JP5840335B1

JP5840335B1 - 画像処理装置及び方法、並びにプログラム及び記録媒体

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Publication number: JP5840335B1
Application number: JP2015538192A
Authority: JP
Inventors: 秀樹吉井
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2014-12-05
Filing date: 2015-05-29
Publication date: 2016-01-06
Anticipated expiration: 2035-05-29
Also published as: JPWO2016088393A1

Abstract

入力映像の彩度のヒストグラムに基づいて彩度変換関数（Ｆａ）を決定し、決定した彩度変換関数（Ｆａ）を参照して入力映像の各画素の彩度（ＳＡａ）を変換する。代わりに上記ヒストグラムから彩度変換乗数決定関数を生成し、彩度変換乗数決定関数と彩度とにより彩度変換乗数を決定し、決定された彩度変換乗数を色差に掛ける。入力映像がどのような彩度分布を有していても、彩度を適切に向上させることができ、同時に高い色階調表現を得ることができる。

Description

本発明は、画像処理装置及び方法に関する。本発明はまた、上記の画像処理装置又は方法における処理をコンピュータに実行させるためのプログラム、及び該プログラムを記録したコンピュータで読み取可能な記録媒体に関する。

カラー画像を扱う装置においては、色鮮やかな映像表示が好まれることがあり、これに応えるため、低彩度部分を含む映像に対して、自然な彩度向上を目的とした方法、或いは装置が提案されている。

例えば、特許文献１には、入力映像のカラー信号から入力映像の平均彩度値を抽出し、平均彩度値に基づいて彩度向上関数を決定し、彩度を向上させる方法が開示されている。

また、従来の映像表示装置は色再現範囲が狭く、再現可能な色域の中で、より色鮮やかな表示を行うために、上述した彩度向上がなされてきた。これに対し、近年技術向上により映像表示装置の色再現範囲が広がる中で、色階調表現の精細化がより重要視されるようになっている。

さらに、超高精細度テレビの普及に向けた、映像フォーマットの新たな規格により、従来の規格の色域よりも広い色域が規定されている。その結果、従来の規格の映像信号と新たな規格の映像信号とがともに用いられる状況も想定されている。

特許第３７４９７２２号公報（段落０００８）

平均彩度値に基づいて彩度を向上させる場合、例えば、低彩度部分と高彩度部分とから成る映像と、中彩度部分のみから成る映像とが区別されず、彩度を適切に向上させることができない場合がある。

また、上記のように、色再現範囲が比較的狭い映像表示装置などでも、彩度向上処理がされることが多い。このため、色再現範囲が広い映像表示装置であっても、低彩度部分と中彩度部分とから成る入力映像の場合、色再現範囲が比較的狭い映像表示装置で上記の彩度向上処理をした場合との違いが少なくなる。例えば、入力映像が高彩度部分を含む場合に、彩度を向上させると、色つぶれ（本来違う色が同じ色とされてしまい、微妙な色の差が視聴者に認知されにくくなる）がおきる。これを避けるために、高彩度部分は彩度を向上させないという処理を行った場合、より高い色階調表現を得ることはできず、色再現範囲が広い映像表示装置の長所を十分に生かすことができない。

本発明の第１の態様の画像処理装置は、
入力映像信号から各画素単位で彩度、色相、明度を算出する色特徴量算出部と、
前記彩度から彩度ヒストグラムを生成する彩度ヒストグラム生成部と、
前記彩度ヒストグラム生成部で生成された前記彩度ヒストグラムから彩度変換関数を生成する彩度変換関数生成部と、
前記彩度変換関数生成部で生成された前記彩度変換関数により、各画素の前記彩度を変換して変換後の彩度を出力する彩度変換部と、
前記彩度変換部から出力された、前記変換後の彩度と、前記色特徴量算出部で算出された色相及び明度とから赤、緑、青の色成分値を算出する色成分値算出部とを備え、
前記彩度変換関数生成部は、前記彩度ヒストグラム生成部で生成された前記彩度ヒストグラムの各階級の度数を、低い側から順に累積加算し、前記度数の累積加算により得られる、各階級までの累積加算値を、当該階級の代表値に対応する前記彩度変換関数の値とすることで、前記彩度変換関数を生成し、
前記彩度変換関数生成部は、各階級の前記度数が予め定められた上限値を超えている場合には、超えている分を、他の階級に譲り渡し、該譲り渡し後の度数を用いて、前記累積加算値の算出を行う
ことを特徴とする。
本発明の第２の態様の画像処理装置は、
入力映像信号から各画素単位で彩度、色相、明度を算出する色特徴量算出部と、
前記彩度から彩度ヒストグラムを生成する彩度ヒストグラム生成部と、
前記彩度ヒストグラム生成部で生成された前記彩度ヒストグラムから彩度変換関数を生成する彩度変換関数生成部と、
前記彩度変換関数生成部で生成された前記彩度変換関数により、各画素の前記彩度を変換して変換後の彩度を出力する彩度変換部と、
前記彩度変換部から出力された、前記変換後の彩度と、前記色特徴量算出部で算出された色相及び明度とから赤、緑、青の色成分値を算出する色成分値算出部とを備え、
前記彩度変換関数生成部は、前記彩度ヒストグラム生成部で生成された前記彩度ヒストグラムの各階級の度数を、低い側から順に累積加算し、前記度数の累積加算により得られる、各階級までの累積加算値を、当該階級の代表値に対応する前記彩度変換関数の値とすることで、前記彩度変換関数を生成し、
前記彩度変換関数生成部は、各階級の前記度数が予め定められた下限値を下回る場合には、下回る分を、他の階級から譲り受け、該譲り受け後の度数を用いて、前記累積加算値の算出を行うことを特徴とする。
本発明の第３の態様の画像処理装置は、
入力映像信号から各画素単位で彩度、色相、明度を算出する色特徴量算出部と、
前記彩度から彩度ヒストグラムを生成する彩度ヒストグラム生成部と、
前記彩度ヒストグラム生成部で生成された前記彩度ヒストグラムから彩度変換関数を生成する彩度変換関数生成部と、
前記彩度変換関数生成部で生成された前記彩度変換関数により、各画素の前記彩度を変換して変換後の彩度を出力する彩度変換部と、
前記彩度変換部から出力された、前記変換後の彩度と、前記色特徴量算出部で算出された色相及び明度とから赤、緑、青の色成分値を算出する色成分値算出部とを備え、
前記彩度変換関数生成部で生成される前記彩度変換関数の傾きに対して、予め最大値及び最小値の少なくとも一方が設定されている
ことを特徴とする。

本発明の第４の態様の画像処理装置は、
入力映像信号から各画素単位で彩度を算出する彩度算出部と、
前記彩度から彩度ヒストグラムを生成する彩度ヒストグラム生成部と、
前記彩度ヒストグラム生成部で生成された前記彩度ヒストグラムから彩度変換乗数決定関数を生成する彩度変換乗数決定関数生成部と、
前記彩度変換乗数決定関数と前記入力映像信号で表される各画素の前記彩度とにより当該画素についての彩度変換乗数を決定する彩度変換乗数決定部と、
前記彩度変換乗数決定部により決定された前記各画素についての前記彩度変換乗数と、前記入力映像信号で表される同じ画素の色差とを乗算する乗算器とを備え、
前記彩度変換乗数決定関数生成部は、前記彩度ヒストグラム生成部で生成された前記彩度ヒストグラムの各階級の度数を、低い側から順に累積加算し、前記度数の累積加算により得られる、各階級までの累積加算値を、当該階級の代表値に対応する前記彩度変換乗数決定関数の値とすることで、前記彩度変換乗数決定関数を生成し、
前記彩度変換乗数決定関数生成部は、各階級の前記度数が予め定められた上限値を超えている場合には、超えている分を、他の階級に譲り渡し、該譲り渡し後の度数を用いて、前記累積加算値の算出を行う
ことを特徴とする。
本発明の第５の態様の画像処理装置は、
入力映像信号から各画素単位で彩度を算出する彩度算出部と、
前記彩度から彩度ヒストグラムを生成する彩度ヒストグラム生成部と、
前記彩度ヒストグラム生成部で生成された前記彩度ヒストグラムから彩度変換乗数決定関数を生成する彩度変換乗数決定関数生成部と、
前記彩度変換乗数決定関数と前記入力映像信号で表される各画素の前記彩度とにより当該画素についての彩度変換乗数を決定する彩度変換乗数決定部と、
前記彩度変換乗数決定部により決定された前記各画素についての前記彩度変換乗数と、前記入力映像信号で表される同じ画素の色差とを乗算する乗算器とを備え、
前記彩度変換乗数決定関数生成部は、前記彩度ヒストグラム生成部で生成された前記彩度ヒストグラムの各階級の度数を、低い側から順に累積加算し、前記度数の累積加算により得られる、各階級までの累積加算値を、当該階級の代表値に対応する前記彩度変換乗数決定関数の値とすることで、前記彩度変換乗数決定関数を生成し、
前記彩度変換乗数決定関数生成部は、各階級の前記度数が予め定められた下限値を下回る場合には、下回る分を、他の階級から譲り受け、該譲り受け後の度数を用いて、前記累積加算値の算出を行う
ことを特徴とする。
本発明の第６の態様の画像処理装置は、
入力映像信号から各画素単位で彩度を算出する彩度算出部と、
前記彩度から彩度ヒストグラムを生成する彩度ヒストグラム生成部と、
前記彩度ヒストグラム生成部で生成された前記彩度ヒストグラムから彩度変換乗数決定関数を生成する彩度変換乗数決定関数生成部と、
前記彩度変換乗数決定関数と前記入力映像信号で表される各画素の前記彩度とにより当該画素についての彩度変換乗数を決定する彩度変換乗数決定部と、
前記彩度変換乗数決定部により決定された前記各画素についての前記彩度変換乗数と、前記入力映像信号で表される同じ画素の色差とを乗算する乗算器とを備え、
前記彩度変換乗数決定関数生成部で生成される前記彩度変換乗数決定関数の傾きに対して、予め最大値及び最小値の少なくとも一方が設定されている
ことを特徴とする。

