CN101136998B - 图像处理设备和图像处理方法 - Google Patents

Abstract

一种利用查找表(LUT)执行颜色转换处理的图像处理设备包括获取单元和转换单元，获取单元获取仿真查找表以从使用中设备向目标设备应用色域仿真，仿真查找表是利用使用中设备查找表和目标设备查找表生成的，使用中设备查找表用于执行与使用中设备的输入和输出特性相对应的校正，目标设备查找表用于执行与目标设备的输入和输出特性相对应的校正，转换单元在利用查找表获取单元获取的仿真查找表执行仿真时执行色域转换。

Description

图像处理设备和图像处理方法

技术领域

本发明涉及一种颜色转换设备，当第一图像处理设备执行对利用第二图像处理设备的颜色再现的仿真时，该颜色转换设备对用在第一图像处理设备中的图像信号执行颜色转换。本发明还涉及一种用于这种仿真的方法和一种生成用在用于仿真的颜色转换中的三维查找表的方法。此外，本发明涉及一种包括用于仿真的三维查找表的图像处理设备。

背景技术

作为与本发明有关的专利文献，有JP-A-2006-19937。

为了实现不同种类的设备或不同种类的媒体之间的颜色再现，有必要校正输入和输出设备之间的颜色范围(即，色域)的差别。一种用于校正的技术被称为色域转换或色域压缩。例如，作为执行图像显示的显示输出设备，有CRT(阴极射线管)、投影仪、液晶面板等等。作为投影仪，有各种投影仪，例如所谓的DLP系统和SXRD系统的投影仪和薄膜投影仪。作为液晶面板，有各种液晶面板，例如具有LED(发光二极管)背光系统的液晶面板。这些显示输出设备具有不同的色域，这些色域可由显示输出设备再现。

例如，在图21中，代表各种显示输出设备的设备A到E的色域之间的差异被显示为XYZ色度图。

例如，由于可再现的色域取决于设备而有所不同，所以为了使某一显示输出设备能够显示某一图像信号，有必要校正图像信号以适合于与显示输出设备相对应的色域。

当执行色域转换(色域压缩)时，一般的实现方式是参考三维查找表转换颜色空间。

例如，如图22所示，具有R、G和B轴的立方体的三维查找表(在下面的说明中，查找表可以被称为“LUT”，而三维查找表可以被称为“3DLUT”)是可以想到的。在该3DLUT中，输入的R、G和B值被分别划分为轴上的十七个系数点(3D骨架的晶格点)，以形成具有17×17×17个转换表系数的表。有4913(17×17×17)个由黑圆圈标记的晶格点。输出R、G和B值或用于导出输出R、G和B值的系数值被存储在相应晶格点中。换句话说，输出RGB值是参考某一晶格点根据输入RGB值计算的。

3DLUT的轴或晶格点的输出值并不限于RGB值，并且可以是其他色度系统的值。

发明内容

由于如上所述色域取决于显示设备而有所不同，因此在某一显示设备中表示的颜色在另一显示设备上以不同的颜色再现。

这里讨论一种仿真技术。该仿真技术是一种用于模拟例如在某一显示设备上显示的图像在另一显示设备上看起来是什么样的技术。该仿真技术是一种用于例如当利用LED背光液晶显示设备(下文中称为LED液晶监视器)创建或编辑图像时，在当前显示设备(LED液晶监视器)上检查该图像如何被再现在诸如投影仪或CRT之类的另一显示设备上的技术。

为了说明的目的，当前所使用的设备(即在其上执行仿真的设备)被称为“使用中设备”，而作为仿真对象的另一设备被称为“目标设备”。

由于图像信号基本上是目标设备的色域中的信号，因此通过一种将图像信号转换到使用中设备的色域并在使用中设备上显示经历色域转换的图像信号的方法来执行这种仿真。

当在某一显示设备上显示的颜色在另一显示设备上以不同颜色再现时，不仅色域的差异与引起不同颜色的再现有关，而且相应显示设备的输入和输出的失真特性也与引起不同颜色的再现有关。

因此，在仿真中，难以仅仅通过色域转换来准确地再现在目标设备上看见的颜色。

因此，希望不仅执行色域转换，还执行考虑到使用中设备的输入和输出特性以及目标设备的输入和输出特性的颜色转换处理，并实现具有高再现性的仿真。

根据本发明实施例的颜色转换设备是这样一种颜色转换设备，该颜色转换设备执行对在第一图像处理设备中使用(例如显示)的图像信号的颜色转换，以用于第一图像处理设备(使用中设备)中的仿真，该仿真用于执行利用第二图像处理设备作为目标设备的颜色再现。该颜色转换设备利用三维查找表(3DLUT)将输入的图像信号的信号值转换为输出信号值。在三维查找表中，设置了包括颜色转换元素的输入和输出值。颜色转换元素是用于以下各种颜色转换的元素，这些颜色转换包括用于再现第二图像处理设备的输入和输出特性的颜色转换、作为第二图像处理设备和第一图像处理设备之间的色域转换的颜色转换以及作为与第一图像处理设备的输入和输出特性相对应的校正的颜色转换。

三维查找表是通过以下步骤生成的：在具有与第二图像处理设备的输入和输出特性相对应的输入和输出值的三维查找表中，将相应输出值重写为经历了转换到第一图像处理设备的色域的色域转换的值，搜索具有特性被设为与第一图像处理设备的输入和输出特性相反的输入和输出值的三维查找表，并进一步将相应输出值重写为通过上述搜索而找到的值。

根据本发明另一个实施例的仿真方法是一种在第一图像处理设备中执行利用第二图像处理设备作为目标设备的颜色再现的仿真方法。在该仿真方法中，根据设置了包括颜色转换元素的输入和输出值的三维查找表，对在第一图像处理设备中使用的图像信号的信号值应用颜色转换。颜色转换元素是用于以下各种颜色转换的元素，这些颜色转换包括用于再现第二图像处理设备的输入和输出特性的颜色转换、作为第二图像处理设备和第一图像处理设备之间的色域转换的颜色转换以及作为与第一图像处理设备的输入和输出特性相对应的校正的颜色转换。由经历了利用三维查找表进行的颜色转换的输出信号值形成的图像信号被用在第一图像处理设备中。

一种根据本发明又一个实施例生成三维查找表的方法是一种生成用于针对在第一图像处理设备中所使用的图像信号的颜色转换的三维查找表以用于第一图像处理设备中的仿真的方法，所述仿真用于执行利用第二图像处理设备作为目标设备的颜色再现。该方法包括以下步骤：获取具有与第二图像处理设备的输入和输出特性相对应的输入和输出值的三维查找表；在三维查找表中将相应输出值重写为经历了转换到第一图像处理设备的色域的色域转换的值；以及搜索具有特性被设为与第一图像处理设备的输入和输出特性相反的输入和输出值的另一三维查找表并将相应输出值重写为通过该搜索找到的值。

一种根据本发明又一个实施例的图像处理设备包括图像处理单元，该图像处理单元执行针对用在图像处理设备中的图像信号的颜色转换，以用于执行利用另一图像处理设备作为目标设备的颜色再现的仿真。在三维查找表中，设置了包括颜色转换元素的输入和输出值。颜色转换元素是用于以下各种颜色转换的元素，这些颜色转换包括用于再现被设为目标设备的图像处理设备的输入和输出特性的颜色转换、作为被设为目标设备的图像处理设备的色域和图像处理设备的色域之间的色域转换的颜色转换以及作为与图像处理设备的输入和输出特性相对应的校正的颜色转换。

例如，该图像处理设备是在图像处理单元中对输入的图像信号应用颜色转换并执行显示处理的显示设备。

该图像处理设备是在图像处理中对输入的图像信号应用颜色转换并执行打印处理的打印设备。

另外，该图像处理设备是执行成像、在图像处理单元中对通过成像获得的图像信号应用颜色转换并执行记录处理或输出处理的成像设备。

根据本发明的实施例，颜色转换是利用三维查找表(针对用于仿真的颜色转换中的使用而生成的三维查找表)执行的。利用三维查找表集中地执行作为与第一图像处理设备(实际使用图像信号的使用中设备)的输入和输出特性相对应的校正(即，用于使用中设备的颜色失真校正)的颜色转换、作为第一和第二图像处理设备之间的色域转换的颜色转换以及作为与第二图像处理设备(目标设备)的输入和输出特性相对应的校正(即，用于再现目标设备的输入和输出特性的颜色失真校正)的颜色转换。

