(57)【要約】  映像信号を入力して、映像補正部がＲｅｔｉｎｅｘ処理に基づき映像補正を行なった信号を出力する映像処理装置において、映像補正部は、映像信号をスペクトル分解するスペクトル分解部と、スペクトル分解された映像信号に対して、Ｒｅｔｉｎｅｘ処理を行うＲｅｔｉｎｅｘ部と、Ｒｅｔｉｎｅｘ部の出力するＲｅｔｉｎｅｘ処理により補正された映像信号を合成するスペクトル合成部とを有する。映像補正部は、ＲＧＢ色空間からＨＳＶ色空間に変換する変換部と、ＨＳＶ色空間からＲＧＢ色空間にに変換する逆変換部とを有し、変換部は、入力された映像信号を変換して、スペクトル分解部に出力し、逆変換部は、スペクトル合成部からの出力信号を入力して、映像補正信号として、出力し、スペクトル分解部での映像信号のスペクトル分解は、ＨＳＶ色空間における色相によるスペクトル分解である。
2017046905.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
映像信号を入力して、映像補正部がＲｅｔｉｎｅｘ処理に基づき映像補正を行なった信号を出力する映像処理装置において、
前記映像補正部は、前記映像信号をスペクトル分解するスペクトル分解部と、
前記スペクトル分解された映像信号に対して、Ｒｅｔｉｎｅｘ処理を行うＲｅｔｉｎｅｘ部と、
前記Ｒｅｔｉｎｅｘ部の出力するＲｅｔｉｎｅｘ処理により補正された映像信号を合成するスペクトル合成部とを有することを特徴とする映像処理装置。
【請求項２】
前記映像補正部は、
ＲＧＢ色空間からＨＳＶ色空間に、又は、ＲＧＢ色空間からＨＳＬ色空間に変換する変換部と、
ＨＳＶ色空間からＲＧＢ色空間に、又は、ＨＳＬ色空間からＲＧＢ色空間に変換する逆変換部とを有し、
前記変換部は、入力された映像信号を変換して、前記スペクトル分解部に出力し、
前記逆変換部は、前記スペクトル合成部からの出力信号を入力して、映像補正信号として、出力し、
前記スペクトル分解部での映像信号のスペクトル分解は、前記ＨＳＶ色空間又はＨＳＬ色空間における色相によるスペクトル分解であることを特徴とする請求項１記載の映像処理装置。
【請求項３】
前記補正部は、さらに、
彩度信号を入力して、彩度の高い彩度信号に対して、低いゲインを出力し、彩度の低い彩度信号に対して、高いゲインを出力する反転部と、
前記反転部の出力するゲイン信号に基づいて明度信号に対するＲｅｔｉｎｅｘ処理を行うＲｅｔｉｎｅｘ部とを有することを特徴とする請求項２記載の映像処理装置。
【請求項４】
前記映像補正部は、さらに、
前記逆変換部の出力するＲｅｔｉｎｅｘ処理により補正されたＲＧＢ信号に対して、前記映像補正部に入力される前の映像信号のＲ、Ｇ、Ｂごとに、ＲＧＢ空間におけるノルム比を乗じて、出力するＲＧＢ再構成部を有することを特徴とする請求項１記載の映像処理装置。
【請求項５】
前記スペクトル分解部における映像信号のスペクトル分解は、
三つ以上のスペクトルが重なることのないように分解され、
前記スペクトルごとに求まる信号のゲインは、スペクトルの領域のすべてにわたり、加算した値が一定値となることを特徴とする請求項１記載の映像処理装置。
【請求項６】
前記Ｒｅｔｉｎｅｘ部におけるＲｅｔｉｎｅｘ処理は、
入力された映像信号に鏡面反射成分（スペキュラー成分）フィルタをかけた第一の出力、拡散反射成分（ディフューズ成分）フィルタをかけた第二の出力、および環境光成分(アンビエント成分）フィルタをかけた第三の出力を用いた演算結果に基づいて行なうものであり、
前記第一の出力と、前記第二の出力により鏡面反射成分を検出する第一の検出部と、
前記第二の出力と、前記第三の出力により拡散反射成分を検出する第二の検出部とを有し、前記鏡面反射成分と、前記拡散反射成分に基づいて、反射光成分を生成する反射光生成部を有することを特徴とする請求項１記載の映像処理装置。
【請求項７】
前記Ｒｅｔｉｎｅｘ部におけるＲｅｔｉｎｅｘ処理は、
前記環境光成分フィルタが、正規分布に従うフィルタであることを特徴とする請求項６記載の映像処理装置。
【請求項８】
前記Ｒｅｔｉｎｅｘ部におけるＲｅｔｉｎｅｘ処理は、
前記拡散反射成分フィルタが、光線と面の法線との成す角の余弦に従うフィルタであることを特徴とする請求項６記載の映像処理装置。
【請求項９】
前記Ｒｅｔｉｎｅｘ部におけるＲｅｔｉｎｅｘ処理は、
前記鏡面反射成分フィルタが、視線と面の法線との成す角の余弦のべき乗に従うフィルタであることを特徴とする請求項６記載の映像処理装置。
【請求項１０】
前記映像補正部は、
色相信号に対する色相調整ゲインと、彩度信号に対する彩度調整ゲインと、明度信号に対する明度調整ゲインを入力して、それぞれのゲインより調整された色相信号、彩度信号、明度信号を前記逆変換部に出力する色調整部を有することを特徴とする請求項２記載の映像処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、映像処理装置に係り、特に、Ｒｅｔｉｎｅｘ理論を応用した映像補正により、演色性を高くすることのできるプロジェクタなどの映像処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のコントラストの補正手法により、低輝度から高輝度域までを含む映像に対し、一部の輝度域を対象に視認性を上げるように補正すると、対象外となる輝度域のいずれかに階調潰れが発生する場合がある。例えば、明るい屋外より、暗い屋内が同時に映った映像を撮った際、コントラスト補正にて屋内に映った被写体の視認性を上げようとすると、屋外映像の輝度域が潰れてしまう。【０００３】
そこで、該問題を解決するための手法として、局所的に映像のコントラストを補正する技術があり、その一つとしてＲｅｔｉｎｅｘ理論があげられる。Ｒｅｔｉｎｅｘ理論とは、色恒常性や明るさ恒常性といった人間の目の視覚特性を示した理論である。該理論によれば、映像から照明光成分を分離し、反射光成分を抽出することができる。それ故、Ｒｅｔｉｎｅｘ理論に基づいた映像補正処理では、暗い室内や明るい逆光下の映像も、該映像中の被写体を見づらくする原因である照明光成分の影響を取り除き、反射光成分を抽出することにより、視認性の高い映像が得られる。このため、人間が見て感じる自然なダイナミックレンジをデジタル階調でも好適に圧縮できる。【０００４】
Ｒｅｔｉｎｅｘ理論を利用した画像処理技術の例としては、例えば、Ｍｕｌｔｉ Ｓｃａｌｅ Ｒｅｔｉｎｅｘ処理を応用した特許文献１がある。特許文献１では、処理対象となる原画像の画素値レベルに応じて、スケールの異なる複数の周辺関数から生成されるぼけ具合の異なる複数のぼけ画像のいずれかを画素毎に選択する。それにより、合成ぼけを作成し、画像に対してローパスフィルタを施すことによって、不自然な境界の不連続の発生を防止し、Ｒｅｔｉｎｅｘ処理を行なっている。なお、Ｍｕｌｔｉ Ｓｃａｌｅ Ｒｅｔｉｎｅｘ処理については、後に詳説する。【０００５】
また、Ｒｅｔｉｎｅｘ理論と、Ｐｈｏｎｇ反射モデルを利用した映像補正技術としては、特許文献２がある。特許文献２の映像処理装置は、入力映像信号から鏡面反射成分と拡散反射成分とを抽出し、該抽出した前記鏡面反射成分及び前記拡散反射成分に対する演算結果に基づいて補正映像信号を生成することにより、高画質な映像補正処理を行うものとしている。なお、Ｐｈｏｎｇ反射モデルについても、後に詳説する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−００４５０６号公報
