JP2017050636A

JP2017050636A - 画像処理装置及び表示判定方法

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Publication number: JP2017050636A
Application number: JP2015170952A
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Inventors: 亮佑中越; Ryosuke Nakakoshi
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Filing date: 2015-08-31
Publication date: 2017-03-09
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Abstract

【課題】表示装置が入力画像データの各輝度レベルに対応する明るさで画像を表示できるか判定することができる画像処理装置及び表示判定方法を提供する。
【解決手段】画像処理装置１は、ＸＹＺ表色系の入力画像信号を判定対象の表示装置に表示させた画像を測定して得られたＸＹＺ値を所定の輝度値で正規化した値を成分とする行列Ｍの逆行列でリニアＲＧＢ表色系の出力画像信号Ａ２に変換する第１の色域変換部２０と、出力画像信号Ａ２のＲ、Ｇ又はＢ値が１よりも大きいときに、入力画像信号Ａ１に係る画像を表示装置が入力画像信号Ａ１の各輝度に対応する明るさで表示することができないと判定する判定部４０とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は画像処理装置及び表示判定方法に関する。

現在、ＨＤＲ（High Dynamic Range）コンテンツが普及しつつある。しかしながら、表示装置が表示できる色空間がＨＤＲコンテンツの色空間よりも狭く、表示装置がＨＤＲコンテンツの色を正しく再現して表示できないことがある。

非特許文献１には、表示装置において、３次元ルックアップテーブル（以下、「３Ｄ−ＬＵＴ」という。）データを組み込み、８Ｋスーパーハイビジョン放送の「Ｒｅｃ．２０２０」色域の映像の中で、現行のフルハイビジョン放送の「Ｒｅｃ．７０９」色域では再現できない色をグレイ（灰色）に変換して警告表示し、又は、Ｒｅｃ.７０９色域内に収まるように変換して表示することが記載されている。

ＥＩＺＯ株式会社、"製品情報"、［online］、［平成27年8月31日検索］、インターネット〈URL：http://www.eizo.co.jp/products/ce/cg3184k/index.html〉

背景技術に係る表示装置のように、今までは主に表示の色、コントラストなどについて管理してきた。今後は、表示の明るさが実際に人間が被写体を見たときの明るさ、又は、実際に被写体を撮像したときの明るさに対応するように、表示の明るさ（輝度値）についても管理するようになる。

しかしながら、今までの表示装置では、入力画像データにおいて最大輝度レベルに対応する明るさが規定されているような場合でも、入力画像データの各輝度レベルに対応する明るさで画像を表示できるか判定して警告することができなかった。
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、表示装置が入力画像データの各輝度レベルに対応する明るさで画像を表示できるか判定することができる画像処理装置及び表示判定方法を提供することを目的とする。

そこで、本発明は、ＸＹＺ表色系の入力画像信号を判定対象の表示装置に表示させた画像を測定して得られたＸＹＺ値を所定の輝度値で正規化した値を成分とする行列の逆行列でリニアＲＧＢ表色系の出力画像信号に変換する第１の色域変換部と、出力画像信号のＲ、Ｇ又はＢ値が所定値よりも大きいときに、入力画像信号に係る画像を表示装置が入力画像信号の各輝度に対応する明るさで表示することができないと判定する判定部とを備える画像処理装置を提供する。

また、本発明は、判定対象の表示装置に表示させた画像を測定して得られたＸＹＺ値を所定の輝度値で正規化した値を成分とする行列を用いる表示判定方法であって、ＸＹＺ表色系の入力画像信号を行列の逆行列でリニアＲＧＢ表色系の出力画像信号に変換するステップと、出力画像信号のＲ、Ｇ又はＢ値が所定値よりも大きいときに、入力画像信号に係る画像を表示装置が入力画像信号の各輝度に対応する明るさで表示することができないと判定するステップとを有する表示判定方法を提供する。

本発明により、表示装置が入力画像データの各輝度レベルに対応する明るさで画像を表示できるか判定することができる画像処理装置及び表示判定方法を提供することができる。

実施の形態に係る画像処理装置１の概略構成を示すブロック図である。実施の形態に係る画像処理方法の処理手順を示すフローチャートである。実施の形態に係る色域変換部２０の動作を説明するための図である。実施の形態に係る範囲外判定を説明するための図である。実施の形態に係るモノクロ・色域変換部３０の動作を説明するための図である。実施の形態に係る表示装置２の表示の状態を示す図である。他の実施の形態に係る画像処理装置１００の概略構成を示すブロック図である。

