JPH06189325A - 特定色引き込み回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】特定色への引き込みを色度図上で自在に行い、
これを実施するに当たり自然な色変換が行われるように
する。 【構成】入力変換部１２で、入力された３刺激値（Ｒ，
Ｇ，Ｂ）から、刺激値和Ｌ、色度値（ｘ，ｙ）、主波長
を表す色度値（ｘ_s ，ｙ_s ）、及び、刺激純度ｐが演算
される。色変更部２２にて、それらの情報と引き込み割
合ｒとに基づいて、各画素の色度値（ｘ，ｙ）が、目標
色度値（ｘ_v ，ｙ_v ）に引き込まれ、新たな刺激値
Ｘ’，Ｙ’，Ｚ’が演算される。それらから、新たな３
刺激値（Ｒ’，Ｇ’，Ｂ’）が演算される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子カメラ等で撮影記
録されたデジタル画像データを再生表示する画像再生装
置において、所望の色変換を行うための回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子カメラにより画像を撮像し、
テレビジョンディスプレイにより再生する電子スチルカ
メラシステムがある。このシステムにより再生される画
像は一般的に色が少なく彩度が低い。というのは、身の
回りにある物の彩度は一般的に低いことが多いからであ
る。しかし、再生して見る画像は、撮像される画像その
ものより、もっと鮮やかな、色の豊富な画像を見た方が
好ましい場合が多い。例えば、彩度の低い単調な画像に
色を与えて、画像の質を整えることができる。例えば、
各画素の色相を特定の色相に引き込むことにより、単調
な画像を色鮮やかな画像に変換することができる。

【０００３】これによれば、画像全体を特定色に近づけ
ることにより、画像を見たときに受ける印象を変化させ
る効果を得られる。

【０００４】特定色に対して色の引き込みを行う従来装
置としては、例えば、特開平３−１３５２９２に記載さ
れた装置があげられる。これは映像信号から所定の色相
を検出し、それに応じて色復調信号におけるその所定の
色相を変化させる（具体的には色差信号の振幅を変化さ
せる）ことにより、映像信号の色相に対応した色再現画
像を表示可能にしたものである。これにより例えば、肌
色について色相変化が少なく且つ緑について色再現の良
好な特性が得られる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来例に
おいては、色相信号により引き込み具合を適応的に調節
することはできたが、色の明度情報に応じて引き込みを
適応的に調節することはできなかった。

【０００６】また、色引き込みの定義が不明確なため
に、任意の色に引き込む場合の回路の制御方法がなく、
任意の特定色に色引き込みを行うことが困難であった。

【０００７】また、最も暗い領域を、視覚的に明らかな
ほど別の有彩色に引き込むためには、明度を持ち上げる
必要があるが、このような処理を行うことは従来の回路
ではできなかった。なお、周知のガンマ補正回路により
暗い部分の明度を持ち上げることができるが、最暗部は
やはり０に近い値にしか補正されないため、視覚的に明
らかなほどの色引き込みを行うためには、最暗部に何ら
かの値を加算するような変換が必要であるが、従来の回
路ではこのような変換はできなかった。

【０００８】本発明は、上記従来の課題に鑑みなされた
ものであり、特定色への引き込みを行う方法を色度図を
用いて明確にし、これを実施するに当たり自然な色変換
が行われるようにすることを目的とする。

【０００９】また、本発明は、従来行えなかった暗部に
おける視覚的に明瞭な色変換を可能にすることを目的と
する。

【００１０】さらに、本発明は、暗部の詳細を明瞭に強
調するための非線形変換と特定色引き込みの効果とが干
渉するのを補償するために、非線形変換の強度に連携し
て色引き込み割合の制御パラメータを変更できるように
することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の問題を解決するた
めに、請求項１記載の発明は、画素の３刺激値を入力と
し、これを処理して特定の色相に引き込み、新たな３刺
激値にして出力する特定色引き込み回路であって、前記
入力された画素の３刺激値から、刺激値和Ｌ、色度値
（ｘ，ｙ）、主波長を表す色度値（ｘ_s ，ｙ_s ）、及
び、刺激純度ｐを求める入力変換手段と、画像に基づき
引き込み割合ｒを求める引き込み割合演算手段と、引き
込み目標とする特定色の色相を示す目標色度値（ｘ_v ，
ｙ_v ）を設定する目標色度値設定手段と、前記刺激値和
Ｌ、前記画素の色度値（ｘ，ｙ）、前記主波長を表す色
度値（ｘ_s ，ｙ_s ）、前記刺激純度ｐ、前記引き込み割
合ｒ、及び前記目標色度値（ｘ_v，ｙ_v ）から、以下の
式に従って引き込み演算を行い、新たな刺激値Ｘ’，
Ｙ’，Ｚ’を求める色変更手段と、 ｘ’＝ ｘ ＋ ｐ（ｘ_v −ｘ_s ）ｒ ｙ’＝ ｙ ＋ ｐ（ｙ_v −ｙ_s ）ｒ Ｘ’＝ Ｌｘ’ Ｙ’＝ Ｌｙ’ Ｚ’＝ Ｌ−Ｘ’−Ｙ’ 前記演算された刺激値Ｘ’，Ｙ’，Ｚ’から出力の３刺
激値を算出する出力変換手段と、を含むことを特徴とす
る。

【００１２】また、請求項２記載の発明は、画素の３刺
激値を入力とし、これを処理して特定の色相に引き込
み、新たな３刺激値として出力する特定色引き込み回路
であって、前記入力された画素の３刺激値から、刺激値
和Ｌ、色度値（ｘ，ｙ）、主波長を表す色度値（ｘ_s ，
ｙ_s ）、及び、刺激純度ｐを求める入力変換手段と、画
像に応じて前記刺激値和Ｌを補正して、新しい刺激値和
Ｌ’を求める刺激値和補正手段と、前記刺激値和Ｌ’に
基づき所定の関数応答を求めることにより、引き込み割
合ｒを求める引き込み割合演算手段と、引き込みの目標
とする特定色の色相を示す目標色度値（ｘ_v ，ｙ_v ）を
設定する目標色度値設定手段と、前記刺激値和Ｌ’、前
記画素の色度値（ｘ，ｙ）、前記主波長を表す色度値
（ｘ_s ，ｙ_s ）、前記刺激純度ｐ、前記引き込み割合
ｒ、及び前記目標色度値（ｘ_v ，ｙ_v ）から、以下の式
に従って引き込み演算を行い、新たな刺激値Ｘ’，
Ｙ’，Ｚ’を求める色変更手段と、 ｘ’＝ ｘ ＋ ｐ（ｘ_v −ｘ_s ）ｒ ｙ’＝ ｙ ＋ ｐ（ｙ_v −ｙ_s ）ｒ Ｘ’＝ Ｌ’ｘ’ Ｙ’＝ Ｌ’ｙ’ Ｚ’＝ Ｌ’−Ｘ’−Ｙ’ 前記演算された刺激値Ｘ’，Ｙ’，Ｚ’から出力の３刺
激値を算出する出力変換手段と、を含むことを特徴とす
る。

