JP5309137B2

JP5309137B2 - 非凸ソース色域から非凸ターゲット色域への色マッピングの方法

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Description

本発明は、カラーデバイスの色域境界の分野に関し、具体的には、カラーデバイスの色域境界記述の計算に関する。

入力カラーデバイスによってレンダリングされた画像を出力カラーデバイス上に再生するのに、色域マッピングが使用されるが、これは、入力デバイスと出力デバイスとが典型的に、互いに異なる色域境界を有しているからである。言い換えれば、入力デバイスによって再生することができる色域は、典型的に、出力デバイスによって再現することができる色域と同じではない。カラー画像が出力デバイスにおいてより正確に再現されるように、入力デバイス色域境界内から出力デバイス色域境界内へ画像をレンダリングする色域マッピングを使用することができる。

用語「色域（color gamut／gamut）」は一般に、画像が含む全範囲の色、またはカラーデバイスがレンダリングすることができる全範囲の色を記述するのに用いられる。これは、プリンタまたは画面表示デバイスに関連付けられた色域または色域空間（gamut color space）と称されることもある。例えば画像を画面またはプリンタにマッピングする色域は、一般に、画像の色を調整して画面またはプリンタの制約された色域に適合させる必要がある。一部の場合において、表示される画像が広範囲の色を有しておらず、そのために、プリンタの色域または画面の色域のより広範囲の色が埋められない、または利用されないことがある。別の場合では、画像の色は、表示デバイスの狭い色域外にあるが、より広い色域を有するカラープリンタで印刷することができることもある。

色域は、特定の表示デバイスまたは印刷デバイスによって再現することが可能な全ての色、あるいは、例えば特定の媒体または標準を使用するときに伝送または記憶することが可能な全ての色を含むことができる。色域を使用して、画像内またはビデオ内に現れる全ての色を特徴づけることができる。カメラ、パームトップ、携帯電話、インターネット端末、およびデジタル画像フレームは、ＹＣＣ、ｘｖＹＣＣ、Ａｄｏｂｅ（アドビ）ＲＧＢ、ｂｇＲＧＢ、ｓｃＲＧＢ、ＣＩＥＬＡＢ、ｅ−ｓＲＧＢ、またはＲＯＭＭのデジタル表現における特定の色域を使用して画像を生成する。

ソース色域からターゲット色域への画像データの色域マッピングは、典型的に、色域マッピングアルゴリズム（「ＧＭＡ」：gamut mapping algorithm）を用いて行われるが、該色域マッピングアルゴリズム（ＧＭＡ）は、色域の間で色データをマッピングする特定の方法である。色域マッピングアルゴリズムはしばしば、画像の適切な色域マッピングのための２つの色域の間の基準を取得するために、入力および出力カラーデバイスの色域の境界を定義するデータを使用する。このように色域境界を定義するデータを、色域境界記述（「ＧＢＤ」：gamut boundary description）と称することができる。例えば、特許文献１を参照されたい。

測定ベースのカラーマネジメントシステムでは、色域境界記述は典型的に、実行時に計算される。従って好ましくは、色域境界記述は、迅速かつメモリなどのシステムリソースに大きな影響を与えることなく計算される。

色域境界に関する都合のよい表現の１つは、凸平面多角形のセットとすることである。このような境界多角形のセットを得るための周知の方法は、デバイスの色サンプルのセットに関連付けられた、デバイス非依存の色の凸包（convex hull）を計算することによるものである。測定ベースのカラーマネジメントシステムが、測定ベースのカラープロファイルを用いるとき、適正なサンプル値のセットは、典型的に該カラープロファイルによって提供される。色域境界記述を計算するのに使用されるサンプル値を取得するための１つの手法は、デバイスのデバイス依存（device-dependent）色空間内においてサンプル値のセットを選択して、該選択された値を、色をデバイス依存色空間からデバイス非依存色空間に変換するソース変換を使用して、デバイス非依存（device-independent）色空間に変換することである。次に、得られたデバイス非依存色値の凸包を取ることによって、色域境界記述を決定することができる。

カラーデバイスの色域境界を画定するために、例えば特許文献２および特許文献３に開示されているように、いくつかのシェルを用いて、色域境界記述システム（「ＧＢＤＳ」：gamut boundary description system）を生成することができる。

色域のボリューム内でサンプル値のセットを与える多角形の境界のセットを決定する他の方法もあるが、凸包は好適な表現である。凸色域境界に関する最近の一例は、非特許文献１に記載される、PellegriおよびSchettiniによる実装である。該執筆者は、色座標の少なくとも１つがその最小値または最大値に達するとき、色空間点は色域の表面にあると仮定している。色空間内のこれらの点に対して三角形分割法が適用され、ＧＢＤを表す多角形が得られる。

