JP4989401B2

JP4989401B2 - 映像信号処理装置、その方法及びそのプログラム

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Publication number: JP4989401B2
Application number: JP2007259855A
Authority: JP
Inventors: 勝金澤; 直人大坪; 裕一日下部
Original assignee: Japan Broadcasting Corp
Current assignee: Japan Broadcasting Corp
Priority date: 2007-10-03
Filing date: 2007-10-03
Publication date: 2012-08-01
Anticipated expiration: 2027-10-03
Also published as: JP2009089319A

Description

本発明は、ＣＩＥＣＡＭ０２等のカラーアピアランスモデルを用いて色信号を変換する映像信号処理装置、その方法及びそのプログラムに関する。

近年、インターネット環境の急速な普及により，異なる機器や映像メディア間での色再現性が重要となりつつある。異なる機器やメディア間での色再現性を考える場合、分光組織や測色値を一致させたとしても、色の見えが一致するとは限らない。ここで、色の見えとは、明るさ、鮮やかさ及び色合いといった視覚によるものであり、背景の色や照明等の視環境に影響される。これまで、様々なカラーアピアランスモデルが提案されてきたが，ＣＩＥ（国際照明委員会）によって、これらを包括したモデルとして、ＣＩＥＣＡＭ０２モデルが提案されている（非特許文献１参照）。ＣＩＥＣＡＭ０２モデルは、4つの環境パラメータを用いて、様々な視環境下での色の見えを予測するものである。
ＣＩＥ，ＣＩＥ１５９−２００４，Ａｃｏｌｏｒａｐｐｅａｒａｎｃｅｍｏｄｅｌｆｏｒｃｏｌｏｒｍａｎａｇｅｍｅｎｔｓｙｓｔｅｍｓ：ＣＩＥＣＡＭ０２

様々な視環境下での色の見えを予測するため、ＣＩＥＣＡＭ０２モデルでの色変換処理は非常に複雑であり、このＣＩＥＣＡＭ０２モデルを映像信号に適用する場合、演算時間が長く、その処理を行う装置に高い性能が要求される。

本発明は、前記した問題を解決し、演算時間が短く、簡易な構成で、ＣＩＥＣＡＭ０２モデルと略等しい色変換処理を可能とする映像信号処理装置、その方法及びそのプログラムを提供することを目的とする。

前記した課題を解決するため、請求項１に係る映像信号処理装置は、ＲＧＢ色空間で表現された色変換前視覚ＲＧＢ信号を人間の視覚感度に沿った色信号に変換する映像信号処理装置において、前記色変換前視覚ＲＧＢ信号を、ＣＩＥＣＡＭ０２近似式としての式（１）によって、ＲＧＢ色空間で表現された色変換後視覚ＲＧＢ信号に変換するＣＩＥＣＡＭ０２近似変換手段、を備える構成とした。

但し、式（１）において、Ｒ_ｉ，Ｇ_ｉ，Ｂ_ｉは前記色変換前視覚ＲＧＢ信号、Ｒ_ｄ，Ｇ_ｄ，Ｂ_ｄは前記色変換後視覚ＲＧＢ信号、Ｐは色変換前の明るさに関する係数、Ｑは色変換前の彩度に関する係数を表す。

かかる構成によれば、ＣＩＥＣＡＭ０２近似変換手段によって、色変換前視覚ＲＧＢ信号を、ＣＩＥＣＡＭ０２近似式を用いて、色変換後視覚ＲＧＢ信号に色変換処理する。ここで、色を明るさ、色相及び彩度の３要素で定義するため、輝度の変換、色相の変換、彩度の変換に分けると、色変換処理が直感的に把握しやすくなる。このため、映像信号処理装置は、ＣＩＥＣＡＭ０２近似式によって、色変換前視覚ＲＧＢ信号を輝度信号と色差信号に変換して、輝度の変換と彩度の変換を分けている。次に、映像信号処理装置は、ＣＩＥＣＡＭ０２近似式によって、輝度信号を色変換前の明るさに関する係数Ｐで変換し（輝度の変換）、色差信号を色変換前の彩度に関する係数Ｑで変換する（彩度の変換）。なお、映像信号処理装置では、色相の変換を行っていない。また、ＣＩＥＣＡＭ０２近似式は、行列を用いた演算のみであることからＣＩＥＣＡＭモデルの計算式と比べて計算量が大幅に少なく、ＣＩＥＣＡＭ０２モデルを用いた色変換処理と略等しい結果を得ることができる。

