JPH09200790A - 2次元の色度分割を用いる色処理方法及びその装置 - Google Patents
2次元の色度分割を用いる色処理方法及びその装置Info
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Abstract
リックス技法を用いて原画像と再現画像との色差補正及
び局部的な色調節を可能にする。 【解決手段】 3次元上のR,G,B色信号または輝度
信号(Y)及び色差信号(R−Y,B−Y)を2次元の
色度領域に投影させるためのインデックスを計算するイ
ンデックス計算部と、前記インデックス値が貯蔵されて
いる第1ルックアップテーブルと、前記R,G,B色信
号またはY,R−Y,B−Y信号の入出力関係を定義す
る行列の変換係数が貯蔵されており、前記第1ルックア
ップテ−ブルの出力信号により指定された該当アドレス
に貯蔵されている所定の数の変換係数を出力する第2ル
ックアップテーブルと、前記第2ルックアップテーブル
から出力される所定の数の変換係数を入力として前記
R,G,B色信号またはY,R−Y,B−Y信号に対し
て行列演算を行って変換された色信号を出力する色変換
演算部とを備える。
Description
いる色処理方法及び装置に係り、特に2次元の色度分割
を用いてカラー表示機器の所望の出力色と実際の出力色
との色誤差を最小とするための色処理方法及び装置に関
する。
受像機は放送標準規格(NTSCまたはPAL)による
色信号を受信した後、復調して陰極線管(CRT)を通
して再現する。しかしながら、受信した色信号は各種の
要因により色歪曲を発生させる。その主要因の一つがカ
ラーTV受像機における色信号処理である。すなわち、
CRTのR,G,B蛍光体特性が所定の法則規格と相違
することにより発生する入力色とCRT出力色との色再
現の差が発生し、受像機回路の非線形性による中間色の
色ずれも発生する。かつ、カラーTV受像機のような出
力装置では原色の不足分を補完したり、人間の色観点の
差による視感的な色処理過程が部分的に必要である。
置としては、カラーTV受像機のクロマ復調部で二つの
基準位相を調整することにより、受信された色信号を使
用者の好みに合うように補正する色補正装置(米国特許
第4,695,875号参照)が広く用いられている
が、この装置は他の色の全般的な色歪曲現象を引き起こ
すという問題がある。
術としては、全体の色空間上における入力色と出力色値
との関係をモデリングする方法がある。その代表例とし
ては、回帰分析法を用いるマトリックス方法、ルックア
ップテーブルと体積補間法とを結合させた方法がある。
このうち、後者のものはシステムの入出力関係を得るた
めに多数の色値を測定し、この測定点と体積補間法とを
用いて中間値を表現する方法である。この方法は従来の
方法に比べ割合に正確な結果が得られる。かつ視感的な
色処理のための局部的な色調整が可能なので、プリンテ
ィング分野などで広く用いられている。しかしながら、
体積補間法が複雑であり、カラーTV受像機のようなデ
ィスプレイ機器では実時間処理のためのハードウェアの
具現が困難であり、高コストとなるので、商業用のもの
には不向きであるという短所がある。さらに、回帰分析
法を用いるマトリックス方法は多数の測定点に基づいて
入出力関係を簡単に行列化する方法であって、ディスプ
レイ機器分野では広く用いられている。しかしながら、
この方法は一つのマトリックスで全体の色空間を取り扱
うべきであり、視感的な色調整などの局部的な色調整が
できないという短所がある。
て、色を肌色、グレー(gray)、R、G、Bの五つの区
間に分け、各区間に回帰分析法を適用してカラー機器の
特性化を試みた方法がある。しかしながら、色を代表色
の五つのみに分けることにより、分割区域間の境界線が
あり得る。かつ、カラー機器における色の混合により表
わされる各種の色相の特性を適宜に表現しにくいという
短所がある。かつ、五つの代表色の混合色の繊細な色相
