JP5451610B2

JP5451610B2 - カラーデバイスまたはカラーコンテントの実色域を記述する方法

Info

Publication number: JP5451610B2
Application number: JP2010517420A
Authority: JP
Inventors: シュタウダーユルゲン; ブロンデローラン; モルバンパトリック
Original assignee: Thomson Licensing SAS
Current assignee: Thomson Licensing SAS
Priority date: 2007-07-27
Filing date: 2008-07-25
Publication date: 2014-03-26
Anticipated expiration: 2028-07-25
Also published as: BRPI0814022A2; CN101766018B; CN101766018A; EP2213087A1; KR101472918B1; JP2010534964A; EP2213087B1; WO2009016138A1; KR20100043195A; EP2023602A1; US8724892B2; US20100128976A1

Description

本発明は、カラーデバイスまたはカラーコンテントの実色域を記述する方法に関する。

色域マッピング（ｇａｍｕｔｍａｐｐｉｎｇ）は、所与の色空間（ｃｏｌｏｒｓｐａｃｅ）において、ソース色域からターゲット色域へ色をマップするのに必要である。この色空間内におけるこのような色域の境界は通常、何らかの色域境界情報（ｇａｍｕｔｂｏｕｎｄａｒｙｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）によって記述される。色域は、画像捕捉デバイス、画像表示デバイスなどの特定のカラーデバイス（ｃｏｌｅｒｄｅｖｉｃｅ）、またはビデオコンテント、静止画像などの特定のカラーコンテントに関係付けられる。

一例として、表示デバイスの色域は、選択された表示技術によって決まる。現在、消費者は、例えば液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）、陰極線管（ＣＲＴ）、投影用のディジタルライトプロセッシング（ＤＬＰ）、またはＯＬＥＤディスプレイ（「ＯｒｇａｎｉｃＬｉｇｈｔＥｍｉｔｔｉｎｇＤｉｏｄｅ（有機発光ダイオード）」）を含む様々な表示技術の中から選択することができる。これらの様々な技術は一般に異なる色域を有する。同じ表示技術の２つの代表デバイス間にかなりの違いがあることもある。例えば、２つの液晶ディスプレイセットが、異なるバックライト源セットを備えることがある。これらの光源セットの一方が、色域が主に使用する蛍光体に依存する冷陰極蛍光（ｃｏｌｄｃａｔｈｏｄｅｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔｌｉｇｈｔ：ＣＣＦＬ）であることがある。従来、これらの光源は、高い色域の使用を許さなかった。実際、これらの光源を使用したディスプレイは、高精細度用の国際電気通信連合（ＩＴＵ）７０９色規格に基づく７０９色の全てを再現することはできない。しかしながら、最近の進歩により、この７０９規格の色域よりも色域がはるかに大きいいわゆる広色域冷陰極蛍光（ｗｉｄｅｇａｍｕｔｃｏｌｄｃａｔｈｏｄｅｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔｌｉｇｈｔ：Ｗ−ＣＣＦＬ）を使用する製品が市場に出された。液晶ディスプレイ技術の他の構成要素がカラーフィルタであり、カラーフィルタは、高い光出力、したがって狭い色域を有する高い光効率を有するように設計することができ、または発光効率およびより広い色域を有するように設計することができる。他の趨勢は、ＬＣＤディスプレイのＣＣＦＬバックライトユニット（ＢＬＵ）を、よりいっそう高い色域を有するＲＧＢＬＥＤ（発光ダイオード）ＢＬＵに置き換えることである。

ディジタルビデオディスク（ＤＶＤ）上、テレビジョン放送上、および／またはビデオオーバーインターネットプロトコル（ｖｉｄｅｏｏｖｅｒＩｎｔｅｒｎｅｔＰｒｏｔｏｃｏｌ：ＶＯＩＰ）を介した現行のビデオコンテントは、標準化された色域に関係付けられた基準色域または標準色域を有する色空間内において符号化される。カラーコンテントは、ビデオコンテントである代わりに、画像、画像内の任意の選択の物体であることができる。新しい色域ディスプレイの出現とともに、以前に可能だったよりも広い範囲の色を表示することが可能になった。現在、拡張された色域が実現可能である。現在の趨勢は、オープンで非制限的（ｕｎｒｅｓｔｒｉｃｔｉｖｅ）な色規格の使用であるようである。このような規格の一例は、ディジタルシネマ用のＸＹＺ色空間、または消費者テレビジョン用のｘｖＹＣＣ（ＩＥＣ６１９６６−２−３）に基づく。他の例には例えば、ｓＹＣＣ（国際電気標準会議（ＩＥＣ）６１９６６−２−１）、ＩＴＵ−ＲＢＴ．１３６１、コンピュータグラフィックスおよび静止画写真用のｅ−ｓＲＧＢ（フォトグラフィックアンドイメージングマニュファクチャラーアソシエーション（ＰｈｏｔｏｇｒａｐｈｉｃａｎｄＩｍａｇｉｎｇＭａｎｕｆａｃｔｕｒｅｒｓＡｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ：ＰＩＭＡ）７６６７）などがある。

米国特許第５７０４０２６号明細書米国特許出願公開第２００６／０７２１３３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号パンフレット欧州特許第１１００２５６号明細書欧州特許第０６１２８４０号明細書米国特許第５７２１５７２号明細書米国特許出願公開第２００７／０８１１７６号明細書ＥＰ２００７−３０１１６６

ＪＹＨ−ＭｉｎｇＬｉｅｎの博士論文 Katoh, N., Corresponding Color Reproduction from Softcopy Images to Hardcopy Images, PhD thesis, Chiba University, Japan, 2002 Morovic J. and Luo M. R., The Fundamentals of Gamut Mapping: A Survey, Journal of Imaging Science and Technology, 45/3:283-290, 2001

広色域ディスプレイ上の広色域コンテントの場合であっても、広色域コンテントの色域が広色域ディスプレイの色域とは異なるために色が不正確に表示される可能性があるという問題が依然としてある。実際、ｘｖＹＣＣまたはＸＹＺのような上述の非制限的色規格を使用することにより、１つまたは複数の特定の広色域ディスプレイ上に表示することができない色を伝送することが常に可能である。したがって、所与の色空間において、広色域コンテントから広色域ディスプレイへ色をマップするために、色域マッピングを実行しなければならない。

カラーデバイスまたはカラーコンテントが（任意のソースまたはターゲットに対する）色域境界情報を受け取ったとき、その色域境界情報のフォーマットおよび表現は、デバイスの使用可能なメモリサイズ、デバイスの使用可能な計算力、ならびに計画された色域マッピング操作のタイプおよび必要な精度に応じた柔軟な使用を可能にすることが好ましいであろう。

色域境界情報（ＧＢＩ）を使用する、知られている方法はしばしば、色空間内におけるこのような色域の境界の可能な１つの記述を与える単一の色域境界記述（ＧａｍｕｔＢｏｕｎｄａｒｙＤｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎ：ＧＢＤ）に依存する。ＧＢＤはしばしば、高い精度に到達するために大きなメモリフットプリント（ｍｅｍｏｒｙｆｏｏｔｐｒｉｎｔ）を有し、またはその非凸（ｎｏｎ−ｃｏｎｖｅｘ）形のために複雑な幾何学的演算を必要とする。

本発明の目的はこれらの課題を解決することにある。

この目的のため、本発明の主題は、色空間内において、実色域（ａｃｔｕａｌｃｏｌｏｒｇａｍｕｔ）を、「色域インスタンス」（ｇａｍｕｔｉｎｓｔａｎｃｅ：ＧＩ）と呼ばれる少なくとも１つの色域境界記述によって記述する方法であって、
−それぞれの色域インスタンス（ＧＩ）が、少なくとも１つの色域ハル（ｇａｍｕｔｈｕｌｌ：ＧＨ）を境界とする体積（１つまたは複数）の合併（ｕｎｉｏｎ）によって形成されるように、少なくとも１つの色域ハル（ＧＨ）を、ある体積の境界をなす閉曲面として定義することと、
−それぞれの色域ハル（ＧＨ）が、いくつかのコネックス色域コンポーネント（ＧＣ）の連結（ｃｏｎｃａｔｅｎａｔｉｏｎ）によって形成されるように、複数の色域コンポーネント（ＧＣ）を定義することであって、色域コンポーネント（ＧＣ）はそれぞれが曲面を表す、複数の色域コンポーネント（ＧＣ）を定義することと
を含む方法である。

この方法は次いで、前記実色域を記述することができる色域境界情報（ＧＢＩ）を生成する。この実色域を、ソースまたはターゲットであるカラーデバイスまたはカラーコンテント、あるいはその他に関係付けることができる。この色域境界情報（ＧＢＩ）は、任意の目的、特に色変換システムを使用してカラーコンテントの色変換を実行する目的に使用することができる。

