JP2009218963A - 色変換出力装置、色変換出力方法、色変換出力プログラム、色変換テーブル、色変換テーブル記録媒体並びに色変換集積回路 - Google Patents

Abstract

【課題】従来の色域圧縮あるいは色域拡張は、所定の色空間内での色度点のシフトや変更で圧縮や拡張を行うため、空間内で色データの分布に偏りや不連続性が生じてしまうという課題があった。
【解決手段】本発明の色変換出力装置は、第１の色域の色データを入力する色入力部１０と、前記第１の色域のうち第２の色域内に含まれる色域領域と含まれない色域領域を判定する色域領域判定部１１と、前記第１の色域の色データを前記第２の色域内へ第１の色データとして前記色域領域判定部１１の判定によってマッピングを変えてマッピングする第１の色マッピング部１２と、前記第１の色域の色データを前記第２の色域内で第２の色データとしてマッピングする第２の色マッピング部１３と、前記第１の色データと前記第２の色データとを合成する色合成部１４と、前記合成部で合成した色データを出力デバイスに出力する色出力部１５とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、入力色データの色域と異なる色域のデバイスへ色データを変換して出力する色変換出力装置、色変換出力方法、色変換出力プログラム、色変換テーブル、色変換テーブル記録媒体並びに色変換集積回路に関するものである。

異種デバイス、異種メディア間で色再現を実現するためには、入出力デバイスの色域の違いを補正する必要があり、この技術のことを色域変換あるいは色域圧縮拡張と呼ぶ。

例えば画像表示を行う表示出力デバイスとしてはＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ Ｒａｙ Ｔｕｂｅ）、ＰＤＰ（Ｐｌａｓｍａ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｐａｎｅｌ）、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）、プロジェクターなどのパネルなどが存在する。これらはそれぞれが再現可能な色域として異なる色域を有している。

このように再現可能な色域はデバイスによって異なるため、例えば或る画像信号を或る表示出力デバイスで表示させる際には、画像信号をその表示出力デバイスに応じた色域に補正することが必要である。

色域の違いを補正するためには、Ｒ、Ｇ、Ｂに代表される各々のデバイス、メディア固有の信号値を、例えばＣＩＥ（Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌｅ ｄｅ ｌ’Ｅｃｌａｉｒａｇｅ：国際照明委員会）によるＸＹＺ、Ｌ*ａ*ｂ*、Ｌ*ｕ*ｖ*などの色空間等のデバイス非依存の表色系に変換し、そのデバイス非依存表色系において圧縮拡張を行うことが一般的である。

ところで、色域圧縮の方法としては、大きくコンプレッションとクリッピングに分けられる。

コンプレッションとは、すべての色を圧縮する方法である。すなわち第一の色域から第二の色域への圧縮をする場合、第一の色域内の全ての色を圧縮して、その全ての色が第二の色域に含まれるように色変換を行うものである（例えば、特許文献１、特許文献２および特許文献３参照）。

なお、圧縮には色域内外の色を線形に圧縮する方法や、色の彩度が大きいほど圧縮率を大きくする非線形な圧縮方法がある。また、色相、彩度あるいは明度によって圧縮の割合を変えたり、色を維持する領域と色を維持しない領域に分割しそれぞれ異なる変換直線により彩度を圧縮する方法などが開示されている（例えば、特許文献４、特許文献５、特許文献６、特許文献７参照）。

一方、クリッピングでは、第一の色域の色の内、第２の色域に含まれる色、即ち再現先のデバイスで忠実に再現できる色は忠実に再現し（圧縮しない）、再現不可能な色、つまり再現先デバイスの色域に含まれない色のみ圧縮するという方法である（例えば、特許文献８参照）。

なお、クリッピングには、色域で再現できない色域外の色を、色差が最小になるような方向へ圧縮して再現する方法や明度あるいは彩度が最短の色を選択するなどの方法が開示されている（例えば、特許文献９、特許文献１０参照）。

また、色域の拡張については、例えば、入力された画像の出力側色再現範囲が表色系の値において入力側色再現範囲より広いときに、入出力側の色再現範囲の比に応じて入力側色再現範囲が拡大するように、入力された画像の表色系の値を拡大写像し出力する方法（例えば、特許文献１１参照）や、拡張方法として色座標を線形拡張式により輝度（Ｌ＊）及び彩度（Ｃ＊）の色属性で拡張して変換しデバイスの色域外に外れないように制御する方法などが開示されている（例えば、特許文献１２参照）。
特開昭６０−１０５３７６号公報 特開昭６１−２８８６９０号公報 特開昭６３−２５４８８９号公報 特開平０６−２５５１３０号公報 特開昭６１−２８８６６２号公報 特開平０７−２２００６７号公報 特開２００３−２８３８４６号公報 特開昭６３−１９５７７７号公報 特開平０４−０４００７２号公報 特開２０００−２７８５４６号公報 特開平０３−１５８０７５号公報 特開２００３−１５３０２７号公報

上記で示したように色域の変換とりわけ色域の圧縮方法は、大きくコンプレッションとクリッピングに分けられる。しかしこれら方法にはそれぞれ長所と短所がある。

コンプレッションの場合、各色について相対的な色の関係が変わらないこと、及び階調表現が保たれるという長所がある。ところがその一方で、第二の色域である再現先のデバイスでも忠実に再現可能であった色、つまり圧縮する必要がない色まで圧縮してしまい第一の色域の色味とかなり違って見えたりする。また、非線形な圧縮では滑らかに色が変化する部分で疑似輪郭や疑似階調が現れたりするといった短所がある。

