(57)【要約】【課題】  画像出力装置の色再現範囲外の入力色信号を色再現範囲内にマッピングする色変換装置よび色変換プログラムとその記録媒体の提供。【解決手段】  入力色信号１０１は輝度・彩度・色相分離部３０１にてそれぞれの成分に分離される。最大彩度点輝度彩度計算手段５０２は、最大彩度点データ５０３に基づいて入力色信号１０１の色相における色再現範囲境界上で最大彩度を与える最大彩度点の輝度と彩度を計算する。前記最大彩度点を輝度と色相を保存しながら無彩色軸方向に移動させた任意の点を目標点と定め、前記目標点を基準として前記入力色信号を前記色再現範囲境界上にマッピングするマッピング手段（輝度成分変換部３１１、図示されていない彩度成分変換部）を備える。【選択図】    図１０
2005311805.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像出力装置の色再現範囲外の入力色信号を色再現範囲内にマッピングする色変換装置において、
前記入力色信号の色相における色再現範囲境界上で最大彩度を与える最大彩度点の輝度と彩度を計算する最大彩度点輝度彩度計算手段を備え、前記最大彩度点を輝度と色相を保存しながら無彩色軸方向に移動させた任意の点を目標点と定め、前記目標点を基準として前記入力色信号を前記色再現範囲境界上にマッピングするマッピング手段を備えることを特徴とする色変換装置。
【請求項２】
画像出力装置の色再現範囲外の入力色信号を色再現範囲内にマッピングする色変換装置において、
前記入力色信号の色相における色再現範囲境界上で最大彩度を与える最大彩度点の輝度と彩度を計算する最大彩度点輝度彩度計算手段と、前記入力色信号の輝度と前記最大彩度点の輝度を比較する比較手段と、前記最大彩度点を輝度と色相を保存しながら無彩色軸方向に移動させた高輝度用目標点と、前記最大彩度点を輝度と色相を保存しながら無彩色軸方向に移動させた低輝度用目標点をそれぞれ個別に定め、前記比較手段による比較結果に応じて目標点を前記高輝度用目標点と前記低輝度用目標点から選択し、前記目標点を基準として前記入力色信号を前記色再現範囲境界上にマッピングするマッピング手段を備えることを特徴とする色変換装置。
【請求項３】
前記マッピング手段は、前記目標点を基準として前記入力色信号の輝度を変換する輝度成分変換手段と、前記入力色信号の彩度を、前記入力色信号の色相と前記輝度成分変換手段により変換された輝度における前記色再現範囲内の最大彩度に変換する彩度成分変換手段を備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の色変換装置。
【請求項４】
前記輝度成分変換手段は、前記入力色信号と、前記入力色信号を色相と輝度を保存したまま前記色再現範囲境界上にマッピングした境界点と、前記最大彩度点と、前記目標点から所定の演算式により輝度成分変換量を計算することを特徴とする請求項３に記載の色変換装置。
【請求項５】
前記輝度成分変換手段は、前記境界点と前記最大彩度点とを結ぶ前記色再現境界上の曲線を直線で近似し、三角形の相似の関係を利用した演算式により輝度成分変換量を計算することを特徴とする請求項４に記載の色変換装置。
【請求項６】
コンピュータに、入力色信号の色相と入力色信号の輝度から、色再現範囲境界となる境界彩度を求める手順と、前記境界彩度と入力色信号の彩度を比較して入力色信号が色再現範囲内か否かを判定する手順と、
入力色信号が色再現範囲外と判定された場合に、
（ａ）境界彩度差を計算する手順と、（ｂ）入力色信号の色相における最大彩度となる最大彩度点彩度および最大彩度点輝度を計算する手順と、（ｃ）前記境界彩度差と最大彩度点輝度と最大彩度点彩度から輝度成分変化量を計算する手順と、（ｄ）前記輝度成分変化量に相当する輝度変換を実施する手順と、
を実行させるための色変換プログラム。
【請求項７】
コンピュータに、入力色信号の色相と入力色信号の輝度から、色再現範囲境界となる境界彩度を求める手順と、前記境界彩度と入力色信号の彩度を比較して入力色信号が色再現範囲内か否かを判定する手順と、
入力色信号が色再現範囲外と判定された場合に、
（ａ）境界彩度差を計算する手順と、（ｂ）入力色信号の色相における最大彩度となる最大彩度点彩度および最大彩度点輝度を計算する手順と、（ｃ）目標点調整係数を計算する手順と、（ｄ）前記境界彩度差と最大彩度点輝度と最大彩度点彩度と目標点調整係数から輝度成分変化量を計算する手順と、（ｅ）前記輝度成分変化量に相当する輝度変換を実施する手順と、
を実行させるための色変換プログラム。
【請求項８】
コンピュータに、前記各手順に、色再現範囲境界となる境界彩度を新たに計算する手順と、前記計算した境界彩度を新たな彩度成分として変換する手順と、を付加して実行させるための請求項６または請求項７に記載の色変換プログラム。
【請求項９】
コンピュータに、前記輝度成分変換手順において、入力色信号の色相において最大彩度となる最大彩度点と、入力色信号の色相および輝度において最大彩度となる境界点との間の色再現範囲境界曲線を直線で近似する手順、を実行させるための請求項６ないし請求項８のいずれかに記載の色変換プログラム。
