JP5406718B2 - 多原色変換方法、多原色変換システム及びディスプレイ装置、並びにコンピュータプログラム - Google Patents

多原色変換方法、多原色変換システム及びディスプレイ装置、並びにコンピュータプログラム Download PDF

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Description

本発明は、多原色変換方法、多原色変換システム、多原色変換システムを備えたディスプレイシステム、多原色変換システムを備えたカメラ、及びコンピュータプログラムに関する。
WO2004/032523A1は、複数の画素が設けられているカラーディスプレイデバイスを開示している。このディスプレイデバイスは、より広い色範囲(gamut)の色を表示できるようにするために、通常の3つのディスプレイ原色より多い数の原色を有している。2つの選択可能な光源が、異なる所定の放射スペクトルを有している。これらの選択可能な光源と組合されたカラーフィルタは、それぞれ第1及び第2の原色をディスプレイデバイス上に発生させることができる。コントローラは選択可能な光源の1つを交互に選択し、選択された光源を用いて得ることができる各原色に対応したイメージ情報を画素の一部分に供給する。ディスプレイデバイスの原色は時間順次に、及び空間順次に選択することができ、それにより色割れ(ブレークアップ)を低減させることができる。
一実施形態では、このスペクトル順次ディスプレイは、入力ピクセル値によって定義される入力フレーム毎に2つのサブフレームを駆動する。一方のサブフレーム中に第1のスペクトルを有する光源が光を発生し、他方の光源は不活動にされ、また、他方のサブフレーム中に第2のスペクトルを有する光源が光を発生し、第1のスペクトルを有する光源はオフにされる。ディスプレイデバイスのピクセル毎のn個のサブピクセルに、n個の異なるカラーフィルタが組合されている。ある特定のピクセルが発生する光は、どの光源が活動しているか、どのカラーフィルタがそのの特定ピクセルに組合されているか、及びどのような駆動値がその特定のピクセルに供給されているかに依存する。駆動値は、そのピクセルの透過率を制御することができる。
上記従来技術の図17には、フィールド毎に2つのサブフィールドを使用するカラーディスプレイデバイスの色域が示されている。順次に動作可能にされる2つの光源が存在しており、一方の光源が2つのサブフィールドの一方中に動作可能にされる。サブフィールド毎に2つのサブピクセルが照明される。図17のルミナンス・クロミナンス表現では、原色Pa、Pbは第1のサブフィールド中に第1の光源によって照明される2つのサブピクセルの色を表し、原色Pc、Pdは第2のサブフィールド中に第2の光源によって照明される他の2つのサブピクセルの色を表している。この色域は、全(フル)色範囲とも呼ばれる。
上記従来技術の図18は、一方では原色Pa、Pbによって、他方では原色Pc、Pdによって定義される両スペクトル内で、等しいルミナンス及び等しいクロミナンスを用いて達成することができる副色域を示している。等ルミナンス及び等クロミナンス副色域とも呼ばれるこの副色域内の色は、2つのサブフィールドにおいて等ルミナンス及び等クロミナンスで発生させることができる。
上記従来技術の図19は、両サブフィールドにおいて等ルミナンスで達成することができる副色域を示している。等ルミナンス副色域とも呼ばれるこの副色域は、等ルミナンス及び等クロミナンス副色域を含む。
WO2004/032523A1は、順次ディスプレイにおける色のブレークアップを低減するアプローチを開示している。もし入力ピクセルの入力カラーが等ルミナンス及び等クロミナンス副色域内にあれば、2つの連続するサブフィールド中のそれらのサブピクセルの駆動値は、これらの2つのサブフィールド中に等しいルミナンス及び等しいクロミナンスが得られるように選択される。もし入力ピクセルの入力カラーが等ルミナンス及び等クロミナンス副色域外にあるが、等ルミナンス副色域内にあれば、2つの連続するサブフィールド中のそれらのサブピクセルの駆動値は、これらの2つのサブフィールド中に等しいルミナンスが得られるように選択される。この従来技術は高い性能を呈するが、サブフィールド中にサブピクセルの駆動値をどのように効率的に決定するのかは開示していない。
国際公開第2004/032523号
本発明の目的は、低い計算量を有する多原色変換を提供することである。
本発明の第1の面は、特許請求の範囲の請求項1に記載の多原色変換方法を提供する。本発明の第2の面は、特許請求の範囲の請求項10に記載の多原色変換のためのシステムを提供する。本発明の第3の面は、特許請求の範囲の請求項11に記載のディスプレイデバイスを提供する。本発明の第4の面は、特許請求の範囲の請求項12に記載のコンピュータプログラムを提供する。有利な実施形態が、従属請求項に記載されている。
本発明の第1の面による多原色変換方法は、線形色空間内の入力ピクセルの色を定義する入力ベクトルを、例えばディスプレイデバイスを駆動するための駆動ベクトルに変換する。もし線形色空間がCIE−XYZ空間であれば、入力ベクトルは3つの値、即ち、Xのための1つの値、Yのための1つの値、及びZのための1つの値からなる。本発明にとって線形色空間は必ずしもXYZ空間である必要はなく、例えばルミナンス/クロマティシティ空間のような如何なる線形色空間における表現も使用することができる。もし入力ベクトルが線形色空間内に定義されていなければ、先ずそれを線形色空間に変換しなければならない。
