JP2004246674A - Lookup table formation method, computer program, and imaging device - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像データの色変換処理を行うためのルックアップテーブルの作成方法に関し、特に、被写体を撮像して得られた画像データの色変換処理を行うためのルックアップテーブルの作成方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
色変換を行う手法としてルックアップテーブルを用いて色変換を行う手法が考案されている。このルックアップテーブルを用いた色変換は色空間上の局所的な色だけを変換できる等、自由に色変換を行うパラメータを設計(カスタマイズ)することが可能ということで注目されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このルックアップテーブルを用いた色変換手法においてはパラメータの設定を十分考慮して行わないと階調の不連続性が発生する場合がある。特に無彩色においては人間の知覚特性上、無彩色への色付きによる不連続性が知覚される場合が多い。
【0004】
また従来、N次元ルックアップテーブルを用いた色変換処理ではないが、色変換時の無彩色への色付きを抑える発明として、無彩色周辺の彩度をゲインまたはテーブルを用いて一律に抑えてしまう発明もあるが、さまざまな輝度レベルの無彩色の微妙な色相および輝度の変化に対応できないという問題があった。
【0005】
本発明は、前述の問題点にかんがみ、画像のレタッチ処理等における、無彩色への色付きを防止することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明のルックアップテーブル作成方法は、第1画像データを第2画像データへと色変換するためのルックアップテーブルを作成するルックアップテーブル作成方法であって、前記ルックアップテーブルの無彩色を示す格子点に格納される格子点格納値を無彩色データへと変換することを特徴とする。
【0007】
【発明の実施の形態】
(実施例1)
本発明の実施例を以下に説明する。
【0008】
図1は本発明のN次元ルックアップテーブル作成処理を用いた色変換処理システムの簡単なブロック図である。以下図1のブロック図と図4のフローチャートを用いて、本実施例のN次元ルックアップテーブル作成方法および、そこで作成されたN次元ルックアップテーブルを用いた色変換処理について説明する。また本実施例では説明を簡単にするために、N次元ルックアップテーブルのNを3として説明する。
【0009】
図1中101のテーブル作成用画像入力部は3次元ルックアップテーブルを作成する基となる画像データを入力する処理部である。ユーザは変換元となる画像データであるソース元)画像を入力、あるいは指定し(ステップ(以下、Sと記載)401)、ソース画像を自分の好みに応じて局所的または、全体的に色のレタッチ処理を行う(S402)。ここで、ソース画像とは、例えば、撮像装置で撮影された画像等であり、ディスティネーション(目的、)画像とは、ソース画像をレタッチ処理した画像を意味する。その結果、ディスティネーション画像が作成される(S403、)。ソース画像およびディスティネーション画像は102の3次元ルックアップテーブル作成部へと送られ、ソース画像およびディスティネーション画像に基づき3次元ルックアップテーブルが作成される(S404)。3次元ルックアップテーブルが作成されると、この3次元ルックアップテーブルデータは103の無彩色テーブルデータ補正部にて無彩色グリッドのテーブルデータが無彩色データになる用に補正する(S405)。以上が3次元ルックアップテーブル作成の簡単な流れである。次にこの3次元ルックアップテーブルを用いて色変換をおこなう色変換処理の流れを説明する。3次元ルックアップテーブルを用いて変換される画像データは104の変換画像データ入力部へと入力される(S406)。ここでは画像データのフォーマットに基づき信号値が読み出され、105の3次元色変換処理部へとおくられる。この3次元色変換処理部では103の3次元ルックアップテーブル作成部にて作成された3次元ルックアップテーブルを用いて、色変換処理が行われる(S406)。色変換処理が行われた画像の信号値は106の画像データ出力部において、ユーザが指定した画像データフォーマットに基づき、フォーマット変換されて出力される(S408)。以上が簡単な流れである。次に個々の処理部についてより詳しく説明する。
【0010】
図1中の102の3次元ルックアップテーブル作成部内部のブロック図を図2に示し、処理の流れを図5のフローチャートを用いて説明する。
【0011】
本実施例においては、格子点間隔を信号値を32ステップとすることにより9×9×9の729個の格子点(グリッド)を持つ3次元ルックアップテーブルとし、さらにR方向にI、G方向にJ、B方向にK番目の3次元ルックアップテーブルの格子点値を
Rg=32×I 式(1)
Gg=32×J 式(2)
Bg=32×K 式(3)
また、この格子点値に対応する格子点格納値を
Rt=3DTableR(I,J,K) 式(4)
Gt=3DTableG(I,J,K) 式(5)
Bt=3DTableB(I,J,K) 式(6)
(ただしI=0〜8、J=0〜8、K=0〜8)
と表現するものとする。例えば、I=1、J=2、K=3であれば、格子点値は(32×1,32×2,32×3)=(32,64,96)、格子点格納値は(3DtableR(1,2,3),3DtableG(1,2,3),3DtableB(1,2,3))であり、この3次元ルックアップテーブルを用いてデータ変換を行えば、(32,64,96)という入力信号は、(3DtableR(1,2,3),3DtableG(1,2,3),3DtableB(1,2,3))という信号に変換されることを意味している。また、すべての格子点においてRt=Rg、Gt=Gg、Bt=Bgとなるよう3次元ルックアップテーブルを設定すると、入力と出力が等しくなる3次元ルックアップテーブルとなる。
【0012】
図1中の102の3次元ルックアップテーブル作成部内部のブロック図を図2に示す。201のデータ検出部では格子点値(Rg,Gg,Bg)近辺の信号値が求められる。ここでソース画像の信号値を(Rs(x,y),Gs(x,y),Bs(x,y))(ただしx,yは画像の座標値)とすると、まず格子点値と信号値の差Eは以下の式により求められる(S501)。
【0013】
E=√((Rg−Rs(x,y))^2+(Gg−Gs(x,y))^2+(Bg−Bs(x,y))^2) 式(7)
次に、信号値差Eがしきい値L以下であるかどうかを比較する(S502)。この信号値の差Eが予め決定されている値L以下であれば、格子点近辺の値ということになる。ここでのしきい値Lとは人間が異なる色として認識できる信号値の差により決定される。すなわち、さまざまな色毎によりしきい値Lを変更することが望ましいが、本実施例においては説明を簡単にするため、すべての色に同じしきい値Lを用いることにする。格子点近辺の値、すなわちE≦Lを満たす画像がソース画像からサーチされると、202のデータ比較部にてその画素の座標(x,y)に対応するディスティネーション画像の信号値(Rd(x,y),Gd(x,y),Bd(x,y))が読みだされ、ソース画像の信号値とディスティネーション画像の信号値から、dR、dG、dBが求められる。
