WO2010131499A1 - 画像処理装置および画像処理方法 - Google Patents

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WO2010131499A1
WO2010131499A1 PCT/JP2010/051762 JP2010051762W WO2010131499A1 WO 2010131499 A1 WO2010131499 A1 WO 2010131499A1 JP 2010051762 W JP2010051762 W JP 2010051762W WO 2010131499 A1 WO2010131499 A1 WO 2010131499A1
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coefficient
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張　小▲忙▼
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シャープ株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to an image processing apparatus and an image processing method, and more particularly to a technique for performing display that makes full use of the color reproduction range of the apparatus.
  • the color reproduction range (also called “color space”, “color gamut”, “color purity”, etc.) differs for each model in display devices, printing devices, imaging devices, and the like. Further, in the color television apparatus, the color reproduction range of the input video signal is different for each adopted television system. For this reason, various color conversion processes have been conventionally performed when generating output data from input data so that the output data is as faithful as possible to the input data regardless of the difference in the color reproduction range. . For example, when HDTV (High Definition Television) broadcasting is performed on a color television apparatus using a liquid crystal panel, ITU-R (International Telecommunication Union Radiocommunications Sector) BT.
  • HDTV High Definition Television
  • ITU-R International Telecommunication Union Radiocommunications Sector
  • a signal of a standard defined in 709 (hereinafter referred to as “HDTV standard”) is supplied from an external signal source to the color television set.
  • the signal given from the external signal source to the color television apparatus is an RGB signal.
  • a process of mapping (corresponding) the color gamut of the RGB signal given from a signal source to the color gamut in a liquid crystal panel constituting the color television apparatus (hereinafter referred to as “color gamut conversion process”). ) Is performed.
  • a voltage according to the value of each color included in the RGB signal obtained by the color gamut conversion process is applied to the liquid crystal layer, so that a color as faithful as possible to the color represented by the RGB signal given from the signal source is obtained. It is displayed on the display part of the liquid crystal panel.
  • the color gamut conversion processing performed in such a color television apparatus will be described in detail.
  • FIG. 8 is a diagram showing chromaticity coordinate values of primary colors in the HDTV standard (values of coordinates on the xy chromaticity diagram) and chromaticity coordinate values of primary colors in a certain liquid crystal panel constituting a display device (color television device). It is. From FIG. 8, for example, it is understood that “the value of the chromaticity coordinate (x, y) of R (red) is (0.6400, 0.3300) in the HDTV standard”.
  • the brightness Y of W (white) in the XYZ color space is 1 based on the information about the HDTV standard indicated by reference numeral 91 in FIG.
  • the RGB value and the XYZ value The following expression (1) is obtained as an expression representing the relationship: X, Y, and Z are tristimulus values in the XYZ color system.
  • the following equation (2) is obtained as an equation representing the relationship between RGB values and XYZ values based on the information regarding the liquid crystal panel indicated by reference numeral 92 in FIG.
  • the above equation (3) is an equation for obtaining the value of each color of RGB corresponding to the value of the voltage to be applied to the liquid crystal layer in the liquid crystal panel from the RGB signal of the HDTV standard given from the signal source. . That is, as shown in FIG.
  • the HDTV standard RGB signal RGB in is input from the signal source 93 to the display device (color television device) 9, and the RGB signal RGB in is converted into the above equation by the color gamut conversion processing unit 94. Conversion is performed based on (3). Then, the RGB signal RGB out obtained by the conversion process in the color gamut conversion processing unit 94 is given to the liquid crystal panel 95. In this way, accurate color on the color represented by the RGB signal RGB in sent from the signal source 93 is displayed on the display unit of the liquid crystal panel 95.
  • white balance processing in which color correction is performed so that white is correctly displayed regardless of the color temperature of the light source.
  • a predetermined gain is applied to the values of each RGB color so that the disturbance of the RGB color balance due to the difference in the light source is suppressed.
  • Japanese Patent Laid-Open No. 4-291591 discloses an invention of a color display device that performs color reproduction without causing a color reproduction error for any input video signal having a plurality of different color reproduction ranges. Yes.
  • Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2008-78737 discloses a technique for preventing waste of a color gamut of an image output apparatus by correcting brightness or luminance.
  • Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2008-86029 discloses a technique for obtaining a desired color reproduction using a standard color space with an extended color gamut.
  • the white balance processing white is displayed faithfully, but colors other than white are displayed according to the characteristics of the panel, so color misregistration for memory colors such as skin color is particularly uncomfortable to the viewer. Will give. This will be described with reference to FIG.
  • the white balance processing by multiplying each color value of the RGB signal based on the HDTV standard by a predetermined gain, regardless of the difference between the chromaticity coordinate of the white point of the panel and the chromaticity coordinate of D65 (reference white), the panel D65 is displayed correctly above.
  • the white balance processing by multiplying each color value of the RGB signal based on the HDTV standard by a predetermined gain, regardless of the difference between the chromaticity coordinate of the white point of the panel and the chromaticity coordinate of D65 (reference white), the panel D65 is displayed correctly above.
  • D65 chromaticity coordinate of D65
  • FIG. 12 schematically shows the xyY space (reference numeral 98) of the panel and the xyY space (reference numeral 99) obtained by white balance processing. Focusing on the brightness Y in FIG. 12, it is understood that the maximum brightness that can be displayed by the panel is higher than the maximum brightness obtained by the white balance process. That is, in the white balance processing, brightness display utilizing the ability of the panel is not performed.
  • an object of the present invention is to provide an image processing apparatus that enables image display that makes full use of the color reproducibility of the panel without giving the viewer a sense of incongruity.
  • a first aspect of the present invention is an image processing apparatus, A first color space conversion unit that converts image data of an RGB color system given from the outside into first XYZ data that is image data of an XYZ color system; XYZ for generating second XYZ data, which is image data of the XYZ color system, by performing predetermined conversion processing on the values of X, Y, and Z as tristimulus values constituting the first XYZ data A data converter, And a second color space conversion unit for converting the second XYZ data into RGB color system image data.
  • the X, Y, and Z values are converted so that the color reproduction range obtained by the second XYZ data is wider than the color reproduction range obtained by the first XYZ data.
  • the above-mentioned conversion process is performed.
  • the XYZ data conversion unit when performing the conversion process on the data of each pixel included in the first XYZ data, on the xy chromaticity diagram, a first coordinate that is a chromaticity coordinate for the data of each pixel And a second coordinate that is a chromaticity coordinate of an intersection of a conversion straight line that passes through a predetermined reference coordinate and the first coordinate and a line that represents a color reproduction range obtained by the first XYZ data; Then, a third coordinate which is a chromaticity coordinate of an intersection of the straight line for conversion and a line representing a color reproduction range to be obtained by the second XYZ data is obtained, and the conversion processing is performed on the data of each pixel.
  • the ratio of the distance between the reference coordinate-first coordinate to the distance between the reference coordinate-second coordinate and the reference coordinate-third is equal to the ratio of the distance between the fourth coordinate, and, as the fourth coordinate is chromaticity coordinates on the conversion linearity, and obtains the value of the fourth coordinate.
  • the XYZ data conversion unit when performing the conversion process on the data of each pixel included in the first XYZ data, on the xy chromaticity diagram, a first coordinate that is a chromaticity coordinate for the data of each pixel And a second coordinate that is a chromaticity coordinate of an intersection of a conversion straight line that passes through a predetermined reference coordinate and the first coordinate and a line that represents a color reproduction range obtained by the first XYZ data; Then, a third coordinate which is a chromaticity coordinate of an intersection of the straight line for conversion and a line representing a color reproduction range to be obtained by the second XYZ data is obtained, and the conversion processing is performed on the data of each pixel.
  • the first coefficient represented by the function is A chromaticity coordinate on the third coordinate side on the conversion straight line from the reference coordinate by a distance obtained by multiplying the distance between the quasi-coordinate and the third coordinate is the fourth coordinate.
  • k 1 is the first coefficient
  • k is the basic coefficient
  • e is the base of natural logarithm
  • ⁇ is a positive coefficient that can be set to an arbitrary value.
  • a sixth aspect of the present invention is the fourth aspect of the present invention, A first lookup table that holds a plurality of values of the first coefficient in association with a predetermined index in advance;
  • the XYZ data converter obtains the value of the first coefficient from the first look-up table using an index obtained based on the basic coefficient.
