(57)【要約】【課題】ディスプレイが実現する色再現領域が、規格により定められている色再現領域と一致していなくても、飽和度の高い色表示を実現する。【解決手段】画像データを示す第１の色域における入力信号をリニアな第１の画像信号に変換する信号入力部と、前記第１の色域よりも狭い第２の色域が表示可能な画像出力装置に表示するために前記第１の画像信号を前記第２の色域における第２の画像信号に変換する色域変換部と、前記入力信号から得られる彩度に基づいて前記第１の画像信号と前記第２の画像信号との合成の比率を規定するブレンド係数を設定するブレンド係数設定部と、  前記第１の画像信号と前記第２の画像信号とを、設定された前記ブレンド係数に応じた比率で合成した合成画像信号を生成する色合成部と、を有する画像処理装置を提供する。【選択図】図１
2015154459.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像データを示す第１の色域における入力信号をリニアな第１の画像信号に変換する信号入力部と、
前記第１の色域よりも狭い第２の色域が表示可能な画像出力装置に表示するために前記第１の画像信号を前記第２の色域における第２の画像信号に変換する色域変換部と、
前記入力信号から得られる彩度に基づいて前記第１の画像信号と前記第２の画像信号との合成の比率を規定するブレンド係数を設定するブレンド係数設定部と、
前記第１の画像信号と前記第２の画像信号とを、設定された前記ブレンド係数に応じた比率で合成した合成画像信号を生成する色合成部と、
を有し、
前記ブレンド係数設定部は、前記第１の色域の境界と前記第２の色域の境界とをＬ＊ａ＊ｂ＊空間内に変換した際の前記第１の色域の境界と前記第２の色域の境界との色差および前記第１の色域の境界のＣｈｒｏｍａ成分に基づいて、前記ブレンド係数により前記色合成部により生成される前記合成映像信号が前記第２の画像信号となる前記彩度の上限値を、設定する画像処理装置。
【請求項２】
前記ブレンド係数設定部は、前記第１の色域の境界と前記第２の色域の境界との前記色差の前記第１の色域の境界の前記Ｃｈｒｏｍａ成分による商の値に応じて、前記ブレンド係数により前記色合成部により生成される前記合成映像信号が前記第２の画像信号となる前記彩度の上限値を、設定する請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項３】
前記ブレンド係数設定部は、前記第１の色域の境界と前記第２の色域の境界との前記色差の前記第１の色域の境界の前記Ｃｈｒｏｍａ成分による商の値の増加に伴って、前記ブレンド係数により前記色合成部により生成される前記合成映像信号が前記第２の画像信号となる前記彩度の上限値を減少させるよう設定する請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記ブレンド係数設定部は、前記ブレンド係数により前記色合成部により生成される前記合成映像信号が前記第２の画像信号となる前記彩度の上限値の前記商の値に対する変化率が線形に変化する請求項２に記載の画像処理装置。
【請求項５】
前記ブレンド係数設定部は、前記ブレンド係数により前記色合成部により生成される前記合成映像信号が、前記第１の画像信号となる前記彩度の前記上限値が０．５になるときの前後で、前記ブレンド係数により前記色合成部により生成される前記合成映像信号が前記第２の画像信号となる前記彩度の前記上限値の前記商の値に対する変化率が異なる請求項２または３に記載の画像処理装置。
【請求項６】
画像データを示す第１の色域における入力信号をリニアな第１の画像信号に変換し、
前記第１の色域よりも狭い第２の色域が表示可能な画像出力装置に表示するために前記第１の画像信号を前記第２の色域における第２の画像信号に変換し、
前記入力信号から得られる彩度に基づいて前記第１の画像信号と前記第２の画像信号との合成の比率を規定するブレンド係数を設定し、
前記第１の画像信号と前記第２の画像信号とを、設定された前記ブレンド係数に応じた比率で合成した合成画像信号を生成することを含み、
前記第１の色域の境界と前記第２の色域の境界とをＬ＊ａ＊ｂ＊空間内に変換した際の前記第１の色域の境界と前記第２の色域の境界との色差および前記第１の色域の境界のＣｈｒｏｍａ成分に基づいて、前記ブレンド係数に応じて生成される前記合成映像信号が前記第２の画像信号となる前記彩度の上限値を、設定する画像処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、色域変換を行う画像処理技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶ディスプレイ等の色表示技術の向上に伴って、ディスプレイの色再現領域が拡大している。最近のＬＥＤバックライトを用いた液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ等では、従来のＲＧＢ規格より広い色再現領域が実現可能となっている。そのため、ディスプレイの国際標準規格等においては、従来のｓＲＧＢ規格やＡｄｏｂｅ（登録商標）  ＲＧＢ規格より広い色域の規格化が行われている。
