JP4678807B2

JP4678807B2 - Image processing apparatus and image processing method

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Publication number: JP4678807B2
Application number: JP2001074735A
Authority: JP
Inventors: 卓也島田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2001-03-15
Filing date: 2001-03-15
Publication date: 2011-04-27
Anticipated expiration: 2021-03-15
Also published as: JP2002281518A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、入力されたカラー画像に対して表示用の色変換を行なう画像処理装置および画像処理方法
【０００２】
【従来の技術】
近年、カラーDTPやインターネットの急速な発展によって、カラー画像の正確な色再現が強く求められるようになり、デバイス依存であった画像データの色を、複数のデバイス間において統一して制御/管理することが必要となった。
【０００３】
インターネットを介して接続された複数のデバイスにおいて、カラー画像データの正確な色再現を実現する方法の一つとして、カラー画像データを構成する標準色空間ｓＲＧＢ(IEC 61966-2-1)が提案され、RGB色信号と測色値との対応関係および、画像観察条件が標準化されている。この標準色空間ｓＲＧＢに基づくカラー画像は、規定された観察条件下で標準ディスプレイに表示される画像と等しいアピアランスで再現されることが期待される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述した標準色空間ｓＲＧＢは、平均的なCRTディスプレイの特性に基づいて制定されているが、その測色値との対応関係は、暗黒下を前提としている。すなわち、ディスプレイの管面反射光については何ら考慮されていないため、ディスプレイにおいて管面反射が発生した場合には、上記規格が意図する色味で画像を表示することができないという問題があった。
【０００５】
実際に、ｓＲＧＢ色空間では周囲照明レベルを64ルクスと規定しており、これは一般的なディスプレイ観察環境と比較するとかなり暗い。500ルクスの照明下では、ディスプレイ管面反射の影響によって、特にダーク部の色の見えが標準照明下とは大きく異なる。
【０００６】
照明に応じてディスプレイ表示画像の色を補正する方法としては、例えば特開平9-214787号公報が報告されているが、これは、入力画像である印刷物の見えが照明によって変化する現象に対応したものであり、ディスプレイに表示される画像の色味が変化する現象については考慮されていない。
【０００７】
本発明は上述した問題を解決するためになされたものであり、標準照明下で観察することが意図されたカラー画像を、観察照明下でディスプレイに表示する際に、表示画像の色の見え（アピアランス）が標準照明下における表示画像と同等になるように制御する画像処理装置および画像処理方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための一手段として、本発明の画像処理装置は以下の構成を備える。
【０００９】
すなわち、入力色信号を均等色空間の色信号に変換する均等色空間変換手段と、
標準照明下における色再現範囲の最大明度が観察照明下における色再現範囲の最大明度にマッピングされ、前記標準照明下における色再現範囲の最小明度が前記観察照明下における色再現範囲の最小明度にマッピングされるように、前記標準照明下における色再現範囲と前記観察照明下における色再現範囲とを用いて、前記均等色空間の色信号を前記観察照明下における色再現範囲内にマッピングするマッピング手段と、
前記観察照明下における黒レベル情報を用いて、前記マッピングされた色信号に対して黒レベル補正を行う黒レベル補正手段と、
前記黒レベル補正された色信号を表示用の色信号に変換する色信号変換手段と
を有することを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る一実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１１】
＜第１実施形態＞
図１は、本実施形態の画像処理装置１００にディスプレイ１０４が接続されている様子を示し、画像処理装置１００においては、特に入力されたカラー画像データに対して色変換処理を施すためのブロック構成を示す図である。
【００１２】
同図において、均等色空間変換部１０１は、入力された標準色空間に基づくカラー画像の色信号[Ｒi,Ｇi,Ｂi]を均等色空間上の座標[Ｌi,ａi,ｂi]に変換する。[Ｌi,ａi,ｂi]は、色信号[Ｒi,Ｇi,Ｂi]を入力した時、標準照明下において標準ディスプレイが表示する色の測色値である。また、標準照明は、例えば暗黒である。
【００１３】
ガマットマッピング部１０２は、標準照明下における標準ディスプレイの色再現範囲を、観察照明下においてディスプレイ１０４が実際に表示可能な色再現範囲にマッピングすることによって、上記[Ｌi,ａi,ｂi]を対応する点[Ｌd,ａd,ｂd]へ変換する。一般に管面反射が大きくなると、ディスプレイに表示される色は、明度が上昇し、彩度が低下する。ガマットマッピング部１０２においては、すなわち、この管面反射やディスプレイの色再現特性の違いを吸収する。
【００１４】
ディスプレイシミュレーション部１０３は、実際の観察照明下において、ディスプレイ１０４に上記測色値[Ｌd,ａd,ｂd]の色を表示させる色信号[Ｒd,Ｇd,Ｂd]を求める。なお、１０４が表示ターゲットとなるディスプレイである。
【００１５】
以上のように、入力されたカラー画像信号[Ｒi,Ｇi,Ｂi]は、標準照明下において標準ディスプレイで表示されることが意図されたものであるが、該信号が上記処理によって[Ｒd,Ｇd,Ｂd]へ変換されることにより、実際の観察照明下において、標準と異なる色再現特性を有するディスプレイで表示する場合においても、本来意図した画像と等しい色の見えで再現することが可能となる。
【００１６】
図２は、均等色空間変換部１０１の詳細構成の一例を示すブロック図である。均等色空間変換部１０１は、標準色空間の定義に従って、入力色信号を均等色空間に変換する。例えば、図２の構成によってｓＲＧＢに基づく色信号を均等色空間に変換する。同図においてガンマ変換部２０１においては、入力色信号[Ｒi,Ｇi,Ｂi]にいわゆるガンマ変換を施すことによって、[Ｒl,Ｇl,Ｂl]を得る。
【００１７】
ｓＲＧＢに基づく画像の色信号は、ガンマ特性を有する標準ディスプレイへの表示が意図されているため、標準ディスプレイに表示した際に適正な輝度が得られるように、予め逆ガンマ特性を有するように補正されている。入力色信号[Ｒi,Ｇi,Ｂi]は、以下に示す式(1)，(2)，(3)によってディスプレイの表示輝度値に線形な色信号[Ｒl,Ｇl,Ｂl]に変換される。なお、式(1)〜(3)にはＲ成分の例を示すが、Ｇ，Ｂ成分についても同様である。
【００１８】
Ｒi'=Ｒi/255 ・・・(1)
If Ｒi'≦0.03928
Ｒl=Ｒi'/12.92 ・・・(2)
If Ｒi＞0.03928
Ｒl=((Ｒi'+0.055)/1.055)^2.4 ・・・(3)
表色系変換部２０２においては、色信号[Ｒl,Ｇl,Ｂl]を３×３のマトリクス演算によって、ＸＹＺ色空間[Ｘi,Ｙi,Ｚi]に変換する。この変換マトリクスは、Ｒ、Ｇ、Ｂおよび白色のＸＹＺ座標に基づいて定められる。ｓＲＧＢに基づく色信号においては、ITU-R BT.709に定められたＲ、Ｇ、ＢのＸＹＺ座標と、白色点D65のＸＹＺ座標とによって定められたマトリクスを用いて、[Ｘi,Ｙi,Ｚi]は次式(4)で求められる。
【００１９】
【数４】

【００２０】
Ｌａｂ変換部２０３においては、ＣＩＥで規定される式に基づいて、ＸＹＺ色空間上の点[Ｘi,Ｙi,Ｚi]を、均等色空間（例えばＣＩＥ/L*a*b*色空間）上の点[Ｌi,ａi,ｂi]に変換する。
【００２１】