【００１３】また、請求項３記載の発明は、前記刺激値
和補正手段が、前記刺激値和Ｌから所定の関数応答（△
Ｌｍ）を求め、これを刺激値和Ｌに加算することにより
新しい刺激値和Ｌ’を Ｌ’＝Ｌ＋△Ｌｍ により求めるものであることを特徴とする。

【００１４】さらに、請求項４記載の発明は、前記刺激
値和補正手段は、前記刺激値和Ｌから所定の非線形変換
により新しい刺激値和Ｌ’を求め、前記非線形変換の強
度を設定するパラメータは可変とされ、前記引き込み割
合演算手段の関数応答の関数形状を設定するパラメータ
は可変とされ、前記関数応答の関数形状を設定するする
パラメータは、前記刺激値和補正手段における前記非線
形変換の強度を設定するパラメータに応じて、その値を
変えることを特徴とする。

【００１５】

【作用】上記請求項１記載の構成によれば、入力変換手
段が、３刺激値から刺激値和Ｌ、色度値（ｘ，ｙ）、主
波長を表す色度値（ｘ_s ，ｙ_s ）、及び刺激純度ｐを求
め、また、引き込み割合制御手段が引き込み割合ｒを求
め、目標色度値設定手段が設定する特定色の目標色度値
（ｘ_v ，ｙ_v ）、引き込み割合ｒ、刺激純度ｐ、刺激値
和Ｌ、及び入力画素の色度値（ｘ，ｙ）、から上式のよ
うに刺激値の変更を行い、この後、出力変換手段が、出
力すべき３刺激値に戻して、出力とする。

【００１６】このため、任意の色相へ、割合ｒに応じた
色引き込みが実行できる。つまり、ｒが１に近い領域で
は、引き込みが強いため、ほとんど特定色のみの色調に
なり、ｒが０に近い領域では引き込みが弱く、ほとんど
もとの画像のままになる。そしてｒを求める関数は、例
えばｐ及びＬに基づいて行われ、ｒを滑らかに変化され
ば、変換後の画像に偽輪郭が発生することがない。

【００１７】ここで、引き込み割合ｒを求めるのに当た
り、その関数の形状を設定するパラメータを変化させれ
ば、引き込みの度合いを調節することができ、所望の画
像を自由に作り出すことができる。

【００１８】また、引き込む目標の色度値（ｘ_v ，
ｙ_v ）を任意の色度値に設定できるように構成すれば、
自由な色引き込みが可能である。

【００１９】上記請求項２記載の構成によれば、入力変
換手段が、３刺激値から刺激値和Ｌ、色度値（ｘ，
ｙ）、主波長を表す色度値（ｘ_s ，ｙ_s ）、及び刺激純
度ｐを求めた後、刺激値和補正手段において、刺激値和
を画像に応じて補正して、新しい刺激値和Ｌ’を求め
る。そして、引き込み割合演算手段が、刺激値和Ｌ’と
刺激純度ｐから所定の関数応答を求め、引き込み割合ｒ
を求める。このため、刺激値和を補正することにより色
引き込みの効果のかかりにくい暗部においても効果的に
色引き込みが可能となり、よって暗部の詳細が明瞭な画
像をつくることができる。

【００２０】上記請求項３記載の構成によれば、刺激値
和補正手段が、刺激値和Ｌから、最暗部に対する“かさ
上げ値”△Ｌｍを求め、これを刺激値和Ｌに加算するこ
とにより刺激値和を“持ち上げる”ことができる。これ
により色引き込みの効果がかかりにくい刺激値和が低い
領域においても視覚的に明らかなほど最暗部の色相を所
定の色相に引き込むことができる。

【００２１】上記請求項４記載の構成によれば、刺激値
和補正手段は、刺激値和Ｌから所定の非線形変換により
新しい刺激値和Ｌ’を求めるものであり、かつ非線形変
換の強度を設定するパラメータを変えることにより、ガ
ンマ補正と同様の効果により、暗部の刺激値和を持ち上
げて画像の暗部の詳細を明瞭に見ることができるように
なる。これと同時に、引き込み割合制御手段の関数応答
の関数形状を設定するパラメータが、刺激値和補正手段
における非線形変換の強度を設定するパラメータに応じ
て値を変えるために、色引き込みの効果がかかる領域が
画像中に占める面積をほぼ設定通りに制御することがで
きる。このため、色引き込みの効果の度合いと暗部の詳
細を明瞭化する非線形変換とが独立に制御できるため、
所望の画像を自由にかつ容易に得ることができる。

【００２２】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。

【００２３】（１）本発明の原理 図１は本発明の原理を説明するための図であり、周知の
ＣＩＥ（１９３１）ｘｙ色度図が示されている。ここ
で、１００は、スペクトル軌跡であり、１０２は純紫軌
跡であり、また、１０４は光源の色温度曲線である。

【００２４】本発明に係る特定色引き込み方法では、ま
ず、入力された画素の３刺激値ＲＧＢが、公知の方法に
より、上記ｘｙ色度座標上の色度値（ｘ，ｙ）に変換さ
れる。

【００２５】図１において、画素の色度値は、点Ｆで特
定されている。この点Ｆで示される画素の色度値と、色
温度曲線１０４上の光源Ｗの色度値（ｘ_w ，ｙ_w ）と、
を結ぶ直線Ｕが、スペクトル軌跡１００（又は純紫軌跡
１０２）に交差する点Ｓは、周知のように、画素の主波
長を表す色度値（ｘ_s ，ｙ_s ）である。

