(57)【要約】【課題】補正対象となる色信号の階調補正を行った場合に、補正対象となる色信号が属する色空間とは異なる色空間に属する色信号に変換を行った場合でも、色域圧縮を行うことなく、階調補正が行えること。【解決手段】補正対象となる色信号の階調を補正する階調補正情報が格納された階調補正情報格納部１２と、階調補正情報格納部１２から階調補正情報を読み出し、補正対象となる色信号に応じて当該階調補正情報を正規化して正規化階調補正情報を生成する階調補正情報正規化部１３と、正規化階調補正情報を用いて、補正対象となる色信号を補正色信号に変換する階調補正部１４を有する色処理装置。【選択図】図１
2008067313.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
補正対象となる色信号の階調を補正する階調補正情報が格納された階調補正情報格納部と、
前記階調補正情報格納部から前記階調補正情報を読み出し、前記補正対象となる色信号に応じて当該階調補正情報を正規化して正規化階調補正情報を生成する階調補正情報正規化部と、
前記正規化階調補正情報を用いて、補正対象となる色信号を補正色信号に変換する階調補正部を有することを特徴とする色処理装置。
【請求項２】
所定の入力色信号からなる画像信号を取得する画像信号取得部と、
前記入力色信号の階調を補正する階調補正情報が格納された階調補正情報格納部と、
前記階調補正情報格納部から前記階調補正情報を読み出し、前記画像信号取得部にて取得された前記画像信号の入力色信号に応じて当該階調補正情報を正規化して正規化階調補正情報を生成する階調補正情報正規化部と、
前記階調補正情報正規化部にて生成された前記正規化階調補正情報を用いて、前記入力色信号を補正色信号に変換する階調補正部と、
前記階調補正部にて変換された前記補正色信号を前記入力色信号とは異なる色空間に属する出力色信号へ変換する色変換部と
を有することを特徴とする色処理装置。
【請求項３】
前記出力色信号の色成分が取り得る値の最大値または最小値から算出される前記入力色信号の色成分の値を、前記補正色信号が取り得る範囲である階調補正範囲の最大値または最小値として、前記正規化階調補正情報を生成する階調補正情報正規化部を更に有すること特徴とする請求項２に記載の色処理装置。
【請求項４】
補正対象となる色信号の階調を補正するための階調補正情報を取得し、
前記補正対象となる色信号に応じて前記階調補正情報を正規化して正規化階調補正情報を生成し、
前記正規化階調補正情報を用いて、前記補正対象となる色信号を補正色信号に変換することにより、色信号の階調を補正することを特徴とする色処理方法。
【請求項５】
所定の入力色信号からなる画像信号を取得し、
前記入力色信号の階調を補正するための階調補正情報を取得し、
前記入力色信号に応じて前記階調補正情報を正規化して正規化階調補正情報を生成し、
前記正規化階調補正情報を用いて、前記入力色信号を補正色信号に変換し、
前記補正色信号を入力色信号とは異なる色空間に属する出力色信号へ変換することにより、入力色信号を出力色信号へ変換することを特徴とする色処理方法。
【請求項６】
前記出力色信号の色成分が取り得る値の最大値または最小値から算出される前記入力色信号の色成分の値を、前記補正色信号が取り得る範囲である階調補正範囲の最大値または最小値として、前記正規化階調補正情報を生成する処理を更に含む請求項５に記載の色処理方法。
【請求項７】
コンピュータに、
補正対象となる色信号の階調を補正するための階調補正情報をメモリから読み出す機能と、
前記補正対象となる色信号に応じて前記階調補正情報を正規化して正規化階調補正情報を生成する機能と、
前記正規化階調補正情報を用いて、前記補正対象となる色信号を補正色信号に変換する階調補正機能と
を実現させるプログラム。
【請求項８】
コンピュータに、
入力色信号の階調を補正するための階調補正情報をメモリから読み出す機能と、
前記入力色信号に応じて前記階調補正情報を正規化して正規化階調補正情報を生成する機能と、
前記正規化階調補正情報を用いて、前記入力色信号を補正色信号に変換する機能と、
