(57)【要約】【課題】ダイナミックレンジを超えた信号に対し、色相歪みを抑えた変換を行うことができるようにする。【解決手段】RGB−HSV変換部４１は、RGB色空間の入力信号を、色相信号、彩度信号及び明度信号を含む別の色空間に変換する。リミット処理部４３の明度ハーフリミット部５２は、明度が１００％以上の明度信号に対して、所定の比率で明度を低減する。HSV−RGB変換部４４は、明度ハーフリミット部５２で低減された明度信号、色相信号、および彩度信号を、RGB色空間の出力信号に変換する。本発明は、例えば、テレビジョン受像機等のディスプレイ装置の表示のための画像信号を処理する画像処理装置に適用できる。【選択図】図１
2011166485.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
RGB色空間の入力信号を、色相信号、彩度信号及び明度信号を含む別の色空間に変換する色空間変換手段と、
明度が１００％以上の前記明度信号に対して、所定の比率で明度を低減する明度ハーフリミット手段と、
前記明度ハーフリミット手段で低減された前記明度信号、前記色相信号、および前記彩度信号を、前記RGB色空間の出力信号に変換する色空間逆変換手段と
を備える画像処理装置。
【請求項２】
前記比率は、特定の色相および彩度において前記比率が大となるように前記色相信号および前記彩度信号に応じて変化し、
前記明度ハーフリミット手段は、前記色相信号および前記彩度信号に応じた前記比率で前記明度信号の明度を低減する
請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項３】
前記明度ハーフリミット手段は、前記比率をVHLGN、明度が１００％以上の前記明度信号をV3、低減後の前記明度信号をV4として、
V4＝（V3−1.0）×VHLGN＋1.0
により前記明度信号の明度を低減し、
前記比率VHLGNは、0乃至1.0の範囲をとる係数K、0乃至1.0の範囲の任意の設定値VHLGN0とVHLGN1（VHLGN1＞VHLGN0）を用いて、
VHLGN＝（1.0−K）×VHLGN0＋K×VHLGN1
により決定され、前記係数Kが前記特定の色相および彩度に応じて可変する
請求項２に記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記特定の色相および彩度によって決定される色度は肌色である
請求項２に記載の画像処理装置。
【請求項５】
入力される前記彩度信号の彩度が低いほど減衰率が大となる彩度減衰処理を行う彩度減衰手段をさらに備える
請求項２に記載の画像処理装置。
【請求項６】
前記彩度減衰手段は、さらに、前記明度ハーフリミット手段による明度の低減率が大であるほど、減衰率が大となる彩度減衰処理を行う
請求項５に記載の画像処理装置。
【請求項７】
前記彩度減衰手段は、明度が１００％以上の前記明度信号をV3、低減後の前記明度信号をV4、減衰前の前記彩度信号をS3、減衰後の前記彩度信号をS4、所定の減衰係数をSLGNとして、
S4＝S3−(V3−V4)×(1.0−S3)×SLGN
により、彩度減衰処理を行う
請求項６に記載の画像処理装置。
【請求項８】
RGB色空間の入力信号を、色相信号、彩度信号及び明度信号を含む別の色空間に変換し、
明度が１００％以上の前記明度信号に対して、所定の比率で明度を低減し、
低減された前記明度信号、前記色相信号、および前記彩度信号を、前記RGB色空間の出力信号に変換する
ステップを含む画像処理方法。
【請求項９】
コンピュータに、
RGB色空間の入力信号を、色相信号、彩度信号及び明度信号を含む別の色空間に変換し、
明度が１００％以上の前記明度信号に対して、所定の比率で明度を低減し、
低減された前記明度信号、前記色相信号、および前記彩度信号を、前記RGB色空間の出力信号に変換する
ステップを含む処理を実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像処理装置、画像処理方法、及びプログラムに関し、特に、ダイナミックレンジを超えた信号に対し、色相歪みを抑えた変換を行うことができるようにする画像処理装置、画像処理方法、及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、テレビジョン受像機等のディスプレイ装置においては、表示視認性を改善するために、映像信号のコントラストやディスプレイ装置の表示輝度、色信号等を制御する技術が開発されている（例えば、特許文献１，２参照）。表示制御の一つとして、ディスプレイ装置の表示の限界を超えた大きな値や負の値の信号が作り出されることがある。例えば、明るさ（明度）を強調するために、明度のダイナミックレンジの１００％を超えるRGB信号を作り出す場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−３２６０８２号公報
