JP6974156B2 - 画像色変換装置、画像色変換プログラム、画像色変換方法 - Google Patents

Description

本発明は、カラーの３成分を参照値とする３次元ルックアップテーブルをベースとして画像信号を色変換する画像色変換装置、画像色変換プログラム、画像色変換方法に関する。

カラーの３成分を参照値とする３次元ルックアップテーブル（３次元ＬＵＴ、あるいは３Ｄ−ＬＵＴなどと略称される）を用いて画像信号を色変換する技術は、従来より提案されている。

３次元ＬＵＴは、カラーの画像信号を構成する３成分に基づき参照すると、色変換後の３成分の値が得られるテーブルである。

例えば、３成分の１つを８ビットで表現する２４ビットのカラー画像信号は、１成分に対して２５６階調（０〜２５５の値）が与えられることになるために、全ての階調に対する３次元ＬＵＴを作成すると、参照する座標の数（３次元座標であるために、格子点ともいう）は２５６の３乗（約１７００万）となってしまい、データサイズが非常に大きくなる。

そこで、離散的な格子点（例えば、値が０，１６，３２，…，２５５となるような離散的な格子点）に対してのみ３次元ＬＵＴを作成しておき、格子点間の補間演算によって任意の入力データに対して色変換を行う技術が用いられている。

このとき、離散的な格子点の密度が高いほど色変換の精度が高くなるが、格子点の密度が高くなるとデータサイズが大きくなってしまう。

そこで、例えば特開２００６−１２１５３０号公報には、入力画像信号を上位ビットと下位ビットとに分離して、上位ビットの値に基づき３次元ＬＵＴの格子を選択し、下位ビットの値に基づいて補間演算を行うことにより、格子点を増やすことなく、より高精度な補間演算を行う技術が記載されている。

特開２００６−１２１５３０号公報

ところで、３次元ＬＵＴの格子点間を補間演算するには専用の３次元補間演算回路が必要となるが、３次元補間演算は処理負荷が比較的大きく、回路規模や消費電力も大きくなる。このために、例えば高解像度かつ高フレームレートの動画像をリアルタイム処理して表示し続けるようなモバイル機器等に対して３次元補間演算回路を搭載するのは容易ではない。そして、上記特開２００６−１２１５３０号公報に記載の技術であっても、専用の３次元補間演算回路が必要となるために、同様に、モバイル機器等に搭載するのは容易ではない。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、専用の３次元補間演算回路を要することなく、３次元ルックアップテーブルによる色変換に近い色変換の結果を得ることができる、処理負荷の軽い画像色変換装置、画像色変換プログラム、画像色変換方法を提供することを目的としている。

本発明の一態様による画像色変換装置は、３次元ＬＵＴは、カラーの画像信号を構成する３成分を入力値として参照することにより、色変換後の３成分の出力値を取得するための３次元ルックアップテーブルであり、無彩色入力値と、前記無彩色入力値に基づき前記３次元ＬＵＴを参照して取得される前記出力値と、に基づいてガンマ補正処理情報を生成するガンマ補正処理情報生成部と、有彩色入力値である代表入力値に基づき前記３次元ＬＵＴを参照して代表出力値を取得し、前記代表入力値に、前記ガンマ補正処理情報に基づくガンマ補正処理と、色差信号処理情報に基づく色差信号処理と、を行ったときに前記代表出力値が得られるように、前記色差信号処理情報を設定する色差信号処理情報生成部と、前記画像信号に、前記ガンマ補正処理情報に基づくガンマ補正処理と、前記色差信号処理情報に基づく色差信号処理と、を行う色変換処理部と、を備える。

本発明の他の態様による画像色変換プログラムは、３次元ＬＵＴは、カラーの画像信号を構成する３成分を入力値として参照することにより、色変換後の３成分の出力値を取得するための３次元ルックアップテーブルであり、コンピュータに、無彩色入力値と、前記無彩色入力値に基づき前記３次元ＬＵＴを参照して取得される前記出力値と、に基づいてガンマ補正処理情報を生成するガンマ補正処理情報生成ステップと、有彩色入力値である代表入力値に基づき前記３次元ＬＵＴを参照して代表出力値を取得し、前記代表入力値に、前記ガンマ補正処理情報に基づくガンマ補正処理と、色差信号処理情報に基づく色差信号処理と、を行ったときに前記代表出力値が得られるように、前記色差信号処理情報を設定する色差信号処理情報生成ステップと、前記画像信号に、前記ガンマ補正処理情報に基づくガンマ補正処理と、前記色差信号処理情報に基づく色差信号処理と、を行う色変換処理ステップと、を実行させるためのプログラムである。

本発明のさらに他の態様による画像色変換方法は、３次元ＬＵＴは、カラーの画像信号を構成する３成分を入力値として参照することにより、色変換後の３成分の出力値を取得するための３次元ルックアップテーブルであり、無彩色入力値と、前記無彩色入力値に基づき前記３次元ＬＵＴを参照して取得される前記出力値と、に基づいてガンマ補正処理情報を生成するガンマ補正処理情報生成ステップと、有彩色入力値である代表入力値に基づき前記３次元ＬＵＴを参照して代表出力値を取得し、前記代表入力値に、前記ガンマ補正処理情報に基づくガンマ補正処理と、色差信号処理情報に基づく色差信号処理と、を行ったときに前記代表出力値が得られるように、前記色差信号処理情報を設定する色差信号処理情報生成ステップと、前記画像信号に、前記ガンマ補正処理情報に基づくガンマ補正処理と、前記色差信号処理情報に基づく色差信号処理と、を行う色変換処理ステップと、を有する。

本発明の画像色変換装置、画像色変換プログラム、画像色変換方法によれば、専用の３次元補間演算回路を要することなく、軽い処理負荷で、３次元ルックアップテーブルによる色変換に近い色変換の結果を得ることができる。

本発明の実施形態１の画像処理装置の構成を示すブロック図。 上記実施形態１のマイクロコンピュータの構成を示すブロック図。 上記実施形態１の画像処理部の構成を示すブロック図。 上記実施形態１の画像処理装置における色変換に係る処理を示すフローチャート。 上記実施形態１において、色変換処理を行う装置とは別の装置により、色変換テーブルの算出を行う構成例を示す図。 上記実施形態１の図５に示す構成における色変換に係る処理の一例を示すフローチャート。 上記実施形態１において、図４または図６のステップＳ１における色変換テーブル算出の処理の詳細を示すフローチャート。 上記実施形態１において、３次元ＬＵＴの参照値を３次元の座標として示す図。 上記実施形態１における３次元ＬＵＴの一例を示す図表。 上記実施形態１における３次元ＬＵＴから抽出した無彩色格子点のテーブルの一例を示す図表。 上記実施形態１において、ＲＧＢの各色に対するガンマ補正テーブルの一例を示す図表。 上記実施形態１において、図７のステップＳ１５における色差変換テーブル作成処理を示すフローチャート。 上記実施形態１において、輝度軸方向から見たＲＧＢ色空間における色相方向の幾つかの例を示す図。 上記実施形態１において、色差平面上にプロットした代表格子点Ｒ_i，Ｇ_i，Ｃｙ_i，Ｍｇ_iを示す図。 上記実施形態１において、代表格子点Ｃｙ_iと、色変換後の代表格子点Ｃｙ_oと、色変換後の代表格子点Ｃｙ_oをデガンマ変換したデガンマ格子点Ｃｙ_cと、の関係を示す図。 上記実施形態１において、色差Ｃｒ，Ｃｂに対して設定するニー（Knee）曲線の例を示す図表。 上記実施形態１の色変換処理部による、図４または図６のステップＳ２における色変換処理の詳細を示すフローチャート。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
［実施形態１］