【0014】
dR=Rs(x,y)−Rd(x,y) 式(8)
dG=Gs(x,y)−Gd(x,y) 式(9)
dB=Bs(x,y)−Bd(x,y) 式(10)
上記の様に格子点値(Rg,Gg,Bg)においてソース画像全域のdR、dG、dBの平均値dRave、dGave、dBaveを求める(S503)。またソース画像中に格子点近辺の値が存在しない場合は(E>L)、dRave=dGave=dBave=0とする(S509)。
【0015】
上記手法で求められたdRave、dGave、dBaveは203のテーブル作成部におくられ、次式によりカスタマイズされた3次元ルックアップテーブルの格子点値(Rg,Gg,Bg)に対応する格子点格納値(Rt,Gt,Bt)が求められる(S504)。
【0016】
Rt=Rg―dRave 式(11)
Gt=Gg―dGave 式(12)
Bt=Bg―dBave 式(13)
以上のことを3次元ルックアップテーブルの格子点729点すべてにおいて行い、対応する格子点格納値(3次元ルックアップテーブルデータ)を求める。
【0017】
次に求められた3次元ルックアップテーブルデータは図1の103の無彩色テーブル補正部へと送られる。ここでは、無彩色を意味するRg=Gg=Bgとなる条件の3次元ルックアップテーブルの格子点値(Rg,Gg,Bg)に対応する格子点格納値(Rt,Gt,Bt)がチェックされる(S505)。この格子点格納値(Rt,Gt,Bt)は次式によりYUV信号へと変換される(S506)。
【0018】
Yt=0.3×Rt+0.59×Gt+0.11×Bt 式(14)
Ut=(Bt―Yt)×0.564 式(15)
Vt=(Rt―Yt)×0.713 式(16)
ここで、Ut=Vt=0でないかチェックをし、色付きが発生しているかを調べる(S507)。もし、UtおよびVtが0であれば、無彩色を意味するので、3次元ルックアップテーブル格子点格納値(Rt,Gt,Bt)は変更されず、そのまま用いられる。ただし、UtもしくはVtが0でなかった場合は、色付きが発生しているので、各画素に対応するRt’,Gt’,Bt’が次式(17)、(18)、(19)により求められ、3次元ルックアップテーブルの格子点格納値として新たに(Rt’,Gt’,Bt’)が用いられる(S508)。
【0019】
Rt’=Yt 式(17)
Gt’=Yt 式(18)
Bt’=Yt 式(19)
以上、S505からS508までの処理を無彩色を示すRg=Gg=Bgをみたす格子点すべてに行うことにより3次元ルックアップテーブルの無彩色補正が行われる。
【0020】
次に105の3次元色変換処理部について説明する。104の変換画像入力部から送られてくる画像のRGB信号値R,G,Bから格子点のインデックスを示す値I,J,Kが求められる(ただしI,J,Kは小数点以下は切捨て)。
【0021】
I=R/32 式(20)
J=G/32 式(21)
K=B/32 式(22)
さらに画像のRGB信号値R,G,Bの値がそれぞれの格子点からどれぐらい離れているかを示す値Rf,Gf,Bfの値を次式で求める。
【0022】
Rf=R−I×32 式(23)
Gf=G−J×32 式(24)
Bf=B−K×32 式(25)
以上の値を用いて、画像のRGB信号値R、G、Bを3次元ルックアップテーブルと立方体補間演算を用いて、求められる変換後の値Ro、Go、Boは以下の式で求められる。
【0023】
Ro=
(3DtableR(I,J,K)×(32−Rf)×(32−Gf)×(32−Bf)
+3DtableR(I+1,J,K)×(Rf)×(32−Gf)×(32−Bf)
+3DtableR(I,J+1,K)×(32−Rf)×(Gf)×(32−Bf)
+3DtableR(I,J,K+1)×(32−Rf)×(32−Gf)×(Bf)
+3DtableR(I+1,J+1,K)×(Rf)×(Gf)×(32−Bf)
+3DtableR(I+1,J,K+1)×(Rf)×(32−Gf)×(Bf)
+3DtableR(I,J+1,K+1)×(32−Rf)×(Gf)×(Bf)
+3DtableR(I+1,J+1,K+1)×(Rf)×(Gf)×(Bf))/(32×32×32) 式(26)
Go=
(3DtableG(I,J,K)×(32−Rf)×(32−Gf)×(32−Bf)
+3DtableG(I+1,J,K)×(Rf)×(32−Gf)×(32−Bf)
+3DtableG(I,J+1,K)×(32−Rf)×(Gf)×(32−Bf)
+3DtableG(I,J,K+1)×(32−Rf)×(32−Gf)×(Bf)
+3DtableG(I+1,J+1,K)×(Rf)×(Gf)×(32−Bf)
+3DtableG(I+1,J,K+1)×(Rf)×(32−Gf)×(Bf)
+3DtableG(I,J+1,K+1)×(32−Rf)×(Gf)×(Bf)
+3DtableG(I+1,J+1,K+1)×(Rf)×(Gf)×(Bf))/(32×32×32) 式(27)
Bo=
(3DtableB(I,J,K)×(32−Rf)×(32−Gf)×(32−Bf)
+3DtableB(I+1,J,K)×(Rf)×(32−Gf)×(32−Bf)
+3DtableB(I,J+1,K)×(32−Rf)×(Gf)×(32−Bf)
+3DtableB(I,J,K+1)×(32−Rf)×(32−Gf)×(Bf)
+3DtableB(I+1,J+1,K)×(Rf)×(Gf)×(32−Bf)
+3DtableB(I+1,J,K+1)×(Rf)×(32−Gf)×(Bf)
+3DtableB(I,J+1,K+1)×(32−Rf)×(Gf)×(Bf)
+3DtableB(I+1,J+1,K+1)×(Rf)×(Gf)×(Bf))/(32×32×32) 式(28)
以上の変換により、301の変換画像データ入力部に入力された画像のR、G、B信号は画素毎に102で作成され、103で無彩色が補正された3次元ルックアップテーブルと補間演算を用いてRo、Go、Boへと変換され303の画像データ出力部へと送られる。
【0024】
本実施例においてはソース画像データ(ソース画像信号)およびディスティネーション画像データ(ディスティネーション画像信号)にRGB信号を用いたが、これに限られるものではなく、YUV信号、CMY信号、CMYG信号等のどのようなものでも対応することが可能である。また本実施例において彩度の計算をYUV空間へと変換して、そのU、Vの値により無彩色であるかどうかを判別したが、これに限らず無彩色と判別することが可能な信号であれば、どのような信号に変換しても構わない。
【0025】
また、ソース画像とディスティネーション画像は、例えば、ソース画像がRGB信号、ディスティネーション画像がYUV信号といったように、それぞれ異なる色空間の信号であってもよい。また本実施例における3次元ルックアップテーブル変換をRGB信号からRGB信号に変更するテーブルを用いたのは最終画像フォーマットをビットマップフォーマット、もしくはTiffフォーマット等のRGB信号を画像信号として記録するフォーマットを前提にしたためであり、RGB信号からRGB信号への変換に限られず、RGB信号からYUV信号、RGB信号からL*a*b*信号等の変換のテーブルを設定することも可能である。
