JP4066334B2 - 映像信号処理装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ビデオカメラ、デジタルカメラ、スキャナなどの入力映像装置やＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ−Ｒａｙ Ｔｕｂｅ）ディスプレイ、ＰＤＰ（Ｐｌａｓｍａ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｐａｎｅｌ）ディスプレイ、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）ディスプレイ、プロジェクタ、プリンタなどの出力映像装置間で、測色的特性を正確に制御して映像信号のやりとりができる映像信号処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
映像機器のディジタル化によって、撮影、表示、編集、保存等の作業信頼性が向上し、映像による情報伝達や意思表現などが活発に行われるようになった。映像による情報伝達や意思表現の品質を左右する要素のひとつに色再現性があり、被写体の色情報を正確に収集し、これを正確に表示する、あるいは保存、編集を行うカラーマネジメントが必要になる。映像信号を測色的に取り扱うには、映像機器の測色的特性が必要であり、色再現プロファイルの導入が有効である。色再現プロファイルの標準化活動は企業コンソーシアムＩＣＣ（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｌｏｒ Ｃｏｎｓｏｒｔｉｕｍ）によって進められており、モニタ、プリンタなどのデバイスドライバやＯＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ Ｓｏｆｔｗａｒｅ）組み込み色変換エンジンでの活用が始まっている。
【０００３】
一方、映像機器の構成を工夫して色再現性を向上するアプローチもある。そのひとつに、多原色映像システムがあり、映像システムの原色数を従来のＲＧＢの３つに固定せず、４原色、５原色と任意数で設計する映像システムである。表示機器を多原色にすると色域が広がり、表示能力が向上する。味戸らは、プロジェクタを用いた６原色表示装置の技術を開示している（非特許文献１参照）。
【０００４】
多原色映像機器が導入されると、映像信号処理も多原色化に対応する必要がある。この際、原色数がＲＧＢの３つと固定されていた従来システムでは想定されない課題が発生する。まずＲＧＢ３原色システムの場合から考える。ＲＧＢディスプレイで目標の色ＸＹＺ_tを表示したい場合、以下の式によって映像信号ＲＧＢが算出される。
【０００５】
【数１】

ここで［Ｘ Ｙ Ｚ］_RはＲＧＢディスプレイのＲ原色のＸＹＺ、［Ｘ Ｙ Ｚ］_GはＲＧＢディスプレイのＧ原色のＸＹＺ、［Ｘ Ｙ Ｚ］_BはＲＧＢディスプレイのＢ原色のＸＹＺをそれぞれ表わす。行列Ｍは３×３の正方行列であるため、その逆行列は一意に決まる。一方、多原色映像機器としてたとえば４原色ディスプレイを考えた場合、目標の色ＸＹＺ_tを表示するには以下の式によって映像信号［Ｓ₁ Ｓ₂ Ｓ₃ Ｓ₄］が算出される。
【０００６】
【数２】

ここで［Ｘ Ｙ Ｚ］₁は４原色ディスプレイの第１原色のＸＹＺ、［Ｘ ＹＺ］₂は４原色ディスプレイの第２原色のＸＹＺ、［Ｘ Ｙ Ｚ］₃は４原色ディスプレイの第３原色のＸＹＺ、［Ｘ Ｙ Ｚ］₄は４原色ディスプレイの第４原色のＸＹＺをそれぞれ表わす。行列Ｎは３×４の非正方行列であるため、その逆行列には自由度があり、一意に決まらない。この問題は、４原色以上の多原色映像機器に特有の課題である。
【０００７】
この課題を解決するために、味戸らは、（数１）を複数用意し、目標の色ＸＹＺ_tに応じて切り替えて利用する技術を開示している（非特許文献１参照）。
【０００８】
たとえば４原色ディスプレイの場合、ＸＹＺ色空間における色域立体は、図１６に示すように、１次色（Ｓ₁，Ｓ₂，Ｓ₃，Ｓ₄）、２次色（Ｓ₁＋Ｓ₂，Ｓ₂＋Ｓ₃，Ｓ₃＋Ｓ₄，Ｓ₄＋Ｓ₁）、３次色（Ｓ₁＋Ｓ₂＋Ｓ₃，Ｓ₂＋Ｓ₃＋Ｓ₄，Ｓ₃＋Ｓ₄＋Ｓ₁，Ｓ₄＋Ｓ₁＋Ｓ₂）、ブラックＫ、ホワイトＷを頂点とする１２面体となる。
【０００９】
この１２面体を、ブラックＫを含まない８つの面とブラックＫで構成される８つの四角錐に分割する。面１６０１はブラックＫを含まない面の１つで、１次色Ｓ₂、２次色Ｓ₂＋Ｓ₃、３次色Ｓ₁＋Ｓ₂＋Ｓ₃、２次色Ｓ₁＋Ｓ₂から成る。
【００１０】
図１７の四角錐１７０１は、図１６における面１６０１とブラックＫから与えられる５面体を表し、８つの四角錐の１つに相当する。目標の色ＸＹＺ_ｔがたとえば四角錐１７０１の内部にある場合、ブラックＫから目標の色ＸＹＺ_ｔへのベクトル［Ｘ Ｙ Ｚ］_ｔ１７０２は、ブラックＫから１次色Ｓ_２へのベクトル［Ｘ Ｙ Ｚ］_ａ１７０３、１次色Ｓ_２から２次色Ｓ_２＋Ｓ_３へのベクトル［Ｘ Ｙ Ｚ］_ｂ１７０４、２次色Ｓ_２＋Ｓ_３から３次色Ｓ_１＋Ｓ_２＋Ｓ_３へのベクトル［Ｘ Ｙ Ｚ］_ｃ１７０５を用いて以下のように表現できる。
【００１１】
【数３】

ここでｗ_aはベクトル［Ｘ Ｙ Ｚ］_a１７０３に対する重み係数、ｗ_bはベクトル［Ｘ Ｙ Ｚ］_b１７０４に対する重み係数、ｗ_cはベクトル［Ｘ Ｙ Ｚ］_c１７０５に対する重み係数である。
【００１２】
ところで、ディスプレイの色域立体は映像信号空間でも定義できる。４原色ディスプレイの場合、映像信号は４次元となるため、映像信号空間は４次元空間となる。これを［α β γ δ］４次元空間と定義する。ＸＹＺ空間における四角錐１７０１は［α β γ δ］４次元空間で四角錐１８０１となる。
【００１３】
同様に、ＸＹＺ空間におけるブラックＫから目標の色ＸＹＺ_tへのベクトル［Ｘ Ｙ Ｚ］_t１７０２は、［α β γ δ］４次元空間におけるブラックＫから再現信号へのベクトル［α β γ δ］_t１８０２となり、ブラックＫから１次色Ｓ₂へのベクトル［Ｘ Ｙ Ｚ］_a１７０３はベクトル［α β γ δ］_a１８０３となり、１次色Ｓ₂から２次色Ｓ₂＋Ｓ₃へのベクトル［Ｘ Ｙ Ｚ］_b１７０４はベクトル［α β γ δ］_b１８０４、２次色Ｓ₂＋Ｓ₃から３次色Ｓ₁＋Ｓ₂＋Ｓ₃へのベクトル［Ｘ Ｙ Ｚ］_c１７０５はベクトル［α β γ δ］_c１８０５となる。
【００１４】
ＸＹＺ空間と同様に、ブラックＫから再現信号へのベクトル［α β γ δ］_t１８０２は、ブラックＫから１次色Ｓ₂へのベクトル［α β γ δ］_a１８０３、１次色Ｓ₂から２次色Ｓ₂＋Ｓ₃へのベクトル［α β γ δ］_b１８０４、２次色Ｓ₂＋Ｓ₃から３次色Ｓ₁＋Ｓ₂＋Ｓ₃へのベクトル［α β γ δ］_c１８０５を用いて以下のように表現できる。
【００１５】
【数４】