以下、図面を参照して本実施の形態に係る画像処理装置について説明する。本実施の形態に係る画像処理装置は、表示装置が入力画像データに対応する輝度又は色で、すなわち、入力画像データに係る画像において意図されているような輝度又は色で画像を表示できるか判定し、表示できないときに警告を表示するものである。
なお、本明細書で説明する「画像」には、「静止画像」及び「動画像（映像）」が含まれる。

まず、本実施の形態に係る画像処理装置の構成について説明する。
図１は、本実施の形態に係る画像処理装置１の概略構成を示すブロック図である。
画像処理装置１は、入力部１０、色域変換部２０、モノクロ・色域変換部３０、範囲外判定部４０、信号選択部５０、ガンマ補正部６０などを備えている。画像処理装置１は、表示装置（図示せず）を構成してもよいし、表示装置とは別に存在していてもよい。

入力部１０は、画像信号Ａ０を入力し、その表色系、例えば、相対色空間であるＲＧＢ表色系を絶対色空間であるＸＹＺ表色系に変換して、ＸＹＺ表色系の画像信号Ａ１を生成し、色域変換部２０及びモノクロ・色域変換部３０に出力する。
色域変換部２０は、３行３列の行列Ｍ（マトリクスＭ）を記憶し、ＸＹＺ表色系の画像信号Ａ１を行列Ｍの逆行列で線形変換してリニアＲＧＢ表色系のカラー画像信号Ａ２を生成し、範囲外判定部４０及び信号選択部５０に出力する。ここで、色域変換部２０には、行列Ｍの逆行列が記憶されていてもよい。

モノクロ・色域変換部３０は、３行３列の行列Ｍを記憶し、ＸＹＺ表色系の画像信号Ａ１をモノクロ変換してＸＹＺ表色系のモノクロ画像信号Ｂ１を生成し、モノクロ画像信号Ｂ１を行列Ｍの逆行列で線形変換してリニアＲＧＢ表色系のモノクロ画像信号Ｂ２を生成し、信号選択部５０に出力する。
範囲外判定部４０は、カラー画像信号Ａ２のＲ、Ｇ及びＢ値に基づいて、表示装置が画像信号Ａ０に係る画像を画像信号Ａ０にそれぞれ対応する輝度及び色で表示できるか判定し、判定信号Ｃ０〜Ｃ３を信号選択部５０に出力する。判定信号Ｃ０〜Ｃ３の詳細については後述する。

信号選択部５０は、判定信号Ｃ０〜Ｃ３に基づいて、画像信号Ａ０に係る画像の画素毎に、カラー画像信号Ａ２又はモノクロ画像信号Ｂ２を選択して、ガンマ補正部６０に出力する。また、信号選択部５０は、カラー画像信号Ａ２を出力するときに、そのＲ、Ｇ又はＢ値が０．０より小さいときは０．０に制限して（クリップして）、１．０より大きいときは１．０に制限して出力する。

ガンマ補正部６０は、リニアＲＧＢ表色系のカラー画像信号Ａ２又はモノクロ画像信号Ｂ２を、表示装置のガンマ特性に合うようにガンマ補正を行い、カラー画像信号Ａ３又はモノクロ画像信号Ｂ３を表示装置に対して出力する。

なお、画像処理装置１が実現する各構成要素は、例えば、コンピュータである画像処理装置１が備える演算装置（図示せず）の制御によって、プログラムを実行させることによって実現できる。より具体的には、画像処理装置１は、記憶部（図示せず）に格納されたプログラムを主記憶装置（図示せず）にロードし、演算装置の制御によってプログラムを実行して実現する。また、各構成要素は、プログラムによるソフトウェアで実現することに限ることなく、ハードウェア、ファームウェア及びソフトウェアのうちのいずれかの組み合わせ等により実現してもよい

上述したプログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体（non-transitory computer readable medium）を用いて格納され、画像処理装置１に供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体（tangible storage medium）を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体（例えば、フレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ）、光磁気記録媒体（例えば、光磁気ディスク）、ＣＤ−ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−Ｒ／Ｗ、半導体メモリ（例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ（Programmable ROM）、ＥＰＲＯＭ（Erasable PROM）、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ（random access memory））を含む。

