JP2019126025A - 色変換処理装置およびその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】入力ＲＧＢ色信号が表す画像の色相を保持しつつ色変換処理を行う場合において、演算量を抑制する。【解決手段】本発明の色変換処理装置は、第１の色域で表示可能な複数の色成分からなる色データを、前記第１の色域よりも狭い第２の色域において対応する色データに変換する変換手段と、前記変換された色データを所定値を用いて補正する色補正手段と、前記所定値を変数として関数近似された輝度補正値を導出する導出手段と、前記補正された色データを前記輝度補正値を用いて補正する輝度補正手段と、を有することを特徴とする。【選択図】図３

Description

本発明は、色変換処理装置およびその制御方法に関する。

近年、従来よりも表示可能な色の範囲（以下「色域」とも記す）が広い表示パネル（例えば、液晶パネル、プラズマディスプレイパネル、有機ＥＬパネルなど）を備える映像表示装置が増えてきている。色域は種々の規格によって規定されており、例えば、広い色域の規格としてＢＴ２０２０や、狭い色域の規格としてＢＴ７０９が知られている。このような映像表示装置は、表示パネルの表示性能を超える色信号が入力された場合、その表示性能を超える色信号を減衰させて、表示パネルのダイナミックレンジに適合させる色変換処理を行っている。

ＲＧＢ色信号のうち一部の色信号値のみが許容値を超え、その一部の色信号値のみを許容値にクリップした場合、ＲＧＢ色信号値の割合が変化してしまう。この結果、入力ＲＧＢ色信号が表す画像の色相と、出力ＲＧＢ色信号が表す画像の色相とが異なってしまう場合がある。このような課題に対して、特許文献１の色信号変換装置は、ＲＧＢ色信号値のなかから検出した最小の色信号値を用いたオフセット処理と、ＲＧＢ色信号値から導出した輝度補正値を用いたゲイン調整とを行う。かかる構成により、特許文献１の色信号変換装置は、入力ＲＧＢ色信号が表す画像の色相と輝度とを保持しつつ、表示パネルの色域に適合するように色変換処理を行うことができる。

特開２００８−２７１２４８号公報

しかしながら、特許文献１に開示される色変換技術では、演算量が多くなってしまうという課題があった。より詳細には、入力ＲＧＢ色信号が表す画像の色相と輝度とを保持しつつ色変換処理を行う場合、特に輝度を変化させないようにするための演算量が増えてしまっていた。

本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、入力ＲＧＢ色信号が表す画像の色相を保持しつつ色変換処理を行う場合において、演算量を抑制することを目的とする。

本発明の色変換処理装置は、第１の色域で表示可能な複数の色成分からなる色データを、前記第１の色域よりも狭い第２の色域において対応する色データに変換する変換手段と、前記変換された色データを所定値を用いて補正する色補正手段と、前記所定値を変数として関数近似された輝度補正値を導出する導出手段と、前記補正された色データを前記輝度補正値を用いて補正する輝度補正手段と、を有することを特徴とする。

本発明の色変換処理装置は、入力ＲＧＢ色信号が表す画像の色相を保持しつつ色変換処理を行う場合において、演算量を抑制することができる。

実施形態における映像信号変換装置の構成例を示すブロック図である。 実施形態１における色変換処理装置のハードウェア構成例を示す図である。 実施形態１における色変換処理装置の機能構成例を示すブロック図である。 実施形態１における色変換処理手順例を示すフローチャートである。 図５（ａ）実施形態における色変換処理が行われる様子を示す模式図である。図５（ｂ）比較例におけるＲＧＢデータの遷移例を示す模式図である。図５（ｃ）実施形態１におけるＲＧＢデータの遷移例を示す模式図である。 図６（ａ）実施形態１における輝度補正値の理論値と近似値との比較図例である。図６（ｂ）実施形態２における輝度補正値の理論値と近似値との比較図例である。 実施形態１における色データが表す色の範囲を示す色度図例である。 実施形態３における色データが表す色の範囲を示す色度図例である。 実施形態４における色変換処理装置の機能構成例を示すブロック図である。

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。ただし、この実施形態に記載されている構成はあくまで例示であり、本発明の範囲を必ずしもそれらに限定する趣旨のものではない。

（映像信号変換装置の構成例）
図１は、本実施形態の色変換処理装置２００を適用可能な映像信号変換装置１０の構成例を示すブロック図である。本実施形態の映像信号変換装置１０は、デガンマ補正部１００と、色変換処理装置２００と、ガンマ補正部３００とを備える。

入力映像信号１は例えばＨＤＲ規格に準拠しており、そのガンマ規格はＳＴ２０８４、色規格はＢＴ２０２０である。一方、出力映像信号４は例えばＳＤＲ規格に準拠しており、そのガンマ規格はガンマ２．２、色規格はＢＴ７０９である。映像信号変換装置１０は、ガンマ規格および色規格の両方またはいずれかの規格について入力映像信号１の変換処理を行う。なお、映像信号変換装置１０が扱う映像信号は、複数の色成分（具体的にはＲＧＢ）の値を示す映像信号である。