請求項２に係る映像信号処理装置は、請求項１に係る映像信号処理装置において、前記ＣＩＥＣＡＭ０２近似変換手段が、前記色変換前の明るさに関する係数Ｐ及び前記色変換前の彩度に関する係数Ｑを、式（２）を用いて算出することを特徴とする。

但し、式（２）において、Ｐ_iは色変換前の明るさ、Ｐ_i-maxは色変換前の明るさの最大値、Ｃ_１〜Ｃ_５は視環境によって定まる係数、ｈは色変換前の色相、Ｃは色変換前の彩度を表す。

かかる構成によれば、映像信号処理装置は、ＣＩＥＣＡＭ０２近似変換手段によって、ＣＩＥＣＡＭ０２近似式の行列の要素となる色変換前の明るさに関する係数Ｐ及び色変換前の彩度に関する係数Ｑを算出することができる。視環境によって定まる係数Ｃ_１〜Ｃ_５を式（２）のように用いることで、映像信号処理装置は、適切な色変換処理が可能となる。

請求項３に係る映像信号処理装置は、請求項１又は２に記載の映像信号処理装置において、逆ガンマ補正手段と、色変換前ＸＹＺ信号変換手段と、色変換前ＲＧＢ信号変換手段と、色変換後ＸＹＺ信号変換手段と、色変換後ＲＧＢ信号変換手段と、ガンマ補正手段と、をさらに備えることを特徴とする。

かかる構成によれば、映像信号処理装置は、逆ガンマ補正手段によって、入力された色変換前ＲＧＢ信号を、逆ガンマ補正して逆ガンマ補正後色変換前ＲＧＢ信号を出力する。入力された映像信号に対して行われているガンマ補正が、ＣＩＥＣＡＭ０２近似変換手段の色変換処理に影響を及ぼすためである。また、映像信号処理装置は、色変換前ＸＹＺ信号変換手段によって、逆ガンマ補正後色変換前ＲＧＢ信号を、ＸＹＺ色空間で表現された色変換前ＸＹＺ信号に変換する。さらに、映像信号処理装置は、色変換前ＲＧＢ信号変換手段によって、色変換前ＸＹＺ信号を、色変換前視覚ＲＧＢ信号に変換してＣＩＥＣＡＭ０２近似変換手段に出力する。

また、映像信号処理装置は、色変換後ＸＹＺ信号変換手段によって、色変換後視覚ＲＧＢ信号を、色変換後ＸＹＺ信号に変換する。また、映像信号処理装置は、色変換後ＲＧＢ信号変換手段によって、色変換後ＸＹＺ信号を、ＲＧＢ色空間で表現された色変換後ＲＧＢ信号に変換する。このＲＧＢ信号は、ディスプレイ、ビデオやカメラ等の幅広い機器に対応する。さらに、映像信号処理装置は、ガンマ補正手段によって、色変換後ＲＧＢ信号を、ガンマ補正してガンマ補正後色変換後ＲＧＢ信号を出力する。これによって、色変換処理した映像信号を受信した機器で個別にガンマ補正を行うことを防止できる。

また、前記した課題を解決するため、請求項４に係る映像信号処理方法は、ＲＧＢ色空間で表現された色変換前視覚ＲＧＢ信号を人間の視覚感度に沿った色信号に変換する映像信号処理装置において、前記色変換前視覚ＲＧＢ信号を、ＣＩＥＣＡＭ０２近似式としての式（１）によって、ＲＧＢ色空間で表現された色変換後視覚ＲＧＢ信号に変換するＣＩＥＣＡＭ０２近似変換ステップ、を備える構成とした。

また、前記した課題を解決するため、請求項５に係る映像信号処理プログラムは、ＲＧＢ色空間で表現された色変換前視覚ＲＧＢ信号を人間の視覚感度に沿った色信号に変換するために、コンピュータを、前記色変換前視覚ＲＧＢ信号をＣＩＥＣＡＭ０２近似式としての式（１）によって、ＲＧＢ色空間で表現された色変換後視覚ＲＧＢ信号に変換するＣＩＥＣＡＭ０２近似変換手段、として機能させる構成とした。

本発明に係る映像信号処理装置、その方法及びそのプログラムによれば、以下のような優れた効果を奏する。請求項１，２，４，５に係る発明によれば、計算量の少ないＣＩＥＣＡＭ０２近似式を用いるために、演算時間が短く、簡易な構成で、ＣＩＥＣＡＭ０２モデルと略等しい色変換処理を行うことが可能となる。また、請求項３に係る発明によれば、ＲＧＢ信号が入力可能であると共にＲＧＢ信号を出力するために、ディスプレイ、ビデオやカメラ等の幅広い機器に対応でき、汎用性を高くすることができる。

