JP6229625B2 - 色域変換装置、色域変換方法および色域変換プログラム - Google Patents

Description

本発明は、色空間の色域を変換する色域変換装置、色域変換理方法および色域変換プログラムに関する。

一般的な映像システムでは、国際標準規格であるsRGB(standard RGB)規格に従い色空間を規定している。昨今の機器性能の向上に伴い、色の表現範囲である色域が拡大する傾向にある。例えば、発光色の色純度の高いＬＥＤをバックライトとして用いた液晶ディスプレイや、レーザ光源を用いたプロジェクタは従来と比較して、色域がかなり広くなってきている。このような状況下、スーパーハイビジョンの広色域表色系の検討が行われている。

各種機器にて、広色域の映像信号を狭色域の映像信号に変換する色域変換（例えば、特許文献１、２参照）、または狭色域の映像信号を広色域の映像信号に変換する色域変換が行われている。後者の色域変換の中には、彩度や出力色域幅の値によって線形的に色域を拡張する方法（例えば、特許文献３参照）があるが、拡張させる度合を明度や色相に応じて変化させるプロセスは存在しない。また、狭色域のカメラで取得した映像に対して、全明度・全色相について色域を調整しようとすると、拡張させる余裕のある色域を拡張することができず、色域を十分に有効利用することが困難である。

特開２０００−１６５６９２号公報 特開２００２−３５９７４８号公報 特開２００３−１５３０２７号公報 特許第３７７５７５２号公報 特開平１１−３３１６２２公報

狭色域のカメラで取得した映像のオリジナルデータには、色域外の色情報は存在しない。従って色域外の色を推測して拡張するにも、撮影対象のどの部分のどの明度・色相の色がカメラの色域を超えているのかを把握できず、現物に近い色域拡大は困難であった。これまでの色域外の色の拡張技術は、色域外の色情報がオリジナルデータとして存在することが前提となっており（例えば、特許文献４、５参照）、色域外の色の初期段階での拡張は困難であった。

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、現物に近い色域拡大を実現する技術を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある態様の色域変換装置（１００）は、入力映像の色空間における色域の外周の彩度を、明度および色相に対する関数として生成するとともに、出力映像の色空間における色域の外周の彩度を、明度および色相に対する関数として生成する彩度関数生成部（１１ａ）と、入力映像の色域の前記外周の彩度と、出力映像の色域の前記外周の彩度の彩度比を算出する彩度比算出部（１１ｂ）と、色域変換対象の入力映像を取得する入力映像取得部（１４ａ）と、明度と色度を測定可能な測定装置（３００）から、所定のシーンの明度および色度を画素単位で取得する明度・色度取得部（１２ａ）と、取得された色度が、前記入力映像の色空間の色域外に存在する画素を選択する色域外画素選択部（１２ｂ）と、色域外の画素として選択された各画素の明度および色度から、各画素の色相を算出する色相算出部（１２ｃ）と、色域外の画素として選択された複数の画素を、明度および色相の組ごとにカウントしたヒストグラムを生成するヒストグラム生成部（１２ｄ）と、前記ヒストグラムをもとに明度および色相の組ごとに、前記色域変換対象の入力映像の色度に乗算すべき倍率を１以上前記彩度比以下の範囲で決定する倍率決定部（１３）と、前記色域変換対象の入力映像の各画素の明度および色相を算出する色空間変換部（１４ｂ）と、前記色域変換対象の入力映像の対象画素の色度に、当該対象画素の明度および色相の組に応じた倍率を乗算する色度拡大部（１４ｃ）と、色域が拡大された映像を元の色空間の映像に変換する色空間逆変換部（１４ｄ）と、を備える。

なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム、記録媒体、コンピュータプログラムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。

本発明によれば、現物に近い色域拡大を実現できる。

本発明の実施の形態に係る色域変換装置を説明するためのブロック図である。 図１の制御部の構成を示すブロック図である。 図１の色域変換装置を使用した色域変換方法の詳細を説明するためのフローチャートである。 入力側色域と出力側色域がプロットされたＣＩＥ ｘｙ色度図である。

