JP3641402B2 - 色補正回路及び色補正方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、色補正回路及び色補正方法に関し、特に色の彩度を補正する色補正回路及び色補正方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
表示装置と表示する映像信号の色温度が異なる場合、映像信号の持っている本来の色と異なって表示されてしまう。例えば、光源のバックライトや表示用液晶パネルの白色温度を６５００°に設定してある液晶ディスプレイ装置に、白色温度が９３００°のＮＴＳＣ信号を表示する場合には、ＮＴＳＣ信号本来の色と異なって表示されてしまう。
【０００３】
液晶ディスプレイ装置はＣＲＴディスプレイ装置に比べ、色再現範囲が狭いために、ＮＴＳＣ信号などのビデオ信号を表示する場合も、信号本来の色と異なってしまう。
【０００４】
また、表示装置（例えばＣＲＴディスプレイ，液晶ディスプレイ等）での、見た目の白の輝き感を増すために、信号（例えばＮＴＳＣ信号，ＨＤＴＶ信号等）の本来の色温度以上に、表示の色温度を設定する場合、例えば白色温度が９３００°のＮＴＳＣ信号を、ＣＲＴディスプレイの発色の色温度を１１５００°で表示する場合、ＮＴＳＣ信号本来の色と異なってしまう。
【０００５】
この問題を解決するために、従来は、表示装置と表示する信号の色温度が異なる場合は、白黒信号（色成分が無い状態の信号）時に、表示装置又は入力信号を処理する装置（例えばＮＴＳＣ信号のデコーダ等）の三原色信号を増幅する増幅器のそれぞれの増幅度の大きさを変えて、表示上の色温度（ホワイトバランス）を信号本来の色温度にしている。色成分のある信号の表示に関しては、入力信号を処理する装置で、色成分の色合いや色の濃さを変えることにより色の表示を調整している。
【０００６】
また、見た目の白の輝き感を増すために、色温度を変えているような場合は、信号を処理する装置（例えばＮＴＳＣ信号のデコーダ等）で搬送色信号から、色信号を復調するための復調角や色合い，色の濃さを変える方法が採られている。
【０００７】
このように従来例の色補正回路は、三原色信号を増幅する増幅器のそれぞれの増幅度の大きさを変えて色温度を合わせて、色成分のある信号は入力信号側で色成分の色合いや色の濃さを変えるものであった。
【０００８】
尚、従来例として、無彩色データでは色補正前後のデータを変化させず、色補正前後で輝度を変化させずに色補正係数をｍ×ｎのマトリクス係数に用いて高速算出する特開平１１−１７９７４号公報と、医用の内視鏡用の映像信号処理装置として、輝度変化の少ない色補正を行うことを記載する特開平１０−３１３４６５号公報、と、Ｒ，Ｇ，Ｂ空間を立方体に分割して６個の４面体に分割してＹＭＣＫの色補正信号を生成する特開平５−３２８１１３号公報とが、それぞれ色補正について記載されているが、いずれも、色温度を考慮した色補正については、記載されていない。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来例の色補正回路は、次に列挙するような問題点があった。
【００１０】
すなわち、第１点として、白黒信号（色成分が無い状態の信号）時の色温度を変えて、色合いや色の濃さを変えても本来の色の再現ができない。色温度の設定値によって、ある特定の色の発色が悪くなる。すなわち、白黒信号（色成分が無い状態の信号）時の色温度の表示は正確にできるが、ある特定の色方向の色再現範囲が狭くなる。三原色の大きさを変えて色温度を変えるために、本来であれば三原色の大きさは、白黒信号時１：１：１になっているものを、あえてバランスを変えて色温度を変えている。三原色の中で強い信号（大きい信号），弱い信号（小さい信号）が生じるため、この弱い信号（小さい信号）が変化できる大きさは、狭められるために色再現範囲が狭められ発色が悪くなる。
【００１１】
第２点として、例えば液晶ディスプレイ装置は、白黒信号（色成分が無い状態の信号）時の色温度を、液晶パネルや入力信号によって変えることができても、光源であるバックライトの色温度を変えることができない。このためある特定の色の発色が悪くなる。
【００１２】
第３点として、液晶ディスプレイ装置等のコンピュータ用の表示装置では三原色信号の入力しか持たないため、色合いや色の濃さを変えることは難しい。色合いや色の濃さを変えるためには、三原色信号を別の空間信号に変換して行うなど複雑で大きな回路を必要とする。
【００１３】
［発明の目的］
したがって、色温度を変えた場合、白黒信号（色成分が無い状態の信号）の色温度の再現は正確にできるが、ある特定の色の彩度も変わってしまう。
【００１４】
本発明の目的は、三つの原色信号のまま、白黒信号（色成分が無い状態の信号）の色温度（ホワイトバランス）を崩すことなく、色合いの変化もない、ある特定の色のみの彩度（発色）だけを補正できる色補正回路、及び色補正方法を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記課題を解決するため、次の新規な特徴的構成手段を採用する。すなわち、本発明の第１の特徴は、三つの原色信号を入力して補正する色補正回路において、前記三つの入力された原色信号のうちの第１の原色信号以外の二つの原色信号の大小を判別する比較手段と、前記比較手段で前記二つの原色信号のうちの大きいと判断された第２の原色信号と前記第１の原色信号との差分信号を作る減算手段と、この差分信号が所定値以下のときに０となり、所定値を超えるときにその大小に応じた正の値となるように色補正係数を演算する色用演算手段と、前記比較手段で前記二つの原色信号のうちの小さいと判断された第３の原色信号を前記色補正係数に乗算することで色補正値を算出する色補正値算出手段と、前記色補正値算出手段からの色補正値を前記三つの入力された原色信号から個別に減算することで、前記第１の原色信号が前記第２及び第３の原色信号よりも大きく支配的な色のみに対し、該三つの原色信号を補正する色用補正手段とを有することを特徴とする色補正回路である。
