JP3906894B2 - Color gamut creation device, color gamut creation method, color conversion device, and color conversion method - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多次元ルックアップテーブルを用いて色変換を行う色変換装置及び色変換方法と、その色変換装置及び色変換方法で多次元ルックアップテーブルによる色変換の際の基礎となる色域の作成装置及び作成方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
カラー画像信号に対する処理として、色変換処理がある。例えば、入力側の装置に依存したカラー画像信号を出力機器に応じたカラー画像信号に変換する等といったことが行われる。この場合、入力側の機器として、カラー画像を作成する際に用いたＣＲＴや、スキャナなどの画像読取装置などが考えられる。これらの入力側の装置では、それぞれの特性に応じて、扱うことができる色域が制限されている。また、出力装置においても同様であり、例えばプリンタであれば使用する色材などによって再現できる色域は制限される。
【０００３】
このように、入力側の装置と出力装置のいずれも、それぞれの色域を有しており、入力側の装置を使用して作成されたカラー画像の信号は、出力装置に応じた色域のカラー画像信号に変換してから出力装置によって出力することになる。このような色の変換を直接行ってもよいが、一旦、入力側のカラー画像信号を装置に依存しない色空間に変換した後、出力装置に依存した色空間に変換することも行われている。
【０００４】
中間的に装置に依存しない色空間に変換する場合、入力側の装置において表現可能な色は、装置に依存しない色空間においては一部の色域の色にしか過ぎない。同様に、出力装置において再現可能な色も、装置に依存しない色空間の一部の色域である。両者の色域は明度軸を中心に重なっているが、入力側の装置では表現可能な色が出力装置では再現できない場合があり、その場合には出力装置で再現可能な色に変換する必要がある。この処理をガマット圧縮処理と呼んでおり、各種の手法が知られている。このようなガマット圧縮処理を行う場合には、入力側の装置で表現される色域と、出力装置で再現可能な色域を予め設定しておく。そして、その両者間での色変換を定義している。
【０００５】
一方、カラー画像信号に対して色変換を行う場合、一般的には３次元の演算が必要になる。また、例えば上述のガマット圧縮処理などに代表される各種の色変換処理では、マトリックス変換などのように色空間に対して一律な変換では良好な色変換を行うことができない場合が多い。そのため、最近では多次元のルックアップテーブルを用いている。
【０００６】
色変換を行う場合には、このような多次元ルックアップテーブルに対してカラー画像信号を入力し、対応する出力カラー画像信号を得ることになる。入力されるカラー画像信号の取り得る全ての値に対応して出力カラー画像信号が多次元ルックアップテーブルに格納されていれば正確に色変換を行うことができる。しかし、カラー画像信号の取り得る値の組み合わせは膨大であり、対応する出力カラー画像信号の値を格納するためには莫大なメモリ容量が必要となる。そのため、通常用いる多次元ルックアップテーブルでは、入力されるカラー画像信号の取り得る色空間を複数に分割し、分割した色空間の格子点においてのみ出力カラー画像信号を格納し、それ以外のカラー画像信号が入力された場合には近傍の格子点データから補間などによって出力カラー画像信号の値を得ている。なお、以下の説明では補間処理を含めて多次元ルックアップテーブルと呼ぶこともある。
【０００７】
上述のような多次元ルックアップテーブルを用い、ガマット圧縮処理を含む色変換処理を行うことを考える。ここでは、入力されるカラー画像信号は、例えばＣＲＴ等の入力側の装置を用いて作成され、装置に依存しない色空間としてＣＩＥＬａｂ色空間に変換されるものとする。多次元ルックアップテーブルも、入力側としてＣＩＥＬａｂ色空間のカラー画像信号が入力されることを前提に作成される。図９は、多次元ルックアップテーブルにおける格子点の一例の説明図である。図９においては、ＣＩＥＬａｂ色空間におけるＬ* 軸、ａ* 軸、ｂ* 軸をそれぞれ４等分した例を示しており、●が格子点である。図９に示すように、ＣＩＥＬａｂ色空間全体に格子点が散在する。カラー画像信号が入力されたとき、近傍の格子点（８点）のデータを用いて補間演算を行うことになる。
【０００８】
図１０は、入力されるカラー画像信号の色域の一例を示す概念図である。入力されるカラー画像信号は、上述のようにそのカラー画像を作成する際に用いた装置や読み込む際に用いた装置などによって、表現される色域が制限されており、そのような色域をＣＩＥＬａｂ色空間で表すと、例えば図１０に示すようにＣＩＥＬａｂ色空間における一部の空間となる。
【０００９】
図１１は、ある色相面における入力されるカラー画像信号の色域と多次元ルックアップテーブルの格子点の関係の一例の説明図である。図９と図１０に示すＣＩＥＬａｂ色空間を、Ｌ* 軸を含む例えばａ* 軸やｂ* 軸などのある色相面で切断すると、例えば図１１に示すようになる。図１１において、ハッチングを施した部分が入力されるカラー画像信号の色域である。通常はこの色域内のカラー画像信号が入力される。しかし多次元ルックアップテーブルとしては、ＣＩＥＬａｂ色空間全体について格子点を配置しており、それぞれの格子点には色変換後のカラー画像信号が対応付ける必要があり、入力されるカラー画像信号の色域以外の格子点についても変換後の出力カラー画像信号の値が格納される。
【００１０】
一例として、入力側と出力側の色域が一致しており、入力されるカラー画像信号の色域内の色についてはそのまま出力カラー画像信号として出力する場合を考える。入力されるカラー画像信号の色域外については、ここでは明度を保存して、入力されるカラー画像信号の色域の外郭の色に変換するものとする。この場合、入力されるカラー画像信号の色域内の格子点には、その格子点における色値が格納される。また色域外の格子点には、明度を保存して変換した後の色域外郭の色値が格納されることになる。
【００１１】
いま、図１１に示した色域において最大彩度のカラー画像信号（図１１における点Ｐ）が入力されたとする。この場合、多次元ルックアップテーブルでは近傍の８個の格子点を選択し、補間演算を行うことになる。図１１では図示の都合上、選択された４つの格子点のみを●で示している。このとき選択された格子点のうち、３つ（格子点ｕ，ｖ，ｗ）は色域外の格子点である。従って、明度を保存して変換した後の色域外郭上の色値が格納されており、その色を図１１では○で示している。すなわち、格子点ｖ，ｗは点ｘの値が、格子点ｕは点ｙの値がそれぞれ格納されている。従って、色域内の格子点ｔと、点ｘ（２点分）、点ｙを用いて補間演算が行われる。その結果、出力カラー画像信号は点Ｐ’の色が出力されることになる。
【００１２】
