JP4396107B2 - 映像表示システム - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばＣＲＴディスプレイや液晶プロジェクタ等の映像表示装置から表示する画像の色を、正しい色で表示されるように映像表示装置の特性に基づいて調整して映像表示装置に提供する映像表示システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、カラープリンタのような印刷装置によって印刷した場合、同一の印刷対象物を印刷したにもかかわらず、異なるカラープリンタから印刷された印刷物は色合いが若干異なっている。これは、個々のカラープリンタの色特性が異なっていることに由来するものであり、オリジナルの印刷対象物と全く同一の色合いを出すためには、個々の色特性に応じた調整が必要となる。このような調整は、カラーマネジメントと呼ばれている。
【０００３】
一方で、近年の映像技術の発展はめざましく、映像表示装置としても、ＣＲＴディスプレイはもとより、液晶ディスプレイ、液晶プロジェクタ、ＤＬＰ、ＰＤＰなどによっても、明るく鮮明なカラー画像が表示されるようになってきている。そして、大型シアターでは輝度が高いＤＬＰ方式プロジェクタ、階調精度が要求される場合にはＣＲＴディスプレイ、省スペース環境ではＰＤＰや液晶ディスプレイといったように、設置条件や要求される性能によって使い分けられている。
【０００４】
カラーマネジメント処理は、印刷装置に限らず、上述したようなＣＲＴディスプレイ、液晶ディスプレイ、液晶プロジェクタ、ＤＬＰ、ＰＤＰなどの映像表示装置に対しても同様に適用できる技術である。ただ、これら映像表示装置からテレビ番組、映画、ビデオ画像等のコンテンツを観る限りにおいては、多少現実の色との違いがあったとしても、全く気がつかないか、あるいは違和感を感じることがなく観ることができるために、カラーマネジメント処理を行わずしても良い場合がある。
【０００５】
しかしながら、特に美術品や文化財などをリアルに表示するためには、オリジナルの色や階調を正確に再現する必要がある。そのために、スキャナやデジタルカメラなどの入力装置から、上述したような映像表示装置に至る処理系の色特性を把握し、入力装置によって取得されたデジタル映像データに対して必要なカラーマネジメント処理を施すことで、オリジナルの色や諧調を正確に再現することが不可欠である。
【０００６】
例えばバーチャルリアリティコンテンツで表示色を決める代表的要素としては、テクスチャ画像の色情報、オブジェクト表面の色情報、照明の色情報があげられる。従来は、これらの異なる色情報が、それぞれに使用する映像表示装置の個々の色特性に応じて調整がなされている。
【０００７】
映像表示装置は一般に、三原色の加法混色または減法混色によって様々な色を再現しているが、実際の映像表示装置では三原色は通常他の原色成分を含んでおり純粋な色ではない。たとえば、三原色ＲＧＢで様々な色を表現する場合、映像表示装置の色特性は、図７に示すように、赤成分Ｒ、緑成分Ｇ、青成分Ｂがそれぞれ分離したような特性を持つことが望ましい。
【０００８】
しかしながら、実際には、図８に示すように、おのおのの色成分が互いにオーバーラップしており、ある色成分のみを調整しても、それが他の色成分にまで影響を与えてしまうことが避けられない。たとえば、図８に示す例において、緑成分Ｇのみを調整しようとしても、緑成分Ｇは、赤成分Ｒおよび青成分Ｂと一部ラップしているので、赤成分Ｒおよび青成分Ｂも影響を受けてしまう。
【０００９】
また、実際の映像表示装置では、入力値と出力値とは必ずしも比例関係にはなっていない。この特性は、映像表示装置の個々の映像表示方式や設計などによっても大きく異なるものである。
【００１０】
したがって、上述したように色特性が個々に異なっている映像表示装置によってオリジナルの色を正確に再現するためには、オリジナルの色情報のデジタル値と、映像表示装置の個々の特性とに基づいた色変換処理演算を行い、個々の色成分に対して行う補正値を求める必要がある。
【００１１】
たとえば、ＣＲＴディスプレイの場合、映像表示装置によって再現された表示色の表色値（ＣＩＥ ＸＹＺ）と、三原色それぞれの入力信号の強度ＲＧＢのデジタル値（入力信号値）との関係は下記（１）式のような行列式で表すことができる。
【００１２】
【数１】
映像表示装置からリアルな映像を表示するための色変換処理を行うためには、表色値（ＣＩＥ ＸＹＺ）から三原色それぞれの入力信号値ＲＧＢを求め、コンテンツの色情報を補正する必要がある。この補正値は、理論的には、上記（１）式を逆変換処理することによって求めることができる。
【００１３】
コンテンツの色情報を補正せずに、映像表示装置側で色調整を行うことによって、ある程度色再現性を向上させることも可能である。しかしながら、映像表示装置側の調整機能は通常は非線形回路やルックアップテーブルなどを用いて三原色を個別に操作するのみであり、上述したような厳密な色変換処理演算を行うことは出来ないため、映像表示装置の調整のみで正確な色再現をすることはできない。
【００１４】
【非特許文献１】
「図解カラーマネージメント実践ルールブック ２００２−２００３」、永田豊志編、株式会社ワークスコーポレーション、２００２年９月３０日、ｐ３４〜ｐ３９
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の映像表示装置に対して行っているカラーマネジメント処理では、以下のような問題がある。
【００１６】
すなわち、バーチャルリアリティ用のコンテンツを映像表示装置から表示する場合、その見栄えは、表示対象とするコンテンツの色情報のみならず、照明や背景の色、強さ、角度等といった外部条件によっても変化する。したがって、映像表示装置からこのコンテンツを表示する場合には、図９に示すような処理フローに従ってこれら外部条件を反映したレンダリング処理を行った後に、映像表示装置からの表示がなされている。
【００１７】
すなわち、図９に示すようなレンダリング処理方法では、まず、コンテンツの元色情報（例えば、赤成分Ｒ、緑成分Ｇ、青成分Ｂ）毎の色情報変換処理が行われる。そして、色情報変換処理された各元色情報（これは修正色情報）が合成された後に、外部条件を反映したレンダリング処理がなされ、修正色情報である最終色情報が生成されている。そして、この最終色情報が映像表示装置へと送られ、この映像表示装置から表示されている。
【００１８】
しかしながら、上述したようなレンダリング処理方法では、厳密な色補正をすることはできないという問題がある。この理由について、以下に具体的に説明する。
【００１９】
仮に、映像表示装置の色特性が図１０に示すように、赤成分Ｒの出力特性が（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（１００，５０，０）のように緑成分を半分含んでおり、緑成分Ｇの出力特性が（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（０，１００，０）のように純粋に緑を表示するようになっており、青成分Ｂの出力特性もまた（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（０，０，１００）のように純粋に青を表示するようになっているものとする。そして、コンテンツの元色情報が純粋な黄色、すなわち（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（１００，１００，０）であるものとする。
【００２０】
この場合、図９における色情報変換処理では、映像表示装置の色特性を考慮して、コンテンツの元色情報が（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（１００，５０，０）のような修正色情報に変換される。つまり、この映像表示装置では、赤成分Ｒ＝１００に、緑成分Ｇ＝５０が含まれて表示されるので、緑成分Ｇ＝１００となるようにコンテンツの緑成分Ｇを半分にするような変換が行われる。