【００１６】
本発明方法の第２の特徴は、前記色用演算手段は、固定値を減算できる減算手段と、減算結果を０以上の正の値にする手段と、外部から色補正の強さを制御できるようにする手段と、係数の最大値を１にする手段を有することを特徴とする色補正回路である。
【００１７】
本発明の第３の特徴は、前記色補正回路において、三つの入力された原色信号から輝度成分を抽出する抽出手段と、前記抽出手段の輝度成分および前記色補正値から輝度補正係数を演算する輝度用演算手段と、前記輝度用演算手段からの輝度補正係数を基に前記色用補正手段の三つの出力された原色信号を補正する輝度用補正手段とを更に有することを特徴とする色補正回路である。
【００１８】
本発明の第４の特徴は、三つの原色信号を入力して補正する色補正方法において、該三つの入力された原色信号のうちの第１の原色信号以外の二つの原色信号の大小を判別する比較工程と、前記比較工程で該二つの原色信号のうちの大きいと判断された第２の原色信号と前記第１の原色信号との差分信号を作る減算工程と、この差分信号が所定値以下のときに０となり、所定値を超えるときにその大小に応じた正の値となるように色補正係数を演算する色用演算手段と、前記比較工程で該二つの原色信号のうちの小さいと判断された第３の原色信号を前記色補正係数に乗算することで色補正値を算出する色補正値算出工程と、前記色補正値算出工程からの色補正値を前記三つの入力された原色信号から個別に減算することで、前記第１の原色信号が前記第２及び第３の原色信号よりも大きく支配的な色のみに対し、該三つの原色信号を補正する色用補正工程と、前記三つの入力された原色信号から輝度成分を抽出する抽出工程と、前記抽出工程の輝度成分および前記色補正値から輝度補正係数を演算する輝度用演算工程と、前記輝度用演算工程からの輝度補正係数を基に前記色用補正工程の三つの出力された原色信号を補正する輝度用補正工程とを有することを特徴とする色補正方法である。
【００１９】
［作用］
これらにより、白黒信号（色成分が無い状態の信号）は色補正係数が０になり、特定方向の色の補正時のみ色補正係数が生じる。したがって、白黒信号（色成分が無い状態の信号）の色温度（ホワイトバランス）を崩すことのない、色合いの変化もない、ある特定の色のみの彩度（発色）だけを補正して、ある特定の色方向の色再現範囲を広げることができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態につき、図面を用いて説明する。
【００２１】
［第１実施形態］
（１）構成の説明
本発明の第１実施形態による色補正回路について、詳細に説明する。
【００２２】
図１は第１実施形態の色補正回路及び色補正方法の構成図、図２は本実施形態の色補正係数演算部の構成図および動作特性図、図３は本実施形態の色補正回路及び色補正方法の動作概念図、である。
【００２３】
図１中、入力部１，２，３は、三原色信号であるＲ（レッド）信号，Ｇ（グリーン）信号，Ｂ（ブルー）信号がそれぞれ入力される。比較器４は、入力部２，３と接続され、２つの入力信号の比較の結果、２つの入力信号の大きい方をａ端子に、小さい方をｂ端子に出力する。減算器５は、入力部１と比較器４の大きい信号出力ａ端子に接続されている。入力部１の信号から比較器４の信号を減算して差分信号、例えば（入力部１−入力部２）を出力する。
【００２４】
色補正係数演算部７は、減算器５に接続されていて、外部から補正量制御信号６が入力される。色補正係数演算部７は、減算器５からの差分信号に減算処理，半波整流処理，制御量調整のため乗算処理，係数の基準化をして係数を出力する。乗算器８は、色補正係数演算部７と比較器４の小さい信号出力ｂ端子に接続され、比較器４の信号、例えば入力部３の信号に色補正係数演算部７の係数を乗算して、色補正値を出力する。減算器９，１０，１１は、乗算器８と入力部１，２，３に接続されていて、入力信号から乗算器８の色補正値を減算する。この減算した値を補正後の信号として出力部１２，１３，１４に、Ｒ’，Ｇ’，Ｂ’として出力する。
【００２５】
図２は本実施形態の色補正係数演算部７の構成図および動作特性図である。入力である減算器５からの差分信号は、減算器２１へ入力される。図２のｃ点の出力特性は入出力の０点を通る直線特性である。減算器２１は差分信号から動作させたくない範囲によって決められた固定値２０を減算する。減算結果は固定値２０だけ減算された結果として、図２のｄ点の特性となる。この減算結果は、半波整流２２に入力され、０以上の値にし、乗算器２３に出力する。乗算器２３の出力は、図２のｅ点として入力の固定値から立ち上がる特性となる。乗算器２３は、外部補正量制御信号６によって色補正の補正量を変えるための増幅度を制御することにより入力信号に外部補正量制御信号６を乗算したのと同等の値を得て、リミッタ２５に出力する。
【００２６】
係数基準化部２４中のリミッタ２５は、増幅された係数が想定される差分信号の最大値を越えないようにする。その後、乗算器２６に入力される。乗算器２６は、想定される差分信号の最大値の逆数２７を乗算し、色補正係数として出力する。この補正係数は、入力の最大値以下の特性として、図２のｆ点の出力特性のリミッタ２５で制限される１に制限された特性となる。
【００２７】
（２）動作の説明
本発明の第１実施形態による色補正回路の動作を、図面を用いて説明する。ここでは、入力部１に三原色信号の中のＲ（レッド）信号、入力部２にＧ（グリーン）信号、入力部３にＢ（ブルー）信号を入力するとする。これは、図示していないが、出力部１２，１３，１４の後段に表示部（例えば、ＬＣＤディスプレイ）があり、ここでの表示にて、Ｒ方向の色の再現が悪くなっている場合である。