一方、クリッピングの場合、再現可能な色を忠実に再現するという長所がある。しかし、多くの色域外色の圧縮後の色が同じ色になってしまうため、色調の連続性が劣化し階調表現に劣るといった短所がある。

なお色域拡張についても、上記圧縮と同様な短所と長所がある。例えば、赤や緑で色域を大きく拡張すると、肌色や芝生などの色味が変わってしまい人に違和感を与える。

ところで、これら従来の色域変換はいずれもある色空間、例えば、ＸＹＺあるいはＬ*ａ*ｂ*といった空間で、第一の色データの色度点を第二の色データの色度点へどのようにシフトあるいは変更するかを扱ったものである。このためシフトや変更によってどうしても色空間内の色データの分布に偏りや不連続性が生じてしまう可能性があった。

本発明は、前記課題を解決するものであって、第一の色データの色度点を第二の色データの色度点へただシフトあるいは変更するだけでなく、第一の色データから色味を変えたくない色データと、圧縮や拡張によってできるだけ第二の色域、例えば出力デバイスの色域へ再現したい色データとを設定し、それら２つの色データを適度に合成（ブレンド）する。これによって、設定された２つの色データのどちらか一方が色度点のシフトや変更によって色空間内で分布に偏りや不連続がたとえあったとしてももう一方の色データで緩和され、色の偏りや不連続性を低減すると共に相対的な色関係を変えずに色域変換できる色変換出力装置、色変換出力方法、色変換出力プログラム、色変換テーブル、色変換テーブル記録媒体並びに色変換集積回路を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る色変換出力装置は、第一の色域の色データを第二の色域の色データへ変換して出力デバイスへ出力する色変換出力装置であって、第一の色域の色データを入力する色入力部と、第一の色域のうち第二の色域内に含まれる色域領域と含まれない色域領域を判定する色域領域判定部と、第一の色域の色データを第二の色域内へ第一の色データとして色域領域判定部の判定によってマッピングを変えてマッピングする第一の色マッピング部と、第一の色域の色データを第二の色域内で第二の色データとしてマッピングする第二の色マッピング部と、第一の色マッピング部でマッピングした第一の色データと第二の色マッピング部でマッピングした第二の色データを合成する色合成部と、合成部で合成した色データを出力デバイスに出力する色出力部と、を備えたことを特徴とする。

なお、上記第一の色マッピング部は、上記色域領域判定部で第一の色域のうち第二の色域内に含まれると判定された色域領域では第一の色域の色データを第二の色域内へ第一の色域のまま色度変位させずにマッピングし、上記色域領域判定部で第一の色域のうち前記第二の色域内に含まれないと判定された色域領域では第一の色域の色データを第二の色域の色域境界へマッピングすることを特徴とする。

また、上記第二の色マッピング部は、第一の色域の色データを第二の色域の色データとみなし第二の色域の色データへマッピングすることを特徴とする。あるいは上記第二の色マッピング部は、第一の色域の色データを第二の色域の所定の色データへ特定マッピングして第二の色データとすることを特徴とする。

なお、上記色合成部は、第一の色マッピング部でマッピングした第一の色データと第二の色マッピング部でマッピングした第二の色データを合成する比率を色相、彩度および明度によって設定することを特徴とする。また、上記合成部は、第二の色マッピング部でマッピングした第二の色データの第一の色マッピング部でマッピングした第一の色データに対する合成の比率を彩度が高くなるにつれ高く設定することを特徴とする。更に、上記色合成部は、第一の色域の色データが肌色など特定の色範囲にあるとき、第一の色マッピング部でマッピングした第一の色データと第二の色マッピング部でマッピングした第二の色データを合成する比率を所定の値に設定にすることを特徴とする。

なお、本発明は、このような色変換出力装置として実現できるだけでなく、色変換出力装置に含まれる特徴的な手段をステップとする色変換出力方法として実現したり、そのような特徴的なステップをコンピュータに実行させる色変換出力プログラムとして実現したりすることもできる。

さらに、本発明は、色変換出力装置と同等の入出力特性を実現するために参照される色変換テーブルとして実現したり、色変換テーブルを作成する色変換テーブル作成装置として実現したり、色変換テーブル作成装置に含まれる特徴的な手段をステップとする色変換テーブル作成方法として実現したり、そのような特徴的なステップをコンピュータに実行させる色変換テーブル作成プログラムとして実現したりすることもできる。

そして、そのような色変換出力プログラム、色変換テーブル、及び色変換テーブル作成プログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体及びインターネット等の伝送媒体を介して流通させることができるのは言うまでもない。また、本発明は、色変換テーブルが記録された色変換テーブル記録媒体に基づき色変換処理をする色変換集積回路として実現できる。

