(57)【要約】【課題】ＬＵＴの格子点の増大を抑制し、ＬＵＴを用いて高精度なフォーマット変換を行うことのできる技術を提供する。【解決手段】本発明の画像処理装置は、入力画像データのオーバーホワイト画素（画素値が第１の閾値より大きい画素）の輝度値を代表する注目輝度値を取得する取得手段と、入力画像データの入力値を出力画像データの出力値に変換するＬＵＴを生成する生成手段と、生成手段で生成されたＬＵＴを用いて、入力画像データの画素値を出力画像データの画素値に変換する変換手段と、を有し、生成手段は、注目輝度値に基づいて第１の閾値より大きい画素値を決定し、第１の閾値以下の所定の画素値を入力値とする第１の格子点を有するＬＵＴに対し、決定した画素値を入力値とする第２の格子点を生成する。【選択図】図２
2014187634.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１フォーマットの入力画像データを、第２フォーマットの出力画像データに変換する画像処理装置であって、
前記入力画像データの画素のうち、第１の閾値より大きい画素値を有するオーバーホワイト画素の輝度値を代表する注目輝度値を取得する取得手段と、
前記第１フォーマットの画像データの画素値を入力値とし、前記入力値に対応する前記第２フォーマットの画像データの画素値を出力値とする複数の格子点を有するルックアップテーブルを生成する生成手段と、
前記生成手段で生成されたルックアップテーブルを用いて、前記入力画像データの画素値を前記出力画像データの画素値に変換する変換手段と、
を有し、
前記生成手段は、
前記注目輝度値に基づいて前記第１の閾値より大きい画素値を決定し、
前記第１の閾値以下の所定の画素値を入力値とする第１の格子点を有するルックアップテーブルに対し、前記決定した画素値を入力値とする第２の格子点を生成する
ことを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記第１の格子点は、オーバーホワイト画素以外の画素用の格子点であり、
前記第２の格子点は、オーバーホワイト画素用の格子点である
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】
前記変換手段は、前記ルックアップテーブルの前記複数の格子点の中に、前記入力画像データの画素値を入力値とする格子点が存在しない場合には、当該画素値に対応する出力値を、格子点の内挿または外挿により算出する
ことを特徴とする請求項１または２に記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記入力画像データは、ＲＧＢ画像データであり、
前記生成手段は、前記第１フォーマットの画像データのＲ値、Ｇ値、及び、Ｂ値のうちの少なくともいずれかの値が前記注目輝度値と一致する画素値を入力値とする格子点を、前記第２の格子点として生成する
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項５】
前記生成手段は、前記第１の格子点の他に前記第２の格子点を生成する
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項６】
前記入力画像データは、ＲＧＢ画像データであり、
前記注目輝度値をＹｏｗとした場合に、
前記生成手段は、
Ｒ値＝Ｙｏｗであり、Ｇ値＝Ｂ値＝０である画素値を入力値とする格子点、
Ｇ値＝Ｙｏｗであり、Ｒ値＝Ｂ値＝０である画素値を入力値とする格子点、
Ｂ値＝Ｙｏｗであり、Ｒ値＝Ｇ値＝０である画素値を入力値とする格子点、
Ｒ値＝Ｇ値＝Ｙｏｗであり、Ｂ値＝０である画素値を入力値とする格子点、
Ｒ値＝Ｂ値＝Ｙｏｗであり、Ｇ値＝０である画素値を入力値とする格子点、
Ｇ値＝Ｂ値＝Ｙｏｗであり、Ｒ値＝０である画素値を入力値とする格子点、及び、
Ｒ値＝Ｇ値＝Ｂ値＝Ｙｏｗである画素値を入力値とする格子点、
の７つの格子点を前記第２の格子点として生成する
ことを特徴とする請求項５に記載の画像処理装置。
【請求項７】
前記生成手段は、前記第１の格子点のうちの一部の格子点の入力値と出力値を変更する
ことにより、前記第２の格子点を生成する
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項８】
前記生成手段は、
前記第１の格子点の中で入力値のＲ値が最も大きい格子点の入力値を、Ｒ値を前記注目輝度値に変更することによって変更し、
前記第１の格子点の中で入力値のＧ値が最も大きい格子点の入力値を、Ｇ値を前記注目輝度値に変更することによって変更し、
前記第１の格子点の中で入力値のＢ値が最も大きい格子点の入力値を、Ｂ値を前記注目輝度値に変更することによって変更し、
変更後の入力値に対応する格子点を、前記第２の格子点として生成する
ことを特徴とする請求項７に記載の画像処理装置。
【請求項９】
前記取得手段は、前記入力画像データに含まれる輝度値毎のオーバーホワイト画素のうち、数が最も多いオーバーホワイト画素の輝度値またはその周辺の輝度値を、前記注目輝度値として決定する
ことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項１０】
前記取得手段は、
前記入力画像データに含まれる輝度値毎のオーバーホワイト画素の数を低輝度側から順番に累積し、
前記入力画像データに含まれるオーバーホワイト画素の総数に対する累積数の割合が第２の閾値を超えたときの輝度値を、前記注目輝度値として決定する
ことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項１１】
前記取得手段は、前記入力画像データに含まれるオーバーホワイト画素のうち、所定サイズ以上の領域を構成するオーバーホワイト画素の輝度値の最大値またはその周辺の輝度値を、前記注目輝度値として決定する
ことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項１２】
前記取得手段は、
前記入力画像データの画素のうちオーバーホワイト画素から所定範囲内の画素について、その画素の輝度値と、当該画素の周辺の画素の輝度値との平均値を算出し、
前記平均値の最大値を前記注目輝度値として決定する
ことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項１３】
前記取得手段は、
前記入力画像データの画素のうちオーバーホワイト画素から所定範囲内の画素について、その画素の輝度値と、当該画素の周辺の画素の輝度値との平均値を算出し、
前記平均値に対する前記周辺の画素の輝度値の最大値の割合が第３の閾値以下である画素の前記平均値の最大値を、前記注目輝度値として決定する
ことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項１４】
前記入力画像データは、ＲＧＢ画像データであり、
前記オーバーホワイト画素は、Ｒ値、Ｇ値、及び、Ｂ値のうちの少なくともいずれかの値が前記第１の閾値より大きい画素である
ことを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項１５】
第１フォーマットの入力画像データを、第２フォーマットの出力画像データに変換する画像処理装置の制御方法であって、
前記入力画像データの画素のうち、第１の閾値より大きい画素値を有するオーバーホワイト画素の輝度値を代表する注目輝度値を取得する取得ステップと、
前記第１フォーマットの画像データの画素値を入力値とし、前記入力値に対応する前記第２フォーマットの画像データの画素値を出力値とする複数の格子点を有するルックアップテーブルを生成する生成ステップと、
前記生成ステップで生成されたルックアップテーブルを用いて、前記入力画像データの画素値を前記出力画像データの画素値に変換する変換ステップと、
を有し、
前記生成ステップでは、
前記注目輝度値に基づいて前記第１の閾値より大きい画素値を決定し、
前記第１の閾値以下の所定の画素値を入力値とする第１の格子点を有するルックアップテーブルに対し、前記決定した画素値を入力値とする第２の格子点を生成する
ことを特徴とする画像処理装置の制御方法。
【請求項１６】
前記第１の格子点は、オーバーホワイト画素以外の画素用の格子点であり、
前記第２の格子点は、オーバーホワイト画素用の格子点である
ことを特徴とする請求項１５に記載の画像処理装置の制御方法。
【請求項１７】
前記変換ステップでは、前記ルックアップテーブルの前記複数の格子点の中に、前記入力画像データの画素値を入力値とする格子点が存在しない場合には、当該画素値に対応する出力値を、格子点の内挿または外挿により算出する
ことを特徴とする請求項１５または１６に記載の画像処理装置の制御方法。
【請求項１８】