図１は、本発明の実施の形態に係る色域変換装置１００を説明するためのブロック図である。色域変換装置１００は制御部１０、入出力部２０、操作部３０、表示部４０、記憶部５０を備える。色域変換装置１００は例えばＰＣで構築できる。カメラ２００は、撮像した映像信号を入出力部２０を介して制御部１０に出力する。カメラ２００と色域変換装置１００間は、ＵＳＢケーブルなどの有線ケーブルで接続されてもよいし、無線ＬＡＮや短距離無線通信などの無線通信で接続されてもよい。また記録メディアを介して撮像された映像信号が色域変換装置１００に入力されてもよい。

本実施の形態ではカメラ２００で撮像された映像信号が色域変換対象の映像信号となる。以下に説明する例では、カメラ２００で撮像される映像信号の色域をｓＲＧＢの色域とし、拡張後の色域をＩＴＵ−Ｒ ＢＴ．２０２０規格に従ったスーパーハイビジョンの色域とする。なお本実施の形態に係る色域変換方法は、ｓＲＧＢからＡｄｏｂｅＲＧＢへの変換など、他の色空間の間における色域変換にも適用できる。

色彩輝度計３００は、カメラ２００で撮像されたシーンに対応するシーンの明度・色度を画素単位で測定し、測定した明度・色度を入出力部２０を介して制御部１０に出力する。色彩輝度計３００は、各画素のＲＧＢ値は検知できず、各画素の明度・色度を検知する。色彩輝度計３００は、人間の目の感度とされているＣＩＥ１９３１等色関数に近似した分光応答度を有する。従ってカメラ２００の色域外の色も検知できる。本実施の形態では、カメラ２００と色彩輝度計３００を併用して同時に同じシーンを撮影または測定し、カメラ２００で撮影した映像の色域を色彩輝度計３００の測定データをもとに拡張することを基本とする。ただし、カメラ２００と色彩輝度計３００で時間的および／または場所的に離れた類似シーンを撮影または測定して色域拡張することも許容する。

図２は、図１の制御部１０の構成を示すブロック図である。制御部１０は、彩度関数生成部１１ａ、彩度比算出部１１ｂ、明度・色度取得部１２ａ、色域外画素選択部１２ｂ、色相算出部１２ｃ、ヒストグラム生成部１２ｄ、倍率決定部１３、入力映像取得部１４ａ、色空間変換部１４ｂ、色度拡大部１４ｃ、及び色空間逆変換部１４ｄを含む。これらの機能はハードウェア資源とソフトウェア資源の協働、又はハードウェア資源のみにより実現できる。ハードウェア資源としてプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、その他のＬＳＩを利用できる。ソフトウェア資源としてオペレーティングシステム、アプリケーション等のプログラムを利用できる。

彩度関数生成部１１ａは、入力映像の色空間（本実施の形態ではｓＲＧＢ）における色域の外周の彩度を、明度・色相に対する関数として生成する。また彩度関数生成部１１ａは、出力映像の色空間（本実施の形態ではスーパーハイビジョン）における色域の外周の彩度を、明度・色相に対する関数として生成する。彩度比算出部１１ｂは、入力映像の色域外周の彩度関数と、出力映像の色域外周の彩度関数の比率（以下、彩度比ｐという）を算出する。

明度・色度取得部１２ａは色彩輝度計３００から、入力映像に対応するシーンの明度・色度を画素単位で取得する。色域外画素選択部１２ｂは、明度・色度取得部１２ａにより取得された全画素の内、色度が入力映像の色空間の色域外に存在する画素を選択する。色相算出部１２ｃは、選択された各画素の明度・色度から、選択された各画素の色相を算出する。ヒストグラム生成部１２ｄは、色域外に存在する画素として選択された複数の画素を、明度・色相の組ごとにカウントしたヒストグラムを生成する。

倍率決定部１３は、生成されたヒストグラムをもとに明度・色相の組ごとに、入力映像の色度に乗算すべき倍率ｍを（１≦ｍ≦ｐ）の範囲で決定する。例えば、ヒストグラムの度数が設定値以上の明度・色相の組の倍率ｍを（１＜ｍ≦ｐ）の範囲内の値に決定し、当該設定値未満の明度および色相の組の倍率ｍを１に決定する。

