JP2008040305A - 表示装置および表示システム並びにrgb信号処理方法 - Google Patents

表示装置および表示システム並びにrgb信号処理方法 Download PDF

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Abstract

【課題】色あいを意図的に加工する処理を行うときに、表示デバイスに所望の色あいを表示させることができる表示装置および表示システム並びにRGB信号処理方法を提供する。
【解決手段】液晶モニタは、メモリ23に液晶表示デバイスL固有の入出力特性を予め記憶している。そして、ASIC25は、RGB信号(R2,G2,B2)をXYZ色空間に変換するとき、表示デバイスの入出力特性と一致するように処理する。よって、その後の処理で色あいを意図的に加工する加工処理を行ったときに、所望の色あいを精度よく液晶表示デバイスLに表示させることができる。
【選択図】図4

Description

この発明は、画像を表示する表示装置および表示システム並びにRGB信号処理方法に係り、特に、色あいを加工した画像を表示する技術に関する。
画像信号であるRGB信号に対して、色あいを意図的に加工する処理が行われる場合がある。たとえば、色盲者の視覚をシミュレーションによってモニタ上に再現する場合が例示される。
従来の色盲視覚の再現するためのRGB信号の処理を、図8を参照して説明する。図8は従来例に係るRGB信号処理方法の流れを模式的に示す図である。以下、各ブロックの処理を簡単に説明する。
入力信号である1画素のRGB信号(R1,G1,B1)に対してガンマ補正を行い、表示特性が線形なRGB信号(R2,G2,B2)に変換する(ガンマ補正処理51)。RGB信号(R2,G2,B2)をXYZ色空間に変換し、XYZ値(X1,Y1,Z1)を得る(XYZ色空間変換処理52)。XYZ値(X1,Y1,Z1)をLMS色空間に変換し、LMS値(L1,M1,S1)を得る(LMS色空間変換処理53)。LMS値(L1,M1,S1)に応じた座標を色盲視覚によって弁別可能なLMS空間上の平面に投影するように、LMS値(L1,M1,S1)からLMS値(L2,M2,S2)に変更する(色あいの加工処理54)。LMS値(L2,M2,S2)をXYZ値(X2,Y2,Z2)に逆変換する(LMS色空間逆変換処理55)。XYZ値(X2,Y2,Z2)をRGB信号(R3,G3,B3)に逆変換する(XYZ色空間逆変換処理56)。RGB信号(R3,G3,B3)に対して液晶表示デバイスLの表示特性を打ち消すような補正処理を行い、RGB信号(R4,G4,B4)を得る(逆ガンマ補正処理57)。
以上に説明した一連の処理を全ての画素について繰り返し行い、各画素のRGB信号(R4,G4,B4)を液晶表示デバイスLに供給する(例えば、非特許文献1参照)。ここで、XYZ色空間変換部52においてRGB信号からXYZ色空間に変換する際に用いる変換パラメータは、理論的に算出される。具体的には、「ITU-R B709 standard」(例えば、上記非特許文献においてはP245の左欄最上段にも掲載されている)において定められる液晶表示デバイスLへの入力信号と、液晶表示デバイスLの出力の色度座標との関係にもとづいて理論的に与えられる。具体的な値についても、上記非特許文献のP245の右欄第9行目に記載される数式に含まれている変換行列(XYZ_to_RGB)として例示されている。
J.D.Mollon et al, "Digital Video Colourmaps for Checking the Legibility of Displays by Dicromats", Color research and application, Vol.24, Number4, August 1999
しかしながら、このような構成を有する従来例の場合には、次のような問題がある。
上述したように、XYZ色変換処理52では理論的に与えられる変換パラメータが一律に使用される。しかしながら、実際の液晶表示デバイスLの出力特性は規格どおりではない場合がある。また、複数の液晶表示デバイスL間でも固体差が生じている場合もある。これらの場合、上記色あいの加工処理54のように、色あいを意図的に加工した後のRGB信号を液晶表示デバイスLに供給すると、色あいのばらつきが助長され、結果としてまったく意図してない色あいとなって出力されるおそれがある。
この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、色あいを意図的に加工する処理を行うときに、表示デバイスに所望の色あいを表示させることができる表示装置および表示システム並びにRGB信号処理方法を提供することを目的とする。
この発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
すなわち、請求項1に記載の発明は、画像を表示する表示デバイスを備えた表示装置において、前記表示デバイスの入出力特性を予め記憶している記憶部と、RGB信号を、前記記憶部に記憶されている入出力特性と一致するようにXYZ色空間に変換する変換処理と、前記変換処理によって得られたXYZ値を変更して色あいを加工する加工処理と、前記加工処理によって得られたXYZ値を、前記変換処理で行なった変換とは逆の処理を行い、RGB色空間に逆変換する逆変換処理と、を行う処理部と、を備え、前記処理部から出力されたRGB信号を前記表示デバイスに供給することを特徴とするものである。