このように、例えば図１１に示した色域に基づいて設定した多次元ルックアップテーブルを用いて色変換を行った場合、従来は、図１１の点Ｐのように高彩度色において彩度の低下が顕著であった。このような現象は、上述の例に限らず色域の外郭付近で多く発生していた。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、多次元ルックアップテーブルを用いて色変換を行った場合に、入力側のカラー画像信号の色域の外郭付近、特に高彩度色において従来発生していた彩度低下などが発生せず、正確に色変換結果を得ることができる色変換装置及び色変換方法と、そのような色変換を行うための多次元ルックアップテーブルに値を設定する際に用いる色域を作成する色域作成装置及び色域作成方法を提供することを目的とするものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、多次元ルックアップテーブルで色変換を行うための色域を作成する色域作成装置及び色域作成方法において、入力されるカラー画像信号の色域を生成し、生成された色域において例えば赤、黄、緑、シアン、青、マゼンタの純色の飽和色を含む特定色を含む色相面など、所定の色相面における外郭の点が入力されたときに前記多次元ルックアップテーブルで補間処理に使用する格子点が前記色域外であるとき、当該格子点が色域内となるように色域を補正することを特徴とするものである。特に色域外郭の最大彩度の点について、最大彩度の点が入力されたときに前記多次元ルックアップテーブルで補間処理に使用する格子点が色域外であるとき、最大彩度の点より高明度の格子点について白色と格子点を通る直線を求め、また最大彩度の点より低明度の格子点について黒色と格子点を通る直線を求め、２つの直線の交点を新たな最大彩度の点として、白点、黒点、新たな最大彩度の点により補正後の色域を求めるように構成することができる。さらに、中間彩度の色域外郭上の点について補間処理で使用する格子点も用いて前記補正後の色域を求めることもできる。
【００１５】
本発明の色変換装置及び色変換方法では、このようにして補正された色域を用いて作成された多次元ルックアップテーブルを用いて、色変換を行う。これによって、色域内のカラー画像信号については多次元ルックアップテーブルの格子点が色域外となって不具合を起こすことがなくなり、多次元ルックアップテーブルを用いて所望の色変換を行うことが可能になる。
【００１６】
なお、本発明の色域作成装置及び色域作成方法によって色域を作成する際には、入力側で使用している装置の機差を考慮して、複数の装置におけるカラー画像信号に基づいて１つの色域を生成するとよい。この場合、複数の装置におけるカラー信号のうち最大彩度の色に基づいて色域を生成する。これによって、いずれの装置からのカラー画像信号も含むような色域を設定することができ、いずれの装置でも良好な色変換を行うことが可能になる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の色域作成装置及び色域作成方法の実施の一形態を示すブロック図である。図中、１は色域生成部、２は色域補正部、３は多次元ルックアップテーブル生成部である。色域生成部１は、多次元ルックアップテーブルで色変換を行うカラー画像信号の色域を生成する。多次元ルックアップテーブルに入力されるカラー画像信号が、例えばＣＲＴ等の表示装置を用いて作成されたものである場合、その色域は表示装置で表示可能な色範囲となる。またスキャナなどの画像読取装置などで読み取った場合には、読取装置に固有の色範囲となる。いずれの場合も、例えばＲＧＢ色空間などの装置に依存した色空間におけるカラー画像信号が作成され、その色空間においては色空間の全域を用いたカラー画像信号である。このような装置に依存した色空間から、例えばＣＩＥＬａｂ色空間などの装置に依存しない色空間に変換すると、装置に依存した色空間全域の色域は、装置に依存しない色空間における一部の色域となる。色域生成部１では、このような装置に依存した色空間全域の色域を装置に依存しない色空間に変換した後の装置に依存しない色空間における色域を生成する。以下の説明では、装置に依存しない色空間としてＣＩＥＬａｂ色空間を想定するが、これに限られるものではない。
【００１８】
カラー画像信号が作成される際には、１台の特定の装置が用いられるとは限らず、そのため、例えば同種の装置を用いたとしても機差が生じる。また、装置の調整や経時変化、交換部品など、様々な要因で色域は多少変化する。このような色域の変化に対応するため、色域生成部１において色域を生成する際には、複数の装置で得られたカラー画像信号を元にして生成するとよい。複数の装置におけるカラー画像信号が得られている場合には、それらのカラー画像信号から、例えばそれぞれの色相において最大彩度の色に基づいて色域を生成することができる。このようにして生成された色域は、複数の装置から得られるカラー画像信号の色域を包含した色域となる。
【００１９】
色域補正部２は、色域生成部１で生成された色域について、その色域内のカラー画像信号が多次元ルックアップテーブルに入力されたときに、上述のような色域外の格子点の影響を受けないように、色域を補正する。このとき、色域外の格子点の影響を特に受ける色域外郭の特定色、例えば赤、黄、緑、シアン、青、マゼンタの純色の飽和色を含む色において色域の補正を行っておくとよい。色域の補正方法としては、例えば特定色が入力されたときに多次元ルックアップテーブルで補間処理に使用する、特定色の近傍に配置された格子点の位置情報を取得して、色域外の格子点を含む場合にはその格子点が色域内となるように色域を補正する。詳細については後述する。
【００２０】
多次元ルックアップテーブル生成部３は、多次元ルックアップテーブルの格子点に対応する出力データをそれぞれ生成する。このとき、色域補正部２で補正された色域を用い、色域内の格子点については所望の色変換がなされるように、それぞれの格子点に対応するカラー画像信号が入力されたときの色変換後のカラー画像信号を設定してゆく。また色域外の色についてはほとんどカラー画像信号が入力されることはないが、入力された場合にエラーとならないように、色域外の格子点についても所定の規則に従って出力カラー画像信号が取り得る色範囲の色となるように変換した値を設定しておく。このようにして生成された多次元ルックアップテーブルを、実際の色変換時に用いる。なお、本発明の色域作成装置及び色域作成方法としては、この多次元ルックアップテーブル生成部３は必ずしも必要なく、多次元ルックアップテーブルを生成する手段を別途設けてもよい。
【００２１】
次に、本発明の色域作成装置及び色域作成方法の実施の一形態における動作の一例について説明する。図２は、色域生成部の動作の一例を示すフローチャートである。まずＳ１１において、複数の入力側の装置を用いて作成したカラー画像信号を用意しておく。なお、カラー画像信号の作成時の色空間が、色域を求めるＣＩＥＬａｂ色空間以外の色空間の場合には、色域を求める色空間における色値を求めておく。一例として、ここではカラー画像信号がＲＧＢ色空間において作成されたものとし、ＲＧＢ色空間内の種々の色のカラー画像信号について、ＣＩＥＬａｂ色空間における色値を求めておく。このようなカラー画像信号と色値の集合を、入力側のそれぞれの装置において求めておく。
【００２２】
Ｓ１２において、カラー画像信号として特定色が入力された場合のＣＩＥＬａｂ色空間におけるＬ* 、ａ* 、ｂ* の値を求める。例えばＲＧＢ色空間においてＲ成分のみの色であっても、ＣＩＥＬａｂ色空間では色相が赤になるとは限らず、多少のズレを持つ場合がある。また、複数の入力側の装置から求めることによって、それぞれの装置で同じ色が表現されていても、異なったカラー画像信号である場合があり、ここではそれぞれの入力側の装置における特定色のＬ* 、ａ* 、ｂ* 値を求める。なお、特定色としては、少なくとも赤、黄、緑、シアン、青、マゼンタの純色の飽和色を含むことが望ましい。これらの色は、ＲＧＢ色空間において１成分のみが最大値を持つ１次色と、２成分がともに最大値を持つ２次色である。もちろん、これらの他にも種々の色について、特定色としてもよい。
【００２３】
Ｓ１３において、Ｓ１２で装置ごとに算出した特定色のＬａｂ値から、特定色毎に平均明度及び平均色相角を算出する。さらにＳ１４において、Ｓ１３で求めた特定色毎の平均明度及び平均色相角を元に、隣接する色相間を均等分割し、色相角とそのときの明度を設定する。図３は、設定する色相角及び明度の一例の説明図である。ここでは分割数を３としている。図中の○がＳ１３で求めた平均色相角及び平均明度である。また、隣接する色相間を均等分割して得られた色相角及び明度の点を●で示している。なお、この色域生成部１で生成する色域は、Ｓ１３で得られた特定色の平均色相角と、Ｓ１４で色相間を均等分割して得た色相角における明度−彩度平面において２次元的に色域の外郭を設定する。従って分割数を多くすればより精密に色域の外郭を得ることができる。
