(57)【要約】【課題】色相保持色域圧縮方式の長所である色相保持の特性を維持しつつ、色域の圧縮の前後でプライマリカラーを保持することが可能な画像処理装置を提供する。【解決手段】予め保持している第１の色域と該第１の色域より狭い第２の色域との位相差情報に基づいて、入力画像データの色がプライマリカラーまたは該プライマリカラーの近傍に位置すれば、前記入力画像データの色相を第１の色相から第２の色相に変更して前記プライマリカラーの色相に位相を合わせる色相変更部と、前記色相変更部の出力に対して色相を保持して前記第１の色域から前記第２の色域に色域を変換する色域変換部と、を備えることを特徴とする、画像処理装置が提供される。【選択図】図１
2015111779.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め保持している第１の色域と該第１の色域より狭い第２の色域との位相差情報に基づいて、入力画像データの色がプライマリカラーまたは該プライマリカラーの近傍に位置すれば、前記入力画像データの色相を第１の色相から第２の色相に変更して前記プライマリカラーの色相に位相を合わせる色相変更部と、
前記色相変更部の出力に対して色相を保持して前記第１の色域から前記第２の色域に色域を変換する色域変換部と、
を備えることを特徴とする、画像処理装置。
【請求項２】
前記色相変更部は、前記入力画像データの入力色の色相角度が第１の範囲の色域のプライマリカラーの近傍に位置する場合に、前記入力画像データの色相を変更してプライマリカラーに位相を合わせ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】
前記色域変換部は、前記第１の色域の境界域に関する第１の情報と、前記第２の色域の境界域に関する第２の情報とに基づいて色域を変換することを特徴とする、請求項２に記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記色域変換部は、任意の基準点及び前記色相変更部が位相を変更した後の点を結ぶ線と、前記第１の色域の境界域及び前記第２の色域の境界域との交点を用いて色域を変換することを特徴とする、請求項３に記載の画像処理装置。
【請求項５】
第１の色空間が指定される入力画像データの前記第１の色空間から第２の色空間への変換を行う色空間変換部をさらに備え、
前記色相変更部は、前記第２の色空間において前記プライマリカラーの色相に位相を合わせ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６】
前記第１の色空間は、ＲＧＢ色空間であ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】
前記第２の色空間は、Ｌａｂ色空間であ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８】
前記色域変換部の出力に対して前記第２の色空間から前記第１の色空間への変換を行なう色空間再変換部をさらに備え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９】
予め保持している第１の色域と該第１の色域より狭い第２の色域との位相差情報に基づいて、入力画像データの色がプライマリカラーまたは該プライマリカラーの近傍に位置すれば、前記入力画像データの色相を第１の色相から第２の色相に変更して前記プライマリカラーの色相に位相を合わせる色相変更ステップと、
前記色相変更ステップでの出力に対して色相を保持して前記第１の色域から前記第２の色域に色域を変換する色域変換ステップと、
を備えることを特徴とする、画像処理方法。
【請求項１０】
コンピュータに、
予め保持している第１の色域と該第１の色域より狭い第２の色域との位相差情報に基づいて、入力画像データの色がプライマリカラーまたは該プライマリカラーの近傍に位置すれば、前記入力画像データの色相を第１の色相から第２の色相に変更して前記プライマリカラーの色相に位相を合わせる色相変更ステップと、
前記色相変更ステップでの出力に対して色相を保持して前記第１の色域から前記第２の色域に色域を変換する色域変換ステップと、
を実行させることを特徴とする、コンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像処理装置、画像処理方法およびコンピュータプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイ等の表示装置の分野における色表示技術の向上に伴って、このような表示装置での色再現領域が拡大しつつある。特に、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ；発光ダイオード）バックライトを用いた液晶ディスプレイや、自発光型の有機ＥＬディスプレイ等では、既存の色再現性の国際規格であるｓＲＧＢ（ｓｔａｎｄａｒｄ  ＲＧＢ）規格やＡｄｏｂｅ  ＲＧＢ規格より広い色再現領域を実現している。
【０００３】
既存のｓＲＧＢ規格やＡｄｏｂｅ  ＲＧＢ規格よりも広い色再現領域の実現に伴って、ＵＨＤＴＶ（Ｕｌｔｒａ  Ｈｉｇｈ  Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ  Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ；超高精細テレビ）規格等において、従来のｓＲＧＢ規格やＡｄｏｂｅ  ＲＧＢ規格よりも広い色域の規格化が行われている。例えば、ＩＴＵ−Ｒ勧告  ＢＴ．２０２０においてＵＨＤＴＶの色規格が規定されている。従って，今後このＵＨＤＴＶ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供給されることになる。
