JP6539170B2 - 色域変換装置および色域変換方法 - Google Patents

Description

スーパーハイビジョンに代表される広色域表色系で撮影した映像を、それよりも狭色域表色系のハイビジョン映像などに変換（ダウンコンバート）する色域変換装置および色域変換方法に関するものである。

スーパーハイビジョン（以下、省略するときはＳＨＶと称する）では、３原色がスペクトル軌跡上に位置した広色域表色系を用いることがITU-R勧告BT.2020（以下、Rec.2020と称する）に規定されている。一方、ハイビジョン（以下、省略するときはＨＶと称する）では、ITU-R勧告BT.709（以下、Rec.709）で定められた、ＳＨＶよりも狭い色域の表色系を用いている。このため、ＳＨＶ映像をＨＶ映像にコンバートする際に色域変換が必要となる。

広色域から狭色域に変換する最も単純な方法として、広い色域には含まれるが狭い色域からは外れるRGB値を、狭い色域の所定値にクリップする手法が知られている。これは、
広色域のRGB値に所定の3×3リニアマトリクスを掛けて狭色域RGB値に変換した後に、レンジ外値（例えば、8bitレベルで16以上や254以下の値）をレンジ端値にクリップする（例
えば、16や254に設定する）手法である。
しかし、この手法は知覚的な色空間における変換ではないため、変換後の映像の色相や明度の変化を伴い不自然な画像になる場合がある。

より映像品質を重視した変換手法においては、明度、彩度および色相が予測できる色空間モデルを用いる。一般的には広色域のRGB値をCIELAB等の知覚的均等色空間における値
に変換し、色相を一定に保持しつつ彩度を下げて、狭色域の色空間内にマッピングする変換を行う（非特許文献１を参照）。

Jan Morovic "Color Gamut Mapping", 2008 岩崎，正岡，日下部，西田，ＵＨＤＴＶ色域の等色相主観評価，信学技報Vol.114，No.171，IMQ2014-7，pp. 1-5

ここで、CIELAB色空間における、上記色域変換の例を図１３に示す。
図１３（ａ）は横軸を彩度Ｃ^*、縦軸を明度Ｌ^*とした場合、図１３（ｂ）は縦軸をａ^*
、横軸をｂ^*とした場合を示す。CIELAB色空間モデルは知覚的に均等な色空間モデルとし
て知られているが、Rec.709色域外の一部の色相において色空間モデルで予測される色相
と実際に知覚される色相が一致しないという記載がなされている（非特許文献２）。

図１４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に、シアンの領域色について、非特許文献２で記載されている人間の実際の知覚特性の評価結果を示す。（ａ）はＬ^*＝25の場合、（ｂ）はＬ^*＝50の場合、（ｃ）はＬ^*＝75の場合である。
図１４に表されている折れ線のマーカーは、各明度において同じ色相として知覚される色度点を示している。一方、原点から放射状に延びている直線はCIELAB色空間モデルで予測される等色相を示している。非特許文献２の結果では、色相196°における実際の知覚
特性が、CIELAB色空間モデルの等色相直線上から外れている。つまり、非特許文献１に示
された方法でRec.2020色域からRec.709色域への変換を行うと、変換後のシアンの領域色
の色相が変換前と異なって見えることになる。

また、同様に、図１５（ａ）、（ｂ）に、赤〜橙の領域の色相について、非特許文献２で記載されている人間の実際の知覚特性の評価結果を示す。（ａ）はＬ^*＝50の場合、（
ｂ）はＬ^*＝75の場合である。

図１５に表されている折れ線のマーカーは、図１４と同様に、各明度において同じ色相として知覚される色度点を示している。原点から延びている直線はCIELAB色空間モデルで予測される等色相を示している。非特許文献２によれば、色相32°,67°における実際の
知覚特性が、CIELAB色空間モデルの等色相直線上から外れている。そのため、非特許文献１に示された方法でRec.2020色域からRec.709色域への変換を行うと、変換後の赤〜橙の
領域色の色相が変換前と異なって見えることになる。

