JPH07288707A - 色変換処理装置 - Google Patents

色変換処理装置

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JPH07288707A
JPH07288707A JP6081600A JP8160094A JPH07288707A JP H07288707 A JPH07288707 A JP H07288707A JP 6081600 A JP6081600 A JP 6081600A JP 8160094 A JP8160094 A JP 8160094A JP H07288707 A JPH07288707 A JP H07288707A
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color
signal
signals
interpolation
bits
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JP6081600A
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English (en)
Inventor
Katsumi Asakawa
勝己 浅川
Hiroaki Sugiura
博明 杉浦
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 回路規模は小さく、実時間またはそれに準ず
る速度で高精度の色変換を行なうことができる色変換処
理装置を得る。 【構成】 第1、第2、第3の色信号をそれぞれmビッ
トのディジタル信号として入力し、該入力信号に対応す
る第4、第5、第6の色信号の近傍の8点の単位立方格
子に位置する第4、第5、第6の色信号を出力する記憶
手段1と、前記8点の第4、第5、第6の色信号に乗ず
るための補間係数を生成する補間係数生成手段2と、前
記8点の第4、第5、第6の色信号に、それぞれ前記補
間係数を乗じて加え合わせて、第1補間信号および第2
補間信号を出力する手段13,14と、第1補間信号と
第2補間信号に第3の色信号から得られる補間係数をそ
れぞれ乗じて加えることにより、第4、第5、第6の色
信号を算出する補間処理手段3〜10,11,12,1
5を備えた。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、色変換処理装置に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】図13は、従来の色変換処理装置を示す
ブロック回路図である。図において、47は3次元ルッ
クアップテーブル(LUT)である。
【0003】次に動作について説明する。カラーテレビ
ジョン方式には、NTSC(National Television Syste
m Committee)方式、PAL(Phase Alternation by Lin
e) 方式、SECAM(Sequential a Memoire)方式があ
るが、例えばNTSC方式におけるRGB色空間の信号
を、CIE 1976 L*a*b* 均等知覚色空間の信号に変換する
方法を以下に示す。まず、以下の(1),(2),
(3)式に示すように、NTSC方式のRGB信号をX
YZに変換する。 X=0.6069R+0.1739G+0.2009B ……(1) Y=0.2991R+0.5870G+0.1139B ……(2) Z=0.0000R+0.0660G+1.1169B ……(3)
【0004】NTSC方式における基準白色はC光源
(色度座標x=0.3101,y=0.3163 :相関色温度約6770K )
であり、C光源の三刺激値X0 0 0 はY0 を100
%とすると(4),(5),(6)式のようになる。 X0 =98.072 ……(4) Y0 =100.000 ……(5) Z0 =118.225 ……(6)
【0005】XYZから基準白色をC光源とするL*a*b*
に変換する。 L*=116(Y/ Y0)1/3-16 :Y/ Y0> 0.008856 ……(7) L*=903.29( Y/ Y0) :Y/ Y0<=0.008856 ……(8) a*=500(X’- Y’) ……(9) b*=200(Y’- Z’) ……(10) X’=( X/ X0)1/3 :X/ X0> 0.008856 ……(11) X’=7.787(X/ X0)+16/116 :X/ X0<=0.008856 ……(12) Y’=( Y/ Y0)1/3 :Y/ Y0> 0.008856 ……(13) Y’=7.787(Y/ Y0)+16/116 :Y/ Y0<=0.008856 ……(14) Z’=( Z/ Z0)1/3 :Z/ Z0> 0.008856 ……(15) Z’=7.787(Z/ Z0)+16/116 :Z/ Z0<=0.008856 ……(16)
【0006】以上の変換式から全てのR,G,Bに対す
るL*,a*,b*を算出し、3次元ルックアップテーブル47
を作成する。図14に3次元ルックアップテーブル47
の概念図を示す。3次元ルックアップテーブル47によ
り、入力信号Ri,Gi,Biの格子点に位置する出力信号L*(R
i,Gi,Bi),a*(Ri,Gi,Bi),b*(Ri,Gi,Bi)が得られ、格子点
数を多くするほど変換精度は高くなる。全ての入力信号
に対する出力信号をルックアップテーブルにより直接得
る方法をダイレクトマッピング法といい、ダイレクトマ
ッピング法を用いると、どの様な複雑な変換方法であっ