前記補正色信号を入力色信号とは異なる色空間に属する出力色信号へ変換する階調補正機能と
を実現させるプログラム。
【請求項９】
前記コンピュータに、前記出力色信号の色成分が取り得る値の最大値または最小値から算出される前記入力色信号の色成分の値を、前記補正色信号が取り得る範囲である階調補正範囲の最大値または最小値として、前記正規化階調補正情報を生成する機能を更に実現させる請求項８に記載のプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、階調補正を行うための色処理装置等に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、あるカラー出力デバイス等の色信号を用いて、別のカラー出力デバイス等に出力を行う場合、両者間で異なる色の表現方法を行っていると、同じ画像データでも発色の違いが生じる。このような差をなくすために、発色の特性を記録したデータを用意し、その違いを計算して、なるべく発色の違いをなくすカラーマッチング技術が知られている。
カラーマッチング技術の一例として、ＬＵＴ（Ｌｏｏｋ  Ｕｐ  Ｔａｂｌｅ）のような形で階調補正情報を作成し、それに基づいて色信号の階調補正を行う場合がある。
【０００３】
しかし、色信号の階調補正を行うことで、色度によっては、カラー出力デバイス等の色域外となってしまう場合がある。
【０００４】
このような問題を解決するための方法として、例えば、画像に含まれる色が色域外か否かを判定し、色域外となったときは色域内へ圧縮を行なう方法がある。
この方法によれば、色域外となった色の画像での位置関係に応じて圧縮方法を変えることもできる。例えば、色域外となった色の画像の中での面積に応じて、圧縮方法を変化させることで、画像全体として、自然な色再現を行うことができる（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
また、階調補正を行った後に、色域内外の判定を行い、色域外と判定された色に関しては、色相を維持したまま、色域圧縮を行なう方法がある。
この方法によれば、色相や彩度に応じて、圧縮規則を変更することもでき、色相を変化させることなく、想定された画像を出力することができる（例えば、特許文献２参照。）。
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−０１４２８４号公報
【特許文献２】特開２００５−３４１２６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
補正対象となる色信号の階調補正を行った場合に、補正対象となる色信号が属する色空間とは異なる色空間に属する色信号に変換を行った場合でも、色域圧縮を行うことなく、階調補正が行える色処理装置等を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
かくして、本発明が適用される色処理装置は、補正対象となる色信号の階調を補正する階調補正情報が格納された階調補正情報格納部と、階調補正情報格納部から階調補正情報を読み出し、補正対象となる色信号に応じて階調補正情報を正規化して正規化階調補正情報を生成する階調補正情報正規化部と、正規化階調補正情報を用いて、補正対象となる色信号を補正色信号に変換する階調補正部を有することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明が適用される色処理装置は、所定の入力色信号からなる画像信号を取得する画像信号取得部と、入力色信号の階調を補正する階調補正情報が格納された階調補正情報格納部と、階調補正情報格納部から階調補正情報を読み出し、画像信号取得部にて取得された画像信号の入力色信号に応じて階調補正情報を正規化して正規化階調補正情報を生成する階調補正情報正規化部と、階調補正情報正規化部にて生成された正規化階調補正情報を用いて、入力色信号を補正色信号に変換する階調補正部と、階調補正部にて変換された補正色信号を入力色信号とは異なる色空間に属する出力色信号へ変換する色変換部とを有することを特徴とする。