この色域境界情報は１つまたは複数の色域インスタンスを含む。それぞれの色域ハル（ＧＨ）は閉曲面を表す。色域インスタンスが、１つの色域ハルだけの体積の合併によって形成されるとき、それは、この色域インスタンスがこの色域ハル自体によって形成されることを意味する。それぞれの色域ハルはいくつかの色域インスタンスに属することができる。それぞれの色域コンポーネントは色域ハルの曲面の一部分を表す。それぞれの色域コンポーネントはいくつかの色域ハルに属することができる。

本発明に基づく色域境界情報の論理構造は、下位から上位へ、以下のものを含む。
−色域コンポーネント（ＧＣ）：それぞれのＧＣは、色空間内の連結された一組の基本三角形または多角形として一般に記述される曲面である。
−色域ハル（ＧＨ）：それぞれのＧＨは、コネックス色域コンポーネント（ＧＣ）の連結によって形成される閉曲面である。ＧＨは、一組のＧＣによって記述され、それらのＧＣの連結がこのＧＨの閉曲面を形成する。
−色域インスタンス（ＧＩ）：それぞれのＧＩは、実色域の代替色域境界記述（ＧＢＤ）であり、少なくとも１つの色域ハル（ＧＨ）を境界とする体積（１つまたは複数）の合併によって構築され、一組のＧＨによって記述され、それらのＧＨの体積（１つまたは複数）の合併がこのＧＩを形成する。

好ましくは、前記複数の色域コンポーネントの少なくとも１つの色域コンポーネント（ＧＣ）が、少なくとも２つの異なる色域ハル（ＧＨ）を定義するために使用され、それにより、色変換システム内の色域境界情報（ＧＢＩ）のメモリフットプリントを低減させることを可能にする。

好ましくは、実色域を記述するこの方法は、複数の色域ハルを定義することを含み、同じ色域インスタンスを定義するために使用される前記複数の前記色域ハル（ＧＨ）のうちの少なくとも２つの色域ハルは、空でない（ｎｏｎ−ｅｍｐｔｙ）交わり（ｉｎｔｅｒｓｅｃｔｉｏｎ）を有する。特に、この色域インスタンスが非凸であるとき、この色域インスタンスを定義するために使用される色域ハルは、好ましくは凸（ｃｏｎｖｅｘ）であり、その結果、これらの色域ハルを境界とする体積の一部は空でない交わりを有する。

好ましくは、少なくとも１つの色域インスタンスは非凸であり、たとえ非凸の色域インスタンスであっても色域インスタンスを定義するために使用される全ての色域ハルは凸である。次いで、全ての非凸色域インスタンスは、それぞれ凸であるいくつかの色域ハルに分解される。一般に、体積の境界をなすこれらの色域ハルのうちの少なくとも２つの色域ハルは空でない交わりを有する。この場合も、凸の色域ハルだけを使用するため、色変換に必要な計算負荷が有利に低下する。

好ましくは、実色域を記述するこの方法は、複数の色域ハルを定義することを含み、前記複数の色域ハル（ＧＨ）のうちの少なくとも１つの色域ハルは、少なくとも２つの異なる色域インスタンス（ＧＩ）を定義するために使用され、それにより、色変換システム内の色域境界情報（ＧＢＩ）のメモリフットプリントを低減させることを可能にする。

好ましくは、実色域を記述するこの方法は、複数の色域インスタンスを定義することを含み、複数の色域インスタンスはそれぞれ、カラーデバイスの同じ色空間内の同じ色域を異なる形で記述する。特許文献１の図７および図８では、同じ色域が異なる形で記述されてはいるが、同じ色空間内に記述されておらず、それぞれＣＭＹ色空間およびＬａｂ色空間内に記述されていることを指摘しておかなければならない。本発明に基づくこのような方法を有利に使用して、所与の実色域が単一のＧＢＤ（色域境界記述子）によってではなく複数のＧＢＤによって表現される特許文献２、特許文献３、特許文献４に開示された色域境界記述を実現することができる。これらの文献に開示されているように、色をマップする前に、適切なＧＢＤが選択されなければならない。これらの文献と比較すると、本発明の利点は、異なる色域境界記述子内での色域コンポーネントおよび好ましくは色域ハルの再使用が、色変換システム内のメモリフットプリントを低減させることを可能にすることにある。

好ましくは、少なくとも１つの色域インスタンスは凸であり、少なくとも１つの他の色域インスタンスは非凸である。凸形に基づく色変換は一般に、非凸形に基づく色変換よりも小さい計算負荷を必要とするため、非凸と凸の両方の色域インスタンスを使用することは、色変換のための計算負荷を有利に低下させることを可能にする。

好ましくは、前記複数の色域インスタンスのうち、一部の色域インスタンスは、実色域の異なる色百分率を含む。色百分率によって区別される色域インスタンスを使用することは、ビデオシーケンスまたはビデオシンクのカラーコンテントをより良好に適合させる色変換を有利に実行することを可能にする。

複数の色域インスタンスのうち、一部の色域インスタンスは、少なくとも、所与のカラーポピュレーション（ｃｏｌｏｒｐｏｐｕｔｌａｔｉｏｎ）レベルによって定義され、それらのカラーポピュレーションレベルが異なる。少なくとも所与の色百分率または所与のカラーポピュレーションレベルによって定義される同じ色域インスタンスに属する全ての色域境界記述は、同じ色百分率または同じカラーポピュレーションレベルを有する。複数の色域境界記述を使用することは、実色域の異なる色百分率を含む色域境界記述の使用を可能にする。Ｐがカラーポピュレーションのレベルの数を示す場合、異なる色百分率または異なるカラーポピュレーションレベルを有するＰ個のグループ／色域インスタンスが存在する。

好ましくは、前記複数の色域インスタンスのうち、一部の色域インスタンスは、同じ形状を異なるディテール（ｄｅｔａｉｌ）レベルで記述する。Ｋがディテールレベルの数を示す場合、実色域の特定の記述と同じ形状を記述するために異なるディテールレベルを有するＫ個の色域インスタンスが存在する。有利には、色変換に対するビデオシンクが、所望の色再現性能に対して適切なディテールレベルを選択することができる。ディテールレベルは主に、ＧＩを定義するために最終的に使用される面の総数によって特徴付けられる。ＧＩによって使用される面の総数は、そのＧＩが指示するＧＨが指示するＧＣが指示する全ての面の数である。面の総数は通常、実色域を記述するＧＢＤの幾何学的精度に影響を及ぼす。面の総数はさらに、そのＧＩを使用するときに必要なメモリまたは伝送速度を決定する。

好ましくは、実色域を記述するこの方法は、それぞれの色域コンポーネント（ＧＣ）がいくつかのコネックス基本多角形の連結によって形成されるように、基本多角形、特に三角形を定義することを含む。次いで、本発明に基づく色域境界情報の論理構造はさらに、一般に一組の頂点によって記述される多角形を含む。特許文献５および特許文献１は、基本多角形のネットワークによる色域境界の記述を開示している。ソースまたはターゲット実色域を記述することができる色域境界情報を構築するこの方法は、好ましくは色域マッピング色空間内の基本三角形（または他の任意の基本多角形）に基づき、これらの三角形はそれぞれ特に３つの頂点によって定義される。このような色域境界情報（ＧＢＩ）は、「色域ＩＤメタデータ」として伝送されかつ／または記憶される。

本発明の他の主題は、所与の色空間内において、ソース実色域からターゲット実色域へ色を色域マップする方法であって、前記請求項の一項に記載の方法によって、ソース実色域またはターゲット実色域、あるいはその両方を記述することを含む方法である。マップする色は、一連の画像のうちの１つの画像に属することができる。これらの色は、ビデオコンテント、ビデオシンク、一連のフレーム、画像中の物体、または他の任意の画像コンテントに属することができる。

ターゲット実色域としてのソース実色域は、カラーデバイスの色域またはカラーコンテントの色域とすることができる。カラーデバイスは、カメラまたはスキャナのような画像捕捉デバイス、ＰＤＰ（プラズマディスプレイパネル）、ＬＣＤまたはＣＲＴのような画像表示デバイス、カラーフィルムまたは紙に印刷することができるプリンタ、画像符号器、あるいは画像トランスコーダ（ｔｒａｎｓｃｏｄｅｒ）とすることができる。カラーコンテントは、カラーフィルム、ＣＤまたはＤＶＤのような任意のカラーメディア、あるいはＪＰＥＧまたはＭＰＥＧ電子ファイルなどの特定の規格に従って伝送される任意のカラーフラックスとすることができる。