ても、高速かつ高精度の変換が可能となる。
【0007】しかし、例えば入力信号R,G,B、出力
信号L*,a*,b*を各々8ビットとすると、この3次元ルッ
クアップテーブル47の容量は384 Mビットとなり、大
規模な記憶手段が必要となるため、実用的ではない。そ
のため、入力信号の上位信号を用いてダイレクトマッピ
ング法により数個の近傍値を得、入力信号の下位信号を
用いて、数個の近傍値から出力信号を補間する方法が一
般に用いられる。
【0008】他の従来の技術について説明する。図15
は、「ITEJ Technical Report Vol.16,No.31,pp.25-30
」に示された他の従来の色変換処理装置を示すブロッ
ク回路図である。図において、1は3次元ルックアップ
テーブル、2は補間係数生成回路、3から10は乗算
器、17は15ビットシフト回路、48は加算回路であ
る。
【0009】次に動作について説明する。入力信号Ri,G
i,Biをそれぞれmビットの信号、入力信号Ri,Gi,Biの上
位nビット分をそれぞれRn,Gn,Bnとする。ただし、m>
nである。3次元ルックアップテーブル1から入力信号
Ri,Gi,Biの近傍の8点の単位立方格子(Rn,Gn,Bn),(Rn+D
n,Gn,Bn),(Rn+Dn,Gn,Bn+Dn),(Rn,Gn,Bn+Dn),(Rn,Gn+Dn,
Bn),(Rn+Dn,Gn+Dn,Bn),(Rn+Dn,Gn+Dn,Bn+Dn),(Rn,Gn+D
n,Bn+Dn) に位置するd0,d1,d2,d3,d4,d5,d6,d7 を得
る。Dnは3次元ルックアップテーブルの単位立方格子の
1辺の長さで2m-n である。
【0010】次に補間法について説明する。図16に示
すように、入力信号Ri,Gi,Biの近傍の8点の単位立方格
子に位置する出力信号をd0,d1,d2,d3,d4,d5,d6,d7 とす
る。入力信号Ri,Gi,Biの下位m−nビット分をそれぞれ
r,g,b 、単位立方格子の一辺の長さをDnとする。入力信
号Ri,Gi,Biを中心としてR軸方向、G軸方向、B軸方向
の3方向で8分割した直方体の体積を、それぞれw0,w1,
w2,w3,w4,w5,w6,w7 とする。入力信号Ri,Gi,Biに対する
出力信号dは、式(17)のように補間される。 d=d0*w0+d1*w1+d2*w2+d3*w3+d4*w4+d5*w5+d6*w6+d7*w7 ……(17) この補間法を用いて、L*,a*,b*それぞれの補間を行な
う。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】従来の色変換処理装置
は以上のように構成されているため、実時間またはそれ
に準ずる速度で色変換することは可能であるが、以下の
問題点があった。
【0012】第1に、全ての入力信号に対する出力信号
をダイレクトマッピング法により得ると、高精度の変換
が可能であるが、大容量のルックアップテーブルを必要
とする。
【0013】第2に、ルックアップテーブルの容量を縮
小するために、入力信号の上位信号を用いてダイレクト
マッピング法により数個の近傍値を得、入力信号の下位
信号を用いて、数個の近傍値から出力信号を補間する方
法において、単位立方格子8点を用いる8点補間では変
換精度は高いが、多くの乗算器を必要とし、回路規模が
大きくなる。また、6点補間、5点補間、4点補間など
補間に用いるデータ数を減らして回路規模を小さくする
と、乗算器の数は少なくなるが変換精度も低くなる。
【0014】本発明は上記の問題点を解決するためにな
されたもので、実時間またはそれに準ずる速度で、従来
と同等の精度の色変換を少ない回路規模で行なうことを
目的とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明に係る色
変換処理装置は、第1、第2、第3の色信号で表わされ
る3次元色空間を第4、第5、第6の色信号で表わされ
る3次元色空間に変換する色変換処理装置において、第
1、第2、第3の色信号をそれぞれmビットのディジタ
ル信号として入力し、該入力信号に対応する第4、第
5、第6の色信号の近傍の8点の単位立方格子に位置す
る第4、第5、第6の色信号を出力する記憶手段と、前
記8点の第4、第5、第6の色信号に乗ずるための補間
係数を生成する補間係数生成手段と、mビットの第1、
第2の色信号を含み、第3の色信号が上位nビット分の
場合の4点の単位平面格子に位置する第4、第5、第6
の色信号に、それぞれ前記補間係数を乗じて加え合わせ
た第1補間信号を出力する手段と、同様にmビットの第
1、第2の色信号を含み、第3の色信号が上位nビット
分に1を加えた場合の4点の単位平面格子に位置する第
4、第5、第6の色信号に、それぞれ前記補間係数を乗
じて加え合わせた第2補間信号を出力する手段と、第1
補間信号に2n から下位m−nビット分の第3の色信号
を減じたものを乗じて、第2補間信号に下位m−nビッ
ト分の第3の色信号を乗じたものを加えることにより、
第4、第5、第6の色信号を算出する補間処理手段を備
えたものである。
【0016】請求項2の発明に係る色変換処理装置は、
請求項1の色変換処理装置において、下位m−nビット
分の第1、第2の色信号を中心として1辺が2m-n ビッ
トの単位平面を、第1の色信号の軸方向と第2の色信号
の軸方向で、4分割した場合の4平面の面積を補間係数
として出力する補間係数生成手段を備えたものである。
【0017】請求項3の発明に係る色変換処理装置は、
請求項1の色変換処理装置において、第1、第2、第3
の色信号がレッド、グリーン、ブルーの場合、請求項1
