JP5195395B2 - 画像処理装置、画像処理方法、画像処理プログラム及び記録媒体 - Google Patents

Description

本発明は、画像処理装置、画像処理方法、画像処理プログラム及び記録媒体に関するものである。

ディジタルカメラで画像の撮影を行った場合に、明るさ（明度）の補正が必要になることがある。例えば、逆光状態での撮影や夜間撮影のために露出不足となり被写体が暗く写っていたり、物陰に該当する部分を含んでいるために画像の一部分が暗かったりすることがある。そのような画像に対して、ユーザが補正レベルやガンマ形状を指定して明るさを補正することや、画像の特徴に基づいて自動でガンマテーブルを作成してガンマ変換することで明るさを補正すること等が行われている。なお、画像の補正に関連する技術として、例えば、下記の特許文献１乃至３に掲載の技術が提案されている。

特許文献１には、Ｒ、Ｇ、Ｂ信号から輝度信号を作成し、この輝度信号を任意形状の所望の階調特性にガンマ変換し、このガンマ変換された信号の輝度信号に対する比をＲ、Ｇ、Ｂ信号の各々に乗ずることにより、階調補正されたＲ、Ｇ、Ｂ出力信号を得る階調補正方法等が掲載されている。

特許文献２には、入力された輝度信号と２つの色差信号からなる映像信号を３原色信号に変換する原色変換手段と、原色変換手段の出力から最大レベルのものを選択通過させる最大値検出手段と、３原色信号の許容最大レベルを設定する基準値設定手段と、輝度信号に応じて最大値検出手段の出力を基準値設定手段の出力以下に制限する補正係数を決定する係数決定手段と、補正係数を２つの色差信号に乗ずる乗算手段とを備え、乗算手段の出力を新たな色差信号として出力することを特徴とする色変換装置等が掲載されている。

特許文献３には、各画素のＲＧＢ信号から、画像の明度と色味の属性値を分離し、明度信号の明度分布を変換する画像明度変換装置において、プレスキャンで測定されたカラー画像の明度を表すヒストグラムから算出された明度変換のための変換テーブルと、ＲＧＢ信号から分離された明度信号のヒストグラムから明度変換を行う変換手段とを有し、ヒストグラムの特徴に基づいた明度の再変換を行うことを特徴とする画像明度変換装置等が掲載されている。

特許第２７４８６７８号公報 特許第３１３４６６０号公報 特開平９−２００５３１号公報

画像を明るくするためにガンマ変換をＲＧＢ信号の各々に適用すると、特許文献１において言及されているように、色相と彩度が変化してしまうということが起こり得る。特にガンマ形状（ガンマ特性）の傾きが１よりも小さいハイライト側（最大明度側）の領域において、ＲＧＢ比が１：１：１に近づいてしまう彩度低下が起こり得る。

また、ＲＧＢ信号から線形変換によって輝度信号と２つの色差信号とを求め、画像を明るくするガンマ変換を輝度信号に対して行う場合には、輝度だけ増加され色差は維持される。そのため、特にガンマ形状（ガンマ特性）の傾きが１よりも大きいシャドー側（最小明度側）の領域において、補正度合いが大きいため、ＲＧＢ比が１：１：１に近づく彩度低下が目立つようになる。

上記の点に関して、特許文献１掲載の技術によれば、色相や彩度を変化させずに明るさ調整を行うことができる。しかしながら、特許文献１掲載の技術では、特許文献２において言及されているように、階調補正前の色によっては、階調補正後の色が飽和してしまうことが起こり得る。そのようなことが起こった場合、階調補正後の輝度レベルが所望の輝度レベルより小さくなってしまい、また、色相や彩度も変化してしまう。

一方、特許文献２掲載の技術によれば、色再現の飽和を防止するために色差信号の補正係数を制限しており、これにより所望のガンマ特性通りの輝度補正を行うことができる。

一般的なモニタで使用されている色空間であるｓＲＧＢ色空間においては、ＲＧＢの各信号が０〜１の範囲に制限（正規化）されている。一般的なディジタルカメラで撮影された画像で使用されているｓＹＣＣ色空間においては、色は輝度信号Ｙ及び色差信号Ｃｂ，Ｃｒで表される。ｓＹＣＣ色空間とｓＲＧＢ色空間とは線形変換できる関係にあるが、ｓＹＣＣ色空間においては、ｓＲＧＢ色空間よりも広い範囲の色を表現できる。しかし、モニタではｓＲＧＢ色空間が使用されているので、ディジタルカメラで撮影された画像をモニタに表示する際には、ｓＲＧＢ色空間で表現できる範囲内の色しか表示することが出来ず、ＲＧＢの各信号は０〜１の範囲に制限される。

なお、ＲＧＢ信号からＹＣｂＣｒ信号を算出する式として、下記の式（１）〜（３）が用いられている。
Ｙ＝０．２９９０×Ｒ＋０．５８７０×Ｇ＋０．１１４０×Ｂ ・・・（１）
Ｃｂ＝−０．１６８７×Ｒ−０．３３１２×Ｇ＋０．５０００×Ｂ ・・・（２）
Ｃｒ＝０．５０００×Ｒ−０．４１８７×Ｇ−０．０８１３×Ｂ ・・・（３）

また、ＹＣｂＣｒ信号からＲＧＢ信号を算出する式として、下記の式（４）〜（６）が用いられている。
Ｒ＝Ｙ＋１．４０２０×Ｃｒ ・・・（４）
Ｇ＝Ｙ−０．３４４１×Ｃｂ−０．７１４１×Ｃｒ ・・・（５）
Ｂ＝Ｙ＋１．７７２０×Ｃｒ ・・・（６）

ところで、１枚の画像全体に対して１つのガンマテーブルを適用するという明るさ補正では、ユーザの狙い通りの補正を行えない場合がある。例えば、夜景画像中に赤色の電光看板がある場合、視認性が悪い暗い部分だけを明るく補正したいが、視認性が悪くない赤色の電光看板部分は補正したくないというような場合である。この場合、１枚の画像全体に対して１つのガンマテーブルを均一に適用すると、視認性が悪い暗い部分が明るく補正されることに伴って、赤色の電光看板部分も明るく補正されてしまうことになる。これにより、電光看板部分の赤色は、白っぽくて色褪せたような赤色になってしまい、画質が低下するという問題が生ずる。このような画像に対してユーザの狙い通りの補正を実現するために、色や周辺情報（シーン等）を判定して１枚の画像内で局所的にガンマテーブルを切り替えることが、対策の１つとして考えられる。しかしながら、この対策では、ガンマテーブルを切り替えることにより階調の不連続が発生すること、周辺情報を参照することにより情報処理量が増加すること等が、懸念事項として容易に考えられる。

ガンマ変換後の輝度信号のガンマ変換前の輝度信号に対する比をＲ、Ｇ、Ｂ信号の各々に乗ずることによりＲＧＢ比を維持して明るさを補正する特許文献１掲載の技術と、色差信号の補正係数を制限して画像を補正する特許文献２掲載の技術とを比較すると、特許文献２掲載の技術においては１枚の画像内で適応的な明るさ補正が行えないことによる画質の低下が目立つが、特許文献１掲載の技術においてはそのような問題はないと考えられる。以下、画像の例を用いて、特許文献１掲載の技術と特許文献２掲載の技術とを比較して説明する。