  • the XYZ data conversion unit performs the conversion process on the data of each pixel included in the first XYZ data, the ratio of the maximum brightness value in the fourth coordinate to the maximum brightness value in the first coordinate;
  • Each pixel to be included in the second XYZ data is set so that the ratio of the lightness of the data after the conversion process is performed on the data of the pixel with respect to the lightness of the data of the pixel is equal. It is characterized in that a brightness value for data is obtained.
  • the brightness value of the data of each pixel to be included in the second XYZ data is calculated. It is obtained by the following formula using a second coefficient expressed by a function of a basic coefficient.
  • Y 1 ((1 ⁇ k 2 ) + (Y a ⁇ k 2 )) ⁇ Y
  • Y 1 is the brightness for the data of each pixel to be included in the second XYZ data
  • Y is the brightness for the data of each pixel included in the first XYZ data
  • k 2 is the second coefficient.
  • Ya is a value obtained by dividing the maximum value of lightness in the fourth coordinate by the maximum value of lightness in the first coordinate.
  • a ninth aspect of the present invention is the eighth aspect of the present invention.
  • k 2 is the second coefficient
  • k is the basic coefficient
  • e is the base of the natural logarithm
  • ⁇ is a positive coefficient that can be set to an arbitrary value.
  • a tenth aspect of the present invention is the eighth aspect of the present invention, A second lookup table that holds a plurality of values of the second coefficient in association with a predetermined index in advance;
  • the XYZ data converter obtains the value of the second coefficient from the second lookup table using an index obtained based on the basic coefficient.
  • An eleventh aspect of the present invention is the third aspect of the present invention.
  • the XYZ data conversion unit has, on the xy chromaticity diagram, the chromaticity coordinate of the intersection of the boundary line forming the closed region composed of at least three points and the conversion straight line as the reference coordinate, and the first XYZ data conversion unit For the data of each pixel included in the data, the conversion process is performed on the data of each pixel only when the first coordinate is outside the boundary line.
  • a twelfth aspect of the present invention is the eleventh aspect of the present invention,
  • the boundary line is formed so that a chromaticity coordinate of D65 as a standard light source is included inside the boundary line.
  • a thirteenth aspect of the present invention is the eleventh aspect of the present invention,
  • the boundary line is formed so that chromaticity coordinates of a memory color including at least white and skin color are included inside the boundary line.
  • 14th aspect of this invention is a display apparatus provided with the display panel which displays an image, An image processing apparatus according to any one of the first to thirteenth aspects of the present invention;
  • the display panel displays the image based on RGB color system data generated by the second color space converter.
  • a fifteenth aspect of the present invention is an image processing method, A first color space conversion step of converting RGB color system image data into first XYZ data which is XYZ color system image data; XYZ for generating second XYZ data, which is image data of the XYZ color system, by performing predetermined conversion processing on the values of X, Y, and Z as tristimulus values constituting the first XYZ data A data conversion step; And a second color space conversion step of converting the second XYZ data into RGB color system image data.
  • image data in the RGB color system (hereinafter referred to as “RGB data”) given from the outside of the image processing apparatus is image data in the XYZ color system (hereinafter referred to as “XYZ data”).
  • XYZ data image data in the XYZ color system
  • the conversion processing is performed on the tristimulus values X, Y, and Z of the XYZ data.
  • the tristimulus value does not become negative in the XYZ color system, and the tristimulus value in the XYZ color system is a device-independent value.
  • the color reproduction range obtained by the data after the conversion processing is wider than the color reproduction range obtained by the data before the conversion processing. For this reason, even when the color reproduction range obtained from input data (RGB data given from the outside) is narrower than the color reproduction range of the output device, image display utilizing the color reproduction capability of the output device is performed. .
  • the data of each pixel included in the input data while considering the relationship between the color reproduction range obtained by the input data and the color reproduction range of the output device.
  • the saturation about is increased. For this reason, an image display using a color in a wider range than the color reproduction range obtained by the input data is performed without losing the color balance of the entire image on the xy chromaticity diagram.
  • the data of each pixel included in the input data while considering the relationship between the color reproduction range obtained by the input data and the color reproduction range of the output device.
  • the saturation about is increased.
  • the chromaticity coordinates of the converted data are obtained using the first coefficient which is a function of the coefficient (basic coefficient) determined according to the chromaticity coordinates of the data of each pixel included in the input data. .
  • the first coefficient is obtained in consideration of human visual characteristics and the like, a color in a wider range than the color reproduction range obtained by the input data without giving a sense of incongruity to the viewer of the image. It is possible to perform image display using the.
  • ⁇ by setting ⁇ to an appropriate value, an image using a wider range of colors than the color reproduction range obtained by the input data without giving the viewer an uncomfortable feeling. Display can be performed.
  • the calculation process for obtaining the first coefficient is not necessary, and the implementation is easy. .
  • the lightness of the data after the conversion process is considered while taking into account the relationship between the maximum lightness in the chromaticity coordinates of the input data and the maximum lightness in the chromaticity coordinates of the data after the conversion process. Is required. For this reason, an image display using a color having a higher brightness than the maximum brightness obtained from the input data is performed without breaking the brightness balance of the entire image in the xyY space.
  • the lightness of the data after the conversion process is considered while taking into account the relationship between the maximum lightness in the chromaticity coordinates of the input data and the maximum lightness in the chromaticity coordinates of the converted data. Is required.
  • a second coefficient that is a function of a coefficient (basic coefficient) determined according to the chromaticity coordinates of each pixel included in the input data is used. For this reason, by adopting a configuration in which the second coefficient is obtained in consideration of human visual characteristics and the like, a color with a brightness higher than the maximum brightness obtained by the input data without giving a sense of incongruity to the viewer of the image It is possible to perform image display using the.
  • ⁇ by setting ⁇ to an appropriate value, an image using a color with a brightness higher than the maximum brightness obtained by the input data without giving a sense of discomfort to the viewer of the image. Display can be performed.
  • the second coefficient used for the data conversion process is acquired from the lookup table, an arithmetic process for obtaining the second coefficient is not necessary, and the implementation is facilitated.
  • the tristimulus values in the XYZ color system can be increased for the color having the chromaticity coordinates outside the boundary line on the xy chromaticity diagram so that the saturation is increased before and after the conversion process.
  • Conversion processing is performed on the values of X, Y, and Z, and the color after the conversion processing is displayed on the output device.
  • the tristimulus values X, Y, and Z are not converted, and a color faithful to the color indicated by the input data is displayed on the output device. Is done. For this reason, by setting the boundary line in consideration of human visual characteristics, etc., it is possible to display an image that makes full use of the color reproduction ability of the output device without giving the viewer an uncomfortable feeling. Is possible.
  • the conversion process by the XYZ data conversion unit is not performed on the data of D65 which is the standard light source. For this reason, the reference white color is displayed faithfully. This suppresses the viewer of the image from feeling uncomfortable due to the conversion process being performed on the color data.
  • the memory color data is not converted by the XYZ data converter. For this reason, as the memory color, a color faithful to the color indicated by the input data is displayed. As a result, an image display that makes full use of the color reproduction capability of the output device is performed without giving the viewer a sense of incongruity.
  • a display device including an image processing device that achieves the same effects as any one of the first to thirteenth aspects of the present invention is realized.
  • RGB data RGB color system image data
  • XYZ data XYZ color system image data
  • conversion processing is performed on the tristimulus values X, Y, and Z of the XYZ data.
  • the xyY color space is used. An outline of image processing in the present embodiment performed using this xyY color space will be described below.
  • FIG. 2 is an xy chromaticity diagram for explaining an overview of image processing in the present embodiment.
  • a thick dotted line indicated by reference numeral 41 indicates the color reproduction range (outermost) of the liquid crystal panel used in the present embodiment
  • a thin dotted line indicated by reference numeral 42 indicates a color reproduction range (outermost of the color reproduction range based on the HDTV standard).
  • the color reproduction range 41 of the liquid crystal panel is wider than the color reproduction range 42 based on the HDTV standard.
  • a boundary line as indicated by a bold solid line 43 is virtually provided on the xy chromaticity diagram.
  • the boundary line 43 passes through at least three points and forms a closed region.
  • the boundary line 43 is formed of a nine-sided shape. Therefore, an equation representing nine line segments is defined in advance as an equation representing the boundary line 43.