図１から図１７は本発明の実施形態１を示したものであり、図１は画像処理装置１の構成を示すブロック図である。

図１に示すように、画像色変換装置である画像処理装置１は、３成分を有するカラーの画像信号（適宜、画像データなどともいう）を処理するためのものであり、記録媒体１０と、メモリインタフェース（メモリＩ／Ｆ）１１と、バス１２と、ＳＤＲＡＭ１３と、画像処理部１４と、ＪＰＥＧ処理部１５と、動画コーデック１６と、操作部１７と、フラッシュメモリ１８と、マイクロコンピュータ１９と、を備えている。

記録媒体１０は、例えば画像処理装置１に着脱できるメモリカード等により構成されていて、画像データ（動画像データ、静止画像データ等）を不揮発に記憶する記録部である。従って、記録媒体１０は、画像処理装置１に固有の構成である必要はない。

そして、画像データは、本実施形態においては、例えば、３成分としてＲＧＢ（Ｒ：レッド、Ｇ：グリーン、Ｂ：ブルー）の３色成分を有するカラーの画像データであるものとして説明する。こうしたカラーの画像データは、一例を挙げれば、レンズにより結像された被写体の光学像をカラー撮像素子により光電変換してＡ／Ｄ変換することにより得られる（ただし、これに限定されるものではない）。

メモリＩ／Ｆ１１は、記録媒体１０に記録されている画像データを読み出す制御を行う読出制御部であり、さらに、画像処理後の画像データを記録媒体１０へ記録する制御を行う記録制御部でもある。

バス１２は、各種のデータや制御信号を、画像処理装置１内のある場所から他の場所へ転送するための転送路である。本実施形態におけるバス１２は、メモリＩ／Ｆ１１と、ＳＤＲＡＭ１３と、画像処理部１４と、ＪＰＥＧ処理部１５と、動画コーデック１６と、マイクロコンピュータ１９と、に接続されている。

そして、メモリＩ／Ｆ１１により記録媒体１０から読み出された画像データは、バス１２を介して転送され、ＳＤＲＡＭ１３に一旦記憶される。

ＳＤＲＡＭ１３は、記録媒体１０から読み出された画像データ、画像処理部１４により処理されもしくは処理途中の画像データ、動画コーデック１６により処理されもしくは処理途中の画像データ、等の各種データを一時的に記憶する記憶部である。また、ＳＤＲＡＭ１３は、マイクロコンピュータ１９が作業データ等を一時的に記憶するためのワークメモリとしても用いられる。

画像処理部１４は、画像データに各種の画像処理を行い、表示用あるいは記録用の画像を作成する。この画像処理部１４は、後述するように、画像信号の色変換処理も行う。

ＪＰＥＧ処理部１５は、静止画像データを、ＪＰＥＧ処理により圧縮または伸張する圧縮伸張部である。このＪＰＥＧ処理部１５により処理された静止画像データは、マイクロコンピュータ１９によりヘッダ等を付加されて、メモリＩ／Ｆ１１を介して記録媒体１０にＪＰＥＧファイルとして記録される。

動画コーデック１６は、動画像データを、ＭｏｔｉｏｎＪＰＥＧやＭＰＥＧなどの適宜の処理方式で圧縮または伸張するものである。この動画コーデック１６により処理された動画像データは、マイクロコンピュータ１９によりヘッダ等を付加されて、メモリＩ／Ｆ１１を介して記録媒体１０に動画像ファイルとして記録される。

操作部１７は、この画像処理装置１に対する各種の操作入力を行うためのものであり、画像処理装置１の電源のオン／オフ、画像処理の開始／終了、画像処理における各種パラメータの設定、記録媒体１０に対する画像ファイルの読み出しや保存などを操作することができるようになっている。この操作部１７に対して操作が行われると、操作内容に応じた信号がマイクロコンピュータ１９へ出力される。

フラッシュメモリ１８は、マイクロコンピュータ１９により実行される処理プログラム（画像処理装置１により画像処理方法（画像色変換方法を含む）を実行するためのプログラムである画像処理プログラム（画像色変換プログラムを含む）を含む）と、この画像処理装置１に係る各種の情報と、を不揮発に記憶する記憶媒体である。このフラッシュメモリ１８が記憶する情報は、マイクロコンピュータ１９により読み取られる。

ここに、フラッシュメモリ１８が記憶する情報としては、例えば、画像処理に用いるパラメータ（ホワイトバランスゲイン、色マトリクス係数等を含む）、ルックアップテーブル（３次元ルックアップテーブル（適宜、３次元ＬＵＴ（または３Ｄ−ＬＵＴ）と略称する）、ガンマ補正テーブル、デガンマ補正テーブル等を必要に応じて含む）、関数、あるいはユーザにより設定された設定値などが挙げられる。

具体的に、フラッシュメモリ１８には、画像に係る条件に応じた３次元ＬＵＴが記憶されている。ここに、３次元ＬＵＴは、カラーの画像信号を構成する３成分を入力値として参照することにより、色変換後の３成分の出力値を取得するための３次元ルックアップテーブルである。また、画像に係る条件としては、例えば、画像が撮影されたときの昼間太陽、朝夕太陽、電球、蛍光灯などの光源の種類、自然撮影、人物撮影、静物撮影などの被写体の種類、露光時間やＩＳＯ感度などの撮影条件、または、画像を撮影した撮像素子の分光特性などが挙げられる。あるいは、画像に係る条件が、画像を出力する出力装置（例えば、モニタ、プリンタなど）の色特性であっても構わない。こうして、３次元ＬＵＴは、例えば光源の種類に応じて、複数種類のテーブルが予め用意されている。

マイクロコンピュータ１９は、画像処理装置１を統括的に制御する制御部である。マイクロコンピュータ１９は、操作部１７からユーザの操作入力を受けると、フラッシュメモリ１８に記憶されている処理プログラムに従って、フラッシュメモリ１８から処理に必要なパラメータ等を読み込んで、操作内容に応じた各種のシーケンスを実行する。

例えば、対象となる画像が選択されて、画像処理の実行が開始されると、マイクロコンピュータ１９の制御に基づいて、記録媒体１０からメモリＩ／Ｆ１１を介して画像データが読み出され、バス１２を介してＳＤＲＡＭ１３に記憶される。

さらに、マイクロコンピュータ１９の制御に基づいて、画像処理部１４により画像処理が行われる。この画像処理においては、後述するような、３次元ＬＵＴに基づいて（３次元ＬＵＴをベースとして）、３次元ＬＵＴを参照した場合に近似する色変換処理が行われる。こうして画像処理部１４により画像処理された画像データは、再びＳＤＲＡＭ１３に記憶される。

この画像処理後の画像データが例えばモニタなどの表示部に表示される場合（あるいはプリンタにより印刷される場合等）には、ユーザは、モニタに表示された画像（あるいはプリントされた画像等）を見て、必要に応じて処理パラメータの設定値を変更して、画像処理を再度実行することもできる。

そして、画像データが静止画像データである場合にはＪＰＥＧ処理部１５によりＪＰＥＧ圧縮され、また、画像データが動画像データである場合には動画コーデック１６により動画圧縮されて、画像ファイルとして記録媒体１０に記録される。

なお、画像処理装置１は、専用の処理装置として構成されていてもよいし、コンピュータに画像処理プログラムを実行させる構成であっても構わない。あるいは、画像処理装置１は、デジタルカメラやカメラ機能および電話機能付き情報端末などの撮像装置内に組み込まれたものであっても構わない。

従って、画像データは、記録媒体１０を介して入力するに限るものではなく、通信回線等を介して入力してもよいし、撮像装置に組み込まれた画像処理装置１の場合には撮影して取得された画像データであっても構わない。

次に、図２は、マイクロコンピュータ１９の構成を示すブロック図である。

マイクロコンピュータ１９は、ガンマ補正処理情報生成部２１と、色差信号処理情報生成部２２と、を備え、色変換を行うための情報である色変換情報を算出する機能を有している。