（数３）を重み係数［ｗ_a ｗ_b ｗ_c］について解いて、これを（数４）に代入すると以下のようになる。
【００１６】
【数５】

再現信号［α β γ δ］_tを４原色ディスプレイに与えれば、４原色ディスプレイは目標の色ＸＹＺ_tを表示できる。
【００１７】
以上より、図１９に示す映像信号処理装置１９０１は、ｎ原色ディスプレイ１９０２に目標の色ＸＹＺ_t１９０３を表示するように映像信号１９０４を一意に算出できる。
【００１８】
すなわち、目標色内包四角錐検出部１９０５は、ｎ原色ディスプレイの色域立体を分割したｎ（ｎ−２）個の四角錐の中から目標の色ＸＹＺ_tを包含する四角錐を検出し、その四角錐を形成する３つのベクトルより（数３）の３×３正方行列を定義する。３×３正方行列は逆行列算出部１９０６で逆行列に変換され、（ｎ×３）行列演算部１９０７に渡される。（ｎ×３）行列演算部１９０７は（数５）に従って映像信号１９０４を算出し、目標の色ＸＹＺ_tを表示するような映像信号が一意に定まる。
【００１９】
【非特許文献１】
味戸著「Ｓｉｘ−ｐｒｉｍａｒｙ ｃｏｌｏｒ ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ ｄｉｓｐｌａｙ ｆｏｒ ｅｘｐａｎｄｅｄ ｃｏｌｏｒ ｇａｍｕｔ ｒｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ」、Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ ｏｎＭｕｌｔｉｓｐｅｃｔｒａｌ Ｉｍａｇｉｎｇ ａｎｄ Ｃｏｌｏｒ Ｒｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｆｏｒ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｒｃｈｉｖｅｓ， Ｓｏｃｉｅｔｙ ｏｆ Ｍｕｌｔｉｓｐｅｃｔｒａｌ Ｉｍａｇｉｎｇ ｏｆ Ｊａｐａｎ， ｐ１３５−ｐ１３８，１９９９年
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の従来の映像信号処理装置において、以下のような課題を残す。
【００２１】
第１に、信号値の急激な変化により、ノイズが発生しやすい点である。３×３正方行列は四角錐を形成する３つのベクトルから構成されるが、ベクトルの始点、終点ともにディスプレイの色域表面に設けられる。そこで、ベクトルの要素は信号値の最小値あるいは最大値を取る。
【００２２】
たとえば、ディスプレイの映像信号の階調が８ビットの場合、ベクトル要素は最小値の０、あるいは最大値の２５５のどちらかとなる。図１８の４原色ディスプレイの場合、四角錐１８０１を形成するベクトル１８０３、ベクトル１８０４、ベクトル１８０５は以下のような値を取る。
【００２３】
【数６】

図２０は、四角錐１８０１に接する四角錐２００１を表す。この２つは、［αβ γ δ］４次元空間で見た場合で、ＸＹＺ空間では、四角錐１７０１に接する四角錐２００２に相当する。四角錐の頂点は、ブラックＫ、２次色Ｓ₁＋Ｓ₂、３次色Ｓ₁＋Ｓ₂＋Ｓ₃、３次色Ｓ₄＋Ｓ₁＋Ｓ₂、ホワイトＷの５つである。そこで、四角錐２００１を形成するベクトル２００３、ベクトル２００４、ベクトル２００５の要素は以下のような値を取る。
【００２４】
【数７】

