JP2004151952A - 色表現方法および画像処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】スペクトル軌跡の内部のほとんどの色を正の値として実現可能な広色域色空間であって、かつ色域としてはできるだけ小さく、かつ色温度変換で精度の高い変換が可能な色空間を決める色表現方法を提供すること。
【解決手段】ＣＩＥのＸＹＺ表色系のｘｙ色度図における３つの座標値（Ｒｘ，Ｒｙ）、（Ｇｘ，Ｇｙ）、（Ｂｘ，Ｂｙ）を３つの原刺激とする色空間で色を表現する。このとき、３つの座標値は、
Ｒｘ≧０．６７， Ｒｙ≒１−Ｒｘ，
０．９５＜Ｇｙ＜３．０， Ｇｘ≒１−Ｇｙ，
０．１３＜Ｂｘ＜０．１８５， −０．０５＜Ｂｙ＜０．０５，
の条件を満たすように設定する。
【選択図】 図７

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、色表現方法および画像処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、色表現方法として、特開平５−３０３４４号公報記載の方法が知られている。これは、ＣＩＥ色度図のスペクトル軌跡に実質的に外接する３角形の頂点で示される原刺激データの組み合わせで色を表現する方式を提案している。この方式では、等色関数において負の領域を持つことを防止しながら、スペクトル軌跡内のすべての色を表現することが可能となる。
【０００３】
【特許文献１】
特開平５−３０３４４号公報
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来技術の例では、等色関数において２山のピークを有するものが生じる。これにより、色温度変換処理をする場合などに不具合が発生する。
【０００４】
本発明は、スペクトル軌跡の内部のほとんどの色を正の値として実現可能な広色域色空間であって、かつ色域としてはできるだけ小さく、かつ色温度変換で精度の高い変換が可能な色空間を決める色表現方法を提供する。また、この色表現法を使用した、画像処理方法、画像処理プログラム、記録媒体、画像処理装置、撮像素子を提供する。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項の発明は、ＣＩＥのＸＹＺ表色系のｘｙ色度図における３つの座標値（Ｒｘ，Ｒｙ）、（Ｇｘ，Ｇｙ）、（Ｂｘ，Ｂｙ）を３つの原刺激とする色空間で色を表現する色表現方法に適用され、３つの座標値を結ぶ三角形がスペクトル軌跡に実質的に外接し、３つの原刺激の等色関数がサイドピークを実質的に有しないように、座標値を設定するものである。
請求項２の発明は、ＣＩＥのＸＹＺ表色系のｘｙ色度図における３つの座標値（Ｒｘ，Ｒｙ）、（Ｇｘ，Ｇｙ）、（Ｂｘ，Ｂｙ）を３つの原刺激とする色空間で色を表現する色表現方法に適用され、
Ｒｘ≧０．６７， Ｒｙ≒１−Ｒｘ，
０．９５＜Ｇｙ＜３．０， Ｇｘ≒１−Ｇｙ，
０．１３＜Ｂｘ＜０．１８５， −０．０５＜Ｂｙ＜０．０５，
の条件を満たすものである。
請求項３の発明は、請求項２記載の色表現方法において、
０．９５＜Ｇｙ＜１．６５，
０．１４≦Ｂｘ≦０．１７５，
の条件を満たすこととするものである。
請求項４の発明は、画像処理方法に適用され、画像入力手段により、第１の色空間で表現された画像データを入力し、画像処理手段により、入力された第１の色空間で表現された画像データを、請求項１〜３のいずれか１項に記載の色表現方法による第２の色空間の画像データに変換するものである。
請求項５の発明は、請求項４記載の画像処理方法において、画像処理手段により、変換された第２の色空間の画像データに対して、色温度変換処理を行うこととするものである。
請求項６の発明は、撮像素子に適用され、請求項１〜３のいずれか１項に記載の色表現方法による色空間の等色関数に対応する画像信号を出力するものである。
請求項７の発明は、画像処理プログラムに適用され、請求項４〜５のいずれか１項に記載の画像処理方法の手順をコンピュータに実行させるものである。
請求項８の発明は、コンピュータ読みとり可能な記録媒体に適用され、請求項７の画像処理プログラムを記録したものである。
請求項９の発明は、画像処理装置に適用され、画像入力手段と、画像処理手段とを備え、請求項７の画像処理プログラムを実行するものである。