作为等同于根据本发明实施例的颜色转换设备、仿真方法和生成三维查找表的方法中的第一和第二图像处理设备的设备和等同于根据本发明实施例的图像处理设备的设备，可以想到的有执行图像显示的显示设备(显示器设备)、执行图像打印的打印设备、执行成像的成像设备等等。除此之外，可以想到各种其他设备。

根据本发明的实施例，图像处理设备可以利用一个三维查找表执行用于仿真的颜色转换处理，该仿真用于执行在另一图像处理设备中的颜色再现。

三维查找表被生成使得颜色转换的执行不仅考虑到了作为使用中设备的第一图像处理设备和作为目标设备的第二图像处理设备之间的色域转换，还考虑到了使用中设备中的输入和输出特性以及目标设备中的输入和输出特性。因而，结果是可以实现更加高度准确的具有高再现性的仿真。

附图说明

图1是用于说明根据本发明实施例的颜色转换设备和3DLUT生成设备的图；

图2A到2D是用于说明根据本实施例的用于仿真的3DLUT的图；

图3是根据本实施例的3DLUT生成设备的框图；

图4是根据本实施例用于生成用于仿真的3DLUT的处理的流程图；

图5是用于说明根据本实施例用于生成用于仿真的3DLUT的过程的图；

图6是用于说明根据本实施例用于生成用于仿真的3DLUT的过程的图；

图7是用于说明根据本实施例用于生成用于仿真的3DLUT的过程的图；

图8是根据本实施例用于生成LED校正3DLUT的处理的流程图；

图9是用于说明根据本实施例用于生成LED校正3DLUT的过程的图；

图10是用于说明根据本实施例用于生成LED校正3DLUT的过程的图；

图11是用于说明根据本实施例用于生成LED校正3DLUT的过程的图；

图12是用于说明根据本实施例用于生成LED校正3DLUT的过程的图；

图13是用于说明CRT监视器的输入和输出特性的图；

图14是用于说明LED液晶监视器的输入和输出特性的图；

图15是用于说明LED液晶监视器的输入和输出特性的图；

图16是用于说明LED液晶监视器的输入和输出特性的图；

图17A到17C是用于说明根据本实施例的颜色转换设备1的使用示例的图；

图18是根据本实施例的包括颜色转换功能的显示设备的框图；

图19是根据本实施例的包括颜色转换功能的打印设备的框图；

图20是根据本实施例的包括颜色转换功能的成像设备的框图；

图21是用于说明各种显示设备的色域的图；以及

图22是用于说明3DLUT的图。

具体实施方式

下文中将按下面的顺序说明与本发明的实施例有关的项目。

[1.颜色转换设备和3DLUT生成设备]

[2.用于生成用于仿真的3DLUT的校正3DLUT的生成]

[3.用于仿真的3DLUT的生成]

[4.颜色转换设备的使用示例]

[5.颜色转换设备被构建在显示设备中的示例]

[6.颜色转换设备被构建在打印设备中的示例]

[7.颜色转换设备被构建在成像设备中的示例]

[1.颜色转换设备和3DLUT生成设备]

作为本发明的实施例，首先将说明颜色转换设备和3DLUT生成设备。这里，将作为示例说明用于在LED液晶监视器上检查某一图像如何被再现在CRT监视器上的仿真处理。

在这种情况下，第一图像处理设备(使用中设备)是LED液晶监视器，第二图像处理设备(目标设备)是CRT监视器。

LED液晶监视器具有比CRT监视器更宽的色域。从而，当在LED液晶监视器上显示的同时创建的视频在CRT监视器上被再现为不同的颜色。在该示例中描述的仿真处理是用于在LED液晶监视器上检查颜色如何被再现在CRT监视器上的处理。然而，仅仅通过执行与LED液晶监视器和CRT监视器之间的色域差相对应的色域转换，不能执行忠实的仿真。这是因为LED液晶监视器和CRT监视器具有不同的输入和输出特性(颜色失真)。

该颜色失真是一种对于R、G和B基色信号中的每一种信号都不同的特性。因此，诸如LED液晶监视器之类的图像处理设备的颜色失真是三维表示的。

在该示例中，图1中所示的颜色转换设备1利用用于仿真的3DLUT 2执行用于仿真的颜色转换处理。由于除了具有用于色域转换的转换元素以外，用于仿真的3DLUT 2还具有用于校正使用中设备(LED液晶监视器)和目标设备(CRT监视器)中的每一个的输入和输出特性(颜色失真)的转换元件，因此实现了具有高可再现性的仿真。

在图1中，颜色转换设备1被构建在例如作为使用中设备的LED液晶监视器中，并对显示的图像信号应用用于仿真的颜色转换。或者，颜色转换设备1可以形成为外部设备并连接到使用中设备。

未经历用于仿真的颜色转换的图像信号(RGB信号)被输入到颜色转换设备1。

颜色转换设备1利用用于仿真的3DLUT 2对输入的图像信号应用R值、G值和B值的转换，并输出图像信号作为转换后的RGB信号。

例如，用于仿真的3DLUT 2是用于在LED液晶监视器上执行针对CRT监视器的仿真的3DLUT。在这种情况下，当从颜色转换设备1输出的转换后的RGB信号被输出并显示在LED液晶监视器上时，显示在LED液晶监视器上的图像是代表CRT监视器上的颜色再现状态的仿真图像。

用于仿真的3DLUT 2由图中所示的3DLUT生成设备30生成，并且装在颜色转换设备1中。

3DLUT生成设备30可以与颜色转换设备1集成地提供，或者可以提供为独立设备。3DLUT生成设备30也可以由例如通用计算机设备实现。

在任何情况下，由3DLUT生成设备30预先生成的用于仿真的3DLUT 2都被安装并存储在颜色转换设备1中。从而，颜色转换设备1可以执行用于仿真的颜色转换。

图2A到2D示出了在该示例中用于仿真的3DLUT 2是什么样的。如上所述，在该示例的仿真中，除了色域转换以外，还执行与使用中设备的输入和输出特性相对应的校正以及与目标设备的输入和输出特性相对应的校正。

该示例中的用于仿真的3DLUT 2在图2D中被示出。用于仿真的3DLUT具有针对作为输入的图像信号的RGB值(Ri，Gi，Bi)的三维轴。每根轴被划分为例如在针对Ri值、Gi值和Bi值的0.0到1.0范围内的N个系数点(3D骨架的晶格点)，以形成包括N×N×N个转换系数的表。例如，用于仿真的3DLUT 2是包括诸如9×9×9、17×17×17或32×32×32之类的数目的晶格点的三维转换表。晶格点的数目并不是特别受限的。可任意选择晶格点的数目，只要适当即可。

例如，如图22所示，当N是17而晶格点的数目是17×17×17时，在用于仿真的3DLUT 2中，有用黑圆圈标记的4913(17×17×17)个晶格点。要输出的Ro值、Go值和Bo值以及用于导出要输出的Ro值、Go值和Bo值的系数值被存储在相应的晶格点中。

换句话说，通过参考从针对输入的Ri值、Gi值和Bi值的三维轴得到的晶格点计算用于执行仿真显示的Ro值、Go值和Bo值。

在该示例中，RGB值被描述为3DLUT的轴或晶格点的输出值的示例。然而，3DLUT的轴或晶格点的输出值并不限于RGB值。可以使用其他色度系统的值，例如YCC(亮度和色差信号)的值、CMY(蓝绿色、红紫色和黄色)的值、L^*a^*b^*色度系统的值和CIE_LUV色度系统的值。

在该示例的情况下，用于仿真的3DLUT 2具有所有图2A、2B和2C中所示的作为目标设备特性3DLUT的元素、作为色域转换3DLUT的元素和作为使用中设备校正3DLUT的元素。

图2A中的目标设备特性3DLUT是用于根据输入的Ri值、Gi值和Bi值获得R’值、G’值和B’值的三维查找表，R’值、G’值和B’值是执行对目标设备的输入和输出特性的再现的校正所计算得到的输出。