【００２４】
Ｓ１５では、Ｓ１３で得られた特定色の平均色相角及びＳ１４で求めた色相角の各色相平面（明度−彩度平面）において、複数の装置で平均した最大彩度点Ｃｕｓｐを求め、白（０，０，０）とＣｕｓｐ、黒（１００，０，０）とＣｕｓｐの間に、色域の外郭上の中間点を設定する。図４は、色相平面に設定するＣｕｓｐ及び中間点の一例の説明図である。ここでは、Ｌａｂ色空間のうち、ある１つの色相平面のみを示している。この色相平面において、各装置の最大彩度の平均値（Ｃｕｓｐ）とそのときの明度を求め、白（０，０，０）とＣｕｓｐ、黒（１００，０，０）とＣｕｓｐの間に、この例では２つずつ、色域の外郭上の中間点（●で図示）を設定している。このようなＣｕｓｐ及び中間点を、Ｓ１３で得られた特定色の平均色相角及びＳ１４で求めた色相角のそれぞれについて求める。例えば図３に示す例においては、６つの特定色の平均色相角と、隣接する特定色の色相角を３分割した２つずつの色相角、合計１８の色相角において、図４と同様にＣｕｓｐ及び複数の中間点を求める。これによって、平均的な色域を求めることができる。
【００２５】
さらにＳ１６において、Ｓ１５で求めた平均的な色域を修正して、それぞれの装置の色域の最外郭を求める。すなわち、Ｓ１５で求めた平均的なＣｕｓｐおよび中間点について、それぞれの装置におけるカラー画像信号の中で最大彩度のものを取得し、Ｃｕｓｐ及び中間点の値を修正する。図５は、色域の最外郭を求める処理の一例の説明図である。例えば各装置における色域の外郭が図５にハッチングを施して示す領域にばらついているとき、Ｃｕｓｐ及び中間点の値を、このばらつきの範囲のうち高彩度側の値に修正する。これによって、図５に太線で示したＳ１５で設定した色域の外郭は、それぞれの装置のばらつき範囲の最外郭に修正される。
【００２６】
Ｓ１７では、Ｓ１６で修正されたそれぞれの色相毎のＣｕｓｐ、中間点の色相、明度、彩度の値からＬａｂ値を算出する。Ｓ１８において、Ｓ１７で算出した各点のＬａｂ値と、黒、白の点とから色域を生成する。このようにして生成された色域が色域補正部２に対して出力される。
【００２７】
図６は、色域補正部の動作の一例を示すフローチャートである。ここでは、色域生成部１で色域生成の際に用いたそれぞれの特定色について、色域の補正処理を行う。なお、ここで特定色は、その特定色を含む色相面における最大彩度の点であるものとする。
【００２８】
Ｓ２１において、未処理の特定色を１つ、処理対象として選択し、その特定色近傍に配置される多次元ルックアップテーブルの格子点の位置情報を取得する。３次元の色空間では、格子点は８個取得される。このうち、最大彩度の格子点（２つ）をＳ２２で選択する。なお、多次元ルックアップテーブルの格子点は図９に示すように色空間を直方体あるいは立方体に分割した頂点であり、等彩度面は明度（Ｌ* ）軸を中心とする円筒面、すなわちＬ* 軸からの距離が彩度である。したがって、８個の格子点のうち最大彩度の格子点はＬ* 軸に平行な１辺上の２つの格子点となる。
【００２９】
Ｓ２３において、Ｓ２２で得られた２つの格子点について、それぞれ、選択した特定色の上部か下部かを判定する。また、Ｓ２４において、それぞれの格子点について、色域の内部（外郭を含む）か外部かを判定する。格子点が色域外である場合には、Ｓ２５において、その格子点が選択した特定色の上部であれば白の点と格子点を通る線分を算出する。また、格子点が選択した特定色の下部であれば黒の点と格子点を通る線分を算出する。また格子点が色域内であれば、Ｓ２６において、その格子点が選択した特定色の上部であれば白の点と選択した特定色を通る線分を算出する。また、格子点が選択した特定色の下部であれば黒の点と選択した特定色を通る線分を算出する。
【００３０】
そして、Ｓ２７において、Ｓ２５またはＳ２６で求めた特定色の上部の線分と下部の線分との交点を求める。このようにして求められた交点を、補正後の色域の最大彩度点（Ｃｕｓｐ）とする。
【００３１】
図７は、色域補正処理の一例の説明図である。図７において点Ｐを選択した特定色の点であるとする。この点Ｐ近傍の多次元ルックアップテーブルの格子点を取得すると、実際には８個取得されるが、ここでは２次元平面を示しているので４個の格子点（ｔ，ｕ，ｖ，ｗ）のみを示している。このうち、最大彩度の格子点は点ｕ，ｖである。この例では、特定色Ｐの上部に格子点ｕが、下部に格子点ｖが存在している。いずれも色域外の格子点である。このとき、Ｓ２５の処理によって、白の点と格子点ｕを通る線分と、黒の点と格子点ｖを通る線分を考え、その交点Ｒを得る。この点を補正後の色域の最大彩度点（Ｃｕｓｐ）とする。
【００３２】
図６に戻り、Ｓ２８において、すべての特定色について補正処理を行ったか否かを判定し、未処理の特定色が残っている場合にはＳ２１に戻って未処理の特定色についてＳ２１〜Ｓ２７の処理を行う。このようにしてすべての特定色について補正処理を行う。
【００３３】
すべての特定色について補正処理を行い、補正後の最大彩度点（Ｃｕｓｐ）を求めたら、Ｓ２９において、補正後の最大彩度点（Ｃｕｓｐ）と中間点とから補正後の色域を作成する。このようにして、図７においてもとの色域とは異なるハッチングを施して示した部分が新たに色域に加えられる。補正処理後の色域は、図１に示すように多次元ルックアップテーブル生成部３に渡され、それぞれの格子点において色変換後の値が設定されることになる。なお、多次元ルックアップテーブルの各格子点に設定される値は、出力側のカラー画像信号の色空間と同一であるほか、異なる色空間への変換を行ったり、あるいは、色空間の変換を行わずに入力側と同じ色空間のカラー画像信号が設定されてもよい。
【００３４】
このようにして生成された多次元ルックアップテーブルでは、図７に示すように色域が補正されているため、例えば点Ｐのカラー画像信号が入力された場合でも、その近傍の格子点である点ｔ，ｕ，ｖ，ｗはすべて色域内の格子点として処理されているので、色域内における色変換処理が正しく行われることになる。また、実際に入力されるカラー画像信号の色域は、補正前の色域であるから、補正処理によって新たに追加された色域において従来と同様に色域内の格子点が使用されても、もともと色域外のカラー画像信号に対する処理であるので問題はない。
【００３５】
なお、上述の補正処理では特定色に対してのみ行っている。これは、特定色において近傍の格子点が色域外となることによる影響が大きいことによる。もちろん、例えば図５に示した中間点についても同様の補正処理を行ったり、さらに、例えば色域生成の際の各色相面における最大彩度、さらには中間点などにおいて補正処理を行ってもよい。
【００３６】
また、上述の動作の説明では、ＣＩＥＬａｂ色空間などの装置に依存しない色空間において色域を設定するものとして説明したが、これに限らず、任意の色空間において入力されるカラー画像信号の色域が限定される場合について同様に処理を行うことができる。
【００３７】
図８は、本発明の色変換装置及び色変換方法の実施の一形態を示すブロック図である。図中、４１はアドレス生成部、４２は多次元ルックアップテーブル、４３は補間演算部である。アドレス生成部４１は、入力側のカラー画像信号の値に応じて、多次元ルックアップテーブル４２のアドレスを生成する。このとき、補間演算部４３で補間演算に用いる複数の格子点に対応するアドレスを生成することもできる。なお、多次元ルックアップテーブル４２が入力された色信号を直接、アドレスとして用いることのできるものである場合には、このアドレス生成部４１を設けずに構成することも可能である。
【００３８】