また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体（transitory computer readable medium）によって画像処理装置１に供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線や光ファイバ等の有線通信路を介して、又は、無線通信路を介して、プログラムを画像処理装置１に供給できる。

続いて、本実施の形態に係る画像処理装置１の動作、すなわち、画像処理方法について説明する。
図２は、本実施の形態に係る画像処理方法の処理手順を示すフローチャートである。
画像処理装置１が動作を開始すると、入力部１０が画像信号Ａ０をＸＹＺ表色系に変換して画像信号Ａ１を生成する（ステップＳ１０）。

次に、色域変換部２０がＸＹＺ表色系の画像信号Ａ１を行列Ｍの逆行列で線形変換してリニアＲＧＢ表色系のカラー画像信号Ａ２を生成する（ステップＳ２０）。
図３は、本実施の形態に係る色域変換部２０の動作を説明するための図である。
線形変換に用いる行列Ｍは次のようにして算出する。

まず、表示装置に表示したＲＧＢ出力の各々をＸＹＺ測定（三刺激値測定）して得られたＸＹＺ値を各成分とする３行３列の行列Ｍ０を算出する。このときの表示輝度は任意の値でよい。

ここで、行列Ｍ０の成分Ｒｘ、Ｒｙ、Ｒｚには表示装置にＲ（赤）を表示したときの測定値Ｘ、Ｙ、Ｚを用い、成分Ｇｘ、Ｇｙ、ＧｚにはＧ（緑）を表示したときの測定値Ｘ、Ｙ、Ｚを用い、成分Ｂｘ、Ｂｙ、ＢｚにはＢ（青）を表示したときの測定値Ｘ、Ｙ、Ｚを用いる。ここで、行列Ｍ０の成分を決定するために、フィルタ式のセンサや分光式のセンサなどを用いて白色光を表示させてＲｘ、Ｒｙ、Ｒｚを測定してもよい。

そして、行列Ｍ０を、表示装置の白点の輝度Ｙｗ（＝Ｒｙ＋Ｇｙ＋Ｂｙ）、及び、表示装置の白点の最大輝度値（例えば、１０００［ｃｄ／ｍ^２］）と入力画像信号Ａ０の白点の最大輝度値（例えば、１００００［ｃｄ／ｍ^２］）との比ＹｗＲを用いて正規化して３行３列の行列Ｍを算出する。このとき、行列Ｍは

で表すことができる。

例えば、ＳＭＰＴＥ（Society of Motion Picture & Television Engineers：米国テレビ技術者協会）が提唱する広いダイナミックレンジを持つ映像規格「ＳＭＰＴＥＳＴ２０８４」では白点の最大輝度値を１００００［ｃｄ／ｍ^２］と規定しており、SMPTE ST 2084に準拠する画像を入力するときは、入力画像信号Ａ０の白点の最大輝度値として１００００［ｃｄ／ｍ^２］を用いる。

そして、色域変換部２０は画像信号Ａ１を行列Ｍの逆行列で線形変換してカラー画像信号Ａ２を生成する。
画像信号Ａ１のＸＹＺ値を、例えば、Ｘ１、Ｙ１、Ｚ１とすると、色域変換後のカラー画像信号Ａ２のリニアＲＧＢ値は、次の（１）式により算出される。

色域変換部２０は、３行３列の行列Ｍの逆行列を用いた画素毎の線形変換を行うので、最大限の変換精度を確保することができる。また、３Ｄ−ＬＵＴ方式を用いるときのような補間演算が不要で、処理も早い。また、画像信号Ａ１がＣＩＥＸＹＺフォーマットで絶対色空間であるため、変換パラメータ（行列Ｍの逆行列）は１つで良く、３Ｄ‐ＬＵＴ方式を用いるときのように入力信号の規格毎にそれぞれＬＵＴデータを用意する必要がない。

また、色域変換部２０は、行列Ｍの逆行列を用いた符号付固定小数点演算又は浮動小数点演算を行うので、線形変換後の値はビデオ出力値の範囲外（最大値で正規化した場合は０未満、１以上）の値をとることができる。この変換で範囲外となった信号が表示装置で表示できない輝度又は色と同義であり、行列演算結果から簡単に輝度及び色の表示範囲の内外を判定することができる。