例えば、夜景中に赤色の電光看板がある画像において、赤色の部分のＲＧＢ信号がＲ＝０．９５、Ｇ＝０．２０、Ｂ＝０．２０である場合に、式（１）〜（３）を用いて輝度信号Ｙ及び色差信号Ｃｂ，Ｃｒを算出すると、Ｙ＝０．４２、Ｃｂ＝−０．１３、Ｃｒ＝０．３８となる。

特許文献１掲載の技術によれば、輝度信号Ｙ（本例では、０．４２）を２倍して輝度信号Ｙ＿ｇ（ここでは、０．８５とする。）を得るガンマ変換を行う場合、色差信号Ｃｒ，Ｃｂも２倍に補正され、補正後の色差信号はＣｂ＿ｇ＝−０．２５、Ｃｒ＿ｇ＝０．７５になる。式（４）〜（６）を用いて、これらの輝度信号Ｙ＿ｇ及び色差信号Ｃｂ＿ｇ、Ｃｒ＿ｇをＲＧＢ信号に変換すると、Ｒｇ＝１．９０、Ｇｇ＝０．４０、Ｂｇ＝０．４０になる。レッド（Ｒ）成分のＲｇが上限値である１よりも大きいので、Ｒｇを１に制限すると、制限後のＲＧＢ信号はＲｇ＝１．００、Ｇｇ＝０．４０、Ｂｇ＝０．４０になる。式（１）を用いて、制限後のＲｇ、Ｇｇ、Ｂｇ信号に対応する輝度信号Ｙｔを算出すると、Ｙｔ＝０．５８になる。

一方、特許文献２掲載の技術のように色差信号Ｃｂ，Ｃｒの補正係数を制限し、例えば色差信号Ｃｂ、Ｃｒを１．２倍する補正を行うと、Ｃｂ＿ｇ＝−０．１５、Ｃｒ＿ｇ＝０．４５になる。式（４）〜（６）を用いて、これらの輝度信号Ｙ＿ｇ及び色差信号Ｃｂ＿ｇ、Ｃｒ＿ｇをＲＧＢ信号に変換すると、Ｒｇ＝１．４８、Ｇｇ＝０．５８、Ｂｇ＝０．５８になる。レッド（赤）成分のＲｇが上限値である１よりも大きいので、Ｒｇを１に制限すると、制限後のＲＧＢ信号はＲｇ＝１．００、Ｇｇ＝０．５８、Ｂｇ＝０．５８になる。式（１）を用いて、制限後のＲｇ、Ｇｇ、Ｂｇ信号に対応する輝度信号Ｙｔを算出すると、Ｙｔ＝０．７１になる。

ここで特許文献１掲載の技術と特許文献２掲載の技術とを比較すると、特許文献１掲載の技術においては、輝度信号Ｙｔが０．５８となるのに対し、特許文献２掲載の技術においては、輝度信号Ｙｔが０．７１となる。結果として、特許文献１掲載の技術による輝度信号Ｙｔ（０．５８）の方が、特許文献２掲載の技術による輝度信号Ｙｔ（０．７１）よりも、明るさ補正前の輝度信号Ｙ（０．４２）に近くなる。

上記したように、赤や青の高輝度有彩色に対してガンマ補正を行った場合に、飽和が発生し、所望のガンマ特性とは異なる輝度に補正される場合がある。それが結果として、局所的に明るさの補正度合いを変えることになる。しかしながら、特許文献１掲載の技術による明るさ補正では、上記の例のような赤色（Ｒ＝０．９５、Ｇ＝０．２０、Ｂ＝０．２０）の場合には、良い方向に働くことを本発明者は見出した。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、簡易な構成で、赤や青の高輝度有彩色の領域が色褪せたような色に補正されることを防止しつつ、その他の領域で色相や彩度の変化を抑制した明るさ補正を行うことが可能な画像処理装置、画像処理方法、画像処理プログラム及び記録媒体を提供することを目的としている。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる画像処理装置は、輝度成分及び色差成分を含む色空間の信号である第１の画像信号の輝度成分に基づいて、前記第１の画像信号に対してガンマ変換を実施するガンマ変換手段と、前記ガンマ変換が実施された後の画像信号である第２の画像信号をＲＧＢ色空間の信号に変換するＲＧＢ変換手段と、前記ＲＧＢ色空間の信号に基づいて、前記第１の画像信号の輝度成分を階調補正する目標値である補正目標値を算出する補正目標値算出手段と、前記第１の画像信号の輝度成分を前記補正目標値に補正するとともに、前記ＲＧＢ色空間の信号の成分の最大値であるＲＧＢ最大値が大きくなるに従って階調補正前後の色差成分の比である色差補正比が小さくなるように前記第１の画像信号を補正する階調補正手段と、を備えたことを特徴とする。

また、本発明にかかる画像処理方法は、輝度成分及び色差成分を含む色空間の信号である第１の画像信号の輝度成分に基づいて、前記第１の画像信号に対してガンマ変換を実施するガンマ変換ステップと、前記ガンマ変換が実施された後の画像信号である第２の画像信号をＲＧＢ色空間の信号に変換するＲＧＢ変換ステップと、前記ＲＧＢ色空間の信号に基づいて、前記第１の画像信号の輝度成分を階調補正する目標値である補正目標値を算出する補正目標値算出ステップと、前記第１の画像信号の輝度成分を前記補正目標値に補正するとともに、前記ＲＧＢ色空間の信号の成分の最大値であるＲＧＢ最大値が大きくなるに従って階調補正前後の色差成分の比である色差補正比が小さくなるように前記第１の画像信号を補正する階調補正ステップと、を有することを特徴とする。

また、本発明にかかる画像処理プログラムは、請求項８乃至１４のいずれか１つに記載された画像処理方法をコンピュータに実行させる。

また、本発明にかかる記録媒体は、請求項１５に記載された画像処理プログラムを格納したコンピュータの読み取り可能な記録媒体であることを特徴とする。

本発明によれば、簡易な構成で、赤や青の高輝度有彩色の領域が色褪せたような色に補正されることを防止しつつ、その他の領域で色相や彩度の変化を抑制した明るさ補正を行うことが可能となるという効果を奏する。

以下に添付図面を参照して、この発明にかかる画像処理装置、画像処理方法、画像処理プログラム及び記録媒体の最良な実施の形態を詳細に説明する。

（本発明の第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態にかか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１は、ＹＣｂＣｒ色空間の入力輝度信号Ｙ及び２つの入力色差信号Ｃｂ，Ｃｒに画像処理を実施し、ＹＣｂＣｒ色空間の出力輝度信号Ｙ’及び２つの出力色差信号Ｃｂ’，Ｃｒ’を出力する。

画像処理装置１は、本発明のガンマ変換手段としてのガンマ変換部１０と、ＲＧＢ変換部１１と、本発明の補正目標値算出手段としての補正目標値算出部１２と、本発明の階調補正手段としての階調補正部１３と、を有する。

次に、画像処理装置１の画像処理の手順について説明する。図２は、画像処理装置１の画像処理の手順を示すフローチャートである。

まず、ガンマ変換部１０が、ＹＣｂＣｒ色空間の入力信号（Ｙ，Ｃｂ，Ｃｒ）にガンマ変換を実施し、ガンマ変換によって得られるＹＣｂＣｒ色空間の信号（Ｙ＿ｇ，Ｃｂ＿ｇ，Ｃｒ＿ｇ）を出力する（ステップＳ１１）。