【００２６】そして、これらの３点Ｆ、Ｗ、Ｓの相互間
距離から、後に示すように、画素の彩度を示すいわゆる
刺激純度ｐが演算される。

【００２７】一方、色引き込み目標となる目標色度値
（ｘ_v ，ｙ_v ）が任意に設定される。図１において、目
標色度値は、点Ｖで示されている。ここで、この目標色
度値は、スペクトル軌跡１００上（又は純紫軌跡１０２
上）に設定されるが、必ず軌跡上に設定しなければなら
ないわけではない。

【００２８】このように、目標色度値が定まると、その
点Ｖと前記点Ｗとを結ぶ直線Ｕ´が定まる。

【００２９】本発明においては、この直線Ｕ´上に，新
たな色度値（ｘ’，ｙ’）で表される点Ｆ´が特定され
る。具体的には，点Ｆから、直線ＳＶに平行に引いた直
線が、直線Ｕ´と交わった点が、点Ｆ´となる。

【００３０】しかし、すべての画素の色度値をそのよう
に変更すると、変換後の主波長が全てＶに等しくなり、
モノトーン的な画像となってしまうので、後述のよう
に、引き込み割合ｒを定めている。

【００３１】以上のように、本発明においては、色度図
上で目標色度値を定め、各画素の色度値をその刺激純度
などに応じて引き込むものであり、色調を自在に変化さ
せることができる。

【００３２】（２）本発明に係る装置の基本構成 図２には、本発明に係る特定色引き込み装置の基本構成
が示されている。

【００３３】図２において、入力信号は所定の精度でデ
ジタル化されたＲＧＢの３刺激値であり、それがシリア
ル入力される場合、レジスタ１０で、ＲＧＢの３つデー
タに並列的に分離され、それらが入力変換部１２に入力
される。

【００３４】この入力変換部１２は、上記３刺激値の刺
激値和Ｌを演算する刺激値和演算回路１４と、刺激純度
ｐを演算する刺激純度演算回路１６と、画素の色度値
（ｘ，ｙ）を演算する色度値演算回路１８と、主波長の
色度値（ｘ_s ，ｙ_s ）を演算する主波長演算回路２０
と、を含む。

【００３５】なお、光源の色度値（ｘ_w ，ｙ_w ）は、予
め設定され、入力変換部１２に格納されているものとす
る。但し、外部から与えても良い。また、目標色度値
（ｘ_v，ｙ_v ）は、目標色度値設定部２６を用いて、操
作者によって任意に指定されている。

【００３６】入力変換部１２の作用を詳述すると、入力
されたＲＧＢは、以下の変換式により、まず、ＣＩＥ
（１９３１）ＸＹＺ座標に変換される。

【００３７】 Ｘ＝ 0.6067Ｒ＋0.1736Ｇ＋0.2001Ｂ Ｙ＝ 0.2988Ｒ＋0.5868Ｇ＋0.1144Ｂ Ｚ＝ 0.0661Ｇ＋1.1150Ｂ …（１） そして、刺激値和Ｌが Ｌ＝Ｘ＋Ｙ＋Ｚ …（２） で求められる。

【００３８】この刺激値和Ｌで、以下の式のように、各
刺激値を除することにより色度値（ｘ，ｙ）が求められ
る。

【００３９】 ｘ＝Ｘ／Ｌ ｙ＝Ｙ／Ｌ …（３） そして、画像の撮影時の光源の色度値（ｘ_w ，ｙ_w ）
と、上記の画素の色度値（ｘ，ｙ）と、から、主波長を
表す色度値（ｘ_s ，ｙ_s ）が求められる。これは、図１
の直線Ｕとスペクトル軌跡１００との交点を求める演算
に相当する。

【００４０】なお、実際に撮影したときの光源の色度値
が分からない場合は、予め設定した良く使われる光源の
色度値を用いることができる。このような処理を行う回
路は、光源の色度値からその色度値へ向かうベクトルを
求め、そのベクトルの傾きと主波長を表す色度値とを対
応させるＲＯＭを備えることにより実現することができ
る。あるいは、スペクトル軌跡を近似する方程式を記憶
しておき、色度（ｘ，ｙ）と光源の色度値（ｘw ，ｙw
）とを結ぶ直線とを連立させて解くことにより信号処
理回路で実現することもできる。ちなみに、そのような
回路として、本発明者が、例えば特願平４−９５３３５
で提案したものを使用することもできる。

【００４１】さて、入力変換部１２では、画素の刺激純
度ｐも演算される。ここで、刺激純度ｐは、 ｐ＝（ｘ−ｘ_w ）／（ｘ_s −ｘ_w ） …（4-1) ＝（ｙ−ｙ_w ）／（ｙ_s −ｙ_w ） …（４） のうち誤差の少ないどちらかの式により求められる。

【００４２】以上のように、入力変換部１２にて、刺激
値和Ｌ、刺激純度ｐ、画素の色度値（ｘ，ｙ）、及び主
波長の色度値（ｘ_s ，ｙ_s ）、が求まると、それらが、
色変更部２２に送出される。

【００４３】そして、色変更部２２は、以下の式を実行
することにより、新たな色度値（ｘ’，ｙ’）を求め
る。すなわち、色の引き込みとは、基本的には次の式で
表される。

【００４４】 ｘ’＝ ｘ ＋ ｐ（ｘ_v −ｘ_s ） ｙ’＝ ｙ ＋ ｐ（ｙ_v −ｙ_s ） …（５） これは、図１で示したように、直線Ｕ上にある画素の色
度値（ｘ，ｙ）を示す点Ｆを、直線Ｕ´上へ移動させて
点Ｆ´とすることに相当する。ここで、△ＷＳＶと△Ｗ
ＦＦ’とが相似になる。つまり、内分比に相当する当該
画素の刺激純度ｐによって、直線Ｕ´（点Ｗから点Ｖの
間）を内分した点が、点Ｆ´になる。