图2B中的色域转换3DLUT是在考虑输入的R’值、G’值和B’值是目标设备(CRT监视器)的色域的情况下，用于获得R”值、G”值和B”值的三维查找表，R”值、G”值和B”值是通过将色域转换为使用中设备(LED液晶监视器)的色域而计算得到的。

图2C中的使用中设备校正3DLUT是用于根据输入的R”值、G”值和B”值获得Ro值、Go值和Bo值的三维查找表，Ro值、Go值和Bo值是执行与使用中设备的输入和输出特性相对应的校正而计算得到的输出。

图2A到2D只是概念图。然而，在该示例中，用于仿真的3DLUT 2被形成为具有所有的作为目标设备特性3DLUT的元素、作为色域转换3DLUT的元素和作为使用中设备校正3DLUT的元素的三维查找表。

因此，在用于仿真的3DLUT 2中，当输入的Ri值、Gi值和Bi值被转换为用于执行仿真显示的Ro值、Go值和Bo值时，获得作为执行了色域转换、目标设备的输入和输出特性的校正以及使用中设备的输入和输出特性的校正的结果的Ro值、Go值和Bo值。因此，实现了具有高可再现性的仿真。

采用用于仿真的3DLUT 2的转换处理的概念如下所述。

色域转换是将按照目标设备的色域的图像信号转换到使用中设备的色域。

例如，当CRT被假定是目标设备并且在作为使用中设备的LED液晶监视器上被仿真时，显示在CRT监视器上的图像信号的状态被再现在LED液晶监视器上。

因此，首先，假定“在图像信号被显示在CRT监视器上时的颜色再现是正确的”，则有必要明白图像信号是针对CRT监视器的图像信号。换句话说，有必要认为被输入到图1中的颜色转换设备1的转换前的RGB信号(即图2A到2D中所示的Ri值、Gi值和Bi值)是针对CRT监视器的图像信号。

图像信号实际具有何种色域并不重要。“在CRT监视器上看起来正常”的图像完全可以在LED液晶监视器上再现。即使图像信号的色域是LED液晶监视器的色域，在仿真中，图像信号也只需要被理解为具有CRT色域。

在这一前提下，在仿真中，“针对CRT监视器的图像信号”被显示在“LED液晶监视器”上。从而，在该示例中，采用用于仿真的3DLUT 2的色域转换是用于将“CRT色域”转换为“LED液晶监视器色域”的处理。更一般地，仿真中的色域转换是用于将“目标设备的色域”转换为“使用中设备的色域”的处理。

在这种情况下，与目标设备的输入和输出特性相对应的校正意思是添加CRT监视器的颜色失真分量，并且是用于再现CRT自身的输入和输出特性的转换处理。换句话说，考虑到CRT自身具有不同于其他显示设备的输入和输出特性这一事实，由于CRT自身的输入和输出特性而引起的颜色失真分量被给定作为仿真中的一个转换元素，以使得可以清楚地显示“在CRT监视器上看起来正常”的东西。

在这种情况下，与使用中设备的输入和输出特性相对应的校正是用于提供与LED液晶监视器的颜色失真分量相反的特性的校正。换句话说，校正是用于防止LED液晶监视器的输入和输出特性影响显示的处理。LED液晶监视器自身具有不同于其他显示设备的颜色失真作为输入和输出特性。因此，当使用LED液晶监视器时，自然地，LED液晶监视器上的显示颜色受到LED液晶监视器的输入和输出特性的影响。当在LED液晶监视器上再现另一目标设备上的显示状态时，这是阻碍准确再现的元素。换句话说，关于LED液晶监视器的特性的元素被包括在“在CRT监视器上看起来正常”的东西的显示中。

从而，在该示例中，执行用于提供与LED液晶监视器的输入和输出特性相反的特性的转换，以使得作为结果，可以认为LED液晶监视器是没有颜色失真的设备。这导致这样一种情形，其中“经历色域转换并且经历在考虑到目标设备的输入和输出特性的情况下的转换的图像信号被显示在没有颜色失真的显示设备上”。因此，可以实现极高准确度的仿真显示。

如上所述，在该示例中，用于仿真的3DLUT 2是用于执行包括三种转换元素的颜色转换的3DLUT，这三种转换元素即是色域转换、与目标设备的输入和输出特性相对应的校正以及与使用中设备的输入和输出特性相对应的校正。

在图1的颜色转换设备1中，由于布置了这种用于仿真的3DLUT 2，因此实现了高精度的仿真。

当然，为此，用于实现包括三种转换元素的颜色转换的用于仿真的3DLUT 2必须由3DLUT生成设备30预先生成。

3DLUT生成设备30的结构在图3中示出。

3DLUT生成设备30具有算术单元40和存储器单元50。算术单元40执行用于生成用于仿真的3DLUT 2的各种算术操作和存储器访问。存储器单元50存储用于生成用于仿真的3DLUT 2的各种数据。

在存储器单元50中，存储有各种数据库和数据，例如目标设备输入/输出特性数据库51、色域数据库52和使用中设备输入/输出特性数据53。

目标设备输入/输出特性数据库51存储被假定为目标设备的各种图像处理设备的输入和输出特性。当在该示例中生成以CRT作为目标设备的用于仿真的3DLUT 2时，有必要存储至少CRT的输入和输出特性的数据。输入和输出特性的数据只需要以3DLUT的形式存储。例如，后面将描述的CRT输入/输出特性LUT被存储为CRT的输入和输出特性的数据。

在色域数据库52中，存储有关于各种图像处理设备的色域的信息。在该示例的情况下，有必要存储至少LED液晶监视器的色域信息和CRT监视器的色域信息。

使用中设备输入/输出特性数据53存储使用中设备的输入和输出特性。在该示例的情况下，有必要存储LED液晶监视器的输入和输出特性的数据。具体而言，输入和输出特性的数据只需要以3DLUT的形式存储。后面将描述的LED液晶监视器的输入/输出特性LUT被存储。

然而，使用中设备输入/输出特性数据53被用于生成后面将描述的校正3DLUT。然而，还可以例如预先在外部的算术处理设备中生成校正3DLUT，并且校正3DLUT的数据被存储在存储器单元50中。

当3DLUT生成设备30是通用设备(其使用设备并不限于LED液晶监视器)时，目标设备输入/输出特性数据库51和使用中设备输入/输出特性数据53完全可以是集成的，并且各种图像处理设备的输入和输出特性以数据库的形式存储。换句话说，在生成用于目标仿真的3DLUT时，目标设备和使用中设备的输入和输出特性可以被读出。

CRT的输入/输出LUT和LED液晶监视器的输入/输出特性LUT只需要通过测量在相应颜色(RGB信号)被顺序地实际输入到相应的图像处理设备(显示设备)时的输出RGB值来生成。

在算术单元40中，可以想到色域转换单元41、LUT算术单元42、存储器控制单元43和存储器接口44被形成作为算术单元40的处理功能。

色域转换单元41执行用于色域转换的算术操作。当用于在LED液晶监视器上仿真CRT监视器上的显示状态的用于仿真的3DLUT 2被生成时，在色域转换单元41中，执行用于将CRT监视器色域转换为LED液晶监视器色域的算术操作。

LUT算术单元42执行LUT之间的算术处理。例如，LUT算术单元42执行用于用其他3DLUT的晶格点替换一个3DLUT的晶格点的值的处理。

存储器控制单元43经由存储器接口44访问存储器单元50，并且读出用于生成用于仿真的3DLUT 2所必需的信息。

[2.用于生成用于仿真的3DLUT的校正3DLUT的生成]

下文中将说明由3DLUT生成设备30执行的用于仿真的3DLUT 2的生成。

在用于生成用于仿真的3DLUT 2的处理中，使用预先生成的校正3DLUT。从而，首先，将描述校正3DLUT的生成。校正3DLUT是图2C中所示的使用中设备校正3DLUT。换句话说，校正3DLUT是用于执行与使用中设备的输入和输出特性相对应的校正的3DLUT。

在该示例的情况下，校正3DLUT是具有与LED液晶监视器的输入和输出特性相反的特性的3DLUT。下文中将参考图8到12说明作为具有与LED液晶监视器的输入和输出特性相反的特性的校正3DLUT的“LED校正3DLUT”的生成。