請求項１０の発明は、画像処理装置に適用され、複数の色成分で構成されるカラー画像データを入力する画像入力手段と、入力されたカラー画像データを、ＣＩＥのＸＹＺ表色系のｘｙ色度図における３つの座標値（Ｒｘ，Ｒｙ）、（Ｇｘ，Ｇｙ）、（Ｂｘ，Ｂｙ）を３つの原刺激とする色空間で表現した画像データに変換する変換手段とを備え、座標値は、
Ｒｘ≧０．６７， Ｒｙ≒１−Ｒｘ，
０．９５＜Ｇｙ＜３．０， Ｇｘ≒１−Ｇｙ，
０．１３＜Ｂｘ＜０．１８５， −０．０５＜Ｂｙ＜０．０５，
の条件を満たすものである。
請求項１１の発明は、撮像装置に適用され、３色以上の色に関する出力を発生する撮像素子と、撮像素子からの出力を、ＣＩＥのＸＹＺ表色系のｘｙ色度図における３つの座標値（Ｒｘ，Ｒｙ）、（Ｇｘ，Ｇｙ）、（Ｂｘ，Ｂｙ）を３つの原刺激とする色空間で表現した画像データに変換する変換手段とを備え、座標値は、
Ｒｘ≧０．６７， Ｒｙ≒１−Ｒｘ，
０．９５＜Ｇｙ＜３．０， Ｇｘ≒１−Ｇｙ，
０．１３＜Ｂｘ＜０．１８５， −０．０５＜Ｂｙ＜０．０５，
の条件を満たすものである。
請求項１２の発明は、撮像装置に適用され、３色以上の色に関する出力を発生する撮像素子からのカラー画像データを、ＣＩＥのＸＹＺ表色系のｘｙ色度図における３つの座標値（Ｒｘ，Ｒｙ）、（Ｇｘ，Ｇｙ）、（Ｂｘ，Ｂｙ）を３つの原刺激とする色空間で表現した画像データとして色空間情報とともに記録するメモリ手段を備え、座標値は、
Ｒｘ≧０．６７， Ｒｙ≒１−Ｒｘ，
０．９５＜Ｇｙ＜３．０， Ｇｘ≒１−Ｇｙ，
０．１３＜Ｂｘ＜０．１８５， −０．０５＜Ｂｙ＜０．０５，
の条件を満たすものである。
請求項１３の発明は、３色の分光感度分布ｒ（λ）、ｇ（λ）、ｂ（λ）を有する撮像装置に適用され、ｒ（λ）のピークが５９５±６ｎｍ、半値波長が５４４±６ｎｍ、６３４±６ｎｍ、ｇ（λ）のピークが５４３±６ｎｍ、半値波長が５０５±６ｎｍ、５８７±６ｎｍ、ｂ（λ）のピークが４４６±６ｎｍ、半値波長が４２４±６ｎｍ、４７８±６ｎｍ、とするものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
−第１の実施の形態−
はじめに、従来技術の問題点を分析する。図１（ａ）は、ＣＩＥのＸＹＺ表色系のｘｙ色度図における３つの座標値を原刺激として設定する従来技術の一例を示す図である。ｘｙ色度図上の３つの点をＲ，Ｇ，Ｂとし、その座標値を（Ｒｘ，Ｒｙ）、（Ｇｘ，Ｇｙ）、（Ｂｘ，Ｂｙ）とし、座標値Ｒ（０．７３４７，０．２６５３）、Ｇ（−０．０８６，１．０８６）、Ｂ（０．０９５７，−０．０３１４）を原刺激とする例が示されている。この場合、Ｒ，Ｇ，Ｂを結ぶ三角形がスペクトル軌跡１００に外接するように、各座標値が設定されている。Ｒ、Ｇ、Ｂは、赤色、緑色、青色に対応する。
【０００７】
図１（ｂ）は、上記座標値を原刺激とした場合の等色関数を示す図である。この等色関数をセンサーに適用した場合、各色センサーの分光感度分布（特性）を示す図とも言える。すなわち、このｒ（λ）、ｇ（λ）、ｂ（λ）、の感度を有するセンサーを使用すれば、図１（ａ）の三角形の内部の色度点をすべて検出する事が可能である。従って、スペクトル軌跡１００内のすべての色を検出する事が可能である。しかし、ｒ（λ）の感度分布は２山になっている。このような場合に、色温度変換（色順応変換、ホワイトバランス処理）を行うと不具合が発生する。その点について以下で説明する。
【０００８】
図２（ａ）は、ｒ（λ）、ｇ（λ）、ｂ（λ）のセンサー感度分布に等エネルギー白色光源の光源スペクトル分布を乗じたものを模式的にＲ１、Ｇ１、Ｂ１で表した図である。この場合、感度の山の高さはいずれも１で、Ｒ１のサイドピークの山の高さはＰｓであるとする。次に、色温度の低い光源（例えば、タングステンランプ、白熱灯）の場合の光源スペクトル分布にセンサー感度分布を乗じた合成感度を、図２（ｂ）のＲ１、Ｇ１、Ｂ１に示す。図２（ｂ）のＲ１の主ピークは（１＋α）倍に増大し、サイドピークは（１−β）倍に大きさが減少している。
【０００９】
図２（ａ）の場合の各センサーからの出力値を用いて、図２（ｂ）の状態を予想する場合を考えると、図２（ａ）のＲ１、Ｇ１、Ｂ１の各出力ＶＲ１、ＶＧ１，ＶＢ１に対してそれぞれ（１＋α），１，（１−β）を乗じて近似的に図２（ｂ）の状態を予想する方法が考えられる。しかし、この場合、Ｒ１のサイドピークにも（１＋α）がかかることになり、等価的に図２（ｃ）に示す様な合成感度となる。図２（ｃ）と図２（ｂ）とは明らかに感度分布が異なるので、正しい予想はできないことになる。
【００１０】