デガンマ補正部１００は、入力映像信号１のガンマ規格に対して逆ガンマ特性の補正を行い、補正で得られた輝度リニアなＲＧＢ階調データを色変換入力データ２（色変換前データ）として出力する。ここで、輝度リニアとは、階調データとその階調データが表現する輝度との関係が線形であることを指す。なお、複数の色成分がＲＧＢである例を説明するが、実施形態はこれに限定されない。

色変換処理装置２００は、輝度リニアな色変換入力データ２に対して、例えばＢＴ２０２０からＢＴ７０９への色規格の変換を行い、変換で得られた輝度リニアな色変換出力データ３（色変換後データ）を出力する。色変換処理装置２００の詳細構成については後述する。

ガンマ補正部３００は、色変換出力データ３に対してガンマ特性の補正を行い、補正で得られた出力映像信号４を出力する。このように生成された出力映像信号４はそのまま、または所定のデジタル映像伝送フォーマットに変換されて、表示装置（例えば、表示パネルを備えるディスプレイ）に出力される。なお、入力映像信号１と、色変換入力データ２と、色変換出力データ３と、出力映像信号４とは、Ｒ（レッド）、Ｇ（グリーン）、Ｂ（ブルー）それぞれの色成分が例えば８ビット（０〜２５５）幅で階調表現された階調データである。ただし、このようなビット幅は、映像信号変換装置１０の構成や、各色成分について行われる演算精度に依存する。そのため、本明細書ではビット幅を考慮せずに、ＲＧＢ階調データを０．０〜１．０で規格化された実数で表現する。また、以後の説明において、なお、ＲＧＢそれぞれのデータをまとめてＲＧＢ階調データ、または単に「ＲＧＢデータ（色データ）」と記す。

［実施形態１］
（色変換処理装置のハードウェア構成例）
図２は本実施形態における色変換処理装置２００のハードウェア構成例を示すブロック図である。色変換処理装置２００は、ＣＰＵ２０１と、ＲＡＭ２０２と、ＲＯＭ２０３と、補助記憶部２０４と、通信部２０５とを備え、各構成はインターコネクト２０６を介して通信可能に接続されている。ＣＰＵ２０１は演算回路からなり、色変換処理装置２００を統括制御する。ＣＰＵ２０１はＲＯＭ２０３に記憶されたプログラムをＲＡＭ２０２に読み出し、種々の処理を実行する。ＲＯＭ２０３は、色変換処理装置２００の制御に用いられるシステムソフトウェアなどを記憶する。補助記憶部２０４は記憶領域としての機能を有する。通信部２０５は、ＣＰＵ２０１の制御に基づいて、主に映像信号変換装置１０との通信を行う。なお、本実施形態では、色変換処理装置２００が、図２に示されるようにＣＰＵ２０１を備える装置である例を説明したが、ハードウェア構成はこのような実施形態に限られない。色変換処理装置２００は、例えば、ＡＳＩＣや電子回路などによって実現されてもよい。

（色変換処理手順）
図３は本実施形態における色変換処理装置２００の機能構成例を示すブロック図である。色変換処理装置２００は、色変換部２１１と、最小値抽出部２１２と、色補正部２１３と、輝度補正値導出部２１４と、輝度補正部２１５と、クリップ部２１６とを備える。

図４は本実施形態における色変換処理手順を示すフローチャートである。図４に示されるフローチャートの処理は、ＣＰＵ２０１がＲＯＭ２０３に記憶されているプログラムコードをＲＡＭ２０２に展開し実行することにより行われる。あるいはまた、図４におけるステップの一部または全部の機能をＡＳＩＣや電子回路等のハードウェアで実現してもよい。以下の各記号Ｓは、フローチャートにおけるステップであることを意味する。

以下、図３の機能ブロック図と、図４のフローチャートとを参照して、本実施形態における色変換処理の詳細について説明する。

色変換処理装置２００に入力される色変換入力データ２はすでに述べたとおり、ＢＴ２０２０規格に準拠した輝度リニアなＲＧＢデータである。一方、色変換処理装置２００から出力される色変換出力データ３は、色変換処理装置２００で色変換されたＢＴ７０９規格に準拠した輝度リニアなＲＧＢデータである。

Ｓ４０１において、色変換部２１１は、色変換入力データ２（添字：ｄａｔａ２）に対してマトリクス演算による色変換を行い、演算で得られた色変換データを出力する。ただし、Ｓ４０１以降でさらにＲＧＢデータが変化するために、色変換部２１１から仮色変換データ１１（添字：ｄａｔａ１１）が出力されるものとして説明する。色変換入力データ２から仮色変換データ１１を得るための具体的な演算式例を式１に示す。

例えば色変換入力データ２がＧ（緑）の純色である場合、Ｒｄａｔａ２＝０，Ｇｄａｔａ２＝１．０，Ｂｄａｔａ２＝０であり、式１による演算の結果、Ｒｄａｔａ１１＝−０．５８８，Ｇｄａｔａ１１＝１．１３３，Ｂｄａｔａ１１＝−０．１０１が得られる。