【特許文献２】特開２０１４−０７２５９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１及び特許文献２のＲｅｔｉｎｅｘ処理による映像補正は、グレースケールの輝度あるいはＲＧＢ輝度に対する信号処理を対象としたものである。すなわち、人間の網膜（Ｌ，Ｍ，Ｓ錐体）は、色に関してはＲＧＢの３色にほぼ対応した分光感度を持つために、映像表示機器の光源もＲＧＢであることが多く、これに合わせてＲｅｔｉｎｅｘ処理で扱うスペクトルの調整、すなわち信号処理による輝度調整もＲＧＢに基づいた色モデルによるのが通例である。【０００８】
ところが、実際の自然界において、例えば黄色のオブジェクトは黄色のスペクトルを放っていることが多いが、デジタルカメラに収めた時点では赤色と緑色の二つのスペクトルに分けられ、また映像表示もこの二つのスペクトルで表現される。ＲＧＢは、赤(Red)、緑（Green）、青（Blue）の三つの原色を混ぜて幅広い色を再現する、いわゆる加法混合の色モデルである。したがって、このような映像中の色をＲＧＢで表現する場合には、三つのスペクトルの補正バランスを保ちながら、様々な色の発色を調整することは困難となる。【０００９】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたもので、その目的は、Ｒｅｔｉｎｅｘ理論を応用し、ＲＧＢとは別の色モデルによる映像補正処理を行なって、演色性の高い映像処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の映像処理装置の構成は、映像信号を入力して、映像補正部がＲｅｔｉｎｅｘ処理に基づき映像補正を行なった信号を出力する映像処理装置において、映像補正部は、映像信号をスペクトル分解するスペクトル分解部と、スペクトル分解された映像信号に対して、Ｒｅｔｉｎｅｘ処理を行うＲｅｔｉｎｅｘ部と、Ｒｅｔｉｎｅｘ部の出力するＲｅｔｉｎｅｘ処理により補正された映像信号を合成するスペクトル合成部とを有するようにしたものである。【００１１】
さらに、詳細には、映像補正部は、ＲＧＢ色空間からＨＳＶ色空間に、または、ＲＧＢ色空間からＨＳＬ色空間に変換する変換部と、ＨＳＶ色空間からＲＧＢ色空間に、または、ＨＳＬ色空間からＲＧＢ色空間に変換する逆変換部とを有し、変換部は、入力された映像信号を変換して、スペクトル分解部に出力し、逆変換部は、スペクトル合成部からの出力信号を入力して、映像補正信号として、出力し、スペクトル分解部での映像信号のスペクトル分解は、ＨＳＶ色空間またはＨＳＬ色空間における色相によるスペクトル分解であるようにしたものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、Ｒｅｔｉｎｅｘ理論を応用し、ＲＧＢとは別の色モデルによる映像補正処理を行なって、演色性の高い映像処理装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】映像処理装置及び映像表示装置（液晶プロジェクタ）の構成を示す図である。
【図２】縦軸を輝度のレベル、横軸を１次元位置座標で表現したガウシアン分布のグラフである。
【図３】Ｐｈｏｎｇ反射モデルの例を説明する図である。
【図４Ａ】スペキュラ成分に対する補正ゲインを説明する図である。
【図４Ｂ】ディフューズ成分に対する補正ゲインを説明する図である。
【図５Ａ】ＨＳＶ色空間を説明する図である。
【図５Ｂ】ＨＳＶにおける色相と彩度の関係を説明する図である。
【図５Ｃ】ＨＳＬ色空間を説明する図である。
【図５Ｄ】ＨＳＬにおける色相と彩度の関係を説明する図である。
【図６】従来技術による映像処理装置の映像補正部３００を説明するブロック図である。
【図７】従来技術による映像処理装置のＲＴ部５００を説明するブロック図である。
【図８】ＲＴ部５００の中のＲｅｔｉｎｅｘ部６００を説明するブロック図である。
【図９】本発明の第一の実施形態に係る映像処理装置の映像補正部３２０を説明するブロック図である。
【図１０】本発明の第一の実施形態に係る高演色処理部４００を説明するブロック図である。
【図１１】高演色処理部４００の中のＲＴ部５５０を説明するブロック図である。
【図１２】ＲＴ部５５０の中のＲｅｔｉｎｅｘ部６５０を説明するブロック図である。
【図１３Ａ】スペクトル分解と色相ゲインとの関係を示すグラフである（台形モデル）。
【図１３Ｂ】図１３Ａに示した台形モデルの関係をより詳細に説明したグラフである。
【図１４Ａ】スペクトル分解と色相ゲインとの関係を示すグラフである（三角形モデル）。
【図１４Ｂ】図１４Ａに示した三角形モデルの関係をより詳細に説明したグラフである。
【図１５Ａ】彩度に対する彩度ゲイン（白黒ゲイン）の関係を示すグラフである（その一）。
【図１５Ｂ】彩度に対する彩度ゲイン（白黒ゲイン）の関係を示すグラフである（その二）。
【図１５Ｃ】彩度に対する彩度ゲイン（白黒ゲイン）の関係を示すグラフである（その三）。
【図１６】映像中に赤色と黄色のオブジェクトがある場合の模式図である。
【図１７】本発明の第二の実施形態に係る高演色処理部４００を説明するブロック図である。
【図１８】本発明の第三の実施形態に係る映像処理装置の映像補正部３５０を説明するブロック図である。
【図１９】本発明の第三の実施形態に係る高演色処理部４５０を説明するブロック図である。
【図２０】色調整部８００を説明するブロック図である。
【図２１Ａ】色相調整の一例を説明するグラフである。
【図２１Ｂ】彩度調整の一例を説明するグラフである。
【図２１Ｃ】明度調整の一例を説明するグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明に係る各実施形態を、図１ないし図２１Ｃを用いて説明する。
【００１５】
〔映像処理装置及び映像表示装置（液晶プロジェクタ）の構成〕
先ず、図１を用いて一般的な映像処理装置および映像表示装置の構成について説明する。本実施形態では、映像処理装置および映像表示装置の例として、液晶プロジェクタを例に採り、説明する。図１は、映像処理装置および映像表示装置（液晶プロジェクタ）の構成を示す図である。
【００１６】
液晶プロジェクタ１０は、図１に示されるように、放送波やＰＣから出力される映像入力信号１１を入力とし、映像信号系の処理を行う映像処理装置１００と、液晶パネルの液晶を制御する表示制御信号１２を入力とし、投射映像１３を生成する為の光学系処理を行う映像表示装置２００で構成される。
【００１７】
映像処理装置１００は、図１に示されるように、入力信号処理部１０１と、映像補正部３００と、タイミング制御部１０４により構成される。
【００１８】
入力信号処理部１０１は、映像入力信号１１を入力とし、例えば、圧縮映像信号のデコーダ、ＩＰ変換、スケーラ、キーストーン補正等により内部映像信号１０２に変換する部分である。映像補正部３００（３２０）は、内部映像信号１０２を入力とし、所望の映像補正を行う部分である。タイミング制御部１０４は、補正映像信号１０３を入力とし、補正映像信号を表示画面の水平・垂直同期信号に基づいて表示制御信号１２を生成する部分である。
【００１９】
