(57)【要約】【課題】  画像データを複数の色空間で簡便に且つ適切に再生可能とする。【解決手段】  画像データを生成する際に、再生しようとする色空間で再生するために必要な情報を関連づけた状態で生成する。画像データに、こうした再生情報が複数組関連づけた状態で、画像を再生する機器に供給してやれば、再生側の機器では、受け取った画像データを変換して適切な画像を再生することが可能となる。また、こうすれば、異なる色空間で画像を再生する画像再生機器に対しても、共通の画像データを供給することができるので、画像データの取り扱いが簡便になるという効果も生じる。【選択図】        図２
2005215353.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像データに基づいて画像を再生する画像再生装置に、該画像データを生成して供給する画像データ生成装置であって、
前記画像を構成する画素毎に、該画素の輝度に応じた階調値を割り当てて階調データを生成する階調データ生成手段と、
前記階調値と前記輝度との対応関係を異なる対応関係に変換するための変換情報を、複数記憶している変換情報記憶手段と、
前記生成した階調データに複数の前記変換情報を関連付けて前記画像データとして出力する画像データ出力手段と
を備える画像データ生成装置。
【請求項２】
請求項１記載の画像データ生成装置であって、
前記階調データ生成手段は、前記画素の輝度に比例した階調値を割り当てて前記階調データを生成する手段であり、
前記変換情報記憶手段は、前記変換情報として、前記変換して得ようとする前記階調データの対応関係を複数記憶している手段である画像データ生成装置。
【請求項３】
請求項１記載の画像データ生成装置であって、
前記階調データ生成手段は、所定の前記対応関係に基づいて前記画素の輝度に応じた階調値を割り当てることにより、前記階調データを生成する手段であり、
前記変換情報記憶手段は、前記変換情報として、少なくとも、前記階調データの階調値を輝度に比例した階調値に変換するための変換情報を、記憶している手段である画像データ生成装置。
【請求項４】
請求項１記載の画像データ生成装置であって、
前記変換情報記憶手段は、前記変換情報として、
輝度の範囲が所定範囲に収まるように階調値に対する輝度が修正された対応関係に変換するための出力基準の変換情報と、
前記修正の行われていない対応関係に変換するための原情報基準の変換情報と
を記憶している手段であり、
前記画像データ出力手段は、前記出力基準の変換情報と、前記原情報基準の変換情報とを、前記階調データに関連づけて出力する手段である画像データ生成装置。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の画像データ生成装置であって、
前記階調データ生成手段は、前記画素毎にＲ，Ｇ，Ｂ各色の輝度に対応する３つの階調値を割り当てて、所定の色空間におけるカラー画像データを生成する手段であり、
前記変換情報記憶手段は、前記所定の色空間におけるカラー画像データを、異なる色空間におけるカラー画像データに変換するための変換情報を、複数記憶している手段であり、
前記画像データ出力手段は、前記生成したカラー画像データに前記複数の変換情報を関連づけて出力する手段である画像データ生成装置。
【請求項６】
請求項５記載の画像データ生成装置であって、
カラー画像データの表色系を、前記所定の色空間から予め定められた中間的な色空間に変換するための変換マトリックスを記憶している変換マトリックス記憶手段を備え、
前記画像データ出力手段は、前記変換情報に加えて、前記記憶されている変換マトリックスも前記カラー画像データに関連づけて出力する手段である画像データ生成装置。
【請求項７】
前記中間的な色空間は、ＸＹＺ表色系による色空間である請求項６記載の画像データ生成装置。
【請求項８】
画像データに基づいて画像を再生する画像再生装置に、該画像データを生成して供給する画像データ生成装置であって、
前記画像を構成する画素毎に、該画素の輝度に応じた階調値が割り当てられた階調データを受け取る階調データ受取手段と、
前記階調値と前記輝度との対応関係を異なる対応関係に変換するための変換情報を、複数記憶している変換情報記憶手段と、
前記生成した階調データに複数の前記変換情報を関連付けて前記画像データとして出力する画像データ出力手段と
を備える画像データ生成装置。
【請求項９】
画像データに基づいて画像を再生する画像再生装置であって、
前記画像を構成する画素毎に、該画素の輝度に応じた階調値が割り当てられた階調データを受け取る階調データ受取手段と、
前記階調値と前記輝度との対応関係を異なる対応関係に変換するための変換情報を、複数組受け取る変換情報受取手段と、
前記受け取った変換情報の中から一の変換情報を選択し、該選択した変換情報を用いて前記階調データを変換する階調データ変換手段と、
前記変換した階調データに基づいて前記画像を再生する画像再生手段と
を備える画像再生装置。
【請求項１０】
画像データに基づいて画像を再生する画像再生装置に、該画像データを生成して供給する画像データ生成方法であって、
前記画像を構成する画素毎に、該画素の輝度に応じた階調値を割り当てて階調データを生成する第１の工程と、
前記階調値と前記輝度との対応関係を異なる対応関係に変換するための変換情報を、複数記憶しておく第２の工程と、
前記生成した階調データに複数の前記変換情報を関連付けて前記画像データとして出力する第３の工程と
を備える画像データ生成方法。
【請求項１１】
画像データに基づいて画像を再生する画像再生装置に、該画像データを生成して供給する画像データ生成方法であって、
前記画像を構成する画素毎に、該画素の輝度に応じた階調値が割り当てられた階調データを受け取る工程（Ａ）と、
前記階調値と前記輝度との対応関係を異なる対応関係に変換するための変換情報を、複数記憶しておく工程（Ｂ）と、
前記生成した階調データに複数の前記変換情報を関連付けて前記画像データとして出力する工程（Ｃ）と
を備える画像データ生成方法。
【請求項１２】
画像データに基づいて画像を再生する画像再生方法であって、
前記画像を構成する画素毎に、該画素の輝度に応じた階調値が割り当てられた階調データを受け取る工程（イ）と、
前記階調値と前記輝度との対応関係を異なる対応関係に変換するための変換情報を、複数組受け取る工程（ロ）と、
前記受け取った変換情報の中から一の変換情報を選択し、該選択した変換情報を用いて前記階調データを変換する工程（ハ）と、
前記変換した階調データに基づいて前記画像を再生する工程（ニ）と
を備える画像再生方法。
【請求項１３】
画像データに基づいて画像を再生する画像再生装置に、該画像データを生成して供給する方法を、コンピュータを用いて実現するためのプログラムであって、
前記画像を構成する画素毎に、該画素の輝度に応じた階調値を割り当てて階調データを生成する第１の機能と、
前記階調値と前記輝度との対応関係を異なる対応関係に変換するための変換情報を、複数記憶しておく第２の機能と、
前記生成した階調データに複数の前記変換情報を関連付けて前記画像データとして出力する第３の機能と
を実現するプログラム。
【請求項１４】
画像データに基づいて画像を再生する画像再生装置に、該画像データを生成して供給する方法を、コンピュータを用いて実現するためのプログラムであって、
前記画像を構成する画素毎に、該画素の輝度に応じた階調値が割り当てられた階調データを受け取る機能（Ａ）と、
前記階調値と前記輝度との対応関係を異なる対応関係に変換するための変換情報を、複数記憶しておく機能（Ｂ）と、
前記生成した階調データに複数の前記変換情報を関連付けて前記画像データとして出力する機能（Ｃ）と
を実現するプログラム。
【請求項１５】
画像データに基づいて画像を再生する方法を、コンピュータを用いて実現するためのプログラムであって、
前記画像を構成する画素毎に、該画素の輝度に応じた階調値が割り当てられた階調データを受け取る機能（イ）と、
前記階調値と前記輝度との対応関係を異なる対応関係に変換するための変換情報を、複数組受け取る機能（ロ）と、
前記受け取った変換情報の中から一の変換情報を選択し、該選択した変換情報を用いて前記階調データを変換する機能（ハ）と、
前記変換した階調データに基づいて前記画像を再生する機能（ニ）と
を実現するプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像データに基づいて画像を表示する技術に関し、詳しくは、画像を適切に且つ簡便に表示する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンピュータなどに代表される電子関連技術の進歩に伴って、近年では、画像が電子データの形態で扱われることが多くなってきた。画像を電子化して、いわゆる画像データとして扱う場合、対象とする画像を複数の画素に一旦分割し、各画素についての輝度情報あるいは濃度情報を表す階調データの形式で表現することが一般的である。もちろん、こうした画像データは、そのままでは人間が画像として認識することはできないが、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）モニタや、液晶モニタ、プリンタなどの画像再生機器を用いることで、人間が視覚的に認識可能な形態で表示することが可能である。
【０００３】
こうした画像再生装置は、画像を表示する方式に応じて表示可能な輝度範囲や濃度範囲、あるいは画像データの階調値に対して実際に表現される輝度や濃度が異なっている場合がある。このため、例えば輝度に比例した階調特性を持つ画像データをそのまま表示した場合、画像再生装置によっては画像中の例えば明るい部分や暗い部分が潰れてしまったり、画像のコントラストが不自然になったりする場合が生じ得る。そこで、これら画像再生装置で自然な感じの画像を表現することができるように、画像データの階調値を予め調整しておくことが行われている。いわゆるｓＲＧＢ（IEC61966 2-1）として広く知られている色空間は、このように階調特性が調整された色空間となっている。画像データをｓＲＧＢ色空間で表現しておけば、多くの画像再生機器で自然な階調特性の画像を表示することが可能である。
【０００４】
一方、画像再生機器間での階調特性の違いは差し置いて、画像の輝度情報（あるいは濃度情報）を精度良く記述することを目的としたｓｃＲＧＢ（IEC61966 2-2）という色空間も知られている。こうした色空間で表現された画像データは、画像再生機器によっては階調表現が潰れたり、コントラストが不正確な状態で再生される場合もあるが、例えばコンピュータグラフィックスで行われる処理のように、コンピュータ内部で画像を扱う場合などには、輝度に比例した階調特性を精度良く記述可能なｓｃＲＧＢ色空間で画像データを表現する方が好都合なことが多い。
【０００５】