以上のように、本発明に係る色変換出力装置、色変換出力方法、色変換出力プログラム、色変換テーブル並びに色変換テーブル記録媒体並びに色変換集積回路によれば、入力された色データを異なる色域の色データへ変換して出力する際に、入力色データを２つの異なる色データ、すなわち入力色データの色味を保持した色データと変換先の色域の色として再現する色データに設定し、それら２つの異なる色データを色相、彩度および明度によって適度に合成することで、変換先の色域内で相対的な色関係を大きく変えることなく、また肌色などの色味も変えずに色階調の連続性を維持できる。更に、変換先の色域へ合わせ入力色データの色域を圧縮あるいは拡張可能である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明の実施の形態における色変換出力装置の基本的な構成を示すブロック図である。この色変換出力装置は、第一の色域の入力色データを第二の色域の色データへ変換し出力デバイスへ出力する装置であって、ビデオ、写真などの画像データをＲＧＢなどの色データとして入力する色入力部１０と、色入力部１０で入力された入力色データの色域が変換する第二の色域内に含まれる色域領域か含まれない色域領域かを判定する色域領域判定部１１と、色入力部１０で入力された入力色データを第一の色データとして上記色域領域判定部１１の判定によってマッピングを変えてマッピングする第１の色マッピング部１２と、色入力部１０で入力された入力色データを第二の色データとしてマッピングする第２の色マッピング部１３と、第１の色マッピング部１２でマッピングされた第一の色データと第２の色マッピング部１３でマッピングされた第二の色データとを所定の比率で色合成部１４と、色合成部１４で合成された色データをデスプレイやプリンターなどの色を発生する出力デバイスへ出力する色出力部１５とから構成される。

なお、ここでは、色出力部１５の出力デバイスの色域は、通常、変換先の第二の色域およびそれに非常に近似した（色域の差が視覚的に識別できない）色域である場合を前提とする。

いま、第一の色域と第二の色域を、図２に示すｓＲＧＢ（ｓｔａｎｄａｒｄ ＲＧＢ）の色域と出力デバイスの色域を例として色度ｘｙ値で説明する。図２に示すようにｓＲＧＢの色域と出力デバイスの色域が一致しない。つまり、黄色など色範囲の色域はｓＲＧＢの色域の方が出力デバイスの色域よりも広く、シアンなどの色範囲は出力デバイスの色域の方がｓＲＧＢの色域よりも広い。

図２のように、第一の色域であるｓＲＧＢの入力色データが第二の色域である出力デバイスの色域で完全に包含できない場合、一部の色範囲の色域は色域圧縮を行い、別の一部色範囲の色域は色域拡張を行わないと色の再現範囲や色の階調性・連続性が劣化する。

すなわち、本実施例で言えば、図３の斑点で示した色域領域は、第一の色域のｓＲＧＢの色域と第二の色域の出力デバイスの色域に共通な色域領域で、第一の色域のうち第二の色域内に含まれる色域領域を示している。逆にこの斑点を除いた色域領域が第一の色域のうち第二の色域内に含まれない色域領域を示している。

従って、ｓＲＧＢの色域および出力デバイスの色域は第一の色域から第二の色域へ色域圧縮あるいは色域拡張する必要がある。すなわち、図４の矢印で示したようにｓＲＧＢの色域が出力デバイスの色域よりも広い色域領域は内向きの矢印で示したように色域圧縮し、出力デバイスの色域がｓＲＧＢの色域よりも広い色域領域は外向きの矢印で示したように色域拡張する必要がある。

まず色入力部１０は、入ってくる画像データをＲＧＢのリニア（線形）な色データとして入力する。例えば、ｓＲＧＢのガンマ（γ）は０．４５なので、入ってきたＲＧＢの色データをレベル幅（８ｂｉｔでは２５５）で除算して正規化（０．０〜１．０の値にした）後、逆γの２．２をベキ乗することでリニア（線形）な値にする。なお、入ってくるデータがＲＧＢのデータでない場合、例えば輝度データと色差データからなる画像データの場合、ＲＧＢデータへ一旦色変換する必要がある。色入力部１０の色データは、色域領域判定部１１、第１の色マッピング部１２並びに第２の色マッピング部１３へ供給される。

次に、色域領域判定部１１は、上記第一の色域であるｓＲＧＢ色域の入力色データが上記第二の色域である出力デバイス色域内に含まれるか否かを判定する。本実施例で言えば、図３の斑点で示した第一の色域のｓＲＧＢの色域と第二の色域の出力デバイスの色域に共通な色域領域に、上記入力色データの色度例えばｘｙ値が含まれるか否かを判定する。なお、入力色データの色度ｘｙ値は式（１）によって入力色データのＲＧＢからＸＹＺ値へ変換し、式（２）によってｘｙ値を算出する。

上記入力色データが第二の色域の出力デバイスの色域内に含まれれば、入力色データの色域が第二の色域内であることを示す色域内識別信号を第１の色マッピング部１２へ供給する。逆に、上記入力色データが第二の色域の出力デバイスの色域内に含まれなければ、入力色データの色域が第二の色域外であることを示す色域外識別信号を第１の色マッピング部１２へ供給する。

次に第１の色マッピング部１２は、色入力部１０から供給された色データを第二の色域内の色データとしてマッピングする。このとき第１の色マッピング部１２は、上記色域領域判定部１１から入力色データの色域が第二の色域内であることを示す色域内識別信号を受けたとき、第一の色域の色データを第二の色域内へ第一の色域のまま色度変位させずにマッピングする。あるいは、上記色域領域判定部１１から入力色データの色域が第二の色域外であることを示す色域外識別信号を受けたとき、第一の色域の色データを第二の色域の色域境界へマッピングする。

具体的には、色入力部１０から供給されたＲＧＢの色データを一旦デバイスに依存しない色空間であるデバイス非依存型色空間、例えばＣＩＥのＸＹＺあるいはｘｙの色度値に変換し、その色度値を第二の色域内のＸＹＺあるいはｘｙの値としてマッピングし、元のＲＧＢの色データへ逆変換する。

入力色データがｓＲＧＢのＲＧＢデータの場合、ＲＧＢからＸＹＺへの変換は上記式（１）で、ｘｙの色度値は上記式（２）になる。また、第二の色域内へマッピング後、元のＲＧＢへ逆変換するには、式（３）および式（４）を用いる。

