(57)【要約】【課題】動画像データのシーン変化に依らず、良好なマッチングを安定して得られるカラーマッチング技術を実現する。【解決手段】画像処理装置は、動画像データにおけるシーン変化を検出する（ステップＳ３０３）。次に画像処理装置は、シーン変化の検出結果に基づいて、視覚の順応状態の過渡応答を算出する（ステップＳ３０４）。次に画像処理装置は、視覚の順応状態の過渡応答に基づいて、前記動画像データの色変換を行う（ステップＳ３０５）。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
動画像データにおけるシーン変化を検出する検出手段と、
前記検出手段によるシーン変化の検出結果に基づいて、視覚の順応状態の過渡応答を算出する算出手段と、
前記算出手段により算出された視覚の順応状態の過渡応答に基づいて、前記動画像データの色変換を行う色変換手段とを有することを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記検出手段は、前記動画像データにおけるシーン全体が変化したのか、前記動画像データにおける被写体が変化したのかを検出し、前記算出手段は、シーン全体が変化したのか、又は前記被写体が変化したのかに応じて視覚の順応状態の過渡応答を算出す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】
前記検出手段は、シーン変化に係る輝度の変化方向を検出し、前記算出手段は、シーン変化に係る輝度の変化方向に応じて視覚の順応状態の過渡応答を算出することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記算出手段は、画面上における前記動画像データのシーン変化前の輝度とシーン変化後の輝度とに基づいて視覚の順応状態の過渡応答を算出することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の画像処理装置。
【請求項５】
前記輝度は、前記画面の輝度特性に基づいて推定された値であることを特徴とする請求項４に記載の画像処理装置。
【請求項６】
動画像データにおけるシーン変化を検出する検出ステップと、
前記検出ステップによるシーン変化の検出結果に基づいて、視覚の順応状態の過渡応答を算出する算出ステップと、
前記算出ステップにより算出された視覚の順応状態の過渡応答に基づいて、前記動画像データの色変換を行う色変換ステップとを含むことを特徴とする画像処理方法。
【請求項７】
動画像データにおけるシーン変化を検出する検出ステップと、
前記検出ステップによるシーン変化の検出結果に基づいて、視覚の順応状態の過渡応答を算出する算出ステップと、
前記算出ステップにより算出された視覚の順応状態の過渡応答に基づいて、前記動画像データの色変換を行う色変換ステップとをコンピュータに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、動画像データを表示する際に良好なカラーマッチングを得るための技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、デスクトップ・パブリッシング（ＤＴＰ）技術やコンピュータグラフィクス（ＣＧ）技術の発展に伴い、色管理を行うカラーマネジメント技術が様々な工程で取り入れられている。例えばＣＧにおいてモニタ上のカラー画像を観察しつつＣＧの作成／編集作業等を行った後にカラープリンタで入稿原稿の確認を行う工程、あるいはＤＴＰにおいて入稿先での本印刷を、入稿前にカラープリンタで出力して確認する工程等で、モニタや印刷物間の色を知覚的に合わせる技術として、カラーマネジメント技術が用いられている。
【０００３】
ここで、カラーマネジメントを高精度に実現する技術として、例えばＩＣＣにより定められたＩＣＣカラープロファイルを用いるカラーマネジメントシステム（ＣＭＳ）がある。このシステムでは、カラーマッチングを行うためのデバイスインディペンデントなＰＣＳを定義する。そして、その上でデバイス色空間からＰＣＳへの色変換を規定するソース側プロファイル、並びにＰＣＳからデバイス色空間への色変換を規定するディスティネーション側プロファイルを用いてカラーマネジメントを実現する。なお、ＰＣＳはハブ色空間と呼ばれることもある。色処理はこれらの２種のカラープロファイルに基づき、次のような変換処理より実施される。ソース側プロファイルにより入力された画像データの入力側デバイスに適合したデバイス色空間での色信号をＰＣＳでの色信号に変換した後、さらにディスティネーション側プロファイルにより、出力側デバイスに適合したデバイス色空間での色信号に変換する。このシステムによれば、ＣＧにて使用されるモニタ−プリンタシステム、あるいはＤＴＰにて使用されるプルーフシステム等、幅広く柔軟に対応できる。なお、ＩＣＣはInternational Color Consortiumの略称である。また、ＣＭＳはColor Management Systemの略称である。また、ＰＣＳはProfile Connection Spaceの略称である。
【０００４】
例えば前述のＣＧでは、ソース側プロファイルにモニタの特性を記したカラープロファイルを指定するとともにディスティネーション側プロファイルにプリンタの特性を記したカラープロファイルを指定する。また前述のＤＴＰでは、ソース側プロファイルに入稿先の印刷機の特性を記したカラープロファイルを指定するとともにディスティネーション側プロファイルにプリンタの特性を記したカラープロファイルを指定する。これにより、所望の画像データとプリンタでの出力画像データとの知覚的一致を図ることが可能である。さらにＩＣＣカラープロファイルは、ＣＩＥが発光する色順応モデルであるＣＩＥＣＡＭ９７ｓ等（ＣＡＭ）にも対応したフォーマットとなっており、観察環境等が与える視覚順応状態の変化にも対応したＣＭＳを構築することが可能である。この場合、モニタや原稿等の表示媒体の観察方法を考慮したパラメータをＩＣＣカラープロファイルに設定することにより、上述のような様々なユースケースに対して主観的により好ましいカラーマッチングを実現することができる。なお、ＣＩＥはCommission Internationale de l'Eclairageの略称である。また、ＣＡＭはColour Appearance Modelの略称である。
