(57)【要約】      （修正有）【課題】画像の色域マッピング時の補間精度が、特にソース色域の境界付近に位置するソース色の向上する方法を提供する。【解決手段】本マッピング方法は、マッピングのためのＬＵＴの入力色として、このＬＵＴの入力色が符号化されている入力符号化色空間に含まれているソース色域をサンプリングするだけでなく、入力符号化色空間のうちのソース色域に含まれない部分もサンプリングする。このＬＵＴは更に、ターゲット色域外に位置する出力色を含むことが好ましい。【選択図】図８
2018026798.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力符号化色空間に含まれるソース色域から、出力符号化色空間に含まれるターゲット色域へ、前記入力符号化色空間においてコード化された画像のソース色を、前記出力符号化色空間においてコード化されたターゲット色にマッピングする方法であって、
前記画像のソース色にマッピング色ＬＵＴを適用することであって、結果としてマッピングされた色が得られ、前記マッピング色ＬＵＴは、前記入力符号化色空間に含まれる入力色と、前記出力符号化色空間に含まれる対応する出力色とのペアによって形成され、前記マッピング色ＬＵＴは、前記ソース色域だけでなく、前記入力符号化色空間のうちの、前記ソース色域に含まれない部分もサンプリングする入力色を有する、前記マッピング色ＬＵＴを適用することと、
前記ターゲット色を取得するために、前記マッピングされた色に色拡張演算子を適用することであって、前記色拡張演算子は、前記色拡張演算子を前記マッピング色ＬＵＴの出力色に適用すると、結果として拡張された出力色が得られ、前記拡張された出力色の幾つかは前記出力符号化色空間の外側に位置するようになっている、前記色拡張演算子を適用すること、
を含む、マッピングの方法。
【請求項２】
前記入力符号化色空間の前記部分は、前記ソース色域とつながっている、請求項１に記載のマッピングの方法。
【請求項３】
前記色拡張演算子は、前記マッピング色ＬＵＴを前記ソース色域に適用することによって取得された面に前記色拡張演算子を適用すると、結果として、ほぼ前記ターゲット色域が得られるようになっている、請求項１又は２に記載のマッピングの方法。
【請求項４】
入力符号化色空間に含まれるソース色域から、出力符号化色空間に含まれるターゲット色域へ、前記入力符号化色空間においてコード化された画像のソース色を、前記出力符号化色空間においてコード化されたターゲット色にマッピングするように構成された画像処理装置であって、
前記画像のソース色にマッピング色ＬＵＴを適用することであって、結果としてマッピングされた色が得られ、前記マッピング色ＬＵＴは、前記入力符号化色空間に含まれる入力色と、前記出力符号化色空間に含まれる対応する出力色とのペアによって形成され、前記マッピング色ＬＵＴは、前記ソース色域だけでなく、前記入力符号化色空間のうちの、前記ソース色域に含まれない部分もサンプリングする入力色を有する、前記マッピング色ＬＵＴを適用することと、
前記ターゲット色を取得するために、前記マッピングされた色に色拡張演算子を適用することであって、前記色拡張演算子は、前記色拡張演算子を前記マッピング色ＬＵＴの出力色に適用すると、結果として拡張された出力色が得られ、前記拡張された出力色の幾つかは前記出力符号化色空間の外側に位置するようになっている、前記色拡張演算子を適用すること、
を行うように構成された画像処理装置。
【請求項５】
請求項４に記載の画像処理装置が組み込まれた電子装置。
【請求項６】
前記画像、前記色マッピングＬＵＴ、及び前記色拡張演算子を受信するように構成されたモジュールを更に含む、請求項５に記載の電子装置。
【請求項７】
カメラ、テレビセット、モニタ、ヘッドマウントディスプレイ、セットトップボックス、ゲートウェイ、スマートフォン、及びタブレットからなる群から選択される、請求項５又は６に記載の電子装置。
【請求項８】
プロセッサで実行された場合に、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法のステップを実行するプログラムコード命令を含むコンピュータプログラム製品。
【請求項９】
入力符号化色空間に含まれるソース色域から、出力符号化色空間に含まれるターゲット色域へ、前記入力符号化色空間においてコード化された画像のソース色を、前記出力符号化色空間においてコード化されたターゲット色にマッピングする方法であって、
オリジナルの色ＬＵＴの入力色のそれぞれが、前記入力色の前記マッピングによって定義された出力色に対応するように前記オリジナルの色ＬＵＴを構築することであって、前記オリジナルの色ＬＵＴの入力色は、前記ソース色域だけでなく、前記入力符号化色空間のうちの、前記ソース色域に含まれない部分もサンプリングし、前記オリジナルの色ＬＵＴの少なくとも１つの出力色が前記出力符号化色空間の外側に位置する、前記構築することと、
マッピング色ＬＵＴの出力色のそれぞれが前記出力符号化色空間に属するように、前記オリジナルの色ＬＵＴをマッピング色ＬＵＴに圧縮するために、色圧縮演算子を適用することと、
マッピングされた色を取得するために、前記画像のソース色に前記マッピング色ＬＵＴを適用することと、
前記ターゲット色を取得するために、前記マッピングされた色に色拡張演算子を適用することであって、前記色拡張演算子が前記色圧縮演算子の逆数として構築される、前記色拡張演算子を適用すること、
を含む、マッピングの方法。
【請求項１０】
前記マッピング色ＬＵＴを前記画像のソース色に適用する前に、前記画像、前記マッピング色ＬＵＴ、及び前記色拡張演算子を送信することを含む、請求項９に記載のマッピングの方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像のソース色をソース色域からターゲット色域にマッピングすることに関する。