この発明の画像処理装置によれば、入力映像がどのような彩度分布を有していても、彩度を適切に向上させることができ、同時に高い色階調表現を得ることができる。

本発明の実施の形態１に係る画像処理装置の構成を示すブロック図である。図１の画像処理装置と表示部とで構成される画像表示装置の一例を示すブロック図である。（ａ）〜（ｄ）は、彩度分布の例を示す図である。（ａ）〜（ｄ）は、本発明による彩度変換関数の例を示す図である。（ａ）〜（ｄ）は、従来例による彩度変換関数の例を示す図である。本発明の実施の形態２に係る画像処理装置の構成を示すブロック図である。彩度分布の例と彩度変換乗数決定関数を示す図である。彩度変換乗数決定関数を表す曲線の傾きに最大値を設定する場合について説明するための図である。彩度変換乗数決定部２４を説明するための図である。本発明の実施の形態３に係る画像処理装置の構成を示すブロック図である。本発明の実施の形態１、２又は３の画像処理装置の処理を実現するためのコンピュータの一例と、表示部とで構成される画像処理装置を示すブロック図である。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１の画像処理装置１０の構成を示すブロック図である。図示の画像処理装置１０は、入力端子１１ｒ、１１ｇ、１１ｂと、色特徴量算出部１２と、彩度ヒストグラム生成部１３と、彩度変換関数生成部１４と、彩度変換部１５と、彩度信号遅延部１６と、色相信号遅延部１７と、明度信号遅延部１８と、色成分値算出部１９と、出力端子２０ｒ、２０ｇ、２０ｂとを備えている。

図２は、図１に示される画像処理装置１０を表示部４０とともに示す。表示部４０は一般的にディスプレイと呼ばれるもので構成され得る。画像処理装置１０は、図２に示すように、表示部４０に接続可能であり、後述のように出力端子２０ｒ、２０ｇ、２０ｂから出力される色信号ＲＯＵＴ、ＧＯＵＴ、ＢＯＵＴが表示部４０に供給され、表示部４０では、色信号ＲＯＵＴ、ＧＯＵＴ、ＢＯＵＴに基づいて映像の表示を行う。
画像処理装置１０と表示部４０とで、映像表示装置が構成されている。

入力端子１１ｒ、１１ｇ、１１ｂには、テレビ、コンピュータ等の画像表示装置が対応可能な規格の映像信号が入力される。本実施の形態では、映像信号は、例えば赤、緑、青の色信号ＲＩＮ、ＧＩＮ、ＢＩＮで構成されているものとする。

色特徴量算出部１２は、入力端子１１ｒ、１１ｇ、１１ｂに入力された色信号ＲＩＮ、ＧＩＮ、ＢＩＮから彩度ＳＡａ、色相ＨＵａ及び明度ＶＡａを算出する。
色特徴量算出部１２は、算出した彩度ＳＡａを表す信号（彩度信号）を彩度ヒストグラム生成部１３に供給するとともに、彩度信号遅延部１６を介して彩度変換部１５に供給する。
色特徴量算出部１２は、算出した色相ＨＵａを表す信号（色相信号）及び明度ＶＡａを表す信号（明度信号）を、それぞれ色相信号遅延部１７及び明度信号遅延部１８を介して色成分値算出部１９に供給する。
彩度ＳＡａを表す彩度信号は、該彩度と同じ符号ＳＡａで示され、色相ＨＵａを表す色相信号は、該色相と同じ符号ＨＵａで示され、明度ＶＡａを表す明度信号は、該明度と同じ符号ＶＡａで示される。以下、他の信号についても同様である。

彩度ヒストグラム生成部１３は、彩度ＳＡａの分布を表す彩度ヒストグラムＨＳＴａを生成し、彩度変換関数生成部１４に供給する。
彩度変換関数生成部１４は、彩度ヒストグラム生成部１３から入力された彩度ヒストグラムＨＳＴａから彩度変換関数Ｆａを生成して、彩度変換部１５に供給する。
彩度変換部１５は、色特徴量算出部１２から彩度信号遅延部１６を介して入力された彩度ＳＡａを上記彩度変換関数Ｆａにより変換して、変換後の彩度ＳＡｂを色成分値算出部１９に出力する。

色成分値算出部１９は、彩度変換部１５から供給された、変換後の彩度ＳＡｂと、色特徴量算出部１２から色相信号遅延部１７及び明度信号遅延部１８を介して供給された色相ＨＵａ及び明度ＶＡａとから、赤、緑、青の色成分値ＲＯＵＴ、ＧＯＵＴ、ＢＯＵＴを算出し、算出した色成分値ＲＯＵＴ、ＧＯＵＴ、ＢＯＵＴを示す色信号ＲＯＵＴ、ＧＯＵＴ、ＢＯＵＴを、出力端子２０ｒ、２０ｇ、２０ｂを介して出力する。

彩度信号遅延部１６は、色特徴量算出部１２から出力された彩度信号ＳＡａの彩度変換部１５への入力を、彩度変換関数生成部１４から彩度変換部１５への彩度変換関数Ｆａの入力に同期させるために設けられたものである。
色相信号遅延部１７及び明度信号遅延部１８は、色特徴量算出部１２から出力された色相信号ＨＵａ及び明度信号ＶＡａの色成分値算出部１９への入力を、彩度変換部１５から色成分値算出部１９への彩度信号ＳＡｂの入力に同期させるために設けられたものである。

色成分値算出部１９から、出力端子２０ｒ、２０ｇ、２０ｂを介して出力された、赤、緑、青の色信号ＲＯＵＴ、ＧＯＵＴ、ＢＯＵＴは、表示部４０に供給される。
表示部４０は、赤、緑、青の色信号ＲＯＵＴ、ＧＯＵＴ、ＢＯＵＴに基づいて映像を表示する。

以下、各機能について、詳細に説明する。
入力端子１１ｒ、１１ｇ、１１ｂに入力される色信号ＲＩＮ、ＧＩＮ、ＢＩＮは、各画素の赤、緑、青の色成分値を表すものである。
色特徴量算出部１２は、入力端子１１ｒ、１１ｇ、１１ｂに入力された色信号で表される色成分値ＲＩＮ、ＧＩＮ、ＢＩＮから彩度ＳＡａ、色相ＨＵａ、及び明度ＶＡａを算出する。この算出は、一般的に行われている計算により行われる。

彩度ヒストグラム生成部１３は、色特徴量算出部１２から彩度信号ＳＡａを受けて、彩度ＳＡａの分布を表す彩度ヒストグラムＨＳＴａを生成する。
彩度ヒストグラムＨＳＴａの生成においては、彩度ＳＡａを表す階調値の階級ＣＬａ毎の出現度数Ｄａを一定の期間乃至範囲、例えば１フレームにわたり、計数する。階調値の出現度数とは、当該階調値を有する画素の出現度数を意味する。階級ＣＬａにおける階調値の出現度数Ｄａを「Ｄａ（ＣＬａ）」で表す。他の値についても同様である。階級ＣＬａにおける階調値の出現度数を、単に階級ＣＬａの度数と言うこともある。
各階級ＣＬａは、１個の階調値から、又は相連続する複数個の階調値から成り、互いに重なり合わない。以下では各階級が１個の階調値から成る場合について説明する。この場合各階級は、該階級に属する彩度ＳＡａの階調値によって特定される。

映像信号の時間的揺れを考慮して、複数フレームにわたり彩度の出現度数を求め、フレーム数で割ることで１フレームあたりの出現度数を求めるようにしても良い。

彩度変換関数生成部１４は、彩度ヒストグラム生成部１３から入力された彩度ヒストグラムＨＳＴａから彩度変換関数Ｆａを生成して、彩度変換部１５に供給する。

彩度変換関数Ｆａは、与えられる彩度（入力彩度）ＳＡａを変数として、該変数に対応する関数Ｆａの値により、変換後の彩度(出力彩度)ＳＡｂの値を与えるもの、即ち、入力彩度ＳＡａと出力彩度ＳＡｂの関係を表すものである。

例えば、彩度ヒストグラムＨＳＴａの各階級ＣＬａの度数Ｄａ（ＣＬａ）を、階級ＣＬａの低い方（階級に属する階調値の低い方）から順に累積加算し、各階級までの累積加算値を、当該階級の代表値、例えば当該階級に属する階調値の最大値に対応する関数の値とすることで、彩度変換関数Ｆａが生成される。各階級が１個の階調値から成る場合には、各階級に属する階調値が当該階級の代表値となる。

この彩度変換関数Ｆａの生成に当たり、彩度変換関数Ｆａの傾き（入力彩度ＳＡａの増加分に対する、対応する出力彩度ＳＡｂの増加分の比）に対し、最大値及び最小値の少なくとも一方を予め定めておくこととしても良い。例えば上記の傾きが予め定められた最大値以下で且つ予め定められた最小値以上となるように調整を行うこととしても良い。

この調整は例えば彩度変換関数Ｆａの生成に用いられる彩度ヒストグラムＨＳＴａの各階級ＣＬａの度数Ｄａ（ＣＬａ）に対し、上記の傾きの最大値及び最小値に対応する上限値及び下限値を予め定めておき、上限値を超えた分及び下限値を下回る分を再配分することにより行われる。
上記の上限値は、傾きの最大値と、階級の数の逆数と、ヒストグラムの生成に用いられた画素の数との積に対応し、上記の下限値は、傾きの最小値と、ヒストグラムの生成に用いられた画素の数との積に対応する。

例えば、各階級（注目階級）ＣＬａの度数Ｄａ（ＣＬａ）が、上記の上限値を超えている場合には、超えている分を１又は２以上の他の階級に譲り渡し、これにより、注目階級ＣＬａの度数を減少させて上記の上限値に一致させるとともに、他の階級の度数を増加させる。
２以上の他の階級への譲り渡しの際には、上限値を超えている分を分割し、各分割部分を他の階級に割り当て、割り当てられた階級では、当該階級の度数を割り当て分だけ多くし、注目階級ＣＬａでは、当該割り当て分だけ度数を少なくする。このような処理を、割り当てられた他の階級のすべてについて行う結果、注目階級ＣＬａでは、他の階級の割り当て分の合計だけ、度数が少なくなる。

逆に、各階級（注目階級）ＣＬａの度数Ｄａ（ＣＬａ）が、上記の下限値未満である場合(下限値を下回る場合）には、足りない分（下回る分）を、１又は２以上の他の階級から譲り受け、これにより、注目階級の度数を増加させて上記の下限値に一致させるとともに、他の階級の度数を減少させる。
２以上の他の階級からの譲り受けにおいては、足りない分を分割し、各分割部分を他の階級に割り当て、割り当てられた階級では、当該階級の度数を割り当て分だけ少なくし、注目階級ＣＬａでは、当該割り当て分だけ度数を多くする。このような処理を、割り当てられた他の階級のすべてについて行う結果、注目階級ＣＬａでは、他の階級の割り当て分の合計だけ、度数が多くなる。
このような譲り受けは、足りない分に相当する負の値を他の階級に譲り渡す処理であるとも言える。

彩度変換関数Ｆａの傾きの最大値及び最小値は、彩度域毎に別箇に定め得る。例えば、低彩度域（彩度が予め定められた値以下の範囲）では、最大値を比較的小さい値、例えば１にしても良い。また、最大値及び最小値の一方のみで制約を与えることとしても良い。