【０００５】
他方、昨今では種々の工程で動画像データを扱う機会が増えており、動画像データに対するカラーマネジメントも求められている。例えば、ＣＧにおいてはその特性を活用して静止画像データだけでなく動画像データとしてモニタ上で画像データを確認する工程がある。如何なる特性のモニタで観察する場合でも、モニタ上の動画像データの色が知覚的に同じであることが望ましく、動画像データに対するカラーマッチングが必要となっている。また、ＣＡＤ等においても作成したデザイン静止画像データをモニタ上で次々と切り替えて確認する工程で、モニタの特性に拠らずモニタ上の画像データの色が知覚的に同じであることが望ましい。これも動画像データに対するカラーマッチング要請と本質的に同じである。ここで、先述のカラーマッチング技術は基本的に静止画像データに対する技術として発展したものであるが、そのまま動画像データに適用することが可能である。なお、ＣＡＤはComputer Aided Designの略称である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−５００８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
カラーマッチング技術において、シーンが次々と切り替わる動画像データにおいては、シーン輝度の特徴がさほど変化しないシーケンスでは良好なマッチングが得られる。しかしながら、シーンの切り替わり前後ではマッチングが不良と知覚されたり、あるいは色が大きく変化したように知覚される場合がある。これはシーン変化に対して視覚の順応が追従するのに時間を要するためである。さらに、輝度が高い表示装置、特にフロントプロジェクション方式の表示装置ではこの傾向が顕著になる。これは、視覚が疲労を起こして順応に時間を要するためと考えられるほか、そもそもシーン変化の際の輝度変化が大きく、順応に時間を要するためとも考えられる。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、動画像データのシーン変化に依らず、良好なマッチングを安定して得られるカラーマッチング技術を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の画像処理装置は、動画像データにおけるシーン変化を検出する検出手段と、前記検出手段によるシーン変化の検出結果に基づいて、視覚の順応状態の過渡応答を算出する算出手段と、前記算出手段により算出された視覚の順応状態の過渡応答に基づいて、前記動画像データの色変換を行う色変換手段とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明においては、動画像データにおけるシーン変化を検出し、その検出結果に基づいて視覚の順応状態の過渡応答を算出し、視覚の順応状態の過渡応答に基づいて動画像データの色変換を行うようにしている。従って、本発明によれば、動画像データのシーン変化に依らず、良好なマッチングを安定して得られるカラーマッチング技術を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施形態に係る画像処理装置のシステム構成を示すブロック図である。
【図２】ＬＣＤプロジェクタに表示されるアプリケーションウインドウの例を示す図である。
【図３】実施形態における動画像変換処理を示すフローチャートである。
【図４】図３のステップＳ３０１の処理を詳細に示すフローチャートである。
【図５】図３のステップＳ３０２の特徴量時系列テーブル作成処理の詳細を示すフローチャートである。
【図６】フレームの輝度ヒストグラムの例を示す図である。
【図７】フレームにおける重要色の色度領域を示す図である。
【図８】特徴量時系列テーブルのデータ構造を示す図である。
【図９】特徴量時系列テーブルの輝度変化を示す図である。
【図１０】図３のステップＳ３０３の色変化タイムテーブル生成処理の詳細を示すフローチャートである。
【図１１】色変化タイムテーブルのデータ構造を示す図である。
【図１２】図３のステップＳ３０４のアピアランスパラメータテーブル生成処理の詳細を示すフローチャートである。
【図１３】アピアランスパラメータテーブルのデータ構成を示す図である。
【図１４】変換テーブルの入出力関係を示す図である。
【図１５】輝度低下用と輝度上昇用との過渡応答基本関数を示す図である。
【図１６】輝度低下フラグが設定されている場合と輝度上昇フラグが設定されている場合とのシーン変化前後での順応白色輝度値の変化例を示す図である。
【図１７】輝度低下用と輝度上昇用との過渡応答基本関数を示す図である。
【図１８】輝度低下フラグが設定されている場合と輝度上昇フラグが設定されている場合とのシーン変化前後での背景輝度値の変化例を示す図である。
【図１９】図３のステップＳ３０５の補正動画像データ生成処理の詳細を示すフローチャートである。
【図２０】図１９のステップＳ２１０５の色変換ＬＵＴ生成処理の詳細を示すフローチャートである。
【図２１】図２０のステップＳ２２０６の写像処理の詳細を示すフローチャートである。
【図２２】Ｓｒｃデバイスの色再現とＤｓｔデバイスの色域とを示す図である。
【図２３】色相値を保存しつつ、明度値と彩度値とを写像する例を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明を適用した好適な実施形態を、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１３】