図５（ａ）は、ＢＴ２０２０規格の色変換入力データ２に色変換処理を行い、ＢＴ７０９規格の色変換出力データ３を出力する様子を示す模式図である。そして、図５（ｂ）は比較例における色変換入力データ２の遷移例を示す模式図である。図５（ｂ）には、色変換入力データ２に対して、式１による演算が行われた結果、Ｒｄａｔａ１１＝−０．５８８，Ｇｄａｔａ１１＝１．１３３，Ｂｄａｔａ１１＝−０．１０１の仮色変換データ１１が出力された様子が示されている。このとき、ＲＧＢデータの少なくともいずれかが１．０を超過した場合や、ＲＧＢデータの少なくともいずれかが０．０を下回った場合、そのＲＧＢデータはＢＴ７０９規格において色を表現することができなくなる。このようなレンジオーバに対処するための最も簡単な手法として、ＲＧＢデータをクリップする手法が考えられる。上述した色変換処理の例では、ＲＧＢデータをクリップ処理することにより、ＲＧＢデータのうち１．０を超過する値を１．０に制限するとともに、０．０を下回る値を０．０に制限し、そのＲＧＢデータをＢＴ７０９規格で表現可能とすることができる。

図５（ｂ）には、仮色変換データ１１に対してクリップ処理が行われた結果、Ｒｄａｔａ３＝０，Ｇｄａｔａ３＝１．０，Ｂｄａｔａ３＝０の色変換出力データ３が出力された様子が模式的に示されている。しかしながら、この色変換出力データ３は仮色変換データ１１と比較して、ＲＧＢデータにおける色成分値のバランス（割合）が変化してしまっている。このことは、仮色変換データ１１と比較して、色変換出力データ３が表す画像の色味（色相）が変化してしまうことを意味する。

そこで、本実施形態の色域変換では、以下の演算を行うことにより色相を保存する。

Ｓ４０２において、最小値抽出部２１２は、仮色変換データ１１におけるＲＧＢデータのなかから、マイナス値かつ最小値となる色成分値を抽出し、抽出で得られた最小値を最小値１２（以下「ＭＩＮｄａｔａ１２」と記す）として出力する。例えば色変換入力データ２がＧの純色である場合、Ｒｄａｔａ１１＝−０．５８８がマイナス値かつ最小値となる色成分値であり、最小値１２としてＭＩＮｄａｔａ１２＝−０．５８８が抽出される。この最小値は仮色変換データ１１の値に応じて可変し、以降の演算における変数として扱われる。なお、仮色変換データ１１にマイナス値が存在しない場合、最小値１２をＭＩＮｄａｔａ１２＝０とし、Ｓ４０３〜Ｓ４０４の処理をスキップさせればよい。図５（ｃ）は本実施形態における色変換入力データ２の遷移例を示す模式図である。図５（ｃ）には、仮色変換データ１１のなかから、Ｒｄａｔａ１１＝−０．５８８がＭＩＮｄａｔａ１２＝−０．５８８として抽出される様子が模式的に示されている。

Ｓ４０３において、色補正部２１３は、最小値１２を用いて仮色変換データ１１を補正する。具体的には、色補正部２１３は、仮色変換データ１１に対してオフセット処理を行い、オフセット処理で得られた色補正データ１３（添字：ｄａｔａ１３）を取得する。仮色変換データ１１から色補正データ１３を得るための具体的な演算式例を式２に示す。

例えば色変換入力データ２がＧの純色である場合、式１、式２に従って演算すると、以下の通りの色補正データ１３が得られる。すなわち、Ｒｄａｔａ１３＝−０．５８８−（−０．５８８）＝０，Ｇｄａｔａ１３＝１．１３３−（−０．５８８）＝１．７２１，Ｂｄａｔａ１３＝−０．１０１−（−０．５８８）＝０．４８７となる。図５（ｃ）には、式２のオフセット処理の結果、Ｒｄａｔａ１３＝０，Ｇｄａｔａ１３＝１．７２１，Ｂｄａｔａ１３＝０．４８７が出力された様子が模式的に示されている。

このように、仮色変換データ１１からＲＧＢデータにおける最小のマイナス値を差し引くことにより、色変換（Ｓ４０１）で発生したマイナス側のレンジオーバを無くすことができる。この処理はいわば、ＲＧＢデータにおける各色成分値を同一階調分オフセットさせていると言える。より詳細には、このオフセット処理は、ＲＧＢデータにおける各色成分値に白（またはグレー）の色味を足していることに相当し、仮色変換データ１１における色相を保持しつつ彩度を下げる、という効果を奏する。ただし、このオフセット処理によって、ＲＧＢデータが表す画像の輝度が上昇してしまうため、この輝度上昇を抑制する必要がある。

Ｓ４０４において、輝度補正値導出部２１４は、最小値１２に基づいて、色補正データ１３に対応する輝度補正値１４（ＡＬＰＨＡｄａｔａ１４）を導出する。ここで輝度補正値１４の算出方法について説明する。まず輝度上昇を抑制できるRGBデータへの補正値として、最小値１２を用いた演算式例を式３に示す。

