WO2020100724A1 - 画像処理システム、画像処理装置、およびコンピュータープログラム - Google Patents

画像処理システム、画像処理装置、およびコンピュータープログラム Download PDF

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image processing
processing system
ambient light
color space
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里美 木戸口
貴司 中前
玲央 青木
正孝 庄司
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Eizo株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to an image processing system, an image processing device, and a computer program.
  • Chromatic adaptation refers to perceiving the same target color as a color different from that perceived under white light by adapting to ambient light.
  • Patent Document 1 discloses an image processing apparatus that cancels chromatic adaptation so that the color perceived by the user does not change even when ambient light changes.
  • Patent Document 1 cancels the influence of chromatic adaptation, it also cancels the advantage of chromatic adaptation that a specific color component is easily perceived.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to improve the visibility of a display device under colored ambient light.
  • an image processing system for converting a color space represented by color components in image data comprising a color space conversion unit and a display unit, wherein the color space conversion unit is a color generated by ambient light.
  • the above effect is maintained for a specific color component in which the color gamut perceived by the user is widened by the effect of adaptation, and the above effect is maintained for the specific color component in which the color gamut perceived by the user is narrowed due to the effect.
  • the image processing system corrects the color component in the image data by converting the color space so that the color data is canceled, and the display unit displays the image data as the output image with the corrected color component.
  • the environmental light information acquisition unit acquires information about ambient light as ambient light information
  • the color adaptation calculation unit acquires the environment.
  • the influence of chromatic adaptation caused by the ambient light is calculated based on the light information, and is output to the color space conversion unit.
  • the color components are composed of the three primary colors of red, green and blue
  • the ambient light is bluish color light
  • the specific color component includes a greenish color.
  • the ambient light is reddish color light
  • the specific color component includes a reddish color.
  • the display unit is configured to display a color gamut wider than the converted color space.
  • the color space conversion unit performs a rounding process on the color space so that the color space is within the color gamut.
  • the color space conversion unit is configured such that a user can adjust the degree of correction of the color component.
  • a color sensor for detecting a color component of ambient light as the ambient light information is provided.
  • the chromatic adaptation calculation unit averages information on the ambient light sensed by the color sensor in a predetermined period to calculate the influence of the chromatic adaptation.
  • the color space conversion unit sets a reference chromaticity as a reference in the conversion of the color space so that the influence of the chromatic adaptation on the intermediate color is further canceled.
  • the reference chromaticity is a chromaticity that is perceived as white due to the influence of the ambient light.
  • the reference chromaticity is a chromaticity belonging to a color component in which a color gamut perceived by the influence of the ambient light is widened.
  • the color space conversion unit performs different conversion processing on a plurality of areas in the color space.
  • an image processing device for converting a color space represented by a color component in image data including a color space conversion unit, the color space conversion unit The effect is maintained for a specific color component that causes a wider color gamut to be perceived by the user, and the effect is canceled for a specific color component that causes a narrower color gamut to be perceived by the user.
  • an image processing apparatus that corrects a color component in the image data by converting the color space.
  • an image processing method for converting a color space represented by a color component in image data including a color space conversion step, wherein the color space conversion step is performed to adjust a color adaptation caused by ambient light. The effect is maintained for a specific color component that causes a wider color gamut to be perceived by the user, and the effect is canceled for a specific color component that causes a narrower color gamut to be perceived by the user.
  • an image processing method for correcting a color component in the image data by converting the color space is provided.
  • a computer program that causes a computer to execute an image processing method for converting a color space represented by color components in image data, the image processing method comprising a color space conversion step, In the color space conversion step, the effect is maintained for a specific color component in which the color gamut perceived by the user is widened due to the effect of chromatic adaptation caused by ambient light, and the color gamut perceived by the user due to the effect.
  • a computer program is provided which corrects a color component in the image data by converting the color space so that the influence is canceled for a specific color component having a narrower.
  • FIG. 1 is a diagram showing a hardware configuration of an image processing system 10 according to the first embodiment.
  • 3 is a block diagram showing a functional configuration of the image processing system 10.
  • FIG. 4A is a block diagram showing a functional configuration of the color space conversion unit 6.
  • FIG. 4B is a diagram showing a flow of processing in the correction matrix determination unit 61.
  • FIG. 5A is a chromaticity diagram for explaining the process of step S1.
  • FIG. 5B is a chromaticity diagram for explaining the process of step S2.
  • FIG. 6A is a chromaticity diagram for explaining the process of step S3.
  • FIG. 5A is a chromaticity diagram for explaining the process of step S1.
  • FIG. 5B is a chromaticity diagram for explaining the process of step S2.
  • FIG. 6A is a chromaticity diagram for explaining the process of step S3.
  • FIG. 5A is a chromaticity diagram for explaining the process of step S1.
  • FIG. 5B is a
  • FIG. 6B is a chromaticity diagram showing a change in color gamut due to color space conversion.
  • FIG. 7A is a chromaticity diagram showing the influence of chromatic adaptation in the first modification.
  • FIG. 7B is a chromaticity diagram showing a change in color gamut due to color space conversion in Modification 1.
  • FIG. 8A is a chromaticity diagram showing the influence of chromatic adaptation in the second modification.
  • FIG. 8B is a chromaticity diagram showing a change in color gamut due to color space conversion in Modification 2.
  • FIG. 9A is a chromaticity diagram showing an example of correction of intermediate colors in Modification 3.
  • FIG. 9B is a chromaticity diagram showing another example of the correction of the intermediate color in the modified example 3.
  • FIG. 7 is a block diagram showing a functional configuration of an image processing system 20 according to a second embodiment.
  • FIG. 9 is a block diagram showing a functional configuration of an image processing system 30 according to a third embodiment.
  • FIG. 9 is a block diagram showing a functional configuration of an image processing device 41 according to a fourth embodiment.
  • FIG. 13 is a block diagram showing a functional configuration of an image display device 52 according to a fifth embodiment. It is a figure which shows an example of the setting of the conversion matrix for every color gamut in other embodiment.
  • FIG. 1 shows a color gamut G1 of sRGB and a color gamut G2 that is perceived by a person under predetermined blue ambient light.
  • the color gamut G1 in which the color gamut G1 is perceived by the blue ambient light is formed so as to be wider in the red direction than the color gamut G1. This means that in the blue ambient light, the red component in the complementary color direction is perceived more vividly.
  • the color gamut G2 has a narrower color gamut in the green direction than the color gamut G1. This means that the green component is less likely to be perceived in blue ambient light.
  • the inventor of the present application invented an image processing system that converts a color space so that the influence of only a specific color component in which the color gamut perceived by the user is narrowed due to the influence of chromatic adaptation is canceled.
  • the configuration will be described below.
  • Embodiment 1> (2.1. Hardware Configuration of Image Processing System 10)
  • the hardware configuration of the image processing system 10 will be described with reference to FIG.
  • the image processing system 10 includes an image processing device 1 and an image display device 2.
  • the image processing device 1 and the image display device 2 are configured to be communicable with each other via a video signal cable 11 and a control signal cable 12.
  • Image data from the image processing device 1 is transmitted to the image display device 2 through the video signal cable 11.
  • An image based on this image data is displayed on the display unit 7 of the image display device 2.
  • Control signals and data are exchanged between the image processing apparatus 1 and the image display apparatus 2 through the control signal cable 12.
  • the image processing device 1 is connected to, for example, an endoscopic inspection device (not shown). As a result, the endoscopic surgery worker can visually recognize the image output from the endoscopic inspection device on the display unit 7.
  • the image processing device 1 includes an ambient light information acquisition unit 3, a chromatic adaptation calculation unit 4, and an image output unit 5.
  • the image display device 2 includes a color space conversion unit 6 and a display unit 7.
  • the ambient light information acquisition unit 3 acquires the LMS value of the ambient light in which the image processing device 1 is installed as the ambient light information by using, for example, a color sensor that senses the color of the ambient light.
  • the LMS value is also called a cone stimulus value, and is a physical quantity for defining a color based on the reaction of a human photoreceptor (cone) to a color.
  • the chromatic adaptation calculation unit 4 calculates the influence of chromatic adaptation caused by ambient light based on the ambient light information acquired by the ambient light information acquisition unit 3.