  • the boundary line 43 is typically created so that the memory color and D65 (reference white) are included inside (the boundary line).
  • D65 reference white
  • For the color having the chromaticity coordinates inside the boundary line 43 a color faithful to the color represented by the input video signal is displayed.
  • the saturation and the brightness are increased, and the image display that fully utilizes the color reproduction ability of the liquid crystal panel is performed.
  • the value of the chromaticity coordinate (x, y) is converted and the value of the brightness Y Is also converted.
  • the chromaticity coordinates (x, y) on the xy chromaticity diagram of the color of a certain pixel (hereinafter referred to as “target pixel”) included in the input video signal are P points indicated by reference numeral 44 in FIG.
  • the color of the target pixel is converted as follows. First, an equation of a straight line 45 passing through a white point (referred to as “W point”) (the input video signal adopts the D65 white point in the case of the HDTV standard) and the P point is obtained.
  • the intersection of the straight line 45 and the outermost contour of the color reproduction range 41 of the liquid crystal panel (referred to as “D point”), the intersection of the straight line 45 and the outermost contour of the color reproduction range 42 based on the HDTV standard (“ And the chromaticity coordinates of the intersection of the straight line 45 and the boundary line 43 (referred to as “B point”).
  • the chromaticity coordinates of the Q point such that “the ratio of the length of the line segment BP to the length of the line segment BH” and “the ratio of the length of the line segment BQ to the length of the line segment BD” are equal.
  • the chromaticity coordinates on the straight line 45 are obtained.
  • the chromaticity coordinates of the Q point obtained in this way are used as the chromaticity coordinates after conversion for the color of the target pixel. Further, the “ratio of the maximum brightness value at the point Q to the maximum brightness value at the point P” and “the ratio of the brightness of the converted data to the brightness indicated by the input video signal” are equal to each other in the xyY space.
  • the brightness of the converted data is obtained. As described above, when the chromaticity coordinate (x, y) on the xy chromaticity diagram of the color of the target pixel is outside the boundary line 43, the value and brightness of the chromaticity coordinate (x, y). Y value is converted.
  • this embodiment will be described in detail.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a display device according to an embodiment of the present invention.
  • the display device 10 includes an image processing device 12 and a liquid crystal panel 14.
  • the image processing device 12 functions to convert the HDTV standard RGB signal RGB in sent from the external signal source 20 into the RGB signal RGB out for the liquid crystal panel 14.
  • the liquid crystal panel 14 displays an image on a display unit (not shown) by applying a voltage based on the RGB signal RGB out supplied from the image processing device 12 to the liquid crystal layer. It is assumed that the chromaticity coordinate values of the primary colors in the liquid crystal panel 14 used in the present embodiment are as indicated by reference numeral 92 in FIG.
  • the image processing apparatus 12 includes a first color space conversion unit 122, a three-dimensional matching processing unit 124, and a second color space conversion unit 126.
  • the first color space conversion unit 122 converts the HDTV standard RGB signal RGB in sent from the external signal source 20 into the XYZ signal XYZ in as the first XYZ data based on the above equation (1). That is, the first color space conversion unit 122 performs data conversion from the RGB color space to the XYZ color space.
  • the XYZ signals XYZ in obtained by the conversion processing in the first color space conversion unit 122 is supplied to the three-dimensional matching processing section 124.
  • 3D matching processing unit 124 performs predetermined conversion processing into XYZ signals XYZ in, generates the XYZ signal XYZ out as the second XYZ data for providing the second color space conversion unit 126.
  • the second color space conversion unit 126 converts the XYZ signal XYZ out into the RGB signal RGB out for the liquid crystal panel 14 based on the following equation (4) obtained from the above equation (2). That is, the second color space conversion unit 126 performs data conversion from the XYZ color space to the RGB color space.
  • FIG. 3 is a flowchart showing a processing procedure of conversion processing performed by the three-dimensional matching processing unit 124.
  • FIG. 3 shows a processing procedure of conversion processing when attention is paid to one pixel (target pixel) included in the input video signal.
  • FIG. 4 is an enlarged view of a region indicated by reference numeral 49 in FIG.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining the conversion of brightness Y in the xyY space for the color of the target pixel.
  • the three-dimensional matching processing unit 124 receives the XYZ signal XYZ in obtained by the conversion processing in the first color space conversion unit 122, and converts data from the XYZ color system to the xyY color system ( Step S10 in FIG. Conversion from the XYZ color system to the xyY color system is performed based on the following equations (5) and (6).
  • x X / (X + Y + Z)
  • y Y / (X + Y + Z) (6)
  • the Y value in the XYZ color system becomes the Y value in the xyY color system as it is.
  • the value of the chromaticity coordinate (x, y) on the xy chromaticity diagram and the value of the brightness Y for the target pixel are obtained.
  • a chromaticity coordinate point (hereinafter referred to as “input data chromaticity coordinate point”) on the xy chromaticity diagram for the color of the target pixel is a point P in FIG.
  • the point P may exist on the inner side (point W side) than the boundary line 43.
  • the three-dimensional matching processing unit 124 obtains the length l WP of the line segment WP and the length l WB of the line segment WB, and determines whether or not l WP is equal to or less than l WB (Ste S20). Specifically, the three-dimensional matching processing unit 124 first obtains an expression of a straight line 45 that passes through the white point (W point) and the P point. Next, the three-dimensional matching processing unit 124 has an intersection (point D) between the straight line 45 and the outermost contour of the color reproduction range 41 of the liquid crystal panel 14, and the outermost contour of the color reproduction range 42 based on the straight line 45 and the HDTV standard.
  • the chromaticity coordinates of the intersection (point B) between the straight line 45 and the boundary line 43 are obtained.
  • the chromaticity coordinates of point D are indicated by (x 3 , y 3 )
  • the chromaticity coordinates of point B are indicated by (x 2 , y 2 )
  • conversion is performed.
  • the chromaticity coordinates of the Q point to be obtained are indicated by (x 1 , y 1 ).
  • the three-dimensional matching processing unit 124 obtains the length l WP of the line segment WP based on the chromaticity coordinates of the W point and the chromaticity coordinates of the P point, and the chromaticity coordinates of the W point and the chromaticity of the B point.
  • the three-dimensional matching processing unit 124 determines whether or not l WP is equal to or less than l WB . As a result of the determination, if l WP is equal to or less than l WB , the process proceeds to step S32, and if l WP is greater than l WB , the process proceeds to step S40.
  • the chromaticity coordinate of point B is the reference coordinate
  • the chromaticity coordinate of point P is the first coordinate
  • the chromaticity coordinate of point H is the second coordinate
  • the chromaticity coordinate of point D is It becomes the third coordinate
  • the chromaticity coordinate of the Q point is the fourth coordinate.
  • step S32 3-dimensional matching processing unit 124, the value of x 1 and x.
  • step S34 the three-dimensional matching processing unit 124 sets the value of y 1 to y.
  • step S36 the three-dimensional matching processing unit 124 sets the value of Y 1 to Y. After step S36 ends, the process proceeds to step S50.
  • l WP is equal to or less than l WB , that is, when the input data chromaticity coordinate point exists inside the boundary line 43
  • the data value in the xyY space is set. There is no conversion.
  • step S42 the three-dimensional matching processing unit 124 obtains the value of x 1 based on the following equation (8).
  • x 1 x 2 + k ⁇ (x 3 ⁇ x 2 ) (8)
  • step S44 the three-dimensional matching processing unit 124 obtains the value of y 1 based on the following equation (9).
  • y 1 y 2 + k ⁇ (y 3 ⁇ y 2 ) (9)
  • step S46 the three-dimensional matching processing unit 124 obtains the value of Y 1 based on the following equation (10).
  • Y HDTV — max (x, y) is the maximum value of lightness in chromaticity coordinates (x, y), and Y panel — max (x 1 , y 1 ) is chromaticity coordinates (x 1 , y 1). ) Is the maximum value of lightness.
  • the maximum value of brightness Y varies depending on the value of chromaticity coordinates (x, y) on the xy chromaticity diagram. That is, the maximum value of brightness corresponding to the point P is different from the maximum value of brightness corresponding to the point Q. Therefore, in the present embodiment, the lightness of the target pixel color so that the increase rate is the same as the increase rate of the maximum value of lightness associated with the chromaticity coordinate conversion on the xy chromaticity diagram for the color of the target pixel. Is converted from Y to Y 1 . For example, when the maximum brightness value corresponding to the point P is 3 and the maximum brightness value corresponding to the point Q is 3.3, the converted brightness Y 1 for the color of the target pixel is converted. 1.1 times the previous brightness Y.