以下、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各実施形態において、同一の機能を有する手段及び同一の部材には同一の符号を付し、説明を省略した。

［映像信号処理装置の構成］
図１を参照して、映像信号処理装置の構成について説明する。図１は、本発明の本実施形態に係る映像信号処理装置のブロック図である。映像信号処理装置１は、例えば、ＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）、ＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）、ＨＤＤ（ＨａｒｄＤｉｓｋＤｒｉｖｅ）及び入出力インターフェースから構成される。また、映像信号処理装置１は、後記する各種機能を実現するために、映像信号変換手段１０と、ＣＩＥＣＡＭ０２近似変換手段２０と、色変換後ＸＹＺ信号変換手段３０と、色変換後ＲＧＢ信号変換手段４０と、ガンマ補正手段５０と、入出力手段６０と、記憶手段７０と、を備える。

映像信号変換手段１０は、外部から入力された映像信号を、ＲＧＢ色空間で表現された色変換前視覚ＲＧＢ信号に変換するものである。例えば、映像信号変換手段１０は、逆ガンマ補正手段１１と、色変換前ＸＹＺ信号変換手段１２と、色変換前ＲＧＢ信号変換手段１３と、を備える。

逆ガンマ補正手段１１は、入力された色変換前ＲＧＢ信号を、逆ガンマ補正して逆ガンマ補正後色変換前ＲＧＢ信号を出力するものである。この場合、逆ガンマ補正手段１１は、式（３）を用いて、色変換前ＲＧＢ信号を逆ガンマ補正後色変換前ＲＧＢ信号に逆ガンマ補正し、色変換前ＸＹＺ信号変換手段１２に出力する。

但し、式（３）において、Ｅ_Ｒ，Ｅ_Ｇ，Ｅ_Ｂは逆ガンマ補正後色変換前ＲＧＢ信号、Ｅ_Ｒ’，Ｅ_Ｇ’，Ｅ_Ｂ’は色変換前ＲＧＢ信号を表す。

色変換前ＸＹＺ信号変換手段１２は、逆ガンマ補正手段１１によって逆ガンマ補正された逆ガンマ補正後色変換前ＲＧＢ信号を、ＸＹＺ色空間で表現された色変換前ＸＹＺ信号に変換するものである（マトリクス変換）。この場合、色変換前ＸＹＺ信号変換手段１２は、式（４）を用いて、逆ガンマ補正後色変換前ＲＧＢ信号を色変換前ＸＹＺ信号に変換し、色変換前ＲＧＢ信号変換手段１３に出力する。

但し、式（４）において、Ｘ，Ｙ，Ｚは色変換前ＸＹＺ信号、Ｅ_Ｒ，Ｅ_Ｇ，Ｅ_Ｂは逆ガンマ補正後色変換前ＲＧＢ信号を表す。

色変換前ＲＧＢ信号変換手段１３は、色変換前ＸＹＺ信号変換手段１２によって変換された色変換前ＸＹＺ信号を、色変換前視覚ＲＧＢ信号に変換してＣＩＥＣＡＭ０２近似変換手段２０に出力するものである（マトリクス変換）。この場合、色変換前ＲＧＢ信号変換手段１３は、式（５）を用いて、色変換前ＸＹＺ信号を色変換前視覚ＲＧＢ信号に変換する。

但し、式（５）において、Ｒ_ｉ，Ｇ_ｉ，Ｂ_ｉは色変換前視覚ＲＧＢ信号、Ｘ，Ｙ，Ｚは色変換前ＸＹＺ信号を表す。

ＣＩＥＣＡＭ０２近似変換手段２０は、映像信号変換手段１０によって変換された色変換前視覚ＲＧＢ信号を、ＣＩＥＣＡＭ０２近似式としての式（１）によって、ＲＧＢ色空間で表現された色変換後視覚ＲＧＢ信号に変換し、色変換後ＸＹＺ信号変換手段３０に出力するものである。

また、この演算の前に、ＣＩＥＣＡＭ０２近似変換手段２０は、色変換前の明るさに関する係数Ｐ及び色変換前の彩度に関する係数Ｑを、式（２）を用いて算出しておいても良い。