しかし、多くの場合において、色域境界は非凸（non-convex）（凹）面であり、凸包計算に用いられるような凸性との仮定は、色域ボリュームの過大評価につながることとなる。例えば、減法の原理に基づく印刷デバイスは、しばしば非凸デバイス色域境界を有する。非凸色域境界の計算のための多くの方法が知られている。代表的な文献は、アルファ形状に基づく色域境界記述のアルゴリズムを提示したCholewoおよびLoveによる非特許文献２である。対応する特許文献４を参照されたい。パラメータアルファを使用して、凸包から非常に詳細な非凸部記述へと移行する全ての形状群（a whole family of shapes）を生成することができる。

図１は、非凸色域境界記述（ＧＢＤ）のソース色域（参照記号ａのライン）から非凸ＧＢＤのターゲット色域（参照記号ｂのライン）へ、マッピングライン（参照記号ｃ）に沿って色をマッピングする、サンプルの二次元の色域マッピングアルゴリズム（ＧＭＡ）の形状（ジオメトリ）を示している。一般に、ＧＭＡは、マッピングラインとソースＧＢＤおよびターゲットＧＢＤとの交点（intersection）を決定し、次に、このマッピングライン上の各色について、各色をこのマッピングラインに沿ってどの程度移動すべきかを示す一次元マッピング関数を決定する。しかし、この例で示されるように、色域境界が非凸であるために、マッピングラインとＧＢＤとの間に複数の交点がある。したがって、単純なマッピング関数では、この例に対して満足のいく結果をもたらさない。さらに、ＧＭＡは、ターゲットＧＢＤ内に色を移動させるだけでなく、例えばコントラスト保持、色相（hue）保持、および色の均一性（color homogeneity）の保持などの複数の追加条件を満たすことを必要とするので、マッピングはより困難になる。ラインに沿ったごく一般的なマッピング戦略でさえ、適切ではないことがある。

特許文献５は、以下のステップを含む非凸色域の色域マッピング方法を提案している。ソースデバイスモデルを使用して、デバイス依存のソース色をデバイス非依存のソース色に変換するステップ。
ソース非凸色域からソース凸色域を形成するステップ。
デバイス非依存の全ての移動された（warped）ソース色が、移動された色空間内のソース凸色域を満たすように、拡張ソースデバイスモデルを形成するステップ。

この色域マッピング方法によって、ソース色域は実際には非凸であるが、色域マッピングメインアルゴリズムがソース凸色域で動作し、簡略化された幾何演算を用いることができる。同様の手法は、R. BalasubramanianおよびE. Dalalによって非特許文献３で提案されている。

この方法の問題は、ソース色域の非凸形状が、移動された色空間内で動作する色域マッピングアルゴリズムに完全に隠されることである。メイン色域マッピング動作は、実際のソース色値に対するアクセスを有さず、色差も歪められている。色は、メイン色域マッピング動作によって変更されるだけでなく、拡張ソースデバイスモデルを用いて凸部色域を形成する予備的な動作によっても変更されている。この方法の異なるステップが異なるシステムモジュールで実装されるとき、拡張ソースデバイスモデル（凸色域を形成する動作を含む）は、すでに変更された色を色域マッピングアルゴリズムに伝え、システムモジュール間のインタフェース定義は難しくなる。かかるシステムでは、色の変更のための共通の品質基準が、異なるシステムコンポーネントで実装される必要がある。

米国特許出願公開第２００７／０８１１７６号明細書米国特許出願公開第２００７／０５２７１９号明細書米国特許出願公開第２００７／０８５８５５号明細書米国特許第６４８０３０１号明細書国際公開第２００７／０２４４９４号パンフレット

Pellegri and Schettini, "Gamat boundary determination for a colour printer using the Face Triangulation Method", 2003, Proceeding of SPIE Vol. 5008 Cholewo and Love, "Gamut boundary determination using alpha-shapes", 1999, Proceeding of the 7th Color Imaging Conference R. Balasubramanian and E. Dalal, "A method for quantifying the color gamut of an output device", 1997, Proceeding of SPIE Vol. 3018 J. Giesen, E. Schuberth, K. Simon and P. Zolliker,"Toward Image-dependent Gamut Mapping: Fast and Accurate Gamut Boundary Determination", 2005, Proceeding of the 17th Annual IS&T/SPIE Symposium on Electronic Imaging Montag and Fairchild, "Gamut mapping: Evaluation of chroma clipping techniques for three destination gamuts", 1998, IS&T/SID Sixth Color Omaging Concerence in Scottsdale

