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JP2004215222A - Color transform processing device - Google Patents

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JP2004215222A
JP2004215222A JP2003279687A JP2003279687A JP2004215222A JP 2004215222 A JP2004215222 A JP 2004215222A JP 2003279687 A JP2003279687 A JP 2003279687A JP 2003279687 A JP2003279687 A JP 2003279687A JP 2004215222 A JP2004215222 A JP 2004215222A
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Japan
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processing unit
lut
matrix
color conversion
color
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Application number
JP2003279687A
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Japanese (ja)
Inventor
Shigeru Saito
茂 齋藤
Noriaki Seki
範顕 関
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Fujifilm Business Innovation Corp
Original Assignee
Fuji Xerox Co Ltd
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce processing costs and to realize a high speed processing by approximating the color transformation process using a DLUT through a combination of a one-dimensional LUT and a linear matrix. <P>SOLUTION: In a color transformation processing device for generating a plurality of output color signals based on a plurality of input color signals, the device comprises a first LUT processing unit 1 for performing a color transformation by using the same number of one-dimensional look up tables as the number of the output color signals with respect to input color signals, a matrix processing unit 2 for performing a calculation on data transformed by the first LUT processing unit 1 by a linear matrix, a second LUT processing unit 3 for performing the color transform on data transformed by the matrix processing unit 2 by using the one-dimensional look up table, and a parameter calculating unit 4 for calculating parameters of the first LUT processing unit 1, the matrix processing unit 2, and the second LUT processing unit 3. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

本発明は、入力色信号から出力色信号を生成する色変換処理装置に関し、特に、入力色値と出力色値を対応付けた多次元ルックアップテーブル(以下、「LUT」と言う。)を用いた演算を1次元LUTやマトリクスなどの簡単な演算処理に置き換える色変換処理装置に関するものである。   The present invention relates to a color conversion processing device that generates an output color signal from an input color signal, and in particular, uses a multidimensional lookup table (hereinafter, referred to as “LUT”) in which input color values are associated with output color values. The present invention relates to a color conversion processing device that replaces an existing operation with a simple operation such as a one-dimensional LUT or a matrix.

デジタルカラー画像処理システムでは、色空間特性が異なる種々の画像入出力装置が接続され、これらデバイスに応じた変換特性で、入力色空間の画像データを出力色空間の画像データに変換する必要がある。また、デジタルカラー画像はデータ量が多く、低コストで高速な色変換が要求される。   In a digital color image processing system, various image input / output devices having different color space characteristics are connected, and it is necessary to convert image data in an input color space into image data in an output color space with conversion characteristics according to these devices. . In addition, digital color images have a large amount of data and require low-cost and high-speed color conversion.

従来の多次元ダイレクトルックアップテーブル(以下、「DLUT」と言う。)を用いる色変換処理装置では、離散的な複数の入力色値(以下格子点と記す)に対応する色変換処理後の出力色値をテーブルに保持しておき、変換したい入力色値を含む領域の頂点である複数格子点の出力色値を用いて補間することで、入力色空間と出力色空間との関係が非線形であっても精度の高い色変換処理を行うようにしている。   In a conventional color conversion processing device using a multidimensional direct lookup table (hereinafter, referred to as “DLUT”), an output after color conversion processing corresponding to a plurality of discrete input color values (hereinafter, referred to as grid points). By storing the color values in a table and interpolating using the output color values of a plurality of grid points that are vertices of the area including the input color values to be converted, the relationship between the input color space and the output color space is non-linear. Even if there is, the color conversion processing with high accuracy is performed.

一般に入力色空間がRGB(レッド、グリーン、ブルー)のように3次元の場合には前記領域として立方体(8格子点)、四面体(4格子点)、あるいは、三角柱(6格子点)などが用いられている。また、複数格子点の補間方式としては線形補間を複数回行う方法が一般的である。このうち領域選択方式にはそれぞれ精度、算出速度等に特徴があるため、用途に応じて領域選択方式を切り換えたいという要求がある。   In general, when the input color space is three-dimensional, such as RGB (red, green, blue), the area includes a cube (8 grid points), a tetrahedron (4 grid points), or a triangular prism (6 grid points). Used. As a method of interpolating a plurality of grid points, a method of performing linear interpolation a plurality of times is general. Among these, the area selection methods are characterized by accuracy, calculation speed, and the like. Therefore, there is a demand to switch the area selection method depending on the application.

また、一般に色変換される対象として、種々の入出力デバイス色空間が考えられるが、種々の色空間に対しても柔軟に対応可能な色空間装置の実現が要求されている。   In general, various input / output device color spaces can be considered as objects to be color-converted. However, there is a demand for a color space device capable of flexibly supporting various color spaces.

上記のさまざまな要求に対して、特許文献1に記載の装置では、速度重視の場合には補間回数が少ない三角柱を、色変換精度重視の場合には補間に用いる格子点が多い立方体を領域として選択し、線形補間を実行するように構成し、三角柱あるいは立方体の2つの領域選択が可能な構成を提供している。   In response to the above various requirements, the apparatus described in Patent Document 1 uses a triangular prism with a small number of interpolations when emphasizing speed as a region and a cube with many grid points used for interpolation when emphasizing color conversion accuracy. It is configured to select and perform linear interpolation to provide a configuration that allows selection of two regions, a triangular prism or a cube.

また、特許文献2に記載の画像処理装置では、入力される画像の種類に応じてLUTを用いた色補正処理における補間演算方法を切り換えることによって、各領域により適した色補正処理を行っている。   Further, in the image processing device described in Patent Literature 2, the color correction process more suitable for each region is performed by switching the interpolation calculation method in the color correction process using the LUT according to the type of the input image. .