【０００４】
ＵＨＤＴＶ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供給されるようになった場合、従来のｓＲＧＢ規格やＡｄｏｂｅ  ＲＧＢ規格相当等の色域で表示するディスプレイにおいても、さらに広い色域の画像コンテンツを表示する必要がある。従って、広色域対応の信号を、狭色域のディスプレイに入力した場合に、そのディスプレイで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。
【０００５】
色域を変換する方式として、代表的なものに色相を保存して色域を変換する方式が知られている。以下では、色相を保存して色域を変換する方式を「色相保持色域圧縮方式」とも称することにする。色相保持色域圧縮方式は、色域を変換した後も色相を保持できるため、違和感の比較的少ない自然な変換画像が得られるという特徴を持つ。例えば特許文献１には、Ｌａｂ空間で色相を保存した色変換に関する方法が提示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−２１８７８０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、色相保持色域圧縮方式は、色相保持を最優先にして変換処理を実施するため、変換前と変換後でプライマリカラー（Ｐｒｉｍａｒｙ  Ｃｏｌｏｒ；色の原色）が保持できないという問題がある。一方で、プライマリカラーを保持しよう変換処理を行なうと色相が保持できなくなるという問題があった。
【０００８】
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、色相保持色域圧縮方式の長所である色相保持の特性を維持しつつ、色域の圧縮の前後でプライマリカラーを保持することが可能な、新規かつ改良された画像処理装置、画像処理方法およびコンピュータプログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、予め保持している第１の色域と該第１の色域より狭い第２の色域との位相差情報に基づいて、入力画像データの色がプライマリカラーまたは該プライマリカラーの近傍に位置すれば、前記入力画像データの色相を第１の色相から第２の色相に変更して前記プライマリカラーの色相に位相を合わせる色相変更部と、前記色相変更部の出力に対して色相を保持して前記第１の色域から前記第２の色域に色域を変換する色域変換部と、を備えることを特徴とする、画像処理装置が提供される。
【００１０】
前記色相変更部は、前記入力画像データの入力色の色相角度が第１の範囲の色域のプライマリカラーの近傍に位置する場合に、前記入力画像データの色相を変更してプライマリカラーに位相を合わせるようにしてもよい。この場合、前記色域変換部は、前記第１の色域の境界域に関する第１の情報と、前記第２の色域の境界域に関する第２の情報とに基づいて色域を変換するようにしてもよい。またこの場合、前記色域変換部は、任意の基準点及び前記色相変更部が位相を変更した後の点を結ぶ線と、前記第１の色域の境界域及び前記第２の色域の境界域との交点を用いて色域を変換するようにしてもよい。
【００１１】
上記画像処理装置は、第１の色空間が指定される入力画像データの前記第１の色空間から第２の色空間への変換を行う色空間変換部をさらに備え、前記色相変更部は、前記第２の色空間において前記プライマリカラーの色相に位相を合わせるようにしてもよい。この場合、前記第１の色空間は、ＲＧＢ色空間であってもよい。またこの場合、前記第２の色空間は、Ｌａｂ色空間であってもよい。
【００１２】
上記画像処理装置は、前記色域変換部の出力に対して前記第２の色空間から前記第１の色空間への変換を行なう色空間再変換部をさらに備えていてもよい。
【００１３】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、予め保持している第１の色域と該第１の色域より狭い第２の色域との位相差情報に基づいて、入力画像データの色がプライマリカラーまたは該プライマリカラーの近傍に位置すれば、前記入力画像データの色相を第１の色相から第２の色相に変更して前記プライマリカラーの色相に位相を合わせる色相変更ステップと、前記色相変更ステップでの出力に対して色相を保持して前記第１の色域から前記第２の色域に色域を変換する色域変換ステップと、を備えることを特徴とする、画像処理方法が提供される。
【００１４】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、コンピュータに、予め保持している第１の色域と該第１の色域より狭い第２の色域との位相差情報に基づいて、入力画像データの色がプライマリカラーまたは該プライマリカラーの近傍に位置すれば、前記入力画像データの色相を第１の色相から第２の色相に変更して前記プライマリカラーの色相に位相を合わせる色相変更ステップと、前記色相変更ステップでの出力に対して色相を保持して前記第１の色域から前記第２の色域に色域を変換する色域変換ステップと、を実行させることを特徴とする、コンピュータプログラムが提供される。
【発明の効果】
【００１５】
