JP2002232905A - 色度変換装置および色度変換方法、表示装置および表示方法、記録媒体、並びにプログラム - Google Patents

色度変換装置および色度変換方法、表示装置および表示方法、記録媒体、並びにプログラム

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JP2002232905A
JP2002232905A JP2001021082A JP2001021082A JP2002232905A JP 2002232905 A JP2002232905 A JP 2002232905A JP 2001021082 A JP2001021082 A JP 2001021082A JP 2001021082 A JP2001021082 A JP 2001021082A JP 2002232905 A JP2002232905 A JP 2002232905A
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Yoshiki Shirochi
義樹 城地
Hiroaki Endo
宏昭 遠藤
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Sony Corp
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  • Liquid Crystal (AREA)
  • Liquid Crystal Display Device Control (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 線形色度変換を用いて、ＣＲＴと互換性のあ
るＬＣＤの色再現を行う 【解決手段】 入力された信号は、従来のＣＲＴディス
プレイで用いられている信号処理部１１で従来の場合と
同様の処理が施される。光源色度変換処理部５１は、信
号処理部１１から入力された信号を、γ演算部５１−１
において、ＣＲＴと同じ非線形特性であるγ１＝γｃｒ
ｔを用いてγ補正し、更に、マトリクス演算部５１−２
において、色度変換行列（ｎ）の演算を行う。ＬＥＤ逆
γ補正部５２は、γ＿ｌｃｄ＝γｌｃｄ／γ２＝１とな
るγ２を用いて、入力された信号に対する逆γ補正を行
う。ＬＥＤγ特性演算部５３は、ＬＥＤ逆γ補正部５２
から入力された信号に、ＬＣＤのγ特性を用いてγ補正
を施して、輝度レベル（Ｘ，Ｙ，Ｚ）の映像信号を出力
し、図示しないＬＣＤに画像を表示させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、色度変換装置およ
び色度変換方法、表示装置および表示方法、記録媒体、
並びにプログラムに関し、特に、光源色度および階調特
性が異なる表示装置と互換性のある色再現を実現するこ
とができる色度変換装置および色度変換方法、表示装置
および表示方法、記録媒体、並びにプログラムに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】カラービデオカメラ、カラースキャナ、
あるいは、プロジェクタなどに表示される画像データか
ら得られる測色情報は、ＲＧＢの値として示されること
が多い。ここで、Ｒは赤、Ｇは緑、Ｂは青を指し、基準
となる色（原刺激、もしくは基本刺激と称する）とし
て、赤は、700nmの単色光、緑は546.1nmの単色光、そし
て、青は、435.8nmの単色光が用いられている。
【０００３】現代色彩論において色彩の心理物理的表現
の基礎になっているのは、測色標準観測者（CIE 1931 S
tandard Colorimetric Observer）の分光特性をモデル
化した等色関数（Color Matching Functions）である。
等色関数とは、人間の目の感度を間接的に表すものであ
る。
【０００４】図１は、ＲＧＢ表色系を用いた等色関数で
ある。図１に示されるように、ＲＧＢ表色系を用いた場
合、三刺激値にマイナスの値が生じてしまう。また、Ｒ
ＧＢ表色系では、ＲＧＢそれぞれの三刺激値を用いて輝
度を計算しなければならないため、輝度の比較が困難で
あった。
【０００５】そこで、ＸＹＺ表色系が広く用いられてい
る。標準観測者が受ける物体色の情報は式（１）、
（２）および（３）に示す定積分で数値的に示される。
図２に、ＸＹＺ表色系を用いた等色関数を示す。図２に
示されるように、ＸＹＺ表色系を用いた場合、三刺激値
はマイナスの値を取らない。
【０００６】
【数１】 ・・・（１）
【数２】 ・・・（２）
【数３】 ・・・（３）
【０００７】ただし、ｋは定数であり、式（４）で示さ
れる。また、式（１）乃至式（３）において、積分は、
可視波長域（380nm乃至780nm）で行われるものとする。
また、φ（λ）は、反射物体で、φ（λ）＝Ｒ（λ）×
Ｐ（λ）で示され、透過物体で、φ（λ）＝Ｔ（λ）×
Ｐ（λ）で示されるものとする。ただし、Ｐ（λ）は照
明光の分光分布であり、Ｒ（λ）は反射物体の分光反射
率であり、Ｔ（λ）は透過物体の分光透過率である。
【数４】 ・・・（４）
【０００８】Ｘ，Ｙ，Ｚは、基本的には赤緑青の色光の
強さを表すが、実際には存在しない色（虚色）である。
Ｘは、明るさを持たない赤に近い色であり、Ｚは、明る
さを持たない青に近い色であり、Ｙは、明るさをもつ緑
に近い色である。すなわち、明るさはＹ値のみが有して
いる。
【０００９】ｘｙ表色系とは、色の三刺激値ＸＹＺを用
いて、次の式（５）および式（６）によって、２次元空
間に写像して、色を表現する（色度座標ｘ，ｙで表す）
方法である。 ｘ＝Ｘ／（Ｘ＋Ｙ＋Ｚ） ・・・（５） ｙ＝Ｙ／（Ｘ＋Ｙ＋Ｚ） ・・・（６）
【００１０】また、色の三刺激値ＸＹＺのＺに対応する