  • the chromatic adaptation calculation unit 4 may calculate the influence of chromatic adaptation based on the ambient light information sensed by the ambient light information acquisition unit 3 at a predetermined time interval, or may change the ambient light information during a predetermined period.
  • the influence of chromatic adaptation may be calculated by averaging the measurement values sensed by the acquisition unit 3. Details of the process of the color adaptation calculation unit 4 will be described later.
  • the image output unit 5 outputs image data to be displayed on the display unit 7 of the image display device 2.
  • the image data includes color components composed of, for example, three primary colors of red, green, and blue, and has a color space represented by the color components.
  • the color space refers to a space formed by the values that the color components can take.
  • the color space conversion unit 6 converts the color space of the image data by converting the color space of the image data so that the influence is canceled only for a specific color component in which the color gamut perceived by the user is narrowed due to the influence of chromatic adaptation. Correct the color component.
  • the color gamut refers to a range of values that a color component can have, and is a concept that can be included in a color space. Details of the processing of the color space conversion unit 6 will be described later.
  • Each component described above may be realized by software or hardware.
  • various functions can be implemented by the CPU executing programs.
  • the program may be stored in a storage unit (memory, HDD, SSD, or the like) built in the image processing device 1 or the image display device 2, or may be stored in a non-transitory computer-readable recording medium.
  • a program stored in an external storage unit may be read and realized by so-called cloud computing.
  • it can be realized by various circuits such as ASIC, FPGA, or DRP.
  • the display unit 7 displays image data as an image, and includes, for example, a liquid crystal display panel, an organic EL display panel, a touch panel display, electronic paper, and other displays.
  • the display unit 7 displays the image data as an output image with the color components corrected by the color space conversion unit 6.
  • the chromatic adaptation calculation unit 4 calculates the effect of chromatic adaptation under ambient light.
  • Various formulas for calculating the influence of chromatic adaptation are already known, and the CIECAM02 model, for example, presents the following formulas (1) and (2).
  • L, M, and S are LMS values of the object under white light
  • Lc, Mc, and Sc are LMS values of the object perceived by a person under ambient light
  • Lp, Mp, and Sp are ratios of LMS values of white light and ambient light, and are amounts that change under the influence of ambient light.
  • D is called an adaptation factor, which is a physical quantity indicating the degree of adaptation of the user in the environment, and is appropriately set between 0 and 1 according to the environment.
  • Mad in equation (2) is called a chromatic adaptation conversion matrix and represents the effect of chromatic adaptation due to ambient light.
  • To calculate the LMS value of the object perceived by a person under ambient light by calculating the chromatic adaptation conversion matrix for the LMS value of the object under white light, as shown in equation (1). You can
  • the chromatic adaptation calculation unit 4 calculates the chromatic adaptation conversion matrix Mad based on the ambient light information (LMS value) linked from the ambient light information acquisition unit 3. Then, the calculated color adaptation conversion matrix Mad is linked to the color space conversion unit 6 as an influence of the color adaptation.
  • LMS value ambient light information
  • the color space conversion unit 6 includes a correction matrix determination unit 61, a ⁇ calculation unit 62, a correction matrix calculation unit 63, and a display characteristic correction unit 64.
  • the correction matrix determination unit 61 performs correction for canceling the influence of ambient light only on a specific color component of image data based on the chromatic adaptation conversion matrix Mad as the influence of chromatic adaptation that is linked from the chromatic adaptation calculation unit 4. Determine the matrix Mam. Details of the processing of the correction matrix determination unit 61 will be described later.
  • the ⁇ calculation unit 62 determines the gradation characteristic ( ⁇ curve) when displaying the image data linked from the image output unit 5 on the display unit 7, and performs ⁇ correction.
  • the ⁇ calculation unit 62 cooperates with the correction matrix calculation unit 63 for the image data whose gradation characteristics have been determined.
  • the correction matrix calculation unit 63 performs calculation processing on the image data using the correction matrix Mam determined by the correction matrix determination unit 61.
  • the correction matrix calculation unit 63 cooperates with the display characteristic correction unit 64 with the image data that has been subjected to the calculation processing by the correction matrix Mam. Details of the processing of the correction matrix calculation unit 63 will be described later.
  • the display characteristic correction unit 64 performs a correction process according to the display characteristic of the display unit 7.
  • the display characteristic correction unit 64 displays the image data, which has been corrected according to the display characteristic, on the display unit 7 as an output image.
  • the ambient light is a bluish color light
  • the color gamut of the color components of the image data is sRGB
  • step S1 the correction matrix determination unit 61, for the sRGB color gamut G1 that is the color gamut of the image data, based on the chromatic adaptation conversion matrix Mad linked from the chromatic adaptation calculation unit 4, formulas (3) to (5). ) Is performed to obtain the color gamut G3.
  • Mxl in Expression (3) is a conversion matrix that converts an XYZ value into an LMS value.
  • the XYZ value is a physical quantity for expressing a color in the XYZ color system and is used when representing a chromaticity diagram.
  • the following conversion matrix is presented as Mxl.
  • the conversion matrix Mad ⁇ 1 in Expression (4) means the inverse matrix of the chromatic adaptation conversion matrix Mad. In this way, by calculating the inverse matrix of the chromatic adaptation conversion matrix Mad with respect to the color gamut G1, it is possible to obtain the color gamut G3 in which the color gamut perceived under blue ambient light is G1. That is, the following relational expression (7) is established.
  • Mlx in Expression (5) is a conversion matrix that converts an LMS value into an XYZ value.
  • the transformation matrix Mlx can be obtained as an inverse matrix of the transformation matrix Mxl.
  • FIG. 5A A chromaticity diagram of the color gamut G3 obtained in this way in step S1 is shown in FIG. 5A. As shown in FIG. 5A, the color gamut G3 is formed so as to deviate from the color gamut G1 in the direction opposite to the red color direction.
  • step S2 the correction matrix determination unit 61 performs color gamut rounding processing on the color gamut G3.
  • the color gamut G3 includes an area outside the color gamut G4 of Adobe RGB that can be displayed on the display unit 7.
  • the information of the color component is not reflected correctly when displaying on the display unit 7. Therefore, a rounding process is performed on the color gamut G3 so that the color gamut G3 falls within the color gamut G4.
  • FIG. 5B the color gamut G3 * after the rounding process can be obtained.
  • step S3 the correction matrix determination unit 61 determines the correction color gamut G5.
  • the green component of the corrected color gamut G5 has the same value as the color gamut G3 * obtained by the rounding processing in step S2.
  • the red component and the blue component of the corrected color gamut G5 have the same values as those of the color gamut G1. In this way, the corrected color gamut G5 is determined.
  • the correction matrix determination unit 61 determines the correction matrix Mam.
  • the correction matrix Mam is a conversion matrix for correcting the RGB values of the color gamut G4 of Adobe RGB, which is the display characteristic of the display unit 7, so as to display the RGB values of the correction color gamut G5 obtained in step S3.
  • the correction matrix Mam is expressed by the following equations (8) and (9).
  • Mrx in Expression (9) is a conversion matrix that converts RGB values into XYZ values.
  • the conversion matrix Mrx can be obtained by determining the color gamut and the white point.
  • the conversion matrix in the case where the reference chromaticity P is the white point D65 for the sRGB color gamut G1 is shown in the following expression (10).
  • the reference chromaticity referred to here is the chromaticity that serves as a reference before and after conversion of the color space. In other words, the reference chromaticity refers to a target point for moving the corrected white point position.
  • Mxr in Expression (9) is a conversion matrix that converts XYZ values into RGB values.
  • the transformation matrix Mxr can be obtained as an inverse matrix of the transformation matrix Mrx. That is, the conversion matrix Mxr can also be obtained by determining the color gamut and the reference chromaticity P.
  • the correction matrix determination unit 61 uses the color gamut G4 as the display characteristic of the display unit 7, the correction color gamut G5 obtained up to step S3, and the reference chromaticity P in Equation (9).
  • the correction matrix Mam is determined.
  • the correction matrix Mam is linked to the correction matrix calculation unit 63.
  • the correction matrix calculation unit 63 corrects the color components of the image data using the correction matrix Mam.
  • the color gamut in which the image data is displayed on the display unit 7 is converted from the color gamut G4 of Adobe RGB to the correction color gamut G5.