本発明の目的は、上記の欠点を回避することである。

このために、本発明の主題は、色空間内のソース色を、実際のソース色域を有するソースカラーデバイスから実際のターゲット色域を有するターゲットカラーデバイスのターゲット色へマッピングする方法であり、上記実際のソース色域および上記実際のターゲット色域のうちの少なくとも１つは非凸であり、該方法は、
−実際のソース色域を表すために、ソース凸色域境界記述を作成し、およびこの実際のソース色域が非凸である場合はソース非凸色域境界記述を作成するステップと、
−実際のターゲット色域を表すために、ターゲット凸色域境界記述を作成し、およびこの実際のターゲット色域が非凸である場合はターゲット非凸色域境界記述を作成するステップと
を含み、次に、マッピングされる各ソース色について、
１−上記実際のソース色域が非凸であり、およびソース色が上記ソース非凸色域境界記述の外部にある場合は、該ソース色を、該ソース非凸色域境界記述の内部にあるプレマッピングされた（pre-mapped）ソース色にプレマッピングするステップと、
２−プレマッピングされていないときはソース色を、または上記プレマッピングされたソース色を、ターゲット凸部色域境界記述の内部にあるターゲット色へメインマッピングするステップと、
３−上記実際のターゲット色域が非凸であり、および少なくとも該メインマッピングされたターゲット色が該ターゲット非凸色域境界記述の外部にある場合、上記メインマッピングされたターゲット色を、該ターゲット非凸部色域境界記述の内部にある最終的なターゲット色へポストマッピングするステップと、を含む。

好適には、上記ソース非凸色域境界記述が、もしある場合には上記ソース凸色域境界記述に含まれ、上記ターゲット非凸色域境界記述が、もしある場合には上記ターゲット凸部色域境界記述に含まれる。

好適には、マッピングすべき各ソース色は上記ソース凸色域境界記述内に配置される。

メインターゲット色がポストマッピングされない場合は、該メインマッピングされたターゲット色は、それ以上はマッピングされず、最終的なターゲット色になる。

カラーデバイスは、例えば映写機（film projector）、デジタルプロジェクタ、ＣＲＴモニタもしくはＬＣＤモニタ、モニタに連結されたデジタルビデオディスク（ＤＶＤ）記憶デバイスもしくはモニタに連結されたビデオカセット記憶デバイスなどの任意のタイプの画像出力デバイス、あるいは、例えばフィルムスキャナと組み合わされるフィルムカメラ、電子カメラ、または例えばフィルムプリンタ（しかし映写機はない）、色補正デバイス（しかしディスプレイはない）もしくは他のカラー画像に作用するカラーデバイス等の中間カラーデバイスなど、任意のタイプの画像入力デバイスもしくは画像補足デバイスを意味している。

カラーデバイスの実際の色域は、該カラーデバイスが入力または出力することが可能な全ての色を含む。このカラーデバイスの実際の色域境界は、この実際の色域を制限する二次元表面（2D surface）である。

本発明は、非凸色域のための単一の色域境界記述（ＧＢＤ）だけでなく、いずれかが凸包である複数のＧＢＤも使用する色域マッピングの方法およびデバイスを含む。マッピングすべきソース色の位置に応じて、すなわち、実際の色域の凹部から離れているか、実際の色域の凹部の近くであるか応じて、凸包のみをマッピングに使用すること、または他の複数のＧＢＤも使用することもある。本発明は、公知の色域マッピング方法と比して以下の利点がある。
−正確な色域マッピングを可能にするとともに、凸部色域を用いる簡単な幾何演算も可能にする。
−正確さと計算の負荷／複雑さと間のトレードオフを可能にする。
−凸部色域を用いる簡単な幾何演算を可能にするとともに色域の非凸性を隠蔽しない。

選択的に、色域境界記述の各々は、ＨＤＭＩ標準と互換性のあるバイナリ形式で記憶される。

本発明の別の主題は、上記ソースカラーデバイスの該デバイスに依存するソース色を、上記ターゲットカラーデバイスの該デバイスに依存するターゲット色に変換する方法であって、
−上記ソースカラーデバイスに関連付けられたソースカラーデバイスモデルを使用することによって、デバイス依存のソース色をデバイス非依存のソース色に変換するステップと、
−本発明に従って、デバイス非依存のソース色をデバイス非依存のターゲット色にマッピングするステップと、
−上記ターゲットカラーデバイスに関連付けられたターゲットカラーデバイスモデルを使用することによって、デバイス非依存のターゲット色をデバイス依存のターゲット色に変換するステップと
を含むことを特徴とする方法である。

次いで、マッピングが、ＸＹＺＣＩＥ色空間などのデバイス非依存の色空間において実行されるが、該マッピングには、ＬａｂＣＩＥ色空間などの知覚的に均一のデバイス非依存の色空間を使用することも、ＣＩＥＣＡＭ色空間など、観察条件を含め外観上デバイス非依存の色空間を使用することもできる。