ガンマ補正処理情報生成部２１は、無彩色入力値と、無彩色入力値に基づき３次元ＬＵＴを参照して取得される出力値と、に基づいてガンマ補正処理情報（色変換情報の一部）を生成する。

色差信号処理情報生成部２２は、有彩色入力値である代表入力値（具体的には、後述する代表格子点）に基づき３次元ＬＵＴを参照して代表出力値を取得し、代表入力値に、ガンマ補正処理情報に基づくガンマ補正処理と、色差信号処理情報（色変換情報の他の一部）に基づく色差信号処理と、を行ったときに代表出力値が得られるように、色差信号処理情報を設定する。

このとき、色差信号処理情報生成部２２は、有彩色入力値を代表入力値として設定することを、少なくとも１つの有彩色入力値に対して行って、少なくとも１つの色差信号処理情報を設定する。特に、本実施形態における色差信号処理情報生成部２２は、有彩色入力値を代表入力値として設定することを、色相が異なる複数の有彩色入力値に対して行って複数の色相に対応する色差信号処理情報を設定するようになっている。

これらガンマ補正処理情報生成部２１および色差信号処理情報生成部２２については、後でより詳細に説明する。

続いて、図３は、画像処理部１４の構成を示すブロック図である。

図３に示すように、画像処理部１４は、ＯＢ減算部３１と、デモザイキング処理部３２と、ホワイトバランス補正部３３と、色マトリクス演算部３４と、色変換処理部３５と、を備えている。

ＯＢ減算部３１は、画像データにＯＢ（オプティカル・ブラック）成分が含まれている場合に、ＯＢ成分の減算を行う。従って、ＯＢ成分が含まれている画像データの場合には、記録媒体１０にＯＢ成分も記録されていてメモリＩ／Ｆ１１により読み出されることになる。

デモザイキング処理部３２は、画像が例えばＲＧＢベイヤー画像である場合に、デモザイキング処理を行う。すなわち、デモザイキング処理部３２は、１画素に付き１色の色信号のみが存在するＲＧＢベイヤー画像において、ある色信号が欠落する画素の該色信号を、該画素の近傍において同色の色信号を有する画素の色信号に基づき補間することを、各画素の各欠落色信号に対して行うことにより、１画素に付きＲＧＢ各色の色信号が存在する画像を生成する。

ホワイトバランス補正部３３は、マイクロコンピュータ１９によりフラッシュメモリ１８から読み出されたホワイトバランスゲインに基づき、カラーの画像信号に対してホワイトバランス補正を行う。このホワイトバランス補正は、白色の被写体が画像上においても白色に見えるようにするためのカラーバランス補正である。

色マトリクス演算部３４は、画像データを構成する各画素データのＲＧＢ信号を例えば３行１列（あるいは１行３列でも構わない）の行列として構成し、この画素データに３行３列の色マトリクスを行列演算して、色空間を変換する処理を行う。ここに、３行３列の色マトリクスを構成する色マトリクス係数は、マイクロコンピュータ１９によりフラッシュメモリ１８から読み出されるようになっている。

色変換処理部３５は、画像に係る条件（上述したように、光源などの画像に係る条件、あるいはモニタ等の出力装置の色特性など）に応じて、画像の色（明度、彩度、色相）が適切となるように、色変換処理を行うものである。

具体的に、本実施形態の色変換処理部３５は、画像信号に対して、色差信号処理情報生成部２２により生成された色差信号処理情報に基づく色差信号処理を行う色差信号処理部３６と、ガンマ補正処理情報生成部２１により生成されたガンマ補正処理情報に基づくガンマ補正処理を行うガンマ補正処理部３７と、を備えている。

図４は、画像処理装置１における色変換に係る処理を示すフローチャートである。なお、画像処理装置１における、色変換に係る処理以外の処理については、詳細な説明を省略する。

この処理を開始すると、処理対象の画像に係る条件に応じて３次元ＬＵＴを選択し、選択した３次元ＬＵＴに基づいて、マイクロコンピュータ１９が、画像信号を色変換するための色変換情報（本実施形態においては、色変換情報が、テーブルとして構成された色変換テーブルであるものとするが、これに限定されるものではなく、関数やその他の形式の情報であっても構わない）を算出する（ステップＳ１）。ここでは上述したように、ガンマ補正処理情報生成部２１が色変換情報（色変換テーブル）の一部としてガンマ補正処理情報を算出すると共に、色差信号処理情報生成部２２が色変換情報（色変換テーブル）の他の一部として色差信号処理情報を算出する。

次に、算出された色変換テーブルを用いて、色変換処理部３５が画像信号の色変換処理を行う（ステップＳ２）。具体的に、色差信号処理部３６が色差信号処理情報を用いて色差信号に係る色変換処理を行い、ガンマ補正処理部３７がガンマ補正処理情報を用いて画像信号の各色の色変換処理を行う（色差信号処理とガンマ補正処理の処理順序については後述する）。

その後、処理を終了するか否かを判定して（ステップＳ３）、他の画像の処理をさらに行う場合にはステップＳ１へ戻って上述したような処理を行う。従って、他の画像については、他の３次元ＬＵＴが選択されて他の色変換処理が行われることがある（つまり、どの３次元ＬＵＴが選択されてどのような色変換処理が行われるかは、処理対象となる画像に依存する）。

一方、ステップＳ３において、処理を終了すると判定された場合には、図示しないメイン処理等へリターンする。

なお、図１〜図４に示した構成例では、画像処理装置１が色変換テーブルの算出と色変換処理との両方を行ったが、デジタルカメラやカメラ機能および電話機能付き情報端末などのモバイル機器では処理負荷を軽減することが好ましい。

そこで、色変換テーブルの算出と色変換処理とを別の装置により行う構成例を図５および図６を参照して説明する。

図５は、色変換処理を行う装置とは別の装置により、色変換テーブルの算出を行う構成例を示す図である。なお、図５にはモバイル機器がデジタルカメラ３である場合の例を示している。

デジタルカメラ３は、撮影して取得した画像に、色変換処理を行う装置である。この色変換処理に必要な色変換テーブルは、例えば、通信回線を介して接続されている、コンピュータ４またはクラウド（クラウドコンピューティング）５などから取得するようになっている。

従って、３次元ＬＵＴ、ガンマ補正処理情報生成部２１、および色差信号処理情報生成部２２はコンピュータ４またはクラウド５が備え、色変換処理部３５（色差信号処理部３６およびガンマ補正処理部３７）はデジタルカメラ３が備えている。このように、図１等に示した構成は、複数の装置に分散して配置されていても構わない。

図６は、図５に示す構成における色変換に係る処理の一例を示すフローチャートである。

この図６において、デジタルカメラ３がクライアント、コンピュータ４またはクラウド５がサーバである。

処理を開始すると、クライアントは、画像を撮影したときの光源の種類などの、３次元ＬＵＴを選択するための３次元ＬＵＴ選択用情報をサーバへ送信する（ステップＳ４Ａ）。

サーバは、クライアントから３次元ＬＵＴ選択用情報を受信する（ステップＳ４Ｂ）。

すると、サーバは、受信した３次元ＬＵＴ選択用情報に基づいて色変換に使用する３次元ＬＵＴを選択して、選択した３次元ＬＵＴに基づいて、上述したステップＳ１で説明したように、色変換テーブルを算出する。

そして、サーバは、算出した色変換テーブルを、クライアントへ送信する（ステップＳ５Ｂ）。

クライアントは、サーバから色変換テーブルを受信する（ステップＳ５Ａ）。

クライアントは、受信した色変換テーブルを用いて、上述したステップＳ２で説明したように、画像信号の色変換処理を行う。

その後、クライアントは、処理を終了するか否かを判定して（ステップＳ３Ａ）、他の画像の処理をさらに行う場合にはステップＳ４Ａへ戻って上述したような処理を行い、処理を終了すると判定した場合には、この処理を終了する。

