JP2011024202A

JP2011024202A - 色変換装置、色変換方法、および画像表示システム

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Publication number: JP2011024202A
Application number: JP2010139004A
Authority: JP
Inventors: Ryosuke Nakakoshi; 亮佑中越
Original assignee: Victor Company of Japan Ltd
Current assignee: Victor Company of Japan Ltd
Priority date: 2009-06-18
Filing date: 2010-06-18
Publication date: 2011-02-03

Abstract

【課題】異なる表示装置または異なる視聴環境においても同様の画質で画像を表示させる。
【解決手段】色変換装置において、第１色空間変換部４２は、ＲＧＢ表色系とＸＹＺ表色系との対応関係が定められた３次元ルックアップテーブルを用いて、ＲＧＢ表色系において表現されるＲＧＢ信号を、絶対色空間であるＸＹＺ表色系において表現されるＸＹＺ信号に変換する。第２色空間変換部５０は、補正されたＸＹＺ信号をＲ’Ｇ’Ｂ’表色系において表現されるＲ’Ｇ’Ｂ’信号に変換する。第２補正部４４は、３次元ルックアップテーブルの書き換えに用いる色空間規定データを画質データとして取得し、取得した色空間規定データを利用して３次元ルックアップテーブルを書き換えることにより、ＸＹＺ信号を補正する。
【選択図】図２

Description

本発明は色変換技術に関し、特にある表色系において表現される画像データを、出力装置にて出力するための表色系において表現される画像データに変換する色変換技術に関する。

従来、どの表示装置においても同様の画質（色の見え方）で画像を表示させるため、表示装置の特性をＩＣＣプロファイルなどのプロファイルデータとしてパソコンなどの外部機器に提供し、その外部機器がそのプロファイルデータを利用して表示装置に画像信号を送信する技術が知られている。このような技術として、例えばＣＭＳ（Color Management System）が知られている。ここで、例えば、視環境情報と、ユーザによって選択された画像特性と、に基づき、その画像特性に適合した画像が表示されるように画像表示用情報を補正する補正手段を備えた画像表示システムが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

国際公開第０２／０１９３０７号パンフレット

表示装置において色の見え方を調整する方法として、例えば機器依存色空間（ＹＰｂＰｒ信号またはＲＧＢ信号）を利用した調整、もしくはＣＭＳ（Color Management System）を利用した調整が知られている。しかしながら、これらはいずれも色の見え方を直接規定するデータを利用するものではない。このため、異なる表示装置の間で同様の画質を提供することは困難であった。

本発明は上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的は、異なる表示装置または異なる視聴環境においても同様の画質で画像を表示させることにある。

上記課題を解決するために、本発明のある態様の色変換装置は、第１の表色系において表現される第１の画像データを、第１の表色系とは異なる第２の表色系において表現される第２の画像データに変換する色空間変換部と、画質補正要求を取得し、当該画質補正要求にしたがって第２の画像データを補正する補正部と、を備える。補正部は、画質補正要求として出力画像の色の見え方を規定する画質データを取得し、取得した画質データを利用して第２の画像データを補正する。

本発明によれば、異なる表示装置または異なる視聴環境においても同様の画質で画像を表示させることができる。

第１の実施形態に係る画像表示システムの構成を示す図である。第１の実施形態に係る色変換装置の構成を示す図である。第１の実施形態に係る色変換装置の信号処理の手順を示すフローチャートである。第２補正部による３Ｄ−ＬＵＴの書き換え処理の手順を示すフローチャートである。３Ｄ−ＬＵＴの書き換え処理の一例を示す図である。第２の実施形態に係る色変換装置の構成を模式的に示すブロック図である。初期補正部の構成を模式的に示すブロック図である。第２の実施形態に係る色変換装置の信号処理の手順を示すフローチャートである。第３の実施形態に係る画像表示システムの構成を模式的に示すブロック図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態（以下、実施形態という）について詳細に説明する。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る画像表示システム１０の構成を示す図である。画像表示システム１０は、入力ソース１２、ＩＰ（Interlace-Progressive）変換装置１４、色変換装置１６、パネル駆動装置１８、および表示装置２０を備える。

ＩＰ変換装置１４は、入力ソース１２からの入力信号を表示装置２０の表示フォーマット（第１の実施形態では１９２０×１０８０、ＲＧＢ，１２−ｂｉｔとした場合について説明する）に変換する。色変換装置１６は、変換されたＲＧＢ信号（ＲＧＢ色空間における信号）を、表示装置２０で出力するためのＲ’Ｇ’Ｂ’表色系によって表現されるＲ’Ｇ’Ｂ’信号に変換して色変換を行う。色変換装置１６の構成については後述する。

パネル駆動装置１８は、色変換装置１６で変換されたＲ’Ｇ’Ｂ’信号で表示装置２０を駆動する。表示装置２０は、画像を出力する出力装置として機能するものであり、第１の実施形態ではプロジェクタとスクリーンの組み合わせによって構成されている。なお、表示装置２０はディスプレイであってもよい。この場合、表示装置２０はＬＣＤ（Liquid Crystal Display）であってもよく、有機ＥＬ（有機エレクトロルミネッセンス：Organic Electro-Luminescence）ディスプレイであってもよい。

図２は、第１の実施形態に係る色変換装置１６の構成を示す図である。図３は、第１の実施形態に係る色変換装置１６の信号処理の手順を示すフローチャートである。以下、図２および図３の双方に関連して色変換装置１６の構成および動作について説明する。

