JP2003304554A - 色帯域の効率的な格納及びそれを用いた色信号処理装置及び方法 - Google Patents
色帯域の効率的な格納及びそれを用いた色信号処理装置及び方法Info
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Abstract
処理した結果が、表現できる色帯域内で行われるように
色帯域情報を効率的に格納し、それを利用できる色信号
の処理装置及び方法を提供する。 【解決手段】 色信号処理で用いられる色帯域を効率的
に格納し、それを利用する色信号の処理装置は、入力さ
れたRGB色信号の明度、彩度、及び色相を算出する算
出部(41)と、所定レベルに分類した色相に応じて明
度及び彩度で構成された所定の座標値を格納する座標値
格納部(43)と、入力されたRGB色信号を表示する
ディスプレーの色帯域を決める色帯域決定部(45)
と、決められた色帯域内で入力されたRGB色信号をデ
ジタル信号処理する信号処理部(47)と、を備える。
色信号の処理に用いられる色帯域を効率的に格納し、そ
れを利用できるようになる。
Description
力される色信号を処理する装置及び方法に関し、より詳
しくは、色信号の処理に必要な色帯域を効率的に格納
し、それを利用できる色信号の処理装置及び方法に関す
るものである。
とによって物体が表す色を物体色という。物体色を大き
く分けると、白色、グレー色、黒色のような無彩色と、
赤色、青色などのような有彩色とに分けることができ
る。
色はその中間の明るさを有するように、明るさの度合
い、即ち光が物体から反射して感じられる強度を数量化
して示すものを明度という。一方、レモンの黄色は明る
くブドウの紫色は暗いというように有彩色にも明度があ
る。
うに、様々な波長の光が物体に照らされることによって
人間が感じるカラーに対する感覚を色相という。例え
ば、430nmから480nmまでの間の波長は青色の
感じが強い。また、黄色は、570nmから600nm
までの間の範囲にかけて感じられ、610nm以上の波
長は赤色として分類される。黒色、グレー色、及び白
色、即ち無彩色は、色は有するものの色相はない。
希釈できない色の度合いを彩度という。彩度は一般に色
がどれほど純粋なのかということを意味する。彩度が低
い色は褪せているように見え、彩度が高い色はその色が
鮮やかに見える。有彩色は上記3つの属性全てを有して
いるが、無彩色は明度のみを有しており、他の2つの要
素は持っていない色である。このように色相、明度、彩
度を色の3つの属性という。
表す方法をカラー空間(またはカラー模型)という。互
いに異なる映像処理システムでは、それぞれの理由で互
いに異なるカラー模型を使用する。例えば、カラーで表
されている絵を出版する企業はCMYカラー空間を使用
する。カラーCRT(Cathode Ray Tube)モニタとコン
ピュータグラフィックスシステムらはRGBカラー空間
を使用する。色相、彩度、明度をそれぞれ取り扱うべき
システムらはHSIカラー空間を使用する。また、JF
IFフォーマット(JPEG File Interchange Format)な
どではYCbCrカラー空間方式が用いられる。
できる三原色である赤、緑、及び青で構成される。これ
らカラーの分光要素が付加的に複合してその結果カラー
を作り出す。図1に示すように、RGBカラー空間で
は、各軸の端部が赤、緑、青である3次元の立方体とし
て表される。ここで黒色は原点である。白色は、立方体
で黒色の反対側の端部である。明暗度は黒色から白色へ
繋がる線に沿って表される。カラーチャネル当たり8ビ
ットを有する24ビットカラーグラフィックスシステム
で、赤色は(255,0,0)である。カラー立方体上
では(1,0,0)である。
ら光度を分離するもう1つのカラー空間である。ここ
で、光度はYとして記号化され、青色情報及び赤色情報
はCbCrとして記号化される。Yは明るさ情報を表
し、Cb及びCrはカラースケールを表す。RGBから
YCbCrに変換する方法は数式1の通りである。
法は数式2の通りである。
ー空間で表される色相の色帯域をYCbCrカラー空間
