JP2007116288A - 画像処理装置、画像処理方法および画像処理プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】 出力デバイスが変更されても、自動画質調整における補正パラメータ換算方法を見直す必要がない画像処理装置、画像処理方法および画像処理プログラムを提供する。
【解決手段】 画像データの色空間を第１の色空間から第２の色空間に変換する第１変換処理（ステップＳ２）と、第１変換処理で変換された画像データの色空間を第２の色空間から第３の色空間に変換する第２変換処理（ステップＳ３）と、第２変換処理で変換された画像データについて第３の色空間において画質調整する画質調整処理（ステップＳ４）と、画質調整処理で画質調整された画像データの色空間を第３の色空間から第４の色空間に変換する第３変換処理（ステップＳ５）とを有し、第４の色空間が、画像出力デバイスの色再現域に応じて設定される。
【選択図】 図３

Description

本発明は、画像処理装置、画像処理方法および画像処理プログラムに関するものである。

ディジタルスチルカメラ、ディジタルビデオカメラ又はスキャナなどでは、撮影画像データは画像圧縮ファイル形式の一つであるＪＰＥＧ形式のファイルとして保存されることが多い。このＪＰＥＧ形式の画像ファイルでは、圧縮率を高くするためにＹＣｂＣｒの色空間を用いて画像データを定義している。したがって、ディジタルスチルカメラなどは、一旦、ＣＣＤを用いてＲＧＢ色空間にて定義された撮影画像データをＹＣｂＣｒ色空間に変換している。また、このときディジタルスチルカメラなどが扱うＲＧＢ色空間は、一般的に、パーソナルコンピュータで標準的に用いられているＣＲＴモニタの色空間（例えば、ｓＲＧＢ：ＩＥＣ６１９６６ ２−１）である。

一方、パーソナルコンピュータではＲＧＢ色空間が画像データの標準的な色空間として用いられているため、ＪＰＥＧファイルを受け取ったパーソナルコンピュータは、ＪＰＥＧファイルを伸長し、画像データの色空間をＹＣｂＣｒ色空間からＲＧＢ色空間へ変換する。こうしてＲＧＢ色空間に変換された画像データは、例えば、ｓＲＧＢ色空間データとして扱われてモニタに表示され、又は、ＣＭＹＫ色空間へ変換された後、プリンタを介して印刷媒体上に印刷出力される。
また、従来の画像処理装置としては、画像データの色空間をｓＲＧＢ色空間からより広い色空間への変換を行い、より広い色情報を再現するものが考え出されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００２−１５２５４４号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載されている従来の画像処理装置では、ｓＲＧＢ色空間よりも広い色空間で自動画質調整を行っているが、その自動画質調整を行う色空間と出力デバイスの色空間が同一となっている。そして、上記特許文献１では、上記（ｓＲＧＢ色空間よりも）広い色空間としてＡｄｏｂｅＲＧＢ及びＮＴＳＣを挙げている。また、ＡｄｏｂｅＲＧＢ及びＮＴＳＣなどの標準的な色空間よりもさらに広い色再現領域を持つ出力デバイス（例えば４色ディスプレイ）では、その出力デバイスに個別のより広い色空間を設定して、その色空間へ画像データを変換する必要がある。

その際、自動画質調整は、出力デバイスに個別の色空間で行うこととなる。自動画質調整における補正パラメータ換算は色空間によって異なるので、出力デバイスの色空間が変わると、その都度、補正パラメータ換算方法を見直して変更などする必要がある。そして、補正パラメータ換算方法の見直しには、多大な設計工数が必要となる。したがって、特許文献１に記載の画像処理装置では、出力デバイスを今までよりも広い色空間を持つものに変更すると、自動画質調整における補正パラメータ換算方法の見直しに多大な設計工数が必要になるという問題点があった。さらに、特許文献１に記載の画像処理装置では、自動画質調整を行う色空間として、あらゆる出力デバイスを網羅するような非常に広い色空間を設定することも考えられるが、その場合には、想定する画像出力デバイスでは表現不可能な色再現域も必要以上に冗長に含むことになり、演算精度が低下したり、記憶容量・回路規模が増加したりするという問題点があった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、出力デバイスが変更されても、自動画質調整における補正パラメータ換算方法を見直す必要がない画像処理装置、画像処理方法および画像処理プログラムを提供することを目的とする。
また、本発明は、出力デバイスが変更された場合に、設計工数を削減することができる画像処理装置、画像処理方法および画像処理プログラムを提供することを目的とする。
また、本発明は、出力デバイスでの色再現において、必要以上に演算精度が低下したり
、記憶容量・回路規模が増加したりすることのない画像処理装置、画像処理方法および画像処理プログラムを提供することを目的とする。
また、本発明は、画像データについて、色情報の欠如がなく、正確な伝達ができ、豊かな色彩表現が可能な画像処理装置、画像処理方法および画像処理プログラムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の画像処理装置は、入力画像信号に対して画像処理を行う画像処理装置であって、画質調整用色空間において画質調整を行う画質調整手段と、前記画質調整手段で画質調整された画像データの色空間を前記画質調整用色空間から出力用色空間に変換する出力用変換手段と、前記出力用変換手段で変換された画像データについて画像出力デバイスの色成分に変換する色成分変換手段と、を有し、前記出力用色空間は、前記画像出力デバイスの色再現域を含み、前記画像出力デバイスの色再現域は、波長に応じて色相が変化する可視光領域のうち、青系の色相、赤系の色相と、青から黄までの色相の中で選択された２種の色相に基づいて設定されることを特徴とする。また、入力画像信号に対して画像処理を行う画像処理装置であって、画質調整用色空間において画質調整を行う画質調整手段と、前記画質調整手段で画質調整された画像データの色空間を前記画質調整用色空間から出力用色空間に変換する出力用変換手段と、前記出力用変換手段で変換された画像データについて画像出力デバイスの色成分に変換する色成分変換手段と、を有し、前記出力用色空間は、前記画像出力デバイスの色再現域を含み、前記画像出力デバイスの色再現域は、波長のピークが、４１５−５００ｎｍにある第１の色と、６００ｎｍ以上にある第２の色と、４８５−５３５ｎｍにある第３の色と、５００−５９０ｎｍにある第４の色に基づいて設定されることを特徴とする。

本発明によれば、画質調整用色空間を画像出力デバイス（ディスプレイ又はプリンタなど）の色再現域に依存しない色空間とすることができる。そこで、本発明の画像処理装置は、画像出力デバイスが変わっても画質調整における補正パラメータ換算方法の見直し及び変更が生じることを回避することができる。例えば、本発明の画像処理装置は、画像出力デバイスが３色ディスプレイから４色ディスプレイに変更されても、画質調整手段における補正パラメータ換算方法の見直し及び変更が生じない。したがって、本発明の画像処理装置は、設計工数を削減することができる。また、本発明の画像処理装置によれば、出力用色空間が画像出力デバイスの色再現域に応じて設定されているため、想定する画像出力デバイスでは表現不可能な色再現域も必要以上に冗長に含むことなく、演算精度が低下したり、記憶容量・回路規模が増加したりすることがなく、必要十分な演算によって色再現を行うことができる。

上記目的を達成するために、本発明の画像処理装置は、画像データと色空間情報とを含む入力画像信号に対して画像処理を行う画像処理装置であって、前記画像データの色空間を第１の色空間から第２の色空間に変換する第１変換手段と、前記第１変換手段で変換された画像データの色空間を第２の色空間から第３の色空間に変換する第２変換手段と、前記第２変換手段で変換された画像データについて前記第３の色空間において画質調整する画質調整手段と、前記画質調整手段で画質調整された画像データの色空間を前記第３の色空間から第４の色空間に変換する第３変換手段と、前記第３変換手段で変換された画像データについて画像出力デバイスの色成分に変換する第４変換手段と、を有し、前記第４の色空間は、前記画像出力デバイスの色再現域を含み、前記画像出力デバイスの色再現域は、波長に応じて色相が変化する可視光領域のうち、青系の色相、赤系の色相と、青から黄までの色相の中で選択された２種の色相に基づいて設定されることを特徴とする。また、画像データと色空間情報とを含む入力画像信号に対して画像処理を行う画像処理装置であって、前記画像データの色空間を第１の色空間から第２の色空間に変換する第１変換手段と、前記第１変換手段で変換された画像データの色空間を第２の色空間から第３の色空間に変換する第２変換手段と、前記第２変換手段で変換された画像データについて前記第３の色空間において画質調整する画質調整手段と、前記画質調整手段で画質調整された画像データの色空間を前記第３の色空間から第４の色空間に変換する第３変換手段と、前記第３変換手段で変換された画像データについて画像出力デバイスの色成分に変換する第４変換手段と、を有し、前記第４の色空間は、前記画像出力デバイスの色再現域を含み、前記画像出力デバイスの色再現域は、波長のピークが、４１５−５００ｎｍにある第１の色と、６００ｎｍ以上にある第２の色と、４８５−５３５ｎｍにある第３の色と、５００−５９０ｎｍにある第４の色に基づいて設定されることを特徴とする。