【００２１】
次に、このコンテンツを、純粋な緑色（（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（０，１００，０））の照明光によって照明するような鑑賞条件にしたがってレンダリング処理を行うものとする。このコンテンツの色情報は本来（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（１００，１００，０）の色特性を持つものであり、これに（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（０，１００，０）の純粋な緑色の色特性を持つ照明光によって照明された場合には、緑成分Ｇの強さは同じである。しかしながら、コンテンツの元色情報は（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（１００，５０，０）のような修正色情報に変換されているので、このようなコンテンツが、（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（０，１００，０）の色特性を持つ照明光によって照明されると、コンテンツの緑成分Ｇ（５０）が照明光の緑成分Ｇ（１００）に対して暗く表示されてしまう。
【００２２】
このように、従来の映像表示装置では、鑑賞条件までも含めたコンテンツの厳密な色補正をすることはできず、コンテンツを正しい色や、リアルに表示することができないという問題がある。
【００２３】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、鑑賞条件までも含めてコンテンツのオリジナルの色や階調を正確に再現した映像を映像表示装置から表示させることが可能な映像表示システムを提供することを目的とする。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明では、以下のような手段を講じる。
【００２５】
すなわち、請求項１の発明の映像表示システムは、レンダリング処理部とルックアップテーブル保持部とアドレス生成部と補正値抽出部とを備える。レンダリング処理部は、映像表示装置から表示されるコンテンツに含まれる元色情報を用いて、コンテンツの環境条件を考慮した加工処理であるレンダリング処理を行い、三原色の各色成分からなる中途色情報を取得し、中途色情報の各色成分に対応する数値データの組み合わせからなる表示画像情報を生成する。ルックアップテーブル保持部は、映像表示装置によって表示される表示色の表色値（Ｘ，Ｙ，Ｚ）と、三原色の各色成分の強度（Ａ，Ｂ，Ｃ）との関係を示す下記行列式
【数２】
を逆演算した解（Ａ，Ｂ，Ｃ）の各組み合わせについて予め解いておき、三原色の各色成分に対する解を補正値としてルックアップテーブルに格納している。アドレス生成部は、三原色の各色成分から、ルックアップテーブルを参照する位置を示す位置情報を出力する。補正値抽出部は、アドレス生成部から出力された位置情報に基づいて、三原色の各色成分に対する補正値を、ルックアップテーブルから抽出し、この抽出した各補正値を、対応する各色成分の数値データと演算し、演算結果を、最終色情報を持つ表示画像情報として映像表示装置へ出力する。
【００２６】
従って、請求項１の発明の映像表示システムによれば、コンテンツのオリジナルの色や階調を正確に再現した映像を映像表示装置から表示させることが可能となる。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００３４】
本発明の実施の形態を図１から図６を用いて説明する。
【００３５】
図１は、本発明の実施の形態に係る映像表示システムの一例を示す機能ブロック図である。
【００３６】
すなわち、本発明の実施の形態に係る映像表示システム１０は、映像表示装置２２から表示するコンテンツの色情報を、映像表示装置２２固有の特性に基づいて調整し、この色情報を映像表示装置２２に提供するシステムであって、元色情報取得部１２と、レンダリング処理部１４と、色情報変換部１６とを備えている。
【００３７】
ここで、コンテンツとは、本発明で利用される情報の内容のことであり、主に画像の情報と、画像に含まれる色情報、画像への反射率や分光透過率などを含む。
【００３８】
また、色情報とは、色を数値で表した情報のことであり、表現方法としては例えば、国際照明委員会ＣＩＥ（Commission Internationale del’Eclairage）などで利用されている、ＸＹＺ表色系（ＣＩＥ ＸＹＺ）、ＲＧＢ表色系（ＣＩＥＲＧＢ）、マンセル表色系、Ｌａｂ（ＣＩＥＬＡＢ）表色系、Ｌｕｖ（ＣＩＥＬＵＶ）表示系やＣＭＹ表色系などがあり、これらの表色系で表した色を数値化したものが色情報となる。
【００３９】
元色情報取得部１２は、デジタルデバイス２０から、コンテンツの各画素を構成している色情報（元色情報）を取得する。ここで、デジタルデバイス２０とは、コンテンツを映像表示システム１０に提供する機器であり、例えばデジタルカメラやスキャナ、またはコンテンツを蓄積したＨＤＤなどの記憶デバイスが挙げられる。この記憶デバイスの場合には、デジタルデバイス２０は、映像システム１０内に設けられるのが好ましい。
【００４０】
たとえば、本発明の実施の形態に係る映像表示システム１０が、赤成分Ｒ、緑成分Ｇ、および青成分Ｂからなる三原色毎に色変換を行う場合には、図１に示すように、デジタルデバイス２０から一括して画素毎の色情報を取得しても良いし、または、デジタルデバイス２０から赤成分Ｒの色情報を各画素毎に取得する元色情報取得部１２（＃Ｒ）と、デジタルデバイス２０から緑成分Ｇの色情報を各画素毎に取得する元色情報取得部１２（＃Ｇ）と、デジタルデバイス２０から青成分Ｂの色情報を各画素毎に取得する元色情報取得部１２（＃Ｂ）とを備えていても良い。各色情報取得部１２は、これらのようにしてデジタルデバイス２０から各コンテンツの各元色情報を取得すると、この取得した各元色情報をレンダリング処理部１４へと出力する。
【００４１】
本発明の実施の形態に係る映像表示システム１０は、シアンＣｙ、マゼンダＭ、イエローＹ、ブラックＫからなる四原色毎のように他の形態による元色情報を取り扱うこともことも可能であるが、以下、赤成分Ｒ、緑成分Ｇ、および青成分Ｂからなる三原色毎に色変換する場合を例に説明する。
【００４２】
レンダリング処理部１４は、元色情報取得部１２から出力されたコンテンツの各画素を構成している元色情報に対して、このコンテンツへの環境条件を考慮した加工処理であるレンダリング処理を行う。ここで、環境条件（鑑賞条件ともいう）とは、コンテンツの色情報に影響を及ぼす条件のことであり、例えば、照明光、太陽光や反射光などの環境光によるコンテンツへの光の当たり方や光の色情報などが挙げられる。また、レンダリングとは、最終的に必要なコンテンツ（映像）を指示に従って自動的に加工して、生成することである。更に言えば、レンダリング処理とは、デジタルデバイス２０から所得したコンテンツを鑑賞できるように加工することをいい、例えば、合成用のコンテンツデータと組み合わせ指示により最終的に必要なコンテンツを生成することである。例えば、３Ｄソフトを用いた場合はモデリングされた立体データから実際の３次元画像を生成することであり、単純に立体データの頂点を線で結んだだけのワイヤーフレーム技法や、面を奥行き方向にソートして陰線消去を施したり、さらに物体に当たる光を計算しながら画像を生成するシェーディング技法を使うものもレンダリング処理といえる。
【００４３】