【００１０】
ここで、出力色信号の色成分が取り得る値の最大値または最小値から算出される入力色信号の色成分の値を、補正色信号が取り得る範囲である階調補正範囲の最大値または最小値として、正規化階調補正情報を生成する階調補正情報正規化部を更に有するのが好ましい。
【００１１】
一方、本発明が適用される色処理方法は、補正対象となる色信号の階調を補正するための階調補正情報を取得し、補正対象となる色信号に応じて、階調補正情報を正規化して正規化階調補正情報を生成し、正規化階調補正情報を用いて、補正対象となる色信号を補正色信号に変換することにより、色信号の階調を補正することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明が適用される色処理方法は、所定の入力色信号からなる画像信号を取得し、入力色信号の階調を補正するための階調補正情報を取得し、入力色信号に応じて階調補正情報を正規化して正規化階調補正情報を生成し、正規化階調補正情報を用いて、入力色信号を補正色信号に変換し、補正色信号を入力色信号とは異なる色空間に属する出力色信号へ変換することにより、入力色信号を出力色信号へ変換することを特徴とする。
【００１３】
ここで、出力色信号の色成分が取り得る値の最大値または最小値から算出される入力色信号の色成分の値を、補正色信号が取り得る範囲である階調補正範囲の最大値または最小値として、正規化階調補正情報を生成する処理を更に含むことが好ましい。
【００１４】
一方、本発明が適用されるプログラムは、コンピュータに、補正対象となる色信号の階調を補正するための階調補正情報をメモリから読み出す機能と、補正対象となる色信号に応じて階調補正情報を正規化して正規化階調補正情報を生成する機能と、正規化階調補正情報を用いて、補正対象となる色信号を補正色信号に変換する階調補正機能とを実現させる。
【００１５】
また、本発明が適用されるプログラムは、コンピュータに、入力色信号の階調を補正するための階調補正情報をメモリから読み出す機能と、入力色信号に応じて階調補正情報を正規化して正規化階調補正情報を生成する機能と、正規化階調補正情報を用いて、入力色信号を補正色信号に変換する機能と、補正色信号を入力色信号とは異なる色空間に属する出力色信号へ変換する階調補正機能とを実現させる。
【００１６】
ここで、コンピュータに、出力色信号の色成分が取り得る値の最大値または最小値から算出される入力色信号の色成分の値を、補正色信号が取り得る範囲である階調補正範囲の最大値または最小値として、正規化階調補正情報を生成する機能を更に実現させることが好ましい。      
【発明の効果】
【００１７】
請求項１に記載の発明によれば、補正対象となる色信号の階調補正を行った場合に、補正対象となる色信号が属する色空間とは異なる色空間に属する色信号に変換を行った場合でも、色域圧縮を行うことなく、階調補正が行える色処理装置が得られる。
【００１８】
また、請求項２に記載の発明によれば、入力色信号の階調補正を行った場合に、入力色信号の属する色空間と出力色信号が属する色空間が異なる場合でも、出力色信号が色域圧縮を行うことなく、階調補正が行える色処理装置が得られる。
【００１９】
更に、請求項３に記載の発明によれば、この構成を用いない場合に比べて簡易に実現できる色処理装置が得られる。
【００２０】
一方、請求項４に記載の発明によれば、補正対象となる色信号の階調補正を行った場合に、補正対象となる色信号が属する色空間とは異なる色空間に属する色信号に変換を行った場合でも、色域圧縮を行うことなく、階調補正が行える色処理方法が得られる。
【００２１】
また、請求項５に記載の発明によれば、入力色信号の階調補正を行った場合に、入力色信号の属する色空間と出力色信号が属する色空間が異なる場合でも、出力色信号が色域圧縮を行うことなく、階調補正が行える色処理方法が得られる。
【００２２】
更に、請求項６に記載の発明によれば、この構成を用いない場合に比べて簡易に実現できる色処理方法が得られる。
【００２３】
