JP4773594B2 - カラー画像処理方法、カラー画像処理装置、液晶表示装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カラー出力デバイスに対するカラー画像処理技術に係り、特に白色点をより高精度に調整する方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
パーソナルコンピュータやテレビ等の画像表示用及び各種モニター用のディスプレイデバイスとして、近年、ＣＲＴの他、液晶表示装置(ＬＣＤ)が広く採用されるに至っている。このＣＲＴやＬＣＤ等を用いたカラーディスプレイシステムでは、その表現可能な色を出来るだけ自然界の色に近付けることが理想とされている(Display Color Fidelity：色の迫真性)。また、ＣＲＴやＬＣＤを用いた装置が置かれている状態、即ち装置が置かれた照明等の環境に応じて、装置が自動的にあるいは操作者(ユーザー)がマニュアルで調整し、それぞれの環境に応じて最適な色を表示できるようにすることが要求されている(Color Calibration)。更には、出力されるデバイスの種類を問わずに同様の色を出力できるようにすること(Device Transfer Characteristics)等も強く望まれている。これらの技術を総称してカラーマネージメント(Color Management)と呼ばれており、次世代以降の高性能機種であるカラー・ディスプレイ・システムでは、必須な技術的事項としてさまざまな研究開発が行われている。この中でも特に、表示における無彩色レベルを調節するためのホワイトポイント調整(White Point Adjustment)の重要性が高く、従来よりカラーモニター等に対してかかるホワイトポイント調整が実現されている。
【０００３】
ここで、自然界の全ての色を定量的に扱うものとして、図１５に示すｘｙ色度図が存在する。これは、色度座標の位置によってその色の持つ色相と色飽和度を表現するものであり、ＸＹＺ表示系の三刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚにおいて、横軸ｘ＝Ｘ÷(Ｘ+Ｙ+Ｚ)、縦軸ｙ＝Ｙ÷(Ｘ+Ｙ+Ｚ)で表現される色度座標を示している。同図の馬蹄形をした閉曲線ｃの線上及びその内部は、人間の眼に感ずる色の全範囲が示されている。同図の点Ｒ、Ｇ、Ｂは、それぞれ特定のカラー・ディスプレイ・システムにおけるＲ(レッド)、Ｇ(グリーン)、Ｂ(ブルー)の各原色のみによる表示色を表す点であり、三角形ＲＧＢの辺上及びその内部における全ての色をＲ、Ｇ、Ｂの適度な混合によって表現することが可能である。更に、最大輝度のホワイトは、一般に各Ｒ、Ｇ、Ｂを最大輝度にしたときの混合色Ｗとして得ることが可能であり、図に示すように、普通は三角形ＲＧＢの各中線の交点近傍となる。
カラー・ディスプレイ・システムを設計する際には、図のＲ、Ｇ、Ｂ点における最大輝度の値の調整や、Ｒ、Ｇ、Ｂ点の位置そのものを変えることで、より最適なホワイトポイントを決定しており、例えばＬＣＤを用いたカラー・ディスプレイ・システムでは、バックライトの分光放射特性やカラーフィルターの透過特性を考慮する必要がある。
【０００４】
一方、このようにカラー・ディスプレイ・システムに応じて最適値としてホワイトポイントを決定した場合であっても、従来、この決定された値は固定値であるために、環境状況等の各種条件によって幾つかの問題点が生じていた。まず第１にディスプレイの配置された環境照明によって白色の色味が異なる問題がある。例えば、ホワイトポイントを色温度７０００Ｋの点にて設計した場合に、２８００Ｋ程度の電球色照明では青っぽく、また、６５００Ｋの昼光下では黄色っぽく感じられる等である。また、第２に表示画像の内容によって好ましいホワイトポイントが変化する問題である。例えば、MS-Windows上のアプリケーションと写真・動画などとでは、望まれる白色が異なってしまう。特に写真画像の場合にはその写真が作られた情況などによっても影響を受けるのである。また、第３に白色の好みに対して使用者の個人差が大きい問題点がある。例えば、一般に日本人は青っぽい白を好む傾向にあり、これらは視疾患や視機能の個人差によっても影響を受けてしまう。更に、第４として製造上のばらつきの問題がある。例えばＬＣＤモジュールでは、色度座標で±０.０３程度までホワイトポイントの製造ばらつきが発生する等である。
従って、カラー・ディスプレイ・システムにおいて、使用者が何らかの方法で最大階調グレイ(最大階調無彩色)であるフルホワイト(Full White)のホワイトポイントを調整できるように構成することは、これらの問題点を解決する手段として極めて意義深いこととなる。
【０００５】
更に、ＴＦＴＬＣＤモニター等で見られる特有の問題点として、特に低階調における中間階調グレイ(中間階調無彩色)での青色偏移(Blue Shift)という現象がある。これは、ＴＦＴＬＣＤデバイスに無彩色(即ちＲ、Ｇ、Ｂが同一の階調を有する色)を表示させる場合、その階調値を下げていくにつれて、その色が青みを帯びてくる(即ち、色度座標が青色方向にシフトしていく)現象である。この現象は、ＬＣＤパネルの種類によってはかなり顕著なものがあり、近年のＬＣＤにおける高視野角の確保が叫ばれる一方で、使用者がディスプレイを見る角度(視野角)が真正面から傾くに従って更に顕著に発生してしまう。この現象が発生すると、最大階調のホワイトポイントを好みの色度座標(色温度)にいくら調整できたとしても、中間階調ではその設定から外れてしまうことから、新たな問題となっていた。
【０００６】
尚、本件発明と直接、関連するものではないが、ホワイトバランス補正に関する従来技術として特開平９-１４７０９８号公報や、特開平７-３３６７００号公報等が存在する。この特開平９-１４７０９８号公報では、ルックアップテーブル(ＬＵＴ)を用い、オペレータが指定した基準白色値と基準黒色値とに基づいて入力ＲＧＢ信号に対してＬＵＴ変換を行う技術について開示されている。また、特開平７-３３６７００号公報では、入力ＲＧＢアナログ信号をＡ/Ｄ変換し、逆ガンマ補正回路とホワイトバランス補正回路とにより輝度の均一化を図る技術について開示されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで昨今では、ディスプレイシステムにおいてもフルデジタル(Full Digital)処理のものが主流になりつつある。例えばＬＣＤのディスプレイシステムを例にとると、ＬＣＤモジュール自体は一部の製品を除いてソースドライバーに入力されるまで全てデジタルデータが用いられている。また、このＬＣＤモジュールを組み込んだＬＣＤモニターにおいても、これまではアナログインターフェイスを有し、内部でＡ/Ｄ変換してＬＣＤモジュールにデジタルビデオ信号を送出していたが、近年ではＬＶＤＳやＴＭＤＳ(PanelLink(Silicon Image社の登録商標))等の低電圧差動タイプのデジタルデータ伝送方式を用いたデジタルビデオインターフェイスを有し、ビデオシグナルはシステムユニットのグラフィックスコントローラから出力されてＬＣＤモジュールのソースドライバに入力されるまで全てデジタルデータであるといったものが現われ始めている。また、ノートブックＰＣの世界では、元来より全てデジタルデータである。
このような状況を考慮すると、上述のホワイトポイント調整における処理がデジタル的に、しかも効率的な回路で行えるための手法が重要となってくる。
【０００８】
かかる背景の下、デジタル処理におけるホワイトポイント調整を効率的に行う手法として、先に出願人は、最大階調無彩色(Full White)Ｗと最低階調無彩色(Full Black)Ｏに関し、目標の色度座標(それぞれＷ´及びＯ´)に調節する技術について提案している(特願平１１-９７１８３号)。この技術によれば、回路規模を増大させることなくホワイトポイント調整を行うことができることで非常に優れている。但し、この技術だけでは、それらの間に位置する所謂中間階調無彩色の各色は、それぞれ線分Ｗ´Ｏ´によって近似される整数格子点で表現される色に自動的に変換されてしまう。これは言わばＷ´とＯ´との２点による近似であり、変換後の中間階調無彩色の各色は、特にＷ´やＯ´といった近似ポイントから離れる程、目標の色度座標から外れてしまう場合が起こり得る。例えば、フルホワイトとフルブラックをその時の環境下で最も無彩色に見えるような色温度(例えば５４００Ｋ)になるように調整した時、それによって自動的に変換された１/４グレイは、青みがかったり、反対に３/４グレイはやや黄色味がかっていると言ったような現象に現われる。この現象は特にＴＦＴＬＣＤを用いたディスプレイデバイスにおいて顕著に発生する。
【０００９】
このような残された課題を克服するためには、近似点の数を増やしてフルホワイト及びフルブラック以外の複数の無彩色についても目標の色度座標に調節する、所謂多点近似を適用すれば良い。しかしながら、単に多点近似を実行するとしても、デジタルＲ、Ｇ、Ｂ値の変換にて行うことから、実行時のロジックボリュームが大きくなり過ぎないような効率的な変換アルゴリズムを採用する必要がある。
また、フルホワイト調節又はフルブラック調節が行われても純粋の３原色(Red、Green、Blue)やイエロー、マゼンタ、シアンなどの輝度レベルは影響を受けない(減衰しない)ような変換は、表現できる色の数を維持しｎビットカラーによる多階調を生かすためにも有効であるが、多点近似を実行する場合においてもかかる変換を実行できることが望ましい。
【００１０】
そのため、本発明の目的は、デジタル系のカラーディスプレイシステムにおいて、最大階調から最小階調に至る無彩色がほぼ同一の色度座標になるような高精度のホワイトポイント調整を、フルホワイトとフルグラック以外の中間階調の無彩色についても近似することで実現することにある。
また他の目的は、フルデジタル処理におけるディスプレイシステムにおいて、効率的なアルゴリズムに基づく簡便な回路構成にて高精度のホワイトポイント調整を具現化することにある。
更に他の目的は、多点近似に基づく高精度なホワイトポイント調整を具現化し、その調整後も純粋の３原色(Red、Green、Blue)やYellow、Cyan、Magentaなどの輝度レベルが影響を受けない(減衰しない)ような変換を行うことにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
以上の技術的課題を解決するために、本発明のカラー画像処理方法は、設定された変換量に基づいて最大階調無彩色と最小階調無彩色との間に位置する無彩色である中間階調入力色を異なる色調の色に変換すると共に、この中間階調入力色以外の入力色に対して徐々に変換量を少なくしていき、入力色を構成する各色信号毎にその色信号の値が最小階調値又は最大階調値である入力色については変換量を０とすることを特徴としている。
【００１２】
また、本発明は、加えて、設定された最大階調変換量に基づいて最大階調無彩色である入力色を異なる色調の色に変換すると共に、この入力色以外の入力色については徐々に変換量を少なくしていき、入力色を構成する各色信号毎にその色信号の値が最小階調値である入力色については当該変換量を０とし、設定された最小階調変換量に基づいて最小階調無彩色である入力色を異なる色調の色に変換すると共に、この入力色以外の入力色については徐々に変換量を少なくしていき、入力色を構成する各色信号毎にその色信号の値が最大階調値である入力色についてはこの変換量を０とすることを特徴としている。これによれば、階調値が中間に位置する無彩色におけるホワイトポイント調整に加えて最大階調無彩色と最小階調無彩色についてのホワイトポイント調整を実施した場合においても、純粋の３原色(Red、Green、Blue)やYellow、Cyan、Magentaなどについて一律に変換される変換方式(変換Ａ)を採用することが可能となり、ディザ的に画像を表示するような場合であっても現実により近い色を表現することが可能となる点で優れている。
【００１３】
ここで、設定された変換量とは、使用者(ユーザー)が設定する調整用のパラメータであって、３点近似の場合は、最大階調無彩色点(ＧＬ[２n-１])と最小階調無彩色点(ＧＬ[０])の他、例えばこれらの中間に位置する点(ＧＬ[２n-1-１])における微調整値が該当する。更に５点近似の場合には、例えば３点近似における調整点に加えて、ＧＬ[２n-2-１]及びＧＬ[２n-1+２n-2-１]における微調整値が該当する。即ち、２のべき乗単位であるような中間点のグレイレベルにおいてホワイトポイントの補正を行えば、回路規模を小さくした状態にて調節をリアルタイムに実施できる点から好ましい。このユーザーによる調整方法としては、オンスクリーンディスプレイ(ＯＳＤ)により例えばＲＧＢ色信号毎に調整値をポップアップさせることや、調整用パラメータを数値として直接、入力する他、特定のグレイレベルにおけるホワイトポイント調整用の画像を複数(例えば２枚)表示し、比較法に基づいてユーザーにより選定された画像に施された調整値を調整用パラメータとして利用する等、その方法は任意に適用することが可能である。
また、入力色はＲＧＢ表示系の他、ＸＹＺ表示系やＹＭＣＫ等の表示系からなる入力色信号においても適用することが可能である。
【００１４】
更に、本発明のカラー画像処理方法は、設定された変換量に基づいて最大階調無彩色と最小階調無彩色との間に位置する無彩色である中間階調入力色を異なる色調の色に変換すると共に、この中間階調入力色以外の入力色に対して徐々に変換量を少なくしていき、入力色を構成する各色信号毎に何れかの色信号の値が最小階調値又は最大階調値である入力色についてはこの変換量を０とすることを特徴としている。
この発明によれば、中間階調に位置する無彩色においてホワイトポイント調整を実施した場合に、その調節後も純粋の３原色(Red、Green、Blue)やYellow、Cyan、Magentaなどの輝度レベルが影響を受けない(減衰しない)ような変換方式(変換Ｂ)を実現することが可能となる。
【００１５】
ここで、設定された最大階調変換量に基づいて最大階調無彩色である入力色を異なる色調の色に変換すると共に、この入力色以外の入力色については徐々に変換量を少なくしていき、入力色を構成する各色信号毎に何れかの色信号の値が最小階調値である入力色についてはこの変換量を０とし、設定された最小階調変換量に基づいて最小階調無彩色である入力色を異なる色調の色に変換すると共に、この入力色以外の入力色については徐々に変換量を少なくしていき、入力色を構成する各色信号毎に何れかの色信号の値が最大階調値である入力色についてはこの変換量を０とすることを特徴とすれば、中間階調に位置する無彩色の調整に加えて最小階調値又は最大階調値の無彩色についてもホワイトポイント調整を行うことが可能となり、多点近似によるホワイトポイント調整を前述の変換Ｂからなる変換方式にて実現できる。
尚、設定された変換量の内容等については前述した変換Ａの変換方式と同様に適用できることは言うまでもない。
【００１６】
また、本発明は、各色信号がｎビット(ｎは２以上の自然数)からなる入力色に対してホワイトポイント調整を行うカラー画像処理装置において、階調レベルが２n-k又は２n-k-１(ｋは１≦ｋ＜ｎである整数)である無彩色入力色に対する変換量を入力する変換量入力手段と、この変換量入力手段により入力された変換量に基づいて階調レベルが２n-k及び２n-k-１である無彩色入力色を異なる色調の色に変換すると共に、２n-k及び２n-k-１である入力色以外の入力色については徐々に変換量を少なくしていき、入力色を構成する各色信号毎にその色信号の値が最小階調値である入力色又はその色信号の階調レベルが２n-k+1-１以上である入力色については変換量を０とする変換手段とを備えたことを特徴としている。この発明によれば、最小階調無彩色の近傍に位置する中間階調無彩色においてホワイトポイント調整を可能とすると共に、変換Ａの変換方式を採用でき、ディザ的に画像を表示するような場合であっても低階調無彩色部におけるブルーシフトを適切に補正することが可能となる。
【００１７】
また更に、本発明は、各色信号がｎビット(ｎは２以上の自然数)からなる入力色に対してホワイトポイント調整を行うカラー画像処理装置において、階調レベルが２n-k又は２n-k-１(ｋは１≦ｋ＜ｎである整数)である無彩色入力色に対する変換量を入力する変換量入力手段と、この変換量入力手段により入力された変換量に基づいて階調レベルが２n-k及び２n-k-１である無彩色入力色を異なる色調の色に変換すると共に、２n-k及び２n-k-１である入力色以外の入力色については徐々に変換量を少なくしていき、入力色を構成する各色信号毎に何れかの色信号の値が最小階調値である入力色又はその色信号の階調レベルが２n-k+1-１以上である入力色については変換量を０とする変換手段とを備えたことを特徴としている。この発明によれば、最小階調無彩色の近傍に位置する中間階調無彩色においてホワイトポイント調整を可能とすると共に、変換Ｂの変換方式を採用でき、ホワイトポイント調整後も純粋の３原色(Red、Green、Blue)やYellow、Cyan、Magentaなどの輝度レベルが減衰しない状態にて低階調無彩色部におけるブルーシフトを改善することが可能となる。
【００１８】
尚、これら発明の変換量入力手段は、ユーザーによる数値入力や比較法に基づく調整画像の選定等に基づいて調整値を決定する等、その変換量の入力を直接行うことができる構成の他、他の装置により形成された調整値(変換量)のネット等を介して入力する構成も含まれる。また、変換量は正負を問うものではなく、徐々に少なくなる変換量は、その絶対値が徐々に低くなるものと解することができる。
【００１９】
