(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力されたＲＧＢ色信号の明度、彩度、及び色相を算出する算出部と；
所定のレベルに分類した色相に応じた色帯域の頂点のうち彩度が最大である頂点に対する明度及び彩度で構成された所定の座標値のみを格納する座標値格納部と；
前記入力されたＲＧＢ色信号を表示するディスプレーの色帯域を決める色帯域決定部と；
前記決められた色帯域内で前記入力されたＲＧＢ色信号をデジタル信号処理する信号処理部と；
を含み、
前記色帯域決定部は、前記座標値格納部から算出された前記色相に対応する座標値を引き出し、算出された前記明度及び前記彩度、及び引き出された前記座標値に基づいて前記ディスプレーの表示可能な明度及び彩度の範囲を決め、
前記信号処理部では、前記入力されたＲＧＢ色信号が前記色帯域決定部によって決められた前記色帯域内に存在する場合、前記入力されたＲＧＢ色信号をデジタル信号処理し、
前記算出部では、次式によって前記彩度及び前記色相を算出し、
【数１】
0004156949.tif 000010
ここで、Ｃは彩度、Ｃｂは青色を表すカラースケール、Ｃｒは赤色を表すカラースケール、Ｈは色相を表し、
前記色帯域決定部では、前記座標値格納部から引き出された座標値と明度値の変位を表す明度軸とによって形成された三角形に対し、次式によって明度の範囲を決定し、
【数３】
0004156949.tif 000011
ここで、Ｙｐｏｓは前記座標値中の明度値、Ｙは前記入力されたＲＧＢ色信号の明度、Ｃは前記ＲＧＢ色信号の彩度、Ｙｍｉｎは前記入力されたＲＧＢ色信号の色相及び彩度を維持しつつ低められる明度の最小値、そしてＹｍａｘは前記入力されたＲＧＢ色信号の色相及び彩度を維持しつつ高められる明度の最大値である、
ことを特徴とする色信号の処理装置。
【請求項２】
入力されたＲＧＢ色信号の明度、彩度、及び色相を算出する段階と；
前記算出した色相に対応する座標値を座標値格納部から引き出す段階と；
前記引き出された座標値及び前記算出された明度及び彩度に基づき、前記入力されたＲＧＢ色信号を表示するディスプレーに表示可能な色帯域を決める段階と；
前記決められた色帯域内で入力された前記ＲＧＢ色信号をデジタル信号処理する段階と；
を含み、
前記座標値格納部では、所定のレベルに分類した色相に応じた色帯域の頂点のうち彩度が最大である頂点に対する明度及び彩度で構成された所定の座標値のみを格納し、
前記信号処理段階では、前記入力されたＲＧＢ色信号が前記色帯域決定部によって決められた前記色帯域内に存在する場合、前記入力されたＲＧＢ色信号をデジタル信号処理し、
前記算出段階では、次式によって前記彩度及び前記色相を算出し、
【数４】
0004156949.tif 000012
ここで、Ｃは彩度、Ｃｂは青色を表すカラースケール、Ｃｒは赤色を表すカラースケール、Ｈは色相を表し、
前記決める段階では、前記引き出す段階で引き出された座標値と明度値の変位を表す明度軸とによって形成された三角形に対し、次式によって明度の範囲を決め、
【数６】
0004156949.tif 000013
ここで、Ｙｐｏｓは上記座標値中の明度値、Ｙは前記入力されたＲＧＢ色信号の明度、Ｃは前記ＲＧＢ色信号の彩度、Ｙｍｉｎは前記入力されたＲＧＢ色信号の色相と彩度を維持しつつ低められる明度の最小値、そしてＹｍａｘは前記入力されたＲＧＢ色信号の色相と彩度を維持しつつ高められる明度の最大値である、
ことを特徴とする色信号の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディスプレーに入力される色信号を処理する装置及び方法に関し、より詳しくは、色信号の処理に必要な色帯域を効率的に格納し、それを利用できる色信号の処理装置及び方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
物体に光が透過、吸収、又は反射することによって物体が表す色を物体色という。物体色を大きく分けると、白色、グレー色、黒色のような無彩色と、赤色、青色などのような有彩色とに分けることができる。
【０００３】
一方、白色は明るく、黒色は暗く、グレー色はその中間の明るさを有するように、明るさの度合い、即ち光が物体から反射して感じられる強度を数量化して示すものを明度という。一方、レモンの黄色は明るくブドウの紫色は暗いというように有彩色にも明度がある。
