JP4145022B2 - 輝度調整装置およびその動作制御方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【技術分野】
この発明は，輝度調整装置およびその動作制御方法に関する。
【０００２】
【発明の背景】
自動または手動による画質調整，ディジタル・スチル・カメラなどの入力機器の特性とプリンタなどの出力機器の特性との調整などのときには，画像の明るさ，コントラストなどが調整される。ＲＧＢの各データの調整，輝度調整などにより画像の明るさ，コントラスト調整などが行われる。
【０００３】
ＲＧＢの各データを調整すると色相や彩度が変化してしまうことが多い。輝度調整する場合であっても，操作量に応じてそのまま輝度を調整すると，色相や彩度が変化してしまうことがある。とくに，三原色付近の色について輝度調整する場合には，彩度が低下してしまうことがある。
【０００４】
【発明の開示】
この発明は，輝度操作をしても色相や彩度に影響を与えないようにすることを目的とする。
【０００５】
第１の発明による輝度調整装置は，調整後の輝度値が，無彩色の再現範囲内となるように，与えられる輝度調整指令に応じて，輝度調整すべき有彩色の対象画素の輝度調整量を算出する算出手段，上記対象画素の彩度が大きいほど，上記算出手段により算出された輝度調整量が小さくなるように補正する補正手段，および上記補正手段による補正処理により得られた調整量を用いて上記対象画素の輝度値を調整する調整手段を備えていることを特徴とする。
【０００６】
第１の発明は，上記装置に適した動作制御方法も提供している。すなわち，この方法は，調整後の輝度値が，無彩色の再現範囲内となるように，与えられる輝度調整指令に応じて，輝度調整すべき有彩色の対象画素の輝度調整量を算出し，上記対象画素の彩度が大きいほど，算出された輝度調整量が小さくなるように補正し，補正処理により得られた調整量を用いて上記対象画素の輝度値を調整するものである。
【０００７】
第１の発明によると，まず，調整後の輝度値が，無彩色の再現範囲（非飽和範囲）内となるように対象画素の輝度調整量が算出される。上記対象画素の彩度が大きいほど，算出された輝度調整量が小さくなるように補正される。補正された輝度調整量を用いて，対象画素の輝度値が補正される。
【０００８】
輝度調整量は，対象画素の彩度が大きいほど小さくなるように補正される。彩度が大きいほど色再現範囲が狭くなるが，彩度が大きいほど輝度調整量を小さくしているので，輝度調整量を用いて対象画素の輝度調整しても色つぶれを未然に防止できる。彩度を考慮して輝度調整しているので，彩度が変化してしまうことを未然に防止できる。
【０００９】
上記補正手段は，たとえば，上記対象画素の彩度と，上記対象画素の色相において取り得る最大彩度との比率に応じて上記算出手段により算出された調整量を補正する。
【００１０】
上記対象画素が一駒分の画像を構成する各画素の場合には，一駒分の画像を構成する各画素すべてに，上記算出手段における算出処理，上記補正手段における補正処理および上記調整手段における調整処理を行う。一駒分の画像について輝度調整ができる。
【００１１】
第２の発明による輝度調整装置は，輝度調整すべき有彩色の対象画素の彩度での輝度の再現範囲における，上記対象画素の有彩色輝度の割合に応じて，有彩色輝度値を無彩色輝度値に変換する変換手段，調整後の無彩色輝度値が再現範囲内となるように，与えられる輝度調整指令に応じて，上記変換手段により変換された無彩色輝度値を調整する調整手段，および無彩色の輝度の再現範囲における上記無彩色輝度値の割合に応じて，上記無彩色画素の無彩色輝度値を，上記対象画素の彩度での有彩色輝度値に再変換する再変換手段を備えていることを特徴とする。
【００１２】
第２の発明は，上記装置に適した方法も提供している。すなわち，この方法は，輝度調整すべき有彩色の対象画素の彩度での輝度の再現範囲における，上記対象画素の有彩色輝度の割合に応じて，有彩色輝度値を無彩色輝度値に変換し，調整後の無彩色輝度値が再現範囲内となるように，与えられる輝度調整指令に応じて，変換された無彩色輝度値を調整し，無彩色の輝度の再現範囲における上記無彩色輝度値の割合に応じて，上記無彩色輝度値を，上記対象画素の彩度での有彩色輝度値に再変換するものである。
【００１３】
第２の発明によると，有彩色の対象画素の彩度での輝度の再現範囲における，対象画素の有彩色輝度の割合に応じて，有彩色輝度値（有彩色での輝度の値）が，無彩色輝度値（無彩色での輝度の値）に変換される。変換された無彩色輝度値が無彩色での再現範囲内となるように輝度調整される。輝度調整された無彩色輝度値が，無彩色の輝度の再現範囲における無彩色輝度値の割合に応じて対象画素の彩度での有彩色輝度値に再変換される。この再変換により，対象画素のもとの色相および彩度をもつようになる。このように，輝度調整しても，色相および彩度が変化してしまうのを未然に防止される。
【００１４】
上記対象画素が一駒分の画像を構成する各画素である場合には，一駒分の画像を構成する各画素すべてに上記変換手段における変換処理，上記調整手段における調整処理および上記再変換手段における再変換処理を行うものとなろう。
【００１５】
【実施例の説明】
図１は，輝度Ｙならびに色差Ｃｂ（Ｂ−Ｙ）およびＣｒ（Ｒ−Ｙ）の色空間を示している。この実施例では，色差平面（ＣｂＣｒ面）における原点（輝度Ｙ軸）からの距離を彩度Ｓとみなしている。Ｌ*ａ*ｂ* 座標系においてはａ*ｂ*平面における原点Ｌ* からの距離が彩度である。
【００１６】
輝度Ｙならびに色差ＣｂおよびＣｒとＲＧＢ色空間におけるＲＧＢとの間には，式１から式３に示す関係がある。
【００１７】
Ｙ＝0.299Ｒ＋0.587Ｇ＋0.114Ｂ‥‥式１
Ｃｒ＝（Ｒ−Ｙ）×0.7132‥‥式２
Ｃｂ＝（Ｂ−Ｙ）×0.5643‥‥式３
【００１８】
式１から式３は，式４から式６のように書き換えることができる（Ｒ，Ｇ，Ｂの各値が０から255 の範囲であるため係数を乗じている）。
【００１９】
Ｒ＝Ｙ＋1.402×Ｃｒ‥‥式４
Ｇ＝Ｙ−0.7141×Ｃｒ−0.3441×Ｃｂ‥‥式５
Ｂ＝Ｙ＋1.772×Ｃｂ‥‥式６
【００２０】
また，彩度Ｓは，式７により，色相Ｐは，式８により，それぞれ算出される。
Ｓ＝√（Ｃｒ×Ｃｒ＋Ｃｂ×Ｃｂ）‥‥式７
Ｐ＝180／πtan-1（Ｃｒ／Ｃｂ）‥‥式８
【００２１】
Ｒ，ＧおよびＢの各データを８ビットで表現すると，Ｒ，Ｇ，Ｂの各データが取り得る値は，上述したように，十進数では０から255 となる。Ｒ，Ｇ，Ｂの各データが，十進数で取り得る値が０から255 とすると，Ｒ，Ｇ，Ｂの各データを輝度Ｙならびに色差ＣｂおよびＣｒに変換したときに，輝度Ｙならびに色差ＣｂおよびＣｒが取り得る値も制限される。