詳細には、ガンマ変換部１０は、図３に一例として示すようなガンマ変換特性を有する１つのガンマテーブルを記憶しており、このガンマテーブル内の入力輝度信号Ｙに対応するアドレスに記憶されている値を出力輝度信号Ｙ＿ｇとして読み出す。

さらに、ガンマ変換部１０は、出力輝度信号Ｙ＿ｇの入力輝度信号Ｙに対する比である輝度補正比ｂｐを次式により算出する。
ｂｐ＝Ｙ＿ｇ／Ｙ ・・・（７）

そして、ガンマ変換部１０は、次式のように輝度補正比ｂｐに２つの入力色差信号Ｃｂ，Ｃｒを乗じることにより、２つの出力色差信号Ｃｂ＿ｇ，Ｃｒ＿ｇを算出する。
Ｃｂ＿ｇ＝ｂｐ×Ｃｂ ・・・（８）
Ｃｒ＿ｇ＝ｂｐ×Ｃｒ ・・・（９）

このように、ガンマ変換部１０のＹＣｂＣｒ色空間の出力信号（Ｙ＿ｇ，Ｃｂ＿ｇ，Ｃｒ＿ｇ）は、ＹＣｂＣｒ色空間の入力信号（Ｙ，Ｃｂ，Ｃｒ）と輝度補正比ｂｐとを乗じたものになる。式（１）〜（６）に示したようにＲＧＢ色空間とＹＣｂＣｒ色空間とは線形変換できる関係にあるので、ＹＣｂＣｒ色空間の入力信号（Ｙ，Ｃｂ，Ｃｒ）と輝度補正比ｂｐとを乗ずることは、ＹＣｂＣｒ色空間の入力信号（Ｙ，Ｃｂ，Ｃｒ）を線形変換して得られるＲＧＢ信号（Ｒ，Ｇ，Ｂ）に対して輝度補正比ｂｐを乗ずることに等しい。従って、ガンマ変換部１０は、ＹＣｂＣｒ色空間の入力信号（Ｙ，Ｃｂ，Ｃｒ）のＲＧＢ比を維持したままＹＣｂＣｒ色空間の入力信号（Ｙ，Ｃｂ，Ｃｒ）にガンマ変換を実施していることになる。換言すると、ＹＣｂＣｒ色空間の入力信号（Ｙ，Ｃｂ，Ｃｒ）のＲＧＢ比とガンマ変換部１０のＹＣｂＣｒ色空間の出力信号（Ｙ＿ｇ，Ｃｂ＿ｇ，Ｃｒ＿ｇ）のＲＧＢ比とは等しい。

再び図２を参照すると、ＲＧＢ変換部１１が、式（４）〜（６）を用いて、ガンマ変換部１０から出力されるＹＣｂＣｒ色空間の出力信号（Ｙ＿ｇ，Ｃｂ＿ｇ，Ｃｒ＿ｇ）をＲＧＢ色空間の信号（Ｒｇ，Ｇｇ，Ｂｇ）に変換する（ステップＳ１２）。

次に、補正目標値算出部１２が、ＲＧＢ変換部１１から出力されるＲＧＢ色空間の信号（Ｒｇ，Ｇｇ，Ｂｇ）に基づいて、ＹＣｂＣｒ色空間の入力輝度信号を階調補正する目標値となる補正目標値Ｙｔを算出し出力する（ステップＳ１３）。

図４は、補正目標値算出部１２の内部構成の一例を示すブロック図である。図４に示すように、補正目標値算出部１２は、本発明の制限手段としての制限部１２ａと、本発明の輝度値変換手段としての輝度値変換部１２ｂと、を含む。

制限部１２ａは、ＲＧＢ変換部１１から出力されるＲＧＢ色空間の信号（Ｒｇ，Ｇｇ，Ｂｇ）の値を０〜１の範囲内に制限したＲＧＢ色空間の信号（Ｒｇ’，Ｇｇ’，Ｂｇ’）を出力する。この制限部１２ａが実施する制限処理は、次式のように表すことができる。
Ｒｇ’＝Ｍａｘ（０，Ｍｉｎ（Ｒｇ，１）） ・・・（１０）
Ｇｇ’＝Ｍａｘ（０，Ｍｉｎ（Ｇｇ，１）） ・・・（１１）
Ｂｇ’＝Ｍａｘ（０，Ｍｉｎ（Ｂｇ，１）） ・・・（１２）

なお、例えばＲＧＢの各成分が８ビット（０〜２５５の値を取り得る。）で表現されるディジタル信号である場合、ＲＧＢの各成分の上限値は２５５になる。そのような場合、制限部１２ａは、ＲＧＢ変換部１１から出力されるＲＧＢ色空間の信号（Ｒｇ，Ｇｇ，Ｂｇ）の成分の中の２５５を超えている成分の値を２５５に補正する制限処理を行う。

また、制限部１２ａは、ＲＧＢ変換部１１から出力されるＲＧＢ色空間の信号（Ｒｇ，Ｇｇ，Ｂｇ）の全てが０〜１の範囲内である場合には、ＲＧＢ変換部１１から出力される信号（Ｒｇ，Ｇｇ，Ｂｇ）をそのまま信号（Ｒｇ’，Ｇｇ’，Ｂｇ’）として出力することができる。

輝度値変換部１２ｂは、式（１）を用いて、制限部１２ａから出力されるＲＧＢ色空間の信号（Ｒｇ’，Ｇｇ’，Ｂｇ’）からＹＣｂＣｒ色空間の輝度信号を算出し、この輝度信号の値を補正目標値Ｙｔとして出力する。制限部１２ａにおいて制限処理が実施され、Ｒｇ’≠Ｒｇ，Ｇｇ’≠Ｇｇ，Ｂｇ’≠Ｂｇのいずれかになった場合のみＹｔ≠Ｙ＿ｇになり、ガンマ変換部１０内のガンマテーブル通りではなく変更された補正目標値が設定されることになる。一方、制限部１２ａにおいて制限処理が実質的に実施されていない場合（Ｒｇ’＝Ｒｇ且つＧｇ’＝Ｇｇ且つＢｇ’＝Ｂｇの場合）には、Ｙｔ＝Ｙ＿ｇになり、ガンマ変換部１０内のガンマテーブル通りの補正目標値が設定されることになる。

再び図２を参照すると、階調補正部１３が、補正目標値算出部１２から出力される補正目標値Ｙｔに基づいて、ＹＣｂＣｒ色空間の入力信号（Ｙ，Ｃｂ，Ｃｒ）に階調補正を実施し、それによって得られるＹＣｂＣｒ色空間の信号（Ｙ’，Ｃｂ’，Ｃｒ’）を出力する（ステップＳ１４）。

図５は、階調補正部１３の内部構成の一例を示すブロック図である。図５に示すように、階調補正部１３は、第２のＲＧＢ変換部１３ａと、本発明の補正パラメータ算出手段としての補正パラメータ算出部１３ｂと、本発明の色変換手段としての色変換部１３ｃと、を含む。

補正パラメータ算出部１３ｂは、輝度補正比算出部３１と、本発明のＲＧＢ最大値選択手段としてのＲＧＢ最大値選択部３２と、ＲＧＢ最小値選択部３３と、本発明の無彩色度算出手段としての無彩色度算出部３４と、彩度補正パラメータ算出部３５と、を含む。

