JP5564834B2

JP5564834B2 - 画像処理装置及び表示装置

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Publication number: JP5564834B2
Application number: JP2009138397A
Authority: JP
Inventors: 高範湯川; 健一松村
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2009-06-09
Filing date: 2009-06-09
Publication date: 2014-08-06
Anticipated expiration: 2029-06-09
Also published as: JP2010286554A

Description

本発明は、カラー画像を表示する画像処理装置及び表示装置に関し、特に、コンテンツ提供者（広告主）や制作者の意図する色を正確に表現することのできる画像処理装置及び表示装置に関する。

近年、モニタ・プリンタ・テレビ等の異なるメディア間で色を正確に伝え、再現するための技術としてカラーマネジメントが注目されている。カラーマネジメントではＩＣＣプロファイルを利用する方法が最も普及しているが、より視認時の違和感を抑制するために様々な技術が提案されている。例えば、特許文献１には、ＩＣＣプロファイルを用いた従来のカラーマネジメントによる色変換の枠組みに加え、情報端末のディスプレイの性能と、画像に含まれる被写体の材質や撮影距離を含むコンテンツ情報とに応じた最適な画像処理を行う技術が開示されている。この従来技術によると、画像の画質及び質感の低下が抑制され、原画像の色の違和感を抑制することができる。また、特許文献２には、コンテンツに対応付けて色温度を変える技術が開示されている。色温度とは、ある光と同じ色の光を黒体が放射する時の黒体の温度である。この従来技術によると、コンテンツに対して最適な色温度が設定されるので、視認時の違和感を抑制することができる。

特開２００４−２１９７３１号公報特開２００８−７０６２１号公報

しかしながら、前記特許文献１に開示される従来技術によると、以下の課題がある。まず、動画像はＮＴＳＣ方式やＨＤＴＶ方式などの伝送規格により色規格が決められているので、ＩＣＣプロファイルを利用することができずカラーマネジメントが行えない。また、各コンテンツに最適な画像処理（例えば色の鮮やかさを変更する処理）を施すために、コンテンツの素材と目標画像サイズのデータベースが必要になる。すなわち、膨大なデータベースの作成が必要になり、また膨大なデータベースを保存する手段が必要になるのでコストアップになるという課題があった。

一方、前記特許文献２に開示される色温度の変更は、無彩色の色合いの調整に重点を置いた画質調整方法である。このような画質調整方法によると、肌色などの有彩色の色合いも変更されるものの要望する色を表現できると限らない。例えば、化粧品のＣＭでは、コンテンツ提供者（広告主）が意図する肌色を表現することが重要であるが、この従来技術によると、コンテンツ提供者の要望に応えられない可能性がある。

本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、コンテンツ提供者や制作者の意図する色を簡便な方法で正確且つ確実に表現することのできる画像処理装置及び表示装置を提供することである。

本発明の実施の形態に係る第１の特徴は、コンテンツのカラー画像データを処理する画像処理装置において、３次元ＬＵＴ方式の色変換用テーブルに基づいてカラー画像信号を色変換することにより表示装置にて表示するためのカラー画像信号を生成するカラーマネジメント手段と、カラー画像データであるコンテンツの色特性を示す第１のカラープロファイルデータと、前記コンテンツの特定色に関するカラー画像信号値と目標値を示す第２のカラープロファイルデータと、カラー画像信号値とそのカラー画像信号値についての前記表示装置の光学的特性を示す値とを対応付けた第３のカラープロファイルデータを保存する保存手段と、前記保存手段に保存されている第１のカラープロファイルデータ及び前記第３のカラープロファイルデータと、前記第３のカラープロファイルデータのカラー画像信号値と光学的特性を示す値から算出される校正係数を利用して、補正パラメータ１を算出するとともに、前記保存手段に保存されている第２のカラープロファイルデータ及び前記第３のカラープロファイルデータと、前記第３のカラープロファイルデータのカラー画像信号値と光学的特性を示す値から算出される校正係数を利用して、補正パラメータ２を算出する算出手段と、前記補正パラメータ１と補正パラメータ２を合成した補正パラメータを前記カラーマネジメント手段の色変換用テーブルに設定する設定手段とを備え、前記算出手段は、前記カラーマネジメント手段の格子点に最も近い前記第３のカラープロファイルデータの格子点を算出し、この最も近い前記第３のカラープロファイルデータの格子点の校正係数ＣｘＣｙＣｚを次式で求め、前記カラーマネジメント手段の格子点の校正係数ＣｘＣｙＣｚとして代用して前記補正パラメータ１を算出するとともに、前記特定色に最も近い前記第３のカラープロファイルデータの格子点を算出し、この最も近い前記第３のカラープロファイルデータの格子点の校正係数ＣｘＣｙＣｚを次式で求め、前記特定色の校正係数ＣｘＣｙＣｚとして代用して前記補正パラメータ２を算出し、次式のＸmatrix，Ｙmatrix，Ｚmatrixは、前記第３のカラープロファイルデータの色度座標から導かれる行列式に、求めたい格子点に最も近い格子点のＲγＧγＢγを代入して求められ、次式のＸreal，Ｙreal，Ｚrealは、求めたい格子点に最も近い格子点のＸＹＺであることである。

本発明の実施の形態に係る第２の特徴は、前記設定手段は、前記特定色のＲＧＢ値で示される点を取り囲む直方体を構成する格子点には前記補正パラメータ２を設定し、それ以外の格子点には前記補正パラメータ１を設定することである。