【請求項１０】
前記請求項６〜請求項９のいずれかに記載の色変換プログラムを記録した記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像出力装置の色再現範囲外の入力色信号を色再現範囲内にマッピングする、色変換装置および色変換プログラムとその記録媒体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
デジタルカメラにおいては、CCD等の撮像素子とSRGB等の出力色空間の間で色再現範囲の違いが存在する。撮像素子により得られた画素値が出力色空間で再現できない色であった場合、これを適切に出力色空間で再現可能な色にマッピングすることが必要となる。一般に、輝度、彩度、色相を軸とする３次元空間上で、出力色空間で再現できない色を再現可能な色にマッピングする技術としてガマットマッピングが知られている。
【０００３】
図１７は色相と輝度は保存し彩度のみを変化させるガマットマッピング手法を示す説明図である。図１７は入力色信号の色相面で色再現範囲と入力色信号の関係を示している。入力色信号が色再現範囲外に存在するため、これを色相と輝度は一定に保ったまま彩度のみを小さくして色再現範囲境界上にマッピングし出力色信号とする。本手法は実装規模が比較的小さいという利点を持つが、高輝度の色信号が白色に、低輝度の色信号が黒色に飽和してしまうという問題点がある。
【０００４】
図１８は色相のみを保存し、輝度と彩度を変化させるガマットマッピング手法を示す説明図である。入力色信号を目標点に向かって投影し、色再現範囲境界上にマッピングする。本図の場合、目標点は無彩色軸上にありその輝度値は、入力色信号の色相において最大彩度を与える最大彩度点の輝度値と同一としている。このような色相のみを保存して、ある目標点に向かって投影する手法の例としては、特許文献１、特許文献２に記載された手法が知られている。これら手法によれば高輝度や低輝度の色信号の彩度が極端に小さくならないため、白色や黒色に飽和してしまうという問題が緩和される。しかしながら、目標点へ向けて投影するという手法の実装規模が大きいという問題がある。
【０００５】
【特許文献１】特開平９−１６８０９７号公報
【特許文献２】特開平９−１８７２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
デジタルカメラにおいては、数百万画素の色信号を待ち時間無く処理する必要があり、かつ、その処理エンジンは小型である必要がある。このためデジタルカメラで上述のようなガマットマッピングによる色変換処理を実現するためには、ガマットマッピング手法の実装規模が小さいことが必要となる。
【０００７】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたもので、入力色信号の色変わりが目立たないガマットマッピングを低実装規模・低演算量で実現する色変換装置および色変換プログラムとその記録媒体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】
（１）．上記目的を達成するために、本発明の第１の実施形態にかかる色変換装置は、画像出力装置の色再現範囲外の入力色信号を色再現範囲内にマッピングする色変換装置において、
前記入力色信号の色相における色再現範囲境界上で最大彩度を与える最大彩度点の輝度と彩度を計算する最大彩度点輝度彩度計算手段を備え、前記最大彩度点を輝度と色相を保存しながら無彩色軸方向に移動させた任意の点を目標点と定め、前記目標点を基準として前記入力色信号を前記色再現範囲境界上にマッピングするマッピング手段を備えることを特徴とする。
【０００９】
本発明に関する実施の形態は、第２の実施形態例が対応する。最大彩度点輝度彩度計算手段は、図１０中の最大彩度点輝度・彩度計算部５０２、最大彩度点データ５０３が該当する。マッピング手段は、図１中の輝度成分変換部１０３および彩度成分変換部１０４が該当する。本発明は、入力色信号の色相における色再現範囲境界上で最大彩度を与える最大彩度点を、輝度と色相を保存したまま無彩色軸方向に移動させ、これを目標点と設定し、本目標点に向かって色再現範囲外の入力色信号を色再現範囲境界上にマッピングする。このように、目標点を上記のように設定することにより、不自然な色変わりの目立たない、連続性に優れたガマットマッピングを実現する効果を得ることができる。
【００１０】
（２）．本発明の第２の実施形態にかかる色変換装置は、画像出力装置の色再現範囲外の入力色信号を色再現範囲内にマッピングする色変換装置において、
前記入力色信号の色相における色再現範囲境界上で最大彩度を与える最大彩度点の輝度と彩度を計算する最大彩度点輝度彩度計算手段と、前記入力色信号の輝度と前記最大彩度点の輝度を比較する比較手段と、前記最大彩度点を輝度と色相を保存しながら無彩色軸方向に移動させた高輝度用目標点と、前記最大彩度点を輝度と色相を保存しながら無彩色軸方向に移動させた低輝度用目標点をそれぞれ個別に定め、前記比較手段による比較結果に応じて目標点を前記高輝度用目標点と前記低輝度用目標点から選択し、前記目標点を基準として前記入力色信号を前記色再現範囲境界上にマッピングするマッピング手段を備えることを特徴とする。