次に、範囲外判定部４０が、画像信号Ａ０に係る画像の画素毎に、カラー画像信号Ａ２のＲ、Ｇ、Ｂ値としきい値０、１とを比較して、表示装置が当該画素の輝度及び色を、画像信号（入力画像データ）Ａ０に対応する輝度及び色で表示できるか判定し、判定信号Ｃ０〜Ｃ３を出力する（ステップＳ３０）。

図４は、本実施の形態に係る範囲外判定を説明するための図である。図４（ａ）は従来のｘｙ色度図であり、図４（ｂ）はｘｙ色度図にＹ（輝度）軸を新たに追加したものを図４（ａ）の矢印の方向と同じ方向で視た図である。どちらの図も、Ｒ信号に注目した場合のＲ信号値による領域分けの例を示している。
図４において、座標ａは白色（１，１，１）を、座標ｂは黄色（１，１，０）を、座標ｃはシアン（０，１，１）を、座標ｄは青色（０，０，１）を、座標ｅはマゼンダ（１，０，１）を、座標ｆは赤色（１，０，０）を、座標ｇは緑色（０，１，０）をそれぞれ示す。

図４（ａ）の従来のｘｙ色度図では、ＲＧＢ信号それぞれについて、０未満又は０．０以上１．０以下の値しか表現できず、表示の色の範囲外判定にしか利用することができなかった。ここでは、点ａｅｆｂを結ぶ線の内部の領域αがＲ＝１の範囲であり、点ａｂｇｃｄｅを結ぶ線の内部の領域βが０≦Ｒ≦１の範囲である。

これに対し、図４（ｂ）のｘｙ色度図にＹ軸を新たに追加したものでは、ＲＧＢ信号がどのような値でも表現できるようになり、表示の明るさ及び色の範囲外判定に利用することができる。ここでは、面γ、δより向こう側にある立体部分（図示せず）が０≦Ｒ≦１の範囲であり、面α、βより向こう側にある立体部分（図示せず）が１＜Ｒの範囲である。
そこで、範囲外判定部４０は、カラー画像信号Ａ２のＲ値、Ｇ値、Ｂ値の少なくとも１つが、境界面（Ｒ、Ｇ又はＢ＝１）よりも大きいときに、その画素の明るさが表示範囲外であると判定する。

範囲外判定部４０が行う判定の内容及び範囲外判定部４０が出力する判定信号の種類を表１に示す。

例えば、範囲外判定部４０は、カラー画像信号Ａ２のある画素のＲ、Ｇ及びＢ値が０以上、１以下のときに、輝度、色共に表示装置の表示可能範囲内であるとして、その画素について判定信号Ｃ０を出力する。
また、ある画素のＲ及びＧ値が０以上、１以下で、Ｂ値が０よりも小さいときに、輝度は表示可能範囲内であるが、色は表示可能範囲外であるとして、その画素について判定信号Ｃ１を出力する。
また、ある画素のＢ値が０よりも小さく、Ｇ値が１よりも大きいときに、輝度、色共に表示装置の表示可能範囲外であるとして、その画素について判定信号Ｃ３を出力する。

一方、モノクロ・色域変換部３０は、画像信号Ａ１に対して、モノクロ変換及び色域変換を行う。
図５は、本実施の形態に係るモノクロ・色域変換部３０の動作を説明するための図である。

まず、モノクロ変換部３２がＸＹＺ表色系の画像信号Ａ１をそのＹ値を用いて次の（２）式のようにＸ’Ｙ’Ｚ’変換してＸＹＺ表色系のモノクロ画像信号Ｂ１を生成する（ステップＳ４０）。

Ｘｍ＝Ｘｗ × Ｙ
Ｙｍ＝Ｙｗ × Ｙ・・・（２）
Ｚｍ＝Ｚｗ × Ｙ

このとき、係数Ｘｗ、Ｙｗ、Ｚｗは、係数Ｙｗを１．０に固定して、係数Ｘｗ、Ｚｗを既定の比率で設定する。係数Ｙｗを１．０に固定することで、入力した画像信号Ａ１の輝度と、出力するモノクロ画像信号Ｂ１の輝度とを揃えることができ、モノクロ変換後も画像信号Ａ１の最大輝度を保つことができる。

モノクロ変換部３２では、係数Ｘｗ、Ｙｗ、Ｚｗにより、任意の色温度（暖色、寒色、ニュートラルなど）のモノクロ画像を生成することができ、また、変換の基準がＹ値であるため、どのような色味のモノクロ画像でも正確な明るさで変換することができる。
ここでは、モノクロ変換部３２は、画像信号Ａ１から３種類（３色、すなわち、緑、黄、赤）のモノクロ画像信号Ｂ１を生成する。