前記入力画像データは、ＲＧＢ画像データであり、
前記生成ステップでは、前記第１フォーマットの画像データのＲ値、Ｇ値、及び、Ｂ値のうちの少なくともいずれかの値が前記注目輝度値と一致する画素値を入力値とする格子点を、前記第２の格子点として生成する
ことを特徴とする請求項１５〜１７のいずれか１項に記載の画像処理装置の制御方法。
【請求項１９】
前記生成ステップでは、前記第１の格子点の他に前記第２の格子点を生成する
ことを特徴とする請求項１５〜１８のいずれか１項に記載の画像処理装置の制御方法。
【請求項２０】
前記入力画像データは、ＲＧＢ画像データであり、
前記注目輝度値をＹｏｗとした場合に、
前記生成ステップでは、
Ｒ値＝Ｙｏｗであり、Ｇ値＝Ｂ値＝０である画素値を入力値とする格子点、
Ｇ値＝Ｙｏｗであり、Ｒ値＝Ｂ値＝０である画素値を入力値とする格子点、
Ｂ値＝Ｙｏｗであり、Ｒ値＝Ｇ値＝０である画素値を入力値とする格子点、
Ｒ値＝Ｇ値＝Ｙｏｗであり、Ｂ値＝０である画素値を入力値とする格子点、
Ｒ値＝Ｂ値＝Ｙｏｗであり、Ｇ値＝０である画素値を入力値とする格子点、
Ｇ値＝Ｂ値＝Ｙｏｗであり、Ｒ値＝０である画素値を入力値とする格子点、及び、
Ｒ値＝Ｇ値＝Ｂ値＝Ｙｏｗである画素値を入力値とする格子点、
の７つの格子点を前記第２の格子点として生成する
ことを特徴とする請求項１９に記載の画像処理装置の制御方法。
【請求項２１】
前記生成ステップでは、前記第１の格子点のうちの一部の格子点の入力値と出力値を変更することにより、前記第２の格子点を生成する
ことを特徴とする請求項１５〜１８のいずれか１項に記載の画像処理装置の制御方法。
【請求項２２】
前記生成ステップでは、
前記第１の格子点の中で入力値のＲ値が最も大きい格子点の入力値を、Ｒ値を前記注目輝度値に変更することによって変更し、
前記第１の格子点の中で入力値のＧ値が最も大きい格子点の入力値を、Ｇ値を前記注目輝度値に変更することによって変更し、
前記第１の格子点の中で入力値のＢ値が最も大きい格子点の入力値を、Ｂ値を前記注目輝度値に変更することによって変更し、
変更後の入力値に対応する格子点を、前記第２の格子点として生成する
ことを特徴とする請求項２１に記載の画像処理装置の制御方法。
【請求項２３】
前記取得ステップでは、前記入力画像データに含まれる輝度値毎のオーバーホワイト画素のうち、数が最も多いオーバーホワイト画素の輝度値またはその周辺の輝度値を、前記注目輝度値として決定する
ことを特徴とする請求項１５〜２２のいずれか１項に記載の画像処理装置の制御方法。
【請求項２４】
前記取得ステップでは、
前記入力画像データに含まれる輝度値毎のオーバーホワイト画素の数を低輝度側から順番に累積し、
前記入力画像データに含まれるオーバーホワイト画素の総数に対する累積数の割合が第２の閾値を超えたときの輝度値を、前記注目輝度値として決定する
ことを特徴とする請求項１５〜２２のいずれか１項に記載の画像処理装置の制御方法。
【請求項２５】
前記取得ステップでは、前記入力画像データに含まれるオーバーホワイト画素のうち、所定サイズ以上の領域を構成するオーバーホワイト画素の輝度値の最大値またはその周辺の輝度値を、前記注目輝度値として決定する
ことを特徴とする請求項１５〜２２のいずれか１項に記載の画像処理装置の制御方法。
【請求項２６】
前記取得ステップでは、
前記入力画像データの画素のうちオーバーホワイト画素から所定範囲内の画素について、その画素の輝度値と、当該画素の周辺の画素の輝度値との平均値を算出し、
前記平均値の最大値を前記注目輝度値として決定する
ことを特徴とする請求項１５〜２２のいずれか１項に記載の画像処理装置の制御方法。
【請求項２７】
前記取得ステップでは、
前記入力画像データの画素のうちオーバーホワイト画素から所定範囲内の画素について、その画素の輝度値と、当該画素の周辺の画素の輝度値との平均値を算出し、
前記平均値に対する前記周辺の画素の輝度値の最大値の割合が第３の閾値以下である画素の前記平均値の最大値を、前記注目輝度値として決定する
ことを特徴とする請求項１５〜２２のいずれか１項に記載の画像処理装置の制御方法。
【請求項２８】
前記入力画像データは、ＲＧＢ画像データであり、
前記オーバーホワイト画素は、Ｒ値、Ｇ値、及び、Ｂ値のうちの少なくともいずれかの値が前記第１の閾値より大きい画素である
ことを特徴とする請求項１５〜２７のいずれか１項に記載の画像処理装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像処理装置及びその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、撮像装置で撮像された撮像データは、例えば、ＩＴＵ−Ｒ  ＢＴ７０９で規定されている特性（ＣＲＴのガンマ特性）を考慮したガンマ補償処理が施され、出力されていた。ガンマ補償処理は、例えば、以下の式１に示すような変換特性（光電変換特性）で、撮像データの画素値を画像データ（ガンマ補償処理データ）の画素値に変換する処理である。式１において、Ｘは撮像データの画素値であり、Ｙはガンマ補償処理データの画素値である。式１は、Ｙが８ビットの２５６階調で表現された値である場合の例である。
Ｙ＝２５５×（Ｘ／２５５）０．４５  ・・・（式１）
一方、近年、撮像装置の受光性能の向上に伴い、より広いダイナミックレンジ（輝度ダイナミックレンジ）の画像データを扱うために、Ｌｏｇに近い階調特性を有する画像データを出力する撮像装置も出始めている。例えば、ＳＭＰＴＥ  ＳＴ  ２０６５−１：２０１２（Ａｃａｄｅｍｙ  Ｃｏｌｏｒ  Ｅｎｃｏｄｉｎｇ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ；ＡＣＥＳ）で規定されている画像形式（フォーマット）では、非常に広いダイナミックレンジの画像データを扱うことができる。また、映画製作現場では、ダイナミックレンジが広いフィルムの特性に対応するＣｉｎｅｏｎ  Ｌｏｇの画像データが使用されている。
【０００３】
このようなダイナミックレンジが広い画像データは、そのままでは表示装置で表示できないため、表示装置に適した画像フォーマットの画像データに変換する必要がある。ＡＣＥＳの画像データを、ＩＴＵ−Ｒ  ＢＴ．７０９やＤＣＩに対応した表示装置用の画像データに変換するためには、Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ  Ｒｅｎｄｅｒｉｎｇ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ（ＲＲＴ）、Ｏｕｔｐｕｔ  Ｄｅｖｉｃｅ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ（ＯＤＴ）といった変換処理を行う必要がある。ＲＲＴ及びＯＤＴは、ルックアップテーブル（ＬＵＴ）を用いて実現される。
回路規模の制約のため、一般に、画像処理（変換処理）に使用するＬＵＴとして、入力画像データの取り得る画素値の数よりも少ない数の格子点（入力値（変換前の画素値）と出力値（変換後の画素値）の組み合わせ）を有するＬＵＴが用意される。そして、用意された格子点の中に入力画像データの画素値を入力値とする格子点が存在しない場合に、格子点の内挿または外挿により、当該画素値に対応する出力値が算出される。
【０００４】
ＬＵＴを用いた変換処理に関する従来技術は、例えば、特許文献１〜３に開示されている。
特許文献１には、格子点の出力値を書き換え可能とすることにより、ＬＵＴを用いた変換処理の変換特性を変更可能とする技術が開示されている。
特許文献２には、人の視覚特性は暗部側の変化に敏感であることを考慮して、変換前の画素値が小さい側（暗部側）に対して、大きい側（明部側）に比べて多くの格子点が割り当てられたＬＵＴを用いる技術が開示されている。
特許文献３には、入力画像データ全体の明るさを適切な明るさに変換するためのＬＵＴを生成する技術が開示されている。具体的には、特許文献３には、入力画像データの取り得る画素値の範囲をハイライト領域、暗部領域、被写体領域に区分し、それらの境界の画素値を入力値とする格子点を有するＬＵＴを生成する技術が開示されている。
【０００５】
上述したＲＲＴやＯＤＴのように予め変換特性が定められた変換処理は、高い変換精度
が要求される。しかしながら、特許文献１〜３に開示の技術などの従来技術を用いて、ダイナミックレンジが広い画像データの画素値を高精度に変換することは困難である。即ち、従来技術を用いて、ダイナミックレンジが広い画像データに対するＲＲＴやＯＤＴの処理結果として、好ましい処理結果を得ることは困難である。