【００１１】
本発明に関する実施の形態は、第３の実施形態例が対応する。比較手段は、図１２中の最大彩度点輝度・彩度計算部６０２中の機能に該当する。本発明は、入力色信号の色相において最大彩度を与える色再現範囲境界上の最大彩度点を、輝度と色相を保存したまま無彩色軸方向に移動させ、これを目標点と設定し、本目標点に向かって色再現範囲外の入力色信号を色再現範囲境界上にマッピングする。最大彩度点の輝度より高輝度側と低輝度側で目標点を異なるものとする。
【００１２】
（２）の発明は、目標点を上記のように設定することにより、不自然な色変わりの目立たない、連続性に優れたガマットマッピングを実現する効果を得ることができる。また、高輝度側での目標点と低輝度側での目標点を最大彩度点の輝度を境にして個別に設定することにより、最大彩度点の輝度が極端に大きい色相や小さい色相における不自然な色変わりをさらに目立たなくする効果を得ることができる。
【００１３】
（３）．前記（１）または（２）のマッピング手段は、前記目標点を基準として前記入力色信号の輝度を変換する輝度成分変換手段と、前記入力色信号の彩度を、前記入力色信号の色相と前記輝度成分変換手段により変換された輝度における前記色再現範囲内の最大彩度に変換する彩度成分変換手段を備えることを特徴とする。
【００１４】
本発明に関する実施の形態は、第１の実施形態例、第２の実施形態例、および、第３の実施形態例が対応する。輝度成分変換手段の構成例として図６、図１０、図１２が該当する。彩度成分変換手段の構成例として図７が該当する。本発明は、目標点を設定し、目標点の方向に向かって色再現範囲外の入力色信号を色再現範囲境界上にマッピングする際に、輝度変換と彩度変換を分離して個別に実施する。このように、輝度変換と彩度変換を分離して個別に実施することで、色相面上において、入力色信号と目標点を結ぶ直線と、色再現範囲境界との交点を求める問題を簡略化することができ、演算量の削減や低消費電力化の効果を得ることができる。
【００１５】
（４）．前記（３）の輝度成分変換手段は、前記入力色信号と、前記入力色信号を色相と輝度を保存したまま前記色再現範囲境界上にマッピングした境界点と、前記最大彩度点と、前記目標点から所定の演算式により輝度成分変換量を計算することを特徴とする。
【００１６】
本発明に関する実施の形態は、第１の実施形態例、第２の実施形態例、および、第３の実施形態例が対応する。本発明は、入力色信号の色相において最大彩度となる点（最大彩度点）と、入力色信号の色相および輝度において最大彩度となる点（境界点）との間の色再現範囲境界曲線を直線で近似する。この近似により輝度成分変換量を入力信号、境界点、最大彩度点、目標点の位置関係から所定の計算式によって計算する。このような直線近似により、輝度成分変換量を簡単な計算により求めることができ、演算量の削減や低消費電力化の効果を得ることができる。また、（１）および（２）に記載されたように目標点を設定しているため、この直線近似を導入しても、前記（１）や（２）の効果を損ねることはない。
【００１７】
（５）．前記（４）の輝度成分変換手段は、前記境界点と前記最大彩度点とを結ぶ前記色再現境界上の曲線を直線で近似し、三角形の相似の関係を利用した演算式により輝度成分変換量を計算することを特徴とする。
【００１８】
本発明に関する実施の形態は、第１の実施形態例、第２の実施形態例、および、第３の実施形態例が対応する。本発明においては、入力色信号の色相において最大彩度となる点（最大彩度点）と、入力色信号の色相および輝度において最大彩度となる点（境界点）との間の色再現範囲境界曲線を直線で近似する。この近似により輝度成分変換量を入力信号、境界点、最大彩度点、目標点の位置関係から所定の計算式によって計算する。上述の直線近似により、輝度成分変換量を簡単な計算により求めることができ、演算量の削減や低消費電力化の効果を得ることができる。また、（１）および（２）に記載されたように目標点を設定しているため、この直線近似を導入しても、前記（１）や（２）の効果を損ねることはない。
【００１９】
（６）．本発明の第１の実施形態にかかる色変換プログラムは、コンピュータに、入力色信号の色相と入力色信号の輝度から、色再現範囲境界となる境界彩度を求める手順と、前記境界彩度と入力色信号の彩度を比較して入力色信号が色再現範囲内か否かを判定する手順と、
入力色信号が色再現範囲外と判定された場合に、
（ａ）境界彩度差を計算する手順と、（ｂ）入力色信号の色相における最大彩度となる最大彩度点彩度および最大彩度点輝度を計算する手順と、（ｃ）前記境界彩度差と最大彩度点輝度と最大彩度点彩度から輝度成分変化量を計算する手順と、（ｄ）前記輝度成分変化量に相当する輝度変換を実施する手順と、
を実行させることを特徴とする。
【００２０】
（７）．本発明の第２の実施形態にかかる色変換プログラムは、コンピュータに、入力色信号の色相と入力色信号の輝度から、色再現範囲境界となる境界彩度を求める手順と、前記境界彩度と入力色信号の彩度を比較して入力色信号が色再現範囲内か否かを判定する手順と、
