(57)【要約】【課題】色を鮮やかにするための彩度調整を精度よく行うことができる画像処理装置、画像処理方法、及び画像処理プログラムを提供すること【解決手段】色相領域処理部は、複数の色相領域の一つに対応して設けられ、入力画像から、対応づけられた色相領域内の彩度値の状態を示す彩度ピーク値の算出を行う。ピーク彩度加算量算出部４０は、予め定められた色相領域毎の上限彩度値、各色相領域の彩度ピーク値に基づいて、各色相領域に対する彩度加算値を算出する。彩度ゲイン調整部７０は、彩度加算値に基づいて決定した彩度ゲインにより、入力画像に含まれる画素の彩度値を調整する。【選択図】図１
2012119818.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の色相領域の一つに対応して設けられ、入力画像から、対応づけられた色相領域内の彩度値の状態を示す彩度ピーク値の算出を行う少なくとも１つの色相領域処理部と、
予め定められた色相領域毎の上限彩度値、及び前記色相領域処理部が算出した彩度ピーク値に基づいて、前記色相領域処理部に対応する色相領域に対する彩度加算値を算出するピーク彩度加算量算出部と、
前記彩度加算値に基づいて決定した彩度ゲインにより、前記入力画像に含まれる画素の彩度値を調整する彩度ゲイン調整部と、を備える画像処理装置。
【請求項２】
前記入力画像から輝度のヒストグラムを生成し、当該ヒストグラムから輝度ＡＰＬを算出する輝度処理部を備え、
前記ピーク彩度値加算量算出部は、前記彩度加算値を算出する際に前記輝度ＡＰＬを変調パラメータとして用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】
前記色相領域処理部は、対応づけられた色相領域に含まれる画素が前記入力画像を占める割合である累積画素率を算出する累積画素率解析部を備え、
前記ピーク彩度値加算量算出部は、各色相領域に対する前記彩度加算値を算出する際に、当該色相領域の前記累積画素率を変調パラメータとして用いることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記ピーク彩度値加算量算出部は、各色相領域に対する前記彩度加算値を算出する際に、色相領域毎に設定されたユーザーゲインを変調パラメータとして用いることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項５】
前記入力画像に含まれる画素単位の彩度値及び色相値を彩度変調ゲイン及び色相変調ゲインに換算する画素単位ピーク彩度変調ゲイン算出部と、
前記画素単位の彩度変調ゲイン及び色相変調ゲインと、前記彩度加算値と、に基づいて前記彩度ゲインを算出する彩度ゲイン算出部と、をさらに備えることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項６】
前記色相領域処理部は、前記入力画像に含まれる色成分のフレーム間変化率に応じて、前記彩度ピーク値に対して時定数処理を行う第１の時定数処理部、または、前記累積画素率に対して時定数処理を行う第２の時定数処理部、の少なくとも一方を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項７】
前記輝度処理部は、前記入力画像に含まれる色成分のフレーム間変化率に応じて、前記輝度ＡＰＬに対して時定数処理を行う第３の時定数処理部を備えることを特徴とする請求項２乃至請求項６のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項８】
前記入力画像のＳ／Ｎ比の良否を判定するノイズ判定部を備え、
前記色相領域処理部は、前記ノイズ判定部の判定に基づいて、前記彩度ピーク値の算出方法を切り替えることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項９】
前記ピーク彩度値加算量算出部は、色相領域毎の前記上限彩度値をS max、前記色相領域処理部が算出した最大彩度値をS peak、前記輝度ＡＰＬをAPL_mod、前記累積画素率をRUI_mod、前記ユーザーゲインをUSER_gainとした場合に、前記彩度加算値であるΔS peak_Vを以下の式（１）により算出し、
前記彩度ゲイン算出部は、前記画素毎の彩度変調ゲイン及び色相変調ゲインをそれぞれSAT_mod、HUE_modとした場合に、前記彩度ゲインであるSAT_gainを以下の式（２）により算出することを特徴とする請求項５乃至請求項８のいずれか１項に記載の画像処理装置。
ΔS peak_V = (S max - S peak) * APL_mod * RUI_mod * USER_gain --- 式（１）
SAT_gain = ((ΔS peak_V * (SAT_mod * HUE_mod)) + S peak) / S peak --- 式（２）
【請求項１０】
前記画像処理装置は、Ｒ／Ｙ／Ｇ／Ｃ／Ｂ／Ｍの６つの色相領域に対応する６つの前記色相領域処理部を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項１１】
請求項１乃至請求項１０のいずれか１項に記載の画像処理装置を搭載したディスプレイ装置。
【請求項１２】
入力画像から、複数の色相領域のうち少なくとも１つの色相領域内の彩度値の状態を示す彩度ピーク値の算出し、
予め定められた色相領域毎の上限彩度値、及び前記彩度ピーク値に基づいて、前記彩度ピーク値に対応する色相領域に含まれる画素の彩度加算値を算出し、
前記彩度加算値に基づいて決定した彩度ゲインにより、前記入力画像に含まれる画素の彩度値を調整する、画像処理方法。
【請求項１３】
入力画像の彩度値を調整する処理をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
前記処理は、
前記入力画像から、複数の色相領域のうち少なくとも１つの色相領域内の彩度値の状態を示す彩度ピーク値の算出し、
予め定められた色相領域毎の上限彩度値、及び前記彩度ピーク値に基づいて、前記彩度ピーク値に対応する色相領域に含まれる画素の彩度加算値を算出し、
前記彩度加算値に基づいて決定した彩度ゲインにより、前記入力画像に含まれる画素の彩度値を調整する、画像処理プログラム。
【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、及び画像処理プログラムに関し、特に入力された画像の彩度の調整を行う画像処理装置、画像処理方法、及び画像処理プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
風景画像などの一般的な入力画像は、未加工の状態では彩度が低いことが多い。そのため、ユーザーが画像の色が薄いと感じることが多い。入力画像が原画に対して忠実な彩度に再現されている場合であっても、人間の記憶色（人間がイメージとして記憶している色）が現実の彩度よりも高いために、入力画像の彩度を上げた方が好ましいことが広く知られている。
【０００３】