サーバにおいても同様に、ステップＳ５Ｂの処理を行った後は、処理を終了するか否かを判定して（ステップＳ３Ｂ）、クライアントから他の画像の処理をさらに行う要求がある場合等にはステップＳ４Ｂへ戻って上述したような処理を行い、処理を終了すると判定した場合には、この処理を終了する。

次に、図７は、図４または図６のステップＳ１における色変換テーブル算出の処理の詳細を示すフローチャートである。なお、以下の説明は、図１〜図３の構成を想定して行う。

この処理を開始すると、マイクロコンピュータ１９が、選択された３次元ＬＵＴをフラッシュメモリ１８から読み込む（ステップＳ１１）。

ここで、図８は３次元ＬＵＴの参照値を３次元の座標として示す図、図９は３次元ＬＵＴの一例を示す図表である。

３次元ＬＵＴは、例えば、カラーの画像信号を構成する各画素のＲＧＢ値の組み合わせ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）を入力値（参照値）として参照を行うと、色変換後のＲＧＢ値の組み合わせ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）が出力値として得られるテーブルとなっている（図９参照）。ここに、参照すべき成分（座標の数）が３つであるために、３次元テーブルと呼ばれている。

また、デジタル画像信号では画素値が整数により表されるために、３次元の直交座標系で表したときに整数の組み合わせでなる参照座標は立方格子上に位置することとなり、格子点とも呼ばれる（図８の格子点ＬＰ参照）。

そして、３次元ＬＵＴは、データサイズを小さくするために、離散的な（つまり、整数値として連続していない）入力値である格子点に対してのみ構築されたテーブルデータとなっている。また、カラー画像信号が２４ビットであって、ＲＧＢの各色が８ビットで表現され０〜２５５までの何れかの値を取る場合を例に挙げると、（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（０，０，０）である黒ＢＬＫと、（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（２５５，２５５，２５５）である白ＷＨＴと、を結ぶ点線で示す直線は、無彩色格子点を通る輝度軸となっている。

図９に示す３次元ＬＵＴは、ＲＧＢそれぞれの値が、０，１６，３２，…，２４０，２５５となるような離散的な格子点に対してのみ（従って、任意の入力値に対しては格子点間の補間演算を行うことを想定して）構築されている。すなわち、３次元ＬＵＴは、原点（０，０，０）を基点として、１６×１６×１６の立方格子ＣＬ（図８参照）により構築した格子群の各格子点に対して値をもち、かつ、ＲＧＢの少なくとも１色が飽和する点（２５５，Ｇ，Ｂ）、（Ｒ，２５５，Ｂ）、（Ｒ、Ｇ、２５５）に対しても値をもつように構成されている。

従って、図９に示す３次元ＬＵＴにおける参照座標の数は、（２５６／１６＋１）^3＝１７^3＝４９１３である（ここに、記号「^」はべき乗を表し、「^3」は３乗を表す）。従って、連続する（整数値として連続する）入力値である格子点に対して構築した３次元ＬＵＴにおける参照座標の数２５６^3≒１７００万に比べて、大幅なデータサイズの削減を図ったものとなっている。

続いて、読み込んだ３次元ＬＵＴに基づいて、ガンマ補正処理情報生成部２１が、ステップＳ１２〜Ｓ１４のガンマ補正テーブル作成処理を行う。

すなわち、まず、３次元ＬＵＴから、無彩色格子点、ここでは、Ｒ＝Ｇ＝Ｂの格子点を抽出する（ステップＳ１２）。このように、３成分としてＲＧＢの３色成分を用いたために、無彩色格子点を通る輝度軸を抽出するのが容易となっている。ここに、図１０は、３次元ＬＵＴから抽出した無彩色格子点のテーブルの一例を示す図表である。

次に、０，１６，３２，…，２４０，２５５の離散的な入力値に対してのみ出力値をもつ無彩色格子点のテーブルの補間演算を行い、０，１，２，…，２５４，２５５の各入力値に対する出力値を、ＲＧＢの各色について算出する（ステップＳ１３）。

そして、補間演算された無彩色格子点のテーブルに基づき、ＲＧＢの各色に対するガンマ補正テーブルをガンマ補正処理情報として作成する（ステップＳ１４）。ここに、図１１は、ＲＧＢの各色に対するガンマ補正テーブルの一例を示す図表である。この図１１は、ＲＧＢについての入力値をまとめて記載しており、０〜２５５の入力値が、Ｒである場合にはＲ欄の出力値を出力し、Ｇである場合にはＧ欄の出力値を出力し、Ｂである場合にはＢ欄の出力値を出力すればよい（ただし、Ｒガンマ補正テーブルとＧガンマ補正テーブルとＢガンマ補正テーブルとを、それぞれ別途に作成しても構わない）。

こうして、ガンマ補正処理情報生成部２１は、離散的な無彩色入力値と、離散的な無彩色入力値に基づき３次元ＬＵＴを参照して取得される出力値と、を補間することにより、中間的な無彩色入力値と出力値との対応も与えるガンマ補正処理情報を生成する。

つまり、ガンマ補正処理情報生成部２１は、ＲＧＢ各色成分が等しい無彩色入力値と、無彩色入力値に基づき３次元ＬＵＴを参照して取得されるＲＧＢの出力値と、に基づいて、Ｒ入力値に対するガンマ補正処理後のＲ出力値を与えるＲガンマ補正処理情報と、Ｇ入力値に対するガンマ補正処理後のＧ出力値を与えるＧガンマ補正処理情報と、Ｂ入力値に対するガンマ補正処理後のＢ出力値を与えるＢガンマ補正処理情報と、を含むガンマ補正処理情報を生成するようになっている。

ステップＳ１４の処理を行ったら、続いて、色差変換テーブル作成の処理を行う（ステップＳ１５）。

ここで、図１２は、図７のステップＳ１５における色差変換テーブル作成処理を示すフローチャートである。この色差変換テーブル作成処理は、色差信号処理情報生成部２２により行われるようになっている。

この処理に入ると、少なくとも１つの色相方向、実用的には複数の色相方向に、代表入力値である代表格子点を自動設定する（ステップＳ２１）。

ここで、図１３は、輝度軸方向から見たＲＧＢ色空間における色相方向の幾つかの例を示す図である。

ＲＧＢ色空間において、Ｒ＝Ｇ＝Ｂの直線（図８において点線で示した直線であり、図１３においては白丸で示している）は、輝度が異なる全ての無彩色格子点を通る輝度軸である。輝度軸を中心とする周囲には、Ｇ，Ｙｅ，Ｒ，Ｍｇ，Ｂ，Ｃｒ等の各色相をもつ格子点が存在している。なお、図１３は、中央の輝度（例えば、（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（１２８，１２８，１２８））と白ＷＨＴ（図８参照）との中間の高輝度における、輝度軸に垂直な面上の、輝度軸に近い低彩度の各色相の格子点の例を示している。

代表格子点は、３次元ＬＵＴにより色変換を行ったときと同様の結果が求められる点、つまり、高い変換精度が求められる点が選ばれる。従って、代表格子点であることが好ましいのは、例えば、色変換誤差（色ずれ）が視覚的に目立ち易い色の格子点、あるいは、人が記憶色として重視し易い色の格子点、などである。

視覚的に目立ち易い色としては、高輝度かつ低彩度の有彩色（図１３の黒丸の点参照）が挙げられる。また、人が記憶色として重視し易い色としては、肌色に対応する有彩色と、植物の緑色に対応する有彩色と、空の青色に対応する有彩色と、などが挙げられる。従って、高輝度かつ低彩度の有彩色を代表格子点としてもよいし、肌色に対応する有彩色と、植物の緑色に対応する有彩色と、空の青色に対応する有彩色と、の内の少なくとも１つを代表格子点としても構わないし、両方を適宜組み合わせてもよい。