一方、請求項７に記載の発明によれば、補正対象となる色信号の階調補正を行った場合に、補正対象となる色信号が属する色空間とは異なる色空間に属する色信号に変換を行った場合でも、色域圧縮を行うことなく、階調補正が行えるプログラムが得られる。
【００２４】
また、請求項８に記載の発明によれば、入力色信号の階調補正を行った場合に、入力色信号の属する色空間と出力色信号が属する色空間が異なる場合でも、出力色信号が色域圧縮を行うことなく、階調補正が行えるプログラムが得られる。
【００２５】
更に、請求項９に記載の発明によれば、この構成を用いない場合に比べて簡易に実現できるプログラムが得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明を実施するための最良の形態（実施の形態）について詳細に説明する。ただし、本発明は、以下の形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々変形して実施することができる。
【００２７】
図１０は、入力色信号の階調補正を行い、出力色信号に変換する色処理装置の機能の概略を示したブロック図である。
入力色信号としては、デジタルカメラにより撮像されたメモリの画像データや、商用印刷機の色信号が記録されたメモリの画像データや、カラーや白黒の画像が記録された銀塩印画紙から反射原稿入力装置により読み取った画像データ、あるいは、カラーや白黒のネガフィルムの写真感光材料から透過原稿入力装置により読み取った画像データなどが挙げられる。
【００２８】
階調補正情報は、階調補正情報格納部１２に格納されており、そこから取得された階調補正情報により、階調補正部１４で入力色信号の階調補正を行い、出力色信号とする。
この出力色信号はプリンタ、ディスプレイ等のカラー出力デバイスで表示が行われる。
【００２９】
色信号の階調補正を行う場合、カラー出力デバイス等の色信号であるＲＧＢやＣＭＹＫのそれぞれの色成分で、階調補正前と階調補正後の関係を示した階調補正情報を作成し、それを基に階調補正を行う方法と、Ｌ＊ａ＊ｂ＊色空間やＹＣｂＣｒ色空間などの輝度色差空間のそれぞれ色成分で、同様の階調補正情報を作成し、それを基に階調補正を行う方法の２通りがある。
【００３０】
図１１は、ＲＧＢ色信号のぞれぞれの色成分で階調補正を行う場合に、階調補正情報を、階調補正前の階調を横軸とし、階調補正後の階調を縦軸とする２次元表示による階調カーブで表した説明図である。
階調補正は、それぞれの色成分が取り得る値の範囲内で行われるので、カラー出力デバイス等の色域外になることはない。
【００３１】
一方、Ｌ＊ａ＊ｂ＊色空間やＹＣｂＣｒ色空間などの輝度色差空間で階調補正を行う場合を考えると、輝度色差空間は、輝度を表すＬ＊やＹが中程度のときに、色度であるａ＊ｂ＊やＣｂＣｒの色再現域は広く、輝度が高くなるか低くなるにつれて色再現域が狭くなるという性質をもっている。
このため、輝度の階調補正を行うことで、色度によっては、カラー出力デバイス等の色域外となってしまう場合がある。
【００３２】
図１２は、ＹＣｂＣｒ色空間において輝度Ｙの階調補正を行った場合に、色域外になる一例を示した説明図である。
ここでは説明の便宜上、ＣｂとＣｒをまとめたＣｂＣｒ軸と、Ｙ軸による２次元表示を行っている。
【００３３】
図１２（ａ）は、ＹＣｂＣｒ色空間における色域を表した説明図である。
ＣｂＣｒが０である場合は、輝度であるＹは０から１の全ての値をとることができる。しかし、ＣｂＣｒが正方向または負方向に移動すると、輝度であるＹの取り得る値は０と１の間で狭くなっていくことがわかる。
【００３４】
図１２（ｂ）は、Ｙを階調補正する際の階調補正情報を階調カーブで表した説明図である。
この階調カーブにより階調補正を行なうと階調補正前の点Ｐが、階調補正後の点Ｐ’に移動し、色域外となっていることがわかる。
【００３５】
カラー出力デバイス等の色域外であるか否かは、Ｌ＊ａ＊ｂ＊やＹＣｂＣｒから変換されたＲＧＢやＣＭＹＫの値のすべてが範囲内であるかどうかで判断することができる。
色域外であれば、少なくとも１つの色成分が取り得る値の範囲外（例えばＲＧＢが０〜２５５ならば、Ｒ＝２８０になるなど）となっている。