本発明によれば、コンテンツ提供者や制作者の意図する色を簡便な方法で正確且つ確実に表現することのできる画像処理装置及び表示装置を提供することが可能である。

本発明の実施の形態における表示装置の構成図である。本発明の実施の形態におけるカラーマネジメント手段の構成図である。本発明の実施の形態における制御手段の動作を示す図である。本発明の実施の形態における制御手段の動作を示す図である。本発明の実施の形態における補正パラメータ１の算出手順を示す図である。本発明の実施の形態における補正パラメータ２の算出手順を示す図である。本発明の実施の形態における第１のカラープロファイルデータを示す図である。本発明の実施の形態における第２のカラープロファイルデータを示す図である。本発明の実施の形態における計算例を示す図である。本発明の実施の形態における第３のカラープロファイルデータを示す図である。本発明の実施の形態における３次元のＲＧＢ空間を示す図である。本発明の実施の形態における３次元のＲＧＢ空間を示す図である。本発明の実施の形態における計算例を示す図である。本発明の実施の形態における計算例を示す図である。本発明の実施の形態における３次元のＲＧＢ空間を示す図である。本発明の実施の形態における計算例を示す図である。本発明の実施の形態における計算例を示す図である。本発明の実施の形態における計算例を示す図である。本発明の実施の形態における計算例を示す図である。本発明の実施の形態における計算例を示す図である。本発明の実施の形態における計算例を示す図である。本発明の実施の形態における計算例を示す図である。本発明の実施の形態における計算例を示す図である。本発明の実施の形態における計算例を示す図である。本発明の実施の形態における計算例を示す図である。本発明の実施の形態における計算例を示す図である。本発明の実施の形態における３次元のＲＧＢ空間を示す図である。本発明の実施の形態における３次元のＲＧＢ空間を示す図である。本発明の実施の形態における３次元のＲＧＢ空間を示す図である。本発明の実施の形態における計算例を示す図である。本発明の実施の形態における計算例を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の実施の形態における表示装置１０の構成図である。この表示装置１０は、商品の電子広告等のコンテンツを表示するデジタルサイネージ等であって、機能的には、保存手段１１と取得手段１２と画像出力手段１３と制御手段１４とカラーマネジメント手段１５と表示手段１６とを備えている。

保存手段１１は、各種データを保存するフラッシュメモリやＨＤＤ等のような不揮発性の保存媒体である。ここでは、コンテンツとの対応が判別できる状態で第１のカラープロファイルデータおよび第２のカラープロファイルデータが保存されており、更に表示手段（表示デバイス）１６のカラープロファイルデータが保存されていると仮定する。詳細については後述するが、第１のカラープロファイルデータは、コンテンツのカラープロファイルデータである。また、第２のカラープロファイルデータは、コンテンツの重要な色（特定色）のカラープロファイルデータである。更に、第３のカラープロファイルデータは、表示手段（表示デバイス）１６の３次元空間上のカラープロファイルデータである。

取得手段１２は、外部の装置から各種データを取得（受信）する機能を備えた通信手段やカラー画像データを受信する画像入力手段である。取得するデータの種類は特に限定されるものではない。例えば、コンテンツと第１のカラープロファイルデータと第２のカラープロファイルデータとを取得する場合は、これらデータを予め保存手段１１に保存しておく必要はない。すなわち、保存手段１１には、少なくとも第３のカラープロファイルデータが保存されていればよいことになる。

画像出力手段１３は、制御手段１４からの指示に従って保存手段１１からコンテンツを読み出し、表示可能な画像信号に変換して表示手段１６に出力する。コンテンツは保存手段１１を介さずに取得手段１２から画像出力手段１３に取り込まれてもよい。

制御手段１４は、表示装置１０の各手段を制御するための手段であって、例えば制御プログラムがＣＰＵによって実行されることによって具現化される。制御手段１４は、保存手段１１から読み出すコンテンツを画像出力手段１３に指示する。また、表示するコンテンツに対応するカラープロファイルデータを保存手段１１から読み出して補正パラメータを算出し、算出した補正パラメータをカラーマネジメント手段１５に設定する。以下の説明では、制御手段１４の機能のうち、補正パラメータを算出する機能については「算出手段」、補正パラメータをカラーマネジメント手段１５に設定する機能については「設定手段」と区別して呼ぶ場合がある。

カラーマネジメント手段１５は、画像出力手段１３からのカラー画像信号に対して色変換を行って表示手段１６へ色変換後のカラー画像信号を出力する手段であって、図２に示すように、３次元ＬＵＴ（Look Up Table）回路１５ａとガンマ補正回路１５ｂとを備えている。３次元ＬＵＴ回路１５ａは、３つのカラー画像信号で表わされる３次元色空間上に格子点を備え、各格子点に対応付けられた色変換用テーブルを備えている。色変換用テーブルには、３つのカラー画像信号値に対する補正パラメータ（３つのカラー画像出力値やオフセット値など）が格納される。３次元ＬＵＴ回路１５ａには、格子点間の３つのカラー画像出力値を補間演算により生成する補間回路も含まれる。一方、ガンマ補正回路１５ｂは、１つのカラー画像入力値に対する１つのカラー画像出力値（オフセット値でも構わない）が格納されている色変換用テーブルを３つ備えている。この色変換用テーブルのデータ数がカラー画像入力信号の階調数より少ない場合は、色変換テーブル間のカラー画像出力値を補間演算により生成する補間回路も含まれる。液晶などの表示デバイスは正確なガンマ特性を得るのが難しく、理想的なガンマ特性を持っていない。また、表示デバイスを製造するメーカが異なった場合はもちろん、同一メーカ同一品番の表示デバイスであったとしても製造バラつきに依存してガンマ特性が異なる場合がある。このような場合、ガンマ補正回路１５ｂは、表示デバイスのガンマ特性を理想的なカーブに補正するために用いられる。カラーマネジメント手段１５は、ハードワイヤードロジックにより実現してもよいし、ＣＰＵやＤＳＰを用いて実現してもよい。