具体的には、ダイナミックレンジが広い入力画像データは、表現可能な輝度範囲が非常に広い。そして、そのような入力画像データの画素値を高精度に変換するための方法として、非常に広い輝度範囲に対応する膨大な数の格子点を用意する方法が考えられる。しかしながら、回路規模の制約上、格子点の数は制限されるため、上記方法は好ましくない（上記方法では、回路規模やコストが増大してしまう）。
また、非常に広い輝度範囲に対応する複数の格子点として、許容できる数の格子点を用意する方法も考えられる。しかしながら、そのような方法では、格子点の間隔が広くなってしまい、高精度な変換処理を行うことはできない。例えば、特許文献１に開示の技術などにおいて、非常に広い輝度範囲に対応する複数の格子点として、許容できる数の格子点が等間隔に設けられている場合には、輝度範囲の全体に渡って変換誤差が大きくなってしまう。特に、入力値に対する出力値の変化が大きい部分で変換誤差が大きくなってしまう。具体的には、暗部側において入力値に対する出力値の変化が大きい場合には、暗部側の変換誤差が大きくなってしまう。また、特許文献２に開示の技術を用いた場合には、暗部側で明部側より格子点の数が多くなるように、非常に広い輝度範囲に対応する複数の格子点（許容できる数の格子点）が設けられるため、明部側の変換誤差が大きくなってしまう。
なお、特許文献３に開示の技術では、入力画像データに基づいて格子点の入力値が決定されるため、入力画像データ全体の明るさを好ましく制御できる。しかしながら、特許文献３に開示の技術を用いて、ダイナミックレンジが広い画像データの画素値を変換する場合、格子点の間隔（入力値の間隔）が非常に広くなってしまうため、高精度な変換を行うことはできない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−３０１３８１号公報
【特許文献２】特開平８−１３８０３０号公報
【特許文献３】特開２０１０−１６６１４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、ルックアップテーブルの格子点の増大を抑制し、ルックアップテーブルを用いて高精度なフォーマット変換を行うことのできる技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の画像処理装置は、
第１フォーマットの入力画像データを、第２フォーマットの出力画像データに変換する画像処理装置であって、
前記入力画像データの画素のうち、第１の閾値より大きい画素値を有するオーバーホワイト画素の輝度値を代表する注目輝度値を取得する取得手段と、
前記第１フォーマットの画像データの画素値を入力値とし、前記入力値に対応する前記第２フォーマットの画像データの画素値を出力値とする複数の格子点を有するルックアップテーブルを生成する生成手段と、
前記生成手段で生成されたルックアップテーブルを用いて、前記入力画像データの画素値を前記出力画像データの画素値に変換する変換手段と、
を有し、
前記生成手段は、
前記注目輝度値に基づいて前記第１の閾値より大きい画素値を決定し、
前記第１の閾値以下の所定の画素値を入力値とする第１の格子点を有するルックアップテーブルに対し、前記決定した画素値を入力値とする第２の格子点を生成する
ことを特徴とする。
【０００９】
本発明の画像処理装置の制御方法は、
第１フォーマットの入力画像データを、第２フォーマットの出力画像データに変換する画像処理装置の制御方法であって、
前記入力画像データの画素のうち、第１の閾値より大きい画素値を有するオーバーホワイト画素の輝度値を代表する注目輝度値を取得する取得ステップと、
前記第１フォーマットの画像データの画素値を入力値とし、前記入力値に対応する前記第２フォーマットの画像データの画素値を出力値とする複数の格子点を有するルックアップテーブルを生成する生成ステップと、
前記生成ステップで生成されたルックアップテーブルを用いて、前記入力画像データの画素値を前記出力画像データの画素値に変換する変換ステップと、
を有し、
前記生成ステップでは、
前記注目輝度値に基づいて前記第１の閾値より大きい画素値を決定し、
前記第１の閾値以下の所定の画素値を入力値とする第１の格子点を有するルックアップテーブルに対し、前記決定した画素値を入力値とする第２の格子点を生成する
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ルックアップテーブルの格子点の増大を抑制し、ルックアップテーブルを用いて高精度なフォーマット変換を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】ＲＲＴとＯＤＴによる変換の一例を示す図
【図２】実施例１〜３に係る画像処理装置の機能構成の一例を示す図
【図３】実施例１に係る輝度ヒストグラムの一例を示す図
【図４】実施例１〜４に係る基準ＬＵＴの一例を示す図
【図５】実施例１〜３に係る第２の格子点の入力値の一例を示す図
【図６】実施例１〜４に係る内挿処理と外挿処理の一例を示す図
【図７】実施例１に係る画像処理装置の処理の流れの一例を示す図
【図８】実施例２に係る注目輝度検出部の機能構成の一例を示す図
【図９】実施例２，３に係るフィルタ係数の一例を示す図
【図１０】実施例２に係る注目輝度検出部の処理の一例を示す図
【図１１】実施例３に係る注目輝度検出部の機能構成の一例を示す図
【図１２】実施例３に係る注目輝度検出部の処理の一例を示す図
【図１３】実施例４に係る画像処理装置の機能構成の一例を示す図
【図１４】実施例４に係る格子点変更処理の一例を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
＜実施例１＞
以下、本発明の実施例１に係る画像処理装置及びその制御方法について図面を参照して説明する。本実施例に係る画像処理装置は、第１フォーマットの入力画像データを、第２フォーマットの出力画像データに変換する装置である。第１フォーマットの画像データは、例えば、ＳＭＰＴＥ  ＳＴ  ２０６５−１：２０１２（Ａｃａｄｅｍｙ  Ｃｏｌｏｒ  Ｅｎｃｏｄｉｎｇ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ；ＡＣＥＳ）で規定されている画像形式（フォーマット）の画像データのように、ダイナミックレンジが広い画像データである。
第２のフォーマットの画像データは、例えば、ＩＴＵ−Ｒ  ＢＴ．７０９やＤＣＩに対応した表示装置用の画像データである。第１フォーマットの入力画像データを、第２フォーマットの出力画像データに変換する処理は、例えば、Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ  Ｒｅｎｄｅｒｉｎｇ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ（ＲＲＴ）、Ｏｕｔｐｕｔ  Ｄｅｖｉｃｅ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ（ＯＤＴ）であり、ルックアップテーブル（ＬＵＴ）を用いた変換処理である。
【００１３】
本実施例では、入力画像データとして、撮像装置で撮像されたＲＧＢ画像データであって、ＡＣＥＳで規定されている画像形式のＲＧＢ画像データが入力される例を説明する。ＡＣＥＳで規定されている画像形式では、輝度に比例する画像値（ＲＧＢ画像データの場合にはＲ値、Ｇ値、及び、Ｂ値）として、−６５５０４〜＋６５５０４の非常に広い範囲の画素値を扱うことができる。画像処理装置には、このようにダイナミックレンジが広い入力画像データとして、例えば、１２ビットでＬｏｇ化された画像データや、１６ビットの浮動小数点の画像データが入力される。
ここで、入力画像データ（ＡＣＥＳで規定されている画像形式の画像データ）の画素値０．１８は、１８％グレーカードの明るさに相当し、入力画像データの画素値１は完全拡散反射面の明るさに相当する。そのため、入力画像データは、画素値が１以下の画素を多く含んでおり、画素値が１より大きい画素をあまり含まない。画像の明るさによって画素値の大きさは変化する。例えば、被写体などを含む撮像領域の明るさによって画素値の大きさは変化する。しかし、１より大きい画素値を有する画素の発生頻度は、画素値が大きいほど低い。そのため、入力画像データでは、取り得る画素値の範囲全体が扱われるのではなく、およそ０〜８の画素値の範囲が扱われることが多い。換言すれば、撮像装置では、画像データの画素値として、およそ０〜８の範囲の画素値が保存されることが多い。本実施例では、入力画像データの画素値の範囲が０〜８である場合の例を説明する。
【００１４】