图8示出了由3DLUT生成设备30的算术单元40执行的LED校正3DLUT的生成过程。在该说明中，LED校正3DLUT是由3DLUT生成设备30的算术单元40生成的。然而，下面所描述的生成处理也可以由具有高算术能力的另一个算术设备执行，以使得3DLUT生成设备30存储LED校正3DLUT。

首先，在步骤F201中，算术单元40准备与LED液晶监视器的输入/输出特性LUT(LUT(A))具有相同轴的LUT(B)。

LED液晶监视器的输入/输出特性LUT(下文中称为LUT(A))和LUT(B)在图9中示出。作为LED液晶监视器的输入/输出特性LUT的LUT(A)被存储在如上所述的存储器单元50和使用中设备输入/输出特性数据53中。

该LUT(A)将R值、G值和B值的0.0到1.0的范围划分为R、G和B轴上的N个片段，并且具有N×N×N个晶格点。(3DLUT的轴和晶格点的输出值并不限于RGB值。也可以使用诸如XYZ、YCC、CMY、L^*a^*b^*和CIE_LUV之类的其他色度系统的值。)

与输入RGB值相对应的输出RGB值被存储在三维形成的相应晶格点中。在该LUT(A)中，输入RGB值和与输入RGB值相对应的相应晶格点的输出RGB值是与LED液晶监视器的输入和输出特性(颜色失真)相对应的值。

另一方面，LUT(B)被准备作为具有与LUT(A)相同的三维晶格结构的存储区域。

在下一步F202中，算术单元40对LUT(A)进行Lagrange插值以创建具有LUT(A)晶格点数的整数倍的晶格点的LUT(C)。LUT(C)在图10中示出。用于Lagrange插值的插值公式如下。

当给定n个点(x_i，y_i)(i＝0，1，...，n-1)时，唯一地决定满足y_i＝P(x_i)(i＝0，1，...，n-1)的(n-1)阶多项式，即，P(x_i)＝Cn-1xn-1+Cn-2xn-2+...+C1x+C0。任意两个x_i都是不相等的。

代表这一多项式的闭合公式是Lagrange插值公式，该公式表示如下。

$P\left(x\right)=\underset{i=0}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}\left(y_i\underset{j\≠i}{\mathrm{\Π}}\frac{x-x_i}{x_i-x_j}\right)$

在步骤F203中，算术单元42执行用于从LUT(B)的相应轴中找到与LUT(A)的相应晶格点的值最接近的晶格位置并在与晶格位置相对应的晶格点中替换LUT(A)的晶格位置(轴的值)的处理。

该处理的状态在图11中示出。图11的LUT(A)中由双圆圈标记的晶格点是这种晶格点的示例。由双圆圈标记的晶格点位于晶格位置(R11，G11，B11)。这一晶格点是根据R轴上的值R11、G轴上的值G11和B轴上的值B11导出的晶格点。换句话说，由双圆圈标记的晶格点是当输入RGB值是(R11，G11，B11)时被参考的晶格点。

假定(R1，G1，B1)被存储为由双圆圈标记的晶格点中的值。由于LUT(A)是LED液晶监视器的输入和输出特性的3DLUT，因此当RGB信号(R11，G11，B11)被提供给LED液晶监视器时，可以认为具有值(R1，G1，B1)的RGB输出在LED液晶监视器中被执行。

首先，对于存储在由双圆圈标记的晶格点中的值R1、G1和B1中的每一个，搜索LUT(B)的每根轴上的最接近的值。对于值R1，搜索最接近的值(R轴上的晶格位置)作为LUT(B)的R轴上的值。对于值G1，搜索最接近的值(G轴上的晶格位置)作为LUT(B)的G轴上的值。而且，对于值B1，搜索最接近的值(B轴上的晶格位置)作为LUT(B)的B轴上的值。

这里，一个晶格点是从所找到的LUT(B)的三根轴上的晶格位置导出的。假定这一晶格点是由黑圆圈标记的晶格点。

LUT(A)的由双圆圈标记的晶格点的晶格位置(R11，G11，B11)在值上被由黑圆圈标记的该晶格点替换。

对于LUT(A)的所有晶格点执行这种处理。

LUT(A)的晶格位置的值(例如，上述的(R11，G11，B11))是LED液晶监视器的输入RGB值。存储在每个晶格点中的值(例如，上述的(R1，G1，B1))是相对于输入RGB值实际显示输出的值。

在LUT(B)中，LUT(A)的晶格点的晶格位置在上述处理中被写入从与被存储的LUT(A)的晶格点的值接近的晶格位置导出的晶格点中，LUT(B)是具有与LED液晶监视器的输入和输出特性相反的特性的3DLUT。

然而，在该时刻，所有晶格点的值并不总是写入在LUT(B)中。由于是搜索由被认为是与存储在LUT(A)的每个晶格点中的值最接近的相应RGB晶格位置构成的晶格点，因此特性并不总是与LED液晶监视器的输入和输出特性精确相反。

在步骤F204中，算术单元42对LUT(B)应用四面体插值(tetrahedron interpolation)。在步骤F203中，算术单元42根据每个晶格点周围的晶格点的值执行针对该晶格点的值的插值，并执行其中值未被替换的晶格点中插值值的替换和晶格点中被替换的值的微调。以这种方式，算术单元42提高了作为具有相反特性的LUT的LUT(B)的精度。

最终，在步骤F205中，算术单元42从LUT(C)中找到最接近的值，并替换在LUT(B)的晶格点中其中值还未被替换的晶格点中的值。

该处理的状态在图12中示出。

在图12所示的LUT(B)中，黑圆圈指示其中值在直到步骤F204的处理中被替换的晶格点。白圆圈指示其中值还未被替换的晶格点。

其中晶格位置的值(相应RGB轴上的值)是(R2，G2，B2)的晶格点被说明作为由白圆圈标记的晶格点的示例。在该晶格位置的晶格点中还未存储值。

对于晶格位置(R2，G2，B2)，搜索LUT(C)中最接近的值(最接近颜色)。例如，当LUT(C)的晶格点的值(R3，G3，B3)是最接近的值时，值(R3，G3，B3)被替换为存储在LUT(B)的晶格位置(R2，G2，B2)的晶格点中的值。

这种处理被应用于其中值未被替换的由白圆圈标记的所有晶格点。

“最接近的值”只需要被选为使得ΔE^*或ΔE^*94的色差公式(这足由CIE(国际照明委员会)定义的色差公式)的值最小化的颜色。

$\mathrm{\Δ}{E}^{*}=\sqrt{{\left(\mathrm{\Δ}{L}^{*}\right)}^2+{\left(\mathrm{\Δ}{a}^{*}\right)}^2+{\left(\mathrm{\Δ}{b}^{*}\right)}^2}$

${\mathrm{\Δ}{E}^{*}}_{94}=\sqrt{{\left(\frac{\mathrm{\Δ}{L}^{*}}{k_L\·S_L}\right)}^2+{\left(\frac{{\mathrm{\Δ}{C}^{*}}_{\mathrm{ab}}}{k_C\·S_C}\right)}^2+{\left(\frac{{\mathrm{\Δ}{H}^{*}}_{\mathrm{ab}}}{k_H\·S_H}\right)}^2}$

S_L＝1

$S_C=1+0.045\×\sqrt{{C^{*}}_{\mathrm{ab},1}\·{C^{*}}_{\mathrm{ab},2}}$

$S_H=1+0.015\×\sqrt{{C^{*}}_{\mathrm{ab},1}\·{C^{*}}_{\mathrm{ab},2}}$

L^*a^*b^*色度系统是由CIE独立定义的与设备无关的色度系统。L^*值是亮度，并且所有色调被表示为a^*和b^*的组合。a^*值是红色到绿色的色度，b^*值是黄色到蓝色的色度。

在以上的公式2和3中，ΔL^*是L^*值的差，Δa^*是a^*值的差，Δb^*是b^*值的差。C^*和H^*是所谓的L^*C^*H色度系统的值。C^*是色度，H^*是色调。

C^*和H^*按如下方式计算。

$C^{*}=\sqrt{a^{*2}+b^{*2}}$

H^*＝arctan(b^*/a^*)