以上説明したように本発明によれば、色相保持色域圧縮方式の長所である色相保持の特性を維持しつつ、色域の圧縮の前後でプライマリカラーを保持することが可能な、新規かつ改良された画像処理装置、画像処理方法およびコンピュータプログラムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態に係る画像処理装置１００の機能構成例を示す説明図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る画像処理装置１００に含まれる前処理部１１０の機能構成例を示す説明図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る画像処理装置１００に含まれるプライマリカラー適合部１２０の機能構成例を示す説明図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る画像処理装置１００に含まれる色域圧縮部１３０の機能構成例を示す説明図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る画像処理装置１００に含まれる後処理部１４０の機能構成例を示す説明図である。
【図６】Ｌ＊ａ＊ｂ＊色空間での、色相保持色域圧縮方式による色域の圧縮処理を説明するための説明図である。
【図７】図６に示したＬ＊ａ＊ｂ＊色空間における同一色相面を二次元平面（Ｌ＊Ｃ＊色空間）で表した説明図である。
【図８】広色域の色域境界と、狭色域の色域境界との違いの例を示す説明図である。
【図９】狭色域と広色域との間でプライマリカラーの位相を合わせる様子を示す説明図である。
【図１０】本発明の一実施形態に係る画像処理装置１００の動作例を示す流れ図である。
【図１１】色適合処理部１２２による位相合わせ処理の一例を示す説明図である。
【図１２】Ｌ＊軸上に任意の基準点Ｌ＊ｍを決定する際のアルゴリズム例を示す説明図である。
【図１３】図１２に示したアルゴリズムを説明するための説明図である。
【図１４】ある色相平面における基準点Ｌ＊ｍと、入力色Ｐｏと、圧縮後の出力色Ｐｒとの関係例を示す説明図である。
【図１５】図１４に示したＬ＊Ｃ＊平面におけるＬ＊ｍと入力色Ｐｏとを結ぶ直線に注目した説明図である。
【図１６】色域圧縮部１３４による色域圧縮処理について説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００１８】
＜１．本発明の一実施形態＞
［画像処理装置の機能構成例］
まず、図面を参照しながら本発明の一実施形態に係る画像処理装置の機能構成例について説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る画像処理装置１００の機能構成例を示す説明図である。以下、図１を用いて本発明の一実施形態に係る画像処理装置１００の機能構成例について説明する。
【００１９】
図１に示した本発明の一実施形態に係る画像処理装置１００は、色相を保存して色域を変換する色相保持色域圧縮方式によって、入力される画像データの色域を圧縮する処理を実行する装置である。例えば、画像処理装置１００は、ＵＨＤＴＶの色規格に基づく色域の画像データを、そのＵＨＤＴＶの色規格に基づく色域より狭い色域を有するｓＲＧＢ規格に基づく色域の画像データに変換する処理を実行する。以下においては、画像処理装置１００に入力される画像データの色域を広色域、画像処理装置１００から出力される画像データの色域を狭色域として説明する。
【００２０】
図１に示したように、本発明の一実施形態に係る画像処理装置１００は、前処理部１１０と、プライマリカラー適合部１２０と、色域圧縮部１３０と、後処理部１４０と、を含んで構成される。
【００２１】
前処理部１１０は、プライマリカラー適合部１２０および色域圧縮部１３０における処理の前に、画像処理装置１００に入力される画像データに対して前処理を施す。前処理部１１０の構成については後に詳述するが、前処理部１１０は、前処理として逆ガンマ（ｇａｍｍａ）変換処理、色空間の変換処理、入力色の色相角度の算出処理を実行する。前処理部１１０は、前処理を施した画像データをプライマリカラー適合部１２０および色域圧縮部１３０に送る。
【００２２】
プライマリカラー適合部１２０は、画像処理装置１００に入力される画像データの色がプライマリカラーの近傍にあれば、前処理部１１０によって前処理が施された画像データに対し、画像処理装置１００に入力される画像データの色相を、色域圧縮部１３０で色域を圧縮する対象の狭色域のプライマリカラーの位相に合わせる処理（以下、この処理のことを位相合わせ処理とも称する）を実行する。プライマリカラー適合部１２０による処理の詳細については後に詳述する。プライマリカラー適合部１２０は、画像処理装置１００に入力される画像データの色相を狭色域のプライマリカラーの位相に合わせた後の画像データを色域圧縮部１３０に送る。
【００２３】
色域圧縮部１３０は、プライマリカラー適合部１２０で位相合わせ処理を実行した後の画像データに対して、色域を圧縮する処理を実行する。色域圧縮部１３０は、色域を圧縮した後の画像データを後処理部１４０に送る。
【００２４】
後処理部１４０は、色域圧縮部１３０で色域が圧縮された後の画像データに対して後処理を実行する。後処理部１４０の構成については後に詳述するが、後処理部１４０は、後処理として色空間の変換処理、逆ガンマ変換処理を実行する。
【００２５】
本発明の一実施形態に係る画像処理装置１００は、図１に示したような構成を有することで、色相を保存して色域を変換する色相保持色域圧縮方式によって入力される画像データの色域を圧縮しつつ、色域圧縮に伴うプライマリカラーおよびプライマリカラー近傍での色相のずれを低減させつつ、する処理を実行することができる。
【００２６】
以上、図１を用いて本発明の一実施形態に係る画像処理装置１００の機能構成例について説明した。続いて、図１に示した本発明の一実施形態に係る画像処理装置１００の各処理ブロックの詳細な構成例について説明する。
【００２７】
図２は、本発明の一実施形態に係る画像処理装置１００に含まれる前処理部１１０の機能構成例を示す説明図である。以下、図２を用いて前処理部１１０の機能構成例について説明する。