上記設定値は入力映像の色空間の色域内の明度・色相の組か、色域外の明度・色相の組かを判別するための値である。即ち、色相拡大の対象とする明度・色相の組と、色相拡大の対象としない明度・色相の組を分類するための値である。例えば、カメラ２００と色彩輝度計３００が撮影または測定しているシーンのフレームが完全に一致し、色彩輝度計３００が理想的な色彩輝度計であれば、上記設定値を１に設定する。この条件では、１画素でも存在する明度・色相の組は色域外の画素と判定できる。実際には色彩輝度計３００の画角などの仕様に応じて上記設定値を決定する。一般的な色彩輝度計３００を使用する場合、例えば２０〜３０画素に設定する。

ヒストグラムの度数が設定値以上の明度・色相の組の倍率ｍには固定値（例えば１．２〜１．３）を設定してもよいし、表示部４０に色域拡大対象の映像を表示させて、ユーザが映像を見ながらトライアンドエラーで指定した値を設定してもよい。

入力映像取得部１４ａは、カメラ２００からＲＧＢ入力映像を取得する。色空間変換部１４ｂは、取得されたＲＧＢ色空間の映像をＬ＊ａ＊ｂ＊色空間の映像に変換して、各画素の明度・色相を算出する。色度拡大部１４ｃは入力映像の対象画素の色度に、倍率決定部１３により決定された、当該対象画素の明度・色相の組に応じた倍率ｍを乗算する。色空間逆変換部１４ｄは、色域が拡大されたＬ＊ａ＊ｂ＊色空間の映像を元のＲＧＢ色空間の映像に変換する。

図３は、図１の色域変換装置１００を使用した色域変換方法の詳細を説明するためのフローチャートである。ユーザは操作部３０から、入力映像の色空間の色域（以下、入力側色域という）をＣＩＥ ｘｙ色度図の座標で入力する。通常、ＲＧＢ３点の座標を指定する。彩度関数生成部１１ａはＲＧＢ３点の座標を入力側色域情報として取得する（Ｓ１０）。本実施の形態では入力側色域が三角形であると想定する。例えばＤ６５光源下のｓＲＧＢを入力側色域とする場合、Ｒ点（０．６４０，０．３３０）、Ｇ点（０．３００，０．６００）、Ｂ点（０．１５０，０．０６０）が指定される。

図４は、入力側色域と出力側色域がプロットされたＣＩＥ ｘｙ色度図である。上記のＲ点（０．６４０，０．３３０）、Ｇ点（０．３００，０．６００）、Ｂ点（０．１５０，０．０６０）は、図４のｉｎｎｅｒ ｔｒｉａｎｇｌｅ Ａの（ｘｒ＿ｉｎ，ｙｒ＿ｉｎ）、（ｘｇ＿ｉｎ，ｙｇ＿ｉｎ）、（ｘｒ＿ｉｎ，ｙｇ＿ｉｎ）に相当する。

彩度関数生成部１１ａは、０〜１００の明度Ｌ＊について入力側色域外周の彩度Ｃを算出する（Ｓ１１）。以下、具体的に説明する。まずｉｎｎｅｒ ｔｒｉａｎｇｌｅ Ａの各辺の直線の方程式を求める。次に各辺を例えば１０００分割し、各点のｘｙ座標に対するｚを下記式（１）を用いて算出する。明度Ｌ＊を０〜１００の整数単位とし、Ｙを下記式（２）、式（５）を用いて算出する。このときのＸ、Ｚを下記式（８）、式（９）を用いて算出する。算出した三刺激値Ｘ，Ｙ，Ｚをもとに下記式（１１）〜式（１４）を用いて色度ａ＊，ｂ＊を算出する。色度ａ＊，ｂ＊を成分とするベクトルの長さが彩度Ｃとなる。

