JP2022085546A - 画像処理装置及び画像処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ディスプレイ上において色の相対関係を崩さずにディスプレイの帯域内に規格化して画像を表示する。【解決手段】画像処理装置は、画像の入力を受け付ける画像入力部と、前記画像の各画素について色彩値を取得する色彩値取得部と、前記画像の各画素の前記色彩値を、前記画像を出力するディスプレイの特性に基づくリニアＲＧＢ値で表現された規格化前リニアＲＧＢ値に変換するＲＧＢ変換部と、各画素のうちの少なくとも１つの画素の前記規格化前リニアＲＧＢ値が、前記ディスプレイの表示可能色をリニアＲＧＢ値で表したときの最大値を超えている場合、前記規格化前リニアＲＧＢ値を、前記最大値を超える係数で除することで規格化後リニアＲＧＢ値を生成する規格化部と、前記規格化後リニアＲＧＢ値をディスプレイ出力用ＲＧＢ値に変換する出力用ＲＧＢ変換部と、前記ディスプレイ出力用ＲＧＢ値を前記ディスプレイに出力する出力部と、を備える。【選択図】図１

Description

本開示は、画像処理装置及び画像処理方法に関する。

特許文献１には、プリンター、コピー等の印刷装置により用紙上に形成される画像を事前に確認するために、当該画像をディスプレイ等の表示装置に表示（プレビュー）し、画像にディスプレイの帯域外の色が含まれている場合には、その色のデータを圧縮して表することが開示されている。

特開２０１２－４９３１号公報

特許文献１の方法では、白側（高輝度側）に圧縮するので、印刷装置で印刷する画像の色の中に、ディスプレイで表示できない、蛍光色を代表とする高輝度の色域外色が含まれている場合、ディスプレイ上においてその他の色との相対関係を直観的に把握することができない。そのため、画像の色の中に、蛍光色を代表とする高輝度の色域外色が含まれている場合であっても、ディスプレイ上においてその他の色との相対関係を崩さずにディスプレイの帯域内に規格化して画像を表示することが望まれていた。

本開示の一形態によれば、画像処理装置が提供される。この画像処理装置は、画像の入力を受け付ける画像入力部と、前記画像の各画素について色彩値を取得する色彩値取得部と、前記画像の各画素の前記色彩値を、前記画像を出力するディスプレイの特性に基づくリニアＲＧＢ値で表現された規格化前リニアＲＧＢ値に変換するＲＧＢ変換部と、各画素のうちの少なくとも１つの画素の前記規格化前リニアＲＧＢ値が、前記ディスプレイの表示可能色をリニアＲＧＢ値で表したときの最大値を超えている場合、前記規格化前リニアＲＧＢ値を、前記最大値を超える係数で除することで規格化後リニアＲＧＢ値を生成する規格化部と、前記規格化後リニアＲＧＢ値をディスプレイ出力用ＲＧＢ値に変換する出力用ＲＧＢ変換部と、前記ディスプレイ出力用ＲＧＢ値を前記ディスプレイに出力する出力部と、を備える。

本開示の一形態によれば、画像処理方法が提供される。この画像処理方法は、画像の入力を受け付け、前記画像の各画素について色彩値を取得し、前記画像の各画素の前記色彩値を、前記画像を出力するディスプレイの特性に基づくリニアＲＧＢ値で表現された規格化前リニアＲＧＢ値に変換し、各画素のうちの少なくとも１つの画素の前記規格化前リニアＲＧＢ値が、前記ディスプレイの表示可能色をリニアＲＧＢ値で表したときの最大値を超えている場合、前記規格化前リニアＲＧＢ値を、前記最大値を超える係数で除することで規格化後リニアＲＧＢ値を生成し、前記規格化後リニアＲＧＢ値をディスプレイ出力用ＲＧＢ値に変換し、前記ディスプレイ出力用ＲＧＢ値を前記ディスプレイに出力する。

第１実施形態にかかる画像処理装置の構成を示す説明図である。 ＣＰＵが実行する画像処理フローチャートである。 規格化前リニアＲＧＢ値と、規格化後リニアＲＧＢ値の関係を示すグラフである。 画像ＩＭに含まれる色のLab空間における分布を示す説明図である。 画像ＩＭに含まれる色をディスプレイのリニアＲＧＢに変換した後のリニアＲＧＢ空間における色分布を示す説明図である。 リニアＲＧＢ空間のガマットをαｍａｘ倍したガマットを示す説明図である。 ガマットをαｍａｘで除する規格化を示す説明図である。 規格化後リニアＲＧＢ値をＬａｂ空間の色彩値に変換し、当初の画像ＩＭのＬａｂ空間の色彩値の色彩値と比較する図である。 第２実施形態においてＣＰＵが実行する規格化の処理フローチャートである。 赤成分の規格化前の階調値と、規格化後の階調値の関係を示すグラフである。 規格化前の赤成分の階調値が閾値以上のＲＧＢ値の範囲を示す説明図である。 規格化前の赤成分の階調値が閾値以上の範囲のＲＧＢ値を規格化した後の規格化後のＲＧＢ値の範囲を示す説明図である。 赤成分の規格化後において、規格化前の緑成分の階調値が閾値以上の範囲を示す説明図である。 規格化前の緑成分の階調値が閾値以上の範囲を規格化した後の規格化後のＲＧＢ値の範囲を示す説明図である。

・第１実施形態：
図１は、第１実施形態にかかる画像処理装置１００の構成を示す説明図である。ディスプレイ２００が画像ＩＭを表示する場合、画像ＩＭに蛍光色などのディスプレイ２００で表示不能な輝度が高い色の画素が含まれていると、ディスプレイ２００は、その輝度の高い色の画素の輝度をディスプレイに表現できる輝度まで下げて表示する。このとき、仮にディスプレイ２００は表示可能な輝度が高くない色の画素については、輝度を変更せずに表示すると、ディスプレイ２００が表示する画像ＩＭの画素間の色バランスが崩れる。画像処理装置１００は、ディスプレイ２００の前段に配置され、ディスプレイ２００が表示する画像ＩＭの画素間の色バランスを崩さないように、画像ＩＭの色を変換処理する。