色変換装置１６は、第１補正部４０、第１色空間変換部４２、インターフェース部４６、第３補正部４８、および第２色空間変換部５０を有する。第１補正部４０は、１次元ルックアップテーブル（One Dimension Look Up Table）（以下、「１Ｄ−ＬＵＴ」という）を用いて、入力されたＲＧＢ信号を、下流の第１色空間変換部４２に適合する形式に変換すると共に、後述する第２補正部４４からのデータに基づき表示画像の表示特性（例えば黒つぶれや白とびなどの不良）を改善するためＲＧＢ信号にガンマ補正、明度補正、コントラスト補正などを施す（Ｓ１０）。

後述するように、第１色空間変換部４２は３次元ルックアップテーブル（Three Dimension Look Up Table）（以下、「３Ｄ−ＬＵＴ」という）を利用した変換を行う。このため第１補正部４０は、第１色空間変換部４２のフォーマットに適合させるべく、入力されたＲＧＢ信号に対し、第１色空間変換部４２の３Ｄ−ＬＵＴにおける座標の決定、すなわちマッピングを実行する。マッピングの具体例としては、入力された１２ｂｉｔのＲＧＢ信号を、３Ｄ−ＬＵＴにおける補間の精度を向上するため１６ｂｉｔのＲＧＢ信号に変換した後に３Ｄ−ＬＵＴを用いた処理を行う。このように第１補正部４０は、入力される画像データを、第１色空間変換部４２の３Ｄ−ＬＵＴへのマッピングデータに変換する色空間マッピング部として機能する。

また、インターフェース部４６は、外部機器とデータを送受信可能に接続する通信インターフェース、および、ＵＳＢ端子などの接続インターフェースを含む。記憶部４５は、インターフェース部４６を通じて受信したデータを格納する。この記憶部４５には、第１補正部４０によって用いられる１Ｄ−ＬＵＴや第１色空間変換部４２によって用いられる３Ｄ−ＬＵＴも格納されている。

色変換装置１６には、マウスやキーボードなどの入力装置（図示せず）が接続されている。ユーザは、これら入力装置を用いて、輝度、コントラスト、および中間調の調整を行うことができる。第２補正部４４は、入力装置からの輝度、コントラスト、および中間調などの入力情報に基づき、オフセット、ゲイン、およびガンマ値などの画質補正要求情報として取得する。ここで、ガンマ値のデフォルトは、入力信号のフォーマットに基づくガンマ値に設定されている（ガンマ値としては、例えばＨＤＴＶ（High Definition TeleVision）規格の入力に対しては１／０．４５≒２．２２である）。第２補正部４４は、こうして取得したオフセット、ゲイン、およびガンマ値などの画質補正要求情報を第１補正部４０に出力し１Ｄ−ＬＵＴのデータを書き換えることにより、第１補正部４０において入力されたＲＧＢ信号にガンマ補正、明度補正、コントラスト補正などの補正を施す。なお画質補正要求情報に応じた１Ｄ−ＬＵＴを用いることにより、入力されたＲＧＢ信号にガンマ補正、明度補正、コントラスト補正などを施してもよい。

第１色空間変換部４２は、ＲＧＢ表色系において表現される画像データであるＲＧＢ信号を、表示装置とは独立した絶対色空間であるＣＩＥＸＹＺ表色系（以下、単に「ＸＹＺ表色系」という）において表現される画像データであるＸＹＺ信号に変換する（Ｓ１２）。ＲＧＢ信号からＸＹＺ信号への変換には、３Ｄ−ＬＵＴを用いる。記憶部４５には、ＲＧＢ表色系とＸＹＺ表色系との対応関係が定められた３Ｄ−ＬＵＴが格納されている。この３Ｄ−ＬＵＴには、ＣＩＥＸＹＺ表色系で構成されたデータが格納されている。なお、３Ｄ−ＬＵＴに、同様に表示装置に依存しないＣＩＥＬＡＢなど他の形式で構成されたデータが格納されていてもよい。

第１の実施形態の３Ｄ−ＬＵＴは１７×１７×１７のルックアップテーブルによって構成され、第１色空間変換部４２は、この３Ｄ−ＬＵＴを用いて、入力された１６ｂｉｔのＲＧＢ信号を１６ｂｉｔのＸＹＺ信号に変換する。このように絶対色空間であるＸＹＺ表色系で信号処理することで、異なる表示装置で画像を表示する場合においても、同様の画質（色の見え方）を実現することができる。また、３Ｄ−ＬＵＴを用いることで、入出力の関係が非線形となる色空間の変換を実現することができる。

第２補正部４４は、入力装置からの色相、明度および彩度などの色補正要求情報を取得し第１色空間変換部４２に出力する。第１色空間変換部４２では、第２補正部４４から入力した色補正要求情報に基づいて、３Ｄ−ＬＵＴの少なくとも一部を書き換えることにより、ＸＹＺ信号の色補正を行う。具体的には、インターフェース部４６を通じて、３Ｄ−ＬＵＴのデータ、色補正領域の係数、および補正量の係数を含む色空間規定データが受信され、記憶部４５に格納される。第１色空間変換部４２は、記憶部４５に格納された色空間規定データを取得する。次に第２補正部４４では、マウスやキーボードなどの入力装置を用いて色相、明度および彩度などの色補正要求情報を取得し、第１色空間変換部４２が取得した色空間規定データを補正する。第２補正部４４は、マウスやキーボードなどの入力装置を用いてユーザに入力された色空間規定データを取得してもよい。