【００２２】
立体Ｃｕの内部がＲＧＢデータを０から255 で表したときに存在するＹ，ＣｂおよびＣｒの領域（色再現域）となる。ＲＧＢデータを０から255 で表したとき，立体Ｃｕの範囲外にはＹ，ＣｂおよびＣｒは存在しない。このためにある画素の輝度を調整すると，立体Ｃｕからはみ出すことがある。立体Ｃｕからはみ出すと，はみ出したデータをＲＧＢデータに変換したときには，立体Ｃｕの境界面のデータとなるようにつぶれてしまう。すると，彩度が変化してしまう。この実施例による輝度調整は，輝度調整しても彩度が変化しないようにするものである。輝度調整は，次のようにして行われる。
【００２３】
図２は，この実施例による輝度調整の処理手順を示すフローチャートである。
【００２４】
図３は，ある色相Ｐ０での色再現域Ｒｅの一部を示している。横軸は，彩度Ｓであり，縦軸が輝度Ｙである。彩度Ｓ＝０であれば無彩色である。
【００２５】
まず，輝度を調整すべき画素（対象画素という）の輝度Ｙ０，彩度をＳ０および色相Ｐ０が求められる（ステップ１）。
【００２６】
次に，色相Ｐ０における最大彩度Ｓmax が求められる（ステップ２）。この最大彩度Ｓmax を与える輝度を臨界輝度Ｙｃということにする。
【００２７】
最大彩度Ｓmax は，式７および式８を参照して式10により得られる。
Ｓmax＝√（Ｃｒmax2＋Ｃｂmax2）
＝Ｃｂmax×√〔tan｛（π／180）Ｐ｝2＋１〕 ‥‥式10
【００２８】
ただし，Ｃｂmaxは，Ｃｒ，Ｃｂ平面において（Ｃｒ１，Ｃｂ１），（Ｃｒ２，Ｃｂ２）の２点を通る直線と原点を通る直線tan｛（π／180）Ｐ｝＝（Ｃｒ／Ｃｂ）との交点の座標であることを考慮すると式11により得られる。
Ｃｂmax＝｛Ｃｒ１×（Ｃｂ２−Ｃｂ１）−Ｃｂ１×（Ｃｂ２−Ｃｂ１）｝
／（Ｃｂ２−Ｃｂ１）×tan｛（π／180）Ｐ｝−（Ｃｂ２−Ｃｂ１）‥‥式11
【００２９】
式10（および式11）に，対象画素の色相Ｐに応じた次の各値を代入すると，最大彩度Ｓmaxを求めることができる。
【００３０】
０≦Ｐ＜51.648のときＹ１＝29.070，Ｙ２＝105.315，Ｃｒ１＝−20.733，
Ｃｒ２＝106.755，Ｃｂ１＝127.492，Ｃｂ２＝84.467 ‥‥式12
51.648≦Ｐ＜108.649のときＹ１＝105.315，Ｙ２＝76.245，
Ｃｒ１＝106.755，Ｃｒ２＝127.488，
Ｃｂ１＝84.467，Ｃｂ２＝−43.025 ‥‥式13
108.649≦Ｐ＜170.763のときＹ１＝76.245，Ｙ２＝225.930，Ｃｒ１＝127.488，
Ｃｒ２＝20.733，Ｃｂ１＝−43.025，Ｃｂ２＝−127.492 ‥‥式14
170.763≦Ｐ＜231.648のときＹ１＝225.930，Ｙ２＝149.685，Ｃｒ１＝20.733，
Ｃｒ２＝−106.755，Ｃｂ１＝−127.492，Ｃｂ２＝−84.467‥‥式15
231.648≦Ｐ＜288.649のときＹ１＝149.685，Ｙ２＝178.755，
Ｃｒ１＝−106.755，Ｃｒ２＝−127.488，
Ｃｂ１＝−84.467，Ｃｂ２＝43.025 ‥‥式16
288.649≦Ｐ＜350.763のときＹ１＝178.755，Ｙ２＝29.070，
Ｃｒ１，＝−127.488，Ｃｒ２＝−20.733，
Ｃｂ１＝43.025，Ｃｂ２＝127.492 ‥‥式17
350.763≦Ｐ＜360.0のときＹ１＝29.070，Ｙ２＝105.315，Ｃｒ１＝−20.733，
Ｃｒ２＝106.755，Ｃｂ１＝127.492，Ｃｂ２＝84.467 ‥‥式18
【００３１】
つづいて，対象画素の輝度Ｙ０が輝度調整曲線を用いて調整され，第１の輝度調整量ΔＹｄが求められる（ステップ３）。
【００３２】
図４は輝度調整曲線の一例である。
【００３３】
横軸は，入力輝度値Ｙin，縦軸は，調整後の出力輝度値Ｙout である。
【００３４】
入力輝度値Ｙinの最大値および出力輝度値Ｙout （＝Ｙin＋ΔＹｄ）の最大値をそれぞれ255 とすると，入力輝度値Ｙinが０から128 までは式19にしたがう調整が行われ，入力輝度値Ｙinが128 から255 までは式20にしたがう調整が行われる。
【００３５】
Ｙout＝Ｙin×（192／128）‥‥式19（ただし，０＜Ｙin＜128）
Ｙout＝（Ｙin−128）×（255−192）／（255−128）＋192
＝（Ｙin−128）×63／127＋192‥‥式20（ただし，128＜Ｙin＜255）
【００３６】
出力輝度値Ｙout は最大255 以下なので，対象画素が無彩色であるならば対象画素の輝度値Ｙ０に輝度補正量ΔＹｄを加算しても加算後の輝度は，立体Ｃｕ内に入る。色つぶれが起こることはない。ところが，この輝度調整量ΔＹｄを有彩色である対象画素にそのまま加算すると，加算後の輝度は，立体Ｃｕからはみ出ることがあり，色つぶれが起こることがある。この実施例においては，対象画素の彩度Ｓ０を考慮して，輝度調整量ΔＹｄをさらに，補正する。
【００３７】
まず，式21にしたがって，補正済の第２の輝度調整量ΔＹｆが求められる（ステップ４）。
【００３８】
ΔＹf＝ΔＹｄ×（Ｓmax−Ｓ０）／Ｓmax‥‥式21
【００３９】
補正済の第２の輝度調整量ΔＹｆが式22にもとづいて，対象画素の輝度Ｙ０に加算される（ステップ５）。
【００４０】
Ｙ１＝Ｙ０＋ΔＹｆ‥‥式22
【００４１】
式21により，輝度調整量ΔＹｄは，対象画素の彩度Ｓ０が最大彩度Ｓmax に近いほど小さくなるように補正される。対象画素の彩度Ｓ０が最大彩度Ｓmax に近づくにつれて輝度の再現域が狭くなるので調整後の画素を表すデータが再現域からはみ出しやすくなるが，対象画素の彩度Ｓ０が最大彩度Ｓmax に近いほど小さくなるように輝度調整量ΔＹｄが補正されるので，輝度調整後の画素を表すデータが色再現域内に含まれやすくなる。
【００４２】
一駒分の画像のすべての画素についてステップ１から５の処理が繰り返される（ステップ６）。
【００４３】
次に具体的な数値での輝度の調整結果を求める。
【００４４】
第１番目の例として，（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（240，０，200）のＲＧＢデータによって表される画素の輝度を調整するものとする。
【００４５】
式１〜式３，式７および式８から対象画素の輝度Ｙ０，色差Ｃｒ，色差Ｃｂ，彩度Ｓ０および色相Ｐ０は，それぞれ次のようになる。
【００４６】
Ｙ０＝94.560
Ｃｒ＝103.728
Ｃｂ＝59.500
Ｓ０＝119.581
Ｐ０＝60.161度
【００４７】
この場合，対象画素の色相は，Ｐ０＝60.161度であるから，式13の各値を式11に加入してＣｂmax が求められる。