更に、本発明を他の観点から把えると、ホスト装置から出力されたデジタルビデオ信号を入力するデジタルビデオインターフェイスと、このデジタルビデオインターフェイスにより入力されたデジタルビデオ信号に対してルックアップテーブルを用いずに色変換を行うカラー画像処理装置であって、最大階調無彩色から最小階調無彩色に至る無彩色に対して所定のポイントにおける調整値を入力する調整値入力手段と、この調整値入力手段により入力された調整値に基づいてデジタルビデオインターフェイスにより入力されたデジタルビデオ信号に対して無彩色における色度座標を収束させる方向にて演算すると共に、演算されたデジタル値をパイプライン的に出力する出力手段とを備えたことを特徴とするものと言える。
【００２０】
ここで、この調整値入力手段は、最大階調無彩色又は/及び最小階調無彩色のポイントにおける調整値を入力することを特徴とすれば、最大階調無彩色又は最小階調無彩色若しくは最大階調無彩色及び最小階調無彩色におけるホワイトポイント調整をデジタルデータのまま行うことが可能となる点で好ましい。更に、演算されたデジタル値をパイプライン的に出力することにより、簡便な回路でリアルタイムに実行させることが可能となる点で優れている。
また、本発明ではルックアップテーブル(ＬＵＴ)を用いずに、多点近似による効率的なアルゴリズムによって調整を可能とすることから、従来のように調整したいターゲット毎にＬＵＴを設ける必要性が無く、簡便な回路構成にてホワイトポイント調整を実現することが可能となる。
【００２１】
更に、この調整値入力手段は、最大階調無彩色と最小階調無彩色との間における２のべき乗単位で特定される階調レベルの無彩色ポイントにおける調整値を入力することを特徴とすれば、多点近似に基づく高精度のホワイトポイント調整を、簡便な回路構成で具現化することが可能となる点で好ましい。また、このような多点近似を実施することにより、最大階調から最小階調に至る全ての無彩色に渡って色度座標がシフトしないような、理想的なホワイトポイント調整に少しでも近づけることが可能となる。
【００２２】
また、本発明は、ホスト装置から出力されたデジタルビデオ信号を入力するデジタルビデオインターフェイスと、このデジタルビデオインターフェイスにより入力されたデジタルビデオ信号に基づいて画像を表示する液晶表示装置であって、このデジタルビデオインターフェイスにより入力されるデジタルビデオ信号に対してホワイトポイントにおける調整値を入力する調整値入力手段と、この調整値入力手段により入力された調整値に基づいて、デジタルビデオインターフェイスにより入力されたデジタルビデオ信号に対し、ルックアップテーブルを用いることなく無彩色における色度座標を収束させる方向にて演算すると共に、演算されたデジタル値をパイプライン的に出力するコントローラと、このコントローラから出力されたデジタル値に基づいて画像を表示する液晶表示部とを具備することを特徴としている。
【００２３】
更に、この調整値入力手段は、複数の階調レベルの無彩色におけるホワイトポイントの調整値を入力すると共に、コントローラは、調整値入力手段により入力された調整値に基づいて低階調無彩色における青色偏移を調整する方向にて演算した結果を出力することを特徴とすることができる。より具体的には、この調整値入力手段により入力される複数の無彩色におけるホワイトポイントの調整値は、最大階調無彩色と最小階調無彩色との間における中間階調レベルの無彩色の調整値を含むことを特徴とするものである。これにより、最大階調のホワイトポイントを調整したことによる好みの色温度調節を、中間階調においてもその設定をほぼ維持することが可能となり、液晶表示装置特有なホワイトポイント調整時の不具合を修正することが可能となる。
【００２４】
尚、カラー画像処理方法の発明において、前述の変換Ａと変換Ｂとの変換方式を切り換える方法を付加することも可能である。また、カラー画像処理装置及び液晶表示装置の発明において、前述の変換Ａと変換Ｂとの変換方式を切り換える切換手段を更に具備することも可能である．これらの構成要件を加えることで、画像の種類や画像処理のシステム構造に応じて適切な変換方式を採用でき、好みや画像に応じて最適な出力を得ることができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に示す実施の形態に基づいてこの発明を詳細に説明する。
図１は、本実施の形態におけるカラー画像処理装置が適用されたカラーディスプレイシステムの全体構成を説明するための説明図である。符号１１は液晶表示モニター(ＬＣＤモニター)であり、例えば薄膜トランジスタ(ＴＦＴ)構造からなるＬＣＤモジュールと、デジタルインターフェイスと接続されてＬＣＤモジュールにデジタルビデオ信号を供給するインターフェイス(Ｉ/Ｆ)ボードとを備えている。また、符号１２はパーソナルコンピュータ(ＰＣ)であり、ＣＰＵからＬＣＤモニター１１に対してビデオ信号を出力している。また、符号１３はデジタルビデオインターフェイスである。従来のディスプレイシステムでは、ＰＣからのデジタル信号を一旦、アナログ信号に変換し、ディスプレイ側にて再びデジタルに戻して表示するといったプロセスを踏んでいた。しかし、これではデジタル駆動である液晶ディスプレイ本来の性能をフルに引き出すことが困難となる。そこで、本実施の形態では、現在、進められているデジタルインターフェイスの標準化に準拠する形で、例えばＬＶＤＳ(Low Voltage Differential Signaling)やＴＭＤＳ(Transition Minimized Differential Signaling)のデジタル伝送方式を採用し、ＰＣ１２からフルデジタル処理によりデジタルビデオインターフェイス１３を介してＬＣＤモニター１１に対する画像出力を可能としている。
【００２６】
ここで、本実施の形態ではＬＣＤモニター１１に入力スイッチ類１４が設けられている。この入力スイッチ類１４には、左右スイッチ１５とエンターキー１６が設けられ、ホワイトポイント調整を行う際の調整値(変換量)を入力することが可能である。例えば、オンスクリーンディスプレイ(ＯＳＤ)により調整値をポップアップさせる方式、より具体的には、ＲＧＢの色信号毎に各ＲＧＢ色信号をどれだけ減衰させるか等の調整値を、真っ白や真っ黒、１/２グレイ、１/４グレイ等の各階調において、左右スイッチ１５とエンターキー１６を用いて入力することが可能である。また、比較方式、より具体的には、例えば２つの画面を各階調毎に表示し、どっちが白に見えるかの選択を左右スイッチ１５とエンターキー１６を用いてユーザーに選択させ、その選択された画面に基づいて変換量を決定するように構成することも可能である。
【００２７】
図２は、カラーディスプレイシステムとしてＬＶＤＳビデオインターフェイスからなるＬＣＤモジュールそのものを想定した場合のブロック図である。ノートブック型ＰＣの場合などにこの構造がとられ、この場合はＩ/Ｆボードが不要となる。図２において、デジタルビデオインターフェイス１３はＬＶＤＳビデオインターフェイスとして機能し、コントローラＬＳＩ２２の内部に組み込まれたＬＶＤＳレシーバー２４に対してデジタルビデオ信号を伝達する。ＬＶＤＳレシーバー２４は変換ブロック３１に対してＲ、Ｇ、Ｂの各信号等を出力する。変換ブロック３１は後述するホワイトポイント調整を実行し、表示制御を行うコントロールロジック２５に変換後のＲ、Ｇ、Ｂ信号等を出力する。コントロールロジック２５の出力はソースドライバ３０ａ、ゲートドライバ３０ｂに入力され、ＬＣＤアレイ/セル２３により表示される。
【００２８】
図３は、カラーディスプレイシステムとしてＴＭＤＳビデオインターフェイスからなるデジタル伝送方式にて入力したデジタルビデオ信号を、ＬＶＤＳＩ/ＦのＬＣＤモジュールに対して出力することを想定した場合のブロック図である。図３において、デジタルビデオインターフェイス１３はＴＭＤＳビデオインターフェイスとして機能し、Ｉ/Ｆボード２６のＴＭＤＳレシーバー２７に対してデジタルビデオ信号を伝達する。ＴＭＤＳレシーバー２７は変換ブロック３１に対してＲ、Ｇ、Ｂの各信号等を出力する。変換ブロック３１は後述するホワイトポイント調整を実行し、Ｉ/Ｆボード２６のコアロジック２８に変換後のＲ、Ｇ、Ｂ信号等を出力する。コアロジック２８の出力はＬＶＤＳトランスミッタ２９によりＬＶＤＳ伝送方式に変換され、ＬＶＤＳＩ/ＦからなるＬＣＤモジュール２１に入力されて表示される。このＬＣＤモジュール２１は図２にて説明した各要素を含むものである。
【００２９】
図４は、本実施の形態におけるホワイトポイント調整の中核である、デジタルカラーデータの変換ブロックにおける全体構成を説明するための説明図である。
図４において、変換ブロック(Block-CA)３１に対してＤ-ラッチ３２から出力されるＲdi、Ｇdi、Ｂdiは、ピクセルクロック(PIX_CLK)に同期してＰＣ１２等のホストシステムから次々と送られる各サブピクセル(レッド、グリーン、ブルー)のカラーデータを伝えるもので、変換ブロック３１へのインプットバス信号である。また、HSYdi、VSYdi、DISPdiは、ホストシステムから送られてくる水平同期(Horizontal Synchronous)、垂直同期(Vertical Synchronous)、ディスプレイタイミング(Display Timing)の各同期信号である。
【００３０】
また、変換ブロック３１に対し、ユーザーによるシステム外部からの設定に基づいて、後述するホワイトポイント調整に用いる各種調整値がＤ-ラッチ３３及びＤ-ラッチ３４から出力される。Ｄ-ラッチ３３から出力されるＲwm、Ｇwm、Ｂwmは、最大階調値無彩色であるGL[２n−１]において本変換によって減じられるＲ、Ｇ、Ｂ値を指定するユーザー設定パラメータ(ｎ Bit)である。また、Ｒbm、Ｇbm、Ｂbmは、最小階調値無彩色であるGL[０]において本変換によって増加させられるＲ、Ｇ、Ｂ値を指定するユーザー設定パラメータ(ｎ Bit)である。
【００３１】
更に、Ｄ-ラッチ３４から出力されるＲgmm、Ｇgmm、Ｂgmmは、後述する３点目の近似のために、最大階調値と最小階調値との間の約１/２グレイであるGL[２n-1−１]において加えられる微調整値を指定するユーザー設定パラメータである。また、Ｒglm、Ｇglm、Ｂglmは、後述する４点目の近似のために、約１/４グレイであるGL[２n-2−１]において加えられる微調整値を指定するユーザー設定パラメータである。更に、Ｒghm、Ｇghm、Ｂghmは、後述する５点目の近似のために約３/４グレイであるGL[２n-1＋２n-2−１] において加えられる微調整値を指定するユーザー設定パラメータである。
ここで、変換ブロック３１に入力されるCONV-Ａは、前述の変換Ａと変換Ｂとのどちらを選択するかを指定する設定入力であり、CONV-Ａ＝“High”のときには変換Ａが選択されるように構成されている。
【００３２】
図５は、変換ブロック３１におけるロジックブロックダイアグラムの一例を示す図である。同図において、符号４１は、ピクセルクロック(PIX_CLK)に同期して入力される画像データ信号(Ｒdi，Ｇdi，Ｂdi)を入力し、これらの最小値min(Ｒdi，Ｇdi，Ｂdi)と最大値max(Ｒdi，Ｇdi，Ｂdi)を選択して出力するためのブロックである。また、符号４２、４３、４４は、Ｒ、Ｇ、Ｂ各色信号における５点近似により変換された値(Ｒdo5，Ｇdo5，Ｂdo5)を求めるためのブロックである。
ここで、符号４５、４６はマルチプレクサ(ＭＵＸ)であり、ＭＵＸ４５は、変換Ａが指定されてCONV-Ａ＝“High”のときにはＲdiを選択し、変換Ｂが指定されてCONV-Ａ＝“Low”のときにはmin(Ｒdi，Ｇdi，Ｂdi)を選択して出力するように構成される。また、ＭＵＸ４６は、変換Ａが指定されてCONV-Ａ＝“High”のときにはＲdiを選択し、変換Ｂが指定されてCONV-Ａ＝“Low”のときにはmax(Ｒdi，Ｇdi，Ｂdi)を選択して出力するように構成される。符号４７、４８、４９、５０も同様なマルチプレクサ(ＭＵＸ)であり、ＭＵＸ４７は変換ＡのときにＧdi、変換Ｂのときにmin(Ｒdi，Ｇdi，Ｂdi)を選択し、ＭＵＸ４８は変換ＡのときにＧdi、変換Ｂのときにmax(Ｒdi，Ｇdi，Ｂdi)を選択して出力している。同様に、ＭＵＸ４９は変換ＡのときにＢdi、変換Ｂのときにmin(Ｒdi，Ｇdi，Ｂdi)を選択し、ＭＵＸ５０は変換ＡのときにＢdi、変換Ｂのときにmax(Ｒdi，Ｇdi，Ｂdi)を選択して出力できるように構成されている。
更に、符号５１は回路ブロックであり、ブロック４２、４３、４４のパイプライン段数と同じ段数のラッチから構成され、入力の同期信号であるHSYdi、VSYdi、DISPdiに対してブロック４２、４３、４４と同じクロックサイクルのディレイの後にHSYdo5、VSYdo5、DISPdo5としてパイプライン的に出力し、ブロック４２、４３、４４の出力信号との同期をとることを可能としている。
【００３３】
次に、ブロック４２の構成について詳細に説明する。ブロック４２におけるブロック５３では、それぞれｎビットの入力値ｘ、ｙに対し、ピクセルクロック(PIX_CLK)に同期してパイプライン的にｎビットの出力値ｆを求めることができる。この出力値ｆは、
ｆ＝ｆn(ｘ，ｙ)
の式で求められる。ここで、ｆN(Ｘ，Ｙ)は、後述するコアカルク関数(Core Calculation Function)であり、ブロック５３はＭＵＸ４５により選択された出力をｘとして、前述の調整値Ｒwmをｙとして入力することによってｆとして後述のＲwを出力する。
また、ブロック５２は、ブロック５３のパイプライン段数と同じ段数のラッチにより構成され、入力信号Ｒdiに対してブロック５３と同じだけのクロックサイクルのディレイ後に同じ値の信号をパイプライン的に出力することで、ブロック５３と同期をとれるように構成されている。
【００３４】
また、ブロック５４では、ブロック５３と同様に、それぞれｎビットの入力値ｘ、ｙに対し、ピクセルクロック(PIX_CLK)に同期してパイプライン的にｎビットの出力値ｆを求めることができる。この出力値ｆはコアカルク関数によって、
ｆ＝ｆn(２n−１−ｘ，ｙ)
の式で求められ、ブロック５４はＭＵＸ４６により選択された出力をｘとして、前述の調整値Ｒbmをｙとして入力することによってｆとして後述のＲｂを出力する。このブロック５４のパイプライン段数は、ブロック５２やブロック５３の入力からブロック５８の出力までの全パイプライン段数と等しくなるように構成されている。ここでブロック５８はｎビットの整数値同士の減算回路、またブロック５９はｎビットの整数値同士の加算回路であり、この両者によって後述する出力信号Ｒdoを得ることができる。
【００３５】
更に、ブロック５５では、それぞれｎビットの３入力値ｘ、ｙ、ｚに対し、ピクセルクロック(PIX_CLK)に同期してパイプライン的にｎビットの出力値ｆを求めることができる。この出力値ｆはコアカルク関数によって、
ｆ＝(−１)SIGN(z)ｆn-1(min(ｘ，２n−１−ｙ)，|ｚ|)
の式で求められる。ここで、SIGN(Ｘ)はＸの符号を表す関数で、
Ｘ＜０ではSIGN(Ｘ)＝１、Ｘ≧０でSIGN(Ｘ)＝０となり、正負の関係を２進数のデジタル演算で示しており、ｆN(Ｘ，Ｙ)はコアカルク関数である。このブロック５５は、ＭＵＸ４５、ＭＵＸ４６による選択値をそれぞれｘ、ｙとして、微調整値Ｒgmmをｚとして入力することによってｆとして後述するＲgmを出力する。このとき、ブロック５５のパイプライン段数は、ブロック５９における出力までの全パイプライン段数と等しくなるように構成されている。
尚、ブロック６０は、ｎビットの整数同士の加算回路であり、このブロック６０により後述する出力Ｒdo3を得ることができる。
【００３６】
また、ブロック５６では、ｎビットの入力値ｘ、ｙとｎ−１ビットの入力値ｚに対し、ピクセルクロック(PIX_CLK)に同期してパイプライン的にｎ−１ビットの出力値ｆを求めることができる。この出力値ｆはコアカルク関数を使って、
もし、０≦ｘ≦２n-1−１でかつ０≦ｙ≦２n-1−１であれば、
ｆ＝(−１)SIGN(z)ｆn-2 (min(ｘ，２n-1−１−ｙ)，|ｚ|)
あるいは、もし、２n-1≦ｘ≦２n−１または２n-1≦ｙ≦２n−１であれば、
ｆ＝０
の式で求められる。このブロック５６は、ＭＵＸ４５、ＭＵＸ４６による選択値をそれぞれｘ、ｙとして、微調整値Ｒglmをｚとして入力することによってｆとして後述するＲglを出力できるように構成されている。
また更に、ブロック５７では、同様にｎビットの入力値ｘ、ｙとｎ−１ビットの入力値ｚに対し、ピクセルクロック(PIX_CLK)に同期してパイプライン的にｎ−１ビットの出力値ｆを求めることができる。この出力値ｆはコアカルク関数によって、
もし、０≦ｘ≦２n-1−１または０≦ｙ≦２n-1−１であれば、
ｆ＝０
あるいは、もし、２n-1≦ｘ≦２n−１でかつ２n-1≦ｙ≦２n−１であれば、
ｆ＝(−１)SIGN(z)ｆn-2 (min(ｘ−２n-1，２n−１−ｙ)，|ｚ|)
の式で求められる。このブロック５７は、ＭＵＸ４５、ＭＵＸ４６による選択値をそれぞれｘ、ｙとして、微調整値Ｒghmをｚとして入力することによってｆとして後述するＲghを出力できる。
尚、このブロック５６とブロック５７のパイプライン段数は、ブロック６０の出力までの全パイプライン段数と等しくなるように構成されている。また、ブロック６１は、ｘ、ｙ、ｚの加算器である。
以上が出力Ｒdo5を求めるための回路ブロックであり、ブロック４２はブロック５２〜６１の出力までを1つのブロックとして表したものである。
【００３７】
ここで、ブロック４３及びブロック４４は、ブロック４２と同様な手順で、入力信号だけが異なり、それぞれＧdo5及びＢdo5を出力可能に構成されている。
尚、本実施の形態におけるこのロジックダイアグラムをゲートアレイ等で構成する場合、そのロジックボリュームは、図２のコントローラＬＳＩ２２にこのロジックを組み込む上で、極めて簡便な回路であると言える程度の規模におさえることができる。
【００３８】
以上説明したような本実施の形態におけるハードウエア構成にて、その実現可能なホワイトポイントの調整方法について、以下に詳細に説明する。