入力色信号が色再現範囲外と判定された場合に、
（ａ）境界彩度差を計算する手順と、（ｂ）入力色信号の色相における最大彩度となる最大彩度点彩度および最大彩度点輝度を計算する手順と、（ｃ）目標点調整係数を計算する手順と、前記境界彩度差と最大彩度点輝度と最大彩度点彩度と目標点調整係数から輝度成分変化量を計算する手順と、（ｄ）前記輝度成分変化量に相当する輝度変換を実施する手順と、
を実行させることを特徴とする。
【００２１】
（８）．前記（６）または（７）の色変換プログラムは、コンピュータに、前記各手順に、色再現範囲境界となる境界彩度を新たに計算する手順と、前記計算した境界彩度を新たな彩度成分として変換する手順と、を付加して実行させることを特徴とする。
【００２２】
（９）．前記（６）ないし（８）のいずれかの色変換プログラムは、コンピュータに、前記輝度成分変換手順において、入力色信号の色相において最大彩度となる最大彩度点と、入力色信号の色相および輝度において最大彩度となる境界点との間の色再現範囲境界曲線を直線で近似する手順、を実行させることを特徴とする。
【００２３】
（６）〜（９）の発明は、ＣＣＤ等の固体撮像素子の出力信号を、Ａ／Ｄ変換器によりディジタル信号に変換した後メモリ（記録媒体）に保存したデータに対して、ＣＰＵやＤＳＰ等のプログラマブルプロセッサ、コンピュータなどの情報処理装置によってソフトウェアで処理することができる。
【００２４】
本発明の実施形態にかかる記録媒体は、前記（６）〜（９）のいずれかに記載の色変換プログラムを記録する。本発明は、コンピュータなどの情報処理装置に当該記録媒体をインストールすることにより、時間や場所を選ばずにソフトウェアで色変換処理を実行することが可能となる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明においては、画像出力信号の色変わりが目立たないガマットマッピングを、低実装規模・低演算量で実現する色変換装置および色変換プログラムとその記録媒体を提供をすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の実施形態例について図を参照して説明する。図１〜図７は本発明の第１の実施形態例を示すものである。図１は第１の実施の形態例の構成図、図２は色再現範囲内外判定部１０２の構成図、図３は色再現範囲内外判定部１０２の動作説明図、図４は輝度成分変換部１０３の動作説明図、図５は輝度成分変換部１０３の動作説明図、図６は輝度成分変換部１０３の構成図、図７は彩度成分変換部１０４の構成図である。
【００２７】
本願第１の実施形態例におけるガマットマッピングは色相のみを保存し、輝度と彩度を変化させるガマットマッピング手法であり、図１８のように、入力色信号を目標点に向かって投影し、色再現範囲境界上にマッピングするものである。目標点は無彩色軸上にあり、入力色信号の色相において最大彩度を与える輝度値とする。
【００２８】
図１に本願第１の実施形態例の構成図を示す。入力色信号１０１はまず、色再現範囲内外判定部１０２において色再現範囲内にあるか、あるいは、色再現範囲外にあるかが判定される。色再現範囲内であった場合、輝度成分変換部１０３と彩度成分変換部１０４は入力色信号１０１に対して何もせずに、そのまま出力色信号１０５として出力する。色再現範囲外であった場合、入力色信号１０１は、輝度成分変換部１０３にて輝度成分の修正がなされる。次に、彩度成分変換部において、入力色信号１０１の色相成分および修正された輝度成分に基づき彩度成分が決定され、出力色信号１０５として出力される。
【００２９】
図２に色再現範囲内外判定部１０２の構成図を、図３に色再現範囲内外判定部の動作を説明する図を示す。入力色信号１０１は輝度・彩度・色相分離部２０１でそれぞれの成分に分離される。境界彩度計算部２０５にて、入力色信号色相２０２と入力色信号輝度２０３から、色再現範囲境界となる彩度（境界彩度２０７）を求める。色再現範囲境界データ２０６には、色再現範囲境界の形状をモデル化したデータが格納されている。
【００３０】
例えば、幾つかの色相面における色再現範囲境界の曲線を折れ線近似したデータが格納されており、境界彩度計算部２０５では、これらのデータから補間演算をすることにより、入力色信号色相２０２と入力色信号輝度２０３における境界彩度２０７を算出する。色再現範囲境界データ２０６に格納するモデル化したデータは、上述のような折れ線近似以外でも良く、例えば、幾つかの色相面において、輝度軸を幾つかに分割し、それぞれの色再現範囲境界の曲線を多項式近似しても良い。
【００３１】
彩度比較部２０８は、境界彩度２０７と入力色信号彩度２０４を比較し、入力色信号彩度２０４が境界彩度２０７よりも大きい場合には色再現範囲外信号と判定し、これを内外判定結果２０９として出力し、これら彩度差を境界彩度差２１０として出力する。そうでない場合には色再現範囲内信号と判定し、これを内外判定結果２０９として出力する。
【００３２】