【０００３】
例えば、スパーハイビジョン・テレビの国際規格（ITU-R勧告BT.2020：Parameter values for UHDTV systems for production and international programme exchange）において、ＵＨＤＴＶの色規格が規定されている。今後はこの色規格に準じた広色域の画像コンテンツが放送等によって提供されることになると予想される。その場合、従来のｓＲＧＢ規格やＡｄｏｂｅ  ＲＧＢ規格に相当するディスプレイにおいても、そのような広色域の画像コンテンツを表示する必要がある。そのためには、広色域対応の信号を狭色域対応のディスプレイに入力した場合に良好な表示を実現するための、広色域から狭色域への色変換技術が重要になる。
【０００４】
ここで、広色域から狭色域への色変換技術として、入力データから色相（Ｈ）、彩度（Ｓ）、明度（Ｖ）の値を求めて、その値に応じて入力データを狭色域に変換したデータ値と、入力データ値を合成して出力データを生成する技術が開示されている（特許文献１、２）。
【０００５】
但し、この方式では、色変換後のデータが本来想定している０から１の範囲には収まらず、０より小さな値または１より大きな値をとる場合があり、いわゆるオーバーフロー現象が起こる可能性がある。オーバーフローがあると、回路動作上データは０以下のときは０に、１以上のときは１に固定されてしまい、本来変化すべき画像が同じになって正確な表示ができない問題が発生する。特許文献１および２で開示される方式では、この問題の発生を回避するために、２つのデータ値の合成比率ｒを明度の値（Ｓ値）によって決める場合に、ｒ＝０．５になるＳ値を閾値としたとき、その閾値を広色域と狭色域の色域の差に応じて変化させるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−２１８９６１号公報
【特許文献２】特開２０１０−２４５７０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、現実の個々のディスプレイが実現する色再現領域は、規格により定められている色再現領域と一致するとは限らないことが多い。
【０００８】
そこで、本発明は、現実の個々のディスプレイが実現する色再現領域が、規格により定められている色再現領域と一致していなくても、不自然な色相の変化を防止することを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一実施形態として、画像データを示す第１の色域における入力信号をリニアな第１の画像信号に変換する信号入力部と、前記第１の色域よりも狭い第２の色域が表示可能な画像出力装置に表示するために前記第１の画像信号を前記第２の色域における第２の画像信号に変換する色域変換部と、前記入力信号から得られる彩度に基づいて前記第１の画像信号と前記第２の画像信号との合成の比率を規定するブレンド係数を設定するブレンド係数設定部と、前記第１の画像信号と前記第２の画像信号とを、設定された前記ブレンド係数に応じた比率で合成した合成画像信号を生成する色合成部と、を有し、前記ブレンド係数設定部は、前記第１の色域の境界と前記第２の色域の境界とをＬ＊ａ＊ｂ＊空間内に変換した際の前記第１の色域の境界と前記第２の色域の境界との色差および前記第１の色域の境界のＣｈｒｏｍａ成分に基づいて、前記ブレンド係数により前記色合成部により生成される前記合成映像信号が前記第２の画像信号となる前記彩度の上限値を設定する画像処理装置を提供する。
【００１０】
本発明の一実施形態として、画像データを示す第１の色域における入力信号をリニアな第１の画像信号に変換し、前記第１の色域よりも狭い第２の色域が表示可能な画像出力装置に表示するために前記第１の画像信号を前記第２の色域における第２の画像信号に変換し、前記入力信号から得られる彩度に基づいて前記第１の画像信号と前記第２の画像信号との合成の比率を規定するブレンド係数を設定し、前記第１の画像信号と前記第２の画像信号とを、設定された前記ブレンド係数に応じた比率で合成した合成画像信号を生成することを含み、前記第１の色域の境界と前記第２の色域の境界とをＬ＊ａ＊ｂ＊空間内に変換した際の前記第１の色域の境界と前記第２の色域の境界との色差および前記第１の色域の境界のＣｈｒｏｍａ成分に基づいて、前記ブレンド係数に応じて生成される前記合成映像信号が前記第２の画像信号となる前記彩度の上限値を設定する画像処理方法を提供する。