CIELAB色空間モデルで色相一定で彩度を下げて色域変換する場合、シアン領域、赤〜橙の領域、さらには黄色の領域において、変換後の色の色相が変換前の色の色相とは異なって知覚されてしまったり、彩度が大幅に低下してしまったりして、ＳＨＶ表色系からＨＶ表色系に色域変換した場合に、映像制作者の色味に関する制作意図を良好に表現することが困難という問題があった。

本発明はこのような事情に鑑みなされたものであり、CIELAB色空間モデルで色相一定で彩度を下げて色域変換する場合において、広色域の色度点を、狭色域の色度点に変換した場合にも、変換後の色の色相が変換前の色の色相とは異なって知覚されたり、大幅に彩度が低下するという事態を回避することができ、映像制作者の色味に関する制作意図を良好に表現し得る色域変換装置および色域変換方法を提供することを目的とするものである。

本発明の色域変換装置は、
広色域の色度点であって、狭色域の色度点ではない各色度点を、狭色域の対応する色度点に変換する色域変換装置において、
CIELAB色空間における色域変換前の狭色域外の任意の色度点をＭ_ｏｒｇ、色域変換後の色度点をＭ_ｍａｐとした場合に、これらＭ_ｍａｐとＭ_ｏｒｇを結ぶ線の傾きｍを下式（Ａ１）または下式（Ａ１´）により求める、傾き算出手段と、
上式（Ａ１）または上式（Ａ１´）のｍを補正した傾きとし、変換した狭色域の色度点Ｍ_ｍａｐの座標(ａ^* _ｍａｐ，ｂ^* _ｍａｐ)を、上式（Ａ１）を用いた場合は下式（Ａ２）により求め、上式（Ａ１´）を用いた場合は下式（Ａ２´）により求める変換座標算出手段と、を備えたことを特徴とするものである。

また、色相が赤から橙である場合には、
前記変換前の色相角ｈ_ｏｒｇを下式（Ａ３）で表される範囲とし、前記θの値を２ｈ_ｏｒｇとすることが好ましい。

また、色相が黄色である場合には、
前記変換前の色相角ｈ_ｏｒｇを下式（Ａ４）で表される範囲とし、前記θの値をｈ_ｏｒｇとすることが好ましい。

また、色相がシアンである場合には
前記変換前の色相角ｈ_ｏｒｇを下式（Ａ５）で表される範囲とし、前記θの値を３ｈ_ｏｒｇとすることが好ましい。

また、明度に応じて、前記傾きｍを適宜調整することも可能である。
また、前記広色域をスーパーハイビジョンの色域とし、前記狭色域をハイビジョンの色域とすることが一例として挙げられる。

また、本発明の色域変換方法は、
広色域の色度点であって、狭色域の色度点ではない各色度点を、狭色域の対応する色度点に変換する場合に、
CIELAB色空間における色域変換前の狭色域外の任意の色度点をＭ_ｏｒｇ、色域変換後の色度点をＭ_ｍａｐとした場合に、これらＭ_ｍａｐとＭ_ｏｒｇを結ぶ線の傾きｍを下式（Ａ６）または下式（Ａ６´）により求め、
上式（Ａ６）または上式（Ａ６´）により求めたｍを補正した傾きとし、変換した狭色
域の色度点Ｍ_ｍａｐの座標(ａ^* _ｍａｐ，ｂ^* _ｍａｐ)を、上式（Ａ６）を用いた場合は下式（Ａ７）により求め、上式（Ａ６´）を用いた場合は下式（Ａ７´）により求めることを特徴とするものである。

本発明の実施形態の色域変換方法および色域変換装置においては、広色域の色度点であって、狭色域の色度点ではない各色度点を、狭色域の対応する色度点に変換する色域変換を行う際に、CIELAB色空間における色域変換前の狭色域外の任意の色度点をＭ_ｏｒｇ、色域変換後の色度点をＭ_ｍａｐとした場合に、これらＭ_ｍａｐとＭ_ｏｒｇを結ぶ線の傾きｍを、数式を用いて調整しながら行っている。

