专利名称：图像处理装置和图像处理方法
技术领域：
本发明涉及图像处理装置和图像处理方法，特别涉及在输入数据和输出数据之间转换色再现范围的技术。
背景技术：
一般地，在显示装置、印刷装置、摄像装置等中，色再现范围(色域)按照设备种类而不同。另外，在彩色电视装置中，输入视频信号的色再现范围按照所采用的电视方式而不同。由此，以往，当从输入数据生成输出数据时，进行各种色转换处理，使得与色再现范围的差异无关地进行尽量忠实于输入数据的色输出。例如，当由使用了液晶面板的彩色电视装置进行HDTV (High Definition Television 高清晰度电视)广播时，从外部信号源向彩色电视装置提供由 ITU-R(International Telecommunication Union Radiocommunications Sector 国际电信联盟无线电通信部门)BT. 709制定的标准(下面，称为“HDTV标准”。)的信号。其中，从外部信号源向彩色电视装置提供的信号是RGB信号。在彩色电视装置中，进行将从信号源提供的该RGB信号的色域映射到(对应到)构成该彩色电视装置的液晶面板的色域的处理(下面，称为“色转换处理”。)。并且，向液晶层施加与由该色域转换处理所得到的RGB信号所包括的各色的值对应的电压。由此，在液晶面板的显示部显示尽量忠实于从信号源所提供的RGB信号所表示的色的色。下面，详细地说明在彩色电视装置中进行的该色域转换处理。
图14是示出HDTV标准的原色的色度坐标值(xy色度图上的坐标值)以及构成显示装置(彩色电视装置)的某液晶面板的原色的色度坐标值的图。从图14可理解，例如 “在HDTV标准中，R(红)的色度坐标(x,y)的值是(0.6400,0.3300)。”。其中，当基于与在图14中用附图标记91所示的HDTV标准相关的信息，进行使XYZ色空间的W(白)的亮度Y 成为1的标准化处理时，从下式(1)可以求出表示RGB的值与XYZ的值的关系的式。此外， X，Y，Z是XYZ表色系的三刺激值。[数学式1]
(
X
r.
Y
0. 4091,0.3101,0. 2840R0, 2071,0.6906,0. 1023U0,0136,0,0913,I.508S JU
]
OMt而且，当设为“上式(1)的右边=上式(2)的右边”时，得到下式(3)[数学式3]
8
权利要求
1.一种图像处理装置，其特征在于，将输入数据所示出的色转换为规定的输出装置的色再现范围内的色，具备第1色空间转换部，其将基于上述输入数据所得到的RGB表色系的图像数据转换为作为XYZ表色系的图像数据的第IXYZ数据；XYZ数据转换部，其对作为构成上述第IXYZ数据的三刺激值的X、Y以及Z的值实施规定的转换处理，由此生成第2ΧΗ数据，上述第2ΧΗ数据是示出上述输出装置的色再现范围内的色的XYZ表色系的图像数据；以及第2色空间转换部，其将上述第2ΧΥΖ数据转换为RGB表色系的图像数据，向上述第1色空间转换部提供示出比上述输出装置的色再现范围大的色再现范围内的色的图像数据作为上述输入数据。
2.根据权利要求1所述的图像处理装置，其特征在于，上述XYZ数据转换部将上述第IXYZ数据分为第1色数据，其示出与xy色度图上所形成的第1边界线对应的色再现范围内的色；第2色数据，其示出在xy色度图上具有比上述第1边界线靠外侧的色度坐标的、以与上述输入数据的标准具有互换性的规定标准为基础的色再现范围内的色；第3色数据，其示出以上述规定标准为基础的色再现范围外的、与以包括上述输出装置的色再现范围的方式在xy色度图上形成的第3边界线对应的色再现范围内的色；以及第4 色数据，其示出在xy色度图上具有比上述第3边界线靠外侧的色度坐标的色，对上述X、Y以及Z的值实施上述转换处理，使得在上述第1色数据中，上述第IXYZ数据所示出的色与上述第2ΧΥΖ数据所示出的色相同，且在上述第2色数据中，由上述第2ΧΥΖ 数据所得到的色再现范围比由上述第IXYZ数据所得到的色再现范围大，且在上述第3色数据中，上述第2ΧΥΖ数据所示出的色成为具有比以包括以上述规定标准为基础的色再现范围的方式在xy色度图上形成的第2边界线靠外侧的色度坐标的、上述输出装置的色再现范围内的色，且在上述第4色数据中，上述第2XYZ数据所示出的色成为具有在xy色度图上表示上述输出装置的色再现范围的线上的色度坐标的色。