【００４８】
Ｃｂmax＝63.218
【００４９】
Ｃｂmax＝63.218を式10に代入すると，最大彩度Ｓmax が算出される。
【００５０】
Ｓmax＝127.055
【００５１】
式19とＹout＝Ｙin＋ΔＹｄを考慮して第１の調整量ΔＹｄは，
ΔＹｄ＝94.560×192／128−94.560＝47.28
【００５２】
式21から第２の調整量ΔＹｆは，
ΔＹｆ＝47.28×（127.055−119.581）／127.055＝2.781
【００５３】
以上から，対象画素の輝度調整後の画素の輝度Ｙ１は，
Ｙ１＝94.560＋2.781＝97.341
となる。
【００５４】
輝度調整後の輝度Ｙ１を用いてＲＧＢの各データを算出すると，式４〜式６から，
Ｒ＝97.341＋1.402×103.728＝242.768
Ｇ＝97.341−0.7141×103.728−0.3441×59.500＝2.795
Ｂ＝97.341＋1.772×59.500＝202.775
となる。
【００５５】
算出されたＲＧＢの各データを用いて，再び輝度Ｙ，彩度Ｓおよび色相Ｐを算出すると，
Ｙ＝97.345
Ｓ＝119.568
Ｐ＝60.160度
となる。
【００５６】
輝度は，調整されているが，色相および彩度は，ほとんど変化していないことがわかる。
【００５７】
第２番目の例として，（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（110 ，120 ，130 ）のＲＧＢデータによって表される画素の輝度を調整するものとする。上述したのと同様にして各値を算出すると次のようになる。
【００５８】
Ｙ０＝118.15
Ｃｒ＝−5.813
Ｃｂ＝6.687
Ｓ０＝8.860
Ｐ０＝319.001
Ｃｂmax＝85.256
Ｓmax＝112.966
ΔＹｄ＝118.15×192／128−118.15＝59.075
ΔＹｆ＝59.075×（112.966−8.860）／112.966＝54.442
【００５９】
以上から，対象画素の輝度調整後の画素の輝度Ｙ１は，
Ｙ１＝118.15＋54.442＝172.592
となる。
【００６０】
輝度調整後の輝度Ｙ１を用いてＲＧＢの各データを算出すると，
Ｒ＝172.592−1.402×5.813＝164.442
Ｇ＝172.592＋0.7141×5.813−0.3441×6.687＝174.442
Ｂ＝172.592＋1.772×6.687＝184.441
となる。
【００６１】
算出されたＲＧＢの各データを用いて，再び輝度Ｙ，彩度Ｓおよび色相Ｐを算出すると，
Ｙ＝172.592
Ｓ＝8.860
Ｐ＝319.000度
となる。
【００６２】
輝度は，調整されているが，色相および彩度は，ほとんど変化していないことがわかる。
【００６３】
第３番目の例として，（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（０，255 ，０）のＲＧＢデータによって表される画素の輝度を調整するものとする。上述したのと同様にして各値を算出すると次のようになる。
【００６４】
Ｙ０＝149.685
Ｃｒ＝−106.755
Ｃｂ＝−84.467
Ｓ０＝136.130
Ｐ０＝231.648度
Ｃｂmax＝−84.467
Ｓmax＝136.130
ΔＹｄ＝202.757−149.685＝53.072
ΔＹｆ＝53.072×（136.130−136.130）／136.130＝０
【００６５】
この場合は，輝度は調整されないこととなる。
【００６６】
図５は，輝度調整装置の電気的構成を示すブロック図である。
【００６７】
ディジタル・スチル・カメラ，スキャナなどから出力された一駒分の画像を表すＲＧＢ画像データがインターフェイス11に与えられ，輝度調整装置に入力する。一駒分のＲＧＢ画像データは，画像データ展開メモリ12に与えられ，一時的に記憶される。
【００６８】
画像データ展開メモリ12において，入力したＲＧＢ画像データが輝度データＹならびに色差データＣｒおよびＣｂに変換されて出力される。画像データ展開メモリ12から出力した輝度データＹ０ならびに色差データＣｒおよびＣｂは，輝度調整回路13に入力する。
【００６９】
輝度調整回路13には，輝度調整指令が与えられている。この輝度調整指令にしたがって，上述したように輝度調整が行われる。
【００７０】
輝度調整回路13から出力された輝度調整後の輝度データＹ１ならびに色差データＣｂおよびＣｒは，インターフェイス14を介して表示装置15およびプリンタ16に入力する。輝度が調整された画像が表示装置15の表示画面上に表示される。また，プリンタ16により，輝度が調整された画像がプリントされる。
【００７１】
上述したように輝度調整回路13において調整された輝度をもつ画素は，色再現域内となっている。上述したように，対象画素の彩度，色相が変化しないで済む。補正後の輝度は，色再現域内に含まれるので，飽和しないようになる。輝度調整後の画像の色つぶれを未然に防止できる。
【００７２】
図６および図７は，他の実施例を示すものである。
【００７３】
図６は，輝度調整処理手順を示すフローチャートである。図７は，ある色相Ｐ０での色再現域の一部を示している。横軸は，彩度Ｓであり，縦軸が輝度Ｙである。彩度Ｓが０のときは無彩色である。
【００７４】
上述した実施例と同様に，輝度を調整すべき対象画素の輝度Ｙ０，彩度Ｓ０および色相Ｐ０がそれぞれ求められる（ステップ21）。また，色相Ｐ０における臨界輝度Ｙｃでの最大彩度Ｓmaxが求められる（ステップ22）。
【００７５】
次に，対象画素の彩度Ｓ０および色相Ｐ０において色再現域内の最大輝度ＹＨmax および色再現域内の最小輝度ＹＨmin がそれぞれ求められる（ステップ23）。最大輝度ＹＨmax は，式23により算出され，最小輝度ＹＨmin は，式24により算出される。
【００７６】
ＹＨmax＝Ｙmax×Ｓ０／Ｓmax‥‥式23
ＹＨmin＝ＹＨmin＋255×（Ｓmax−Ｓ０）／Ｓmax‥‥式24
【００７７】
ここで，Ｙmax は，三次元のＹ，Ｃｒ，Ｃｂ面において座標（Ｙ１，Ｃｒ１，Ｃｂ１）と座標（Ｙ２，Ｃｒ２，Ｃｂ２）とを通る直線と，tan｛（π／180）Ｐ｝＝Ｃｂ／Ｃｒ面との交点におけるＹ座標であることを考慮して式25から求められる。但し，Ｙ１，Ｙ２，Ｃｒ１，Ｃｒ２，Ｃｂ１およびＣｂ２は，色相に応じて，式12〜式18のいずれかの値が用いられる。
【００７８】
Ｙmax＝〔Y2×Cr1-Y1×Cr2＋(Y1×Cb2−Y2×Cb1）×tan[(π/180)]P〕
／〔(Cb2-Cb1)×tan[(π/180)]P-(Cr2-Cr1)〕‥‥式25
【００７９】