ｚを考えた場合、次の式（７）が成り立つ。 ｚ＝Ｚ／（Ｘ＋Ｙ＋Ｚ）＝１−ｘ−ｙ ・・・（７）
【００１１】次の式（８）乃至式（１１）に示すよう
に、三刺激値ＸＹＺを用いて、ＲＧＢＷ（Ｗは白を示
す）を表現することができる。
【数５】 ・・・（８）
【数６】 ・・・（９）
【数７】 ・・・（１０）
【数８】 ・・・（１１）
【００１２】ここで、上述した式（５）乃至式（７）よ
り、次の式（１２）および式（１３）が成り立つ。 Ｘ＝Ｙ（ｘ／ｙ） ・・・（１２） Ｚ＝Ｙ（ｚ／ｙ） ・・・（１３）
【００１３】従って、式（８）乃至式（１３）から、次
の式（１４）乃至式（１６）が求められる。 Ｘｗ＝Ｘｒ＋Ｘｇ＋Ｘｂ ＝ｘｒ（Ｙｒ／ｙｒ）＋ｘｇ（Ｙｇ／ｙｇ）＋ｘｂ（Ｙｂ／ｙｂ） ・・・（１４） Ｙｗ＝Ｙｒ＋Ｙｇ＋Ｙｂ ・・・（１５） Ｚｗ＝Ｚｒ＋Ｚｇ＋ｚｂ ＝ｚｒ（Ｙｒ／ｙｒ）＋ｚｇ（Ｙｇ／ｙｇ）＋ｚｂ（Ｙｂ／ｙｂ） ＝（１−ｘｒ−ｙｒ）（Ｙｒ／ｙｒ）＋（１−ｘｇ−ｙｇ）（Ｙｇ／ｙ ｇ） ＋（１−ｘｂ−ｙｂ）（Ｙｂ／ｙｂ） ＝（Ｙｒ／ｙｒ＋Ｙｇ／ｙｇ＋Ｙｂ／ｙｂ） −｛ｘｒ（Ｙｒ／ｙｒ）＋ｘｇ（Ｙｇ／ｙｇ）＋ｘｂ（Ｙｂ／ｙｂ）｝ −（Ｙｒ＋Ｙｇ＋Ｙｂ） ＝Ｙｒ／ｙｒ＋Ｙｇ／ｙｇ＋Ｙｂ／ｙｂ−Ｘｗ−Ｙｗ・・・（１６）
【００１４】また、次の式（１７）および式（１８）が
成り立つ。 Ｘｗ＝ｘｗ（Ｙｗ／ｙｗ） ・・・（１７） Ｚｗ＝（１−ｘｗ−ｙｗ）（Ｙｗ／ｙｗ） ＝Ｙｗ／ｙｗ−Ｘｗ−Ｙｗ ・・・（１８）
【００１５】従って、式（１４）および式（１７）から
式（１９）が求められ、式（１６）および式（１８）か
ら式（２０）が求められる。 ｘｗ（Ｙｗ／ｙｗ） ＝ｘｒ（Ｙｒ／ｙｒ）＋ｘｇ（Ｙｇ／ｙｇ）＋ｘｂ（Ｙｂ／ｙｂ） ・・・（１９） Ｙｗ／ｙｗ＝Ｙｒ／ｙｒ＋Ｙｇ／ｙｇ＋Ｙｂ／ｙｂ ・・・（２０）
【００１６】そして、式（１５）、式（１９）および式
（２０）から、次の式（２１）乃至式（２３）に示され
るように、Ｙｒ，ＹｇおよびＹｂを求めることができ
る。
【数９】 ・・・（２１）
【数１０】 ・・・（２２）
【数１１】 ・・（２３）
【００１７】代表的なカラーテレビジョン方式として
は、NTSC（National TV Standards Committee）、PAL
（Phase Alternating Line）、SECAM（Sequential Colo
r And Memory）の３方式がある。測色パラメータについ
ては、それぞれの方式固有の定数が定められている。
【００１８】例えば、NTSC方式において、送信される信
号は、送信側で圧縮されているため、非線形のガンマ
（γ）特性を有する。送信側においては、次の式（２
４）が成り立つので、送信される信号は、式（２５）に
示される。
【数１２】 ・・・（２４）
【数１３】 ・・・（２５）ここで、行列（ntsc）は、NTSC方式にお
ける３行３列の変換行列である。
【００１９】ここで、３行３列の変換行列の各要素を
｛ａ１１，ａ１２，ａ１３，ａ２１，ａ２２，ａ２３，
ａ３１，ａ３２，ａ３３｝としたとき、それぞれの要素
は、次の式（２６）乃至式（３４）で表され、ＸＹＺ
は、それぞれ、次の式（３５）乃至式（３７）で表すこ
とができる。
【００２０】 ａ１１＝（ｘｒ＊Ｙｒ）／（ｙｒ＊Ｙｗ） ・・・（２６） ａ１２＝（ｘｇ＊Ｙｇ）／（ｙｇ＊Ｙｗ） ・・・（２７） ａ１３＝（ｘｂ＊Ｙｂ）／（ｙｂ＊Ｙｗ） ・・・（２８） ａ２１＝Ｙｒ／Ｙｗ ・・・（２９） ａ２２＝Ｙｇ／Ｙｗ ・・・（３０） ａ２３＝Ｙｂ／Ｙｗ ・・・（３１） ａ３１＝｛（１−ｘｒ−ｙｒ）＊Ｙｒ｝／（ｙｒ＊Ｙｗ） ・・・（３２） ａ３２＝｛（１−ｘｇ−ｙｇ）＊Ｙｇ｝／（ｙｇ＊Ｙｗ） ・・・（３３） ａ３３＝｛（１−ｘｂ−ｙｂ）＊Ｙｂ｝／（ｙｂ＊Ｙｗ） ・・・（３４）
【００２１】 Ｘ＝（ａ１１＊Ｒ＋ａ１２＊Ｇ＋ａ１３＊Ｂ）＊Ｙｗ／２５５・・（３５） Ｙ＝（ａ２１＊Ｒ＋ａ２２＊Ｇ＋ａ２３＊Ｂ）＊Ｙｗ／２５５・・（３６） Ｚ＝（ａ３１＊Ｒ＋ａ３２＊Ｇ＋ａ３３＊Ｂ）＊Ｙｗ／２５５・・（３７）
【００２２】また、式（２６）乃至式（３４）で表され
る行列に対する逆行列の各要素を、｛ｂ１１，ｂ１２，
ｂ１３，ｂ２１，ｂ２２，ｂ２３，ｂ３１，ｂ３２，ｂ
３３｝としたとき、それぞれの要素は、次の式（３８）
乃至式（４６）で表される。
【００２３】 ｂ１１＝（−ａ２３＊ａ３２＋ａ２２＊ａ３３）／α ・・・（３８） ｂ１２＝（ａ１３＊ａ３２−ａ１２＊ａ３３）／α ・・・（３９） ｂ１３＝（−ａ１３＊ａ２２＋ａ１２＊ａ２３）／α ・・・（４０） ｂ２１＝（ａ２３＊ａ３１−ａ２１＊ａ３３）／α ・・・（４１） ｂ２２＝（−ａ１３＊ａ３１＋ａ１１＊ａ３３）／α ・・・（４２） ｂ２３＝（ａ１３＊ａ２１−ａ１１＊ａ２３）／α ・・・（４３） ｂ３１＝（−ａ２２＊ａ３１＋ａ２１＊ａ３２）／α ・・・（４４） ｂ３２＝（ａ１２＊ａ３１−ａ１１＊ａ３２）／α ・・・（４５） ｂ３３＝（−ａ１２＊ａ２１＋ａ１１＊ａ２２）／α ・・・（４６）
【００２４】ただし、式（３８）乃至式（４６）におけ
るαは、次の式（４７）で示される値である。 α＝−ａ１３＊ａ２２＊ａ３１＋ａ１２＊ａ２３＊ａ３１ ＋ａ１３＊ａ２１＊ａ３２−ａ１１＊ａ２３＊ａ３２ −ａ１２＊ａ２１＊ａ３３＋ａ１１＊ａ２２＊ａ３３ ・・・（４７）
【００２５】光源色度点と変数名の関係を図３（Ａ）
に、線形NTSCにおける光源色度点を図３（Ｂ）に示す。
図３（Ａ）に示される変数名に従って、図３（Ｂ）に示
される線形NTSCにおける光源色度点の値を式（２６）乃
至式（３４）に代入することにより、変換行列（ntsc）
を求めることができる。
【数１４】 ・・・（４８）
【００２６】以上説明したNTSC方式のように、所定の方
式で処理されて送信された画像データの微妙な色や明る