次に、色域変換部３４が３行３列の行列Ｍの逆行列を用いてモノクロ画像信号Ｂ１を色域変換し、リニアＲＧＢ表色系の３種類のモノクロ画像信号Ｂ２を生成する（ステップＳ５０）。色域変換部３４の行列Ｍは、色域変換部２０の行列Ｍと同一の行列である。このため、色域変換部２０が色域変換部３４を兼ねることができる。

次に、信号選択部５０が、画像信号Ａ０に係る入力画像の画素毎に、判定信号Ｃ０〜３に基づいて、カラー画像信号Ａ２又は３種類のモノクロ画像信号Ｂ２のいずれかを選択する（ステップＳ６０）。
次に、ガンマ補正部６０が、リニアＲＧＢ表色系のカラー画像信号Ａ２及びモノクロ画像信号Ｂ２を、表示装置のガンマ特性に合うようにガンマ補正を行う（ステップＳ７０）。

その後、表示装置がカラー画像信号Ａ３又はモノクロ画像信号Ｂ３に対して、必要な画像処理を行い、画面に画像を表示する。
図６は、本実施の形態に係る表示装置２の表示の状態を示す図である。表示装置２の画面３には、部屋の内部及び窓の外の景色が写った画像が表示されている。

画面３の中央下には、机の上の花４が写っているが、画像信号Ａ０（又は、画像信号Ａ２）の花４の色が表示装置２の表示可能範囲外であったために、範囲外判定部４０の判定信号がＣ１となり、花４の領域はモノクロ（緑）で表示されている。
また、画面３の中央の横方向には、窓の外の景色（空５）が写っているが、画像信号Ａ０の空５の輝度が表示装置２の表示可能範囲外であったために、判定信号がＣ２となり、空５の領域はモノクロ（黄）で表示されている。

また、画面３の中央の横方向には、窓の外の景色（パラソル６）が写っているが、画像信号Ａ０のパラソル６の輝度、色共に表示装置２の表示可能範囲外であったために、判定信号がＣ３となり、パラソル６の領域はモノクロ（赤）で表示されている。
また、画面３の全体に部屋の内部７が写っているが、画像信号Ａ０の部屋の内部（花以外）７の輝度、色共に表示装置２の表示可能範囲内であったので、判定信号がＣ０となり、部屋の内部（花以外）７の領域はカラーで表示されている。
このように、本実施の形態に係る画像処理装置又は画像処理方法によれば、入力画像の輝度又は色が、表示装置２で表示可能であるかを一目で確認することができる。

なお、実施の形態に係る画像処理装置又は画像処理方法では、カラー画像信号Ａ２のＲ、Ｇ、Ｂ値としきい値０、１とを比較して、表示装置２が画像を、画像信号Ａ０に対応する輝度及び色で表示できるか判定したが、カラー画像信号Ａ２の値が色域変換部２０、範囲外判定部４０などで変化するのであれば、しきい値０、１に代えて所定の第１及び第２のしきい値を用いるようにし、カラー画像信号Ａ２のＲ、Ｇ、Ｂ値と第１及び第２のしきい値とを比較して、表示装置２が画像を、画像信号Ａ０に対応する輝度及び色で表示できるか判定するようにしてもよい。

また、実施の形態に係る画像処理装置又は画像処理方法では、行列Ｍ０を、表示装置の白点の輝度Ｙｗ、及び、表示装置の白点の最大輝度値と入力画像信号Ａ０の白点の最大輝度値との比ＹｗＲを用いて正規化して行列Ｍを算出したが、例えば、表示装置にＣＧを表示する場合には、ＣＧ作成ソフトウェアなどで規定された明るさに基づいて画像信号の出力コード値が明るさで規定されており、この規定された明るさの値を上記の入力画像信号Ａ０の白点の最大輝度値として用いて行列Ｍ０を正規化して行列Ｍを算出すればよい。これにより、表示装置がＣＧをＣＧ作成時に意図した明るさで表示できるか判定することができるようになる。

