(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
色補正テーブルを用いて入力信号に対して所望の画像処理を施して画像出力装置に出力する画像処理装置であって、
画像出力装置の出力する白の輝度に応じて部分順応パラメータを異ならせるとともに、色補正開始後の経過時間に応じて前記部分順応パラメータを異ならせる色補正テーブルを備え、
前記白の輝度が大きい程、色補正開始時の前記部分順応パラメータが大きく、
前記部分順応パラメータをＤとし、人間の眼の３種類の錐体（網膜上にある色を感知する細胞）の応答量をＬ,Ｍ,Ｓとし、順応後の錐体の応答量をＬ’,Ｍ’,Ｓ’とし、目標色空間の白における錐体の応答量をＬwt、Ｍwt、Ｓwtとし、前記画像出力装置の白の三刺激値Ｘwd,Ｙwd,Ｚwdにおける錐体の応答量をＬwd、Ｍwd、Ｓwdとした場合、
Ｌ’＝｛(Ｌwd／Ｌwt)Ｄ＋(１−Ｄ)｝Ｌと、
Ｍ’＝｛(Ｍwd／Ｍwt)Ｄ＋(１−Ｄ)｝Ｍと、
Ｓ’＝｛(Ｓwd／Ｓwt)Ｄ＋(１−Ｄ)｝Ｓと、
が成立する画像処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像処理装置であって、
色補正開始後の経過時間に応じて、前記部分順応パラメータを０に徐々に近づける、画像処理装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の画像処理装置であって、
時間の経過とともに指数関数的に前記部分順応パラメータを０に徐々に近づける、画像処理装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいづれか一項に記載の画像処理装置であって、
約６０秒乃至約１２０秒で、前記部分順応パラメータを０にほぼ一致させる、画像処理装置。
【請求項５】
画像出力装置の出力する白の輝度に応じて部分順応パラメータを異ならせるとともに、色補正開始後の経過時間に応じて前記部分順応パラメータを異ならせる色補正テーブルを用いて入力信号に対して所望の画像処理を施して画像出力装置に出力し、
前記白の輝度が大きい程、色補正開始時の前記部分順応パラメータが大きく、
前記部分順応パラメータをＤとし、人間の眼の３種類の錐体（網膜上にある色を感知する細胞）の応答量をＬ,Ｍ,Ｓとし、順応後の錐体の応答量をＬ’,Ｍ’,Ｓ’とし、目標色空間の白における錐体の応答量をＬwt、Ｍwt、Ｓwtとし、前記画像出力装置の白の三刺激値Ｘwd,Ｙwd,Ｚwdにおける錐体の応答量をＬwd、Ｍwd、Ｓwdとした場合、
Ｌ’＝｛(Ｌwd／Ｌwt)Ｄ＋(１−Ｄ)｝Ｌと、
Ｍ’＝｛(Ｍwd／Ｍwt)Ｄ＋(１−Ｄ)｝Ｍと、
Ｓ’＝｛(Ｓwd／Ｓwt)Ｄ＋(１−Ｄ)｝Ｓと、
が成立する画像処理方法。
【請求項６】
画像出力装置の出力する白の輝度に応じて部分順応パラメータを異ならせるとともに、色補正開始後の経過時間に応じて前記部分順応パラメータを異ならせる色補正テーブルを用いて入力信号に対して所望の画像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り、
前記白の輝度が大きい程、色補正開始時の前記部分順応パラメータが大きく、
前記部分順応パラメータをＤとし、人間の眼の３種類の錐体（網膜上にある色を感知する細胞）の応答量をＬ,Ｍ,Ｓとし、順応後の錐体の応答量をＬ’,Ｍ’,Ｓ’とし、目標色空間の白における錐体の応答量をＬwt、Ｍwt、Ｓwtとし、前記画像出力装置の白の三刺激値Ｘwd,Ｙwd,Ｚwdにおける錐体の応答量をＬwd、Ｍwd、Ｓwdとした場合、
Ｌ’＝｛(Ｌwd／Ｌwt)Ｄ＋(１−Ｄ)｝Ｌと、
Ｍ’＝｛(Ｍwd／Ｍwt)Ｄ＋(１−Ｄ)｝Ｍと、
Ｓ’＝｛(Ｓwd／Ｓwt)Ｄ＋(１−Ｄ)｝Ｓと、
が成立するプログラム。
【請求項７】
請求項６に記載のプログラムを記録したコンピュータによって読取可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像入力信号の色空間を画像出力装置の色空間に変換する場合の画像入力信号に対する画像処理に関する。
【０００２】
【従来の技術】
スキャナ、モニタ、プリンタ、プロジェクタなどのデバイス毎に色再現領域が異なる。したがって、色再現領域の相違をどのようにして吸収して色再現を行うかが問題となる。
【０００３】
例えば、液晶プロジェクタの色特性をsRGBなどの色規格に合わせる場合、まず、両者の色域を比較して、液晶プロジェクタの色域内でどのように目標色特性を再現するかに関する方法（カラーマッチング方法）を考える必要がある。しかし、sRGBなどの色規格は、一般的にＣＲＴディスプレイの色特性を元に作られているため、緑がかった色特性を有するプロジェクタとその色域を比較すると、白から黒にかけてのグレイの色合い（グレイ軸の向き）が異なる。液晶プロジェクタの色特性を目標色特性に正確にあわせて色補正することによって、液晶プロジェクタの色域内で目標色特性を忠実に再現するカラーマッチング方法がある（色再現優先のカラーマッチング）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、プロジェクタの色特性を完全にsRGBなどの目標色特性に合わせると、色補正をかけ過ぎた赤っぽい画像に感じられることが多いという問題点がある。これは、色補正前の画像を見ている段階で、プロジェクタ本来の緑を帯びた白が自然な白と感じられるように、目の感覚が順応してしまっているからである。一方、色補正開始後、時間が経過するにしたがって目の感覚が順応するので、プロジェクタの緑を帯びた白よりも真の白の方が自然な白と感じられるようになる。