映像表示装置２００は、光源２０１、液晶パネル２０３、調整するレンズ２０５により構成される。
【００２０】
光源２０１は、光線２０２を生成するキセノンランプやメタルハライドランプなどである。液晶パネル２０３は、映像処理装置１００より出力される表示制御信号１５を入力とし、光線２０２の階調を画素毎に調整して投射映像を作成する部分である。レンズ２０５は、液晶パネル２０３を透過した光線２０４の焦点を調整する部分である。
【００２１】
〔映像処理に関する理論的背景〕
先ず、図２ないし図５Ｄを用いて発明内容の理解のために、映像処理に関する理論的背景について説明する。図２は、縦軸を輝度のレベル、横軸を１次元位置座標で表現したガウシアン分布のグラフである。図３は、Ｐｈｏｎｇ反射モデルの例を説明する図である。図４Ａは、スペキュラ成分に対する補正ゲインを説明する図である。図４Ｂは、ディフューズ成分に対する補正ゲインを説明する図である。図５Ａは、ＨＳＶ色空間を説明する図である。図５Ｂは、ＨＳＶにおける色相と彩度の関係を説明する図である。図５Ｃは、ＨＳＬ色空間を説明する図である。図５Ｄは、ＨＳＬにおける色相と彩度の関係を説明する図である。
【００２２】
（Ｉ）従来のＲｅｔｉｎｅｘ（レティネックス）理論
上記のように、Ｒｅｔｉｎｅｘ理論は、色恒常性や明るさ恒常性といった人間の目の視覚特性を示した理論であり、この理論によれば、映像から照明光成分を分離し、反射光成分を抽出することができる。
【００２３】
ここで、Ｒｅｔｉｎｅｘ理論によると、ある画素（ｘ，ｙ）での映像Ｉ（ｘ，ｙ）は、照明光Ｌ（ｘ，ｙ）と反射率ｒ（ｘ，ｙ）との積であらわされるため、Ｉ（ｘ，ｙ）＝Ｌ（ｘ，ｙ）・ｒ（ｘ，ｙ）と記述できる。したがって、Ｒｅｔｉｎｅｘ理論の発想は、なんらかの手段により、Ｌ（ｘ，ｙ）を推定し、ｒ（ｘ，ｙ）＝Ｉ（ｘ，ｙ）／Ｌ（ｘ，ｙ）から、反射率の画像を復元しようとするものである。
【００２４】
Ｃ／Ｓ  Ｒｅｔｉｎｅｘ（Center/Surround Retinex）では、Ｌは映像中の注目画素を中心とするガウシアン分布（Gaussian Distribution）に従うと推定し、対数空間の反射光成分Ｒを対数空間におけるガウシアン分布と注目画素との差分により求める。ここで、注目画素の輝度値をＩ（ｘ，ｙ）、ガウシアンをＦ（ｘ，ｙ）とすると次の（式１）で記載される。
【００２５】
【数１】
2017046905.tif 000003
【００２６】
（式１）において、２次元空間上の原点を中心とする標準偏差σのガウシアン分布は、次の（式２）で記載される。（ここで、標準偏差はガウシアン分布の広がりを表すため、以降、「スケール」と呼ぶ）
【００２７】
【数２】
2017046905.tif 000004
【００２８】
ガウシアン分布は、縦軸に輝度のレベル、横軸に１次元位置座標をとった場合には、図２に示されるようになる。このように、ガウシアン分布は、釣り鐘型の形状を成し、中心から離れるとレベルが低くなることが分かる。
【００２９】
さらに、Ｆ（ｘ，ｙ）とＩ（ｘ，ｙ）の積は、コンボリューション積と呼び、次のような（式３)で表される。
【００３０】
【数３】
2017046905.tif 000005
【００３１】
ここで、Ωは、（σ，τ）の積分領域（Ｒ×Ｒの部分領域）であり、二番目の式は、積分領域を矩形領域であると仮定し、それを縦横２Ｌ分ずつに分割して近似値計算するときの式である。
【００３２】
ここで、（式１）のように１つのスケールで表されるモデルをＳＳＲ（Single Scale Retinex）と呼び、複数のスケールで表されるモデルをＭＳＲ（Multiscale Retinex）と呼ぶ。今、Ｎ個のスケールのＭＳＲは、ｉ番目のＳＳＲの反射光成分を重みＷとして合成する、次の（式４）で表される。
【００３３】
【数４】
2017046905.tif 000006
【００３４】
（ＩＩ）Ｐｈｏｎｇ反射モデル
次に、図３を用いてＰｈｏｎｇ反射モデルについて説明する。  
Ｐｈｏｎｇ反射モデルとは、３次元コンピュータグラフィックスにおいて、モデリングされた面上の点に影をつけるための照明と陰影モデルであり、表面からの反射を三つの項目（鏡面反射、拡散反射と環境反射）に分けて、単純化して扱うことに特徴がある。
【００３５】
図３に示されるモデルの構成要素は、光源と光源から延びる光線、光線が到達した球体と球体を載せた床、この様子を観測する観測者からなっている。観測は、視点の位置で行われ、実際に目で観測しても、カメラ等の観測機器を使用してもよい。
【００３６】
図３においてスペキュラ（鏡面反射光）７０１は、光線が球体表面で視線方向に反射した光である。これは、光源が球体表面に映りこんだものであり、図中の円形のハイライト７０４がスペキュラ７０１の範囲である。例えば、プラスチックの球体の場合、輝度の高い小さな円形のハイライトができる。また、ゴム状の球体ではプラスチックよりハイライトの半径が広がるが、輝度は低くなる。Ｐｈｏｎｇ反射モデルでは、スペキュラは視線と反射光の余弦のべき乗に従うと仮定している。
【００３７】
図３においてディフューズ（拡散反射光)７０２は、光線が球体表面に当たった光が拡散反射する光である。ディフューズ７０２の輝度は、光線と球体表面の向き、すなわち光線と法線との成す角の余弦で決まり、球体表面で光が直接当たる部分がディフューズ７０２の範囲である。
【００３８】
図３においてアンビエント（環境反射光)７０３は、影となる部分に回りこんだ光である。これは、周囲で幾度も反射し、散乱した光が環境全体に平均化されて留まったものあるため、直接光が届かない影の部分にも一定の輝度がある。影となる拡散反射する光で、光線と球体表面の向き、すなわち光線と法線との成す角の余弦で明るさが決まる。
【００３９】
以上を前提として、Ｐｈｏｎｇ反射モデルは、ある地点の光強度Ｉは、次の（式５）で表されるというものである。
【００４０】
【数５】
2017046905.tif 000007
【００４１】
ここで、Ｉｓ，Ｉｄ，Ｉａは、それぞれ、スペキュラ（鏡面反射光）７０１、ディフューズ（拡散反射光)７０２、（環境反射光)７０３の光強度である。ｋｓ，ｋｄ，ｋａは、それぞれ、鏡面反射係数、拡散反射係数、環境反射係数である。Ｌは、物体表面上の点からそれぞれの光源への方向ベクトルであり、Ｎは、この表面上の点における法線ベクトル、Ｒは、面上のその点において光線が完全に反射される方向ベクトル、そして、Ｖは、(仮想的なカメラのような)視点に向かう方向ベクトルである。また、（*，*）は、ベクトルの内積である。ｎは、その材質における光沢度であり、光沢のある点から反射する光がどのくらいの割合で反射するかを決める係数である。
（ＩＩ）Ｐｈｏｎｇ反射モデルと、Ｒｅｔｉｎｅｘ理論を応用したモデル
本実施形態では、以上述べたＰｈｏｎｇ反射モデルを、Ｒｅｔｉｎｅｘ理論に応用する例を考える。
【００４２】
ここで、Ｐｈｏｎｇ反射モデルを採用して、反射光成分生成部における入力は、アンビエント、ディフューズ、スペキュラで構成されるとし、映像中のアンビエントの分布は、広いスケールのガウシアンに従い、ディフューズの分布は光線に対する余弦による輝度分布に従い、スペキュラの分布は視線に対する余弦のべき乗による輝度分布に従うものとする。
【００４３】
これより、アンビエントのフィルタをＦａ（ｘ，ｙ）、ディフューズのフィルタをＦｄ（ｘ，ｙ）、スペキュラのフィルタをＦｓ（ｘ，ｙ）とすると、各フィルタはそれぞれ、以下の（式６）、（式７）、（式８）となる。
