WO2009101802A1 - カラーマネージメントモジュール、カラーマネージメント装置、集積回路、表示装置、及びカラーマネージメント方法 - Google Patents

カラーマネージメントモジュール、カラーマネージメント装置、集積回路、表示装置、及びカラーマネージメント方法 Download PDF

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signal
image signal
color management
converter
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PCT/JP2009/000548
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Keizo Matsumoto
Masanobu Inoe
Hisakazu Hitomi
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Panasonic Corporation
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    • G09G2340/00—Aspects of display data processing
    • G09G2340/06—Colour space transformation

Definitions

  • the present invention relates to a color management module, a color management device, an integrated circuit, a display device, and a color management method that perform color management such as color conversion, color correction, and color gamut conversion of an input image signal.
  • the present invention relates to a multi-dimensional lookup table that performs color management processing in real time according to the characteristics of an input image signal.
  • color signals are converted to different color spaces, converted to different color gamuts, hue, saturation, brightness, etc. for specific colors individually Has changed.
  • color management processing is performed using a three-dimensional lookup table (Look Up Table, hereinafter referred to as LUT).
  • FIG. 14 shows a color conversion device disclosed in Patent Document 1.
  • the color conversion apparatus includes an input device 9000, a color conversion unit 9001, and an output device 9007.
  • the color conversion unit 9001 includes a three-dimensional LUT calculation unit 9002, a matrix calculation unit 9003 whose matrix coefficients are variable, and a one-dimensional LUT calculation unit 9004, 9005, 9006.
  • a three-dimensional LUT calculation unit 9002 receives a signal from the input device 9000 and calculates a signal from the input device 9000 using the three-dimensional LUT.
  • the matrix calculation unit 9003 performs matrix calculation on the output of the three-dimensional LUT calculation unit 9002.
  • the one-dimensional LUT calculation units 9004, 9005, and 9006 calculate the output of the matrix calculation unit 9003 using the one-dimensional LUT. Outputs of the one-dimensional LUT calculation units 9004, 9005, and 9006 are supplied to an output device 9007.
  • the color conversion unit 9001 uses a plurality of matrix coefficients corresponding to various color conversion processes. In this way, it is possible to support each color conversion processing mode without changing the three-dimensional LUT. In this color conversion unit 9001, the three-dimensional LUT calculation unit 9002 is fixed, and the normal color conversion mode change is performed by changing the matrix coefficient of the matrix calculation unit 9003 and the LUT contents of the one-dimensional LUT calculation units 9004, 9005, and 9006. This can be dealt with by changing.
  • FIG. 15 shows an example of the color conversion device disclosed in Patent Document 2.
  • the color conversion apparatus includes a first image signal converter 9102, a color corrector 9103, a second image signal converter 9104, and a two-dimensional LUT storage 9105.
  • the first image signal converter 9102 converts the input image signal 9101 into hue, brightness, and saturation variables using predetermined formulas.
  • the color corrector 9103 corrects the hue, lightness, and saturation variables converted from the input image signal by the first image signal converter 9102.
  • the color corrector 9103 uses a two-dimensional LUT that is a combination of two variables of hue, lightness, and saturation created in advance and held in the two-dimensional LUT storage 9105.
  • the second image signal converter 9104 generates an output image signal 9106 using the second predetermined formula for the hue, brightness, and saturation after color correction, which are the outputs of the color corrector 9103.
  • Such a configuration is also suitable for real-time processing without reducing the calculation processing speed.
  • the color conversion device 9001 shown in Patent Document 1 is intended to realize low-cost conversion with limited saturation and lightness and correction according to the media and print mode.
  • the three-dimensional LUT is a fixed LUT.
  • the conversion characteristic becomes a linear characteristic, and the degree of freedom of color conversion is limited within a certain range.
  • high-accuracy color conversion processing such as color conversion processing that converts only specific brightness or specific saturation color of a specific hue into a different hue or saturation lightness color, or gamut conversion with nonlinear characteristics I can't do it.
  • the present invention enables more accurate color management (color conversion, color correction, color gamut conversion, etc.) in view of problems with conventional apparatuses and methods.
  • the color management module includes: a first color converter that converts color information of an input image signal; an interpolator that combines the output of the first color converter and the input image signal to generate a combined image signal; A second color converter that converts and outputs the color information of the signal.
  • the color management module also includes a first first color converter that converts color information of the input image signal, a third color converter that converts color information of the input image signal, and a first color converter. Are combined with an image signal of the output of the third color converter and the output of the third color converter to generate a composite image signal, and a color converter that converts and outputs the color information of the composite image signal.
  • the color management device includes the color management module described above.
  • the integrated circuit includes the color management module described above.
  • the display device includes the above-described color management module and a display device that displays an image signal from the second color converter.
  • the color management method includes a first color conversion step for converting color information of an input image signal, and an image signal converted in the first color conversion step and an input image signal to generate a combined image signal.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a color management module according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 2 is a conceptual diagram illustrating the color space and grid points of the three-dimensional LUT converter.
  • FIG. 3 is a conceptual diagram illustrating a three-dimensional interpolation operation in the three-dimensional LUT converter.
  • FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of the three-dimensional LUT converter.
  • FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of the HSV color corrector.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an example of an interpolation control method when the video scene changes greatly.
  • FIG. 7 is a block diagram showing the configuration of the color management module according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a color management module according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 2 is a conceptual diagram illustrating the color space and grid points of the three-dimensional LUT converter.
  • FIG. 3 is a conceptual diagram
  • FIG. 8 is a diagram for explaining an example of an interpolation control method at the time of LUT rewriting.
  • FIG. 9 is a block diagram illustrating the configuration of the color management module according to the third embodiment.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating an example of a specific interpolation method of the interpolator according to the third embodiment.
  • FIG. 11 is a diagram showing a color management apparatus according to Embodiment 4 of the present invention.
  • FIG. 12 is a diagram showing an integrated circuit according to the fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a diagram showing a display device according to Embodiment 4 of the present invention.
  • FIG. 14 is a block diagram showing a schematic configuration of a conventional example.
  • FIG. 15 is a block diagram showing a schematic configuration of another conventional example.
  • First color converter (3D LUT converter) 12 Interpolator 13 Second color converter (HSV color corrector) 14 Image feature detector 15 Image adaptive interlock controller 71 Image adaptive interlock controller 72 LUT controller 911 Third color converter (three-dimensional LUT converter) 1301 Color space converter 1302V Lightness correction processor 1302S Saturation correction processor 1302H Hue correction processor 1304 HSV correction controller 1303 Color space inverse converter 3001 Color management module 3002 Display device 3100 Color management device 3200 Integrated circuit 3300 Display device
  • the module is a group of elements collected for realizing a certain function, and in the present invention, means a set of components for realizing a target color management process. Actually, this corresponds to a circuit block or the like that realizes the configuration of the present invention in an electronic circuit or an integrated circuit.
  • each processing unit is a functional block constituting hardware will be described as an example, but the same processing can be performed by software.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a color management module according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the color management module in FIG. 1 includes a three-dimensional LUT converter 11 that is a first color converter, an interpolator 12, an HSV color corrector 13 that is a second color converter, an image feature detector 14, and image adaptation.
  • An interlock controller 15 is provided.
  • An RGB input image signal 100 red signal 100R, green signal 100G, blue signal 100B
  • an RGB output image signal 130 red signal 130R, green signal
  • LUT is a lookup table.
  • 3D LUT refers to a 3D lookup table.
  • the three-dimensional LUT converter 11 is an example of a multidimensional lookup table.
  • the first color converter has a multidimensional lookup table.
  • a lookup table is a correspondence table used for reference or conversion used to calculate an output value for an input value, and is used to obtain a calculated value for the input value in the domain. .
  • the color management module uses this calculated value to determine the final output value.
  • the lookup table is also referred to as LUT.
  • the input image signal 100 includes not only a still image but also a video signal such as a moving image.
  • FIG. 2 is a conceptual diagram illustrating the color space and grid points of the three-dimensional LUT converter 11.
  • the axis 21 indicates a red signal
  • the axis 22 indicates a green signal
  • the axis 23 indicates a blue signal.
  • the three-dimensional LUT converter 11 defines a predetermined three-dimensional color space for the input image signal 100 in the RGB format as shown in FIG.
  • the three-dimensional LUT converter 11 sets the converted values (profile data) on the respective grid points of the unit cube obtained by equally dividing the axes 21, 22, and 23 of this color space at predetermined intervals.
  • the cubes 25, 26, 27, and 28 are examples of the equally divided unit cubes. In the following description, it is assumed that the equal parts are equivalent to X pieces.
  • An arrow 24 indicates one unit when divided into X pieces.
  • the input image signal 100 in RGB format is represented by digital data composed of a plurality of bits.
  • the three-dimensional LUT converter 11 selects, from the upper bits of the input image signal 100, which unit cube of the cubes of X obtained by equally dividing the axes 21, 22, and 23 into X, and the input image It operates so as to calculate the converted value from the lower bits of the signal 100 by three-dimensional interpolation (described later).
  • FIG. 3 is an enlarged view of an example of the R signal of the 1 unit cube of FIG.
  • the R signal of one unit cube there are eight lattice point data R000 to R111 and lsbR, lsbG, and lsbB which are lower bits of the input image signal 100.
  • the three-dimensional LUT converter 11 performs first-order, second-order and third-order interpolation operations in order from the lattice point data R000 to R111 and lsbR, lsbG, and lsbB, and finally calculates the value of Rabcd. Operate.
  • the secondary interpolation calculation uses the primary interpolation calculation result to calculate (Equation 2) to calculate Rab and Rcd.
  • Rabcd is calculated by calculating (Equation 3) as a cubic interpolation operation.
  • FIG. 4 shows an example of the basic configuration of the three-dimensional LUT converter 11 that performs such an operation.
  • the three-dimensional LUT converter 11 includes a pre-processing & bit divider 1101, an R signal read controller 1102R, a G signal read controller 1102G, a B signal read controller 1102B, an R-LUT 1103R, a G-LUT 1103G, and a B-LUT 1103B, R.
  • the same signals as those in FIG. 1 are given the same signal names and the same reference numerals.
  • a 14-bit RGB format image signal is input as the input image signal 100 (red signal 100R, green signal 100G, and blue signal 100B), and the pre-processing & bit divider 1101 performs limiter, normalization processing, and bit division. Pre-processing such as processing is performed to obtain 16-bit data.
  • the pre-stage processing & bit divider 1101 divides the 16-bit data into upper 5 bits (red signal 102R, green signal 102G, blue signal 102B) and lower 11 bits (red signal 101R, green signal 101G, blue signal 101B). .
  • the R signal read controller 1102R, the G signal read controller 1102G, and the B signal read controller 1102B capture the upper 5 bits (red signal 102R, green signal 102G, and blue signal 102B), respectively. Then, the R signal read controller 1102R determines the read address 103R of the corresponding three-dimensional LUT, the G signal read controller 1102G determines the read address 103G of the corresponding three-dimensional LUT, and the B signal read controller 1102B. Determines the read address 103B of the corresponding three-dimensional LUT.
  • the R-LUT 1103R receives the read address 103R and outputs data (profile data) 104R corresponding to the read address 103R.
  • the G-LUT 1103G receives the read address 103G and outputs data (profile data) 104G corresponding to the read address 103G.
  • the B-LUT 1103B receives the read address 103G and outputs data (profile data) 104G corresponding to the read address 103B.
  • the data (profile data) 104R is read into the R-3D interpolation processor 1104R.
  • the data (profile data) 104G is read into the G-3D interpolation processor 1104G.
  • the data (profile data) 104B is read into the B-3D interpolation processor 1104B.
  • the lower 11 bits (red signal 101R, green signal 101G, and blue signal 101B) are input to R-3D interpolation processor 1104R, G-3D interpolation processor 1104G, and B-3D interpolation processor 1104B, respectively.
  • the R-3D interpolation processor 1104R uses the red signal 101R as the interpolation coefficient for the primary interpolation and performs the above-described interpolation processing with each grid point data read from the R-LUT 1103R.
  • the conversion process is performed.