特開平8−307684号公報JP-A-8-307684 特開2001−352456号公報JP 2001-352456 A

しかしながら、特許文献1に記載の装置では、三角柱と立方体のどちらの領域選択方式にした場合でもDLUTの処理が必要になり、演算量が多いという問題がある。また、補間方式が線形補間に固定されているため、例えば領域を入力色空間の各軸方向に複数連続して取り、この複数の領域を用いる多次方程式による非線形補間方式を使うということができず、領域境界部分のなめらかな階調表現ができないという問題がある。   However, the apparatus described in Patent Literature 1 has a problem in that DLUT processing is required regardless of whether a triangular prism or a cubic region is selected, resulting in a large amount of calculation. Also, since the interpolation method is fixed to linear interpolation, for example, it is possible to take a plurality of regions continuously in each axis direction of the input color space and use a non-linear interpolation method using a polynomial equation using the plurality of regions. In other words, there is a problem that a smooth gradation expression at the region boundary cannot be performed.

また、特許文献2に記載の装置では、入力画像の種類を判別する処理に時間がかかり、補間演算を行う場合はさらに処理時間が長くなるという問題がある。   Further, the apparatus described in Patent Document 2 has a problem that it takes a long time to determine the type of an input image, and the processing time becomes longer when an interpolation operation is performed.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、従来DLUTによって色変換を行っていた処理を1次元LUTと線形マトリクスの組み合わせによって近似し、処理コスト低減と高速化を実現する色変換処理装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and is a color conversion processing apparatus that achieves processing cost reduction and high speed processing by approximating processing that has been conventionally performed color conversion with a DLUT by a combination of a one-dimensional LUT and a linear matrix. The purpose is to provide.

本発明は上述のような目的を達成するために成された色変換処理装置であり、入力色信号から出力色信号を生成する色変換処理装置において、1つの入力色信号に対して出力色信号の個数と同じ数の1次元ルックアップテーブルを用いて色変換を行う第1LUT処理部と、前記第1LUT処理部で変換されたデータを線形マトリクスによって演算を行うマトリクス処理部と、前記マトリクス処理部で変換されたデータを1次元ルックアップテーブルを用いて色変換を行う第2LUT処理部を有することを特徴とする。   SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is a color conversion processing device for achieving the above-described object. In a color conversion processing device for generating an output color signal from an input color signal, the output color signal A first LUT processing unit for performing color conversion using the same number of one-dimensional look-up tables as the number of the first LUT processing unit, a matrix processing unit for performing an arithmetic operation on the data converted by the first LUT processing unit using a linear matrix, and the matrix processing unit And a second LUT processing unit for performing color conversion on the data converted in step (1) using a one-dimensional lookup table.

このような本発明では、DLUTの処理を1次元LUTと線形マトリクスとで近似することによって、色変換処理を簡略化することができ、DLUTの補間演算など、複雑な処理を省いた色変換処理を実現することができる。   In the present invention, the color conversion processing can be simplified by approximating the processing of the DLUT with a one-dimensional LUT and a linear matrix, and the color conversion processing without complicated processing such as interpolation of the DLUT can be performed. Can be realized.

本発明によれば、DLUTの処理をLUTと線形マトリクスで近似することによって、色変換処理を簡略化することができ、DLUTの補間演算など、複雑な処理を省いた色変換処理を実現することができる。また、3×6マトリクスによる色変換処理をLUTと1×3マトリクスの演算に置き換えることによって画質を劣化させることなく、単純な構成で色変換処理を行うことが可能になる。   According to the present invention, it is possible to simplify the color conversion process by approximating the DLUT process with the LUT and the linear matrix, and to realize the color conversion process without complicated processes such as the DLUT interpolation operation. Can be. Further, by replacing the color conversion processing by the 3 × 6 matrix with the calculation of the LUT and the 1 × 3 matrix, the color conversion processing can be performed with a simple configuration without deteriorating the image quality.

さらに、DLUTを多項式に置き換える際、画質劣化の影響が少ない多項式の項を省く方法やユーザの許容範囲内の画質になるように多項式の最高次数を下げる方法などにより、処理コストを低減させることができる。   Further, when replacing the DLUT with a polynomial, the processing cost can be reduced by a method of eliminating polynomial terms that are less affected by image quality degradation or a method of lowering the maximum order of the polynomial so that the image quality is within the allowable range of the user. it can.

また、DLUTで行っていた単位領域への分割処理が不要となるため、境界部分の滑らかな階調表現も可能となる。このように、複雑な色変換処理をLUTとマトリクスに置き換えることにより、処理コストを低減させ、高速化することが可能になる。   Further, since the division process into the unit areas performed by the DLUT is not required, a smooth gradation expression at the boundary can be realized. As described above, by replacing the complicated color conversion processing with the LUT and the matrix, the processing cost can be reduced and the processing speed can be increased.

以下、本発明の実施の形態を図に基づき説明する。図1は、本発明に係る色変換処理装置を示すブロック図である。色変換処理装置は第1LUT処理部1、マトリクス処理部2、第2LUT処理部3、パラメータ演算部4を備える。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a color conversion processing device according to the present invention. The color conversion processing device includes a first LUT processing unit 1, a matrix processing unit 2, a second LUT processing unit 3, and a parameter calculation unit 4.