本発明は、添付の図面を参照して非限定的な例として提供された以下の説明を読むと、より明瞭に理解されよう。

ソース非凸ＧＢＤ（ａ）からターゲット非凸ＧＢＤ（ｂ）へマッピングライン（ｃ）に沿って色をマッピングする二次元の色域マッピング方法を示す図である。三角形のセットからＧＭＤを作成する一般的原理を示す図である。ボロノイ図の生成を示す図である。アルファ形状法を用いて、非凸ＧＢＤを生成するのに使用されるドロネー三角形分割の作成を示す図である。本発明にかかる色域マッピング方法の実施形態を示す図である。図５の色域マッピング方法のプレマッピングステップを示す図である。図５の色域マッピング方法のメインマッピングステップを示す図である。図５の色域マッピング方法のポストマッピングステップを示す図である。マッピングすべきソース色がデバイス依存であり、得られるターゲット色もデバイス依存である、本発明にかかる別の実施形態を示す図である。

非凸である実際のソース色域を有するソースカラーデバイスからのソース色を、非凸である実際のターゲット色域を有する別のターゲットカラーデバイスのターゲット色にマッピングする方法に関する本発明の実施形態がここで説明される。三次元（Ｎ＝３）色空間ＣＩＥＸＹＺが、上記マッピングのために、非依存色空間（independent color space）として選択される。ＧＢＤは、境界を３Ｄ多面体（polyhedron）として定義する三角形となる、複数の頂点から成る。

１−複数のソースＧＢＤおよびターゲットＧＢＤの作成
ソースおよびターゲットの実際のターゲット色域毎に、複数の異なるＧＢＤが計算される。この例では、ソースおよびターゲットの各々について、２つのＧＢＤが計算され、１つは、実際の色域に対する凸ＧＢＤのような、いわゆる凸包であり、もう１つは、より正確な方法で実際の色域を記述し凸包に完全に含まれる非凸ＧＢＤのような、いわゆる非凸包（non-convex hull）である。

以下に、ソース色域に対する凸ＧＢＤおよび非凸ＧＢＤがどのように計算されるかを示す。ターゲット色域に対する凸ＧＢＤおよび非凸ＧＢＤも同様の方法で計算される。実際のソース色域が、所与のセットのソース色によって表されると仮定する。これらのソース色は、実際の色域を正確に十分にサンプリングすると仮定する。これらのソース色は三次元ＣＩＥＸＹＺ色空間内の点である。これらの点、またはこれらの点の選択から、凸ＧＢＤおよび非凸ＧＢＤが生成される。

ＧＢＤは、色空間内の三次元ソース色域の二次元の面を示す。ＧＢＤは、インデックス化された三角形（indexed triangle）のセットに基づいている。三角形は、基本の多角形である。ＧＢＤは、色空間におけるソースカラーデバイスの実際の色域境界を表す基本の多角形の標準的なネットワークである。

図２に示される初期（initial）ソースＧＢＤは、頂点Ｖ０、Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、・・・のセットを含む。各頂点は、ＣＩＥＸＹＺマッピング色空間内の座標によって定義される。ＣＩＥＸＹＺ色空間内の座標はしばしば、標準化されたＲＧＢ値またはＹＣｂＣｒ値で符号化される。

この初期ソースＧＢＤは、三角形Ｆ０、Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、・・・のセットを含む。Ｆ０を図２に示されるサンプルの三角形とする。三角形Ｆ０は、３つの頂点Ｖ０、Ｖ１、Ｖ２の３つのインデックス（添え字）０、１、２によって定義される。該三角形のセットは、インデックス化された三角形のセットと称される。ｖは、色域の外部を指す三角点の表面法線（surface normal）である。これらのデータを、ＨＤＭＩフォーマットと互換性があるバイナリ形式でどのように記憶するかについての詳細を以下で提供する。

通常の凸包アルゴリズムは、実際の色域の全体にわたって分散され、一般にはソースカラーデバイスを使用して測定することができる、所与の色のセットの凸包である面の表現を計算することを目的とする。ここでは、いわゆる増分アルゴリズムを使用するが、代わりに、ギフトワープ（gift warp）または分割統治（divide-and-conquer）などの他の周知のアルゴリズムを使用することもできる。

以下の公知の増分凸包アルゴリズムを使用して、マッピング色空間内の実際の色域の面をサンプリングする選択色から、初期ソース色域の境界を表す凸包を構築することができ、ここで、インデックス化された三角形のセットの頂点は、所与の色のサブセットである。この公知のアルゴリズムを実装するために、一般的に以下のステップを実行する。すなわち、
１）ソース色域内の任意の４つの選択色から第１の包（４面体）を作成するステップと、
２）新しい色を取り込むステップと、
３）上記新しい色が第１の包の内部にあるとき、ステップ２に続くステップと
４）上記新しい色が第１の包の外部にあるとき、この新しい色によって可視である全ての三角形を第１の包から削除するステップと、
５）上記新しい色を含む新しい三角形を作成して、第２の包とするステップと、
６）全ての色が処理されていないときは、ステップ２に続くステップと、
７）選択された全ての色が処理されているときは、最後の包が凸ＧＢＤまたは凸包を与えるステップと、を実行する。

非凸ＧＢＤは、上述のアルファ形状の手法にしたがって計算される。アルファ形状に関する代替的な説明は、J. Giesen、E. Schuberth、K. Simon、P. Zollikerによる非特許文献４において提供されている。