つづいて，対象画素の輝度Ｙ０を，対象画素を無彩色としたときの輝度Ｙｋ（無彩色輝度値）に変換される（ステップ24）。この輝度変換は，式26にしたがって行われる。この変換は，対象画像の彩度Ｓ０での輝度Ｙ０の再現範囲における，対象画素の有彩色輝度の割合に応じて無彩色輝度値に変換するものである。
【００８０】
Ｙｋ＝（Ｙ０−ＹＨmin）×255／（ＹＨmax−ＹＨmin）‥‥式26
Ｙ０＜ＹＨmin が入力された場合には，Ｙｋ＝０を，ＹＨmax ＜Ｙ０が入力された場合には，Ｙｋ＝255 を出力することとなろう。
【００８１】
さらに，無彩色輝度値Ｙｋが上述した図４に示す輝度調整曲線にしたがって，輝度調整される。輝度調整後の無彩色輝度値Ｙｐ（＝Ｙout ）が求められる（ステップ25）。
【００８２】
無彩色輝度値Ｙｐが，対象画素の彩度Ｓ０および色相Ｐ０における補正後の有彩色輝度値Ｙ１に変換される（ステップ26）。この有彩色輝度値Ｙ１が輝度調整後の対象画素の輝度値となる。式27により求められる。この変換は，無彩色の輝度の再現範囲（10〜255 ）における無彩色輝度値の割合に応じて，無彩色輝度値を有彩色輝度値に変換するものである。
【００８３】
Ｙ１＝Ｙｐ×（ＹＨmax−ＹＨmin）／255＋ＹＨmin‥‥式27
【００８４】
一駒分の画像を構成する各画素についてステップ21から26の処理が繰り返される（ステップ17）。
【００８５】
次に具体的な数値での上記実施例における輝度調整結果を算出する。
【００８６】
まず，第１番目に，対象画素のＲＧＢデータが（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（110 ，120 ，130 ）であったとする。
【００８７】
輝度Ｙ０，色差Ｃｒ，色差Ｃｂ，彩度Ｓおよび色相Ｐ０は，それぞれ次のようになる。
【００８８】
Ｙ０＝118.15
Ｃｒ＝-5.813
Ｃｂ＝6.687
Ｓ０＝8.860
Ｐ０＝319.001度
【００８９】
この場合，対象画素の彩度は，Ｓ０＝8.860であるから，式11を用いてＣｂmaxが求められる。
【００９０】
Ｃｂmax＝85.256
【００９１】
Ｃｂmax＝85.256を式10に代入すると，最大彩度Ｓmax算出される。
【００９２】
Ｓmax＝112.966
【００９３】
また，Ｙmaxが，式25を用いて算出される。
【００９４】
Ｙmax＝103.916
【００９５】
次に，最小輝度ＹＨminは，式24を用いて，最大輝度ＹＨminは，式23を用いてそれぞれ算出される。
【００９６】
ＹＨmin＝103.916×8.860／112.966＝8.150
ＹＨmax＝8.150＋255×（112.966−8.860）／112.966＝243.737
【００９７】
無彩色輝度Ｙｋは，式26を用いて，
Ｙｋ＝（118.15−8.150）×255／（243.737−8.150）
＝110.000×255／235.587
＝119.064
【００９８】
輝度調整後の無彩色輝度値Ｙｐは，式19を用いて，算出される。
【００９９】
Ｙｐ＝119.064×192／128＝178.596
【０１００】
輝度調整後の有彩色輝度値Ｙ１は，式27を用いて算出される。
【０１０１】
Ｙ１＝178.596×（ＹＨmax−ＹＨmin）／255＋8.150
＝173.150
【０１０２】
輝度調整後の有彩色輝度値Ｙ１を用いてＲＧＢの各値を算出すると，
Ｒ＝173.150−1402×5.813＝165.000
Ｇ＝173.150＋0.7141×5.813−0.3441×6.687＝175.000
Ｂ＝173.150＋1.772×6.687＝184.999
となる。
【０１０３】
これらのＲＧＢの各値を用いて，再び，輝度Ｙ，色相Ｓおよび彩度Ｐを算出すると，Ｙ＝173.150，色相Ｓ＝8.860，Ｐ＝319.000度となる。
【０１０４】
輝度は変化しているが，色相および彩度は，ほとんど変化していないことがわかる。
【０１０５】
次に，対象画素のＲＧＢデータが（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（240，０，200）であったとする。上述したのと同様に次の各値が算出される。
【０１０６】
Ｙ０＝94.560
Ｃｒ＝103.728
Ｃｂ＝59.500
Ｓ０＝119.581
Ｐ０＝60.161度
Ｃｂmax＝63.218
Ｓmax＝127.055
Ｙmax＝100.470
ＹＨmin＝100.470×119.581／127.055＝94.560
ＹＨmax＝94.560＋255×（127.055×119.581）／127.255＝109.537
Ｙｋ＝（94.560−94.560）×255／（109.537−94.560）＝0.000
Ｙｐ＝0.000
Ｙ１＝0.000×（ＹＨmax−ＹＨmin）／255＋94.560＝94.560
【０１０７】
この場合は，輝度は調整されないこととなる。
【０１０８】
画素ごとに上述した処理を実施せずに，三次元ＬＵＴ（look-up table ）の格子点に以上の処理を行った後，三次元ＬＵＴ変換を行ってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】色再現域を示している。
【図２】輝度調整処理手順を示すフローチャートである。
【図３】対象画素を輝度調整する様子を示している。
【図４】輝度調整曲線を示している。
【図５】輝度調整装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図６】輝度調整処理手順を示すフローチャートである。
【図７】対象画素を輝度調整する様子を示している。
【符号の説明】
12 画像データ展開メモリ
13 輝度調整回路
Ｃｕ 色再現域を示す立体
Ｓ０ 対象画素の彩度
Ｓmax 最大彩度
Ｙ０ 対象画素の輝度
Ｙ１ 輝度調整後の対象画素の輝度
Ｙｃ 臨界輝度
ΔＹｄ 無彩色での輝度調整量
ΔＹｆ 対象画素の輝度調整量
ＹＨmax 色再現域の最大輝度
ＹＨmin 色再現域の最小輝度
Ｙｋ 無彩色輝度
Ｙｐ 輝度調整後の無彩色輝度
【技術分野】
この発明は，輝度調整装置およびその動作制御方法に関する。
【０００２】
【発明の背景】
自動または手動による画質調整，ディジタル・スチル・カメラなどの入力機器の特性とプリンタなどの出力機器の特性との調整などのときには，画像の明るさ，コントラストなどが調整される。ＲＧＢの各データの調整，輝度調整などにより画像の明るさ，コントラスト調整などが行われる。
【０００３】
ＲＧＢの各データを調整すると色相や彩度が変化してしまうことが多い。輝度調整する場合であっても，操作量に応じてそのまま輝度を調整すると，色相や彩度が変化してしまうことがある。とくに，三原色付近の色について輝度調整する場合には，彩度が低下してしまうことがある。