このように、画像データは種々の色空間で表現されているが、ある色空間で表現された画像データを、異なる色空間による画像データとして扱ったのでは、画像を適切に表現することはできない。そこで、いずれの色空間による画像データであるかを示す情報を画像データに添付しておけば便利である。また、色空間の情報に加えて、階調特性がどのように調整されているかを表す情報を画像データに付しておき、画像を再生する際には、画像データに付された情報を参照することで、画像の色彩を正確に再生可能とする技術も提案されている（特許文献１）。
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−１５３０２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、同じ画像を異なる色空間の画像データとして扱う必要がある場合、それぞれの色空間毎に別個の画像データを用意しなければならず、それだけ多くの記憶容量が必要になるという問題がある。また、似たような画像データを別個にやり取りしなければならないことから、画像データの取り扱いが煩雑になってしまうという問題も生じる。
【０００８】
この発明は従来技術における上述した課題を解決するためになされたものであり、画像データを異なる色空間によるデータとして扱う必要がある場合でも、画像データを多重に用意することなく、簡便に且つ適切に取り扱うことが可能な技術の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題の少なくとも一部を解決するために、本願発明の第１の画像データ生成装置は次の構成を採用した。すなわち、
画像データに基づいて画像を再生する画像再生装置に、該画像データを生成して供給する画像データ生成装置であって、
前記画像を構成する画素毎に、該画素の輝度に応じた階調値を割り当てて階調データを生成する階調データ生成手段と、
前記階調値と前記輝度との対応関係を異なる対応関係に変換するための変換情報を、複数記憶している変換情報記憶手段と、
前記生成した階調データに複数の前記変換情報を関連付けて前記画像データとして出力する画像データ出力手段と
を備えることを要旨とする。
【００１０】
また、上記の画像データ生成装置に対応する本願発明の第１の画像データ生成方法は、
画像データに基づいて画像を再生する画像再生装置に、該画像データを生成して供給する画像データ生成方法であって、
前記画像を構成する画素毎に、該画素の輝度に応じた階調値を割り当てて階調データを生成する第１の工程と、
前記階調値と前記輝度との対応関係を異なる対応関係に変換するための変換情報を、複数記憶しておく第２の工程と、
前記生成した階調データに複数の前記変換情報を関連付けて前記画像データとして出力する第３の工程と
を備えることを要旨とする。
【００１１】
かかる第１の画像データ生成装置および画像データ生成方法においては、階調データに複数の変換情報を関連づけて画像データとして出力する。変換情報を用いれば、階調データにおける階調値と輝度との対応関係を異なる対応関係に変換することが可能である。当然、複数の変換情報を用いれば、階調データを複数の対応関係を有する階調データに変換することが可能であり、画像再生装置に最も適した対応関係に変換した画像を再生することができるので、適切に画像を再生することが可能である。尚、こうした変換情報としては、輝度に応じて割り当てられた階調値間の大小関係を維持したまま、異なる対応関係に変換するための情報とすることも可能である。
【００１２】
また、こうして生成される画像データには複数の変換情報が関連づけられていることから、複数の異なる画像再生装置に同じ画像データを供給した場合でも、それぞれの画像再生装置で適切に画像を再生することが可能である。すなわち、これら画像再生装置における階調値と輝度との適切な対応関係が異なっている場合でも、それぞれの画像再生機器に供給する画像データを共通化することができるので、画像データの取り扱いを簡便化することも可能となる。
【００１３】
かかる第１の画像データ生成装置においては、画像を構成する各画素の輝度に比例した階調値を割り当てて階調データを生成することとし、更に、変換情報としては、変換して得ようとする階調データにおける階調値と輝度との対応関係を複数記憶していることとしてもよい。
【００１４】
こうすれば、変換情報としては、得ようとする階調データの対応関係を複数関連づけておくだけで足りるので、画像データを簡素なものとすることができる。また、各画素に割り当てられる階調値が該画素の輝度に比例した値を有する階調データは、比較的容易に生成することができるから、このようにすれば画像データを簡便に生成することも可能である。
【００１５】
また、かかる第１の画像データ生成装置においては、輝度に比例する階調値ではなく、所定の対応関係に基づいて階調値を割り当てることにより、階調データを生成することも可能である。こうした場合は、かかる所定の対応関係を、階調値と輝度とが比例した対応関係に変換するための変換情報を、生成した階調データに関連づけて、画像再生装置に出力してればよい。
【００１６】
こうすれば、画像再生装置では、階調データの対応関係を、階調値と輝度とが比例する対応関係に変換して、適切に画像を再生することが可能となる。
【００１７】
また、上述した第１の画像データ生成装置においては、次のような変換情報を使用することも可能である。すなわち、輝度の範囲が所定範囲に収まるように階調値に対する輝度が修正された対応関係に変換するための出力基準の変換情報と、こうした修正の行われていない対応関係に変換するための原情報基準の変換情報とを使用することもできる。そして、これら出力基準の変換情報と原情報基準の変換情報とを階調データに関連づけた状態で、画像データとして出力する。
【００１８】
画像再生装置の中には、輝度の出力範囲が比較的狭く、従って、輝度の範囲が所定範囲に収まるように階調値に対する輝度が修正された対応関係を採用しているものも多く存在する。そこで、出力基準の変換情報と原情報基準の変換情報とを、変換情報として関連づけて出力してやれば、多くの画像再生装置で適切に画像を再生することが可能となるので好ましい。
【００１９】
上記の各種画像データ生成装置においては、画像を構成する画素毎にＲ，Ｇ，Ｂ各色の輝度に対応する３つの階調値を割り当てて、所定の色空間におけるカラー画像データを生成することとしてもよい。そして、該所定の色空間におけるカラー画像データを、異なる色空間におけるカラー画像データに変換するための変換情報を複数記憶しておき、これら変換情報を、生成したカラー画像データに関連づけて出力することとしてもよい。
【００２０】
画像再生装置が異なる色空間を有する場合でも、共通の画像データを供給しながら、それぞれの再生装置で適切にカラー画像を再生することが可能となるので好適である。
【００２１】
こうした画像データ生成装置においては、次のような変換マトリックスを記憶しておき、該マトリックスを変換情報とともにカラー画像データに関連づけて出力することとしても良い。すなわち、カラー画像データの表色系を、該カラー画像データを生成した所定の色空間から、予め定められた中間的な色空間に変換するための変換マトリックスを記憶しておき、この変換マトリックスを変換情報とともに出力する。
【００２２】
カラー画像データを生成した色空間は常に固定されているとは限らず、また、画像再生装置で使用される色空間も、装置毎に異なる色空間が用いられることが多い。従って、カラー画像データの色空間を画像再生装置の色空間に変換することは、必ずしも容易ではない。しかし、カラー画像データの色空間を中間的な色空間に変換するための変換マトリックスを、カラー画像データに関連づけて出力しておけば、画像再生装置では中間的な色空間を経由することで、再生装置毎の色空間に変換することが可能となる。
【００２３】
こうした中間的な色空間としては、ＸＹＺ表色系による色空間とすることができる。
【００２４】
ＸＹＺ表色系による色空間は、あらゆる色彩が表示可能であり、異なる色空間との間で変換が容易であり、しかも周知の色空間である。従って、ＸＹＺ表色系による色空間を中間的な色空間として用いれば、カラー画像データの色空間を画像再生装置の色空間に、簡便に且つ適切に変換することができるので、カラー画像を適切に再生することが可能となる。
【００２５】
また、前述した課題の少なくとも一部を解決するために、本願発明の第２の画像データ生成装置は次の構成を採用した。すなわち、
画像データに基づいて画像を再生する画像再生装置に、該画像データを生成して供給する画像データ生成装置であって、
前記画像を構成する画素毎に、該画素の輝度に応じた階調値が割り当てられた階調データを受け取る階調データ受取手段と、
前記階調値と前記輝度との対応関係を異なる対応関係に変換するための変換情報を、複数記憶している変換情報記憶手段と、
前記生成した階調データに複数の前記変換情報を関連付けて前記画像データとして出力する画像データ出力手段と
を備えることを要旨とする。
【００２６】
上記の画像データ生成装置に対応する本願発明の第２の画像データ生成方法は、
画像データに基づいて画像を再生する画像再生装置に、該画像データを生成して供給する画像データ生成方法であって、
前記画像を構成する画素毎に、該画素の輝度に応じた階調値が割り当てられた階調データを受け取る工程（Ａ）と、
前記階調値と前記輝度との対応関係を異なる対応関係に変換するための変換情報を、複数記憶しておく工程（Ｂ）と、
前記生成した階調データに複数の前記変換情報を関連付けて前記画像データとして出力する工程（Ｃ）と
を備えることを要旨とする。
【００２７】
かかる第２の画像データ生成装置および画像データ生成方法においても、階調データに複数の変換情報を関連づけて画像データとして出力する。こうすれば、画像再生装置では、受け取った階調データにおける階調値と輝度との対応関係を、適切な対応関係に変換して画像を再生することができるので、適切に画像を再生することが可能となる。加えて、画像再生装置毎に異なる対応関係が採用されている場合でも、共通の画像データを供給することができるので、画像データを共通化することが可能となる。
【００２８】
また、本願発明によれば、画像再生装置における階調値と輝度との対応関係に関わらず、供給された画像データから適切に画像を再生することが可能となる。この点に着目すれば、本願発明を画像再生装置あるいは画像再生方法として把握することも可能である。すなわち、本願発明の画像再生装置は、
画像データに基づいて画像を再生する画像再生装置であって、
前記画像を構成する画素毎に、該画素の輝度に応じた階調値が割り当てられた階調データを受け取る階調データ受取手段と、
前記階調値と前記輝度との対応関係を異なる対応関係に変換するための変換情報を、複数組受け取る変換情報受取手段と、
