JP3664836B2 - Color conversion method - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はカラー画像処理方法に関し、例えば高速の色修正、色補正が必要なカラースキャナ、カラーカメラ、カラーハードコピー装置やカラー画像入力機器、表示機器、出力機器等で、同一の色再現特性を得るためのカラー画像処理方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、カラー印刷、カラーハードコピーの分野での色変換方式としてはルックアップテーブルを用いた3次元補間が提案されており、例えば特開昭63−162248号公報に示されている。
【0003】
これは図15の(a)のように、3次元色空間を複数の単位立方体に分割し、各立方体図形の格子点に予め計算により求めた色補正値を設定しておき、入力色が含まれる単位立方体を選択し、該単位補間立方体の複数の頂点での出力値を用いて色変換を行う方法である。この例では、図15の(b)のように補間処理に単位立方体の8個の頂点の値を用いていることが特徴であり、求めるべき修正値の点の反対の頂点と、入力点で作られる直方体の空間領域の体積を、求めるべき修正値の点における重み係数とし修正値を求めている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の従来における色変換方式では、細かく入力色空間を分割するほど、すなわち、格子点間の距離を小さくするほど補間精度は高くなるが、反対に格子点が増加してしまう。このため、格子点に設定する色補正値を格納するメモリ容量が多くなり、その計算のための処理時間も増加し、ハード構成においても複雑になる。さらに、格納する補正値自体を求めることにも非常に時間がかかる。
【0005】
また、一般の3次元色空間の各軸はその必要な精度が不均一であることが特徴であり、このため色変換に補間方式を使用する場合に、補間に使用するテーブルメモリの各軸のビット数は不均一であることが望ましく、総ビット数が一定の場合にはこのように不均一なビット構成をとることによりメモリ容量を増加させずに人間の視覚特性に合った高品質の色情報の補間が可能となる。しかし、従来の技術では入力信号が作る3次元色空間内の単位立方体を補間の基本単位としているため、人間の視覚特性を考慮した補間ができないという問題があった。
【0006】
本発明は上記に鑑みてなされたものであって、3次元色空間を細かく分割して色補正を行うのではなく、特定の軸上にのみあらかじめ最適な色修正信号データを離散的に配置しておき、色変換の際に入力色の近傍の軸上に離散的に配置されている代表点を選択し重みづけで線形補間することにより色変換を行い、これによってルックアップテーブルデータが極力削減でき、簡易なハード構成で好ましい色変換処理を実現することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本願の第1の発明にかかる色変換方法は、第1の3次元色空間上の任意の座標から第2の3次元色空間上の所定の座標への変換を行う色変換方法であって、前記第1の3次元色空間において、原点を中心とし互いに直交する3本の軸Xa、Xb、Xcと前記3本の直交軸とは別のN本の直線とで計N+3本の軸を設定し、前記N+3本の軸上に離散的に所定数の代表点を配置し、かつ前記第1の3次元色空間上の各座標を前記N+3本の軸との距離に従って複数の領域に分割した場合に、入力色信号値が前記複数領域のいずれに属するかを特定する領域判定工程と、前記入力色信号値に近い前記代表点を前記特定された領域の境界上に存在する前記N本の軸の少なくとも1本を含む3本の軸上でそれぞれ1つずつ選出して3つの代表点を得る代表点選出工程と、前記第1の3次元色空間から前記第2の3次元色空間への変換に際して、前記第1の3次元色空間上の入力色信号値を、該入力色信号値に対応する前記3つの代表点と、前記第1の3次元色空間における前記代表点が前記第2の3次元色空間のどの座標に変換されるかを示すルックアップテーブルとを用いて、線形もしくは所定の方法により色変換を行う補間工程とを有するものである。
【0008】
本願の第2の発明にかかる色変換方法は、前記ルックアップテーブルを複数用意し、ユーザーが前記複数のルックアップテーブルを切り替えるものである。
本願の第3の発明にかかる色変換方法は、前記ルックアップテーブルを複数用意し、入力画像の色濃度値の統計量に応じて、前記複数のルックアップテーブルを自動的に切り替えるものである。
【0009】
本願の第4の発明にかかる色変換方法は、第1の3次元色空間上の任意の座標から第2の3次元色空間上の所定の座標への変換を行う色変換方法であって、前記第1の3次元色空間において、原点を中心とし互いに直交する3本の軸Xa、Xb、Xcと前記3本の直交軸とは別のN本の直線とで計N+3本の軸を設定し、前記N+3本の軸上に離散的に所定数の代表点を配置し、かつ前記第1の3次元色空間上の各座標を前記N+3本の軸との距離に従って複数の領域に分割した場合に、入力色信号値が前記複数領域のいずれに属するかを特定する領域判定工程と、前記入力色信号値に近い前記代表点を前記特定された領域の境界上に存在する前記N本の軸の少なくとも1本を含む3本の軸上でそれぞれ1つずつ選出して3つの代表点を得る代表点選出工程と、前記第1の3次元色空間から前記第2の3次元色空間への変換に際して、前記第1の3次元色空間上の入力色信号値を、該入力色信号値に対応する前記3つの代表点と、前記第1の3次元色空間における前記代表点が前記第2の3次元色空間のどの座標に変換されるかを定義した数式を用いて、線形もしくは所定の方法により色変換を行う補間工程とを有するものである。
【0010】
本願の第5の発明にかかる色変換方法は、前記数式を複数用意し、ユーザーが前記複数の数式を切り替えるものである。
本願の第6の発明にかかる色変換方法は、前記数式を複数用意し、入力画像の色濃度値の統計量に応じて、前記複数の数式を自動的に切り替えるものである。
【0011】
本願の第7の発明にかかる色変換方法は、N=1とし、前記3本の直交軸Xa、Xb、Xcとは別にXa=Xb=Xcを満たす1本の直線を設定するものである。
【0012】
本願の第8の発明にかかる色変換方法は、前記3本の直交軸Xa、Xb、Xcとは別に設定する直線として、Xa=Xb、Xb=Xc、Xc=Xaの直線を軸として含むもしくは追加するものである。
【0013】
本願の第9の発明にかかる色変換方法は、前記3本の直交軸Xa、Xb、Xcとは別に設定する直線として、前記第1の3次元色空間における3成分がそれぞれ最大となる座標を通る3本の直線を軸として含むもしくは追加するものである。