部分における局部的な色調整が困難であるという短所が
ある。
080号に開示された色度面における6つに分割された
色相(hue)領域を用いて局部的に色を補正する方法
でもある。
目的は上述した問題点を解決するために2次元の色度分
割を用いてカラー機器の内部の色信号の歪曲要因、すな
わちCRTの蛍光体特性とNTSC放送標準規格との色
再現性の差などを補正しうる色処理方法及びその装置を
提供するにある。
いて視感的な側面における色信号の歪曲要因、すなわち
好み色などを補正しうる色処理方法及びその装置を提供
するにある。
に本発明による2次元の色度分割を用いる色処理方法
は、3次元の色空間上において任意の一点を表示する三
つの色信号を用いて複数の小さい平面に分割された2次
元の色度平面上において一つの領域を指定する領域指定
段階と、前記分割された各領域に対して該当行列変換係
数値を貯蔵しているメモリのアドレスを指定するアドレ
ス指定段階と、前記メモリから前記指定されたアドレス
に該当する行列変換係数を読出す変換係数読出し段階
と、前記三つの色信号と前記読出した行列変換係数とに
より行列演算を行って三つの変換された色信号を得る行
列演算段階とを備えることを特徴とする。
次元の色度分割を用いる色処理装置は、3次元上のR,
G,B色信号または輝度信号(Y)及び色差信号(R−
Y,B−Y)を2次元の色度領域に投影させるためのイ
ンデックスを計算するインデックス計算部と、前記イン
デックス値が貯蔵されている第1ルックアップテーブル
と、前記R,G,B色信号またはY,R−Y,B−Y信
号の入出力関係を定義する行列の変換係数が貯蔵されて
おり、前記第1ルックアップテーブルの出力信号により
指定された該当アドレスに貯蔵されている所定の数の変
換係数を出力する第2ルックアップテーブルと、前記第
2ルックアップテーブルから出力される所定の数の変換
係数を入力として前記R,G,B色信号またはY,R−
Y,B−Y信号に対して行列演算を行って変換された色
信号を出力する色変換演算部とを備えることを特徴とす
る。
次元の色度分割を用いる色処理装置は、3次元上のR,
G,B色信号またはY,R−Y,B−Y信号を2次元の
色度領域に投影させるためのインデックスを計算するイ
ンデックス計算部と、前記R,G,B色信号またはY,
R−Y,B−Y信号の入出力関係を定義する行列の変換
係数が貯蔵されており、前記インデッスク計算部の出力
信号により指定された該当アドレスに貯蔵されている所
定の数の変換係数を出力するルックアップテーブルと、
前記ルックアップテーブルから出力される所定の数の変
換係数を入力として前記R,G,B色信号またはY,R
−Y,B−Y信号に対して行列演算を行って変換された
色信号を出力する色変換演算部とを備えることを特徴と
する。
明の実施の形態を詳しく説明する。
いる色処理装置が適用されるカラーTV受像機を示すブ
ロック図であり、受信された変調色信号をチューニング
した後、中間周波数IFに変換するチューナー&IF部
1と、チューナー&IF部1から出力される中間周波数
信号に対して復調及びクロマ処理を行って三つのR,
G,B色信号を生成する復調&クロマ処理部2と、復調
&クロマ処理部2から出力されるR,G,B色信号をC
RT4に表示するのに適宜な信号に変換する色処理部3
と、CRT4とから構成される。
3の詳細ブロック図であり、先に補正されたガンマ成分
と同じガンマ成分をR,G,B色信号またはY,R−
Y,B−Y信号に逆補正して先に補正されたガンマ成分
を取り除くガンマ逆補正部11と、先に補正されたガン
マ成分が取り除かれて線形化されたR,G,B色信号ま
たはY,R−Y,B−Y信号を2次元の色度領域に投影
するためのインデックスを計算するインデックス計算部
12と、インデックス値が貯蔵されている第1ルックア
ップテーブル13と、R,G,B色信号またはY,R−
Y,B−Y信号の入出力関係を定義する行列の変換係数
が貯蔵されており、第1ルックアップテーブル13の出
力信号により指定された該当アドレスに貯蔵されている