図１４は、色差平面（ＣｒＣｂ平面）上にプロットした代表格子点Ｒ_i，Ｇ_i，Ｃｙ_i，Ｍｇ_iを示す図である。

この図１４に示す例では、色差平面の４つの象限に代表格子点をそれぞれ１つずつ設定しており、第１象限に代表格子点Ｒ_iを、第２象限に代表格子点Ｇ_iを、第３象限に代表格子点Ｃｙ_iを、第４象限に代表格子点Ｍｇ_iを、それぞれ設定している。

その後、代表格子点に対する手動設定があるか否かを判定する（ステップＳ２２）。すなわち、どの色を重視するかはユーザが手動で設定することもできるようになっている。

ここで、手動設定があると判定された場合には、手動設定に応じて代表格子点を更新する（ステップＳ２３）。

このステップＳ２３を行うか、またはステップＳ２２において手動設定がないと判定された場合には、代表格子点Ｒ_i，Ｇ_i，Ｃｙ_i，Ｍｇ_iのＲＧＢ値を代表入力値として図９に示したような３次元ＬＵＴを参照することにより、色変換後の代表格子点Ｒ_o，Ｇ_o，Ｃｙ_o，Ｍｇ_oを代表出力値としてそれぞれ取得する（ステップＳ２４）。

従って、代表格子点Ｒ_i，Ｇ_i，Ｃｙ_i，Ｍｇ_iとしては、離散的な格子点（つまり、ＲＧＢそれぞれの値が、０，１６，３２，…，２４０，２５５となっていて、図９を参照すれば出力値が直ちに得られる点）を選択すると、補間演算が不要となるために好ましい。

次に、色変換後の代表格子点Ｒ_o，Ｇ_o，Ｃｙ_o，Ｍｇ_oのＲＧＢ値それぞれを参照値として、ガンマ補正テーブル（ステップＳ１４で作成した図１１に示すようなガンマ補正テーブル）を逆参照する（参照値に最も近似する出力値に対応する入力値を求める）ことにより、色変換後の代表格子点Ｒ_o，Ｇ_o，Ｃｙ_o，Ｍｇ_oをそれぞれデガンマ変換したデガンマ格子点Ｒ_c，Ｇ_c，Ｃｙ_c，Ｍｇ_cを中間代表値として取得する（ステップＳ２５）。

Ｃｙを例に挙げれば、ＲＧＢ各色に対するデガンマ変換をＤｅｇａｍｍａＲ，ＤｅｇａｍｍａＧ，ＤｅｇａｍｍａＢとして表したときに、デガンマ格子点Ｃｙ_cのＲＧＢ値はそれぞれ次のように取得される。
Ｒ（Ｃｙ_c）＝ＤｅｇａｍｍａＲ（Ｒ（Ｃｙ_o））
Ｇ（Ｃｙ_c）＝ＤｅｇａｍｍａＧ（Ｇ（Ｃｙ_o））
Ｂ（Ｃｙ_c）＝ＤｅｇａｍｍａＢ（Ｂ（Ｃｙ_o））

なお、ここではガンマ補正テーブルを逆参照することでデガンマ変換を行うようにしたが、デガンマ補正テーブルを別途作成して参照するようにしても構わない。

ここまでの処理で、代表入力値である代表格子点Ｃｙ_i、代表出力値である色変換後の代表格子点Ｃｙ_o、中間代表値であるデガンマ格子点Ｃｙ_cのＲＧＢ値が、次のようにそれぞれ取得されている。
Ｃｙ_i：（Ｒ（Ｃｙ_i），Ｇ（Ｃｙ_i），Ｂ（Ｃｙ_i））
Ｃｙ_o：（Ｒ（Ｃｙ_o），Ｇ（Ｃｙ_o），Ｂ（Ｃｙ_o））
Ｃｙ_c：（Ｒ（Ｃｙ_c），Ｇ（Ｃｙ_c），Ｂ（Ｃｙ_c））

図１５は、代表格子点Ｃｙ_iと、色変換後の代表格子点Ｃｙ_oと、色変換後の代表格子点Ｃｙ_oをデガンマ変換したデガンマ格子点Ｃｙ_cと、の関係を示す図である。この図１５には、一例として代表格子点Ｃｙ_iに係る関係を示したが、他の代表格子点Ｒ_i，Ｇ_i，Ｍｇ_iについても代表格子点Ｃｙ_iと同様の関係がある。

続いて、色差信号処理情報生成部２２は、３成分（例えば、ＲＧＢ）の代表入力値（代表格子点）を輝度色差変換することにより１成分の代表入力輝度値（代表格子点の輝度値）および２成分の代表入力色差値（代表格子点の色差値）を取得し、３成分（同ＲＧＢ）の中間代表値（デガンマ格子点）を輝度色差変換することにより１成分の中間代表輝度値（デガンマ格子点の輝度値）および２成分の中間代表色差値（デガンマ格子点の色差値）を取得する。

すなわち、代表入力値である代表格子点Ｒ_i，Ｇ_i，Ｃｙ_i，Ｍｇ_iと、中間代表値であるデガンマ格子点Ｒ_c，Ｇ_c，Ｃｙ_c，Ｍｇ_cとを、ＲＧＢ色空間の画素値から輝度色差空間の画素値へそれぞれ変換する（ステップＳ２６）。

これにより、例えばＣｙに関しては、Ｙ（Ｃｙ_i），Ｃｒ（Ｃｙ_i），Ｃｂ（Ｃｙ_i）、およびＹ（Ｃｙ_c），Ｃｒ（Ｃｙ_c），Ｃｂ（Ｃｙ_c）が得られる（Ｒ，Ｇ，Ｍｇに関しても同様）。

そして、色差Ｃｒ，Ｃｂに関して、ニー（Knee）曲線を設定して色差変換テーブル（Ｃｒ変換テーブルおよびＣｂ変換テーブル）を構築する処理を行う。ここでは、Ｃｒ変換テーブルを構築し、その後にＣｂ変換テーブルを構築する例を説明するが、処理順序は逆でも構わないし、並列的に（同時的に）構築してもよい。

すなわち、代表格子点Ｒ_i，Ｇ_i，Ｃｙ_i，Ｍｇ_iの色差Ｃｒ（Ｒ_i），Ｃｒ（Ｇ_i），Ｃｒ（Ｃｙ_i），Ｃｒ（Ｍｇ_i）を入力（ｉｎ）の座標、デガンマ格子点Ｒ_c，Ｇ_c，Ｃｙ_c，Ｍｇ_cの色差Ｃｒ（Ｒ_c），Ｃｒ（Ｇ_c），Ｃｒ（Ｃｙ_c），Ｃｒ（Ｍｇ_c）を出力（ｏｕｔ）の座標とするニーポイント（ニー（Knee）曲線における折れ点）を、Ｒ，Ｇ，Ｃｙ，Ｍｇそれぞれの色差方向に対して設定する（ステップＳ２７）。

さらに、原点からニーポイントを経て臨界点へ向かうニー（Knee）曲線を図１６に示すように設定して、ニー（Knee）曲線により表される入力値と出力値との対応関係をＣｒ変換テーブルとして構築する（ステップＳ２８）。

ここに、図１６は、色差Ｃｒ，Ｃｂに対して設定するニー（Knee）曲線の例を示す図表である。また、臨界点は、画素値の信号精度（例えば８ビットの信号精度であるＲ＝０〜２５５，Ｇ＝０〜２５５，Ｂ＝０〜２５５）に基づき定まるＣｒ，Ｃｂそれぞれの上限値（臨界値）で与えられる点である。