まず本題に入る前に、本実施の形態における各種変換にて用いられるコアカルク関数(Core Calculation Function)について説明する。
このコアカルク関数は、図６に示すように、０から最大４５°の範囲内で、例えば始点Ｏ(０，０)と終点Ａ(Ｌ，Ｙ)が決定されたときに、それを結ぶ線分を整数値の範囲で最も良く線分補間するような整数値の点列を求めるアルゴリズムである。即ち、任意のＸ、Ｙが入力されれば、近似した点Ｐのｙ座標であるＺが、一定のクロック後にパイプライン的に求められるアルゴリズムであり、本出願人において既に提案がなされている技術である(特願平１１−６１６４０号)。
【００３９】
このコアカルク関数 Ｚ＝ｆN(Ｘ，Ｙ)は、以下に定義される。
ｉ) 任意のＹについて、
ｆN(０，Ｙ)＝０ 及び、
ｆN(Ｌ，Ｙ)＝Ｙ
ii) 任意の０≦Ｘ＜Ｌ、任意のＹについて、
ｆN(Ｘ＋１，Ｙ)＝ｆN(Ｘ，Ｙ)＋０ または、
ｆN(Ｘ＋１，Ｙ)＝ｆN(Ｘ，Ｙ)＋１
iii) 任意の０≦Ｙ＜Ｌ、任意のＸについて、
ｆN(Ｘ，Ｙ＋１)＝ｆN(Ｘ，Ｙ)＋０ または、
ｆN(Ｘ，Ｙ＋１)＝ｆN(Ｘ，Ｙ)＋１
iv) 任意の入力Ｘ，Ｙに対して常に一定のクロックサイクル後に出力Ｚが得られる。即ち、入力Ｘ，Ｙに対してＺがパイプライン的に出力される。
但し、 ０≦Ｘ≦Ｌ、０≦Ｙ≦Ｌ、 Ｘ、Ｙ：整数
Ｌ＝２N−１、Ｎ≧１、 Ｎ：整数
【００４０】
尚、上記のｉ)、ii)、iii)より以下が容易に導ける。
任意のＸについて、ｆN(Ｘ，０)＝０
ｆN(Ｘ，Ｌ)＝Ｘ
即ち、図形的な感覚で説明すると、図６において、点Ｐ(Ｘ，Ｚ)は点Ｏから点Ａに至る単調増加の整数格子点群の一つを成し、一つ右隣の点とのｙ座標値の差は、高々１である。また、Ｙが＋１増加したとき、各点のｙ座標値の増加も高々１となる。
尚、ここで述べたコアカルク関数は、線分を整数値で補間するものとして紹介している。これを用いたホワイトポイントの変換では、変換後の色の値も最寄の何れかの整数値にクリップされることになり、整数値で表現できる単位でしか変換後の色の差を表現できない(これを「色の縮退」と呼ぶことにする)。
ここで、コアカルク関数の他の実施例として、線分を任意の小数桁(例えば２進数小数部分ｍ桁)まで、より正確な計算をして補間させてもよい。この場合、図５の最終出力Ｒdo5、Ｇdo5、Ｂdo5も小数部分(ｍビット)が下位に拡張されたものとなる。この小数部分の値を使ってＦＲＣ(Frame Rate Control)やディザ(Dither)等を行い、表現できる見かけ上の色数を増やすことによって、上記色の縮退の影響を少なくすることが可能である。
【００４１】
次に、本実施の形態におけるホワイトポイント調整について、そのコンセプトを明確化するために、５箇所でのパラメータ設定にて調節する場合を説明する。
まず、最大階調無彩色であるGL[２n−１]と、最小階調無彩色であるGL[０]との２箇所で近似した場合の変換式を示す。
前述のとおり、インプットバス信号Ｒdi、Ｇdi、Ｂdiは、変換をかける前のＲ、Ｇ、Ｂ値を表す変数で、これらが２点近似だけにより変換された後の値を表す変数をそれぞれＲdo、Ｇdo、Ｂdoとする。まず、
０≦Ｒdi、Ｇdi、Ｂdi、Ｒdo、Ｇdo、Ｂdo≦２n−１
次に、GL[２n−１]において減じられる前述のユーザー設定パラメータＲwm、Ｇwm、Ｂwmと、GL[０] において増加させられる前述のユーザー設定パラメータＲbm、Ｇbm、Ｂbmとを用いると、
０≦Ｒwm＋Ｒbm≦２n−１
０≦Ｇwm＋Ｇbm≦２n−１
０≦Ｂwm＋Ｂbm≦２n−１
であり、更に、ユーザーが指定したＲwm、Ｇwm、Ｂwm及びＲbm、Ｇbm、Ｂbmに基づき、Ｒdi、Ｇdi、ＢdiのときのＲ、Ｇ、Ｂ変換量に近似したデジタル値をＲw、Ｇw、Ｂw及びＲb、Ｇb、Ｂbとすると、
変換式は、
Ｒdo＝ Ｒdi−Ｒw＋Ｒb
Ｇdo＝ Ｇdi−Ｇw＋Ｇb
Ｂdo＝ Ｂdi−Ｂw＋Ｂb
で表わせる。
このとき、純粋の３原色(Red、Green、Blue)についても一律に変換される変換方式である変換Ａと、調節後も純粋の３原色(Red、Green、Blue)の輝度レベルが影響を受けない(減衰しない)ような変換方式である変換Ｂの各変換方式での、任意のＲdi、Ｇdi、Ｂdiに対してＲdo、Ｇdo、Ｂdoを求める上記変換式は、コアカルク関数Ｚ＝ｆN(Ｘ，Ｙ)を用いて以下のように表わされる。
【００４２】
(ａ) 変換Ａ
Ｒw ＝ｆn(Ｒdi，Ｒwm) 、 Ｒb ＝ｆn(２n−１−Ｒdi，Ｒbm)
Ｇw ＝ｆn(Ｇdi，Ｇwm) 、 Ｇb ＝ｆn(２n−１−Ｇdi，Ｇbm)
Ｂw ＝ｆn(Ｂdi，Ｂwm) 、 Ｂb ＝ｆn(２n−１−Ｂdi，Ｂbm)
この変換式は、図７において、立方体ＯＢＭＲ-ＧＣＷＹの面上及び内部の格子点を、直方体Ｏ''Ｂ'Ｍ'Ｒ' -Ｇ'Ｃ'Ｗ'Ｙ'の面上及び内部の整数格子点に移動させるものである。即ち、図７で、点Ｗ(Ｌ,Ｌ,Ｌ)はＷ' (Ｌ−Ｒwm，Ｌ−Ｇwm，Ｌ−Ｂwm)に、点Ｏ(０,０,０)はＯ''(Ｒbm, Ｇbm, Ｂbm)に移動され、線分ＢＭはＢ'Ｍ'に、ＭＲはＭ'Ｒ'に、ＲＹはＲ'Ｙ'に、ＹＧはＹ'Ｇ'に、ＧＣはＧ'Ｃ'に、ＣＢはＣ'Ｂ'にそれぞれ移動される。また、最小階調値から最大階調値に至る無彩色の入力カラーは、線分ＯＷの整数格子点から線分Ｏ''Ｗ'近傍の整数格子点で表わされるカラーに変換される。尚、Ｌ＝２n−１(ｎ≧１，ｎは整数)である。
ここで、図８は、Ｂの変換量ΔＢ＝Ｂdo−Ｂdi(＝−Ｂw＋Ｂb)がどのように変化するかを図形的なイメージで把握するための説明図である。このとき、Ｒ-Ｇ-Ｂ３次元空間であると掴みにくいことから、図８ではＧ軸を無視してＲ-Ｂの２次元に次元を下げ、Ｒdi、Ｂdiに対してΔＢがどのように変化するかを示している。同図において、ΔＢの値は４角形ＤoＤbＤwＤrの面上ないしは近傍の整数格子点で表わされる。ΔＲ＝Ｒdo−Ｒdi(＝−Ｒw＋Ｒb)、ΔＧ＝Ｇdo−Ｇdi(＝−Ｇw＋Ｇb)も同様の感覚で把えることが可能である。これを再び３次元に拡張したものが上述の式で表わされる。
【００４３】
(ｂ) 変換Ｂ
Ｒw ＝ｆn( min(Ｒdi，Ｇdi，Ｂdi) ，Ｒwm)
Ｒb ＝ｆn( ２n−１−max(Ｒdi，Ｇdi，Ｂdi) ，Ｒbm)
Ｇw ＝ｆn( min(Ｒdi，Ｇdi，Ｂdi) ，Ｇwm)
Ｇb ＝ｆn( ２n−１−max(Ｒdi，Ｇdi，Ｂdi) ，Ｇbm)
Ｂw ＝ｆn( min(Ｒdi，Ｇdi，Ｂdi) ，Ｂwm)
Ｂb ＝ｆn( ２n−１−max(Ｒdi，Ｇdi，Ｂdi) ，Ｂbm)
この変換式は、図９において、立方体ＯＢＭＲ-ＧＣＷＹの面上及び内部の格子点を、３角形Ｗ'ＢＭ、Ｗ'ＢＣ、Ｗ'ＧＣ、Ｗ'ＧＹ、Ｗ'ＲＹ、Ｗ'ＲＭ、Ｏ''ＢＭ、Ｏ''ＢＣ、Ｏ''ＧＣ、Ｏ''ＧＹ、Ｏ''ＲＹ、Ｏ''ＲＭで囲まれた変則１２面体のほぼ面上及び内部の整数格子点に移動させるものである。但し、整数格子点の変換を考慮していることから、必ずしも完全に１２面体の内部に移動される訳ではないが、面からはみ出る距離は１以内となる。この変換Ｂにおいては、点Ｗ(Ｌ,Ｌ,Ｌ)はＷ' (Ｌ−Ｒwm，Ｌ−Ｇwm，Ｌ−Ｂwm)に、点Ｏ(０,０,０)はＯ''(Ｒbm, Ｇbm, Ｂbm)に移動されるが、変換Ａと異なり、線分ＢＭ、ＭＲ、ＲＹ、ＹＧ、ＧＣ、ＣＢ上の点は全く移動されない。但し、最小階調値から最大階調値に至る無彩色の入力カラーは、線分ＯＷの整数格子点から線分Ｏ''Ｗ'近傍の整数格子点で表わされるカラーに変換される。
ここで、図１０は、Ｂの変換量ΔＢ＝Ｂdo−Ｂdiがどのように変化するかを図形的なイメージで把握するための説明図であり、Ｇ軸を無視してＲ-Ｂの２次元に次元を下げ、Ｒdi、Ｂdiに対してΔＢがどのように変化するかを示している。同図において、ΔＢの値は３角形ＤoＤwＢ及びＤoＤwＲの２平面の面上ないしは近傍の整数格子点で表わされる。ΔＲ＝Ｒdo−Ｒdi、ΔＧ＝Ｇdo−Ｇdiも同様の感覚で把えることが可能であり、これを再び３次元に拡張したものが上述の式で表わされる。
【００４４】
次に、本実施の形態として最も特徴的な部分である、中間階調無彩色においてホワイトポイント調整を実施する場合について説明する。
その中で、ここではまず、上述の最小階調無彩色と最大階調無彩色との調整に加えて、GL[２n-1−１]での微調整を加える場合を説明する。
ここで、２点近似と３点目の近似の双方により変換された後のＲ、Ｇ、Ｂ値を表わす変数を、Ｒdo3、Ｇdo3、Ｂdo3とすると、まず、
０≦Ｒdo3、Ｇdo3、Ｂdo3 ≦２n−１
次に、GL[２n-1−１]において加えられる前述のユーザー設定パラメータをＲgmm、Ｇgmm、Ｂgmmとすると、コアカルク関数を用いる上での制約を考慮して、これらの許容範囲は、
−２n-1＋１≦Ｒgmm ≦２n-1−１
−２n-1＋１≦Ｇgmm ≦２n-1−１
−２n-1＋１≦Ｂgmm ≦２n-1−１
更に、３点目の近似によってのみ引き起こされる変換によってＲdo、Ｇdo、Ｂdoに加えられる値を表わす変数をそれぞれＲgm、Ｇgm、Ｂgmとすると、
変換式は、
Ｒdo3 ＝Ｒdo＋Ｒgm
Ｇdo3 ＝Ｇdo＋Ｇgm
Ｂdo3 ＝Ｂdo＋Ｂgm
である。このときの変換Ａ及び変換Ｂにおける変換式は、コアカルク関数Ｚ＝ｆN(Ｘ，Ｙ)を用いて以下のように表わされる。
【００４５】
(ａ) 変換Ａ
Ｒgm＝ (−１)SIGN(Rgmm)ｆn-1(min(Ｒdi，２n−１−Ｒdi)，|Ｒgmm| )
Ｇgm＝ (−１)SIGN(Ggmm)ｆn-1(min(Ｇdi，２n−１−Ｇdi)，|Ｇgmm| )
Ｂgm＝ (−１)SIGN(Bgmm)ｆn-1(min(Ｂdi，２n−１−Ｂdi)，|Ｂgmm| )
ここで、図１１は、Ｂの微調整量Ｂgmがどのように変化するかを図形的なイメージで把握するための説明図である。このとき、Ｒ-Ｇ-Ｂ３次元空間であるとそのイメージが掴みにくいことから、図１１でも前述と同様、Ｇ軸を無視してＲ-Ｂの２次元に次元を下げ、Ｒdi、Ｂdiに対してＢgmがどのように変化するかを示している。同図において、Ｂgmの値は４角形ＯＭ1Ｍ4Ｒ、Ｍ1Ｍ2Ｍ3Ｍ4、Ｍ2ＢＷＭ3の３平面の面上ないしは近傍の整数格子点で表わされる。
この中間階調無彩色におけるホワイトポイント調整では、Ｂdiが２n-1−１又は２n-1の階調値である場合に微調整Ｂgmmを行って異なる色調の色に変換される。図１１に示されるように、Ｂdiが２n-1−１(線Ｍ1Ｍ4)及び２n-1(線Ｍ2Ｍ3)の場合を頂点(高さＢgmmの屋根状の頂点)として徐々に変換量が少なくなり、Ｂdiが最小階調(Ｒdi軸)あるいは最大階調(線ＢＷ)では変換量が０となるように色変換処理がなされる。また、図１１からも明らかなように、Ｒdiの値が最小階調(Ｂdi軸)および最大階調(線ＲＷ)であっても微調整Ｂgmmによって変換がなされることが理解でき、純粋の３原色(Red、Green、Blue)についても一律に変換される変換Ａの特徴が表現されている。
尚、ＲgmもＧgmも同様の感覚で捉えることができる。これを再び３次元に拡張したものが上述の式で表わされている。
【００４６】
(ｂ) 変換Ｂ
Ｒgm＝ (−１)SIGN(Rgmm)ｆn-1( MIN3 ，|Ｒgmm| )
＝ (−１)SIGN(Rgmm)ｆn-1( min(MIN,２n−１−MAX) ，|Ｒgmm| )
Ｇgm＝ (−１)SIGN(Ggmm)ｆn-1( min(MIN,２n−１−MAX) ，|Ｇgmm| )
Ｂgm＝ (−１)SIGN(Bgmm)ｆn-1( min(MIN,２n−１−MAX) ，|Ｂgmm| )
但し、
MAX ＝ max(Ｒdi，Ｇdi，Ｂdi) 、MIN ＝ min(Ｒdi，Ｇdi，Ｂdi)
MIN3＝ min(Ｒdi,Ｇdi,Ｂdi,２n−１−Ｒdi,２n−１−Ｇdi,２n−１−Ｂdi)
＝ min(MIN，２n−１−MAX)
ここで、図１２は、Ｂの微調整量Ｂgmがどのように変化するかを図形的なイメージで把握するための説明図である。このとき、Ｒ-Ｇ-Ｂ３次元空間であるとそのイメージが掴みにくいことから、図１２でもＧ軸を無視してＲ-Ｂの２次元に次元を下げ、Ｒdi、Ｂdiに対してＢgmがどのように変化するかを示している。同図において、Ｂgmの値は４角形ＢＭ6Ｍ7Ｗ、ＷＭ7Ｍ8Ｒ、ＲＭ8Ｍ5Ｏ、ＯＭ5Ｍ6Ｂ及びＭ5Ｍ6Ｍ7Ｍ8の５平面の面上ないしは近傍の整数格子点で表わされる。
この中間階調無彩色におけるホワイトポイント調整では、Ｂdiが２n-1−１又は２n-1の階調値でかつＲdiが２n-1−１又は２n-1の階調値である場合に微調整Ｂgmmを行って異なる色調の色に変換される。図１２に示されるように４角形Ｍ5Ｍ6Ｍ7Ｍ8を頂点(高さＢgmm)として四方に対して徐々に変換量が少なくなり、Ｒdi又はＢdiが最小階調値又は最大階調値では変換量が０となることが理解できる。即ち、ホワイトポイント調節後も純粋の３原色(Red、Green、Blue)の輝度レベルが影響を受けない変換Ｂの特徴が表現されている。
尚、ＲgmもＧgmも同様の感覚で捉えることができる。これを再び３次元に拡張したものが上述の式で表わされている。
【００４７】
次に、上記３点での近似に、GL[２n-2−１]及びGL[２n-1＋２n-2−１]での微調整を加える場合について説明する。
ここで、５点目までの全ての近似により変換された後のＲ、Ｇ、Ｂ値を表わす変数をＲdo5、Ｇdo5、Ｂdo5とすると、まず、
０≦Ｒdo5、Ｇdo5、Ｂdo5 ≦２n−１
次に、４点目の近似のためにＲdo3、Ｇdo3、Ｂdo3からの更なる微調整値としてGL[２n-2−１]において加えられる値を指定するユーザー設定パラメータをＲglm、Ｇglm、Ｂglmとし、５点目の近似のためにＲdo3、Ｇdo3、Ｂdo3からの更なる微調整値としてGL[２n-1＋２n-2−１]において加えられる値を指定するユーザー設定パラメータをＲghm、Ｇghm、Ｂghmとすると、コアカルク関数を用いる上での制約を考慮して、これらの許容範囲は、
−２n-2＋１≦Ｒglm ≦２n-2−１
−２n-2＋１≦Ｇglm ≦２n-2−１
−２n-2＋１≦Ｂglm ≦２n-2−１
−２n-2＋１≦Ｒghm ≦２n-2−１
−２n-2＋１≦Ｇghm ≦２n-2−１
−２n-2＋１≦Ｂghm ≦２n-2−１
であり、更にＲdo3、Ｇdo3、Ｂdo3に加えられる値として、４点目の近似によってのみ引き起こされる変換によるものをＲgl、Ｇgl、Ｂglとし、５点目の近似によってのみ引き起こされる変換によるものをＲgh、Ｇgh、Ｂghとすると、
変換式は、
Ｒdo5 ＝Ｒdo3＋Ｒgl＋Ｒgh
Ｇdo5 ＝Ｇdo3＋Ｇgl＋Ｇgh
Ｂdo5 ＝Ｂdo3＋Ｂgl＋Ｂgh
である。このときの変換Ａ及び変換Ｂにおける変換式は、コアカルク関数Ｚ＝ｆN(Ｘ，Ｙ)を用いて以下のように表わされる。
【００４８】
(ａ) 変換Ａ
▲１▼もし、０≦Ｒdi≦２n-1−１ ならば、
Ｒgl＝ (−１)SIGN(Rglm)ｆn-2 (min(Ｒdi，２n-1−１−Ｒdi)，|Ｒglm|)
Ｒgｈ＝０
あるいは、もし、２n-1 ≦Ｒdi≦２n−１ ならば、
Ｒgl＝０
Ｒgｈ＝(−１)SIGN(Rghm)ｆn-2(min(Ｒdi−２n-1，２n−１−Ｒdi)，|Ｒghm|)
▲２▼同様に、もし、０≦Ｇdi≦２n-1−１ ならば、
Ｇgl＝ (−１)SIGN(Gglm)ｆn-2 (min(Ｇdi，２n-1−１−Ｇdi)，|Ｇglm|)
Ｇgｈ＝０
あるいは、もし、２n-1 ≦Ｇdi≦２n−１ ならば、
Ｇgl＝０
Ｇgｈ＝(−１)SIGN(Gghm)ｆn-2(min(Ｇdi−２n-1，２n−１−Ｇdi)，|Ｇghm|)
▲３▼また、同様に、０≦Ｂdi≦２n-1−１ ならば、
Ｂgl＝ (−１)SIGN(Bglm)ｆn-2 (min(Ｂdi，２n-1−１−Ｂdi)，|Ｂglm|)
Ｂgｈ＝０
あるいは、もし、２n-1 ≦Ｂdi≦２n−１ ならば、
Ｂgl＝０
Ｂgｈ＝(−１)SIGN(Bghm)ｆn-2(min(Ｂdi−２n-1，２n−１−Ｂdi)，|Ｂghm|)
【００４９】
ここで、図１３(ａ)、(ｂ)は、Ｂの微調整量Ｂgl及びＢghがどのように変化するかを図形的なイメージで把握するための説明図である。このとき、Ｒ-Ｇ-Ｂ３次元空間であるとそのイメージが掴みにくいことから、前述の例と同様、Ｇ軸を無視してＲ-Ｂの２次元に次元を下げ、Ｒdi、Ｂdiに対してＢglがどのように変化するかを図１３(ａ)に、Ｒdi、Ｂdiに対してＢghがどのように変化するかを図１３(ｂ)にそれぞれ示している。
図１３(ａ)では、Ｂglmの値として例えば負の値をとった状態を示している。本実施の形態では、Ｂglの値は４角形ＯＳ1Ｓ4Ｒ、Ｓ1Ｓ2Ｓ3Ｓ4、Ｓ2Ｓ3Ｓ6Ｓ5、Ｓ5ＢＷＳ6の４平面の面上ないしは近傍の整数格子点で表わされる。
この中間階調無彩色におけるホワイトポイント調整では、Ｂdiが２n-2−１又は２n-2の階調値である場合に微調整Ｂglmを行って異なる色調の色に変換されるように構成されている。同図に示されるように、Ｂdiが２n-2−１(線Ｓ1Ｓ4)及び２n-2(線Ｓ2Ｓ3)を頂点(高さＢglm)として徐々に変換量(絶対値)が少なくなり、Ｂdiが最小階調(Ｒdi軸)あるいはＢdiが２n-1−１以上では変換量が０となるように色変換処理がなされる。即ち、Ｂglmの微調整によって例えばＲdiが最大階調値あるいは最小階調値でも変換がなされることが理解でき、変換Ａの特徴が表現されている。
尚、Ｒgl、Ｇglも同様に表現でき、これを再び３次元に拡張したものが上述の式となる。
【００５０】
ここで、この図１３(ａ)に代表される変換Ａの多点近似を一般式にて表現する。 ｋを１≦ｋ＜ｎである整数とすると、微調整を加える階調値が２n-k−１又は２n-kとなり、Ｂdiがこの階調値の場合にこの微調整によって異なる色に変換され、更にこの入力色以外の色は徐々に変換量が少なくなり、色信号の値が最小階調値または階調レベルが２n-k+1−１以上である入力色については、変換量が０となることが理解できる。即ち、この一般式から明らかなように、図１３(ａ)では４点目の近似を示しているが、更に６点目、１０点目等、２のべき乗単位で特定される階調レベルであれば、その無彩色ポイントについて調整が可能となり、同様に変換Ａによる色変換処理を施すことができる。このことにより、低階調部でのホワイトポイント調整を簡便な回路にて行うことが可能となり、特にＬＣＤモニターにおけるブルーシフト発生等の課題に対して有効に対処することができる。