レンダリング処理部１４は、このようなレンダリング処理によって各元色情報を変換した各中途色情報からなる表示画像情報を生成し、色情報変換部１６へと出力する。ここで、中途色情報とは、レンダリング処理部１４にて、環境条件（または鑑賞条件）に基づいてコンテンツを加工処理（レンダリング処理）した後に得られる色情報のことである。つまり、この中途色情報は照明や環境光などの環境条件によって、コンテンツに対して色の影響を与える場合には、元色情報とは異なることとなる。
【００４４】
なお、後述するが、色情報変換部１６は、コンテンツを表示する映像表示装置２２に対応して備えており、特性が異なった複数の映像表示装置２２（＃１〜＃ｎ）から同一のコンテンツを同時に表示する場合には、各映像表示装置２２（＃１〜＃ｎ）に一対一または、この特性毎に対応して設けられている複数の色情報変換部１６（＃１〜＃ｎ）のそれぞれに対して、レンダリング処理部１４は表示画像情報を出力する。つまり、ｎ個の特性の異なったｍ個の映像表示装置２２を有している場合には、ｎ個の色情報変換部１６を備えても良いし、ｍ個の色情報変換部１６を備えても良い（ｍ≧ｎ≧２）。
【００４５】
表示画像情報とは、図２に示すような表示画像を形成している各画素Ｃ（＃１〜ｎ）毎の中途色情報の数値データの組み合わせであって、例えば図３に示すように、赤成分Ｒ、緑成分Ｇ、青成分Ｂともに８ビットからなる数値データの組み合わせである。
【００４６】
色情報変換部１６は、図４に示すように、アドレス生成部２４と、ルックアップテーブル保持部２６と、補正値抽出部２８とを備えている。このような構成をなす色情報変換部１６は、例えば、出力する映像表示装置２２のそれぞれに一対一に対応して備えている。すなわち、図１の例に示すように、出力する映像表示装置２２がｎ台（映像表示装置２２（＃１〜＃ｎ））存在する場合には、色情報変換部１６もまたそれに対応してｎ台（色情報変換部１６（＃１〜＃ｎ））備えている。
【００４７】
そして、各色情報変換部１６（＃１〜＃ｎ）はアドレス生成部２４（＃１〜＃ｎ）と、補正値抽出部２８（＃１〜＃ｎ）とにおいて、レンダリング処理部１４によって生成された表示画像情報をレンダリング処理部１４から取得する。上述したように表示画像情報は、赤成分Ｒ、緑成分Ｇ、青成分Ｂともに８ビットからなる数値データの組み合わせである。アドレス生成部２４は、取得した表示画像情報について赤成分Ｒ、緑成分Ｇ、青成分Ｂから、後述するルックアップテーブルＴを参照する位置を示す位置情報を補正値抽出部２８へと出力する。
【００４８】
ルックアップテーブル保持部２６では、赤成分Ｒ、緑成分Ｇ、青成分Ｂのそれぞれについて、例えば図５に示すようなルックアップテーブルＴ（＃ｒ，＃ｇ，＃ｂ）を保持している。ルックアップテーブルＴ（＃ｒ，＃ｇ，＃ｂ）は、上述した（１）式を逆演算した解（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（０〜２５５，０〜２５５，０〜２５５）の各組み合わせについて予め解いておき、赤成分Ｒ、緑成分Ｇ、青成分Ｂそれぞれに対する解を補正値として格納している。上述した（１）式における行列要素ａ１１〜ａ３３は、映像表示装置２２固有の特性から決定されるパラメータであるので、色情報変換部１６（＃１）では、映像表示装置２２（＃１）の特性に基づく行列要素ａ１１〜ａ３３の値を用いて逆演算で予め解いておき、その解を補正値としてルックアップテーブルＴ１（＃ｒ，＃ｇ，＃ｂ）に格納している。同様に、色情報変換部１６（＃２）では、映像表示装置２２（＃２）の特性に基づく行列要素ａ１１〜ａ３３の値を用いて逆演算で予め解いておき、その解を補正値としてルックアップテーブルＴ２（＃ｒ，＃ｇ，＃ｂ）に格納しており、色情報変換部１６（＃ｎ）では、映像表示装置２２（＃ｎ）の特性に基づく行列要素ａ１１〜ａ３３の値を用いて逆演算で予め解いておき、その解を補正値としてルックアップテーブルＴｎ（＃ｒ，＃ｇ，＃ｂ）に格納している。
【００４９】
補正値抽出部２８は、アドレス生成部２４から出力された位置情報に基づいて、アドレス生成部２４から出力された赤成分Ｒ、緑成分Ｇ、青成分Ｂそれぞれの数値データの組み合わせ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（０〜２５５，０〜２５５，０〜２５５）に対応する赤成分Ｒ、緑成分Ｇ、青成分Ｂそれぞれの補正値を、ルックアップテーブル保持部２６に保持されているルックアップテーブルＴ（＃ｒ，＃ｇ，＃ｂ）から抽出し、この抽出した各補正値を、対応する中途色情報の赤成分Ｒ、緑成分Ｇ、青成分Ｂそれぞれの数値データに演算して補正し映像表示装置２２へと出力する。ここで、演算とは、四則演算のいずれか又は組み合わせ又は所定の算術関数のことである。
【００５０】
例えば、アドレス生成部２４から出力された位置情報が（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（０，０，０）を指している場合、補正値抽出部２８は、ルックアップテーブルＴ（＃ｒ）を参照し、（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（０，０，０）に対応する赤成分Ｒに対する補正値ΔＲとして０を得る。また、ルックアップテーブルＴ（＃ｇ）を参照し、（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（０，０，０）に対応する緑成分Ｇに対する補正値ΔＧとして１０を得る。更に、ルックアップテーブルＴ（＃ｂ）を参照し、（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（０，０，０）に対応する青成分Ｒに対する補正値ΔＢとして２０を得る。そして、アドレス生成部２４から出力された赤成分Ｒ、緑成分Ｇ、青成分Ｂそれぞれの数値データの組み合わせ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（０，０，０）に、映像表示装置２２の個々の特性に応じて求めた補正値の数値データの組み合わせ（ΔＲ，ΔＧ，ΔＢ）＝（０，１０，２０）を演算した最終色情報を持つ表示画像情報を映像表示装置２２へと出力する。
【００５１】
ここで、最終色情報とは、中途色情報を持つ表示画像情報と、補正値とを演算して得られる色の情報のことである。したがって、最終色情報を持つ表示画像情報が、本発明において正しい色で表示されるコンテンツとなる。なお、正しい色とは、コンテンツのオリジナルの色や階調を正確に再現した色のことであり、コンテンツを製作した者が期待する色ともいえる。
【００５２】
補正値抽出部２８は、上述したように、予め補正値が格納されたルックアップテーブルＴから、赤成分Ｒ、緑成分Ｇ、青成分Ｂそれぞれの数値データの組み合わせに対応する補正値を抽出することによって補正値を決定するので、補正値を求めるための演算を不要としている。したがって、色情報変換部１６でなされる処理は、ほとんど時間が掛からず、実質的にリアルタイムな処理を可能としている。つまり、コンテンツをリアルタイムに表示させる必要がある場合には、この補正値抽出部２８により処理スピードや処理の効率化が図られ、リアルタイムに表示することが可能となる。
【００５３】
映像表示装置２２は、このようにして補正値抽出部２８が表示画像情報と補正値とに基づいて生成した最終色情報を持つ表示画像情報を表示する。これによって、コンテンツのオリジナルの色や階調を正確に再現した正しい色のコンテンツや映像を表示できるようにしている。以下にその理由について具体例を用いて説明する。
【００５４】