【0014】
本願の第10の発明にかかる色変換方法は、Xa=Xb=Xc軸上にある離散的な代表点配置密度を他の軸より高くするものである。
【0015】
本願の第11の発明にかかる色変換方法は、離散的な代表点の配置密度を中間濃度部で高めるものである。
【0016】
本願の第12の発明にかかる色変換方法は、前記入力色信号値が対応する3本の軸に対してそれぞれ該入力色信号値から垂線をおろした足を3つの新たな代表点とし、それぞれの新たな代表点について前記第1の3次元色空間における前記新たな代表点が前記第2の3次元色空間のどの座標に変換されるかを、前記新たな代表点と同一軸上でかつ両側に配置されている2つの代表点を用いて決定するものである。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る色変換装置の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【0018】
〔実施の形態1〕 図1は実施の形態1に係る色変換処理部の概略構成を示すブロック図であり、入力値が3次元色空間内のどの領域に存在するかを判定する領域判定部101、それぞれ軸上に離散的に配置されている代表点を選出する代表点選出部102、代表点の座標と色補正データを格納したルックアップテーブル(LUT)103、選択された代表点を基に重みづけによって色変換を行う線形補間部104によって構成される。
【0019】
図2に代表点の配置を模式的に示す。図2において代表点はC軸、M軸、Y軸、C=M=Y軸の4本の軸上に離散的に配置されており、ここではLUT103はそれぞれの代表点の座標に対して、図3のような色補正データを持つものとするが、代表点の数および配置間隔はこれに限定されない。図3の色補正データは、本発明の色変換を適用する機器の特性に応じて決定されるものとする。
【0020】
3次元色空間は、図2に示した4本の軸のうちから入力値と距離の近い順に軸を3本考えた場合に、どの軸が含まれるかによって3つの領域に分けられる。それぞれの領域は原点Oを頂点とし、C軸、M軸、Y軸のうちの2本とC=M=Y軸を3つの母線とする三角錐が、色空間を表す立方体で切りとられたものである。これは、四角錐OA1A2A3A6、OA4A5A1A6、OA3A7A4A6となる。
【0021】
領域判定部101は、入力値の3成分の大小関係により入力値が上記3つのどの領域に属するかを判定する。それぞれの領域は図2に示した4本の軸のうち3本を含むが、代表点選出部102によってそれぞれの軸から入力値に最も近い代表点を選ぶ。今、図4(a)に示すように入力値をP(C,M,Y)とし、代表点選出部102が近傍3点として点P1(C1,M1,Y1)、P2(C2,M2,Y2)、P3(C3,M3,Y3)を選んだとすると、出力値P’(C’,M’,Y’)は次式で与えられる。
【0022】
【数1】
【0023】
ここでP’1(C’1,M’1,Y’1)、P’2(C’2,M’2,Y’2)、P’3(C’3,M’3,Y’3)は図4(b)に示すように、それぞれ点P1、P2、P3の色補正データを表す。
【0024】
なお、入力値PがC軸、M軸、Y軸、C=M=Y軸のいずれかの軸上にある場合は、その軸上から入力値に最も近い2点を代表点選出部102によって選出し、その2点を用いた線形補間によって出力値P’を求める。
【0025】
例えば、図5に示すように入力値Pと点P1、点P2が同一軸上にあり、入力値Pに最も近い2点として点P1、点P2を選出し、入力値Pが線分P1P2をL2:L1に内分しているとすると、出力値P’(C’,M’,Y’)は次式で与えられる。
【0026】
【数2】
【0027】
また、入力値がCM平面、MY平面、YC平面上に存在する場合は、近傍の対象となる2本の軸上より代表点をぞれぞれ選出し、重みづけによって線形補間を行う。
【0028】
〔実施の形態2〕次に本発明の第2の実施の形態について説明する。本実施の形態の概略構成は実施の形態1と同様に図1に示されるが、ここでは代表点を配置する軸を増やしており、本実施の形態における代表点の配置を図6に示す。図6では図2と比べて代表点を配置する軸を以下のように3本追加している。すなわち、代表点はC軸、M軸、Y軸、C=M=Y軸、C=M軸(Y=0)、M=Y軸(C=0)、Y=C軸(M=0)の7本の軸上に離散的に配置されており、ここではLUT103はそれぞれの代表点の座標に対して、図7のような色補正データを持つものとする。
【0029】
代表点の数および配置間隔はこれに限定されない。図7の色補正データは、本発明の色変換を適用する機器の特性に応じて決定されるものとする。3次元色空間は図6に示した7本の軸のうちから入力値と距離の近い順に軸を3本考えた場合に、どの軸が含まれるかによって6つの領域に分けられる。ぞれぞれの領域は原点Oを頂点とし、C軸、M軸、Y軸、C=M軸(Y=0)、M=Y軸(C=0)、Y=C軸(M=0)のうち近隣の2本とC=M=Y軸を母線とする三角錘である。これは、三角錘OA1A2A6、OA1A5A6、OA2A3A6、OA3A6A7、OA4A5A6、OA4A6A7となる。
【0030】
図1の領域判定部101によって、入力値が上記6つのどの領域に属するかを判定し、以下実施の形態1と同じ手順で色変換処理を行う。また、入力値がC=M平面、M=Y平面、Y=C平面上に存在する場合には、近傍の対象となる2本の軸より代表点をそれぞれ選出し、重みづけによって線形補間を行う。本実施の形態ではLUTの代表点を配置する軸が増えているため、より高精度の色変換が可能となる。
【0031】
〔実施の形態3〕次に本発明の第3の実施の形態について説明する。本実施の形態の概略構成は実施の形態2と同様に図1に示されるが、ここでは代表点を配置する軸を増やしており、本実施の形態における代表点の配置を図8に示す。図8では図2と比べて代表点を配置する軸を以下のように3本追加している。すなわち、代表点は新たに点A6(100,100,100)を中心とし、互いに直交する3本の軸(C=M=100となる軸、M=Y=100となる軸、Y=C=100となる軸)を追加した計7本の軸上に離散的に配置されており、ここでLUT103はそれぞれの代表点の座標に対して、図9の色補正データを持つものとする。代表点の数および配置間隔はこれに限定されない。
【0032】
図9の色補正データは、本発明の色変換を適用する機器の特性に応じて決定されるものとする。3次元色空間は図8に示した7本の軸のうちから入力値と距離の近い順に軸を3本考えた場合に、どの軸が含まれるかによって9つの領域に分けられる。
【0033】