画像処理装置１００は、画像入力部１０と、ディスプレイ表示用規格化前リニアＲＧＢ値生成部２０と、最大値取得部５０と、最大値判定部６０と、規格化部７０と、出力用ＲＧＢ変換部８０と、出力部９０と、ＣＰＵ１１０と、を備える。

画像入力部１０は、画像ＩＭの入力を受け付け、画像ＩＭの画素ごとに入力デバイスに応じた信号値を読み取る。信号値には、例えば、ＲＧＢ値、ＣＭＹＫ値、Ｌａｂ値等が含まれる。画像入力部１０は、他の装置、例えば、スキャナ、画像作成装置から、画像ＩＭの入力を受け付け、その信号値を読み取る装置でも、画像入力部１０自体がＲＧＢ値、ＣＭＹＫ値、Ｌａｂ値等の色を選択して、画像ＩＭを作成するコンピュータープログラムであってもよい。

ディスプレイ表示用規格化前リニアＲＧＢ値生成部２０は、画像ＩＭの入力信号を規格化前リニアＲＧＢ値ＲＧＢｂに変換する。規格化前とは、後述する規格化部７０による規格化処理前を意味し、規格化後とは、規格化部７０による規格化処理後を意味する。規格化については、後述する。

ディスプレイ表示用規格化前リニアＲＧＢ値生成部２０は、色彩値取得部３０と、ＲＧＢ変換部４０とを備える。色彩値取得部３０は、画像ＩＭの入力信号を色彩値Ｌａｂ値として受け取り、さらには三刺激値ＸＹＺ値に変換する。ここで、画像入力信号が、ＣＭＹＫ値、ＲＧＢ値の場合は、画像に埋め込まれたもしくはユーザーが指定したＩＣＣプロファイルに記載された変換規則に沿ってＬａｂ値への変換が行われる。

色彩値Ｌａｂと三刺激値ＸＹＺ値との間には、以下の関係があるので、互いに変換可能である。
（１）ＬａｂからＸＹＺへの変換
X_n ，Y_n ，Z_n を基準となっているホワイトポイントの CIE XYZ での三刺激値ＸＹＺ値とし、
f_y = ( L^*+16 )/116 ，f_x = f_y + a^*/500，f_z = f_y - b^*/200，δ=6/29 と定義する。
f_y ＞δ なら、 Y=Y_n (f_y)³ さもなくば Y=3( f_y -16/116)δ²Y_n
f_x ＞δ なら、 X=X_n (f_x)³ さもなくば X=3( f_x -16/116)δ²X_n
f_z ＞δ なら、 Z=Z_n (f_z)³ さもなくば Z=3( f_z -16/116)δ²Z_n
（２）ＸＹＺからＬａｂへの変換
L^* = f (Y/Y_n ) -16
a^* =500{ f (X/X_n ) - f (Y/Y_n ) }
b^* =200{ f (Y/Y_n ) - f (Z/Z_n ) }
ここで、δ=6/29とし、
t ＞δ³ なら f (t ) = t^(1/3) さもなくば f (t ) = (1/3)(29/6)²t + 4/29
である。

ＲＧＢ変換部４０は、ディスプレイ２００のＸＹＺ－リニアＲＧＢ変換特性を用いて三刺激値ＸＹＺ値を規格化前リニアＲＧＢ値ＲＧＢｂに変換する。ここで、ＸＹＺ－リニアＲＧＢ変換特性は、ディスプレイ２００のメーカーから提供されるディスプレイプロファイル内に記載されている。ディスプレイプロファイルは、例えば、メーカーのｗｅｂサイト等から入手できる。もしくは、利用者がプロファイル作成ツールで作成したものを利用して作成しても良い。ここで、ディスプレイ２００の表示可能な正規化されたリニアＲＧＢ値の最大値は１である。

ここで、ディスプレイプロファイルはＩＣＣプロファイルの仕様に沿って記述されており、ＲＧＢ変換部４０は、例えば、以下の３×３のマトリックスを用いて三刺激値ＸＹＺ値を規格化前リニアＲＧＢ値ＲＧＢｂに変換する。

上式において、画像ＩＭの大きさをＸピクセル×Ｙピクセル（Ｘ、Ｙは自然数）とすると、ｉは、画像ＩＭのｘ座標でありｉの範囲は１からＸである。また、ｊは、画像のｙ座標であり、ｊの範囲は１からＹである。ｍ１１～ｍ３３の値は、利用するディスプレイのＲＧＢ原色の色度特性によって異なる値となる。

規格化前リニアＲＧＢ値ＲＧＢｂ（ｉ，ｊ）は、入力された画像ＩＭの色彩値を、ＲＧＢ変換部４０が、ディスプレイプロファイルに記載されているＸＹＺ－リニアＲＧＢ変換特性を用いて、算出した値である。そのため、画像ＩＭの色彩値によっては、規格化前リニアＲＧＢ値ＲＧＢｂ（ｉ，ｊ）が、ディスプレイ２００の表示可能なＲＧＢ値の最大値Ｄｍａｘ（＝１）を超える場合がある。この場合、画像ＩＭにディスプレイ２００が表示できない高輝度な色が含まれていることになるため、画像処理装置１００は、後述する規格化処理をした後に、ディスプレイ２００に表示する。

最大値取得部５０は、以下の式により、全画素の規格化前リニアＲＧＢ値ＲＧＢｂの最大値である規格化最大値ＲＧＢｂｍａｘを取得する。
ＲＧＢｂmax=max(R(i,j),G(i,j),B(i,j))

最大値判定部６０は、規格化前リニアＲＧＢ値ＲＧＢｂの規格化前最大値ＲＧＢｂｍａｘを、判定値αｍａｘとする。最大値判定部６０は、判定値αｍａが１を超えているか否かを判定し、判定値αｍａｘが１を超えている場合にはフラグＦを立てて（Ｆ＝１とする）、判定値αｍａｘが１以下の場合には、フラグＦを下ろす（Ｆ＝０とする）。

規格化部７０は、フラグＦが１の場合、規格化前リニアＲＧＢ値ＲＧＢｂを係数ｋで除することで規格化を実行し、規格化後リニアＲＧＢ値ＲＧＢａを生成する。係数ｋは、１より大きな値であり、規格化前リニアＲＧＢ値ＲＧＢｂの判定値αｍａｘであってもよい。フラグＦが０の場合、規格化前リニアＲＧＢ値ＲＧＢｂを規格化後リニアＲＧＢ値ＲＧＢａとする。

