JP2007537645A - カラー画像データの処理方法 - Google Patents

Abstract

カラー画像をターゲット装置上に最適に表現することを可能にするカラー画像データの処理方法を提供する。この方法は色範囲マッピングのステップを含み、このステップでは、色範囲マッピングの量を、少なくとも入力画素の彩度値に応じて動的に適応させる。入力画素の輝度値も用いることが好ましい。本発明の適応色範囲マッピングは画像データの彩度の修正を含み、そして画像データの色相及び白色点の修正も含むことが好ましい。入力画像の彩度の高い領域におけるクリッピング及び局所的なディテールの損失を高度に防止しつつ、ターゲット装置の色範囲を最大限に利用することができる。

Description

本発明は、モバイル・アプリケーション（移動用途）用のＬＣＤパネルのようなターゲット（目標）装置上に表示すべきカラー画像データを処理する方法に関するものである。

本発明はさらに、こうした方法に従ってカラー画像データを処理する表示ドライバ内蔵回路に関するものである。

例えばカメラまたはビデオプロセッサによって生成され、表示装置に供給されるカラー画像データでカラー表示装置を駆動して、この表示装置上に画像を表示することは、現在技術において周知である。このカラー画像データは、画像を見る視聴者に可能な限り訴えるように処理することができる。例えば、この目的で画像データの彩度を増加させることが知られている、というのは、初期のテレビジョンシステムでは、画像データの彩度を適応させることは通常、手動制御で実現されていたからである。

米国特許US 6,711,289

また、特定のターゲット表示装置上での画像表現（レンダリング）を改善するようにカラー画像データを処理することも知られている。この目的で、米国特許US 6,711,289は、画像データをＲＧＢ形式に変換する方法を開示している。画像データのすべてのフレームの彩度を処理して、ターゲット表示装置によって表現可能な彩度値の所定しきい値をやや下回る値までの彩度値を有する画像データ部分については、彩度値が変化しないようにする。しかし、このしきい値以上の彩度値を有する画像データについては、彩度値を非線形の方法で圧縮して、ターゲット装置によって再生可能な画像データで表現（レンダリング）する。

しかし、多くのターゲット装置については、上述した方法を用いて画像データを変換した結果は不満足なものに見える。例えば、移動電話、ＰＤＡ（Personal Digital Assistance：個人用携帯情報端末）、あるいはディジタル・スチルカメラのようなモバイル・アプリケーションに使用されるＬＣＤ（Liquid Crystal Display：液晶表示）パネルの場合のようにターゲット装置の色表現能力が比較的限定されている場合には、比較的広範囲の彩度値を、ターゲット装置上の比較的限られた数の色に圧縮する。その結果、中程度から高い彩度値を有する画像領域では、局所的なディテール（詳細表現）が失われる。これらは、飽和色の平坦な領域としてターゲット装置上に出力され、明らかに不所望である。

本発明の目的は、モバイル・アプリケーション用のＬＣＤパネルのような色表現（レンダリング）能力が比較的限定されたターゲット装置上での改善された色表現を提供することにある。

この目的は、独立請求項１に記載の本発明による方法によって達成される。

本発明は特に、色範囲マッピングとして知られているカラー画像データを処理する方法に関するものである。この方法では、入力画素データを、この入力画素データに関連するソース（元の）色範囲から、ターゲット装置に関連するターゲット色範囲データに変換する。上述したように、多くの種類のターゲット装置は色表現能力が限定され、即ち、ターゲット色範囲は、元の色範囲に対して一般に限定されている。

本発明による処理方法は、カラー画像データを直接操作し、即ち、１画素のカラー画像データを受け取り、ターゲット装置上に表示すべき出力画素データに直接マッピング（写像、対応付け）する。このマッピングは、画素の表示周波数で実行することが好ましく、従って、すべての画素が、受け取った後に直ちに処理される。

米国特許US 6,711,289におけるように、フレーム全体の画像データを収集し記憶する必要はない。従って、本発明による方法は、複数フレーム分の表示データを記憶するための経費を必要としないので、比較的廉価かつ効率的である。