[作用・効果]請求項1に記載の発明によれば、表示装置はそれぞれ、その記憶部に表示デバイスの入出力特性を個々に保持している。そして、処理部が行う変換処理は、表示デバイスの入出力特性と一致するようにXYZ色空間に変換する、すなわち、表示デバイス個々の入出力特性を考慮したXYZ色空間への変換を行うので、その後に色あいを意図的に加工する加工処理を行ったときに、所望の色あいを精度よく表示デバイスに表示させることができる。
上述した発明において、前記変換処理と前記加工処理と前記逆変換処理とは、1つの演算処理に統合されていることが好ましい(請求項2)。処理部はこの統合された1つの演算処理を実行することで、前記変換処理と前記加工処理と前記逆変換処理とを一括して行うことができ、効率がよい。
上述した発明において、前記変換処理が行われるRGB信号と前記変換処理によって得られるXYZ値の関係は、前記表示デバイスに供給されるRGB信号と前記表示デバイスのXYZ表色系における出力値の関係と同じであることが好ましい(請求項3)。変換処理において、表示デバイスの入出力特性と一致させることができる。
上述した発明において、前記記憶部に記憶されている入出力特性は、前記表示デバイスに供給されたRGB信号に、前記表示デバイスの出力を測色して得られた色度座標を対応付けたものであることが好ましい(請求項4)。表示デバイス固有の入出力特性とすることができる。
上述した発明において、前記加工処理は、前記変換処理によって得られるXYZ値をLMS色空間に変換するLMS変換処理と、LMS変換処理によって得られたL、M、S錐体の各応答量のうち少なくとも1つを変更して色あいを加工するLMS加工処理と、前記LMS加工処理によって得られたL、M、S錐体の各応答量をXYZ色空間に逆変換するLMS逆変換処理と、を有することが好ましい(請求項5)。LMS色空間に変換することで、色あいを好適に加工することができる。
上述した発明において、前記LMS加工処理は、色盲視覚を再現するための処理であることが好ましい(請求項6)。LMS色空間上で色あいを加工するので、色盲視覚を好適に再現することができる。
上述した発明において、前記処理部は、さらに、装置外部から入力されるRGB信号に対して表示特性が線形なRGB信号に変換するガンマ補正処理を行い、前記ガンマ補正処理によって得られたRGB信号に対して前記変換処理を行うことが好ましい(請求項7)。予め表示装置の表示特性を想定しているRGB信号に対して、好適に処理することができる。
上述した発明において、前記処理部は、さらに、逆変換処理によって得られたRGB信号に、前記表示デバイスの表示特性に合わせた逆ガンマ特性を乗算して、前記表示デバイスの表示特性を打ち消す逆ガンマ補正処理を行うことが好ましい(請求項8)。逆ガンマ補正処理を行うことで、表示デバイスの表示特性を好適に打ち消すことができる。
上述した発明において、前記処理部は、前記変換処理、前記加工処理、および、前記逆変換処理を並列して行って、複数の画像に応じたRGB信号を出力し、前記表示デバイスはその画面を2以上の領域に区画して複数の画像を表示することが好ましい(請求項9)。複数の画像を同時に表示できる。
また、請求項10に記載の発明は、請求項1から請求項9のいずれかに記載の表示装置と、前記表示装置と通信可能なコンピュータと、を備えた表示システムにおいて、前記コンピュータは、前記記憶部に記憶されている入出力特性を読み出して、前記変換処理に用いる変換パラメータを算出し、得られた変換パラメータを前記処理部に与えることを特徴とするものである。
[作用・効果]請求項10に記載の発明によれば、表示装置の処理部が行う変換処理は、表示デバイスの入出力特性と一致するようにXYZ色空間に変換するので、その後に色あいを意図的に加工する加工処理を行ったときに、所望の色あいを精度よく表示デバイスに表示させることができる。また、この変換処理に用いられる変換パラメータを装置外部のコンピュータから得ることで、処理部は好適に変換処理を行うことができる。
また、請求項11に記載の発明は、所望の色あいの画像を表示デバイスに表示させるためにRGB信号に対して色あいを加工する処理を行うRGB信号処理方法において、RGB信号を、前記表示デバイスの入出力特性と一致するようにXYZ色空間に変換する変換処理過程と、前記変換処理過程によって得られたXYZ値を変更して色あいを加工する加工処理過程と、前記加工処理過程によって得られたXYZ値を、前記変換処理で行なった変換とは逆の処理を行い、前記RGB色空間に逆変換する逆変換処理過程と、を備え、前記逆変換処理によって得られたRGB信号が前記表示デバイスに供給されることを特徴とするものである。
[作用・効果]請求項11に記載の発明によれば、変換処理過程は、表示デバイスの入出力特性と一致するようにXYZ色空間に変換するので、加工処理過程で色あいを意図的に加工したときに、所望の色あいを精度よく表示デバイスに表示させることができる。
なお、本明細書は、次のような表示装置とグラフィックカードに係る発明も開示している。
(1)請求項5に記載の表示装置において、前記LMS加工処理は、L、M、S錐体の各応答量に応じたLMS空間上の座標を、第1色盲および第2色盲であっても弁別できるLMS空間上の1平面上に移動させるように、L錐体またはM錐体のみの応答量を変更することを特徴とする表示装置。
前記(1)に記載の発明によれば、好適に第1、第2色盲視覚を再現することができる。
(2)前記(1)に記載の表示装置において、さらに、色合いの加工を指示するための指示部を備え、前記処理部は、色合いの加工の指示に基づいて、前記加工処理を行うことを特徴とする表示装置。