【特許文献２】特開２００７−２４８９３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、ディスプレイ装置では、ダイナミックレンジの１００％を超えるRGB信号は、ダイナミックレンジの１００％でリミットされることとなる。ダイナミックレンジの１００％を超えるRGB信号が１００％でリミットされた場合、本来の信号の色相とは異なった色相となり、視聴者が不自然な感じをもつことがある。具体的には、ダイナミックレンジの１００％を超えるRGB信号が１００％でリミットされた場合、色は、Ｙ（黄）、Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンダ）の軸の方へ色相が回り、特に、肌色が黄色くなり、視聴者に不快感を与える。
【０００５】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、ダイナミックレンジを超えた信号に対し、色相歪みを抑えた変換を行うことができるようにするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一側面の画像処理装置は、RGB色空間の入力信号を、色相信号、彩度信号及び明度信号を含む別の色空間に変換する色空間変換手段と、明度が１００％以上の前記明度信号に対して、所定の比率で明度を低減する明度ハーフリミット手段と、前記明度ハーフリミット手段で低減された前記明度信号、前記色相信号、および前記彩度信号を、前記RGB色空間の出力信号に変換する色空間逆変換手段とを備える。
【０００７】
本発明の一側面の画像処理方法は、RGB色空間の入力信号を、色相信号、彩度信号及び明度信号を含む別の色空間に変換し、明度が１００％以上の前記明度信号に対して、所定の比率で明度を低減し、低減された前記明度信号、前記色相信号、および前記彩度信号を、前記RGB色空間の出力信号に変換するステップを含む。
【０００８】
本発明の一側面のプログラムは、コンピュータに、RGB色空間の入力信号を、色相信号、彩度信号及び明度信号を含む別の色空間に変換し、明度が１００％以上の前記明度信号に対して、所定の比率で明度を低減し、低減された前記明度信号、前記色相信号、および前記彩度信号を、前記RGB色空間の出力信号に変換するステップを含む処理を実行させるためのプログラムである。
【０００９】
本発明の一側面においては、RGB色空間の入力信号が、色相信号、彩度信号及び明度信号を含む別の色空間に変換され、明度が１００％以上の明度信号に対して、所定の比率で明度が低減され、低減された明度信号、色相信号、および彩度信号が、RGB色空間の出力信号に変換される。
【００１０】
なお、プログラムは、伝送媒体を介して伝送することにより、又は、記録媒体に記録して、提供することができる。
【００１１】
画像処理装置は、独立した装置であっても良いし、１つの装置を構成している内部ブロックであっても良い。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の一側面によれば、ダイナミックレンジを超えた信号に対し、色相歪みを抑えた変換を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明を適用した画像処理装置の一実施の形態の構成例を示すブロック図である。
【図２】HSV色空間を示す図である。
【図３】RGB色度と色相と彩度との関係を示す図である。
【図４】１００％を超えたRGB信号を１００％でリミットする処理を説明するための図である。
【図５】１００％を超えたRGB信号をHSV信号に変換して明度でリミットする処理を説明するための図である。
【図６】RGB信号の彩度を上げて負になった信号を０％でリミットする処理を説明するための図である。
【図７】RGB信号の彩度を上げて負になった信号をHSV信号に変換して彩度でリミットする処理を説明するための図である。
【図８】図１の画像処理装置の彩度ハーフリミット部と明度変調部の構成を示すブロック図である。
【図９】彩度ハーフリミット処理の一例を説明するための図である。
【図１０】彩度ハーフリミット処理における係数と色相信号との関係を示す図である。
【図１１】明度変調処理における係数とRGB軸及びYCM軸との関係を示す図である。
【図１２】図１の画像処理装置の明度ハーフリミット部と彩度減衰部の構成を示すブロック図である。
【図１３】明度ハーフリミット処理の一例を説明するための図である。
【図１４】明度ハーフリミット処理の一例を説明するための図である。
【図１５】明度ハーフリミット処理の一例を説明するための図である。
【図１６】明度ハーフリミット処理の係数Kを決定する決定関数を示した概念図である。
【図１７】図１６の係数Kを決定する決定関数の詳細を示す図である。
【図１８】図１６の係数Kを決定する決定関数の詳細を示す図である。
【図１９】本発明を適用したコンピュータの一実施の形態の構成例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
