JP2006325035A - 色変換装置，色変換方法及び画像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 テレビジョン受像機のように動画を処理する装置において、映像信号に対してリアルタイムに非線形な色変換を行えるようにする。
【解決手段】 入力映像信号に施されているガンマ補正を逆補正する逆補正手段３と、この入力映像信号の色再現特性及び／または基準白色に応じて、逆補正手段３で逆補正された映像信号を線形処理によって色変換する色変換手段４と、この線形処理による色変換量に対する修正データが格納される３次元ルックアップテーブルを有しており、この入力映像信号と逆補正手段３で逆補正された映像信号とのうちの少なくともいずれか一方が供給されて、その供給された映像信号に対応する修正データを出力する修正データ出力手段６と、修正データ出力手段６から出力された修正データを、色変換手段４で色変換された後の映像信号に加算する加算手段１０，１１とを備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、入力映像信号に対して色変換処理を施す色変換装置，色変換方法及び画像表示装置に関し、特に、非線形な色変換をリアルタイムに行えるようにしたものに関する。

現行のテレビジョン方式には、互いに色再現特性や基準白色が異なる複数の方式（ＨＤＴＶ方式，ＮＴＳＣ方式等）が存在している。また、テレビジョン受像機にも、互いに色再現特性や基準白色が異なる様々な表示デバイス（ＣＲＴ，ＬＣＤ，ＰＤＰ等）が用いられるようになっている。

テレビジョン受像機が受信する映像信号の色再現特性・基準白色と、テレビジョン受像機の表示デバイスの色再現特性・基準白色とが相違すると、表示デバイスに表示される画像に色再現誤差が生じてしまう。そこで、この色再現誤差の発生を防止するために、テレビジョン受像機の側で、受信した映像信号に対して色変換処理を施すことが望まれる。

従来、テレビジョン受像機の側でこうした色変換処理を施すための色変換回路としては、カラーマトリクス回路によって線形処理を行うようにしたものが提案されていた（例えば、特許文献１参照。）。

図８は、この従来の色変換回路の構成例を示すブロック図である。この色変換回路５１は、逆補正回路５２と、カラーマトリクス回路５３と、ガンマ補正回路５４とで構成されている。逆補正回路５２は、送像側（ＴＶカメラ等）が映像信号に施したガンマ補正を逆補正する回路である。カラーマトリクス回路５３は、映像信号を３×３のマトリクス処理によって色変換する回路である。ガンマ補正回路５４は、テレビジョン受像機の表示デバイスに対応したガンマ補正を施す回路である。

テレビジョン受像機で受信された映像信号が、三原色（ＲＧＢ）信号に変換されて、この色変換回路５１に供給される。このＲＧＢ信号は、逆補正回路５２で送像側のガンマ補正を逆補正されることによってリニアな信号に戻された後、カラーマトリクス回路５３で線形処理されることによって色変換される。

カラーマトリクス回路５３で色変換されたＲＧＢ信号は、ガンマ補正回路５４でガンマ補正される。そして、ガンマ補正回路５４でガンマ補正されたＲＧＢ信号が、表示デバイスに供給される。

他方、プリンタのように静止画を処理する装置には、入力した静止画データに対して、３次元ルックアップテーブルを用いて色変換処理を施すものが従来から存在している（例えば、特許文献２参照。）。

特開平４−２９１５９１号公報（段落番号００１６〜００３３、図１〜３） 特開２０００−２７８５４６号公報（段落番号００５１〜００９９、図５〜１３）

図８に示したような従来のテレビジョン受像機用の色変換回路は、マトリクス回路によって色変換を行うので、非線形な色変換を行うことができない。しかし、テレビジョン受像機には、送像側の要因あるいはテレビジョン受像機側の要因によって、非線形な色再現誤差が発生し得る。テレビジョン受像機側の要因としては、例えば、表示デバイスとしてＬＣＤを用いた場合に、映像信号が黒レベルのときにＬＣＤのバックライトの光が僅かに漏れて表示されるという現象が挙げられる。また、要因は不明であるが、実際に画面を見たときに視覚的に非線形な色再現誤差が感じられることもある。従来の色変換回路では、こうした非線形な色再現誤差を低減できない。

他方、入力映像データに対応した値の出力映像データが格納される３次元ルックアップテーブルを用いれば、非線形な色変換を行うことは可能である。しかし、こうした３次元ルックアップテーブルは、データ量が非常に多くなる。

例えば、図９に示すように、ＲＧＢ色空間を各軸ごとに４個に分割することによって形成した（４＋１）の３乗＝１２５個の格子点（図の○印の箇所）の値をアドレスにする場合には、８ビット表現の映像信号では、３次元ルックアップテーブルのデータ量は１２５×８×３＝３０００ビットになる。しかし、実際には、色変換処理の精度を高めるために分割数をさらに増やす必要があり、それに伴ってデータ量は指数的に増加する。下記の表１には、分割数を２５６まで増やした場合のデータ量を示している。