【００２８】
図１において、まず、入力部２，３から入力されたＧ信号とＢ信号は、比較器４にて大小の比較をされる。ここではＧ信号はＢ信号より大きいとする（Ｇ信号＞Ｂ信号）。比較器４にて比較された結果、Ｇ信号は比較器４のａ端子を通して減算器５に出力する。また、Ｂ信号はｂ端子を通して乗算器８に出力する。減算器５は、入力部１から入力されたＲ信号から比較器４で大きいと判断されたＧ信号を減算し、差分信号を算出する（差分信号＝Ｒ信号−Ｇ信号）。この差分信号は、色補正係数演算部７に入力し、図２のｆ点の特性となる、０または正の値の色補正係数として出力される。この色補正係数は、乗算器８に送られ、比較器４で小さいと判断されたＢ信号に掛け合わせられ、補正値を算出する（補正値＝色補正係数×Ｂ信号）。
【００２９】
この補正値を、減算器９，１０，１１にて、入力部１，２，３から入力された信号Ｒ，Ｇ，Ｂ信号から減算することにより、補正後の信号Ｒ′，Ｇ′，Ｂ′信号を算出し、出力部１２，１３，１４へ出力する。
【００３０】
従って、この場合のそれぞれの出力は、
Ｒ′信号＝Ｒ信号−補正値，
Ｇ′信号＝Ｇ信号−補正値，
Ｂ′信号＝Ｂ信号−補正値
となる。
【００３１】
ここで、色補正係数演算部７から出力される色補正係数は、１以下の値であり、Ｒ信号＞Ｇ信号でないと、０の値になる。Ｇ信号＞Ｂ信号のため、補正値が発生する場合は、Ｂ信号が最小値である。補正値は、最小値の信号に１以下の色補正係数を掛けた値であるため、この値を減算した結果は必ず正の値になるので、信号として必要でない負の値にはならない。また、Ｒ信号＞Ｇ信号＞Ｂ信号の関係にあるため、同じ値である補正値を各Ｒ，Ｇ，Ｂ信号から減算する事は、一番大きい信号であるＲ信号は、Ｇ，Ｂ信号に比べて減算される割合が低い。これにより、Ｒ信号のＧ，Ｂ信号に対する割合が高くなり、彩度が補正できる。また、Ｒ，Ｇ，Ｂ信号の値から、ＣＩＥ色度図上の座標を求め、白の座標との角度を求めると、補正前後で変わらない事が分かる。これは、色合いが変化していないことである。
【００３２】
図３は本実施形態の色補正回路及び色補正方法の動作概念図である。グラフは、ＣＩＥ色度図を表している。本実施形態の動作により、Ｘ点のような座標を持つ信号は、白の座標とＸ点の座標を結んだ線の延長線上にあるＹ点に補正できる。これは、色合いが変化せずに彩度のみが補正できることである。
【００３３】
図２は本実施形態の色補正係数演算部７の構成図および動作特性図である。前記色補正係数演算部７の動作を説明する。前記色補正係数演算部７の入力信号である減算器５からの差分信号は、減算器２１へ入力される。減算器２１は差分信号から、あらかじめ動作させたくない範囲によって設定してある固定値２０を減算し、ｄ点のような特性になる（差分信号−固定値）。
【００３４】
この固定値２０を減算するという動作によって、係数が０以下になる範囲、すなわち動作しない範囲ができる。Ｒ信号≦Ｇ信号の時や、Ｒ，Ｇ信号の差が少ない時、白黒信号や彩度の少ない時、差分信号は０以下の値になる。減算結果は、半波整流２２に入力され、半波整流のために正の値はそのまま出力するが、負の値はすべて０の値になり乗算器２３に出力する（ｅ点の特性）。
【００３５】
これにより、Ｒ信号＜Ｇ信号の時は動作しなくなる。乗算器２３は、外部補正量制御信号６によって、補正量を変えるため増幅して、リミッタ２５に出力する。リミッタ２５は、増幅された係数が、想定される差分信号の最大値を越えないようにする。想定される差分信号は、本発明を含む全システムを考えたときに決まる定数（差分信号の最大値＝Ｒ信号の最大値−Ｇ信号の最小値）である。
【００３６】
例えば、入力部１，２，３がコンピュータ装置の入力端子になっているような場合は、Ｒ信号の最大値は、０．７Ｖであり、Ｇ信号の最小値は０Ｖであり、差分信号の最大値は０．７Ｖと、必然的に決まってくる。従って、最大値の逆数では、１／０．７Ｖ＝１．４３となる。その後、乗算器２６に入力される。乗算器２６は、想定される差分信号の最大値の逆数２７を乗算し、色補正係数として出力する。差分信号の最大値の時に、色補正係数が１になるように基準化する。色補正係数は、０以上１以下の値になり、差分信号によって値は変わる（ｆ点の特性）。
【００３７】
差分の大きい時（Ｒ信号の影響が強い時）は強く、小さい時（Ｒ信号の影響が弱い時）は弱く補正ができるので、補正による違和感は出ない。このように、Ｒ信号＞Ｇ信号以外では色補正係数は０になり、補正動作は行われない。すなわち、Ｒ信号の影響が他の信号に比べ大きい時しか動作しないので、Ｒ方向への補正のみが行える。また、白黒信号や彩度の少ない時も動作しないので、白黒信号の色温度（ホワイトバランス）を崩すことはない。
【００３８】
図３のＣＩＥ特性としてみると、Ｒ方向への補正のみが行えることから、Ｘ点であった色がＲの方向に移動して、本色補正回路によって、色合いを変化させずに補正できることを示している。
【００３９】
また、上記実施形態では、Ｒ方向の色の再現が悪くなっている場合について説明したが、Ｇ，Ｂ方向の色の再現についても、図１に示した色補正回路の入力信号において、補正したい色信号を入力端子１に、他の色信号を入力部２，３に入力することによって、色再現の悪い色に対して、それぞれ補正することができる。入力部１，２，３の前段に切り替えスイッチを付けて補正したい信号を任意に選択できるようにすることもできる。また、特定の色信号を強調したい場合についても、他の色相に影響を与えず、その色信号のみを強調することができる。
【００４０】
［第２実施形態］
（１）構成の説明
次に、本発明の第２実施形態を、図面を用いて説明する。図４は、第２実施形態の色補正回路及び色補正方法の構成図である。
【００４１】
尚、第２実施形態の説明にあたって、図４中、図１に示した第１実施形態と同様な部分については同一符号で示し、説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。色の補正に関しては、同様である。
