(57)【要約】【課題】出力系の色再現域が入力系の色再現域よりも狭い場合でも、簡素な処理で色再現域を効率的に利用できる画像処理装置、画像表示装置、画像処理方法及びプログラムを提供する。【解決手段】入力画像信号を、該入力画像信号の色再現域よりも狭い色再現域の出力画像信号に変換するための画像処理装置２００は、前記入力画像信号が所与の階調保持色域内のとき、該入力画像信号に対して色圧縮処理を行うことで前記出力画像信号を生成する色圧縮処理部２１０と、前記入力画像信号が前記階調保持色域外のとき、所与の値に固定させた前記出力画像信号を生成するクリッピング処理部２２０とを含む。【選択図】図２
2009094855.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力画像信号を、該入力画像信号の色再現域よりも狭い色再現域の出力画像信号に変換する画像処理装置であって、
前記入力画像信号が所与の階調保持色域内のとき、前記入力画像信号を前記出力画像信号に変換すべく、該入力画像信号に対して色圧縮処理を行う色圧縮処理部と、
前記入力画像信号が前記階調保持色域外のとき、前記入力画像信号を前記出力画像信号に変換すべく、該入力画像信号を所与の値に固定させるクリッピング処理を行うクリッピング処理部とを含むことを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記クリッピング処理部は、
前記出力画像信号の色再現域の最外郭となるように前記クリッピング処理を行うことを特徴とする画像処理装置。
【請求項３】
請求項１又は２において、
前記階調保持色域は、
所与の色空間規格によって規定される色再現域及び物体色の色域及び前記入力画像信号を生成する撮像装置の撮像方式の特性により規定される色再現域のうち、いずれかの色域と、前記出力画像信号に基づいて画像を表示する画像表示装置の色再現域とを含む色域であることを特徴とする画像処理装置。
【請求項４】
請求項１又は２において、
前記階調保持色域は、
所与の色空間規格によって規定される色再現域及び物体色の色域及び前記入力画像信号を生成するための撮像装置の撮像方式の特性により規定される色再現域のうち、いずれかの色域と、前記出力画像信号に基づいて画像を表示する画像表示装置の色再現域とを含む色域の最外郭の色の属性情報を調整した色域であることを特徴とする画像処理装置。
【請求項５】
請求項１又は２において、
前記階調保持色域は、
所与の色空間規格によって規定される色再現域及び物体色の色域及び前記入力画像信号を生成する撮像装置の撮像方式の特性により規定される色再現域のうち、いずれかの色域の最外郭の色の属性情報を調整した色域と、前記出力画像信号に基づいて画像を表示する画像表示装置の色再現域とを含む色域であることを特徴とする画像処理装置。
【請求項６】
請求項４又は５において、
前記色の属性情報は、彩度であり、
前記最外郭の色の属性情報の調整は、色相又は明度に応じた係数で色再現域の最外郭の彩度を定数倍することを特徴とする画像処理装置。
【請求項７】
入力画像信号を、該入力画像信号の色再現域よりも狭い色再現域の出力画像信号に変換する画像処理方法であって、
前記入力画像信号が所与の階調保持色域内のとき、前記入力画像信号を前記出力画像信号に変換すべく、該入力画像信号に対して色圧縮処理を行う色圧縮処理ステップと、
前記入力画像信号が前記階調保持色域外のとき、前記入力画像信号を前記出力画像信号に変換すべく、該入力画像信号を所与の値に固定させるクリッピング処理を行うクリッピングステップとを含むことを特徴とする画像処理方法。
【請求項８】
入力画像信号を、該入力画像信号の色再現域よりも狭い色再現域の出力画像信号に変換する画像処理装置を制御するためのプログラムであって、
前記入力画像信号が所与の階調保持色域内のとき、前記入力画像信号を前記出力画像信号に変換すべく、該入力画像信号に対して色圧縮処理を行う色圧縮処理機能と、
前記入力画像信号が前記階調保持色域外のとき、前記入力画像信号を前記出力画像信号に変換すべく、該入力画像信号を所与の値に固定させるクリッピング処理を行うクリッピング処理機能とを前記画像処理装置に実現させることを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像処理装置、画像処理方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従前のカラー画像を表示する画像表示装置の色再現域は、例えばＣＲＴ（Cathode Ray Tube）の蛍光体の特性に基づいて定められる等の要因により、実在する物体の色を十分に表現できるものではなかった。その一方、色再現技術の進歩により、色再現域を拡張した新たな画像表示装置が市場に投入され、静止画や動画の処理には既に拡張色域色空間が使用されている。
【０００３】
そのため、より広い色再現域を扱うことができる色空間規格（色信号規格）が待望され、例えばｘｖＹＣＣ（ＩＥＣ６１９６６−２−４）等の種々の広色域規格が提案され、制定されている。特に、ｘｖＹＣＣ色空間は、画像表示装置の標準的な色域空間を表現できるｓＲＧＢ色空間や、ｓＲＧＢ色空間より広色域なＡｄｏｂｅＲＧＢ色空間及びＮＴＳＣ（National Television Standards Committee）色空間と比較して非常に広い色再現域を有しており、いわゆる虚色や実際の表現では使われないような色も理論上は表現可能になっている。
【０００４】
このように画像を表現する画像信号を種々の色空間規格で規定できるため、入力装置側の画像信号の色再現域と出力装置側の画像信号の色再現域とが異なる場合がある。この場合、入力装置側の画像信号に対して色補正処理を行って、出力装置側の色空間規格において色再現性を確保している。
【０００５】
この色変換処理として、一般的には、出力可能な色再現域を超えたところでクリップするクリッピング処理や、入力の色再現域の全域をつぶさずに圧縮する処理がある。
【０００６】
ところが、この色変換処理を、出力系の色再現域が入力系の色再現域よりも狭くなる信号（例えば、ｘｖＹＣＣ等の広色域の入力信号）に対して行うと、出力可能な色再現域を超えた高彩度の領域では、グラデーションが表現できなくなるという問題がある。また、広色域の入力画像信号を狭い出力系の色再現域に収めようとするため、彩度低下の程度が大きくなる上に、実際はほとんど使用されない高彩度領域にも割り当ててしまい色再現域を効率的に利用できない。