仮に、映像表示装置２２（＃１）の色特性が図１０に示すように、赤成分Ｒの出力特性が（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（１００，５０，０）のように緑成分を半分含んでおり、緑成分Ｇの出力特性が（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（０，１００，０）のように純粋に緑を表示するようになっており、青成分Ｂの出力特性もまた（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（０，０，１００）のように純粋に青を表示するようになっているものとする。そして、コンテンツが純粋な黄色、すなわち（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（１００，１００，０）であるものとする。
【００５５】
そして、レンダリング処理部１４において、このコンテンツを純粋な緑色（（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（０，１００，０））の照明光によって照明するような環境条件にしたがってレンダリング処理を行い、その後色情報変換部１６（＃１）によって色情報を変換するものとする。
【００５６】
この場合、コンテンツの緑成分Ｇ（１００）と、照明光の緑成分Ｇ（１００）とは等しいので、従来技術で説明したように、コンテンツの緑成分Ｇが照明光の緑成分Ｇに対して暗く表示されてしまうようなことはない。色情報変換部１６（＃１）では、映像表示装置２２（＃１）の特性に基づいて、コンテンツ自身の色情報を、照明光などの環境条件によって変わった後の色情報（中途色情報）に対して補正することになるので、環境条件が変化してもコンテンツのオリジナルの色や階調を正確に再現した映像表示を可能としている。
【００５７】
次に、以上のように構成した本発明の実施の形態に係る映像表示システムの動作について、図６に示すフローチャートを用いて説明する。
【００５８】
すなわち、本発明の実施の形態に係る映像表示システムでは、元色情報取得部１２によって、ＨＤＤ、デジタルカメラやスキャナなどのデジタルデバイス２０から、コンテンツの各画素の元色情報が原色毎に値として記憶され、取得される（Ｓ１）。例えば、ＲＧＢの各成分からなる元色情報をまとめて元色情報取得部１２に取得され、レンダリング処理部１４へと出力しても良いし、赤成分Ｒの元色情報が元色情報取得部１２（＃Ｒ）によって、緑成分Ｇの元色情報が元色情報取得部１２（＃Ｇ）によって、青成分Ｂの元色情報が元色情報取得部１２（＃Ｂ）からそれぞれ取得され、レンダリング処理部１４へと出力される（Ｓ２）。
【００５９】
レンダリング処理部１４では、元色情報取得部１２から各画素毎に出力されたコンテンツの各元色情報に、このコンテンツが照明や環境光などが考慮された状態である環境条件が考慮されることによって、レンダリング処理が行われる（Ｓ３）。そして、このレンダリング処理によって得られてなる各元色情報毎に８ビットからなる中途色情報を持つ表示画像情報が、各色情報変換部１６（＃１〜＃ｎ）へとそれぞれ出力される（Ｓ４）。
【００６０】
ステップＳ４で出力された表示画像情報は、各色情報変換部１６（＃１〜＃ｎ）へと出力されると、この出力された表示画像情報はアドレス生成部２４と、補正値抽出部２８とに取得される（Ｓ５）。
【００６１】
アドレス生成部２４では、ステップＳ４において取得した表示画像情報の赤成分Ｒ、緑成分Ｇ、青成分Ｂが取得される（Ｓ６）。そして、Ｒ、Ｇ、Ｂに対応するルックアップテーブルＴを参照すべき箇所を示す位置情報が補正値抽出部２８へと出力される（Ｓ７）。
【００６２】
補正値抽出部２８では、アドレス生成部２４から出力された位置情報に対応する赤成分Ｒ、緑成分Ｇ、青成分Ｂそれぞれの補正値が、ルックアップテーブル保持部２６に保持されているルックアップテーブルＴ（＃ｒ，＃ｇ，＃ｂ）から抽出される（Ｓ８）。そして、この抽出された各補正値は、ステップ４において取得した対応する中途色情報に演算されて、最終色情報を持つ表示画像情報として映像表示装置２２へと出力される（Ｓ９）。
【００６３】
補正値抽出部２８では、予め補正値が格納されたルックアップテーブルＴから、赤成分Ｒ、緑成分Ｇ、青成分Ｂの組み合わせに対応する補正値を抽出することによって補正値が決定されるので、補正値を求めるための演算が不要となる。したがって、色情報変換部１６でなされる処理は、ほとんど時間が掛からず、実質的にリアルタイムで処理される。
【００６４】
映像表示装置２２では、ステップＳ９において補正値抽出部２８から出力された最終色情報を持つ表示画像情報に基づいて、補正された各画素Ｃの色が表示される。
【００６５】
このように、元色情報のコンテンツに対してレンダリング処理が行われた後に、映像表示装置２２の個々の特性を考慮した色情報変換処理がなされることによって、コンテンツのオリジナルの色や階調が正確に再現された映像が表示される。もちろん、環境条件を変えた場合であっても、コンテンツのオリジナルの色や階調が正確に再現された映像が表示される。
【００６６】
上述したように、本発明の実施の形態に係る映像表示システムにおいては、上記のような作用により、元色情報に対してレンダリング処理が行われた後に、映像表示装置２２の個々の特性を考慮した色情報変換処理がなされることによって、コンテンツのオリジナルの色や階調を正確に再現した映像を表示することができる。
【００６７】
また、同一の映像を異なる映像表示装置２２から出力する場合であっても、映像表示装置２２の個々の特性を考慮した補正値の計算を、映像表示装置２２に対してそれぞれ備えられた色情報変換部１６によって行うことによって、複数の映像表示装置２２に対してそれぞれ最適な補正値を求めることができ、コンテンツのオリジナルの色や階調を正確に再現した映像を、複数の映像表示装置２２から同時に表示することができる。
【００６８】
また、映像表示システム１０によってなされる処理は、ほぼリアルタイムで行われるので、デジタルデバイス２０によって記憶又は取得されたコンテンツの元色情報に何ら処理を施すことなく、そのまま使用することができる。また、色情報変換部１６によってなされる色情報変換処理では、複雑な連立方程式を解くことなくほぼリアルタイムで補正値を決定することができるので、特別に高い処理能力を必要とせず、コスト的にも安価で実現することができる。
【００６９】
なお、色情報変換部１６は、予め補正値を用意している場合について説明したが、ＣＰＵの処理速度などが飛躍的に向上した場合には、逐次に連立方程式から補正値を求めても良い。これは、映像表示装置２２が頻繁に異なる場合でも、柔軟に対処することができる。
【００７０】
以上、本発明の好適な実施の形態について、添付図面を参照しながら説明したが、本発明はかかる構成に限定されない。特許請求の範囲の発明された技術的思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００７１】
【発明の効果】
請求項１の発明の映像表示システムによれば、コンテンツのオリジナルの色や階調を正確に再現した映像を映像表示装置から表示させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態に係る映像表示システムの一例を示す機能ブロック図
【図２】 複数の画素によって形成されている表示画像を説明するための概念図
【図３】 表示画像情報の構成例を示す図
【図４】 色情報変換部の構成例を示す機能ブロック図
【図５】 ルックアップテーブルの一例を示す模式図
【図６】 同実施の形態に係る映像表示システムの動作例を示すフローチャート
【図７】 映像表示装置の理想的な色特性を示す概念図
【図８】 映像表示装置の現実的な色特性の一例を示す概念図
【図９】 従来技術による色変換処理の流れを示す処理フロー図
【図１０】 映像表示装置の現実的な色特性の一例を示す概念図
【符号の説明】
Ｃ…画素、Ｔ…ルックアップテーブル、１０…映像表示システム、１２…元色情報取得部、１４…レンダリング処理部、１６…色情報変換部、２０…デジタルデバイス、２２…映像表示装置、２４…アドレス生成部、２６…ルックアップテーブル保持部、２８…補正値抽出部