図1の領域判定部101によって、入力値が9つのどの領域に属するかを判定され、以下実施の形態2と同じ手順で色変換を行う。本実施の形態では新たにLUTの代表点の配置軸を上記3本追加したことにより、高濃度部において色変換の精度向上を図ることができる。
【0034】
〔実施の形態4〕次に、本発明の第4の実施の形態について説明する。代表点の配置によって画像の色変換精度は大きく異なるが、実施の形態1ではC=M=Y軸は常に選出対象となるため、C=M=Y軸上のデータ配置密度を高くすることにより、より高精度な色変換を行うことが可能となる。
【0035】
〔実施の形態5〕次に、本発明の第5の実施の形態について説明する。濃度が非常に高い領域、あるいは非常に低い領域では、人間の目は色の違いにそれほど敏感でないため、これらの濃度領域の変換精度は相対的に低くてもよい。また、自然画像の場合、3次元色空間内の色データ分布は比較的中間濃度に集まりやすい。このため、3次元色空間において中間濃度部に代表点を多く配置しておくことにより、メモリ量を増加させることなく好ましい色変換が可能となる。
【0036】
〔実施の形態6〕次に、本発明の第6の実施の形態について説明する。本実施の形態のブロック図を図10に示すが、LUT選択部401と特性の異なるLUT1(402)、LUT2(403)、LUT3(404)を備えている。LUTの数は3つに限定されない。ユーザーはLUT選択部401によってLUTを選択することにより、自分の好みに応じて出力画像の色合いを調整できる。
【0037】
〔実施の形態7〕次に、本発明の第7の実施の形態について説明する。本実施の形態のブロック図を図11に示すが、フレームメモリ501、ヒストグラム生成部502を新たに設け、特性の異なるLUT1(504)、LUT2(505)、LUT3(506)を備えている。LUTの数は3つに限定されない。例えば、LUT1は低濃度部の代表点配置密度を高くしたもの、LUT2は中間濃度部の代表点配置密度を高くしたもの、LUT3は高濃度部の代表点配置密度を高くしたものとする。
【0038】
まず、フレームメモリ501に入力画像を読み込み、画像データのヒストグラムをヒストグラム生成部502で生成する。こうして得られたヒストグラムに基づき、低濃度部の分布が多い場合にはLUT1を選択し、中間濃度部の分布が多い場合にはLUT2を選択し、高濃度部の分布が多い場合にはLUT3を選択するようにする。このようにして、入力画像に合ったLUTを自動的に選択することによって、より好ましい色変換が可能となる。
【0039】
〔実施の形態8〕次に、本発明の第8の実施の形態について説明する。本実施の形態のブロック図を図12に示す。まず、領域判定部101により入力点の存在領域が定まると、入力点に近い軸が3本求まる。次に、垂線の足探索部601によって、図13に示すように入力点から近傍の軸へ垂線を下ろす。点H1、H2、H3は入力点Pから近傍の3本の軸へ垂線を下ろした時の垂線の足である。
【0040】
次に、新代表点生成部605によってこの点H1、H2、H3での色補正データを、これらの点と同一軸上にあって、かつその点の両側に位置する代表点2点から内分することにより求める。こうして垂線の足における色補正データが求まれば、それらを用いて線形補間によって実施の形態1と同じ手順で色変換処理を行う。本発明は入力点により近いデータを生成して線形補間に使用することができるため、高精度な色変換が可能となる。
【0041】
〔実施の形態9〕次に、本発明の第9の実施の形態について説明する。本実施の形態のブロック図を図14に示す。これは、軸上に代表点を離散的に配置するのではなく、軸ごとに色補正のための数式を設けたものである。したがってLUTを必要としない。領域判定部101により入力点の存在領域が定まると、入力点に近い軸が3本求まる。次に、垂線の足探索部601によって、図13に示すように入力点から近傍の3本の軸へ垂線を下ろし、垂線の足を3点求める。
【0042】
ここで、各軸ごとに色変換の数式が設定されているので、先に求めた垂線の足の座標値における色変換データを変換データ生成部602によって求める。こうしてそれぞれ近傍の3点の色変換データを求め、それらを用いて線形補間によって実施の形態1と同じ手順で色変換処理を行う。本実施の形態ではLUTを必要としないことから、メモリ容量の大幅な削減が可能である。
【0043】
以上の実施の形態は、既にカラープリンタにおいて、実施の形態の特徴である少ない演算量で従来例の色変換と同等の色変換がなし得ることを主観評価で確認しているが、これらの実施の形態は色変換対象がカラープリンタのみに限定されるのではなく、スキャナや、CRTモニタの色変換を行う場合等、種々の画像入力装置や画像出力装置に対しても同様に適用できる。
【0044】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る色変換方法によれば、あらかじめ3次元色空間上のそれぞれの軸上にのみ離散的に代表点を配置しておき、必要最小限のLUTで色変換ができるため、メモリ容量を削減することができ、3×3のマトリクス演算と小さなLUTのみで高精度の色変換を行うことができ、その演算量および回路規模の削減効果は極めて顕著である。
【0045】
また、本発明に係る色変換方法によれば、LUTの代わりに色補正のための数式を設定することにより、LUTデータ用のメモリを全く持たないことが可能である。
【0046】
また、本発明に係る色変換方法によれば、ユーザーは複数のLUT又は数式の中から、適当なLUT又は数式を選択することにより、自分の好みに応じて出力画像の色合いを調整することができる。
【0047】
また、本発明に係る色変換方法によれば、入力画像に応じて変換特性の異なるLUT又は数式を選択することにより、自動的に入力画像の性質に適合した色変換を行うことができる。
【0048】
また、本発明に係る色変換方法によれば、代表点の数を増やすことにより、色変換精度の向上を図ることができる。
【0049】
また、本発明に係る色変換方法によれば、代表点を高濃度領域にまで配置することにより、高濃度部において色変換の精度を向上させることが可能である。
【0050】
また、本発明に係る色変換方法によれば、領域分割の際に、常にXa=Xb=Xc軸上の代表点を含んでいるため、この軸上の代表点の配置密度を高くすることによって、色変換精度の向上を図ることができる。
【0051】
また、本発明に係る色変換方法によれば、代表点を軸上に等間隔に配置する必要がなく、代表点の配置を自由に変化させることが可能となり、3次元色空間内における代表点を人間の視覚特性を考慮して配置することができる。
【0052】
また、本発明に係る色変換方法によれば、代表点の配置を部分的に集めることにより、メモリ容量を増大させることなく、色再現性を向上させることができる。