【０００７】
この点、例えば特許文献１には、入力画像信号の出力ガマット表面までの距離を取得し、該距離が大きくなるほど彩度を保存するように評価関数を更新して入力画像信号を変換するようにした技術が開示されている。また、特許文献２には、入力画像データを解析して色再現域を判別し、色再現域に応じてクリップや色変換処理を行う技術が開示されている。
【０００８】
【特許文献１】特開２００２−１５２５３５号公報
【特許文献２】特開２００７−１６６４０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１に開示された技術では、高彩度の領域においてはグラデーションを表現できるようになるものの、入力画像信号の圧縮方向を変更するために色の属性情報が保存されない方向があり、画質の劣化を招くという問題がある。例えば特許文献１に開示された技術では、彩度を優先した結果、明度方向が犠牲になってしまう。
【００１０】
また、特許文献２に開示された技術では、色再現域を判定する必要があるため、色再現域を判定する複雑な処理が必要になるばかりか、色変換処理時に行う処理数が多くなってしまうという問題がある。
【００１１】
本発明は、以上のような技術的課題に鑑みてなされたものであり、その目的の１つは、出力系の色再現域が入力系の色再現域よりも狭い場合でも、簡素な処理で色再現域を効率的に利用できる画像処理装置、画像表示装置、画像処理方法及びプログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために本発明は、入力画像信号を、該入力画像信号の色再現域よりも狭い色再現域の出力画像信号に変換する画像処理装置であって、前記入力画像信号が所与の階調保持色域内のとき、前記入力画像信号を前記出力画像信号に変換すべく、該入力画像信号に対して色圧縮処理を行う色圧縮処理部と、前記入力画像信号が前記階調保持色域外のとき、前記入力画像信号を前記出力画像信号に変換すべく、該入力画像信号を所与の値に固定させるクリッピング処理を行うクリッピング処理部とを含む画像処理装置に関係する。
【００１３】
本発明においては、階調保持色域を設定して、入力画像信号が該階調保持色域内であるときの入力画像信号の色域マッピング処理と、該階調保持色域外であるときの入力画像信号の色域マッピング処理とを異なるようにしている。即ち、入力画像信号が階調保持色域内のときに色圧縮処理を行い、階調保持色域外のときにクリッピング処理を行うようにしたので、本発明によれば、出力系の色再現域が入力系の色再現域よりも狭い場合でも、簡素な処理で色再現域を効率的に利用できるようになる。
【００１４】
しかも、本発明によれば、高彩度領域であってもグラデーションを表現できると共に、彩度の低下を抑える色圧縮処理が可能となり、実際に使われることの少ない高彩度領域を無駄に割り当てるといった事態を回避できるようになる。また、本発明によれば、階調保持色域内では、明度、彩度、色相の３次元のどの方向であってもグラデーションを良好に保った状態で色変換処理を行うことができるようになる。
【００１５】
また本発明に係る画像処理装置では、前記クリッピング処理部は、前記出力画像信号の色再現域の最外郭となるように前記クリッピング処理を行うことができる。
【００１６】
本発明によれば、出力画像信号の色再現域の最外郭にクリッピングさせるようにしたので、色再現域を最大限効率的に利用できるようになる。
【００１７】
また本発明に係る画像処理装置では、前記階調保持色域は、所与の色空間規格によって規定される色再現域であってもよい。
【００１８】
本発明によれば、既存の色再現域を階調保持色域としたので、市場に出回る画像入力装置や画像出力装置を用いて、出力系の色再現域が入力系の色再現域よりも狭い場合でも、簡素な処理で色再現域を効率的に利用できるようになる。
【００１９】
また本発明に係る画像処理装置では、前記階調保持色域は、物体色の色域であってもよい。
【００２０】
本発明によれば、階調保持色域として物体色の色域を採用したので、出力系の色再現域が入力系の色再現域よりも狭い場合でも、簡素な処理で色再現域を効率的に利用できるようになる。
【００２１】
また本発明に係る画像処理装置では、前記階調保持色域は、前記入力画像信号を生成するための撮像装置の撮像方式の特性により規定される色再現域であってもよい。
【００２２】
本発明によれば、階調保持色域として入力画像信号を生成するための撮像装置の撮像方式の特性の色再現域を採用したので、出力系の色再現域が入力系の色再現域よりも狭い場合でも、簡素な処理で色再現域を効率的に利用できるようになる。
【００２３】
また本発明に係る画像処理装置では、所与の色空間規格によって規定される色再現域及び物体色の色域及び前記入力画像信号を生成する撮像装置の撮像方式の特性により規定される色再現域のうち、いずれかの色域と、前記出力画像信号に基づいて画像を表示する画像表示装置の色再現域とを含む色域であってもよい。
【００２４】
本発明によれば、階調保持色域として、所与の色空間規格によって規定される色再現域、物体色の色域、又は入力画像信号を生成するための撮像装置の撮像方式の特性により規定される色再現域と、出力画像信号に基づいて画像を表示する画像表示装置の色再現域とを含む色域を採用したので、出力系の色再現域が入力系の色再現域よりも狭い場合でも、簡素な処理で色再現域を効率的に利用できるようになる。
【００２５】
また本発明に係る画像処理装置では、前記階調保持色域は、所与の色空間規格によって規定される色再現域及び物体色の色域及び前記入力画像信号を生成するための撮像装置の撮像方式の特性により規定される色再現域のうち、いずれかの色域と、前記出力画像信号に基づいて画像を表示する画像表示装置の色再現域とを含む色域の最外郭の色の属性情報を調整した色域であってもよい。
【００２６】