  • the G-3D interpolation processor 1104G uses the green signal 101G as a second-order interpolation coefficient, and performs the above-described interpolation processing with each grid point data read from the G-LUT 1103G.
  • the conversion process is performed.
  • the B-3D interpolation processor 1104R performs the above-described interpolation processing with each grid point data read from the B-LUT 1103B using the blue signal 101B as a third-order interpolation coefficient. To perform the conversion process
  • the fraction “X” (the number dividing each axis in FIG. 2) must be increased. Then, a huge amount of profile data is required, and it is generally difficult to rewrite (update, change, etc.) the LUT in real time while displaying a moving image. Therefore, when the LUT is rewritten, it is usually performed while the image display is stopped.
  • the interpolator 12 generates an image between the input image signal 100 (red signal 100R, green signal 100G, blue signal 100B) and the output signal (red signal 110R, green signal 110G, blue signal 110B) of the three-dimensional LUT converter 11.
  • interpolation processing is performed for each of RGB to perform weighting processing. That is, the interpolator 12 receives the input image signal 100 (red signal 100R, green signal 100G, blue signal 100B) and the output signal (red signal 110R, green signal 110G) of the three-dimensional LUT converter 11 as the first color converter. , And the blue signal 110B) at an arbitrary ratio to generate a composite image signal.
  • the interpolator 12 receives the input image signal 100 (red signal 100R, green signal 100G, and blue signal 100B) bypassing the three-dimensional LUT converter 11 and the signal (red signal 110R, green signal) from the three-dimensional LUT converter 11.
  • the same delay processing as that of the three-dimensional LUT converter 11 is internally performed on the input image signal 100.
  • the HSV color corrector 13 shown in FIG. 5 inputs RGB color signals (red signal 120R, green signal 120G, and blue signal 120B) that are synthesized image signals synthesized by the interpolator 12.
  • the color space converter 1301 converts the color space of the input RGB color signals (red signal 120R, green signal 120G, blue signal 120B). Specifically, the color signal in the RGB (red, green, blue) format is converted into each signal component (hue signal 121H, saturation signal 121S) of the HSV color signal in the hue, saturation, lightness (Hue, Saturation, Value) format. , Brightness signal 121V).
  • This color space conversion is performed by, for example, an arithmetic expression shown in the following (Equation 4).
  • MAX (R, G, B) is the maximum value among the RGB signals
  • MIN (R, G, B) is the intermediate value among the RGB signals
  • MIN (R, G, B) is This represents the minimum value among the RGB signals.
  • the color space converter 1301 returns each of MAX (R, G, B), MID (R, G, B), MIN (R, R, G) so that the color space inverse converter 1303 returns to the original state. It is determined which of RGB is equivalent to G, B).
  • the brightness correction processor 1302V, saturation correction processor 1302S, and hue correction processor 1302H have the brightness signal 121V, saturation signal, and so on. Correction or the like is performed on the degree signal 121S and the hue signal 121H.
  • the HSV correction controller 1304 receives the HSV control signal 142 (described later) and the HSV system signal from the color space converter 1301 as input, and performs the above association determination. Then, the HSV correction controller 1304 controls the lightness correction processor 1302V, the saturation correction processor 1302S, and the hue correction processor 1302H, respectively, using the lightness control signal 123V, the saturation control signal 123S, and the hue control signal 123H. To instruct the linked correction processing.
  • the color space inverse converter 1303 returns the corrected HSV signal (hue signal 122H, saturation signal 122S, lightness signal 122V) to RGB format signals (red signal 130R, green signal 130G, blue signal 130B). This is a conversion operation opposite to the conversion operation of the color space converter 1301 described above.
  • the image feature detector 14 detects the feature of the input image signal 100.
  • the characteristics of the image signal include, for example, the magnitude of change between successive screens (frame screen, scene) in video data, the signal level of each color, its average value, minimum value, maximum value, etc., and between each color And the like, and the characteristics such as the brightness level of the entire screen or the characteristics obtained by the change or statistical processing on the time axis.
  • the image feature detector 14 detects the feature of the input image signal 100 and supplies the image feature signal 143 to the image adaptive interlocking controller 15.
  • the image adaptive interlocking controller 15 outputs an interpolation control signal 141 and an HSV control signal 142 based on the image feature signal 143 input from the image feature detector 14 and the control information 140 input from the outside. 12 and the HSV color corrector 13 are adaptively controlled.
  • the control information 140 includes color management such as metadata indicating identification information of the input video signal, a desired display color pattern desired by the user, device characteristics of the output device, the surrounding environment where the output device is installed, and the like. These are external factors that affect the conversion characteristics of the module.
  • the three-dimensional LUT converter 11 compares the color gamut of the input image signal 100 to be input and the display color gamut of a device (not shown) connected to the output side of the color management module, for example, a display device. From the relationship, the LUT is rewritten to predetermined profile data when the input image signal 100 is switched. In this way, the three-dimensional LUT converter 11 shares color conversion processing including color gamut conversion.
  • the three-dimensional LUT converter 11 converts, for example, an input image signal 100 in the xvYCC standard format, which is an extended standard for YCrCb signals, so as to correspond to the display color gamut of a display device connected to the output side of the color management module. Process. If the display device supports BT709 but does not support the xvYCC standard having a wider color gamut than BT709, the display device to which an input signal of the xvYCC standard is input is not changed as it is. Is not supported. For this reason, there is a case where the color (extended portion) of a part of the range of the input signal is not correctly clipped (a part of the input signal cannot be correctly supported by the display device). For this reason, the three-dimensional LUT converter 11 performs a process of converting the color gamut of the xvYCC signal into the range of the BT709 color gamut.
  • the display device is a device having a display color gamut wider than BT709
  • the level conversion is performed so that the pre-processing portion of FIG. 4 matches the profile of the post-processing (three-dimensional LUT processing). And so on.
  • the input image signal 100 is a signal having one or more of xvYCC as an extension or a negative region value
  • color management processing is performed according to a profile corresponding to the color gamut of the display device. Is possible.
  • an appropriate image still image, video
  • the HSV color corrector 13 determines the image quality according to the setting of the image quality adjustment function of the display device, the user's preference, the ambient light condition where the display device is installed, the characteristics of the input image, and the like. Shares color signal processing mainly for adjustment.
  • the image quality adjustment here refers to, for example, image quality modes such as a bright and crisp image quality mode, an image quality mode that is optimal for movie sources, and an image quality mode that is not too bright and does not impose a burden on the eyes.
  • the color correction is limited to the memory color.
  • the color signal processing performed by the HSV color corrector 13 does not require rewriting a large amount of LUT data, and can be realized by a signal processing circuit only by adjusting control parameters. Therefore, real-time control is possible.
  • the three-dimensional LUT converter 11 is subjected to static processing such as color conversion processing such as color gamut conversion, and the HSV color corrector 13 has real-time characteristics.
  • the required dynamic processing is performed.
  • an interpolator 12 is provided after color management processing (hereinafter referred to as CMS processing) such as color conversion and color correction by the three-dimensional LUT converter 11, and the input image signal 100 and the three-dimensional LUT converter 11 It is also possible to dynamically adjust the interpolation effect of the output RGB signals (red signal 110R, green signal 110G, and blue signal 110B) and freely adjust the processing effect of the CMS processing by three-dimensional LUT conversion.
  • CMS processing color management processing
  • RGB signals red signal 110R, green signal 110G, and blue signal 110B
  • the adjustment of the interpolation coefficient of the interpolator 12 is dynamically changed according to the interpolation control signal 141 determined by the image adaptive interlocking controller 15 based on the control information 140 and the image feature signal 143 from the outside. be able to. In this case, it is possible to perform color conversion with higher accuracy based on image characteristics and external control information.
  • the interpolator 12 converts the signal subjected to the CMS processing according to the display device by the three-dimensional LUT converter 11 into the HSV color correction in the subsequent stage. Output to the device 13.
  • the display color gamut of the display device supports only BT709 and the input image signal is a signal corresponding to the BT709 standard
  • the input image signal bypassing the three-dimensional LUT converter is output to the subsequent stage as it is. You can also
  • the interpolator 12 can be controlled in conjunction with the HSV color corrector 13 located at the subsequent stage.
  • the image adaptive interlocking controller 15 associates and controls the interpolation control signal 141 output to the interpolator 12 and the HSV control signal 142 output to the HSV color corrector 13, thereby performing more color conversion. It becomes possible to carry out with high precision.
  • the image adaptive interlocking controller 15 performs preferable color conversion interlocking control according to the image characteristics and the control signal 140 from the outside as described above. Hereinafter, a control example of the image adaptive interlocking controller 15 will be further described.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an example of an interpolation control method when the video scene changes greatly.
  • the horizontal axis 61 represents time
  • the vertical axis 60 represents an interpolation coefficient (unit:%).
  • a solid line 62 indicates a CMS and HSV processing system
  • a dotted line 63 indicates a bypass and HSV processing system.
  • the interpolation control 141 for the interpolator 12 controls the interpolation coefficient after the scene change 64 as shown in FIG.
  • the period 65 is a scene change adjustment period. In this way, when the color correction by the CMS process has a bias, when the scene changes to an image in which the bias greatly affects, the processing effect seems to have a great influence on the appearance. Can be reduced. In this way, it is possible to reduce a sense of incongruity when the scene changes.
  • the image feature detector 14 detects not only a scene change but also a signal level and an appearance frequency of each color component of RGB. Then, the degree of influence in the profile data of the currently set three-dimensional LUT conversion is determined. Actually, when a profile having a strong bias with respect to a specific color component is set, the degree of influence on the processing effect can be determined by such a method. Therefore, when the scene is changed to a scene having a large influence, the degree of weakening the influence of the CMS processing is increased (largely weakened) as shown in FIG. You should try to reduce it (do not weaken it too much).
  • the image feature detector 14 detects at least one of the signal level and the appearance frequency of the color information of the input image signal 100.
  • the image adaptive interlocking controller 15 controls the interpolator 12 when at least one of the signal level and the appearance frequency is within a predetermined range.
  • the composition ratio of the input image signal 100 converted by the three-dimensional LUT converter 11 that is the first color converter is weakened.
  • control information 140 it is possible to detect illuminance information around the display device connected to the output side of the color management module of the present invention as control information 140 with a sensor or the like (not shown). By doing so, it is possible to adaptively control the interpolation coefficient and the control content of the HSV color correction process according to the illuminance. For example, when the illuminance is low and dark, in the case of a profile in which the color is controlled in the direction of darkening in the CMS processing by the three-dimensional LUT converter 11, the interpolation coefficient is lowered to reduce the CMS effect. The weakening control is executed.
  • control for enhancing brightness and saturation is executed in the HSV color correction process as necessary.
  • the input image signal 100 is subjected to color management processing with higher accuracy, so that the visibility on the display device can be improved and the difference in color can be easily recognized.
  • the B signal among the R, G, and B color components is compensated so as to compensate for the Purkinje phenomenon, which is the visual characteristic of the human eye in darkness. It is also possible to perform hue control of HSV color correction processing in a direction that emphasizes and suppresses the R signal. That is, when the illuminance is in a predetermined range, the image adaptive interlock controller 15 performs control to increase the blue signal 100B that is the blue component of the input image signal 100 and weaken the red signal 100R that is the red component. As a result, higher quality color management processing is realized.
  • the interpolation coefficient is increased to enhance the CMS processing effect so that the effect is obtained even under bright conditions, and the brightness and saturation are enhanced in the HSV color correction processing. can do.
  • the interpolation coefficient and the control content of the HSV color correction process can be adaptively controlled based on other light information.
  • a sensor or the like detects the color (for example, illumination color) of ambient light where the display device is installed, and is controlled in consideration that the color displayed on the display device is affected by the illumination color. . By doing so, it is possible to perform color management processing that further considers the state actually viewed by the user. In addition, color management processing can be similarly performed using the color temperature of light.
  • the control information 140 may include information on external light.
  • the interpolation control described above performs weighted interpolation between the processing result of the CMS processing of the three-dimensional LUT converter 11 and the signal without processing, and thus can be used for adjusting the intensity of the processing effect.