【背景技術】
【０００２】
画像の色の色域マッピングは、マッピングされた色が、ターゲット表示装置の色域内に収まるという目標を有する。第２の目標は、マッピングされた色が、ターゲット表示装置の色域を効率的且つ完全に活用することである。一般に、色域マッピングは、ソース色域内のあらゆる色を、ターゲット色域に含まれるマッピングされた色に変換するために、ソース色域内のあらゆる色に適用可能である。ソース色域は、カメラやスキャナなどの画像キャプチャ装置とリンクしていてよい。ソース色域は、画像の作成や色処理を管理するために使用されるプルーフビュー表示装置などの基準表示装置とリンクしていてよい。ソース色域はまた、例えば、ＩＴＵ−Ｒ  ＢＴ．７０９などの規格において定義されるような所定の仮想色域とリンクしていてよい。
【０００３】
色は、一般に、符号化色空間における色座標により表現又は符号化される。色符号化は、必ず特定の色空間に基づくが、更に、デジタル符号化方法を含む。整数デジタル符号化は、色空間範囲に関連付けられたデジタル符号値範囲を直線的に指定する。色空間範囲は、最大及び最小の符号化デジタル値を定義する。例えば、ほとんどのＲＧＢ色空間範囲が、典型的には、［０，１］又は［０，２５０］として定義されるのに対し、ＣＩＥＬＡＢの範囲は、Ｌ＊については［０，１００］、ａ＊及びｂ＊については、それぞれ［−１５０，１５０］であってよい。従って、本来、符号化色空間には境界がないが、一般的には、符号化可能な値の範囲に制限があり、この範囲を、符号化色空間の境界と見なすことができる。符号化色空間の色域は、そのような範囲に色座標を有する色、即ち最小符号化値以上であって最大符号化値以下である色を含むものとして定義される。以下では、「符号化色空間」という語句は、そのような色域、即ち特定の符号化値の範囲を暗示する。
【０００４】
通常、ソース色は、固有の色域を有する入力符号化色空間の色座標で符号化される。この場合は、入力符号化色空間の色域がソース色域を含むことになる。特殊なケースとして、ソース色域と入力符号化色空間とが等しい場合があるが、本発明は特に、入力符号化色空間がソース色域より広いケースに対処する。
【０００５】
ターゲット色域は、特定の再生表示装置とリンクしていてよい。ターゲット色域はまた、送信用、圧縮用、又は記憶用の所定の色域とリンクしていてよい。例えば、ターゲット色域は、例えば、ＩＴＵ−Ｒ  ＢＴ．２０２０などの規格において定義されるような所定の仮想色域にリンクしていてよい。ターゲット色域は、フィルムや印刷用紙などの特定の媒体とリンクしていてよい。
【０００６】
以下の非限定的な例では、ソース色域はソース表示装置にリンクしており、ターゲット色域はターゲット表示装置にリンクしている。
【０００７】
通常、ターゲット色は、固有の色域（即ち、その特定の範囲の値）を有する出力符号化色空間の色座標で符号化される。この場合は、出力符号化色空間の色域がターゲット色域を含むことになる。特殊なケースとして、ターゲット色域と出力色空間の色域とが等しい場合がある。本発明は、特定の変形形態を以て、このケースに対処する。しかしながら、本発明は、出力色空間の色域がターゲット色域より広いケースにも対処する。
【０００８】
図１は、画像の色をソース色域からターゲット色域に色マッピングする古典的なワークフローを示す。これによれば、入力符号化色空間の入力色座標Ｒ、Ｇ、Ｂ（ここでは入力ＲＧＢ値）によって表現される任意のソース色が、出力符号化色空間の対応する出力色座標Ｒ’，Ｇ’，Ｂ’によって表現されるターゲット色にマッピングされる。色座標Ｒ，Ｇ，Ｂは、入力符号化色空間で符号化される色を表現する。色座標Ｒ’，Ｇ’，Ｂ’は、出力符号化色空間で符号化される色を表現する。
【０００９】
そのような色マッピングを、マッピングされる画像のソース色に色ルックアップテーブル（ＬＵＴ）を適用することによって実施することがよく知られている。色ＬＵＴは、入力色座標Ｒ，Ｇ，Ｂと、対応する事前計算された出力色座標Ｒ’，Ｇ’，Ｂ’のペアのリストで構成される。図２に示されるように、色ＬＵＴを事前計算するために、色座標Ｒ１Ｇ１Ｂ１、Ｒ２Ｇ２Ｂ２、…で表現され、入力符号化色空間内のグリッドの上に分布し、ソース色域内に位置する入力色が、図１に示される色域マッピングワークフローに通され、結果として、Ｒ１’Ｇ１’Ｂ１’、Ｒ２’Ｇ２’Ｂ２’、…で表現され、出力符号化色空間内にあってターゲット色域内に位置する一連の出力色が得られる。
【００１０】
色ＬＵＴを構築するために選択された入力色は、一般に、ソース色域を規則正しくサンプリングする。このサンプリングは、一般に、ソース色を表現するノードを有するグリッドを通して実施される。
【００１１】
ソース色域をサンプリングした色ＬＵＴの入力色を表現するグリッドの一例を図３に示す。例えば、入力色Ｃ３及びＣ４が、実際には、図１に示される色域マッピングワークフローに通されて、結果として、色ＬＵＴの事前計算された出力色を形成する一連のマッピングされた色（例えば、出力色Ｃ’３及びＣ’４（図示せず））が得られてよい。
【００１２】
ソース色域をサンプリングしているグリッドの上にないマッピングされるソース色のマッピングは、このような色ＬＵＴを使用して、ＬＵＴの入力色と出力色から、既知の方法で補間されなければならない。一般に、入力符号化色空間内のグリッドの位置にあって、マッピングされるソース色に最も近い、ＬＵＴの固定数の入力色が選択され、マッピングされたターゲット色は、ＬＵＴの対応する出力色から、既知の方法で補間される。既知の補間方法として、三線補間及び四面体補間があり、これらはそれぞれ、グリッド上の最も近い３色及び４色を使用するものであり、これらは、例えば、Amidrorが２００２年にElectronic Imaging, Vol. 11.2において発表した論文「Scattered data interpolation methods for electronic imaging systems: a survey」で説明しているとおりである。