図１は、実施形態に係る画像処理装置のシステム構成を示すブロック図である。図１に示す画像処理装置の構成において、動画像データに対するカラーマッチング処理は次のように動作する。先ず、ＨＤＤ１０４に格納されている動画表示アプリケーションは、ユーザの指示を受けたＯＳに基づきＣＰＵ１０１にて実行される。次に、ＣＰＵ１０１からの指令によりアプリケーションウインドウを描画するようＰＣＩバス１１１経由でグラフィックアクセラレータ１０５に命令される。グラフィックアクセラレータ１０５はアプリケーションウインドウをＤ／Ａ変換した後、ディスプレイケーブルを通じてＬＣＤプロジェクタ１０６に送信する。これにより、図２に示すようなアプリケーションウインドウ２０１がＬＣＤプロジェクタ１０６に表示される。次に、ユーザはアプリケーションウインドウ２０１のリストダウンメニュー２０２から「動画ファイル取得」を選択する。これにより、ＨＤＤ１０４に格納されている動画像データは、ＣＰＵ１０１上でのプログラム処理に従ってＳＣＳＩＩ／Ｆ１０３とＰＣＩバス１１１とを経由してメインメモリ１０２に転送される。ここで、ユーザがアプリケーションのリストダウンメニュー２０２から「プレビュー表示」を選択する。すると、メインメモリ１０２に保持されている動画像データは、ＣＰＵ１０１からの指令によりフレーム毎にＰＣＩバス１１１経由によってグラフィックアクセラレータ１０５に転送される。グラフィックアクセラレータ１０５は動画像データの各フレームをＤ／Ａ変換した後、ディスプレイケーブルを介してＬＣＤプロジェクタ１０６に送信する。これにより、ＬＣＤプロジェクタ１０６に動画像データが表示される。また、ユーザがアプリケーションのリストダウンメニュー２０２から「動画像変換表示」を選択すると、ＣＰＵ１０１は図３のフローチャートに示す動画像変換処理を行った後、変換後の動画像データをメインメモリ１０２に格納する。この動画像変換処理において、ＣＰＵ１０１はＬＣＤプロジェクタ１０６が生成した白色輝度情報と照明光情報とをＵＳＢコントローラ１０７を介して取得する。なお、本動画像変換処理については後に詳しく説明する。変換後の動画像データは、先述のプレビュー表示と同様の動作を経てグラフィックアクセラレータ１０５に転送され、ＬＣＤプロジェクタ１０６に表示される。
【００１４】
次に、上述した動画像変換処理について図３のフローチャートを用いて説明する。ステップＳ３０１において、ＣＰＵ１０１は、図４に示すフローチャートに従ってＬＣＤプロジェクタ１０６から表示環境情報として白色輝度情報と照明光情報とをＵＳＢコントローラ１０７を介して取得し、動画像変換処理に必要となるデバイス特性情報を作成する。続くステップＳ３０２において、ＣＰＵ１０１は、ＨＤＤ１０４から読み出した動画像データとＳ３０１で生成したデバイス特性情報とに基づいて、画面の平均輝度とハイライト輝度と重要色の色重心との時間変化を記述したシーン変化検出用の特徴量時系列テーブルを作成する。続くステップＳ３０３において、ＣＰＵ１０１は、図１０に示すフローチャートに従って、ステップＳ３０２で生成した特徴量時系列テーブルを用いてシーン変化の箇所を検出し、色変化タイムテーブルを生成する。色変化タイムテーブルには、シーン変化を検出したフレーム番号と、シーン変化によってシーン全体の輝度が変化したか被写体の輝度が変化したかの判定結果と、輝度の変化方向とが記述される。続くステップＳ３０４において、ＣＰＵ１０１は、Ｓ３０２で生成した特徴量時系列テーブルとＳ３０３で生成した色変化タイムテーブルとに基づき、視覚の順応状態の時間変化をフレーム番号との対応で記述したアピアランスパラメータテーブルを生成する。続くステップＳ３０５において、ＣＰＵ１０１は、ステップＳ３０４で生成したアピアランスパラメータテーブルに基づいて動画像データに対してカラーマッチング処理を施し、変換後の補正動画像データを生成してメインメモリ１０２に格納する。
【００１５】
次に図４を参照しながらステップＳ３０１の処理を詳細に説明する。先ずステップＳ４０１において、ＣＰＵ１０１は、白色輝度情報と照明光情報とをＵＳＢコントローラ１０７を通じてＬＣＤプロジェクタ１０６より取得する。ここで、白色輝度情報は次のようにＬＣＤプロジェクタ１０６で算出される。先ずＬＣＤプロジェクタ１０６はＬＣＤプロジェクタ１０６に内蔵される距離センサにより投影面とＬＣＤプロジェクタ１０６との距離ｄａｃｔを計測する。次にＬＣＤプロジェクタ１０６は、ＬＣＤプロジェクタ１０６内のＲＯＭから基準距離ｄｂと基準白色輝度Ｙｂとを読み出す。次にＬＣＤプロジェクタ１０６は、これらの値に基づき、実際に投影された白色輝度ＹａｃｔをＹｂ／（ｄａｃｔ／ｄｂ）0.5と算出する。また、照明光情報は照明照度と証明色温度との２つの情報を含み、ＬＣＤプロジェクタ１０６に内蔵される光センサの測定結果に基づくものである。ステップＳ４０２において、ＣＰＵ１０１は、ＨＤＤ１０４よりＬＣＤプロジェクタ１０６のγ特性とＲ／Ｇ／Ｂの色度情報とを読み出す。なお、γ特性は１次元（１Ｄ）のルックアップテーブル（ＬＵＴ）で表現される。また、色度情報は白色輝度を１００と正規化したときにＲ／Ｇ／Ｂ各プライマリ色が取るＸＹＺ値である。続くステップＳ４０３において、ＣＰＵ１０１は、ステップＳ４０１で取得した白色輝度情報とステップＳ４０２で取得したγ特性及び色度点情報とに基づき、任意のＲＧＢ値に対するデバイス表示輝度特性（デバイス特性情報）を次のように定める。
【００１６】
【数１】
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【００１７】
ここでＬＵＴ（・）はルックアップテーブルを用いた変換を表すものであり、添え字のｒ、ｇ、ｂはＬＵＴがＲ、Ｇ、Ｂに対応するものであることを示す。また、Ｃｒ、Ｃｇ、Ｃｂは白色輝度を１００と正規化したときのＲ／Ｇ／Ｂ各プライマリ色のＸＹＺ値である。
【００１８】
次に、図５を参照しながらステップＳ３０２の特徴量時系列テーブル作成処理について詳細に説明する。先ずステップＳ５０１において、ＣＰＵ１０１は、メインメモリ１０２に格納されている動画像データから時系列順に従って１フレームの画像データを取得する。続くステップＳ５０２において、ＣＰＵ１０１は、ステップＳ４０３のデバイス表示輝度特性に基づいて取得したフレームの全画素について輝度値を算出し、取得したフレームの輝度ヒストグラムを算出する。即ち、ここではデバイス表示輝度特性に基づいてフレームの全画素についての輝度値が推定される。輝度ヒストグラムは、例えば図６に示す模式図のような形で表される。続くステップＳ５０３において、ＣＰＵ１０１は、ステップＳ５０２で算出した輝度ヒストグラムから、取得したフレームの平均輝度を算出する。