これにより、CIELAB色空間モデルが予測する等色相線に沿ってマッピングするのではなく、知覚的に、より近い色相となるように、あるいは、彩度がより良好に保存されるように、マッピングの方向を補正することができ、人間の知覚特性に近い色味への色域変換が可能となる。

本発明の実施形態に係る色域変換装置を示すブロック図である。 本発明の実施形態に係る色域変換方法を示すフローチャートである。 実施例１（シアン領域の変換）に係る作用効果を説明するためのグラフである。 実施例１（シアン領域の変換）に係る作用効果を説明するためのグラフである。 実施例２（赤〜橙領域の変換）に係る作用効果を説明するためのグラフである。 実施例３（黄色領域の変換）に係る作用効果を説明するためのグラフである。 Ｌ^*が25のときのシアンのマッピング軌跡を示すグラフである。 Ｌ^*が50のときのシアンのマッピング軌跡を示すグラフである。 Ｌ^*が75のときのシアンのマッピング軌跡を示すグラフである。 Ｌ^*が93のときの黄色のマッピング軌跡を示すグラフである。 Ｌ^*が100のときの黄色のマッピング軌跡を示すグラフである。 Ｌ^*が104のときの黄色のマッピング軌跡を示すグラフである。 CIELAB色空間モデルでの色域変換の例を示す概略図である。 CIELAB色空間モデルにおけるシアンの知覚特性（非特許文献２、エラーバーは標準偏差を表す）を表すグラフである。 CIELAB色空間モデルにおける赤〜橙の知覚特性（非特許文献２、エラーバーは標準偏差を表す）を表すグラフである。

以下、本発明の実施形態について、上記図面を参照しながら説明する。

CIELAB色空間では円柱座標系を用いて、明度Ｌ^*、彩度Ｃ^*、色相ｈの属性で色を表すことができる。色域変換前のRec.709色域外の任意の色度点Ｍ_ｏｒｇの色相角をｈ_ｏｒｇ、
色域変換後の色度点Ｍ_ｍａｐの色相角をｈ_ｍａｐとする。

本実施形態においては、上記色域変換をCIELAB色空間モデルが予測する等色相線（原点に向かう法線方向、ｈ_ｍａｐ＝ｈ_ｏｒｇ）に沿ってマッピングするのではなく、知覚的により近い色相となるように、あるいは、彩度がより良好に保存されるように、マッピングの方向を補正する。
まず、Ｍ_ｏｒｇとＭ_ｍａｐを結ぶ線の傾きｍを式（Ａ８），（Ａ８´）のいずれかで補正する。

ここで黄色について式（Ａ８）を使用していないのは、色相角が90°で正接値が∞になり計算が不安定になることを避けるためである。色相角が0°または180°を跨ぐ場合、式（Ａ８´）は使用を避ける。

ここで、Rec.2020であってRec.709色域外の任意の色度点Ｍ_ｏｒｇの色相角をｈ_ｏｒｇ
、Rec.709色域の該任意の色度点Ｍ_ｍａｐの色相角をｈ_ｍａｐとする。
Rec.709色域外の色度点Ｍ_ｏｒｇ（座標(ａ^* _ｏｒｇ，ｂ^* _ｏｒｇ)）からRec.709色域内の該任意の色度点Ｍ_ｍａｐ（座標(ａ^* _ｍａｐ，ｂ^* _ｍａｐ)）への変換は、上式（Ａ８）を用いた場合には、下式（Ａ９）により、また、上式（Ａ８´）を用いた場合には、下式（Ａ９´）により行う。

ここで、ｒは、Ｍ_ｍａｐがちょうど狭色域の色域内になるように0から1の範囲で最適化する。

CIELAB色空間モデルが予測する等色相線によるマッピングにおいて、知覚的に色相が大きくずれるという問題は、主に、赤〜橙の色相領域およびシアンの色相領域、さらに知覚
的に彩度が大きく低下するという問題は、主に黄色（特にハイライト部）の色相領域で顕著であるから、本実施形態では、これらの領域について各々上述した式（Ａ８）、(Ａ８
´)、(Ａ９)および（Ａ９´）を用いた補正処理を行いつつ色域変換を行い、他の領域に
ついては、CIELAB色空間モデルが予測する等色相線に沿って色域変換を行うようにしている。