で表すと図2の通りである。
(International Radio Consuitive Committee)の勧告
案601−1であり、JPEG(Joint Photographic E
xpertGroup)圧縮に用いられる典型的な方法である。数
式1及び数式2の他にもYCbCrとRGBとを互いに
変換する方法は様々である。
RGB色信号をYCbCr色信号に変換して表す。ま
た、YCbCrで表された色信号はデジタル信号処理が
行われた後、再びRGB色信号に変換されディスプレー
上に表される。
信号に変換してデジタル信号を処理する過程において、
RGBカラー空間では表せない色相に色を変える場合が
生じ得る。この場合、処理された色信号は、ディスプレ
ー上で表すことのできる色帯域を脱する可能性があると
いう問題がある。
問題点に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、
色信号に対しデジタル信号処理を行う過程での処理結果
が、表現できる色帯域内で行われるように色帯域情報を
効率的に格納し、それを活用できる色信号の処理装置及
び方法を提供することである。
本発明に係る色信号の処理装置は、入力されたRGB色
信号の明度、彩度、及び色相を算出する算出部と;所定
のレベルに分類した色相に応じ、明度及び彩度で構成さ
れた所定の座標値を格納する座標値格納部と;前記入力
されたRGB色信号を表示するディスプレーの色帯域を
決める色帯域決定部と;前記決められた色帯域内で前記
入力されたRGB色信号をデジタル信号処理する信号処
理部と;を含み、前記色帯域決定部は、前記座標値格納
部から算出された前記色相に対応する座標値を引き出
し、前記算出された明度及び彩度、及び前記引き出され
た座標値に基づいて前記ディスプレーの表示可能な明度
及び彩度の範囲を決めることを特徴とする。ここで、前
記信号処理部では、前記入力されたRGB色信号が前記
色帯域決定部によって決められた前記色帯域内に存在す
る場合、前記入力されたRGB色信号をデジタル信号処
理する。
彩度及び前記色相を算出する。
Crは赤色を表すカラースケール、Hは色相を表す。
格納部から引き出された座標値と明度値の変位を表す明
度軸とによって形成された三角形に対し、次式によって
彩度の最大値を決める。
力されたRGB色信号の明度、Cposは前記座標値中
の彩度値、そしてCmaxは前記入力されたRGB色信
号の明度及び色相を維持しつつ高められる彩度の最大値
である。
格納部から引き出された座標値と明度値の変位を表す明
度軸とによって形成された三角形に対し、次式によって
明度の範囲を決定する。
力されたRGB色信号の明度、Cは前記RGB色信号の
彩度、Yminは前記入力されたRGB色信号の色相及
び彩度を維持しつつ低められる明度の最小値、そしてY
maxは前記入力されたRGB色信号の色相及び彩度を
維持しつつ高められる明度の最大値である。
色処理装置は、入力される色信号の明度、彩度、及び色
相を算出する算出部と;所定のレベルに分類した前記色
相に応じ、明度値の変位を表す明度軸とそれに対応する
前記明度及び前記色相を維持しつつ高められる彩度の最
大値とによって形成された三角形の頂点座標を格納する
座標値格納部と;を含む。
は、入力されるRGB色信号を表示できるディスプレー
の色帯域を正しく選定することにより、デジタル信号処
理過程で色帯域の情報を利用できるのみならず、処理の
結果が表現可能な色帯域を脱することを防ぐことができ
る。また、色帯域の情報を効率的に格納することができ
る。
ると、入力されたRGB色信号に対応する明度、彩度、
及び色相を算出する段階と;座標値格納部から所定のレ
ベルに分類した色相に応じ、明度及び彩度で構成された
所定の座標値を引き出す段階と;前記入力されたRGB
色信号を表示するディスプレーの色帯域を決める段階
と;を備えた色信号の処理方法が提供される。ここで、
前記引き出す段階では、前記座標値格納部から算出され
た前記色相に対応する座標値を引き出し、前記決める段
階では、前記算出された明度及び彩度、及び前記引き出