【０００４】
【発明の開示】
この発明は，輝度操作をしても色相や彩度に影響を与えないようにすることを目的とする。
【０００５】
第１の発明による輝度調整装置は，調整後の輝度値が，無彩色の再現範囲内となるように，与えられる輝度調整指令に応じて，輝度調整すべき有彩色の対象画素の輝度調整量を算出する算出手段，上記対象画素の彩度が大きいほど，上記算出手段により算出された輝度調整量が小さくなるように補正する補正手段，および上記補正手段による補正処理により得られた調整量を用いて上記対象画素の輝度値を調整する調整手段を備えていることを特徴とする。
【０００６】
第１の発明は，上記装置に適した動作制御方法も提供している。すなわち，この方法は，調整後の輝度値が，無彩色の再現範囲内となるように，与えられる輝度調整指令に応じて，輝度調整すべき有彩色の対象画素の輝度調整量を算出し，上記対象画素の彩度が大きいほど，算出された輝度調整量が小さくなるように補正し，補正処理により得られた調整量を用いて上記対象画素の輝度値を調整するものである。
【０００７】
第１の発明によると，まず，調整後の輝度値が，無彩色の再現範囲（非飽和範囲）内となるように対象画素の輝度調整量が算出される。上記対象画素の彩度が大きいほど，算出された輝度調整量が小さくなるように補正される。補正された輝度調整量を用いて，対象画素の輝度値が補正される。
【０００８】
輝度調整量は，対象画素の彩度が大きいほど小さくなるように補正される。彩度が大きいほど色再現範囲が狭くなるが，彩度が大きいほど輝度調整量を小さくしているので，輝度調整量を用いて対象画素の輝度調整しても色つぶれを未然に防止できる。彩度を考慮して輝度調整しているので，彩度が変化してしまうことを未然に防止できる。
【０００９】
上記補正手段は，たとえば，上記対象画素の彩度と，上記対象画素の色相において取り得る最大彩度との比率に応じて上記算出手段により算出された調整量を補正する。
【００１０】
上記対象画素が一駒分の画像を構成する各画素の場合には，一駒分の画像を構成する各画素すべてに，上記算出手段における算出処理，上記補正手段における補正処理および上記調整手段における調整処理を行う。一駒分の画像について輝度調整ができる。
【００１１】
第２の発明による輝度調整装置は，輝度調整すべき有彩色の対象画素の彩度での輝度の再現範囲における，上記対象画素の有彩色輝度の割合に応じて，有彩色輝度値を無彩色輝度値に変換する変換手段，調整後の無彩色輝度値が再現範囲内となるように，与えられる輝度調整指令に応じて，上記変換手段により変換された無彩色輝度値を調整する調整手段，および無彩色の輝度の再現範囲における上記無彩色輝度値の割合に応じて，上記無彩色画素の無彩色輝度値を，上記対象画素の彩度での有彩色輝度値に再変換する再変換手段を備えていることを特徴とする。
【００１２】
第２の発明は，上記装置に適した方法も提供している。すなわち，この方法は，輝度調整すべき有彩色の対象画素の彩度での輝度の再現範囲における，上記対象画素の有彩色輝度の割合に応じて，有彩色輝度値を無彩色輝度値に変換し，調整後の無彩色輝度値が再現範囲内となるように，与えられる輝度調整指令に応じて，変換された無彩色輝度値を調整し，無彩色の輝度の再現範囲における上記無彩色輝度値の割合に応じて，上記無彩色輝度値を，上記対象画素の彩度での有彩色輝度値に再変換するものである。
【００１３】
第２の発明によると，有彩色の対象画素の彩度での輝度の再現範囲における，対象画素の有彩色輝度の割合に応じて，有彩色輝度値（有彩色での輝度の値）が，無彩色輝度値（無彩色での輝度の値）に変換される。変換された無彩色輝度値が無彩色での再現範囲内となるように輝度調整される。輝度調整された無彩色輝度値が，無彩色の輝度の再現範囲における無彩色輝度値の割合に応じて対象画素の彩度での有彩色輝度値に再変換される。この再変換により，対象画素のもとの色相および彩度をもつようになる。このように，輝度調整しても，色相および彩度が変化してしまうのを未然に防止される。
【００１４】
上記対象画素が一駒分の画像を構成する各画素である場合には，一駒分の画像を構成する各画素すべてに上記変換手段における変換処理，上記調整手段における調整処理および上記再変換手段における再変換処理を行うものとなろう。
【００１５】
【実施例の説明】
図１は，輝度Ｙならびに色差Ｃｂ（Ｂ−Ｙ）およびＣｒ（Ｒ−Ｙ）の色空間を示している。この実施例では，色差平面（ＣｂＣｒ面）における原点（輝度Ｙ軸）からの距離を彩度Ｓとみなしている。Ｌ*ａ*ｂ* 座標系においてはａ*ｂ*平面における原点Ｌ* からの距離が彩度である。
【００１６】
輝度Ｙならびに色差ＣｂおよびＣｒとＲＧＢ色空間におけるＲＧＢとの間には，式１から式３に示す関係がある。
【００１７】
Ｙ＝0.299Ｒ＋0.587Ｇ＋0.114Ｂ‥‥式１
Ｃｒ＝（Ｒ−Ｙ）×0.7132‥‥式２
Ｃｂ＝（Ｂ−Ｙ）×0.5643‥‥式３
【００１８】
式１から式３は，式４から式６のように書き換えることができる（Ｒ，Ｇ，Ｂの各値が０から255 の範囲であるため係数を乗じている）。
【００１９】
Ｒ＝Ｙ＋1.402×Ｃｒ‥‥式４
Ｇ＝Ｙ−0.7141×Ｃｒ−0.3441×Ｃｂ‥‥式５
Ｂ＝Ｙ＋1.772×Ｃｂ‥‥式６
【００２０】
また，彩度Ｓは，式７により，色相Ｐは，式８により，それぞれ算出される。
Ｓ＝√（Ｃｒ×Ｃｒ＋Ｃｂ×Ｃｂ）‥‥式７
Ｐ＝180／πtan-1（Ｃｒ／Ｃｂ）‥‥式８
【００２１】
Ｒ，ＧおよびＢの各データを８ビットで表現すると，Ｒ，Ｇ，Ｂの各データが取り得る値は，上述したように，十進数では０から255 となる。Ｒ，Ｇ，Ｂの各データが，十進数で取り得る値が０から255 とすると，Ｒ，Ｇ，Ｂの各データを輝度Ｙならびに色差ＣｂおよびＣｒに変換したときに，輝度Ｙならびに色差ＣｂおよびＣｒが取り得る値も制限される。
【００２２】
立体Ｃｕの内部がＲＧＢデータを０から255 で表したときに存在するＹ，ＣｂおよびＣｒの領域（色再現域）となる。ＲＧＢデータを０から255 で表したとき，立体Ｃｕの範囲外にはＹ，ＣｂおよびＣｒは存在しない。このためにある画素の輝度を調整すると，立体Ｃｕからはみ出すことがある。立体Ｃｕからはみ出すと，はみ出したデータをＲＧＢデータに変換したときには，立体Ｃｕの境界面のデータとなるようにつぶれてしまう。すると，彩度が変化してしまう。この実施例による輝度調整は，輝度調整しても彩度が変化しないようにするものである。輝度調整は，次のようにして行われる。
【００２３】
図２は，この実施例による輝度調整の処理手順を示すフローチャートである。
【００２４】