本発明によれば、画像データの色空間を、第１の色空間から第２の色空間に変換し、さらに第２の色空間から第３の色空間に変換することができる。そして、本発明の画像処理装置は、第４の色空間が出力デバイスの色再現域に固有の色空間に設定されるので、第３の色空間を出力デバイス（ディスプレイ又はプリンタなど）の色再現域に非依存の色空間である標準色空間とすることができる。そこで、本発明は、標準色空間で画質調整することができ、出力デバイスが変更されても、画質調整における補正パラメータ換算方法の見直し及び変更が生じることを回避することができる。したがって、本発明の画像処理装置は、設計工数を削減することができる。

また、本発明の画像処理装置は、前記色空間情報が、前記第1の色空間、前記第２の色空間、前記第３の色空間および前記第４の色空間のうちの少なくとも１つの色空間の情報を含むことが好ましい。
本発明によれば、第１変換手段、第２変換手段、第３変換手段及び第４変換手段が入力画像信号に含まれる色空間情報に基づいて上記変換処理をすることができる。

また、本発明の画像処理装置は、前記画質調整手段が色空間を定義する３色の負値に対応する前記画像データを扱うものであることが好ましい。
本発明によれば、色空間を定義する３色の負値に対応する画像データについて画質調整できるので、画質調整手段において色情報の欠如を低減することができる。したがって、本発明の画像処理装置によれば、より豊かな色彩表現が可能となる。

また、本発明の画像処理装置は、前記画質調整手段が色空間を定義する３色の最大値以上の値に対応する前記画像データを扱うものであることが好ましい。
本発明によれば、色空間を定義する３色の最大値以上の値に対応する画像データについて画質調整できるので、画質調整手段においても色情報の欠如を無くすことができる。したがって、本発明の画像処理装置によれば、さらにより豊かな色彩表現が可能となる。

また、本発明の画像処理装置は、前記画質調整手段が、入力画素値と出力画素値との対応関係を示す出力階調変換曲線を生成するトーンカーブ生成手段を有し、前記トーンカーブ生成手段は、前記入力画素値又は出力画素値が、色空間を定義する３色の最小値から最大値までの第１出力階調変換曲線を求め、該第１出力階調変換曲線における該最小値のときの傾きと該最大値のときの傾きとを求め、該最小値のときの傾きを示す第１直線と、該最大値のときの傾きを示す第２直線とを該第１出力階調変換曲線の外側に挿入してなる第２出力階調変換曲線を求めるものであることが好ましい。
本発明の画像処理装置の画質調整手段は、色空間を定義する３色の最小値から最大値までの第１出力階調変換曲線に、第１直線及び第２直線を挿入するだけで、簡便に、広範囲な出力階調変換曲線を求めることができる。したがって、本発明の画像処理装置は、出力デバイスでの色再現において、必要以上に演算精度が低下したり、記憶容量・回路規模が増加したりすることを回避しながら、豊かな色彩表現をすることができる。

上記目的を達成するために、本発明の画像処理方法は、入力画像信号に対して画像処理を行う画像処理方法であって、画質調整用色空間において画質調整を行い、前記画質調整用色空間において画質調整された画像データの色空間を前記画質調整用色空間から出力用色空間に変換し、前記出力用色空間に変換された画像データについて画像出力デバイスの色成分に変換し、前記出力用色空間は、前記画像出力デバイスの色再現域を含み、前記画像出力デバイスの色再現域は、波長に応じて色相が変化する可視光領域のうち、青系の色相、赤系の色相と、青から黄までの色相の中で選択された２種の色相に基づいて設定されることを特徴とする。また、入力画像信号に対して画像処理を行う画像処理方法であって、画質調整用色空間において画質調整を行い、前記画質調整用色空間において画質調整された画像データの色空間を前記画質調整用色空間から出力用色空間に変換し、前記出力用色空間に変換された画像データについて画像出力デバイスの色成分に変換し、前記出力用色空間は、前記画像出力デバイスの色再現域を含み、前記画像出力デバイスの色再現域は、波長のピークが、４１５−５００ｎｍにある第１の色と、６００ｎｍ以上にある第２の色と、４８５−５３５ｎｍにある第３の色と、５００−５９０ｎｍにある第４の色に基づいて設定されることを特徴とする。

本発明によれば、画質調整用色空間を画像出力デバイスの色再現域に依存しない色空間とすることができる。そこで、本発明の画像処理方法は、画像出力デバイスが変わっても画質調整における補正パラメータ換算方法の見直し及び変更が生じることを回避することができる。例えば、本発明の画像処理方法は、画像出力デバイスが３色ディスプレイから４色ディスプレイに変更されても、画質調整における補正パラメータ換算方法の見直し及び変更が生じない。したがって、本発明の画像処理方法は、設計工数を削減することができる。また、本発明の画像処理方法によれば、出力用色空間が画像出力デバイスの色再現域に応じて設定されているため、想定する画像出力デバイスでは表現不可能な色再現域も必要以上に冗長に含むことなく、演算精度が低下したり、記憶容量・回路規模が増加したりすることがなく、必要十分な演算によって色再現を行うことができる。

上記目的を達成するために、本発明の画像処理プログラムは、入力画像信号に対して画像処理を行う画像処理装置のコンピュータに実行させる画像処理プログラムであって、画質調整用色空間において画質調整を行う画質調整処理と、前記画質調整処理において画質調整された画像データの色空間を前記画質調整用色空間から出力用色空間に変換する出力用変換処理と、前記出力用変換処理で変換された画像データについて画像出力デバイスの色成分に変換する色成分変換処理と、を前記コンピュータに実行させ、前記出力用色空間は、前記画像出力デバイスの色再現域を含み、前記画像出力デバイスの色再現域は、波長に応じて色相が変化する可視光領域のうち、青系の色相、赤系の色相と、青から黄までの色相の中で選択された２種に基づいて設定されることを特徴とする。また、入力画像信号に対して画像処理を行う画像処理装置のコンピュータに実行させる画像処理プログラムであって、画質調整用色空間において画質調整を行う画質調整処理と、前記画質調整処理において画質調整された画像データの色空間を前記画質調整用色空間から出力用色空間に変換する出力用変換処理と、前記出力用変換処理で変換された画像データについて画像出力デバイスの色成分に変換する色成分変換処理と、を前記コンピュータに実行させ、前記出力用色空間は、前記画像出力デバイスの色再現域を含み、前記画像出力デバイスの色再現域は、波長のピークが、４１５−５００ｎｍにある第１の色と、６００ｎｍ以上にある第２の色と、４８５−５３５ｎｍにある第３の色と、５００−５９０ｎｍにある第４の色に基づいて設定されることを特徴とする。

本発明によれば、画質調整用色空間を画像出力デバイスの色再現域に依存しない色空間とすることができる。そこで、本発明の画像処理プログラムは、画像出力デバイスが変わっても画質調整処理における補正パラメータ換算方法の見直し及び変更が生じることを回避することができる。例えば、本発明の画像処理プログラムは、画像出力デバイスが３色ディスプレイから４色ディスプレイに変更されても、画質調整処理における補正パラメータ換算方法の見直し及び変更が生じない。したがって、本発明の画像処理プログラムは、設計工数を削減することができる。また、本発明の画像処理プログラムによれば、出力用色空間が画像出力デバイスの色再現域に応じて設定されているため、想定する画像出力デバイスでは表現不可能な色再現域も必要以上に冗長に含むことなく、演算精度が低下したり、記憶容量・回路規模が増加したりすることがなく、必要十分な演算によって色再 現を行うことができる。

以下、本発明の実施形態に係る画像処理装置及び画像処理方法について、図面を参照して説明する。本実施形態の画像処理装置は、本発明に係る画像処理方法を実行する。

（構成例）
図１は、本発明の実施形態に係る画像処理装置を適用可能な画像データ出力システムの一例を示す説明図である。すなわち、図１は、本発明の実施形態に係る画像処理装置を構成要素とする画像データ出力システムの構成例である。図２は、本実施形態に係る画像処理装置が入力する入力画像信号（画像データ）を生成可能なディジタルスチルカメラの概略構成を示すブロック図である。ディジタルスチルカメラでは、画像ファイルとして入力画像信号を生成する。