本発明によれば、階調保持色域として、所与の色空間規格によって規定される色再現域、物体色の色域、入力画像信号を生成するための撮像装置の撮像方式の特性により規定される色再現域、又はこれらのいずれかの色域と出力画像信号に基づいて画像を表示する画像表示装置の色再現域とを含む色域の最外郭の色の属性情報を調整することで得られる色域を採用したので、出力系の色再現域が入力系の色再現域よりも狭い場合でも、簡素な処理で色再現域を効率的に利用できるようになる。
【００２７】
また本発明に係る画像処理装置では、前記階調保持色域は、所与の色空間規格によって規定される色再現域及び物体色の色域及び前記入力画像信号を生成する撮像装置の撮像方式の特性により規定される色再現域のうち、いずれかの色域の最外郭の色の属性情報を調整した色域と、前記出力画像信号に基づいて画像を表示する画像表示装置の色再現域とを含む色域であってもよい。
【００２８】
本発明によれば、階調保持色域として、所与の色空間規格によって規定される色再現域、物体色の色域、入力画像信号を生成する撮像装置の撮像方式の特性により規定される色再現域のうち、いずれかの色域の最外郭の色の属性情報を調整した色域と、出力画像信号に基づいて画像を表示する画像表示装置の色再現域とを含む色域を採用したので、出力系の色再現域が入力系の色再現域よりも狭い場合でも、簡素な処理で色再現域を効率的に利用できるようになる。
【００２９】
また本発明に係る画像処理装置では、前記色の属性情報は、彩度であり、前記最外郭の色の属性情報の調整は、色相又は明度に応じた係数で色再現域の最外郭の彩度を定数倍することができる。
【００３０】
本発明によれば、簡素な処理で、調整後の色再現域を得ることができるようになる。
【００３１】
また本発明は、上記のいずれか記載の画像処理装置を含み、前記入力画像信号の色再現域よりも狭い色再現域を有し、前記出力画像信号に基づいて画像表示を行う画像表示装置に関係する。
【００３２】
本発明によれば、出力系の色再現域が入力系の色再現域よりも狭い場合でも、簡素な処理で色再現域を効率的に利用できる画像表示装置を提供できるようになる。
【００３３】
また本発明は、入力画像信号を、該入力画像信号の色再現域よりも狭い色再現域の出力画像信号に変換する画像処理方法であって、前記入力画像信号が所与の階調保持色域内のとき、前記入力画像信号を前記出力画像信号に変換すべく、該入力画像信号に対して色圧縮処理を行う色圧縮処理ステップと、前記入力画像信号が前記階調保持色域外のとき、前記入力画像信号を前記出力画像信号に変換すべく、該入力画像信号を所与の値に固定させるクリッピング処理を行うクリッピングステップとを含む画像処理方法に関係する。
【００３４】
本発明によれば、出力系の色再現域が入力系の色再現域よりも狭い場合でも、簡素な処理で色再現域を効率的に利用できる画像処理方法を提供できるようになる。
【００３５】
また本発明は、入力画像信号を、該入力画像信号の色再現域よりも狭い色再現域の出力画像信号に変換する画像処理装置を制御するためのプログラムであって、前記入力画像信号が所与の階調保持色域内のとき、前記入力画像信号を前記出力画像信号に変換すべく、該入力画像信号に対して色圧縮処理を行う色圧縮処理機能と、前記入力画像信号が前記階調保持色域外のとき、前記入力画像信号を前記出力画像信号に変換すべく、該入力画像信号を所与の値に固定させるクリッピング処理を行うクリッピング処理機能とを前記画像処理装置に実現させるプログラムに関係する。
【００３６】
本発明によれば、出力系の色再現域が入力系の色再現域よりも狭い場合でも、簡素な処理で色再現域を効率的に利用できる画像処理装置を制御するためのプログラムを提供できるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また以下で説明される構成のすべてが本発明の必須構成要件であるとは限らない。
【００３８】
１．  画像表示装置
【００３９】
本実施形態における画像処理装置は、プロジェクタ等の画像表示装置に対し、色変換処理後の画像信号を供給する。このとき、画像処理装置への入力画像信号の色再現域（色域）が画像表示装置で表示可能な色再現域よりも広い場合に、色変換処理時の色域マッピング処理を工夫することで、簡素な処理で色域を効率的に利用できるようにする。
【００４０】
図１に、本実施形態における画像処理装置が適用可能な画像表示装置としてのプロジェクタの構成例のブロック図を示す。
【００４１】
プロジェクタ１００（広義には、画像表示装置）は、画像処理部２０と、光変調部３０と、光源４０と、投射部５０とを含む。画像処理部２０は、図示しない画像入力装置からの入力画像信号に対して、本実施形態の色変換処理を行い、色変換処理後の画像信号を光変調部３０に供給する。
【００４２】
光変調部３０には、光源４０からの光が照射されており、画像信号処理部２０からの画像信号に基づいて、画素毎に光の通過率（透過率、変調率）を変調する。このような光変調部３０としては、液晶パネルにより構成されるライトバルブが採用される。液晶パネルは、電気光学物質である液晶を一対の透明なガラス基板に密閉封入したものであり、例えばポリシリコンＴＦＴをスイッチング素子として、画像信号処理部２０からの画像信号に対応して各画素の光の通過率を変調する。投射部５０は、光変調部３０によって変調された光源からの光を図示しないスクリーンに投影する投射光学系を有する。
【００４３】
本実施形態におけるプロジェクタ１００が出力可能（表現可能）な色域は、画像処理部２０に入力される入力画像信号の色再現域よりも狭い。そのため、画像処理部２０は、プロジェクタ１００が出力可能な色域に、より広域の入力画像信号を効率的にマッピングする処理を行う。
【００４４】
図２に、本実施形態における画像処理装置の構成例のブロック図を示す。図２に示す画像処理装置２００が、図１の画像処理部２０に適用される。
【００４５】
本実施形態における画像処理装置２００は、入力装置３００からの入力画像信号を受け、該入力画像信号に対して色変換処理（色圧縮処理又は色伸張処理）を行い、色変換処理後の出力画像信号を出力装置３５０に対して出力する。ここで、入力装置３００としては、入力画像信号を生成するスキャナ、デジタルカメラ、パーソナルコンピュータ等の画像入力装置を採用できる。また、出力装置３５０としては、上述のプロジェクタ１００等の画像表示装置を採用できる。そして、入力画像信号の色再現域が、出力画像信号の色再現域よりも広いものとする。即ち、入力装置３００の色再現域が、出力装置３５０の色再現域よりも広いものとする。