【００４５】しかし、上述したように、無条件に上記引
き込みを実行すると、特定色相のみのモノトーンの画像
が出来上がる。

【００４６】そこで、本発明では、引き込み割合演算部
２４において、刺激値和Ｌ及び刺激純度ｐに基づいて、
引き込み割合ｒが設定されており、色変更部２２では、
実際には、次の式により引き込みを行う。

【００４７】 ｘ’＝ ｘ ＋ ｐ（ｘ_v −ｘ_s ）ｒ ｙ’＝ ｙ ＋ ｐ（ｙ_v −ｙ_s ）ｒ …（６） 以上のようにして、色変更部２２は、画素についての新
たな色度値（ｘ´，ｙ´）を求めた後、その新しい色度
値（ｘ´，ｙ´）に、刺激値和Ｌをかけて刺激値Ｘ’，
Ｙ’を求める。

【００４８】 Ｘ’＝ Ｌ＊ｘ’ Ｙ’＝ Ｌ＊ｙ’ …（７−１） そして、もう一つの刺激値Ｚ’を、 Ｚ’＝ Ｌ−Ｘ’−Ｙ’ …（７−２） により求める。

【００４９】次に、出力変換部２８は、以下の式にした
がって、ＣＩＥ（１９３１）ＸＹＺ刺激値をＲＧＢ刺激
値へ変換し、新たな刺激値Ｒ’，Ｇ’，Ｂ’を得る。

【００５０】 Ｒ’＝ 1.9106Ｘ’−0.5326Ｙ’−0.2883Ｚ’ Ｇ’＝−0.9843Ｘ’＋1.9984Ｙ’−0.0283Ｚ’ Ｂ’＝ 0.0584Ｘ’−0.1185Ｙ’＋0.8985Ｚ’ …（８） そして、レジスタ３０は、Ｒ’、Ｇ’、Ｂ’をシリアル
に出力する。

【００５１】（３）引き込み割合ｒの求め方 ここで、引き込み割合演算部２４における引き込割合ｒ
の設定の仕方について検討すると、ｒを変化させる条件
として、例えば、以下のものがあげられる。

【００５２】［条件例１］ 明度（刺激値和）が一定値より低い時に、ｒ＝１ 明度（刺激値和）が一定値より高い時に、ｒ＝０ ［条件例２］ 彩度（刺激純度）が一定値より低い時に、ｒ＝１ 彩度（刺激純度）が一定値より高い時に、ｒ＝０ ［条件例３］ 色相が特定の色相の時に、 ｒ＝０ 色相がそれ以外の色相の時に、ｒ＝１ しかしながら、引き込みの割合ｒの値をあるところで急
激に変化させると、画像中に疑似輪郭が発生してしまう
ので、好ましくない。

【００５３】そこで、引き込み割合演算部２４は、以下
の様に、ロジスティック関数を用いている。すなわち、
引き込みをかける領域を検出する検出値の変化に対し
て、ｒが滑らかに変化するようにしている。

【００５４】 ｙ＝（１＋ｔａｎｈ（ｘ／Ｔ））／２ …（９） （但し、Ｔは変化の滑らかさを制御するパラメータ）こ
こで、ロジスティック関数とは、通常は、 １／（１＋ｅｘｐ（−ｘ／Ｔ’）） …（１０） （ただしＴ＝２Ｔ’）の形の関数であるが、わり算器を
省略するために、超越関数のかわりにハイパボリックタ
ンジェント関数を用いる。

【００５５】上式の関数は、入力パラメータｘが“∞”
の時出力が“１”になり、入力ｘが“−∞”の時、出力
が“０”になり、入力ｘが“０”のとき出力は“１／
２”になる。またパラメータＴを小さくすると、立ち上
がりが急峻になり、Ｔを適当に大きくすると緩やかな変
化を示す。おおまかにいって、Ｔの値はパラメータｘの
取り得る範囲の１／５程度が良い。

【００５６】よって、ｔａｎｈ（ｘ）を求める回路は、
予め演算結果をＲＯＭにもっておき、入力ｘをアドレス
として、関数値を求めるようにすればよい。

【００５７】これを用いると、ある閾値の前後で滑らか
に応答するためのパラメータを自由に作ることができ
る。例えば、閾値をｘ₀ として、それより入力が大きい
時に定数２ｃに近づき、閾値ｘ₀ よりも入力が小さい時
に０に近づく様な関数は次の様になる。

【００５８】 ｙ＝ｃ（１＋ｔａｎｈ（（ｘ−ｘ₀ ）／Ｔ）） …（１１） また、閾値をｘ₀ として、それより入力が大きい時に０
に近づき、閾値ｘ₀ よりも入力が小さい時に定数２ｃに
近づくような関数は次のようになる。

【００５９】 ｙ＝ｃ（１＋ｔａｎｈ（−（ｘ−ｘ₀ ）／Ｔ）） …（１２） また、閾値ｘ₁ 、ｘ₂ に対して、入力ｘが、ｘ₁ ＜ｘ＜
ｘ₂ の範囲にある時に、出力が４ｃに近づき、その他の
場合に出力が０に近づくような関数は次の様になる。

【００６０】 ｙ＝ｃ（1+tanh((x -x₁ )/T)）（1+tanh(-(x -_x2)/T) ） …（１３） これらの関数を用いて、引き込み割合ｒを適当に制御す
ることにより、特定色に引き込む度合いを調節すること
ができる。

【００６１】例えば、刺激純度閾値をｐ_c 、刺激値和閾
値をＬ_c として、さらに、適当なパラメータＴp 、Ｔに
より、ｒを次の様に求める。

【００６２】 ｒ＝( １＋tanh( −( ｐ−ｐ_c ) ／Ｔp))(１＋tanh( −( Ｌ−Ｌ_c ) ／Ｔ))／４ …（１４） ここで、各パラメータは例えば次の値を用いる。

【００６３】 ｐ_c ＝０．０５ Ｌ_c ＝１９６ Ｔ_p ＝０．１４ Ｔ＝１６０ あるいは、簡易的には、 ｒ＝( １＋tanh( −( Ｌ−Ｌ_c ) ／Ｔ))／２ …（１５） のようにｒを定めても好適である。

【００６４】（４）第１実施例 図３は、図２に示した基本構成を具体化させた第１実施
例のブロック図である。なお、図２に示した装置と同様
の構成には同一符号をつけ、その説明を省略する。