【００２８】
図２に示したように、本発明の一実施形態に係る画像処理装置１００に含まれる前処理部１１０は、逆ガンマ変換部１１１と、色空間変換部１１２、１１３と、色相角度算出部１１４と、を含んで構成される。
【００２９】
逆ガンマ変換部１１１は、ＲＧＢ色空間を有する、広色域の入力画像データの赤、緑及び青の信号Ｒｉｎ、Ｇｉｎ、Ｂｉｎに対してそれぞれ逆ガンマ補正を適用する。具体的には、逆ガンマ変換部１１１は広色域の入力画像データの赤、緑及び青の信号Ｒｉｎ、Ｇｉｎ、Ｂｉｎをそれぞれ２．２乗して出力する。逆ガンマ変換部１１１は信号Ｒｉｎ、Ｇｉｎ、Ｂｉｎを２．２乗することで、入力画像データをリニア（ｌｉｎｅａｒ）化することが出来る。逆ガンマ変換部１１１は、リニア化した広色域の入力画像データを色空間変換部１１２に送る。
【００３０】
色空間変換部１１２は、逆ガンマ変換部１１１でリニア化した広色域の入力画像データの色空間を、ＲＧＢ色空間からＸＹＺ色空間に変換する。色空間変換部１１２は、ＸＹＺ色空間に変換した広色域の入力画像データのＸ、Ｙ及びＺの信号Ｘｗ、Ｙｗ、Ｚｗを色空間変換部１１３に送る。
【００３１】
色空間変換部１１３は、色空間変換部１１２でＸＹＺ色空間に変換した広色域の入力画像データの色空間をＸＹＺ色空間からＬ＊ａ＊ｂ＊色空間に変換する。色相保持色域圧縮方式は、色相を保持した状態で色域を圧縮する方式であり、色域の圧縮処理は同一色相面で実行される必要がある。よって、色相保持色域圧縮方式は、Ｌ＊ａ＊ｂ＊色空間で色域を圧縮する方式である。そのため色空間変換部１１３で予め広色域の入力画像データの色空間をＬ＊ａ＊ｂ＊色空間に変換しておく。
【００３２】
色空間変換部１１３は、Ｌ＊ａ＊ｂ＊色空間に変換した広色域の入力画像データのＬ＊、ａ＊及びｂ＊の信号Ｌｗ、ａｗ、ｂｗを色相角度算出部１１４に送る。また色空間変換部１１３は、入力画像データのａ＊及びｂ＊の信号ａｗ、ｂｗをプライマリカラー適合部１２０に送り、Ｌ＊の信号Ｌｗを色域圧縮部１３０に送る。
【００３３】
色相角度算出部１１４は、色空間変換部１１３でＬ＊ａ＊ｂ＊色空間に変換した広色域の入力画像データの色相角度αを算出する。色相角度算出部１１４は、色相角度αを以下の式で求める。
α＝ａｔａｎ（ｂｗ／ａｗ）
色相角度算出部１１４は、広色域の入力画像データの色相角度αを算出すると、算出した色相角度αをプライマリカラー適合部１２０に送る。
【００３４】
以上、図２を用いて前処理部１１０の機能構成例について説明した。続いて本発明の一実施形態に係る画像処理装置１００に含まれるプライマリカラー適合部１２０の機能構成例について説明する。
【００３５】
図３は、本発明の一実施形態に係る画像処理装置１００に含まれるプライマリカラー適合部１２０の機能構成例を示す説明図である。以下、図３を用いてプライマリカラー適合部１２０の機能構成例について説明する。
【００３６】
図３に示したように、本発明の一実施形態に係る画像処理装置１００に含まれるプライマリカラー適合部１２０は、テーブル記憶部１２１と、色適合処理部１２２と、を含んで構成される。
【００３７】
テーブル記憶部１２１は、色適合処理部１２２での位相合わせ処理に用いられるテーブル（ｔａｂｌｅ）を記憶する。具体的には、テーブル記憶部１２１は、Ｌ＊ａ＊ｂ＊空間における広色域のプライマリカラーの色相角度と、狭色域のプライマリカラーの色相角度との位相差を、Ｌ＊軸上の値をインデックスとしたテーブルの形式で保持する。Ｌ＊ａ＊ｂ＊空間における広色域のプライマリカラーの色相角度と、狭色域のプライマリカラーの色相角度との位相差は、各Ｌ＊軸上の値に対して事前に計算しておく。すなわち、Ｌ＊軸上の値が決まると、テーブル記憶部１２１に記憶されているテーブルの内容から、広色域のプライマリカラーの色相角度と、狭色域のプライマリカラーの色相角度との位相差が得られる。
【００３８】
色適合処理部１２２は、色相角度算出部１１４から送られる画像データの色相角度αと、テーブル記憶部１２１に保持されるテーブルのデータを用いて、色空間変換部１１３から送られるａ＊及びｂ＊の信号ａｗ、ｂｗに対する位相合わせ処理を実行する。具体的には、色相角度算出部１１４から送られる画像データの色相角度αが、広色域のプライマリカラーの色相角度の近傍に位置するものであれば、色適合処理部１２２は、色空間変換部１１３から送られるａ＊及びｂ＊の信号ａｗ、ｂｗに対する位相合わせ処理を実行する。色適合処理部１２２は、信号ａｗ、ｂｗに対する位相合わせ処理を実行した後の、信号ａｗ’、ｂｗ’および、位相合わせ処理後の色相角度α’を出力し、色域圧縮部１３０に送る。
【００３９】
以上、図３を用いてプライマリカラー適合部１２０の機能構成例について説明した。続いて、本発明の一実施形態に係る画像処理装置１００に含まれる色域圧縮部１３０の機能構成例について説明する。
【００４０】
図４は、本発明の一実施形態に係る画像処理装置１００に含まれる色域圧縮部１３０の機能構成例を示す説明図である。以下、図４を用いて色域圧縮部１３０の機能構成例について説明する。
【００４１】
図４に示したように、本発明の一実施形態に係る画像処理装置１００に含まれる色域圧縮部１３０は、テーブル記憶部１３１と、広色域交点算出部１３２と、狭色域交点算出部１３３と、色域圧縮部１３４と、を含んで構成される。
【００４２】
テーブル記憶部１３１は、広色域交点算出部１３２および狭色域交点算出部１３３での、Ｌ＊ａ＊ｂ＊色空間における交点算出処理に用いられるテーブルを記憶する。具体的には、テーブル記憶部１３１は、狭色域の色域境界テーブル（Ｇａｍｕｔ  Ｂｏｕｎｄａｒｙ  Ｔａｂｌｅ）および広色域の色域境界テーブルを記憶する。
【００４３】