非凸ＧＢＤは、以下のステップによって計算される。
１）ソース色に対するボロノイ（Voronoi）図の作成。ボロノイ図は、四面体への色空間のセル分割である。各四面体のボロノイセルは、正確に１つのソース色と対応し、該各四面体のボロノイセルは、上記色空間の、所与のソース色のセットの他の任意の色に対して近い距離を有さない全ての色を含む。図３を参照されたい。
２）ソース色のドロネー三角形分割（Delaunay triangulation）の作成。ドロネー三角形分割は、セルの複合体であり、各四面体のドロネーセルとその４つの頂点のボロノイセルとの交点が空とならないように、ソース色の凸包（凸ＧＢＤ）を、頂点としてソース色を有する多数の（volumic）四面体のセルに分解する。図４を参照されたい。
３）所与の値αに基づいて、半径αの球を、色空間の各ソース色を軸として展開する。ドロネー三角形分割の４面体の各々について、ドロネー頂点のボロノイ４面体の共通のボロノイ頂点が決定される。そのドロネー頂点の少なくとも１つの頂点の球の外部に共通のボロノイ頂点を有する全てのドロネー４面体が、除去される。値αは、

に従って、凸ＧＢＤによって記述されるボリュームであるボリュームＶから計算される。次に、非凸ＧＢＤが得られる。

凸ＧＢＤおよび対応する非凸ＧＢＤは、例えば以下のようなバイナリ形式で保存される。
バイナリ形式は、下記の表に従って色域情報の最小のセットを含む基本ヘッダから始まる。提案される基本ヘッダは、有利には、ＨＤＭＩ（High Definition Multimedia Interface）の色域関連のメタデータと互換性を有する。下記の表１を参照されたい。

ＦＦビットおよびＦＭビットは、Ｆｏｒｍａｔ＿ＦｌａｇおよびＦａｃｅｔ＿Ｍｏｄｅフラグであり、該ビットは、ＨＤＭＩ標準との有利な互換性のためにゼロとすべきである。ＩＤフラグは一般に、基本ヘッダの後のデータの存在を示すものにセットされる。

ＩＤ＿ＰＲＥＣＩＳＩＯＮは、色空間における頂点の座標を定義するために色チャネル毎にいくつのビットを使用するかを示す。ビット数は、Ｎ＝８ビット、Ｎ＝１０ビット、Ｎ＝１２ビットのうちのいずれか１つとすべきである。

ＩＤ＿ＳＰＡＣＥは、頂点の座標を定義するためにどの色空間を使用するかを示す。各色空間は３つの色チャネルを有する。ＩＤ＿ＳＰＡＣＥは、以下のいずれか１つとすべきである。
・ＩＴＵ−ＲＢＴ．７０９、ＲＧＢ色空間、ＳＭＰＴＥ２７４Ｍによる符号化。
・ｘｖＹＣＣ−６０１、ＹＣｂＣｒ色空間、ＩＥＣ６１９６６−２−４−ＳＤによる符号化。
・ｘｖＹＣＣ−７０９、ＹＣｂＣｒ色空間、ＩＥＣ６１９６６−２−４−ＨＤによる符号化。

パック基本頂点データ（packed basic vertices data）は、実際の色域の黒、赤、緑および青を示す色空間の４つの頂点を定義する。これらの頂点がＣＩＥＸＹＺ色空間のベクトル、Ｖ_BLACK、Ｖ_RED、Ｖ_GREEN、Ｖ_BLUEとして表現されるとき、さらに４つのベクトル、Ｖ_MAGENTA＝Ｖ_RED＋Ｖ_BLUE−Ｖ_BLACK、Ｖ_CYAN＝Ｖ_GREEN＋Ｖ_BLUE−Ｖ_BLACK、Ｖ_YELLOW＝Ｖ_RED＋Ｖ_GREEN−Ｖ_BLACK、Ｖ_WHITE＝Ｖ_RED＋Ｖ_GREEN＋Ｖ_BLUE−２Ｖ_BLACKを、ＣＩＥＸＹＺ色空間における歪曲された立方体（distorted cube）を与えて計算することができる。この立方体は実際の色域の近似とすべきである。

ＶＳＩＺＥは、パック基本頂点データのサイズであり、表２に従って定義される。

頂点のパック：パック基本頂点データは、この順序でＲＧＢ、ＹＣｂＣｒ、またはＸＹＺのいずれかである、符号化された色値を含む。頂点は、次の順、すなわち黒、赤、緑、青でリストされる。Ｎ＝８のとき、１２の色値が、１２バイトに直接符号化される。Ｎ＝１０またはＮ＝１２のとき、頂点は、それぞれ、以下の表３および表４に従ってパックされる。

