JP3576612B2 - 色変換処理装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、色変換処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図７は、従来の色変換処理装置及び色逆変換処理装置を示すブロック回路図である。図において、４４，４５は３次元ルックアップテーブル（以下、「ＬＵＴ」と記す）である。
【０００３】
次に、動作について説明する。カラーテレビジョン方式には、ＮＴＳＣ（Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ Ｃｏｍｍｉｔｔｅｅ）方式、ＰＡＬ（Ｐｈａｓｅ Ａｌｔｅｒｎａｔｉｏｎ ｂｙ Ｌｉｎｅ）方式、ＳＥＣＡＭ（Ｓｅｑｕｅｎｔｉａｌ ａ Ｍｅｍｏｉｒｅ）方式があるが、例えばＮＴＳＣ方式におけるＲＧＢ色空間の信号を、ＣＩＥ １９７６ Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊均等知覚色空間の信号に変換する方法を以下に示す。
【０００４】
ＣＩＥ １９７６ Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊均等知覚色空間は、国際照明委員会（Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌｅ ｄｅｌ’Ｅｃｌａｉｒａｇｅ 略称 ＣＩＥ）が１９７６年に推奨した知覚的にほぼ均等な歩度をもつ色空間である。まず、以下の（１），（２），（３）式に示すように、ＮＴＳＣ方式のＲＧＢ信号をＸＹＺに変換する。

【０００５】
ＮＴＳＣ方式における基準白色はＣ光源（色度座標ｘ＝０．３１０１，ｙ＝０．３１６３：相関色温度約６７７０Ｋ）であり、Ｃ光源の三刺激値Ｘ_０Ｙ_０Ｚ_０はＹ_０を１００とすると（４），（５），（６）式のようになる。

【０００６】
ＸＹＺから基準白色をＣ光源とするＬ^＊ａ^＊ｂ^＊に変換する。

（１）式〜（１６）式の変換式により、ＮＴＳＣ方式におけるＲＧＢ色空間の信号を、ＣＩＥ １９７６ Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊均等知覚色空間の信号に非線形変換する。
【０００７】
次に、ＣＩＥ １９７６ Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊均等知覚色空間をＲＧＢ色空間の信号に逆変換する方法を以下に示す。
まず、以下の（１７）式〜（２０）式に示すように、基準白色をＣ光源とするＬ^＊ａ^＊ｂ^＊からＸＹＺに変換する。

【０００８】
ＸＹＺをＮＴＳＣ方式のＲＧＢ信号に変換する。

【０００９】
（１）式〜（１６）式の変換式から全てのＲ，Ｇ，Ｂに対するＬ^＊，ａ^＊，ｂ^＊を算出し、変換値を３次元ＬＵＴ４４に記憶させる。また、（１７）式〜（２３）式の逆変換式からＬ^＊，ａ^＊，ｂ^＊に対する全てのＲ，Ｇ，Ｂを算出し、変換値を３次元ＬＵＴ４５に記憶させる。
【００１０】
図８に３次元ＬＵＴ４４の概念図を示す。３次元ＬＵＴ４４により、入力信号Ｒｉ，Ｇｉ，Ｂｉの格子点に位置する出力信号Ｌ^＊（Ｒｉ，Ｇｉ，Ｂｉ），ａ^＊（Ｒｉ，Ｇｉ，Ｂｉ），ｂ^＊（Ｒｉ，Ｇｉ，Ｂｉ）が得られる。
【００１１】
図９に３次元ＬＵＴ４５の概念図を示す。３次元ＬＵＴ４５により、入力信号Ｌｉ^＊，ａｉ^＊，ｂｉ^＊の格子点に位置する出力信号Ｒ（Ｌｉ^＊，ａｉ^＊，ｂｉ^＊），Ｇ（Ｌｉ^＊，ａｉ^＊，ｂｉ^＊），Ｂ（Ｌｉ^＊，ａｉ^＊，ｂｉ^＊）が得られる。
【００１２】
これらの正変換、逆変換に用いる３次元ＬＵＴの格子点数を多くするほど変換精度は高くなる。全ての入力信号に対する出力信号をＬＵＴにより直接得る方法をダイレクトマッピング法といい、ダイレクトマッピング法を用いると、どの様な複雑な変換方法であっても、高速かつ高精度の変換が可能となる。
【００１３】
しかし、例えば入力信号Ｒ，Ｇ，Ｂ、出力信号Ｌ^＊，ａ^＊，ｂ^＊を各々８ビットとすると、この正変換に用いる３次元ＬＵＴ４４の容量は３８４Ｍビットとなり、大規模な記憶手段を必要とするため、実用的ではない。一般には、入力信号の上位信号を用いてダイレクトマッピング法により数個の近傍値を得、入力信号の下位信号を用いて、数個の近傍値から出力信号を補間する方法が用いられる。
【００１４】
次に、他の従来の技術について説明する。図１０は、「ＩＴＥＪ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｒｅｐｏｒｔ Ｖｏｌ．１６，Ｎｏ．３１，ｐｐ．２５−３０」に示された他の従来の色変換処理装置を示すブロック回路図である。図において、４６は３次元ＬＵＴ、４７は補間係数生成回路、４８から５５は乗算器、５６は加算回路である。
【００１５】
入力信号Ｒｉ，Ｇｉ，Ｂｉの上位信号Ｒｎ，Ｇｎ，Ｂｎを３次元ＬＵＴ４６に入力する。また、Ｒｉ，Ｇｉ，Ｂｉの下位信号ｒ，ｇ，ｂを補間係数生成回路４７に入力する。３次元ＬＵＴ４６の出力ｄ_０，ｄ_１，ｄ_２，ｄ_３，ｄ_４，ｄ_５，ｄ_６，ｄ_７を各々乗算器４８，４９，５０，５１，５２，５３，５４，５５に入力する。補間係数生成回路４７の出力ｗ_０，ｗ_１，ｗ_２，ｗ_３，ｗ_４，ｗ_５，ｗ_６，ｗ_７を各々乗算器４８，４９，５０，５１，５２，５３，５４，５５に入力する。乗算器４８，４９，５０，５１，５２，５３，５４，５５の出力を加算回路５６に入力する。加算回路５６の出力の上位８ビット分ｄを得る。ｄはｄ_０，ｄ_１，ｄ_２，ｄ_３，ｄ_４，ｄ_５，ｄ_６，ｄ_７に各々ｗ_０，ｗ_１，ｗ_２，ｗ_３，ｗ_４，ｗ_５，ｗ_６，ｗ_７を乗じて加え合わせ、補間係数を１に正規化するために下位１５ビット分を切り捨てたものである。
【００１６】
次に、動作について説明する。入力信号Ｒｉ，Ｇｉ，Ｂｉを各々ｍビットの信号、入力信号Ｒｉ，Ｇｉ，Ｂｉの上位ｎビット分を各々Ｒｎ，Ｇｎ，Ｂｎとする。ただし、ｍ＞ｎである。３次元ＬＵＴ４６から入力信号Ｒｉ，Ｇｉ，Ｂｉの近傍８点の単位立方格子（Ｒｎ，Ｇｎ，Ｂｎ），（Ｒｎ＋Ｄｎ，Ｇｎ，Ｂｎ），（Ｒｎ＋Ｄｎ，Ｇｎ，Ｂｎ＋Ｄｎ），（Ｒｎ，Ｇｎ，Ｂｎ＋Ｄｎ），（Ｒｎ，Ｇｎ＋Ｄｎ，Ｂｎ），（Ｒｎ＋Ｄｎ，Ｇｎ＋Ｄｎ，Ｂｎ），（Ｒｎ＋Ｄｎ，Ｇｎ＋Ｄｎ，Ｂｎ＋Ｄｎ），（Ｒｎ，Ｇｎ＋Ｄｎ，Ｂｎ＋Ｄｎ）に位置するｄ_０，ｄ_１，ｄ_２，ｄ_３，ｄ_４，ｄ_５，ｄ_６，ｄ_７を得る。ただし、Ｄｎは３次元ＬＵＴ４６の単位立方格子の１辺の長さで２^ｍ−ｎである。
【００１７】
次に、補間法について説明する。図１１に示すように、入力信号Ｒｉ，Ｇｉ，Ｂｉの近傍８点の単位立方格子に位置する出力信号をｄ_０，ｄ_１，ｄ_２，ｄ_３，ｄ_４，ｄ_５，ｄ_６，ｄ_７とする。入力信号Ｒｉ，Ｇｉ，Ｂｉの下位ｍ−ｎビット分を各々ｒ，ｇ，ｂ、単位立方格子の一辺の長さをＤｎとする。入力信号Ｒｉ，Ｇｉ，Ｂｉを中心としてＲ軸方向、Ｇ軸方向、Ｂ軸方向の３方向で８分割した直方体の体積を、各々ｗ_０，ｗ_１，ｗ_２，ｗ_３，ｗ_４，ｗ_５，ｗ_６，ｗ_７とする。入力信号Ｒｉ，Ｇｉ，Ｂｉに対する出力信号ｄは、式（２４）のように補間される。