【0026】
(実施例2)
本発明の第2の実施例を以下に説明する。
【0027】
図3は本発明第2の実施例のN次元ルックアップテーブル作成処理を用いた色変換処理システムの簡単なブロック図である。以下図1のブロック図を用いて、本実施例のN次元ルックアップテーブル作成方法および、そこで作成されたN次元ルックアップテーブルを用いた色変換処理について説明する。また本実施例では説明を簡単にするために、N次元ルックアップテーブルのNを3にして説明を行う。また本実施例においては、実施例1でRGB信号からRGB信号へと変換する3次元ルックアップテーブルデータを作成したのに対して、RGB信号からYUV信号へと変換する3次元ルックアップテーブルデータを作成する場合について説明する。また実施例1と同じ部分に関しては説明を省略する。
【0028】
図3中の302の3次元ルックアップテーブル作成部内部のブロック図を図2に示す。201のデータ検出部では格子点値(Rg,Gg,Bg)近辺の信号値が求められる。ここでソース画像の信号値を(Rs(x,y),Gs(x,y),Bs(x,y))(ただしx,yは画像の座標値)とすると、まず格子点値と信号値の差Eは以下の式により求められる。
【0029】
E=√((Rg−Rs(x,y))^2+(Gg−Gs(x,y))^2+(Bg−Bs(x,y))^2) 式(29)
この信号値の差Eが予め決定されている値L以下であれば、格子点近辺の値ということになる。格子点近辺の値、すなわち、E≦Lを満たす画像がソース画像からサーチされると、202のデータ比較部にてその画素の座標(x,y)に対応するディスティネーション画像の信号値(Rd(x,y),Gd(x,y),Bd(x,y))が読みだされ、ソース画像の信号値とディスティネーション画像の信号値から、dR、dG、dBが求められる。
【0030】
dR=Rs(x,y)−Rd(x,y) 式(30)
dG=Gs(x,y)−Gd(x,y) 式(31)
dB=Bs(x,y)−Bd(x,y) 式(32)
上記の様に格子点値(Rg,Gg,Bg)においてソース画像全域のdR、dG、dBの平均値 dRave、dGave、dBaveを求める。またソース画像中に格子点近辺の値が存在しない場合(E>Lの場合)は、dRave=dGave=dBave=0とする。
【0031】
上記手法で求められたdRave、dGave、dBaveは203のテーブル作成部におくられ、次式によりカスタマイズされた3次元ルックアップテーブルの格子点値(Rg,Gg,Bg)に対応する色変換後のRGB信号Rt、Gt、Btが求められる。
【0032】
Rt=Rg―dRave 式(33)
Gt=Gg―dGave 式(34)
Bt=Bg―dBave 式(35)
Rt、Gt、Btは次式によりYUV信号へと変換され、格子点格納値(Yt,Ut,Vt)となる。
【0033】
Yt=0.3×Rt+0.59×Gt+0.11×Bt 式(36)
Ut=(Bt―Yt)×0.564 式(37)
Vt=(Rt―Yt)×0.713 式(38)
以上のことを3次元ルックアップテーブルの格子点729点すべてにおいて行い、対応する格子点格納値(3次元ルックアップテーブルデータ)を求める。ここで求められた3次元ルックアップテーブルデータは図1の103の無彩色テーブル補正部へと送られる。ここでは、Rg=Gg=Bgとなる条件の3次元ルックアップテーブルの格子点値(Rg,Gg,Bg)に対応する格子点格納値(Yt,Ut,Vt)がチェックされる。ここでもしUtおよびVtが0であれば、無彩色を意味するので、3次元ルックアップテーブル格子点格納値(Yt,Ut,Vt)は変更されず、そのまま用いられる。ただし、UtもしくはVtが0でなかった場合は、色付きが発生しているので、次のようにして補正を行う。
【0034】
Ut’=0 式(39)
Vt’=0 式(40)
として、格子点値(Rg,Gg,Bg)に対応する格子点格納値として(Yt,Ut’,Vt’)が用いられる。
【0035】
以上処理をRg=Gg=Bgをみたす格子点すべてに行うことにより3次元ルックアップテーブルの無彩色補正がおこなわれる。
【0036】
次に作成した3次元ルックアップテーブルを用いた色変換処理について説明する。まず変換対象となる画像データが304の変換画像データ入力部へと入力される。ここでは画像データのフォーマットに基づき信号値が読み出される。本実施例においてはフォーマットとしてJPEGフォーマット画像を用いて説明する。読み出されたYUV信号データは307の色空間変換処理部にてRGB信号データへと変換されて305の3次元色変換処理部へとおくられる。RGB信号データは図3の303から出力された3次元ルックアップテーブルを用いて色変換処理が行われる。色変換処理が行われた画像の信号値は305の画像データ出力部において、JPEGフォーマットに基づき、フォーマット変換されて出力される。以上が色変換処理の流れである。
【0037】
次に305の3次元色変換処理部について説明する。307の色空間変換処理部から送られてくる画像のRGB信号値R,G,Bから格子点のインデックスを示す値I,J,Kが求められる(ただしI,J,Kは小数点以下は切捨て)。
【0038】
I=R/32 式(41)
J=G/32 式(42)
K=B/32 式(43)
さらに画像のRGB信号値R,G,Bの値がそれぞれの格子点からどれぐらい離れているかを示す値Rf,Gf,Bfの値を次式で求める。
【0039】
Rf=R−I×32 式(44)
Gf=G−J×32 式(45)
Bf=B−K×32 式(46)
以上の値を用いて、画像のRGB信号値R、G、Bを3次元ルックアップテーブルと立方体補間演算を用いて、求められる変換後の値Yo、Uo、Voは以下の式で求められる。
【0040】
Yo=
(3DtableY(I,J,K)×(32−Rf)×(32−Gf)×(32−Bf)
+3DtableY(I+1,J,K)×(Rf)×(32−Gf)×(32−Bf)
+3DtableY(I,J+1,K)×(32−Rf)×(Gf)×(32−Bf)
+3DtableY(I,J,K+1)×(32−Rf)×(32−Gf)×(Bf)
+3DtableY(I+1,J+1,K)×(Rf)×(Gf)×(32−Bf)
+3DtableY(I+1,J,K+1)×(Rf)×(32−Gf)×(Bf)
+3DtableY(I,J+1,K+1)×(32−Rf)×(Gf)×(Bf)
+3DtableY(I+1,J+1,K+1)×(Rf)×(Gf)×(Bf))/(32×32×32) 式(47)
Uo=
(3DtableU(I,J,K)×(32−Rf)×(32−Gf)×(32−Bf)
+3DtableU(I+1,J,K)×(Rf)×(32−Gf)×(32−Bf)
+3DtableU(I,J+1,K)×(32−Rf)×(Gf)×(32−Bf)
+3DtableU(I,J,K+1)×(32−Rf)×(32−Gf)×(Bf)
+3DtableU(I+1,J+1,K)×(Rf)×(Gf)×(32−Bf)
+3DtableU(I+1,J,K+1)×(Rf)×(32−Gf)×(Bf)
+3DtableU(I,J+1,K+1)×(32−Rf)×(Gf)×(Bf)