された座標値に基づいて前記ディスプレーに表示可能な
明度及び彩度の範囲を決める。
色処理方法では、入力される色信号の明度、彩度、及び
色相を算出する段階と、算出され所定のレベルに分類さ
れた前記色相に応じ、明度値の変位を表す明度軸とそれ
に対応して前記明度及び前記色相を維持しつつ高められ
る彩度の最大値とによって形成された三角形の頂点の座
標を格納する段階と、を含む。
本発明にかかる色帯域の効率的な格納とそれを用いた色
信号の処理装置及び方法の好適な実施の形態について詳
細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質
的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一
の符号を付することにより重複説明を省略する。
した図である。ここでは、YCbCrカラー空間で表さ
れた色帯域をY=0であるCbCrカラー空間に示した
のである。CbCrカラー空間を極座標形式で表すと、
数式3のように表される。
Hカラー空間という。YCbCrカラー空間における色
帯域をYCHカラー空間に変換して表すことができる。
できる色帯域内に含まれるY及びC値を示している。こ
れを更に任意の色相値Hに応じて示すと図7の通りであ
る。
ると、色帯域内に含まれるY及びC値は1つの三角形の
内部に存在する。よって、与えられたH値に対する色帯
域は、三角形の各頂点値を用いて計算することができ
る。
全体色帯域を格納する代わりに、三角形の3頂点のみを
格納すればいい。また、三角形の2つの頂点である(Y
=0,Cmax=0)と(Y=255,Cmax=0)
は共通するので、残りの1つの頂点のみを格納すればい
い。この頂点を(Y=Ypos,C=Cpos)と表す
と、それぞれのH値に応じた頂点である(Ypos
(H),Cpos(H))のみを格納すれば、それを用
いて色帯域に関する情報を得ることができる。
概略的に示すブロック図である。同図に示すように、色
信号の処理装置は、算出部41、座標値格納部43、色
帯域決定部45、及び信号処理部47を備える。
に対応する明度、彩度、及び色相を算出する。ここで、
入力されたRGB色信号に対応する明度Yは、数式1に
表すように、Y=0.29900R+0.58700G+0.11400Bの式に
よって算出することができる。また、彩度C及び色相H
は、数式1によって算出された青色情報Cb及び赤色情
報Crに基づいて数式3によって算出することができ
る。
類されたそれぞれの色相について明度及び彩度で構成さ
れた所定の座標値を格納する。つまり、上記の(Ypo
s(H),Cpos(H))値などがこれに当たる。
を表すディスプレーの色帯域を決定する。このとき、色
帯域決定部45では、座標値格納部43から算出部41
によって算出された色相に対応する座標値を引き出し、
引き出された座標値及び算出部41によって算出された
明度及び彩度に基づいてディスプレー(図示せず)に表
示できる明度及び彩度の範囲を決める。
よって決められた色帯域内で入力された色信号をデジタ
ル信号処理し、デジタル信号処理した色信号をRGB色
信号に変換してディスプレーに出力する。
すフローチャートである。同図に示すように、算出部4
1では、上述した数式1及び数式3を用いて入力された
RGB色信号の明度、彩度、及び色相を算出する(S5
01)。算出したRGB色信号の明度、彩度、及び色相
は色帯域決定部45に転送される。
から算出部41によって算出された色相に対応する座標
値を引き出す(S503)。ここで、座標値格納部43
では、所定間隔の角度に応じて分類された色相別に明度
及び彩度で構成された座標値を格納する。座標値格納部
43に格納されたそれぞれの座標値は、明度の変位を示
す明度軸と共に1つの三角形を成し、図6は、形成され
たそれぞれの三角形を示す図である。
であり、図6では簡略に説明するためにそれぞれの色相
に対応する座標値が1つであるとして示したが、それに
限定されず、座標値格納部43にはそれぞれの色相に対
応する複数の座標値が格納される。
値と明度軸とが形成する三角形(図7)に基づいてディ
