JP5296889B2 - 画像処理装置および画像処理方法 - Google Patents

Description

本発明は、画像処理装置および画像処理方法に関し、特に、入力データと出力データとの間で色再現範囲を変換する技術に関する。

一般に、表示装置，印刷装置，撮像装置などにおいては機種毎に色再現範囲（色域）が異なっている。また、カラーテレビジョン装置においては、採用されるテレビジョン方式毎に、入力映像信号の色再現範囲が異なっている。これらのことから、従来より、色再現範囲の相違に関わらず入力データにできるだけ忠実な色の出力が行われるよう、入力データから出力データを生成する際に各種の色変換処理がなされている。例えば、液晶パネルを用いたカラーテレビジョン装置でＨＤＴＶ（High Definition Television：高精細度テレビジョン）放送が行われるときには、ＩＴＵ−Ｒ（International Telecommunication Union Radiocommunications Sector）ＢＴ．７０９で定められた規格（以下、「ＨＤＴＶ規格」という。）の信号が外部の信号源からカラーテレビジョン装置に与えられる。ここで、外部の信号源からカラーテレビジョン装置に与えられる信号は、ＲＧＢ信号である。カラーテレビジョン装置では、信号源から与えられるこのＲＧＢ信号の色域を当該カラーテレビジョン装置を構成する液晶パネルにおける色域にマッピング（対応付け）する処理（以下、「色域変換処理」という。）が行われる。そして、その色域変換処理によって得られたＲＧＢ信号に含まれる各色の値に応じた電圧が液晶層に印加される。これにより、信号源から与えられたＲＧＢ信号の表す色にできるだけ忠実な色が液晶パネルの表示部に表示される。以下、カラーテレビジョン装置で行われるこのような色域変換処理について詳しく説明する。

図１４は、ＨＤＴＶ規格における原色の色度座標値（ｘｙ色度図上の座標の値）および表示装置（カラーテレビジョン装置）を構成する或る液晶パネルにおける原色の色度座標値を示す図である。図１４より、例えば、「ＨＤＴＶ規格においては、Ｒ（赤）の色度座標（ｘ，ｙ）の値は（０．６４００，０．３３００）である。」ということが把握される。ここで、図１４で符号９１で示すＨＤＴＶ規格に関する情報に基づいて、ＸＹＺ色空間におけるＷ（白）の明度Ｙが１となるように正規化が行われると、ＲＧＢの値とＸＹＺの値との関係を表す式として次式（１）が求められる。なお、Ｘ，Ｙ，ＺはＸＹＺ表色系の三刺激値である。

同様にして、図１４で符号９２で示す液晶パネルに関する情報に基づいて、ＲＧＢの値とＸＹＺの値との関係を表す式として次式（２）が求められる。

さらに、「上式（１）の右辺＝上式（２）の右辺」とおくと、次式（３）が得られる。

ここで、上式（３）は、信号源から与えられるＨＤＴＶ規格のＲＧＢ信号から液晶パネル内の液晶層に印加されるべき電圧の値に対応するＲＧＢの各色の値を求めるための式となる。すなわち、図１５に示すように、信号源９３から表示装置（カラーテレビジョン装置）９にはＨＤＴＶ規格のＲＧＢ信号ＲＧＢ_inが入力され、そのＲＧＢ信号ＲＧＢ_inが色域変換処理部９４で上式（３）に基づいて変換される。そして、色域変換処理部９４での変換処理によって得られたＲＧＢ信号ＲＧＢ_outが液晶パネル９５に与えられる。このようにして、信号源９３から送られるＲＧＢ信号ＲＧＢ_inの表す色に忠実な色が液晶パネル９５の表示部に表示される。

なお、本件発明に関連して、以下の先行技術文献が知られている。日本の特開平４−２９１５９１号公報には、互いに異なる複数の色再現範囲を持ついずれの入力映像信号に対しても色再現誤差を生ずることなく色再現を行うカラーディスプレイ装置の発明が開示されている。日本の特開２００８−７８７３７号公報には、明度又は輝度を補正することにより画像出力装置の色域の無駄を防止する技術が開示されている。日本の特開２００８−８６０２９号公報には、色域が拡張された標準色空間を利用して所望の色再現を得る手法について開示されている。

日本の特開平４−２９１５９１号公報 日本の特開２００８−７８７３７号公報 日本の特開２００８−８６０２９号公報

ところで、動画用の拡張色空間の規格として、一般に「ｘｖＹＣＣ規格」（「ｘｖＹＣＣ」は登録商標）と呼ばれる規格が国際標準（ＩＥＣ６１９６６−２−４）として定められている。ｘｖＹＣＣ規格は、「ＩＴＵ−Ｒ ＢＴ．７０９」との互換性を保ちつつ、色再現範囲を従来よりも拡大させたものである。ここで、図１６および図１７を参照しつつ、ｘｖＹＣＣ規格における色再現範囲について説明する。図１６において、縦軸は輝度信号（Ｙ）を表し、横軸は色差信号（ＣｒＣｂ）を表している。また、ＨＤＴＶ規格における色再現範囲を符号８１の四角形で示し、ｘｖＹＣＣ規格における色再現範囲を符号８２の四角形で示している。図１６から把握されるように、ｘｖＹＣＣ規格においては、輝度値として１を超える値や負の値を取ることができる。また、量子化の際、（データが８ビットであれば）１から１５までの値および２４１から２５４までの値についても映像信号として使用される。このようにして、ｘｖＹＣＣ規格においては、ＨＤＴＶ規格と比較して色再現範囲が顕著に拡大されている。また、図１７にはＣＩＥ１９３１色度図を示している。図１７において、ＨＤＴＶ規格における色再現範囲を符号８５の三角形で表し、或る一般的な液晶パネルの色再現範囲を符号８６の三角形で表し、全ての色を含む範囲を符号８７の曲線で表している。ｘｖＹＣＣ規格によれば、ほとんどの色を表すことができる。すなわち、ｘｖＹＣＣ規格における色再現範囲は、ＨＤＴＶ規格における色再現範囲８５よりも広く、さらに、液晶パネルの色再現範囲８６よりも広くなっている。なお、以下においては、符号８７の曲線内の色のうちＨＤＴＶ規格における色再現範囲８５に含まれる色を除く色のことを便宜上「拡張色」という。

上述した拡張色のデータを含む入力データが表示装置に与えられたときに、仮にｘｖＹＣＣ規格に基づいて色域変換処理が行われると、パネルの色再現範囲内の色については入力データに忠実な色が表示される。しかしながら、拡張色以外の色（ＨＤＴＶ規格における色再現範囲内の色）のうち記憶色を除く色については、入力データに忠実な表示が行われるよりも、パネルの持つ色再現能力を活かした表示が行われる方が鮮やかな表示がなされるので好ましい。以上のことから、色域変換処理が行われる場合には、拡張色以外の色については、本来表示されるべき色よりも淡く表示されることになる。一方、色域変換処理が行われなければ、拡張色のデータについてはクリップ処理が施される。そうすると、拡張色のデータについての色の連続性が失われ、拡張された色空間を用いたデータに基づく高品位な画像が得られない。なお、「クリップ処理」とは、パネルの出力可能な最大値（出力最大値）を超える値を持つ拡張色のデータについて、当該拡張色のデータの値を上記出力最大値に変換する処理のことである。

そこで本発明は、拡張色のデータを含む入力データが与えられたときに当該拡張色のデータに基づく色の表示を確保しつつパネルの持つ色再現能力を活かした画像表示を可能ならしめる画像処理装置を提供することを目的とする。

本発明の第１の局面は、入力データが示す色を所定の出力装置の色再現範囲内の色に変換する画像処理装置であって、
前記入力データに基づいて得られるＲＧＢ表色系の画像データをＸＹＺ表色系の画像データである第１のＸＹＺデータに変換する第１の色空間変換部と、
前記第１のＸＹＺデータを構成する三刺激値としてのＸ，Ｙ，およびＺの値に所定の変換処理を施すことにより、前記出力装置の色再現範囲内の色を示すＸＹＺ表色系の画像データである第２のＸＹＺデータを生成するＸＹＺデータ変換部と、
前記第２のＸＹＺデータをＲＧＢ表色系の画像データに変換する第２の色空間変換部と
を備え、
前記第１の色空間変換部には、前記入力データとして前記出力装置の色再現範囲よりも広い色再現範囲内の色を示す画像データが与えられ、
前記ＸＹＺデータ変換部は、
前記第１のＸＹＺデータを、ｘｙ色度図上に形成された第１の境界線に対応する色再現範囲内の色を示す第１の色データ，ｘｙ色度図上において前記第１の境界線よりも外側の色度座標を有する色であって、前記入力データの規格と互換性のある所定規格に基づく色再現範囲内の色を示す第２の色データ，前記所定規格に基づく色再現範囲外の色であって、前記出力装置の色再現範囲を包含するようにｘｙ色度図上に形成された第３の境界線に対応する色再現範囲内の色を示す第３の色データ，およびｘｙ色度図上において前記第３の境界線よりも外側の色度座標を有する色を示す第４の色データに分類し、
前記第１の色データについては、前記第１のＸＹＺデータの示す色と前記第２のＸＹＺデータの示す色とが同じになるように、かつ、前記第２の色データについては、前記第１のＸＹＺデータによって得られる色再現範囲よりも前記第２のＸＹＺデータによって得られる色再現範囲の方が広くなるように、かつ、前記第３の色データについては、前記第２のＸＹＺデータの示す色が、前記所定規格に基づく色再現範囲を包含するようにｘｙ色度図上に形成された第２の境界線よりも外側の色度座標を有する色であって前記出力装置の色再現範囲内の色となるように、かつ、前記第４の色データについては、前記第２のＸＹＺデータの示す色がｘｙ色度図上において前記出力装置の色再現範囲を表す線上の色度座標を有する色となるように、前記Ｘ，Ｙ，およびＺの値に前記変換処理を施し、
前記第１のＸＹＺデータに含まれる各画素のデータに前記変換処理を施す際、
ｘｙ色度図上において、当該各画素のデータについての色度座標である第１座標と、所定の基準座標と前記第１座標とを通過する直線である変換用直線と前記第１の境界線との交点の色度座標である第２座標と、前記変換用直線と前記所定規格に基づく色再現範囲を表す線との交点の色度座標である第３座標と、前記変換用直線と前記第２の境界線との交点の色度座標である第４座標と、前記変換用直線と前記出力装置の色再現範囲を表す線との交点の色度座標である第５座標と、前記変換用直線と前記第３の境界線との交点の色度座標である第６座標とを求め、
当該各画素のデータに前記変換処理が施された後のデータの色度座標を第７座標としたときに、前記第１の色データについては、前記第１座標と前記第７座標とが同じになるように、かつ、前記第２の色データについては、前記第２座標−前記第３座標間の距離に対する前記第２座標−前記第１座標間の距離の割合と前記第２座標−前記第４座標間の距離に対する前記第２座標−前記第７座標間の距離の割合とが等しくなるように、かつ、前記第３の色データについては、前記第３座標−前記第６座標間の距離に対する前記第３座標−前記第１座標間の距離の割合と前記第４座標−前記第５座標間の距離に対する前記第４座標−前記第７座標間の距離の割合とが等しくなるように、かつ、前記第４の色データについては、前記第６座標と前記第７座標とが同じになるように、前記変換用直線上の色度座標の中から前記第７座標を求めることを特徴とする。

本発明の第２の局面は、本発明の第１の局面において、
前記ＸＹＺデータ変換部は、前記第１のＸＹＺデータに含まれる各画素のデータのうち前記第２の色データ，前記第３の色データ，および前記第４の色データに前記変換処理を施す際、前記第１座標における明度の最大値に対する前記第７座標における明度の最大値の割合と当該各画素のデータについての明度に対する当該各画素のデータに前記変換処理が施された後のデータについての明度の割合とが等しくなるように、前記第２のＸＹＺデータに含まれるべき各画素のデータについての明度の値を求めることを特徴とする。