さを、受信側のディスプレイに正確に確認することは非
常に難しい。それは、ディスプレイの蛍光体の輝度が電
子ビームの強さに比例して明るくならず、非線形に反応
するためで、これをディスプレイの非線形性という。同
様に、人間の視覚も輝度の増減に対して非線形に反応す
る。この非線形性を、人間が見た目に近づけるため、使
用するディスプレイに対応する特殊なカラーマップを作
成し、そのカラーマップを基に色補正を行うことを、デ
ィスプレイのガンマ（γ）補正という。
【００２７】それぞれのディスプレイには固有のガンマ
特性が存在する。例えば、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）
ディスプレイにおいても、入力する信号のレベルと蛍光
体の発光量とは比例しない（非線形である）。これは、
ＣＲＴの電子銃に与える電圧と、放出される電子の量と
の関係によって起こる現象である。ディスプレイにおけ
るγ特性の整合が取れていないと、それぞれの色味が変
わってしまうため、正確な色再現が出来なくなってしま
う。そこで、ＣＲＴディスプレイに画像を表示させる場
合には、γ特性の整合を取るために、ＣＲＴディスプレ
イに対応したガンマ補正が実行される。
【００２８】例えば、図４に示されるように、図示しな
いＣＲＴディスプレイにNTSC信号を表示させるためのＣ
ＲＴ非線形色度変換装置１において、入力された信号
は、信号処理部１１においてＣＲＴディスプレイに色目
が合うように処理され、ＣＲＴγ特性演算部１２におい
て、ＣＲＴディスプレイに対応したガンマ補正が行われ
る。受信側ＣＲＴディスプレイにおいては、次の式（４
９）および式（５０）が成立する。
【数１５】 ・・・（４９）
【数１６】 ・・・（５０） ここで、行列（crt）は、ＣＲＴディスプレイにおける
３行３列の変換行列である。
【００２９】受信した信号を正確に色再現するには、次
の式（５１）が満たされていなければならない。
【数１７】 ・・・（５１）
【００３０】そこで、式（２５）、式（４９）、および
式（５０）より、次の式（５２）が導かれるので、信号
処理が行われない場合は、ＣＲＴの色度が規格通りであ
り、γｃｒｔ／γｎｔｓｃ＝１かつ（crt）＝（ntsc）
の場合、受信した信号が正確に色再現される。
【数１８】 ・・・（５２）
【００３１】しかしながら、現実には、NTSCとＣＲＴの
色度は異なるため、（crt）＝（ntsc）は成立しない。
また、受信側の好ましい画質つくりのための信号処理の
影響もあるため、送信側と受信側のγ特性も一致するこ
とはない。従って、色再現のために、送信側では、ＣＲ
Ｔディスプレイを見て画質調整が行われ、受信側では、
ＲＧＢベクトル軸をずらすなどして、色目が合うように
修正が施される。
【００３２】次に、NTSC信号を、ＣＲＴディスプレイで
はない、例えばＬＣＤ（Liquid Crystal Display：液晶
ディスプレイ）などに表示させる場合について考える。
ＣＲＴディスプレイにおけるγ特性と、ＬＣＤにおける
γ特性は異なる。これまでの経緯から、ＣＲＴディスプ
レイに対する処理が既にディフェクトスタンダードとし
て確立されているのであるから、後発のディスプレイで
は、その色度変換をＣＲＴの色目にあわせて行う必要が
ある。
【００３３】図５は、NTSC信号をＬＣＤに表示させるた
めの、従来のＬＣＤ非線形色度変換装置２１の構成を示
すブロック図である。
【００３４】入力されたNTSC信号は、信号処理部３１に
おいて、図４を用いて説明した信号処理部１１において
施される処理とは異なる、ＬＣＤ独自の絵作りの処理を
施される。そして、色合わせ調整部３２において、ＬＣ
Ｄ光源色度をできるだけＣＲＴ光源色度に近づけ、Ｒ−
Ｙ／Ｇ−Ｙベクトル軸の位相およびレベルが調整される
ことによって、自然画において、ユーザが気になるよう
な色ずれが調整される。ここで施される色合わせ調整に
は、例えば、色合わせ精度を向上するためのベクトル軸
を、ＲＧＢのみならず、マゼンダ、シアン、イエローを
含めた合計６軸とし、それぞれを調整可能としたり、輝
度レベル毎に、それぞれのベクトル軸を調整可能とする
ものもある。
【００３５】色合わせが施された信号は、ＬＣＤ逆γ補
正部３３において、１／γ２で逆γ補正が施され、ＬＣ
Ｄγ特性演算部３４において、ＬＣＤのγ補正（γｌｃ
ｄ）が施され、生成された輝度レベル（Ｘ，Ｙ，Ｚ）の
映像信号が、図示しないＬＣＤに出力されて表示され
る。ここで、逆γ補正に用いられるγ特性であるγ２、
ＬＣＤのγ補正に用いられるγ特性であるγｌｃｄ、お
よび目標となるＣＤＴディスプレイのγ特性であるγｃ
ｒｔの関係は、次の式（５３）に示される。 γｌｃｄ／γ２＝γｃｒｔ ・・・（５３）
【００３６】図６（Ａ）に、総合のγ特性（すなわち、
ＣＲＴディスプレイのγ特性γｃｒｔ＝２．５）とＬＣ
Ｄのγ特性γｌｃｄを示す。このガンマ特性の差を調整
するために、ＬＣＤ逆γ補正部３３において、逆γ補正
が施される。この場合の逆γ特性（１／γ２）を図６
（Ｂ）に示す。
【００３７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、非線形
の色度変換装置においては、上述した方法を用いてγ特
性を合わせても、それぞれのディスプレイの光源色度が
一致しなければ、ユーザの目に見える色を合わせるのは
困難である。
【００３８】その対策として、例えば、γ特性のみなら
ず、光源色度もＣＲＴディスプレイと合わせる方法があ
るが、この場合、まったく同じ光源が必要となる。ま
た、入力信号を線形に戻してから色度変換した後、ＣＲ
Ｔディスプレイと同じ特性のγ変換回路を用いてγ特性
を合わせるという方法もあるが、この場合、色再現範囲