また、図１３(ｂ)であるが、Ｂghmの値として正の値をとった例を示しており、Ｂghの値は４角形ＢＬ1Ｌ4Ｗ、Ｌ1Ｌ2Ｌ3Ｌ4、Ｌ2Ｌ3Ｌ6Ｌ5、Ｌ5ＯＲＬ6の４平面の面上ないしは近傍の整数格子点で表わされる。これを再び３次元に拡張したものが上式で表わされるものである。
【００５１】
(ｂ) 変換Ｂ
▲１▼もし、０≦ max(Ｒdi，Ｇdi，Ｂdi) ≦２n-1−１ ならば、
Ｒgl＝ (−１)SIGN(Rglm)ｆn-2( MIN4，|Ｒglm| )
＝ (−１)SIGN(Rglm)ｆn-2(min( MIN ，２n-1−１−MAX )，|Ｒglm| )
あるいは、もし、２n-1 ≦ max(Ｒdi，Ｇdi，Ｂdi) ≦２n−１ ならば、
Ｒgl＝０
もし、０≦ min(Ｒdi，Ｇdi，Ｂdi) ≦２n-1−１ ならば、
Ｒgｈ＝０
あるいは、もし、２n-1 ≦ min(Ｒdi，Ｇdi，Ｂdi) ≦２n−１ ならば、
Ｒgｈ＝ (−１)SIGN(Rghm)ｆn-2( MIN5，|Ｒghm| )
＝ (−１)SIGN(Rghm)ｆn-2(min( MIN−２n-1，２n−１−MAX )，|Ｒghm| )
▲２▼もし、０≦ max(Ｒdi，Ｇdi，Ｂdi) ≦２n-1−１ ならば、
Ｇgl＝ (−１)SIGN(Gglm)ｆn-2(min( MIN ，２n-1−１−MAX )，|Ｇglm| )
あるいは、もし、２n-1 ≦ max(Ｒdi，Ｇdi，Ｂdi) ≦２n−１ ならば、
Ｇgl＝０
もし、０≦ min(Ｒdi，Ｇdi，Ｂdi) ≦２n-1−１ ならば、
Ｇgｈ＝０
あるいは、もし、２n-1 ≦ min(Ｒdi，Ｇdi，Ｂdi) ≦２n−１ ならば、
Ｇgｈ＝ (−１)SIGN(Gghm)ｆn-2(min( MIN−２n-1，２n−１−MAX )，|Ｇghm| )
▲３▼もし、０≦ max(Ｒdi，Ｇdi，Ｂdi) ≦２n-1−１ ならば、
Ｂgl＝ (−１)SIGN(Bglm)ｆn-2(min( MIN ，２n-1−１−MAX )，|Ｂglm| )
あるいは、もし、２n-1 ≦ max(Ｒdi，Ｇdi，Ｂdi) ≦２n−１ ならば、
Ｂgl＝０
もし、０≦ min(Ｒdi，Ｇdi，Ｂdi) ≦２n-1−１ ならば、
Ｂgｈ＝０
あるいは、もし、２n-1 ≦ min(Ｒdi，Ｇdi，Ｂdi) ≦２n−１ ならば、
Ｂgｈ＝ (−１)SIGN(Bghm)ｆn-2(min( MIN−２n-1，２n−１−MAX )，|Ｂghm| )
但し、
MIN4＝ min(Ｒdi,Ｇdi,Ｂdi,２n-1−１−Ｒdi,２n-1−１−Ｇdi,２n-1−１−Ｂdi) ＝ min( MIN，２n-1−１−MAX)
MIN5＝ min(Ｒdi−２n-1,Ｇdi−２n-1,Ｂdi−２n-1,２n−１−Ｒdi,２n−１−Ｇdi,２n−１−Ｂdi) ＝ min( MIN−２n-1，２n−１−MAX)
【００５２】
ここで、図１４(ａ)、(ｂ)は、Ｂの微調整量Ｂgl及びＢghがどのように変化するかを図形的なイメージで把握するための説明図である。このとき、Ｒ-Ｇ-Ｂ３次元空間であるとそのイメージが掴みにくいことから、前述の例と同様、Ｇ軸を無視してＲ-Ｂの２次元に次元を下げ、Ｒdi、Ｂdiに対してＢglがどのように変化するかを図１４(ａ)に、Ｒdi、Ｂdiに対してＢghがどのように変化するかを図１４(ｂ)にそれぞれ示している。
図１４(ａ)では、Ｂglmの値として例えば負の値をとった状態を示しており、Ｂglの値は４角形ＯＳ7Ｓ10Ｓ13、Ｓ11Ｓ8Ｓ7Ｏ、Ｓ12Ｓ9Ｓ8Ｓ11、Ｓ13Ｓ10Ｓ9Ｓ12、Ｓ7Ｓ8Ｓ9Ｓ10、及び凹型６角形ＢＷＲＳ13Ｓ12Ｓ11の６平面の面上ないしは近傍の整数格子点で表わされる。これを再び３次元に拡張したものが上述の式である。
この中間階調無彩色におけるホワイトポイント調整では、Ｂdiが２n-2−１又は２n-2でかつＲdiが２n-2−１又は２n-2の階調値である場合に微調整Ｂglmを行って異なる色調の色に変換されるように構成され、４角形Ｓ7Ｓ8Ｓ9Ｓ10を頂点としてとして徐々に変換量(絶対値)が少なくなり、Ｂdiが最小階調(Ｒdi軸)または２n-1−１以上、またはＲdiが最小階調(Ｂdi軸) または２n-1−１以上では変換量が０となるように色変換処理がなされる。即ち、Ｂglmの微調整がなされても純粋の３原色(Red、Green、Blue)の輝度レベルが影響を受けない変換Ｂの特徴が表現されている。
【００５３】
ここで、この図１４ (ａ)に代表される変換Ｂの多点近似を一般式にて表現する。 ｋを１≦ｋ＜ｎである整数とすると、微調整を加える階調値が２n-k−１又は２n-kとなり、ＢdiかつＲdiがこの階調値の場合にこの微調整によって異なる色に変換され、更にこの入力色以外の色は徐々に変換量が少なくなり、Ｂdi、Ｒdiの何れかの色信号の値が最小階調値または階調レベルが２n-k+1−１以上である入力色については、変換量が０となる。即ち、４点目の近似の他、６点目、１０点目等、２のべき乗単位で特定される階調レベルであれば、その無彩色ポイントについて調整が可能となり、同様に変換Ｂによる色変換処理を施すことができる。
また、図１４(ｂ)であるが、Ｂghmの値として正の値をとった例を示しており、Ｂghの値はＷＬ7Ｌ10Ｌ13、Ｌ11Ｌ8Ｌ7Ｗ、Ｌ12Ｌ9Ｌ8Ｌ11、Ｌ13Ｌ10Ｌ9Ｌ12、Ｌ7Ｌ8Ｌ9Ｌ10、及び凹型６角形ＲＯＢＬ13Ｌ12Ｌ11の６平面の面上ないしは近傍の整数格子点で表わされる。これを再び３次元に拡張したものが上述の式である。
【００５４】
次に、前述までのアルゴリズム、及び図５のブロック図等にて説明したGL[２n−１]の調整値Ｒwm、Ｇwm、Ｂwm、GL[０]における調整値Ｒbm、Ｇbm、Ｂbm、３点目近似であるGL[２n-1−１]における調整値Ｒgmm、Ｇgmm、Ｂgmm、４点目近似であるGL[２n-2−１]における調整値Ｒglm、Ｇglm、Ｂglm、５点目近似であるGL[２n-1＋２n-2−１] における調整値Ｒghm、Ｇghm、Ｂghmを加味した場合において、これら５点近似により変換された後の値を表す変数Ｒdo5、Ｇdo5、Ｂdo5がどのような式にて表現されるかを説明する。
ここで、
０≦Ｒwm＋Ｒbm、Ｇwm＋Ｇbm、Ｂwm＋Ｂbm≦２n−１
−２n-1＋１≦Ｒgmm、Ｇgmm、Ｂgmm ≦２n-1−１
−２n-2＋１≦Ｒglm、Ｇglm、Ｂglm ≦２n-2−１
−２n-2＋１≦Ｒghm、Ｇghm、Ｂghm ≦２n-2−１
【００５５】
(ａ) 変換Ａ
▲１▼もし、０≦Ｒdi≦２n-1−１ ならば、
Ｒdo5 ＝Ｒdo＋Ｒgm＋Ｒgl＋Ｒgｈ
＝Ｒdi−Ｒw＋Ｒb＋Ｒgm＋Ｒgl＋Ｒgｈ
＝Ｒdi−ｆn(Ｒdi, Ｒwm)＋ｆn(２n−１−Ｒdi, Ｒbm)
＋ (−１)SIGN(Rgmm)ｆn-1(Ｒdi，|Ｒgmm|)
＋ (−１)SIGN(Rglm)ｆn-2(min(Ｒdi，２n-1−１−Ｒdi) ，|Ｒglm|)
あるいは、もし、２n-1 ≦Ｒdi≦２n−１ ならば、
Ｒdo5 ＝Ｒdo＋Ｒgm＋Ｒgl＋Ｒgｈ
＝Ｒdi−Ｒw＋Ｒb＋Ｒgm＋Ｒgl＋Ｒgｈ
＝Ｒdi−ｆn(Ｒdi, Ｒwm)＋ｆn(２n−１−Ｒdi, Ｒbm)
＋ (−１)SIGN(Rgmm)ｆn-1 (２n−１−Ｒdi，|Ｒgmm|)
＋ (−１)SIGN(Rglm)ｆn-2 (min(Ｒdi−２n-1，２n−１−Ｒdi)，|Ｒghm|)
▲２▼同様に、もし、０≦Ｇdi≦２n-1−１ ならば、
Ｇdo5 ＝Ｇdi−ｆn(Ｇdi, Ｇwm)＋ｆn(２n−１−Ｇdi, Ｇbm)
＋ (−１)SIGN(Ggmm)ｆn-1(Ｇdi，|Ｇgmm|)
＋ (−１)SIGN(Gglm)ｆn-2(min(Ｇdi，２n-1−１−Ｇdi) ，|Ｇglm|)
あるいは、もし、２n-1 ≦Ｇdi≦２n−１ ならば、
Ｇdo5 ＝Ｇdi−ｆn(Ｇdi, Ｇwm)＋ｆn(２n−１−Ｇdi, Ｇbm)
＋ (−１)SIGN(Ggmm)ｆn-1 (２n−１−Ｇdi，|Ｇgmm|)
＋ (−１)SIGN(Gglm)ｆn-2 (min(Ｇdi−２n-1，２n−１−Ｇdi)，|Ｇghm|)
▲３▼同様に、もし、０≦Ｂdi≦２n-1−１ ならば、
Ｂdo5 ＝Ｂdi−ｆn(Ｂdi, Ｂwm)＋ｆn(２n−１−Ｂdi, Ｂbm)
＋ (−１)SIGN(Bgmm)ｆn-1(Ｂdi，|Ｂgmm|)
＋ (−１)SIGN(Bglm)ｆn-2(min(Ｂdi，２n-1−１−Ｂdi) ，|Ｂglm|)
あるいは、もし、２n-1 ≦Ｂdi≦２n−１ ならば、
Ｂdo5 ＝Ｂdi−ｆn(Ｂdi, Ｂwm)＋ｆn(２n−１−Ｂdi, Ｂbm)
＋ (−１)SIGN(Bgmm)ｆn-1(２n−１−Ｂdi，|Ｂgmm|)
＋ (−１)SIGN(Bglm)ｆn-2 (min(Ｂdi−２n-1，２n−１−Ｂdi)，|Ｂghm|)
ここで、もし、得られたＲdo5が
Ｒdo5 ＞２n−１になった場合は、Ｒdo5 ＝２n−１ とする。あるいは、
Ｒdo5 ＜０になった場合は、Ｒdo5 ＝０ とする。
Ｇdo5、Ｂdo5も同様である。
以上の式により、コアカルク関数Ｚ＝ｆN(Ｘ，Ｙ)を用いて５点近似により変換された後の値を示す、変換Ａにおける変数を求めることができる。
【００５６】
(ｂ) 変換Ｂ
▲１▼もし、０≦ max(Ｒdi，Ｇdi，Ｂdi) ≦２n-1−１ ならば、
Ｒdo5 ＝Ｒdo＋Ｒgm＋Ｒgl＋Ｒgｈ
＝Ｒdi−Ｒw＋Ｒb＋Ｒgm＋Ｒgl＋Ｒgｈ
＝Ｒdi−ｆn( MIN，Ｒwm)
＋ｆn(２n−１−MAX，Ｒbm)
＋ (−１)SIGN(Rgmm)ｆn-1(min(MIN，２n−１−MAX)，|Ｒgmm|)
＋ (−１)SIGN(Rglm)ｆn-2(min(MIN，２n-1−１−MAX)，|Ｒglm|)
Ｇdo5 ＝Ｇdi−ｆn( MIN，Ｇwm)
＋ｆn(２n−１−MAX，Ｇbm)
＋ (−１)SIGN(Ggmm)ｆn-1(min(MIN，２n−１−MAX)，|Ｇgmm|)
＋ (−１)SIGN(Gglm)ｆn-2(min(MIN，２n-1−１−MAX)，|Ｇglm|)
Ｂdo5 ＝Ｂdi−ｆn( MIN，Ｂwm)
＋ｆn(２n−１−MAX，Ｂbm)
＋ (−１)SIGN(Bgmm)ｆn-1(min(MIN，２n−１−MAX)，|Ｂgmm|)
＋ (−１)SIGN(Bglm)ｆn-2(min(MIN，２n-1−１−MAX)，|Ｂglm|)
▲２▼あるいは、もし、２n-1 ≦ min(Ｒdi，Ｇdi，Ｂdi) ≦２n−１ ならば、
Ｒdo5 ＝Ｒdi−ｆn( MIN，Ｒwm)
＋ｆn(２n−１−MAX，Ｒbm)
＋ (−１)SIGN(Rgmm)ｆn-1(min(MIN，２n−１−MAX)，|Ｒgmm|)
＋ (−１)SIGN(Rghm)ｆn-2(min(MIN−２n-1，２n−１−MAX)，|Ｒghm|)
Ｇdo5 ＝Ｇdi−ｆn( MIN，Ｇwm)
＋ｆn(２n−１−MAX，Ｇbm)
＋ (−１)SIGN(Ggmm)ｆn-1(min(MIN，２n−１−MAX)，|Ｇgmm|)
＋ (−１)SIGN(Gghm)ｆn-2(min(MIN−２n-1，２n−１−MAX)，|Ｇghm|)
Ｂdo5 ＝Ｂdi−ｆn( MIN，Ｂwm)
＋ｆn(２n−１−MAX，Ｂbm)
＋ (−１)SIGN(Bgmm)ｆn-1(min(MIN，２n−１−MAX)，|Ｂgmm|)
＋ (−１)SIGN(Bghm)ｆn-2(min(MIN−２n-1，２n−１−MAX)，|Ｂghm|)
▲３▼あるいは、もし、Ｒdi，Ｇdi，Ｂdiがそれ以外であれば、
Ｒdo5 ＝Ｒdi−ｆn( MIN，Ｒwm)
＋ｆn(２n−１−MAX，Ｒbm)
＋ (−１)SIGN(Rgmm)ｆn-1(min(MIN，２n−１−MAX)，|Ｒgmm|)
Ｇdo5 ＝Ｇdi−ｆn( MIN，Ｇwm)
＋ｆn(２n−１−MAX，Ｇbm)
＋ (−１)SIGN(Ggmm)ｆn-1(min(MIN，２n−１−MAX)，|Ｇgmm|)
Ｂdo5 ＝Ｂdi−ｆn( MIN，Ｂwm)
＋ｆn(２n−１−MAX，Ｂbm)
＋ (−１)SIGN(Bgmm)ｆn-1(min(MIN，２n−１−MAX)，|Ｂgmm|)
但し、MAX ＝ max(Ｒdi，Ｇdi，Ｂdi)
MIN ＝ min(Ｒdi，Ｇdi，Ｂdi)
ここで、もし、得られたＲdo5が
Ｒdo5 ＞２n−１になった場合は、Ｒdo5 ＝２n−１ とする。あるいは、
Ｒdo5 ＜０になった場合は、Ｒdo5 ＝０ とする。
Ｇdo5、Ｂdo5も同様である。
以上の式により、コアカルク関数Ｚ＝ｆN(Ｘ，Ｙ)を用いて５点近似により変換された後の値を示す、変換Ｂにおける変数を求めることができる。
【００５７】
このように、本実施の形態によれば、最大階調無彩色GL[２n−１]および最小階調無彩色GL[０]の間にその階調値が位置する無彩色について、コアカルク関数に基づくホワイトポイント調整を実現することができる。また、本実施の形態によれば、ルックアップテーブルを用いないハードウエア構成によりホワイトポイント調整後の出力値をパイプライン的に出力することができるので、ハードウエア構成を膨大にすることなく、簡便な構成にて適切なホワイトポイント調整を実現することが可能となる。更に、中間に位置する階調値以外に、最大階調無彩色及び最小階調無彩色におけるホワイトポイント調整を加えることで、より適切、かつユーザーの感覚に適応した装置を提供することができる。
更に、本実施の形態によれば、変換Ａと変換Ｂとの各変換方式に対応したアルゴリズムを準備し、要請に応じて簡単に切り換えて出力することが可能であり、画像の種別等に応じた画像出力を得ることが可能となる。
【００５８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、フルデジタル処理におけるカラーディスプレイシステムにおいて、効率的なアルゴリズムに基づく簡便な回路構成にて高精度のホワイトポイント調整を具現化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本実施の形態におけるカラー画像処理装置が適用されたカラーディスプレイシステムの全体構成を説明するための説明図である。
【図２】 ＬＶＤＳビデオインターフェイスからなるＬＣＤモジュールを想定した場合のブロック図である。
【図３】 ＴＭＤＳビデオインターフェイスからデジタルビデオ信号を入力する場合を想定したブロック図である。
【図４】 本実施の形態におけるデジタルカラーデータの変換ブロックにおける全体構成を説明するための説明図である。
【図５】 本実施の形態におけるロジックブロックダイアグラムの一例を示す説明図である。
【図６】 本実施の形態におけるコアカルク関数の説明図である。
【図７】 変換Ａにおける最大階調と最小階調の２箇所におけるホワイトポイント調整を説明する説明図である。
【図８】 変換ＡにてＢの変換量ΔＢ＝Ｂdo−Ｂdiがどのように変化するかを図形的なイメージで把握するための説明図である。
【図９】 変換Ｂにおける最大階調と最小階調の２箇所におけるホワイトポイント調整を説明する説明図である。
【図１０】 変換ＢにてＢの変換量ΔＢ＝Ｂdo−Ｂdiがどのように変化するかを図形的なイメージで把握するための説明図である。
【図１１】 変換ＡにてＢの微調整量Ｂgmがどのように変化するかを図形的なイメージで把握するための説明図である。
【図１２】 変換ＢにてＢの微調整量Ｂgmがどのように変化するかを図形的なイメージで把握するための説明図である。
【図１３】 (ａ)、(ｂ)は、変換ＡにてＢの微調整量Ｂgl及びＢghがどのように変化するかを図形的なイメージで把握するための説明図である。
【図１４】 (ａ)、(ｂ)は、変換ＢにてＢの微調整量Ｂgl及びＢghがどのように変化するかを図形的なイメージで把握するための説明図である。
【図１５】 本発明の従来技術を説明するためのｘｙ色度図である。
【符号の説明】
１１…液晶表示モニター、１２…ＰＣ、１３…デジタルビデオインターフェイス、１４…入力スイッチ類、２１…ＬＣＤモジュール、２２…コントローラＬＳＩ、２３…ＬＣＤアレイ/セル、２４…ＬＶＤＳレシーバー、２５…コントロールロジック、２６…Ｉ/Ｆボード、２７…ＴＭＤＳレシーバー、２８…コアロジック、２９…ＬＶＤＳトランスミッタ、３０ａ…ソースドライバ、３０ｂ…ゲートドライバ、３１…変換ブロック、３２〜３４…Ｄ-ラッチ、４１〜４４…ブロック、４５〜５０…マルチプレクサ(ＭＵＸ)、５１…回路ブロック、５２〜６１…ブロック
【発明の属する技術分野】
本発明は、カラー出力デバイスに対するカラー画像処理技術に係り、特に白色点をより高精度に調整する方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
パーソナルコンピュータやテレビ等の画像表示用及び各種モニター用のディスプレイデバイスとして、近年、ＣＲＴの他、液晶表示装置(ＬＣＤ)が広く採用されるに至っている。このＣＲＴやＬＣＤ等を用いたカラーディスプレイシステムでは、その表現可能な色を出来るだけ自然界の色に近付けることが理想とされている(Display Color Fidelity：色の迫真性)。また、ＣＲＴやＬＣＤを用いた装置が置かれている状態、即ち装置が置かれた照明等の環境に応じて、装置が自動的にあるいは操作者(ユーザー)がマニュアルで調整し、それぞれの環境に応じて最適な色を表示できるようにすることが要求されている(Color Calibration)。更には、出力されるデバイスの種類を問わずに同様の色を出力できるようにすること(Device Transfer Characteristics)等も強く望まれている。これらの技術を総称してカラーマネージメント(Color Management)と呼ばれており、次世代以降の高性能機種であるカラー・ディスプレイ・システムでは、必須な技術的事項としてさまざまな研究開発が行われている。この中でも特に、表示における無彩色レベルを調節するためのホワイトポイント調整(White Point Adjustment)の重要性が高く、従来よりカラーモニター等に対してかかるホワイトポイント調整が実現されている。