第1LUT処理部1では、複数の入力色信号を受け取り、1つの入力信号に対して複数のLUTを用いて色変換処理を行い、マトリクス処理部2に出力する。入力信号としては、例えばRGBやL***などがある。また、1つの入力信号に対し、出力信号と同じ数のLUTを備える。例えば、出力信号がCMYの場合は1つの入力信号に対し3つのLUTを備え、出力信号がCMYKの場合は1つの入力信号に対し4つのLUTを備える。 The first LUT processing unit 1 receives a plurality of input color signals, performs a color conversion process on one input signal by using a plurality of LUTs, and outputs the result to the matrix processing unit 2. The input signal includes, for example, RGB and L * a * b * . Also, one input signal is provided with the same number of LUTs as the output signal. For example, when the output signal is CMY, three LUTs are provided for one input signal, and when the output signal is CMYK, four LUTs are provided for one input signal.

マトリクス処理部2では、前記第1LUT処理部1から受け取った信号を1×3マトリクスによって演算を行い、前記第2LUT処理部3に出力する。   The matrix processing unit 2 performs an operation on the signal received from the first LUT processing unit 1 using a 1 × 3 matrix, and outputs the signal to the second LUT processing unit 3.

第2LUT処理部3では、前記マトリクス処理部2から信号を受け取り、1つの信号に対して1つのLUTを用いて色変換処理を行い、信号を出力する。出力信号としては、例えばCMYやCMYKなどがある。   The second LUT processing unit 3 receives a signal from the matrix processing unit 2, performs a color conversion process on one signal using one LUT, and outputs a signal. Output signals include, for example, CMY and CMYK.

パラメータ演算部4では、DLUTやマトリクスを用いて色変換を行う処理をLUTとマトリクスによる演算に置き換えあるいは近似を行い、第1LUT処理部1、マトリクス処理部2、第2LUT処理のLUTやマトリクスのパラメータを決定する。   The parameter calculation unit 4 replaces or approximates a process of performing color conversion using a DLUT or a matrix with a calculation using a LUT and a matrix, and performs parameter conversion of a LUT or a matrix of a first LUT processing unit 1, a matrix processing unit 2, and a second LUT process. To determine.

また、このパラメータ演算部4は、図6に示すように、第1LUT処理パラメータ演算部41、マトリクス処理パラメータ演算部42、第2LUT処理パラメータ演算部43、パラメータ演算制御部44、DLUT多項式変換部45を備える構成となっている。   As shown in FIG. 6, the parameter calculation unit 4 includes a first LUT processing parameter calculation unit 41, a matrix processing parameter calculation unit 42, a second LUT processing parameter calculation unit 43, a parameter calculation control unit 44, and a DLUT polynomial conversion unit 45. Is provided.

DLUT多項式変換部45では、DLUTの処理を同じ色変換処理結果が得られる多項式に変換する。第1LUT処理パラメータ演算部41では、前記第1LUT処理部1のパラメータを演算し、値をセットする。   The DLUT polynomial conversion unit 45 converts the processing of the DLUT into a polynomial that can obtain the same color conversion processing result. The first LUT processing parameter calculation section 41 calculates parameters of the first LUT processing section 1 and sets values.

マトリクス処理パラメータ演算部42では、前記マトリクス処理部2のパラメータを演算し、値をセットする。第2LUT処理パラメータ演算部43では、前記第2LUT処理部3のパラメータを演算し、値をセットする。   The matrix processing parameter calculation section 42 calculates parameters of the matrix processing section 2 and sets values. The second LUT processing parameter calculation section 43 calculates the parameters of the second LUT processing section 3 and sets a value.

パラメータ演算制御部44では、前記第1LUT処理パラメータ演算部41と、前記マトリクス処理パラメータ演算部42と、前記第2LUT処理パラメータ演算部43のパラメータ算出を制御する。   The parameter calculation control unit 44 controls the parameter calculation of the first LUT processing parameter calculation unit 41, the matrix processing parameter calculation unit 42, and the second LUT processing parameter calculation unit 43.

次に、式(1)で示すような3×6マトリクスを用いてRGB,R2,G 2,B 2の入力信号をCMYの信号に変換する色変換処理を、本発明の色変換処理装置に置き換える方法について説明する。 Next, color conversion processing for converting RGB, R 2 , G 2 , and B 2 input signals into CMY signals using a 3 × 6 matrix as shown in Expression (1) is performed by the color conversion processing apparatus of the present invention. A method for replacing with "" will be described.

Figure 2004215222
Figure 2004215222

式(1)は、RGB色空間からCMY色空間に3×6マトリクスを用いて変換する演算を表している。ここで、Cの値は式(2)で表される。   Equation (1) represents an operation for converting from the RGB color space to the CMY color space using a 3 × 6 matrix. Here, the value of C is represented by equation (2).

Figure 2004215222
Figure 2004215222

第1LUT処理部1のLUTを2次多項式で表すと、RGBをLUTに通した結果はそれぞれaR2+bR+c、dG2+eG+f、gB2+hB+iとなる。 When the LUT of the first LUT processing unit 1 is represented by a second-order polynomial, the results of passing the RGB through the LUT are aR 2 + bR + c, dG 2 + eG + f, and gB 2 + hB + i, respectively.

次に、マトリクス処理部2で1×3マトリクスを掛けるとCの値は式(3)で示すようになる。   Next, when the matrix processing unit 2 multiplies a 1 × 3 matrix, the value of C becomes as shown in Expression (3).

Figure 2004215222
Figure 2004215222

ここで、1×3マトリクスの係数を1とし、2次多項式の定数項を0(j=k=l=1,c=f=i=0)とする。   Here, the coefficient of the 1 × 3 matrix is 1, and the constant term of the second-order polynomial is 0 (j = k = l = 1, c = f = i = 0).