本実施例のマッピングでは、基本的に上記で説明したクリッピングを用いる。クリッピングによる色域圧縮は、出力デバイスの色域内で再現可能な色を忠実に再現できるという長所がある。肌色など色味が変わると人に違和感を与える色は入力色データの色度をできるだけ変位させないようにする必要がある。また、彩度が高くない色の範囲は出力デバイスの色域内で再現可能な、しかも入力色データの色度点（例えば、ｘｙのような色度値で示される点）をそのまま再現するクリッピングが適する。

最も単純なクリッピング圧縮は、例えば、ＲＧＢの色域へ変換する際に、上記式（１）から上記式（４）の一連の変換において、上記式（４）でＲ、ＧまたはＢの値が０以下になった場合その値を０に、１以上の場合は１にすることである。なお、クリッピングについては、色域で再現できない色域外の色を、色差が最小になるような方向へ圧縮する方法や、明度あるいは彩度が最短の色を選択するなどしてもよい。この場合、ＸＹＺ値から式（５）および式（６）でＬ*ａ*ｂ*空間の色度値に変換し明度（Ｌ）、彩度（Ｃ）、色相（Ｈ）を求め、それら値から色差、明度あるいは彩度をもとにクリッピングする。なお、式（５）のＸｎ、Ｙｎ、Ｚｎは、光源の３刺激値であり、例えば標準イルミナントＤ₆₅の場合は（Ｘｎ、Ｙｎ、Ｚｎ）＝（９５．０４、１００．００、１０８．８９）である。

上記第１の色マッピング部１２でマッピングされた第一の色データは色合成部１４へ供給される。

次に、第２の色マッピング部１３は、上記第一の色域の色データを上記第二の色域の色データとみなし第二の色域の色データへマッピングする。あるいは、上記第一の色域の色データを前記第二の色域の所定の色データへ特定マッピングする。

第一の色域の色データを第二の色域の色データとみなし第二の色域の色データへマッピングする場合、実質的に第一の色域の色データをそのまま第二の色データとすることと同じである。すなわち、入力色データが第二の色データと同じで、第一の色域のｓＲＧＢの入力色データがそのまま第二の色域である出力デバイスの色域の色データ、つまりデバイスの色域に依存した色データとして色合成部１４へ供給される。

一方、第２の色マッピング部１３が第一の色域の色データを前記第二の色域の所定の色データへ特定マッピングする場合、色入力部１０から供給されたＲＧＢデータを上記の式（１）および式（２）で変換した後、所定のｘｙ色度値へマッピングをした後上記の式（３）および式（４）でＲＧＢデータに逆変換したものを用いてもよい。

例えば、第一の色域の境界およびその周辺の色度値が第二の色域の境界およびその周辺の色度値にできるだけシフトするように特定の色度値へマッピングしたり、絵づくりや見栄えを考慮し、ある色範囲の色相、彩度あるいは明度を特定の色相、彩度あるいは明度へ変更するように第一の色域の該当する色範囲の色度値を第二の色域の特定の色度値へ変更するようなマッピングをしてもよい。この場合、上記入力色データと第二の色データは異なる。

なお、上記特定マッピングにおいて、入力色データのＲＧＢから色度値ｘｙへの変換は、入力色データがｓＲＧＢなので上記の式（１）と式（２）を用いる。また、第二の色域内の特定のｘｙ色度値へマッピングされた値は、上記の式（３）と式（４）を用いてＲＧＢへ逆変換される。

色合成部１４は、第１の色マッピング部１２でマッピングされた第一の色データ（Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１）と第２の色マッピング部１３でマッピングされた第二の色データ（Ｒ２、Ｇ２、Ｂ２）を合成する。

合成は、肌色など色味が変わると人に違和感を生じる色はできるだけ入力色データの色度が変位しない第一の色データ（Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１）の比率が高くなるように設定する。また、第二の色域境界およびその近傍の色は色再現範囲を確保するためできるだけ第二の色データ（Ｒ２、Ｇ２、Ｂ２）の比率が高くなるように設定する。

具体的な合成方法としては、例えば、まず、第二の色データ（Ｒ２、Ｇ２、Ｂ２）が入力色データ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）と同じ場合、図１のブロック図において第２の色マッピング部１３の出力である第二の色データ（Ｒ２、Ｇ２、Ｂ２）から色相（Ｈ）、彩度（Ｓ）および明度（Ｖ）を算出する。例えば、下記の式（７）あるいは一旦ＸＹＺに変換後上記の式（５）と式（６）を用いる。

式（７）においてＭＡＸ、ＭＩＮはそれぞれＲＧＢ値の最大値および最小値である。

なお、第二の色データ（Ｒ２、Ｇ２、Ｂ２）が入力色データ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）と異なる場合、すなわち上記特定マッピングの場合は、図５に示すように色入力部１０から入力色データを取得しこの入力色データ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）から色相（Ｈ）、彩度（Ｓ）および明度（Ｖ）を算出する。

次に、肌色など色味をできるだけ変えたくない色範囲（以下、保存色範囲と呼ぶ）と、そうではない、すなわち色域を圧縮あるいは拡張したい色範囲（以下、圧縮拡張色範囲）を、色相（Ｈ）、彩度（Ｓ）および明度（Ｌ）で分け、またその色相（Ｈ）、彩度（Ｓ）および明度（Ｌ）の値によって第一の色データ（Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１）と第二の色データ（Ｒ２、Ｇ２、Ｂ２）との合成比率を変えて合成する。