第１色空間変換部４２は、こうして取得した色空間規定データに含まれる色補正領域の係数、補正量の係数および第２補正部４４から入力した色補正要求情報を利用して３Ｄ−ＬＵＴを書き換える。色空間規定データおよび第２補正部４４から入力した色補正要求情報は、表示装置２０に画像を出力したときの色の見え方を規定する画質データとして利用されるものであり、色空間規定データおよび第２補正部４４から入力した色補正要求情報を利用して３Ｄ−ＬＵＴを書き換えることにより、表示装置２０に表示される画像の色の見え方を調整することができる。

第３補正部４８もまた、視聴環境に対応した色となるようＸＹＺ信号を補正する（Ｓ１４）。具体的には、インターフェース部４６を通じて、表示装置または視聴環境に対応付けられた対応データが受信され、第３補正部４８などにより補正すべき補正内容として記憶部４５に格納される。対応データには、色温度変換マトリックス係数データおよび視聴環境補正データが含まれている。第１の実施形態の第３補正部４８では３×３マトリックスによるマトリックス変換が行われるため、これらのデータはマトリックス係数データとされている。色温度変換マトリックス係数データもまた、色の見え方を定義する画質データとして利用される。視聴環境補正データは、スクリーンの分光特性や、スクリーンサイズ、スクリーンゲインなどの情報を基に作成されたマトリックス係数データである。

第３補正部４８は、記憶部４５に格納された対応データを色温度補正要求情報として取得する。なお、第３補正部４８は、入力装置を用いてユーザが色温度情報やスクリーン特性情報などの色温度補正要求情報を取得してもよい。また、記憶部４５には、複数種類の表示装置または複数種類の視聴環境の各々にそれぞれが対応付けられた色温度補正要求情報が格納されていてもよい。第３補正部４８は、格納された複数の色温度補正要求情報のうち、ユーザに選択された表示装置または視聴環境に対応する色温度補正要求情報を取得し、これを用いて補正を行ってもよい。このように第３補正部４８は、色温度変換部または視聴環境補正部としても機能する。

第３補正部４８は、取得した対応データを利用してマトリックス変換（線形色空間変換）を行い、第１色空間変換部４２によって変換された１６ｂｉｔのＸＹＺ信号を補正し、１７ｂｉｔのＸＹＺ信号を出力する。このとき第３補正部４８は、色温度補正要求情報に含まれる色温度変換マトリックス係数データを用いてＸＹＺ信号を補正することにより、プロジェクタに用いられる白色光の色温度を補正し、表示装置２０に表示される画像の色温度を補正する。また、第３補正部４８は、色温度補正要求情報に含まれる視聴環境補正データを用いてＸＹＺ信号を補正することにより、スクリーンの分光特性や、スクリーンサイズ、スクリーンゲインなどに応じた画像の出力を可能とする。これにより、異なる表示装置または異なる視聴環境において画像を表示する場合においても、その表示装置や視聴環境に対応する色温度補正要求情報を取得することにより、常に同様の画像を表示することが可能となる。

また、画像表示システム１０は、複数種類の表示装置または複数種類の視聴環境の中から画像を表示すべき表示装置または視聴環境がユーザにより選択可能に設けられていてもよい。この場合、記憶部４５には、複数種類の表示装置および複数種類の視聴環境の各々にそれぞれが対応付けられた複数の対応データが格納されている。第３補正部４８は、格納された複数の色温度補正要求情報のうち、ユーザに選択された表示装置または視聴環境に対応する色温度補正要求情報を取得する。第３補正部４８は、取得した色温度補正要求情報を利用してＸＹＺ信号を補正することによって、表示装置の種類によって生じる画像の違いを抑制する。

こうして書き換えられた３Ｄ−ＬＵＴは、第２補正部４４による補正内容として記憶部４５に保存される。記憶部４５に格納されたデータは、インターフェース部４６を通じて外部に送信可能とされており、またはメモリなど外部記憶装置を介して持ち出し可能とされている。このように書き換えられた３Ｄ−ＬＵＴを共有することにより、異なる特性の表示装置や異なる環境下においても、同様の画像を容易に出力することが可能となる。

第２色空間変換部５０は、第３補正部４８を通じて出力されたＸＹＺ信号を、例えばガンマ特性、赤、緑、青、白色の色度点など表示装置の特性に適応したＲ’Ｇ’Ｂ’表色系のＲ’Ｇ’Ｂ’信号に変換する（Ｓ１６）。第２色空間変換部５０は、機器依存色変換部５２および逆ガンマ補正部５４を有する。記憶部４５には、機器依存色変換部５２によるマトリックス変換のための３×３マトリックスが格納されている。このマトリックスもまた、インターフェース部４６を介して受信され格納されたものであってもよい。機器依存色変換部５２は、第３補正部４８を通じて出力された１７ｂｉｔのＸＹＺ信号を、このマトリックスを用いてマトリックス変換（線形色空間変換）し、１８ｂｉｔのリニア（Linear）ＲＧＢ信号に変換する。

