JP2006050565A - カラーデバイスの色域検出装置と方法、及びこれを用いて色空間逆変換関数を求める方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 カラーデバイスの色域検出装置と方法、及びこれを用いて色空間逆変換関数を求める方法を提供する。
【解決手段】 入力色信号を装置独立の色空間に変換して第１の色信号を出力する色空間変換部と、第１の色信号の色域の境界面と一定の色相を有する平面との交点を検出する交点検出部と、検出された交点の原色値に対応する制御ベクトルを計算する制御ベクトル演算部と、を備えることを特徴とするカラーデバイスの色域検出装置。これにより、装置独立の色空間において一定の色相平面又は一定の明るさ平面との交点に基づき装置従属の色空間における制御ベクトルを求めることにより、正確な色域を得ることができる。
【選択図】 図５

Description

本発明はカラーデバイスの色域検出装置と方法、及びこれを用いて色空間逆変換関数を求める方法に係り、詳しくは、装置独立の色空間において、一定の色相を有する平面又は一定の明るさを有する平面との交点を用いて色域及び色空間逆変換関数を求めるカラーデバイスの色域検出装置と方法、及びこれを用いて色空間逆変換関数を求める方法に関する。

通常、モニター、スキャナー、プリンタなどのような色を再現するための装置は、それぞれの使用分野に応じて相異なる色空間（ｃｏｌｏｒ ｓｐａｃｅ）、あるいはカラーモデルを使い分けている。例えば、カラー映像の印刷装置はＣＭＹ色空間を使用し、カラーＣＲＴモニターやコンピュータグラフィック装置はＲＧＢ色空間を使用し、そして色相、彩度、明度を別々に扱うべき装置はＨＳＩ色空間を使用する。さらに、いかなる装置においても正確に再生できる、いわゆる装置独立のカラーを定義するためにＣＩＥ色空間が使われる場合もあるが、その代表例として、ＣＩＥ−ＸＹＺ、ＣＩＥ Ｌ＊ａ＊ｂ、ＣＩＥ Ｌ＊ｕ＊ｖ色空間などが挙げられる。

色を再現する装置の間には、かかる色空間のほかにも、色域（ｃｏｌｏｒ ｇａｍｕｔ）が相異なる場合もある。色空間が色を定義する方法、すなわち、ある色と他の色との関係を表わす方法を意味するのに対し、色域は、色相の再現範囲を意味する。従って、入力される色信号とこの入力色信号を再現する装置との間における色域が相異なる場合には、互いの色域がマッチング可能に、入力される色信号を適宜に変換して色再現力を高める色域マッピングが必要となる。

一方、かような色を再現するための装置においては、３つの原色（ｐｒｉｍａｒｙ ｃｏｌｏｒ）を使用するのが普通であるが、近年、４以上の原色を使用することにより、色域を広げようとする試みがなされてきている。その代表的な例として、ＭＰＤ（ＭｕｌｔｉＰｒｉｍａｒｙ Ｄｉｓｐｌａｙ）が挙げられる。ＭＰＤとは、既存の３原色を使用する３チャンネルのディスプレイシステムから色域を広げるために、４以上の原色を使用することにより、色再現の拡張を図ったディスプレイシステムを言う。

相異なるカラー装置（ｃｏｌｏｒ ｄｅｖｉｃｅ）間の色域マッピングは、通常、入力色信号の色空間を変換した後、色相（ｈｕｅ）を変えていない状態で明るさと彩度に対する色域マッピングが行われる。具体的には、入力色信号をＲＧＢ、ＣＭＹＫなどの装置従属の色空間（ＤＤＣＳ：Ｄｅｖｉｃｅ Ｄｅｐｅｎｄｅｎｔ Ｃｏｌｏｒ Ｓｐａｃｅ）にからＣＩＥ−ＸＹＺ、ＣＩＥ−ＬＡＢなどの装置独立の色空間（ＤＩＣＳ：Ｄｅｖｉｃｅ Ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ Ｃｏｌｏｒ Ｓｐａｃｅ）に変換した後、装置独立の色空間をさらに色相、明るさ（ｌｉｇｈｔｎｅｓｓ）、彩度（ｃｈｒｏｍａ）を示すＬＣＨ座標系に変換し、次いで、色相が一定の平面上において明るさと彩度に対する色域マッピングを行う。このとき、かかる色域マッピングを行うためには、装置独立の色空間又はＬＣＨにおける装置の色域を知っている必要がある。