合成比率をｒで表しその範囲を０．０〜１．０で示すとした場合、ｒ＝１．０は第二の色データ（Ｒ２、Ｇ２、Ｂ２）の値が１００％のときで、ｒ＝０．０は第一の色データ（Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１）の値が１００％のときである。従ってその間のｒ値は、第一の色データ（Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１）と第二の色データ（Ｒ２、Ｇ２、Ｂ２）とを合成したもので、（Ｒ２、Ｇ２、Ｂ２）にｒを（Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１）に１−ｒを乗算して足し合わせたものになる。

但し、上記合成比率ｒは色相（Ｈ）、彩度（Ｓ）および明度（Ｌ）によって異なる。例えば、ｓＲＧＢの色域から出力デバイスの色域へ変換するとき、緑（Ｇ）の色領域は色相がシアン側にずれており、またシアン（Ｃ）で色域が広くなり黄（Ｙ）では色域が狭くなっている。ここでは、色再現可能な範囲をできるだけ利用するように、上記の色相の色域領域では色入力部１０からの第二の色データ（Ｒ２、Ｇ２、Ｂ２）の合成比率を高めに設定する。なお、彩度（Ｓ）についてはすべての色相について彩度が高くなるにつれ第二の色データ（Ｒ２、Ｇ２、Ｂ２）の合成比率を高めに設定するが、色相や明度によってその設定を調整する。明度（Ｌ）については明度が比較的高いとき第二の色データ（Ｒ２、Ｇ２、Ｂ２）の合成比率を高めに設定するが、彩度や色相によってその設定を調整する。

合成比率ｒの基本的な設定は、第一の色域と第二の色域の色域の広さの差（あるいは比）に基づいて設定される。第一の色域が第二の色域よりも広い色域領域では、第二の色域へ色域圧縮する。また、第二の色域を超える第一の色域の広さが大であればある程、第二の色データ（Ｒ２、Ｇ２、Ｂ２）の合成比率を高めに設定する。但し、２つの色域間の色域の広さの差（あるいは比）は色相（Ｈ）、彩度（Ｓ）、明度（Ｖ）によって均一ではなく異なる場合が多いため、色相（Ｈ）、彩度（Ｓ）、明度（Ｖ）によって調整する。

図６は、３つの異なる色相（Ｈ０、Ｈ１、Ｈ２）について２つの色域間の広さの違いとそのときの合成比率の大きさを図的に説明したものである。広い色域の第一の色域からそれより狭い色域の第二の色域へマッピングする場合を示している。２つの色域間の色域の広さ差は斜線部分で示してある。そしてこの斜線部分の領域が広い程、それはちょうど白い矢印の大きさで示したように、第二の色データ（Ｒ２、Ｇ２、Ｂ２）の合成比率を高く設定する。逆に、図７に示すように、狭い色域の第一の色域からそれより広い色域の第二の色域へマッピングする場合、その２つの色域間の色域の広さの差を斜線部分で示すと、その斜線部分の領域が広い程、それはちょうど白い矢印の大きさで示したように、第二の色データ（Ｒ２、Ｇ２、Ｂ２）の合成比率を高く設定する。

更に具体的に、ある色相のある明度のときの彩度（Ｓ）の大きさで合成比率ｒの設定を説明する。図８は２つの色域間の色域の広さの差が小さい（例えば、第二の色域／第一の色域の比あるいは第一の色域／第二の色域の比が１．２以下）の場合の彩度（Ｓ）に対する合成比率ｒの値を示したものである。この場合、第二の色データ（Ｒ２、Ｇ２、Ｂ２）と第一の色データ（Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１）を合成したものが等しいｒ＝０．５のときの彩度（Ｓ）の閾値がＳ０になるように設定している。すなわち、彩度（Ｓ）がかなり高い閾値Ｓ０から急激に第二の色データ（Ｒ２、Ｇ２、Ｂ２）の比率が高くなるように設定する。

また、図９は２つの色域間の色域の広さの差が中ぐらい（例えば、第二の色域／第一の色域の比あるいは第一の色域／第二の色域の比が１．２〜１．５）の場合の彩度（Ｓ）に対する合成比率ｒの値を示したものである。この場合、合成比率ｒ＝０．５のときの彩度（Ｓ）の閾値がＳ１になるように設定している。すなわち、彩度（Ｓ）が中位の閾値Ｓ１からゆるやかに第二の色データ（Ｒ２、Ｇ２、Ｂ２）の比率が高くなるように設定する。

また、図１０は２つの色域間の色域の広さの差が大きい（例えば、第二の色域／第一の色域の比あるいは第一の色域／第二の色域の比が１．５を超える）場合の彩度（Ｓ）に対する合成比率ｒの値を示したものである。この場合、合成比率ｒ＝０．５のときの彩度（Ｓ）の閾値がＳ２になるように設定している。すなわち、彩度（Ｓ）がかなり小さい閾値Ｓ２から急激に第二の色データ（Ｒ２、Ｇ２、Ｂ２）の比率が高くなるように設定する。

なお、肌色など色味をできるだけ変えたくない上記保存色範囲は、第一の色データ（Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１）を合成する比率が高くなるように設定する。例えば、肌色だと色相（Ｈ）で赤、黄色、マゼンタの色範囲で明度（Ｌ）が中位から高い範囲で第一の色データ（Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１）の合成比率を高く、逆に第二の色データ（Ｒ２、Ｇ２、Ｂ２）の合成比率を低くする。彩度（Ｓ）の閾値の設定では合成比率ｒ＝０．５のときの彩度（Ｓ）の閾値が０．５〜０．８の範囲になるように設定する。