【００４６】
このような画像処理装置２００は、色圧縮処理部２１０、クリッピング処理部２２０を含む。画像処理装置２００には、所与の階調保持色域が設定され、入力画像信号が該階調保持色域内であるときの入力画像信号の色域マッピング処理と、該階調保持色域外であるときの入力画像信号の色域マッピング処理とを異ならせている。より具体的には、入力画像信号が階調保持色域内のとき、色圧縮処理部２１０が、入力画像信号に対して色圧縮処理を行うことで出力画像信号を生成する。また、入力画像信号が階調保持色域外のとき、クリッピング処理部２２０が、所与の値に固定させた出力画像信号を生成する。そして、クリッピング処理部２２０は、出力画像信号の色再現域の最外郭となるように出力画像信号を生成する。
【００４７】
従って、入力画像信号を、該入力画像信号の色再現域よりも狭い色再現域の出力画像信号に変換するための画像処理方法として、入力画像信号が所与の階調保持色域内のとき、該入力画像信号に対して色圧縮処理を行うことで出力画像信号を生成する色圧縮処理ステップと、入力画像信号が階調保持色域外のとき、所与の値に固定させた出力画像信号を生成するクリッピングステップとを含むということができる。
【００４８】
このように、入力画像信号が階調保持色域内のときに色圧縮処理を行い、階調保持色域外のときにクリッピング処理を行うようにしているので、出力系の色再現域が入力系の色再現域よりも狭い場合でも、簡素な処理で色再現域を効率的に利用できるようになる。
【００４９】
本実施形態における画像処理装置２００として次のような構成を採用することで、画像処理装置２００の構成を大幅に簡素化し、且つ本実施形態における色変換処理のより一層の簡素化を図ることができる。
【００５０】
図３に、本実施形態における画像処理装置のハードウェア構成例のブロック図を示す。
【００５１】
本実施形態における画像処理装置２００は、色変換処理部２３０と、色変換データ記憶部２４０とを含むことができる。色変換処理部２３０は、例えば補間器により構成され、色変換データ記憶部２４０に記憶された色変換データを補間することで出力画像信号を生成することができる。色変換データ記憶部２４０は、例えばルックアップテーブル（Look-Up Table:ＬＵＴ）により構成され、入力画像信号に対応した色変換データが格納される。より具体的には、色変換データ記憶部２４０には、入力画像信号に対して、離散的に色変換データを記憶しており、色変換データ記憶部２４０から色変換データを読み出した色変換処理部２３０は、入力画像信号に基づいて、該色変換データに対して補間処理を行う。
【００５２】
図４に、図３の色変換データ記憶部２４０に記憶される色変換データの説明図を示す。
【００５３】
図４において、色変換データ記憶部２４０は、ＲＧＢ色空間の入力画像信号に対して、離散的にＲＧＢ色空間の色変換データを記憶している。より具体的には、色変換データ記憶部２４０は、ＲＧＢ色空間の入力画像信号に対応した入力アドレスにより指定される各記憶領域に、色変換データを記憶している。例えば入力画像信号の色空間が別の色空間のとき、色変換処理部２３０は、ＲＧＢ色空間の信号に変換後の入力画像信号を用いて、色変換データ記憶部２４０にアクセスする。これにより、色変換データ記憶部２４０は、色変換処理部２３０により指定された入力アドレスに対応した色変換データを出力できる。
【００５４】
図５（Ａ）、図５（Ｂ）に、色変換処理部２３０の処理の説明図を示す。
【００５５】
図５（Ａ）は、ＲＧＢ色空間を模式的に表したものである。色変換データは、図５（Ａ）に示すＲ軸上のＲ成分の信号値、Ｇ軸上のＧ成分の信号値及びＢ軸上のＢ成分の信号値により特定される格子点毎に色変換データ記憶部２４０に記憶されている。
【００５６】
色変換処理部２３０は、入力画像信号が与えられたとき、該入力画像信号に対応した１又は複数の入力アドレスを指定して、該入力画像信号より表される（Ｒ，Ｇ，Ｂ）の周辺の１又は複数の（Ｒ，Ｇ，Ｂ）を色変換データとして出力させる。こうして出力された（Ｒ，Ｇ，Ｂ）は、色変換処理部２３０における補間処理に用いられる。
【００５７】
なお、色変換データ記憶部２４０に記憶される色変換データとしてＲＧＢ色空間の画像信号を採用することで、補間処理の精度を高めることができる。これは、他の色空間の画像信号を入力画像信号に採用する場合に比べて格子点間の出力画像信号の線形性が高いからである。
【００５８】
色変換処理部２３０は、以上のように色変換データ記憶部２４０から読み出された１又は複数の色変換データを用いて、入力画像信号に基づいて公知の補間処理を行い、出力画像データとして出力する。例えば、色変換処理部２３０は、色変換データ記憶部２４０に記憶される色変換データが割り当てられた複数の格子点の各格子点と入力画像信号との距離に基づき、各格子点に割り当てられた色変換データ同士を補間処理することで出力画像信号を出力できる。なお、格子点が入力画像信号と一致したときには、上記の補間処理が不要となる。
【００５９】
本実施形態では、以上のような色変換データ記憶部２４０から読み出した色変換データに基づく色変換処理部２３０の処理により、図２の色圧縮処理部２１０の処理及びクリッピング処理部２２０の処理を実現する。即ち、色変換データ記憶部２４０から読み出される色変換データは、入力画像信号に対応して読み出されるものであり、既に入力画像信号が階調保持色域内か、階調保持色域外かによって生成されたデータということができる。そのため、色変換データは、既に入力画像信号が階調保持色域内か、階調保持色域外かの判定が行われた結果により得られたデータである。そのため、所与の階調保持色域内の入力画像信号に対応して色変換データ記憶部２４０からの色変換データを用いた補間処理を行うことで、該入力画像信号に対して色圧縮処理後の出力画像信号を生成することができる。また、所与の階調保持色域外の入力画像信号に対して色変換データ記憶部２４０からの色変換データを用いた補間処理を行うことで、所与の値に固定させたクリッピング処理後の画像出力信号を生成することができる。
【００６０】
こうすることで、本実施形態における画像処理装置２００の構成を大幅に簡素化し、且つ本実施形態における色変換処理のより一層の簡素化を図ることができる。