［画像処理装置の構成例］
図１は、本発明を適用した画像処理装置の一実施の形態の構成例を示している。
【００１５】
図１の画像処理装置１は、例えば、テレビジョン受像機等のディスプレイ装置の表示のための画像信号を処理する装置である。画像処理装置１は、信号処理部４０、RGB−HSV変換部４１、HSV信号処理部４２、リミット処理部４３、およびHSV−RGB変換部４４を備え、ディスプレイ装置の出力輝度に対して線形な空間で処理を行う。
【００１６】
信号処理部４０には、RGB信号としてのRin信号、Gin信号、およびBin信号が入力される。信号処理部４０は、入力されたRGB信号に所定の信号処理を施し、処理後のRGB信号であるR１信号、G１信号、およびB１信号を、RGB−HSV変換部４１に出力する。
【００１７】
RGB−HSV変換部４１は、信号処理部４０からのRGB信号をRGB色空間からHSV色空間の信号に変換するRGB−HSV変換処理を行う。即ち、RGB−HSV変換部４１は、信号処理部４０からのR１信号、G１信号、およびB１信号を、色相信号H１、彩度信号S１（０％乃至２００％）、および明度信号V１（０％乃至２００％）の各信号成分に変換し、HSV信号処理部４２に出力する。
【００１８】
RGB−HSV変換部４１のRGB−HSV変換処理では、色相信号H１（Hue)、彩度信号S１（Saturation Chroma）、明度信号V１（Value）への信号変換は、以下のように行われる。
【００１９】
色相信号H１＝（MID（R1、G1、B1）−MIN（R1、G1、B1））／（MAX（R1、G1、B1）−MIN（R1、G1、B1））
【００２０】
彩度信号S１＝（MAX（R1、G1、B1）−MIN（R1、G1、B1））／MAX（R1、G1、B1）
【００２１】
明度信号V１＝MAX（R1、G1、B1）
【００２２】
ここで、MAX（R1、G1、B1）は、R１信号、G１信号、およびB１信号のうちの最大値、MID（R1、G1、B1）は中間値、MIN（R1、G1、B1）は最小値を表す。なお、以下では、単に、MAX、MID,MINと（R1、G1、B1）を省略して記載する。一般に、HSV色空間では、色相信号Hと彩度信号Sとが一定であればRGBの比率は一定となり、明度信号Vのみを操作しても、色度は変化しない。
【００２３】
MAX＝R1の場合の色相信号H１は、以下の式（１）で定義される値となる。
H１＝｛６０×（G1−B1）／（MAX−MIN）｝＋０    ・・・（１）
【００２４】
また、MAX＝G1の場合の色相信号H１は、以下の式（２）で定義される値となる。
H１＝｛６０×（B1−R1）／（MAX−MIN）｝＋１２０    ・・・（２）
【００２５】
また、MAX＝B1の場合の色相信号H１は、以下の式（３）で定義される値となる。
H１＝｛６０×（R1−G1）／（MAX−MIN）｝＋２４０    ・・・（３）
【００２６】
また、ディスプレイの出力輝度に対して線形な空間では、入力信号をRGB色空間からHSV色空間に変換すると、図２に示すように、色相と彩度で決まるRGB色度と、その信号の大きさ（明度）Vの三角柱とで表すことができる。
【００２７】
また、HSV色空間に変換されたRGB色度と色相（H）と彩度（S）との関係は、図３に示すような関係となっている。すなわち、図３に示すHSV色空間では、色相が三角形の外周に沿って、H＝０からH＝３６０の範囲で変化し、彩度が三角形の中央からの距離に伴って増加する。また、三角形の内側に描かれた多角形の線は、内側からS＝２５，５０，７５となっている。
【００２８】
図１に戻り、HSV信号処理部４２には、色相信号H１、彩度信号S１（０％乃至２００％）、明度信号V１（０％乃至２００％）が入力される。HSV信号処理部４２は、所定の信号処理を施し、信号処理後の色相信号H２、彩度信号S２、および明度信号V２を、リミット処理部４３に出力する。
【００２９】
リミット処理部４３は、彩度ハーフリミット部５０、明度変調部５１、明度ハーフリミット部５２、および彩度減衰部５３を備える。
【００３０】
彩度ハーフリミット部５０には、HSV信号処理部４２から、彩度信号S２及び色相信号H２が入力される。彩度ハーフリミット部５０は、彩度が１００％以上の彩度信号に対して、彩度を低減する彩度ハーフリミット処理（詳細は後述する。）を実行する。そして、彩度ハーフリミット部５０は、リミット処理後の彩度信号S３を明度変調部５１及び彩度減衰部５３に出力する。
【００３１】
明度変調部５１には、HSV信号処理部４２から、色相信号H２、彩度信号S２、明度信号V２が入力され、彩度ハーフリミット部５０から、彩度信号S３が入力される。明度変調部５１は、彩度信号S２の彩度が１００％以上である場合に、明度信号V２の明度を変調する明度変調処理（詳細は後述する。）を実行する。そして、明度変調部５１は、明度変調処理後の明度信号V３を、明度ハーフリミット部５２及び彩度減衰部５３に出力する。