また、本実施例では、入力画像データを出力画像データに変換する処理として、ＲＲＴとＯＤＴを実現する変換処理が行われる例を説明する。図１は、ＲＲＴとＯＤＴによる変換の一例を示す図である。図１は、入力画像データの画素値を、取り得る画素値の範囲が０〜２５５の８ビットの出力画像データに変換する例を示す図である。ＲＲＴとＯＤＴでは、入力画像データに多く存在する画素の画素値の範囲（０〜１の範囲）はあまり圧縮されず、入力画像データにあまり存在しない画素の画素値の範囲（１より大きい範囲）は大きく圧縮される。即ち、入力画像データの０〜１の画素値の範囲は、出力画像データの広い画素値の範囲に変換され、入力画像データの１より大きい画素値の範囲は、出力画像データの狭い画素値の範囲に変換される。ＲＲＴとＯＤＴでは高い変換精度が要求される。そのため、ＲＲＴとＯＤＴを、ＬＵＴを用いた変換処理で実現するためには、図１に示す変換特性２０１をよく表すＬＵＴが必要である。
なお、入力画像データを出力画像データに変換する処理は、ＲＲＴとＯＤＴを実現する変換処理に限らない。画素値の階調特性を変換する処理であれば、どのような処理であってもよい。また、入力画像データと出力画像データのフォーマット（階調特性）も特に限定されない。
【００１５】
ＬＵＴの格子点（第１フォーマットの画像データの画素値である入力値と、第２フォーマットの画像データの画素値である出力値との組み合わせ）の数を増やせば、変換特性２０１をよく表すＬＵＴを用意することができる。しかし、回路規模の制約上、格子点の数は制限されるため、格子点の数をあまり増やすことはできない。そこで本実施例では、格子点の増大を抑制し、ＬＵＴを用いて高精度な変換処理（フォーマット変換）を可能とする技術を説明する。
【００１６】
図２は、本実施例に係る画像処理装置の機能構成の一例を示す図である。
本実施例に係る画像処理装置は、オーバーホワイト検出部１０１、主要階調変換部１０２、注目輝度検出部１０３、入力値決定部１０４、出力値算出部１０５、オーバーホワイ
ト変換部１０６、混合部１０７、画像表示部１０８、などを有する。
【００１７】
オーバーホワイト検出部１０１は、入力画像データの画素のうち、第１の閾値より大きい画素値を有するオーバーホワイト画素を検出する。具体的には、オーバーホワイト検出部１０１は、画素毎に、画素値が第１の閾値より大きいか否かを判定する。そして、オーバーホワイト検出部１０１は、画素値が第１の閾値より大きい画素をオーバーホワイト画素として検出する。本実施例では、オーバーホワイト検出部１０１は、画素毎に、Ｒ値、Ｇ値、及び、Ｂ値のうちの少なくともいずれかの値が第１の閾値より大きいか否かを判定する。そして、オーバーホワイト検出部１０１は、Ｒ値、Ｇ値、及び、Ｂ値のうちの少なくともいずれかの値が第１の閾値より大きい画素をオーバーホワイト画素として検出する。
オーバーホワイト検出部１０１は、入力画像データに含まれるオーバーホワイト画素の画素値を注目輝度検出部１０３とオーバーホワイト変換部１０６に出力し、残りの画素の画素値を主要階調変換部１０２に出力する。また、オーバーホワイト検出部１０１は、入力画像データの各画素の検出結果（オーバーホワイト画素か否か）を混合部１０７に出力する。
本実施例では、第１の閾値を１とする。そして、１以下の画素値（及び輝度値）の範囲を主要階調域と呼び、１より大きい画素値（及び輝度値）の範囲をオーバーホワイト域と呼ぶ。
なお、第１の閾値は１より大きくても小さくてもよい。
【００１８】
注目輝度検出部１０３は、入力画像データに含まれるオーバーホワイト画素の輝度値を代表する注目輝度値を取得（決定）する。
具体的には、注目輝度検出部１０３は、オーバーホワイト検出部１０１で検出されたオーバーホワイト画素毎に輝度値を算出し、オーバーホワイト検出部１０１で検出されたオーバーホワイト画素の輝度値のヒストグラム（輝度ヒストグラム）を生成する。オーバーホワイト画素の輝度値Ｙは、例えば、以下の式１を用いて、オーバーホワイト画素のＲ値、Ｇ値、Ｂ値から算出される。
Ｙ＝０．２９９×Ｒ値＋０．５８７×Ｇ値＋０．１１４×Ｂ値  ・・・（式１）
図３（図３の下側）に、注目輝度検出部１０３で生成される輝度ヒストグラムの一例を示す。図３の上側には、比較のために、入力画像データの全画素の輝度ヒストグラムが示されている。上述したように、入力画像データの画素のほとんどは０〜１の主要階調域の画素値を有しており、１より大きいオーバーホワイト域の画素値を有する画素は少ない。そのため、図３の上側に示すように、入力画像データの全画素の輝度ヒストグラムは、０〜１の主要階調域に度数が集中したヒストグラムとなる。注目輝度検出部１０３では、図３の下側に示すように、オーバーホワイト画素の輝度ヒストグラムが生成される。
そして、注目輝度検出部１０３は、生成した輝度ヒストグラムを用いて、注目輝度値を決定する。詳細は後述するが、本実施例では、注目輝度値に基づいてオーバーホワイト画素用の格子点（第２の格子点）の入力値が決定される。ＬＵＴを用いた変換処理では、ＬＵＴの格子点の中に、入力画像データの画素値を入力値とする格子点が存在しない場合には、当該画素値に対応する出力値が、格子点の内挿または外挿により算出される。そのため、入力画像データの画素値と格子点の入力値との差が大きいほど、変換誤差が大きくなる。入力画像データに多く含まれるオーバーホワイト画素の画素値の変換誤差は目立つため、入力画像データに多く含まれるオーバーホワイト画素の画素値を、第２の格子点の入力値とすることが望ましい。そこで、本実施例では、そのような画素値をよく表す輝度値を注目輝度値として決定する。具体的には、注目輝度検出部１０３は、入力画像データに含まれる輝度値毎のオーバーホワイト画素の数を低輝度側から順番に累積する。換言すれば、注目輝度検出部１０３は、生成した輝度ヒストグラムの度数を低輝度側から順番に累
積する。そして、注目輝度検出部１０３は、入力画像データに含まれるオーバーホワイト画素の総数に対する累積数の割合が第２の閾値を超えたときの輝度値を、注目輝度値Ｙｏｗとして決定する。オーバーホワイト画素の総数は少ないため、上記方法により、多くの場合、数が最も多いオーバーホワイト画素の輝度値またはその周辺の輝度値が注目輝度値として決定することができる。本実施例では、第２の閾値を９０％とする。図３の下側に示す輝度ヒストグラムの例では、注目輝度値Ｙｏｗは２．４となる。
【００１９】
なお、第２の閾値は９０％より高くても低くてもよい。
なお、注目輝度値は画像処理装置の外部から入力されてもよい。
なお、注目輝度値の決定方法は上記方法に限らない。例えば、生成した輝度ヒストグラムにおいて、度数が最大となる輝度値またはその周辺の輝度値が注目輝度値として決定されてもよい。
なお、上記方法のように各輝度値のオーバーホワイト画素の数を用いて注目輝度値を決定する場合には、オーバーホワイト画素毎の輝度値が算出されればよく、輝度ヒストグラムは生成されなくてもよい。
【００２０】
入力値決定部１０４と出力値算出部１０５により、複数の格子点を有するＬＵＴが生成される。
具体的には、第１の閾値以下（１以下）の所定の画素値を入力値とする格子点（オーバーホワイト画素以外の画素用の格子点；第１の格子点）を有するＬＵＴ（基準ＬＵＴ）が予め用意されている。本実施例では、図４に示すような３次元ＬＵＴが基準ＬＵＴとして用意されているものとする。図４は、１７（Ｒ方向）×１７（Ｇ方向）×１７（Ｂ方向）個の第１の格子点が用意されている場合の例を示す図である。図４のＲ軸、Ｇ軸、Ｂ軸は、第１フォーマットの画像データのＲ値、Ｇ値、Ｂ値を示し、線の交点は第１の格子点の入力値を示す。なお、図４では、第１の格子点の入力値として、Ｒ値＝１の面、Ｇ値＝１の面、Ｂ値＝１の面における画素値のみが図示されているが、第１の格子点の入力値は、それらの面の裏側にも存在する。
そして、入力値決定部１０４と出力値算出部１０５により、基準ＬＵＴに対し第２の格子点が生成される。より具体的には、入力値決定部１０４により、第１の閾値より大きい画素値が決定される。そして、出力値算出部１０５により、第２フォーマットの画像データの画素値であって、入力値決定部１０４で決定された画素値に対応する画素値が決定される。それにより、入力値決定部１０４により決定された画素値を入力値とし、出力値算出部１０５により決定された画素値を出力値とする第２の格子点が生成される。
なお、第１の格子点の数は、１７×１７×１７個より多くても少なくてもよい。Ｒ方向、Ｇ方向、及び、Ｂ方向のうちのいずれかの方向における第１の格子点の数が、残りの方向における第１の格子点の数と異なっていてもよい。また、第１の格子点の入力値の間隔は等間隔であってもよいし、等間隔でなくてもよい。例えば、暗部側（画素値が低い側）に向かうにつれ間隔が狭くなってもよい。
【００２１】
入力値決定部１０４は、注目輝度値に基づいて、第１の閾値より大きい画素値を決定する。具体的には、入力値決定部１０４は、第１フォーマットの画像データのＲ値、Ｇ値、及び、Ｂ値のうちの少なくともいずれかの値が注目輝度値Ｙｏｗと一致する画素値を決定する。本実施例では、図５に示すように、以下の７つの画素値が決定される。