  • the user perceives the image displayed on the display unit 7 with the color gamut G6 that is perceived under blue ambient light with respect to the corrected color gamut G5.
  • FIG. 6B shows a color gamut G6 in which the corrected color gamut G5 is perceived under blue ambient light.
  • the color gamut G6 has substantially the same value as the color gamut G1 for the green component. This is because, in step S3, for the green color component, a value that is almost the same as the value after the color gamut conversion Q is performed on the color gamut G1 is set as the value of the corrected color gamut G5 (FIGS. 5B area D1). As a result, the user's perception of the greenish color component of the image data under blue ambient light approaches that under white light.
  • the color gamut G6 has the same value as the color gamut G2 perceived under the blue ambient light. This is because in step S3, the same value as the color gamut G1 is set as the correction color gamut G5 for the red component (see the area D2 in FIG. 6A). As a result, the user can perceive the red component of the image data more vividly under the blue ambient light than under the white light. As described above, in the image processing system 10 according to the present embodiment, it is possible to reduce the influence of chromatic adaptation only for a specific color while enjoying the advantage of chromatic adaptation, and improve the visibility under colored ambient light. To be done.
  • FIG. 7A shows the perceptual color gamut G2 of the sRGB color gamut G1 when the ambient light is reddish color light.
  • the color gamut G2 is wider in the green direction and narrower in the red direction than the color gamut G1.
  • the color space conversion unit 6 performs the color gamut conversion so that the influence of the color adaptation is canceled only for the reddish color which is a specific color component whose color gamut is narrowed by the ambient light. ..
  • a display capable of displaying a color gamut wider than Ad RGB is used.
  • FIG. 7B shows a perceptual color gamut G6 under red ambient light of the correction color gamut G5 determined by the correction matrix determination unit 61 in the first modification.
  • the effect of chromatic adaptation narrows the color gamut, while canceling the effect in the red direction, the effect of chromatic adaptation widens the color gamut. A wider color gamut is perceived in the green direction.
  • FIG. 8A shows the perceptual color gamut G2 of the sRGB color gamut G1 when the ambient light is greenish color light.
  • the color gamut G2 is narrower in the green and red directions and wider in the pink direction than the color gamut G1.
  • the color space conversion unit 6 cancels the influence of chromatic adaptation only on at least one of the greenish color and the reddish color, which are specific color components whose color gamut is narrowed by ambient light.
  • the gamut conversion is performed as follows.
  • a display capable of displaying a color gamut wider than Ad RGB is used.
  • FIG. 8B shows a perceptual color gamut G6 under the green environment light of the correction color gamut G5 determined by the correction matrix determination unit 61 in the second modification.
  • the effect of chromatic adaptation narrows the color gamut due to the effect of chromatic adaptation, while canceling the effect and canceling the effect.
  • a wider color gamut is perceived in the pink direction where the gamut becomes wider.
  • Modification 3 of Embodiment 1 will be described with reference to FIGS. 9A and 9B.
  • the reference chromaticity P chromaticity other than the white point D65 is set.
  • the chromaticity P1 that is perceived as white under the influence of ambient light (blue-colored light) is set.
  • the chromaticity P1 is obtained by the following equations (11) to (13) using the transformation matrix transformation matrix Mad -1 described above.
  • the chromaticity P1 perceived as white under the influence of ambient light is obtained.
  • the chromaticity P1 is set as the reference chromaticity P, and the correction matrix Mam in Expression (9) is determined.
  • the gamut conversion is performed using the correction matrix Mam obtained in this way, the color component of the image data is corrected so that the influence of chromatic adaptation in the intermediate color is canceled. That is, as shown in FIG. 9A, by setting the reference chromaticity P so that the position of the corrected white point moves from D65 to the chromaticity P1, the intermediate color is moved in the arrow direction (based on the reference chromaticity P). That is, the influence of chromatic adaptation is corrected so as to shift to the canceling direction).
  • the chromaticity P2 belonging to the color component in which the color gamut perceived by the influence of the ambient light is wide is set.
  • the ambient light is bluish color light
  • the perceptually widened color gamut is red.
  • the influence of chromatic adaptation in an intermediate color having a stronger red component than the chromaticity P2 is maintained, while the red component is more important than the chromaticity P2.
  • the color components of the image data are corrected so that the influence of chromatic adaptation on a part of the intermediate colors having a weak intensity (in this case, an intermediate color having a strong green component) is canceled.
  • the chromaticity under white light is acquired for each pixel, and the average value of the acquired chromaticities is also used as the chromaticity P2.
  • it may be arbitrarily set by another method.
  • Embodiment 2 An image processing system 20 according to the second embodiment will be described with reference to FIG. 10. In the following description, the same components as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals, and the description will not be repeated.
  • the image processing system 20 differs from the first embodiment in that the ambient light information acquisition unit 23 acquires ambient light information from the storage unit 8. That is, the ambient light information is registered in the storage unit 8 in advance.
  • the ambient light information acquisition unit 23 links the ambient light information acquired from the storage unit 8 with the chromatic adaptation calculation unit 4. By doing so, it is not necessary to mount a color sensor as the ambient light information acquisition unit 33, and the cost can be reduced.
  • a plurality of ambient light information may be registered in the storage unit 8 and the user may select from the plurality of ambient light information on the setting screen.
  • Embodiment 3 An image processing system 30 according to the third embodiment will be described with reference to FIG. 11.
  • the image processing system 30 differs from the first embodiment in that the image display device 32 includes the ambient light information acquisition unit 33. That is, the ambient light information acquisition unit 33 acquires ambient light information in the environment in which the image display device 32 is installed, and cooperates with the chromatic adaptation calculation unit included in the image processing device 31. By doing so, it becomes possible to more accurately obtain the information on the ambient light on the display unit 7 on which the image data is displayed.
  • Embodiment 4 An image processing apparatus 41 according to the fourth embodiment will be described with reference to FIG.
  • an image processing device 41 is provided in the fourth embodiment.
  • the image processing device 41 includes an ambient light information acquisition unit 3, a chromatic adaptation calculation unit 4, and a color space conversion unit 6.
  • the color space conversion unit 6 performs color space conversion processing on the image data output from the image output device 45.
  • the present invention can be applied to the existing image output device 45 and image display device 42.
  • Embodiment 5 The image display device 52 according to the fifth embodiment will be described with reference to FIG. 13.
  • an image display device 52 is provided.
  • the image display device 52 includes an ambient light information acquisition unit 3 in which a color sensor is mounted, a chromatic adaptation calculation unit 4, a color space conversion unit 6, and a display unit 7.
  • the color space conversion unit 6 performs color space conversion processing on the image data output from the image output device 45.
  • the present invention can be implemented in a form in which the configuration of the present invention is integrally incorporated in the image display device 52 including the display unit 7.
  • the image display device 52 may include a storage unit, and the ambient light information acquisition unit 3 may acquire the ambient light information from the storage unit. That is, the ambient light information is registered in the storage unit in advance.
  • the ambient light information acquisition unit 3 links the ambient light information acquired from the storage unit to the chromatic adaptation calculation unit 4. By doing so, it is not necessary to mount a color sensor as the ambient light information acquisition unit 3, and the cost can be reduced.
  • a plurality of ambient light information may be registered in the storage unit, and the user may select from the plurality of ambient light information on the setting screen.
  • the degree of correction of the color component by color space conversion may be adjustable by making the adaptation factor D in the equation (2) changeable by the user.
  • the correction matrix determination unit 61 performs the gamut rounding process to fit within the Ad RGB RGB gamut in step S2 of FIG. 4B.
  • the color gamut rounding process S2 can be omitted by using a display unit capable of displaying a wide color gamut.
  • the image processing system 10 includes the ambient light information acquisition unit 3 and the chromatic adaptation calculation unit 4, but the present invention is not limited to this example.
  • the influence of chromatic adaptation based on ambient light may be calculated in advance, and the color space conversion unit 6 may perform the color space conversion process based on the influence of chromatic adaptation stored in the storage unit.
  • the chromatic adaptation calculation unit 4 calculates the chromatic adaptation conversion matrix Mad as the influence of chromatic adaptation, but the present invention is not limited to this example.
  • the chromatic adaptation calculation unit 4 may calculate Lp, Mp, and Sp in Expression (2), and cooperate with the color space conversion unit 6 as an influence of chromatic adaptation.