【００３２】
明度ハーフリミット部５２には、HSV信号処理部４２から、色相信号H２及び彩度信号S２が入力され、明度変調部５１から明度信号V３が入力される。明度ハーフリミット部５２は、明度信号V３の明度が１００％以上である場合に、明度信号V３の明度を低減する明度ハーフリミット処理（詳細は後述する。）を行う。そして、明度ハーフリミット部５２は、明度ハーフリミット処理後の明度信号V４を、彩度減衰部５３及びHSV−RGB変換部４４に出力する。
【００３３】
彩度減衰部５３には、明度変調部５１から明度信号V３、明度ハーフリミット部５２から明度信号V４、および、彩度ハーフリミット部５０から彩度信号S３が入力される。彩度減衰部５３は、明度信号V３の明度が１００％以上である場合に、彩度信号S３に対して、彩度の小さい方ほど色を抜く処理である彩度減衰処理（詳細は後述する。）を実行する。そして、彩度減衰部５３は、彩度減衰処理後の彩度信号S４を、HSV−RGB変換部４４に出力する。
【００３４】
HSV−RGB変換部４４には、HSV信号処理部４２からの色相信号H２、彩度減衰部５３からの彩度信号S４、明度ハーフリミット部５２からの明度信号V４が入力され、RGB−HSV変換部４１とは逆の演算処理を実行する。すなわち、HSV−RGB変換部４４は、HSV信号をHSV色空間からRGB色空間の信号に変換するHSV−RGB変換処理を行う。また、HSV−RGB変換部４４は、変換後のRGB信号をそれぞれ０乃至１００％となるようにリミットするRGBリミット処理を行う。HSV−RGB変換部４４は、RGBリミット処理後のRGB信号であるRout信号（０％乃至１００％）、Gout信号（０％乃至１００％）、Bout信号（０％乃至１００％）を出力する。
【００３５】
以上のように構成される画像処理装置１においては、リミット処理部４３が、HSV色空間に変換した彩度信号及び明度信号に対し、各種のリミット処理を実行することにより、色相を保ったリミット処理が可能となる。
【００３６】
［RGB信号のリミット処理］
次に、RGB信号がダイナミックレンジの１００％を超えている場合に、そのRGB信号を１００％でリミットする処理について説明する。以下の説明では、R信号、B信号、およびG信号のうちの最大値をMAX、最小値をMIN、残り（中間値）をMIDとする。
【００３７】
例えば、図４に示すように、MAX、MID、MINの比率が一定の信号を徐々に大きくしていくと、MAXからクリップされ、MAXとMIDで決まるＹ（黄）、Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンダ）のいずれかの色相になる。そして、最終的には、MAX、MID、およびMINの比率が一定の信号は、MAX、MID、およびMINの全てが１００％となるため、白になる。また、MAXが１００％をこえると、色相も彩度も保持されない。
【００３８】
一方、RGB−HSV変換部４１によりRGB信号をHSV信号に変換してからリミット処理部４３により明度でリミットすると、色相及び彩度が保持されるため、R信号、B信号、G信号の比率が図５に示すようになる。すなわち、RGB−HSV変換部４１によりRGB信号をHSV信号に変換してから明度でリミットすると、色度が保たれる。
【００３９】
次に、RGB信号の彩度を上げて、負になった信号を０％でリミットする処理について説明する。
【００４０】
RGB信号のMAXが一定で色相を保持して彩度を徐々に上げるようにすると、図６に示すようにMINから０％になり、最終的にMAXのみの単色となる。この図６に示す場合において、色相は保持されない。
【００４１】
一方、RGB−HSV変換部４１によりRGB信号からHSV信号に変換してからリミット処理部４３により彩度でリミットすると、色相が保持される。したがって、画像処理装置１では、図７に示すように、HSV信号の（MID−MIN）／（MAX−MIN）を固定した状態とすることができる。このように、RGB−HSV変換部４１によりRGB信号をHSV信号に変換してからリミット処理部４３によりリミットすることにより、色相を保ったリミットが可能となる。
【００４２】
次に、図８乃至図１１を参照しながら、リミット処理部４３の彩度ハーフリミット部５０及び明度変調部５１における処理について説明する。
【００４３】
図８は、図１に示した画像処理装置１の構成のうち、リミット処理部４３の彩度ハーフリミット部５０と明度変調部５１の部分のみを示した図である。
【００４４】
［彩度ハーフリミット処理］
まず、彩度ハーフリミット部５０による彩度ハーフリミット処理について説明する。
【００４５】
図８に示すように、彩度ハーフリミット部５０には、HSV信号処理部４２から、色相信号H２と彩度信号S２が入力される。
【００４６】