【０００５】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたもので、より自然な色再現が可能な画像処理装置、画像処理方法、プログラムおよび記録媒体を提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題に鑑み、請求項１に記載の発明は、色補正テーブルを用いて入力信号に対して所望の画像処理を施して画像出力装置に出力する画像処理装置であって、画像出力装置の出力する白の輝度に応じて白色点の変換量を異ならせるとともに、色補正開始後の経過時間に応じて前記白色点の変換量を異ならせる色補正テーブルを備えて構成される。
【０００７】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の画像処理装置であって、色補正開始後の経過時間に応じて、色補正後の目標白色点を本来の白色点に徐々に近づけるように構成される。このようにして、眼の順応による影響を低減して、より自然な色再現が可能になる。
【０００８】
さらに、請求項３に記載の発明は、色補正テーブルを用いて入力信号に対して所望の画像処理を施して画像出力装置に出力する画像処理装置であって、忠実な色再現が可能な色補正を行なうための色再現優先の色補正テーブルと、明るさ優先の色補正を行なうための明るさ優先の色補正テーブルと、を備え、前記色再現優先の色補正テーブルによる変換の目標白色点を画像出力装置の白色点に近づけ、前記色再現優先の色補正テーブルによる色補正開始後、時間の経過とともに目標白色点を本来の白色点に徐々に近づけるように構成される。
【０００９】
また、請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３のいづれか一項に記載の画像処理装置であって、時間の経過とともに指数関数的に目標白色点を本来の白色点に徐々に近づけるように構成される。
【００１０】
さらに、請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４のいづれか一項に記載の画像処理装置であって、約６０秒乃至約１２０秒で、目標白色点を本来の白色点にほぼ一致させるように構成される。
【００１１】
また、請求項６に記載の発明は、画像出力装置の出力する白の輝度に応じて白色点の変換量を異ならせるとともに、色補正開始後の経過時間に応じて前記白色点の変換量を異ならせる色補正テーブルを用いて入力信号に対して所望の画像処理を施して画像出力装置に出力するように構成される。
【００１２】
さらに、請求項７に記載の発明は、忠実な色再現が可能な色補正を行なうための色再現優先の色補正テーブルと、明るさ優先の色補正を行なうための明るさ優先の色補正テーブルと、を用いて入力信号に対して所望の画像処理を施して画像出力装置に出力する画像処理方法であって、前記色再現優先の色補正テーブルによる変換の目標白色点を画像出力装置の白色点に近づけ、前記色再現優先の色補正テーブルによる色補正開始後、時間の経過とともに目標白色点を本来の白色点に徐々に近づけるように構成される。
【００１３】
また、請求項８に記載の発明は、画像出力装置の出力する白の輝度に応じて白色点の変換量を異ならせるとともに、色補正開始後の経過時間に応じて前記白色点の変換量を異ならせる色補正テーブルを用いて入力信号に対して所望の画像処理をコンピュータに実行させるように構成される。
【００１４】
さらに、請求項９に記載の発明は、忠実な色再現が可能な色補正を行なうための色再現優先の色補正テーブルと、明るさ優先の色補正を行なうための明るさ優先の色補正テーブルと、を用いて入力信号に対して所望の画像処理を施して画像出力装置に出力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、前記色再現優先の色補正テーブルによる変換の目標白色点を画像出力装置の白色点に近づけ、前記色再現優先の色補正テーブルによる色補正開始後、時間の経過とともに目標白色点を本来の白色点に徐々に近づける画像処理をコンピュータに実行させるように構成される。
【００１５】
また、請求項１０に記載の発明は、請求項８または９に記載のプログラムを記録したコンピュータによって読取可能な記録媒体である。
【００１６】
さらに、請求項１１に記載の発明は、画像出力装置の出力する白の輝度に応じて白色点の変換量を異ならせるとともに、色補正開始後の経過時間に応じて前記白色点の変換量を異ならせる色補正テーブルを記録したコンピュータによって読取可能な記録媒体である。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の好適な実施の形態について説明する。
【００１８】