そのため、一般的に普及しているディスプレイやプリンタ等の表示機器では、表示画面に表示する画像の彩度を高くするように設定されている。しかし彩度の調整量は、入力コンテンツの種類や視聴環境により最適な値が異なる。よって、これらの表示機器では、製造メーカまたはエンドユーザーがその表示モード（例えば、標準モード、シネマモード、ダイナミックモード等）や入力画像種別（例えばビデオ映像、ＰＣ映像、チューナー入力等）に応じて最適値を固定的に設定することが一般的である。なお以下の説明では、このように彩度の調整量を固定的に設定する彩度調整手法を「固定彩度調整」と記載する。
【０００４】
特許文献１には、固定彩度調整の一態様に関する技術が開示されている。特許文献１では、色相角及び彩度値との関係から彩度調整量を決定するＬＵＴ（Look Up Table）を定め、入力画像の各画素の彩度調整量を算出している。すなわち、入力画像の各画素の色相角及び彩度値を参照するものの、当該参照処理により定まる彩度調整量は予め定めておいた固定量となる。
【０００５】
特許文献２〜４には、入力映像信号の彩度を解析し、彩度の低い画像が入力された場合に、自動的に彩度を上げることにより、彩度の高い鮮やかな画像を提供する手法が提案されている。特許文献２〜４の手法では、どの色相領域に属する画素であっても均一に各画素の彩度値を上昇させるように制御する。以下の説明では、このように彩度解析結果に応じて一律に各画素の彩度値を上げる彩度調整手法を「全色相均一自動調整」と記載する。
【０００６】
特許文献５には、ＲＧＢとＹＣＭの６軸を対象として、６軸成分毎にゲインを算出し、当該ゲインを用いて彩度調整を行う手法が開示されている。
【０００７】
特許文献６には、コントラストの高い画像を得ることができる、一般的にヒストグラム平坦化と呼ばれる画像処理手法が提案されている。詳細には、色覚の３属性信号から２次元または１次元のヒストグラムを生成し、当該ヒストグラムを複数の領域に分割し、分割領域に基づいて最適な彩度を決定することによりコントラストの高い画像を生成する。ここで、彩度を平均化（各彩度レベルの発生割合（頻度の）平均化）することによりコントラストの高い画像を実現している。
【０００８】
特許文献７には、入力映像信号の輝度・彩度・色相をそれぞれ検出して、検出した情報を用いて色空間の拡大・縮小調整を行う手法が開示されている。この手法では、入力映像信号の輝度・彩度・色相毎にヒストグラムを検出しているが、色調整処理はＲＧＢマトリクス変換により行う。
【０００９】
なお、彩度の調整に限られず、目的に応じて様々な画像調整が行われる。例えば、特許文献８では、入力画像の色相値及び彩度値を基にして、高精度な階調圧縮処理及びグレーバランス処理を行う手法が提案されている。
【００１０】
特許文献９では、自然画像における重要被写体の色相分布を抽出し、抽出した情報と予め定められた代表色との関係から補正色を決定することにより、自動的に良好な色調整（好ましい色、正しい色への補正）を行う手法が提案されている。
【００１１】
なお、上述の特許文献８及び９の手法では、各画素の色を鮮やかにする調整、すなわち各画素の彩度値を高くする調整処理については何らの教示、示唆がない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００３−２７４２１０号公報
【特許文献２】特開２００４−２３６１６９号公報
【特許文献３】特開２００７−７４０６３号公報
【特許文献４】特開２００８−７２２５３号公報
【特許文献５】特開２００９−４９６３３号公報
【特許文献６】特開平９−２４７４８３号公報
【特許文献７】特開２００９−８１８４９号公報
【特許文献８】特開２００５−１９２１６２号公報
【特許文献９】特開２００１−９２９５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
上記のように様々な画像処理手法が提案されている。しかしながら、上述の画像処理手法では、色を鮮やかにするための彩度調整の精度が十分ではないという問題が生じる。当該問題について以下に説明する。
【００１４】
固定彩度調整では、彩度調整量が固定的である。そのため、入力画像の彩度が低い場合には十分な彩度増加ができず、色鮮やかな出力画像を得られるまでに至らない。一方、入力画像の彩度が高い場合には、さらに彩度を高くしてしまうために色濃度が飽和してしまい、不自然な出力画像が出力されてしまう。
【００１５】
全色相均一自動調整では、入力画像のある一部の色相領域のみ彩度が高い場合であっても、当該入力画像の彩度も高いと判定され得る。これにより、その他の色相領域の彩度が低い場合であっても、彩度を上げるように調整することができない。一方、彩度の低い色相領域に着目して彩度を調整する場合、彩度が高い色相領域の画素の彩度も上げてしまい、色飽和が生じてしまう。このように、全色相均一自動調整では、彩度調整の精度が十分ではない。
【００１６】
この彩度調整の様子を図１５及び図１６に示す。図１５及び図１６は、それぞれ全色相均一自動調整による彩度調整前後の各色相の最も高い彩度値を示す図である。図１５は、色相領域Ｒの彩度が高いため、他の色相の彩度を上げることができない様子を示している。例えば図中の点線部分のように、色相Ｙ及び色相Ｇの彩度値を上げることができない。図１６は、彩度の低い色相に着目して彩度を調整する様子を示している。この場合、図中の点線部のように、彩度が十分に高い色相領域Ｒの色濃度が飽和してしまう。
【００１７】
特許文献５の手法では、ＲＧＢとＹＣＭの６軸を処理の基本としているため、意図した色相領域に対する彩度調整ができない。例えば、代表的な色調整の対象となる肌色はＲとＹの間に定義されるが、特許文献５の手法では肌色の色調整が困難である。６軸よりも多く処理対象軸を分割してしまうと、分割数の増加によりサンプル数が減少し、処理精度が低くなってしまう。
【００１８】
特許文献６の手法では、彩度の平均化（各彩度レベルの発生割合（頻度の）平均化）を行うために、彩度が低くなる画素が生じてしまう。このため、コントラストの向上は実現できるが、画像を色鮮やかにすることについては逆効果となる恐れがある。
【００１９】
特許文献７の手法では、上述のように色調整をＲＧＢマトリクス変換により実現するため、無色（黒−白）からＲ／Ｇ／Ｂの色相軸方向への色（彩度）調整のみが可能という制約が存在する。これは例えば、黄色の色相領域の彩度が不足していても、既に赤色もしくは緑色の彩度が十分に高い状態であると、黄色の彩度についても、これ以上は上げることができないということになる。よって、多くの入力画像に対して実行的な調整を行うことができない。
【００２０】
このように、上述の画像処理技術では、色を鮮やかにするための彩度調整の精度が十分ではないという問題がある。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明の画像処理装置の一態様は、
複数の色相領域の一つに対応して設けられ、入力画像から、対応づけられた色相領域内の彩度値の状態を示す彩度ピーク値の算出を行う少なくとも１つの色相領域処理部と、