の色変換処理装置の構成要素である記憶手段を上位nビ
ット分の第1、第3の色信号および上位n+pビット分
の第2の色信号を入力し、mビット分の第1、第2、第
3の色信号に対応する第4、第5、第6の色信号の近傍
の8点の単位立方格子に位置する第4、第5、第6の色
信号を出力するように構成したものである。
【0018】請求項4の発明に係る色変換処理装置は、
請求項1の色変換処理装置において、第1、第2、第3
の色信号が輝度信号、第1の色差信号、第2の色差信号
の場合、請求項1の色変換処理装置の構成要素である記
憶手段を、上位nビット分の第2、第3の色信号および
上位n+pビット分の第1の色信号を入力し、mビット
分の第1、第2、第3の色信号に対応する第4、第5、
第6の色信号の近傍の8点の単位立方格子に位置する第
4、第5、第6の色信号を出力するように構成したもの
である。
【0019】請求項5の発明に係る色変換処理装置は、
請求項1の色変換処理装置において、下位m−nビット
分の第1、第2の色信号を入力して、第1補間信号およ
び第2補間信号の算出に必要な4つの補間係数を出力す
る補間係数生成手段を、4つのルックアップテーブルで
構成したものである。
【0020】請求項6の発明に係る色変換処理装置は、
請求項1の色変換処理装置において、下位m−nビット
分の第1、第2の色信号を入力して、第1補間信号およ
び第2補間信号の算出に必要な4つの補間係数のうち1
つの補間係数を出力するルックアップテーブルと、該ル
ックアップテーブルの出力信号と複数の加算器および複
数のビットシフト回路から他の3つの補間係数を算出す
る補間係数生成手段を備えたものである。
【0021】
【作用】請求項1の発明に係る色変換処理装置の記憶手
段は、3次元色空間を表わす第1、第2、第3の色信号
をそれぞれmビットのディジタル信号として入力し、該
入力信号に対応する第4、第5、第6の色信号の近傍の
8点の単位立方格子に位置する第4、第5、第6の色信
号を出力し、補間係数生成手段は、前記8点の第4、第
5、第6の色信号に乗ずるための補間係数を生成し、第
1補間信号を出力する手段は、mビットの第1、第2の
色信号を含み、第3の色信号が上位nビット分の場合の
4点の単位平面格子に位置する第4、第5、第6の色信
号に、それぞれ前記補間係数を乗じて加え合わせた第1
補間信号を出力し、第2の補間信号を出力する手段は、
同様にmビットの第1、第2の色信号を含み、第3の色
信号が上位nビット分に1を加えた場合の4点の単位平
面格子に位置する第4、第5、第6の色信号に、それぞ
れ前記補間係数を乗じて加え合わせた第2補間信号を出
力し、補間処理手段は、上記第1補間信号に2n から下
位m−nビット分の第3の色信号を減じたものを乗じ
て、第2補間信号に下位m−nビット分の第3の色信号
を乗じたものを加えることにより、第4、第5、第6の
色信号を算出するため、実時間またはそれに準ずる速度
で、従来と同等の精度の色変換を少ない回路規模で行な
うことが可能となる。
【0022】請求項2の発明に係る色変換処理装置の補
間係数生成手段は、下位m−nビット分の第1、第2の
色信号を中心として1辺が2m-n ビットの単位平面を、
第1の色信号の軸方向と第2の色信号の軸方向で、4分
割した場合の4平面の面積を補間係数として出力するた
め、小容量の記憶手段と補間処理手段により高精度の色
変換を行なうことが可能となり、回路規模を小さくする
ことが可能となる。
【0023】請求項3の発明に係る色変換処理装置の記
憶手段は、第1、第2、第3の色信号がレッド、グリー
ン、ブルーの場合、上位nビット分の第1、第3の色信
号および上位n+pビット分の第2の色信号を入力し、
mビット分の第1、第2、第3の色信号に対応する第
4、第5、第6の色信号の近傍の8点の単位立方格子に
位置する第4、第5、第6の色信号を出力するように構
成しているため、レッド、グリーン、ブルーの中で人間
の視覚特性上、最も重要な要素であるグリーン方向の変
換値を他の変換値よりも多くすることになり、当該記憶
手段の容量に対する色変換精度を向上させることが可能
となる。
【0024】請求項4の発明に係る色変換処理装置の記
憶手段は、請求項1の色変換処理装置において、第1、
第2、第3の色信号が輝度信号、第1の色差信号、第2
の色差信号の場合、上位nビット分の第2、第3の色信
号および上位n+pビット分の第1の色信号を入力し、
mビット分の第1、第2、第3の色信号に対応する第
4、第5、第6の色信号の近傍の8点の単位立方格子に
位置する第4、第5、第6の色信号を出力するように構
成するため、人間の視覚特性上、重要な明度情報だけを
多くすることになり、当該記憶手段の容量に対する色変
換精度を向上させることが可能となる。
【0025】請求項5の発明に係る色変換処理装置の補
間係数生成手段は、下位m−nビット分の第1、第2の
色信号を入力して、第1補間信号および第2補間信号の
算出に必要な4つの補間係数を出力する4つのルックア
ップテーブルで構成しているため、乗算器の数を減ら
し、回路規模を小さくすることが可能となる。
【0026】請求項6の発明に係る色変換処理装置は、
下位m−nビット分の第1、第2の色信号を入力して、
第1補間信号および第2補間信号の算出に必要な4つの
補間係数のうち1つの補間係数を出力するルックアップ
テーブルと、該ルックアップテーブルの出力信号と複数
の加算器および複数のビットシフト回路から他の3つの
補間係数を算出する補間係数生成手段を備えたため、乗
算器の数を減らし、回路規模を小さくすることが可能と
なる。