図３は、各センサー感度分布がサイドピークをもたない場合を、図２に対応させて示した図である。各センサー感度分布がサイドピークを持たないため、図３（ｃ）と図３（ｂ）とは感度分布が非常に類似したものとなり、正しい予想が可能となる事がわかる。
【００１１】
このことから、光源の色温度を変えた場合の結果を正しく予想できるようにするためには、できるだけサイドピークの小さい感度分布のセンサーに対応する原刺激（３刺激）を持つ色空間で変換を行うことが好ましいことが分かる。すなわち、本発明は、スペクトル軌跡１００（図１（ａ））の内部のほとんどの色を正の値として実現可能、別の言葉で言うと原刺激の成す三角形がスペクトル軌跡１００に外接するかそれに近い状態の広い色空間であって、かつ色温度変換が高精度で行いうる色表現方法を与えようとするものである。
【００１２】
ここで、他の通常良く使われる色空間についてもその性質を調べてみる。ＸＹＺ表色系（図４（ａ））の等色関数ｘ（λ）、ｙ（λ）、ｚ（λ）、を図４（ｂ）に示す。この場合も、ｘ（λ）はダブルピークを有し、サイドピークの相対的大きさは図１（ｂ）の場合より更に大きくなっている。従って、本発明の目的に合わない。
【００１３】
ＣＲＴモニタの色空間として、最近標準的に使用されているｓＲＧＢの色空間の場合の原刺激の座標を図５（ａ）に、その等色関数を図５（ｂ）に示す。この場合は、図５（ｂ）の等色関数において正負のサイドピークが多数存在し、色温度変換には不適当な空間であることが分かる。
【００１４】
サイドピークが存在しないもので良く知られている色空間としては、図６（ｂ）のＬＭＳの分光分布が知られている。しかしながら、この場合の３刺激値の分布は図６（ａ）の様になり、カバーする色域が広すぎて効率的とはいえない。
【００１５】
以上の内容を考慮し、第１の実施の形態では、新しい色空間の原刺激とする３つの座標値を結ぶ三角形がスペクトル軌跡１００にほぼ外接する場合で、かつその等色関数のサイドピークの小さい場合を考える。ＣＩＥのＸＹＺ表色系のｘｙ色度図におけるにおける３つの点Ｒ，Ｇ，Ｂの座標値を、（Ｒｘ，Ｒｙ），（Ｇｘ，Ｇｙ），（Ｂｘ，Ｂｙ）とする。この（Ｒｘ，Ｒｙ），（Ｇｘ，Ｇｙ），（Ｂｘ，Ｂｙ）が、新しい色空間の原刺激となる。（Ｒｘ，Ｒｙ），（Ｇｘ，Ｇｙ）は、ｘｙ色度図上ほぼＲｘ＋Ｒｙ＝１，Ｇｘ＋Ｇｙ＝１の直線上に取ることとする。これは、スペクトル軌跡１００のＲからＧに向かう軌跡がほぼこの直線上にあるからである。
【００１６】
具体例として、Ｒ，Ｇ，Ｂの座標値が次の（１）の値を持つ場合を、図７（ａ）に示す。
（１） Ｒ（０．７３５，０．２６５）、Ｇ（−０．４，１．４）、Ｂ（０．１４３，０）
この場合の等色関数は、図７（ｂ）の様になる。ｒ（λ）のサイドピークの主ピークに対する面積は３％程度と少ない。図１（ｂ）のサイドピークの面積比率７．９％に対して半分以下である。従って、色温度変換で正確な予測が可能になる。
【００１７】
上記（１）より色域面積は広くなるが、やはりサイドピーク面積が３％以下となる場合として、以下の（２）〜（４）およびこれらを結ぶ中間の位置が可能である。
（２） Ｒ（０．７３５，０．２６５）、Ｇ（−０．６，１．６）、Ｂ（０．１５１，０）
（３） Ｒ（０．７３５，０．２６５）、Ｇ（−１．０，２．０）、Ｂ（０．１５８，０）
（４） Ｒ（０．７３５，０．２６５）、Ｇ（−２。０，３．０）、Ｂ（０．１６５，０）
【００１８】
色域面積（三角形の面積）があまり大きくならない事を考えると、Ｇｙ＜１．６５の（１）（２）およびその中間が適当である。なお、これらの座標値は、トライアンドエラーでシミュレーションを繰り返しながら求めたものであり、数値がわずかに違ってもサイドピークがこの程度以下なら問題ない。
【００１９】
画像データを、以上のようにして決定されたＲ，Ｇ，Ｂの座標値を原刺激とする色空間に変換すれば、色温度変換において簡単な計算で正確な予測が可能になり、精度の高い色温度変換が可能となる。
【００２０】
−第２の実施の形態−
第２の実施の形態では、スペクトル軌跡１００に外接はしていないが、色域としては広すぎず、実用上はほとんどの色を正の値で表現可能な色域の場合の原刺激の座標値を考える。（Ｒｘ，Ｒｙ），（Ｇｘ，Ｇｙ）は、第１の実施の形態と同様に、ほぼＲｘ＋Ｒｙ＝１，Ｇｘ＋Ｇｙ＝１の直線上に取る。
【００２１】
具体例として、Ｒ，Ｇ，Ｂの座標値が次の（５）の値を持つ場合を図８（ａ）に示す。
（５） Ｒ（０．７３５，０．２６５）、Ｇ（０，１．０）、Ｂ（０．１４５，０）