色範囲マッピングは、ソース及びターゲット色範囲の特性によって規定される演算子で入力画素データを処理することを含むことが好ましい。そしてこのマッピング演算子は、現在の入力画素の彩度値に応じて適応可能である。即ち、入力画素の彩度値を測定し、この値に応じて、これらの画素に対して実行する色範囲マッピング演算の強度を決定する。以下、本発明のこうした特徴を「適応色範囲マッピング」と称する。

低い彩度値を有する画素（即ち、白色またはグレー（灰色）に近い色の画素）については、ソース及びターゲット色範囲の特性によって規定されるフル（全色）マッピング演算子を用い、こうした画素を、可能な限り意図した色に近いマッピング色でターゲット装置上に表現する。これにより、彩度は概ね増幅される。しかし、彩度値が増加すると共に、フルマッピング演算子は、ターゲット装置上に表示可能な色の範囲外の出力画素値を生じさせる。従来技術と同様に、こうした出力画素値はクリップし（頭打ちになり）、平坦な飽和色の大きな領域、及び局所的なディテールの損失を生じさせる。

従って、彩度値を増加させるために、本発明による方法は、強度を低減した色範囲マッピングを可能にする。この目的のために、フルマッピング演算子は、入力画素データの色彩度値に応じて適応可能である。

彩度の高い色については、色範囲マッピングを全く実行しないことが好ましい。彩度の高い色の値については、出力画素データは入力画素データと概ね同一にする。従って、本発明による適応色範囲マッピングは、出力画素値をターゲット色範囲外に出さない。出力画素値のクリッピングが防止され、ターゲット装置上で表現される画像全体を通して、局所的なディテールが可能な限り高度に表現される。サイドの高い色の領域では、ディテールがより良好に保たれる。

適応色範囲マッピングは、画素データの彩度を修正するだけでなく、同時に画素データの色相値も修正することが好ましい。このことは、例えば三原色を用いる現在の表示技術において有利である、というのは、必ずしもすべてのターゲット装置が、グラフィック及びビデオ信号用のｓＲＧＢ及びＥＢＵ（European Broadcasting Union：欧州放送連合）規格と同じ三原色点を有しないからである。特に、モバイル・アプリケーション用のディスプレイは、やや緑がかった青の原色を有することが多く、換言すれば、青の原色はシアンの傾向がある。こうしたディスプレイでは、人間の顔、緑色の草、あるいは青空のような認識可能な色を含む画像にとっては、色相修正は特に重要である。こうした色はターゲット装置上では、可能な限り自然に表現すべきである。しかし、色相修正はクリッピングのような画像アーティファクト（歪像）を生じさせるべきでない。

本発明により、非飽和の入力画素に対して色相修正を実行して、こうした画素をターゲット・ディスプレイ上に、可能な限り意図した色に近い色で表示することができる。

ここでも、彩度値を増加させるために、色範囲マッピングの量を低減して、ターゲット色範囲外の出力画素値、及び局所的なディテールの損実を防止する。彩度の高い画素値は処理せず、ターゲット装置の色点近くで表現する。従ってこうした画素は、クリッピング・アーティファクトを防止するために色相については修正しない。

好適例では、マッピング演算子はさらに、入力画素値の輝度値に応じて適応可能である。そして適応色範囲マッピングは、白色点の適応修正もことも可能にする。

必ずしもすべてのターゲット装置が、ｓＲＧＢ及びＥＢＵ規格によって規定されたＤ６５白色点を有しない。明るい非飽和の画素は、その色を幾分青色がかった色にすると、より明るく知覚されることが知られている。この理由により、モバイル・アプリケーション用のＬＣＤパネルは、Ｄ６５白色点に比べてやや青色がかった白色点を有することが多い。

低輝度かつ低彩度の画素については、適応色範囲マッピングは、画素が意図した色に限りなく近い色でターゲット装置上に表現されることを保証する。従って、上記白色点をＤ６５白色点に向けて修正することができる。

比較的高輝度であるが低彩度の画素、例えば白色画素については、色範囲マッピングの量を低減するか、あるいは色範囲マッピングを全く実行しないで、白色画素をターゲット装置の白色点で表現する。従って、こうした画素が最大限可能な輝度で知覚されることが保証される。

