(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
明度および色相も有する入力画像の彩度を調節するための画像処理装置において、
Ｍ個の明度値、Ｎ個の色相値およびＭ＊Ｎ個の補正パラメータを記録するためのルックアップテーブルを備えていて、前記パラメータの各々は、Ｍ個の明度値のうちの１つおよびＮ個の色相値のうちの１つに対応し、ここでＮおよびＭは自然数であり、
更に、ルックアップテーブルを記憶して、入力画像の明度、入力画像の色相、およびルックアップテーブルに従って、対応するパラメータを決定し、対応する補正パラメータに従って、彩度ゲインを計算するための処理ユニットと、
前記処理ユニットに接続されていて、入力画像の彩度に、彩度ゲインを掛けて、調節された彩度を得るための乗算器とを備えていて、
明度は２進数の上位ｉビットを有していて、色相は２進数の上位ｋビットを有していて、ｉおよびｋは自然数であり、ルックアップテーブル内のＭ個の明度値の各々は、ｉビットの２進数として表され、かつＮ個の色相値の各々は、ｋビットの２進数として表され、
明度は２進数の下位ｊビットを有していて、色相は２進数の下位ｐビットを有していて、ｊおよびｐは自然数であり、Ｍ＊Ｎ個の補正パラメータの各々は、ゲインＧ、明度オフセットL_offset、および色相オフセットH_offsetを含んでいて、かつ彩度ゲインＧＳは、下記の式によって得られることを特徴とする画像処理装置。
ＧＳ＝Ｇ＋j_binary＊L_offset＋p_binary＊H_offset
ここで、j_binaryは２進数の下位ｊビットの値であり、かつp_binaryは２進数の下位ｐビットの値である。
【請求項２】
処理ユニットに接続された第１の変換器を更に備えていて、入力画像はＲＧＢ色空間内にあり、前記第１の変換器は、ＲＧＢ色空間内の入力画像を、ＲＧＢ色空間からＬａｂ色空間に変換するように機能し、Ｌは入力画像の明度を表していて、かつａおよびｂは入力画像の色要素を表してい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】
前記第１の変換器および処理ユニットに接続された第２の変換器を更に備えていて、前記第２の変換器は、色要素ａおよびｂを色相に変換するように機能し、これは、Ｈ＝ｔａｎ−１（ｂ／ａ）のように定義され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】
前記第１の変換器および乗算器に接続された第３の変換器を更に備えていて、前記第３の変換器は、色要素ａおよびｂを彩度に変換するように機能し、これは、Ｓ＝√（ａ２＋ｂ２）のように定義され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５】
明度および色相も有する入力画像の彩度を調節するための画像処理方法において、
（ａ）明度、色相、およびルックアップテーブルに従って、対応する補正パラメータを決定して、対応する補正パラメータに従って、彩度ゲインを計算し、ここで、前記ルックアップテーブルは、Ｍ個の明度値、Ｎ個の色相値、およびＭ＊Ｎ個の補正パラメータを記録するために用いられ、その各々は、Ｍ個の明度値のうちの１つおよびＮ個の色相値のうちの１つに対応し、ＭおよびＮは自然数である、ステップと、
（ｂ）入力画像の彩度に、彩度ゲインを掛けて、調節された彩度を得るステップとを有していて、
明度は２進数の上位ｉビットを有していて、色相は２進数の上位ｋビットを有していて、ｉおよびｋは自然数であり、ルックアップテーブル内のＭ個の明度値の各々は、ｉビットの２進数として表され、かつＮ個の色相値の各々は、ｋビットの２進数として表され、