なお、上記の再配分のための割り当て分の決定は、彩度変換関数Ｆａを表す曲線が（０，０）と（１．０，１．０）と通り、且つ連続となるように行われる。

例えば彩度の分布を表す彩度ヒストグラムＨＳＴａが図３（ａ）〜（ｄ）に示すものである場合について説明する。図３（ａ）〜（ｄ）で、横軸は、入力彩度ＳＡａ、従って入力彩度ＳＡａの各階調値に対応する階級ＣＬａを示し、縦軸は、入力彩度ＳＡａから成る階級ＣＬａに属する階調値の出現度数Ｄａを示す。

図３（ａ）〜（ｄ）で、入力彩度ＳＡａはその最大値で正規化された値で示される。即ち、入力彩度ＳＡａはその取り得る値の範囲の最大値を１としている。
図３（ａ）及び図３（ｂ）はいずれも彩度ＳＡａの平均値ＳＡａｍは０．５であるが、彩度分布の形状は異なり、図３（ａ）では、入力彩度ＳＡａが中彩度域に多く分布し、図３（ｂ）では、入力彩度ＳＡａが、中彩度域にはあまり存在せず、低彩度域及び高彩度域に多く分布している。また、図３（ｃ）では入力彩度ＳＡａが低彩度域に多く分布し、図３（ｄ）では入力彩度ＳＡａが高彩度域に多く分布している。

図４（ａ）〜（ｄ）は、それぞれ図３（ａ）〜（ｄ）に示した彩度分布に対応した彩度変換関数Ｆａを示す。図４（ａ）〜（ｄ）で横軸は、入力彩度ＳＡａ、縦軸は、入力彩度ＳＡａに対応する出力彩度ＳＡｂ、即ち入力彩度ＳＡａに対応する彩度変換関数Ｆａの値Ｆａ（ＳＡａ）を示す。図４（ａ）〜（ｄ）では、図３（ａ）〜（ｄ）と同様に、入力彩度ＳＡａの取り得る値の範囲の最大値を１とするとともに、出力彩度ＳＡｂの取り得る値の範囲の最大値も１としている。

図４（ａ）〜（ｄ）の彩度変換関数Ｆａは、いずれも、その傾きが予め定められた最小値から最大値までの範囲に収まるように生成されたものである。傾きが予め定められた範囲内に収まるようにするための調整は、上記のように、各階級の度数の再配分によって行われる。この再配分は、上記のように、彩度変換関数Ｆａを表す曲線が（０，０）と（１．０，１．０）を通り、且つ連続となるように行われる。
度数の再配分の具体的方法は、後に実施の形態２に関して説明される、彩度変換乗数決定関数の生成の際の度数の再配分の方法と同様であっても良い。

彩度変換関数生成部１４における彩度変換関数Ｆａの生成は、フレーム毎に行われる。
彩度ヒストグラム生成部１３で各フレーム内の画素の彩度ＳＡａに基づいて彩度ヒストグラムＨＳＴａを生成する場合には、同じフレームの画素の彩度ＳＡａに基づいて、当該フレームについての彩度変換関数Ｆａの生成が行われることになる。
彩度ヒストグラム生成部１３で複数のフレーム内の画素の彩度ＳＡａに基づいて彩度ヒストグラムＨＳＴａを生成する場合には、該複数のフレームの画素の彩度ＳＡａに基づいて、当該フレームについての彩度変換関数Ｆａの生成が行われることになる。
各フレームＦｒ（ｆ）についての彩度変換関数Ｆａであることを強調するために符号Ｆａ（ｆ）を用いることがある。

彩度信号遅延部１６は、彩度ヒストグラム生成部１３及び彩度変換関数生成部１４が上記の処理を行って、彩度変換関数Ｆａを出力するのに要する時間（彩度信号ＳＡａの彩度ヒストグラム生成部１３への入力から、彩度変換関数生成部１４による彩度変換関数Ｆａの出力までの時間）だけ、彩度信号ＳＡａを遅延させて彩度変換部１５に出力し、これにより、彩度変換関数生成部１４から彩度変換部１５へ、あるフレームＦｒ（ｆ）について彩度変換関数Ｆａ（ｆ）が入力されているときに、同じフレームＦｒ（ｆ）の各画素の彩度信号ＳＡａ（ｆ，ｘ）が彩度変換部１５へ供給されるようにする。
符号「ＳＡａ（ｆ,ｘ）」はフレームＦｒ（ｆ）の各画素Ｐｘ（ｘ）の彩度信号であることを強調するために用いられている。このような強調が必要ない場合、あるいは、複数の画素の彩度信号に共通の説明に際しては単に符号ＳＡａが用いられる。また、どのフレームの画素の彩度信号であるかを強調する必要がない場合には符号ＳＡａ（ｘ）を用いる場合がある。他の符号についても同様である。

彩度変換部１５は、色特徴量算出部１２から入力された各画素（注目画素）の彩度ＳＡａ（ｆ,ｘ）を上記彩度変換関数Ｆａ（ｆ）により変換して、変換後の彩度ＳＡｂ（ｆ，ｘ）を色成分値算出部１９に出力する。彩度変換関数Ｆａ（ｆ）による変換においては、彩度ＳＡａ（ｆ，ｘ）に対応する関数Ｆａ（ｆ）の値、即ち出力彩度ＳＡｂ（ｆ，ｘ）を出力する。

彩度変換部１５における彩度変換は画素毎の処理である。
彩度変換部１５で各フレームＦｒ（ｆ）の各画素の彩度ＳＡａ（ｆ，ｘ）を変換して、変換後の彩度ＳＡｂ（ｆ，ｘ）を求める際には、同じフレームＦｒ（ｆ）について定められた彩度変換関数Ｆａ（ｆ）が用いられる。

色相信号遅延部１７及び明度信号遅延部１８は、彩度ヒストグラム生成部１３及び彩度変換関数生成部１４が上記の処理を行って、彩度変換関数Ｆａ（ｆ）を出力し、さらに、彩度変換部１５が上記の処理を行って、変換後の彩度信号ＳＡｂを出力するのに要する時間（彩度信号ＳＡａの彩度ヒストグラム生成部１３への入力から、彩度変換部１５による変換後の彩度信号ＳＡｂの出力までの時間）だけ色相信号ＨＵａ及び明度信号ＶＡａを遅延させ、これにより、彩度変換部１５から色成分値算出部１９に、あるフレームＦｒ（ｆ）のある画素Ｐｘ（ｆ,ｘ）についての彩度信号ＳＡｂ（ｆ，ｘ）が供給されているときに、同じフレームの同じ画素の色相信号ＨＵａ（ｆ，ｘ）及び明度信号ＶＡａ（ｆ，ｘ）が色成分値算出部１９に供給されるようにする。

色成分値算出部１９は、彩度変換部１５から出力された彩度信号ＳＡｂと、色特徴量算出部１２から出力された色相ＨＵａ及び明度ＶＡａから、赤、緑、青の色成分値ＲＯＵＴ、ＧＯＵＴ、ＢＯＵＴを表す色信号ＲＯＵＴ、ＧＯＵＴ、ＢＯＵＴを出力する。この処理も画素毎に行われる。即ち、各画素（注目画素）についての彩度信号ＳＡｂ（ｘ）と、同じ画素についての色相信号ＨＵａ（ｘ）及び明度信号ＶＡａ（ｘ）から、同じ画素についての赤、緑、青の色信号ＲＯＵＴ（ｘ）、ＧＯＵＴ（ｘ）、ＢＯＵＴ（ｘ）が出力される。
色成分値ＲＯＵＴ、ＧＯＵＴ、ＢＯＵＴの算出は、一般的に行われている方法で行われる。

ここで、実施の形態１による効果を説明する。図５（ａ）〜（ｄ）に従来例による彩度変換関数Ｆｃを示す。図５（ａ）〜（ｄ）は、それぞれ図３（ａ）〜（ｄ）に示した彩度分布に対応した彩度変換関数Ｆｃである。図３（ａ）及び（ｂ）では平均彩度が同じであるため、従来例による彩度変換関数Ｆｃは、図５（ａ）、（ｂ）に示すように同じものとなり、それらを用いて変換を行うと、全体に彩度が向上するが、分布が多い図３（ａ）の場合の中彩度域及び図３（ｂ）の場合の高彩度域では、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、分布の広がりが却って小さくなり、色階調表現が悪化している。これに対し、本実施の形態１による彩度変換では、図４（ａ）及び（ｂ）に示すように、分布が多い図３（ａ）の場合の中彩度域及び図３（ｂ）の場合の高彩度域においても彩度変換関数Ｆａの傾きが大きくなっており、分布の広がりが大きくなり高い色階調表現を得ることができる。

図３（ｃ）のような入力彩度ＳＡａが低彩度域に多く分布している場合には、従来例でも本実施の形態でも、図５（ｃ）及び図４（ｃ）に示すように、ほぼ同様に彩度の向上が望める。一方、図３（ｄ）のように、入力彩度ＳＡａが高彩度域に多く分布している場合には、従来例では、図５（ｄ）に示すように、高彩度化を控える処理 (彩度変換関数の傾きを１に近づける処理)に留まるが、本実施の形態では、図４（ｄ）に示すように、高彩度域での彩度変換関数Ｆａの傾きをより大きくすることができ、高彩度の分布が広がり、高い色階調表現を得ることができる。

また、彩度域毎に彩度変換関数Ｆａの傾きの最大値及び最小値の少なくとも一方を設定することにより、彩度域毎に異なる変換特性を持たせることができる。例えば、低彩度域での彩度変換関数Ｆａの傾きの最大値を小さく（１にするなど）設定することで、低彩度域の高彩度化を抑え、色ノイズなどが目立つのを抑制することができる。
また、再現を意図した色が多い中間彩度の領域の最大値を大きく設定することで、中間彩度の領域における色の違いを強調することができる。
さらに、最小値を設けることで、彩度の差が圧縮されて、色の違いが小さくなり過ぎるのを防ぐことができる。一方、最大値を設定することで、関数の値が急に変換するのを避けることができる。

さらにまた、彩度域毎に彩度変換関数Ｆａの傾きの最大値及び最小値の少なくとも一方を設定することにより、使用する表示装置の特性に合わせて、彩度を制御することができ、画質が向上する。
例えば、色再現範囲が狭い表示装置では、濃い色（彩度の高い色）は表示できないが、一般的なコンテンツに多く含まれる中間的な色を濃く（より高い彩度で）表示するため、中間彩度領域の最小値を大き目に設定し、高彩度領域の最大値を小さめに設定することにより、図４（ａ）に示すように、中彩度領域から高彩度領域に掛けて、上に凸となる曲線が生成されやすくなる。
本発明は、入力映像に応じて彩度変換関数（該関数で表される曲線）を変化させることが特徴であるが、これとともに、該関数の傾きの最大値及び最小値の少なくとも一方を制御することで、彩度変換関数を表示装置の特性に適合するようにすることができる。