ｚ＝１−ｘ−ｙ …（１）
Ｙ＝ｆｙ＾３＊Ｙｎ （ｆｙ＞６／２９の場合），Ｙ＝（３／２９）＾３＊（１１６ｆｙ−１６）Ｙｎ （ｆｙ＜６／２９の場合） …（２）
Ｘ＝ｆｘ＾３＊Ｘｎ （ｆｘ＞６／２９の場合），Ｘ＝（３／２９）＾３＊（１１６ｆｘ−１６）Ｘｎ （ｆｘ＜６／２９の場合） …（３）
Ｚ＝ｆｚ＾３＊Ｚｎ （ｆｚ＞６／２９の場合），Ｚ＝（３／２９）＾３＊（１１６ｆｚ−１６）Ｚｎ （ｆｚ＜６／２９の場合） …（４）
ｆｙ＝（（Ｌ＊）＋１６）／１１６ …（５）
ｆｘ＝ｆｙ＋（（ａ＊）／５００） …（６）
ｆｚ＝ｆｙ−（（ｂ＊）／２００） …（７）
Ｘ＝ｘ＊Ｙ／ｙ …（８）
Ｚ＝ｚ＊Ｙ／ｙ …（９）
（Ｌ＊）＝１１６ｆ（Ｙ／Ｙｎ）−１６ …（１０）
（ａ＊）＝５００［ｆ（Ｘ／Ｘｎ）−ｆ（Ｙ／Ｙｎ）］ …（１１）
（ｂ＊）＝２００［ｆ（Ｙ／Ｙｎ）−ｆ（Ｚ／Ｚｎ）］ …（１２）
ｆ（ｔ）＝ｔ＾（１／３） （ｔ＞（６／２９）＾３＝０．００８８５６の場合） …（１３）
ｆ（ｔ）＝［（２９／３）＾３ｔ＋１６］／１１６ （その他の場合） …（１４）
Ｄ６５光源下ではＸｎ＝９５．０４５，Ｙｎ＝１００，Ｚｎ＝１０８．８９２

彩度関数生成部１１ａは、入力側色域外周の彩度Ｃを明度Ｌ・色相ｈに対する関数として構成する（Ｓ１２）。以下、具体的に説明する。まずステップＳ１１で求めた各明度の１０００点のデータについて、下記式（１５）を用いて色相ｈ’を算出し、色相ｈ’を度数換算して色相ｈを導出する。
ｈ’＝ａｔａｎ（ｂ＊／ａ＊） …式（１５）
ａｔａｎは逆タンジェント。

色相ｈが最も整数に近い場合の明度Ｌ＊，彩度Ｃを配列に組み込む。全辺を一周することで、色相ｈが０°〜３６０°の明度Ｌ＊，彩度Ｃの配列が得られる。当該処理を明度Ｌ＊を変化させて行うことにより、彩度Ｃは明度Ｌ＊，色相ｈの２つを変数とする配列となる。

ユーザは操作部３０から、出力映像の色空間の色域（以下、出力側色域という）をＣＩＥ ｘｙ色度図の座標で入力する。彩度関数生成部１１ａはＲＧＢ３点の座標を出力側色域情報として取得する（Ｓ１３）。本実施の形態では出力側色域も三角形であると想定する。例えばスーパーハイビジョンの色域を出力側色域とする場合、Ｒ点（０．７１４０，０．２８５９）、Ｇ点（０．１７０２，０．７９６５）、Ｂ点（０．１３１４，０．０４５９）が指定される。

上記のＲ点（０．７１４０，０．２８５９）、Ｇ点（０．１７０２，０．７９６５）、Ｂ点（０．１３１４，０．０４５９）は、図４のｏｕｔｅｒ ｔｒｉａｎｇｌｅ Ｂの（ｘｒ＿ｏｕｔ，ｙｒ＿ｏｕｔ）、（ｘｇ ｏｕｔ，ｙｇ＿ｏｕｔ）、（ｘｒ＿ｏｕｔ，ｙｇ＿ｏｕｔ）に相当する。なお馬蹄形の領域Ｃは、人間の目で認識可能な色域を示している。