  • step S50 when it is determined in step S20 that l WP is larger than l WB , that is, when the input data chromaticity coordinate point exists outside the boundary line 43, “line segment BH The chromaticity after conversion for the color of the target pixel at the Q point at which “the ratio of the length of the line segment BP to the length” and “the ratio of the length of the line segment BQ to the length of the line segment BD” are equal as the coordinate points, and "percentage of brightness Y 1 of the converted data for the lightness Y indicated by the input video signal” and "lightness maximum percentage of the Q point for the maximum value of brightness at the point P ' Are converted into data values in the xyY space so that.
  • step S50 the three-dimensional matching processing unit 124 changes from the xyY color system to the XYZ color system based on the data values x 1 , y 1 , and Y 1 obtained in steps S32 to S36 or steps S42 to S46. Convert the data to the system. Conversion from the xyY color system to the XYZ color system is performed based on the following equations (11) to (13).
  • the chromaticity coordinate point (input data chromaticity coordinate point) on the xy chromaticity diagram of the color indicated by the input video signal is inside the boundary line 43 provided in advance (on the xy chromaticity diagram).
  • different color conversion processing is applied to the color data. Specifically, when the input data chromaticity coordinate point is outside the boundary line 43, “the position of the boundary line 43 and the outermost contour of the color reproduction range 41 of the liquid crystal panel 14 and the chromaticity coordinate point of the converted data.
  • the “relationship” is the same as “the positional relationship between the boundary 43 and the outermost contour of the color reproduction range 42 based on the HDTV standard and the input data chromaticity coordinate point” on the xy chromaticity diagram of the converted data.
  • a chromaticity coordinate point is determined.
  • the ratio of the lightness of the converted data to the lightness of the data before conversion corresponds to the maximum value of the lightness at the input data chromaticity coordinate point.
  • the brightness in the xyY space for the converted data is determined so as to be equal to the ratio of the maximum brightness value at the chromaticity coordinate point of the converted data.
  • the color where the input data chromaticity coordinate point is a point outside the boundary line 43 is converted into the data value in the xyY space so that the saturation and brightness are increased, and the liquid crystal panel 14 The converted color is displayed on the display section.
  • the data value in the xyY space is not converted, and the display unit of the liquid crystal panel 14 is faithful to the color indicated by the input video signal.
  • Various colors are displayed. For this reason, by defining the boundary line 43 so that a color called a memory color such as white or skin color is included therein, a color faithful to the color indicated by the input video signal is displayed as the memory color. be able to.
  • conversion processing is performed on the tristimulus values X, Y, and Z of the XYZ color system data.
  • the tristimulus value does not become negative, and the tristimulus value is a device-independent value. For this reason, when it is desired to display a color different from the color indicated by the input video signal on the liquid crystal panel 14 as described above, it is easy to perform without requiring complicated arithmetic processing compared to the conversion processing of RGB color system data.
  • data conversion processing can be performed.
  • the three-dimensional matching processing unit 124 calculates k obtained from the above equation (7), that is, k obtained by dividing l BP by l BH to chromaticity coordinates (x, Although used as a coefficient in the conversion of y) (steps S42 and S44 in FIG. 3), the present invention is not limited to this.
  • the function of k obtained from the above equation (7) may be used as the coefficient.
  • this function of k is referred to as k 1 (first coefficient) for convenience.
  • the three-dimensional matching processing unit 124 obtains the value of x 1 based on the following equation (14) instead of the above equation (8) in step S42, and the above equation (9) in step S44.
  • the value of y 1 is obtained based on the following equation (15).
  • x 1 x 2 + k 1 ⁇ (x 3 -x 2) ⁇
  • y 1 y 2 + k 1 ⁇ (y 3 ⁇ y 2 )
  • the coefficient k 1 included in the above equation (14) and the above equation (15) can be obtained by a linear equation or can be obtained by a nonlinear equation. it can. For example, assuming that k 1 is obtained by the following equation (16), the same conversion process as in the above embodiment is performed.
  • the coefficient k 1 is held in a lookup table (first lookup table) prepared in advance, and the three-dimensional matching processing unit 124 performs the look.
  • the coefficient k 1 may be acquired from the up table. This can be realized as follows, for example. First, the number N of data of the coefficient k 1 held in the lookup table is determined. Then, for example, an equation as shown in the following equation (18) is determined as an equation for obtaining the value of the coefficient k 1 . Note that i is an index for referring to the lookup table, and is an integer of 0 or more and less than N.
  • the index i when the three-dimensional matching processing unit 124 refers to the lookup table in order to obtain the value of the coefficient k 1 for example, “k obtained in step S40” and “the number N of data of the coefficient k 1 ”
  • the product of "and" can be converted into an integer (for example, a value obtained by rounding down the decimal part). For example, if the value of k obtained in step S40 is “0.1” and the number N of data of the coefficient k 1 is “32”, “0.1” and “32” “3” obtained by truncating the product “3.2” after the decimal point is used as an index i when the three-dimensional matching processing unit 124 refers to the lookup table. However, when the value of k is “1”, the product of “1” and “32” is “32” even though the maximum value of the index i is “31”. The index i is used when the dimension matching processing unit 124 refers to the lookup table.
  • the configuration including the look-up table that holds the value of the coefficient k 1 allows the three-dimensional matching processing unit 124 to perform a nonlinear operation as shown in the above equation (17) during the operation of the display device 10. It is not necessary to perform arithmetic processing based on the expression, and the realization becomes easy.
  • the lightness conversion in the xyY space is performed based on the above equation (10), that is, the maximum lightness accompanying the conversion of the chromaticity coordinates on the xy chromaticity diagram of the color of the target pixel.
  • the color brightness of the target pixel is converted from Y to Y 1 so that the increase rate is the same as the increase rate of the value, the present invention is not limited to this.
  • the conversion from Y to Y 1 may be performed based on the following equation (19).
  • the coefficient k 2 (second coefficient) included in the following expression (19) is a function of k obtained from the above expression (7).
  • the coefficient k 2 can be obtained by a linear expression as with the coefficient k 1 , or can be obtained by a non-linear expression.
  • the input data chromaticity coordinate point is closer to the boundary line 43, the conversion of large weighting is performed on the value of a lightness in xyY space based on the input video signal Y from the Y to Y 1 is performed.
  • the input data chromaticity coordinate point is closer to the outermost of the color reproduction range 42 based on the HDTV standard, with greater weight is made to increase the maximum value of the brightness due to the conversion of chromaticity coordinates from Y to Y 1 Conversion is performed.
  • the outer side of the boundary line 43 on the xy chromaticity diagram is taken into consideration while considering the human visual characteristics. Lightness conversion is performed for colors having chromaticity coordinates. As a result, it is possible to display an image using a color having a brightness higher than the maximum brightness obtained from the input video signal without causing the viewer of the image to feel uncomfortable.
  • a look-up table (second look-up table) including data of the coefficient k 2 is held in the image processing device 12, and the three-dimensional matching processing unit 124 is obtained from the look-up table. May obtain the coefficient k 2 .
  • the shape of the boundary line 43 on the xy chromaticity diagram is a nine-sided shape (see FIG. 2), but the present invention is not limited to this.
  • the shape of the boundary line 43 can be expressed as an expression on the xy plane, it may be a polygon other than a hexagon, or may be a circle as shown in FIG. 7, for example. Since the appearance of the image on the screen depends on the viewer's preference, for example, a large number of statistical data relating to the appearance of the image may be acquired, and the boundary line 43 may be determined based on the statistical data.
  • the memory color and the chromaticity coordinates of D65 are included in the boundary line 43, but the present invention is not limited to this.
  • the color that should be displayed faithfully to the input video signal as well as the memory color and the chromaticity coordinates of D65 may be included in the boundary line 43, or a reference white other than D65 (such as D93) ) Chromaticity coordinates may be included in the boundary line 43.
  • the chromaticity coordinate points on the xy chromaticity diagram are obtained by performing the processing from step S40 to step S46 for all colors indicated by the input video signal without providing the boundary line 43 on the xy chromaticity diagram.