予め定められた色相領域毎の上限彩度値、及び前記色相領域処理部が算出した彩度ピーク値に基づいて、前記色相領域処理部に対応する色相領域に対する彩度加算値を算出するピーク彩度加算量算出部と、
前記彩度加算値に基づいて決定した彩度ゲインにより、前記入力画像に含まれる画素の彩度値を調整する彩度ゲイン調整部と、を備える、ものである。
【００２２】
本発明の画像処理方法の一態様は、
入力画像から、複数の色相領域のうち少なくとも１つの色相領域内の彩度値の状態を示す彩度ピーク値の算出し、
予め定められた色相領域毎の上限彩度値、及び前記彩度ピーク値に基づいて、前記彩度ピーク値に対応する色相領域に含まれる画素の彩度加算値を算出し、
前記彩度加算値に基づいて決定した彩度ゲインにより、前記入力画像に含まれる画素の彩度値を調整する、ものである。
【００２３】
本発明の画像処理プログラムの一態様は、
入力画像の彩度値を調整する処理をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
前記処理は、
前記入力画像から、複数の色相領域のうち少なくとも１つの色相領域内の彩度値の状態を示す彩度ピーク値の算出し、
予め定められた色相領域毎の上限彩度値、及び前記彩度ピーク値に基づいて、前記彩度ピーク値に対応する色相領域に含まれる画素の彩度加算値を算出し、
前記彩度加算値に基づいて決定した彩度ゲインにより、前記入力画像に含まれる画素の彩度値を調整する、ものである。
【００２４】
本発明において、画像処理装置は、複数の色相領域の彩度ピーク値を算出し、当該彩度ピーク値と色飽和を抑えるために定められた上限彩度値と、に基づいて各色相領域の彩度ゲインを算出する。各色相領域の彩度状態に応じた彩度ゲインを算出できるため、各色相領域の状態を考慮した精度の高い彩度調整が実現できる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、色を鮮やかにするための彩度調整を精度よく行うことができる画像処理装置、画像処理方法、及び画像処理プログラムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】実施の形態１にかかる画像処理装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】実施の形態１にかかる輝度処理部の内部構成を示すブロック図である。
【図３】実施の形態１にかかる色相領域処理部の内部構成を示すブロック図である。
【図４】実施の形態１にかかる彩度ピーク加算量算出部による彩度ピーク加算量の算出方法を示す図である。
【図５】実施の形態１にかかる彩度ピーク加算量算出部による彩度ピーク加算量の算出方法を示す図である。
【図６】実施の形態１にかかる彩度ピーク加算量算出部の内部構成を示すブロック図である。
【図７】実施の形態１にかかる輝度ＡＰＬ変調ゲインＡＰＬ＿ｍｏｄの算出方法の一例を示す図である。
【図８】実施の形態１にかかる変調ゲインＲＵＩ＿ｍｏｄの算出方法の一例を示す図である。
【図９】実施の形態１にかかる変調ゲインＳＡＴ＿ｍｏｄの算出方法の一例を示す図である。
【図１０】実施の形態１にかかる変調ゲインＨＵＥ＿ｍｏｄの算出方法の一例を示す図である。
【図１１】実施の形態１にかかる画像処理装置による彩度調整処理の概念を示す図である。
【図１２】複数のディスプレイ装置による色再現範囲の違いを示す図である。
【図１３】ＭＡＣ  ＡＤＡＭの偏差楕円を示す図である。
【図１４】プログラムを実行するコンピュータの構成例を示すブロック図である。
【図１５】全色相均一自動調整による画像の彩度調整処理の概念を示す図である。
【図１６】全色相均一自動調整による画像の彩度調整処理の概念を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
＜実施の形態１＞
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１は、本実施の形態にかかる画像処理装置１の構成を示すブロック図である。画像処理装置１は、例えばテレビ受像機やプロジェクタ、パーソナルコンピュータを対象とした液晶ディスプレイ、デジタルスチールカメラ等に搭載され得る。
【００２８】
画像処理装置１には、各画素がＲＧＢ形式により表わされた入力画像が入力される。なお、画像処理装置１には、各画素がＹＵＶ形式により表わされた入力画像が入力されてもよい。
【００２９】
画像処理装置１は、輝度／彩度／色相変換部１０と、輝度処理部２０と、色相領域１（Ｒ）処理部３０と、色相領域２（Ｙ）処理部３１と、色相領域３（Ｇ）処理部３２と、色相領域４（Ｃ）処理部３３と、色相領域５（Ｂ）処理部３４と、色相領域６（Ｍ）処理部３５と、彩度ピーク加算量算出部４０と、画素単位彩度ピーク変調ゲイン算出部５０と、彩度ゲイン算出部６０と、彩度ゲイン調整部７０と、ＲＧＢ／ＹＵＶ変換部８０と、を備える。
【００３０】
輝度／彩度／色相変換部１０は、入力画像の各画素のＲＧＢ表現またはＹＵＶ表現を輝度／彩度／色相の各成分量に変換する。輝度／彩度／色相の表現は、ＨＳＶ、Ｌｃｈ（Ｌａｂ）、ＹＳＨ等の任意の表色系を用いればよい。これは、画像処理装置１が採用する彩度調整値に理論的な絶対解は存在しないため、一概にどの色空間表現が最適であるかを決定できないためである。よって、輝度／彩度／色相の表現は、画像を参照するユーザーの年齢、視聴環境、位置等を考慮して、最適な表色系を採用すればよい。
【００３１】
色相領域分類部（図示せず）は、輝度／彩度／色相変換部１０が算出した各画素の色相の成分量（以下、色相値とする）から各画素が属する色相領域を決定する。本例では、色相領域は、Ｒ／Ｇ／Ｂ／Ｙ／Ｃ／Ｍの６色相領域を設定するものとする。色相領域分類部（図示せず）の判定に基づいて、輝度／彩度／色相変換部１０は、各画素が属する色相領域に対応した色相領域処理部（色相領域１（Ｒ）処理部３０〜色相領域６（Ｍ）処理部３５のいずれか）に対して当該画素の色相値を供給する。同様に、色相領域分類部（図示せず）の判定に基づいて、輝度／彩度／色相変換部１０は、各画素の輝度値／彩度値／色相値を輝度処理部２０、画素単位彩度ピーク変調ゲイン算出部５０、及び彩度ゲイン調整部７０に供給する。
【００３２】
なお、色相領域の分割数は、２以上とすれば任意の数に設定できる。しかしながら、色相領域を必要以上に細かく分割する場合、後述の色相領域処理部にて行う各分割色相領域のヒストグラム取得結果の安定度が減少する。特に、動画再生時の各分割色相領域のヒストグラム取得結果の安定度が減少する。各分割色相領域のヒストグラム取得結果に安定度を欠くことにより、階調性能劣化・動画時不安定動作およびＳ／Ｎ劣化を生じてしまう恐れがある。そのため、一般的には、最大分割数をＲ／Ｇ／Ｂ／Ｙ／Ｃ／Ｍの６色相程度とすることが望ましい。なお、色相方向の分解能や彩度ピーク算出値の分解能が高ければ、７以上の色相領域を設定してもよい。
【００３３】
輝度処理部２０は、主に、入力画像の輝度ＡＰＬ（Average Peak Level）値を算出する処理部である。輝度処理部２０には、入力画像の各画素の輝度値が供給される。