次に、第2LUT処理部3ではマトリクス処理部2から送られた値をそのまま出力し、Cの値は式(4)のようになる。   Next, the second LUT processing unit 3 outputs the value sent from the matrix processing unit 2 as it is, and the value of C is as shown in Expression (4).

Figure 2004215222
Figure 2004215222

同様に、出力色信号M,Yの値はそれぞれ式(5)、式(6)のように表せる。   Similarly, the values of the output color signals M and Y can be expressed as Expressions (5) and (6), respectively.

Figure 2004215222
Figure 2004215222

Figure 2004215222
Figure 2004215222

式(2)と式(4)より、式(1)のマトリクス係数m1,1〜m1,6は一意に求まり、式(7)のようになる。 From the equations (2) and (4), the matrix coefficients m 1,1 to m 1,6 in the equation (1) are uniquely obtained, and are as shown in the equation (7).

Figure 2004215222
Figure 2004215222

同様に、出力色信号M,Yの場合も式(1)のマトリクス係数m2,1〜m2,6、m3,1〜m3,6は一意に求まり、それぞれ式(8)、式(9)に示した結果が得られる。 Similarly, in the case of the output color signals M and Y, the matrix coefficients m 2,1 to m 2,6 and m 3,1 to m 3,6 of the equation (1) are uniquely obtained, and the equations (8) and ( 3 ) are respectively obtained. The result shown in (9) is obtained.

Figure 2004215222
Figure 2004215222

Figure 2004215222
Figure 2004215222

このように、パラメータ演算部4では3×6マトリクスによる色変換をLUTとマトリクス処理によって完全な置き換えを行う。   As described above, the parameter calculation unit 4 completely replaces the color conversion by the 3 × 6 matrix by the LUT and the matrix processing.

3×6マトリクスをLUTとマトリクスに置き換える処理をフローチャートで表すと図3のようになる。すなわち、ステップS11では、第1LUT処理部のLUTを2次多項式で表し、ステップS12では、マトリクス処理部の1×3マトリクスを(1,1,1)にする。   FIG. 3 is a flowchart illustrating a process of replacing a 3 × 6 matrix with an LUT and a matrix. That is, in step S11, the LUT of the first LUT processing unit is represented by a second-order polynomial, and in step S12, the 1 × 3 matrix of the matrix processing unit is set to (1,1,1).

ステップS13では、マトリクス処理部から送れてきた値を第2LUT処理部によってそのまま出力、ステップS14では、第2LUT処理部からの出力信号の式と、3×6マトリクスの係数とから各パラメータを求め、ステップS15では、第1LUT処理部、マトリクス処理部、第2LUT処理部の順に処理を行う。   In step S13, the value sent from the matrix processing unit is output as it is by the second LUT processing unit. In step S14, each parameter is obtained from the equation of the output signal from the second LUT processing unit and the coefficient of the 3 × 6 matrix. In step S15, processing is performed in the order of the first LUT processing unit, the matrix processing unit, and the second LUT processing unit.

また、ここでは1×3マトリクスの係数を1、2次多項式の定数項を0(j=k=l=1,c=f=i=0)としたが、任意の値を代入することによって基本構成を変えずにより正確な色変換を行うことができる。   Further, here, the coefficient of the 1 × 3 matrix is set to 1, and the constant term of the second-order polynomial is set to 0 (j = k = l = 1, c = f = i = 0). More accurate color conversion can be performed without changing the basic configuration.

次に、式(10)で示すような3×9マトリクスを用いてRGB,R2,G2,B2,R*G,G*B,B*Rの入力信号をCMYの信号に変換する色変換処理を、本発明の色変換処理装置で近似する方法について説明する。 Next, the input signals of RGB, R 2 , G 2 , B 2 , R * G, G * B, B * R are converted into CMY signals using a 3 × 9 matrix as shown in Expression (10). A method of approximating the color conversion processing by the color conversion processing device of the present invention will be described.

式(10)は、RGB色空間からCMY色空間に3×9マトリクスを用いて変換する演算を表している。   Equation (10) represents an operation for converting from the RGB color space to the CMY color space using a 3 × 9 matrix.

Figure 2004215222
Figure 2004215222

まず第1LUT処理部1で、入力された色信号RGBをそれぞれ定数倍する。出力色信号はCMYの3つであるため、1つの入力信号に対して3つのLUTを用いる。よって、入力色信号がRの場合の出力値はaR,a'R,a"Rの3つとなる。   First, the first LUT processing unit 1 multiplies each of the input color signals RGB by a constant. Since there are three output color signals, CMY, three LUTs are used for one input signal. Therefore, when the input color signal is R, there are three output values aR, a'R, and a "R.

次に、マトリクス処理部2では1×3のマトリクスによって前記第1LUT処理部1から送られた値を掛け合わせる。マトリクス1の出力値はaR+bG+cB、マトリクス2の出力値はa'R+b'G+c'B、マトリクス3の出力値はa"R+b"G+c"Bとなる。   Next, the matrix processing unit 2 multiplies the values sent from the first LUT processing unit 1 by a 1 × 3 matrix. The output value of matrix 1 is aR + bG + cB, the output value of matrix 2 is a'R + b'G + c'B, and the output value of matrix 3 is a "R + b" G + c "B.

次に、第2LUT処理部3では2次多項式で表すことができる1次元LUT処理を行う。LUT4の出力値はCの値となり、式(11)のように表すことができる。   Next, the second LUT processing unit 3 performs one-dimensional LUT processing that can be represented by a second-order polynomial. The output value of LUT4 becomes the value of C, and can be expressed as in equation (11).