特に本発明に基づく色域マッピング法を使用したときに得られる色域境界情報のフォーマットおよび表現は、有利には、デバイスの使用可能なメモリサイズ、カラーデバイスの使用可能な計算力、ならびに計画された色域マッピング操作のタイプおよび必要な精度に応じた柔軟な使用を可能にする。この方法は、必要なカラーポピュレーションのレベル、計算負荷、使用可能なメモリサイズ、使用可能な伝送帯域幅にも関係するディテールレベル、マップする画像のカラーコンテントに関する異なる要件間の最良の妥協をもたらす色域境界記述を選択することを可能にする。

好ましくは、本発明を、可変のまたは異なるメモリ容量を有するビデオシンクにおける色域マッピング（ＧＭ）に対して使用することができる。この場合、ＧＢＩは、それぞれが異なるディテールレベルを有する一連のＧＩからなる。例えば、
・低い精度および低いメモリフットプリントを有する２つのＧＣによって定義される単一の第１のＧＨによって定義される第１のＧＩ。第１のＧＣは、色域の高輝度ハーフを記述する曲面であり、第２のＧＣは、色域の低輝度部分を記述する曲面である。連結された両方のＧＣが第１のＧＨを与える。この第１のＧＨによって定義される第１のＧＩは、小さいメモリ容量を有するビデオシンクによって使用される。
・色域の高輝度ハーフを記述する、小さなメモリフットプリントを有する第１のＧＣと、色域の低輝度部分をより高い精度で記述する、より大きなメモリフットプリントを有する第３のＧＣとによって定義される単一の第２のＧＨによって定義される第２のＧＩ。このＧＩは、中程度のメモリ容量を有するビデオシンクによって使用される。第２のＧＩは、人間の眼がより敏感である低い輝度をより良好に表現するという利点を有する。
・色域の高輝度ハーフをより高い精度で記述する、より大きなメモリフットプリントを有する第４のＧＣと、色域の低輝度部分をより高い精度で記述する第３のＧＣとによって定義される単一の第３のＧＨによって定義される第３のＧＩ。このＧＩは、大きなメモリ容量を有するビデオシンクによって使用される。第３のＧＩは、全ての輝度をより良好に表現するという利点を有し、その使用は高品質結果を与える。

他のケースでは、好ましくは本発明を、非凸色域の場合に、可変のまたは異なる計算能力を有するビデオシンクにおける色域マッピング（ＧＭ）に対して使用することができる。この場合、ＧＢＩは、以下のように形成される２つのＧＩからなる。
・非凸である単一の第１のＧＨによって定義される第１のＧＩ。このＧＩは、幾何学的演算に対して非凸形を使用することができる高い計算能力を有するビデオシンクによって使用される。
・一連の凸ＧＨ（例えば第２のＧＨおよび第３のＧＨ）によって定義される第２のＧＩ。このＧＨによって定義される体積の合併は、第２のＧＩによって記述される体積を指定する。このＧＩは、幾何学的演算に対して凸形しか使用できない低い計算能力を有するビデオシンクによって使用される。第２のＧＩは、凸形（ＧＨ）だけによって定義されるという利点を有する。第２のＧＩは、近似的にしか実色域を記述することができないという不都合を有する。

本発明の好ましい実施形態によれば、色域境界情報（ＧＢｌ）は３つのレベルに編成される。
−第１のレベルでは、色域境界情報（ＧＢＩ）が、色域インスタンス（ＧＩ）と呼ばれる多数の代替色域境界記述（ＧＢＤ）からなり、ＧＩはそれぞれ、前記実色域を記述し、特定の幾何学的形状およびその特定のメモリフットプリントを有する。
−第２のレベルでは、前記色域インスタンス（ＧＩ）がそれぞれ一組の色域ハル（ＧＨ）からなり、色域ハルはそれぞれ、色空間内の閉体積の境界記述である。色域インスタンス（ＧＩ）はそれぞれ、この一組の色域ハル（ＧＨ）のうちのいくつかの色域ハルを境界とする体積の合併によって前記実色域を記述する。好ましくは、同じ色域インスタンスを記述するのに使用される前記色域ハル（ＧＨ）のうちの少なくとも２つの色域ハル（ＧＨ）が、空でない交わりを有する。
−第３のレベルでは、色域コンポーネント（ＧＣ）がそれぞれ、色域マッピング色空間内の連結された一組の三角形または多角形として記述され、三角形がそれぞれ３つの頂点からなる。色域コンポーネントはそれぞれ色域ハルの一部分、すなわち曲面の一部分を表す。それぞれの色域ハル（ＧＨ）の閉曲面は、複数の色域コンポーネント（ＧＣ）の連結によって記述される。

本発明の利点は、カラーデバイスまたはカラーコンテントの色域を表現するための大きな一組の選択肢の組合せである。
・多数のＧＩを使用することは、例えば特許文献６に開示されているように、非凸ＧＢＤと凸ＧＢＤの両方を使用して同じ実色域を記述することを可能にする。
・多数のＧＩを使用することは、例えば特許文献７および８に開示されているように、実色域の異なる色百分率を含むＧＢＤの使用を可能にする。
・２つ以上の色域ハル（ＧＨ）を使用してそれぞれのＧＩを構築することは、非特許文献１（下記参照）に開示されているように、凸形を使用して非凸色域境界を表現することを可能にする。
・異なる色域ハル（ＧＨ）内での色域コンポーネント（１つまたは複数）（ＧＣ）の再使用、次いでおそらくは異なるＧＩに対する色域コンポーネント（１つまたは複数）（ＧＣ）の再使用は、メモリフットプリントを低減させることを可能にする。
・三角形（特許文献９）または多角形（特許文献１０、５および１）の使用は、既存の規格を使用したハードウェア加速を可能にする。
・まだ公開されていない特許出願である特許文献１１により詳細に説明されているとおり、ＧＢＤの平滑化ステップが続いて実行される場合に三角形または多角形の頂点の平滑化を回避することができるように、三角形または多角形の頂点を色域リッジとしてマークすることができる。

ＪＹＨ−ＭｉｎｇＬｉｅｎは、２００６年１２月にテキサス農工大学において発表された「Approximate convex decomposition and its applications」という表題の非特許文献１において、非凸図形物体を、空の交わりを有する凸コンポーネントに細分するアルゴリズムを概説し、提案している。異なるコンポーネントの連結が元の物体を記述する。

添付図を参照して非限定的な例として書かれた以下の説明を読むことにより、本発明はより明確に理解される。

本発明に基づく色域境界情報（ＧＢＩ）ないし「色域ＩＤメタデータ」の範囲を示す図である。本発明の一実施形態に基づく色域境界情報（ＧＢＩ）の一部分である色域の一例を示す図である。本発明の好ましい一実施形態に基づく色域境界情報（ＧＢＩ）の階層構造を示す図である。本発明の好ましい一実施形態に基づく色域境界情報（ＧＢＩ）の色域に属するリッジ（ｒｉｄｇｅ）またはサミット（ｓｕｍｍｉｔ）のマーキングを示す図である。本発明の好ましい一実施形態に基づく、非凸色域分解の凸色域コンポーネントへの分解を示す図である。本発明に基づく色域境界情報（ＧＢＩ）を「色域ＩＤメタデータ」へフォーマットする一例に従って符号化するサンプル色域を示す図である。

本発明に基づく色域境界情報（ＧＢＩ）の記述の序論
２００６年、国際電気標準会議（ＩＥＣ）は、規格ＩＥＣ６１９６６−２−４「Multimedia systems and equipment - Color measurement and management - Part 2-4: Color management - Extended-gamut YCC color space for video applications - xvYCC」を発表した。このＩＥＣ６１９６６−２−４規格は、広色域色符号化を定義する。この規格は、２００６年に、ＨＤＭＩ１．３規格に対して採用された［High-Definition Multimedia Interface, Specification Version 1.3, Nov. 10, 2006参照］。同時に、ビデオコンテント色域を記述することができ、ビデオコンテント色域を記述するように適合された色域メタデータパケットもこのＨＤＭＩ１．３規格に対して採用された。ビデオコンテント色域は、ビデオコンテントを作成するために使用される色域である。ビデオコンテント色域は例えば、コンテントを作成するために使用される基準表示デバイスの色域に対応する。他の可能性は、このビデオコンテント色域が、コンテントを作成するために使用される、限定された、芸術的に定義された色域、例えばＳＦ映画用の青みがかった色に対応することである。規格ＨＤＭＩ１．３に対して採用されたこの色域メタデータパケットは、コンテント色域とは異なる、しばしばより限定された色域を有するビデオシンク、例えば消費者のターゲットディスプレイが、広色域コンテントを適切に処理することを可能にする。