ここで、視環境によって定まる係数Ｃ_１〜Ｃ_５は、以下のように決定しても良い。ある映像信号をＣＩＥＣＡＭ０２モデルで色変換処理した結果と、その映像信号を映像信号処理装置１で色変換処理した結果とを対比し、両結果の色の見えが略等しくなるように視環境によって定まる係数Ｃ_１〜Ｃ_５の値をそれぞれ変更する。例えば、ピーク輝度が３０００ｃｄ／ｍ^２、かつ、室内光の条件下で撮影した映像信号を、ピーク輝度が１００ｃｄ／ｍ^２、かつ、暗室の条件下で見る場合、視環境によって定まる係数Ｃ_１＝０．２、視環境によって定まる係数Ｃ_２＝０．６、視環境によって定まる係数Ｃ_３＝−０．１、視環境によって定まる係数Ｃ_４＝０．０２、視環境によって定まる係数Ｃ_５＝０．２となる。なお、視環境によって定まる係数Ｃ_１〜Ｃ_５は、上記値に限定されない。

色変換後ＸＹＺ信号変換手段３０は、ＣＩＥＣＡＭ０２近似変換手段２０によって変換された色変換後視覚ＲＧＢ信号を、ＸＹＺ色空間で表現された色変換後ＸＹＺ信号に変換するものである（マトリクス変換）。この場合、色変換後ＸＹＺ信号変換手段３０は、式（６）を用いて、色変換後視覚ＲＧＢ信号を色変換後ＸＹＺ信号に変換し、色変換後ＲＧＢ信号変換手段４０に出力する。

但し、式（６）において、Ｘ，Ｙ，Ｚは色変換後ＸＹＺ信号、Ｒ_ｄ，Ｇ_ｄ，Ｂ_ｄは色変換後視覚ＲＧＢ信号を表す。

色変換後ＲＧＢ信号変換手段４０は、色変換後ＸＹＺ信号変換手段３０によって変換された色変換後ＸＹＺ信号を、ＲＧＢ色空間で表現された色変換後ＲＧＢ信号に変換するものである（マトリクス変換）。この場合、色変換後ＲＧＢ信号変換手段４０は、式（７）を用いて、色変換後ＸＹＺ信号を色変換後ＲＧＢ信号に変換し、ガンマ補正手段５０に出力する。

但し、式（７）において、Ｅ_Ｒ，Ｅ_Ｇ，Ｅ_Ｂは色変換後ＲＧＢ信号、Ｘ，Ｙ，Ｚは色変換後ＸＹＺ信号を表す。

ガンマ補正手段５０は、色変換後ＲＧＢ信号変換手段４０によって変換された色変換後ＲＧＢ信号を、ガンマ補正してガンマ補正後色変換後ＲＧＢ信号を出力するものである。この場合、ガンマ補正手段５０は、式（８）を用いて、色変換後ＲＧＢ信号をガンマ補正後色変換後ＲＧＢ信号にガンマ補正する。なお、映像信号処理装置１は、ガンマ補正後色変換後ＲＧＢ信号を出力することに限定せず、他の色空間で表現された信号を出力しても良い。

但し、式（８）において、Ｅ_Ｒ’，Ｅ_Ｇ’，Ｅ_Ｂ’はガンマ補正後色変換後ＲＧＢ信号、Ｅ_Ｒ，Ｅ_Ｇ，Ｅ_Ｂは色変換後ＲＧＢ信号を表す。

入出力手段６０は、ＬＡＮポート、ディスプレイ端子等を備え、他のコンピュータ等からの映像信号を逆ガンマ補正手段１１に出力すると共に、ガンマ補正手段５０からのガンマ補正後色変換後ＲＧＢ信号を他のコンピュータやディスプレイに出力するものである。なお、図１では、説明の都合上、入出力手段６０を一体に表示しているが、個別に構成しても良い。

記憶手段７０は、視環境によって定まる係数Ｃ_１〜Ｃ_５やその他の映像信号処理装置１の動作に必要となるデータを記憶するものである。また、映像信号処理装置１は、映像信号処理装置１を操作するためのキーボードやマウスを備えても良い。

なお、映像信号処理装置１は、ガンマ補正されていないＲＧＢ信号が入力される場合、逆ガンマ補正手段１１を備えなくとも良い。また、ＸＹＺ信号が入力されるのであれば、映像信号処理装置１は、逆ガンマ補正手段１１及び色変換前ＸＹＺ信号変換手段１２を備えなくとも良い。また、色変換前視覚ＲＧＢ信号（式（４）参照）が入力される場合、映像信号処理装置１は、逆ガンマ補正手段１１、色変換前ＸＹＺ信号変換手段１２及び色変換前ＲＧＢ信号変換手段１３を備えなくとも良い。さらに、ＨＳＶ信号、ＹＵＶ信号、Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊等の他の色空間で表現された信号が映像信号として入力される場合、映像信号処理装置１は、これら他の色空間で表現された信号を色変換前視覚ＲＧＢ信号に変換する手段を備えても良い。