同様にして、代表格子点Ｒ_i，Ｇ_i，Ｃｙ_i，Ｍｇ_iの色差Ｃｂ（Ｒ_i），Ｃｂ（Ｇ_i），Ｃｂ（Ｃｙ_i），Ｃｂ（Ｍｇ_i）を入力（ｉｎ）の座標、デガンマ格子点Ｒ_c，Ｇ_c，Ｃｙ_c，Ｍｇ_cの色差Ｃｂ（Ｒ_c），Ｃｂ（Ｇ_c），Ｃｂ（Ｃｙ_c），Ｃｂ（Ｍｇ_c）を出力（ｏｕｔ）の座標とするニーポイント（ニー（Knee）曲線における折れ点）を、Ｒ，Ｇ，Ｃｙ，Ｍｇそれぞれの色差方向に対して設定する（ステップＳ２９）。

さらに、原点からニーポイントを経て臨界点へ向かうニー（Knee）曲線を図１６に示すように設定して、ニー（Knee）曲線により表される入力値と出力値との対応関係をＣｂ変換テーブルとして構築する（ステップＳ３０）。

図１６の例えばＲ方向に関して、図１４を参照すれば分かるように、ＲはＣｒ＞０かつＣｂ＜０の色差領域にあるために、入力（ｉｎ）を横軸とし、出力（ｏｕｔ）を縦軸とするグラフにおいて、ニーポイントの入力であるＣｒ（Ｒ_i）と出力であるＣｒ（Ｒ_c）は何れも正となって第１象限のニー（Knee）曲線、ニーポイントの入力であるＣｂ（Ｒ_i）と出力であるＣｂ（Ｒ_c）は何れも負となって第３象限のニー（Knee）曲線となっている。図１６に示すその他のＧ方向、Ｃｙ方向、Ｍｇ方向についても、同様にしてニー（Knee）曲線の象限が定められている。

また、ニー（Knee）曲線の一例として、Ｒ方向のＣｒ変換テーブル特性を挙げれば、原点からニーポイントまでの直線は、
ｏｕｔ＝｛Ｃｒ（Ｒ_c）／Ｃｒ（Ｒ_i）｝ｉｎ
として表される。また、ニーポイントから臨界点までの直線は、臨界値をＣｒlmとすれば、
ｏｕｔ＝［｛Ｃｒlm−Ｃｒ（Ｒ_c）｝／Ｃｒlm−Ｃｒ（Ｒ_i）｝］
×｛ｉｎ−Ｃｒ（Ｒ_i）｝＋Ｃｒ（Ｒ_c）
として表される。Ｃｂ変換テーブル特性や、その他の色差方向についても同様である。

こうして、色差信号処理情報生成部２２は、２成分の色差値（Ｃｒ，Ｃｂ）のそれぞれに対して、代表入力色差値が中間代表色差値に変換される色差信号処理情報を設定するようになっている。このとき、色差信号処理情報生成部２２は、入力色差値に対する出力色差値を与える平面において、入力色差値が０でありかつ出力色差値が０である原点と、入力色差値が代表入力色差値でありかつ出力色差値が中間代表色差値であるニーポイントと、入力色差値の上限値および出力色差値の上限値でなる臨界点と、を通るニー曲線（図１６参照）に対応する色差信号処理情報を、２成分の色差値（Ｃｒ，Ｃｂ）のそれぞれに対して生成する。

上述したステップＳ３０の処理を行ったら、図７に示す処理にリターンする。

このように、本実施形態の３次元ＬＵＴに基づく色変換テーブルは、図７に示したように、ガンマ補正処理情報生成部２１により作成されるガンマ補正テーブルと、色差信号処理情報生成部２２により作成される色差変換テーブル（Ｃｒ変換テーブルおよびＣｂ変換テーブル）と、で構成される。

色変換テーブルが作成されたら、色変換処理部３５が色変換テーブルに基づいて画像信号の色変換処理を行う。

図１７は、色変換処理部３５による、図４または図６のステップＳ２における色変換処理の詳細を示すフローチャートである。

色変換処理は、画像を構成する画素単位で順次行うことで、画像全体の色変換を行うものとなっている。すなわち、この処理を開始すると、画像を構成するある画素のＲＧＢ画素値を入力する（ステップＳ４１）。

そして、ステップＳ４２〜Ｓ４５の色差変換処理と、ステップＳ４６〜Ｓ４８のガンマ補正処理とを行うことで、色変換処理を行う。

すなわち、図１５に示したように、入力値（例えばＣｙ_i）を３次元ＬＵＴにより変換した色変換処理（図１５のｉｏベクトル参照）の結果の出力値（例えばＣｙ_o）に相当する結果を、色変換処理（図１５のｉｃベクトル参照）とガンマ補正処理（図１５のｃｏベクトル参照）との２段階の処理を経ることで得るようにしている。具体的に、入力値Ｃｙ_iに色変換処理を行うことでＣｙ_cを取得し、さらにＣｙ_cにガンマ補正処理を行うことでＣｙ_oを得るようになっている。

具体的に、ステップＳ４１の処理を行ったら、次に、ＲＧＢ画素値を輝度色差信号に変換する（ステップＳ４２）。

続いて、画素値の色相方向が、例えば図１６に示したＲ方向、Ｇ方向、Ｃｙ方向、Ｍｇ方向の何れであるかに応じて、適用する色差（Ｃｒ，Ｃｂ）変換テーブルを選択する（ステップＳ４３）。

この色差変換テーブルの選択に際しては、色空間を、選択肢である複数の色差変換テーブルに対応する複数の領域に予め分割しておくとよい。これにより、画素値が色空間内のどの領域に属するかに応じて、色差変換テーブルの選択が自動的に行われる。

一例としては、ステップＳ４２で取得した輝度色差信号の内の色差信号が、図１４のＲ_iと同じ象限にあるときにはＲ方向の色差（Ｃｒ，Ｃｂ）変換テーブルを選択し、図１４のＧ_iと同じ象限にあるときにはＧ方向の色差（Ｃｒ，Ｃｂ）変換テーブルを選択し、図１４のＣｙ_iと同じ象限にあるときにはＣｙ方向の色差（Ｃｒ，Ｃｂ）変換テーブルを選択し、図１４のＭｇ_iと同じ象限にあるときにはＭｇ方向の色差（Ｃｒ，Ｃｂ）変換テーブルを選択する、等である。

そして、ステップＳ４２で取得した色差信号を、選択した色差変換テーブルを用いて変換する（ステップＳ４４）。なお、この処理では輝度信号は変化しない。また、図１６に示したようなニー曲線に基づく色差変換は、低負荷の汎用的な画像処理として行うことができる。

その後、輝度信号と、色差変換を行った色差信号とを、再びＲＧＢ信号に変換する（ステップＳ４５）。上述したステップＳ４２の処理、およびこのステップＳ４５の処理は、一般的な画像処理装置において行われる汎用的な画像処理である。

続いて、ガンマ補正処理に入り、変換されたＲＧＢ信号の内のＲ画素値をＲガンマ補正テーブルを用いて変換する（ステップＳ４６）。

同様に、Ｇ画素値をＧガンマ補正テーブルを用いて変換し（ステップＳ４７）、Ｂ画素値をＢガンマ補正テーブルを用いて変換する（ステップＳ４８）。なお、ＲＧＢの各ガンマ補正処理は、どの順序で行っても構わないし、同時的に行ってもよい。

ステップＳ４６〜Ｓ４８のガンマ補正処理も、一般的な画像処理装置において行われる低負荷の汎用的な画像処理である。

そして、画像内に次の画素があるか否かを判定して（ステップＳ４９）、次の画素があると判定された場合にはステップＳ４１へ戻って次の画素に対して上述したような処理を行い、次の画素がないと判定された場合にはこの処理を終了する。