出力用ＲＧＢ変換部８０は、ディスプレイ２００の逆ＴＲＣ特性を用いて、規格化後リニアＲＧＢ値ＲＧＢａをディスプレイ出力用ＲＧＢ値ＲＧＢｏｕｔに変換する。ディスプレイ２００のＴＲＣ特性は、ディスプレイ２００のメーカーから提供されるので、出力用ＲＧＢ変換部８０は、ＴＲＣ特性から逆ＴＲＣ特性を算出することができる。

出力部９０は、出力用ＲＧＢ変換部８０が出力したディスプレイ出力用ＲＧＢ値ＲＧＢｏｕｔをディスプレイ２００に出力する。

ＣＰＵ１１０は、画像入力部１０と、ＲＩＰ２０（色彩値取得部３０と、ＲＧＢ変換部４０）と、最大値取得部５０と、最大値判定部６０と、規格化部７０と、出力用ＲＧＢ変換部８０と、出力部９０の動作を制御する。なお、画像入力部１０と、ディスプレイ表示用規格化前リニアＲＧＢ値生成部２０（色彩値取得部３０と、ＲＧＢ変換部４０）と、最大値取得部５０と、最大値判定部６０と、規格化部７０と、出力用ＲＧＢ変換部８０と、出力部９０と、をＣＰＵ１１０により実行されるコンピュータープログラムとして構成してもよい。

図２は、ＣＰＵ１１０が実行する画像処理フローチャートである。ステップＳ１００では、画像処理装置１００への画像ＩＭの入力があると、ＣＰＵ１１０は、画像入力部１０を用いて、画像ＩＭの入力を受け付け、画像ＩＭの画素ごとに入力画像データに応じた信号値を読み取る。上述したように、信号値にはＲＧＢ値、ＣＭＹＫ値、Ｌａｂ値等がある。

ステップＳ１１０では、ＣＰＵ１１０は、色彩値取得部３０を用いて、画像ＩＭの画素ごとに、画像ＩＭの入力信号を色彩値Ｌａｂ（ｉ，ｊ）に変換する。ステップＳ１２０では、ＣＰＵ１１０は、色彩値取得部３０を用いて、画像ＩＭの画素ごとに、色彩値Ｌａｂ（ｉ，ｊ）を、三刺激値ＸＹＺ（ｉ，ｊ）に変換する。尚、この変換においては画像ＩＭの入力信号がＬａｂ値以外のＲＧＢ値、ＣＭＹＫ値の場合、画像ＩＭに埋め込まれた、もしくは指定された、ＩＣＣ（International Color Consortium）プロファイルが用いられる。

ステップＳ１３０では、ＣＰＵ１１０は、ＲＧＢ変換部４０及びディスプレイ２００のメーカーから入手したＸＹＺ－ＲＧＢ変換特性を用いて、画像ＩＭの三刺激値ＸＹＺ（ｉ，ｊ）を、ＲＧＢ空間のデバイスカラーＲＧＢである規格化前リニアＲＧＢ値ＲＧＢｂ（ｉ，ｊ）に変換する。

ステップＳ１４０では、ＣＰＵ１１０は、最大値取得部５０を用いて、以下の式により、全画素の規格化前リニアＲＧＢ値ＲＧＢｂの規格化前最大値ＲＧＢｂｍａｘを取得する。
ＲＧＢｂmax=max(R(i,j),G(i,j),B(i,j))
上式において、ｉは１～Ｘ、ｊは１～Ｙである。
ここで、画像ＩＭの入力信号が蛍光色など輝度の高い色を含む場合には、利用するディスプレイ２００のＲＧＢ空間のデバイスカラーに変換したときに、規格化前最大値ＲＧＢｂｍａｘが、ディスプレイ２００が表示可能なＲＧＢ値の最大値Ｄｍａｘを超える場合がある。なお、ディスプレイ２００が表示可能なＲＧＢ値が正規化されていれば、最大値Ｄｍａｘは、１である。

ステップＳ１５０では、ＣＰＵ１１０は、最大値判定部６０を用いて、規格化前最大値ＲＧＢｂｍａｘを判定値αｍａｘとして、判定値αｍａｘが１を超えるか否かを判定する。判定値αｍａｘが１を超える場合には、ＣＰＵ１１０は、フラグＦを１として処理をステップＳ１６０に移行し、判定値αｍａｘが１以下の場合には、ＣＰＵ１１０は、フラグＦを０として処理をステップＳ１７０に移行する。

ステップＳ１６０では、ＣＰＵ１１０は、規格化部７０を用いて、以下の式に示すように、画素ごとに、規格化前リニアＲＧＢ値ＲＧＢｂ（ｉ，ｊ）を判定値αｍａｘで除することで規格化後リニアＲＧＢ値ＲＧＢａ（ｉ，ｊ）に変換する。
RGBa(i,j)=RGBb(i,j)/αmax
上式において、ｉは１～Ｘ、ｊは１～Ｙである。

図３は、規格化前リニアＲＧＢ値ＲＧＢｂと、規格化後リニアＲＧＢ値ＲＧＢａの関係を示すグラフである。図３では、判定値αｍａｘを１．２としている。例えば、規格化前リニアＲＧＢ値ＲＧＢｂが０．９の画素は、規格化後リニアＲＧＢ値ＲＧＢａが０．７５（＝０．９／１．２）に変換され、規格化前リニアＲＧＢ値ＲＧＢｂが０．６６の画素は、規格化後リニアＲＧＢ値ＲＧＢａが０．５５（＝０．６６／１．２）に変換されている。

図２のステップＳ１７０では、ＣＰＵ１１０は、規格化部７０を用いて、以下の式により、画素ごとに、規格化前リニアＲＧＢ値ＲＧＢｂ（ｉ，ｊ）を規格化後リニアＲＧＢ値ＲＧＢａ（ｉ，ｊ）に変換する。
RGBa(i,j)=RGBb(i,j)
上式において、ｉは１～Ｘ、ｊは１～Ｙである。
すなわち、判定値αｍａｘは１以下の場合には、規格化後リニアＲＧＢ値ＲＧＢａ（ｉ，ｊ）は、規格化前リニアＲＧＢ値ＲＧＢｂ（ｉ，ｊ）と同じ値である。