彩度関数生成部１１ａは、０〜１００の明度Ｌ＊について出力側色域外周の彩度Ｃを算出する（Ｓ１４）。上述のステップＳ１１の処理と同様の処理を行う。彩度関数生成部１１ａは、出力側色域外周の彩度Ｃを明度Ｌ・色相ｈに対する関数として構成する（Ｓ１５）。上述のステップＳ１２の処理と同様の処理を行う。彩度比算出部１１ｂは、ステップＳ１４で算出した出力側色域外周の彩度を、ステップＳ１２で算出した入力側色域外周の彩度で除して彩度比ｐを算出する（Ｓ１６）。

明度・色度取得部１２ａは色彩輝度計３００から、カメラ２００の撮影シーンと同様のシーンの測定データ（具体的には、明度Ｌ＊、色度ｘ，ｙ）を画素単位で取得する（Ｓ１７）。色域外画素選択部１２ｂは、取得した測定データの内、入力側色域外の測定データを選択する（Ｓ１８）。以下、具体的に説明する。測定データの内、色度のｘ，ｙ座標値が入力側色域外に存在する画素の測定データのみを選択する。即ち、図４におけるｉｎｎｅｒ ｔｒｉａｎｇｌｅ Ａの外側に位置する測定データのみを選択する。この選択により、カメラ２００では色域外として取得できなかった色データを持つ画素のみが選択されることになる。

図４におけるＲ点（ｘｒ＿ｉｎ，ｙｒ＿ｉｎ）とＧ点（ｘｇ＿ｉｎ，ｙｇ＿ｉｎ）を結ぶ直線を求める。傾きａ＿ｒｇ＝（ｙｒ＿ｉｎ−ｙｇ＿ｉｎ）／（ｘｒ＿ｉｎ−ｘｇ＿ｉｎ）と、切片ｂ＿ｒｇ＝ｙｒ＿ｉｎ−ａ＿ｒｇ＊ｘｒ＿ｉｎを算出し、Ｒ点とＧ点を結ぶ直線を一次関数（ｙ＝ａ＿ｒｇ＊ｘ＋ｂ＿ｒｇ）として導出する。

同様にＧ点（ｘｇ＿ｉｎ，ｙｇ＿ｉｎ）とＢ点（ｘｂ＿ｉｎ，ｙｂ＿ｉｎ）を結ぶ直線を求める。傾きａ＿ｇｂ＝（ｙｇ＿ｉｎ−ｙｂ＿ｉｎ）／（ｘｇ＿ｉｎ−ｘｂ＿ｉｎ）と、切片ｂ＿ｇｂ＝ｙｇ＿ｉｎ−ａ＿ｇｂ＊ｘｇ＿ｉｎを算出し、Ｇ点とＢ点を結ぶ直線を一次関数（ｙ＝ａ＿ｇｂ＊ｘ＋ｂ＿ｇｂ）として導出する。

同様にＢ点（ｘｂ＿ｉｎ，ｙｂ＿ｉｎ）とＲ点（ｘｒ＿ｉｎ，ｙｒ＿ｉｎ）を結ぶ直線を求める。傾きａ＿ｂｒ＝（ｙｂ＿ｉｎ−ｙｒ＿ｉｎ）／（ｘｂ＿ｉｎ−ｘｒ＿ｉｎ）と、切片ｂ＿ｂｒ＝ｙｂ＿ｉｎ−ａ＿ｂｒ＊ｘｂ＿ｉｎを算出し、Ｂ点とＲ点を結ぶ直線を一次関数（ｙ＝ａ＿ｂｒ＊ｘ＋ｂ＿ｂｒ）として導出する。

選択すべき測定データは、これら３本の直線がなす三角形の外側の領域に位置する測定データとなるため、（ｙ＞ａ＿ｒｇ＊ｘ＋ｂ＿ｒｇ）∩（ｙ＞ａ＿ｇｂ＊ｘ＋ｂ＿ｇｂ）∩（ｙ＜ａ＿ｂｒ＊ｘ＋ｂ＿ｂｒ）を満たす領域に位置する測定データを選択する。