なお、図１７に示す処理では、ステップＳ４５において輝度色差信号をＲＧＢ信号に変換してから、ステップＳ４６〜Ｓ４８のガンマ補正処理を行っていたが、これに限るものではない。例えば、図１０に示した無彩色格子点のテーブルの、入力側および出力側を輝度色差変換して、入力輝度値と出力輝度値との対応テーブルを作成し、さらに図１１と同様に中間値を補間した、輝度に係る階調変換テーブルを作成しておく。そして、ステップＳ４４の処理を行った後に、輝度に係る階調変換テーブルを用いて輝度の階調変換を行う。その後に、ステップＳ４５の処理を行うことで、ＲＧＢ信号に変換する。このような処理を行っても構わない。

こうして、３次元ＬＵＴを用いた色変換処理の結果に近い結果、特に、色変換誤差が視覚的に目立つ色信号の誤差（３次元ＬＵＴを用いた色変換処理との誤差）を小さくした結果を、低負荷の汎用的な画像処理回路で簡易的に得ることができる。

なお、上述では、図１５等に示したように、色差信号処理情報生成部２２は、代表出力値（色変換後の代表格子点Ｃｙ_o等）にガンマ補正処理情報に基づくデガンマ補正処理を行って中間代表値（デガンマ格子点Ｃｙ_c等）を取得し、代表入力値（代表格子点Ｃｙ_i等）に色差信号処理を行うことで中間代表値が取得されるように色差信号処理情報を設定することで、代表入力値に、色差信号処理情報に基づく色差信号処理を行い、その後にガンマ補正処理情報に基づくガンマ補正処理を行ったときに代表出力値が得られるようにしていた。

従って、色変換処理部３５は、色差信号処理部３６により画像信号に色差信号処理を行った後に、ガンマ補正処理部３７によりガンマ補正処理を行っていた。

ただし、これに限定されるものではなく、色差信号処理とガンマ補正処理とを逆の順序で行うように、画像色変換装置である画像処理装置１を構成しても構わない。

このときには、色差信号処理情報生成部２２が、代表入力値（図１５の代表格子点Ｃｙ_i等）にガンマ補正処理情報に基づくガンマ補正処理（図１５のｃｏベクトルに相当）を行って中間代表値（図１５には不図示）を取得し、中間代表値に色差信号処理（図１５のｉｃベクトルに相当）を行うことで代表出力値（図１５の色変換後の代表格子点Ｃｙ_o等）が取得されるように色差信号処理情報を設定することで、代表入力値に、ガンマ補正処理情報に基づくガンマ補正処理を行い、その後に色差信号処理情報に基づく色差信号処理を行ったときに代表出力値が得られるようにするものとなる。

そしてこの場合に、色変換処理部３５は、画像信号に、ガンマ補正処理情報に基づくガンマ補正処理を行うガンマ補正処理部３７と、ガンマ補正処理後の画像信号に、色差信号処理情報に基づく色差信号処理を行う色差信号処理部３６と、を含むこととなる。

また、上述では、カラーの画像信号を構成する３成分が、ＲＧＢの３色成分である場合を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではなく、例えばイエロー（Yellow）、マゼンタ（Magenta）、シアン（Cyan）などの補色系の３成分により構成されるカラーの画像信号であってもよいし、その他の３成分で構成されるカラーの画像信号でも構わない。

このような実施形態１によれば、３次元ＬＵＴを用いた色変換に代えて、３次元ＬＵＴに基づきガンマ補正処理情報と色差信号処理情報とを生成し、ガンマ補正処理と色差信号処理とを行って画像信号を色変換するようにしたために、専用の３次元補間演算回路を要することなく、処理負荷を軽くしながら、３次元ＬＵＴによる色変換に近い結果を得ることができる。これにより、低負荷の汎用的な画像処理回路で、色変換処理を簡易的に行うことができる。

そして、無彩色入力値と、無彩色入力値に基づき３次元ＬＵＴを参照して取得される出力値と、に基づいてガンマ補正処理情報を生成するようにしたために、無彩色入力値に対して精度の高い色変換の結果を得ることができる。

さらに、有彩色の代表入力値に基づき３次元ＬＵＴを参照して代表出力値を取得し、代表入力値に、ガンマ補正処理情報に基づくガンマ補正処理と、色差信号処理情報に基づく色差信号処理と、を行ったときに代表出力値が得られるように、色差信号処理情報を設定するようにしたために、代表入力値として視覚的に目立ち易いまたは重視する色の値を用いることで、視覚的に目立ち易いまたは重視する色を高精度に色変換することができ、違和感の少ない色変換の結果を得ることができる。

このとき、複数の色相に対応する色差信号処理情報を設定して、画像信号の色相に対応する色差信号処理情報に基づく色差信号処理を画像信号に行うようにしたために、色相毎により精度の高い色変換を行うことができる。

加えて、先に色差信号処理を行い後にガンマ補正処理を行う場合に適切となるように、色差信号処理情報およびガンマ補正処理情報を生成するようにしたために、無彩色格子点を通る輝度軸の変換精度が高くなり、視覚の弁別性能が高い輝度の階調特性を正確に再現することができる。

一方、先にガンマ補正処理を行い後に色差信号処理を行う場合に適切となるように、色差信号処理情報およびガンマ補正処理情報を生成する場合には、画像の色相や彩度を正確に再現することができる。

また、３成分としてＲＧＢの３色成分を用いることにより、各色成分が取る値の範囲（例えば、０〜２５５）を容易に把握することができ、かつ、無彩色格子点を通る輝度軸をＲ＝Ｇ＝Ｂの直線として容易に抽出することができる。

さらに、２成分の色差値のそれぞれに対する色差信号処理情報を生成するようにしたために、２次元の色差変換を、２成分の色差値のそれぞれに対する１次元の色差変換として行うことができ、２次元補間演算等を不要として処理負荷をさらに軽減することができる。

このとき、原点とニーポイントと臨界点とを通るニー曲線に対応する色差信号処理情報を生成するようにしたために、任意の入力値に対する補間演算を、極めて容易に行うことができる。

また、離散的な入力値に対して構築された３次元ＬＵＴに基づき、補間を行って、中間的な無彩色入力値と出力値との対応も与えるガンマ補正処理情報を生成するようにしたために、ガンマ補正処理を行う際の補間処理を省略して処理負荷を軽減し処理速度を向上することができる。

さらに、ＲＧＢそれぞれに対してガンマ補正処理情報を生成するようにしたために、ＲＧＢの画素値をそのまま参照するだけで、ガンマ補正処理を行うことができる。

そして、代表入力値として、高輝度かつ低彩度の有彩色入力値を設定した場合には、色変換誤差が視覚的に目立ち易い高輝度かつ低彩度の色を、違和感なく色変換することができる。

また、代表入力値として、肌色に対応する有彩色入力値と、植物の緑色に対応する有彩色入力値と、空の青色に対応する有彩色入力値と、の内の少なくとも１つを設定した場合には、人が記憶色として重視し易い色を、違和感のない自然な色に色変換することができる。

なお、上述した各部の処理は、ハードウェアとして構成されたプロセッサが行うようにしてもよい。

また、上述では主として画像色変換装置について説明したが、画像色変換装置と同様の処理を行う画像色変換方法であってもよいし、コンピュータに画像色変換装置と同様の処理を行わせるための画像色変換プログラム、該画像色変換プログラムを記録するコンピュータにより読み取りできる一時的でない記録媒体、等であっても構わない。

さらに、本発明は上述した実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化することができる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明の態様を形成することができる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。このように、発明の主旨を逸脱しない範囲内において種々の変形や応用を行うことができることは勿論である。