  • the color space conversion unit 6 may perform different conversion processing on a plurality of areas in the color space. For example, as shown in FIG. 14, the color space conversion unit 6 calculates a plurality of different correction matrices Mam1 to Mam7 for a plurality of regions in the color space, and uses the plurality of correction matrices in the image data. You may correct a color component.
  • the setting method of the area in the color space corresponding to the plurality of correction matrices is arbitrary, but the white point and the vicinity thereof may be set to be converted by different conversion matrices for the other areas. ..
  • the color space conversion unit 6 does not calculate the correction matrix Mam, but corrects the color component in the image data by using a lookup table that stores the correspondence of chromaticity before and after the conversion of the color space. Good.
  • the chromaticity of the white point and the area in the vicinity of the white point is corrected so that it looks white (that is, the influence of chromatic adaptation is canceled) in the ambient light, and in other areas, the chromatic adaptation is corrected.
  • the look-up table may be set so as to be corrected so that the influence of 1 is maintained.
  • the present invention is a computer program that causes a computer to execute an image processing method for converting a color space represented by color components in image data, wherein the image processing method includes a color space conversion step.
  • the image processing method includes a color space conversion step.
  • the color gamut perceived by the user is widened due to the influence of chromatic adaptation caused by ambient light, and the influence is maintained for a specific color component, and the color gamut perceived by the user is narrowed due to the influence.
  • It can also be realized as a computer program that corrects the color component in the image data by converting the color space so that the influence is canceled for a specific color component.
  • the present invention can be realized as a computer-readable non-transitory recording medium that stores the above program.

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Abstract

有色環境光下における表示装置の視認性を向上させる。　本発明によれば、画像データにおける色成分で表現される色空間を変換する画像処理システムであって、色空間変換部と、表示部を備え、前記色空間変換部は、環境光によって生じる色順応の影響によってユーザーに知覚される色域が広くなる特定の色成分については前記影響が維持され、かつ、前記影響によってユーザーに知覚される色域が狭くなる特定の色成分については前記影響がキャンセルされるように、前記色空間を変換することで前記画像データにおける色成分を補正し、前記表示部は、前記補正された色成分で前記画像データを出力画像として表示する、画像処理システムが提供される。

Description

画像処理システム、画像処理装置、およびコンピュータープログラム
　本発明は、画像処理システム、画像処理装置、およびコンピュータープログラムに関する。
　近年、特定の有色環境光下において表示装置が使用される事例が増加している。このような有色環境光の下では、人の知覚に関して色順応という現象が発生することが知られている。色順応とは、環境光に順応することにより、同一の対象色を、白色光下において知覚する色と異なる色として知覚することをいう。
　このような色順応の影響下では、特定の色成分は知覚されやすくなる一方で、他の色成分は知覚されにくくなるといった事象が生じる。そこで、たとえば特許文献１は、環境光が変化してもユーザーが知覚する色が変化しないように、色順応をキャンセルする画像処理装置を開示している。
特開２００２－４１０１７号公報
　しかし、上記特許文献１における技術では色順応の影響をキャンセルするため、特定の色成分は知覚されやすくなるという色順応のメリットもキャンセルしてしまうこととなる。
　本発明は、このような事情を鑑みてなされたものであり、有色環境光下における表示装置の視認性を向上させることを目的とする。
　本発明によれば、画像データにおける色成分で表現される色空間を変換する画像処理システムであって、色空間変換部と、表示部を備え、前記色空間変換部は、環境光によって生じる色順応の影響によってユーザーに知覚される色域が広くなる特定の色成分については前記影響が維持され、かつ、前記影響によってユーザーに知覚される色域が狭くなる特定の色成分については前記影響がキャンセルされるように、前記色空間を変換することで前記画像データにおける色成分を補正し、前記表示部は、前記補正された色成分で前記画像データを出力画像として表示する、画像処理システムが提供される。
　このような構成とすることにより、色順応の影響によって色域が狭くなる特定の色成分のみについて当該色順応の影響をキャンセルするため、色順応の影響によって色域が広くなる色成分については、より鮮やかな色として知覚することが可能となる。すなわち、色順応によるメリットを享受しつつ、特定の色についてのみ色順応の影響を低減することが可能となり、有色環境光下におけるディスプレイの視認性が向上する。
　以下、本発明の種々の実施形態を例示する。以下に示す実施形態は、互いに組み合わせ可能である。また、各特徴が独立に発明を構成する。
　好ましくは、環境光情報取得部と、色順応算出部をさらに備え、前記環境光情報取得部は、環境光に関する情報を環境光情報として取得し、前記色順応算出部は、取得された前記環境光情報に基づいて、前記環境光によって生じる色順応の影響を算出し、前記色空間変換部へ出力する。
　好ましくは、上記色成分が赤色、緑色、青色の三原色で構成される場合において、前記環境光は青みの色光であり、前記特定の色成分は緑みの色を含む。
　好ましくは、上記色成分が赤色、緑色、青色の三原色で構成される場合において、前記環境光は赤みの色光であり、前記特定の色成分は赤みの色を含む。
　好ましくは、上記色成分が赤色、緑色、青色の三原色で構成される場合において、前記環境光は緑みの色光であり、前記特定の色成分は赤みの色および/または緑みの色を含む。
　好ましくは、前記表示部は、変換後の前記色空間よりも広い色域を表示可能に構成される。