【0053】
また、本発明に係る色変換方法によれば、軸上で入力点に最も近い点のデータを同一軸上で近隣の代表点2点から内分によって新たに生成することにより、高精度に色変換することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施の形態1に係る色変換部の概略構成を示すブロック図である。
【図2】実施の形態1に係るLUTの代表点配置の概略図である。
【図3】実施の形態1に係るLUTデータ対応図である。
【図4】近傍3点による線形補間の概略を示す説明図である。
【図5】軸上での線形補間の概略を示す説明図である。
【図6】実施の形態2に係るLUTの代表点配置の概略図である。
【図7】実施の形態2に係るLUTデータ対応図である。
【図8】実施の形態3に係るLUTの代表点配置の概略図である。
【図9】実施の形態3に係るLUTデータ対応図である。
【図10】実施の形態6に係る色変換部の概略構成を示すブロック図である。
【図11】実施の形態7に係る色変換部の概略構成を示すブロック図である。
【図12】実施の形態8に係る色変換部の概略構成を示すブロック図である。
【図13】実施の形態8において3次元色空間で入力点から近傍軸に対して求めた垂線の足の説明図である。
【図14】実施の形態9に係る色変換部の概略構成を示すブロック図である。
【図15】従来における代表点配置例の概略図である。
【符号の説明】
101 領域判定部
102 代表点選出部
103 LUT
104 線形補間部
401、503 LUT選択部
402、504 LUT1
403、505 LUT2
404、506 LUT3
501 フレームメモリ
502 ヒストグラム生成部
601 垂線の足探索部
602 変換データ生成部
605 新代表点生成部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a color image processing method, for example, a color scanner, a color camera, a color hard copy apparatus, a color image input device, a display device, and an output device that require high-speed color correction and color correction, and the same color reproduction characteristics. The present invention relates to a color image processing method for obtaining.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a color conversion method in the fields of color printing and color hard copy, three-dimensional interpolation using a look-up table has been proposed, and is disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 63-162248.
[0003]
As shown in FIG. 15 (a), the three-dimensional color space is divided into a plurality of unit cubes, and color correction values obtained by calculation are set in advance at the lattice points of each cubic figure to include the input color. The unit cube is selected, and color conversion is performed using output values at a plurality of vertices of the unit interpolation cube. This example is characterized in that the values of eight vertices of the unit cube are used for the interpolation processing as shown in FIG. 15B, and the vertices opposite to the correction value points to be obtained and the input points are used. The correction value is obtained using the volume of the space region of the rectangular parallelepiped to be created as a weighting coefficient at the point of the correction value to be obtained.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above conventional color conversion method, the finer the input color space is divided, that is, the smaller the distance between lattice points is, the higher the interpolation accuracy is. However, the number of lattice points increases. For this reason, the memory capacity for storing the color correction value set at the grid point increases, the processing time for the calculation increases, and the hardware configuration becomes complicated. Furthermore, it takes a very long time to obtain the correction value itself to be stored.
