができる。
【００１３】
本発明の一実施形態によると、画像を示す入力信号をリニアな第１の色域の第１の画像信号に変換する信号入力部と、第１の色域よりも広い第２の色域を第１の色域の画像出力装置において表示するための第２の画像信号に変換する色域変換部と、第１の画像信号と第２の画像信号の合成比率を規定するブレンド係数を設定するブレンド係数設定部と、第１の画像信号と第２の画像信号とを、設定されたブレンド係数に応じた比率で合成した合成画像信号を生成する色合成部とを有し、ブレンド係数設定部は、第２の画像信号からオーバーフローする条件を直接的に求め、オーバーフローを起こす場合は第１のブレンド係数を設定し、オーバーフローを起こさない場合は第１のブレンド係数以上１以下である第２のブレンド係数を設定することを特徴とする画像処理装置が提供される。
【００１４】
この画像処理装置によれば、入力信号のＲ、Ｇ、Ｂデータから、Ｈ、Ｓ、Ｖを計算する必要が不要となるため、画像表示装置において回路規模が小さくなり、計算時間を短縮することができる。
【００１５】
別の好ましい態様において、合成画像信号がオーバーフローを起こさない値である場合に第２のブレンド係数を、ｋｎｅｅ関数、線形関数、指数関数またはシグモイド関数によって０から１の範囲で変化させるように設定しても良い。
【００１６】
この画像処理装置によれば、第１の画像信号と第２の画像信号とをブレンドする割合を関数によって調整することができる。
【００１７】
別の好ましい態様において、第１のブレンド係数は、合成画像信号が第１の画像信号となるように規定するブレンド係数を設定しても良い。
【００１８】
この画像処理装置によれば、狭色域の画像出力装置において広色域表示をすることができる。
【００１９】
別の好ましい態様において、第２のブレンド係数は、合成画像信号が第１の画像信号または第１の画像信号と第２の画像信号とをブレンドしたものとなるように規定するブレンド係数を設定しても良い。
【００２０】
この画像処理装置によれば、狭色域の画像出力装置においてオーバーフローを起こすことなく表示をすることができる。
【００２１】
本発明の一実施形態によると、画像を示す入力信号をリニアな第１の色域の第１の画像信号に変換し、第１の色域よりも広い第２の色域を第１の色域の画像出力装置において表示するための第２の画像信号に変換し、入力信号から得られる色相及び彩度に基づいて第１の画像信号と第２の画像信号の合成比率を規定するブレンド係数を設定するブレンド係数設定部と、第１の画像信号と第２の画像信号とを、設定されたブレンド係数に応じた比率で合成した合成画像信号を生成し、ブレンド係数を設定するときには、第２の画像信号が色域境界に相当する条件の入力ＲＧＢデータがＨＳＶ色空間においてどのように分布するかを調べた上で、合成画像信号が０から１の範囲に収まらない状態であるオーバーフローを起こさない明度と彩度の境界値を求め、明度または彩度の値が境界値以上の場合は第１のブレンド係数を設定し、明度および彩度の値が境界値未満の場合は第１のブレンド係数以上１以下である第２のブレンド係数を設定することを特徴とする画像処理方法が提供される。
【００２２】
この画像処理方法によれば、第１の画像信号と第２の画像信号の合成比率を規定する第１のブレンド係数と第２のブレンド係数とが明確に設定され、合成画像信号のオ−バーフローを防ぐことができる。
【００２３】
本発明の一実施形態によると、画像を示す入力信号をリニアな第１の色域の第１の画像信号に変換し、前記第１の色域よりも広い第２の色域を前記第１の色域の画像出力装置において表示するための第２の画像信号に変換し、前記第１の画像信号と前記第２の画像信号の合成比率を規定するブレンド係数を設定するブレンド係数設定部と、前記第１の画像信号と前記第２の画像信号とを、設定された前記ブレンド係数に応じた比率で合成した合成画像信号を生成し、前記ブレンド係数を設定するときには、前記第２の画像信号から前記オーバーフローする条件を直接的に求め、前記オーバーフローを起こす場合は第１のブレンド係数を設定し、前記オーバーフローを起こさない場合は前記第１のブレンド係数以上１以下である第２のブレンド係数を設定することを特徴とする画像処理方法が提供される。
【００２４】
この画像処理方法によれば、入力信号のＲ、Ｇ、Ｂデータから、Ｈ、Ｓ、Ｖを計算する必要が不要となるため、画像表示装置において回路規模が小さくなり、計算時間を短縮することができる。
【００２５】
別の好ましい態様において、明度の境界値を、色相を０°から３６０°まで変化させたとき、各色相において、彩度の値をＳ１に設定し、明度の境界値Ｖ１を初期値に設定しかつ一定の間隔で該Ｖ１を増加させつつ、各Ｖ１の条件において彩度Ｓを０から１まで変化させて、第１のブレンド係数または第２のブレンド係数を用いて合成画像信号を計算し、該合成画像信号オーバーフローと判定された場合には、オーバーフローする直前のＶ１の値を明度の境界値と設定し、オーバーフローが発生しなかった場合には、明度の限界値を１とする第１のステップと、彩度の境界値を、色相を０°から３６０°まで変化させたとき、各色相において、明度の値をＶ１に設定し、彩度の境界値Ｓ１を初期値に設定しかつ一定の間隔で該Ｓ１を増加させつつ、各Ｓ１の条件において明度Ｖを０から１まで変化させて、第１のブレンド係数または第２のブレンド係数を用いて合成画像信号を計算し、合成画像信号オーバーフローと判定された場合には、オーバーフローする直前のＳ１の値を明度の境界値と設定し、オーバーフローが発生しなかった場合には、彩度の限界値を１とする第２のステップとによって求めることができる。