例如，当对于晶格点(R2，G2，B2)找到LUT(C)中的最接近的值(最接近颜色)时，(R2，G2，B2)被转换为L^*a^*b^*。

LUT(C)的所有晶格点的值都被转换为L^*a^*b^*。则，可以计算(R2，G2，B2)中的ΔL^*、Δa^*和Δb^*以及LUT(C)的相应晶格点的值。还可以根据ΔE^*或ΔE^*94的色差公式找到最接近的值。

可以根据下面的公式5从R、G和B的值中获得L^*值、a^*值和b^*值。

$\left[\begin{array}{c}X\\ Y\\ Z\end{array}\right]=\left[\begin{array}{c}{a}^{\′}{b}^{\′}{c}^{\′}\\ d^{\′}{e}^{\′}{f}^{\′}\\ g^{\′}{h}^{\′}{i}^{\′}\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}R\\ G\\ B\end{array}\right]$

L^*＝116(Y/Yn)^1/3-16

a^*＝500{(X/Xn)^1/3-(Y/Yn)^1/3}

b^*＝200{(Y/Yn)^1/3-(Z/Zn)^1/3}

这里，Xn、Yn和Zn是光源的三色值。例如，在标准发光体D₆₅的情况下，(Xn，Yn，Zn)＝(95.04，100.00，108.89)。

根据步骤F205中的处理，在由图12中的LUT(B)的白圆圈标记的晶格点中值被替换。因此，值被存储在LUT(B)的所有晶格点中。

在该时刻，LUT(B)被完成为LED校正3DLUT，其代表了与LED液晶监视器的输入和输出特性相反的特性(与图2C相对应)。

[3.用于仿真的3DLUT的生成]

下面将参考图4到7说明用于利用如上所述生成的LED校正3DLUT生成用于仿真的3DLUT的处理。

图4示出了由3DLUT生成设备30的算术单元40执行的用于仿真的3DLUT 2的生成过程。

首先，在步骤F101中，算术单元40获取CRT监视器的输入/输出特性LUT，并将该CRT监视器的输入/输出特性LUT设为LUT#1。如上所述，CRT监视器的输入/输出特性LUT是通过预先测量准备的，并且被存储在存储器单元50的目标设备输入/输出特性数据库51中。从而，步骤F101是用于读出CRT监视器的输入/输出特性LUT的处理。

如图5所示，该LUT#1以预定划分点划分R、G和B轴上的R值、G值和B值的从0.0到1.0的范围(例如，以相等间隔划分这一范围)，并且具有N×N×N个晶格点。(3DLUT的轴和晶格点的输出值并不限于RGB值。也可以使用诸如XYZ、YCC、CMY、L^*a^*b^*和CIE_LUV之类的其他色度系统的值。)

与输入RGB值相对应的输出RGB值被存储在三维形成的相应晶格点中。在该LUT#1中，输入RGB值和与输入RGB值相对应的相应晶格点的输出RGB值是与CRT监视器的输入和输出特性(颜色失真)相对应的值。

这一阶段的LUT#1等同于图2A中的3DLUT。

在步骤F102中，算术单元42将LUT#1的相应晶格点的值转换到LED液晶监视器的色域，并且在相应晶格点的值上覆写通过色域转换而获得的值。

该处理的状态在图6中示出。例如，值(Rc，Gc，Bc)被作为CRT色域的RGB值存储在LUT#1的某些晶格点中。

算术单元42对该值(Rc，Gc，Bc)进行色域转换以获得LED液晶监视器的色域中的RGB值(RL，GL，BL)。算术单元42在LUT#1的晶格点(存储有值(Rc，Gc，Bc)的晶格点)上覆写RGB值(RL，GL，BL)。

用于将CRT监视器的色域中的RGB值(Rc，Gc，Bc)转换为LED液晶监视器的色域中的RGB值(RL，GL，BL)的处理可以通过例如3×3矩阵算术处理执行。

首先，算术单元42根据下面的公式6将CRT监视器的色域中的RGB值(Rc，Gc，Bc)转换为XYZ值。

$\left[\begin{array}{c}X\\ Y\\ Z\end{array}\right]=\left[M\right]\left[\begin{array}{c}\mathrm{Rc}\\ \mathrm{Gc}\\ \mathrm{Bc}\end{array}\right]$

“M”是用于将CRT色域中的RGB值转换为XYZ值的3×3矩阵系数。

随后，算术单元42根据公式7将XYZ值转换到LED液晶监视器的色域。

$\left[\begin{array}{c}{R}_L\\ G_L\\ B_L\end{array}\right]=\left[M^{\′}\right]\left[\begin{array}{c}X\\ Y\\ Z\end{array}\right]$

“M’”是用于将XYZ值转换为LED液晶监视器的色域中的RGB值的3×3矩阵系数。

在该示例中，由于CRT监视器的窄色域被转换为LED液晶监视器的较宽色域，因此可以使用这种矩阵转换。然而，例如，当宽色域被转换为窄色域时，使用三维色域压缩处理是有效的。

当在步骤F102中色域转换被应用于相应晶格点的RGB值时，存储在LUT#1的所有晶格点中的值被转换为LED液晶监视器的色域中的RGB值。

在该时刻，LUT#1是包括用于色域转换的转换元素和用于再现CRT监视器的输入和输出特性的转换元素的3DLUT。换句话说，LUT#1是图2A和2B中所示的目标设备特性3DLUT和色域转换3DLUT的组合。

随后，算术单元42执行用于将由图8中的处理生成的LED校正3DLUT(LUT(B))的转换元素引入到该LUT#1中的处理，LED校正3DLUT即是等同于图2C中所示的使用中设备校正3DLUT的LED校正3DLUT。

因此，在步骤F103中，算术单元42执行用于从LED校正3DLUT(LUT(B))的相应轴中找到与LUT#1的相应晶格点最接近的晶格位置并在LUT#1的晶格点上覆写与晶格位置相对应的晶格点的值的处理。

该处理的状态在图7中示出。

如上所述，LED液晶监视器的色域中的值被存储在LUT#1的相应晶格点中。例如，存储在由LUT#1中的双圆圈标记的晶格点中的值是(RL，GL，BL)。

对于存储在由双圆圈标记的晶格点中的值RL、GL和BL中的每一个，搜索LUT(B)的每根轴上的最接近的值。对于值RL，搜索最接近的值(R轴上的晶格位置)作为LUT(B)的R轴上的值。对于值GL，搜索最接近的值(G轴上的晶格位置)作为LUT(B)的G轴上的值。而且，对于值BL，搜索最接近的值(B轴上的晶格位置)作为LUT(B)的B轴上的值。

这里，一个晶格点的晶格位置是根据找到的LUT(B)的三个晶格位置导出的。假定该晶格点是由图中的黑圆圈标记的晶格点。

存储在由黑圆圈标记的晶格点中的RGB值是(Rh，Gh，Bh)。该RGB值(Rh，Gh，Bh)被覆写在由LUT#1的双圆圈标记的晶格点上。

对于LUT#1的所有晶格点执行这种处理。

上述LUT(B)是具有与LED液晶监视器的输入和输出特性相反的特性的3DLUT。因此，通过执行该处理，用于校正LED液晶监视器的输入和输出特性的转换元素被添加到LUT#1。

在步骤F103中这种处理被应用于LUT#1的所有晶格点的值的时刻，该LUT#1被完成作为用于仿真的3DLUT 2。

该LUT#1(用于仿真的3DLUT 2)是包括用于色域转换的转换元素、用于再现CRT监视器的输入和输出特性的转换元素以及用于校正LED液晶监视器的输入和输出特性的转换元素的3DLUT。

当该用于仿真的3DLUT 2被安装在图1的颜色转换设备1中时，不仅执行针对CRT监视器的色域和LED液晶监视器的色域的色域转换，还执行考虑到作为使用中设备的LED液晶监视器的输入和输出特性以及作为目标设备的CRT监视器的输入和输出特性的颜色转换。因此，实现了具有高度精确的再现性的仿真。

当在用于仿真的3DLUT 2中执行使用中设备的输入和输出特性的校正以及与目标设备的输入和输出特性相对应的校正时，这意味着也根据R值、G值和B值三维地执行输入和输出特性的校正。