表示デバイスのようなターゲットカラーデバイス上でのビデオコンテントの正確な測色（ｃｏｌｏｒｉｍｅｔｒｉｃ）色再現を可能にするためには、一般に以下の３つの条件が満たされなければならない。
−１）コンテントの色符号化が、ターゲットカラーデバイスによって正確に理解され、復号されなければならない。
−２）ターゲットカラーデバイスからの色が、制御された形で識別され、処理されなければならない。
−３）このターゲットカラーデバイスを使用する人間の観測者に対する色の見え（ｃｏｌｏｒａｐｐｅａｒａｎｃｅ）を支配するため、ターゲットカラーデバイスの表示条件が制御されなければならない。

本発明に基づく「色域境界情報」および対応する「色域ＩＤメタデータ」のフォーマットは主にこの第２の条件に対処する。

色域からの色は通常、上記の第２の条件を満たすため、色域マッピング（ＧＭ）アルゴリズムによって処理される。色域からの色をターゲットカラーデバイス上に正確に再現することができないとき、色域からの色を、色域マッピング処理によって、色域内の有効などの色によって置き換えるのかを知ることは、色の見えおよび芸術的な意図の問題である。

本発明に基づく色域境界情報（ＧＢＩ）は、ビデオシンクが色域マッピングを適用することができるようにこの色域境界情報（ＧＢＩ）をビデオシンクに伝送するため、色域ＩＤメタデータと呼ばれる統一フォーマットが、カラーデバイスまたはビデオコンテントの色域を定義することを有利に可能にする。さらに、ビデオシンクの色域からの色をコンテント作成者が処理することができるようにこの色域境界情報（ＧＢＩ）をコンテント作成者に伝送するため、この統一フォーマットを、ビデオシンクの色域を定義するように有利に適合させることができる。

ビデオシンクがビデオコンテントの実色域を知らない場合には、入来する全ての色を何らかの方式でシンクの色域内へマップする必要がある。画像の細部を保存するため、ビデオシンクは、クリッピングするだけよりも一般に高度な何らかの色域マッピング（ＧＭ）を使用する。ＧＭアルゴリズムは、コンテント内で出現する可能性がある全ての色をシンク色域内へマップする。可能な色は、色符号化色域と呼ばれる使用する色符号化ルール（例えばＳＭＰＴＥＳ２７４Ｍ）によって定義される。ビデオコンテント色域は一般に、色符号化色域と同一か、または色符号化色域よりも小さい。ビデオコンテント実色域が使用可能でない場合、ＧＭはこの色符号化色域に基づく。このとき、このＧＭはビデオコンテントに対してあまりよく適合されず、あまりに強すぎて、損失または度を超したコントラストおよび飽和を引き起こす可能性がある。ビデオコンテント色域がシンク色域に近いとき、このような結果は最も受け入れられない。

本発明に基づく色域境界情報は、ビデオコンテント色域を、マップする先のビデオコンテントに好ましく関連付けることによって、この問題を解決する。

本発明に基づく色域境界情報（ＧＢＩ）の範囲
図１は、本発明に基づく色域境界情報（ＧＢＩ）および「色域ＩＤメタデータ」の範囲を示す。色域境界情報（ＧＢＩ）は、ビデオコンテントまたはビデオシンクに好ましく関連付けられる。ビデオコンテントに関連付けられたとき、ＧＢＩはコンテント色域を記述する。ビデオシンクに関連付けられたとき、ＧＢＩは、シンクの色再現域、すなわちターゲット表示デバイスの色域を記述する。ＧＢＩは、ビデオコンテントの色域またはビデオシンクの色域を記述する「色域ＩＤメタデータ」を含む。このビデオコンテントは、単一のフレームまたは画像、一連のフレーム、目に見える物体のみ、あるいは他の任意の画像コンテントとすることができる。

次に、色域境界情報（ＧＢＩ）の全体アーキテクチャを詳細に説明する。以下では、この色域境界情報（ＧＢＩ）に対して使用することができるフォーマット（色域ＩＤメタデータ）も詳細に説明する。色域境界情報（ＧＢＩ）の生成は、コンテント作成者が付加価値を生み出すためのオープンフィールド（ｏｐｅｎｆｉｅｌｄ）である。凸包（ｃｏｎｖｅｘｈｕｌｌ）、アルファシェイプス（ａｌｐｈａｓｈａｐｅｓ）などの知られている方法を使用することができる。色域マッピング（ＧＭ）などに対する色域境界情報（ＧＢＩ）の使用は、ＤＶＤプレーヤ、ターゲット表示デバイスなどのビデオシンクの製造業者に対するオープンフィールドである。

色域マッピングは、科学文献ではよく知られた論題であり［非特許文献２参照］、色域マッピング法の概論がＣＩＥによって準備された［非特許文献３参照］。色域マッピングは、ディスプレイおよび他のビデオシンクの製造業者が付加価値を生み出すためのオープンフィールドである。

ＨＤＭＩ規格バージョン１．３から本発明に基づく色域境界情報へ
ＨＤＭＩ１．３規格は、伝送プロファイルＰＯ（２８バイト）において、色域関連メタデータパケットを許容する。ハイデフィニションマルチメディアインタフェース（ＨｉｇｈＤｅｆｉｎｉｔｉｏｎＭｕｌｔｉｍｅｄｉａＩｎｔｅｒｆａｃｅ：ＨＤＭＩ）は、カラーデバイス、特に表示デバイスをビデオ接続するために使用される工業規格である。色域メタデータパケットは、ビデオがＩＥＣ６１９６６−２−４ｘｖＹＣＣ色空間に提示されるとすぐに強制される（ｍａｎｄａｔｏｒｙ）。この規格のバージョン１．３は以下のものを含む。
−色空間の指示（ＩＴＵ−ＲＢＴ．７０９ＲＧＢ、ＳＤまたはＨＤ測色法におけるＩＥＣ６１９６６−２−４ＹＣｂＣｒ）、
−色精度（ｃｏｌｏｒｐｒｅｃｉｓｉｏｎ）の指示（２４、３０、３６ビット／色）、
−色域のサミットまたは基本原色頂点を定義する４つの基本原色（ｂａｓｉｃｐｒｉｍａｒｙｃｏｌｏｒ）（黒、赤、緑、青色）。

この色域関連メタデータパケットから、２次色（ｓｅｃｏｎｄａｒｙｃｏｌｏｒ）および白色が導き出され、次いで、８つ原色（基本原色（ｂａｓｉｃｐｒｉｍａｒｙ）および基本２次色（ｂａｓｉｃｓｅｃｏｎｄａｒｙ）色域頂点と呼ばれる）によって色域境界が定義される。ＨＤＭＩ１．３規格が、虚色加法３原色ディスプレイと同一のコンテント色域を有するカラーコンテントに限定されることは明らかである。

ＨＤＭＩ１．３色域関連メタデータパケットと比較したとき、本発明に基づく色域境界情報（ＧＢＩ）は差別的に以下の追加の特徴を含む。
−色域の幾何学的定義の精度を向上させるための５つ以上の基本原色頂点、
−既存のハードウェアをサポートするために、それぞれの面が３つ頂点によって定義される指標付き面セット（ＯｐｅｎＧＬおよびＭＰＥＧ−４から知られていように、色空間内の３Ｄ面がこれらの頂点からどのように構築されるのかを記述する）、
−色域の幾何学的定義に対する異なるレベルの精度を可能にするため、したがって異なるカラーデバイスクラスに適合させるためのスケーラビリティ（ｓｃａｌａｂｉｌｉｔｙ）、
−必要に応じて異なるＧＭアルゴリズムをサポートすることを可能にするための複数のＧＢＤバージョン、
−例えば計算負荷を小さくするために凸形を好ましく使用する単純な幾何形状を有するＧＢＤの使用を可能にするための複数のＧＢＤバージョン。

以下のセクションではこれらの追加の特徴について説明する。
本発明に基づく色域境界情報（ＧＢＩ）に対する好ましい要件
実用的であるためには、本発明に基づく色域境界情報（ＧＢＩ）が、スケーラビリティおよび低い計算複雑性を好ましくサポートしなければならない。強力であるためには、この色域境界情報（ＧＢＩ）が、色空間の物理的特徴を考慮しなければならず、コンテント作成における創造的な処理をサポートする必要がある。

この色域境界情報（ＧＢＩ）に対する要件には特に以下のようなものがある。
・スケーラビリティ
○異なる色域精度レベルを許容する
・低計算複雑性
○既存のグラフィックス規格をサポートする
○凸形を使用した単純な幾何形状を許容する
○サブ色域モジュールへの色域分解を許容する
・小さなメモリフットプリント
○サブ色域モジュールの多重再使用を許容する
・物理学ベース
○色チャネル（ｃｏｌｏｒａｎｔｃｈａｎｎｅｌ：カララントチャネル）による色域リッジを考慮する
・創造性
○色の重要性およびポピュレーションを考慮する