【００１１】
このような構成により、現実の個々のディスプレイが実現する色再現領域が、規格により定められている色再現領域と一致していない状態において広色域の画像信号を狭色域の画像出力装置で表示させても、不自然な色相の変化を防止することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の一実施形態によれば、不自然な色相の変化を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に係る画像処理装置の構成を示すブロック図。
【図２】（ａ）ＵＨＤＴＶとＡｄｏｂｅ  ＲＧＢの色域の違いを示すグラフ。（ｂ）現実の個々のディスプレイの色再現領域が、図２（ａ）に示すＡｄｏｂｅ  ＲＧＢの規格の通りとはならないことを説明するための一例図。
【図３】彩度の限界点Ｓ１未満におけるブレンドの程度（ブレンド係数α）を、フィッティング関数により示すグラフ。
【図４】（ａ）図３の彩度の第１限界点Ｓ１未満におけるブレンド係数αを示すフィッティング関数の定義式。（ｂ）図３の彩度の第１限界点Ｓ１未満におけるブレンド係数αを示すフィッティング関数の定義式。（ｃ）図３の彩度の第１限界点Ｓ１未満におけるブレンド係数αを示すフィッティング関数を定義するための数値。
【図５】本発明の一実施形態におけるｄＥ＊およびＣ＊ｗｃを説明するための図。
【図６】本発明の一実施形態における彩度の第２限界点Ｓ２を算出するための数式の一例図。
【図７】本発明の一実施形態における彩度の第２限界点Ｓ２を算出するための設定の一例図。
【図８】本発明の一実施形態における彩度の第２限界点Ｓ２を算出するための数式の一例図。
【図９】（ａ）図８数式１、数式２によるｄＥ＊ｒおよびＳ２の関係を示すグラフ。（ｂ）図８数式２、数式３によるｄＥ＊ｒおよびＳ２の関係を示すグラフ。
【図１０】（ａ）表示装置の色域がＡｄｏｂｅ  ＲＧＢである場合に、本発明の一実施形態に係る画像処理装置による表示のシミュレーション結果を示すグラフ。（ｂ）表示装置の色域がＡｄｏｂｅ  ＲＧＢである場合に、本発明の一実施形態に係る画像処理装置による表示のシミュレーション結果を示すグラフ。（ｃ）色域がＡｄｏｂｅ  ＲＧＢである場合に、本発明の一実施形態に係る画像処理装置による表示のシミュレーション結果を示すグラフ。（ｄ）表示装置の色域がＡｄｏｂｅ  ＲＧＢである場合に、本発明の一実施形態に係る画像処理装置による表示のシミュレーション結果を示すグラフ。
【図１１】表示装置の色域がＡｄｏｂｅ  ＲＧＢである場合に、本発明の一実施形態に係る画像処理装置による表示のシミュレーション結果を示すグラフ。
【図１２】（ａ）表示装置の色域がＡｄｏｂｅ  ＲＧＢから右回転した場合の本発明の一実施形態に係る画像処理装置による表示のシミュレーション結果を示すグラフ。（ｂ）表示装置の色域がＡｄｏｂｅ  ＲＧＢから右回転した場合の本発明の一実施形態に係る画像処理装置による表示のシミュレーション結果を示すグラフ。（ｃ）表示装置の色域がＡｄｏｂｅ  ＲＧＢから右回転した場合の本発明の一実施形態に係る画像処理装置による表示のシミュレーション結果のグラフ。
【図１３】（ａ）表示装置の色域がＡｄｏｂｅ  ＲＧＢから左回転した場合の本発明の一実施形態に係る画像処理装置による表示のシミュレーション結果を示すグラフ。（ｂ）表示装置の色域がＡｄｏｂｅ  ＲＧＢから左回転した場合の本発明の一実施形態に係る画像処理装置による表示のシミュレーション結果を示すグラフ。（ｃ）表示装置の色域がＡｄｏｂｅ  ＲＧＢから左回転した場合の本発明の一実施形態に係る画像処理装置による表示のシミュレーション結果を示すグラフ。
【図１４】（ａ）表示装置の色域がＡｄｏｂｅ  ＲＧＢから右回転した場合の本発明の一実施形態に係る画像処理装置による表示のシミュレーション結果を示すグラフ。（ｂ）表示装置の色域がＡｄｏｂｅ  ＲＧＢから左回転した場合の本発明の一実施形態に係る画像処理装置による表示のシミュレーション結果を示すグラフ。
【図１５】（ａ）表示装置の色域がＡｄｏｂｅ  ＲＧＢから右回転した場合の比較対象における画像処理装置による表示のシミュレーション結果を示すグラフ。（ｂ）表示装置の色域がＡｄｏｂｅ  ＲＧＢから右回転した場合の比較対象における画像処理装置による表示のシミュレーション結果を示すグラフ。（ｃ）表示装置の色域がＡｄｏｂｅ  ＲＧＢから右回転した場合の比較対象における画像処理装置による表示のシミュレーション結果を示すグラフ。