装置の色域を知るための通常の方法には、特定の色相と明るさにおいて彩度の値を増減しながら、装置従属の色空間における制御ベクトル（ｃｏｎｔｒｏｌ ｖｅｃｔｏｒ）のオーバーフローの有無を調べる反復法（ｉｔｅｒａｔｉｖｅ ｍｅｔｈｏｄ）がある。しかしながら、かかる反復法は、装置の色域を調べるのに長時間がかかり、装置が４チャンネル以上の制御値を有する場合には、装置従属の色空間と装置独立の色空間との間の逆変換がうまく行えず、装置の色域を求めることが困難であるという不都合がある。

装置の色域を調べる他の方法には、装置従属の色空間の表面をサンプリングにより抽出してその値を装置独立の色空間に変換することにより装置の色域を求める方法がある。かかる表面抽出法は、反復法よりも短い時間が要され、且つ、逆変換が不要になるという長所がある。しかしながら、装置従属の色空間において均一にサンプリングしたものが、色空間によって装置独立の色空間において不均一になることがあり、その結果、出力映像に空き空間が生じたり、ボケが生じたりするという不都合がある。

さらに、反復法及び表面抽出法は、両方ともにサンプリング数に応じて色域の頂点などを正確に求めることが困難であるという不都合がある。

本発明の目的は、装置独立の色空間において一定の色相を有する平面又は一定の明るさを有する平面との交点を求めて色域の頂点を求めることにより、正確なカラーデバイスの色域を検出し、且つ、交点を用いて色空間逆変換関数を容易に求める色域検出装置と方法、及びこれを用いて色空間逆変換関数を求める方法を提供することにある。

前記目的を達成するために、本発明に係るカラーデバイスの色域検出装置は、入力色信号を装置独立の色空間に変換して第１の色信号を出力する色空間変換部と、第１の色信号の色域の境界面と、一定の色相を有する平面との交点を検出する交点検出部と、検出された交点の原色値に対応する制御ベクトルを計算する制御ベクトル演算部と、を備えることを特徴とする。

ここで、交点検出部は、第１の色信号の色域の境界面と、一定の明るさを有する平面との交点をさらに検出する。

一方、本発明に係るカラーデバイスの色域検出方法は、入力色信号を装置独立の色空間に変換して第１の色信号を出力する段階と、第１の色信号の色域の境界面と一定の色相を有する平面との交点を検出する段階と、検出された交点の原色値に対応する制御ベクトルを算出する段階と、を含むことを特徴とする。

好ましくは、装置独立の色空間はＷＹＶ色空間であり、交点は、前記ＷＹＶ色空間のＷＶ平面と、ＷＶ平面に平行な且つ色相が一定の平面との交点である。

そして、交点は下記式に基づき算出される。

ここで、θは色相のサイズ、

は第１の色信号の色域の頂点であって、交点が頂点を結ぶ直線上に存在する頂点である。

このとき、交点は、第１の色信号の色域の境界面と、一定の明るさを有する平面との交点である。

さらに、交点の制御ベクトルは、第１の色信号の色域の頂点のうち両頂点を直線に結んだときに直線上に交点が存在する両頂点間の距離と、交点と両頂点のうちどちらか一方の頂点との距離の比に基づいて算出する。

好ましくは、交点の制御ベクトルは、下記式に基づいて算出される。

ここで、

は第１の色信号の色域の両頂点、

は交点、ｑは両頂点間の距離、ｒは交点と両頂点のうち小さい方の値を有する頂点との距離、Ｒは交点の原色値に該当する制御ベクトルである。

一方、カラーデバイスの色域検出方法を用いて色空間逆変換関数を求める方法は、入力色信号を装置独立の色空間に変換して第１の色信号を出力する段階と、第１の色信号の色域の境界面と、一定の色相を有する平面との交点を検出する段階と、検出された交点の原色値に対応する制御ベクトルを算出する段階と、一定の色相を有する平面上において交点を結んだ空間内に存在する任意の点の制御ベクトルを算出する段階と、を含むことを特徴とする。

このとき、任意の点の制御ベクトルは、任意の点に隣り合う交点の制御ベクトル、及び下記式に基づいて算出される。

ここで、Ｚはグレイ軸上の任意の点、

は任意の点のベクトル、

はＺ点のベクトル、

はｉ番目の交点の制御ベクトル、

はそれぞれｉ番目の交点における明るさ及び彩度、

は任意の定数、

はそれぞれＺにおける明るさ及び彩度である。

本発明によれば、装置独立の色空間において一定の色相平面又は一定の明るさ平面との交点を用いて装置従属の色空間における制御ベクトルを求めることにより、正確な色域を得ることができる。

さらに、本発明は、４以上のチャンネルを有するカラーデバイスのＸＹＺ座標における色値である制御ベクトルを求めて逆変換を得ることにより、制御ベクトルのオーバーフローの有無を調べる方法や、装置従属の色空間の表面をサンプリングする方法よりも簡便である。