本発明の第３の局面は、入力データが示す色を所定の出力装置の色再現範囲内の色に変換する画像処理装置であって、
前記入力データに基づいて得られるＲＧＢ表色系の画像データをＸＹＺ表色系の画像データである第１のＸＹＺデータに変換する第１の色空間変換部と、
前記第１のＸＹＺデータを構成する三刺激値としてのＸ，Ｙ，およびＺの値に所定の変換処理を施すことにより、前記出力装置の色再現範囲内の色を示すＸＹＺ表色系の画像データである第２のＸＹＺデータを生成するＸＹＺデータ変換部と、
前記第２のＸＹＺデータをＲＧＢ表色系の画像データに変換する第２の色空間変換部と
を備え、
前記第１の色空間変換部には、前記入力データとして前記出力装置の色再現範囲よりも広い色再現範囲内の色を示す画像データが与えられ、
前記ＸＹＺデータ変換部は、
前記第１のＸＹＺデータを、ｘｙ色度図上に形成された第１の境界線に対応する色再現範囲内の色を示す第１の色データ，ｘｙ色度図上において前記第１の境界線よりも外側の色度座標を有する色であって、前記入力データの規格と互換性のある所定規格に基づく色再現範囲内の色を示す第２の色データ，前記所定規格に基づく色再現範囲外の色であって、前記出力装置の色再現範囲を包含するようにｘｙ色度図上に形成された第３の境界線に対応する色再現範囲内の色を示す第３の色データ，およびｘｙ色度図上において前記第３の境界線よりも外側の色度座標を有する色を示す第４の色データに分類し、
前記第１の色データについては、前記第１のＸＹＺデータの示す色と前記第２のＸＹＺデータの示す色とが同じになるように、かつ、前記第２の色データについては、前記第１のＸＹＺデータによって得られる色再現範囲よりも前記第２のＸＹＺデータによって得られる色再現範囲の方が広くなるように、かつ、前記第３の色データについては、前記第２のＸＹＺデータの示す色が、前記所定規格に基づく色再現範囲を包含するようにｘｙ色度図上に形成された第２の境界線よりも外側の色度座標を有する色であって前記出力装置の色再現範囲内の色となるように、かつ、前記第４の色データについては、前記第２のＸＹＺデータの示す色がｘｙ色度図上において前記出力装置の色再現範囲を表す線上の色度座標を有する色となるように、前記Ｘ，Ｙ，およびＺの値に前記変換処理を施し、
前記第１のＸＹＺデータに含まれる各画素のデータに前記変換処理を施す際、
ｘｙ色度図上において、当該各画素のデータについての色度座標である第１座標と、所定の基準座標と前記第１座標とを通過する直線である変換用直線と前記第１の境界線との交点の色度座標である第２座標と、前記変換用直線と前記所定規格に基づく色再現範囲を表す線との交点の色度座標である第３座標と、前記変換用直線と前記第２の境界線との交点の色度座標である第４座標と、前記変換用直線と前記出力装置の色再現範囲を表す線との交点の色度座標である第５座標と、前記変換用直線と前記第３の境界線との交点の色度座標である第６座標とを求め、
当該各画素のデータに前記変換処理が施された後のデータの色度座標を第７座標としたときに、前記第１の色データについては、前記第１座標を前記第７座標とし、かつ、前記第２の色データについては、前記第２座標−前記第１座標間の距離を前記第２座標−前記第３座標間の距離で除することによって得られる値を基本係数として当該基本係数の関数で表される第１係数を前記第２座標−前記第４座標間の距離に乗ずることによって得られる距離だけ前記第２座標から前記変換用直線上において前記第４座標側にある色度座標を前記第７座標とし、かつ、前記第３の色データについては、前記第３座標−前記第１座標間の距離を前記第３座標−前記第６座標間の距離で除することによって得られる値を基本係数として当該基本係数の関数で表される第１係数を前記第４座標−前記第５座標間の距離に乗ずることによって得られる距離だけ前記第４座標から前記変換用直線上において前記第５座標側にある色度座標を前記第７座標とし、かつ、前記第４の色データについては、前記第６座標を前記第７座標とすることを特徴とする。

本発明の第４の局面は、本発明の第３の局面において、
前記ＸＹＺデータ変換部は、下記の式によって前記第２の色データについての第１係数と前記第３の色データについての第１係数とを求めることを特徴とする。
ｋ₁＝１−ｅ^-kq
ここで、ｋ₁は前記第１係数、ｅは自然対数の底、ｋは前記基本係数、ｑは前記第２の色データおよび前記第３の色データのそれぞれにつき任意の値に定められ得る正の係数である。

本発明の第５の局面は、本発明の第３の局面において、
前記第２の色データおよび前記第３の色データのそれぞれにつき、前記第１係数の値を所定のインデックスと対応付けて予め複数個保持する第１のルックアップテーブルを更に備え、
前記ＸＹＺデータ変換部は、前記基本係数に基づいて求められるインデックスを用いて、前記第１のルックアップテーブルから前記第１係数の値を取得することを特徴とする。

本発明の第６の局面は、本発明の第３の局面において、
前記ＸＹＺデータ変換部は、前記第１のＸＹＺデータに含まれる各画素のデータのうち前記第２の色データおよび前記第３の色データに前記変換処理を施す際、前記第２のＸＹＺデータに含まれるべき各画素のデータについての明度の値を、前記基本係数の関数で表される第２係数を用いて下記の式によって求めることを特徴とする。
Ｙ₁＝（（１−ｋ₂）＋（Ｙ_a×ｋ₂））×Ｙ
ここで、Ｙ₁は前記第２のＸＹＺデータに含まれるべき各画素のデータについての明度、Ｙは前記第１のＸＹＺデータに含まれる各画素のデータについての明度、ｋ₂は前記第２係数、Ｙ_aは前記第７座標における明度の最大値を前記第１座標における明度の最大値で除することによって得られる値である。

本発明の第７の局面は、本発明の第６の局面において、
前記ＸＹＺデータ変換部は、下記の式によって前記第２の色データについての第２係数と前記第３の色データについての第２係数とを求めることを特徴とする。
ｋ₂＝１−ｅ^-kr
ここで、ｋ₂は前記第２係数、ｅは自然対数の底、ｋは前記基本係数、ｒは前記第２の色データおよび前記第３の色データのそれぞれにつき任意の値に定められ得る正の係数である。

本発明の第８の局面は、本発明の第６の局面において、
前記第２の色データおよび前記第３の色データのそれぞれにつき、前記第２係数の値を所定のインデックスと対応付けて予め複数個保持する第２のルックアップテーブルを更に備え、
前記ＸＹＺデータ変換部は、前記基本係数に基づいて求められるインデックスを用いて、前記第２のルックアップテーブルから前記第２係数の値を取得することを特徴とする。

本発明の第９の局面は、入力データが示す色を所定の出力装置の色再現範囲内の色に変換する画像処理方法であって、
前記出力装置の色再現範囲よりも広い色再現範囲内の色を示す画像データである前記入力データに基づいて得られるＲＧＢ表色系の画像データをＸＹＺ表色系の画像データである第１のＸＹＺデータに変換する第１の色空間変換ステップと、
前記第１のＸＹＺデータを構成する三刺激値としてのＸ，Ｙ，およびＺの値に所定の変換処理を施すことにより、前記出力装置の色再現範囲内の色を示すＸＹＺ表色系の画像データである第２のＸＹＺデータを生成するＸＹＺデータ変換ステップと、
前記第２のＸＹＺデータをＲＧＢ表色系の画像データに変換する第２の色空間変換ステップと
を備え、
前記ＸＹＺデータ変換ステップでは、
前記第１のＸＹＺデータは、ｘｙ色度図上に形成された第１の境界線に対応する色再現範囲内の色を示す第１の色データ，ｘｙ色度図上において前記第１の境界線よりも外側の色度座標を有する色であって、前記入力データの規格と互換性のある所定規格に基づく色再現範囲内の色を示す第２の色データ，前記所定規格に基づく色再現範囲外の色であって、前記出力装置の色再現範囲を包含するようにｘｙ色度図上に形成された第３の境界線に対応する色再現範囲内の色を示す第３の色データ，およびｘｙ色度図上において前記第３の境界線よりも外側の色度座標を有する色を示す第４の色データに分類され、
前記第１の色データについては、前記第１のＸＹＺデータの示す色と前記第２のＸＹＺデータの示す色とが同じになるように、かつ、前記第２の色データについては、前記第１のＸＹＺデータによって得られる色再現範囲よりも前記第２のＸＹＺデータによって得られる色再現範囲の方が広くなるように、かつ、前記第３の色データについては、前記第２のＸＹＺデータの示す色が、前記所定規格に基づく色再現範囲を包含するようにｘｙ色度図上に形成された第２の境界線よりも外側の色度座標を有する色であって前記出力装置の色再現範囲内の色となるように、かつ、前記第４の色データについては、前記第２のＸＹＺデータの示す色がｘｙ色度図上において前記出力装置の色再現範囲を表す線上の色度座標を有する色となるように、前記Ｘ，Ｙ，およびＺの値に前記変換処理が施され、
前記第１のＸＹＺデータに含まれる各画素のデータに前記変換処理が施される際、
ｘｙ色度図上において、当該各画素のデータについての色度座標である第１座標と、所定の基準座標と前記第１座標とを通過する直線である変換用直線と前記第１の境界線との交点の色度座標である第２座標と、前記変換用直線と前記所定規格に基づく色再現範囲を表す線との交点の色度座標である第３座標と、前記変換用直線と前記第２の境界線との交点の色度座標である第４座標と、前記変換用直線と前記出力装置の色再現範囲を表す線との交点の色度座標である第５座標と、前記変換用直線と前記第３の境界線との交点の色度座標である第６座標とが求められ、
当該各画素のデータに前記変換処理が施された後のデータの色度座標を第７座標としたときに、前記第１の色データについては、前記第１座標と前記第７座標とが同じになるように、かつ、前記第２の色データについては、前記第２座標−前記第３座標間の距離に対する前記第２座標−前記第１座標間の距離の割合と前記第２座標−前記第４座標間の距離に対する前記第２座標−前記第７座標間の距離の割合とが等しくなるように、かつ、前記第３の色データについては、前記第３座標−前記第６座標間の距離に対する前記第３座標−前記第１座標間の距離の割合と前記第４座標−前記第５座標間の距離に対する前記第４座標−前記第７座標間の距離の割合とが等しくなるように、かつ、前記第４の色データについては、前記第６座標と前記第７座標とが同じになるように、前記変換用直線上の色度座標の中から前記第７座標が求められることを特徴とする。
本発明の第１１の局面は、入力データが示す色を所定の出力装置の色再現範囲内の色に変換する画像処理方法であって、
前記出力装置の色再現範囲よりも広い色再現範囲内の色を示す画像データである前記入力データに基づいて得られるＲＧＢ表色系の画像データをＸＹＺ表色系の画像データである第１のＸＹＺデータに変換する第１の色空間変換ステップと、
前記第１のＸＹＺデータを構成する三刺激値としてのＸ，Ｙ，およびＺの値に所定の変換処理を施すことにより、前記出力装置の色再現範囲内の色を示すＸＹＺ表色系の画像データである第２のＸＹＺデータを生成するＸＹＺデータ変換ステップと、
前記第２のＸＹＺデータをＲＧＢ表色系の画像データに変換する第２の色空間変換ステップと
を備え、
前記ＸＹＺデータ変換ステップでは、
前記第１のＸＹＺデータは、ｘｙ色度図上に形成された第１の境界線に対応する色再現範囲内の色を示す第１の色データ，ｘｙ色度図上において前記第１の境界線よりも外側の色度座標を有する色であって、前記入力データの規格と互換性のある所定規格に基づく色再現範囲内の色を示す第２の色データ，前記所定規格に基づく色再現範囲外の色であって、前記出力装置の色再現範囲を包含するようにｘｙ色度図上に形成された第３の境界線に対応する色再現範囲内の色を示す第３の色データ，およびｘｙ色度図上において前記第３の境界線よりも外側の色度座標を有する色を示す第４の色データに分類され、
前記第１の色データについては、前記第１のＸＹＺデータの示す色と前記第２のＸＹＺデータの示す色とが同じになるように、かつ、前記第２の色データについては、前記第１のＸＹＺデータによって得られる色再現範囲よりも前記第２のＸＹＺデータによって得られる色再現範囲の方が広くなるように、かつ、前記第３の色データについては、前記第２のＸＹＺデータの示す色が、前記所定規格に基づく色再現範囲を包含するようにｘｙ色度図上に形成された第２の境界線よりも外側の色度座標を有する色であって前記出力装置の色再現範囲内の色となるように、かつ、前記第４の色データについては、前記第２のＸＹＺデータの示す色がｘｙ色度図上において前記出力装置の色再現範囲を表す線上の色度座標を有する色となるように、前記Ｘ，Ｙ，およびＺの値に前記変換処理が施され、
前記第１のＸＹＺデータに含まれる各画素のデータに前記変換処理が施される際、
ｘｙ色度図上において、当該各画素のデータについての色度座標である第１座標と、所定の基準座標と前記第１座標とを通過する直線である変換用直線と前記第１の境界線との交点の色度座標である第２座標と、前記変換用直線と前記所定規格に基づく色再現範囲を表す線との交点の色度座標である第３座標と、前記変換用直線と前記第２の境界線との交点の色度座標である第４座標と、前記変換用直線と前記出力装置の色再現範囲を表す線との交点の色度座標である第５座標と、前記変換用直線と前記第３の境界線との交点の色度座標である第６座標とが求められ、
当該各画素のデータに前記変換処理が施された後のデータの色度座標を第７座標としたときに、前記第１の色データについては、前記第１座標が前記第７座標とされ、かつ、前記第２の色データについては、前記第２座標−前記第１座標間の距離を前記第２座標−前記第３座標間の距離で除することによって得られる値を基本係数として当該基本係数の関数で表される第１係数を前記第２座標−前記第４座標間の距離に乗ずることによって得られる距離だけ前記第２座標から前記変換用直線上において前記第４座標側にある色度座標が前記第７座標とされ、かつ、前記第３の色データについては、前記第３座標−前記第１座標間の距離を前記第３座標−前記第６座標間の距離で除することによって得られる値を基本係数として当該基本係数の関数で表される第１係数を前記第４座標−前記第５座標間の距離に乗ずることによって得られる距離だけ前記第４座標から前記変換用直線上において前記第５座標側にある色度座標が前記第７座標とされ、かつ、前記第４の色データについては、前記第６座標が前記第７座標とされることを特徴とする。