  • the color reproduction range of the liquid crystal panel 14 may be converted to the outermost side (that is, the saturation is increased), and the lightness in the xyY space may be increased.
  • RGB signals of standards other than the HDTV standard such as EBU (Europea Broadcasting Union) standard and NTSC (National Television System Committee) standard are given to the display device 10 from the outside.
  • EBU European Broadcasting Union
  • NTSC National Television System Committee

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Abstract

　視聴者に違和感を与えることなくパネルの持つ色再現能力を充分に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。　画像処理装置（１２）は、外部から送られるＲＧＢ信号（ＲＧＢin）をＸＹＺ信号（ＸＹＺin）に変換する第１の色空間変換部（１２２）と、ＸＹＺ信号（ＸＹＺin）の三刺激値に変換を施してＸＹＺ信号（ＸＹＺout）を生成するための３次元マッチング処理部（１２４）と、ＸＹＺ信号（ＸＹＺout）を液晶パネル（１４）用のＲＧＢ信号（ＲＧＢout）に変換する第２の色空間変換部（１２６）とを備える。３次元マッチング処理部（１２４）は、ｘｙ色度図上に設けられた境界線の外側の色度座標を持つ色についてのみ彩度および明度が高められるよう上記三刺激値に変換を施し、境界線の内側の色度座標を持つ色についてはＲＧＢ信号（ＲＧＢin）の示す色に忠実な色が表示されるよう上記三刺激値の値をそのまま維持する。

Description

画像処理装置および画像処理方法
　本発明は、画像処理装置および画像処理方法に関し、特に、装置の有する色再現範囲を充分に活かした表示を行う技術に関する。
　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（「色空間」，「色域」，「色純度」などとも呼ばれている。）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。このようなことから、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とにより、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、このようなカラーテレビジョン装置で行われる色域変換処理について詳しく説明する。
　図８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８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８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。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
 同様にして、図８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。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
 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。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
 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９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ＲＧＢinが入力され、そのＲＧＢ信号ＲＧＢin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ＲＧＢout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ＲＧＢin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。
　また、従来より、光源の色温度に関わらず白色が正しく表示されるように色の補正を行うホワイトバランス処理が知られている。ホワイトバランス処理では、光源の違いに起因するＲＧＢの色のバランスの乱れが抑制されるように、ＲＧＢの各色の値に所定のゲイン（利得）が掛けられる。
　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、近年、液晶パネルの色再現性の向上が顕著であり、例えばＮＴＳＣ比が約１５０％の液晶パネルも実現されている。このような液晶パネルの色再現範囲は、ＨＤＴＶ規格に基づく色再現範囲よりも広くなっている。このため、液晶パネルの色再現能力を充分に活かした画像表示（より広範囲な色を用いた画像表示）への要求が高まっている。ところが、上述した色域変換処理によると、入力映像信号の表す色に忠実な色の表示は行われるが、パネルの色再現範囲のうち入力映像信号の色再現範囲外の領域を用いた画像表示は行われない。すなわち、パネルの持つ色再現能力を活かした画像表示は行われていない。例えば、ＨＤＴＶ規格のＲＧＢ信号からパネル用のＲＧＢ信号への変換は、上式（３）に基づいて行われている。上式（３）によると、ＨＤＴＶ規格のＲＧＢ信号の値が純色青（０．０，０．０，１．０）のとき、パネル用のＲＧＢ信号の値は（０．０，０．０，０．６２９４）となる。すなわち、Ｂ（青色）については、最大の色再現範囲のほぼ６３％の範囲しか使用されていないことになる。また、上記特開平４－２９１５９１号公報に開示されたカラーディスプレイ装置においても、図１０から把握されるように、ＨＤＴＶ規格に基づく色再現範囲を超える領域を用いた画像表示は行われていない。
　また、ホワイトバランス処理によると、白色は忠実に表示されるが、白色以外の色についてはパネルの特性に応じた表示がなされるので、特に肌色などの記憶色についての色ずれが視聴者に違和感を与えることになる。これについて、図１１を参照しつつ説明する。ホワイトバランス処理では、ＨＤＴＶ規格に基づくＲＧＢ信号の各色の値に所定のゲインを掛けることによって、パネルの白色点の色度座標とＤ６５（基準白色）の色度座標との違いに関わらず、パネル上でＤ６５が正しく表示される。ところが、図１１に示す例では、Ｇ（緑色）やＢ（青色）についての色度座標の変化に伴い、例えば、ＨＤＴＶ規格に基づくと符号９６で示すａ点の色度座標を持つ色が、パネル上では符号９７で示すｂ点の色度座標を持つ色として表示される。このように、白色以外の色については、入力映像信号の表す色に忠実な色は表示されない。また、図１２には、パネルの持つｘｙＹ空間（符号９８）とホワイトバランス処理によって得られるｘｙＹ空間（符号９９）とを模式的に示している。図１２において明度Ｙに着目すると、パネルが表示可能な最大の明度はホワイトバランス処理によって得られる最大の明度よりも高いことが把握される。すなわち、ホワイトバランス処理では、パネルの持つ能力を活かした明度の表示が行われていない。
　さらに、ＨＤＴＶ規格に基づくＲＧＢ信号の各色の値をそのままパネルに与えた場合には、パネルの持つ色再現能力は活かされるが、入力映像信号の表す色とは異なる色が表示されることになるので、特に記憶色と呼ばれる色について視聴者に違和感を与えることになる。
　そこで本発明は、視聴者に違和感を与えることなくパネルの持つ色再現能力を充分に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、画像処理装置であって、
　外部から与えられる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、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、前記Ｘ，Ｙ，およびＺの値に前記変換処理を施すことを特徴とする。
　本発明の第３の局面は、本発明の第２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ＸＹＺデータによって得られる色再現範囲を表す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第２のＸＹＺデータによって得られるべき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４座標としたときに、前記基準座標－前記第２座標間の距離に対する前記基準座標－前記第１座標間の距離の割合と前記基準座標－前記第３座標間の距離に対する前記基準座標－前記第４座標間の距離の割合とが等しくなり、かつ、前記第４座標が前記変換用直線上の色度座標となるように、前記第４座標の値を求めることを特徴とする。
　本発明の第４の局面は、本発明の第２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ＸＹＺデータによって得られる色再現範囲を表す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第２のＸＹＺデータによって得られるべき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４座標としたときに、前記基準座標－前記第１座標間の距離を前記基準座標－前記第２座標間の距離で除することによって得られる基本係数の関数で表される第１係数を前記基準座標－前記第３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基準座標から前記変換用直線上において前記第３座標側にある色度座標を前記第４座標とすることを特徴とする。
　本発明の第５の局面は、本発明の第４の局面において、
　前記ＸＹＺデータ変換部は、前記第１係数を下記の式によって求めることを特徴とする。
ｋ1＝１－ｅ-kλ
ここで、ｋ1は前記第１係数、ｋは前記基本係数、ｅは自然対数の底、λは任意の値に定められ得る正の係数である。
　本発明の第６の局面は、本発明の第４の局面において、
　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７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４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８の局面は、本発明の第４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）＋（Ｙa×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、Ｙaは前記第４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９の局面は、本発明の第８の局面において、
　前記ＸＹＺデータ変換部は、前記第２係数を下記の式によって求めることを特徴とする。
ｋ2＝１－ｅ-kγ
ここで、ｋ2は前記第２係数、ｋは前記基本係数、ｅは自然対数の底、γは任意の値に定められ得る正の係数である。
　本発明の第１０の局面は、本発明の第８の局面において、
　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１１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、ｘｙ色度図上において、少なくとも３点から成り閉じた領域を形成する境界線と前記変換用直線との交点の色度座標を前記基準座標とし、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、前記第１座標が前記境界線の外側にあるときにのみ当該各画素のデータに前記変換処理を施すことを特徴とする。
　本発明の第１２の局面は、本発明の第１１の局面において、
　前記境界線の内側に標準光源であるＤ６５の色度座標が含まれるように、前記境界線が形成されていることを特徴とする。
　本発明の第１３の局面は、本発明の第１１の局面において、
　前記境界線の内側に少なくとも白色と肌色とを含む記憶色の色度座標が含まれるように、前記境界線が形成されていることを特徴とする。
　本発明の第１４の局面は、画像を表示する表示パネルを備えた表示装置であって、