ここで、式３においてＷｙは輝度補正用のパラメータであり、０より大きい値をとる。式３に示すような演算式をRGBデータそれぞれに積算すると、色相を保持しつつ輝度を上げることができる。なお本実施形態ではＷｙ＝１．０とする。ただし、式３に示される通り、輝度補正値１４を導出するためには除算を行う必要がある。除算演算は、加減算や積算に比べて、演算量が多い。特に本実施形態における各構成を電子回路により実現する場合、除算は回路規模が大きくなりやすい。そこで本実施形態では、式３の演算を簡略化するために、二次関数近似値を採用する。二次関数での近似値を得るための具体的な演算式例を式４に示す。

ＡＬＰＨＡａ，ＡＬＰＨＡｂ，ＡＬＰＨＡｃはそれぞれ二次関数での近似値を得るために用いられる係数である。あらかじめ式４に近似できる係数ＡＬＰＨＡａ，ＡＬＰＨＡｂ，ＡＬＰＨＡｃが調整されている。式４は、加算および積算のみによって構成されている。そのため、式３に比べると式４は演算量を抑えられている。ここで式３の演算に好適に近似させることができる。例えば色変換入力データ２がＧの純色である場合、式３の演算で得られる理論値は、ＡＬＰＨＡｄａｔａ１４＝１／（１−（−０．５８８）＝０．６３０となる。一方、式４の演算で得られる近似値は、ＡＬＰＨＡｄａｔａ１４＝（０．４５×（−０．５８８）＋０．９）×（−０．５８８）＋１．０＝０．６２６となる。このように本実施形態において輝度補正値導出部２１４は、式４に最小値１２を代入した演算により、色補正データ１３に対応する輝度補正値１４を導出する。なお、S４０４において式３についても説明した。しかしながら、本実施形態における輝度補正値導出部２１４は、ＡＬＰＨＡａ，ＡＬＰＨＡｂ，ＡＬＰＨＡｃの値や、式４を実現する構成を有するのみであり、式３や輝度調整用のパラメータＷｙは不要である。ただし輝度補正値導出部２１４を設計する際に、所望の輝度補正を実現する輝度調整用のパラメータＷｙを調整した上で、式の近似式に用いる係数を設定しておく。

Ｓ４０５において、輝度補正部２１５は、色補正データ１３に対して輝度補正値１４を乗ずることによって輝度補正データ１５（添字：ｄａｔａ１５）を取得する。輝度補正データ１５を得るための具体的な演算式例を式５に示す。

例えば色変換入力データ２がＧの純色である場合、式５に従って演算すると、以下の通りの輝度補正データ１５が得られる。すなわち、Ｒｄａｔａ１５＝０×０．６２６＝０，Ｇｄａｔａ１５＝１．７２１×０．６２６＝１．０７７，Ｂｄａｔａ１５＝０．４８７×０．６２６＝０．３０５となる。なお、ＲＧＢデータにおける各色成分値に輝度補正値１４の乗算を行っているが、これら色成分値のいずれかは必ず０になる（上記ではＲｄａｔａ１５＝０）ので、色補正データ１３が０となる色成分値以外に対してのみ輝度補正値１４の乗算を行ってもよい。

Ｓ４０６において、クリップ部２１６は、輝度補正データ１５に対して、所定の閾値以下（または以上）となるように各色成分値をクリップし、クリップで得られた色変換出力データ３を出力する。本実施形態では、輝度補正データ１５のレンジオーバを無くすために、１．０以上の値を１．０に制限するとともに、０．０未満のマイナス値を０．０に制限する。例えば色変換入力データ２がＧの純色である場合、クリップで得られる色変換出力データ３は、Ｒｄａｔａ３＝０，Ｇｄａｔａ３＝１．０，Ｂｄａｔａ３＝０．３０５となる。図５（ｃ）には、色補正データ１３に輝度補正（Ｓ４０５）が行われ、さらに輝度補正データ１５にクリップ（Ｓ４０６）が行われた結果、Ｒｄａｔａ３＝０，Ｇｄａｔａ３＝１．０，Ｂｄａｔａ３＝０．３０５が出力された様子が模式的に示されている。