図１は色再現優先の色補正テーブルを生成する色補正テーブル生成部２０ｂの機能ブロック図であり、図３および図７は本発明による画像処理装置の機能ブロック図である。
【００１９】
ハードウエア構成
図２は、これら色補正テ−ブル生成部および画像処理装置の具体的ハードウエア構成例を概略ブロック図により示している。
【００２０】
当該実施形態においては、色補正テーブル生成部および画像処理装置を実現するハードウェアの一例としてコンピュータシステムを採用している。図２は、同コンピュータシステムをブロック図により示している。本コンピュータシステムは、画像入力デバイスとして、スキャナ１１ａとデジタルスチルカメラ１１ｂとビデオカメラ１１ｃとを備えており、コンピュータ本体１２に接続されている。それぞれの入力デバイスは画像をドットマトリクス状の画素で表現した画像データを生成してコンピュータ本体１２に出力可能となっており、ここで同画像データはＲＧＢの三原色においてそれぞれ２５６階調表示することにより、約１６７０万色を表現可能となっている。
【００２１】
コンピュータ本体１２には、外部補助記憶装置としてのフロッピーディスクドライブ１３ａとハードディスク１３ｂとＣＤ−ＲＯＭドライブ１３ｃとが接続されており、ハードディスク１３ｂにはシステム関連の主要プログラムが記録されており、フロッピーディスクやＣＤ−ＲＯＭなどから適宜必要なプログラムなどを読み込み可能となっている。また、コンピュータ本体１２を外部のネットワークなどに接続するための通信デバイスとしてモデム１４ａが接続されており、外部のネットワークに同公衆通信回線を介して接続し、ソフトウェアやデータをダウンロードして導入可能となっている。この例ではモデム１４ａにて電話回線を介して外部にアクセスするようにしているが、ＬＡＮアダプタを介してネットワークに対してアクセスする構成とすることも可能である。この他、コンピュータ本体１２の操作用にキーボード１５ａやマウス１５ｂも接続されている。
【００２２】
さらに、画像出力デバイスとして、ディスプレイ１７ａ、カラープリンタ１７ｂおよびプロジェクタ１７ｃを備えている。ディスプレイ１７ａについては水平方向に８００画素と垂直方向に６００画素の表示エリアを備えており、各画素毎に上述した１６７０万色の表示が可能となっている。この解像度は一例に過ぎず、６４０×４８０画素であったり、１０２４×７６８画素であるなど、適宜、変更可能である。
【００２３】
また、カラープリンタ１７ｂはインクジェットプリンタであり、ＣＭＹＫの四色の色インクを用いてメディアたる印刷用紙上にドットを付して画像を印刷可能となっている。画像密度は３６０×３６０dpiや７２０×７２０dpiといった高密度印刷が可能となっているが、階調表現については色インクを付すか否かといった２階調表現となっている。一方、このような画像入力デバイスを使用して画像を入力しつつ、画像出力デバイスに表示あるいは出力するため、コンピュータ本体１２内では所定のプログラムが実行されることになる。そのうち、基本プログラムとして稼働しているのはオペレーティングシステム（ＯＳ）１２ａであり、このオペレーティングシステム１２ａには、ディスプレイ１７ａでの表示を行わせるディスプレイドライバ（ＤＳＰ ＤＲＶ）１２ｂと、カラープリンタ１７ｂに印刷出力を行わせるプリンタドライバ（ＰＲＴ ＤＲＶ）１２ｃと、プロジェクタ１７ｃでの表示を行わせるプロジェクタドライバ１２ｄ（図示せず）が組み込まれている。これらのドライバ１２ｂ、１２ｃおよび１２ｄはディスプレイ１７ａ、カラープリンタ１７ｂおよびプロジェクタ１７ｃの機種に依存しており、それぞれの機種に応じてオペレーティングシステム１２ａに対して追加変更可能である。また、機種に依存して標準処理以上の付加機能を実現することもできるようになっている。すなわち、オペレーティングシステム１２ａという標準システム上で共通化した処理体系を維持しつつ、許容される範囲内での各種の追加的処理を実現できる。
【００２４】
このようなプログラムを実行する前提として、コンピュータ本体１２は、ＣＰＵ１２ｅ、ＲＡＭ１２ｆ、ＲＯＭ１２ｇおよびＩ／Ｏ１２ｈなどを備え、演算処理を実行するＣＰＵ１２ｅがＲＡＭ１２ｆを一時的なワークエリアや設定記憶領域として使用したりプログラム領域として使用しながら、ＲＯＭ１２ｇに書き込まれた基本プログラムを適宜実行し、Ｉ／Ｏ１２ｈを介して接続されている外部機器及び内部機器などを制御している。
【００２５】
ここで、基本プログラムとしてのオペレーティングシステム１２ａ上でアプリケーション１２ｄが実行される。アプリケーション１２ｄの処理内容は様々であり、操作デバイスとしてのキーボード１５ａやマウス１５ｂの操作を監視し、操作された場合には各種の外部機器を適切に制御して対応する演算処理などを実行し、さらには、処理結果をディスプレイ１７ａに表示したり、カラープリンタ１７ｂに出力したりすることになる。
【００２６】
かかるコンピュータシステムでは、画像入力デバイスであるスキャナ１１ａなどで画像データを取得し、アプリケーション１２ｄによる所定の画像処理を実行した後、画像出力デバイスとしてのディスプレイ１７ａ、カラープリンタ１７ｂやプロジェクタ１７ｃに表示出力することが可能である。