【００４２】
図４中、図１との相違点を主に説明すると、輝度成分抽出部１５は、入力部１，２，３と接続され、三原色の信号（Ｒ，Ｇ，Ｂ信号）からある特定の式で算出した輝度成分を抽出する。輝度補正係数演算部１６は、輝度成分抽出部１５と色補正値算出のための乗算器８の出力に接続され、輝度成分と色補正値から輝度補正係数を算出する。乗算器１７，１８，１９は、輝度補正係数演算部１６と色補正用の減算器９，１０，１１に接続され、色補正後の三原色信号に輝度補正係数を乗算し、出力部１２（Ｒ’），１３（Ｇ’），１４（Ｂ’）に出力する。
【００４３】
（２）動作の説明
本発明の第２実施形態の動作を図面を用いて説明する。入力部１，２，３から入力されたＲ，Ｇ，Ｂ信号は、輝度成分抽出部１５で、輝度成分を抽出する。輝度成分は、「輝度成分＝０．３０×Ｒ信号＋０．５９×Ｇ信号＋０．１１×Ｂ信号」の式に基づいて、輝度成分を抽出する。輝度成分は、輝度補正係数演算部１６に入力され、輝度成分と色補正値により輝度補正係数を算出する。輝度補正係数は、「輝度補正係数＝輝度成分÷（輝度成分−色補正値）」の式に基づいて輝度補正係数を算出する。輝度補正係数により、乗算器１７，１８，１９は色補正用の減算器９，１０，１１からの信号を補正する。
【００４４】
これにより、色補正による輝度の低下も補正できる。Ｒ，Ｇ，Ｂ信号共に同じ値の色補正値を減算しているため、輝度成分の式から輝度成分の変化は、色補正値になる。したがって、この色補正値分を補正すれば輝度は入力信号と同じ輝度になり、色補正による輝度の低下も補正できる。
【００４５】
このように、本発明では、三つの原色信号のまま、白黒信号（色成分が無い状態の信号）の色温度（ホワイトバランス）を崩すことなく、色合いの変化もなく、ある特定の色のみの彩度だけを補正できるものである。
【００４６】
尚、以上の第１実施形態，第２実施形態では、Ｒ信号方向の補正を説明したが、これに限られることはなく、入力部へ入力する三原色の信号を入れ替えれは、他の色の方向にも補正できる。
【００４７】
また本発明は、アナログ回路，デジタル回路のどちらの回路としても良い。
【００４８】
【発明の効果】
以上説明した通り、本発明の色補正回路、及び色補正方法を採用することにより、第１点として、色補正係数は０以上１以下の値になり、ある特定の色方向以外では０になる。白黒信号（色成分が無い状態の信号）時にも色補正係数は０になる。また、共通の補正値を減算するという動作により色合いの変化もない。これらにより、白黒信号（色成分が無い状態の信号）の色温度（ホワイトバランス）を崩すことなく、色合いの変化もなく、ある特定の色のみの彩度だけを補正することが可能になる。
【００４９】
第２点として、三つの原色信号のまま補正処理ができるので、他の色空間に変換して処理を行うような複雑なことはしない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態を示す色補正回路及び色補正方法の構成図である。
【図２】本発明の第１実施形態を示す色補正係数演算部の構成図である。
【図３】本発明の第１実施形態を示す色補正回路及び色補正方法の動作概念図である。
【図４】本発明の第２実施形態を示す色補正回路及び色補正方法の構成図である。
【符号の説明】
１，２，３ 入力部
４ 比較器
５ 減算器
６ 補正量制御信号
７ 色補正係数演算部
８ 乗算器
９，１０，１１ 減算器
１２，１３，１４ 出力部
１５ 輝度成分抽出部
１６ 輝度補正係数演算部
１７，１８，１９ 乗算器
２０ 固定値
２１ 減算器
２２ 半波整流
２３ 乗算器
２４ 係数基準化部
２５ リミッタ
２６ 乗算器
２７ 差分信号の最大値の逆数
Ｒ，Ｇ，Ｂ 入力信号
Ｒ′，Ｇ′，Ｂ′ 出力信号
ａ，ｂ 比較器４の出力端子
Ｘ 補正前の色座標点
Ｙ 補正後の色座標点
【発明の属する技術分野】
この発明は、色補正回路及び色補正方法に関し、特に色の彩度を補正する色補正回路及び色補正方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
表示装置と表示する映像信号の色温度が異なる場合、映像信号の持っている本来の色と異なって表示されてしまう。例えば、光源のバックライトや表示用液晶パネルの白色温度を６５００°に設定してある液晶ディスプレイ装置に、白色温度が９３００°のＮＴＳＣ信号を表示する場合には、ＮＴＳＣ信号本来の色と異なって表示されてしまう。
【０００３】
液晶ディスプレイ装置はＣＲＴディスプレイ装置に比べ、色再現範囲が狭いために、ＮＴＳＣ信号などのビデオ信号を表示する場合も、信号本来の色と異なってしまう。
【０００４】
また、表示装置（例えばＣＲＴディスプレイ，液晶ディスプレイ等）での、見た目の白の輝き感を増すために、信号（例えばＮＴＳＣ信号，ＨＤＴＶ信号等）の本来の色温度以上に、表示の色温度を設定する場合、例えば白色温度が９３００°のＮＴＳＣ信号を、ＣＲＴディスプレイの発色の色温度を１１５００°で表示する場合、ＮＴＳＣ信号本来の色と異なってしまう。
【０００５】
この問題を解決するために、従来は、表示装置と表示する信号の色温度が異なる場合は、白黒信号（色成分が無い状態の信号）時に、表示装置又は入力信号を処理する装置（例えばＮＴＳＣ信号のデコーダ等）の三原色信号を増幅する増幅器のそれぞれの増幅度の大きさを変えて、表示上の色温度（ホワイトバランス）を信号本来の色温度にしている。色成分のある信号の表示に関しては、入力信号を処理する装置で、色成分の色合いや色の濃さを変えることにより色の表示を調整している。
【０００６】
また、見た目の白の輝き感を増すために、色温度を変えているような場合は、信号を処理する装置（例えばＮＴＳＣ信号のデコーダ等）で搬送色信号から、色信号を復調するための復調角や色合い，色の濃さを変える方法が採られている。