図３は，ある色相Ｐ０での色再現域Ｒｅの一部を示している。横軸は，彩度Ｓであり，縦軸が輝度Ｙである。彩度Ｓ＝０であれば無彩色である。
【００２５】
まず，輝度を調整すべき画素（対象画素という）の輝度Ｙ０，彩度をＳ０および色相Ｐ０が求められる（ステップ１）。
【００２６】
次に，色相Ｐ０における最大彩度Ｓmax が求められる（ステップ２）。この最大彩度Ｓmax を与える輝度を臨界輝度Ｙｃということにする。
【００２７】
最大彩度Ｓmax は，式７および式８を参照して式10により得られる。
Ｓmax＝√（Ｃｒmax2＋Ｃｂmax2）
＝Ｃｂmax×√〔tan｛（π／180）Ｐ｝2＋１〕 ‥‥式10
【００２８】
ただし，Ｃｂmaxは，Ｃｒ，Ｃｂ平面において（Ｃｒ１，Ｃｂ１），（Ｃｒ２，Ｃｂ２）の２点を通る直線と原点を通る直線tan｛（π／180）Ｐ｝＝（Ｃｒ／Ｃｂ）との交点の座標であることを考慮すると式11により得られる。
Ｃｂmax＝｛Ｃｒ１×（Ｃｂ２−Ｃｂ１）−Ｃｂ１×（Ｃｂ２−Ｃｂ１）｝
／（Ｃｂ２−Ｃｂ１）×tan｛（π／180）Ｐ｝−（Ｃｂ２−Ｃｂ１）‥‥式11
【００２９】
式10（および式11）に，対象画素の色相Ｐに応じた次の各値を代入すると，最大彩度Ｓmaxを求めることができる。
【００３０】
０≦Ｐ＜51.648のときＹ１＝29.070，Ｙ２＝105.315，Ｃｒ１＝−20.733，
Ｃｒ２＝106.755，Ｃｂ１＝127.492，Ｃｂ２＝84.467 ‥‥式12
51.648≦Ｐ＜108.649のときＹ１＝105.315，Ｙ２＝76.245，
Ｃｒ１＝106.755，Ｃｒ２＝127.488，
Ｃｂ１＝84.467，Ｃｂ２＝−43.025 ‥‥式13
108.649≦Ｐ＜170.763のときＹ１＝76.245，Ｙ２＝225.930，Ｃｒ１＝127.488，
Ｃｒ２＝20.733，Ｃｂ１＝−43.025，Ｃｂ２＝−127.492 ‥‥式14
170.763≦Ｐ＜231.648のときＹ１＝225.930，Ｙ２＝149.685，Ｃｒ１＝20.733，
Ｃｒ２＝−106.755，Ｃｂ１＝−127.492，Ｃｂ２＝−84.467‥‥式15
231.648≦Ｐ＜288.649のときＹ１＝149.685，Ｙ２＝178.755，
Ｃｒ１＝−106.755，Ｃｒ２＝−127.488，
Ｃｂ１＝−84.467，Ｃｂ２＝43.025 ‥‥式16
288.649≦Ｐ＜350.763のときＹ１＝178.755，Ｙ２＝29.070，
Ｃｒ１，＝−127.488，Ｃｒ２＝−20.733，
Ｃｂ１＝43.025，Ｃｂ２＝127.492 ‥‥式17
350.763≦Ｐ＜360.0のときＹ１＝29.070，Ｙ２＝105.315，Ｃｒ１＝−20.733，
Ｃｒ２＝106.755，Ｃｂ１＝127.492，Ｃｂ２＝84.467 ‥‥式18
【００３１】
つづいて，対象画素の輝度Ｙ０が輝度調整曲線を用いて調整され，第１の輝度調整量ΔＹｄが求められる（ステップ３）。
【００３２】
図４は輝度調整曲線の一例である。
【００３３】
横軸は，入力輝度値Ｙin，縦軸は，調整後の出力輝度値Ｙout である。
【００３４】
入力輝度値Ｙinの最大値および出力輝度値Ｙout （＝Ｙin＋ΔＹｄ）の最大値をそれぞれ255 とすると，入力輝度値Ｙinが０から128 までは式19にしたがう調整が行われ，入力輝度値Ｙinが128 から255 までは式20にしたがう調整が行われる。
【００３５】
Ｙout＝Ｙin×（192／128）‥‥式19（ただし，０＜Ｙin＜128）
Ｙout＝（Ｙin−128）×（255−192）／（255−128）＋192
＝（Ｙin−128）×63／127＋192‥‥式20（ただし，128＜Ｙin＜255）
【００３６】
出力輝度値Ｙout は最大255 以下なので，対象画素が無彩色であるならば対象画素の輝度値Ｙ０に輝度補正量ΔＹｄを加算しても加算後の輝度は，立体Ｃｕ内に入る。色つぶれが起こることはない。ところが，この輝度調整量ΔＹｄを有彩色である対象画素にそのまま加算すると，加算後の輝度は，立体Ｃｕからはみ出ることがあり，色つぶれが起こることがある。この実施例においては，対象画素の彩度Ｓ０を考慮して，輝度調整量ΔＹｄをさらに，補正する。
【００３７】
まず，式21にしたがって，補正済の第２の輝度調整量ΔＹｆが求められる（ステップ４）。
【００３８】
ΔＹf＝ΔＹｄ×（Ｓmax−Ｓ０）／Ｓmax‥‥式21
【００３９】
補正済の第２の輝度調整量ΔＹｆが式22にもとづいて，対象画素の輝度Ｙ０に加算される（ステップ５）。
【００４０】
Ｙ１＝Ｙ０＋ΔＹｆ‥‥式22
【００４１】
式21により，輝度調整量ΔＹｄは，対象画素の彩度Ｓ０が最大彩度Ｓmax に近いほど小さくなるように補正される。対象画素の彩度Ｓ０が最大彩度Ｓmax に近づくにつれて輝度の再現域が狭くなるので調整後の画素を表すデータが再現域からはみ出しやすくなるが，対象画素の彩度Ｓ０が最大彩度Ｓmax に近いほど小さくなるように輝度調整量ΔＹｄが補正されるので，輝度調整後の画素を表すデータが色再現域内に含まれやすくなる。
【００４２】
一駒分の画像のすべての画素についてステップ１から５の処理が繰り返される（ステップ６）。
【００４３】
次に具体的な数値での輝度の調整結果を求める。
【００４４】
第１番目の例として，（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（240，０，200）のＲＧＢデータによって表される画素の輝度を調整するものとする。
【００４５】
式１〜式３，式７および式８から対象画素の輝度Ｙ０，色差Ｃｒ，色差Ｃｂ，彩度Ｓ０および色相Ｐ０は，それぞれ次のようになる。
【００４６】
Ｙ０＝94.560
Ｃｒ＝103.728
Ｃｂ＝59.500
Ｓ０＝119.581
Ｐ０＝60.161度
【００４７】
この場合，対象画素の色相は，Ｐ０＝60.161度であるから，式13の各値を式11に加入してＣｂmax が求められる。
【００４８】
Ｃｂmax＝63.218
【００４９】
Ｃｂmax＝63.218を式10に代入すると，最大彩度Ｓmax が算出される。
【００５０】
Ｓmax＝127.055
【００５１】
式19とＹout＝Ｙin＋ΔＹｄを考慮して第１の調整量ΔＹｄは，
ΔＹｄ＝94.560×192／128−94.560＝47.28
【００５２】
式21から第２の調整量ΔＹｆは，
ΔＹｆ＝47.28×（127.055−119.581）／127.055＝2.781
【００５３】
以上から，対象画素の輝度調整後の画素の輝度Ｙ１は，
Ｙ１＝94.560＋2.781＝97.341
となる。
【００５４】
輝度調整後の輝度Ｙ１を用いてＲＧＢの各データを算出すると，式４〜式６から，