【００２７】
本実施形態においては、画像処理装置をコンピュータシステムとして実現しているが、必ずしもかかるコンピュータシステムを必要とするわけではなく、同様の画像データに対して本発明による画像処理が必要なシステムであればよい。例えば、デジタルスチルカメラ内に本発明による画像処理を行う画像処理装置を組み込み、画像処理された画像データを用いてカラープリンタに印字させるようなシステムであっても良い。また、コンピュータシステムを介することなく画像データを入力して印刷するカラープリンタにおいては、スキャナやデジタルスチルカメラまたはモデム等を介して入力される画像データに対して自動的に本発明による画像処理を行って印刷処理するように構成することも可能である。
【００２８】
この他、カラーファクシミリ装置、カラーコピー装置、プロジェクタといった画像データを扱う各種の装置においても当然に適用可能である。
【００２９】
画像処理制御プログラム
本発明による画像処理制御プログラムは、通常、コンピュータ１２が読取可能な形態でフロッピーディスク、ＣＤ−ＲＯＭなどの記録媒体に記録されて流通する。当該プログラムは、メディア読取装置（ＣＤ−ＲＯＭドライブ１３ｃ、フロッピーディスクドライブ１３ａなど）によって読み取られてハードディスク１３ｂにインストールされる。そして、ＣＰＵが所望のプログラムを適宜ハードディスク１３ｂから読み出して所望の処理を実行するように構成されている。なお、本発明による画像処理制御プログラム自体も本願発明の一部を構成する。
【００３０】
色補正テーブル生成部
図１に示す画像処理装置の色補正テーブル生成部２０ｂは、より自然な色再現が可能な色補正テーブル（色再現優先の色補正テ−ブル）を生成する。
【００３１】
図１において、色補正テーブル生成部２０ｂは、目標色空間および各パラメータ決定部２０ｅと、基準白色点計算部２０ｆと、第１変換部２０ｇと、第２変換部２０ｈと、第３変換部２０ｉと、第４変換部２０ｊと、第５変換部２０ｋと、第６変換部２０ｌと、を備えている。これら各構成部分の処理の詳細に関しては後述する。
【００３２】
以下、図５および図６を参照して、図１に示す色補正テーブル生成部２０ｂによって行われる色補正テーブル生成処理プログラムを説明する。当該実施形態では、画像出力装置がプロジェクタの場合について説明する。
【００３３】
当該色補正テーブル生成処理プログラムの実行にあたっては、前提として、以下に示すプロジェクタの色特性データを予め測定しておく必要がある。
【００３４】
すなわち、
白（Ｒd,Ｇd,Ｂd）＝（255,255,255）の三刺激値Ｘwp、Ｙwp、Ｚwp
赤（Ｒd,Ｇd,Ｂd）＝（255,  0,  0）の三刺激値Ｘrp、Ｙrp、Ｚrp
緑（Ｒd,Ｇd,Ｂd）＝（  0,255,  0）の三刺激値Ｘgp、Ｙgp、Ｚgp
青（Ｒd,Ｇd,Ｂd）＝（  0,  0,255）の三刺激値Ｘbp、Ｙbp、Ｚbp
黒（Ｒd,Ｇd,Ｂd）＝（  0,  0,  0）の三刺激値Ｘkp、Ｙkp、Ｚkp
の各色特性データを予め測定しておく必要がある。各測定データは、以下に示す式(1)
【００３５】
【数１】
0003952256.tif 000002
を用いて白の輝度（Ｙwd）で規格化し、黒におけるオフセットを差し引いておく。式は、白のデータについて示すが、ＲＧＢについても同様の変換を行う。黒については（Ｘkd,Ｙkd,Ｚkd）＝（0,0,0）となる。
【００３６】
図５に、色補正テーブル生成部２０ｂによって行われる色補正テーブル生成処理プログラムを説明するためのフローチャートを示す。
【００３７】
目標色空間および各パラメータの決定処理（Ｓ２０）
図５に示すように、色補正テーブル生成部２０ｂの目標色空間および各パラメータ決定部２０ｅは、目標色空間および変換用行列の各パラメータを決定する（Ｓ２０）。
【００３８】
まず、変換後の目標となる色空間の白（Ｗ）、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）各色の色度座標を決定する。色再現優先の色補正テーブルの場合、目標色空間はｓＲＧＢなので各色度座標は、
白（Ｒ,Ｇ,Ｂ）＝（255,255,255）の色度座標  ｘwt＝0.313、ｙwt＝0.329
赤（Ｒ,Ｇ,Ｂ）＝（255,  0,  0）の色度座標  ｘwt＝0.640、ｙwt＝0.330
緑（Ｒ,Ｇ,Ｂ）＝（  0,255,  0）の色度座標  ｘwt＝0.300、ｙwt＝0.600
青（Ｒ,Ｇ,Ｂ）＝（  0,  0,255）の色度座標  ｘwt＝0.150、ｙwt＝0.060
となる。
【００３９】
その他のパラメータとして、色補正量計算部２０ｎから供給される部分順応パラメータＤおよびマッチング限界明度Ｌmaxを定める。これらのパラメータの詳細については後述する。
【００４０】
次に、目標色空間および各パラメータ決定部２０ｅは、ＲtＧtＢtからＸtＹtＺtへの変換に用いる行列Ｍtを計算する（Ｓ２０）。この変換は目標色空間の定義に基づくものであり、Ｍtは以下の式(2)に示すような行列になる。
【００４１】
【数２】
0003952256.tif 000003