また、ガンマ補正せずにＲＧＢ信号を出力する場合、映像信号処理装置１は、ガンマ補正手段５０を備えなくとも良い。また、ＸＹＺ信号を出力する場合、映像信号処理装置１は、色変換後ＲＧＢ信号変換手段４０及びガンマ補正手段５０を備えなくとも良い。また、色変換処理を行った信号をそのまま出力する場合、映像信号処理装置１は、色変換後ＸＹＺ信号変換手段３０、色変換後ＲＧＢ信号変換手段４０及びガンマ補正手段５０を備えなくとも良い。さらに、色変換処理を行った信号を他の色空間で表現された信号に変換して出力する場合、映像信号処理装置１は、色変換後視覚ＲＧＢ信号をこれら他の色空間で表現された信号に変換する手段を備えても良い。

[映像信号処理装置の動作]
図２を参照して、映像信号処理装置の動作について説明する（適宜図１参照）。図２は、図１の映像信号処理装置の動作を示すフローチャートである。まず、映像信号処理装置１は、逆ガンマ補正手段１１によって、色変換前ＲＧＢ信号を逆ガンマ補正して逆ガンマ補正後色変換前ＲＧＢ信号を出力する（ステップＳ１）。また、映像信号処理装置１は、色変換前ＸＹＺ信号変換手段１２によって、逆ガンマ補正後色変換前ＲＧＢ信号を色変換前ＸＹＺ信号に変換（マトリクス変換）する（ステップＳ２、）。また、映像信号処理装置１は、色変換前ＲＧＢ信号変換手段１３によって、色変換前ＸＹＺ信号を色変換前視覚ＲＧＢ信号に変換（マトリクス変換）する（ステップＳ３）。さらに、映像信号処理装置１は、ＣＩＥＣＡＭ０２近似変換手段２０によって、色変換前視覚ＲＧＢ信号を色変換後視覚ＲＧＢ信号に変換する（ステップＳ４）。

以下、図３を参照して、図２のＣＩＥＣＡＭ０２近似変換処理（ステップＳ４）の詳細について説明する。図３は、図２のＣＩＥＣＡＭ０２近似変換処理の詳細を示すフローチャートである。まず、映像信号処理装置１は、記憶手段７０から視環境によって定まる係数Ｃ_１〜Ｃ_５を読み出す。そして、映像信号処理装置１は、ＣＩＥＣＡＭ０２近似変換手段２０が、式（２）を用いて、色変換前の明るさＰ_i、色変換前の色相ｈ及び色変換前の彩度Ｃを算出する（ステップＳ４１）。

ステップＳ４１に続いて、映像信号処理装置１は、ＣＩＥＣＡＭ０２近似変換手段２０が、式（２）を用いて、色変換前の明るさに関する係数Ｐ及び色変換前の彩度に関する係数Ｑを算出する（ステップＳ４２）。さらに、映像信号処理装置１は、ＣＩＥＣＡＭ０２近似変換手段２０が、式（１）を用いて、ステップＳ３で変換した色変換前視覚ＲＧＢ信号を、色変換後視覚ＲＧＢ信号に変換する（ステップＳ４３）。以上のように、映像信号処理装置１は、ＣＩＥＣＡＭ０２近似変換処理を３ステップで行う。

図２に戻り、映像信号処理装置１の動作について説明を続ける。図２のステップＳ４に続いて、映像信号処理装置１は、色変換後ＸＹＺ信号変換手段３０によって、色変換後視覚ＲＧＢ信号を色変換後ＸＹＺ信号に変換（マトリクス変換）する（ステップＳ５）。また、映像信号処理装置１は、色変換後ＲＧＢ信号変換手段４０によって、色変換後ＸＹＺ信号を色変換後ＲＧＢ信号に変換（マトリクス変換）する（ステップＳ６）。さらに、映像信号処理装置１は、ガンマ補正手段５０によって、色変換後ＲＧＢ信号をガンマ補正してガンマ補正後色変換後ＲＧＢ信号を出力する（ステップＳ７）。

なお、本実施形態において、映像信号処理装置１を独立した装置として説明したが、本発明に係る映像信号処理装置は、ディスプレイ、ビデオ、カメラ等の機器に組み込んでも良い。また、映像信号処理装置１は、一般的なコンピュータを、前記した各手段として機能させるプログラムによって動作させることもできる。このプログラムは、通信回線を介して配布しても良く、ＣＤ−ＲＯＭやフラッシュメモリ等の記録媒体に書き込んで配布しても良い。