　本発明の第１から第１３までのいずれかの局面に係る画像処理装置を有し、
　前記表示パネルは、前記第２の色空間変換部によって生成されたＲＧＢ表色系のデータに基づいて前記画像を表示することを特徴とする。
　本発明の第１５の局面は、画像処理方法であって、
　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、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
を備えることを特徴とする。
　また、本発明の第１５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、画像処理装置の外部から与えられる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ＲＧＢデータの示す色とは異なる色を出力デバイス（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。
　本発明の第２の局面によれば、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、入力データ（外部から与えられるＲＧＢデータ）によって得られる色再現範囲が出力デバイスの色再現範囲よりも狭い場合であっても、当該出力デバイスの色再現能力を活かした画像表示が行われる。
　本発明の第３の局面によれば、ｘｙ色度図上において、入力データによって得られる色再現範囲と出力デバイスの色再現範囲との関係が考慮されつつ、入力データに含まれる各画素のデータについての彩度が高められる。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、入力データによって得られる色再現範囲よりも広い範囲の色を用いた画像表示が行われる。
　本発明の第４の局面によれば、ｘｙ色度図上において、入力データによって得られる色再現範囲と出力デバイスの色再現範囲との関係が考慮されつつ、入力データに含まれる各画素のデータについての彩度が高められる。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。このため、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、入力データによって得られる色再現範囲よりも広い範囲の色を用いた画像表示を行うことが可能となる。
　本発明の第５の局面によれば、λを適当な値に定めることにより、画像の視聴者に違和感を与えることなく、入力データによって得られる色再現範囲よりも広い範囲の色を用いた画像表示を行うことが可能となる。
　本発明の第６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７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空間における画像全体の明度のバランスを崩すことなく、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画像表示が行われる。
　本発明の第８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、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画像表示を行うことが可能となる。
　本発明の第９の局面によれば、γを適当な値に定めることにより、画像の視聴者に違和感を与えることなく、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画像表示を行うことが可能となる。
　本発明の第１０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。
　本発明の第１１の局面によれば、ｘｙ色度図上において境界線の外側の色度座標を持つ色については、変換処理前後で彩度が高められるようにＸＹＺ表色系における三刺激値Ｘ，Ｙ，およびＺの値に変換処理が施され、その変換処理後の色が出力デバイスに表示される。また、境界線の内側の色度座標を持つ色については、上記三刺激値Ｘ，Ｙ，およびＺの値に変換処理は施されず、入力データの示す色に忠実な色が出力デバイスに表示される。このため、人の視覚特性等を考慮して上記境界線を定めておくことにより、画像の視聴者に違和感を与えることなく、出力デバイスの持つ色再現能力を充分に活かした画像表示を行うことが可能となる。
　本発明の第１２の局面によれば、標準光源であるＤ６５のデータについては、ＸＹＺデータ変換部による変換処理は行われない。このため、基準白色については忠実な表示が行われる。これにより、色のデータに変換処理が施されることに起因して画像の視聴者が違和感を持つことが抑制される。
　本発明の第１３の局面によれば、記憶色のデータについては、ＸＹＺデータ変換部による変換処理は行われない。このため、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。これにより、視聴者に違和感を与えることなく、出力デバイスの色再現能力を充分に活かした画像表示が行われる。
　本発明の第１４の局面によれば、本発明の第１から第１３までのいずれかの局面と同様の効果を奏する画像処理装置を備えた表示装置が実現される。
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、３次元マッチング処理部で行われる変換処理の処理手順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、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、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いて、境界線を円形にした例を示すｘｙ色度図である。 ＨＤＴＶ規格における原色の色度座標値および表示装置（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。 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。 従来例について説明するためのｘｙ色度図である。 ホワイトバランス処理について説明するためのｘｙ色度図である。 パネルの持つｘｙＹ空間とホワイトバランス処理によって得られるｘｙＹ空間との相違について説明するための図である。
　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、外部から与えられるＲＧＢデータ（ＲＧＢ表色系の画像データ）から液晶パネル用のＲＧＢデータへの変換が行われる際、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。また、上記三刺激値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。
　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４１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４２で示す細点線は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４１はＨＤＴＶ規格に基づく色再現範囲４２よりも広くなっている。ここで、本実施形態においては、図２に示すように、符号４３の太実線で示すような境界線が仮想的にｘｙ色度図上に設けられる。なお、この境界線４３は、少なくとも３点を通過し、閉じた領域を形成する。図２に示す例では、境界線４３は９角形で構成されている。従って、境界線４３を表す式として、９個の線分を表す式が予め定義されている。
　境界線４３は、典型的には、（境界線の）内部に記憶色およびＤ６５（基準白色）が含まれるように作成される。そして、境界線４３の内側の色度座標を持つ色については、入力映像信号の表す色に忠実な色の表示が行われる。一方、境界線４３の外側の色度座標を持つ色については、彩度および明度が高められ、液晶パネルの色再現能力を充分に活かした画像表示が行われる。このような画像表示が行われるようにするため、境界線４３の外側の色度座標を持つ色については、色度座標（ｘ，ｙ）の値に変換が施されるとともに、明度Ｙの値にも変換が施される。
　例えば、入力映像信号に含まれる或る画素（以下、「対象画素」という。）の色のｘｙ色度図上における色度座標（ｘ，ｙ）が図２において符号４４で示すＰ点である場合、対象画素の色については、以下のようにして変換が施される。まず、白色点（「Ｗ点」とする。）（入力映像信号はＨＤＴＶ規格の場合にはＤ６５白色点を採用する。）とＰ点とを通過する直線４５の式が求められる。次に、当該直線４５と液晶パネルの色再現範囲４１の最外郭との交点（「Ｄ点」とする。），当該直線４５とＨＤＴＶ規格に基づく色再現範囲４２の最外郭との交点（「Ｈ点」とする。），および当該直線４５と境界線４３との交点（「Ｂ点」とする。）についての色度座標が求められる。そして、「線分ＢＨの長さに対する線分ＢＰの長さの割合」と「線分ＢＤの長さに対する線分ＢＱ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４５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。以上のように、対象画素の色のｘｙ色度図上における色度座標（ｘ，ｙ）が境界線４３よりも外側である場合には、当該色度座標（ｘ，ｙ）の値と明度Ｙの値とが変換される。以下、本実施形態について詳しく説明する。
＜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ＨＤＴＶ規格のＲＧＢ信号ＲＧＢinを液晶パネル１４用のＲＧＢ信号ＲＧＢout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ＲＧＢout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、本実施形態で使用される液晶パネル１４における原色の色度座標値は、図８で符号９２で示したとおりと仮定する。
　画像処理装置１２には、図１に示すように、第１の色空間変換部１２２と３次元マッチング処理部１２４と第２の色空間変換部１２６とが含まれている。第１の色空間変換部１２２は、上式（１）に基づいて、外部の信号源２０から送られるＨＤＴＶ規格のＲＧＢ信号ＲＧＢinを第１のＸＹＺデータとしてのＸＹＺ信号ＸＹＺin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ＸＹＺinは、３次元マッチング処理部１２４に与えられる。３次元マッチング処理部１２４は、ＸＹＺ信号ＸＹＺinに所定の変換処理を施して、第２の色空間変換部１２６に与えるための第２のＸＹＺデータとしてのＸＹＺ信号ＸＹＺoutを生成する。なお、この３次元マッチング処理部１２４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１２６は、上式（２）より求められる次式（４）に基づいて、ＸＹＺ信号ＸＹＺoutを液晶パネル１４用のＲＧＢ信号ＲＧＢoutに変換する。すなわち、第２の色空間変換部１２６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。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
　なお、以下においては、３次元マッチング処理部１２４に入力されるＸＹＺ信号ＸＹＺin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次元マッチング処理部１２４から出力されるＸＹＺ信号ＸＹＺout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次元マッチング処理部における処理内容＞
　次に、図３から図５を参照しつつ、３次元マッチング処理部１２４における処理内容について説明する。図３は、３次元マッチング処理部１２４で行われる変換処理の処理手順を示すフローチャートである。なお、図３には、入力映像信号に含まれる１つの画素（対象画素）に着目したときの変換処理の処理手順を示している。図４は、図２で符号４９で示す領域の拡大図である。図５は、対象画素の色についてのｘｙＹ空間における明度Ｙの変換について説明するための図である。
　３次元マッチング処理部１２４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ＸＹＺin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３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、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（以下、「入力データ色度座標点」という。）は、図４におけるＰ点とする。但し、Ｐ点は、境界線４３よりも内側（Ｗ点側）に存在することもある。