所定の数の変換係数を出力する第2ルックアップテーブ
ル14と、第2ルックアップテーブル14から出力され
る所定の数の変換係数を入力してガンマ逆補正部11か
ら出力されるR,G,B色信号またはY,R−Y,B−
Y信号に対して行列演算を行って変換された色信号を出
力する色変換演算部15と、色信号演算部15から出力
される変換された色信号を表示する関連回路のRGBガ
ンマ特性を線形的に補正するRGBガンマ補正部16と
から構成される。
の作用及び効果を説明すると、次のとおりである。
部2から出力されるR,G,B色信号または輝度信号
(Y)、色差信号(R−Y,B−Y)はガンマ逆補正部
11に入力される。
マ成分(NTSCの場合は1/2.2)と同じガンマ成
分をR,G,B色信号またはY,R−Y,B−Y信号に
逆補正して先に補正されたガンマ成分を取り除く。先に
補正されたガンマ成分が取り除かれて線形化されたR,
G,B色信号またはY,R−Y,B−Y信号はインデッ
クス計算部12と色変換演算部15にそれぞれ印加され
る。
G,B色信号を2次元の色度領域に投影させるための演
算機能を行い、インデックス計算部12から出力される
r,g信号は多数の小さいセルで構成される2次元の色
度領域上における該当セルの位置を指定するインデック
ス信号である。
13はインデックス値が貯蔵されているテーブルであ
り、例えば、rとgがそれぞれ5ビットずつ割り当てら
れたとき、16×16(=136セル)の大きさを有す
る。各セル内には0から136までの数字が貯蔵されて
いる。第2ルックアップテーブル(LUT−2)14は
R,G,B色信号の入出力関係を定義する変換行列の係
数が貯蔵されているテーブルであり、例えば、3×3構
造を有するとき、合計9つの係数を一つの集合とし、集
合の数は最大136まで用いることができる。しかしな
がら、実際の集合の数に制約はない。第1ルックアップ
テーブル13の出力信号は第2ルックアップテーブル1
4の該当アドレスを指定し、第2ルックアップテーブル
14は該当アドレスに貯蔵されている9つ(3×3)の
変換係数を色変換演算部15に出力する。一方、第1ル
ックアップテーブル13を用いず、インデックス計算部
12で計算されたインデックス値により直接第2ルック
アップテーブル14の該当アドレスを指定することもで
きる。
ーブル14から出力される9つの変換係数を入力として
ガンマ逆補正部11から出力されるR,G,B色信号に
対して行列演算を行い、その結果変換された三つのR,
G,B値、すなわちRc,Gc,BcをRGBガンマ補
正部16に印加する。
像機の場合、CRT4を含む変換された色信号の出力に
関する回路のRGBガンマ特性を線形的に補償する。
色変換及びガンマ補正された色信号はCRT4に入力さ
れて表示される。
−g平面を示した例である。3次元の色空間の任意の一
点(R1,G1,B1)は特定色を示しており、この点
における色は次の数1のように投影法を用いて2次元の
色度平面上における一点(r1,g1)で表示可能であ
る。
の色は2次元の色度平面で記述可能であり、色相と彩度
のような色の分類にも容易に適用が可能である。
するものであり、S00,S01,..,S40などに
分割された小さいセルは色相と彩度の定義面において相
異なる。したがって、各セル当たり入出力関係の定義は
全体の色空間に対する入出力関係の定義より簡単な数式
でさらに正確に表現することができる。この際、ディス
プレイ機器の場合、例えば分割された小さい領域別の変
換係数を求める過程は次のとおりである。
たは16)区間の間隔で0から255までのアドレスに
9×9×9(=729)または17×17×17(=4
913)の色を入力させ、CRTに該当色をCIExy
Yのような色座標値として測色して測定値として出力す
る。
と入力されたRGB色信号とのRGBガンマ値(CIE
X,CIE Y,CIE Z)を次の数2のように求
める。
yz値は次の数3によりRrGrBr色値に換算され
る。