この補間法を用いて、Ｌ^＊，ａ^＊，ｂ^＊それぞれの補間を行なう。
【００１８】
逆変換についても同様である。図１２は、従来の色逆変換処理装置を示すブロック回路図である。図において、５７は３次元ＬＵＴ、５８は補間係数生成回路、５９〜６６は乗算器、６７は加算回路である。
【００１９】
入力信号Ｌｉ^＊，ａｉ^＊，ｂｉ^＊の上位信号Ｌｎ^＊，ａｎ^＊，ｂｎ^＊を３次元ＬＵＴ５７に入力する。また、Ｌｉ^＊，ａｉ^＊，ｂｉ^＊の下位信号ｌ^＊，ａ^＊，ｂ^＊を補間係数生成回路５８に入力する。３次元ＬＵＴ５７の出力ｐ_０，ｐ_１，ｐ_２，ｐ_３，ｐ_４，ｐ_５，ｐ_６，ｐ_７を各々乗算器５９，６０，６１，６２，６３，６４，６５，６６に入力する。補間係数生成回路５８の出力ｖ_０，ｖ_１，ｖ_２，ｖ_３，ｖ_４，ｖ_５，ｖ_６，ｖ_７を各々乗算器５９，６０，６１，６２，６３，６４，６５，６６に入力する。乗算器５９，６０，６１，６２，６３，６４，６５，６６の出力を加算回路６７に入力する。加算回路６７の出力の上位８ビット分ｐを得る。ｐはｐ_０，ｐ_１，ｐ_２，ｐ_３，ｐ_４，ｐ_５，ｐ_６，ｐ_７に各々ｖ_０，ｖ_１，ｖ_２，ｖ_３，ｖ_４，ｖ_５，ｖ_６，ｖ_７を乗じて加え合わせ、補間係数を１に正規化するために下位１５ビット分を切り捨てたものである。
【００２０】
次に、動作について説明する。入力信号Ｌｉ^＊，ａｉ^＊，ｂｉ^＊を各々ｍビットの信号、入力信号Ｌｉ^＊，ａｉ^＊，ｂｉ^＊の上位ｎビット分を各々Ｌｎ^＊，ａｎ^＊，ｂｎ^＊とする。ただし、ｍ＞ｎである。３次元ＬＵＴ５７から入力信号Ｌｉ^＊，ａｉ^＊，ｂｉ^＊の近傍８点の単位立方格子（Ｌｎ^＊，ａｎ^＊，ｂｎ^＊），（Ｌｎ^＊，ａｎ^＊＋Ｄｎ，ｂｎ^＊），（Ｌｎ^＊，ａｎ^＊＋Ｄｎ，ｂｎ^＊＋Ｄｎ），（Ｌｎ^＊，ａｎ^＊，ｂｎ^＊＋Ｄｎ），（Ｌｎ^＊＋Ｄｎ，ａｎ^＊，ｂｎ^＊），（Ｌｎ^＊＋Ｄｎ，ａｎ^＊＋Ｄｎ，ｂｎ^＊），（Ｌｎ^＊＋Ｄｎ，ａｎ^＊＋Ｄｎ，ｂｎ^＊＋Ｄｎ），（Ｌｎ^＊＋Ｄｎ，ａｎ^＊，ｂｎ^＊＋Ｄｎ）に位置するｐ_０，ｐ_１，ｐ_２，ｐ_３，ｐ_４，ｐ_５，ｐ_６，ｐ_７を得る。ただし、Ｄｎは３次元ＬＵＴ５７の単位立方格子の１辺の長さで２^ｍ−ｎである。
【００２１】
次に補間法について説明する。図１３に示すように、入力信号Ｌｉ^＊，ａｉ^＊，ｂｉ^＊の近傍８点の単位立方格子に位置する出力信号をｐ_０，ｐ_１，ｐ_２，ｐ_３，ｐ_４，ｐ_５，ｐ_６，ｐ_７とする。入力信号Ｌｉ^＊，ａｉ^＊，ｂｉ^＊の下位ｍ−ｎビット分を各々ｌ^＊，ａ^＊，ｂ^＊、単位立方格子の一辺の長さをＤｎとする。入力信号Ｌｉ^＊，ａｉ^＊，ｂｉ^＊を中心としてＬ^＊軸方向、ａ^＊軸方向、ｂ^＊軸方向の３方向で８分割した直方体の体積を、各々ｖ_０，ｖ_１，ｖ_２，ｖ_３，ｖ_４，ｖ_５，ｖ_６，ｖ_７とする。入力信号Ｌｉ^＊，ａｉ^＊，ｂｉ^＊に対する出力信号ｐは、式（２５）のように補間される。