例如，还可以想到使用一维表来校正显示设备的输入和输出特性。然而，难以利用一维表执行足够的校正。下面将参考图13到16说明输入和输出特性的校正。

图13示出了CRT监视器的B值(蓝色)的输入和输出特性。

特性B1是当R值被固定为0.0、G值被固定为0.0、且B值被改变为0.0、0.1、...、和1.0时所获得的特性。

特性B2是当R值被固定为0.0、G值被固定为0.5、且B值被改变为0.0、0.1、...、和1.0时所获得的特性。

特性B3是当R值被固定为0.5、G值被固定为0.0、且B值被改变为0.0、0.1、...、和1.0时所获得的特性。

从图13中看出，在CRT监视器中，B值(蓝色)的输入和输出特性根据R值(红色)和G值(绿色)的混合状态改变。

图14示出了LED液晶监视器的B值(蓝色)的输入和输出特性。

特性B1是当R值被固定为0.0、G值被固定为0.0、且B值被改变为0.0、0.1、...、和1.0时所获得的特性。

特性B2是当R值被固定为0.0、G值被固定为0.5、且B值被改变为0.0、0.1、...、和1.0时所获得的特性。

特性B3是当R值被固定为0.5、G值被固定为0.0、且B值被改变为0.0、0.1、...、和1.0时所获得的特性。

从图14中看出，在LED液晶监视器中，与在CRT监视器中一样，B值(蓝色)的输入和输出特性根据R值(红色)和G值(绿色)的混合状态改变。

图15和16示出了三维显示的LED液晶监视器的输入和输出特性。在每幅图中，输入信号值和输出值(测量值)在L^*a^*b^*三维空间中绘出。小球指示输入信号值，大球指示输出值(测量值)。

图15示出了在a^*值和L^*值被设为轴的平面方向上的输入和输出特性。图15示出了在a^*值和b^*值被设为轴的平面方向上的输入和输出特性。图16是从上方看图15中的三维空间的图。

在图15和16中，当输入信号无失真地显示时，指示输入信号值的小球和指示输出值的大球彼此重叠。然而，当失真较大时，连接小球和大球的直线变长。

从这些图中看出，大部分信号具有失真，并且在各个方向上失真。

从图13、14、15和16中看出，显示设备的输入和输出特性(颜色失真特性)是对于R、G和B的基色信号中的每一种不同的特性，因此，显示设备的颜色失真是三维表示的。

因此，难以利用一维表校正输入和输出特性。换句话说，即使利用一维表(或一维校正操作等)校正显示设备的输入和输出特性从而执行颜色转换，校正也不会是适当的校正。

另一方面，在该实施例中，与目标设备和使用中设备中的每一个的输入和输出特性相对应的转换是利用三维表作为用于仿真的3DLUT 2来执行的。换句话说，由于用于与输入和输出特性相对应的校正的颜色转换是利用三维表执行的，因此可以实现适当的颜色转换，并实现更加高度精确的仿真显示。

对于颜色转换设备1，由于只需要存储一个用于仿真的3DLUT 2，因此用于保存转换表所必需的存储容量不会增大，并且颜色转换处理的处理负担也不会增大。

当参考图4和8说明的用于生成用于仿真的3DLUT 2的处理的程序被安装在诸如个人计算机之类的信息处理设备中时，可以实现生成用于仿真的3DLUT 2的3DLUT生成设备30。

颜色转换设备1是专用设备，其构建在使用中设备中，或者连接到诸如显示设备之类的图像处理设备，如上所述。此外，还可以通过将用于仿真的3DLUT 2和用于利用用于仿真的3DLUT 2执行转换处理的程序安装在例如通用计算机设备中来实现颜色转换设备1。

可以将用于生成用于仿真的3DLUT 2的程序和用于实现颜色转换设备1的程序预先记录在作为记录介质构建在个人计算机或视频编辑系统上的设备中的HD(硬盘)，具有CPU的微计算机中的ROM等等中。

或者，还可以将程序暂时地或永久地存储(记录)在可移动记录介质中，可移动记录介质例如是柔性盘、CD-ROM(致密盘只读存储器)、MO(磁光)盘、DVD(数字多功能盘)、半导体存储器和存储器卡。可以按所谓的打包软件的形式提供这种可移动记录介质。

可以将这些程序从可移动介质安装到个人计算机等中。还可以通过诸如LAN(局域网)和因特网之类的网络从下载站点下载这些程序。

[4.颜色转换设备的使用示例]

上述颜色转换设备1的使用示例在图17A到17C中示出。

在图17A中，颜色转换设备1被形成为例如独立设备，并且连接在图像源设备20和使用中设备21之间。

在该上下文中，图像源设备20只需要是输出图像信号的设备。例如，可以想到各种设备，例如计算机、视频编辑设备、视频播放器、诸如摄像机和数字照相机之类的成像设备、图像信号接收器(视频调谐器)、通信设备和网络终端设备。

使用中设备21是对提供自图像源设备20的图像信号执行预定的图像处理的设备。可以想到各种设备，例如执行图像显示处理的显示设备、执行图像打印处理的打印设备以及执行图像记录处理的记录设备(录像机)。作为一类记录设备，例如还可以想到将数字图像数据转换为胶片的录影机。

转换之前的RGB信号，即Ri值、Gi值和Bi值被输入到颜色转换设备1作为提供自图像源设备20的图像信号。颜色转换设备1利用用于仿真的3DLUT 2对Ri值、Gi值和Bi值应用包括三个转换元素(即，与目标设备的输入和输出特性相对应的校正、色域转换以及与使用中设备的输入和输出特性相对应的校正)的颜色转换，生成转换之后的RGB信号，即Ro值、Go值和Bo值，并将转换之后的RGB信号输出到使用中设备21。

结果，在使用中设备21中，实现了作为某一目标设备中的颜色再现的图像输出。例如，当使用中设备21是显示设备时，执行用于表示目标设备中的颜色再现的图像显示。当使用中设备21是打印设备时，执行用于表示目标设备中的颜色再现的图像打印。

在这种情况下，如果颜色转换设备1具有用于各种使用中设备21和目标设备的大量的用于仿真的3DLUT 2，则可以根据所连接的使用中设备21或所选择的目标设备实现仿真功能。换句话说，可以实现通用的颜色转换设备1。

或者，根据大量的使用中设备21和目标设备的组合存储大量的系数群组(通过上述的生成用于仿真的3DLUT 2的方法，对于每种组合预先生成并存储用于仿真的3DLUT 2的系数群组)，并且根据所连接的使用中设备21和所选择的目标设备的组合改变用于仿真的3DLUT 2的相应晶格点的系数值。这也可以实现通用的颜色转换设备1。

图17B示出了使用中设备21中构建有颜色转换设备1的功能的示例。与上述示例中一样，作为使用中设备21，可以想到显示设备、打印设备、记录设备等等。

在这种情况下，使用中设备21中的图像信号处理单元21a包括用于仿真的3DLUT 2。图像信号处理单元21a利用用于仿真的3DLUT 2执行颜色转换处理。这使得可以利用使用中设备21中的图像信号处理单元21a实现上述颜色转换设备1的功能。

因此，可以对提供自图像源设备20的Ri值、Gi值和Bi值应用包括三个转换元素(即，与目标设备的输入和输出特性相对应的校正、色域转换以及与使用中设备21自身的的输入和输出特性相对应的校正)的颜色转换，生成转换之后的RGB信号，即Ro值、Go值和Bo值，并利用该转换之后的RGB信号执行显示、打印、记录、外部输出等等。

在这种情况下，作为颜色转换处理的对象的使用中设备21被固定为一个设备。然而，为了选择各种设备作为目标设备，可以准备大量的用于仿真的3DLUT 2或者对于每个目标设备选择用于仿真的3DLUT 2的系数值。

图17C示出了使用中设备21中构建有图像源的功能和颜色转换设备1的功能的示例。

图像源单元21b表示用于获得图像信号的组件，例如成像单元或扫描仪单元。因此，在这种情况下，使用中设备21呈现为成像设备、扫描仪设备等等。作为一类扫描仪设备，例如可以想到将作为胶片的图像转换为数字图像信号的胶片扫描仪。