スプレーの色帯域を決める(S505)。
と明度軸とが形成する三角形に基づいてディスプレーの
色帯域を決める方法を示している。同図に示すように、
座標値格納部43から引き出された座標値と明度軸とが
形成する三角形に対し、彩度の範囲は次式のようであ
る。
れた上記RGB色信号の明度、Cposは上記座標値中
の彩度値、そしてCmaxは入力された上記RGB色信
号の明度及び色相を維持しつつ高められる彩度の最大値
である。このとき、本実施の形態において彩度の最小値
は0から始まるので彩度の最大値のみを決定すればよ
い。
座標値と明度軸とが形成する三角形に対し、明度の範囲
は次式のようである。
れた上記RGB色信号の明度、Cは上記RGB色信号の
彩度、Yminは入力された上記RGB色信号の色相及
び彩度を維持しつつ低められる明度の最小値、そしてY
maxは入力された上記RGB色信号の色相及び彩度を
維持しつつ高められる明度の最大値である。
色信号に対する明度及び彩度の座標が、決められた色帯
域の範囲内に存在するか否かを判断する(S507)。
入力されたRGB色信号に対する明度及び彩度の座標が
決められた色帯域の範囲内に存在しない場合、色帯域決
定部45では、座標値格納部43から新たな座標値を引
き出し、上記の過程を繰り返す。
彩度の座標が決められた色帯域の範囲内に存在する場
合、色帯域決定部45では、決められたディスプレーの
色帯域を信号処理部47に転送する。信号処理部47で
は、色帯域決定部45から受信した色帯域に応じて入力
されたRGB色信号をデジタル信号処理する(S50
9)。
レーの色帯域を決めるために所定の座標値のみを格納す
ればいいので、メモリ容量を減らすことができる。
ついて説明したが、本発明はかかる例に限定されない。
当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思
想の範疇内において各種の変更例又は修正例に想到し得
ることは明らかであり、それらについても当然に本発明
の技術的思想に属するものと了解される。
と、色帯域を格納するのに必要なメモリの格納容量を減
らすことができ、色信号の処理過程において色帯域に関
する情報を利用することができる。また、色帯域に関す
る情報は、色信号処理の結果を表せる色帯域の範囲を脱
することを防ぐのに利用できる。
CbCrカラー空間で示した図である。
る。
ブロック図である。
ートである。
法を示す図である。
である。
である。
示す図である。
B色信号の明度、彩度、及び色相を算出 S503 算出された色相に対応する座標値の引出
し S505 ディスプレーの色帯域の決定 S509 RGB色信号をデジタル信号処理
Claims (12)
- 【請求項1】 入力されたRGB色信号の明度、彩度、
及び色相を算出する算出部と;所定のレベルに分類した
色相に応じ、明度及び彩度で構成された所定の座標値を
格納する座標値格納部と;前記入力されたRGB色信号
を表示するディスプレーの色帯域を決める色帯域決定部
と;前記決められた色帯域内で前記入力されたRGB色
信号をデジタル信号処理する信号処理部と;を含み、前
記色帯域決定部は、前記座標値格納部から算出された前
記色相に対応する座標値を引き出し、算出された前記明
度及び前記彩度、及び引き出された前記座標値に基づい
て前記ディスプレーの表示可能な明度及び彩度の範囲を
決めることを特徴とする色信号の処理装置。 - 【請求項2】 前記信号処理部では、前記入力されたR
GB色信号が前記色帯域決定部によって決められた前記
色帯域内に存在する場合、前記入力されたRGB色信号
をデジタル信号処理することを特徴とする請求項1に記
載の色信号の処理装置。 - 【請求項3】 前記算出部では、次式によって前記彩度
及び前記色相を算出することを特徴とする請求項2に記
載の色信号の処理装置: 【数1】 ここで、Cは彩度、Cbは青色を表すカラースケール、
Crは赤色を表すカラースケール、Hは色相を表す。 - 【請求項4】 前記色帯域決定部では、前記座標値格納
部から引き出された座標値と明度値の変位を表す明度軸
とによって形成された三角形に対し、次式によって彩度