前記受け取った変換情報の中から一の変換情報を選択し、該選択した変換情報を用いて前記階調データを変換する階調データ変換手段と、
前記変換した階調データに基づいて前記画像を再生する画像再生手段と
を備えることを要旨とする。
【００２９】
また、上記の画像再生装置に対応する本願発明の画像再生方法は、
画像データに基づいて画像を再生する画像再生方法であって、
前記画像を構成する画素毎に、該画素の輝度に応じた階調値が割り当てられた階調データを受け取る工程（イ）と、
前記階調値と前記輝度との対応関係を異なる対応関係に変換するための変換情報を、複数組受け取る工程（ロ）と、
前記受け取った変換情報の中から一の変換情報を選択し、該選択した変換情報を用いて前記階調データを変換する工程（ハ）と、
前記変換した階調データに基づいて前記画像を再生する工程（ニ）と
を備えることを要旨とする。
【００３０】
こうした画像再生装置および画像再生方法においては、階調データと複数の変換情報とを受け取ると、変換情報の中から一の変換情報を選択する。選択する変換情報としては、画像を再生するために適した変換情報とすることができる。次いで、階調データにおける階調値と輝度との対応関係を、選択した変換情報を用いて変換した後、得られた階調データに基づいて画像を再生する。こうすれば、画像再生するために用いられる対応関係が異なっている場合でも、画像を適切に再生することが可能となる。
【００３１】
更に、本願発明は、上述した画像データ生成方法あるいは画像再生方法を実現するためのプログラムをコンピュータに読み込ませることで、コンピュータを用いて実現することも可能である。従って本願発明は、次のようなプログラムあるいは該プログラムを記録した記録媒体として把握することも可能である。すなわち、上述した第１の画像データ生成方法に対応する本願発明のプログラムは、
画像データに基づいて画像を再生する画像再生装置に、該画像データを生成して供給する方法を、コンピュータを用いて実現するためのプログラムであって、
前記画像を構成する画素毎に、該画素の輝度に応じた階調値を割り当てて階調データを生成する第１の機能と、
前記階調値と前記輝度との対応関係を異なる対応関係に変換するための変換情報を、複数記憶しておく第２の機能と、
前記生成した階調データに複数の前記変換情報を関連付けて前記画像データとして出力する第３の機能と
を実現することを要旨とする。
【００３２】
かかるプログラムに対応する記録媒体は、
画像データに基づいて画像を再生する画像再生装置に、該画像データを生成して供給するプログラムを、コンピュータで読み取り可能に記録した記録媒体であって、
前記画像を構成する画素毎に、該画素の輝度に応じた階調値を割り当てて階調データを生成する第１の機能と、
前記階調値と前記輝度との対応関係を異なる対応関係に変換するための変換情報を、複数記憶しておく第２の機能と、
前記生成した階調データに複数の前記変換情報を関連付けて前記画像データとして出力する第３の機能と
をコンピュータを用いて実現するプログラムを記録していることを要旨とする。
【００３３】
また、上述した第２の画像データ生成方法に対応する本願発明のプログラムは、
画像データに基づいて画像を再生する画像再生装置に、該画像データを生成して供給する方法を、コンピュータを用いて実現するためのプログラムであって、
前記画像を構成する画素毎に、該画素の輝度に応じた階調値が割り当てられた階調データを受け取る機能（Ａ）と、
前記階調値と前記輝度との対応関係を異なる対応関係に変換するための変換情報を、複数記憶しておく機能（Ｂ）と、
前記生成した階調データに複数の前記変換情報を関連付けて前記画像データとして出力する機能（Ｃ）と
を実現することを要旨とする。
【００３４】
かかるプログラムに対応する記録媒体は、
画像データに基づいて画像を再生する画像再生装置に、該画像データを生成して供給するプログラムを、コンピュータで読み取り可能に記録した記録媒体であって、
前記画像を構成する画素毎に、該画素の輝度に応じた階調値が割り当てられた階調データを受け取る機能（Ａ）と、
前記階調値と前記輝度との対応関係を異なる対応関係に変換するための変換情報を、複数記憶しておく機能（Ｂ）と、
前記生成した階調データに複数の前記変換情報を関連付けて前記画像データとして出力する機能（Ｃ）と
をコンピュータを用いて実現するプログラムを記録していることを要旨とする。
【００３５】
更に、上述した画像再生方法に対応する本願発明のプログラムは、
画像データに基づいて画像を再生する方法を、コンピュータを用いて実現するためのプログラムであって、
前記画像を構成する画素毎に、該画素の輝度に応じた階調値が割り当てられた階調データを受け取る機能（イ）と、
前記階調値と前記輝度との対応関係を異なる対応関係に変換するための変換情報を、複数組受け取る機能（ロ）と、
前記受け取った変換情報の中から一の変換情報を選択し、該選択した変換情報を用いて前記階調データを変換する機能（ハ）と、
前記変換した階調データに基づいて前記画像を再生する機能（ニ）と
を実現することを要旨とする。
【００３６】
かかるプログラムに対応する記録媒体は、
画像データに基づいて画像を再生するプログラムを、コンピュータで読み取り可能に記録した記録媒体であって、
前記画像を構成する画素毎に、該画素の輝度に応じた階調値が割り当てられた階調データを受け取る機能（イ）と、
前記階調値と前記輝度との対応関係を異なる対応関係に変換するための変換情報を、複数組受け取る機能（ロ）と、
前記受け取った変換情報の中から一の変換情報を選択し、該選択した変換情報を用いて前記階調データを変換する機能（ハ）と、
前記変換した階調データに基づいて前記画像を再生する機能（ニ）と
をコンピュータを用いて実現するプログラムを記録していることを要旨とする。
【００３７】
これらプログラムをコンピュータに読み込ませ、各種機能を実現させれば、階調値と輝度との対応関係が異なる画像再生装置においても、適切に画像を再生することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
以下では、上述した本願発明の内容を明確にするために、次のような順序に従って実施例を説明する。
Ａ．画像再現システムの概要：
Ｂ．画像生成装置：
Ｂ−１．装置構成：
Ｂ−２．画像データ生成処理：
Ｃ．画像再生処理：
Ｄ．第２実施例の画像再生システム：
Ｄ−１．装置構成：
Ｄ−２．画像データ生成処理：
Ｄ−３．画像再生処理：
Ｅ．変形例：
Ｅ−１．第１の変形例：
Ｅ−２．第２の変形例：
【００３９】
Ａ．画像再現システムの概要  ：
図１は、一般的な画像再現システムの構成を例示した説明図である。画像再現システムは、画像データを受け取って視覚的に識別可能な形態で画像を再生する機器（画像再生機器）と、画像データを生成してこれら画像再生機器に供給する機器（画像生成機器）とから構成されている。図１に示した例示では、デジタルスチルカメラ（以下では、デジタルカメラと略称する）１０やデジタルビデオカメラ（以下では、ビデオカメラと略称する）２０、スキャナ３０などが画像生成機器に該当しており、各種のコンピュータ４０やプリンタ５０、各種のモニタ６０などが画像再生機器に該当している。ここで、各種のコンピュータ４０は、いわゆるパソコンのような簡易なものであってもよいし、あるいは、いわゆるグラフィックステーションと呼ばれるような、高度な画像処理能力を備えたコンピュータとすることもできる。また各種のモニタ６０は、ＣＲＴモニタであっても良いし、液晶モニタとすることもできる。また、画像再生機器は、図１に例示した各種機器に限られるものではなく、例えばプロジェクタなども画像再生機器に含まれている。
【００４０】
デジタルカメラ１０などの画像生成機器で生成された画像データは、コンピュータ４０やプリンタ５０、各種モニタ６０などの画像再生機器に供給され、再生側の機器でそれぞれの処理が行われる。例えば、コンピュータ４０では、取り込んだ画像データに対していわゆるコンピュータグラフィックス等による各種の処理が行われる。処理結果として得られた画像データは、内蔵するモニタに表示されたり、あるいは外部に接続したプリンタ５０や各種モニタ６０に出力されて表示される。このようにコンピュータ４０は、画像を再生する画像再生機器であると同時に画像データを生成する画像生成機器ともなり得る機器である。また、画像再生装置としてのプリンタ５０は、画像データを受け取ると、インクあるいはトナーなどを用いて印刷用紙上に画像を形成する。インクやトナーとして、シアン（Ｃ）・マゼンタ（Ｍ）・イエロ（Ｙ）の各色のインクあるいはトナーを使用すれば、カラー画像を印刷することもできる。画像再生装置としての各種のモニタ６０は、モニタ画面上に無数に形成された輝点の明るさを画像データに応じて変更することで、画面上に画像を表示する。モニタ画面上に赤（Ｒ）・緑（Ｇ）・青（Ｂ）の３色の輝点を形成し、これら輝点の明るさを画像データに応じて変更すれば、カラー画像を表示することも可能である。
【００４１】
このように画像再生機器には種々の機器が存在している。そして、画像データから画像を再生する方式はそれぞれの機器で異なることから、再生可能な色空間もそれぞれの機器で異なっているのが通常である。従って、画像を適切に再生するためには、再生する機器の色空間を考慮した画像データを供給する必要がある。例えば、ある対象をデジタルカメラ１０で撮影して画像データを出力する場合でも、コンピュータ４０に向けて出力する場合とモニタ６０に向けて出力する場合とでは、それぞれの画像再生機器が要求する色空間に合わせて異なる画像データを出力しなければならない。すなわち、一般的な画像再現システムでは、画像を再生する機器側の色空間に合わせて、画像データを多重に用意しておかなければならない。
【００４２】
こうした点に鑑みて、本実施例の画像再生システムでは、デジタルカメラ１０などの画像生成機器から画像データを出力する際に、その画像データを複数の機器で再生するための情報（再生情報）を関連づけた状態で出力する。図２は、本実施例の画像再現システムを概念的に示す説明図である。図２（ａ）には、画像生成機器から出力される画像データのデータ構造が概念的に示されている。図２（ａ）に示した例では、画像データのヘッダ部に３種類の画像再生機器に対応した３組の再生情報（再生情報１、再生情報２、再生情報３）が書き込まれている。尚、これら再生情報は、必ずしもヘッダ部に書き込まれていなくてもよく、何らかの形態で画像データに関連づけられていればよい。
【００４３】
再生情報の詳細な内容については後述するが、ここでは、再生情報１は画像データをコンピュータ４０で再生するための情報であり、再生情報２はプリンタ５０で再生するための、そして再生情報３はモニタ６０で再生するための情報であるとする。そして今、ある対象画像をデジタルカメラ１０で撮影したとする。デジタルカメラ１０は、画像データがどのような機器で再生するかに関わらず、図２（ａ）に示したデータ構造の画像データを出力する。このような画像データがコンピュータ４０に供給されると、コンピュータ４０は、画像データに含まれている再生情報１を用いて画像を再生する。また、画像データがプリンタ５０に供給された場合は、プリンタ５０は再生情報２を用いて画像を印刷し、そして画像データがモニタ６０に供給された場合は、モニタ６０は再生情報３を用いて画像を再生する。