【００１９】
続くステップＳ５０４において、ＣＰＵ１０１は、画像のハイライト部の輝度を次のように算出する。先ずＣＰＵ１０１は、ステップＳ５０２で算出した輝度ヒストグラムから輝度の上位５％の部位を抽出する。例えば図６に示す模式図では、破線より高い輝度が抽出した部位となる。次にＣＰＵ１０１は、この上位５％の部位に限って輝度平均を算出し、ハイライト部の輝度とする。続くステップＳ５０５において、ＣＰＵ１０１は、次のようにして重要色の色重心を算出する。先ず本実施形態では、重要色として図７に示す３つの色度領域を定める。領域７０１は肌色領域、領域７０２は緑色領域、領域７０３は空色領域である。ＣＰＵ１０１は、この定義に基づいて、取得したフレームの全画素をスキャンし、上記所定の色度領域に属する画素を抽出する。次にＣＰＵ１０１は、色度領域毎に属する画素総数と画素のＸＹＺ値の総和とを求め、ＸＹＺ値の総和を画素総数で除する。この値を各色度領域の重要色の色重心と定める。またＣＰＵ１０１は、併せてフレームの画像面積に対して重要色が現れた面積の面積率を算出する。
【００２０】
続くステップＳ５０６において、ＣＰＵ１０１は、ステップＳ５０３〜Ｓ５０５で算出した値を、図８に示すデータ構造の特徴量時系列テーブルに記憶する。FrameCharacteristics構造体の各変数を説明すると、変数frame_noには該当するフレーム番号が記憶される。変数frame_ave_luminanceにはフレームの平均輝度が記憶される。変数highlight_luminanceにはハイライト部の輝度が記憶される。変数color_barycenterには重要色の色重心のＸＹＺ値がXYZVal構造体で記憶される。変数color_AreaRatioにはフレーム面積に対して重要色が現れた面積率が記憶される。ここで、color_barycenter及びcolor_AreaRatioの配列数の３は、本実施形態では重要色を肌色、緑、空色の３色で規定していることによる。MotionPictCharacteristics構造体は、変数frame_numにより動画像データの全フレーム数を記憶する。そして、MotionPictCharacteristics構造体はFrameCharacteristics構造体の情報を前記全フレーム数分だけpsequenceで指定されるメモリに格納する。
【００２１】
続くステップＳ５０７において、ＣＰＵ１０１は、ステップＳ５０１〜Ｓ５０６の処理を動画像データの全フレームに亘って施したかどうかを判定する。この判定が真であればステップＳ５０８にジャンプし、偽であればステップＳ５０１にジャンプする。ここで、ステップＳ５０８にジャンプする直前の状態での特徴量時系列テーブルを図に表すと、例えばハイライト部の輝度変化は図９（ａ）に示すようなグラフとなる。ステップＳ５０８において、ＣＰＵ１０１は、生成した特徴量時系列テーブルに対してローパスフィルタ処理を施す。なお、ローパスフィルタのインパルス応答は例えばRemez法等で設計することが可能である。この処理後の特徴量時系列テーブルを図に表すと、例えば図９（ａ）に示したハイライト部の輝度変化であれば、図９（ｂ）に示すようなグラフとなる。続くステップＳ５０９において、ＣＰＵ１０１は、ローパスフィルタ処理後の特徴量時系列テーブルをメインメモリ１０２に記憶する。
【００２２】
次に、図１０を参照しながらステップＳ３０３の色変化タイムテーブル生成処理について詳細に説明する。先ずステップＳ１１０１において、ＣＰＵ１０１は、ステップＳ３０３で生成した特徴量時系列テーブルに対して微分フィルタを施し、新たに特徴量微分テーブルとしてメインメモリ１０２に記憶する。ここで、データの記憶には図８に示すデータ構造を用い、FrameCharacteristics構造体の変数frame_ave_luminanceにはフレームの平均輝度に対するフィルタリング結果が記録される。また、変数highlight_luminanceにはハイライト部の輝度に対するフィルタリング結果が記録される。変数color_barycenterには重要色の色重心のＸＹＺ値に対するフィルタリング結果がXYZVal構造体で記憶される。なお、本実施形態において微分フィルタとしては例えば下記に示すようなインパルス応答のフィルタを用いる。
【００２３】
【数２】
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【００２４】
この処理後の特徴量時系列テーブル（特徴量微分テーブル）を図に表すと、例えば図９（ｂ）に示したハイライト部の輝度変化であれば、図９（ｃ）に示すようなグラフとなる。
【００２５】
続くステップＳ１１０２において、ＣＰＵ１０１は、メインメモリ１０２に格納されている特徴量微分テーブルから時系列順に従って１フレーム分の特徴量微分値を取得する。続くステップＳ１１０３において、ＣＰＵ１０１は、取得した１フレーム分の特徴量微分値のうち、ハイライト輝度の微分値と平均輝度の微分値とについて両者の絶対値が所定閾値以上変化しているか判定する。判定が真であればステップＳ１１０４にジャンプし、偽であればステップＳ１１０５にジャンプする。ステップＳ１１０４において、ＣＰＵ１０１は、ステップＳ１１０３の検出結果に基づいて、図１１に示すデータ構造の色変化タイムテーブルに当該フレームを全体輝度の変化点として記憶する。図１１のSceneChangeInfo構造体では、変数frame_noには該当するフレーム番号が記憶される。また、変数scene_change_typeには検出されたシーン変化タイプが記憶される。また、変数luminance_trendには輝度の変化方向が記憶される。シーン変化タイプ毎のフラグにはシーン全体の輝度が変化したことを示す全体輝度変化フラグと被写体の輝度が変化したことを示す被写体輝度変化フラグとがある。輝度の変化方向毎のフラグには輝度が低下方向に変化したことを示す輝度低下フラグと輝度が上昇方向に変化したことを示す輝度上昇フラグとがある。SceneChangeSequence構造体においては、変数change_numにて検出したシーン変化総数が記憶され、SceneChangeInfo構造体の情報が前記検出総数分だけpsequenceで指定されるメモリに格納する。ここで当該ステップでは、ＣＰＵ１０１は変数scene_change_typeに全体輝度変化フラグを設定する。またそれとともに、ＣＰＵ１０１はハイライト輝度の微分値が正であれば変数luminance_trendに輝度上昇フラグを設定する。一方、負であれば、ＣＰＵ１０１は変数luminance_trendに輝度低下フラグを設定し、新たなSceneChangeInfo構造体データを生成する。更に、ＣＰＵ１０１はSceneChangeSequence構造体の変数change_numを１加算するとともに、生成したデータをpsequenceで指定されるメモリの末尾に追記する。なお、ＣＰＵ１０１は併せて必要なメモリ領域の再確保等も行う。