狭色域の色域境界テーブルは、狭色域の色度座標は既知のものとして生成される。色域境界テーブルは、Ｌ＊ａ＊ｂ＊空間におけるＬ＊軸を中心とした円柱座標系で表現されるテーブルであり、そのテーブルのインデックスは、Ｌ＊軸および色相を表す角度（色相角度）となる。そして狭色域の色域境界テーブルのインデックス値より一意に決まる色域境界（Ｇａｍｕｔ  Ｂｏｕｎｄａｒｙ）の座標（ａ＊，ｂ＊）をサンプリングし、その値をテーブルの値として予めテーブル記憶部１３１に保持しておく。
【００４４】
広色域の色域境界テーブルも、狭色域の色域境界テーブルと同様に生成される。しかし、狭色域と広色域とで、プライマリカラーの位相が異なっている。従って、テーブル記憶部１２１に記憶するテーブルの作成時と同様に、Ｌ＊ａ＊ｂ＊色空間における広色域のプライマリカラーの色相角度と、狭色域のプライマリカラーの色相角度との位相差を用いて、広色域の色域境界に対して位相を合わせる処理を実行する。
【００４５】
ただ、プライマリカラー部分のみについて位相を合わせようとすると、色域境界に急峻な変化が生じる。従って、プライマリカラーの色相角度近傍でなだらかに変化するように，各Ｌ＊に対応するａ＊ｂ＊平面上でＬ＊軸を中心とした位相合わせ処理を実施する。こうして部分的に位相を合わせた広色域色域境界をサンプリングし、その値をテーブルの値として予めテーブル記憶部１３１に保持しておく。
【００４６】
広色域交点算出部１３２は、色適合処理部１２２で位相合わせ処理が行われた結果出力される信号ａｗ’、ｂｗ’、色空間変換部１１３から出力されるＬ＊の信号Ｌｗ、および位相合わせ処理後の色相角度α’を用いて、Ｌ＊軸上の任意の基準点Ｌ＊ｍと、信号Ｌｗ、ａｗ’、ｂｗ’とからなる新たな入力色Ｐｏとを結ぶ直線と、広色域の色域境界との交点を算出する。広色域交点算出部１３２は、交点の算出に際しては、テーブル記憶部１３１が記憶している広色域の色域境界テーブルを用いる。
【００４７】
同様に、狭色域交点算出部１３３は、色適合処理部１２２で位相合わせ処理が行われた結果出力される信号ａｗ’、ｂｗ’、色空間変換部１１３から出力されるＬ＊の信号Ｌｗ、および位相合わせ処理後の色相角度α’を用いて、任意の基準点Ｌ＊と、信号Ｌｗ、ａｗ’、ｂｗ’とからなる新たな入力色Ｐｏとを結ぶ直線と、狭色域の色域境界との交点を算出する。狭色域交点算出部１３３は、交点の算出に際しては、テーブル記憶部１３１が記憶している狭色域の色域境界テーブルを用いる。
【００４８】
色域圧縮部１３４は、Ｌ＊ａ＊ｂ＊色空間において広色域から狭色域へ変換する色域圧縮処理を実行する。色域圧縮部１３４は、広色域交点算出部１３２が算出した交点と、狭色域交点算出部１３３が算出した交点とを用いて、信号Ｌｗ、ａｗ’、ｂｗ’とからなる入力色Ｐｏを、狭色域内で直線Ｌ＊ｍ−Ｐｏ上の点へ変換することで、新たな色Ｐｒ（＝Ｌｎ、ａｎ、ｂｎ）に変換する。色域圧縮部１３４は、変換後の色Ｐｒ（＝Ｌｎ、ａｎ、ｂｎ）を後処理部１４０に出力する。
【００４９】
以上、図４を用いて色域圧縮部１３０の機能構成例について説明した。続いて、本発明の一実施形態に係る画像処理装置１００に含まれる後処理部１４０の機能構成例について説明する。
【００５０】
図５は、本発明の一実施形態に係る画像処理装置１００に含まれる後処理部１４０の機能構成例を示す説明図である。以下、図５を用いて後処理部１４０の機能構成例について説明する。
【００５１】
図５に示したように、本発明の一実施形態に係る画像処理装置１００に含まれる後処理部１４０は、色空間変換部１４１、１４２と、ガンマ変換部１４３と、を含んで構成される。
【００５２】
色空間変換部１４１は、色域圧縮部１３４によって狭色域の色に変換された色Ｐｒ（＝Ｌｎ、ａｎ、ｂｎ）の色空間を、Ｌ＊ａ＊ｂ＊色空間からＸＹＺ色空間に変換する。色空間変換部１４１は、ＸＹＺ色空間に変換した後の信号Ｘｎ、Ｙｎ、Ｚｎを色空間変換部１４２に送る。
【００５３】
色空間変換部１４２は、色空間変換部１４１がＸＹＺ色空間に変換した後の信号Ｘｎ、Ｙｎ、Ｚｎについて、ＲＧＢ色空間に変換する。色空間変換部１４２は、ＲＧＢ色空間に変換した後の画像データをガンマ変換部１４３に送る。
【００５４】
ガンマ変換部１４３は、ＲＧＢ色空間に変換した後の画像データに対してガンマ変換処理を実行する。具体的には、ガンマ変換部１４３は、入力される画像データを（１．０／２．２）乗する。ガンマ変換部１４３は、入力される画像データを（１．０／２．２）乗することで、ガンマ曲線を有する信号Ｒｏｕｔ、Ｇｏｕｔ、Ｂｏｕｔからなる出力画像データを出力する。
【００５５】
以上、図５を用いて後処理部１４０の機能構成例について説明した。
【００５６】
本発明の一実施形態に係る画像処理装置１００は、図１から図５に示したような構成を有することで、色相を保存して色域を変換する色相保持色域圧縮方式によって入力される画像データの色域を圧縮しつつ、色域圧縮に伴うプライマリカラーおよびプライマリカラー近傍での色相のずれを低減させつつ、する処理を実行することができる。
【００５７】
以上、本発明の一実施形態に係る画像処理装置１００の各ブロックの機能構成例について説明した。続いて、本発明の一実施形態に係る画像処理装置１００の動作例について説明する。
【００５８】
［画像処理装置の動作例］
本発明の一実施形態に係る画像処理装置１００の動作例について説明するにあたり、まず色相保持色域圧縮方式について説明しておく。色相保持色域圧縮方式は、色相を保持した状態で色域を圧縮する方式であり、色域の圧縮処理は同一色相面で実行される必要がある。よって、色相保持色域圧縮方式は、Ｌ＊ａ＊ｂ＊色空間で色域を圧縮する方式である、
【００５９】