Figure 2004215222
Figure 2004215222

式(10)で示した9個の入力値と同じ項がすべて揃っているため、3×9マトリクスによる色変換処理を1次元LUTと1×3マトリクスの組み合わせで近似することができる。近似方法の例としては、最小2乗法などがある。   Since all of the same terms as the nine input values shown in equation (10) are available, color conversion processing using a 3 × 9 matrix can be approximated by a combination of a one-dimensional LUT and a 1 × 3 matrix. Examples of the approximation method include a least squares method.

同様にM,Yの場合も、それぞれ式(12)、式(13)に示すように式(10)で示した9個の入力値と同じ項がすべて揃っているため、1次元LUTと1×3マトリクスの組み合わせで近似することができる。   Similarly, in the case of M and Y, as shown in equations (12) and (13), all the same terms as the nine input values shown in equation (10) are prepared, so that the one-dimensional LUT and It can be approximated by a combination of × 3 matrices.

Figure 2004215222
Figure 2004215222

Figure 2004215222
Figure 2004215222

このように、3×9マトリクスによる色変換処理を1次元LUTと線形マトリクスという簡単な構成によって近似することが可能になる。   As described above, it is possible to approximate the color conversion processing using the 3 × 9 matrix with a simple configuration of the one-dimensional LUT and the linear matrix.

3×9マトリクスをLUTとマトリクスの組み合わせによって近似する処理をフローチャートで表すと図4のようになる。すなわち、ステップS21では、第1LUT処理部のLUTを定数倍で表し、ステップS22では、マトリクス処理部の1×3マトリクスを(1,1,1)にする。   FIG. 4 is a flowchart illustrating a process of approximating a 3 × 9 matrix by a combination of an LUT and a matrix. That is, in step S21, the LUT of the first LUT processing unit is represented by a constant multiple, and in step S22, the 1 × 3 matrix of the matrix processing unit is set to (1, 1, 1).

ステップS23では、第2LUT処理部のLUTを2次多項式で表し、ステップS24では、第2LUT処理部からの出力信号の式と、3×9マトリクスの係数とから各パラメータを近似し、ステップS25では、第1LUT処理部、マトリクス処理部、第2LUT処理部の順に処理を行う。   In step S23, the LUT of the second LUT processing unit is represented by a second-order polynomial. In step S24, each parameter is approximated from the expression of the output signal from the second LUT processing unit and the coefficient of the 3 × 9 matrix. , A first LUT processing section, a matrix processing section, and a second LUT processing section.

次に、3次元DLUTを1次元LUTと線形マトリクスで近似する例を示す。まず、簡単な例として3格子点の2次元DLUTをLUTとマトリクス演算の組み合わせに置き換える方法を示す。   Next, an example in which a three-dimensional DLUT is approximated by a one-dimensional LUT and a linear matrix will be described. First, as a simple example, a method of replacing a two-dimensional DLUT of three grid points with a combination of an LUT and a matrix operation will be described.

最初に、DLUTの格子点の値から多項式への置き換えを行う。図2(a)に示した3格子点の2次元DLUTの例では、入力信号をx,y、出力信号をzとすると数(14)で示すような多項式で表すことができる。   First, the values of the grid points of the DLUT are replaced with polynomials. In the example of the two-dimensional DLUT having three grid points shown in FIG. 2A, when the input signal is x and y and the output signal is z, it can be expressed by a polynomial as shown in Expression (14).

Figure 2004215222
Figure 2004215222

同様に、17格子点DLUTの場合は、16次多項式で表すことが可能である。次に、図2(b)に示した3格子点の3次元DLUTでは、Cの値は式(15)のような多項式で表すことができる。   Similarly, in the case of a 17-lattice DLUT, it can be represented by a 16th-order polynomial. Next, in the three-dimensional DLUT with three grid points shown in FIG. 2B, the value of C can be represented by a polynomial such as Expression (15).

Figure 2004215222
Figure 2004215222

RGBそれぞれの最高次数が2次の多項式となる。また、M,Yの場合もRGBそれぞれの最高次数が2次の多項式となる。また、N(Nは自然数)格子点の3次元DLUTの場合、Cの値は式(16)に示すようにRGBそれぞれ最高次数がN−1次の多項式で表すことができる。   The highest order of each of RGB is a second-order polynomial. Also, in the case of M and Y, the highest degree of each of RGB becomes a second-order polynomial. In the case of a three-dimensional DLUT having N (N is a natural number) grid points, the value of C can be represented by a polynomial in which the highest order of each of RGB is (N-1) th order as shown in Expression (16).

Figure 2004215222
Figure 2004215222

同様に、M,Yの値も最高次数がN−1次の多項式で表すことができる。   Similarly, the values of M and Y can be represented by a polynomial of the highest order being N-1.

次に、画質劣化の影響が少ない多項式の項を省く方法について説明する。先ず、N格子点3次元DLUTの係数を式(16)によってN−1次多項式に置き換え、多項式の係数ai,j,kが0に近い項を省く方法が挙げられる。 Next, a method of eliminating a polynomial term that is less affected by image quality degradation will be described. First, there is a method in which the coefficients of the N grid point three-dimensional DLUT are replaced with an (N-1) -th order polynomial by equation (16), and terms whose coefficients a i, j, k of the polynomial are close to 0 are omitted.

すなわち、係数ai,j,kがあらかじめ決めておいた閾値以下の項はすべて省き、画質に影響が出やすい係数ai,j,kの値が大きい(閾値を越える)項だけを残す。この場合、閾値を決めるのではなく、係数ai,j,kの小さい項から所定の数だけ多項式の項を省く方法でもよい。 That is, all the terms whose coefficients a i, j, k are equal to or less than a predetermined threshold are omitted, and only the terms in which the coefficients a i, j, k that easily affect the image quality have a large value (exceed the threshold) are left. In this case, instead of determining the threshold value, a method of omitting a predetermined number of polynomial terms from terms having small coefficients a i, j, k may be used.