色相算出部１２ｃは、色域外として選択された測定データの色度ｘ，ｙから色相ｈを算出する（Ｓ１９）。以下、具体的に説明する。色域外として選択された測定データ（明度Ｌ＊、色度ｘ，ｙ）から上記式（１）、式（２）、式（５）、式（８）、式（９）を用いて三刺激値Ｘ，Ｙ，Ｚを算出する。三刺激値Ｘ，Ｙ，Ｚから上記式（１１）〜式（１４）を用いて色度ａ＊，ｂ＊を算出し、上記式（１５）を用いて色相ｈを求める。ここでも度数換算された色相ｈを求める。

ヒストグラム生成部１２ｄは、色域外として選択された測定データを母集団として、明度と色相の組ごとの画素数のヒストグラムを生成する（Ｓ２０）。具体的には、明度Ｌ＊と色相ｈの各組み合わせのデータが、それぞれいくつ存在するかをカウントする。測定データは画素単位で取得されるため、明度Ｌ＊と色相ｈの組に対する画素数のヒストグラムが生成される。これにより被写体全体の色データの内、入力側色域から外れた色データがどのくらい存在し、それらがどのような色相のデータであるかが分かる。

入力映像取得部１４ａは、カメラ２００からＲＧＢ映像信号を取得する（Ｓ２１）。このＲＧＢ映像信号が色域拡大対象となる。色空間変換部１４ｂは、ＲＧＢ色空間の映像信号をＬｉｎｅａｒ ＲＧＢ色空間の映像信号に変換する（Ｓ２２）。即ち、ＲＧＢ色空間の映像信号に対して、一般的な正規化処理および逆ガンマ変換処理が施される。

色空間変換部１４ｂは、ｌｉｎｅａｒ ＲＧＢ色空間の映像信号をＣＩＥ ＸＹＺ色空間の映像信号に変換する（Ｓ２３）。例えば入力側色域が、Ｄ６５光源下のｓＲＧＢ色空間の色域の場合、下記式（１６）〜式（１８）を用いて変換する。
Ｘ＝１００＊（０．４１２４＊Ｒ＋０．３５７６＊Ｇ＋０．１８０５＊Ｂ） …（１６）
Ｙ＝１００＊（０．２１２６＊Ｒ＋０．７１５２＊Ｇ＋０．０７２２＊Ｂ） …（１７）
Ｚ＝１００＊（０．０１９３＊Ｒ＋０．１１９２＊Ｇ＋０．９５０５＊Ｂ） …（１８）

色空間変換部１４ｂは、ＣＩＥ ＸＹＺ色空間の映像信号をＬ＊ａ＊ｂ＊色空間の映像信号に変換する（Ｓ２４）。色度拡大部１４ｃは、導出された色度ａ＊，ｂ＊から上記式（１５）を用いて色相ｈを算出する（Ｓ２５）。ここでも度数換算された色相ｈを算出する。

倍率決定部１３は、ステップＳ１６にて導出された彩度比ｐと、ステップＳ２０にて導出されたヒストグラムをもとに、入力映像信号の各画素の色度ａ＊，ｂ＊を拡大するための倍率を決定する（Ｓ２６）。ヒストグラムの度数が上記設定値以上の度数の明度Ｌ＊と色相ｈの組の倍率ｍは、彩度比ｐを上限として１以上の倍率を設定する。ヒストグラムの度数が少なくともゼロの明度Ｌ＊と色相ｈの組の倍率は１に留める。これにより、被写体の色域がカメラ２００の色域内の場合には色域の拡張を行わず、色域外のものが存在する場合にその色に合わせて拡張を行うことが可能になる。

色度拡大部１４ｃは、ステップＳ２６にて決定された倍率ｍを、入力映像信号の各画素の色度ａ＊，ｂ＊に乗じて色域を拡大する（Ｓ２７）。色空間逆変換部１４ｄは、色域が拡大されたＬ＊ａ＊ｂ＊色空間の映像信号をＣＩＥ ＸＹＺ色空間の映像信号に、上記式（１０）〜式（１４）を用いて変換する（Ｓ２８）。