Ｒ値＝Ｙｏｗであり、Ｇ値＝Ｂ値＝０である画素値、
Ｇ値＝Ｙｏｗであり、Ｒ値＝Ｂ値＝０である画素値、
Ｂ値＝Ｙｏｗであり、Ｒ値＝Ｇ値＝０である画素値、
Ｒ値＝Ｇ値＝Ｙｏｗであり、Ｂ値＝０である画素値、
Ｒ値＝Ｂ値＝Ｙｏｗであり、Ｇ値＝０である画素値、
Ｇ値＝Ｂ値＝Ｙｏｗであり、Ｒ値＝０である画素値、及び、
Ｒ値＝Ｇ値＝Ｂ値＝Ｙｏｗである画素値
なお、入力値決定部１０４で決定される画素値は上記７つの画素値に限らない。例えば、上記７つの画素値の一部が決定されてもよい。また、第１フォーマットの画像データのＲ値、Ｇ値、及び、Ｂ値のうちの少なくともいずれかの値が注目輝度値Ｙｏｗに基づく値（注目輝度値Ｙｏｗに所定の係数を乗算した値など）と一致する画素値が決定されてもよい。
【００２２】
出力値算出部１０５には、第１フォーマットの画像データの画素値と、第２フォーマットの画像データの画素値との対応関係を表す変換関数（図１の変換特性２０１を表す関数）が予め記憶されている。そして、出力値算出部１０５は、入力値決定部１０４で決定された画素値に対応する画素値（第２フォーマットの画像データの画素値）を、上記変換関数を用いて算出する。本実施例では、上記７つの画素値に対応する７つの画素値が算出される。
なお、入力値決定部１０４で決定された画素値に対応する画素値の算出方法は上記方法に限らない。例えば、上記変換関数は、予め記憶されているのではなく、上述した基準ＬＵＴが有する第１の格子点を用いて導出されてもよい。
【００２３】
なお、本実施例では、基準ＬＵＴが予め用意されている、即ち第１の格子点が予め定められているものとしたが、これに限らない。例えば、第１の格子点の格子点の入力値が予め定められており、上記変換関数を用いて第１の格子点の出力値を算出することにより、第１の格子点が生成されてもよい。
なお、ＩＴＵ−Ｒ  ＢＴ．７０９に対応した表示装置用の画像データ、ＤＣＩに対応した表示装置用の画像データなどのように、第２フォーマットの候補として様々なフォーマットが考えられる。そのため、第２フォーマットの候補である複数のフォーマットのそれぞれについて変換関数（または、基準ＬＵＴと変換関数）が用意されていてもよい。そして、入力画像データやユーザ操作などに応じて第２フォーマットや変換関数が選択されてもよい。それにより、入力画像データの画素値を様々なフォーマットの画像データの画素値へ変換することが可能となる。
同様に、第１フォーマットの候補として様々なフォーマットが考えられる。そのため、第１フォーマットの候補と第２フォーマットの候補の組み合わせ毎に変換関数（または、基準ＬＵＴと変換関数）が用意されていてもよい。そして、入力画像データ、入力画像データとユーザ操作、などに応じて、第２フォーマットや変換関数が選択されてもよい。それにより、様々なフォーマットの入力画像データの画素値を様々なフォーマットの画像データの画素値へ変換することが可能となる。
なお、変換精度の観点から、上述した変換関数を用いて変換処理を行うことが好ましいが、処理負荷が膨大になってしまう。ＬＵＴを用いることにより、処理負荷を低減することができる。
【００２４】
主要階調変換部１０２とオーバーホワイト変換部１０６により、上記生成されたＬＵＴ（第１の格子点と第２の格子点を有するＬＵＴ）を用いて、入力画像データの画素値が出力画像データの画素値に変換される。
【００２５】
主要階調変換部１０２は、第１の格子点（基準ＬＵＴ）を用いて、オーバーホワイト画素以外の画素の画素値を出力画像データの画素値に変換する。具体的には、対象画素値（変換対象の画素値；入力画像データの画素値）が第１の格子点の入力値と等しい場合には、対象画素値は当該第１の格子点の出力値と同じ画素値に変換される。対象画素値が第１の格子点の入力値と異なる場合には、対象画素値に対応する出力値（変換後の画素値）は、格子点の内挿により算出される。例えば、ＲＧＢ空間において対象画素値を含む最小の四面体を形成する８つの格子点の出力値を、格子点の入力値と対象画素値との差が大きい
ほど小さい重みで重み付け加算することにより、対象画素値に対応する出力値が算出される。
なお、重み付け加算の方法は特に限定されない。例えば、３次元的な距離に応じた重みで上記８つの格子点の出力値が重み付け加算されてもよい。また、Ｒ値、Ｇ値、及び、Ｂ値についてそれぞれ個別に重み付け加算を行ってもよい。具体的には、Ｒ値の差が大きいほど小さい重みで格子点の出力Ｒ値（出力値のＲ値）を重み付け加算し、Ｇ値の差が大きいほど小さい重みで格子点の出力Ｇ値を重み付け加算し、Ｂ値の差が大きいほど小さい重みで格子点の出力Ｂ値を重み付け加算してもよい。図４の例では、上記８つの格子点のうち、４つの格子点の入力Ｒ値（入力値のＲ値）は互いに等しく、残りの４つの格子点の入力Ｒ値も互いに等しい。そして、対象画素値のＲ値（対象Ｒ値）が、２つ入力Ｒ値に挟まれる。その場合には、２つの入力Ｒ値の差に対する、一方の入力Ｒ値と対象Ｒ値の差の割合を、他方の入力Ｒ値に対応する出力Ｒ値の重みとすることができる。Ｇ値とＢ値についても同様である。
【００２６】
オーバーホワイト変換部１０６は、第１の格子点の一部と、第２の格子点とを用いて、オーバーホワイト画素の画素値を出力画像データの画素値に変換する。具体的には、Ｒ値、Ｇ値、及び、Ｂ値のうちの少なくともいずれかの値が１である画素値を入力値とする８１７個の第１の格子点と、入力値決定部１０４と出力値算出部１０５で生成された７つの第２の格子点との計８２４個の格子点が使用される。対象画素値が第２の格子点の入力値と等しい場合には、対象画素値は当該第２の格子点の出力値と同じ画素値に変換される。対象画素値が第２の格子点の入力値と異なる場合には、対象画素値に対応する出力値は、格子点の内挿または外挿により算出される。なお、主要階調変換部１０２とオーバーホワイト変換部１０６は上記８１７個の第１の格子点を共有していてもよいし、そうでなくてもよい。オーバーホワイト変換部１０６で使用される第１の格子点は、主要階調変換部１０２で使用される第１の格子点とは別に記憶されていてもよい。
【００２７】
オーバーホワイト変換部１０６では、まず、対象画素値Ｐｉｎと原点（０，０，０）を通る直線が算出される。
次に、Ｒ値、Ｇ値、及び、Ｂ値のうちのいずれかが１の面と、上記算出した直線との交点の画素値Ｐ１が算出される。具体的には、上記算出した直線上の画素値であって、Ｒ値、Ｇ値、及び、Ｂ値のうちのいずれかの値が１であり、残りの値が１以下である画素値が、画素値Ｐ１として算出される。そして、画素値Ｐ１を含む最小の領域を形成する４つの第１の格子点の出力値を重み付け加算することにより、画素値Ｐ１に対応する出力値Ｑ１が算出される。
同様に、Ｒ値、Ｇ値、及び、Ｂ値のうちのいずれかが注目輝度値Ｙｏｗの面と、上記算出した直線との交点の画素値Ｐｏｗが算出される。具体的には、上記算出した直線上の画素値であって、Ｒ値、Ｇ値、及び、Ｂ値のうちのいずれかの値がＹｏｗであり、残りの値がＹｏｗ以下である画素値が、画素値Ｐｏｗとして算出される。そして、画素値Ｐｏｗを含む領域を形成する４つの第２の格子点の出力値を重み付け加算することにより、画素値Ｐｏｗに対応する出力値Ｑｏｗが算出される。
そして、画素値Ｐ１に対応する出力値Ｑ１と、画素値Ｐｏｗに対応する出力値Ｑｏｗとを重み付け加算することにより、対象画素値Ｐｉｎに対応する出力値Ｑｉｎが算出される。ここで、対象画素値Ｐｉｎが画素値Ｐ０と画素値Ｐｏｗの間に位置する場合には、内挿処理により対象画素値Ｐｉｎに対応する出力値Ｑｉｎが算出される。具体的には、画素値Ｐ１と画素値Ｐｏｗの差に対する、画素値Ｐｏｗと対象画素値Ｐｉｎの差の割合が、画素値Ｐ１に対応する出力値Ｑ１の重みとして用いられる。また、画素値Ｐ１と画素値Ｐｏｗの差に対する、画素値Ｐ１と対象画素値Ｐｉｎの差の割合が、画素値Ｐｏｗに対応する出力値Ｑｏｗの重みとして用いられる。そして、対象画素値Ｐｉｎが画素値Ｐｏｗよりも外側に位置する場合には、外挿処理により対象画素値Ｐｉｎに対応する出力値Ｑｉｎが算出される。具体的には、画素値Ｐ１と画素値Ｐｏｗの差に対する、画素値Ｐｏｗと対象画素
値Ｐｉｎの差の割合に−１を乗算した値が、画素値Ｐ１に対応する出力値Ｑ１の重みとして用いられる。また、画素値Ｐ１と画素値Ｐｏｗの差に対する、画素値Ｐ１と対象画素値Ｐｉｎの差の割合が、画素値Ｐｏｗに対応する出力値Ｑｏｗの重みとして用いられる。図６は、内挿処理と外挿処理の一例を示す図である。
【００２８】