この場合の等色関数は図８（ｂ）の様になる。ｒ（λ）のサイドピークは、図８（ｂ）に示す通り正負２つ存在する。しかし、いずれも主ピークに対する面積は２％程度と少なく、有効である。
【００２２】
また、次の（６）の値をもつ場合を図９（ａ）に示す。この場合の等色関数は図９（ｂ）の様になる。僅かに色域は広がりサイドピークはやはり正負の２つ存在するが、いずれも主ピークに対する面積は１％程度と非常に少ない。
（６） Ｒ（０．７３５，０．２６５）、Ｇ（−０．１５ ，１．１５）、Ｂ（０．１５５，０）
【００２３】
また、次の（７）の値をもつようにすると、さらに色域は広がりサイドピークはやはり正負の２つ存在するが、いずれも主ピークに対する面積が０．８％程度と非常に少ない。
（７） Ｒ（０．７３５，０．２６５）、Ｇ（−０．４ ，１．４）、Ｂ（０．１６５，０）
色域の利用効率を考えると、（５）（６）の方が好ましい。
【００２４】
−第３の実施の形態−
第３の実施の形態では、第１の実施の形態または第２の実施の形態において、Ｒの座標値はＲ（０．７３５，０．２６５）に限らず、Ｒｙ≒１−Ｒｘの直線上でＲｘ≧０．６７とする。これにより、外接からは外れて色域は幾分小さくなるが、実質的には問題のない色域が得られる。
【００２５】
例えば、Ｒｘ≧０．６７とすれば、Ｇの等色関数についてその長波長側にサイドピークが発生するが、大きさは４％以下であり許容範囲といえる。Ｒｘ≧０．６８とすれば、サイドピークは３％以下になり良好なレベルとなる。Ｒｘ≧０．７とすれば、サイドピークは１％以下になり殆ど問題がない。Ｒｘ＝０．７２５とすれば、サイドピークは殆ど０となり完璧である。
【００２６】
すなわちＲｘが小さくなると外接状態だった三角形が少し小さくなり、サイドピークが出てくる。しかし、８＊３ｂｉｔ／ｐｉｘｅｌのように画像容量に制限がある場合は三角形が小さい方が分解能的に有利な場合がある。従って、そのような場合はＲｘ≧０．６７程度までは許容できる。同様に−０．０５＜Ｂｙ＜０．０５，の範囲であれば実質問題はない。
【００２７】
図１０は、上記第１の実施の形態〜第３の実施の形態で設定する原刺激の、ｘｙ色度図上の座標値をまとめてプロットしたものである。図１０は、横軸にＢｘを取り、縦軸にＧｙを取っている。Ｂの原刺激値の座標は、ほぼｘ軸上にあることを前提としているのでＢｘのみプロットすればよい。また、Ｇの原刺激値の座標は、Ｇｘ＋Ｇｙ＝１の直線上に取ることを前提としているので、Ｇｙを求めればＧｘは一義的に求まる。
【００２８】
図１０の点（１）〜（７）は、上記第１の実施の形態〜第３の実施の形態で設定した座標値（１）〜（７）に対応する。上記第１の実施の形態〜第３の実施の形態の内容および図１０を分析すると、ｘｙ色度図上のＲ，Ｇ，Ｂの座標値（Ｒｘ，Ｒｙ），（Ｇｘ，Ｇｙ），（Ｂｘ，Ｂｙ）が、以下の条件を満たす場合、それらの座標値を原刺激とする新しい色空間において、等色関数のサイドピークの発生を小さくすることができる。
Ｒｘ≧０．６７， Ｒｙ≒１−Ｒｘ，
０．９５＜Ｇｙ＜３．０， Ｇｘ≒１−Ｇｙ，
０．１３＜Ｂｘ＜０．１８５， −０．０５＜Ｂｙ＜０．０５，
【００２９】
さらに付け加えると、図１０に示すように、ＢｘとＧｙで決まる座標値が（１）（２）（３）（４）を結ぶ破線上にある時に、ほぼ外接する条件となり、Ｒ（λ）はλによらず正の値となる。また、（５）（６）（７）を結ぶ点線上にある時に、Ｒ（λ）は一部負の値を取るサイドピークを持つが、正のサイドピークと負のサイドピークがほぼ同等の大きさになる条件となっている。
【００３０】
これにより、スペクトル軌跡１００の内部のほとんどの色を等色関数の正の値で表現でき、かつ色温度変換が高精度で行いうる色表現方法を与えようとするものである。なお、上記の条件の座標による三角形は、スペクトル軌跡１００内部の色をほぼすべて網羅し、スペクトル軌跡１００に実質的に外接していると言える。また、等色関数のサイドピークは、色温度変換に影響を及ぼさないように小さく抑えられ、実質的にサイドピークが生じていないとも言える。
【００３１】
等色関数がすべてほぼ正の値ということは、この等色関数に対応する分光感度特性のイメージセンサが実現できれば、スペクトル軌跡１００内部のすべての色をこのセンサで検出することができることを意味する。
【００３２】