  • the interpolation coefficient By allowing the user to arbitrarily adjust the interpolation coefficient, it can be used as a simple intensity adjustment function for CMS processing by the three-dimensional LUT converter 11. You can also.
  • the CMS processing by the three-dimensional LUT converter 11 and the interpolation coefficient for the interpolator 12 of the system bypassing the CMS processing are linked with the color signal processing parameters in the HSV color corrector 13 at the subsequent stage.
  • the adjustment of the processing effect of the CMS processing by the three-dimensional LUT and the color image quality adjustment can be linked and controlled seamlessly in real time.
  • the color conversion processing is performed in the order described, and the CMS processing of the three-dimensional LUT converter 11 mainly shares the color gamut conversion processing, and the HSV color corrector 13 mainly shares the image quality adjustment processing. Color gamut conversion and image quality adjustment can be realized effectively and easily for signals.
  • the image signals between the three-dimensional LUT converter 11, the interpolator 12, and the HSV color corrector 13 have been described as RGB signals, but the present invention is not limited to this. .
  • processing is performed in a hue, saturation, and lightness (HSV) color space at all stages, it is also possible to perform processing using an HSV color space signal.
  • HSV hue, saturation, and lightness
  • FIG. 7 is a block diagram showing the configuration of the color management module according to Embodiment 2 of the present invention.
  • the color management module shown in FIG. 7 is different from the color management module shown in FIG. 1 in that an LUT controller 72 is added in FIG. 7 and the internal operation of the image adaptive interlocking controller 71 is changed. Is a point.
  • the LUT controller 72 and the image adaptive interlock controller 71 will be mainly described. Since the other points are the same as those of the color management module shown in FIG. 1, the same portions are denoted by the same reference numerals and detailed description thereof is omitted.
  • the LUT controller 72 controls rewriting of the LUT data of the three-dimensional LUT converter 11.
  • the grid point for each color has (X + 1) cubed data. . Therefore, since this is in each of RGB, the data amount of the LUT data is three times as large as (X + 1) to the third power.
  • the memory space of the RAM in the three-dimensional LUT converter 11 in eight space units corresponding to eight vertices of a cube for each color.
  • the LUT controller 72 performs memory control on the total 24 memory spaces so as to obtain predetermined grid point data, and controls writing to the RAM.
  • the operation is as follows.
  • the interpolator 12 switches between the input image signal 100 and the signal output from the three-dimensional LUT converter 11 according to a predetermined time constant.
  • the input image signal 100 in this case is a signal that does not pass through the three-dimensional LUT converter 11 and passes through the bypass path.
  • the LUT controller 72 causes the three-dimensional LUT converter 11 to rewrite the LUT data. Thereafter, the interpolator 12 performs processing for returning the CMS processing signal to 100%.
  • the LUT can be rewritten without stopping the image display during the image display while reducing the sense of discomfort.
  • the interlock control operation by the image adaptive interlock controller 71 will be described with reference to FIG.
  • the illuminance data in the control information 140 input from outside changes greatly during image display.
  • the LUT data since the LUT data has a relatively large amount of data, rewriting of the LUT data during operation is interrupted, delayed, missing, or disturbed in the output image signal. May occur.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating an example of an interpolation control method at the time of LUT rewriting.
  • the vertical axis 80 indicates an interpolation coefficient (unit:%)
  • the horizontal axis 81 indicates time. It can be said that the interpolation coefficient “k” indicates the ratio of CMS processing.
  • a solid line 82 indicates a system of CMS and normal processing, and a dotted line 83 indicates a system of bypass & alternative correction processing (substitution correction processing will be described later).
  • the solid line 82 indicating the CMS and normal processing system is controlled by the interpolation coefficient “k” from the state where the influence level of the output signal of the three-dimensional LUT converter 11 is 100 (the interpolation coefficient “k” is “100”). To “0”.
  • the dotted line 83 indicating the bypass and alternative correction processing system is 100 because it is an interpolation coefficient of (100 ⁇ k).
  • the period during which this state continues is the LUT rewrite period 85.
  • the LUT controller 72 rewrites the LUT data.
  • the weight of the output signal of the three-dimensional LUT converter 11 is returned to 100 by the reverse operation. In this way, LUT data can be rewritten without stopping image display.
  • the control method for the interpolation coefficient “k” from “100” to “0” and the control from “0” to “100” are substantially the same control method. Not what you want.
  • the rate of change of the interpolation coefficient “k” from “0” to “100” is made slower than the rate of change from “100” to “0”, or depending on the type of feature detected by the image feature detection means 14.
  • the rate of change of the interpolation coefficient “k” may be changed. Further, it is not always necessary to set the interpolation coefficient “k” to “0” or “100”, and an intermediate value, for example, the interpolation coefficient “k” may be changed in the range of “100” to “50”. Is possible.
  • the LUT controller 72 may control not only rewriting of all LUT data (grid point data) but also control of rewriting only an arbitrary part. In this case, since it is possible to cope with data rewriting of only a part of the LUT data, the LUT data rewriting time is relatively short, and the CMS processing can be changed at a higher speed.
  • the part of the LUT data may be fixed, or the part may be changed as necessary.
  • the optimum rewrite portion (the portion that needs to be changed) is specified by the control signal supplied from the image adaptive interlocking controller 71 to the LUT controller 72. The LUT controller 72 rewrites the data.
  • the processing by the HSV color corrector 13 can be changed at the same time. While the LUT controller 72 rewrites (updates) the LUT data, the HSV color corrector 13 processes an input signal that has not been subjected to CMS processing, that is, the input image signal 100 itself. Therefore, in the HSV color corrector 13, in addition to the correction processing (hereinafter referred to as normal correction processing) performed in the case of the CMS processing by the normal three-dimensional LUT converter 11, an alternative correction processing is further added.
  • the alternative correction process is a conversion process in a hue, saturation, and lightness space that approximates a CMS process corresponding to the middle before and after changing the three-dimensional LUT.
  • the interpolator 12 receives the three-dimensional LUT converter 11 (the image signal input from the first color conversion and the image signal input thereto). It is possible to perform smoother and higher-accuracy color conversion by changing the composition ratio of the signal (decrease the signal ratio from the three-dimensional LUT).
  • the time period is determined based on video characteristics of the input image signal (for example, video frame rate, video content signal, etc.). It is also possible to change by.
  • FIG. 9 is a block diagram illustrating the configuration of the color management module according to the third embodiment.
  • the difference between the third embodiment and the second embodiment is that a three-dimensional LUT converter 911 is newly added and that the control by the LUT controller 72 is performed only by the LUT of the three-dimensional LUT converter 11.
  • the LUT of the three-dimensional LUT converter 911 is also controlled.
  • the three-dimensional LUT converter 911 is an example of a third color converter.
  • the input image signal 100 is input to the three-dimensional LUT converter 11 and the three-dimensional LUT converter 911.
  • the three-dimensional LUT converter 11 and the three-dimensional LUT converter 911 respectively perform color conversion processing set by the LUT.
  • the image signals processed by the three-dimensional LUT converter 11 and the three-dimensional LUT converter 911 are output to the interpolator 12.
  • the input is performed according to the control content determined by the image adaptive interlocking controller 71 based on the external control signal 140 and the image feature signal 143 by the image feature detector 14. These two color signals are combined at an arbitrary ratio.
  • FIG. 10 An example of a specific interpolation method of the interpolator 12 is shown in FIG.
  • the vertical axis indicates the interpolation coefficient (unit:%), and the horizontal axis indicates time.
  • the interpolation method shown in FIG. 10 starts from a state in which the color signal from the three-dimensional LUT converter 11 is 100% selected by the interpolator 12.
  • the image adaptive interlocking controller 71 decides to change the processing content of the color conversion process based on the control signal 140 or the image feature signal 143, it instructs the LUT controller 72 to change the LUT data.
  • the LUT controller 72 receives an instruction to change the LUT data, the LUT controller 72 performs an operation of changing the LUT data of the three-dimensional LUT converter 911.
  • the interpolator 12 is in a state where the color signal from the three-dimensional LUT converter 11 is 100% interpolated, and the color signal from the three-dimensional LUT converter 911 is the color output by the interpolator 12.
  • the signal 120 is not affected. Therefore, even if the LUT controller 72 changes the LUT data of the three-dimensional LUT converter 911, the color signal 120 is not adversely affected.
  • the image adaptive interlocking controller 71 When the LUT controller 72 rewrites the LUT data of the three-dimensional LUT converter 911, the image adaptive interlocking controller 71 outputs an interpolation control signal 141 for changing the interpolation coefficient to the interpolator 12.
  • the interpolator 12 changes the interior coefficient according to the interpolation control signal 141.
  • the ratio of the color signals output from the three-dimensional LUT converter 11 decreases as shown in FIG. 10, and the ratio of the color signals output from the three-dimensional LUT converter 911 becomes time. It grows with. As a result, finally, the interpolation coefficient of the color signal from the three-dimensional LUT converter 911 becomes 100%.
  • the adaptive image interlocking controller 71 since any color signal input to the interpolator 12 is subjected to color conversion processing by the three-dimensional LUT converter 11 or the three-dimensional LUT converter 911, the adaptive image interlocking controller 71 performs color conversion. More accurate color conversion processing can be maintained even during a period when the conversion processing is changed.
  • the interpolation coefficient is described as changing the color signal from the 3D LUT converter 11 and the 3D LUT converter 911 between 100% and 0%.
  • the present invention is not limited to this.
  • one may be used as a basic color conversion process, a predetermined color conversion process is always performed, and the correspondence may be used as a difference color conversion process.
  • the degree of influence of the difference color conversion processing may be changed by the interpolator 12 according to the interpolation control signal 141.
  • the amount of data used by the three-dimensional LUT converter 11 and the three-dimensional LUT converter 911 (the degree of equality of the grid data in FIG. 2) is not necessarily the same.
  • One may be LUT data in which the entire color space is equally divided and color conversion processing is performed by the LUT, and the other is LUT data for setting a specific area (for example, an area close to skin color) more precisely.
  • the image feature detector 14 detects a color signal in which a person's skin is projected
  • the image adaptive interlocking controller 71 performs a color conversion process of the skin color area on the interpolator 12 more precisely. Therefore, the interpolation coefficient may be relatively increased. In this case, it is possible to perform color conversion processing with higher accuracy for a specific color region.
  • a method other than the three-dimensional LUT converter 11 may be used as the first color conversion shown in the first to third embodiments.
  • the contents to be CMS processed can be easily expressed by a non-linear function or the like, the amount of memory can be reduced as compared with the LUT, and the change of the contents of the conversion process is further simplified.
  • the three-dimensional LUT converter 11 is shown as the first color converter.
  • this is not limited to the three-dimensional LUT, and other LUT converters are used.
  • it can be realized as well.
  • a two-dimensional LUT converter of any two variables for example, hue and saturation, hue and illuminance, saturation and illuminance is used.
  • the first color converter and the second color converter share the part that performs dynamic color conversion and the part that performs static color conversion, thereby realizing more real-time color management. Is possible.
  • the input image signal 100 and the output image signal 130 have been described using RGB format signals, but the present invention is not limited to this.
  • the present invention can also be realized with color signals other than RGB format signals.
  • Embodiment 4 In Embodiments 1 to 3, the color management module has been described. However, the present invention can be realized by a method other than the module.
  • the processing units shown in FIGS. 1, 7, 9 and the like can be realized by an electronic circuit of a functional unit and realized as an integrated circuit or device as hardware.
  • a display device such as a liquid crystal display, a plasma display, an EL display, or an LED display is provided on the output side of the first to third embodiments, and can be realized as a part of the display device.
  • the first color converter or the second color converter can perform more appropriate display by performing color management processing according to the characteristics of the connected display device.
  • FIGS. 11 shows the color management apparatus of the present invention
  • FIG. 12 shows the integrated circuit of the present invention
  • FIG. 13 shows the display apparatus of the present invention.
  • the color management device 3100 includes a color management module 3001.
  • the color management module 3001 is the same as the color management module shown in the first to third embodiments.