以下、添付した図面に基づいて本発明の好適な実施形態を詳述する。

さらに、５チャンネルのカラーデバイスの色域を検出する場合を例挙げながら説明する。

図１Ａ及び図１Ｂは、複数のチャンネルを有するカラーデバイスのノードを示す図である。
図１Ａは、ｎチャンネルのカラーデバイスのノードを示す図であって、ｎ次元の空間が幾何学的に配列されている。ｎ個の原色を有するカラーデバイスは、

個の平面及び

個の制御点を有する。ここで、各平面よりなる多面体は、色域に該当する。

図１Ｂは、５チャンネルのカラーデバイスのノードを示す図である。すなわち、ＲＧＢにＹ（イエロー）とＣ（シアン）を追加してなるＲＹＧＣＢの５チャンネルのカラーデバイスを示すノードダイアグラムである。

図２は、本発明の一実施形態によるカラーデバイスの色域検出装置を示すブロック図である。

図２に示すように、本発明に係るカラーデバイスの色域検出装置は、色空間変換部２０１と、交点検出部２０３、及び制御ベクトル演算部２０５を備える。

まず、色空間変換部２０１は、入力色信号を装置独立の色空間であるＷＹＶ色空間に変換する。これは、本発明がＷＹＶ色空間のＷＶ平面と、一定の色相を有する平面又は一定の明るさを有する平面との交点を求めることにより、色域の頂点を求めて色域を検出するためである。

交点検出部２０３は、ＷＹＶ色空間に変換された色信号に対し、Ｗ軸からθだけ離れているＷＶ平面に垂直な平面と色域境界面との交点、及びＷ軸からθだけ離れているＷＶ平面に平行な明るさ平面と色域境界面との交点を検出する。このとき、検出は、ＷＹＶ色空間に存在する多数の平面の頂点、すなわち、ＷＹＶ色空間における色域の頂点を用いて行われる。このように、ＷＶ平面に垂直な平面と色域境界面との交点は、ＬＣＨ色空間上における色域の頂点となるため、交点間を結ぶことによりＬＣＨ色空間上における色域を検出することができる。また、ＷＶ平面に平行な且つ一定の明るさを有する平面と色域境界面との交点は、ＷＹＶ色空間上における色域の頂点となるため、これらの交点を結ぶことによりＷＹＶ色空間上において色域を検出することもできる。

さらに、制御ベクトル演算部２０５は、交点検出部２０３により求められた交点の制御ベクトルを求める。ここで、制御ベクトルはＲ、Ｇ、Ｂ、Ｙ、Ｃなどの原色値を言う。すなわち、制御ベクトル演算部２０５において、交点に対する原色値を求める。このとき、各交点の制御ベクトルは、ＷＹＶ色空間に存在する平面の頂点と交点間の距離に対する関数に基づいて求めることができる。そして、これらの交点における制御ベクトルに基づき、同じ色相を有する平面又は同じ明るさを有する平面上に存在する任意の点に対しても制御ベクトルを求めることにより、信号を装置独立の色空間から装置従属の色空間に逆変換可能な逆変換関数を得ることができる。

図３及び図４は、図２の色空間変換部２０１の動作を詳述するための図である。

図３は、ＸＹＺの線形変換により得られたＷＹＶ上に色域を表示したものであって、図１Ｂのノードダイアグラムに示す制御ベクトルよりなる平面をＷＹＶ上における平面として示す図である。図４は、図３のＷＶ平面への透写図である。

図３及び図４に示すように、色空間変換部２０１は、入力色信号を装置独立のＷＹＶ色空間に変換する。というのは、色域マッピングは、通常、装置独立の色空間において一定の色相を有する平面、すなわち、明るさ−彩度平面において行われるからである。

ＷＹＶ色空間は、ＸＹＺ上のＹを明るさ軸とし、ＷＶをブルー−イエロー（Ｂ−Ｙ）、レッド−グリーン（Ｒ−Ｇ）の色度としたとき、ＲＧＢシステムにおける原色Ｒ、Ｇ、Ｂがそれぞれ１２０、２４０、０度となり、各原色における彩度が０．５となる色座標であって、Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｃ、Ｍ、Ｙの色相が均一な間隔にて現れる。ｓＲＧＢシステムのＸＹＺ色空間からＷＹＶ色空間への変換式は、下記の通りである。

前式（１）中、各係数はカラーデバイスによって異なる。

そして、通常、色相が一定の明るさ−彩度平面において色域マッピングが行われるため、色空間変換部２０１は、ＷＹＶからＬＣＨ空間へと色空間を変換する。ＷＹＶ色空間からＬＣＨ色空間への変換式は、下記のように表わせる。