　次に、３次元マッチング処理部１２４は、線分ＷＰの長さｌWPと線分ＷＢの長さｌWBとを求めた上で、ｌWPがｌWB以下であるか否かを判定する（ステップＳ２０）。詳しくは、３次元マッチング処理部１２４は、まず、白色点（Ｗ点）とＰ点とを通過する直線４５の式を求める。次に、３次元マッチング処理部１２４は、当該直線４５と液晶パネル１４の色再現範囲４１の最外郭との交点（Ｄ点），当該直線４５とＨＤＴＶ規格に基づく色再現範囲４２の最外郭との交点（Ｈ点），および当該直線４５と境界線４３との交点（Ｂ点）についての色度座標を求める。なお、以下の説明では、図４に示すように、Ｄ点の色度座標を（ｘ3，ｙ3）で示し、Ｂ点の色度座標を（ｘ2，ｙ2）で示し、変換によって求められるべきＱ点の色度座標を（ｘ1，ｙ1）で示す。さらに、３次元マッチング処理部１２４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ｌWPを求め、Ｗ点の色度座標とＢ点の色度座標とに基づいて線分ＷＢの長さｌWBを求める。このようにして求められたｌWP，ｌWBに基づいて、３次元マッチング処理部１２４は、ｌWPがｌWB以下であるか否かを判定する。判定の結果、ｌWPがｌWB以下であればステップＳ３２に進み、ｌWPがｌWBよりも大きければステップＳ４０に進む。なお、本実施形態においては、Ｂ点の色度座標が基準座標となり、Ｐ点の色度座標が第１座標となり、Ｈ点の色度座標が第２座標となり、Ｄ点の色度座標が第３座標となり、Ｑ点の色度座標が第４座標となっている。
　ステップＳ３２では、３次元マッチング処理部１２４は、ｘ1の値をｘとする。ステップＳ３４では、３次元マッチング処理部１２４は、ｙ1の値をｙとする。ステップＳ３６では、３次元マッチング処理部１２４は、Ｙ1の値をＹとする。ステップＳ３６の終了後、ステップＳ５０に進む。以上のように、ステップＳ２０でｌWPがｌWB以下であると判定された場合、すなわち、入力データ色度座標点が境界線４３の内側に存在する場合には、ｘｙＹ空間におけるデータの値に変換は施されない。
　ステップＳ４０では、３次元マッチング処理部１２４は、線分ＢＨの長さに対する線分ＢＰ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次元マッチング処理部１２４は、Ｂ点の色度座標とＨ点の色度座標とに基づいて線分ＢＨの長さｌBHを求め、Ｂ点の色度座標とＰ点の色度座標とに基づいて線分ＢＰの長さｌBPを求める。そして、３次元マッチング処理部１２４は、次式（７）に示すように、ｌBPをｌBHで除することによって係数ｋを求める。
　ｋ＝ｌBP／ｌBH　　　・・・（７）
　ステップＳ４２では、３次元マッチング処理部１２４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Ｓ４４では、３次元マッチング処理部１２４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Ｓ４６では、３次元マッチング処理部１２４は、次式（１０）に基づいてＹ1の値を求める。なお、ＹHDTV＿max（ｘ，ｙ）は色度座標（ｘ，ｙ）における明度の最大値であって、Ｙpanel＿max（ｘ1，ｙ1）は色度座標（ｘ1，ｙ1）における明度の最大値である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005
　ここで、上式（１０）について、図５を参照しつつ説明する。ｘｙＹ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。
　ステップＳ４６の終了後、ステップＳ５０に進む。以上のようにして、ステップＳ２０でｌWPがｌWBよりも大きいと判定された場合、すなわち、入力データ色度座標点が境界線４３よりも外側に存在する場合には、「線分ＢＨの長さに対する線分ＢＰの長さの割合」と「線分ＢＤの長さに対する線分ＢＱの長さの割合」とが等しくなるようなＱ点が対象画素の色についての変換後の色度座標点となるように、かつ、「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Ｙに対する変換後のデータについての明度Ｙ1の割合」とが等しくなるように、ｘｙＹ空間におけるデータの値に変換が施される。
　ステップＳ５０では、３次元マッチング処理部１２４は、ステップＳ３２からステップＳ３６もしくはステップＳ４２からステップＳ４６で求めたデータの値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（１１）から（１３）に基づいて行われる。
　Ｓ＝Ｙ1／ｙ1　　　・・・（１１）
　Ｘ1＝ｘ1×Ｓ1　　　・・・（１２）
　Ｚ1＝（１－ｘ1－ｙ1）×Ｓ　　　・・・（１３）
なお、上式（１１）から（１３）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次元マッチング処理部１２４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）が（ｘｙ色度図上に）予め設けられた境界線４３の内側にあるか外側にあるかによって、当該色のデータに異なる変換処理が施される。詳しくは、入力データ色度座標点が境界線４３の外側にある場合には、「境界線４３と液晶パネル１４の色再現範囲４１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「境界線４３とＨＤＴＶ規格に基づく色再現範囲４２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ｘｙ色度図上の色度座標点が決定される。さらに、入力データ色度座標点が境界線４３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空間における明度が決定される。このように、入力データ色度座標点が境界線４３の外側の点となるような色については、彩度および明度が高められるようにｘｙＹ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。また、入力データ色度座標点が境界線４３の内側にある場合には、ｘｙＹ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境界線４３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。以上より、視聴者に違和感を与えることなくパネルの持つ色再現能力を充分に活かした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　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＞
　上記実施形態においては、３次元マッチング処理部１２４は、上式（７）より求めたｋすなわちｌBPをｌBHで除することによって求めたｋをｘｙ色度図上における色度座標（ｘ，ｙ）の変換（図３のステップＳ４２，Ｓ４４）の際に係数として用いているが、本発明はこれに限定されない。例えば、上式（７）より求めたｋの関数を上記係数として用いる構成とすることもできる。以下、このｋ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次元マッチング処理部１２４は、上記ステップＳ４２では上式（８）に代えて次式（１４）に基づいてｘ1の値を求め、上記ステップＳ４４では上式（９）に代えて次式（１５）に基づいてｙ1の値を求める。
　ｘ1＝ｘ2＋ｋ1×（ｘ3－ｘ2）　　　・・・（１４）
　ｙ1＝ｙ2＋ｋ1×（ｙ3－ｙ2）　　　・・・（１５）
ここで、上式（１４）および上式（１５）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（１６）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　　　・・・（１６）
また、例えば、ｋ1が次式（１７）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、λは任意の値に定められ得る正の係数である。
　ｋ1＝１－ｅ-kλ　　　・・・（１７）
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充分に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（１６）や上式（１７）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の関数であるｋ1を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次元マッチング処理部１２４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（１８）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-iλ　　　・・・（１８）
次に、上式（１８）において、λ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６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次元マッチング処理部１２４が参照可能な構成にしておけば良い。
　３次元マッチング処理部１２４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Ｓ４０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Ｓ４０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次元マッチング処理部１２４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次元マッチング処理部１２４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次元マッチング処理部１２４が例えば上式（１７）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。
＜５．２　明度の変換についての変形例＞
　上記実施形態においては、ｘｙＹ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（１９）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（１９）に含まれている係数ｋ2（第２係数）は、上式（７）より求めたｋの関数である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000006
 上式（１９）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（２０）によって求められる構成とすることができる。
　ｋ2＝ｋ　　　・・・（２０）
　ところで、図４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境界線４３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４２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（２０）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境界線４３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４２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境界線４３に近いほど、入力映像信号に基づくｘｙＹ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４２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。以上のように上式（１９）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、ｘｙ色度図上において境界線４３の外側の色度座標を持つ色についての明度の変換が行われる。これにより、画像の視聴者に違和感を与えることなく、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画像表示を行うことが可能となる。