前記(2)に記載の発明によれば、色あいの加工について指示を与えることができる。
(3)請求項1から請求項9のいずれかに記載の表示装置において、さらに、前記記憶部に記憶されている入出力特性に基づいて、前記変換処理に用いる変換パラメータを算出する算出部を備え、前記処理部は、前記算出部の算出結果を参照することを特徴とする表示装置。
前記(3)に記載の発明によれば、変換処理を好適に行うことができる。
(4)前記(3)に記載の表示装置において、前記算出部は、前記変換パラメータに、前記加工処理および前記逆変換処理にそれぞれ用いる各パラメータを併せて考慮した単一演算用パラメータを算出し、前記処理部は、前記単一演算用パラメータを用いて前記変換処理と前記加工処理と前記逆変換処理とを一括して行うことを特徴とする表示装置。
前記(4)に記載の発明によれば、処理部の処理効率がよい。
(5)コンピュータに装着されて、RGB信号を処理して外部表示デバイスに出力するビデオカードにおいて、コンピュータから入力されるRGB信号を、外部表示デバイスの入出力特性と一致するようにXYZ色空間に変換する変換処理と、前記変換処理によって得られたXYZ値を変更して色あいを加工する加工処理と、前記加工処理によって得られたXYZ値を、前記変換処理で行った変換とは逆に変換して、前記RGB色空間に変換する逆変換処理と、を行う処理部を備え、前記処理部から得られたRGB信号を外部に出力することを特徴とするビデオカード。
前記(5)に記載の発明によれば、変換処理は、表示デバイスの入出力特性と一致するようにXYZ色空間に変換するので、その後に色あいを意図的に加工する加工処理を行ったときに、外部に出力したRGB信号により所望の色あいを精度よく表示させることが可能である。
この発明に係る表示装置よれば、変換処理は、表示デバイスの入出力特性と一致するようにXYZ色空間に変換するので、その後に色あいを意図的に加工する加工処理を行ったときに、所望の色あいを精度よく表示デバイスに表示させることができる。
以下、図面を参照してこの発明の実施例1を説明する。
図1は、実施例1に係るRGB信号処理方法の流れを模式的に示す図である。本実施例に係る方法は、色盲視覚を再現した画像を液晶表示デバイスLに表示させることに用いられる。液晶表示デバイスLは、この発明における表示デバイスに相当する。
<ガンマ補正処理1>
画像信号として入力されるRGB信号(R1,G1,B1)は、ガンマ2.2のモニタを想定したものとする。また、以下の説明では、便宜上R1、G1、B1は、それぞれ0から255の整数とする。ただし、各階調値の取り得る値をこの範囲に限るものではない。
RGB信号(R1,G1,B1)は、表示特性(ガンマ曲線)が線形なRGB信号(R2,G2,B2)に変換される。なお、RGB信号(R2,G2,B2)は物理的輝度とも呼ばれるが、本明細書では便宜上、RGB信号と記載する。RGB信号(R2,G2,B2)は、具体的には数式(1)から数式(3)に示すように与えられる。
Figure 2008040305
Figure 2008040305
Figure 2008040305
なお、R2,G2,B2は、それぞれ0から1の値をとる。
<XYZ色空間変換処理2>
RGB信号(R2,G2,B2)を、XYZ色空間に変換する。この処理においては、変換処理が行われるRGB信号(R2,G2,B2)と変換処理によって得られるXYZ値(X1,Y1,Z1)との関係が、後段の液晶表示デバイスLの入出力特性と等しくなるように変換する。より詳しくは、RGB信号(R2,G2,B2)とXYZ値(X1,Y1,Z1)との関係が、液晶表示デバイスLに供給されるRGB信号と液晶表示デバイスLから出力されるXYZ表色系におけるXYZ値との関係と一致するように変換処理を行う。なお、XYZ色空間変換処理2は、この発明における変換処理および変換処理過程に相当する。
以下、具体的に説明する。この変換処理に用いられる変換パラメータを変換行列Mとすると、変換行列Mは次式のように表される。
Figure 2008040305
ただし、数式(4)において、X、Y、Zは、R単色(単色であるRのみを最大値とし、他の2色であるG、Bを最小値としたRGB値を液晶表示デバイスLに入力すること。B単色、G単色も同様とする)のときに得られる液晶表示デバイスLの出力であり、X、Y、Zは、G単色のときに得られる液晶表示デバイスLの出力であり、X、Y、Zは、B単色のときに得られる液晶表示デバイスLの出力である。
ここで、x、y、z、kを数式(5)から数式(8)のように定義すると、数式(4)は数式(9)のように表される。
x=X/(X+Y+Z) ………(5)
y=Y/(X+Y+Z) ………(6)
z=Z/(X+Y+Z)=1−x−y ………(7)
k=X+Y+Z ………(8)
Figure 2008040305
ここで、W(R、G、Bをそれぞれ最大値としたRGB値を液晶表示デバイスLに入力すること)のとき、R2=G2=B2=1とすると、数式(9)は数式(10)となる。
Figure 2008040305
さらに、Wのとき、Y=1とすると、y=Y/(X+Y+Z)=1/(X+Y+Z)となるので、数式(10)は数式(11)のように表せる。
Figure 2008040305
数式(11)から数式(12)が導かれる。
Figure 2008040305
ここで、xおよびyは、XYZ表色系における色度座標であり、R単色、G単色、B単色、Wの場合における各色度座標(x,y)、(x,y)、(x,y)、(x,y)は、液晶表示デバイスLを測色することにより実測される。このような液晶表示デバイスLに供給されるRGB信号と液晶表示デバイスLから出力される色度座標の関係を、以下では液晶表示デバイスLの入出力特性と呼ぶ。