色空間逆変換部１４ｄは、ＣＩＥ ＸＹＺ色空間の映像信号をｌｉｎｅａｒ ＲＧＢ色空間の映像信号に変換する（Ｓ２９）。例えば、出力側色域がスーパーハイビジョンの色域の場合、下記式（２０）〜式（２２）を用いて変換する。
Ｒ＝０．０１＊（１．７１９３０７＊Ｘ−０．３５６７４１＊Ｙ−０．２５４７０１＊Ｚ） …（２０）
Ｇ＝０．０１＊（−０．６３７３０２＊Ｘ＋１．５９１５７９＊Ｙ＋０．０１２９９１＊Ｚ） …（２１）
Ｂ＝０．０１＊（０．０１７１１６＊Ｘ−０．０４３０７６＊Ｙ＋０．９４２８４０＊Ｚ） …（２２）

色空間逆変換部１４ｄは、ｌｉｎｅａｒ ＲＧＢ色空間の映像信号をＲＧＢ色空間の映像信号に変換する（Ｓ３０）。即ち、ｌｉｎｅａｒ ＲＧＢ色空間の映像信号に対して、一般的なガンマ変換処理および定数倍処理（例えば８ビットであれば２５５倍）が施される。色空間逆変換部１４ｄは、ＲＧＢ色空間の映像信号を色域拡大後のＲＧＢ映像信号として出力する（Ｓ３１）。

以上説明したように本実施の形態によれば、入力側色域と出力側色域をＣＩＥ ｘｙ色度図の座標で予め指定することにより、彩度拡大の倍率ｍを明度・色相に応じて決定することができ、色域の有効利用を担保できる。さらに色彩輝度計３００の併用によりカメラ２００の色域を超えている色について明度・色相を測定してヒストグラム化し、この結果をもとに色域外の色が存在する色相を中心に彩度拡大の倍率ｍを制御する。これにより実物に近い色域拡大が可能になる。即ち、カメラ２００で撮像された映像の明度・色相および色彩輝度計３００で測定されたデータを併用することにより、カメラ２００の色域から外れた明度・色相の色を特定して色域拡大することが可能になり、現物の色に近い映像提示が可能になる。

彩度の幅は均一なものではなく、明度および／または色相に応じてばらついている。従って、カメラ２００で撮像された映像の明度・色相を解析して、その明度・色相に応じた倍率ｍを彩度に乗じることにより、より最適化された、より効率の良い色域拡大を実現できる。即ち、入力側の狭い色域にて取得された映像信号を、できるだけ現物に近い形で、出力側の広い色域へとその色相に応じて適切にマッピングできる。

以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。この実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうし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。

簡単な例としては、ヒストグラムと彩度比ｐによる倍率決定関数についてヒストグラムで度数が１以上の特定の明度・色相の組のみでなく、その周辺の度数がゼロの明度と色相の組においても１以上彩度比ｐ未満の倍率ｍを採用する等が考えられる。また上述の実施の形態では色域の設定・演算をｘｙ色度図上で行っているが、ｕ”ｖ”色度図上などで行っても本質的に同一の処理を行うことが可能である。

１００ 色域変換装置、 １０ 制御部、 １１ａ 彩度関数生成部、 １１ｂ 彩度比算出部、 １２ａ 明度・色度取得部、 １２ｂ 色域外画素選択部、 １２ｃ 色相算出部、 １２ｄ ヒストグラム生成部、 １３ 倍率決定部、 １４ａ 入力映像取得部、 １４ｂ 色空間変換部、 １４ｃ 色度拡大部、 １４ｄ 色空間逆変換部、 ２０ 入出力部、 ３０ 操作部、 ４０ 表示部、 ５０ 記憶部、 ２００ カメラ、 ３００ 色彩輝度計。

Claims (5)