【００４４】
【数６】
2017046905.tif 000008
【００４５】
【数７】
2017046905.tif 000009
【００４６】
【数８】
2017046905.tif 000010
【００４７】
ここで、アンビエントのフィルタによる映像Ｉａは、全体を平均化するため、ほぼアンビエント成分のみとなる。ディフューズのフィルタによる映像Ｉｄは、スペキュラの成分はフィルタにより平均化され、ほぼアンビエント成分とディフューズ成分のみとなる。スペキュラのフィルタによる映像Ｉｓは、殆ど平均化されないため、アンビエント成分とディフューズ成分とスペキュラ成分すべてが残る。これを表すと以下の（式９）に示されるようになる。
【００４８】
【数９】
2017046905.tif 000011
【００４９】
これに、ＭＳＲを利用しても対数空間による反射成分を求めると以下の（式１０）となる。
【００５０】
【数１０】
2017046905.tif 000012
【００５１】
ここで、ＲＰｈｏｎｇ，ｉ、ＲＳｐｅｃｕｌａｒ，ｉ、ＲＤｉｆｆｕｓｅ，ｉは、それぞれ、求める反射率、スペキュラの反射率、ディフューズの反射率である。また、Ｗｄ，Ｗｓは、それぞれディフューズ、スペキュラに対する重み付け係数である。さらに、Ｉｓ，Ｉｄ，Ｉａの上のバーは、、それぞれのフィルタ成分Ｆｓ（ｘ，ｙ），Ｆｄ（ｘ，ｙ），Ｆａ（ｘ，ｙ）とＩとのコンボリューション積をとった結果を表現している。
【００５２】
また、鏡や金属等のスペキュラは、全反射と考えられるため、余弦のべき乗は無限大となる。この時、スペキュラによる反射成分は、以下の（式１１）を用いてもよい。
【００５３】
【数１１】
2017046905.tif 000013
【００５４】
以下、（式１１）を用いて、すなわちＦｓ（ｘ，ｙ）がディラックのデルタ関数δ（ｘ，ｙ）であるとして説明する。
【００５５】
また、スペキュラが目立つのは高輝度のハイライトであることが多く、ディフューズは中低輝度の場合が多い。そこで、例えば、（式１０）のスペキュラ成分ＲＳｐｅｃｕｌａｒ，ｉに対しては、図４Ａに示すような高輝度領域のゲインを加え、ディフューズ成分ＲＲＤｉｆｆｕｓｅ，ｉに対しては、図４Ｂに示すような中低輝度度領域のゲインを加えてもよい。ここで、図４Ａの入出力曲線をｇ（Ｉ）とすると、入力輝度Ｉが低輝度のときは、ゲインが０となり、中輝度から徐々にゲインが高くなり、高輝度になるとゲインは１となる。図４Ｂの入出力曲線は、１−ｇ（Ｉ）と表現でき、低輝度のときに、ゲインが１で、中輝度から徐々にゲインが低くなり、高輝度でゲインが０となる。
【００５６】
また、ＭＳＲの例と同様、（式１０）は、加重平均後にゲインと指数関数を加えると準同型フィルタにおける反射率を表現する数式となる。この準同型フィルタに対し、対数関数および照明光積算部の指数関数を、例えば、べき乗を用いた関数およびその逆関数で近似してもよい。この場合、その関数ｆとすると以下の（式１２）で表される。
【００５７】
【数１２】
2017046905.tif 000014
【００５８】
（ＩＩＩ）ＨＳＶ色空間と、ＨＳＬ色空間
次に、図５Ａないし図５Ｄを用いてＨＳＶ色空間と、ＨＳＬ色空間について説明する。
【００５９】
図５Ａに示されるように、ＨＳＶ色空間は、明度（Ｖａｌｕｅ）を軸とし、その回転方向を色相（Ｈｕｅ）、半径方向を彩度（Ｓａｔｕｒａｔｉｏｎ）とした３次元色空間である（円柱モデル）。色は、明度が高いほど明るくなり、低くなるほど暗くなる。また、彩度が高くなるほど濃くなり、低くなるほど薄くなる。図５Ｂは、明度１００％での色相と彩度の関係を示す図である。色相は赤色から外周に沿って、６０°毎に黄、緑、シアン、青、マジェンタと変わり、また赤色へと戻る。中心は白色で、例えば、彩度１００％の０°が赤色である。なお、明度０％はすべて黒色である。
【００６０】
一方、ＨＳＬ色空間は、輝度（Ｌｕｍｉｎａｎｃｅ）を軸とし、その回転方向を色相（Ｈｕｅ）、半径方向を彩度（Ｓａｔｕｒａｔｉｏｎ）とした３次元色空間である（円柱モデル）。輝度が灰色での円板面の色相と彩度の関係を示す図である。色相は赤色から外周に沿って、６０°毎に黄、緑、シアン、青、マジェンタと変わり、また赤色へと戻ることは、ＨＳＶ空間の場合と同様である。中心は灰色で、例えば、彩度１００％の０°が赤色である。なお、輝度０°はすべて黒色である。
【００６１】
なお、ＨＳＬ色空間が、ＨＳＶ色空間が大きく違う点は、ＨＳＬ色空間で、輝度１００％で円板面がすべて白色になることである。
【００６２】
〔従来技術による映像処理装置の映像補正部〕
次に、図６ないし図８を用いて従来技術による映像処理装置の映像補正部について説明する。図６は、従来技術による映像処理装置の映像補正部３００を説明するブロック図である。図７は、従来技術による映像処理装置のＲＴ部５００を説明するブロック図である。図８は、ＲＴ部５００の中のＲｅｔｉｎｅｘ部６００を説明するブロック図である。
【００６３】
従来技術による映像補正部３００は、図６に示されるように、ＲＧＢ−ＨＳＶ変換部３０１と、ＲＧＢ−ＲＴ部５００と、ＨＳＶ−ＲＧＢ変換部３０８により構成される。
【００６４】
ＲＧＢ−ＨＳＶ変換部３０１は、ＲＧＢを成分に持つ映像信号１０２を入力とし、ＲＧＢの信号をＨＳＶ色空間の信号に変換する部分である。ＲＴ（Ｒｅｔｉｎｅｘ）部５００は、ＲＧＢ−ＨＳＶ変換部より出力される明度（Ｖａｌｕｅ）信号３０４を入力とし、Ｒｅｔｉｎｅｘ処理による局所コントラスト補正を行う部分である。ＨＳＶ−ＲＧＢ変換部３０８は、ＲＴ部５００から出力される明度補正信号３０７と、色相（Ｈｕｅ）信号３０２、彩度（Ｓａｔｕｒａｔｉｏｎ）信号３０３の三つのＨＳＶ補正信号を入力とし、ＨＳＶ色空間よりＲＧＢ色空間に戻して、補正映像信号１０３を出力する部分である。
【００６５】
次に、図７を用いてＲＴ部５００のより詳細な構成について説明する。  
ここで、説明するＲＴ部５００は、上の映像処理に関する理論的背景の（式４）に従うＲｅｔｉｎｅｘ処理による映像補正を行うものである。モデルとしては、二つのＳＳＲで構成されるＭＳＲを考える。
【００６６】
ＲＴ部５００は、図７に示されるように、スケールの異なるフィルタ１部５０１、フィルタ２部と、Ｒｅｔｉｎｅｘ処理部６００とで構成される。
【００６７】
フィルタ１部５０１、フィルタ２部５０２は、明度信号３０４を入力として、それぞれのフィルタ１出力信号５０３、フィルタ２出力信号５０４を出力するフィルタである。ここで、フィルタ１部５０１が小さなスケールであり、フィルタ２部５０２は、より大きなスケールのフィルタであるとする。そして、フィルタ１部５０１、フィルタ２部５０２は、それぞれスケール１（ｉ＝１）、スケール２（ｉ＝２）によるガウシアン分布と明度（（数１）の映像Ｉに相当する）)とのコンボリューション積をとっている所のガウシアン分布を実現する部分である。
【００６８】
Ｒｅｔｉｎｅｘ処理部６００は、明度信号３０４と、フィルタ１出力信号５０３、フィルタ２出力信号５０４とを入力として、ＭＳＲのモデルの演算に従い、明度補正信号３０７を出力する部分である。
【００６９】
次に、図８を用いてＲＴ部５００の中のＲｅｔｉｎｅｘ部６００の詳細について説明する。
【００７０】