図2は、液晶表示デバイスLの入出力特性に関する情報を示す模式図である。図2においては、R単色、G単色、B単色、Wを、それぞれ「Red」、「Green」、「Blue」、「White」と表記する。また、これらRed、Green、Blue、Whiteに対応付けられた各値は、液晶表示デバイスLの測色結果の一例である。
数式(12)に各色度座標の実測値を代入することで、k、k、kを算出する。さらに、算出されたk、k、kを色度座標の実測値とともに数式(5)に代入することで、変換行列Mが与えられる。
たとえば、図2に例示した入出力特性の場合にあっては、変換行列Mは数式(13)のように求められる。
Figure 2008040305
XYZ色空間変換処理2では、このような変換行列Mを用いた数式(4)にRGB信号(R2,G2,B2)を代入して、XYZ値(X1,Y1,Z1)を算出する。
<LMS色空間変換処理3>
次に、XYZ値(X1,Y1,Z1)をLMS色空間に変換する。この変換により、L錐体、M錐体、S錐体の各応答量L1、M1、S1(以下では、適宜LMS値(L1、M1、S1)と記載する)が得られる。LMS色空間変換処理3は、この発明におけるLMS変換処理に相当する。
具体的には、XYZ色空間からLMS色空間に変換する所定の変換行列Nを用いて、式(14)のように表される。
Figure 2008040305
ここで、変換行列Nとして式(15)に示すものが、上記非特許文献1にも例示されている。但し、変換行列Nは、これに限られることなく、適宜に設計、選択される。
Figure 2008040305
<色あいの加工処理4>
LMS色空間上における液晶表示デバイスLの色域は立体的な領域で表される。また、第1、第2色盲者が色を弁別することができる色域は、液晶表示デバイスLの色域内の2次元的な領域(平面)で表される。そして、第1色盲者にとっては、この平面上にない色はL錐体の応答量のみを可変してこの平面上に射影した色として知覚される。同様に、第2色盲者にとっては、この平面上にない色はM錐体の応答量のみを可変してこの平面上に射影した色として知覚される。そこで、第1色盲視覚を再現する場合は、L錐体の応答量L1のみを変更して液晶表示デバイスLの色域を前記平面に圧縮する処理をLMS値(L1,M1,S1)に対して行って色あいを加工する。また、第2色盲視覚を再現する場合は、M錐体の応答量M1のみを変更して液晶表示デバイスLの色域を前記平面に圧縮する処理をLMS値(L1,M1,S1)に対して行って色あいを加工する。色あいの加工処理4は、この発明におけるLMS加工処理に相当する。
具体的には、所定の行列Kを用いて、式(16)のように表される。
Figure 2008040305
ここで、第1色盲視覚を再現する場合の行列K1として式(17)に示すものが、また、第2色盲視覚を再現する場合の行列K2として式(18)に示すもの上記非特許文献1に例示されている。但し、行列K1、K2はこれに限定されるものではなく、適宜に設計、選択される。
Figure 2008040305
Figure 2008040305
<LMS色空間逆変換処理5>
L、M、S錐体の各応答量L2、M2、S2を、XYZ色空間に逆変換する。具体的には、式(19)に示すように、変換行列Nの逆行列を用いてXYZ値(X2、Y2、Z2)を得る。LMS色空間逆変換処理5は、この発明におけるLM逆変換処理に相当する。また、LMS色空間変換処理3と色あいの加工処理4とLMS色空間逆変換処理5とによる一連の処理は、この発明における加工処理、および、加工処理過程に相当する。
Figure 2008040305
<XYZ色空間逆変換処理6>
XYZ値(X2,Y2,Z2)を、RGB色空間に変換する。具体的には、式(20)に示すように、変換行列Mの逆行列を用いてRGB信号(R3,G3,B3)を得る。XYZ色空間逆変換処理6は、この発明における逆変換処理、および、逆変換処理過程に相当する。
Figure 2008040305
なお、この処理におけるRGB信号(R3,G3,B3)とXYZ値(X2,Y2,Z2)との関係は、表示デバイスの入出力特性と一致する。
また、XYZ色空間変換処理2からXYZ色空間逆変換処理6の各処理は、別個に独立して行ってもよいが、一括して行うように構成することも可能である。具体的には、XYZ色空間変換処理2において用いる変換行列Mに、LMS色空間変換処理3からXYZ色空間逆変換処理6までの処理に用いる各種パラメータを考慮して、単一演算用パラメータUを次式(21)のように定義する。
U=M−1―1KNM ………(21)
このような単一演算用パラメータUによって、XYZ色空間変換処理2からXYZ色空間逆変換処理6までの処理は、1つの演算処理に統合される。この統合された1つの演算処理を実行することで、XYZ色空間変換処理2からXYZ色空間逆変換処理6までの処理を一括して行うことができる。この一括して行われる処理を、特に統合色空間変換処理10と記載する。
<逆ガンマ補正処理7>
RGB信号(R3,G3,B3)に、液晶表示デバイスLの表示特性に合わせた逆ガンマ特性を乗算する。これにより、液晶表示デバイスLの表示特性を打ち消すような非線形なRGB信号(R4,G4,B4)を得る。RGB信号(R4,G4,B4)は、具体的には数式(22)から数式(24)によって与えられる。
R4=255R3−2.2 ………(22)
G4=255G3−2.2 ………(23)
B4=255B3−2.2 ………(24)
<液晶表示デバイスLの出力>