【００１３】
図４は、マッピングされるソース色に最も近いとして選択されたこのＬＵＴの入力色に対応する、このＬＵＴの出力色の色座標Ｒ’１，Ｇ’１，Ｂ’１；Ｒ’２，Ｇ’２，Ｂ’２；…からの、マッピングされたターゲット色の色座標Ｒ’，Ｇ’，Ｂ’の補間を示しており、この補間処理は、マッピングされるソース色の色座標Ｒ，Ｇ，Ｂによって制御される。
【００１４】
図３において「サンプルソース色」として示されているように、マッピングされるソース色がソース色域の境界に近接して位置する場合であって、このソース色域が、やはり図３に示されている入力符号化色空間より小さい場合には、問題が発生する。このような状況では、このマッピングされるソース色を取り囲む入力符号化色空間をサンプリングしているグリッドの上の、必要とされる数の最も近い色が、マッピングされたターゲット色を有効に補間するには不適当な場合がある、ということが起こりかねない。この理由は、効率的な補間のために必要とされる最も近い色のうち、幾つかの入力色が、図３の色Ｃ１及びＣ２のように、ソース色域の外側に位置する可能性があるからである。このような入力色は、概して、色ＬＵＴの入力色として利用できない。入力色空間をサンプリングしているグリッドの上の必要とされる数の最も近い色を使用する既知の補間方法は、これらの最も近い色の１つ以上がソース色域外にある場合には使用できない。結果として得られる、ＬＵＴのエントリとして利用可能な（即ち、サンプリンググリッド上にある）入力色の数は、補間を精密に行うには少なすぎる（３個又は４個の場合に比べて特に少ない）可能性がある。
【００１５】
例えば、マッピングされるソース色Ｃを示す図３の２Ｄ表現では、２つの最も近い入力色Ｃ３及びＣ４だけが、対応するマッピングされたターゲット色の補間に用いられる色ＬＵＴのエントリとして存在しうる。図３のグリッド上に示されている色Ｃ１及びＣ２は、実際、入力色Ｃ３及びＣ４と同じくらいソース色Ｃに近いが、ターゲット色の補間に使用できない。なぜなら、これらは、ソース色域外にあるので、ＬＵＴの入力色にはならないからである。これらの色Ｃ１及びＣ２は、ソース色域外にあることにより、通常は、図１に示される色域マッピングワークフローに通すことができず、色ＬＵＴの事前計算に使用されない。このような状況では、マッピングされたターゲット色の補間を十分な精度で行うことができない。
【発明の概要】
【００１６】
本発明の目的は、上述の問題を解決することであり、特に、ソース色域外に位置する入力色を含む色ＬＵＴを使用して解決することである。この色ＬＵＴは更に、ターゲット色域外に位置する出力色を含むことが好ましい。
【００１７】
この目的のため、本発明の一態様は、ソース色域からターゲット色域へ、入力符号化色空間において表現された画像のソース色を、出力符号化色空間において表現されたターゲット色にマッピングする方法であって、この方法は、画像のソース色にマッピング色ＬＵＴを適用することであって、結果としてマッピングされた色が得られ、マッピング色ＬＵＴは、ソース色域だけでなく、入力符号化色空間のうちの、ソース色域に含まれない部分もサンプリングする入力色を有する。
【００１８】
入力符号化色空間及び出力符号化色空間は両方とも、値の符号化の特定の範囲に対応する特定の境界によって制限される。
【００１９】
そのようなマッピング色ＬＵＴは、入力符号化色空間に含まれる入力色と、出力符号化色空間に含まれる対応する出力色とのペアによって形成される。
【００２０】
まとめると、本方法によれば、マッピング色ＬＵＴは、（このＬＵＴの入力色が符号化されている入力符号化色空間に含まれている）ソース色域だけでなく、入力符号化色空間のうちの、ソース色域に含まれない部分もサンプリングする入力色を有する。
【００２１】
有利なことに、マッピングの精度が向上し、特にソース色域の境界付近に位置するソース色に関して向上する。
【００２２】
マッピングされるソース色がマッピング色ＬＵＴのどの入力色とも等しくない場合、マッピング色ＬＵＴの適用は、暗黙のうちに、このマッピング色ＬＵＴの複数の出力色からの補間を含む。このような補間は、色ＬＵＴの適用の技術分野でよく知られている。即ち、この補間は、マッピング色ＬＵＴの適用に固有である。
【００２３】
ソース色域は、入力符号化色空間に含まれることが好ましい。
【００２４】
ターゲット色域は、出力符号化色空間に含まれることが好ましい。
【００２５】
入力符号化色空間の部分は、ソース色域とつながっていることが好ましい。これは、マッピング色ＬＵＴが、ソース色域の外側ながらソース色域の近傍、即ち、ソース色域の境界の近傍、に分布する入力色を含む、という意味である。有利なことに、ソース色域の境界付近に位置するソース色のマッピングの精度が高まる。
【００２６】
方法は、ターゲット色を取得するために、マッピングされた色に色拡張演算子を適用することを含むことが好ましい。これは、マッピング色ＬＵＴの適用によって取得されたマッピングされた色（これは、必要であれば、このＬＵＴの複数の出力色からの補間を含む）が、この演算子の使用によって更に拡張されることを意味する。
【００２７】
色拡張演算子は、マッピング色ＬＵＴをソース色域に適用することによって取得された面に色拡張演算子を適用すると、結果として、ほぼターゲット色域が得られるようになっていることが好ましい。
【００２８】
色拡張演算子は、色拡張演算子をマッピング色ＬＵＴの出力色に適用すると、結果として拡張された出力色が得られ、この拡張された出力色の幾つかは出力符号化色空間の外側に位置するようになっていることが好ましい。
【００２９】
これは、マッピング色ＬＵＴがオリジナルの色ＬＵＴの圧縮によって得られること、並びに、色拡張演算子をマッピング色ＬＵＴに適用することによって、結果としてこのオリジナルの色ＬＵＴが得られることを意味する。