【００６１】
なお、画像処理装置２００が、中央演算処理装置（Central Processing Unit：ＣＰＵ）及びプログラムメモリを有し、該プログラムメモリに格納されたプログラムを読み込んだＣＰＵが上記のように色変換処理をソフトウェア処理で実現するようにしてもよい。この場合、色変換データもまた図示しないメモリに格納され、ＣＰＵが該メモリを適宜参照する。
【００６２】
この場合、プログラムメモリには、入力画像信号を、該入力画像信号の色再現域よりも狭い色再現域の出力画像信号に変換するための画像処理装置２００を制御するためのプログラムが格納される。そして、このプログラムは、入力画像信号が所与の階調保持色域内のとき、該入力画像信号に対して色圧縮処理を行うことで出力画像信号を生成する色圧縮処理部２１０と、入力画像信号が階調保持色域外のとき、所与の値に固定させた出力画像信号を生成するクリッピング処理部２２０としての機能を画像処理装置２００に実現させる。
【００６３】
２．１  色変換データ
【００６４】
次に、上記のような本実施形態の色変換処理を実現する色変換データについて説明する。
【００６５】
図６に、本実施形態における色変換データ生成装置の構成例のブロック図を示す。図６の色変換データ生成装置により生成された色変換データが、図３の色変換データ記憶部２４０に格納される。
【００６６】
色変換データ生成装置４００は、色域データ記憶部５００に記憶される出力可能色域データ及び階調保持色域データを用いて、色変換データを生成する。出力可能色域データは、出力装置３５０が出力可能（表示可能）な色域の外郭（境界）を示すデータである。階調保持色域データは、入力画像信号に対して、図２の色圧縮処理を行わせるか、又は図２のクリッピング処理を行わせるかを指定する色域の外郭（境界）を示すデータである。出力可能色域データ及び階調保持式域データは、例えばＬ＊ａ＊ｂ＊表色系（ＣＩＥ １９７６ Ｌ＊ａ＊ｂ＊色空間）の明度Ｌ＊、色度ａ＊、ｂ＊により表されたデータや、Ｌ＊Ｃ＊ｈ表色系の明度Ｌ＊、彩度Ｃ＊、色相角ｈにより表されたデータであってもよい。色変換データ生成装置４００は、色変換データ記憶部５００を含んでもよい。
【００６７】
色変換データ生成装置４００は、色変換データ記憶部２４０に格納される色変換データが割り当てられる格子点の色変換データを生成する。このとき、色変換データ生成装置４００は、各格子点の入力画像信号（信号値）に基づいて、各格子点に割り当てられる色変換データを生成する。このような色変換データ生成装置４００は、格子点色情報算出部４１０、補正中心設定部４１２、補正距離算出部４１４、出力変換部４１６、出力値算出部４１８を含む。
【００６８】
格子点色情報算出部４１０は、格子点の入力画像信号から色の値（例えば明度、彩度及び色相）を求める。補正中心設定部４１２は、色変換データを生成するための補正中心を設定する。補正距離算出部４１４は、補正中心から格子点色情報算出部４１０により求められた色の値の位置までの距離、補正中心から出力可能色域データにより特定される最外郭までの距離、補正中心から階調保持色域データにより特定される最外郭までの距離を求める。出力変換部４１６は、所与の変換関数を用いて、補正距離算出部４１４により求められた距離に基づき、出力する色の値に対応した補正中心からの距離を求める。出力値算出部４１８は、出力変換部４１６により求められた、出力する色の値に対応した距離に基づいて出力する色の値を求める。出力値算出部４１８は、出力変換部４１６により求められた出力する色の値から色変換データに変換する。
【００６９】
図７に、図６の色変換データ生成装置４００の処理例のフロー図を示す。色変換データ生成装置４００は、ＣＰＵ及びプログラムメモリを有し、該プログラムメモリに格納されたプログラムを読み込んだＣＰＵが、図６の色変換データ生成装置４００の格子点色情報算出部４１０、補正中心設定部４１２、補正距離算出部４１４、出力変換部４１６、及び出力値算出部４１８の機能を実現することができる。
【００７０】
図８に、本実施形態における出力可能色域データと階調保持色域データの説明図を示す。図８は、横軸に彩度（Ｃ＊）、縦軸に明度（Ｌ＊）を示す色調図に、出力可能色域データと階調保持色域データとを表している。
【００７１】
図９に、図８の色調図の説明図を示す。
【００７２】
物体色を表す表色系として一般的なＬ＊ａ＊ｂ＊表色系において、色相に対応した色相角ｈだけ回転させた断面で、明度と彩度を示す色調を表すと図８に示す色調図となる。従って、図８に示す色調図は、色相に応じて変化することとなる。
【００７３】
図８において、出力可能色域データＯＣは、色相角ｈに対応した色相における明度軸側の出力可能な領域の外郭を表している。階調保持色域データＧＣは、色相角ｈに対応した色相における明度軸側の階調保持領域の外郭を表している。
【００７４】
図７に戻って説明を続ける。まず、色変換データ生成装置４００の格子点色情報算出部４１０は、入力格子点の信号値（格子点の入力画像信号）から色の値（例えば明度、彩度及び色相）を算出する（ステップＳ１０）。これは、例えばＲＧＢ色空間の入力画像信号を、公知の変換式でＬ＊Ｃ＊ｈ表色系の明度Ｌ＊、彩度Ｃ＊、色相角ｈに変換する。この結果、色相角ｈに対応した色調図において、点Ｏの位置が求まる。
【００７５】
次に、補正中心設定部４１２が、補正中心を設定する（ステップＳ１２）。この補正中心は、出力する色変換データの色の値を算出基準となるものである。補正中心としては、例えば図８に示すように、ステップＳ１０で求めた色の値のうち明度を同じ値のまま彩度を「０」とした位置Ｅを定める。
【００７６】
続いて、補正距離算出部４１４は、補正中心Ｅから交点Ｇｒ、交点Ｇａ、点Ｏまでのそれぞれの距離Ｓｒ、Ｓａ、Ｓｏを求める（ステップＳ１４）。ここで、交点Ｇｒは、直線ＥＯと出力可能色域データとの交点であり、点Ｏの明度において出力可能な彩度の外郭を表している。また、交点Ｇａは、直線ＥＯと階調保持色域データとの交点であり、点Ｏの明度において階調保持色域の彩度の外郭を表している。
【００７７】
その後、出力変換部４１６は、変換関数を用いて、補正距離算出部４１４により求められた距離に基づき、出力する色の値に対応した補正中心からの距離を求める（ステップＳ１６）。