なお、上記の例では、彩度ヒストグラムＨＳＴａの各階級が単一の階調値から成るが、各階級が複数の階調値からなるようにしても良い。

実施の形態２．
図６は、本発明の実施の形態２の画像処理装置１０ｂの構成を示すブロック図である。図示の画像処理装置１０ｂは、入力端子２１ｙ、２１ｃｂ及び２１ｃｒと、彩度算出部２２と、彩度ヒストグラム生成部１３ｂと、彩度変換乗数決定関数生成部２３と、彩度変換乗数決定部２４と、彩度信号遅延部２５と、色差信号遅延部２８、２９と、輝度信号遅延部３０と、乗算器２６、２７と、出力端子３１ｙ、３１ｃｂ、３１ｃｒとを備えている。

入力端子２１ｙ、２１ｃｂ、２１ｃｒには、テレビ、コンピュータ等の画像表示装置が対応可能な規格の映像信号が入力される。本実施の形態では、映像信号は、例えば輝度信号ＹＩＮ、色差（青）信号ＣｂＩＮ、及び色差（赤）信号ＣｒＩＮで構成されているものとする。

図６の画像処理装置１０ｂは、図２において、画像処理装置１０の代わりに用い得るものである。但し、輝度信号ＹＩＮ、及び色差信号ＣｂＩＮ、ＣｒＩＮで構成される映像信号を入力とし、輝度信号ＹＯＵＴ、色差信号ＣｂＯＵＴ、ＣｒＯＵＴを出力する。従って、表示部４０としては、輝度信号ＹＯＵＴ、色差信号ＣｂＯＵＴ、ＣｒＯＵＴを入力とするものが用いられる。

彩度算出部２２は、入力端子２１ｙ、２１ｃｂ、２１ｃｒに入力された輝度信号ＹＩＮ及び色差信号ＣｂＩＮ、ＣｒＩＮから彩度ＳＡｃを算出し、彩度ＳＡｃを表す彩度信号ＳＡｃを、彩度ヒストグラム生成部１３ｂに供給するとともに、彩度信号遅延部２５を介して彩度変換乗数決定部２４に出力する。

彩度ヒストグラム生成部１３ｂは、彩度ＳＡｃの分布を表す彩度ヒストグラムＨＳＴｂを生成し、彩度変換乗数決定関数生成部２３に出力する。
彩度変換乗数決定関数生成部２３は、彩度ヒストグラム生成部１３ｂから入力された彩度ヒストグラムＨＳＴｂから彩度変換乗数決定関数Ｆｂを生成し、彩度変換乗数決定部２４に出力する。
彩度変換乗数決定部２４は、彩度算出部２２から彩度信号遅延部２５を介して入力された彩度信号ＳＡｃと、彩度変換乗数決定関数生成部２３から入力された彩度変換乗数決定関数Ｆｂとから、彩度変換乗数Ｋｂを決定し、乗算器２６、２７に出力する。

乗算器２６及び２７は、それぞれ入力端子２１ｃｂ及び２１ｃｒから色差信号遅延部２８及び２９を介して供給された色差信号ＣｂＩＮ及びＣｒＩＮと、彩度変換乗数決定部２４から入力された彩度変換乗数Ｋｂを乗算して、乗算結果を、出力色差信号ＣｂＯＵＴ及びＣｒＯＵＴとして、出力端子３１ｃｂ及び３１ｃｒに出力する。
入力端子１１ｙに入力された輝度信号ＹＩＮは、輝度信号遅延部３０で遅延された後、出力輝度信号ＹＯＵＴとして出力端子３１ｙから出力される。

彩度信号遅延部２５は、彩度算出部２２から出力された彩度信号ＳＡｃの彩度変換乗数決定部２４への入力を、彩度変換乗数決定関数生成部２３から彩度変換乗数決定部２４への彩度変換乗数決定関数Ｆｂの入力に同期させるために設けられたものである。
色差信号遅延部２８及び２９は、それぞれ入力端子２１ｃｂ及び２１ｃｒに入力された色差信号ＣｂＩＮ及び信号ＣｒＩＮの、乗算器２６及び２７への入力を、彩度変換乗数決定部２４から乗算器２６及び２７への彩度変換乗数Ｋｂの入力に同期させるために設けられたものである。
輝度信号遅延部３０は、入力端子２１ｙに入力された輝度信号ＹＩＮの、出力端子３１ｙへの出力を、乗算器２６及び２７から出力端子３１ｃｂ及び３１ｃｒへ出力色差信号ＣｂＯＵＴ及びＣｒＯＵＴの出力に同期させるために設けられたものである。

ここで、各機能について、詳細に説明する。
入力端子２１ｙに入力される輝度信号ＹＩＮは、各画素の輝度値を表すものである。入力端子２１ｃｂ、２１ｃｒに入力される色差信号ＣｂＩＮ、ＣｒＩＮは、各画素の色差成分値を表すものである。
彩度算出部２２は、入力端子２１ｙ、２１ｃｂ、２１ｃｒに入力された輝度信号ＹＩＮ、色差信号ＣｂＩＮ、ＣｒＩＮから彩度ＳＡｃを算出する。この算出は、一般的に行われている計算により算出する。

彩度ヒストグラム生成部１３ｂは、実施の形態１と同様に、彩度ＳＡｃの分布を表す彩度ヒストグラムＨＳＴｂを生成する。
彩度ヒストグラムＨＳＴｂの生成においては、彩度ＳＡｃを表す階調値の階級ＣＬｂ毎の出現度数Ｄｂを一定の範囲、例えば１フレームにわたり、計数する。階級ＣＬｂの度数Ｄｂを「Ｄｂ（ＣＬｂ）」で表す。
各階級ＣＬｂは、１個の階調値から、又は相連続する複数個の階調値から成り、互いに重なり合わない。以下では階調値が１０ビットで表されて０から１０２３までの値を取り、１６個の階級に分けられており、従って、各階級が６４個の階調値から成る場合について説明する。

彩度変換乗数決定関数生成部２３は、彩度ヒストグラム生成部１３ｂから入力された彩度ヒストグラムＨＳＴｂから彩度変換乗数決定関数Ｆｂを生成し、彩度変換乗数決定部２４に供給する。

彩度変換乗数決定関数Ｆｂは、与えられる彩度（入力彩度）ＳＡｃを変数として、入力彩度ＳＡｃに対応する関数Ｆｂの値ＳＡｄの、入力彩度ＳＡｃに対する比Ｋｓにより、彩度変換乗数Ｋｂを表すものである。

例えば、彩度ヒストグラムＨＳＴｂの各階級ＣＬｂの度数Ｄｃ（ＣＬｂ）を、階級ＣＬｂの低い方（階級に属する階調値の低い方）から順に累積加算し、各階級までの累積加算値を、当該階級の代表値、例えば当該階級に属する階調値の最大値に対応する関数の値とすることで、彩度変換乗数決定関数Ｆｂが生成される。

この彩度変換乗数決定関数Ｆｂの生成に当たり、彩度変換乗数決定関数Ｆｂの傾き（入力彩度ＳＡｃの増加分に対する、対応する関数Ｆｂの値ＳＡｄの増加分の比）に対し、最大値及び最小値の少なくとも一方を予め定めておくこととしても良い。例えば上記の傾きが予め定められた最大値以下で且つ予め定められた最小値以上となるように調整を行うこととしても良い。

この調整は例えば彩度変換乗数決定関数Ｆｂの生成に用いられる彩度ヒストグラムＨＳＴｂの各階級ＣＬｂの度数Ｄｂ（ＣＬｂ）に対し、上記の傾きの最大値及び最小値に対応する上限値及び下限値を予め定めておき、上限値を超えた分及び下限値を下回る分を再配分することにより行われる。
上記の上限値は、傾きの最大値と、ヒストグラムの生成に用いられた画素の数との積に対応し、上記の下限値は、傾きの最小値と、ヒストグラムの生成に用いられた画素の数との積に対応する。

例えば、各階級（注目階級）ＣＬｂの度数Ｄｃ（ＣＬｂ）が、上記の上限値を超えている場合には、超えている分を１又は２以上の他の階級に譲り渡し、これにより、注目階級ＣＬｂの度数を減少させて上記の上限値に一致させるとともに、他の階級の度数を増加させる。
２以上の他の階級への譲り渡しの際には、上限値を超えている分を分割し、各分割部分を他の階級に割り当て、割り当てられた階級では、当該階級の度数を割り当て分だけ多くし、注目階級ＣＬｂでは、当該割り当て分だけ度数を少なくする。このような処理を、割り当てられた他の階級のすべてについて行う結果、注目階級ＣＬｂでは、他の階級の割り当て分の合計だけ、度数が少なくなる。

逆に、各階級（注目階級）ＣＬｂの度数Ｄｂ（ＣＬｂ）が、上記の下限値未満である場合(下限値を下回る場合）には、足りない分（下回る分）を、１又は２以上の他の階級から譲り受け、これにより、注目階級の度数を増加させて上記の下限値に一致させるとともに、他の階級の度数を減少させる。
２以上の他の階級からの譲り受けにおいては、足りない分を分割し、各分割部分を他の階級に割り当て、割り当てられた階級では、当該階級の度数を割り当て分だけ少なくし、注目階級ＣＬｂでは、当該割り当て分だけ度数を多くする。このような処理を、割り当てられた他の階級のすべてについて行う結果、注目階級ＣＬｂでは、他の階級の割り当て分の合計だけ、度数が多くなる。
このような譲り受けは、足りない分に相当する負の値を他の階級に譲り渡す処理であるとも言える。

彩度変換乗数決定関数Ｆｂの傾きの最大値及び最小値は、彩度域毎に別箇に定め得る。例えば、低彩度域（彩度が予め定められた値以下の範囲）では、最大値を比較的低い値、例えば１にしても良い。また、最大値及び最小値の一方のみで制約を与えることとしても良い。

なお、上記の再配分のための割り当て分の決定は、彩度変換乗数決定関数Ｆｂを表す曲線が（０，０）と（１．０，１．０）とを通り、且つ連続となるように行われる。

図７は、彩度の分布と彩度変換乗数決定関数Ｆｂを重ねて描いたものである。
図７の棒グラフが彩度ヒストグラムＨＳＴｂの階級毎の出現度数Ｄｂを表し、折れ線が彩度変換乗数決定関数Ｆｂの値ＳＡｄを表している。出現度数が多い箇所では、彩度変換乗数決定関数Ｆｂの傾きが大きくなるように彩度変換乗数決定関数Ｆｂが生成される。