上記条件の数値の意味について、以下に考察する。Ｇｙが０．９５より小さくなると、座標値を結ぶ三角形がより内側に食い込み色域が小さくなると同時にサイドピークが大きくなる。Ｇｙが３以上になると色域が広くなりすぎデータのムダが生じる。Ｂｘが０．１３より小さくなると、サイドピークが大となりデータのムダもわずかながら増える。Ｂｘが０．１８５より大きくなると、色域が小さくなりサイドピークが大となる。−０．０５＜Ｂｙ＜０．０５は、Ｂｙがほぼｙ軸上にあることを意味する。Ｒｘが小さくなると三角形が小さく色域が狭くなり、かつサイドピークが出てくるが、０．６７程度までが許容範囲である。
【００３３】
上記条件において、さらに以下の条件を満たすことにより、より一層上記の効果を奏することができる。
０．９５＜Ｇｙ＜１．６５，
０．１４≦Ｂｘ≦０．１７５，
【００３４】
−第４の実施の形態−
第４の実施の形態では、上記第１〜第３の実施の形態の色空間を使用した色空間変換を行う場合について説明する。
【００３５】
図１１は、色空間変換の流れを説明する図である。第１の色空間の座標において記録保存された画像１１、すなわち第１色空間画像１１が画像処理装置のメモリに格納されているとする。第１色空間としてはどんなものでも良いが、例えばＸＹＺ色空間、あるいはｓＲＧＢ色空間などである。この両色空間における３つの原刺激の等色関数は、いずれも、前記説明のごとく、サイドピークが大きいために色温度変換などの加工には適していない。
【００３６】
そこで、この第１色空間画像１１を、第１〜第３の実施の形態で提案した（Ｒｘ、Ｒｙ）（Ｇｘ、Ｇｙ）（Ｂｘ、Ｂｙ）を座標とする第２色空間画像１２に変換する。第１色空間がＸＹＺ色空間である場合の座標値及び第２色空間での変換された座標値をそれぞれ、ベクトル
【数１】

とすれば、３×３の行列Ｄとその逆行列Ｄ^−１を用いて両ベクトルは相互に次の関係で変換される。
【数２】

【数３】

【００３７】
ここでＤの値は
【数４】

とするとき、第１〜第３の実施の形態の３つの原刺激（Ｒｘ、Ｒｙ）（Ｇｘ、Ｇｙ）（Ｂｘ、Ｂｙ）を用いて
【数５】

【数６】

【数７】

で表される。
【００３８】
このとき、（５）〜（７）式のＲｘ、Ｒｙ、Ｇｘ、Ｇｙ、Ｂｘ、Ｂｙは、前述したように、以下の条件を満たす。
Ｒｘ≧０．６７， Ｒｙ≒１−Ｒｘ，
０．９５＜Ｇｙ＜３．０， Ｇｘ≒１−Ｇｙ，
０．１３＜Ｂｘ＜０．１８５， −０．０５＜Ｂｙ＜０．０５，
あるいは、前述した他の条件を満たす。
【００３９】
マトリクスの値ｄｉｊは、比の値ｄ１１／Ｒｘ＝ａ、ｄ１２／Ｇｘ＝ｂ、ｄ１３／Ｂｘ＝ｃの分だけ、不定である。しかし、これは規格化の自由度なので、次のようにして定まる。基準の白をＤ６５に決めた場合は、この場合の白のＸＹＺ座標値は
Ｘ＝０．９５、 Ｙ＝１ Ｚ＝１．０９
となり、この白に対してＲ＝１，Ｇ＝１，Ｂ＝１ （又はＲ＝２５５，Ｇ＝２５５，Ｂ＝２５５等）に規格化する条件をおくことで定まる。
【００４０】
上記では、第１色空間がＸＹＺ空間の場合を述べたが、その他の色空間であってもよい。他の色空間がＸＹＺ色空間との変換関係が明確であれば、同様にして変換可能である。一般に知られた色空間は、ＸＹＺ空間との変換関係が公知なので、それにより変換可能である。
【００４１】
このようにして、第２の色空間のＲＧＢ座標に移れば、比較的単純な演算で好ましい画処理が可能である。例えば、色温度変換に関して、Ｇｇａｉｎはそのままにして、ＲｇａｉｎとＢｇａｉｎだけを変更することで処理することが可能である。色相回転変換や階調変換においても、狭い色空間で変換する場合に比べて好ましい結果になる事が多い。
【００４２】
第２色空間で処理を受けた第２色空間画像１２は、メモリに保存しても良い。その場合、色空間の特性を示す色空間情報も画像につけて記録することが好ましい。色空間の情報の記録としては、ＩＣＣプロファイルとして知られる方式や、Ｅｘｉｆのタグとして記録する方法が知られている。もちろん独自の方法で（Ｒｘ、Ｒｙ）（Ｇｘ、Ｇｙ）（Ｂｘ、Ｂｙ）の値を画像に関連付けて記録するようにしてもよい。また、モニタ（不図示）に表示する場合は、それに適した第３の色空間１３に変換する。そのような場合の代表的色空間としてはｓＲＧＢ色空間が良く知られている。ｓＲＧＢ色空間とＸＹＺ色空間の変換式は公知なのでそれと（２）式を用いればｓＲＧＢ色空間への変換が出来る。
【００４３】
−第５の実施の形態−
第５の実施の形態では、上記第１〜第４の実施の形態で説明した内容を、電子スチルカメラ（以下電子カメラと言う）に適用した場合について説明する。
【００４４】