図６は、Ｌ＊ａ＊ｂ＊色空間での、色相保持色域圧縮方式による色域の圧縮処理を説明するための説明図である。図６の符号ｈ１は、Ｌ＊ａ＊ｂ＊色空間における同一色相面を示し、符号ｓ１は、符号ｈ１で示した色相面における、入力される広色域の色域境界を示し、符号ｔ１は、符号ｈ１で示した色相面における、ターゲットとなる狭色域の色域境界を示している。またＰｏは、符号ｈ１で示した色相面での、広色域における入力色を示している。従って符号ｈ１で示した色相面は、Ｌ＊軸と、入力色Ｐｏとで構成される平面となる。
【００６０】
図７は、図６に示したＬ＊ａ＊ｂ＊色空間において符号ｈ１で示した同一色相面を二次元平面（Ｌ＊Ｃ＊色空間）で表した説明図である。図７を用いて、色相保持色域圧縮方式による色域の圧縮処理を説明する。
【００６１】
まず、Ｌ＊軸上に任意の基準点Ｌ＊ｍを決定する。基準点Ｌ＊ｍは、例えば入力色Ｐｏと同じＬ値を取ってもよく、狭色域の色域境界の重心を取ってもよく、その他の基準によって定められても良い。そして、狭色域内で基準点Ｌ＊ｍと入力色Ｐｏとを通る直線上の任意の位置に、色域圧縮後の色Ｐｒを決定する。これが色相保持色域圧縮方式による色変換処理である。
【００６２】
色域圧縮後の色Ｐｒの決定方法の一例を示す。例えば、直線Ｌ＊ｍ−Ｐｏと、狭色域の色域境界および広色域の色域境界との交点を、それぞれＰｇｎｃ，Ｐｇｗｃとする。この場合、（線分Ｌ＊ｍ−Ｐｏの長さ）／（線分Ｌ＊ｍ−Ｐｇｗｃの長さ）＝（線分Ｌ＊ｍ−Ｐｒの長さ）／（線分Ｌ＊ｍ−Ｐｇｎｃの長さ）を満たすように、色域圧縮後の色Ｐｒを決定してもよい。もちろん、この方法以外にも色域圧縮後の色Ｐｒを決定する方法がある。
【００６３】
このように、色相保持色域圧縮方式は色相を保持したまま色域を圧縮できるという大きな特徴を持っている。しかし、色相の保持を最優先にして色域を圧縮する色変換処理を実施するため、変換の前後でプライマリカラーが保持できない。図８は、広色域の色域境界と、狭色域の色域境界との違いの例を示す説明図である。このように、広色域と狭色域ではプライマリカラー部分の境界にずれが存在する。従って、単純に色相を保持したまま色域をすると、変換の前後でプライマリカラーが保持できなくなる。一方でプライマリカラーを保持しようとすると今度は色相が保持出来なくなる。この相反する２つの条件を同時に満たすため、本実施形態では以下のよう方法を提案する。
【００６４】
本実施形態では、図１から図５で機能構成例を示した画像処理装置１００において、色相保持色域圧縮方式による色変換を実施する前に、狭色域の色域境界のプライマリカラーに対して、広色域の色域境界のプライマリカラーがどれくらいずれているかを、Ｌ＊軸を中心としたａ＊ｂ＊平面で見たときの位相差として算出する。
【００６５】
狭色域の色域境界のプライマリカラーに対して、広色域の色域境界のプライマリカラーがどれくらいずれているかを算出することにより、各Ｌ値に対するプライマリカラーのずれが分かる。従って、画像処理装置１００は、広色域の色域境界を、そのプライマリカラーの近傍で、Ｌ＊軸を中心にしてなだらかに回転させることにより、狭色域と広色域との間でプライマリカラーの位相を合わせる処理を実行する。図９は、狭色域と広色域との間でプライマリカラーの位相を合わせる様子を示す説明図である。このように、狭色域と広色域との間でプライマリカラーの位相を合わせることで、プライマリカラー近傍においてプライマリカラーのずれが低減される。
【００６６】
さらに、入力色Ｐｏについても、プライマリカラーの近傍に存在している場合は、画像処理装置１００は同様にＬ＊軸を中心にして回転させる。画像処理装置１００は、このように狭色域のプライマリカラーに位相を合わせた広色域の色域境界と、回転処理を施した入力色Ｐｏに対して、上述したような色相保持色域圧縮方式を適用する。画像処理装置１００は、このような処理を実行することで、プライマリカラー近傍においてプライマリカラーのずれを低減することができるとともに、プライマリカラー近傍以外では色相を保持した色変換が達成される。
【００６７】
図１０は、本発明の一実施形態に係る画像処理装置１００の動作例を示す流れ図である。図１０に示したのは、広色域の画像データを、色相保持色域圧縮方式により狭色域の画像データに変換する際の画像処理装置１００の動作例である。以下、図１０を用いて本発明の一実施形態に係る画像処理装置１００の動作例について説明する。
【００６８】
まず画像処理装置１００は、広色域の入力画像データに対して、色相保持色域圧縮方式によって色域を圧縮する処理に先立って、前処理を実行する（ステップＳ１０１）。このステップＳ１０１の前処理は前処理部１１０が実行する。
【００６９】
上述したように、前処理部１１０が実行する前処理には、逆ガンマ変換部１１１による逆ガンマ変換処理、色空間変換部１１２、１１３によるＲＧＢ色空間からＸＹＺ色空間への変換処理およびＸＹＺ色空間からＬ＊ａ＊ｂ＊色空間への変換処理が含まれる。
【００７０】
画像処理装置１００は、ステップＳ１０１で広色域の画像データに対する前処理を実行すると、続いて広色域の入力画像データの色相角度を算出する（ステップＳ１０２）。このステップＳ１０２の色相角度の算出処理は、色相角度算出部１１４が実行する。色相角度算出部１１４は、上述したように、色相角度αを以下の式で求める。
α＝ａｔａｎ（ｂｗ／ａｗ）
【００７１】
画像処理装置１００は、ステップＳ１０２で広色域の入力画像データの色相角度を算出すると、続いて、色相角度がプライマリカラーの近傍に位置する色相角度であれば、入力画像データの色相を変換する位相合わせ処理を実行する（ステップＳ１０３）。このステップＳ１０３の位相合わせ処理は、色適合処理部１２２が実行する。
【００７２】
本実施形態では、色適合処理部１２２は、色相角度算出部１１４から送られる画像データの色相角度αと、テーブル記憶部１２１に保持されるテーブルのデータを用いて、色空間変換部１１３から送られるａ＊及びｂ＊の信号ａｗ、ｂｗに対する位相合わせ処理を実行する。