【００４４】
このように、画像データに複数の再生情報を関連づけた状態で出力しておけば、画像再生機器側で適切な再生情報を用いて画像を再生することで、画像を適切に表示することが可能となる。しかも、画像データを出力する際には、該画像データを受け取る画像再生機器に関わらず、同じ画像データを出力することが可能であり、同じ対象を撮影した画像データを再生側の機器に応じて多重に用意する必要も無くなる。以下では、こうした画像再生システムにおいて、画像データを生成する処理および画像データから画像を再生する処理について詳しく説明する。
【００４５】
Ｂ．画像生成装置  ：
Ｂ−１．装置構成  ：
図３は、画像生成機器としてのデジタルカメラ１００の大まかな構成を示す説明図である。ビデオカメラ２０やスキャナ３０などの他の画像生成機器についても、基本的な構成は、図３に示したデジタルカメラ１００の構成と同様である。
【００４６】
デジタルカメラ１００には、図示されているように、レンズおよびレンズの駆動機構などによって主に構成される光学系１０２と、ＣＣＤ（Ｃharge Ｃoupled Ｄevice）などによって主に構成される画像取得回路１０４と、ＤＳＰ（Ｄegital Ｓignal Ｐrocessor）などによって主に構成される画像処理回路１０６と、ＣＰＵなどによって主に構成される制御回路１０８と、ＲＯＭやＲＡＭなどによって主に構成される記憶回路１１０と、専用のＬＳＩによって主に構成される画像出力回路１１２と、制御回路１０８に対して種々の設定を行う十字カーソル１１６などが搭載されている。
【００４７】
このようなデジタルカメラ１００で画像を撮影する場合には、光学系１０２によって画像取得回路１０４のＣＣＤ上に画像を結像させる。ＣＣＤの受光面には、光を電荷に変換する微細な受光素子が一面に埋め込まれており、画像を結像させると、各受光素子はそれぞれの位置での輝度に応じて電荷を発生させる。画像取得回路１０４は、ＣＣＤの各受光素子で発生している電荷量を検出することにより、結像した画像を構成する各画素位置での輝度情報を取得する。画像処理回路１０６は、画像取得回路１０４で取得した輝度情報に所定の画像処理を施して画像データを生成する。画像出力回路１１２は、こうして生成した画像データをケーブルを介して外部に出力する。あるいはメモリカードなどの記憶素子１１４に書き込むことも可能である。これら光学系１０２や、画像取得回路１０４、画像処理回路１０６、画像出力回路１１２などの動作は、制御回路１０８によって制御されている。制御のために必要な各種プログラムやデータ類は、記憶回路１１０のＲＯＭ内に予め記憶されており、制御回路１０８はこれらプログラムやデータを読み込んで制御を行う。
【００４８】
前述したように本実施例の画像再生システムでは、デジタルカメラ１００などの画像生成機器からは、複数の再生情報が関連づけられた状態で画像データが出力される。このように複数の再生情報を関連づけた状態で画像データを生成するための画像処理については後ほど詳しく説明するが、その準備として、先ず初めに、従来のデジタルカメラの内部で実施されている画像処理について簡単に説明しておく。
【００４９】
図４は、一般的なデジタルカメラの内部で行われる画像処理の概要を示すブロック図である。デジタルカメラの内部では、ＣＣＤの出力に対して、先ず初めに色補間と呼ばれる処理を行う。図５は、色補間処理の概要を示す説明図である。ＣＣＤ上の受光素子は、光の強さ（すなわち輝度）しか検出することができないので、レンズを通過した光を光学系１０２の内部でいわゆる光の三原色と呼ばれるＲ，Ｇ，Ｂの各色に分解して、各色毎に輝度を検出する。各色毎の輝度を検出するに際しては、撮影しようとする画像全体を、カラーセパレータを用いてＲ，Ｇ，Ｂ各色の画像に分解することも可能であるが、簡便には受光素子毎にＲ，Ｇ，Ｂ各色を分担して検出することも可能である。例えば、Ｒ色光のみを通過する小さなフィルタ（Ｒフィルタ）と、Ｇ色光のみを通過する小さなフィルタ（Ｇフィルタ）と、Ｂ色光のみを通過する小さなフィルタ（Ｂフィルタ）とを組み合わせたカラーフィルタをＣＣＤの前に設けておく。こうすれば、Ｒフィルタの後ろの受光素子ではＲ色光の輝度が検出され、Ｇフィルタの後ろの受光素子ではＧ色光が輝度が検出され、Ｂフィルタの後ろの受光素子ではＢ色光の輝度が、それぞれ分担して検出されることになる。
【００５０】
図５（ａ）は、ＣＣＤ上で、こうして受光素子毎にＲ，Ｇ，Ｂ各色の光を分担して検出している様子を概念的に示した説明図である。図中に示した小さな矩形は、ＣＣＤ上に設けられた受光素子を模式的に表したものである。尚、ＣＣＤ上には、より多数の受光素子が搭載されているが、ここでは図示が煩雑となることを避けるために、５×６の３０個の素子が搭載されているものとして表示している。図中で「Ｒ」と表示された受光素子はＲ色光の輝度を検出する素子を示し、「Ｇ」と表示された素子はＧ色光の輝度を、「Ｂ」と表示された素子はＢ色光の輝度を検出する受光素子を示している。このように、Ｒ，Ｇ，Ｂ各色の輝度がモザイク状に、単色毎に見れば千鳥状に得られた輝度のデータから、各色毎に補間演算を行うことにより、図５（ｂ）に示すような抜け落ちのない完全なデータを生成する。
【００５１】
このようにして得られたデータは、光学系１０２が結像させた画像について、Ｒ，Ｇ，Ｂ各色光についての輝度を、ＣＣＤに設けられた受光素子の位置で検出した階調データとなっている。受光素子の設けられている位置は、出力すべき画像データの画素位置に一致しているとは限らない。そこで、得られたデータの間で補間演算を行って適宜新たなデータを追加する。図５（ｃ）は、Ｒ色について、こうして得られたデータを概念的に示した説明図である。
【００５２】
デジタルカメラの画像処理では、色補間処理に続いて、色変換と呼ばれる処理を行う。色変換とは次のような処理である。カラーフィルタでＲ，Ｇ，Ｂ各色の光を分離した結果、それぞれの輝度値としてｒ，ｇ，ｂが得られたとする。Ｒ，Ｇ，Ｂ各色の光を、それぞれｒ，ｇ，ｂの強さで混合すれば、グラスマンの法則によって元の画像と同じ色彩を再現することが可能である。しかし、カラーフィルタで分離したＲ，Ｇ，Ｂ各色光の中心波長は、画像を再現するために使用されるＲ，Ｇ，Ｂ各色光の波長とは、通常異なっている。このため、ＣＣＤの受光素子で検出したＲ，Ｇ，Ｂ各色の階調データをそのまま使用して画像を再生したのでは、表現される色彩は元の色彩とは異なったものとなってしまう。
【００５３】
図６（ａ）は、再現される色彩が元の色彩とは異なってしまう様子を概念的に示した説明図である。図中のＲ，Ｇ，Ｂ軸はそれぞれＣＣＤで検出したＲ，Ｇ，Ｂ各色光の輝度を表しており、また、Ｒ’，Ｇ’，Ｂ‘軸はそれぞれ画像を再生するために用いるＲ，Ｇ，Ｂ各色の光の強さを表している。今、元の画像の色彩ＡをＣＣＤで検出した結果、Ｒ，Ｇ，Ｂ各色光の輝度値がｒ，ｇ，ｂであったとする。しかし、カラーフィルタの中心波長とは異なる波長のＲ’，Ｇ’，Ｂ’の各色光を、それぞれｒ，ｇ，ｂの強さで混合しても、再現される色彩はＡ’となり、元の色彩Ａとは異なったものとなってしまう。すなわち、ＣＣＤでＲ，Ｇ，Ｂ各色光の輝度値がｒ，ｇ，ｂであると検出されたとしても、異なる波長の各色光Ｒ’，Ｇ’，Ｂ’を用いて再現する場合、それぞれの光の強さをｒ，ｇ，ｂとしたのでは、同じ色彩を再現することはできない。従って、元の色彩を正しく再現するためには、ＣＣＤで検出したＲ，Ｇ，Ｂ各色の階調データｒ，ｇ，ｂを、画像の再現に用いる各色光Ｒ’，Ｇ’，Ｂ’による階調データｒ’，ｇ’，ｂ’に変換しておかなければならない。
【００５４】
こうした変換は、数学的には、３次元座標値を異なる座標軸へ線形変換することに相当するから、図６（ｂ）に示したマトリックス演算によって実施することができる。デジタルカメラにおいて、色補間に続いて行われる色変換処理とは、上述したように、カラーフィルタのＲ，Ｇ，Ｂ各色光の中心波長と、画像の再現に用いられるＲ，Ｇ，Ｂ各色光の波長の違いを修正するために、図６（ｂ）に示すようなマトリックス演算を行う処理である。
【００５５】
色変換処理に続いて、図４に示すようにホワイトバランス調整を行う。これは次のような処理である。人間の視覚は、色順応と呼ばれる能力を備えており、どのような光源の下でも白色は白色として認識することができる。例えば、黄色が勝った光源の元では白色は黄色っぽく見えているはずであり、赤色が勝った光源の元では白色は赤っぽく見えているはずであるが、いずれの場合でも人間は白色を白色と認識する。ところが、ＣＣＤで撮影した場合、黄色が勝った光源の下では白色が黄色っぽく写ってしまい、赤色が勝った光源の下では白色が赤っぽく写ってしまう。このため、後で画像を再現すると、記憶に残っている色彩と異なるために違和感を与えることとなる。こうしたことを避けるため、白色が白色に写るように、光源に合わせてＲ，Ｇ，Ｂ各色のバランスを調整する処理を行う。この処理がホワイトバランスと呼ばれる処理である。
【００５６】
ホワイトバランス調整に続いて、階調補正と呼ばれる処理を行う。図７は、階調補正処理の内容を示す説明図である。図７（ａ）には、ＣＣＤなどのセンサで検出可能な輝度範囲と、ＣＲＴや液晶モニタなどの一般的な画像再生機器で出力可能な輝度範囲との関係が示されている。図の横軸は、センサで検出可能な輝度範囲を示し、図の縦軸は、画像再生機器で出力可能な輝度範囲を示している。図示されているように、一般的な画像再生機器で出力可能な輝度範囲は、センサなどで検出可能な輝度範囲よりも狭く、画像を再生する機器側で出力輝度を最大にしても、センサで検出可能な最大輝度のようには明るい画像を再現することはできない。従って、ＣＣＤなどで検出された最大輝度が、出力可能な最大輝度に収まるように、単純にスケールを変えてモニタから出力したのでは、再現される画像は全体として暗い画像となってしまう。こうしたことを避けるため、画像の見え方に与える影響が比較的少ない高輝度領域や低輝度領域では、センサで検出されたコントラストを圧縮し、その代わりに、画像の見え方に最も大きな影響を与える中輝度領域では、センサで検出された輝度のコントラストをできるだけ保存するように、センサ出力の階調値を変換してやる。図７（ａ）に示した白抜きの矢印は、中輝度領域ではセンサで検出したコントラストが保存されていることを模式的に表している。また、図中にハッチングを付して示した高輝度領域および低輝度領域では、センサで検出したコントラストが圧縮されている。このように階調値を変換してやれば、センサで検出可能な広い輝度範囲を、モニタなどで出力可能な輝度範囲に収めながら、一般的なＣＲＴモニタや液晶モニタで画像が暗くなってしまうことを回避することができる。仮に、センサ出力が８ｂｉｔデータであるとした場合、このような階調値の変換は、図７（ｂ）に示すような変換テーブルを用いて変換することで実現することができる。