以上に説明した一連の処理を全ての画素について繰り返し行い、各画素のRGB信号(R4,G4,B4)が液晶表示デバイスLに供給される。これにより、液晶表示デバイスLから画像が表示される。
このように、実施例1に係るRGB信号処理方法によれば、RGB信号をXYZ色空間に変換する際に用いる変換行列Mは、液晶表示デバイスLの個々の入出力特性に基づいて与えられるので、XYZ色空間に変換した後に色あいを加工する処理等を行った場合、意図した色あいを精度よく液晶表示デバイスLに表示させることができる。
また、単一演算用パラメータUを用いることで、XYZ色空間変換処理2からXYZ色空間逆変換処理6までの処理を1つの演算処理に統合しているので、XYZ色空間変換処理2からXYZ色空間逆変換処理6までの処理を統合色空間変換処理10により一括して行うことができる。
次に、上述した実施例1に係る方法を好適に実施する実施例2にかかる液晶モニタについて、図面を参照して説明する。図3は、実施例2に係る液晶モニタの概略構成を模式的に示す図であり、図4は実施例2に係る液晶モニタの機能ブロック図である。なお、実施例1と同じ処理については同符号を付すことで詳細な説明を省略する。
実施例2に係る液晶モニタは、画像を表示する液晶表示デバイスLと、該液晶表示デバイスLに供給するRGB信号を処理する液晶コントロール部11とユーザーによる色あいの加工の指示を受け付ける指示部13とを備えている。液晶モニタは、この発明における表示装置に相当する。
液晶コントロール部11は、プログラムを読み出して実行する中央演算処理装置(以下、CPUと記載する)21と、液晶表示デバイスLの入出力特性やプログラム等の各種情報を記憶するメモリ23と、ルックアップテーブルLUTa、LUTbや単一演算用パラメータ等を書き換え可能に保持し、RGB信号に対して所定の演算処理を行う液晶コントローラ25等を備えている。本実施例では、液晶コントローラ25はASIC(Application Specific Integrated Circuit)により実現されている。このため、以下では適宜、液晶コントローラ25をASIC25と記載する。また、図4では液晶コントローラ25を「ASIC」と表記する。液晶コントローラ25はこの発明における処理部に相当する。
メモリ23に記憶されている液晶表示デバイスLの入出力特性は、図2に例示したものに相当し、予め実測した結果に基づく液晶表示デバイスL固有の情報である。具体的には、所定のRGB信号を液晶表示デバイスLに供給したとき、液晶表示デバイスLから出力される画像を測色器や輝度計などで測定した値である。メモリ23は、この発明における記憶部に相当する。
また、メモリ23に記憶されるプログラムがCPU21によって実行されることによって、指示部13の指示に応じて、入出力特性を参照して変換行列Mを算出し、さらに単一演算用パラメータUを算出する変換パラメータ算出部27が実現される。変換パラメータ算出部27は、この発明における算出部に相当する。
指示部13は、スイッチや押しボタン等の入力部で構成され、色盲視覚の再現を行うか否か、および、色盲視覚の再現を行う場合には第1色盲および第2色盲の別を指示可能に構成されている。
次に、実施例2に係る液晶モニタの動作について図3を参照しつつ説明する。
ユーザーの操作によって指示部13に色盲視覚の再現を行わないとの指示が与えられている場合は、以下のように動作する。
すなわち、変換パラメータ算出部27は、メモリ23に記憶されている液晶表示デバイスLの入出力特性を参照して変換行列Mを算出するとともに、色あいの加工処理4を行う際に用いる行列Kに単位行列Eを与える。この結果、算出される単一演算用パラメータU(E)も単位行列Eとなる。変換パラメータ算出部27は、算出した単一演算用パラメータU(E)をASIC25に与える。
ASIC25は、入力されるRGB信号(R1,G1,B1)に対し、ルックアップテーブルLUTaによってガンマ補正処理1を行う。次に、RGB信号(R2,G2,B2)に対して、単一演算用パラメータU(E)を用いて統合色空間変換処理10を行う。これにより、XYZ色空間変換処理2からXYZ色空間逆変換処理6までの全処理が一括して行われる。ただし、この処理において色あいは加工されておらず、処理後のRGB信号(R3,G3,B3)は処理前のRGB信号(R2,G2,B2)と等しい。さらに、ルックアップテーブルLUTbによって逆ガンマ補正処理7を行い、RGB信号(R4,G4,B4)を液晶表示デバイスLに供給する。液晶表示デバイスLは、RGB信号(R4,G4,B4)に応じた画像を表示する。なお、表示される画像は、入力されるRGB信号(R1,G1,B1)に応じた色あいになる。
ここで、ユーザーの操作によって指示部13に第1色盲の視覚を再現する指示が与えられた場合は、以下のように動作する。
すなわち、変換パラメータ算出部27は、指示部13からの指示に応じて、行列Kを例えば実施例1で示した行列K1に置き換えて、改めて単一演算用パラメータU(K1)を算出する。そして、ASIC25が有していた単一演算用パラメータU(E)を単一演算用パラメータU(K1)に書き換える。
ASIC25は、入力されるRGB信号(R1,G1,B1)に対し、ルックアップテーブルLUTaによってガンマ補正処理1を行う。続いて、単一演算用パラメータU(K1)を用いて、XYZ色空間変換処理2からXYZ色空間逆変換処理6までの全処理を、統合色空間変換処理10により一括して行い、XYZ色空間に変換した上で色あいを加工する。さらに、ルックアップテーブルLUTbによって逆ガンマ補正処理7を行い、RGB信号(R4,G4,B4)を液晶表示デバイスLに供給する。液晶表示デバイスLは、RGB信号(R4,G4,B4)に応じた画像を表示する。