HSV信号処理部４２からの彩度信号S２の彩度が１００％以上である場合の動きは、図９のようになる。例えば、図９の直線ａのように、１００％以上の彩度信号S２がそのままHSV−RGB変換部４４に入力され、RGBリミット処理が施されると、図６に示したようになる。また、図９の直線ｂのように、彩度で１００％となるようにリミットした後、リミット後の彩度信号S３がHSV−RGB変換部４４に入力され、RGBリミット処理が施されると、図７に示したようになる。彩度でリミットすると、図７のように色相は保たれるが、RGB信号が固定されてしまうので、結果として、つぶれた画になってしまう。
【００４７】
そこで、彩度ハーフリミット部５０では、図９の直線ｃのように、入力信号を完全に彩度でリミットしないで、少し残した状態でHSV−RGB変換部４４に出力する。HSV−RGB変換部４４は、RGB信号に戻した後で（RGBリミット処理により）リミットする。これにより、図９の直線ａより色相の回りを少なくしたリミットが可能となる。
【００４８】
彩度ハーフリミット部５０は、色相信号に基づく係数を所定単位の色相毎に切り換えて設定し、この係数に基づいて彩度が１００％以上の彩度信号S２に対してリミット処理を実行する。すなわち、彩度ハーフリミット部５０は、入力信号としての、彩度が１００％を超えた彩度信号S２に対して、式（４）で定義される処理を実行する。なお、以下の説明では、式中の彩度および明度は、１００％を１．０として表す。
S3＝（S2−1.0）×SHLGN＋1.0    ・・・・・（４）
【００４９】
式（４）において、SHLGNは、彩度信号S２をリミットするための係数であり、0＜SHLGN＜1.0を満たす値である。例えば、式（４）において、SHLGN＝0.5のときが、図９の直線ｃに相当し、SHLGN＝0のときが、図９の直線ｂに相当し、SHLGN＝1.0のときが、図９の直線ａに相当する。しかし、マンセルの彩度と色相の関係にも見られるように、色相が回って好ましい色相と好ましくない色相がある。
【００５０】
そこで、彩度ハーフリミット部５０では、図１０に示すように、縦軸の係数（SHLGN）を６個に設定して、横軸の色相信号H２が６０度毎に係数を切り換えるようにする。これにより、彩度ハーフリミット部５０では、R（赤）からY（黄）とY（黄）からG（緑）の間をRGBに残る量を多めにして、それぞれ、R（赤）やG（緑）に移動する量を多めに設定することができる。なお、彩度ハーフリミット部５０では、上述した６０度毎ではなく、係数の数を増やして、例えば１２０度、２４０度毎に係数を切り換えるようにしてもよい。
【００５１】
［明度変調処理］
次に、明度変調部５１による明度変調処理について説明する。
【００５２】
明度変調部５１には、図８に示したように、HSV信号処理部４２から、色相信号H２、彩度信号S２、および明度信号V２が入力され、彩度ハーフリミット部５０から、彩度ハーフリミット処理後の彩度信号S３が入力される。
【００５３】
上述したように、彩度を１００％でリミットすると、RGB信号は、彩度が１００％のときの信号に固定されてしまうので、彩度の変化があるにもかかわらず、画像がつぶれて浮いたように見えてしまう。そこで、明度変調部５１においては、彩度が１００％を超えたときに明度信号V２に変化を与えることで、画像に自然な変化を与えることが可能となる。
【００５４】
明度変調部５１は、彩度信号S２の彩度が１００％以上の場合に、入力信号としての、明度信号V２に対して、色相信号H２に基づく係数に応じた変調処理を実行する。すなわち、明度変調部５１は、式（５）で定義される変調処理を実行する。
V3＝V2＋V2×(S2−1.0)×VMGN    ・・・・(５)
【００５５】
式（５）において、VMGNは正負で制御可能な係数を表し、負のほうが好ましいが正にも対応する。明度変調部５１では、式（５）で定義するような処理をすることで、彩度が１００％を超えた場合でも、色相を変えずに画像の特徴を出すことが可能となる。
【００５６】
また、RGBの軸とYCMの軸では、彩度の動きに対してRGBの総和の変化が異なる。すなわち、RGBの軸はYCMの軸の２倍である。そこで、明度変調部５１では、図１１に示すように、縦軸の係数VMGNの値をRGB及びYCMの２つに分けて、その間を横軸の色相信号H２で補完することが好ましい。
【００５７】
さらに、明度変調部５１は、彩度ハーフリミット部５０からの彩度信号S３を用いて、式（６）で定義される変調処理を実行する。
V3＝V2＋V2×(S2−S3)×VMGN    ・・・・（６)
【００５８】
式（６）によれば、彩度ハーフリミット部５０と明度変調部５１が連動し、彩度ハーフリミット部５０でRGB出力を大きくしたときは、明度変調部５１での変調を小さくすることができる。
【００５９】
次に、図１２乃至図１８を参照しつつ、明度ハーフリミット部５２及び彩度減衰部５３の処理を説明する。
【００６０】
図１２は、図１に示した画像処理装置１の構成のうち、リミット処理部４３の明度ハーフリミット部５２と彩度減衰部５３の部分のみを示した図である。
【００６１】
［明度ハーフリミット処理］