【0027】
【実施例】
実施例1.図1は、本発明の実施例1による色変換処理
装置を示すブロック回路図である。図において、1は3
次元ルックアップテーブル、2は補間係数生成回路、3
から12は乗算器、13,14は加算回路、15は加算
器、16はビット反転回路、17は15ビットシフト回
路である。
【0028】次に動作について説明する。入力信号Ri,G
i,Biをそれぞれ8ビットとする。入力信号Ri,Gi,Biのそ
れぞれ上位3ビット分Rn,Gn,Bnを3次元ルックアップテ
ーブル1に入力し、入力信号Ri,Gi,Biの近傍の8点の単
位立方格子(Rn,Gn,Bn),(Rn+Dn,Gn,Bn),(Rn+Dn,Gn,Bn+D
n),(Rn,Gn,Bn+Dn),(Rn,Gn+Dn,Bn),(Rn+Dn,Gn+Dn,Bn),(R
n+Dn,Gn+Dn,Bn+Dn),(Rn,Gn+Dn,Bn+Dn)に位置する出力信
号d0,d1,d2,d3,d4,d5,d6,d7を得る。Dnは3次元ルック
アップテーブル1の単位立方格子の1辺の長さで25
ある。
【0029】また、入力信号Ri,Bi のそれぞれ下位5ビ
ット分r,b を補間係数生成回路2に入力し、図2に示す
ような補間係数S0 ,S1 ,S2 ,S3 を出力する。S
0 ,S1 ,S2 ,S3 は入力信号Ri,Bi の下位m−nビ
ット分のr,b を中心として、1辺が2m-n ビットの単位
平面を、レッド信号の軸方向とブルー信号の軸方向で4
分割した場合の4平面に相当する補間係数である。 S0 =(Dn-r)*(Dn-b) ……(18) S1 =r*(Dn-b) ……(19) S2 =r*b ……(20) S3 =(Dn-r)*b ……(21)
【0030】図3は、補間係数生成回路2の構成を示す
ブロック図である。図において、18,19はビット反
転回路、20から23は乗算器である。Dnは単位立方格
子の1辺の長さであるため、入力信号8ビットのうち上
位3ビット分を3次元ルックアップテーブル1に入力す
る場合、Dn= 25 となる。したがって、Dn-rはr の全ビ
ットを反転したものになる。同様にDn-bもb の全ビット
を反転したものになる。上述したことを利用すると、ビ
ット反転回路18,19および乗算器20,21,2
2,23により、式(18),(19),(20),
(21)の演算を実現することができる。
【0031】乗算器3,4,5,6、加算回路13を用
いて、第1補間信号dsを算出する。また、乗算器7,
8,9,10、加算回路14を用いて、第2補間信号d
s’を算出する。それぞれ、算出式は式(22),(2
3)で表わされる。 ds=d0*S0+d1*S1+d2*S2+d3*S3 ……(22) ds’=d4*S0+d5*S1+d6*S2+d7*S3 ……(23)
【0032】(22),(23)式では、各格子点の信
号に、入力信号Ri,Bi を中心として点対称に位置する面
積をそれぞれ補間係数として掛け合わせることにより、
RB平面における2つの補間信号を算出している。この
2つの補間信号ds,ds’をさらにG軸で補間することに
より、3次元補間を実現する。単位立方格子の1辺の長
さをDnとすると、出力信号dは式(24)のように算出
される。 d={ds’*g+ds*(Dn-g)}/Dn3 ……(24)
【0033】ただし、g は入力信号Giの下位5ビット分
であり、Dn3 で割っているのは、補間係数を1に正規化
するためである。ここで、Dn3 は215となるため、実際
には15ビット分桁下げすることにより算出できる。式
(24)の演算を乗算器11,12、加算器15、ビッ
ト反転回路16で実現する。入力信号Giの下位5ビット
分g を乗算器12とビット反転回路16に入力し、第1
補間信号dsを乗算器11に入力し、第2補間信号ds’を
乗算器12に入力する。乗算器11,12の出力信号を
加算器15に入力し、加算器15の出力を15ビットシ
フト回路17により15ビット分桁下げして、出力信号
dを得る。同様の演算方法によりL*,a*,b*の補間処理を
行なう。
【0034】実施例2.図4は、本発明の実施例2によ
る色変換処理装置を示すブロック回路図である。図4に
おいて、図1と同一部分には同一符号を付し説明を省略
する。49は14ビットシフト回路である。
【0035】次に動作について説明する。入力信号Ri,G
i,Biをそれぞれ8ビットとする。入力信号Ri,Bi のそれ
ぞれ上位3ビット分Rn,Bn およびGiの上位4ビット分Gn
pを3次元ルックアップテーブル1に入力し、入力信号R
i,Gi,Biの近傍の8点の単位立方格子(Rn,Gnp,Bn),(Rn+D
n,Gnp,Bn),(Rn+Dn,Gnp,Bn+Dn),(Rn,Gnp,Bn+Dn),(Rn,Gnp
+Dn’,Bn),(Rn+Dn,Gnp+Dn’,Bn),(Rn+Dn,Gnp+Dn’,Bn+D
n),(Rn,Gnp+Dn’,Bn+Dn) に位置する出力信号d0,d1,d2,
d3,d4,d5,d6,d7 を得る。Dnは3次元ルックアップテー
ブル1のR軸およびB軸方向の単位立方格子の1辺の長
さで25である。また、Dn’は3次元ルックアップテー
ブル1のG軸方向の単位立方格子の1辺の長さで24
ある。
【0036】また、入力信号Ri,Bi のそれぞれ下位5ビ
ット分r,b を補間係数生成回路2に入力し、図5に示す
ような補間係数S0 ,S1 ,S2 ,S3 を得る。実施例
1の式(22),(23)で示したように、d0,d1,d2,d
3,d4,d5,d6,d7 とS0 ,S1,S2 ,S3 から第1補間