【００５７】
尚、このように、出力可能な輝度範囲が比較的狭い画像再生機器でも自然な画像が再生されるように、画像の見え方に大きな影響を与えない輝度範囲のコントラストを圧縮してダイナミックレンジを抑制した画像データは、Output-referredな画像データと呼ばれることがある。これに対して、ダイナミックレンジを抑制しておらず、従って、検出した輝度情報をそのまま保持している画像データは、Scene-referredな画像データと呼ばれることがある。
【００５８】
階調補正処理では、いわゆるガンマ補正と呼ばれる変換も行われる。図７（ｃ）は、ガンマ補正の内容を示す説明図である。一般的なモニタでは、入力と出力との関係が直線的な関係とはなっていない。これは、モニタは一般的に、印加する電圧Ｅと画面の輝度Ｉとの間には、
Ｉ＝ｋ×Ｅγ
という関係が成り立ち、電圧Ｅが小さい間はなかなか画面が明るくならないが、印加する電圧Ｅがある程度まで大きくなると急に明るくなるためである。ここで、ｋは比例定数であり、γ（ガンマ）は印加する電圧Ｅと画面の輝度Ｉとが直線関係から隔たっている程度を示す指標である。γ＝１の場合は、輝度Ｉは電圧Ｅに比例しており、印加する電圧Ｅが増加するに連れて輝度Ｉも直線的に増加するが、γの値が１から離れる程、直線関係からの隔たりが大きくなる。図７（ｃ）に示した破線のグラフは、こうした一般的なモニタの特性を表しており、γ値は１よりも大きな値を取る。このような特性のモニタでは、入力データの階調値を一定の割合で増加させても、モニタの明るさを一定の割合で増加させることはできない。そこで、図７（ｃ）に実線で示すように、低階調域で入力値を底上げするような階調変換を行う。具体的には、γ値がモニタのγ値の逆数となるような階調変換を行えば、入力データの階調値に応じてモニタの明るさを変化させることができる。ガンマ補正とは、このように、モニタに対する入力電圧と出力輝度との非線形性を補償するために行う補正を言う。
【００５９】
図４に示したデジタルカメラの階調補正では、ダイナミックレンジを圧縮するために行われる図７（ｂ）に示すような階調変換と、モニタの出力特性を補償するために行われる図７（ｃ）に示すような階調変換とが行われる。尚、実際には、これら階調変換は別々に実施されるのではなく、一度の変換でまとめて行われている。
【００６０】
一般的なデジタルカメラでは、ＣＣＤの出力に対して、以上のような色補間処理、色変換処理、ホワイトバランス処理、階調補正処理の各処理を加えた後、得られたデータを画像データとして、モニタなどの画像再生機器に出力する。
【００６１】
Ｂ−２．画像データ生成処理  ：
前述したように、本実施例の画像再生システムでは、複数の再生情報が関連づけられた状態で画像データをやり取りする。このため、本実施例の画像再生システムを構成する画像生成機器は、一般的なデジタルカメラで行われているような上述した画像処理とは異なる処理を行って、画像データを生成している。以下では、再びデジタルカメラ１００を例に用いて、本実施例の画像生成機器の内部で行われる画像データ生成処理について説明する。
【００６２】
図８は、本実施例の画像再生システムを構成する画像生成機器内で画像データを生成する処理の流れを示すフローチャートである。画像データ生成処理を開始すると、先ず初めに、ＣＣＤ上に画像を結像させて、各受光素子で検出した輝度のデータを取得する（ステップＳ１００）。尚、ここではＣＣＤを用いて光の強さを電気的な信号に変換するものとしているが、輝度のデータを検出する部品としてはＣＣＤに限らず、例えばＣＭＯＳセンサと呼ばれる部品など、他の部品を用いることも可能である。
【００６３】
次いで、取得したＣＣＤ出力に対してリニア補正を実施する（ステップＳ１０２）。これは、次のような処理である。前述したように、ＣＣＤ上に設けられた受光素子は受光した光の強さ（輝度）に応じた電荷を生成するが、素子のバラツキにより、あるいは電荷の生成原理などの影響で、電荷量（すなわちＣＣＤ出力）が受光した輝度に正確に比例しているとは限らない。そこで、ＣＣＤ出力を補正することで、輝度に正確に比例した出力に変換しておくのである。尚、前述した従来のデジタルカメラの内部で行われている画像処理では必ず階調補正処理が行われるので、この処理と同時にリニア補正も実施することが可能であるが、本実施例の画像生成機器では必ずしも階調補正は行われない。このため、予めＣＣＤ出力のリニア補正を実施しておくのである。
【００６４】
ＣＣＤ出力のリニア補正は、１次元テーブルを参照することで実施することができる。図９は、リニア補正を行う際に参照される１次元テーブルを概念的に示した説明図である。図３に示したデジタルカメラ１００の記憶回路１１０には、図９に示すような、ＣＣＤ出力に対してリニア補正後の出力が対応付けられた１次元テーブルが、Ｒ，Ｇ，Ｂ各色毎に予め記憶されている。図８のＳ１０２では、このような１次元テーブルを参照することにより、ＣＣＤ出力を輝度に正確に比例する出力に変換するのである。こうして得られたデータは、前述したいわゆるScene-referredなデータとなっている。尚、図９の１次元テーブルから分かるように、ＣＣＤ出力は通常、輝度に対してほぼ比例した値となっており、リニア補正前の出力値と補正後の出力値とが大きく異なることは稀である。
【００６５】
以上のようにして輝度に比例した出力が得られたら、今度は、色補間および色変換の処理を実施する（図８のステップＳ１０４）。この処理は、前述した従来のデジタルカメラで行われている色補間処理（図５参照）および色変換処理（図６参照）とほぼ同様である。色変換処理では、ＣＣＤで検出されたＲ，Ｇ，Ｂ各色についての輝度データを、ｓＲＧＢあるいはｓｃＲＧＢという色空間の規格で採用されているＲ，Ｇ，Ｂ各色を用いて表現したデータに変換される。ＣＣＤで検出されるＲ，Ｇ，Ｂ各色の中心波長および、規格で採用されているＲ，Ｇ，Ｂ各色の波長は分かっていることから、図６を用いて前述したように、色変換のための変換マトリックスを１つ決定することができる。得られた変換マトリックスを用いて図６（ｂ）に示すような線形変換を行うことにより、ＣＣＤで得られたＲ，Ｇ，Ｂの輝度データを、ｓＲＧＢあるいはｓｃＲＧＢという規格で採用されたＲ，Ｇ，Ｂによる輝度データに変換することができる。
【００６６】
次いで、画像データを再生する色空間を指定する旨が設定されているか否かを判断する（ステップＳ１０６）。通常は、再生する色空間としては、ｓＲＧＢと呼ばれる色空間と、ｓｃＲＧＢと呼ばれる色空間の２つの色空間が設定されるが、将来に新たな色空間が広く使用された場合などには、図３に示した十字カーソル１１６を使用して新たな色空間を設定しておくことも可能である。ステップＳ１０６では、再生する色空間が手動で設定されているか否かを判断し、設定されていない場合は（ステップＳ１０６：ｎｏ）、標準として設定されている２つの色空間すなわちｓＲＧＢ色空間およびｓｃＲＧＢ色空間を、画像データが再生される色空間として設定する（ステップＳ１０８）。一方、色空間が手動で設定されていると判断された場合は（ステップＳ１０６：ｙｅｓ）、手動で設定されている内容を検出して、検出した色空間を設定する（ステップＳ１１０）。
【００６７】
こうして、画像データを再生する色空間の設定を取得したら、今度は、設定された色空間で画像データを再生するための情報（再生情報）を、画像データのヘッダ部に書き込む処理を行う（ステップＳ１１２）。すなわち、記憶回路１１０には、色空間毎に再生情報が予め記憶されており、設定された色空間の再生情報を読み出して、順次、ヘッダ部に書き込んで行くのである。
【００６８】
図１０は、本実施例の画像再生システムにおいてやり取りされる画像データのデータ構造を概念的に示した説明図である。図示されているように、画像データにはヘッダ部とデータ部とが設けられており、ヘッダ部には複数組の再生情報が書き込まれている。図１０に例示した画像データでは、再生情報の先頭箇所には色空間を識別するためのＩＤ番号が書き込まれている。色空間ＩＤの値「０」はｓＲＧＢ色空間に割り当てられており、続いて書き込まれている再生情報が画像データをｓＲＧＢ色空間で再生するための情報であることを表している。そして、ｓＲＧＢ色空間用の再生情報としては、以下に説明するように、１次元テーブルと、変換マトリックスと、階調変換特性テーブルとを順次ヘッダ部に書き込んで行く。
【００６９】
色空間ＩＤに続く領域には、先ず初めに１次元テーブルが書き込まれる（図１０を参照のこと）。ｓＲＧＢ色空間の場合は、１次元テーブルとしては、図７（ｃ）中の実線に相当するような、γ値２．２のガンマ補正を行うための変換テーブルが書き込まれる。こうした変換テーブルは、図３に示した記憶回路１１０に予め記憶されており、このテーブルを読み出してヘッダ部に書き込んでやる。
【００７０】
次いで、ＲＧＢ各色の輝度を表す画像データを、ＸＹＺ表色系による表現形式の画像データに変換するための変換マトリックスを、１次元テーブルに続いて書き込んでやる。ＲＧＢの画像データからＸＹＺ表色系による画像データへの変換は、図１１に示す線形変換によって行うことができる。図中に示した３行３列のマトリックスが変換マトリックスとなる。このような変換マトリックスも、記憶回路１１０に予め記憶されている。
【００７１】
ここで、ＸＹＺ表色系について若干説明しておく。図１２に示した馬蹄形の曲線は、光の波長を可視光の範囲で変化させたときに得られるＸＹ色度座標点の軌跡である。図１２で横軸に取ったＸ座標、および縦軸に取ったＹ座標の意味するところについては後述する。人間が認識可能な全ての色彩は、ＸＹ色度座標上では図１２に示した馬蹄形の曲線の内側にプロットされる。また、図中に表示された３つの黒四角は、ｓＲＧＢ色空間で用いられているＲ，Ｇ，Ｂ各色の座標を示したものである。グラスマンの法則によれば、図１２に黒四角で示したｓＲＧＢのＲ，Ｇ，Ｂ各色光を混合すれば、あらゆる色彩を表現することが可能である。
【００７２】
しかし、ｓＲＧＢのＲ，Ｇ，Ｂで囲まれた三角形の領域は、人間が認識可能な色彩の範囲を示す馬蹄形の領域の一部を占めているに過ぎない。一点鎖線で示した三角形の内側の色彩であれば、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色光を適切な割合で混合することによって得ることができるが、例えば、波長５００ｎｍ付近のシアン色を表現しようとすると、Ｒ色光については負の割合で混合しなければならなくなる。三角形の領域をできるだけ広くするために、図１２に示すような単色光のＲ，Ｇ，Ｂを用いた場合でも、やはり負の割合で混合しなければならない領域が生じる。このように負の割合で混合しなければならない領域が発生することは、Ｒ，Ｇ，Ｂ以外のどのような色光を組み合わせて用いた場合でも同様に生じる。しかし、「負の割合での混合」ということは直感的には理解し難く、また計算上も正負の値が混在するよりは常に正の値だけを用いて計算できる方が便利である。