  • the input image signal 100 and the output image signal 130 are the same as the input image signal 100 and the output image signal 130 described in the first to third embodiments, respectively.
  • the integrated circuit 3200 includes a color management module 3001.
  • the color management module 3001 is the same as the color management module shown in the first to third embodiments.
  • the input image signal 100 and the output image signal 130 are the same as the input image signal 100 and the output image signal 130 described in the first to third embodiments, respectively.
  • the display device 3300 includes a color management module 3001 and a display device 3002.
  • the color management module 3001 is the same as the color management module shown in the first to third embodiments.
  • the input image signal 100 and the output image signal 130 are the same as the input image signal 100 and the output image signal 130 described in the first to third embodiments, respectively.
  • the output image signal 130 output from the color management module 3001 is supplied to the display device 3002, and the display device 3002 performs image display and the like.
  • the display device 3002 is a display device such as a liquid crystal display, a plasma display, an EL display, or an LED display.
  • the present invention can be implemented not only as a color management device, an integrated circuit, a display device, etc., but also as a functional unit module constituting a part of these devices and the integrated circuit. Further, the present invention can be similarly implemented as software processing.
  • a color management module, a color management device, an integrated circuit, a display device, a color management method, and a processing method thereof according to the present invention are particularly useful in a color management device using a multidimensional LUT that performs color correction processing of a video display device such as a TV.
  • the present invention is useful when applied to multidimensional color management processing in which color correction processing control is adaptively performed in real time according to image characteristics of an input image signal.

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Abstract

　カラーマネージメントモジュールは、入力された画像信号の色情報を３次元ＬＵＴにより色変換する第１の色変換器と、第１の色変換器で変換された画像信号と入力された画像信号を任意の比率で合成して合成画像信号を生成する内挿器と、合成画像信号の色情報をＨＳＶ空間で色変換して出力する第２の色変換器とを備えている。

Description

カラーマネージメントモジュール、カラーマネージメント装置、集積回路、表示装置、及びカラーマネージメント方法
　本発明は、入力画像信号の色変換、色補正及び色域変換等のカラーマネージメントを行う、カラーマネージメントモジュール、カラーマネージメント装置、集積回路、表示装置、及びカラーマネージメント方法に関する。本発明は、その中で、特に多次元ルックアップテーブルによって入力画像信号の特徴に応じてリアルタイムにカラーマネージメント処理を行うものに関する。
　従来、カラープリンター装置やカラーコピー機、ディスプレイ装置などにおいては、色信号を異なる色空間に変換したり、異なる色域に変換したり、特定の色に対して個別に色相、彩度、明度等を変更している。このような自由度の高い各種のカラーマネージメント処理を正確かつ詳細に行う場合、３次元ルックアップテーブル（Ｌｏｏｋ　Ｕｐ　Ｔａｂｌｅ、以下ＬＵＴと記載する）によるカラーマネージメント処理が行われている。
　しかしながら、メディアや信号ソース、色変換処理モード等に応じて、各々に最適化させるための多数のＬＵＴを備えておくことは、非常に大きなメモリ容量が必要である。そのため、簡易的なＬＵＴやマトリックス計算を併用することなどにより、これらの各種モードに応じた色変換処理を実現する技術が開発されている。
　例えば、特許文献１にその具体例が示されており、図１４は特許文献１に開示されている色変換装置である。図１４において、色変換装置は、入力装置９０００、色変換部９００１、出力装置９００７を備えている。色変換部９００１は、３次元ＬＵＴ計算部９００２、マトリックス係数が可変であるマトリックス計算部９００３、１次元ＬＵＴ計算部９００４、９００５、９００６を備えている。３次元ＬＵＴ計算部９００２は入力装置９０００からの信号を受けて、３次元ＬＵＴを使用して入力装置９０００からの信号を計算する。マトリックス計算部９００３は、３次元ＬＵＴ計算部９００２の出力をマトリックス計算する。１次元ＬＵＴ計算部９００４、９００５、９００６は、１次元ＬＵＴを使用して、マトリックス計算部９００３の出力を計算する。１次元ＬＵＴ計算部９００４、９００５、９００６の出力は、出力装置９００７に供給される。色変換部９００１は、各種色変換処理に応じた複数のマトリックス係数を用いている。このようにすることで３次元ＬＵＴを変更することなく、各色変換処理モードに対応することが可能である。この色変換部９００１では、３次元ＬＵＴ計算部９００２は固定であり、通常の色変換モードの変更等は、マトリックス計算部９００３のマトリックス係数と、１次元ＬＵＴ計算部９００４、９００５、９００６のＬＵＴ内容とを変更することにより対応される。
　ところで、３次元ＬＵＴによるカラーマネージメントシステムをディスプレイ装置に応用する場合、色変換処理モードや信号ソースに応じて複数のＬＵＴをもつことは、非常に大きなメモリ容量を必要とする。さらに、大きなメモリ容量を要する３次元ＬＵＴのデータを書き換えるには、長い書き換え処理時間を必要とするため、動画像表示中にリアルタイムでの処理には適さない。
　そこで、この課題に鑑みた色変換装置も提案されている。図１５は、その例であり、特許文献２に開示されている色変換装置である。図１５において、色変換装置は、第１の画像信号変換器９１０２、色補正器９１０３、第２の画像信号変換器９１０４、２次元ＬＵＴ格納器９１０５を備えている。第１の画像信号変換器９１０２は、入力画像信号９１０１を所定の式を用いて色相、明度、彩度の各変数に変換する。色補正器９１０３は、第１の画像信号変換器９１０２が入力画像信号から変換した色相、明度、彩度の変数を色補正する。色補正器９１０３は、色補正する際に、２次元ＬＵＴ格納器９１０５に保持されている予め作成された色相、明度、彩度のうちの２つの変数を組み合わせた２次元ＬＵＴが用いる。第２の画像信号変換器９１０４は、色補正器９１０３の出力である色補正後の色相、明度、彩度に対して第２の所定の式を用いて、出力画像信号９１０６を生成する。このような構成は、演算処理速度を落とすことなくリアルタイム処理にも適する。
　しかしながら、特許文献１に示した色変換装置９００１は、彩度や明度の限定された変換や、メディアや印字モードに応じた補正をローコストに実現することを目的としている。そうして、３次元ＬＵＴは固定のＬＵＴである。このため、マトリックス係数の可変による色変換処理の調整のみでは、変換特性も線形な特性となり、色変換の自由度も一定の範囲内に制限されてしまう。その結果、特定色相の特定明度や特定彩度の色のみを異なる色相や彩度明度の色に変換するような色変換処理や、非線形特性での色域変換といった、高精度な色変換処理を行うことは出来ない。
　また、特許文献２に示した色変換装置および色変換方法の場合は、リアルタイム処理は可能であるが、使用するＬＵＴが２次元であり、またＬＵＴの更新が適切に行われない。そのため高精度な色変換処理を行うことが出来ない。
特開２００１－２０３９０３号公報 特開２００７－１９９７０号公報
　本発明は、従来の装置や方法等での課題に鑑み、更に高精度なカラーマネージメント（色変換、色補正、色域変換等）を可能にする。
　カラーマネージメントモジュールは、入力画像信号の色情報を変換する第１の色変換器と、第１の色変換器の出力と入力画像信号を合成し合成画像信号を生成する内挿器と、合成画像信号の色情報を変換して出力する第２の色変換器とを備える。
　また、カラーマネージメントモジュールは、入力画像信号の色情報を変換する第１の第１の色変換器と、入力画像信号の色情報を変換する第３の色変換器と、第１の色変換器の出力と第３の色変換器の出力との画像信号を合成し、合成画像信号を生成する内挿器と、合成画像信号の色情報を変換して出力する色変換器とを備える。
　カラーマネージメント装置は、上述のカラーマネージメントモジュールを具備する。
　集積回路は、上述のカラーマネージメントモジュールを備える。
　表示装置は、上述のカラーマネージメントモジュールと、第２の色変換器からの画像信号を表示するディスプレイデバイスとを備える。
　カラーマネージメント方法は、入力画像信号の色情報を変換する第１の色変換ステップと、第１の色変換ステップで変換された画像信号と入力された画像信号を合成し合成画像信号を生成する内挿ステップと、合成画像信号の色情報を変換して出力する第２の色変換ステップとを備える。