図１２は、電子カメラの構成を示すブロック図である。本実施の形態の電子カメラは、撮影レンズなどからなる撮影光学系１、イメージセンサ２、Ａ／Ｄ変換器３、バッファメモリ４、画像処理部５、メモリカード６などから構成される。撮影光学系１を介して被写体像がイメージセンサ２上に結像される。イメージセンサ２は、ＣＣＤ等からなる撮像素子である。イメージセンサ２にて被写体の光学像が光電変換され、電気信号としてＡ／Ｄ変換器３に入力される。Ａ／Ｄ変換器３にて電気信号がデジタル信号に変換され、画像データとしてバッファメモリ４に格納される。画像処理部５は、バッファメモリ４に格納された画像データを読み出し、上述した色空間変換や各種の画像処理を施し、処理後の画像データをメモリカード６に格納する。画像処理部５は、マイクロプロセッサや周辺回路から構成される。メモリカード６は、着脱可能な不揮発性メモリである。
【００４５】
ところで、実際のイメージセンサ２の分光感度を、上記実施の形態の等色関数に完全に一致させることは現実的には不可能なことが多い。イメージセンサ２の感度分布の値のテールの値の小さい部分が、上記等色関数のサイドピークの凹凸と違っていても、メインピーク形状（ピークや半値の位置）の違いが少ない場合なら、センサー出力をそのまま本願発明の色空間で解釈しても実質的には問題はあまりない。
【００４６】
第１の実施の形態で説明したｒ（λ）、ｇ（λ）、ｂ（λ）にほぼ等しい分光感度分布、すなわち、ｒ（λ）のピークが５９５±６ｎｍ、半値波長が５４４±６ｎｍ、６３４±６ｎｍ、ｇ（λ）のピークが５４３±６ｎｍ、半値波長が５０５±６ｎｍ、５８７±６ｎｍ、ｂ（λ）のピークが４４６±６ｎｍ、半値波長が４２４±６ｎｍ、４７８±６ｎｍ、なる感度分布は、イメージセンサ（カラー撮像素子）２として非常に好ましい。これを用いた電子カメラは、色再現において非常に好ましい特性を有することができる。
【００４７】
また、第２の実施の形態で説明したｒ（λ）、ｇ（λ）、ｂ（λ）にほぼ等しい分光感度分布、すなわち、ｒ（λ）のピークが５９８±６ｎｍ、半値波長が５５３±６ｎｍ、６３５±６ｎｍ、ｇ（λ）のピークが５４３±６ｎｍ、半値波長が５０５±６ｎｍ、５８７±６ｎｍ、ｂ（λ）のピークが４４６±６ｎｍ、半値波長が４２４±６ｎｍ、４７８±６ｎｍ、なる感度分布も、イメージセンサ（カラー撮像素子）２として非常に好ましい。これを用いた電子カメラは、色再現において非常に好ましい特性を有することができる。
【００４８】
このような分光感度分布を有するイメージセンサ２で撮像された画像であれば、場合によってはそのまま、あるいはｒ、ｇ、ｂの簡単なゲイン調整、もしくは非常に簡単な補正、例えば、非対角項の値が小さい３×３マトリクスによる補正で、非常に高い精度で本発明の色空間に適用することができる。
【００４９】
上記では、本願の等色関数とイメージセンサ２の感度分布の差が、小さい場合を述べた。しかし、両者の差が大きくなると、補正が必要となる。以下にその場合について述べる。
【００５０】
その場合としては、センサー感度分布が第１〜第３の実施の形態の等色関数の線形変換で表せるか少なくとも近似的に表せる場合と、あまり良い近似では表せない場合とに分けられる。前者の場合は、第４の実施の形態で説明した３×３のマトリクス変換で補正することができる。この補正のための画像処理は、色空間変換であり、画像処理部５が所定の画像処理プログラムを実行することにより行う。後者の場合は、すべての色に対して正確な色再現をすることはできないことになるが、使用頻度の高い色へのマッチングを最適化すれば、カメラとして実用上問題のない色再現ができる。また好ましい色再現の問題もあるので、必ずしも忠実な再現が好まれるとは限らず、その場合も補正が必要なので補正が必要なこと自体は大きな問題ではない。
【００５１】
処理としてはまず、単版カラーカメラのＲＧＢ出力は公知の補間処理により、１画素あたり３色の画像に合成（３色画像）される。ＲＧＢ３板式ではこの処理はいらない。上記の本願の等色関数とイメージセンサ２の感度分布の差の簡単な補正としては、上記ＲＧＢ３色画像に３×３の補正マトリクスを乗じ、その結果のＲＧＢ３色画像を上記実施の形態の色空間でのＲＧＢとする。補正マトリクスは実使用上問題のないように頻度の高い色に関する複数の色パッチなどを使用してトライアンドエラー的な最適化で求めることができる。
【００５２】
更に非線形の補正を行いたい場合は、図１３に示すように、補正ＬＵＴ７から補正のＬＵＴデータを読み込み、上記ＲＧＢ３色画像に適用して、変換後のＲＧＢ３色画像を求める。ＬＵＴで色空間を変換するやり方自体はいろいろな方法が公知なので省略する。ＬＵＴのデータは発生頻度の高い色パッチを用いて両者の対応関係をテーブル化して作成するので、このような補正によればどのような場合でも実用上は良好な結果が得られる。