［比較例］
図４を参照して、ＣＩＥＣＡＭ０２モデルによる色変換処理と比べ、映像信号処理装置１でのＣＩＥＣＡＭ０２近似変換処理が如何に簡易であるかについて説明する。図４は、ＣＩＥＣＡＭ０２モデルによる色変換処理を示すフローチャートである。以下、ＣＩＥＣＡＭ０２モデルによる色変換処理を行う装置を色変換装置と記す。まず、色変換装置は、映像信号処理装置１と同様に、式（３）を用いて、入力されたＲＧＢ信号を逆ガンマ補正する（ステップＳ１０１）。また、色変換装置は、映像信号処理装置１と同様に、式（４）を用いて、逆ガンマされたＲＧＢ信号をＸＹＺ信号に変換（マトリクス変換）する（ステップＳ１０２）。さらに、色変換装置は、映像信号処理装置１と同様に、式（５）を用いて、ＸＹＺ信号をＲＧＢ信号に変換（マトリクス変換）する（ステップＳ１０３）。

ここで、色変換装置は、後記するステップＳ１０４〜ステップＳ１１７で、ＣＩＥＣＡＭ０２モデルを用いた色変換処理を行う。色変換装置は、式（１０１）によって、順応係数Ｄ算出する（ステップＳ１０４）。

但し、式（１０１）において、Ｄは順応係数、Ｆは観視条件による係数、Ｌ_Ａはピーク輝度を表す。

ステップＳ１０４に続いて、色変換装置は、式（１０２）によって、重み付けした色順応後のＲＧＢ信号を算出する（ステップＳ１０５）。

但し、式（１０２）において、Ｒ_Ｃ，Ｇ_Ｃ，Ｂ_Ｃは重み付けした色順応後のＲＧＢ信号、Ｒ，Ｇ，Ｂは視覚ＲＧＢ信号、Ｄは順応係数、Ｒ_Ｗ，Ｇ_Ｗ，Ｂ_Ｗは基準白色でのＲＧＢ信号、Ｙ_Ｗは基準白色での輝度を表す。

ステップＳ１０５に続いて、色変換装置は、式（１０３）によって、所定の係数ｋ等を算出する（ステップＳ１０６）。

但し、式（１０３）において、ｋ，Ｆ_Ｌ，ｎ，Ｎ_ｂｂ，Ｎ_ｃｂ，ｚは所定の係数、Ｙ_ｂは背景輝度、Ｙ_Ｗは基準白色での輝度、Ｌ_Ａはピーク輝度を表す。

ステップＳ１０６に続いて、色変換装置は、式（１０４）によって、重み付けした色順応後のＲＧＢ信号をＨＰＥ色空間で表現されたＲＧＢ信号に変換する（ステップＳ１０７）。

但し、式（１０４）において、Ｒ’，Ｇ’，Ｂ’はＨＰＥ色空間で表現されたＲＧＢ信号、Ｒ_Ｃ，Ｇ_Ｃ，Ｂ_Ｃは重み付けした色順応後のＲＧＢ信号を表す。

ステップＳ１０７に続いて、色変換装置は、式（１０５）によって、ＨＰＥ色空間で表現されたＲＧＢ信号をＰｏｓｔ−ａｄａｐｔａｔｉｏｎ−ｎｏｎ−ｌｉｎｅａｒ圧縮する（ステップＳ１０８）。

但し、式（１０５）において、Ｒ_ａ’，Ｇ_ａ’，Ｂ_ａ’は圧縮されたＲＧＢ信号、Ｒ’，Ｇ’，Ｂ’はＨＰＥ色空間で表現されたＲＧＢ信号、Ｆ_Ｌは所定の係数を表す。

ステップＳ１０８に続いて、色変換装置は、式（１０６）によって、所定の係数ａ，ｂ等を算出する（ステップＳ１０９）。

但し、式（１０６）において、ａ，ｂ，ｅ_ｔ，ｈ，ｈ_ｒは所定の係数、Ｒ_ａ’，Ｇ_ａ’，Ｂ_ａ’は圧縮されたＲＧＢ信号を表す。

ステップＳ１１０では、色変換装置は、式（１０７）によって、無彩色応答Ａを算出する。また、色変換装置は、式（１０８）によって、明度Ｊ（白に対する明るさ）を算出する。

但し、式（１０７）において、Ａは無彩色応答、Ｒ_ａ’，Ｇ_ａ’，Ｂ_ａ’は圧縮されたＲＧＢ信号、Ｎ_ｂｂは所定の係数を表す。

但し、式（１０８）において、Ｊは明度、Ａは無彩色応答、Ａ_Ｗは基準白色での無彩色応答、ａ，ｂ，ｅ_ｔ，Ｎ_ｃ，Ｎ_ｃｂは所定の係数、Ｒ_ａ’，Ｇ_ａ’，Ｂ_ａ’は圧縮されたＲＧＢ信号を表す。