【００７３】
そこで、三角形の領域が、図１２に示した馬蹄形の領域、すなわち人間が認識可能な色彩の範囲全体を包含するような、３つの色光Ｘ，Ｙ，Ｚを想定する。このような色光Ｘ，Ｙ，Ｚは、当然、図１２に示す馬蹄形の領域の外部に来るから実際には存在しない虚色となるが、これら虚色の色光Ｘ，Ｙ，Ｚを用いて色彩を表現することとすれば、負の値を用いずとも全ての色彩を表現することが可能となる。ＸＹＺ表色系では、ＲＧＢの代わりに、虚色に相当するＸＹＺを用いて色彩を表現するのである。尚、Ｘ，Ｙ，Ｚの具体的な値は国際的な規格によって規定されている。
【００７４】
上述した説明から明らかなように、ＲＧＢによる表現からＸＹＺによる表現への変換は、数学的には単なる座標軸の変換に過ぎないから、図６を用いて前述したＲＧＢ座標軸からＲ’Ｇ’Ｂ’座標軸への変換と同様に、３行３列の変換マトリックスを用いて変換することができる。図１１に示した変換マトリックスは、図１２に黒四角で示したＲＧＢを座標軸に取った表現から、ＸＹＺを座標軸として用いた表現に変換するためのマトリックスとなっている。
【００７５】
色空間ＩＤが「０」、すなわちｓＲＧＢ色空間としての再生情報を書き込む場合は、図１１に示した変換マトリックスに続いて、階調変換特性テーブルの書き込みを行う。階調変換特性テーブルとは、次のような目的で用いられるテーブルである。ｓＲＧＢ色空間は、ＣＲＴや液晶モニタのように出力可能な輝度範囲が比較的狭い画像再生機器を用いて画像を再生することを想定しており、このため、図７を用いて前述したように、自然な画像を再現可能なように中輝度領域でのコントラストを維持しつつ、低輝度および高輝度領域でのコントラストが圧縮された色空間となっている。換言すれば、ｓＲＧＢ色空間による画像データは、前述したOutput-referredな画像データとなっている。これに対して、図８に示した本実施例の画像データ生成処理では、Ｓ１０２においてＣＣＤ出力にリニア補正を行うことで、輝度に比例した画像データ（すなわち、前述したScene-referredな画像データ）を生成している。そこで、輝度に比例した画像データをｓＲＧＢ色空間に適合させるための変換テーブルが必要となるのである。具体的には、図７（ｂ）に示したような１次元の変換テーブルを記憶回路１１０（図３参照）に記憶しておき、これを読み出して階調変換特性テーブルとして書き込んでやればよい。
【００７６】
以上のように、色空間ＩＤが「０」の場合の再生情報として、１次元テーブル、変換マトリックス、階調変換特性テーブルを書き込んだら（Ｓ１１２）、設定されている全ての色空間についての再生情報を書き込んだか否かを判断する（Ｓ１１４）。予め色空間を手動で設定していなければ、画像を再生する色空間としては、ｓＲＧＢ色空間およびｓｃＲＧＢ色空間の２つが設定されているから、Ｓ１１４では「ｎｏ」と判断され、Ｓ１１２に戻って、今度はｓｃＲＧＢ色空間についての再生情報の書き込みを開始する。
【００７７】
ｓｃＲＧＢ色空間の再生情報としては、先ず初めに、色空間ＩＤとして「１」を書き込む。色空間ＩＤの値「１」はｓｃＲＧＢ色空間に割り当てられており、続いて書き込まれている再生情報が画像データをｓｃＲＧＢ色空間で再生するための情報であることを表している。そして、図１０に示すように、ｓｃＲＧＢ色空間の再生情報としては、１次元テーブルと、変換マトリックスとが書き込まれる。ここで、１次元テーブルは、図７（ｃ）に実線で示したような、γ（ガンマ）値２．２に相当するガンマ補正を行うためのテーブルである。また、変換マトリックスは、図１１に示したような、ＲＧＢの画像データをＸＹＺ表色系による画像データへ変換するためのマトリックスである。
【００７８】
こうして、ｓＲＧＢ色空間およびｓｃＲＧＢ色空間についての再生情報をヘッダ部に書き込んだら、設定された全色空間の再生情報を書き込んだか否かを判断する（Ｓ１１４）。色空間が手動で設定されていなければ、これら２つの色空間の再生情報を書き込めば全色空間の再生情報を書き込んだことになる。一方、画像を再生すべき色空間が予め手動で設定されており、未だ再生情報を書き込んでいない色空間が残っている場合は（Ｓ１１４：ｎｏ）、再びＳ１１２に戻って、その色空間についての再生情報を書き込んでやる。こうした操作を繰り返し、設定されている全色空間についての再生情報を書き込んだら（Ｓ１１４：ｙｅｓ）、これら再生情報に続けて、Ｓ１０４において生成しておいた画像データを書き込んでやる（Ｓ１１６）。この結果、図１０に示したように、ヘッダ部には、複数の色空間についての再生情報が書き込まれ、データ部には画像データが書き込まれた一つの画像データが生成される。こうして得られた画像データを画像再生機器に出力したら（Ｓ１１８）、図８に示す画像データ生成処理を終了する。
【００７９】
上述した本実施例の画像データ生成処理で生成された画像データは、ヘッダ部に複数の再生情報を有している。このため、本実施例の画像再生システムでは、色空間の異なる画像再生機器に対しても１つの画像データを供給するだけで、それぞれの画像再生機器で画像データを適切に加工して、適切に画像を再現することが可能である。以下では、本実施例の画像再生機器において行われる画像を再生する処理について説明する。
【００８０】
Ｃ．画像再生処理  ：
図１３は、本実施例の画像再生システムを構成する画像再生機器が、画像データを受け取って画像を再生する処理の流れを示したフローチャートである。以下、フローチャートに従って説明する。
【００８１】
画像再生処理では、先ず初めに再生しようとする画像データを取得する（ステップＳ２００）。この画像データは、図１０に示したように、ヘッダ部に複数の再生情報が書き込まれた画像データとなっている。
【００８２】
次いで、画像を再生しようとする色空間を決定する（ステップＳ２０２）。画像を再生する色空間は、通常、画像再生機器毎に固有の色空間が予め設定されており、ここでは、機器毎に予め定められた色空間で再生するものと決定する。
【００８３】
こうして色空間を決定したら、取得した画像データのヘッダ部を解析して、決定した色空間についての各種再生情報を読み込む（ステップＳ２０４）。例えば、再生する色空間がｓＲＧＢ色空間である場合は、１次元テーブルと、変換マトリックスと、階調変換特性テーブルとを読み込む。また、ｓｃＲＧＢ色空間で再生する場合は、１次元テーブルと、変換マトリックスとを読み込むことになる。
【００８４】
次いで、階調変換特性テーブルが存在するか否かを判断する（ステップＳ２０６）。階調変換特性テーブルが存在するか否かは、ヘッダ部を解析することで判断することができる。例えば、ｓＲＧＢ色空間の再生情報には、階調変換特性テーブルも書き込まれているが、ｓｃＲＧＢ色空間の再生情報には階調変換特性テーブルは書き込まれていない。このように、ヘッダ部に書き込まれている再生情報から、階調変換特性テーブルの有無は容易に判断することができる。あるいは、階調変換特性テーブルの有無は、画像を再生しようとする色空間から判断することも可能である。例えば、再生しようとする色空間がｓＲＧＢ色空間であれば、階調変換特性テーブルが存在していると判断し、ｓｃＲＧＢ色空間であれば存在していないと判断しても良い。
【００８５】
以上にようにして階調変換特性テーブルが存在しているか否かを判断し、存在している場合には（ステップＳ２０６：ｙｅｓ）、階調変換特性テーブルに従って、データ部に書き込まれている画像データの階調変換を実施する（ステップＳ２０８）。画像データをｓＲＧＢ色空間で再生しようとしている場合は、かかる階調変換を行うことによってダイナミックレンジが圧縮され、出力輝度範囲の比較的狭い機器においても、自然な画像を再生することが可能となる。
【００８６】
一方、階調特性テーブルが存在していない場合には（ステップＳ２０６：ｎｏ）、階調変換を行うことなく、次の処理を開始する。例えば、画像データをｓｃＲＧＢ色空間で再生しようとしている場合は、ダイナミックレンジを圧縮するための階調変換は行われない。このため、画像データの有する輝度情報が失われてしまうことを回避することができる。
【００８７】
続いて、画像データの出力が要求されているか否かを判断し（ステップＳ２１０）、出力が要求されている場合は（ステップＳ２１０：ｙｅｓ）、画像データをデータファイルの形態で出力する（ステップＳ２１２）。例えば、再生しようとしている色空間がｓＲＧＢ色空間である場合は、階調特性が変換されてダイナミックレンジが圧縮された状態の画像データ（すなわち、Output-referredな画像データ）が出力される。また、再生しようとしている色空間がｓｃＲＧＢ色空間である場合は、ダイナミックレンジが圧縮されておらず、従って元の画像の輝度情報をそのまま保持した状態の画像データ（すなわち、Scene-referredな画像データ）が出力されることになる。尚、画像データの出力に際しては、画像データ単独（すなわちＲ，Ｇ，Ｂ各色についての階調データ）の状態で出力しても良いが、これにヘッダ部を設けて、複数の色空間で再生するための再生情報を書き込んだ状態で出力することとしても良い。
【００８８】
次いで、ＲＧＢ各色の階調データで表現されている画像データを、ヘッダ部に書き込まれていた変換マトリックスを用いてＸＹＺ座標に一旦変換する（ステップＳ２１４）。このとき、同じくヘッダ部に書き込まれている１次元テーブルを用いてガンマ補正も実施する。この結果、ＸＹＺ座標で表現され、ガンマ補正が行われた画像データを得ることができる。尚、ここでは、ＸＹＺ座標への変換後にガンマ補正を行うものとして説明したが、ＸＹＺ座標への変換前にガンマ補正を行っても構わない。
【００８９】
こうして得られた画像データを、再びＲＧＢ各色の階調データに変換する（ステップＳ２１６）。但し、このときのＲ，Ｇ，Ｂ各色は、ｓＲＧＢ色空間あるいはｓｃＲＧＢ色空間で用いられるＲ，Ｇ，Ｂ各色とは異なり、個々の画像再生機器で用いられているＲ，Ｇ，Ｂ各色である。ＸＹＺ座標から個々の再生機器のＲＧＢ色空間への変換も、数学的には単なる座標軸の変換であって、図６と同様に変換マトリックスを用いて変換することができる。このときに用いる変換マトリックスは、機器側で用いられているＲ，Ｇ，Ｂ各色によって異なる値を取るので、画像再生機器毎に予め記憶されている。ステップＳ２１６では、再生機器毎に記憶されている変換マトリックスを用いることにより、ＸＹＺ座標で表現された画像データを再生機器の色空間に変換するのである。
【００９０】
以上のようにして、最終的に得られた画像データを用いて画像を再生する（ステップＳ２１８）。こうすれば、供給された画像データを、画像再生機器に合わせて適切な色空間に変換することができるので、画像を適切に再生することが可能となる。