彩度変換乗数決定関数Ｆｂは、実施の形態１の彩度変換関数Ｆａと同様にして得られるものである。しかし、彩度変換関数Ｆａは、入力彩度ＳＡａと、入力彩度ＳＡａに対応する関数Ｆａの値（出力彩度）ＳＡｂとの関係が、出力彩度ＳＡｂの決定に利用されるのに対して、彩度変換乗数決定関数Ｆｂは、入力彩度ＳＡｃと、入力彩度ＳＡｃに対応する該関数Ｆｂの値（出力彩度）の入力彩度ＳＡｃに対する比Ｋｓの関係が、彩度変換乗数Ｋｂの決定に利用される。具体的には、入力彩度ＳＡｃに対応する上記の比Ｋｓが、当該入力彩度ＳＡｃに対する彩度変換乗数Ｋｂとして用いられる。

上記のように、彩度変換乗数決定関数Ｆｂを生成する時に、彩度変換乗数決定関数Ｆｂの傾きに最大値が設定される場合がある。図８は、彩度変換乗数決定関数Ｆｂの傾きに最大値を設定する処理を説明するための図である。傾きが最大値を超えないようにするため、本実施の形態では、上記のように、各階級ＣＬｂの度数に、傾きの最大値に対応する上限値ＵＬを設定して、上限値ＵＬを超える場合には、他の階級に度数を譲り渡す。例えば、彩度の分布が図７に示す如くであり、上限値ＵＬが図８に示したように設定されている場合、彩度ＳＡｃの階調値が６４０から７０４までの階級の度数が上限値を超える。その場合、彩度の階調値が６４０から７０４までの階級の度数を、上限値ＵＬに改め、上限値ＵＬを超えた度数を他の階級に譲り渡す。例えば、他の１５の階級に分割して譲り渡す。即ち、分配する。
この分配に当たっては、すべての階級に均等に割り当てても良く、より近い階級により多く割り当てても良い。そのようにしてできた新たな彩度分布（調整後のヒストグラム）を基に彩度変換乗数決定関数Ｆｂを生成する。

彩度変換乗数決定関数生成部２３における、彩度変換乗数決定関数Ｆｂの生成は、フレーム毎に行われる。
彩度ヒストグラム生成部１３ｂで各フレーム内の画素の彩度ＳＡｃに基づいて彩度ヒストグラムＨＳＴｂを生成する場合には、同じフレームの画素の彩度ＳＡｃに基づいて、当該フレームについての彩度変換乗数決定関数Ｆｂの生成が行われることになる。
彩度ヒストグラム生成部１３ｂで複数のフレーム内の画素の彩度ＳＡｃに基づいて彩度ヒストグラムＨＳＴｂを生成する場合には、該複数のフレームの画素の彩度ＳＡｃに基づいて、当該フレームについての彩度変換乗数決定関数Ｆｂの生成が行われることになる。
各フレームＦｒ（ｆ）についての彩度変換乗数決定関数Ｆｂであることを強調するために符号Ｆｂ（ｆ）を用いることがある。

彩度信号遅延部２５は、彩度ヒストグラム生成部１３ｂ及び彩度変換乗数決定関数生成部２３が上記の処理を行って、彩度変換乗数決定関数Ｆｂを出力するのに要する時間（彩度信号ＳＡｃの彩度ヒストグラム生成部１３ｂへの入力から、彩度変換乗数決定関数生成部２３による彩度変換乗数決定関数Ｆｂの出力までの時間）だけ、彩度信号ＳＡｃを遅延させて彩度変換乗数決定部２４に出力し、これにより、彩度変換乗数決定関数生成部２３から彩度変換乗数決定部２４へ、あるフレームＦｒ（ｆ）についての彩度変換乗数決定関数Ｆｂ（ｆ）が入力されているときに、同じフレームの各画素の彩度信号ＳＡｃ（ｆ，ｘ）が彩度変換乗数決定部２４へ供給されるようにする。

彩度変換乗数決定部２４は、上述のような方法で生成された彩度変換乗数決定関数Ｆｂを参照して、彩度算出部２２から入力された彩度信号ＳＡｃに対応する彩度変換乗数Ｋｂを決定する。彩度変換乗数Ｋｂの決定は画素毎の処理である。即ち、各フレームの各画素（注目画素）の彩度ＳＡｃ（ｆ，ｘ）に対して、対応する彩度変換乗数Ｋｂ（ｆ，ｘ）が決定される。
各フレームＦｒ（ｆ）の各画素の彩度ＳＡｃ（ｆ，ｘ）から対応する彩度変換乗数Ｋｂ（ｆ，ｘ）を決定する際には、同じフレームＦｒ（ｆ）について定められた彩度変換乗数決定関数Ｆｂ（ｆ）が用いられる。

図９は、彩度変換乗数決定部２４を説明するための図である。
図９に示した折れ線は、彩度変換乗数決定関数Ｆｂを示している。折れ線の折れ点は、横軸方向位置が各階級の代表値を表し、縦軸方向位置が上記代表値に対応する、関数の値を表す。そして、折れ線上の各点に対応する入力彩度ＳＡｃに対する関数の値、即ち出力彩度ＳＡｄ（＝Ｆｂ（ＳＡｃ））の比Ｋｓ（＝ＳＡｄ／ＳＡｃ）が、当該入力彩度ＳＡｃに対する彩度変換乗数Ｋｂを表す。

従って、注目画素の入力彩度ＳＡｃ（ｘ）が、１６個の折れ点Ｑｉ（ｉ＝１〜１６）に対応する入力彩度ＳＡｃｉのいずれかに一致するときは、当該入力彩度ＳＡｃに対する出力彩度ＳＡｄｉ（＝Ｆｂ（ＳＡｃｉ））の比Ｋｓ（＝ＳＡｄｉ／ＳＡｃｉ）が、当該注目画素についての彩度変換乗数Ｋｂ（ｘ）となる。

注目画素の入力彩度ＳＡｃ（ｘ）が、１６個の折れ点に対応する入力彩度ＳＡｃｉのいずれとも一致しないときは、当該入力彩度ＳＡｃ（ｘ）の両側に位置する、折れ点に対応する入力彩度ＳＡｃａ、ＳＡｃｂに対応する比Ｋｓａ、Ｋｓｂから、当該入力彩度ＳＡｃ（ｘ）に対応する比Ｋｓ（ｘ）を補間により求め、求めた比Ｋｓ（ｘ）を、注目画素Ｐｘ（ｘ）についての彩度変換乗数Ｋｂ（ｘ）とする。
比Ｋｓ（ｘ）の補間は下記の式（１）で表すことができる。

Ｋｓ（ｘ）＝（Ｋｓａ×Ｄｂ＋Ｋｓｂ×Ｄａ）／（Ｄａ＋Ｄｂ）（１）
式（１）で、Ｄａ、Ｄｂは、
Ｄａ＝ＳＡｃ（ｘ）−ＳＡｃａ
Ｄｂ＝ＳＡｃｂ−ＳＡｃ（ｘ）

以上のように、比Ｋｓ（ｘ）を補間により求める代わりに、注目画素Ｐｘ（ｘ）についての入力彩度ＳＡｃ（ｘ）に対応する出力彩度ＳＡｄ（ｘ）を補間により求め、求めた出力彩度ＳＡｄ（ｘ）を、入力彩度ＳＡｃ（ｘ）で割ることで、注目画素Ｐｘ（ｘ）についての比、即ち彩度変換乗数Ｋｂ（ｘ）を求めることとしても良く、そのような処理は、上記の比Ｋｓ（ｘ）を補間により求めるのと等価である。

具体的には、注目画素の入力彩度ＳＡｃ（ｘ）が、１６個の折れ点に対応する彩度ＳＡｃｉのいずれとも一致しないときは、当該入力彩度ＳＡｃ（ｘ）の両側に位置する、折れ点に対応する入力彩度ＳＡｃａ、ＳＡｃｂに対応する関数の値、即ち出力彩度ＳＡｄａ、ＳＡｄｂから、当該入力彩度ＳＡｃ（ｘ）に対応する出力彩度ＳＡｄ（ｘ）を補間により求め、入力彩度ＳＡｃ（ｘ）に対する出力彩度ＳＡｄ（ｘ）の比Ｋｓ（ｘ）を、注目画素についての彩度変換乗数Ｋｂ（ｘ）とする。
出力彩度ＳＡｄ（ｘ）の補間は下記の式（２）で表すことができる。
ＳＡｄ（ｘ）＝（ＳＡｄ（ａ）×Ｄｂ＋ＳＡｄ（ｂ）×Ｄａ）／（Ｄａ＋Ｄｂ）
（２）

式（２）で得られた出力彩度ＳＡｄ（ｘ）を、入力彩度ＳＡｃ（ｘ）で割ることで、注目画素についての彩度変換乗数Ｋｂ（ｘ）を得ることができる。この演算は、下記の式（３）で表される。
Ｋｂ（ｘ）＝ＳＡｄ（ｘ）／ＳＡｃ（ｘ）（３）

色差信号遅延部２８及び２９は、それぞれ入力端子２１ｃｂ及び２１ｃｒから入力された色差信号ＣｂＩＮ及びＣｒＩＮを、彩度算出部２２、彩度ヒストグラム生成部１３ｂ、彩度変換乗数決定関数生成部２３、及び彩度変換乗数決定部２４における処理に要する時間（色差信号ＣｂＩＮ、ＣｒＩＮの入力端子２１ｃｂ及び２１ｃｒへの入力から彩度変換乗数Ｋｂを出力までの時間）だけ遅延させて乗算器２６及び２７に出力し、これにより、彩度変換乗数決定部２４から乗算器２６及び２７にあるフレームＦｒ（ｆ）のある画素Ｐｘ（ｘ）についての彩度変換乗数Ｋｂ（ｆ，ｘ）が供給されているときに、同じフレーム同じ画素の色差信号ＣｂＩＮ（ｆ，ｘ）及びＣｒＩＮ（ｆ，ｘ）が乗算器２６及び２７に供給されるようにする。

乗算器２６及び２７は、それぞれ色差信号遅延部２８及び２９から出力された各画素（注目画素）の色差信号ＣｂＩＮ（ｆ，ｘ）及びＣｒＩＮ（ｆ，ｘ）に、彩度変換乗数決定部２４から出力された、同じフレームの同じ画素についての彩度変換乗数Ｋｂ（ｆ，ｘ）を乗算し、乗算結果を、同じ画素についての出力色差信号ＣｂＯＵＴ（ｆ，ｘ）及びＣｒＯＵＴ（ｆ，ｘ）として出力する。

