JP2008109328A - 色再現域補正回路と補正方法 - Google Patents

Abstract

【課題】カメラ等の送像側と受像側である表示装置との間の３原色に相違があっても、色再現をより正確に行い、受像側である表示装置の色再現域が送像側の色再現域よりも広い場合には自動的に拡大した色再現域をも可能とする色補正回路を提供することを目的とする。
【解決手段】送像側でガンマ補正された画像信号を受像側で受信し、逆ガンマ補正をして線形データに補正する逆ガンマ補正をした後に、送像側の３原色と白色によるＲＧＢ系画像信号からＸＹＺ系画像信号への第１変換マトリックスと、カラー表示装置の３原色と白色によるＸＹＺ系画像信号からＲＧＢ系画像信号への第２変換マトリックスと、の積による補正マトリックスによって逆ガンマ補正をされたデータを変換するように補正回路を構成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、表示装置のカラー表示の色再現を正確に行うための色再現補正回路、色再現補正方法に関する。

近年、映像信号の表示装置において、装置の色再現域が拡大している。しかし、放送やパッケージメディア等の画像を送信する送像側の撮像装置の色再現域は従来のままである場合も多く、画像を送信する送像側の撮像装置の色再現域と、映像信号の表示装置等の受像側の表示装置の色再現域が異なる場合が多い。送像側の撮像装置の色再現域と、映像信号の表示装置等の受像側の表示装置の色再現域が異なると、表示装置で正しい色再現ができなくなる。図に基づいて、説明する。

図２は従来の画像信号の送像側と、受像側の典型的なシステムの概略を示すブロック図である。
図２において、１０１はカメラ部であり、１０２はガンマ補正部であり、１０３は伝送マトリックス変換部であり、１０４は逆マトリックス変換部であり、１０６は表示装置であり、１２１はカメラ部１０１で撮像されたＲＧＢ信号（以下「Ｒ１Ｇ１Ｂ１信号」ともいう）であり、１２２はＲ１Ｇ１Ｂ１信号１２１がガンマ補正をされた後の信号（以下「Ｒ１γＧ１γＢ１γ信号」ともいう）であり、１２３はＲ１γＧ１γＢ１γ信号１２２が伝送マトリックス変換部１０３によって輝度信号（以下「Ｙ］ともいう）と二つの色差信号（以下「Ｕ、Ｖ」ともいう）に変換された後の信号であり、１２４は、受像側の逆マトリックス変換部１０４により復元処理がされた後の信号であり、１２６は表示装置１０６の出力信号である。なお、前記Ｒ１Ｇ１Ｂ１信号の「１」は送像側における信号であることを意味する。

カメラで撮像された画像信号は図２に示されるように、ガンマ補正部１０２でガンマ補正され、伝送マトリックス変換部１０３で伝送し易い形に変換されて、伝送される。伝送された画像信号は受像側で、まず、逆マトリックス変換部１０４で復元され、表示装置１０６に送られ、表示装置は信号１２４を使用して画像を表示する。

この画像信号の流れにおいて、画像を送信する送像側の撮像装置の色再現域と、映像信号の表示装置等の受像側の表示装置の色再現域が異なると、表示装置で正しい色再現ができなくなる。

図３は送像側の装置が持つ３原色と受像側の装置が持つ３原色の色度図の例である。
図３において、３０１は送像側の３原色の色度図であり、３０２は受像側の３原色の色度図である。
図３に示されているように、送像側の装置が持つ色再現域と受像側の装置が持つ色再現域は通常、受像側の装置が持つ色再現域のほうが広い場合が多く、両者の色再現域には違いがある。色再現域が異なると表示装置１０６は、正しく色を再現できない。