本実施形態において、上述したような色域変換は、図１に示す色域変換装置によって行われる。
すなわち、この色域変換装置１０は、ＳＨＶ広色域の各色度点を、ＨＶ狭色域の色度点に変換するときに、この変換量を補正する機能を備えた装置であって、信号入力部１１と、傾き算出手段１２と、色域変換手段１３と、信号出力部１４とを備えている。
信号入力部１１は、パソコン等から入力されたＳＨＶ用映像信号を傾き算出手段１２に供給するものである。

また、傾き算出手段１２は、CIELAB色空間における色域変換前のRec.709色域外の任意
の色度点をＭ_ｏｒｇ、色域変換後の色度点をＭ_ｍａｐとした場合に、これらＭ_ｍａｐとＭ_ｏｒｇを結ぶ線の傾きｍを、上式（Ａ８）または上式（Ａ８´）により求めるものである。
また、色域変換手段１３は、傾き算出手段１２で求めた前記ｍ（または前記ｍ^-１）を
傾き補正量とし、変換した狭色域の色度点Ｍ_ｍａｐの座標(ａ^* _ｍａｐ，ｂ^* _ｍａｐ)を、上式（Ａ８）を用いた場合は下式（Ａ９）により求め、上式（Ａ８´）を用いた場合は下式（Ａ９´）により求めるものである。

また、信号出力部１４は、色域変換手段１３で変換されたＨＶ狭色域の映像信号を装置１０の外部に出力するものである。なお、色域変換装置１０を構成する各部は、実際には、ＣＰＵや各種メモリを含むハード的な手段と、これらのメモリに格納されたプログラムからなるソフト的な手段とを組み合わせて構成される。
ここで、色域を変換するとは、具体的には、ＳＨＶ広色域の各色度点の色度を、所定の変換式や所定の変換テーブルを用いてＨＶ狭色域の色度点の色度に変換することを意味する。

次に、図２に示すフローチャートを用いて、本発明の実施形態に係る色域変換方法を説明するとともに上記色域変換装置１０の動作について説明する。
まず、外部からのＳＨＶの映像信号は、まず信号入力部１１に入力され（Ｓ１）、次に、CIELAB色空間における色域変換前のRec.709色域外の任意の色度点をＭ_ｏｒｇ、色域変
換後の色度点をＭ_ｍａｐとした場合に、これらＭ_ｍａｐとＭ_ｏｒｇを結ぶ線の傾きｍを上式（Ａ８）または上式（Ａ８´）により求める（Ｓ２）。

次に、ステップ２（Ｓ２）で求めた前記ｍまたは前記ｍ^-１を傾き補正量とし、変換し
た狭色域の色度点Ｍ_ｍａｐの座標(ａ^* _ｍａｐ，ｂ^* _ｍａｐ)を、上式（Ａ８）を用いた場合は上式（Ａ９）により求め、上式（Ａ８´）を用いた場合は上式（Ａ９´）により求める（Ｓ３）。
この後、色度点の変換が行われた映像信号は、次段に出力される（Ｓ４）。

上述した、CIELAB色空間モデルが予測する等色相線に対して、知覚的に色相が大きくずれる、あるいは変換前の色の彩度が大きく変化するという問題は、赤〜橙の色相領域、黄色の色相領域、およびシアンの色相領域において顕著である。

このため、以下の説明においては、シアンの色相領域についての色域変換を実施例１で、赤〜橙の色相領域についての色域変換を実施例２で、黄色の色相領域についての色域変
換を実施例３で、各々、具体的に説明する。