【０００４】
また、赤色、黄色、緑色、青色、紫色のように、様々な波長の光が物体に照らされることによって人間が感じるカラーに対する感覚を色相という。例えば、４３０ｎｍから４８０ｎｍまでの間の波長は青色の感じが強い。また、黄色は、５７０ｎｍから６００ｎｍまでの間の範囲にかけて感じられ、６１０ｎｍ以上の波長は赤色として分類される。黒色、グレー色、及び白色、即ち無彩色は、色は有するものの色相はない。
【０００５】
また、色の濃／淡の濃度差、即ち、白色で希釈できない色の度合いを彩度という。彩度は一般に色がどれほど純粋なのかということを意味する。彩度が低い色は褪せているように見え、彩度が高い色はその色が鮮やかに見える。有彩色は上記３つの属性全てを有しているが、無彩色は明度のみを有しており、他の２つの要素は持っていない色である。このように色相、明度、彩度を色の３つの属性という。
【０００６】
また、あるカラーと他のカラーとの間柄を表す方法をカラー空間（またはカラー模型）という。互いに異なる映像処理システムでは、それぞれの理由で互いに異なるカラー模型を使用する。例えば、カラーで表されている絵を出版する企業はＣＭＹカラー空間を使用する。カラーＣＲＴ（Cathode Ray Tube）モニタとコンピュータグラフィックスシステムらはＲＧＢカラー空間を使用する。色相、彩度、明度をそれぞれ取り扱うべきシステムらはＨＳＩカラー空間を使用する。また、ＪＦＩＦフォーマット（JPEG File Interchange Format）などではＹＣｂＣｒカラー空間方式が用いられる。
【０００７】
ここで、ＲＧＢカラー空間は、互いに加算できる三原色である赤、緑、及び青で構成される。これらカラーの分光要素が付加的に複合してその結果カラーを作り出す。図１に示すように、ＲＧＢカラー空間では、各軸の端部が赤、緑、青である３次元の立方体として表される。ここで黒色は原点である。白色は、立方体で黒色の反対側の端部である。明暗度は黒色から白色へ繋がる線に沿って表される。カラーチャネル当たり８ビットを有する２４ビットカラーグラフィックスシステムで、赤色は（２５５，０，０）である。カラー立方体上では（１，０，０）である。
【０００８】
ＹＣｂＣｒカラー空間は、カラー色情報から光度を分離するもう１つのカラー空間である。ここで、光度はＹとして記号化され、青色情報及び赤色情報はＣｂＣｒとして記号化される。Ｙは明るさ情報を表し、Ｃｂ及びＣｒはカラースケールを表す。ＲＧＢからＹＣｂＣｒに変換する方法は数式１の通りである。
【数７】
0004156949.tif 000002
【０００９】
逆に、ＹＣｂＣｒからＲＧＢに変換する方法は数式２の通りである。
【数８】
0004156949.tif 000003
【００１０】
数式１のような方法に従って、ＲＧＢカラー空間で表される色相の色帯域をＹＣｂＣｒカラー空間で表すと図２の通りである。
【００１１】
上述した数式１及び数式２は、ＣＣＩＲ（International Radio Consuitive Committee）の勧告案６０１−１であり、ＪＰＥＧ（Joint Photographic Expert Group）圧縮に用いられる典型的な方法である。数式１及び数式２の他にもＹＣｂＣｒとＲＧＢとを互いに変換する方法は様々である。
【００１２】
デジタルコンポーネントでは、入力されるＲＧＢ色信号をＹＣｂＣｒ色信号に変換して表す。また、ＹＣｂＣｒで表された色信号はデジタル信号処理が行われた後、再びＲＧＢ色信号に変換されディスプレー上に表される。
【００１３】
一方、ＲＧＢ色信号をＹＣｂＣｒなどの色信号に変換してデジタル信号を処理する過程において、ＲＧＢカラー空間では表せない色相に色を変える場合が生じ得る。この場合、処理された色信号は、ディスプレー上で表すことのできる色帯域を脱する可能性があるという問題がある。