次に、目標色空間および各パラメータ決定部２０ｅは、ＲdＧdＢdからＸdＹdＺdへの変換に用いる行列Ｍdを計算する（Ｓ２０）。この変換は、プロジェクタの色特性に基づくものであり、Ｍdは以下の式(3)に示すような行列になる。
【００４２】
【数３】
0003952256.tif 000004
ここで、
ｚrd＝１−ｘrd−ｙrd
ｚgd＝１−ｘgd−ｙgd
ｚbd＝１−ｘbd−ｙbd
であり、またＳrd、ＳgdおよびＳbdは、(Ｒd,Ｇd,Ｂd)＝(255,255,255)が(Ｘd,Ｙd,Ｚd)＝(Ｘwd,Ｙwd,Ｚwd)に変換されるように決定される値であり、以下の式：
【００４３】
【数４】
0003952256.tif 000005
によって求められる。
【００４４】
次に、目標色空間および各パラメータ決定部２０ｅは、ＸtＹtＺtからＸt’Ｙt’Ｚt’への変換に用いる行列Ｍwpを計算する（Ｓ２０）。プロジェクタの色特性を完全にsRGBなどの目標色特性に合わせると、色補正をかけ過ぎた赤っぽい画像に感じられることが多いという問題点がある。これは、色補正前の画像を見ている段階で、プロジェクタ本来の緑を帯びた白が自然な白と感じられるように、目の感覚が順応してしまっているからである。この順応の影響を回避するために、ＸtＹtＺtからＸt’Ｙt’Ｚt’への変換を行い、目標の白色点の色度をプロジェクタの白の色度に近づける処理を行う。この変換は順応の理論に基づいて以下のように行う。
【００４５】
まず、三刺激値ＸtＹtＺtを人間の眼の３種類の錐体（網膜上にある色を感知する細胞）の応答量Ｌ,Ｍ,Ｓに変換する。
【００４６】
【数５】
0003952256.tif 000006
次に、目標色空間および各パラメータ決定部２０ｅは、順応後の錐体の応答量Ｌ’,Ｍ’,Ｓ’を
Ｌ’＝｛(Ｌwd／Ｌwt)Ｄ＋(１−Ｄ)｝Ｌ  …  (6)
Ｍ’＝｛(Ｍwd／Ｍwt)Ｄ＋(１−Ｄ)｝Ｍ  …  (7)
Ｓ’＝｛(Ｓwd／Ｓwt)Ｄ＋(１−Ｄ)｝Ｓ  …  (8)
を用いて計算する。式中のＤは、順応の度合いを示す部分順応パラメータであり、０≦Ｄ≦１の値をとる。図９に示すように、Ｄ＝０の時は色順応なし、すなわち目標の白色点として目標色空間の白色点（ｘwt，ｙwt）を用いる。一方、Ｄ＝１の時は目標の白色点としてプロジェクタの白色点（ｘwd，ｙwd）を用いる。０＜Ｄ＜１の場合、目標の白色点はｘｙ座標上で（ｘwt，ｙwt）と（ｘwd，ｙwd）とを結ぶ直線を内分する点になる。当該パラメータＤは、画像出力装置であるプロジェクタの白の輝度の関数とし、プロジェクタの白の輝度が大きい程、Ｄの値を大きくする（すなわち、プロジェクタの白色点に近づける）。プロジェクタの白の輝度が大きい程、Ｄの値を大きくするのは、人間の眼が、暗い光よりも明るい光に対して順応し易いからである。図９に示す昼光軌跡は、ＣＩＥ（国際照明委員会）が定めている代表的な昼光の色度軌跡である。Ｄ50やｓＲＧＢの白色点であるＤ65などの標準光の色度はこの軌跡上に存在する。
【００４７】
また、式(6)〜式(8)におけるＬwt、Ｍwt、Ｓwtは目標色空間の白における錐体の応答量であり、目標色空間の白の三刺激値Ｘwt,Ｙwt,Ｚwtを式(5)に代入することによって求められる。同様に、式(6)〜式(8)におけるＬwd、Ｍwd、Ｓwdはプロジェクタの白の三刺激値Ｘwd,Ｙwd,Ｚwdにおける錐体の応答量である。
【００４８】
最後に、錐体の応答量Ｌ’、Ｍ’、Ｓ’を
【００４９】
【数６】
0003952256.tif 000007
を用いて三刺激値Ｘt’Ｙt’Ｚt’に戻す。式(9)中の行列は、式(5)中の行列の逆行列である。そして、ＸtＹtＺtからＸt’Ｙt’Ｚt’への変換で用いる行列Ｍwpは、
【００５０】
【数７】
0003952256.tif 000008
から求められる。ここで、Ｄ＝０の時の行列Ｍwpは単位行列になる。
【００５１】
基準白色点の計算処理（Ｓ２２）
基準白色点計算部２０ｆは、以下のように基準白色点の計算を行う（Ｓ２２）。色再現優先の色補正テーブルでは、変換後の白が「プロジェクタで出力できる最も明るい白6500Ｋの色」となる。具体的には、後に説明するＳ３８のＬd＊ｕd＊ｖd＊からＸdＹdＺdへの変換における基準白色点ＸnＹnＺnを変換後の白の三刺激値にすることで実現される。当該基準白色点ＸnＹnＺnも予め求めておく。
【００５２】
基準白色点ＸnＹnＺnにおけるプロジェクタの出力値をＲnＧnＢnとすると、ＸnＹnＺnとＲnＧnＢnとの間に
【００５３】
【数８】
0003952256.tif 000009
の関係が成立する。
【００５４】
式(11)の係数ｐは、(Ｒn,Ｇn,Ｂn)がプロジェクタの色域内で最も明るい色になるように、すなわち、Ｒn,Ｇn,Ｂnの最大値が２５５となるように選択する必要がある。現在のプロジェクタの色特性では、一般的な色温度（１００００Ｋ以下）の白を出力する場合、Ｒn＝２５５となることが実験的にわかっているので、Ｒn＝２５５を式(11)に代入して係数ｐについて解くと
【００５５】
【数９】
0003952256.tif 000010
となる。式(12)から係数ｐを求めることができ、さらに求められた係数ｐを式(11)に代入することで、基準白色点の三刺激値Ｘn,Ｙn,Ｚnが求まる。
【００５６】