拡張ヘッダ：拡張ヘッダは基本ヘッダの後に続き、以下の表５に従って定義される。

１６ビットの整数、すなわちアドレス値は、第１バイトがＭＳＢで第２バイトがＬＳＢの２バイトに符号化される。

ＩＤ＿ＧＩ、ＩＤ＿Ｆ、およびＩＤ＿Ｖは、それぞれ、色域ＩＤメタデータの先頭から色域のインスタンスデータ、ファセットデータ、および頂点データの先頭までのオフセットをバイトで提供する。

Ｘは、バイナリ形式が凸形状のみを用いるか（Ｘ＝１）、または凸形状と非凸形状とを用いることができるか（Ｘ＝２）を示す。Ｘ＝１のとき、各ＧＩは、凸形状に対応することになる。Ｘ＝２のとき、ＧＩは対（pair）として編成される。各対は、凸ＧＢＤに対応する第１のＧＩ（「凸部」と表示される）を含む。当該対の第２のＧＩ（「非凸部」と表示される）は、非凸形状に対応してもよく、非凸ＧＢＤにセットされる。バイナリ形式は、少なくともＸＧＩを含む。

色域インスタンス（ＧＩ）：バイナリ形式は、ソースまたはターゲットのいずれかである実際の色域に関する１つまたは複数の記述を含む。ある単一の記述は、色域インスタンス（ＧＩ）と称される。このバイナリ形式の受信側は、バイナリ形式のＧＩのいずれか１つのＧＩまたは任意の数のＧＩを用いることができる。ＧＩは、以下の表６に従って、ＧＩのリストによってバイト番号ＩＤ＿ＧＩから定義される。リストにおける順序は、任意であるが、固定されている。

Ｉは、ＧＩの数であり、記号Ｘに等しいものとする。各ＧＩは、以下の表７に従って定義される。

Ｆ_iは、ｉ番目のＧＩで参照されるファセットの数である。ＧＩは、少なくとも４つのファセットを参照する。

ファセットのインデックス（添え字）は、複数のバイトにパックされる。ファセットの各インデックスはld(F)ビットを要する。パックは、ＧＩと同じように編成される、すなわち、ＧＩの第１のファセットのインデックスは常にバイトの先頭で始まる。

ＬＳＢは、最下位ビット（least significant bit）であり、ＭＳＢは、最上位ビット（most significant bit）である。

ファセット：ファセットは、以下の表９に従ってバイト番号ＩＤ＿Ｆからファセットリストによって定義される。リストの順序は任意であるが、固定されている。

Ｆは、色域ＩＤメタデータのファセットの総数である。各ファセットについて、合計３Ｆのインデックスで、頂点の３つのインデックスが示される。

全てのファセットの頂点のインデックスは、バイトにパックされる。ファセットの各インデックスはｌｄ（Ｖ）ビットを要する。Ｖについては下記を参照されたい。

頂点：頂点は、バイト番号ＩＤ＿Ｖから頂点のリストによって定義される。以下の表１１を参照されたい。リストの順序は任意であるが、固定されている。

Ｖは、色域ＩＤメタデータの頂点の総数である（基本ヘッダの４つの基本頂点はカウントしない）。

上記に詳述したように、ソースカラーデバイスの実際のソース色域を表す、ソース凸色域境界記述（すなわち、ソース凸包）およびソース非凸色域境界記述（すなわち、ソース非凸包）が作成されている。同様に、ターゲットカラーデバイスの実際のターゲット色域を表す、ターゲット凸色域境界記述（すなわち、ターゲット凸包）およびターゲット非凸色域境界記述（すなわち、ターゲット非凸包）が作成される。

次にソース色のマッピング方法を、図５を参照して説明する。

２−プレマッピングステップ
次の色域マッピングステップが、ＣＩＥＬａｂ色空間において実行される。平滑化された最終的なＧＢＤは、頂点の色座標を単純に変換することによってＣＩＥＸＹＺ空間からＣＩＥＬａｂ空間に変換される。

マッピングすべきソース色が、ソースＧＢＤの内部にあるがソース非凸ＧＢＤの外部にある場合、このソース色は、ソース非凸ＧＢＤの内部にあるプレマッピングされたソース色にプレマッピングされる。このステップの間、ソースＧＢＤのセットの非凸包の外部にあるマッピングされるべきソース色のセット内の各ソース色は、非凸ソースＧＢＤの内部のプレマッピングされた色にマッピングされる。