明度は２進数の下位ｊビットを有していて、色相は２進数の下位ｐビットを有していて、ｊおよびｐは自然数であり、Ｍ＊Ｎ個の補正パラメータの各々は、ゲインＧ、明度オフセットL_offset、および色相オフセットH_offsetを含んでいて、かつ彩度ゲインＧＳは、下記の式によって得られることを特徴とする画像処理方法。
ＧＳ＝Ｇ＋j_binary＊L_offset＋p_binary＊H_offset
ここで、j_binaryは２進数の下位ｊビットの値であり、かつp_binaryは２進数の下位ｐビットの値である。
【請求項６】
ステップ（ａ）の前に、入力画像をＲＧＢ色空間からＬａｂ色空間に変換するステップを更に有していて、ここで、Ｌは入力画像の明度を表していて、かつａおよびｂは入力画像の色要素を表していることを特徴とする請求項５に記載の画像処理方法。
【請求項７】
色要素ａおよびｂに従って、色相は、Ｈ＝ｔａｎ−１（ｂ／ａ）のように定義されることを特徴とする請求項６に記載の画像処理方法。
【請求項８】
色要素ａおよびｂに従って、彩度は、Ｓ＝√（ａ２＋ｂ２）のように定義されることを特徴とする請求項６に記載の画像処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像処理装置およびその方法に関し、より詳細には、入力画像の彩度を調節するための画像処理装置およびその方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在の表示装置において、ユーザーは、ＯＳＤ（オン スクリーン ディスプレイ）システムを介して、画像の色の彩度を調節して、画像の表示を向上させることができる。図１、図２Ａおよび図２Ｂを参照すると、図１は、従来技術の画像処理装置１を示している機能ブロック図である。図２Ａは、図１における明度ゲインルックアップテーブル１６０ａの一部を示している概略図であり、図２Ｂは、図１における色相ゲインルックアップテーブル１６０ｂの一部を示している概略図である。画像処理装置１は、第１の色空間変換器１０、色相変換器１２、第１の彩度変換器１４、処理ユニット１６ａおよび１６ｂ、乗算器１８ａおよび１８ｂ、第２の彩度変換器２０、および第２の色空間変換器２２を備えている。図２Ａに示すように、処理ユニット１６ａは、明度ゲインルックアップテーブル１６０ａを格納していて、かつ図２Ｂに示すように、処理ユニット１６ｂは、色相ゲインルックアップテーブル１６０ｂを格納している。
【０００３】
第１の色空間変換器１０は、入力画像をＲＧＢ色空間からＬａｂ色空間に変換する。ここで、Ｌは入力画像の明度を表していて、かつａおよびｂは入力画像の色要素を表している。色相変換器１２は、色要素ａおよびｂを入力画像の色相Ｈに変換する。ここで、入力画像の色相Ｈは、Ｈ＝ｔａｎ−１（ｂ／ａ）のように定義される。第１の彩度変換器１４は、色要素ａおよびｂを入力画像の彩度Ｓに変換する。ここで、彩度Ｓは、Ｓ＝√（ａ２＋ｂ２）のように定義される。
【０００４】
処理ユニット１６ａは、入力画像の明度Ｌおよび明度ゲインルックアップテーブル１６０ａに従って、明度ゲイン（ゲイン−Ｌ）を決定する。処理ユニット１６ｂは、入力画像の色相Ｈおよび色相ゲインルックアップテーブル１６０ｂに従って、色相ゲイン（ゲイン−Ｈ）を決定する。それから、乗算器１８ａは、明度ゲイン、ゲイン−Ｌに、色相ゲイン、ゲイン‐Ｈを掛けて、彩度ゲイン、ゲイン−Ｓを得る。かつ、乗算器１８ｂは、彩度ゲイン、ゲイン−Ｓに、入力画像の彩度を掛けて、調節された彩度を得る。
【０００５】
第２の彩度変換器２０は、調節された彩度を色要素ａおよびｂに変換する。さらに、第２の色空間変換器２２は、変換器２０によって出力された入力画像をＬａｂ色空間からＲＧＢ色空間に変換する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