<色相がシアンである場合>
図１４（（ａ）はＬ^*＝２５の場合、（ｂ）はＬ^*＝５０の場合、（ｃ）はＬ^*＝７５の
場合）に示す非特許文献２の結果によると、色相角ｈ＝196°の色相において、実際に知
覚される色相がCIELAB色空間モデルの等色相直線から外れている。これにより、色相角ｈ＝196°のHDTV色域外の色をCIELAB色空間モデルの等色相直線に従って変換した場合、変
換後の色は、変換前の色の色相角よりも、色相角が小さい色として知覚されることになる。

実際に同じ色相として知覚される等色相線（知覚的等色相線）は、CIELAB色空間モデルの等色相直線よりも傾きが小さい曲線で近似できる。この近似した知覚的等色相線に沿って色を変換することによって、変換前後の色の色相が同じように知覚される。

CIELAB色空間モデルにおいて、変換前のRec.709色域外の任意の色度点をＭ_ｏｒｇ（Ｌ^* _ｏｒｇ，Ｃ^* _ｏｒｇ，ｈ_ｏｒｇ）とする。ここで、Ｌ^* _ｏｒｇは明度、Ｃ^* _ｏｒｇは彩度、
ｈ_ｏｒｇは色相を表す。原点と色度点Ｍ_ｏｒｇをＬ^*＝Ｌ^* _ｏｒｇのａ^*−ｂ^*平面上で結んだCIELAB色空間モデルの等色相線の傾きｍ_ｏｒｇは、下式（Ａ１０）で表される。

また、知覚的等色相変換後の色度点をＭ_ｍａｐ（Ｌ^＊ _ｍａｐ，Ｃ^＊ _ｍａｐ，ｈ_ｍａｐ）とし、知覚的等色相線Ｍ_ｏｒｇとＭ_ｍａｐを結ぶ直線の傾きをｍとする。

これを満たす関数の一例を下式（Ａ１１）または（Ａ１１´）に示す。

なお、ｋはスケーリングファクタで、その値はＬ^*の値によらず、例えば10.13とする。

Rec.2020色域のシアンの色ＣＹ_ｏｒｇ（G値、B値が等量とされる）をRec.709色域のシ
アンの色ＣＹ_ｍａｐに変換する場合、Rec.2020とRec.709のシアンの色相は、一部を除く
ほとんどの明度でそれぞれ190.3°、196.4°と一定の値となる。したがって、図３に示すように、明度５５におけるRec.2020のシアンの色域の色度点（ＣＹ_ｏｒｇ）は、Rec.709
のシアンの色域の色度点（ＣＹ_ｍａｐ）に変換される。

一方、明度９８におけるシアンにおいては、Rec.2020の色域とRec.709の色域が、とも
に図４の左下部において角張った形状に形成されている。
したがって、Rec.2020のシアン色（例えば、ＣＹ_ｏｒｇ４１）がRec.709のシアンより
も色相角の小さい色（例えば、変換点４２）に変換される（矢印(b)で示すように変換さ
れる）と、変換点４２はRec.709色域の底辺上に位置することになるので、変換後の色の
彩度（原点３５からの距離が大きいほど、彩度が高い）が変換前に比べて大きく減少する。そこで、Rec.2020のシアンＣＹ_ｏｒｇ４１がRec.709の色域の左側辺上のＣＹ_ｍａｐ４
３の位置に変換されるように変更する（矢印(a)で示すように変換される）ことにより、
変換後の色の彩度が変換前に比べて大きく減少するのを阻止することができる。これにより、変換前後の色の彩度差が、明度により大きく変化することを阻止することができる。

次に、上式（Ａ１１）または（Ａ１１´）で求めた前記ｍまたは前記ｍ^-１を傾き補正
量とし、変換した狭色域の色Ｍ_ｍａｐの座標(ａ^* _ｍａｐ，ｂ^* _ｍａｐ)を、上式（Ａ１１）を用いた場合は下式（Ａ１２）により求め、上式（Ａ１１´）を用いた場合は下式（Ａ１２´）により求める。

なお、図３に示すように、変換前のRec.709色域外の色Ｍ_ｏｒｇ（色相角ｈ_ｏｒｇ）は
、Ｍ_ｏｒｇを通る傾きｍ_ｍａｐの知覚的等色相線とRec.709色域境界との交点の色Ｍ_ｍａ
ｐ（色相角ｈ_ｍａｐ）に変換される。