【０００７】
このように従来例の色補正回路は、三原色信号を増幅する増幅器のそれぞれの増幅度の大きさを変えて色温度を合わせて、色成分のある信号は入力信号側で色成分の色合いや色の濃さを変えるものであった。
【０００８】
尚、従来例として、無彩色データでは色補正前後のデータを変化させず、色補正前後で輝度を変化させずに色補正係数をｍ×ｎのマトリクス係数に用いて高速算出する特開平１１−１７９７４号公報と、医用の内視鏡用の映像信号処理装置として、輝度変化の少ない色補正を行うことを記載する特開平１０−３１３４６５号公報、と、Ｒ，Ｇ，Ｂ空間を立方体に分割して６個の４面体に分割してＹＭＣＫの色補正信号を生成する特開平５−３２８１１３号公報とが、それぞれ色補正について記載されているが、いずれも、色温度を考慮した色補正については、記載されていない。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来例の色補正回路は、次に列挙するような問題点があった。
【００１０】
すなわち、第１点として、白黒信号（色成分が無い状態の信号）時の色温度を変えて、色合いや色の濃さを変えても本来の色の再現ができない。色温度の設定値によって、ある特定の色の発色が悪くなる。すなわち、白黒信号（色成分が無い状態の信号）時の色温度の表示は正確にできるが、ある特定の色方向の色再現範囲が狭くなる。三原色の大きさを変えて色温度を変えるために、本来であれば三原色の大きさは、白黒信号時１：１：１になっているものを、あえてバランスを変えて色温度を変えている。三原色の中で強い信号（大きい信号），弱い信号（小さい信号）が生じるため、この弱い信号（小さい信号）が変化できる大きさは、狭められるために色再現範囲が狭められ発色が悪くなる。
【００１１】
第２点として、例えば液晶ディスプレイ装置は、白黒信号（色成分が無い状態の信号）時の色温度を、液晶パネルや入力信号によって変えることができても、光源であるバックライトの色温度を変えることができない。このためある特定の色の発色が悪くなる。
【００１２】
第３点として、液晶ディスプレイ装置等のコンピュータ用の表示装置では三原色信号の入力しか持たないため、色合いや色の濃さを変えることは難しい。色合いや色の濃さを変えるためには、三原色信号を別の空間信号に変換して行うなど複雑で大きな回路を必要とする。
【００１３】
［発明の目的］
したがって、色温度を変えた場合、白黒信号（色成分が無い状態の信号）の色温度の再現は正確にできるが、ある特定の色の彩度も変わってしまう。
【００１４】
本発明の目的は、三つの原色信号のまま、白黒信号（色成分が無い状態の信号）の色温度（ホワイトバランス）を崩すことなく、色合いの変化もない、ある特定の色のみの彩度（発色）だけを補正できる色補正回路、及び色補正方法を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記課題を解決するため、次の新規な特徴的構成手段を採用する。すなわち、本発明の第１の特徴は、三つの原色信号を入力して補正する色補正回路において、前記三つの入力された原色信号のうちの第１の原色信号以外の二つの原色信号の大小を判別する比較手段と、前記比較手段で前記二つの原色信号のうちの大きいと判断された第２の原色信号と前記第１の原色信号との差分信号を作る減算手段と、この差分信号が所定値以下のときに０となり、所定値を超えるときにその大小に応じた正の値となるように色補正係数を演算する色用演算手段と、前記比較手段で前記二つの原色信号のうちの小さいと判断された第３の原色信号を前記色補正係数に乗算することで色補正値を算出する色補正値算出手段と、前記色補正値算出手段からの色補正値を前記三つの入力された原色信号から個別に減算することで、前記第１の原色信号が前記第２及び第３の原色信号よりも大きく支配的な色のみに対し、該三つの原色信号を補正する色用補正手段とを有することを特徴とする色補正回路である。
【００１６】
本発明方法の第２の特徴は、前記色用演算手段は、固定値を減算できる減算手段と、減算結果を０以上の正の値にする手段と、外部から色補正の強さを制御できるようにする手段と、係数の最大値を１にする手段を有することを特徴とする色補正回路である。
【００１７】
本発明の第３の特徴は、前記色補正回路において、三つの入力された原色信号から輝度成分を抽出する抽出手段と、前記抽出手段の輝度成分および前記色補正値から輝度補正係数を演算する輝度用演算手段と、前記輝度用演算手段からの輝度補正係数を基に前記色用補正手段の三つの出力された原色信号を補正する輝度用補正手段とを更に有することを特徴とする色補正回路である。
【００１８】
本発明の第４の特徴は、三つの原色信号を入力して補正する色補正方法において、該三つの入力された原色信号のうちの第１の原色信号以外の二つの原色信号の大小を判別する比較工程と、前記比較工程で該二つの原色信号のうちの大きいと判断された第２の原色信号と前記第１の原色信号との差分信号を作る減算工程と、この差分信号が所定値以下のときに０となり、所定値を超えるときにその大小に応じた正の値となるように色補正係数を演算する色用演算手段と、前記比較工程で該二つの原色信号のうちの小さいと判断された第３の原色信号を前記色補正係数に乗算することで色補正値を算出する色補正値算出工程と、前記色補正値算出工程からの色補正値を前記三つの入力された原色信号から個別に減算することで、前記第１の原色信号が前記第２及び第３の原色信号よりも大きく支配的な色のみに対し、該三つの原色信号を補正する色用補正工程と、前記三つの入力された原色信号から輝度成分を抽出する抽出工程と、前記抽出工程の輝度成分および前記色補正値から輝度補正係数を演算する輝度用演算工程と、前記輝度用演算工程からの輝度補正係数を基に前記色用補正工程の三つの出力された原色信号を補正する輝度用補正工程とを有することを特徴とする色補正方法である。