【００２６】
ステップＳ１１０５において、ＣＰＵ１０１は、取得した１フレーム分の特徴量微分値のうち、面積率が最大である重要色の色重心の微分値について絶対値が所定閾値以上変化しているか判定する。判定が真であればステップＳ１１０６にジャンプし、偽であればステップＳ１１０７にジャンプする。ステップＳ１１０６において、ＣＰＵ１０１は、ステップＳ１１０３の検出結果に基づき、変数scene_change_typeに被写体変化フラグを設定する。またそれとともにＣＰＵ１０１は、重要色輝度の微分値が正であれば変数luminance_trendに輝度上昇フラグを設定する。一方、負であれば、ＣＰＵ１０１は変数luminance_trendに輝度低下フラグを設定し、新たなSceneChangeInfo構造体データを生成する。更にＣＰＵ１０１は、SceneChangeSequence構造体の変数change_numを１加算するとともに、生成したデータをpsequenceで指定されるメモリの末尾に追記する。なお、ＣＰＵ１０１は併せて必要なメモリ領域の再確保等も行う。以上の処理により図１１に示すデータ構造の色変化タイムテーブルに当該フレームを被写体輝度の変化点として記憶する。ステップＳ１１０７において、ＣＰＵ１０１は、ステップＳ１１０１で生成した特徴量微分テーブルの全時系列に対してステップＳ１１０２〜１１０６までの処理を行ったかを判定する。判定が真であれば色変化タイムテーブル生成処理を終了し、偽であればステップＳ１１０２にジャンプする。なお、ステップＳ１１０３〜Ｓ１１０６は検出手段の処理例である。
【００２７】
次に図１２を参照しながらステップＳ３０４のアピアランスパラメータテーブル生成処理について詳細に説明する。先ずステップＳ１４０１において、ＣＰＵ１０１は、定常状態の初期アピアランスパラメータとして順応白色輝度Ｙｗと背景輝度Ｙｂとを定める。先ず、背景輝度Ｙｂは単位を持たないパーセンテージとして、３０が初期値として背景定常輝度値に設定される。他方、順応白色輝度Ｙｗは次のように算出される。先ずＣＰＵ１０１は、色変化タイムテーブルから最初の変化点のフレームを検索する。次にＣＰＵ１０１は、最初の変化点までのハイライト輝度の平均値を算出し、ＬＣＤプロジェクタ１０６の白色輝度情報とハイライト輝度の平均値とを加算した値を２で除する。そしてＣＰＵ１０１はこの値を順応白色輝度Ｙｗの初期値として順応白色定常輝度値に設定する。
【００２８】
ステップＳ１４０２において、ＣＰＵ１０１は、色変化タイムテーブルから変化点の情報を時系列に従って読み出す。続くステップＳ１４０３において、ＣＰＵ１０１は、変化点の情報が存在しなかったかを判定する。判定が真であればステップＳ１４０４にジャンプし、偽であればステップＳ１４０５にジャンプする。ステップＳ１４０４において、ＣＰＵ１０１は、定常状態パラメータを動画終了まで使用するよう、図１３に示すデータ構造のアピアランスパラメータテーブルに記述する。図１３のAppearanceInfo構造体では、変数end_frame_noには構造体記載のアピアランスパラメータの適用を終了するフレーム番号が記憶される。また、変数Start_Ywには適用開始時点の順応白色輝度Ｙｗが記憶される。また、変数End_Ywには適用終了時点の順応白色輝度Ｙｗが記憶される。また、変数Start_Ybには適用開始時点の背景輝度Ｙｂが記憶される。また、変数End_Ybには適用終了時点の背景輝度Ｙｂが記憶される。変数IsConstantValには変数Start_Ywと変数End_Ywとが等しく、且つ変数Start_Ybと変数End_Ybとが等しいときに真フラグが記憶され、それ以外の場合は偽フラグが記憶される。
【００２９】
AppearanceSequence構造体では、変数info_numにはAppearanceInfo構造体によるアピアランスパラメータ情報の総数が記憶される。ＣＰＵ１０１はAppearanceInfo構造体の情報を前記総数分だけpsequenceで指定されるメモリに格納する。ここで当該ステップでは、ＣＰＵ１０１は、変数end_frame_noに動画像データの最終フレーム番号を設定し、変数Start_Ywと変数End_Ywとに順応白色定常輝度値を設定する。またそれとともにＣＰＵ１０１は、変数Start_Ybと変数End_Ybとに背景定常輝度値を設定する。これにより新たなAppearanceInfo構造体データが生成される。更にＣＰＵ１０１は、AppearanceSequence構造体の変数info_numを１加算するとともに、生成したデータをpsequenceで指定されるメモリの末尾に追記する。なお、ＣＰＵ１０１は併せて必要なメモリ領域の再確保等も行う。
【００３０】
ステップＳ１４０５において、ＣＰＵ１０１は、ステップＳ１４０２で読み出した変化点情報内の変数frame_noに記載されたフレーム番号に基づき、シーン変化があったフレームの１フレーム手前までのアピアランスパラメータ情報を記述する。即ちここでは、定常状態パラメータを変化点まで使用するようアピアランスパラメータに記述される。具体的には、ＣＰＵ１０１は、変数end_frame_noに動画像データのシーン変化があったフレームのフレーム番号から１を減じた値を設定し、変数Start_Ywと変数End_Ywとに順応白色定常輝度値を設定する。それとともにＣＰＵ１０１は、変数Start_Ybと変数End_Ybとに背景定常輝度値を設定し、新たなAppearanceInfo構造体データを生成する。更にＣＰＵ１０１は、AppearanceSequence構造体の変数info_numを１加算するとともに、生成したデータをpsequenceで指定されるメモリの末尾に追記する。なお、ＣＰＵ１０１は併せて必要なメモリ領域の再確保等も行う。