【００２２】
【発明が解決しようとする課題】
従来の色変換処理装置及び色逆変換処理装置は以上のように構成されているため、実時間またはそれに準ずる速度で色変換することは可能であるが、以下の問題点があった。
【００２３】
第１に、全ての入力信号に対する出力信号をダイレクトマッピング法により得ると、高精度の変換が可能であるが、大容量のＬＵＴを必要とする。
【００２４】
第２に、ＬＵＴの容量を縮小するために、入力信号の上位信号を用いてダイレクトマッピング法により数個の近傍値を得、入力信号の下位信号を用いて、数個の近傍値から出力信号を補間する方法では、単位立方格子８点を用いる８点補間では変換精度は高いが、多くの乗算器を必要とし、回路規模が大きくなる。また、６点補間、５点補間、４点補間など、補間に用いるデータ数を減らして回路規模を小さくすると、乗算器の数は少なくなるが変換精度も低くなる。
【００２５】
第３に、ＬＵＴの容量を削減するために変換値は固定小数点で記憶される。例えば８ビットの場合、変換値は０から２５５に丸められる。このため、変換値が小さい場合には大きな丸め誤差が含まれる。この丸め誤差を含んだ変換値を用いて補間処理を行なうため、補間値と実際の値には誤差が生ずる。特に色信号の小さい部分、つまり、暗部では補間誤差が大きくなり、変換精度は低くなる。
【００２６】
本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたもので、実時間またはそれに準ずる速度で、従来より高精度の色変換を少ない回路規模で行なうこと、および特に、暗部の変換精度を高めることができる色変換処理装置を得ることを目的とする。
【００２７】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明に係る色変換処理装置は、第１、第２、第３の色信号で表わされる第１の３次元色空間を第４、第５、第６の色信号で表わされる第２の３次元色空間に変換する色変換処理装置において、暗部は密に、中高輝度部は粗に増加させた第１の色信号を格納した第１記憶手段と、第１の色信号を上記第１記憶手段に入力して得られる格納番号及び第２、第３の色信号を入力し、この入力信号を示す第２の３次元色空間内の点の近傍の単位格子に位置する複数点の第４、第５、第６の色信号を出力する第２記憶手段と、前記複数点の第４、第５、第６の色信号から補間信号を算出するための補間係数を生成する補間係数生成手段と、前記複数点の第４、第５、第６の色信号と前記補間係数により、第４、第５、第６の色信号を補間する補間処理手段を備えたものである。
【００２８】
請求項２の発明に係る色変換処理装置は、第１、第２、第３の色信号で表わされる第１の３次元色空間を第４、第５、第６の色信号で表わされる第２の３次元色空間に変換する色変換処理装置において、色変換後の第４、第５、第６の色信号で表わされる特定色の明度を、暗部は密に、中高輝度部は粗に増加させた第１の色信号を格納した第１記憶手段と、ｍ（ｍは自然数）ビットのディジタル信号である第１の色信号を上記第１記憶手段に入力して得られる格納番号ｋ（ｋは自然数）及びｍビットのディジタル信号である第２、第３の色信号を入力し、この入力信号を示す第２の３次元色空間内の点の近傍の単位直方格子に位置する、または位置すると仮定した８点の第４、第５、第６の色信号を出力する第２記憶手段と、前記８点の第４、第５、第６の色信号に乗ずるための補間係数を生成する補間係数生成手段と、ｍビットである上記第２、第３の色信号を含み、上記第１の色信号がｋ番目に格納されたものである場合の４点の単位平面格子に位置する第４、第５、第６の色信号に、各々前記補間係数を乗じて加え合わせた第１補間信号を出力する手段と、同様にｍビットである第２、第３の色信号を含み、上記第１の色信号がｋ＋１番目に格納されたものである場合の４点の単位平面格子に位置する第４、第５、第６の色信号に、各々前記補間係数を乗じて加え合わせた第２補間信号を出力する手段と、上記第１補間信号にｋ＋１番目に格納された第１の色信号からｍビットの第１の色信号を減じたものを乗じて、第２補間信号にｍビットの第１の色信号からｋ番目に格納された第１の色信号を減じたものを乗じて加えることにより、第４、第５、第６の色信号を算出する補間処理手段を備えたものである。
【００２９】
請求項３の発明に係る色変換処理装置は、色変換後の第４、第５、第６の色信号で表わされる無彩色の明度を、暗部は密に、中高輝度部は粗に増加させた第１の色信号を第１記憶手段に格納したものである。
【００３０】
請求項４の発明に係る色変換処理装置は、第１、第２、第３の色信号が各々ｍビットのディジタル信号の場合、下位ｍ−ｎ（ｎは自然数でｍ＞ｎ）ビット分の第２、第３の色信号を中心として１辺が２^ｍ−ｎビットの単位平面を、第２の色信号の軸方向と第３の色信号の軸方向で、４分割した場合の４平面の面積を補間係数として出力する補間係数生成手段を備えたものである。
【００３１】
請求項５の発明に係る色変換処理装置は、下位ｍ−ｎビット分の第２、第３の色信号を入力して、補間信号の算出に必要な４つの補間係数を出力する補間係数生成手段を４つの記憶手段で構成したものである。
【００３２】
請求項６の発明に係る色変換処理装置は、下位ｍ−ｎビット分の第２、第３の色信号を入力して、補間信号の算出に必要な４つの補間係数のうち１つの補間係数を出力する記憶手段と、複数の加算器及び複数のビットシフト回路で構成され、上記記憶手段の出力信号から他の３つの補間係数を算出する補間係数生成手段を備えたものである。
【００３３】
【作用】
請求項１の発明に係る色変換処理装置の第１記憶手段は、暗部は密に、中高輝度部は粗に増加させた第１の色信号を格納し、第２記憶手段は、第１の色信号を上記第１記憶手段に入力して得られる格納番号及び第２、第３の色信号を入力し、この入力信号を示す第２の３次元色空間内の点の近傍の単位格子に位置する複数点の第４、第５、第６の色信号を出力し、補間係数生成手段は、前記複数点の第４、第５、第６の色信号から補間信号を算出するための補間係数を生成し、補間処理手段は、前記複数点の第４、第５、第６の色信号と前記補間係数により、第４、第５、第６の色信号を補間するため、実時間またはそれに準ずる速度で高精度の色変換を実現し、線形補間による変換精度、特に暗部の変換精度を高めることが可能となる。
【００３４】
請求項２の発明に係る色変換処理装置の第１記憶手段は、色変換後の第４、第５、第６の色信号で表わされる特定色の明度を、暗部は密に、中高輝度部は粗に増加させた第１の色信号を格納し、第２記憶手段は、ｍ（ｍは自然数）ビットのディジタル信号である第１の色信号を上記第１記憶手段に入力して得られる格納番号ｋ（ｋは自然数）及びｍビットのディジタル信号である第２、第３の色信号を入力し、この入力信号を示す第２の３次元色空間内の点の近傍の単位直方格子に位置する、または位置すると仮定した８点の第４、第５、第６の色信号を出力し、補間係数生成手段は、前記８点の第４、第５、第６の色信号に乗ずるための補間係数を生成し、第１補間信号を出力する手段は、ｍビットの第２、第３の色信号を含み、第１の色信号がｋ番目に格納されたものである場合の４点の単位平面格子に位置する第４、第５、第６の色信号に、各々前記補間係数を乗じて加え合わせた第１補間信号を出力し、第２補間信号を出力する手段は、同様にｍビットの第２、第３の色信号を含み、第１の色信号がｋ＋１番目に格納されたものである場合の４点の単位平面格子に位置する第４、第５、第６の色信号に、各々前記補間係数を乗じて加え合わせた第２補間信号を出力し、補間処理手段は、第１補間信号にｋ＋１番目に格納された第１の色信号からｍビットの第１の色信号を減じたものを乗じて、第２補間信号にｍビットの第１の色信号からｋ番目に格納された第１の色信号を減じたものを乗じて加えることにより、第４、第５、第６の色信号を算出するため、実時間またはそれに準ずる速度で高精度の色変換を実現し、線形補間による変換精度、特に暗部の変換精度を高めることが可能となる。
【００３５】
請求項３の発明に係る色変換処理装置の第１記憶手段は、色変換後の第４、第５、第６の色信号で表わされる無彩色の明度を、暗部は密に、中高輝度部は粗に増加させた第１の色信号を格納したため、変換後の画像の色相、彩度、明度の平衡を保ったまま、明度方向の変換誤差を少なくすることが可能となる。
【００３６】
請求項４の発明に係る色変換処理装置の補間係数生成手段は、第１、第２、第３の色信号が各々ｍビットのディジタル信号の場合、下位ｍ−ｎ（ｎは自然数でｍ＞ｎ）ビット分の第２、第３の色信号を中心として１辺が２^ｍ−ｎビットの単位平面を、第２の色信号の軸方向と第３の色信号の軸方向で、４分割した場合の４平面の面積を補間係数として出力するため、小容量の記憶手段と補間処理手段により高精度の色変換を行なうことが可能となり、回路規模を小さくすることが可能となる。
【００３７】
請求項５の発明に係る色変換処理装置の補間係数生成手段は、下位ｍ−ｎビット分の第２、第３の色信号を入力して、補間信号の算出に必要な４つの補間係数を出力する４つの記憶手段で構成したため、乗算器の数を減らし、回路規模を小さくすることが可能となる。
【００３８】
請求項６の発明に係る色変換処理装置の補間係数生成手段は、下位ｍ−ｎビット分の第２、第３の色信号を入力して、記憶手段により補間信号の算出に必要な４つの補間係数のうち１つの補間係数を出力し、上記記憶手段の出力信号と複数の加算器及び複数のビットシフト回路から他の３つの補間係数を算出するため、乗算器の数を減らし、回路規模を小さくすることが可能となる。
【００３９】
【実施例】
実施例１．
図１は、本発明の実施例１による色変換処理装置を示すブロック回路図である。図において、１は３次元ＬＵＴ、２は補間係数生成回路、３から１２は乗算器、１３，１４は加算回路、１５から１８は加算器、１９は除算器、２０はＬＵＴである。
【００４０】
入力信号Ｌｉ^＊をＬＵＴ２０に入力し、ＬＵＴ２０の出力ｋ及び入力信号ａｉ^＊，ｂｉ^＊の上位信号ａｎ^＊，ｂｎ^＊を３次元ＬＵＴ１に入力する。ＬＵＴ２０の出力Ｌ_ｋ ^＊，Ｌ_ｋ＋１ ^＊を加算器１５に入力し、Ｌｉ^＊，Ｌ_ｋ＋１ ^＊を加算器１６に入力し、Ｌｉ^＊，Ｌ_ｋ ^＊を加算器１７に入力する。また、ａｉ^＊，ｂｉ^＊の下位信号ａ^＊，ｂ^＊を補間係数生成回路２に入力する。３次元ＬＵＴ１の出力ｄ_０，ｄ_１，ｄ_２，ｄ_３，ｄ_４，ｄ_５，ｄ_６，ｄ_７を各々乗算器３，４，５，６，７，８，９，１０に入力する。補間係数生成回路２の出力Ｓ_０，Ｓ_１，Ｓ_２，Ｓ_３を各々乗算器３，４，５，６及び７，８，９，１０に入力する。乗算器３，４，５，６の出力を加算回路１３に入力し、乗算器７，８，９，１０の出力を加算回路１４に入力する。加算器１６の出力及び加算回路１３の出力ｄｓを乗算器１１に入力し、加算器１７の出力及び加算回路１４の出力ｄｓ’を乗算器１２に入力する。この２つの乗算器１１，１２の出力を加算器１８に入力する。加算器１５の出力及び加算器１８の出力を除算器１９に入力し、出力の上位８ビット分ｄを得る。
【００４１】
次に、動作について説明する。入力信号Ｌｉ^＊，ａｉ^＊，ｂｉ^＊を各々８ビットとする。入力信号Ｌｉ^＊をＬＵＴ２０に入力する。図２にＬＵＴ２０の概念図を示す。ＬＵＴ２０は、例えば、入力信号Ｌｉ^＊が２００の場合、格納番号ｋを７、Ｌ_ｋ ^＊を１９５、Ｌ_ｋ＋１ ^＊を２１３として出力する。他の場合も同様であるが、Ｌｉ^＊が２４３以上の場合のみ、Ｌ_ｋ＋１ ^＊を２５６として出力する。
【００４２】
Ｒ，Ｇ，Ｂを各々８ビットの信号とし、Ｒ，Ｇ，Ｂ各々の信号が等しい無彩色の場合、これらの信号に対応するＬ^＊，ａ^＊，ｂ^＊（Ｃ光源を基準白色とする）は表１のようになる。このＬ^＊を表２のように８ビットに正規化する。
【００４３】
【表１】