飽和画素については、白色点修正を用いない、というのは、こうした画素は白色点の定義には無関係であるからである。

従って、本発明による方法により、色範囲マッピングを入力画素データに対してオン・ザ・フライで（その場に応じて）実行し、これにより、入力画素データを彩度について適応的に修正し、好適例では色相及び白色点についても修正することができる。ターゲット装置に関連するターゲット色範囲を最適に用いて、入力カラー画像データを、彩度の高い領域でも、その局所的なディテールを可能な限り高度に表現することができる。

色範囲マッピングが、実際の入力画素データの彩度値応じて適応可能であるという本発明の特徴は、色範囲マッピングステップがターゲット色範囲外の出力画素値を生じさせることを大いに防止する。従って、出力画素データのクリッピングが防止され、これに関連して、ターゲット装置上の画像の飽和領域における局所的なディテールの損失はもはやほとんど観測されない。

本発明による方法はハードウェアで実現することができ、ＬＣＤドライバ、例えばフィリップス社のPCF8833またはPCF8881のような表示ドライバ（駆動回路）、あるいはフィリップス社のPNX4000 Nexperia mobile image processorのような画像処理チップに、適応色範囲マッピングを実行するための専用回路を設けることが好ましい。

あるいはまた、適応色範囲マッピングはコンピュータプログラムによって実行することができる。このコンピュータプログラムは、ビデオデータをターゲット表示装置に出力するパーソナルコンピュータ上にロードするソフトウェアとすることができるが、移動電話、ＰＤＡ、あるいはディジタルカメラのような移動装置のファームウェアとすることが好ましい。

以下、本発明による方法を、図面を参照しながらさらに説明する。

図１に、ＣＩＥ１９３１色度図を示す。この図は、ＣＩＥ１９３１標準観測者の視覚応答に基づく一定強度の色の二次元プロットであり、人間の色視の生理的尺度によって決まる。この図には、ソース色範囲１１０及びターゲット色範囲１２０を示す。ソース色範囲１１０はＥＢＵ色三角形に相当し、従って入力画素データはＲＧＢ画像データの形式で提供される。ターゲット色範囲１２０は、例えば移動電話に使用されるモバイル（移動型）ＬＣＤディスプレイに関連する一般的な色三角形に相当する。

ターゲット色範囲１２０はＥＢＵ色空間よりも限定された大きさであり、従って、モバイルＬＣＤディスプレイはＥＢＵ色空間のすべての色を適正に表現できないことがわかる。モバイルＬＣＤディスプレイは、使用するバックライトのスペクトル、及び十分な透過を得るために制限されたカラーフィルタの厚さにより、一般に色表現能力が限定される。

画像データの処理なしでは、このことはディスプレイ上の色再生においていくつかのアーティファクトを生じさせる。

すべての色がより低彩度である。例えば、ターゲット装置上で表現される人間の顔は青ざめて見える。

青色を意図した色の大部分は実際にはシアンで表現される。青空を正しく描くことは困難である。

グレー色は青味がかって見える。このことは、表現される画像の全体的に青白い印象を増加させる。

この問題を軽減するために色範囲マッピングを適用することができ、ここではＲＧＢ入力データを、ターゲット色範囲により良く整合したＲＧＢ出力データに変換する。しかし、この場合には、強いクリッピングが生じ得る、というのは、色範囲マッピング操作が入力画像データの一部を実際のターゲット色範囲外に変換し得るからである。このことは、このように処理した出力画像における飽和色、あるいは明るい色の大きな「平坦」領域、及びごくわずかな局所的ディテールの存在によって観測される。

本発明による方法は、入力画素データを、少なくとも彩度値及びこの入力画素データに応じて適応可能な色範囲マッピングによって処理することを提案する。色範囲マッピングは、入力画素データの輝度値にも応じて適応可能であることが好ましい。

実際の入力画素値に基づいて、適用すべき色範囲マッピングの最適な強度が決まる。こうした画像処理を実行することによって、入力データはクリッピングを生じさせることなしに、可能な限り意図した色に近い色で表現される、というのは、修正すればターゲット色範囲外にマッピングされる飽和色に対してはより少ない修正を適用するからである。この適応色範囲マッピングは、比較的広範囲の入力色をターゲット装置上で意図したように表現できることを保証しつつ、ターゲット装置に関連するターゲット色範囲を最大限に利用することを可能にする。