多次元ルックアップテーブル４２は、上述のようにして生成された多次元ルックアップテーブルそのものである。各格子点に対応する変換後のデータは、各格子点に対応するアドレスに保持されており、アドレス生成部４１からアドレスの入力を受けて、そのアドレスに保持している格子点データを出力する。
【００３９】
補間演算部４３は、多次元ルックアップテーブル４２から読み出された複数の格子点データをもとに補間演算を行い、入力されたカラー画像信号に対応する変換後の出力カラー画像信号を求める。補間の方法は任意である。使用する補間方法に応じて、補間に必要となる格子点のアドレスをアドレス生成部４１で生成して多次元ルックアップテーブル４２に入力し、必要な格子点データを多次元ルックアップテーブル４２から読み出せばよい。
【００４０】
この補間演算の際に、入力側のカラー画像信号の色域の外郭、特に最大彩度色が入力された場合、従来は色域外の格子点によって正確に変換することができなかった。しかし、本発明の色域作成装置及び色域作成方法を用いて多次元ルックアップテーブルの格子点に合わせて色域を補正し、補正した色域を用いて多次元ルックアップテーブルの格子点データをセットしているので、例えば最大彩度色が入力されても、取り出される格子点データは色域内として処理されたデータであるので、補間演算部４３で補間処理を行うことによって正確に色変換後のカラー画像信号を得ることができる。
【００４１】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、多次元ルックアップテーブルを用いて色変換を行う際に、多次元ルックアップテーブル作成時の色域を多次元ルックアップテーブルの格子点位置に応じて補正している。従って、入力側のカラー画像信号の色域の外郭付近、特に高彩度色において従来発生していた彩度低下などが発生せず、正確に色変換結果を得ることができる。
【００４２】
また、入力側のカラー画像信号の色域を生成する際に、複数の装置の色域からそれらを包含する色域を生成しているため、入力側のカラー画像信号を生成する際に用いた装置が異なっていても、良好に色変換を行うことができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の色域作成装置及び色域作成方法の実施の一形態を示すブロック図である。
【図２】 色域生成部の動作の一例を示すフローチャートである。
【図３】 設定する色相角及び明度の一例の説明図である。
【図４】 色相平面に設定するＣｕｓｐ及び中間点の一例の説明図である。
【図５】 色域の最外郭を求める処理の一例の説明図である。
【図６】 色域補正部の動作の一例を示すフローチャートである。
【図７】 色域補正処理の一例の説明図である。
【図８】 本発明の色変換装置及び色変換方法の実施の一形態を示すブロック図である。
【図９】 多次元ルックアップテーブルにおける格子点の一例の説明図である。
【図１０】 入力されるカラー画像信号の色域の一例を示す概念図である。
【図１１】 ある色相面における入力されるカラー画像信号の色域と多次元ルックアップテーブルの格子点の関係の一例の説明図である。
【符号の説明】
１…色域生成部、２…色域補正部、３…多次元ルックアップテーブル生成部、４１…アドレス生成部、４２…多次元ルックアップテーブル、４３…補間演算部。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a color conversion device and a color conversion method for performing color conversion using a multidimensional lookup table, and a color gamut serving as a basis for color conversion using the multidimensional lookup table in the color conversion device and the color conversion method The present invention relates to a creating apparatus and a creating method.
[0002]
[Prior art]
There is a color conversion process as a process for a color image signal. For example, a color image signal depending on an input device is converted into a color image signal corresponding to an output device. In this case, as an input-side device, a CRT used when creating a color image, an image reading device such as a scanner, or the like can be considered. In these input-side devices, the color gamut that can be handled is limited according to the respective characteristics. The same applies to the output device. For example, in the case of a printer, the color gamut that can be reproduced is limited by the color material used.
[0003]
As described above, both the input-side device and the output device have their respective color gamuts, and a color image signal created using the input-side device has a color gamut corresponding to the output device. After being converted into a color image signal, it is output by an output device. Such color conversion may be performed directly, but once the color image signal on the input side is converted into a color space independent of the device, it is also converted into a color space dependent on the output device. .
[0004]