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばＣＲＴディスプレイや液晶プロジェクタ等の映像表示装置から表示する画像の色を、正しい色で表示されるように映像表示装置の特性に基づいて調整して映像表示装置に提供する映像表示システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、カラープリンタのような印刷装置によって印刷した場合、同一の印刷対象物を印刷したにもかかわらず、異なるカラープリンタから印刷された印刷物は色合いが若干異なっている。これは、個々のカラープリンタの色特性が異なっていることに由来するものであり、オリジナルの印刷対象物と全く同一の色合いを出すためには、個々の色特性に応じた調整が必要となる。このような調整は、カラーマネジメントと呼ばれている。
【０００３】
一方で、近年の映像技術の発展はめざましく、映像表示装置としても、ＣＲＴディスプレイはもとより、液晶ディスプレイ、液晶プロジェクタ、ＤＬＰ、ＰＤＰなどによっても、明るく鮮明なカラー画像が表示されるようになってきている。そして、大型シアターでは輝度が高いＤＬＰ方式プロジェクタ、階調精度が要求される場合にはＣＲＴディスプレイ、省スペース環境ではＰＤＰや液晶ディスプレイといったように、設置条件や要求される性能によって使い分けられている。
【０００４】
カラーマネジメント処理は、印刷装置に限らず、上述したようなＣＲＴディスプレイ、液晶ディスプレイ、液晶プロジェクタ、ＤＬＰ、ＰＤＰなどの映像表示装置に対しても同様に適用できる技術である。ただ、これら映像表示装置からテレビ番組、映画、ビデオ画像等のコンテンツを観る限りにおいては、多少現実の色との違いがあったとしても、全く気がつかないか、あるいは違和感を感じることがなく観ることができるために、カラーマネジメント処理を行わずしても良い場合がある。
【０００５】
しかしながら、特に美術品や文化財などをリアルに表示するためには、オリジナルの色や階調を正確に再現する必要がある。そのために、スキャナやデジタルカメラなどの入力装置から、上述したような映像表示装置に至る処理系の色特性を把握し、入力装置によって取得されたデジタル映像データに対して必要なカラーマネジメント処理を施すことで、オリジナルの色や諧調を正確に再現することが不可欠である。
【０００６】
例えばバーチャルリアリティコンテンツで表示色を決める代表的要素としては、テクスチャ画像の色情報、オブジェクト表面の色情報、照明の色情報があげられる。従来は、これらの異なる色情報が、それぞれに使用する映像表示装置の個々の色特性に応じて調整がなされている。
【０００７】
映像表示装置は一般に、三原色の加法混色または減法混色によって様々な色を再現しているが、実際の映像表示装置では三原色は通常他の原色成分を含んでおり純粋な色ではない。たとえば、三原色ＲＧＢで様々な色を表現する場合、映像表示装置の色特性は、図７に示すように、赤成分Ｒ、緑成分Ｇ、青成分Ｂがそれぞれ分離したような特性を持つことが望ましい。
【０００８】
しかしながら、実際には、図８に示すように、おのおのの色成分が互いにオーバーラップしており、ある色成分のみを調整しても、それが他の色成分にまで影響を与えてしまうことが避けられない。たとえば、図８に示す例において、緑成分Ｇのみを調整しようとしても、緑成分Ｇは、赤成分Ｒおよび青成分Ｂと一部ラップしているので、赤成分Ｒおよび青成分Ｂも影響を受けてしまう。
【０００９】
また、実際の映像表示装置では、入力値と出力値とは必ずしも比例関係にはなっていない。この特性は、映像表示装置の個々の映像表示方式や設計などによっても大きく異なるものである。
【００１０】
したがって、上述したように色特性が個々に異なっている映像表示装置によってオリジナルの色を正確に再現するためには、オリジナルの色情報のデジタル値と、映像表示装置の個々の特性とに基づいた色変換処理演算を行い、個々の色成分に対して行う補正値を求める必要がある。
【００１１】
たとえば、ＣＲＴディスプレイの場合、映像表示装置によって再現された表示色の表色値（ＣＩＥ ＸＹＺ）と、三原色それぞれの入力信号の強度ＲＧＢのデジタル値（入力信号値）との関係は下記（１）式のような行列式で表すことができる。
【００１２】
【数１】
【００１３】
コンテンツの色情報を補正せずに、映像表示装置側で色調整を行うことによって、ある程度色再現性を向上させることも可能である。しかしながら、映像表示装置側の調整機能は通常は非線形回路やルックアップテーブルなどを用いて三原色を個別に操作するのみであり、上述したような厳密な色変換処理演算を行うことは出来ないため、映像表示装置の調整のみで正確な色再現をすることはできない。
【００１４】
【非特許文献１】
「図解カラーマネージメント実践ルールブック ２００２−２００３」、永田豊志編、株式会社ワークスコーポレーション、２００２年９月３０日、ｐ３４〜ｐ３９
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の映像表示装置に対して行っているカラーマネジメント処理では、以下のような問題がある。
【００１６】
すなわち、バーチャルリアリティ用のコンテンツを映像表示装置から表示する場合、その見栄えは、表示対象とするコンテンツの色情報のみならず、照明や背景の色、強さ、角度等といった外部条件によっても変化する。したがって、映像表示装置からこのコンテンツを表示する場合には、図９に示すような処理フローに従ってこれら外部条件を反映したレンダリング処理を行った後に、映像表示装置からの表示がなされている。
【００１７】
すなわち、図９に示すようなレンダリング処理方法では、まず、コンテンツの元色情報（例えば、赤成分Ｒ、緑成分Ｇ、青成分Ｂ）毎の色情報変換処理が行われる。そして、色情報変換処理された各元色情報（これは修正色情報）が合成された後に、外部条件を反映したレンダリング処理がなされ、修正色情報である最終色情報が生成されている。そして、この最終色情報が映像表示装置へと送られ、この映像表示装置から表示されている。
【００１８】
しかしながら、上述したようなレンダリング処理方法では、厳密な色補正をすることはできないという問題がある。この理由について、以下に具体的に説明する。
【００１９】
仮に、映像表示装置の色特性が図１０に示すように、赤成分Ｒの出力特性が（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（１００，５０，０）のように緑成分を半分含んでおり、緑成分Ｇの出力特性が（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（０，１００，０）のように純粋に緑を表示するようになっており、青成分Ｂの出力特性もまた（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（０，０，１００）のように純粋に青を表示するようになっているものとする。そして、コンテンツの元色情報が純粋な黄色、すなわち（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（１００，１００，０）であるものとする。
【００２０】
この場合、図９における色情報変換処理では、映像表示装置の色特性を考慮して、コンテンツの元色情報が（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（１００，５０，０）のような修正色情報に変換される。つまり、この映像表示装置では、赤成分Ｒ＝１００に、緑成分Ｇ＝５０が含まれて表示されるので、緑成分Ｇ＝１００となるようにコンテンツの緑成分Ｇを半分にするような変換が行われる。
【００２１】