【図１６】（ａ）表示装置の色域がＡｄｏｂｅ  ＲＧＢから左回転した場合の比較対象における画像処理装置による表示のシミュレーション結果を示すグラフ。（ｂ）表示装置の色域がＡｄｏｂｅ  ＲＧＢから左回転した場合の比較対象における画像処理装置による表示のシミュレーション結果を示すグラフ。（ｃ）表示装置の色域がＡｄｏｂｅ  ＲＧＢから左回転した場合の比較対象における画像処理装置による表示のシミュレーション結果を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を、図面等を参照しながら説明する。但し、本発明は多くの異なる態様で実施することが可能であり、以下に例示する実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。
【００１５】
図１は本発明の実施形態に係る画像処理装置の構成を示すブロック図である。この画像処理装置は、信号入力部１００と、色域変換部１０２と、α設定部（ブレンド係数設定部）１０４と、色合成部１０６と、信号出力部１０８とから構成されている。
【００１６】
信号入力部１００は、画像データを示す信号（入力信号Ｒｉｎ、Ｇｉｎ、Ｂｉｎ）が入力される。信号入力部１００は、この入力信号Ｒｉｎ、Ｇｉｎ、Ｂｉｎそれぞれを０以上１以下の範囲の値に規格化することができる。さらに、規格化した後の信号にべき乗変換を行って、画像信号Ｖｒ、Ｖｇ、Ｖｂを生成する。例えば、入力信号がｓＲＧＢ規格である場合、そのガンマ（γ）値は２．２なので、２．２をべき乗して画像信号Ｖｒ、Ｖｇ、Ｖｂを生成することができる。この場合、０以上１以下の範囲の値に規格化した値をリニアな画像信号という場合がある。または、さらにγ値によりべき乗して得られる画像信号をリニアな画像信号という場合もある。
【００１７】
例えば、Ｒｉｎ、Ｇｉｎ、Ｂｉｎそれぞれのレベル幅が８ビットにより表現されるとすると、入力信号Ｒｉｎ、Ｇｉｎ、Ｂｉｎそれぞれを０〜１の範囲の値に規格化した結果をＶｒ、Ｖｇ、Ｖｂとすると次の式（１）として算出される
【数１】
2015154459.tif 000003
【００１８】
色域変換部１０２は、変換マトリクスを用いて、信号入力部１００で生成された画像信号Ｖｒ、Ｖｇ、Ｖｂを狭い色域の画像信号に変換する。例えば、ＵＨＤＴＶからＡｄｏｂｅ  ＲＧＢ色域へ変換する場合があるが、これに限られない。例えば、ディスプレイなどの特性がＡｄｏｂｅ  ＲＧＢ色域と一致していない場合もあり得る。色域変換部１０２は、変換マトリクスを用いて、狭色域の画像出力装置において広色域の規格で作成された画像を表示するための変換を行う。そして、変換された画像信号Ｖｒ’、Ｖｇ’、Ｖｂ’を生成する。
【００１９】
例えば、［Ｍｗｃ］を広色域の変換マトリクス、［Ｍｎｃ］を狭色域の変換マトリクスとし、［Ｍｃ］＝［Ｍｎｃ］‐１［Ｍｗｃ］とすると、以下の関係式（２）、（３）が成り立つ。
【数２】
2015154459.tif 000004
【００２０】
例えば、広色域をＩＴＵ−Ｒ勧告  ＢＴ．２０２０におけるＵＨＤＴＶの色規格、狭色域をＡｄｏｂｅ  ＲＧＢ色域とした場合の例を説明する。表１は、ＵＨＤＴＶとＡｄｏｂｅ  ＲＧＢのＣＩＥ  ｘｙ座標値を示し、それをＣＩＥ  ｘｙ色度図にプロットしたものを図２（ａ）に示す。ここで、白色（Ｗ）は同じＤ６５である。図２（ａ）から明らかな通りＵＨＤＴＶの色域はＡｄｏｂｅ  ＲＧＢ色域と比べて広い色域を有している。
【００２１】
なお、本発明の一実施形態において、広色域に対する狭色域とは、ＣＩＥ  ｘｙ座標値あるいはＣＩＥ  ｘｙ色度図にプロットした場合において、Ｒ、Ｇ、Ｂの値の内、一点でも広色域座標の内側に座標点があるものは狭色域と定義する。特に、色域の境界が、広色域の内部に存在すれば、狭色域と定義することができる。例えば、ＣＩＥ  ｘｙ色度図から見て、ＵＨＤＴＶのＲＧＢプロットに対して、Ｂに相当する色度座標がＵＨＤＴＶの外側にあったとしても、ＲとＧに相当する色座標がＵＨＤＴＶの内側にある場合は狭色域であることになる。
【表１】
2015154459.tif 000005
【００２２】
また、ＵＨＤＴＶとＡｄｏｂｅ  ＲＧＢとの変換マトリクス及び式（３）における［Ｍｃ］の値を表２〜４に示す。
【表２】
2015154459.tif 000006
【表３】
2015154459.tif 000007
【表４】
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【００２３】