【００７８】
図１０に、本実施形態における変換関数の一例を模式的に示す。図１０では、横軸に変換関数の入力値である、補正中心からの距離を示し、縦軸に変換関数の出力値を示し、変換関数を実線で表している。
【００７９】
図１０に示すように変換関数Ｍ１は、入力値が０からＳｒ（＝Ｓｒ（ｍａｘ））までの範囲では入力値を線形圧縮した出力値を出力し、入力値がＳｒからＳｏ（ｍａｘ）までの範囲では入力値にかかわらずＳｒ（ｍａｘ）にクリッピングした出力値を出力する。
【００８０】
なお、図１０では、本実施形態における変換関数Ｍ１と比較するために、単純に出力可能な色域を超えたところでクリッピングする場合の変換関数をｍ１、入力色域の全域をつぶさずに圧縮する場合の変換関数をｍ２も表している。
【００８１】
出力変換部４１６は、この変換関数の出力値を、補正中心からの距離として求める。より具体的には、出力変換部４１６は、距離ＳｏがＳ１（０≦Ｓ１≦Ｓｒ（＝Ｓｒ（ｍａｘ））のとき、変換関数Ｍ１に従って色圧縮された出力値Ｓ１１を出力する。また出力変換部４１６は、距離ＳｏがＳ２（Ｓｒ＜Ｓ２＜Ｓａ）のときも、変換関数Ｍ１に従って色圧縮された出力値Ｓ１２を出力する。一方、出力変換部４１６は、距離ＳｏがＳ３（Ｓａ≦Ｓ３≦Ｓｏ（ｍａｘ））のとき、変換関数Ｍ１にかかわらず出力値Ｓｒ（ｍａｘ）を出力する。
【００８２】
図７に戻って説明を続ける。ステップＳ１６に続いて、出力値算出部４１８は、ステップＳ１６により求められた出力値を用いて、出力する色の値を算出する（ステップＳ１８）。例えばステップＳ１６で求められた出力値がＳＲとすると、出力値算出部４１８は、補正中心Ｅからの距離ＳＲに対応する位置Ｒの色の値を求める。その後、出力値算出部４１８は、ステップＳ１８で求めた色の値からＲＧＢ色空間の信号に変換して、変換後の信号を色変換データとして出力し（ステップＳ２０）、一連の処理を終了する（エンド）。
【００８３】
上記のようなステップＳ１０からステップＳ２０までの処理を、全格子点について行う。
【００８４】
なお、上述のように色調図は色相に応じて変化するため、色相に応じて、色圧縮処理やクリッピング処理が異なることになる。
【００８５】
こうすることで、変換関数ｍ１を用いた場合と比較して、入力値がＳｒ〜Ｓａの範囲である高彩度領域であっても、グラデーションを表現できるように出力値が出力される。また、変換関数ｍ２を用いた場合と比較して、同じ入力値に対して出力値を大きくすることができるので、彩度の低下を抑えることができる上に、実際に使われることの少ない高彩度領域を無駄に割り当てるといった事態を回避できるようになる。
【００８６】
以上のように、本実施形態によれば、出力系の色再現域が入力系の色再現域よりも狭い場合でも、処理数を増加させることなく、色再現域を効率的に利用できるようになる。しかも、階調保持色域内では、明度、彩度、色相の３次元のどの方向であってもグラデーションを良好に保った状態で色変換処理を行うことができるようになる。
【００８７】
２．２  階調保持色域の例
【００８８】
本実施形態における階調保持色域として、種々の色再現域を採用できる。
【００８９】
２．２．１  特定色空間の色再現域
【００９０】
本実施形態における階調保持色域として、例えば所与の色空間規格によって規定される色再現域としての特定色空間の色再現域を採用してもよい。
【００９１】
図１１に、入力画像信号の色再現域の例としてのｘｖＹＣＣ色空間の色再現域の説明図を示す。
【００９２】
図１１は、単色光軌跡とｘｖＹＣＣ（明度が５０）のＸＹＺ表色系（ＣＩＥ １９３１ 表色系）のｘｙ色度図を表す。単色光軌跡とその両端を直線で結ぶ純紫軌跡が囲む範囲は、実在する色を表しており、ｘｖＹＣＣの色再現域は虚色を除いて表しているため、単色光軌跡の範囲に収まっている。このようにｘｖＹＣＣは非常に広い色再現域を有している。
【００９３】
図１２に、特定色空間の色再現域の第１の例としてのｓＲＧＢ色空間の色再現域の説明図を示す。
【００９４】
図１２は、単色光軌跡とｓＲＧＢ（明度が５０）のＸＹＺ表色系（ＣＩＥ １９３１ 表色系）のｘｙ色度図を表す。単色光軌跡とその両端を直線で結ぶ純紫軌跡が囲む範囲は、実在する色を表しており、ｓＲＧＢの色再現域は単色光軌跡の範囲にあることを示している。このようなｓＲＧＢの色再現域を階調保持色域として採用することで、色再現域を効率的に利用でき、明度、彩度、色相の３次元のどの方向であってもグラデーションを良好に保った状態で色変換処理を行うことができる。
【００９５】
図１３に、特定色空間の色再現域の第２の例としてのＡｄｏｂｅＲＧＢ色空間の色再現域の説明図を示す。
【００９６】
図１３は、単色光軌跡とＡｄｏｂｅＲＧＢ（明度が５０）のＸＹＺ表色系（ＣＩＥ １９３１ 表色系）のｘｙ色度図を表す。単色光軌跡とその両端を直線で結ぶ純紫軌跡が囲む範囲は、実在する色を表しており、ＡｄｏｂｅＲＧＢの色再現域は単色光軌跡の範囲にあることを示している。このようなＡｄｏｂｅＲＧＢの色再現域を階調保持色域として採用することで、色再現域を効率的に利用でき、明度、彩度、色相の３次元のどの方向であってもグラデーションを良好に保った状態で色変換処理を行うことができる。
【００９７】
２．２．２  物体色の色域
【００９８】
本実施形態における階調保持色域として、例えば物体色の色域を採用してもよい。
【００９９】
図１４に、物体色の色域の第１の例としての最明色の色域の説明図を示す。
【０１００】
図１４は、単色光軌跡と最明色のＸＹＺ表色系（ＣＩＥ １９３１ 表色系）のｘｙ色度図を表す。単色光軌跡とその両端を直線で結ぶ純紫軌跡が囲む範囲は、実在する色を表しており、最明色の色域は単色光軌跡の範囲にあることを示している。
【０１０１】
ここで、最明色は、理論上の色であり、物体の反射率が０から１の範囲であることから求められる色である。最明色の詳細については、“Ohta, N. A simplified method for formulating pseudo-object colors, Color Res.Appl. Vol.7 No.2, 78-81(1982)”に記載されている。このような最明色の色域を階調保持色域として採用することで、色再現域を効率的に利用でき、明度、彩度、色相の３次元のどの方向であってもグラデーションを良好に保った状態で色変換処理を行うことができる。