なお、本実施例では上記合成比率ｒの関数としてシグモイドの非線形な関数を使用したが線形な関数でも良い。

なお、第２の色マッピング部１３が上記特定マッピングの場合も基本的に上記の合成比率に従うが、特定マッピングで特に設定されたマッピング範囲については第二の色データ（Ｒ２、Ｇ２、Ｂ２）の合成比率を高めに設定する。

ところで、第一の色データ（Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１）と第二の色データ（Ｒ２、Ｇ２、Ｂ２）を合成することで実際に合成された色データとその色度ｘｙ値はどうなるのか、まず、図１１と図１２をその一例として示す。ここでは、第二の色データ（Ｒ２、Ｇ２、Ｂ２）が入力色データ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）と同じ場合について説明する。

図１１の左端、（ａ）に入力色データ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）として第一の色域ｓＲＧＢの８ビットのデータ値を、そしてその隣右にそれらデータ値を逆ガンマ変換して上記の式（１）と式（２）でｘｙに直した色度値を、更に右（ｂ）はそれらｘｙ値を上記の式（３）と式（４）によって第二の色域として出力デバイスのＲＧＢへ逆変換した値をガンマ変換して０から２５５の８ビットの第一の色データ（Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１）にした値を示す。但し、（ｂ）は上記式（４）でＲ、Ｇ、Ｂの値が０以下は０に１以上は１にクリップされた値である。（ｃ）は第二の色データ（Ｒ２、Ｇ２、Ｂ２）、ここでは（ａ）の入力色データ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）と（ｂ）の第一の色データ（Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１）を上記の設定に沿った合成比率で合成し、出力デバイスへ出力する値の一例である。

上記図１１において、（ａ）の入力色データであるｓＲＧＢの値は緑（Ｇ）レベル値を変化させ、輝度を示すＹをできるだけ一定にした場合のサンプルデータを示している。この入力色データの第一の色域のｓＲＧＢのデータの色度値と本発明の実施例の一例として色合成して色変換した結果の出力デバイスのデータの色度値を比較したものが図１２である。図１２において、第一の色域のｓＲＧＢのデータのｘｙ値が○（図１１の（ａ）のｘｙ値）で、第一の色域のｓＲＧＢのデータから第二の色域の出力デバイスの色域へ変換されたデータのｘｙ値が●（図１１の（ｃ）のｘｙ値）である。緑の色再現範囲をできるだけ広げ、肌色に近い白色付近の色度値の変位はほとんどなく、また相対的な色関係は変わらずに、色階調の連続性も維持されていることがわかる。

また、もう一例として、図１３の色変換について説明する。図１３の左端、（ａ）に入力色データ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）として第一の色域ｓＲＧＢの８ビットのデータ値を、そしてその隣右にそれらデータ値を逆ガンマ変換して上記の式（１）と式（２）でｘｙに直した色度値を、更に右（ｂ）はそれらｘｙ値を上記の式（３）と式（４）によって第二の色域として出力デバイスのＲＧＢへ逆変換した値をガンマ変換して０から２５５の８ビットの第一の色データ（Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１）にした値を示す。但し、（ｂ）は上記式（４）でＲ、Ｇ、Ｂの値が０以下は０に１以上は１にクリップされた値である。（ｃ）は第二の色データ（Ｒ２、Ｇ２、Ｂ２）、ここでは（ａ）の入力色データ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）と（ｂ）の第一の色データ（Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１）を上記の設定に沿った合成比率で合成し、出力デバイスへ出力する値の一例である。

上記図１３において、（ａ）の入力色データであるｓＲＧＢの値は肌色のサンプルデータと黄（Ｙ）の色範囲のデータを抽出したものである。この入力色データの第一の色域のｓＲＧＢのデータのｘｙ色度値と本発明の実施例の一例として色合成して色変換した結果の出力デバイスのデータのｘｙ色度値を比較したものが図１４である。図１４において、第一の色域のｓＲＧＢのデータのｘｙ値が○（図１３の（ａ）のｘｙ値）で、第一の色域のｓＲＧＢのデータから第二の色域の出力デバイスの色域へ変換されたデータのｘｙ値が●（図１３の（ｃ）のｘｙ値）である。点線で囲んだ肌色のサンプルデータの色度は変換前と変換後でその変位が非常に小さい。また黄（Ｙ）の色範囲の相対的な色関係は変わらずに、色階調の連続性も維持されていることがわかる。

色出力部１５は、色合成部１４で合成された色データを出力する。出力はデスプレイ、プロジェクターあるいはプリンターなどの出力デバイスである。

なお、上記実施例はｓＲＧＢ色域からある出力デバイスの色域への色変換で説明したが、規格などの特定の色域に限らず、所定の色域の入力色データあるいは入力デバイスから所定の色域の出力デバイスへ色変換する場合も同様に変換できることは言うまでもない。

ところで、上記実施の形態の核となる上記第１の色マッピング部１２、第２の色マッピング部１３並びに色合成部１４の機能は演算装置とメモリを用いたプログラム、或いはＬＵＴ（ルックアップテーブル）、更にＬＵＴと演算回路とかなる集積回路によっても実行できる。

例えば、ＳＤＩ（Ｓｅｒｉａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）、ＤＶＩ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｉｓｕａｌ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）、ＨＤＭＩ（Ｈｉｇｈ−Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）あるいはＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）やＩＥＥＥ１３９４などのインタフェースを介した放送映像、あるいはＢＤ（Ｂｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃ）、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ）、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）、ＣＤ−ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）あるいはメモリカードに記録された画像などの色データを入力する。入力された色データは、一旦メモリバッファに記録される。記録された色データは順次、演算装置（例えばＣＰＵ）へ送られプログラムに沿って上記実施例で示したような色変換の処理をする。色変換処理された色データは出力メモリバッファに一時蓄えられ、出力デバイス（例えばデスプレイ）の出力（あるいは表示）同期にあわせて出力される。