知覚的等色相線が明度には依存しないものとして扱ったが、図１５より、厳密には明度にも依存しており、知覚的等色相線を明度に応じて傾き補正を変えることによって、より知覚的に正確な色域変換が可能となる。
なお、図７、８、９に、Ｌ^*が各々25，50，75のときのRec.709とRec.2020の色域境界と、シアンのマッピング軌跡を示す。

<色相が赤〜橙である場合>
図１５（（ａ）はＬ^*＝５０の場合、（ｂ）はＬ^*＝７５の場合）に示すように非特許文献２の結果によると、色相角ｈ＝32°、67°の両者において、実際に知覚される色相がCIELAB色空間モデルの等色相直線から外れている。このため、色相角ｈ＝32°、67°のHV色域外の色をCIELAB色空間モデルの等色相線に従って変換した場合、変換後の色は、変換前の色の色相角よりも色相角が大きい色として知覚されることになる。実際に同じ色相として知覚される等色相線（知覚的等色相線）は、CIELAB色空間モデルの等色相直線よりも傾きが大きい曲線で近似できる。この近似した知覚的等色相線に沿って色を変換することによって、変換前後の色の色相が同じように知覚される。

図１５より、色相0°、103°においては、CIELAB色空間モデルのａ^*−ｂ^*平面における知覚的等色相線とCIELAB色空間モデルの等色相線は、色相角ｈ＝0°と色相角ｈ＝90°で
一致し、両直線の傾きの差は、色相角ｈ＝0°〜90°の間で最大となり、それらの間が滑
らかに変化するものであることが要求される。この条件を満足するように知覚的等色相線を関数で近似する。近似の一例を図５を用いて以下に説明する。

CIELAB色空間モデルにおいて、変換前のRec.709色域外の任意の色度点をＭ_ｏｒｇ（Ｌ^* _ｏｒｇ，Ｃ^* _ｏｒｇ，ｈ_ｏｒｇ）とする。ここで、Ｌ^* _ｏｒｇは明度、Ｃ^* _ｏｒｇは彩度、
ｈ_ｏｒｇは色相を表す。原点と色度点Ｍ_ｏｒｇをＬ^*＝Ｌ^* _ｏｒｇのａ^*−ｂ^*平面上で結んだCIELAB色空間モデルの等色相線の傾きｍ_ｏｒｇは、下式（Ａ１３）で表される。

また、知覚的等色相変換後の色度点をＭ_ｍａｐ（Ｌ^＊ _ｍａｐ，Ｃ^＊ _ｍａｐ，ｈ_ｍａｐ）とし、ｍを、式（Ａ１４）で表す。

ｍが色相０°と９０°で０、色相角ｈ_ｏｒｇが０°〜９０°の範囲のいずれかの角度で最大となるような連続する関数を用いてｍを近似する必要があり、これを満たす関数の一例を下式（Ａ１４）または下式（Ａ１４´）に示す。

ｋはスケーリングファクタで、その値はＬ^*の値によらず、通常は１に近い値である。

次に、上式（Ａ１４）または（Ａ１４´）で求めた前記ｍまたは前記ｍ^-１を傾き補正
量とし、変換した狭色域の色度点Ｍ_ｍａｐの座標(ａ^* _ｍａｐ，ｂ^* _ｍａｐ)を、上式（Ａ１４）を用いた場合は下式（Ａ１５）により求め、上式（Ａ１４´）を用いた場合は下式（Ａ１５´）により求める。

なお、図５に示すように、変換前のRec.709色域外の色度点Ｍ_ｏｒｇは、Ｍ_ｏｒｇ（色
相角ｈ_ｏｒｇ）を通る傾きｍ_ｍａｐの知覚的等色相線とRec.709の外形線（色域境界）と
の交点の色度点Ｍ_ｍａｐ（色相角ｈ_ｍａｐ）に変換される。