図５は、図２の交点検出部２０３及び交点の制御ベクトルを検出するための制御ベクトル演算部２０５の動作を詳述するための図である。

図５は、図４のＷ軸からθだけ離れているＷＶ平面に垂直な平面と色域境界面との交点、交線、及びＷ軸からθだけ離れているＷＶ平面に平行なＬ平面（明るさ平面）と色域境界面との交点、交線を示す図である。すなわち、図４のａ−ｂ軸からＷＶ平面を見た図である。

図５に示すように、Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３はＷＶ平面に平行な平面と色域境界面との交点であって、明るさが一定である。Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３はＷＶ平面に垂直な平面と色域境界面との交点であって、色相がＨｕｅ＝θと一定である。

まず、図５に基づき、交点検出部２０３の動作を説明する。

任意の色相に対する色域を検出するためには、図４におけるＷ軸からθだけ離れているＷＶ平面に垂直な平面と３次元の色域境界面との交点を計算することにより、ＬＣＨ色空間上における色域の頂点を求める。ここで、各交点は、色相がθ（ｈｕｅ＝θ）である平面と色域平面との交点である。すなわち、交点は図５に示すＣ１、Ｃ２、Ｃ３に該当するものであって、各交点は同じ色相を有する。これらの交点の計算は、図１Ａ及び図１Ｂに示す如き平面を順次に検索しながら行われる。すなわち、図４に示すようなＷＹＶ色空間上の平面、すなわち、色域を順次に検索しながら行われる。

制御ベクトル演算部２０５は、交点検出部２０３において検出された交点の原色値であるＲ、Ｇ、Ｂ、Ｃ、Ｙの値を求めることにより、交点の制御ベクトルを得る。このようにして得られた交点の色値に基づき、任意の色域内のポイントの色値である制御ベクトルを得ることができる。よって、得られた色域内の任意のポイントに対する色値を計算することにより、信号を装置独立の色空間から装置従属の色空間に逆変換可能な逆変換関数を得ることができる。

図６は、本発明の一実施形態によるカラーデバイスの色域検出方法を示すフロー図である。まず、色空間がＸＹＺ色空間の線形変換の場合を例を挙げながら説明する。

図６を参照すれば、入力色信号を装置独立の色空間に色空間変換を行う（Ｓ６０１）。本発明の実施形態においては、色空間変換部２０１が入力色信号をＷＹＶ色空間に変換することと想定している。

次いで、交点検出部２０３において、ＷＹＶ色空間上の平面と、ＷＶ平面に垂直な且つ色相が一定の平面との交点、及びＷＹＶ色空間上の平面と、ＷＶ平面に平行な且つ明るさが一定の平面との交点をそれぞれ求める（Ｓ６０３）。これらの交点はそれぞれＬＣＨ色空間における色域の頂点、ＷＹＶ色空間における色域の頂点となる。よって、これらの交点とブラック、ホワイトを結んだ領域が色域となる。ＷＹＶ色空間上の色域とＷＶ平面に垂直な且つ色相が一定の平面との交点は、ＬＣＨ色空間上の色域の頂点となる。そして、ＷＹＶ色空間上の色域とＷＶ平面に平行な且つ明るさが一定の平面との交点はＷＹＶ色空間上の色域の頂点となる。

すなわち、図５において、ＷＹＶ色空間上の平面とＷＶ平面に垂直な且つ色相が一定の平面との交点となるＣ１、Ｃ２、Ｃ３などがＬＣＨ色空間上の色域の頂点となり、これらの交点を結ぶことにより、図７Ａの如き色域が得られる。そして、図５において、ＷＹＶ色空間上の平面とＷＶ平面に平行な且つ明るさが一定の平面との交点となるＶ１、Ｖ２、Ｖ３などがＷＹＶ色空間上の色域の頂点となり、これらの交点を結ぶことにより、図７Ｂの如き色域が得られる。

図５に基づき、交点検出部２０３における交点の検出方法を説明すれば、下記の通りである。

図４におけるＷ軸からθだけ離れているＷＶ平面に垂直な平面と３次元色域境界面との交点を計算することにより、ＬＣＨ色空間上における色域の頂点を求める場合を例を挙げながら説明する。図４において、各交点は、色相がθ（ｈｕｅ＝θ）である平面と色域平面との交点であって、交点Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３は同じ色相を有する。ＷＹＶ色空間上においてＷＶ平面とＷＶ平面に垂直な平面との交点の計算は、図１Ａ及び図１Ｂに示す如き平面を順次に検索しながら行われる。