画像データ出力システム１０は、ディジタルスチルカメラ１２と、表示装置１４と、カラープリンタ２０とを備えている。ディジタルスチルカメラ１２は、画像ファイルを生成する入力装置をなすものである。表示装置１４は、ＣＲＴディスプレイ、ＬＣＤディスプレイ、プラズマディスプレイなどのモニタ又はプロジェクタであり、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）をなすものでもよい。そして、表示装置１４は、ディジタルスチルカメラ１２にて生成された画像ファイルに基づいて画像処理を実行し、画像を出力する出力装置をなすものである。また、カラープリンタ２０は、ディジタルスチルカメラ１２にて生成された画像ファイルに基づいて画像処理を実行し、画像を出力する出力装置をなすものである。ここで、表示装置１４及びカラープリンタ２０は、本発明の実施形態に係る画像処理装置をなすものである。以下の説明では、表示装置１４を出力装置として用いるものとする。

ディジタルスチルカメラ１２は、光の情報をディジタルデバイス（ＣＣＤ又は光電子倍増管）に結像させることにより画像を取得するカメラである。そして、ディジタルスチルカメラ１２は、図２に示すように光情報を収集するための光学回路１２１と、ディジタルデバイスを制御して画像を取得するための画像取得回路１２２と、取得したディジタル画像を加工処理するための画像処理回路１２３と、各回路を制御する制御回路１２４とを備えている。また、ディジタルスチルカメラ１２は、取得した画像をディジタルデータとして記憶装置としてのメモリカードＭＣに保存する。ディジタルスチルカメラ１２における画像データの保存形式としては、ＪＰＥＧ形式が一般的であるが、この他にもＴＩＦＦ形式、ＧＩＦ形式、ＢＭＰ形式、ＲＡＷ形式などの保存形式が用いられ得る。また、ディジタルスチルカメラ１２は、各種機能を選択、設定するための選択・決定ボタン１２６を備えている。

ディジタルスチルカメラ１２にて生成された画像データは、ＲＧＢ色空間にて定義される。このとき用いられるＲＧＢ色空間としては、ｓＲＧＢ色空間が最も一般的であるが、その他にも、ｓＲＧＢ色空間よりも広い色域を有するＮＴＳＣ−ＲＧＢ色空間が選択されてもよい。ＲＧＢ色空間にて表されているデータは、メモリカードＭＣに格納される際に、データを圧縮して格納するフォーマットであるＪＰＥＧ形式に適した色空間特性を有するＹＣｂＣｒ色空間に変換される。画像データをＪＰＥＧ形式にて保存する場合には、ＲＧＢ色空間にて表されている画像データを、後述するマトリクスＭＯの逆マトリクスを用いた演算を実行して画像データの色空間をＲＧＢ色空間、例えば、ｓＲＧＢ色空間からＹＣｂＣｒ色空間に変換する。なお、ｓＲＧＢ色空間からＹＣｂＣｒ色空間に変換する際には、ｓＲＧＢ色空間の領域外の色彩値、すなわち、色彩値として負値のデータも有効なまま変換するものとする。

本画像データ出力システム１０に用いられるディジタルスチルカメラ１２は、画像データに加えて画像処理制御情報ＧＩを画像ファイルとしてメモリカードＭＣに格納する。ディジタルスチルカメラ１２によって生成される画像ファイルは、画像ファイルの互換性を維持するため、通常、ディジタルスチルカメラ用画像ファイルフォーマット規格（Exif）に従ったファイル構造を有している。Exifファイルの仕様は、電子情報技術産業協会（ＪＥＩＴＡ）によって定められている。

画像処理制御情報ＧＩは、表示装置１４などの出力装置が有する色再現特性、画像出力特性を考慮して、最適な画像出力結果を得ることができるように画像出力条件を指定する情報である。画像処理制御情報ＧＩとして格納される情報には、例えば、ガンマ値、ターゲットとする色空間に関するパラメータ（色空間情報）、コントラスト、カラーバランス調整、シャープネス、色補正に関するパラメータ（画質調整における補正パラメータ）が含まれている。ターゲットとする色空間に関するパラメータは、出力装置における画像処理時に実行される色空間、より詳細には、色空間変換マトリクスのマトリクス値を特定する。なお、色空間に関するパラメータは、画像データ生成時における色空間とは独立して任意に指定（設定）可能な色空間情報である。

ディジタルスチルカメラ１２において生成された画像ファイルは、例えば、ケーブルＣＶ、コンピュータＰＣを介して表示装置１４に送出され、又はケーブルＣＶを介してカラープリンタ２０に送出される。また、ディジタルスチルカメラ１２において生成された画像ファイルは、メモリカードＭＣを介して、表示装置１４に送出され、又はカラープリンタ２０に送出される。
次に、本実施形態の画像処理装置をなす表示装置１４で実行される画像処理の詳細について、以下に説明する。

（画像処理例）
図３は、本発明の実施形態に係る画像処理装置の動作を示すフローチャートである。すなわち、図３は表示装置１４の制御回路が実行する画像処理の手順を示している。

先ず、表示装置１４は、画像データを入力する（ステップＳ１）。
具体的には、例えば、表示装置１４は、スロットにメモリカードＭＣが差し込まれると、メモリカードＭＣから画像ファイルを読み出し、読み出した画像ファイルをＲＡＭに一時的に格納する。読み出された画像ファイルには、画像データと色空間情報とが含まれている。色空間情報は、上記のように画像処理制御情報ＧＩに含まれている。

図４は、画像データの構成例を示す説明図である。画像データは、マトリクス状に配置された画素Ｐから構成されている。各画素Ｐは、カラー情報を持っている。図４に示す例では、カラー情報としてＹＣｂＣｒ色空間の色情報を持っている。画像圧縮ファイル形式の一つであるＪＰＥＧ形式のファイルなどでは、圧縮率などを考慮して、ＹＣｂＣｒ色空間においてカラー情報を記録している。すなわち、ディジタルスチルカメラ１２は既述のように画像データをＪＰＥＧ形式のファイルとして保存しており、ＪＰＥＧファイルでは圧縮率を高くするために、生成した画像データの色空間（ｓＲＧＢ色空間）をＹＣｂＣｒ色空間に変換して画像データを保存している。このＹＣｂＣｒ色空間が本発明における第１の色空間である。

しかしながら、パーソナルコンピュータ及びプリンタなどでは、通常、ＲＧＢの色空間にて表現されている画像データのみを取り扱い得るので、ＹＣｂＣｒの色空間にて表現されている画像データの色空間をＲＧＢ色空間に変換する必要がある。

そこで、表示装置１４は、ＹＣｂＣｒの画像データをＲＧＢの画像データに変換するために３×３マトリクス演算（Ｍｏ−１）を実行する（ステップＳ２）。
この３×３マトリクス演算（Ｍｏ−１）は、本発明における第１変換手段が実行する第１変換処理である。そして、３×３マトリクス演算（Ｍｏ−１）によってＹＣｂＣｒの画像データからＲＧＢの画像データに変換されたときの色空間が、本発明における第２の色空間（カメラ色空間）である。ここで、３×３マトリクス演算（Ｍｏ−１）で使用される行列は、JPEG FIle Interchange Format（ＪＦＩＦ）の規格によって定義されているものを用いる。ステップＳ２を数式で表すと、例えば下記数式の数１のとおりとなる。

ここで、ステップＳ２の変換処理を各データについて８ビットで表現して行った場合において、その変換処理後の画像データ（Ｒｉ，Ｇｉ，Ｂｉ）が負値のとき、又は１０進数で２５５より大きい値であるときでも、それらの値を切り捨てることなく有効に保持して扱うようにする。さらに、ＲＧＢの値域を明確にするために、下記数式の数２に示す変換を行う（データを８ビットで表現した場合）。

上記の数２に示す演算においては、通常のＲＧＢ色空間の値域は「０〜１」であるが、その通常のＲＧＢ色空間よりも広い色空間を示す情報も、「負値」及び「１よりも大きい情報」として表現することができる。ここで、値域における「０」とは、色空間を定義する３色において色を全く発光させないことに対応し、値域における「１」とは、色を最大に発光させることに対応する。このため、「負値」及び「１よりも大きい情報」は、色としては実在しないものである。ただ、ステップＳ２のような画像データとしては、表現可能であり、情報伝達の手段として、「負値」及び「１よりも大きい情報」を用いることが可能である。なお、「−１」よりも小さい値と「２」よりも大きい値とは、色情報としてほとんど現実には存在しないので、値域を数２のように「−１から２」の範囲に制限しても問題ない。