さらに、ユーザーの操作によって指示部13に第2色盲の視覚を再現する指示が与えられた場合は、行列Kを置き換えて同様の処理を行う。
このように、実施例2に係る液晶モニタによれば、液晶表示デバイスLの入出力特性を記憶するメモリ23と、メモリ23に記憶される入出力特性に基づいてRGB信号をXYZ色空間に変換する際に用いる変換行列Mを算出する変換パラメータ算出部27を備えているので、XYZ色空間に変換した後に色あいを加工する処理等を行った場合、意図した色あいを精度よく液晶表示デバイスLに表示させることができる。
また、変換パラメータ算出部27は、指示部23が受け付けた指示に応じて単一演算用パラメータUを算出するので、液晶表示デバイスLに表示される色あいを適宜に変更することができる。
また、ASIC25は、単一演算用パラメータU(E)、U(K1)を用いて1つの統合色空間変換処理10を実行することで、XYZ色空間変換処理2からXYZ色空間逆変換処理6までの処理を一括して行うことができ、効率がよい。
次に、上述した実施例1に係る方法を好適に実施する実施例3にかかる液晶表示システムについて、図面を参照して説明する。図5は、実施例3に係る液晶表示システムの機能ブロック図である。なお、実施例2と同じ構成については同符号を付すことで詳細な説明を省略する。
実施例3に係る表示システムは、液晶モニタ31とコンピュータ33とを備え、これらが通信可能に接続されている。また、コンピュータ33には、キーボード、マウス等で構成される入力部35が接続されている。
液晶モニタ31は、液晶表示デバイスLおよび液晶コントロール部11に加えて、コンピュータ33と情報の送受信を行う外部インターフェイス15とを有する。本実施例では、外部インターフェイス15としてUSB(Universal Serial Bus)を採用している。なお、図5では外部インターフェイス15を「I/F」と表記する。
コンピュータ33の構成は、図示を省略するが、液晶モニタ31と同様の外部インターフェイスと、プログラムを読み出して実行する中央演算処理装置(CPU)やその作業領域となるRAM(Random-Access Memory)等に代表される演算部と、プログラムや各種情報を記憶するROM(Read-Only Memory)や、データ等を書き換え可能に記憶する固定ディスク(HDD)等の記憶媒体と、を備えている。
このように構成されるコンピュータ33は、液晶モニタ31にRGB信号を入力する。また、コンピュータ33にインストールされているアプリケーションソフトウエアは、コンピュータ33を次のように機能させる。すなわち、コンピュータ33は、液晶モニタ31のメモリ23から液晶表示デバイスLの入出力特性を読み出して、この入出力特性を参照しつつ、入力部35の指示に応じて変換行列Mとともに単一演算用パラメータUを算出し、算出した単一演算用パラメータUをASIC25に与える。
入力部35は、色盲視覚の再現を行うか否か、および、色盲視覚の再現を行う場合には第1色盲および第2色盲のいずれであるかについての命令を受け付けて、コンピュータ33に送信する。入力部35は、指示部13とともに、この発明における指示部に相当する。
次に、実施例3に係る液晶表示システムの動作について図6を参照しつつ説明する。
ユーザーの操作によって入力部35に色盲視覚の再現を行わないとの命令が入力されているときは、以下のように動作する。
すなわち、コンピュータ33は、RGB信号(R1,G1,B1)を液晶モニタ31に出力する。また、液晶モニタ31のメモリ23から液晶表示デバイスLの入出力特性を読み出して、読み出した入出力特性に基づいて変換行列Mを算出するとともに単一演算用パラメータU(E)を算出する。そして、この単一演算用パラメータU(E)をASIC25に出力する。
ASIC25は、コンピュータ33から入力されるRGB信号(R1,G1,B1)に対し、ルックアップテーブルLUTaによってガンマ補正処理1を行う。次に、コンピュータ33から与えられた単一演算用パラメータU(E)を用いた統合色空間変換処理10を、RGB信号(R2,G2,B2)に対して行う。これにより、XYZ色空間変換処理2からXYZ色空間逆変換処理6までの全処理が一括して行われる。その後、ルックアップテーブルLUTbによって逆ガンマ補正処理7を行い、RGB信号(R4,G4,B4)を液晶表示デバイスLに供給する。液晶表示デバイスLは、RGB信号(R4,G4,B4)に応じた画像を表示する。
ここで、ユーザーの操作によって入力部35に第1色盲の視覚を再現する命令が与えられた場合は、以下のように動作する。
すなわち、コンピュータ33は入力部35からの命令に応じて、改めて単一演算用パラメータU(K1)を算出する。そして、ASIC25が有していた単一演算用パラメータU(E)を単一演算用パラメータU(K1)に書き換える。
ASIC25は、コンピュータ33から入力されるRGB信号(R1,G1,B1)に対してガンマ補正処理1を行ってから、単一演算用パラメータU(K1)を用いて、XYZ色空間変換処理2からXYZ色空間逆変換処理6までの全処理を、統合色空間変換処理10により一括して行い、XYZ色空間に変換した上で色あいを加工する。その後、逆ガンマ補正処理7を行って、RGB信号(R4,G4,B4)を液晶表示デバイスLに供給する。液晶表示デバイスLは、RGB信号(R4,G4,B4)に応じた画像を表示する。