【００３４】
図２に示すように、輝度処理部２０は、輝度ヒストグラム算出部２１０と、輝度ＡＰＬ算出部２２０と、時定数処理部２３０と、を備える。
【００３５】
輝度ヒストグラム算出部２１０は、入力画像の各画素の輝度値から、当該入力画像中の各画素の輝度値のレベル別分布を示す輝度ヒストグラムを算出する。輝度ヒストグラム算出部２１０は、算出した輝度ヒストグラムを輝度ＡＰＬ算出部２２０に供給する。ここで、輝度ヒストグラムのレベル方向の分解能が高くなるにつれて後述の輝度ＡＰＬ算出部２２０にて精度の高い輝度ＡＰＬ値が算出可能となる。
【００３６】
輝度ＡＰＬ算出部２２０は、入力画像の平均的な明るさ、すなわち輝度ＡＰＬ値を算出するための処理部である。輝度ＡＰＬ算出部２２０は、輝度ヒストグラム算出部２１０が算出した輝度ヒストグラムを利用して輝度ＡＰＬ値を算出する。輝度ＡＰＬ算出部２２０は、算出した輝度ＡＰＬ値を時定数処理部２３０に供給する。
【００３７】
輝度ＡＰＬの算出方法は、任意の方法により実現すればよい。例えば、輝度ＡＰＬ算出部２２０は、輝度ヒストグラムの最も低いレベルの頻度値から順に頻度値を累積加算し、当該累積加算値が全体の約５０％となったレベルを輝度ＡＰＬ値として算出してもよい。また、輝度ＡＰＬ算出部２２０は、入力画像に含まれる全画素の平均輝度レベルを輝度ＡＰＬ値として算出することも可能である。
【００３８】
時定数処理部２３０は、輝度ＡＰＬ算出部２２０が算出した輝度ＡＰＬ値の時定数処理を行い、処理の後に当該輝度ＡＰＬ値を彩度ピーク加算量算出部４０に供給する。本実施の形態にかかる画像処理装置１は、フレーム単位で画像処理、詳細には入力画像解析及び彩度調整を行う。すなわち、各フレームの輝度ＡＰＬ値がそれぞれ算出され、この輝度ＡＰＬ値を用いて後述の処理部にて彩度調整が行われる。ここで、連続するフレーム間にて大きく輝度ＡＰＬ値が変化すると、後述の処理部での彩度調整値が大きく変化する。入力画像が動画像である場合、シーンチェンジのタイミングでは、彩度ゲインの過補正を防止するために、最大彩度が低い状態から高い状態へ大きく変化する場合は、彩度調整値に関しても、それに追従して大きいゲイン値から小さいゲイン値へ大きく変化することが好ましい。一方で、同一シーン内において彩度調整値が大きく変化してしまうと画面安定性が損なわれる。そのため、時定数処理部２３０は、算出された輝度ＡＰＬ値に対して時定数処理を施し、前フレームにて算出された輝度ＡＰＬ値から急激に値が変化しないように調整する。なお、時定数処理部２３０は、一般的なＩＩＲ（Infinite Impulse Response：無限インパルス応答）フィルタ処理や移動平均フィルタ処理により時定数処理を実現する。
【００３９】
しかし、シーンチェンジが生じた際に前フレームの輝度ＡＰＬ値を参照して時定数処理を行うと彩度調整値が過度な値となる。その結果として、後述の処理部が彩度の過補正を行ってしまい、色濃度飽和が生じる危険がある。そのため、画像処理装置１は、フレーム間差分検出等によりシーンチェンジを検出する一般的なシーンチェンジ検出部（図示せず）を備える。シーンチェンジ検出部がシーンチェンジを検出した場合、当該シーンチェンジを時定数処理部２３０に通知する。シーンチェンジの検出を通知された時定数処理部２３０は、時定数処理を行わない、または時定数処理の係数を調整することにより色濃度飽和を防止するように制御する。
【００４０】
続いて、図１及び図３を参照し、色相領域１（Ｒ）処理部３０〜色相領域６（Ｍ）処理部３５の処理について説明する。色相領域１（Ｒ）処理部３０には、処理対象のフレームのうち色相領域Ｒに属する全画素の彩度値及び入力画像の全画素数が供給される。
【００４１】
色相領域１（Ｒ）処理部３０は、色相領域Ｒに属する画素群から彩度ピーク値を算出する処理部である。色相領域１（Ｒ）処理部３０の詳細構成を図３に示す。
【００４２】
色相領域１（Ｒ）処理部３０は、色相領域１（Ｒ）彩度ヒストグラム算出部３１０と、彩度ピーク値算出部３２０と、時定数処理部３３０と、累積画素率算出部３４０と、時定数処理部３５０と、を備える。
【００４３】
色相領域１（Ｒ）彩度ヒストグラム算出部３１０は、色相領域Ｒに属する画素群の彩度ヒストグラムを算出する。すなわち、色相領域１（Ｒ）彩度ヒストグラム算出部３１０は、色相領域Ｒでの彩度レベル毎のヒストグラム（彩度値の分布を示すグラフ）を算出する。ヒストグラム（頻度）方向の分解能は、彩度に対する視覚度特性により高い精度である必要はない。例えば、８段階（３ビット）〜１６段階（４ビット）程度の分解能を採用すれば、十分に実用的なヒストグラムが算出できる。色相領域１（Ｒ）彩度ヒストグラム算出部３１０は、算出したヒストグラムを彩度ピーク値算出部３２０及び累積画素率算出部３４０に供給する。
【００４４】
彩度ピーク値算出部３２０は、入力された色相領域Ｒに関する彩度ヒストグラムから、色相領域Ｒに関する彩度ピーク値を算出する処理部である。彩度ピーク値とは、色相領域Ｒに属する画素のうち、十分に高い彩度値を示す指標値である。彩度ピーク値は、後述の処理部により彩度加算量を算出する基準となる値のため、色飽和を避けるよう十分に高い値が望ましい。例えば、彩度ピーク値を色相領域Ｒに属する画素の彩度値のうち、最大値に設定する。
【００４５】
この彩度ピーク値の算出方法は、例えば入力画像のＳ／Ｎ比（Signal to Noise ratio）に応じて切り換えることもできる。この場合、画像処理装置１は、入力画像のＳ／Ｎ比を検出するＳ／Ｎ比検出回路を備える。
【００４６】
画像のＳ／Ｎ比（Signal to Noise ratio）が良い場合には、ノイズ成分となる画素が少ないため、不自然に高い彩度を持つ画素が存在する可能性が少ない。よって、彩度ピーク値を色相領域Ｒに属する画素の彩度値のうち最大値に設定すれば、後述の処理部において精度の高い彩度調整が可能となる。
【００４７】
一方、画像のＳ／Ｎ比（Signal to Noise ratio）が悪い場合には、ノイズ成分となる画素が多いため、不自然に高い彩度を持つ画素が存在する可能性が高くなる。そのため、例えば、彩度ピーク値を色相領域Ｒに属する画素の彩度値の上位１０％に位置する彩度値と指定する。詳細には、色相領域Ｒに関する彩度ヒストグラムの最も低いレベルの頻度値から順に頻度値を加算していき、全累積値が９０％となったレベルの彩度値を彩度ピーク値と設定する。このように彩度ピーク値を設定することにより、ノイズ成分の影響を受けない彩度ピーク値の設定、ひいてはＳ／Ｎ比が低い画像に対しても高い精度の彩度調整が可能となる。
【００４８】
彩度ピーク値算出部３２０は、算出した色相領域Ｒの彩度ピーク値を時定数処理部３３０に供給する。
【００４９】
時定数処理部３３０は、供給された彩度ピーク値に対して時定数処理を行い、当該処理後の彩度ピーク値を彩度ピーク加算量算出部４０に供給する処理部である。時定数処理部３３０は、処理対象を彩度ピーク値とすることのみ時定数処理部２３０と異なる。よって、時定数処理部３３０の詳細な説明は省略する。