また、上記の入力画像信号Ａ０の白点の最大輝度値として任意の輝度値を用いて行列Ｍ０を正規化すれば、表示装置がその明るさを表示できるか判定することができるようになる。例えば、画像を撮影するときに明るさ（輝度）を測定するなどして画像を撮影したときの明るさが分かっていれば、その明るさを用いて行列Ｍ０を正規化すれば、表示装置に画像を表示するときに、撮影時の明るさを再現できるか判定することができるようになる。
なお、行列Ｍ０を、最大輝度値の比ＹｗＲを用いずに、表示装置の白点の輝度Ｙｗだけで正規化したときは、色の判定はできるが、明るさの判定ができない。

また、実施の形態に係る画像処理装置又は画像処理方法では、色域変換部が一つの行列Ｍを保持して色域変換を行っていたが、入力画像信号Ａ０の全ての輝度（０〜２５５）毎に、又は、入力画像信号Ａ０の所定の範囲の輝度毎に行列Ｍを用意して、保持するようにしてもよい。
図７は、他の実施の形態に係る画像処理装置１００の概略構成を示すブロック図である。

画像処理装置１００は、画像処理装置１と比較すると、入力部１１０と色域変換部１２０との間に第１の信号パス選択部１１５を、また、色域変換部１２０と範囲外判定部１４０又は信号選択部１５０との間に第２の信号パス選択部１２５を更に備えている。また、色域変換部１２０は複数の行列Ｍ１１、Ｍ１２、・・・、Ｍｎを有している。

第１の信号パス選択部１１５は、画像信号Ａ１の輝度レベルに対応した行列Ｍを選択する。例えば、８ビット信号（０〜２５５）の場合、入力信号の輝度レベルが０〜１５のときは行列Ｍ１１を、輝度レベルが１６〜６４のときは行列Ｍ１２を、また、輝度レベルが２４０〜２５５のときは行列Ｍｎを選択する。

また、第１の信号パス選択部１１５は、1つのパスでよいときは、任意の行列Ｍ、例えば、最大値（２５５）に対応する行列Ｍｎを選択する。
また、入力信号の輝度レベルが０〜１５のときに用いる行列Ｍ１１は、入力信号の輝度レベルが略中央の８のときの表示装置のＲＧＢ出力をＸＹＺ測定して得られた行列Ｍ０を、表示装置の白点の輝度Ｙｗ、及び、表示装置の白点の最大輝度値と入力画像信号Ａ０の白点の最大輝度値との比ＹｗＲを用いて正規化して算出する。

同様に、入力信号の輝度レベルが１６〜６４のときに用いる行列Ｍ１２は、入力信号の輝度レベルが略中央の４０のときのＲＧＢ出力をＸＹＺ測定して得られた行列Ｍ０を、正規化して算出する。

液晶表示装置（ＬＣＤ）のような表示装置は、例えば、図４（ｂ）に示したように、輝度レベルによって表示できる色域が変化する、すなわち、Ｒｘ、Ｒｙ、Ｒｚなどの比率が変化するので、入力画像信号の各輝度レベルに対応する行列Ｍを保持しておくことにより、明るさ及び色の表示判定をより正確に行うことができるようになる。

また、表示装置に最大輝度レベルの画像信号を入力して表示し、そのＸＹＺ測定で得られたＸＹＺ値による行列Ｍで、入力信号のすべての輝度レベルに対応して、表示装置が表示できる輝度又は色の範囲内かを判定するようにしてもよい。例えば、有機ＥＬ表示装置（ＯＬＥＤ）のような表示装置は、輝度レベルによって表示できる色域が変化しない、すなわち、Ｒｘ、Ｒｙ、Ｒｚなどの比率が変化しないので、一つの行列Ｍを用いて、入力画像信号が表示装置の表示できる輝度又は色の範囲内か判定することができる。
また、表示装置のバックライト、ランプなどの部品に応じて行列Ｍを用意して保持するようにしてもよい。

また、実施の形態に係る画像処理装置又は画像処理方法では、色域変換部２０が予め行列Ｍを記憶しているものとしたが、表示装置が画像を表示する毎に、又は、所定のタイミングで行列Ｍを算出するようにしてもよい。例えば、記憶部（図示せず）に上記の行列Ｍ０を記憶しておき、演算装置（図示せず）が、画像信号Ａ０に含まれる輝度情報を用いて上述のように行列Ｍ０を正規化して行列Ｍを算出し、当該行列Ｍを用いて、色域変換部２０が色域変換をするようにしてもよい。これにより、より精度の高い表示判定をすることができる。例えば、上述したSMPTE ST 2084に準拠する画像では、出力コード値に輝度値が関連付けられており、このようなことが実現可能となる。