【００６５】第１の乗算器４０は、引き込み割合演算部
２４の出力ｒと、入力変換部１２の出力ｐと、を乗算し
ｐｒを出力する。

【００６６】目標色度値設定部２６は、目標色度値（ｘ
_v ，ｙ_v ）を２つの引き算器４２にそれぞれ出力し、入
力変換部１２の出力である（ｘ_s ，ｙ_s ）とのそれぞれ
の差が演算される。

【００６７】第２及び第３の乗算器４４は、ｐｒと（ｘ
_v −ｘ_s ）、及び、ｐｒと（ｙ_v −ｙ_s ）、のそれぞれ
の積を求める。これらの積は、２つの加算器４６に入力
され入力変換部１２の出力（ｘ，ｙ）との和が求めら
れ、これが色変更後の色度値（ｘ’，ｙ’）となる。

【００６８】これらは２つの乗算器４８にそれぞれ入力
され、入力変換部１２の出力である刺激値和Ｌと積を求
められ、これが新しい刺激値Ｘ’，Ｙ’となる。

【００６９】一方、これらは、第３の刺激値Ｚ’を求め
るために、加算器５０に入力されＬ−Ｘ’−Ｙ’が演算
される。

【００７０】出力変換部２８は、Ｘ’，Ｙ’，Ｚ’を入
力とし、これを前述のように変換し、出力である３刺激
値Ｒ’，Ｇ’，Ｂ’を求める。この出力はレジスタ３０
にセットされ、順に出力される。

【００７１】（５）第２実施例 以上により、本実施例の色引き込み装置が構成される
が、上記構成では、乗算器が多く含まれているため、回
路規模が大きい。

【００７２】そこで、乗算器をなるべく共用することに
より回路規模を小さくしたのが、図４に示す第２実施例
である。なお、以下の各実施例の説明において、第１実
施例と同様の構成には同一符号を付けその説明を省略す
る。

【００７３】ＲＧＢの信号は、シリアルにレジスタ１０
に入力され、レジスタ１０から以後は、パイプライン処
理により演算がなされる。このため、バスのクロックの
３サイクルが、パイプライン処理を次の段に手渡すため
のサイクルになる。このため、演算回路は３クロックご
とに処理を次の段に手渡す。よって、１クロックで乗算
を１回実行する乗算器５２は、３クロック中に３回の乗
算を実行する。

【００７４】第１の乗算器５２は、１回目に引き込み割
合ｒと刺激純度ｐとの乗算を行い、これを再帰してそれ
自身の入力レジスタにセットする。次の２回目の乗算
は、このレジスタの値ｐｒと色度値の各差分（ｘｖ−ｘ
ｓ，ｙｖ−ｙｓ）との積を求める。３回の乗算は一つの
乗算器５２で時分割多重で実行される。

【００７５】この乗算結果は、次に２つの加算器４６に
それぞれ入力され、入力変換部１２の出力である（ｘ，
ｙ）と和が求められ、色変更後の色度値（ｘ’，ｙ’）
となる。これは、第２の乗算器５４に入力され、Ｌと積
がとられる。すなわち第１の積Ｌ＊ｘ’と第２の積Ｌ＊
ｙ’が時分割多重で求められ、それぞれＸ’，Ｙ’とな
る。

【００７６】第３の刺激値Ｚ’は加算器５０において、
Ｌ−Ｘ’−Ｙ’として求められる。これら３つの刺激値
は、出力変換部２８において、出力であるＲ’，Ｇ’，
Ｂ’に変換される。これらは、レジスタ３０に一旦記憶
されたあとで、順次出力される。

【００７７】（６）刺激値和補正部を有する装置の基本
構成 図５は、刺激値和Ｌの補正が行い得る引き込み装置の基
本構成を示す図である。入力されたＲＧＢ信号は、入力
演算部１２に供給され、刺激値和Ｌ、刺激純度ｐ、色度
値（ｘ，ｙ）、主波長に対応する色度値（ｘｓ，ｙｓ）
が求められる。

【００７８】ここで，明るさを補正して、色引き込みの
効果を高めるために、刺激値和補正部５６は、刺激値Ｌ
と刺激純度ｐとから、刺激値和Ｌを補正してＬ’とす
る。その刺激値和Ｌ’は、色変更部２２及び引き込み割
合演算部２４に供給されている。

【００７９】引き込み割合演算部２４は、新しい刺激値
和Ｌ’と刺激純度ｐとから引き込み割合ｒを求め出力す
る。

【００８０】色変更部２２は、この引き込み割合ｒ、刺
激値和Ｌ’、刺激純度ｐ、色度値（ｘ，ｙ）、主波長の
色度値（ｘｓ，ｙｓ）、及び、目標色度値（ｘｖ，ｙ
ｖ）を入力とし、これらから、色引き込み処理を行い、
新しい刺激値（Ｘ’，Ｙ’，Ｚ’）を出力する。

【００８１】出力変換部２８は、ＣＩＥ（１９３１）Ｘ
ＹＺ刺激値を出力のＲＧＢ刺激値に変換する。これら
は、いったんレジスタ３０に格納され、順に出力され
る。

【００８２】（７）第３実施例、第４実施例 図６及び図７は、図５における基本構成を具体化した装
置の構成を示す図である。

【００８３】刺激値和補正部５６の構成以外の構成に関
して、図６の第３実施例は、第１実施例の構成と同一で
あり、通常の乗算器が用いられて構成されている。

【００８４】これと同様に、刺激値和補正部５６の構成
以外の構成に関して、図７の第４実施例は、第２実施例
の構成と同一であり、回路規模を削減するために、一つ
の乗算器で複数回の乗算を時分割多重で行うように構成
されている。

【００８５】（８）第５実施例、第６実施例、第７実施
例、第８実施例 図８に示す第５実施例は、刺激値和Ｌから所定の関数応
答（△Ｌｍ）を求め、これと刺激値和Ｌとを加算して、
新しい刺激値和Ｌ’を求める回路１０６を有する。ここ
で、その回路１０６は、刺激値和補正部５６及び引き込
み割合演算部２４を含んだ回路に相当する。