次に、このコンテンツを、純粋な緑色（（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（０，１００，０））の照明光によって照明するような鑑賞条件にしたがってレンダリング処理を行うものとする。このコンテンツの色情報は本来（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（１００，１００，０）の色特性を持つものであり、これに（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（０，１００，０）の純粋な緑色の色特性を持つ照明光によって照明された場合には、緑成分Ｇの強さは同じである。しかしながら、コンテンツの元色情報は（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（１００，５０，０）のような修正色情報に変換されているので、このようなコンテンツが、（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（０，１００，０）の色特性を持つ照明光によって照明されると、コンテンツの緑成分Ｇ（５０）が照明光の緑成分Ｇ（１００）に対して暗く表示されてしまう。
【００２２】
このように、従来の映像表示装置では、鑑賞条件までも含めたコンテンツの厳密な色補正をすることはできず、コンテンツを正しい色や、リアルに表示することができないという問題がある。
【００２３】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、鑑賞条件までも含めてコンテンツのオリジナルの色や階調を正確に再現した映像を映像表示装置から表示させることが可能な映像表示システムを提供することを目的とする。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明では、以下のような手段を講じる。
【００２５】
すなわち、請求項１の発明の映像表示システムは、レンダリング処理部とルックアップテーブル保持部とアドレス生成部と補正値抽出部とを備える。レンダリング処理部は、映像表示装置から表示されるコンテンツに含まれる元色情報を用いて、コンテンツの環境条件を考慮した加工処理であるレンダリング処理を行い、三原色の各色成分からなる中途色情報を取得し、中途色情報の各色成分に対応する数値データの組み合わせからなる表示画像情報を生成する。ルックアップテーブル保持部は、映像表示装置によって表示される表示色の表色値（Ｘ，Ｙ，Ｚ）と、三原色の各色成分の強度（Ａ，Ｂ，Ｃ）との関係を示す下記行列式
【数２】
【００２６】
従って、請求項１の発明の映像表示システムによれば、コンテンツのオリジナルの色や階調を正確に再現した映像を映像表示装置から表示させることが可能となる。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００３４】
本発明の実施の形態を図１から図６を用いて説明する。
【００３５】
図１は、本発明の実施の形態に係る映像表示システムの一例を示す機能ブロック図である。
【００３６】
すなわち、本発明の実施の形態に係る映像表示システム１０は、映像表示装置２２から表示するコンテンツの色情報を、映像表示装置２２固有の特性に基づいて調整し、この色情報を映像表示装置２２に提供するシステムであって、元色情報取得部１２と、レンダリング処理部１４と、色情報変換部１６とを備えている。
【００３７】
ここで、コンテンツとは、本発明で利用される情報の内容のことであり、主に画像の情報と、画像に含まれる色情報、画像への反射率や分光透過率などを含む。
【００３８】
また、色情報とは、色を数値で表した情報のことであり、表現方法としては例えば、国際照明委員会ＣＩＥ（Commission Internationale del’Eclairage）などで利用されている、ＸＹＺ表色系（ＣＩＥ ＸＹＺ）、ＲＧＢ表色系（ＣＩＥＲＧＢ）、マンセル表色系、Ｌａｂ（ＣＩＥＬＡＢ）表色系、Ｌｕｖ（ＣＩＥＬＵＶ）表示系やＣＭＹ表色系などがあり、これらの表色系で表した色を数値化したものが色情報となる。
【００３９】
元色情報取得部１２は、デジタルデバイス２０から、コンテンツの各画素を構成している色情報（元色情報）を取得する。ここで、デジタルデバイス２０とは、コンテンツを映像表示システム１０に提供する機器であり、例えばデジタルカメラやスキャナ、またはコンテンツを蓄積したＨＤＤなどの記憶デバイスが挙げられる。この記憶デバイスの場合には、デジタルデバイス２０は、映像システム１０内に設けられるのが好ましい。
【００４０】
たとえば、本発明の実施の形態に係る映像表示システム１０が、赤成分Ｒ、緑成分Ｇ、および青成分Ｂからなる三原色毎に色変換を行う場合には、図１に示すように、デジタルデバイス２０から一括して画素毎の色情報を取得しても良いし、または、デジタルデバイス２０から赤成分Ｒの色情報を各画素毎に取得する元色情報取得部１２（＃Ｒ）と、デジタルデバイス２０から緑成分Ｇの色情報を各画素毎に取得する元色情報取得部１２（＃Ｇ）と、デジタルデバイス２０から青成分Ｂの色情報を各画素毎に取得する元色情報取得部１２（＃Ｂ）とを備えていても良い。各色情報取得部１２は、これらのようにしてデジタルデバイス２０から各コンテンツの各元色情報を取得すると、この取得した各元色情報をレンダリング処理部１４へと出力する。
【００４１】
本発明の実施の形態に係る映像表示システム１０は、シアンＣｙ、マゼンダＭ、イエローＹ、ブラックＫからなる四原色毎のように他の形態による元色情報を取り扱うこともことも可能であるが、以下、赤成分Ｒ、緑成分Ｇ、および青成分Ｂからなる三原色毎に色変換する場合を例に説明する。
【００４２】
レンダリング処理部１４は、元色情報取得部１２から出力されたコンテンツの各画素を構成している元色情報に対して、このコンテンツへの環境条件を考慮した加工処理であるレンダリング処理を行う。ここで、環境条件（鑑賞条件ともいう）とは、コンテンツの色情報に影響を及ぼす条件のことであり、例えば、照明光、太陽光や反射光などの環境光によるコンテンツへの光の当たり方や光の色情報などが挙げられる。また、レンダリングとは、最終的に必要なコンテンツ（映像）を指示に従って自動的に加工して、生成することである。更に言えば、レンダリング処理とは、デジタルデバイス２０から所得したコンテンツを鑑賞できるように加工することをいい、例えば、合成用のコンテンツデータと組み合わせ指示により最終的に必要なコンテンツを生成することである。例えば、３Ｄソフトを用いた場合はモデリングされた立体データから実際の３次元画像を生成することであり、単純に立体データの頂点を線で結んだだけのワイヤーフレーム技法や、面を奥行き方向にソートして陰線消去を施したり、さらに物体に当たる光を計算しながら画像を生成するシェーディング技法を使うものもレンダリング処理といえる。
【００４３】
レンダリング処理部１４は、このようなレンダリング処理によって各元色情報を変換した各中途色情報からなる表示画像情報を生成し、色情報変換部１６へと出力する。ここで、中途色情報とは、レンダリング処理部１４にて、環境条件（または鑑賞条件）に基づいてコンテンツを加工処理（レンダリング処理）した後に得られる色情報のことである。つまり、この中途色情報は照明や環境光などの環境条件によって、コンテンツに対して色の影響を与える場合には、元色情報とは異なることとなる。
【００４４】
なお、後述するが、色情報変換部１６は、コンテンツを表示する映像表示装置２２に対応して備えており、特性が異なった複数の映像表示装置２２（＃１〜＃ｎ）から同一のコンテンツを同時に表示する場合には、各映像表示装置２２（＃１〜＃ｎ）に一対一または、この特性毎に対応して設けられている複数の色情報変換部１６（＃１〜＃ｎ）のそれぞれに対して、レンダリング処理部１４は表示画像情報を出力する。つまり、ｎ個の特性の異なったｍ個の映像表示装置２２を有している場合には、ｎ個の色情報変換部１６を備えても良いし、ｍ個の色情報変換部１６を備えても良い（ｍ≧ｎ≧２）。
【００４５】