また、ステップＳ１１０では、色変換装置は、式（１０９）によって、明るさＱ（光量の多さに関する視覚度）を算出する。さらに、色変換装置は、式（１１０）によって、彩度Ｍを算出する。

但し、式（１０９）において、Ｑは明るさ、Ｃは彩度、Ａは無彩色応答、Ａ_Ｗは基準白色での無彩色応答、Ｊは明度を表す。

但し、Ｍは視覚による彩度、Ｃは彩度、Ｆ_Ｌは所定の係数を表す。

また、ステップＳ１１０では、色変換装置は、表１及び式（１１１）によって、ｈ_ｉ＜ｈ＜ｈ_ｉ+１の関係を満たすように所定の係数ｉ等を算出する。さらに、色変換装置は、式（１１２）によって、色相Ｈを算出する（ステップＳ１１０）。

但し、式（１１１）において、ｈ，ｈ_１は所定の係数を表す。

但し、式（１１２）において、Ｈは色相、ｅ，ｅ_ｔ，ｈ，ｈ_ｉは所定の係数を表す。

また、ステップＳ１１１〜ステップＳ１１７のそれぞれでは、色変換装置は、式（１０１）〜式（１１２）の逆変換処理を行う。また、色変換装置は、映像信号処理装置１と同様に、式（６）を用いて、ＲＧＢ信号をＸＹＺ信号に変換（マトリクス変換）する（ステップＳ１１８）。また、色変換装置は、映像信号処理装置１と同様に、式（７）を用いて、ＸＹＺ信号をＲＧＢ信号に変換（マトリクス変換）する（ステップＳ１１９）。さらに、色変換装置は、映像信号処理装置１と同様に、式（８）を用いて、ＲＧＢ信号をガンマ補正する（ステップＳ１２０）。

以上、色変換装置は、ステップＳ１０４〜ステップＳ１１７（計１４ステップ）の演算によってＣＩＥＣＡＭ０２モデルでの色変換処理を実現する。図４に示すように、ＣＩＥＣＡＭ０２モデルでの色変換処理は、非常に複雑であり、これを実現する色変換装置には、高い性能が要求され、演算時間も長くなる。一方、図１の映像信号処理装置１は、図３に示すように、ステップＳ４１〜ステップＳ４３（計３ステップ）で、色信号の変換を可能とする。このように、映像信号処理装置１は、その計算量が色変換装置の計算量の１／４以下であり、演算時間を短縮できると共に簡易な構成とすることが可能となる。

また、図５を参照して、ＣＩＥＣＡＭ０２モデルによる色変換処理の結果と本発明に係る映像信号処理装置で色変換処理の結果を例示して説明する。図５（ａ）は色変換処理を行う前の映像（原映像）であり、図５（ｂ）はその原映像をＣＩＥＣＡＭ０２モデルで色変換処理を行った後の映像であり、図５（ｃ）はその原映像を本発明に係る映像信号処理装置で色変換処理を行った後の映像である。図５（ｂ）及び図５（ｃ）に示すように、同じ映像を、映像信号処理装置１で色変換処理を行った場合と色変換装置で色変換処理を行った場合とで見比べても、肉眼では、両映像の見えの差異を判別することができない。

本発明の本実施形態に係る映像信号処理装置のブロック図である。図１の映像信号処理装置の動作を示すフローチャートである。図２のＣＩＥＣＡＭ０２近似変換処理の詳細を示すフローチャートである。ＣＩＥＣＡＭ０２モデルによる色変換処理を示すフローチャートである。（ａ）は色変換処理を行う前の映像（原映像）であり、（ｂ）はその原映像をＣＩＥＣＡＭ０２モデルで色変換処理を行った後の映像であり、（ｃ）はその原映像を本発明に係る映像信号処理装置で色変換処理を行った後の映像である。

符号の説明

１映像信号処理装置
１０映像信号変換手段
１１逆ガンマ補正手段
１２色変換前ＸＹＺ信号変換手段
１３色変換前ＲＧＢ信号変換手段
２０ＣＩＥＣＡＭ０２近似変換手段
３０色変換後ＸＹＺ信号変換手段
４０色変換後ＲＧＢ信号変換手段
５０ガンマ補正手段
６０入出力インターフェース
７０記憶手段