図１は、本発明の実施の形態１によるカラーマネージメントモジュールの構成を示すブロック図である。 図２は、３次元ＬＵＴ変換器の色空間と格子点を説明する概念図である。 図３は、３次元ＬＵＴ変換器における３次元内挿演算を説明する概念図である。 図４は、３次元ＬＵＴ変換器の構成を示すブロック図である。 図５は、ＨＳＶ色補正器の構成を示すブロック図である。 図６は、映像シーンが大きく変化した場合の内挿制御方法の一例を示す図である。 図７は、本発明の実施の形態２によるカラーマネージメントモジュールの構成を示すブロック図である。 図８は、ＬＵＴ書き換え時における内挿制御方法の一例を説明する図である。 図９は、実施の形態３におけるカラーマネージメントモジュールの構成を示すブロック図である。 図１０は、実施の形態３における内挿器の具体的な内挿方法の一例を示す図である。 図１１は、本発明の実施の形態４におけるカラーマネージメント装置を示す図である。 図１２は、本発明の実施の形態４における集積回路を示す図である。 図１３は、本発明の実施の形態４における表示装置を示す図である。 図１４は、従来例の概略構成を示すブロック図である。 図１５は、他の従来例の概略構成を示すブロック図である。
符号の説明
　１１　　第１の色変換器（３次元ＬＵＴ変換器）
　１２　　内挿器
　１３　　第２の色変換器（ＨＳＶ色補正器）
　１４　　画像特徴検出器
　１５　　画像適応連動制御器
　７１　　画像適応連動制御器
　７２　　ＬＵＴ制御器
　９１１　　第３の色変換器（３次元ＬＵＴ変換器）
　１３０１　　色空間変換器
　１３０２Ｖ　　明度補正処理器
　１３０２Ｓ　　彩度補正処理器
　１３０２Ｈ　　色相補正処理器
　１３０４　　ＨＳＶ補正制御器
　１３０３　　色空間逆変換器
　３００１　　カラーマネージメントモジュール
　３００２　　ディスプレイデバイス
　３１００　　カラーマネージメント装置
　３２００　　集積回路
　３３００　　表示装置
　以下、本発明に係るカラーマネージメントモジュール、集積回路、表示装置、及びカラーマネージメント装置、カラーマネージメント方法、について、図面を参照しながら説明する。なお、モジュールとは、ある機能を実現するために集められた要素のまとまりであり、本発明においては目的とするカラーマネージメント処理を実現するための構成要素の集合を意味する。実際には、電子回路や集積回路において、本発明の構成を実現した回路ブロック等に該当する。以下に示す実施の形態では、各処理器をハードウェアを構成する機能ブロックとした場合を例として説明を行うが、同様の処理をソフトウェアで実施することも可能である。
　（実施の形態１）
　図１は本発明の実施形態１によるカラーマネージメントモジュールの構成を示すブロック図である。図１のカラーマネージメントモジュールは、第１の色変換器である３次元ＬＵＴ変換器１１、内挿器１２、第２の色変換器であるＨＳＶ色補正器１３、画像特徴検出器１４、画像適応連動制御器１５を備えている。入力画像信号１００として、ＲＧＢ形式の入力画像信号１００（赤信号１００Ｒ、緑信号１００Ｇ、青信号１００Ｂ）が入力され、出力信号としてカラーマネージメント処理されたＲＧＢ形式の画像出力信号１３０（赤信号１３０Ｒ、緑信号１３０Ｇ、青信号１３０Ｂ）が出力される。
　ここで、「ＬＵＴ」はルックアップテーブルのことである。「３次元ＬＵＴ」は３次元のルックアップテーブルのことである。３次元ＬＵＴ変換器１１は、多次元ルックアップテーブルの一例である。第１の色変換器は多次元ルックアップテーブルを有する。ルックアップテーブルとは、入力値に対して出力値を算出するために利用される参照又は変換のために用いられる対応表で、定義域での入力値に対して算出値を得るためものである。カラーマネージメントモジュールは、この算出値を利用して最終的な出力値を決定する。以降、ルックアップテーブルをＬＵＴとも記載する。
　また、入力画像信号１００は、静止画だけでなく、動画等の映像信号も含む。
　まず、３次元ＬＵＴ変換器１１の動作について図２、３、４を用いて説明する。図２は、３次元ＬＵＴ変換器１１の色空間と格子点を説明する概念図である。軸２１は赤信号を示し、軸２２は緑信号を示し、軸２３は青信号を示している。３次元ＬＵＴ変換器１１はＲＧＢ形式の入力画像信号１００に対して、図２に示すように所定の３次元色空間を規定する。そうして、３次元ＬＵＴ変換器１１はこの色空間の各軸２１、２２、２３を所定の間隔で等分した単位立方体の各格子点上に変換後の値（プロファイルデータ）をＲＧＢ各々設定する。立方体２５、２６、２７、２８は、その等分された単位立方体の一例である。なお、その等分はＸ個に当分するものとして、以降説明する。矢印２４は、Ｘ個に分割された場合の１単位を示している。
　例えば、ＲＧＢ形式の入力画像信号１００が、複数ビットからなるデジタルデータで示される場合を仮定する。この場合、３次元ＬＵＴ変換器１１は、入力画像信号１００の上位ビットから、各軸２１、２２、２３をＸ等分したＸの３乗個のうちのどの単位立方体かを選択し、入力画像信号１００の下位ビットから３次元内挿（後述）により変換後の値を算出するように動作をする。
　図３は、図２の１単位立方体のＲ信号の一例を拡大した図である。図３に示すように、１単位立方体のＲ信号には、８個の格子点データＲ０００～Ｒ１１１と、入力画像信号１００の下位ビットであるｌｓｂＲ、ｌｓｂＧ、ｌｓｂＢが存在する。３次元ＬＵＴ変換器１１は、格子点データＲ０００～Ｒ１１１と、ｌｓｂＲ、ｌｓｂＧ、ｌｓｂＢとから、順に１次、２次、３次と内挿演算を行い最終的にＲａｂｃｄの値を算出するように動作する。
　具体的には、下位ビットが８ビットの場合の１次の内挿演算は、（数１）の４つの計算を行い、Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃ、Ｒｄが算出される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　次に２次の内挿演算は、１次の内挿演算結果を利用して、（数２）のの計算を行い、Ｒａｂ、Ｒｃｄを算出する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
　最後に、３次内挿演算として、（数３）のを計算して、Ｒａｂｃｄが算出される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
　図４にこのような動作を行う３次元ＬＵＴ変換器１１の基本構成の一例を示す。３次元ＬＵＴ変換器１１は、前段処理＆ビット分割器１１０１、Ｒ信号読出し制御器１１０２Ｒ、Ｇ信号読出し制御器１１０２Ｇ、Ｂ信号読出し制御器１１０２Ｂ、Ｒ－ＬＵＴ１１０３Ｒ、Ｇ－ＬＵＴ１１０３Ｇ、Ｂ－ＬＵＴ１１０３Ｂ、Ｒ－３次元内挿処理器１１０４Ｒ、Ｇ－３次元内挿処理器１１０４Ｇ、Ｂ－３次元内挿処理器１１０４Ｂ、およびＲＧＢ－ＬＵＴ書込み制１１０５御を備えている。図４において、図１と同じ信号は、同じ信号名と同じ参照符号を付けている。この例では、入力画像信号１００（赤信号１００Ｒ、緑信号１００Ｇ、青信号１００Ｂ）として１４ビットのＲＧＢ形式の画像信号が入力され、前段処理＆ビット分割器１１０１はリミッタや正規化処理、ビットの分割処理等の前段処理を施し、１６ビットのデータにする。前段処理＆ビット分割器１１０１は、その１６ビットのデータを、上位５ビット（赤信号１０２Ｒ、緑信号１０２Ｇ、青信号１０２Ｂ）、下位１１ビット（赤信号１０１Ｒ、緑信号１０１Ｇ,青信号１０１Ｂ）に分割する。Ｒ信号読出し制御器１１０２Ｒ、Ｇ信号読出し制御器１１０２Ｇ、Ｂ信号読出し制御器１１０２Ｂは、上位５ビット（赤信号１０２Ｒ、緑信号１０２Ｇ、青信号１０２Ｂ）をそれぞれ取り込む。そうして、Ｒ信号読出し制御器１１０２Ｒは該当する３次元ＬＵＴの読出しアドレス１０３Ｒを決定し、Ｇ信号読出し制御器１１０２Ｇは該当する３次元ＬＵＴの読出しアドレス１０３Ｇを決定し、Ｂ信号読出し制御器１１０２Ｂは該当する３次元ＬＵＴの読出しアドレス１０３Ｂを決定する。Ｒ－ＬＵＴ１１０３Ｒは、読出しアドレス１０３Ｒを受けて、読出しアドレス１０３Ｒに対応するデータ（プロファイルデータ）１０４Ｒを出力する。Ｇ－ＬＵＴ１１０３Ｇは、読出しアドレス１０３Ｇを受けて、読出しアドレス１０３Ｇに対応するデータ（プロファイルデータ）１０４Ｇを出力する。Ｂ－ＬＵＴ１１０３Ｂは、読出しアドレス１０３Ｇを受けて、読出しアドレス１０３Ｂに対応するデータ（プロファイルデータ）１０４Ｇを出力する。データ（プロファイルデータ）１０４Ｒは、Ｒ－３次元内挿処理器１１０４Ｒに読み込まれる。データ（プロファイルデータ）１０４Ｇは、Ｇ－３次元内挿処理器１１０４Ｇに読み込まれる。データ（プロファイルデータ）１０４Ｂは、Ｂ－３次元内挿処理器１１０４Ｂに読み込まれる。
　一方下位１１ビット（赤信号１０１Ｒ、緑信号１０１Ｇ、青信号１０１Ｂ）はそれぞれＲ－３次元内挿処理器１１０４Ｒ、Ｇ－３次元内挿処理器１１０４Ｇ、Ｂ－３次元内挿処理器１１０４Ｂに入力される。Ｒ－３次元内挿処理器１１０４Ｒは、赤信号１０１Ｒを１次内挿の内挿係数として、Ｒ－ＬＵＴ１１０３Ｒから読み出された各格子点データとの間で、上述のような内挿処理を施して、変換処理を行なう。Ｇ－３次元内挿処理器１１０４Ｇは、緑信号１０１Ｇを２次内挿の内挿係数として、Ｇ－ＬＵＴ１１０３Ｇから読み出された各格子点データとの間で、上述のような内挿処理を施して、変換処理を行なう。Ｂ－３次元内挿処理器１１０４Ｒは、青信号１０１Ｂを３次内挿の内挿係数として、Ｂ－ＬＵＴ１１０３Ｂから読み出された各格子点データとの間で、上述のような内挿処理を施して、変換処理を行なう。
　このような３次元ＬＵＴ変換器１１において高精度の色変換を行うためには、等分数「Ｘ」（図２の各軸を分割する数）を大きくしなければならない。そうすると、膨大なデータ量のプロファイルデータが必要になり、ＬＵＴを動画表示中にリアルタイムで書き換える（更新、変更等する）ことは一般に困難なものになってくる。従って、ＬＵＴを書き換える場合は、従来は画像表示停止中に行われることが通常である。
　内挿器１２は、入力画像信号１００（赤信号１００Ｒ、緑信号１００Ｇ、青信号１００Ｂ）と３次元ＬＵＴ変換器１１の出力信号（赤信号１１０Ｒ、緑信号１１０Ｇ、青信号１１０Ｂ）との間で、画像適応連動制御器１５からの内挿制御信号１４１に制御されてＲＧＢ毎に夫々補間処理を行って重み付け処理を行う。即ち、内挿器１２は、入力画像信号１００（赤信号１００Ｒ、緑信号１００Ｇ、青信号１００Ｂ）と第１の色変換器である３次元ＬＵＴ変換器１１の出力信号（赤信号１１０Ｒ、緑信号１１０Ｇ、青信号１１０Ｂ）とを任意の比率で合成し、合成画像信号を生成する。また、内挿器１２は、３次元ＬＵＴ変換器１１をバイパスした入力画像信号１００（赤信号１００Ｒ、緑信号１００Ｇ、青信号１００Ｂ）と、３次元ＬＵＴ変換器１１からの信号（赤信号１１０Ｒ、緑信号１１０Ｇ、青信号１１０Ｂ）との同期を取るため、入力画像信号１００に対して、３次元ＬＵＴ変換器１１と同一の遅延処理を内部で行う。
　次にＨＳＶ色補正器１３について図５を用いて説明する。図５に示すＨＳＶ色補正器１３は、内挿器１２で合成処理された合成画像信号であるＲＧＢ色信号（赤信号１２０Ｒ、緑信号１２０Ｇ、青信号１２０Ｂ）を入力する。まず、色空間変換器１３０１は入力されたＲＧＢ色信号（赤信号１２０Ｒ、緑信号１２０Ｇ、青信号１２０Ｂ）の色空間を変換する。具体的には、ＲＧＢ（赤、緑、青）形式による色信号を、色相、彩度、明度（Ｈｕｅ、Ｓｔａｔｕｒａｔｉｏｎ、Ｖａｌｕｅ）形式によるＨＳＶ色信号の各信号成分（色相信号１２１Ｈ、彩度信号１２１Ｓ、明度信号１２１Ｖ）に変換する。この色空間変換は例えば下記の（数４）に示す演算式によって変換が行われる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
　ここで、ＭＡＸ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）はＲＧＢの各信号のうちの最大値、ＭＩＤ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）はＲＧＢの各信号のうちの中間値、ＭＩＮ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）はＲＧＢの各信号のうちの最小値を表す。
　尚、この変換と同時に色空間変換器１３０１は、色空間逆変換器１３０３で元に戻るように、各々のＭＡＸ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）、ＭＩＤ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）、ＭＩＮ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）がＲＧＢのどれに相当するかを判定する。