交点を検出する動作については、図５に示すように、

を求める場合を例を挙げながら説明する。図５において、ｑはノード５ Ｎ５とノード１０ Ｎ１０との間の距離であり、ｒはノード５ Ｎ５と交点Ｃ１との間の距離である。

色相平面は下記式により求められる。

平面８ Ｐ８の

と

の直線は、下記の通りである。

ここで、ｗ、ｙ、ｖは

と

の直線上の任意の点である。

前式（３）及び（４）から

を求めるために、前式（４）をｗ、ｖに対して書き直すと、下記の如き式が得られる。

前式（３）及び（５）をそれぞれ

に対して解くと、下記のように

を求めることができる。

そして、前式（６）及び（４）から

を求めることができ、

は下記の通りに表わすことができる。

上記交点Ｃ１を求めた方式と同様にして他の交点である

を求めることができる。従って、このようにして得られた交点Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３及びブラック、ホワイトを結ぶことにより、色域を求めることができる。

したがって、任意の色相において、色域境界の明るさによる彩度を計算することができる。各頂点におけるＬ、Ｃ値は、前式（２）に基づいて計算することができる。そして、色域境界上の任意のＬにおけるＣは、下記のように計算される。

ここで、

はそれぞれｉ番目の頂点における彩度と明るさ値である。そして、Ｃ、Ｌは任意の彩度と明るさであって、それぞれｉ番目の頂点における明るさよりも大きく、且つ、ｉ＋１番目の頂点における明るさよりも小さな値を有する。

上記交点Ｃ１を求める方法と同様にして他の交点も求めることができる。

そして、制御ベクトル演算部２０５において、交点検出部２０３から検出された各交点の色値である制御ベクトルを求める（Ｓ６０５）。さらに、制御ベクトル演算部２０３において、各交点の制御ベクトルに基づき任意の点に対する制御ベクトルをも求める（Ｓ６０７）。各交点の制御ベクトルは、ＷＹＶ色空間に存在する色域の頂点と、交点検出部２０３において検出された交点との距離に対する関数に基づいて得ることができる。このようにして得られた交点の制御ベクトルに基づき、任意の点に対する制御ベクトルを求めることができる。このとき、任意の点に対する制御ベクトルは、ＬＣＨの色相が一定の平面において求めてもよく、ＷＹＶの明るさが一定の平面において交点の制御ベクトルに基づき求めても良い。

まず、交点検出部２０３において検出された交点に基づき、制御ベクトル演算部２０５において交点の制御ベクトルを計算する方式について説明する。

Ｃ１における制御ベクトルは、図５におけるＮ５とＣ１間の距離（Ｎ５−Ｃ１）、Ｃ１とＮ１０（Ｃ１−Ｎ１０）間の距離関数に基づいて得ることができる。ＷＹＶはＸＹＺの線形変換であり、ＸＹＺもカラーデバイスの５つの制御ベクトルＲ、Ｙ、Ｇ、Ｃ、Ｂの線形変換であるため、Ｎ５、Ｎ１０、Ｃ１から、Ｃ１における制御ベクトルをＮ５−Ｃ１、Ｃ１−Ｎ１０の距離関数に基づいて求めることができる。ここで、Ｎ５−Ｎ１０、Ｃ１−Ｎ１０の距離をそれぞれｑ、ｒとしたとき、それぞれの距離は下記の通りに表わすことができる。

Ｎ５、Ｎ１０、Ｃ１における制御ベクトルをそれぞれ

としたとき、

はｑ、ｒの比に基づき下記のように求めることができる。

制御ベクトルの残りの元素Ｙ、Ｇ、Ｃ、Ｂに対しても、上述した方法と同様にして求めることができる。従って、他の交点における制御ベクトルも上術した方法により求めれば良い。

図７Ａ及び図７Ｂは、本発明の一実施形態による色域検出方法を用いて色空間逆変換関数を求める方法を説明するための図である。

色域検出方法を用いて色空間逆変換関数を求める方法は、色域を検出するために得られた交点に基づき求められたＬＣＨ色空間上の色域内の任意の点に対する制御ベクトルを計算することにより行われる。又は、ＷＹＶ色空間上の色域内の任意の点に対する制御ベクトルを計算することにより行われる。図７Ａは、ＬＣＨ色空間における逆変換関数を求める場合であり、図７Ｂは、ＷＹＶ色空間における逆変換関数を求める場合である。