第２のＲＧＢ変換部１３ａは、式（４）〜（６）を用いて、ＹＣｂＣｒ色空間の入力信号（Ｙ，Ｃｂ，Ｃｒ）を第２のＲＧＢ信号に変換する。

輝度補正比算出部３１は、入力輝度信号Ｙを補正目標値Ｙｔに階調補正する場合における輝度補正比、即ち、補正目標値Ｙｔの入力輝度信号Ｙに対する比である輝度補正比ｂｐ＿ｔを次式により算出する。
ｂｐ＿ｔ＝Ｙｔ／Ｙ ・・・（１３）

ＲＧＢ最大値選択部３２は、ＲＧＢ変換部１３ａから出力される第２のＲＧＢ信号（Ｒ，Ｇ，Ｂ）の成分の内の最大の成分Ｍａｘ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）を選択して出力する。

ＲＧＢ最小値選択部３３は、ＲＧＢ変換部１３ａから出力される第２のＲＧＢ信号（Ｒ，Ｇ，Ｂ）の成分の内の最小の成分Ｍｉｎ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）を選択して出力する。

無彩色度算出部３４は、ＲＧＢ最大値選択部３２から出力される値Ｍａｘ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）、ＲＧＢ最小値選択部３３から出力される値Ｍｉｎ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）及び予め設定された２つの閾値ＧＲＡＹ＿ＴＨ１、ＧＲＡＹ＿ＴＨ２に基づいて、入力輝度信号及び２つの入力色差信号で表される色がどれ位無彩色に近いかの度合いを表す無彩色度ｇｒａｙを算出する。ここでは、無彩色度ｇｒａｙの値が１に近いほど無彩色に近いことを表し、０に近いほど有彩色に近いことを表すものとする。

詳細には、まず、無彩色度算出部３４は、ＲＧＢ最大値選択部３２から出力される値Ｍａｘ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）とＲＧＢ最小値選択部３３から出力される値Ｍｉｎ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）との差分の絶対値Ｆを算出する。このＦは、次式のように表すことができる。
Ｆ＝｜Ｍａｘ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）−Ｍｉｎ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）｜ ・・・（１４）

次に、無彩色度算出部３４は、Ｆ＜ＧＲＡＹ＿ＴＨ１である場合には、ＹＣｂＣｒ色空間の入力信号（Ｙ，Ｃｂ，Ｃｒ）が無彩色画素信号であると判定して、
ｇｒａｙ＝１ ・・・（１５）
とする。

また、無彩色度算出部３４は、ＧＲＡＹ＿ＴＨ１≦Ｆ＜ＧＲＡＹ＿ＴＨ２である場合には、ＹＣｂＣｒ色空間の入力信号（Ｙ，Ｃｂ，Ｃｒ）が中間彩度色画素信号であると判定して、次式によりｇｒａｙを算出する。
ｇｒａｙ＝（Ｆ−ＧＲＡＹ＿ＴＨ２）／（ＧＲＡＹ＿ＴＨ１−ＧＲＡＹ＿ＴＨ２）
・・・（１６）

また、無彩色度算出部３４は、Ｆ≧ＧＲＡＹ＿ＴＨ２である場合には、ＹＣｂＣｒ色空間の入力信号（Ｙ，Ｃｂ，Ｃｒ）が有彩色画素信号であると判定して、
ｇｒａｙ＝０ ・・・（１７）
とする。

ＧＲＡＹ＿ＴＨ１≦Ｆ＜ＧＲＡＹ＿ＴＨ２である場合（ＹＣｂＣｒ色空間の入力信号（Ｙ，Ｃｂ，Ｃｒ）が中間彩度色画素信号であると判定した場合）に、無彩色度算出部３４が無彩色度ｇｒａｙを連続的に切り替える（Ｆに基づいて０〜１の間の値を算出する）のは、後段の彩度補正パラメータ算出部３５において無彩色度ｇｒａｙに基づいて算出される彩度補正パラメータが無彩色と有彩色の切り替わりで急峻に変化することによって階調補正後の画像（画像処理装置１から出力される画像）内において彩度ギャップが発生することを防止するためである。

また、無彩色度算出部３４において無彩色度ｇｒａｙを算出するのは、次のようなことを目的としている。即ち、無彩色領域であっても画素単位で見れば少し色付いた色ノイズ成分が潜んでいることがあり、そのような色ノイズ成分を有彩色領域と同じ色差補正比で補正処理してしまうと色ノイズ成分が目立って画質が低下してしまう。そこで、後段の彩度補正パラメータ算出部３５において無彩色度ｇｒａｙを用いて無彩に近い色の色差補正比を抑制するとともに、画像を明るく補正したときに無彩色領域にある色ノイズ成分の彩度を増幅させないために、無彩色度算出部３４において無彩色度ｇｒａｙを算出することとしている。

なお、無彩色度ｇｒａｙの算出に使用する閾値ＧＲＡＹ＿ＴＨ１、ＧＲＡＹ＿ＴＨ２は、複数の画像サンプルを画像処理装置１に入力し、階調補正後の画像（画像処理装置１から出力される画像）のノイズの目立ち具合を評価して予め設定するようにしても良い。本発明者が実験したところによれば、ＧＲＡＹ＿ＴＨ１＝０．０５程度、ＧＲＡＹ＿ＴＨ２＝０．１２程度に設定すると好適である。

彩度補正パラメータ算出部３５は、輝度補正比算出部３１から出力される輝度補正比ｂｐ＿ｔ、ＲＧＢ最大値選択部３２から出力される値Ｍａｘ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）及び無彩色度算出部３４から出力される無彩色度ｇｒａｙに基づいて、後段の色変換部１３ｃにおいてＹＣｂＣｒ色空間の入力色差信号Ｃｂ，Ｃｒの色変換（階調補正）に用いられる彩度補正パラメータｓｃを算出する。

詳細には、まず、彩度補正パラメータ算出部３５は、ＲＧＢ最大値選択部３２から出力される値Ｍａｘ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）に基づいて、次式によりｓｃ＿ｐ１を算出する。
ｓｃ＿ｐ１＝Ｍａｘ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）／２．５ ・・・（１８）

次に、彩度補正パラメータ算出部３５は、ｓｃ＿ｐ１と予め設定された閾値ｓｃ＿ｐ２とを比較して、ｓｃ＿ｐ１＞ｓｃ＿ｐ２の場合には、次式によりｓｃ＿ｐを算出する。
ｓｃ＿ｐ＝（ｓｃ＿ｐ２―ｓｃ＿ｐ１）×ｇｒａｙ＋ｓｃ＿ｐ１ ・・・（１９）

また、彩度補正パラメータ算出部３５は、ｓｃ＿ｐ１≦ｓｃ＿ｐ２の場合には、次式によりｓｃ＿ｐを算出する。
ｓｃ＿ｐ＝ｓｃ＿ｐ１ ・・・（２０）

なお、式（１９）において、ｇｒａｙ＝１の場合（入力信号（Ｙ，Ｃｒ，Ｃｂ）が無彩色画素信号の場合）にｓｃ＿ｐ＝ｓｃ＿ｐ２となり、閾値ｓｃ＿ｐ２は無彩色領域用のパラメータである。そのため、閾値ｓｃ＿ｐ２も閾値ＧＲＡＹ＿ＴＨ１、ＧＲＡＹ＿ＴＨ２と同様に、複数の画像サンプルを画像処理装置１に入力し、階調補正後の画像（画像処理装置１から出力される画像）のノイズの目立ち具合を評価して予め設定するようにしても良い。本発明者が実験したところによれば、ｓｃ＿ｐ２＝０．１６程度に設定すると好適である。