以上のように、均等色空間変換部１０１においては、入力色信号[Ｒi,Ｇi,Ｂi]が知覚的に均等な色空間上の信号[Ｌi,ａi,ｂi]に変換される。この結果、後段のガマットマッピング部１０２においてマッピング処理を行なう際に、画像の階調性を維持することが容易となる。
【００２２】
図３は、ガマットマッピング部の構成を示す図である。同図に示すように本実施形態のガマットマッピング部は、色信号入力部３０１、入力色信号保持部３０２、明度正規化部３０３、入力色域保持部３０４、出力色域保持部３０５、入力レンジ演算部３０６、入力レンジ保持部３０７、出力レンジ演算部３０８、出力レンジ保持部３０９、出力色信号演算部３１０、出力明度変換部３１１、出力色信号保持部３１２、および色信号出力部３１３とからなる。
【００２３】
入力色域保持部３０４、出力色域保持部３０５は、標準照明下における標準ディスプレイの色再現範囲（色域情報）、観察照明下におけるディスプレイ１０４の色再現範囲をそれぞれ格納する。入力色信号は、色信号入力部３０１を介して入力色信号保持部３０２に格納される。明度正規化部３０３は、入力色域保持部３０４に格納された色域情報を用いて、入力色信号保持部３０２に格納された色信号に明度の正規化を行い、正規化後の色信号を入力色信号保持部３０２に再度格納する。入力レンジ演算部３０６は、入力色信号保持部３０２に格納された色信号と入力色域保持部３０４に格納された色域情報とから、入力レンジの端点を求め、結果を入力レンジ保持部３０７に格納する。出力レンジ演算部３０８は、入力色信号保持部３０２に格納された色信号と、出力色域保持部３０５に格納された色域情報とから、出力レンジの端点を求め、結果を出力レンジ保持部３０９に格納する。出力色信号演算部３１０は、入力レンジ保持部３０７に格納された入力レンジの端点と、出力レンジ保持部３０９に格納された出力レンジの端点とに基づいて、入力色信号保持部３０２に格納された色信号に所定の変換を行い、変換後の色信号を出力色信号保持部３１２に格納する。出力明度変換部３１１は、出力色域保持部３０５に格納された色域情報を用いて、出力色信号保持部３１２に格納された色信号に明度の変換を行い、変換後の色信号を出力色信号保持部３１２に再度格納する。出力色信号保持部３１２に格納された出力色信号は、色信号出力部３１３を介して出力される。
【００２４】
図８および図９を参照して、入力色域保持部３０４、出力色域保持部３０５に格納される色域情報の一例を説明する。色域情報は、図８に示す色相角ｈの等色相面（縦軸が明度、横軸が彩度を示す）において、色域最外郭上の点Pと、所定の定点P’とを結ぶ線分の長さをｋ、またこの線分がP’を通り明度（Ｌ‘）一定の直線(lc)となす角をΦとする時、図９に示すように、離散的なｈ及びΦの値におけるｋの値を保持するテーブルである。任意のｈ及びΦにおけるｋの値は、このテーブルを参照して補間によって求められる。
【００２５】
ＣＩＥ/L*a*b*色空間の座標（Ｌａｂ）は、以下の式によって、ｈΦｋ色空間の座標(ｈ,Φ,ｋ)に変換できる。
【００２６】
h=tan^-1(b/a) ・・・（5）
Φ=tan^-1((L-L0)/C) ・・・（6）
k=√{C2+(L-L0)²} ・・・（7）
但し、
P’の座標は[L0, 0.0, 0.0]
C=√(a²+b²) ・・・（8）
上記変換式を用いて、ＣＩＥ/L*a*b*色空間における任意の色信号PにおけるｈΦｋ座標を求めることで、点Pが色域内か色域外かを判断することが可能となる。点P(ｈp,Φp,ｋp)のｋの値(kp)が、色域情報から得られるｋの値よりも小さければ、点Pは色域内にあり、色域情報から得られるkの値よりも大きければ、点Pは色域外にある。
【００２７】
図４に本実施形態におけるガマットマッピング方法の手順を示すフローチャートを示す。ステップＳ４０１において、入力された色信号は色信号入力部３０１を介して入力色信号保持部３０２に格納される。ステップＳ４０２において、明度正規化部３０３は、入力色域保持部３０４に格納された色域情報を用いて、入力色信号保持部３０２に格納された入力色信号の明度の正規化を行い、入力色信号保持部３０２に再度格納する。ステップＳ４０３において、入力レンジ演算部３０６は、入力色信号保持部３０２に格納された入力色信号と入力色域保持部３０４に格納された色域情報と、圧縮定点の座標とから、入力レンジの端点を求め、入力レンジ保持部３０７に格納する。ステップＳ４０４において、出力レンジ演算部３０８は、入力色信号保持部３０２に格納された入力色信号と、出力色域保持部３０５に格納された色域情報と、圧縮定点の座標とから出力レンジの端点を求め、出力レンジ保持部３０９に格納する。ステップＳ４０５において、出力色信号演算部３１０は、入力レンジ保持部３０７に格納された入力レンジの端点と、出力レンジ保持部３０９に格納された出力レンジの端点と、圧縮定点の座標とに基づいて、入力色信号保持部３０２に格納された色信号に所定の変換を行い、変換後の色信号を出力色信号保持部３１２に格納する。ステップＳ４０６において、出力明度変換部３１１は、出力色域保持部３０５に格納された色域情報を用いて、出力色信号保持部３１２に格納された色信号の明度に所定の変換を行い、変換後の出力色信号を出力色信号保持部３１２に再度格納する。ステップＳ４０７において、出力色信号保持部３１２に格納された出力色信号は、色信号出力部３１３を介してディスプレイシミュレーション部１０３に出力される。
【００２８】
図４のステップＳ４０２において、明度正規化部３０３は、標準照明下の標準ディスプレイが再現する最大明度Lwiおよび最小明度Lbiを用いて、次式によって明度の正規化を行い、入力色信号[Ｌi,ａi,ｂi]を[Ｌi',ａi,ｂi]に変換する。
【００２９】
Li'=（Li−Lbi）/(Lwi−Lbi)x100 ・・・（9）
LwiおよびLbiの値は、あらかじめ入力色域保持部３０４に格納しておく。また、入力色域保持部３０４および出力色域保持部３０５に格納される色域情報は、あらかじめ式（9）によって明度の正規化を実施しておく。
【００３０】
図４のステップＳ４０６において、出力明度変換部３１１は、観察照明下のディスプレイ１０４が再現する最大明度Lwoおよび最小明度Lboを用いて、次式によって明度の変換を行い、出力色信号[Ｌo,ａo,ｂo]を[Ｌo',ａo,ｂo]に変換する。
【００３１】
Lo'=Lo x (Lwo−Lbo)/100 + Lbo ・・・（10）
LwoおよびLboの値は、あらかじめ出力色域保持部３０５に格納しておく。
【００３２】
図１０を参照して入力レンジの端点、及び出力レンジの端点の算出方法を詳細に説明する。図１０は、入力色信号の色相における等色相面であり、横軸は彩度（Ｃ）、縦軸は上記式(9)によって正規化された明度（Ｌ'）を示す。図１０において、Ciは標準照明下における標準ディスプレイの色域最外郭、Coは観察照明下におけるディスプレイ１０４の色域最外郭、点Piは入力色信号、そして点P0は色域圧縮における圧縮定点であり、例えば{Ｃ、Ｌ'}={0.0, 50.0}である。入力レンジの端点は、点P0と点Piを結ぶ直線とCiとの交点P1であり、出力レンジの端点は、点P0と点Piを結ぶ直線とCoとの交点P2である。
【００３３】
入力レンジを求める手順の一例を図１１のフローチャートに示す。これは、図４における、ステップＳ４０３を詳細に示すものである。ステップＳ１１０１において、入力色信号保持部３０２に格納された入力色信号ベクトルPiと圧縮定点ベクトルP0から、以下の式で色信号ベクトルPを求める。
【００３４】
P=((ΔE(Pi,P0)+S)/ΔE(Pi,P0))(Pi-P0) ・・・（11）
但し、色信号ベクトルは、ＣＩＥ/L*a*b*色空間のL*、a*、b*の値を要素とし、T1、T2を色信号ベクトルとする時、ΔE（T1,T2）は以下の式で与えられる距離関数である。
【００３５】
T1=[L1,a1,b1]、T2=[L2,a2,b2]
ΔE（T1,T2）=√｛(L1-L2)²+(a1-a2)²+(b1-b2)²｝・・・（12）
また、Sは変数で初期値は0である。ステップＳ１１０２において、入力色域保持部３０４に格納された色域情報に基づき、色信号ベクトルP0+Pが標準照明下における標準ディスプレイの色域内か色域外かを判断し、色域内であればステップＳ１１０３に進み、色域外であればステップＳ１１０５に進む。ステップＳ１１０３においては、色信号ベクトルP0+Pを色信号ベクトル変数Ppに格納し、ステップＳ１１０４へ進む。ステップＳ１１０４においては、次式によって、変数Sを更新し、ステップＳ１１０１に進む。
【００３６】
S=S+ΔS ・・・（13）