図７Ａ及び図７Ｂに基づき、ＬＣＨ色空間上の色域内の任意の点に対する制御ベクトルを求める方法を説明すれば、下記の通りである。

図７Ａ及び図７Ｂは、図５における色域に出会う同じ色相平面と同じ明るさ平面をそれぞれ示す図である。図７Ａ及び図７Ｂに示すように、Ｑ、Ｑ’はそれぞれ同じ色相平面と同じ明るさ平面における任意の点である。そして、Ｚ、Ｚ’はグレイ軸上の基準点を言う。

まず、図５におけるＷＹＶ色空間の平面に出会う同じ色相を有する平面を示す図７Ａに基づき、ＬＣ平面、すなわち、同じ色相平面上の任意の点における制御ベクトルを求める方法について説明する。

図５に基づいて上述したように、ＬＣＨ色空間上における色域の頂点の制御ベクトルを知っているため、図７Ａに示すように、ＬＣ平面の任意の点Ｑに対する制御ベクトルを求めることができる。点ＱがＬＣ平面上の領域

に属するとしたとき、点Ｑは、下記式の如きベクトル形式で表わされる。

ここで、

は任意の点Ｑが属する平面であって、図５に示す交点（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３など）のうちＱに隣り合う両交点とＺがなす平面である。

前式（１１）をＬ、Ｃに対する方程式に書き直すと、下記の通りである。

前式（１２）の方程式を解くと、

を求めることができる。従って、点Ｑにおける制御ベクトル

は、下記の通りに表わすことができる。

このように、ＸＹＺにおける制御ベクトルは、上術した如き方法により求めることができる。次数が４以上であるカラーデバイスにおいては、逆行列が存在しないため、ＸＹＺから制御ベクトルを求め難い場合にも上術した如き方法により制御ベクトルを求めることができる。次数が４以上である場合には、多数の解が存在するが、これは、点Ｚの位置によって異なる。例えば、Ｚがブラックであれば、最大の明るさを有する解であり、Ｚがホワイトであれば、最小の明るさを有する解であり、Ｚの明るさが０．５（Ｌ＝０．５）であれば、中間ほどの明るさを有する解である。

図７Ｂは、ＷＹＶ色空間上における平面と同じ明るさを有する平面との交点をＷＶ平面に示す図である。すなわち、図７Ｂは、図５のＶ１、Ｖ２、 Ｖ３などの交点を結ぶＷＶ平面を表す図である。

図７Ｂには、図７Ａに基づき上述した場合とは異なる方法、すなわち、同じ色相平面上において制御ベクトルを求めるのではなく、明るさが一定のＷＶ平面を用いて制御ベクトルを求める方法が示してある。明るさが一定の平面を用いて制御ベクトルを求める方法は、上述したように、同じ色相を有する平面を用いる方法と同じである。すなわち、図５に基づき上述したように、各頂点の制御ベクトルを知っているため、図７Ｂに示すように、ＷＶ平面の任意の点Ｑ’に対する制御ベクトルを求めることができる。

点Ｑ’がＷＶ平面上の領域

に属するとしたとき、点Ｑ’は、下記式の如きベクトル形式で表わされる。

前式（１４）をＷ、Ｖに対する方程式に書き直すと、下記の通りに表わすことができる。

前式（１５）の方程式を解くと、

を求めることができる。従って、点Ｑ’における制御ベクトル

は、下記の通りである。

上述したように、交点を結んだ色域内に存在する任意の点に対する制御ベクトルを求めることにより、信号を装置独立の色空間から装置従属の色空間へと変換可能な逆変換関数を求めることができる。

一方、以上では、色域の色空間がＷＹＶなどのＸＹＺの線形変換である場合に対して説明したが、色空間がＣＩＥ Ｌ＊ａ＊ｂ、ＣＩＥ Ｌ＊ｕ＊ｂ、ＤＩＮ９９などのＸＹＺの非線形変換である場合には、下記の如き方法により色域を検出することができる。

以上では、色空間がＸＹＺの線形変換である場合を説明したが、色空間がＸＹＺの非線形変換である場合には、下記の如き方法により求めることができる。非線形変換である場合に色域を検出する方法には、所定の色空間をサンプリングして所定の色相平面に出会う平面における交点を求め、各交点を結んで色域を検出する方法と、非線形色空間を線形色空間に変換した後、線形変換であるときの色域を検出する上術した如き方式を用いて変換された線形色空間を逆変換し、次いで、反復法、すなわち、制御ベクトルのオーバーフローの有無を調べることにより色域を検出する方法と、がある。

まず、前者の方法は、図１Ｂに示すノードダイアグラムにおいて、ノードとノード間をサンプリングして各平面を多数に分けることにより細かいノードダイアグラムを作成する。そして、図５に示すように、３次元空間上において色相平面に出会う平面を探して交点を求め、各交点を結んで色域を求める。すなわち、この方法は、ノードダイアグラムにおいてノードとノードとの間をサンプリングして細かいノードダイアグラムを作成した後、線形変換である場合と同じ方法により色域を検出する。このとき、サンプリングの度合いによって色域の正確度及び複雑度は異なってくる。