１…画像処理装置
３…デジタルカメラ
４…コンピュータ
５…クラウド（クラウドコンピューティング）
１０…記録媒体
１１…メモリＩ／Ｆ
１２…バス
１３…ＳＤＲＡＭ
１４…画像処理部
１５…ＪＰＥＧ処理部
１６…動画コーデック
１７…操作部
１８…フラッシュメモリ
１９…マイクロコンピュータ
２１…ガンマ補正処理情報生成部
２２…色差信号処理情報生成部
３１…ＯＢ減算部
３２…デモザイキング処理部
３３…ホワイトバランス補正部
３４…色マトリクス演算部
３５…色変換処理部
３６…色差信号処理部
３７…ガンマ補正処理部

Claims (12)

1. ３次元ＬＵＴは、カラーの画像信号を構成する３成分を入力値として参照することにより、色変換後の３成分の出力値を取得するための３次元ルックアップテーブルであり、
   無彩色入力値と、前記無彩色入力値に基づき前記３次元ＬＵＴを参照して取得される前記出力値と、に基づいてガンマ補正処理情報を生成するガンマ補正処理情報生成部と、
   有彩色入力値である代表入力値に基づき前記３次元ＬＵＴを参照して代表出力値を取得し、前記代表入力値に、前記ガンマ補正処理情報に基づくガンマ補正処理と、色差信号処理情報に基づく色差信号処理と、を行ったときに前記代表出力値が得られるように、前記色差信号処理情報を設定する色差信号処理情報生成部と、
   前記画像信号に、前記ガンマ補正処理情報に基づくガンマ補正処理と、前記色差信号処理情報に基づく色差信号処理と、を行う色変換処理部と、
   を備えたことを特徴とする画像色変換装置。
2. 前記色差信号処理情報生成部は、前記有彩色入力値を前記代表入力値として設定することを、色相が異なる複数の前記有彩色入力値に対して行って複数の色相に対応する前記色差信号処理情報を設定し、
   前記色変換処理部は、前記画像信号に、前記画像信号の色相に対応する前記色差信号処理情報に基づく色差信号処理を行うことを特徴とする請求項１に記載の画像色変換装置。
3. 前記色差信号処理情報生成部は、前記代表出力値に前記ガンマ補正処理情報に基づくデガンマ補正処理を行って中間代表値を取得し、前記代表入力値に前記色差信号処理を行うことで前記中間代表値が取得されるように前記色差信号処理情報を設定するものであり、
   前記色変換処理部は、
   前記画像信号に、前記色差信号処理情報に基づく色差信号処理を行う色差信号処理部と、
   前記色差信号処理後の前記画像信号に前記ガンマ補正処理情報に基づくガンマ補正処理を行うガンマ補正処理部と、
   を含むことを特徴とする請求項１に記載の画像色変換装置。
4. 前記色差信号処理情報生成部は、前記代表入力値に前記ガンマ補正処理情報に基づくガンマ補正処理を行って中間代表値を取得し、前記中間代表値に前記色差信号処理を行うことで前記代表出力値が取得されるように前記色差信号処理情報を設定するものであり、
   前記色変換処理部は、
   前記画像信号に、前記ガンマ補正処理情報に基づくガンマ補正処理を行うガンマ補正処理部と、
   前記ガンマ補正処理後の前記画像信号に、前記色差信号処理情報に基づく色差信号処理を行う色差信号処理部と、
   を含むことを特徴とする請求項１に記載の画像色変換装置。
5. 前記色差信号処理情報生成部は、前記３成分の前記代表入力値を輝度色差変換することにより１成分の代表入力輝度値および２成分の代表入力色差値を取得し、前記３成分の前記中間代表値を輝度色差変換することにより１成分の中間代表輝度値および２成分の中間代表色差値を取得して、２成分の色差値のそれぞれに対して、前記代表入力色差値が前記中間代表色差値に変換される前記色差信号処理情報を設定するものであることを特徴とする請求項３に記載の画像色変換装置。
6. 前記色差信号処理情報生成部は、入力色差値に対する出力色差値を与える平面において、前記入力色差値が０でありかつ前記出力色差値が０である原点と、前記入力色差値が前記代表入力色差値でありかつ前記出力色差値が前記中間代表色差値であるニーポイントと、前記入力色差値の上限値および前記出力色差値の上限値でなる臨界点と、を通るニー曲線に対応する前記色差信号処理情報を、前記２成分の色差値のそれぞれに対して生成することを特徴とする請求項５に記載の画像色変換装置。
7. 前記３次元ＬＵＴは、離散的な前記入力値に対して構築されており、
   前記ガンマ補正処理情報生成部は、離散的な前記無彩色入力値と、離散的な前記無彩色入力値に基づき前記３次元ＬＵＴを参照して取得される前記出力値と、を補間することにより、中間的な前記無彩色入力値と前記出力値との対応も与える前記ガンマ補正処理情報を生成することを特徴とする請求項１に記載の画像色変換装置。
8. 前記３成分は、ＲＧＢの３色成分であり、
   前記ガンマ補正処理情報生成部は、ＲＧＢ各色成分が等しい前記無彩色入力値と、前記無彩色入力値に基づき前記３次元ＬＵＴを参照して取得されるＲＧＢの前記出力値と、に基づいて、Ｒ入力値に対するガンマ補正処理後のＲ出力値を与えるＲガンマ補正処理情報と、Ｇ入力値に対するガンマ補正処理後のＧ出力値を与えるＧガンマ補正処理情報と、Ｂ入力値に対するガンマ補正処理後のＢ出力値を与えるＢガンマ補正処理情報と、を含む前記ガンマ補正処理情報を生成することを特徴とする請求項１に記載の画像色変換装置。
9. 前記色差信号処理情報生成部は、高輝度かつ低彩度の前記有彩色入力値を、前記代表入力値として設定することを特徴とする請求項２に記載の画像色変換装置。
10. 前記色差信号処理情報生成部は、肌色に対応する前記有彩色入力値と、植物の緑色に対応する前記有彩色入力値と、空の青色に対応する前記有彩色入力値と、の内の少なくとも１つを、前記代表入力値として設定することを特徴とする請求項２に記載の画像色変換装置。
11. ３次元ＬＵＴは、カラーの画像信号を構成する３成分を入力値として参照することにより、色変換後の３成分の出力値を取得するための３次元ルックアップテーブルであり、
    コンピュータに、
    無彩色入力値と、前記無彩色入力値に基づき前記３次元ＬＵＴを参照して取得される前記出力値と、に基づいてガンマ補正処理情報を生成するガンマ補正処理情報生成ステップと、
    有彩色入力値である代表入力値に基づき前記３次元ＬＵＴを参照して代表出力値を取得し、前記代表入力値に、前記ガンマ補正処理情報に基づくガンマ補正処理と、色差信号処理情報に基づく色差信号処理と、を行ったときに前記代表出力値が得られるように、前記色差信号処理情報を設定する色差信号処理情報生成ステップと、
    前記画像信号に、前記ガンマ補正処理情報に基づくガンマ補正処理と、前記色差信号処理情報に基づく色差信号処理と、を行う色変換処理ステップと、
    を実行させるための画像色変換プログラム。
12. ３次元ＬＵＴは、カラーの画像信号を構成する３成分を入力値として参照することにより、色変換後の３成分の出力値を取得するための３次元ルックアップテーブルであり、
    無彩色入力値と、前記無彩色入力値に基づき前記３次元ＬＵＴを参照して取得される前記出力値と、に基づいてガンマ補正処理情報を生成するガンマ補正処理情報生成ステップと、
    有彩色入力値である代表入力値に基づき前記３次元ＬＵＴを参照して代表出力値を取得し、前記代表入力値に、前記ガンマ補正処理情報に基づくガンマ補正処理と、色差信号処理情報に基づく色差信号処理と、を行ったときに前記代表出力値が得られるように、前記色差信号処理情報を設定する色差信号処理情報生成ステップと、
    前記画像信号に、前記ガンマ補正処理情報に基づくガンマ補正処理と、前記色差信号処理情報に基づく色差信号処理と、を行う色変換処理ステップと、
    を有することを特徴とする画像色変換方法。

Images