【００３０】
本発明の一態様はまた、ソース色域からターゲット色域へ、入力符号化色空間において表現された画像のソース色を、出力符号化色空間において表現されたターゲット色にマッピングするように構成された画像処理装置であって、画像のソース色にマッピング色ＬＵＴを適用して、結果としてマッピングされた色を得るように構成された画像処理装置であって、マッピング色ＬＵＴは、ソース色域だけでなく、入力符号化色空間のうちの、ソース色域に含まれない部分もサンプリングする入力色を有する。
【００３１】
画像処理装置はまた、ターゲット色を取得するために、マッピングされた色に色拡張演算子を適用するように構成されていることが好ましい。
【００３２】
色拡張演算子は、色拡張演算子をマッピング色ＬＵＴの出力色に適用すると、結果として拡張された出力色が得られ、この拡張された出力色の幾つかは出力符号化色空間の外側に位置するようになっていることが好ましい。
【００３３】
本発明の一態様はまた、そのような画像処理装置が組み込まれた電子装置である。そのような電子装置は、画像を処理できる任意の装置であってよく、例えば、カメラ、スマートフォン又はタブレット、テレビ、セットトップボックス、又はゲートウェイであってよい。
【００３４】
この電子装置は更に、画像、色マッピングＬＵＴ、及び、必要な場合には、色拡張演算子を受信するモジュールを含むことが好ましい。
【００３５】
本発明の一態様はまた、プロセッサで実行された場合に、上述のマッピング方法のステップを実行するプログラムコード命令を含むコンピュータプログラム製品である。
【００３６】
本発明の一態様はまた、ソース色域からターゲット色域へ、入力符号化色空間において表現された画像のソース色を、出力符号化色空間において表現されたターゲット色にマッピングする方法であって、この方法は、
−オリジナルの色ＬＵＴの入力色のそれぞれが、入力色のマッピングによって定義された出力色に対応するようにそのオリジナルの色ＬＵＴを構築することであって、オリジナルの色ＬＵＴの入力色は、ソース色域だけでなく、入力符号化色空間のうちの、ソース色域に含まれない少なくとも一部分もサンプリングし、オリジナルの色ＬＵＴの少なくとも１つの出力色が出力符号化色空間に属さない、構築することと、
−マッピング色ＬＵＴの出力色のそれぞれが出力符号化色空間に属するように、オリジナルの色ＬＵＴをマッピング色ＬＵＴに圧縮するために、色圧縮演算子を適用することと、
−マッピングされた色を取得するために、画像のソース色にマッピング色ＬＵＴを適用することと、
−ターゲット色を取得するために、マッピングされた色に色拡張演算子を適用することであって、色拡張演算子が色圧縮演算子の逆数として構築される、色拡張演算子を適用すること、を含む。
【００３７】
この方法は、マッピング色ＬＵＴを画像のソース色に適用する前に、画像、マッピング色ＬＵＴ、及び色拡張演算子を送信することを含むことが好ましい。
【００３８】
非限定的な実施例として与えられる以下の説明を、以下の添付図面を参照しながら読むことにより、本発明がより明確に理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】既に参照したが、画像の色をソース色域からターゲット色域に色マッピングする古典的なワークフローを示す。
【図２】既に参照したが、入力色から出力色を計算してマッピング色ＬＵＴを構築する古典的なワークフローを示す。
【図３】ソース色域をサンプリングしている、色ＬＵＴの入力色を表現しているグリッドを示す。
【図４】マッピングされるソース色に最も近いとして選択された色ＬＵＴの入力色に対応する、このＬＵＴの出力色の色座標Ｒ’１，Ｇ’１，Ｂ’１；Ｒ’２，Ｇ’２，Ｂ’２；…からの、マッピングされたターゲット色の色座標Ｒ’，Ｇ’，Ｂ’の通常補間を示す。
【図５】図８に示される実施形態の（図８で「いいえ」として示された）第１の状況を示しており、この状況では、オリジナルの色ＬＵＴの全ての出力色が、出力符号化色空間の内側に位置する。
【図６】図８に示される実施形態の（図８で「はい」として示された）第２の状況を示しており、この状況では、オリジナルの色ＬＵＴの出力色が出力符号化色空間の外側に位置する。
【図７】図６に示される状況における、図８に示される実施形態の第３及び第４のステップを示す。
【図８】本発明の色マッピング方法の好ましい実施形態の様々なステップを示しており、一方の側のステップ１及び２と、他方の側のステップ３及び４は、点線を有する矢印で示されるように、別々に実施されてよい。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
当業者であれば理解されるように、本明細書において提示されるフローチャートは、本発明を実施する例示的回路の概念図を表す。それらのフローチャートは、実質的にコンピュータ可読媒体において表現されてよく、従って、そのような装置が明示されているかどうかにかかわらず、データ処理装置によって実行されてよい。図面に示される様々な要素の機能は、適切なソフトウェアと関連してソフトウェアを実行できるハードウェアを使用することによって実現されてよい。そのようなソフトウェアを実行できるそのようなハードウェアは、一般に、プロセッサ、コントローラ、デジタル信号プロセッサ（「ＤＳＰ」）ハードウェア、ソフトウェアを記憶する読み出し専用メモリ（「ＲＯＭ」）、ランダムアクセスメモリ（「ＲＡＭ」）、及び不揮発性記憶装置を使用する。
【００４１】
本発明、特に後述の方法のステップ３及び４は、特に、画像を処理できる任意の装置で実施されてよく、特に画像の色域マッピングを実施できる任意の装置で実施されてよい。従って、本発明は、特に、カメラなどの画像キャプチャ装置、テレビ、モニタ、ヘッドマウントディスプレイなどの画像表示装置、或いは、セットトップボックス又はゲートウェイで実施可能である。本発明はまた、スマートフォンやタブレットなどの、画像キャプチャ装置と画像表示装置の両方を含む装置でも実施可能である。そのような装置は全て、既知の方法で、本発明を実施するように適合されることが可能なソフトウェアを実行できるハードウェアを含む。