【００８６】図９の第６実施例は、第５実施例と同様
に、回路１０６が設けられている。

【００８７】回路１０６以外の構成に関し、第５実施例
の構成は、第１実施例及び第３実施例の構成と同一であ
り、第６実施例の構成は、第２実施例及び第４実施例の
構成と同一である。

【００８８】図１０の第７実施例は、刺激値和Ｌに対し
て、“非線形変換”を行い、これをＬ_nlとして、さら
に、その刺激値和Ｌ_nlから所定の“関数応答（△Ｌ
ｍ）”を求め、これと刺激値和Ｌ_nlとを加算して、新し
い刺激値和Ｌ’を求める回路１０８を有する。

【００８９】その後の刺激値和Ｌ_nlに対する補正は、引
き込み割合ｒを求める処理と同様に、刺激値和補正割合
ｍを求めることにより行われる。

【００９０】図１１の第８実施例では、第６実施例同様
に、回路１０８が設けられている。回路１０８以外の構
成に関し、図１０の第７実施例は、第１実施例、第３実
施例、及び第５実施例の構成と同一であり、また、第８
実施例の構成は、第２実施例、第４実施例、及び第６実
際例の構成と同一である。。

【００９１】回路１０６及び回路１０８の具体的な動作
について、以下に説明する。

【００９２】（９）刺激値和Ｌの補正 図８及び図９に示した刺激値和Ｌの補正を行う回路１０
６に関し、暗部に対して効果的に色変換を行うため、暗
部の刺激値和を持ち上げており、このため、周知のガン
マ補正と同様の非線形変換が行われる。但し、通常、入
力されるデータは、ＴＶ信号としてガンマ補正がなされ
ているため、ここで行われる非線形変換の強度を表すパ
ラメータγ値は、１に近い値（但、１より小さい）で十
分である。

【００９３】 Ｌ_nl＝７６８＊（Ｌ／７６８）^γ …（１６） なお、これに伴って、引き込み割合を求めるための閾値
も予め補正する必要があるがこれについては後述する。

【００９４】続いて、最暗部にある程度の明るさを与え
るために、所定の定数△Ｌにより、上記で求められた刺
激値和Ｌ_nlに対して、底上げを行う。

【００９５】 Ｌ’＝ Ｌ_nl＋△Ｌｍ …（１７） （△Ｌ＝５０程度）但し、割合ｍは、次式で求める。

【００９６】 ｍ＝（１＋ｔａｎｈ（−（Ｌ_nl−Ｌ_c2）／Ｔ₂ ））／２ …（１８） 例えば、Ｌ_c2＝９６、Ｔ₂ ＝８０ （後述するように、刺激値和閾値それ自体が、刺激値和
補正の影響を受けていることに注意する必要があり、必
ずしもＬ_c2以下の部分にかさ上げの効果があるわけでは
ない。すなわち、補正の度合いによって、かさ上げの効
果がかかる領域が画像中に占める割合は変化する） そして、刺激値和閾値をＬ_clとし、パラメータＴによ
り、ｒを次の様に求める。

【００９７】 ｒ＝( １＋tanh( −( Ｌ’−Ｌ_cnl ) ／Ｔ))／２ …（１９） ここで、各パラメータは例えば次の値を用いる。

【００９８】 Ｌ_cnl ＝７６８（Ｌ_c ／７６８）^γ …（２０） ここで、Ｌ_c ＝１９６、Ｔ＝１６０ このように、刺激値和Ｌから引き込み割合ｒを求めるま
でに、ロジスティック関数を求める操作を２回経由する
ことになる。このため、同じ回路をマルチプレクサを介
して多重に利用することが好ましい。またこの部分の処
理を行っている間、他のデータはシフトレジスタ中をパ
イプライン方式で流し続ける必要があるため、この部分
の処理は、他の処理よりもクロック周波数を上げて高速
に処理を行うことが好ましい。

【００９９】次に、図８及び図９に示す回路１０６の動
作について詳述する。

【０１００】刺激値和Ｌは、減算器５６に入力され、閾
値Ｌ_c2との差がとられ、所定のパラメータである１／Ｔ
₂ を乗算する半固定乗算器５８（入力の片方が固定され
た乗算器であり、通常の乗算器の半分ほどの回路規模で
ある）に供給され、乗算が行われる。

【０１０１】次に、マルチプレクサ６０を経由して、演
算器６１でｔａｎｈを求め、その出力はマルチプレクサ
６２を経由して加算器６４に供給され１を加算し、ビッ
トシフト回路６６でビットシフトを行うことにより、１
／２倍される。これが“かさ上げ”における割合ｍとな
る。

【０１０２】ｍは、半固定乗算器６８に供給され所定の
かさ上げ量である△Ｌを乗算され、かつ、Ｌと和が加算
器７０でとられＬ’となる。

【０１０３】Ｌ’は、後段の乗算器４８に供給されると
共に、引き込み割合ｒを求めるために、帰還して第２の
減算器７２に供給され、閾値Ｌ_c との差がとられる。さ
らに、半固定乗算器７４により、所定のパラメータであ
る１／Ｔが乗算される。次に、マルチプレクサ６０を経
由して、演算器６１でｔａｎｈが求められ、その出力が
マルチプレクサ６２を経由して、加算器７６に供給さ
れ、１が加算され、ビットシフト回路７８でビットシフ
トを行うことにより、１／２倍される。これが引き込み
割合ｒとなる。

【０１０４】次に、図１０及び図１１に示す回路１０８
の動作について詳述する。

【０１０５】この回路１０８においては、刺激値和Ｌに
対して、非線形変換器（ＮＬ）９０により非線形変換が
行われＬ_nlが求められる。ここで、閾値Ｌ_c は、変換器
９２で、非線形変換してＬ_cnl に変換されている。その
他の動作は、回路１０６の動作と同じである。

【０１０６】以上のように、設定閾値Ｌ_c と非線形変換
のパラメータγとから、Ｌ_cnl を求めた理由は、刺激値
和の補正において、暗部を明るくするための非線形変換
を行っていると、色引き込み割合における効果がかかる
範囲が設定より狭くなり、これを前もって補正する必要
があるためである。さもないと、非線形変換により、色
引き込みの効果をうける領域が画像中に占める割合が変
化してしまい、非線形変換と色引き込みの強さとを独立
に制御することが困難になる。