（色変換処理の特性）
次に、本実施形態における色の変化および輝度の変化について説明する。

図７は、３刺激値（ＸＹＺ）のうちｘ＝Ｘ/（Ｘ＋Ｙ＋Ｚ）値を横軸とし、３刺激値のうちｙ＝Ｙ/（Ｘ＋Ｙ＋Ｚ）値を縦軸とした色度図である。図７の色度図では、ＢＴ２０２０規格の色域（以下「ＢＴ２０２０色域」と記す）と、ＢＴ７０９規格の色域（以下「ＢＴ７０９色域」と記す）とがそれぞれ示されている。図７に示される通り、本実施形態の色変換処理によって、ＢＴ２０２０色域における色変換入力データ２が示す色度点（図中の○）が、ＢＴ７０９色域における色変換出力データ３が示す色度点（図中の□）に移動していることが分かる。さらに、クリップ前の輝度補正データ１５が示す色度点（図中の△）は、クリップされることに応じて、色変換入力データが示す色度点（図中の○）とホワイトポイント（図中の×）とを結ぶ線と、ＢＴ７０９色域の最外殻と、の交点に近づくように移動する。図７の色度図には、輝度補正データ１５が示す色度点（図中の△）も示されているが、本実施形態では、クリップ前後でこの色度点はほとんど移動していないことが分かる。本実施形態では色変換入力データ２がＧの純色である場合を例に説明されているが、Ｇ以外の色成分についても同様に色度点が移動する。つまり、本実施形態では、色変換入力データ２が示す色度点はホワイトポイントを基準として移動するため、色変換入力データ２（色規格：ＢＴ２０２０）の色相を概ね保持しつつ、色変換出力データ３（色規格：ＢＴ７０９）への色変換処理を行うことができる。なお、色変換入力データ２が示す色度点がＢＴ７０９色域内に存在する場合、色変換処理の前後でこのような色度点の移動は発生しない。

一方、各色成分値（ＲＧＢ値）に基づいて、３刺激値（ＸＹＺ）のうちＹ値に基づいて色変換入力データ２の輝度を算出すると、０×０．２６３＋１．０×０．６７８＋０×０．０６０＝０．６７８となる。これに対し、各色成分値（ＲＧＢ値）について、３刺激値（ＸＹＺ）のうちＹ値に基づいて色変換出力データ３の輝度を算出すると、０×０．２１３＋１．０×０．７１５＋０．３０５×０．０７２＝０．７３７となる。このように、本実施形態の色変換処理は、色変換入力データ２が示す色度点から色変換出力データ３が示す色度点への移動量に応じて輝度が上昇する、という特性を備える。この特性はＷｙ（輝度補正のパラメータ）によって調整可能である。

以上説明した通り、本実施形態の色変換処理装置は、最小値１２を変数として関数近似された輝度補正値１４を導出し、導出された輝度補正値１４を用いて色補正データ１３を補正する。そのため、本実施形態の色変換処理装置は、色変換入力データ２が表す画像の色相を保持しつつ色変換処理を行う場合において、演算量を抑制することができる。

［実施形態２］
本実施形態では、輝度補正値導出（Ｓ４０４）における式４の演算を簡略化するために、一次関数近似を適用する例について説明する。なお、実施形態１と共通する部分については説明を簡略化ないし省略し、以下では本実施形態に特有な点を中心に説明する。

本実施形態において、一次関数での近似値を得るための具体的な演算式の一例を式６に示す。

ＡＬＰＨＡａ，ＡＬＰＨＡｂはそれぞれ一次関数での近似値を得るために用いられる係数である。式３の演算で得られる理論値と、式６の演算で得られる近似値との比較を図６（ｂ）に示す。図６（ｂ）は、横軸を最小値１２とし、縦軸を輝度補正値１４とした、最小値１２と輝度補正値１４との関係を示すグラフである。

一次関数近似値Ａは、ＡＬＰＨＡｄａｔａ１４の全域で理論値と近くなるように一次関数近似する場合であり、この場合の係数はそれぞれＡＬＰＨＡａ＝０．６５，ＡＬＰＨＡｂ＝１．０となる。一次関数近似値Ｂは、ＡＬＰＨＡｄａｔａ１４のＭＩＮｄａｔａ１２が０近辺で理論値と近くなるように一次関数近似する場合であり、この場合の係数はそれぞれＡＬＰＨＡａ＝０．８，ＡＬＰＨＡｂ＝１．０となっている。色変換入力データ２がクリップされる場合において、制限される色成分値が小さい場合、ＭＩＮｄａｔａ１２の値が０に近い値となるため、より近似精度が向上する。一次関数近似値Ｃは、ＭＩＮｄａｔａ１２の区間ごとにそれぞれ近似係数を可変させた場合であり、複数の一次関数の組み合わせでの近似を実現している。この場合、ＭＩＮｄａｔａ１２が（−０．３＜ＭＩＮｄａｔａ１２≦０）となる区間において、係数はそれぞれＡＬＰＨＡａ＝０．８５，ＡＬＰＨＡｂ＝１．０となっている。ＭＩＮｄａｔａ１２が（ＭＩＮｄａｔａ１２≦０．３）となる区間において、係数はそれぞれＡＬＰＨＡａ＝０．４，ＡＬＰＨＡｂ＝０．８７となっている。このように、一次関数での近似値を求める場合であっても、複数の一次関数を組み合わせることによって、ＡＬＰＨＡｄａｔａ１４の全域で理論値との近似精度が高くなる。ただし、一次関数近似値Ｃを適用した場合、条件分岐と係数データとが増えるため、一次関数近似値Ａまたは一次関数近似値Ｂを適用した場合よりも演算コストが大きくなる。

以上説明した通り、本実施形態の色変換処理装置は、一次関数を用いて輝度補正値１４を導出する。そのため、本実施形態の色変換処理装置は、上述の実施形態の効果に加えて、演算量をより抑制することができるとともに、輝度補正値１４の精度（つまり、色変換処理の精度）と演算コストとのバランスを調整することもできる。