表示手段１６は、カラーマネジメント手段１５からのカラー画像信号を表示する液晶ディスプレイやプロジェクタ等である。本明細書では、表示手段１６を表示デバイスと記載する場合がある。

《制御手段１４の動作》
図３は、制御手段１４の動作を示すフローチャートである。以下、表示するコンテンツが静止画像である場合における制御手段１４の動作について説明する。

まず、第１のカラープロファイルデータと第３のカラープロファイルデータとを保存手段１１から読み出す（Ｓ１）。第１のカラープロファイルデータは、表示する静止画像のカラープロファイルデータであり、一般的にはＩＣＣプロファイルにより与えられる。そして、このように読み出した第１のカラープロファイルデータと第３のカラープロファイルデータとに基づいて補正パラメータ１を算出する（Ｓ２）。また、第２のカラープロファイルデータを保存手段１１から読み出す（Ｓ３）。第２のカラープロファイルデータは、表示する静止画像の特定色のカラープロファイルデータである。そして、このように読み出した第２のカラープロファイルデータと既に読み出している第３のカラープロファイルデータとに基づいて補正パラメータ２を算出する（Ｓ４）。次いで、算出した補正パラメータ１と補正パラメータ２とを合成し（Ｓ５）、合成後の補正パラメータをカラーマネジメント手段１５へ与える（Ｓ６）。最後に、表示するコンテンツを画像出力手段１３に指示する（Ｓ７）。

図４は、制御手段１４の動作を示すフローチャートである。以下、表示するコンテンツが動画像である場合における制御手段１４の動作について説明する。

動画像は、ＮＴＳＣ方式やＨＤＴＶ方式などの伝送規格により色規格が決められている。よって予め各伝送規格に合ったカラープロファイルデータを第１のカラープロファイルデータとして保存手段１１に保存しておく。

まず、表示する動画像の色規格を判定し（Ｓ１１）、判定した色規格に対応する第１のカラープロファイルデータを保存手段１１から読み出すとともに、第３のカラープロファイルデータを保存手段１１から読み出す（Ｓ１２）。そして、このように読み出した第１のカラープロファイルデータと第３のカラープロファイルデータとに基づいて補正パラメータ１を算出する（Ｓ１３）。また、第２のカラープロファイルデータを保存手段１１から読み出す（Ｓ１４）。第２のカラープロファイルデータは、表示する動画像の特定色のカラープロファイルデータである。そして、このように読み出した第２のカラープロファイルデータと既に読み出している第３のカラープロファイルデータとに基づいて補正パラメータ２を算出する（Ｓ１５）。次いで、算出した補正パラメータ１と補正パラメータ２とを合成し（Ｓ１６）、合成後の補正パラメータをカラーマネジメント手段１５へ与える（Ｓ１７）。最後に、表示するコンテンツを画像出力手段１３に指示する（Ｓ１８）。

図５は、補正パラメータ１の算出手順を示すフローチャートである。

まず、コンテンツ色空間のＲＧＢからＸＹＺへの変換式を求める（Ｓ００１）。次いで、求めた変換式に基づいて、３次元ＬＵＴ回路１５ａの各格子点Ｑ（以降の説明において、単に格子点Ｑと呼ぶ場合がある）の目標ＸＹＺを求める（Ｓ００２）。次いで、求めた３次元ＬＵＴ回路１５ａの各格子点Ｑの目標ＸＹＺに最も近い第３のカラープロファイルデータの格子点Ｐ（以降の説明において、単に格子点Ｐと呼ぶ場合がある）を探す（Ｓ００３）。このステップＳ００３は、つまり、“３次元ＬＵＴ回路１５ａの各格子点Ｑの目標ＸＹＺに最も近い値のＸＹＺを持つ第３のカラープロファイルデータの格子点Ｐを探す”という意味である。次いで、探した格子点Ｐの校正係数ＣｘＣｙＣｚを求める（Ｓ００４）。最後に、求めた格子点Ｐの校正係数ＣｘＣｙＣｚを格子点Ｑの校正係数ＣｘＣｙＣｚとして代用し、３次元ＬＵＴ回路１５ａの補正パラメータ１を求める（Ｓ００５）。

図６は、補正パラメータ２の算出手順を示すフローチャートである。

まず、特定色の目標ＸＹＺに最も近い第３のカラープロファイルデータＰを探す（Ｓ１０１）。このステップＳ１０１は、つまり、“特定色の目標ＸＹＺに最も近い値のＸＹＺを持つ第３のカラープロファイルデータの格子点Ｐを探す”という意味である。次いで、探した格子点Ｐの校正係数ＣｘＣｙＣｚを求める（Ｓ１０２）。次いで、求めた格子点Ｐの校正係数ＣｘＣｙＣｚを特定色の校正係数ＣｘＣｙＣｚとして代用し、特定色の補正パラメータを求める（Ｓ１０３）。次いで、特定色の補正パラメータ（出力値）を補正オフセット値に変換する（Ｓ１０４）。次いで、特定色を補正するための３次元ＬＵＴ回路１５ａの８つの格子点Ｑを探す（Ｓ１０５）。最後に、３次元ＬＵＴ回路１５ａの８つの格子点Ｑの補正パラメータ２を求める（Ｓ１０６）。