【００４２】
（第１の実施形態）
以下では、図８に示される異なる４つのステップ（ステップ１から４）による、色マッピングの方法の第１の実施形態を説明する。強調されるべきこととして、幾つかのステップは別々に実施されてよく、例えば、ステップ１及び２はサーバ側で、ステップ３及び４は、画像を処理するように適合された消費者用機器で別々に実施されてよく、図８の点線は、特に送信ステップを表すものであってよく、この送信ステップについては、このような、画像、色ＬＵＴ、及び色拡張演算子の送信が、既知の方法で実施されることから、以下では詳述されない。
【００４３】
入力符号化色空間は、ソース色域がこの入力符号化色空間に含まれるように選択される。出力符号化色空間は、ターゲット色域が、図５に示されるように、この出力符号化色空間に含まれるように選択される。
【００４４】
以下の第１及び第２のステップは、例えば、ビデオコンテンツの制作側で実施されてよく、光ディスク、放送、映画などの流通チャネル別にビデオコンテンツのサイズ変更、符号化、又は一般に再フォーマットを行う各プラットフォーム上で実施されてよい。
【００４５】
（第１のステップ：ソース色域外の入力色を使用してオリジナルの色ＬＵＴを構築する）
この第１のステップでは、ソース色域及びターゲット色域からオリジナルの色ＬＵＴが構築され、これは、例えば、このソース色域からターゲット色域に色をマッピングするように適合される。このオリジナルの色ＬＵＴは、先行技術の場合と同様に事前計算されるが、この事前計算のためにソース色域だけをサンプリングする入力色を取得する代わりに、入力符号化色空間のうちの、ソース色域に含まれない少なくとも一部分をサンプリングする入力色が取得される。この部分は、ソース色域を取り囲むことが好ましい。図５及び図６は、入力符号化色空間全体がこれらの入力色によってサンプリングされる状況を示している。即ち、取得される色ＬＵＴの入力色は、ソース色域の境界を越えて広がる。
【００４６】
一般に、そのような処理を経て、色ＬＵＴの、ソース色域外にある入力色は、一般には、図５及び図６に示されるように、ターゲット色域外に位置する、対応する出力色にマッピングされる。図６では、これらの出力色の幾つかが、出力符号化色空間の外側であっても位置する。即ち、これらは、この出力符号化色空間を定義している特定範囲の外に色座標を有している。特殊なケースでは、図５及び図６に示されているものとは対照的に、取得された出力色が、出力符号化色空間全体にわたって分布していてもよい。
【００４７】
このオリジナルの色ＬＵＴを取得した時点では、以下の２つの状況がありうる。
−第１の状況（図８の「いいえ」）。図５に示されるように、オリジナルの色ＬＵＴの全ての出力色が、出力符号化色空間の内側に位置する。この状況では、オリジナルの色ＬＵＴは、後述の第３のステップで使用されるマッピング色ＬＵＴになると考えられてよい。
−第２の状況（図８の「はい」）。図６に示されるように、出力符号化色空間の外側に、オリジナルの色ＬＵＴの少なくとも１つの出力色が位置する。このような「外側の出力色」は符号化できず、そして、ＬＵＴの一部にすることもできず、そして、マッピングされた色の補間のために後で使用することもできない。この状況では、オリジナルの色ＬＵＴを、後述の第２のステップで詳述されるように、マッピング色ＬＵＴに圧縮する。
【００４８】
（第２のステップ（第２の状況においてのみ）：色圧縮）
図６に示されるように、この状況では、オリジナルの色ＬＵＴに色圧縮演算子を適用して、出力符号化色空間を定義している特定の範囲内に色座標を有する出力色を持つマッピング色ＬＵＴを取得する。色圧縮演算子は、圧縮後に取得された出力色のそれぞれが出力符号化色空間に属するように定義される。従って、この圧縮されたマッピング色ＬＵＴの全ての出力色を、今や出力符号化色空間において実際に符号化することができる。この色圧縮演算子をターゲット色域に適用すると、図６に示されるように、圧縮されたターゲット色域が取得される。
【００４９】
この色圧縮演算子に加えて、色圧縮演算子の逆数である色拡張演算子が、既知の方法で構築される。この色拡張演算子は、後述の第４のステップで使用される。
【００５０】
この後の第３及び第４のステップは、例えば、ビデオコンテンツを消費する側で実施されてよく、より正確には、画像を処理できる装置で実施されてよく、即ち、例えば、テレビ、セットトップボックス、タブレットなどの消費者用機器、又は他の任意の上述の消費者用機器で実施されてよく、或いは、例えば、光ディスク、放送、映画などの流通チャネル別にビデオコンテンツのサイズ変更、符号化、又は一般に再フォーマットを行うビデオ制作用プラットフォームなどの専用の機器で実施されてよい。
【００５１】
マッピング色ＬＵＴ、色拡張演算子、及び、もちろん、マッピングされる画像は、この、画像を処理できる装置に、既知の方法で与えられ、特に、放送、ＬＡＮ、又はＷｉ−Ｆｉネットワークのような任意の通常の伝送ネットワークで送信されることによって与えられる。画像を定義しているソース色は、特に、これらのソース色を入力符号化色空間において表現している色座標によって、そのような装置に与えられる。
【００５２】
（第３のステップ：マッピング色ＬＵＴを適用する）
この第３のステップでは、上述の第１又は第２のステップから、「いいえ」又は「はい」の状況に応じて得られたマッピング色ＬＵＴを画像のソース色に適用して、マッピングされた色を取得し、必要に応じて、先行技術の場合と同様に、このＬＵＴの別の出力色からの何らかの補間を含む。このような補間は、この第３のステップに固有であると考えられる。