このようにデータ量が増えると、３次元ルックアップテーブルを構成するメモリのサイズが増大したり、出力映像データの値を算出する際の演算量が膨大になったり、出力映像データをメモリに書き込む際のアクセス時間が長くなってしまう。

そのため、こうした３次元ルックアップテーブルは、プリンタのようにリアルタイム処理を要求されない（１枚の静止画を出力するのに多少時間がかかってもあまり問題にならない）装置に採用するのには適しているが、テレビジョン受像機のように動画をリアルタイムに処理する必要のある装置に用いることはできない。

本発明は、上述の点に鑑み、テレビジョン受像機のように動画を処理する装置において、映像信号に対してリアルタイムに非線形な色変換を行うことを可能にすることを課題としてなされたものである。

この課題を解決するために、本発明に係る色変換装置は、入力映像信号に施されているガンマ補正を逆補正する逆補正手段と、この入力映像信号の色再現特性及び／または基準白色に応じて、この逆補正手段で逆補正された映像信号を線形処理によって色変換する色変換手段と、この線形処理による色変換量に対する修正データが格納される３次元ルックアップテーブルを有しており、この入力映像信号とこの逆補正手段で逆補正された映像信号とのうちの少なくともいずれか一方が供給されて、その供給された映像信号に対応する修正データを出力する修正データ出力手段と、この修正データ出力手段から出力された修正データを、この色変換手段で色変換された後の映像信号に加算する加算手段とを備えたことを特徴とする。

この色変換装置では、入力映像信号が、逆補正手段で送像側のガンマ補正を逆補正されることによってリニアな映像信号に戻された後、色変換手段で線形処理されることによって色変換される。

また、それと並行して、この色変換手段での線形処理による色変換量に対する修正データが格納される３次元ルックアップテーブルを用いて、入力映像信号と逆補正された映像信号とのうちの少なくともいずれか一方に対応する修正データが修正データ出力手段から出力される。

そして、この修正データ出力手段から出力された修正データが、この色変換手段で色変換された後の映像信号に加算される。

ここで、この３次元ルックアップテーブルには、入力値に対して非線形な値の修正データを格納することが可能である。こうした非線形な値の修正データが映像信号に加算されることにより、非線形な色変換を行うことができる。

そして、この３次元ルックアップテーブルに格納されるデータは、入力映像信号を色変換するために必要な全てのデータではなく、線形処理によって色変換された映像信号を修正するデータだけなので、データ量が少なくて済む。これにより、映像信号に対してリアルタイムに非線形な色変換を行うことが可能になる。

なお、この色変換装置において、入力映像信号が輝度色差（ＹＣｂＣｒ）信号である場合には、一例として、輝度色差信号を三原色（ＲＧＢ）信号に変換して逆補正手段に供給する変換手段と、この輝度色差信号，この変換手段から出力された三原色信号，逆補正手段で逆補正された三原色信号のうちの一つを選択的に修正データ出力手段に供給する選択手段とをさらに備えることが好適である。

それにより、映像信号の色再現範囲の見地等から輝度色差信号または三原色信号のいずれかを選択してそれに対応した修正データを加算することや、量子化誤差の見地等から逆補正前の三原色信号または逆補正後の三原色信号のいずれかを選択してそれに対応した修正データを加算することができるようになる。

また、この色変換装置において、一例として、色変換手段から出力された映像信号に対して、入力映像信号を表示させる表示デバイスの特性に応じたガンマ補正を施すガンマ補正手段と、修正データ出力手段から出力された修正データを、色変換手段から出力された映像信号，このガンマ補正手段でガンマ補正された映像信号のうちの一つに選択的に加算させる選択手段とをさらに備えることが好適である。

それにより、量子化誤差の見地や表示デバイスの特性の見地等から、修正データ出力手段から出力される修正データをこのガンマ補正前の映像信号またはガンマ補正後の映像信号のいずれに加算するかを選択することができるようになる。

また、この色変換装置において、一例として、修正データ出力手段に、３次元ルックアップテーブルと、３次元ルックアップテーブルに格納された修正データを直線補間する直線補間回路とを設けることが好適である。

それにより、３次元ルックアップテーブルのアドレス数を少なくした（色空間の分割数を少なくした）場合にも、リアルタイム性を損なうことなく、３次元ルックアップテーブル内の修正データを直線補間した修正データを修正データ出力手段から出力することができるようになる。

また、この色変換装置において、一例として、３次元ルックアップテーブルのアドレスの範囲を、入力映像信号を表示させる表示デバイスの色再現範囲よりも広くすることが好適である。