次に、表示装置１４は、第２変換手段として機能して、ステップＳ２で変換された画像データ（ＲＣＡ１，ＧＣＡ１，ＢＣＡ１）を第２の色空間から第３の色空間（標準色空間）の画像データ（ＲＷＧ１，ＧＷＧ１，ＢＷＧ１）に変換する（ステップＳ３）。

このステップＳ３で実行される色空間の変換が本発明における第２変換手段が実行する第２変換処理である。ステップＳ３における変換は、色を表す三刺激値ＸＹＺを介して行う。具体的には、先ず、ステップＳ２で変換されたＲＧＢ値を下記数式の数３によって、三刺激値ＸＹＺの画像データ（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１）に変換する。

上記の数３では、ＲＧＢ色空間の画像データ（ＲＣＡ１，ＧＣＡ１，ＢＣＡ１）に対して、ガンマ補正（ステップＳ３ａ）、及び、マトリクス演算（ＭＣＡ）（ステップＳ３ｂ）を実行して、画像データ（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１）を得ている。ここで実行される処理は、画像処理制御情報ＧＩの中で指定された色空間情報及びガンマ値に従って実行されることとしてもよい。ガンマ補正を実行する際には、表示装置１４は上記のパラメータに含まれるガンマ値（γＣＡ）を参照し、そのディジタルスチルカメラに固有のガンマ値（γＣＡ）を用いて画像データに対してガンマ補正処理を実行する（ステップＳ３ａ）。

上記の数３におけるマトリクス演算（ＭＣＡ）は、ガンマ補正されたＲＧＢ色空間の画
像データ（ＲＣＡ２，ＧＣＡ２，ＢＣＡ２）を、ＸＹＺ色空間の画像データ（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１）に変換するための演算処理である（ステップＳ３ｂ）。ステップＳ３ｂのマトリクス演算（ＭＣＡ）に用いられる３×３マトリクスの各マトリクス値は、画像処理制御情報ＧＩによって指定されるマトリクス値であることとしてもよい。表示装置１４は、そのマトリクス値を用いてマトリクス演算（ＭＣＡ）を実行する。このマトリクス値は、ｓＲＧＢ色空間（又はＮＴＳＣ色空間）をＸＹＺ色空間に変換するためのマトリクスを定義するマトリクス値である。ここで、ＸＹＺ色空間を介して色空間情報を表現するのは、ＸＹＺ色空間が絶対色空間であり、ディジタルスチルカメラ又はプリンタといったデバイスに依存しないデバイス非依存性色空間だからである。色空間を変換する際に、各色空間における色彩値をＸＹＺ色空間においてマッチングさせることにより、デバイスに依存しないカラーマッチングを行うことができる。

次に、上記の数３で変換されたＸＹＺ色空間の画像データ（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１）を下記数式の数４によって、別の色空間で表されたＲＧＢ値に変換する。すなわち、ＸＹＺ色空間の画像データ（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１）に対して、マトリクス演算（ＭＷＧ−１）（ステップＳ３ｃ）、及び、逆ガンマ補正（ステップＳ３ｄ）を実行して、より広いＲＧＢ色空間の画像データ（ＲＷＧ１，ＧＷＧ１，ＢＷＧ１）を得ている。

下記数式の数４によるマトリクス演算（ＭＷＧ−１）（ステップＳ３ｃ）、及び逆ガンマ補正（ステップＳ３ｄ）は、任意の画質調整パラメータに基づく画像調整を実行するために、画像データの色空間をＸＹＺ色空間からＲＧＢ色空間（ｓＲＧＢよりも広い色空間）へ変換する処理である。逆ガンマ補正を実行する際には、表示装置１４は既述のパラメータの中で表示装置１４のガンマ値を参照し、設定されているガンマ値の逆数を用いて画像データに対して逆ガンマ変換処理を実行する。マトリクス演算（ＭＷＧ−１）を実行する場合には、表示装置１４はＲＯＭなどに記憶されているマトリクス（ＭＷＧ−１）を用いる。

ここで、上記の数４では、第２変換手段による変換結果の画像データ（ＲＷＧ１，ＧＷＧ１，ＢＷＧ１）の値域も示している。その第２変換手段の変換結果の値域を正確に保存するならば、かかる値域は（−１）＾（γＣＡ/γＷＧ）〜（２）＾（γＣＡ/γＷＧ）となる。ここで記号「＾」は指数を示している。しかし、（−１〜２）以外の領域は色情報がほとんど存在しない領域である。そこで、計算量及び構成の簡略化のために、画像データ（ＲＷＧ１，ＧＷＧ１，ＢＷＧ１）の値域を（−１〜２）としている。

図５は、画像データ（ＲＣＡ１，ＧＣＡ１，ＢＣＡ１）の色空間ＣＲと、画像データ（ＲＷＧ１，ＧＷＧ１，ＢＷＧ１）の色空間ＷＲとを示すｘｙ色度特性図である。換言すれば、色空間ＣＲは第２の色空間（ｓＲＧＢ）であり、色空間ＷＲは第２の色空間を第２変換手段で変換した結果である第３の色空間（ＡｄｏｂｅＲＧＢなど）である。ここで、値域が「０〜１」ならば、各色空間が再現できる色は図５における三角形の内部となる。そこで、変換後の色空間ＷＲは、変換前の色空間ＣＲよりも広い。ただし、本実施形態の画像処理では、画像データについて、負値及び１よりも大きい値も再現可能としているので、上記三角形の外部の色も表現することができる。したがって、本実施形態の画像処理装置をなす表示装置１４は、色空間の広さに優劣なく、情報としては正確に伝達することができる。なお図５におけるつりがね状の曲線ＶＡは、スペクトル軌跡を示している。

また、デバイスの色再現域という観点からみると、画像データ（ＲＣＡ１，ＧＣＡ１，ＢＣＡ１）の色空間がディジタルスチルカメラの撮影時の色空間（ｓＲＧＢなど）であり、画像データ（ＲＷＧ１，ＧＷＧ１，ＢＷＧ１）の色空間が後述の自動画質調整（ステップＳ４）を行うときの色空間（ＡｄｏｂｅＲＧＢなど）となる。

上記ステップ３の次に、表示装置１４は、自動画質調整をする（ステップＳ４）。

このステップＳ４で実行される処理が本発明における画質調整手段で行われる画質調整である。すなわち、ステップＳ４では、ステップＳ３において第２変換手段で変換されて得た画像データ（ＲＷＧ１，ＧＷＧ１，ＢＷＧ１）について、第３の色空間（ＡｄｏｂｅＲＧＢなど）において自動画質調整する。この自動画質調整は表示装置１４で行われる。

自動画質調整とは、入力された画像データを解析し、その画像データの特徴に応じて、コントラスト、明暗、彩度などの色調を補正することである。この補正により、数値的には正確な色の再現が行われない場合もあるが、一般的には、上記補正によって見た目が好ましい方向に改善される。そこで、自動画質調整は、画像データ処理の一機能としてしばしば用いられ、「好ましい色再現」とよばれることもある。

画質調整を行う際に、固定的に（例えば一様に明るくするなど）補正を行うと、入力画像によっては補正結果が破綻してしまう場合もある。このため、入力画像ごとに最適な補正を行うことが望ましい。一方、例えば、ユーザが入力画像ごとに個別に最適な補正を行うことは、非常に繁雑な手続となる。そこで、画像解析部を設けて、自動的に画質調整を行う手法を採ることが好ましい。

図６は、ステップＳ４に行われる自動画質調整の一例を示すフローチャートである。このフローチャートは、入力画像の特徴を抽出して補正方法を決定する画像解析部と、入力画像の各画素に対して補正を行う画像補正部とに大きく分けられる。

先ず、画像解析部では、画面内の画素を適宜抽出（サンプリング）し、サンプリングした画素に関して階調の度数分布（ヒストグラム）を生成する（ステップＳ４１）。次いでステップＳ４１で生成されたヒストグラムに対して、統計量（最小値、最大値、平均値など）を計算する（ステップＳ４２）。次いで、ステップＳ４２で算出された統計量から、入出力階調変換曲線（トーンカーブ）を補正するときに用いられる補正パラメータを求める（ステップＳ４３）。そして、この補正パラメータに基づいてトーンカーブを生成する（ステップＳ４４）。

その後、画像補正部では、ステップＳ４４で生成されたトーンカーブに基づき、階調（トーン）の補正を行う（ステップＳ４５）。また、画像補正部では、彩度補正なども行われる（ステップＳ４６）。これらにより、自動画質調整が終了する。