図４に輝度成分変換部１０３の動作を説明する図を示す。本実施例における輝度成分変換部１０３は、入力色信号の色相において最大彩度となる点（最大彩度点）と、入力色信号の色相および輝度において最大彩度となる点（境界点）との間の色再現範囲境界曲線を直線で近似することにより、輝度成分変化量の計算を簡略化することを特徴としている。このように直線近似をすることで輝度成分変化量は図５に示される２個の相似な三角形の関係から、以下の計算式（１）
輝度成分変化量＝（入力色信号輝度―最大彩度点輝度）×境界彩度差／（境界彩度差＋最大彩度点彩度）                                          （１）
により計算することができる。
【００３３】
図６に上式を計算する輝度成分変換部１０３の構成図を示す。入力色信号１０１は輝度・彩度・色相分離部３０１にてそれぞれの成分に分離される。ただし、これらの成分は、色再現範囲内外判定部１０２中の輝度・彩度・色相分離部２０１の出力と共通なので、これらをもって代用しても良い。入力色信号色相３０２は最大彩度点輝度・彩度計算部３０４に入力され、当該色相における最大彩度となる最大彩度点の彩度（最大彩度点彩度３０７）と輝度（最大彩度点輝度３０８）が計算される。
【００３４】
最大彩度点データ３０５には幾つかの色相面における最大彩度点の彩度および輝度が格納されており、最大彩度点輝度・彩度計算部３０４は、入力色信号色相３０２の近傍に位置する色相における最大彩度点データから補間演算により当該色相における彩度と輝度を計算する。最大彩度点データ３０５は、本構成のように色再現範囲境界データ２０６と別構成でも良く、また、色再現範囲境界データ２０６中に含めて共用とする構成も可能である。
【００３５】
輝度成分変化量計算部３０９には、最大彩度点彩度３０７と、減算器３０６で計算された入力色信号輝度３０３と最大彩度点輝度３０８の差分と色再現範囲内外判定部１０２で計算済みの境界彩度差２１０が入力され、上述の計算式により輝度成分変化量３１０を計算する。ただし、内外判定結果２０９が色再現範囲内という結果であった場合には、何もせずに輝度成分変化量３１０は零とする。輝度成分変換部３１１は入力信号１０１に対して輝度成分変化量３１０に相当する輝度の変換を実施し、輝度成分変換部出力３１２とする。
【００３６】
図７に彩度成分変換部１０４の構成図を示す。輝度成分変換部出力３１２は輝度・彩度・色相分離部４０１においてそれぞれの成分に分離される。ただし、入力色信号色相４０２と入力色信号彩度４０４は、色再現範囲内外判定部１０２における入力色信号色相２０２と入力色信号彩度２０４とそれぞれ同一なので、これらをもって代用しても良い。境界彩度計算部２０５と色再現範囲境界データ２０６は、色再現範囲内外判定部１０２におけるものと同一であり、入力色信号色相４０２と変換された変換色信号輝度４０３から、色再現範囲境界となる彩度（境界彩度４０５）を新たに求める。
【００３７】
選択器４０６は、内外判定結果２０９が色再現範囲外という結果であった場合には、この境界彩度４０５を変換後彩度成分４０７とする。内外判定結果２０９が色再現範囲内という結果であった場合には彩度の変換を行わず、入力色信号彩度４０４をそのまま変換後彩度成分４０７として出力する。彩度成分変換部４０８は、輝度成分変換部出力３１２に対して彩度成分を変換後彩度成分４０７に置き換えて出力色信号１０５として出力する。
【００３８】
以上説明したように、色相のみを保存し、輝度と彩度を変化させるガマットマッピング手法において、変換手段を輝度成分変換部１０３と彩度成分変換部１０４に分離し、輝度成分変換部１０３において、入力色信号の色相において最大彩度となる点（最大彩度点）と、入力色信号の色相および輝度において最大彩度となる点（境界点）との間の色再現範囲境界曲線を直線で近似することにより、簡易な構成からなるガマットマッピングが可能となり、装置規模の削減や演算量の削減の効果を得ることができる。
【００３９】
次に第２の実施形態例について説明する。図８は第２の実施形態例におけるガマットマッピングの説明図、図９は第２の実施形態例における輝度成分変換部５０１の動作説明図、図１０は輝度成分変換部５０１の構成図である。本発明第２の実施形態例におけるガマットマッピングは色相のみを保存し、輝度と彩度を変化させるガマットマッピング手法であり、図８のように、入力色信号を目標点に向かって投影し、色再現範囲境界上にマッピングするものである。目標点は入力色信号の色相面において最大彩度を与える輝度値とする。この目標点は、図１８のように無彩色軸上には限定されず、最大彩度点を輝度と色相を保存しながら無彩色軸方向に移動させた任意の点に設定できる。
【００４０】
第２の実施形態例においては目標点位置と最大彩度点からの距離を最大彩度点彩度×目標点調整係数で表し、この目標点調整係数を色相毎に変化させることにより目標点位置を色相毎に制御する。図９にこのように目標点を設定した場合の入力色信号、境界点、最大彩度点、目標点の位置関係を説明する図を示す。目標点調整係数を１とすると、第１の実施の形態例と同じく目標点は無彩色軸上にあり、１より小さくすると目標点は最大彩度点に近づくため、輝度成分の変化量が大きくなり、１より大きくすると目標点は最大彩度点から遠ざかり、輝度成分の変換量が小さくなる。目標点調整係数を無限大とすれば、輝度成分の変化をなくすことも可能である。