このような場合、ＲＧＢやＣＭＹＫなどの色成分に対して、取り得る値の最大値や最小値にクリップしてしまうと（例えば、Ｒ＝２８０→２５５にクリップ）、色相に大幅に変わるなど、再現したい色とかけ離れてしまう。
【００３６】
上記のような問題を解決するための方法として、例えば、画像に含まれる色が色域外か否かを判定し、色域外となったときは色域内へ圧縮を行なう方法や、また、階調補正を行った後に、色域内外の判定を行い、色域外と判定された色に関しては、色相を維持したまま、色域圧縮を行なう方法がある。
これらの方法は、基本的には色域内外の判定と、色域圧縮から構成されているのが通常である。
しかしながら、階調補正後に、補正直後の階調性や連続性を保ったまま、色域外となった色を色域圧縮することは困難である。
また、色域外の色が多いほど、色域内外判定にも処理時間を要することになる。
【００３７】
そこで本実施の形態においては、以下のような方法により、上記問題を解決する。
【００３８】
図１は、本発明の実施の形態が適用される階調補正を行い、入力色信号を出力色信号に変換する色処理装置の機能を示すブロック図である。
図１に示した色処理装置では、例えば外部のコンピュータ装置（図示せず）から所定の入力色信号からなる画像信号を取得する画像情報取得部１１を備えている。また階調補正情報が格納される階調補正情報格納部１２を備えている。更に図示しない制御部等により読み出された階調補正情報を入力色信号に応じて正規化を行い、正規化階調補正情報を生成する階調補正情報正規化部１３を備えている。そして入力色信号を正規化階調補正情報により階調補正し、補正色信号を生成する階調補正部１４を備えており、補正色信号を出力デバイス等の色信号に色変換し、出力色信号とする色変換部１５を備えている。
【００３９】
画像情報取得部１１では、前述の通り、外部のコンピュータ装置等から所定の入力色信号からなる画像信号を取得する。ここでは入力色信号はＹＣｂＣｒであることとする。一方、出力色信号はＲＧＢであるとする。
階調補正情報格納部１２では、例えば、前述の図１２（ｂ）に示すような階調カーブで表されるような階調補正情報が格納されている。ここでは、Ｙ（輝度）の階調補正をするものとすると、制御部等の指示により階調補正情報格納部１２からＹの階調補正情報が読み出される。
【００４０】
この階調カーブをそのまま適用した場合、ＣｂＣｒの値によっては、図１２（ｂ）のように補正後の点が色域外になってしまうので、本実施の形態では、階調補正情報正規化部１３において階調補正情報の正規化を行う。
【００４１】
図２および図３は、階調補正情報の正規化を行う場合に、その一例を示した説明図である。
ここでは、ＣｂＣｒの値に応じてＹの階調カーブの正規化を行う。
【００４２】
図２（ａ）に示すように、ＣｂＣｒの値に応じて、色域内となる最大輝度Ｙと最小輝度Ｙがあるはずなので、これらをそれぞれＹｍａｘ、Ｙｍｉｎとしてまず算出する。
そして、図２（ｂ）に示すように、そのＹｍａｘ、Ｙｍｉｎを階調補正範囲とし、階調補正情報の正規化を行う。
これにより、図３（ｂ）に示す階調カーブのような、Ｙｍａｘ、Ｙｍｉｎをそれぞれ１と０にした新たな階調補正情報が定義できる。ここで、正規化後のＹは、ｙと表している。
【００４３】
次に階調補正情報を正規化する具体的手順について説明を行う。
例えば、簡単のため、ＲＧＢ→ＹＣｂＣｒの色変換が線形変換係数で変換できるものとし、変換係数行列をＳとすると、ＲＧＢとＹＣｂＣｒの各色成分の関係は、次のように表すことができる。
【００４４】
【数１】
2008067313.tif 000003
【００４５】
ＲＧＢが加法混色で、簡単のため、範囲を０〜１とすれば、図２（ａ）に示すＹＣｂＣｒ空間内での色域において、上の面（Ｙが高い方の面）では、ＲＧＢのいずれかが１になっているはずである。
ＣｂとＣｒが固定なので、例えば、Ｒ＝１を代入した場合、Ｒ，Ｃｂ，Ｃｒが既知数、Ｙ，Ｇ，Ｂが未知数ということになる。
この場合、数式１を操作することで、未知数を算出できるように変形すると、以下の数式２のようになる。
【００４６】
【数２】