の最大値を決めることを特徴とする請求項3に記載の色
信号の処理装置: 【数2】 ここで、Yposは前記座標値中の明度値、Yは前記入
力されたRGB色信号の明度、Cposは前記座標値中
の彩度値、そしてCmaxは前記入力されたRGB色信
号の明度及び色相を維持しつつ高められる彩度の最大値
である。 - 【請求項5】 前記色帯域決定部では、前記座標値格納
部から引き出された座標値と明度値の変位を表す明度軸
とによって形成された三角形に対し、次式によって明度
の範囲を決定することを特徴とする請求項3に記載の色
信号の処理装置: 【数3】 ここで、Yposは前記座標値中の明度値、Yは前記入
力されたRGB色信号の明度、Cは前記RGB色信号の
彩度、Yminは前記入力されたRGB色信号の色相及
び彩度を維持しつつ低められる明度の最小値、そしてY
maxは前記入力されたRGB色信号の色相及び彩度を
維持しつつ高められる明度の最大値である。 - 【請求項6】 入力される色信号の明度、彩度、及び色
相を算出する算出部と;所定のレベルに分類した前記色
相に応じ、明度値の変位を表す明度軸とそれに対応する
前記明度及び前記色相を維持しつつ高められる彩度の最
大値とによって形成された三角形の頂点座標を格納する
座標値格納部と;を含むことを特徴とする色信号の処理
装置。 - 【請求項7】 入力されたRGB色信号の明度、彩度、
及び色相を算出する段階と;前記算出した色相に対応す
る座標値を座標値格納部から引き出す段階と;前記引き
出された座標値及び前記算出された明度及び彩度に基づ
き、前記入力されたRGB色信号を表示するディスプレ
ーに表示可能な色帯域を決める段階と;前記決められた
色帯域内で入力された前記RGB色信号をデジタル信号
処理する段階と;を含み、 前記座標値格納部では、所定のレベルに分類した色相に
応じ、明度及び彩度で構成された所定の座標値を格納す
ることを特徴とする色信号の処理方法。 - 【請求項8】 前記信号処理段階では、前記入力された
RGB色信号が前記色帯域決定部によって決められた前
記色帯域内に存在する場合、前記入力されたRGB色信
号をデジタル信号処理することを特徴とする請求項7に
記載の色信号の処理方法。 - 【請求項9】 前記算出段階では、次式によって前記彩
度及び前記色相を算出することを特徴とする請求項8に
記載の色信号の処理方法: 【数4】 ここで、Cは彩度、Cbは青色を表すカラースケール、
Crは赤色を表すカラースケール、Hは色相を表す。 - 【請求項10】 前記決める段階では、前記引き出す段
階で引き出された座標値と明度値の変位を表す明度軸と
によって形成された三角形に対し、次式によって彩度の
最大値を決めることを特徴とする請求項9に記載の色信
号の処理方法: 【数5】 ここで、Yposは前記座標値中の明度値、Yは前記入
力されたRGB色信号の明度、Cposは前記座標値中
の彩度値、そしてCmaxは前記入力されたRGB色信
号の明度及び色相を維持しつつ高められる彩度の最大値
である。 - 【請求項11】 前記決める段階では、前記引き出す段
階で引き出された座標値と明度値の変位を表す明度軸と
によって形成された三角形に対し、次式によって明度の
範囲を決めることを特徴とする請求項9に記載の色信号
の処理方法: 【数6】 ここで、Yposは上記座標値中の明度値、Yは前記入
力されたRGB色信号の明度、Cは前記RGB色信号の
彩度、Yminは前記入力されたRGB色信号の色相と
彩度を維持しつつ低められる明度の最小値、そしてYm
axは前記入力されたRGB色信号の色相と彩度を維持
しつつ高められる明度の最大値である。 - 【請求項12】 入力される色信号の明度、彩度、及び
色相を算出する段階と;算出され所定のレベルに分類し
た前記色相に応じ、明度値の変位を表す明度軸とそれに
対応して前記明度及び前記色相を維持しつつ高められる
彩度の最大値とによって形成された三角形の頂点の座標
を格納する段階と;を含むことを特徴とする色信号の処
理方法。
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