ステップＳ１８０では、ＣＰＵ１１０は、出力用ＲＧＢ変換部８０と、ディスプレイプロファイルに記載されるＴＲＣ特性の逆特性を用いて、以下の式により、規格化後リニアＲＧＢ値ＲＧＢａ（ｉ，Ｊ）をディスプレイ出力用ＲＧＢ値ＲＧＢｏｕｔ（ｉ，Ｊ）に変換する。
ＲＧＢｏｕｔ(i,j)=TRC^-1(RGBa(i,j) =255(RGBa(i,j))^1/2.2
上式において、ｉは１～Ｘ、ｊは１～Ｙである。

ステップＳ１９０では、ＣＰＵ１１０は、ディスプレイ出力用ＲＧＢ値ＲＧＢｏｕｔ（ｉ，Ｊ）を出力部９０からディスプレイ２００に出力する。

図４は、画像ＩＭに含まれる色のＬａｂ空間における分布を示す説明図である。ここで、実線で示される略菱形の四角形は、ディスプレイ２００の表示可能限界であるガマットを示している。丸印は、画像IMに含まれる色であり、かつ、ディスプレイガマット内の色を示し、四角印で示される画像ＩＭの一部の色ＦＹ、ＦＰ (fluorescent yellow, fluorescent pink)が、ディスプレイ２００の表示可能な色を示すガマットの外に位置することを示している。すなわち、ＦＹ、ＦＰは、ディスプレイ２００が色を表示可能な領域に無いことがわかる。

図５は、画像ＩＭに含まれる色をディスプレイのリニアＲＧＢ値に変換した後のリニアＲＧＢ空間の色分布を示す説明図である。リニアＲＧＢ空間では、Ｒｅｄ軸、Ｇｒｅｅｎ軸、図示しないＢｌｕｅ軸が基準となりガマットが形成される。リニアＲＧＢ空間においても、画像ＩＭの一部の色ＦＹ、ＦＰが、ガマットの外に位置し、ディスプレイ２００が色を表示可能な領域に無いことがわかる。

図６は、リニアＲＧＢ空間のガマットをαｍａｘ倍したガマットを示す説明図である。αｍａｘは、上述したように、以下の式で得られる。
αmax=max(R(i,j),G(i,j),B(i,j))
上式において、ｉは１～Ｘ、ｊは１～Ｙである。
図５において、ガマットの外に位置していた画像ＩＭの一部の色ＦＹ、ＦＰが、図６では、図５のガマットをαｍａｘ倍した破線で示すガマットの内部に存在することがわかる。

図７は、図６に示すガマットをαｍａｘで除する規格化を示す説明図である。この規格化により、破線で示すリニアＲＧＢｂ（ｉ，ｊ）が、実線で示す矢印規格化後ＲＧＢａ（ｉ，ｊ）に変換される。破線の四角で示したＲＧＢ＝（１，１，１）のガマットの外に存在する画像ＩＭの一部の色ＦＹ、ＦＰを示す位置が、実線の四角で示すように、ＲＧＢ＝（１，１，１）のガマット（実線）の線上を含む内部に移動する。

図８は、規格化後リニアＲＧＢ値ＲＧＢａをＬａｂ空間の色彩値に変換し、当初の画像ＩＭのＬａｂ空間の色彩値の色彩値と比較する図である。図８では、規格化後の色彩値を実線、当初の色彩値を破線で示している。破線のガマットは、当初の画像ＩＭのＬａｂ空間の色彩値をその範囲内に収めることができる仮想のガマットを示している。当初の画像ＩＭのＬａｂ空間の色彩値は、実線で示すガマットの外に存在していたが、規格化後のＬａｂ空間の色彩値は、実線で示すガマットの線上を含む内部に存在していることがわかる。

以上、第１実施形態によれば、ＣＰＵ１１０は、色彩値取得部３０を用いて画像ＩＭの三刺激値ＸＹＺ（ｉ，ｊ）を取得する。次いで、ＣＰＵ１１０は、ＲＧＢ変換部４０とディスプレイ２００のＸＹＺ－ＲＧＢ変換特性と、を用いて、画像ＩＭの三刺激値ＸＹＺ（ｉ，ｊ）を規格化前リニアＲＧＢ値ＲＧＢｂ（ｉ，ｊ）に変換する。そして、ＣＰＵ１１０は、最大値取得部５０を用いて規格化前リニアＲＧＢ値ＲＧＢｂ（ｉ，ｊ）の判定値αｍａｘを取得する。ＣＰＵ１１０は、最大値判定部６０を用いて、判定値αｍａｘが１を超えているか否かを判断する。判定値αｍａｘが１を超えている場合には、ＣＰＵ１１０は、規格化部７０を用いて、規格化前リニアＲＧＢ値ＲＧＢｂ（ｉ，ｊ）を判定値αｍａｘで除することで規格化後リニアＲＧＢ値ＲＧＢａ（ｉ，ｊ）を算出する。なお、判定値αｍａｘが１以下の場合には、ＣＰＵ１１０は、規格化部７０を用いて、規格化後リニアＲＧＢ値ＲＧＢａ（ｉ，ｊ）を規格化前リニアＲＧＢ値ＲＧＢｂ（ｉ，ｊ）と同じ値とする。次いで、ＣＰＵ１１０は、出力用ＲＧＢ変換部８０と、ディスプレイ２００のＴＲＣ特性の逆特性とを用いて、規格化後リニアＲＧＢ値ＲＧＢａ（ｉ，ｊ）を、ディスプレイ出力用ＲＧＢ値ＲＧＢｏｕｔ（ｉ，ｊ）に変換する。最後に、ＣＰＵ１１０は、ディスプレイ出力用ＲＧＢ値ＲＧＢｏｕｔ（ｉ，ｊ）をディスプレイ２００に出力する。その結果、画像ＩＭに、蛍光色のようなディスプレイ２００が表示できない高輝度の色が含まれていても、画像処理装置１００は、画像ＩＭの高輝度の色を含めたすべての色をディスプレイ２００の表示可能色に変換し、ディスプレイ２００に画像ＩＭを表示できる。このとき、ＣＰＵ１１０は、画像ＩＭのすべての画素のリニアＲＧＢ値を、判定値αｍａｘで除することで一律に低輝度方向に変換するため、ディスプレイ２００に表示された画像の色が変わってしまうという違和感が生じ難い。