　好ましくは、前記色空間変換部は、変換後の前記色空間が前記表示部に表示可能な色域を超える場合、当該色域内におさまるように当該色空間に対して丸め込み処理を行う。
　好ましくは、前記画像データの色空間はｓＲＧＢ色域であり、前記表示部に表示可能な色空間は赤色（X＝０．６４０、Y＝０．３３０）、緑色（X＝０．２１０、Y＝０．７１０）、青色（X＝０．１５０、Y＝０．０６０）で規定される色域である。
　好ましくは、前記色空間変換部は、ユーザーによって前記色成分の補正の度合いを調整可能に構成されている。
　好ましくは、環境光の色成分を前記環境光情報として検知するカラーセンサを備える。
　好ましくは、前記色順応算出部は、予め定められた期間において前記カラーセンサが感知した前記環境光の情報を平均化して、前記色順応の影響を算出する。
　好ましくは、前記色空間変換部は、中間色における前記色順応の影響がさらにキャンセルされるように、前記色空間の変換において基準となる基準色度を設定する。
　好ましくは、前記基準色度は、前記環境光の影響によって白色に知覚される色度である。
　好ましくは、前記基準色度は、前記環境光の影響によって知覚される色域が広くなる色成分に属する色度である。
　好ましくは、前記色空間変換部は、前記色空間内における複数の領域に対して異なる変換処理を行う。
　本発明の他の態様では、画像データにおける色成分で表現される色空間を変換する画像処理装置であって、色空間変換部を備え、前記色空間変換部は、環境光によって生じる色順応の影響によってユーザーに知覚される色域が広くなる特定の色成分については前記影響が維持され、かつ、前記影響によってユーザーに知覚される色域が狭くなる特定の色成分については前記影響がキャンセルされるように、前記色空間を変換することで前記画像データにおける色成分を補正する、画像処理装置が提供される。
　本発明の他の態様では、画像データにおける色成分で表現される色空間を変換する画像処理方法であって、色空間変換ステップを備え、前記色空間変換ステップでは、環境光によって生じる色順応の影響によってユーザーに知覚される色域が広くなる特定の色成分については前記影響が維持され、かつ、前記影響によってユーザーに知覚される色域が狭くなる特定の色成分については前記影響がキャンセルされるように、前記色空間を変換することで前記画像データにおける色成分を補正する、画像処理方法が提供される。
　本発明の他の態様では、コンピューターに、画像データにおける色成分で表現される色空間を変換する画像処理方法を実行させるコンピュータープログラムであって、前記画像処理方法は、色空間変換ステップを備え、前記色空間変換ステップでは、環境光によって生じる色順応の影響によってユーザーに知覚される色域が広くなる特定の色成分については前記影響が維持され、かつ、前記影響によってユーザーに知覚される色域が狭くなる特定の色成分については前記影響がキャンセルされるように、前記色空間を変換することで前記画像データにおける色成分を補正する、コンピュータープログラムが提供される。
色順応の影響による色域の変化を説明する図である。 実施形態１に係る画像処理システム１０のハードウェア構成を示す図である。 画像処理システム１０の機能構成を示すブロック図である。 図４Ａは色空間変換部６の機能構成を示すブロック図である。図４Ｂは補正行列決定部６１における処理の流れを示す図である。 図５ＡはステップＳ１の処理を説明するための色度図である。図５ＢはステップＳ２の処理を説明するための色度図である。 図６ＡはステップＳ３の処理を説明するための色度図である。図６Ｂは色空間変換による色域の変化を示す色度図である。 図７Ａは変形例１における色順応の影響を示す色度図である。図７Ｂは変形例１における色空間変換による色域の変化を示す色度図である。 図８Ａは変形例２における色順応の影響を示す色度図である。図８Ｂは変形例２における色空間変換による色域の変化を示す色度図である。 図９Ａは変形例３における中間色の補正の一例を示す色度図である。図９Ｂは変形例３における中間色の補正の他の例を示す色度図である。 実施形態２に係る画像処理システム２０の機能構成を示すブロック図である。 実施形態３に係る画像処理システム３０の機能構成を示すブロック図である。 実施形態４に係る画像処理装置４１の機能構成を示すブロック図である。 実施形態５に係る画像表示装置５２の機能構成を示すブロック図である。 他の実施形態における色域ごとの変換行列の設定の一例を示す図である。
＜１．色順応の影響下における色域の変化＞
　図１を参照して、色順応の影響による色域の変化を説明する。図１は、ｓＲＧＢの色域Ｇ１と、色域Ｇ１を所定の青色環境光下で人が知覚する色域Ｇ２を示す。
　図１に示すように、色域Ｇ１が当該青色環境光で知覚される色域Ｇ２は、色域Ｇ１と比べて赤色方向に色域が広くなるようにずれて形成される。これは、青色環境光では、補色方向の赤色成分がより鮮やかに知覚されることを意味する。一方、色域Ｇ２は、色域Ｇ１と比べて緑色方向の色域が狭くなっていることが見て取れる。これは、青色環境光では、緑色成分が知覚されにくくなることを意味する。
　このような色順応の影響下を受ける事例として、青色環境光下における内視鏡手術が挙げられる。青色照明の手術室において、手術従事者は内視鏡からの画像データが表示されるディスプレイを見ながら手術を行う。このとき、手術従事者は表示装置に表示される赤色成分をより鮮明に知覚する。その一方で、緑色成分については知覚しにくくなる。このことは、上述した色順応の影響による色域の変化によって説明することができる。
　このように、青色環境光において赤色成分がより鮮明に知覚されることは手術従事者にとって有利に働く一方で、緑色成分について知覚しにくくなることは手術従事者にとって不利に働く。そこで本出願の発明者は、色順応の影響によってユーザーに知覚される色域が狭くなる特定の色成分のみについてその影響がキャンセルされるように、色空間を変換する画像処理システムを発明した。以下にその構成を説明する。
＜２．実施形態１＞
（２．１．画像処理システム１０のハードウェア構成）
　図２を参照し、画像処理システム１０のハードウェア構成を説明する。図２に示すように、画像処理システム１０は、画像処理装置１と画像表示装置２を備える。画像処理装置１と画像表示装置２は、映像信号ケーブル１１と制御信号ケーブル１２によって互いに通信可能に構成されている。
　画像処理装置１からの画像データは、映像信号ケーブル１１を通じて画像表示装置２に送信される。この画像データに基づく画像が画像表示装置２の表示部７に表示される。画像処理装置１と画像表示装置２の間における制御信号やデータの授受は、制御信号ケーブル１２を通じて行われる。
　画像処理装置１は、たとえば、図示しない内視鏡検査装置と接続される。これにより、内視鏡手術の従事者は、内視鏡検査装置から出力された画像を、表示部７において視認することができる。
（２．２．画像処理システム１０の機能構成）
　図３を参照し、画像処理システム１０の機能構成を説明する。図３に示すように、画像処理装置１は、環境光情報取得部３と、色順応算出部４と、画像出力部５を含む。画像表示装置２は、色空間変換部６と、表示部７を含む。
　環境光情報取得部３は、例えば環境光の色を感知するカラーセンサを用いて、画像処理装置１が設置された環境光のＬＭＳ値を環境光情報として取得する。ＬＭＳ値は錐体刺激値とも呼ばれ、色彩に対する人の光受容体（錐体）の反応に基づいて色を規定するための物理量である。
　色順応算出部４は、環境光情報取得部３によって取得された環境光情報に基づいて、環境光によって生じる色順応の影響を算出する。色順応算出部４は、予め定められた時間間隔で環境光情報取得部３が感知した環境光情報に基づいて色順応の影響を算出してもよいし、予め定められた期間において環境光情報取得部３が感知した測定値を平均化して、色順応の影響を算出してもよい。色順応算出部４の処理の詳細は後述する。
　画像出力部５は、画像表示装置２の表示部７に表示する画像データを出力する。当該画像データは、たとえば赤色、緑色、青色の三原色で構成される色成分を含み、当該色成分で表現される色空間を有する。色空間とは、色成分がとり得る値により形成される空間を指すものとする。
　色空間変換部６は、色順応の影響によってユーザーに知覚される色域が狭くなる特定の色成分のみについて当該影響がキャンセルされるように、画像データの色空間を変換することで画像データにおける色成分を補正する。色域とは色成分がとり得る値の範囲を指すものとし、色空間に含まれ得る概念である。色空間変換部６の処理の詳細は後述する。
　上述した各構成要素は、ソフトウェアによって実現してもよく、ハードウェアによって実現してもよい。ソフトウェアによって実現する場合、ＣＰＵがプログラムを実行することによって各種機能を実現することができる。プログラムは、画像処理装置１または画像表示装置２が内蔵する記憶部（メモリ、ＨＤＤまたはＳＳＤなど）に格納してもよく、コンピューターが読み取り可能な非一時的な記録媒体に格納してもよい。また、外部の記憶部に格納されたプログラムを読み出し、いわゆるクラウドコンピューティングにより実現してもよい。ハードウェアによって実現する場合、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ、またはＤＲＰなどの種々の回路によって実現することができる。