また、上記演算装置とプログラムによる実行ステップをＬＵＴで実現することもできる。すなわち、入力色データを出力色データへマッピングする色の入力出力対応色変換テーブルである。もちろん、上記プログラムやＬＵＴは、色変換装置や演算処理装置の内部あるいは外部のメモリ、あるいはＨＤＤ、ＤＶＤ、不揮発性メモリカードなどの外部記録媒体へ記録しておくことも可能である。更に、上記ＬＵＴを組み込んだ内部メモリとそのメモリのＬＵＴと入力色信号から色変換演算を実行する回路を集積した集積回路として実装することもできる。

なお、色変換のプログラムは、入力色データおよび出力色データの逆ガンマ変換およびガンマ変換、２つの異なる色域間のマトリック演算、ＲＧＢからＨＳＬ（色相、彩度、明度）変換、色マッピング演算並びに色合成演算である。これらの変換および演算は上記実施例で示した手順でプログラムされ実行できる。

また、色変換のＬＵＴ（色変換テーブル）は、例えば、入力色データのＲＧＢを出力色データのＲＧＢデータへマッピングするＲＧＢからなる３次元のＬＵＴである。このＬＵＴは入力色データ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の３次元色空間の値を、色合成された結果としての出力色データ（Ｒ’、Ｇ’、Ｂ’）の３次元空間へ写像したものである。また色変換ＬＵＴの作成は、入力色データ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）を上記実施例で示した２つの色データの合成比率、色相（Ｈ）、彩度（Ｓ）あるいは明度（Ｌ）で２つの色域間の広さの差（あるいは比）に基づいて設定し、その結果としての出力色データＲＧＢ値を色変換ＬＵＴのＲＧＢ格子点のデータとする。３次元のＬＵＴとしては、１６ビット（Ｒ）×１６ビット（Ｇ）×１６ビット（Ｂ）、３２ビット（Ｒ）×３２ビット（Ｇ）×３２ビット（Ｂ）あるいは６４ビット（Ｒ）×６４ビット（Ｇ）×６４ビット（Ｂ）のＲＧＢ格子点からなり、色変換に求められる精度によって決めればよい。更に、ＲＧＢ格子点が少ない場合はその間の値で色の不連続性が生じないように補間演算を組み込んでおいてもよい。

また、色変換出力装置の機能の一部又は全部を集積回路であるＬＳＩとして実現してもよい。これらのＬＳＩは、個別に１チップ化されても良いし、一部又は全てを含むように１チップ化されても良い。さらに、色変換のＬＵＴ（色変換テーブル）を参照することで、色変換出力装置と同等の入出力特性を実現する集積回路として実現してもよい。具体的には、記録媒体に記録された色変換テーブルを参照することで色変換処理を実現する色変換集積回路として実現してもよい。なお、ここでは、ＬＳＩとしたが、集積度の違いにより、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと呼称されることもある。

また、集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路又は汎用プロセッサーで実現してもよい。ＬＳＩ製造後に、プログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）、又は、ＬＳＩ内部の回路セルの接続及び設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサーを利用しても良い。

さらには、半導体技術の進歩又は派生する別技術によりＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行ってもよい。バイオ技術の適用等が可能性としてありえる。

本発明は、デスプレイ、プロジェクター、プリンターあるいはデジタルカメラなど製品に、ＣＭＳ（カラーマネジメントシステム）として搭載され色域変換などでの色再現性を高めることができる色変換出力装置に適用できる。また、本発明は、色変換出力方法、色変換出力プログラム、色変換テーブル、色変換テーブル記録媒体並びに色変換集積回路に適用できる。

本発明の実施の形態における色変換出力装置、色変換出力プログラム、色変換テーブル作成に係わる基本的な構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態における色変換出力装置、色変換出力プログラム、色変換テーブル作成に係わる異なる色域の一例を示す図である。 本発明の実施の形態における色変換出力装置、色変換出力プログラム、色変換テーブル作成に係わる色域変換を説明する図である。 本発明の実施の形態における色変換出力装置、色変換出力プログラム、色変換テーブル作成に係わる色域変換を説明する図である。 本発明の実施の形態における色変換出力装置、色変換出力プログラム、色変換テーブル作成に係わる基本的な構成を示すもう一つのブロック図である。 本発明の実施の形態における色変換出力装置、色変換出力プログラム、色変換テーブル作成に係わる色域圧縮の一例を示す図である。 本発明の実施の形態における色変換出力装置、色変換出力プログラム、色変換テーブル作成に係わる色域拡張の一例を示す図である。 本発明の実施の形態における色変換出力装置、色変換出力プログラム、色変換テーブル作成に係わる色合成比率の一例を示す図である。 本発明の実施の形態における色変換出力装置、色変換出力プログラム、色変換テーブル作成に係わる色合成比率の一例を示す図である。 本発明の実施の形態における色変換出力装置、色変換出力プログラム、色変換テーブル作成に係わる色合成比率の一例を示す図である。 本発明の実施の形態における色変換出力装置、色変換出力プログラム、色変換テーブル作成に係わる色変換の一例を説明する図である。 本発明の実施の形態における色変換出力装置、色変換出力プログラム、色変換テーブル作成に係わる色変換の一例を説明する図である。 本発明の実施の形態における色変換出力装置、色変換出力プログラム、色変換テーブル作成に係わる色変換のもう一つの例を説明する図である。 本発明の実施の形態における色変換出力装置、色変換出力プログラム、色変換テーブル作成に係わる色変換のもう一つの例を説明する図である。