それにより、色変換手段の側で、表示デバイスの色再現範囲を超える値の映像信号を表示デバイスの色再現範囲内の値に変換する場合に、修正データ出力手段の側でも、この表示デバイスの色再現範囲内の値に変換された映像信号に対する修正データを出力することができるようになる。

また、この色変換装置において、一例として、３次元ルックアップテーブルには、入力値に対して非線形な値の修正データを格納することが好適である。それにより、前述のように、非線形な色変換をリアルタイムに行うことができる。

また、この色変換装置において、一例として、修正データ出力手段に供給される映像信号を均等色空間に変換する色空間変換手段と、修正データ出力手段から出力された修正データを三原色信号に変換する色空間変換手段とをさらに備えことが好適である。

それにより、人間の視覚特性に近い色空間上での修正データを３次元ルックアップテーブルに格納することができる。その結果、３次元ルックアップテーブルの限られた数のアドレスや、３次元ルックアップテーブルに格納される修正データの限られたビット数を、一層有効に活用することができるようになる。

次に、本発明に係る色変換方法は、入力映像信号に施されているガンマ補正を逆補正する第１のステップと、この入力映像信号の色再現特性及び／または基準白色に応じて、第１のステップで逆補正した映像信号を線形処理によって色変換する第２のステップと、この線形処理による色変換量に対する修正データを格納した３次元ルックアップテーブルを用いて、この入力映像信号と第１のステップで逆補正した映像信号とのうちの少なくともいずれか一方に対応する修正データを出力する第３のステップと、第３のステップで出力した修正データを、第２のステップで色変換した後の映像信号に加算する第４のステップとを有することを特徴とする。

この色変換方法によれば、入力値に対して非線形な値の修正データを３次元ルックアップテーブルに格納することにより、映像信号に対してリアルタイムに非線形な色変換を行うことができる。

次に、本発明に係る画像表示装置は、入力映像信号を表示デバイスに表示する画像表示装置において、入力映像信号に施されているガンマ補正を逆補正する逆補正手段と、この入力映像信号の色再現特性及び／または基準白色に応じて、この逆補正手段で逆補正された映像信号を線形処理によって色変換する色変換手段と、この線形処理による色変換量に対する修正データが格納される３次元ルックアップテーブルを有しており、この入力映像信号とこの逆補正手段で逆補正された映像信号とのうちの少なくともいずれか一方が供給されて、その供給された映像信号に対応する修正データを出力する修正データ出力手段と、この修正データ出力手段から出力された修正データを、この色変換手段で色変換された後の映像信号に加算する加算手段とを備え、この加算手段でこの修正データを加算された映像信号が表示デバイスに供給されるようにしたことを特徴とする。

この画像表示装置によれば、入力値に対して非線形な値の修正データを３次元ルックアップテーブルに格納することにより、映像信号に対してリアルタイムに非線形な色変換を行って画像を表示することができる。

本発明によれば、例えばテレビジョン受像機のように動画を処理する装置において、映像信号に対してリアルタイムに非線形な色変換を行うことが可能になるという効果が得られる。

次に、本発明の実施形態を、図面を用いて具体的に説明する。なお、以下では、テレビジョン受像機に本発明を適用した例について説明することにする。

図１は、本発明を適用するテレビジョン受像機に搭載した色変換回路の全体構成を示すブロック図である。図示しないデジタル放送用のチューナーで周波数選択，復調，パケット分離，デコード等の処理を施された８ビットのデジタルコンポーネント信号ＹＣｂＣｒが、この色変換部１に供給される。また、図示しないアナログ放送用のチューナーで復調・選局されたコンポジットビデオ信号も、Ａ／Ｄ変換器及びＹ／Ｃ分離回路によって８ビットのデジタルコンポーネント信号ＹＣｂＣｒに変換されて、この色変換部１に供給される。

この色変換部１は、ＹＣｂＣｒ／ＲＧＢ変換回路２と、逆補正回路３と、カラーマトリクス回路４と、ガンマ補正回路５と、修正データ出力部６と、セレクタ７〜９と、加算器１０及び１１とで構成されており、図示しないメインプロセッサによって制御される。

ＹＣｂＣｒ／ＲＧＢ変換回路２は、コンポーネント信号ＹＣｂＣｒを３×３のマトリクス処理によって三原色（ＲＧＢ）信号に変換する回路である。

逆補正回路３は、送像側（ＴＶカメラ等）が映像信号に施したガンマ補正を逆補正する回路である。逆補正回路３は、Ｒ，Ｇ，Ｂにそれぞれ対応した３つの１Ｄ−ＬＵＴ（３次元ルックアップテーブル）を用いたり、さらには、これらの１Ｄ−ＬＵＴ内のデータを直線補間する回路を設けるなどして構成されている。あるいはまた、本出願人が特開２００４−１４０７０１号公報で開示しているような、送像側が設定した黒レベルを補正する回路を、逆補正回路３の一部として追加してもよい。