【００４１】
目標点調整係数を導入した場合の輝度成分変化量は、以下の式（２）
輝度成分変化量＝（入力色信号輝度―最大彩度点輝度）×境界彩度差／（境界彩度差＋最大彩度点彩度×目標点調整係数）                          （２）
で表すことが出来る。
【００４２】
本発明の第２の実施形態例では、図１に示した第１の実施形態例の構成図における輝度成分変換部１０３を、図１０に示す輝度成分変換部５０１に置き換える。図１０に第２の実施の形態例における輝度成分変換部５０１の構成例を示す。入力色信号１０１は輝度・彩度・色相分離部３０１にてそれぞれの成分に分離される。ただし、これらの成分は、色再現範囲内外判定部１０２中の輝度・彩度・色相分離部２０１の出力と共通なので、これらをもって代用しても良い。
【００４３】
入力色信号色相３０２は最大彩度点輝度・彩度計算部５０２に入力され、当該色相における最大彩度となる最大彩度点の彩度（最大彩度点彩度５０４）と輝度（最大彩度点輝度５０５）に加えて、当該色相における目標点調整係数５０６が計算される。最大彩度点データ５０３には幾つかの色相面における最大彩度点の彩度および輝度に加えて目標点調整係数が格納されており、最大彩度点輝度・彩度計算部５０２は、入力色信号色相３０２の近傍に位置する色相における最大彩度点データから補間演算により当該色相における彩度と輝度および目標点調整係数５０６を計算する。
【００４４】
輝度成分変化量計算部５０７には、最大彩度点彩度５０４と、減算器３０６で計算された入力色信号輝度３０３と最大彩度点輝度５０５の差分と色再現範囲内外判定部１０２で計算済みの境界彩度差２１０に加えて目標点調整係数５０６が入力され、上述の計算式により輝度成分変化量５０８を計算する。ただし、内外判定結果２０９が色再現範囲内という結果であった場合には、何もせずに輝度成分変化量５０８は零とする。輝度成分変換部３１１は入力信号１０１に対して輝度成分変化量５０８に相当する輝度の変換を実施し、輝度成分変換部出力５０９とする。
【００４５】
なお、本発明の第１の実施形態例における最大彩度点データ３０５中の最大彩度点彩度情報を（最大彩度点彩度×目標点調整係数）に相当する値に置き換えることで、本願第２の実施の形態例に示した動作と同様の動作を得ることも可能である。また同様に、本願第１の実施の形態例における最大彩度点データ３０５中の最大彩度点彩度情報を（最大彩度点彩度―目標点彩度）に相当する値に置き換えることによっても、本願第２の実施の形態例に示した動作と同様の動作を得ることが可能である。
【００４６】
以上説明したように、目標点位置を最大彩度点から輝度と色相を保存したまま移動した点として制御することで、色相毎に輝度成分と彩度成分の変換量の調整が可能となり、不自然な色変わりの目立たない、連続性に優れたガマットマッピングを実現する効果を得ることができる。また、本手法において、変換手段を輝度成分変換部５０１と彩度成分変換部１０４に分離し、輝度成分変換部５０１において、入力色信号の色相において最大彩度となる点（最大彩度点）と、入力色信号の色相および輝度において最大彩度となる点（境界点）との間の色再現範囲境界曲線を直線で近似することにより、上述の効果を損ねることなく、簡易な構成からなるガマットマッピングが可能となり、装置規模の削減や演算量の削減の効果を得ることができる。
【００４７】
次に、本発明の第３の実施形態例について説明する。図１１は第３の実施形態例におけるガマットマッピングの説明図、図１２は輝度成分変換部６０１の構成図である。
【００４８】
本発明の第３の実施形態例におけるガマットマッピングは色相のみを保存し、輝度と彩度を変化させるガマットマッピング手法であり、図１１のように、入力色信号を目標点に向かって投影し、色再現範囲境界上にマッピングするものである。目標点は入力色信号の色相面において最大彩度を与える輝度値とし、入力色信号の輝度値が最大彩度点よりも高輝度側の場合と低輝度側の場合で、異なる点とする。第３の実施の形態例においては目標点位置と最大彩度点からの距離を最大彩度点彩度×目標点調整係数で表し、この目標点調整係数を色相毎かつ高輝度低輝度別に変化させることにより目標点位置を色相毎かつ高輝度側低輝度側で個別に制御する。
【００４９】
本発明の第３の実施形態例では、図１に示した第１の実施の形態例の構成図における輝度成分変換部１０３を、図１２に示す輝度成分変換部６０１に置き換える。図１２に第３の実施の形態例における輝度成分変換部６０１の構成例を示す。
入力色信号１０１は輝度・彩度・色相分離部３０１にてそれぞれの成分に分離される。ただし、これらの成分は、色再現範囲内外判定部１０２中の輝度・彩度・色相分離部２０１の出力と共通なので、これらをもって代用しても良い。
【００５０】