符号の説明

１０ 色入力部
１１ 色域領域判定部
１２ 第１の色マッピング部
１３ 第２の色マッピング部
１４ 色合成部
１５ 色出力部

Claims (12)

1. 第一の色域の色データを第二の色域の色データへ変換して出力デバイスへ出力する色変換出力装置であって、
   前記第一の色域の色データを入力する色入力部と、
   前記第一の色域のうち前記第二の色域内に含まれる色域領域と含まれない色域領域を判定する色域領域判定部と、
   前記第一の色域の色データを前記第二の色域内へ第一の色データとして前記色域領域判定部の判定によってマッピングを変えてマッピングする第一の色マッピング部と、
   前記第一の色域の色データを前記第二の色域内で第二の色データとしてマッピングする第二の色マッピング部と、
   前記第一の色マッピング部でマッピングした第一の色データと前記第二の色マッピング部でマッピングした第二の色データとを合成する色合成部と、
   前記合成部で合成した色データを出力デバイスに出力する色出力部とを備える
   ことを特徴とする色変換出力装置。
2. 前記第一の色マッピング部は、前記色域領域判定部で前記第一の色域のうち前記第二の色域内に含まれると判定された色域領域では前記第一の色域の色データを第二の色域内へ第一の色域のまま色度変位させずにマッピングし、前記色域領域判定部で前記第一の色域のうち前記第二の色域内に含まれないと判定された色域領域では前記第一の色域の色データを第二の色域の色域境界へマッピングする
   ことを特徴とする請求項１記載の色変換出力装置。
3. 前記第二の色マッピング部は、前記第一の色域の色データを前記第二の色域の色データとみなし前記第二の色域の色データへマッピングする
   ことを特徴とする請求項１記載の色変換出力装置。
4. 前記第二の色マッピング部は、前記第一の色域の色データを前記第二の色域の所定の色データへマッピングして第二の色データとする
   ことを特徴とする請求項１記載の色変換出力装置。
5. 前記色合成部は、前記第一の色マッピング部でマッピングした第一の色データと前記第二の色マッピング部でマッピングした第二の色データとを合成する比率を色相、彩度および明度によって設定する
   ことを特徴とする請求項１記載の色変換出力装置。
6. 前記色合成部は、前記第二の色マッピング部でマッピングした第二の色データの前記第一の色マッピング部でマッピングした第一の色データに対する合成の比率を彩度が高くなるにつれ高く設定する
   ことを特徴とする請求項１又は５記載の色変換出力装置。
7. 前記色合成部は、前記第一の色域の色データが特定の色範囲にあるとき、前記第一の色マッピング部でマッピングした第一の色データと前記第二の色マッピング部でマッピングした第二の色データとを合成する比率を所定の値に設定にする
   ことを特徴とする請求項１、５又は６記載の色変換出力装置。
8. 第一の色域の色データを第二の色域の色データへ変換して出力デバイスへ出力する色変換出力方法であって、
   前記第一の色域の色データを入力し、前記第一の色域のうち前記第二の色域内に含まれる色域領域と含まれない色域領域を判定し、
   前記第一の色域の色データを前記第二の色域内へ第一の色データとして前記判定によってマッピングを変えてマッピングし、
   前記第一の色域の色データを前記第二の色域内で第二の色データとしてマッピングし、
   前記第一の色データと前記第二の色データとを合成し、
   前記合成した色データを出力デバイスに出力する
   ことを特徴とする色変換出力方法。
9. 第一の色域の色データを第二の色域の色データへ変換して出力デバイスへ出力する色変換出力プログラムであって、
   前記第一の色域の色データを入力する色入力ステップと、
   前記第一の色域のうち前記第二の色域内に含まれる色域領域と含まれない色域領域を判定する色域領域判定ステップと、
   前記第一の色域の色データを前記第二の色域内へ第一の色データとして前記色域領域判定部の判定によってマッピングを変えてマッピングする第一の色マッピングステップと、
   前記第一の色域の色データを前記第二の色域内で第二の色データとしてマッピングする第二の色マッピングステップと、
   前記第一の色データと前記第二の色データとを合成する色合成ステップと、
   前記合成した色データを出力デバイスに出力する色出力ステップとをコンピュータに実行させる
   ことを特徴とする色変換出力プログラム。
10. 第一の色域の色データを第二の色域の色データへ変換して出力デバイスへ出力する際に参照される色変換テーブルであって、
    前記第一の色域の色データを入力し、
    前記第一の色域のうち前記第二の色域内に含まれる色域領域と含まれない色域領域を判定し、
    前記第一の色域の色データを前記第二の色域内へ第一の色データとして前記判定によってマッピングを変えてマッピングし、
    前記第一の色域の色データを前記第二の色域内で第二の色データとしてマッピングし、
    前記第一の色データと前記第二の色データとを合成し、
    前記合成した色データに基づき前記第一の色域の色データと前記第二の色域の色データの対応関係を示した色変換テーブルを作成する色変換テーブル作成方法により作成された
    ことを特徴とする色変換テーブル。
11. 請求項１０記載の色変換テーブルが記録された
    ことを特徴とする色変換テーブル記録媒体。
12. 請求項１１記載の色変換テーブル記録媒体に基づいて色変換処理する
    ことを特徴とする色変換集積回路。

Images