+3DtableU(I+1,J+1,K+1)×(Rf)×(Gf)×(Bf))/(32×32×32) 式(48)
Vo=
(3DtableV(I,J,K)×(32−Rf)×(32−Gf)×(32−Bf)
+3DtableV(I+1,J,K)×(Rf)×(32−Gf)×(32−Bf)
+3DtableV(I,J+1,K)×(32−Rf)×(Gf)×(32−Bf)
+3DtableV(I,J,K+1)×(32−Rf)×(32−Gf)×(Bf)
+3DtableV(I+1,J+1,K)×(Rf)×(Gf)×(32−Bf)
+3DtableV(I+1,J,K+1)×(Rf)×(32−Gf)×(Bf)
+3DtableV(I,J+1,K+1)×(32−Rf)×(Gf)×(Bf)
+3DtableV(I+1,J+1,K+1)×(Rf)×(Gf)×(Bf))/(32×32×32) 式(49)
以上の変換により、307の色空間変換処理部から出力された画像のR、G、B信号は画素毎に3次元ルックアップテーブルと補間演算を用いてYo、Uo、Voへと変換され306の画像データ出力部へと送られる。
【0041】
本実施例のようにRGB信号から3次元ルックアップテーブルを用いてYUV信号へ変換することにより、画像データをJPEGフォーマットとして記録する場合において、RGB信号からYUV信号へと変換するマトリクス演算を省略することが可能となり、演算処理時間の短縮、および演算処理回路規模の削減を実現可能となる。
【0042】
また、デジタルカメラ等の撮像装置上において本発明を実現した場合は、無彩色の色付きの発生を防いだ適切なレタッチ処理を撮像装置単体で完了させることが可能となる。
【0043】
なお、本発明は、複数の機器(例えば、コンピュータ、インターフェース機器、デジタルカメラ)から構成されるシステムに適用しても、それらの機能を有する単体の装置に適用してもよい。
【0044】
なお、本発明は、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体(または記録媒体)を、システムあるいは装置に供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータ(またはCPUやMPU)が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行することによっても、達成されることはいうまでもない。この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、前述した実施形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼働しているオペレーティングシステム(OS)などが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることはいうまでもない。さらに、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張カードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張カードや機能拡張ユニットに備わるCPUなどが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることはいうまでもない。
【0045】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、ルックアップテーブル作成時に無彩色を表す信号が確実に無彩色に変換されるようにテーブルを作成するため、ルックアップテーブルを用いて色変換を行った場合における無彩色画像への色付きによる不連続性の発生を防ぐことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を用いた実施例1おける色変換処理システムの簡単なブロック図
【図2】実施例における3次元ルックアップテーブル作成部の簡単なブロック図
【図3】本発明を用いた実施例2おける色変換処理システムの簡単なブロック図
【図4】3次元ルックアップテーブルを用いた色変換処理に関するフローチャート
【図5】実施例1のルックアップテーブル作成部の無彩色補正処理に関するフローチャート
【符号の説明】
101 テーブルデータ作成用画像データ入力部
102 3次元ルックアップテーブル作成部
103 無彩色テーブル補正部
104 変換画像データ入力部
105 3次元色変換処理部
106 画像データ出力部
301 テーブル作成用画像データ入力部
302 3次元ルックアップテーブル作成部
303 無彩色テーブル補正部
304 変換画像データ入力部
305 3次元色変換処理部
306 画像データ出力部
307 色変換処理部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method of creating a lookup table for performing color conversion processing of image data, and more particularly to a method of creating a lookup table for performing color conversion processing of image data obtained by imaging a subject. It is.
[0002]
[Prior art]
As a method of performing color conversion, a method of performing color conversion using a look-up table has been devised. Color conversion using this look-up table has attracted attention because it is possible to freely design (customize) parameters for color conversion, such as conversion of only local colors in a color space.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the color conversion method using the look-up table, discontinuity of gradation may occur unless parameter setting is sufficiently considered. Particularly in achromatic colors, discontinuity due to coloring to achromatic colors is often perceived due to human perception characteristics.
[0004]