信号dsと第2補間信号ds’を算出する。
【0037】この2つの補間信号ds, ds’を式(25)
で示すように、さらにG軸で補間することにより、3次
元補間を実現する。 d={ds’*g+ds* (Dn’-g) }/(Dn2*Dn’) ……(25) ただし、g は入力信号Giの下位4ビット分であり、(Dn2
* Dn’) で割っているのは、補間係数を1に正規化する
ためである。また、(Dn2* Dn’) は214となるため、実
際には14ビット分桁下げすることにより算出できる。
【0038】NTSC方式では、ビデオカメラなどの画
像入力機器から得られるレッド、グリーン、ブルーの原
色信号をそのまま送信せずに、原色信号を輝度信号と色
差信号の形に変換し、色差信号を輝度信号に多重して送
信している。色差信号の帯域幅は、人間の目が小さい面
積では色の識別ができなくなるという性質をもっている
ことから、輝度信号に比べて帯域幅を狭くし、伝送する
情報量を圧縮している。このように、映像情報を明度情
報と狭帯域の色差情報に分離した形で伝送し、情報量を
圧縮することは一般的である。
【0039】NTSC方式では、レッド信号をR、グリ
ーン信号をG、ブルー信号をBとすると、輝度信号Yは
式(26)のように示される。 Y=0.30G+0.59G+0.11B ……(26) 式(26)からも明かなように輝度信号Yにはグリーン
の成分が最も多く含まれ、原色信号の中では最も重要な
成分である。
【0040】本実施例2においては、図6に示すよう
に、3次元ルックアップテーブル1の単位立方格子の形
状は立方体ではなく、G軸方向に小さい直方体となる。
本実施例2のようにレッド、グリーン、ブルーの中で、
人間の視覚特性上、最も重要な要素であるグリーン方向
の変換値を多くすることにより、3次元ルックアップテ
ーブルの容量に対する色変換精度を高めることが可能と
なる。
【0041】実施例3.図7は、本発明の実施例3によ
る色変換処理装置を示すブロック回路図である。図7に
おいて、図1と同一部分には同一符号を付し説明を省略
する。49は14ビットシフト回路である。
【0042】次に動作について説明する。入力信号Yi,R
i-Yi,Bi-Yiをそれぞれ8ビットとする。入力信号Ri-Yi,
Bi-Yi のそれぞれ上位3ビット分Rn,BnおよびYiの上位
4ビット分Ynp を3次元ルックアップテーブル1に入力
し、入力信号Yi,Ri-Yi,Bi-Yiの近傍の8点の単位立方格
子(Rn,Ynp,Bn),(Rn+Dn,Ynp,Bn),(Rn+Dn,Ynp,Bn+Dn),(R
n,Ynp,Bn+Dn),(Rn,Ynp+Dn’,Bn),(Rn+Dn,Ynp+Dn’,Bn),
(Rn+Dn,Ynp+Dn’,Bn+Dn),(Rn,Ynp+Dn’,Bn+Dn) に位置
する出力信号d0,d1,d2,d3,d4,d5,d6,d7を得る。Dnは3
次元ルックアップテーブル1のR−Y軸およびB−Y軸
方向の単位立方格子の1辺の長さで25である。また、D
n’は3次元ルックアップテーブル1のY軸方向の単位
立方格子の1辺の長さで24である。
【0043】また、入力信号Ri-Yi,Bi-Yi のそれぞれ下
位5ビット分r,b を補間係数生成回路2に入力し、図8
に示すような補間係数S0 ,S1 ,S2 ,S3 を得る。
実施例1の式(22),(23)で示したように、d0,d
1,d2,d3,d4,d5,d6,d7 とS0,S1 ,S2 ,S3 から第
1補間信号dsと第2補間信号ds’を算出する。
【0044】この2つの補間信号ds, ds’を式(27)
で示すように、さらにY軸で補間することにより、3次
元補間を実現する。 d={ds’*y+ds* (Dn’-y) }/(Dn2*Dn’) ……(27) ただし、y は入力信号Yiの下位4ビット分であり、(Dn2
* Dn’) で割っているのは、補間係数を1に正規化する
ためである。また、(Dn2* Dn’) は214となるため、実
際には14ビット分桁下げすることにより算出できる。
【0045】NTSC方式では、ビデオカメラなどの画
像入力機器から得られるレッド、グリーン、ブルーの原
色信号をそのまま送信せずに、原色信号を輝度信号と色
差信号の形に変換し、色差信号を輝度信号に多重して送
信している。これは、白黒テレビでもカラーテレビ信号
を受信できるようにするためである。色差信号の帯域幅
は、人間の目が小さい面積では色の識別ができなくなる
という性質をもっていることから、輝度信号に比べて帯
域幅を狭くし、伝送する情報量を圧縮している。このよ
うに、映像情報を明度情報と色差情報に分離した形で伝
送し、情報量を圧縮することは一般的である。本発明
は、このような明度信号と異なる2種類の色差信号で表
わされる3次元色空間を他の3次元色空間に変換する場
合に用いる。
【0046】本実施例3においては、図9に示すよう
に、3次元ルックアップテーブル1の単位立方格子の形
状は立方体ではなく、Y軸方向に小さい直方体となる。
このように輝度信号、R−Y色差信号、B−Y色差信号
の中で、人間の視覚特性上、重要な要素である明度方向
の変換値を多くすることにより、3次元ルックアップテ
ーブルの容量に対する色変換精度を高めることが可能と
なる。
【0047】実施例4.本発明の実施例4による色変換
処理装置の構成は、図1と同様であり、補間係数生成回
路2における信号処理が異なる。
【0048】次に動作について説明する。入力信号Ri,G
i,Biをそれぞれ8ビットとする。入力信号Ri,Gi,Biのそ
れぞれ上位3ビット分Rn,Gn,Bnを3次元ルックアップテ