いるカラーTV受像機の場合、RGB蛍光体の色度と白
色点の定義とにより容易に得られる。
さ、例えば32×32にセルを分割し、全ての換算され
たRrGrBrを前記の数1に応じて2次元の色度平面
に投影して各セルに属する測定値を得る。
(RGB)と測定の信号(CIExyY=CIEXY
Z)との入出力関係は次のように求める。まず、入力信
号(RGB)に対して第2段階から得られた三つのガン
マ値を適用して入力値と測定値との非線形性を取り除い
た後、ガンマ補正されたた入力信号(RgGgBg)と
曽測定値(CIEXYZ)との関係を次の数4により回
帰分析して伝達関数Tを求める。
する測定値の合計を示す。
の数3、数4を用いて次の数5のように色補正された出
力信号(RcGcBc)に変換する。
別の変換行列Mの係数のうち、係数値の特性が類似した
領域を集めて一つの領域とするセルグルーピングを全て
の領域に対して繰り返して行うことにより、2次元の色
度平面上における変換行列の数を最小とする。
れた領域別の係数値が得られると、係数値は第2ルック
アップテーブル14に貯蔵され、第2ルックアップテー
ブル14に貯蔵された係数の位置を指定する値は第1ル
ックアップテーブル13に貯蔵する。第1及び第2ルッ
クアップテーブル13,14に貯蔵されるデータの例が
図5に示されている。
領域の大きさを小さくするほど、色信号の入出力関係が
さらに正確になり、局部的な色調整もさらに精密になる
が、9つの行列係数の集合で構成されるルックアップテ
ーブルの大きさは非常に増える。したがって、分割領域
の大きさは小さく維持しながら、分割された領域間の類
似性質の色表現、すなわち類似した行列係数の値を有す
る領域を一つに集めると、行列係数の数を少なくするこ
とができ、領域と該当行列係数との不規則なマッピング
係数は第1ルックアップテーブル13の行列係数インデ
ックステーブルに貯蔵する。
度平面に投影し、2次元の色度平面上における各種の場
合に色度領域の分割を試みたが、その結果は次のとおり
である。
カラーTV受像機のビデオ入力端からCRTまでの回路
である。RGB空間におけるr,g平面領域を均等分割
する例は次の表1のとおりである。表1からわかるよう
に、55区間程度が色差面では適宜な領域分割である。
55区間のうち、セルグルーピングを通して実際に用い
られた行列係数は39個である。
好み色、すなわち、肌色、空色、灰色の分布を示す例で
あり、精密な色調整により好み色間の区別のためには分
割の数を増やせることが望ましい。
色度分割を用いる色処理方法及び装置によれば、従来の
ルックアップテーブルと体積補間法を共に用いる方法と
同じ色処理精密度を有しており、全体の色空間上におけ
る好み色に対してその他の色に影響を与えず、必要とす
る種類の色のみを局部的に調整することができ、かつ色
処理が可能な構造を有する。
とする追加装置が複雑でなく、基本的に画素処理時間は
単純行列演算を用いることにより、計算に短時間がかか
るので、実時間の画像処理装置でも使用可能である。
ル信号処理を行う全てのディスプレイ機器及びカメラと
プリンターなどの他の入出力装置にも広く用いることが
できる。
理部が適用されるカラ−TV受像機を示すブロック図で
ある。
ロック図である。
図面である。
の分割概念図である。
2ルックアップテーブルの構成図である。
すグラフである。
Claims (7)
- 【請求項1】 3次元の色空間上において任意の一点を
表示する三つの色信号を用いて複数の小さい平面に分割
された2次元の色度平面上において一つの領域を指定す
る領域指定段階と、 前記分割された各領域に対して該当行列変換係数値を貯
蔵しているメモリのアドレスを指定するアドレス指定段
階と、 前記メモリから前記指定されたアドレスに該当する行列
変換係数を読出す変換係数読出し段階と、 前記三つの色信号と前記読出した行列変換係数とにより
行列演算を行って三つの変換された色信号を得る行列演
算段階とを備えることを特徴とする2次元の色度分割を