また、本発明の第９および第１１の局面において実施形態および図面を参照することにより把握される変形例が、課題を解決するための手段として考えられる。

本発明の第１の局面によれば、出力装置の色再現範囲よりも広い色再現範囲内の色を示す画像データが外部から画像処理装置に与えられる。外部から与えられた画像データに基づいて得られるＲＧＢ表色系の画像データ（以下、「ＲＧＢデータ」という。）はＸＹＺ表色系の画像データ（以下、「ＸＹＺデータ」という。）に変換され、ＸＹＺデータの三刺激値Ｘ，Ｙ，およびＺの値に対して変換処理が施される。ここで、ＲＧＢ表色系とは異なり、ＸＹＺ表色系では三刺激値が負になることがなく、また、ＸＹＺ表色系における三刺激値はデバイスに依存しない値である。このため、外部から与えられる画像データの示す色とは異なる色を出力装置（例えば、液晶パネル）に表示させたいときに、ＲＧＢ表色系のデータの変換処理に比べて、複雑な演算処理を要することなく容易にデータの変換処理を行うことができる。また、外部から与えられる画像データの示す色は出力装置の色再現範囲内の色に変換されるので、拡張色のデータについての色の連続性を表示画像に反映することが可能となる。
また、変換処理に際して、画像データは４つの色データ（第１，第２，第３，および第４の色データ）に分類される。そして、第１の色データについては、入力データの示す色に忠実な色が表示される。このため、白色や肌色など記憶色と呼ばれる色が内部に含まれるように第１の境界線を定めておくことによって、記憶色については入力データの示す色に忠実な色が表示されるようにすることができる。また、第２の色データについては、変換処理前のデータによって得られる色再現範囲よりも変換処理後のデータによって得られる色再現範囲の方が広くなる。このため、所定の規格に基づく色については、パネルの持つ色再現能力を活かした鮮やかな表示が行われる。さらに、第３の色データについては出力装置の色再現範囲内の色が表示されるように、かつ、第４の色データについては出力装置の色再現範囲の最外郭上の色度座標点を有する色が表示されるように、データの値に変換が施される。このため、拡張色のデータの全てがクリップされるということはなく、拡張色のうち比較的重視される色については、色の連続性が損なわれないように表示される。以上より、拡張色のデータを含む入力データが外部から与えられたときに、拡張色のデータに基づく色の表示を確保しつつパネルの持つ色再現能力を活かした鮮やかな画像表示を行うことが可能となる。
さらに、第２の色データおよび第３の色データについては、変換前後の色再現範囲と入力データについての色度座標との関係が考慮されつつ、変換処理が行われる。このため、ｘｙ色度図上における画像全体の色のバランスを崩すことなく、所定の規格に基づく色については、パネルの持つ色再現能力を活かした鮮やかな表示が行われ、拡張色のうち比較的重視される色については、色の連続性が損なわれないような表示が行われる。

本発明の第２の局面によれば、入力データの色度座標における最大の明度と変換処理後のデータの色度座標における最大の明度との関係が考慮されつつ、変換処理後のデータの明度が求められる。このため、ｘｙＹ色空間における画像全体の明度のバランスが崩れることはない。

本発明の第３の局面によれば、出力装置の色再現範囲よりも広い色再現範囲内の色を示す画像データが外部から画像処理装置に与えられる。外部から与えられた画像データに基づいて得られるＲＧＢ表色系の画像データ（以下、「ＲＧＢデータ」という。）はＸＹＺ表色系の画像データ（以下、「ＸＹＺデータ」という。）に変換され、ＸＹＺデータの三刺激値Ｘ，Ｙ，およびＺの値に対して変換処理が施される。ここで、ＲＧＢ表色系とは異なり、ＸＹＺ表色系では三刺激値が負になることがなく、また、ＸＹＺ表色系における三刺激値はデバイスに依存しない値である。このため、外部から与えられる画像データの示す色とは異なる色を出力装置（例えば、液晶パネル）に表示させたいときに、ＲＧＢ表色系のデータの変換処理に比べて、複雑な演算処理を要することなく容易にデータの変換処理を行うことができる。また、外部から与えられる画像データの示す色は出力装置の色再現範囲内の色に変換されるので、拡張色のデータについての色の連続性を表示画像に反映することが可能となる。
また、変換処理に際して、画像データは４つの色データ（第１，第２，第３，および第４の色データ）に分類される。そして、第１の色データについては、入力データの示す色に忠実な色が表示される。このため、白色や肌色など記憶色と呼ばれる色が内部に含まれるように第１の境界線を定めておくことによって、記憶色については入力データの示す色に忠実な色が表示されるようにすることができる。また、第２の色データについては、変換処理前のデータによって得られる色再現範囲よりも変換処理後のデータによって得られる色再現範囲の方が広くなる。このため、所定の規格に基づく色については、パネルの持つ色再現能力を活かした鮮やかな表示が行われる。さらに、第３の色データについては出力装置の色再現範囲内の色が表示されるように、かつ、第４の色データについては出力装置の色再現範囲の最外郭上の色度座標点を有する色が表示されるように、データの値に変換が施される。このため、拡張色のデータの全てがクリップされるということはなく、拡張色のうち比較的重視される色については、色の連続性が損なわれないように表示される。以上より、拡張色のデータを含む入力データが外部から与えられたときに、拡張色のデータに基づく色の表示を確保しつつパネルの持つ色再現能力を活かした鮮やかな画像表示を行うことが可能となる。
さらに、第２の色データおよび第３の色データについては、変換前後の色再現範囲と入力データについての色度座標との関係が考慮されつつ、変換処理が行われる。このとき、入力データに含まれる各画素のデータの色度座標に応じて決定される係数（基本係数）の関数である第１係数を用いて、変換処理後のデータの色度座標が求められる。従って、人の視覚特性等を考慮して上記第１係数が求められる構成とすることにより、画像の視聴者に違和感を与えることなく、上記第１の局面と同様の効果を得ることができる。

本発明の第４の局面によれば、ｑを適当な値に定めることにより、画像の視聴者に与える違和感をより小さくしつつ、所定の規格に基づく色については、パネルの持つ色再現能力を活かした鮮やかな表示が行われ、拡張色のうち比較的重視される色については、色の連続性が損なわれないような表示が行われる。

本発明の第５の局面によれば、データの変換処理に用いられる第１係数がルックアップテーブルから取得されるので、当該第１係数を求めるための演算処理が不要となり、実現が容易になる。

本発明の第６の局面によれば、入力データの色度座標における最大の明度と変換処理後のデータの色度座標における最大の明度との関係が考慮されつつ、変換処理後のデータの明度が求められる。このとき、入力データに含まれる各画素の色度座標に応じて決定される係数（基本係数）の関数である第２係数が用いられる。このため、人の視覚特性等を考慮して上記第２係数が求められる構成とすることにより、画像の視聴者に違和感を与えることなく、所定の規格に基づく色については、入力データによって得られる最大の明度よりも高い明度の色を用いた表示が行われ、拡張色のうち比較的重視される色については、色の明るさの連続性が損なわれないような表示が行われる。

本発明の第７の局面によれば、ｒを適当な値に定めることにより、画像の視聴者に与える違和感をより小さくしつつ、所定の規格に基づく色については、入力データによって得られる最大の明度よりも高い明度の色を用いた表示が行われ、拡張色のうち比較的重視される色については、色の明るさの連続性が損なわれないような表示が行われる。

本発明の第８の局面によれば、データ変換処理に用いられる第２係数がルックアップテーブルから取得されるので、当該第２係数を求めるための演算処理が不要となり、実現が容易になる。

本発明の一実施形態に係る表示装置の概略構成を示すブロック図である。 上記実施形態における画像処理の概要について説明するためのｘｙ色度図である。 上記実施形態において、ｘｖＹＣＣ規格における原色の色度座標値および表示装置を構成する液晶パネルにおける原色の色度座標値を示す図である。 上記実施形態において、３次元非線形色域変換部で行われる変換処理の手順の概要を示すフローチャートである。 図２で符号４９で示す領域の拡大図である。 上記実施形態において、第１の変換処理の手順を示すフローチャートである。 上記実施形態において、第２の変換処理の手順を示すフローチャートである。 上記実施形態において、第３の変換処理の手順を示すフローチャートである。 上記実施形態において、第４の変換処理の手順を示すフローチャートである。 上記実施形態において、明度の変換について説明するための図である。 上記実施形態の変形例において、表示装置の概略構成を示すブロック図である。 上記実施形態の変形例において、ルックアップテーブルの一例を示す図である。 上記実施形態の変形例における第１の境界線の形状について説明するための図である。 ＨＤＴＶ規格における原色の色度座標値および表示装置を構成する或る液晶パネルにおける原色の色度座標値を示す図である。 従来例における表示装置の構成例を示すブロック図である。 ｘｖＹＣＣ規格における色再現範囲について説明するための図である。 ｘｖＹＣＣ規格における色再現範囲について説明するためのｘｙ色度図である。

以下、添付図面を参照しつつ本発明の一実施形態について説明する。

＜１．処理概要＞
まず、本実施形態における画像処理の考え方について説明する。本実施形態においては、ｘｖＹＣＣ規格に準拠したＲＧＢデータ（ＲＧＢ表色系の画像データ）が入力データ（入力映像信号）として外部から画像処理装置に与えられる。そして、ｘｖＹＣＣ規格に準拠したＲＧＢデータから液晶パネル用のＲＧＢデータへの変換が画像処理装置で行われる。その際、ＲＧＢデータがＸＹＺデータ（ＸＹＺ表色系の画像データ）に変換され、そのＸＹＺデータの三刺激値Ｘ，Ｙ，およびＺに対して変換処理が施される。三刺激値Ｘ，Ｙ，およびＺに対する変換処理が施される際には、ｘｙＹ色空間が利用される。このｘｙＹ色空間を利用して行われる本実施形態での画像処理の概要を以下に説明する。なお、ＲＧＢデータとＸＹＺデータとの間の相互の変換については、ＩＥＣの規格に基づいて行われれば良いので、詳しい説明を省略する。

図２は、本実施形態における画像処理の概要について説明するためのｘｙ色度図である。図２において、符号４５で示す太点線は本実施形態で使用される液晶パネルの色再現範囲（の最外郭）を示し、符号４４で示す太実線はＨＤＴＶ規格に基づく色再現範囲（の最外郭）を示している。図２から把握されるように、液晶パネルの色再現範囲４５はＨＤＴＶ規格に基づく色再現範囲４４よりも広くなっている。本実施形態においては、ＨＤＴＶ規格に基づく色再現範囲４４外の色すなわち上述した拡張色のデータを含む入力データ（入力映像信号）が外部から画像処理装置に与えられる。