［実施形態３］
本実施形態では、最小値１２の値を修正することにより、カラーマッチ性能を調整する例について説明する。なお、実施形態１と共通する部分については説明を簡略化ないし省略し、以下では本実施形態に特有な点を中心に説明する。

Ｓ４０２において、最小値抽出部２１２は、仮色変換データ１１におけるＲＧＢデータのなかから、マイナス値かつ最小値となる色成分値を抽出する。次いで、最小値抽出部２１２は、抽出した最小値に対して最小値ゲインを乗算し、乗算で得られた値を最小値１２として出力する。例えば色変換入力データ２がＧの純色である場合、最小値ゲインを０．５とするとＭＩＮｄａｔａ１２＝−０．５８８×０．５＝−０．２９４となる。なお、仮色変換データ１１にマイナス値が存在しない場合、最小値１２をＭＩＮｄａｔａ１２＝０とし、Ｓ４０３〜Ｓ４０４の処理をスキップさせればよい。

最小値ゲインが０．５の場合、色補正データ１３と、輝度補正値１４と、輝度補正データ１５と、色変換出力データ３とはそれぞれ以下の通りとなる。

色補正データ１３は、Ｒｄａｔａ１３＝−０．５８８−（−０．２９４）＝−０．２９４，Ｇｄａｔａ１３＝１．１３３−（−０．２９４）＝１．４２７，Ｂｄａｔａ１３＝−０．１０１−（−０．２９４）＝０．１９３となる。

輝度補正値１４は、ＡＬＰＨＡｄａｔａ１４＝（０．４５×（−０．２９４）＋０．９）×（−０．２９４）＋１．０＝０．７７４となる。

輝度補正データ１５は、Ｒｄａｔａ１５＝−０．２９４×０．７７４＝−０．２２８，Ｇｄａｔａ１５＝１．４２７×０．７７４＝１．１０４，Ｂｄａｔａ１５＝０．１９３×０．７７４＝０．１４９となる。

色変換出力データ３は、Ｒｄａｔａ３＝０，Ｇｄａｔａ３＝１．０，Ｂｄａｔａ３＝０．１４９となる。

（色変換処理の特性）
次に、本実施形態における色の変化について説明する。

図８は、３刺激値（ＸＹＺ）のうちｘ＝Ｘ/（Ｘ＋Ｙ＋Ｚ）値を横軸とし、３刺激値のうちｙ＝Ｙ/（Ｘ＋Ｙ＋Ｚ）値を縦軸とした色度図である。図８の色度図では、ＢＴ２０２０色域とＢＴ７０９色域とがそれぞれ示されている。図８に示される通り、本実施形態の色変換処理によって、ＢＴ２０２０色域における色変換入力データ２が示す色度点（図中の○）が、輝度補正処理（Ｓ４０５）によって図中の△の地点に移動する。そして、クリップ処理が行われることにより、輝度補正データ１５が示す色度点（図中の△）が、ＢＴ７０９色域における色変換出力データが示す色度点（図中の□）に移動していることが分かる。さらに、輝度補正データ１５が示す色度点（図中の△）は、色変換入力データ２が示す色度点（図中の○）とホワイトポイント（図中の×）とを結ぶ直線上にプロットされる。

なお、実施形態１の色変換処理は、最小値ゲインが１．０の場合のユースケースである。この場合、輝度補正データ１５が示す色度点（図中の△）は、色変換入力データ２が示す色度点とホワイトポイント（図中の×）とを結ぶ線と、ＢＴ７０９色域の最外殻と、の交点付近へ移動する。最小値ゲインが１．０より大きい場合、輝度補正データ１５が示す色度点（図中の△）はＢＴ７０９色域内に位置し、最小値ゲインの値が大きいほどホワイトポイント（図中の×）に近づく。最小値ゲインが１．０より小さい場合、輝度補正データ１５が示す色度点（図中の△）はＢＴ７０９色域外に位置し、最小値ゲインの値が小さいほど色変換入力データ２の色度点（図中の○）に近付く。

以上説明した通り、本実施形態の色変換処理装置は、最小値ゲインで最小値１２を調整することができる。そのため、本実施形態の色変換処理装置は、上述の実施形態の効果に加えて、色変換出力データ３が表す画像の色相（つまりカラーマッチ性能）を調整することができる。

なお、クリップ処理の前後では色相が保持されないため、図８に示される色変換出力データ３の色度点（図中の□）は、ＢＴ７０９色域におけるＧの純色方向に移動している。この特性はＢＴ２０２０規格に対応した表示パネルにおける表示特性と類似している場合がある。そのため、色変換入力データ２をこのようなＢＴ２０２０対応の表示パネルで表示した場合と、本実施形態における色変換処理で得られた色変換出力データ３を、別のＢＴ７０９規格対応の表示パネルで表示した場合との間の視覚的違和感を抑制することができる。

［実施形態４］
本実施形態では、色変換入力データ２に対して既に適用されたゲインを考慮して色変換処理を行う例について説明する。なお、実施形態１と共通する部分については説明を簡略化ないし省略し、以下では本実施形態に特有な点を中心に説明する。