さらに当該基準白色点の三刺激値Ｘn,Ｙn,Ｚnを用いてプロジェクタの白および黒の均等色空間ＣＩＥＬＵＶにおける座標(Ｌwd＊ｕwd＊ｖwd＊)および(Ｌkd＊ｕkd＊ｖkd＊)を以下の式：
【００５７】
【数１０】
0003952256.tif 000011
によって求めておく。式(13)に、プロジェクタの白の三刺激値Ｘwd,Ｙwd,Ｚwdを代入すればＬwd＊ｕwd＊ｖwd＊が求まり、式(13)に、プロジェクタの黒の三刺激値Ｘkd,Ｙkd,Ｚkdを代入すればＬkd＊ｕkd＊ｖkd＊が求まる。
【００５８】
３次元色補正テーブルの出力値の計算処理（Ｓ２４）
次に、色補正テーブル生成部２０ｂの第１乃至第６変換部２０ｇ〜２０ｌは、３次元色補正テーブル（３Ｄ−ＬＵＴ）の各入力値ＲtＧtＢtに対する出力値ＲdＧdＢdを計算する（Ｓ２４）。３次元色補正テーブル（３Ｄ−ＬＵＴ）の出力値計算処理に関しては、図６を参照して、さらに詳細に説明する。図６において、Ｓ３０における処理は第１変換部２０ｇによって行われ、Ｓ３２における処理は第２変換部２０ｈによって行われ、Ｓ３４における処理は第３変換部２０ｉによって行われ、Ｓ３６における処理は第４変換部２０ｊによって行われ、Ｓ３８における処理は第５変換部２０ｋによって行われ、Ｓ４０における処理は第６変換部２０ｌによって行われる。
【００５９】
まず、第１変換部２０ｇは、目標となる色空間の定義に基づいて、３次元色補正テーブルへの入力値ＲtＧtＢtを３刺激値ＸtＹtＺtに変換する（Ｓ３０）。色再現優先の色補正テーブルではｓＲＧＢが目標色空間なので、ｓＲＧＢの定義に基づいた以下の式(14)および式(15)によって計算する。
【００６０】
【数１１】
0003952256.tif 000012
最終的なＸtＹtＺtの値は、以下の式(16)：
【００６１】
【数１２】
0003952256.tif 000013
によって求められる。式(16)中のＭtは式(2)によって求められる行列である。
【００６２】
そして、第２変換部２０ｈは、式(10)および以下の式(17)：
【００６３】
【数１３】
0003952256.tif 000014
を用いて、ＸtＹtＺtからＸt’Ｙt’Ｚt’への変換を行う（Ｓ３２）。当該変換によって、目の感覚が順応してしまうことによる影響を回避する。すなわち、ＸtＹtＺtからＸt’Ｙt’Ｚt’への変換を行い、目標の白色点の色度をプロジェクタの白の色度に近づける処理を行う。
【００６４】
次に、第３変換部２０ｉは、目標色空間の色とプロジェクタの色とを均等色空間であるＣＩＥＬＵＶ空間上で表して両者の対応付けを可能にするために、以下の式(18)：
【００６５】
【数１４】
0003952256.tif 000015
を用いて、目標色空間の三刺激値Ｘt’Ｙt’Ｚt’を色圧縮空間ＣＩＥＬＵＶの座標値Ｌt*ｕt*ｖt*への変換を行う（Ｓ３４）。
【００６６】
式(18)中のＸwt’,Ｙwt’,Ｚwt’は、目標色空間の白（Ｒt＝Ｇt＝Ｂt＝255）におけるＸt’,Ｙt’,Ｚt’の値である。
【００６７】
そして、第４変換部２０ｊは、目標色空間の色Ｌt*ｕt*ｖt*に対応付けるプロジェクタの色Ｌd*ｕd*ｖd*を求める（Ｓ３６）。
【００６８】
色再現優先の３次元色補正テーブルでは、色が目標色空間に合うことを目的としているので、基本的には(Ｌd*,ｕd*,ｖd*)＝(Ｌt*,ｕt*,ｖt*)である。しかし、プロジェクタの黒の輝度はゼロではなく、目標色空間の(Ｘkd,Ｙkd,Ｚkd)＝(0,0,0)はプロジェクタの色域外にあるので、これらの事実を考慮せずに計算すると低階調領域において階調がつぶれてしまう。そこで、当該実施形態では、目標色空間の色の明度Ｌt＊が小さくなるにしたがって、対応付けれられる色が目標色空間の色からはずれていき、目標色空間の黒（Ｌt＊＝０）が測定されたプロジェクタの黒に変換されるようにする。以上で説明したＳ３６における処理を式に示すと以下のようになる。
【００６９】
【数１５】
0003952256.tif 000016
ここで、Ｌkt*,ｕkt*,ｖkt*は目標色空間の黒(Ｒt,Ｇt,Ｂt)＝(0,0,0)に対する式(14)〜式(18)による計算結果であり、Ｌkd*,ｕkd*,ｖkd*はプロジェクタの黒のＣＩＥＬＵＶ空間における座標である。また、当該実施形態において、マッチング限界明度Ｌmaxは１００とする。
【００７０】
次に、第５変換部２０ｋは、
【００７１】
【数１６】
0003952256.tif 000017
を用いて、Ｌd*ｕd*ｖd*からＸdＹdＺdへの変換を行う（Ｓ３８）。ここで、Ｘn,Ｙn,Ｚnの値は、基準白色点の三刺激値である。
【００７２】
最後に、第６変換部２０ｌは、プロジェクタの色特性に基づいてＸdＹdＺdをＲdＧdＢdに変換する（Ｓ４０）。変換式は、以下の式(22)および式(23)：
【００７３】
【数１７】
0003952256.tif 000018
【００７４】
【数１８】
0003952256.tif 000019
のようになる。式(22)において、Ｍd-1は式(3)に示す行列Ｍdの逆行列である。計算の結果、Ｒd,Ｇd,Ｂd＜０となったときはＲd,Ｇd,Ｂdをゼロとし、Ｒd,Ｇd,Ｂd＞255となったときには255とする。ここで得られたＲd,Ｇd,Ｂdの値が最終的な３次元色補正テーブルのデータとなる。