また、DLUT係数から変曲点の数を調べておき、それによって多項式の最高次数を制限する方法が挙げられる。例えば、17格子点DLUTを多項式に置き換える場合、変曲点の数がk個であれば最高次数がk+1次の多項式に置き換えることによって、無駄な項を省くことができる。   Further, there is a method in which the number of inflection points is checked from the DLUT coefficient, and the maximum order of the polynomial is thereby limited. For example, when replacing the 17-lattice DLUT with a polynomial, if the number of inflection points is k, the polynomial of the highest order is replaced by a polynomial of order k + 1, so that useless terms can be omitted.

変曲点の数がk個の場合でも、置き換える多項式の最高次数をk+1次に制限するだけでなく、k次以下の次数まで下げて省く項を増やしてもよい。この場合、画質劣化が許容範囲内になるように次数を下げていくことができる。   Even when the number of inflection points is k, not only the highest order of the polynomial to be replaced is limited to the (k + 1) th order, but also the number of terms to be reduced to the kth or lower order may be increased. In this case, the order can be reduced so that the image quality degradation falls within the allowable range.

他には、置き換える多項式をユーザが指示した次数以下に制限する方法が挙げられる。ユーザが画質を重視する場合は多項式の次数を上げ、処理時間を重視する場合は多項式の次数を下げればよい。   Another method is to limit the polynomial to be replaced to the order or less specified by the user. When the user emphasizes the image quality, the order of the polynomial may be increased, and when the processing time is emphasized, the order of the polynomial may be decreased.

さらに、異なる次数の多項式に置き換える処理を複数用意しておき、ユーザが同一文書内の複数の画像に対して画質を設定できるようにする方法も挙げられる。この場合、ユーザは高画質モードから低画質モードまで複数のモードを選択できるようにしておき、高画質モードが選択された場合には次数の大きい多項式を用いて画質を向上させ、低画質モードが選択された場合には次数の小さい多項式を用いて処理時間の短縮化を図るようにする。   Furthermore, there is a method of preparing a plurality of processes for replacing with polynomials of different orders so that the user can set the image quality for a plurality of images in the same document. In this case, the user is allowed to select a plurality of modes from a high image quality mode to a low image quality mode, and when the high image quality mode is selected, the image quality is improved using a polynomial having a large order, and the low image quality mode is changed. When selected, the processing time is reduced by using a polynomial of a small order.

このように、係数が0に近い項を省く方法や、多項式の最高次数を制限する方法により、画質劣化の影響が少ない項を省き処理を簡略化することができる。   As described above, by a method of omitting a term whose coefficient is close to 0 or a method of limiting the highest order of a polynomial, it is possible to omit a term that is less affected by image quality degradation and to simplify the processing.

次に、式(14)に示した3格子点2次元DLUTの処理を表した多項式をLUTとマトリクスに置き換える方法について説明する。まず、第1LUT処理部1では2次多項式で表すことができる1次元LUT処理を行う。出力色信号はCMYの3つであるため、1つの入力信号に対して3つのLUTを用いる。   Next, a method of replacing the polynomial expressing the processing of the three-grid point two-dimensional DLUT shown in Expression (14) with an LUT and a matrix will be described. First, the first LUT processing unit 1 performs one-dimensional LUT processing that can be represented by a second-order polynomial. Since there are three output color signals, CMY, three LUTs are used for one input signal.

入力色信号がRGBの場合、LUT11の出力はaR2+bR+c、LUT21の出力はdG2+eG+f、LUT31の出力はgB2+hB+iとなる。同様にLUT12の出力はa'R2+b'R+c'、LUT13の出力はa"R2+b"R+c"、LUT22の出力はd'G2+e'G+f'、LUT23の出力はd"G2+e"G+f"、LUT32の出力はg'B2+h'B+i'、LUT33の出力はg"B2+h"B+i"となる。 When the input color signal is RGB, the output of the LUT 11 is aR 2 + bR + c, the output of the LUT 21 is dG 2 + eG + f, and the output of the LUT 31 is gB 2 + hB + i. Similarly, the output of the LUT 12 is a'R 2 + b'R + c ', the output of the LUT 13 is a "R 2 + b" R + c ", the output of the LUT 22 is d'G 2 + e'G + f', The output of the LUT 23 is d "G 2 + e" G + f ", the output of the LUT 32 is g'B 2 + h'B + i ', and the output of the LUT 33 is g" B 2 + h "B + i".

次に、マトリクス処理部2で1×3マトリクス演算を行う。1×3マトリクスのパラメータをすべて1とするとマトリクス1の出力信号は、aR2+bR+dG2+eG+gB2+hB+j(j=c+f+i)となる。 Next, the matrix processing unit 2 performs a 1 × 3 matrix operation. Assuming that all parameters of the 1 × 3 matrix are 1, the output signal of matrix 1 is aR 2 + bR + dG 2 + eG + gB 2 + hB + j (j = c + f + i).

次に、第2LUT処理部3において3次多項式で表すことができる1次元LUT処理を行う。LUT4の出力は、式(17)のようになる。   Next, the second LUT processing unit 3 performs one-dimensional LUT processing that can be represented by a third-order polynomial. The output of LUT4 is as shown in equation (17).