しかしながら、現状では、この問題に対して、正面からの解決策は講じられておらず、記憶色などのように目立つ色に対して、部分的に色補正をしているのが現状である。

特開平９−１３９８５５

そこで、本発明は、送像側と受像側の装置において、３原色に関する色再現域の相違があっても、色再現をより正確に行い、受像側である表示装置の色再現域が送像側の装置の色再現域よりも広い場合には、自動的に色再現域を拡大して、色の再現をすることも可能とする色補正回路を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、画像信号を送信する送像側から送信されたカラー画像信号を復調して、カラー表示装置でカラー表示をするカラー表示装置の色再現補正回路であって、
前記送像側でガンマ補正された画像信号を受像側で受信し、逆ガンマ補正をして線形データに補正する逆ガンマ補正部と、
前記送像側の３原色と白色によるＲＧＢ系画像信号からＸＹＺ系画像信号への第１変換マトリックスと、
前記カラー表示装置の３原色と白色によるＸＹＺ系画像信号からＲＧＢ系画像信号への第２変換マトリックスと、の積による補正マトリックスによって前記逆ガンマ補正をされたデータを変換する補正マトリックス変換部と、を有することを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、カラー表示装置に係り、
請求項１に記載の色再現補正回路を有することを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、画像信号を送信する送像側から送信されたカラー画像信号を復調して、カラー表示装置でカラー表示をするカラー表示装置の色再現補正方法であって、
前記送像側でガンマ補正された画像信号を受像側で受信し、逆ガンマ補正をして線形データにする工程と、
前記送像側の３原色と白色によるＲＧＢ系画像信号からＸＹＺ系画像信号への第１変換マトリックスと、
前記カラー表示装置の３原色と白色によるＸＹＺ系画像信号からＲＧＢ系画像信号への第２変換マトリックスと、の積による補正マトリックスによって色補正する工程と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、送像側の装置の色再現域と受像側の表示装置の色再現域に相違があっても、色再現をより正確に行い、受像側である表示装置の色再現域が送像側の色再現域よりも広い場合には自動的に色再現域を拡大した色再現が可能となる。

以下、図を参照しつつ、発明を実施するための形態につき説明する。

図１は本発明に実施の形態に係る補正回路を備えた、画像信号を送像し、受像して、画像の表示にいたる画像処理システムの概略を示すブロック図である。

図１において、１０１はカメラ部であり、１０２はガンマ補正部であり、１０３は伝送マトリックス変換部であり、１０４は逆マトリックス変換部であり、１０５は本発明に係る補正回路であり、１０６は表示装置であり、１２１はカメラ部１０１で撮像されたＲ１Ｇ１Ｂ１信号であり、１２２はＲ１Ｇ１Ｂ１信号１２１がガンマ補正をされた後の信号Ｒ１γＧ１γＢ１γ信号であり、１２３はＲ１γＧ１γＢ１γ信号１２２が伝送マトリックス変換部１０３によって輝度信号（以下「Ｙ］ともいう）と二つの色差信号（以下「Ｕ、Ｖ」ともいう）に変換された後の信号であり、１２４は、受像側の逆マトリックス変換部１０４により復元処理がされた信号であり、１２５は復元処理された信号１２４を補正した信号であり、１２６は表示装置１０６の出力信号である。

本発明に係る補正回路は図１に示されている補正回路１０５である。図１に示されているシステムは補正回路１０５を除けば、従来のシステムと同様である。即ち、従来のシステムでは、逆マトリックス変換部１０４で復元された信号１２４が、そのまま表示装置１０６に供給されて、表示装置によって出力されていたが、本発明は逆マトリックス変換部１０４で復元された信号１２４を更に補正して表示装置に供給するための補正回路に係るものである。

補正回路１０５が必要な理由について説明する。

図３は送像側の装置と受像側の装置が持つ、夫々の、３原色の色度図の例である。
図３において、３０１は送像側の３原色の色度図であり、３０２は受像側の３原色の色度図である。
図３に示されているように、送像側の色再現域と受像側の色再現域は通常、違いがある。
図３の場合は、受像側の色再現域３０２のほうが、送像側の色再現域３０１よりも大きい。

本実施の形態においては送像側の方式として、国際規格ＩＴＵ−Ｒ ＢＴ．７０９を例として説明する。３原色はＲ１（０．６４０，０３３０）、Ｇ１（０．３００，０．６００）、Ｂ１（０．１５０，０．０６０）である。基準白色はＤ６５（０．３１２７，０．３２９）である。なお、括弧の中の数字はｘ、ｙの色度を表す。３原色と白色の色度からＸＹＺ系とＲＧＢ系の表色系の間で、次の式（１）で表される変換ができることが知られている。

次に、受像側の表示デバイスの例を、Ｒ２（０．６７０，０３４０）、Ｇ２（０．２５０，０．７００）、Ｂ２（０．１４０，０．０５０）とすると、ＸＹＺ系とＲＧＢ系の表色系の間での変換は次の式（２）となる。