【００３１】
続くステップＳ１４０６において、ＣＰＵ１０１は変数scene_change_typeに記載された情報が全体輝度変化フラグかを判定する。判定結果が真であればステップＳ１４０７にジャンプし、偽であればステップＳ１４１１にジャンプする。なお、偽の場合は必然的に変数scene_change_typに被写体輝度変化フラグが設定されている。ステップＳ１４０７において、ＣＰＵ１０１は、特徴量時系列テーブルのハイライト輝度情報と色変化タイムテーブルとに基づき、変化前のハイライト輝度平均値を次のように算出する。即ち、ＣＰＵ１０１は、ステップＳ１４０２で読み出した変化点とさらにその１つ前の変化点とのフレーム番号を探索する。このフレーム間でのハイライト輝度の平均値を、変化前のハイライト輝度平均値Yhi_ave_preとする。ステップＳ１４０８において、ＣＰＵ１０１は、特徴量時系列テーブルのハイライト輝度情報と色変化タイムテーブルとに基づき、変化後のハイライト輝度平均値を次のように算出する。即ち、ＣＰＵ１０１は、ステップＳ１４０２で読み出した変化点とさらにその１つ後の変化点とのフレーム番号を探索する。このフレーム間でのハイライト輝度の平均値を、変化後のハイライト輝度平均値Yhi_ave_postとする。
【００３２】
続くステップＳ１４０９において、ＣＰＵ１０１は、Ｓ１４０７で求めた変化前のハイライト輝度平均値Yhi_preと、Ｓ１４０８で求めた変化後のハイライト輝度平均値Yhi_postとから次のように過渡応答フレーム数（過渡応答時間）を求める。即ち、ＣＰＵ１０１は、前記２つの値から、両者のうち輝度の高い値をYhi_highと定めるとともに、差分の絶対値をYhi_diffと定める。次にＣＰＵ１０１は、予め設定した２入力１出力の変換テーブルにYhi_highとYhi_diffとを入力し、変換テーブルの出力値を過渡応答フレーム数（過渡応答時間）Ttransitionと算出する。なお、変換テーブルは実験により求められた関数であり、例えば図１４に示すような入出力関係を有する。
【００３３】
続くステップＳ１４１０において、ＣＰＵ１０１は、ステップＳ１４０７〜１４０９の算出結果に基づいて、順応白色輝度値の過渡応答を表す区分的線形関数を次のように算出する。即ち、ＣＰＵ１０１は、過渡応答後の順応白色輝度Yw_postを、ＬＣＤプロジェクタ１０６の白色輝度情報とシーン変化後のハイライト輝度平均値Yhi_ave_postとを加算した値を２で除した値で設定する。続いてＣＰＵ１０１は、過渡応答前の順応白色輝度Yw_ave_preを、ＬＣＤプロジェクタ１０６の白色輝度情報とシーン変化前のハイライト輝度平均値Yhi_preとを加算した値を２で除した値で設定する。次にＣＰＵ１０１は、輝度の変化方向を色変化タイムテーブル内の変数luminance_trendに基づいて判定し、輝度低下フラグが設定されている場合には輝度低下用の過渡応答基本関数をＨＤＤ１０４より読み出す。またＣＰＵ１０１は、輝度上昇フラグが設定されている場合には輝度上昇用の過渡応答基本関数をＨＤＤ１０４より読み出す。なお、過渡応答基本関数は定義域並びに値域ともに〔0..1〕で正規化された関数であり、例えば輝度低下用の過渡応答基本関数は図１５（ａ）に示すような関数形状をとり、輝度上昇用の過渡応答基本関数は図１５（ｂ）に示すような関数形状をとる。この後、ＣＰＵ１０１は、輝度低下フラグが設定されている場合には値域が〔Yw_ave_post.. Yw_ave_pre〕となるようにスケジューリングする。一方、輝度上昇フラグが設定されている場合、ＣＰＵ１０１は値域が〔Yw_ave_pre.. Yw_ave_post〕となるように関数をスケーリングする。そしてＣＰＵ１０１は、更に定義域が〔Tchange.. Tchange +Ttransition〕となるようにスケーリングを行って過渡応答を算出する。なお、Tchangeはシーン変化が発生したフレーム番号である。また、背景輝度Ｙｂの過渡応答は３０で一定であると設定する。ここで、シーン変化前後での順応白色輝度値の変化例を図１６（ａ）及び図１６（ｂ）に示す。図１６（ａ）は輝度低下フラグが設定されている場合の例を示しており、図１６（ｂ）は輝度上昇フラグが設定されている場合の例を示している。
【００３４】
ステップＳ１４１１において、ＣＰＵ１０１は、特徴量時系列テーブルの重要色の色重心情報と色変化タイムテーブルとに基づき、シーン変化前の重要色の平均輝度値を次のように算出する。即ち、ＣＰＵ１０１は、ステップＳ１４０２で読み出した変化点とさらにその１つ前の変化点とのフレーム番号を探索する。このフレーム間での重要色の色重心の輝度平均値により、シーン変化前の被写体輝度平均値Yobj_ave_preとする。
【００３５】
続くステップＳ１４１２において、ＣＰＵ１０１は、特徴量時系列テーブルの重要色の色重心情報と色変化タイムテーブルとに基づき、シーン変化後の重要色の平均輝度値を次のように算出する。即ち、ＣＰＵ１０１は、ステップＳ１４０２で読み出した変化点とさらにその１つ後の変化点とのフレーム番号を探索する。このフレーム間での重要色の色重心の輝度平均値により、シーン変化後の被写体輝度平均値Yobj_ave_postとする。
【００３６】
続くステップＳ１４１３において、ＣＰＵ１０１は、ステップＳ１４１１で求めた変化前の被写体輝度平均値Yobj_ave_preと、ステップＳ１４０８で求めた変化後の被写体輝度平均値Yobj_ave_postとから次のように過渡応答時間を求める。即ち、ＣＰＵ１０１は、前記２つの値から、両者のうち輝度の高い値をYobj_highと定めるとともに、差分の絶対値をYobj_diffと定める。次にＣＰＵ１０１は、ステップＳ１４０９と同様に予め設定した２入力１出力の変換テーブルにYobj_highとYobj_diffとを入力し、変換テーブルの出力値を過渡応答フレーム数（過渡応答時間）Ttransitionと算出する。