すでに実施形態１で説明したように、色変換入力データ２と、仮色変換データ１１とは、それぞれ輝度と階調とが線形の関係にあるが、このような階調データに対してゲインが適用されている場合がある。例えば、階調データが表す画像で量子化雑音が発生してしまうことを防ぐために、ＲＧＢ共通に定数倍された階調データを入力とする場合が挙げられる。本実施形態における映像信号変換にように、階調データを入力として画像処理を行う場合、入力された階調データに対して既にゲインが乗じられていることを考慮する必要がある。

図９は本実施形態における色変換処理装置２００の機能構成例を示すブロック図である。色変換処理装置２００は、実施形態１における色変換処理装置２００が備えるブロック群と同じブロック群を備えているが、入力データゲイン５（ＧＡＩＮｄａｔａ５）を受け付ける点が実施形態１と相違する。そして、入力データゲイン５は、輝度補正値導出部２１４に入力される。入力データゲイン５が示す値は、色変換入力データ２がＲＧＢ共通で定数倍されている場合、色変換入力データ２におけるＲＧＢ共通に適用された倍数に相当する。例えば、色変換入力データ２がＲＧＢ共通で２倍されているのであれば、入力データゲイン５はＧＡＩＮｄａｔａ５＝２となる。本実施形態における輝度補正値導出部２１４は、最小値１２と入力データゲイン５とに基づいて輝度補正値１４を導出する。

最小値１２と入力データゲイン５とから輝度補正値１４を得るための具体的な演算式例を以下に説明する。例えば、輝度補正値導出部２１４は、最小値１２に対して、入力データゲイン５の逆数を乗じ、この乗算で得られた値に対してさらに式４などの演算を行い、輝度補正値１４を導出する。入力データゲイン５がＧＡＩＮｄａｔａ５＝２の場合、ＭＩＮｄａｔａ１２＝−０．５８８×（１／２）＝−０．２９４が得られる。本実施形態では、上記演算で得られた−０．２９４がさらに式４の演算に適用されて輝度補正値１４が導出されることになる。

以上説明した通り、本実施形態の色変換処理装置は、最小値１２と入力データゲイン５とに基づいて輝度補正値１４を導出する。そのため、本実施形態の色変換処理装置は、上述の実施形態の効果に加えて、色変換入力データ２に対して既に適用されたゲインを考慮して色変換処理を行うことができる。

（その他の実施例）
上述の実施形態に記載されている構成はあくまで例示であり、種々の変形例が考えられる。例えば、色変換入力データ２はＢＴ２０２０に準拠しており、色変換出力データ３はＢＴ７０９に準拠しているものとしたが、色域規格はこれらに限定されずＡｄｏｂｅＲＧＢ、ＢＴ６０１などであってもよい。ただし、本実施形態における色変換処理による効果を得るためには、色変換入力データ２の色域規格の色域が、色変換出力データ３の色域規格の色域よりも広い必要がある。

また、上述の実施形態では、輝度補正値１４および輝度補正データ１５を得るための演算過程において、仮色変換データ１１の最小値１２が参照される。しかしながら、入力映像信号が表す色が限定的な場合や、出力映像信号が表す色の精度を一定限度許容できる場合、予め定められた所定値（固定値）を参照して輝度補正値導出（Ｓ４０４）および輝度補正（Ｓ４０５）を行ってもよい。

また、輝度補正値１４は、必ずしも式４などを用いて算出される必要はなく、式３に相当する処理をテーブル参照などの手法によって実現されてもよい。さらに、輝度補正値１４を導出するための関数は、すでに説明した一次、二次以外の高次関数であってもよい。また、上述の実施形態と同一構成の色変換処理装置において、色変換（Ｓ４０１）で用いられるマトリクスの値を可変させることにより、カラーマッチ特性を調整することもできる。

また、上述の実施形態では、仮色変換データ１１における色成分値が１．０を超過した場合（プラス側のレンジオーバが発生した場合）、クリップ処理のみで対処しているが、プラス側のレンジオーバについても、マイナス側と同様の処理を行ってもよい。この場合、色変換処理装置２００は、輝度補正データ１５から最大値を抽出する最大値抽出部と、最大値を用いて色補正処理を行う第２の色補正部と、最大値を変数として関数近似された第２の輝度補正値を導出する第２の輝度補正値導出部と、を備える。そして、本変形例における色変換処理装置２００は、第２の色補正部で補正された第２の色補正データと、第２の輝度補正値とに基づいて輝度補正処理を行う第２の輝度補正部をさらに備える。これら最大値抽出部と、第２の色補正部と、第２の輝度補正値導出部と、第２の輝度補正部とは、いずれも不図示である。

その他、上述の実施形態において、種々の構成を適宜組み合わせてもよい。

本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。

１０・・・映像信号変換装置
２００・・色変換処理装置
２１１・・色変換部
２１２・・最小値抽出部
２１３・・色補正部
２１４・・輝度補正値導出部
２１５・・輝度補正部
２１６・・クリップ部