α設定部１０４は、入力信号Ｒｉｎ、Ｇｉｎ、Ｂｉｎから得られるすくなくとも彩度（Ｓ）に基づいて、ブレンド係数αを設定する。ブレンド係数αは、色合成部１０６で合成される画像信号Ｖｒ、Ｖｇ、Ｖｂと画像信号Ｖｒ’、Ｖｇ’、Ｖｂ’との合成比率を規定する。ブレンド係数αを設定する目的の一つは、合成画像信号が０から１の範囲に収まらない状態であるオーバーフローを起こさないためである。この例では、合成比率は、ブレンド係数αが１であれば、画像信号Ｖｒ’、Ｖｇ’、Ｖｂ’が１００％となり、ブレンド係数αが０であれば、画像信号Ｖｒ、Ｖｇ、Ｖｂが１００％となる。
【００２４】
α設定部１０４は、あらかじめ色変換後の画像信号Ｖｒ’、Ｖｇ’、Ｖｂ’が色域境界に相当する条件の入力ＲＧＢデータがＨＳＶ色空間においてどのように分布するかを調べた上で、ブレンド係数を決めることができる。ここでは、狭色域の画像出力装置において、広色域表示をするための変換マトリクスの逆変換を行い、さらにべき乗変換を行い、Ｒ、Ｇ、Ｂデータを求めＨＳＶ値を計算する。そして、オーバーフローを回避できる明度（Ｖ）または／および彩度（Ｓ）の値を規定して、明度および彩度がその規定値以上であるか、あるいは規定値未満であるかによってブレンド係数αを異なる値に設定する。そして、明度（Ｖ）または／および彩度（Ｓ）の値が、規定値以上の場合は、ブレンド係数αを０と設定し、規定値未満の場合はブレンド係数αを０から１の間の値に設定する。
【００２５】
α設定部１０４では、明度（Ｖ）、彩度（Ｓ）の規定値Ｓ１、Ｖ１未満であるとき、αを０から１の間で変化するように関数を使って設定することもできる。例えば、彩度（Ｓ）とαの関係において、彩度がＳ１未満である場合のαの値を、指数関数、線形関数、シグモイド関数またはフィッティング関数を使ってブレンドの程度（αの値）を設定することができる。また、明度（Ｖ）とαの関係においてＶ１未満のαの値を、線形関数を使ってブレンドの程度（αの値）を設定することができる。
【００２６】
色合成部１０６は、信号入力部１００で生成された画像信号Ｖｒ、Ｖｇ、Ｖｂと色域変換部１０２で生成された画像信号Ｖｒ’、Ｖｇ’、Ｖｂ’をブレンド係数設定部１０４で設定されたブレンド係数αに応じた合成比率で合成する。ここでは、画像信号Ｖｒ’、Ｖｇ’、Ｖｂ’がオーバーフローする条件ではαを例えば小さくし、オーバーフローをしない条件ではαを大きくすることができる。そして合成画像信号Ｖｒｂ、Ｖｇｂ、Ｖｂｂを生成する。
【００２７】
具体的には、上記で得られた画像信号Ｖｒ、Ｖｇ、Ｖｂと画像信号Ｖｒ’、Ｖｇ’、Ｖｂ’とを、ブレンド係数αを用いてブレンドし、合成画像信号Ｖｒｂ、Ｖｇｂ、Ｖｂｂを生成する。合成画像信号Ｖｒｂ、Ｖｇｂ、Ｖｂｂは、具体的には式（４）〜（６）で求めることができる。
【数３】
2015154459.tif 000009
【００２８】
αが１となる場合には、合成画像信号Ｖｒｂ、Ｖｇｂ、Ｖｂｂは、画像信号Ｖｒ’、Ｖｇ’、Ｖｂ’となり、αが０となる場合には、合成画像信号Ｖｒｂ、Ｖｇｂ、Ｖｂｂは、合成画像信号Ｖｒｂ、Ｖｇｂ、Ｖｂｂとなる。αが０より大であり、１より小である場合には、合成画像信号Ｖｒｂ、Ｖｇｂ、Ｖｂｂは、合成画像信号Ｖｒｂ、Ｖｇｂ、Ｖｂｂと画像信号Ｖｒ’、Ｖｇ’、Ｖｂ’とをαの比率により内分する値となるとも言える。
【００２９】
信号出力部１０８では、合成後の画像信号Ｖｒｂ、Ｖｇｂ、Ｖｂｂをべき乗変換し、出力信号Ｒｏｕｔ、Ｇｏｕｔ、Ｂｏｕｔを生成する。例えば、１／２．２のべき乗変換を行い、必要ビット数のＲｏｕｔ、Ｇｏｕｔ、Ｂｏｕｔを生成する。出力信号Ｒｏｕｔ、Ｇｏｕｔ、Ｂｏｕｔの出力先はディスプレイ、プロジェクターなどの画像出力装置である。
【００３０】
具体的には、合成画像信号Ｖｒｂ、Ｖｇｂ、Ｖｂｂのべき乗変換を行い、必要なビット数に応じた出力信号Ｒｏｕｔ、Ｇｏｕｔ、Ｂｏｕｔに変換する。例えば、１／２．２のべき乗変換を行い、必要ビット数のＲｏｕｔ、Ｇｏｕｔ、Ｂｏｕｔを生成する。８ビットを仮定した場合は以下の式（７）の通りとなる。
【数４】
2015154459.tif 000010
【００３１】
彩度がＳ１未満である場合のαの値を、フィッティング関数を使って設定する方法について説明する。例えば、αの値を０とする彩度Ｓの下限値であるＳ１以外に、αの値を１とする彩度Ｓの上限値であるＳ２を決定する。すなわち、彩度Ｓの値がＳ２未満となれば、αの値を１とし、彩度Ｓの値がＳ１を越えると、αの値を０とする。また、彩度Ｓの値がＳ１以上Ｓ２以下の場合には、図３に示すように、複数の丸点により示すフィッティング点を定めておき、その点を通るフィッティング関数を用いて、彩度Ｓの値がＳ１以上Ｓ２以下の場合のαの値を決定することができる。ここに、明度Ｓの値に対するαの値をα（Ｓ）と表記した場合、α（Ｓ）は、図４（ａ）に示すように、１０個のフィッティング点によるフィッティング関数により決定することができる。なお、図４（ａ）におけるαｎおよびｒｎのそれぞれは、図４（ｂ）に示すように、各フィッティング点におけるαの値および各フィッティング点のＳ値（Ｓｎ）を決める値であり、Ｓｎは、Ｓｎ＝Ｓ２＋ｒｎ（Ｓ１−Ｓ２）と定義される。また、αｎおよびｒｎの一例としては、図４（ｃ）に示すものがある。