【００７５】
そして、図５のＳ２６に戻り、当該最終的な３次元色補正テーブルのデータに基づき、３次元色補正テーブルが生成される（Ｓ２６）。
【００７６】
以上のようにして、目の感覚が順応してしまうことによる影響を回避するためにＸtＹtＺtからＸt’Ｙt’Ｚt’への変換を行い、目標の白色点の色度をプロジェクタの白の色度に近づける処理を行っているので、より自然な色再現が可能な色補正テーブルを生成することができる。
【００７７】
画像処理装置
第１実施形態
図３において、画像処理装置２０Ｂは、ＲＧＢ画像入力データに対して所望の画像処理を施し、当該画像処理された画像データを画像出力装置３０に出力する。ここで、画像データはカラー画像を所定の要素色毎に色分解しつつ、その要素色毎に強弱を表したものであり、有彩色であって所定の比で混合したときにはグレイに代表される無彩色と黒色とからなる。当該実施形態では、プロジェクタ、ディスプレイなどの画像出力装置３０がＲＧＢデータに基づき色再現を行う場合について説明する。
【００７８】
画像処理装置２０Ｂは、色補正テーブルを選択するための色補正テーブル選択部２０ｃと；色補正部２０ａの色補正量（Ｄ）を計算するための色補正量計算部２０ｎと；当該計算されたＤの値に基づき色補正テーブルを生成する色補正テーブル生成部２０ｂと、当該色補正テーブル生成部２０ｂによって生成された色再現優先の色補正テーブルを参照してＲＧＢデータをＲ’Ｇ’Ｂ’データに変換するための色補正部２０ａと；を備えている。
【００７９】
次に、図４を参照して、画像処理装置２０Ｂの動作について説明する。当該実施形態では、ステップ７２において、色補正テーブル生成部２０ｂによって生成された色再現優先の色補正テーブルが選択される場合について説明する。
【００８０】
図４に示すように、ユーザによって画像出力開始（ステップ７０）が指示されるとともに、色再現優先の色補正テーブルが選択されると（ステップ７２、Ｙｅｓ）、色補正量修正処理が行われる（ステップ７４）。すなわち、色補正量計算部２０ｎが、色補正部２０ａにおける色補正量（Ｄ）を計算する。具体的には、色再現優先の色補正テーブルにおけるパラメータＤ（式(6)、式(7)および式(8)における部分順応パラメータ）の値を図１０に示すように指数関数的に時間とともに減少させる。当該実施形態では、色補正開始後、約６０秒〜１２０秒でＤの値がほぼゼロになるように指数関数の時定数を決定する。すなわち、パラメータＤはｔについての指数関数：
Ｄ＝ｅ-t/τ
によって表される。ここで、τは60≦τ≦120の実数である。
【００８１】
そして、色補正量計算部２０ｎによって求められたＤに基づき、図５および図６を参照して説明した色補正テーブル生成処理が行われる（ステップ７６）。
【００８２】
そして、生成された色補正テーブルが色補正部２０ａに組み込まれ（ステップ７７）、当該色補正部２０ａは、組み込まれた色補正テーブルを参照して補間演算によって画像処理を行い、画像出力処理を行う（ステップ７８）。
【００８３】
上記ステップ７４〜７８はデータが終了するまで行われる（ステップ７９）。
【００８４】
当該実施形態による画像処理装置によれば、目の感覚が順応してしまうことによる影響を回避するために目標の白色点の色度をプロジェクタの白の色度に近づける処理を行う色再現優先の色補正テーブルを用いて画像処理を行うとともに、色補正開始後、時間の経過とともにＤの値を小さくすることによって目標の白色点の色度を真の白の色度に近づける処理を行っているので、より自然な色再現が可能である。
【００８５】
第２実施形態
図７において、画像処理装置２０Ｃは、ＲＧＢ画像入力データに対して所望の画像処理を施し、当該画像処理された画像データを画像出力装置３０に出力する。第１実施形態と同様に、画像データはカラー画像を所定の要素色毎に色分解しつつ、その要素色毎に強弱を表したものであり、有彩色であって所定の比で混合したときにはグレイに代表される無彩色と黒色とからなる。当該第２実施形態においては、プロジェクタがＲＧＢデータに基づき色再現を行う場合について説明する。
【００８６】
画像処理装置２０Ｃは、色補正部２０ａの色補正量（Ｄ）を計算するための色補正量計算部２０ｎと；当該計算されたＤの値に基づき色補正テーブルを生成する色補正テーブル生成部２０ｂと、当該色補正テーブル生成部２０ｂによって生成された色再現優先の色補正テーブルを参照してＲＧＢデータをＲ’Ｇ’Ｂ’データに変換するための色補正部２０ａと；を備えている。なお、画像データ生成部２０ｍから供給されるＲＧＢデータが、自然画など色を忠実に再現した方が好ましいデータである場合、所定のデータ判定フラグを有しており、前記ＲＧＢデータがプリゼンテーション用のデータなど明るさを優先して色再現した方が好ましいデータである場合、所定のデータ判定フラグを有していないように構成する。
【００８７】
次に、図８を参照して、画像処理装置２０Ｃの動作について説明する。
【００８８】