【０００３】
ここで、自然界の全ての色を定量的に扱うものとして、図１５に示すｘｙ色度図が存在する。これは、色度座標の位置によってその色の持つ色相と色飽和度を表現するものであり、ＸＹＺ表示系の三刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚにおいて、横軸ｘ＝Ｘ÷(Ｘ+Ｙ+Ｚ)、縦軸ｙ＝Ｙ÷(Ｘ+Ｙ+Ｚ)で表現される色度座標を示している。同図の馬蹄形をした閉曲線ｃの線上及びその内部は、人間の眼に感ずる色の全範囲が示されている。同図の点Ｒ、Ｇ、Ｂは、それぞれ特定のカラー・ディスプレイ・システムにおけるＲ(レッド)、Ｇ(グリーン)、Ｂ(ブルー)の各原色のみによる表示色を表す点であり、三角形ＲＧＢの辺上及びその内部における全ての色をＲ、Ｇ、Ｂの適度な混合によって表現することが可能である。更に、最大輝度のホワイトは、一般に各Ｒ、Ｇ、Ｂを最大輝度にしたときの混合色Ｗとして得ることが可能であり、図に示すように、普通は三角形ＲＧＢの各中線の交点近傍となる。
カラー・ディスプレイ・システムを設計する際には、図のＲ、Ｇ、Ｂ点における最大輝度の値の調整や、Ｒ、Ｇ、Ｂ点の位置そのものを変えることで、より最適なホワイトポイントを決定しており、例えばＬＣＤを用いたカラー・ディスプレイ・システムでは、バックライトの分光放射特性やカラーフィルターの透過特性を考慮する必要がある。
【０００４】
一方、このようにカラー・ディスプレイ・システムに応じて最適値としてホワイトポイントを決定した場合であっても、従来、この決定された値は固定値であるために、環境状況等の各種条件によって幾つかの問題点が生じていた。まず第１にディスプレイの配置された環境照明によって白色の色味が異なる問題がある。例えば、ホワイトポイントを色温度７０００Ｋの点にて設計した場合に、２８００Ｋ程度の電球色照明では青っぽく、また、６５００Ｋの昼光下では黄色っぽく感じられる等である。また、第２に表示画像の内容によって好ましいホワイトポイントが変化する問題である。例えば、MS-Windows上のアプリケーションと写真・動画などとでは、望まれる白色が異なってしまう。特に写真画像の場合にはその写真が作られた情況などによっても影響を受けるのである。また、第３に白色の好みに対して使用者の個人差が大きい問題点がある。例えば、一般に日本人は青っぽい白を好む傾向にあり、これらは視疾患や視機能の個人差によっても影響を受けてしまう。更に、第４として製造上のばらつきの問題がある。例えばＬＣＤモジュールでは、色度座標で±０.０３程度までホワイトポイントの製造ばらつきが発生する等である。
従って、カラー・ディスプレイ・システムにおいて、使用者が何らかの方法で最大階調グレイ(最大階調無彩色)であるフルホワイト(Full White)のホワイトポイントを調整できるように構成することは、これらの問題点を解決する手段として極めて意義深いこととなる。
【０００５】
更に、ＴＦＴＬＣＤモニター等で見られる特有の問題点として、特に低階調における中間階調グレイ(中間階調無彩色)での青色偏移(Blue Shift)という現象がある。これは、ＴＦＴＬＣＤデバイスに無彩色(即ちＲ、Ｇ、Ｂが同一の階調を有する色)を表示させる場合、その階調値を下げていくにつれて、その色が青みを帯びてくる(即ち、色度座標が青色方向にシフトしていく)現象である。この現象は、ＬＣＤパネルの種類によってはかなり顕著なものがあり、近年のＬＣＤにおける高視野角の確保が叫ばれる一方で、使用者がディスプレイを見る角度(視野角)が真正面から傾くに従って更に顕著に発生してしまう。この現象が発生すると、最大階調のホワイトポイントを好みの色度座標(色温度)にいくら調整できたとしても、中間階調ではその設定から外れてしまうことから、新たな問題となっていた。
【０００６】
尚、本件発明と直接、関連するものではないが、ホワイトバランス補正に関する従来技術として特開平９-１４７０９８号公報や、特開平７-３３６７００号公報等が存在する。この特開平９-１４７０９８号公報では、ルックアップテーブル(ＬＵＴ)を用い、オペレータが指定した基準白色値と基準黒色値とに基づいて入力ＲＧＢ信号に対してＬＵＴ変換を行う技術について開示されている。また、特開平７-３３６７００号公報では、入力ＲＧＢアナログ信号をＡ/Ｄ変換し、逆ガンマ補正回路とホワイトバランス補正回路とにより輝度の均一化を図る技術について開示されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで昨今では、ディスプレイシステムにおいてもフルデジタル(Full Digital)処理のものが主流になりつつある。例えばＬＣＤのディスプレイシステムを例にとると、ＬＣＤモジュール自体は一部の製品を除いてソースドライバーに入力されるまで全てデジタルデータが用いられている。また、このＬＣＤモジュールを組み込んだＬＣＤモニターにおいても、これまではアナログインターフェイスを有し、内部でＡ/Ｄ変換してＬＣＤモジュールにデジタルビデオ信号を送出していたが、近年ではＬＶＤＳやＴＭＤＳ(PanelLink(Silicon Image社の登録商標))等の低電圧差動タイプのデジタルデータ伝送方式を用いたデジタルビデオインターフェイスを有し、ビデオシグナルはシステムユニットのグラフィックスコントローラから出力されてＬＣＤモジュールのソースドライバに入力されるまで全てデジタルデータであるといったものが現われ始めている。また、ノートブックＰＣの世界では、元来より全てデジタルデータである。
このような状況を考慮すると、上述のホワイトポイント調整における処理がデジタル的に、しかも効率的な回路で行えるための手法が重要となってくる。
【０００８】
かかる背景の下、デジタル処理におけるホワイトポイント調整を効率的に行う手法として、先に出願人は、最大階調無彩色(Full White)Ｗと最低階調無彩色(Full Black)Ｏに関し、目標の色度座標(それぞれＷ´及びＯ´)に調節する技術について提案している(特願平１１-９７１８３号)。この技術によれば、回路規模を増大させることなくホワイトポイント調整を行うことができることで非常に優れている。但し、この技術だけでは、それらの間に位置する所謂中間階調無彩色の各色は、それぞれ線分Ｗ´Ｏ´によって近似される整数格子点で表現される色に自動的に変換されてしまう。これは言わばＷ´とＯ´との２点による近似であり、変換後の中間階調無彩色の各色は、特にＷ´やＯ´といった近似ポイントから離れる程、目標の色度座標から外れてしまう場合が起こり得る。例えば、フルホワイトとフルブラックをその時の環境下で最も無彩色に見えるような色温度(例えば５４００Ｋ)になるように調整した時、それによって自動的に変換された１/４グレイは、青みがかったり、反対に３/４グレイはやや黄色味がかっていると言ったような現象に現われる。この現象は特にＴＦＴＬＣＤを用いたディスプレイデバイスにおいて顕著に発生する。
【０００９】
このような残された課題を克服するためには、近似点の数を増やしてフルホワイト及びフルブラック以外の複数の無彩色についても目標の色度座標に調節する、所謂多点近似を適用すれば良い。しかしながら、単に多点近似を実行するとしても、デジタルＲ、Ｇ、Ｂ値の変換にて行うことから、実行時のロジックボリュームが大きくなり過ぎないような効率的な変換アルゴリズムを採用する必要がある。
また、フルホワイト調節又はフルブラック調節が行われても純粋の３原色(Red、Green、Blue)やイエロー、マゼンタ、シアンなどの輝度レベルは影響を受けない(減衰しない)ような変換は、表現できる色の数を維持しｎビットカラーによる多階調を生かすためにも有効であるが、多点近似を実行する場合においてもかかる変換を実行できることが望ましい。
【００１０】
そのため、本発明の目的は、デジタル系のカラーディスプレイシステムにおいて、最大階調から最小階調に至る無彩色がほぼ同一の色度座標になるような高精度のホワイトポイント調整を、フルホワイトとフルグラック以外の中間階調の無彩色についても近似することで実現することにある。
また他の目的は、フルデジタル処理におけるディスプレイシステムにおいて、効率的なアルゴリズムに基づく簡便な回路構成にて高精度のホワイトポイント調整を具現化することにある。
更に他の目的は、多点近似に基づく高精度なホワイトポイント調整を具現化し、その調整後も純粋の３原色(Red、Green、Blue)やYellow、Cyan、Magentaなどの輝度レベルが影響を受けない(減衰しない)ような変換を行うことにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
以上の技術的課題を解決するために、本発明のカラー画像処理方法は、設定された変換量に基づいて最大階調無彩色と最小階調無彩色との間に位置する無彩色である中間階調入力色を異なる色調の色に変換すると共に、この中間階調入力色以外の入力色に対して徐々に変換量を少なくしていき、入力色を構成する各色信号毎にその色信号の値が最小階調値又は最大階調値である入力色については変換量を０とすることを特徴としている。
【００１２】
また、本発明は、加えて、設定された最大階調変換量に基づいて最大階調無彩色である入力色を異なる色調の色に変換すると共に、この入力色以外の入力色については徐々に変換量を少なくしていき、入力色を構成する各色信号毎にその色信号の値が最小階調値である入力色については当該変換量を０とし、設定された最小階調変換量に基づいて最小階調無彩色である入力色を異なる色調の色に変換すると共に、この入力色以外の入力色については徐々に変換量を少なくしていき、入力色を構成する各色信号毎にその色信号の値が最大階調値である入力色についてはこの変換量を０とすることを特徴としている。これによれば、階調値が中間に位置する無彩色におけるホワイトポイント調整に加えて最大階調無彩色と最小階調無彩色についてのホワイトポイント調整を実施した場合においても、純粋の３原色(Red、Green、Blue)やYellow、Cyan、Magentaなどについて一律に変換される変換方式(変換Ａ)を採用することが可能となり、ディザ的に画像を表示するような場合であっても現実により近い色を表現することが可能となる点で優れている。
【００１３】
ここで、設定された変換量とは、使用者(ユーザー)が設定する調整用のパラメータであって、３点近似の場合は、最大階調無彩色点(ＧＬ[２n-１])と最小階調無彩色点(ＧＬ[０])の他、例えばこれらの中間に位置する点(ＧＬ[２n-1-１])における微調整値が該当する。更に５点近似の場合には、例えば３点近似における調整点に加えて、ＧＬ[２n-2-１]及びＧＬ[２n-1+２n-2-１]における微調整値が該当する。即ち、２のべき乗単位であるような中間点のグレイレベルにおいてホワイトポイントの補正を行えば、回路規模を小さくした状態にて調節をリアルタイムに実施できる点から好ましい。このユーザーによる調整方法としては、オンスクリーンディスプレイ(ＯＳＤ)により例えばＲＧＢ色信号毎に調整値をポップアップさせることや、調整用パラメータを数値として直接、入力する他、特定のグレイレベルにおけるホワイトポイント調整用の画像を複数(例えば２枚)表示し、比較法に基づいてユーザーにより選定された画像に施された調整値を調整用パラメータとして利用する等、その方法は任意に適用することが可能である。
また、入力色はＲＧＢ表示系の他、ＸＹＺ表示系やＹＭＣＫ等の表示系からなる入力色信号においても適用することが可能である。
【００１４】
更に、本発明のカラー画像処理方法は、設定された変換量に基づいて最大階調無彩色と最小階調無彩色との間に位置する無彩色である中間階調入力色を異なる色調の色に変換すると共に、この中間階調入力色以外の入力色に対して徐々に変換量を少なくしていき、入力色を構成する各色信号毎に何れかの色信号の値が最小階調値又は最大階調値である入力色についてはこの変換量を０とすることを特徴としている。
この発明によれば、中間階調に位置する無彩色においてホワイトポイント調整を実施した場合に、その調節後も純粋の３原色(Red、Green、Blue)やYellow、Cyan、Magentaなどの輝度レベルが影響を受けない(減衰しない)ような変換方式(変換Ｂ)を実現することが可能となる。
【００１５】
ここで、設定された最大階調変換量に基づいて最大階調無彩色である入力色を異なる色調の色に変換すると共に、この入力色以外の入力色については徐々に変換量を少なくしていき、入力色を構成する各色信号毎に何れかの色信号の値が最小階調値である入力色についてはこの変換量を０とし、設定された最小階調変換量に基づいて最小階調無彩色である入力色を異なる色調の色に変換すると共に、この入力色以外の入力色については徐々に変換量を少なくしていき、入力色を構成する各色信号毎に何れかの色信号の値が最大階調値である入力色についてはこの変換量を０とすることを特徴とすれば、中間階調に位置する無彩色の調整に加えて最小階調値又は最大階調値の無彩色についてもホワイトポイント調整を行うことが可能となり、多点近似によるホワイトポイント調整を前述の変換Ｂからなる変換方式にて実現できる。
尚、設定された変換量の内容等については前述した変換Ａの変換方式と同様に適用できることは言うまでもない。
【００１６】
また、本発明は、各色信号がｎビット(ｎは２以上の自然数)からなる入力色に対してホワイトポイント調整を行うカラー画像処理装置において、階調レベルが２n-k又は２n-k-１(ｋは１≦ｋ＜ｎである整数)である無彩色入力色に対する変換量を入力する変換量入力手段と、この変換量入力手段により入力された変換量に基づいて階調レベルが２n-k及び２n-k-１である無彩色入力色を異なる色調の色に変換すると共に、２n-k及び２n-k-１である入力色以外の入力色については徐々に変換量を少なくしていき、入力色を構成する各色信号毎にその色信号の値が最小階調値である入力色又はその色信号の階調レベルが２n-k+1-１以上である入力色については変換量を０とする変換手段とを備えたことを特徴としている。この発明によれば、最小階調無彩色の近傍に位置する中間階調無彩色においてホワイトポイント調整を可能とすると共に、変換Ａの変換方式を採用でき、ディザ的に画像を表示するような場合であっても低階調無彩色部におけるブルーシフトを適切に補正することが可能となる。
【００１７】
また更に、本発明は、各色信号がｎビット(ｎは２以上の自然数)からなる入力色に対してホワイトポイント調整を行うカラー画像処理装置において、階調レベルが２n-k又は２n-k-１(ｋは１≦ｋ＜ｎである整数)である無彩色入力色に対する変換量を入力する変換量入力手段と、この変換量入力手段により入力された変換量に基づいて階調レベルが２n-k及び２n-k-１である無彩色入力色を異なる色調の色に変換すると共に、２n-k及び２n-k-１である入力色以外の入力色については徐々に変換量を少なくしていき、入力色を構成する各色信号毎に何れかの色信号の値が最小階調値である入力色又はその色信号の階調レベルが２n-k+1-１以上である入力色については変換量を０とする変換手段とを備えたことを特徴としている。この発明によれば、最小階調無彩色の近傍に位置する中間階調無彩色においてホワイトポイント調整を可能とすると共に、変換Ｂの変換方式を採用でき、ホワイトポイント調整後も純粋の３原色(Red、Green、Blue)やYellow、Cyan、Magentaなどの輝度レベルが減衰しない状態にて低階調無彩色部におけるブルーシフトを改善することが可能となる。
【００１８】
尚、これら発明の変換量入力手段は、ユーザーによる数値入力や比較法に基づく調整画像の選定等に基づいて調整値を決定する等、その変換量の入力を直接行うことができる構成の他、他の装置により形成された調整値(変換量)のネット等を介して入力する構成も含まれる。また、変換量は正負を問うものではなく、徐々に少なくなる変換量は、その絶対値が徐々に低くなるものと解することができる。
【００１９】
更に、本発明を他の観点から把えると、ホスト装置から出力されたデジタルビデオ信号を入力するデジタルビデオインターフェイスと、このデジタルビデオインターフェイスにより入力されたデジタルビデオ信号に対してルックアップテーブルを用いずに色変換を行うカラー画像処理装置であって、最大階調無彩色から最小階調無彩色に至る無彩色に対して所定のポイントにおける調整値を入力する調整値入力手段と、この調整値入力手段により入力された調整値に基づいてデジタルビデオインターフェイスにより入力されたデジタルビデオ信号に対して無彩色における色度座標を収束させる方向にて演算すると共に、演算されたデジタル値をパイプライン的に出力する出力手段とを備えたことを特徴とするものと言える。
【００２０】
ここで、この調整値入力手段は、最大階調無彩色又は/及び最小階調無彩色のポイントにおける調整値を入力することを特徴とすれば、最大階調無彩色又は最小階調無彩色若しくは最大階調無彩色及び最小階調無彩色におけるホワイトポイント調整をデジタルデータのまま行うことが可能となる点で好ましい。更に、演算されたデジタル値をパイプライン的に出力することにより、簡便な回路でリアルタイムに実行させることが可能となる点で優れている。
また、本発明ではルックアップテーブル(ＬＵＴ)を用いずに、多点近似による効率的なアルゴリズムによって調整を可能とすることから、従来のように調整したいターゲット毎にＬＵＴを設ける必要性が無く、簡便な回路構成にてホワイトポイント調整を実現することが可能となる。
【００２１】