図３Ａおよび図３Ｂを参照すると、図３Ａは、Ｌａｂ色空間を示している図であり、図３Ｂは、Ｌａｂ色空間における様々な明度での彩度の領域をそれぞれ示している一連の図である。図３Ａに示すように、Ｌａｂ色空間内で、明度Ｌは高さによって調整され、色相Ｈは角度によって調整され、かつ彩度Ｓは半径によって調整される。上記によれば、従来技術の画像処理装置１は、明度ゲイン、ゲイン−Ｌ、および色相ゲイン、ゲイン−Ｈに従って、入力画像の彩度を調節する。しかし、図３Ｂに示すように、色相における彩度の領域は、入力画像の様々な明度によって変化する。各明度の色空間のＬ軸に沿った断面は様々であり、かつ各色相（角度）は様々な彩度の区域に対応しているので、もし明度ゲイン、ゲイン−Ｌが入力画像の明度に従って決定され、かつ色相ゲイン、ゲイン−Ｈが入力画像の色相に従って決定されれば、彩度のレベルを調整することは容易ではなく、従って色ずれを引き起こす。
【０００７】
従って、本発明の範囲は、上述した問題を解決するための画像処理装置およびその方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の範囲は、画像処理装置およびその方法を提供する。画像処理装置は、入力画像の明度および入力画像の色相に従って、入力画像の彩度を調節する。従って、画質は改善される。
【０００９】
本発明の第１の好適な実施例によれば、画像処理装置は、入力画像の彩度を調節するために用いられる。この入力画像は、ある明度および色相を有している。画像処理装置は、ルックアップテーブル、処理ユニット、および乗算器を備えている。
【００１０】
本発明の第１の好適な実施例によれば、ルックアップテーブルは、Ｍ個の明度の区域、Ｎ個の色相の区域、およびＭ＊Ｎ個のゲインを記録するために用いられる。Ｍ＊Ｎ個のゲインの各々は、Ｍ個の明度の区域のうちの１つおよびＮ個の色相の区域のうちの１つに対応している。ここで、ＭおよびＮは自然数である。処理ユニットは、ルックアップテーブルを格納していて、かつこのルックアップテーブルに従って、入力画像の明度がどの明度の区域の中に位置するか、および色相がどの色相の区域の中に位置するかを判断して、複数のゲインの中から対応するゲインを決定する。乗算器は、処理ユニットに接続されていて、入力画像の彩度に、対応するゲインを掛ける。
【００１１】
従って、本発明の画像処理装置は、入力画像の明度および入力画像の色相に従って、入力画像の彩度を調節して、入力画像の色の彩度を改善する。従って、画質は改善される。
【００１２】
本発明の利点および精神は、添付の図面と共にある以下の詳説によって理解され得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図４を参照すると、図４は、本発明の第１の好適な実施形態による画像処理装置３を示している機能ブロック図である。第１の好適な実施形態によれば、画像処理装置３は、入力画像の彩度Ｓを調節する。この入力画像は、ある明度Ｌおよび色相Ｈを有している。この入力画像は、ＲＧＢ色空間内にある。
【００１４】
図４に示すように、画像処理装置３は、第１の変換器３０、第２の変換器３２、第３の変換器３４、処理ユニット３６、乗算器３８、第４の変換器４０および第５の変換器４２を備えている。処理ユニット３６は、Ｍ個の明度の区域、Ｎ個の色相の区域、およびＭ＊Ｎ個のゲインを記録するためのルックアップテーブル３６０を格納している。Ｍ＊Ｎ個のゲインの各々は、Ｍ個の明度の区域のうちの１つおよびＮ個の色相の区域のうちの１つに対応している。ここで、ＭおよびＮは自然数である。第１の変換器３０は、処理ユニット３６に接続されている。第２の変換器３２は、第１の変換器３０と処理ユニット３６との間に接続されている。第３の変換器３４は、第１の変換器３０と乗算器３８との間に接続されている一方で、乗算器３８は、処理ユニット３６にも接続されている。第４の変換器４０は、乗算器３８に接続されている。第５の変換器４２は、第４の変換器４０および第１の変換器３０に、それぞれ接続されている。