2008067313.tif 000004
【００４７】
ここで、ＳＲ＝１は、Ｒ＝１とおいた場合に、数式１を操作して算出された行列である。数式２によってＧ，Ｂが算出され、０≦Ｇ≦１かつ０≦Ｂ≦１の範囲であれば、このときのＹがＹｍaxである。
【００４８】
Ｇ，Ｂが、０≦Ｇ≦１かつ０≦Ｂ≦１を満たさない場合、Ｒの場合と同様に、Ｇ＝１またはＢ＝１とおき、それぞれ未知数Ｙ，Ｒ，Ｂの組とＹ，Ｒ，Ｇの組を以下の式で算出することができる。
【００４９】
【数３】
2008067313.tif 000005
【００５０】
【数４】
2008067313.tif 000006
【００５１】
ここで、ＳＧ＝１は、Ｇ＝１とおいた場合に数式１を操作して算出された行列であり、ＳＢ＝１は、Ｂ＝１とおいた場合に数式１を操作して算出された行列である。
数式２、数式３、数式４のうちいずれかによりＹｍａｘが算出でき、そのときＲ，Ｇ，Ｂの値も同時に導かれる（ただし、Ｒ，Ｇ，Ｂのうち１つは１である）。
【００５２】
図４は、色変換が線形変換係数で変換できるとした場合に、ＹｍａｘとＹｍｉｎを算出するイメージを表した説明図である。
Ｒ＝１のときに、０≦Ｇ≦１かつ０≦Ｂ≦１を満たした場合は、図４からわかるように、数式３、数式４で算出されたＲとＢ、またはＲとＧは０〜１の範囲に入らず範囲外となる。
よって、この例の場合、Ｒ＝１でＹｍａｘが算出されたことになる。
【００５３】
同様に、図２（ａ）に示すＹＣｂＣｒ空間内での色域において、下の面（Ｙが低い方の面）では、Ｒ，Ｇ，Ｂのいずれかが０になっているはずである。
よって、ＲＧＢのいずれかを０とすることにより、上述のＹｍａｘを求めた方法と同様に、Ｙｍｉｎを算出することができる。
このようにしてＹ，Ｒ，Ｇ，Ｂを求めたとき、Ｒ，Ｇ，Ｂ全てが０から１の範囲内になっているときのＹがＹｍｉｎとなる。図４の場合、Ｂ＝０のときＹｍｉｎが算出されたことになる。
【００５４】
以上の例では、簡単のために、色変換系が数式１で表したような線形の場合を示したが、非線形な系の場合でも同様に行うことができる。
例えば、ＲＧＢ→ＹＣｂＣｒの色変換が、非線形な写像Ｆを用いて以下のように表されるとする。
【００５５】
【数５】
2008067313.tif 000007
【００５６】
ここで、Ｙｍａｘを算出する場合についてまず説明を行う。
Ｒ，Ｇ，Ｂのいずれかを１とし、写像Ｆの逆写像をＦ−１とすると、それぞれ以下の数式６〜数式８が成り立つ。
まず、Ｒ＝１とおいた場合は、
【００５７】
【数６】
2008067313.tif 000008
【００５８】
と表すことができる。
同様に、Ｇ＝１とおいた場合は、
【００５９】
【数７】
2008067313.tif 000009
【００６０】
と表すことができる。
また更に、Ｂ＝１とおいた場合は、
【００６１】
【数８】
2008067313.tif 000010
【００６２】
と表すことができる。
写像Ｆがどのような形であれ、未知数と既知数の整合がとれていれば、逆変換を行うための逆写像Ｆ−１が存在するので、数式６〜数式８を用いてＹｍａｘを算出すればよい。
【００６３】
また、Ｙｍｉｎの算出も同様に行うことができる。
上述の数式６〜数式８において、Ｒ，Ｇ，Ｂのいずれかを０とした式を導出し、Ｙｍｉｎを算出すればよい。
【００６４】
図５は、色変換が非線形変換で行われた場合に、ＹｍａｘとＹｍｉｎを算出するイメージを表した説明図である。
この図によれば、Ｒ＝１のとき、Ｇ，Ｂが０〜１の範囲内となりＹｍａｘが算出され、またＢ＝０のとき、Ｒ，Ｇが０〜１の範囲内となりＹｍｉｎが算出されることがわかる。
【００６５】
次に、階調補正部１４の説明を行う。
以上のように、算出されたＹｍａｘ、Ｙｍｉｎを用いて、Ｙの階調補正情報を正規化するが、それには、図３（ｂ）に示すような正規化階調補正情報を表した正規化された階調カーブを使用して階調補正を行う。
正規化されたＹをｙとすると、例えば、以下のような数式９によりｙを算出することができる。
【００６６】
【数９】
2008067313.tif 000011
【００６７】