上記の自動画質調整の処理対象とされる画像データ（ＲＷＧ１，ＧＷＧ１，ＢＷＧ１）の値域は、−１〜２である。一方、従来の画像処理装置の自動画質調整で処理対象とされる画像データの値域は、０〜１（８ビットで表現すると０〜２５５）である。

このため、本実施形態の自動画質調整では、次の２点を追加する。
第１に、ステップＳ４１で生成するヒストグラムは、従来の画像処理装置と同様に、値域を０〜１の範囲として生成する。その結果、ステップＳ４２での統計量計算及びトーンカーブ（第１出力階調変換曲線）の生成などは従来の画像処理装置と同様に行う。
第２に、上記のようにして生成されたトーンカーブ（第１出力階調変換曲線）において入力画素値（又は出力画素値）が「０」及び「１」における傾きを求め、その「０」のときの傾きを示す一次直線を第１直線として、「１」のときの傾きを示す一次直線を第２直線とする。そして、第１出力階調変換曲線に対して、入力画素値（又は出力画素値）が「０」のところに第１直線を外挿し、入力画素値（又は出力画素値）が「１」のところに第２直線を外挿する。この外挿された出力階調変換曲線（第２出力階調変換曲線）を、ステップＳ４４でのトーンカーブの生成結果とする。
次に、上記の追加された２点について、具体的に説明する。

図７は、ステップＳ４１で生成されるヒストグラムの一例を示す図である。図７のヒストグラムは、横軸が階調であり、縦軸が度数である。上記のとおり、画素の値域は「−１〜２」であるが、ヒストグラムは値域を「０〜１」の範囲として生成する。ここで、階調が「０」よりも小さい値は「０」に、「１」よりも大きい値は「１」にする。このようにする理由は、値域を「０〜１」に制限しても、計算される統計量に大きな変化がないこと、値域が「０〜１」であれば、今までの技術をほぼそのまま適用可能であることによる。

このようなヒストグラムを生成した後、統計量を計算し（ステップＳ４２）、補正パラメータを換算して求める（ステップＳ４３）。例えば図７において、統計量の平均値Ａ１から補正パラメータＡ２を求め、最大値Ａ３から補正パラメータＡ４を求める。ここで平均値Ａ１が比較的小さいので、補正後の平均値が大きくなるように補正パラメータＡ２を設定する。また、最大値Ａ３も比較的小さいので、補正後の最大値が大きくなるように補正パラメータＡ４を設定する。

図８は、ステップＳ４４で生成されるトーンカーブの一例を示す図である。図８のトーンカーブは、横軸が入力画素値（入力データ）であり、縦軸が出力画素値（出力データ）である。そして、図８（ａ）では、補正なしのトーンカーブＴ０と補正されたトーンカーブＴ１を示している。トーンカーブＴ１は、値域が「０〜１」であり、上記の第１出力階調変換曲線をなしている。そして、トーンカーブＴ１は、図８（ａ）に示すように、トーンカーブＴ０に対して補正パラメータＡ２，Ａ４を用いて補正することで、形成されたものである。トーンカーブＴ１を用いることにより、入力画素値が大きい値に変換される。その結果、階調の平均値及び最大値が大きくなり、当初意図した補正が行われることとなる。

図８（ｂ）は、図８（ａ）に示すトーンカーブＴ１に対して、上記の第１直線及び第２直線を外挿して、第２出力階調変換曲線としたことを示す図である。すなわち、トーンカーブＴ１において入力画素値（又は出力画素値）が「０」及び「１」における傾きをそれぞれ求め、その「０」のときの傾きを示す一次直線を第１直線Ｔ２として、「１」のときの傾きを示す一次直線を第２直線Ｔ３とする。そして、トーンカーブＴ１に対して、入力画素値（又は出力画素値）が「０」のところに第１直線Ｔ２を外挿し、入力画素値（又は出力画素値）が「１」のところに第２直線Ｔ３を外挿する。このようにして形成されたトーンカーブＴ１、第１直線Ｔ２及び第２直線Ｔ３からなる出力階調変換曲線が上記の第２出力階調変換曲線となり、ステップＳ４４でのトーンカーブの生成結果となる。図８（ｂ）に示すトーンカーブを用いることにより、自動画質調整後の値域が「−１から２」の画素データを形成することができる。図８（ｂ）のトーンカーブを用いた自動画質調整後の画像データは、図３のフローチャートにおける画像データ（ＲＷＧ１’，ＧＷＧ１’，ＢＷＧ１’）である。

一方、上記の特許文献１（特開２００２−１５２５４４号公報）として挙げている従来の画像処理装置では、本願の図７に示すような統計量から補正パラメータへの換算の部分を、出力デバイスを変更する都度見直す必要があった。例えば、特許文献１の画像処理装置は、ＡｄｏｂｅＲＧＢより広い色再現域の出力デバイスでは、その出力デバイスにあった広域色空間のＲＧＢに変換し、そのＲＧＢでの補正パラメータ換算方法に変更する必要があった。

しかし、本実施形態では、自動画質調整を行う色空間を出力非依存の色空間にしており、自動画質調整手段の後段において、出力非依存の色空間から出力依存の色空間への変換をする変換手段（第３変換手段、後述）を設けているので、出力デバイス用の色空間が変更された場合でも、自動画質調整手段における補正パラメータ換算部分を見直す必要がない。そこで、本実施形態の画像処理装置は、設計工数を削減することができる。

ステップＳ４の自動画質調整終了後は、表示装置１４は色空間の変換を行う（ステップＳ５）。
すなわち、ステップＳ４で画質調整された画像データ（ＲＷＧ１’，ＧＷＧ１’，ＢＷＧ１’）の色空間を、第３の色空間（出力非依存の色空間）から第４の色空間（出力依存の色空間）に変換する。このステップＳ５での変換が本発明の第３変換手段が実行する第３変換処理である。

ステップＳ５での変換は、ステップＳ３での変換と同様に、色を表す三刺激値ＸＹＺを介して行う。具体的には、先ず、ステップＳ４で自動画質調整されたＲＧＢ値を下記数式の数５によって、三刺激値ＸＹＺの画像データ（Ｘ１’，Ｙ１’，Ｚ１’）に変換する。

上記の数５では、ＲＧＢ色空間の画像データ（ＲＷＧ１’，ＧＷＧ１’，ＢＷＧ１’）に対して、ガンマ補正（ステップＳ５ａ）、及び、マトリクス演算（ＭＷＧ）（ステップＳ５ｂ）を実行して、画像データ（Ｘ１’，Ｙ１’，Ｚ１’）を得ている。ここで実行される処理は、画像処理制御情報ＧＩの中で指定された色空間情報及びガンマ値（γＷＧ）に従って実行されることとしてもよい。

上記の数５におけるマトリクス演算（ＭＷＧ）は、ガンマ補正されたＲＧＢ色空間の画像データ（ＲＷＧ２’，ＧＷＧ２’，ＢＷＧ２’）を、ＸＹＺ色空間の画像データ（Ｘ１’，Ｙ１’，Ｚ１’）に変換するための演算処理である（ステップＳ５ｂ）。ステップＳ５ｂのマトリクス演算（ＭＷＧ）に用いられる３×３マトリクスの各マトリクス値は、画像処理制御情報ＧＩによって指定されるマトリクス値であることとしてもよい。

次に、上記の数５で変換されたＸＹＺ色空間の画像データ（Ｘ１’，Ｙ１’，Ｚ１’）を下記数式の数６によって、別の色空間で表されたＲＧＢ値に変換する。すなわち、ＸＹＺ色空間の画像データ（Ｘ１’，Ｙ１’，Ｚ１’）に対して、マトリクス演算（ＭＤＧ−１）（ステップＳ５ｃ）、及び、逆ガンマ補正（ステップＳ５ｄ）を実行して、より広いＲＧＢ色空間の画像データ（ＲＤＧ１，ＧＤＧ１，ＢＤＧ１）を得ている。

下記数式の数６におけるマトリクス演算（ＭＷＧ−１）は、ＸＹＺ色空間の画像データ（Ｘ１’，Ｙ１’，Ｚ１’）をＲＧＢ色空間の画像データ（ＲＤＧ２，ＧＤＧ２，ＢＤＧ２）に変換するための演算処理である。下記数式の数６における逆ガンマ補正を実行する際には、画像処理制御情報ＧＩの中で指定された色空間情報及びガンマ値（γＤＧ）に従って実行されることとしてもよい。この逆ガンマ補正により、画像データ（ＲＤＧ１，ＧＤＧ１，ＢＤＧ１）を得ている。