在这种情况下，与以上情况中一样，使用中设备21中的图像信号处理单元21a包括用于仿真的3DLUT 2。图像信号处理单元21a利用用于仿真的3DLUT 2执行颜色转换处理。这使得可以利用使用中设备21中的图像信号处理单元21a实现上述颜色转换设备1的功能。

在这种情况下，与以上情况中一样，作为颜色转换处理的对象的使用中设备21被固定为一个设备。然而，为了选择各种设备作为目标设备，可以准备大量的用于仿真的3DLUT 2，或者对于每个目标设备选择用于仿真的3DLUT 2的系数值。

[5.颜色转换设备被构建在显示设备中的示例]

作为颜色转换设备的功能被构建在使用中设备21中(如图17B所示)的示例，颜色转换设备1的功能被构建在显示设备140中的示例在图18中示出。

作为显示设备140，可以想到的有各种显示设备，例如CRT监视器设备、液晶监视器设备、投影仪设备和有机EL(电致发光)监视器设备。

显示设备140包括图像信号处理单元141、显示驱动单元142、显示单元143、控制单元144和存储器单元145。

图像信号处理单元141对提供自图像源设备20的图像信号应用用于显示的各种处理，并将图像信号提供给显示驱动单元142。显示驱动单元142根据图像信号驱动显示单元143的相应像素，并使得显示单元143执行图像显示。

控制单元144例如由微型计算机形成，并且控制相应单元的操作。存储器单元145包括ROM区域、RAM区域和非易失性存储器区域。存储器单元145存储操作程序、用于操作控制的系数、控制参数和控制单元144的程序，并且被用作控制单元144的工作区域。

图像信号处理单元141包括用于仿真的3DLUT 2。当图像信号处理单元141利用用于仿真的3DLUT 2执行颜色转换处理时，可以利用显示设备140中的图像信号处理单元141实现上述颜色转换设备1的功能。

因此，可以对提供自图像源设备20的Ri值、Gi值和Bi值应用包括三个转换元素(即，与目标设备的输入和输出特性相对应的校正、色域转换以及与作为使用中设备21的显示设备140的输入和输出特性相对应的校正)的颜色转换，生成转换之后的RGB信号，即Ro值、Go值和Bo值，并利用转换之后的RGB信号执行显示单元143上的显示。

换句话说，可以根据显示单元143上的显示实现某一目标设备中的颜色再现。例如，当目标设备是另一种显示设备时，可以在显示设备上执行颜色再现显示。当目标设备是某一成像设备时，可以将颜色再现显示实现为由成像设备拍摄的图像。当目标设备是打印设备时，可以将颜色再现显示实现为由打印设备打印的图像。

在这种情况下，作为颜色转换处理的对象的使用中设备21被固定为显示设备140。目标设备可以被固定为特定设备。然而，也可以选择各种设备作为目标设备。例如，当显示设备140(使用中设备21)是LED液晶监视器设备时，可以选择其他种类的显示设备(例如CRT监视器设备和投影仪设备)作为目标设备，或者选择各种打印设备和各种成像设备作为目标设备。

当可以选择目标设备时，对于各种目标设备和作为使用中设备21的显示设备140的每种组合，根据上述生成用于仿真的3DLUT的方法预先生成用于仿真的3DLUT 2的系数群组，并将其存储在存储器单元145中。根据目标设备的选择，控制单元144从存储器单元145中读出与目标设备相对应的系数群组，并在图像信号处理单元141中重写用于仿真的3DLUT2的相应晶格点的系数。

根据这种方法，可以选择多个目标设备之一并执行目标设备的仿真显示。换句话说，可以根据显示单元143上的显示选择性地实现各种目标设备中的颜色再现。

[6.颜色转换设备被构建在打印设备中的示例]

作为颜色转换设备1的功能被构建在使用中设备21中(如图17B所示)的示例，颜色转换设备1的功能被构建在打印设备150中的示例在图19中示出。作为打印设备150，可以想到的有各种彩色打印机，例如激光打印机设备、喷墨打印机设备和热打印机设备。

打印设备150包括图像信号处理单元151、打印驱动单元152、打印单元153、控制单元154和存储器单元155。

图像信号处理单元151对提供自图像源设备20的图像信号应用用于打印的各种处理，并将处理之后的图像信号提供给打印驱动单元152。打印驱动单元152根据图像信号驱动打印单元153的打印头机构，并使得打印单元153执行打印。

控制单元154例如由微型计算机形成，并且控制相应单元的操作。存储器单元155包括ROM区域、RAM区域和非易失性存储器区域。存储器单元155存储操作程序、用于操作控制的系数、控制参数和控制单元154的程序，并且被用作控制单元154的工作区域。

图像信号处理单元151包括用于仿真的3DLUT 2。当图像信号处理单元151利用用于仿真的3DLUT 2执行颜色转换处理时，可以利用打印设备150中的图像信号处理单元151实现上述颜色转换设备1的功能。

由于CMY信号经常被用在打印设备中，因此在图19所示的示例中，Ci值、Mi值和Yi值被从图像源设备20提供到打印设备150，作为CMY色度系统的输入信号。

图像信号处理单元151利用用于仿真的3DLUT 2对提供自图像源设备20的Ci值、Mi值和Yi值应用包括三个转换元素(即，与目标设备的输入和输出特性相对应的校正、色域转换以及与作为使用中设备21的打印设备150的输入和输出特性相对应的校正)的颜色转换以生成转换之后的CMY信号，即Co值、Mo值和Yo值。因此，可以利用该转换之后的CMY信号执行打印单元153中的打印。

换句话说，可以根据打印单元153中的打印实现某一目标设备中的颜色再现。例如，当目标设备是另一种打印设备时，可以在打印设备中执行颜色再现打印。当目标设备是某一成像设备时，可以将颜色再现打印实现为由成像设备拍摄的图像。另外，当目标设备是某一显示设备时，可以将颜色再现打印实现为显示在显示设备上的图像。

在这种情况下，作为颜色转换处理的对象的使用中设备21被固定为打印设备150。目标设备可以被固定为特定设备。然而，也可以选择各种设备作为目标设备。例如，当打印设备150(使用中设备21)是激光打印机时，可以选择其他种类的打印设备(例如热打印机和喷墨打印机)作为目标设备，或者选择各种显示设备和各种成像设备作为目标设备。因此，对于各种目标设备和作为使用中设备21的打印设备150的每种组合，根据上述生成用于仿真的3DLUT的方法预先生成用于仿真的3DLUT 2的系数群组，并将其存储在存储器单元155中。根据目标设备的选择，控制单元154从存储器单元155中读出与目标设备相对应的系数群组，并在图像信号处理单元151中重写用于仿真的3DLUT 2的相应晶格点的系数。

根据这种方法，可以选择多个目标设备之一并执行目标设备的仿真打印。

用于仿真的3DLUT的轴和晶格点的输出值并不限于CMY值。也可以使用诸如XYZ、YCC、CMY、L^*a^*b^*和CIE_LUV之类的其他色度系统的值。

[7.颜色转换设备被构建在成像设备中的示例]

作为图像源单元21b和颜色转换设备1的功能被构建在使用中设备21中(如图17C所示)的示例，颜色转换设备1的功能被构建造成像设备160中的结构示例在图20中示出。成像设备160是摄像机或数字照相机。

成像设备160包括成像光学系统161、成像元件单元162、预处理单元163、图像信号处理单元164、记录单元165、控制单元166、定时发生器167、光学组件驱动单元168、存储器单元169、显示单元170和输出单元171。

成像光学系统161包括诸如聚焦透镜、变焦透镜等的透镜系统的光学组件、去除不必要的波长的滤光器和停止器。从物体入射在成像光学系统161上的光经由成像光学系统161中的相应光学组件被引导到成像元件单元162。

成像元件单元162由诸如CCD传感器阵列或CMOS传感器阵列之类的固态成像元件单元构成。在图20所示的示例中，成像元件单元162包括与相应颜色R、G和B相对应的CCD传感器162R、162G和162B以及将相应颜色的光引导到相应的CCD传感器162R、162G和162B的棱镜162P。