記憶部４５には、表示装置のガンマ特性に応じた１Ｄ−ＬＵＴが格納されている。この１Ｄ−ＬＵＴもまた、インターフェース部４６を介して受信され格納されたものであってもよい。逆ガンマ補正部５４は、この１Ｄ−ＬＵＴを用いて、機器依存色変換部５２から出力された１８ｂｉｔのリニアＲＧＢ信号を、１２ｂｉｔのＲ’Ｇ’Ｂ’信号に変換することにより、出力をガンマ１．０にする逆ガンマ補正を実行する（Ｓ１８）。逆ガンマ補正は公知の技術であるため説明を省略する。逆ガンマ補正されたＲ’Ｇ’Ｂ’信号に基づいて表示装置を駆動することにより、所望の画質（色の見え方）の画像を表示することができる（Ｓ２０）。

また、記憶部４５には、複数種類の表示装置の各々にそれぞれが対応付けられた、複数のマトリックスおよび複数の１Ｄ−ＬＵＴが格納されていてもよい。機器依存色変換部５２は、格納された複数のマトリックスのうち、ユーザに選択された表示装置に対応するマトリックスを取得し、これを用いて第３補正部４８から出力されたＸＹＺ信号をリニアＲＧＢ信号に変換してもよい。また、逆ガンマ補正部５４は、格納された複数の１Ｄ−ＬＵＴのうち、ユーザに選択された表示装置に対応する１Ｄ−ＬＵＴを取得し、これを用いて機器依存色変換部５２から出力されリニアＲＧＢ信号をＲ’Ｇ’Ｂ’信号に変換してもよい。

以上のように、色変換装置１６を用いて色変換を実行することにより、異なった環境においても同一の映像を提供することが可能となる。また、表示装置２０の特性による画質のばらつきを抑制し、高品位な映像を提供することができる。

図４は、第２補正部４４による３Ｄ−ＬＵＴの書き換え処理の手順を示すフローチャートであり、図５は、３Ｄ−ＬＵＴの書き換え処理の一例を示す図である。以下、図４および図５の双方に関連して３Ｄ−ＬＵＴの書き換え処理の手順を説明する。

第２補正部４４は、第１補正部４０に入力されるＲＧＢ信号を検出し（Ｓ４０）、検出したＲＧＢ信号（ＲＧＢ色空間における信号）をＨＳＬ信号（ＨＳＬ色空間における信号）に変換して（Ｓ４２）、色補正中心値を算出する。ＨＳＬ信号には、Ｈｕｅ（色相）、Ｓａｔｕｒａｔｉｏｎ（彩度）、Ｌｉｇｈｔｎｅｓｓ（明度）を示すデータが含まれる。

第２補正部４４は、色補正領域の係数が含まれる色空間規定データを記憶部４５から取得し、取得した色補正領域の係数を用いて色補正の対象となる色補正領域を算出する（Ｓ４４）。算出されたＨＳＬ色空間の色補正領域とその中心値を図５に示す。

次に第２補正部４４は、色補正量の係数が含まれる色空間規定データを記憶部４５から取得し、Ｓ４４で算出した色補正領域に対して取得した色補正量の係数を用いた補正を行いうことにより、補正後のＨＳＬ信号を算出する（Ｓ４６）。図５には、中心値における補正されたＨＳＬ信号のみを示すが、実際は色補正領域の全体に対して同様の補正を行う。

次に第２補正部４４は、こうして算出した補正後のＨＳＬ信号を再びＲＧＢ信号に変換し（Ｓ４８）、補正後のＲＧＢ信号を取得する。第２補正部４４は、補正後のＲＧＢ信号をＸＹＺ信号に変換し（Ｓ５０）、補正後のＸＹＺ信号を取得する（Ｓ５２）。ここで、図５では、補正後のＲＧＢ信号および補正後のＸＹＺ信号について中心値に対する補正結果を示しているが、実際は色補正領域の全体に対して同様の補正を行い色補正領域の各位置の補正後のＲＧＢ信号および補正後のＸＹＺ信号を算出している。

また、第２補正部４４は、Ｓ４４で取得した色補正領域の係数を用いて算出したＨＳＬ色空間における色補正領域をＲＧＢ信号（ＲＧＢ色空間における色補正領域）に変換する（Ｓ５４）。次に第２補正部４４は、ＲＧＢ信号で表された色補正領域に、３Ｄ−ＬＵＴ参照アドレス変換を施し（Ｓ５６）、３Ｄ−ＬＵＴにおける参照アドレスを特定する（Ｓ５８）。第２補正部４４は、取得した補正後のＸＹＺ信号、および取得した３Ｄ−ＬＵＴの参照アドレスを用いて３Ｄ−ＬＵＴを書き換える（Ｓ６０）。ここで、図５では、ＲＧＢ色空間における色補正領域および３Ｄ−ＬＵＴにおける参照アドレスについて、対象となる色補正領域とその中心値とを示す。

なお、補正範囲内の３Ｄ−ＬＵＴの参照アドレスにフラグを設定し、フラグの設定状況に応じて別の処理を実行してもよい。例えばフラグがある値に設定されていた場合はカラー表示処理を実行し、別の値に設定されていた場合はモノクロ表示処理を実行してもよい。

（第２の実施形態）
図６は、第２の実施形態に係る色変換装置１００の構成を模式的に示すブロック図である。以下、第１の実施形態と同様の個所は同一の符号を付して説明を省略する。色変換装置１００は、初期補正部１０２、調整データ生成部１０３、第１色空間変換部４２、第３補正部４８、第２色空間変換部５０、記憶部４５、およびインターフェース部４６を有する。