このように、実施例3に係る液晶表示システムによれば、液晶表示デバイスLの入出力特性を記憶するメモリ23と、メモリ23に記憶される入出力特性に基づいてRGB信号をXYZ色空間に変換する際に用いる変換行列Mを算出するコンピュータ33を備えているので、XYZ色空間に変換した後に色あいを加工する処理等を行った場合、意図した色あいを精度よく液晶表示デバイスLに表示させることができる。
また、コンピュータ33は、入力部35が受け付けた命令に応じて単一演算用パラメータUを算出するので、液晶表示デバイスLに表示される色あいを適宜に変更することができる。
また、液晶表示デバイスLの入出力特性を液晶モニタ31内のメモリ23に記憶しているので、液晶モニタ31に接続されるコンピュータ35が適宜に変更されても、意図した色あいを精度よく液晶表示デバイスLに表示させることができる。
また、ASIC25は、単一演算用パラメータU(E)、U(K1)を用いて1つの統合色空間変換処理10を実行することで、XYZ色空間変換処理2からXYZ色空間逆変換処理6までの処理を一括して行うことができ、効率がよい。
この発明は、上記実施形態に限られることはなく、下記のように変形実施することができる。
(1)上述した各実施例では、色盲視覚を再現するように色あいを加工するものであったが、これに限られない。すなわち、RGB信号をXYZ色空間に変換した上で色あいを意図的に加工する処理を行うものであれば、種々の用途に適用することができる。たとえば、複数の液晶表示デバイスLで色あいを一致させる等の色調整の用途に適用してもよい。
(2)また、上述した各実施例では、XYZ色空間に変換した後、さらにLMS色空間に変換し、LMS色空間上で色あいの加工を行うものであったが、これに限られない。たとえば、XYZ色空間上で色あいを加工してもよく、また、LMS色空間以外の色空間上で色あいを加工してもよい。
(3)上述した各実施例では、液晶表示デバイスLの入出力特性は、R単色、G単色、B単色、およびWのときに測色される液晶表示デバイスLの色度座標(x,y)を例示したが、これに限られない。すなわち、変換行列Mを算出することができる限り、入出力特性の情報は適宜に設計、選択される。
(4)上述した各実施例では、ASIC25は2個のルックアップテーブルLUTa、LUTbと、書き換え可能な1つの単一演算用パラメータUを有していたが、これに限れることなく、さらに多くのルックアップテーブルと単一演算用パラメータUを有するように変更してもよい。この場合には、複数の画像に対応する各RGB信号を並列して処理するように構成することができる。また、この場合には、液晶表示デバイスLの画面を2以上の領域に区画して複数の画像を同時に表示させるように構成することができる。
(5)上述した実施例は、液晶モニタまたは液晶表示システムであったが、これに限られることなく、ビデオカード、グラフィックカードに適用してもよい。図7は、変形例に係るグラフィックカードの機能ブロック図である。ビデオカード41は、ASIC25を備え、外部のコンピュータ33に装着されるとともに、外部の液晶モニタ31とも通信可能に接続されている。ビデオカード41が、コンピュータ33からRGB信号(R1,G1,B1)を受信すると、ASIC25は、RGB信号(R1,G1,B1)に対して所定の処理を行い、その結果、得られたRGB信号(R4,G4,B4)は液晶モニタ31に出力される。ここで、所定の処理とは、上述したガンマ補正処理1から逆ガンマ補正処理7である。また、XYZ色空間変換処理2からXYZ色空間逆変換処理6までの処理は、統合色空間変換処理10により一括して行うように構成してもよい。
さらに、実施例2で説明した変換パラメータ算出部27の機能をビデオカード41上で実現してもよい。すなわち、図示省略の中央演算処理装置やその作業領域となるRAM等に代表される演算部と、プログラムや各種情報を記憶するROMを備えて、外部の液晶モニタ31のメモリ23から読み出した入出力特性を参照して変換行列M、および、単一演算用パラメータUを算出して、ASIC25に与える変換パラメータ算出部27を実現してもよい。
あるいは、ビデオカード41上では変換パラメータ算出部27の機能を実現しないように構成してもよい。具体的には、実施例3で説明したように、変換行列M、および、単一演算用パラメータUは、グラフィックカード41が装着されるコンピュータ33によって算出され、ASIC25に書き換えるように構成してもよい。
このようなグラフィックカード41によっても、色あいを意図的に加工する加工処理を行ったときに、所望の色あいを精度よく外部の液晶モニタ31に表示させることが可能である。
(6)上述した実施例2、3および変形例では、液晶コントローラ25を適宜ASIC25と記載して説明したが、液晶コントローラ25はASICにより実現されるものに限られない。たとえば、液晶コントローラ25をFPGA(Field Programmable Gate Array)やDSP(Digital Signal Processor)などで構成するように変更してもよい。
(7)上述した各実施例および変形例では、統合色空間変換処理10によって、XYZ色空間変換処理2からXYZ色空間逆変換処理6の各処理を一括して行うことを説明したが、これに限られない。すなわち、XYZ色空間変換処理2からXYZ色空間逆変換処理6の各処理を別個に独立して行うように構成してもよいし、XYZ色空間変換処理2からXYZ色空間逆変換処理6の各処理の一部を統合するとともに、その他の処理を別個に独立して行うように変更してもよい。また、実施例2、3および変形例においては、液晶コントローラ25を、上述した各種処理に対応した演算処理に用いるパラメータを書き換え可能に保持するように適宜に変更してもよい。