ーブル1に入力し、入力信号Ri,Gi,Biの近傍の8点の単
位立方格子に位置する出力信号d0,d1,d2,d3,d4,d5,d6,d
7 を得る。また、入力信号Ri,Bi のそれぞれ下位5ビッ
ト分r,b を補間係数生成回路2に入力し、図2に示すよ
うな面積に相当する補間係数S0 ,S1 ,S2 ,S3
出力する。
【0049】図10は、本実施例4における補間係数生
成回路2の構成を示すブロック図である。24,25,
26,27は乗算回路であり、28,29はビット反転
回路である。乗算回路24,25,26,27は入力r,
b に対して、式(18),(19),(20),(2
1)に示すS0 ,S1 ,S2 ,S3 を出力する。入力r,
b はともに5ビット、出力S0 ,S1 ,S2 ,S3 は1
0ビットであるから、乗算回路24,25,26,27
をルックアップテーブルで構成すると総容量は40kビッ
トとなる。この容量では、乗算器4つを用いる方が回路
規模は小さい。そこで、入力信号を上位信号と下位信号
に分割して掛け算することによりルックアップテーブル
の縮小を行なう。
【0050】式(28),(29)に示すように、入力
r,b を上位信号 rH ,bH と下位信号rL ,bL に分ける
と、Sは式(30)のように表わされる。 r = rH*2K+rL ……(28) b = bH*2K+bL ……(29) S= r*b = rH*bH*22K+(rH*bL+rL*bH)*2K+rL*bL ……(30) r,b はそれぞれ5ビットの信号であるから、Kを3とし
て、r,b を上位2ビットと下位3ビットに分割する。そ
の結果、入力3ビット、出力6ビットのルックアップテ
ーブルが16個必要となるが、容量は6kビットに縮小
できる。式(30)からも明かなように、加算器が全部
で12個必要となるが、回路規模は乗算器4つを用いる
よりも小さくなる。
【0051】図11は、式(30)を実現する乗算回路
26の構成を示すブロック図である。図において、3
0,31,32,33は入力3ビットに対して6ビット
の乗算結果を出力するルックアップテーブル、34,3
5,36は加算器、37は6ビットシフト回路、38は
3ビットシフト回路である。ルックアップテーブル3
0,31,32,33により、rH*bH,rL*bH,rH*bL,rL*b
Lを算出する。加算器34により、rH*bL+rL*bHを算出
し、6ビットシフト回路37によりrH*bHを6ビット分
桁上げして、3ビットシフト回路38によりrH*bL+rL*b
Hを3ビット桁上げして、これらの信号を加算器35,
36により加算して、S2 を算出する。乗算回路24,
25,27も同様な回路構成で構成できる。
【0052】図において、補間係数生成回路2の出力S
0 ,S1 ,S2 ,S3 を、それぞれ乗算器3,4,5,
6および乗算器7,8,9,10に入力し、これらの乗
算器の出力を、それぞれ加算回路13,14に入力し
て、第1補間信号dsおよび第2補間信号ds’を算出す
る。この2つの補間信号を、式(24)に示すようにG
軸で補間することにより3次元補間を行ない、出力信号
dを得る。同様の演算方法によりL*,a*,b*それぞれの補
間処理を行なう。
【0053】実施例5.本発明の実施例5による色変換
処理装置の構成は、図1と同様であり、補間係数生成回
路2における信号処理が異なる。
【0054】次に動作について説明する。入力信号Ri,G
i,Biをそれぞれ8ビットとする。入力信号Ri,Gi,Biのそ
れぞれ上位3ビット分Rn,Gn,Bnを3次元ルックアップテ
ーブル1に入力し、入力信号Ri,Gi,Biの近傍の8点の単
位立方格子に位置する出力信号d0,d1,d2,d3,d4,d5,d6,d
7 を得る。また、入力信号Ri,Bi のそれぞれ下位5ビッ
ト分r,b を補間係数生成回路2に入力し、図2に示すよ
うな面積に相当する補間係数S0 ,S1 ,S2 ,S3
出力する。式(20)で算出される補間係数S2 だけを
乗算回路26から得、他の補間係数S0 ,S1 ,S3
式(31),(32),(33)に示すようにS2 を用
いて算出する。Dnは25 であるため、式(31),(3
2),(33)は加算器とビットシフト回路の組み合わ
せで実現できる。 S0 =(Dn-r)*(Dn-b) =Dn2-(r+b)*Dn+S2 ……(31) S1 =r*(Dn-b) =r*Dn-S2 ……(32) S3 =(Dn-r)*b =b*Dn-S2 ……(33)
【0055】図12は、本実施例5における補間係数生
成回路2の構成を示すブロック図である。図において、
39,40,41は5ビットシフト回路、42,43,
44,45は加算器である。乗算回路26により補間係
数S2 を算出する。r を5ビットシフト回路39に入力
して、出力r*25 を得、加算器42によりr*25 からS
2 を減じて補間係数S1 を得る。同様に5ビットシフト
回路40と加算器43により補間係数S3 を得る。
【0056】また、r とb を加算器46により加算した
ものを5ビットシフト回路41に入力し、(r+b)*25
得、210とS2 を加算器44により加算し、加算器45
により、この加算器44の出力から(r+b)*25 を減じて
補間係数S0 を得る。このような演算方法では、ルック
アップテーブルの総容量は1.5 kビットとなり、加算器
は8個必要となるが、回路規模は乗算器4つを使用する
場合に比べて非常に小さくなる。
【0057】図において、補間係数生成回路2の出力S
0 ,S1 ,S2 ,S3 を、それぞれ乗算器3,4,5,
6および乗算器7,8,9,10に入力し、これらの乗