第１実施形態において、ＣＰＵ１１０は、規格化部７０を用いて、規格化前リニアＲＧＢ値ＲＧＢｂ（ｉ、ｊ）を判定値αｍａｘで除して、規格化後リニアＲＧＢ値ＲＧＢａ（ｉ、ｊ）を生成しているが、１を超える係数ｋで除してもよい。ここで、係数ｋが判定値αｍａｘ以上の値であれば、規格化前リニアＲＧＢ値ＲＧＢｂ（ｉ、ｊ）を係数ｋで除して得られる規格化後リニアＲＧＢ値ＲＧＢａ（ｉ、ｊ）は、１以下となる。その結果、規格化前リニアＲＧＢ値ＲＧＢｂ（ｉ、ｊ）を判定値αｍａｘで除した場合と同様に、ディスプレイ２００に画像ＩＭを違和感なく表示できる。係数ｋが、１を超え、判定値αｍａｘ未満の場合には、判定値αｍａｘに近い高輝度の色については、規格化後リニアＲＧＢ値ＲＧＢａ（ｉ、ｊ）は、１以下とはならないが、ほぼ一律に低輝度方向に変換されるため、ディスプレイ２００に表示された画像の色が変わってしまうという違和感が生じ難い。

第１実施形態において、ＣＰＵ１１０は、色彩値取得部３０を用いて、画像ＩＭの画素ごとにＬａｂ空間の色彩値Ｌａｂ（ｉ，ｊ）を、三刺激値ＸＹＺ（ｉ，ｊ）に変換しているので、ｘｙ色度を維持できる。また、ディスプレイ２００のメーカーから提供されているＸＹＺ－ＲＧＢ変換特性を利用できる。

・第２実施形態：
図９は、第２実施形態においてＣＰＵ１１０が実行する規格化の処理フローチャートである。第１実施形態では、図２のステップＳ１６０において、色を区別すること無く、ＲＧＢｂ（ｉ，ｊ）の全範囲を規格化したが、第２実施形態では、ＣＰＵ１１０は、規格化前リニアＲＧＢ値ＲＧＢｂ（ｉ，ｊ）について、各色のＲｂ（ｉ，ｊ）、Ｇｂ（ｉ，ｊ）、Ｂｂ（ｉ，ｊ）がそれぞれ閾値Ｒｔｈ、Ｇｔｈ、Ｂｔｈ以上の範囲のものについて規格化を実行する。

ステップＳ２００からＳ２９０までが、画像ＩＭのｘ座標ｉをループカウンタ変数として用いるｄｏループであり、ステップＳ２１０からＳ２８０までが、画像ＩＭのｙ座標ｊをループカウンタ変数として用いるｄｏループである。この２重ｄｏループにより、画像ＩＭのすべての画素がその座標（ｉ，ｊ）に従って順に選択される。

ステップS２２０では、ＣＰＵ１１０は、規格化部７０を用いて、画像ＩＭの画素（ｉ，ｊ）の赤成分の規格化前の階調値Ｒｂ（ｉ，ｊ）が閾値Ｒｔｈ以上か否かを判断し、閾値以上の場合には、処理をステップＳ２３０に移行し、閾値Ｒｔｈ未満の場合には、処理をステップＳ２３５に移行する。

ステップＳ２３０では、ＣＰＵ１１０は、規格化部７０を用いて、以下の式により、赤成分の規格化前の階調値Ｒｂ（ｉ，ｊ）を、規格化後の階調値Ｒａ（ｉ，ｊ）に規格化する。この規格化により、閾値Ｒｔｈ以上判定値αｍａｘ以下の赤成分の規格化前の階調値Ｒｂ（ｉ，ｊ）は、閾値Ｒｔｈ以上１以下の赤成分の規格後前の階調値Ｒｂ（ｉ，ｊ）に変換される。
Rb(i,j)=Rth+(Rb(i,j)ーRth)(1-Rth)/(αmax-Rth)
規格化部７０は、この処理において、係数を（αｍａｘ－Ｒｔｈ）／（１－Ｒｔｈ）とし、赤成分について、規格化前の階調値Ｒｂ（ｉ，ｊ）から閾値Ｒｔｈを引いた値を係数で除して、閾値Ｒｔｈを加えている。

ステップＳ２４０では、ＣＰＵ１１０は、規格化部７０を用いて、赤成分の規格化前の階調値Ｒｂ（ｉ，ｊ）を、規格化後の階調値Ｒａ（ｉ，ｊ）と同じ値とする。

ステップＳ２４０、Ｓ２５０、Ｓ２５５では、ＣＰＵ１１０は、ステップＳ２２０、Ｓ２３０、Ｓ２３５と同様に、規格化部７０を用いて、緑成分の規格化前の階調値Ｇｂ（ｉ，ｊ）を、規格化後の階調値Ｇａ（ｉ，ｊ）に変換する。また、ステップＳ２６０、Ｓ２７０、Ｓ２７５では、ＣＰＵ１１０は、ステップＳ２２０、Ｓ２３０、Ｓ２３５と同様に、規格化部７０を用いて、青成分の規格化前の階調値Ｂｂ（ｉ，ｊ）を、規格化後の階調値Ｂａ（ｉ，ｊ）に変換する。

図１０は、赤成分の規格化前の階調値Ｒｂと、規格化後の階調値Ｒａの関係を示すグラフである。図１０では、αｍａｘ＝１．２、閾値Ｒｔｈを０．６としている。例えば、規格化前の階調値Ｒｂが０．９の画素は、規格化後の階調値Ｒａが０．８に変換されている。また、規格化前の階調値Ｒｂが閾値Ｒｔｈ未満の０．４５の画素は、規格化後の階調値Ｒａも０．４５のままであり、規格化前の階調値Ｒｂと規格化後の階調値Ｒａは同じ値である。図１０からわかるように、規格化前の階調値Ｒｂが閾値Ｒｔｈ以上の場合には、規格化後の階調値Ｒｂは、閾値Ｒｔｈ以上最大値Ｄｍａｘ（＝１）以下の値に変換され、規格化前の階調値Ｒｂが閾値Ｒｔｈ未満の場合には、規格化後の階調値Ｒｂの値は、規格化前の階調値Ｒｂと同じ値である。緑成分、青成分についても同様である。