《カラープロファイルデータの具体例》
次に、第１のカラープロファイルデータについて詳しく説明する。

第１のカラープロファイルデータは、既に説明した通りコンテンツのカラープロファイルデータであり、次の色特性を含んでいる。第１のカラープロファイルデータには、図７（Ａ）に示すように、赤１００％の色度座標と、緑１００％の色度座標と、青１００％の色度座標と、白１００％（赤、緑、青がそれぞれ１００％）の色度座標とが含まれる。また、第１のカラープロファイルデータには、図７（Ｂ）に示すように、赤のガンマ値と、緑のガンマ値と、青のガンマ値とが含まれる。コンテンツ作成時に第１のカラープロファイルデータも作成される。第１のカラープロファイルデータは、コンテンツに組み込まれていてもよいし、あるいは、コンテンツとは別のファイルとして存在してもよい。ガンマ値は、入力と出力の関係を示したテーブルとして表されてもよい。赤１００％、緑１００％、青１００％、白１００％のカラープロファイルデータは、Ｌ＊ａ＊ｂ＊表色系のようなデバイスインディペンデントカラー空間で表わされるものであればよく、ＸＹＺ表色系に限定しない。

次に、第２のカラープロファイルデータについて詳しく説明する。

第２のカラープロファイルデータは、既に説明した通りコンテンツの特定色のカラープロファイルデータである。図８に第２のカラープロファイルデータの例を示す。第２のカラープロファイルデータには、図８に示すように、特定色のＲＧＢ値と、特定色の目標値を示す色度座標（ｘ，ｙ）及び輝度Ｙとが含まれる。計算例では図８に示す色を特定色Ａと呼ぶ。また、以降の計算例では、ＲＧＢは８ｂｉｔデータと仮定している。コンテンツ作成時に第２のカラープロファイルデータも作成される。第２のカラープロファイルデータは、コンテンツに組み込まれていてもよいし、あるいは、コンテンツとは別のファイルとして存在してもよい。特定色は、化粧品のＣＭにおける肌の色や会社のＣＭにおけるロゴの色など、コンテンツ提供者（広告主）や制作者の“こだわりの色”である。よって、第２のカラープロファイルデータには、コンテンツ提供者や制作者により特定色が予め指定されるようになっている。特定色として複数色が指定されてもよい。特定色のカラープロファイルデータは、Ｌ＊ａ＊ｂ＊表色系のようなデバイスインディペンデントカラー空間で表わされるものであればよく、ＸＹＺ表色系に限定しない。本実施の形態では、ＸＹＺを用いてカラーマネジメントを行っているので、第２のカラープロファイルデータの色度座標（ｘ，ｙ）及び輝度Ｙを〔数１〕に代入することでＸとＺを求める。この算出結果を図９に示す。

次に、第３のカラープロファイルデータについて詳しく説明する。

第３のカラープロファイルデータは、既に説明した通り表示デバイスの３次元空間上のカラープロファイルデータである。第３のカラープロファイルデータには、３つのカラー画像信号で表わされる３次元の格子点のカラー画像信号値と、そのカラー画像信号値に対応する表示デバイスの光学的特性を示すＸＹＺとが含まれる。表示デバイスの光学的特性を示すＸＹＺは、予め測定器により測定されたデータである。ここでは、表示デバイスのガンマ特性が理想的なガンマ特性となるように、予めガンマ補正回路１５ｂにより２．２などの任意のガンマ値に補正された後のＸＹＺを測定している。格子点のカラー画像信号値と表示デバイスの光学的特性を示すＸＹＺとは対でテーブルとして保存され、データ数はｌ×ｍ×ｎ個である。例えば、２５６階調の３つのカラー画像信号それぞれを３２階調間隔で９個に区切った場合、そのカラープロファイルデータのデータ数は９×９×９=７２９個となる。第３のカラープロファイルデータのデータ数が多ければ多いほど補正の精度は高くなるが、高い補正の精度を必要としない場合は赤、緑、青、白に相当する４個でもよい。第３のカラープロファイルデータで扱うカラー画像信号の色空間は、ＲＧＢ空間に限定されるものではなく、ＹＵＶ空間や輝度・色相・彩度で表わされる空間でも良い。第３のカラープロファイルデータは、Ｌ＊ａ＊ｂ＊表色系のようなデバイスインディペンデントカラー空間で表わされるものであればよく、ＸＹＺ表色系に限定しない。表示デバイス１台毎に固有のカラープロファイルデータを持てば、表示デバイスを製造するメーカが異なったり、表示デバイスの製造バラつきがあったりしても、表示デバイスの個体差を吸収することができる。また、数ヶ月毎など定期的に第３のカラープロファイルデータを更新すれば、表示デバイスの経年劣化による色の変化を吸収することができる。ガンマ補正する際のガンマ値は２．２に限定されるものではなく任意のガンマ値でよいし、数式で表せるものであれば何でもよい。ガンマの数式は、一般的に次式で表わされる。

図１０に第３のカラープロファイルデータの例を示す。ここでは、図１１に示すように、３次元のＲＧＢ空間を想定し、ＲＧＢ空間の格子点Ｐ上に表示デバイスの光学的特性を示すＸＹＺが保存されている。各格子点Ｐはその位置を示すｌｍｎによって区別される。ｌはＲ、ｍはＧ、ｎはＢに対応している。Ｐ０００付近の格子点Ｐの位置関係は図１２のようになる。表示デバイスの光学的特性を示すＸＹＺは、ガンマ変換後のＲＧＢ（ここではＲγＧγＢγと表す。）を基準とする。図１０の例では、ＲＧＢ値をそれぞれ９個に区切り、９×９×９=７２９個の第３のカラープロファイルデータがあると仮定する。