Ｒｅｔｉｎｅｘ部６００は、図８に示されるように、反射光成分生成部６２０と、照明光積算部６０２から構成される。
【００７１】
反射光成分生成部６２０は、明度信号３０４と、フィルタ出力信号５０３、５０４を入力して、反射光成分６０１を出力する。この内部では、二つのスケールに対するＭＳＲの（式４）が計算されて、それにゲインＧ６２１が加えられる。すなわち、反射光成分６０１として、ゲインＧ６２１が加えられＲＭＳＲ（ｘ，ｙ）が出力されることになる。
【００７２】
そして、照明光積算部６０２は、反射光成分６０１を指数変換した反射率と、照明光とを積算、すなわち、映像処理に関する理論的背景の最初の説明におけるＬ（ｘ，ｙ）・ｒ（ｘ，ｙ）を求めることになる。
【００７３】
〔実施形態１による映像処理装置の映像補正部〕
次に、図９ないし図１２を用いて本発明の第一の実施形態に係る映像処理装置の映像補正部について説明する。図９は、本発明の第一の実施形態に係る映像処理装置の映像補正部３２０を説明するブロック図である。図１０は、本発明の第一の実施形態に係る高演色処理部４００を説明するブロック図である。図１１は、高演色処理部４００の中のＲＴ部５５０を説明するブロック図である。図１２は、ＲＴ部５５０の中のＲｅｔｉｎｅｘ部６５０を説明するブロック図である。
【００７４】
本発明の第一の実施形態に係る映像処理装置は、上の映像処理に関する理論的背景で説明したＲｅｔｉｎｅｘ理論とＰｈｏｎｇ反射モデルを応用したものである。
【００７５】
本発明の第一の実施形態に係る映像処理装置は、図１の映像補正部３００（従来技術）を、映像補正部３２０へと置き換えた構成である。
【００７６】
本実施形態に係る映像補正部３２０は、ＲＧＢ−ＨＳＶ変換部３０１と、高演色処理部４００と、ＨＳＶ−ＲＧＢ変換部３０８により構成される。
【００７７】
ＲＧＢ−ＨＳＶ変換部３０１は、ＲＧＢを成分に持つ映像信号１０２を入力とし、ＲＧＢの信号をＨＳＶ色空間の信号に変換する部分である。高演色処理部４００は、ＲＧＢ−ＨＳＶ変換部より出力される色相（Ｈｕｅ）信号３０２、彩度（Ｓａｔｕｒａｔｉｏｎ）信号３０３、明度（Ｖａｌｕｅ）信号３０４の三つのＨＳＶ信号を入力とし、Ｒｅｔｉｎｅｘ理論による局所コントラスト補正を行う部分である。ＨＳＶ−ＲＧＢ変換部３０８は、高演色処理部４００から出力される色相補正信号３０５、彩度補正信号３０６、明度補正信号３０７の三つのＨＳＶ補正信号を入力とし、ＨＳＶ色空間よりＲＧＢ色空間へと戻して、補正映像信号１０３を出力する部分である。
【００７８】
次に、図１０を用いて高演色処理部４００の詳細な構成について説明する。  
高演色処理部４００は、スペクトル分解部４０１と、合成１部４０５と、合成２部４０６と、ＲＴ１部５５０と、ＲＴ２部５６０と、スペクトル合成部４１１とにより構成される。
【００７９】
スペクトル分解部４０１は、色相信号３０２と彩度信号３０３とを入力とし、色に応じてスペクトルを分解して、それぞれの色相ゲイン信号（色相ゲイン１信号４０２、色相ゲイン２信号４０３）、彩度ゲイン信号４０４を出力する部分である。合成１部４０５は、スペクトル分解部４０１より出力される色相ゲイン１信号４０２と、彩度ゲイン信号４０４とを入力とし、二つのゲイン信号の積算もしくは最小値演算を用いて合成する部分である。合成２部４０６は、色相ゲイン２信号４０３と、彩度ゲイン信号４０４とを入力とし、同様に二つのゲイン信号を合成する部分である。ＲＴ１部５５０は、合成１部４０５より出力される合成ゲイン１信号４０７と、明度信号３０４とを入力とし、Ｒｅｔｉｎｅｘ処理をして、明度補正１信号４０９を出力する部分である。ＲＴ２部５６０は、合成２部４０６より出力される合成ゲイン２信号４０８と、明度信号３０４を入力とし、Ｒｅｔｉｎｅｘ処理をして、明度補正２信号４０９を出力する部分である。スペクトル合成部４１１は、ＲＴ１部より出力される明度補正１信号４０９と、ＲＴ２部より出力される明度補正２信号４１０とを入力とし、二つの明度信号を加算した明度補正信号３０７を出力する部分である。
【００８０】
なお、高演色処理部４００においては、入力される色相信号３０２、彩度信号３０３は、それぞれ色相信号３０５、彩度信号３０６としてそのまま出力される。
【００８１】
次に、図１１を用いてＲＴ部５５０（ＲＴ部５６０も同様）のより詳細な構成について説明する。
【００８２】
ＲＴ部５５０は、図１１に示されるように、スケールの異なるフィルタ１部５０１、フィルタ２部と、Ｒｅｔｉｎｅｘ処理部６００とで構成される。
【００８３】
フィルタ１部５０１、フィルタ２部５０２は、明度信号３０４を入力として、それぞれのフィルタ出力信号５０３、５０４を出力するフィルタである。ここで、フィルタ１部５０１が小さなスケールであり、フィルタ２部５０２は、より大きなスケールのフィルタであるとする。そして、フィルタ１部５０１、フィルタ２部５０２は、それぞれスケール１（ｉ＝１）、スケール２（ｉ＝２）によるガウシアン分布と明度（（数１）の映像Ｉに相当する）)とのコンボリューション積をとっている所のガウシアン分布を実現する部分である。
【００８４】
Ｒｅｔｉｎｅｘ処理部６５０は、明度信号３０４と、フィルタ出力信号５０３、５０４とを入力として、上の映像処理に関する理論的背景で説明したＰｈｏｎｇ反射モデルと、Ｒｅｔｉｎｅｘ理論を応用したモデルの演算に従い、明度補正信号５５１を出力する部分である。
【００８５】
ＲＴ部５５０では、Ｒｅｔｉｎｅｘ処理部６５０による明度補正信号５５１に対して、スペクトルごとに分解された色相（Ｈｕｅ）と彩度（Ｓａｔｕｒａｔｉｏｎ）に依存する合成ゲイン１信号４０７のゲインがかけられて、出力される。
【００８６】
なお、ＲＴ部５６０の場合は、入力されるのが合成ゲイン２信号４０８と、明度信号３０４であり、出力されるのが、明度補正２信号４１０である以外は同様である。
【００８７】
次に、図１２を用いてＲｅｔｉｎｅｘ部６５０について説明する。
【００８８】
Ｒｅｔｉｎｅｘ部６５０は、上の映像処理に関する理論的背景で説明した（式１２）に該当する信号処理を行う部分である。
【００８９】
Ｒｅｔｉｎｅｘ部６５０は、反射光成分生成部６７０と、照明光積算部６０２により構成される。
【００９０】
反射光成分生成部６７０は、明度信号３０４と、フィルタ１出力信号５０３と、フィルタ２出力信号５０４とを入力とし、反射光成分６５１を出力する部分である。照明光積算部６０２は、反射光成分６５１と、フィルタ１出力信号５０３と、フィルタ２出力信号５０４とを入力とし、Ｒｅｔｉｎｅｘ補正信号４０９を出力する部分である。
【００９１】
フィルタ１出力信号５０３、フィルタ２出力信号５０３は、それぞれ、図４Ｂに示したフィルタ１部５０３、フィルタ２部５０４の出力信号であり、フィルタ１部５０１がディフューズ（拡散反射光）による分布、フィルタ２部５０２がアンビエント（環境反射光）による分布に関して演算する部分である。
【００９２】