輝度信号遅延部３０は、入力端子２１ｙから入力された輝度信号ＹＩＮを、彩度算出部２２、彩度ヒストグラム生成部１３ｂ、彩度変換乗数決定関数生成部２３、彩度変換乗数決定部２４、及び乗算器２６、２７における処理に要する時間（輝度信号ＹＩＮ、及び色差信号ＣｂＩＮ、ＣｒＩＮの入力端子２１ｙ、２１ｃｂ、２１ｃｒへの入力から出力色差信号ＣｂＯＵＴ、ＣｒＯＵＴの出力までの時間）だけ遅延させて出力端子３１ｙに出力し、これにより、乗算器２６及び２７から出力端子３１ｃｂ及び３１ｃｒに、あるフレームＦｒ（ｆ）のある画素Ｐｘ（ｘ）についての色差信号ＣｂＯＵＴ（ｆ，ｘ）及びＣｒＯＵＴ（ｆ，ｘ）が供給されているときに、同じフレーム同じ画素の輝度信号ＹＩＮ（ｆ，ｘ）が出力端子３１ｙに供給されるようにする。

ここで、実施の形態２による効果を説明する。本実施の形態では、彩度変換乗数決定関数Ｆｂを生成し、彩度変換乗数決定関数Ｆｂから彩度変換乗数を決定し、決定した彩度変換乗数を色差信号に乗算することとしている。このように色差信号に対する乗算を行うことで、彩度の向上を達成することができ、一方、色相或いは明度の計算が不要であるので、回路、具体的にはＩＣの規模が小さくなる。これにより、低コスト化が可能である。

また、彩度変換乗数決定関数Ｆｂの生成方法と、彩度変換乗数決定関数Ｆｂを参照する値、決定された彩度変換乗数を乗算する値が、独立して選べるため、汎用性が高い。ここで、「決定された彩度変換乗数を乗算する値」は図６の例ではＣｂＩＮ、ＣｒＩＮである。「彩度変換乗数決定関数Ｆｂを参照する値」は、彩度ＳＡｃである。これらが独立して選べるとは、上記以外の値を選択しても同様の処理を適用し得ることを意味する。

また、彩度域毎に彩度変換乗数決定関数Ｆｂの傾きの最大値及び最小値の少なくとも一方を設定することにより、彩度域毎に異なる変換特性を持たせることができる。例えば、低彩度域での彩度変換乗数決定関数Ｆｂの傾きの最大値を小さく（１にするなど）設定することで低彩度域の高彩度化を抑え、色ノイズなどが目立つのを抑制することができる。
また、再現を意図した色が多い中間彩度の領域の最大値を大きく設定することで、中間彩度の領域における色の違いを強調することができる。
さらに、最小値を設けることで、彩度の差が圧縮されて、色の違いが小さくなり過ぎるのを防ぐことができる。一方、最大値を設定することで、関数の値が急に変換するのを避けることができる。

さらにまた、彩度変換乗数決定関数の傾きに最大値及び最小値の少なくとも一方を設定することにより、使用する表示装置の特性に合わせて、彩度を制御することができ、画質が向上する。
例えば、色再現範囲が狭い表示装置では、濃い色（彩度の高い色）は表示できないが、一般的なコンテンツに多く含まれる中間的な色を濃く（より高い彩度で）表示するため、中間彩度領域の最小値を大き目に設定し、高彩度領域の最大値を小さめに設定することにより、図７に示すように、中彩度領域から高彩度領域に掛けて、上に凸となる曲線が生成されやすくなる。
本発明は、入力映像に応じて彩度変換乗数決定関数（該関数で表される曲線）を変化させることが特徴であるが、これとともに、該関数の傾きの最大値及び最小値の少なくとも一方を制御することで、彩度変換乗数決定関数を表示装置の特性に適合するようにすることができる。

実施の形態２ではヒストグラムＨＳＴｂの各階級が６４の階調値からなるが、各階調に属する階調値の数は６４以外であっても良い。また、実施の形態１と同様に、ヒストグラムＨＳＴｂの各階級が一つの階調値のみからなることとしても良い。その場合には、図９を参照して説明されている入力彩度に対する出力彩度の比を補間する処理は不要となる。

実施の形態１では、彩度変換部１５により彩度変換を行うことで生成された、変換後の彩度ＳＡｂを用いて、色成分値ＲＯＵＴ、ＧＯＵＴ、ＢＯＵＴを算出している。しかし、一般に彩度、色相及び明度から色成分値を算出するには、複雑な処理、従って大規模な回路が必要である。彩度、色相及び明度から輝度及び色差を算出する場合も同様である。
実施の形態２では、彩度変換乗数Ｋｂを用いて、色差信号ＣｂＩＮ、ＣｒＩＮを変換し、これにより彩度の変換を実現している。即ち、彩度ＳＡｃを表す信号の変換を行うことなく、彩度の変換を実現している。実施の形態２では、輝度ＹＯＵＴ及び色差ＧｂＯＵＴ、ＣｒＯＵＴの算出のために、彩度の変換及び変換後の彩度に基づく計算のいずれをも必要としないので、処理が比較的簡単であり、処理のための回路の規模を小さくすることができる。

実施の形態３．
図１０は、本発明の実施の形態３に係る画像処理装置１０ｃの構成を示すブロック図である。図示の画像処理装置１０ｃは、入力端子１１ｒ、１１ｇ、１１ｂと、彩度算出部２２と、彩度ヒストグラム生成部１３ｂと、彩度変換乗数決定関数生成部２３と、彩度変換乗数決定部２４と、乗算器２６、２７と、色特徴量算出部３１と、彩度信号遅延部２５と、色差信号遅延部２８、２９と、輝度信号遅延部３０と、色成分値算出部３２と、出力端子２０ｒ、２０ｇ、２０ｂとを備えている。
入力端子１１ｒ、１１ｇ、１１ｂには、テレビ、コンピュータ等の画像表示装置が対応可能な規格の映像信号が入力される。本実施の形態では、映像信号は、例えば赤、緑、青の信号ＲＩＮ、ＧＩＮ、ＢＩＮであるものとする。
図１０の画像処理装置１０ｃは、図２において、画像処理装置１０の代わりに用い得るものである。そして、画像処理装置１０と同様に、色信号ＲＩＮ、ＧＩＮ、ＢＩＮで構成される映像信号を入力とし、色信号ＲＯＵＴ、ＧＯＵＴ、ＢＯＵＴを出力する。従って、表示部４０としては、画像処理装置１０を用いる場合と同様に、色信号ＲＯＵＴ、ＧＯＵＴ、ＢＯＵＴを入力とするものが用いられる。

彩度算出部２２は、入力端子１１ｒ、１１ｇ、１１ｂに入力された赤、緑、青の信号ＲＩＮ、ＧＩＮ、ＢＩＮから彩度ＳＡｅを算出し、彩度ＳＡｅを表す彩度信号ＳＡｅを彩度ヒストグラム生成部１３ｂ及び彩度変換乗数決定部２４に出力する。

彩度ヒストグラム生成部１３ｂは、彩度の分布を表す彩度ヒストグラムＨＳＴｂを生成し、彩度変換乗数決定関数生成部２３に出力する。
彩度変換乗数決定関数生成部２３は、彩度ヒストグラムＨＳＴｂから彩度変換乗数決定関数Ｆｂを生成し、彩度変換乗数決定部２４に出力する。

彩度変換乗数決定部２４は、彩度算出部２２から彩度信号遅延部２５を介して入力された彩度信号ＳＡｅと、彩度変換乗数決定関数生成部２３から入力された彩度変換乗数決定関数Ｆｂとから、彩度変換乗数Ｋｂを決定し、乗算器２６、２７に出力する。

色特徴量算出部３１は、入力端子１１ｒ、１１ｇ、１１ｂに入力された赤、緑、青の信号ＲＩＮ、ＧＩＮ、ＢＩＮから輝度信号Ｙ、及び色差信号Ｃｂ，Ｃｒを算出し、輝度信号Ｙを、輝度信号遅延部３０ｃを介して色成分値算出部３２に供給し、色差信号Ｃｂ、Ｃｒを、色差信号遅延部２８ｃ、２９ｃを介して乗算器２６、２７に供給する。

乗算器２６及び２７は、色特徴量算出部３１から色差信号遅延部２８ｃ及び２９ｃを介して供給された色差信号Ｃｂ及びＣｒと、彩度変換乗数決定部２４から入力された彩度変換乗数Ｋｂを乗算して、乗算結果を、増強された色差信号ＣｂＭ及びＣｒＭとして、色成分値算出部３２に出力する。

彩度信号遅延部２５は、彩度算出部２２ｃから出力された彩度信号ＳＡｅの彩度変換乗数決定部２４への入力を、彩度変換乗数決定関数生成部２３から彩度変換乗数決定部２４への彩度変換乗数決定関数Ｆｂの入力に同期させるために設けられたものである。
色差信号遅延部２８ｃ及び２９ｃは、色特徴量算出部３１から出力された色差信号Ｃｂ及びＣｒの、乗算器２６及び２７への入力を、彩度変換乗数決定部２４から乗算器２６及び２７への彩度変換乗数の入力に同期させるために設けられたものである。
輝度信号遅延部３０ｃは、色特徴量算出部３１から出力された輝度信号ＹＩＮの、色成分値算出部３２への入力を、乗算器２６及び２７から出力された色差信号ＣｂＭ及びＣｒＭの色成分値算出部３２への入力に同期させるために設けられたものである。

色成分値算出部３２は、色特徴量算出部３１から輝度信号遅延部３０ｃを介して入力された輝度信号Ｙと、乗算器２６、２７から入力された色差信号ＣｂＭ、ＣｒＭから赤、緑、青の色成分値ＲＯＵＴ、ＧＯＵＴ、ＢＯＵＴを算出し、色成分値ＲＯＵＴ、ＧＯＵＴ、ＢＯＵＴを表す色信号ＲＯＵＴ、ＧＯＵＴ、ＢＯＵＴを出力端子２０ｒ、２０ｇ、２０ｂから出力する。

ここで、各機能について、詳細に説明する。
彩度算出部２２における彩度の算出は、実施の形態１の色特徴量算出部１２における彩度の算出と同様に行われる。

彩度ヒストグラム生成部１３ｂにおける彩度ヒストグラムＨＳＴｂの生成は、実施の形態２の彩度ヒストグラム生成部１３における彩度ヒストグラムＨＳＴｂの生成と同様に行われる。