【００４４】
【表２】

【００４５】
図１において、格納番号ｋ及び入力信号ａｉ^＊，ｂｉ^＊の各々上位３ビット分ａｎ^＊，ｂｎ^＊を３次元ＬＵＴ１に入力し、入力信号Ｌｉ^＊，ａｉ^＊，ｂｉ^＊の近傍８点の単位直方格子（ｋ，ａｎ^＊，ｂｎ^＊），（ｋ，ａｎ^＊＋Ｄｎ，ｂｎ^＊），（ｋ，ａｎ^＊＋Ｄｎ，ｂｎ^＊＋Ｄｎ），（ｋ，ａｎ^＊，ｂｎ^＊＋Ｄｎ），（ｋ＋Ｄ_ｋ，ａｎ^＊，ｂｎ^＊），（ｋ＋Ｄ_ｋ，ａｎ^＊＋Ｄｎ，ｂｎ^＊），（ｋ＋Ｄ_ｋ，ａｎ^＊＋Ｄｎ，ｂｎ^＊＋Ｄｎ），（ｋ＋Ｄ_ｋ，ａｎ^＊，ｂｎ^＊＋Ｄｎ）に位置する出力信号ｄ_０，ｄ_１，ｄ_２，ｄ_３，ｄ_４，ｄ_５，ｄ_６，ｄ_７を得る。Ｄｎは３次元ＬＵＴ１のａ^＊軸及びｂ^＊軸方向の単位平面の１辺の長さで２^５である。Ｄ_ｋはＬＵＴ２０の出力Ｌ_ｋ＋１ ^＊とＬ_ｋ ^＊の差であり、Ｌ^＊軸方向の単位直方格子の１辺の長さである。
【００４６】
また、入力信号ａｉ^＊，ｂｉ^＊の各々下位５ビット分ｒ，ｂを補間係数生成回路２に入力し、図３に示すような補間係数Ｓ_０，Ｓ_１，Ｓ_２，Ｓ_３を得る。図３は、３次元ＬＵＴ１の単位直方格子の上面（ｄ_４，ｄ_５，ｄ_６，ｄ_７点から成る単位平面）、下面（ｄ_０，ｄ_１，ｄ_２，ｄ_３点から成る単位平面）及び、入力信号Ｌｉ^＊のＬ^＊軸における位置を示したものである。Ｓ_０，Ｓ_１，Ｓ_２，Ｓ_３は入力信号ａｉ^＊，ｂｉ^＊の下位５ビット分のａ^＊，ｂ^＊に位置する点を中心として、１辺が２^５ビットの単位平面を、ａ^＊軸方向とｂ^＊軸方向で４分割した場合の４平面に相当する補間係数である。