【００３２】
図２（ｂ）は、現実の個々のディスプレイやプロジェクターなどの画像出力装置の色再現領域が、図２（ａ）に示すＡｄｏｂｅ  ＲＧＢの規格の通りとはならないことを説明するための図である。図２（ｂ）における符号２０１は、Ａｄｏｂｅ  ＲＧＢの色再現領域を、基準となるホワイトポイントを中心として右に回転させた色再現領域（Ｒ−Ｒｏｔａｔｉｏｎ）の一例を示し、符号２０２は、Ａｄｏｂｅ  ＲＧＢの色再現領域を基準となるホワイトポイントを中心として左に回転させた色再現領域（Ｌ−Ｒｏｔａｔｉｏｎ）の一例を示す。ここに、Ａｄｏｂｅ  ＲＧＢの色再現領域、Ｒ−Ｒｏｔａｔｉｏｎ、Ｌ−ＲｏｔａｔｉｏｎそれぞれのＲ、Ｇ、ＢのＣＩＥ  ｘｙ座標値は例えば次のようになる。
【表５】
2015154459.tif 000011
【００３３】
この場合、ＵＨＤＴＶとＲ−Ｒｏｔａｔｉｏｎとの変換マトリクス［Ｍｎｃ］は次の表６の通りとなる。
【表６】
2015154459.tif 000012
また、［Ｍｃ］＝［Ｍｎｃ］−１［Ｍｗｃ］は次の表７の通りとなる。
【表７】
2015154459.tif 000013
【００３４】
ＵＨＤＴＶとＬ−Ｒｏｔａｔｉｏｎとの変換マトリクス［Ｍｎｃ］は次の表８の通りとなる。
【表８】
2015154459.tif 000014
また、［Ｍｃ］＝［Ｍｎｃ］−１［Ｍｗｃ］は次の表９の通りとなる。
【表９】
2015154459.tif 000015
【００３５】
このように、画像出力装置の特性がＡｄｏｂｅ  ＲＧＢの規格の通りとはならずに、表示が可能な色域が変動している場合に、例えば上述のフィッティング関数に従ってαの値を決定して色域の変換を行うと、後に示すように、不自然な色相変化が発生する場合が生じることを本願発明者が確認した。そこで、以下においては、このような不自然な色相の変化を防止するためのαを算出する方法について説明を行う。
【００３６】
本発明の一実施形態において、α設定部１０４あるいはα設定部１０４に接続される部において、ｄＥ＊ｒという指標として、ｄＥ＊およびＣ＊ｗｃｄに基づく指標を格納する。具体的には、例えば、ｄＥ＊をＣ＊ｗｃの値による商ｄＥ＊／Ｃ＊ｗｃの値の情報を記憶などして格納しておく。ここに、ｄＥ＊およびＣ＊ｗｃは、明度および彩度が１となっている場合における入力画像信号の広色域（例えばＵＨＤＴＶの色域）の境界（Ｂｗｃｇ）および表示装置の狭色域（例えばＲ−ｔａｔｉｏｎまたはＬ−Ｒｏｔａｔｉｏｎ）の境界（Ｂｎｃｇ）をＬ＊ａ＊ｂ＊色空間に変換したものから得られる値である。
【００３７】
ここにＬ＊ａ＊ｂ＊色空間は、ＣＩＥ  １９７６として制定された色空間であり、ＣＩＥ  ＸＹＺによる色空間からは、基準となっているホワイトポイントのＣＩＥ  ＸＹＺの座標値をＸｎ、Ｙｎ、Ｚｎとした場合、Ｌ＊＝１１６ｆ（Ｙ／Ｙｎ）−１６、ａ＊＝５００（ｆ（Ｘ／Ｘｎ）−ｆ（Ｙ／Ｙｎ））、ｂ＊＝２００（ｆ（Ｙ／Ｙｎ）−ｆ（Ｚ／Ｚｎ））により変換ができる。なお、ｆ（ｔ）は、ｔ＞（６／２９）３において、ｔの３分の１乗として定義され、ｔ＜＝（６／２９）３において、（１／３）（２９／６）２ｔ＋４・２９により定義される。
【００３８】
図５は、Ｌ＊ａ＊ｂ＊色空間においてＢｗｃｇおよびＢｎｃｇを示す一例である。図５に示すように、ｄＥ＊は、定められた色相Ｈに対して、ＢｗｃｇとＢｎｃｇとの間の色差であり、具体的には、（ａ＊ｗ−ａ＊ｎ）２＋（ｂ＊ｗ−ｂ＊ｎ）２＋（Ｌ＊ｗ−Ｌ＊ｎ）２の２分の１乗として定義される。ここに、色相Ｈに対するＢｗｃｇの座標を（Ｌ＊ｗ、ａ＊ｗ、ｂ＊ｗ）とし、Ｂｎｃｇの座標を（Ｌ＊ｎ、ａ＊ｎ、ｂ＊ｎ）する。また、Ｃ＊ｗｃは、色相Ｈに対するＢｗｃｇのＣｈｒｏｍａ成分であり、具体的には、ａ＊ｗ２＋ｂ＊ｗ２の２分の１乗として定義される。
【００３９】
α設定部１０４は、ｄＥ＊ｒの値に応じて、αの値を１とする彩度Ｓの上限値Ｓ２を算出する。
【００４０】
図６は、Ｓ２の算出の例を示す。すなわち、ｄＥ＊ｒｍａｘおよびｄＥ＊ｒｍｉｄを０＜ｄＥ＊ｒｍｉｄ＜ｄＥ＊ｒｍａｘを満たす数値として決定した場合、１）ｄＥ＊ｒ＜ｄＥ＊ｒｍｉｄである場合、２）ｄＥ＊ｒｍｉｄ＜＝ｄＥ＊ｒ＜＝ｄＥ＊ｒｍａｘである場合および３）ｄＥ＊ｒ＞ｄＥ＊ｒｍａｘである場合それぞれにおいて、Ｓ２の数値を算出し、彩度ＳがＳ２未満であれば、αの値を１とし、彩度ＳがＳ２以上Ｓ１未満であれば、αの値を上述の例えばフィッティング関数により決定される値とし、彩度ＳがＳ２を越えると、αの値を０とする。なお、ｄＥ＊ｒｍａｘおよびｄＥ＊ｒｍｉｄそれぞれを、Ｓ２の最大値および０．５に対応するｄＥ＊ｒとして、決定することもできる。