上記の数６では、第３変換手段による変換結果の画像データ（ＲＤＧ１，ＧＤＧ１，ＢＤＧ１）の値域を「０〜１」に限定している。この限定をするまでの値域は「−１〜２」であるのに対して、数６で値域を「０〜１」に限定する理由は、ステップＳ５で変換された画像データ（ＲＤＧ１，ＧＤＧ１，ＢＤＧ１）の色空間が、ステップＳ３で変換された画像データ（ＲＷＧ１，ＧＷＧ１，ＢＷＧ１）の色空間よりもさらに広域の色空間となることによる。

図９は、第３の色空間である画像データ（ＲＷＧ１，ＧＷＧ１，ＢＷＧ１）の色空間ＷＲと、第４の色空間である画像データ（ＲＤＧ１，ＧＤＧ１，ＢＤＧ１）の色空間ＤＲとを示すｘｙ色度特性図である。すなわち、ステップＳ５の変換前の色空間ＷＲと、変換後の色空間ＤＲを三角形で示している。また図９では、出力デバイス（例えば４色ディスプレイ）の色空間ＯＲも点線の四角形で示している。

ステップＳ５での変換後の画像データ（ＲＤＧ１，ＧＤＧ１，ＢＤＧ１）で表現される色空間ＤＲは、出力デバイス固有の色空間となっている。図９に示す場合は、画像データ（ＲＤＧ１，ＧＤＧ１，ＢＤＧ１）で表現される色空間ＤＲが４色ディスプレイの色再現領域（色空間ＯＲ）を含むように設定している。すなわち、色空間ＤＲが、４色ディスプレイという画像出力デバイスの色再現域に応じて設定されていることになる。このように画像出力デバイスの色再現域に応じて設定されているため、想定する画像出力デバイスでは表現不可能な色再現域も必要以上に冗長に含むことなく、演算精度が低下したり、記憶容量・回路規模が増加したりするという問題が発生しない。

ステップＳ５での変換結果である画像データ（ＲＤＧ１，ＧＤＧ１，ＢＤＧ１）については、表示装置１４は出力デバイスの色成分に変換する（ステップＳ６）。
本実施形態では、４色ディスプレイを出力デバイスとして、入力の色空間が３色のカラー信号で表されていることから、３色から４色への変換をステップＳ６として行う。色変換としては、例えば、３次元ルックアップテーブル（3-Dimensional Look Up Table,3DLUT）形式を用いる。

図１０は、３次元ルックアップテーブル（３ＤＬＵＴ）の一例を示す概念図である。３ＤＬＵＴは、３次元形式で構成され、入力データ（ＲＤＧ１，ＧＤＧ１，ＢＤＧ１）が３次元座標のアドレスを規定し、そのアドレス（ＲＤＧ１，ＧＤＧ１，ＢＤＧ１）に変換値（データ）が格納される。３ＤＬＵＴに画像データ（ＲＤＧ１，ＧＤＧ１，ＢＤＧ１）が入力されると、その変換値（ＲＯ，ＧＯ，ＢＯ，ＣＯ）が読み出される。テーブル容量の関係でアドレスが離散的に配置されている場合は、補間演算を行って変換結果を求める。

３ＤＬＵＴを構成する際には、入力データ（ＲＤＧ１，ＧＤＧ１，ＢＤＧ１）と出力データ（ＲＯ，ＧＯ，ＢＯ，ＣＯ）の色彩値（Ｌ＊ａ＊ｂ＊など）の対応関係を求めればよい。入力と出力とで色再現域に相違があって対応関係が決まらない場合は、例えば、ＣＲＴ−プリンタ間の色再現において用いられる各種のガマットマッピング（Gamut Mapping）の手法を用いればよい。

次に、表示装置１４は、ステップＳ６で変換された４色の画像データ（ＲＯ，ＧＯ，ＢＯ，ＣＯ）を用いて駆動データを生成し、その駆動データで出力ディスプレイ（表示装置１４）を駆動して表示させる（ステップＳ７）。
その結果、表示装置１４の出力ディスプレイは、色情報の欠如がなく、正確な色再現の画像を表示することができる。

これらにより、本実施形態の画像処理装置（表示装置１４）によれば、ステップＳ４での自動画質調整を標準色空間（出力デバイスに非依存の色空間）で行うので、出力デバイスが変わっても自動画質調整における補正パラメータ換算方法の見直しが生じず、設計工数を削減することができる。

また、本実施形態の画像処理装置は、ステップＳ３及びステップＳ５のそれぞれにおいて、変換後の色空間を変換前の色空間よりも広くしているので、色情報の欠如がなく、色情報を正確に伝達することができる。

また、本実施形態の画像処理装置は、ステップＳ４での自動画質調整において、負値及び１以上の値を扱うので、色情報の欠如がなく、豊かな色彩表現をすることができる。
また、本実施形態の画像処理装置は、ステップＳ５において、画像出力デバイスの色再現域に応じた色空間を設定するため、演算精度が低下したり、記憶容量・回路規模が増加したりすることがなく、必要十分な演算によって色再現を行うことができる。

（負値の画素）
上記実施形態における画像処理では、負値の画素が色空間の変換によって正の値となる旨の記載がある。この記載は図３に示す画像処理におけるステップＳ５の説明にある。すなわち、ステップＳ５での変換前の画像データ（ＲＷＧ１’，ＧＷＧ１’，ＢＷＧ１’）の値域は「−１〜２」であるが、ステップＳ５での色空間の変換後の画像データ（ＲＤＧ１，ＧＤＧ１，ＢＤＧ１）は値域が「０〜１」となっている。このように、負値の画素が色空間の変換によって正の値となることの意味について、説明する。

図１１は、２次元空間での１次変換を示す図である。すなわち、図１１は、上記の意味を説明するための例示である。色空間は一般に３次元空間で表されるが、説明の容易さから２次元空間を例としたものである。図１１における点Ｐ１は、２次元空間上で１次変換される値である。また、図１１では、座標軸（ｉ，ｊ）で表される２次元空間と、座標軸（ｉ’，ｊ’）で表される２次元空間とが示されている。点Ｐ１は、座標軸（ｉ，ｊ）において（ａ，ｂ）で表される。その点Ｐ１が１次変換されて座標軸（ｉ’，ｊ’）に変換されると（ａ’，ｂ’）として表される。

ここで、座標ａに注目すると、１次変換前の座標軸（ｉ，ｊ）では「ａ＜０」であり、負値となっている。ところが、１次変換後の座標軸（ｉ’，ｊ’）では「ａ’＞０」であり、正の値となっている。すなわち、１次変換により、負値が正の値に変換される。
以上の例は、負値として表現されていた座標が、座標軸の選び方によって、正の値として表現されることを示す。ここで、座標軸の選び方とは、上記実施形態において、３色の色度座標を定義して、色空間を定義することに対応する。このため、色空間の変換前（すなわち座標軸の１次変換前）に負値として表されていた画素（すなわち座標）が、色空間の変換後（座標軸の１次変換後）に正の値の画素として表すことができる。

（色空間の大小関係）
次に、上記実施形態において、「色空間が広い又は狭い」の意味について説明する。この色空間の大小は、１次変換としてみると、空間上で基本ベクトルのなす角度が広い又は狭いことに対応する。ｘｙ色度図は、ＸＹＺ座標の３次元空間を２次元平面に射影した図であるので、３次元空間において３色のＸＹＺ座標（すなわち基本ベクトル）のなす角度が大きいほど、３色のｘｙ色度の作る三角形（すなわち２次元平面の射影図）が大きくなる。

例えば、図５において、画像データ（ＲＷＧ１，ＧＷＧ１，ＢＷＧ１）が表現される色空間ＷＲは、画像データ（ＲＣＡ１，ＧＣＡ１，ＢＣＡ１）が表現される色空間ＣＲよりも広い。これは、色空間ＷＲの３色のＸＹＺ座標のなす角度が、色空間ＣＲの３色のＸＹＺ座標のなす角度よりも大きいことに対応し、その結果、色空間ＷＲの方が３色のｘｙ色度の作る三角形が大きくなる。

上記（負値の画素）の項で述べたように、色空間が広い（すなわち三角形の面積が広い、３次元空間の角度が大きい）と、狭い場合に負値として表現されていたものが、正の値として表現できる。つまり、同じ色であっても、三角形の面積が広いほど正の値として表現できる。上記実施形態でも説明したが、ステップＳ６で用いられる３次元ルックアップテーブルでは、画素値を正の値として表現するのが便利であるため、図９に示したように画像データ（ＲＤＧ１，ＧＤＧ１，ＢＤＧ１）で表現される三角形（色空間ＤＲ）を広くして、ほとんどの画素値を正の値として表現するようにしている

なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能であり、実施形態で挙げた具体的な構成や処理手順などはほんの一例に過ぎず、適宜変更が可能である。

例えば、例示したパラメータは、あくまでも例示に過ぎず、これらのパラメータによって本願に係る発明が制限されることはない。また各数式におけるガンマ値および３ｘ３マトリクスは例示に過ぎず、ターゲットとする色空間、あるいは、表示装置において利用可能な色空間などによって適宜変更され得ることはいうまでもない。

上記各実施例では、画像ファイル生成装置としてディジタルスチルカメラを用いて説明したが、この他にもスキャナ、ディジタルビデオカメラ等が用いられ得る。また、画像出力装置としては、ディスプレイ等の表示装置を例にとったが、カラープリンタ等の印刷装置を用いることも可能である。

上記各実施例では、画像ファイルとしてＥｘｉｆ形式のファイルを例にとって説明したが、本発明に係る入力画像信号はこれに限らない。すなわち、出力装置によって出力されるべき画像データとディジタルカメラ等の画像データ生成装置おいて用いられた色空間に関する情報とが少なくとも含まれている入力画像信号であればよい。入力画像信号は、例示したようにファイルとしての形式でもよいし、放送のように時間的に連続するデータ形式でもよい。

なお、画像データと画像処理制御情報とを関連付ける関連付け情報を別途生成し、画像処理の際に、その関連付け情報を参照し画像処理を行うことも可能である。かかる場合には、画像データと画像処理制御情報とが別データとして構成されているものの、画像処理制御情報を利用する時点では、画像データと画像処理制御情報とが一体不可分の関係にあり、実質的に同一のデータとして構成されている場合と同様に機能するからである。すなわち、少なくとも画像処理の時点において、画像データと画像処理制御情報とが関連付けられている様態は、本実施例に含まれる。さらに、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ等の光ディスクメディアに格納されている動画像データも含まれる。

例えば、上記実施形態における図３に示す画像処理は、ＣＰＵ（中央演算装置）と、記憶部と、その記憶部に格納されるプログラムとで実行してもよい。また、図３に示す画像処理手順を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより本発明に係る処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳ及び周辺機器等のハードウェアを含むものであってもよい。

また、「コンピュータシステム」は、ＷＷＷシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭなどの可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスクなどの記憶装置のことをいう。

さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネットなどのネットワークや電話回線などの通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（ＲＡＭ）のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。

また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置などに格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネットなどのネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。
また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。

なお、本発明は、当該４色ディスプレイとして、液晶表示装置や有機ＥＬ装置などの種々の表示装置にも適用することができる。また、上記色空間ＤＲは、４色ディスプレイという画像出力デバイスの色再現域（色空間ＯＲ）を含んで設定されているが、該画像出力デバイスの色再現域を、後述する各色や各色相の中から選択した複数の色に基づいて設定することができる。

また、本発明を、上記４色ディスプレイとして４色の着色領域で１画素を構成する表示装置に適用することができる。例えば、４色の異なる色に対応する４つのサブ画素によって構成された複数の画素と、４色の異なる色に対応する着色層を有するカラーフィルタとを備えた液晶表示装置などに適用することができる。

また、４色の着色領域は、波長に応じて色相が変化する可視光領域（３８０−７８０ｎｍ）のうち、青系の色相の着色領域、赤系の色相の着色領域と、青から黄までの色相の中で選択された２種の色相の着色領域からなることが好ましい。ここで系と用いているが、例えば青系であれば純粋の青の色相に限定されるものでなく、青紫や青緑等を含むものである。また、赤系の色相であれば、赤に限定されるものでなく橙を含む。

また、４色ディスプレイとしての表示装置において、これらの着色領域が単一の着色層として設けられていても良いし、複数の異なる色相の着色層を重ねて設けられていても良い。また、これら着色領域は色相で述べているが、当該色相は、彩度、明度を適宜変更し、色を設定し得るものである。

具体的な色相の範囲は、青系の色相の着色領域は、青紫から青緑であり、より好ましくは藍から青である。また、赤系の色相の着色領域は、橙から赤である。また、青から黄までの色相で選択される一方の着色領域は、青から緑であり、より好ましくは青緑から緑である。また、青から黄までの色相で選択される他方の着色領域は、緑から橙であり、より好ましくは緑から黄である。もしくは緑から黄緑である。

ここで、各着色領域は、同じ色相を用いることはない。例えば、青から黄までの色相で選択される２つの着色領域で緑系の色相を用いる場合は、他方は一方の緑に対して青系もしくは黄緑系の色相を用いる。
これにより、従来のＲＧＢの３色の着色領域よりも広範囲の色再現性を実現することができる。

広範囲の色再現性を色相で述べたが、以下に、４色ディスプレイとしての表示装置に設けられた上記の着色領域を透過した光の波長で表現する。
青系の着色領域は、該領域を透過した光の波長のピークが４１５−５００ｎｍにある着色領域、好ましくは、４３５−４８５ｎｍにある着色領域である。
赤系の着色領域は、該領域を透過した光の波長のピークが６００ｎｍ以上にある着色領域で、好ましくは、６０５ｎｍ以上にある着色領域である。
青から黄までの色相で選択される一方の着色領域は、該領域を透過した光の波長のピークが４８５−５３５ｎｍにある着色領域で、好ましくは、４９５−５２０ｎｍにある着色領域である。
青から黄までの色相で選択される他方の着色領域は、該領域を透過した光の波長のピークが５００−５９０ｎｍにある着色領域、好ましくは５１０−５８５ｎｍにある着色領域、もしくは５３０−５６５ｎｍにある着色領域である。

次に、４色ディスプレイとしての表示装置に設けられた上記の着色領域について、ｘ、ｙ色度図で表現する。
青系の着色領域は、ｘ≦０．１５１、ｙ≦０．０５６にある着色領域であり、好ましくは、０．１３４≦ｘ≦０．１５１、０．０３４≦ｙ≦０．０５６にある着色領域である。
赤系の着色領域は、０．６４３≦ｘ、ｙ≦０．３３３にある着色領域であり、好ましくは、０．６４３≦ｘ≦０．６９０、０．２９９≦ｙ≦０．３３３にある着色領域である。
青から黄までの色相で選択される一方の着色領域は、ｘ≦０．１６４、０．４５３≦ｙにある着色領域であり、好ましくは、０．０９８≦ｘ≦０．１６４、０．４５３≦ｙ≦０．７５９にある着色領域である。
青から黄までの色相で選択される他方の着色領域は、０．２５７≦ｘ、０．６０６≦ｙにある着色領域であり、好ましくは、０．２５７≦ｘ≦０．３５７、０．６０６≦ｙ≦０．６７０にある着色領域である。

これら４色の着色領域は、４色ディスプレイとしての表示装置においてサブ画素に透過領域と反射領域を備えた場合は、透過領域及び反射領域も上述した範囲で適用することができるものである。
また、４色ディスプレイとしての表示装置が、バックライトを備える場合、例えば、４色の異なる色に対応する４つのサブ画素によって構成された複数の画素と、４色の異なる色に対応する着色層を有するカラーフィルタとを備えた液晶表示装置において、当該カラーフィルタを透過させるための光を出射するバックライトを備える場合について以下に述べる。

上記バックライトとしては、ＲＧＢの光源としてＬＥＤ、蛍光管、有機ＥＬを用いることができる。または白色光源を用いていも良い。なお、白色光源は青の発光体とＹＡＧ蛍光体により生成される白色光源でもよい。
ここで、ＲＧＢ光源としては、青は発光する光の波長のピークが４３５ｎｍ−４８５ｎｍにあるものが好ましい。また、緑は発光する光の波長のピークが５２０ｎｍ−５４５ｎｍにあるものが好ましい。また、赤は発光する光の波長のピークが６１０ｎｍ−６５０ｎｍにあるものが好ましい。

そして、ＲＧＢ光源の波長によって、上記カラーフィルタを適切に選定すればより広範囲の色再現性を得ることができる。
また、上記バックライトとして、発光する光の波長が例えば、４５０ｎｍと５６５ｎｍにピークがくるような、複数のピークを持つ光源を用いていも良い。