【００２６】
この画像処理方法によれば、オーバーフローを起こす限界点まで、ブレンド係数を０より大きな値に設定することができる。それにより、オーバーフローの発生を防ぎつつ、より効果的に広色域に近い飽和度の高い色表示を行うことができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明の一実施形態によれば、色変換後の画像信号がオーバーフローを起こさないために、広色域の画像信号を狭色域の画像出力装置で表示させても、正確な表示を維持しながら、広色域に近い飽和度の高い色表示を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の一実施形態に係る画像処理装置の構成を示すブロック図。
【図２】ＵＨＤＴＶとＡｄｏｂｅ  ＲＧＢの色域の違いを示すグラフ。
【図３】広色域（ＵＨＤＴＶ）と狭色域（Ａｄｏｂｅ  ＲＧＢ）における１５０条件の色域境界点をＳ−Ｖ座標上にプロットした結果を示すグラフ。
【図４】広色域（ＵＨＤＴＶ）と狭色域（Ａｄｏｂｅ  ＲＧＢ）における１５０条件の色域境界点をＨ−Ｓ座標上にプロットした結果を示すグラフ。
【図５】彩度の限界点Ｓ１未満におけるブレンドの程度を指数関数によって設定する一例を示すグラフ。
【図６】明度の限界点Ｖ１未満におけるブレンドの程度を線形関数によって設定する一例を示すグラフ。
【図７】彩度の限界点Ｓ１未満におけるブレンドの程度を線形関数によって設定する一例を示すグラフ。
【図８】彩度の限界点Ｓ１未満におけるブレンドの程度をシグモイド関数によって設定する一例を示すグラフ。
【図９】オーバーフローを回避できるＳ１、Ｖ１の限界値を決定する手順を示すフローチャート。
【図１０】Ｓ１の初期値を決定する手順を示すフローチャート。
【図１１】実施の形態２で示す手順によって求められた広色域（ＵＨＤＴＶ）と狭色域（Ａｄｏｂｅ  ＲＧＢ）における色域境界点Ｓ１をＨ−Ｓ座標上にプロットした結果を示すグラフ。
【図１２】本発明の一実施形態に係る画像処理装置の構成を示すブロック図。
【図１３】ブレンド係数αとＭｉｎ（Ｖｉ’’，１−Ｖｉ’’）の関係をパラメータｋによってブレンドをする程度を調整できるようにｋｎｅｅで設定した結果を示すグラフ。
【図１４】ブレンド係数αとＭｉｎ（Ｖｉ’’，１−Ｖｉ’’）の関係をパラメータβによってブレンドをする程度を調整できるように指数関数で設定した結果を示すグラフ。
【図１５】ブレンド係数αとＭｉｎ（Ｖｉ’’，１−Ｖｉ’’）の関係をパラメータｘ１によってブレンドをする程度を調整できるように線形関数で設定した結果を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明の実施の形態を、図面等を参照しながら説明する。但し、本発明は多くの異なる態様で実施することが可能であり、以下に例示する実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。
【００３０】
＜実施の形態１＞
本実施の形態では、オーバーフローを起こさないために、色相（Ｈ）、彩度（Ｓ）、明度（Ｖ）の値に応じてブレンド係数をどのように設定するかを明確化するために、あらかじめ色変換後の画像信号が色域境界に相当する条件の入力ＲＧＢデータがＨＳＶ色空間においてどのように分布するかを調べた上で、ブレンド係数を決める方式について開示する。
【００３１】
［画像処理装置について］
図１は本発明の実施形態に係る画像処理装置の構成を示すブロック図を示す。この画像処理装置は、信号入力部１００と、色域変換部１０２と、ブレンド係数設定部（α設定部）１０４と、色合成部１０６と、信号出力部１０８とから構成されている。
【００３２】
信号入力部１００は、画像を示す信号（入力信号Ｒｉｎ，Ｇｉｎ，Ｂｉｎ）が入力される。信号入力部１００は、この入力信号Ｒｉｎ、Ｇｉｎ、Ｂｉｎを０〜１に規格化する。さらに、規格化した後の信号にべき乗変換を行って、リニアな画像信号Ｖｒ、Ｖｇ、Ｖｂを生成する。例えば、入力信号がｓＲＧＢ規格である場合、そのガンマ（γ）値は２．２なので、２．２をべき乗してリニアな画像信号Ｖｒ、Ｖｇ、Ｖｂを生成する。
【００３３】
色域変換部１０２は、変換マトリクスを用いて、信号入力部１００で生成された画像信号Ｖｒ、Ｖｇ、Ｖｂを狭い色域の画像信号に変換する。例えば、ＵＨＤＴＶからＡｄｏｂｅ  ＲＧＢ色域へ変換する場合があるが、これに限られない。色域変換部１０２は、変換マトリクスを用いて、狭色域の画像出力装置において広色域の規格で作成された画像を表示するための変換を行う。そして、変換された画像信号Ｖｒ’、Ｖｇ’、Ｖｂ’を生成する。
【００３４】
ブレンド係数設定部１０４は、合成画像信号が０から１の範囲に収まらない状態であるオーバーフローを起こさないために、入力信号Ｒｉｎ、Ｇｉｎ、Ｂｉｎから得られる色相（Ｈ）と彩度（Ｓ）に基づいて、ブレンド係数αを設定する。ブレンド係数αは、色合成部１０６で合成される画像信号Ｖｒ、Ｖｇ、Ｖｂと画像信号Ｖｒ’、Ｖｇ’、Ｖｂ’との合成比率を規定する。この例では、合成比率は、ブレンド係数αが１であれば、画像信号Ｖｒ’、Ｖｇ’、Ｖｂ’が１００％であり、ブレンド係数αが０であれば、画像信号Ｖｒ、Ｖｇ、Ｖｂが１００％である。