カラーマトリクス回路４は、映像信号を３×３のマトリクス処理によって色変換する回路である。カラーマトリクス回路４としては、例えば本出願人が特開平４−２９１５９１号公報で開示しているように映像信号の色再現特性や基準白色によって（ＨＤＴＶ方式であるかＮＴＳＣ方式であるか等によって）係数を可変にするものなど、既に公知になっている適宜のものを用いてよい。

ガンマ補正回路５は、このテレビジョン受像機に表示デバイスとして用いられているＬＣＤ１３の電圧−透過率特性とは逆関数のガンマ補正を施す回路である。ガンマ補正回路５も、Ｒ，Ｇ，Ｂに対応した３つの１Ｄ−ＬＵＴを用いたり、さらには、これらの１Ｄ−ＬＵＴ内のデータを直線補間する回路を設けるなどして構成されている。

この色変換部１に供給されたコンポーネント信号ＹＣｂＣｒは、ＹＣｂＣｒ／ＲＧＢ変換回路２でＲＧＢ信号に変換され、逆補正回路３で送像側のガンマ補正を逆補正されることによってリニアな信号に戻された後、カラーマトリクス回路４で線形処理されることによって色変換され、ガンマ補正回路５でＬＣＤ１３に対応したガンマ補正を施される。

また、それと並行して、この色変換部１に供給されたコンポーネント信号ＹＣｂＣｒと、ＹＣｂＣｒ／ＲＧＢ変換回路２から出力されたＲＧＢ信号と、逆補正回路３で逆補正されたＲＧＢ信号とが、３入力１出力のセレクタ７に入力する。そして、セレクタ７の出力信号が修正データ出力部６に送られ、修正データ出力部６の出力信号が２入力１出力のセレクタ８，９の一方の入力端にそれぞれ入力する。

セレクタ８，９の他方の入力端には、それぞれ値‘０’の信号が入力する。セレクタ８，９は、一方が修正データ出力部６の出力信号を選択するときは他方が値‘０’の信号を選択するように、排他的に制御される。セレクタ８の出力信号は、加算器１０によってカラーマトリクス回路４の出力信号に加算される。セレクタ９の出力信号は、加算器１１によってガンマ補正回路５の出力信号に加算される。加算器１１の出力信号は、この色変換部１から出力されて、ＬＣＤ１３を駆動する駆動回路１２に供給される。

修正データ出力部６は、カラーマトリクス回路４での線形処理による色変換量に対する修正データを出力する回路である。図２は、この修正データ出力部６の構成を示すブロック図である。修正データ出力部６は、３Ｄ−ＬＵＴ（３次元ルックアップテーブル）２１と、データセレクタ２２と、色空間の３軸に対応した３系統の直線補間回路２３ａ〜２９ａ，２３ｂ〜２９ｂ及び２３ｃ〜２９ｃとで構成されている。

３Ｄ−ＬＵＴ２１には、色空間を各軸ごとにＮ個に分割することによって形成した（Ｎ＋１）の３乗個の格子点の値をアドレスとして、図１のカラーマトリクス回路４での線形処理による色変換量に対する修正データが各アドレス領域に格納される。

この修正データは、カラーマトリクス回路４での線形処理によっては低減できない非線形な色再現誤差（例えば、映像信号が黒レベルのときに図１のＬＣＤ１３のバックライトの光が僅かに漏れるという現象による色再現誤差や、あるいは、要因は不明であるが実際に画面を見たときに視覚的に感じられる非線形な色再現誤差）を低減するための、入力値に対して非線形な値のデータである。この修正データの値は、理論的に求めてもよいし、あるいは実際にＬＣＤ１３に表示される画像に基いて経験的に求めてもよい。

この修正データのビット数は、映像信号の表現ビット数である８ビットよりも少なく（例えば２ビットに）なっている。

３Ｄ−ＬＵＴ２１は、ＲＡＭ，ＲＯＭのいずれで構成してもよい。ＲＡＭで構成する場合には、セレクタ７の選択結果及びセレクタ８，９の選択結果に応じて、ＲＡＭ内の修正データを書き換えるようにすればよい。また、ＲＯＭで構成する場合には、セレクタ７での選択肢とセレクタ８，９での選択肢との３×２＝６通りの組合せに対応した６通りの修正データを予めＲＯＭに格納しておき、セレクタ７の選択結果及びセレクタ８，９の選択結果に対応した修正データをＲＯＭから読み出すようにすればよい。