図１１は、規格化前の赤成分の階調値Ｒｂが閾値Ｒｔｈ以上のＲＧＢ値ＲＧＢｂの範囲を示す説明図である。ハッチング領域が赤成分の階調値Ｒｂが閾値Ｒｔｈ以上のＲＧＢ値ＲＧＢｂの範囲を示している。図１２は、規格化前の赤成分の階調値Ｒｂが閾値Ｒｔｈ以上の範囲のＲＧＢ値ＲＧＢｂを規格化した後の規格化後のＲＧＢ値ＲＧＢａの範囲を示す説明図である。ハッチング領域が、規格化後のＲＧＢ値ＲＧＢａの範囲を示している。図９のステップＳ２３０の処理により、赤成分の階調値が規格化され、図１１のハッチング領域が、図１２のハッチング領域に規格化される。図１１上の点Ｐ１は、赤成分の規格化により、図１２の点Ｐ２に移動する。図１１上の点Ｑ１は、規格化前の赤成分の階調値Ｒｂ（Ｑ１）が閾値Ｒｔｈ未満なので、図９のステップＳ２３５の処理により、規格化後の階調値Ｒａ（Ｑ１）は、規格化前の赤成分の階調値Ｒｂ（Ｑ１）と同じ位置である。

図１３は、赤成分の規格化後において、規格化前の緑成分の階調値Ｇｂが閾値Ｇｔｈ以上の範囲を示す説明図である。ハッチング領域が緑成分の階調値Ｇｂが閾値Ｇｔｈ以上の範囲を示している。なお、赤成分に関しては、図９のステップＳ２３０の処理により、階調値Ｒｂが１以下となっている。図１４は、規格化前の緑成分の階調値Ｇｂが閾値Ｇｔｈ以上の範囲のＲＧＢ値ＲＧＢｂを規格化した後の規格化後のＲＧＢ値ＲＧＢａの範囲を示す説明図である。ハッチング領域が、規格化後のＲＧＢ値ＲＧＢａの範囲を示している。図９のステップＳ２５０の処理により、緑成分の階調値が規格化され、図１３のハッチング領域が、図１４のハッチング領域に規格化される。図１３上の点Ｐ２は、緑成分の規格化により、図１４の点Ｐ３に移動する。同様に、図１３上の点Ｑ１は、緑成分の規格化により、図１４の点Ｑ２に移動する。なお、青成分についても同様である。

以上、第２実施形態によれば、ＣＰＵ１１０は、規格化部７０を用いて、規格化前の赤成分、緑成分、青成分の階調値Ｒｂ（ｉ，ｊ）、Ｇｂ（ｉ，ｊ）、Ｂｂ（ｉ，ｊ）が予め定められた閾値Ｒｔｈ、Ｇｔｈ、Ｂｔｈ以上の範囲にある場合に、ＣＰＵ１１０は、規格化後の赤成分、緑成分、青成分の階調値Ｒａ（ｉ，ｊ）、Ｇａ（ｉ，ｊ）、Ｂａ（ｉ，ｊ）が閾値Ｒｔｈ、Ｇｔｈ、Ｂｔｈ以上１以下となるように、規格化を実行する。その結果、画像ＩＭに、蛍光色のようなディスプレイ２００が表示できない高輝度の色が含まれていても、画像処理装置１００は、画像ＩＭの高輝度の色を含めたすべての色をディスプレイ２００の表示可能色に変換し、ディスプレイ２００に画像ＩＭを表示できる。このとき、画像ＩＭの画素のうち、閾値以上の高輝度の色について、低輝度方向に変換されるが、閾値未満の輝度の色との輝度の逆転は生じない。その結果、ディスプレイ２００に表示された画像の色が変わってしまうという違和感が生じ難い。

第２実施形態において、閾値Ｒｔｈ、Ｇｔｈ、Ｂｔｈをいずれも０とすると、ステップＳ２２０からステップＳ２７５までの処理は、図２のステップＳ１６０の処理と同じになる。

上記各実施形態において、画像入力部１０が受け取る、画像ＩＭの画素ごとの入力デバイスに応じた信号値にガンマ補正がかけられている場合には、色彩値取得部３０は、ガンマ補正を除去し、色彩値Ｌａｂ値として受け取り、さらには三刺激値ＸＹＺ値に変換するする。

本開示に記載の各処理部及びその手法は、コンピュータープログラムにより具体化された一つから複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサー及びメモリーを構成することによって提供された専用コンピューターにより、実現されてもよい。あるいは、本開示に記載の各処理部及びその手法は、一つ以上の専用ハードウエア論理回路によってプロセッサーを構成することによって提供された専用コンピューターにより、実現されてもよい。もしくは、本開示に記載の各処理部及びその手法は、一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサー及びメモリーと一つ以上のハードウエア論理回路によって構成されたプロセッサーとの組み合わせにより構成された一つ以上の専用コンピューターにより、実現されてもよい。また、コンピュータープログラムは、コンピューターにより実行されるインストラクションとして、コンピューター読み取り可能な非遷移有形記録媒体に記憶されていてもよい。

上記各実施形態において、色彩値取得部３０が、画像ＩＭのリニアＲＧＢ値を取得できる場合には、ＲＧＢ変換部４０は、省略可能である。

本開示は、上述した実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実現できる。例えば、本開示は、以下の形態によっても実現可能である。以下に記載した各形態中の技術的特徴に対応する上記実施形態中の技術的特徴は、本開示の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、本開示の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。