更に、この調整値入力手段は、最大階調無彩色と最小階調無彩色との間における２のべき乗単位で特定される階調レベルの無彩色ポイントにおける調整値を入力することを特徴とすれば、多点近似に基づく高精度のホワイトポイント調整を、簡便な回路構成で具現化することが可能となる点で好ましい。また、このような多点近似を実施することにより、最大階調から最小階調に至る全ての無彩色に渡って色度座標がシフトしないような、理想的なホワイトポイント調整に少しでも近づけることが可能となる。
【００２２】
また、本発明は、ホスト装置から出力されたデジタルビデオ信号を入力するデジタルビデオインターフェイスと、このデジタルビデオインターフェイスにより入力されたデジタルビデオ信号に基づいて画像を表示する液晶表示装置であって、このデジタルビデオインターフェイスにより入力されるデジタルビデオ信号に対してホワイトポイントにおける調整値を入力する調整値入力手段と、この調整値入力手段により入力された調整値に基づいて、デジタルビデオインターフェイスにより入力されたデジタルビデオ信号に対し、ルックアップテーブルを用いることなく無彩色における色度座標を収束させる方向にて演算すると共に、演算されたデジタル値をパイプライン的に出力するコントローラと、このコントローラから出力されたデジタル値に基づいて画像を表示する液晶表示部とを具備することを特徴としている。
【００２３】
更に、この調整値入力手段は、複数の階調レベルの無彩色におけるホワイトポイントの調整値を入力すると共に、コントローラは、調整値入力手段により入力された調整値に基づいて低階調無彩色における青色偏移を調整する方向にて演算した結果を出力することを特徴とすることができる。より具体的には、この調整値入力手段により入力される複数の無彩色におけるホワイトポイントの調整値は、最大階調無彩色と最小階調無彩色との間における中間階調レベルの無彩色の調整値を含むことを特徴とするものである。これにより、最大階調のホワイトポイントを調整したことによる好みの色温度調節を、中間階調においてもその設定をほぼ維持することが可能となり、液晶表示装置特有なホワイトポイント調整時の不具合を修正することが可能となる。
【００２４】
尚、カラー画像処理方法の発明において、前述の変換Ａと変換Ｂとの変換方式を切り換える方法を付加することも可能である。また、カラー画像処理装置及び液晶表示装置の発明において、前述の変換Ａと変換Ｂとの変換方式を切り換える切換手段を更に具備することも可能である．これらの構成要件を加えることで、画像の種類や画像処理のシステム構造に応じて適切な変換方式を採用でき、好みや画像に応じて最適な出力を得ることができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に示す実施の形態に基づいてこの発明を詳細に説明する。
図１は、本実施の形態におけるカラー画像処理装置が適用されたカラーディスプレイシステムの全体構成を説明するための説明図である。符号１１は液晶表示モニター(ＬＣＤモニター)であり、例えば薄膜トランジスタ(ＴＦＴ)構造からなるＬＣＤモジュールと、デジタルインターフェイスと接続されてＬＣＤモジュールにデジタルビデオ信号を供給するインターフェイス(Ｉ/Ｆ)ボードとを備えている。また、符号１２はパーソナルコンピュータ(ＰＣ)であり、ＣＰＵからＬＣＤモニター１１に対してビデオ信号を出力している。また、符号１３はデジタルビデオインターフェイスである。従来のディスプレイシステムでは、ＰＣからのデジタル信号を一旦、アナログ信号に変換し、ディスプレイ側にて再びデジタルに戻して表示するといったプロセスを踏んでいた。しかし、これではデジタル駆動である液晶ディスプレイ本来の性能をフルに引き出すことが困難となる。そこで、本実施の形態では、現在、進められているデジタルインターフェイスの標準化に準拠する形で、例えばＬＶＤＳ(Low Voltage Differential Signaling)やＴＭＤＳ(Transition Minimized Differential Signaling)のデジタル伝送方式を採用し、ＰＣ１２からフルデジタル処理によりデジタルビデオインターフェイス１３を介してＬＣＤモニター１１に対する画像出力を可能としている。
【００２６】
ここで、本実施の形態ではＬＣＤモニター１１に入力スイッチ類１４が設けられている。この入力スイッチ類１４には、左右スイッチ１５とエンターキー１６が設けられ、ホワイトポイント調整を行う際の調整値(変換量)を入力することが可能である。例えば、オンスクリーンディスプレイ(ＯＳＤ)により調整値をポップアップさせる方式、より具体的には、ＲＧＢの色信号毎に各ＲＧＢ色信号をどれだけ減衰させるか等の調整値を、真っ白や真っ黒、１/２グレイ、１/４グレイ等の各階調において、左右スイッチ１５とエンターキー１６を用いて入力することが可能である。また、比較方式、より具体的には、例えば２つの画面を各階調毎に表示し、どっちが白に見えるかの選択を左右スイッチ１５とエンターキー１６を用いてユーザーに選択させ、その選択された画面に基づいて変換量を決定するように構成することも可能である。
【００２７】
図２は、カラーディスプレイシステムとしてＬＶＤＳビデオインターフェイスからなるＬＣＤモジュールそのものを想定した場合のブロック図である。ノートブック型ＰＣの場合などにこの構造がとられ、この場合はＩ/Ｆボードが不要となる。図２において、デジタルビデオインターフェイス１３はＬＶＤＳビデオインターフェイスとして機能し、コントローラＬＳＩ２２の内部に組み込まれたＬＶＤＳレシーバー２４に対してデジタルビデオ信号を伝達する。ＬＶＤＳレシーバー２４は変換ブロック３１に対してＲ、Ｇ、Ｂの各信号等を出力する。変換ブロック３１は後述するホワイトポイント調整を実行し、表示制御を行うコントロールロジック２５に変換後のＲ、Ｇ、Ｂ信号等を出力する。コントロールロジック２５の出力はソースドライバ３０ａ、ゲートドライバ３０ｂに入力され、ＬＣＤアレイ/セル２３により表示される。
【００２８】
図３は、カラーディスプレイシステムとしてＴＭＤＳビデオインターフェイスからなるデジタル伝送方式にて入力したデジタルビデオ信号を、ＬＶＤＳＩ/ＦのＬＣＤモジュールに対して出力することを想定した場合のブロック図である。図３において、デジタルビデオインターフェイス１３はＴＭＤＳビデオインターフェイスとして機能し、Ｉ/Ｆボード２６のＴＭＤＳレシーバー２７に対してデジタルビデオ信号を伝達する。ＴＭＤＳレシーバー２７は変換ブロック３１に対してＲ、Ｇ、Ｂの各信号等を出力する。変換ブロック３１は後述するホワイトポイント調整を実行し、Ｉ/Ｆボード２６のコアロジック２８に変換後のＲ、Ｇ、Ｂ信号等を出力する。コアロジック２８の出力はＬＶＤＳトランスミッタ２９によりＬＶＤＳ伝送方式に変換され、ＬＶＤＳＩ/ＦからなるＬＣＤモジュール２１に入力されて表示される。このＬＣＤモジュール２１は図２にて説明した各要素を含むものである。
【００２９】
図４は、本実施の形態におけるホワイトポイント調整の中核である、デジタルカラーデータの変換ブロックにおける全体構成を説明するための説明図である。
図４において、変換ブロック(Block-CA)３１に対してＤ-ラッチ３２から出力されるＲdi、Ｇdi、Ｂdiは、ピクセルクロック(PIX_CLK)に同期してＰＣ１２等のホストシステムから次々と送られる各サブピクセル(レッド、グリーン、ブルー)のカラーデータを伝えるもので、変換ブロック３１へのインプットバス信号である。また、HSYdi、VSYdi、DISPdiは、ホストシステムから送られてくる水平同期(Horizontal Synchronous)、垂直同期(Vertical Synchronous)、ディスプレイタイミング(Display Timing)の各同期信号である。
【００３０】
また、変換ブロック３１に対し、ユーザーによるシステム外部からの設定に基づいて、後述するホワイトポイント調整に用いる各種調整値がＤ-ラッチ３３及びＤ-ラッチ３４から出力される。Ｄ-ラッチ３３から出力されるＲwm、Ｇwm、Ｂwmは、最大階調値無彩色であるGL[２n−１]において本変換によって減じられるＲ、Ｇ、Ｂ値を指定するユーザー設定パラメータ(ｎ Bit)である。また、Ｒbm、Ｇbm、Ｂbmは、最小階調値無彩色であるGL[０]において本変換によって増加させられるＲ、Ｇ、Ｂ値を指定するユーザー設定パラメータ(ｎ Bit)である。
【００３１】
更に、Ｄ-ラッチ３４から出力されるＲgmm、Ｇgmm、Ｂgmmは、後述する３点目の近似のために、最大階調値と最小階調値との間の約１/２グレイであるGL[２n-1−１]において加えられる微調整値を指定するユーザー設定パラメータである。また、Ｒglm、Ｇglm、Ｂglmは、後述する４点目の近似のために、約１/４グレイであるGL[２n-2−１]において加えられる微調整値を指定するユーザー設定パラメータである。更に、Ｒghm、Ｇghm、Ｂghmは、後述する５点目の近似のために約３/４グレイであるGL[２n-1＋２n-2−１] において加えられる微調整値を指定するユーザー設定パラメータである。
ここで、変換ブロック３１に入力されるCONV-Ａは、前述の変換Ａと変換Ｂとのどちらを選択するかを指定する設定入力であり、CONV-Ａ＝“High”のときには変換Ａが選択されるように構成されている。
【００３２】
図５は、変換ブロック３１におけるロジックブロックダイアグラムの一例を示す図である。同図において、符号４１は、ピクセルクロック(PIX_CLK)に同期して入力される画像データ信号(Ｒdi，Ｇdi，Ｂdi)を入力し、これらの最小値min(Ｒdi，Ｇdi，Ｂdi)と最大値max(Ｒdi，Ｇdi，Ｂdi)を選択して出力するためのブロックである。また、符号４２、４３、４４は、Ｒ、Ｇ、Ｂ各色信号における５点近似により変換された値(Ｒdo5，Ｇdo5，Ｂdo5)を求めるためのブロックである。
ここで、符号４５、４６はマルチプレクサ(ＭＵＸ)であり、ＭＵＸ４５は、変換Ａが指定されてCONV-Ａ＝“High”のときにはＲdiを選択し、変換Ｂが指定されてCONV-Ａ＝“Low”のときにはmin(Ｒdi，Ｇdi，Ｂdi)を選択して出力するように構成される。また、ＭＵＸ４６は、変換Ａが指定されてCONV-Ａ＝“High”のときにはＲdiを選択し、変換Ｂが指定されてCONV-Ａ＝“Low”のときにはmax(Ｒdi，Ｇdi，Ｂdi)を選択して出力するように構成される。符号４７、４８、４９、５０も同様なマルチプレクサ(ＭＵＸ)であり、ＭＵＸ４７は変換ＡのときにＧdi、変換Ｂのときにmin(Ｒdi，Ｇdi，Ｂdi)を選択し、ＭＵＸ４８は変換ＡのときにＧdi、変換Ｂのときにmax(Ｒdi，Ｇdi，Ｂdi)を選択して出力している。同様に、ＭＵＸ４９は変換ＡのときにＢdi、変換Ｂのときにmin(Ｒdi，Ｇdi，Ｂdi)を選択し、ＭＵＸ５０は変換ＡのときにＢdi、変換Ｂのときにmax(Ｒdi，Ｇdi，Ｂdi)を選択して出力できるように構成されている。
更に、符号５１は回路ブロックであり、ブロック４２、４３、４４のパイプライン段数と同じ段数のラッチから構成され、入力の同期信号であるHSYdi、VSYdi、DISPdiに対してブロック４２、４３、４４と同じクロックサイクルのディレイの後にHSYdo5、VSYdo5、DISPdo5としてパイプライン的に出力し、ブロック４２、４３、４４の出力信号との同期をとることを可能としている。
【００３３】
次に、ブロック４２の構成について詳細に説明する。ブロック４２におけるブロック５３では、それぞれｎビットの入力値ｘ、ｙに対し、ピクセルクロック(PIX_CLK)に同期してパイプライン的にｎビットの出力値ｆを求めることができる。この出力値ｆは、
ｆ＝ｆn(ｘ，ｙ)
の式で求められる。ここで、ｆN(Ｘ，Ｙ)は、後述するコアカルク関数(Core Calculation Function)であり、ブロック５３はＭＵＸ４５により選択された出力をｘとして、前述の調整値Ｒwmをｙとして入力することによってｆとして後述のＲwを出力する。
また、ブロック５２は、ブロック５３のパイプライン段数と同じ段数のラッチにより構成され、入力信号Ｒdiに対してブロック５３と同じだけのクロックサイクルのディレイ後に同じ値の信号をパイプライン的に出力することで、ブロック５３と同期をとれるように構成されている。
【００３４】
また、ブロック５４では、ブロック５３と同様に、それぞれｎビットの入力値ｘ、ｙに対し、ピクセルクロック(PIX_CLK)に同期してパイプライン的にｎビットの出力値ｆを求めることができる。この出力値ｆはコアカルク関数によって、
ｆ＝ｆn(２n−１−ｘ，ｙ)
の式で求められ、ブロック５４はＭＵＸ４６により選択された出力をｘとして、前述の調整値Ｒbmをｙとして入力することによってｆとして後述のＲｂを出力する。このブロック５４のパイプライン段数は、ブロック５２やブロック５３の入力からブロック５８の出力までの全パイプライン段数と等しくなるように構成されている。ここでブロック５８はｎビットの整数値同士の減算回路、またブロック５９はｎビットの整数値同士の加算回路であり、この両者によって後述する出力信号Ｒdoを得ることができる。
【００３５】
更に、ブロック５５では、それぞれｎビットの３入力値ｘ、ｙ、ｚに対し、ピクセルクロック(PIX_CLK)に同期してパイプライン的にｎビットの出力値ｆを求めることができる。この出力値ｆはコアカルク関数によって、
ｆ＝(−１)SIGN(z)ｆn-1(min(ｘ，２n−１−ｙ)，|ｚ|)
の式で求められる。ここで、SIGN(Ｘ)はＸの符号を表す関数で、
Ｘ＜０ではSIGN(Ｘ)＝１、Ｘ≧０でSIGN(Ｘ)＝０となり、正負の関係を２進数のデジタル演算で示しており、ｆN(Ｘ，Ｙ)はコアカルク関数である。このブロック５５は、ＭＵＸ４５、ＭＵＸ４６による選択値をそれぞれｘ、ｙとして、微調整値Ｒgmmをｚとして入力することによってｆとして後述するＲgmを出力する。このとき、ブロック５５のパイプライン段数は、ブロック５９における出力までの全パイプライン段数と等しくなるように構成されている。
尚、ブロック６０は、ｎビットの整数同士の加算回路であり、このブロック６０により後述する出力Ｒdo3を得ることができる。
【００３６】
また、ブロック５６では、ｎビットの入力値ｘ、ｙとｎ−１ビットの入力値ｚに対し、ピクセルクロック(PIX_CLK)に同期してパイプライン的にｎ−１ビットの出力値ｆを求めることができる。この出力値ｆはコアカルク関数を使って、
もし、０≦ｘ≦２n-1−１でかつ０≦ｙ≦２n-1−１であれば、
ｆ＝(−１)SIGN(z)ｆn-2 (min(ｘ，２n-1−１−ｙ)，|ｚ|)
あるいは、もし、２n-1≦ｘ≦２n−１または２n-1≦ｙ≦２n−１であれば、
ｆ＝０
の式で求められる。このブロック５６は、ＭＵＸ４５、ＭＵＸ４６による選択値をそれぞれｘ、ｙとして、微調整値Ｒglmをｚとして入力することによってｆとして後述するＲglを出力できるように構成されている。
また更に、ブロック５７では、同様にｎビットの入力値ｘ、ｙとｎ−１ビットの入力値ｚに対し、ピクセルクロック(PIX_CLK)に同期してパイプライン的にｎ−１ビットの出力値ｆを求めることができる。この出力値ｆはコアカルク関数によって、
もし、０≦ｘ≦２n-1−１または０≦ｙ≦２n-1−１であれば、
ｆ＝０
あるいは、もし、２n-1≦ｘ≦２n−１でかつ２n-1≦ｙ≦２n−１であれば、
ｆ＝(−１)SIGN(z)ｆn-2 (min(ｘ−２n-1，２n−１−ｙ)，|ｚ|)
の式で求められる。このブロック５７は、ＭＵＸ４５、ＭＵＸ４６による選択値をそれぞれｘ、ｙとして、微調整値Ｒghmをｚとして入力することによってｆとして後述するＲghを出力できる。
尚、このブロック５６とブロック５７のパイプライン段数は、ブロック６０の出力までの全パイプライン段数と等しくなるように構成されている。また、ブロック６１は、ｘ、ｙ、ｚの加算器である。
以上が出力Ｒdo5を求めるための回路ブロックであり、ブロック４２はブロック５２〜６１の出力までを1つのブロックとして表したものである。
【００３７】
ここで、ブロック４３及びブロック４４は、ブロック４２と同様な手順で、入力信号だけが異なり、それぞれＧdo5及びＢdo5を出力可能に構成されている。
尚、本実施の形態におけるこのロジックダイアグラムをゲートアレイ等で構成する場合、そのロジックボリュームは、図２のコントローラＬＳＩ２２にこのロジックを組み込む上で、極めて簡便な回路であると言える程度の規模におさえることができる。
【００３８】
以上説明したような本実施の形態におけるハードウエア構成にて、その実現可能なホワイトポイントの調整方法について、以下に詳細に説明する。
まず本題に入る前に、本実施の形態における各種変換にて用いられるコアカルク関数(Core Calculation Function)について説明する。
このコアカルク関数は、図６に示すように、０から最大４５°の範囲内で、例えば始点Ｏ(０，０)と終点Ａ(Ｌ，Ｙ)が決定されたときに、それを結ぶ線分を整数値の範囲で最も良く線分補間するような整数値の点列を求めるアルゴリズムである。即ち、任意のＸ、Ｙが入力されれば、近似した点Ｐのｙ座標であるＺが、一定のクロック後にパイプライン的に求められるアルゴリズムであり、本出願人において既に提案がなされている技術である(特願平１１−６１６４０号)。
【００３９】
このコアカルク関数 Ｚ＝ｆN(Ｘ，Ｙ)は、以下に定義される。
ｉ) 任意のＹについて、
ｆN(０，Ｙ)＝０ 及び、
ｆN(Ｌ，Ｙ)＝Ｙ
ii) 任意の０≦Ｘ＜Ｌ、任意のＹについて、
ｆN(Ｘ＋１，Ｙ)＝ｆN(Ｘ，Ｙ)＋０ または、
ｆN(Ｘ＋１，Ｙ)＝ｆN(Ｘ，Ｙ)＋１
iii) 任意の０≦Ｙ＜Ｌ、任意のＸについて、
ｆN(Ｘ，Ｙ＋１)＝ｆN(Ｘ，Ｙ)＋０ または、
ｆN(Ｘ，Ｙ＋１)＝ｆN(Ｘ，Ｙ)＋１
iv) 任意の入力Ｘ，Ｙに対して常に一定のクロックサイクル後に出力Ｚが得られる。即ち、入力Ｘ，Ｙに対してＺがパイプライン的に出力される。
但し、 ０≦Ｘ≦Ｌ、０≦Ｙ≦Ｌ、 Ｘ、Ｙ：整数