《補正パラメータ１の算出例》
以下、図５を参照しながら、補正パラメータ１の算出例を詳しく説明する。

まず、コンテンツ色空間のＲＧＢからＸＹＺへの変換式を求める（Ｓ００１）。ＲＧＢからＸＹＺへの変換式は次の行列式で表される。

赤１００％、緑１００％、青１００％、白１００％の色度座標をそれぞれ（ｘｒ，ｙｒ）（ｘｇ，ｙｇ）（ｘｂ，ｙｂ）（ｘｗ，ｙｗ）とすると、ＲＧＢからＸＹＺへの変換式は次のように表わされる。

ここで、Ｃｒ，Ｃｇ，Ｃｂは次式で求めることができる。

よって、〔数３〕の行列式のＭ１〜Ｍ９を全て求めることができる。コンテンツ色空間のＲＧＢからＸＹＺへの変換式を求めるためには、（ｘｒ，ｙｒ）（ｘｇ，ｙｇ）（ｘｂ，ｙｂ）（ｘｗ，ｙｗ）に第１のカラープロファイルデータの色度座標を代入すればよい。その結果、〔数３〕の行列式のＭ１〜Ｍ９は図１３のようになる。

次いで、ステップＳ００１で求めた〔数３〕の行列式に基づいて、３次元ＬＵＴ回路１５ａの各格子点Ｑの目標ＸＹＺを求める（Ｓ００２）。３次元ＬＵＴ回路１５ａは、３つのカラー画像入力信号で表わされる３次元色空間上に格子点Ｑを備え、各格子点Ｑには、カラー画像入力信号値に対応する３つのカラー画像出力信号値（補正パラメータ）が保存されている。３次元ＬＵＴ回路１５ａの格子点Ｑの数や間隔は、第３のカラープロファイルデータの格子点Ｐの数や間隔と同じでなくてもよい。３次元ＬＵＴ回路１５ａの色空間は、第３のカラープロファイルデータの色空間と同じでなくてもよく、ＲＧＢ空間以外にＹＵＶ空間や輝度・色相・彩度で表わされる空間でもよい。図１４に３次元ＬＵＴ回路１５ａの例として、３次元ＬＵＴ回路１５ａの格子点ＱとＲＧＢ値の関係を示す。ここでは、図１５に示すように、３次元のＲＧＢ空間を想定し、ＲＧＢそれぞれが５個の格子点Ｑで区切られて５×５×５=１２５個のテーブルがあると仮定する。この場合、ステップＳ００１で求めた〔数３〕の行列式と第１のカラープロファイルデータに含まれるガンマ値とに基づいて３次元ＬＵＴ回路１５ａの格子点Ｑの目標ＸＹＺを求めると図１６−１及び図１６−２のようになる。以下、図１６−１に示す格子点Ｑ１１１を例にして説明するが、その他の格子点Ｑについても同様の手順で補正パラメータが算出される。

次いで、ステップＳ００２で求めた３次元ＬＵＴ回路１５ａの各格子点Ｑの目標ＸＹＺに最も近い第３のカラープロファイルデータＰを探す（Ｓ００３）。具体的には、ＸＹＺ空間上の２点間の距離ｒを求め、距離ｒが最小になる格子点Ｐを探せばよい。距離ｒは次式で求めることができる。

〔数６〕において、ＸｑＹｑＺｑは今求めようとしている３次元ＬＵＴ回路１５ａの格子点Ｑの目標ＸＹＺであり、ＸｐＹｐＺｐは第３のカラープロファイルデータとして保存されている格子点ＰのＸＹＺである。

ここで、格子点Ｑ１１１の目標ＸＹＺは図１７（Ａ）に示す通りである。そして、この目標ＸＹＺに最も近い第３のカラープロファイルデータＰとしては、図１７（Ｂ）に示すように、距離ｒが最小（０．０５４）になる格子点Ｐ１００が該当する。

次いで、ステップＳ００３で探した格子点Ｐの校正係数ＣｘＣｙＣｚを求める（Ｓ００４）。具体的には、〔数４〕の行列式により算出されるＸＹＺをＸmatrix，Ｙmatrix，Ｚmatrixとするとともに、真のＸＹＺをＸreal，Ｙreal，Ｚrealとし、校正係数ＣｘＣｙＣｚを次式のように定義する。

〔数８〕のＸmatrix，Ｙmatrix，Ｚmatrixは、〔数４〕の行列式において第３のカラープロファイルデータの赤１００％（Ｐ８００）、緑１００％（Ｐ０８０）、青１００％（Ｐ００８）、白１００％（Ｐ８８８）の色度座標から導かれる行列式に、求めたい格子点Ｑに最も近い（ステップＳ００３で探した）格子点ＰのＲγＧγＢγを代入して求められる。〔数８〕のＸreal，Ｙreal，Ｚrealは、求めたい格子点Ｑに最も近い（ステップＳ００３で探した）格子点ＰのＸＹＺである。求めたい格子点Ｑに最も近い（ステップＳ００３で探した）格子点Ｐの校正係数ＣｘＣｙＣｚを〔数８〕で求め、この格子点Ｐの校正係数ＣｘＣｙＣｚを後続するステップＳ００５で格子点Ｑの校正係数ＣｘＣｙＣｚとして代用するようにしている。すなわち、求めたい格子点Ｑの校正係数ＣｘＣｙＣｚは直接求めることができないので、格子点Ｑに最も近い格子点Ｐの校正係数ＣｘＣｙＣｚで代用しているのである。このようにしても、格子点Ｑに最も近い格子点Ｐの校正係数ＣｘＣｙＣｚで代用しているので、誤差を最小に抑えることができる。