次のステップが実行される：
１）各ソース色が、非凸ソースＧＢＤの内部であるか外部であるかについてテストされる。したがって、ソース色から方向集合へ射線（ray）をトレースする。各射線について、非凸ＧＢＤの三角形との交点の数をカウントする。三角形のうちのいずれか１つとの共線である射線など、数値問題を有する射線は処理から除外される。各射線における交点の数が減少するとき、ソース色は、非凸ＧＢＤの内部、あるいは外部にあると言われる。非凸ＧＢＤの外部の全てのソース色について、以下のステップが実行される。
２）各ソース色について、マッピングラインは以下のように定義される。非凸ソースＧＢＤによって記述される表面に属し、および凸ソースＧＢＤによって記述される表面には位置しない色空間内の全ての点から、ソース色に最も近い点が決定される。マッピングラインは、ソース色から当該最も近い点に至るラインである。該最も近い点は、マッピングラインと非凸ＧＢＤとの交点である。
３）図６に示すように、各ソース色は、マッピングラインに沿って、非凸ＧＢＤの内部にあるプレマッピングされたソース色上にマッピングされる。
このプレマッピングは、以下のサブステップによって実行される：
１）マッピングラインと凸ＧＢＤとの交点を決定する。
２）マッピングラインと非凸ＧＢＤの交点と、マッピングラインと凸ＧＢＤの交点との間の距離Ｄをそれぞれ決定する。
３）ローカルのアンカーポイントは、凸ソースＧＢＤとの交点からの距離（１＋ｄ）Ｄおよび非凸ソースＧＢＤとの交点からの距離ｄＤを有するマッピングライン上で定義され、値ｄは、０と１との間であって、典型的には１／４である。
４）ソース値はマッピングラインに沿って、ローカルのアンカーポイントとプレマッピングされたソース色との間の距離Ｅ’が、ローカルのアンカーポイントとソース色との間の距離Ｅを用いてＥ’＝ｄ／（Ｄ＋ｄ）Ｅであるように、プレマッピングされたソース色へマッピングされる。

変形形態において、ｄ＞０である場合、プレマッピングのステップは、ソースＧＢＤのセットの非凸包の外部にあるソース色に適用されるだけでなく、アンカーポイントと、マッピングラインと非凸ＧＢＤの交点との間の上記のように定義されるマッピングライン上にある全てのソース色にも適用される。

３−メインマッピングステップ
このステップは、任意の公知の方法を使用して、プレマッピングされていなければソース色を、またはプレマッピングされたソース色を、ターゲットＧＢＤの内部にあるターゲット色にマッピングすることを目的とする。

色域メインマッピングでは、Ｌ＝５０を有する明度軸（lightness axis）上の点（アンカーポイントと称される）を通る全てのラインとして定義されるマッピング曲線として、直線が古くから用いられている。公知の変形形態として、他のアンカーポイントまたは複数のアンカーポイントを用いることもできる。

図７に示されるように、各ソース色または各プレマッピングされた色は、ターゲット色が凸ターゲットＧＢＤの内部となるように、アンカーポイントの方向へターゲット色上にマッピングされる。マッピング軌道（mapping trajectory）として直線が選択されるので、該マッピングを、ソース色（またはプレマッピングされた色）の距離Ｄのターゲット色の距離Ｄ’への変更として説明することができる。この場合、マッピングには公知のアルゴリズムを使用することができる。

MontagおよびFairchildによる非特許文献５において、４つのマッピング技術、すなわち、スケーリングクリッピング、ニーファンクション（knee-function）マッピング、ジェンティーレ(Gentile)マッピング、および３セグメントマッピングが説明されている。

全体的に、ターゲット色の距離Ｄ’は、以下のように、同じマッピング軌道上のソース色（またはプレマッピングされた色）の距離Ｄの関数で表される。

このマッピング関数Ｄ’＝ｆ（Ｄ）は、以下の２つのパラメータを用いる。
−（傾斜セグメントのうちの）第１のセグメントが終わり、中間セグメントが始まる距離であるＤ_inf _lection、および
−中間のセグメントが終わりかつハードクリッピングの最後のセグメントが始まる距離である、Ｄ_clipping。この距離は、クリッピングのためのいわゆるカットオフ値（cut off value）である。

次いで、ターゲット色が得られる。

４−ポストマッピングステップ
前述のステップ３で得られるメインマッピングされたターゲット色が、ターゲット非凸ＧＭＤの外部にあるとき、このステップが実行される。次に、メインマッピングされたターゲット色が、ターゲット非凸ＧＢＤの内部にある最終ターゲット色にポストマッピング（post-mapped）される。

次のステップが実行される：
１）メインマッピングされた色の各々について、ソース色および非凸ソースＧＢＤの場合について既に上述したように、非凸ターゲットＧＢＤの内部にあるか外部にあるかを検査する。次に、検査により非凸ターゲットＧＢＤの外部にあるとされた全てのメインマッピングされた色について、次のステップが実行される。
２）これらの外部にある色の各々について、プレマッピングステップについて上記に説明した方法と同じ方法でマッピングラインが定義される。
３）図８に示されるように、および上記プレマッピングステップのように、各外部の色が、このマッピングラインに沿って、非凸ターゲットＧＢＤの内部にある最終的なターゲット色上にマッピングされる。

変形形態において、ｄ＞０である場合、ポストマッピングも、アンカーポイントと、マッピングラインと非凸ターゲットＧＢＤの交点との間に上記のように定義されるマッピングライン上に置かれている、全てのメインマッピングされた色に適用される。