入力色信号色相３０２は最大彩度点輝度・彩度計算部６０２に入力され、当該色相における最大彩度となる最大彩度点の彩度（最大彩度点彩度６０４）と輝度（最大彩度点輝度６０５）に加えて、当該色相における目標点調整係数６０６が計算される。ただし、最大彩度点輝度・彩度計算部６０２には入力色信号輝度３０３も入力されており、入力色信号輝度３０３と最大彩度点輝度６０５とを比較し、高輝度側にあるのか低輝度側にあるのか判定し、目標点調整係数６０６の計算に使用するデータを切り替えるものとする。
【００５１】
最大彩度点データ６０３には幾つかの色相面における最大彩度点の彩度および輝度に加えて高輝度側と低輝度側の２種類の目標点調整係数が格納されており、最大彩度点輝度・彩度計算部６０２は、入力色信号色相３０２の近傍に位置する色相における最大彩度点データから補間演算により当該色相における彩度と輝度および目標点調整係数６０６を計算する。
【００５２】
輝度成分変化量計算部５０７には、最大彩度点彩度６０４と、減算器３０６で計算された入力色信号輝度３０３と最大彩度点輝度６０５の差分と色再現範囲内外判定部１０２で計算済みの境界彩度差２１０に加えて目標点調整係数６０６が入力され、第２の実施の形態例にて説明した計算式により輝度成分変化量６０７を計算する。ただし、内外判定結果２０９が色再現範囲内という結果であった場合には、何もせずに輝度成分変化量６０７は零とする。輝度成分変換部３１１は入力信号１０１に対して輝度成分変化量６０７に相当する輝度の変換を実施し、輝度成分変換部出力６０８とする。
【００５３】
以上説明したように、目標点位置を最大彩度点から輝度と色相を保存したまま移動した点として制御し、これを最大彩度点よりも高輝度側と低輝度側で個別に設定することで、色相毎かつ高輝度側、低輝度側で輝度成分と彩度成分の変換量の調整が可能となり、不自然な色変わりの目立たない、連続性に優れたガマットマッピングを実現する効果を得ることができる。特に最大彩度点の輝度が極端に大きい色相や小さい色相における不自然な色変わりをさらに目立たなくする効果を得ることができる。
【００５４】
また、本手法において、変換手段を輝度成分変換部６０１と彩度成分変換部１０４に分離し、輝度成分変換部６０１において、入力色信号の色相において最大彩度となる点（最大彩度点）と、入力色信号の色相および輝度において最大彩度となる点（境界点）との間の色再現範囲境界曲線を直線で近似することにより、上述の効果を損ねることなく、簡易な構成からなるガマットマッピングが可能となり、装置規模の削減や演算量の削減の効果を得ることができる。
【００５５】
次に本発明のソフトウェアによる処理について説明する。図１３は第４の実施形態例におけるフローチャート、図１４は図１３のSTEP1-1の詳細フローチャート、図１５は図１３のSTEP1-2の詳細フローチャート、図１６は図１３のSTEP1-3の詳細フローチャートである。
【００５６】
これまでの実施例ではハードウェアによる処理を前提としていたが、本発明はこのような構成に限定ない。例えば、ＣＣＤ等の固体撮像素子の出力信号を、Ａ／Ｄ変換器によりディジタル信号に変換した後メモリに保存したデータに対して、ＣＰＵやＤＳＰ等のプログラマブルプロセッサ、コンピュータなどの情報処理装置によってソフトウェアで処理する構成も可能である。
【００５７】
図１３は本発明のソフトウェア処理に関するフローチャートである。STEP1-1にて入力色信号が色再現範囲内にあるか、あるいは、色再現範囲外にあるかが判定される。色再現範囲外であった場合、入力色信号はSTEP1-2にて輝度成分の修正がなされる。次に、STEP1-3において、入力色信号の色相成分および修正された輝度成分に基づき彩度成分が決定される。色再現範囲内であった場合には輝度成分、彩度成分共に変化させない。STEP1-4にて全画素に対する処理が完了したかを判定し、完了していない場合にはSTEP1-1に戻り次の入力色信号の処理を続行、完了している場合には終了とする。
【００５８】
図１４にSTEP1-1における色再現範囲内判定部の詳細なフローチャートを示す。STEP2-1にて、入力色信号の色相と入力色信号の輝度から、色再現範囲境界となる彩度（境界彩度）を求める。色再現範囲境界の形状は、例えば、幾つかの色相面における色再現範囲境界の曲線を折れ線近似したデータとして保持されており、これらのデータから補間演算をすることにより、入力色信号の色相と輝度おける境界彩度を算出する。STEP2-2では、境界彩度と入力色信号の彩度を比較する。入力色信号彩度が境界彩度よりも大きい場合には色再現範囲外信号と判定し、STEP2-3でこれらの彩度差を境界彩度差として計算し終了する。そうでない場合には色再現範囲内信号と判定し終了する。
【００５９】
図１５に、STEP1-2における輝度成分変換部の詳細なフローチャートを示す。STEP3-1にて入力色信号の色相における最大彩度となる最大彩度点の彩度（最大彩度点彩度）と輝度（最大彩度点輝度）を計算する。STEP3-1では、幾つかの色相面における最大彩度点の彩度および輝度を保持しており、入力色信号の色相の近傍に位置する色相における最大彩度点データから補間演算により当該色相における彩度と輝度を計算する。
【００６０】
STEP3-2では、STEP3-1で計算した最大彩度点輝度、最大彩度点彩度、STEP2-3で計算済みの境界彩度差から、前記（１）の計算式、すなわち、