まず、明度ハーフリミット部５２による明度ハーフリミット処理について説明する。
【００６２】
図１２に示すように、明度ハーフリミット部５２には、明度変調部５１から、明度信号V３が入力され、HSV信号処理部４２から、色相信号H２と彩度信号S２が入力される。
【００６３】
明度変調部５１からの明度信号V３の明度が１００％以上である場合の動きは、図１３に示すようになる。例えば、図１３の直線ｄのように、１００％以上の明度信号V３がそのままHSV−RGB変換部４４に入力され、RGBリミット処理が施されると、図４に示したようになる。また、図１３の直線ｅのように、明度で１００％となるようにリミットした後、リミット後の明度信号V３がHSV−RGB変換部４４に入力され、RGBリミット処理が施されると、図５に示したようになる。明度でリミットすると、図５のように色度は保たれるが、RGB信号が固定されてしまうため、結果として、つぶれた画になってしまう。
【００６４】
そこで、明度ハーフリミット部５２では、図１３の直線ｆのように、入力信号を完全に明度でリミットしないで、少し残した状態でHSV−RGB変換部４４に出力する。HSV−RGB変換部４４は、RGB信号に戻した後で（RGBリミット処理により）リミットする。
【００６５】
図１３の直線ｆのように、入力信号を完全に明度でリミットしないで、少し残した状態の信号を、HSV−RGB変換部４４でRGB信号に戻すと、図１４に示すようになる。さらに、図１４のRGB信号を１００％でリミットすると、図１５に示すようになる。
【００６６】
図１５と図４を比較して明らかなように、図１３の直線ｆの処理の方が、図１３の直線ｄの処理より、色相の回りを少なくしたリミットが可能となる。
【００６７】
図１３の直線ｆで示される処理をするため、明度ハーフリミット部５２は、入力信号としての、明度が１００％を超えた明度信号V３に対して、次式（７）で定義される処理を行う。
V4＝（V3−1.0）×VHLGN＋1.0    ・・・・（７）
【００６８】
式（７）において、VHLGNは、明度信号V３を低減させる比率を示す係数であり、0＜VHLGN＜1.0を満たす値である。例えば、式（７）において、VHLGN＝0.5のときが、図１３の直線ｆに相当し、VHLGN＝0のときが図１３の直線ｅに相当し、VHLGN＝1.0のときが、図１３の直線ｄに相当する。
【００６９】
明度ハーフリミット部５２は、係数VHLGNを次式（８）により可変にする。
VHLGN＝（1.0−K）×VHLGN0＋K×VHLGN1    ・・・・（８）
【００７０】
式（８）において、Kは0乃至1.0の範囲をとる係数であり、VHLGN0とVHLGN1は、0乃至1.0の範囲の任意の設定値（ゲイン）である。ただし、VHLGN1はVHLGN0よりも大である（VHLGN1＞VHLGN0）ものとする。
【００７１】
式（８）によれば、係数Kが0のとき、係数VHLGNはゲインVHLGN0となり、係数Kが１のとき、係数VHLGNはゲインVHLGN1となる。
【００７２】
そして、式（８）の係数Kは、明度ハーフリミット部５２に入力される色相信号H２と彩度信号S２によって決定される。即ち、係数Kは、明度ハーフリミット部５２に入力される色相信号H２と彩度信号S２に応じて変化する。
【００７３】
図１６は、明度ハーフリミット部５２に入力される色相信号H２と彩度信号S２に応じて係数Kを決定する決定関数（テーブル）を示した概念図である。
【００７４】
図１６において、Hmin,Hswd、およびHwdは、色相についての任意に設定可能なパラメータ（定数）であり、Smin,Sswd、およびSwdは、彩度についての任意に設定可能なパラメータ（定数）である。
【００７５】
図１６において、肌色の色度を基準に、色相と彩度からなる領域が３つの領域に分類されている。即ち、斜線部の内側の領域Raは、肌色の領域であり、斜線部の領域Rbは、肌色の近傍の領域（肌色に近い色度の領域）であり、斜線部の領域Rbより外側の領域Rcは、肌色から遠い色度の領域である。
【００７６】
そして、肌色の領域Raには、係数Kに0が割り当てられ、係数VHLGNがゲインVHLGN0となり、肌色から遠い色度の領域Rcには、係数Kに１.0が割り当てられ、係数VHLGNがゲインVHLGN1となる。
【００７７】
従って、入力される色相信号H２と彩度信号S２が肌色である場合、明度ハーフリミット部５２は、図１３の直線ｆで示される、色相の回りを少なくしたリミットであって、かつ、図１３の直線ｅに近いリミット処理を行う。これにより、１００％を超えるRGB信号を１００％でリミットするとき、肌色が黄色くなり、視聴者に不快感を与えることを防止する。
【００７８】
一方、入力される色相信号H２と彩度信号S２が肌色から遠い色度である場合、明度ハーフリミット部５２は、図１３の直線ｆで示される、色相の回りを少なくしたリミットであって、かつ、図１３の直線ｄに近いリミット処理を行う。即ち、明度ハーフリミット部５２は、色相の回りを少なくすることを重視した明度のリミット処理を行う。