　このようにしてＨＳＶ信号（色相信号１２１Ｈ、彩度信号１２１Ｓ、明度信号１２１Ｖ）に変換した後、明度補正処理器１３０２Ｖ、彩度補正処理器１３０２Ｓ、色相補正処理器１３０２Ｈは、明度信号１２１Ｖ、彩度信号１２１Ｓ、色相信号１２１Ｈに対してそれぞれ補正等を行う。
　なお、明度補正処理器１３０２Ｖ、彩度補正処理器１３０２Ｓ、色相補正処理器１３０２Ｈがそれぞれの信号を独立に補正するだけでなく、相互に関連付けて補正を行うのであれば、明度補正処理器１３０２Ｖ、彩度補正処理器１３０２Ｓ、色相補正処理器１３０２Ｈに関連を持たせて制御することで補正も可能である。この場合は、ＨＳＶ補正制御器１３０４がＨＳＶ制御信号１４２（後述）と色空間変換器１３０１からのＨＳＶ系統の信号を入力として上述の関連付けの判断を行う。そうして、ＨＳＶ補正制御器１３０４は、上述の明度補正処理器１３０２Ｖ、彩度補正処理器１３０２Ｓ、色相補正処理器１３０２Ｈをそれぞれ明度制御信号１２３Ｖ、彩度制御信号１２３Ｓ、色相制御信号１２３Ｈにより制御して連携した補正処理を指示する。
　そして、色空間逆変換器１３０３は、補正後のＨＳＶ信号（色相信号１２２Ｈ、彩度信号１２２Ｓ、明度信号１２２Ｖ）をＲＧＢ形式の信号（赤信号１３０Ｒ、緑信号１３０Ｇ、青信号１３０Ｂ）に戻す。これは、前述の色空間変換器１３０１の変換動作と逆の変換動作である。
　画像特徴検出器１４は、入力画像信号１００の特徴を検出する。画像信号の特徴とは、例えば、映像データにおける連続する各画面（フレーム画面、シーン）間での変化の大きさや、各色の信号レベルやその平均値、最小値、最大値等や、各色相互間における信号の強弱、画面全体での輝度レベル等の特徴、またはこれらの時間軸上での変化や統計処理によって得られた特徴等である。画像特徴検出器１４は、入力画像信号１００の特徴を検出し、その画像特徴信号１４３を画像適応連動制御器１５に供給する。
　画像適応連動制御器１５は、画像特徴検出器１４から入力される画像特徴信号１４３および、外部より入力される制御情報１４０により、内挿制御信号１４１とＨＳＶ制御信号１４２を出力し、内挿器１２とＨＳＶ色補正器１３を適応的に制御する。なお、制御情報１４０は、例えば、入力映像信号の識別情報を示すメタデータ、ユーザが希望する好みの表示色パターン、出力デバイスのデバイス特性、出力デバイスが設置されている周囲の環境等といったカラーマネージメントモジュールの変換特性に影響を及ぼす外部からの要因等である。
　以上のように構成されたカラーマネージメントモジュールにおいて、画像適応連動制御器１５の適応制御を中心にその全体動作を更に説明する。
　まず、３次元ＬＵＴ変換器１１は、入力される入力画像信号１００のもつ色域とカラーマネージメントモジュールの出力側に接続される機器等（図示せず）、例えばディスプレイデバイスのもつ表示色域との関係から、入力画像信号１００の切り替え時等に所定のプロファイルデータにＬＵＴを書き換える。このようにして、３次元ＬＵＴ変換器１１は色域変換を含めた色変換処理を分担する。
　３次元ＬＵＴ変換器１１は、例えば、ＹＣｒＣｂ信号の拡張規格であるｘｖＹＣＣ規格形式の入力画像信号１００を、カラーマネージメントモジュールの出力側に接続されるディスプレイデバイスの表示色域に対応するような色変換処理を行う。ディスプレイデバイスがＢＴ７０９には対応しているが、ＢＴ７０９よりも広い色域を持つｘｖＹＣＣ規格に対応していない場合は、ｘｖＹＣＣ規格の入力信号が入力されたディスプレイデバイスは、そのままではｘｖＹＣＣ全体の色域をサポートしていない。そのため、入力信号の一部の範囲の色（拡張部分）については、正しくクリップされない（入力された信号の一部を正しくディスプレイデバイスでサポートできない）場合が発生する。そのため、３次元ＬＵＴ変換器１１は、ｘｖＹＣＣ信号の色域をＢＴ７０９の色域の範囲に色変換する処理を行う。
　また、別の例としては、ディスプレイデバイスがＢＴ７０９より広い表示色域をもっているデバイスの場合、図４の前段処理部分が後段の処理（３次元のＬＵＴ処理）が持つプロファイルに適合するようにレベル変換等の処理を行う。こうすることで、入力画像信号１００は、拡張部分であるｘｖＹＣＣの１以上もしくは負の領域値を持つ信号であっても、ディスプレイデバイスの持つ色域に対応させたプロファイルによりカラーマネージメント処理をすることが可能になる。そうして、ＢＴ７０９以外の色域を持つディスプレイデバイスが接続された場合でも、適切な画像（静止画、映像）を表示することができる。
　これに対して、ＨＳＶ色補正器１３は、ディスプレイデバイスの画質調整機能の設定、ユーザの好み、ディスプレイデバイスが設置されている周囲の光の状態、入力される画像の特徴等に応じて、画質調整を主体とした色信号処理を分担する。ここで言う画質調整とは、例えば、明るくメリハリのある彩度豊かな画質のモードや、映画ソースに最適な色調の画質モードや、明るすぎず目に負担をかけない画質モードなどの画質モードや、記憶色に限定した色の補正などである。
　ＨＳＶ色補正器１３で行う色信号処理については、大量のＬＵＴのデータ書換えは必要なく、制御パラメータ調整のみで信号処理回路により実現できる。そのため、リアルタイムでの制御が可能である。
　このようにして、本発明のカラーマネージメントモジュールでは、３次元ＬＵＴ変換器１１には色域変換などの色変換処理といったスタティック（静的）な処理をさせ、ＨＳＶ色補正器１３にはリアルタイム性が求められるダイナミック（動的）な処理をさせる。こうすることで、全体としてリアルタイム要求にも対応した画質調整を行うことが可能になり、より高精度な色信号処理を行うことができる。
　さらに、３次元ＬＵＴ変換器１１による色変換、色補正等の色管理処理（以降、ＣＭＳ処理と記載する）の後に内挿器１２を設け、入力画像信号１００と３次元ＬＵＴ変換器１１からの出力であるＲＧＢ信号（赤信号１１０Ｒ、緑信号１１０Ｇ、青信号１１０Ｂ）の内挿係数をダイナミックに調整し、３次元ＬＵＴ変換によるＣＭＳ処理の処理効果を自由に調整することも可能である。
　また、内挿器１２の内挿係数の調整を、外部からの制御情報１４０および画像特徴信号１４３に基づいて画像適応連動制御器１５が決定する内挿制御信号１４１に応じて、ダイナミックに変化させることができる。この場合は、画像の特徴や、外部からの制御情報に基づいてより高精度な色変換を行うことが可能になる。
　例えば、入力画像信号１００がｘｖＹＣＣ規格に対応した信号である場合には、内挿器１２において、３次元ＬＵＴ変換器１１でディスプレイデバイスに応じたＣＭＳ処理の施された信号を後段のＨＳＶ色補正器１３へ出力する。一方、ディスプレイデバイスの表示色域がＢＴ７０９しかサポートしていない時で、入力画像信号がＢＴ７０９規格に対応した信号の場合には、３次元ＬＵＴ変換器を迂回した入力画像信号をそのまま後段へ出力することも出来る。
　さらに、内挿器１２をその後段に位置するＨＳＶ色補正器１３と連動して制御することもできる。この場合は、画像適応連動制御器１５は、内挿器１２へ出力する内挿制御信号１４１と、ＨＳＶ色補正器１３へ出力するＨＳＶ制御信号１４２を関連付けて制御することで、より色変換を高精度に行うことが可能となる。
　画像適応連動制御器１５は、上記のように画像特徴や外部からの制御信号１４０に応じて、好ましい色変換の連動制御を行う。以下、画像適応連動制御器１５の制御例について更に説明する。
　まず、入力される映像信号の画像的特徴を考慮して、３次元ＬＵＴ変換器１１によるＣＭＳ処理およびＨＳＶ色補正器１３を適応制御する例を説明する。図６は、映像シーンが大きく変化した場合の内挿制御方法の一例を示す図である。図６において、横軸６１は時間を、縦軸６０は内挿係数（単位は％）を示す。実線６２は、ＣＭＳとＨＳＶ処理の系を示し、点線６３はバイパスとＨＳＶ処理の系を示す。例えば、画像特徴検出器１４が、映像の特徴から映像シーンが大きく変化したことを検出した場合を仮定する。この場合には、内挿器１２に対する内挿制御１４１によって、例えば図６に示すようにシーン変化６４の後に内挿係数が制御されて、３次元ＬＵＴ変換器１１によるＣＭＳ処理の影響度を一時的に弱められる（３次元ＬＵＴ変換器１１からの信号割合が減らされる）。なお、期間６５はシーン変化調整期間である。こうすることで、ＣＭＳ処理による色補正が偏りを持っているような場合に、その偏りが大きく影響するような画像にシーン変化する場合などにおいて、処理の効果が見栄えとして大きく影響しすぎるようになることを軽減できる。そうして、シーン変化時の違和感を軽減することができる。
　より詳細には、画像特徴検出器１４は、シーンの変化だけではなく、ＲＧＢの各々の色成分の信号レベルや出現頻度等も検出する。そうして、実際に現在設定している３次元ＬＵＴ変換のプロファイルデータにおける影響度合いが判定される。実際に、特定の色成分に対して強く偏りをもったプロファイルが設定されている場合などにおいては、このような方法で、処理効果での影響度合いが判定できる。そのため、影響が大きいシーンに変化した場合には、図６のようにＣＭＳ処理の影響を弱める度合いを強く（より大きく弱める）し、逆に影響が少ない画像シーンへの変化ならば、弱める度合いは少なく（あまり弱めない）するようにすればよい。
　具体的には、画像特徴検出器１４は、入力画像信号１００の色情報の信号レベルと出現頻度の少なくとも一方を検出する。そうして、画像適応連動制御器１５は、信号レベルと出現頻度の少なくとも一方が所定の範囲の大きさである際に、内挿器１２を制御する。そうして、第１の色変換器である３次元ＬＵＴ変換器１１で変換された入力画像信号１００の合成比率が弱められる。
　次に、画像適応連動制御器１５に入力される制御情報１４０に応じて、制御状態を変える例について説明する。一例として、制御情報１４０として本発明のカラーマネージメントモジュールの出力側に接続されるディスプレイデバイス周辺の照度情報をセンサー等（図示せず）で検出するようすることが可能である。こうすることで、照度に応じて内挿係数およびＨＳＶ色補正処理の制御内容を適応制御することもできる。例えば、照度が低く暗くなった場合には、３次元ＬＵＴ変換器１１によるＣＭＳ処理において色を暗く沈んだ方向に制御しているプロファイルであった場合においては、内挿係数を下げてＣＭＳ効果を弱める制御が実行される。それとともに、必要に応じてＨＳＶ色補正処理において明度や彩度を強調するような制御が実行される。これにより、入力画像信号１００を更に高精度にカラーマネージメント処理することでディスプレイデバイスでの視認性を高め、色の違いを認識しやすくすることができる。
　更に、著しく暗い低照度が持続するような環境下の場合には、暗所視における人間の眼の視覚特性であるプルキンエ現象を補償するように、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色成分のうちＢ信号を強調しＲ信号を抑圧するような方向にＨＳＶ色補正処理の色相制御を行うことも可能である。即ち、画像適応連動制御器１５は、照度が所定の範囲の大きさである際に、入力画像信号１００の青色成分である青信号１００Ｂを強め、赤色成分である赤信号１００Ｒを弱める制御をすることで、更に高品位のカラーマネージメント処理が実現される。
　逆に照度が高い場合には、明るい条件下でも効果が出るように、内挿係数を上げてＣＭＳ処理効果をより強調させるとともに、ＨＳＶ色補正処理において明度や彩度を強調するような制御にすることができる。
　なお、照度情報以外にも、他の光の情報にもとづいて内挿係数及びＨＳＶ色補正処理の制御内容を適応制御させることもできる。例えば、ディスプレイデバイスが設置されている周辺の光の色（例えば、照明色）をセンサー等が検出し、ディスプレイデバイスで表示された色が照明色によって影響を受けることをも考慮して制御される。こうすることにより、ユーザが実際に視覚する状態を更に考慮したカラーマネージメント処理をすることが可能になる。また、他にも光の色温度を用いて同様にカラーマネージメント処理をすることも可能である。このように、制御情報１４０としては、外部の光の情報を含むものであっても良い。
　尚、以上説明してきた内挿制御は、３次元ＬＵＴ変換器１１のＣＭＳ処理の処理結果と処理なしの信号との間で重み付け補間を行うものであるから、処理効果の強度調整としても使用できる。本発明のカラーマネージメントモジュールを利用したＴＶなどにおいて、使用者が任意に内挿係数を調整できるようにすることで、３次元ＬＵＴ変換器１１によるＣＭＳ処理の簡易的な強度調整機能として使用することもできる。