図３は、一例として、ＲＧＢ信号（図１のＹＣｂＣｒ／ＲＧＢ変換回路２から出力されたＲＧＢ信号、または図１の逆補正回路３で逆補正されたＲＧＢ信号）に対応してＲＧＢ色空間を４分割した場合に形成される１２５個の格子点を○印で示している。この場合には、これらの１２５個の格子点の値（Ｒ，Ｇ，Ｂ）をそれぞれアドレスとして、各アドレス領域に修正データ（ΔＲ，ΔＧ，ΔＢ）が格納される。

図２に戻り、セレクタ７（図１）の出力信号は、データセレクタ２２に選択制御信号として供給される。データセレクタ２２は、このセレクタ７の出力信号の値を囲む８個の格子点の値をアドレスとするアドレス領域に格納されている修正データを、３Ｄ−ＬＵＴ２１から選択して読み出す。図４は、セレクタ７でＲＧＢ信号（図１のＹＣｂＣｒ／ＲＧＢ変換回路２から出力されたＲＧＢ信号、または図１の逆補正回路３で逆補正されたＲＧＢ信号）が選択された場合の、ＲＧＢ色空間内でのセレクタ７の出力信号の値の位置Ｐと、この位置Ｐを囲む８個の格子点Ｋ１〜Ｋ８とを例示している。

なお、以下ではこの図４を利用して修正データ出力部６の動作を説明するが、図１のセレクタ７でＹＣｂＣｒ信号が選択された場合の動作も、ＲＧＢ色空間がＹＣｂＣｒ色空間に置き換わる点を除いては同じである。

データセレクタ２２は、図４のように８個の格子点Ｋ１〜Ｋ８の値をアドレスとする修正データを３Ｄ−ＬＵＴ２１から読み出すと、格子点Ｋ１のＲの値と格子点Ｋ２のＲの値とを直線補間回路２３ａに与え、格子点Ｋ３のＲの値と格子点Ｋ４のＲの値とを直線補間回路２４ａに与え、格子点Ｋ５のＲの値と格子点Ｋ６のＲの値とを直線補間回路２５ａに与え、格子点Ｋ７のＲの値と格子点Ｋ８のＲの値とを直線補間回路２６ａに与える。

また、格子点Ｋ１のＧの値と格子点Ｋ２のＧの値とを直線補間回路２３ｂに与え、格子点Ｋ３のＧの値と格子点Ｋ４のＧの値とを直線補間回路２４ｂに与え、格子点Ｋ５のＧの値と格子点Ｋ６のＧの値とを直線補間回路２５ｂに与え、格子点Ｋ７のＧの値と格子点Ｋ８のＧの値とを直線補間回路２６ｂに与える。

また、格子点Ｋ１のＢの値と格子点Ｋ２のＢの値とを直線補間回路２３ｃに与え、格子点Ｋ３のＢの値と格子点Ｋ４のＢの値とを直線補間回路２４ｃに与え、格子点Ｋ５のＢの値と格子点Ｋ６のＢの値とを直線補間回路２５ｂに与え、格子点Ｋ７のＢの値と格子点Ｋ８のＢの値とを直線補間回路２６ｃに与える。

さらに、データセレクタ２２は、セレクタ７から供給されたＲＧＢ信号のＲ，Ｇ，Ｂの各値（図４の位置Ｐの値）をそれぞれ格子点のピッチ（４分割の場合には２５６÷４＝６４ビット）で割った余りＲ１，Ｇ１，Ｂ１をそれぞれ求める。そして、値Ｒ１を位置情報として直線補間回路２３ａ〜２９ａに与え、値Ｇ１を位置情報として直線補間回路２３ｂ〜２９ｂに与え、値Ｂ１を位置情報として直線補間回路２３ｃ〜２９ｃに与える。

各直線補間回路２３ａ〜２９ａ，２３ｂ〜２９ｂ，２３ｃ〜２９ｃは、与えられた２つの値を直線補間することにより、位置情報によって示される位置における値を算出するハードウェア回路である。

直線補間回路２３ａ〜２６ａ，２３ｂ〜２６ｂ，２３ｃ〜２６ｃが、データセレクタ２２から送られた２つの値を直線補間することにより、図５Ａに示すように、図４の位置ＰをＧ−Ｂ平面上で囲む４点Ｌ１〜Ｌ４の修正データが算出される。

直線補間回路２３ａで算出された値と直線補間回路２４ａで算出された値とは、直線補間回路２７ａに与えられる。直線補間回路２５ａで算出された値と直線補間回路２６ａで算出された値とは、直線補間回路２８ａに与えられる。

また、直線補間回路２３ｂで算出された値と直線補間回路２４ｂで算出された値とは、直線補間回路２７ｂに与えられる。直線補間回路２５ｂで算出された値と直線補間回路２６ｂで算出された値とは、直線補間回路２８ｂに与えられる。