【０１０２】
図１５に、物体色の色域の第２の例としてのＰｏｉｎｔｅｒ  Ｇａｍｕｔの色域の説明図を示す。
【０１０３】
図１５は、単色光軌跡とＰｏｉｎｔｅｒ  Ｇａｍｕｔ（明度が５０）のＸＹＺ表色系（ＣＩＥ １９３１ 表色系）のｘｙ色度図を表す。単色光軌跡とその両端を直線で結ぶ純紫軌跡が囲む範囲は、実在する色を表しており、Ｐｏｉｎｔｅｒ  Ｇａｍｕｔの色域は単色光軌跡の範囲にあることを示している。
【０１０４】
ここで、Ｐｏｉｎｔｅｒ  Ｇａｍｕｔの色域は、研究者であるＰｏｉｎｔｅｒ氏が実際の測定によって得られた色域である。Ｐｏｉｎｔｅｒ  Ｇａｍｕｔの詳細については、“M.R.Pointer, The Gamut of Real Surface Colours, Color Res.Appl. Vol.5 No.3, 145-155(1980)”に記載されている。このようなＰｏｉｎｔｅｒ  Ｇａｍｕｔの色域を階調保持色域として採用することで、色再現域を効率的に利用でき、明度、彩度、色相の３次元のどの方向であってもグラデーションを良好に保った状態で色変換処理を行うことができる。
【０１０５】
なお、階調保持色域として、上記の特定色空間の色再現域や物体色の色域に限定されるものではない。例えば、階調保持色域として、入力画像信号を生成するための撮像装置の撮像方式の特性により規定される色再現域であってもよい。このような色再現域としては、例えば映画等の動画を撮像するためのフィルムの色再現域がある。
【０１０６】
また、階調保持色域として、１つの色再現域のみではなく、複数種類の色再現域を含んでもよい。例えば、階調保持色域は、所与の色空間規格によって規定される色再現域と、出力画像信号に基づいて画像を表示する画像表示装置の色再現域とを含む色再現域であってもよい。また階調保持色域は、物体色の色域と、出力画像信号に基づいて画像を表示する画像表示装置の色再現域とを含む色再現域であってもよい。或いは、階調保持色域は、入力画像信号を生成するための撮像装置の撮像方式の特性により規定される色再現域と、出力画像信号に基づいて画像を表示する画像表示装置の色再現域とを含む色再現域であってもよい。即ち、階調保持色域は、所与の色空間規格によって規定される色再現域及び物体色の色域及び入力画像信号を生成するための撮像装置の撮像方式の特性により規定される色再現域のうち、いずれかの色域と、出力画像信号に基づいて画像を表示する画像表示装置の色再現域とを含む色再現域であってもよい。
【０１０７】
２．３  変形例
【０１０８】
２．３．１  第１の変形例
【０１０９】
なお、上述の実施形態では、色圧縮処理を線形変換により実現していたが、これに限定されるものではない。本発明の第１の変形例では、色圧縮処理を非線形変換により実現している。
【０１１０】
図１６に、本実施形態の第１の変形例における変換関数の説明図を示す。図１６において、図１０と同一部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。
【０１１１】
図１６では、忠実に色を再現する色再現域の最外郭を設け、図１０の補正中心からこの最外郭までの距離をＳｂとしたとき、ＳｂからＳａまでを３次関数で滑らかに変化するように変換関数を設定している。即ち、変換関数を、ＳｂからＳａまでスプライン補間で補間している。なお、ＳｂからＳａまでの補間を２次関数や、Ｓａにおける傾きを任意に設定することで得られる３次関数で補間してもよい。なお、Ｓｂは、例えばＳｒ（ｍａｘ）／４とすることができる。
【０１１２】
このように色圧縮処理を非線形変換で行うことで、低彩度領域をより忠実に色を再現できるようになる。
【０１１３】
２．３．２  第２の変形例
【０１１４】
本実施形態では、図１２〜図１５に示したような階調保持色域を採用するものとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。本実施形態の第２の変形例では、上記で説明した色再現域を調整することで得られる色域を階調保持色域に採用している。
【０１１５】
図１７に、本実施形態の第２の変形例における色調図を示す。図１７において、図８と同一部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。
【０１１６】
第２の変形例では、基準となる色域の最外郭の彩度を、色相に応じて定めた係数ｋで定数倍している。例えば基準となる色域の色域データＧＣ１の距離Ｃ０を定数ｋで定数倍した距離ｋ×Ｃ０を通る新たな色域データＧＣ２が得られる。この色域データＧＣ２で表される色再現域を、階調保持色域として採用している。
【０１１７】
ここで、基準となる色域としては、所与の色空間規格によって規定される色再現域及び物体色の色域及び入力画像信号を生成するための撮像装置の撮像方式の特性により規定される色再現域のうちいずれかの色域と出力画像信号に基づいて画像を表示する画像表示装置の色再現域とを含む色再現域を採用できる。即ち、階調保持色域として、所与の色空間規格によって規定される色再現域及び物体色の色域及び入力画像信号を生成するための撮像装置の撮像方式の特性により規定される色再現域のうちいずれかの色域と出力画像信号に基づいて画像を表示する画像表示装置の色再現域とを含む色域の最外郭の色の属性情報を調整した色域を採用している。
【０１１８】
図１７では、色の属性情報は彩度であり、色相に応じた係数で色再現域の最外郭の彩度を定数倍することにより調整される。
【０１１９】
２．３．３  第３の変形例
【０１２０】
なお、図１７では、明度軸から離れる方向に定数倍したが、明度軸の方向に定数倍してもよい。また、第２の変形例では、色相に対応して係数を定めたが、明度に対応して係数を定めてもよい。
【０１２１】
本実施形態の第３の変形例では、基準となる色域の最外郭の彩度を、色相に応じて定めた係数ｋで定数倍している。例えば基準となる色域の色域データＧＣ１の距離Ｃ０を定数ｋで定数倍した距離ｋ×Ｃ０を通る新たな色域データＧＣ２が得られる。この色域データＧＣ２で表される色再現域と出力画像信号に基づいて画像を表示する画像表示装置の色再現域とを含む色再現域を、階調保持色域として採用している。