3.根据权利要求2所述的图像处理装置，其特征在于，在上述XYZ数据转换部对上述第IXYZ数据所包括的各像素的数据实施上述转换处理时，在Xy色度图上求出第1坐标，其是该各像素的数据所涉及的色度坐标；第2坐标，其是转换用直线与上述第1边界线的交点的色度坐标，上述转换用直线是通过规定的基准坐标和上述第1坐标的直线；第3坐标，其是上述转换用直线与表示以上述规定标准为基础的色再现范围的线的交点的色度坐标；第4坐标，其是上述转换用直线与上述第2边界线的交点的色度坐标；第5坐标，其是上述转换用直线与表示上述输出装置的色再现范围的线的交点的色度坐标；以及第6坐标，其是上述转换用直线与上述第3边界线的交点的色度坐标，在将对该各像素的数据实施了上述转换处理后的数据的色度坐标设为第7坐标时，从上述转换用直线上的色度坐标中求出上述第7坐标，使得在上述第1色数据中，上述第1 坐标与上述第7坐标相同，且在上述第2色数据中，上述第2坐标和上述第1坐标之间的距离相对于上述第2坐标和上述第3坐标之间的距离的比例与上述第2坐标和上述第7坐标之间的距离相对于上述第2坐标和上述第4坐标之间的距离的比例相等，且在上述第3色数据中，上述第3坐标和上述第1坐标之间的距离相对于上述第3坐标和上述第6坐标之间的距离的比例与上述第4坐标和上述第7坐标之间的距离相对于上述第4坐标和上述第 5坐标之间的距离的比例相等，且在上述第4色数据中，上述第6坐标与上述第7坐标相同。
4.根据权利要求2所述的图像处理装置，其特征在于，在上述ITL数据转换部对上述第IXYZ数据所包括的各像素的数据实施上述转换处理时，在xy色度图上求出第1坐标，其是该各像素的数据所涉及的色度坐标；第2坐标，其是转换用直线与上述第1边界线的交点的色度坐标，上述转换用直线是通过规定的基准坐标和上述第1坐标的直线；第3坐标，其是上述转换用直线与表示以上述规定标准为基础的色再现范围的线的交点的色度坐标；第4坐标，其是上述转换用直线与上述第2边界线的交点的色度坐标；第5坐标，其是上述转换用直线与表示上述输出装置的色再现范围的线的交点的色度坐标；以及第6坐标，其是上述转换用直线与上述第3边界线的交点的色度坐标，在将对该各像素的数据实施了上述转换处理后的数据的色度坐标设为第7坐标时，在上述第1色数据中，将上述第1坐标设为上述第7坐标，且在上述第2色数据中，将在上述转换用直线上位于上述第4坐标侧且离上述第2坐标为以下距离的色度坐标设为上述第7 坐标，上述距离是将通过用上述第2坐标和上述第3坐标之间的距离除上述第2坐标和上述第1坐标之间的距离而得到的值作为基本系数，通过将用该基本系数的函数所表示的第 1系数乘以上述第2坐标和上述第4坐标之间的距离而得到的距离，且在上述第3色数据中，将在上述转换用直线上位于上述第5坐标侧且离上述第4坐标为以下距离的色度坐标设为上述第7坐标，上述距离是将通过用上述第3坐标和上述第6坐标之间的距离除上述第3坐标和上述第1坐标之间的距离而得到的值作为基本系数，通过将用该基本系数的函数所表示的第1系数乘以上述第4坐标和上述第5坐标之间的距离而得到的距离，且在上述第4色数据中，将上述第6坐标设为上述第7坐标。
5.根据权利要求4所述的图像处理装置，其特征在于，上述XYZ数据转换部用下式求出上述第2色数据所涉及的第1系数和上述第3色数据所涉及的第1系数K1= l-okq其中，h是上述第1系数，e是自然对数的底，k是上述基本系数，q是能分别针对上述第2色数据和上述第3色数据而取任意的值的正的系数。
6.根据权利要求4所述的图像处理装置，其特征在于，还具备第1查找表，上述第1查找表分别针对上述第2色数据和上述第3色数据，与规定的索引对应起来而预先保持多个上述第1系数的值，上述XYZ数据转换部使用基于上述基本系数所求出的索引，从上述第1查找表取得上述第1系数的值。