Ｌ＝２N−１、Ｎ≧１、 Ｎ：整数
【００４０】
尚、上記のｉ)、ii)、iii)より以下が容易に導ける。
任意のＸについて、ｆN(Ｘ，０)＝０
ｆN(Ｘ，Ｌ)＝Ｘ
即ち、図形的な感覚で説明すると、図６において、点Ｐ(Ｘ，Ｚ)は点Ｏから点Ａに至る単調増加の整数格子点群の一つを成し、一つ右隣の点とのｙ座標値の差は、高々１である。また、Ｙが＋１増加したとき、各点のｙ座標値の増加も高々１となる。
尚、ここで述べたコアカルク関数は、線分を整数値で補間するものとして紹介している。これを用いたホワイトポイントの変換では、変換後の色の値も最寄の何れかの整数値にクリップされることになり、整数値で表現できる単位でしか変換後の色の差を表現できない(これを「色の縮退」と呼ぶことにする)。
ここで、コアカルク関数の他の実施例として、線分を任意の小数桁(例えば２進数小数部分ｍ桁)まで、より正確な計算をして補間させてもよい。この場合、図５の最終出力Ｒdo5、Ｇdo5、Ｂdo5も小数部分(ｍビット)が下位に拡張されたものとなる。この小数部分の値を使ってＦＲＣ(Frame Rate Control)やディザ(Dither)等を行い、表現できる見かけ上の色数を増やすことによって、上記色の縮退の影響を少なくすることが可能である。
【００４１】
次に、本実施の形態におけるホワイトポイント調整について、そのコンセプトを明確化するために、５箇所でのパラメータ設定にて調節する場合を説明する。
まず、最大階調無彩色であるGL[２n−１]と、最小階調無彩色であるGL[０]との２箇所で近似した場合の変換式を示す。
前述のとおり、インプットバス信号Ｒdi、Ｇdi、Ｂdiは、変換をかける前のＲ、Ｇ、Ｂ値を表す変数で、これらが２点近似だけにより変換された後の値を表す変数をそれぞれＲdo、Ｇdo、Ｂdoとする。まず、
０≦Ｒdi、Ｇdi、Ｂdi、Ｒdo、Ｇdo、Ｂdo≦２n−１
次に、GL[２n−１]において減じられる前述のユーザー設定パラメータＲwm、Ｇwm、Ｂwmと、GL[０] において増加させられる前述のユーザー設定パラメータＲbm、Ｇbm、Ｂbmとを用いると、
０≦Ｒwm＋Ｒbm≦２n−１
０≦Ｇwm＋Ｇbm≦２n−１
０≦Ｂwm＋Ｂbm≦２n−１
であり、更に、ユーザーが指定したＲwm、Ｇwm、Ｂwm及びＲbm、Ｇbm、Ｂbmに基づき、Ｒdi、Ｇdi、ＢdiのときのＲ、Ｇ、Ｂ変換量に近似したデジタル値をＲw、Ｇw、Ｂw及びＲb、Ｇb、Ｂbとすると、
変換式は、
Ｒdo＝ Ｒdi−Ｒw＋Ｒb
Ｇdo＝ Ｇdi−Ｇw＋Ｇb
Ｂdo＝ Ｂdi−Ｂw＋Ｂb
で表わせる。
このとき、純粋の３原色(Red、Green、Blue)についても一律に変換される変換方式である変換Ａと、調節後も純粋の３原色(Red、Green、Blue)の輝度レベルが影響を受けない(減衰しない)ような変換方式である変換Ｂの各変換方式での、任意のＲdi、Ｇdi、Ｂdiに対してＲdo、Ｇdo、Ｂdoを求める上記変換式は、コアカルク関数Ｚ＝ｆN(Ｘ，Ｙ)を用いて以下のように表わされる。
【００４２】
(ａ) 変換Ａ
Ｒw ＝ｆn(Ｒdi，Ｒwm) 、 Ｒb ＝ｆn(２n−１−Ｒdi，Ｒbm)
Ｇw ＝ｆn(Ｇdi，Ｇwm) 、 Ｇb ＝ｆn(２n−１−Ｇdi，Ｇbm)
Ｂw ＝ｆn(Ｂdi，Ｂwm) 、 Ｂb ＝ｆn(２n−１−Ｂdi，Ｂbm)
この変換式は、図７において、立方体ＯＢＭＲ-ＧＣＷＹの面上及び内部の格子点を、直方体Ｏ''Ｂ'Ｍ'Ｒ' -Ｇ'Ｃ'Ｗ'Ｙ'の面上及び内部の整数格子点に移動させるものである。即ち、図７で、点Ｗ(Ｌ,Ｌ,Ｌ)はＷ' (Ｌ−Ｒwm，Ｌ−Ｇwm，Ｌ−Ｂwm)に、点Ｏ(０,０,０)はＯ''(Ｒbm, Ｇbm, Ｂbm)に移動され、線分ＢＭはＢ'Ｍ'に、ＭＲはＭ'Ｒ'に、ＲＹはＲ'Ｙ'に、ＹＧはＹ'Ｇ'に、ＧＣはＧ'Ｃ'に、ＣＢはＣ'Ｂ'にそれぞれ移動される。また、最小階調値から最大階調値に至る無彩色の入力カラーは、線分ＯＷの整数格子点から線分Ｏ''Ｗ'近傍の整数格子点で表わされるカラーに変換される。尚、Ｌ＝２n−１(ｎ≧１，ｎは整数)である。
ここで、図８は、Ｂの変換量ΔＢ＝Ｂdo−Ｂdi(＝−Ｂw＋Ｂb)がどのように変化するかを図形的なイメージで把握するための説明図である。このとき、Ｒ-Ｇ-Ｂ３次元空間であると掴みにくいことから、図８ではＧ軸を無視してＲ-Ｂの２次元に次元を下げ、Ｒdi、Ｂdiに対してΔＢがどのように変化するかを示している。同図において、ΔＢの値は４角形ＤoＤbＤwＤrの面上ないしは近傍の整数格子点で表わされる。ΔＲ＝Ｒdo−Ｒdi(＝−Ｒw＋Ｒb)、ΔＧ＝Ｇdo−Ｇdi(＝−Ｇw＋Ｇb)も同様の感覚で把えることが可能である。これを再び３次元に拡張したものが上述の式で表わされる。
【００４３】
(ｂ) 変換Ｂ
Ｒw ＝ｆn( min(Ｒdi，Ｇdi，Ｂdi) ，Ｒwm)
Ｒb ＝ｆn( ２n−１−max(Ｒdi，Ｇdi，Ｂdi) ，Ｒbm)
Ｇw ＝ｆn( min(Ｒdi，Ｇdi，Ｂdi) ，Ｇwm)
Ｇb ＝ｆn( ２n−１−max(Ｒdi，Ｇdi，Ｂdi) ，Ｇbm)
Ｂw ＝ｆn( min(Ｒdi，Ｇdi，Ｂdi) ，Ｂwm)
Ｂb ＝ｆn( ２n−１−max(Ｒdi，Ｇdi，Ｂdi) ，Ｂbm)
この変換式は、図９において、立方体ＯＢＭＲ-ＧＣＷＹの面上及び内部の格子点を、３角形Ｗ'ＢＭ、Ｗ'ＢＣ、Ｗ'ＧＣ、Ｗ'ＧＹ、Ｗ'ＲＹ、Ｗ'ＲＭ、Ｏ''ＢＭ、Ｏ''ＢＣ、Ｏ''ＧＣ、Ｏ''ＧＹ、Ｏ''ＲＹ、Ｏ''ＲＭで囲まれた変則１２面体のほぼ面上及び内部の整数格子点に移動させるものである。但し、整数格子点の変換を考慮していることから、必ずしも完全に１２面体の内部に移動される訳ではないが、面からはみ出る距離は１以内となる。この変換Ｂにおいては、点Ｗ(Ｌ,Ｌ,Ｌ)はＷ' (Ｌ−Ｒwm，Ｌ−Ｇwm，Ｌ−Ｂwm)に、点Ｏ(０,０,０)はＯ''(Ｒbm, Ｇbm, Ｂbm)に移動されるが、変換Ａと異なり、線分ＢＭ、ＭＲ、ＲＹ、ＹＧ、ＧＣ、ＣＢ上の点は全く移動されない。但し、最小階調値から最大階調値に至る無彩色の入力カラーは、線分ＯＷの整数格子点から線分Ｏ''Ｗ'近傍の整数格子点で表わされるカラーに変換される。
ここで、図１０は、Ｂの変換量ΔＢ＝Ｂdo−Ｂdiがどのように変化するかを図形的なイメージで把握するための説明図であり、Ｇ軸を無視してＲ-Ｂの２次元に次元を下げ、Ｒdi、Ｂdiに対してΔＢがどのように変化するかを示している。同図において、ΔＢの値は３角形ＤoＤwＢ及びＤoＤwＲの２平面の面上ないしは近傍の整数格子点で表わされる。ΔＲ＝Ｒdo−Ｒdi、ΔＧ＝Ｇdo−Ｇdiも同様の感覚で把えることが可能であり、これを再び３次元に拡張したものが上述の式で表わされる。
【００４４】
次に、本実施の形態として最も特徴的な部分である、中間階調無彩色においてホワイトポイント調整を実施する場合について説明する。
その中で、ここではまず、上述の最小階調無彩色と最大階調無彩色との調整に加えて、GL[２n-1−１]での微調整を加える場合を説明する。
ここで、２点近似と３点目の近似の双方により変換された後のＲ、Ｇ、Ｂ値を表わす変数を、Ｒdo3、Ｇdo3、Ｂdo3とすると、まず、
０≦Ｒdo3、Ｇdo3、Ｂdo3 ≦２n−１
次に、GL[２n-1−１]において加えられる前述のユーザー設定パラメータをＲgmm、Ｇgmm、Ｂgmmとすると、コアカルク関数を用いる上での制約を考慮して、これらの許容範囲は、
−２n-1＋１≦Ｒgmm ≦２n-1−１
−２n-1＋１≦Ｇgmm ≦２n-1−１
−２n-1＋１≦Ｂgmm ≦２n-1−１
更に、３点目の近似によってのみ引き起こされる変換によってＲdo、Ｇdo、Ｂdoに加えられる値を表わす変数をそれぞれＲgm、Ｇgm、Ｂgmとすると、
変換式は、
Ｒdo3 ＝Ｒdo＋Ｒgm
Ｇdo3 ＝Ｇdo＋Ｇgm
Ｂdo3 ＝Ｂdo＋Ｂgm
である。このときの変換Ａ及び変換Ｂにおける変換式は、コアカルク関数Ｚ＝ｆN(Ｘ，Ｙ)を用いて以下のように表わされる。
【００４５】
(ａ) 変換Ａ
Ｒgm＝ (−１)SIGN(Rgmm)ｆn-1(min(Ｒdi，２n−１−Ｒdi)，|Ｒgmm| )
Ｇgm＝ (−１)SIGN(Ggmm)ｆn-1(min(Ｇdi，２n−１−Ｇdi)，|Ｇgmm| )
Ｂgm＝ (−１)SIGN(Bgmm)ｆn-1(min(Ｂdi，２n−１−Ｂdi)，|Ｂgmm| )
ここで、図１１は、Ｂの微調整量Ｂgmがどのように変化するかを図形的なイメージで把握するための説明図である。このとき、Ｒ-Ｇ-Ｂ３次元空間であるとそのイメージが掴みにくいことから、図１１でも前述と同様、Ｇ軸を無視してＲ-Ｂの２次元に次元を下げ、Ｒdi、Ｂdiに対してＢgmがどのように変化するかを示している。同図において、Ｂgmの値は４角形ＯＭ1Ｍ4Ｒ、Ｍ1Ｍ2Ｍ3Ｍ4、Ｍ2ＢＷＭ3の３平面の面上ないしは近傍の整数格子点で表わされる。
この中間階調無彩色におけるホワイトポイント調整では、Ｂdiが２n-1−１又は２n-1の階調値である場合に微調整Ｂgmmを行って異なる色調の色に変換される。図１１に示されるように、Ｂdiが２n-1−１(線Ｍ1Ｍ4)及び２n-1(線Ｍ2Ｍ3)の場合を頂点(高さＢgmmの屋根状の頂点)として徐々に変換量が少なくなり、Ｂdiが最小階調(Ｒdi軸)あるいは最大階調(線ＢＷ)では変換量が０となるように色変換処理がなされる。また、図１１からも明らかなように、Ｒdiの値が最小階調(Ｂdi軸)および最大階調(線ＲＷ)であっても微調整Ｂgmmによって変換がなされることが理解でき、純粋の３原色(Red、Green、Blue)についても一律に変換される変換Ａの特徴が表現されている。
尚、ＲgmもＧgmも同様の感覚で捉えることができる。これを再び３次元に拡張したものが上述の式で表わされている。
【００４６】
(ｂ) 変換Ｂ
Ｒgm＝ (−１)SIGN(Rgmm)ｆn-1( MIN3 ，|Ｒgmm| )
＝ (−１)SIGN(Rgmm)ｆn-1( min(MIN,２n−１−MAX) ，|Ｒgmm| )
Ｇgm＝ (−１)SIGN(Ggmm)ｆn-1( min(MIN,２n−１−MAX) ，|Ｇgmm| )
Ｂgm＝ (−１)SIGN(Bgmm)ｆn-1( min(MIN,２n−１−MAX) ，|Ｂgmm| )
但し、
MAX ＝ max(Ｒdi，Ｇdi，Ｂdi) 、MIN ＝ min(Ｒdi，Ｇdi，Ｂdi)
MIN3＝ min(Ｒdi,Ｇdi,Ｂdi,２n−１−Ｒdi,２n−１−Ｇdi,２n−１−Ｂdi)
＝ min(MIN，２n−１−MAX)
ここで、図１２は、Ｂの微調整量Ｂgmがどのように変化するかを図形的なイメージで把握するための説明図である。このとき、Ｒ-Ｇ-Ｂ３次元空間であるとそのイメージが掴みにくいことから、図１２でもＧ軸を無視してＲ-Ｂの２次元に次元を下げ、Ｒdi、Ｂdiに対してＢgmがどのように変化するかを示している。同図において、Ｂgmの値は４角形ＢＭ6Ｍ7Ｗ、ＷＭ7Ｍ8Ｒ、ＲＭ8Ｍ5Ｏ、ＯＭ5Ｍ6Ｂ及びＭ5Ｍ6Ｍ7Ｍ8の５平面の面上ないしは近傍の整数格子点で表わされる。
この中間階調無彩色におけるホワイトポイント調整では、Ｂdiが２n-1−１又は２n-1の階調値でかつＲdiが２n-1−１又は２n-1の階調値である場合に微調整Ｂgmmを行って異なる色調の色に変換される。図１２に示されるように４角形Ｍ5Ｍ6Ｍ7Ｍ8を頂点(高さＢgmm)として四方に対して徐々に変換量が少なくなり、Ｒdi又はＢdiが最小階調値又は最大階調値では変換量が０となることが理解できる。即ち、ホワイトポイント調節後も純粋の３原色(Red、Green、Blue)の輝度レベルが影響を受けない変換Ｂの特徴が表現されている。
尚、ＲgmもＧgmも同様の感覚で捉えることができる。これを再び３次元に拡張したものが上述の式で表わされている。
【００４７】
次に、上記３点での近似に、GL[２n-2−１]及びGL[２n-1＋２n-2−１]での微調整を加える場合について説明する。
ここで、５点目までの全ての近似により変換された後のＲ、Ｇ、Ｂ値を表わす変数をＲdo5、Ｇdo5、Ｂdo5とすると、まず、
０≦Ｒdo5、Ｇdo5、Ｂdo5 ≦２n−１
次に、４点目の近似のためにＲdo3、Ｇdo3、Ｂdo3からの更なる微調整値としてGL[２n-2−１]において加えられる値を指定するユーザー設定パラメータをＲglm、Ｇglm、Ｂglmとし、５点目の近似のためにＲdo3、Ｇdo3、Ｂdo3からの更なる微調整値としてGL[２n-1＋２n-2−１]において加えられる値を指定するユーザー設定パラメータをＲghm、Ｇghm、Ｂghmとすると、コアカルク関数を用いる上での制約を考慮して、これらの許容範囲は、
−２n-2＋１≦Ｒglm ≦２n-2−１
−２n-2＋１≦Ｇglm ≦２n-2−１
−２n-2＋１≦Ｂglm ≦２n-2−１
−２n-2＋１≦Ｒghm ≦２n-2−１
−２n-2＋１≦Ｇghm ≦２n-2−１
−２n-2＋１≦Ｂghm ≦２n-2−１
であり、更にＲdo3、Ｇdo3、Ｂdo3に加えられる値として、４点目の近似によってのみ引き起こされる変換によるものをＲgl、Ｇgl、Ｂglとし、５点目の近似によってのみ引き起こされる変換によるものをＲgh、Ｇgh、Ｂghとすると、
変換式は、
Ｒdo5 ＝Ｒdo3＋Ｒgl＋Ｒgh
Ｇdo5 ＝Ｇdo3＋Ｇgl＋Ｇgh
Ｂdo5 ＝Ｂdo3＋Ｂgl＋Ｂgh
である。このときの変換Ａ及び変換Ｂにおける変換式は、コアカルク関数Ｚ＝ｆN(Ｘ，Ｙ)を用いて以下のように表わされる。
【００４８】
(ａ) 変換Ａ
▲１▼もし、０≦Ｒdi≦２n-1−１ ならば、
Ｒgl＝ (−１)SIGN(Rglm)ｆn-2 (min(Ｒdi，２n-1−１−Ｒdi)，|Ｒglm|)
Ｒgｈ＝０
あるいは、もし、２n-1 ≦Ｒdi≦２n−１ ならば、
Ｒgl＝０
Ｒgｈ＝(−１)SIGN(Rghm)ｆn-2(min(Ｒdi−２n-1，２n−１−Ｒdi)，|Ｒghm|)
▲２▼同様に、もし、０≦Ｇdi≦２n-1−１ ならば、
Ｇgl＝ (−１)SIGN(Gglm)ｆn-2 (min(Ｇdi，２n-1−１−Ｇdi)，|Ｇglm|)
Ｇgｈ＝０
あるいは、もし、２n-1 ≦Ｇdi≦２n−１ ならば、
Ｇgl＝０
Ｇgｈ＝(−１)SIGN(Gghm)ｆn-2(min(Ｇdi−２n-1，２n−１−Ｇdi)，|Ｇghm|)
▲３▼また、同様に、０≦Ｂdi≦２n-1−１ ならば、
Ｂgl＝ (−１)SIGN(Bglm)ｆn-2 (min(Ｂdi，２n-1−１−Ｂdi)，|Ｂglm|)
Ｂgｈ＝０
あるいは、もし、２n-1 ≦Ｂdi≦２n−１ ならば、
Ｂgl＝０
Ｂgｈ＝(−１)SIGN(Bghm)ｆn-2(min(Ｂdi−２n-1，２n−１−Ｂdi)，|Ｂghm|)
【００４９】
ここで、図１３(ａ)、(ｂ)は、Ｂの微調整量Ｂgl及びＢghがどのように変化するかを図形的なイメージで把握するための説明図である。このとき、Ｒ-Ｇ-Ｂ３次元空間であるとそのイメージが掴みにくいことから、前述の例と同様、Ｇ軸を無視してＲ-Ｂの２次元に次元を下げ、Ｒdi、Ｂdiに対してＢglがどのように変化するかを図１３(ａ)に、Ｒdi、Ｂdiに対してＢghがどのように変化するかを図１３(ｂ)にそれぞれ示している。
図１３(ａ)では、Ｂglmの値として例えば負の値をとった状態を示している。本実施の形態では、Ｂglの値は４角形ＯＳ1Ｓ4Ｒ、Ｓ1Ｓ2Ｓ3Ｓ4、Ｓ2Ｓ3Ｓ6Ｓ5、Ｓ5ＢＷＳ6の４平面の面上ないしは近傍の整数格子点で表わされる。
この中間階調無彩色におけるホワイトポイント調整では、Ｂdiが２n-2−１又は２n-2の階調値である場合に微調整Ｂglmを行って異なる色調の色に変換されるように構成されている。同図に示されるように、Ｂdiが２n-2−１(線Ｓ1Ｓ4)及び２n-2(線Ｓ2Ｓ3)を頂点(高さＢglm)として徐々に変換量(絶対値)が少なくなり、Ｂdiが最小階調(Ｒdi軸)あるいはＢdiが２n-1−１以上では変換量が０となるように色変換処理がなされる。即ち、Ｂglmの微調整によって例えばＲdiが最大階調値あるいは最小階調値でも変換がなされることが理解でき、変換Ａの特徴が表現されている。
尚、Ｒgl、Ｇglも同様に表現でき、これを再び３次元に拡張したものが上述の式となる。
【００５０】
ここで、この図１３(ａ)に代表される変換Ａの多点近似を一般式にて表現する。 ｋを１≦ｋ＜ｎである整数とすると、微調整を加える階調値が２n-k−１又は２n-kとなり、Ｂdiがこの階調値の場合にこの微調整によって異なる色に変換され、更にこの入力色以外の色は徐々に変換量が少なくなり、色信号の値が最小階調値または階調レベルが２n-k+1−１以上である入力色については、変換量が０となることが理解できる。即ち、この一般式から明らかなように、図１３(ａ)では４点目の近似を示しているが、更に６点目、１０点目等、２のべき乗単位で特定される階調レベルであれば、その無彩色ポイントについて調整が可能となり、同様に変換Ａによる色変換処理を施すことができる。このことにより、低階調部でのホワイトポイント調整を簡便な回路にて行うことが可能となり、特にＬＣＤモニターにおけるブルーシフト発生等の課題に対して有効に対処することができる。
また、図１３(ｂ)であるが、Ｂghmの値として正の値をとった例を示しており、Ｂghの値は４角形ＢＬ1Ｌ4Ｗ、Ｌ1Ｌ2Ｌ3Ｌ4、Ｌ2Ｌ3Ｌ6Ｌ5、Ｌ5ＯＲＬ6の４平面の面上ないしは近傍の整数格子点で表わされる。これを再び３次元に拡張したものが上式で表わされるものである。
【００５１】
(ｂ) 変換Ｂ
▲１▼もし、０≦ max(Ｒdi，Ｇdi，Ｂdi) ≦２n-1−１ ならば、
Ｒgl＝ (−１)SIGN(Rglm)ｆn-2( MIN4，|Ｒglm| )
＝ (−１)SIGN(Rglm)ｆn-2(min( MIN ，２n-1−１−MAX )，|Ｒglm| )
あるいは、もし、２n-1 ≦ max(Ｒdi，Ｇdi，Ｂdi) ≦２n−１ ならば、
Ｒgl＝０
もし、０≦ min(Ｒdi，Ｇdi，Ｂdi) ≦２n-1−１ ならば、
Ｒgｈ＝０
あるいは、もし、２n-1 ≦ min(Ｒdi，Ｇdi，Ｂdi) ≦２n−１ ならば、