Ｒ＝97.341＋1.402×103.728＝242.768
Ｇ＝97.341−0.7141×103.728−0.3441×59.500＝2.795
Ｂ＝97.341＋1.772×59.500＝202.775
となる。
【００５５】
算出されたＲＧＢの各データを用いて，再び輝度Ｙ，彩度Ｓおよび色相Ｐを算出すると，
Ｙ＝97.345
Ｓ＝119.568
Ｐ＝60.160度
となる。
【００５６】
輝度は，調整されているが，色相および彩度は，ほとんど変化していないことがわかる。
【００５７】
第２番目の例として，（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（110 ，120 ，130 ）のＲＧＢデータによって表される画素の輝度を調整するものとする。上述したのと同様にして各値を算出すると次のようになる。
【００５８】
Ｙ０＝118.15
Ｃｒ＝−5.813
Ｃｂ＝6.687
Ｓ０＝8.860
Ｐ０＝319.001
Ｃｂmax＝85.256
Ｓmax＝112.966
ΔＹｄ＝118.15×192／128−118.15＝59.075
ΔＹｆ＝59.075×（112.966−8.860）／112.966＝54.442
【００５９】
以上から，対象画素の輝度調整後の画素の輝度Ｙ１は，
Ｙ１＝118.15＋54.442＝172.592
となる。
【００６０】
輝度調整後の輝度Ｙ１を用いてＲＧＢの各データを算出すると，
Ｒ＝172.592−1.402×5.813＝164.442
Ｇ＝172.592＋0.7141×5.813−0.3441×6.687＝174.442
Ｂ＝172.592＋1.772×6.687＝184.441
となる。
【００６１】
算出されたＲＧＢの各データを用いて，再び輝度Ｙ，彩度Ｓおよび色相Ｐを算出すると，
Ｙ＝172.592
Ｓ＝8.860
Ｐ＝319.000度
となる。
【００６２】
輝度は，調整されているが，色相および彩度は，ほとんど変化していないことがわかる。
【００６３】
第３番目の例として，（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（０，255 ，０）のＲＧＢデータによって表される画素の輝度を調整するものとする。上述したのと同様にして各値を算出すると次のようになる。
【００６４】
Ｙ０＝149.685
Ｃｒ＝−106.755
Ｃｂ＝−84.467
Ｓ０＝136.130
Ｐ０＝231.648度
Ｃｂmax＝−84.467
Ｓmax＝136.130
ΔＹｄ＝202.757−149.685＝53.072
ΔＹｆ＝53.072×（136.130−136.130）／136.130＝０
【００６５】
この場合は，輝度は調整されないこととなる。
【００６６】
図５は，輝度調整装置の電気的構成を示すブロック図である。
【００６７】
ディジタル・スチル・カメラ，スキャナなどから出力された一駒分の画像を表すＲＧＢ画像データがインターフェイス11に与えられ，輝度調整装置に入力する。一駒分のＲＧＢ画像データは，画像データ展開メモリ12に与えられ，一時的に記憶される。
【００６８】
画像データ展開メモリ12において，入力したＲＧＢ画像データが輝度データＹならびに色差データＣｒおよびＣｂに変換されて出力される。画像データ展開メモリ12から出力した輝度データＹ０ならびに色差データＣｒおよびＣｂは，輝度調整回路13に入力する。
【００６９】
輝度調整回路13には，輝度調整指令が与えられている。この輝度調整指令にしたがって，上述したように輝度調整が行われる。
【００７０】
輝度調整回路13から出力された輝度調整後の輝度データＹ１ならびに色差データＣｂおよびＣｒは，インターフェイス14を介して表示装置15およびプリンタ16に入力する。輝度が調整された画像が表示装置15の表示画面上に表示される。また，プリンタ16により，輝度が調整された画像がプリントされる。
【００７１】
上述したように輝度調整回路13において調整された輝度をもつ画素は，色再現域内となっている。上述したように，対象画素の彩度，色相が変化しないで済む。補正後の輝度は，色再現域内に含まれるので，飽和しないようになる。輝度調整後の画像の色つぶれを未然に防止できる。
【００７２】
図６および図７は，他の実施例を示すものである。
【００７３】
図６は，輝度調整処理手順を示すフローチャートである。図７は，ある色相Ｐ０での色再現域の一部を示している。横軸は，彩度Ｓであり，縦軸が輝度Ｙである。彩度Ｓが０のときは無彩色である。
【００７４】
上述した実施例と同様に，輝度を調整すべき対象画素の輝度Ｙ０，彩度Ｓ０および色相Ｐ０がそれぞれ求められる（ステップ21）。また，色相Ｐ０における臨界輝度Ｙｃでの最大彩度Ｓmaxが求められる（ステップ22）。
【００７５】
次に，対象画素の彩度Ｓ０および色相Ｐ０において色再現域内の最大輝度ＹＨmax および色再現域内の最小輝度ＹＨmin がそれぞれ求められる（ステップ23）。最大輝度ＹＨmax は，式23により算出され，最小輝度ＹＨmin は，式24により算出される。
【００７６】
ＹＨmax＝Ｙmax×Ｓ０／Ｓmax‥‥式23
ＹＨmin＝ＹＨmin＋255×（Ｓmax−Ｓ０）／Ｓmax‥‥式24
【００７７】
ここで，Ｙmax は，三次元のＹ，Ｃｒ，Ｃｂ面において座標（Ｙ１，Ｃｒ１，Ｃｂ１）と座標（Ｙ２，Ｃｒ２，Ｃｂ２）とを通る直線と，tan｛（π／180）Ｐ｝＝Ｃｂ／Ｃｒ面との交点におけるＹ座標であることを考慮して式25から求められる。但し，Ｙ１，Ｙ２，Ｃｒ１，Ｃｒ２，Ｃｂ１およびＣｂ２は，色相に応じて，式12〜式18のいずれかの値が用いられる。
【００７８】
Ｙmax＝〔Y2×Cr1-Y1×Cr2＋(Y1×Cb2−Y2×Cb1）×tan[(π/180)]P〕
／〔(Cb2-Cb1)×tan[(π/180)]P-(Cr2-Cr1)〕‥‥式25
【００７９】
つづいて，対象画素の輝度Ｙ０を，対象画素を無彩色としたときの輝度Ｙｋ（無彩色輝度値）に変換される（ステップ24）。この輝度変換は，式26にしたがって行われる。この変換は，対象画像の彩度Ｓ０での輝度Ｙ０の再現範囲における，対象画素の有彩色輝度の割合に応じて無彩色輝度値に変換するものである。
【００８０】
Ｙｋ＝（Ｙ０−ＹＨmin）×255／（ＹＨmax−ＹＨmin）‥‥式26
Ｙ０＜ＹＨmin が入力された場合には，Ｙｋ＝０を，ＹＨmax ＜Ｙ０が入力された場合には，Ｙｋ＝255 を出力することとなろう。
【００８１】
さらに，無彩色輝度値Ｙｋが上述した図４に示す輝度調整曲線にしたがって，輝度調整される。輝度調整後の無彩色輝度値Ｙｐ（＝Ｙout ）が求められる（ステップ25）。
【００８２】