本明細書では以下に、本発明による方法の実施例について、図１の色範囲の例を参照しながら説明する。しかし、この方法は、任意の色範囲から任意の色範囲への色範囲マッピング処理を提供すべく容易に変形することができることは明らかである。この方法は、元の色範囲に対してサイズの限られたターゲット色範囲にとって特に有利である。

色範囲マッピングに使用する演算子は、ソース及びターゲット色範囲の特性によって規定される。本実施例のようにＣＩＥカラーシステム（色彩系）によって処理を行う際には、マッピング演算子は原色のｘ，ｙ座標、及びソース及びターゲット色範囲の白色点によって規定される。

入力画素データ及び出力画素データは一般にＲＧＢデータの形式であり、この特定例では２４ビットのＲＧＢデータである。既知の方法では、ＲＧＢデータは、３×３変換行列によって、装置に依存しないＣＩＥカラーシステムに関連するＸＹＺデータに変換することができる。従って入力ＲＧＢデータは、ＥＢＵ色空間について規定された原色及び白色点によって決まる行列Ｍ_EBUによって、装置に依存しないＸＹＺデータに変換され、同様に出力ＲＧＢデータは、代表的なモバイルＬＣＤパネルの原色及び白色点によって決まる行列Ｍ_disによって、装置に依存しないＸＹＺデータに変換される。

そして色範囲マッピングに使用するマッピング演算子Ｍも、３×３行列によって表現することができ、次式のように得られる：
Ｍ＝(Ｍ_dis)^-1×Ｍ_EBU (1)
そして色範囲マッピング演算は次式のように表現することができる：

この演算によって、入力ＲＧＢ画素データＲＧＢ_inは、入力画素が意図した色に限りなく近い色でターゲット装置上に表現されるように、出力ＲＧＢデータＲＧＢ_outに変換される。以前に説明したように、この演算は飽和した入力色に対しては強いクリッピング・アーティファクトを生じさせることがあり、従って、本発明によればその代わりに、入力画素データを、フルカラー（全色）の色範囲マッピング行列Ｍから、彩度値に応じて、好適には実際の入力画素データの輝度値にも応じて動的に算出した行列Ｍ_Aで処理する。

図２に、本発明の方法の実施例を表現するブロック図を示す。

入力画素データＲＧＢ_inはまずガンマ関数２１２によって処理され、その後に、ブロック２１０において適応色範囲マッピングを実行する。即ち、入力画素データを適応行列Ｍ_Aで処理する。

ブロック２２０では、現在の入力画素ＲＧＢ_inについて輝度値Ｌ及び彩度値Ｓを測定する。このために異なるモデルを使用することができるが、好適な実施例では、輝度値ＬはＲ_in、Ｇ_in及びＢ_inの平均値とし、彩度値ＳはＲ_in、Ｇ_in及びＢ_inのそれぞれの極値の重み付け平均値とする。従って次式のようになる：

これらの値はブロック２３０に供給され、３つのパラメータscale、rotate及びshiftを生成するために用いられる。

パラメータscaleは、ルックアップテーブル（早見表）２３３に記憶された関数ＦＳＳの値に等しく、彩度値Ｓに対応する。このパラメータを用いて、適応彩度修正に関する色範囲マッピングの量を適応させる。

パラメータrotateはルックアップテーブル２３２に記憶された関数ＦＳＲの値に等しく、彩度値Ｓに対応する。このパラメータを用いて、他の修正パラメータ、従って適応色相修正及び適応白色点修正に関する色範囲マッピングの量を適応させる。

同様に、パラメータshiftはルックアップテーブル２３４に記憶された関数ＦＬの値に等しく、輝度値Ｌに対応する。このパラメータは、実行する白色点修正の量を適応させるためのみに使用する。

一般に、関数ＦＬ、ＦＳＳ及びＦＳＲは、入力画素の輝度及び彩度についての特定しきい値までのフル（全色）の色範囲マッピングを可能にするように選定する。即ち、入力画素の輝度Ｌ及び彩度Ｓが共に、関数ＦＬ、ＦＳＳ及びＦＳＲにおけるそれぞれのしきい値より低い場合には、ブロック２３０による２つのパラメータ出力は１に等しく、適応色範囲マッピングに使用する行列Ｍ_Aはフル（全色）行列Ｍに等しい。