　表示部７は、画像データを画像として表示するものであり、たとえば、液晶ディスプレイパネル、有機ＥＬディスプレイパネル、タッチパネルディスプレイ、電子ペーパーその他のディスプレイで構成される。表示部７は、色空間変換部６により補正された色成分で、画像データを出力画像として表示する。
　（２．３．色順応算出部４の処理）
　色順応算出部４の処理について説明する。なお、以下の説明で示す変換式および変換行列は単なる一例であって、これらの例に限定されるものではない。
　色順応算出部４は、環境光下における色順応の影響を算出する。色順応の影響の算出式は様々なものが既に知られており、一例としてＣＩＥＣＡＭ０２モデルでは、以下の算出式（１）および（２）が提示されている。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
　式（１）において、Ｌ、Ｍ、Ｓは白色光下における対象物のＬＭＳ値であり、Ｌｃ、Ｍｃ、Ｓｃは環境光下において人に知覚される対象物のＬＭＳ値である。式（２）において、Ｌｐ、Ｍｐ、Ｓｐは、白色光と環境光とのＬＭＳ値の比率であり、環境光の影響を受けて変化する量である。Ｄは順応因子と呼ばれ、当該環境におけるユーザーの順応度合いを表す物理量であり、環境に応じて０～１の間で適宜設定される。
　式（２）におけるＭａｄは色順応変換行列と呼ばれ、環境光による色順応の影響を表す。式（１）に示すように、白色光下における対象物のＬＭＳ値に対して、色順応変換行列を演算することにより、環境光下において人に知覚される対象物のＬＭＳ値を算出することができる。
　色順応算出部４は、環境光情報取得部３から連携された環境光情報（ＬＭＳ値）に基づいて、色順応変換行列Ｍａｄを算出する。そして算出された色順応変換行列Ｍａｄを色順応の影響として色空間変換部６へ連携する。
　（２．４．色空間変換部６の処理）
　図４Ａを参照して、色空間変換部６の処理について説明する。図４Ａに示すように、色空間変換部６は、補正行列決定部６１と、γ演算部６２と、補正行列演算部６３と、表示特性補正部６４を備える。
　補正行列決定部６１は、色順応算出部４から連携された色順応の影響としての色順応変換行列Ｍａｄに基づいて、画像データの特定の色成分のみについて環境光の影響をキャンセルするための補正行列Ｍａｍを決定する。補正行列決定部６１の処理の詳細は後述する。
　γ演算部６２は、画像出力部５から連携された画像データについて、表示部７に表示する際の階調特性（γカーブ）を決定し、γ補正を行う。γ演算部６２は、階調特性が決定された画像データを補正行列演算部６３へ連携する。
　補正行列演算部６３は、画像データに対して、補正行列決定部６１が決定した補正行列Ｍａｍによる演算処理を行う。補正行列演算部６３は、補正行列Ｍａｍによる演算処理が行われた画像データを表示特性補正部６４へ連携する。補正行列演算部６３の処理の詳細は後述する。
　表示特性補正部６４は、表示部７の表示特性に合わせた補正処理を行う。表示特性補正部６４は、表示特性に合わせた補正処理が行われた画像データを出力画像として表示部７へ表示する。
　（２．５．補正行列決定部６１および補正行列演算部６３の処理）
　図４Ｂ～図６Ｂを参照して、補正行列決定部６１および補正行列演算部６３の処理について説明する。なお、以下の説明では、一例として、環境光を青みの色光、画像データの色成分が有する色域をｓＲＧＢ、表示部７の表示特性としての色域をＡｄоｂｅ　ＲＧＢ（Ａｄｏｂｅは登録商標：赤色（Ｘ＝０．６４０、Ｙ＝０．３３０）、緑色（Ｘ＝０．２１０、Ｙ＝０．７１０）、青色（Ｘ＝０．１５０、Ｙ＝０．０６０））とする。
　ステップＳ１において、補正行列決定部６１は、画像データの色域であるｓＲＧＢ色域Ｇ１に対して、色順応算出部４から連携された色順応変換行列Ｍａｄに基づいて式（３）～（５）で表される色域変換を行い、色域Ｇ３を求める。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005
　式（３）におけるＭｘｌは、ＸＹＺ値をＬＭＳ値に変換する変換行列である。ＸＹＺ値とは、色をＸＹＺ表色系で表すための物理量であり、色度図を表す際に用いられる。一例として、ＣＩＥＣＡＭ０２モデルでは、Ｍｘｌとして以下の変換行列が提示されている。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000006
　式（４）における変換行列Ｍａｄ－１は、色順応変換行列Ｍａｄの逆行列を意味する。このように、色域Ｇ１に対して色順応変換行列Ｍａｄの逆行列を演算することにより、青色環境光下で知覚される色域がＧ１となる色域Ｇ３を求めることができる。すなわち、以下の関係式（７）が成り立つ。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000007
　式（５）におけるＭｌｘは、ＬＭＳ値をＸＹＺ値に変換する変換行列である。変換行列Ｍｌｘは、変換行列Ｍｘｌの逆行列として求めることができる。
　このようにして、ステップＳ１において求めた色域Ｇ３の色度図を図５Ａに示す。図５Ａに示すように、色域Ｇ３は、色域Ｇ１と比べて、赤色方向と反対側にずれるように形成される。
　次に、ステップＳ２において、補正行列決定部６１は色域Ｇ３に対して色域丸め込み処理を行う。図５Ａの領域Ｄ１に示すように、色域Ｇ３は、表示部７に表示可能なＡｄоｂｅ　ＲＧＢの色域Ｇ４の外側の領域を含む。この場合、表示部７に表示する際に色成分の情報が正しく反映されない。そこで、色域Ｇ４内に収まるように色域Ｇ３に対して丸め込み処理を行う。これにより、図５Ｂに示すように、丸め込み処理後の色域Ｇ３＊を求めることができる。
　次に、ステップＳ３において、補正行列決定部６１は補正色域Ｇ５を決定する。図６Ａの領域Ｄ１に示すように、補正色域Ｇ５の緑色成分は、ステップＳ２の丸め込み処理で求めた色域Ｇ３＊と同じ値とする。一方、領域Ｄ２およびＤ３に示すように、補正色域Ｇ５の赤色成分および青色成分は、色域Ｇ１と同じ値とする。このようにして、補正色域Ｇ５が決定される。
　次に、ステップＳ４において、補正行列決定部６１は補正行列Ｍａｍを決定する。補正行列Ｍａｍは、表示部７の表示特性であるＡｄоｂｅ　ＲＧＢの色域Ｇ４のＲＧＢ値を、ステップＳ３で求めた補正色域Ｇ５のＲＧＢ値で表示するように補正するための変換行列である。補正行列Ｍａｍは、以下の式（８）および（９）で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000008
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000009
　式（９）におけるＭｒｘは、ＲＧＢ値をＸＹＺ値に変換する変換行列である。変換行列Ｍｒｘは、色域と白色点を決定することにより求めることができる。一例として、ｓＲＧＢ色域Ｇ１について基準色度Ｐを白色点Ｄ６５とした場合の変換行列を以下の式（１０）に示す。ここでいう基準色度とは、色空間の変換の前後において基準とする色度のことである。換言すれば、基準色度は補正後の白色点の位置を移動させる目標点のことをいう。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000010
　式（９）におけるＭｘｒは、ＸＹＺ値をＲＧＢ値に変換する変換行列である。変換行列Ｍｘｒは変換行列Ｍｒｘの逆行列として求めることができる。すなわち、変換行列Ｍｘｒについても、色域と基準色度Ｐを決定することにより求めることができる。
　このようにして、補正行列決定部６１は表示部７の表示特性としての色域Ｇ４と、ステップＳ３までで求めた補正色域Ｇ５、および基準色度Ｐとに基づいて、式（９）における補正行列Ｍａｍを決定する。そして、補正行列演算部６３へ補正行列Ｍａｍを連携する。
　補正行列演算部６３では、画像データに対して補正行列Ｍａｍによる色成分の補正を行う。これにより、表示部７において画像データが表示される色域が、Ａｄоｂｅ　ＲＧＢの色域Ｇ４から補正色域Ｇ５に変換される。その結果、ユーザーは、補正色域Ｇ５に対して青色環境光下で知覚される色域Ｇ６によって、表示部７に表示される画像を知覚する。
　図６Ｂに、補正色域Ｇ５が青色環境光下で知覚される色域Ｇ６を示す。図６Ｂに示すように、色域Ｇ６は、緑色成分については、色域Ｇ１とほぼ同じ値となる。これは、ステップＳ３において、緑色成分については、色域Ｇ１に対して色域変換Ｑを行った変換後の値とほぼ同じ値を、補正色域Ｇ５の値としたためである（図５Ａおよび図５Ｂの領域Ｄ１参照）。その結果、ユーザーの青色環境光下における画像データの緑みの色成分の知覚は、白色光下における知覚に近づくこととなる。
　一方、赤色成分については、色域Ｇ６は、色域Ｇ１が青色環境光下で知覚される色域Ｇ２と同じ値となる。これは、ステップＳ３において、赤色成分については、色域Ｇ１と同じ値を補正色域Ｇ５としたためである（図６Ａの領域Ｄ２参照）。その結果、ユーザーは青色環境光下において、画像データの赤色成分については、白色光下よりも鮮やかに知覚することができる。このように、本実施形態にかかる画像処理システム１０では、色順応によるメリットを享受しつつ、特定の色についてのみ色順応の影響を低減することが可能となり、有色環境光下における視認性が向上される。