Figure 2004215222
Figure 2004215222

式(15)に示した多項式のすべての項が式(17)に現れるため、各項の係数を近似することができる。M,Yの場合も同様に、各項の係数を近似することができる。   Since all terms of the polynomial shown in equation (15) appear in equation (17), the coefficients of each term can be approximated. Similarly, in the case of M and Y, the coefficient of each term can be approximated.

パラメータ演算部4ではこのような方法で、第1LUT処理部1、マトリクス処理部2、第2LUT処理部3のLUTとマトリクスのパラメータを決める。   The parameter calculation unit 4 determines the LUT and matrix parameters of the first LUT processing unit 1, the matrix processing unit 2, and the second LUT processing unit 3 in this manner.

図5は、3格子点2次元DLUTをLUTとマトリクスの組み合わせで近似する処理を説明するフローチャートである。先ず、ステップS31では、3格子点2次元DLUTを多項式に置き換える。次いで、ステップS32では、第1LUT処理部のLUTを2次多項式で表す。続いて、ステップS33では、マトリクス処理部の1×3マトリクスを(1,1,1)にして、ステップS34では、第2LUT処理部のLUTを3次元多項式で表す。   FIG. 5 is a flowchart illustrating a process of approximating a three-grid point two-dimensional DLUT by a combination of an LUT and a matrix. First, in step S31, the three-grid point two-dimensional DLUT is replaced with a polynomial. Next, in step S32, the LUT of the first LUT processing unit is represented by a second-order polynomial. Subsequently, in step S33, the 1 × 3 matrix of the matrix processing unit is set to (1, 1, 1), and in step S34, the LUT of the second LUT processing unit is represented by a three-dimensional polynomial.

その後、ステップS35では、第2LUT処理部からの出力信号の式と3格子点2次元DLUTを置き換えた多項式からパラメータを近似し、ステップS36では、第1LUT処理部、マトリクス処理部、第2LUT処理部の順に処理を行う。   After that, in step S35, parameters are approximated from the expression of the output signal from the second LUT processing unit and a polynomial expression obtained by replacing the three lattice point two-dimensional DLUT, and in step S36, the first LUT processing unit, the matrix processing unit, and the second LUT processing unit The processing is performed in the order of.

ここでは、3格子点2次元DLUTをLUTとマトリクスで近似する方法について説明したが、17格子点3次元DLUTなど、より複雑なDLUTについても同様な方法で近似することが可能である。   Here, a method of approximating a three-lattice two-dimensional DLUT with an LUT and a matrix has been described. However, a more complicated DLUT such as a 17-lattice three-dimensional DLUT can be approximated by a similar method.

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることができ、そのような変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれる。また、上記の実施形態は、クレームにかかる発明を限定するものではなく、また実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。   As described above, the present invention has been described using the embodiments, but the technical scope of the present invention is not limited to the scope described in the above embodiments. Various changes or improvements can be added to the above-described embodiment, and embodiments with such changes or improvements are also included in the technical scope of the present invention. In addition, the above embodiments do not limit the claimed invention, and not all combinations of the features described in the embodiments are necessarily essential for solving the invention.

例えば、入力色信号はRGBやL***などの3つの信号に限らず、任意のn個の信号でもよい。入力信号がn個の場合は第1LUT処理部1のLUTの数はn*出力信号数となる。 For example, the input color signal is not limited to three signals such as RGB and L * a * b * , but may be any n signals. When the number of input signals is n, the number of LUTs in the first LUT processing unit 1 is n * the number of output signals.

また、3×6マトリクスによる色変換処理をLUTとマトリクス処理に置き換える場合、3×6マトリクスの入力信号は3つの入力値とそれぞれの2乗値の組み合わせに限らず、3つの入力値とそれぞれのn乗値の組み合わせでもよい。   When replacing the color conversion processing by the 3 × 6 matrix with the LUT and the matrix processing, the input signal of the 3 × 6 matrix is not limited to the combination of the three input values and the respective square values. A combination of n-th power values may be used.

本発明に係る色変換処理装置を備えた色変換処理システムを示すブロック図である。1 is a block diagram illustrating a color conversion processing system including a color conversion processing device according to the present invention. 3格子点2次元DLUTと3格子点3次元DLUTの概略を示す図である。It is a figure which shows the outline of a three-grid point two-dimensional DLUT and a three-grid point three-dimensional DLUT. 3×6マトリクスをLUTとマトリクスの組み合わせに置き換える処理のフローチャートである。9 is a flowchart of a process of replacing a 3 × 6 matrix with a combination of an LUT and a matrix. 3×9マトリクスをLUTとマトリクスの組み合わせで近似する処理のフローチャートである。It is a flowchart of the process which approximates a 3x9 matrix by the combination of a LUT and a matrix. 3格子点2次元DLUTをLUTとマトリクスの組み合わせで近似する処理のフローチャートである。It is a flowchart of a process of approximating a three-grid point two-dimensional DLUT by a combination of an LUT and a matrix. パラメータ演算部の構成を示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of a parameter calculation unit.