【００３５】
ブレンド係数設定部１０４は、あらかじめ色変換後の画像信号Ｖｒ’、Ｖｇ’、Ｖｂ’が色域境界に相当する条件の入力ＲＧＢデータがＨＳＶ色空間においてどのように分布するかを調べた上で、ブレンド係数を決める。ここでは、狭色域の画像出力装置において、広色域表示をするための変換マトリクスの逆変換を行い、さらにべき乗変換を行い、Ｒ、Ｇ、Ｂデータを求めＨＳＶ値を計算する。そして、オーバーフローを回避できる明度（Ｖ）、彩度（Ｓ）の値を規定して、明度および彩度がその規定値以上であるか、あるいは規定値未満であるかによってブレンド係数αを異なる値に設定する。そして、明度（Ｖ）または彩度（Ｓ）の値が、規定値以上の場合は、ブレンド係数αをα＝０と設定し、規定値未満の場合はブレンド係数αを０から１の間の値に設定する。
【００３６】
ブレンド係数設定部１０４では、オーバーフローを回避できる明度（Ｖ）、彩度（Ｓ）の規定値Ｓ１、Ｖ１未満であるとき、αを０から１の間で変化するように関数を使って設定することもできる。例えば、彩度（Ｓ）とαの関係において、Ｓ１未満のαの値を、指数関数、線形関数またはシグモイド関数を使ってブレンドの程度（αの値）を設定することができる。また、明度（Ｖ）とαの関係においてＶ１未満のαの値を、線形関数を使ってブレンドの程度（αの値）を設定することができる。
【００３７】
色合成部１０６は、信号入力部１００で生成された画像信号Ｖｒ、Ｖｇ、Ｖｂと色域変換部１０２で生成された画像信号Ｖｒ’、Ｖｇ’、Ｖｂ’をブレンド係数設定部１０４で設定されたブレンド係数αに応じた合成比率で合成する。ここでは、画像信号Ｖｒ’、Ｖｇ’、Ｖｂ’がオーバーフローする条件ではαを小さくし、オーバーフローをしない条件ではαを大きくする。そして合成画像信号Ｖｒｂ、Ｖｇｂ、Ｖｂｂを生成する。
【００３８】
信号出力部１０８では、合成後の画像信号Ｖｒｂ、Ｖｇｂ、Ｖｂｂをべき乗変換し、出力信号Ｒｉｎ、Ｇｉｎ、Ｂｉｎを生成する。例えば、１／２．２のべき乗変換を行い、必要ビット数のＲｏｕｔ、Ｇｏｕｔ、Ｂｏｕｔを生成する。出力信号Ｒｏｕｔ、Ｇｏｕｔ、Ｂｏｕｔの出力先はディスプレイ、プロジェクターなどの画像出力装置である。
【００３９】
図１で示す画像処理装置では、ブレンド係数設定部１０４を設けることにより、広色域の規格で作成された画像信号を狭色域の規格に対応したディスプレイ等の画像出力装置に出力しても自然な色合いで画像を表示させることができる。次に、このような画像処理の詳細を説明する。
【００４０】
［画像処理方法について］
まず、入力信号Ｒｉｎ、Ｇｉｎ、Ｂｉｎを０〜１に規格化する。さらに規格化した後の信号をべき乗変換して、リニアな画像信号Ｖｒ、Ｖｇ、Ｖｂを生成する。例えば、入力信号のガンマ（γ）値が２．２の場合、入力信号Ｒｉｎ、Ｇｉｎ、Ｂｉｎをビット数に応じたレベル幅で除算して規格化し、２．２をべき乗してリニアな画像信号Ｖｒ、Ｖｇ、Ｖｂを生成する。レベル幅を８ビットと仮定した場合は以下の式（１）の通りとなる。
【００４１】
【数１】
2014140160.tif 000003
【００４２】
次に、画像信号Ｖｒ、Ｖｇ、Ｖｂから色変換後の画像信号Ｖｒ’、Ｖｇ’、Ｖｂ’を算出する。ここで、狭色域の画像出力装置において、広色域表示をするための変換マトリクス［Ｍｃ］は、式（２）、（３）により求める。
【００４３】
【数２】
2014140160.tif 000004
【００４４】
ここで、［Ｍｗｃ］は広色域の変換マトリクス、［Ｍｎｃ］は狭色域の変換マトリクス、［Ｍｃ］＝［Ｍｎｃ］‐１［Ｍｗｃ］である。
【００４５】
例えば、広色域をＩＴＵ−Ｒ勧告  ＢＴ．２０２０におけるＵＨＤＴＶの色規格、狭色域をＡｄｏｂｅ  ＲＧＢ色域とした場合の例を説明する。表１は、ＵＨＤＴＶとＡｄｏｂｅ  ＲＧＢのＣＩＥ  ｘｙ座標値を示し、それをＣＩＥ  ｘｙ色度図にプロットしたものを図２に示す。ここで、白色（Ｗ）は同じＤ６５である。図２から明らかな通りＵＨＤＴＶの色域はＡｄｏｂｅ  ＲＧＢ色域と比べて広い色域を有している。
【００４６】
なお、本発明の一実施形態において、広色域に対する狭色域とは、ＣＩＥ  ｘｙ座標値あるいはＣＩＥ  ｘｙ色度図にプロットした場合において、Ｒ、Ｇ、Ｂの値の内、一点でも広色域座標の内側に座標点があるものは狭色域と定義する。例えば、ＣＩＥ  ｘｙ色度図から見て、ＵＨＤＴＶのＲＧＢプロットに対して、Ｂに相当する色度座標がＵＨＤＴＶの外側にあったとしても、ＲとＧに相当する色座標がＵＨＤＴＶの内側にある場合は狭色域であることになる。
【００４７】
【表１】
2014140160.tif 000005
【００４８】
また、ＵＨＤＴＶとＡｄｏｂｅ  ＲＧＢとの変換マトリクス及び式（３）における［Ｍｃ］の値を表２〜４に示す。
【００４９】
【表２】
2014140160.tif 000006
【００５０】
【表３】
2014140160.tif 000007
【００５１】
【表４】
2014140160.tif 000008
【００５２】