Claims (20)

1. 第１の色域で表示可能な複数の色成分からなる色データを、前記第１の色域よりも狭い第２の色域において対応する色データに変換する変換手段と、
   前記変換された色データを、第１の色補正値を用いて補正する第１の色補正手段と、
   前記第１の色補正値を用いた積算により第１の輝度補正値を導出する第１の導出手段と、
   前記第１の色補正手段により補正された色データを、前記第１の輝度補正値を用いて補正する第１の輝度補正手段と、を有する
   ことを特徴とする色変換処理装置。
2. 前記第１の導出手段は、前記第１の色補正値を変数とする所定の関数を、積算からなる関数を用いて関数近似することにより、前記第１の輝度補正値を導出することを特徴とする請求項１に記載の色変換処理装置。
3. 前記関数近似は、二次関数近似であることを特徴とする請求項２に記載の色変換処理装置。
4. 前記関数近似は、一次関数近似であることを特徴とする請求項２に記載の色変換処理装置。
5. 前記関数近似は、前記第１の色補正値が略ゼロにおいて誤差が最小であることを特徴とする請求項３に記載の色変換処理装置。
6. 前記第１の導出手段は、前記第１の色補正値を複数の区間に分け、その区間ごとに前記関数近似を行うことを特徴とする請求項３に記載の色変換処理装置。
7. 前記第１の導出手段は、予め算出された前記第１の色補正値と、それに対応する前記第１の輝度補正値とを保持するテーブルを用いて前記第１の輝度補正値を取得することを特徴とする請求項１に記載の色変換処理装置。
8. 前記第１の導出手段は、前記第１の所定値を調整することにより前記変換された色データの輝度を調整することを特徴とする請求項１に記載の色変換処理装置。
9. 前記変換された色データにおける色成分値のうち、マイナス値かつ最小値となる色成分値を抽出する最小値抽出手段をさらに有し、
   前記第１の色補正手段は、前記第１の色補正値として、前記最小値抽出手段によって抽出された色成分値を用いる
   ことを特徴とする請求項１に記載の色変換処理装置。
10. 前記第１の色補正手段は、前記変換された色データにおける各色成分値から、前記抽出された色成分値を差し引くオフセット処理を行うことにより、前記変換された色データを補正することを特徴とする請求項９に記載の色変換処理装置。
11. 前記第１の導出手段は、前記第１の所定値から前記第１の色補正値をオフセットした値と前記第１の輝度補正値との積が前記第１の所定値と等しいことを表す関数を関数近似することを特徴とする請求項１０に記載の色変換処理装置。
12. 前記最小値抽出手段は、前記抽出した色成分値に対してさらに第１の所定の係数を乗じることを特徴とする請求項９に記載の色変換処理装置。
13. 前記最小値抽出手段は、前記第１の所定の係数を調整することにより前記変換された色データの色相を調整することを特徴とする請求項１２に記載の色変換処理装置。
14. 前記第１の導出手段は、前記色データに対して既に所定の定数が乗じられている場合、乗じられている前記所定の定数の逆数が乗じられた前記抽出された色成分値に基づき前記第１の輝度補正値を導出することを特徴とする請求項９に記載の色変換処理装置。
15. 前記第１の輝度補正手段によって補正された色データにおける色成分値のうち、所定の閾値を超えた値を当該所定の閾値に制限するクリップ処理を行うクリップ手段をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の色変換処理装置。
16. 前記第１の輝度補正手段によって補正された色データにおける色成分値のうち最大値を抽出する最大値抽出手段と、
    前記第１の輝度補正手段によって補正された色データを、前記最大値を用いて補正する第２の色補正手段と、
    第２の所定値を前記最大値で補正した値との積が前記第２の所定値と略等しくなる第２の輝度補正値を導出する第２の導出手段と、
    前記第２の色補正手段によって補正された色データを、前記第２の輝度補正値を用いて補正する第２の輝度補正手段と、をさらに有する
    ことを特徴とする請求項１に記載の色変換処理装置。
17. 前記最大値抽出手段は、前記最大値に対してさらに第２の所定の係数を乗じることを特徴とする請求項１６に記載の色変換処理装置。
18. 前記第２の導出手段は、前記色データに対して既に所定の定数が乗じられている場合、乗じられている前記所定の定数の逆数が乗じられた前記最大値に基づき前記第２の輝度補正値を導出することを特徴とする請求項１６に記載の色変換処理装置。
19. 第１の色域で表示可能な複数の色成分からなる色データを、前記第１の色域よりも狭い第２の色域において対応する色データに変換する変換ステップと、
    前記変換された色データを、色補正値を用いて補正する色補正ステップと、
    所定値を色補正値で補正した値との積が前記所定値と略等しくなる輝度補正値を導出する導出ステップと、
    前記補正された色データを、前記輝度補正値を用いて補正する輝度補正ステップと、を有する
    ことを特徴とする色変換処理装置の制御方法。
20. コンピュータを、請求項１から請求項１９のいずれか１項に記載の色変換処理装置の各手段として機能させるためのプログラム。

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