が異なってしまう。更に、レベルも含めた色度変換を行
う方法もあるが、その場合、処理が非常に複雑になって
しまう。
【００３９】以上の対策は、いずれも、入力側から信号
の特性を合わせ込む処理を行うため、送信側の信号にあ
わせて信号の特性を戻すための処理を行う必要がある。
そしてその処理の終了後、信号処理が施されるので、信
号の変換は、非常に複雑なものとなってしまう。
【００４０】本発明はこのような状況に鑑みてなされた
ものであり、簡単な線形の色度変換を用いて、あらゆる
信号レベルでＣＲＴと互換性のある色再現を行うことを
可能とするものである。
【００４１】
【課題を解決するための手段】本発明の色度変換装置
は、第１の表示部と同一の階調特性を用いて階調補正の
演算を実行する第１の演算手段と、色度変換のための線
形のマトリクス演算を実行する第２の演算手段と、第２
の表示部の階調特性を線形に変換するための演算を実行
する第３の演算手段とを備えることを特徴とする。
【００４２】第３の演算手段には、第１のガンマ特性に
よって、逆ガンマ補正を実行する第１の補正手段と、第
２のガンマ特性によって、ガンマ補正を実行する第２の
補正手段とを備えさせるようにすることができ、第２の
ガンマ特性は、第２の表示部のガンマ特性であるものと
することができ、第１のガンマ特性は、第１の補正手段
による逆ガンマ補正と第２の補正手段によるガンマ補正
との組み合わせが線形となるように決定されるようにす
ることができる。
【００４３】第１の表示部は、ＣＲＴディスプレイであ
るものとすることができ、第２の表示部は、液晶ディス
プレイであるものとすることができる。
【００４４】第２の演算手段には、第２の表示部に対応
する変換行列の逆行列と、第１の表示部に対応する変換
行列との行列の積を用いてマトリクス演算を実行させる
ことができる。
【００４５】本発明の色度変換方法は、第１の表示部と
同一の階調特性を用いて階調補正の演算を実行する第１
の演算ステップと、色度変換のための線形のマトリクス
演算を実行する第２の演算ステップと、第２の表示部の
階調特性を線形に変換するための演算を実行する第３の
演算ステップとを含むことを特徴とする。
【００４６】本発明の第１の記録媒体に記録されている
プログラムは、第１の表示部と同一の階調特性を用いて
階調補正の演算を実行する第１の演算ステップと、色度
変換のための線形のマトリクス演算を実行する第２の演
算ステップと、第２の表示部の階調特性を線形に変換す
るための演算を実行する第３の演算ステップとを含むこ
とを特徴とする。
【００４７】本発明の第１のプログラムは、第１の表示
部と同一の階調特性を用いて階調補正の演算を実行する
第１の演算ステップと、色度変換のための線形のマトリ
クス演算を実行する第２の演算ステップと、第２の表示
部の階調特性を線形に変換するための演算を実行する第
３の演算ステップとを含むことを特徴とする。
【００４８】本発明の表示装置は、他の表示部に画像デ
ータを表示させる場合と同様の信号処理を実行する信号
処理手段と、信号処理手段によって信号処理された画像
データに対応する信号の色度変換を実行する色度変換手
段と、色度変換手段により色度が変換された画像データ
の表示部への表示を制御する表示制御手段とを備え、色
度変換手段は、他の表示部と同一の階調特性を用いて階
調補正の演算を実行する第１の演算手段と、色度変換の
ための線形のマトリクス演算を実行する第２の演算手段
と、表示部の階調特性を線形に変換するための演算を実
行する第３の演算手段とを備えることを特徴とする。
【００４９】第３の演算手段には、第１のガンマ特性に
よって、逆ガンマ補正を実行する第１の補正手段と、第
２のガンマ特性によって、ガンマ補正を実行する第２の
補正手段とを備えさせるようにすることができ、第２の
ガンマ特性は、表示部のガンマ特性であるものとするこ
とができ、第１のガンマ特性は、第１の補正手段による
逆ガンマ補正と第２の補正手段によるガンマ補正との組
み合わせが線形となるように決定されるようにすること
ができる。
【００５０】表示部は、液晶ディスプレイであるものと
することができ、他の表示部は、ＣＲＴディスプレイで
あるものとすることができる。
【００５１】第２の演算手段には、表示部に対応する変
換行列の逆行列と、他の表示部に対応する変換行列との
行列の積を用いてマトリクス演算を実行させるようにす
ることができる。
【００５２】本発明の表示方法は、他の表示部に画像デ
ータを表示させる場合と同様の信号処理を実行する信号
処理ステップと、信号処理ステップの処理によって信号
処理された画像データに対応する信号の色度変換を実行
する色度変換ステップと、色度変換ステップの処理によ
り色度が変換された画像データの表示部への表示を制御
する表示制御ステップとを含み、色度変換ステップは、
他の表示部と同一の階調特性を用いて階調補正の演算を
実行する第１の演算ステップと、色度変換のための線形
のマトリクス演算を実行する第２の演算ステップと、表
示部の階調特性を線形に変換するための演算を実行する
第３の演算ステップとを含むことを特徴とする。
【００５３】本発明の第２の記録媒体に記録されている
プログラムは、他の表示部に画像データを表示させる場
合と同様の信号処理を実行する信号処理ステップと、信
号処理ステップの処理によって信号処理された画像デー
タに対応する信号の色度変換を実行する色度変換ステッ
プと、色度変換ステップの処理により色度が変換された
画像データの表示部への表示を制御する表示制御ステッ
プとを含み、色度変換ステップは、他の表示部と同一の
階調特性を用いて階調補正の演算を実行する第１の演算
ステップと、色度変換のための線形のマトリクス演算を
実行する第２の演算ステップと、表示部の階調特性を線