なお、主要階調変換部１０２の処理と同様に、オーバーホワイト変換部１０６における重み付け加算の方法も特に限定されない。例えば、外挿処理を行わずに、入力画像データの取り得る値の最大値に対応する出力値を算出し、算出した出力値を用いた内挿処理を行うことにより、対象画素値Ｐｉｎに対応する出力値を算出することもできる。上述したように、撮像装置では、画像データの画素値として、およそ０〜８の範囲の画素値が保存されることが多い。そのため、出力画像データの取り得る画素値の範囲が０〜２５５である場合には、入力画像データの取り得る値の最大値を８とし、当該最大値に対応する出力値を２５５とすればよい。そして、対象画素値Ｐｉｎが画素値Ｐｏｗよりも外側に位置する場合には、最大値Ｐｍａｘに対応する出力値Ｑｍａｘと、画素値Ｐｏｗに対応する出力値Ｑｏｗとを重み付け加算する内挿処理により、対象画素値Ｐｉｎに対応する出力値Ｑｉｎを算出すればよい。このとき、図６に示すように、画素値Ｐｏｗと最大値Ｐｍａｘの差に対する、最大値Ｐｍａｘと対象画素値Ｐｉｎの差の割合を、画素値Ｐｏｗに対応する出力値Ｑｏｗの重みとして用いることができる。また、画素値Ｐｏｗと最大値Ｐｍａｘの差に対する、画素値Ｐｏｗと対象画素値Ｐｉｎの差の割合を、最大値Ｐｍａｘに対応する出力値Ｑｍａｘの重みとして用いることができる。このような演算を行う構成であっても、入力画像データの取り得る値の最大値と、当該最大値に対応する出力値とは固定であるため、変換処理で使用する格子点の数を増やす必要はない。そのため、回路規模が大きく増大することはない。
【００２９】
混合部１０７は、画素毎に、その画素がオーバーホワイト画素か否かをオーバーホワイト検出部１０１の検出結果に基づいて判断する。そして、混合部１０７は、オーバーホワイト画素でない画素については、主要階調変換部１０２で得られた画素値（変換後の画素値）を選択して表示用画像データの画素値として出力する。また、混合部１０７は、オーバーホワイト画素については、オーバーホワイト変換部１０６で得られた画素値（変換後の画素値）を選択して表示用画像データの画素値として出力する。
画像表示部１０８は、混合部１０７から出力された表示用画像データを表示する。なお、画像表示部１０８は、画像処理装置の一部であってもよいし、画像処理装置とは別体の装置であってもよい。
【００３０】
次に、図７のフローチャートを用いて、本実施例に係る画像処理装置の処理の流れの一例を説明する。
まず、Ｓ１において、オーバーホワイト検出部１０１が、入力画像データからオーバーホワイト画素を検出する。入力画像データの画素のうち、オーバーホワイト画素以外の画素に対してはＳ２の処理が行われ、オーバーホワイト画素に対してはＳ３〜Ｓ６の処理が行われる。
Ｓ２では、主要階調変換部１０２が、第１の格子点を用いて、オーバーホワイト画素以外の画素の画素値を変換する。
Ｓ３では、注目輝度検出部１０３が、Ｓ１で検出されたオーバーホワイト画素の輝度値を代表する注目輝度値を決定する。
Ｓ４では、入力値決定部１０４が、Ｓ３で決定された注目輝度値に基づいて第２の格子点の入力値を決定する。
Ｓ５では、出力値算出部１０５が、所定の変換関数を用いて、Ｓ４で決定された入力値に対応する出力値を算出する。
Ｓ６では、オーバーホワイト変換部１０６が、一部の第１の格子点と、Ｓ４とＳ５で生成された第２の格子点とを用いて、オーバーホワイト画素の画素値を変換する。
Ｓ２及びＳ６の次に、Ｓ７において、混合部１０７が、Ｓ１の検出結果に基づいて、表示用画像データの画素値を出力する。具体的には、混合部１０７は、オーバーホワイト画素以外の画素については、Ｓ２で得られた画素値（変換後の画素値）を選択して、表示用画像データの画素値として出力する。そして、混合部１０７は、オーバーホワイト画素については、Ｓ６で得られた画素値（変換後の画素値）を選択して、表示用画像データの画素値として出力する。
【００３１】
以上述べたように、本実施例によれば、変換誤差が目立つ注目輝度値に基づいてオーバーホワイト域の画素値が決定され、第１の格子点を有する基準ＬＵＴに対し、決定した画素値を入力値とする第２の格子点が生成される。そして、第１の格子点と第２の格子点を有するＬＵＴを用いて、入力画像データの画素値が出力画像データの画素値に変換される。それにより、ＬＵＴの格子点の増大を抑制し、ＬＵＴを用いて高精度なフォーマット変換を行うことができる。具体的には、主要階調域（低・中輝度域）に対して、従来の変換処理（ダイナミックレンジが狭い画像データ間の変換処理）と同様に第１の格子点を設定することができる。その結果、主要階調域については、従来の変換処理の変換精度を維持することができる。また、オーバーホワイト域（高輝度域）に対しては、変換誤差が目立つ画素値付近にのみ第２の格子点が生成される。そのため、オーバーホワイト域については、少ない格子点数で効率良く変換精度を高めることができる。
【００３２】
なお、本実施例では、画像データがＲＧＢ画像データである場合の例を説明したが、画像データはＲＧＢ画像データでなくてもよい。画像データにおける画素値の表現方法はどのような方法であってもよい。例えば、画像データは、ＹＣｂＣｒ画像データなどであってもよい。また、入力画像データと出力画像データとで画素値の表現方法が異なっていてもよい。
なお、本実施例では入力画像データの取り得る画素値の範囲が０〜８であり、出力画像データの取り得る画素値の範囲が０〜２５５である場合の例を説明したが、画素値の範囲はこれらに限らない。入力画像データの取り得る画素値の範囲は０〜８より狭くても広くてもよいし、出力画像データの取り得る画素値の範囲は０〜２５５より狭くても広くてもよい。
なお、本実施例では出力画像データが表示用画像データ（画像表示部に入力する画像データ）である場合の例を説明したが、これに限らない。例えば、出力画像データに所定の画像処理（ぼかし処理、エッジ強調処理、フレームレート変換処理、インターレース・プログレッシブ変換処理）などを施すことにより、表示用画像データが生成されてもよい。
【００３３】
＜実施例２＞
以下、本発明の実施例２に係る画像処理装置及びその制御方法について図面を参照して説明する。実施例１では、オーバーホワイト画素の輝度ヒストグラムに基づいて注目輝度値を決定する例を説明した。所定サイズ以上の領域を構成するオーバーホワイト画素のうち、輝度値が高いオーバーホワイト画素の変換誤差は目立つ。そこで、本実施例では、入力画像データに含まれるオーバーホワイト画素のうち、所定サイズ以上の領域を構成するオーバーホワイト画素の輝度値の最大値またはその周辺の輝度値を、注目輝度値として決定する例を説明する。
本実施例に係る画像処理装置の機能構成は実施例１（図２）と同様である。但し、本実施例では、注目輝度検出部１０３の処理が実施例１と異なる。
【００３４】
注目輝度検出部１０３には、オーバーホワイト検出部１０１から、入力画像データの全画素値（または、オーバーホワイト画素から所定範囲内に存在する画素の画素値）と、オーバーホワイト検出部１０１の検出結果とが入力される。注目輝度検出部１０３は、入力画像データの画素のうちオーバーホワイト画素から所定範囲内の画素について、その画素の輝度値と、当該画素の周辺の画素の輝度値との平均値を平均化輝度値として算出し、算
出した平均化輝度値の最大値を注目輝度値として決定する。なお、本実施例では、上記所定範囲を入力画像データの全画素が含まれる範囲とする。即ち、本実施例では、入力画像データの画素毎に平均化輝度値が算出される。オーバーホワイト画素により構成される領域のサイズが大きい場合には、上記平均化輝度値として大きな値が得られる。そして、算出された平均化輝度値の最大値は、所定サイズ以上の領域を構成するオーバーホワイト画素の輝度値の最大値またはその周辺の輝度値となる。即ち、上記方法により、入力画像データに含まれるオーバーホワイト画素のうち、所定サイズ以上の領域を構成するオーバーホワイト画素の輝度値の最大値またはその周辺の輝度値を、注目輝度値として決定することができる。
なお、上記所定範囲は、入力画像データの一部の画素が含まれる範囲であってもよい。所定範囲のサイズは、固定値であってもよいし、ユーザ操作に応じて設定されてもよい。また、所定範囲のサイズは、後述する検出面積と同様に、入力画像データの解像度に応じて設定されてもよい。オーバーホワイト画素から所定範囲内に存在する画素は、オーバーホワイト検出部１０１の検出結果から判断することができる。
【００３５】
注目輝度検出部１０３の機能構成の一例を図８に示す。
注目輝度検出部１０３は、輝度算出部２１１、フィルタ係数算出部２１２、平均値フィルタ部２１３、最大輝度検出部２１４、などを有する。
【００３６】
輝度算出部２１１は、入力画像データの画素毎に輝度値を算出する。輝度値Ｙは、例えば、実施例１の式１を用いて算出される。
【００３７】
フィルタ係数算出部２１２は、設定された検出面積に基づいて、フィルタ処理で使用されるフィルタの各タップのフィルタ係数を決定する。検出面積は、例えば、フィルタ処理の対象である対象画素と、当該対象画素の周辺の画素とからなる領域に対応するタップの数である。図９は、検出面積（タップ数）Ｓ＝１１の場合の各タップのフィルタ係数の一例を示す。図９は、水平方向に並んだ１７個のタップを有するフィルタの例を示す（中心のタップは対象画素に対応する）。フィルタ係数算出部２１２は、対象画素と、当該対象画素の周辺の画素とからなる領域に対応するタップに対して検出面積（タップ数）の逆数をフィルタ係数として設定し、それ以外のタップに対してフィルタ係数０を設定する。