従来技術、例えばＨＤＭＩバージョン１．３の色域メタデータパケットはこれらの要件を満たさない。

本発明に基づく色域境界情報（ＧＢＩ）の階層構造
本発明に基づく色域境界情報（ＧＢＩ）は、色域境界記述（ＧＢＤ）を使用することによってビデオコンテントの色域を記述する。ＧＢＤは、色空間内の３次元色域の２次元曲面を記述する。ＧＢＤは古典的に、指標付けされた一組の面に基づく。面は例えば三角形の面素である。図２は、ビデオコンテントの色域境界情報（ＧＢＩ）に含めることができる色域の一例を示す。

図２に示されたサンプル色域に対応する色域境界情報（ＧＢＩ）は、一組の頂点（Ｖ０、Ｖ１、Ｖ２、．．．）を含む。それぞれの頂点は、ＣＩＥＸＹＺ色空間内のその座標によって定義される。ＣＩＥＸＹＺ色空間内の座標は、ＳＭＰＴＥ２７４ＭまたはＩＥＣ６１９６６−２−４規格に基づく標準化されたＲＧＢまたはＹＣｂＣｒ値として符号化される。

図２に示されたサンプル色域に対応する色域境界情報（ＧＢＩ）はさらに、一組の面（Ｆ０、．．．）を含む。Ｆ０を、図２上の強調されたサンプル面とする。面Ｆ０は、その３つの頂点Ｖ０、Ｖ１、Ｖ２の３つの指標（ｉｎｄｅｘ）０、１、２によって定義される。一組の面は指標付き面セットと呼ばれる。面セットの面の曲面法線は常に色域の外側を指す。指標０、１、２の順序に従って、面Ｆ０の曲面法線は次式（数１）のように定義される。

上式（数１）で、ｘはベクトルクロス乗積であり、｜・｜はベクトル長演算子である。

本発明に基づく色域境界情報（ＧＢＩ）は、図３に示されているように階層的に編成される。以下のそれぞれの要素のセットを含む完全な色域境界情報（ＧＢＩ）をさらに詳細に説明する。
・頂点：一組の頂点。それぞれの頂点はその３つの色座標によって定義される。
・面：指標付けされた一組の面。それぞれの面は、一組の頂点の対応する３つの頂点の正確に３つの指標によって定義される。
・色域コンポーネント（ＧＣ）：一組の色域コンポーネント。それぞれのＧＣは３Ｄ空間内のコネックス２Ｄ曲面であり、少なくとも１つの面からなるリストによって定義される。
・色域ハル（ＧＨ）：一組の色域ハル。それぞれの色域ハル（ＧＨ）は、少なくとも１つの色域コンポーネント（ＧＣ）からなるリストによって定義され、その連結は、コネックス体積の境界をなす閉曲面を形成する。
・色域インスタンス（ＧＩ）：一組の色域インスタンス（ＧＩ）。これらの色域インスタンス（ＧＩ）はそれぞれ、少なくとも１つの色域ハル（ＧＨ）からなるリストによって定義され、ビデオコンテントまたは表示デバイスの実色域の代替色域境界記述（ＧＢＤ）を表す。それぞれの色域インスタンス（ＧＩ）は、色域ハル（ＧＨ）のリストの色域ハル（ＧＨ）を境界とする体積の合併によって記述される。

２Ｄ曲面以外の他の曲面も可能である。ＧＣは例えば、Ｎ次元（Ｎは次数である）の色空間内の（Ｎ−１）次元の超曲面とすることができる。面および頂点以外の他の基本面素も可能である。例えば、基本曲面を、一組の制御点によって定義されるスプライン（ｓｐｌｉｎｅ）曲面の部分とすることができる。

本発明に基づく色域境界情報（ＧＢＩ）に対して使用される階層構造は、表１に示された上述の要件を満たすことを可能にする。

本発明に基づく色域境界情報（ＧＢＩ）の例および利点−特殊ケース
カララントチャネルによる色域リッジを考慮する物理学ベースの要件の一例が図４に示されている。カララントチャネルは、フィルムプリンタなどのカラーデバイスを制御する物理的な信号値の座標に対応する。それらのカララントチャネルが、色域にわたる色空間内の一組のベクトルとしてあることができる。このような色域は、スパニング（ｓｐａｎｎｉｎｇ）処理に由来するリッジおよびサミットを有する。好ましくは、色域リッジまたは色域サミットに属する頂点に、メタデータとみなされるＶＴと呼ばれるフラグが付けられる。リッジは、色域のサミットのうちの２つのサミットを結ぶ色域曲面上の線とすることができる。サミットは例えば、原色、２次色、黒点または白点とすることができる。

１つの色域インスタンス（ＧＩ）を本発明に基づくいくつかの色域ハル（ＧＨ）に分解する分解の一例が図５に示されている。この例では、色域ハル０および色域ハル１がともに凸であり、提示された実色域を記述する色域インスタンス（ＧＩ）が、これらの２つの色域ハルの合併によって形成される。この色域インスタンス（ＧＩ）は凸ではない。本発明に基づくこのような色域分解を使用すると、線−色域の交わり、内側−外側の判定などの幾何学的演算は、凸包を有する単純な幾何形状を有利に利用することができ、それにより非凸形の高計算複雑性の要件を有利に回避する。

本発明に基づく色域境界情報（ＧＢＩ）の一組の色域コンポーネント（ＧＣ）は、いわゆる「非反転（ｎｏｎ−ｉｎｖｅｒｔｅｄ）」（すなわち通常の）ＧＣおよび「反転（ｉｎｖｅｒｔｅｄ）」ＧＣを有利に含むことができる。非反転および反転ＧＣは物理的に、ＧＢＩの一組のＧＣのうちの任意のＧＣであり、それらは単にそれらの使用において区別される。「非反転」ＧＣはそのまま使用され、「反転」ＧＣは、反転された曲面法線を有する面を有すると仮定される。この定義によって、ＧＣは、２つのＧＨを分離する曲面であることができる。２つの色域ハルＧＨ０、ＧＨ１を使用して所与の色域インスタンスを定義するとき、これらの２つの色域ハルＧＨ０、ＧＨ１が、所与の非反転色域コンポーネントＧＣ_CNおよび対応する反転色域コンポーネントＧＣ_CIによって表される共通の曲面を有するとき、２つの色域ハルＧＨ０、ＧＨ１の合併は、その共通の曲面を事実上「消滅させる」。通常は非反転ＧＣだけしかないことを指摘しておかなければならない。

次に、本発明に基づく色域境界情報（ＧＢＩ）の統一フォーマットの一例を、特定の標準参照および特定の用語解説を使用してより詳細に説明する。この統一フォーマットは「色域ＩＤメタデータ」と呼ばれる。

標準参照
−ITU-R BT.601-5:1995, Studio encoding parameters of digital television for standard 4:3 and wide-screen 16:9 aspect ratios
−ITU-R BT.709-4:2000 Parameter values for the HDTV standards for production and international programme exchange
−IEC 61966 -2-4 - Ed. 1.0 Multimedia systems and equipment - Color measurement and management - Part 2-4: Color management - Extended-gamut YCC color space for video applications - xvYCC, January 17, 2006
−SMPTE 274M-2005 SMPTE Standard for Television - 1920 x 1080 Image Sample Structure, Digital Representation and Digital Timing Reference Sequences for Multiple Picture Rates
−High-Definition Multimedia Interface, Specification Version 1.3, November 10, 2006
−CIEXYZ (1931)

用語解説：
色域色の完全サブセット
ＧＭ色域マッピング
ＧＢＩ色域境界情報。一組の色域インスタンス（１つまたは複数）（ＧＩ）である。
ＧＢＤ色域境界記述
ＧＭ色域マッピング
ＬＳＢ最小有効ビット
ＭＳＢ最大有効ビット
ＧＩ色域インスタンス。特定のＧＢＤである。
ＧＨ色域ハル。一組の色域コンポーネントである。
ＧＣ色域コンポーネント

本発明に基づくＧＢＩの構造に関する序論
ＣＩＥＸＹＺ（１９３１）色空間における本発明に基づくＧＢＩの階層構造を示す図３を参照すると、色域ＩＤメタデータは、異なる要素からなる以下の５つのセットを含む。
・色域インスタンス（ＧＩ）
・色域ハル（ＧＨ）
・色域コンポーネント（ＧＣ）
・面
・頂点

実色域は最終的に、ＣＩＥＸＹＺ色空間内の頂点および三角形の面によって、本発明に基づくＧＢＩ内に記述される。面は三角形であるため、それぞれの面は、その３つの頂点の指標によって記述される。