ここで、ΔSは所定のステップ定数で、ΔSを小さくすると、より正確に入力レンジを求めることができる。ステップＳ１１０５においては、色信号ベクトル変数Ppを入力レンジ保持部３０７に格納する。
【００３７】
出力レンジを求める手順の一例を図１２のフローチャートに示す。これは、図４における、ステップＳ４０４を詳細に示すものである。ステップＳ１２０１において、入力色信号保持部３０２に格納された入力色信号ベクトルPiと、圧縮定点ベクトルP0から、式(11)によって色信号ベクトルP0を求める。ステップＳ１２０２において、出力色域保持部３０５に格納された色域情報に基づき、色信号ベクトルP0+Pが観察照明下におけるディスプレイ１０４の色域内か色域外かを判断し、色域内であればステップＳ１２０７に進み、色域外であればステップＳ１２０３に進む。ステップＳ１２０３において、次式によって、ステップ変数Sを更新する。
【００３８】
S=S-ΔS ・・・（14）
ここで、ΔSは所定のステップ定数で、ΔSを小さくするとより正確に出力レンジを求めることができる。ステップＳ１２０４において、式(11)によって、色信号ベクトルPを求める。ステップＳ１２０５において、出力色域保持部３０５に格納された色域情報に基づき、色信号ベクトルP0+Pが観察照明下におけるディスプレイ１０４の色域内か色域外かを判断し、色域内であればステップＳ１２０６に進み、色域外であればステップＳ１２０３に進む。ステップＳ１２０６において、色信号ベクトルP0+Pを出力レンジ保持部３０９に格納する。ステップＳ１２０７において、色信号ベクトルP0+Pを色信号ベクトル変数Ppに格納する。ステップＳ１２０８において、式(13)を用いてステップ変数Sを更新する。ステップＳ１２０９において、式(11)を用いて色信号ベクトルP0を求める。ステップＳ１２１０において、出力色域保持部３０５に格納された色域情報に基づき、色信号ベクトルP0+Pが観察照明下におけるディスプレイ１０４の色域内か色域外かを判断し、色域内であればステップＳ１２０７に進み、色域外であればステップＳ１２１１に進む。ステップＳ１２１１において、色信号ベクトル変数Ppを出力レンジ保持部３０９に格納する。
【００３９】
図１３を参照して、出力色信号演算部３１０で行われる色信号変換方法の一例を説明する。これは、図４におけるステップＳ４０５を詳細に示すものである。図１３において、横軸は入力値、縦軸は出力値であり、S1は圧縮定点P0と入力レンジの端点P1との距離、S2はP0と出力レンジの端点P2との距離であり、またSiはP0と入力色信号Piとの距離、SoはP0と変換後の出力色信号Poとの距離をそれぞれ示している。図１３の入出力変換においては、出力レンジS2の８割まではそのまま出力され、それ以上の値は線形に圧縮して出力される。すなわち、SoはSiの値を用いて、式(15)、(16)によって求められる。
【００４０】
Si≦0.8ｘS2 の時
So=Si ・・・（15）
Si＞0.8ｘS2 の時
So=(0.2ｘS2)/((S1-(0.8ｘS2))ｘ(Si−0.8ｘS2)＋0.8ｘS2 ・・・（16）
さらに、出力色信号ベクトルPo[Ｌo,ａo,ｂo]は、上記SoとS2とを用いて、次式によって求められる。
【００４１】
Po=(So/S2)xP2+((S2-So)/S2)xP0S2 ・・・（17）以上説明したようにガマットマッピング部１０２においては、標準照明下における標準ディスプレイの色再現範囲と観察照明下におけるディスプレイ１０４の色再現範囲の違いを吸収し、等色相面において、明度と彩度を圧縮することにより、両者のアピアランスの差が小さくなるように入力画像を変換する。
【００４２】
図５は、ディスプレイシミュレーション部１０３の詳細構成を示すブロック図である。同図において色空間変換部５０１は、均等色空間上の点[Ｌd,ａd,ｂd]と三刺激値[Ｘe,Ｙe,Ｚe]について、ＣＩＥで規定された式に基づく相互変換を行なう。
【００４３】
黒レベル設定部５０５は、観察照明下における色信号[Ｒd,Ｇd,Ｂd]=[0,0,0]のＣＩＥ三刺激値[Ｘ0,Ｙ0,Ｚ0]、すなわち黒レベルをユーザから受け取る。黒レベル補正部５０２は、上記黒レベル[Ｘ0,Ｙ0,Ｚ0]と、観察照明下でディスプレイ１０４が再現するべき色のＣＩＥ三刺激値[Ｘe,Ｙe,Ｚe]に基づいて、標準照明下（暗黒下）においてディスプレイ１０４が表示するべき色のＣＩＥ三刺激値[Ｘd,Ｙd,Ｚd]を求める。具体的には、ディスプレイ１０４において発生する管面反射光の三刺激値を加減算することで、観察照明の影響を補正する。
【００４４】
色信号変換部５０３は、標準照明下（暗黒下）において上記ＣＩＥ三刺激値[Ｘd,Ｙd,Ｚd]を表示するための色信号[Ｒd,Ｇd,Ｂd]を求める。
【００４５】
以上のようにして得られた色信号[Ｒd,Ｇd,Ｂd]をディスプレイ１０４に出力することによって、ディスプレイ１０４は観察照明下において所望の色[Ｌd,ａd,ｂd]を再現することができる。
【００４６】
以下、図５に示す各構成について、さらに詳細に説明する。
【００４７】
色信号変換部５０３は、ディスプレイ１０４の色再現特性が上記均等色空間変換部１０１で説明したガンマおよび表色系変換モデルに従うならば、上記ガンマ変換部２０１および表色系変換部２０２と逆順の処理を行う。つまり、ＣＩＥ三刺激値[Ｘd,Ｙd,Ｚd]を、Ｒ、Ｇ、Ｂおよび白色のＸＹＺ座標から求められるマトリクスによって[Ｒl',Ｇl',Ｂl']に変換し、さらに逆ガンマ変換を施すことによって、ディスプレイ１０４に出力する色信号[Ｒd,Ｇd,Ｂd]を求める。特に、ディスプレイ１０４がｓＲＧＢの標準ディスプレイに準拠しているのであれば、ＣＩＥ三刺激値[Ｘd,Ｙd,Ｚd]を、以下に示す式(18)によって[Ｒl',Ｇl',Ｂl']に変換し、さらに式(19)、(20)によって[Ｒd,Ｇd,Ｂd]へ変換する。なお、式(19)、(20)にはＲ成分の例を示すが、Ｇ，Ｂ成分についても同様である。
【００４８】
【数１８】

【００４９】
If Ｒl'≦0.00304
Ｒd=Ｒl'x12.92x255 ・・・(19)
If Ｒl'＞0.00304
Ｒd=(1.055xＲl'^1.0/2.4-0.055)x255 ・・・(20)
一方、ディスプレイ１０４がｓＲＧＢの標準ディスプレイとは異なる独自のガンマおよびＲ、Ｇ、Ｂ、白色の色度点を有する場合には、これらのパラメータがモニタプロファイル５０４に格納され、色信号[Ｒd,Ｇd,Ｂd]と三刺激値[Ｘd,Ｙd,Ｚd]の変換において参照される。例えば、式(18)におけるマトリクスの値や、式(20)における指数関数の指数部等がモニタプロファイル５０４に格納される。
【００５０】
また、ディスプレイ１０４が上記モデルに適合しない場合は、色信号[Ｒd,Ｇd,Ｂd]とこれに対応するＣＩＥ三刺激値[Ｘd,Ｙd,Ｚd]の関係を３次元ＬＵＴ（look up table）としてモニタプロファイル５０４に格納し、これ参照/補間することで両者間の変換を行なっても良い。
【００５１】
図６は、黒レベル設定部５０５における詳細処理を示すフローチャートである。黒レベル設定部５０５は、まずステップＳ６０１において、黒色を示す色信号[Ｒd,Ｇd,Ｂd]=[0,0,0]を観察照明下でディスプレイ１０４に表示する。ステップＳ６０２において、該表示画像を、例えば放射輝度計で測定することによって、ＣＩＥ三刺激値[Ｘ0,Ｙ0,Ｚ0]を得る。ここで得られたＣＩＥ[Ｘ0,Ｙ0,Ｚ0]は、すなわち、観察照明下におけるディスプレイ１０４の管面反射の三刺激値である。そしてステップＳ６０３において、該ＣＩＥ三刺激値[Ｘ0,Ｙ0,Ｚ0]を黒レベル設定ユーザインターフェース（ＵＩ）を用いて入力する。
【００５２】
図７は、上記ステップＳ６０３における黒レベル設定ＵＩ画面の一例を示す図である。同図において、７１はＣＩＥ三刺激値のX設定部、７２は同Y設定部、７３は同Z設定部、７４は設定ボタン、７５はキャンセルボタンである。この画面においてユーザはカーソル７６を任意に移動することが可能であり、これによりX設定部７１、Y設定部７２、Z設定部７３に対して、観察照明下における黒レベル[Ｘ0,Ｙ0,Ｚ0]の各成分をそれぞれ入力する。設定ボタン７４が選択されると、入力されたＸ0，Ｙ0，Ｚ0の値が設定され、以後この値が後述する黒レベル補正部５０２において使用される。
【００５３】
なお、キャンセルボタン７５が選択されると現在の入力値は無視され、以前の設定値が用いられる。黒レベルの初期設定値は例えば[Ｘ0,Ｙ0,Ｚ0]=[0,0,0]であり、この場合、黒レベル補正部５０２において実質的な黒レベル補正が行われない。