上記で得られた画像信号Ｖｒ、Ｖｇ、Ｖｂと画像信号Ｖｒ’、Ｖｇ’、Ｖｂ’とを、ブレンド係数αを用いてブレンドし、合成画像信号Ｖｒｂ、Ｖｇｂ、Ｖｂｂを生成する。合成画像信号Ｖｒｂ、Ｖｇｂ、Ｖｂｂは、式（４）〜（６）で求める。なお、ブレンド係数αの詳細については後述する。
【００５３】
【数３】
2014140160.tif 000009
【００５４】
合成画像信号Ｖｒｂ、Ｖｇｂ、Ｖｂｂのべき乗変換を行い、必要なビット数に応じた出力信号Ｒｏｕｔ、Ｇｏｕｔ、Ｂｏｕｔに変換する。例えば、１／２．２のべき乗変換を行い、必要ビット数のＲｏｕｔ、Ｇｏｕｔ、Ｂｏｕｔを生成する。８ビットを仮定した場合は以下の式（７）の通りとなる。
【００５５】
【数４】
2014140160.tif 000010
【００５６】
広色域の画像信号を狭色域のディスプレイ等の画像出力装置に入力して画像を表示させるために信号変換したとき、変換後の画像信号Ｖｒ’、Ｖｇ’、Ｖｂ’は０以下、または１以上の値をとる場合がある。すなわち、表４で示す変換マトリクス［Ｍｃ］の中に、０以下または１以上の数があるため、この変換マトリクス［Ｍｃ］を使って求められる画像信号Ｖｒ’、Ｖｇ’、Ｖｂ’は０以下、または１以上となる可能性がある。
【００５７】
その結果、合成画像信号Ｖｒｂ、Ｖｇｂ、Ｖｂｂも０以下、または１以上の値をとる場合が発生する。本明細書では、この状態をオーバーフローと呼ぶこととする。オーバーフローが発生すると、回路動作上データは０以下の場合は０に、１以上の場合は１に固定されていまい、本来変化すべき画像信号が同じ値になってしまい正確な表示ができない問題が発生する。
【００５８】
この不具合を回避するために画像信号Ｖｒ’、Ｖｇ’、Ｖｂ’がオーバーフローしたときにブレンド係数αの値を小さく設定する必要がある。一方、効果的に広色域に色変換を行うためにはできるだけブレンド係数αの値を大きくしたいという要求がある。そこで、次にブレンド係数αの設定方法について、具体的に説明する。
【００５９】
［ブレンド係数αについて］
ブレンド係数αは入力信号Ｒｉｎ、Ｇｉｎ、Ｂｉｎから得られる色相（Ｈ）と彩度（Ｓ）に基づいて設定する。なお、入力信号のＲＧＢデータから色相（Ｈ）、彩度（Ｓ）、明度（Ｖ）は式（８）〜（１０）により求められる。
【００６０】
【数５】
2014140160.tif 000011
【００６１】
ブレンド係数αを設定するに当たり、まず色変換後の画像信号Ｖｒ’、Ｖｇ’、Ｖｂ’がオーバーフローする条件を調べる。これは合成画像信号Ｖｒｂ、Ｖｇｂ、Ｖｂｂがオーバーフローする条件を知るためである。そこで、変換後の画像信号Ｖｒ’、Ｖｇ’、Ｖｂ’が色域境界に相当する条件の、入力ＲＧＢデータがＨＳＶ色空間においてどのように分布するかを以下の手順によって調べる。
【００６２】
まず、色変換後の画像信号Ｖｒ’、Ｖｇ’、Ｖｂ’のいずれか一つが０以下または１以上になり、それ以外が任意の値をとる条件を調べる。例えば、任意の値として０、０．２、０．４、０．６、０．８、１．０となる条件を選択する（１５０条件）。なお、ここでは任意の値として６値、１５０条件としたが、適用できる値とその数は実施者が適宜選択することができる。
【００６３】
次いで、式（１１）で示す逆変換によって画像信号Ｖｒ、Ｖｇ、Ｖｂを求める。
【００６４】
【数６】
2014140160.tif 000012
【００６５】
そして、１／γ＝１／２．２のべき乗変換を行い、Ｒ、Ｇ、Ｂの値を求めＨ、Ｓ、Ｖを計算する。こうして求めた広色域（ＵＨＤＴＶ）、狭色域（Ａｄｏｂｅ  ＲＧＢ）における１５０条件の色域境界点のＳ−Ｖ座標上のプロットを図３に、Ｈ−Ｓ座標上のプロットを図４に示す。なお、図４において、Ｖ１＞０．９の条件は除いてある。
【００６６】
図３および図４より、広色域表示に対応した画像信号Ｖｒ’、Ｖｇ’、Ｖｂ’がオーバーフローしない条件は、明度（Ｖ）の値が０．９未満であり、図４で示される色域境界点の少し下の点（例えば、Ｓ＝０．０１だけ下の点）を結んだ線であるＳ１を使って彩度（Ｓ）の値がＳ１未満と規定できる。ここで、Ｖ１はオーバーフローを回避できる明度（Ｖ）の境界値、Ｓ１はオーバーフローを回避できる彩度（Ｓ）の境界値である。
【００６７】
従って、以下のようにブレンド係数αを規定することにより、合成画像信号Ｖｒｂ、Ｖｇｂ、Ｖｂｂのオーバーフローを回避できる。
（ａ）Ｓ≧Ｓ１  または  Ｖ≧Ｖ１のときα＝０（狭色域表示）
（ｂ）Ｓ＜Ｓ１  および  Ｖ＜Ｖ１のときα＝０〜１（広色域表示と狭色域表示のブレンド表示）
なお、ここでは、Ｖ１＝０．９としてＶ＜０．９の条件におけるＨ−Ｓ座標上のプロットからＳ１の境界点を求めたが、一般にはＶ１＝ＶｏとしてＶ＜Ｖｏの条件におけるＨ−Ｓ座標上のプロットからＳ１の限界点を求めれば良い。
【００６８】
上記（ａ）と（ｂ）の関係を、図５及び式（１２）で示すように、パラメータを用いてブレンドの程度を調整できるように指数関数で設定する。なお、式（１２）において、βは係数であり、βの値が大きいほど広色域への色変換の度合いが強いことを意味する。また、Ｓ１はブレンド係数αが０になるＳ値である。
【００６９】
【数７】
2014140160.tif 000013
【００７０】
図５ではＳ１＝０．６と設定した場合を例示している。図５から明らかなように、彩度（Ｓ）の値が０．６以下になると、ブレンド係数αの値が指数関数的に増加し、Ｓ値が小さい領域でブレンド係数αは１に飽和する。このとき係数βの値を調整することによりブレンド係数αが増加する程度を調整することができる。