【００４１】
図６に一例を示すようにＳ２を算出しαの値を決定することにより、ＢｗｃｇとＢｎｃｇとの色域差が大きいとｄＥ＊ｒが大きくなり、Ｓ２が小さく算出され、画像信号Ｖｒ’、Ｖｇ’、Ｖｂ’のブレンドの割合を低下させることができる。
【００４２】
図７および図８に、図６に示すαの決定のより具体的な例として、７つの例を示す。
【００４３】
図７（設定１）は、Ｓ２の最大値を０．７とし、ｄＥ＊ｒｍａｘとしてそれぞれ０．４、０．５、０．６の値を選択する具体例である。また、図７（設定１）においては、Ｓ２の値０．５に対応するｄＥ＊ｒｍｉｄを０．２４としている。
【００４４】
この場合、図６に示すＳ２の算出の例に対して、図７（設定１）を適用することにより、ｄＥ＊ｒの値に対応して、Ｓ２は、図８（数式１）のように算出される。なお、図８（数式１）の「２）」における（１ａ）は、ｄＥ＊ｒｍａｘを０．４とした場合であり、図８（数式１）の「２）」における（１ｂ）はｄＥ＊ｒｍａｘを０．５とした場合であり、図８（数式１）の「２）」における（１ｃ）は、ｄＥ＊ｒｍａｘを０．６とした場合である。
【００４５】
図７（設定２）は、Ｓ２の最大値を０．７とし、ｄＥ＊ｒｍａｘとして０．７を選択し、Ｓ２の値０．５に対応するｄＥ＊ｒｍｉｄを０．２４としている具体例である。この場合、図６に示すＳ２の算出の例に対して、図７（設定２）を適用することにより、ｄＥ＊ｒの値に対応して、Ｓ２は、図８（数式２）として算出される。
【００４６】
図８（数式１）と図８（数式２）によるｄＥ＊ｒとＳ２との関係をグラフに示すと、図９（ａ）のようになる。このように、ｄＥ＊ｒの増加に伴って、Ｓ２は直線的に減少するが、その傾きはｄＥ＊ｒがｄＥ＊ｒｍｉｄ以上となる場合とｄＥ＊ｒがｄＥ＊ｒｍｉｄ以下となる場合とで変化している。図８（数式１）の設定では、ｄＥ＊ｒがｄＥ＊ｒｍｉｄ以上では、ｄＥ＊ｒの増加に伴うＳ２の減少の傾きは図８（数式２）に比べて大きくなるので、広色域と狭色域の差が大きい場合にはｄＥ＊ｒの増加に伴って、急激にＳ２を小さくできる。その度合いは（１ａ）が一番強くその次に（１ｂ）が強く、その次に（１ｃ）が強くなる。
【００４７】
図７（設定３）は、Ｓ２の最大値を０．８、０．９、１のいずれかとし、それぞれに対応するｄＥ＊ｒｍａｘを０．７の値を選択する具体例である。また、図７（設定３）においては、Ｓ２の値０．５に対応するｄＥ＊ｒｍｉｄを０．２４としている。
【００４８】
この場合、図６に示すＳ２の算出の例に対して、図７（設定３）を適用することにより、ｄＥ＊ｒの値に対応して、Ｓ２は、図８（数式３）のように算出される。なお、図８（数式３）の「１）」における（３ａ）は、Ｓ２の最大値を０．８とした場合であり、図８（数式３）の「１）」における（３ｂ）はＳ２の最大値を０．９とした場合であり、図８（数式３）の「１）」における（３ｃ）は、Ｓ２の最大値を１とした場合である。
【００４９】
図８（数式２）と（数式３）によるｄＥ＊ｒとＳ２との関係をグラフに示すと、図９（ｂ）のようになる。このように、ｄＥ＊ｒの増加に伴って、Ｓ２は直線的に減少するが、その傾きはｄＥ＊ｒがｄＥ＊ｒｍｉｄ以上となる場合とｄＥ＊ｒがｄＥ＊ｒｍｉｄ以下となる場合とで変化している。図８（数式３）の設定では、ｄＥ＊ｒがｄＥ＊ｒｍｉｄ以下では、ｄＥ＊ｒの増加に伴うＳ２の減少の傾きは図８（数式２）に比べて大きくなるので、広色域と狭色域の差が小さい場合にはｄＥ＊ｒの減少に伴って、急激にＳ２を大きくできる。その度合いは（３ｃ）が一番強くその次に（３ｂ）が強く、その次に（３ａ）が強くなる。
【００５０】
以下、Ｈを固定して、Ｓを０から１まで変化させた入力信号Ｒｉｎ、Ｇｉｎ、Ｂｉｎを、本発明の一実施形態に係る画像処理装置に入力した場合、信号出力部１０８が出力する出力信号Ｒｏｕｔ、Ｇｏｕｔ、Ｂｏｕｔの変化のシミュレーション結果を示し、本発明の一実施形態の効果について論ずる。ここで、ＲＧＢデータは８ビット表示であり、Ｖ＝０．７に固定している。すなわち、Ｒｉｎ，Ｂｉｎ，Ｇｉｎの最大値は１７８である。
【００５１】
図１０は、表示装置の色域がＡｄｏｂｅ  ＲＧＢに一致している場合であり、図８（数式２）の具体例の場合の出力信号Ｒｏｕｔ、Ｇｏｕｔ、Ｂｏｕｔの変化を示す。図１０（ａ）は、入力信号Ｒｉｎ、Ｇｉｎ、Ｂｉｎにおいて、Ｈが０の場合の変化を示し、図１０（ｂ）は、入力信号Ｒｉｎ、Ｇｉｎ、Ｂｉｎにおいて、Ｈが１２０°の場合の変化を示し、図１０（ｃ）は、入力信号Ｒｉｎ、Ｇｉｎ、Ｂｉｎにおいて、Ｈが２４０°の場合の変化を示し、図１０（ｄ）は、入力信号Ｒｉｎ、Ｇｉｎ、Ｂｉｎにおいて、Ｈが３００°の場合の変化を示す。図１０（ａ）〜（ｄ）に示すように、出力信号Ｒｏｕｔ、Ｇｏｕｔ、Ｂｏｕｔは、Ｓの変化に対してほぼ単調に変化しており、不自然な変化をしていないと言える。