【００１５】
図５を参照すると、図５は、図４におけるルックアップテーブル３６０の一部を示している概略図である。第１の好適な実施形態によれば、図５に示すように、ルックアップテーブル３６０は、１０個の明度の区域、１８個の色相の区域、および１０＊１８個のゲインを記録している。ルックアップテーブル３６０に記録された明度の区域、色相の区域、およびゲインは、様々な要求に従って様々に設定され得ることに留意する必要がある。
【００１６】
第１の好適な実施形態によれば、第１の変換器３０は、入力画像をＲＧＢ色空間からＬａｂ色空間に変換する。ここで、Ｌは明度を表していて、かつａおよびｂは色要素を表している。第２の変換器３２は、色要素ａおよびｂを色相に変換する。ここで、色相は、Ｈ＝ｔａｎ−１（ｂ／ａ）のように定義される。第３の変換器３４は、色要素ａおよびｂを彩度に変換する。ここで、彩度は、Ｓ＝√（ａ２＋ｂ２）のように定義される。処理ユニット３６は、ルックアップテーブル３６０に従って、１０個の明度の区域のうちのどれに入力画像の明度が分類されるか、および１８個の色相の区域のうちのどれに入力画像の色相が分類されるかを特定して、複数のゲインの中から対応するゲインを決定する。例えば、もし入力画像の明度が１５であり、かつ入力画像の色相が３０であれば、処理ユニット３６は、ルックアップテーブル３６０に従って、対応するゲインＧ２２を決定する。それから、乗算器３８は、入力画像の彩度に、対応するゲインＧ２２を掛けて、調節された彩度を得る。第４の変換器４０は、調節された彩度をＬａｂ色空間内の色要素ａおよびｂに変換する。最後に、第５の変換器４２は、入力画像をＬａｂ色空間からＲＧＢ色空間に変換する。従って、入力画像の彩度の調節は、入力画像の明度および入力画像の色相に従って完成される。
【００１７】
図６を参照すると、図６は、本発明の第１の好適な実施形態による画像処理方法のフローチャートである。図６と共に図４および図５を参照すると、本発明の画像処理方法は、入力画像の彩度を調節する。入力画像は、ある明度および色相を有している。第１の好適な実施形態によれば、本発明の画像処理方法は、以下のステップを有している。
【００１８】
ステップＳ１００：入力画像をＲＧＢ色空間からＬａｂ色空間に変換する。
【００１９】
ステップＳ１０２：ルックアップテーブル３６０に従って、入力画像の明度が、明度の区域のうちのどの１つの中に位置するか、および入力画像の色相が、色相の区域のうちのどの１つの中に位置するかを判断して、対応するゲインを決定する。
【００２０】
ステップＳ１０４：入力画像の彩度に、対応するゲインを掛けて、調節された彩度を得る。
【００２１】
ステップＳ１０６：調節された彩度を色要素ａおよびｂに変換する。
【００２２】
ステップＳ１０８：入力画像をＬａｂ色空間からＲＧＢ色空間に変換する。
【００２３】
図７を参照すると、図７は、本発明の第２の好適な実施形態による画像処理装置５を示している機能ブロック図である。第２の好適な実施形態によれば、画像処理装置５は、入力画像の彩度Ｓを調節する。この入力画像は、明度Ｌおよび色相Ｈも有している。この入力画像は、ＲＧＢ色空間内にある。
【００２４】
図７に示すように、画像処理装置５は、第１の変換器５０、第２の変換器５２、第３の変換器５４、処理ユニット５６、乗算器５８、第４の変換器６０、および第５の変換器６２を備えている。処理ユニット５６は、Ｍ個の明度値、Ｎ個の色相値、およびＭ＊Ｎ個の補正パラメータを記録するためのルックアップテーブル５６０を格納している。Ｍ＊Ｎ個の補正パラメータの各々は、それぞれ、Ｍ個の明度値のうちの１つおよびＮ個の色相値のうちの１つに対応している。ここで、ＭおよびＮは自然数である。第１の変換器５０は、処理ユニット５６に接続されている。第２の変換器５２は、第１の変換器５０と処理ユニット５６との間に接続されている。第３の変換器５４は、第１の変換器５０と乗算器５８との間に接続されている一方で、乗算器５８は、処理ユニット５６にも接続されている。第４の変換器６０は、乗算器５８に接続されている。第５の変換器６２は、第１の変換器５０および第４の変換器６０に、それぞれ接続されている。