式（Ａ１１）、（Ａ１１´）や式（Ａ１４）、（Ａ１４´）では、知覚的等色相線が明度には依存しないものとして扱っているが、図１５からも明らかなように、知覚的等色相線は厳密には明度にも依存しており、知覚的等色相線を明度に応じて変形することによって、より知覚的に正確な色域変換が可能となる。

<色相が黄色である場合>
CIELAB色空間のａ^*-ｂ^* 平面において、一部を除くほとんどの明度でＳＨＶの規格で
あるRec.2020の黄色（R信号値とG信号値を等しくしたときの色）の色相は98.9度となり、一方、ＨＶの規格であるRec.709の黄色の色相は102.9度となる。
これらの色相の角度は、各々が一定した値となり、各々、この一定した値の色相の色で彩度が最も高くなる。

ところで、色相98.9度の黄色を、この色度点とａ^*-ｂ^* 平面における原点とを結ぶ直
線上で移動させ、この直線とRec.709色域の外形線との交点を、Rec.709色域の対応する黄色の色度点に設定するとき、図６からも明らかなように、この直線とRec.709色域の外形
線との交点（変換点Ｂ（２４））は、大略台形状または三角形状をなすRec.709色域の外
形線において右側辺の下方に位置し、彩度が大幅に低下することになる。

そこで、本実施例の方法および装置によれば、上記実施例１、２と同様に、色域変換をCIELAB色空間モデルが予測する等色相線（原点に向かう法線方向、ｈ_ｍａｐ＝ｈ_ｏｒｇ）に沿ってマッピングするのではなく、知覚的に彩度がより良好に保存されるように、マッピングの方向を補正する。なお、色域変換前のRec.709色域外の任意の色度点Ｍ_ｏｒｇの
色相角をｈ_ｏｒｇ、色域変換後の色度点Ｍ_ｍａｐの色相角をｈ_ｍａｐとする。

傾きｍを下式（Ａ１６）で補正する。

ここで、ｋはスケーリングファクタであり、ｋの値を-9.137とすると黄ハイライト部の著しい彩度低下を防ぐことができる。すなわち、ハイライト部だけ補正する必要があるため、Ｌ^*に応じてｋを変化させる。例えばＬ^*が92.74以下の場合はkを0とし、Ｌ^*が92.74
から100に至るまでの間は、ｋの値を0から-9.137に直線的に変化させて、Ｌ^*が100からピークの106.9に至るまでの間は、ｋの値を-9.137から0に直線的に変化させる。

次に、Rec.709色域外の色度点Ｍ_ｏｒｇ（座標(ａ^* _ｏｒｇ，ｂ^* _ｏｒｇ)）からRec.709色域内の色度点Ｍ_ｍａｐ（座標(ａ^* _ｍａｐ，ｂ^* _ｍａｐ)）への変換は、上式（Ａ１６）を用いて求めた、下式（Ａ１７）により行う。

ここで、ｒは、Ｍ_ｍａｐがちょうど狭色域の色域内になるように0から1の範囲で最適化する。

このように、CIELAB色空間モデルが予測する等色相線によるマッピングにおいて、知覚的に彩度が大きく低下するという問題は、黄色（特にハイライト部）の色相領域で顕著であるが、本実施例では、この領域について上述した式（Ａ１７）を用いて、補正処理を行いつつ色域変換を行い、他の領域については、CIELAB色空間モデルが予測する等色相線に沿って色域変換を行うようにしている。

なお、図１０、１１、１２には、Ｌ^*が93、100、104のときのRec.709とRec.2020の色域境界と、黄色のマッピング軌跡を示す。
これにより、図１１に示すように、Rec.2020の色域の黄色の色度点２１´（図６の変換点２１に対応する）を、Rec.709の色域の黄色の色度点２３´（図６の変換点２３に対応
する）に変換した場合にも、彩度が著しく低下する状況を回避することができ、映像制作者の制作意図を良好に表現することが可能となる。
なお、ハイライト部の黄色のR値、G値は元々飽和気味で、そもそも正しく色相を再現することにあまり意味を持たず、実際の自然画で4度程度の色相の変化は問題にならない。