図１８に計算例を示す。第３のカラープロファイルデータの赤１００％（Ｐ８００）、緑１００％（Ｐ０８０）、青１００％（Ｐ００８）、白１００％（Ｐ８８８）の色度座標から〔数３〕のＭ１〜Ｍ９を解くと、行列式は図１８（Ａ）のようになる。ここで、求めたい格子点Ｑ１１１に最も近い格子点ＰはＰ１００であるため、Ｘmatrix，Ｙmatrix，Ｚmatrixは図１８（Ｂ）のようになる。また、求めたい格子点Ｑ１１１に最も近い格子点ＰはＰ１００であるため、Ｘreal，Ｙreal，Ｚrealは図１８（Ｃ）のようになる。よって、格子点Ｐ１００言い換えれば格子点Ｑ１１１の校正係数ＣｘＣｙＣｚは図１８（Ｄ）のようになる。

次いで、ステップＳ００４で求めた格子点Ｐの校正係数ＣｘＣｙＣｚを格子点Ｑの校正係数ＣｘＣｙＣｚとして代用し、３次元ＬＵＴ回路１５ａの補正パラメータ１を求める（Ｓ００５）。具体的には、まず、求めたい格子点Ｑの目標ＸＹＺを表示デバイス上に出力するためのｒγｇγｂγを求める。ここで、校正係数ＣｘＣｙＣｚを含めたＲＧＢからＸＹＺへの変換式は〔数４〕と〔数７〕により次式で表すことができる。

ｒγｇγｂγを求める式に変形すると次式のようになる。この式のＸreal，Ｙreal，Ｚrealに求めたい格子点Ｑの目標ＸＹＺを代入するとｒγｇγｂγを求めることができる。

図１９に計算例を示す。求めたい格子点Ｑ１１１の目標ＸＹＺは、図１７（Ａ）に示すように、Ｘ＝０．０４５、Ｙ＝０．０４７４、Ｚ＝０．０５１６であり、求めたい格子点Ｑ１１１の校正係数ＣｘＣｙＣｚの逆数は、図１８（Ｄ）に示すように、１／Ｃｘ＝１．０５２６、１／Ｃｙ＝０．９０９１、１／Ｃｚ＝１．０５２６である。これらを〔数１０〕に代入すると図１９（Ａ）のようになり、求めたい格子点Ｑ１１１の目標ＸＹＺを表示デバイスに出力するためのｒγｇγｂγは図１９（Ｂ）のようになる。ここで、表示デバイスはガンマ補正回路１５ｂを用いて所定のガンマ値（２．２など）に補正されているので、求めたい格子点Ｑの目標ＸＹＺを表示デバイスに出力するための補正パラメータｒｇｂは次式により求めることができる。

ここでは、表示デバイスはガンマ補正回路１５ｂを用いてガンマ値２．２に補正されているので、３次元ＬＵＴ回路１５ａの格子点Ｑ１１１に与える補正パラメータｒｇｂは図２０のようになる。

３次元ＬＵＴ回路１５ａの全ての格子点ＱについてステップＳ００３〜Ｓ００５の処理を行い、全ての格子点Ｑについて補正パラメータ１を求める。

《補正パラメータ２の算出例》
以下、図６を参照しながら、補正パラメータ２の算出例を詳しく説明する。

まず、特定色の目標ＸＹＺに最も近い第３のカラープロファイルデータＰを探す（Ｓ１０１）。具体的には、〔数６〕を用いて距離ｒが最小になる格子点Ｐを探せばよい。ここで、特定色Ａの目標ＸＹＺは図２１（Ａ）に示す通りである。そして、この目標ＸＹＺに最も近い第３のカラープロファイルデータＰとしては、図２１（Ｂ）に示すように、距離ｒが最小（０．０３０）になる格子点Ｐ１１１が該当する。

次いで、校正係数ＣｘＣｙＣｚを求める（Ｓ１０２）。具体的には、ステップＳ１０１で探した格子点Ｐの校正係数ＣｘＣｙＣｚを求め、求めた格子点Ｐの校正係数ＣｘＣｙＣｚを特定色の校正係数ＣｘＣｙＣｚとして代用する。図２２に計算例を示す。図２２（Ａ）はステップＳ００３の計算例で示した図１８（Ａ）と同じである。ここで、特定色Ａに最も近い格子点ＰはＰ１１１であるため、Ｘmatrix，Ｙmatrix，Ｚmatrixは図２２（Ｂ）のようになる。また、特定色Ａに最も近い格子点ＰはＰ１１１であるため、Ｘreal，Ｙreal，Ｚrealは図２２（Ｃ）のようになる。よって、格子点Ｐ１１１言い換えれば特定色Ａの校正係数ＣｘＣｙＣｚは図２２（Ｄ）のようになる。