In the case of conversion to an intermediate device-independent color space, colors that can be expressed in the input-side device are only a part of the color gamut in the device-independent color space. Similarly, the colors that can be reproduced in the output device are also part of the color gamut of the color space that does not depend on the device. Although both color gamuts overlap with the lightness axis as the center, colors that can be represented by the input device may not be reproducible by the output device, and in that case, it is necessary to convert them to colors that can be reproduced by the output device. is there. This processing is called gamut compression processing, and various methods are known. When such gamut compression processing is performed, a color gamut expressed by the input device and a color gamut reproducible by the output device are set in advance. And color conversion between the two is defined.
[0005]
On the other hand, when color conversion is performed on a color image signal, a three-dimensional calculation is generally required. For example, in various color conversion processes represented by the above-described gamut compression process and the like, it is often impossible to perform good color conversion by uniform conversion on a color space such as matrix conversion. Therefore, recently, a multi-dimensional lookup table is used.
[0006]
When color conversion is performed, a color image signal is input to such a multidimensional lookup table, and a corresponding output color image signal is obtained. If the output color image signal is stored in the multi-dimensional look-up table corresponding to all possible values of the input color image signal, color conversion can be performed accurately. However, the number of combinations of values that the color image signal can take is enormous, and an enormous memory capacity is required to store the corresponding value of the output color image signal. For this reason, in the normally used multidimensional lookup table, the color space that can be taken by the input color image signal is divided into a plurality of colors, the output color image signal is stored only at the grid points of the divided color space, and the other color images When a signal is input, the value of the output color image signal is obtained from neighboring grid point data by interpolation or the like. In the following description, the interpolation process may be referred to as a multidimensional lookup table.
[0007]
Consider performing color conversion processing including gamut compression processing using a multi-dimensional lookup table as described above. Here, it is assumed that the input color image signal is created using an input-side device such as a CRT and is converted into the CIELab color space as a device-independent color space. The multidimensional lookup table is also created on the assumption that a color image signal in the CIELab color space is input as the input side. FIG. 9 is an explanatory diagram of an example of lattice points in the multidimensional lookup table. FIG. 9 shows an example in which the L * axis, a * axis, and b * axis in the CIELab color space are divided into four equal parts, and ● is a lattice point. As shown in FIG. 9, lattice points are scattered throughout the CIELab color space. When a color image signal is input, interpolation calculation is performed using data of neighboring grid points (eight points).
[0008]
FIG. 10 is a conceptual diagram showing an example of the color gamut of the input color image signal. The input color image signal has a limited color gamut expressed by the device used when creating the color image or the device used when reading the color image as described above. When expressed in the CIELab color space, for example, as shown in FIG. 10, it is a partial space in the CIELab color space.