【００７１】
また、ブレンド係数αと明度（Ｖ）の関係を図６および式（１３）で示すように、パラメータＶ２を用いてブレンドの程度を調整できるように線形関数で設定する。なお、式（１３）において、Ｖ２は明度（Ｖ）に関してブレンドを始める値であり、本例ではＶ２＝Ｖ１−０．１に設定している。ここで、Ｖ２が大きいほど広色域への色変換が強いことを意味している。また、図６において、Ｖ＜Ｖ２のときのブレンド係数αは、明度（Ｓ）に関するブレンド条件で決定するものとしている。
【００７２】
【数８】
2014140160.tif 000014
【００７３】
式（１３）において、αｖを求めるためのＳｖ２は式（１４）によって与えられる。
【００７４】
【数９】
2014140160.tif 000015
【００７５】
図６では、Ｖ１＝０．９とした場合を示している。図６から明らかなように、明度（Ｖ）がＶ１からＶ２の範囲において直線的に増加しており、この直線の傾きはαｖによって調整することができる。
【００７６】
また、ブレンド係数αと明度（Ｓ）との関係を図７と、式（１５）および式（１６）で示すように、パラメータｃを用いてブレンドの程度を調整できるように線形関数で設定しても良い。式（１６）では、α＝１になる明度の値Ｓ２をＳ１に対して規定しており、Ｓ２＝ｃＳ１としてパラメータｃが大きいほど広色域への色変換が強くなるものとしている。
【００７７】
【数１０】
2014140160.tif 000016
【００７８】
図７から明らかなように、パラメータとして用いたｃの値が大きくなるほどＳ＝０．６以下の領域で直線の立ち上がりが急峻になり広色域への色変換の度合いが強くなることを示している。
【００７９】
なお、全ての線形関数について、図８および式（１７）シグモイド関数に置き換えても良い。例えば、式（１７）のようにブレンド係数αと明度（Ｓ）の関係をシグモイド関数で設定しても良い。式（１７）で用いるパラメータｄはα＝０．５になるＳ値をＳｏとして、Ｓｏ＝ｄ×Ｓ１で設定している。
【００８０】
【数１１】
2014140160.tif 000017
【００８１】
例えば、式（１７）において、Ｓ≧Ｓ１のときα≒０となるように、パラメータａｏ＝８５、ｘｏ＝０．５４と設定する。
【００８２】
図８で示すようにブレンド係数αが０から１へ変化する領域において、パラメータｄによってその変化の度合い（急峻さ）を変えることができる。また、シグモイド関数を用いることによりブレンド係数αを連続的に変化させることができる。本実施の形態によれば、Ｓ、Ｖとαの関係は、関数で決定したが、実際に回路設計を行う場合には、ルックアップテーブルを用いてもよい。
【００８３】
本実施の形態によれば、広色域の画像信号に色変換を行って、色変換後の信号を狭色域のディスプレイ等の画像出力装置に入力して画像を表示させる場合に、ブレンド係数αをどのように決めればよいかが明確化される。それによって、確実にオーバーフローを防止することができ、正確な表示を維持しながら、広色域に近い飽和度の高い色表示を実現できる。
【００８４】
［画像処理プログラムについて］
本実施の形態で示す画像処理方法は、プログラムとしてコンピュータ等の機器に読み込ませ、あるいは機器に組み込んでＣＰＵに実行させることができる。かかるプログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されていることもあり、また通信ネットワークを通じて提供することも可能である。
【００８５】
＜実施の形態２＞
実施の形態１では広色域表示に対応した画像信号Ｖｒ’、Ｖｇ’、Ｖｂ’がオーバーフローを起こす場合にブレンド係数αをα＝０となるように設定したことにより、合成画像信号Ｖｒｂ、Ｖｇｂ、Ｖｂｂのオーバーフローを回避することができる。しかし、実際には実施の形態１で用いたＳ１、Ｖ１の値を設定値よりも大きくしてもオーバーフローが発生しない場合もあり得る。そこで、合成画像信号Ｖｒｂ、Ｖｇｂ、Ｖｂｂがオーバーフローを起こさない限界点を求める方法を本実施の形態で示す。
【００８６】
本実施の形態では、明度（Ｖ）と彩度（Ｓ）の値を変化させ、ブレンドして得られた合成画像信号Ｖｒｂ、Ｖｇｂ、Ｖｂｂのいずれかが、１より大きくなる場合には明度Ｖ１の値を１段階減少させ、０より小さくなる場合には彩度Ｓ１を１段階減少させるものとする。また、彩度の限界値Ｓ１の初期値を、明度（Ｖ）と彩度（Ｓ）とを変化させ、合成画像信号Ｖｒｂ、Ｖｇｂ、Ｖｂｂがオーバーフローする直前の値として求めるようにする。
【００８７】
以下、図９で示すフローチャートを参照しながらＶ１とＳ１の限界値の設定方法を説明する。
【００８８】
最初に各パラメータの値を設定する。明度（Ｖ）に関する限界値Ｖ１をＶ１＝１．０に設定し、Ｖ２＝Ｖ１−０．１に設定し（Ｓ３０１）、色相（Ｈ）の値をＨ＝０と設定し（Ｓ３０２）、彩度（Ｓ）に関する閾値Ｓ１を、ここでは初期値としてＳ１＝０に設定する（Ｓ３０３）。明度（Ｖ）の値はＶ＝０に設定し（Ｓ３０４）、彩度（Ｓ）の値はＳ＝０に設定する（Ｓ３０５）。
【００８９】
次に、現在のＨＳＶに対して対応するＲＧＢを式（８）〜（１０）の逆変換によって求める（Ｓ３０６）。そして、この値をＲｉｎ，  Ｇｉｎ，  Ｂｉｎとして、実施の形態１で求まるブレンド係数αによって合成画像信号Ｖｒｂ、Ｖｇｂ、Ｖｂｂを計算する（Ｓ３０７）。