数式９で算出されたｙを図３（ｂ）で示す正規化された階調カーブにより補正してｙ’を算出し、数式９の逆演算である以下の数式１０により、ｙ’から補正色信号Ｙ’を求めることができる。
【００６８】
【数１０】
2008067313.tif 000012
【００６９】
ここで、ｆｎは正規化された階調カーブによる階調補正を表すものとする。
以上のように、入力色信号ＹＣｂＣｒは、輝度の階調補正がなされ、補正色信号Ｙ’ＣｂＣｒとなる。
【００７０】
なお、数式９は、設定された階調補正情報を表す階調カーブの形状を変えず範囲のみを変えるような正規化であるが、自然な階調再現をする目的などで必要であれば、本実施の形態では、必要に応じて正規化のときに階調カーブの形状を変えてもよいものとする。
【００７１】
階調補正後は、色変換部１５で、補正色信号Ｙ’ＣｂＣｒをカラー出力デバイス等の色信号であるＲＧＢへの色変換する処理が行なわれる。
ＲＧＢ→ＹＣｂＣｒの色変換は、数式１または数式５により算出できるので、その逆行列または逆写像を利用することにより、Ｙ’ＣｂＣｒからＲＧＢへの色変換が行える。
即ち、Ｓの逆行列であるＳ−１、またはＦの逆写像であるＦ−１を用いて、以下の数式１１または数式１２を用いて色変換を行えばよい。
【００７２】
【数１１】
2008067313.tif 000013
【００７３】
【数１２】
2008067313.tif 000014
【００７４】
階調補正情報正規化部１３において、階調補正情報が正規化されているので、カラー出力デバイス等の色域内で、上記のＲ，Ｇ，Ｂを算出することができる。
【００７５】
なお、ＣｂやＣｒの階調補正を行う場合も、上述の例で説明したＹの階調補正と同様に行うことができる。即ち、今まで説明した計算式において、ＹをＣｂやＣｒと入れ替えて計算するだけでよい。
【００７６】
以上詳述した階調補正の例は、Ｙ，Ｃｂ，Ｃｒのいずれか１つの階調補正を別々に行う例であったが、下記の方法によれば、Ｙ，Ｃｂ，Ｃｒの階調補正を一度に行うことが可能である。
【００７７】
図６は、Ｙ，Ｃｂ，Ｃｒの階調補正を一度に行う場合の一例を表した説明図である。
ここでは、輝度を下げ、かつ彩度を上げる階調補正を行いたい場合の例であり、（Ｙ０，Ｃｂ０，Ｃｒ０）を（ＹＴ，ＣｂＴ，ＣｒＴ）に補正する。
【００７８】
図７は、Ｙ，Ｃｂ，Ｃｒそれぞれの色信号の階調補正情報を、階調カーブで示した説明図である。
図７（ａ）〜図７（ｃ）において、Ｙの範囲は０〜１で、ＣｂとＣｒの範囲は−０．５〜０．５である。
このような階調カーブが設定された場合も、上述の例の場合と同様に、入力色信号によっては、変換後に色域外となる場合がある。そこで、そのような場合は階調補正情報の正規化が必要である。
【００７９】
図８は、Ｙ，Ｃｂ，Ｃｒの階調補正を一度に行う場合に、その一例を表した説明図である。
例えば、入力色信号を（Ｙｉｎ，Ｃｂｉｎ，Ｃｒｉｎ）とすると、以下の式で表されるような、（Ｙｉｎ，Ｃｂｉｎ，Ｃｒｉｎ）を通り、方向ベクトルが、（Ｙ０，Ｃｂ０，Ｃｒ０）から（ＹＴ，ＣｂＴ，ＣｒＴ）へのベクトルである直線が設定できる。
このとき直線の式は、次の数式１３で表すことができる。
【００８０】
【数１３】
2008067313.tif 000015
【００８１】
ここで、（αＹ，αＣｂ，αＣｒ）は（Ｙ０，Ｃｂ０，Ｃｒ０）から（ＹＴ，ＣｂＴ，ＣｒＴ）への方向ベクトルである。このときαＹ，αＣｂ，αＣｒは次の数式１４で表すことができる。
【００８２】
【数１４】
2008067313.tif 000016
【００８３】
次に、数式１３で表される直線と、色域外郭との交点を求める。
例えば、ＲＧＢ→ＹＣｂＣｒの色変換が数式１の変換式で表されるとき、その逆変換は、媒介変数ｔを用いた次の数式１５で表すことができる。
【００８４】
【数１５】
2008067313.tif 000017
【００８５】
数式１３で表される直線と色域外郭との交点は、上述の例と同様に、数式１５のＲ，Ｇ，Ｂのいずれかを０か１とすることで算出することができる。
【００８６】
ＲＧＢやＹＣｂＣｒの各色成分の関係が、数式１５で表すことができる場合は、ｔの値を一意に決定することができる。