[0009]
FIG. 11 is an explanatory diagram of an example of the relationship between the color gamut of the input color image signal on a certain hue plane and the grid points of the multidimensional lookup table. When the CIELab color space shown in FIGS. 9 and 10 is cut along a hue plane including the L * axis, such as the a * axis and the b * axis, the result is as shown in FIG. 11, for example. In FIG. 11, the hatched portion is the color gamut of the input color image signal. Normally, a color image signal within this color gamut is input. However, as a multidimensional lookup table, grid points are arranged for the entire CIELab color space, and color image signals after color conversion need to be associated with each grid point, and the color gamut of the input color image signal The value of the output color image signal after conversion is also stored for other grid points.
[0010]
As an example, let us consider a case where the color gamuts on the input side and the output side match and the colors within the color gamut of the input color image signal are output as they are as the output color image signal. For the color gamut of the input color image signal, the lightness is stored here and converted to a color outside the color gamut of the input color image signal. In this case, the color value at the grid point is stored in the grid point in the color gamut of the input color image signal. Further, the color values outside the color gamut after storing the brightness and converting are stored in the grid points outside the color gamut.
[0011]
Assume that a color image signal having a maximum saturation (point P in FIG. 11) is input in the color gamut shown in FIG. In this case, in the multidimensional lookup table, eight neighboring lattice points are selected and interpolation calculation is performed. In FIG. 11, for the sake of illustration, only four selected lattice points are indicated by ●. Of the grid points selected at this time, three (grid points u, v, w) are grid points outside the color gamut. Therefore, the color value on the color gamut outline after storing and converting the lightness is stored, and the color is indicated by ◯ in FIG. That is, the value of the point x is stored in the lattice points v and w, and the value of the point y is stored in the lattice point u. Accordingly, an interpolation operation is performed using the grid point t in the color gamut, the point x (for two points), and the point y. As a result, the color of the point P ′ is output from the output color image signal.
[0012]
Thus, for example, when color conversion is performed using a multi-dimensional lookup table set based on the color gamut shown in FIG. 11, conventionally, a decrease in saturation in a high-saturation color as indicated by point P in FIG. 11. Was remarkable. Such a phenomenon is not limited to the above-described example, and often occurs near the outline of the color gamut.
[0013]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in view of the above-described circumstances. When color conversion is performed using a multi-dimensional lookup table, it has conventionally occurred in the vicinity of the color gamut of the color image signal on the input side, particularly in a high saturation color. A value is set in a color conversion apparatus and a color conversion method capable of accurately obtaining a color conversion result without causing a decrease in saturation, and a multi-dimensional lookup table for performing such color conversion. It is an object of the present invention to provide a color gamut creation device and a color gamut creation method for creating a color gamut to be used at the time.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
The present invention relates to a color gamut creation device and a color gamut creation method for creating a color gamut for performing color conversion using a multidimensional lookup table, and to generate a color gamut of an input color image signal. When a contour point on a predetermined hue plane, such as a hue plane including a specific color including saturated colors of red, yellow, green, cyan, blue, and magenta, is input, the multidimensional lookup table is used for interpolation. When the grid point used for processing is outside the color gamut, the color gamut is corrected so that the grid point falls within the color gamut. In particular, for the maximum saturation point of the color gamut outline, when the maximum saturation point is input and the grid point used for interpolation processing in the multidimensional lookup table is out of the color gamut, the maximum saturation point Find a straight line that passes white and grid points for grid points with high brightness, and a straight line that passes black and grid points for grid points with low brightness from the point of maximum saturation, and finds the new maximum saturation at the intersection of the two lines. As the points, the corrected color gamut can be obtained from white points, black points, and new maximum saturation points. Furthermore, the corrected color gamut can also be obtained by using the grid points used in the interpolation processing for the points on the color saturation of the intermediate saturation.
[0015]
In the color conversion apparatus and the color conversion method of the present invention, color conversion is performed using a multidimensional lookup table created using the color gamut corrected in this way. As a result, for the color image signal in the color gamut, the lattice points of the multi-dimensional look-up table are not out of the color gamut, causing problems, and it is possible to perform desired color conversion using the multi-dimensional look-up table. Become.
[0016]
Note that when creating a color gamut using the color gamut creation device and the color gamut creation method of the present invention, based on color image signals in a plurality of devices, taking into account the differences in the devices used on the input side. One color gamut may be generated. In this case, the color gamut is generated based on the color with the maximum saturation among the color signals in the plurality of apparatuses. This makes it possible to set a color gamut that includes a color image signal from any device, and any device can perform good color conversion.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a color gamut creating apparatus and a color gamut creating method according to the present invention. In the figure, 1 is a color gamut generation unit, 2 is a color gamut correction unit, and 3 is a multidimensional lookup table generation unit. The color gamut generation unit 1 generates a color gamut of a color image signal that performs color conversion using a multidimensional lookup table. When the color image signal input to the multidimensional lookup table is created using a display device such as a CRT, the color gamut is a color range that can be displayed on the display device. When the image is read by an image reading device such as a scanner, the color range is unique to the reading device. In either case, for example, a color image signal in a color space depending on a device such as an RGB color space is created, and the color image signal uses the entire color space. When converting from such a device-dependent color space to a device-independent color space such as the CIELab color space, the color gamut of the entire device-dependent color space is a part of the color in the device-independent color space. It becomes an area. The color gamut generation unit 1 generates a color gamut in a device-independent color space after converting the color gamut of the entire color space depending on the device into a color space independent of the device. In the following description, the CIELab color space is assumed as a device-independent color space, but the present invention is not limited to this.
[0018]
When a color image signal is generated, one specific device is not always used. For this reason, for example, even if the same type of device is used, a machine difference occurs. In addition, the color gamut changes slightly due to various factors such as adjustment of the apparatus, changes with time, and replacement parts. In order to cope with such a change in the color gamut, when the color gamut generation unit 1 generates the color gamut, it may be generated based on color image signals obtained by a plurality of devices. When color image signals in a plurality of apparatuses are obtained, a color gamut can be generated from the color image signals based on, for example, the color of maximum saturation in each hue. The color gamut generated in this way is a color gamut including the color gamut of color image signals obtained from a plurality of devices.