【００５３】
なお、上記実施の形態では、電子スチルカメラの例を説明したが、必ずしもこの内容に限定する必要はない。本発明は、動画を扱うビデオカメラにも適用できる。また、カメラつき携帯電話やパソコンなどにも適用できる。また、モニタやプリンタなどにも適用できる。すなわち、３色表色系の色空間を使用するあらゆる画像処理装置に適用できる。
【００５４】
また、上記実施の形態では、図１２のブロック図で構成される電子カメラの例を説明したが、必ずしもこの内容に限定する必要はない。電子カメラなどの画像処理装置の構成は、図１２の構成に限定される必要はない。
【００５５】
また、上記実施の形態では、電子カメラの画像処理部５が、色空間の変換処理を行う例を説明したが、必ずしもこの内容に限定する必要はない。画像データが読み込まれたパソコン上で、同様の処理を行うようにしてもよい。その場合、画像データは、メモリカード６を介して受け渡しをしてもよいし、インターフェースケーブルを接続したり、無線により、画像データの受け渡しをしてもよい。
【００５６】
パソコン上で処理される場合、処理プログラムは、ＣＤ−ＲＯＭなどの記録媒体やインターネットなどのデータ信号を通じて提供することができる。図１４はその様子を示す図である。パソコン２００は、ＣＤ−ＲＯＭ２０４を介してプログラムの提供を受ける。また、パソコン２００は通信回線２０１との接続機能を有する。コンピュータ２０２は上記プログラムを提供するサーバーコンピュータであり、ハードディスク２０３などの記録媒体にプログラムを格納する。通信回線２０１は、インターネット、パソコン通信などの通信回線、あるいは専用通信回線などである。コンピュータ２０２はハードディスク２０３を使用してプログラムを読み出し、通信回線２０１を介してプログラムをパソコン２００に送信する。すなわち、プログラムをデータ信号として搬送波にのせて、通信回線２０１を介して送信する。このように、プログラムは、記録媒体や搬送波などの種々の形態のコンピュータ読み込み可能なコンピュータプログラム製品として供給できる。
【００５７】
上記では、種々の実施の形態および変形例を説明したが、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の態様も本発明の範囲内に含まれる。
【００５８】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したように構成するので、例えば、色温度変換において正確な予測が可能になり、精度の高い色温度変換が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＣＩＥのＸＹＺ表色系のｘｙ色度図における３つの座標値を原刺激として設定する従来技術の一例、および、これらの座標値を原刺激とした場合の等色関数を示す図である。
【図２】サイドピークを持つセンサー感度分布を模式的に表した図である。
【図３】各センサー感度分布がサイドピークをもたない場合を、図２に対応させて示した図である。
【図４】ＸＹＺ表色系の色度図および等色関数を示す図である。
【図５】ｓＲＧＢの色空間の場合の原刺激の座標および等色関数を示す図である。
【図６】ＬＭＳの色空間の場合の原刺激の座標および等色関数を示す図である。
【図７】Ｒ，Ｇ，Ｂの座標値の具体例１およびその等色関数を示す図である。
【図８】Ｒ，Ｇ，Ｂの座標値の具体例２およびその等色関数を示す図である。
【図９】Ｒ，Ｇ，Ｂの座標値の具体例３およびその等色関数を示す図である。
【図１０】第１の実施の形態〜第３の実施の形態で設定する原刺激のｘｙ色度図上の座標値をまとめてプロットしたものである。
【図１１】画像処理部で行う色空間変換を説明する図である。
【図１２】電子カメラの構成を示すブロック図である。
【図１３】電子カメラの構成を示す他のブロック図である。
【図１４】プログラムを、ＣＤ−ＲＯＭなどの記録媒体やインターネットなどのデータ信号を通じて提供する様子を示す図である。
【符号の説明】
１ 撮影光学系
２ イメージセンサ
３ Ａ／Ｄ変換器
４ バッファメモリ
５ 画像処理部
６ メモリカード
７ 補正ＬＵＴ

Claims (13)

1. ＣＩＥのＸＹＺ表色系のｘｙ色度図における３つの座標値（Ｒｘ，Ｒｙ）、（Ｇｘ，Ｇｙ）、（Ｂｘ，Ｂｙ）を３つの原刺激とする色空間で色を表現する色表現方法であって、