[0005]
Further, each axis of a general three-dimensional color space is characterized in that the required accuracy is non-uniform. Therefore, when an interpolation method is used for color conversion, each axis of the table memory used for interpolation is It is desirable that the number of bits is non-uniform, and when the total number of bits is constant, this non-uniform bit configuration ensures high-quality colors that match human visual characteristics without increasing memory capacity. Interpolation of information is possible. However, the conventional technique uses a unit cube in a three-dimensional color space created by an input signal as a basic unit of interpolation, and thus has a problem that interpolation considering human visual characteristics cannot be performed.
[0006]
The present invention has been made in view of the above. Instead of finely dividing a three-dimensional color space and performing color correction, optimal color correction signal data is discretely arranged in advance only on a specific axis. In advance, color conversion is performed by selecting representative points that are discretely arranged on the axis near the input color and performing linear interpolation with weighting, thereby reducing lookup table data as much as possible. It is possible to achieve a preferable color conversion process with a simple hardware configuration.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
A color conversion method according to a first invention of the present application is a color conversion method for performing conversion from arbitrary coordinates on a first three-dimensional color space to predetermined coordinates on a second three-dimensional color space, In the first three-dimensional color space, a total of N + 3 axes are set by three axes Xa, Xb, Xc orthogonal to each other centered on the origin and N straight lines different from the three orthogonal axes. Then, a predetermined number of representative points are discretely arranged on the N + 3 axes, and each coordinate on the first three-dimensional color space is divided into a plurality of regions according to the distance from the N + 3 axes. A region determination step for specifying which of the plurality of regions the input color signal value belongs to, and the representative points that are close to the input color signal value on the boundary of the specified region . obtaining three representative points by selecting one each on the three axes, including at least one axis In the surface point selection step and the conversion from the first three-dimensional color space to the second three-dimensional color space, the input color signal value in the first three-dimensional color space is converted into the input color signal value. Using the corresponding three representative points and a look-up table indicating to which coordinate in the second three-dimensional color space the representative point in the first three-dimensional color space is converted, And an interpolation step for performing color conversion by a predetermined method.
[0008]
In the color conversion method according to the second invention of the present application, a plurality of lookup tables are prepared, and a user switches between the plurality of lookup tables.
A color conversion method according to a third invention of the present application is to prepare a plurality of the look-up tables and automatically switch the plurality of look-up tables according to the statistic of the color density value of the input image .
[0009]
A color conversion method according to a fourth invention of the present application is a color conversion method for performing conversion from arbitrary coordinates on the first three-dimensional color space to predetermined coordinates on the second three-dimensional color space, In the first three-dimensional color space, a total of N + 3 axes are set by three axes Xa, Xb, Xc orthogonal to each other centered on the origin and N straight lines different from the three orthogonal axes. Then, a predetermined number of representative points are discretely arranged on the N + 3 axes, and each coordinate on the first three-dimensional color space is divided into a plurality of regions according to the distance from the N + 3 axes. A region determination step for specifying which of the plurality of regions the input color signal value belongs to, and the representative points that are close to the input color signal value on the boundary of the specified region . obtaining three representative points by selecting one each on the three axes, including at least one axis In the surface point selection step and the conversion from the first three-dimensional color space to the second three-dimensional color space, the input color signal value in the first three-dimensional color space is converted into the input color signal value. Using the corresponding three representative points and a mathematical formula that defines which coordinates in the second three-dimensional color space are converted into the representative points in the first three-dimensional color space, linear or predetermined And an interpolation step for performing color conversion by the method.
[0010]
A color conversion method according to a fifth invention of the present application is a method in which a plurality of the mathematical expressions are prepared, and a user switches the plurality of mathematical expressions.
A color conversion method according to a sixth invention of the present application prepares a plurality of the mathematical expressions, and automatically switches the mathematical expressions according to a statistic of the color density value of the input image .
[0011]
In the color conversion method according to the seventh aspect of the present invention, N = 1 and a single straight line that satisfies Xa = Xb = Xc is set apart from the three orthogonal axes Xa, Xb, and Xc .
[0012]
The color conversion method according to the eighth invention of the present application includes, as the straight lines set separately from the three orthogonal axes Xa, Xb, and Xc, Xa = Xb, Xb = Xc, and Xc = Xa. It is something to add .
[0013]
In the color conversion method according to the ninth aspect of the present application, as the straight line set separately from the three orthogonal axes Xa, Xb, and Xc, the coordinates at which the three components in the first three-dimensional color space are maximized are set. It includes or adds three straight lines that pass through as axes .
[0014]
The color conversion method according to the tenth invention of the present application is to make the discrete representative point arrangement density on the Xa = Xb = Xc axis higher than the other axes .
[0015]
In the color conversion method according to the eleventh aspect of the present application, the arrangement density of discrete representative points is increased at the intermediate density portion .
[0016]
In the color conversion method according to the twelfth aspect of the present invention, three new representative points are obtained by setting the legs perpendicular to the input color signal values for the three axes corresponding to the input color signal values, respectively. The new representative point in the first three-dimensional color space is converted to the coordinate in the second three-dimensional color space on the same axis as the new representative point and This is determined using two representative points arranged on both sides .
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of a color conversion apparatus according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
[0018]
Embodiment 1 FIG. 1 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a color conversion processing unit according to Embodiment 1, and an area determination unit that determines in which area in a three-dimensional color space an input value exists. 101, a representative
[0019]
FIG. 2 schematically shows the arrangement of representative points. In FIG. 2, the representative points are discretely arranged on the four axes of C axis, M axis, Y axis, and C = M = Y axis. Here, the
[0020]
The three-dimensional color space is divided into three regions depending on which axis is included when three axes are considered in the order of distance from the input value among the four axes shown in FIG. In each region, a triangular pyramid with the origin O as the apex, two of the C, M, and Y axes and the three buses with the C = M = Y axis was cut in a cube representing the color space. Is. This is a quadrangular pyramid OA1A2A3A6, OA4A5A1A6, OA3A7A4A6.