また、直線補間回路２３ｃで算出された値と直線補間回路２４ｃで算出された値とは、直線補間回路２７ｃに与えられる。直線補間回路２５ｃで算出された値と直線補間回路２６ｃで算出された値とは、直線補間回路２８ｃに与えられる。

直線補間回路２７ａ及び２８ａ，２７ｂ及び２８ｂ，２７ｃ及び２８ｃがそれぞれ与えられた値を直線補間することにより、図５Ｂに示すように、位置ＰをＢ軸上で囲む２点Ｍ１及びＭ２の修正データが算出される。

直線補間回路２７ａで算出された値と直線補間回路２８ａで算出された値とは、直線補間回路２９ａに与えられる。直線補間回路２７ｂで算出された値と直線補間回路２８ｂで算出された値とは、直線補間回路２９ｂに与えられる。直線補間回路２７ｃで算出された値と直線補間回路２８ｃで算出された値とは、直線補間回路２９ｃに与えられる。

直線補間回路２９ａ，２９ｂ，２９ｃがそれぞれ与えられた値を直線補間することにより、位置Ｐの値Ｒ，Ｇ，Ｂに対応する修正データΔＲ，ΔＧ，ΔＢがそれぞれ算出される。

こうして算出された修正データ（ΔＲ，ΔＧ，ΔＢ）は、修正データ出力部６から出力されて、図１に示したようにセレクタ８及び９に入力する。そして、セレクタ８または９のいずれか一方でこの修正データ（ΔＲ，ΔＧ，ΔＢ）が選択されて、加算器１０または１１によってカラーマトリクス回路４の出力信号またはガンマ補正回路５の出力信号にこの修正データ（ΔＲ，ΔＧ，ΔＢ）が加算される。

このように、カラーマトリクス回路４で線形処理によって色変換された後のＲＧＢ信号に、非線形な値の修正データ（ΔＲ，ΔＧ，ΔＢ）が加算されることにより、色変換部１に入力する映像信号ＹＣｂＣｒに対して非線形な色変換を行うことができる。

そして、修正データ出力部６の３Ｄ−ＬＵＴ２１に格納されるデータは、色変換後の映像信号のデータそのものではなく、線形処理によって色変換された映像信号を修正するデータだけなので、個々のデータのビット数が少なくて済む（例えば修正データを２ビットにした場合には、映像信号のデータそのものを格納する場合の４分の１で済む）。また、このように線形処理によって色変換された映像信号を修正するだけなので、３Ｄ−ＬＵＴ２１での色空間の分割数も、入力映像信号を色変換するために必要な全てのデータを格納する３Ｄ−ＬＵＴと比較して少なくすることができる。したがって、３Ｄ−ＬＵＴ２１に格納されるデータは、データ量が少なくて済む。

このようにデータ量が少なくて済むので、３Ｄ−ＬＵＴ２１を構成するメモリ（ＲＡＭまたはＲＯＭ）のサイズを小さくすることができ、修正データを算出する際の演算量が少なくなるとともに、修正データをメモリに書き込む際のアクセス時間が短くなる。これにより、入力する映像信号ＹＣｂＣｒに対してリアルタイムに非線形な色変換を行って、非線形な色再現誤差を低減することができる。

また、修正データ出力部６は、３Ｄ−ＬＵＴ２１に格納された修正データを直線補間するハードウェア回路である直線補間回路２３ａ〜２９ａ，２３ｂ〜２９ｂ及び２３ｃ〜２９ｃが設けられているので、３Ｄ−ＬＵＴ２１のアドレス数を少なくした（色空間の分割数を少なくした）場合にも、リアルタイム性を損なうことなく、３Ｄ−ＬＵＴ２１内の修正データを直線補間した修正データを出力することができる。

また、セレクタ７を制御することにより、映像信号の色再現範囲の見地等から入力映像信号ＹＣｂＣｒまたはＲＧＢ信号のいずれかを選択してそれに対応した修正データを加算することや、量子化誤差の見地等から逆補正前のＲＧＢ信号または逆補正後のＲＧＢ信号のいずれかを選択してそれに対応した修正データを加算することができる。

また、セレクタ８及び９を制御することにより、量子化誤差の見地や表示デバイスの特性の見地等から、修正データ出力部６から出力される修正データをガンマ補正回路５でのガンマ補正前のＲＧＢ信号またはガンマ補正後のＲＧＢ信号のいずれに加算するかを選択することができるようになる。

なお、量子化誤差を少なくするためには、逆補正回路３で逆補正される前の信号をセレクタ７で選択するとともに、ガンマ補正回路５でのガンマ補正後のＲＧＢ信号に修正データ出力部６からの修正データを加算することが望ましい。