調整データ生成部１０３には、マウスやキーボードなどの入力装置（図示せず）が接続されている。ユーザは、これら入力装置を用いて、輝度、コントラスト、および中間調の調整を行うことができる。調整データ生成部１０３は、入力装置からの輝度、コントラスト、および中間調などの入力情報に基づき、第１色空間変換部４２に入力するためのマッピングデータを調整する調整データを生成する。

図７は、初期補正部１０２の構成を模式的に示すブロック図である。上述のように第１補正部４０は、第１の表色系において表現される画像データを、第１の表色系と第２の表色系との対応関係が定められた３Ｄ−ＬＵＴでの座標を表すマッピングデータに変換して色空間変換部に入力するための第１の画像データを生成する。第１色空間変換部４２は、この３Ｄ−ＬＵＴを用いて第１の画像データを第２の画像データに変換するよう設けられる。

ここで、例えばポストプロダクション（Post-production）において、オリジナルの画像データを、ＨＤＴＶ、ＮＴＳＣ（National Television System Committee）やＡｄｏｂｅ（登録商標）ＲＧＢなどの規格でも適切に表示できるよう求められる場合がある。従来では、これらの規格信号に対しては、それに準拠した表示装置を用いて表示するか、このような規格信号にカラーマネジメントを施すことが可能な表示装置で表示するのが一般的である。しかし、オリジナルの信号が例えばＨＤＴＶ以上の色域を有する場合がある。従来の技術ではＨＤＴＶ規格内において圧縮や信号のクリップを施しているため、このようにＨＤＴＶ規格の色域外の信号は本来の色域での表示が困難である。

また、表示映像の明るさやコントラストを調整する機能を有する表示装置は存在するが、入力信号がガンマ特性が含まれた信号（例えばＹ色差信号やＲＧＢ信号）の場合、調整後も所望の映像を表示できないおそれがある。

そこで第２の実施形態では、第１マッピングデータ調整部１０４および第２マッピングデータ調整部１０６が設けられている。第１マッピングデータ調整部１０４および第２マッピングデータ調整部１０６は、マッピングデータを調整するための調整データを画質データとして取得し、取得した調整データを利用して第１の画像データを調整することにより第２の画像データを補正する。第１マッピングデータ調整部１０４および第２マッピングデータ調整部１０６の各々は、マッピングデータを調整するための調整用ルックアップテーブルを有し、調整データを利用して調整用ルックアップテーブルの値を書き換えることにより、または調整データに基づいたオフセット値を調整用ルックアップテーブルに入力するマッピングデータに与えることにより、マッピングデータを調整する

具体的には、第１マッピングデータ調整部１０４は、上記調整用ルックアップテーブルとして利用される１Ｄ−ＬＵＴを有し、第１補正部４０から入力されたマッピングデータをこの１Ｄ−ＬＵＴを用いて調整し出力する。第１マッピングデータ調整部１０４は、１Ｄ−ＬＵＴを用いることにより、グレースケールでの調整を行うことができる。

第２マッピングデータ調整部１０６は、上記調整用ルックアップテーブルとして利用される３Ｄ−ＬＵＴを有し、第１マッピングデータ調整部１０４から入力されたマッピングデータをこの３Ｄ−ＬＵＴを用いて調整し出力する。第２マッピングデータ調整部１０６は、３Ｄ−ＬＵＴを用いることにより、様々な色の調整を行うことができる。こうして第１マッピングデータ調整部１０４および第２マッピングデータ調整部１０６で調整されたマッピングデータは、第１色空間変換部４２に出力される。

このように第１マッピングデータ調整部１０４および第２マッピングデータ調整部１０６を設けることにより、ログ（Ｌｏｇ）値への変換やリニアコーディングなどを施され様々なガンマ特性を有する入力信号や、ｓＲＧＢ（standard RGB）、Ａｄｏｂｅ（登録商標）ＲＧＢなどの様々な色域特性を有する入力信号を、ＰＣ（Personal Computer）など別のシステムを用いることなく色域拡張、圧縮、または色域変換などを施して別のフォーマットに変換することが可能となる。また、オリジナルの画像データの色域が予め判明している信号に対しては、色域拡張や色域縮小、色域変換が可能となる。さらに希望する明度やコントラストに容易に調整することが可能となる。

なお、第１マッピングデータ調整部１０４と第２マッピングデータ調整部１０６とが逆に配置されていてもよい。具体的には、第２マッピングデータ調整部１０６は、第１補正部４０から入力されたマッピングデータを調整し、第１マッピングデータ調整部１０４は、第２マッピングデータ調整部１０６から入力されたマッピングデータを調整してもよい。このように第１マッピングデータ調整部１０４と第２マッピングデータ調整部１０６とを配置した場合においても、グレースケールや様々な色の調整をマッピングデータに対し適切に施すことができる。

図８は、第２の実施形態に係る色変換装置１００の信号処理の手順を示すフローチャートである。以下、このフローチャートにしたがって、例えばＤＶＤ（Digital Versatile Disc）やブルーレイ（登録商標）ディスク（Blu-ray Disc）などの記録媒体から読み出したＲＧＢ信号による映像を、フィルムを用いて実際の映画館で上映されている映画のような映像に補正および変換する場合（以下、「フィルム映像化」という）を例示しながら説明する。

第１補正部４０は、ＩＰ変換装置１４から入力された入力信号を規定した色空間フォーマットに対応したマッピング信号に変換する（Ｓ１００）。上記のフィルム映像化の例では、第１補正部４０は、この工程で記録媒体から読み出された入力ＲＧＢ信号をログ（Ｌｏｇ）値に変換する。