【００３７】
続くステップＳ１４１４において、ＣＰＵ１０１は、ステップＳ１４１１〜１４１３の算出結果に基づいて、背景輝度値の過渡応答を表す区分的線形関数を次のように算出する。即ち、ＣＰＵ１０１は、過渡応答後の背景輝度値Yb_postと過渡応答前の背景輝度値Yb_preとを現在の定常状態値と同一の値に設定する。次にＣＰＵ１０１は、輝度の変化方向を色変化タイムテーブル内の変数luminance_trendに基づいて判定し、輝度低下フラグが設定されている場合には輝度低下用の過渡応答基本関数をＨＤＤ１０４より読み出す。またＣＰＵ１０１は、輝度上昇フラグが設定されている場合には輝度上昇用の過渡応答基本関数をＨＤＤ１０４より読み出す。なお、過渡応答基本関数は定義域及び値域ともに〔0..1〕で正規化された関数であり、例えば輝度低下用の過渡応答基本関数は図１７（ａ）に示すような関数形状をとり、輝度上昇用の過渡応答基本関数は図１７（ｂ）のような関数形状をとる。この後、ＣＰＵ１０１は、スケーリング量算出用の２入力１出力変換テーブルを用い、Yobj_highとYobj_diffとを入力して関数の変化幅Yb_varを求める。そしてＣＰＵ１０１は、輝度低下フラグが設定されている場合には値域が〔Yb.. Yb+Yb_var〕となるように関数をスケジューリングする。一方、輝度上昇フラグが設定されている場合、ＣＰＵ１０１は値域が〔Yb-Yb_var.. Yb〕となるように関数をスケーリングする。次にＣＰＵ１０１は、更に定義域が〔Tchange.. Tchange +Ttransition〕となるようにスケーリングを行って過渡応答を算出する。なお、Tchangeはシーン変化の発生したフレーム番号である。また、順応白色輝度Ｙｗの過渡応答は３０で一定であると設定する。ここで、シーン変化前後での背景輝度値の変化例を図１８（ａ）及び図１８（ｂ）に示す。図１８（ａ）は、輝度低下フラグが設定されている場合の例を示しており、図１８（ｂ）は、輝度上昇フラグが設定されている場合の例を示している。なお、ステップＳ１４０７〜Ｓ１４１０、ステップＳ１４１１〜Ｓ１４１４は、算出手段の処理例である。
【００３８】
ステップＳ１４１５において、ＣＰＵ１０１はステップＳ１４１０又はＳ１４１４で算出したアピアランスパラメータ（順応白色輝度、背景輝度値）の過渡応答について、過渡応答を表す区分的線形関数の各区間毎にアピアランスパラメータテーブルに記述する。ここで記述処理は、変数end_frame_noに区間終了値を設定し、変数Start_Ywには区間先頭に於ける順応白色輝度値を、変数End_Ywには区間末尾に於ける順応白色輝度値を設定する。またそれとともにＣＰＵ１０１は、変数Start_Ybには区間先頭に於ける背景輝度値を、変数End_Ybには区間末尾に於ける背景輝度値を設定し、新たなAppearanceInfo構造体データを生成する。そしてＣＰＵ１０１は、更にAppearanceSequence構造体の変数info_numを１加算するとともに、生成したデータをpsequenceで指定されるメモリの末尾に追記する処理を、全区間に亘って行う。なお、ＣＰＵ１０１は併せて必要なメモリ領域の再確保等も同時に実行される。
【００３９】
続くステップＳ１４１６において、ＣＰＵ１０１は、過渡応答後の順応白色輝度Ｙｗと背景輝度Ｙｂとを次のように定める。まず、背景輝度Ｙｂは単位を持たないパーセンテージとして３０が設定される。他方でＹｗには、ステップＳ１４０６〜１４１５で算出された過渡応答に基づき、過渡応答後の順応白色輝度が設定される。
【００４０】
次に図１９を参照しながらステップＳ３０５の補正動画像データ生成処理について詳細に説明する。先ずステップＳ２１０１において、ＣＰＵ１０１は、時系列に従って動画像データより静止画像データを１フレーム読み出す。続くステップＳ２１０２において、ＣＰＵ１０１は、アピアランスパラメータテーブルより、当該フレームに相当する変数IsConstantValを読み出す。続くステップＳ２１０３において、ＣＰＵ１０１は、ステップＳ２１０２で読み出した変数IsConstantValが真であるかどうか、即ち色変換ＬＵＴの修正が必要かどうかを判定する。判定結果が真であれば色変換ＬＵＴの修正を行うためにステップＳ２１０４へジャンプし、偽であればステップＳ２１０６へジャンプする。
【００４１】
ステップＳ２１０４において、ＣＰＵ１０１は、当該フレームに相当するアピアランスパラメータを次のように算出する。即ち、ＣＰＵ１０１は、当該フレームが対象区間に包含されるAppearanceInfo構造体データを、AppearanceSequence構造体データより探索する。AppearanceInfo構造体データは時間順序で整列しているため、先頭データから順に変数end_frame_noをチェックすることで探索は容易である。なお、この次に行う補間演算に備え、直前のAppearanceInfo構造体データに於ける変数end_frame_noを、区間開始フレーム番号start_frame_noとして予め格納しておく。次にＣＰＵ１０１は、探索したAppearanceInfo構造体データのアピアランスパラメータを、区間開始フレーム番号start_frame_noと区間終了フレーム番号end_frame_noとに基づいてフレーム番号により線形補完する。以上の処理により、当該フレームに於ける順応白色輝度Ｙｗと背景輝度Ｙｂとが算出される。
【００４２】
続くステップＳ２１０５において、ＣＰＵ１０１は、ステップＳ２１０４で算出した順応白色輝度Ｙｗと背景輝度Ｙｂとを用い、図２０のフローチャートに示す処理に基づいて色変換ＬＵＴを生成する。続くステップＳ２１０６において、ＣＰＵ１０１は、色変換ＬＵＴに基づく立方体補間により、ステップＳ２１０１で取得した１フレームの静止画像データに対して色変換を施す。続くステップＳ２１０７において、ＣＰＵ１０１は、変換後の静止画像データを補正動画像データのシーケンス末尾に追加する。続くステップＳ２１０８において、ＣＰＵ１０１は、動画像データの全てのフレームに対してステップＳ２１０１〜２１０７の処理を行ったかどうかを判定する。判定結果が真であれば補正動画像データ生成処理を終了し、偽であればステップＳ２１０１へジャンプする。なお、ステップＳ２１０５〜２１０６は、色変換手段の処理例である。