　（２．７．変形例１）
　図７Ａおよび図７Ｂを参照し、実施形態１の変形例１について説明する。上記説明においては環境光が青みの色光であったため、色空間変換部６は、色順応の影響により色域が狭くなる緑みの色成分について当該影響をキャンセルするように色域の変換を行った。これに対して、変形例１では、環境光が赤みの色光である場合を説明する。
　図７Ａは、環境光が赤みの色光である場合のｓＲＧＢ色域Ｇ１の知覚色域Ｇ２を示す。図７Ａに示すように、色域Ｇ２は色域Ｇ１と比べると、緑色方向に広がっており、赤色方向は狭くなっている。一方、青色方向についてはほとんど変化していない。そこで、変形例１では、色空間変換部６は、環境光によって色域が狭くなる特定の色成分である赤みの色のみについて、色順応の影響がキャンセルされるように色域の変換を行う。ここで、ｓＲＧＢ色域Ｇ１とＡｄоｂｅ　ＲＧＢの色域Ｇ４とでは、赤色および青色の色域が同じであるため、変形例１においては、Ａｄоｂｅ　ＲＧＢよりも広い色域を表示可能なディスプレイを用いる。
　図７Ｂは、変形例１において補正行列決定部６１が決定した補正色域Ｇ５の赤色環境光下での知覚色域Ｇ６を示す。図７Ｂに示すように、環境光が赤みの色光である場合にも、色順応の影響により色域が狭くなる赤色方向についてはその影響をキャンセルしつつ、色順応の影響により色域が広くなる緑色方向については、より広い色域が知覚されることとなる。
　（２．８．変形例２）
　図８Ａおよび図８Ｂを参照し、実施形態１の変形例２について説明する。変形例１においては環境光が赤みの色光であったため、色順応の影響により色域が狭くなる赤みの色成分について当該影響をキャンセルするように色域の変換を行った。これに対して、変形例２では、環境光が緑みの色光である場合を説明する。
　図８Ａは、環境光が緑みの色光である場合におけるｓＲＧＢ色域Ｇ１の知覚色域Ｇ２を示す。図８Ａに示すように、色域Ｇ２は色域Ｇ１と比べると、緑色方向および赤色方向に狭くなっており、ピンク方向が広くなっている。一方、青色方向についてはほとんど変化していない。そこで、変形例２では、色空間変換部６は、環境光によって色域が狭くなる特定の色成分である緑みの色および赤みの色の少なくとも一方のみについて、色順応の影響がキャンセルされるように色域の変換を行う。ここで、ｓＲＧＢ色域Ｇ１とＡｄоｂｅ　ＲＧＢの色域Ｇ４とでは、赤色および青色の色域が同じであるため、変形例２においては、Ａｄоｂｅ　ＲＧＢよりも広い色域を表示可能なディスプレイを用いる。
　図８Ｂは、変形例２において補正行列決定部６１が決定した補正色域Ｇ５の緑色環境光下での知覚色域Ｇ６を示す。図８Ｂに示すように、環境光が緑みの色である場合にも、色順応の影響により色域が狭くなる赤色方向および緑色方向についてはその影響をキャンセルしつつ、色順応の影響により色域が広くなるピンク方向については、より広い色域が知覚されることとなる。
　（２．９．変形例３）
　図９Ａおよび図９Ｂを参照し、実施形態１の変形例３について説明する。変形例３では、基準色度Ｐとして、白色点Ｄ６５以外の色度を設定する。このように基準色度Ｐが設定されることにより、一部の中間色（すなわち、色域内部の色度）における色順応の影響がさらにキャンセルされる。
　図９Ａに示す例では、基準色度Ｐとして、環境光（青みの色光）の影響において白色に知覚される色度Ｐ１を設定する。当該色度Ｐ１は、上述した変換行列変換行列Ｍａｄ－１を用いて以下の式（１１）～（１３）で求められる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000011
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000012
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000013
　このようにして、環境光の影響において白色に知覚される色度Ｐ１が求められる。この色度Ｐ１を基準色度Ｐに設定して、式（９）における補正行列Ｍａｍを決定する。このようにして求められた補正行列Ｍａｍを用いて色域変換を行うと、中間色における色順応の影響がキャンセルされるように画像データの色成分が補正される。すなわち、図９Ａに示すように、補正後の白色点の位置がＤ６５から色度Ｐ１へ移動するように基準色度Ｐを設定することにより、当該基準色度Ｐに基づいて中間色が矢印方向（すなわち、色順応の影響がキャンセル方向）へ遷移するように補正される。
　また、図９Ｂに示す例では、基準色度Ｐとして、前記環境光の影響によって知覚される色域が広くなる色成分に属する色度Ｐ２が設定されている。なお、本実施形態では環境光が青みの色光であるため、知覚される色域が広くなる色成分は赤である。
　色度Ｐ２を基準色度Ｐに設定することにより、図９Ｂの矢印に示すように、色度Ｐ２よりも赤成分の強い中間色における色順応の影響は維持されつつ、色度Ｐ２よりも赤成分の弱い一部の中間色（この場合は緑成分の強い中間色）における色順応の影響がキャンセルされるように、画像データの色成分が補正される。
　色度Ｐ２の導出の一例としては、γ演算部６２に入力される画像データについて、白色光下における色度をピクセルごとに取得し、当該取得された色度の平均値を色度Ｐ２としてもよいし、他の方法によって任意に設定してもよい。
＜３．実施形態２＞
　図１０を参照して、第２実施形態に係る画像処理システム２０について説明する。なお、以下の説明においては、第１実施形態と同一の構成については同一の符号を付しており、説明は繰り返さない。
　図９に示すように、第２実施形態では、画像処理システム２０は、環境光情報取得部２３が記憶部８から環境光情報を取得する点で、第１実施形態と異なる。すなわち、環境光情報は、記憶部８にあらかじめ登録されている。環境光情報取得部２３は、記憶部８から取得した環境光情報を色順応算出部４に連携する。このようにすることで、環境光情報取得部３３としてカラーセンサを実装する必要がなく、コスト低減を図ることができる。なお、記憶部８に複数の環境光情報が登録し、ユーザーが複数の環境光情報の中から設定画面で選択するような仕様としてもよい。
＜４．実施形態３＞
　図１１を参照して、第３実施形態に係る画像処理システム３０について説明する。
　図１１に示すように、第３実施形態では、画像処理システム３０では、画像表示装置３２が環境光情報取得部３３を備える点で、第１実施形態と異なる。すなわち、環境光情報取得部３３は、画像表示装置３２が設置された環境における環境光情報を取得し、画像処理装置３１が備える色順応算出部に連携する。このようにすることで、画像データが表示される表示部７における環境光の情報を、より正確に求めることが可能となる。
＜５．実施形態４＞
　図１２を参照して、第４実施形態に係る画像処理装置４１について説明する。
　図１２に示すように、第４実施形態では、画像処理装置４１が提供される。画像処理装置４１は、環境光情報取得部３と、色順応算出部４と、色空間変換部６を備える。色空間変換部６は、画像出力装置４５から出力された画像データに対して、色空間の変換処理を行う。このような構成とすることにより、既存の画像出力装置４５および画像表示装置４２に対して、本発明を適用することが可能となる。
＜６．実施形態５＞
　図１３を参照して、第５実施形態に係る画像表示装置５２について説明する。
　図１３に示すように、第５実施形態では、画像表示装置５２が提供される。画像表示装置５２は、カラーセンサが実装された環境光情報取得部３と、色順応算出部４と、色空間変換部６と、表示部７を備える。色空間変換部６は、画像出力装置４５から出力された画像データに対して、色空間の変換処理を行う。このような構成とすることにより、表示部７を備える画像表示装置５２に本発明の構成が一体的に組み込まれた形態で、本発明を実施することが可能となる。
　また、画像表示装置５２は、記憶部を備え、環境光情報取得部３が記憶部から環境光情報を取得してもよい。すなわち、環境光情報は、記憶部にあらかじめ登録されている。環境光情報取得部３は、記憶部から取得した環境光情報を色順応算出部４に連携する。このようにすることで、環境光情報取得部３としてカラーセンサを実装する必要がなく、コスト低減を図ることができる。なお、記憶部に複数の環境光情報が登録され、ユーザーが複数の環境光情報の中から設定画面で選択するような仕様としてもよい。
＜７．他の実施形態＞
　本発明の適用は、上記実施形態に限定されない。たとえば、式（２）における順応因子Ｄをユーザーが変更可能な構成とすることにより、色空間変換による色成分の補正の度合いを調整可能に構成してもよい。
　また、上記実施形態においては、補正行列決定部６１は、図４ＢのステップＳ２においてＡｄоｂｅ　ＲＧＢ色域内に収めるための色域丸め込み処理を行っているが、ステップＳ１における色域変換後の色空間よりも広い色域を表示可能な表示部を用いることにより、色域丸め込み処理Ｓ２を省略することもできる。