　また、上記係数ｋ1と同様、係数ｋ2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、γは任意の値に定められ得る正の係数である。
　ｋ2＝１－ｅ-kγ　　　・・・（２１）
　さらに、上記係数ｋ1と同様、係数ｋ2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次元マッチング処理部１２４が係数ｋ2を取得する構成としても良い。
＜５．３　境界線についての変形例＞
　上記実施形態においては、ｘｙ色度図上の境界線４３の形状を９角形の形状（図２参照）としているが、本発明はこれに限定されない。境界線４３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、９角形以外の多角形にしても良いし、例えば図７に示すように円形にしても良い。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境界線４３を決定するようにすれば良い。
　また、上記実施形態においては、記憶色およびＤ６５（基準白色）の色度座標が境界線４３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の色度座標が境界線４３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）の色度座標が境界線４３の内部に含まれる構成としても良い。
　さらに、ｘｙ色度図上に境界線４３を備えることなく、入力映像信号の示す全ての色について、上記ステップＳ４０からステップＳ４６の処理を行うことによって、ｘｙ色度図上における色度座標点を液晶パネル１４の色再現範囲の最外郭側へと変換する（すなわち彩度を高める）とともに、ｘｙＹ空間における明度も高くするようにしても良い。
＜５．４　入力映像信号についての変形例＞
　上記実施形態においては、外部から表示装置１０にＨＤＴＶ規格のＲＧＢ信号が与えられる例を挙げて説明しているが、本発明はこれに限定されない。例えば、ＥＢＵ（Europea Broadcasting Union：ヨーロッパ放送連合）規格やＮＴＳＣ（National Television System Committee：全米テレビジョン放送方式標準化委員会）規格などＨＤＴＶ規格以外の規格のＲＧＢ信号が外部から表示装置１０に与えられる構成にも本発明を適用することができる。
　１０…表示装置
　１２…画像処理装置
　１４…液晶パネル
　２０…信号源
　４１…液晶パネルの色再現範囲（の最外郭）
　４２…ＨＤＴＶ規格に基づく色再現範囲（の最外郭）
　４３…境界線
　１２２…第１の色空間変換部
　１２４…３次元マッチング処理部
　１２６…第２の色空間変換部

Claims (27)

  1. 　外部から与えられる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、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、前記Ｘ，Ｙ，およびＺの値に前記変換処理を施すことを特徴とする、請求項１に記載の画像処理装置。
  3. 　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ＸＹＺデータによって得られる色再現範囲を表す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第２のＸＹＺデータによって得られるべき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４座標としたときに、前記基準座標－前記第２座標間の距離に対する前記基準座標－前記第１座標間の距離の割合と前記基準座標－前記第３座標間の距離に対する前記基準座標－前記第４座標間の距離の割合とが等しくなり、かつ、前記第４座標が前記変換用直線上の色度座標となるように、前記第４座標の値を求めることを特徴とする、請求項２に記載の画像処理装置。
  4. 　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ＸＹＺデータによって得られる色再現範囲を表す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第２のＸＹＺデータによって得られるべき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４座標としたときに、前記基準座標－前記第１座標間の距離を前記基準座標－前記第２座標間の距離で除することによって得られる基本係数の関数で表される第１係数を前記基準座標－前記第３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基準座標から前記変換用直線上において前記第３座標側にある色度座標を前記第４座標とすることを特徴とする、請求項２に記載の画像処理装置。
  5. 　前記ＸＹＺデータ変換部は、前記第１係数を下記の式によって求めることを特徴とする、請求項４に記載の画像処理装置：
    ｋ1＝１－ｅ-kλ
    ここで、ｋ1は前記第１係数、ｋは前記基本係数、ｅは自然対数の底、λは任意の値に定められ得る正の係数である。
  6. 　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４に記載の画像処理装置。
  7. 　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４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３に記載の画像処理装置。
  8. 　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４に記載の画像処理装置：
    Ｙ1＝（（１－ｋ2）＋（Ｙa×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、Ｙaは前記第４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。
  9. 　前記ＸＹＺデータ変換部は、前記第２係数を下記の式によって求めることを特徴とする、請求項８に記載の画像処理装置：
    ｋ2＝１－ｅ-kγ
    ここで、ｋ2は前記第２係数、ｋは前記基本係数、ｅは自然対数の底、γは任意の値に定められ得る正の係数である。
  10. 　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８に記載の画像処理装置。
  11. 　前記ＸＹＺデータ変換部は、ｘｙ色度図上において、少なくとも３点から成り閉じた領域を形成する境界線と前記変換用直線との交点の色度座標を前記基準座標とし、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、前記第１座標が前記境界線の外側にあるときにのみ当該各画素のデータに前記変換処理を施すことを特徴とする、請求項３に記載の画像処理装置。
  12. 　前記境界線の内側に標準光源であるＤ６５の色度座標が含まれるように、前記境界線が形成されていることを特徴とする、請求項１１に記載の画像処理装置。
  13. 　前記境界線の内側に少なくとも白色と肌色とを含む記憶色の色度座標が含まれるように、前記境界線が形成されていることを特徴とする、請求項１１に記載の画像処理装置。
  14. 　画像を表示する表示パネルを備えた表示装置であって、
    　請求項１から１３までのいずれか１項に記載の画像処理装置を有し、
    　前記表示パネルは、前記第２の色空間変換部によって生成されたＲＧＢ表色系のデータに基づいて前記画像を表示することを特徴とする、表示装置。
  15. 　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、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
    を備えることを特徴とする、画像処理方法。
  16. 　前記ＸＹＺデータ変換ステップでは、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、前記Ｘ，Ｙ，およびＺの値に前記変換処理が施されることを特徴とする、請求項１５に記載の画像処理方法。
  17. 　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ＸＹＺデータによって得られる色再現範囲を表す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第２のＸＹＺデータによって得られるべき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４座標としたときに、前記基準座標－前記第２座標間の距離に対する前記基準座標－前記第１座標間の距離の割合と前記基準座標－前記第３座標間の距離に対する前記基準座標－前記第４座標間の距離の割合とが等しくなり、かつ、前記第４座標が前記変換用直線上の色度座標となるように、前記第４座標の値が求められることを特徴とする、請求項１６に記載の画像処理方法。
  18. 　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ＸＹＺデータによって得られる色再現範囲を表す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第２のＸＹＺデータによって得られるべき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４座標としたときに、前記基準座標－前記第１座標間の距離を前記基準座標－前記第２座標間の距離で除することによって得られる基本係数の関数で表される第１係数を前記基準座標－前記第３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基準座標から前記変換用直線上において前記第３座標側にある色度座標が前記第４座標とされることを特徴とする、請求項１６に記載の画像処理方法。
  19. 　前記ＸＹＺデータ変換ステップでは、前記第１係数が下記の式によって求められることを特徴とする、請求項１８に記載の画像処理方法：
    ｋ1＝１－ｅ-kλ
    ここで、ｋ1は前記第１係数、ｋは前記基本係数、ｅは自然対数の底、λは任意の値に定められ得る正の係数である。
  20. 　前記ＸＹＺデータ変換ステップでは、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１８に記載の画像処理方法。
  21. 　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４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１７に記載の画像処理方法。
  22. 　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１８に記載の画像処理方法：
    Ｙ1＝（（１－ｋ2）＋（Ｙa×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、Ｙaは前記第４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。
  23. 　前記ＸＹＺデータ変換ステップでは、前記第２係数が下記の式によって求められることを特徴とする、請求項２２に記載の画像処理方法：
    ｋ2＝１－ｅ-kγ
    ここで、ｋ2は前記第２係数、ｋは前記基本係数、ｅは自然対数の底、γは任意の値に定められ得る正の係数である。
  24. 　前記ＸＹＺデータ変換ステップでは、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２２に記載の画像処理方法。
  25. 　前記ＸＹＺデータ変換ステップでは、ｘｙ色度図上において、少なくとも３点から成り閉じた領域を形成する境界線と前記変換用直線との交点の色度座標が前記基準座標とされ、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、前記第１座標が前記境界線の外側にあるときにのみ当該各画素のデータに前記変換処理が施されることを特徴とする、請求項１７に記載の画像処理方法。
  26. 　前記境界線の内側に標準光源であるＤ６５の色度座標が含まれるように、前記境界線が形成されていることを特徴とする、請求項２５に記載の画像処理方法。
  27. 　前記境界線の内側に少なくとも白色と肌色とを含む記憶色の色度座標が含まれるように、前記境界線が形成されていることを特徴とする、請求項２５に記載の画像処理方法。
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