図８に示すように、ユーザによって画像出力開始（ステップ８０）が指示されると、色補正部２０ａは、画像データ生成部２０ｍから供給されるデータの前記所定のデータ判定フラグを有しているか否かを判定する（ステップ８２）。所定のデータ判定フラグを有している場合（ステップ８２、Ｙｅｓ）、色補正量修正処理が行われる（ステップ８３）。すなわち、色補正量計算部２０ｎが、色補正部２０ａにおける色補正量（Ｄ）を計算する。具体的には、第１実施形態と同様に、色再現優先の色補正テーブルにおけるパラメータＤ（式(6)、式(7)および式(8)における部分順応パラメータ）の値を図１０に示すように指数関数的に時間とともに減少させる。当該第２実施形態においても、色補正開始後、約６０秒〜１２０秒でＤの値がほぼゼロになるように指数関数の時定数を決定する。すなわち、パラメータＤはｔについての指数関数：
Ｄ＝ｅ-t/τ
によって表される。ここで、τは60≦τ≦120の実数である。
【００８９】
そして、色補正量計算部２０ｎによって求められたＤに基づき、図５および図６を参照して説明した色補正テーブル生成処理が行われる（ステップ８４）。
【００９０】
そして、生成された色補正テーブルが色補正部２０ａに組み込まれ（ステップ８６）、当該色補正部２０ａは、組み込まれた色補正テーブルを参照して補間演算によって画像処理を行い、画像出力処理を行う（ステップ８９）。
【００９１】
一方、所定のデータ判定フラグを有していない場合（ステップ８２、Ｎｏ）、明るさ優先の３次元色補正テーブルが生成され、（ステップ８５）、当該生成された３次元色補正テーブルが色補正部２０ａに組み込まれる（ステップ８６）。当該色補正部２０ａは、組み込まれた色補正テーブルを参照して補間演算によって画像処理を行い、画像出力処理を行う（ステップ８９）。
【００９２】
上記ステップ８２〜８９はデータが終了するまで行われる（ステップ９０）。
【００９３】
当該実施形態では、ステップ８２において、データ判定フラグを有しているか否かに応じて明るさ優先の色補正テーブルまたは色再現優先の色補正テーブルを選択しているので、データの種類に応じてより適切な色再現を行うことができる。
【００９４】
当該実施形態による画像処理装置によれば、目の感覚が順応してしまうことによる影響を回避するために目標の白色点の色度をプロジェクタの白の色度に近づける処理を行う色再現優先の色補正テーブルを用いて画像処理を行うとともに、色補正開始後、時間の経過とともにＤの値を小さくすることによって目標の白色点の色度を真の白の色度に近づける処理を行っているので、より自然な色再現が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態にかかる画像処理装置の色補正テーブル生成部の機能ブロック図である。
【図２】本発明による色補正テ−ブル生成部および画像処理装置の具体的ハードウエア構成例を示す概略ブロック図である。
【図３】本発明の第１実施形態にかかる画像処理装置の機能ブロック図である。
【図４】画像処理装置２０Ｂの動作を説明するためのフローチャートである。
【図５】色補正テーブル生成部２０ｂによって行われる色補正テーブル生成処理プログラムを説明するためのフローチャートである。
【図６】３次元色補正テーブル（３Ｄ−ＬＵＴ）の出力値計算処理プログラムを説明するためのフローチャートである。
【図７】本発明の第２実施形態にかかる画像処理装置の機能ブロック図である。
【図８】画像処理装置２０Ｃの動作を説明するためのフローチャートである。
【図９】色再現優先の色補正テーブルを生成する際に必要な、目標の白色点を説明するための図である。
【図１０】時間経過に伴うＤの値の変化量を説明するための図である。
【符号の説明】
１０  画像入力装置
１１ａ  スキャナ
１１ｂ  デジタルスチルカメラ
１１ｃ  ビデオカメラ
１２  コンピュータ本体
１２ａ  オペレーティングシステム
１２ｂ  ディスプレイドライバ
１２ｃ  プリンタドライバ
１２ｄ  アプリケーション
１３ａ  フロッピーディスクドライブ
１３ｂ  ハードディスク
１３ｃ  ＣＤ−ＲＯＭドライブ
１４ａ  モデム
１５ａ  キーボード
１５ｂ  マウス
１７ａ  ディスプレイ
１７ｂ  カラープリンタ
１７ｃ  プロジェクタ
２０Ｂ  画像処理装置
２０Ｃ  画像処理装置
２０ａ  色補正部
２０ｂ  色補正テーブル生成部
２０ｃ  色補正ＬＵＴ選択部
２０ｅ  目標色空間および各パラメータ決定部
２０ｆ  基準白色点計算部
２０ｇ  第１変換部
２０ｈ  第２変換部
２０ｉ  第３変換部
２０ｊ  第４変換部
２０ｋ  第５変換部
２０ｌ  第６変換部
２０ｍ  画像データ生成部
２０ｎ  色補正量計算部
【図１】
0003952256.tif 000020
【図２】
0003952256.tif 000021
【図３】
0003952256.tif 000022
【図４】
0003952256.tif 000023
【図５】
0003952256.tif 000024
【図６】
0003952256.tif 000025
【図７】
0003952256.tif 000026
【図８】
0003952256.tif 000027
【図９】
0003952256.tif 000028
【図１０】
0003952256.tif 000029