【００５４】
黒レベル補正部５０２では、観察照明下でディスプレイ１０４に再現することが期待される色[Ｘe,Ｙe,Ｚe]を色空間変換部５０１から受け取り、黒レベル設定部５０５において設定された値[Ｘ0,Ｙ0,Ｚ0]に基づいて、以下に示す式(21)によって、暗黒下のディスプレイ１０４に表示するべき色[Ｘd,Ｙd,Ｚd]を求める。
【００５５】
Ｘd=Ｘe-Ｘ0
Ｙd=Ｙe-Ｙ0 ・・・(21)
Ｚd=Ｚe-Ｚ0
以上のように黒レベル補正部５０２では、観察照明下におけるディスプレイ管面反射の影響を示す黒レベル[Ｘ0,Ｙ0,Ｚ0]に基づき、標準照明下（暗黒下）においてディスプレイ１０４が表示すべき色[Ｘd,Ｙd,Ｚd]を予測して出力することができる。
【００５６】
以上説明したように本実施形態によれば、観察照明下のディスプレイ管面反射の影響を取得し、観察照明下において所定の色を表示するためにディスプレイに出力する色信号を求めることが可能となる。
【００５７】
さらに、標準照明下と観察照明下での色再現範囲の違いを吸収することによって、標準照明下で再現されることを意図された入力画像を観察照明下で表示する際にも、該色信号を標準照明下におけるアピアランスと同等となるように変換することができる。
【００５８】
従って、観察照明下における表示画像のアピアランスを標準照明下と同等にすることができる。
【００５９】
＜他の実施形態＞
上述した実施形態においては、観察照明下の黒レベル（三刺激値）を実際に放射輝度計で測定する例について説明したが、予め一般的な照明下における黒レベルをモニタプロファイル５０４に格納しておき、このリストから観察環境に最も適した１条件をユーザに選択させてもよい。例えば、一般照明下（例えば高演色性昼白色蛍光灯（5000K）および白色蛍光灯（4200K）の500lx、1000lx、1500lx、2000lx）における黒レベルを格納しておく。
【００６０】
そして黒レベル設定部５０５では、照明選択ＵＩによってモニタプロファイル５０４に保持される照明リストをユーザに提示し、ユーザは、安価な照度計と使用蛍光ランプの種類に基づいて観察環境に最も適した１条件を選択し、そして選ばれた条件に対応する黒レベルが設定される。上記照明選択ＵＩは、例えばプルダウンリストやラジオボタンによって実装される。
【００６１】
このように、予め所定の照明条件を格納しておくことにより、高価な輝度計を用いることなく、観察環境に対応した黒レベルを設定することが可能となる。
【００６２】
さらに、黒レベル確認用のリファレンス原稿を予め用意しておき、上述した複数の照明条件下における黒レベルそれぞれについて、該リファレンス原稿に最もアピアランスがマッチするものを選択することによって、黒レベルを設定しても良い。この場合、黒レベル設定部５０５は、特定の黒レベルにおいて、上記各照明条件に対応する複数のパッチを実際にディスプレイ１０４に表示させ、そのアピアランスが最もリファレンス原稿に近いパッチをユーザに選択させ、該選択されたパッチに対応する黒レベルを設定する。この方法によれば、測定器を一切使用することなく、黒レベルを設定することが可能となる。
【００６３】
さらに、平均的なディスプレイ観察環境の黒レベルを予め特定しておき、黒レベル設定部５０５における設定値を該特定された値に固定するか、またはデフォルト設定値としても良い。
【００６４】
また、上述した実施形態では黒レベル補正部５０２において、観察照明の影響を色信号[Ｒd,Ｇd,Ｂd]=[0,0,0]におけるＣＩＥ三刺激値を用いて補正する例を示したが、[0,0,0]以外の[Ｒd,Ｇd,Ｂd]値を用いても良いことは言うまでもない。
【００６５】
また、ガマットマッピング部１０２における処理についても、上述した実施形態で示した処理に限定されず、それ以外の処理、例えば、色相方向の補正を含む処理や、画像構成色に基づく圧縮処理等を行なっても良い。
【００６６】
また、本発明の目的は、前述した実施の形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体を、システムあるいは装置に供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータ(またはCPUまたはMPU)が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行することによっても達成されることは言うまでもない。
【００６７】
この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。
【００６８】
プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フロッピーディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、CD-ROM、CD-R、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ROMなどを用いることが出来る。
【００６９】
また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、前述した実施形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているOS(オペレーティングシステム)などが実際の処理の一部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。
【００７０】
さらに、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるCPUなどが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。
【００７１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、カラー画像を観察照明下でディスプレイに表示する際に、表示画像の色の見え（アピアランス）を標準照明下における表示画像と同等とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る一実施形態の画像処理装置において、色変換処理のための構成を示すブロック図である。
【図２】均等色空間変換部の詳細構成を示すブロック図である。
【図３】ガマットマッピング部の詳細構成を示すブロック図である。
【図４】ガマットマッピング部における処理手順を示すフローチャートである。
【図５】ディスプレイシミュレーション部の詳細構成を示すブロック図である。
【図６】黒レベル設定部における処理手順を示すフローチャートである。
【図７】黒レベル設定ＵＩ画面の一例を示す図である。
【図８】色域保持部が格納する色域情報のパラメータを説明する図である。
【図９】色域保持部が格納する色域情報の一例を示す図である。
【図１０】入力レンジおよび出力レンジを説明する図である。
【図１１】入力レンジを求める処理手順を示すフローチャートである。
【図１２】出力レンジを求める処理手順を示すフローチャートである。
【図１３】入出力レンジに基づいた色信号変換方法を説明する図である。
【符号の説明】
101 均等色空間変換部
102 ガマットマッピング部
103 ディスプレイシミュレーション部
104 ディスプレイ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  The present invention relates to an image processing apparatus for performing color conversion for display on an input color image, andImage processingMethod
[0002]
[Prior art]
In recent years, with the rapid development of color DTP and the Internet, there has been a strong demand for accurate color reproduction of color images, and the device-dependent color of image data is controlled and managed uniformly among multiple devices. It became necessary.