【００７３】
図１１は、色適合処理部１２２による位相合わせ処理の一例を示す説明図である。図１１は、Ｌ＊ａ＊ｂ＊色空間において、あるＬ＊軸上の１点をａ＊ｂ＊平面で切り出した状態を示したものである。図１１の符号ＢＰは、位相合わせ処理が行われる前のプライマリカラーのａ＊ｂ＊平面上での位置を、符号ＡＰは、位相合わせ処理が行われた後のプライマリカラーのａ＊ｂ＊平面上での位置を、それぞれ示している。また符号ｓ１は、位相合わせ処理が行われる前の広色域の色域境界を、符号ｓ２は、位相合わせ処理が行われた後の広色域の色域境界を、それぞれ示している。色相角度算出部１１４から送られる画像データの色相角度αは、入力色Ｐｏのなす角を意味する。
【００７４】
色適合処理部１２２は、テーブル記憶部１２１に保持されるテーブルのデータを用いて、色相角度がプライマリカラーの近傍に位置する色相角度であれば、入力画像データの色相を図１１のように変換する位相合わせ処理を実行する。
【００７５】
ここで、符号ＢＰで示した点を符号ＡＰで示した点まで移動させることで、広色域の色域境界に歪みが生じてしまう。そこで色適合処理部１２２は、図１１に示す遷移範囲θを設けて、この遷移範囲θの間は、位相合わせ処理後の広色域の色域境界がなだらかに変化するように調節する。色適合処理部１２２は、遷移範囲θの間で位相合わせ処理後の広色域の色域境界を調節することで、位相合わせ処理後もなだらかに変化するような広色域の色域境界を維持することが可能となる。
【００７６】
画像処理装置１００は、ステップＳ１０３で位相合わせ処理を実行すると、続いて、位相合わせ処理後の広色域の画像データに対して色域の圧縮を実行する（ステップＳ１０４）。ステップＳ１０４の色域の圧縮は色域圧縮部１３０が実行する。
【００７７】
本実施形態では、色域圧縮部１３０は、位相合わせ処理後の広色域の色域境界と、狭色域の色域境界とを用いて、位相合わせ処理後の色について、色相保持色域圧縮方式により色域を圧縮する処理を実行する。以下において、本実施形態での色域圧縮部１３０の色域圧縮処理を説明する。
【００７８】
色域圧縮部１３０が実行する色相保持色域圧縮方式では、上述したようにＬ＊軸上に任意の基準点Ｌ＊ｍを決定する。図１２は、Ｌ＊軸上に任意の基準点Ｌ＊ｍを決定する際のアルゴリズム例を示す説明図である。また図１３は、図１２に示したアルゴリズムを説明するための説明図である。
【００７９】
「Ｍａｘ  Ｃ」は、各色相平面において、狭色域の色域境界でのＣ＊が最大になるＬ＊をＬ＊ｍとして決定するアルゴリズムである。
【００８０】
「Ａｖｅｒａｇｅ」は、色相平面毎に求めたＬ＊ｍ１の全色相平面での平均値をＬ＊ｍとして決定するアルゴリズムである。「Ｍａｘ  Ｃ」および「Ａｖｅｒａｇｅ」は、入力色ＰｏのＬ＊の値とは無関係に、色域境界のみによって決定される固定値である。
【００８１】
「Ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ１」は、入力色Ｐｏと同じＬ＊の値をＬ＊ｍとして決定するアルゴリズムである。
【００８２】
「Ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ２」は、図１３に示したＬ＊ｍ３またはＬ＊ｍ４をＬ＊ｍとして決定するアルゴリズムである。このアルゴリズムでは、入力色ＰｏのＬ＊の値がＬ＊ｍ４未満であれば入力色ＰｏのＬ＊の値Ｌ＊ｍ３をＬ＊ｍとして決定し、一方、入力色ＰｏのＬ＊の値がＬ＊ｍ４以上であればＬ＊ｍ４をＬ＊ｍとして決定する。
【００８３】
「Ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ３」は、図１３に示したＬ＊ｍ３、Ｌ＊ｍ４またはＬ＊ｍ５をＬ＊ｍとして決定するアルゴリズムである。このアルゴリズムでは、入力色ＰｏのＬ＊の値が０以上Ｌ＊ｍ５以下であれば、Ｌ＊ｍ５をＬ＊ｍとして決定し、入力色ＰｏのＬ＊の値がＬ＊ｍ５より大きくＬ＊ｍ４未満であれば、入力色ＰｏのＬ＊の値Ｌ＊ｍ３をＬ＊ｍとして決定し、入力色ＰｏのＬ＊の値がＬ＊ｍ４以上であれば、Ｌ＊ｍ４をＬ＊ｍとして決定する。
【００８４】
ここでは５つのアルゴリズムを例として挙げて説明したが、本発明は係る例に限定されるものではなく、ここで示した５つのアルゴリズム以外のアルゴリズムによってＬ＊ｍを決定しても良い。
【００８５】
色域圧縮部１３０は、上述したようなアルゴリズムを用いて決定したＬ＊ｍを使用して、色域の圧縮を実行する。本実施形態では、Ｌ＊軸上に決定した基準点Ｌ＊ｍと入力色Ｐｏとを結ぶ直線と、広色域および狭色域の色域境界との交点を用いて色域の圧縮を実行する。そのため、広色域交点算出部１３２が、Ｌ＊軸上の任意の基準点Ｌ＊ｍと、信号Ｌｗ、ａｗ’、ｂｗ’とからなる新たな入力色Ｐｏとを結ぶ直線と、広色域の色域境界との交点を算出する。また狭色域交点算出部１３３が、Ｌ＊軸上の任意の基準点Ｌ＊ｍと、信号Ｌｗ、ａｗ’、ｂｗ’とからなる新たな入力色Ｐｏとを結ぶ直線と、狭色域の色域境界との交点を算出する。そして色域圧縮部１３４が、Ｌ＊ａ＊ｂ＊色空間において広色域から狭色域へ変換する色域圧縮処理を実行する。
【００８６】
色域圧縮部１３４は、色域圧縮処理を実行する際に、基準点Ｌ＊ｍから入力色Ｐｏまでの距離と、基準点Ｌ＊ｍから広色域の色域境界との交点までの距離との比を保ったまま、Ｌ＊ａ＊ｂ＊色空間において広色域から狭色域へ変換する処理を実行しても良い。しかし、ここでは単純に比を保ったままＬ＊ａ＊ｂ＊色空間において広色域から狭色域へ変換するのではなく、広色域の色域境界では狭色域の色域境界の内側へ圧縮し、狭色域の色域境界の内側に位置している色は広色域をそのまま維持する処理について説明する。
【００８７】