（１）本開示の一形態によれば、画像処理装置が提供される。この画像処理装置は、画像の入力を受け付ける画像入力部と、前記画像の各画素について色彩値を取得する色彩値取得部と、前記画像の各画素の前記色彩値を、前記画像を出力するディスプレイの特性に基づくリニアＲＧＢ値で表現された規格化前リニアＲＧＢ値に変換するＲＧＢ変換部と、各画素のうちの少なくとも１つの画素の前記規格化前リニアＲＧＢ値が、前記ディスプレイの表示可能色をリニアＲＧＢ値で表したときの最大値を超えている場合、前記規格化前リニアＲＧＢ値を、前記最大値を超える係数で除することで規格化後リニアＲＧＢ値を生成する規格化部と、前記規格化後リニアＲＧＢ値をディスプレイ出力用ＲＧＢ値に変換する出力用ＲＧＢ変換部と、前記ディスプレイ出力用ＲＧＢ値を前記ディスプレイに出力する出力部と、を備える。この形態によれば、入力画像の色にディスプレイの帯域外となる蛍光色を代表とする高輝度色域外色が含まれている場合であっても、ディスプレイ上においてその他の色との相対関係を崩さずにディスプレイの表示帯域内に規格化して画像を表示することができる。

（２）上記形態の記載の画像処理装置において、前記ＲＧＢ変換部は、前記色彩値を、前記ディスプレイにおける色彩値－ＲＧＢ値変換特性を用いて前記規格化前リニアＲＧＢ値に変換し、前記出力用ＲＧＢ変換部は、ＴＲＣ特性の逆特性を用いて前記規格化後リニアＲＧＢ値を前記ディスプレイ出力用ＲＧＢ値に変換してもよい。この形態によれば，ディスプレイのガンマ特性を考慮してディスプレイの表示帯域内に規格化して画像を表示することができる。

（３）上記形態の画像処理装置において、前記規格化前リニアＲＧＢ値の規格化前最大値を取得する最大値取得部と、前記規格化前最大値を前記最大値で除した判定値が１を超えているかどうかを判定する最大値判定部と、を備え、前記判定値が１を超えている場合には、前記規格化部は、前記判定値を前記係数としてもよい。この形態によれば、確実にディスプレイの表示帯域内に規格化して画像を表示することができる。

（４）上記形態の画像処理装置において、前記規格化部は、ＲＧＢの色ごとに、予め定められた閾値以上の範囲にある前記規格化前リニアＲＧＢ値に対し、前記規格化後リニアＲＧＢ値が前記閾値以上、かつ、前記最大値以下となるように、規格化を実行してもよい。この形態によれば、閾値以上の範囲にある前記規格化前リニアＲＧＢ値のみを規格化できる。

（５）上記形態の画像処理装置において、前記規格化部は、各画素の処理において、前記係数を（色ごとの規格化前最大値－色ごとの前記閾値）／（色ごとの最大値－色ごとの前記閾値）とし、（色ごとの前記規格化前リニアＲＧＢ値－色ごとの前記閾値）を前記係数で除した値に、色ごとの前記閾値を加えることで、色ごとの前記規格化後リニアＲＧＢ値を算出してもよい。この形態によれば、確実に、閾値以上の範囲にある前記規格化前リニアＲＧＢ値を規格化できる。

（６）上記形態の画像処理装置において、前記色彩値取得部は、三刺激値ＸＹＺ値を取得し、前記ＲＧＢ変換部は、前記三刺激値ＸＹＺ値を前記規格化前リニアＲＧＢ値に変換してもよい。この形態によれば、ｘｙ色度を維持できる。

（７）本開示の一形態によれば、画像処理方法が提供される。この画像処理方法は、画像の入力を受け付け、前記画像の各画素について色彩値を取得し、前記画像の各画素の前記色彩値を、前記画像を出力するディスプレイの特性に基づくリニアＲＧＢ値で表現された規格化前リニアＲＧＢ値に変換し、各画素のうちの少なくとも１つの画素の前記規格化前リニアＲＧＢ値が、前記ディスプレイの表示可能色をリニアＲＧＢ値で表したときの最大値を超えている場合、前記規格化前リニアＲＧＢ値を、前記最大値を超える係数で除することで規格化後リニアＲＧＢ値を生成し、前記規格化後リニアＲＧＢ値をディスプレイ出力用ＲＧＢ値に変換し、前記ディスプレイ出力用ＲＧＢ値を前記ディスプレイに出力する。この形態によれば、入力画像の色にディスプレイの帯域外となる蛍光色を代表とする高輝度色域外色が含まれている場合であっても、ディスプレイ上においてその他の色との相対関係を崩さずにディスプレイの表示帯域内に規格化して画像を表示することができる。

（８）上記形態の記載の画像処理方法において、前記色彩値を、前記ディスプレイにおける色彩値－ＲＧＢ値変換特性を用いて前記規格化前リニアＲＧＢ値に変換し、ＴＲＣ特性の逆特性を用いて前記規格化後リニアＲＧＢ値を前記ディスプレイ出力用ＲＧＢ値に変換してもよい。この形態によれば，ディスプレイのガンマ特性を考慮してディスプレイの表示帯域内に規格化して画像を表示することができる。

（９）上記形態の画像処理方法において、前記規格化前リニアＲＧＢ値の規格化前最大値を取得し、前記規格化前最大値を前記最大値で除した判定値が１を超えているかどうかを判定し、前記判定値が１を超えている場合には、前記判定値を前記係数としてもよい。この形態によれば、確実にディスプレイの表示帯域内に規格化して画像を表示することができる。

（１０）上記形態の画像処理方法において、ＲＧＢの色ごとに、予め定められた閾値以上の範囲にある前記規格化前リニアＲＧＢ値に対し、前記規格化後リニアＲＧＢ値が前記閾値以上、かつ、前記最大値以下となるように、規格化を実行してもよい。この形態によれば、閾値以上の範囲にある前記規格化前リニアＲＧＢ値のみを規格化できる。

（１１）上記形態の画像処理方法において、各画素の処理において、前記係数を（色ごとの規格化前最大値－色ごとの前記閾値）／（色ごとの最大値－色ごとの前記閾値）とし、（色ごとの前記規格化前リニアＲＧＢ値－色ごとの前記閾値）を前記係数で除した値に、色ごとの前記閾値を加えることで、色ごとの前記規格化後リニアＲＧＢ値を算出してもよい。この形態によれば、確実に、閾値以上の範囲にある前記規格化前リニアＲＧＢ値を規格化できる。

（１２）上記形態の画像処理方法において、三刺激値ＸＹＺ値を取得し、
前記三刺激値ＸＹＺ値を前記規格化前リニアＲＧＢ値に変換してもよい。この形態によれば、ｘｙ色度を維持できる。