形に変換するための演算を実行する第３の演算ステップ
とを含むことを特徴とする。
【００５４】本発明の第２のプログラムは、他の表示部
に画像データを表示させる場合と同様の信号処理を実行
する信号処理ステップと、信号処理ステップの処理によ
って信号処理された画像データに対応する信号の色度変
換を実行する色度変換ステップと、色度変換ステップの
処理により色度が変換された画像データの表示部への表
示を制御する表示制御ステップとを含み、色度変換ステ
ップは、他の表示部と同一の階調特性を用いて階調補正
の演算を実行する第１の演算ステップと、色度変換のた
めの線形のマトリクス演算を実行する第２の演算ステッ
プと、表示部の階調特性を線形に変換するための演算を
実行する第３の演算ステップとを含むことを特徴とす
る。
【００５５】本発明の色度変換装置および色度変換方
法、並びに第１のプログラムにおいては、第１の表示部
と同一の階調特性を用いて階調補正の演算が実行され、
色度変換のための線形のマトリクス演算が実行され、第
２の表示部の階調特性を線形に変換するための演算が実
行される。
【００５６】本発明の表示装置および表示方法、並びに
第２のプログラムにおいては、他の表示部に画像データ
を表示させる場合と同様の信号処理が実行され、信号処
理された画像データに対応する信号の色度変換が実行さ
れ、色度変換において、他の表示部と同一の階調特性を
用いて階調補正の演算が実行され、色度変換のための線
形のマトリクス演算が実行され、表示部の階調特性を線
形に変換するための演算が実行され、色度が変換された
画像データの表示部への表示が制御される。
【００５７】
【発明の実施の形態】以下、図を参照して、本発明の実
施の形態について説明する。
【００５８】図７は、本発明を適応したＬＣＤ色度変換
装置４１の構成を示すブロック図である。ＬＣＤ色度変
換装置４１は、例えば、表示用ディスプレイとしてＬＣ
Ｄを用いているテレビジョン受信器、あるいはプロジェ
クタなどの表示装置の内部に組み込まれている。
【００５９】例えば、図示しないアンテナなどにより受
信された、もしくは、ケーブルなどを介して入力された
映像用信号は、図４を用いて説明したものと同一である
信号処理部１１に入力され、従来のＣＲＴに映像を表示
させる場合と同様の処理が施される。
【００６０】光源色度変換処理部５１は、γ演算部５１
−１およびマトリクス演算部５１−２によって構成され
ている。光源色度変換処理部５１は、信号処理部１１か
ら入力された信号に対して、γ演算部５１−１におい
て、ＣＲＴと同じ非線形特性であるγ１＝γｃｒｔを用
いてγ補正を施し、更に、マトリクス演算部５１−２に
おいて、３行３列の色度変換行列（ｎ）を乗算する。
【００６１】ここで、受信側ＬＣＤにおいて、次の式
（５４）および式（５５）が成り立つ場合、ＣＲＴディ
スプレイとＬＣＤとの色再現を同じにするためには、式
（５６）が成り立たなければならない。
【数１９】 ・・・（５４）
【数２０】 ・・・（５５）
【数２１】 ・・・（５６）
【００６２】式（５６）から、次の式（５７）が導かれ
る。
【数２２】 ・・・（５７） 式（５７）において、γ＿ｌｃｄ＝１とおけば、次の式
（５８）が成立し、色度変換行列（ｎ）に非線形要素が
含まれない。
【数２３】 ・・・（５８） ただし、式（５８）の色度変換行列（ｎ）は、次の式
（５９）を満たす３行３列の行列である。
【数２４】 ・・・（５９）
【００６３】従って、ＬＥＤ逆γ補正部５２は、γ＿ｌ
ｃｄ＝γｌｃｄ／γ２＝１となるγ２を用いて、入力さ
れた信号に対する逆γ補正を行う。
【００６４】図８は、光源色度変換処理部５１およびＬ
ＥＤ逆γ補正部５２の詳細な構成を示すブロック図であ
る。
【００６５】光源色度変換処理部５１は、その内部に設
けられているγ演算部５１−１において、入力される
ｒ，ｇ，ｂの各要素に対して、γ１＝γｃｒｔ（ＣＲＴ
と同様の非線形特性）でγ補正を施すとともに、γ補正
が施された各要素に、マトリクス演算部５１−２におい
て、式（５８）および式（５９）を用いて説明した、３
行３列の色度変換行列（ｎ）の各要素を乗算する。
【００６６】具体的には、ｒ，ｇ，ｂの各要素が、γｃ
ｒｔ補正部７１−１乃至γｃｒｔ補正部７１−３にそれ
ぞれ入力されて、γ補正が施される。そして、γｃｒｔ
補正部７１−１の出力は、乗算部７２−１、乗算部７４
−１、および乗算部７６−１に入力されて、式（５８）
に示される色度変換行列（ｎ）の要素であるｎ１１，ｎ
２１およびｎ３１がそれぞれ乗算される。
【００６７】同様に、γｃｒｔ補正部７１−２の出力
は、乗算部７２−２、乗算部７４−２、および乗算部７
６−２に入力されて、ｎ１２，ｎ２２およびｎ３２がそ
れぞれ乗算され、γｃｒｔ補正部７１−３の出力は、乗
算部７２−３、乗算部７４−３、および乗算部７６−３
に入力されて、ｎ１３，ｎ２３およびｎ３３がそれぞれ
乗算される。
【００６８】そして、乗算部７２−１乃至乗算部７２−
３における乗算結果は加算部７３に、乗算部７４−１乃
至乗算部７４−３における乗算結果は加算部７５に、そ
して、乗算部７６−１乃至乗算部７６−３における乗算
結果は加算部７７に出力され、それぞれ加算される。
【００６９】加算部７３、加算部７５および加算部７７
による加算結果（色度変換行列（ｎ）による演算結果）
は、ＬＥＤ逆γ補正部５２の逆γ補正部８１−１乃至逆
γ補正部８１−３に入力されて、γｌｃｄ／γ２＝１と
なるγ２を用いて逆γ補正が施されて、出力される。
【００７０】図７の説明に戻る。ＬＥＤγ特性演算部５
３は、ＬＥＤ逆γ補正部５２から入力された信号に、Ｌ
ＣＤのγ特性を用いてγ補正を施して、輝度レベル
（Ｘ，Ｙ，Ｚ）の映像信号を出力し、図示しないＬＣＤ
に表示させる。
【００７１】コントローラ５４は、ＬＣＤ色度変換装置