本実施形態においては、図２で符号４１，４２，および４３で示すような３つの境界線（第１の境界線，第２の境界線，および第３の境界線）が仮想的にｘｙ色度図上に設けられる。それら第１の境界線４１，第２の境界線４２，および第３の境界線４３はいずれも、少なくとも３点を通過し、閉じた領域を形成する。第１の境界線４１は、ＨＤＴＶ規格に基づく色再現範囲４４の最外郭よりも内側に形成される。第２の境界線４２は、ＨＤＴＶ規格に基づく色再現範囲４４の最外郭よりも外側かつ液晶パネルの色再現範囲４５の最外郭よりも内側に形成される。第３の境界線４３は、液晶パネルの色再現範囲４５の最外郭よりも外側に形成される。なお、本実施形態においては、第１の境界線４１は（境界線の）内部に記憶色およびＤ６５（基準白色）が含まれるように形成される。

入力映像信号に含まれる画素の色は、以下のように４つの色（第１の色，第２の色，第３の色，および第４の色）に分類される。ｘｙ色度図上において第１の境界線４１よりも内側の色度座標を有する色は第１の色とされる。ｘｙ色度図上において第１の境界線４１よりも外側かつＨＤＴＶ規格に基づく色再現範囲４４の最外郭よりも内側の色度座標を有する色は第２の色とされる。ｘｙ色度図上においてＨＤＴＶ規格に基づく色再現範囲４４の最外郭よりも外側かつ第３の境界線４３よりも内側の色度座標を有する色は第３の色とされる。ｘｙ色度図上において第３の境界線４３よりも外側の色度座標を有する色は第４の色とされる。なお、第３の色と第４の色とが上述した拡張色である。

次に、入力映像信号に含まれる或る画素（以下、「対象画素」という。）の色がどのようにして上記４つの色のうちのいずれの色であると判断されるかについて説明する。対象画素の色についてのｘｙ色度図上における位置をＰ点とすると、まず、白色点（「Ｗ点」とする。）とＰ点とを通過する直線（変換用直線）４７の式が求められる。次に、直線４７と第１の境界線４１との交点（「Ｂ１点」とする。），直線４７とＨＤＴＶ規格に基づく色再現範囲４４の最外郭との交点（「Ｈ点」とする。），直線４７と第２の境界線４２との交点（「Ｂ２点」とする。），直線４７と液晶パネルの色再現範囲４５の最外郭との交点（「Ｄ点」とする。），および直線４７と第３の境界線４３との交点（「Ｂ３点」とする。）についての色度座標が求められる。そして、Ｐ点がＷ点−Ｂ１点間にあれば、対象画素の色は第１の色であると判断され、Ｐ点がＢ１点−Ｈ点間にあれば、対象画素の色は第２の色であると判断され、Ｐ点がＨ点−Ｂ３点間にあれば、対象画素の色は第３の色であると判断され、それ以外の位置にＰ点があれば、対象画素の色は第４の色であると判断される。以下、第１〜第４の色がそれぞれどのように変換されるかについて説明する。

対象画素の色が第１の色である場合には、入力映像信号の表す色に忠実な色が表示されるように変換処理が施される。すなわち、変換処理の前後において、ｘｙ色度図上における色度座標の値に変化はなく、ｘｙＹ色空間における明度の値にも変化はない。

対象画素の色が第２の色である場合には、「線分Ｂ１Ｈの長さに対する線分ＢＰの長さの割合」と「線分Ｂ１Ｂ２の長さに対する線分Ｂ１Ｑの長さの割合」とが等しくなるようなＱ点の色度座標が、上記直線４７上の色度座標から求められる。このようにして求められたＱ点の色度座標が、対象画素の色についての変換後の色度座標とされる。さらに、「Ｐ点における明度の最大値に対するＱ点における明度の最大値の割合」と「入力映像信号の示す明度に対する変換後のデータについての明度の割合」とが等しくなるように、ｘｙＹ色空間における変換後のデータについての明度が求められる。

対象画素の色が第３の色である場合には、「線分ＨＢ３の長さに対する線分ＨＰの長さの割合」と「線分Ｂ２Ｄの長さに対する線分Ｂ２Ｑの長さの割合」とが等しくなるようなＱ点の色度座標が、上記直線４７上の色度座標から求められる。このようにして求められたＱ点の色度座標が、対象画素の色についての変換後の色度座標とされる。さらに、「Ｐ点における明度の最大値に対するＱ点における明度の最大値の割合」と「入力映像信号の示す明度に対する変換後のデータについての明度の割合」とが等しくなるように、ｘｙＹ色空間における変換後のデータについての明度が求められる。

対象画素の色が第４の色である場合には、直線４７と液晶パネルの色再現範囲４５の最外郭との交点すなわちＤ点の色度座標が、対象画素の色についての変換後の色度座標とされる。さらに、「Ｐ点における明度の最大値に対するＱ点における明度の最大値の割合」と「入力映像信号の示す明度に対する変換後のデータについての明度の割合」とが等しくなるように、ｘｙＹ色空間における変換後のデータについての明度が求められる。

なお、本実施形態においては、Ｐ点が第１座標に相当し、Ｂ１点が第２座標に相当し、Ｈ点が第３座標に相当し、Ｂ２点が第４座標に相当し、Ｄ点が第５座標に相当し、Ｂ３点が第６座標に相当し、Ｑ点が第７座標に相当する。

＜２．表示装置の構成および動作の概要＞
図１は、本発明の一実施形態に係る表示装置の概略構成を示すブロック図である。図１に示すように、この表示装置１０は、画像処理装置１２と液晶パネル１４とによって構成されている。画像処理装置１２は、外部の信号源２０から送られるｘｖＹＣＣ規格に準拠したＲＧＢ信号Ｒ’Ｇ’Ｂ’_inを液晶パネル１４用のＲＧＢ信号Ｒ’Ｇ’Ｂ’_outに変換するために機能する。液晶パネル１４は、画像処理装置１２から与えられるＲＧＢ信号Ｒ’Ｇ’Ｂ’_outに基づく電圧を液晶層に印加することにより、表示部（不図示）に画像を表示する。なお、ｘｖＹＣＣ規格における原色の色度座標値は図３で符号３１で示すとおりであり、本実施形態で用いられる液晶パネル１４における原色の色度座標値は図３で符号３２で示すとおりである。図３および図１４から把握されるように、ｘｖＹＣＣ規格における原色の色度座標値とＨＤＴＶ規格における原色の色度座標値とは同じ値になっている。

画像処理装置１２には、図１に示すように、第１のガンマ処理部１２１と第１の色空間変換部１２２と３次元非線形色域変換部１２３と第２の色空間変換部１２４と第２のガンマ処理部１２５とが含まれている。第１のガンマ処理部１２１は、外部の信号源２０から送られるｘｖＹＣＣ規格に準拠したＲＧＢ信号Ｒ’Ｇ’Ｂ’_inに周知のガンマ処理を施して、線形のＲＧＢ信号ＲＧＢ_inを生成する。なお、第１のガンマ処理部１２１でのガンマ処理の際、ガンマ値は典型的には（１／２．２）とされる。第１の色空間変換部１２２は、上式（１）に基づいて、第１のガンマ処理部１２１によって生成されたＲＧＢ信号ＲＧＢ_inを第１のＸＹＺデータとしてのＸＹＺ信号ＸＹＺ_inに変換する。すなわち、第１の色空間変換部１２２では、ＲＧＢ色空間からＸＹＺ色空間へのデータの変換が行われる。第１の色空間変換部１２２における変換処理によって得られたＸＹＺ信号ＸＹＺ_inは、３次元非線形色域変換部１２３に与えられる。３次元非線形色域変換部１２３は、ＸＹＺ信号ＸＹＺ_inに所定の変換処理を施して、第２の色空間変換部１２４に与えるための第２のＸＹＺデータとしてのＸＹＺ信号ＸＹＺ_outを生成する。なお、この３次元非線形色域変換部１２３における処理内容についての詳しい説明は後述する。第２の色空間変換部１２４は、上式（２）より求められる次式（４）に基づいて、ＸＹＺ信号ＸＹＺ_outを線形のＲＧＢ信号ＲＧＢ_outに変換する。

すなわち、第２の色空間変換部１２４では、ＸＹＺ色空間からＲＧＢ色空間へのデータの変換が行われる。第２のガンマ処理部１２５は、第２の色空間変換部１２４で生成された線形のＲＧＢ信号ＲＧＢ_outに周知のガンマ処理を施して、非線形のＲＧＢ信号Ｒ’Ｇ’Ｂ’_outを生成する。なお、第２のガンマ処理部１２５でのガンマ処理の際、ガンマ値は典型的には２．２とされる。第２のガンマ処理部１２５によって生成されたＲＧＢ信号Ｒ’Ｇ’Ｂ’_outは液晶パネル１４に与えられる。そして、液晶パネル１４では、上述したようにＲＧＢ信号Ｒ’Ｇ’Ｂ’_out基づく画像表示が行われる。

なお、本実施形態においては、３次元非線形色域変換部１２３によってＸＹＺデータ変換部が実現され、液晶パネル１４によって出力装置が実現されている。また、以下においては、３次元非線形色域変換部１２３に入力されるＸＹＺ信号ＸＹＺ_inに対応するｘｙＹ表色系のデータを符号ｘ，ｙ，およびＹで表し、３次元非線形色域変換部１２３から出力されるＸＹＺ信号ＸＹＺ_outに対応するｘｙＹ表色系のデータを符号ｘ₁，ｙ₁，およびＹ₁で表す。

＜３．３次元非線形色域変換部における処理内容＞
次に、図４から図１０を参照しつつ、３次元非線形色域変換部１２３における処理内容について説明する。図４は、３次元非線形色域変換部１２３で行われる変換処理の手順の概要を示すフローチャートである。なお、図４には、入力映像信号に含まれる１つの画素（対象画素）のデータに着目したときの処理手順の概要を示している。

図５は、図２で符号４９で示す領域の拡大図である。以下の説明では、図５に示すように、上記Ｐ点の色度座標を（ｘ，ｙ）で表し、変換処理によって求められるべきＱ点の色度座標を（ｘ₁，ｙ₁）で表し、上記Ｂ１点の色度座標を（ｘ₂，ｙ₂）で表し、上記Ｂ２点の色度座標を（ｘ₃，ｙ₃）で表し、上記Ｄ点の色度座標を（ｘ₄，ｙ₄）で表している。

３次元非線形色域変換部１２３は、まず、第１の色空間変換部１２２での変換処理によって得られたＸＹＺ信号ＸＹＺ_inを受け取り、ＸＹＺ表色系からｘｙＹ表色系へのデータの変換を行う（図４のステップＳ１０）。ＸＹＺ表色系からｘｙＹ表色系への変換は、次式（５）および（６）に基づいて行われる。
ｘ＝Ｘ／（Ｘ＋Ｙ＋Ｚ） ・・・（５）
ｙ＝Ｙ／（Ｘ＋Ｙ＋Ｚ） ・・・（６）
明度Ｙについては、ＸＹＺ表色系におけるＹの値がそのままｘｙＹ表色系におけるＹの値となる。以上のようにして、対象画素の色についてのｘｙ色度図上の色度座標（ｘ，ｙ）の値と明度Ｙの値とが得られる。なお、以下の説明においては、上記Ｐ点すなわち対象画素の色についてのｘｙ色度図上における色度座標点のことを「入力データ色度座標点」ともいう。また、図５では、第１の境界線４１よりも外側かつＨＤＴＶ規格に基づく色再現範囲４４の最外郭よりも内側に入力データ色度座標点（Ｐ点）がある例を示している。