　以上説明したように、３次元ＬＵＴ変換器１１によるＣＭＳ処理とこれをバイパスした系との内挿器１２に対する内挿係数と、その後段のＨＳＶ色補正器１３での色信号処理パラメータとを連動して適応制御させる構成とすることにより、リアルタイムに３次元ＬＵＴによるＣＭＳ処理の処理効果の調整と色画質調整をリンクしてシームレスに制御することができる。
　また、説明した順で色変換処理を行い、３次元ＬＵＴ変換器１１のＣＭＳ処理が色域変換処理を主に分担し、ＨＳＶ色補正器１３が画質調整処理を主に分担することにより、ｘｖＹＣＣ信号に対しても効果的かつ容易に色域変換と画質調整とを実現することができる。
　なお、実施の形態１においては、３次元ＬＵＴ変換器１１、内挿器１２、ＨＳＶ色補正器１３間の画像信号をＲＧＢ形式の信号として説明したが、本発明はこれに限定するものではない。例えば、すべての段階で色相、彩度、明度（ＨＳＶ）の色空間で処理を行うのであれば、ＨＳＶの色空間信号で処理をすることも可能である。
　（実施の形態２）
　図７は、本発明の実施の形態２におけるカラーマネージメントモジュールの構成を示すブロック図である。図７に示すカラーマネージメントモジュールと図１に示すカラーマネージメントモジュールとで異なる点は、図７においてＬＵＴ制御器７２が追加されている点と、画像適応連動制御器７１の内部動作が変更されている点である。以下、ＬＵＴ制御器７２と画像適応連動制御器７１を中心に説明する。その他の点は図１に示すカラーマネージメントモジュールと同様であるので、同一部分には同一符号を付して詳細な説明を省略する。
　ＬＵＴ制御器７２は、３次元ＬＵＴ変換器１１のＬＵＴデータの書き換えを制御する。３次元ＬＵＴ変換器１１のＬＵＴは、図２のように色空間の各軸をＸ個に等分したとすると、各色あたりの格子点は（Ｘ＋１）の３乗個のデータをもつことになる。従って、これがＲＧＢそれぞれにあるため、ＬＵＴデータのデータ量としては（Ｘ＋１）の３乗の３倍個のデータが存在することになる。カラーマネージメントモジュールの構成にもよるが、例えば各色につき、立方体の８頂点分の８個の空間単位にＲＡＭのメモリ空間を３次元ＬＵＴ変換器１１配置させることが考えられる。ＬＵＴ制御器７２はこの合計２４個のメモリ空間に対して、所定の格子点データとなるようにメモリ制御を行い、ＲＡＭへの書込みを制御する。
　実施の形態２では、３次元ＬＵＴ変換器１１のＬＵＴデータを書き換える時に、以下の如くに動作する。内挿器１２は、入力画像信号１００と３次元ＬＵＴ変換器１１から出力される信号とを、所定の時定数により切替える。この場合の入力画像信号１００は、３次元ＬＵＴ変換器１１を経由しない、バイパス経路を介した信号である。まず、内挿器１２がバイパス経路を経由した信号を１００％選択するように制御された後に、ＬＵＴ制御器７２により、３次元ＬＵＴ変換器１１はＬＵＴデータを書き換える。その後、内挿器１２がＣＭＳ処理信号が１００％選択するように戻す処理が行なわれる。こうして違和感を軽減しながら、画像表示中に画像表示を停止させることなく、ＬＵＴを書き換えられる。
　画像適応連動制御器７１による連動制御動作を、図８を用いて説明する。例えば、画像表示中において、外部より入力される制御情報１４０における照度データが大きく変化をした場合を仮定する。この場合は、照度に適した色変換の処理を行うため、３次元ＬＵＴ変換器１１のＬＵＴデータを書き換えることが望ましい。しかしながら、実施の形態１でも説明したように、ＬＵＴデータは比較的大きなデータ量になるため、動作中のＬＵＴデータの書き換えは出力信号の中断、遅延、欠落、若しくは出力される画像信号の乱れ等を生じさせる可能性がある。
　図８は、ＬＵＴ書き換え時における内挿制御方法の一例を示す図である。図８において、縦軸８０は内挿係数（単位は％）を示し、横軸８１は時間を示す。内挿係数「ｋ」はＣＭＳ処理の割合を示していると言える。実線８２はＣＭＳと通常処理の系を示し、点線８３はバイパス＆代替補正処理（代替補正処理については後述）の系を示している。ＣＭＳと通常処理の系を示す実線８２は、３次元ＬＵＴ変換器１１の出力信号の影響度が１００の状態（内挿係数「ｋ」が「１００」）から、内挿係数「ｋ」が制御されて「０」になる。この時、逆に、バイパスと代替補正処理の系を示す点線８３は、（１００－ｋ）の内挿係数であるので１００になる。この状態が継続されている期間がＬＵＴ書き換え期間８５である。ＬＵＴ書き換え期間８５で、ＬＵＴ制御器７２によりＬＵＴデータが書き換えられる。ＬＵＴ書き換えが終了すると、逆の動作で３次元ＬＵＴ変換器１１の出力信号のウェイトが１００になるように戻される。こうすることで、画像表示を停止することなくＬＵＴデータの書き換えができる。
　なお、図８の例では内挿係数「ｋ」を「１００」から「０」への制御と、「０」から「１００」への制御をほぼ同等の制御方式としたが、特にこれに限定するものではない。例えば、内挿係数「ｋ」の「０」から「１００」への変化率を、「１００」から「０」への変化率より緩やかにしたり、画像特徴検出手段１４で検出した特徴の種類により内挿係数「ｋ」の変化率を変えてもよい。さらに、必ずしも内挿係数「ｋ」を「０」又は「１００」に設定する必要はなく、中間の値、例えば内挿係数「ｋ」を「１００」から「５０」の範囲で変化させることも可能である。
　尚、ＬＵＴ制御器７２は、全てのＬＵＴデータ（格子点データ）の書き換えを制御するだけではなく、任意の一部分のみの書き換えを制御するものでもよい。この場合は、ＬＵＴデータの一部のみのデータ書き換えで対応できるので、ＬＵＴデータ書き換え時間が比較的短くなり、より高速にＣＭＳ処理を変更することが可能になる。なお、ＬＵＴデータの一部とは、固定であってもよいし、必要に応じてその部分を変えてもよい。必要に応じてＬＵＴデータの書き換え部分を変更する場合は、画像適応連動制御器７１からＬＵＴ制御器７２へ供給されている制御信号により、最適な書き換え部分（変更の必要な部分）を特定し、ＬＵＴ制御器７２がデータを書き換えることになる。
　また、ＬＵＴデータの書き換えが行われている間、ＨＳＶ色補正器１３による処理も併せて変更することもできる。ＬＵＴ制御器７２がＬＵＴデータを書き換え（更新）中は、ＨＳＶ色補正器１３はＣＭＳ処理されていない入力信号、即ち入力画像信号１００そのものを処理する。そこで、ＨＳＶ色補正器１３では、通常の３次元ＬＵＴ変換器１１によるＣＭＳ処理の場合に実施する補正処理（以下、通常補正処理と記載する）に加え、さらに代替補正処理が追加される。代替補正処理とは、３次元ＬＵＴを変更する前後の中間に相当するＣＭＳ処理を近似する色相、彩度、明度空間での変換処理である。
　その結果、ＬＵＴデータ更新中においても、より高精度な色変換をすることが可能になる。
　さらに、ＨＳＶ色補正器１３に代替補正処理を段階的に追加していくと同時に、内挿器１２において、３次元ＬＵＴ変換器１１（第１の色変換からの画像信号と入力される画像信号の合成比率を変化させる（３次元ＬＵＴからの信号比率を弱める）ことで、さらに滑らかに高精度な色変換をすることが可能になる。この場合は、内挿器１２において、どれくらいの時間期間で内挿係数（合成の比率）を変化させるかも考慮して決定される。この場合の時間期間は、入力される画像信号の映像特徴（例えば、映像のフレームレートや、映像内容の信号等）によって変化させることも可能である。
　（実施の形態３）
　図９は、実施の形態３におけるカラーマネージメントモジュールの構成を示すブロック図である。実施の形態３と実施の形態２との相異する点は、新たに３次元ＬＵＴ変換器９１１が追加されたこと、およびＬＵＴ制御器７２による制御が、３次元ＬＵＴ変換器１１のＬＵＴだけでなく、３次元ＬＵＴ変換器９１１のＬＵＴも合わせて制御する点である。なお、３次元ＬＵＴ変換器９１１は第３の色変換器の一例である。
　入力画像信号１００は、３次元ＬＵＴ変換器１１および３次元ＬＵＴ変換器９１１へ入力される。３次元ＬＵＴ変換器１１および３次元ＬＵＴ変換器９１１は、ＬＵＴによってそれぞれ設定された色変換処理をそれぞれ実施する。３次元ＬＵＴ変換器１１および３次元ＬＵＴ変換器９１１で処理された画像信号は、内挿器１２へ出力される。内挿器１２では、実施の形態１および２と同様に、外部からの制御信号１４０や画像特徴検出器１４による画像特徴信号１４３に基づいて、画像適応連動制御器７１が決定した制御内容に従って入力される２つの色信号を任意の比率で合成する。
　具体的な内挿器１２の内挿方法の一例を図１０に示す。図１０は、縦軸が内挿係数（単位は％）を示し、横軸が時間を示す。図１０の内挿方法では、３次元ＬＵＴ変換器１１からの色信号が内挿器１２で１００％選択されている状態から始まる。画像適応連動制御器７１は、制御信号１４０又は画像特徴信号１４３に基づいて、色変換処理の処理内容を変更することを決定すると、ＬＵＴ制御器７２に対して、ＬＵＴデータの変更を指示する。ＬＵＴ制御器７２はＬＵＴデータ変更の指示を受けると、３次元ＬＵＴ変換器９１１のＬＵＴデータを変更する作業を行う。このとき、内挿器１２では、３次元ＬＵＴ変換器１１からの色信号を１００％内挿している状態であり、３次元ＬＵＴ変換器９１１からの色信号は、内挿器１２が出力する色信号１２０には影響を与えていない。そのため、ＬＵＴ制御器７２が３次元ＬＵＴ変換器９１１のＬＵＴデータを変更しても、色信号１２０に悪影響等を及ぼすことは無い。
　ＬＵＴ制御器７２が３次元ＬＵＴ変換器９１１のＬＵＴデータを書き換えると、画像適応連動制御器７１が内挿器１２に内挿係数を変更する内挿制御信号１４１を出力する。内挿器１２は、内挿制御信号１４１にしたがって内装係数を変更する。内挿器１２が内挿係数の変更をはじめると、図１０に示す通り３次元ＬＵＴ変換器１１が出力する色信号の比率が下がり、３次元ＬＵＴ変換器９１１が出力する色信号の比率が時間とともに高まる。この結果、最後には３次元ＬＵＴ変換器９１１からの色信号の内挿係数が１００％となる。
　実施の形態３では、内挿器１２に入力される色信号がいずれも３次元ＬＵＴ変換器１１又は３次元ＬＵＴ変換器９１１により色変換処理を施されるため、適応画像連動制御器７１が色変換処理を変更する場合の期間中でもより高精度な色変換処理を保つことができる。
　また、一方の３次元ＬＵＴ変換器が予めＬＵＴデータを変更してから、内挿係数を変更することも可能であるため、色信号に影響を及ぼす色変換処理の変更に要する時間をより短くすることも可能となる。
　なお、上記の説明では内挿係数を３次元ＬＵＴ変換器１１および３次元ＬＵＴ変換器９１１からの色信号を１００％と０％で変更する場合を説明したが、これに限定されるものではない。例えば、一方を基本の色変換処理として、常時所定の色変換処理を行い、対応をその差分の色変換処理として用いてもよい。その場合は、内挿器１２で、差分の色変換処理の影響度を内挿制御信号１４１に従って変更すればよい。
　また、３次元ＬＵＴ変換器１１と３次元ＬＵＴ変換器９１１で用いるデータ量（図２の格子状データの等分の度合い）は必ずしも同じである必要は無い。一方は、色空間全体を等分に色分割し、ＬＵＴにより色変換処理を行い、他方は、特定の領域（例えば、肌色に近い領域など）をより精密に設定するＬＵＴデータであってもよい。その場合は、画像特徴検出器１４で、人物の肌が映し出される色信号を検出すると、画像適応連動制御器７１は内挿器１２に対して、肌色色領域の色変換処理をより精密におこなうため、その内挿係数を相対的に上げるものであってもよい。この場合には、特定の色領域にたいしてより高精度な色変換処理を行うことが可能となる。
　なお、実施の形態１から実施の形態３で示した第１の色変換として、３次元ＬＵＴ変換器１１以外の方法でも可能である。例えば、ＣＭＳ処理する内容が、容易に非線形関数等により数式化ができるのであれば、ＬＵＴよりもメモリ量を少なくすることが可能になり、変換処理内容の変更がさらに簡単になる。
　また、実施の形態１から実施の形態３では、第１の色変換器について、３次元ＬＵＴ変換器１１を示したが、これは３次元ＬＵＴに限定されるものではなく、他のＬＵＴ変換器でも同様に実現可能である。例えば、入力信号を一度ＨＳＶ系の色空間に変換し、そこで、任意の２変数、例えば、色相と彩度、色相と照度、彩度と照度のいずれかの２次元のＬＵＴ変換器を用いることも可能である。この場合には、第１の色変換器と第２の色変換器で動的に色変換を行う部分と静的に色変換を行う部分を分担することで、更にリアルタイム性のあるカラーマネージメントを行うことが可能である。