本開示は、画像処理装置、画像処理方法以外の種々の形態で実現することも可能である。例えば、画像表示装置、画像表示方法、画像処理プログラム、画像処理プログラムを格納した記憶媒体、等の形態で実現できる。

１０…画像入力部、２０…ＲＩＰ、３０…色彩値取得部、４０…ＲＧＢ変換部、５０…最大値取得部、６０…最大値判定部、７０…規格化部、８０…出力用ＲＧＢ変換部、９０…出力部、１００…画像処理装置、１１０…ＣＰＵ、２００…ディスプレイ、ＩＭ…画像

Claims (12)

1. 画像処理装置であって、
   画像の入力を受け付ける画像入力部と、
   前記画像の各画素について色彩値を取得する色彩値取得部と、
   前記画像の各画素の前記色彩値を、前記画像を出力するディスプレイの特性に基づくリニアＲＧＢ値で表現された規格化前リニアＲＧＢ値に変換するＲＧＢ変換部と、
   各画素のうちの少なくとも１つの画素の前記規格化前リニアＲＧＢ値が、前記ディスプレイの表示可能色をリニアＲＧＢ値で表したときの最大値を超えている場合、前記規格化前リニアＲＧＢ値を、前記最大値を超える係数で除することで規格化後リニアＲＧＢ値を生成する規格化部と、
   前記規格化後リニアＲＧＢ値をディスプレイ出力用ＲＧＢ値に変換する出力用ＲＧＢ変換部と、
   前記ディスプレイ出力用ＲＧＢ値を前記ディスプレイに出力する出力部と、
   を備える、画像処理装置。
2. 請求項１に記載の画像処理装置において、
   前記ＲＧＢ変換部は、前記色彩値を、前記ディスプレイにおける色彩値－ＲＧＢ値変換特性を用いて前記規格化前リニアＲＧＢ値に変換し、
   前記出力用ＲＧＢ変換部は、ＴＲＣ特性の逆特性を用いて前記規格化後リニアＲＧＢ値を前記ディスプレイ出力用ＲＧＢ値に変換する、
   画像処理装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の画像処理装置であって、
   前記規格化前リニアＲＧＢ値の規格化前最大値を取得する最大値取得部と、
   前記規格化前最大値を前記最大値で除した判定値が１を超えているかどうかを判定する最大値判定部と、
   を備え、
   前記判定値が１を超えている場合には、前記規格化部は、前記判定値を前記係数とする、画像処理装置。
4. 請求項１に記載の画像処理装置であって、
   前記規格化部は、ＲＧＢの色ごとに、予め定められた閾値以上の範囲にある前記規格化前リニアＲＧＢ値に対し、前記規格化後リニアＲＧＢ値が前記閾値以上、かつ、前記最大値以下となるように、規格化を実行する、画像処理装置。
5. 請求項４に記載の画像処理装置であって、
   前記規格化部は、各画素の処理において、
   前記係数を（色ごとの規格化前最大値－色ごとの前記閾値）／（色ごとの最大値－色ごとの前記閾値）とし、
   （色ごとの前記規格化前リニアＲＧＢ値－色ごとの前記閾値）を前記係数で除した値に、色ごとの前記閾値を加えることで、色ごとの前記規格化後リニアＲＧＢ値を算出する、画像処理装置。
6. 請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の画像処理装置であって、
   前記色彩値取得部は、三刺激値ＸＹＺ値を取得し、
   前記ＲＧＢ変換部は、前記三刺激値ＸＹＺ値を前記規格化前リニアＲＧＢ値に変換する、
   画像処理装置。
7. 画像処理方法であって、
   画像の入力を受け付け、
   前記画像の各画素について色彩値を取得し、
   前記画像の各画素の前記色彩値を、前記画像を出力するディスプレイの特性に基づくリニアＲＧＢ値で表現された規格化前リニアＲＧＢ値に変換し、
   各画素のうちの少なくとも１つの画素の前記規格化前リニアＲＧＢ値が、前記ディスプレイの表示可能色をリニアＲＧＢ値で表したときの最大値を超えている場合、前記規格化前リニアＲＧＢ値を、前記最大値を超える係数で除することで規格化後リニアＲＧＢ値を生成し、
   前記規格化後リニアＲＧＢ値をディスプレイ出力用ＲＧＢ値に変換し、
   前記ディスプレイ出力用ＲＧＢ値を前記ディスプレイに出力する 画像処理方法。
8. 請求項７に記載の画像処理方法であって、
   前記色彩値を、前記ディスプレイにおける色彩値－ＲＧＢ値変換特性を用いて前記規格化前リニアＲＧＢ値に変換し、
   ＴＲＣ特性の逆特性を用いて前記規格化後リニアＲＧＢ値を前記ディスプレイ出力用ＲＧＢ値に変換する、画像処理方法。
9. 請求項７または請求項８に記載の画像処理方法であって、
   前記規格化前リニアＲＧＢ値の規格化前最大値を取得し、
   前記規格化前最大値を前記最大値で除した判定値が１を超えているかどうかを判定し、
   前記判定値が１を超えている場合には、前記判定値を前記係数とする、画像処理方法。
10. 請求項７に記載の画像処理方法であって、
    ＲＧＢの色ごとに、予め定められた閾値以上の範囲にある前記規格化前リニアＲＧＢ値に対し、前記規格化後リニアＲＧＢ値が前記閾値以上、かつ、前記最大値以下となるように、規格化を実行する、画像処理方法。
11. 請求項１０に記載の画像処理方法であって、
    各画素の処理において、
    前記係数を（色ごとの規格化前最大値－色ごとの前記閾値）／（色ごとの最大値－色ごとの前記閾値）とし、
    （色ごとの前記規格化前リニアＲＧＢ値－色ごとの前記閾値）を前記係数で除した値に、色ごとの前記閾値を加えることで、色ごとの前記規格化後リニアＲＧＢ値を算出する、画像処理方法。
12. 請求項７から請求項１１のいずれか一項に記載の画像処理方法であって、
    三刺激値ＸＹＺ値を取得し、
    前記三刺激値ＸＹＺ値を前記規格化前リニアＲＧＢ値に変換する、
    画像処理方法。

Images