　また、上記実施形態においては、画像処理システム１０は、環境光情報取得部３と色順応算出部４を備えているが、この例に限定されることはない。たとえば、環境光に基づく色順応の影響があらかじめ算出されており、色空間変換部６が記憶部に記憶された色順応の影響に基づいて、色空間の変換処理を行う構成としてもよい。
　また、上記実施形態においては、色順応算出部４は、色順応の影響として色順応変換行列Ｍａｄを算出しているが、この例に限定されることはない。たとえば、色順応算出部４は、式（２）におけるＬｐ、Ｍｐ、Ｓｐを算出し、色順応の影響として色空間変換部６に連携してもよい。
　また、色空間変換部６は、色空間内における複数の領域に対して異なる変換処理を行ってもよい。たとえば、図１４に示すように、色空間変換部６は、色空間内における複数の領域に対して、異なる複数の補正行列Ｍａｍ１～Ｍａｍ７を算出し、当該複数の補正行列を用いて画像データにおける色成分を補正してもよい。ここで、複数の補正行列に対応する色空間内における領域の設定方法は任意だが、白色点およびその近傍の領域と、それ以外の領域とで異なる変換行列で変換するように設定してもよい。
　また、色空間変換部６は、補正行列Ｍａｍを算出するのではなく、色空間の変換の前後における色度の対応を記憶したルックアップテーブルを用いて、画像データにおける色成分を補正してもよい。この場合、白色点およびその近傍の領域の色度については、環境光下において白色に見えるように（すなわち、色順応の影響がキャンセルされるように）補正され、それ以外の領域では、色順応の影響が維持されるように補正されるように、ルックアップテーブルを設定してもよい。
　さらに、本発明は、コンピューターに画像データにおける色成分で表現される色空間を変換する画像処理方法を実行させるコンピュータープログラムであって、前記画像処理方法は、色空間変換ステップを備え、前記色空間変換ステップでは、環境光によって生じる色順応の影響によってユーザーに知覚される色域が広くなる特定の色成分については前記影響が維持され、かつ、前記影響によってユーザーに知覚される色域が狭くなる特定の色成分については前記影響がキャンセルされるように、前記色空間を変換することで前記画像データにおける色成分を補正する、コンピュータープログラムとして実現することもできる。
　さらに、本発明は、上述のプログラムを格納する、コンピューター読み取り可能な非一時的な記録媒体として実現することもできる。
　本発明に係る種々の実施形態を説明したが、これらは、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。当該実施形態は、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。当該実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
１０，２０，３０：画像処理システム、１，２１，３１，４１：画像処理装置、２，３２，４２：画像表示装置、３，２３，３３：環境光情報取得部、４：色順応算出部、５：画像出力部、６：色空間変換部、７：表示部、８：記憶部、１１：映像信号ケーブル、１２：制御信号ケーブル、４５：画像出力装置、６１：補正行列決定部、６２：γ演算部、６３：補正行列演算部、６４：表示特性補正部

Claims (18)

  1. 　画像データにおける色成分で表現される色空間を変換する画像処理システムであって、
    　色空間変換部と、表示部を備え、
    　前記色空間変換部は、環境光によって生じる色順応の影響によってユーザーに知覚される色域が広くなる特定の色成分については前記影響が維持され、かつ、前記影響によってユーザーに知覚される色域が狭くなる特定の色成分については前記影響がキャンセルされるように、前記色空間を変換することで前記画像データにおける色成分を補正し、
    　前記表示部は、前記補正された色成分で前記画像データを出力画像として表示する、画像処理システム。
  2. 　請求項１に記載の画像処理システムであって、
    　環境光情報取得部と、色順応算出部をさらに備え、
    　前記環境光情報取得部は、環境光に関する情報を環境光情報として取得し、
    　前記色順応算出部は、取得された前記環境光情報に基づいて、前記環境光によって生じる色順応の影響を算出し、前記色空間変換部へ出力する、画像処理システム。
  3. 　請求項１または２に記載の画像処理システムであって、
    　上記色成分が赤色、緑色、青色の三原色で構成される場合において、前記環境光は青みの色光であり、前記特定の色成分は緑みの色を含む、画像処理システム。
  4. 　請求項１または２に記載の画像処理システムであって、
    　上記色成分が赤色、緑色、青色の三原色で構成される場合において、前記環境光は赤みの色光であり、前記特定の色成分は赤みの色を含む、画像処理システム。
  5. 　請求項１または２に記載の画像処理システムであって、
    　上記色成分が赤色、緑色、青色の三原色で構成される場合において、前記環境光は緑みの色光であり、前記特定の色成分は赤みの色および/または緑みの色を含む、画像処理システム。
  6. 　請求項１～５のいずれかに記載の画像処理システムであって、
    　前記表示部は、変換後の前記色空間よりも広い色域を表示可能に構成される、画像処理システム。
  7. 　請求項１～５のいずれかに記載の画像処理システムであって、
    　前記色空間変換部は、変換後の前記色空間が前記表示部に表示可能な色域を超える場合、当該色域内におさまるように当該色空間に対して丸め込み処理を行う、画像処理システム。
  8. 　請求項７に記載の画像処理システムであって、
    　前記画像データの色空間はｓＲＧＢ色域であり、前記表示部に表示可能な色空間は赤色（X＝０．６４０、Y＝０．３３０）、緑色（X＝０．２１０、Y＝０．７１０）、青色（X＝０．１５０、Y＝０．０６０）で規定される色域である、画像処理システム。
  9. 　請求項１～８のいずれかに記載の画像処理システムであって、
    　前記色空間変換部は、ユーザーによって前記色成分の補正の度合いを調整可能に構成されている、画像処理システム。
  10. 　請求項１～９のいずれかに記載の画像処理システムであって、
    　前記環境光の色成分を環境光情報として検知するカラーセンサを備える、画像処理システム。
  11. 　請求項２または１０に記載の画像処理システムであって、
    　前記色順応算出部は、予め定められた期間においてカラーセンサが感知した前記環境光の情報を平均化して、前記色順応の影響を算出する、画像処理システム。
  12. 　請求項１～１１のいずれか１項に記載の画像処理システムであって、
    　前記色空間変換部は、中間色における前記色順応の影響がさらにキャンセルされるように、前記色空間の変換において基準となる基準色度を設定する、画像処理システム。
  13. 　請求項１２に記載の画像処理システムであって、
    　前記基準色度は、前記環境光の影響によって白色に知覚される色度である、画像処理システム。
  14. 　請求項１２に記載の画像処理システムであって、
    　前記基準色度は、前記環境光の影響によって知覚される色域が広くなる色成分に属する色度である、画像処理システム。
  15. 　請求項１～１１のいずれか１項に記載の画像処理システムであって、
    　前記色空間変換部は、前記色空間内における複数の領域に対して異なる変換処理を行う、画像処理システム。
  16. 　画像データにおける色成分で表現される色空間を変換する画像処理装置であって、
    　色空間変換部を備え、
    　前記色空間変換部は、環境光によって生じる色順応の影響によってユーザーに知覚される色域が広くなる特定の色成分については前記影響が維持され、かつ、前記影響によってユーザーに知覚される色域が狭くなる特定の色成分については前記影響がキャンセルされるように、前記色空間を変換することで前記画像データにおける色成分を補正する、画像処理装置。
  17. 　画像データにおける色成分で表現される色空間を変換する画像処理方法であって、
    　色空間変換ステップを備え、
    　前記色空間変換ステップでは、環境光によって生じる色順応の影響によってユーザーに知覚される色域が広くなる特定の色成分については前記影響が維持され、かつ、前記影響によってユーザーに知覚される色域が狭くなる特定の色成分については前記影響がキャンセルされるように、前記色空間を変換することで前記画像データにおける色成分を補正する、画像処理方法。
  18. 　コンピューターに、画像データにおける色成分で表現される色空間を変換する画像処理方法を実行させるコンピュータープログラムであって、
    　前記画像処理方法は、色空間変換ステップを備え、
    　前記色空間変換ステップでは、環境光によって生じる色順応の影響によってユーザーに知覚される色域が広くなる特定の色成分については前記影響が維持され、かつ、前記影響によってユーザーに知覚される色域が狭くなる特定の色成分については前記影響がキャンセルされるように、前記色空間を変換することで前記画像データにおける色成分を補正する、コンピュータープログラム。
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