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、従来の上記問題点に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、色信号に対しデジタル信号処理を行う過程での処理結果が、表現できる色帯域内で行われるように色帯域情報を効率的に格納し、それを活用できる色信号の処理装置及び方法を提供することである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を果たすための本発明に係る色信号の処理装置は、入力されたＲＧＢ色信号の明度、彩度、及び色相を算出する算出部と；所定のレベルに分類した色相に応じ、明度及び彩度で構成された所定の座標値を格納する座標値格納部と；前記入力されたＲＧＢ色信号を表示するディスプレーの色帯域を決める色帯域決定部と；前記決められた色帯域内で前記入力されたＲＧＢ色信号をデジタル信号処理する信号処理部と；を含み、前記色帯域決定部は、前記座標値格納部から算出された前記色相に対応する座標値を引き出し、前記算出された明度及び彩度、及び前記引き出された座標値に基づいて前記ディスプレーの表示可能な明度及び彩度の範囲を決めることを特徴とする。ここで、前記信号処理部では、前記入力されたＲＧＢ色信号が前記色帯域決定部によって決められた前記色帯域内に存在する場合、前記入力されたＲＧＢ色信号をデジタル信号処理する。
【００１６】
また、前記算出部では、次式によって前記彩度及び前記色相を算出する。
【数９】
0004156949.tif 000004
ここで、Ｃは彩度、Ｃｂは青色を表すカラースケール、Ｃｒは赤色を表すカラースケール、Ｈは色相を表す。
【００１７】
また、前記色帯域決定部では、前記座標値格納部から引き出された座標値と明度値の変位を表す明度軸とによって形成された三角形に対し、次式によって彩度の最大値を決める。
【数１０】
0004156949.tif 000005
ここで、Ｙｐｏｓは前記座標値中の明度値、Ｙは前記入力されたＲＧＢ色信号の明度、Ｃｐｏｓは前記座標値中の彩度値、そしてＣｍａｘは前記入力されたＲＧＢ色信号の明度及び色相を維持しつつ高められる彩度の最大値である。
【００１８】
また、前記色帯域決定部では、前記座標値格納部から引き出された座標値と明度値の変位を表す明度軸とによって形成された三角形に対し、次式によって明度の範囲を決定する。
【数１１】
0004156949.tif 000006
ここで、Ｙｐｏｓは前記座標値中の明度値、Ｙは前記入力されたＲＧＢ色信号の明度、Ｃは前記ＲＧＢ色信号の彩度、Ｙｍｉｎは前記入力されたＲＧＢ色信号の色相及び彩度を維持しつつ低められる明度の最小値、そしてＹｍａｘは前記入力されたＲＧＢ色信号の色相及び彩度を維持しつつ高められる明度の最大値である。
【００１９】
また、上記の目的を果たすための本発明の色処理装置は、入力される色信号の明度、彩度、及び色相を算出する算出部と；所定のレベルに分類した前記色相に応じ、明度値の変位を表す明度軸とそれに対応する前記明度及び前記色相を維持しつつ高められる彩度の最大値とによって形成された三角形の頂点座標を格納する座標値格納部と；を含む。
【００２０】
よって、本発明による色信号の処理装置は、入力されるＲＧＢ色信号を表示できるディスプレーの色帯域を正しく選定することにより、デジタル信号処理過程で色帯域の情報を利用できるのみならず、処理の結果が表現可能な色帯域を脱することを防ぐことができる。また、色帯域の情報を効率的に格納することができる。
【００２１】
一方、本発明による色信号の処理装置によると、入力されたＲＧＢ色信号に対応する明度、彩度、及び色相を算出する段階と；座標値格納部から所定のレベルに分類した色相に応じ、明度及び彩度で構成された所定の座標値を引き出す段階と；前記入力されたＲＧＢ色信号を表示するディスプレーの色帯域を決める段階と；を備えた色信号の処理方法が提供される。ここで、前記引き出す段階では、前記座標値格納部から算出された前記色相に対応する座標値を引き出し、前記決める段階では、前記算出された明度及び彩度、及び前記引き出された座標値に基づいて前記ディスプレーに表示可能な明度及び彩度の範囲を決める。
【００２２】
また、上記の目的を果たすための本発明の色処理方法では、入力される色信号の明度、彩度、及び色相を算出する段階と、算出され所定のレベルに分類された前記色相に応じ、明度値の変位を表す明度軸とそれに対応して前記明度及び前記色相を維持しつつ高められる彩度の最大値とによって形成された三角形の頂点の座標を格納する段階と、を含む。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照しながら、本発明にかかる色帯域の効率的な格納とそれを用いた色信号の処理装置及び方法の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００２４】