【００５０】
累積画素率算出部３４０は、入力画像の全画素のうち色相Ｒに属する画素の割合（累積画素率）を算出する処理部である。累積画素率算出部３４０は、色相Ｒに属する画素数を１画面分の画素数（入力画像の総画素数）で除算することにより累積画素率を算出する。累積画素率算出部３４０は、算出した累積画素率を時定数処理部３５０に供給する。
【００５１】
時定数処理部３５０は、供給された累積画素率に対して時定数処理を行い、当該処理後の累積画素率を彩度ピーク加算量算出部４０に供給する処理部である。時定数処理部３５０は、処理対象を累積画素率とすることのみ時定数処理部２３０と異なる。よって、時定数処理部３５０の詳細な説明は省略する。
【００５２】
なお、色相領域２（Ｙ）処理部３１〜色相領域６（Ｍ）処理部３５は、それぞれ色相Ｙ／Ｇ／Ｃ／Ｂ／Ｍに対応する処理部であり、当該内部構成及び処理は色相領域１（Ｒ）３０と略同一である。そのため、色相領域２（Ｙ）処理部３１〜色相領域６（Ｍ）処理部３５の詳細な説明は省略する。
【００５３】
上述の説明では６つの色相領域を想定し、その全ての色相領域に属する画素の彩度を調整することを想定している。しかしながら、必ずしもこれに限られず、一部の色相領域に属する画素に対してのみ彩度調整の対象としてもよい。この場合、彩度調整を行う色相領域に対応する色相領域処理部のみを設ければよい。たとえば、肌色の彩度のみを上げたい場合、画像処理装置１は、色相領域１（Ｒ）処理部３０及び色相領域２（Ｙ）処理部３１のみを備えればよい。このように画像処理装置１を構成した場合、全体的な処理量が減少するため、所望の色相領域に対する彩度増加という効果とともに、処理速度の向上も図ることができる。
【００５４】
さらに、各色相領域処理部が処理する色相領域を任意に設定することもできる。例えば、ＲとＹの中間の色相領域を定義し、この色相領域を処理する色相領域処理部を設けた場合、１つの色相領域処理部のみにより肌色の彩度増加調整が可能となる。
【００５５】
図１に戻り、彩度ピーク加算量算出部４０について説明する。彩度ピーク加算量算出部４０は、輝度処理部２０から供給された輝度ＡＰＬ値、色相領域１（Ｒ）処理部３０〜色相領域６（Ｍ）処理部３５からそれぞれ算出された彩度ピーク値及び累画素率を基に、各色相領域（本例では６つの色相領域のそれぞれ）についての彩度加算量ΔＳ ｐｅａｋ＿Ｖを算出する。彩度加算量ΔＳ ｐｅａｋ＿Ｖとは、彩度調整後の彩度ピーク値を算出した場合に、その値にするために彩度ピーク値に加算する加算量である。
【００５６】
図４及び図５を参照して、彩度ピーク加算量算出部４０による彩度ピーク加算量ΔＳ ｐｅａｋ＿Ｖの算出処理の概要について説明する。はじめに各色相領域に対して最大彩度値Ｓ ｍａｘを設定する。最大彩度値Ｓ ｍａｘとは、彩度調整を施したことにより取り得る最大の彩度値である。最大彩度値Ｓ ｍａｘは、原則として各色相領域に対して色飽和が生じないような値を任意に設定することができる。しかし、輝度／彩度／色相変換部１０により使用された色空間と入力信号規格の色空間とにより、色相領域毎に取り得る最大彩度値が算出できる。よって、最大彩度値Ｓ ｍａｘは、取り得る最大彩度値以下であって、ユーザーが彩度の調整後に、結果として最も高くしたい彩度に値を設定する必要がある。
【００５７】
彩度加算量ΔＳ ｐｅａｋ＿Ｖは、最大彩度値Ｓ ｍａｘからピーク彩度値Ｓ ｐｅａｋを減算することにより算出することを基本とする（図４）。すなわち、ピーク彩度値Ｓｐｅａｋが最大彩度値Ｓ ｍａｘとなるように彩度を加算することとなる。前述のように、最大彩度値Ｓ ｍａｘは色飽和が生じない程度の値を予め設定している。そのため、最大彩度値Ｓ ｍａｘからピーク彩度値Ｓ ｐｅａｋを減算することにより、色飽和が生じることなく、かつ色を鮮やかにする画像調整が実現できる。
【００５８】
しかしながら、最大彩度値Ｓ ｍａｘからピーク彩度値Ｓ ｐｅａｋを減算した値（図４）をそのまま彩度加算量ΔＳ ｐｅａｋ＿Ｖとして利用した場合、視感度上において彩度が高くなりすぎ、不自然な画像に見えてしまう恐れや色ノイズが増長される恐れがある。そのため、図５に示すように、算出した減算値に対して各種の変調を行うことにより最終的な彩度加算量ΔＳ ｐｅａｋ＿Ｖを算出する。この各種の変調処理を含め、彩度ピーク加算量算出部４０の詳細について図６を参照して説明する。
【００５９】
彩度ピーク加算量算出部４０は、減算器４１０と、輝度ＡＰＬ変調ゲイン算出部４２０と、乗算器４３０と、累積画素率変調ゲイン算出部４４０と、乗算器４５０と、乗算器４６０と、を備える。
【００６０】
減算器４１０には、各色相領域のピーク彩度値Ｓ ｐｅａｋと、最大彩度値Ｓ ｍａｘと、が入力される。減算器４１０は、最大彩度値Ｓ ｍａｘからピーク彩度値Ｓ ｐｅａｋを減算し、加算可能な最大彩度量Ｓ１を算出する。
Ｓ１ ＝ Ｓ ｍａｘ  −  Ｓ ｐｅａｋ
【００６１】
Ｓ１の算出は、前述のように各色相領域に対して行う。図１の構成では１フレームにつき６つのＳ１の値が算出される。減算器４１０は、算出したＳ１を乗算器４３０に供給する。
【００６２】
輝度ＡＰＬ変調ゲイン算出部４２０には、フレーム毎に輝度ＡＰＬ値が供給される。輝度ＡＰＬ変調ゲイン算出部４２０は、輝度ＡＰＬ値から変調ゲインＡＰＬ＿ｍｏｄを算出し、算出したＡＰＬ＿ｍｏｄを乗算器４３０に供給する。
【００６３】
輝度ＡＰＬ値が高い場合、加算可能な最大の彩度量Ｓ１をそのままピーク彩度Ｓ ｐｅａｋに加算すればよい。一方、輝度ＡＰＬ値が低い場合、加算可能な最大の彩度量Ｓ１を小さくする必要がある。これは、夜景や暗い室内などの画像シーンではカメラの光電変換の感度が高くなり、色系のノイズを発生している可能性が高くなる。このような画像シーンにより記録された入力画像に対して、彩度を上げてしまうと色系のノイズを増長する可能性が高くなるためである。
【００６４】
図７は、輝度ＡＰＬ変調ゲイン算出部４２０による輝度ＡＰＬ変調ゲインＡＰＬ＿ｍｏｄの算出例を示す図である。輝度ＡＰＬ変調ゲインＡＰＬ＿ｍｏｄは、以下の値域を持つ。
０  ＜＝  ＡＰＬ＿ｍｏｄ  ＜＝  １
【００６５】
輝度ＡＰＬ変調ゲイン算出部４２０は、図7に示すように、ＬＵＴ（Look Up Table）等を用いることや、輝度ＡＰＬ値を入力とする一次／二次関数により輝度ＡＰＬ変調ゲインＡＰＬ＿ｍｏｄを算出する。いずれの算出方法であっても、輝度ＡＰＬ値が低い場合に輝度ＡＰＬ変調ゲインＡＰＬ＿ｍｏｄが低くなるように設定される。輝度ＡＰＬ変調ゲイン算出部４２０は、算出した輝度ＡＰＬ変調ゲインＡＰＬ＿ｍｏｄを乗算器４３０に供給する。
【００６６】
乗算器４３０は、加算可能な最大彩度量Ｓ１に対して輝度ＡＰＬ変調ゲインＡＰＬ＿ｍｏｄを乗算したＳ２を算出する。すなわち、Ｓ２は、加算可能な最大彩度量Ｓ１を輝度ＡＰＬ変調ゲインＡＰＬ＿ｍｏｄにより変調した値である。
Ｓ２  ＝  Ｓ１  ×  ＡＰＬ＿ｍｏｄ  ＝  （Ｓ ｍａｘ  −  Ｓ ｐｅａｋ）  ×  ＡＰＬ＿ｍｏｄ
【００６７】
乗算器４３０は、変調した彩度量Ｓ２を乗算器４５０に供給する。
【００６８】