【０１２２】
ここで、基準となる色域としては、所与の色空間規格によって規定される色再現域及び物体色の色域及び入力画像信号を生成するための撮像装置の撮像方式の特性により規定される色再現域のうち、いずれかの色域を採用できる。即ち、階調保持色域として、所与の色空間規格によって規定される色再現域及び物体色の色域及び入力画像信号を生成するための撮像装置の撮像方式の特性により規定される色再現域のうち、いずれかの色域の最外郭の色の属性情報を調整した色域と、出力画像信号に基づいて画像を表示する画像表示装置の色再現域とを含む色域を採用している。
【０１２３】
図１７では、色の属性情報は彩度であり、色相に応じた係数で色再現域の最外郭の彩度を定数倍することにより調整される。
【０１２４】
なお、図１７では、明度軸から離れる方向に定数倍したが、明度軸の方向に定数倍してもよい。また、第３の変形例では、色相に対応して係数を定めたが、明度に対応して係数を定めてもよい。
【０１２５】
以上、本発明に係る画像処理装置、画像表示装置、画像処理方法及びプログラムを上記の実施形態又はその変形例に基づいて説明したが、本発明は上記の各実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
【０１２６】
（１）上記の実施形態又はその変形例では、色変換処理として主に色圧縮処理を例に説明したが、色伸張処理やより好ましい色に補正する色補正処理を含んでもよい。
【０１２７】
（２）上記の実施形態又はその変形例では、画像表示装置としてプロジェクタを例に説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、本発明に係る画像表示装置として、液晶表示装置、やプラズマディスプレイ装置、有機ＥＬディスプレイ装置等の画像表示を行う装置全般に適用できる。
【０１２８】
（３）上記の実施形態又はその変形例では、色変換データをＲＧＢ色空間の信号値として採用していたが、本発明はこれに限定されるものではない。
【０１２９】
（４）上記の実施形態又はその変形例では、色変換データ生成装置を画像処理装置とは別個に設けていたが、色変換データ生成装置を画像処理装置に含んでもよい。
【０１３０】
（５）上記の実施形態又はその変形例では、ライトバルブとして透過型の液晶パネルを採用した例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。ライトバルブとして透過型の液晶パネル以外のもの、例えばＤＬＰ（Digital Light Processing)（登録商標）、ＬＣＯＳ（Liquid Cristal On Silicon)等を採用してもよい。
【０１３１】
（６）上記の各実施形態又はその変形例において、本発明を、画像処理装置、これを含む画像表示装置、画像処理方法及び該画像処理方法の処理手順が記述されたプログラムとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、本発明を実現するための処理手順が記述されたプログラムが記録された記録媒体であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１３２】
【図１】本実施形態における画像処理装置が適用可能な画像表示装置としてのプロジェクタの構成例のブロック図。
【図２】本実施形態における画像処理装置の構成例のブロック図。
【図３】本実施形態における画像処理装置のハードウェア構成例のブロック図。
【図４】図３の色変換データ記憶部に記憶される色変換データの説明図。
【図５】図５（Ａ）、図５（Ｂ）は色変換処理部の処理の説明図。
【図６】本実施形態における色変換データ生成装置の構成例のブロック図。
【図７】図６の色変換データ生成装置の処理例のフロー図。
【図８】本実施形態における出力可能色域データと階調保持色域データの説明図。
【図９】図８の色調図の説明図。
【図１０】本実施形態における変換関数の一例を模式的に示す図。
【図１１】入力画像信号の色再現域の例としてのｘｖＹＣＣ色空間の色再現域の説明図。
【図１２】特定色空間の色再現域の第１の例としてのｓＲＧＢ色空間の色再現域の説明図。
【図１３】特定色空間の色再現域の第２の例としてのＡｄｏｂｅＲＧＢ色空間の色再現域の説明図。
【図１４】物体色の色域の第１の例としての最明色の色域の説明図。
【図１５】物体色の色域の第２の例としてのＰｏｉｎｔｅｒ  Ｇａｍｕｔの色再現域の説明図。
【図１６】本実施形態の第１の変形例における変換関数の説明図。
【図１７】本実施形態の第２の変形例における色調図。
【符号の説明】
【０１３３】
２０・・・画像処理部、３０・・・光変調部、４０・・・光源、５０・・・投射部、
１００・・・プロジェクタ、２００・・・画像処理装置、２１０・・・色圧縮処理部、
２２０・・・クリッピング処理部、２３０・・・色変換処理部、
２４０・・・色変換データ記憶部、３００・・・入力装置、３５０・・・出力装置、
４００・・・色変換データ生成装置、４１０・・・格子点色情報算出部、
４１２・・・補正中心設定部、４１４・・・補正距離算出部、４１６・・・出力変換部、
４１８・・・出力値算出部、５００・・・色域データ記憶部
【図１】
2009094855.tif 000003
【図２】
2009094855.tif 000004
【図３】
2009094855.tif 000005
【図４】
2009094855.tif 000006
【図５】
2009094855.tif 000007
【図６】
2009094855.tif 000008
【図７】
2009094855.tif 000009
【図８】
2009094855.tif 000010
【図９】
2009094855.tif 000011
【図１０】
2009094855.tif 000012
【図１１】
2009094855.tif 000013
【図１２】
2009094855.tif 000014
【図１３】
2009094855.tif 000015
【図１４】
2009094855.tif 000016
【図１５】
2009094855.tif 000017
【図１６】
2009094855.tif 000018
【図１７】
2009094855.tif 000019