[发明专利]色阶转换设备和色阶转换方法

说明书

技术领域

本发明涉及可以用在所谓的颜色管理系统中的色阶转换设备和色阶转换方法，颜色管理系统用于实现不同种类的设备或不同种类的媒体之间的适当的颜色再现。

背景技术

作为与本发明有关的专利文献，有JP-A-10-84487、JP-A-7-236069、JP-A-2006-33575、JP-A-2002-152530、JP-A-9-98298和日本专利No.3635673。

为了实现不同种类的设备或不同种类的媒体之间的颜色再现，有必要校正输入和输出设备之间的颜色范围(即，色阶，gamut)的差别。一种用于校正的技术被称为色阶转换或色阶压缩。例如，作为执行图像显示的显示输出设备，有CRT(阴极射线管)、投影仪、液晶面板等等。作为投影仪，有各种投影仪，例如所谓的DLP系统和SXRD系统的投影仪和薄膜投影仪。作为液晶面板，有各种液晶面板，例如LED(发光二极管)背光系统的液晶面板。这些显示输出设备具有不同的色阶，这些色阶可由显示输出设备再现。

例如，在图13中，代表各种显示输出设备的设备A到E的色阶之间的差别被示为XYZ色度图。

例如，由于可再现的色阶取决于设备而有所不同，为了使某一显示输出设备能够显示某一图像信号，有必要校正图像信号以适合于与显示输出设备相对应的色阶。

发明内容

当执行色阶转换(色阶压缩)时，一般的实践是相对于三维查找表转换颜色空间。

例如，如图14所示，具有R、G和B轴的立方体的三维查找表(在下面的说明中，查找表可以被称为“LUT”，而三维查找表可以被称为“3DLUT”)是可观察的。在该3DLUT中，输入的R、G和B值被分别划分为轴上的十七个系数点(3D骨架的晶格点)，以形成17×17×17转换表系数的表。有4913(17×17×17)个由黑圆圈标记的晶格点。输出R、G和B值或用于导出输出R、G和B值的系数值被存储在相应晶格点中。换句话说，输出RGB值是相对于某一晶格点根据输入RGB值计算的。

当输入R、G和B值中的每一个都是8位数据时，希望3DLUT的每根轴上的系数点(晶格点)的数目最初根据输入值的量化字长被设为256。换句话说，希望建立一个256×256×256的3DLUT。然而，在这种情况下，由于256×256×256＝16777216，因此3DLUT具有极大的大小，包括用于R、G和B中的每一种的大约1677万数据。

这种转换表系数的量引起了实现方式和硬件成本的问题。而且，难以处理这种极大量的转换表系数。这对于系统和操作者而言在例如传递系数数据和处理时间的方面施加了很重的负担。在这种情形下，一般的实践是将每根轴上的系数减少为大约17×17×17，并对系数插值以计算转换系数。

在许多情况下，在这种3DLUT中，晶格点被分配给从0.0到1.0的值。作为输入的R值、G值和B值，假定是从0.0到1.0的值。换句话说，在3DLUT中，通常假定不输入负信号值。

在这种情况下，如果输入负信号，则信号的信号值被钳位为0。结果，色调改变并且灰度级恶化。

例如，当假定输入RGB信号具有为-0.1、0.5和0.5的R值、G值和B值并且具有为-0.2、0.5和0.5的R值、G值和B值时，这些输入RGB信号作为相同的信号(0.0，0.5，0.5)被输入到3DLUT。因此，这两种最初彼此不同的颜色变为相同颜色，从而灰度级丢失。而且，颜色的色调也改变。

为了防止这一问题，3DLUT的晶格点只能增加以使得3DLUT具有负值。然而，这导致3DLUT所必需的存储器容量的增大。例如，为了减少必需的存储器容量，生成了17×17×17的3DLUT。从而，例如，添加α个晶格点作为负方向上的值以将晶格点增加到(17+α)×(17+α)×(17+α)并不是优选的。

如果晶格点不增加(存储器容量不增大)，则还有一种将现有晶格点的一部分分配给负值的方法。例如，这十七个晶格点中的β个晶格点被分配给负值，而(17-β)个晶格点被分配给从0.0到1.0的值。然而，在这种情况下，很自然地，由于从输入信号值的视角看晶格点之间的间隔(被分配给彼此相邻的晶格点的信号值之间的差)增大，因此转换精度下降。

例如，当在17×17×17的3DLUT中有三个晶格点被分配给负值时，晶格间隔与不具有负值的14×14×14的3DLUT相同。

因此，希望实现一种用于执行色阶转换的色阶转换设备和色阶转换方法，利用这种色阶转换输入的图像信号值的负值不被钳位到0，并且不会引起3DLUT的容量增大和转换精度下降的问题。