ＸＹＺ空間において、目標の色ＸＹＺ_tが四角錐１７０１から四角錐２００２に移動した際、（数６）と（数７）に示した４×３行列の１２個の要素のうち、α_a、α_b、δ_cの３つが０から２５５へ切り替わる。目標の色ＸＹＺ_tがカメラや伝送系から与えられる場合、ノイズを含むことが多く、ノイズの影響で不適切な四角錐が選択される可能性がある。
【００２５】
たとえば、本来、（数６）を使うべきところで（数７）が選択された場合、本来、０であるはずの要素α_a、α_b、δ_cの３つが２５５となり、信号値が急激に変化することになる。（数５）の４×３行列の要素が急峻に変化すれば、再現信号［α β γ δ］_tも急激に変化し、ノイズレベルを大きくすることになる。
【００２６】
さらには、ＸＹＺ空間における四角錐の大きさは任意と考えるべきであり、小さな四角錐ほど目標の色ＸＹＺ_tへのノイズの影響を受けやすい。場合によっては隣接する四角錐を飛び越えて、共有面を持たない遠い四角錐が選択され、再現信号のパターンが大きく異なるケースも考えられる。
【００２７】
第２に、目標の色ＸＹＺ_tを包含する四角錐を探し出す処理が複雑で、演算負荷が大きい。味戸らは四角錐をｘｙ色度図に投影して２次元面で探し出す技術を開示し、さらに演算の高速化のために、ｘｙ色度図を細かなメッシュに分けて、メッシュの格子点ごとに選択されるべき四角錐を予め計算して、その結果を２次元ルックアップテーブルに持つ技術を開示している（非特許文献１参照）。しかし、メッシュが粗くなると、四角錐の選択エラーが発生しやすくなり、上述したようにノイズ発生の原因につながる。
【００２８】
本発明は上記従来技術の課題を解決するもので、目標の色ＸＹＺ_tのノイズの影響を抑え、かつ高速演算を可能にする演算負荷の小さい映像信号処置装置を提供することを目的とする。
【００２９】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために本発明は、入力デバイスから入力測色値を受け、出力デバイスに出力信号を与える映像システムにおいて、入力測色値を出力デバイスの色域表面上の２点と色域内の１点で包含する入力測色値内包三角形を特定し、前記入力測色値内包三角形の頂点を測色値空間と出力デバイススカラー信号空間で算出する入力測色値内包三角形算出部と、測色値空間と出力デバイススカラー信号空間における入力測色値内包三角形の頂点座標から出力デバイスに与える出力信号を算出する線形補間部とを具備することによって、目標の色ＸＹＺ_tのノイズの影響を抑え、かつ演算負荷を軽減して高速演算を可能にする。
【００３０】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の態様は、第１映像機器の映像信号であり測色値空間内の入力点に変換された入力測色値が第２映像機器の色域表面上の２点と色域内の１点とで包含される入力測色値内包三角形の頂点座標を、前記測色値空間及び前記第２映像機器のスカラー信号空間のそれぞれで求める入力測色値内包三角形算出部と、前記測色値空間における入力測色値内包三角形の頂点座標と前記第２映像機器のスカラー信号空間における入力測色値内包三角形の頂点座標との線形補間により前記第２映像機器の映像信号を算出する線形補間部と、を具備する映像信号処理装置である。
【００３１】
このように構成された映像信号処理装置によれば、入力測色値を第２映像機器の測色的特性に応じて測色的に等価な任意次元数の出力信号に変換できる作用を有する。
【００３２】
本発明の第２の態様は、第１映像機器の映像信号から当該第１映像機器の色特性情報を用いて測色値空間内における入力点となる入力測色値を算出する入力測色値算出部と、前記入力測色値が第２映像機器の色域表面上の２点と色域内の１点とで包含される入力測色値内包三角形の頂点座標を、前記測色値空間及び前記第２映像機器のスカラー信号空間のそれぞれで求める入力測色値内包三角形算出部と、前記測色値空間における入力測色値内包三角形の頂点座標と前記第２映像機器のスカラー信号空間における入力測色値内包三角形の頂点座標との線形補間により前記第２映像機器の映像信号を算出する線形補間部と、を具備する映像信号処理装置である。
【００３３】
このように構成された映像信号処理装置によれば、入力信号を第１映像機器の測色的特性に応じて入力測色値に変換し、前記入力測色値を第２映像機器の測色的特性に応じて測色的に等価な任意次元数の出力信号に変換できる作用を有する。
【００３４】
本発明の第３の態様は、上記映像信号処理装置において、測色値空間が、第２映像機器のバイアス成分を差し引いたバイアスフリー測色値であることとした。
【００３５】
これにより、出力信号のダイナミックレンジと測色値のダイナミックレンジが一致し、信号処理演算が単純化させる作用を有する。
【００３６】
本発明の第４の態様は、上記映像信号処理装置において、第２映像機器のスカラー信号空間が、第２映像機器の明るさ表示特性と線形関係を持つスカラー信号で構成されるものとした。
【００３７】
これにより、入力測色値と第２映像機器のスカラー信号が線形関係であるため、入力測色値から第２映像機器のスカラー信号への変換を線形演算で構築でき、信号処理演算を単純化できる作用を有する。
【００３８】
本発明の第５の態様は、上記映像信号処理装置において、入力測色値内包三角形を形成する第２映像機器の色域内の１点が、第２映像機器のホワイト点とブラック点を結んだグレー軸と入力測色値の明度から成る入力明度均一面との交点で与えられる入力明度グレー軸交点であるものとした。
【００３９】
これにより、入力測色値がブラック点以外にある場合、出力信号のすべてのチャネルが１以上の値を持ち、かつ入力側色値の明るさ量に応じた値を持つため、出力信号値が滑らかに変化し、入力信号が持つノイズを抑える作用を有する。
【００４０】
本発明の第６の態様は、上記映像信号処理装置において、入力明度グレー軸交点の測色値空間における座標が、第２映像機器のホワイト点とブラック点の明度差と入力測色値とブラック点の明度差の比を第２映像機器のホワイト点とブラック点の測色値の差分ベクトルに乗算して算出されるものとした。
【００４１】
これにより、簡単な線形演算で入力明度グレー軸交点の測色値空間における座標が算出できる作用を有する。
【００４２】
本発明の第７の態様は、上記映像信号処理装置において、入力明度グレー軸交点の測色値空間における座標が、第２映像機器のホワイト点とブラック点を結んだ第２映像機器のグレー軸上の２点の明度差と前記第２映像機器のグレー軸上の２点のうち明度の低い方の点と入力測色値の明度差の比を前記第２映像機器のグレー軸上の２点の測色値の差分ベクトルに乗算して算出されるものとした。
【００４３】
これにより、入力明度グレー軸交点の測色値空間における座標を実測値をもとに算出できるため、補間誤差を抑えられる作用を有する。
【００４４】
本発明の第８の態様は、上記映像信号処理装置において、入力明度グレー軸交点の第２映像機器のスカラー信号空間における座標が、第２映像機器のホワイト点とブラック点の明度差と入力測色値とブラック点の明度差の比を第２映像機器のホワイト点とブラック点の第２映像機器のスカラー信号の差分ベクトルに乗算して算出されるものとした。
【００４５】
これにより、簡単な線形演算で入力明度グレー軸交点の第２映像機器のスカラー信号空間における座標が算出できる作用を有する。
【００４６】
本発明の第９の態様は、上記映像信号処理装置において、入力明度グレー軸交点の第２映像機器のスカラー信号空間における座標は、第２映像機器のホワイト点とブラック点を結んだ第２映像機器のグレー軸上の２点の明度差と前記第２映像機器のグレー軸上の２点のうち明度の低い方の点と入力測色値の明度差の比を前記第２映像機器のグレー軸上の２点の第２映像機器のスカラー信号の差分ベクトルに乗算して算出されるものとした。
【００４７】
これにより、入力明度グレー軸交点の第２映像機器のスカラー信号空間における座標を実測値をもとに算出できるため、補間誤差を抑えられる作用を有する。
【００４８】
本発明の第１０の態様は、上記映像信号処理装置において、入力測色値内包三角形を形成する第２映像機器の色域表面上の２点が、第２映像機器の色域立体の辺と入力測色値の明度から成る入力明度均一面との交点のうち、隣り合う２点から選ばれるものとした。
【００４９】
これにより、入力測色値内包三角形を形成する第２映像機器の色域表面上の２点が第２映像機器の色域形状に合った誤差の少ない補間演算で算出できる作用を有する。
【００５０】
本発明の第１１の態様は、上記映像信号処理装置において、入力測色値内包三角形を形成する第２映像機器の色域表面上の点である表面頂点の測色値空間における座標が、表面頂点を含む色立体の辺の両端点の明度差と前記両端点のうち明度の低い方の点と入力測色値との明度差の比を前記両端点の測色値の差分ベクトルに乗算して算出されるものとした。
【００５１】
これにより、入力測色値内包三角形を形成する第２映像機器の色域表面上の点である表面頂点の測色値空間における座標が第２映像機器の色域形状に合った誤差の少ない補間演算で算出できる作用を有する。
【００５２】
本発明の第１２の態様は、上記映像信号処理装置において、入力測色値内包三角形を形成する第２映像機器の色域表面上の点である表面頂点の第２映像機器のスカラー信号空間における座標が、表面頂点を含む色立体の辺の両端点の明度差と前記両端点のうち明度の低い方の点と入力測色値との明度差の比を前記両端点の第２映像機器のスカラー信号の差分ベクトルに乗算して算出されるものとした。
【００５３】
これにより、入力測色値内包三角形を形成する第２映像機器の色域表面上の点である表面頂点の第２映像機器のスカラー信号空間における座標が第２映像機器の色域形状に合った誤差の少ない補間演算で算出できる作用を有する。
【００５４】
本発明の第１３の態様は、上記映像信号処理装置において、線形補間部が、第２映像機器のスカラー信号空間における入力測色値内包三角形の３つの頂点の座標から成る第２映像機器のスカラー信号行列と、測色値空間における入力測色値内包三角形の３つの頂点の座標から成る測色値行列の逆行列と、入力測色値行列との積で第２映像機器のスカラー出力信号を算出し、第２映像機器の明るさ表示特性に基づいて第２映像機器のスカラー出力信号を第２映像機器の映像信号に変換するものとした。
【００５５】
これにより、演算負荷の少ない線形演算で補間演算が実行できる作用を有する。
【００５６】
本発明の第１４の態様は、上記映像信号処理装置を第１映像機器の一部に組み込んだ映像信号処理システムである。
【００５７】
本発明の第１５の態様は、上記映像信号処理装置を第２映像機器の一部に組み込んだ映像信号処理システムである。
【００５８】
本発明の第１６の態様は、第１映像機器と、上記映像信号処理装置と、第２映像機器とからなる映像信号処理システムである。
【００５９】
本発明の第１７の態様は、コンピュータを、第１映像機器の映像信号であり測色値空間内の入力点に変換された入力測色値が第２映像機器の色域表面上の２点と色域内の１点とで包含される入力測色値内包三角形の頂点座標を、前記測色値空間及び前記第２映像機器のスカラー信号空間のそれぞれで求める入力測色値内包三角形算手段と、前記測色値空間における入力測色値内包三角形の頂点座標と前記第２映像機器のスカラー信号空間における入力測色値内包三角形の頂点座標との線形補間により前記第２映像機器の映像信号を算出する線形補間手段と、して機能させるプログラムである。
【００６０】
以下、本発明に係る映像信号処理装置の実施の形態について図面を参照して具体的に説明する。
【００６１】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る映像信号処理システムの概念図である。同図に示す映像信号処理システムは、３バンドカメラ信号を４原色表示信号に変換して出力する構成である。
【００６２】
入力デバイスとしての３バンドカメラ１０１は、ＲＧＢ三原色で構成されるカメラＲＧＢ信号１０２を出力し、カメラＲＧＢ信号１０２は映像信号処理装置１０３に入力される。映像信号処理装置１０３では、入力測色値算出部１０４がカメラＲＧＢ信号１０２を受け、３バンドカメラ色再現プロファイル１０５をもとに、入力測色値信号１０６を算出する。入力測色値信号１０６は、３バンドカメラ１０１が撮影した被写体の色を表わす。
【００６３】
出力デバイスとしての４原色表示装置１０７は、被写体の再現画像を表示するが、この表示色が入力測色値信号１０６と一致するように映像信号を処理することが目標となる。
【００６４】
入力測色値内包三角形算出部１０８は、４原色表示装置１０７の色域上の２点と４原色表示装置１０７の色域内の１点で形成される三角形のうち、入力測色値信号１０６を包含する入力測色値内包三角形を算出する。
【００６５】
この際、４原色表示装置色再現プロファイル１０９を参照して、測色値空間内の三角形と表示スカラー信号空間内の三角形を定義する。入力測色値内包三角形算出部１０８は２種類の信号を出力する。一方は入力測色値内包三角形の３頂点が持つ出力測色値である頂点出力測色値信号１１０で、他方は入力測色値内包三角形の３頂点が持つ表示スカラー信号である頂点表示スカラー信号１１１である。ともに線形補間部１１２に与えられる。なお、第２映像機器のスカラー信号空間となる表示スカラー信号空間は、第２映像機器となる４原色表示装置１０７の明るさ表示特性と線形関係を持つスカラー信号で構成される。
【００６６】
線形補間部１１２は、頂点出力測色値信号１１０と頂点表示スカラー信号１１１をもとに線形補間を実行して４原色表示信号１１３を算出し、４原色表示装置１０７に出力する。以下、入力測色値算出部１０４、入力測色値内包三角形算出部１０８、線形補間部１１２の順に各部の処理構成を詳細に説明する。
【００６７】
第１に、入力測色値算出部１０４は、３バンドカメラ１０１からカメラＲＧＢ信号１０２を受けて、被写体の色の測色値を算出し、これを入力測色値信号１０６として出力する。カメラＲＧＢ信号１０２から入力測色値信号１０６を算出するには、たとえば（数８）の線形モデルを用いる。
【００６８】
【数８】

ここで、［Ｒ Ｇ Ｂ］は３バンドカメラ１０１を、［Ｘ Ｙ Ｚ］_inは入力測色値信号１０６をあらわす。３×３行列の要素ｍ_ijは３バンドカメラ１０１のスペックに依存して決まる。たとえば３バンドカメラ１０１がＩＴＵ−Ｒ ＢＴ．７０９準拠のスペックを持つ場合、３×３行列の要素ｍ_ijは（数９）で与えられる。
【００６９】
【数９】

（数９）が与える［Ｘ Ｙ Ｚ］_inは被写体の色を表わすため、映像信号処理装置１０３の設計目標は、４原色表示装置１０６で表示する色が［Ｘ Ｙ Ｚ］_inと一致するように４原色表示装置信号１１３をはじき出すところとなる。
【００７０】
第２に、入力測色値内包三角形算出部１０８は、図２に示すように、入力測色値信号１０６を包含する入力測色値内包三角形２０１を算出する。４原色表示装置１０６の色表示範囲である４原色表示装置色域２０２は、測色値ＸＹＺ空間で定義される。
【００７１】
４原色表示装置色域２０２は、ブラック点Ｋ ２０３、ホワイト点Ｗ ２０４、１次色点Ｒ、Ｇ、Ｃ、Ｂ（２０５〜２０８）、２次色点Ｒ＋Ｇ、Ｇ＋Ｃ、Ｃ＋Ｂ、Ｂ＋Ｒ（２０９〜２１２）、３次色点Ｒ＋Ｇ＋Ｃ、Ｇ＋Ｃ＋Ｂ、Ｃ＋Ｂ＋Ｒ、Ｂ＋Ｒ＋Ｇ（２１３〜２１６）から成る１２面体となる。
【００７２】
入力測色値内包三角形２０１は、入力測色値信号１０６の明るさ成分Ｙ_inで与えられる入力明るさ均一面２１７上に定義される。入力測色値内包三角形２０１の頂点の１つは，ブラック点Ｋ ２０３とホワイト点Ｗ ２０４を結ぶグレー軸２１８と入力明るさ均一面２１７との交点である点Ａ ２１９で与えられる。ブラック点Ｋ ２０３のＸＹＺ値を［Ｘ Ｙ Ｚ］_k、ホワイト点Ｗ ２０４のＸＹＺ値を［Ｘ Ｙ Ｚ］_wとすると、点Ａ ２１９のＸＹＺ値［Ｘ’ Ｙ’ Ｚ’］_aは（数１０）で与えられる。
【００７３】
【数１０】