ＧＢＩの論理構造は、下位から上位へ、以下のものを含む。
−色域コンポーネント（ＧＣ）は、一群のコネックス三角形面である。ＧＣは一般に、ＣＩＥＸＹＺ色空間内の色域境界（３Ｄ閉体積の２Ｄ境界）の一部分を記述する。ＧＣは例えば、そのＧＣを定義する一群のコネックス三角形面に属する面の指標によって記述される。ＧＣにはそれぞれＧＣ指標が与えられる。
−色域ハル（ＧＨ）は、ＣＩＥＸＹＺ色空間内の閉体積を定義する閉境界記述を全体で構築する一群のコネックス色域コンポーネント（ＧＣ）である。それぞれのＧＨは例えば、そのＧＨを定義する一群のコネックス色域コンポーネント（ＧＣ）に属する色域コンポーネント（ＧＣ）の指標によって記述される。ＧＨは、単一のＧＣを指示することができ、この場合、そのＧＣは単独で閉境界記述である。ＧＨはいくつかのＧＣを指示することができ、その場合、同じＧＨが指示する互いに連結された全てのＧＣが閉境界記述を構築する。ＧＨにはそれぞれＧＨ指標が与えられる。
−色域インスタンス（ＧＩ）は、実色域の１つの有効色域境界記述（ＧＢＤ）を全体で構築する一群の色域ハル（ＧＨ）である。ＧＩは例えば、この色域インスタンス（ＧＩ）を定義する一群の色域ハル（ＧＨ）に属する色域ハル（ＧＨ）の指標によって記述される。ＧＩは、単一のＧＨを指示することができ、この場合、単一のＧＨが単独で実色域を記述する。ＧＩはいくつかのＧＨを指示することができ、この場合、ＧＨによって定義される体積の合併が実色域を記述する。好ましくはそれぞれのＧＨにＧＨ指標が与えられる。

ＧＢＩは、１つまたは複数の異なる色域インスタンス（ＧＩ）を含む。それぞれのＧＩは、実色域の完全かつ有効な色域境界記述（ＧＢＤ）である。好ましくは、２つのＧＩは、以下の特性のうちの少なくとも１つが異なる：
・ディテールレベル
→このレベルが高いほど、ＧＩを定義するＧＣ内の面の数が多い。
・非凸形
→ＧＩは、非凸形の使用を許容し、または許容しないことができる。
・色域の色百分率
→異なるＧＩは、実色域の異なる色百分率を含むことができる。

ＧＢＩの統一フォーマット「色域ＩＤメタデータ」の詳細な説明
本発明に基づくＧＢＩの２進統一フォーマットの一例が表２にまとめられており、これはさらに、いわゆる「色域ＩＤメタデータ」としてより詳細に指定される。

色域ＩＤメタデータの基本ヘッダ
色域ＩＤメタデータは、表３に基づく色域情報の最小セットを含む基本ヘッダから始まる。基本ヘッダは、ハイデフィニションマルチメディアインタフェース（ＨＤＭＩ）の色域関連メタデータと互換性がある。

ＦＦおよびＦＭビットは、Ｆｏｒｍａｔ＿ＦｌａｇおよびＦａｃｅ＿Ｍｏｄｅフラグであり、ＨＤＭＩ規格との互換性のため０でなければならない。ＩＤフラグは通常、基本ヘッダの後にデータが存在することを示す１にセットされる。ＩＤフラグが０にセットされている場合、色域ＩＤメタデータは基本ヘッダだけからなり、基本ヘッダの後にデータはない。

ＩＤ＿ＰＲＥＣＩＳＩＯＮは、色空間内のある１つの頂点の座標を定義するのにカラーチャネルあたりいくつのビットが使用されるのかを示す。ビット数は以下のうちの１つである。
・Ｎ＝８ビット
・Ｎ＝１０ビット
・Ｎ＝１２ビット

ＩＤ＿ＳＰＡＣＥは、頂点の座標を定義するのにどの色空間が使用されるのかを示す。色空間はそれぞれ３つのカラーチャネルを有する。ＩＤ＿ＳＰＡＣＥは以下のうちの１つである。
・ＩＴＵ−ＲＢＴ．７０９、ＲＧＢ空間。ＳＭＰＴＥ２７４Ｍに基づく符号化。
・ｘｖＹＣＣ−６０１、ＹＣｂＣｒ空間。ＩＥＣ６１９６６−２−４−ＳＤに基づく符号化。
・ｘｖＹＣＣ−７０９、ＹＣｂＣｒ空間。ＩＥＣ６１９６６−２−４−ＨＤに基づく符号化。

以下の選択肢：
・ＸＹＺ符号化
・ＩＥＣ６１９６６−２−５
は将来使用するための予備であり、使用されない。

パックされた基本原色色域頂点データは、実色域の黒、赤、緑および青のサミットを示す色空間内の４つの頂点を定義する。これらの基本原色色域頂点が、ＣＩＥＸＹＺ色空間内の基本原色色域ベクトルＶ_BLACK、Ｖ_RED、Ｖ_GREEN、Ｖ_BLUEとして表現されるとき、以下の他の４つのベクトルを、基本２次色色域ベクトルとして計算することができる。
・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

これらの８つのベクトルから、ＣＩＥＸＹＺ色空間内の歪んだ立方体が得られる。この立方体を実色域の近似とみなすことができる。

ＶＳＩＺＥはパックされた基本頂点データのサイズであり、表４に従って定義される。

頂点のパッキング
本発明に基づくＧＢＩの基本ヘッダおよび他の部分では、頂点が以下のようにパックされる。パックされた基本頂点データは、符号化された色値をＲＧＢまたはＹＣｂＣｒまたはＸＹＺの順で含む。頂点は、黒、赤、緑、青の順に記載される。Ｎ＝８のときには、これらの１２個の色値が１２個のバイトに直接に符号化される。Ｎ＝１０のときには、表５に従って頂点がパックされる。Ｎ＝１２のときには、表６に従って頂点がパックされる。

色域ＩＤメタデータの拡張ヘッダ
拡張ヘッダは基本ヘッダの後に続き、表７に従って定義される。

１６ビットの整数またはアドレス値が２バイトに符号化され、第１のバイトにＭＳＢが含まれ、第２のバイトにＬＳＢが含まれる（ＭＳＢ＝最大有効ビット、ＬＳＢ＝最小有効ビット）。

ＩＤ＿ＧＩ、ＩＤ＿ＧＨ、ＩＤ＿ＧＣ、ＩＤ＿ＦおよびＩＤ＿Ｖはそれぞれ、色域ＩＤメタデータの始めから色域インスタンス（ＧＩ）、色域ハル（ＧＨ）、色域コンポーネント（ＧＣ）、面および頂点データの始めまでのバイトで表されたオフセットを与える。

Ｋは、ディテールレベルの数を示す。ＧＢＩは、少なくともＫ個のＧＩを含む（実際、ＧＢＩはいくつかのＧＩを含み、その数はＸ、ＰおよびＫの積である）。Ｋ＝１の場合、異なるディテールレベルはない。それぞれのＧＩには個別にディテールレベル（０、１、．．．、Ｋ−１）が付けられる。表９を参照されたい。

Ｆ_MAXは、所与のディテールレベルに対して色域を記述するデータのサイズの指示を与える面の最大数である。ＧＩが最低ディテールレベル（レベル０）を有するとき、そのＧＩは、Ｆ_MAX個よりも多くの面を参照してはならない。ディテールレベルの定義については表９を参照されたい。面の定義については表１５を参照されたい。

Ｐは、実色域の異なる色百分率によってポピュレート（ｐｏｐｕｌａｔｅ）される代替ＧＩの数を示す。ＧＢＩは、少なくともＰ個のＧＩを含む（実際、ＧＢＩはいくつかのＧＩを含み、その数は、Ｘ、ＰおよびＫの積である）。それぞれのＧＩには個別にカラーポピュレーションレベル（０、１、．．．、Ｐ−１）が付けられる。表９を参照されたい。

２Ｑ₀、．．．、２Ｑ_P-1は、カラーポピュレーションレベル（０、１、．．．、Ｐ−１）に関連付けられた色百分率Ｑ₀、．．．、Ｑ_P-1の２倍である。百分率は、対応するカラーポピュレーションレベルのＧＩによって記述される体積に、実色域の色の何パーセント（０〜１００）が含まれるのかをおおまかに示す。百分率は０．５ポイント刻みで定義することができる。