【００２５】
第２の好適な実施形態によれば、入力画像の明度は、２進数の上位ｉビットを有していて、かつ入力画像の色相は、２進数の上位ｋビットを有している。ここで、ｉおよびｋは自然数である。ルックアップテーブル５６０内のＭ個の明度値の各々は、ｉビットの２進数として表され、かつルックアップテーブル５６０内のＮ個の色相値の各々は、ｋビットの２進数として表される。さらに、入力画像の明度は、２進数の下位ｊビットを有していて、かつ入力画像の色相は、２進数の下位ｐビットを有している。ここで、ｊおよびｐは自然数である。Ｍ＊Ｎ個の補正パラメータの各々は、ゲインＧ、明度オフセット（L_offset）および色相オフセット（H_offset）を含んでいて、（Ｇ，H_offset，L_offset）のように表される。
【００２６】
図８を参照すると、図８は、図７におけるルックアップテーブル５６０の一部である。第２の好適な実施形態によれば、図８に示すように、ルックアップテーブル５６０内に３個の明度値、４個の色相値、および３＊４個の補正パラメータがある。ルックアップテーブル５６０内の明度値、色相値、および補正パラメータは、様々な要求に従って様々な方法で設定され得ることに留意する必要がある。
【００２７】
第２の好適な実施形態によれば、第１の変換器５０は、入力画像をＲＧＢ色空間からＬａｂ色空間に変換する。ここで、Ｌは明度を表していて、かつａおよびｂは色要素を表している。第２の変換器５２は、色要素ａおよびｂを色相に変換する。ここで、色相は、Ｈ＝ｔａｎ−１（ｂ／ａ）のように定義される。第３の変換器５４は、色要素ａおよびｂを彩度に変換する。ここで、彩度は、Ｓ＝√（ａ２＋ｂ２）のように定義される。処理ユニット５６は、明度の２進数の上位ｉビット、色相の２進数の上位ｋビット、およびルックアップテーブル５６０に従って、対応する補正パラメータ（Ｇ，H_offset，L_offset）を決定する。さらに、処理ユニット５６は、対応する補正パラメータに従って、彩度ゲインＧＳを計算する。彩度ゲインは、下記の式によって得られる。
【００２８】
式１：ＧＳ＝Ｇ＋j_binary＊L_offset＋p_binary＊H_offset
【００２９】
ここで、j_binaryは２進数の下位ｊビットの値であり、かつp_binaryは２進数の下位ｐビットの値である。
【００３０】
例えば、もし入力画像の明度が３１であり、かつ入力画像の色相が２５であれば、入力画像の明度は００１−１１１１のように表され、かつこの画像の色相は００００１−１００１のように表される。ここで、ｉは３に等しく、ｊは４に等しく、ｋは５に等しく、かつｐは４に等しい。処理ユニット５６は、明度の２進数の上位３ビット（００１）、色相の２進数の上位５ビット（００００１）、およびルックアップテーブル５６０に従って、対応する補正パラメータ（２５，＋０．０５，＋０．０５）を決定する。さらに、処理ユニット５６は、対応する補正パラメータ（２５，＋０．０５，＋０．０５）に従って、式１によって彩度ゲインＧＳ（２６．３）を計算する。ここで、j_binaryは１５に等しく、かつp_binaryは９に等しい。
【００３１】
その後、乗算器５８は、入力画像の彩度に彩度ゲインＧＳを掛けて、調節された彩度を得る。第４の変換器６０は、調節された彩度をＬａｂ色空間内の色要素ａおよびｂに変換する。最後に、第５の変換器６２は、入力画像をＬａｂ色空間からＲＧＢ色空間に変換する。従って、入力画像の彩度の調節は、入力画像の明度および入力画像の色相に従って完成される。その上、明度オフセットL_offsetおよび色相オフセットH_offsetに従ってゲインＧを調節するので、入力画像の色の不連続が更に回避され、従って画質が改善される。