適切な関数ＦＳＳ及びＦＳＲの例をそれぞれ図３Ａ及び３Ｂに示す。現在の画素値の特定彩度値Ｓについては、パラメータscaleは関数ＦＳＳの値に等しく、パラメータrotateは関数ＦＳＲの値に等しい。第１しきい値th1未満では、パラメータscale及びrotateは共に１に等しい。第１しきい値th1以上では、パラメータscaleは、最大彩度で０になるまで彩度と共に直線的に減少し、パラメータrotateは、第２しきい値th2で０になるまで彩度と共に減少する。従って、しきい値th1とth2との間では、パラメータrotateは彩度と共に直線的に減少し、第２しきい値th2以上ではパラメータrotateは０に等しい。

しきい値th1は、ターゲット・ディスプレイの色三角形の一辺上の、ターゲット・ディスプレイの白色点に最寄りの点に対する彩度値を表わす。従って、このしきい値は、ターゲット・ディスプレイの色三角形外に出る出力値を生じさせることなしにフルカラーの色範囲マッピングを実行可能な最大値である。しきい値th2は、ターゲット・ディスプレイの原色点と白色点との間の距離を、これに対応するＥＢＵの原色点と白色点との間の距離と比較した最大値を表わす。現在の彩度値がth2より大きい際には、もはや画素処理を行う必要はない。

図３Ｃに、適切な関数ＦＬの特定例を示す。パラメータshiftは、現在画素の特定輝度値に対する関数ＦＬの値に等しい。図より明らかなように、輝度しきい値th3まではパラメータshiftは１に等しい。従って、より大きい輝度値に対しては、このパラメータは輝度と共に減少する。入力画素が最大輝度を有する際には、従って白色画素に対しては、パラメータshiftは０に等しい。

図４に、彩度関数ＦＳＳ及びＦＳＲについてのしきい値th1及びth2の位置を示す。領域４１０では、入力画素データは色相及び彩度について全体的に修正する。入力画素の輝度が、上記で説明した輝度しきい値th3以上でなければ、白色点修正も全体的に行う。同様に、領域４２０では、入力画素データを彩度及び色相の両方について部分的に修正し、領域４３０内の入力画素は彩度のみについて部分的に修正する。

ブロック２４０では行列Ｍ_Aの動的な計算を実行し、この行列の要素は行列Ｍの要素から、３つのパラメータscale、rotate及びshiftに応じて動的に適応させて生成する。

より詳細には、この計算は次の方法で行う：scale、rotate及びshiftがすべて１に等しい際には、即ち、画素の彩度がしきい値th1未満であり、画素の輝度がしきい値th3未満である際には、適応行列Ｍ_Aはフルカラーの色範囲行列Ｍに等しい。１つの原色について完全に飽和した画素については、即ち(3)式によればＬ＝1/3でありＳ＝１である際には、処理は全く行わず、適応行列Ｍ_Aはユニタリ行列に等しくすべきである。Ｌ＝１かつＳ＝０である白色画素については、適応行列Ｍ_Aの演算は白色の出力画素を生じさせるべきである。行列Ｍ及びＭ_Aの要素を次式のように書く：

従って、測定行列Ｍの要素は大文字で表わし、適応行列ＭAの要素は小文字で表わす。

測定行列Ｍの要素より、９つのパラメータを計算する。
まず、原色毎の平均値（avg）及び差分（diff）を次式のように計算する：

そして、行列の行毎の合計値パラメータ（sum）を次式のように計算する：
sum_r＝Ｓ₁＋Ｇ₂＋Ｂ₁−１ sum_g＝Ｒ₁＋Ｓ₂＋Ｂ₂−１ sum_b＝Ｒ₂＋Ｇ₁＋Ｓ₃−１

ブロック２４５では、行列Ｍの要素、あるいはより好適には、行列Ｍの要素から計算した上記パラメータを記憶する。

元の行列Ｍはターゲット・ディスプレイの特性、特にその原色点及び白色点の測定値に基づく。例えば、これらの測定はディスプレイの製造者がディスプレイ群に対して実行する。そしてディスプレイの製造業者は、測定した原色点及び白色点に対応するこの行列（Ｍ）を用いて、上述した平均値、差分、及び合計値のパラメータを計算し、これらをブロック２４５に記憶し、これにより、この特定のディスプレイ群上での最適な色表現を保証する。