[0003]
A standard color space sRGB (IEC 61966-2-1) that constitutes color image data has been proposed as one of the methods for realizing accurate color reproduction of color image data in a plurality of devices connected via the Internet. Correspondence between RGB color signals and colorimetric values and image viewing conditions are standardized. The color image based on the standard color space sRGB is expected to be reproduced with the same appearance as the image displayed on the standard display under the specified viewing conditions.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
The standard color space sRGB described above is established based on the characteristics of an average CRT display, but the correspondence relationship with the colorimetric values is premised on the dark. That is, since no consideration is given to the tube reflection light of the display, there is a problem that when tube reflection occurs in the display, an image cannot be displayed with the color intended by the above standard.
[0005]
In fact, the sRGB color space defines an ambient illumination level of 64 lux, which is much darker than the typical display viewing environment. Under 500 lux lighting, the color appearance in the dark area is significantly different from that under standard lighting, especially due to the effect of display surface reflection.
[0006]
As a method for correcting the color of a display display image according to illumination, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 9-214787 has been reported. This corresponds to a phenomenon in which the appearance of a printed material as an input image changes due to illumination. However, the phenomenon that the color of the image displayed on the display changes is not taken into consideration.
[0007]
  The present invention has been made to solve the above-described problems. When a color image intended to be observed under standard illumination is displayed on a display under observation illumination, the color appearance of the display image ( An image processing apparatus for controlling the appearance to be equivalent to a display image under standard illumination, andImage processingIt aims to provide a method.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
As a means for achieving the above object, an image processing apparatus of the present invention comprises the following arrangement.
[0009]
  That is, the input color signal is converted into a uniform color space.colorsignalInUniform color space conversion means for conversion;
  The maximum brightness of the color reproduction range under standard illumination is mapped to the maximum brightness of the color reproduction range under observation illumination, and the minimum brightness of the color reproduction range under standard illumination is mapped to the minimum brightness of the color reproduction range under observation illumination As described above, using the color reproduction range under the standard illumination and the color reproduction range under the observation illumination,Uniform color spaceColorSignalSaidObservationilluminationBelow color reproduction rangeInsideMapping means for mapping to,
  ObservationilluminationBelowBlack level correction means for performing black level correction on the mapped color signal using black level information;
  The black level correctedConvert color signals to display color signalscolorWith signal conversion means
  It is characterized by having.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0011]
<First Embodiment>
FIG. 1 shows a state in which a display 104 is connected to the image processing apparatus 100 of the present embodiment. In the image processing apparatus 100, a block configuration for performing color conversion processing on input color image data in particular. FIG.
[0012]
In the figure, a uniform color space conversion unit 101 converts a color signal [Ri, Gi, Bi] of a color image based on the input standard color space into coordinates [Li, ai, bi] on the uniform color space. [Li, ai, bi] is a colorimetric value of a color displayed on a standard display under standard illumination when a color signal [Ri, Gi, Bi] is input. The standard illumination is, for example, dark.
[0013]
The gamut mapping unit 102 corresponds to the above [Li, ai, bi] by mapping the color reproduction range of the standard display under the standard illumination to the color reproduction range that the display 104 can actually display under the observation illumination. Convert to point [Ld, ad, bd]. In general, when tube reflection increases, the color displayed on the display increases in brightness and decreases in saturation. In other words, the gamut mapping unit 102 absorbs differences in tube surface reflection and display color reproduction characteristics.
[0014]
The display simulation unit 103 obtains a color signal [Rd, Gd, Bd] for displaying the colorimetric value [Ld, ad, bd] on the display 104 under actual observation illumination. Reference numeral 104 denotes a display as a display target.
[0015]
As described above, the input color image signal [Ri, Gi, Bi] is intended to be displayed on a standard display under standard illumination, but the signal is converted into [Rd, Gd by the above processing. , Bd] can be reproduced with the same color appearance as the originally intended image even when displayed on a display having color reproduction characteristics different from the standard under actual observation illumination. .
[0016]
FIG. 2 is a block diagram illustrating an example of a detailed configuration of the uniform color space conversion unit 101. The uniform color space conversion unit 101 converts the input color signal into a uniform color space according to the definition of the standard color space. For example, a color signal based on sRGB is converted into a uniform color space with the configuration of FIG. In the figure, a gamma conversion unit 201 obtains [Rl, Gl, Bl] by performing so-called gamma conversion on the input color signal [Ri, Gi, Bi].
[0017]
Since the color signal of an image based on sRGB is intended to be displayed on a standard display having gamma characteristics, it is corrected in advance so as to have inverse gamma characteristics so that appropriate brightness can be obtained when displayed on the standard display. Has been. The input color signal [Ri, Gi, Bi] is converted into a color signal [Rl, Gl, Bl] linear to the display luminance value of the display by the following equations (1), (2), (3). In addition, although the example of R component is shown to Formula (1)-(3), it is the same also about G and B component.
[0018]
Ri '= Ri / 255 (1)
If Ri '≦ 0.03928
Rl = Ri '/ 12.92 (2)
If Ri> 0.03928
Rl = ((Ri '+ 0.055) /1.055)^2.4  ... (3)
The color system conversion unit 202 converts the color signal [Rl, Gl, Bl] into an XYZ color space [Xi, Yi, Zi] by a 3x3 matrix operation. This conversion matrix is determined based on R, G, B, and white XYZ coordinates. In a color signal based on sRGB, [Xi, Yi, Zi] is used by using a matrix defined by R, G, B XYZ coordinates and white point D65 XYZ coordinates defined in ITU-R BT.709. ] Is obtained by the following equation (4).
[0019]
[Expression 4]

[0020]
In the Lab conversion unit 203, a point [Xi, Yi, Zi] on the XYZ color space is converted into a uniform color space (for example, CIE / L * a * b * color space) based on an expression defined by the CIE. Convert to point [Li, ai, bi].
[0021]
As described above, the uniform color space conversion unit 101 converts the input color signal [Ri, Gi, Bi] into a signal [Li, ai, bi] on a perceptually uniform color space. As a result, it is easy to maintain the gradation of the image when performing the mapping process in the subsequent gamut mapping unit 102.
[0022]
FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of the gamut mapping unit. As shown in the figure, the gamut mapping unit of this embodiment includes a color signal input unit 301, an input color signal holding unit 302, a brightness normalization unit 303, an input color gamut holding unit 304, an output color gamut holding unit 305, an input range. From the calculation unit 306, the input range holding unit 307, the output range calculation unit 308, the output range holding unit 309, the output color signal calculation unit 310, the output lightness conversion unit 311, the output color signal holding unit 312, and the color signal output unit 313 Become.