ここで［Ｘ’ Ｙ’ Ｚ’］は、［Ｘ Ｙ Ｚ］からブラック点Ｋ ２０３のＸＹＺ値［Ｘ Ｙ Ｚ］_kを差し引いたバイアスフリーのＸＹＺ値を表わす。以降、バイアスフリーのＸＹＺ値は同じルールで表記する。
【００７４】
一方、点Ａ ２１９以外の２つの頂点、点Ｂ ２２０と点Ｃ ２２１は、４原色表示装置色域２０２の色域表面に定義される。
【００７５】
図３と図４を用いて、点Ｂ ２２０と点Ｃ ２２１の算出方法を説明する。
【００７６】
図３は、４原色表示装置色域２０２を入力明るさ均一面２１７で切断した４原色表示装置色域切断面３０１を示し、この例では、点Ｂ ２２０、点Ｃ ２２１、点Ｄ ３０２、点Ｅ ３０３、点Ｆ ３０４、点Ｇ ３０５、点Ｈ３０６の７つの頂点を持つ。
【００７７】
図４は、４原色表示装置色域切断面３０１をＹ軸上方から見た状態を示す。点Ａ ２１９がＹ軸に載るように、Ｘ軸を−Ｘ_aだけ、Ｚ軸を−Ｚ_aだけ平行移動している。４原色表示装置色域切断面３０１は点Ａ ２１９を中心に７つの三角形に分割され、この中から入力測色値信号１０６を包含する三角形を検出し、これを入力測色値内包三角形２０１とする。
【００７８】
入力測色値信号１０６を包含する三角形の検出は回転角の比較で実現できる。つまり、入力測色値信号１０６の回転角４０１を基準に、これをはさむ回転角を持つ２つの頂点を検出すればいい。図４の場合、回転角４０２を持つ点Ｂ ２２０と回転角４０３を持つ点Ｃ ２２１が選び出される。
【００７９】
以上、図３と図４を実行する具体的手段を図５から図７を使って説明する。４原色表示装置色域切断面３０１の頂点（図３と図４では、点Ｂ 〜 Ｈ（２２０、２２１、３０２〜３０６）の６点）は、図５に示す稜線マップ５０１を用いて算出する。稜線とは４原色表示装置色域２０２の辺に相当し、４原色表示装置色域２０２の頂点を結ぶ直線である。
【００８０】
４原色表示装置色域２０２の頂点とは、ブラック点Ｋ （０ ０ ０ ０） 、１次色点Ｒ （１ ０ ０ ０）、Ｇ （０ １ ０ ０）、Ｃ （０ ０ １ ０）、Ｂ （０ ０ ０ １）、２次色点Ｒ＋Ｇ （１ １ ０ ０）、Ｇ＋Ｃ （０ １ １ ０）、Ｃ＋Ｂ （０ ０ １ １）、Ｂ＋Ｒ （１ ０ ０ １）、３次色点Ｒ＋Ｇ＋Ｃ （１ １ １ ０）、Ｇ＋Ｃ＋Ｂ （０ １ １ １）、Ｃ＋Ｂ＋Ｒ （１ ０ １ １）、Ｂ＋Ｒ＋Ｇ （１ １ ０ １）、ホワイト点Ｗ （１ １ １ １）の１４点であり、図５では四角の箱で示されている。これらは実線に示される形で接続され、４原色表示装置色域２０２の立体の辺を形成している。稜線マップ５０１によって、色域立体の頂点が持つ明度の分布を一覧できる。
【００８１】
図５では、一例として、ブラック点Ｋの明度を１、１次色点Ｒの明度を２０、１次色点Ｇの明度を５０、１次色点Ｃの明度を２５、１次色点Ｂの明度を５とした。ホワイト点Ｗはこれら４つの１次色の和で与えられるため、ホワイト点Ｗの明度は１００となる。２次色と３次色の明度は接続関係から自動的に決定される。
【００８２】
つまり、２次色点Ｒ＋Ｇ （１ １ ０ ０）は、１次色点Ｒ （１ ０ ００）と１次色点Ｇ （０ １ ０ ０）の和で与えられるため、２次色点Ｒ＋Ｇ （１ １ ０ ０）の明度は７０ （＝ ２０ ＋ ５０）となる。３次色点Ｒ＋Ｇ＋Ｃ （１ １ １ ０）は、１次色点Ｒ （１ ０ ０ ０）、１次色点Ｇ （０ １ ０ ０）、１次色点Ｃ（０ ０ １ ０）の和で与えられるため、３次色点Ｒ＋Ｇ＋Ｃ （１ １ １ ０）の明度は９５ （＝ ２０ ＋５０ ＋ ２５）となる。４原色表示装置色域切断面３０１の頂点を特定するには、入力測色値信号１０６の明るさ成分Ｙ_inが含まれる稜線を稜線マップ５０１が見つけ出せばいい。
【００８３】
図６は、入力測色値信号１０６の明るさ成分Ｙ_in ＝６０として抽出された稜線を実線で示す。また白丸○は、４原色表示装置色域２０２の稜線と入力明るさ均一面２１７の交点を表わす。実線で示された稜線の両端の明度は入力明るさ均一面２１７の明度Ｙ_in ＝６０を挟む。以上により、４原色表示装置色域切断面３０１の頂点Ｂ 〜 Ｈ（２２０、２２１、３０２〜３０６）を含む稜線が特定できる。
【００８４】
次に、図４に従って点Ｂ ２２０と点Ｃ ２２１を特定するため、頂点Ｂ 〜Ｈ（２２０、２２１、３０２〜３０６）の色相を求める。頂点Ｂ 〜 Ｈ（２２０、２２１、３０２〜３０６）の色相ｈは（数１１）で与えられる。
【００８５】
【数１１】

ここで［Ｘ’’ Ｚ’’］は、図４に示す２次元座標（Ｘ−Ｘ_a）−（Ｚ−Ｚ_a）を表わす。頂点Ｂ 〜 Ｈ（２２０、２２１、３０２〜３０６）の［Ｘ’’ Ｚ’’］は図７に示すように、稜線の両端から線形補間で算出する。図７は、点Ｃ ２２１の［Ｘ’’ Ｚ’’］_iを求めるケースを表わし、１次色点Ｃ（２０７）と２次色点Ｇ＋Ｃ（２１０）の［Ｘ’’ Ｚ’’］を用いて以下のように算出する。
【００８６】
【数１２】

ここで添字Ｌは稜線の両端点のうち、明度の低い方を表わし、添字Ｖは明度の高い方を示す。
【００８７】
図７は点Ｃ ２２１を含む稜線の両端点表わし、明度の低い方の点が１次色点Ｃ（２０７）、明度の高い方の点が２次色点Ｇ＋Ｃ（２１０）に対応する。従って、［Ｘ’’ Ｚ’’］ _Lは１次色点Ｃ（２０７）の測色値ＸＹＺをＸ軸方向に−Ｘ_a、Ｚ軸方向に−Ｚ_aシフトした座標に当たり、［Ｘ’’ Ｚ’’］ _Vは２次色点Ｇ＋Ｃ（２１０）の測色値ＸＹＺをＸ軸方向に−Ｘ_a、Ｚ軸方向に−Ｚ_aシフトした座標に相当する。
【００８８】
以上、（数１１）で色相ｈを頂点Ｂ 〜 Ｈ（２２０、２２１、３０２〜３０６）に対して計算し、図４のように入力測色値信号１０６の色相をはさむ頂点を探せば、点Ｂ ２２０と点Ｃ ２２１が決定され、点Ａ ２１９と共に入力測色値内包三角形２０１が定義できる。
【００８９】
次に、入力測色値内包三角形算出部１０８の２つの出力、頂点出力測色値信号１１０と頂点表示スカラー信号１１１の算出方法を説明する。点Ｂ ２２０のバイアスフリーのＸＹＺ測色値［Ｘ’ Ｙ’ Ｚ’］_bは、図８に示すように、点Ｂ ２２０を含む稜線の両端点２１１と２１４の測色値［Ｘ’ Ｙ’ Ｚ’］_Lと［Ｘ’ Ｙ’ Ｚ’］_Vから以下のように算出される。
【００９０】
【数１３】