   前記３つの座標値を結ぶ三角形がスペクトル軌跡に実質的に外接し、前記３つの原刺激の等色関数がサイドピークを実質的に有しないように、前記座標値を設定することを特徴とする色表現方法。
2. ＣＩＥのＸＹＺ表色系のｘｙ色度図における３つの座標値（Ｒｘ，Ｒｙ）、（Ｇｘ，Ｇｙ）、（Ｂｘ，Ｂｙ）を３つの原刺激とする色空間で色を表現する色表現方法であって、
   Ｒｘ≧０．６７， Ｒｙ≒１−Ｒｘ，
   ０．９５＜Ｇｙ＜３．０， Ｇｘ≒１−Ｇｙ，
   ０．１３＜Ｂｘ＜０．１８５， −０．０５＜Ｂｙ＜０．０５，
   の条件を満たすことを特徴とする色表現方法。
3. 請求項２記載の色表現方法において、
   ０．９５＜Ｇｙ＜１．６５，
   ０．１４≦Ｂｘ≦０．１７５，
   の条件を満たすことを特徴とする色表現方法。
4. 画像処理方法であって、
   画像入力手段により、第１の色空間で表現された画像データを入力し、
   画像処理手段により、前記入力された第１の色空間で表現された画像データを、請求項１〜３のいずれか１項に記載の色表現方法による第２の色空間の画像データに変換することを特徴とする画像処理方法。
5. 請求項４記載の画像処理方法において、
   前記画像処理手段により、前記変換された第２の色空間の画像データに対して、色温度変換処理を行うことを特徴とする画像処理方法。
6. 撮像素子であって、
   請求項１〜３のいずれか１項に記載の色表現方法による色空間の等色関数に対応する画像信号を出力することを特徴とする撮像素子。
7. 画像処理プログラムであって、
   請求項４〜５のいずれか１項に記載の画像処理方法の手順をコンピュータに実行させることを特徴とする画像処理プログラム。
8. コンピュータ読みとり可能な記録媒体であって、
   請求項７の画像処理プログラムを記録したことを特徴とするコンピュータ読みとり可能な記録媒体。
9. 画像処理装置であって、
   画像入力手段と、
   画像処理手段とを備え、
   請求項７の画像処理プログラムを実行することを特徴とする画像処理装置。
10. 画像処理装置であって、
    複数の色成分で構成されるカラー画像データを入力する画像入力手段と、
    前記入力されたカラー画像データを、ＣＩＥのＸＹＺ表色系のｘｙ色度図における３つの座標値（Ｒｘ，Ｒｙ）、（Ｇｘ，Ｇｙ）、（Ｂｘ，Ｂｙ）を３つの原刺激とする色空間で表現した画像データに変換する変換手段とを備え、
    前記座標値は、
    Ｒｘ≧０．６７， Ｒｙ≒１−Ｒｘ，
    ０．９５＜Ｇｙ＜３．０， Ｇｘ≒１−Ｇｙ，
    ０．１３＜Ｂｘ＜０．１８５， −０．０５＜Ｂｙ＜０．０５，
    の条件を満たすことを特徴とする画像処理装置。
11. 撮像装置であって、
    ３色以上の色に関する出力を発生する撮像素子と、
    前記撮像素子からの出力を、ＣＩＥのＸＹＺ表色系のｘｙ色度図における３つの座標値（Ｒｘ，Ｒｙ）、（Ｇｘ，Ｇｙ）、（Ｂｘ，Ｂｙ）を３つの原刺激とする色空間で表現した画像データに変換する変換手段とを備え、
    前記座標値は、
    Ｒｘ≧０．６７， Ｒｙ≒１−Ｒｘ，
    ０．９５＜Ｇｙ＜３．０， Ｇｘ≒１−Ｇｙ，
    ０．１３＜Ｂｘ＜０．１８５， −０．０５＜Ｂｙ＜０．０５，
    の条件を満たすことを特徴とする画像処理装置。
12. 撮像装置であって、
    ３色以上の色に関する出力を発生する撮像素子からのカラー画像データを、ＣＩＥのＸＹＺ表色系のｘｙ色度図における３つの座標値（Ｒｘ，Ｒｙ）、（Ｇｘ，Ｇｙ）、（Ｂｘ，Ｂｙ）を３つの原刺激とする色空間で表現した画像データとして色空間情報とともに記録するメモリ手段を備え、
    前記座標値は、
    Ｒｘ≧０．６７， Ｒｙ≒１−Ｒｘ，
    ０．９５＜Ｇｙ＜３．０， Ｇｘ≒１−Ｇｙ，
    ０．１３＜Ｂｘ＜０．１８５， −０．０５＜Ｂｙ＜０．０５，
    の条件を満たすことを特徴とする画像処理装置。
13. ３色の分光感度分布ｒ（λ）、ｇ（λ）、ｂ（λ）を有する撮像装置であって、
    ｒ（λ）のピークが５９５±６ｎｍ、半値波長が５４４±６ｎｍ、６３４±６ｎｍ、
    ｇ（λ）のピークが５４３±６ｎｍ、半値波長が５０５±６ｎｍ、５８７±６ｎｍ、
    ｂ（λ）のピークが４４６±６ｎｍ、半値波長が４２４±６ｎｍ、４７８±６ｎｍ、であることを特徴とする撮像装置。

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