図１４〜図１６は、色域圧縮部１３４での色域圧縮処理を説明するための説明図である。図１４は、ある色相平面における基準点Ｌ＊ｍと、入力色Ｐｏと、圧縮後の出力色Ｐｒとの関係例を示す説明図である。Ｐｇｗｃは基準点Ｌ＊ｍと入力色Ｐｏとを結ぶ直線と、広色域の色域境界との交点であり、Ｐｇｎｃは基準点Ｌ＊ｍと入力色Ｐｏとを結ぶ直線と、狭色域の色域境界との交点である。
【００８８】
図１５は、図１４に示したＬ＊Ｃ＊平面におけるＬ＊ｍと入力色Ｐｏとを結ぶ直線に注目した説明図である。図１５のようにｄｏ、ｄｒ、ｄｑｎｃ、ｔｏ０、およびｔｏ１を定義した場合、Ｒｗｃを広色域の保持率（なお、Ｒｗｃ＝ｄｏ／ｄｇｎｃである）とすると、ｄｏ≦Ｒｗｃ×ｄｇｎｃの場合、色域圧縮部１３４は、ｄｒをｄｏと同じに設定する。一方、ｄｏ≦Ｒｗｃ×ｄｇｎｃの場合、色域圧縮部１３４は、ｄｒを以下の式で求める。
ｄｒ＝（Ｒｃ×ｄｇｎｃ）＋［（１．０−Ｒｗｃ）×ｄｇｎｃ］×（ｔｏ０／ｔｏ１）
【００８９】
図１６は、色域圧縮部１３４による色域圧縮処理について説明する説明図である。例えばｄｇｗｃ／ｄｇｎｃ＝１．２、Ｒｗｃ＝０．９とすると、Ｒｗｃ＝ｄｏ／ｄｇｎｃが０から０．９までの区間は、色域圧縮部１３４は、ｄｒをｄｏと同じに設定する。一方Ｒｗｃ＝ｄｏ／ｄｇｎｃが０から０．９までの区間は、色域圧縮部１３４は、上記数式に基づいてｄｒを決定し、色域圧縮後の出力色Ｐｒを出力する。
【００９０】
もちろん、本発明は係る例に限定されるものではなく、ここで示したアルゴリズム以外のアルゴリズムによって色域を圧縮し、色域圧縮後の出力色Ｐｒを出力しても良い。
【００９１】
画像処理装置１００は、ステップＳ１０４で色域の圧縮を実行すると、続いて色域を圧縮した後の画像データに対して後処理を実行する（ステップＳ１０５）。ステップＳ１０５の後処理は後処理部１４０が実行する。後処理部１４０は、後処理として、上述したように、色空間変換部１４１、１４２によるＬ＊ａ＊ｂ＊色空間からＸＹＺ色空間への変換処理およびＸＹＺ色空間からＲＧＢ色空間への変換処理、ガンマ変換部１４３によるガンマ変換処理が含まれる。
【００９２】
本発明の一実施形態に係る画像処理装置１００は、上述したような動作を実行することで、色相を保存して色域を変換する色相保持色域圧縮方式によって入力される画像データの色域を圧縮しつつ、色域圧縮に伴うプライマリカラーおよびプライマリカラー近傍での色相のずれを低減させつつ、する処理を実行することができる。
【００９３】
＜２．まとめ＞
以上説明したように本発明の一実施形態によれば、色相を保存して色域を変換する色相保持色域圧縮方式によって入力される画像データの色域を圧縮する画像処理装置１００が提供される。本発明の一実施形態に係る画像処理装置１００は、色相保持色域圧縮方式によって入力される画像データの色域を圧縮する際に、色域圧縮に伴うプライマリカラーおよびプライマリカラー近傍で発生する色相のずれを低減させるために、色域の圧縮前に、プライマリカラーおよびプライマリカラー近傍の部分において、広色域の色域境界の位相を狭色域の色域境界に位相を合わせこむ処理を実行する。
【００９４】
本発明の一実施形態に係る画像処理装置１００は、プライマリカラーおよびプライマリカラー近傍の部分において、広色域の色域境界の位相を狭色域の色域境界に位相を合わせこむ処理を行っておくことで、色相保持色域圧縮方式によって入力される画像データの色域を圧縮する際に、色域圧縮に伴うプライマリカラーおよびプライマリカラー近傍で発生する色相のずれを低減させることが出来る。
【００９５】
本明細書における装置が実行する処理における各ステップは、必ずしもフローチャートやシーケンス図として記載された順序に沿って時系列に処理される必要はない。例えば、各装置が実行する処理における各ステップは、フローチャートとして記載した順序と異なる順序で処理されても良く、並列的に処理されてもよい。
【００９６】
また上述した各装置の構成と同等の機能を、本明細書における装置に内蔵されるＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）およびＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）などのハードウェア（図示せず）に発揮させるためのコンピュータプログラムも作成されることができる。また、該コンピュータプログラムを記憶させた記憶媒体も提供されることが可能である。また、機能ブロック図で示したそれぞれの機能ブロックをハードウェアで構成することで、一連の処理をハードウェアで実現することもできる。
【００９７】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【００９８】
１００    画像処理装置
１１０    前処理部
１１１    逆ガンマ変換部
１１２、１１３    色空間変換部
１１４    色相角度算出部
１２０    プライマリカラー適合部
１２１    テーブル記憶部
１２２    色適合処理部
１３０    色域圧縮部
１３１    テーブル記憶部
１３２    広色域交点算出部
１３３    狭色域交点算出部
１３４    色域圧縮部
１４０    後処理部
１４１、１４２    色空間変換部
１４３    ガンマ変換部
【図１】
2015111779.tif 000003
【図２】
2015111779.tif 000004
【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】
2015111779.tif 000016
【図８】
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【図９】
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