すなわち、点Ｂ ２２０のバイアスフリーＸＹＺ測色値［Ｘ’ Ｙ’ Ｚ’］_bは、点Ｂ ２２０を含む稜線の両端点２１１と２１４の明度値Ｙ’_L、Ｙ’_Vの差の点Ａ ２２０の明度値Ｙ’_inによる内分比（Ｙ’_in−Ｙ’_L）／（Ｙ’_V−Ｙ’_L）を、両端点２１１と２１４の測色値［Ｘ’ Ｙ’ Ｚ’］_Lと［Ｘ’ Ｙ’Ｚ’］_Vの差に線形重み付けして求められる。
【００９１】
また、点Ｃ ２２１のバイアスフリーＸＹＺ測色値［Ｘ’ Ｙ’ Ｚ’］_cも（数１３）で算出でき、点Ｃ ２２１を含む稜線の両端点２０７と２１０バイアスフリーの測色値をそれぞれ［Ｘ’ Ｙ’ Ｚ’］_L、［Ｘ’ Ｙ’ Ｚ’］_Vとすればいい。入力測色値内包三角形２０１の３つの頂点、点Ａ ２１９、点Ｂ ２２０、点Ｃ ２２１のバイアスフリーＸＹＺ測色値［Ｘ’ Ｙ’ Ｚ’］_a、［Ｘ’ Ｙ’ Ｚ’］_b、［Ｘ’ Ｙ’ Ｚ’］_cは、頂点出力測色値信号１１０として入力測色値内包三角形算出部１０８から出力され、線形補間部１１２に与えられる。
【００９２】
なお、測色値ＸＹＺは測光計を用いて計測する必要があるが、これはブラック点Ｋ ２０３と１次色点Ｒ、Ｇ、Ｃ、Ｂ（２０５〜２０８）の５点に対して実施すれば十分である。なぜならば、２次色点Ｒ＋Ｇ、Ｇ＋Ｃ、Ｃ＋Ｂ、Ｂ＋Ｒ（２０９〜２１２）、３次色点Ｒ＋Ｇ＋Ｃ、Ｇ＋Ｃ＋Ｂ、Ｃ＋Ｂ＋Ｒ、Ｂ＋Ｒ＋Ｇ（２１３〜２１６）、ホワイト点Ｗ２０４の測色値ＸＹＺは、ブラック点Ｋ ２０３と１次色点Ｒ、Ｇ、Ｃ、Ｂ（２０５〜２０８）の足し算で算出できるからである。
【００９３】
たとえば、２次色点Ｇ＋Ｃ（２１０）は、図９に示すように、ブラック成分８０１にＧ成分８０２とＣ成分８０３を加えればよい。ただし、Ｇ成分８０２とＣ成分８０３はブラック成分８０１を差し引いたバイアスフリーのＸＹＺ値である。
【００９４】
一方、頂点表示スカラー信号１１１は点Ａ ２１９においては以下のように算出される。
【００９５】
【数１４】

つまり点Ａ ２１９の頂点表示装置信号［Ｓ₁ Ｓ₂ Ｓ₃ Ｓ₄］_aは、ブラック点Ｋ ２０３とホワイト点Ｗ２０４の明度値Ｙ’_k、Ｙ’_wの差の点Ａ ２１９の明度値Ｙ’_aによる内分比で与えられる。
【００９６】
ただし、頂点表示スカラー信号１１１の定義域は０から１とする。また、頂点表示スカラー信号１１１は、図１０に示すように、表示装置の階調特性から定義される。図１０において、横軸は表示装置に与える表示信号であり、この例では１チャンネル８ビット階調として０から２５５までの２５６階調を持つ。
【００９７】
一方、縦軸は表示色の明度を表わす。明度は各チャネルの最高輝度が１となるように正規化した明るさ尺度である。頂点表示スカラー信号１１１は明度と同一であり、表示色の明度と線形関係を持つ。点Ｂ ２２０は、点Ｂ ２２０を含む稜線の両端点２１１と２１４の表示スカラー信号［Ｓ₁ Ｓ₂ Ｓ₃ Ｓ₄］_L、［Ｓ₁ Ｓ₂ Ｓ₃ Ｓ₄］_Vから以下のように算出される。
【００９８】
【数１５】

すなわち、点Ｂ ２２０の表示スカラー信号［Ｓ₁ Ｓ₂ Ｓ₃ Ｓ₄］_bは、稜線の両端点２１１と２１４の明度値Ｙ’_LとＹ’_Vの差の入力測色値信号１０６の明るさ成分Ｙ’_in による内分比（Ｙ’_in−Ｙ’_L）／（Ｙ’_V−Ｙ’_L）を、両端点２１１と２１４の表示スカラー信号［Ｓ₁ Ｓ₂ Ｓ₃ Ｓ₄］_L、［Ｓ₁ Ｓ₂Ｓ₃ Ｓ₄］_Vの差に線形重み付けして求められる。
【００９９】
また、点Ｃ ２２１の表示スカラー信号［Ｓ₁ Ｓ₂ Ｓ₃ Ｓ₄］_cも（数１５）で算出でき、点Ｃ ２２１を含む稜線の両端点２０７と２１０表示スカラー信号をそれぞれ［Ｓ₁ Ｓ₂ Ｓ₃ Ｓ₄］_L、［Ｓ₁ Ｓ₂ Ｓ₃ Ｓ₄］_Vとすればいい。以上、頂点表示スカラー信号１１１は（数１４）、（数１５）によって算出される。
【０１００】
第３に、線形補間部１１２は、頂点出力測色値信号１１０と頂点表示スカラー信号１１１をもとに、４原色表示信号１１１を算出する。図１１は、入力測色値信号１０６と入力測色値内包三角形２０１の３つの頂点、点Ａ ２１９、点Ｂ ２２０、点Ｃ ２２１の関係を測色値ＸＹＺ空間で表現している。加えて、４原色表示スカラー信号１１０１と出力表示スカラー信号内包三角形１１０２の３つの頂点、点Ａ １１０３、点Ｂ １１０４、点Ｃ １１０５の関係を表示スカラー信号Ｓ₁Ｓ₂Ｓ₃Ｓ₄空間で表現している。
【０１０１】
４原色表示スカラー信号１１０１は４原色表示信号１１１に対応する明度リニア信号で、図１０で説明した階調特性から与えられる。つまり、４原色表示信号１１１を横軸の表示信号から与え、これに対応する縦軸の明度を読み取れば、４原色表示スカラー信号１１０１が求められる。４原色表示装置１０６で入力測色値信号１０６と同じ色を表示するには、測色値ＸＹＺと表示スカラー信号が線形の関係にある点を利用する。
【０１０２】
すなわち、４原色表示スカラー信号１１０１と出力表示スカラー信号内包三角形１１０２の３つの頂点、点Ａ １１０３、点Ｂ １１０４、点Ｃ １１０５の関係を、入力測色値信号１０６と入力測色値内包三角形２０１の３つの頂点、点Ａ ２１９、点Ｂ ２２０、点Ｃ ２２１の関係と同等にすればいい。
【０１０３】
具体的には、入力測色値信号１０６を点Ａ ２１９、点Ｂ ２２０、点Ｃ ２２１の測色値と重み係数［ｑ_a ｑ_b ｑ_c］で（数１６）のように表わし、４原色表示スカラー信号１１０１を点Ａ １１０３、点Ｂ １１０４、点Ｃ １１０５の表示スカラー信号と重み係数［ｑ_a ｑ_b ｑ_c］で（数１７）のように表わすことに相当する。
【０１０４】
【数１６】

【数１７】

（数１６）において、ｑ_aは点Ａ ２１９のバイアスフリーＸＹＺ値に対する重み係数、ｑ_bは点Ｂ ２２０のバイアスフリーＸＹＺ値に対する重み係数、ｑ_cは点Ｃ ２２１のバイアスフリーＸＹＺ値に対する重み係数である。
【０１０５】
一方、（数１７）において、ｑ_aは点Ａ １１０３の表示スカラー信号に対する重み係数、ｑ_bは点Ｂ １１０４の表示スカラー信号に対する重み係数、ｑ_cは点Ｃ １１０５の表示スカラー信号に対する重み係数である。測色値ＸＹＺと表示スカラー信号は線形関係を持つため、同じ重み係数［ｑ_a ｑ_b ｑ_c］で対応つけられた入力測色値信号１０６と４原色表示スカラー信号１１０１は等価の関係にある。（数１６）を重み係数［ｑ_a ｑ_b ｑ_c］に対して解き、これを（数１７）に代入すれば、４原色表示スカラー信号１１０１が算出できる。すなわち、
【０１０６】
【数１８】