なお、検出面積は、固定値であってもよいし、ユーザ操作に応じて設定されてもよい。また、検出面積は、入力画像データの解像度に応じて設定されてもよい。例えば、フルハイビジョンの解像度では、検出面積は５〜５１程度の値とすることが好ましい。検出面積が固定値である場合には、フィルタ係数が定められたフィルタが予め用意されていてもよい。
なお、図９には、フィルタが水平方向の１次元フィルタである場合の例を示したが、フィルタはこれに限らない。例えば、フィルタは、垂直方向の１次元フィルタや水平及び垂直方向の２次元フィルタであってもよい。また、フィルタは、斜め方向のフィルタであってもよい。
【００３８】
平均値フィルタ部２１３は、入力画像データの画素毎（オーバーホワイト画素から所定範囲内に存在する画素毎）に、輝度算出部２１１で算出された輝度値に対する平均値フィルタ処理を行う。平均値フィルタ処理は、フィルタ係数算出部２１２で設定されたフィルタ係数を有するフィルタを用いて行われる。平均値フィルタ処理では、フィルタのタップ毎に、対応する画素の輝度値に対してフィルタ係数が乗算され、タップ毎の乗算結果（輝度値×フィルタ係数）の総和が算出される。平均値フィルタ処理により、処理対象の画素の輝度値と、当該画素の周辺の画素の輝度値との平均値が、平均化輝度値として算出される。
【００３９】
最大輝度検出部２１４は、平均値フィルタ部２１３で算出された平均化輝度値の最大値
を、注目輝度値として決定（検出）する。
【００４０】
図１０に、注目輝度検出部１０３の処理の一例を示す。図１０の左上には入力画像データの画素毎の輝度値が示されており、図１０の右上には破線Ａ−Ａ上の輝度値（水平方向に並んだ画素（水平画素）の輝度値）の分布が示されている。なお、図１０の左上では、輝度値が低いほど黒に近く、輝度値が高いほど白に近くなるように、画素毎の輝度値が示されている。図１０の例では、入力画像データの左側に輝度値が高いがサイズが小さい領域１１０１が存在し、入力画像データの右側に輝度値が高くサイズも大きい領域１１０２が存在する。領域１１０１では、輝度値は高いがサイズが小さいため、変換誤差は目立たない。一方、領域１１０２では、輝度値が高くサイズも大きいため、変換誤差が目立つ。本実施例の方法によれば、領域１１０２の輝度値またはその周辺の輝度値を注目輝度値として決定することができるため、領域１１０２の画素値を高精度に変換することができる。
具体的には、図１０の左上に示す輝度値に対して平均値フィルタ処理を施すことにより、平均化輝度値として、図１０の左下と右下に示す値が得られる。図１０の左下には入力画像データの画素毎の平均化輝度値が示されており、図１０の右下には破線Ｂ−Ｂ（破線Ａ−Ａと同じ位置）上の輝度値の分布が示されている。図１０の右下に示すように、領域１１０１のサイズは小さいため、領域１１０１の平均化輝度値は低い値となる。そして、算出された平均化輝度値の最大値は、領域１１０２の輝度値に基づく値であり、領域１１０２の輝度値と同じ値（または近い値）となっている。そのため、領域１１０２の輝度値またはその周辺の輝度値を注目輝度値として決定することができ、領域１１０２の画素値を高精度に変換することができる。
【００４１】
以上述べたように、本実施例によれば、入力画像データに含まれるオーバーホワイト画素のうち、所定サイズ以上の領域を構成するオーバーホワイト画素の輝度値の最大値またはその周辺の輝度値が、注目輝度値として決定される。それにより、輝度値が高くサイズの大きい領域のように、変換誤差が目立つ領域の変換精度を少ない格子点数で効率良く高めることができる。
なお、注目輝度値の決定方法は上記方法に限らない。例えば、連続して並ぶオーバーホワイト画素の数を、オーバーホワイト画素により構成される領域のサイズとして算出してもよい。そして、算出結果から、所定サイズ以上の領域を構成するオーバーホワイト画素を判断し、所定サイズ以上の領域を構成するオーバーホワイト画素の輝度値の最大値またはその周辺の輝度値を、注目輝度値として決定してもよい。
【００４２】
＜実施例３＞
以下、本発明の実施例３に係る画像処理装置及びその制御方法について図面を参照して説明する。実施例２の方法では、サイズが小さい領域（変換誤差は目立たない領域）の輝度値が非常に高い場合に、その領域の平均化輝度値が注目輝度値として決定されてしまう虞があった。本実施例では、所定サイズ以上の領域を構成するオーバーホワイト画素の輝度値の最大値またはその周辺の輝度値を、実施例２よりも高精度に検出することのできる方法について説明する。
本実施例に係る画像処理装置の機能構成は実施例１，２（図２）と同様である。但し、本実施例では、注目輝度検出部１０３の処理が実施例１，２と異なる。
【００４３】
注目輝度検出部１０３には、オーバーホワイト検出部１０１から、入力画像データの全画素値（または、オーバーホワイト画素から所定範囲内に存在する画素の画素値）と、オーバーホワイト検出部１０１の検出結果とが入力される。注目輝度検出部１０３は、入力画像データの画素のうちオーバーホワイト画素から所定範囲内の画素について、その画素の輝度値と、当該画素の周辺の画素の輝度値との平均値を平均化輝度値として算出する。そして、注目輝度検出部１０３は、平均化輝度値に対する周辺の画素の輝度値の最大値の
割合が第３の閾値以下である画素の平均化輝度値の最大値を、注目輝度値として決定する。オーバーホワイト画素により構成される領域のサイズが大きい場合には、上記割合として小さな値が得られる。本実施例では、上記割合を考慮することにより、所定サイズ以上の領域を構成するオーバーホワイト画素の輝度値の最大値またはその周辺の輝度値を、高精度に検出することができる。
なお、本実施例では、第３の閾値が２である場合の例を説明するが、第３の閾値は２より大きくても小さくてもよい。
【００４４】
注目輝度検出部１０３の機能構成の一例を図１１に示す。
注目輝度検出部１０３は、輝度算出部２１１、フィルタ係数算出部２１２、平均値フィルタ部２１３、最大値フィルタ部３１４、最大輝度検出部３１５、などを有する。
輝度算出部２１１、フィルタ係数算出部２１２、及び、平均値フィルタ部２１３は、実施例２と同様の機能を有する。
【００４５】
最大値フィルタ部３１４は、入力画像データの画素毎（オーバーホワイト画素から所定範囲内に存在する画素毎）に、輝度算出部２１１で算出された輝度値に対する最大値フィルタ処理を行う。最大値フィルタ処理は、フィルタ係数算出部２１２で設定されたフィルタ係数を有するフィルタを用いて行われる。最大値フィルタ処理では、フィルタ係数が０より大きいタップに対応する画素の輝度値の最大値が算出される。最大値フィルタ処理により、処理対象の画素の輝度値と、当該画素の周辺の画素の輝度値とのうちの最大値が、最大化輝度値として算出される。
なお、本実施例では、最大値フィルタ部３１４で使用されるフィルタが、平均値フィルタ部２１３で使用されるフィルタと同じである場合の例を説明したが、これに限らない。例えば、最大値フィルタ部３１４で使用されるフィルタのタップ数やタップの配列方向は、平均値フィルタ部２１３で使用されるフィルタのそれらと異なっていてもよい。
なお、最大値フィルタ処理を施す画素の範囲（上記所定範囲）は、平均値フィルタ処理を施す画素の範囲と異なっていてもよい。
【００４６】
最大輝度検出部３１５は、平均値フィルタ部２１３で算出された平均化輝度値と、最大値フィルタ部で算出された最大化輝度値とを用いて、注目輝度値を決定する。オーバーホワイト画素により構成される領域のサイズが小さい場合には、平均化輝度値に対する最大化輝度値の割合が大きくなる。そこで、最大輝度検出部３１５では、平均化輝度値に対する最大化輝度値の割合が過剰に大きい画素を、小さい領域を構成するオーバーホワイト画素と判断し、注目輝度値の決定に使用する画素から除外する。換言すれば、平均化輝度値に対する最大化輝度値の割合が小さい画素を、高輝度なオブジェクトの画素であると判断し、注目輝度値の決定に使用する。具体的には、最大輝度検出部３１５は、最大化輝度値が平均化輝度値の２倍以下である画素を、高輝度なオブジェクトの画素であると判断する。そして、最大輝度検出部３１５は、高輝度なオブジェクトの画素であると判断された画素の平均化輝度値の最大値を、注目輝度値として決定する。
【００４７】
図１２に、注目輝度検出部１０３の処理の一例を示す。図１２の上段には入力画像データの輝度値が示されている。具体的には、左側には画素毎の輝度値が示されており、右側には破線Ａ−Ａ上の輝度値の分布が示されている。図１２の例では、入力画像データの左側に輝度値が非常に高いがサイズの小さい領域１３０１が存在し、入力画像データの右側には輝度値が高くサイズも大きい領域１３０２が存在する。