【００１９】
［作用］
これらにより、白黒信号（色成分が無い状態の信号）は色補正係数が０になり、特定方向の色の補正時のみ色補正係数が生じる。したがって、白黒信号（色成分が無い状態の信号）の色温度（ホワイトバランス）を崩すことのない、色合いの変化もない、ある特定の色のみの彩度（発色）だけを補正して、ある特定の色方向の色再現範囲を広げることができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態につき、図面を用いて説明する。
【００２１】
［第１実施形態］
（１）構成の説明
本発明の第１実施形態による色補正回路について、詳細に説明する。
【００２２】
図１は第１実施形態の色補正回路及び色補正方法の構成図、図２は本実施形態の色補正係数演算部の構成図および動作特性図、図３は本実施形態の色補正回路及び色補正方法の動作概念図、である。
【００２３】
図１中、入力部１，２，３は、三原色信号であるＲ（レッド）信号，Ｇ（グリーン）信号，Ｂ（ブルー）信号がそれぞれ入力される。比較器４は、入力部２，３と接続され、２つの入力信号の比較の結果、２つの入力信号の大きい方をａ端子に、小さい方をｂ端子に出力する。減算器５は、入力部１と比較器４の大きい信号出力ａ端子に接続されている。入力部１の信号から比較器４の信号を減算して差分信号、例えば（入力部１−入力部２）を出力する。
【００２４】
色補正係数演算部７は、減算器５に接続されていて、外部から補正量制御信号６が入力される。色補正係数演算部７は、減算器５からの差分信号に減算処理，半波整流処理，制御量調整のため乗算処理，係数の基準化をして係数を出力する。乗算器８は、色補正係数演算部７と比較器４の小さい信号出力ｂ端子に接続され、比較器４の信号、例えば入力部３の信号に色補正係数演算部７の係数を乗算して、色補正値を出力する。減算器９，１０，１１は、乗算器８と入力部１，２，３に接続されていて、入力信号から乗算器８の色補正値を減算する。この減算した値を補正後の信号として出力部１２，１３，１４に、Ｒ’，Ｇ’，Ｂ’として出力する。
【００２５】
図２は本実施形態の色補正係数演算部７の構成図および動作特性図である。入力である減算器５からの差分信号は、減算器２１へ入力される。図２のｃ点の出力特性は入出力の０点を通る直線特性である。減算器２１は差分信号から動作させたくない範囲によって決められた固定値２０を減算する。減算結果は固定値２０だけ減算された結果として、図２のｄ点の特性となる。この減算結果は、半波整流２２に入力され、０以上の値にし、乗算器２３に出力する。乗算器２３の出力は、図２のｅ点として入力の固定値から立ち上がる特性となる。乗算器２３は、外部補正量制御信号６によって色補正の補正量を変えるための増幅度を制御することにより入力信号に外部補正量制御信号６を乗算したのと同等の値を得て、リミッタ２５に出力する。
【００２６】
係数基準化部２４中のリミッタ２５は、増幅された係数が想定される差分信号の最大値を越えないようにする。その後、乗算器２６に入力される。乗算器２６は、想定される差分信号の最大値の逆数２７を乗算し、色補正係数として出力する。この補正係数は、入力の最大値以下の特性として、図２のｆ点の出力特性のリミッタ２５で制限される１に制限された特性となる。
【００２７】
（２）動作の説明
本発明の第１実施形態による色補正回路の動作を、図面を用いて説明する。ここでは、入力部１に三原色信号の中のＲ（レッド）信号、入力部２にＧ（グリーン）信号、入力部３にＢ（ブルー）信号を入力するとする。これは、図示していないが、出力部１２，１３，１４の後段に表示部（例えば、ＬＣＤディスプレイ）があり、ここでの表示にて、Ｒ方向の色の再現が悪くなっている場合である。
【００２８】
図１において、まず、入力部２，３から入力されたＧ信号とＢ信号は、比較器４にて大小の比較をされる。ここではＧ信号はＢ信号より大きいとする（Ｇ信号＞Ｂ信号）。比較器４にて比較された結果、Ｇ信号は比較器４のａ端子を通して減算器５に出力する。また、Ｂ信号はｂ端子を通して乗算器８に出力する。減算器５は、入力部１から入力されたＲ信号から比較器４で大きいと判断されたＧ信号を減算し、差分信号を算出する（差分信号＝Ｒ信号−Ｇ信号）。この差分信号は、色補正係数演算部７に入力し、図２のｆ点の特性となる、０または正の値の色補正係数として出力される。この色補正係数は、乗算器８に送られ、比較器４で小さいと判断されたＢ信号に掛け合わせられ、補正値を算出する（補正値＝色補正係数×Ｂ信号）。
【００２９】
この補正値を、減算器９，１０，１１にて、入力部１，２，３から入力された信号Ｒ，Ｇ，Ｂ信号から減算することにより、補正後の信号Ｒ′，Ｇ′，Ｂ′信号を算出し、出力部１２，１３，１４へ出力する。
【００３０】
従って、この場合のそれぞれの出力は、
Ｒ′信号＝Ｒ信号−補正値，
Ｇ′信号＝Ｇ信号−補正値，
Ｂ′信号＝Ｂ信号−補正値
となる。
【００３１】
ここで、色補正係数演算部７から出力される色補正係数は、１以下の値であり、Ｒ信号＞Ｇ信号でないと、０の値になる。Ｇ信号＞Ｂ信号のため、補正値が発生する場合は、Ｂ信号が最小値である。補正値は、最小値の信号に１以下の色補正係数を掛けた値であるため、この値を減算した結果は必ず正の値になるので、信号として必要でない負の値にはならない。また、Ｒ信号＞Ｇ信号＞Ｂ信号の関係にあるため、同じ値である補正値を各Ｒ，Ｇ，Ｂ信号から減算する事は、一番大きい信号であるＲ信号は、Ｇ，Ｂ信号に比べて減算される割合が低い。これにより、Ｒ信号のＧ，Ｂ信号に対する割合が高くなり、彩度が補正できる。また、Ｒ，Ｇ，Ｂ信号の値から、ＣＩＥ色度図上の座標を求め、白の座標との角度を求めると、補正前後で変わらない事が分かる。これは、色合いが変化していないことである。
【００３２】