反射光成分生成部６７０は、（式１２）から演算されたＲＰｈｏｎｇ，ｊ（ｘ，ｙ）にゲインＧ６７８を加えた機能を有しており、関数ｆ作用部６８０と、検出１部６７４と、検出２部６７５と、積和演算器６８１と、ゲイン乗算器６８２により構成される。関数ｆ作用部６８０は、入力信号に関数ｆ（対数関数又はべき乗の関数）を作用する部分である。検出１部６７４は、明度信号３０４からの関数ｆによるスペキュラの分布６７１と、関数ｆによるディフューズの分布６７２とを入力とし、スペキュラ（鏡面反射光）を検出する部分である。検出２部６７５は、関数ｆによるディフューズの分布６７２と、関数ｆによるアンビエントの分布６７３とを入力とし、ディフューズを検出する部分である。積和演算器６８１は、重み演算子ＷｓとＷｄをそれぞれスペキュラ成分６７６とディフューズ成分６７７に乗じて和をとる演算器である。ゲイン乗算器６８２は、計算された反射率に対して、ゲインＧ６７８を乗じる演算器である。
【００９３】
ここで、検出１部６７４に、図４Ａで示される輝度特性を、検出２部６７５に図４Ｂで示される輝度特性を与える機能を含めてもよい。
【００９４】
また、照明光積算部６０２は、反射光成分６５１を関数ｆの逆関数（指数変換又はべき開平）にて変換した反射率と、照明光とを積算、照明光とを積算、すなわち、映像処理に関する理論的背景の最初の説明におけるＬ（ｘ，ｙ）・ｒ（ｘ，ｙ）を求めることになる。
【００９５】
〔実施形態１による高演色処理部でのスペクトル分解と色相ゲインとの関係について〕
次に、図１３Ａないし図１４Ｂを用いて高演色処理部でのスペクトル分解と色相ゲインとの関係について説明する。図１３Ａは、スペクトル分解と色相ゲインとの関係を示すグラフである（台形モデル）。図１３Ｂは、図１３Ａに示した台形モデルの関係をより詳細に説明したグラフである。図１４Ａは、スペクトル分解と色相ゲインとの関係を示すグラフである（三角形モデル）。図１４Ｂは、図１４Ａに示した三角形モデルの関係をより詳細に説明したグラフである。
【００９６】
図１０に示したスペクトル分解部４０１は、ＨＳＶ空間において、例えば、色相をＮ（ｎ＝０，１，…，ｎ−１）色に分割して、それぞれの色相ゲインを与える場合には、それぞれのスペクトル分布における色相ゲインを加算すると、１．０になるように、色相の値に対応する色相ゲインを定めればよい。
【００９７】
例えば、８色（赤、黄、緑、シアン、青、マジェンタ）のスペクトルに分解する場合には、図１３Ｂのような台形状で表される色相と色相ゲインの関係を与えて、色相を８等分（Ｎ＝８）すると図１３Ａのようになる。
【００９８】
また、図１４Ｂのような三角形状で表される色相と色相ゲインの関係を与えて、色相を８等分すると図１４Ａのようになる。
【００９９】
図１３Ｂにおいて、ｎ番目のスペクトルとｎ＋１番目のスペクトルの間にある色相Ｈでの色相ゲインの値は、各々のスペクトルにおける色相ゲインの重なりであり、等脚台形の上底／２をＷ、（下底―上底）／２をΔＷとすると（式１３）で表される。なお、Ｈの範囲は[Ｈｎ，Ｈｎ＋１）とする。
【０１００】
【数１３】
2017046905.tif 000015
【０１０１】
同様にして、図１４Ｂにおいて、ｎ番目のスペクトルとｎ＋１番目のスペクトルの間にある色相Ｈでの色相ゲインの値は、二等辺三角形の底辺／２をΔＨとすると（式１４）で表される。
【０１０２】
【数１４】
2017046905.tif 000016
【０１０３】
いずれの数式も以下の（式１５）を満たしており、すべてのスペクトルを合成すると白色（すなわち、明度（Ｖａｌｕｅ）＝１００％）となる。
【０１０４】
【数１５】
2017046905.tif 000017
【０１０５】
ここでは、簡単のため二つのスペクトルの合成で、水平方向が等方的な色相ゲインの関数による分布を考えたが、どのような分布であっても分解した色相の色相ゲインが加算すると１．０（１００％）になるようにすればよい。
【０１０６】
また、スペクトル分布の重なり部分も二つで説明したが、複数であってもよい。この場合、高演色処理部４００において複数分のＲＴ部が必要となる。
【０１０７】
本実施形態では、以上の原理に基づいて、スペクトル分布により色相に対応する色相ゲインは作成されるが、これらをユーザメニューより選択させてもよい。
【０１０８】
〔実施形態１による高演色処理部でのスペクトル分解と彩度ゲインとの関係について〕
次に、図１５Ａないし図１５Ｃを用いて高演色処理部でのスペクトル分解と彩度ゲインとの関係について説明する。  
図１０に示したスペクトル分解部４０１は、ＨＳＶ空間において、彩度ゲイン信号を出力する場合には、図１５Ａないし図１５Ｃに示した例のように行うことができる。
【０１０９】
図１５Ａないし図１５Ｃは、彩度に対する彩度ゲイン（白黒ゲイン）の関係を示すグラフである。
【０１１０】
図１５Ａは、彩度ゲインが１．０、すなわち彩度に対して適応制御を行わない場合のゲインの一例である。図１５Ｂは、彩度ゲインが彩度の上昇につれて、ゲインを高くする設定例である。これは、映像中で彩度が低い領域においては、色相にばらつきが生じていることが多く、Ｒｅｔｉｎｅｘ処理により色ノイズとなることがあるため、領域を保護することを目的とする。図１５Ｃは、低彩度側に補正を行わない領域と１００％ゲインを適用する領域を設けた例である。
【０１１１】
本実施形態では、以上の原理に基づいて、スペクトル分布により彩度に対応する彩度ゲインは作成されるが、これらをユーザメニューより選択させてもよい。
【０１１２】
〔従来例によるＲｅｔｉｎｅｘ処理と実施形態１のＲｅｔｉｎｅｘ処理の対比〕
次に、図１６を用いて従来例によるＲｅｔｉｎｅｘ処理と本実施形態のＲｅｔｉｎｅｘ処理を対比して特徴を説明する。図１６は、映像中に赤色と黄色のオブジェクトがある場合の模式図である。
【０１１３】
図６に示したように、ＨＳＶ色空間によるＲｅｔｉｎｅｘ処理では明度信号を用いることが多い。この場合、Ｒｅｔｉｎｅｘ処理は、明るさに対してのみ行われ、色に関しては無視される。すなわち、色が異なっていても明るさが同じであれば処理されない。
【０１１４】
また、ＨＳＶ色空間への変換を行わず、ＲＧＢ色空間のままＲｅｔｉｎｅｘ処理を行う場合は、一般的にＲＧＢ信号の各成分に対して処理を行った後にＲＧＢ各成分に対する相関を取る。例えば、赤色信号に対してはＲ／（Ｒ＋Ｇ＋Ｂ）等を用いるが、ＲＧＢの色バランスがとれたとしても、この方法では、基本的に３スペクトル個別の大きさのみに依存して補正量を決めることとなる。
【０１１５】
例えば、図１６のように、映像中に赤色と黄色のオブジェクトがある場合を考える。この時、例えば赤色が（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（２５５，０，０）で、黄色が（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（２５５，２５５，０）の成分を持つとする。これらのオブジェクトに対し、赤色の処理では黄色も赤色と同様の扱いとなり区別がなくなる。ところが、緑色の処理では黄色が反応する。このように、ＲＧＢでは加法混色で色を表現するため、実際のスペクトルとは異なるスペクトルが反応する場合がある。
【０１１６】
以上より、本実施形態の高演色処理部４００では、スペクトル分解部を設けて、ＨＳＶ色空間にてスペクトルを擬似的に分解して、それぞれのスペクトルに対して、Ｒｅｔｉｎｅｘ処理を行うようにした。
【０１１７】
以上述べたように、従来の映像補正の例では、赤色の処理では黄色も赤色と同様の扱いとなり区別がなくなり、緑色の処理では黄色が反応した。本実施形態において、例えば、図１３Ａや図１３Ｂの説明であげた８色のスペクトルに分解するように設定した場合には、赤色のオブジェクト領域と黄色のオブジェクト領域を識別することができるため、各スペクトルに対して正しい補正を適用できる。