【００９０】
合成画像信号Ｖｒｂ、Ｖｇｂ、Ｖｂｂのそれぞれの値が１より大きいか否か（Ｖｒｂ＞１．０、Ｖｇｂ＞１．０、Ｖｂｂ＞１．０）を判定する（Ｓ３０８）。そして、合成画像信号Ｖｒｂ、Ｖｇｂ、Ｖｂｂのいずれかが１より大きい場合（Ｖｒｂ＞１．０  ｏｒ  Ｖｇｂ＞１．０  ｏｒ  Ｖｂｂ＞１．０）には、Ｖ１＝Ｖ１−Ｖｓ及びＶ２＝Ｖ１−０．１とし、かつ各Ｈに対するＳ１の限界値は破棄して色相（Ｈ）をＨ＝０に設定するステップＳ３０２へ戻る（Ｓ３１２）。
【００９１】
一方合成画像信号Ｖｒｂ、Ｖｇｂ、Ｖｂｂの全てが１以下の場合（Ｖｒｂ≦１  ａｎｄ  Ｖｇｂ≦１  ａｎｄ  Ｖｂｂ≦１）、それぞれの値が０より小さいか否か（Ｖｒｂ＜０、Ｖｇｂ＜０、Ｖｂｂ＜０）を判定する（Ｓ３０９）。合成画像信号Ｖｒｂ、Ｖｇｂ、Ｖｂｂのいずれかが０より小さい場合（Ｖｒｂ＜０  ｏｒ  Ｖｇｂ＜０  ｏｒ  Ｖｂｂ＜０）には、現在のＨ、Ｓ、Ｖの値に対するＳ１の限界値をＳ１（Ｓ，Ｖ）＝Ｓ１−Ｓｓと決定する（Ｓ３１３）。
【００９２】
ステップＳ３０９において、合成画像信号Ｖｒｂ、Ｖｇｂ、Ｖｂｂの全てが０以上の場合（Ｖｒｂ≧０  ａｎｄ  Ｖｇｂ≧０  ａｎｄ  Ｖｂｂ≧０）には、Ｓ１＝Ｓ１＋Ｓｓを設定するが（Ｓ３１０）、ここで設定されたＳ１が１より大きいか否かを判定し（Ｓ３１１）、Ｓ１が１以下（Ｓ≦１．０）のときはステップＳ３０７に戻る。一方Ｓ１が１より大きい（Ｓ１＞１．０）ときは、現在のＨ、Ｓ、Ｖの値に対するＳ１の限界値であるＳ１（Ｓ，Ｖ）を１．０に確定する（Ｓ３１４）。
【００９３】
現在のＳ１の限界値であるＳ１（Ｓ，Ｖ）をＳ１−Ｓｓと確定（Ｓ３１３）、またはＳ１（Ｓ，Ｖ）＝１．０（Ｓ３１４）と確定した後は、彩度（Ｓ）の値をＳ＝Ｓ＋Ｓｓと設定する（Ｓ３１５）。そして設定されたＳの値が１以下か（Ｓ≦１．０）を判定する（Ｓ３１６）。判定の結果Ｓ≦１．０の場合にはステップＳ３０６に戻り、この要件を満たさない場合にはＳ＝０及びＶ＝Ｖ＋Ｖｓを設定する（Ｓ３１７）。この場合も、設定されたＶの値が１以下か（Ｖ≦１．０）を判定する（Ｓ３１８）。判定の結果Ｖ≦１．０の場合にはステップＳ３０６に戻り、この要件を満たさない場合には算出した全てのＳ１（Ｓ，Ｖ）の中で最小の値を現在のＨに対するＳ１の限界値として設定する（Ｓ３１９）。
【００９４】
その後、色相（Ｈ）の値をＨ＝Ｈ＋１．０として（Ｓ３２０）、設定されたＨが３６０より小さければステップＳ３０３へ戻り、以上であればこのフローは終了し、Ｖ１の限界値と、各Ｈに対するＳ１の限界値が確定する（Ｓ３２１，３２２）。
【００９５】
なお、図９では、ステップＳ３０３においてＳ１の値をＳ１＝０に設定して計算を初めているが、Ｓ１の初期値を予め求めておいても良い。Ｓ１の初期値を予め求めておくことで、図９で示す処理にかかる時間を短縮することができる。そこで、Ｓ１の初期値を求める方法を、図１０で示すフローチャートを参照して説明する。
【００９６】
最初に色相（Ｈ）についてＨ＝０、明度（Ｖ）についてＶ＝０、彩度（Ｓ）についてＳ＝０を設定する（Ｓ４０１、Ｓ４０２、Ｓ４０３）。次に、現在のＨＳＶに対して対応するＲＧＢデータを式（８）〜（１０）の逆算によって求める（Ｓ４０４）。そして、この値をＲｉｎ，  Ｇｉｎ，  Ｂｉｎとして、実施の形態１で求まるブレンド係数αによって合成画像信号Ｖｒ’、Ｖｇ’、Ｖｂ’を計算する（Ｓ４０５）。
【００９７】
Ｖｒ’、Ｖｇ’、Ｖｂ’がオーバーフローしているか否かの判定を行い（Ｓ４０６）、オーバーフローの場合(Ｖｒ’＞１．０  ｏｒ  Ｖｇ’＞１．０  ｏｒ  Ｖｂ’＞１．０  ｏｒ  Ｖｒ’＜０  ｏｒ  Ｖｇ’＜０  ｏｒ  Ｖｂ’＜０)には、現在のＨ、Ｖに対するＳ１の初期値であるＳ１（Ｖ）をＳ−Ｓｓに設定し（Ｓ４０７）、Ｖの値をＶ＝Ｖ＋Ｖｓに設定する（Ｓ４１０）。一方オーバーフローしていない場合（０≦Ｖｒ’≦１．０  ａｎｄ  ０≦Ｖｇ’≦１．０  ａｎｄ  ０≦Ｖｂ’≦１．０）にはＳの値をＳ＝Ｓ＋Ｓｓと設定する（Ｓ４０８）。
【００９８】
ステップＳ４０８でＳの値が設定された後、Ｓの値が１．０以下であればステップ４０４へ戻る。それ以外の場合はＶの値をＶ＝Ｖ＋Ｖｓと設定する（Ｓ４１０）。
【００９９】
ステップＳ４１０でＶの値が設定された後、Ｖの値が１．０以下であればステップ４０３へ戻る。それ以外の場合は算出した全てのＳ１（Ｖ）の中で最大の値を現在のＨに対するＳ１の初期値とする（Ｓ４１２）。
【０１００】
その後、色相（Ｈ）の値をＨ＝Ｈ＋１．０として（Ｓ４１３）、設定されたＨが３６０より小さければステップＳ４０２へ戻り、以上であればこのフローは終了し、各Ｈに対するＳ１の初期値が確定する。
【０１０１】
本実施の形態において、図１０で示す方法によれば、Ｓ１の初期値を実施の形態２で示す方法に比べて簡単に求めることができる。そして、前述のように、ここで求められたＳ１の初期値を用いることにより、図９で示すＶ１の限界値と、各Ｈに対するＳ１の限界値を求める際に、計算時間を短縮することができる。
【０１０２】
なお、図９及び図１０で示す方法において、Ｓ及びＶの値を変化させるステップであるＳｓ及びＶｓの値は適宜設定すれば良いが、好ましくは１／２５６としても良い。
【０１０３】