図３は本実施形態の色補正回路及び色補正方法の動作概念図である。グラフは、ＣＩＥ色度図を表している。本実施形態の動作により、Ｘ点のような座標を持つ信号は、白の座標とＸ点の座標を結んだ線の延長線上にあるＹ点に補正できる。これは、色合いが変化せずに彩度のみが補正できることである。
【００３３】
図２は本実施形態の色補正係数演算部７の構成図および動作特性図である。前記色補正係数演算部７の動作を説明する。前記色補正係数演算部７の入力信号である減算器５からの差分信号は、減算器２１へ入力される。減算器２１は差分信号から、あらかじめ動作させたくない範囲によって設定してある固定値２０を減算し、ｄ点のような特性になる（差分信号−固定値）。
【００３４】
この固定値２０を減算するという動作によって、係数が０以下になる範囲、すなわち動作しない範囲ができる。Ｒ信号≦Ｇ信号の時や、Ｒ，Ｇ信号の差が少ない時、白黒信号や彩度の少ない時、差分信号は０以下の値になる。減算結果は、半波整流２２に入力され、半波整流のために正の値はそのまま出力するが、負の値はすべて０の値になり乗算器２３に出力する（ｅ点の特性）。
【００３５】
これにより、Ｒ信号＜Ｇ信号の時は動作しなくなる。乗算器２３は、外部補正量制御信号６によって、補正量を変えるため増幅して、リミッタ２５に出力する。リミッタ２５は、増幅された係数が、想定される差分信号の最大値を越えないようにする。想定される差分信号は、本発明を含む全システムを考えたときに決まる定数（差分信号の最大値＝Ｒ信号の最大値−Ｇ信号の最小値）である。
【００３６】
例えば、入力部１，２，３がコンピュータ装置の入力端子になっているような場合は、Ｒ信号の最大値は、０．７Ｖであり、Ｇ信号の最小値は０Ｖであり、差分信号の最大値は０．７Ｖと、必然的に決まってくる。従って、最大値の逆数では、１／０．７Ｖ＝１．４３となる。その後、乗算器２６に入力される。乗算器２６は、想定される差分信号の最大値の逆数２７を乗算し、色補正係数として出力する。差分信号の最大値の時に、色補正係数が１になるように基準化する。色補正係数は、０以上１以下の値になり、差分信号によって値は変わる（ｆ点の特性）。
【００３７】
差分の大きい時（Ｒ信号の影響が強い時）は強く、小さい時（Ｒ信号の影響が弱い時）は弱く補正ができるので、補正による違和感は出ない。このように、Ｒ信号＞Ｇ信号以外では色補正係数は０になり、補正動作は行われない。すなわち、Ｒ信号の影響が他の信号に比べ大きい時しか動作しないので、Ｒ方向への補正のみが行える。また、白黒信号や彩度の少ない時も動作しないので、白黒信号の色温度（ホワイトバランス）を崩すことはない。
【００３８】
図３のＣＩＥ特性としてみると、Ｒ方向への補正のみが行えることから、Ｘ点であった色がＲの方向に移動して、本色補正回路によって、色合いを変化させずに補正できることを示している。
【００３９】
また、上記実施形態では、Ｒ方向の色の再現が悪くなっている場合について説明したが、Ｇ，Ｂ方向の色の再現についても、図１に示した色補正回路の入力信号において、補正したい色信号を入力端子１に、他の色信号を入力部２，３に入力することによって、色再現の悪い色に対して、それぞれ補正することができる。入力部１，２，３の前段に切り替えスイッチを付けて補正したい信号を任意に選択できるようにすることもできる。また、特定の色信号を強調したい場合についても、他の色相に影響を与えず、その色信号のみを強調することができる。
【００４０】
［第２実施形態］
（１）構成の説明
次に、本発明の第２実施形態を、図面を用いて説明する。図４は、第２実施形態の色補正回路及び色補正方法の構成図である。
【００４１】
尚、第２実施形態の説明にあたって、図４中、図１に示した第１実施形態と同様な部分については同一符号で示し、説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。色の補正に関しては、同様である。
【００４２】
図４中、図１との相違点を主に説明すると、輝度成分抽出部１５は、入力部１，２，３と接続され、三原色の信号（Ｒ，Ｇ，Ｂ信号）からある特定の式で算出した輝度成分を抽出する。輝度補正係数演算部１６は、輝度成分抽出部１５と色補正値算出のための乗算器８の出力に接続され、輝度成分と色補正値から輝度補正係数を算出する。乗算器１７，１８，１９は、輝度補正係数演算部１６と色補正用の減算器９，１０，１１に接続され、色補正後の三原色信号に輝度補正係数を乗算し、出力部１２（Ｒ’），１３（Ｇ’），１４（Ｂ’）に出力する。
【００４３】
（２）動作の説明
本発明の第２実施形態の動作を図面を用いて説明する。入力部１，２，３から入力されたＲ，Ｇ，Ｂ信号は、輝度成分抽出部１５で、輝度成分を抽出する。輝度成分は、「輝度成分＝０．３０×Ｒ信号＋０．５９×Ｇ信号＋０．１１×Ｂ信号」の式に基づいて、輝度成分を抽出する。輝度成分は、輝度補正係数演算部１６に入力され、輝度成分と色補正値により輝度補正係数を算出する。輝度補正係数は、「輝度補正係数＝輝度成分÷（輝度成分−色補正値）」の式に基づいて輝度補正係数を算出する。輝度補正係数により、乗算器１７，１８，１９は色補正用の減算器９，１０，１１からの信号を補正する。
【００４４】
これにより、色補正による輝度の低下も補正できる。Ｒ，Ｇ，Ｂ信号共に同じ値の色補正値を減算しているため、輝度成分の式から輝度成分の変化は、色補正値になる。したがって、この色補正値分を補正すれば輝度は入力信号と同じ輝度になり、色補正による輝度の低下も補正できる。
【００４５】
このように、本発明では、三つの原色信号のまま、白黒信号（色成分が無い状態の信号）の色温度（ホワイトバランス）を崩すことなく、色合いの変化もなく、ある特定の色のみの彩度だけを補正できるものである。
【００４６】
尚、以上の第１実施形態，第２実施形態では、Ｒ信号方向の補正を説明したが、これに限られることはなく、入力部へ入力する三原色の信号を入れ替えれは、他の色の方向にも補正できる。