【００９１】
また、上述した画像再生処理では、供給された画像データを画像再生機器の色空間に変換する際に、一旦、ＸＹＺ座標のような十分に広い範囲の色彩を表現可能で尚且つ標準的に用いられている表色系を経由して変換している。そして、画像データをＸＹＺ座標のような標準的な表色系に変換するための情報は、再生情報として画像データとともに供給されている。このため、画像再生機器側では、標準的な表色系から再生機器の色空間への変換マトリックスを記憶しておくだけで、供給された画像データを、各画像再生機器の色空間に変換して画像を適切に再生することが可能となる。
【００９２】
Ｄ．第２実施例の画像再生システム  ：
第１実施例として上述した画像データ生成処理では、ＣＣＤ出力にリニア補正を加えることで、いわゆるScene-referredなデータを得ることができた。しかし、ＣＣＤ出力にリニア補正を加えることで、Output-referredなデータが得られる場合もある。以下では、画像生成機器としてフィルムスキャナを例に用いることにより、こうした第２実施例の画像再生システムについて説明する。
【００９３】
Ｄ−１．装置構成  ：
図１４は、フィルムスキャナ２００の大まかな構造を示した説明図である。フィルムスキャナ２００も、基本的な構成は、図３に示したデジタルカメラ１００とほぼ同様であるが、フィルムスキャナ２００では、フィルム２０２の背後から光源２０４を照らして、フィルム２０２を透過した光を光学系２０６に導く点が異なっている。光学系２０６に導かれた光を、画像取得回路２０８のＣＣＤ上に結像させて、フィルムに焼き付けられている映像を画像取得回路２０８によって取得する。次いで、取得した輝度のデータに画像処理回路２１０を用いて所定の画像処理を加えて画像データを生成し、画像出力回路２１６から画像再生機器に向けて出力する。画像データの出力に際しては、ケーブルを介して出力することもできるし、メモリカードなどの記憶素子２１８に書き込んで出力することもできる。こうした一連の操作は制御回路２１２によって制御されており、制御に必要な各種データやプログラムなどは記憶回路２１４に予め記憶されている。また、十字カーソル２２０を用いて制御回路２１２に処理内容などを設定することが可能である。
【００９４】
前述したように，ＣＣＤの出力は受光した輝度にほぼ比例しており、ＣＣＤ出力にリニア補正を行えば、輝度に正確に比例した階調データを得ることができる。しかし、フィルムに焼き付けられている映像は、低輝度領域および高輝度領域でコントラストが圧縮されたOutput-referredな映像となっているため、ＣＣＤ出力にリニア補正を行っても、Scene-referredなデータを得ることができない。図１５は、ポジティブフィルムを例にとって、フィルムの感度特性を示した説明図である。図１５の横軸はフィルムが感光したときの受光量を示しており、縦軸はその受光量で感光したときフィルムの透過率を示している。図示するように、ポジティブフィルムの場合は、受光量が多くなるほどフィルムの透過率が高くなっている。また、受光量が比較的少ない領域から中程度の領域にかけては、受光量の変化に応じてフィルムの透過率は良好に変化するが、受光量がごく少ない領域や比較的多い領域では、受光量が変化してもフィルム透過率はあまり変化しない特性を示している。すなわち、ポジティブフィルムに焼き付けられた映像は、ダイナミックレンジが圧縮されたOutput-referredな映像となっている。ネガフィルムの場合は、逆に受光量が多くなるほどフィルムの透過率が低くなるという違いがあるものの、Output-referredな映像として焼き付けられる点では、ポジティブフィルムと同様である。このように、フィルムの映像は、Output-referredな状態で焼き付けられているので、ＣＣＤを用いてフィルムの透過光の輝度を検出しても、Output-referredなデータが得られてしまうのである。
【００９５】
このように、フィルムスキャナ２００では、ＣＣＤ出力がOutput-referredなデータとして得られることと対応して、フィルムスキャナ２００では、次のような画像データ生成処理を行う。
【００９６】
Ｄ−２．画像データ生成処理  ：
図１６は、フィルムスキャナ２００で行われる第２実施例の画像データ生成処理の流れを示すフローチャートである。第２実施例の画像データ生成処理は、図８を用いて前述した第１実施例の画像データ生成処理に対して、再生情報として図１５に例示したようなフィルムの感度特性を反映させたデータを書き込む点が大きく異なっているが、他の部分はほぼ同様である。以下では、かかる相違点に焦点を当てて、第２実施例における画像データ生成処理について簡単に説明する。
【００９７】
第２実施例の画像データ生成処理を開始すると、先ず初めにフィルムの種類を識別する（ステップＳ３００）。すなわち、図１５に例示したようなフィルムの感度特性はフィルムの種類によって異なっていることから、先ず初めにフィルムの種類を特定するのである。フィルム種類の識別は、フィルムスキャナ２００に対して予め手動で設定しておいても良いし、いわゆるＡＰＳ（Advanced Photo System）方式のフィルムの場合はフィルムの磁気層に記憶されているデータを読み出することによってフィルム種類を識別することもできる。
【００９８】
次いで、前述した第１実施例の画像データ生成処理と同様に、ＣＣＤで検出した輝度データを取得した後（ステップＳ３０２）、取得したＣＣＤ出力に対してリニア補正を行う（ステップＳ３０４）。
【００９９】
こうして輝度に比例した出力が得られたら、今度は、色補間および色変換の処理を実施する（ステップＳ３０６）。すなわち、ＣＣＤに搭載された受光素子毎に分担して検出したＲ，Ｇ，Ｂ各色についての輝度データを、各色毎に分離して補間演算を行うことにより、欠落しているデータを補った後、ＣＣＤで検出されたＲ，Ｇ，Ｂ各色についての輝度データを、ｓＲＧＢあるいはｓｃＲＧＢという色空間の規格で採用されているＲ，Ｇ，Ｂ各色を用いて表現したデータに変換する。
【０１００】
次いで、画像データを再生する色空間を設定する（ステップＳ３０８）。ここでは、ｓＲＧＢ色空間およびｓｃＲＧＢ色空間の２つの色空間が設定されたものとする。もちろん、十字カーソル２２０を用いることにより、手動で所望の色空間を設定しておくことも可能である。
【０１０１】
こうして、画像データを再生する色空間を設定したら、今度は、設定された色空間についての再生情報を、画像データのヘッダ部に書き込む処理を行う（ステップＳ３１０）。再生情報は、記憶回路２１４に予め記憶されている。ここでは、初めにｓｃＲＧＢ色空間についての再生情報を書き込み、次いで、ｓＲＧＢ色空間についての再生情報を書き込むものとして説明する。
【０１０２】
ｓｃＲＧＢ色空間の再生情報としては、前述した第１実施例の画像データ生成処理と同様に、先ず初めに、ｓｃＲＧＢ色空間を示す色空間ＩＤの値「１」を書き込んだ後、１次元テーブル、変換マトリックス、階調変換特性テーブルを順番に書き込んでいく。１次元テーブルとしては、第１実施例における場合と同様に、γ値２．２のガンマ補正を行うための変換テーブルが書き込まれる。変換マトリックスについても前述した第１実施例と同様に、ＣＣＤのＲＧＢ座標をＸＹＺ座標に変換するための３行３列のマトリックスを書き込んでいく。
【０１０３】
１次元テーブルおよび変換マトリックスを書き込んだら、今度は、フィルムの感度特性が反映された階調変換特性テーブルを書き込んでやる。図１７は、ｓｃＲＧＢ色空間の再生情報として書き込まれる階調変換特性テーブルを概念的に示した説明図である。図示した特性は、図１５に例示したフィルムの感度特性のちょうど逆特性となっている。このような階調変換特性テーブルを用いる理由は次のようなものである。
【０１０４】
ｓｃＲＧＢ色空間は、撮影対象の輝度情報を精度良く記述するために定められたScene-referredな色空間である。ところが、前述したようにフィルムに焼き付けられた画像は、ごく低輝度の領域および高輝度領域におけるコントラストが圧縮されたOutput-referredな状態で記憶されているので、フィルムに焼き付けられた画像をそのまま読み取っただけでは、Scene-referredな画像データを生成することはできない。そこで、フィルムの感度特性と逆特性となるような階調変換、すなわち低輝度から中輝度にかけてのコントラストを圧縮するとともに、ごく低輝度の領域および高輝度領域でのコントラストを強調するような階調変換を施すことにより、Output-referredな状態で記憶されている画像をScene-referredな状態に復元する必要が生じるのである。このような理由から、ｓｃＲＧＢ色空間の再生情報として、図１７に示すような、フィルム感度特性の逆特性となる階調変換特性テーブルを書き込むのである。このような階調変換特性テーブルは、フィルムの種類毎に予め記憶回路２１４に記憶されており、ステップＳ３００で識別したフィルム種類に対応して記憶されているテーブルを読み出して、画像データのヘッダ部に書き込んでやる。
【０１０５】
以上のようにして、ｓｃＲＧＢ色空間の再生情報として、色空間ＩＤ「１」、１次元テーブル、変換マトリックス、図１７の階調変換特性テーブルを全て書き込んだら（ステップＳ３１０）、設定されている全ての色空間についての再生情報を書き込んだか否かを判断する（ステップＳ３１２）。ここでは、ｓＲＧＢ色空間およびｓｃＲＧＢ色空間の２つが設定されているものとしており、ｓｃＲＧＢ色空間の再生情報しか書き込んでいない。そこで、ステップＳ３１２では「ｎｏ」と判断してステップＳ３１０に戻り、今度はｓＲＧＢ色空間についての再生情報の書き込みを開始する。
【０１０６】
ｓＲＧＢ色空間の再生情報としては、先ず初めに、色空間ＩＤとして「０」を書き込む。次いで、前述したｓｃＲＧＢ色空間の場合と同様に、１次元テーブルと、変換マトリックスとを書き込む。１次元テーブルおよび変換マトリックスを書き込んだら、ｓＲＧＢ色空間で再生するための階調変換特性テーブルを書き込んでやる。この階調変換特性テーブルは、フィルムの感度特性を補正してScene-referredな状態に復元するための階調変換と、ダイナミックレンジの狭い画像再生機器でも自然な画像が表現されるようにOutput-referredな画像データに変換するための階調変換とを、同時に実施可能な変換テーブルである。具体的には、フィルム感度の逆特性に相当する図１７に例示した変換テーブルと、図７（ｂ）に示したような低輝度領域および高輝度領域でのコントラストを圧縮してダイナミックレンジを抑制する変換テーブルとを合成した変換テーブルとなっている。
【０１０７】