(8)上述した各実施例では、液晶表示デバイスLを備えていたが、これに限られない。たとえば、プラズマディスプレイやCRT等の表示デバイスを適宜に選択、変更することができる。
実施例1に係るRGB信号処理方法の流れを模式的に示す図である。 液晶表示デバイスLの入出力特性に関する情報を示す模式図である。 実施例2に係る液晶モニタの概略構成を模式的に示す図である。 実施例2に係る液晶モニタの機能ブロック図である。 実施例3に係る液晶表示システムの機能ブロック図である。 実施例3に係る液晶モニタの機能ブロック図である。 変形例に係るグラフィックカードの機能ブロック図である。 従来例に係るRGB信号処理方法の流れを模式的に示す図である。
符号の説明
1 …ガンマ補正処理
2 …XYZ色空間変換処理
3 …LMS色空間変換処理
4 …色あいの加工処理
5 …LMS色空間逆変換処理
6 …XYZ色空間逆変換処理
7 …逆ガンマ補正処理
10 …統合色空間変換処理
13 …指示部
23 …メモリ
25 …液晶コントローラ(ASIC)
27 …変換パラメータ算出部
31 …液晶モニタ
33 …コンピュータ
35 …入力部
L …表示デバイス

Claims (11)

  1. 画像を表示する表示デバイスを備えた表示装置において、
    前記表示デバイスの入出力特性を予め記憶している記憶部と、
    RGB信号を、前記記憶部に記憶されている入出力特性と一致するようにXYZ色空間に変換する変換処理と、
    前記変換処理によって得られたXYZ値を変更して色あいを加工する加工処理と、
    前記加工処理によって得られたXYZ値を、前記変換処理で行なった変換とは逆の処理を行い、RGB色空間に逆変換する逆変換処理と、
    を行う処理部と、
    を備え、前記処理部から出力されたRGB信号を前記表示デバイスに供給することを特徴とする表示装置。
  2. 請求項1に記載の表示装置において、
    前記変換処理と前記加工処理と前記逆変換処理とは、1つの演算処理に統合されていることを特徴とする表示装置。
  3. 請求項1または請求項2に記載の表示装置において、
    前記変換処理が行われるRGB信号と前記変換処理によって得られるXYZ値の関係は、前記表示デバイスに供給されるRGB信号と前記表示デバイスのXYZ表色系における出力値の関係と同じであることを特徴とする表示装置。
  4. 請求項1から請求項3のいずれかに記載の表示装置において、
    前記記憶部に記憶されている入出力特性は、前記表示デバイスに供給されたRGB信号に、前記表示デバイスの出力を測色して得られた色度座標を対応付けたものであることを特徴とする表示装置。
  5. 請求項1から請求項4のいずれかに記載の表示装置において、
    前記加工処理は、前記変換処理によって得られるXYZ値をLMS色空間に変換するLMS変換処理と、
    LMS変換処理によって得られたL、M、S錐体の各応答量のうち少なくとも1つを変更して色あいを加工するLMS加工処理と、
    前記LMS加工処理によって得られたL、M、S錐体の各応答量をXYZ色空間に逆変換するLMS逆変換処理と、
    を有することを特徴とする表示装置。
  6. 請求項5に記載の表示装置において、
    前記LMS加工処理は、色盲視覚を再現するための処理であることを特徴とする表示装置。
  7. 請求項1から請求項6のいずれかに記載の表示装置において、
    前記処理部は、さらに、装置外部から入力されるRGB信号に対して表示特性が線形なRGB信号に変換するガンマ補正処理を行い、
    前記ガンマ補正処理によって得られたRGB信号に対して前記変換処理を行うことを特徴とする表示装置。
  8. 請求項1から請求項7のいずれかに記載の表示装置において、
    前記処理部は、さらに、逆変換処理によって得られたRGB信号に、前記表示デバイスの表示特性に合わせた逆ガンマ特性を乗算して、前記表示デバイスの表示特性を打ち消す逆ガンマ補正処理を行うことを特徴とする表示装置。
  9. 請求項1から請求項8のいずれかに記載の表示装置において、
    前記処理部は、前記変換処理、前記加工処理、および、前記逆変換処理を並列して行って、複数の画像に応じたRGB信号を出力し、
    前記表示デバイスはその画面を2以上の領域に区画して複数の画像を表示することを特徴とする表示装置。
  10. 請求項1から請求項9のいずれかに記載の表示装置と、
    前記表示装置と通信可能なコンピュータと、
    を備えた表示システムにおいて、
    前記コンピュータは、前記記憶部に記憶されている入出力特性を読み出して、前記変換処理に用いる変換パラメータを算出し、得られた変換パラメータを前記処理部に与えることを特徴とする表示システム。
  11. 所望の色あいの画像を表示デバイスに表示させるためにRGB信号に対して色あいを加工する処理を行うRGB信号処理方法において、
    RGB信号を、前記表示デバイスの入出力特性と一致するようにXYZ色空間に変換する変換処理過程と、
    前記変換処理過程によって得られたXYZ値を変更して色あいを加工する加工処理過程と、
    前記加工処理過程によって得られたXYZ値を、前記変換処理で行なった変換とは逆の処理を行い、前記RGB色空間に逆変換する逆変換処理過程と、
    を備え、前記逆変換処理によって得られたRGB信号が前記表示デバイスに供給されることを特徴とするRGB信号処理方法。
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