次いで、ステップＳ００５と同様にして、特定色の目標ＸＹＺを表示デバイス上に出力するためのｒγｇγｂγを求め、表示デバイスのガンマ値を考慮して補正パラメータｒｇｂを求める（Ｓ１０３）。図２３に計算例を示す。特定色Ａの目標ＸＹＺは、図２１（Ａ）に示すように、Ｘ＝０．１３、Ｙ＝０．１３、Ｚ＝０．１であり、特定色Ａの校正係数ＣｘＣｙＣｚの逆数は、図２２（Ｄ）に示すように、１／Ｃｘ＝０．９０９１、１／Ｃｙ＝０．８７７２、１／Ｃｚ＝１．０７５３である。これらを〔数１０〕に代入すると図２３（Ａ）のようになり、特定色Ａの目標ＸＹＺを表示デバイスに出力するためのｒγｇγｂγは図２３（Ｂ）のようになる。ここでは、表示デバイスはガンマ補正回路１５ｂを用いて２．２に補正されているので、特定色Ａの目標ＸＹＺを表示デバイスに出力するための補正パラメータｒｇｂは図２３（Ｃ）のようになる。

次いで、特定色の補正パラメータ（出力値）を補正オフセット値に変換する（Ｓ１０４）。すなわち、ステップＳ１０６の前準備として、出力値である補正パラメータｒｇｂから特定色のＲＧＢ値を引き算し、補正オフセット値を求める。図２４に計算例を示す。補正オフセット値ｄｒは、補正パラメータｒ（１０４．２６）から特定色ＡのＲ値（１１７）を引き算して−１２．７４となる。補正オフセット値ｄｇは、補正パラメータｇ（９１．０８５）から特定色ＡのＧ値（９９）を引き算して−７．９１となる。補正オフセット値ｄｂは、補正パラメータｂ（８８．４０８）から特定色ＡのＢ値（８０）を引き算して８．４１となる。

次いで、特定色を補正するための３次元ＬＵＴ回路１５ａの８つの格子点Ｑを探す（Ｓ１０５）。具体的には、特定色のＲＧＢ値で示される点が３次元ＬＵＴ回路１５ａの格子点Ｑの中でどの直方体に取り囲まれているかを調べる。そのためには、特定色のＲＧＢ値から３次元ＬＵＴ回路１５ａの格子間隔を引いて、符号が正から負に変わる位置を調べればよい。図２５に計算例を示す。特定色ＡのＲ値は１１７であるので６４と１２８の間にある。特定色ＡのＧ値は９９であるので６４と１２８の間にある。特定色ＡのＢ値は８０であるので６４と１２８の間にある。よって、特定色ＡのＲＧＢ値は、図２６に示すように、Ｑ１１１、Ｑ１１２、Ｑ１２１、Ｑ１２２、Ｑ２１１、Ｑ２１２、Ｑ２２１、Ｑ２２２の８点で構成される直方体に取り囲まれていることが分かる。

最後に、特定色を補正するための３次元ＬＵＴ回路１５ａの８つの格子点Ｑの補正パラメータ２を求める（Ｓ１０６）。３次元ＬＵＴ回路１５ａに含まれる補間回路の補間方法は様々提案されているが、ここでは８つの格子点を用いた線形補間を例に説明する。まず、図２７に示すように、８つの格子点Ｑで構成される直方体の中に点Ａが位置しているとする。ここで、図２８に示すように、８つの格子点Ｑそれぞれに補正オフセット値Ｅ_ＱＸＸＸが与えられ、点Ａと格子点Ｑとの距離がΔｒ，Δｇ，Δｂであるとすると、Δｒ，Δｇ，Δｂに正比例した分だけの補正オフセット値Ｅ_ＱＸＸＸが加算されて点Ａの補正オフセット値Ｅ_Ａが得られる。点Ａと格子点Ｑとの距離Δｒ，Δｇ，Δｂに正比例するということは、Δｒ，Δｇ，Δｂで表わされる直方体の体積に正比例すると言い換えることができる。よって、点Ａと格子点Ｑとで形成する直方体の体積を用いると、補正オフセット値Ｅ_Ａは次式で表すことができる。

但し、Ｖ_ＱＸＸＸは直方体の体積であり、〔数１３〕で表すことができる。例えば、Ｖ_Ｑ０００は、点Ａと格子点Ｑ０００とを含む直方体の体積を意味している。ＱＸＸＸは、説明を分りやすくするためにＱ０００，Ｑ００１，Ｑ０１０，Ｑ０１１，Ｑ１００，Ｑ１０１，Ｑ１１０，Ｑ１１１としているが、３次元ＬＵＴ回路１５ａの任意の格子点であればよく特に限定されない。

次に、各格子点の補正オフセット値の比率をΔｒ，Δｇ，Δｂを用いて〔数１４〕のように定義する。〔数１４〕は、それぞれをＥ_Ｑ００１，Ｅ_Ｑ０１０，・・・，Ｅ_Ｑ１１１について解くと、〔数１５〕のように全てＥ_Ｑ０００を用いて表すことができる。

〔数１５〕を〔数１２〕に代入すると、〔数１２〕のＥ_Ａは１つのＥ_Ｑｘｘｘで表すことができる。前記の例では、Δｒ≠１且つΔｇ≠１且つΔｂ≠１の場合、Ｅ_ＡはＥ_Ｑ０００で表すことができる。Ｅ_ＡはステップＳ１０４で求めた補正オフセット値であり、Δｒ，Δｇ，Δｂは第２のカラープロファイルデータで与えられる特定色のＲＧＢ値と格子点ＱのＲＧＢ値（カラー画像入力信号値）の差分であるので、ステップＳ１０５で求めた８つの格子点Ｑの補正オフセット値を求めることができる。その格子点ＱのＲＧＢ値（カラー画像入力信号値）に補正オフセット値を加算すれば、補正パラメータ２を求めることができる。図２９に計算例を示す。特定色ＡのＲＧＢ値および補正オフセット値からＱ１１１，Ｑ１１２，・・・，Ｑ２２１，Ｑ２２２の８つの格子点の補正オフセット値を求めると図２９のようになる。