【０１１８】
したがった、本実施形態の構成によれば、演色性の高い、好適な映像補正処理を行うことが可能となる。
【０１１９】
〔その他の実施形態１の変形例〕
その他の第一の本実施形態では、ＲＧＢ色空間の信号をＨＳＶ色空間の信号に変換して、図９に示したように、映像補正を行なったが、ＨＳＶ色空間の代わりに図５Ｃ、図５Ｄに示したＨＳＬ（ＨＬＳ）色空間を用いてもよい。
【０１２０】
〔実施形態２の映像処理装置の映像補正部〕
上記実施形態１では、高演色処理部４００を用いて、色相に応じた有色領域のＲｅｔｉｎｅｘ処理を有する映像処理装置の例を説明した。本実施形態では、本発明に係る実施形態１を応用し、白黒および有色領域のＲｅｔｉｎｅｘ処理を有する映像処理装置を説明する。
【０１２１】
本実施形態の映像処理装置は、図９に示した映像補正部３２０の高演色部４００が、図１７に示す高演色部４２０に置き換わった構成である。図１７は、本発明の第二の実施形態に係る高演色処理部４００を説明するブロック図である。
【０１２２】
高演色処理部４２０は、スペクトル分解部４０１と、合成１部４０５と、合成２部４０６と、ＲＴ１部５５０と、ＲＴ２部５６０と、反転部４２１と、ＲＴ３部５７０と、スペクトル合成部４２４により構成される。
【０１２３】
スペクトル分解部４０１、合成１部４０５、合成２部４０６、ＲＴ１部５５０、ＲＴ２部５６０は、第一の実施形態の高演色処理部４００の場合と同様である。
【０１２４】
本実施形態では、これらに加えて、反転部４２１と、ＲＴ３部５７０が加わっている。
【０１２５】
反転部４２１は、彩度ゲイン信号４０４を入力とし、彩度の高低が反転された白黒ゲイン信号４２２を出力する。ＲＴ３部５７０は、反転部４２１より出力される白黒ゲイン信号４２２と、明度信号３０４とを入力とし、Ｒｅｔｉｎｅｘ処理をして、明度補正３信号４２３を出力する部分である。
【０１２６】
スペクトル合成部４２４は、ＲＴ１部より出力される明度補正１信号４０９と、ＲＴ２部より出力される明度補正２信号４１０と、ＲＴ３部５７０より出力される明度補正３信号４２３を入力とし、三つの明度信号を加算した明度補正信号３０７を出力する部分である。
【０１２７】
〔実施形態２による高演色処理部でのスペクトル分解と彩度ゲインとの関係について〕
次に、図１５Ｂおよび図１５Ｃを用いて高演色処理部でのスペクトル分解と彩度ゲインとの関係について説明する。
【０１２８】
図１５Ｂ、図１５Ｃは、彩度ゲイン信号と白黒ゲイン信号の一例を示している。彩度信号の高低を反転させた彩度ゲイン信号、すなわち彩度信号（０〜１００の値域）をＳとするとＳ′＝１００−Ｓとした白黒ゲイン信号は、彩度の低い白黒（グレースケール）の領域でゲインが高くなり、彩度が高くなるにつれてゲインが低くなる。ここで、彩度ゲイン信号と白黒ゲイン信号とは加算すると１．０となるように設定する。
【０１２９】
ＲＴ３部５７０の入力には、色相情報が入らないため、白黒に感じられる、すべての色を同等に補正することができる。
【０１３０】
〔実施形態２の効果〕
以上の本実施形態の高演色処理部４２０の構成によれば、白黒および有色領域に対して同等な補正を行うことにより、色ノイズを抑えた高コントラストで高演色性の映像補正処理を行うことが可能となる。
【０１３１】
〔実施形態３の映像処理装置の映像補正部〕
上記の第二の実施形態では、高演色処理部４２０を用いて、高コントラストで高演色性の映像補正処理行う映像処理装置の例を説明したが、本実施形態では、上記の第一の実施形態１および第二の実施形態に対し、色合いを変えることなく調整することが可能な映像処理装置について説明する。
【０１３２】
本実施形態の映像処理装置は、図１に示した映像補正部３２０が、図１８に示す映像補正部３５０に置き換わった構成である。図１８は、本発明の第三の実施形態に係る映像処理装置の映像補正部３５０を説明するブロック図である。
【０１３３】
本実施形態に係る映像補正部３５０は、ＲＧＢ−ＨＳＶ変換部３０１と、高演色処理部４００と、ＨＳＶ−ＲＧＢ変換部３０８と、ＲＧＢ再構成部３５２により構成される。
【０１３４】
第一の実施形態の映像補正部３２０に、ＲＧＢ再構成部３５２が加わったものである。ＲＧＢ−ＨＳＶ変換部３０１、高演色処理部４００、ＨＳＶ−ＲＧＢ変換部３０８は、第一の実施形態の映像補正部３２０の説明と同様である。
【０１３５】
ＲＧＢ再構成部３５２は、色の情報をＲＧＢ空間における距離とし、補正前後の映像信号の距離比から補正映像を再構成する。今、元の映像信号１０２の色ベクトルをＩ＝（ＩＲ，ＩＧ，ＩＢ）、ＲＧＢ補正信号３５１をＩＲＴ、補正映像信号１０３をＩ′とすると、次の（式１６）で表される。
【０１３６】
【数１６】
2017046905.tif 000018
【０１３７】
〔実施形態３の効果〕
以上の本実施形態の映像補正装置３５０の構成によれば、白黒や有色領域に対して適切な補正量を算出し、正しい色バランスで映像補正処理を行うことが可能となる。
【０１３８】
〔実施形態４の映像処理装置の映像補正部〕
第三の実施形態では、第一の実施形態にＲＧＢ再構成部３５２を設けた構成を説明した。本実施形態では、これに加えて、小規模回路で色調整の機能を有する映像処理装置を説明する。
【０１３９】
本実施形態は、第三の実施形態の映像補正装置３５０の高演色処理部４００を、図１９に示される高演色処理部４５０に置き換えたものである。図１９は、本発明の第三の実施形態に係る高演色処理部４５０を説明するブロック図である。図２０は、色調整部８００を説明するブロック図である。
【０１４０】
高演色処理部４５０は、スペクトル分解部４０１と、合成１部４０５と、合成２部４０６と、ＲＴ１部５５０と、ＲＴ２部５６０と、反転部４２１と、ＲＴ３部５７０と、スペクトル合成部４２４と、色調整部８００により構成される。
【０１４１】
第二の実施形態で説明した高演色処理部４２０に対して、高演色処理部４５０が付け加わった構成である。スペクトル分解部４０１、合成１部４０５、合成２部４０６、ＲＴ１部５５０、ＲＴ２部５６０、反転部４２１、ＲＴ３部５７０、スペクトル合成部４２４については、第二の実施形態で説明と同様である。
【０１４２】
色調整部８００は、合成ゲイン１信号４０７、合成ゲイン２信号４０８、色相信号３０２、彩度信号３０３、彩度ゲイン信号４０４、および、図１９には図示されていなが、ユーザが調整のために入力する色相調整のゲイン、彩度調整のゲイン、明度調整のゲインを入力して、色相補正信号３０５、彩度補正信号３０６、明度オフセット信号４５１を出力する部分である。
【０１４３】
色調整部８００は、図２０に示されるように、色相補正部８０７と、彩度補正部８０８と、明度相補正部８０９により構成される。
【０１４４】
色相補正部８０７は、合成ゲイン１信号４０７と合成ゲイン２信号４０８を基にして、分解するスペクトル分の色毎に、例えばユーザによって調整可能な色相調整ゲインＧｈ１（８０１）及び色相調整ゲインＧｈ２（８０２）を乗算したゲインと、色相信号３０２とを入力して、色相を補正して、色相補正信号を出力する部分である。
【０１４５】
彩度補正部８０８は、同じく合成ゲイン１信号４０７と合成ゲイン２信号４０８を基にして、それぞれユーザ調整可能な彩度調整ゲインＧｓ１（８０３）及び彩度調整ゲインＧｓ２（８０４）を乗算したゲインと、彩度信号３０３とを入力とするとして、彩度を補正して、彩度補正信号を出力する部分である。