後者の方法は、非線形色空間から線形色空間に変換した後、これを逆変換して制御ベクトルのオーバーフローの有無を調べることにより色域を検出する。

以上では、５チャンネルのカラーデバイスの色域を求める場合を例を挙げながら説明したが、上術した方法と同様にしてｎチャンネルのカラーデバイスの色域を求めることができる。さらに、色域と色域における制御ベクトルをルックアップテーブルに格納してハードウェアに適用することができる。

複数のチャンネルを有するカラーデバイスのノードを示す図である。 複数のチャンネルを有するカラーデバイスのノードを示す図である。 本発明の一実施形態によるカラーデバイスの色域検出装置を示すブロック図である。 図２の色空間変換部の動作を説明するための図である。 図２の色空間変換部の動作を説明するための図である。 図２の交点検出部及び交点の制御ベクトルを検出するための制御ベクトル演算部の動作を説明するための図である。 本発明の一実施形態によるカラーデバイスの色域検出方法を示すフロー図である。 本発明の一実施形態による色域検出方法を用いて色空間逆変換関数を求める方法を説明するための図である。 本発明の一実施形態による色域検出方法を用いて色空間逆変換関数を求める方法を説明するための図である。

符号の説明

２０１：色空間変換部
２０３：交点検出部
２０５：制御ベクトル演算部

Claims (25)

1. 入力色信号を装置独立の色空間に変換して第１の色信号を出力する色空間変換部と、
   前記第１の色信号の色域の境界面と、一定の色相を有する平面との交点を検出する交点検出部と、
   前記検出された交点の原色値に対応する制御ベクトルを計算する制御ベクトル演算部と、を備えることを特徴とするカラーデバイスの色域検出装置。
2. 前記交点検出部は、前記第１の色信号の色域の境界面と、一定の明るさを有する平面との交点をさらに検出することを特徴とする請求項１に記載のカラーデバイスの色域検出装置。
3. 前記色空間変換部は、前記入力色信号が非線形色信号の場合には、前記入力色信号を線形色信号に変換した後、前記装置独立の色空間に変換して前記第１の色信号を出力することを特徴とする請求項１に記載のカラーデバイスの色域検出装置。
4. 前記装置独立の色空間は、ＷＹＶ色空間を含み、Ｙは明るさ、ＷはＢ−Ｙ（ブルー−イエロー）色度、ＶはＲ−Ｇ（レッド−グリーン）色度を表わすことを特徴とする請求項１に記載のカラーデバイスの色域検出装置。
5. 前記交点検出部は、色相が一定の平面又は明るさが一定の平面上の任意の点に対して少なくとも一つの制御ベクトルを検出することを特徴とする請求項１に記載のカラーデバイスの色域検出装置。
6. 前記装置独立の色空間はＷＹＶ色空間であり、前記交点検出部は、Ｗ軸から所定の角度に位置するＷＶ平面に平行な明るさ平面と、第１の色信号の色域境界との間の交線を用いて少なくとも一つの交点を検出することを特徴とする請求項１に記載のカラーデバイスの色域検出装置。
7. 前記制御ベクトル演算部は、少なくとも一つの制御ベクトルに基づいて前記装置独立の色空間を装置従属の色空間に変換する逆変換関数を生成することを特徴とする請求項１に記載のカラーデバイスの色域検出装置。
8. 入力色信号を装置独立の色空間に変換して第１の色信号を出力する段階と、
   前記第１の色信号の色域の境界面と、一定の色相を有する平面との交点を少なくとも一つ検出する段階と、
   前記検出された少なくとも一つの交点の原色値に対応する少なくとも一つの制御ベクトルを算出する段階と、を含むことを特徴とするカラーデバイスの色域検出方法。
9. 前記装置独立の色空間はＷＹＶ色空間であり、前記少なくとも一つの交点は、前記ＷＹＶ色空間のＷＶ平面と、前記ＷＶ平面に平行な且つ色相が一定の平面との交点であることを特徴とする請求項８に記載のカラーデバイスの色域検出方法。
10. 前記少なくとも一つの交点は、下記式（１）に基づき算出されることを特徴とする請求項８に記載のカラーデバイスの色域検出方法。
    

    

    但し、θは色相のサイズ、
    

    