調整データ生成部１０３が生成する調整データには、１Ｄ−ＬＵＴの入出力特性が含まれ、第１マッピングデータ調整部１０４は、この入出力特性を取得する。入力信号が規定した色空間フォーマットに対応したマッピング信号に変換されると、第１マッピングデータ調整部１０４は、取得した入出力特性を実現するよう１Ｄ−ＬＵＴを書き換える。こうして第１マッピングデータ調整部１０４は、第１補正部４０から入力されたマッピング信号を調整する（Ｓ１０２）。上記のフィルム映像化の例では、第１マッピングデータ調整部１０４は、この工程でＬｏｇ値を最適なフィルム濃度値に変換および調整する。なお第１マッピングデータ調整部１０４は、取得した入出力特性を実現するよう、１Ｄ−ＬＵＴに入力するマッピングデータにオフセット値を与えてもよい。

第１マッピングデータ調整部１０４によって調整されたマッピング信号は、第２マッピングデータ調整部１０６に出力される。調整データ生成部１０３が生成する調整データには、３Ｄ−ＬＵＴを書き換えるための色情報が含まれている。第２マッピングデータ調整部１０６は、取得した色情報を用いて３Ｄ−ＬＵＴを書き換え、マッピング信号をさらに調整する（Ｓ１０４）。上記のフィルム映像化の例では、第２マッピングデータ調整部１０６は、この工程で、入力信号の色域をフィルムの色域に対応したフィルム濃度値に変換し調整する。なお第２マッピングデータ調整部１０６は、取得した色情報を実現するよう、３Ｄ−ＬＵＴに入力するマッピングデータにオフセット値を与えてもよい。

マッピング信号が調整されると、第１色空間変換部４２は、入力マッピング信号を、機器独立色空間であるＸＹＺ表色系に変換し、規定した色空間内の色に変換する（Ｓ１０６）。上記のフィルム映像化の例では、第１色空間変換部４２は、この工程でフィルム濃度値をフィルム色空間内の濃度に対応した色に変換する。

次に第３補正部４８は、機器独立色空間上で色温度変換やスクリーン補正などの視聴環境補正を実行する（Ｓ１０８）。上記のフィルム映像化の例では、第３補正部４８は、この工程で基準映写ランプを用いた色空間からシミュレーションする映写ランプの色空間に変換する。機器依存色変換部５２は、実際に映像を表示する表示装置２０の色空間に変換するため、機器独立色空間であるＸＹＺ表色系から機器依存色空間であるリニアＲＧＢ表色系に変換する（Ｓ１１０）。最後に逆ガンマ補正部５４は、リニアＲＧＢデータを表示パネルの入出力特性に一致させる逆ガンマ補正を実行する（Ｓ１１２）。上記のフィルム映像化の例では、逆ガンマ補正部５４は、この工程で、映像を表示すべき表示装置２０の入出力特性を用いて出力がガンマ１．０（リニア）になるように逆ガンマ補正を実行する。

こうして、リニアＲＧＢ信号は、Ｒ’Ｇ’Ｂ’表色系によって表現されるＲ’Ｇ’Ｂ’信号に変換され、表示装置２０を駆動するパネル駆動装置１８へ出力される。パネル駆動装置１８は、入力されたＲ’Ｇ’Ｂ’信号を用いて表示装置２０を駆動し、映像を表示出力する。上記のフィルム映像化の例では、第２の実施形態に係る色変換装置１００を用いることにより、記録媒体に格納された画像データを表示装置２０に表示する場合においても、フィルムによって実際の映画館で上映されているような臨場感のある映像を表示することが可能となる。

なお、色変換装置１００がこのようなフィルム映像化以外の用途に用いることができることは勿論であり、例えば、上述のようにポストプロダクションにおいて、オリジナルの画像データを、ＨＤＴＶや、ＮＴＳＣ、Ａｄｏｂｅ（登録商標）ＲＧＢなどの規格においても適切に表示することが可能となる。以下、このような用途での色変換装置１００による画像データの変換を「ポストプロダクション変換」という。

記憶部４５には、第３補正部４８において用いられる、上述のフィルム映像化を実現するためのマトリックスと、上述のポストプロダクション変換用のマトリックスなど、複数のマトリックスが予め格納されている。ユーザは、マウスなどの入力装置を用いて、これら複数のマトリックスのいずれかを選択することが可能となっている。第３補正部４８は、ユーザによる選択入力を取得し、選択されたマトリックスを用いて変換を実行する。これにより、色変換装置１００を様々な用途に容易に用いることが可能となる。

また、色変換装置１６は、リアルタイム補正を実行するためのリアルタイム補正部（図示せず）を有していてもよい。この場合、リアルタイム補正部は、第１補正部４０に入力される入力信号を解析し、解析結果を例えば１６ステップのヒストグラムで表す。リアルタイム補正部は、ヒストグラムの分布態様で表された入力信号の解析結果と複数のオフセット値とが対応付けられたテーブルを保持しており、このテーブルから解析結果に基づいたオフセット値を取得する。このオフセット値は、ＲＧＢの各々のオフセット値が定められている。リアルタイム補正部は、第１マッピングデータ調整部１０４の１Ｄ−ＬＵＴに入力されるＲＧＢ信号のＲＧＢの各々の値にこのオフセット値を加える。このようにリアルタイム補正部を設けることにより、入力される画像データに応じて適切なリアルタイム補正を実現することができる。