図３は、図２をＣｂＣｒカラー空間に投影した図である。ここでは、ＹＣｂＣｒカラー空間で表された色帯域をＹ＝０であるＣｂＣｒカラー空間に示したのである。ＣｂＣｒカラー空間を極座標形式で表すと、数式３のように表される。
【数１２】
0004156949.tif 000007
【００２５】
数式３によって表されるカラー空間をＹＣＨカラー空間という。ＹＣｂＣｒカラー空間における色帯域をＹＣＨカラー空間に変換して表すことができる。
【００２６】
図６では、それぞれの色相値に応じて処理できる色帯域内に含まれるＹ及びＣ値を示している。これを更に任意の色相値Ｈに応じて示すと図７の通りである。
【００２７】
図７に示すように、１つのＨ値が与えられると、色帯域内に含まれるＹ及びＣ値は１つの三角形の内部に存在する。よって、与えられたＨ値に対する色帯域は、三角形の各頂点値を用いて計算することができる。
【００２８】
従って、色帯域情報を格納するにおいて、全体色帯域を格納する代わりに、三角形の３頂点のみを格納すればいい。また、三角形の２つの頂点である（Ｙ＝０，Ｃｍａｘ＝０）と（Ｙ＝２５５，Ｃｍａｘ＝０）は共通するので、残りの１つの頂点のみを格納すればいい。この頂点を（Ｙ＝Ｙｐｏｓ，Ｃ＝Ｃｐｏｓ）と表すと、それぞれのＨ値に応じた頂点である（Ｙｐｏｓ（Ｈ），Ｃｐｏｓ（Ｈ））のみを格納すれば、それを用いて色帯域に関する情報を得ることができる。
【００２９】
図４は、本発明による色信号の処理装置を概略的に示すブロック図である。同図に示すように、色信号の処理装置は、算出部４１、座標値格納部４３、色帯域決定部４５、及び信号処理部４７を備える。
【００３０】
算出部４１では、入力されたＲＧＢ色信号に対応する明度、彩度、及び色相を算出する。ここで、入力されたＲＧＢ色信号に対応する明度Ｙは、数式１に表すように、Y＝0.29900R＋0.58700G＋0.11400Bの式によって算出することができる。また、彩度Ｃ及び色相Ｈは、数式１によって算出された青色情報Ｃｂ及び赤色情報Ｃｒに基づいて数式３によって算出することができる。
【００３１】
座標値格納部４３では、所定のレベルに分類されたそれぞれの色相について明度及び彩度で構成された所定の座標値を格納する。つまり、上記の（Ｙｐｏｓ（Ｈ），Ｃｐｏｓ（Ｈ））値などがこれに当たる。
【００３２】
色帯域決定部４５では、入力された色信号を表すディスプレーの色帯域を決定する。このとき、色帯域決定部４５では、座標値格納部４３から算出部４１によって算出された色相に対応する座標値を引き出し、引き出された座標値及び算出部４１によって算出された明度及び彩度に基づいてディスプレー（図示せず）に表示できる明度及び彩度の範囲を決める。
【００３３】
信号処理部４７では、色帯域決定部４５によって決められた色帯域内で入力された色信号をデジタル信号処理し、デジタル信号処理した色信号をＲＧＢ色信号に変換してディスプレーに出力する。
【００３４】
図５は、図４による色信号の処理過程を示すフローチャートである。同図に示すように、算出部４１では、上述した数式１及び数式３を用いて入力されたＲＧＢ色信号の明度、彩度、及び色相を算出する（Ｓ５０１）。算出したＲＧＢ色信号の明度、彩度、及び色相は色帯域決定部４５に転送される。
【００３５】
色帯域決定部４５では、座標値格納部４３から算出部４１によって算出された色相に対応する座標値を引き出す（Ｓ５０３）。ここで、座標値格納部４３では、所定間隔の角度に応じて分類された色相別に明度及び彩度で構成された座標値を格納する。座標値格納部４３に格納されたそれぞれの座標値は、明度の変位を示す明度軸と共に１つの三角形を成し、図６は、形成されたそれぞれの三角形を示す図である。
【００３６】
前述のように、図７はこの三角形中の１つであり、図６では簡略に説明するためにそれぞれの色相に対応する座標値が１つであるとして示したが、それに限定されず、座標値格納部４３にはそれぞれの色相に対応する複数の座標値が格納される。
【００３７】
色帯域決定部４５では、引き出された座標値と明度軸とが形成する三角形（図７）に基づいてディスプレーの色帯域を決める（Ｓ５０５）。
【００３８】
図８乃至図１０では、引き出された座標値と明度軸とが形成する三角形に基づいてディスプレーの色帯域を決める方法を示している。同図に示すように、座標値格納部４３から引き出された座標値と明度軸とが形成する三角形に対し、彩度の範囲は次式のようである。