４１の各部を制御するものであり、光源色度変換処理部
５１、ＬＥＤ逆γ補正部５２、およびＬＥＤγ特性演算
部５３が実行する処理を制御するための制御信号を生成
して、出力する。
【００７２】また、コントローラ５４には、ドライブ５
５も接続されている。ドライブ５５には、必要に応じて
磁気ディスク６１、光ディスク６２、光磁気ディスク６
３、および半導体メモリ６４が装着され、データの授受
を行う。
【００７３】ＣＲＴの色度点の値を図９（Ａ）に、ＬＣ
Ｄの色度点の値を図９（Ｂ）に示す。これらの色度点の
値を、上述した式（２６）乃至式（３４）に代入して計
算することによって、変換行列（crt）および変換行列
（lcd）の値を求めることができる。そして、上述した
式（３８）乃至式（４６）を用いて、変換行列（crt）
および変換行列（lcd）それぞれの逆行列を求めること
ができる。変換行列（lcd）の逆行列の値を式（６０）
に、変換行列（crt）の値を式（６１）に示す。
【００７４】
【数２５】 ・・・（６０）
【数２６】 ・・・（６１）
【００７５】従って、式（６０）および式（６１）を、
式（５９）に代入することにより、光源色度変換処理部
５１で用いられる色度変換行列（ｎ）の値を求めること
ができる。
【数２７】 ・・・（６２）
【００７６】そして、ＬＣＤ逆γ補正部５２において施
される逆γ補正、およびＬＣＤγ特性演算部５３におい
て施されるγ補正は、γ＿ｌｃｄ＝γｌｃｄ／γ２＝１
が成り立つように実行される。
【００７７】図１０（Ａ）に、図７のＬＣＤ色度変換装
置４１における総合のγ特性（すなわち、本発明を適応
したＬＣＤ色度変換装置４１におけるγ特性γ＿ｌｃｄ
＝１）と、ＬＣＤγ特性演算部５３において施されるＬ
ＣＤのγ特性γｌｃｄを示す。このガンマ特性の差を調
整するために、ＬＣＤ逆γ補正部５２において、逆γ補
正が施される。この場合の逆γ特性（１／γ２）を図１
０（Ｂ）に示す。
【００７８】すなわち、本発明を適応した図７のＬＣＤ
色度変換装置４１においては、出力側（図示しないＬＣ
Ｄ）から見てＣＲＴ互換になるように、それぞれの信号
の処理が実行されるようになされている。前述した説明
とは逆に、出力側から各構成要素を考えると、最も出力
側に、ＬＣＤの階調特性を線形に変換する非線形回路
（ＬＣＤ逆γ補正部５２、および、ＬＣＤγ特性演算部
５３）が設けられている。それよりも入力側には、ＬＣ
Ｄの色度点と、ＣＲＴの色度点を変換する線形の３行３
列のマトリクス回路（光源色度変換処理部５１のマトリ
クス演算部５１−２）が設けられている。そして、最も
入力側には、ＣＲＴの階調特性と同じ特性を有する非線
形回路（光源色度変換処理部５１のγ演算部５１−１）
が設けられている。
【００７９】このような構成を取ることにより、あらゆ
る信号レベルで、ＣＲＴディスプレイと互換性のある色
再現を可能とすることができる。また、本発明の色度変
換装置は、線形の色度変換を行うので、回路を比較的簡
単に構成することができるため、コストを削減すること
が可能となり、更に、色度変換前の信号処理部に、従来
のＣＲＴディスプレイ用の信号処理部と同じ回路（図４
および図７を用いて説明した信号処理部１１）を利用す
ることができ、開発コストを削減することが可能とな
る。
【００８０】なお、ここでは、ＣＲＴディスプレイと互
換性のある色再現をＬＣＤにおいて可能とするためのＬ
ＣＤ色度変換装置について説明したが、本発明は、ＬＣ
Ｄ以外のディスプレイにおいて、ＣＲＴディスプレイと
互換性を取ることができる色度変換装置にも適応するこ
とができる。
【００８１】上述した一連の処理は、ソフトウェアによ
り実行することもできる。そのソフトウェアは、そのソ
フトウェアを構成するプログラムが、専用のハードウェ
アに組み込まれているコンピュータ、または、各種のプ
ログラムをインストールすることで、各種の機能を実行
することが可能な、例えば汎用のパーソナルコンピュー
タなどに、記録媒体からインストールされる。
【００８２】この記録媒体は、図７に示すように、コン
ピュータとは別に、ユーザにプログラムを提供するため
に配布される、プログラムが記録されている磁気ディス
ク６１（フロッピー（登録商標）ディスクを含む）、光
ディスク６２（CD-ROM（Compact Disk-Read Only Memor
y），DVD（Digital Versatile Disk)を含む)、光磁気デ
ィスク６３（ＭＤ(Mini-Disk)を含む）、もしくは半導
体メモリ６４などよりなるパッケージメディアなどによ
り構成される。
【００８３】また、本明細書において、記録媒体に記録
されるプログラムを記述するステップは、記載された順
序に沿って時系列的に行われる処理はもちろん、必ずし
も時系列的に処理されなくとも、並列的あるいは個別に
実行される処理をも含むものである。
【００８４】
【発明の効果】本発明の色度変換装置および色度変換方
法、並びに第１のプログラムによれば、第１の表示部と
同一の階調特性を用いて階調補正の演算を実行し、色度
変換のための線形のマトリクス演算を実行し、第２の表
示部の階調特性を線形に変換するための演算を実行する
ようにしたので、光源色度および階調特性が異なる表示
装置と互換性のある色再現を実現することができる。
【００８５】本発明の表示装置および表示方法、並びに
第２のプログラムによれば、他の表示部に画像データを
表示させる場合と同様の信号処理を実行し、信号処理さ
れた画像データに対応する信号の色度変換を実行し、色
度変換において、他の表示部と同一の階調特性を用いて
階調補正の演算を実行し、色度変換のための線形のマト
リクス演算を実行し、表示部の階調特性を線形に変換す
るための演算を実行し、色度が変換された画像データの