Conventionally, the color conversion processing using an N-dimensional lookup table is not performed. However, as an invention for suppressing coloring of achromatic colors during color conversion, saturation around achromatic colors is uniformly suppressed using a gain or a table. Although there is an invention, there is a problem that it is impossible to cope with subtle changes in hue and luminance of an achromatic color having various luminance levels.
[0005]
The present invention has been made in consideration of the above-described problem, and has as its object to prevent achromatic colors from being colored in a retouching process or the like of an image.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
A lookup table creation method according to the present invention is a lookup table creation method for creating a lookup table for color-converting first image data into second image data, wherein the lookup table indicates an achromatic color of the lookup table. It is characterized in that a grid point stored value stored in a grid point is converted into achromatic data.
[0007]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
(Example 1)
Embodiments of the present invention will be described below.
[0008]
FIG. 1 is a simple block diagram of a color conversion processing system using the N-dimensional lookup table creation processing of the present invention. Hereinafter, a method of creating an N-dimensional lookup table according to the present embodiment and a color conversion process using the created N-dimensional lookup table will be described with reference to the block diagram of FIG. 1 and the flowchart of FIG. Further, in this embodiment, for simplicity of explanation, N in the N-dimensional lookup table will be described as 3.
[0009]
The table creation
[0010]
FIG. 2 shows a block diagram of the inside of the three-dimensional lookup table creation unit 102 in FIG. 1, and the flow of processing will be described with reference to the flowchart in FIG.
[0011]
In this embodiment, a three-dimensional look-up table having 9 × 9 × 9 729 grid points (grids) is obtained by setting the grid point interval to 32 signal values, and furthermore, the I direction and the G direction in the R direction. Is the grid point value of the K-th three-dimensional lookup table in the J and B directions, Rg = 32 × I Equation (1)
Gg = 32 × J Equation (2)
Bg = 32 × K Formula (3)
Further, the stored grid point value corresponding to this grid point value is represented by Rt = 3DTableR (I, J, K) Equation (4)
Gt = 3DTableG (I, J, K) Equation (5)
Bt = 3DTableB (I, J, K) Equation (6)
(However, I = 0 to 8, J = 0 to 8, K = 0 to 8)
Shall be expressed as For example, if I = 1, J = 2, and K = 3, the grid point value is (32 × 1, 32 × 2, 32 × 3) = (32, 64, 96), and the grid point stored value is (3DtableR). (1,2,3), 3DtableG (1,2,3), 3DtableB (1,2,3)). If data conversion is performed using this three-dimensional lookup table, (32, 64, 96) ) Means that the input signal is converted to a signal (3DtableR (1,2,3), 3DtableG (1,2,3), 3DtableB (1,2,3)). When a three-dimensional lookup table is set so that Rt = Rg, Gt = Gg, and Bt = Bg at all grid points, a three-dimensional lookup table in which the input and the output are equal is obtained.