Ｘは、ＧＢＩが凸形だけを使用するのか（Ｘ＝１）、または凸形および非凸形を使用することができるのか（Ｘ＝２）を示す。Ｘ＝１のとき、それぞれのＧＩは凸形に対応し、それぞれのＧＨは凸形に対応する。Ｘ＝２のとき、ＧＩは対として編成される。それぞれの対は、凸形に対応し、凸形に対応するＧＨだけを参照する（「凸」とマークされた（図９参照））第１のＧＩを含む。その対の（「非凸」とマークされた（図９参照））第２のＧＩは、非凸形に対応することができ、非凸形に対応するＧＨを参照することができる。ＧＢＩは少なくともＸ個のＧＩを含む（実際、ＧＢＩはいくつかのＧＩを含み、その数は、Ｘ、ＰおよびＫの積である）。

色域ＩＤメタデータ内における色域インスタンス（ＧＩ）のフォーマッティング
既に述べたとおり、本発明に基づくＧＢＩは１つまたは複数のＧＩ、すなわち実色域の１つまたは複数の記述を含む。単一の記述は色域インスタンス（ＧＩ）と呼ばれる。ＧＢＩのユーザは、ＧＢＩの任意の１つのＧＩまたは任意の複数のＧＩを使用することができる。ＧＩの定義はバイト番号ＩＤ＿ＧＩから始まり、表８に従う。このリスト内での順序は任意だが、固定される。

表８では、記号ＩがＧＩの数であり、Ｘ、ＰおよびＫの積に等しい。
次いで、それぞれのＧＩが表９に従って定義される。

Ｋ_iは、ｉ番目のＧＩのディテールレベルである。Ｋ_i＝０の場合、そのＧＩは、最低ディテールレベルを有する。Ｋ_iが、同じタイプ（Ｐ_i＝Ｐ_j、Ｘ_i＝Ｘ_j）のｊ番目のＧＩのディテールレベルＫ_jよりも大きい場合、ｉ番目のＧＩは、ｊ番目のＧＩよりも高いディテールレベル、すなわちより正確な幾何学的記述を有する。

は、ｉ番目のＧＩによって使用される面の数である。この数は、ｉ番目のＧＩが参照する色域ハル（ＧＨ、表１０参照）が参照する色域コンポーネント（ＧＣ、表１２参照）が参照する面の数に対応していなければならない。

（面の数）は

以下でなければならない（Ｆ_MAXについては表８を参照されたい）。

は凸形または非凸形に関する指示子である。

の場合、ｉ番目のＧＩは凸形を定義し、ｉ番目のＧＩが参照するそれぞれのＧＨは単独で凸形を定義する。

の場合、ｉ番目のＧＩは凸形または非凸形を定義することができ、ｉ番目のＧＩが参照するＧＨはそれぞれ、凸形または非凸形を単独で定義することができる。

Ｐ_iは、ｉ番目のＧＩのカラーポピュレーションレベルである。ｉ番目のＧＩは、実色域の色の約

パーセントを含む。同じカラーポピュレーションレベルを有する異なるＧＩは、実色域のほぼ同じ色百分率を含む。Ｐ_j＞Ｐ_i、Ｋ_j＝Ｋ_iおよびＸ_j＝Ｘ_iの場合、カラーポピュレーションレベルＰ_iを有するＧＩは少なくとも、カラーポピュレーションレベルＰ_jを有する別のＧＩの全ての色を含む。

Ｈ_iは、ｉ番目のＧＩが参照する色域ハル（ＧＨ）の数である。ｉ番目のＧＩが１つの色域ハルを参照する場合、Ｈ_i＝１であり、その色域ハルが実色域を記述する。ｉ番目のＧＩが２つ以上の色域ハルを参照する場合、Ｈ_i＞１であり、参照される全ての色域ハルの体積の合併が実色域を記述する。ＧＨのＨ_i指標はそれぞれの１バイトを有する。

色域ＩＤメタデータ内における色域ハル（ＧＨ）のフォーマッティング
ＧＢＩは１つまたは複数の色域ハル（ＧＨ）を含む。それぞれのＧＨは閉曲面であり、色空間内の閉体積を定義する。ＧＨは、ＧＢＩの１つまたは複数のＧＩによって参照されることがある。ＧＩは、１つまたは複数のＧＨを参照することができる。ＧＨは、単独で実色域を記述することができ、または実色域の一部分のみを記述することができる。ＧＨの定義はバイト番号ＩＤ＿ＧＨから始まり、表１０に従う。このリスト内での順序は任意だが、固定される。

Ｈは、ＧＢＩに含まれるＧＨの総数である。それぞれのＧＨは表１１に従って定義される。

は、ｈ番目のＧＨが参照する色域コンポーネント（ＧＣ）の数である。ｈ番目のＧＨが１つのＧＣを参照する場合、

であり、ＧＣは、単独で、ＧＨの閉曲面を定義する。ｈ番目のＧＨが２つ以上のＧＣを参照する場合、

であり、参照される全てのＧＣが全体でＧＨの閉曲面を構築する。ＧＣが反転されて使用されるとき、このＧＣが参照する面の曲面法線は逆向きに使用される。参照される面については表１２を参照されたい。曲面法線については上記参照。

色域ＩＤメタデータ内における色域コンポーネント（ＧＣ）のフォーマッティング
ＧＢＩは１つまたは複数の色域コンポーネント（ＧＣ）を含み、それぞれの色域コンポーネント（ＧＣ）は、色空間内の３Ｄ閉体積の２Ｄ境界記述である。ＧＣは、１つまたは複数のＧＨによって参照されることがある。ＧＨは、１つまたは複数のＧＣを参照することができる。ＧＣは、３Ｄ色空間内の閉曲面またはその一部分を記述することができる。ＧＣの定義はバイト番号ＩＤ＿ＧＣから始まり、表１２に従う。このリスト内での順序は任意だが、固定される。

Ｃは、ＧＢＩに含まれるＧＣの総数である。それぞれのＧＣは表１３に従って定義される。

これにより、

は昇順で次の整数に丸める演算であり、ｌｄ（・）は底が２の対数である。

本発明に基づくＧＢＩの面指標のパッキング
面の指標はバイトにパックされる。面のそれぞれの指標はｌｄ（Ｆ）ビットを使用する。パッキングは「ＧＣ単位で」編成される。すなわちＧＣの第１の面指標は常にバイトの始めから始まる。

表１４には、色域コンポーネント（ＧＣ）がＣ＝２個あり、それぞれの色域コンポーネント（ＧＣ）が合計Ｆ＝６面のうちのＦ₀＝Ｆ₁＝４面を使用するときのパッキングの一例が与えられている。ＧＣはそれぞれ、面の指標のために

バイトを使用する。ＧＣの定義には合計

バイトが必要である。

ＬＳＢは最小有効ビットであり、ＭＳＢは最大有効ビットである。

本発明に基づくＧＢＩの面
面の定義はバイト番号ＩＤ＿Ｆから始まり、表１５に従う。このリスト内での順序は任意だが、固定される。ＩＤ＿Ｆは表７に定義されている。

記号ＦはＧＢＩの面の総数である。面ごとに、頂点の３つの指標が示され、合計３Ｆ個の指標が指示される。

あるサンプル面が、ＣＩＥＸＹＺ空間内の３つの頂点Ｖ０、Ｖ１、Ｖ２の３つの指標によって定義される場合、その面の曲面法線は以下のように定義される。

上式で、×はベクトルクロス乗積、｜・｜はベクトル長演算子である。

本発明に基づくＧＢＩの頂点指標のパッキング
全ての面の頂点の指標はバイトにパックされる。面のそれぞれの指標はｌｄ（Ｖ）ビットを使用する。Ｖについては表１７を参照されたい。Ｆ＝４面、Ｖ＝４頂点の場合のパッキングの一例が与えられている。面のそれぞれの指標はｌｄ（Ｖ）＝２ビットを使用する。全ての指標は

バイトを使用する。パッキングは表１６に基づく。

本発明に基づくＧＢＩの頂点
頂点の定義はバイト番号ＩＤ＿Ｖから始まる。表１７を参照されたい。このリスト内での順序は任意だが、固定される。

これにより、

は昇順で次の整数に丸める演算である。

Ｖは、ＧＢＩの頂点の総数である（基本ヘッダの４つの基本頂点を含めない）。

色域リッジに属する頂点は全ての頂点のサブセットである。色域リッジは、リッジ、サミットなど、非連続な曲面曲率を有する色域曲面上の位置である。それらの頂点では、色域の形状がＧＢＩのユーザによって平滑化されない。