【０１４６】
明度補正部８０９は、同じく合成ゲイン１信号４０７と合成ゲイン２信号４０８を基にして、それぞれユーザ調整可能な明度調整ゲインＧｖ１（８０５）及び明度調整ゲインＧｖ２（８０６）を乗算したゲインと、彩度ゲイン信号４０４とを入力として、明度を補正し、明度オフセット信号を出力する部分である。
【０１４７】
〔実施形態４の色調整について〕
次に、図２１Ａないし図２１Ｃを用いて第四の実施形態の色調整部８００における色調整について説明する。図２１Ａは、色相調整の一例を説明するグラフである。図２１Ｂは、彩度調整の一例を説明するグラフである。図２１Ｃは、明度調整の一例を説明するグラフである。
【０１４８】
図２１Ａに示されるグラフでは、横軸が入力色相値で、縦軸が色相ゲイン１００％に対する色相調整ゲイン（Ｇｈ１又はＧｈ２）となる。ここで、色相ゲイン１００％の場合は、例えばＮ分割されたスペクトル（ｎ＝０，１，２，…，Ｎ−１）の場合は２π／Ｎの補正量に適応させればよい。この補正量に色相調整ゲインが乗算される。
【０１４９】
なお、色相補正部８０７に入る信号は、ｎ番目とｎ＋１番目のスペクトルに対する合成ゲインが入力されているため、色相ゲインと彩度ゲインとを合成したものとなる。
【０１５０】
図２１Ｂに示される彩度調整のグラフでは、横軸が入力彩度値で、縦軸が彩度ゲイン１００％に対する彩度調整ゲイン（Ｇｓ１又はＧｓ２）となる。ここで、彩度調整ゲインは入力彩度値に乗算され、出力彩度値となる。
【０１５１】
なお、彩度補正部８０８では、色相ゲインと合成されたゲイン信号が用いられるため、ｎ番目とｎ＋１番目のスペクトルに対する演算となる。
【０１５２】
図２１Ｃに示される明度調整のグラフでは、横軸が入力明度値で、縦軸が出力明度値となる。明度調整ゲイン（Ｇｖ１又はＧｖ２）は、明度１００％に対して乗算され、明度オフセット信号４５１として、スペクトル合成部で明度信号に加算される。
【０１５３】
なお、明度補正部８０９では、色相ゲインと合成されたゲイン信号が用いられるため、ｎ番目とｎ＋１番目のスペクトルに対する演算となる。また、さらに彩度ゲイン信号４０４を乗算することで、彩度の薄い色を保護することもできる。
【０１５４】
〔実施形態４の効果〕
従来では、色調整部は、色補正部とは別個の回路で実現されることが通例であった。本実施形態の構成によれば、高演色処理部４５０が、色調整部８００を有し、色変換機能やゲイン機能を共有することにより、小規模回路の色調整機能を有する映像処理装置とすることができる。
【符号の説明】
【０１５５】
１０…映像装置
１１…映像入力信号
１２…内部映像信号
１３…投射映像
１００…映像処理装置
１０１…入力信号処理部
１０２…映像信号
１０３…補正映像信号
１０４…タイミング制御部
２００…映像表示装置
２０１…光源
２０２…光線
２０３…液晶パネル
２０４…液晶パネルを透過した光線
２０５…レンズ
３００…映像補正部
３０１…ＲＧＢ−ＨＳＶ変換部
３０２…色相信号
３０３…彩度信号
３０４…明度信号
３０５…色相補正信号
３０６…彩度補正信号
３０７…明度補正信号
３０８…ＨＳＶ−ＲＧＢ変換部
３２０…映像補正部
３５０…映像補正部
３５１…ＲＧＢ補正信号
３５２…ＲＧＢ再構成部
４００…高演色処理部
４０１…スペクトル分解部
４０２…色相ゲイン１信号
４０３…色相ゲイン２信号
４０４…彩度ゲイン信号
４０５…合成１部
４０６…合成２部
４０７…合成ゲイン１信号
４０８…合成ゲイン２信号
４０９…明度補正１信号
４１０…明度補正２信号
４１１…スペクトル合成部
４２１…反転部
４２２…白黒ゲイン信号
４２３…明度補正３信号
４２４…スペクトル合成部
４５０…高演色処理部
４５１…明度オフセット信号
５００…ＲＴ部
５０１…フィルタ１部（スケール小）
５０２…フィルタ２部（スケール大）
５０３…フィルタ１出力信号
５０４…フィルタ２出力信号
５５０…ＲＴ１部
５５１…明度補正信号
５６０…ＲＴ２部
５７０…ＲＴ３部
６００…Ｒｅｔｉｎｅｘ処理部（ＭＳＲ）
６０１…反射光成分
６０２…照明光積算部
６２０…反射光成分生成部（ＭＳＲ）
６２１…ゲイン（ＭＳＲ）
６５０…Ｒｅｔｉｎｅｘ処理部（実施形態１）
６５１…反射光成分
６７０…反射光成分生成部（実施形態１）
６７１…スペキュラの対数分布
６７２…ディフューズの対数分布
６７３…アンビエントの対数分布
６７４…検出１部（スペキュラ検出）
６７５…検出２部（ディフューズ検出）
６７６…スペキュラ成分
６７７…ディフューズ成分
６７８…ゲイン（Ｐｈｏｎｇモデル）
７０１…鏡面反射光（スペキュラ）
７０２…拡散反射光（ディフューズ）
７０３…環境光（アンビエント）
７０４…球体を照らす円形のハイライト
８００…色調整部
８０１…色相調整ゲイン１（Ｇｈ１）
８０２…色相調整ゲイン２（Ｇｈ２）
８０３…彩度調整ゲイン１（Ｇｓ１）
８０４…彩度調整ゲイン２（Ｇｓ２）
８０５…明度調整ゲイン１（Ｇｖ１）
８０６…明度調整ゲイン２（Ｇｖ２）
【図１】
2017046905.tif 000019
【図２】
2017046905.tif 000020
【図３】
2017046905.tif 000021
【図４Ａ】
2017046905.tif 000022
【図４Ｂ】
2017046905.tif 000023
【図５Ａ】
2017046905.tif 000024
【図５Ｂ】
2017046905.tif 000025
【図５Ｃ】
2017046905.tif 000026
【図５Ｄ】
2017046905.tif 000027
【図６】
2017046905.tif 000028
【図７】
2017046905.tif 000029
【図８】
2017046905.tif 000030
【図９】
2017046905.tif 000031
【図１０】
2017046905.tif 000032
【図１１】
2017046905.tif 000033
【図１２】
2017046905.tif 000034
【図１３Ａ】
2017046905.tif 000035
【図１３Ｂ】
2017046905.tif 000036
【図１４Ａ】
2017046905.tif 000037
【図１４Ｂ】
2017046905.tif 000038
【図１５Ａ】
2017046905.tif 000039
【図１５Ｂ】
2017046905.tif 000040
【図１５Ｃ】
2017046905.tif 000041
【図１６】
2017046905.tif 000042
【図１７】
2017046905.tif 000043
【図１８】
2017046905.tif 000044
【図１９】
2017046905.tif 000045
【図２０】
2017046905.tif 000046
【図２１Ａ】
2017046905.tif 000047
【図２１Ｂ】
2017046905.tif 000048
【図２１Ｃ】
2017046905.tif 000049
【国際調査報告】
2017046905.tif 000050
2017046905.tif 000051
2017046905.tif 000052
2017046905.tif 000053