【００５２】
参考として、図１１に、Ｈの値に対応するｄＥ＊ｒ、Ｓ２の値の変化を示す。ここでは、Ｈに対するｄＥ＊ｒの急激な変化が表示与える影響を取り除くために、ｄＥ＊ｒの値はＨが＋/−２０°の範囲で平均化している。
【００５３】
図１２は、表示装置の色域がＡｄｏｂｅ  ＲＧＢから右に回転した上述のＲ−ｒｏｔａｔｉｏｎとなっている場合であり、ｄＥ＊ｒｍａｘとして０．４を選択し、図８（数式１）の（１ａ）の具体例の場合の出力信号Ｒｏｕｔ、Ｇｏｕｔ、Ｂｏｕｔの変化を示す。図１２（ａ）は、入力信号Ｒｉｎ、Ｇｉｎ、Ｂｉｎにおいて、Ｈが０の場合の変化を示し、図１２（ｂ）は、入力信号Ｒｉｎ、Ｇｉｎ、Ｂｉｎにおいて、Ｈが１２０°の場合の変化を示し、図１２（ｃ）は、入力信号Ｒｉｎ、Ｇｉｎ、Ｂｉｎにおいて、Ｈが３００°の場合の変化を示す。図１２（ａ）〜（ｃ）に示すように、出力信号Ｒｏｕｔ、Ｇｏｕｔ、Ｂｏｕｔは、Ｓの変化に対してほぼ単調に変化しており、不自然な変化をしていないと言える。
【００５４】
また、図１３は、表示装置の色域がＡｄｏｂｅ  ＲＧＢから左に回転した上述のＬ−ｒｏｔａｔｉｏｎとなっている場合であり、ｄＥ＊ｒｍａｘとして０．４を選択し、図８（数式１）の（１ａ）の具体例の場合の出力信号Ｒｏｕｔ、Ｇｏｕｔ、Ｂｏｕｔの変化を示す。図１３（ａ）は、入力信号Ｒｉｎ、Ｇｉｎ、Ｂｉｎにおいて、Ｈが０の場合の変化を示し、図１３（ｂ）は、入力信号Ｒｉｎ、Ｇｉｎ、Ｂｉｎにおいて、Ｈが１２０°の場合の変化を示し、図１３（ｃ）は、入力信号Ｒｉｎ、Ｇｉｎ、Ｂｉｎにおいて、Ｈが２２０°の場合の変化を示す。図１２（ａ）〜（ｃ）に示すように、出力信号Ｒｏｕｔ、Ｇｏｕｔ、Ｂｏｕｔは、Ｓの変化に対してほぼ単調に変化しており、不自然な変化をしていないと言える。
【００５５】
参考として、図１４（ａ）および図１４（ｂ）に、図１２および図１３それぞれの結果を得た際のＨの値に対応するｄＥ＊ｒ、Ｓ２の値の変化を示す。ここでも、Ｈに対するｄＥ＊ｒの急激な変化が表示与える影響を取り除くために、ｄＥ＊ｒの値はＨが＋/−２０°の範囲で平均化している。ｄＥ＊ｒが大きくなった場合、Ｓ２が急激に減少して０になる。
【００５６】
図１５は、表示装置の色域がＡｄｏｂｅ  ＲＧＢから右に回転した上述のＲ−ｒｏｔａｔｉｏｎとなっている場合であり、Ｓ２を０．５に固定した場合の出力信号Ｒｏｕｔ、Ｇｏｕｔ、Ｂｏｕｔの変化を示す。図１５（ａ）は、入力信号Ｒｉｎ、Ｇｉｎ、Ｂｉｎにおいて、Ｈが０の場合の変化を示し、図１５（ｂ）は、入力信号Ｒｉｎ、Ｇｉｎ、Ｂｉｎにおいて、Ｈが１２０°の場合の変化を示し、図１５（ｃ）は、入力信号Ｒｉｎ、Ｇｉｎ、Ｂｉｎにおいて、Ｈが３００°の場合の変化を示す。図１５（ｂ）および図１５（ｃ）に示すように、図１２よりも大きな不自然な色相の変化が観察される。これは、図１４（ａ）からわかるように、図１２の条件のＳ２はＨが１２０°の場合に０．４５、Ｈが３００°の場合に０．３８となり、０．５より小さい値に設定されているためである。
【００５７】
同様に、図１６は、表示装置の色域がＡｄｏｂｅ  ＲＧＢから左に回転した上述のＬ−ｒｏｔａｔｉｏｎとなっている場合であり、Ｓ２を０．５に固定した場合の出力信号Ｒｏｕｔ、Ｇｏｕｔ、Ｂｏｕｔの変化を示す。図１６（ａ）は、入力信号Ｒｉｎ、Ｇｉｎ、Ｂｉｎにおいて、Ｈが０の場合の変化を示し、図１６（ｂ）は、入力信号Ｒｉｎ、Ｇｉｎ、Ｂｉｎにおいて、Ｈが１２０°の場合の変化を示し、図１６（ｃ）は、入力信号Ｒｉｎ、Ｇｉｎ、Ｂｉｎにおいて、Ｈが２２０°の場合の変化を示す。図１６（ｃ）に示すように、図１３よりも大きな不自然な色相の変化が観察される。これは、図１４（ｂ）からわかるように、図１３の条件のＳ２はＨが２２０°の場合に０となり、０．５より小さい値に設定されているためである。
【符号の説明】
【００５８】
１００  信号入力部
１０２  色域変換部
１０４  α設定部
１０６  色合成部
１０８  信号出力部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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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４】
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