無彩色輝度値Ｙｐが，対象画素の彩度Ｓ０および色相Ｐ０における補正後の有彩色輝度値Ｙ１に変換される（ステップ26）。この有彩色輝度値Ｙ１が輝度調整後の対象画素の輝度値となる。式27により求められる。この変換は，無彩色の輝度の再現範囲（10〜255 ）における無彩色輝度値の割合に応じて，無彩色輝度値を有彩色輝度値に変換するものである。
【００８３】
Ｙ１＝Ｙｐ×（ＹＨmax−ＹＨmin）／255＋ＹＨmin‥‥式27
【００８４】
一駒分の画像を構成する各画素についてステップ21から26の処理が繰り返される（ステップ17）。
【００８５】
次に具体的な数値での上記実施例における輝度調整結果を算出する。
【００８６】
まず，第１番目に，対象画素のＲＧＢデータが（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（110 ，120 ，130 ）であったとする。
【００８７】
輝度Ｙ０，色差Ｃｒ，色差Ｃｂ，彩度Ｓおよび色相Ｐ０は，それぞれ次のようになる。
【００８８】
Ｙ０＝118.15
Ｃｒ＝-5.813
Ｃｂ＝6.687
Ｓ０＝8.860
Ｐ０＝319.001度
【００８９】
この場合，対象画素の彩度は，Ｓ０＝8.860であるから，式11を用いてＣｂmaxが求められる。
【００９０】
Ｃｂmax＝85.256
【００９１】
Ｃｂmax＝85.256を式10に代入すると，最大彩度Ｓmax算出される。
【００９２】
Ｓmax＝112.966
【００９３】
また，Ｙmaxが，式25を用いて算出される。
【００９４】
Ｙmax＝103.916
【００９５】
次に，最小輝度ＹＨminは，式24を用いて，最大輝度ＹＨminは，式23を用いてそれぞれ算出される。
【００９６】
ＹＨmin＝103.916×8.860／112.966＝8.150
ＹＨmax＝8.150＋255×（112.966−8.860）／112.966＝243.737
【００９７】
無彩色輝度Ｙｋは，式26を用いて，
Ｙｋ＝（118.15−8.150）×255／（243.737−8.150）
＝110.000×255／235.587
＝119.064
【００９８】
輝度調整後の無彩色輝度値Ｙｐは，式19を用いて，算出される。
【００９９】
Ｙｐ＝119.064×192／128＝178.596
【０１００】
輝度調整後の有彩色輝度値Ｙ１は，式27を用いて算出される。
【０１０１】
Ｙ１＝178.596×（ＹＨmax−ＹＨmin）／255＋8.150
＝173.150
【０１０２】
輝度調整後の有彩色輝度値Ｙ１を用いてＲＧＢの各値を算出すると，
Ｒ＝173.150−1402×5.813＝165.000
Ｇ＝173.150＋0.7141×5.813−0.3441×6.687＝175.000
Ｂ＝173.150＋1.772×6.687＝184.999
となる。
【０１０３】
これらのＲＧＢの各値を用いて，再び，輝度Ｙ，色相Ｓおよび彩度Ｐを算出すると，Ｙ＝173.150，色相Ｓ＝8.860，Ｐ＝319.000度となる。
【０１０４】
輝度は変化しているが，色相および彩度は，ほとんど変化していないことがわかる。
【０１０５】
次に，対象画素のＲＧＢデータが（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（240，０，200）であったとする。上述したのと同様に次の各値が算出される。
【０１０６】
Ｙ０＝94.560
Ｃｒ＝103.728
Ｃｂ＝59.500
Ｓ０＝119.581
Ｐ０＝60.161度
Ｃｂmax＝63.218
Ｓmax＝127.055
Ｙmax＝100.470
ＹＨmin＝100.470×119.581／127.055＝94.560
ＹＨmax＝94.560＋255×（127.055×119.581）／127.255＝109.537
Ｙｋ＝（94.560−94.560）×255／（109.537−94.560）＝0.000
Ｙｐ＝0.000
Ｙ１＝0.000×（ＹＨmax−ＹＨmin）／255＋94.560＝94.560
【０１０７】
この場合は，輝度は調整されないこととなる。
【０１０８】
画素ごとに上述した処理を実施せずに，三次元ＬＵＴ（look-up table ）の格子点に以上の処理を行った後，三次元ＬＵＴ変換を行ってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】色再現域を示している。
【図２】輝度調整処理手順を示すフローチャートである。
【図３】対象画素を輝度調整する様子を示している。
【図４】輝度調整曲線を示している。
【図５】輝度調整装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図６】輝度調整処理手順を示すフローチャートである。
【図７】対象画素を輝度調整する様子を示している。
【符号の説明】
12 画像データ展開メモリ
13 輝度調整回路
Ｃｕ 色再現域を示す立体
Ｓ０ 対象画素の彩度
Ｓmax 最大彩度
Ｙ０ 対象画素の輝度
Ｙ１ 輝度調整後の対象画素の輝度
Ｙｃ 臨界輝度
ΔＹｄ 無彩色での輝度調整量
ΔＹｆ 対象画素の輝度調整量
ＹＨmax 色再現域の最大輝度
ＹＨmin 色再現域の最小輝度
Ｙｋ 無彩色輝度
Ｙｐ 輝度調整後の無彩色輝度
Claims (3)
- 輝度調整すべき有彩色の対象画素の彩度での輝度の再現範囲における，上記対象画素の有彩色輝度の割合に応じて，有彩色輝度値を無彩色輝度値に変換する変換手段，
調整後の無彩色輝度値が再現範囲内となるように，与えられる輝度調整指令に応じて，上記変換手段により変換された無彩色輝度値を調整する調整手段，および
無彩色の輝度の再現範囲における上記無彩色輝度値の割合に応じて，上記無彩色画素の無彩色輝度値を，上記対象画素の彩度での有彩色輝度値に再変換する再変換手段，
を備えた輝度調整装置。 - 上記対象画素が一駒分の画像を構成する各画素であり，一駒分の画像を構成する各画素すべてに上記変換手段における変換処理，上記調整手段における調整処理および上記再変換手段における再変換処理を行うものである，
請求項１に記載の輝度調整装置。 - 輝度調整すべき有彩色の対象画素の彩度での輝度の再現範囲における，上記対象画素の有彩色輝度の割合に応じて，有彩色輝度値を無彩色輝度値に変換し，
調整後の無彩色輝度値が再現範囲内となるように，与えられる輝度調整指令に応じて，変換された無彩色輝度値を調整し，
無彩色の輝度の再現範囲における上記無彩色輝度値の割合に応じて，上記無彩色輝度値を，上記対象画素の彩度での有彩色輝度値に再変換する，
輝度調整装置の動作制御方法。
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