    は前記第１の色信号の色域の頂点であって、前記交点が前記頂点を結ぶ直線上に存在する頂点である。
11. 前記少なくとも一つの交点は、前記第１の色信号の色域の境界面と、一定の明るさを有する平面との間のものであることを特徴とする請求項８に記載のカラーデバイスの色域検出方法。
12. 前記交点の制御ベクトルは、前記第１の色信号の色域の頂点のうち両頂点を直線に結んだときに直線上に前記交点が存在する両頂点間の距離と、前記交点と前記両頂点のうちどちらか一方の頂点との間の距離の比に基づき算出されることを特徴とする請求項８に記載のカラーデバイスの色域検出方法。
13. 前記交点の制御ベクトルは、下記式（２）に基づき算出されることを特徴とする請求項１２に記載のカラーデバイスの色域検出方法。
    

    

    但し、
    

    

    は前記第１の色信号の色域の両頂点、
    

    

    は前記交点、ｑは前記両頂点間の距離、ｒは前記交点と前記両頂点のうち小さい方の値を有する頂点との距離、Ｒは前記交点の原色値である。
14. 前記入力色信号が非線形色信号の場合には、前記入力色信号を線形色信号に変換した後、前記装置独立の色空間に変換して第１の色信号を出力することを特徴とする請求項８に記載のカラーデバイスの色域検出方法。
15. 前記少なくとも一つの交点の検出は、前記装置独立の色空間において多数の平面の頂点を用いて行われることを特徴とする請求項８に記載のカラーデバイスの色域検出方法。
16. 前記少なくとも一つの交点は、ＬＣＨ色空間の色域の頂点であることを特徴とする請求項８に記載のカラーデバイスの色域検出方法。
17. 前記装置独立の色空間はＷＹＶ色空間を含み、少なくとも一つの交点の検出は、Ｗ軸の所定の角度に位置するＷＶ平面に垂直な平面と、前記第１の色信号の色域境界との交線を用いて行われることを特徴とする請求項８に記載のカラーデバイスの色域検出方法。
18. 前記装置独立の色空間はＷＹＶ色空間を含み、少なくとも一つの交点の検出は、Ｗ軸の所定の角度に位置するＷＶ平面に平行な明るさ平面と、前記第１の色信号の色域境界との交線を用いて行われることを特徴とする請求項８に記載のカラーデバイスの色域検出方法。
19. 前記少なくとも一つの制御ベクトルの計算は、前記装置独立の色空間の頂点の関数及び少なくとも一つの交点間の距離に基づいて行われることを特徴とする請求項８に記載のカラーデバイスの色域検出方法。
20. 前記少なくとも一つの制御ベクトルの計算は、色相が一定の平面又は明るさが一定の平面上の任意の点に対して行われることを特徴とする請求項８に記載のカラーデバイスの色域検出方法。
21. 前記少なくとも一つの制御ベクトルに基づき、前記装置独立の色空間を装置従属の色空間に変換する逆変換関数を生成する段階をさらに含むことを特徴とする請求項８に記載のカラーデバイスの色域検出方法。
22. 入力色信号を装置独立の色空間に変換して第１の色信号を出力する段階と、
    前記第１の色信号の色域の境界面と、一定の色相を有する平面との交点を少なくとも一つ検出する段階と、
    前記検出された交点の原色値に対応する制御ベクトルを少なくとも一つ算出する段階と、
    前記一定の色相を有する平面上において前記交点を結んだ空間内に存在する少なくとも一つの任意の点の制御ベクトルを算出する段階と、を含むことを特徴とするカラーデバイスの色域検出方法を用いて色空間逆変換関数を求める方法。
23. 前記少なくとも一つの任意の点の制御ベクトルは、前記少なくとも一つの任意の点に隣り合う前記少なくとも一つの交点の制御ベクトルに基づいて算出されることを特徴とする請求項２２に記載のカラーデバイスの色域検出方法を用いて色空間逆変換関数を求める方法。
24. 前記任意の点の制御ベクトルは、下記式（３）に基づき算出されることを特徴とする請求項２３に記載のカラーデバイスの色域検出方法を用いて色空間逆変換関数を求める方法。
    

    

    但し、Ｚはグレイ軸上の任意の点、
    

    

    は前記任意の点のベクトル、
    

    

    はＺ点のベクトル、
    

    

    はｉ番目の前記交点の制御ベクトル、
    

    

    はそれぞれｉ番目の前記交点における明るさ及び彩度、
    

    

    は任意の定数、
    

    

    はそれぞれＺにおける明るさ及び彩度である。
25. 前記少なくとも一つの制御ベクトルと前記少なくとも一つの任意の点の制御ベクトルに基づいて色空間逆変換関数を計算する段階をさらに含むことを特徴とする請求項２２に記載のカラーデバイスの色域検出方法。
    
    

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