[0021]
The
[0022]
[Expression 1]
[0023]
Here, P′1 (C′1, M′1, Y′1), P′2 (C′2, M′2, Y′2), P′3 (C′3, M′3, Y ′) 3) represents color correction data of points P1, P2, and P3, respectively, as shown in FIG.
[0024]
If the input value P is on any of the C-axis, M-axis, Y-axis, and C = M = Y-axis, the representative
[0025]
For example, as shown in FIG. 5, the input value P, the point P1, and the point P2 are on the same axis, and the point P1 and the point P2 are selected as the two points closest to the input value P, and the input value P selects the line segment P1P2. Assuming that L2 is internally divided into L1, the output value P ′ (C ′, M ′, Y ′) is given by the following equation.
[0026]
[Expression 2]
[0027]
When the input value exists on the CM plane, the MY plane, and the YC plane, representative points are selected from two adjacent axes, and linear interpolation is performed by weighting.
[0028]
[Embodiment 2] Next, a second embodiment of the present invention will be described. Although the schematic configuration of the present embodiment is shown in FIG. 1 as in the first embodiment, the number of axes on which representative points are arranged is increased here, and the arrangement of representative points in the present embodiment is shown in FIG. In FIG. 6, compared to FIG. 2, three axes on which representative points are arranged are added as follows. That is, representative points are C axis, M axis, Y axis, C = M = Y axis, C = M axis (Y = 0), M = Y axis (C = 0), Y = C axis (M = 0). The
[0029]
The number of representative points and the arrangement interval are not limited to this. The color correction data in FIG. 7 is determined according to the characteristics of the device to which the color conversion of the present invention is applied. The three-dimensional color space is divided into six regions depending on which axis is included when three axes are considered from the seven axes shown in FIG. Each region has the origin O as a vertex, C axis, M axis, Y axis, C = M axis (Y = 0), M = Y axis (C = 0), Y = C axis (M = 0) ) Are triangular pyramids with two neighboring buses and C = M = Y axis as buses. This is triangular pyramid OA1A2A6, OA1A5A6, OA2A3A6, OA3A6A7, OA4A5A6, OA4A6A7.
[0030]
The
[0031]
[Third Embodiment] Next, a third embodiment of the present invention will be described. Although the schematic configuration of the present embodiment is shown in FIG. 1 as in the second embodiment, the number of axes on which representative points are arranged is increased here, and the arrangement of representative points in the present embodiment is shown in FIG. In FIG. 8, compared with FIG. 2, three axes on which representative points are arranged are added as follows. That is, the representative point is newly centered on the point A6 (100, 100, 100), and three axes orthogonal to each other (an axis where C = M = 100, an axis where M = Y = 100, Y = C = It is assumed that the
[0032]
The color correction data in FIG. 9 is determined according to the characteristics of the device to which the color conversion of the present invention is applied. The three-dimensional color space is divided into nine regions depending on which axis is included when three axes are considered in order of distance from the input value from among the seven axes shown in FIG.
[0033]
The
[0034]
[Embodiment 4] Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. Although the color conversion accuracy of the image varies greatly depending on the arrangement of the representative points, in the first embodiment, the C = M = Y axis is always selected, so by increasing the data arrangement density on the C = M = Y axis. Therefore, it is possible to perform color conversion with higher accuracy.
[0035]
[Embodiment 5] Next, a fifth embodiment of the present invention will be described. In regions where the density is very high or very low, the human eye is not very sensitive to color differences, so the conversion accuracy of these density regions may be relatively low. In the case of a natural image, the color data distribution in the three-dimensional color space tends to gather at a relatively intermediate density. For this reason, by arranging many representative points in the intermediate density portion in the three-dimensional color space, it is possible to perform preferable color conversion without increasing the amount of memory.
[0036]
[Sixth Embodiment] Next, a sixth embodiment of the present invention will be described. FIG. 10 shows a block diagram of the present embodiment, which includes LUT1 (402), LUT2 (403), and LUT3 (404) having different characteristics from the
[0037]
[Embodiment 7] Next, a seventh embodiment of the present invention will be described. A block diagram of the present embodiment is shown in FIG. 11. A
[0038]
First, an input image is read into the
[0039]
[Eighth Embodiment] Next, an eighth embodiment of the present invention will be described. A block diagram of this embodiment is shown in FIG. First, when the region where the input point exists is determined by the
[0040]
Next, the new representative
[0041]
[Ninth Embodiment] Next, a ninth embodiment of the present invention will be described. A block diagram of the present embodiment is shown in FIG. In this method, the representative points are not discretely arranged on the axis, but a mathematical formula for color correction is provided for each axis. Therefore, no LUT is required. When the region where the input point exists is determined by the
[0042]
Here, since a color conversion formula is set for each axis, the conversion
[0043]
The above embodiments have already confirmed by subjective evaluation that color conversion equivalent to the color conversion of the conventional example can be performed with a small amount of calculation, which is a feature of the embodiments, in the color printer. The color conversion target is not limited to a color printer, but can be similarly applied to various image input devices and image output devices such as when performing color conversion of a scanner or a CRT monitor.
[0044]
【The invention's effect】
As described above, according to the color conversion method of the present invention, representative points are discretely arranged in advance only on the respective axes in the three-dimensional color space, and color conversion can be performed with the minimum necessary LUT. Therefore , the memory capacity can be reduced, high-precision color conversion can be performed only with a 3 × 3 matrix operation and a small LUT, and the effect of reducing the amount of operation and the circuit scale is extremely remarkable.