で与えられる。行列Ｐは頂点表示スカラー信号１１１から、行列Ｕは頂点出力測色値信号１１０から、行列Ｃは入力測色値信号１０６、行列Ｋはブラック点Ｋ ２０３の測色値ＸＹＺからそれぞれ与えられる。
【０１０７】
以上、（数１８）によって、入力測色値信号１０６は４原色表示スカラー信号１１０１に変換されるが、行列Ｐと行列Ｕの要素のひとつがグレー軸上に位置するため、入力測色値信号１０６がバイアス成分と一致しない場合、４原色表示スカラー信号１１０１のいずれのチャネルも０になることがない。行列Ｐと行列Ｕのグレー軸上に位置する要素とは、図２における点Ａ ２１９である。
【０１０８】
そこで、入力測色値信号１０５がダイナミックレンジ全体に渡って大きく変化したとして、４原色表示スカラー信号１１０１は最小値から最大値まで急激に動くことはなく、滑らかな変化を示すといった作用効果を奏する。
【０１０９】
また、行列Ｐと行列Ｕのすべての要素が明るさ一定面上にあるため、４原色表示スカラー信号１１０１の各チャネルの数値の大小を比較することで色合いを容易に理解できるといった効果がある。仮にＳ₁を赤、Ｓ₂を黄色、Ｓ₃を緑、Ｓ₄を青とした場合、［Ｓ₁ Ｓ₂ Ｓ₃ Ｓ₄］ ＝ ［０．８ ０．５ ０．５ ０．５］であれば、明るさはホワイトに対して半分で、赤味を帯びた色であることがわかる。
【０１１０】
図２の点Ａ ２１９、点Ｂ ２２０、点Ｃ ２２１は入力明るさ均一面２１７上にあるため、入力測色値の明るさはグレー軸２１８上にある点Ａ ２１９が示している。一方、色合いは点Ａ ２１９の表示スカラー信号よりも大きな値を持つチャネルが示しており、この例では、Ｓ₁を赤が０．３だけ色味を持っていることがわかる。［Ｓ₁ Ｓ₂ Ｓ₃ Ｓ₄］ ＝ ［０．８ ０．８ ０．４ ０．４］であれば、明るさは０．４であり、［Ｓ₁ Ｓ₂ Ｓ₃ Ｓ₄］ ＝ ［０．８０．５ ０．５ ０．５］よりは暗く、色合いはオレンジ（＝赤＋黄色）になる。
【０１１１】
本例では、入力デバイスに３バンドカメラ、出力デバイスに４原色表示装置を用いた。これは一例であり、本発明は原色数を制限するものではない。
【０１１２】
すなわち、図１１に示すように、原色数は表示スカラー信号の次元数に反映され、出力表示スカラー信号内包三角形１１０２の３つの頂点、点Ａ １１０３、点Ｂ １１０４、点Ｃ １１０５の座標の次元数に対応する。（数１８）に示すように、点Ａ １１０３、点Ｂ １１０４、点Ｃ １１０５の座標の次元数は行列Ｐの行数に対応し、次元数は任意であることが理解できる。
【０１１３】
また、入力デバイスの３バンドカメラと出力デバイスの４原色表示装置は、図１に示すように、映像信号処理装置１０３の外部にあるとして説明を行ったが、この構成は一例である。映像信号処理装置１０３は３バンドカメラ１０１の内部に組み込むことも可能であり、また、３バンドカメラ１０１の内部に取り込むことも可能である。出力側の４原色表示装置１０７も同様であり、映像信号処理装置１０３を４原色表示装置１０７の内部に組み込んだり、４原色表示装置１０７を映像信号処理装置１０３の内部に取り込む構成も可能である。
【０１１４】
図１２は４原色表示装置に本発明の映像処理装置を映像信号処理ＩＣとして組み込んだ場合のシステム構成を表わす。４原色表示装置１２０１は標準ビデオインターフェイス１２０２を持ち、たとえばＹＰｂＰｒのコンポーネント信号、あるいはコンポジット信号を入力できる。
【０１１５】
そこで、既存の３バンドカメラ１２０３で被写体１２０４を撮影し、３バンドカメラ１２０３の映像出力信号１２０５を直接、標準ビデオインターフェイス１２０２に接続できる。映像出力信号１２０５は標準ビデオインターフェイス１２０２を介して映像信号処理ＩＣ １２０６に入力され、４原色表示信号１２０７に変換される。
【０１１６】
４原色表示信号１２０７はビデオメモリ１２０８を介して４原色表示パネル駆動回路１２０９に渡され、４原色表示パネル１２１０に再現映像１２１１が表示される。映像信号処理ＩＣ １２０６の動作は図１に示した映像信号処理装置１０３に相当するため、映像出力信号１２０５は図１のカメラＲＧＢ信号１０２に対応し、また４原色表示信号１２０７は図１の４原色表示信号１１３に対応する。
【０１１７】
図１の３バンドカメラ色再現プロファイル１０５と４原色表示装置色再現プロファイル１０９は４原色表示装置１２０１に備えたスロットに差し込めるメモリーカード１２１２から映像信号処理ＩＣ １２０６に与える。
【０１１８】
なお、メモリーカード１２１２をネットワークカードに換えれば、オンラインで遠隔操作も可能になる。また、３バンドカメラ１２０３の映像出力信号１２０５をネットワークに配信し、標準ビデオインターフェイス１２０２をネットワークカードに換えれば、ネットワークを介した映像配信が可能となる。
【０１１９】
ところで、入力測色値内包三角形算出部１０８は（数１１）の三角関数を使って入力測色値信号１０６を内包する三角形を検出するが、演算負荷を小さくするために、直線の傾きを利用することもできる。
【０１２０】
つまり、図４において、入力測色値信号１０６の符号をもって、入力測色値信号１０６が存在する象限を特定し、その象限にＸ−Ｘ_a軸を境に隣接する象限と、Ｚ−Ｚ_a軸を境に隣接する象限、合計３つの象限のいずれかに属する頂点を特定する。特定された頂点と原点をつなぐ線分の傾きを求め、原点と入力測色値信号１０６をつなぐ線分の傾きを挟む隣り合う頂点を見つければいい。傾きを求めるには除算が伴うが、一般に三角関数よりも演算負荷は小さいと考えられる。
【０１２１】
以上、実施の形態１によって、４原色表示装置に入力測色値の色が表示される４原色出力信号を算出でき、かつ４原色出力信号値は滑らかに変化するため、入力測色値がノイズを含んでいても、その影響を抑えることができる。
【０１２２】
また、４原色出力信号の４つの値を比較することで、色合いと明るさが容易に理解できる。さらに入力測色値を内包する三角形の頂点が明るさ一定面上にあるため、この内包三角形の検出が小規模の演算で可能であり、高速演算を可能にする。
【０１２３】
（実施の形態２）
図１３は、本発明の実施の形態２に係る映像信号処理システムの概念図である。同図に示す映像信号処理システムは、１６バンドカメラ信号を３原色表示信号に変換する。
【０１２４】
１６バンドカメラ１３０１はカメラ信号１３０２を出力し、カメラ信号１３０２は映像信号処理装置１３０３に入力される。映像信号処理装置１３０３では、入力測色値算出部１３０４がカメラ信号１３０２を受け、１６バンドカメラ色再現プロファイル１３０５をもとに、入力測色値信号１３０６を算出する。
【０１２５】
入力測色値信号１３０６は１６バンドカメラ１３０１が撮影した被写体の色を表わす。３原色表示装置１３０７は被写体の再現画像を表示するが、この表示色が入力測色値信号１３０６と一致するように映像信号を処理することが目標となる。
【０１２６】
入力測色値内包三角形算出部１３０８は、３原色表示装置１３０７の色域上の２点と３原色表示装置１３０７の色域内の１点で形成される三角形のうち、入力測色値信号１３０６を包含する入力測色値内包三角形を算出する。この際、３原色表示装置色再現プロファイル１３０９を参照して、測色値空間内の三角形と表示スカラー信号空間内の三角形を定義する。
【０１２７】
入力測色値内包三角形算出部１３０８は２種類の信号を出力する。一方は入力測色値内包三角形の３頂点が持つ出力測色値である頂点出力測色値信号１３１０で、他方は入力測色値内包三角形の３頂点が持つ表示スカラー信号である頂点表示スカラー信号１３１１である。ともに線形補間部１３１２に与えられる。
【０１２８】
線形補間部１３１２は、頂点出力測色値信号１３１０と頂点表示スカラー信号１３１１をもとに線形補間を実行して４原色表示信号１３１３を算出し、３原色表示装置１３０７に出力する。以下、入力測色値算出部１３０４、入力測色値内包三角形算出部１３０８、線形補間部１３１２の順に各部の処理構成を詳細に説明する。
【０１２９】
第１に、入力測色値算出部１３０４は、１６バンドカメラ１３０１からカメラ信号１３０２を受けて、被写体の色の測色値を算出し、これを入力測色値信号１３０６として出力する。
【０１３０】
１６バンドカメラとは被写体からの光を分光的に１６の帯域に分割し、１６枚の画像を撮影するカメラである。ＲＧＢカメラに比べると分光的解像度が５倍以上となるため、被写体の分光情報の計測に有利な構成である。入力測色値信号１３０６は（数１９）によって算出できる。
【０１３１】
【数１９】