1. 入力映像の色空間における色域の外周の彩度を、明度および色相に対する関数として生成するとともに、出力映像の色空間における色域の外周の彩度を、明度および色相に対する関数として生成する彩度関数生成部と、
   入力映像の色域の前記外周の彩度と、出力映像の色域の前記外周の彩度の彩度比を算出する彩度比算出部と、
   色域変換対象の入力映像を取得する入力映像取得部と、
   明度と色度を測定可能な測定装置から、所定のシーンの明度および色度を画素単位で取得する明度・色度取得部と、
   取得された色度が、前記入力映像の色空間の色域外に存在する画素を選択する色域外画素選択部と、
   色域外の画素として選択された各画素の明度および色度から、各画素の色相を算出する色相算出部と、
   色域外の画素として選択された複数の画素を、明度および色相の組ごとにカウントしたヒストグラムを生成するヒストグラム生成部と、
   前記ヒストグラムをもとに明度および色相の組ごとに、前記色域変換対象の入力映像の色度に乗算すべき倍率を１以上前記彩度比以下の範囲で決定する倍率決定部と、
   前記色域変換対象の入力映像の各画素の明度および色相を算出する色空間変換部と、
   前記色域変換対象の入力映像の対象画素の色度に、当該対象画素の明度および色相の組に応じた倍率を乗算する色度拡大部と、
   色域が拡大された映像を元の色空間の映像に変換する色空間逆変換部と、
   を備えることを色域変換装置。
2. 前記倍率決定部は、前記ヒストグラムの度数が設定値以上の明度および色相の組の倍率を１より大きく前記彩度比以下の値に決定し、前記設定値未満の明度および色相の組の倍率を１に決定することを特徴とする請求項１に記載の色域変換装置。
3. 前記測定装置は色彩輝度計であることを特徴とする請求項１または２に記載の色域変換装置。
4. 入力映像の色空間における色域の外周の彩度を、明度および色相に対する関数として生成するとともに、出力映像の色空間における色域の外周の彩度を、明度および色相に対する関数として生成するステップと、
   入力映像の色域の前記外周の彩度と、出力映像の色域の前記外周の彩度の彩度比を算出するステップと、
   色域変換対象の入力映像を取得するステップと、
   明度と色度を測定可能な測定装置から、所定のシーンの明度および色度を画素単位で取得するステップと、
   取得された色度が、前記入力映像の色空間の色域外に存在する画素を選択するステップと、
   色域外の画素として選択された各画素の明度および色度から、各画素の色相を算出するステップと、
   色域外の画素として選択された画素を、明度および色相の組ごとにカウントしたヒストグラムを生成するステップと、
   前記ヒストグラムをもとに明度および色相の組ごとに、前記色域変換対象の入力映像の色度に乗算すべき倍率を１以上前記彩度比以下の範囲で決定するステップと、
   前記色域変換対象の入力映像の各画素の明度および色相を算出するステップと、
   前記色域変換対象の入力映像の対象画素の色度に、当該対象画素の明度および色相の組に応じた倍率を乗算するステップと、
   色域が拡大された映像を元の色空間の映像に変換するステップと、
   を備えることを色域変換方法。
5. 入力映像の色空間における色域の外周の彩度を、明度および色相に対する関数として生成するとともに、出力映像の色空間における色域の外周の彩度を、明度および色相に対する関数として生成する処理と、
   入力映像の色域の前記外周の彩度と、出力映像の色域の前記外周の彩度の彩度比を算出する処理と、
   色域変換対象の入力映像を取得する処理と、
   明度と色度を測定可能な測定装置から、所定のシーンの明度および色度を画素単位で取得する処理と、
   取得された色度が、前記入力映像の色空間の色域外に存在する画素を選択する処理と、
   色域外の画素として選択された各画素の明度および色度から、各画素の色相を算出する処理と、
   色域外の画素として選択された画素を、明度および色相の組ごとにカウントしたヒストグラムを生成する処理と、
   前記ヒストグラムをもとに明度および色相の組ごとに、前記色域変換対象の入力映像の色度に乗算すべき倍率を１以上前記彩度比以下の範囲で決定する処理と、
   前記色域変換対象の入力映像の各画素の明度および色相を算出する処理と、
   前記色域変換対象の入力映像の対象画素の色度に、当該対象画素の明度および色相の組に応じた倍率を乗算する処理と、
   色域が拡大された映像を元の色空間の映像に変換する処理と、
   をコンピュータに実行させることを色域変換プログラム。