また、式（１８）においてＭａｘ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）を使用しているのは、Ｍａｘ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）に基づいて彩度補正パラメータｓｃを算出するためであり、Ｍａｘ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）が比較的大きい中間濃度からハイライト領域で飽和が発生することによる色相や彩度の変化を防止するためである。

次に、彩度補正パラメータ算出部３５は、ｓｃ＿ｐ及び輝度補正比算出部３１から出力される輝度補正比ｂｐ＿ｔに基づいて、次式により彩度補正パラメータｓｃを算出する。
ｓｃ＝（１−ｂｐ＿ｔ）×ｓｃ＿ｐ ・・・（２１）

色変換部１３ｃは、輝度補正比算出部３１から出力される輝度補正比ｂｐ＿ｔ及び彩度補正パラメータ算出部３５から出力される彩度補正パラメータｓｃに基づいて、ＹＣｂＣｒ色空間の入力信号（Ｙ，Ｃｂ，Ｃｒ）に色変換（階調補正）処理を実施し、ＹＣｂＣｒ色空間の信号（Ｙ’，Ｃｂ’，Ｃｒ’）を出力する。

詳細には、色変換部１３ｃは、次式により、Ｙ’，Ｃｂ’，Ｃｒ’を算出する。
Ｙ’＝Ｙｔ（＝ｂｐ＿ｔ×Ｙ） ・・・（２２）
Ｃｂ’＝ｂｐ＿ｔ×（１＋ｓｃ）×Ｃｂ ・・・（２３）
Ｃｒ’＝ｂｐ＿ｔ×（１＋ｓｃ）×Ｃｒ ・・・（２４）

輝度補正比がｂｐ＿ｔであるのに対して、色差補正比はｂｐ＿ｔ×（１＋ｓｃ）である。色差補正比ｂｐ＿ｔ×（１＋ｓｃ）は、彩度補正パラメータｓｃの算出において使用されるＭａｘ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）及び無彩色度ｇｒａｙによって間接的に図６や図７に示すように制御される。

図６は、無彩色度ｇｒａｙ＝０であるとき（入力信号が有彩色画素信号であるとき）に、Ｍａｘ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）の値毎に、横軸方向に輝度補正比ｂｐ＿ｔを、縦軸方向に色差補正比ｂｐ＿ｔ×（１＋ｓｃ）を示した図である。図６においては、Ｍａｘ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝０．２、Ｍａｘ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝０．４、Ｍａｘ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝０．６の３つの場合を示している。図６に示すように、輝度補正比ｂｐ＿ｔが増大するに従って色差補正比ｂｐ＿ｔ×（１＋ｓｃ）も増大している。また、Ｍａｘ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）が小さいシャドー領域では色差補正比ｂｐ＿ｔ×（１＋ｓｃ）が大きくなっており、Ｍａｘ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）が大きくなるのに伴って飽和防止のため色差補正比ｂｐ＿ｔ×（１＋ｓｃ）が小さくなっている。

即ち、彩度補正パラメータ算出部３５は、輝度補正比ｂｐ＿ｔが大きくなるに従って大きくなるように彩度補正パラメータｓｃを算出する。また、彩度補正パラメータ算出部３５は、Ｍａｘ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）が小さいシャドー領域では大きくなるように彩度補正パラメータｓｃを算出し、Ｍａｘ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）が大きくなるのに伴って、飽和防止のため、小さくなる（抑制する）ように彩度補正パラメータｓｃを算出する。

図７は、Ｍａｘ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）の値が同じであるとき（ここでは、Ｍａｘ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝０．２であるとき）に、無彩色度ｇｒａｙの値毎に、横軸方向に輝度補正比ｂｐ＿ｔを、縦軸方向に色差補正比ｂｐ＿ｔ×（１＋ｓｃ）を示した図である。図７においては、無彩色度ｇｒａｙ＝０、ｇｒａｙ＝１の２つの場合を示している。図７に示すように、輝度補正比ｂｐ＿ｔが増大するに従って色差補正比ｂｐ＿ｔ×（１＋ｓｃ）も増大している。また、入力信号が有彩色画素信号である場合（ｇｒａｙ＝０の場合）の色差補正比の方が大きい条件下では、無彩色度ｇｒａｙの値が大きくなるのに伴って、入力信号が無彩色画素信号である場合（ｇｒａｙ＝１の場合）の色差補正比に近づいて行き（小さくなって行き）、色差補正比ｂｐ＿ｔ×（１＋ｓｃ）の値が抑制されて行く。

即ち、彩度補正パラメータ算出部３５は、輝度補正比ｂｐ＿ｔが増大するに従って増大するように彩度補正パラメータｓｃを算出する。また、彩度補正パラメータ算出部３５は、無彩色度ｇｒａｙが大きくなるに従って小さくなる（抑制する）ように彩度補正パラメータｓｃを算出する。

以上説明したように、本実施形態によれば、ガンマ変換部１０がＲＧＢ比を維持したまま入力輝度信号Ｙ及び２つの入力色差信号Ｃｂ，Ｃｒにガンマ変換を実施して信号（Ｙ＿ｇ，Ｃｂ＿ｇ，Ｃｒ＿ｇ）を算出し、ＲＧＢ変換部１１が信号（Ｙ＿ｇ，Ｃｂ＿ｇ，Ｃｒ＿ｇ）をＲＧＢ色空間の信号（Ｒｇ，Ｇｇ，Ｂｇ）に変換し、補正目標値算出部１２が信号（Ｒｇ，Ｇｇ，Ｂｇ）に基づいて補正目標値Ｙｔを算出し、階調補正部１３が入力輝度信号Ｙを補正目標値Ｙｔに階調補正するとともに、補正目標値Ｙｔに基づいて、２つの入力色差信号Ｃｂ，Ｃｒの値を階調補正する。これにより、１枚の画像に対して１つのガンマテーブルを適用するという簡易な構成のままで、赤や青の高輝度有彩色の領域が色褪せたような色に補正されることを防止しつつ、その他の領域で色相や彩度の変化を抑制した明るさ補正を行うことができる。

また、制限部１２ａが信号（Ｒｇ，Ｇｇ，Ｂｇ）を所定の値以下に制限した信号（Ｒｇ’，Ｇｇ’，Ｂｇ’）を出力し、輝度値変換部１２ｂが信号（Ｒｇ’，Ｇｇ’，Ｂｇ’）から補正目標値Ｙｔを算出して出力する。これにより、１枚の画像に対して１つのガンマテーブルを適用する簡易な構成のまま、画像内で補正目標値を局所的にガンマテーブルどおりとは異なる適切な値に設定することができる。

また、彩度補正パラメータ算出部３５が、入力輝度信号Ｙ及び２つの入力色差信号Ｃｂ，ＣｒをＲＧＢ色空間の信号に変換して得られる第２のＲＧＢ信号の成分の内の最大値Ｍａｘ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）が増大するに従って小さくなるように彩度補正パラメータｓｃを算出し、色変換部１３ｃにおいて算出される色差補正比ｂｐ＿ｔ×（１＋ｓｃ）を抑制する。これにより、中間濃度からハイライト領域の飽和による色相や彩度の変化を抑制した明るさの補正を行うことができる。