そして適応行列Ｍ_Aの要素を、これら９つのパラメータから、パラメータscale、rotate及びshiftと共に次式のように計算する：

このように計算したＭ_Aの要素、即ちｓ_1,2,3及びrgb_1,2はブロック２１０に入力され、ＲＧＢ画素データを式(2)に従って処理するために用いられる。

適応色範囲マッピングのステップの後に、ハードクリップ関数２１６によって出力画素データを処理する。このクリップは、Ｒ_out、Ｇ_outまたはＢ_outの負の値は０にクリップし、ＲＧＢ画素データを２４ビット（各８ビット）と仮定すれば、Ｒ_out、Ｇ_outまたはＢ_outの２５５より大きい値はこの値（２５５）にクリップする。しかし、本発明による方法では、まだクリップする必要のある画素数は従来技術に比べて大幅に低減される。

最後に、出力画素データを逆ガンマ関数２１４によって処理し、ターゲット装置に供給する。

（例）
原色点、及びＥＢＵ規格のＤ６５白色点に対するＣＩＥ色空間内のｘ，ｙ座標は次の通りである：
ｘ ｙ
赤色（レッド） 0.6400 0.3300
緑色（グリーン） 0.2900 0.6000
青色（ブルー） 0.1500 0.0600
Ｄ６５白色（ホワイト） 0.3127 0.3290

ターゲット装置、この場合にはモバイル装置用のＬＣＤパネルの原色点及び白色点を測定した。これらの点のＣＩＥ色空間内のｘ，ｙ座標は次の通りである：
ｘ ｙ
赤色 0.5241 0.3302
緑色 0.3049 0.5261
青色 0.1521 0.1598
Ｄ６５白色 0.2886 0.3330

これらの座標より、ＥＢＵ色範囲から表示色範囲へのＲＧＢデータの色範囲マッピング用の測定行列Ｍは次のように計算される：

この行列は、平均値、差分、及び合計値パラメータの次の値を生じさせる：
avg_r＝0.110 diff_r＝0.002 sum_r＝0.418
avg_g＝-0.197 diff_g＝-0.082 sum_g＝0.125
avg_b＝-0.055 diff_b＝0.299 sum_b＝-0.073

この例では、図３Ａ〜３Ｃに示す関数ＦＳＳ、ＦＳＲ及びＦＬを用いる。ここで上述した座標及び行列Ｍを用いて、しきい値th1、th2及びth3を計算することができる。

図４では、ターゲット・ディスプレイの色三角形の一辺上の、ターゲット・ディスプレイの白色点に最寄りの点は、青−赤軸上にあることがわかる。上記に挙げたターゲット・ディスプレイの座標データを用いて、この点が座標ｘ＝0.349、ｙ＝0.250を有することが計算することができる。対応する彩度値Ｓは0.564であり、この値を第１しきい値th1として用いる。

また図４では、ターゲット・ディスプレイの原色点と白色点との間の距離を、これに対応するＥＢＵの原色点と白色点との間の距離と比較した最大値は、赤の原色に対して生じることがわかる。従って、ＥＢＵ規格における原色点の定義と比較すれば、赤の原色が相対的に最高の彩度を有する。ターゲット・ディスプレイの赤の原色点は座標ｘ＝0.524，ｙ＝0.330を有し、これに対応する彩度値Ｓは0.805であり、この値を第２しきい値th2として用いる。

ここで使用するモデルでは、第３しきい値は次式のように計算される：

ここに、1.419は行列Ｍの行の合計値の最大値であり、2.2はガンマ係数である。

以下、少数のＲＧＢ入力画素について、上述した例による適応色範囲マッピング後に生じる出力画素値を挙げて説明する。なお、赤色、緑色及び青色の副画素値は正規化され、即ち、赤色、緑色及び青色の最大値を１に等しくする。非飽和の赤色、緑色及び青色の副画素は小数値で表わされる。