【０１０７】このため、刺激値和閾値Ｌ_c は、暗部補正
のための非線形変換の度合いを表すγに応じて設定する
必要があり、色引き込みの処理の前に予めＬ_cnl を求め
設定しておく。

【０１０８】このように、刺激値和閾値Ｌ_c 自身も非線
形変換することにより、画像中で色引き込みの効果の現
れる領域は、暗部補正の非線形変換によらずにほぼ一定
となる。

【０１０９】すなわち補正の非線形変換の強度値をγと
すると、 Ｌ_cnl ＝７６８（Ｌ_c ／７６８）^γ …（２１） により、予め刺激値和閾値Ｌ_c に補正をかけておく。こ
れを上式に使用すれば、刺激値和補正による色引き込み
割合に対する影響を軽減することができる。

【０１１０】図１２は、閾値Ｌ_c に非線形変換を行わな
い場合における刺激値和Ｌ（横軸）と引き込み割合ｒ
（縦軸）との関係を示す図である。

【０１１１】一方、図１３は、閾値Ｌ_c に非線形変換を
行ってＬ_cnl とする場合における刺激値和Ｌ（横軸）と
引き込み割合ｒ（縦軸）との関係を示す図である。すな
わち、図１０及び図１１に示した回路１０８の入力Ｌと
出力ｒとの関係を示す図である。なお、非線形補正の強
度は、γ＝０．５の場合を示している。

【０１１２】図１２に示されるように、閾値Ｌ_c を非線
形補正しない場合では、引き込み割合ｒが０．５となる
ための入力刺激値Ｌは、設定値Ｌ_c ＝１９６よりも小さ
くなり、約５０でｒ＝０．５になる。このため、画像中
で色引き込みの効果が現れる領域は、設定値Ｌ_c だけで
は制御できずγに依存することになる。

【０１１３】一方、図１３に示すように、閾値Ｌ_c を非
線形補正してＬ_cnl とした場合においては、引き込み割
合ｒが０．５に達する点がほぼ設定通りの１９６になっ
ていることがわかる。このように予め閾値も補正するこ
とにより、非線形変換の強度とは独立に、ほぼ設定通り
の範囲に引き込みをかけることができる。

【０１１４】ところで、前述の明度のかさ上げの場合に
おいては、（△Ｌｍ）は、非線形変換の影響を受けた方
が持ち上げの領域が変化することにより、刺激値和補正
の入出力応答のグラフがより滑らかになるため、そのま
まの閾値Ｌ_c を使用する方がよい。

【０１１５】図１４は、閾値Ｌ_c に非線形変換を行わな
い場合における刺激値和Ｌ（横軸）とかさ上げ量ΔＬｍ
（縦軸）との関係を示す図である。すなわち、図１０及
び図１１に示した回路１０８における入力Ｌと乗算器６
８の出力ΔＬｍとの関係を示す図である。

【０１１６】一方、図１５は、閾値Ｌ_c に非線形変換を
行ってＬ_cnl とする場合における刺激値和Ｌ（横軸）と
かさ上げ量ΔＬｍ（縦軸）との関係を示す図である。な
お、非線形補正の強度は、γ＝０．５の場合を示してい
る。

【０１１７】閾値は、いずれもＬ_c2＝９６であり、図１
４に示されるように、閾値Ｌ_c2を非線形補正しない場合
には、Ｌ＝１２付近で、応答はｍ＝０．５となる（つま
り、ΔＬｍが２５となる）。

【０１１８】一方、閾値も非線形補正した場合は、図１
５に示されるように、ほぼ設定値どおりのＬ＝９６付近
でｍ＝０．５となる。

【０１１９】図１６は、閾値Ｌ_c のみに非線形変換補償
を行った場合における刺激値和Ｌと補正された刺激値和
Ｌ’との関係を示す特性図である。

【０１２０】図１７は、閾値Ｌ_c と閾値Ｌ_c2の両方に非
線形変換補償を行った場合における刺激値和Ｌと補正さ
れた刺激値和Ｌ’との関係を示す特性図である。

【０１２１】ここで、図１６に示すように、閾値を補正
しない場合では、図１７に示す補正した場合に比べて、
より滑らかであることがわかる。これは、非線形補正に
より暗部が持ち上げられる一方、△Ｌｍによるかさ上げ
の効果の現れる領域が狭くなるためである。

【０１２２】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明によれば、色度図上で理論構成された原理に基づい
て、目標色度値を任意に設定して、特定色への引き込み
を自在に行うことができる。この場合、色引き込み割合
ｒを滑らかに制御すれば、画像に偽輪郭のような不自然
さを発生させることなく、所望の特徴をもつ領域で色引
き込みを行うことができる。そして、色引き込みを実行
する領域を引き込み割合ｒによって設定すれば、所望の
画像を自由かつ容易に作り出すことができる。

【０１２３】また、本発明によれば、画像全体を特定色
に近づけることにより画像全体の色調を整える効果があ
る。すなわち、色調を変化させることにより画像から受
ける印象を変化させることができる。例えば、緑や青に
引き込みを行うと、さわやかな感じや清潔な感じを与え
る画像になり、赤や黄に引き込みを行うと、暖かい感じ
や古ぼけた感じを与える画像になる。

【０１２４】請求項２記載の発明によれば、刺激値和を
補正することにより色引き込みの効果のかかりにくい暗
部においても効果的に色引き込みを行うことができる。
また暗部の詳細が明瞭な画像を作ることができる。

【０１２５】請求項３に記載の発明によれば、色引き込
みの効果がかかりにくい刺激値和が低い暗部においても
視覚的に明らかなほど色相を変化させ、特定の色相に引
き込むことができる。

【０１２６】請求項４記載の発明によれば、非線形変換
の強度を設定するパラメータを変えることにより、ガン
マ補正と同様の効果により、暗部の刺激値和を持ち上げ
て画像の暗部の詳細をはっきりと見ることができるよう
になると同時に、引き込み割合演算部の関数応答の関数
形状を設定するするパラメータが、刺激値和補正部にお
ける非線形変換の強度を設定するパラメータに応じて値
を変えるために、色引き込みの効果がかかる領域が画像
中に占める面積を制御することができる。このため、色
引き込みの効果の度合いと暗部の詳細を明瞭化する非線
形変換とが独立に制御できるため、所望の画像を自由に
かつ容易に得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理を示す原理説明図である。