　また、実施の形態１から実施の形態３では、入力画像信号１００、及び出力画像信号１３０の形式としてＲＧＢ形式の信号を用いて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。ＲＧＢ形式の信号以外の色信号でも本発明は実現可能である。
　（実施の形態４）
　本実施の形態１から実施の形態３においては、カラーマネージメントモジュールとして説明したが、本発明はモジュール以外での実現方法も可能である。例えば、図１、図７、図９等に示した各処理器を機能単位の電子回路で具現化し、ハードウェアとしての集積回路又は装置として実現することも可能である。
　同様に、図１、図７、図９に示した各処理器をソフトウェアの機能単位（例えば、処理関数）とすることで、ＣＰＵ又はＤＳＰとメモリ等を用いたハードウェア上で動作するソフトウェアプログラムとしても実現することが可能である。
　さらに、実施の形態１から実施の形態３の出力側に液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、ＥＬディスプレイ、ＬＥＤディスプレイ等のディスプレイデバイスを備え、表示装置の一部としても実現することが可能である。この場合には、第１色変換器又は第２の色変換器において、接続するディスプレイデバイスの特性に応じたカラーマネージメント処理を行うことで、さらに適切な表示を行うことが可能になる。
　そこで、実施の形態４では、本発明におけるカラーマネージメント装置、集積回路、表示装置を図１１から図１３とともに説明する。図１１は本発明のカラーマネージメント装置を示し、図１２は本発明の集積回路を示し、図１３は本発明の表示装置を示す。
　まず、図１１とともに、本発明のカラーマネージメント装置を説明する。図１１において、カラーマネージメント装置３１００はカラーマネージメントモジュール３００１を備えている。カラーマネージメントモジュール３００１は実施の形態１から実施の形態３で示したカラーマネージメントモジュールと同様である。また、入力画像信号１００および出力画像信号１３０は、実施の形態１から実施の形態３で示した入力画像信号１００および出力画像信号１３０と夫々同様である。
　次に、図１２とともに、本発明の集積回路を説明する。図１２において、集積回路３２００はカラーマネージメントモジュール３００１を備えている。カラーマネージメントモジュール３００１は実施の形態１から実施の形態３で示したカラーマネージメントモジュールと同様である。また、入力画像信号１００および出力画像信号１３０は、実施の形態１から実施の形態３で示した入力画像信号１００および出力画像信号１３０と夫々同様である。
　更に、図１３とともに、本発明の表示装置を説明する。図１３において、表示装置３３００はカラーマネージメントモジュール３００１とディスプレイデバイス３００２を備えている。カラーマネージメントモジュール３００１は実施の形態１から実施の形態３で示したカラーマネージメントモジュールと同様である。また、入力画像信号１００および出力画像信号１３０は、実施の形態１から実施の形態３で示した入力画像信号１００および出力画像信号１３０と夫々同様である。カラーマネージメントモジュール３００１から出力された出力画像信号１３０は、ディスプレイデバイス３００２に供給され、ディスプレイデバイス３００２は画像表示などを行う。ディスプレイデバイス３００２は、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、ＥＬディスプレイ、ＬＥＤディスプレイ等のディスプレイデバイスである。
　本発明は、カラーマネージメント装置、集積回路、表示装置等で実現されるだけでなく、これら装置、集積回路の一部を構成する機能単位のモジュールとしても具現できる。また、ソフトウェアの処理としても本発明は同様に実施可能である。
　本発明により、入力画像信号に対して、特にリアルタイムにカラーマネージメント処理内容を変更することでより高精度な色処理を行うことが可能となる。
　本発明に係るカラーマネージメントモジュール、カラーマネージメント装置、集積回路、表示装置、カラーマネージメント方法、よびその処理方法は、ＴＶ等の映像ディスプレイ装置の色補正処理を行う多次元ＬＵＴによるカラーマネージメント装置において、特に入力画像信号の画像的特徴等に応じて、リアルタイムに適応的に色補正処理制御を行う多次元カラーマネージメント処理に適用して有用である。

Claims (34)

  1. 入力画像信号の色情報を変換する第１の色変換器と、
    前記第１の色変換器の出力と、前記入力画像信号を合成し、合成画像信号を生成する内挿器と、
    前記合成画像信号の色情報を変換して出力する第２の色変換器と
    を備えるカラーマネージメントモジュール。
  2. 前記入力される画像信号の特徴を検出する画像特徴検出器と、
    前記特徴に基づいて、前記内挿器と前記第２の色変換器の少なくとも一つを制御する画像適応連動制御器と
    を備える請求項１に記載のカラーマネージメントモジュール。
  3. 前記第１の色変換器は、多次元ルックアップテーブルを有する請求項２に記載のカラーマネージメントモジュール。
  4. 前記第２の色変換器は、色相と彩度と明度とで成る色空間において色変換する請求項３に記載のカラーマネージメントモジュール。
  5. 前記多次元ルックアップテーブルのデータを変更するルックアップテーブル制御器を更に備える請求項３に記載のカラーマネージメントモジュール。
  6. 前記画像適応連動制御器は、前記特徴に基づいて、前記内挿器と前記第２の色変換器と前記ルックアップテーブル制御器の少なくとも一つを制御する請求項５に記載のカラーマネージメントモジュール。
  7. 前記画像適応連動制御器は、外部からの制御情報を受け、前記制御情報と前記特徴に基づいて、前記内挿器と前記第２の色変換器の少なくとも一つを制御する請求項２に記載のカラーマネージメントモジュール。
  8. 前記画像適応連動制御器は、外部からの制御情報を受けて、前記制御情報と前記特徴に基づいて、前記内挿器と前記第２の色変換器と前記ルックアップテーブル制御器の少なくとも一つを制御する請求項６に記載のカラーマネージメントモジュール。
  9. 前記画像適応連動制御器は、前記制御情報に基づいて、前記内挿器における画像信号の合成の比率を決定する請求項７に記載のカラーマネージメントモジュール。
  10. 前記制御情報は外部の光の情報を含む請求項７に記載のカラーマネージメントモジュール。
  11. 前記光の情報は照度である請求項１０に記載のカラーマネージメントモジュール。
  12. 前記画像適応連動制御器は、前記照度が所定の範囲の大きさである際に、前記入力画像信号の青色成分を強め、赤色成分を弱める制御をする請求項１１に記載のカラーマネージメントモジュール。
  13. 前記画像特徴検出器は、前記入力画像信号の連続する画面間での変化の大きさを検出し、
    前記画像適応連動制御器は、前記変化の大きさが所定の範囲の大きさである際に前記内挿器を制御し、前記第１の色変換器で変換された画像信号の合成比率を弱める請求項２に記載のカラーマネージメントモジュール。
  14. 前記画像特徴検出器は、入力画像信号の色情報の信号レベルと出現頻度の少なくとも一方を検出し、
    前記画像適応連動制御器は、前記信号レベルと前記出現頻度の少なくとも一方が所定の範囲の大きさである際に前記内挿器を制御し、前記第１の色変換器で変換された入力画像信号の合成比率を弱める請求項２に記載のカラーマネージメントモジュール。
  15. 前記ルックアップテーブル制御器は、前記多次元ルックアップテーブルのデータの一部を変更する請求項５に記載のカラーマネージメントモジュール。
  16. 入力画像信号の色情報を変換する第１の第１の色変換器と、
    前記入力画像信号の色情報を変換する第３の色変換器と、
    前記第１の色変換器の出力と、前記第３の色変換器の出力と、の画像信号を合成し、合成画像信号を生成する内挿器と、
    前記合成画像信号の色情報を変換して出力する色変換器と
    を備えるカラーマネージメントモジュール。
  17. 請求項１に記載のカラーマネージメントモジュールを具備するカラーマネージメント装置。
  18. 請求項１に記載のカラーマネージメントモジュールを具備する集積回路。
  19. 請求項１に記載のカラーマネージメントモジュールと、
    前記第２の色変換器からの画像信号を表示するディスプレイデバイスと
    を備えた表示装置。
  20. 入力画像信号の色情報を変換する第１の色変換ステップと、
    前記第１の色変換ステップで変換された画像信号と、前記入力された画像信号を合成し、合成画像信号を生成する内挿ステップと、
    前記合成画像信号の色情報を変換して出力する第２の色変換ステップと
    を備えるカラーマネージメント方法。
  21. 前記入力画像信号の特徴を検出する画像特徴検出ステップと、
    前記特徴に基づいて前記内挿ステップ又は前記第２の色変換ステップの少なくとも一つの処理を制御する画像適応連動制御ステップと
    を備える請求項２０に記載のカラーマネージメント方法。
  22. 前記第１の色変換ステップは、多次元ルックアップテーブルによる色変換である請求項２１に記載のカラーマネージメント方法。
  23. 前記第２の色変換ステップは、色相と彩度と明度とで成る色空間において色変換する請求項２２に記載のカラーマネージメント方法。
  24. 前記多次元ルックアップテーブルのデータを変更するルックアップテーブル制御ステップを更に備える請求項２２に記載のカラーマネージメント方法。
  25. 前記画像適応連動制御ステップは、前記特徴に基づいて、前記内挿ステップと第２の色変換ステップとルックアップテーブル制御ステップの少なくとも一つの処理を制御する請求項２１に記載のカラーマネージメント方法。
  26. 前記画像適応連動制御ステップは、外部からの制御情報を受け、前記制御情と前記特徴に基づいて、前記内挿ステップと第２の色変換ステップの少なくとも一つの処理を制御する請求項２１に記載のカラーマネージメント方法。
  27. 前記画像適応連動制御ステップは、外部からの制御情報を受け、前記制御情報と前記特徴に基づいて、前記内挿ステップと第２の色変換ステップとルックアップテーブル制御ステップの少なくとも一つの処理を制御する請求項２５に記載のカラーマネージメント方法。
  28. 前記画像適応連動制御ステップは、前記制御情報に基づいて、前記比率を決定する請求項２６に記載のカラーマネージメント方法。
  29. 前記制御情報は外部の光の情報を示す信号である請求項２６に記載のカラーマネージメント方法。
  30. 前記光の情報は、照度である請求項２９に記載のカラーマネージメント方法。
  31. 前記画像適応連動制御ステップは、前記照度が所定の範囲の大きさである際に、前記入力画像信号の青色成分を強め、赤色成分を弱める制御をする請求項３０に記載のカラーマネージメント方法。
  32. 前記画像特徴検出ステップは、前記入力される画像信号の連続する画面間での変化の大きさを検出し、
    前記画像適応連動制御ステップは、前記変化の大きさが所定の範囲の大きさである際に前記内挿ステップを制御し、前記第１の色変換ステップで変換された画像信号の合成比率を弱める請求項２１に記載のカラーマネージメント方法。
  33. 前記画像特徴検出ステップは、前記入力画像信号の色情報の信号レベル、出現頻度を検出し、
    前記画像適応連動制御ステップは、信号レベルと出現頻度の少なくとも一方が所定の範囲の大きさである際に、前記内挿ステップを制御し、前記第１の色変換ステップで変換された画像信号の合成比率を弱める請求項２１に記載のカラーマネージメント方法。
  34. 前記ルックアップテーブル制御ステップは、前記多次元ルックアップテーブルのデータの一部を変更する請求項２４に記載のカラーマネージメント方法。
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