【００５３】
第１のステップの後にオリジナルのＬＵＴの全ての出力色が出力符号化色空間の内側にある第１の状況では（図５を参照）、取得されたマッピングされた色は、最終ターゲット色を形成する（図８の、ステップ４を迂回する矢印を参照）。このＬＵＴの、ソース色域外に位置する入力色により、ソース色域の境界付近に位置するソース色に対する色マッピング補間の精度の問題が有利に回避される。
【００５４】
（第４のステップ（第２の状況においてのみ）：色拡張）
色圧縮演算子が適用された第２の状況において、図６に示されるように、出力符号化色空間の内側にある、ＬＵＴの全ての出力色を取得するために、又は、図６には示されていないが、出力符号化色空間の内側にある、ＬＵＴの、全てではないがより多くの出力色を取得するために、上述の第２のステップにおいて、色圧縮演算子の逆数として定義された色拡張演算子を、上述の第３のステップにおいて取得されたマッピングされた色に適用することにより、最終ターゲット色を取得する。
【００５５】
なお、これらのマッピングされた色にこの色拡張演算子を適用することにより、マッピングされた色は確かに変化する。そして、このような適用は、色の変換とは異なる。即ち、（例えば、色空間の変更のような）色の表現の変更とは異なる。例えば、色変換演算子を適用すること、例えば、ソース表示装置を表すソース順変換と、ターゲット表示装置を表すターゲット逆変換とを組み合わせることによって取得されるような色変換演算子を適用することによって、色は変化せず、それらの表現だけが変化する。
【００５６】
全体としてみると、圧縮されたマッピング色ＬＵＴの適用と色拡張演算子の適用との組み合わせは、オリジナルの色ＬＵＴの適用とほぼ等価である。第３のステップに固有の補間により、圧縮されたマッピングＬＵＴから抽出された様々な入力−出力ペアからの固有の補間を含む、この適用の組み合わせの結果は、同じ固有の補間を含むオリジナルの色ＬＵＴの直接適用と若干異なる可能性があり、これは特に、これらの固有の補間が同じレベルで適用されないからであり、実際、色拡張ステップは、ここでは、これらの補間の後に適用される。
【００５７】
上述の処理の最後には色マッピングされた画像が取得され、ソース色域の境界付近に位置するソース色であっても、ターゲット色に正確にマッピングされている。
【００５８】
（第２の実施形態）
以下では、本発明の第２の実施形態を説明する。この第２の実施形態では、ソース色域は、SMPTE RP 431-2:2011 “D-Cinema Quality - Reference Projector and Environment”で規定されているＤ６５白色点及びＰ３原色で定義されており、以下ではＰ３色域と呼ぶ。ターゲット色域は、ＩＴＵ−Ｒ  ＢＴ．７０９に従う色域であり、以下ではＢＴ．７０９色域と呼ぶ。入力符号化色空間は、ＩＴＵ−Ｒ  ＢＴ．２０２０に従って選択され、以下ではＢＴ．２０２０色空間と呼ぶ。
【００５９】
（第１のステップ：Ｐ３ソース色域外の入力色を使用してオリジナルの色ＬＵＴを構築する）
この第１のステップでは、ソース色域及びターゲット色域からオリジナルの色ＬＵＴが構築され、これは、例えば、色をＰ３色域からＢＴ．７０９色域にマッピングするように適合される。このオリジナルの色ＬＵＴは、以下のステップに従って、先行技術において知られているように事前計算される。
【００６０】
より具体的には、このオリジナルのルックアップテーブルは、以下のステップに従って、ＣＩＥＬＡＢ色空間で動作する、知覚に基づく色域マッピングを使用して計算される。
【００６１】
入力色空間（例えば、９×９×９）をサンプリングしているレギュラーグリッドの上にある入力色が選択されており、これによって、入力色は、この入力色空間において入力色座標ＲｉＧｉＢｉ（例えば、ｉ＝０…９３−１）を有する。これらの入力色座標ＲｉＧｉＢｉは、オリジナルのルックアップテーブルのエントリを形成する。これらの入力色の幾つかに対して、以下のステップが適用される。
１．線形入力色座標ＲｉＧｉＢｉを、次式に従って、線形ＸＹＺ色座標ＸｉＹｉＺｉに変換する。
【数１】
2018026798.tif 000003
但し、行列ＭＲＧＢ−ｔｏ−ＸＹＺは、以下に従って定義される。
０．６３６９５８  ０．１４４６１７  ０．１６８８８１
０．２６２７      ０．６７７９９８  ０．０５９３０２
０                ０．０２８０７３  １．０６０９８５
２．線形ＸＹＺ色座標ＸｉＹｉＺｉを、既知の方法で、Ｄ６５を白色点として使用するＣＩＥＬＡＢ色空間の座標Ｌｉａｉｂｉに変換する。
【００６２】
次に、第１のマッピングステップで、色相マッピングにより、入力色の色相を修正する。これは、これらの座標Ｌｉａｉｂｉを色相マッピングされた座標Ｌ’ｉａ’ｉｂ’ｉにマッピングすることにより行われる。色相は、一般には、色域マッピングの間に維持されるべき色の一特徴である。しかしながら、原色及び二次色の色相にずれがあると、その後の色域マッピングのステップの挙動が最適にならない可能性がある。実際、ソース色域を定義している原色と、ターゲット色域を定義している原色との不一致が著しい場合には、不均一な飽和度修正が発生する場合がある。色相マッピングの目的は、色域マッピングによって引き起こされる飽和度修正の均一性を向上させることであり、特に、色相の平均的な変化を最小限に抑えながら色の近傍の劣化を最小限に抑えることである。色相マッピングは、Ｐ３原色と、対応するＢＴ．７０９原色との色相及びクロマ（色度）の差に基づいて、Ｐ３原色の色相を、対応するＢＴ．７０９原色の色相に向かって適応的に変化させる。好ましくは、Ｐ３原色と、対応するＢＴ．７０９原色との飽和度の差が小さい場合ほど、色域マッピングから生じる色相変化がより強くなければならない。以下のステップを実施する。