本実施の形態によれば、Ｓ１の限界値をより簡便に求めることができる。また、計算において明度Ｖ及び彩度Ｓの扱いが明確になったことにより、全ての条件においてオーバーフローの発生を抑制することができる。さらに、Ｓ１及びＶ１のそれぞれの限界値を決める条件のみで限界値が決定されるため、Ｓ１及びＶ１が必要以上に小さくなることを防ぎ、色変換の効果を維持することができる。
【０１０４】
以上の手順で求めた限界値の一例を示す。ここでは、広色域をＵＨＤＴＶ、狭色域をＡｄｏｂｅ  ＲＧＢとした場合の限界値を示す。限界値は、色相（Ｈ）によらずＶ１＝１、Ｓ１の値は図１１に示す結果が得られた。ここで、Ｓｓ＝Ｖｓの設定は、Ｓｓ＝Ｖｓ＝１／２５６である。また、Ｓとαの関係は線形関数で設定しており、ｃの値によりＳ１は変化している。
【０１０５】
このように、Ｓ１、Ｖ１を決定することにより、オーバーフローを起こす限界点までαの値を０より大きくなるように設定することができる。その結果、オーバーフローを発生させずに、より効果的に広色域への色変換を行うことができる。
【０１０６】
なお、Ｖ１およびＳ１の限界値を求めるときに最大値を共に１として求めたが、最大値は１に限定されず、これを無制限としてオーバーフローが発生するまで増加させても良い。なお、本実施の形態では、Ｖ２＝Ｖ１−０．１としたが、Ｖ１より小さな他の値でも良い。
【０１０７】
本実施の形態で示す画像処理方法は、プログラムとしてコンピュータ等の機器に読み込ませ、あるいは機器に組み込んでＣＰＵに実行させることができる。かかるプログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されていることもあり、また通信ネットワークを通じて提供することも可能である。
【０１０８】
＜実施の形態３＞
本実施の形態では、Ｈ、Ｓ、Ｖの値を計算しないでオーバーフローを解消するために、変換後の画像信号Ｖｒ’、Ｖｇ’、Ｖｂ’を用いてブレンド係数αを決定する方式について説明する。
【０１０９】
［画像処理装置について］
図１２は本発明の実施形態に係る画像処理装置の構成を示すブロック図を示す。この画像処理装置は、信号入力部１００と、色域変換部１０２と、ブレンド係数設定部（α設定部）１１０と、色合成部１０６と、信号出力部１０８とから構成されている。
【０１１０】
信号入力部１００は、画像を示す信号（入力信号Ｒｉｎ，Ｇｉｎ，Ｂｉｎ）が入力される。信号入力部１００は、この入力信号Ｒｉｎ、Ｇｉｎ、Ｂｉｎを０〜１に規格化する。さらに、規格化した後の信号にべき乗変換を行って、リニアな画像信号Ｖｒ、Ｖｇ、Ｖｂを生成する。
【０１１１】
色域変換部１０２は、変換マトリクスを用いて、信号入力部１００で生成された画像信号Ｖｒ、Ｖｇ、Ｖｂを狭い色域の画像信号に変換する。例えば、ＵＨＤＴＶの色域からＡｄｏｂｅ  ＲＧＢ色域へ変換する場合があるが、これに限られない。色域変換部１０２は、変換マトリクスを用いて、狭色域の画像出力装置において広色域の規格で作成された画像を表示するための計算を行う。そして、変換された画像信号Ｖｒ’、Ｖｇ’、Ｖｂ’を生成する。
【０１１２】
ブレンド係数設定部１１０は、入力信号Ｒｉｎ、Ｇｉｎ、Ｂｉｎから得られる色相（Ｈ）と彩度（Ｓ）に基づいて、ブレンド係数αを設定する。ブレンド係数αは、色合成部１０６で合成される画像信号Ｖｒ、Ｖｇ、Ｖｂと画像信号Ｖｒ’、Ｖｇ’、Ｖｂ’との合成比率を規定する。この例では、合成比率は、ブレンド係数αが１であれば、画像信号Ｖｒ’、Ｖｇ’、Ｖｂ’が１００％であり、ブレンド係数αが０であれば、画像信号Ｖｒ、Ｖｇ、Ｖｂが１００％である。
【０１１３】
ブレンド係数設定部１１０は、前記第２の画像信号がオーバーフローする条件を直接的に求め、オーバーフローを起こす場合は第１のブレンド係数を設定し、オーバーフローを起こさない場合は第１のブレンド係数以上１以下である第２のブレンド係数を設定する。
【０１１４】
色合成部１０６は、信号入力部１００で生成された画像信号Ｖｒ、Ｖｇ、Ｖｂと色域変換部１０２で生成された画像信号Ｖｒ’、Ｖｇ’、Ｖｂ’をブレンド係数設定部１１０で設定されたブレンド係数αに応じた合成比率で合成する。ここでは、画像信号Ｖｒ’、Ｖｇ’、Ｖｂ’がオーバーフローする条件では狭色域表示とし、オーバーフローをしない条件では広色域と狭色域のブレンドをする。そして合成画像信号Ｖｒｂ、Ｖｇｂ、Ｖｂｂを生成する。
【０１１５】
信号出力部１０８では、合成後の画像信号Ｖｒｂ、Ｖｇｂ、Ｖｂｂをべき乗変換し、出力信号Ｒｉｎ、Ｇｉｎ、Ｂｉｎを生成する。例えば、１／２．２のべき乗変換を行い、必要ビット数のＲｏｕｔ、Ｇｏｕｔ、Ｂｏｕｔを生成する。出力信号Ｒｏｕｔ、Ｇｏｕｔ、Ｂｏｕｔの出力先はディスプレイ、プロジェクターあるいはプリンターなどの画像出力装置である。
【０１１６】
この画像処理装置によれば、入力信号のＲ、Ｇ、Ｂデータから、Ｈ、Ｓ、Ｖを計算する必要が不要となるため、画像表示装置において回路規模が小さくなり、計算時間を短縮することができる。次に、このような画像処理の詳細を説明する。
【０１１７】
［画像処理方法について］
まず、実施の形態１と同様に式（１）に従い、入力信号Ｒｉｎ、Ｇｉｎ、Ｂｉｎを０〜１に規格化し、規格化した後の信号をべき乗変換して、リニアな画像信号Ｖｒ、Ｖｇ、Ｖｂを生成する。
【０１１８】