7.根据权利要求3所述的图像处理装置，其特征在于，在上述XYZ数据转换部对上述第IXYZ数据所包括的各像素的数据中的上述第2色数据、上述第3色数据以及上述第4色数据实施上述转换处理时，求出上述第2XYZ数据所应包括的各像素的数据所涉及的亮度的值，使得上述第7坐标处的亮度的最大值相对于上述第1坐标处的亮度的最大值的比例与对该各像素的数据实施上述转换处理后的数据所涉及的亮度相对于该各像素的数据所涉及的亮度的比例相等。
8.根据权利要求4所述的图像处理装置，其特征在于，在上述XYZ数据转换部对上述第IXYZ数据所包括的各像素的数据中的上述第2色数据和上述第3色数据实施上述转换处理时，使用用上述基本系数的函数所表示的第2系数并用下式求出上述第2XYZ数据所应包括的各像素的数据所涉及的亮度的值Y1 = ((l-k2) +(YaXk2)) XY其中，Y1是上述第2XYZ数据所应包括的各像素的数据所涉及的亮度，Y是上述第IXYZ 数据所包括的各像素的数据所涉及的亮度，k2是上述第2系数，Ya是通过用上述第1坐标处的亮度的最大值除上述第7坐标处的亮度的最大值而得到的值。
9.根据权利要求8所述的图像处理装置，其特征在于，上述XYZ数据转换部用下式求出上述第2色数据所涉及的第2系数和上述第3色数据所涉及的第2系数K2 = l-e_kr其中，k2是上述第2系数，e是自然对数的底，k是上述基本系数，r是能分别针对上述第2色数据和上述第3色数据而取任意的值的正的系数。
10.根据权利要求8所述的图像处理装置，其特征在于，还具备第2查找表，上述第2查找表分别针对上述第2色数据和上述第3色数据，与规定的索引对应起来而预先保持多个上述第2系数的值，上述XYZ数据转换部使用基于上述基本系数所求出的索引，从上述第2查找表取得上述第2系数的值。
11.根据权利要求2所述的图像处理装置，其特征在于，上述第1边界线按以下方式形成在上述第1边界线的内侧包括作为标准光源的D65 的色度坐标。
12.根据权利要求2所述的图像处理装置，其特征在于，上述第1边界线按以下方式形成在上述第1边界线的内侧至少包括包含白色和肤色的存储色的色度坐标。
13.根据权利要求1所述的图像处理装置，其特征在于，上述输入数据是以xvYCC标准为基准的数据。
14.根据权利要求1所述的图像处理装置，其特征在于，还具备第3色空间转换部，上述第3色空间转换部作为上述输入数据接受YCbCr表色系的图像数据并将该YCbCr表色系的图像数据转换为RGB表色系的图像数据。
15.一种显示装置，其特征在于，具备显示图像的显示面板，具有权利要求1所述的图像处理装置，上述显示面板基于由上述第2色空间转换部所生成的RGB表色系的数据来显示上述图像。
16.一种图像处理方法，其特征在于，将输入数据所示出的色转换为规定的输出装置的色再现范围内的色，具备以下步骤第1色空间转换步骤，将基于上述输入数据所得到的RGB表色系的图像数据转换为作为XYZ表色系的图像数据的第IXYZ数据，上述输入数据是示出比上述输出装置的色再现范围大的色再现范围内的色的图像数据；XYZ数据转换步骤，对作为构成上述第IXYZ数据的三刺激值的X、Y以及Z的值实施规定的转换处理，由此生成第2ΧΗ数据，上述第2ΧΗ数据是示出上述输出装置的色再现范围内的色的XYZ表色系的图像数据；以及第2色空间转换步骤，将上述第2ΧΥΖ数据转换为RGB表色系的图像数据。