【００４７】
図４は、補間係数生成回路２の構成を示す図である。図において、２１，２２はビット反転回路、２３から２６は乗算回路である。Ｄｎはａ^＊軸及びｂ^＊軸方向の単位平面の１辺の長さであるため、入力信号８ビットのうち上位３ビット分を３次元ＬＵＴ１に入力する場合、Ｄｎ＝２^５となる。したがって、Ｄｎ−ａ^＊はａ^＊の全ビットを反転したものになる。同様にＤｎ−ｂ^＊もｂ^＊の全ビットを反転したものになる。上述したことを利用すると、ビット反転回路２１，２２及び乗算回路２３，２４，２５，２６により、式（２６），（２７），（２８），（２９）の演算を実現することができる。
【００４８】
図１における乗算器３，４，５，６、加算回路１３を用いて、第１補間信号ｄｓを算出する。また、乗算器７，８，９，１０、加算回路１４を用いて、第２補間信号ｄｓ’を算出する。それぞれ、算出式は式（３０），（３１）で表わされる。

（３０），（３１）式では、各格子点の信号に、入力信号ａｉ^＊，ｂｉ^＊を中心として点対称に位置する面積をそれぞれ補間係数として掛け合わせることにより、ａ^＊，ｂ^＊平面における２つの補間信号を算出している。この２つの補間信号ｄｓ，ｄｓ’をさらにＬ^＊軸で補間することにより、３次元補間を実現する。Ｌ^＊軸方向の単位直方格子の１辺の長さをＤ_ｋとすると、出力信号ｄは式（３２）のように算出される。

【００４９】
ただし、ｌ^＊はＬ_ｋ ^＊と入力信号Ｌｉ^＊の差であり、加算器１７により算出し、Ｄ_ｋは加算器１５により算出している。（Ｄｎ^２×Ｄ_ｋ）で除算しているのは、補間係数を１に正規化するためである。ここで、Ｄｎ^２は２^１０となるため、実際には１０ビット分桁下げすることにより算出できる。式（３２）の演算を乗算器１１，１２、加算器１５，１６，１７，１８、除算器１９で実現する。Ｄ_ｋ−ｌ^＊及び第１補間信号ｄｓを乗算器１１に入力し、ｌ^＊及び第２補間信号ｄｓ’を乗算器１２に入力する。乗算器１１，１２の出力信号を加算器１８に入力し、除算器１９により加算器１８の出力をＤ_ｋで除算する。この除算器１９の出力の上位８ビット分ｄを得る。ｄはｄ_０，ｄ_１，ｄ_２，ｄ_３，ｄ_４，ｄ_５，ｄ_６，ｄ_７に各々補間係数を乗じて加え合わせ、さらに、補間係数を１に正規化するために下位２０ビット分を切り捨てたものである。同様の演算方法によりＲ，Ｇ，Ｂの補間処理を行なう。
【００５０】
本実施例では、変換精度を向上させるために、暗部の格子点数を中高輝度部分の格子点数よりも多くしている。暗部とはこの場合、Ｌ^＊の小さい部分である。
３次元ＬＵＴに記憶させる変換値は、有効桁数が補償されている浮動小数点であればよいが、浮動小数点は固定小数点よりも大きな記憶手段を必要とするため、一般には固定小数点で変換値を記憶させる。このように固定小数点で変換値を記憶させると、変換値が小さい場合に丸め誤差が大きくなる。この丸め誤差を多く含んだ変換値を用いて線形補間を行なうと、実際の値と補間値との誤差は大きくなる。
【００５１】
この誤差を少なくする方法は２つ考えられる。格子点数はそのままで、変換値のビット数を増やす方法と、本実施例のように暗部の格子点数を増やす方法である。前者は、暗部だけではなく中高輝度部のビット数も増やす必要があり、冗長な部分が多くなる。後者は、誤差が大きくなる暗部の格子点距離を中高輝度部よりも短くして補間誤差を小さくする方法であり、冗長な部分は少ない。
【００５２】
しかし、このような暗部の補間誤差を少なくするには、負のＲ，Ｇ，Ｂ（実際には存在しない虚色）や、最大値をこえたＲ，Ｇ，Ｂを変換値として３次元ＬＵＴに格納する必要がある。その理由について説明する。
【００５３】
ＣＩＥ １９７６ Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊均等知覚色空間からＲＧＢ色空間への変換は、ＲＧＢ色空間を完全に含む３次元ＬＵＴを必要とする。この色空間の変換は非線形であり、３次元ＬＵＴ中には負のＲ，Ｇ，Ｂ（実際には存在しない虚色）や、最大値をこえたＲ，Ｇ，Ｂが含まれる。入力値に対する３次元ＬＵＴの格子点数が十分多い場合には、このようなＲＧＢ色空間に存在しない色への変換値はどのような値であっても変換精度には大きな影響は与えないため、負のＲ，Ｇ，Ｂは０に、最大値をこえたＲ，Ｇ，Ｂは最大値に丸めるなどの方法が用いられる。しかし、入力値に対する３次元ＬＵＴの格子点数が少なく、単純に線形補間を行なう場合には、元のＲＧＢ色空間に存在しない色への変換値を０や最大値に丸めると変換精度に大きな影響を与える。
【００５４】
例えば、８ビットのＬ^＊，ａ^＊，ｂ^＊を８ビットのＲ，Ｇ，Ｂに逆変換する場合を考える。３３^３個の格子点を持ち、各格子点の変換値を０と２５５（最大値）で８ビットに丸めた３次元ＬＵＴと線形補間を併用して変換すると変換精度の劣化は少ないが、５^３個の格子点の場合では変換精度は著しく劣化する。このような変換精度の劣化は、補間に用いる複数個の変換値がＲＧＢ色空間に存在する点とＲＧＢ色空間に存在しない点が混在する場合に生ずる。これは、０から２５５の値で丸められた変換値を用いて線形補間するためであり、本来得られるべき値と補間値とに誤差が生ずることが起因している。３次元ＬＵＴの格子点数が十分多い場合には、このような誤差が生ずる可能性も低く、誤差自体も小さくなり問題は少ない。しかし、回路規模を縮小するために格子点数を少なくした場合には誤差が生ずる可能性が高くなり、誤差自体も大きくなり問題となる。
【００５５】
実施例１では、負のＲ，Ｇ，Ｂ（実際には存在しない虚色）や、最大値をこえたＲ，Ｇ，Ｂを変換値として３次元ＬＵＴに記憶させることにより、線形補間による変換精度の向上を図る。例えば、変換値を１０ビットに拡張して、−５１２から＋５１１までの値を３次元ＬＵＴに記憶させることにより、変換精度を向上させることが可能となる。
【００５６】
なお、実施例１では、ＣＩＥ １９７６ Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊均等知覚色空間からＲＧＢ色空間への変換を示したが、逆のＲＧＢ色空間からＣＩＥ １９７６ Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊均等知覚色空間への変換では、この方法はあまり有効ではない。その理由について説明する。ＲＧＢ色空間からＣＩＥ １９７６ Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊均等知覚色空間への変換に用いる３次元ＬＵＴの暗部は、３次元で考慮する必要があり、暗部の格子点数を増やすことは効率的ではない。しかし、ＣＩＥ １９７６ Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊均等知覚色空間からＲＧＢ色空間への変換に用いる３次元ＬＵＴの暗部は、Ｌ^＊軸方向だけを考慮すれば良いため、３次元ＬＵＴの容量の増加を少なくすることが可能となる。このように実施例１は、明度軸の分離した色空間から他の色空間に変換する場合に有効な方法であるといえる。
【００５７】
実施例２．
本発明の実施例２による色変換処理装置の構成は、図１と同様であり、補間係数生成回路２における信号処理が異なる。
【００５８】
次に、動作について説明する。入力信号Ｌｉ^＊，ａｉ^＊，ｂｉ^＊を各々８ビットとする。入力信号Ｌｉ^＊をＬＵＴ２０に入力し、ｋ，Ｌ_ｋ ^＊，Ｌ_ｋ＋１ ^＊を得る。格納番号ｋ及び入力信号ａｉ^＊，ｂｉ^＊の各々上位３ビット分ａｎ^＊，ｂｎ^＊を３次元ＬＵＴ１に入力し、入力信号Ｌｉ^＊，ａｉ^＊，ｂｉ^＊の近傍８点の単位直方格子（ｋ，ａｎ^＊，ｂｎ^＊），（ｋ，ａｎ^＊＋Ｄｎ，ｂｎ^＊），（ｋ，ａｎ^＊＋Ｄｎ，ｂｎ^＊＋Ｄｎ），（ｋ，ａｎ^＊，ｂｎ^＊＋Ｄｎ），（ｋ＋Ｄ_ｋ，ａｎ^＊，ｂｎ^＊），（ｋ＋Ｄ_ｋ，ａｎ^＊＋Ｄｎ，ｂｎ^＊），（ｋ＋Ｄ_ｋ，ａｎ^＊＋Ｄｎ，ｂｎ^＊＋Ｄｎ），（ｋ＋Ｄ_ｋ，ａｎ^＊，ｂｎ^＊＋Ｄｎ）に位置する出力信号ｄ_０，ｄ_１，ｄ_２，ｄ_３，ｄ_４，ｄ_５，ｄ_６，ｄ_７を得る。また、入力信号ａｉ^＊，ｂｉ^＊の各々下位５ビット分ａ^＊，ｂ^＊を補間係数生成回路２に入力し、図３に示すような補間係数Ｓ_０，Ｓ_１，Ｓ_２，Ｓ_３を得る。
【００５９】
図４は、本実施例２における補間係数生成回路２の構成を示す図である。２１，２２はビット反転回路であり、２３，２４，２５，２６は乗算回路である。乗算回路２３，２４，２５，２６は入力ａ^＊，ｂ^＊に対して、式（２６），（２７），（２８），（２９）に示すＳ_０，Ｓ_１，Ｓ_２，Ｓ_３を出力する。入力ａ^＊，ｂ^＊は共に５ビット、出力Ｓ_０，Ｓ_１，Ｓ_２，Ｓ_３は１０ビットであるから、乗算回路２３，２４，２５，２６をＬＵＴで構成すると総容量は４０ｋビットとなる。この容量では、乗算器４つを用いる方が回路規模は小さい。そこで、入力信号を上位信号と下位信号に分割して掛け算することによりＬＵＴの縮小を行なう。
【００６０】
式（３３），（３４）に示すように、入力ａ^＊，ｂ^＊を上位信号ａ_Ｈ ^＊，ｂ_Ｈ ^＊と下位信号ａ_Ｌ ^＊，ｂ_Ｌ ^＊に分けると、Ｓ_２は式（３５）のように表わされる。