[0012]
FIG. 2 shows a block diagram of the inside of the three-dimensional lookup table creation unit 102 in FIG. In the
[0013]
E = {((Rg-Rs (x, y))} 2+ (Gg-Gs (x, y))} 2+ (Bg-Bs (x, y))} 2) Equation (7)
Next, whether the signal value difference E is equal to or smaller than the threshold value L is compared (S502). If the difference E between the signal values is equal to or less than the predetermined value L, it is a value near the lattice point. Here, the threshold value L is determined by a difference between signal values that a human can recognize as a different color. That is, it is desirable to change the threshold value L for each of various colors, but in the present embodiment, the same threshold value L is used for all colors for the sake of simplicity. When an image that satisfies a value near the lattice point, that is, an image that satisfies E ≦ L is searched from the source image, the data comparison unit 202 outputs a signal value (Rd (Rd ( x, y), Gd (x, y), Bd (x, y)) are read out, and dR, dG, and dB are obtained from the signal values of the source image and the destination image.
[0014]
dR = Rs (x, y) -Rd (x, y) Formula (8)
dG = Gs (x, y) -Gd (x, y) Equation (9)
dB = Bs (x, y) -Bd (x, y) Equation (10)
As described above, the average values dRave, dGave, and dBave of dR, dG, and dB of the entire source image are obtained at the lattice point values (Rg, Gg, Bg) (S503). If there is no value near the lattice point in the source image (E> L), dRave = dGave = dBave = 0 (S509).
[0015]
The dRave, dGave, and dBave obtained by the above method are stored in a
[0016]
Rt = Rg-dRave Equation (11)
Gt = Gg-dGave Equation (12)
Bt = Bg-dBave Equation (13)
The above operation is performed for all 729 grid points of the three-dimensional lookup table, and the corresponding grid point storage values (three-dimensional lookup table data) are obtained.
[0017]
Next, the obtained three-dimensional lookup table data is sent to the achromatic
[0018]
Yt = 0.3 × Rt + 0.59 × Gt + 0.11 × Bt Equation (14)
Ut = (Bt−Yt) × 0.564 Equation (15)
Vt = (Rt−Yt) × 0.713 Expression (16)
Here, it is checked whether Ut = Vt = 0, and it is checked whether coloring has occurred (S507). If Ut and Vt are 0, it means an achromatic color, and the three-dimensional lookup table grid point storage values (Rt, Gt, Bt) are used without being changed. However, when Ut or Vt is not 0, since coloring has occurred, Rt ′, Gt ′, and Bt ′ corresponding to each pixel are obtained by the following equations (17), (18), and (19). Then, (Rt ′, Gt ′, Bt ′) is newly used as the grid point storage value of the three-dimensional lookup table (S508).
[0019]
Rt ′ = Yt Equation (17)
Gt ′ = Yt Equation (18)
Bt ′ = Yt Equation (19)
As described above, the achromatic correction of the three-dimensional lookup table is performed by performing the processing from S505 to S508 on all the grid points satisfying Rg = Gg = Bg indicating the achromatic color.
[0020]
Next, the three-dimensional color conversion processing unit 105 will be described. From the RGB signal values R, G, and B of the image sent from the converted
[0021]
I = R / 32 Formula (20)
J = G / 32 Formula (21)
K = B / 32 Equation (22)
Further, values Rf, Gf, Bf indicating how far the RGB signal values R, G, B of the image are from the respective grid points are obtained by the following equations.
[0022]
Rf = R−I × 32 Formula (23)
Gf = G−J × 32 Equation (24)
Bf = BK-32 Formula (25)
Using the above values, the RGB signal values R, G, and B of the image are converted to values Ro, Go, and Bo using a three-dimensional lookup table and a cubic interpolation operation.
[0023]
Ro =
(3DtableR (I, J, K) x (32-Rf) x (32-Gf) x (32-Bf)
+ 3DtableR (I + 1, J, K) × (Rf) × (32-Gf) × (32-Bf)
+ 3DtableR (I, J + 1, K) × (32−Rf) × (Gf) × (32−Bf)
+ 3DtableR (I, J, K + 1) × (32−Rf) × (32−Gf) × (Bf)
+ 3DtableR (I + 1, J + 1, K) × (Rf) × (Gf) × (32-Bf)
+ 3DtableR (I + 1, J, K + 1) × (Rf) × (32−Gf) × (Bf)
+ 3DtableR (I, J + 1, K + 1) × (32−Rf) × (Gf) × (Bf)
+ 3DtableR (I + 1, J + 1, K + 1) × (Rf) × (Gf) × (Bf)) / (32 × 32 × 32) Equation (26)
Go =
(3DtableG (I, J, K) x (32-Rf) x (32-Gf) x (32-Bf)
+ 3DtableG (I + 1, J, K) × (Rf) × (32-Gf) × (32-Bf)
+ 3DtableG (I, J + 1, K) × (32−Rf) × (Gf) × (32−Bf)
+ 3DtableG (I, J, K + 1) × (32−Rf) × (32−Gf) × (Bf)
+ 3DtableG (I + 1, J + 1, K) × (Rf) × (Gf) × (32−Bf)
+ 3DtableG (I + 1, J, K + 1) × (Rf) × (32−Gf) × (Bf)
+ 3DtableG (I, J + 1, K + 1) × (32−Rf) × (Gf) × (Bf)
+ 3DtableG (I + 1, J + 1, K + 1) × (Rf) × (Gf) × (Bf)) / (32 × 32 × 32) Equation (27)
Bo =
(3DtableB (I, J, K) x (32-Rf) x (32-Gf) x (32-Bf)
+ 3DtableB (I + 1, J, K) × (Rf) × (32-Gf) × (32-Bf)
+ 3DtableB (I, J + 1, K) × (32−Rf) × (Gf) × (32−Bf)
+ 3DtableB (I, J, K + 1) × (32−Rf) × (32−Gf) × (Bf)
+ 3DtableB (I + 1, J + 1, K) × (Rf) × (Gf) × (32−Bf)
+ 3DtableB (I + 1, J, K + 1) × (Rf) × (32−Gf) × (Bf)
+ 3DtableB (I, J + 1, K + 1) × (32−Rf) × (Gf) × (Bf)
+ 3DtableB (I + 1, J + 1, K + 1) × (Rf) × (Gf) × (Bf)) / (32 × 32 × 32) Equation (28)
With the above conversion, the R, G, and B signals of the image input to the converted image
[0024]
In this embodiment, the RGB signals are used for the source image data (source image signal) and the destination image data (destination image signal). However, the present invention is not limited to this. Anything can be handled. Further, in this embodiment, the calculation of the saturation is converted into the YUV space, and whether or not the image is an achromatic color is determined based on the values of U and V. However, the present invention is not limited to this. Then, any signal may be converted.