[0023]
The input color gamut holding unit 304 and the output color gamut holding unit 305 store the color reproduction range (color gamut information) of the standard display under standard illumination and the color reproduction range of the display 104 under observation illumination, respectively. The input color signal is stored in the input color signal holding unit 302 via the color signal input unit 301. The lightness normalization unit 303 normalizes the lightness of the color signal stored in the input color signal holding unit 302 using the color gamut information stored in the input color gamut holding unit 304, and the normalized color signal Are stored in the input color signal holding unit 302 again. The input range calculation unit 306 obtains an end point of the input range from the color signal stored in the input color signal holding unit 302 and the color gamut information stored in the input color gamut holding unit 304, and the result is input to the input range holding unit 307. To store. The output range calculation unit 308 obtains an end point of the output range from the color signal stored in the input color signal holding unit 302 and the color gamut information stored in the output color gamut holding unit 305, and the result is output to the output range holding unit. 309. The output color signal calculation unit 310 is stored in the input color signal holding unit 302 based on the end point of the input range stored in the input range holding unit 307 and the end point of the output range stored in the output range holding unit 309. The color signal is subjected to predetermined conversion, and the converted color signal is stored in the output color signal holding unit 312. The output lightness conversion unit 311 converts the lightness of the color signal stored in the output color signal holding unit 312 using the color gamut information stored in the output color gamut holding unit 305, and outputs the converted color signal It is stored again in the color signal holding unit 312. The output color signal stored in the output color signal holding unit 312 is output via the color signal output unit 313.
[0024]
With reference to FIGS. 8 and 9, an example of the color gamut information stored in the input color gamut holding unit 304 and the output color gamut holding unit 305 will be described. The color gamut information connects a point P on the outermost contour of the color gamut and a predetermined fixed point P ′ on the equi-hue surface (the vertical axis indicates lightness and the horizontal axis indicates saturation) of the hue angle h shown in FIG. When the length of a line segment is k and the angle between this line segment passing through P ′ and a straight line (lc) with a constant lightness (L ′) is Φ, as shown in FIG. 9, discrete h and Φ It is a table holding the value of k in the value of. The value of k at any h and Φ is obtained by interpolation with reference to this table.
[0025]
The coordinates (Lab) of the CIE / L * a * b * color space can be converted into the coordinates (h, Φ, k) of the hΦk color space by the following expression.
[0026]
h = tan^-1(b / a) (5)
Φ = tan^-1((L-L0) / C) (6)
k = √ {C2 + (L-L0)²} ・・・ (7)
However,
The coordinates of P ’are [L0, 0.0, 0.0]
C = √ (a²+ b²(8)
By obtaining the hΦk coordinate of an arbitrary color signal P in the CIE / L * a * b * color space using the above conversion equation, it is possible to determine whether the point P is in the color gamut or out of the color gamut. If the k value (kp) of the point P (hp, Φp, kp) is smaller than the k value obtained from the color gamut information, the point P is in the color gamut and the k value obtained from the color gamut information is obtained. Is also larger, the point P is out of the color gamut.
[0027]
FIG. 4 is a flowchart showing the procedure of the gamut mapping method in this embodiment. In step S 401, the input color signal is stored in the input color signal holding unit 302 via the color signal input unit 301. In step S <b> 402, the lightness normalization unit 303 normalizes the lightness of the input color signal stored in the input color signal holding unit 302 using the color gamut information stored in the input color gamut holding unit 304. It is stored again in the color signal holding unit 302. In step S403, the input range calculation unit 306 calculates the input range from the input color signal stored in the input color signal holding unit 302, the color gamut information stored in the input color gamut holding unit 304, and the coordinates of the compression fixed point. An end point is obtained and stored in the input range holding unit 307. In step S404, the output range calculation unit 308 calculates the output range from the input color signal stored in the input color signal holding unit 302, the color gamut information stored in the output color gamut holding unit 305, and the coordinates of the compression fixed point. An end point is obtained and stored in the output range holding unit 309. In step S 405, the output color signal calculation unit 310 is based on the end points of the input range stored in the input range holding unit 307, the end points of the output range stored in the output range holding unit 309, and the coordinates of the compression fixed point. The color signal stored in the input color signal holding unit 302 is subjected to predetermined conversion, and the converted color signal is stored in the output color signal holding unit 312. In step S406, the output lightness conversion unit 311 performs predetermined conversion on the lightness of the color signal stored in the output color signal holding unit 312 using the color gamut information stored in the output color gamut holding unit 305, and performs conversion. The subsequent output color signal is stored again in the output color signal holding unit 312. In step S407, the output color signal stored in the output color signal holding unit 312 is output to the display simulation unit 103 via the color signal output unit 313.
[0028]
In step S402 in FIG. 4, the lightness normalization unit 303 normalizes the lightness by the following expression using the maximum lightness Lwi and the minimum lightness Lbi reproduced by the standard display under standard illumination, and the input color signal [Li, ai, bi] is converted into [Li ', ai, bi].
[0029]
Li '= (Li-Lbi) / (Lwi-Lbi) x100 (9)
The values of Lwi and Lbi are stored in the input color gamut holding unit 304 in advance. Further, the color gamut information stored in the input color gamut holding unit 304 and the output color gamut holding unit 305 is subjected to brightness normalization in advance using Expression (9).
[0030]
In step S406 of FIG. 4, the output brightness conversion unit 311 converts the brightness by the following expression using the maximum brightness Lwo and the minimum brightness Lbo reproduced by the display 104 under observation illumination, and outputs the output color signal [Lo, ao , bo] is converted to [Lo ', ao, bo].
[0031]
Lo '= Lo x (Lwo−Lbo) / 100 + Lbo (10)
The values of Lwo and Lbo are stored in the output color gamut holding unit 305 in advance.
[0032]
A method for calculating the end points of the input range and the end points of the output range will be described in detail with reference to FIG. FIG. 10 is an equi-hue surface in the hue of the input color signal, where the horizontal axis indicates the saturation (C), and the vertical axis indicates the lightness (L ′) normalized by the above equation (9). In FIG. 10, Ci is the outermost color gamut of the standard display under standard illumination, Co is the outermost color gamut of the display 104 under observation illumination, point Pi is the input color signal, and point P0 is a compression fixed point in color gamut compression. For example, {C, L ′} = {0.0, 50.0}. The end point of the input range is the intersection point P1 of the straight line connecting the point P0 and the point Pi and Ci, and the end point of the output range is the intersection point P2 of Co and the straight line connecting the point P0 and the point Pi.
[0033]
An example of the procedure for obtaining the input range is shown in the flowchart of FIG. This shows step S403 in FIG. 4 in detail. In step S1101, the input color signal vector stored in the input color signal holding unit 302 is stored.PiAnd fixed point vectorP0From the color signal vectorPAsk for.
[0034]
P= ((ΔE (Pi,P0) + S) / ΔE (Pi,P0)) (Pi-P0(11)
However, the color signal vector has elements of L *, a *, and b * values in the CIE / L * a * b * color space.T1,T2Is a color signal vector, ΔE (T1,T2) Is a distance function given by the following equation.
[0035]
T1= [L1, a1, b1],T2= [L2, a2, b2]
ΔE (T1,T2) = √ {(L1-L2)²+ (a1-a2)²+ (b1-b2)²} (12)
S is a variable and the initial value is 0. In step S1102, based on the color gamut information stored in the input color gamut holding unit 304, the color signal vector.P0+PIs within the color gamut of the standard display under standard illumination, and if it is within the color gamut, the process proceeds to step S1103, and if it is out of the color gamut, the process proceeds to step S1105. In step S1103, the color signal vectorP0+PThe color signal vector variablePpAnd proceed to step S1104. In step S1104, the variable S is updated by the following equation, and the process proceeds to step S1101.
[0036]
S = S + ΔS (13)
Here, ΔS is a predetermined step constant, and if ΔS is reduced, the input range can be obtained more accurately. In step S1105, the color signal vector variablePpIs stored in the input range holding unit 307.