次に、図１に示した色変換部１の変更例を幾つか説明する。図６は、第１の変更例を示しており、図１と共通する部分には同一符号を付している。この例では、セレクタ７と修正データ出力部６との間にＹＣｂＣｒ・ＲＧＢ／Ｌａ＊ｂ＊変換回路１４を設けるとともに、修正データ出力部６とのセレクタ８及び９との間にＬａ＊ｂ＊／ＲＧＢ／変換回路１５を設けている。

ＹＣｂＣｒ・ＲＧＢ／Ｌａ＊ｂ＊変換回路１４は、セレクタ７から出力される入力映像信号ＹＣｂＣｒやＲＧＢ信号を、均等色空間の一種であるＬａ＊ｂ＊色空間に変換する回路である。Ｌａ＊ｂ＊／ＲＧＢ／変換回路１５は、Ｌａ＊ｂ＊色空間をＲＧＢ色空間に変換する回路である。

この変更例によれば、人間の視覚特性に近い色空間上での修正データを修正データ出力部６の３Ｄ−ＬＵＴ２１に格納することができる。その結果、３Ｄ−ＬＵＴ２１の限られた数のアドレスや、３Ｄ−ＬＵＴ２１に格納される修正データの限られたビット数を、一層有効に活用することができるようになる。

図７は、第２の変更例を示しており、図１と共通する部分には同一符号を付している。この例では、カラーマトリクス回路４と加算器１０との間にガンマ補正回路１６を設けるとともに、図１に示したセレクタ８，９及び加算器１１を省略して、修正データ出力部６の出力信号を直接加算器１０に与えている。

ガンマ補正回路１６は、送像側が映像信号に施したガンマ補正と同じガンマ補正を施す回路（すなわち、逆補正回路３による逆補正をさらに逆補正する回路）である。

この変更例の場合には、ガンマ補正回路５は、ＬＣＤ１３の電圧−透過率特性の逆関数と、送像側のガンマ補正に対する逆補正関数とを合成した関数でガンマ補正を行う。

この変更例によれば、ＬＣＤ１３の要因による色再現誤差を低減する場合を除き、３Ｄ−ＬＵＴ２１に格納する修正データを、表示デバイスとしてＬＣＤを用いるテレビジョン受像機用の色変換部と、ＬＣＤ以外の表示デバイスを用いるテレビジョン受像機用の色変換部とで共通化することが可能になる。したがって、色変換部の汎用性を高めることが可能になる。

なお、以上の各例において、３Ｄ−ＬＵＴ２１のアドレスの範囲を、表示デバイスの色再現範囲よりも広くするようにしてもよい。具体的には、図４に示したような格子点を、ＲＧＢ信号の色再現範囲（０〜２５５）の範囲外であるマイナスの値の範囲や２５６以上の値の範囲にも形成し、その格子点の値（Ｒ，Ｇ，Ｂ）をそれぞれアドレスとして、各アドレス領域に修正データ（ΔＲ，ΔＧ，ΔＢ）を格納してもよい。

それにより、例えばＲＧＢ信号の色空間を拡張したような場合に、カラーマトリクス回路４の側で、表示デバイスの色再現範囲を超える値の映像信号を表示デバイスの色再現範囲内の値に変換するとともに、修正データ出力部６の側でも、この表示デバイスの色再現範囲内の値に変換された映像信号に対する修正データを出力することができるようになる。

また、以上の例では、表示デバイスとしてＬＣＤを用いたテレビジョン受像機に本発明を適用している。しかし、本発明は、これに限らず、ＬＣＤ以外の表示デバイス（ＣＴＲ，ＰＤＰ，有機ＥＬ，ＬＣＯＳ，ＦＥＤ等）を用いたテレビジョン受像機や、テレビジョン受像機以外の画像表示装置（例えば、パーソナルコンピュータ用のモニターや、コンピュータグラフィックスを表示する表示装置）や、画像表示装置以外の装置であって動画を処理するもの（例えばテレビジョン番組の録画装置）にも適用することができる。

本発明を適用するテレビジョン受像機に搭載した色変換回路の全体構成を示すブロック図である。 図１の修正データ出力部の構成を示すブロック図である。 図２の３Ｄ−ＬＵＴによる色空間の分割例を示す図である。 図２のデータセレクタが３Ｄ−ＬＵＴから修正データを読み出す格子点を例示する図である。 図２の直線補間回路による３Ｄ−ＬＵＴ内の修正データの補間の様子を示す図である。 図１の色変換回路の変更例を示すブロック図である。 図１の色変換回路の変更例を示すブロック図である。 従来のテレビジョン受像機用の色変換回路の構成例を示すブロック図である。 入力映像データに対応した値の出力映像データが格納される３次元ルックアップテーブルのデータ量を例示する図である。