【００７９】
換言すれば、明度ハーフリミット部５２の明度ハーフリミット処理により、肌色付近では、図１３の直線ｆに近付けて色の変化を抑え、それ以外は、突き上げ感を出すために図１３の直線ｄに近付けることができる。
【００８０】
図１７を参照して、肌色の近傍の領域Rb内で、係数Kを決定する手順について説明する。
【００８１】
図１７は、図１６の肌色の近傍の領域Rb内での係数Kを決定する決定関数を、色相と彩度に分けて示した図である。図１７Aは、色相に関する決定関数を、図１７Bは、彩度に関する決定関数を示している。
【００８２】
肌色の近傍の領域Rbでは、係数Kは0と１の間を直線的に変化する。
【００８３】
明度ハーフリミット部５２は、入力された色相信号H２に応じて、図１７Aの決定関数に基づいて、色相側の係数KHを決定する。また、明度ハーフリミット部５２は、入力された彩度信号S２に応じて、図１７Bの決定関数に基づいて、彩度側の係数KSを決定する。
【００８４】
そして、明度ハーフリミット部５２は、色相側の係数KHと彩度側の係数KSを加算し、その結果ADDを得る。即ち、ADD＝KH＋HSが計算される。明度ハーフリミット部５２は、加算結果ADDが1.0以下である場合には、加算結果ADDを係数Kとし、加算結果ADDが1.0より大きい場合には、係数Kを1.0とする。
【００８５】
肌色の近傍の領域Rbについては、以上のように係数Kを決定することで、肌色の領域Raと、それ以外の領域とで視聴者が違和感を抱くことを防止することができる。
【００８６】
［係数Kのその他の求め方の例］
係数Kの決定手順は、図１７を参照して説明した手順に限らない。例えば、明度ハーフリミット部５２は、彩度側の係数KSを決定する場合を例に、その他の手順について説明する。
【００８７】
明度ハーフリミット部５２は、図１８Aに示すように、パラメータSminおよびSswdにより決定される関数に基づいて、高彩度側の係数KS_Hを決定する。また、明度ハーフリミット部５２は、図１８Bに示すように、パラメータSlminおよびSlswdにより決定される関数に基づいて、低彩度側の係数KS_Lを決定する。そして、明度ハーフリミット部５２は、係数KS_Hと係数KS_Lを比較して、それらの大きい方を、係数KSとして選択することができる。色相側の係数KHについても同様に求めることができる。
【００８８】
また、図１６および図１７に示した係数Kの決定関数もあくまで一例であり、これに限定されるものではない。従って、例えば、肌色の領域Raと肌色から遠い色度の領域Rcの間の肌色の近傍の領域Rbについては、２次以上の曲線を用いて、領域Rcに近づくに従い係数Kが緩やかに0に近づくような関数を採用することも可能である。
【００８９】
［彩度減衰処理］
次に、彩度減衰部５３の彩度減衰処理について説明する。
【００９０】
彩度減衰部５３には、彩度ハーフリミット部５０から彩度信号S３が、明度変調部５１から明度信号V３が、明度ハーフリミット部５２から明度信号V４が、入力される。
【００９１】
例えば、RGB色空間において、RGB信号を大きくして１００％を超えてRGBでリミットをかけると、彩度が下がり色相の回らないRGBやYCMでも変化を感じることが可能となる。彩度減衰部５３では、このような彩度の小さい方ほど色を抜く減衰処理を、HSV色空間の中で色相を変えずに行う。
【００９２】
RGB色空間において、リミットする前の明度信号Vinおよび彩度信号Sinに対して、彩度が１００％以上である場合にRGBリミットするときのリミット後の彩度信号Soutは、式（９）で定義される。
Sout＝Sin−(Vin−1.0)×(1.0−Sin)    ・・・・(９)
【００９３】
式（９）に準じて、彩度減衰部５３は、明度が１００％以上である場合に、HSV空間で、式（１０）で定義される処理を実行する。
S4＝S3−(V3−1.0)×(1.0−S3)×SLGN  ・・・(１０)
【００９４】
ここで、SLGNは減衰処理の強さを指定するための係数である。式（１０）によれば、入力される彩度信号S３の彩度が低いほど、減衰率が大となる。従って、彩度の小さい方ほど色を抜く処理であるということができる。また、式（１０）は、色相信号H２を含まないため、色相の変化はない。従って、このような処理により、色相を変えずに、彩度で変化をだすことができる。なお、式（１０）でSLGN＝1.0のとき、RGBとYCMでRGBでのリミットと同じ処理となる。
【００９５】
さらに、彩度減衰部５３は、明度ハーフリミット部５２からの明度ハーフリミット処理後の明度信号V４を用いて、式（１１）で定義される減衰処理を実行することができる。
S4＝S3−(V3−V4)×(1.0−S3)×SLGN  ・・・(１１)
【００９６】
式（１１）によれば、明度ハーフリミット部５２と彩度減衰部５３とが連動する。即ち、明度ハーフリミット部５２からの明度信号V４は、明度ハーフリミット処理前の明度信号V３よりも小さい（明度が低い）ので、明度の低減率が大であるほど、減衰率が大となる。SLGN＝1.0のときは、明度信号V４に関わらず、RGB信号に戻してリミットしたときの彩度は一定になる。