なお、上述したsinθ等の三角関数やその他の関数、およびそれらのべき乗の関数や、
それらと係数を組み合わせたもの、さらにはこれらの項を互いに組み合わせた多項式も、上述した実施形態と同様の作用効果を奏するものは、これを本発明の変換式に含めるものとする。

１０ 色域変換装置
１１ 信号入力部
１２ 傾き算出手段
１３ 色域変換手段
１４ 信号出力部
２１ ＳＨＶ黄色の色度点
２３ 変換点Ａ
２４ 変換点Ｂ
２５ 原点

Claims (7)

1. 広色域の色度点であって、狭色域の色度点ではない各色度点を、狭色域の対応する色度点に変換するときに、変換量を補正する機能を備えた色域変換装置において、
   CIELAB色空間における色域変換前の狭色域外の任意の色度点をＭ_ｏｒｇ、色域変換後の色度点をＭ_ｍａｐとして、これらＭ_ｍａｐとＭ_ｏｒｇを結ぶ線の傾きｍを下式（Ｃ１）または下式（Ｃ１´）により求める、傾き算出手段と、
   上式（Ｃ１）または上式（Ｃ１´）により求めたｍを傾きとし、変換した狭色域の色Ｍ_ｍａｐの座標(ａ^* _ｍａｐ，ｂ^* _ｍａｐ)を、上式（Ｃ１）を用いた場合は下式（Ｃ２）により求め、上式（Ｃ１´）を用いた場合は下式（Ｃ２´）により求める変換座標算出手段と、を備えたことを特徴とする色域変換装置。
   
2. 色相が赤から橙にかけての領域における変換量の補正を行う場合には、
   前記変換前の色相角ｈ_ｏｒｇを下式（Ｃ３）で表される範囲とし、前記θの値を２ｈ_ｏｒｇに設定したことを特徴とする請求項１記載の色域変換装置。
   ０°＜ｈ_ｏｒｇ＜９０° （Ｃ３）
3. 色相が黄色の領域における変換量の補正を行う場合には、
   前記変換前の色相角ｈ_ｏｒｇを下式（Ｃ４）で表される範囲とし、前記θの値をｈ_ｏｒｇに設定したことを特徴とする請求項１記載の色域変換装置。
   ０°＜ｈ_ｏｒｇ＜１８０° （Ｃ４）
4. 色相がシアンの領域における変換量の補正を行う場合には、
   前記変換前の色相角ｈ_ｏｒｇを下式（Ｃ５）で表される範囲とし、前記θの値を３ｈ_ｏｒｇに設定したことを特徴とする請求項１記載の色域変換装置。
   １８０°＜ｈ_ｏｒｇ＜２４０° （Ｃ５）
5. 明度に応じて、前記傾きｍを調整することを特徴とする請求項１〜４のうちいずれか１項記載の色域変換装置。
6. 前記広色域がスーパーハイビジョンの色域であり、前記狭色域がハイビジョンの色域であることを特徴とする請求項１〜５のうちいずれか１項記載の色域変換装置。
7. 広色域の色度点であって、狭色域の色度点ではない各色度点を、狭色域の対応する色度点に変換する際に、色相に応じて変換量を補正する色域変換方法において、
   CIELAB色空間における色域変換前の狭色域外の任意の色度点Ｍ_ｏｒｇ、色域変換後の色
   度点Ｍ_ｍａｐとして、これらＭ_ｍａｐとＭ_ｏｒｇを結ぶ線の傾きｍを下式（Ｃ６）または下式（Ｃ６´）により求め、
   上式（Ｃ６）または上式（Ｃ６´）により求めたｍを傾きとし、変換した狭色域の色度点Ｍ_ｍａｐの座標(ａ^* _ｍａｐ，ｂ^* _ｍａｐ)を、上式（Ｃ６）を用いた場合は下式（Ｃ７）により求め、上式（Ｃ６´）を用いた場合は下式（Ｃ７´）により求めることを特徴とする色域変換方法。