【００４７】
また本発明は、アナログ回路，デジタル回路のどちらの回路としても良い。
【００４８】
【発明の効果】
以上説明した通り、本発明の色補正回路、及び色補正方法を採用することにより、第１点として、色補正係数は０以上１以下の値になり、ある特定の色方向以外では０になる。白黒信号（色成分が無い状態の信号）時にも色補正係数は０になる。また、共通の補正値を減算するという動作により色合いの変化もない。これらにより、白黒信号（色成分が無い状態の信号）の色温度（ホワイトバランス）を崩すことなく、色合いの変化もなく、ある特定の色のみの彩度だけを補正することが可能になる。
【００４９】
第２点として、三つの原色信号のまま補正処理ができるので、他の色空間に変換して処理を行うような複雑なことはしない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態を示す色補正回路及び色補正方法の構成図である。
【図２】本発明の第１実施形態を示す色補正係数演算部の構成図である。
【図３】本発明の第１実施形態を示す色補正回路及び色補正方法の動作概念図である。
【図４】本発明の第２実施形態を示す色補正回路及び色補正方法の構成図である。
【符号の説明】
１，２，３ 入力部
４ 比較器
５ 減算器
６ 補正量制御信号
７ 色補正係数演算部
８ 乗算器
９，１０，１１ 減算器
１２，１３，１４ 出力部
１５ 輝度成分抽出部
１６ 輝度補正係数演算部
１７，１８，１９ 乗算器
２０ 固定値
２１ 減算器
２２ 半波整流
２３ 乗算器
２４ 係数基準化部
２５ リミッタ
２６ 乗算器
２７ 差分信号の最大値の逆数
Ｒ，Ｇ，Ｂ 入力信号
Ｒ′，Ｇ′，Ｂ′ 出力信号
ａ，ｂ 比較器４の出力端子
Ｘ 補正前の色座標点
Ｙ 補正後の色座標点
Claims (6)
- 三つの原色信号を入力して補正する色補正回路において、
前記三つの入力された原色信号のうちの第１の原色信号以外の二つの原色信号の大小を判別する比較手段と、
前記比較手段で前記二つの原色信号のうちの大きいと判断された第２の原色信号と前記第１の原色信号との差分信号を作る減算手段と、
この差分信号が所定値以下のときに０となり、所定値を超えるときにその大小に応じた正の値となるように色補正係数を演算する色用演算手段と、
前記比較手段で前記二つの原色信号のうちの小さいと判断された第３の原色信号を前記色補正係数に乗算することで色補正値を算出する色補正値算出手段と、
前記色補正値算出手段により算出された前記色補正値を前記三つの入力された原色信号から個別に減算することで、前記第１の原色信号が前記第２及び第３の原色信号よりも大きく支配的な色のみに対し、前記三つの原色信号を補正する色用補正手段とを有することを特徴とする色補正回路。 - 前記色用演算手段は、前記差分信号から固定値を減算する減算手段と、前記減算結果を正の値にする手段と、外部から色補正の強さを制御する手段と、前記色補正係数の最大値を１にする手段とを有することを特徴とする請求項１に記載の色補正回路。
- 前記三つの入力された原色信号から輝度成分を抽出する抽出手段と、前記抽出手段の輝度成分および前記色補正値から輝度補正係数を演算する輝度用演算手段と、前記輝度用演算手段からの輝度補正係数を基に前記色用補正手段の三つの出力された原色信号を補正する輝度用補正手段とを更に有することを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれかに記載の色補正用回路。
- 前記色用演算手段は、前記差分信号からコアリングのための固定値を減算する減算手段と、前記減算手段の結果が負の値のときは０を出力し、正の値のときはそれと同じ値を出力する整流手段と、該整流手段の出力を増幅しかつその増幅度が外部からの補正量制御信号により可変に制御される増幅器と、該増幅器の出力に対して色補正の強さを一定レベルとするリミッタと、該リミッタの出力に前記差分信号の最大値の逆数を乗算する乗算器と、を有することを特徴とする請求項１に記載の色補正回路。
- 前記第１の原色信号は前記減算手段に直接入力され、前記第２及び第３の原色信号は直接前記比較手段に入力され、結果として前記色用補正手段によって、前記第１の原色信号が前記第２及び第３の原色信号よりも大きく支配的な色のみに対し、前記三つの原色信号が補正されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の色補正回路。
- 三つの原色信号を入力して補正する色補正方法において、
該三つの入力された原色信号のうちの第１の原色信号以外の二つの原色信号の大小を判別する比較工程と、
前記比較工程で前記二つの原色信号のうちの大きいと判断された第２の原色信号と前記第１の原色信号との差分信号を作る減算工程と、
この差分信号が所定値以下のときに０となり、所定値を超えるときにその大小に応じた正の値となるように色補正係数を演算する色用演算手段と、
前記比較工程で前記二つの原色信号のうちの小さいと判断された第３の原色信号を前記色補正係数に乗算することで色補正値を算出する色補正値算出工程と、
前記色補正値算出工程からの色補正値を前記三つの入力された原色信号から個別に減算することで、前記第１の原色信号が前記第２及び第３の原色信号よりも大きく支配的な色のみに対し、前記三つの原色信号を補正する色用補正工程と、
前記三つの入力された原色信号から輝度成分を抽出する抽出工程と、
前記抽出工程の輝度成分および前記色補正値から輝度補正係数を演算する輝度用演算工程と、
前記輝度用演算工程からの輝度補正係数を基に前記色用補正工程の三つの出力された原色信号を補正する輝度用補正工程とを有することを特徴とする色補正方法。
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