ここで、Ｖは列ベクトルでセンサー応答を、行列Ｓはカメラ特性を、列ベクトルＲは被写体の分光反射率を表わす。行列Ｓが正方行列でない場合は、逆行列の算出に自由度が発生するため、ウィナー推定等を用いてノイズに強い逆行列を選択するのは有効な手段である。
【０１３２】
分光反射率Ｒが算出されれば、測色値ＸＹＺの定義に基づいて、照明と等色関数を与えることで入力測色値信号１３０６は計算できる。（数１９）の計算に必要なパラメータと測色値ＸＹＺの算出に必要な照明と等色関数は、１６バンドカメラ色再現プロファイル１３０５として入力測色値算出部１３０４に与える。
【０１３３】
第２に、入力測色値内包三角形算出部１３０８は、入力測色値信号１３０６を包含する入力測色値内包三角形を算出する。その動作は、（実施の形態１）の入力測色値内包三角形算出部１０８と同一であり、ここでは説明を省略する。
【０１３４】
第３に、線形補間部１３１２は、頂点出力測色値信号１３１０と頂点表示スカラー信号１３１１をもとに、３原色表示信号１３１３を算出する。その動作は、実施の形態１の線形補間部１１２と同一であり、ここでは説明を省略する。
【０１３５】
以上、実施の形態２によって、マルチバンドカメラからの入力信号を受け、信号変化の滑らかさと測色的精度を保って、３原色表示装置に出力信号を与えることができる。また、任意次元に対する映像信号処理が可能であり、マルチバンドシステムにも既存の３原色システムにも対応できることがわかる。
【０１３６】
（実施の形態３）
図１４は、本発明の実施の形態３に係る映像信号処理システムの概念図である。同図に示す映像信号処理システムは、３原色表示装置の映像をプリンタに印刷する。
【０１３７】
３原色表示装置１４０１には、パーソナルコンピュータ１４０２で作成された映像が表示される。この映像は印刷物を作るための原稿であり、最終的にはプリンタ１４０３で印刷される。そこで、プリンタ１４０３の出力プリントは３原色表示装置１４０１に表示された原稿と同じ色を再現する必要がある。
【０１３８】
映像信号処理装置１４０４は、パーソナルコンピュータ１４０２から入力映像信号１４０５を受け取り、プリンタ１４０３の出力プリントが３原色表示装置１４０１の映像と同じ色になるようにプリンタ信号１４０６を出力することが目標となる。入力映像信号１４０５は入力測色値算出部１４０７に供給され、３原色表示装置色再現プロファイル１４０８をもとに、入力測色値信号１４０９を算出する。
【０１３９】
入力測色値信号１４０９は３原色表示装置１４０１に表示された映像の色を表わす。そこで、プリンタ１４０３の出力プリントの測色値ＸＹＺが入力測色値信号１４０９と一致するように映像信号を処理することが目標となる。
【０１４０】
入力測色値内包三角形算出部１４１０は、３原色表示装置１４０１の色域上の２点と３原色表示装置１４０１の色域内の１点で形成される三角形のうち、入力測色値信号１４０９を包含する入力測色値内包三角形を算出する。
【０１４１】
この際、プリンタ色再現プロファイル１４１１を参照して、測色値空間内の三角形と表示スカラー信号空間内の三角形を定義する。入力測色値内包三角形算出部１４１０は２種類の信号を出力する。一方は入力測色値内包三角形の３頂点が持つ出力測色値である頂点出力測色値信号１４１２で、他方は入力測色値内包三角形の３頂点が持つ表示スカラー信号である頂点表示スカラー信号１４１３である。ともに線形補間部１４１４に与えられる。
【０１４２】
線形補間部１４１４は、頂点出力測色値信号１４１２と頂点表示スカラー信号１４１３をもとに線形補間を実行してプリンタ信号１４０６を算出し、プリンタ装置１４０３に出力する。以下、入力測色値算出部１４０７、入力測色値内包三角形算出部１４１０、線形補間部１４１４の順に各部の処理構成を詳細に説明する。
【０１４３】
第１に、入力測色値算出部１４０７は、パーソナルコンピュータ１４０２から入力映像信号１４０５を受けて、３原色表示装置１４０１の表示色の測色値を算出し、これを入力測色値信号１４０９として出力する。
【０１４４】
たとえば、３原色表示装置１４０１がＩＴＵ−Ｒ ＢＴ．７０９準拠のスペックを持つ場合、（数９）が与える［Ｘ Ｙ Ｚ］_inが３原色表示装置１４０１の表示色の測色値となる。映像信号処理装置１４０４の設計目標は、プリンタ１４０３の出力プリントの測色値ＸＹＺが［Ｘ Ｙ Ｚ］_inと一致するようにプリンタ信号１４０６をはじき出すところとなる。
【０１４５】
第２に、入力測色値内包三角形算出部１４１０は、図２に示すように、入力測色値信号１４０９を包含する入力測色値内包三角形２０１を算出する。その算出方法は、（実施の形態１）と同一であるため、説明を割愛する。
【０１４６】
ただし、図１の４原色表示装置色再現プロファイル１０９が本実施の形態ではプリンタ色再現プロファイル１４１１になるが、本発明は原色数に依存しないため、６種類、あるいは７種類のインクを使うハイファイプリンタ等でも実施できる。
【０１４７】
また、プリンタの測色的入出力特性はＣＲＴディスプレイ等にくらべて非線形性が多く見られるが、図５に示す稜線マップ５０１の測色点を増やすことで色再現性を高めることができる。実施の形態１では、ブラック点Ｋ （０ ０ ０ ０） 、１次色点Ｒ （１ ０ ０ ０）、Ｇ （０ １ ０ ０）、Ｃ （００ １ ０）、Ｂ （０ ０ ０ １）の５点を測定すれば、残りの２次色、３次色、ホワイト点は足し算で算出された。同じ方法を用いて、仮にプリンタ等で色再現性が確保できない場合は、２次色、３次色、ホワイト点も実測対象とすれば精度が向上する。
【０１４８】
また、稜線上に新たな実測点を加えることも有効である。さらに入力測色値内包三角形２０１の頂点のひとつである点Ａ ２１９は、実施の形態１においては、ブラック点Ｋ ２０３とホワイト点Ｗ ２０４の２点から（数１４）を用いて内挿した。これを図１５に示すように、グレー軸１５０１上に実測点を追加すれば、より短い区間（点１５０２と点１５０３の区間）で内挿が実行でき、補間精度が向上する。あるいは、点Ａ２１９に実測値を与えればいい。
【０１４９】
第３に、線形補間部１４１４は、頂点出力測色値信号１４１２と頂点表示スカラー信号１４１３をもとに、プリンタ信号１４０６を算出する。その算出方法は、実施の形態１と同一であるため、説明を割愛する。ただし、図１の４原色表示装置色再現プロファイル１０９が本実施の形態ではプリンタ色再現プロファイル１４１１になるが、本発明は原色数に依存しないため、６種類、あるいは７種類のインクを使うハイファイプリンタ等でも実施できる。
【０１５０】
以上、実施の形態３によって、ハードディスクや半導体メモリ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤなどの記録メディアに格納された映像と色再現プロファイルを入力し、信号変化の滑らかさと測色的精度を保って既存の表示装置に映像を表示できる。
【０１５１】
なお、映像信号処理装置の各機能（入力測色値算出部、入力測色値内包三角形算出部、線形補間部）のすべて又は任意の一部はソフトウエアで構成することが出きる。すなわち、コンピュータを、上記した映像信号処理装置の入力測色値算出部、入力測色値内包三角形算出部、線形補間部として機能させるプログラムをＲＯＭ等のメディアに保存し、必要に応じて読み出して使用するように構成する。
【０１５２】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、第１映像機器から入力測色値を受け、第２映像機器に出力信号を与える場合、信号変化が滑らかでノイズに強く、高速演算が可能な映像信号処理装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係る３バンドカメラの映像信号を４原色表示装置の映像信号に変換する映像信号処理システムの構成図
【図２】図１に示す４原色表示装置のＸＹＺ測色値空間における色域立体を示す図
【図３】図２に示す４原色表示装置の色域立体の辺と入力明るさ均一面との交点を示す図
【図４】図２に示す入力測色値内包三角形を検出する方法を説明する図
【図５】図３に示す点Ｂ 〜 Ｈ（２２０、２２１、３０２〜３０６）の位置を算出するために用いる稜線マップを説明する図
【図６】図５に示す稜線マップにおいて、入力測色値信号の明るさ成分Ｙ_in ＝６０として抽出された稜線を示す図
【図７】図２に示す入力測色値内包三角形の頂点のひとつである点Ｃを含む稜線の両端点を示す図
【図８】図７に加えて、図２に示す入力測色値内包三角形の頂点のひとつである点Ｂを含む稜線の両端点を示す図
【図９】図２に示す２次色点Ｇ＋Ｃをブラック成分、Ｇ成分、そしてＣ成分の足し算で求める方法を説明する図
【図１０】表示装置の階調特性（表示信号と明度の関係）を示す図
【図１１】（ａ）入力測色値信号と入力測色値内包三角形の３つの頂点の関係を測色値ＸＹＺ空間で示す図
（ｂ）入力測色値信号と入力測色値内包三角形の３つの頂点の関係を表示スカラー信号空間で示す図
【図１２】４原色表示装置に映像信号処理ＩＣとして組み込んだ場合のシステム構成を示す図
【図１３】本発明の実施形態２に係る１６バンドカメラの映像信号を３原色表示装置の映像信号に変換する映像信号処理システムの構成図
【図１４】本発明の実施形態３に係る３原色表示装置の映像信号をプリンタ信号に変換する映像信号処理システムの構成図
【図１５】グレー軸上に実測点を追加し、より短い区間で内挿が実行できる場合を説明する図
【図１６】図２に示す４原色表示装置の色域立体の頂点である１次色、２次色、３次色に対して名前をつけたことを説明する図
【図１７】４原色表示装置のＸＹＺ色空間における色域立体から目標色を包含する四角錘抜き出した図
【図１８】（ａ）図１７に示す四角錘をＸＹＺ色空間で示す図
（ｂ）図１７に示す四角錘を４次元の表示スカラー信号空間で示す図
【図１９】従来の映像信号処理装置の概念図
【図２０】（ａ）ＸＹＺ色空間における隣接する四角錘の空間形状を示す形状を示す図
（ｂ）４次元の表示スカラー信号空間における隣接する四角錘の空間形状を示す形状を示す図
【符号の説明】
１０１ ３バンドカメラ
１０３ 映像信号処理装置
１０４ 入力測色値算出部
１０５ ３バンドカメラ色再現プロファイル
１０７ ４原色表示装置
１０８ 入力測色値内包三角形算出部
１０９ ４原色表示装置色再現プロファイル
１１２ 線形補間部