【００３２】
図９を参照すると、図９は、本発明の第２の好適な実施形態による画像処理方法を示しているフローチャートである。図９と共に図７および図８を参照すると、本発明の画像処理方法は、入力画像の彩度を調節する。入力画像は、ある明度および色相を有している。第２の好適な実施形態によれば、本発明の画像処理方法は、以下のステップを有している。
【００３３】
ステップＳ２００：入力画像をＲＧＢ色空間からＬａｂ色空間に変換する。
【００３４】
ステップＳ２０２：入力画像の明度の２進数の上位ｉビット、入力画像の色相の２進数の上位ｋビット、およびルックアップテーブル５６０に従って、対応する補正パラメータ（Ｇ，H_offset，L_offset）を決定して、対応する補正パラメータに従って、彩度ゲインＧＳを計算する。
【００３５】
ステップＳ２０４：入力画像の彩度に彩度ゲインＧＳを掛けて、調節された彩度を得る。
【００３６】
ステップＳ２０６：調節された彩度を色要素ａおよびｂに変換する。
【００３７】
ステップＳ２０８：入力画像をＬａｂ色空間からＲＧＢ色空間に変換する。
【００３８】
従来技術と比較して、本発明の画像処理装置およびその方法は、入力画像の明度および入力画像の色相に従って、入力画像の彩度を調節して、入力画像の色の彩度を向上させる。従って、画質は改善される。その上、第２の好適な実施形態によれば、明度オフセットおよび色相オフセットに従ってゲインを調節するので、入力画像の色の不連続が更に回避され、従って画質が改善される。
【００３９】
上記の例および説明によって、本発明の特徴および精神は、願わくばよく記述されたであろう。当業者であれば、この装置の多数の修正および変更が、本発明の教えを保持しつつ、成され得ることに容易に気付くであろう。従って、上記の開示は、添付の請求項の境界および範囲のみによって限定されるように解釈されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】従来技術の画像処理装置を示している機能ブロック図である。
【図２Ａ】図１における明度ゲインルックアップテーブル１６０ａの一部である。
【図２Ｂ】図１における色相ゲインルックアップテーブル１６０ｂの一部である。
【図３Ａ】Ｌａｂ色空間を示している図である。
【図３Ｂ】Ｌａｂ色空間内の様々な明度での彩度の領域をそれぞれ示している一連の図である。
【図４】本発明の第１の好適な実施例による画像処理装置を示している機能ブロック図である。
【図５】図４におけるルックアップテーブル３６０の一部である。
【図６】本発明の第１の好適な実施例による画像処理方法を示しているフローチャートである。
【図７】本発明の第２の好適な実施例による画像処理装置を示している機能ブロック図である。
【図８】図７におけるルックアップテーブル５６０の一部である。
【図９】本発明の第２の好適な実施例による画像処理方法を示しているフローチャートである。
【符号の説明】
【００４１】
３  画像処理装置
３０  第１の変換器
３２  第２の変換器
３４  第３の変換器
３６  処理ユニット
３６０  ルックアップテーブル
３８  乗算器
４０  第４の変換器
４２  第５の変換器
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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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３Ｂ】
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