次に、３次元非線形色域変換部１２３は、Ｂ１点，Ｈ点，Ｂ２点，Ｄ点，およびＢ３点についての色度座標を求める（ステップＳ１５）。詳しくは、３次元非線形色域変換部１２３は、まず、白色点（Ｗ点）とＰ点とを通過する直線４７を表す式を求める。次に、３次元非線形色域変換部１２３は、直線４７を表す式と第１の境界線４１を表す式とに基づきＢ１点の色度座標を求め、直線４７を表す式とＨＤＴＶ規格に基づく色再現範囲４４の最外郭を表す式とに基づきＨ点の色度座標を求め、直線４７を表す式と第２の境界線４２を表す式とに基づきＢ２点の色度座標を求め、直線４７を表す式と液晶パネル１４の色再現範囲４５の最外郭を表す式とに基づきＤ点の色度座標を求め、直線４７を表す式と第３の境界線４３を表す式とに基づきＢ３点の色度座標を求める。

次に、３次元非線形色域変換部１２３は、線分ＷＰの長さｌ_WPが線分ＷＢ１の長さｌ_WB1以下であるか否かを判定する（ステップＳ２０）。詳しくは、３次元非線形色域変換部１２３は、Ｗ点の色度座標とＰ点の色度座標とに基づいて線分ＷＰの長さｌ_WPを求め、Ｗ点の色度座標とＢ１点の色度座標とに基づいて線分ＷＢ１の長さｌ_WB1を求める。このようにして求めたｌ_WP，ｌ_WB1に基づいて、３次元非線形色域変換部１２３は、ｌ_WPがｌ_WB1以下であるか否かを判定する。判定の結果、ｌ_WPがｌ_WB1以下であればステップＳ３０に進み、ｌ_WPがｌ_WB1よりも大きければステップＳ４０に進む。なお、ステップＳ２０でｌ_WPがｌ_WB1以下であると判断されるとき、対象画素の色は上記第１の色である。

ステップＳ３０では、３次元非線形色域変換部１２３によって、以下の第１の変換処理が行われる。図６は、第１の変換処理の手順を示すフローチャートである。ステップＳ３２では、３次元非線形色域変換部１２３は、ｘ₁の値をｘとする。ステップＳ３４では、３次元非線形色域変換部１２３は、ｙ₁の値をｙとする。ステップＳ３６では、３次元非線形色域変換部１２３は、Ｙ₁の値をＹとする。ステップＳ３６の終了後、図４のステップＳ９０に進む。

ステップＳ４０では、３次元非線形色域変換部１２３は、線分ＷＰの長さｌ_WPが線分ＷＨの長さｌ_WH以下であるか否かを判定する。詳しくは、３次元非線形色域変換部１２３は、まず、Ｗ点の色度座標とＨ点の色度座標とに基づいて線分ＷＨの長さｌ_WHを求める。このようにして求めたｌ_WHとステップＳ２０で求めたｌ_WPとに基づいて、３次元非線形色域変換部１２３は、ｌ_WPがｌ_WH以下であるか否かを判定する。判定の結果、ｌ_WPがｌ_WH以下であればステップＳ５０に進み、ｌ_WPがｌ_WHよりも大きければステップＳ６０に進む。なお、ステップＳ４０でｌ_WPがｌ_WH以下であると判断されるとき、対象画素の色は上記第２の色である。

ステップＳ５０では、３次元非線形色域変換部１２３によって、以下の第２の変換処理が行われる。図７は、第２の変換処理の手順を示すフローチャートである。ステップＳ５２では、３次元非線形色域変換部１２３は、線分Ｂ１Ｈの長さに対する線分Ｂ１Ｐの長さの比を、後述するステップで用いるための係数（基本係数）ｋとして求める。詳しくは、３次元非線形色域変換部１２３は、Ｂ１点の色度座標とＨ点の色度座標とに基づいて線分Ｂ１Ｈの長さｌ_B1Hを求め、Ｂ１点の色度座標とＰ点の色度座標とに基づいて線分Ｂ１Ｐの長さｌ_B1Pを求める。そして、３次元非線形色域変換部１２３は、次式（７）に示すように、ｌ_B1Pをｌ_B1Hで除することによって係数ｋを求める。
ｋ＝ｌ_B1P／ｌ_B1H ・・・（７）

ステップＳ５４では、３次元非線形色域変換部１２３は、次式（８）に基づいてｘ₁の値を求める。
ｘ₁＝ｘ₂＋ｋ×（ｘ₃−ｘ₂） ・・・（８）
ステップＳ５６では、３次元非線形色域変換部１２３は、次式（９）に基づいてｙ₁の値を求める。
ｙ₁＝ｙ₂＋ｋ×（ｙ₃−ｙ₂） ・・・（９）
ステップＳ５８では、３次元非線形色域変換部１２３は、次式（１０）に基づいてＹ₁の値を求める。なお、Ｙ_xvYCC＿_max（ｘ，ｙ）は色度座標（ｘ，ｙ）における明度の最大値であって、Ｙ_panel＿_max（ｘ₁，ｙ₁）は色度座標（ｘ₁，ｙ₁）における明度の最大値である。

ステップＳ５８の終了後、図４のステップＳ９０に進む。

ここで、上式（１０）について、図１０を参照しつつ説明する。ｘｙＹ色空間においては、明度Ｙの最大値は、ｘｙ色度図上における色度座標（ｘ，ｙ）の値によって異なる。すなわち、Ｐ点に対応する明度の最大値とＱ点に対応する明度の最大値とは異なっている。そこで、本実施形態においては、対象画素の色についてのｘｙ色度図上における色度座標の変換に伴う明度の最大値の増加率と同じ増加率となるように、対象画素の色についての明度をＹからＹ₁に変換している。例えば、Ｐ点に対応する明度の最大値が３で、かつ、Ｑ点に対応する明度の最大値が３．３である場合には、対象画素の色についての変換後の明度Ｙ₁は変換前の明度Ｙの１．１倍となる。なお、後述する第３の変換処理および第４の変換処理においても同様である。

ステップＳ６０では、３次元非線形色域変換部１２３は、線分ＷＰの長さｌ_WPが線分ＷＢ３の長さｌ_WB3以下であるか否かを判定する。詳しくは、３次元非線形色域変換部１２３は、Ｗ点の色度座標とＢ３点の色度座標とに基づいて線分ＷＢ３の長さｌ_WB3を求める。このようにして求めたｌ_WB3とステップＳ２０で求めたｌ_WPと基づいて、３次元非線形色域変換部１２３は、ｌ_WPがｌ_WB3以下であるか否かを判定する。判定の結果、ｌ_WPがｌ_WB3以下であればステップＳ７０に進み、ｌ_WPがｌ_WB3よりも大きければステップＳ８０に進む。なお、ステップＳ６０でｌ_WPがｌ_WB3以下であると判断されるとき、対象画素の色は上記第３の色である。また、ステップＳ６０でｌ_WPがｌ_WB3よりも大きいと判断されるとき、対象画素の色は上記第４の色である。

ステップＳ７０では、３次元非線形色域変換部１２３によって、以下の第３の変換処理が行われる。図８は、第３の変換処理の手順を示すフローチャートである。ステップＳ７２では、３次元非線形色域変換部１２３は、線分ＨＢ３の長さに対する線分ＨＰの長さの比を、後述するステップで用いるための係数ｋとして求める。詳しくは、３次元非線形色域変換部１２３は、Ｈ点の色度座標とＢ３点の色度座標とに基づいて線分ＨＢ３の長さｌ_HB3を求め、Ｈ点の色度座標とＰ点の色度座標とに基づいて線分ＨＰの長さｌ_HPを求める。そして、３次元非線形色域変換部１２３は、次式（１１）に示すように、ｌ_HPをｌ_HB3で除することによって係数ｋを求める。
ｋ＝ｌ_HP／ｌ_HB3 ・・・（１１）

ステップＳ７４では、３次元非線形色域変換部１２３は、次式（１２）に基づいてｘ₁の値を求める。
ｘ₁＝ｘ₃＋ｋ×（ｘ₄−ｘ₃） ・・・（１２）
ステップＳ７６では、３次元非線形色域変換部１２３は、次式（１３）に基づいてｙ₁の値を求める。
ｙ₁＝ｙ₃＋ｋ×（ｙ₄−ｙ₃） ・・・（１３）
ステップＳ７８では、３次元非線形色域変換部１２３は、上述した第２の変換処理と同様、上式（１０）に基づいてＹ₁の値を求める。ステップＳ７８の終了後、図４のステップＳ９０に進む。

ステップＳ８０では、３次元非線形色域変換部１２３によって、以下の第４の変換処理が行われる。図９は、第４の変換処理の手順を示すフローチャートである。ステップＳ８２では、３次元非線形色域変換部１２３は、ｘ₁の値をｘ₄とする。ステップＳ８４では、３次元非線形色域変換部１２３は、ｙ₁の値をｙ₄とする。ステップＳ８６では、３次元非線形色域変換部１２３は、上述した第２の変換処理と同様、上式（１０）に基づいてＹ₁の値を求める。ステップＳ８６の終了後、図４のステップＳ９０に進む。

ステップＳ９０では、３次元非線形色域変換部１２３は、第１〜第４の変換処理のいずれかによって求めたデータの値ｘ₁，ｙ₁，およびＹ₁を基に、ｘｙＹ表色系からＸＹＺ表色系へのデータの変換を行う。ｘｙＹ表色系からＸＹＺ表色系への変換は、次式（１４）から（１６）に基づいて行われる。
Ｓ＝Ｙ₁／ｙ₁ ・・・（１４）
Ｘ₁＝ｘ₁×Ｓ₁ ・・・（１５）
Ｚ₁＝（１−ｘ₁−ｙ₁）×Ｓ ・・・（１６）
なお、上式（１４）から（１６）は、ＸＹＺ表色系のデータとｘｙＹ表色系のデータとの間に「（Ｘ／ｘ）＝（Ｙ／ｙ）＝（Ｚ／ｚ）」かつ「ｘ＋ｙ＋ｚ＝１」の関係が定義されていることから求められる。

以上のようにして、ＸＹＺ表色系のデータの三刺激値Ｘ₁，Ｙ₁，およびＺ₁が求められると、３次元非線形色域変換部１２３における変換処理は終了する。

＜４．効果＞
本実施形態によれば、入力映像信号の示す色のｘｙ色度図上における色度座標点（入力データ色度座標点）と、第１の境界線４１，ＨＤＴＶ規格に基づく色再現範囲４４の最外郭，および第３の境界線４３との位置関係に応じて、異なる４つの手法によって色のデータに変換処理が施される。詳しくは、入力データ色度座標点が第１の境界線４１の内側にある場合には、入力データ色度座標点と変換後のデータについての色度座標点とが同じにされる。入力データ色度座標点が第１の境界線４１の外側かつＨＤＴＶ規格に基づく色再現範囲４４の最外郭の内側にある場合には、「第１の境界線４１と第２の境界線４２と変換後のデータの色度座標点との位置関係」が「第１の境界線４１とＨＤＴＶ規格に基づく色再現範囲４４の最外郭と入力データ色度座標点との位置関係」と同様になるように、変換後のデータについての色度座標点が決定される。入力データ色度座標点がＨＤＴＶ規格に基づく色再現範囲４４の最外郭の外側かつ第３の境界線４３の内側にある場合には、「第２の境界線４２と液晶パネル１４の色再現範囲４５の最外郭と変換後のデータの色度座標点との位置関係」が「ＨＤＴＶ規格に基づく色再現範囲４４の最外郭と第３の境界線４３と入力データ色度座標点との位置関係」と同様になるように、変換後のデータについてのｘｙ色度図上の色度座標点が決定される。入力データ色度座標点が第３の境界線４３の外側にある場合には、液晶パネル１４の色再現範囲４５の最外郭上の色度座標点が変換後のデータの色度座標点とされる。また、入力データ色度座標点が第１の境界線４１の外側にある場合には、変換前のデータについての明度に対する変換後のデータについての明度の割合が入力データ色度座標点における明度の最大値に対する変換後のデータの色度座標点における明度の最大値の割合と等しくなるように、変換後のデータについてのｘｙＹ色空間における明度が決定される。