Claims (15)

1. 第１映像機器の映像信号である入力測色値であって測色値の色空間内の入力点に変換された入力測色値を包含する入力測色値内包三角形であって前記第２映像機器の色域表面上の２点と色域内の１点とで形成される入力測色値内包三角形の頂点座標を、前記測色値の色空間及び前記第２映像機器の明るさ表示特性と線形関係を持つ前記第２映像機器のスカラー信号の色空間のそれぞれにおいて求める入力測色値内包三角形算出部と、前記測色値の色空間における入力測色値内包三角形の頂点座標と前記第２映像機器のスカラー信号の色空間における入力測色値内包三角形の頂点座標との間の線形補間により前記第２映像機器の映像信号を算出する線形補間部と、を具備し、前記線形補間は、前記測色値の色空間における入力測色値内包三角形の頂点座標と前記第２映像機器のスカラー信号の色空間における入力測色値内包三角形の頂点座標とで共通の重み係数を用いて行われる、映像信号処理装置。
2. 第１映像機器の映像信号から前記第１映像機器の色特性情報を用いて測色値の色空間内における入力点となる入力測色値を算出する入力測色値算出部と、前記入力測色値を包含する入力測色値内包三角形であって前記第２映像機器の色域表面上の２点と色域内の１点とで形成される入力測色値内包三角形の頂点座標を、前記測色値の色空間及び前記第２映像機器の明るさ表示特性と線形関係を持つ前記第２映像機器のスカラー信号の色空間のそれぞれにおいて求める入力測色値内包三角形算出部と、前記測色値の色空間における入力測色値内包三角形の頂点座標と前記第２映像機器のスカラー信号の色空間における入力測色値内包三角形の頂点座標との間の線形補間により前記第２映像機器の映像信号を算出する線形補間部と、を具備し、前記線形補間は、前記測色値の色空間における入力測色値内包三角形の頂点座標と前記第２映像機器のスカラー信号の色空間における入力測色値内包三角形の頂点座標とで共通の重み係数を用いて行われる、映像信号処理装置。
3. 入力測色値内包三角形を形成する前記第２映像機器の色域内の１点は、前記第２映像機器の色域においてホワイト点とブラック点を結んだグレー軸と入力測色値の明度から成る入力明度均一面との交点で与えられる入力明度グレー軸交点であることを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載の映像信号処理装置。
4. 入力明度グレー軸交点の測色値の色空間における座標は、前記第２映像機器のホワイト点とブラック点の明度差と入力測色値とブラック点の明度差の比を前記第２映像機器のホワイト点とブラック点の測色値の差分ベクトルに乗算して算出されることを特徴とする請求項３記載の映像信号処理装置。
5. 入力明度グレー軸交点の測色値の色空間における座標は、前記第２映像機器の色域においてホワイト点とブラック点を結んだグレー軸上の２点の明度差と前記第２映像機器のグレー軸上の２点のうち明度の低い方の点と入力測色値の明度差との比を、前記第２映像機器のグレー軸上の２点の測色値の差分ベクトルに乗算して算出されることを特徴とする請求項３記載の映像信号処理装置。
6. 入力明度グレー軸交点の第２映像機器のスカラー信号の色空間における座標は、前記第２映像機器の色域におけるホワイト点とブラック点の明度差と入力測色値とブラック点の明度差との比を、前記第２映像機器の色域におけるホワイト点とブラック点のスカラー信号の差分ベクトルに乗算して算出されることを特徴とする請求項３記載の映像信号処理装置。
7. 入力明度グレー軸交点の前記第２映像機器のスカラー信号の色空間における座標は、第２映像機器の色域においてホワイト点とブラック点を結んだグレー軸上の２点の明度差と第２映像機器のグレー軸上の２点のうち明度の低い方の点と入力測色値の明度差の比を、第２映像機器のグレー軸上の２点の第２映像装置のスカラー信号の差分ベクトルに乗算して算出されることを特徴とする請求項３記載の映像信号処理装置。
8. 入力測色値内包三角形を形成する前記第２映像機器の色域表面上の２点は、前記第２映像機器の色域立体の辺と入力測色値の明度から成る入力明度均一面との交点のうち、隣り合う２点から選ばれることを特徴とする請求項１または請求項２記載の映像信号処理装置。
9. 入力測色値内包三角形を形成する前記第２映像機器の色域表面上の点である表面頂点の測色値の色空間における座標は、表面頂点を含む色立体の辺の両端点の明度差と前記両端点のうち明度の低い方の点と入力測色値との明度差の比を前記両端点の測色値の差分ベクトルに乗算して算出されることを特徴とする請求項１または請求項２記載の映像信号処理装置。
10. 入力測色値内包三角形を形成する前記第２映像機器の色域表面上の点である表面頂点の前記第２映像機器のスカラー信号の色空間における座標は、表面頂点を含む色立体の辺の両端点の明度差と前記両端点のうち明度の低い方の点と入力測色値との明度差の比を前記両端点の前記第２映像機器のスカラー信号の差分ベクトルに乗算して算出されることを特徴とする請求項１または請求項２記載の映像信号処理装置。
11. 線形補間部は、前記第２映像機器のスカラー信号の色空間における入力測色値内包三角形の３つの頂点の座標から成る前記第２映像機器のスカラー信号行列と、測色値の色空間における入力測色値内包三角形の３つの頂点の座標から成る測色値行列の逆行列と、入力測色値行列との積で前記第２映像機器のスカラー出力信号を算出し、前記第２映像機器の明るさ表示特性に基づいて前記第２映像機器のスカラー出力信号を前記第２映像機器の映像信号に変換することを特徴とする請求項１または請求項２記載の映像信号処理装置。
12. 請求項１から請求項１１のいずれかに記載の映像信号処理装置を第１映像機器の一部に組み込んだことを特徴とする映像信号処理システム。
13. 請求項１から請求項１１のいずれかに記載の映像信号処理装置を第２映像機器の一部に組み込んだことを特徴とする映像信号処理システム。
14. 第１映像機器と、請求項１から請求項１１のいずれかに記載の映像信号処理装置と、第２映像機器とからなる映像信号処理システム。
15. コンピュータを、
    第１映像機器の映像信号であり測色値の色空間内の入力点に変換された入力測色値を包含する入力測色値内包三角形であって前記第２映像機器の色域表面上の２点と色域内の１点とで形成される入力測色値内包三角形の頂点座標を、前記測色値の色空間及び前記第２映像機器の明るさ表示特性と線形関係を持つ前記第２映像機器のスカラー信号の色空間のそれぞれにおいて求める入力測色値内包三角形算手段と、
    前記測色値の色空間における入力測色値内包三角形の頂点座標と前記第２映像機器のスカラー信号の色空間における入力測色値内包三角形の頂点座標との間の線形補間により前記第２映像機器の映像信号を算出する線形補間手段と、して機能させ、
    前記線形補間は、前記測色値の色空間における入力測色値内包三角形の頂点座標と前記第２映像機器のスカラー信号の色空間における入力測色値内包三角形の頂点座標とで共通の重み係数を用いて行われる、プログラム。

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