頂点のパッキングは既に説明した。

以上の説明から、本発明に基づくＧＢＩのバイト長Ｌは、

であると推論することができる。上式で、
・ＶＳＩＺＥ：パックされた基本頂点のサイズ（基本ヘッダ）
・Ｉ：色域インスタンス（ＧＩ）の数
・Ｈ：色域ハル（ＧＨ）の数
・Ｃ：色域コンポーネント（ＧＣ）の数
・Ｆ：面の数
・Ｖ：頂点の数
・Ｈ_i：ｉ番目のＧＩによって使用されるＧＨの数
・Ｃ_h：ｈ番目のＧＨによって使用されるＧＣの数
・

：ｈ番目のＧＨによって使用される反転ＧＣの数
・Ｆ_c：ｃ番目のＧＣによって使用される面の数
・Ｎ：ビット数／カラーチャネル
・Ｒ：色域リッジに属する頂点の数

ＨＤＭＩ互換色域ＩＤメタデータの例
以上に、本発明に基づく色域境界情報（ＧＢＩ）のフォーマッティングの一例に関する全ての詳細を説明した。

次に、どのようにすれば本発明に基づくＧＢＩの上記のフォーマッティングをＨＤＭＩ規格バージョン１．３に準拠させることができるかを示す。

ハイデフィニションマルチメディアインタフェース（ＨＤＭＩ）は、伝送プロファイルＰ０（２８バイト）において、ＨＤＭＩ規格の表Ｅ−１に対応する下表１８に定義された色域メタデータパケットを許容する。

ＨＤＭＩ規格によれば、この色域メタデータパケットは、ビデオコンテントがＩＥＣ６１９６６−２−４ＹＣｂＣｒ座標に表示されるとすぐに強制される。ＨＤＭＩ規格は、伝送プロファイルＰ０に対して、４つの基本原色、黒、赤、緑および青を許容する。

本発明に基づくＧＭＩの上記のフォーマッティングは、ＨＤＭＩ色域メタデータパケットと互換性がある。一例として、以下に、図６に示されたサンプル色域を符号化する方法を示す。

前述のものと同じフォーマッティングを使用して、ＧＢＩのＨＤＭＩ互換部分である色域ＩＤメタデータの基本ヘッダを表１９に示す。

Ｆｏｒｍａｔ＿Ｆｌａｇ（ＦＦ）は常に０であり、頂点モードを示す。Ｆａｃｅ＿Ｍｏｄｅ（ＦＭ）はＨＤＭＩ規格バージョン１．３に従って常に０である。ＨＤＭＩ規格では５番目のビットが予備（０）である。このビットはＩＤフラグに対して使用される。１にセットされたＩＤフラグは、色域ＩＤメタデータの他の部分の存在を示す。

この例では、ＩＴＵ−ＲＢＴ．７０９に従ってＲＧＢが符号化され、Ｎ＝８ビット／カラーチャネルである。

図６の基本原色および基本２次色に対応する８つの頂点から、基本ヘッダでは、ＨＤＭＩ規格に従って黒、赤、緑および青だけが符号化される：指標０：Ｖ_BLACK、指標１：Ｖ_RED、指標２：Ｖ_GREEN、および指標３：Ｖ_BLUE。

ＣＩＥＸＹＺベクトルＶ_BLACK、Ｖ_RED、Ｖ_GREEN、Ｖ_BLUEは、ＩＤ＿ＰＲＥＣＩＳＩＯＮおよびＩＤ＿ＳＰＡＣＥフィールドに従って１２バイトに符号化される。

拡張ヘッダは表２０に示すようにセットされる。この例では、以下の色域ＩＤメタデータ特性が選択される。
・Ｋ＝１：Ｆ_MAX＝１２面以下の面を有するディテールレベル、
・Ｐ＝１：カラーポピュレーションレベル、２Ｑ₀＝色の１００％、
・Ｘ＝１：非凸形を使用しない。

１つの色域インスタンス（ＧＩ）は表２１に従って定義される。

１つの色域ハル（ＧＨ）は表２２に従って定義される。

１つの色域コンポーネント（ＧＣ）は表２３に従って定義される。

１２個の面が定義され、それぞれの面は３つの頂点指標によって定義され、それぞれの指標は

ビットを使用する。図６を参照されたい：指標０：０、６、２、指標１：０、１、６、指標２：０、２、５、指標３：０、５、３、指標４：０、３、４、指標５：０、４、１、指標６：７、２、５、指標７：７、６、２、指標８：７、６、１、指標９：７、１、４、指標１０：７、３、５、指標１１：７、４、３。

これらの面は表２４に従って以下のように定義される。

色域境界のサミットとして選択された基本原色および基本２次色に対応する８つの頂点はそれぞれ３Ｎビットを使用する。指標０：Ｖ_BLACK、指標１：Ｖ_RED、指標２：Ｖ_GREEN、指標３：Ｖ_BLUE、指標４：Ｖ_MAGENTA＝Ｖ_RED＋Ｖ_BLUE−Ｖ_BLACK 、指標５：Ｖ_CYAN＝Ｖ_GREEN＋Ｖ_BLUE−Ｖ_BLACK、指標６：Ｖ_YELLOW＝Ｖ_RED＋Ｖ_GREEN−Ｖ_BLACK、指標７：Ｖ_WHITE＝Ｖ_RED＋Ｖ_GREEN＋Ｖ_BLUE−２Ｖ_BLACK。頂点は表２５に従って定義される。

これらの８つの頂点は、基本ヘッダのＩＤ＿ＳＰＡＣＥおよびＩＤ＿ＰＲＥＣＩＳＩＯＮフィールドに基づく定義された色符号化に従って符号化される。

色精度がＮ＝８である場合のＨＤＭＩおよび色域ＩＤメタデータのサイズが表２６に示されている。

本発明に基づくＧＭＩの色域ＩＤメタデータのサイズは、以下の３つの理由から、ＨＤＭＩバージョン１．３の色域メタデータパケットのサイズよりも大きい。
・４つではなく８つの頂点を含む。
・指標付き面リストを含む。
・多少のヘッダオーバヘッド。

特定の例および好ましい実施形態に関して本発明を説明したが、本発明はこれらの例および実施形態に限定されないことが理解される。したがって、当業者には明らかなように、請求される発明は、本明細書に記載された具体的な例および好ましい実施形態の異型を含む。これらの特定の実施形態のいくつかは別々に記載され、請求されることがあるが、本明細書に記載され、請求される実施形態の様々な特徴は、組み合わせて使用することができることが理解される。

Claims

色空間内において、実色域を、「色域インスタンス」（ＧＩ）と呼ばれる少なくとも１つの色域境界記述によって記述する方法であって、
各色域ハル（ＧＨ）が、ある体積を境界づける閉曲面を表すように複数の色域ハル（ＧＨ）を定義することと、
複数の色域コンポーネント（ＧＣ）を定義することであって、その結果、各色域コンポーネント（ＧＣ）が、コネックス面をグループ化する面を表し、それぞれの色域ハル（ＧＨ）が、いくつかの色域コンポーネント（ＧＣ）の連結によって形成され、前記複数の色域コンポーネント（ＧＣ）のうちの少なくとも１つの色域コンポーネントは、少なくとも２つの異なる色域ハル（ＧＨ）の形成のために使用されるように、前記複数の色域コンポーネント（ＧＣ）を定義することと、
体積の合併による少なくとも１つの色域インスタンスの各色域インスタンスを記述することであって、前記体積の各々は複数の色域ハル（ＧＨ）のうちの１つによって境界づけられる、記述することと、
を含む、前記方法。
前記少なくとも１つの色域インスタンスの１つは非凸である場合、合併により前記色域インスタンスを記述する前記色域ハルのいずれもが凸である、請求項１に記載の方法。
前記複数の色域ハルのうちの少なくとも１つの色域ハル（ＧＨ）は、少なくとも２つの異なる色域インスタンス（ＧＩ）を記述するために使用される、請求項１または２に記載の方法。
複数の色域インスタンス（ＧＩ）を定義することを含み、前記複数の色域インスタンス（ＧＩ）はそれぞれ、カラーデバイスの同じ色空間内の同じ色域を異なる形で記述する、請求項１から３のいずれかに記載の方法。
少なくとも１つの色域インスタンスは凸であり、少なくとも１つの他の色域インスタンスは非凸である、請求項４に記載の方法。
前記複数の色域インスタンスのうちの一部の色域インスタンスは、前記実色域について同じ形状を該形状の異なる詳細度で記述する、請求項４または５に記載の方法。
それぞれの色域コンポーネント（ＧＣ）がいくつかのコネックス基本多角形の連結によって形成されるように、基本多角形、特に三角形を定義することを含む、請求項１から６のいずれかに記載の方法。
所与の色空間内において、ソース実色域からターゲット実色域へ色を色域マップする方法であって、請求項１から７のいずれかに記載の方法によって、ソース実色域またはターゲット実色域、あるいはその両方を記述することを含む、前記方法。