累積画素率変調ゲイン算出部４４０は、フレーム単位にて算出された各色相領域の累積画素率から変調ゲインＲＵＩ＿ｍｏｄを算出する処理部である。図１の構成では、色相領域が６つあるため、累積画素率変調ゲイン算出部４４０は、１フレームにつき６つの変調ゲインＲＵＩ＿ｍｏｄを算出する。変調ゲインＲＵＩ＿ｍｏｄは、乗算器４５０において前述の彩度量Ｓ２を変調するために用いられる。変調ゲインＲＵＩ＿ｍｏｄを用いた変調処理の詳細、及び変調処理を行う理由は以下の通りである。
【００６９】
累積画素率の高い色相領域では、彩度量Ｓ２をそのままピーク彩度Ｓ ｐｅａｋに加算すればよい。一方、累積画素率の低い色相領域では、彩度量Ｓ２を低くした後に、ピーク彩度Ｓ ｐｅａｋに加算する必要がある。対象としている色相領域に画素の存在が少ないということは、画面上で対象色のオブジェクトが多く存在していないことを意味する。対象色のオブジェクトが少ない状態で彩度を上げてしまうと、色を鮮やかにしたいオブジェクトが存在しないのに、色のノイズ成分などの意図しない成分ばかりを増長してしまう恐れがあるためである。
【００７０】
図８は、累積画素率変調ゲイン算出部４４０による変調ゲインＲＵＩ＿ｍｏｄの算出例を示す図である。変調ゲインＲＵＩ＿ｍｏｄは、以下の値域を持つ。
０  ＜＝  ＲＵＩ＿ｍｏｄ  ＜＝  １
上述の輝度ＡＰＬ変調ゲイン算出部４２０と同様に、変調ゲインＲＵＩ＿ｍｏｄを入力とする一次関数により変調ゲインＲＵＩ＿ｍｏｄが算出される。累積画素率変調ゲイン算出部４４０は、算出した変調ゲインＲＵＩ＿ｍｏｄを乗算器４５０に供給する。
【００７１】
乗算器４５０は、彩度量Ｓ２に対して、処理対象の色相領域について算出された変調ゲインＲＵＩ＿ｍｏｄを乗算したＳ３を算出する。
Ｓ３  ＝  Ｓ２  ×  ＲＵＩ＿ｍｏｄ  ＝  （Ｓ ｍａｘ  −  Ｓ ｐｅａｋ）  ×  ＡＰＬ＿ｍｏｄ  ×  ＲＵＩ＿ｍｏｄ
乗算器４５０は、変調した彩度量Ｓ３を乗算器４６０に供給する。
【００７２】
乗算器４６０には、各色相領域の彩度量Ｓ３と、ユーザーゲインＵＳＥＲ＿ｇａｉｎと、が入力される。乗算器４６０は、このユーザーゲインＵＳＥＲ＿ｇａｉｎにより彩度量Ｓ３を変調する処理部である。ユーザーゲインＵＳＥＲ＿ｇａｉｎとは、ユーザーが各色相領域に対してユーザーが色を鮮やかにする程度を調整するための変調パラメータである。従来の固定彩度調整において、表示モード（スタンダード、シネマ、ダイナミックなど）やインプット（ビデオ、ＰＣ、チューナーなど）に応じてセット・メーカーもしくは、エンドユーザーが固定の彩度ゲイン調整を行うことと同様に、エンドユーザーはユーザーゲインＵＳＥＲ＿ｇａｉｎを設定することにより、入力コンテンツや視聴環境に応じて彩度加算量を調整できる。
【００７３】
上述のように各色相領域（図１の構成では６つの色相領域の各々）に対してユーザーゲインＵＳＥＲ＿ｇａｉｎを設定するため、色相領域毎に独立して彩度調整量をユーザーが設定することができる。
【００７４】
乗算器４６０は、彩度量Ｓ３に対してユーザーゲインＵＳＥＲ＿ｇａｉｎを乗算することにより、各色相領域に対する彩度加算量ΔＳ ｐｅａｋ＿Ｖを算出する。
ΔＳ ｐｅａｋ＿Ｖ  ＝  Ｓ３  ×  ＵＳＥＲ＿ｇａｉｎ  ＝  （Ｓ ｍａｘ  −  Ｓ ｐｅａｋ）  ×  ＡＰＬ＿ｍｏｄ  ×  ＲＵＩ＿ｍｏｄ  ×  ＵＳＥＲ＿ｇａｉｎ
【００７５】
乗算器４６０は、各色相領域に対する彩度加算量ΔＳ ｐｅａｋ＿Ｖを彩度ゲイン算出部６０に供給する。図１の構成では、乗算器４６０は、フレーム毎に６つの色相領域毎の彩度加算量ΔＳ ｐｅａｋ＿Ｖを彩度ゲイン算出部６０に供給する。
【００７６】
図１に戻り、画素単位彩度ピーク変調ゲイン算出部５０の説明を行う。画素単位彩度ピーク変調ゲイン算出部５０には、入力画像を構成する各画素の彩度値および色相値が輝度／彩度／色相変換部１０から供給される。画素単位彩度ピーク変調ゲイン算出部５０は、各画素の彩度値および色相値を、それぞれ変調ゲイン（ＳＡＴ＿ｍｏｄ、ＨＵＥ＿ｍｏｄ）に換算する処理部である。これらの変調ゲインは、各画素の彩度ゲインを算出する際の変調パラメータとして用いられる。画素単位彩度ピーク変調ゲイン算出部５０は、算出した２つの変調ゲインを彩度ゲイン算出部６０に供給する。以下に、これらの変調ゲインを用いる理由、及び画素単位彩度ピーク変調ゲイン算出部５０による変調ゲインの算出方法を説明する。
【００７７】
まず、彩度変調ゲインＳＡＴ＿ｍｏｄについて説明する。ある画素の彩度値が所定の閾値よりも高い場合、彩度ピーク加算量算出部４０が算出した彩度加算量ΔＳ ｐｅａｋ＿Ｖをそのまま当該画素の彩度値に加算すればよい。しかし、ある画素の彩度値が所定の閾値よりも低い場合、彩度ピーク加算量算出部４０が算出した彩度加算量ΔＳ ｐｅａｋ＿Ｖを減少させた後に当該画素の彩度値に加算する必要がある。これは、彩度が低い、すなわち薄い色であることが正しい（自然である）オブジェクトを色濃くしてしまう場合、不自然な色表現になる恐れや色ノイズを増長する恐れがあるためである。
【００７８】
画素単位彩度ピーク変調ゲイン算出部５０は、輝度ＡＰＬの算出と同様に、ＬＵＴを用いる方法や一次／二次関数を用いる方法により画素単位の彩度変調ゲインＳＡＴ＿ｍｏｄを算出する。彩度変調ゲインＳＡＴ＿ｍｏｄの算出方法を図９に示す。算出された彩度変調ゲインＳＡＴ＿ｍｏｄは、以下の値域を持つ。
０  ＜＝  ＳＡＴ＿ｍｏｄ  ＜＝  １
【００７９】
次に、色相変調ゲインＨＵＥ＿ｍｏｄについて説明する。調整を行いたい中心色相付近に位置する画素については、彩度ピーク加算量算出部４０が算出した彩度加算量ΔＳ ｐｅａｋ＿Ｖをそのまま当該画素の彩度値に加算すればよい。しかし、調整を行いたい中心色相から離れた位置する画素については、彩度ピーク加算量算出部４０が算出した彩度加算量ΔＳ ｐｅａｋ＿Ｖを減少させた後に当該画素の彩度値に加算する必要がある。これは、大幅な調整を意図していない色相値を持つ画素に対して彩度を大幅に変更するような彩度調整を行わないようにするためである。換言すると、基本的に中心色相に位置する画素にのみ彩度調整を行うように制御するためである。しかし、急激に彩度加算量を下げるような色相変調ゲインＨＵＥ＿ｍｏｄの設定を行う場合や調整色相領域を狭く設定した場合、動画像を扱う際の画像の安定性が損なわれる可能性がある。
【００８０】
色相変調ゲインＨＵＥ＿ｍｏｄの算出方法を図１０に示す。色相画素単位彩度ピーク変調ゲイン算出部５０は、調整対象の色相中心を基準し、ＬＵＴを用いる方法や一次／二次関数を用いる方法により画素単位の色相変調ゲインＨＵＥ＿ｍｏｄを算出する。変調ゲインＨＵＥ＿ｍｏｄの算出方法には、前述の画像安定性を考慮してＬＵＴや一次／二次関数の係数を定める。図示するように、色相変調ゲインＨＵＥ＿ｍｏｄが中心色相（図中の９０度付近）から徐々に低くなるように設定することにより、中心色相と隣接色相間での彩度調整量が大きく変化することが無くなる。これにより、階調特性や動画安定度が損なわれることを防止する。算出された色相変調ゲインＨＵＥ＿ｍｏｄは、以下の値域を持つ。