以上より、対象画素の色が第１の色である場合には、ｘｙＹ色空間におけるデータの値に変換は施されず、液晶パネル１４の表示部には、入力映像信号の示す色に忠実な色が表示される。このため、白色や肌色など記憶色と呼ばれる色が内部に含まれるように第１の境界線４１を定めておくことによって、記憶色については入力映像信号の示す色に忠実な色が表示されるようにすることができる。また、対象画素の色が第２の色である場合には、彩度および明度が高められるようにｘｙＹ色空間におけるデータの値に変換が施され、液晶パネル１４の表示部には、その変換後の色が表示される。このため、ＨＤＴＶ規格の色（但し、第１の境界線４１の内側の色度座標を有する色を除く）については、パネルの持つ色再現能力を活かした鮮やかな表示が行われる。さらに、対象画素の色が第３の色である場合には、液晶パネル１４の色再現範囲４５の最外郭近傍の所定範囲内の色度座標を有する色が表示されるように、かつ、対象画素の色が第４の色である場合には、液晶パネル１４の色再現範囲４５の最外郭上の色度座標点を有する色が表示されるように、ｘｙＹ色空間におけるデータの値に変換が施される。このため、拡張色のデータ全てにクリップ処理が施されるということはなく、拡張色のうち比較的重視される色については、色の連続性が損なわれないような表示が行われる。以上のように、拡張色のデータを含む入力データが外部から与えられたときに、当該拡張色のデータに基づく色の表示を確保しつつパネルの持つ色再現能力を充分に活かした鮮やかな画像表示を行うことが可能となる。

また、本実施形態においては、ＸＹＺ表色系のデータの三刺激値Ｘ，Ｙ，およびＺの値に対して変換処理が施される。ここで、ＸＹＺ表色系では、ＲＧＢ表色系とは異なり、三刺激値が負になることがなく、また、三刺激値はデバイスに依存しない値である。このため、上述のように入力映像信号の示す色とは異なる色を液晶パネル１４に表示させたいときに、ＲＧＢ表色系のデータの変換処理に比べて、複雑な演算処理を要することなく容易にデータの変換処理を行うことが可能となる。

＜５．変形例＞
以下、上記実施形態の変形例について説明する。

＜５．１ 外部から送られるデータについての変形例＞
上記実施形態においては、ｘｖＹＣＣ規格に準拠したデータとしてＲＧＢデータ（ＲＧＢ表色系の画像データ）が外部から送られる例を挙げて説明したが、本発明はこれに限定されない。ｘｖＹＣＣ規格に準拠したデータとして例えばＹＣｂＣｒデータ（ＹＣｂＣｒ表色系の画像データ）が外部から送られる場合にも本発明を適用することができる。

図１１は、本変形例における表示装置の概略構成を示すブロック図である。本変形例においては、上記実施形態における構成要素に加えて、画像処理装置１２内に第３の色空間変換部１２６が設けられている。第３の色空間変換部１２６は、次式（１７）に基づき、外部の信号源２０から送られるｘｖＹＣＣ規格に準拠したＹＣｂＣｒ信号ＹＣｂＣｒ_inを非線形のＲＧＢ信号Ｒ’Ｇ’Ｂ’_inに変換する。

すなわち、第３の色空間変換部１２６では、ＹＣｂＣｒ色空間からＲＧＢ色空間へのデータの変換が行われる。第３の色空間変換部１２６で生成されたＲＧＢ信号Ｒ’Ｇ’Ｂ’_inは第１のガンマ処理部１２１に与えられる。第３の色空間変換部１２６以外の構成要素では、上記実施形態と同様の処理が行われる。

本変形例によれば、拡張色のデータを含む入力データとしてＹＣｂＣｒ表色系の画像データが外部から与えられたときに、上記実施形態と同様、拡張色のデータに基づく色の表示を確保しつつパネルの持つ色再現能力を充分に活かした鮮やかな画像表示を行うことが可能となる。

＜５．２ 色度座標値の変換の際に用いられる係数ｋについての変形例＞
上記実施形態の第２の変換処理においては、上式（７）より求められたｋすなわちｌ_B1Pをｌ_B1Hで除することによって求められたｋがｘｙ色度図上における色度座標（ｘ，ｙ）の変換（図７のステップＳ５４，Ｓ５６）の際に係数として用いられているが、本発明はこれに限定されない。例えば、上式（７）より求められたｋの関数が色度座標（ｘ，ｙ）の変換の際に係数として用いられる構成とすることもできる。以下、ｋ（基本係数）の関数を便宜上ｋ₁（第１係数）と示す。

本変形例においては、３次元非線形色域変換部１２３は、上記ステップＳ５４では上式（８）に代えて次式（１８）に基づいてｘ₁の値を求め、上記ステップＳ５６では上式（９）に代えて次式（１９）に基づいてｙ₁の値を求める。
ｘ₁＝ｘ₂＋ｋ₁×（ｘ₃−ｘ₂） ・・・（１８）
ｙ₁＝ｙ₂＋ｋ₁×（ｙ₃−ｙ₂） ・・・（１９）
ここで、上式（１８）および上式（１９）に含まれている係数ｋ₁については、線形の式で求められる構成とすることもできるし、非線形の式で求められる構成とすることもできる。例えば、ｋ₁が次式（２０）で求められる構成とすると、上記実施形態と同様の変換処理が行われることになる。
ｋ₁＝ｋ ・・・（２０）
また、例えば、ｋ₁が次式（２１）に示すような非線形の式で求められる構成とすることもできる。なお、ｑは任意の値に定められ得る正の係数である。
ｋ₁＝１−ｅ^-kq ・・・（２１）
このようにｋ₁が非線形の式で求められる構成とすることによって、視聴者に与える違和感をより小さくしつつ、パネルの持つ色再現能力を活かした画像表示を行うことが可能となる。なお、上記係数ｋ₁については、人の視覚特性等に基づいて決定されるべきものであるので、上式（２０）や上式（２１）には限定されず、画像の見栄えに関する統計データ等に基づいて決定することが好ましい。

ところで、ｋ（基本係数）の関数であるｋ₁（第１係数）を色度座標の変換の際の係数として用いる構成に関し、係数ｋ₁を予め用意されたルックアップテーブル（第１のルックアップテーブル）に保持しておき、３次元非線形色域変換部１２３が当該ルックアップテーブルから係数ｋ₁を取得するようにしても良い。これについては、例えば次のようにして実現することができる。まず、ルックアップテーブルに保持する係数ｋ₁のデータの個数Ｎを決定する。そして、係数ｋ₁の値を求めるための式として、例えば次式（２２）に示すような式を定める。なお、ｉは、ルックアップテーブルを参照する際のインデックスであって、０以上Ｎ未満の整数である。
ｋ₁［ｉ］＝１−ｅ^-iq ・・・（２２）
次に、上式（２２）において、ｑの値を決めた後、インデックスｉに０以上Ｎ未満の整数を順次に代入する。これにより、係数ｋ₁のデータの個数Ｎを例えば「３２」としたとき、３２個の係数ｋ₁［０］〜ｋ₁［３１］のデータを含む例えば図１２に示すようなルックアップテーブルが生成される。このようにして生成されたルックアップテーブルを画像処理装置１２内に保持しておき、当該ルックアップテーブルを３次元非線形色域変換部１２３が参照可能な構成にしておけば良い。

３次元非線形色域変換部１２３が係数ｋ₁の値を取得するためにルックアップテーブルを参照する際のインデックスｉについては、例えば「上記ステップＳ５２で求めたｋ」と「係数ｋ₁のデータの個数Ｎ」との積を整数化した値（例えば、小数点以下を切り捨てることによって得られる値）とすれば良い。例えば、ステップＳ５２で得られたｋの値が「０．１」であって、かつ、係数ｋ₁のデータの個数Ｎが「３２」であれば、「０．１」と「３２」との積である「３．２」の小数点以下を切り捨てることによって得られる「３」を、３次元非線形色域変換部１２３がルックアップテーブルを参照する際のインデックスｉとする。但し、ｋの値が「１」のときには、インデックスｉの最大値が「３１」であるにもかかわらず「１」と「３２」との積が「３２」となるので、「３１」を３次元非線形色域変換部１２３がルックアップテーブルを参照する際のインデックスｉとする。

このように、係数ｋ₁の値を保持するルックアップテーブルを備える構成とすることによって、この表示装置１０の動作中に３次元非線形色域変換部１２３が例えば上式（２１）に示すような非線形の式に基づく演算処理を行うことが不要となり、実現が容易になる。

なお、第３の変換処理についても、第２の変換処理と同様、ｋ（基本係数）の関数であるｋ₁（第１係数）を色度座標（ｘ，ｙ）の変換（図８のステップＳ７４，Ｓ７６）の際の係数として用いる構成とすることができる。また、この場合、第２の変換処理と同様、係数ｋ₁を予め用意されたルックアップテーブル（第１のルックアップテーブル）に保持しておき、３次元非線形色域変換部１２３が当該ルックアップテーブルから係数ｋ₁を取得するようにしても良い。

＜５．３ 明度の変換についての変形例＞
上記実施形態においては、第２の変換処理の際、ｘｙＹ色空間における明度の変換は上式（１０）に基づいて行われているが、すなわち、対象画素の色のｘｙ色度図上における色度座標の変換に伴う明度の最大値の増加率と同じ増加率となるように対象画素の色の明度についてＹからＹ₁への変換が行われているが、本発明はこれに限定されない。例えば、上式（１０）に代えて次式（２３）に基づいてＹからＹ₁への変換が行われる構成とすることもできる。なお、次式（２３）に含まれている係数ｋ₂（第２係数）は、上式（７）によって求められるｋ（基本係数）の関数である。

上式（２３）に関し、係数ｋ₂については、上記係数ｋ₁と同様、線形の式で求められる構成とすることもできるし、非線形の式で求められる構成とすることもできる。例えば、ｋ₂が次式（２４）によって求められる構成とすることができる。
ｋ₂＝ｋ ・・・（２４）

ところで、第２の変換処理においては、図５および上式（７）から把握されるように、入力データ色度座標点が第１の境界線４１に近いほどｋの値は「０」に近い値となり、入力データ色度座標点がＨＤＴＶ規格に基づく色再現範囲４４の最外郭に近いほどｋの値は「１」に近い値となる。従って、係数ｋ₂が上式（２４）によって求められる構成とした場合、入力データ色度座標点が第１の境界線４１に近いほど係数ｋ₂は「０」に近い値となり、入力データ色度座標点がＨＤＴＶ規格に基づく色再現範囲４４の最外郭に近いほど係数ｋ₂は「１」に近い値となる。このため、入力データ色度座標点が第１の境界線４１に近いほど、入力映像信号に基づくｘｙＹ色空間における明度であるＹの値に大きな重み付けがなされてＹからＹ₁への変換が行われる。一方、入力データ色度座標点がＨＤＴＶ規格に基づく色再現範囲４４の最外郭に近いほど、色度座標の変換に伴う明度の最大値の増加率に大きな重み付けがなされてＹからＹ₁への変換が行われる。以上のように、第２の変換処理の際に上式（２３）に基づいてＹからＹ₁への変換が行われる構成とすることで、より人の視覚特性を考慮しつつ、上記第２の色についての明度の変換が行われる。

第３の変換処理についても、第２の変換処理と同様、上式（１０）に代えて上式（２３）に基づいてＹからＹ₁への変換が行われる構成とすることもできる。

ところで、第３の変換処理においては、図５および上式（１１）から把握されるように、入力データ色度座標点がＨＤＴＶ規格に基づく色再現範囲４４の最外郭に近いほどｋの値は「０」に近い値となり、入力データ色度座標点が第３の境界線４３に近いほどｋの値は「１」に近い値となる。従って、係数ｋ₂が上式（２４）によって求められる構成とした場合、入力データ色度座標点がＨＤＴＶ規格に基づく色再現範囲４４の最外郭に近いほど係数ｋ₂は「０」に近い値となり、入力データ色度座標点が第３の境界線４３に近いほど係数ｋ₂は「１」に近い値となる。このため、入力データ色度座標点がＨＤＴＶ規格に基づく色再現範囲４４の最外郭に近いほど、入力映像信号に基づくｘｙＹ色空間における明度であるＹの値に大きな重み付けがなされてＹからＹ₁への変換が行われる。一方、入力データ色度座標点が第３の境界線４３に近いほど、色度座標の変換に伴う明度の最大値の増加率に大きな重み付けがなされてＹからＹ₁への変換が行われる。以上のように、第３の変換処理の際に上式（２３）に基づいてＹからＹ₁への変換が行われる構成とすることで、より人の視覚特性を考慮しつつ、上記第３の色についての明度の変換が行われる。

以上より、本変形例によれば、画像の視聴者に違和感を与えることなく、ＨＤＴＶ規格に基づく色については、入力映像信号によって得られる最大の明度よりも高い明度の色を用いた表示が行われ、拡張色のうち比較的重視される色については、色の明るさの連続性が損なわれないような表示が行われる。