用いる色処理方法。 - 【請求項2】 前記方法は前記分割された各領域に対す
る変換係数を求めて前記メモリに貯蔵する変換係数獲得
段階をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載の
2次元の色度分割を用いる色処理方法。 - 【請求項3】 前記変換係数獲得段階は、 R,G,B色信号別に所定の区間間隔で0から255ま
で所定の数の色を入力させ、該当色を所定の色座標値と
して測色して測定値として出力する段階と、 前記測定された色座標値を所定の変換行列を用いてR
r,Gr,Br色値に換算する段階と、 2次元の色度表面において所定の大きさに領域を分割
し、前記換算されたRr,Gr,Brを前記2次元の色
度平面に投影して各領域に属する測定値を求め、前記分
割された各領域で前記R,G,B色信号と測定された色
座標値との入出力関係を求める段階と、 前記入出力関係から前記R,G,B色信号を色補正され
たRc,Gc,Bc信号に変換する領域別の変換行列を
求める段階と、 前記領域別の変換行列の係数のうち、係数値の特性が類
似した領域を集めて一つの領域とするセルグルーピング
を全ての領域に対して繰り返して行って2次元の色度平
面上において変換行列の数を最小とする段階とを備える
ことを特徴とする請求項1に記載の2次元の色度分割を
用いる色処理方法。 - 【請求項4】 3次元上のR,G,B色信号または輝度
信号(Y)及び色差信号(R−Y,B−Y)を2次元の
色度領域に投影させるためのインデックスを計算するイ
ンデックス計算部と、 前記インデックス値が貯蔵されている第1ルックアップ
テーブルと、 前記R,G,B色信号またはY,R−Y,B−Y信号の
入出力関係を定義する行列の変換係数が貯蔵されてお
り、前記第1ルックアップテーブルの出力信号により指
定された該当アドレスに貯蔵されている所定の数の変換
係数を出力する第2ルックアップテーブルと、 前記第2ルックアップテーブルから出力される所定の数
の変換係数を入力として前記R,G,B色信号または
Y,R−Y,B−Y信号に対して行列演算を行って変換
された色信号を出力する色変換演算部とを備えることを
特徴とする2次元の色度分割を用いる色処理装置。 - 【請求項5】 前記R,G,B色信号またはY,R−
Y,B−Y信号のガンマ成分を線形化するようにガンマ
成分を逆補正して前記インデックス計算部及び色変換演
算部に印加するガンマ逆補正部と、 前記色変換演算部から出力される変換された色信号を表
示する関連回路のRGBガンマ特性を線形的に補償する
RGBガンマ補正部をさらに含むことを特徴とする請求
項2に記載の2次元の色度分割を用いる色処理装置。 - 【請求項6】 3次元上のR,G,B色信号またはY,
R−Y,B−Y信号を2次元の色度領域に投影させるた
めのインデックスを計算するインデックス計算部と、 前記R,G,B色信号またはY,R−Y,B−Y信号の
入出力関係を定義する行列の変換係数が貯蔵されてお
り、前記インデッスク計算部の出力信号により指定され
た該当アドレスに貯蔵されている所定の数の変換係数を
出力するルックアップテーブルと、 前記ルックアップテーブルから出力される所定の数の変
換係数を入力として前記R,G,B色信号またはY,R
−Y,B−Y信号に対して行列演算を行って変換された
色信号を出力する色変換演算部とを備えることを特徴と
する2次元の色度分割を用いる色処理装置。 - 【請求項7】 前記装置は、入力された前記R,G,B
色信号またはY,R−Y,B−Y信号のガンマ成分を線
形化するようにガンマを逆補正して前記インデックス計
算部に印加するガンマ逆補正部と、 前記色信号演算部から出力される変換された色信号を表
示する関連回路のR,G,Bガンマ特性を線形的に補償
するRGBガンマ補正部をさらに備えることを特徴とす
る請求項6に記載の2次元の色度分割を用いる色処理装
置。
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