17.根据权利要求16所述的图像处理方法，其特征在于，在上述XYZ数据转换步骤中，将上述第IXYZ数据分为第1色数据，其示出与xy色度图上所形成的第1边界线对应的色再现范围内的色；第2色数据，其示出在xy色度图上具有比上述第1边界线靠外侧的色度坐标的、以与上述输入数据的标准具有互换性的规定标准为基础的色再现范围内的色；第3色数据，其示出以上述规定标准为基础的色再现范围外的、与以包括上述输出装置的色再现范围的方式在xy色度图上形成的第3边界线对应的色再现范围内的色；以及第4 色数据，其示出在xy色度图上具有比上述第3边界线靠外侧的色度坐标的色，对上述X、Y以及Z的值实施上述转换处理，使得在上述第1色数据中，上述第IXYZ数据所示出的色与上述第2ΧΥΖ数据所示出的色相同，且在上述第2色数据中，由上述第2ΧΥΖ 数据所得到的色再现范围比由上述第υ^Ζ数据所得到的色再现范围大，且在上述第3色数据中，上述第2ΧΥΖ数据所示出的色成为具有比以包括以上述规定标准为基础的色再现范围的方式在xy色度图上形成的第2边界线靠外侧的色度坐标的、上述输出装置的色再现范围内的色，且在上述第4色数据中，上述第2XYZ数据所示出的色成为具有在xy色度图上表示上述输出装置的色再现范围的线上的色度坐标的色。
18.根据权利要求17所述的图像处理方法，其特征在于，在上述XYZ数据转换步骤中对上述第IXYZ数据所包括的各像素的数据实施上述转换处理时，在xy色度图上求出第1坐标，其是该各像素的数据所涉及的色度坐标；第2坐标，其是转换用直线与上述第1边界线的交点的色度坐标，上述转换用直线是通过规定的基准坐标和上述第1坐标的直线；第3坐标，其是上述转换用直线与表示以上述规定标准为基础的色再现范围的线的交点的色度坐标；第4坐标，其是上述转换用直线与上述第2边界线的交点的色度坐标；第5坐标，其是上述转换用直线与表示上述输出装置的色再现范围的线的交点的色度坐标；以及第6坐标，其是上述转换用直线与上述第3边界线的交点的色度坐标，在将对该各像素的数据实施了上述转换处理后的数据的色度坐标设为第7坐标时，从上述转换用直线上的色度坐标中求出上述第7坐标，使得在上述第1色数据中，上述第1 坐标与上述第7坐标相同，且在上述第2色数据中，上述第2坐标和上述第1坐标之间的距离相对于上述第2坐标和上述第3坐标之间的距离的比例与上述第2坐标和上述第7坐标之间的距离相对于上述第2坐标和上述第4坐标之间的距离的比例相等，且在上述第3色数据中，上述第3坐标和上述第1坐标之间的距离相对于上述第3坐标和上述第6坐标之间的距离的比例与上述第4坐标和上述第7坐标之间的距离相对于上述第4坐标和上述第 5坐标之间的距离的比例相等，且在上述第4色数据中，上述第6坐标与上述第7坐标相同。
19.根据权利要求17所述的图像处理方法，其特征在于，在上述XYZ数据转换步骤中对上述第IXYZ数据所包括的各像素的数据实施上述转换处理时，在Xy色度图上求出第1坐标，其是该各像素的数据所涉及的色度坐标；第2坐标，其是转换用直线与上述第1边界线的交点的色度坐标，上述转换用直线是通过规定的基准坐标和上述第1坐标的直线；第3坐标，其是上述转换用直线与表示以上述规定标准为基础的色再现范围的线的交点的色度坐标；第4坐标，其是上述转换用直线与上述第2边界线的交点的色度坐标；第5坐标，其是上述转换用直线与表示上述输出装置的色再现范围的线的交点的色度坐标；以及第6坐标，其是上述转换用直线与上述第3边界线的交点的色度坐标，在将对该各像素的数据实施了上述转换处理后的数据的色度坐标设为第7坐标时，在上述第1色数据中，将上述第1坐标设为上述第7坐标，且在上述第2色数据中，将在上述转换用直线上位于上述第4坐标侧且离上述第2坐标为以下距离的色度坐标设为上述第7 坐标，上述距离是将通过用上述第2坐标和上述第3坐标之间的距离除上述第2坐标和上述第1坐标之间的距离而得到的值作为基本系数，通过将用该基本系数的函数所表示的第 1系数乘以上述第2坐标和上述第4坐标之间的距离而得到的距离，且在上述第3色数据中，将在上述转换用直线上位于上述第5坐标侧且离上述第4坐标为以下距离的色度坐标设为上述第7坐标，上述距离是将通过用上述第3坐标和上述第6坐标之间的距离除上述第3坐标和上述第1坐标之间的距离而得到的值作为基本系数，通过将用该基本系数的函数所表示的第1系数乘以上述第4坐标和上述第5坐标之间的距离而得到的距离，且在上述第4色数据中，将上述第6坐标设为上述第7坐标。