ａ^＊，ｂ^＊は各々５ビットの信号であるから、Ｋを３として、ａ^＊，ｂ^＊を上位２ビットと下位３ビットに分割する。その結果、入力３ビット、出力６ビットのＬＵＴが１６個必要となるが、容量は６ｋビットに縮小できる。式（３５）からも明らかなように、加算器が全部で１２個必要となるが、回路規模は乗算器４つを用いるよりも小さくなる。
【００６１】
図５は、式（３５）を実現する乗算回路２５の構成を示す図である。図において、２７から３０は入力３ビットに対して６ビットの乗算結果を出力するＬＵＴ、３１，３２，３３は加算器、３４は６ビットシフト回路、３５は３ビットシフト回路である。ＬＵＴ２７，２８，２９，３０により、ａ_Ｈ ^＊ｂ_Ｈ ^＊，ａ_Ｌ ^＊ｂ_Ｈ ^＊，ａ_Ｈ ^＊ｂ_Ｌ ^＊，ａ_Ｌ ^＊ｂ_Ｌ ^＊を算出する。加算器３１により、ａ_Ｌ ^＊ｂ_Ｈ ^＊＋ａ_Ｈ ^＊ｂ_Ｌ ^＊を算出し、６ビットシフト回路３４によりａ_Ｈ ^＊ｂ_Ｈ ^＊を６ビット分桁上げして、３ビットシフト回路３５によりａ_Ｌ ^＊ｂ_Ｈ ^＊＋ａ_Ｈ ^＊ｂ_Ｌ ^＊を３ビット分桁上げして、これらの信号を加算器３２，３３により加算して、Ｓ_２を算出する。乗算回路２３，２４，２６も同様な回路構成で構成できる。
【００６２】
図１において、補間係数生成回路２の出力Ｓ_０，Ｓ_１，Ｓ_２，Ｓ_３を、それぞれ乗算器３，４，５，６及び乗算器７，８，９，１０に入力し、これらの乗算器の出力を、それぞれ加算回路１３，１４に入力して、第１補間信号ｄｓ及び第２補間信号ｄｓ’を算出する。この２つの補間信号を、式（３２）に示すようにＬ^＊軸で補間することにより３次元補間を行ない、出力信号ｄを得る。同様の演算方法によりＲ，Ｇ，Ｂそれぞれの補間処理を行なう。
【００６３】
実施例３．
本発明の実施例３による色変換処理装置の構成は、図１と同様であり、補間係数生成回路２における信号処理が異なる。
【００６４】
次に、動作について説明する。入力信号Ｌｉ^＊，ａｉ^＊，ｂｉ^＊を各々８ビットとする。入力信号Ｌｉ^＊をＬＵＴ２０に入力し、ｋ，Ｌ_ｋ ^＊，Ｌ_ｋ＋１ ^＊を得る。格納番号ｋ及び入力信号ａｉ^＊，ｂｉ^＊の各々上位３ビット分ａｎ^＊，ｂｎ^＊を３次元ＬＵＴ１に入力し、入力信号Ｌｉ^＊，ａｉ^＊，ｂｉ^＊の近傍８点の単位直方格子に位置する出力信号ｄ_０，ｄ_１，ｄ_２，ｄ_３，ｄ_４，ｄ_５，ｄ_６，ｄ_７を得る。また、入力信号ａｉ^＊，ｂｉ^＊の各々下位５ビット分ａ^＊，ｂ^＊を補間係数生成回路２に入力し、図３に示すような補間係数Ｓ_０，Ｓ_１，Ｓ_２，Ｓ_３を得る。式（２８）で算出される補間係数Ｓ_２だけを乗算回路２５から得、他の補間係数Ｓ_０，Ｓ_１，Ｓ_３は式（３６），（３７），（３８）に示すようにＳ_２を用いて算出する。Ｄｎは２^５であるため、式（３６），（３７），（３８）は加算器とビットシフト回路の組み合わせで実現できる。