なお、リアルタイム補正部は、入力信号の解析結果と複数のオフセット値とが対応付けられた演算式を保持しており、この演算式を用いて解析結果に基づいたオフセット値を算出してもよい。また、リアルタイム補正部は、入力信号の解析結果と複数の書き換え値とが対応付けられたテーブルを保持しており、このテーブルから解析結果に基づいた書き換え値を取得する。リアルタイム補正部は、取得した書き換え値で第１マッピングデータ調整部１０４の１Ｄ−ＬＵＴを書き換える。テーブルに代えて演算式が用いられてもよいのは上述と同様である。このように１Ｄ−ＬＵＴを書き換えることによっても、リアルタイム補正を実現することができる。

（第３の実施形態）
図９は、第３の実施形態に係る画像表示システム１５０の構成を模式的に示すブロック図である。以下、上述の実施形態と同様の個所は同一の符号を付して説明を省略する。

画像表示システム１５０は、入力ソース１２、ＩＰ変換装置１４、色変換システム１５２、パネル駆動装置１６０、および表示装置１６２を有する。表示装置１６２は、複数の個別表示装置（図示せず）を並べて大画面としたいわゆるマルチ画面であり、パネル駆動装置１６０は、この複数の個別表示装置を同時に駆動して表示装置２０に画像を表示させる。例えば表示装置１６２は、一つの大画面を構成するよう個別表示装置が縦２列横２列や縦３列横３列などに並べられるなどして構成される。

色変換システム１５２は、画像分割装置１５４、画像合成装置１５６、および複数の色変換装置１６を有する。なお、以下の説明において、色変換装置１６に代えて第２の実施形態に係る色変換装置１００が用いられてもよい。

複数の色変換装置１６の各々は、表示装置１６２に含まれる複数の個別表示装置にそれぞれ対応して設けられる。複数の色変換装置１６の各々は、機器依存色変換部５２において、対応する個別表示装置の特性（色温度、色域など）に応じたマトリックスを保持し、または逆ガンマ補正部５４において、対応する個別表示装置の特性（ガンマなど）に応じた１Ｄ−ＬＵＴを保持している。

このように色変換装置１６を個別表示装置に対応して複数設けることによって、画像データに対し個別表示装置の特性に応じた補正を施すことができ、例えば複数の個別表示装置の各々の特性の違いに起因する表示色の違いを抑制し、表示装置１６２全体で均一な画像を表示することが可能となる。また、このように入力信号を多チャンネルに分割してマルチ画面で表示させる場合、それぞれの表示装置で出画特性を高精度で合わせるためにカラーマネジメントシステムをチャンネル分構築する必要性がなくなるため、画像表示システム１５０の構成を簡素にすることができる。

なお、パネル駆動装置は、複数の個別表示装置の各々に対応して複数設けられてもよい。このとき、画像合成装置１５６が削除され、複数の色変換装置１６の各々から複数のパネル駆動装置の各々に画像データが直接出力されてもよい。

また、色変換装置１６が複数設けられていなくてもよく、単一の色変換装置１６に複数の第２色空間変換部５０が設けられていてもよい。複数の第２色空間変換部５０の各々は、機器依存色変換部５２において、対応する個別表示装置の特性（色温度、色域など）に応じたマトリックスを保持し、または逆ガンマ補正部５４において、対応する個別表示装置の特性（ガンマなど）に応じた１Ｄ−ＬＵＴを保持していてもよい。このように第２色空間変換部５０のみを複数設けた場合においても、このようなマルチ画面における表示処理を適切に実行することができる。なお、この場合は画像分割装置１５４は単一の第３補正部４８と複数の第２色空間変換部５０との間に配置される。

さらに、例えば、デジタルまたはアナログのテレビジョン放送信号を受信する複数の放送受信部が搭載されたテレビジョン放送表示装置に、色変換システムが設けられてもよい。このとき、表示装置１６２は単一の画面で構成されていてもよい。チューナを含むこのような放送受信部の構成は公知であるため説明を省略する。このテレビジョン放送表示装置では、例えば複数の放送受信部が受信した映像を単一の画面に同時に表示させる、いわゆる複数画面同時表示機能が搭載されている。このとき複数の放送受信部の各々は、入力ソース１２として機能するため、複数の放送受信部の各々に対応するようＩＰ変換装置１４も複数設けられる。複数の色変換装置１６の各々は、この入力ソース１２（放送受信部）とＩＰ変換装置１４との複数の組合せの各々に対応して設けられる。このとき画像分割装置１５４が削除され、複数のＩＰ変換装置１４の各々から複数の色変換装置１６の各々に画像データが直接入力される。

どの映像にどのような補正を施すかの補正要求をユーザがリモコンなどを用いて入力可能とされていてもよい。この場合、複数の色変換装置１６の各々は、ユーザに入力された補正要求を取得し、映像に応じた補正を施しながら色空間を変換する。これにより、複数画面同時表示機能を用いて複数の放送受信部が受信した複数の映像を単一の画面に同時に表示させるときに、例えばその中の一つが映画であり上記のフィルム映像化処理をその映像にのみ施すことなどが可能となる。なお、複数の入力ソース１２は、複数の放送受信部に限定されないことは勿論であり、例えば記録媒体に記録された映画の画像データを取得する記録媒体読取部と、放送受信部との組み合わせが複数の入力ソース１２として機能してもよく、複数の記録媒体読取部が入力ソース１２として機能してもよい。