次に、画像信号Ｖｒ、Ｖｇ、Ｖｂから変換された画像信号Ｖｒ’、Ｖｇ’、Ｖｂ’を算出する。狭色域の画像出力装置において、広色域表示をするための変換マトリクス［Ｍｃ］は、実施の形態１で用いた式（２）、（３）と同様である。
【０１１９】
上記で得られた画像信号Ｖｒ、Ｖｇ、Ｖｂと画像信号Ｖｒ’、Ｖｇ’、Ｖｂ’とを、ブレンド係数αを用いてブレンドし、合成画像信号Ｖｒｂ、Ｖｇｂ、Ｖｂｂを生成する。合成画像信号Ｖｒｂ、Ｖｇｂ、Ｖｂｂは、実施の形態１で示した式（４）〜（６）で求める。なお、ブレンド係数αの詳細については後述する。
【０１２０】
合成画像信号Ｖｒｂ、Ｖｇｂ、Ｖｂｂのべき乗変換を行い、必要なビット数に応じた出力信号Ｒｏｕｔ、Ｇｏｕｔ、Ｂｏｕｔに変換する。例えば、１／２．２のべき乗変換を行い、必要ビット数のＲｏｕｔ、Ｇｏｕｔ、Ｂｏｕｔを生成する。８ビットを仮定した場合は以下の実施の形態１で示した式（７）の通りとなる。
【０１２１】
［ブレンド係数αについて］
ブレンド係数αは、変換後の画像信号Ｖｒ’、Ｖｇ’、Ｖｂ’を用いて求める。まず、合成画像信号Ｖｒｂ、Ｖｇｂ、Ｖｂｂがオーバーフローする条件を見つけるために、画像信号Ｖｒ’、Ｖｇ’、Ｖｂ’がオーバーフローする条件を調べる。本実施の形態では、Ｈ、Ｓ、Ｖを計算せずに画像信号Ｖｒ’、Ｖｇ’、Ｖｂ’を用いるので簡単に求めることができる。
【０１２２】
画像信号Ｖｒ’、Ｖｇ’、Ｖｂ’から信号Ｖｒ’’、Ｖｇ’’、Ｖｂ’’を計算する。まず、Ｖｒ’、Ｖｇ’、Ｖｂ’とＶｒ’’、Ｖｇ’’、Ｖｂ’’の関係を式（１８）の通りと定義する。
【０１２３】
【数１２】
2014140160.tif 000018
【０１２４】
次に、式（１８）で求められるＶｉ’’の値を用いて、Ｖｉ’’と１−Ｖｉ’’を比較してその最小値を求める（Ｍｉｎ（Ｖｉ’’，１−Ｖｉ’’）（ｉ＝ｒ，ｇ，ｂ））。Ｖｉ’’は式（１８）より、０、１または０以上１以下の値となるので、Ｖｉ’’と１−Ｖｉ’’を比較した場合に得られる値は、０、０．５または０〜０．５の間の数値となる。
【０１２５】
ここで、Ｍｉｎ（Ｖｉ’’，１−Ｖｉ’’）＝０が画像信号Ｖｒ’、Ｖｇ’、Ｖｂ’がオーバーフローする条件となる。そこで、次に示すようにＭｉｎ（Ｖｉ’’，１−Ｖｉ’’）とブレンド係数αの関係を決める。
（１）Ｍｉｎ（Ｖｉ’’，１−Ｖｉ’’）＝０  ：  α＝０（狭色域）
（２）Ｍｉｎ（Ｖｉ’’，１−Ｖｉ’’）＝０．５（最大値）  ：  α＝１（広色域へ色変換）（３）Ｍｉｎ（Ｖｉ’’，１−Ｖｉ’’）＝０〜０．５  ：  α＝０〜１（広色域と狭色域のブレンド）
ブレンド係数αとＭｉｎ（Ｖｉ’’，１−Ｖｉ’’）の関係を式（１９）および図１３のように、パラメータｋによってブレンドの程度を調整できるようにｋｎｅｅ関数で設定する。ここで、パラメータｋはｘｏ＝０．０５におけるαの値であり、ｋが大きいほど広色域への変換が強いことを意味する。
【０１２６】
【数１３】
2014140160.tif 000019
【０１２７】
なお、ブレンド係数αとＭｉｎ（Ｖｉ’’，１−Ｖｉ’’）の関係を式（２０）および図１４のように、パラメータβによってブレンドをする程度を調整できるように指数関数で設定しても良い。式（２０）よりパラメータβが小さいということは広色域への色変換が強いことを意味する。
【０１２８】
【数１４】
2014140160.tif 000020
【０１２９】
また、ブレンド係数αとＭｉｎ（Ｖｉ’’，１−Ｖｉ’’）の関係を式（２１）および図１５にし示すようにパラメータｘ１によってブレンドの程度を調整できるように線形関数で設定しても良い。式（２１）よりパラメータｘ１が小さいということは広色域への色変換が強いことを意味する。
【０１３０】
【数１５】
2014140160.tif 000021
【０１３１】
ここで、ｘ１はα＝１になるｘ＝Ｍｉｎ（Ｖｉ’’，１−Ｖｉ’’）である。
【０１３２】
さらに別の態様として、式（２１）および図１５で示す線形関数をシグモイド関数にしても良い。
【０１３３】
本実施の形態によれば、入力信号のＲ、Ｇ、Ｂデータから、Ｈ、Ｓ、Ｖを計算する必要が不要となるため、画像表示装置において回路規模が小さくなり、計算時間を短縮することができる。本実施の形態によれば、ｘとαの関係は、関数で決定したが、実際に回路設計を行う場合には、ルックアップテーブルを用いてもよい。
【符号の説明】
【０１３４】
１００  信号入力部
１０２  色域変換部
１０４  ブレンド係数設定部
１０６  色合成部
１０８  信号出力部
１１０  ブレンド係数設定部
【図１】
2014140160.tif 000022
【図９】
2014140160.tif 000023
【図１０】
2014140160.tif 000024
【図１２】
2014140160.tif 000025
【図２】
2014140160.tif 000026
【図３】
2014140160.tif 000027
【図４】
2014140160.tif 000028
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図１１】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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