更に、彩度補正パラメータ算出部３５が、無彩色度ｇｒａｙが増大するに従って小さくなるように彩度補正パラメータｓｃを算出し、色変換部１３ｃにおいて算出される色差補正比ｂｐ＿ｔ×（１＋ｓｃ）を抑制する。これにより、無彩色領域の色ノイズ成分の増幅を抑制した明るさの補正を行うことができる。

（本発明の第２の実施の形態）
図８は、本発明の第２の実施の形態にかかる画像処理装置の構成を示すブロック図である。図８の画像処理装置４０は、ＲＧＢ色空間の入力信号Ｒ，Ｇ，Ｂに画像処理を実施し、ＲＧＢ色空間の出力信号Ｒ’，Ｇ’，Ｂ’を出力する。

図８の画像処理装置４０は、輝度変換部４１と、本発明のガンマ変換手段としてのガンマ変換部４２と、本発明の補正目標値算出手段としての補正目標値算出部１２と、本発明の階調補正手段としての階調補正部４３と、を有する。以下の説明では、上述した第１の実施の形態と同一の構成要素には同一の符号を付してその説明を省略している。なお、補正目標値算出部１２については、第１の実施の形態と同様なので説明を省略する。

次に、画像処理装置４０の画像処理の手順について説明する。図９は、画像処理装置４０の画像処理の手順を示すフローチャートである。

まず、輝度変換部４１が、式（１）を用いて、入力ＲＧＢ信号（Ｒ，Ｇ，Ｂ）からＹＣｂＣｒ色空間の輝度信号Ｙを算出して出力する（ステップＳ２１）。

次に、ガンマ変換部４２が、輝度変換部４１から出力される輝度信号Ｙに基づいて、入力ＲＧＢ信号（Ｒ，Ｇ，Ｂ）にガンマ変換を実施し、ガンマ変換によって得られるＲＧＢ色空間の信号（Ｒｇ，Ｇｇ，Ｂｇ）を出力する（ステップＳ２２）。

詳細には、ガンマ変換部４２は、図３に一例として示したようなガンマ変換特性を有する１つのガンマテーブルを記憶しており、このガンマテーブル内の輝度信号Ｙに対応するアドレスに記憶されている値を輝度信号Ｙ＿ｇとして読み出す。

さらに、ガンマ変換部４２は、輝度信号Ｙ＿ｇの輝度信号Ｙに対する比である輝度補正比ｂｐを次式により算出する。
ｂｐ＝Ｙ＿ｇ／Ｙ ・・・（２５）

そして、ガンマ変換部４２は、次式のように輝度補正比ｂｐに入力ＲＧＢ信号（Ｒ，Ｇ，Ｂ）を乗じることにより、ＲＧＢ信号（Ｒｇ，Ｇｇ，Ｂｇ）を算出して出力する。
Ｒｇ＝ｂｐ×Ｒ ・・・（２６）
Ｇｇ＝ｂｐ×Ｇ ・・・（２７）
Ｂｇ＝ｂｐ×Ｂ ・・・（２８）

このように、ガンマ変換部４２から出力されるＲＧＢ信号（Ｒｇ，Ｇｇ，Ｂｇ）は、入力ＲＧＢ信号（Ｒ，Ｇ，Ｂ）と輝度補正比ｂｐとを乗じたものになる。従って、ガンマ変換部４２は、入力ＲＧＢ信号（Ｒ，Ｇ，Ｂ）のＲＧＢ比を維持したまま入力ＲＧＢ信号（Ｒ，Ｇ，Ｂ）にガンマ変換を実施していることになる。換言すると、入力ＲＧＢ信号（Ｒ，Ｇ，Ｂ）のＲＧＢ比とガンマ変換部４２から出力されるＲＧＢ信号（Ｒｇ，Ｇｇ，Ｂｇ）のＲＧＢ比とは等しい。

再び図９を参照すると、補正目標値算出部１２が、ガンマ変換部４２から出力されるＲＧＢ色空間の信号（Ｒｇ，Ｇｇ，Ｂｇ）に基づいて、輝度信号Ｙを階調補正する目標値となる補正目標値Ｙｔを算出し出力する（ステップＳ２３）。

次に、階調補正部４３が、補正目標値算出部１２から出力される補正目標値Ｙｔに基づいて、入力ＲＧＢ信号（Ｒ，Ｇ，Ｂ）に階調補正を実施し、それによって得られるＲＧＢ色空間の信号（Ｒ’，Ｇ’，Ｂ’）を出力する（ステップＳ２４）。

図１０は、階調補正部４３の内部構成の一例を示すブロック図である。図１０に示すように、階調補正部４３は、本発明の補正パラメータ算出手段としての補正パラメータ算出部１３ｂと、本発明の色変換手段としての色変換部４３ａと、を含む。なお、補正パラメータ算出部１３ｂについては、第１の実施の形態と同様なので説明を省略する。

色変換部４３ａは、輝度補正比算出部３１から出力される輝度補正比ｂｐ＿ｔ及び彩度補正パラメータ算出部３５から出力される彩度補正パラメータｓｃに基づいて、入力ＲＧＢ信号（Ｒ，Ｇ，Ｂ）に色変換（階調補正）処理を実施し、ＲＧＢ信号（Ｒ’，Ｇ’，Ｂ’）を出力する。

第１の実施の形態においては、式（２２）〜（２４）に示したように、輝度補正比ｂｐ＿ｔに対して色差補正比をｂｐ＿ｔ×（１＋ｓｃ）として、入力輝度信号Ｙ及び２つの入力色差信号Ｃｂ，Ｃｒの色変換を実施したが、それと同等の色変換を入力ＲＧＢ信号に対して実施することが可能である。式（１）〜（６）で表されるＲＧＢ色空間とＹＣｂＣｒ色空間との関係を用いて式（２２）〜（２４）をＲＧＢ信号の色変換式に変換すると、次式のようになる。
Ｒ’＝ｂｐ＿ｔ×Ｒ＋ｓｃ×ｂｐ＿ｔ×（Ｒ−Ｙ） ・・・（２９）
Ｇ’＝ｂｐ＿ｔ×Ｇ＋ｓｃ×ｂｐ＿ｔ×（Ｇ−Ｙ） ・・・（３０）
Ｂ’＝ｂｐ＿ｔ×Ｂ＋ｓｃ×ｂｐ＿ｔ×（Ｂ−Ｙ） ・・・（３１）

色変換部４３ａは、式（２９）〜（３１）を用いて、第１の実施の形態と同等の色変換を入力ＲＧＢ信号に実施する。

以上説明したように、本実施形態によれば、入力がＲＧＢ色空間の信号であっても、第１の実施の形態（入力信号が輝度信号と２つの色差信号の場合）と同様の効果を奏する明るさ補正を行うことができる。

即ち、彩度補正パラメータ算出部３５は、輝度補正比ｂｐ＿ｔが大きくなるに従って大きくなるように彩度補正パラメータｓｃを算出する。また、彩度補正パラメータ算出部３５は、入力ＲＧＢ信号の成分の内の最大値Ｍａｘ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）が小さいシャドー領域では大きくなるように彩度補正パラメータｓｃを算出し、入力ＲＧＢ信号の成分の内の最大値Ｍａｘ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）が大きくなるのに伴って、飽和防止のため、小さくなる（抑制する）ように彩度補正パラメータｓｃを算出する。