符号の説明Explanation of reference numerals

1…第1LUT処理部、2…マトリクス処理部、3…第2LUT処理部、 4…パラメータ演算部、41…第1LUT処理パラメータ演算部、42…マトリクス処理パラメータ演算部、43…第2LUT処理パラメータ演算部、44…パラメータ演算制御部、45…DLUT多項式変換部   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... 1st LUT processing part, 2 ... matrix processing part, 3 ... 2nd LUT processing part, 4 ... parameter calculation part, 41 ... 1st LUT processing parameter calculation part, 42 ... matrix processing parameter calculation part, 43 ... 2nd LUT processing parameter calculation Unit, 44: parameter operation control unit, 45: DLUT polynomial conversion unit

Claims (7)

複数の入力色信号に基づき複数の出力色信号を生成する色変換処理装置において、
1つの入力色信号に対して出力色信号の個数と同じ数の1次元ルックアップテーブルを用いて色変換を行う第1LUT処理部と、
前記第1LUT処理部で変換されたデータを線形マトリクスによって演算を行うマトリクス処理部と、
前記マトリクス処理部で変換されたデータを1次元ルックアップテーブルを用いて色変換を行う第2LUT処理部と、
前記第1LUT処理部、前記マトリクス処理部、前記第2LUT処理部のパラメータを演算するパラメータ演算部と
を備えていることを特徴とする色変換処理装置。
In a color conversion processing device that generates a plurality of output color signals based on a plurality of input color signals,
A first LUT processing unit that performs color conversion on one input color signal using the same number of one-dimensional lookup tables as the number of output color signals;
A matrix processing unit that performs an arithmetic operation on the data converted by the first LUT processing unit using a linear matrix;
A second LUT processing unit that performs color conversion on the data converted by the matrix processing unit using a one-dimensional lookup table;
A color conversion processing device comprising: a first LUT processing unit, a matrix processing unit, and a parameter calculation unit that calculates parameters of the second LUT processing unit.
前記入力色信号が、複数の色信号とそれぞれの色信号をn乗した値とから成る場合のマトリクス演算によるm個の出力色信号への色変換処理を、前記第1LUT処理部でn次多項式で表すことが可能な1次元ルックアップテーブルで色変換を行い、前記マトリクス処理部で1×mマトリクスによる演算を行った後、前記第2LUT処理部で定数倍することにより、処理を置き換えること
を特徴とする請求項1記載の色変換処理装置。
When the input color signal is composed of a plurality of color signals and a value obtained by raising each of the color signals to the nth power, the first LUT processing unit performs a color conversion process to m output color signals by an n-th order polynomial in the first LUT processing unit. The color conversion is performed using a one-dimensional lookup table that can be expressed as follows, the matrix processing unit performs an operation based on a 1 × m matrix, and the second LUT processing unit multiplies it by a constant to replace the processing. The color conversion processing device according to claim 1, wherein
前記第1LUT処理部で、1つの入力色信号に対し出力信号数m個の1次元ルックアップテーブルを用いて色変換を行い、
前記マトリクス処理部で1×mマトリクスを用いた演算を行った後、第2LUT処理部で1次元ルックアップテーブルによる変換を行うことにより、3次元ルックアップテーブルによる色変換処理を近似する
ことを特徴とする請求項1記載の色変換処理装置。
The first LUT processing unit performs color conversion on one input color signal using a one-dimensional look-up table with m output signals,
After performing an operation using a 1 × m matrix in the matrix processing unit, the second LUT processing unit performs conversion using a one-dimensional lookup table, thereby approximating color conversion processing using a three-dimensional lookup table. The color conversion processing device according to claim 1.
前記入力色信号が、複数の色信号とそれぞれの信号をn乗した値およびそれぞれの信号を掛け合わせた値から成る場合のマトリクス演算によるm個の出力色信号への色変換処理を、前記第1LUT処理部でn次多項式で表せる1次元ルックアップテーブルで色変換を行い、前記マトリクス処理部で1×mマトリクスによる演算を行った後、前記第2LUT処理部で1次元ルックアップテーブルを用いて変換することにより、演算結果を近似する
ことを特徴とする請求項1記載の色変換処理装置。
Performing a color conversion process into m output color signals by a matrix operation when the input color signal includes a plurality of color signals, a value obtained by raising each signal to the nth power, and a value obtained by multiplying each signal; The 1LUT processing unit performs color conversion using a one-dimensional look-up table that can be expressed by an n-th order polynomial, performs an operation using a 1 × m matrix in the matrix processing unit, and then uses the one-dimensional lookup table in the second LUT processing unit. The color conversion processing device according to claim 1, wherein the conversion results approximate the calculation result.
N格子点(Nは自然数)の3次元ルックアップテーブルを前記第1LUT処理部によってN−1次多項式に置き換えるにあたり、係数が0に近い項を省く
ことを特徴とする請求項1記載の色変換処理装置。
2. The color conversion according to claim 1, wherein a term whose coefficient is close to 0 is omitted when the three-dimensional lookup table of N grid points (N is a natural number) is replaced by an N-1 degree polynomial by the first LUT processing unit. Processing equipment.
3次元ルックアップテーブルを前記第1LUT処理部によって多項式へ置き換えて処理するにあたり、前記3次元ルックアップテーブルの変曲点の数に応じて置き換える多項式の最高次数を決める
ことを特徴とする請求項1記載の色変換処理装置。
When replacing the three-dimensional look-up table with a polynomial by the first LUT processing unit, the highest order of the polynomial to be replaced is determined according to the number of inflection points of the three-dimensional look-up table. The color conversion processing device as described in the above.
3次元ルックアップテーブルを前記第1LUT処理部によって多項式へ置き換えて処理するにあたり、任意に選択された多項式の項を省く
ことを特徴とする請求項1記載の色変換処理装置。
2. The color conversion processing device according to claim 1, wherein an arbitrary selected polynomial term is omitted when the first LUT processing unit replaces the three-dimensional lookup table with a polynomial.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2007019970A (en) * 2005-07-08 2007-01-25 Mitsubishi Electric Corp Device and method for color correction
JP2010271367A (en) * 2009-05-19 2010-12-02 Nikon Corp Method for setting color conversion parameter, and image display
JP2014164500A (en) * 2013-02-25 2014-09-08 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Image synthesis device, image synthesis method and image synthesis program

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