・各原色について、原点とＰ３原色及びＢＴ．７０９原色とによる三角形をａ−ｂ平面に形成する。三角形の１つの角度は、色相差Δｈである。
・各原色について、三角形の、Δｈと向かい合う２つの角度の間の差を計算し、これをΔαと呼ぶ。この差は、Ｐ３原色とＢＴ．７０９原色との飽和度の差を幾何学的に表現している。
・各原色について、色相をオフセット
【数２】
2018026798.tif 000004
だけ変化させる。このオフセットは、Δαで表された原色間の飽和度の差が小さいほどより強くなる。
・マッピングされる入力信号の全ての色について、それぞれの色相に、原色のオフセットから補間されたオフセットを適用する。この補間は、色相角の双一次補間である。オフセットの適用後、ＣＩＥＬＡＢ色空間の座標Ｌ’’ｉａ’’ｉｂ’’ｉで示される第１のマッピングされた色が取得される。
【００６３】
次に、クロママッピングが主に第１のマッピングされた色のクロマに作用して第２のマッピングされた色が得られ、これは、全ての第２のマッピングされた色がＢＴ．７０９色域内に収まるように行われる。以下のステップを実施する。
・各第１のマッピングされた色について、第１のマッピングされた色と、明度Ｌ軸上に位置するアンカーポイントとを含む、直線的なマッピング軌道（mapping trajectory）を決定する。
・各第１のマッピングされた色に対して、第２のマッピングを行い、マッピング軌道に沿ってアンカーポイントに向かう座標Ｌ’’ｉａ’’ｉｂ’’ｉによって定義される第２のマッピングされた色にする。第１のマッピングされた色のマッピングは、アンカーポイントから第１のマッピングされた色までの距離Ｄを、同じアンカーポイントから第２のマッピングされた色までの距離Ｄ’に変更することであると言うことができる。ＤからＤ’へのマッピングを行うために、勾配を有し、ＢＴ．７０９クロマの５０％をカバーする第１の線形セグメントと、ＢＴ．７０９色域内の他の全ての色を圧縮する第２の線形セグメントと、を有する次式のニー関数（knee function）を使用する。
【数３】
2018026798.tif 000005
但し、
Ｄ７０９は、アンカーポイントと、マッピング軌道とＢＴ．７０９色域の交点との間の距離であり、
Ｄ５０％＝０．５Ｄ７０９であり、
Ｄｍａｘは、アンカーポイントと、マッピング軌道と入力色域（ＢＴ．２０２０又はＰ３）の交点との間の距離である。
なお、Ｄ＞Ｄｍａｘである第１のマッピングされた色は、Ｄ’＞Ｄ７０９である第２のマッピングされた色にマッピングされる。即ち、Ｐ３ソース色域外にある第１のマッピングされた色は、ＢＴ．７０９ターゲット色域外にある色にマッピングされる。
【００６４】
オリジナルのルックアップテーブルの計算を完結させるために、第２のマッピングされた座標Ｌ’’ｉａ’’ｉｂ’’ｉを、Ｄ６５を白色点として使用して、線形ＸＹＺ色座標Ｘ’ｉＹ’ｉＺ’ｉに変換して戻し、マッピングされた色の線形ＸＹＺ色座標Ｘ’ｉＹ’ｉＺ’ｉを、次式に従って線形ＢＴ．７０９色座標Ｒ’ｉＧ’ｉＢ’ｉに変換する。
【数４】
2018026798.tif 000006
但し、行列ＭＸＹＺ−ｔｏ−ＲＧＢは、以下に従って定義される。
３．２４０９７０    −１．５３７３８３  −０．４９８６１１
−０．９６９２４４  １．８７５９６８    ０．０４１５５５
０．０５５６３０    −０．２０３９７７  １．０５６９７２
これらの座標Ｒ’ｉＧ’ｉＢ’ｉは、オリジナルのルックアップテーブルの出力色になる。
【００６５】
なお、このルックアップテーブルの事前計算では、この事前計算のために、Ｐ３色域のみをサンプリングしている入力色を取得する代わりに、Ｐ３色域より著しく広いＢＴ．２０２０入力符号化色空間をサンプリングしている入力色を取得する。言い換えると、ＢＴ．２０２０入力符号化色空間には、Ｐ３ソース色域に含まれない広い部分がある。この処理により、Ｐ３ソース色域外の入力色は、図５及び図６に示されるように、ＢＴ．７０９ターゲット色域外の出力色にマッピングされる。
【００６６】
このオリジナルの色ＬＵＴを取得した時点では、図６に示されるような、出力符号化色空間外の出力色が存在するかどうかにかかわらず、このような「外側の出力色」は符号化できず、そして、ＬＵＴの一部にすることができず、そして、マッピングされた色の補間のために後で使用することができない。従って、以下の第２のステップで詳述されるように、オリジナルの色ＬＵＴをマッピング色ＬＵＴに圧縮する。
【００６７】
（第２のステップ：色圧縮）
図６に示されるように、オリジナルの色ＬＵＴに色圧縮演算子を適用してマッピング色ＬＵＴを取得する。色圧縮演算子は、圧縮後に取得された出力色のそれぞれが出力符号化色空間に属するように定義される。従って、この圧縮されたマッピング色ＬＵＴの全ての出力色を、今や出力符号化色空間において符号化することができる。この色圧縮演算子をターゲット色域に適用すると、図６に示されるように、圧縮されたターゲット色域が取得される。
【００６８】
この圧縮演算子は、ここでは、前述の第１のステップで取得された線形ＢＴ．７０９色座標Ｒ’ｉＧ’ｉＢ’ｉをプリスケーリング（pre-scale）するように定義され、この結果として、プリスケーリング又は圧縮された線形ＢＴ．７０９色座標Ｒ’’ｉＧ’’ｉＢ’’ｉが得られる。プリスケーリング又は圧縮の対象となるのは、クロママッピングの前に距離Ｄ＞Ｄｍａｘであった、クロママッピングされた色の範囲外にある色座標である。Ｒ’ｉ色座標のプリスケーリングは次式に従って行われ、
【数５】
2018026798.tif 000007
Ｇ’’ｉ、Ｂ’’ｉについても同様である。プリスケーリングされた線形ＢＴ．７０９色座標Ｒ’’ｉＧ’’ｉＢ’’ｉは、マッピング色ＬＵＴのエントリを構築する。
【００６９】
この色圧縮演算子に加えて、色圧縮演算子の逆数である色拡張演算子が、既知の方法で構築される。この色拡張演算子は、後述の第４のステップで使用される。
【００７０】