彩度変換乗数決定関数生成部２３による彩度変換乗数決定関数Ｆｂの生成は、実施の形態２における彩度変換乗数決定関数生成部２３による彩度変換乗数決定関数Ｆｂの生成と同様に行われる。

彩度信号遅延部２５は、彩度ヒストグラム生成部１３ｂ及び彩度変換乗数決定関数生成部２３が上記の処理を行って、彩度変換乗数決定関数Ｆｂを出力するのに要する時間（彩度信号ＳＡｅの彩度ヒストグラム生成部１３ｂへの入力から、彩度変換乗数決定関数生成部２３による彩度変換乗数決定関数Ｆｂの出力までの時間）だけ、彩度信号ＳＡｅを遅延させて彩度変換乗数決定部２４に出力し、これにより、彩度変換乗数決定関数生成部２３から彩度変換乗数決定部２４へ、あるフレームＦｒ（ｆ）についての彩度変換乗数決定関数Ｆｂ（ｆ）が入力されているときに、同じフレームの各画素の彩度信号ＳＡｅ（ｆ，ｘ）が彩度変換乗数決定部２４へ供給されるようにする。

彩度変換乗数決定部２４による彩度変換乗数の決定は、実施の形態２における彩度変換乗数決定部２４による彩度変換乗数の決定と同様に行われる。

色差信号遅延部２８ｃ及び２９ｃは、色特徴量算出部３１から出力された色差信号Ｃｂ及びＣｒを、彩度算出部２２ｃ、彩度ヒストグラム生成部１３ｂ、彩度変換乗数決定関数生成部２３、及び彩度変換乗数決定部２４における処理に要する時間（色信号ＲＩＮ、ＧＩＮ、ＢＩＮの入力から彩度変換乗数Ｋｂを生成するまでの時間）から色特徴量算出部３１における処理に要する時間（色信号ＲＩＮ、ＧＩＮ、ＢＩＮの入力から色差信号Ｃｂ、Ｃｒを生成するまでの時間）を引いた時間だけ遅延させて乗算器２６、２７に出力し、これにより、彩度変換乗数決定部２４から乗算器２６及び２７にあるフレームＦｒ（ｆ）のある画素Ｐｘ（ｘ）についての彩度変換乗数Ｋｂ（ｆ，ｘ）が供給されているときに、同じフレーム同じ画素の色差信号Ｃｂ（ｆ，ｘ）及びＣｒ（ｆ，ｘ）が乗算器２６及び２７に供給されるようにする。

乗算器２６及び２７による彩度変換乗数Ｋｂの乗算は、実施の形態２における乗算器２６及び２７による彩度変換乗数Ｋｂの乗算と同様に行われ、乗算器２６及び２７から出力される、増強された色差信号ＣｂＭ及びＣｒＭは、色成分値算出部３２に供給される。

輝度信号遅延部３０ｃは、色特徴量算出部３１から出力された輝度信号Ｙを、彩度算出部２２ｃ、彩度ヒストグラム生成部１３ｂ、彩度変換乗数決定関数生成部２３、彩度変換乗数決定部２４、及び乗算器２６、２７における処理に要する時間（色信号ＲＩＮ、ＧＩＮ、ＢＩＮの入力から彩度変換乗数Ｋｂの出力までの時間）から色特徴量算出部３１における処理に要する時間（色信号ＲＩＮ、ＧＩＮ、ＢＩＮの入力から色差信号Ｃｂ、Ｃｒの出力までの時間）を引いた時間だけ遅延させて色成分値算出部３２に出力し、これにより、乗算器２６及び２７から色成分値算出部３２にあるフレームＦｒ（ｆ）のある画素Ｐｘ（ｘ）についての色差信号Ｃｂ（ｆ，ｘ）及びＣｒ（ｆ，ｘ）が供給されているときに、同じフレーム同じ画素の輝度信号ＹＩＮ（ｆ，ｘ）が色成分値算出部３２に供給されるようにする。

色成分値算出部３２は、輝度信号Ｙ及び色差信号ＣｂＭ、ＣｒＭを、赤、緑、青の色成分値ＲＯＵＴ、ＧＯＵＴ、ＢＯＵＴに変換して、色成分値ＲＯＵＴ、ＧＯＵＴ、ＢＯＵＴを表す色信号ＲＯＵＴ、ＧＯＵＴ、ＢＯＵＴを出力端子２０ｒ、２０ｇ、２０ｂから出力する。
輝度信号Ｙ及び色差信号ＣｂＭ、ＣｒＭに基づく赤、緑、青の色成分値ＲＯＵＴ、ＧＯＵＴ、ＢＯＵＴの算出は、一般的に行われている方法で行われる。輝度及び色差から赤、緑、青の色成分値を算出する処理は、比較的簡単であり、比較的小さい規模の回路で実現することができる。

ここで、実施の形態３による効果を説明する。入力信号或いは出力信号が赤、緑、青の色信号であっても、実施の形態２と同様に、色相或いは明度の計算が不要であるため、回路、具体的にはＩＣの規模が小さくなる。これにより、低コスト化が可能である。

先に述べたように、実施の形態１では、彩度変換部１５により彩度変換を行うことで生成された、変換後の彩度ＳＡｂを用いて、色成分値ＲＯＵＴ、ＧＯＵＴ、ＢＯＵＴを算出しており、彩度、色相及び明度から色成分値、或いは輝度及び色差を算出するには、複雑な処理、従って大規模な回路が必要である。
実施の形態３では、彩度変換乗数Ｋｂを用いて、色差信号ＣｂＭ、ＣｒＭを変換し、変換後の色差信号ＣｂＭ、ＣｒＭを用いて色成分値ＲＯＵＴ、ＧＯＵＴ、ＢＯＵＴの算出を行うことで、彩度の変換を実現している。即ち、彩度ＳＡｅを表す信号の変換を行うことなく、彩度の変換を実現している。上記のように、輝度、色差から赤、緑、青の色成分値を算出する処理は、比較的簡単であり、比較的小さい規模の回路で実現することができる。このように、実施の形態３では、色成分値ＲＯＵＴ、ＢＯＵＴ、ＢＯＵＴの算出のために、彩度の変換及び変換後の彩度に基づく計算のいずれをも必要としないので、処理が比較的簡単であり、処理のための回路の規模を小さくすることができる。

以上、本発明の画像処理装置について説明したが、上記の画像処理装置で実施される画像処理方法もまた本発明の一部を成す。

以上実施の形態１、２、及び３において、画像処理装置１０、１０ｂ、１０ｃの各部分（機能ブロックとして図示した部分）は、処理回路により実現される。処理回路は、専用のハードウェアであっても、メモリに格納されるプログラムを実行するＣＰＵであっても良い。
例えば、図１、図６、又は図１０の各部分の機能をそれぞれ処理回路で実現してもよいし、複数の部分の機能をまとめて処理回路で実現しても良い。

処理回路がＣＰＵの場合、画像処理装置の各部分の機能は、ソフトウェア、ファームウェア、またはソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。ソフトウェア或いはファームウェアはプログラムとして記述され、メモリに格納される。処理回路は、メモリに記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、各部の機能を実現する。すなわち、画像処理装置は、処理回路により実行されるときに、図１、図６、又は図１０に示される各部分の機能が、結果的に実行されることになるプログラムを格納するためのメモリを備える。また、これらのプログラムは、画像処理装置で実施される画像処理方法における処理の方法、或いはその手順をコンピュータに実行させるものであるともいえる。

なおまた、画像処理装置の各部分の機能のうち、一部を専用のハードウェアで実現し、一部をソフトウェアまたはファームウェアで実現するようにしても良い。
このように、処理回路は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはこれらの組み合わせによって、上述の各機能を実現することができる。

図１１に上記の処理回路がＣＰＵであって、単一のＣＰＵを含むコンピュータ（符号５０で示す）で画像処理装置のすべての機能を実現する場合の構成の一例を、表示部４０とともに示す。コンピュータ５０と表示部４０とで映像表示装置が構成されている。
図１１に示されるコンピュータ５０は、ＣＰＵ５１と、メモリ５２と、入力インターフェース５３と、出力インターフェース５４とを備え、これらはバス５５で接続されている。
入力インターフェース５３には、テレビ、コンピュータ等の画像表示装置が対応可能な規格の映像信号が入力される。この映像信号は、実施の形態１及び３の場合には、色信号ＲＩＮ、ＧＩＮ、ＢＩＮで構成され、実施の形態２の場合には、輝度信号ＹＩＮ、及び色差信号ＣｂＩＮ、ＣｒＩＮで構成される。

ＣＰＵ５１は、メモリ５２に記憶されたプログラムに従って動作し、入力インターフェース５３を介して入力された映像信号に対して、実施の形態１、２又は３の画像処理装置の各部の処理を行って、処理の結果得られた出力信号を出力インターフェース５４から出力し、表示部４０に供給する。
この出力信号は、実施の形態１及び３では色信号ＲＯＵＴ、ＧＯＵＴ、ＢＯＵＴで構成され、実施の形態２では輝度信号ＹＯＵＴ、及び色差信号ＣｂＯＵＴ、ＣｒＯＵＴで構成される。

ＣＰＵ５１による処理の内容は、実施の形態１、２又は３で説明したのと同様である。処理の過程で生成されるデータはメモリ５２に保持される。

画像処理装置で実施される画像処理方法、画像処理装置の各部分の処理、或いは画像処理方法における各処理をコンピュータに実行させるプログラムについても、画像処理装置について述べたのと同様の効果が得られる。

１０、１０ｂ、１０ｃ画像処理装置、１２色特徴量算出部、１３、１３ｂ彩度ヒストグラム生成部、１４彩度変換関数生成部、１５彩度変換部、１６彩度信号遅延部、１７色相信号遅延部、１８明度信号遅延部、１９色成分値算出部、２２彩度算出部、２３彩度変換乗数決定関数生成部、２４彩度変換乗数決定部、２５彩度信号遅延部、２６乗算器、２７乗算器２８色差信号遅延部、２９色差信号遅延部、３０輝度信号遅延部、３１色特徴量算出部、３２色成分値算出部、４０表示部、５０コンピュータ、５１ＣＰＵ、
５２メモリ。