20.根据权利要求19所述的图像处理方法，其特征在于，在上述XYZ数据转换步骤中，用下式求出上述第2色数据所涉及的第1系数和上述第 3色数据所涉及的第1系数Ii1 = l-e"kq其中，h是上述第1系数，e是自然对数的底，k是上述基本系数，q是能分别针对上述第2色数据和上述第3色数据而取任意的值的正的系数。
21.根据权利要求19所述的图像处理方法，其特征在于，在上述XYZ数据转换步骤中，使用基于上述基本系数所求出的索引从第1查找表取得上述第1系数的值，上述第1查找表分别针对上述第2色数据和上述第3色数据，与规定的索引对应起来而预先保持多个上述第1系数的值。
22.根据权利要求18所述的图像处理方法，其特征在于，在上述XYZ数据转换步骤中，对上述第IXYZ数据所包括的各像素的数据中的上述第2 色数据、上述第3色数据以及上述第4色数据实施上述转换处理时，求出上述第2XYZ数据所应包括的各像素的数据所涉及的亮度的值，使得上述第7坐标处的亮度的最大值相对于上述第1坐标处的亮度的最大值的比例与对该各像素的数据实施上述转换处理后的数据所涉及的亮度相对于该各像素的数据所涉及的亮度的比例相等。
23.根据权利要求19所述的图像处理方法，其特征在于，在上述数据转换步骤中，对上述第IXYZ数据所包括的各像素的数据中的上述第2 色数据和上述第3色数据实施上述转换处理时，使用用上述基本系数的函数所表示的第2 系数并用下式求出上述第2ΧΥΖ数据所应包括的各像素的数据所涉及的亮度的值Y1 = ((l-k2) +(YaXk2)) XY其中，Y1是上述第2XYZ数据所应包括的各像素的数据所涉及的亮度，Y是上述第IXYZ 数据所包括的各像素的数据所涉及的亮度，k2是上述第2系数，Ya是通过用上述第1坐标处的亮度的最大值除上述第7坐标处的亮度的最大值而得到的值。
24.根据权利要求23所述的图像处理方法，其特征在于，在上述XYZ数据转换步骤中，用下式求出上述第2色数据所涉及的第2系数和上述第 3色数据所涉及的第2系数K2 = l-e_kr其中，k2是上述第2系数，e是自然对数的底，k是上述基本系数，r是能分别针对上述第2色数据和上述第3色数据而取任意的值的正的系数。
25.根据权利要求23所述的图像处理方法，其特征在于，在上述XYZ数据转换步骤中，使用基于上述基本系数所求出的索引从第2查找表取得上述第2系数的值，上述第2查找表分别针对上述第2色数据和上述第3色数据，与规定的索引对应起来而预先保持多个上述第2系数的值。
26.根据权利要求17所述的图像处理方法，其特征在于，上述第1边界线按以下方式形成在上述第1边界线的内侧包括作为标准光源的D65 的色度坐标。
27.根据权利要求17所述的图像处理方法，其特征在于，上述第1边界线按以下方式形成在上述第1边界线的内侧至少包括包含白色和肤色的存储色的色度坐标。
28.根据权利要求16所述的图像处理方法，其特征在于，上述输入数据是以xvYCC标准为基准的数据。
29.根据权利要求16所述的图像处理方法，其特征在于，还具备第3色空间转换步骤，上述第3色空间转换步骤将作为上述输入数据的YCbCr 表色系的图像数据转换为RGB表色系的图像数据。
全文摘要
提供当被提供包括扩展色的数据的输入数据时，可以边确保以该扩展色的数据为基础的色的显示，边进行活用了面板所具有的色再现能力的图像显示的图像处理装置。第1色空间转换部(122)将具有比液晶面板(14)的色域大的色域的RGB表色系的图像数据转换为XYZ表色系的图像数据。3维非线性色域转换部(123)对XYZ信号的三刺激值实施转换。此时，将图像数据分为4种色，分别进行转换，使得在第1色中显示忠实于输入数据的色，在第2色中提高彩度，在第3色中进行使用了液晶面板(14)的色域中的规定范围的色域的显示，在第4色中显示相当于液晶面板(14)的色域的边界的色。
文档编号G09G5/02GK102577397SQ20108004356
公开日2012年7月11日 申请日期2010年6月15日 优先权日2009年11月20日
发明者张小忙 申请人:夏普株式会社