また、係数ｋ₁（第１係数）と同様、係数ｋ₂（第２係数）が次式（２５）に示すような非線形の式で求められる構成とすることもできる。なお、ｒは任意の値に定められ得る正の係数である。
ｋ₂＝１−ｅ^-kr ・・・（２５）

さらに、係数ｋ₁（第１係数）と同様、係数ｋ₂（第２係数）のデータを含むルックアップテーブル（第２のルックアップテーブル）を画像処理装置１２内に保持しておき、当該ルックアップテーブルから３次元非線形色域変換部１２３が係数ｋ₂を取得する構成としても良い。

＜５．４ 第１の境界線についての変形例＞
上記実施形態においては、ｘｙ色度図上の第１の境界線４１の形状を楕円形の形状（図２参照）としているが、本発明はこれに限定されない。第１の境界線４１の形状については、ｘｙ平面上の式として表すことのできるものであれば、例えば図１３に示すように多角形にしても良い。なお、画面上における画像の見栄えは視聴者の好みに因るので、例えば画像の見栄えに関する多数の統計データを取得して、当該統計データに基づいて第１の境界線４１の形状を決定するようにすれば良い。第２の境界線４２の形状および第３の境界線４３の形状についても、上記実施形態における形状（図２参照）には限定されない。

また、上記実施形態においては、記憶色およびＤ６５（基準白色）の色度座標が第１の境界線４１の内部に含まれる構成としているが、本発明はこれに限定されない。例えば、記憶色に限らず入力映像信号に忠実な表示が行われるべき色およびＤ６５の色度座標が第１の境界線４１の内部に含まれる構成としても良いし、また、Ｄ６５以外の基準白色（Ｄ９３など）の色度座標が第１の境界線４１の内部に含まれる構成としても良い。

１０…表示装置
１２…画像処理装置
１４…液晶パネル
２０…信号源
４１…第１の境界線
４２…第２の境界線
４３…第３の境界線
４４…ＨＤＴＶ規格に基づく色再現範囲（の最外郭）
４５…液晶パネルの色再現範囲（の最外郭）
１２１…第１のガンマ処理部
１２２…第１の色空間変換部
１２３…３次元非線形色域変換部
１２４…第２の色空間変換部
１２５…第２のガンマ処理部
１２６…第３の色空間変換部

Claims (16)