０  ＜＝  ＨＵＥ＿ｍｏｄ  ＜＝  １
【００８１】
なお、図１０に示す調整対象の色相領域と、色相領域１（Ｒ）彩度ヒストグラム算出部３１０（および他の色相領域の該当処理部）の扱う色相領域と、は別途に設定可能とする。これにより、彩度調整の自由度が向上する。
【００８２】
図１に戻り、彩度ゲイン算出部６０について説明する。彩度ゲイン算出部６０には、彩度ピーク加算量算出部５０から各色相領域の変調後の彩度加算量ΔＳ ｐｅａｋ＿Ｖ、各画素の彩度変調ゲインＳＡＴ＿ｍｏｄ、及び各画素の色相変調ゲインＨＵＥ＿ｍｏｄが入力される。彩度ゲイン算出部６０は、これらの入力を基に各画素の彩度値に乗算する彩度ゲインＳＡＴ＿ｇａｉｎを算出する。以下に、彩度ゲインＳＡＴ＿ｇａｉｎの算出方法について説明する。
【００８３】
彩度ゲイン算出部６０は、各画素の変調ゲインＤＯＴ＿ｍｏｄを、彩度変調ゲインＳＡＴ＿ｍｏｄと色相変調ゲインＨＵＥ＿ｍｏｄを乗算することにより算出する。
ＤＯＴ＿ｍｏｄ  ＝  ＳＡＴ＿ｍｏｄ  ×  ＨＵＥ＿ｍｏｄ
算出された変調ゲインＤＯＴ＿ｍｏｄは、以下の値域を持つ。
０  ＜＝  ＤＯＴ＿ｍｏｄ  ＜＝  １
【００８４】
彩度ゲイン算出部６０は、彩度加算量ΔＳ ｐｅａｋ＿Ｖを上述のＤＯＴ＿ｍｏｄにより変調した最終的な彩度加算量ΔＳ ｐｅａｋ＿Ｈ／Ｖを算出する。彩度ゲイン算出部６０は、各画素に対して彩度加算量ΔＳ ｐｅａｋ＿Ｈ／Ｖを算出する。
ΔＳ ｐｅａｋ＿Ｈ／Ｖ  ＝  ΔＳ ｐｅａｋ＿Ｖ  ×  ＤＯＴ＿ｍｏｄ
【００８５】
彩度ゲイン算出部６０は、最終的な彩度加算量ΔＳ ｐｅａｋ＿Ｈ／Ｖと、入力画像から解析した各色相領域のピーク彩度Ｓ ｐｅａｋと、を用いた以下の式から各画素のＳＡＴ＿ｇａｉｎを算出する。
ＳＡＴ＿ｇａｉｎ  ＝  （ΔＳ ｐｅａｋ＿Ｈ／Ｖ  ＋  Ｓｐｅａｋ）  ／  Ｓ ｐｅａｋ
【００８６】
彩度ゲイン算出部６０は、算出した各画素の彩度ゲインＳＡＴ＿ｇａｉｎを彩度ゲイン調整部７０に供給する。
【００８７】
彩度ゲイン調整部７０は、各画素の彩度値の調整を行う処理部である。彩度ゲイン調整部７０には、各画素の輝度／彩度／色相の値と、各画素の彩度ゲインＳＡＴ＿ｇａｉｎが供給される。彩度ゲイン調整部７０は、各画素の彩度値ＳＡＴ＿ｉｎに対して彩度ゲインＳＡＴ＿ｇａｉｎを乗算することにより彩度調整後の彩度値ＳＡＴ＿ｏｕｔを算出する。この乗算により、意図した彩度・色相に対して、意図した量の彩度量を絵柄に応じて上げることが可能になる。
ＳＡＴ＿ｏｕｔ  ＝  ＳＡＴ＿ｉｎ  ×  ＳＡＴ＿ｇａｉｎ
【００８８】
彩度ゲイン調整部７０は、各画素の輝度／色相の値と、各画素の彩度調整後の彩度値ＳＡＴ＿ｏｕｔをＲＧＢ／ＹＵＶ変換部８０に供給する。
【００８９】
ＲＧＢ／ＹＵＶ変換部８０は、各画素の輝度／彩度／色相の各値をＲＧＢまたはＹＵＶの色空間に変換し、変換した値を任意の処理部に出力する。
【００９０】
続いて、本実施の形態にかかる画像処理装置の効果について説明する。本実施の形態にかかる画像処理装置は、複数の色相領域を定義し、色相領域毎の彩度ピーク値を用いて色を鮮やかにするための彩度加算量を算出している。すなわち、本実施の形態にかかる画像処理装置は、色相領域毎に彩度の調整を行う。色相領域毎の彩度のピーク値を考慮することにより、入力画像の彩度が低い場合には彩度値を大幅に上げる調整を行い、入力画像の彩度が高い場合には彩度値を若干のみ上げる調整を行うことができる。換言すると、入力画像の彩度状態に合わせて動的に彩度加算量を設定できるため、どのような彩度状態の入力画像が入力されても色鮮やかであり、かつ自然な彩度を持つ画像を出力することができる。
【００９１】
さらに、本実施の画像処理装置によれば色相領域毎に彩度が不揃いな画像が入力されても、色飽和を起こすことなく色鮮やかであり自然な画像を出力することができる。図１１は、本実施の形態にかかる画像処理装置の彩度調整の効果を概念的に示す図である。図１１では、本実施の形態にかかる画像処理装置による彩度調整前後の各色相の彩度量を示している。図示するように、本実施の形態にかかる画像処理装置では、色飽和の生じる可能性のある色相領域（Ｒ）については彩度値を増加させる調整が行われない。一方、彩度の低い色相領域（たとえば色相領域（Ｙ）や色相領域（Ｇ））では、彩度値を増加する調整が行われる。
【００９２】
さらにまた、本実施の画像処理装置による彩度調整により、各色相領域において取り得る彩度値の範囲が増える、つまり色数が増える（色のグラデーションが増える）。
【００９３】
上述のように、本実施の形態にかかる画像処理装置では、各色相領域に彩度加算量を変調する変調ゲイン（ＵＳＥＲ＿ｇａｉｎ）をそれぞれ設定することができる。各色相領域の彩度加算量に異なる変調ゲインを設定できることによる効果を図１２及び図１３を参照して説明する。
【００９４】
図１２は、色領域における出力ディスプレイの色再現範囲を示す図である。図１２には、３種類（Ａｄｏｂｅ  ＲＧＢ，ｓ  ＲＧＢ,ＮＴＳＣ）の色域規格に対応したディスプレイ装置の色再現範囲が示されている。このように、出力ディスプレイ装置によって色再現範囲は大幅に異なるのが一般的である。例えば、同じ緑（緑１００％）を表示している状態であっても、使用する出力ディスプレイ装置の違いにより発光する色は全く異なってしまう。
【００９５】
続いて、図１３は、いわゆるＭＡＣ  ＡＤＡＭの偏差楕円を示す図である。詳細には、図１３は、色領域に対して正常観測者が中心色度と区別できない領域を１０倍に拡大したＭＡＣ  ＡＤＡＭの偏差楕円を重ね合わせて示している。図１３は、人間が色の変化を認識する感度が色相により大きく異なることを示している。例えば、人間は青についての変化に非常に敏感であるが、緑の変化についてはさほど敏感ではない。そのため、この性質を考慮せずに各色相領域にて均一に彩度を上げると人間の視感覚的には不均一に彩度を上げたように感じてしまうことがある。
【００９６】
本実施の形態にかかる画像処理装置では、上述のように各色相領域の彩度加算量に異なる変調ゲインを設定できる。すなわち、本実施の形態にかかる画像処理装置では、使用するディスプレイの性質やユーザーの心理的性質に応じて彩度加算量を調整することができる。これにより、ユーザーが不自然に感じることがない色鮮やかな画像を提供することができる。
【００９７】
さらにまた、本実施の形態にかかる画像処理装置では、上述の時定数処理を行うことにより、シーンチェンジ等が生じた場合であっても自然に感じる画像を提供することができる。上記の説明のように、時定数処理は、輝度ＡＰＬ、累積画素率、及び彩度ピーク値に対して行うことができる。
【００９８】
本実施の形態にかかる画像処理装置では、入力画像の輝度を考慮することにより色ノイズの増長を防止することも可能である。
【００９９】
さらに、本実施の形態にかかる画像処理装置では、色相領域毎の累積画素率を考慮することにより、ノイズ成分のみを増長することを防止できる。
【０１００】
さらにまた、本実施の形態にかかる画像処理装置では、各画素の彩度値に応じて彩度加算量を変調することにより、不自然な色表現を防止することができる。