算器の出力を、それぞれ加算回路13,14に入力し
て、第1補間信号dsおよび第2補間信号ds’を算出す
る。この2つの補間信号を、式(24)に示すようにG
軸で補間することにより3次元補間を行ない、出力信号
dを得る。同様の演算方法によりL*,a*,b*それぞれの補
間処理を行なう。
【0058】上記実施例1では、mビットのレッド信
号、グリーン信号、ブルー信号が入力信号である場合、
下位m−nビット分のレッド信号、ブルー信号を中心と
して1辺が2m-n ビットの単位平面を、レッド信号の軸
方向とブルー信号の軸方向で4分割した場合の4平面の
面積を補間係数としたが、変換前の色空間と変換後の色
空間の変換特性を考慮した他の補間係数であってもよ
い。
【0059】上記各実施例における記憶手段およびルッ
クアップテーブルは、ROM(ReadOnly Memory)、R
AM(Random Access Memory)などの半導体素子で構成
する。また、他の高速な記憶手段で構成してもよい。ま
た、上記実施例ではRGB色空間からCIE 1976 L*a*b*
均等知覚色空間への変換法を示したが、逆変換でもよい
し、他の色空間の変換であってもよい。
【0060】
【発明の効果】本発明は、映像情報を一方の画像入出力
機器に依存する色空間から、他方の画像入出力機器に依
存する色空間に変換するものであって、以下の効果が得
られる。
【0061】請求項1の発明によれば、第1、第2、第
3の色信号の上位信号を用いてダイレクトマッピング法
により数個の近傍値を得、第1、第2、第3の色信号の
下位信号を用いて、数個の近傍値から出力信号を補間す
る方法で第4、第5、第6の色信号を算出するため、実
時間またはそれに準ずる速度で、従来と同等の精度の色
変換を少ない回路規模で行なうことが可能となる。
【0062】請求項2の発明によれば、小容量の記憶手
段と補間処理手段により色変換を行なうため、回路規模
を小さくすることが可能となる。
【0063】請求項3の発明によれば、RGB色空間を
他の色空間に変換する場合、レッド、グリーン、ブルー
の中で人間の視覚特性上、最も重要な要素であるグリー
ン方向の変換値を他の変換値よりも多くすることにな
り、記憶手段の容量に対する色変換精度を向上させるこ
とが可能となる。
【0064】請求項4の発明によれば、輝度信号と異な
る2つの色差信号で表わされる色空間を他の色空間に変
換する場合、人間の視覚特性上、重要な明度情報だけを
多くすることになり、記憶手段の容量に対する色変換精
度を向上させることが可能となる。
【0065】請求項5の発明によれば、補間係数生成回
路を複数のルックアップテーブルと複数のビットシフト
回路と複数の加算器で実現できるため、色変換処理装置
の回路規模を縮小することが可能となる。
【0066】請求項6の発明によれば、補間係数生成回
路を複数のルックアップテーブルと複数のビットシフト
回路と複数の加算器で実現でき、本発明と請求項5の発
明を組み合わせると、色変換処理装置の回路規模を大幅
に縮小することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施例1、2、3、4、5における
色変換処理装置を示すブロック回路図である。
【図2】 実施例1、4、5における色変換処理装置に
おける補間方法を示す図である。
【図3】 実施例1における補間係数生成回路の構成を
示すブロック図である。
【図4】 実施例2における色変換処理装置を示すブロ
ック回路図である。
【図5】 実施例2の色変換処理装置における補間方法
を示す図である。
【図6】 実施例2における3次元ルックアップテーブ
ルの構成を示す図である。
【図7】 実施例3における色変換処理装置を示すブロ
ック回路図である。
【図8】 実施例3の色変換処理装置における補間方法
を示す図である。
【図9】 実施例3における3次元ルックアップテーブ
ルの構成を示す図である。
【図10】 実施例4における補間係数生成回路の構成
を示すブロック図である。
【図11】 実施例4における乗算回路の構成を示す図
である。
【図12】 実施例5における補間係数生成回路の構成
を示すブロック図である。
【図13】 従来の色変換処理装置を示すブロック回路
図である。
【図14】 3次元ルックアップテーブルの概念図を示
す図である。
【図15】 他の従来の色変換処理装置を示すブロック
回路図である。
【図16】 従来の色変換処理装置における補間方法を
示す図である。
【符号の説明】
1 3次元ルックアップテーブル、2 補間係数生成回
路、3〜12 乗算器、13,14 加算回路、15
加算器、16 ビット反転回路、17 15ビットシフ
ト回路、18,19 ビット反転回路、20〜23 乗
算器、24〜27 乗算回路、28,29 ビット反転
回路、30〜33 ルックアップテーブル、34〜36
加算器、37 6ビットシフト回路、38 3ビット
シフト回路、39〜41 5ビットシフト回路、42〜
46 加算器、47 3次元ルックアップテーブル、4
8 加算回路、49 14ビットシフト回路。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H04N 1/46 9/64 Z G06F 15/66 310 15/68 310 A H04N 1/46 Z

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1、第2、第3の色信号で表わされる
    3次元色空間を第4、第5、第6の色信号で表わされる