Ｒgｈ＝ (−１)SIGN(Rghm)ｆn-2( MIN5，|Ｒghm| )
＝ (−１)SIGN(Rghm)ｆn-2(min( MIN−２n-1，２n−１−MAX )，|Ｒghm| )
▲２▼もし、０≦ max(Ｒdi，Ｇdi，Ｂdi) ≦２n-1−１ ならば、
Ｇgl＝ (−１)SIGN(Gglm)ｆn-2(min( MIN ，２n-1−１−MAX )，|Ｇglm| )
あるいは、もし、２n-1 ≦ max(Ｒdi，Ｇdi，Ｂdi) ≦２n−１ ならば、
Ｇgl＝０
もし、０≦ min(Ｒdi，Ｇdi，Ｂdi) ≦２n-1−１ ならば、
Ｇgｈ＝０
あるいは、もし、２n-1 ≦ min(Ｒdi，Ｇdi，Ｂdi) ≦２n−１ ならば、
Ｇgｈ＝ (−１)SIGN(Gghm)ｆn-2(min( MIN−２n-1，２n−１−MAX )，|Ｇghm| )
▲３▼もし、０≦ max(Ｒdi，Ｇdi，Ｂdi) ≦２n-1−１ ならば、
Ｂgl＝ (−１)SIGN(Bglm)ｆn-2(min( MIN ，２n-1−１−MAX )，|Ｂglm| )
あるいは、もし、２n-1 ≦ max(Ｒdi，Ｇdi，Ｂdi) ≦２n−１ ならば、
Ｂgl＝０
もし、０≦ min(Ｒdi，Ｇdi，Ｂdi) ≦２n-1−１ ならば、
Ｂgｈ＝０
あるいは、もし、２n-1 ≦ min(Ｒdi，Ｇdi，Ｂdi) ≦２n−１ ならば、
Ｂgｈ＝ (−１)SIGN(Bghm)ｆn-2(min( MIN−２n-1，２n−１−MAX )，|Ｂghm| )
但し、
MIN4＝ min(Ｒdi,Ｇdi,Ｂdi,２n-1−１−Ｒdi,２n-1−１−Ｇdi,２n-1−１−Ｂdi) ＝ min( MIN，２n-1−１−MAX)
MIN5＝ min(Ｒdi−２n-1,Ｇdi−２n-1,Ｂdi−２n-1,２n−１−Ｒdi,２n−１−Ｇdi,２n−１−Ｂdi) ＝ min( MIN−２n-1，２n−１−MAX)
【００５２】
ここで、図１４(ａ)、(ｂ)は、Ｂの微調整量Ｂgl及びＢghがどのように変化するかを図形的なイメージで把握するための説明図である。このとき、Ｒ-Ｇ-Ｂ３次元空間であるとそのイメージが掴みにくいことから、前述の例と同様、Ｇ軸を無視してＲ-Ｂの２次元に次元を下げ、Ｒdi、Ｂdiに対してＢglがどのように変化するかを図１４(ａ)に、Ｒdi、Ｂdiに対してＢghがどのように変化するかを図１４(ｂ)にそれぞれ示している。
図１４(ａ)では、Ｂglmの値として例えば負の値をとった状態を示しており、Ｂglの値は４角形ＯＳ7Ｓ10Ｓ13、Ｓ11Ｓ8Ｓ7Ｏ、Ｓ12Ｓ9Ｓ8Ｓ11、Ｓ13Ｓ10Ｓ9Ｓ12、Ｓ7Ｓ8Ｓ9Ｓ10、及び凹型６角形ＢＷＲＳ13Ｓ12Ｓ11の６平面の面上ないしは近傍の整数格子点で表わされる。これを再び３次元に拡張したものが上述の式である。
この中間階調無彩色におけるホワイトポイント調整では、Ｂdiが２n-2−１又は２n-2でかつＲdiが２n-2−１又は２n-2の階調値である場合に微調整Ｂglmを行って異なる色調の色に変換されるように構成され、４角形Ｓ7Ｓ8Ｓ9Ｓ10を頂点としてとして徐々に変換量(絶対値)が少なくなり、Ｂdiが最小階調(Ｒdi軸)または２n-1−１以上、またはＲdiが最小階調(Ｂdi軸) または２n-1−１以上では変換量が０となるように色変換処理がなされる。即ち、Ｂglmの微調整がなされても純粋の３原色(Red、Green、Blue)の輝度レベルが影響を受けない変換Ｂの特徴が表現されている。
【００５３】
ここで、この図１４ (ａ)に代表される変換Ｂの多点近似を一般式にて表現する。 ｋを１≦ｋ＜ｎである整数とすると、微調整を加える階調値が２n-k−１又は２n-kとなり、ＢdiかつＲdiがこの階調値の場合にこの微調整によって異なる色に変換され、更にこの入力色以外の色は徐々に変換量が少なくなり、Ｂdi、Ｒdiの何れかの色信号の値が最小階調値または階調レベルが２n-k+1−１以上である入力色については、変換量が０となる。即ち、４点目の近似の他、６点目、１０点目等、２のべき乗単位で特定される階調レベルであれば、その無彩色ポイントについて調整が可能となり、同様に変換Ｂによる色変換処理を施すことができる。
また、図１４(ｂ)であるが、Ｂghmの値として正の値をとった例を示しており、Ｂghの値はＷＬ7Ｌ10Ｌ13、Ｌ11Ｌ8Ｌ7Ｗ、Ｌ12Ｌ9Ｌ8Ｌ11、Ｌ13Ｌ10Ｌ9Ｌ12、Ｌ7Ｌ8Ｌ9Ｌ10、及び凹型６角形ＲＯＢＬ13Ｌ12Ｌ11の６平面の面上ないしは近傍の整数格子点で表わされる。これを再び３次元に拡張したものが上述の式である。
【００５４】
次に、前述までのアルゴリズム、及び図５のブロック図等にて説明したGL[２n−１]の調整値Ｒwm、Ｇwm、Ｂwm、GL[０]における調整値Ｒbm、Ｇbm、Ｂbm、３点目近似であるGL[２n-1−１]における調整値Ｒgmm、Ｇgmm、Ｂgmm、４点目近似であるGL[２n-2−１]における調整値Ｒglm、Ｇglm、Ｂglm、５点目近似であるGL[２n-1＋２n-2−１] における調整値Ｒghm、Ｇghm、Ｂghmを加味した場合において、これら５点近似により変換された後の値を表す変数Ｒdo5、Ｇdo5、Ｂdo5がどのような式にて表現されるかを説明する。
ここで、
０≦Ｒwm＋Ｒbm、Ｇwm＋Ｇbm、Ｂwm＋Ｂbm≦２n−１
−２n-1＋１≦Ｒgmm、Ｇgmm、Ｂgmm ≦２n-1−１
−２n-2＋１≦Ｒglm、Ｇglm、Ｂglm ≦２n-2−１
−２n-2＋１≦Ｒghm、Ｇghm、Ｂghm ≦２n-2−１
【００５５】
(ａ) 変換Ａ
▲１▼もし、０≦Ｒdi≦２n-1−１ ならば、
Ｒdo5 ＝Ｒdo＋Ｒgm＋Ｒgl＋Ｒgｈ
＝Ｒdi−Ｒw＋Ｒb＋Ｒgm＋Ｒgl＋Ｒgｈ
＝Ｒdi−ｆn(Ｒdi, Ｒwm)＋ｆn(２n−１−Ｒdi, Ｒbm)
＋ (−１)SIGN(Rgmm)ｆn-1(Ｒdi，|Ｒgmm|)
＋ (−１)SIGN(Rglm)ｆn-2(min(Ｒdi，２n-1−１−Ｒdi) ，|Ｒglm|)
あるいは、もし、２n-1 ≦Ｒdi≦２n−１ ならば、
Ｒdo5 ＝Ｒdo＋Ｒgm＋Ｒgl＋Ｒgｈ
＝Ｒdi−Ｒw＋Ｒb＋Ｒgm＋Ｒgl＋Ｒgｈ
＝Ｒdi−ｆn(Ｒdi, Ｒwm)＋ｆn(２n−１−Ｒdi, Ｒbm)
＋ (−１)SIGN(Rgmm)ｆn-1 (２n−１−Ｒdi，|Ｒgmm|)
＋ (−１)SIGN(Rglm)ｆn-2 (min(Ｒdi−２n-1，２n−１−Ｒdi)，|Ｒghm|)
▲２▼同様に、もし、０≦Ｇdi≦２n-1−１ ならば、
Ｇdo5 ＝Ｇdi−ｆn(Ｇdi, Ｇwm)＋ｆn(２n−１−Ｇdi, Ｇbm)
＋ (−１)SIGN(Ggmm)ｆn-1(Ｇdi，|Ｇgmm|)
＋ (−１)SIGN(Gglm)ｆn-2(min(Ｇdi，２n-1−１−Ｇdi) ，|Ｇglm|)
あるいは、もし、２n-1 ≦Ｇdi≦２n−１ ならば、
Ｇdo5 ＝Ｇdi−ｆn(Ｇdi, Ｇwm)＋ｆn(２n−１−Ｇdi, Ｇbm)
＋ (−１)SIGN(Ggmm)ｆn-1 (２n−１−Ｇdi，|Ｇgmm|)
＋ (−１)SIGN(Gglm)ｆn-2 (min(Ｇdi−２n-1，２n−１−Ｇdi)，|Ｇghm|)
▲３▼同様に、もし、０≦Ｂdi≦２n-1−１ ならば、
Ｂdo5 ＝Ｂdi−ｆn(Ｂdi, Ｂwm)＋ｆn(２n−１−Ｂdi, Ｂbm)
＋ (−１)SIGN(Bgmm)ｆn-1(Ｂdi，|Ｂgmm|)
＋ (−１)SIGN(Bglm)ｆn-2(min(Ｂdi，２n-1−１−Ｂdi) ，|Ｂglm|)
あるいは、もし、２n-1 ≦Ｂdi≦２n−１ ならば、
Ｂdo5 ＝Ｂdi−ｆn(Ｂdi, Ｂwm)＋ｆn(２n−１−Ｂdi, Ｂbm)
＋ (−１)SIGN(Bgmm)ｆn-1(２n−１−Ｂdi，|Ｂgmm|)
＋ (−１)SIGN(Bglm)ｆn-2 (min(Ｂdi−２n-1，２n−１−Ｂdi)，|Ｂghm|)
ここで、もし、得られたＲdo5が
Ｒdo5 ＞２n−１になった場合は、Ｒdo5 ＝２n−１ とする。あるいは、
Ｒdo5 ＜０になった場合は、Ｒdo5 ＝０ とする。
Ｇdo5、Ｂdo5も同様である。
以上の式により、コアカルク関数Ｚ＝ｆN(Ｘ，Ｙ)を用いて５点近似により変換された後の値を示す、変換Ａにおける変数を求めることができる。
【００５６】
(ｂ) 変換Ｂ
▲１▼もし、０≦ max(Ｒdi，Ｇdi，Ｂdi) ≦２n-1−１ ならば、
Ｒdo5 ＝Ｒdo＋Ｒgm＋Ｒgl＋Ｒgｈ
＝Ｒdi−Ｒw＋Ｒb＋Ｒgm＋Ｒgl＋Ｒgｈ
＝Ｒdi−ｆn( MIN，Ｒwm)
＋ｆn(２n−１−MAX，Ｒbm)
＋ (−１)SIGN(Rgmm)ｆn-1(min(MIN，２n−１−MAX)，|Ｒgmm|)
＋ (−１)SIGN(Rglm)ｆn-2(min(MIN，２n-1−１−MAX)，|Ｒglm|)
Ｇdo5 ＝Ｇdi−ｆn( MIN，Ｇwm)
＋ｆn(２n−１−MAX，Ｇbm)
＋ (−１)SIGN(Ggmm)ｆn-1(min(MIN，２n−１−MAX)，|Ｇgmm|)
＋ (−１)SIGN(Gglm)ｆn-2(min(MIN，２n-1−１−MAX)，|Ｇglm|)
Ｂdo5 ＝Ｂdi−ｆn( MIN，Ｂwm)
＋ｆn(２n−１−MAX，Ｂbm)
＋ (−１)SIGN(Bgmm)ｆn-1(min(MIN，２n−１−MAX)，|Ｂgmm|)
＋ (−１)SIGN(Bglm)ｆn-2(min(MIN，２n-1−１−MAX)，|Ｂglm|)
▲２▼あるいは、もし、２n-1 ≦ min(Ｒdi，Ｇdi，Ｂdi) ≦２n−１ ならば、
Ｒdo5 ＝Ｒdi−ｆn( MIN，Ｒwm)
＋ｆn(２n−１−MAX，Ｒbm)
＋ (−１)SIGN(Rgmm)ｆn-1(min(MIN，２n−１−MAX)，|Ｒgmm|)
＋ (−１)SIGN(Rghm)ｆn-2(min(MIN−２n-1，２n−１−MAX)，|Ｒghm|)
Ｇdo5 ＝Ｇdi−ｆn( MIN，Ｇwm)
＋ｆn(２n−１−MAX，Ｇbm)
＋ (−１)SIGN(Ggmm)ｆn-1(min(MIN，２n−１−MAX)，|Ｇgmm|)
＋ (−１)SIGN(Gghm)ｆn-2(min(MIN−２n-1，２n−１−MAX)，|Ｇghm|)
Ｂdo5 ＝Ｂdi−ｆn( MIN，Ｂwm)
＋ｆn(２n−１−MAX，Ｂbm)
＋ (−１)SIGN(Bgmm)ｆn-1(min(MIN，２n−１−MAX)，|Ｂgmm|)
＋ (−１)SIGN(Bghm)ｆn-2(min(MIN−２n-1，２n−１−MAX)，|Ｂghm|)
▲３▼あるいは、もし、Ｒdi，Ｇdi，Ｂdiがそれ以外であれば、
Ｒdo5 ＝Ｒdi−ｆn( MIN，Ｒwm)
＋ｆn(２n−１−MAX，Ｒbm)
＋ (−１)SIGN(Rgmm)ｆn-1(min(MIN，２n−１−MAX)，|Ｒgmm|)
Ｇdo5 ＝Ｇdi−ｆn( MIN，Ｇwm)
＋ｆn(２n−１−MAX，Ｇbm)
＋ (−１)SIGN(Ggmm)ｆn-1(min(MIN，２n−１−MAX)，|Ｇgmm|)
Ｂdo5 ＝Ｂdi−ｆn( MIN，Ｂwm)
＋ｆn(２n−１−MAX，Ｂbm)
＋ (−１)SIGN(Bgmm)ｆn-1(min(MIN，２n−１−MAX)，|Ｂgmm|)
但し、MAX ＝ max(Ｒdi，Ｇdi，Ｂdi)
MIN ＝ min(Ｒdi，Ｇdi，Ｂdi)
ここで、もし、得られたＲdo5が
Ｒdo5 ＞２n−１になった場合は、Ｒdo5 ＝２n−１ とする。あるいは、
Ｒdo5 ＜０になった場合は、Ｒdo5 ＝０ とする。
Ｇdo5、Ｂdo5も同様である。
以上の式により、コアカルク関数Ｚ＝ｆN(Ｘ，Ｙ)を用いて５点近似により変換された後の値を示す、変換Ｂにおける変数を求めることができる。
【００５７】
このように、本実施の形態によれば、最大階調無彩色GL[２n−１]および最小階調無彩色GL[０]の間にその階調値が位置する無彩色について、コアカルク関数に基づくホワイトポイント調整を実現することができる。また、本実施の形態によれば、ルックアップテーブルを用いないハードウエア構成によりホワイトポイント調整後の出力値をパイプライン的に出力することができるので、ハードウエア構成を膨大にすることなく、簡便な構成にて適切なホワイトポイント調整を実現することが可能となる。更に、中間に位置する階調値以外に、最大階調無彩色及び最小階調無彩色におけるホワイトポイント調整を加えることで、より適切、かつユーザーの感覚に適応した装置を提供することができる。
更に、本実施の形態によれば、変換Ａと変換Ｂとの各変換方式に対応したアルゴリズムを準備し、要請に応じて簡単に切り換えて出力することが可能であり、画像の種別等に応じた画像出力を得ることが可能となる。
【００５８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、フルデジタル処理におけるカラーディスプレイシステムにおいて、効率的なアルゴリズムに基づく簡便な回路構成にて高精度のホワイトポイント調整を具現化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本実施の形態におけるカラー画像処理装置が適用されたカラーディスプレイシステムの全体構成を説明するための説明図である。
【図２】 ＬＶＤＳビデオインターフェイスからなるＬＣＤモジュールを想定した場合のブロック図である。
【図３】 ＴＭＤＳビデオインターフェイスからデジタルビデオ信号を入力する場合を想定したブロック図である。
【図４】 本実施の形態におけるデジタルカラーデータの変換ブロックにおける全体構成を説明するための説明図である。
【図５】 本実施の形態におけるロジックブロックダイアグラムの一例を示す説明図である。
【図６】 本実施の形態におけるコアカルク関数の説明図である。
【図７】 変換Ａにおける最大階調と最小階調の２箇所におけるホワイトポイント調整を説明する説明図である。
【図８】 変換ＡにてＢの変換量ΔＢ＝Ｂdo−Ｂdiがどのように変化するかを図形的なイメージで把握するための説明図である。
【図９】 変換Ｂにおける最大階調と最小階調の２箇所におけるホワイトポイント調整を説明する説明図である。
【図１０】 変換ＢにてＢの変換量ΔＢ＝Ｂdo−Ｂdiがどのように変化するかを図形的なイメージで把握するための説明図である。
【図１１】 変換ＡにてＢの微調整量Ｂgmがどのように変化するかを図形的なイメージで把握するための説明図である。
【図１２】 変換ＢにてＢの微調整量Ｂgmがどのように変化するかを図形的なイメージで把握するための説明図である。
【図１３】 (ａ)、(ｂ)は、変換ＡにてＢの微調整量Ｂgl及びＢghがどのように変化するかを図形的なイメージで把握するための説明図である。
【図１４】 (ａ)、(ｂ)は、変換ＢにてＢの微調整量Ｂgl及びＢghがどのように変化するかを図形的なイメージで把握するための説明図である。
【図１５】 本発明の従来技術を説明するためのｘｙ色度図である。
【符号の説明】
１１…液晶表示モニター、１２…ＰＣ、１３…デジタルビデオインターフェイス、１４…入力スイッチ類、２１…ＬＣＤモジュール、２２…コントローラＬＳＩ、２３…ＬＣＤアレイ/セル、２４…ＬＶＤＳレシーバー、２５…コントロールロジック、２６…Ｉ/Ｆボード、２７…ＴＭＤＳレシーバー、２８…コアロジック、２９…ＬＶＤＳトランスミッタ、３０ａ…ソースドライバ、３０ｂ…ゲートドライバ、３１…変換ブロック、３２〜３４…Ｄ-ラッチ、４１〜４４…ブロック、４５〜５０…マルチプレクサ(ＭＵＸ)、５１…回路ブロック、５２〜６１…ブロック
Claims (2)
- 設定された変換量に基づいて、最大階調無彩色と最小階調無彩色との間に位置する無彩色である中間階調入力色を、入力色の元の色調とは異なる色調の色に変換すると共に、当該中間階調入力色以外の入力色に対して変換量を少なくしていき、
入力色を構成する各色信号毎に、その色信号の値がともに最小階調値である入力色又はともに最大階調値である入力色については前記変換量を０とするカラー画像処理方法であって、
設定された最大階調変換量に基づいて、最大階調無彩色である入力色を、最大階調無彩色である入力色の元の色調とは異なる色調の色に変換すると共に、最大階調無彩色である当該入力色以外の入力色については変換量を少なくしていき、入力色を構成する各色信号毎にその色信号の値が最小階調値である入力色については当該変換量を０とし、
設定された最小階調変換量に基づいて、最小階調無彩色である入力色を、最小階調無彩色である入力色の元の色調とは異なる色調の色に変換すると共に、最小階調無彩色である当該入力色以外の入力色については変換量を少なくしていき、入力色を構成する各色信号毎にその色信号の値が最大階調値である入力色については当該変換量を０とすることを特徴とするカラー画像処理方法。 - 設定された変換量に基づいて、最大階調無彩色と最小階調無彩色との間に位置する無彩色である中間階調入力色を、入力色の元の色調とは異なる色調の色に変換すると共に、当該中間階調入力色以外の入力色に対して変換量を少なくしていき、
入力色を構成する各色信号毎に何れかの色信号の値がともに最小階調値である入力色又はともに最大階調値である入力色については前記変換量を０とするカラー画像処理方法であって、
設定された最大階調変換量に基づいて、最大階調無彩色である入力色を、最大階調無彩色である入力色の元の色調とは異なる色調の色に変換すると共に、最大階調無彩色である当該入力色以外の入力色については変換量を少なくしていき、入力色を構成する各色信号毎に何れかの色信号の値が最小階調値である入力色については当該変換量を０とし、
設定された最小階調変換量に基づいて、最小階調無彩色である入力色を、最小階調無彩色である入力色の元の色調とは異なる色調の色に変換すると共に、最小階調無彩色である当該入力色以外の入力色については変換量を少なくしていき、入力色を構成する各色信号毎に何れかの色信号の値が最大階調値である入力色については当該変換量を０とすることを特徴とするカラー画像処理方法。
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