また、彩度補正パラメータ算出部３５は、輝度補正比ｂｐ＿ｔが増大するに従って増大するように彩度補正パラメータｓｃを算出する。また、彩度補正パラメータ算出部３５は、無彩色度ｇｒａｙが大きくなるに従って小さくなる（抑制する）ように彩度補正パラメータｓｃを算出する。

図１１は、本発明の実施の形態に係る画像処理装置を複合機に適用した場合のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。本図に示すように、この複合機は、コントローラ１１０とエンジン部（Engine）１６０とをＰＣＩ（Peripheral Component Interconnect）バスで接続した構成となる。コントローラ１１０は、複合機全体の制御と描画、通信、図示しない操作部からの入力を制御するコントローラである。エンジン部１６０は、ＰＣＩバスに接続可能なプリンタエンジンなどであり、たとえば白黒プロッタ、１ドラムカラープロッタ、４ドラムカラープロッタ、スキャナまたはファックスユニットなどである。なお、このエンジン部１６０には、プロッタなどのいわゆるエンジン部分に加えて、誤差拡散やガンマ変換などの画像処理部分が含まれる。

コントローラ１１０は、ＣＰＵ１１１と、ノースブリッジ（ＮＢ）１１３と、システムメモリ（ＭＥＭ−Ｐ）１１２と、サウスブリッジ（ＳＢ）１１４と、ローカルメモリ（ＭＥＭ−Ｃ）１１７と、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）１１６と、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）１１８とを有し、ノースブリッジ（ＮＢ）１１３とＡＳＩＣ１１６との間をＡＧＰ（Accelerated Graphics Port）バス１１５で接続した構成となる。また、ＭＥＭ−Ｐ１１２は、ＲＯＭ（Read Only Memory）１１２ａと、ＲＡＭ(Random Access Memory)１１２ｂとをさらに有する。

ＣＰＵ１１１は、複合機の全体制御をおこなうものであり、ＮＢ１１３、ＭＥＭ−Ｐ１１２およびＳＢ１１４からなるチップセットを有し、このチップセットを介して他の機器と接続される。

ＮＢ１１３は、ＣＰＵ１１１とＭＥＭ−Ｐ１１２、ＳＢ１１４、ＡＧＰ１１５とを接続するためのブリッジであり、ＭＥＭ−Ｐ１１２に対する読み書きなどを制御するメモリコントローラと、ＰＣＩマスタおよびＡＧＰターゲットとを有する。

ＭＥＭ−Ｐ１１２は、プログラムやデータの格納用メモリ、プログラムやデータの展開用メモリ、プリンタの描画用メモリなどとして用いるシステムメモリであり、ＲＯＭ１１２ａとＲＡＭ１１２ｂとからなる。ＲＯＭ１１２ａは、プログラムやデータの格納用メモリとして用いる読み出し専用のメモリであり、ＲＡＭ１１２ｂは、プログラムやデータの展開用メモリ、プリンタの描画用メモリなどとして用いる書き込みおよび読み出し可能なメモリである。

ＳＢ１１４は、ＮＢ１１３とＰＣＩデバイス、周辺デバイスとを接続するためのブリッジである。このＳＢ１１４は、ＰＣＩバスを介してＮＢ１１３と接続されており、このＰＣＩバスには、ネットワークインターフェース（Ｉ／Ｆ）部なども接続される。

ＡＳＩＣ１１６は、画像処理用のハードウェア要素を有する画像処理用途向けのＩＣ（Integrated Circuit）であり、ＡＧＰ１１５、ＰＣＩバス、ＨＤＤ１１８およびＭＥＭ−Ｃ１１７をそれぞれ接続するブリッジの役割を有する。このＡＳＩＣ１１６は、ＰＣＩターゲットおよびＡＧＰマスタと、ＡＳＩＣ１１６の中核をなすアービタ（ＡＲＢ）と、ＭＥＭ−Ｃ１１７を制御するメモリコントローラと、ハードウェアロジックなどにより画像データの回転などをおこなう複数のＤＭＡＣ（Direct Memory Access Controller）と、エンジン部１６０との間でＰＣＩバスを介したデータ転送をおこなうＰＣＩユニットからなる。このＡＳＩＣ１１６には、ＰＣＩバスを介してＦＣＵ（Fax Control Unit）１３０、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）１４０、ＩＥＥＥ１３９４（the Institute of Electrical and Electronics Engineers 1394）インターフェース１５０が接続される。操作表示部１２０はＡＳＩＣ１１６に直接接続されている。

ＭＥＭ−Ｃ１１７は、コピー用画像バッファ、符号バッファとして用いるローカルメモリであり、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）１１８は、画像データの蓄積、プログラムの蓄積、フォントデータの蓄積、フォームの蓄積を行うためのストレージである。

ＡＧＰ１１５は、グラフィック処理を高速化するために提案されたグラフィックスアクセラレーターカード用のバスインターフェースであり、ＭＥＭ−Ｐ１１２に高スループットで直接アクセスすることにより、グラフィックスアクセラレーターカードを高速にするものである。

なお、本実施形態の画像処理装置で実行される画像処理プログラムは、ＲＯＭ等に予め組み込まれて提供される。

本実施形態の画像処理装置で実行される画像処理プログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｋ）等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録して提供するように構成してもよい。

さらに、本実施形態の画像処理装置で実行される画像処理プログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成しても良い。また、本実施形態の画像処理装置で実行される画像処理プログラムをインターネット等のネットワーク経由で提供または配布するように構成しても良い。

本実施の形態の画像処理装置で実行される画像処理プログラムは、上述した各部（ガンマ変換部、ＲＧＢ変換部、補正目標値算出部、階調補正部、輝度変換部）を含むモジュール構成となっており、実際のハードウェアとしてはＣＰＵ（プロセッサ）が上記ＲＯＭから画像処理プログラムを読み出して実行することにより上記各部が主記憶装置上にロードされ、ガンマ変換部、ＲＧＢ変換部、補正目標値算出部、階調補正部、輝度変換部が主記憶装置上に生成されるようになっている。

なお、上記実施の形態では、本発明の画像処理装置を、コピー機能、プリンタ機能、スキャナ機能およびファクシミリ機能のうち少なくとも２つの機能を有する複合機に適用した例を挙げて説明するが、複写機、プリンタ、スキャナ装置、ファクシミリ装置等の画像処理装置であればいずれにも適用することができる。

以上のように、本発明にかかる画像処理装置、画像処理方法、画像処理プログラム及び記録媒体は、画像の補正を行う技術に有用である。

第１の実施の形態に係る画像処理装置の構成を示すブロック図である。 第１の実施の形態に係る画像処理装置の画像処理の手順を示すフローチャートである。 図１のガンマ変換部１０が有するガンマテーブルのガンマ変換特性の一例を示す図である。 図１の補正目標値算出部の構成例を示す図である。 図１の階調補正部の構成例を示す図である。 第１の実施の形態に係る画像処理装置の輝度補正比と色差補正比との関係の一例を示す図である。 第１の実施の形態に係る画像処理装置の輝度補正比と色差補正比との関係の一例を示す図である。 第２の実施の形態に係る画像処理装置の構成を示すブロック図である。 第２の実施の形態に係る画像処理装置の画像処理の手順を示すフローチャートである。 図８の階調補正部の構成例を示す図である。 本発明の実施の形態に係る画像処理装置を複合機に適用した場合のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。