[0025]
Further, the source image and the destination image may be signals in different color spaces, for example, the source image is an RGB signal, and the destination image is a YUV signal. Further, the use of the table for changing the three-dimensional look-up table conversion from the RGB signal to the RGB signal in the present embodiment is based on the assumption that the final image format is a bitmap format or a format for recording RGB signals as an image signal such as a Tiff format. This is not limited to conversion from RGB signals to RGB signals, and it is also possible to set conversion tables for converting RGB signals to YUV signals, RGB signals to L * a * b * signals, and the like.
[0026]
(Example 2)
A second embodiment of the present invention will be described below.
[0027]
FIG. 3 is a simple block diagram of a color conversion processing system using the N-dimensional lookup table creation processing according to the second embodiment of the present invention. Hereinafter, a method of creating an N-dimensional lookup table of the present embodiment and a color conversion process using the created N-dimensional lookup table will be described with reference to the block diagram of FIG. Further, in this embodiment, in order to simplify the explanation, the explanation will be made by setting N of the N-dimensional lookup table to 3. In the present embodiment, the three-dimensional lookup table data for converting the RGB signal into the RGB signal is created in the first embodiment, whereas the three-dimensional lookup table data for converting the RGB signal into the YUV signal is generated. The case of creation will be described. The description of the same parts as in the first embodiment is omitted.
[0028]
FIG. 2 shows a block diagram of the inside of the three-dimensional lookup
[0029]
E = {((Rg-Rs (x, y))} 2+ (Gg-Gs (x, y))} 2+ (Bg-Bs (x, y))} 2) Equation (29)
If the difference E between the signal values is equal to or less than the predetermined value L, it is a value near the lattice point. When an image that satisfies a value near the lattice point, that is, an image that satisfies E ≦ L is searched from the source image, the data comparison unit 202 outputs a signal value (Rd) of the destination image corresponding to the coordinates (x, y) of the pixel. (X, y), Gd (x, y), Bd (x, y)) are read out, and dR, dG, and dB are obtained from the signal value of the source image and the signal value of the destination image.
[0030]
dR = Rs (x, y) -Rd (x, y) Formula (30)
dG = Gs (x, y) -Gd (x, y) Formula (31)
dB = Bs (x, y) −Bd (x, y) Equation (32)
As described above, at the grid point values (Rg, Gg, Bg), the average values dRave, dGave, and dBave of dR, dG, and dB over the entire source image are obtained. If no value near the lattice point exists in the source image (E> L), dRave = dGave = dBave = 0.
[0031]
The dRave, dGave, and dBave obtained by the above method are stored in a
[0032]
Rt = Rg-dRave Equation (33)
Gt = Gg-dGave Equation (34)
Bt = Bg-dBave Equation (35)
Rt, Gt, and Bt are converted into YUV signals by the following equation, and become grid point stored values (Yt, Ut, Vt).
[0033]
Yt = 0.3 × Rt + 0.59 × Gt + 0.11 × Bt Formula (36)
Ut = (Bt−Yt) × 0.564 Equation (37)
Vt = (Rt−Yt) × 0.713 Equation (38)
The above operation is performed for all 729 grid points of the three-dimensional lookup table, and the corresponding grid point storage values (three-dimensional lookup table data) are obtained. The three-dimensional lookup table data obtained here is sent to the achromatic
[0034]
Ut ′ = 0 Equation (39)
Vt ′ = 0 Equation (40)
(Yt, Ut ′, Vt ′) is used as the grid point storage value corresponding to the grid point value (Rg, Gg, Bg).
[0035]
By performing the above processing on all grid points satisfying Rg = Gg = Bg, achromatic correction of the three-dimensional lookup table is performed.
[0036]
Next, a color conversion process using the created three-dimensional lookup table will be described. First, image data to be converted is input to a converted image
[0037]
Next, the three-dimensional color
[0038]
I = R / 32 Formula (41)
J = G / 32 Formula (42)
K = B / 32 Equation (43)
Further, values Rf, Gf, Bf indicating how far the RGB signal values R, G, B of the image are from the respective grid points are obtained by the following equations.
[0039]
Rf = R−I × 32 Formula (44)
Gf = G−J × 32 Equation (45)
Bf = BK-32 Formula (46)
Using the above values, the RGB signal values R, G, and B of the image are converted using the three-dimensional lookup table and the cubic interpolation operation, and the converted values Yo, Uo, and Vo obtained by the following equations.