Claims

ＲＧＢ色空間で表現された色変換前視覚ＲＧＢ信号を人間の視覚感度に沿った色信号に変換する映像信号処理装置において、
前記色変換前視覚ＲＧＢ信号を、ＣＩＥＣＡＭ０２近似式としての式（１）によって、ＲＧＢ色空間で表現された色変換後視覚ＲＧＢ信号に変換するＣＩＥＣＡＭ０２近似変換手段、
を備えることを特徴とする映像信号処理装置。
但し、式（１）において、Ｒ_ｉ，Ｇ_ｉ，Ｂ_ｉは前記色変換前視覚ＲＧＢ信号、Ｒ_ｄ，Ｇ_ｄ，Ｂ_ｄは前記色変換後視覚ＲＧＢ信号、Ｐは色変換前の明るさに関する係数、Ｑは色変換前の彩度に関する係数を表す。
前記ＣＩＥＣＡＭ０２近似変換手段は、前記色変換前の明るさに関する係数Ｐ及び前記色変換前の彩度に関する係数Ｑを、式（２）を用いて算出することを特徴とする請求項１に記載の映像信号処理装置。
但し、式（２）において、Ｐ_iは色変換前の明るさ、Ｐ_i-maxは色変換前の明るさの最大値、Ｃ_１〜Ｃ_５は視環境によって定まる係数、ｈは色変換前の色相、Ｃは色変換前の彩度を表す。
外部から入力された色変換前ＲＧＢ信号を、逆ガンマ補正して逆ガンマ補正後色変換前ＲＧＢ信号を出力する逆ガンマ補正手段と、
前記逆ガンマ補正手段によって逆ガンマ補正された前記逆ガンマ補正後色変換前ＲＧＢ信号を、ＸＹＺ色空間で表現された色変換前ＸＹＺ信号に変換する色変換前ＸＹＺ信号変換手段と、
前記色変換前ＸＹＺ信号変換手段によって変換された前記色変換前ＸＹＺ信号を、前記色変換前視覚ＲＧＢ信号に変換して前記ＣＩＥＣＡＭ０２近似変換手段に出力する色変換前ＲＧＢ信号変換手段と、
前記ＣＩＥＣＡＭ０２近似変換手段によって変換された前記色変換後視覚ＲＧＢ信号を、ＸＹＺ色空間で表現された色変換後ＸＹＺ信号に変換する色変換後ＸＹＺ信号変換手段と、
前記色変換後ＸＹＺ信号変換手段によって変換された前記色変換後ＸＹＺ信号を、ＲＧＢ色空間で表現された色変換後ＲＧＢ信号に変換する色変換後ＲＧＢ信号変換手段と、
前記色変換後ＲＧＢ信号変換手段によって変換された前記色変換後ＲＧＢ信号を、ガンマ補正してガンマ補正後色変換後ＲＧＢ信号を出力するガンマ補正手段と、
をさらに備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の映像信号処理装置。
ＲＧＢ色空間で表現された色変換前視覚ＲＧＢ信号を人間の視覚感度に沿った色信号に変換する映像信号処理装置において、
前記色変換前視覚ＲＧＢ信号を、ＣＩＥＣＡＭ０２近似式としての式（１）によって、ＲＧＢ色空間で表現された色変換後視覚ＲＧＢ信号に変換するＣＩＥＣＡＭ０２近似変換ステップ、
を備えることを特徴とする映像信号処理方法。
但し、式（１）において、Ｒ_ｉ，Ｇ_ｉ，Ｂ_ｉは前記色変換前視覚ＲＧＢ信号、Ｒ_ｄ，Ｇ_ｄ，Ｂ_ｄは前記色変換後視覚ＲＧＢ信号、Ｐは色変換前の明るさに関する係数、Ｑは色変換前の彩度に関する係数を表す。
ＲＧＢ色空間で表現された色変換前視覚ＲＧＢ信号を人間の視覚感度に沿った色信号に変換するために、コンピュータを、
前記色変換前視覚ＲＧＢ信号を、ＣＩＥＣＡＭ０２近似式としての式（１）によって、ＲＧＢ色空間で表現された色変換後視覚ＲＧＢ信号に変換するＣＩＥＣＡＭ０２近似変換手段、
として機能させることを特徴とする映像信号処理プログラム。
但し、式（１）において、Ｒ_ｉ，Ｇ_ｉ，Ｂ_ｉは前記色変換前視覚ＲＧＢ信号、Ｒ_ｄ，Ｇ_ｄ，Ｂ_ｄは前記色変換後視覚ＲＧＢ信号、Ｐは色変換前の明るさに関する係数、Ｑは色変換前の彩度に関する係数を表す。