輝度成分変化量＝（入力色信号輝度―最大彩度点輝度）×境界彩度差／（境界彩度差＋最大彩度点彩度×目標点調整係数）、により輝度成分変化量を計算する。STEP3-3で、STEP3-2で計算した輝度成分変化量に相当する輝度の変換を実施し終了する。このように、入力色信号が色再現範囲外と判定された場合には、ソフトウェアで、（ａ）境界彩度差を計算する手順と、（ｂ）入力色信号の色相における最大彩度となる最大彩度点彩度および最大彩度点輝度を計算する手順と、（ｃ）前記境界彩度差と最大彩度点輝度と最大彩度点彩度から輝度成分変化量を計算する手順と、（ｄ）前記輝度成分変化量に相当する輝度変換を実施する手順と、をコンピュータに実行させるものである。
【００６１】
また、第２の実施形態例や第３の実施形態例で示したと同様に、STEP3-1において最大彩度点の輝度と彩度に加えて、目標点調整係数を同時に計算し、STEP3-2の輝度成分変化量計算において前記（２）の計算式、すなわち、
輝度成分変化量＝（入力色信号輝度―最大彩度点輝度）×境界彩度差／（境界彩度差＋最大彩度点彩度×目標点調整係数）、に基づいて、輝度成分変化量を計算しても良い。この場合には、入力色信号が色再現範囲外と判定された場合には、ソフトウェアで、（ａ）境界彩度差を計算する手順と、（ｂ）入力色信号の色相における最大彩度となる最大彩度点彩度および最大彩度点輝度を計算する手順と、（ｃ）目標点調整係数を計算する手順と、前記境界彩度差と最大彩度点輝度と最大彩度点彩度と目標点調整係数から輝度成分変化量を計算する手順と、（ｄ）前記輝度成分変化量に相当する輝度変換を実施する手順と、をコンピュータに実行させるものである。
【００６２】
図１６に、STEP1-3における彩度成分変換部の詳細なフローチャートを示す。STEP4-1では、入力色信号の色相と変換された輝度から、STEP2-1における境界彩度計算と同様の方法で、色再現範囲境界となる彩度（境界彩度）を新たに求める。STEP4-2で、STEP4-1で計算した境界彩度を新たな彩度成分として終了する。
【００６３】
以上説明したように、色相のみを保存し、輝度と彩度を変化させるガマットマッピング手法において、変換手段を輝度成分変換STEP1-2と彩度成分変換STEP1-3に分離する。輝度成分変換STEP1-2において、入力色信号の色相において最大彩度となる点（最大彩度点）と、入力色信号の色相および輝度において最大彩度となる点（境界点）との間の色再現範囲境界曲線を直線で近似することにより、簡易な変換式からなるガマットマッピングが可能となる。この例では、演算量の削減の効果を得ることができる。
【００６４】
なお、本発明においては、前記図１３〜図１６に記載したような色変換プログラムを記録媒体に記録する構成とすることができる。このような記録媒体をコンピュータなどの情報処理装置にインストールすることにより、時間や場所を選ばずにソフトウェアで色変換処理を実行することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
以上説明したように、本発明によれば、低実装規模・低演算量でガマットマッピング手法を用いた画像処理を実現する、色変換装置および色変換プログラムとその記録媒体を提供をすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】第１の実施形態例の構成図である。
【図２】第１の実施形態例の構成図である。
【図３】第１の実施形態例の動作説明図である。
【図４】第１の実施形態例の動作説明図である。
【図５】第１の実施形態例の動作説明図である。
【図６】第１の実施形態例の構成図である。
【図７】第１の実施形態例の構成図である。
【図８】第２の実施形態例の動作説明図である。
【図９】第２の実施形態例の動作説明図である。
【図１０】第２の実施形態例の構成図である。
【図１１】第３の実施形態例の動作説明図である。
【図１２】第３の実施形態例の構成図である。
【図１３】本発明の実施形態例のフローチャートである。
【図１４】本発明の実施形態例のフローチャートである。
【図１５】本発明の実施形態例のフローチャートである。
【図１６】本発明の実施形態例のフローチャートである。
【図１７】従来のガマットマッピング手法を示す説明図である。
【図１８】従来のガマットマッピング手法を示す説明図である。
【符号の説明】
【００６７】
１０１・・・入力色信号、１０２・・・色再現範囲内外判定部、１０３・・・輝度成分変換部１０４・・・彩度成分変換部、１０５・・・出力色信号、２０１・・・輝度・彩度・色相分離部、２０５・・・境界彩度計算部、２０６・・・色再現範囲境界データ、２０８・・・彩度比較部、３０１・・・輝度・彩度・色相分離部、３０４・・・最大彩度点輝度・彩度計算部、３０５・・・最大彩度点データ、３０９・・・輝度成分変化量計算部、３１１・・・輝度成分変換部。
【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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