また、表示特性の経時変化が大きいような表示装置では、所定のタイミング毎にＸＹＺ測定を行って行列Ｍを算出することにより、表示装置の経時変化によらず、より精度の高い表示判定をすることができる。

また、実施の形態に係る画像処理装置又は画像処理方法では、入力信号が表示装置の明るさ又は色の表示範囲内であるときにカラー表示を行い、入力信号が表示装置の明るさ又は色の表示範囲外であるときに警告のためのモノクロ表示を行ったが、表示範囲内であるときにモノクロ表示を行い、表示範囲外であるときにカラー表示を行ってもよい。モノクロ表示も３色を使わずに、１色だけを使うようにしてもよい。このときは、判定信号は、Ｃ０、Ｃ１の２種類だけとなる。

また、実施の形態に係る画像処理装置又は画像処理方法では、表示判定をしたときに、判定信号に応じてカラー表示又はモノクロ表示を行ったが、表示判定をしないとき、すなわち、通常の画像表示をするときは、入力信号が表示装置の明るさ又は色の表示範囲内であるときにはそのまま表示し、入力信号が表示装置の明るさ又は色の表示範囲外であるときには、信号選択部５０でクリップした信号を表示するようにしてもよい。
また、実施の形態に係る画像処理装置又は画像処理方法を、色域変換及び範囲外判定を行う表示判定装置又は表示判定方法などとして構成してもよい。

上述したように、実施の形態に係る画像処理装置１は、ＸＹＺ表色系の入力画像信号を判定対象の表示装置２に表示させた画像を測定して得られたＸＹＺ値を所定の輝度値で正規化した値を成分とする行列Ｍの逆行列でリニアＲＧＢ表色系の出力画像信号Ａ２に変換する第１の色域変換部２０と、出力画像信号Ａ２のＲ、Ｇ又はＢ値が所定値１よりも大きいときに、入力画像信号Ａ１に係る画像を表示装置２が入力画像信号Ａ１の各輝度に対応する明るさで表示することができないと判定する判定部４０とを備えるものである。

また、実施の形態に係る画像処理装置１は、判定部４０が、更に、出力画像信号Ａ２のＲ、Ｇ又はＢ値が所定値０よりも小さいときに、入力画像信号Ａ１に係る画像を表示装置２が入力画像信号Ａ１の各色に対応する色で表示することができないと判定することが好ましい。
また、実施の形態に係る画像処理装置１は、所定の輝度値が、入力画像信号Ａ１に含まれる輝度情報に含まれる輝度値であることが好ましい。

また、実施の形態に係る画像処理装置１は、ＸＹＺ値を記憶する記憶部と、所定のタイミングで所定の輝度値を取得して、行列を算出する行列算出部とを更に備えることが好ましい。
また、実施の形態に係る画像処理装置１は、所定の輝度値が、入力画像信号Ａ１の最大輝度レベルの輝度値であることが好ましい。

また、実施の形態に係る画像処理装置１は、所定の輝度値が、入力画像信号Ａ１に係る画像を撮像したときの輝度値であることが好ましい。
また、実施の形態に係る画像処理装置１は、行列Ｍは、入力画像信号の輝度値毎に、又は、入力画像信号の所定の範囲の輝度値毎に用意された行列Ｍ１１〜Ｍｎであることが好ましい。

また、実施の形態に係る画像処理装置１は、モノクロ・色域変換部３０と、選択部５０とを更に備え、モノクロ・色域変換部３０は、入力画像信号Ａ１をモノクロ変換してＸＹＺ表色系の入力モノクロ画像信号Ｂ１を出力するモノクロ変換部３２と、入力モノクロ画像信号Ｂ１を行列Ｍの逆行列でリニアＲＧＢ表色系の出力モノクロ画像信号Ｂ２に変換する第２の色域変換部３４とを有し、選択部５０は、判定部４０が表示装置２は入力画像信号Ａ１の各輝度又は各色に対応する明るさ又は色で表示することができないと判定した画素については、出力画像信号Ａ２又は出力モノクロ画像信号Ｂ２の一方を出力し、判定部４０が表示装置２は入力画像信号Ａ１の各輝度又は各色に対応する明るさ又は色で表示することができると判定した画素については、出力画像信号Ａ２又は出力モノクロ画像信号Ｂ２の他方を出力することが好ましい。