表示部への表示を制御するようにしたので、あらゆる信
号レベルで、光源色度および階調特性が異なる表示装置
と互換性のある色再現を可能とするとともに、回路の簡
略化、および共通化によってコストを削減することが可
能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＲＧＢ表色系の等色関数について説明するため
の図である。
【図２】ＸＹＺ表色系の等色関数について説明するため
の図である。
【図３】光源色度点と変数名の関係、および線形NTSCに
おける光源色度点について説明するための図である。
【図４】従来のＣＲＴ非線形色度変換装置の構成を示す
ブロック図である。
【図５】従来のＬＣＤ非線形色度変換装置の構成を示す
ブロック図である。
【図６】図５のＬＣＤ非線形色度変換装置における、総
合のγ特性、ＬＣＤのγ特性γｌｃｄ、および逆γ特性
について説明するための図である。
【図７】本発明を適応したＬＣＤ色度変換装置の構成を
示すブロック図である。
【図８】図７の光源色度変換処理部およびＬＣＤ逆γ補
正部の構成を示すブロック図である。
【図９】ＣＲＴとＬＣＤの色度点について説明するため
の図である。
【図１０】図７のＬＣＤ色度変換装置における、総合の
γ特性、ＬＣＤのγ特性γｌｃｄ、および逆γ特性につ
いて説明するための図である。
【符号の説明】
１１ 信号処理部， ４１ ＬＣＤ色度変換装置， ５
１ 光源色度変換処理部， ５２ ＬＣＤ逆γ補正部，
５３ ＬＣＤγ特性演算部， ５４ コントローラ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０９Ｇ 3/36 Ｇ０９Ｇ 3/36 5/02 5/02 Ｂ Ｈ０４Ｎ 9/69 Ｈ０４Ｎ 9/69 Ｆターム(参考） 2H093 NA06 NA51 NC13 NC14 NC62 ND42 ND54 ND60 5C006 AA22 AF46 AF85 BB11 BC16 FA02 5C066 AA03 BA20 CA00 CA05 EA05 EB01 EC05 EE04 GA01 KE04 KM12 KM13 5C080 AA10 BB05 CC03 DD01 DD22 DD27 EE19 EE29 EE30 JJ02 JJ05 5C082 BA20 BA34 BA41 BD01 BD02 CA12 CB01 DA51 DA87 MM04 MM06 MM07

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 第１の表示部と光源色度および階調特性
    が異なる第２の表示部に、前記第１の表示部と色再現に
    おいて互換性のある画像データを表示させるための色度
    変換を実行する色度変換装置において、 前記第１の表示部と同一の階調特性を用いて階調補正の
    演算を実行する第１の演算手段と、 色度変換のための線形のマトリクス演算を実行する第２
    の演算手段と、 前記第２の表示部の階調特性を線形に変換するための演
    算を実行する第３の演算手段とを備えることを特徴とす
    る色度変換装置。
  2. 【請求項２】 前記第３の演算手段は、 第１のガンマ特性によって、逆ガンマ補正を実行する第
    １の補正手段と、 第２のガンマ特性によって、ガンマ補正を実行する第２
    の補正手段とを備え、 前記第２のガンマ特性は、前記第２の表示部のガンマ特
    性であり、 前記第１のガンマ特性は、前記第１の補正手段による逆
    ガンマ補正と前記第２の補正手段によるガンマ補正との
    組み合わせが線形となるように決定されることを特徴と
    する請求項１に記載の色度変換装置。
  3. 【請求項３】 前記第１の表示部は、ＣＲＴディスプレ
    イであり、 前記第２の表示部は、液晶ディスプレイであることを特
    徴とする請求項１に記載の色度変換装置。
  4. 【請求項４】 前記第２の演算手段は、前記第２の表示
    部に対応する変換行列の逆行列と、前記第１の表示部に
    対応する変換行列との行列の積を用いて前記マトリクス
    演算を実行することを特徴とする請求項１に記載の色度
    変換装置。
  5. 【請求項５】 第１の表示部と光源色度および階調特性
    が異なる第２の表示部に、前記第１の表示部と色再現に
    おいて互換性のある画像データを表示させるための色度
    変換を実行する色度変換装置の色度変換方法において、 前記第１の表示部と同一の階調特性を用いて階調補正の
    演算を実行する第１の演算ステップと、 色度変換のための線形のマトリクス演算を実行する第２
    の演算ステップと、 前記第２の表示部の階調特性を線形に変換するための演
    算を実行する第３の演算ステップとを含むことを特徴と
    する色度変換方法。
  6. 【請求項６】 第１の表示部と光源色度および階調特性
    が異なる第２の表示部に、前記第１の表示部と色再現に
    おいて互換性のある画像データを表示させるための色度
    変換を実行する色度変換装置用のプログラムであって、 前記第１の表示部と同一の階調特性を用いて階調補正の
    演算を実行する第１の演算ステップと、 色度変換のための線形のマトリクス演算を実行する第２
    の演算ステップと、 前記第２の表示部の階調特性を線形に変換するための演
    算を実行する第３の演算ステップとを含むことを特徴と
    するコンピュータが読み取り可能なプログラムが記録さ
    れている記録媒体。
  7. 【請求項７】 第１の表示部と光源色度および階調特性
    が異なる第２の表示部に、前記第１の表示部と色再現に
    おいて互換性のある画像データを表示させるための色度