【数１３】
0004156949.tif 000008
ここで、Ｙｐｏｓは上記座標値中の明度値、Ｙは入力された上記ＲＧＢ色信号の明度、Ｃｐｏｓは上記座標値中の彩度値、そしてＣｍａｘは入力された上記ＲＧＢ色信号の明度及び色相を維持しつつ高められる彩度の最大値である。このとき、本実施の形態において彩度の最小値は０から始まるので彩度の最大値のみを決定すればよい。
【００３９】
また、座標値格納部４３から引き出された座標値と明度軸とが形成する三角形に対し、明度の範囲は次式のようである。
【数１４】
0004156949.tif 000009
ここで、Ｙｐｏｓは上記座標値中の明度値、Ｙは入力された上記ＲＧＢ色信号の明度、Ｃは上記ＲＧＢ色信号の彩度、Ｙｍｉｎは入力された上記ＲＧＢ色信号の色相及び彩度を維持しつつ低められる明度の最小値、そしてＹｍａｘは入力された上記ＲＧＢ色信号の色相及び彩度を維持しつつ高められる明度の最大値である。
【００４０】
色帯域決定部４５では、入力されたＲＧＢ色信号に対する明度及び彩度の座標が、決められた色帯域の範囲内に存在するか否かを判断する（Ｓ５０７）。入力されたＲＧＢ色信号に対する明度及び彩度の座標が決められた色帯域の範囲内に存在しない場合、色帯域決定部４５では、座標値格納部４３から新たな座標値を引き出し、上記の過程を繰り返す。
【００４１】
入力されたＲＧＢ色信号に対する明度及び彩度の座標が決められた色帯域の範囲内に存在する場合、色帯域決定部４５では、決められたディスプレーの色帯域を信号処理部４７に転送する。信号処理部４７では、色帯域決定部４５から受信した色帯域に応じて入力されたＲＧＢ色信号をデジタル信号処理する（Ｓ５０９）。
【００４２】
本発明の色信号の処理装置では、ディスプレーの色帯域を決めるために所定の座標値のみを格納すればいいので、メモリ容量を減らすことができる。
【００４３】
以上、好適な実施の形態によって本発明について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的思想に属するものと了解される。
【００４４】
【発明の効果】
本発明に係る色信号の処理装置によると、色帯域を格納するのに必要なメモリの格納容量を減らすことができ、色信号の処理過程において色帯域に関する情報を利用することができる。また、色帯域に関する情報は、色信号処理の結果を表せる色帯域の範囲を脱することを防ぐのに利用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＲＧＢカラー空間を示す図である。
【図２】ＲＧＢカラー空間で表される色相の色帯域をＹＣｂＣｒカラー空間で示した図である。
【図３】図２をＣｂＣｒカラー空間に投影した図である。
【図４】本発明による色信号の処理装置を概略的に示すブロック図である。
【図５】図４による色信号の処理過程を示すフローチャートである。
【図６】色相による色帯域の決定方法を示す図である。
【図７】図６から任意の色相による色帯域を決定する方法を示す図である。
【図８】図７で彩度の範囲を求める方法の一例を示す図である。
【図９】図７で明度の範囲を求める方法の一例を示す図である。
【図１０】図７で彩度の範囲を求める方法の他の一例を示す図である。
【符号の説明】
４１      算出部
４３      座標値格納部
４５      色帯域決定部
４７      信号処理部  Ｓ５０１      入力されたＲＧＢ色信号の明度、彩度、及び色相を算出
Ｓ５０３      算出された色相に対応する座標値の引出し
Ｓ５０５      ディスプレーの色帯域の決定
Ｓ５０９      ＲＧＢ色信号をデジタル信号処理
【図１】
0004156949.tif 000014
【図２】
0004156949.tif 000015
【図３】
0004156949.tif 000016
【図４】
0004156949.tif 000017
【図５】
0004156949.tif 000018
【図６】
0004156949.tif 000019
【図７】
0004156949.tif 000020
【図８】
0004156949.tif 000021
【図９】
0004156949.tif 000022
【図１０】
0004156949.tif 000023