成像元件单元162在CCD传感器162R、162G和162B中对经由成像光学系统161引导的光进行光电转换，并输出所拍摄的图像信号(R信号、G信号和B信号)。

预处理单元163是所谓的模拟前端。预处理单元163对从成像元件单元162输出的被拍摄图像信号应用CDS(相关双采样)处理、通过可编程增益放大器进行的增益处理和A/D转换处理。预处理单元163将经历这些种类的处理的被拍摄的图像信号提供给图像信号处理单元164。

图像信号处理单元164对输入的被拍摄的图像信号应用亮度处理、颜色处理、伽马校正处理、白平衡处理等等。

记录单元165对来自图像信号处理单元164的图像信号应用与记录介质相对应的压缩编码和记录格式处理，并且在记录介质中记录图像信号。作为记录介质，例如可以想到HD(硬盘)、存储器卡、磁带和光盘。

显示单元170显示来自图像信号处理单元164的图像信号。显示单元170例如在成像待命状态中执行预览显示，并且在成像期间执行监视器显示。显示单元170还可以显示由记录单元164再现的图像。

从图像信号处理单元164输出的被拍摄的图像信号可以被从输出单元171输出到外部设备。

控制单元166例如由微型计算机形成，并且控制相应单元的操作。存储器单元169包括ROM区域、RAM区域和非易失性存储器区域。存储器单元169存储操作程序、用于操作控制的系数、控制参数和控制单元164的程序，并且被用作控制单元164的工作区域。

定时发生器167生成成像元件单元162所必需的操作脉冲。定时发生器167生成各种脉冲，例如用于垂直传输的四相脉冲、场平移脉冲、用于水平传输的两相脉冲和快门脉冲，并将这些脉冲提供给成像元件单元162。

光学组件驱动单元168执行成像光学系统161中的光学组件的驱动。光学组件驱动单元168例如执行聚焦透镜和变焦透镜的驱动以及停止机构的驱动。

在成像设备160中，用于仿真的3DLUT 2被提供在图像信号处理单元164中。当图像信号处理单元164利用用于仿真的3DLUT 2执行颜色转换处理时，可以在成像设备160中实现上述颜色转换设备1的功能。

因此，可以对提供自图像源单元21b(在这种情况下是成像光学系统161、成像元件单元162和预处理单元163)的Ri值、Gi值和Bi值应用包括三个转换元素(即，与目标设备的输入和输出特性相对应的校正、色域转换以及与作为使用中设备21的成像设备160的输入和输出特性相对应的校正)的颜色转换，生成转换之后的RGB信号，即Ro值、Go值和Bo值，并记录、显示和输出该转换之后的RGB信号。

在这种情况下，作为使用中设备21的成像设备160的输入和输出特性只需要被视为主要是光学元件和成像元件(成像光学系统161和成像元件单元162)的特性。

当在图像信号处理单元164中利用用于仿真的3DLUT 2执行颜色转换时，可以在某一目标设备中获得作为颜色再现的被拍摄的图像信号。

例如，当目标设备是另一种成像设备时，可以获得由成像设备拍摄的具有颜色再现性的被拍摄图像信号。具体而言，根据制造商或型号的差别，照相机设备具有不同的颜色再现性。在大多数情况下，颜色再现性根据光学元件或成像元件的不同是不同的。因此，当另一种照相机设备被设为目标设备时，可以获得具有另一种照相机的颜色再现性的被拍摄图像信号。

作为颜色转换处理的对象的使用中设备21被固定为打印设备160。然而，也可以选择各种设备作为目标设备。例如，对于各种目标设备和作为使用中设备21的成像设备160的每种组合，根据上述生成用于仿真的3DLUT的方法预先生成用于仿真的3DLUT 2的系数群组，并将其存储在存储器单元169中。根据目标设备的选择，控制单元166从存储器单元169中读出与目标设备相对应的系数群组，并在图像信号处理单元164中重写用于仿真的3DLUT 2的相应晶格点的系数。

假定成像设备160是用于视频内容制作的成像设备，例如商用的摄像机，如果颜色转换设备1的功能被实现在成像设备160中，则获得下面描述的优点。

例如，在装有成像光学系统161和成像元件单元162的高性能摄像机中，如果可以在仿真模式中将过去的摄像机设为目标设备，则可以获得与过去的摄影机所拍摄的图像信号相同的颜色再现的被拍摄图像信号。因此，在利用被拍摄图像信号执行的后期制作(例如编辑)中，可以使用与过去的摄像机的色域相对应的工作流程。该工作流程还适合于通过编辑与过去的摄像机所拍摄的视频材料相匹配。

可以顺利地执行向使用新色域的工作流程的转换。

例如，如果对与最终显示视频的设备的色域相同的色域进行仿真，则可以获得当视频被最终显示在设备上时能够再现忠实的颜色的被拍摄的图像信号。这使得可以实现用于利用摄像机创建完整打包的工作流程。

本领域技术人员应当理解，取决于设计需求和其他因素可以有各种修改、组合、子组合和变更，只要这些修改、组合、子组合和变更在所附权利要求或其等同物的范围内即可。

本发明包含与分别于2006年8月31日和2007年5月29日向日本专利局提交的日本专利申请JP 2006-236047和JP 2007-141944有关的主题，这两个申请的全部内容通过引用结合于此。

Claims (8)

1.一种利用查找表执行颜色转换处理的图像处理设备，包括：

获取装置，用于获取仿真查找表以从使用中设备向目标设备应用色域仿真，所述仿真查找表是利用使用中设备校正查找表和目标设备查找表生成的，所述使用中设备校正查找表用于执行与所述使用中设备的输入和输出特性相对应的校正，所述目标设备查找表用于执行与所述目标设备的输入和输出特性相对应的校正；

转换装置，用于在利用由所述查找表获取装置获取的所述仿真查找表执行仿真时执行色域转换；以及

生成装置，用于利用所述使用中设备校正查找表和所述目标设备查找表来生成所述仿真查找表，

其中所述生成装置包括：

第一查找表算术装置，用于对于形成所述目标设备查找表的每个晶格点，将所述晶格点的值更新为通过将所述晶格点的值转换色域到所述使用中设备的色域而获得的值；以及

第二查找表算术装置，用于将由所述第一查找表算术装置更新的形成所述目标设备查找表的晶格点的值更新为形成所述使用中设备校正查找表的晶格点的值。

2.如权利要求1所述的图像处理设备，其中所述第二查找表算术装置从所述使用中设备查找表中找到与由所述第一查找表算术装置更新的形成所述目标设备查找表的晶格点的值最接近的晶格点，并将所找到的晶格点的值覆写在由所述第一查找表算术装置更新的形成所述目标设备查找表的晶格点的值上。

3.如权利要求1所述的图像处理设备，还包括用于存储所述仿真查找表的存储装置，其中

所述获取装置从所述存储装置获取所述仿真查找表。

4.如权利要求1所述的图像处理设备，其中所述查找表是三维查找表。

5.如权利要求1所述的图像处理设备，其中所述使用中设备和所述目标设备是对图像信号应用颜色转换处理和显示处理的显示设备。

6.如权利要求1所述的图像处理设备，其中所述使用中设备和所述目标设备是对图像信号应用颜色转换处理和打印处理的打印设备。

7.如权利要求1所述的图像处理设备，其中所述使用中设备和所述目标设备是对通过成像处理获得的图像信号应用记录处理或输出处理的成像设备。

8.一种利用查找表执行颜色转换处理的图像处理方法，包括以下步骤：

获取仿真查找表以从使用中设备向目标设备应用色域仿真，所述仿真查找表是利用使用中设备校正查找表和目标设备查找表生成的，所述使用中设备校正查找表用于执行与所述使用中设备的输入和输出特性相对应的校正，所述目标设备查找表用于执行与所述目标设备的输入和输出特性相对应的校正；

在利用在所述查找表获取步骤中获取的所述仿真查找表执行仿真时执行色域转换；

利用所述使用中设备校正查找表和所述目标设备查找表来生成所述仿真查找表，

其中生成步骤包括：

第一查找表算术步骤，用于对于形成所述目标设备查找表的每个晶格点，将所述晶格点的值更新为通过将所述晶格点的值转换色域到所述使用中设备的色域而获得的值；以及

第二查找表算术步骤，用于将由所述第一查找表算术步骤更新的形成所述目标设备查找表的晶格点的值更新为形成所述使用中设备校正查找表的晶格点的值。

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