本発明の実施形態に係る画像データ出力システムの一例を示す説明図である。 同上のシステムにおけるディジタルスチルカメラのブロック図である。 本発明の実施形態に係る画像処理を示すフローチャートである。 画像データの構成例を示す説明図である。 第２の色空間ＣＲと第３の色空間ＷＲとを示すｘｙ色度特性図である。 本発明の実施形態に係る自動画質調整の一例を示すフローチャートである。 同上の自動画質調整において生成されるヒストグラムの一例を示す図である。 同上の自動画質調整において生成されるトーンカーブの一例を示す図である。 第３の色空間と第４色空間とデバイスの色空間を示すｘｙ色度特性図である。 ３次元ルックアップテーブルの一例を示す概念図である。 ２次元空間での１次変換を示す図である。

符号の説明

１０…画像データ出力システム、１２…ディジタルスチルカメラ、１４…表示装置（画像処理装置）、２０…カラープリンタ、ＣＲ…色空間（第２の色空間）、ＤＲ…色空間（第４の色空間）、ＯＲ…色空間（出力デバイスの色空間）、ＷＲ…色空間（第３の色空間）

Claims (12)

1. 入力画像信号に対して画像処理を行う画像処理装置であって、
   画質調整用色空間において画質調整を行う画質調整手段と、
   前記画質調整手段で画質調整された画像データの色空間を前記画質調整用色空間から出力用色空間に変換する出力用変換手段と、
   前記出力用変換手段で変換された画像データについて画像出力デバイスの色成分に変換する色成分変換手段と、を有し、
   前記出力用色空間は、前記画像出力デバイスの色再現域を含み、
   前記画像出力デバイスの色再現域は、波長に応じて色相が変化する可視光領域のうち、青系の色相、赤系の色相と、青から黄までの色相の中で選択された２種の色相に基づいて設定されることを特徴とする画像処理装置。
2. 入力画像信号に対して画像処理を行う画像処理装置であって、
   画質調整用色空間において画質調整を行う画質調整手段と、
   前記画質調整手段で画質調整された画像データの色空間を前記画質調整用色空間から出力用色空間に変換する出力用変換手段と、
   前記出力用変換手段で変換された画像データについて画像出力デバイスの色成分に変換する色成分変換手段と、を有し、
   前記出力用色空間は、前記画像出力デバイスの色再現域を含み、
   前記画像出力デバイスの色再現域は、波長のピークが、４１５−５００ｎｍにある第１の色と、６００ｎｍ以上にある第２の色と、４８５−５３５ｎｍにある第３の色と、５００−５９０ｎｍにある第４の色に基づいて設定されることを特徴とする画像処理装置。
3. 画像データと色空間情報とを含む入力画像信号に対して画像処理を行う画像処理装置であって、
   前記画像データの色空間を第１の色空間から第２の色空間に変換する第１変換手段と、
   前記第１変換手段で変換された画像データの色空間を第２の色空間から第３の色空間に変換する第２変換手段と、
   前記第２変換手段で変換された画像データについて前記第３の色空間において画質調整する画質調整手段と、
   前記画質調整手段で画質調整された画像データの色空間を前記第３の色空間から第４の色空間に変換する第３変換手段と、
   前記第３変換手段で変換された画像データについて画像出力デバイスの色成分に変換する第４変換手段と、を有し、
   前記第４の色空間は、前記画像出力デバイスの色再現域を含み、
   前記画像出力デバイスの色再現域は、波長に応じて色相が変化する可視光領域のうち、青系の色相、赤系の色相と、青から黄までの色相の中で選択された２種の色相に基づいて設定されることを特徴とする画像処理装置。
4. 画像データと色空間情報とを含む入力画像信号に対して画像処理を行う画像処理装置であって、
   前記画像データの色空間を第１の色空間から第２の色空間に変換する第１変換手段と、
   前記第１変換手段で変換された画像データの色空間を第２の色空間から第３の色空間に変換する第２変換手段と、
   前記第２変換手段で変換された画像データについて前記第３の色空間において画質調整する画質調整手段と、
   前記画質調整手段で画質調整された画像データの色空間を前記第３の色空間から第４の色空間に変換する第３変換手段と、
   前記第３変換手段で変換された画像データについて画像出力デバイスの色成分に変換する第４変換手段と、を有し、
   前記第４の色空間は、前記画像出力デバイスの色再現域を含み、
   前記画像出力デバイスの色再現域は、波長のピークが、４１５−５００ｎｍにある第１の色と、６００ｎｍ以上にある第２の色と、４８５−５３５ｎｍにある第３の色と、５００−５９０ｎｍにある第４の色に基づいて設定されることを特徴とする画像処理装置。
5. 前記色空間情報は、前記第1の色空間、前記第２の色空間、前記第３の色空間および前記第４の色空間のうちの少なくとも１つの色空間の情報を含むことを特徴とする請求項３又は４に記載の画像処理装置。
6. 前記画質調整手段は、色空間を定義する３色の負値に対応する前記画像データを扱うものであることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の画像処理装置。
7. 前記画質調整手段は、色空間を定義する３色の最大値以上の値に対応する前記画像データを扱うものであることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の画像処理装置。
8. 前記画質調整手段は、入力画素値と出力画素値との対応関係を示す出力階調変換曲線を生成するトーンカーブ生成手段を有し、
   前記トーンカーブ生成手段は、前記入力画素値又は出力画素値が、色空間を定義する３色の最小値から最大値までの第１出力階調変換曲線を求め、該第１出力階調変換曲線における該最小値のときの傾きと該最大値のときの傾きとを求め、該最小値のときの傾きを示す第１直線と、該最大値のときの傾きを示す第２直線とを該第１出力階調変換曲線の外側に挿入してなる第２出力階調変換曲線を求めるものである請求項１から７のいずれか一項に記載の画像処理装置。
9. 入力画像信号に対して画像処理を行う画像処理方法であって、
   画質調整用色空間において画質調整を行い、
   前記画質調整用色空間において画質調整された画像データの色空間を前記画質調整用色空間から出力用色空間に変換し、
   前記出力用色空間に変換された画像データについて画像出力デバイスの色成分に変換し、
   前記出力用色空間は、前記画像出力デバイスの色再現域を含み、
   前記画像出力デバイスの色再現域は、波長に応じて色相が変化する可視光領域のうち、青系の色相、赤系の色相と、青から黄までの色相の中で選択された２種の色相に基づいて設定されることを特徴とする画像処理方法。
10. 入力画像信号に対して画像処理を行う画像処理方法であって、
    画質調整用色空間において画質調整を行い、
    前記画質調整用色空間において画質調整された画像データの色空間を前記画質調整用色空間から出力用色空間に変換し、
    前記出力用色空間に変換された画像データについて画像出力デバイスの色成分に変換し、
    前記出力用色空間は、前記画像出力デバイスの色再現域を含み、
    前記画像出力デバイスの色再現域は、波長のピークが、４１５−５００ｎｍにある第１の色と、６００ｎｍ以上にある第２の色と、４８５−５３５ｎｍにある第３の色と、５００−５９０ｎｍにある第４の色に基づいて設定されることを特徴とする画像処理方法。
11. 入力画像信号に対して画像処理を行う画像処理装置のコンピュータに実行させる画像処理プログラムであって、
    画質調整用色空間において画質調整を行う画質調整処理と、
    前記画質調整処理において画質調整された画像データの色空間を前記画質調整用色空間から出力用色空間に変換する出力用変換処理と、
    前記出力用変換処理で変換された画像データについて画像出力デバイスの色成分に変換する色成分変換処理と、を前記コンピュータに実行させ、
    前記出力用色空間は、前記画像出力デバイスの色再現域を含み、
    前記画像出力デバイスの色再現域は、波長に応じて色相が変化する可視光領域のうち、青系の色相、赤系の色相と、青から黄までの色相の中で選択された２種に基づいて設定されることを特徴とする画像処理プログラム。
12. 入力画像信号に対して画像処理を行う画像処理装置のコンピュータに実行させる画像処理プログラムであって、
    画質調整用色空間において画質調整を行う画質調整処理と、
    前記画質調整処理において画質調整された画像データの色空間を前記画質調整用色空間から出力用色空間に変換する出力用変換処理と、
    前記出力用変換処理で変換された画像データについて画像出力デバイスの色成分に変換する色成分変換処理と、を前記コンピュータに実行させ、
    前記出力用色空間は、前記画像出力デバイスの色再現域を含み、
    前記画像出力デバイスの色再現域は、波長のピークが、４１５−５００ｎｍにある第１の色と、６００ｎｍ以上にある第２の色と、４８５−５３５ｎｍにある第３の色と、５００−５９０ｎｍにある第４の色に基づいて設定されることを特徴とする画像処理プログラム。
    
    
    
    

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