    変換を実行する色度変換装置を制御するコンピュータが
    実行可能なプログラムであって、 前記第１の表示部と同一の階調特性を用いて階調補正の
    演算を実行する第１の演算ステップと、 色度変換のための線形のマトリクス演算を実行する第２
    の演算ステップと、 前記第２の表示部の階調特性を線形に変換するための演
    算を実行する第３の演算ステップとを含むことを特徴と
    するプログラム。
  8. 【請求項８】 光源色度および階調特性が異なる他の表
    示部と色再現において互換性のある画像データを表示す
    る表示部を有する表示装置において、 前記他の表示部に前記画像データを表示させる場合と同
    様の信号処理を実行する信号処理手段と、 前記信号処理手段によって信号処理された前記画像デー
    タに対応する信号の色度変換を実行する色度変換手段
    と、 前記色度変換手段により色度が変換された前記画像デー
    タの前記表示部への表示を制御する表示制御手段とを備
    え、 前記色度変換手段は、 前記他の表示部と同一の階調特性を用いて階調補正の演
    算を実行する第１の演算手段と、 色度変換のための線形のマトリクス演算を実行する第２
    の演算手段と、 前記表示部の階調特性を線形に変換するための演算を実
    行する第３の演算手段とを備えることを特徴とする表示
    装置。
  9. 【請求項９】 前記第３の演算手段は、 第１のガンマ特性によって、逆ガンマ補正を実行する第
    １の補正手段と、 第２のガンマ特性によって、ガンマ補正を実行する第２
    の補正手段とを備え、 前記第２のガンマ特性は、前記表示部のガンマ特性であ
    り、 前記第１のガンマ特性は、前記第１の補正手段による逆
    ガンマ補正と前記第２の補正手段によるガンマ補正との
    組み合わせが線形となるように決定されることを特徴と
    する請求項８に記載の表示装置。
  10. 【請求項１０】 前記表示部は、液晶ディスプレイであ
    り、 前記他の表示部は、ＣＲＴディスプレイであることを特
    徴とする請求項８に記載の表示装置。
  11. 【請求項１１】 前記第２の演算手段は、前記表示部に
    対応する変換行列の逆行列と、前記他の表示部に対応す
    る変換行列との行列の積を用いて前記マトリクス演算を
    実行することを特徴とする請求項８に記載の表示装置。
  12. 【請求項１２】 光源色度および階調特性が異なる他の
    表示部と色再現において互換性のある画像データを表示
    する表示部を有する表示装置の表示方法において、 前記他の表示部に前記画像データを表示させる場合と同
    様の信号処理を実行する信号処理ステップと、 前記信号処理ステップの処理によって信号処理された前
    記画像データに対応する信号の色度変換を実行する色度
    変換ステップと、 前記色度変換ステップの処理により色度が変換された前
    記画像データの前記表示部への表示を制御する表示制御
    ステップとを含み、 前記色度変換ステップは、 前記他の表示部と同一の階調特性を用いて階調補正の演
    算を実行する第１の演算ステップと、 色度変換のための線形のマトリクス演算を実行する第２
    の演算ステップと、 前記表示部の階調特性を線形に変換するための演算を実
    行する第３の演算ステップとを含むことを特徴とする表
    示方法。
  13. 【請求項１３】 光源色度および階調特性が異なる他の
    表示部と色再現において互換性のある画像データを表示
    する表示部を有する表示装置用のプログラムであって、 前記他の表示部に前記画像データを表示させる場合と同
    様の信号処理を実行する信号処理ステップと、 前記信号処理ステップの処理によって信号処理された前
    記画像データに対応する信号の色度変換を実行する色度
    変換ステップと、 前記色度変換ステップの処理により色度が変換された前
    記画像データの前記表示部への表示を制御する表示制御
    ステップとを含み、 前記色度変換ステップは、 前記他の表示部と同一の階調特性を用いて階調補正の演
    算を実行する第１の演算ステップと、 色度変換のための線形のマトリクス演算を実行する第２
    の演算ステップと、 前記表示部の階調特性を線形に変換するための演算を実
    行する第３の演算ステップとを含むことを特徴とするコ
    ンピュータが読み取り可能なプログラムが記録されてい
    る記録媒体。
  14. 【請求項１４】 光源色度および階調特性が異なる他の
    表示部と色再現において互換性のある画像データを表示
    する表示部を有する表示装置を制御するコンピュータが
    実行可能なプログラムであって、 前記他の表示部に前記画像データを表示させる場合と同
    様の信号処理を実行する信号処理ステップと、 前記信号処理ステップの処理によって信号処理された前
    記画像データに対応する信号の色度変換を実行する色度
    変換ステップと、 前記色度変換ステップの処理により色度が変換された前
    記画像データの前記表示部への表示を制御する表示制御
    ステップとを含み、 前記色度変換ステップは、 前記他の表示部と同一の階調特性を用いて階調補正の演
    算を実行する第１の演算ステップと、 色度変換のための線形のマトリクス演算を実行する第２
    の演算ステップと、 前記表示部の階調特性を線形に変換するための演算を実
    行する第３の演算ステップとを含むことを特徴とするプ
    ログラム。
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