図１８は、ｓＲＧＢ色空間の再生情報として書き込まれる階調変換特性テーブルを示す説明図である。図１８（ａ）はフィルム感度の逆特性に相当する変換テーブルを示しており、図１８（ｂ）は画像のダイナミックレンジを圧縮するための変換テーブルを示している。これら変換テーブルを合成することにより、再生情報として書き込まれる図１８（ａ）に示すような階調変換特性テーブルを得ることができる。具体的には、フィルムスキャナ２００の記憶回路２１４には、図１８（ａ）に示すようなフィルム感度の逆特性に相当する変換テーブルが、フィルム種類毎に記憶されている。この変換テーブルと、図１８（ｂ）に示すようなダイナミックレンジを圧縮するための変換テーブルとを合成して得られた変換テーブル、すなわち図１８（ｃ）に示すような変換テーブルを、ｓＲＧＢ色空間の再生情報として書き込むのである。
【０１０８】
以上のようにして、ｓｃＲＧＢ色空間およびｓＲＧＢ色空間についての再生情報をヘッダ部に書き込んだら、設定された全色空間の再生情報を書き込んだか否かを判断する（ステップＳ３１２）。ここでは、これら２つの色空間しか設定されて異なものとしているから、全色空間についての再生情報を書き込んだものと判断して、今度は、ステップＳ３０４で生成しておいた画像データを書き込んでやる（ステップＳ３１４）。この結果、ヘッダ部には複数の色空間についての再生情報が書き込まれ、データ部には画像データが書き込まれた一つの画像データが生成される。図１９は、以上のようにしてフィルムスキャナ２００によって生成された画像データの構造を概念的に示している。こうして画像データが得られたら、得られた画像データを画像再生機器に出力して（ステップＳ３１６）、図１６に示した第２実施例の画像データ生成処理を終了する。
【０１０９】
Ｄ−３．画像再生処理  ：
以上のようにして生成した画像データを画像再生機器に供給してやれば、画像再生機器では、再生情報を用いて画像データを変換することで画像を適切に再生することが可能となる。以下では、第２実施例の画像再生システム中で画像を再生する処理について、図１３のフローチャートを流用しながら簡単に説明する。
【０１１０】
第２実施例の画像再生処理においても、先ず初めに再生しようとする画像データを取得する（図１３のステップＳ２００相当）。この画像データは、図１９に示したように、ヘッダ部に複数の再生情報が書き込まれた画像データとなっている。次いで、画像を再生しようとする色空間を決定する（ステップＳ２０２相当）。画像を再生する色空間は、通常、画像再生機器毎に固有の色空間が予め設定されている。次に、画像データのヘッダ部を解析し、再生しようとする色空間についての再生情報を読み込む（ステップＳ２０４相当）。ここでは、再生しようとする色空間がｓｃＲＧＢ色空間である場合について説明する。
【０１１１】
次いで、ヘッダ部を解析することにより、階調変換特性テーブルが存在するか否かを判断する（ステップＳ２０６相当）。図１６を用いて前述したように、第２実施例においては、ｓｃＲＧＢ色空間の再生情報にも図１７に示したような階調変換特性テーブルが書き込まれている。従って、この階調変換特性テーブルを読み出して、データ部に書き込まれている画像データの階調変換を実施する（図１３のステップＳ２０８相当）。もちろん、再生情報に階調変換特性テーブルが書き込まれていなければ、かかる階調変換は行わない。
【０１１２】
続いて、画像データの出力が要求されているか否かを判断し（ステップＳ２１０相当）、出力が要求されている場合は、画像データをデータファイルの形態で出力する（ステップＳ２１２相当）。次いで、ＲＧＢ各色の階調データで表現されている画像データを、ヘッダ部に書き込まれていた変換マトリックスを用いてＸＹＺ座標に一旦変換するとともに、１次元テーブルを用いてガンマ補正を行う（ステップＳ２１４相当）。こうして得られたＸＹＺ表色系のデータを、今度は再生機器側のＲＧＢ表色系のデータに変換する（ステップＳ２１６相当）。変換のために使用するマトリックスは、画像再生機器側に予め記憶されている。こうして、最終的に得られた画像データを用いて画像を再生する（ステップＳ２１８相当）。この結果、フィルムスキャナ２００によって生成された画像データを、画像再生機器に合わせて適切な色空間に変換しながら画像を再生することが可能となる。
【０１１３】
以上に説明した第２実施例の画像再生システムによれば、フィルムスキャナ２００から出力されたOutput-referredな画像データを、再生情報に基づいて変換することで、画像再生機器の色空間に合わせて適切に画像を再生することが可能となる。
【０１１４】
尚、以上の説明では、ｓｃＲＧＢ色空間の再生情報だけでなく、ｓＲＧＢ色空間の再生情報にも階調変換特性テーブルを書き込むものとして説明した。しかし、ｓＲＧＢ色空間については、階調変換特性テーブルを省略することとしても良い。すなわち、前述したようにｓＲＧＢ色空間はOutput-referredな色空間であるが、フィルムに焼き付けられている映像もOutput-referredな画像となっている。すなわち、低輝度領域および高輝度領域でのコントラストを圧縮することで、ダイナミックレンジが抑制された階調特性を有している。もちろん、これらの階調特性も厳密に一致しているわけではない。しかし、図１８（ｃ）に示した変換テーブルが直線から大きくは隔たっていないことからも分かるように、２つの階調特性にはさほど大きな違いはない。そこで簡便には、ＣＣＤ出力を階調変換することなく、ｓＲＧＢ色空間の画像データとして用いることも可能である。
【０１１５】
また、上述した第２実施例では、フィルム種類を識別して、識別したフィルムの感度特性が反映された再生情報を書き込むものとして説明したが、簡便には、フィルムの種類を識別することなく、代表的なフィルムの感度特性で代用することとしても構わない。
【０１１６】
Ｅ．変形例  ：
以上、本実施例の画像再生システムにおいて、画像データを生成する処理および画像データから画像を再生する処理について説明したが、上述した実施例については種々の変形例が存在している。以下では、これら変形例について説明する。
【０１１７】
Ｅ−１．第１の変形例  ：
上述した各種実施例では、再生情報は、画像データと一体にヘッダ部に書き込まれているものとして説明した。しかし、再生情報と画像データとは、何らかの形態で互いに関連づけられていれば良く、必ずしも画像データのヘッダ部に再生情報を書き込む必要はない。例えば、再生情報と画像データとを別々のファイルに記憶することとして、これらファイルに、識別子のみ異なる共通のファイル名を付しておくこととしてもよい。
【０１１８】
Ｅ−２．第２の変形例  ：
また、上述した各種実施例では、画像データのデータ部に書き込まれる階調データが、ＣＣＤ出力にリニア補正を施して得られた輝度に比例するデータであるものとして説明した。しかし、必ずしも輝度に比例した階調データを書き込む必要はなく、例えば、適当な階調変換を施してダイナミックレンジを圧縮したOutput-referredな状態の階調データを書き込むこととしても良い。このような場合でも、ダイナミックレンジを圧縮するために施した階調変換に対応する変換テーブルを、階調変換特性テーブルとして再生情報に書き込んでおけば、画像再生機器側では適切に画像を再生することが可能となる。
【０１１９】
以上、各種の実施例について説明してきたが、本発明は上記すべての実施例に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様で実施することができる。例えば、上述した各種実施例では、画像データのデータ部にはＲ，Ｇ，Ｂ各色の輝度を表す階調データが記憶されているものとして説明したが、これら階調データを、ＪＰＥＧ形式やＧＩＦ形式などの圧縮形式で記憶しておいても構わない。
【０１２０】
また、上述した各種実施例では、画像再生機器は画像データを受け取ってＲ，Ｇ，Ｂ各色の階調データに基づいて画像を再生するものとして説明した。しかし、画像再生機器はこうした機器に限らず、例えば、画像データをシアン、マゼンタ、イエロを含む複数色についての階調データに変換して、画像を再生する印刷装置などを用いることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１２１】
【図１】一般的な画像再現システムの構成を例示した説明図である。
【図２】本実施例の画像再現システムを概念的に示す説明図である。
【図３】画像生成機器としてのデジタルカメラの大まかな構成を示す説明図である。
【図４】一般的なデジタルカメラの内部で行われる画像処理の概要を示すブロック図である。
【図５】色補間処理の概要を示す説明図である。
【図６】色変換処理の概要を示す説明図である。
【図７】階調補正処理の内容を示す説明図である。
【図８】第１実施例の画像データ生成処理の流れを示すフローチャートである。
【図９】リニア補正を行う際に参照される１次元テーブルを概念的に示した説明図である。
【図１０】第１実施例の画像データのデータ構造を概念的に示した説明図である。
【図１１】変換マトリックスを用いて色空間を変換する様子を示す説明図である。
【図１２】ＸＹＺ表色系を用いて色彩を表現する原理を示した説明図である。
【図１３】本実施例の画像再生処理の流れを示したフローチャートである。
【図１４】フィルムスキャナの大まかな構造を示した説明図である。
【図１５】ポジティブフィルムを例にとってフィルムの感度特性を示した説明図である。
【図１６】第２実施例の画像データ生成処理の流れを示すフローチャートである。
【図１７】第２実施例の画像データ生成処理中で、ｓｃＲＧＢ色空間の再生情報として書き込まれる階調変換特性テーブルを概念的に示した説明図である。
【図１８】第２実施例の画像データ生成処理中で、ｓＲＧＢ色空間の再生情報として書き込まれる階調変換特性テーブルを示す説明図である。
【図１９】第２実施例の画像データのデータ構造を概念的に示した説明図である。
【符号の説明】
【０１２２】
１０…デジタルカメラ、    ２０…ビデオカメラ、    ３０…スキャナ
４０…コンピュータ、      ５０…プリンタ、        ６０…モニタ
１００…デジタルカメラ、  １０２…光学系、      １０４…画像取得回路
１０６…画像処理回路、    １０８…制御回路、    １１０…記憶回路
１１２…画像出力回路、    １１４…記憶素子、    １１６…十字カーソル
２００…フィルムスキャナ、    ２０２…フィルム、    ２０４…光源
２０６…光学系、        ２０８…画像取得回路、    ２１０…画像処理回路
２１６…画像出力回路、    ２１８…記憶素子、    ２１２…制御回路
２１４…記憶回路、      ２２０…十字カーソル
【図１】
2005215353.tif 000003
【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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