ａ）非飽和の青色画素 (Ｒ，Ｇ，Ｂ)_in＝(0, 0, 0.3)
(3)式を用いれば、彩度Ｓ＝0.3及び輝度Ｌ＝0.1が生じる。これらの値はすべてのしきい値未満であり、従ってscale＝１、rotate＝１、及びshift＝１である。

続いて(Ｒ，Ｇ，Ｂ)_out＝(0.072, 0, 0.329)が得られる。画素の彩度は増加し、色相は修正され、この画素にいくらか赤色が加えられていることがわかる。この結果はより自然な青色に見える。なお上記の例では、Ｇ_outは実際には負の数であり、従ってＧ_outは０にクリップされる。

ｂ）飽和した青色画素 (Ｒ，Ｇ，Ｂ)_in＝(0, 0, 1)
彩度Ｓ＝１及び輝度Ｌ＝0.333である。
彩度値は第１しきい値th1及び第２しきい値th2の両方より大きいが、輝度値は第３しきい値th3未満である。従って、scale＝０かつrotate＝０であるので、(Ｒ，Ｇ，Ｂ)_out＝(0, 0, 1)であることが容易にわかる。この画素は処理されず、ターゲット・ディスプレイの青色の原色点で表現される。

ｃ）ダークグレー（暗灰色）画素 (Ｒ，Ｇ，Ｂ)_in＝(0.3, 0.3, 0.3)
ここでも、彩度及び輝度値はすべてのしきい値未満であり、従ってscale＝１、rotate＝１及びshift＝１である。結果的な出力画素は(Ｒ，Ｇ，Ｂ)_out＝(0.425, 0.263, 0.278)である。白色点の修正が実行され、緑色及び青色のこの画素への寄与分は、赤色の寄与分の増加により低減される。このことは、緑色画素の青味がかった表現を防止し、全体的に青ざめた印象を減らす。

ｄ）白色画素 (Ｒ，Ｇ，Ｂ)_in＝(1, 1, 1)
彩度Ｓ＝０及び輝度Ｌ＝１、従ってscale＝１、rotate＝１及びshift＝０である。従って、合計値パラメータは出力画素値には寄与せず、平均値パラメータと差分パラメータとは互いに相殺し合い、結果的な出力画素は再び白色になり、即ち(Ｒ，Ｇ，Ｂ)out＝(1, 1, 1)である。

図５の第２実施例は、ブロック２４５がフル（全色）色範囲マッピング行列Ｍを記憶すること以外は、第１実施例と同一である。ブロック２４５は、光センサに５５０、第１行列Ｍ_Rを記憶するブロック５５４、及び第２行列Ｍ_Tを記憶するブロック５５２に接続されたミクサ５４５に置き換えられる。

本実施例は、例えば、透過反射型ＬＣＤパネルでの利用に有利である。従って、上記第１行列は、ＬＣＤパネルの反射の原色点及び白色点によって特徴付けられ、そして上記第２行列は、このＬＣＤパネルの透過の原色点及び白色点によって特徴づけられる。

背景光レベルが低い際には、視聴者はＬＣＤパネルの透過モードを主に観測し、従って、ミクサ５４５は上記行列Ｍを第２行列Ｍ_Tに等しく構成する。しかし、直射日光のような明るい背景光の下では、視聴者はＬＣＤパネルの反射モードを主に観測し、従って、ミクサ５４５は上記行列Ｍを第１行列Ｍ_Rに等しく構成する。例えば屋外の曇り空の下で生じるような中間的な光条件では、ミクサ５４５は行列Ｍを、第１行列Ｍ_Rと第２行列Ｍ_Tとの間の値で生成する。背景光レベルは光センサ５５０によって検出され、ミクサ５４５に伝えられる。

あるいはまた、ブロック５５４及び５５２に記憶された異なる行列を異なる白色点に対応させることができる。例えば、第１行列を「冷たい」色温度の白色点、例えば8500Kを用いて計算し、第２行列を「暖かい」色温度の白色点、例えば5000Kを用いて計算することができる。従ってミクサ５４５は光センサに結合すべきでなくユーザ制御に結合して、視聴者は白色点を制御し、これにより、ターゲット装置上で表現される画像を自分の好みに合わせることができる。適応色範囲マッピングをモバイル装置のファームウェア中のソフトウェアで実現する際には、ユーザ制御はユーザメニューにおけるメニュー選択肢として構成することが好ましい。