[0037]
An example of the procedure for obtaining the output range is shown in the flowchart of FIG. This shows step S404 in FIG. 4 in detail. In step S1201, the input color signal vector stored in the input color signal holding unit 302 is stored.PiAnd the compression fixed-point vectorP0From the color signal vector by equation (11)P0Ask for. In step S1202, based on the color gamut information stored in the output color gamut holding unit 305, the color signal vector.P0+PIs in the color gamut or outside the color gamut of the display 104 under observation illumination. If it is within the color gamut, the process proceeds to step S1207. If it is out of the color gamut, the process proceeds to step S1203. In step S1203, the step variable S is updated by the following equation.
[0038]
S = S-ΔS (14)
Here, ΔS is a predetermined step constant, and if ΔS is reduced, the output range can be obtained more accurately. In step S1204, the color signal vector is expressed by equation (11).PAsk for. In step S1205, based on the color gamut information stored in the output color gamut holding unit 305, the color signal vector.P0+PIs in the color gamut or outside the color gamut of the display 104 under the observation illumination. If it is within the color gamut, the process proceeds to step S1206. If it is out of the color gamut, the process proceeds to step S1203. In step S1206, the color signal vectorP0+PIs stored in the output range holding unit 309. In step S1207, the color signal vectorP0+PIs stored in the color signal vector variable Pp. In step S1208, step variable S is updated using equation (13). In step S1209, using the equation (11), the color signal vectorP0Ask for. In step S1210, based on the color gamut information stored in the output color gamut holding unit 305, the color signal vector.P0+PIs in the color gamut or outside the color gamut of the display 104 under the observation illumination. If it is within the color gamut, the process proceeds to step S1207. If it is out of the color gamut, the process proceeds to step S1211. In step S1211, the color signal vector variablePpIs stored in the output range holding unit 309.
[0039]
With reference to FIG. 13, an example of a color signal conversion method performed by the output color signal calculation unit 310 will be described. This shows step S405 in FIG. 4 in detail. In FIG. 13, the horizontal axis is the input value, the vertical axis is the output value, S1 is the distance between the compression fixed point P0 and the end point P1 of the input range, S2 is the distance between P0 and the end point P2 of the output range, and Si Represents the distance between P0 and the input color signal Pi, and So represents the distance between P0 and the output color signal Po after conversion. In the input / output conversion of FIG. 13, up to 80% of the output range S2 is output as it is, and values beyond that are linearly compressed and output. That is, So is obtained by the equations (15) and (16) using the value of Si.
[0040]
When Si≤0.8xS2
So = Si (15)
When Si> 0.8xS2
So = (0.2xS2) / ((S1- (0.8xS2)) x (Si-0.8xS2) + 0.8xS2 (16)
In addition, the output color signal vectorPo[Lo, ao, bo] is obtained by the following equation using So and S2.
[0041]
Po= (So / S2) xP2+ ((S2-So) / S2) xP0S2 (17) As described above, the gamut mapping unit 102 absorbs the difference between the color reproduction range of the standard display under the standard illumination and the color reproduction range of the display 104 under the observation illumination, so that the equal hue plane By compressing lightness and saturation, the input image is converted so that the difference in appearance between the two becomes small.
[0042]
FIG. 5 is a block diagram illustrating a detailed configuration of the display simulation unit 103. In the figure, a color space conversion unit 501 performs mutual conversion based on an expression defined by CIE for a point [Ld, ad, bd] and a tristimulus value [Xe, Ye, Ze] on a uniform color space.
[0043]
The black level setting unit 505 receives the CIE tristimulus value [X0, Y0, Z0] of the color signal [Rd, Gd, Bd] = [0, 0, 0] under observation illumination, that is, the black level from the user. Based on the black level [X0, Y0, Z0] and the CIE tristimulus values [Xe, Ye, Ze] of the colors to be reproduced by the display 104 under the observation illumination, the black level correction unit 502 is under standard illumination ( The CIE tristimulus values [Xd, Yd, Zd] of the color to be displayed on the display 104 in the dark) are obtained. Specifically, the influence of observation illumination is corrected by adding and subtracting the tristimulus values of the tube surface reflected light generated in the display 104.
[0044]
The color signal conversion unit 503 obtains a color signal [Rd, Gd, Bd] for displaying the CIE tristimulus values [Xd, Yd, Zd] under standard illumination (under darkness).
[0045]
By outputting the color signal [Rd, Gd, Bd] obtained as described above to the display 104, the display 104 can reproduce a desired color [Ld, ad, bd] under observation illumination.
[0046]
Hereinafter, each configuration shown in FIG. 5 will be described in more detail.
[0047]
If the color reproduction characteristics of the display 104 conform to the gamma and color system conversion model described in the uniform color space conversion unit 101, the color signal conversion unit 503 is in reverse order to the gamma conversion unit 201 and the color system conversion unit 202. Process. That is, the CIE tristimulus values [Xd, Yd, Zd] are converted into [Rl ', Gl', Bl '] by a matrix obtained from R, G, B and white XYZ coordinates, and further subjected to inverse gamma conversion. Thus, the color signals [Rd, Gd, Bd] to be output to the display 104 are obtained. In particular, if the display 104 conforms to the sRGB standard display, the CIE tristimulus values [Xd, Yd, Zd] are converted into [Rl ′, Gl ′, Bl ′] by the following equation (18). Then, the data is further converted into [Rd, Gd, Bd] by the equations (19) and (20). In addition, although the example of R component is shown to Formula (19), (20), it is the same also about G and B component.
[0048]
[Expression 18]

[0049]
If Rl '≦ 0.00304
Rd = Rl'x12.92x255 (19)
If Rl '> 0.00304
Rd = (1.055xRl '^{1.0 / 2.4}-0.055) x255 ... (20)
On the other hand, if the display 104 has its own gamma and R, G, B, and white chromaticity points different from the standard display of sRGB, these parameters are stored in the monitor profile 504 and the color signals [Rd, Gd , Bd] and tristimulus values [Xd, Yd, Zd]. For example, the matrix value in Expression (18), the exponent part of the exponential function in Expression (20), and the like are stored in the monitor profile 504.
[0050]
When the display 104 does not conform to the above model, the relationship between the color signal [Rd, Gd, Bd] and the corresponding CIE tristimulus values [Xd, Yd, Zd] is represented as a three-dimensional LUT (look up table). It may be stored in the monitor profile 504, and conversion between the two may be performed by referring / interpolating.
[0051]
FIG. 6 is a flowchart showing detailed processing in the black level setting unit 505. First, in step S601, the black level setting unit 505 displays a color signal [Rd, Gd, Bd] = [0, 0, 0] indicating black on the display 104 under observation illumination. In step S602, the display image is measured by, for example, a radiance meter to obtain CIE tristimulus values [X0, Y0, Z0]. CIE [X0, Y0, Z0] obtained here is a tristimulus value of tube reflection of the display 104 under observation illumination. In step S603, the CIE tristimulus values [X0, Y0, Z0] are input using the black level setting user interface (UI).
[0052]
FIG. 7 is a diagram showing an example of the black level setting UI screen in step S603. In the figure, 71 is an X setting unit for CIE tristimulus values, 72 is the Y setting unit, 73 is the Z setting unit, 74 is a setting button, and 75 is a cancel button. On this screen, the user can arbitrarily move the cursor 76, which causes the X setting unit 71, Y setting unit 72, and Z setting unit 73 to have a black level [X 0, Y 0, Z 0 under observation illumination. Enter each component of]. When the setting button 74 is selected, the input X0, Y0, and Z0 values are set, and thereafter, these values are used in the black level correction unit 502 described later.
[0053]
When the cancel button 75 is selected, the current input value is ignored and the previous set value is used. The initial setting value of the black level is, for example, [X0, Y0, Z0] = [0, 0, 0]. In this case, the black level correction unit 502 does not perform substantial black level correction.
[0054]
The black level correction unit 502 receives the color [Xe, Ye, Ze] expected to be reproduced on the display 104 under observation illumination from the color space conversion unit 501 and receives the value [X0 set in the black level setting unit 505. , Y0, Z0], the color [Xd, Yd, Zd] to be displayed on the dark display 104 is obtained by the following equation (21).