【００４３】
次に図２０を参照しながらステップＳ２１０５の色変換ＬＵＴ生成処理について詳細に説明する。ステップＳ２２０１において、ＣＰＵ１０１は、Ｓｒｃ側デバイスプロファイルとしてｓＲＧＢに基づくデバイスプロファイルを設定し、Ｄｓｔ側デバイスプロファイルとしてステップＳ４０２で算出したデバイス表示輝度特性に基づくプロファイルを設定する。続くステップＳ２２０２において、ＣＰＵ１０１は、Ｓｒｃ側ＣＡＭプロファイルとして、順応白色輝度８０ｃｄ／ｍ2、背景輝度３０（％）のアピアランスプロファイルを生成して設定する。なお、順応白色の色度はｓＲＧＢの白色色度である。またＣＰＵ１０１は、Ｄｓｔ側ＣＡＭプロファイルとしてＣＡＭプロファイルを生成して設定する。ＣＡＭプロファイルのうち、順応白色輝度はステップＳ２１０４で算出された輝度Ｙｗである。また、ＣＡＭプロファイルのうち、順応白色色度はステップＳ４０２で算出された色度情報である。ＣＡＭプロファイルのうち、背景輝度はステップＳ２１０４で算出された輝度Ｙｂである。
【００４４】
ステップＳ２２０３において、ＣＰＵ１０１は、変換用ＬＵＴの格子点に相当するＲＧＢ値を１つ取得する。ステップＳ２２０４において、ＣＰＵ１０１は、取得したＲＧＢ値をＳｒｃ側のデバイスモデルに基づいてＸＹＺ値に変換する。ステップＳ２２０５において、ＣＰＵ１０１は、国際照明委員会（ＣＩＥ）が発行したＣＩＥＣＡＭ０２に基づいて、ステップＳ５０４で算出されたＸＹＺ値をＪＣｈ値に変換する。なお、このときにＣＩＥＣＡＭ０２に与える順応白色点には、Ｓｒｃ側ＣＡＭプロファイルに記載された順応白色点の値が用いられる。
【００４５】
続くステップＳ２２０６において、ＣＰＵ１０１は、ＳＧＣＫ法に基づく色域写像を施す。続くステップＳ２２０７において、ＣＰＵ１０１は、ＣＩＥＣＡＭ０２に基づいて、ステップＳ２２０５で算出されたＪＣｈ値をＸＹＺ値に変換する。なお、このときにＣＩＥＣＡＭ０２に与える順応白色点にはＤｓｔ側ＣＡＭプロファイルに記載された順応白色点の値を用いる。続くステップＳ２２０８において、ＣＰＵ１０１は、ステップＳ２２０７で算出されたＸＹＺ値をＤｓｔ側のデバイスモデルに基づいてＲＧＢ値に変換する。続くステップＳ２２０９において、ＣＰＵ１０１は、画像データの総ての画素に対し変換を施したかどうかを判定する。施していればステップＳ２２１０へ、施していなければステップＳ２２０３へジャンプする。ステップＳ２２１０において、ＣＰＵ１０１は、生成した変換ＬＵＴをメインメモリ１０２に格納する。
【００４６】
次に図２１のフローチャート及び図２２の模式図を参照しながらステップＳ２２０６の写像処理について詳細に説明する。ここで図２２（ａ）の模式図において、実線がＳｒｃデバイスの色再現を表し、破線がＤｓｔデバイスの色域を表す。
【００４７】
先ずステップＳ２３０１において、ＣＰＵ１０１は、写像すべき色を取得する。続くステップＳ２３０２において、ＣＰＵ１０１は、Ｓｒｃデバイス色域の明度レンジを正規化するよう、ステップＳ２３０１で取得した色の明度値に対してスケーリングする。この処理による色再現の変化の一例を、図２２（ｂ）に示す。ここで実線がＳｒｃデバイスの色再現を表し、一点鎖線が処理後の色再現を表し、破線がＤｓｔデバイスの色域を表す。
【００４８】
続くステップＳ２３０３において、ＣＰＵ１０１は、シグモイド関数を用いて明度値をスケーリングする。この処理による色再現の変化の一例を図２２（ｃ）に示す。ここで実線がステップＳ２３０２の処理結果である色再現を表し、一点鎖線が処理後の色再現を表し、破線が写像先の色域を表す。続くステップＳ２３０４において、ＣＰＵ１０１は、彩度値に基づいて明度値を再度スケーリングする。この処理による色再現の変化の一例を図２２（ｄ）に示す。ここで実線がステップＳ２３０３の処理結果である色再現を表し、一点鎖線が処理後の色再現を表し、破線がＤｓｔデバイスの色域を表す。
【００４９】
続くステップＳ２３０５において、ＣＰＵ１０１は、色相値を保存しつつ、明度値と彩度値とを写像する。この写像について図２３を用いて説明する。図２３において、実線はステップＳ２３０３でスケーリングされた写像元の色域、破線はＤｓｔデバイスの色域を表す。色Ｍを写像する際、先ずＣＰＵ１０１は、写像先の色域にてＭと同じ色相で最大彩度となる明度値を算出し、その明度を有するＬ＊軸上の色をＦと定義する。その後、ＣＰＵ１０１は、ＦとＭとを結んだ線とスケーリングされた写像元の色域との交点Ｂｓｒｃを算出し、ＦとＭとを結んだ線と写像先の色域との交点Ｂｄｓｔを算出する。続いてＣＰＵ１０１は、ＢｄｓｔとＦとの間を１：９に内分する点Ｃを算出する。ここで、ＭとＦとの距離がＢｄｓｔとＣとの距離を下回っていれば、色Ｍに対して写像は行わない。他方、上回っている場合には、ＭがＢｓｒｃとＣとを内分する値でＢｄｓｔとＣとの間を内分する色をＭの写像値とする。続くステップＳ２３０６において、ＣＰＵ１０１は以上の処理により算出したＪＣｈ値をメインメモリ１０２に格納する。
【００５０】
上述の実施形態においては、動画像データのシーン変化箇所において画面表示輝度に基づいて色再現を修正して表示するようにしている。そのため、輝度の高い表示装置での動画像データの表示においても、動画像データのシーン変化に拠らず常に知覚的に安定したカラーマッチング技術を実現することができる。
【００５１】
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行する処理である。
【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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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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