【図２】本発明の基本構成を示すブロック図である。

【図３】第１実施例を示すブロック図である。

【図４】第２実施例を示すブロック図である。

【図５】本発明の基本構成を示すブロック図である。

【図６】第３実施例を示すブロック図である。

【図７】第４実施例を示すブロック図である。

【図８】第５実施例を示すブロック図である。

【図９】第６実施例を示すブロック図である。

【図１０】第７実施例を示すブロック図である。

【図１１】第８実施例を示すブロック図である。

【図１２】刺激値和Ｌと引き込み割合ｒの関係を示す特
性図である。

【図１３】閾値Ｌ_c2への非線形変換を行う場合におけ
る、刺激値和Ｌと引き込み割合ｒとの関係を示す特性図
である。

【図１４】刺激値和Ｌと暗部のかさ上げ量ΔＬｍとの関
係を示す特性図である。

【図１５】閾値Ｌ_c2への非線形変換を行う場合における
刺激値和Ｌとかさ上げ量ΔＬｍとの関係を示す特性図で
ある。

【図１６】閾値Ｌ_c のみに非線形変換補償を行った場合
における刺激値和Ｌと補正された刺激値和Ｌ’との関係
を示す特性図である。

【図１７】閾値Ｌ_c と閾値Ｌ_c2の両方に非線形変換補償
を行った場合における刺激値和Ｌと補正された刺激値和
Ｌ’との関係を示す特性図である。

【符号の説明】

１２ 入力変換部 ２２ 色変更部 ２４ 引き込み割合演算部 ２６ 目標色度値設定部 ２８ 出力変換部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画素の３刺激値を入力とし、これを処理
   して特定の色相に引き込み、新たな３刺激値にして出力
   する特定色引き込み回路であって、 前記入力された画素の３刺激値から、刺激値和Ｌ、色度
   値（ｘ，ｙ）、主波長を表す色度値（ｘ_s ，ｙ_s ）、及
   び、刺激純度ｐを求める入力変換手段と、 画像に基づき引き込み割合ｒを求める引き込み割合演算
   手段と、 引き込み目標とする特定色の色相を示す目標色度値（ｘ
   _v ，ｙ_v ）を設定する目標色度値設定手段と、 前記刺激値和Ｌ、前記画素の色度値（ｘ，ｙ）、前記主
   波長を表す色度値（ｘ_s ，ｙ_s ）、前記刺激純度ｐ、前
   記引き込み割合ｒ、及び前記目標色度値（ｘ_v，ｙ_v ）
   から、以下の式に従って引き込み演算を行い、新たな刺
   激値Ｘ’，Ｙ’，Ｚ’を求める色変更手段と、 ｘ’＝ ｘ ＋ ｐ（ｘ_v −ｘ_s ）ｒ ｙ’＝ ｙ ＋ ｐ（ｙ_v −ｙ_s ）ｒ Ｘ’＝ Ｌｘ’ Ｙ’＝ Ｌｙ’ Ｚ’＝ Ｌ−Ｘ’−Ｙ’ 前記演算された刺激値Ｘ’，Ｙ’，Ｚ’から出力の３刺
   激値を算出する出力変換手段と、 を含むことを特徴とする特定色引き込み回路。
2. 【請求項２】 画素の３刺激値を入力とし、これを処理
   して特定の色相に引き込み、新たな３刺激値として出力
   する特定色引き込み回路であって、 前記入力された画素の３刺激値から、刺激値和Ｌ、色度
   値（ｘ，ｙ）、主波長を表す色度値（ｘ_s ，ｙ_s ）、及
   び、刺激純度ｐを求める入力変換手段と、 画像に応じて前記刺激値和Ｌを補正して、新しい刺激値
   和Ｌ’を求める刺激値和補正手段と、 前記刺激値和Ｌ’に基づき所定の関数応答を求めること
   により、引き込み割合ｒを求める引き込み割合演算手段
   と、 引き込みの目標とする特定色の色相を示す目標色度値
   （ｘ_v ，ｙ_v ）を設定する目標色度値設定手段と、 前記刺激値和Ｌ’、前記画素の色度値（ｘ，ｙ）、前記
   主波長を表す色度値（ｘ_s ，ｙ_s ）、前記刺激純度ｐ、
   前記引き込み割合ｒ、及び前記目標色度値（ｘ_v ，
   ｙ_v ）から、以下の式に従って引き込み演算を行い、新
   たな刺激値Ｘ’，Ｙ’，Ｚ’を求める色変更手段と、 ｘ’＝ ｘ ＋ ｐ（ｘ_v −ｘ_s ）ｒ ｙ’＝ ｙ ＋ ｐ（ｙ_v −ｙ_s ）ｒ Ｘ’＝ Ｌ’ｘ’ Ｙ’＝ Ｌ’ｙ’ Ｚ’＝ Ｌ’−Ｘ’−Ｙ’ 前記演算された刺激値Ｘ’，Ｙ’，Ｚ’から出力の３刺
   激値を算出する出力変換手段と、 を含むことを特徴とする特定色引き込み回路。
3. 【請求項３】 前記刺激値和補正手段は、 前記刺激値和Ｌから所定の関数応答（△Ｌｍ）を求め、
   これを刺激値和Ｌに加算することにより新しい刺激値和
   Ｌ’を Ｌ’＝Ｌ＋△Ｌｍ により求めるものであることを特徴とする請求項２記載
   の特定色引き込み回路。
4. 【請求項４】 前記刺激値和補正手段は、前記刺激値和
   Ｌから所定の非線形変換により新しい刺激値和Ｌ’を求
   め、 前記非線形変換の強度を設定するパラメータは可変とさ
   れ、 前記引き込み割合制御手段の関数応答の関数形状を設定
   するパラメータは可変とされ、 前記引き込み割合演算手段の関数応答の関数形状を設定
   するするパラメータは、前記非線形変換の強度を設定す
   るパラメータに応じて、その値を変えることを特徴とす
   る請求項２記載の特定色引き込み回路。