[0055]
Xd = Xe-X0
Yd = Ye-Y0 (21)
Zd = Ze-Z0
As described above, in the black level correction unit 502, the color to be displayed on the display 104 under standard illumination (under dark) based on the black level [X0, Y0, Z0] indicating the influence of display tube surface reflection under observation illumination. [Xd, Yd, Zd] can be predicted and output.
[0056]
As described above, according to the present embodiment, it is possible to acquire the influence of display tube surface reflection under observation illumination and obtain a color signal to be output to the display in order to display a predetermined color under observation illumination. Become.
[0057]
Furthermore, by absorbing the difference in the color reproduction range between the standard illumination and the observation illumination, the color signal is also displayed when the input image intended to be reproduced under the standard illumination is displayed under the observation illumination. Can be converted to be equivalent to the appearance under standard illumination.
[0058]
Therefore, the appearance of the display image under observation illumination can be made equal to that under standard illumination.
[0059]
<Other embodiments>
In the above-described embodiment, the example in which the black level (tristimulus value) under observation illumination is actually measured with the radiance meter has been described. However, the black level under general illumination is stored in the monitor profile 504 in advance. Alternatively, the user may select one condition most suitable for the observation environment from this list. For example, the black level under general illumination (for example, 500 lx, 1000 lx, 1500 lx, 2000 lx for high color rendering daylight white fluorescent lamp (5000K) and white fluorescent lamp (4200K)) is stored.
[0060]
The black level setting unit 505 presents the illumination list held in the monitor profile 504 by the illumination selection UI to the user, and the user is most suitable for the observation environment based on the type of inexpensive illuminometer and fluorescent lamp used. A condition is selected, and a black level corresponding to the selected condition is set. The illumination selection UI is implemented by, for example, a pull-down list or a radio button.
[0061]
Thus, by storing predetermined illumination conditions in advance, it is possible to set a black level corresponding to the observation environment without using an expensive luminance meter.
[0062]
In addition, a reference document for checking the black level is prepared in advance, and for each of the black levels under the above-mentioned plurality of illumination conditions, the black level is set by selecting the one that most closely matches the reference document. May be. In this case, the black level setting unit 505 causes the display 104 to actually display a plurality of patches corresponding to each of the lighting conditions at a specific black level, and allows the user to select a patch whose appearance is closest to the reference document. A black level corresponding to the selected patch is set. According to this method, the black level can be set without using any measuring instrument.
[0063]
Further, the black level of the average display observation environment may be specified in advance, and the setting value in the black level setting unit 505 may be fixed to the specified value, or may be a default setting value.
[0064]
In the above-described embodiment, the black level correction unit 502 corrects the influence of observation illumination using the CIE tristimulus values in the color signals [Rd, Gd, Bd] = [0, 0, 0]. However, it goes without saying that [Rd, Gd, Bd] values other than [0, 0, 0] may be used.
[0065]
Also, the processing in the gamut mapping unit 102 is not limited to the processing shown in the above-described embodiment, and other processing such as processing including correction of the hue direction, compression processing based on image constituent colors, and the like is performed. May be.
[0066]
In addition, an object of the present invention is to supply a storage medium storing a program code of software that realizes the functions of the above-described embodiments to a system or apparatus, and the computer (or CPU or MPU) of the system or apparatus stores the storage medium. Needless to say, this can also be achieved by reading and executing the program code stored in the medium.
[0067]
In this case, the program code itself read from the storage medium realizes the functions of the above-described embodiments, and the storage medium storing the program code constitutes the present invention.
[0068]
As a storage medium for supplying the program code, for example, a floppy disk, a hard disk, an optical disk, a magneto-optical disk, a CD-ROM, a CD-R, a magnetic tape, a nonvolatile memory card, a ROM, or the like can be used.
[0069]
Further, by executing the program code read by the computer, not only the functions of the above-described embodiments are realized, but also an OS (operating system) running on the computer based on the instruction of the program code. It goes without saying that a part of the actual processing is performed and the functions of the above-described embodiments are realized by the processing.
[0070]
Further, after the program code read from the storage medium is written to a memory provided in a function expansion board inserted into the computer or a function expansion unit connected to the computer, the function expansion is performed based on the instruction of the program code. It goes without saying that the CPU or the like provided in the board or the function expansion unit performs part or all of the actual processing, and the functions of the above-described embodiments are realized by the processing.
[0071]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, when a color image is displayed on a display under observation illumination, the color appearance (appearance) of the display image can be made equivalent to that of a display image under standard illumination.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration for color conversion processing in an image processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram illustrating a detailed configuration of a uniform color space conversion unit.
FIG. 3 is a block diagram illustrating a detailed configuration of a gamut mapping unit.
FIG. 4 is a flowchart illustrating a processing procedure in a gamut mapping unit.
FIG. 5 is a block diagram illustrating a detailed configuration of a display simulation unit.
FIG. 6 is a flowchart illustrating a processing procedure in a black level setting unit.
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a black level setting UI screen.
FIG. 8 is a diagram illustrating parameters of color gamut information stored in a color gamut holding unit.
FIG. 9 is a diagram illustrating an example of color gamut information stored in a color gamut holding unit.
FIG. 10 is a diagram illustrating an input range and an output range.
FIG. 11 is a flowchart illustrating a processing procedure for obtaining an input range.
FIG. 12 is a flowchart showing a processing procedure for obtaining an output range.
FIG. 13 is a diagram illustrating a color signal conversion method based on an input / output range.
[Explanation of symbols]
101 Uniform color space converter
102 Gamut mapping part
103 Display simulation section
104 display

Claims

Uniform color space conversion means for converting an input color signal into a color signal of a uniform color space;
The maximum brightness of the color reproduction range under standard illumination is mapped to the maximum brightness of the color reproduction range under observation illumination, and the minimum brightness of the color reproduction range under standard illumination is mapped to the minimum brightness of the color reproduction range under observation illumination as will be, by using the color reproduction range in the observation under illumination color reproduction range under the standard illumination, a mapping means for mapping a color signal of the uniform color space within the color reproduction range under the observation illumination ,
Black level correction means for performing black level correction on the mapped color signal using black level information under the observation illumination ;
An image processing apparatus comprising: color signal conversion means for converting the black level corrected color signal into a display color signal.

The black level information is obtained by measuring a color displayed on a screen of the display device by outputting a color signal indicating black to a display device as an output destination of the display color signal. The image processing apparatus according to claim 1, wherein the image processing apparatus is a value.

Furthermore,
Means for displaying a screen for inputting black level information obtained by the color measurement;
The image processing apparatus according to claim 2, wherein the black level correction unit performs black level correction on the mapped color signal using black level information input via the screen. .

Furthermore,
Means for holding a profile in which black level information is registered under different observation illuminations;
Selecting means for selecting one of the black level information for each observation illumination registered in the profile,
The image processing apparatus according to claim 2, wherein the black level correction unit performs black level correction on the mapped color signal using the black level information selected by the selection unit.

An image processing method performed by an image processing apparatus,
A uniform color space conversion step of converting the input color signal into a color signal of a uniform color space;
The maximum brightness of the color reproduction range under standard illumination is mapped to the maximum brightness of the color reproduction range under observation illumination, and the minimum brightness of the color reproduction range under standard illumination is mapped to the minimum brightness of the color reproduction range under observation illumination as will be, by using the color reproduction range in the observation under illumination color reproduction range under the standard illumination, a mapping step of mapping a color signal of the uniform color space within the color reproduction range under the observation illumination ,
A black level correction step of performing black level correction on the mapped color signal using black level information under the observation illumination;
And a color signal conversion step of converting the black level corrected color signal into a display color signal.

The computer program for functioning a computer as each means which the image processing apparatus of any one of Claims 1 thru | or 4 has.