[0040]
Yo =
(3DtableY (I, J, K) x (32-Rf) x (32-Gf) x (32-Bf)
+ 3DtableY (I + 1, J, K) × (Rf) × (32-Gf) × (32-Bf)
+ 3DtableY (I, J + 1, K) × (32−Rf) × (Gf) × (32−Bf)
+ 3DtableY (I, J, K + 1) × (32−Rf) × (32−Gf) × (Bf)
+ 3DtableY (I + 1, J + 1, K) × (Rf) × (Gf) × (32-Bf)
+ 3DtableY (I + 1, J, K + 1) × (Rf) × (32−Gf) × (Bf)
+ 3DtableY (I, J + 1, K + 1) × (32−Rf) × (Gf) × (Bf)
+ 3DtableY (I + 1, J + 1, K + 1) × (Rf) × (Gf) × (Bf)) / (32 × 32 × 32) Equation (47)
Uo =
(3DtableU (I, J, K) x (32-Rf) x (32-Gf) x (32-Bf)
+ 3DtableU (I + 1, J, K) × (Rf) × (32-Gf) × (32-Bf)
+ 3DtableU (I, J + 1, K) × (32−Rf) × (Gf) × (32−Bf)
+ 3DtableU (I, J, K + 1) × (32-Rf) × (32-Gf) × (Bf)
+ 3DtableU (I + 1, J + 1, K) × (Rf) × (Gf) × (32-Bf)
+ 3DtableU (I + 1, J, K + 1) × (Rf) × (32−Gf) × (Bf)
+ 3DtableU (I, J + 1, K + 1) × (32−Rf) × (Gf) × (Bf)
+ 3DtableU (I + 1, J + 1, K + 1) × (Rf) × (Gf) × (Bf)) / (32 × 32 × 32) Equation (48)
Vo =
(3DtableV (I, J, K) × (32-Rf) × (32-Gf) × (32-Bf)
+ 3DtableV (I + 1, J, K) × (Rf) × (32-Gf) × (32-Bf)
+ 3DtableV (I, J + 1, K) × (32-Rf) × (Gf) × (32-Bf)
+ 3DtableV (I, J, K + 1) × (32−Rf) × (32−Gf) × (Bf)
+ 3DtableV (I + 1, J + 1, K) × (Rf) × (Gf) × (32-Bf)
+ 3DtableV (I + 1, J, K + 1) × (Rf) × (32−Gf) × (Bf)
+ 3DtableV (I, J + 1, K + 1) × (32−Rf) × (Gf) × (Bf)
+ 3DtableV (I + 1, J + 1, K + 1) × (Rf) × (Gf) × (Bf)) / (32 × 32 × 32) Equation (49)
By the above conversion, the R, G, and B signals of the image output from the color space
[0041]
By converting an RGB signal to a YUV signal using a three-dimensional look-up table as in the present embodiment, in a case where image data is recorded in a JPEG format, a matrix operation for converting an RGB signal to a YUV signal is omitted. This makes it possible to shorten the operation processing time and reduce the scale of the operation processing circuit.
[0042]
In addition, when the present invention is realized on an imaging device such as a digital camera, it is possible to complete an appropriate retouching process that prevents generation of achromatic coloring by itself.
[0043]
The present invention may be applied to a system including a plurality of devices (for example, a computer, an interface device, and a digital camera) or may be applied to a single device having those functions.
[0044]
According to the present invention, a storage medium (or a recording medium) storing a program code of software for realizing the functions of the above-described embodiments is supplied to a system or an apparatus, and a computer (or CPU or MPU) of the system or the apparatus is provided. Can also be achieved by reading and executing the program code stored in the storage medium. In this case, the program code itself read from the storage medium realizes the function of the above-described embodiment, and the storage medium storing the program code constitutes the present invention. When the computer executes the readout program code, not only the functions of the above-described embodiments are realized, but also an operating system (OS) running on the computer based on the instruction of the program code. It goes without saying that a case where some or all of the actual processing is performed and the functions of the above-described embodiments are realized by the processing is also included. Further, after the program code read from the storage medium is written into a memory provided in a function expansion card inserted into the computer or a function expansion unit connected to the computer, the function is executed based on the instruction of the program code. It goes without saying that the CPU included in the expansion card or the function expansion unit performs part or all of the actual processing, and the processing realizes the functions of the above-described embodiments.
[0045]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, a color conversion is performed using a lookup table in order to create a table so that a signal representing an achromatic color is surely converted to an achromatic color when creating a lookup table. , It is possible to prevent the occurrence of discontinuity due to coloring of the achromatic image.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a simple block diagram of a color conversion processing system according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a simple block diagram of a three-dimensional lookup table creating unit in the embodiment. FIG. FIG. 4 is a flowchart illustrating a color conversion process using a three-dimensional lookup table according to the second embodiment. FIG. 5 is a flowchart illustrating an achromatic color correction process performed by a lookup table creation unit according to the first embodiment. [Explanation of symbols]
101 Image data input unit for table data creation 102 Three-dimensional lookup
Claims (10)
前記ルックアップテーブルの無彩色を示す格子点に格納される格子点格納値を無彩色データへと変換することを特徴とするルックアップテーブル作成方法。A lookup table creation method for creating a lookup table for color-converting first image data into second image data,
A look-up table creating method, wherein a grid point stored value stored in a grid point indicating an achromatic color in the look-up table is converted into achromatic color data.
Priority Applications (2)
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