表示画像情報とは、図２に示すような表示画像を形成している各画素Ｃ（＃１〜ｎ）毎の中途色情報の数値データの組み合わせであって、例えば図３に示すように、赤成分Ｒ、緑成分Ｇ、青成分Ｂともに８ビットからなる数値データの組み合わせである。
【００４６】
色情報変換部１６は、図４に示すように、アドレス生成部２４と、ルックアップテーブル保持部２６と、補正値抽出部２８とを備えている。このような構成をなす色情報変換部１６は、例えば、出力する映像表示装置２２のそれぞれに一対一に対応して備えている。すなわち、図１の例に示すように、出力する映像表示装置２２がｎ台（映像表示装置２２（＃１〜＃ｎ））存在する場合には、色情報変換部１６もまたそれに対応してｎ台（色情報変換部１６（＃１〜＃ｎ））備えている。
【００４７】
そして、各色情報変換部１６（＃１〜＃ｎ）はアドレス生成部２４（＃１〜＃ｎ）と、補正値抽出部２８（＃１〜＃ｎ）とにおいて、レンダリング処理部１４によって生成された表示画像情報をレンダリング処理部１４から取得する。上述したように表示画像情報は、赤成分Ｒ、緑成分Ｇ、青成分Ｂともに８ビットからなる数値データの組み合わせである。アドレス生成部２４は、取得した表示画像情報について赤成分Ｒ、緑成分Ｇ、青成分Ｂから、後述するルックアップテーブルＴを参照する位置を示す位置情報を補正値抽出部２８へと出力する。
【００４８】
ルックアップテーブル保持部２６では、赤成分Ｒ、緑成分Ｇ、青成分Ｂのそれぞれについて、例えば図５に示すようなルックアップテーブルＴ（＃ｒ，＃ｇ，＃ｂ）を保持している。ルックアップテーブルＴ（＃ｒ，＃ｇ，＃ｂ）は、上述した（１）式を逆演算した解（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（０〜２５５，０〜２５５，０〜２５５）の各組み合わせについて予め解いておき、赤成分Ｒ、緑成分Ｇ、青成分Ｂそれぞれに対する解を補正値として格納している。上述した（１）式における行列要素ａ１１〜ａ３３は、映像表示装置２２固有の特性から決定されるパラメータであるので、色情報変換部１６（＃１）では、映像表示装置２２（＃１）の特性に基づく行列要素ａ１１〜ａ３３の値を用いて逆演算で予め解いておき、その解を補正値としてルックアップテーブルＴ１（＃ｒ，＃ｇ，＃ｂ）に格納している。同様に、色情報変換部１６（＃２）では、映像表示装置２２（＃２）の特性に基づく行列要素ａ１１〜ａ３３の値を用いて逆演算で予め解いておき、その解を補正値としてルックアップテーブルＴ２（＃ｒ，＃ｇ，＃ｂ）に格納しており、色情報変換部１６（＃ｎ）では、映像表示装置２２（＃ｎ）の特性に基づく行列要素ａ１１〜ａ３３の値を用いて逆演算で予め解いておき、その解を補正値としてルックアップテーブルＴｎ（＃ｒ，＃ｇ，＃ｂ）に格納している。
【００４９】
補正値抽出部２８は、アドレス生成部２４から出力された位置情報に基づいて、アドレス生成部２４から出力された赤成分Ｒ、緑成分Ｇ、青成分Ｂそれぞれの数値データの組み合わせ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（０〜２５５，０〜２５５，０〜２５５）に対応する赤成分Ｒ、緑成分Ｇ、青成分Ｂそれぞれの補正値を、ルックアップテーブル保持部２６に保持されているルックアップテーブルＴ（＃ｒ，＃ｇ，＃ｂ）から抽出し、この抽出した各補正値を、対応する中途色情報の赤成分Ｒ、緑成分Ｇ、青成分Ｂそれぞれの数値データに演算して補正し映像表示装置２２へと出力する。ここで、演算とは、四則演算のいずれか又は組み合わせ又は所定の算術関数のことである。
【００５０】
例えば、アドレス生成部２４から出力された位置情報が（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（０，０，０）を指している場合、補正値抽出部２８は、ルックアップテーブルＴ（＃ｒ）を参照し、（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（０，０，０）に対応する赤成分Ｒに対する補正値ΔＲとして０を得る。また、ルックアップテーブルＴ（＃ｇ）を参照し、（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（０，０，０）に対応する緑成分Ｇに対する補正値ΔＧとして１０を得る。更に、ルックアップテーブルＴ（＃ｂ）を参照し、（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（０，０，０）に対応する青成分Ｒに対する補正値ΔＢとして２０を得る。そして、アドレス生成部２４から出力された赤成分Ｒ、緑成分Ｇ、青成分Ｂそれぞれの数値データの組み合わせ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（０，０，０）に、映像表示装置２２の個々の特性に応じて求めた補正値の数値データの組み合わせ（ΔＲ，ΔＧ，ΔＢ）＝（０，１０，２０）を演算した最終色情報を持つ表示画像情報を映像表示装置２２へと出力する。
【００５１】
ここで、最終色情報とは、中途色情報を持つ表示画像情報と、補正値とを演算して得られる色の情報のことである。したがって、最終色情報を持つ表示画像情報が、本発明において正しい色で表示されるコンテンツとなる。なお、正しい色とは、コンテンツのオリジナルの色や階調を正確に再現した色のことであり、コンテンツを製作した者が期待する色ともいえる。
【００５２】
補正値抽出部２８は、上述したように、予め補正値が格納されたルックアップテーブルＴから、赤成分Ｒ、緑成分Ｇ、青成分Ｂそれぞれの数値データの組み合わせに対応する補正値を抽出することによって補正値を決定するので、補正値を求めるための演算を不要としている。したがって、色情報変換部１６でなされる処理は、ほとんど時間が掛からず、実質的にリアルタイムな処理を可能としている。つまり、コンテンツをリアルタイムに表示させる必要がある場合には、この補正値抽出部２８により処理スピードや処理の効率化が図られ、リアルタイムに表示することが可能となる。
【００５３】
映像表示装置２２は、このようにして補正値抽出部２８が表示画像情報と補正値とに基づいて生成した最終色情報を持つ表示画像情報を表示する。これによって、コンテンツのオリジナルの色や階調を正確に再現した正しい色のコンテンツや映像を表示できるようにしている。以下にその理由について具体例を用いて説明する。
【００５４】
仮に、映像表示装置２２（＃１）の色特性が図１０に示すように、赤成分Ｒの出力特性が（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（１００，５０，０）のように緑成分を半分含んでおり、緑成分Ｇの出力特性が（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（０，１００，０）のように純粋に緑を表示するようになっており、青成分Ｂの出力特性もまた（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（０，０，１００）のように純粋に青を表示するようになっているものとする。そして、コンテンツが純粋な黄色、すなわち（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（１００，１００，０）であるものとする。
【００５５】
そして、レンダリング処理部１４において、このコンテンツを純粋な緑色（（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（０，１００，０））の照明光によって照明するような環境条件にしたがってレンダリング処理を行い、その後色情報変換部１６（＃１）によって色情報を変換するものとする。
【００５６】