【００６５】
図６は、本実施例における補間係数生成回路２の構成を示す図である。図において、３６，３７，３８は５ビットシフト回路、３９から４３は加算器である。乗算回路２５により補間係数Ｓ_２を算出する。ａ^＊を５ビットシフト回路３６に入力して、出力ａ^＊×２^５を得、加算器３９によりａ^＊×２^５からＳ_２を減じて補間係数Ｓ_１を得る。同様に５ビットシフト回路３７と加算器４０により補間係数Ｓ_３を得る。また、ａ^＊とｂ^＊を加算器４３により加算したものを５ビットシフト回路３８に入力し、（ａ^＊＋ｂ^＊）×２^５を得、２^１０とＳ_２を加算器４１により加算し、加算器４２により、この加算器４１の出力から（ａ^＊＋ｂ^＊）×２^５を減じて補間係数Ｓ_０を得る。乗算器４つを使用する場合に比べて、上記のような演算方法では、補間係数生成回路２を総容量１．５ｋビットのＬＵＴと、加算器８個で実現でき、回路規模を縮小することが可能となる。
【００６６】
図１において、補間係数生成回路２の出力Ｓ_０，Ｓ_１，Ｓ_２，Ｓ_３を、それぞれ乗算器３，４，５，６及び乗算器７，８，９，１０に入力し、これらの乗算器の出力を、それぞれ加算回路１３，１４に入力して、第１補間信号ｄｓ及び第２補間信号ｄｓ’を算出する。この２つの補間信号を、式（３２）に示すようにＬ^＊軸で補間することにより３次元補間を行ない、出力信号ｄを得る。同様の演算方法によりＲ，Ｇ，Ｂそれぞれの補間処理を行なう。
【００６７】
上記実施例１では、入力信号をｍビットのＬｉ^＊信号、ａｉ^＊信号、ｂｉ^＊信号とする場合、下位ｍ−ｎビット分のａ^＊信号、ｂ^＊信号を中心として、１辺が２^ｍ−ｎビットの単位平面を、ａ^＊信号の軸方向とｂ^＊信号の軸方向で４分割した場合の４平面の面積を補間係数としたが、変換前の色空間と変換後の色空間の変換特性を考慮した他の補間係数であってもよい。
【００６８】
また、上記実施例１では、ＣＩＥ １９７６ Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊均等知覚色空間からの変換を示したが、ＣＩＥ １９７６ Ｌ^＊ｕ^＊ｖ^＊均等知覚色空間、マンセル表色系など、明度軸の分離された色空間からの変換であればよい。
【００６９】
また、上記実施例１では、３次元ＬＵＴの格子点数をａ^＊軸、ｂ^＊軸方向に９点、Ｌ^＊軸方向には３点追加して１２点とした場合を示したが、Ｌ^＊軸方向に追加する格子点数は何点であってもよい。
【００７０】
また、上記各実施例における記憶手段及びＬＵＴは、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）などの半導体素子で構成してもよいし、他の高速な記憶手段で構成してもよい。
【００７１】
また、上記各実施例では、変換後の３次元色空間における無彩色方向の格子点を暗部は細かく、中高輝度部は粗くなるように配置した３次元ＬＵＴについて説明したが、特に色再現性を重視する肌色などの特定色についても同様である。基準白色がＣ光源の場合、ＣＩＥ １９７６ Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊均等知覚色空間における無彩色はａ^＊，ｂ^＊がほぼ０のＬ^＊軸上に存在する。他の色の場合も同様で、特定のａ^＊，ｂ^＊のＬ^＊軸上は明度だけが異なる色であるといえる。このため、特に色再現性を重視したい色を示すａ^＊，ｂ^＊のＬ^＊軸上の格子点を暗部は細かく、中高輝度部は粗くなるように配置すれば、特定色の伝送精度は向上する。
【００７２】
【発明の効果】
本発明は、映像情報を一方の画像入出力機器に依存する色空間から他方の画像入出力機器に依存する色空間に変換するものであって、以下の効果が得られる。
【００７３】
請求項１の発明によれば、実時間またはそれに準ずる速度で、高精度の色変換を実現し、線形補間による変換精度、特に暗部の変換精度を高めることが可能となる。
【００７４】
また、請求項２の発明によれば、少ない回路規模で実時間またはそれに準ずる速度で、高精度の色変換を実現し、線形補間による変換精度を高めることが可能となる。また、特定色方向の格子点を暗部は細かく、中高輝度部は粗くなるように配置した３次元ＬＵＴを用いるため、特定色の変換精度を向上させることが可能となる。
【００７５】
例えば、ＣＩＥ １９７６ Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊均等知覚色空間を他の色空間に変換する場合、人間の視覚特性上、最も敏感な肌色方向の変換値を上記のような３次元ＬＵＴに配置することにより、記憶容量に対する変換精度を向上させることが可能となる。例えば、格子点数を７２９点、変換値を８ビット、ＣＩＥ １９７６ Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊均等知覚色空間の基準光源をＣ光源とする正変換用の３次元ＬＵＴ、及び逆変換用の３次元ＬＵＴを用い、画像シミュレーションを行なった。評価に用いた画像は、ＩＴＥ Ｃｏｌｏｒ Ｍａｔｃｈｉｎｇ Ｃｈａｒｔ（ａ ｇｉｒｌ ｗｉｔｈ ｃａｒｎａｔｉｏｎ）をビデオカメラを用いてワークステーションに取り込んだ画像である。評価には、ＲＧＢからＬ^＊ａ^＊ｂ^＊に正変換した後、Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊からＲＧＢに逆変換した処理画像と原画との色差を用いた。
【００７６】
なお、色差はＲＧＢ色空間ではなく、ＣＩＥ １９７６ Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊均等知覚色空間で算出した。従来の方法である８点補間の色差は１．２４、６点補間の色差は１．３４、５点補間の色差は２．２３、４点補間の色差は１．３３、補間処理しない場合の色差は２７．４３となった。暗部に変換値を加え、格子点数を９７２点、変換値を１０ビットに拡張した逆変換用の３次元ＬＵＴを用いた本発明によると色差は１．１８となり、変換精度は最も良好になった。
【００７７】
また、正変換した画像を逆変換して元の色空間に戻すことを伝送１回分とみなすと、伝送１０回分では８点補間の色差は９．９４、６点補間の色差は１０．６３、５点補間の色差は１０．４８、４点補間の色差は７．７６となった。本発明によると色差は１０．６５であり、最も色差は大きくなるが、本発明以外の方法で画像シミュレーションした処理画像は階調が不連続となり、画像の低周波部分に偽輪郭が発生した。特に髪の部分など暗部は従来の方式では階調が完全に崩れて真っ黒になったが、本発明では暗部の劣化は抑えられた。
【００７８】
さらに、図１４に示すような輝度が連続的に変化するランプ関数を原画として、８点補間と本発明による方法（上記の条件）の両方でシミュレーションを行なった。図１５が８点補間の方法を用いて伝送を１０回繰り返した場合の処理画像の出力値であり、図１６が本発明を用いて伝送を１０回繰り返した場合の処理画像の出力値である。これらの結果からも明らかなように本発明の処理画像の方が階調の連続性を保っているといえる。また、図１６はＬ^＊軸方向の暗部の格子点を３点追加しているため、暗部の階調の崩れが改善されていることが分かる。暗部は信号が小さいため、誤差が多少大きくても色差（数値）としては表われにくいが、視感評価ではその差はよく分かる。格子点数を増加することにより、さらに暗部を改善することができるが、格子点数の増加は、回路規模の増加となるため適当な個数にする必要がある。
【００７９】
請求項３の発明によれば、無彩色方向の格子点を暗部は細かく、中高輝度部は粗くなるように配置した３次元ＬＵＴを用いるため、変換後の画像において、色相、明度、彩度の平衡を保ったまま、明度方向の誤差を小さくすることが可能となる。例えば、白黒画像の場合、変換誤差による着色が少なくなる。
【００８０】
請求項４の発明によれば、小容量の記憶手段と補間処理手段により色変換を行なうため、例えば入力信号を８ビットのディジタル信号として、記憶手段には入力信号の上位３ビットを入力し、入力信号の下位５ビットで補間処理を行なう場合、従来の補間方法では７２個必要であった乗算器を３０個に減らすことができ、回路規模を縮小することが可能となる。
【００８１】
請求項５の発明によれば、例えば５ビットの信号の乗算を３８４ビットのＬＵＴ４個とビットシフト回路２個と加算器３個で実現でき、補間信号生成に必要な乗算器４個を総容量６ｋビットのＬＵＴとビットシフト回路８個と加算器１２個で実現できるため、回路規模を縮小することが可能となる。
【００８２】
請求項６の発明によれば、補間係数生成回路２を複数のＬＵＴと複数のビットシフト回路と複数の加算器で実現でき、補間係数生成回路２を総容量１．５ｋビットのＬＵＴとビットシフト回路５個と加算器８個で実現できるため、回路規模を縮小することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１、２、３における色変換処理装置を示すブロック回路図である。
【図２】実施例１におけるＬＵＴ２０の概念図を示す図である。
【図３】実施例１、２、３の色変換処理装置における補間方法を示す図である。
【図４】実施例１、２における補間係数生成回路２の構成を示すブロック回路図である。
【図５】この発明の実施例２における乗算回路２５の構成を示すブロック回路図である。
【図６】この発明の実施例３における補間係数生成回路２の構成を示すブロック回路図である。
【図７】従来の色変換処理装置及び色逆変換処理装置を示すブロック回路図である。
【図８】３次元ＬＵＴ４４の概念図を示す図である。
【図９】３次元ＬＵＴ４５の概念図を示す図である。
【図１０】他の従来の色変換処理装置を示すブロック回路図である。
【図１１】従来の色変換処理装置における補間方法を示す図である。
【図１２】従来の色逆変換処理装置を示すブロック回路図である。
【図１３】従来の色逆変換処理装置における補間方法を示す図である。
【図１４】ＲＧＢが等しく、連続的に階調が変化するランプ関数の出力値を示す図である。
【図１５】図１４のランプ関数を原画として、従来の色変換方式で変換、逆変換を１０回ずつ繰り返した処理画像の出力値を示す図である。
【図１６】図１４のランプ関数を原画として、本発明の色変換方式で変換、逆変換を１０回ずつ繰り返した処理画像の出力値を示す図である。
【符号の説明】
１，４４，４５，４６，５７…３次元ＬＵＴ、２，４７，５８…補間係数生成回路、３〜１２，４８〜５５，５９〜６６…乗算器、１３，１４，５６，６７…加算回路、１５〜１８，３１〜３３，３９〜４３…加算器、１９…除算器、２０，２７〜３０…ＬＵＴ、２１，２２…ビット反転回路、２３〜２６…乗算回路、３４…６ビットシフト回路、３５…３ビットシフト回路、３６〜３８…５ビットシフト回路。