なお、送像側においても、受像側においても、Ｒ、Ｇ、ＢおよびＹの値は０〜１であり、ＵおよびＶの値はマイナス０．５〜０．５の範囲とする。

式（１）と式（２）より、Ｒ２Ｇ２Ｂ２はＲ１Ｇ１Ｂ１から次の式（３）で表すことができる。

式（３）から送像側の３原色Ｒ１Ｇ１Ｂ１は、受像側において色再現域の範囲内であれば、同じ色にすることができることがわかる。

また、本発明に係る補正回路の補正マトリックスは次の式（４）となる

しかしながら、このままでは、問題がある。図１の補正回路１０５の入力信号１２４と出力信号１２５はガンマ補正部１０２によってガンマ補正されてしまっている信号である。一方、式（３）は線形データに関する変換式であるので、式（３）を利用して正確に補正をするためには信号１２４を線形データにする必要がある。そこで、補正回路１０５は、逆ガンマ補正を含む回路とし、補正マトリックスによって補正する前に、信号を線形化する。

図４は本発明に係る補正回路１０５の内部の構成をより詳細に示すブロック図である。
図４において、４０１は逆ガンマ補正部であり、４０２は補正マトリックス変換部であり、４０３はガンマ補正部であり、４１１は受像側の逆マトリックス変換部１０４により復元処理がされた後の信号１２４を逆ガンマ補正部４０１で逆ガンマ補正をした後の信号であり、線形信号であり、４１２は逆ガンマ補正された信号４１１を補正マトリックス変換部４０２で変換した後の信号であり、１２５は補正マトリックス変換部４０２で変換された後の信号４１２をガンマ補正部４０３でガンマ補正した後の信号である。

ガンマ補正部４０３で行われるガンマ補正は送像側のガンマ補正部１０２で行われるガンマ補正と同じ補正であり、表示装置１０６の中で行うガンマ補正と兼用してもよい。

なお、ガンマ補正、逆ガンマ補正、マトリックス演算については公知であるので、説明は省略する。

本発明に実施の形態に係る補正回路を備えた、画像信号を送像し、受像して、画像の表示にいたる画像処理システムの概略を示すブロック図である。 従来の画像信号の送像側と、受像側の典型的なシステムの概略を示すブロック図である。 送像側の装置が持つ３原色と受像側の装置が持つ３原色の色度図の例である。 本発明に係る補正回路１０５の内部の構成をより詳細に示すブロック図である。

符号の説明

１０１ カメラ部
１０２ ガンマ補正部
１０３ 伝送マトリックス変換部
１０４ 逆マトリックス変換部
１０５ 補正回路
１０６ 表示装置
１２１ カメラ部１０１で撮像されたＲＧＢ信号
１２２ Ｒ１Ｇ１Ｂ１信号１２１がガンマ補正をされた後の信号
１２３ Ｒ１γＧ１γＢ１γ信号１２２が伝送マトリックス変換部１０３によって輝度信号（以下「Ｙ］ともいう）と二つの色差信号（以下「Ｕ、Ｖ」ともいう）に変換された後の信号
１２４ 受像側の逆マトリックス変換部１０４により復元処理がされた後の信号
１２５ 復元処理された信号１２４を補正した信号
１２６ 表示装置１０６の出力信号

Claims (3)

1. 画像信号を送信する送像側から送信されたカラー画像信号を受像側で受信し、補正して、カラー表示装置でカラー表示をするカラー表示装置の色再現補正回路であって、
   前記送像側でガンマ補正された画像信号を受像側で受信し、逆ガンマ補正をして線形データに補正する逆ガンマ補正部と、
   前記送像側の３原色と白色によるＲＧＢ系画像信号からＸＹＺ系画像信号への第１変換マトリックスと、
   前記カラー表示装置の３原色と白色によるＸＹＺ系画像信号からＲＧＢ系画像信号への第２変換マトリックスと、の積による補正マトリックスによって前記逆ガンマ補正をされたデータを変換する補正マトリックス変換部と、を有することを特徴とする色再現補正回路。
2. 請求項１に記載の色再現補正回路を有するカラー表示装置。
3. 画像信号を送信する送像側から送信されたカラー画像信号を受像側で受信し、補正して、カラー表示装置でカラー表示をするカラー表示装置の色再現補正方法であって、
   前記送像側でガンマ補正された画像信号を受像側で受信し、逆ガンマ補正をして線形データにする工程と、
   前記送像側の３原色と白色によるＲＧＢ系画像信号からＸＹＺ系画像信号への第１変換マトリックスと、
   前記カラー表示装置の３原色と白色によるＸＹＺ系画像信号からＲＧＢ系画像信号への第２変換マトリックスと、の積による補正マトリックスによって色補正する工程と、を有することを特徴とする色再現補正方法。
   

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