この場合、コンテンツの緑成分Ｇ（１００）と、照明光の緑成分Ｇ（１００）とは等しいので、従来技術で説明したように、コンテンツの緑成分Ｇが照明光の緑成分Ｇに対して暗く表示されてしまうようなことはない。色情報変換部１６（＃１）では、映像表示装置２２（＃１）の特性に基づいて、コンテンツ自身の色情報を、照明光などの環境条件によって変わった後の色情報（中途色情報）に対して補正することになるので、環境条件が変化してもコンテンツのオリジナルの色や階調を正確に再現した映像表示を可能としている。
【００５７】
次に、以上のように構成した本発明の実施の形態に係る映像表示システムの動作について、図６に示すフローチャートを用いて説明する。
【００５８】
すなわち、本発明の実施の形態に係る映像表示システムでは、元色情報取得部１２によって、ＨＤＤ、デジタルカメラやスキャナなどのデジタルデバイス２０から、コンテンツの各画素の元色情報が原色毎に値として記憶され、取得される（Ｓ１）。例えば、ＲＧＢの各成分からなる元色情報をまとめて元色情報取得部１２に取得され、レンダリング処理部１４へと出力しても良いし、赤成分Ｒの元色情報が元色情報取得部１２（＃Ｒ）によって、緑成分Ｇの元色情報が元色情報取得部１２（＃Ｇ）によって、青成分Ｂの元色情報が元色情報取得部１２（＃Ｂ）からそれぞれ取得され、レンダリング処理部１４へと出力される（Ｓ２）。
【００５９】
レンダリング処理部１４では、元色情報取得部１２から各画素毎に出力されたコンテンツの各元色情報に、このコンテンツが照明や環境光などが考慮された状態である環境条件が考慮されることによって、レンダリング処理が行われる（Ｓ３）。そして、このレンダリング処理によって得られてなる各元色情報毎に８ビットからなる中途色情報を持つ表示画像情報が、各色情報変換部１６（＃１〜＃ｎ）へとそれぞれ出力される（Ｓ４）。
【００６０】
ステップＳ４で出力された表示画像情報は、各色情報変換部１６（＃１〜＃ｎ）へと出力されると、この出力された表示画像情報はアドレス生成部２４と、補正値抽出部２８とに取得される（Ｓ５）。
【００６１】
アドレス生成部２４では、ステップＳ４において取得した表示画像情報の赤成分Ｒ、緑成分Ｇ、青成分Ｂが取得される（Ｓ６）。そして、Ｒ、Ｇ、Ｂに対応するルックアップテーブルＴを参照すべき箇所を示す位置情報が補正値抽出部２８へと出力される（Ｓ７）。
【００６２】
補正値抽出部２８では、アドレス生成部２４から出力された位置情報に対応する赤成分Ｒ、緑成分Ｇ、青成分Ｂそれぞれの補正値が、ルックアップテーブル保持部２６に保持されているルックアップテーブルＴ（＃ｒ，＃ｇ，＃ｂ）から抽出される（Ｓ８）。そして、この抽出された各補正値は、ステップ４において取得した対応する中途色情報に演算されて、最終色情報を持つ表示画像情報として映像表示装置２２へと出力される（Ｓ９）。
【００６３】
補正値抽出部２８では、予め補正値が格納されたルックアップテーブルＴから、赤成分Ｒ、緑成分Ｇ、青成分Ｂの組み合わせに対応する補正値を抽出することによって補正値が決定されるので、補正値を求めるための演算が不要となる。したがって、色情報変換部１６でなされる処理は、ほとんど時間が掛からず、実質的にリアルタイムで処理される。
【００６４】
映像表示装置２２では、ステップＳ９において補正値抽出部２８から出力された最終色情報を持つ表示画像情報に基づいて、補正された各画素Ｃの色が表示される。
【００６５】
このように、元色情報のコンテンツに対してレンダリング処理が行われた後に、映像表示装置２２の個々の特性を考慮した色情報変換処理がなされることによって、コンテンツのオリジナルの色や階調が正確に再現された映像が表示される。もちろん、環境条件を変えた場合であっても、コンテンツのオリジナルの色や階調が正確に再現された映像が表示される。
【００６６】
上述したように、本発明の実施の形態に係る映像表示システムにおいては、上記のような作用により、元色情報に対してレンダリング処理が行われた後に、映像表示装置２２の個々の特性を考慮した色情報変換処理がなされることによって、コンテンツのオリジナルの色や階調を正確に再現した映像を表示することができる。
【００６７】
また、同一の映像を異なる映像表示装置２２から出力する場合であっても、映像表示装置２２の個々の特性を考慮した補正値の計算を、映像表示装置２２に対してそれぞれ備えられた色情報変換部１６によって行うことによって、複数の映像表示装置２２に対してそれぞれ最適な補正値を求めることができ、コンテンツのオリジナルの色や階調を正確に再現した映像を、複数の映像表示装置２２から同時に表示することができる。
【００６８】
また、映像表示システム１０によってなされる処理は、ほぼリアルタイムで行われるので、デジタルデバイス２０によって記憶又は取得されたコンテンツの元色情報に何ら処理を施すことなく、そのまま使用することができる。また、色情報変換部１６によってなされる色情報変換処理では、複雑な連立方程式を解くことなくほぼリアルタイムで補正値を決定することができるので、特別に高い処理能力を必要とせず、コスト的にも安価で実現することができる。
【００６９】
なお、色情報変換部１６は、予め補正値を用意している場合について説明したが、ＣＰＵの処理速度などが飛躍的に向上した場合には、逐次に連立方程式から補正値を求めても良い。これは、映像表示装置２２が頻繁に異なる場合でも、柔軟に対処することができる。
【００７０】
以上、本発明の好適な実施の形態について、添付図面を参照しながら説明したが、本発明はかかる構成に限定されない。特許請求の範囲の発明された技術的思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００７１】
【発明の効果】
請求項１の発明の映像表示システムによれば、コンテンツのオリジナルの色や階調を正確に再現した映像を映像表示装置から表示させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態に係る映像表示システムの一例を示す機能ブロック図
【図２】 複数の画素によって形成されている表示画像を説明するための概念図
【図３】 表示画像情報の構成例を示す図
【図４】 色情報変換部の構成例を示す機能ブロック図
【図５】 ルックアップテーブルの一例を示す模式図
【図６】 同実施の形態に係る映像表示システムの動作例を示すフローチャート
【図７】 映像表示装置の理想的な色特性を示す概念図
【図８】 映像表示装置の現実的な色特性の一例を示す概念図
【図９】 従来技術による色変換処理の流れを示す処理フロー図
【図１０】 映像表示装置の現実的な色特性の一例を示す概念図
【符号の説明】
Ｃ…画素、Ｔ…ルックアップテーブル、１０…映像表示システム、１２…元色情報取得部、１４…レンダリング処理部、１６…色情報変換部、２０…デジタルデバイス、２２…映像表示装置、２４…アドレス生成部、２６…ルックアップテーブル保持部、２８…補正値抽出部
Claims (1)
- 映像表示装置から表示されるコンテンツに含まれる元色情報を用いて、前記コンテンツの環境条件を考慮した加工処理であるレンダリング処理を行い、三原色の各色成分からなる中途色情報を取得し、前記中途色情報の各色成分に対応する数値データの組み合わせからなる表示画像情報を生成するレンダリング処理部と、
前記映像表示装置によって表示される表示色の表色値（Ｘ，Ｙ，Ｚ）と、前記三原色の各色成分の強度（Ａ，Ｂ，Ｃ）との関係を示す下記行列式
前記三原色の各色成分から、前記ルックアップテーブルを参照する位置を示す位置情報を出力するアドレス生成部と、
前記アドレス生成部から出力された位置情報に基づいて、前記三原色の各色成分に対する補正値を、前記ルックアップテーブルから抽出し、この抽出した各補正値を、対応する各色成分の数値データと演算し、演算結果を、最終色情報を持つ表示画像情報として前記映像表示装置へ出力する補正値抽出部と
を備える映像表示システム。
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