[0045]
Further, according to the color conversion method of the present invention, it is possible to have no memory for LUT data at all by setting a mathematical expression for color correction instead of the LUT .
[0046]
Further, according to the color conversion method of the present invention, the user can adjust the hue of the output image according to his / her preference by selecting an appropriate LUT or mathematical expression from a plurality of LUTs or mathematical expressions. I can .
[0047]
Further, according to the color conversion method of the present invention, color conversion suitable for the properties of the input image can be performed automatically by selecting LUTs or mathematical expressions having different conversion characteristics according to the input image .
[0048]
Further, according to the color conversion method according to the present invention, it is possible to improve the color conversion accuracy by increasing the number of representative points .
[0049]
Further , according to the color conversion method of the present invention, it is possible to improve the accuracy of color conversion in the high density portion by arranging the representative points up to the high density region .
[0050]
Further, according to the color conversion method of the present invention, since the representative points on the Xa = Xb = Xc axis are always included in the region division, the arrangement density of the representative points on this axis is increased. The color conversion accuracy can be improved .
[0051]
In addition, according to the color conversion method of the present invention, it is not necessary to arrange the representative points at equal intervals on the axis, and the arrangement of the representative points can be freely changed, so that the representative points in the three-dimensional color space can be changed. Can be arranged in consideration of human visual characteristics .
[0052]
Further, according to the color conversion method of the present invention, the color reproducibility can be improved without increasing the memory capacity by partially collecting the arrangement of representative points .
[0053]
Further, according to the color conversion method of the present invention, the data of the point closest to the input point on the axis is newly generated from the two representative points on the same axis by the internal division, so that the color can be accurately reproduced. Can be converted .
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a color conversion unit according to a first embodiment.
FIG. 2 is a schematic diagram of arrangement of representative points of the LUT according to the first embodiment.
FIG. 3 is a LUT data correspondence diagram according to the first embodiment.
FIG. 4 is an explanatory diagram showing an outline of linear interpolation using three neighboring points.
FIG. 5 is an explanatory diagram showing an outline of linear interpolation on an axis.
FIG. 6 is a schematic diagram of LUT representative point arrangement according to the second embodiment.
FIG. 7 is a diagram corresponding to LUT data according to the second embodiment.
8 is a schematic diagram of LUT representative point arrangement according to
FIG. 9 is a diagram corresponding to LUT data according to the third embodiment.
FIG. 10 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a color conversion unit according to a sixth embodiment.
FIG. 11 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a color conversion unit according to a seventh embodiment.
FIG. 12 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a color conversion unit according to an eighth embodiment.
FIG. 13 is an explanatory diagram of perpendicular legs obtained from an input point to a nearby axis in a three-dimensional color space in the eighth embodiment.
14 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a color conversion unit according to Embodiment 9. FIG.
FIG. 15 is a schematic diagram of a typical representative point arrangement example.
[Explanation of symbols]
101
104
403, 505 LUT2
404, 506 LUT3
501
Claims (12)
前記第1の3次元色空間において、原点を中心とし互いに直交する3本の軸Xa、Xb、Xcと前記3本の直交軸とは別のN本の直線とで計N+3本の軸を設定し、前記N+3本の軸上に離散的に所定数の代表点を配置し、かつ前記第1の3次元色空間上の各座標を前記N+3本の軸との距離に従って複数の領域に分割した場合に、入力色信号値が前記複数領域のいずれに属するかを特定する領域判定工程と、
前記入力色信号値に近い前記代表点を前記特定された領域の境界上に存在する前記N本の軸の少なくとも1本を含む3本の軸上でそれぞれ1つずつ選出して3つの代表点を得る代表点選出工程と、
前記第1の3次元色空間から前記第2の3次元色空間への変換に際して、前記第1の3次元色空間上の入力色信号値を、該入力色信号値に対応する前記3つの代表点と、前記第1の3次元色空間における前記代表点が前記第2の3次元色空間のどの座標に変換されるかを示すルックアップテーブルとを用いて、線形もしくは所定の方法により色変換を行う補間工程とを有することを特徴とする色変換方法。A color conversion method for converting from arbitrary coordinates on a first three-dimensional color space to predetermined coordinates on a second three-dimensional color space,
In the first three-dimensional color space, a total of N + 3 axes are set by three axes Xa, Xb, Xc orthogonal to each other centered on the origin and N straight lines different from the three orthogonal axes. Then, a predetermined number of representative points are discretely arranged on the N + 3 axes, and each coordinate on the first three-dimensional color space is divided into a plurality of regions according to the distance from the N + 3 axes. A region determining step for specifying which of the plurality of regions the input color signal value belongs to,
The representative points close to the input color signal value are selected one by one on three axes including at least one of the N axes existing on the boundary of the specified region, and three representative points are selected. A representative point selection process to obtain
Upon conversion from the first three-dimensional color space to the second three-dimensional color space, the input color signal values on the first three-dimensional color space are converted into the three representatives corresponding to the input color signal values. Color conversion by a linear or predetermined method using a point and a look-up table indicating to which coordinate in the second three-dimensional color space the representative point in the first three-dimensional color space is converted A color conversion method comprising: an interpolation step for performing the step.
前記ルックアップテーブルを複数用意し、ユーザーが前記複数のルックアップテーブルを切り替えることを特徴とする色変換方法。The color conversion method according to claim 1,
A color conversion method comprising preparing a plurality of the look-up tables and switching a plurality of look-up tables by a user.