【０１０１】
本実施の形態にかかる画像処理装置では、入力画像のＳ／Ｎ比の良否に応じて彩度ピーク値の算出方法を変更することも可能である。これにより、画質に応じて適切な値を彩度ピーク値とすることができる。
【０１０２】
以上、実施の形態をもとに本発明を説明した。実施の形態は例示であり、本発明の主旨から逸脱しない限り、上述した実施の形態に対してさまざまな変更、増減を行ってもよい。これらの変更、増減が行われた変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【０１０３】
例えば、画像処理装置１の各処理部（輝度／彩度／色相変換部１０等）は、原則的に入力画像の全画素を処理対象とするが、入力画像の一部の座標に位置する画素（例えば左上）を処理対象から除外してもよい。
【０１０４】
さらに、彩度ピーク加算量算出部４０は、ピーク彩度値Ｓ ｐｅａｋが最大彩度値Ｓ ｍａｘよりも大きい場合には、対象色相領域の彩度値を変更しないように彩度加算量ΔＳ ｐｅａｋ＿Ｖを設定してもよい。これにより、意図した値以上の彩度値を持つ画素が存在することを防止できる。
【０１０５】
同様に、彩度ピーク加算量算出部４０は、ピーク彩度値Ｓ ｐｅａｋが最大彩度値Ｓ ｍａｘよりも大きい場合には、その旨を彩度ゲイン算出部６０に通知し、彩度ゲイン算出部６０は、彩度ゲインＳＡＴ＿ｇａｉｎを１未満に設定してもよい。彩度ゲインＳＡＴ＿ｇａｉｎを１未満に設定することにより、対象色相領域の画素の彩度が薄くなるように制御され、色飽和を起こしている画素の彩度値を適切な値に下げることができる。
【０１０６】
上述の説明では、画像処理装置１は、輝度成分および色相成分に対しては入力成分をそのまま出力し、調整処理を行っていない。しかし、彩度を調整する（上げる）ことにより、視覚感度的に元の入力画像と補正画像が等色（同じ色・輝度）に見えない場合も想定される。この場合、彩度の増加量に相当する視覚感度上の変化量をキャンセルするために、画像処理装置１は、輝度成分および色相成分を調整してもよい。
【０１０７】
なお、上述の画像処理手法は、画像処理を行う任意の装置に応用可能である。例えば、テレビ受像機、プロジェクタ装置、パーソナルコンピュータ向けのディスプレイ装置、デジタルスチールカメラ、デジタルフォトフレーム、デジタルサイネージ、プリンタ装置、デジタル複合機等の様々な装置に応用可能である。
【０１０８】
上述した画像処理装置１を構成する各処理部の処理の一部または全部は、任意のコンピュータ内で動作するプログラムとして実現することが可能である。なお、動画像に対して上述の画像処理を行う場合には、入力画素数及びフレームレート等の画像サイズを考慮し、十分なＣＰＵ（Central Processing Unit）を画像処理装置１が備えることが必要である。なお、上述の画像処理機能の一部を制限（例えば輝度の処理を省略する）すること等により処理の負荷を軽減してもよい。換言すると、機器の性能に応じて必要最小限の処理部のみを実装することも可能である。
【０１０９】
画像処理装置１を構成する各処理部の処理をプログラムとして動作させるコンピュータの構成例を図１４に示す。コンピュータ９０は、例えばＣＰＵ９１と、メインメモリ９２と、ＳＣＳＩコントローラ９３と、ＨＤＤ（ハードディスクドライブ）９４と、がバスにより接続された構成である。
【０１１０】
プログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体（non-transitory computer readable medium）を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体（tangible storage medium）を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体（例えばフレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ）、光磁気記録媒体（例えば光磁気ディスク）、ＣＤ−ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−Ｒ／Ｗ、半導体メモリ（例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ（Programmable ROM）、ＥＰＲＯＭ（Erasable PROM）、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ（random access memory））を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体（transitory computer readable medium）によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。
【符号の説明】
【０１１１】
１  画像処理装置
１０  輝度／彩度／色相変換部
２０  輝度処理部
２１０  輝度ヒストグラム算出部
２２０  輝度ＡＰＬ算出部
２３０  時定数処理部
３０  色相領域１（Ｒ）処理部
３１０  色相領域１（Ｒ）彩度ヒストグラム算出部
３２０  彩度ピーク値算出部
３３０  時定数処理部
３４０  累積画素率算出部
３５０  時定数処理部
３１  色相領域２（Ｙ）処理部
３２  色相領域３（Ｇ）処理部
３３  色相領域４（Ｃ）処理部
３４  色相領域５（Ｂ）処理部
３５  色相領域６（Ｍ）処理部
４０  彩度ピーク加算量算出部
４１０  減算器
４２０  輝度ＡＰＬ変調ゲイン算出部
４３０  乗算器
４４０  累積画素率変調ゲイン算出部
４５０  乗算器
４６０  乗算器
５０  画素単位彩度ピーク変調ゲイン算出部
６０  彩度ゲイン算出部
７０  彩度ゲイン調整部
８０  ＲＧＢ／ＹＵＶ変調部
９０  コンピュータ
９１  ＣＰＵ
９２  メインメモリ
９３  ＳＣＳＩコントローラ
９４  ＨＤＤ
【図１】
2012119818.tif 000003
【図２】
2012119818.tif 000004
【図３】
2012119818.tif 000005
【図４】
2012119818.tif 000006
【図５】
2012119818.tif 000007
【図６】
2012119818.tif 000008
【図７】
2012119818.tif 000009
【図８】
2012119818.tif 000010
【図９】
2012119818.tif 000011
【図１０】
2012119818.tif 000012
【図１１】
2012119818.tif 000013
【図１２】
2012119818.tif 000014
【図１３】
2012119818.tif 000015
【図１４】
2012119818.tif 000016
【図１５】
2012119818.tif 000017
【図１６】
2012119818.tif 000018