（第３のステップ：マッピング色ＬＵＴを適用する）
この第３のステップでは、上述の第２のステップの結果として得られたマッピング色ＬＵＴを画像のソース色に適用して、マッピングされた色を取得する。これは、必要に応じて、先行技術の場合と同様に、このＬＵＴの別の出力色からの何らかの補間を含む。
【００７１】
このＬＵＴの、ソース色域外に位置する入力色により、ソース色域の境界付近に位置するソース色に対する色マッピング補間の精度の問題が有利に回避される。
【００７２】
（第４のステップ（第２の状況においてのみ）：色拡張）
上述の第２のステップにおいて、色圧縮演算子の逆数として定義された色拡張演算子を、上述の第３のステップにおいて取得されたマッピングされた色に適用することにより、最終ターゲット色を取得する。
【００７３】
ＲＬＵＴＧＬＵＴＢＬＵＴが第３のステップのマッピングされた色の色座標である場合、色伸張演算子は、次式に従う線形ポストスケーリングであり、
Ｒ７０９＝ｍＲＲＬＵＴ＋ｂＲ
Ｇ７０９＝ｍＧＧＬＵＴ＋ｂＧ
Ｂ７０９＝ｍＢＢＬＵＴ＋ｂＢ
結果として、最終ＢＴ．７０９ターゲット色の色座標Ｒ７０９Ｇ７０９Ｂ７０９が得られる。
【００７４】
全体としてみると、色圧縮演算子、圧縮されたマッピング色ＬＵＴ、及び色拡張演算子の一連の適用は、色に関しては、オリジナルの色ＬＵＴの適用とほぼ等価である。しかしながら、ＬＵＴの異なる出力色からの補間によっては、若干の差が出る可能性がある。何らかの補間によってＲ７０９Ｇ７０９Ｂ７０９座標がＢＴ．７０９色域外の色に対応することを避けるために、これらの色座標は、ＢＴ．７０９ターゲット色域内の色に対応するようにクリップされる。
【００７５】
上述の処理の最後には色マッピングされた画像が取得され、ソース色域の境界付近に位置するソース色であっても、ターゲット色に正確にマッピングされている。
【００７６】
（第２の実施形態の変形形態）
上述の第２の実施形態は、以下の変形形態を含んでよい。ＢＴ．２０２０入力符号化色空間にあるマッピング色ＬＵＴを、ＢＴ．２０２０より小さいＰＲソース色域に含まれる色に適用すると、マッピング色ＬＵＴのエントリのうちの幾つかが使用されない可能性がある。この場合は、以下の様式に従って入力圧縮演算子及び入力拡張演算子を適用することが有利である可能性がある。
【００７７】
（第２の実施形態の第１のステップの修正）
この修正は、ＸＹＺ色空間に変換する前に、ＲｉＧｉＢｉ色座標に入力圧縮演算子を追加適用するものである。この圧縮演算子は、例えば、次のとおりであってよい。
Ｒ’’’＝Ｒ／０．９６８７５
Ｇ’’’＝Ｇ／０．９６８７５
Ｒ’’’及びＧ’’’は、それぞれ、Ｒ、Ｇの代わりにＸＹＺ色空間への変換に使用する。この結果として、オリジナルの色ＬＵＴが修正される。第２のステップは修正されないが、第２のステップの入力が、修正されたオリジナルの色ＬＵＴであるので、第２のステップによって、色マッピングＬＵＴは修正されたものになる。
【００７８】
（第２の実施形態の第３のステップの修正）
この修正は、次式に従って、修正された色マッピングＬＵＴを適用する前に、前述の入力圧縮演算子の逆数である入力拡張演算子を画像のソース色の色座標に追加適用するものである。
Ｒ’’’’＝０．９６８７５Ｒ画像のソース色
Ｇ’’’’＝０．９６８７５Ｇ画像のソース色
【００７９】
そして、画像のソース色の色座標の代わりにＲ’’’’及びＧ’’’’を使用する。
【００８０】
入力拡張演算子及び修正されたマッピング色ＬＵＴの適用により、入力拡張演算子を適用せずにマッピング色ＬＵＴを適用した場合とほぼ同じ色が得られる。上述の変形形態の利点は、修正されたマッピング色ＬＵＴの未使用エントリがマッピング色ＬＵＴより少ないことと、最終的に色マッピング全体の精度が高まることである。例えば、ＢＴ．２０２０入力符号化色空間において表現される画像のＰ３ソース色のマッピングについて３３×３３×３３のサイズのＬＵＴを使用する場合に、これらの画像の色座標を範囲［０，１］内で正規化すると、赤及び緑の色座標が値０．９６８７５を超えることはなくなる。従って、この値を入力拡張演算子及び入力圧縮演算子で使用することが有利である。
【００８１】
他のタイプの入力拡張演算子及び入力圧縮演算子も可能であり、例えば、
Ｒ’’’＝Ｒ２／０．９６８７５
のような非線形項、或いは、例えば、
Ｒ’’’＝Ｒ  Ｇ  ／  ０．９６８７５
のようなクロスカラーチャネル項を使用する入力拡張演算子及び入力圧縮演算子も可能である。
【００８２】
本明細書では添付図面を参照しながら本発明の例示的実施形態を説明してきたが、当然のことながら、本発明はこの実施形態そのものに限定されるものではなく、当業者であれば、特に、上述の実施形態のステップ３及び４を別々に実施する場合に、本発明から逸脱しない限り、これらの実施形態において様々な変更及び修正を施すことが可能であろう。そのような変更及び修正は全て、添付の特許請求の範囲において示される本発明の範囲に包含されるものとする。従って、特許請求される本発明は、当業者であれば明らかなように、本明細書に記載の好ましい実施形態の変形形態を包含する。
【００８３】
特定の実施形態のうちの幾つかは別々に説明及び特許請求されているが、当然のことながら、本明細書において説明及び特許請求されている実施形態の様々な特徴は、組み合わせて使用されてよい。
【図１】
2018026798.tif 000008
【図２】
2018026798.tif 000009
【図３】
2018026798.tif 000010
【図４】
2018026798.tif 000011
【図５】
2018026798.tif 000012
【図６】
2018026798.tif 000013
【図７】
2018026798.tif 000014
【図８】
2018026798.tif 000015
【外国語明細書】
2018026798000001.pdf