【００９７】
これにより、明度ハーフリミット部５２での係数VHLGNが0に近い値のときは、色相の変化が少なく彩度だけが下がるような特性となるため、肌色などで黄色くなることが無い。一方、係数VHLGNが1.0に近い値のときはRGBでリミットした特性（図４の特性）に近くなる。
【００９８】
以上のように、画像処理装置１によれば、色相歪みを抑え、レンジを超えてしまった信号を色相以外の信号に置き換えることで、違和感の少ない表現が可能となる。特に、肌色の色度を選択して、輝度のリミットを変えることで、視聴者が敏感な肌色に対する色の変化を低減することができる。
【００９９】
なお、上述した実施の形態では、肌色の領域に対応する色相および彩度で、最も係数VHLGNが小さくなる、即ち、色相歪みが無くなるように明度を変換した。しかし、本発明は、肌色に限らず、特定の色の領域に対応する色相および彩度において最も係数VHLGNが小さくなるように図１６の各パラメータを設定することができる。
【０１００】
上述した一連の処理は、ハードウエアにより実行することもできるし、ソフトウエアにより実行することもできる。一連の処理をソフトウエアにより実行する場合には、そのソフトウエアを構成するプログラムが、コンピュータにインストールされる。ここで、コンピュータには、専用のハードウエアに組み込まれているコンピュータや、各種のプログラムをインストールすることで、各種の機能を実行することが可能な、例えば汎用のパーソナルコンピュータなどが含まれる。
【０１０１】
図１９は、上述した一連の処理をプログラムにより実行するコンピュータのハードウエアの構成例を示すブロック図である。
【０１０２】
コンピュータにおいて、CPU（Central Processing Unit）１０１，ROM（Read Only Memory）１０２，RAM（Random Access Memory）１０３は、バス１０４により相互に接続されている。
【０１０３】
バス１０４には、さらに、入出力インタフェース１０５が接続されている。入出力インタフェース１０５には、入力部１０６、出力部１０７、記憶部１０８、通信部１０９、及びドライブ１１０が接続されている。
【０１０４】
入力部１０６は、キーボード、マウス、マイクロホンなどよりなる。出力部１０７は、ディスプレイ、スピーカなどよりなる。記憶部１０８は、ハードディスクや不揮発性のメモリなどよりなる。通信部１０９は、ネットワークインタフェースなどよりなる。ドライブ１１０は、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、或いは半導体メモリなどのリムーバブル記録媒体１１１を駆動する。
【０１０５】
以上のように構成されるコンピュータでは、CPU１０１が、例えば、記憶部１０８に記憶されているプログラムを、入出力インタフェース１０５及びバス１０４を介して、RAM１０３にロードして実行することにより、上述した一連の処理が行われる。
【０１０６】
コンピュータ（CPU１０１）が実行するプログラムは、例えば、パッケージメディア等としてのリムーバブル記録媒体１１１に記録して提供することができる。また、プログラムは、ローカルエリアネットワーク、インターネット、デジタル衛星放送といった、有線または無線の伝送媒体を介して提供することができる。
【０１０７】
コンピュータでは、プログラムは、リムーバブル記録媒体１１１をドライブ１１０に装着することにより、入出力インタフェース１０５を介して、記憶部１０８にインストールすることができる。また、プログラムは、有線または無線の伝送媒体を介して、通信部１０９で受信し、記憶部１０８にインストールすることができる。その他、プログラムは、ROM１０２や記憶部１０８に、あらかじめインストールしておくことができる。
【０１０８】
なお、コンピュータが実行するプログラムは、本明細書で説明する順序に沿って時系列に処理が行われるプログラムであっても良いし、並列に、あるいは呼び出しが行われたとき等の必要なタイミングで処理が行われるプログラムであっても良い。
【０１０９】
本発明の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
【符号の説明】
【０１１０】
１  画像処理装置，  ４０  信号処理部，  ４１  RGB−HSV変換部，  ４２  HSV信号処理部，  ４３  リミット処理部，  ４４  HSV−RGB変換部，  ５０  彩度ハーフリミット部，  ５１  明度変調部，  ５２  明度ハーフリミット部，  ５３  彩度減衰部
【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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