[0019]
For the color gamut generated by the color gamut generation unit 1, the color gamut correction unit 2 receives a grid point outside the color gamut as described above when the color image signal in the color gamut is input to the multidimensional lookup table. Correct the color gamut so that it is not affected. At this time, if the color gamut correction is performed on a specific color outside the color gamut that is particularly affected by the grid points outside the color gamut, for example, a color including a saturated saturated color of red, yellow, green, cyan, blue, and magenta. Good. As a color gamut correction method, for example, when a specific color is inputted, position information of grid points arranged in the vicinity of the specific color, which is used for interpolation processing by a multidimensional lookup table, is acquired, and the color gamut is out of the color gamut. When a grid point is included, the color gamut is corrected so that the grid point falls within the color gamut. Details will be described later.
[0020]
The multidimensional lookup
[0021]
Next, an example of the operation in the embodiment of the color gamut creation device and the color gamut creation method of the present invention will be described. FIG. 2 is a flowchart illustrating an example of the operation of the color gamut generation unit. First, in S11, color image signals created using a plurality of input devices are prepared. When the color space when creating the color image signal is a color space other than the CIELab color space for obtaining the color gamut, the color value in the color space for obtaining the color gamut is obtained. As an example, it is assumed here that color image signals are created in the RGB color space, and color values in the CIELab color space are obtained for color image signals of various colors in the RGB color space. A set of such color image signals and color values is obtained in each device on the input side.
[0022]
In S12, values of L * , a * , and b * in the CIELab color space when a specific color is input as a color image signal are obtained. For example, even if the color has only the R component in the RGB color space, the hue is not always red in the CIELab color space, and there may be some deviation. Further, by obtaining from a plurality of input side devices, even if the same color is expressed by each device, there may be different color image signals. Here, the L of the specific color in each input side device may be obtained. * , A * , b * values are obtained. The specific color desirably includes at least a saturated color of red, yellow, green, cyan, blue, and magenta. These colors are a primary color in which only one component has a maximum value in the RGB color space, and a secondary color in which both components have a maximum value. Of course, various colors other than these may be specified colors.
[0023]
In S13, the average brightness and average hue angle are calculated for each specific color from the Lab value of the specific color calculated for each device in S12. Further, in S14, adjacent hues are equally divided based on the average brightness and average hue angle for each specific color obtained in S13, and the hue angle and the brightness at that time are set. FIG. 3 is an explanatory diagram of an example of the hue angle and brightness to be set. Here, the number of divisions is set to 3. The circles in the figure are the average hue angle and average brightness obtained in S13. Also, the hue angle and lightness points obtained by equally dividing adjacent hues are indicated by ●. The color gamut generated by the color gamut generation unit 1 is two-dimensional on the lightness-saturation plane at the average hue angle of the specific color obtained in S13 and the hue angle obtained by equally dividing the hues in S14. The outline of the color gamut is set. Therefore, if the number of divisions is increased, the outline of the color gamut can be obtained more precisely.
[0024]
In S15, in each hue plane (lightness-saturation plane) of the average hue angle of the specific color obtained in S13 and the hue angle obtained in S14, the maximum saturation point Cusp averaged by a plurality of devices is obtained, and white ( An intermediate point on the outline of the color gamut is set between 0,0,0) and Cusp, and black (100,0,0) and Cusp. FIG. 4 is an explanatory diagram of an example of Cusp and an intermediate point set on the hue plane. Here, only one hue plane in the Lab color space is shown. In this hue plane, the average value of the maximum saturation of each device (Cusp) and the lightness at that time are obtained, and between white (0,0,0) and Cusp, black (100,0,0) and Cusp, In this example, two intermediate points on the outline of the color gamut (shown by ●) are set. Such Cusp and the intermediate point are obtained for each of the average hue angle of the specific color obtained in S13 and the hue angle obtained in S14. For example, in the example shown in FIG. 3, the average hue angle of six specific colors and two hue angles obtained by dividing the hue angle of the adjacent specific color into three, ie, 18 hue angles in total, are the same as in FIG. And a plurality of intermediate points. Thereby, an average color gamut can be obtained.
[0025]
Further, in S16, the average color gamut obtained in S15 is corrected to obtain the outermost contour of the color gamut of each device. That is, for the average Cusp and intermediate point obtained in S15, the color image signal having the maximum saturation is acquired from the color image signals in the respective apparatuses, and the values of Cusp and intermediate point are corrected. FIG. 5 is an explanatory diagram of an example of processing for obtaining the outermost contour of the color gamut. For example, when the outline of the color gamut in each apparatus varies in the hatched area shown in FIG. 5, the values of Cusp and the midpoint are corrected to the values on the high saturation side of the variation range. As a result, the outline of the color gamut set in S15 indicated by the bold line in FIG. 5 is corrected to the outermost outline of the variation range of each device.
[0026]
In S17, the Lab value is calculated from the values of Cusp, hue at the midpoint, brightness, and saturation for each hue corrected in S16. In S18, a color gamut is generated from the Lab value of each point calculated in S17 and the black and white points. The color gamut generated in this way is output to the color gamut correction unit 2.
[0027]
FIG. 6 is a flowchart illustrating an example of the operation of the color gamut correction unit. Here, color gamut correction processing is performed for each specific color used in the color gamut generation by the color gamut generation unit 1. Here, it is assumed that the specific color is a point of maximum saturation on the hue plane including the specific color.
[0028]
In S21, one unprocessed specific color is selected as a processing target, and position information of lattice points of a multidimensional lookup table arranged in the vicinity of the specific color is acquired. In the three-dimensional color space, eight grid points are acquired. Among these, the grid point (two) with the maximum saturation is selected in S22. The grid points of the multi-dimensional lookup table are vertices obtained by dividing the color space into rectangular parallelepipeds or cubes as shown in FIG. 9, and the isochromatic surface is a cylindrical surface centered on the lightness (L * ) axis, that is, L * The distance from the axis is the saturation. Therefore, the lattice point with the maximum saturation among the eight lattice points is two lattice points on one side parallel to the L * axis.