1. 入力データが示す色を所定の出力装置の色再現範囲内の色に変換する画像処理装置であって、
   前記入力データに基づいて得られるＲＧＢ表色系の画像データをＸＹＺ表色系の画像データである第１のＸＹＺデータに変換する第１の色空間変換部と、
   前記第１のＸＹＺデータを構成する三刺激値としてのＸ，Ｙ，およびＺの値に所定の変換処理を施すことにより、前記出力装置の色再現範囲内の色を示すＸＹＺ表色系の画像データである第２のＸＹＺデータを生成するＸＹＺデータ変換部と、
   前記第２のＸＹＺデータをＲＧＢ表色系の画像データに変換する第２の色空間変換部と
   を備え、
   前記第１の色空間変換部には、前記入力データとして前記出力装置の色再現範囲よりも広い色再現範囲内の色を示す画像データが与えられ、
   前記ＸＹＺデータ変換部は、
   前記第１のＸＹＺデータを、ｘｙ色度図上に形成された第１の境界線に対応する色再現範囲内の色を示す第１の色データ，ｘｙ色度図上において前記第１の境界線よりも外側の色度座標を有する色であって、前記入力データの規格と互換性のある所定規格に基づく色再現範囲内の色を示す第２の色データ，前記所定規格に基づく色再現範囲外の色であって、前記出力装置の色再現範囲を包含するようにｘｙ色度図上に形成された第３の境界線に対応する色再現範囲内の色を示す第３の色データ，およびｘｙ色度図上において前記第３の境界線よりも外側の色度座標を有する色を示す第４の色データに分類し、
   前記第１の色データについては、前記第１のＸＹＺデータの示す色と前記第２のＸＹＺデータの示す色とが同じになるように、かつ、前記第２の色データについては、前記第１のＸＹＺデータによって得られる色再現範囲よりも前記第２のＸＹＺデータによって得られる色再現範囲の方が広くなるように、かつ、前記第３の色データについては、前記第２のＸＹＺデータの示す色が、前記所定規格に基づく色再現範囲を包含するようにｘｙ色度図上に形成された第２の境界線よりも外側の色度座標を有する色であって前記出力装置の色再現範囲内の色となるように、かつ、前記第４の色データについては、前記第２のＸＹＺデータの示す色がｘｙ色度図上において前記出力装置の色再現範囲を表す線上の色度座標を有する色となるように、前記Ｘ，Ｙ，およびＺの値に前記変換処理を施し、
   前記第１のＸＹＺデータに含まれる各画素のデータに前記変換処理を施す際、
   ｘｙ色度図上において、当該各画素のデータについての色度座標である第１座標と、所定の基準座標と前記第１座標とを通過する直線である変換用直線と前記第１の境界線との交点の色度座標である第２座標と、前記変換用直線と前記所定規格に基づく色再現範囲を表す線との交点の色度座標である第３座標と、前記変換用直線と前記第２の境界線との交点の色度座標である第４座標と、前記変換用直線と前記出力装置の色再現範囲を表す線との交点の色度座標である第５座標と、前記変換用直線と前記第３の境界線との交点の色度座標である第６座標とを求め、
   当該各画素のデータに前記変換処理が施された後のデータの色度座標を第７座標としたときに、前記第１の色データについては、前記第１座標と前記第７座標とが同じになるように、かつ、前記第２の色データについては、前記第２座標−前記第３座標間の距離に対する前記第２座標−前記第１座標間の距離の割合と前記第２座標−前記第４座標間の距離に対する前記第２座標−前記第７座標間の距離の割合とが等しくなるように、かつ、前記第３の色データについては、前記第３座標−前記第６座標間の距離に対する前記第３座標−前記第１座標間の距離の割合と前記第４座標−前記第５座標間の距離に対する前記第４座標−前記第７座標間の距離の割合とが等しくなるように、かつ、前記第４の色データについては、前記第６座標と前記第７座標とが同じになるように、前記変換用直線上の色度座標の中から前記第７座標を求めることを特徴とする、画像処理装置。
2. 前記ＸＹＺデータ変換部は、前記第１のＸＹＺデータに含まれる各画素のデータのうち前記第２の色データ，前記第３の色データ，および前記第４の色データに前記変換処理を施す際、前記第１座標における明度の最大値に対する前記第７座標における明度の最大値の割合と当該各画素のデータについての明度に対する当該各画素のデータに前記変換処理が施された後のデータについての明度の割合とが等しくなるように、前記第２のＸＹＺデータに含まれるべき各画素のデータについての明度の値を求めることを特徴とする、請求項１に記載の画像処理装置。
3. 入力データが示す色を所定の出力装置の色再現範囲内の色に変換する画像処理装置であって、
   前記入力データに基づいて得られるＲＧＢ表色系の画像データをＸＹＺ表色系の画像データである第１のＸＹＺデータに変換する第１の色空間変換部と、
   前記第１のＸＹＺデータを構成する三刺激値としてのＸ，Ｙ，およびＺの値に所定の変換処理を施すことにより、前記出力装置の色再現範囲内の色を示すＸＹＺ表色系の画像データである第２のＸＹＺデータを生成するＸＹＺデータ変換部と、
   前記第２のＸＹＺデータをＲＧＢ表色系の画像データに変換する第２の色空間変換部と
   を備え、
   前記第１の色空間変換部には、前記入力データとして前記出力装置の色再現範囲よりも広い色再現範囲内の色を示す画像データが与えられ、
   前記ＸＹＺデータ変換部は、
   前記第１のＸＹＺデータを、ｘｙ色度図上に形成された第１の境界線に対応する色再現範囲内の色を示す第１の色データ，ｘｙ色度図上において前記第１の境界線よりも外側の色度座標を有する色であって、前記入力データの規格と互換性のある所定規格に基づく色再現範囲内の色を示す第２の色データ，前記所定規格に基づく色再現範囲外の色であって、前記出力装置の色再現範囲を包含するようにｘｙ色度図上に形成された第３の境界線に対応する色再現範囲内の色を示す第３の色データ，およびｘｙ色度図上において前記第３の境界線よりも外側の色度座標を有する色を示す第４の色データに分類し、
   前記第１の色データについては、前記第１のＸＹＺデータの示す色と前記第２のＸＹＺデータの示す色とが同じになるように、かつ、前記第２の色データについては、前記第１のＸＹＺデータによって得られる色再現範囲よりも前記第２のＸＹＺデータによって得られる色再現範囲の方が広くなるように、かつ、前記第３の色データについては、前記第２のＸＹＺデータの示す色が、前記所定規格に基づく色再現範囲を包含するようにｘｙ色度図上に形成された第２の境界線よりも外側の色度座標を有する色であって前記出力装置の色再現範囲内の色となるように、かつ、前記第４の色データについては、前記第２のＸＹＺデータの示す色がｘｙ色度図上において前記出力装置の色再現範囲を表す線上の色度座標を有する色となるように、前記Ｘ，Ｙ，およびＺの値に前記変換処理を施し、
   前記第１のＸＹＺデータに含まれる各画素のデータに前記変換処理を施す際、
   ｘｙ色度図上において、当該各画素のデータについての色度座標である第１座標と、所定の基準座標と前記第１座標とを通過する直線である変換用直線と前記第１の境界線との交点の色度座標である第２座標と、前記変換用直線と前記所定規格に基づく色再現範囲を表す線との交点の色度座標である第３座標と、前記変換用直線と前記第２の境界線との交点の色度座標である第４座標と、前記変換用直線と前記出力装置の色再現範囲を表す線との交点の色度座標である第５座標と、前記変換用直線と前記第３の境界線との交点の色度座標である第６座標とを求め、
   当該各画素のデータに前記変換処理が施された後のデータの色度座標を第７座標としたときに、前記第１の色データについては、前記第１座標を前記第７座標とし、かつ、前記第２の色データについては、前記第２座標−前記第１座標間の距離を前記第２座標−前記第３座標間の距離で除することによって得られる値を基本係数として当該基本係数の関数で表される第１係数を前記第２座標−前記第４座標間の距離に乗ずることによって得られる距離だけ前記第２座標から前記変換用直線上において前記第４座標側にある色度座標を前記第７座標とし、かつ、前記第３の色データについては、前記第３座標−前記第１座標間の距離を前記第３座標−前記第６座標間の距離で除することによって得られる値を基本係数として当該基本係数の関数で表される第１係数を前記第４座標−前記第５座標間の距離に乗ずることによって得られる距離だけ前記第４座標から前記変換用直線上において前記第５座標側にある色度座標を前記第７座標とし、かつ、前記第４の色データについては、前記第６座標を前記第７座標とすることを特徴とする、画像処理装置。
4. 前記ＸＹＺデータ変換部は、下記の式によって前記第２の色データについての第１係数と前記第３の色データについての第１係数とを求めることを特徴とする、請求項３に記載の画像処理装置：
   ｋ₁＝１−ｅ^-kq
   ここで、ｋ₁は前記第１係数、ｅは自然対数の底、ｋは前記基本係数、ｑは前記第２の色データおよび前記第３の色データのそれぞれにつき任意の値に定められ得る正の係数である。
5. 前記第２の色データおよび前記第３の色データのそれぞれにつき、前記第１係数の値を所定のインデックスと対応付けて予め複数個保持する第１のルックアップテーブルを更に備え、
   前記ＸＹＺデータ変換部は、前記基本係数に基づいて求められるインデックスを用いて、前記第１のルックアップテーブルから前記第１係数の値を取得することを特徴とする、請求項３に記載の画像処理装置。
6. 前記ＸＹＺデータ変換部は、前記第１のＸＹＺデータに含まれる各画素のデータのうち前記第２の色データおよび前記第３の色データに前記変換処理を施す際、前記第２のＸＹＺデータに含まれるべき各画素のデータについての明度の値を、前記基本係数の関数で表される第２係数を用いて下記の式によって求めることを特徴とする、請求項３に記載の画像処理装置：
   Ｙ₁＝（（１−ｋ₂）＋（Ｙ_a×ｋ₂））×Ｙ
   ここで、Ｙ₁は前記第２のＸＹＺデータに含まれるべき各画素のデータについての明度、Ｙは前記第１のＸＹＺデータに含まれる各画素のデータについての明度、ｋ₂は前記第２係数、Ｙ_aは前記第７座標における明度の最大値を前記第１座標における明度の最大値で除することによって得られる値である。
7. 前記ＸＹＺデータ変換部は、下記の式によって前記第２の色データについての第２係数と前記第３の色データについての第２係数とを求めることを特徴とする、請求項６に記載の画像処理装置：
   ｋ₂＝１−ｅ^-kr
   ここで、ｋ₂は前記第２係数、ｅは自然対数の底、ｋは前記基本係数、ｒは前記第２の色データおよび前記第３の色データのそれぞれにつき任意の値に定められ得る正の係数である。
8. 前記第２の色データおよび前記第３の色データのそれぞれにつき、前記第２係数の値を所定のインデックスと対応付けて予め複数個保持する第２のルックアップテーブルを更に備え、
   前記ＸＹＺデータ変換部は、前記基本係数に基づいて求められるインデックスを用いて、前記第２のルックアップテーブルから前記第２係数の値を取得することを特徴とする、請求項６に記載の画像処理装置。
9. 入力データが示す色を所定の出力装置の色再現範囲内の色に変換する画像処理方法であって、
   前記出力装置の色再現範囲よりも広い色再現範囲内の色を示す画像データである前記入力データに基づいて得られるＲＧＢ表色系の画像データをＸＹＺ表色系の画像データである第１のＸＹＺデータに変換する第１の色空間変換ステップと、
   前記第１のＸＹＺデータを構成する三刺激値としてのＸ，Ｙ，およびＺの値に所定の変換処理を施すことにより、前記出力装置の色再現範囲内の色を示すＸＹＺ表色系の画像データである第２のＸＹＺデータを生成するＸＹＺデータ変換ステップと、
   前記第２のＸＹＺデータをＲＧＢ表色系の画像データに変換する第２の色空間変換ステップと
   を備え、
   前記ＸＹＺデータ変換ステップでは、
   前記第１のＸＹＺデータは、ｘｙ色度図上に形成された第１の境界線に対応する色再現範囲内の色を示す第１の色データ，ｘｙ色度図上において前記第１の境界線よりも外側の色度座標を有する色であって、前記入力データの規格と互換性のある所定規格に基づく色再現範囲内の色を示す第２の色データ，前記所定規格に基づく色再現範囲外の色であって、前記出力装置の色再現範囲を包含するようにｘｙ色度図上に形成された第３の境界線に対応する色再現範囲内の色を示す第３の色データ，およびｘｙ色度図上において前記第３の境界線よりも外側の色度座標を有する色を示す第４の色データに分類され、
   前記第１の色データについては、前記第１のＸＹＺデータの示す色と前記第２のＸＹＺデータの示す色とが同じになるように、かつ、前記第２の色データについては、前記第１のＸＹＺデータによって得られる色再現範囲よりも前記第２のＸＹＺデータによって得られる色再現範囲の方が広くなるように、かつ、前記第３の色データについては、前記第２のＸＹＺデータの示す色が、前記所定規格に基づく色再現範囲を包含するようにｘｙ色度図上に形成された第２の境界線よりも外側の色度座標を有する色であって前記出力装置の色再現範囲内の色となるように、かつ、前記第４の色データについては、前記第２のＸＹＺデータの示す色がｘｙ色度図上において前記出力装置の色再現範囲を表す線上の色度座標を有する色となるように、前記Ｘ，Ｙ，およびＺの値に前記変換処理が施され、
   前記第１のＸＹＺデータに含まれる各画素のデータに前記変換処理が施される際、
   ｘｙ色度図上において、当該各画素のデータについての色度座標である第１座標と、所定の基準座標と前記第１座標とを通過する直線である変換用直線と前記第１の境界線との交点の色度座標である第２座標と、前記変換用直線と前記所定規格に基づく色再現範囲を表す線との交点の色度座標である第３座標と、前記変換用直線と前記第２の境界線との交点の色度座標である第４座標と、前記変換用直線と前記出力装置の色再現範囲を表す線との交点の色度座標である第５座標と、前記変換用直線と前記第３の境界線との交点の色度座標である第６座標とが求められ、
   当該各画素のデータに前記変換処理が施された後のデータの色度座標を第７座標としたときに、前記第１の色データについては、前記第１座標と前記第７座標とが同じになるように、かつ、前記第２の色データについては、前記第２座標−前記第３座標間の距離に対する前記第２座標−前記第１座標間の距離の割合と前記第２座標−前記第４座標間の距離に対する前記第２座標−前記第７座標間の距離の割合とが等しくなるように、かつ、前記第３の色データについては、前記第３座標−前記第６座標間の距離に対する前記第３座標−前記第１座標間の距離の割合と前記第４座標−前記第５座標間の距離に対する前記第４座標−前記第７座標間の距離の割合とが等しくなるように、かつ、前記第４の色データについては、前記第６座標と前記第７座標とが同じになるように、前記変換用直線上の色度座標の中から前記第７座標が求められることを特徴とする、画像処理方法。
10. 前記ＸＹＺデータ変換ステップでは、前記第１のＸＹＺデータに含まれる各画素のデータのうち前記第２の色データ，前記第３の色データ，および前記第４の色データに前記変換処理が施される際、前記第１座標における明度の最大値に対する前記第７座標における明度の最大値の割合と当該各画素のデータについての明度に対する当該各画素のデータに前記変換処理が施された後のデータについての明度の割合とが等しくなるように、前記第２のＸＹＺデータに含まれるべき各画素のデータについての明度の値が求められることを特徴とする、請求項９に記載の画像処理方法。
11. 入力データが示す色を所定の出力装置の色再現範囲内の色に変換する画像処理方法であって、
    前記出力装置の色再現範囲よりも広い色再現範囲内の色を示す画像データである前記入力データに基づいて得られるＲＧＢ表色系の画像データをＸＹＺ表色系の画像データである第１のＸＹＺデータに変換する第１の色空間変換ステップと、
    前記第１のＸＹＺデータを構成する三刺激値としてのＸ，Ｙ，およびＺの値に所定の変換処理を施すことにより、前記出力装置の色再現範囲内の色を示すＸＹＺ表色系の画像データである第２のＸＹＺデータを生成するＸＹＺデータ変換ステップと、
    前記第２のＸＹＺデータをＲＧＢ表色系の画像データに変換する第２の色空間変換ステップと
    を備え、
    前記ＸＹＺデータ変換ステップでは、
    前記第１のＸＹＺデータは、ｘｙ色度図上に形成された第１の境界線に対応する色再現範囲内の色を示す第１の色データ，ｘｙ色度図上において前記第１の境界線よりも外側の色度座標を有する色であって、前記入力データの規格と互換性のある所定規格に基づく色再現範囲内の色を示す第２の色データ，前記所定規格に基づく色再現範囲外の色であって、前記出力装置の色再現範囲を包含するようにｘｙ色度図上に形成された第３の境界線に対応する色再現範囲内の色を示す第３の色データ，およびｘｙ色度図上において前記第３の境界線よりも外側の色度座標を有する色を示す第４の色データに分類され、
    前記第１の色データについては、前記第１のＸＹＺデータの示す色と前記第２のＸＹＺデータの示す色とが同じになるように、かつ、前記第２の色データについては、前記第１のＸＹＺデータによって得られる色再現範囲よりも前記第２のＸＹＺデータによって得られる色再現範囲の方が広くなるように、かつ、前記第３の色データについては、前記第２のＸＹＺデータの示す色が、前記所定規格に基づく色再現範囲を包含するようにｘｙ色度図上に形成された第２の境界線よりも外側の色度座標を有する色であって前記出力装置の色再現範囲内の色となるように、かつ、前記第４の色データについては、前記第２のＸＹＺデータの示す色がｘｙ色度図上において前記出力装置の色再現範囲を表す線上の色度座標を有する色となるように、前記Ｘ，Ｙ，およびＺの値に前記変換処理が施され、
    前記第１のＸＹＺデータに含まれる各画素のデータに前記変換処理が施される際、
    ｘｙ色度図上において、当該各画素のデータについての色度座標である第１座標と、所定の基準座標と前記第１座標とを通過する直線である変換用直線と前記第１の境界線との交点の色度座標である第２座標と、前記変換用直線と前記所定規格に基づく色再現範囲を表す線との交点の色度座標である第３座標と、前記変換用直線と前記第２の境界線との交点の色度座標である第４座標と、前記変換用直線と前記出力装置の色再現範囲を表す線との交点の色度座標である第５座標と、前記変換用直線と前記第３の境界線との交点の色度座標である第６座標とが求められ、
    当該各画素のデータに前記変換処理が施された後のデータの色度座標を第７座標としたときに、前記第１の色データについては、前記第１座標が前記第７座標とされ、かつ、前記第２の色データについては、前記第２座標−前記第１座標間の距離を前記第２座標−前記第３座標間の距離で除することによって得られる値を基本係数として当該基本係数の関数で表される第１係数を前記第２座標−前記第４座標間の距離に乗ずることによって得られる距離だけ前記第２座標から前記変換用直線上において前記第４座標側にある色度座標が前記第７座標とされ、かつ、前記第３の色データについては、前記第３座標−前記第１座標間の距離を前記第３座標−前記第６座標間の距離で除することによって得られる値を基本係数として当該基本係数の関数で表される第１係数を前記第４座標−前記第５座標間の距離に乗ずることによって得られる距離だけ前記第４座標から前記変換用直線上において前記第５座標側にある色度座標が前記第７座標とされ、かつ、前記第４の色データについては、前記第６座標が前記第７座標とされることを特徴とする、画像処理方法。
12. 前記ＸＹＺデータ変換ステップでは、下記の式によって前記第２の色データについての第１係数と前記第３の色データについての第１係数とが求められることを特徴とする、請求項１１に記載の画像処理方法：
    ｋ₁＝１−ｅ^-kq
    ここで、ｋ₁は前記第１係数、ｅは自然対数の底、ｋは前記基本係数、ｑは前記第２の色データおよび前記第３の色データのそれぞれにつき任意の値に定められ得る正の係数である。
13. 前記ＸＹＺデータ変換ステップでは、前記第２の色データおよび前記第３の色データのそれぞれにつき前記第１係数の値を所定のインデックスと対応付けて予め複数個保持する第１のルックアップテーブルから、前記基本係数に基づいて求められるインデックスを用いて前記第１係数の値が取得されることを特徴とする、請求項１１に記載の画像処理方法。
14. 前記ＸＹＺデータ変換ステップでは、前記第１のＸＹＺデータに含まれる各画素のデータのうち前記第２の色データおよび前記第３の色データに前記変換処理が施される際、前記第２のＸＹＺデータに含まれるべき各画素のデータについての明度の値が、前記基本係数の関数で表される第２係数を用いて下記の式によって求められることを特徴とする、請求項１１に記載の画像処理方法：
    Ｙ₁＝（（１−ｋ₂）＋（Ｙ_a×ｋ₂））×Ｙ
    ここで、Ｙ₁は前記第２のＸＹＺデータに含まれるべき各画素のデータについての明度、Ｙは前記第１のＸＹＺデータに含まれる各画素のデータについての明度、ｋ₂は前記第２係数、Ｙ_aは前記第７座標における明度の最大値を前記第１座標における明度の最大値で除することによって得られる値である。
15. 前記ＸＹＺデータ変換ステップでは、下記の式によって前記第２の色データについての第２係数と前記第３の色データについての第２係数とが求められることを特徴とする、請求項１４に記載の画像処理方法：
    ｋ₂＝１−ｅ^-kr
    ここで、ｋ₂は前記第２係数、ｅは自然対数の底、ｋは前記基本係数、ｒは前記第２の色データおよび前記第３の色データのそれぞれにつき任意の値に定められ得る正の係数である。
16. 前記ＸＹＺデータ変換ステップでは、前記第２の色データおよび前記第３の色データのそれぞれにつき前記第２係数の値を所定のインデックスと対応付けて予め複数個保持する第２のルックアップテーブルから、前記基本係数に基づいて求められるインデックスを用いて前記第２係数の値が取得されることを特徴とする、請求項１４に記載の画像処理方法。

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