符号の説明

１ 画像処理装置
１０ ガンマ変換部
１１ ＲＧＢ変換部
１２ 補正目標値算出部
１２ａ 制限部
１２ｂ 輝度値変換部
１３ 階調補正部
１３ａ ＲＧＢ変換部
１３ｂ 補正パラメータ算出部
１３ｃ 色変換部
３１ 輝度補正比算出部
３２ ＲＧＢ最大値選択部
３３ ＲＧＢ最小値選択部
３４ 無彩色度算出部
３５ 彩度補正パラメータ算出部
４０ 画像処理装置
４１ 輝度変換部
４２ ガンマ変換部
４３ 階調補正部
４３ａ 色変換部
１１０ コントローラ
１１１ 中央演算ユニット
１１２ メモリユニット
１１３ ノースブリッジ
１１４ サウスブリッジ
１１５ ＡＧＰ
１１６ ＡＳＩＣ
１１７ ローカルメモリ
１１８ ＨＤＤ
１２０ 操作表示部
１３０ ＦＣＵ
１４０ ＵＳＢ
１５０ ＩＥＥＥ１３９４
１６０ エンジン部

Claims (16)

1. 輝度成分及び色差成分を含む色空間の信号である第１の画像信号の輝度成分に基づいて、前記第１の画像信号に対してガンマ変換を実施するガンマ変換手段と、
   前記ガンマ変換が実施された後の画像信号である第２の画像信号をＲＧＢ色空間の信号に変換するＲＧＢ変換手段と、
   前記ＲＧＢ色空間の信号に基づいて、前記第１の画像信号の輝度成分を階調補正する目標値である補正目標値を算出する補正目標値算出手段と、
   前記第１の画像信号の輝度成分を前記補正目標値に補正するとともに、前記ＲＧＢ色空間の信号の成分の最大値であるＲＧＢ最大値が大きくなるに従って階調補正前後の色差成分の比である色差補正比が小さくなるように前記第１の画像信号を補正する階調補正手段と、
   を備えたことを特徴とする画像処理装置。
2. 前記補正目標値算出手段は、
   前記ガンマ変換手段によってガンマ変換が実施された後の画像信号に含まれるＲＧＢ成分の中に所定の値を超えている成分が存在する場合に、当該成分の値を前記所定の値に制限する制限手段と、
   前記制限手段から出力された信号の輝度成分を前記補正目標値として出力する輝度値変換手段と、
   を含むことを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
3. 前記階調補正手段は、
   前記補正目標値の前記第１の画像信号の輝度成分に対する比である輝度補正比、及び、前記第１の画像信号の色差成分に対する補正度合いを制御する彩度補正パラメータを算出する補正パラメータ算出手段と、
   前記輝度補正比、及び、前記彩度補正パラメータに基づいて、前記第１の画像信号を階調補正する色変換手段と、
   を含むことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像処理装置。
4. 前記補正パラメータ算出手段は、
   前記ＲＧＢ色空間の信号の成分から前記ＲＧＢ最大値を選択するＲＧＢ最大値選択手段と、
   前記第１の画像信号で表される色が無彩色に近い度合いを表す無彩色度を算出する無彩色度算出手段を含み、
   前記輝度補正比、前記ＲＧＢ最大値、及び、前記無彩色度に基づいて、前記彩度補正パラメータを算出することを特徴とする請求項３に記載の画像処理装置。
5. 前記補正パラメータ算出手段は、
   前記ＲＧＢ最大値が大きくなるに従って小さくなるように前記彩度補正パラメータを算出することを特徴とする請求項４に記載の画像処理装置。
6. 前記補正パラメータ算出手段は、
   前記無彩色度が大きくなるに従って小さくなるように前記彩度補正パラメータを算出することを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の画像処理装置。
7. 前記色変換手段は、
   前記輝度補正比及び前記彩度補正パラメータに基づいて、前記輝度補正比が大きくなるに従って大きくなり、前記彩度補正パラメータが大きくなるに従って大きくなる前記色差補正比を算出し、前記画像信号の色差成分に前記色差補正比を乗ずることにより色変換を実施することを特徴とする請求項３乃至６のいずれか一つに記載の画像処理装置。
8. 輝度成分及び色差成分を含む色空間の信号である第１の画像信号の輝度成分に基づいて、前記第１の画像信号に対してガンマ変換を実施するガンマ変換ステップと、
   前記ガンマ変換が実施された後の画像信号である第２の画像信号をＲＧＢ色空間の信号に変換するＲＧＢ変換ステップと、
   前記ＲＧＢ色空間の信号に基づいて、前記第１の画像信号の輝度成分を階調補正する目標値である補正目標値を算出する補正目標値算出ステップと、
   前記第１の画像信号の輝度成分を前記補正目標値に補正するとともに、前記ＲＧＢ色空間の信号の成分の最大値であるＲＧＢ最大値が大きくなるに従って階調補正前後の色差成分の比である色差補正比が小さくなるように前記第１の画像信号を補正する階調補正ステップと、
   を有することを特徴とする画像処理方法。
9. 前記補正目標値算出ステップは、
   前記ガンマ変換ステップによってガンマ変換が実施された後の画像信号に含まれるＲＧＢ成分の中に所定の値を超えている成分が存在する場合に、当該成分の値を前記所定の値に制限する制限ステップと、
   前記制限ステップから出力された信号の輝度成分を前記補正目標値として出力する輝度値変換ステップと、
   を含むことを特徴とする請求項８に記載の画像処理方法。
10. 前記階調補正ステップは、
    前記補正目標値の前記第１の画像信号の輝度成分に対する比である輝度補正比、及び、前記第１の画像信号の色差成分に対する補正度合いを制御する彩度補正パラメータを算出する補正パラメータ算出ステップと、
    前記輝度補正比、及び、前記彩度補正パラメータに基づいて、前記第１の画像信号を階調補正する色変換ステップと、
    を含むことを特徴とする請求項８又は請求項９に記載の画像処理方法。
11. 前記補正パラメータ算出ステップは、
    前記ＲＧＢ色空間の信号の成分から前記ＲＧＢ最大値を選択するＲＧＢ最大値選択ステップと、
    前記第１の画像信号で表される色が無彩色に近い度合いを表す無彩色度を算出する無彩色度算出ステップを含み、
    前記輝度補正比、前記ＲＧＢ最大値、及び、前記無彩色度に基づいて、前記彩度補正パラメータを算出することを特徴とする請求項１０に記載の画像処理方法。
12. 前記補正パラメータ算出ステップは、
    前記ＲＧＢ最大値が大きくなるに従って小さくなるように前記彩度補正パラメータを算出することを特徴とする請求項１１に記載の画像処理方法。
13. 前記補正パラメータ算出ステップは、
    前記無彩色度が大きくなるに従って小さくなるように前記彩度補正パラメータを算出することを特徴とする請求項１１又は請求項１２に記載の画像処理方法。
14. 前記色変換ステップは、
    前記輝度補正比及び前記彩度補正パラメータに基づいて、前記輝度補正比が大きくなるに従って大きくなり、前記彩度補正パラメータが大きくなるに従って大きくなる前記色差補正比を算出し、前記画像信号の色差成分に前記色差補正比を乗ずることにより色変換を実施することを特徴とする請求項１０乃至１３のいずれか一つに記載の画像処理方法。
15. 請求項８乃至１４のいずれか１つに記載された画像処理方法をコンピュータに実行させるための画像処理プログラム。
16. 請求項１５に記載された画像処理プログラムを格納したコンピュータの読み取り可能な記録媒体。

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