Claims (6)

1. 第１、第２、第３の色信号で表わされる第１の３次元色空間を第４、第５、第６の色信号で表わされる第２の３次元色空間に変換する色変換処理装置において、暗部は密に、中高輝度部は粗に増加させた第１の色信号を格納した第１記憶手段と、第１の色信号を上記第１記憶手段に入力して得られる格納番号及び第２、第３の色信号を入力し、この入力信号を示す第２の３次元色空間内の点の近傍の単位格子に位置する複数点の第４、第５、第６の色信号を出力する第２記憶手段と、前記複数点の第４、第５、第６の色信号から補間信号を算出するための補間係数を生成する補間係数生成手段と、前記複数点の第４、第５、第６の色信号と前記補間係数により、第４、第５、第６の色信号を補間する補間処理手段を備えたことを特徴とする色変換処理装置。
2. 第１、第２、第３の色信号で表わされる第１の３次元色空間を第４、第５、第６の色信号で表わされる第２の３次元色空間に変換する色変換処理装置において、色変換後の第４、第５、第６の色信号で表わされる特定色の明度の暗部は密に、中高輝度部は粗に増加させた第１の色信号を格納した第１記憶手段と、ｍ（ｍは自然数）ビットのディジタル信号である第１の色信号を上記第１記憶手段に入力して得られる格納番号ｋ（ｋは自然数）及びｍビットのディジタル信号である上記第２、第３の色信号を入力し、この入力信号を示す第２の３次元色空間内の点の近傍の単位直方格子に位置する、または位置すると仮定した８点の第４、第５、第６の色信号を出力する第２記憶手段と、前記８点の第４、第５、第６の色信号に乗ずるための補間係数を生成する補間係数生成手段と、ｍビットである上記第２、第３の色信号を含み、第１の色信号がｋ番目に格納されたものである場合の４点の単位平面格子に位置する第４、第５、第６の色信号に、各々前記補間係数を乗じて加え合わせた第１補間信号を出力する手段と、同様にｍビットである上記第２、第３の色信号を含み、上記第１の色信号がｋ＋１番目に格納されたものである場合の４点の単位平面格子に位置する第４、第５、第６の色信号に、各々前記補間係数を乗じて加え合わせた第２補間信号を出力する手段と、上記第１補間信号にｋ＋１番目に格納された第１の色信号からｍビットの第１の色信号を減じたものを乗じて、第２補間信号にｍビットの第１の色信号からｋ番目に格納された第１の色信号を減じたものを乗じて加えることにより、第４、第５、第６の色信号を算出する補間処理手段を備えたことを特徴とする色変換処理装置。
3. 色変換後の第４、第５、第６の色信号で表わされる無彩色の明度を暗部は密に、中高輝度部は粗に増加させた第１の色信号を第１記憶手段に格納したことを特徴とする請求項２記載の色変換処理装置。
4. 第１、第２、第３の色信号が各々ｍビットのディジタル信号の場合、下位ｍ−ｎ（ｎは自然数でｍ＞ｎ）ビット分の第２、第３の色信号を中心として１辺が２^ｍ−ｎビットの単位平面を、第２の色信号の軸方向と第３の色信号の軸方向で、４分割した場合の４平面の面積を補間係数として出力する補間係数生成手段を備えたことを特徴とする請求項２記載の色変換処理装置。
5. 下位ｍ−ｎビット分の第２、第３の色信号を入力して、補間信号の算出に必要な４つの補間係数を出力する補間係数生成手段を４つの記憶手段で構成したことを特徴とする請求項４記載の色変換処理装置。
6. 下位ｍ−ｎビット分の第２、第３の色信号を入力して、補間信号の算出に必要な４つの補間係数のうち１つの補間係数を出力する記憶手段と、複数の加算器及び複数のビットシフト回路で構成され、上記記憶手段の出力信号から他の３つの補間係数を算出する補間係数生成手段を備えたことを特徴とする請求項４記載の色変換処理装置。

Images