また、実施の形態に係る表示判定方法は、判定対象の表示装置２に表示させた画像を測定して得られたＸＹＺ値を所定の輝度値で正規化した値を成分とする行列Ｍを用いる表示判定方法であって、ＸＹＺ表色系の入力画像信号Ａ１を行列Ｍの逆行列でリニアＲＧＢ表色系の出力画像信号Ａ２に変換するステップＳ２０と、出力画像信号Ａ２のＲ、Ｇ又はＢ値が所定値１よりも大きいときに、入力画像信号Ａ１に係る画像を表示装置２が入力画像信号Ａ１の各輝度に対応する明るさで表示することができないと判定するステップＳ３０とを有するものである。

１、１００画像処理装置
２表示装置
１０、１１０入力部
２０、１２０色域変換部（第１の色域変換部）
３０、１３０モノクロ・色域変換部
３２モノクロ変換部
３４色域変換部（第２の色域変換部）
４０、１４０範囲外判定部
５０、１５０信号選択部
６０、１６０ガンマ補正部
１１５第１の信号パス選択部
１２５第２の信号パス選択部

Claims

ＸＹＺ表色系の入力画像信号を判定対象の表示装置に表示させた画像を測定して得られたＸＹＺ値を所定の輝度値で正規化した値を成分とする行列の逆行列でリニアＲＧＢ表色系の出力画像信号に変換する第１の色域変換部と、
前記出力画像信号のＲ、Ｇ又はＢ値が所定値よりも大きいときに、前記入力画像信号に係る画像を前記表示装置が前記入力画像信号の各輝度に対応する明るさで表示することができないと判定する判定部と
を備える画像処理装置。
前記判定部は、更に、前記出力画像信号のＲ、Ｇ又はＢ値が所定値よりも小さいときに、前記入力画像信号に係る画像を前記表示装置が前記入力画像信号の各色に対応する色で表示することができないと判定する
請求項１記載の画像処理装置。
前記所定の輝度値が、前記入力画像信号に含まれる輝度情報である
請求項１又は請求項２記載の画像処理装置。
前記ＸＹＺ値を記憶する記憶部と、
所定のタイミングで前記所定の輝度値を取得して、前記行列を算出する行列算出部と
を更に備える
請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の画像処理装置。
前記所定の輝度値が、前記入力画像信号の最大輝度レベルの輝度値である
請求項１又は請求項２記載の画像処理装置。
前記所定の輝度値が、前記入力画像信号に係る画像を撮像したときの輝度値である
請求項１又は請求項２記載の画像処理装置。
前記行列は、入力画像信号の輝度値毎に、又は、入力画像信号の所定の範囲の輝度値毎に用意された行列である
請求項１又は請求項２記載の画像処理装置。
モノクロ・色域変換部と、選択部とを更に備え、
前記モノクロ・色域変換部は、
前記入力画像信号をモノクロ変換してＸＹＺ表色系の入力モノクロ画像信号を出力するモノクロ変換部と、
前記入力モノクロ画像信号を前記行列の逆行列でリニアＲＧＢ表色系の出力モノクロ画像信号に変換する第２の色域変換部とを有し、
前記選択部は、前記判定部が前記表示装置は前記入力画像信号の各輝度又は各色に対応する明るさ又は色で表示することができないと判定した画素については、前記出力画像信号又は前記出力モノクロ画像信号の一方を出力し、前記判定部が前記表示装置は前記入力画像信号の各輝度又は各色に対応する明るさ又は色で表示することができると判定した画素については、前記出力画像信号又は前記出力モノクロ画像信号の他方を出力する
請求項１乃至請求項７のいずれか１項記載の画像処理装置。
判定対象の表示装置に表示させた画像を測定して得られたＸＹＺ値を所定の輝度値で正規化した値を成分とする行列を用いる表示判定方法であって、
ＸＹＺ表色系の入力画像信号を前記行列の逆行列でリニアＲＧＢ表色系の出力画像信号に変換するステップと、
前記出力画像信号のＲ、Ｇ又はＢ値が所定値よりも大きいときに、前記入力画像信号に係る画像を前記表示装置が前記入力画像信号の各輝度に対応する明るさで表示することができないと判定するステップと
を有する表示判定方法。