ステップ３において得られるメインターゲット色がポストマッピングされない場合、このメインマッピングされたターゲット色はこれ以上マッピングされず、最終的なターゲット色になる。

マッピングすべきソース色の各々について上述の諸ステップを実行した後に、最終的なターゲット色の全体のセットが得られる。

図９は、デバイス依存のソース色から始まるとき、およびターゲットカラーデバイスを直接制御するためにデバイス依存のターゲット色が望まれるときに使用される、マッピング方法の図を開示している。本発明による色域マッピング方法を適用する前に、デバイス依存のソース色は、順方向（forward）ソースデバイスモデルを使用してデバイス非依存のソース色に変換され、本発明による色域マッピング方法を適用した後に、デバイス非依存のターゲット色は、逆方向（inverse）ターゲットデバイスモデルを使用してデバイス依存のターゲット色に変換される。拡張順方向ターゲットデバイスモデルおよび拡張逆方向ターゲットデバイスモデルは、すでに述べた特許文献５のように必要とされない。

説明された本発明にかかる色域方法は、以前の色域マッピング方法に対して以下の利点を有する。
−凸色域を使用して簡単な幾何演算も可能にしつつも、正確な色域マッピングを可能にする。
−正確さと計算量の負荷／複雑さとの間のトレードオフを可能にする。
−色域の非凸性は隠さないが、凸色域を使用する簡単な幾何演算を可能にする。

本発明は特定の実施形態および変形形態に関して説明されているが、本発明はこの実施形態および変形形態には限定されないことは理解されよう。したがって、特許請求される本発明は、当業者には明らかであるような、本明細書において説明されたこの実施形態および変形形態からの変形を含む。一部の特定の実施形態を別個に説明し特許請求することもできるが、本明細書において説明し特許請求される実施形態の様々な特徴を、組み合せて使用することもできることが理解されよう。

Claims

所与の色空間において、実際のソース色域を有するソースカラーデバイスのソース色を、前記実際のソース色域とは異なる実際のターゲット色域を有するターゲットカラーデバイスのターゲット色にマッピングする方法であって、前記実際のソース色域と前記実際のターゲット色域の少なくとも１つは、非凸であり、前記ソース色は、前記実際のソース色域の内部にあり、該方法は、
前記実際のソース色域を表すために、ソース凸色域境界記述を作成し、およびこの実際のソース色域が非凸である場合は、前記所与の色空間において前記ソース凸色域境界記述に含まれるソース非凸色域境界記述を作成するステップと、
前記実際のターゲット色域を表すために、ターゲット凸色域境界記述を作成し、およびこの実際のターゲット色域が非凸である場合は、前記所与の色空間において前記ターゲット凸色域境界記述に含まれるターゲット非凸色域境界記述を作成するステップと、
マッピングすべき各ソース色について、
１−前記実際のソース色域が非凸であり、および前記ソース色が前記ソース非凸色域境界記述の外部にある場合、前記ソース色を前記ソース非凸色域境界記述の内部にあるプレマッピングされたソース色にプレマッピングするステップと、
２−プレマッピングされていないときには前記ソース色を、または前記プレマッピングされたソース色を、前記ターゲット凸色域境界記述の内部にあるターゲット色にメインマッピングするステップと、
３−前記実際のターゲット色域が非凸であり、および少なくとも前記メインマッピングされたターゲット色が前記ターゲット非凸色域境界記述の外部にある場合、前記メインマッピングされたターゲット色を、前記ターゲット非凸色域境界記述の内部にある最終的なターゲット色にポストマッピングするステップと、
を含み、
前記実際のソース色域が非凸であるとき、前記ソース非凸色域境界記述の外部に、マッピングすべき少なくとも１つのソース色があり、および／または
前記実際のターゲット色域が非凸であるとき、前記ターゲット非凸色域境界記述の外部に、マッピングすべき少なくとも１つのターゲット色がある、前記方法。
マッピングすべき各ソース色は、前記ソース凸色域境界記述の内部にある、請求項１に記載のマッピングする方法。
前記色域境界記述の各々は、ＨＤＭＩ標準との互換性を有するバイナリ形式で記憶される、請求項１または２に記載のマッピングする方法。
ソースカラーデバイスのデバイス依存のソース色を、ターゲットカラーデバイスのデバイス依存のターゲット色に変換する方法であって、
前記ソースカラーデバイスに関連付けられたソースカラーデバイスモデルを使用することによって、デバイス依存のソース色をデバイス非依存のソース色に変換するステップと、
請求項１乃至３のいずれか１つに従ってデバイス非依存のソース色をデバイス依存のターゲット色にマッピングするステップと、
前記ターゲットカラーデバイスに関連付けられたターゲットカラーデバイスを使用することによって、デバイス非依存のターゲット色をデバイス依存のターゲット色に変換するステップと、
を含むことを特徴とする方法。