符号の説明

１ 色変換部、 ２ ＹＣｂＣｒ／ＲＧＢ変換回路、 ３ 逆補正回路、 ４ カラーマトリクス回路、 ５，１６ ガンマ補正回路、 ６ 修正データ出力部、 ７〜９ セレクタ、 １０，１１ 加算器、 １３ ＬＣＤ、 １４ ＹＣｂＣｒ・ＲＧＢ／Ｌａ＊ｂ＊変換回路、 １５ Ｌａ＊ｂ＊／ＲＧＢ／変換回路、 ２１ ３Ｄ−ＬＵＴ（３次元ルックアップテーブル）、 ２２ データセレクタ、 ２３ａ〜２９ａ，２３ｂ〜２９ｂ，２３ｃ〜２９ｃ 直線補間回路

Claims (9)

1. 入力映像信号に施されているガンマ補正を逆補正する逆補正手段と、
   前記入力映像信号の色再現特性及び／または基準白色に応じて、前記逆補正手段で逆補正された映像信号を線形処理によって色変換する色変換手段と、
   前記線形処理による色変換量に対する修正データが格納される３次元ルックアップテーブルを有しており、前記入力映像信号と前記逆補正手段で逆補正された映像信号とのうちの少なくともいずれか一方が供給されて、該供給された映像信号に対応する修正データを出力する修正データ出力手段と、
   前記修正データ出力手段から出力された修正データを、前記色変換手段で色変換された後の映像信号に加算する加算手段と
   を備えたことを特徴とする色変換装置。
2. 請求項１に記載の色変換装置において、
   前記入力映像信号は輝度色差信号であり、
   前記輝度色差信号を三原色信号に変換して前記逆補正手段に供給する変換手段と、
   前記輝度色差信号，前記変換手段から出力された三原色信号，前記逆補正手段で逆補正された三原色信号のうちの一つを選択的に前記修正データ出力手段に供給する選択手段と
   をさらに備えたことを特徴とする色変換装置。
3. 請求項１に記載の色変換装置において、
   前記色変換手段から出力された映像信号に対して、前記入力映像信号を表示させる表示デバイスの特性に応じたガンマ補正を施すガンマ補正手段と、
   前記修正データ出力手段から出力された修正データを、前記色変換手段から出力された映像信号，前記ガンマ補正手段でガンマ補正された映像信号のうちの一つに選択的に加算させる選択手段と
   をさらに備えたことを特徴とする色変換装置。
4. 請求項１に記載の色変換装置において、
   前記修正データ出力手段は、前記３次元ルックアップテーブルと、前記３次元ルックアップテーブルに格納された修正データを直線補間する直線補間回路とを有することを特徴とする色変換装置。
5. 請求項１に記載の色変換装置において、
   前記３次元ルックアップテーブルのアドレスの範囲は、前記入力映像信号を表示させる表示デバイスの色再現範囲よりも広くなっていることを特徴とする色変換装置。
6. 請求項１に記載の色変換装置において、
   前記３次元ルックアップテーブルには、入力値に対して非線形な値の修正データが格納されることを特徴とする色変換装置。
7. 請求項１に記載の色変換装置において、
   前記修正データ出力手段に供給される映像信号を均等色空間に変換する色空間変換手段と、
   前記修正データ出力手段から出力された修正データを三原色信号に変換する色空間変換手段と
   をさらに備えたことを特徴とする色変換装置。
8. 入力映像信号に施されているガンマ補正を逆補正する第１のステップと、
   前記入力映像信号の色再現特性及び／または基準白色に応じて、前記第１のステップで逆補正した映像信号を線形処理によって色変換する第２のステップと、
   前記線形処理による色変換量に対する修正データを格納した３次元ルックアップテーブルを用いて、前記入力映像信号と前記第１のステップで逆補正した映像信号とのうちの少なくともいずれか一方に対応する修正データを出力する第３のステップと、
   前記第３のステップで出力した修正データを、前記第２のステップで色変換した後の映像信号に加算する第４のステップと
   を有することを特徴とする色変換方法。
9. 入力映像信号を表示デバイスに表示する画像表示装置において、
   前記入力映像信号に施されているガンマ補正を逆補正する逆補正手段と、
   前記入力映像信号の色再現特性及び／または基準白色に応じて、前記逆補正手段で逆補正された映像信号を線形処理によって色変換する色変換手段と、
   前記線形処理による色変換量に対する修正データが格納される３次元ルックアップテーブルを有しており、前記入力映像信号と前記逆補正手段で逆補正された映像信号とのうちの少なくともいずれか一方が供給されて、該供給された映像信号に対応する修正データを出力する修正データ出力手段と、
   前記修正データ出力手段から出力された修正データを、前記色変換手段で色変換された後の映像信号に加算する加算手段と
   を備え、
   前記加算手段で前記修正データを加算された映像信号が前記表示デバイスに供給されるようにしたことを特徴とする画像表示装置。

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