図１２の上段に示す輝度値に対して平均値フィルタ処理を施すことにより、平均化輝度値として、図１２の中断に示す値が得られる。左側には画素毎の平均化輝度値が示されており、右側には破線Ｂ−Ｂ（破線Ａ−Ａと同じ位置）上の平均化輝度値の分布が示されている。領域１３０１の輝度値は非常に大きいため、平均化輝度値も大きくなる。具体的には、領域１３０１の平均化輝度値は、領域１３０２の平均化輝度値よりも大きくなる。そ
のため、実施例２の方法では、領域１３０１の輝度値に基づく平均化輝度値が注目輝度値として決定されることとなる。しかしながら、領域１３０２のサイズは領域１３０１よりも大きく、領域１３０１の変換誤差は、領域１３０１よりも目立つ。そのため、領域１３０２の輝度値に基づく平均化輝度値が注目輝度値として決定されることが望ましい。本実施例では、領域１３０２の輝度値に基づく平均化輝度値を注目輝度値として決定することができ、領域１３０２の画素値を高精度に変換することができる。
具体的には、図１２の上段に示す輝度値に対して最大値フィルタ処理を施すことにより、最大化輝度値として、図１２の下段に示す値が得られる。左側には画素毎の最大化輝度値が示されており、右側には破線Ｃ−Ｃ（破線Ａ−Ａと同じ位置）上の最大化輝度値の分布が示されている。図１２の例では、領域１３０１（及びその周辺）の画素は、最大化輝度値が平均化輝度値の２倍より大きい。本実施例では、そのような画素は、高輝度なオブジェクトの画素ではないと判断され、注目輝度値の決定に使用する画素から除外される。そして、残りの画素（最大化輝度値が平均化輝度値の２倍以下の画素）が高輝度なオブジェクトの画素であると判断され、高輝度なオブジェクトの画素であると判断された画素の平均化輝度値の最大値が注目輝度値として決定される。それにより、領域１３０１（及びその周辺）の画素を、注目輝度値の決定に使用する画素から除外することができ、領域１３０２の輝度値に基づく平均化輝度値であって、領域１３０２の輝度値と同じ値（または近い値）を注目輝度値として決定することができる。その結果、領域１３０２の画素値を高精度に変換することができる。
【００４８】
以上述べたように、本実施例によれば、平均化輝度値に対する最大化輝度値の割合を考慮して注目輝度値が決定される。それにより、所定サイズ以上の領域を構成するオーバーホワイト画素の輝度値の最大値またはその周辺の輝度値を、注目輝度値として、高精度に検出することができる。
【００４９】
＜実施例４＞
以下、本発明の実施例４に係る画像処理装置及びその制御方法について図面を参照して説明する。実施例１〜３では、主要階調域の格子点（第１の格子点）の数は変えずに、オーバーホワイト域の格子点（第２の格子点）を追加する構成について説明した。即ち、実施例１〜３では、第１の格子点の他に第２の格子点を生成する構成について説明した。本実施例では、第１の格子点のうちの一部の格子点の入力値と出力値を変更することにより、第２の格子点を生成する例を説明する。このような構成によれば、ＬＵＴの格子点の増大、及び、回路規模の増大をより抑制することができる。
【００５０】
図１３は、本実施例に係る画像処理装置の機能構成の一例を示す図である。
本実施例に係る画像処理装置は、オーバーホワイト検出部１０１、変換部４０２、注目輝度検出部１０３、入力値決定部１０４、出力値算出部１０５、画像表示部１０８、などを有する。オーバーホワイト検出部１０１、注目輝度検出部１０３、及び、画像表示部１０８は、実施例１と同様の機能を有する。
【００５１】
本実施例では、一部の第１の格子点の入力値と出力値が、入力値決定部１０４で決定された入力値、出力値算出部１０５で算出された出力値に変更される。それにより、一部の第１の格子点が、第２の格子点に変更される。入力値と出力値の変更は、入力値決定部１０４と出力値算出部１０５により行われてもよいし、変換部４０２により行われてもよい。
入力値決定部１０４は、実施例１と同様の方法で、第２の格子点の入力値（即ち、第１の格子点の変更後の入力値）を決定する。
出力値算出部１０５は、実施例１と同様の方法で、第２の格子点の出力値（即ち、第１の格子点の変更後の出力値）を算出する。
変換部４０２は、残りの第１の格子点（入力値と出力値が変更されなかった第１の格子
点）と、生成された第２の格子点とを用いて、入力画像データの画素値を出力画像データの画素値に変換する。
【００５２】
本実施例では、実施例１と同様に、基準ＬＵＴとして、１７×１７×１７個の第１の格子点を有するＬＵＴが用意されているものとする。但し、本実施例では、一部の第１の格子点の入力値と出力値を変更することができ、残りの第１の格子点の入力値と出力値は変更することができないものとする（出力値は第２のフォーマットの種類に応じて変更されてもよい）。具体的には、入力値のＲ値が最も大きい第１の格子点、入力値のＧ値が最も大きい第１の格子点、及び、入力値のＢ値が最も大きい第１の格子点の計８１７個の第１の格子点の入力値と出力値を変更することができるものとする。そして、入力値決定部１０４で、上記８１７個の第１の格子点の入力値（変更後の入力値）が決定され、出力値算出部１０５で、上記８１７個の第１の格子点の出力値（変更後の出力値）が決定される。そのため、本実施例では、入力値のＲ値が最も大きい第１の格子点の入力値が、Ｒ値を注目輝度値に変更することによって変更される。入力値のＧ値が最も大きい第１の格子点の入力値が、Ｇ値を注目輝度値に変更することによって変更される。入力値のＢ値が最も大きい第１の格子点の入力値が、Ｂ値を注目輝度値に変更することによって変更される。そして、変更後の入力値に対応する格子点が、第２の格子点として生成される。
なお、変更可能な第１の格子点は特に限定されない。例えば、入力値のＲ値が最も大きい第１の格子点、入力値のＧ値が最も大きい第１の格子点、及び、入力値のＢ値が最も大きい第１の格子点のいずれかのみ変更可能であってもよい。また、入力値が最も小さい第１の格子点が変更可能であってもよい。主要階調域に対応する輝度値の範囲の中間値（中間輝度値）に対応する画素値を入力値とする第１の格子点が変更可能であってもよい。
【００５３】
図１４に、第１の格子点の入力値と出力値を変更する処理（格子点変更処理）の一例を示す。本実施例では、ＬＵＴとして３次元ＬＵＴが使用されるが、説明を簡単にするために、図１４には、格子点の入力値を１次元的に示している。具体的には、図１４には、Ｒ／Ｇ／Ｂの軸上の入力値（格子点の入力値）を示している。図１４の例では、第１の格子点の入力値の最大値は１である。そして、１を入力値とする第１の格子点が注目輝度値を入力値とする第２の格子点に変更される。その結果、主要階調域（画素値が０〜１の範囲）に１６個の第１の格子点が配置され、オーバーホワイト域（画素値が１より大きい範囲）に１つの第２の格子点が配置される。変換部４０２では、実施例１と同様の方法で、変換後の画素値が算出される。即ち、変換対象の画素値（対象画素値）が格子点の入力値と等しい場合には、対象画素値は当該格子点の出力値と同じ画素値に変換される。対象画素値が格子点の入力値と異なり、第２の格子点の入力値よりも小さい場合には、内挿処理により、対象画素値に対応する出力値（変換後の画素値）が算出される。そして、対象画素値が格子点の入力値と異なり、第２の格子点の入力値よりも大きい場合には、外挿処理により、対象画素値に対応する出力値が算出される。
【００５４】
以上述べたように、本実施例によれば、一部の第１の格子点の入力値と出力値を変更することにより第２の格子点が生成される。それにより、実施例１〜３に比べ格子点の数を少なくすることができる。また、第２の格子点に変更される第１の格子点の数は少なくてよいため、一部の第１の格子点を第２の格子点に変更することにより第１の格子点の数が減ったとしても、主要階調域の変換誤差にはあまり影響しない。そのため、本実施例によれば、ＬＵＴの格子点の増大を実施例１〜３よりも抑制することができるとともに、ＬＵＴを用いて高精度なフォーマット変換を行うことができる。
【符号の説明】
【００５５】
１０２：主要階調変換部  １０３：注目輝度検出部  １０４：入力値決定部  １０５：出力値算出部  １０６：オーバーホワイト変換部  ４０２：変換部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【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９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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