前記ルックアップテーブルを複数用意し、入力画像の色濃度値の統計量に応じて、前記複数のルックアップテーブルを自動的に切り替えることを特徴とする色変換方法。The color conversion method according to claim 1,
A color conversion method comprising: preparing a plurality of lookup tables, and automatically switching the plurality of lookup tables according to a statistic of color density values of an input image.
前記第1の3次元色空間において、原点を中心とし互いに直交する3本の軸Xa、Xb、Xcと前記3本の直交軸とは別のN本の直線とで計N+3本の軸を設定し、前記N+3本の軸上に離散的に所定数の代表点を配置し、かつ前記第1の3次元色空間上の各座標を前記N+3本の軸との距離に従って複数の領域に分割した場合に、入力色信号値が前記複数領域のいずれに属するかを特定する領域判定工程と、
前記入力色信号値に近い前記代表点を前記特定された領域の境界上に存在する前記N本の軸の少なくとも1本を含む3本の軸上でそれぞれ1つずつ選出して3つの代表点を得る代表点選出工程と、
前記第1の3次元色空間から前記第2の3次元色空間への変換に際して、前記第1の3次元色空間上の入力色信号値を、該入力色信号値に対応する前記3つの代表点と、前記第1の3次元色空間における前記代表点が前記第2の3次元色空間のどの座標に変換されるかを定義した数式を用いて、線形もしくは所定の方法により色変換を行う補間工程とを有することを特徴とする色変換方法。A color conversion method for converting from arbitrary coordinates on a first three-dimensional color space to predetermined coordinates on a second three-dimensional color space,
In the first three-dimensional color space, a total of N + 3 axes are set by three axes Xa, Xb, Xc orthogonal to each other centered on the origin and N straight lines different from the three orthogonal axes. Then, a predetermined number of representative points are discretely arranged on the N + 3 axes, and each coordinate on the first three-dimensional color space is divided into a plurality of regions according to the distance from the N + 3 axes. A region determining step for specifying which of the plurality of regions the input color signal value belongs to,
The representative points close to the input color signal value are selected one by one on three axes including at least one of the N axes existing on the boundary of the specified region, and three representative points are selected. A representative point selection process to obtain
Upon conversion from the first three-dimensional color space to the second three-dimensional color space, the input color signal values on the first three-dimensional color space are converted into the three representatives corresponding to the input color signal values. Color conversion is performed linearly or by a predetermined method using a mathematical expression that defines a point and a coordinate in the second three-dimensional color space to which the representative point in the first three-dimensional color space is converted. And a color conversion method comprising an interpolation step.
前記数式を複数用意し、ユーザーが前記複数の数式を切り替えることを特徴とする色変換方法。The color conversion method according to claim 4, wherein:
A color conversion method characterized in that a plurality of the mathematical expressions are prepared, and a user switches the plurality of mathematical expressions.
前記数式を複数用意し、入力画像の色濃度値の統計量に応じて、前記複数の数式を自動的に切り替えることを特徴とする色変換方法。The color conversion method according to claim 4, wherein:
A color conversion method comprising preparing a plurality of the mathematical expressions and automatically switching the plurality of mathematical expressions according to a statistic of a color density value of an input image.
N=1とし、前記3本の直交軸Xa、Xb、Xcとは別にXa=Xb=Xcを満たす1本の直線を設定することを特徴とする色変換方法。In the color conversion method according to any one of claims 1 to 6,
A color conversion method characterized by setting N = 1 and setting one straight line satisfying Xa = Xb = Xc separately from the three orthogonal axes Xa, Xb, Xc.
前記3本の直交軸Xa、Xb、Xcとは別に設定する直線として、Xa=Xb、Xb=Xc、Xc=Xaの直線を軸として含むもしくは追加することを特徴とする色変換方法。In the color conversion method according to any one of claims 1 to 7,
A color conversion method including or adding a straight line of Xa = Xb, Xb = Xc, and Xc = Xa as a straight line set separately from the three orthogonal axes Xa, Xb, and Xc.
前記3本の直交軸Xa、Xb、Xcとは別に設定する直線として、前記第1の3次元色空間における3成分がそれぞれ最大となる座標を通る3本の直線を軸として含むもしくは追加することを特徴とする色変換方法。In the color conversion method according to any one of claims 1 to 8,
As a straight line set separately from the three orthogonal axes Xa, Xb, and Xc, including or adding three straight lines that pass through coordinates at which the three components in the first three-dimensional color space are maximum, respectively. A color conversion method characterized by the above.
Xa=Xb=Xc軸上にある離散的な代表点配置密度を他の軸より高くすることを特徴とする色変換方法。In the color conversion method according to any one of claims 1 to 9,
A color conversion method characterized in that the discrete representative point arrangement density on the Xa = Xb = Xc axis is set higher than that of the other axes.
離散的な代表点の配置密度を中間濃度部で高めることを特徴とする色変換方法。The color conversion method according to claim 1, wherein:
A color conversion method comprising increasing an arrangement density of discrete representative points at an intermediate density portion.
前記入力色信号値が対応する3本の軸に対してそれぞれ該入力色信号値から垂線をおろした足を3つの新たな代表点とし、それぞれの新たな代表点について前記第1の3次元色空間における前記新たな代表点が前記第2の3次元色空間のどの座標に変換されるかを、前記新たな代表点と同一軸上でかつ両側に配置されている2つの代表点を用いて決定することを特徴とする色変換方法。The color conversion method according to claim 1, wherein:
The three perpendicular points from the input color signal values corresponding to the three axes corresponding to the input color signal values are used as three new representative points, and the first three-dimensional color is set for each new representative point. To which coordinate in the second three-dimensional color space the new representative point in the space is converted is determined using two representative points arranged on the same axis as both sides of the new representative point. A color conversion method characterized by determining.
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