直線と色域外郭の交点は２つあるので、ＲＧＢのいずれかを０か１とすることで、ＲＧＢ全てが範囲内となるｔは２つ算出することができる。順に計算していき、Ｒ，Ｇ，Ｂのそれぞれが所定の範囲内かどうかをチェックすればよい。
【００８７】
以上のように算出されたｔをｔＧ１，ｔＧ２とすると、色域外郭と直線の交点である（ＹＧ１，ＣｂＧ１，ＣｒＧ１）と（ＹＧ２，ＣｂＧ２，ＣｒＧ２）は、以下の数式１６、数式１７により算出することができる。
【００８８】
【数１６】
2008067313.tif 000018
【００８９】
【数１７】
2008067313.tif 000019
【００９０】
以上のように算出された（ＹＧ１，ＣｂＧ１，ＣｒＧ１）と（ＹＧ２，ＣｂＧ２，ＣｒＧ２）を用いて、Ｒ，Ｇ，Ｂが所定の範囲内となるＹｍａｘ，Ｙｍｉｎ，Ｃｂｍａｘ，Ｃｂｍｉｎ，Ｃｒｍａｘ，Ｃｒｍｉｎは、以下の数式１８〜数式２０により算出することができる。
【００９１】
【数１８】
2008067313.tif 000020
【００９２】
【数１９】
2008067313.tif 000021
【００９３】
【数２０】
2008067313.tif 000022
【００９４】
このようにして求められたＹｍａｘ，Ｙｍｉｎ，Ｃｂｍａｘ，Ｃｂｍｉｎ，Ｃｒｍａｘ，Ｃｒｍｉｎから階調補正情報の正規化を行うことができる。
【００９５】
図９は、本実施の形態により正規化を行ったＹ（図９（ａ））、Ｃｂ（図９（ｂ））、Ｃｒ（図９（ｃ））の階調補正情報を階調カーブとして表した一例である。
なお、この場合も、例えば、自然な階調再現をする目的などで必要であれば、本実施の形態では、必要に応じて正規化のときに階調カーブの形状を変えてもよいのは勿論である。
【００９６】
なお、以下の階調補正部１４と色変換部１５の処理については、前述の例の場合と同様であるので説明を省略する。
【図面の簡単な説明】
【００９７】
【図１】本発明の実施の形態が適用される階調補正を行い、入力色信号を出力色信号に変換する色処理装置の機能を示すブロック図である。
【図２】階調カーブの正規化を行う場合に、その一例を示した説明図である。
【図３】階調カーブの正規化を行う場合に、その一例を示した説明図である。
【図４】色変換が線形変換係数で変換できるとした場合に、ＹｍａｘとＹｍｉｎを算出するイメージを表した説明図である。
【図５】色変換が非線形変換で行われた場合に、ＹｍａｘとＹｍｉｎを算出するイメージを表した説明図である。
【図６】Ｙ，Ｃｂ，Ｃｒの階調補正を一度に行う場合の一例を表した説明図である。
【図７】Ｙ，Ｃｂ，Ｃｒそれぞれの色信号の階調補正情報を、階調カーブで示した説明図である。
【図８】Ｙ，Ｃｂ，Ｃｒの階調補正を一度に行う場合に、その一例を表した説明図である。
【図９】本実施の形態により正規化を行ったＹ、Ｃｂ、Ｃｒの階調補正情報を階調カーブとして表した一例である。
【図１０】入力色信号の階調補正を行い、出力色信号に変換する色処理装置の機能の概略を示したブロック図である。
【図１１】ＲＧＢ色信号のぞれぞれの色成分で階調補正を行う場合に、階調補正情報を、階調補正前の階調を横軸とし、階調補正後の階調を縦軸とする２次元表示による階調カーブで表した説明図である。
【図１２】ＹＣｂＣｒ色空間において輝度Ｙの階調補正を行った場合に、色域外になる一例を示した説明図である。
【符号の説明】
【００９８】
１１…画像情報取得部、１２…階調補正情報格納部、１３…階調補正情報正規化部、１４…階調補正部、１５…色変換部
【図１】
2008067313.tif 000023
【図２】
2008067313.tif 000024
【図３】
2008067313.tif 000025
【図４】
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【図５】
2008067313.tif 000027
【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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