    3次元色空間に変換する色変換処理装置において、第
    1、第2、第3の色信号を各々mビットのディジタル信
    号として入力し、該入力信号に対応する第4、第5、第
    6の色信号の近傍の8点の単位立方格子に位置する第
    4、第5、第6の色信号を出力する記憶手段と、前記8
    点の第4、第5、第6の色信号に乗ずるための補間係数
    を生成する補間係数生成手段と、mビットの第1、第2
    の色信号を含み、第3の色信号が上位nビット分の場合
    の4点の単位平面格子に位置する第4、第5、第6の色
    信号に、各々前記補間係数を乗じて加え合わせた第1補
    間信号を出力する手段と、同様にmビットの第1、第2
    の色信号を含み、第3の色信号が上位nビット分に1を
    加えた場合の4点の単位平面格子に位置する第4、第
    5、第6の色信号に、各々前記補間係数を乗じて加え合
    わせた第2補間信号を出力する手段と、第1補間信号に
    n から下位m−nビット分の第3の色信号を減じたも
    のを乗じて、第2補間信号に下位m−nビット分の第3
    の色信号を乗じたものを加えることにより、第4、第
    5、第6の色信号を算出する補間処理手段を備えたこと
    を特徴とする色変換処理装置。
  2. 【請求項2】 下位m−nビット分の第1、第2の色信
    号を中心として1辺が2m-n ビットの単位平面を、第1
    の色信号の軸方向と第2の色信号の軸方向で、4分割し
    た場合の4平面の面積を補間係数として出力する補間係
    数生成手段を備えたことを特徴とする請求項1記載の色
    変換処理装置。
  3. 【請求項3】 第1、第2、第3の色信号がレッド、グ
    リーン、ブルーの場合、記憶手段を、上位nビット分の
    第1、第3の色信号および上位n+pビット分の第2の
    色信号を入力し、mビット分の第1、第2、第3の色信
    号に対応する第4、第5、第6の色信号の近傍の8点の
    単位立方格子に位置する第4、第5、第6の色信号を出
    力するように構成したことを特徴とする請求項1記載の
    色変換処理装置。
  4. 【請求項4】 第1、第2、第3の色信号が輝度信号、
    第1の色差信号、第2の色差信号の場合、請求項1の色
    変換処理装置の構成要素である記憶手段を、上位nビッ
    ト分の第2、第3の色信号および上位n+pビット分の
    第1の色信号を入力し、mビット分の第1、第2、第3
    の色信号に対応する第4、第5、第6の色信号の近傍の
    8点の単位立方格子に位置する第4、第5、第6の色信
    号を出力するように構成したことを特徴とする請求項1
    記載の色変換処理装置。
  5. 【請求項5】 下位m−nビット分の第1、第2の色信
    号を入力して、第1補間信号および第2補間信号の算出
    に必要な4つの補間係数を出力する補間係数生成手段
    を、4つのルックアップテーブルで構成したことを特徴
    とする請求項1記載の色変換処理装置。
  6. 【請求項6】 下位m−nビット分の第1、第2の色信
    号を入力して、第1補間信号および第2補間信号の算出
    に必要な4つの補間係数のうち1つの補間係数を出力す
    るルックアップテーブルと、該ルックアップテーブルの
    出力信号と複数の加算器および複数のビットシフト回路
    から他の3つの補間係数を算出する補間係数生成手段と
    を備えたことを特徴とする請求項1記載の色変換処理装
    置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100695916B1 (ko) * 2000-08-14 2007-03-19 삼성전자주식회사 큐빅 스프라인 보간을 이용한 이미지 스케일러 장치
JP2017507513A (ja) * 2013-12-17 2017-03-16 クゥアルコム・インコーポレイテッドQualcomm Incorporated マルチレイヤビデオコーディングにおける色域スケーラビリティのための3dルックアップテーブルに関する区分情報のシグナリング
US10432941B2 (en) 2013-12-17 2019-10-01 Qualcomm Incorporated Signaling color values for 3D lookup table for color gamut scalability in multi-layer video coding

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US10432942B2 (en) 2013-12-17 2019-10-01 Qualcomm Incorporated Signaling color values for 3D lookup table for color gamut scalability in multi-layer video coding
US10531105B2 (en) 2013-12-17 2020-01-07 Qualcomm Incorporated Signaling partition information for 3D lookup table for color gamut scalability in multi-layer video coding

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