Claims

入力映像信号から各画素単位で彩度、色相、明度を算出する色特徴量算出部と、
前記彩度から彩度ヒストグラムを生成する彩度ヒストグラム生成部と、
前記彩度ヒストグラム生成部で生成された前記彩度ヒストグラムから彩度変換関数を生成する彩度変換関数生成部と、
前記彩度変換関数生成部で生成された前記彩度変換関数により、各画素の前記彩度を変換して変換後の彩度を出力する彩度変換部と、
前記彩度変換部から出力された、前記変換後の彩度と、前記色特徴量算出部で算出された色相及び明度とから赤、緑、青の色成分値を算出する色成分値算出部とを備え、
前記彩度変換関数生成部は、前記彩度ヒストグラム生成部で生成された前記彩度ヒストグラムの各階級の度数を、低い側から順に累積加算し、前記度数の累積加算により得られる、各階級までの累積加算値を、当該階級の代表値に対応する前記彩度変換関数の値とすることで、前記彩度変換関数を生成し、
前記彩度変換関数生成部は、各階級の前記度数が予め定められた上限値を超えている場合には、超えている分を、他の階級に譲り渡し、該譲り渡し後の度数を用いて、前記累積加算値の算出を行う
ことを特徴とする画像処理装置。
入力映像信号から各画素単位で彩度、色相、明度を算出する色特徴量算出部と、
前記彩度から彩度ヒストグラムを生成する彩度ヒストグラム生成部と、
前記彩度ヒストグラム生成部で生成された前記彩度ヒストグラムから彩度変換関数を生成する彩度変換関数生成部と、
前記彩度変換関数生成部で生成された前記彩度変換関数により、各画素の前記彩度を変換して変換後の彩度を出力する彩度変換部と、
前記彩度変換部から出力された、前記変換後の彩度と、前記色特徴量算出部で算出された色相及び明度とから赤、緑、青の色成分値を算出する色成分値算出部とを備え、
前記彩度変換関数生成部は、前記彩度ヒストグラム生成部で生成された前記彩度ヒストグラムの各階級の度数を、低い側から順に累積加算し、前記度数の累積加算により得られる、各階級までの累積加算値を、当該階級の代表値に対応する前記彩度変換関数の値とすることで、前記彩度変換関数を生成し、
前記彩度変換関数生成部は、各階級の前記度数が予め定められた下限値を下回る場合には、下回る分を、他の階級から譲り受け、該譲り受け後の度数を用いて、前記累積加算値の算出を行うことを特徴とする画像処理装置。
入力映像信号から各画素単位で彩度、色相、明度を算出する色特徴量算出部と、
前記彩度から彩度ヒストグラムを生成する彩度ヒストグラム生成部と、
前記彩度ヒストグラム生成部で生成された前記彩度ヒストグラムから彩度変換関数を生成する彩度変換関数生成部と、
前記彩度変換関数生成部で生成された前記彩度変換関数により、各画素の前記彩度を変換して変換後の彩度を出力する彩度変換部と、
前記彩度変換部から出力された、前記変換後の彩度と、前記色特徴量算出部で算出された色相及び明度とから赤、緑、青の色成分値を算出する色成分値算出部とを備え、
前記彩度変換関数生成部で生成される前記彩度変換関数の傾きに対して、予め最大値及び最小値の少なくとも一方が設定されている
ことを特徴とする画像処理装置。
前記彩度変換部は、前記彩度変換関数の、各画素の前記彩度に対応する値を、当該画素の前記変換後の彩度として出力する
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の画像処理装置。
入力映像信号から各画素単位で彩度を算出する彩度算出部と、
前記彩度から彩度ヒストグラムを生成する彩度ヒストグラム生成部と、
前記彩度ヒストグラム生成部で生成された前記彩度ヒストグラムから彩度変換乗数決定関数を生成する彩度変換乗数決定関数生成部と、
前記彩度変換乗数決定関数と前記入力映像信号で表される各画素の前記彩度とにより当該画素についての彩度変換乗数を決定する彩度変換乗数決定部と、
前記彩度変換乗数決定部により決定された前記各画素についての前記彩度変換乗数と、前記入力映像信号で表される同じ画素の色差とを乗算する乗算器とを備え、
前記彩度変換乗数決定関数生成部は、前記彩度ヒストグラム生成部で生成された前記彩度ヒストグラムの各階級の度数を、低い側から順に累積加算し、前記度数の累積加算により得られる、各階級までの累積加算値を、当該階級の代表値に対応する前記彩度変換乗数決定関数の値とすることで、前記彩度変換乗数決定関数を生成し、
前記彩度変換乗数決定関数生成部は、各階級の前記度数が予め定められた上限値を超えている場合には、超えている分を、他の階級に譲り渡し、該譲り渡し後の度数を用いて、前記累積加算値の算出を行う
ことを特徴とする画像処理装置。
入力映像信号から各画素単位で彩度を算出する彩度算出部と、
前記彩度から彩度ヒストグラムを生成する彩度ヒストグラム生成部と、
前記彩度ヒストグラム生成部で生成された前記彩度ヒストグラムから彩度変換乗数決定関数を生成する彩度変換乗数決定関数生成部と、
前記彩度変換乗数決定関数と前記入力映像信号で表される各画素の前記彩度とにより当該画素についての彩度変換乗数を決定する彩度変換乗数決定部と、
前記彩度変換乗数決定部により決定された前記各画素についての前記彩度変換乗数と、前記入力映像信号で表される同じ画素の色差とを乗算する乗算器とを備え、
前記彩度変換乗数決定関数生成部は、前記彩度ヒストグラム生成部で生成された前記彩度ヒストグラムの各階級の度数を、低い側から順に累積加算し、前記度数の累積加算により得られる、各階級までの累積加算値を、当該階級の代表値に対応する前記彩度変換乗数決定関数の値とすることで、前記彩度変換乗数決定関数を生成し、
前記彩度変換乗数決定関数生成部は、各階級の前記度数が予め定められた下限値を下回る場合には、下回る分を、他の階級から譲り受け、該譲り受け後の度数を用いて、前記累積加算値の算出を行う
ことを特徴とする画像処理装置。
入力映像信号から各画素単位で彩度を算出する彩度算出部と、
前記彩度から彩度ヒストグラムを生成する彩度ヒストグラム生成部と、
前記彩度ヒストグラム生成部で生成された前記彩度ヒストグラムから彩度変換乗数決定関数を生成する彩度変換乗数決定関数生成部と、
前記彩度変換乗数決定関数と前記入力映像信号で表される各画素の前記彩度とにより当該画素についての彩度変換乗数を決定する彩度変換乗数決定部と、
前記彩度変換乗数決定部により決定された前記各画素についての前記彩度変換乗数と、前記入力映像信号で表される同じ画素の色差とを乗算する乗算器とを備え、
前記彩度変換乗数決定関数生成部で生成される前記彩度変換乗数決定関数の傾きに対して、予め最大値及び最小値の少なくとも一方が設定されている
ことを特徴とする画像処理装置。
前記彩度変換乗数決定部は、前記彩度変換乗数決定関数の、各画素の前記彩度に対応する値の、前記彩度に対する比を、当該画素についての彩度変換乗数として抽出する
ことを特徴とする請求項５から７のいずれか１項に記載の画像処理装置。
前記入力映像信号が輝度信号及び色差信号で構成され、
前記彩度算出部は、前記輝度信号及び前記色差信号から前記彩度を算出し、
前記乗算器は、前記入力映像信号を構成する前記色差信号で表される色差に、前記彩度変換乗数を乗算する
ことを特徴とする請求項５から８のいずれか１項に記載の画像処理装置。
前記入力映像信号が赤、緑、青の色信号で構成され、
前記彩度算出部は、前記赤、緑、青の色信号から前記彩度を算出し、
前記赤、緑、青の色信号から輝度及び色差を算出する色特徴量算出部をさらに有し、
前記乗算器は、前記色特徴量算出部で算出された前記色差に、前記彩度変換乗数を乗算し、
前記色特徴量算出部で算出された前記輝度と、前記乗算器での乗算の結果得られた色差とから赤、緑、青の色成分値を算出する色成分値算出部をさらに有する
ことを特徴とする請求項５から８のいずれか１項に記載の画像処理装置。
入力映像信号から各画素単位で彩度、色相、明度を算出する色特徴量算出ステップと、
前記彩度から彩度ヒストグラムを生成する彩度ヒストグラム生成ステップと、
前記彩度ヒストグラム生成ステップで生成された前記彩度ヒストグラムから彩度変換関数を生成する彩度変換関数生成ステップと、
前記彩度変換関数生成ステップで生成された前記彩度変換関数により、各画素の前記彩度を変換して変換後の彩度を出力する彩度変換ステップと、
前記彩度変換ステップから出力された、前記変換後の彩度と、前記色特徴量算出ステップで算出された色相及び明度とから赤、緑、青の色成分値を算出する色成分値算出ステップとを備え、
前記彩度変換関数生成ステップは、前記彩度ヒストグラム生成ステップで生成された前記彩度ヒストグラムの各階級の度数を、低い側から順に累積加算し、前記度数の累積加算により得られる、各階級までの累積加算値を、当該階級の代表値に対応する前記彩度変換関数の値とすることで、前記彩度変換関数を生成し、
前記彩度変換関数生成ステップは、各階級の前記度数が予め定められた上限値を超えている場合には、超えている分を、他の階級に譲り渡し、該譲り渡し後の度数を用いて、前記累積加算値の算出を行う
ことを特徴とする画像処理方法。
入力映像信号から各画素単位で彩度を算出する彩度算出ステップと、
前記彩度から彩度ヒストグラムを生成する彩度ヒストグラム生成ステップと、
前記彩度ヒストグラム生成ステップで生成された前記彩度ヒストグラムから彩度変換乗数決定関数を生成する彩度変換乗数決定関数生成ステップと、
前記彩度変換乗数決定関数と前記入力映像信号で表される各画素の前記彩度とにより当該画素についての彩度変換乗数を決定する彩度変換乗数決定ステップと、
前記彩度変換乗数決定ステップにより決定された前記各画素についての前記彩度変換乗数と、前記入力映像信号で表される同じ画素の色差とを乗算する乗算ステップとを備え、
前記彩度変換乗数決定関数生成ステップは、前記彩度ヒストグラム生成ステップで生成された前記彩度ヒストグラムの各階級の度数を、低い側から順に累積加算し、前記度数の累積加算により得られる、各階級までの累積加算値を、当該階級の代表値に対応する前記彩度変換乗数決定関数の値とすることで、前記彩度変換乗数決定関数を生成し、
前記彩度変換乗数決定関数生成ステップは、各階級の前記度数が予め定められた上限値を超えている場合には、超えている分を、他の階級に譲り渡し、該譲り渡し後の度数を用いて、前記累積加算値の算出を行う
ことを特徴とする画像処理方法。
請求項１１又は１２に記載の画像処理方法を各ステップの処理をコンピュータに実行させるためのプログラム。
請求項１３に記載のプログラムを記録したコンピュータで読み取り可能な記録媒体。