[0029]
In S23, it is determined whether each of the two grid points obtained in S22 is an upper part or a lower part of the selected specific color. In S24, it is determined whether each grid point is inside the color gamut (including the outline) or outside. If the grid point is out of the color gamut, a line segment passing through the white point and the grid point is calculated in S25 if the grid point is above the selected specific color. If the grid point is below the selected specific color, a line passing through the black point and the grid point is calculated. If the grid point is in the color gamut, a line segment passing through the white point and the selected specific color is calculated in S26 if the grid point is above the selected specific color. If the grid point is below the selected specific color, a line segment passing through the black point and the selected specific color is calculated.
[0030]
In S27, the intersection of the upper line segment and the lower line segment of the specific color obtained in S25 or S26 is obtained. The intersection obtained in this way is set as the maximum saturation point (Cusp) of the corrected color gamut.
[0031]
FIG. 7 is an explanatory diagram of an example of the color gamut correction process. It is assumed that the point P in FIG. 7 is a specific color point selected. When the lattice points of the multi-dimensional lookup table in the vicinity of the point P are acquired, eight lattice points are actually acquired. However, since a two-dimensional plane is shown here, four lattice points (t, u, v, w) are obtained. ) Only. Among these, the points of maximum saturation are points u and v. In this example, a lattice point u exists above the specific color P, and a lattice point v exists below the specific color P. Both are out-of-gamut grid points. At this time, a line segment passing through the white point and the grid point u and a line segment passing through the black point and the grid point v are considered by the process of S25, and the intersection R is obtained. This point is set as the maximum saturation point (Cusp) of the corrected color gamut.
[0032]
Returning to FIG. 6, in S28, it is determined whether or not correction processing has been performed for all the specific colors. If unprocessed specific colors remain, the process returns to S21 and the processing of S21 to S27 is performed for the unprocessed specific colors. Process. In this way, correction processing is performed for all specific colors.
[0033]
When correction processing is performed for all the specific colors and the corrected maximum saturation point (Cusp) is obtained, a corrected color gamut is created from the corrected maximum saturation point (Cusp) and the intermediate point in S29. . In this way, a hatched portion different from the original color gamut in FIG. 7 is newly added to the color gamut. The color gamut after the correction processing is passed to the multidimensional lookup
[0034]
In the multi-dimensional lookup table generated in this way, since the color gamut is corrected as shown in FIG. 7, for example, even when a color image signal of point P is input, it is a lattice point in the vicinity thereof. Since the points t, u, v, and w are all processed as grid points in the color gamut, color conversion processing in the color gamut is correctly performed. In addition, since the color gamut of the color image signal that is actually input is the color gamut before correction, even if the grid points in the color gamut are used in the color gamut newly added by the correction processing as in the past, There is no problem because it is originally a process for a color image signal outside the color gamut.
[0035]
Note that the above correction processing is performed only for a specific color. This is because the influence of the fact that neighboring grid points are out of the color gamut in a specific color is great. Of course, for example, the same correction processing may be performed on the intermediate point shown in FIG. 5, and further, for example, correction processing may be performed on the maximum saturation on each hue plane when generating the color gamut, and further on the intermediate point. .
[0036]
In the above description of the operation, it has been described that the color gamut is set in a device-independent color space such as the CIELab color space. However, the present invention is not limited to this, and the color of a color image signal input in an arbitrary color space. The same process can be performed when the area is limited.
[0037]
FIG. 8 is a block diagram showing an embodiment of the color conversion apparatus and color conversion method of the present invention. In the figure,
[0038]
The multidimensional lookup table 42 is the multidimensional lookup table itself generated as described above. The converted data corresponding to each grid point is held at an address corresponding to each grid point, receives the address input from the
[0039]
The
[0040]
In this interpolation operation, when the outline of the color gamut of the color image signal on the input side, especially the maximum saturation color, is input, it has not been possible to convert accurately by the grid points outside the color gamut. However, the color gamut is corrected according to the grid points of the multidimensional lookup table using the color gamut creation apparatus and the color gamut creation method of the present invention, and the grid point data of the multidimensional lookup table is corrected using the corrected color gamut. For example, even if the maximum saturation color is input, since the extracted grid point data is the data processed within the color gamut, the
[0041]
【The invention's effect】
As is clear from the above description, according to the present invention, when color conversion is performed using a multidimensional lookup table, the color gamut at the time of creating the multidimensional lookup table is set to the grid point position of the multidimensional lookup table. It is corrected according to. Therefore, near the outline of the color gamut of the color image signal on the input side, in particular, the saturation reduction that has conventionally occurred in the high saturation color does not occur, and the color conversion result can be obtained accurately.
[0042]
In addition, when generating the color gamut of the color image signal on the input side, since the color gamut including them is generated from the color gamut of a plurality of devices, it was used when generating the color image signal on the input side. Even if the apparatuses are different, there is an effect that color conversion can be performed satisfactorily.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram illustrating an embodiment of a color gamut creation device and a color gamut creation method according to the present invention.
FIG. 2 is a flowchart illustrating an example of an operation of a color gamut generation unit.
FIG. 3 is an explanatory diagram of an example of a hue angle and brightness to be set.
FIG. 4 is an explanatory diagram of an example of Cusp and an intermediate point set on a hue plane.
FIG. 5 is an explanatory diagram illustrating an example of processing for obtaining an outermost contour of a color gamut.
FIG. 6 is a flowchart illustrating an example of the operation of a color gamut correction unit.
FIG. 7 is an explanatory diagram illustrating an example of color gamut correction processing;
FIG. 8 is a block diagram illustrating an embodiment of a color conversion apparatus and a color conversion method according to the present invention.
FIG. 9 is an explanatory diagram of an example of lattice points in a multidimensional lookup table.
FIG. 10 is a conceptual diagram illustrating an example of a color gamut of an input color image signal.
FIG. 11 is an explanatory diagram illustrating an example of a relationship between a color gamut of an input color image signal on a certain hue plane and lattice points of a multidimensional lookup table.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Color gamut production | generation part, 2 ... Color gamut correction part, 3 ... Multidimensional lookup table production | generation part, 41 ... Address production | generation part, 42 ... Multidimensional lookup table, 43 ... Interpolation calculation part.
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