白色点についてのユーザ設定はミクサ５４５に供給され、ミクサ５４５はこの白色点に応じて、ブロック５５２内の第１行列及びブロック５５４内の第２行列から行列Ｍを生成する。

各図面は図式的なものであり、一定寸法比で描いたものではない。本発明は好適な実施例に関連して説明してきたが、本発明の権利保護範囲は本明細書で説明した実施例に限定されないことは明らかである。むしろ本発明は、当業者が請求項に記載の範囲内でこれらの実施例に対して施し得るすべての変形を含む。

要約すれば、カラー画像をターゲット装置上に最適に表現することを可能にするカラー画像データの処理方法が提供される。この方法は色範囲マッピングのステップを含み、このステップでは、色範囲マッピングの量を、少なくとも入力画素の彩度値に応じて動的に適応させる。入力画素の輝度値も用いることが好ましい。この適応色範囲マッピングは画像データの彩度の修正を含み、そして画像データの色相及び白色点の修正も含むことが好ましい。入力画像の彩度の高い領域におけるクリッピング及び局所的なディテールの損失を高度に防止しつつ、ターゲット装置の色範囲を最大限に利用することができる。

ＣＩＥ色空間内に表示されるソース及びターゲット色範囲の例を示す図である。 本発明による第１実施例を表わすブロック図である。 図３Ａ〜図３Ｃは、第１実施例における色範囲マッピングの強度適応に用いる彩度及び輝度関数を表わす図である。 第１実施例において処理されるソース色範囲の部分を示す図である。 本発明よる方法の第２実施例を表わすブロック図である。

Claims (16)

1. ターゲット装置上に表示すべきカラー画像データを処理する方法において、
   ソース色範囲内の入力画素データを受信するステップと；
   前記入力画素データを、前記ソース色範囲から、前記ターゲット装置に関連するターゲット色範囲にマッピングするステップであって、前記マッピングの量を、前記入力画素データの彩度値に応じて動的に適応させるステップと
   を具えていることを特徴とするカラー画像データの処理方法。
2. 前記２つのステップを画素の表示周波数で反復することを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記マッピングのステップが、前記入力画素データの色相値を修正するサブステップを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
4. 前記マッピングの量がさらに、前記入力画素データの輝度値に応じて適応可能であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
5. 前記マッピングのステップが、前記入力画素データの白色点の修正を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
6. 前記マッピングのステップが、前記入力画素データを、前記ソース色範囲及び前記ターゲット色範囲の特性によって規定されるマッピング演算子で処理するサブステップを含み、前記マッピング演算子は、前記入力画素データの彩度値に応じて適応可能であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
7. 前記マッピング演算子はさらに、前記入力画素データの輝度値に応じて適応可能であることを特徴とする請求項４及び６に記載の方法。
8. 前記マッピング演算子は、入力ＲＧＢ画素データを装置に依存しないＣＩＥ色空間を介して出力ＲＧＢ画素データに変換する３×３行列によって表現されることを特徴とする請求項６または７に記載の方法。
9. 前記ソース色範囲がＥＢＵ色空間であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
10. さらに、前記ターゲット色範囲を複数の所定色範囲で組成するステップを具えていることを特徴とする請求項１に記載の方法。
11. 前記所定色範囲が異なる白色点に関連することを特徴とする請求項５及び１０に記載の方法。
12. 前記ターゲット装置がモバイル・アプリケーション用のＬＣＤパネルであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
13. 前記ＬＣＤパネルが透過反射型ＬＣＤパネルであり、前記ターゲット色範囲が、背景光レベルに応じて、前記透過反射型ＬＣＤパネルの反射モードに関連する第１色範囲、及び前記透過反射型ＬＣＤパネルの透過モードに関連する第２色範囲で組成されることを特徴とする請求項１０及び１２に記載の方法。
14. 請求項１〜１３のいずれかに記載の方法を実行する回路を具えた表示ドライバ。
15. 請求項１４に記載の表示ドライバを具えた表示装置。
16. 請求項１〜１３のいずれかに記載の方法を実行するためのコンピュータプログラム。

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