なお、この場合も色変換装置１６が複数設けられていなくてもよく、単一の色変換装置において、初期補正部１０２、第１色空間変換部４２、および第３補正部４８の組み合わせが、複数の入力ソース１２の各々にそれぞれが対応するよう複数設けられていてもよい。これにより、第２色空間変換部５０を単一にすることが可能となる。なお、この場合、画像合成装置１５６は複数の第３補正部４８と単一の第２色空間変換部５０との間に配置される。

本発明は上述の各実施形態に限定されるものではなく、各実施形態の各要素を適宜組み合わせたものも、本発明の実施形態として有効である。また、当業者の知識に基づいて各種の設計変更等の変形を各実施形態に対して加えることも可能であり、そのような変形が加えられた実施形態も本発明の範囲に含まれうる。以下、そうした例をあげる。

表示装置２０に代えて、プリンタや印刷装置などの画像形成装置が設けられてもよい。第２色空間変換部５０は、第１色空間変換部４２および第３補正部４８を介して受信したＸＹＺ信号を、ＣＭＹＫ表色系によって表現されるＣＭＹＫ信号に変換してもよい。これにより、プリンタや印刷装置などにおいても、装置間における出力画像の画質の差を抑制することができる。

第１色空間変換部４２は、ＲＧＢ信号を、ＣＩＥＬＡＢ表色系によって表現されるＬ＊ａ＊ｂ＊信号に変換してもよい。第２補正部４４および第３補正部４８は、補正後の表現形式が絶対色空間であるＣＩＥＬＡＢ表色系となるようＬ＊ａ＊ｂ＊信号を補正してもよい。このように入出力機器や視聴環境に影響されない絶対色空間で表現される状態で画像データを補正することにより、表示装置間での画質の差を抑制することができる。

１０画像表示システム、１２入力ソース、１４ＩＰ変換装置、１６色変換装置、１８パネル駆動装置、２０表示装置、４０第１補正部、４２第１色空間変換部、４４第２補正部、４６インターフェース部、４８第３補正部、５０第２色空間変換部、５２機器依存色変換部、５４逆ガンマ補正部。

Claims

第１の表色系において表現される第１の画像データを、第１の表色系とは異なる第２の表色系において表現される第２の画像データに変換する色空間変換部と、
画質補正要求を取得し、当該画質補正要求にしたがって第２の画像データを補正する補正部と、
を備え、
前記補正部は、前記画質補正要求として出力画像の色の見え方を規定する画質データを取得し、取得した画質データを利用して第２の画像データを補正することを特徴とする色変換装置。
前記色空間変換部は、第１の表色系と第２の表色系との対応関係が定められた多次元ルックアップテーブルを用いて第１の画像データを第２の画像データに変換し、
前記補正部は、前記多次元ルックアップテーブルの書き換えに用いる色空間規定データを前記画質データとして取得し、取得した色空間規定データを利用して前記多次元ルックアップテーブルの少なくとも一部を書き換えることにより、第２の画像データを補正することを特徴とする請求項１に記載の色変換装置。
前記補正部は、前記多次元ルックアップテーブルにおける補正領域および補正量を色空間規定データとして取得し、取得した補正領域において前記多次元ルックアップテーブルの値を取得した補正量で書き換えることを特徴とする請求項２に記載の色変換装置。
前記補正部は、画像を出力する出力装置に対応する対応データを前記画質データとして取得し、取得した対応データを用いて第２の画像データを補正することを特徴とする請求項１に記載の色変換装置。
第２の表色系は、絶対色空間の表色系であることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の色変換装置。
第１の表色系において表現される画像データを、第１の表色系と第２の表色系との対応関係が定められた多次元ルックアップテーブルでの座標を表すマッピングデータに変換して前記色空間変換部に入力するための第１の画像データを生成する色空間マッピング部をさらに備え、
前記色空間変換部は、前記多次元ルックアップテーブルを用いて第１の画像データを第２の画像データに変換するよう設けられ、
前記補正部は、前記マッピングデータを調整するための調整データを前記画質データとして取得し、取得した調整データを利用して第１の画像データを調整することにより第２の画像データを補正することを特徴とする請求項１に記載の色変換装置。
前記補正部は、前記マッピングデータを調整する調整用ルックアップテーブルを含み、前記調整データを利用して前記調整用ルックアップテーブルの値を書き換えることにより、または前記調整データに基づいたオフセット値を前記調整用ルックアップテーブルに入力するマッピングデータに与えることにより、第１の画像データを調整することを特徴とする請求項６に記載の色変換装置。
第１の表色系において表現される第１の画像データを、第１の表色系とは異なる第２の表色系において表現される第２の画像データに変換する色空間変換部と、画質補正要求を取得し、当該画質補正要求にしたがって第２の画像データを補正する補正部と、をそれぞれが有する複数の色変換装置と、
前記複数の色変換装置から出力される複数の第２の画像データを用いて表示装置に画像を表示させるパネル駆動装置と、
を備え、
前記補正部は、前記画質補正要求として出力画像の色の見え方を規定する画質データを取得し、取得した画質データを利用して第２の画像データを補正することを特徴とする画像表示システム。
第１の表色系において表現される第１の画像データを、第１の表色系とは異なる第２の表色系において表現される第２の画像データに変換するステップと、
画質補正要求として出力画像の色の見え方を規定する画質データを取得するステップと、
取得した画質データを利用して第２の画像データを補正するステップと、
を備えることを特徴とする色変換方法。