なお、ここでは、特定色を補正するための３次元ＬＵＴ回路１５ａの格子点Ｑとして、８つの格子点Ｑの補正パラメータ２を求める場合を例示して説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、より簡単に特定色に最も近い１つの格子点Ｑだけや、特定色に近い４つの格子点Ｑ、あるいは８つよりも多い格子点Ｑの補正パラメータ２を求めてもよい。

《補正パラメータ１と補正パラメータ２の合成例》
ステップＳ１０５で求めた８つの格子点Ｑには、ステップＳ１０６で求めた補正パラメータ２を設定する。そして、それ以外の格子点Ｑには、ステップＳ００５で求めた補正パラメータ１を設定する。例えば、格子点Ｑ１１１の補正パラメータ１は、図３０に示すように、ｒ＝６７．４９、ｇ＝５７．０５、ｂ＝６５．７３であるが、格子点Ｑの補正パラメータ２は、図２９で示したように、ｒ＝６０．６２、ｇ＝６１．９０、ｂ＝６６．２３である。よって、格子点Ｑ１１１には、ｒ＝６０．６２、ｇ＝６１．９０、ｂ＝６６．２３が設定されることになる。

以上説明したように、本発明では、第３のカラープロファイルデータのカラー画像信号値と光学的特性を示す値とを関係付けるための校正係数を算出し、この校正係数を利用して補正パラメータを算出するようにしているので、従来よりも適切な値の補正パラメータを設定することができる。しかも、校正係数を求める際には、格子点Ｑあるいは特定色に最も近い格子点Ｐの校正係数で代用するようにしているので、誤差を最小に抑えることができる。よって、本発明によれば、コンテンツ提供者や制作者の意図する色を簡便な方法で正確且つ確実に表現することが可能となるので、表示装置を介在した商取引において商品販売者と購入者の満足が得られる。このような本発明は、商品の電子広告等のコンテンツを表示するデジタルサイネージ等に適用すると非常に有用である。

なお、ここでは、第３のカラープロファイルデータの数が７２９個の場合を例示して説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、第３のカラープロファイルデータの数は、表示デバイスの３次元色空間における赤、緑、青、白の４個以上であればよく、特に限定されるものではない。ただし、第３のカラープロファイルデータの数が多いほど、補正の精度は高くなる。

また、ここでは、校正したい格子点Ｑあるいは特定色に最も近い格子点Ｐの校正係数で代用することとしているが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、校正したい格子点Ｑに近い順に４つの格子点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４を特定し、この４つの格子点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４から校正係数を求めるようにすることも可能である。

１０…表示装置
１１…保存手段
１２…取得手段
１３…画像出力手段
１４…制御手段
１５…カラーマネジメント手段
１５ａ…３次元ＬＵＴ回路
１５ｂ…ガンマ補正回路
１６…表示手段
ＣｘＣｙＣｚ…校正係数

Claims

コンテンツのカラー画像データを処理する画像処理装置において、
３次元ＬＵＴ方式の色変換用テーブルに基づいてカラー画像信号を色変換することにより表示装置にて表示するためのカラー画像信号を生成するカラーマネジメント手段と、
カラー画像データであるコンテンツの色特性を示す第１のカラープロファイルデータと、前記コンテンツの特定色に関するカラー画像信号値と目標値を示す第２のカラープロファイルデータと、カラー画像信号値とそのカラー画像信号値についての前記表示装置の光学的特性を示す値とを対応付けた第３のカラープロファイルデータを保存する保存手段と、
前記保存手段に保存されている第１のカラープロファイルデータ及び前記第３のカラープロファイルデータと、前記第３のカラープロファイルデータのカラー画像信号値と光学的特性を示す値から算出される校正係数を利用して、補正パラメータ１を算出するとともに、前記保存手段に保存されている第２のカラープロファイルデータ及び前記第３のカラープロファイルデータと、前記第３のカラープロファイルデータのカラー画像信号値と光学的特性を示す値から算出される校正係数を利用して、補正パラメータ２を算出する算出手段と、
前記補正パラメータ１と補正パラメータ２を合成した補正パラメータを前記カラーマネジメント手段の色変換用テーブルに設定する設定手段と、
を備え、
前記算出手段は、前記カラーマネジメント手段の格子点に最も近い前記第３のカラープロファイルデータの格子点を算出し、この最も近い前記第３のカラープロファイルデータの格子点の校正係数ＣｘＣｙＣｚを次式で求め、前記カラーマネジメント手段の格子点の校正係数ＣｘＣｙＣｚとして代用して前記補正パラメータ１を算出するとともに、前記特定色に最も近い前記第３のカラープロファイルデータの格子点を算出し、この最も近い前記第３のカラープロファイルデータの格子点の校正係数ＣｘＣｙＣｚを次式で求め、前記特定色の校正係数ＣｘＣｙＣｚとして代用して前記補正パラメータ２を算出し、
次式のＸmatrix，Ｙmatrix，Ｚmatrixは、前記第３のカラープロファイルデータの色度座標から導かれる行列式に、求めたい格子点に最も近い格子点のＲγＧγＢγを代入して求められ、次式のＸreal，Ｙreal，Ｚrealは、求めたい格子点に最も近い格子点のＸＹＺである
ことを特徴とする画像処理装置。
前記設定手段は、前記特定色のＲＧＢ値で示される点を取り囲む直方体を構成する格子点には前記補正パラメータ２を設定し、それ以外の格子点には前記補正パラメータ１を設定することを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。