駆動ベクトルは、ディスプレイデバイスのn個のディスプレイ原色を駆動するためのn個の要素からなる。n個のディスプレイ原色は、ディスプレイ色空間内で定義される。換言すればn個のディスプレイ原色は、イメージを表示するためにディスプレイデバイス内で使用されるn個の原色を形成している。ディスプレイ色空間は、n次元駆動信号空間であることができる(3原色ディスプレイの場合のRGB空間に類似)。駆動ベクトルは、ディスプレイ原色のm個のグループを駆動するためのm個の副駆動ベクトルからなる。これらのグループは全て、同量のディスプレイ原色を有することができる。WO2004/032523A1におけるのと同様に、ディスプレイ原色のグループは、異なるスペクトルを有する光源で駆動することができる。ディスプレイ原色のm個のグループは、n個の原色ディスプレイ色域を定義し、これが全色域である。原色のグループは、例えば、LCDディスプレイデバイス、DMDディスプレイデバイス、または他の何等かのピクセル化されたディスプレイのようなディスプレイデバイスのサブピクセルに組合された色であることができる。通常は、原色のグループを定義するこれらのサブピクセルのグループは、空間的に変位している。サブピクセルの異なるグループは、異なる光源を用いて同時に照明することができる。これにより、空間均一性が増加した、及び/またはピクセルパターン可視性が低下した広色域ディスプレイが得られる。代替として、サブピクセルの異なるグループを、あるフィールド期間を有する異なるサブフィールド中に、異なるスペクトルを有する光源で照明して、フリッカ及び/または色のブレークアップが最小化された広色域ディスプレイを得ることができる。
線形色空間において、線形色空間に変換されたディスプレイ原色によって定義される3つの色域の境界に対する入力ベクトルの位置が決定される。これら3つの色域は、副駆動ベクトルのm個のグループを用いて再現可能な全ての色からなる全色域と、等しいルミナンスを有し、副駆動ベクトルのm個のグループの各1つを用いて再現可能な全ての色からなる等ルミナンス副色域と、等しいルミナンス及び等しいクロミナンスを有し、副駆動ベクトルのm個のグループの各1つを用いて再現可能な全ての色からなる等ルミナンス及び等クロミナンス副色域とである。
入力ピクセルベクトルを、選択された境界ベクトルによって補間することができるように、2つの境界ベクトルが線形色空間内の3つの色域の境界上に選択される。通常は、これらの境界ベクトルは、入力カラーベクトルが、選択された境界ベクトルの中間にあるように、入力ピクセルベクトルの最も近くに選択される。線形色空間内に境界ベクトルが選択された後に、選択された2つの境界ベクトルに対する入力ピクセルベクトルの位置から補間ファクタが決定される。補間ファクタは、2つの境界ベクトルからピクセルベクトルが如何に補間されるかを表す。例えば、もし補間が線形であれば、ピクセルベクトルは境界ベクトルの重み付き和によって得られ、補間ファクタはこれらの重みを表す。例えば、境界ベクトル及び入力ベクトルが全て同一直線上に位置していれば、補間ファクタは割合又は比によって表すことができる。より複雑になるが、ピクセルベクトルを補間するのに2つより多くの境界ベクトルを使用することができる。従って、補間ファクタは、ピクセルベクトルが線形色空間内の境界ベクトルから如何に補間されるのかを表すべきである。
ディスプレイ色空間において、入力ピクセルの色を表す駆動ベクトルは、ディスプレイ色空間内の2つまたはそれ以上の境界ベクトル及び補間ファクタから補間される。ディスプレイ色空間内の2つまたはそれ以上の境界ベクトルは、線形色空間内の2つまたはそれ以上の選択された境界ベクトルに対応する。例えば、入力ベクトル及び線形色空間内の2つの境界ベクトルを使用することによって線形色空間内で補間ファクタが決定されるならば、線形色空間内の2つの境界ベクトルをディスプレイ色空間に変換することによって、ディスプレイ色空間内の2つの対応する境界ベクトルを得ることができる。この変換自体は公知である。
境界に対する入力ピクセルベクトルの位置を決定するのは簡単であるので、このアルゴリズムに要求される計算量は比較的低い。例えば、ルミナンス/クロミナンス空間においては、境界は複数の直線の中から作られるのでこれらの直線の方程式だけを知ればよい。従って、補間ファクタを決定するのは比較的容易である。更に、ディスプレイ駆動ベクトルは境界上で終わる境界ディスプレイベクトルから決定されるので、補間を遂行することは比較的容易である。補間ファクタを決定するために入力ベクトルに最も近い境界上に境界ベクトルが選択されれば、このアルゴリズムは性能を最適にする。境界ベクトルのこの選択によって、フリッカ、色のブレークアップ、またはピクセルパターン可視性が最小になる。実施形態の説明から明白になるように、このアルゴリズムを遂行する多くの代替が存在している。
一実施形態では、線形色空間内に定義されている3つの色域の境界に対する入力ベクトルの位置の線形色空間における決定は、ディスプレイ色空間内のディスプレイ原色を線形色空間に変換して、変換されたディスプレイ原色を得ることを含む。例えば、RGBからXYZ色空間へのこの変換自体は公知である。全色域、等ルミナンス副色域、及び等ルミナンス及び等クロミナンス副色域の境界は、変換されたディスプレイ原色から、即ち、入力ベクトルも定義される線形色空間において構築される。補間のために使用される境界ベクトルは線形色空間内の境界上に選択され、補間ファクタが決定される。
ディスプレイ色空間における駆動ベクトルの補間は、先ず、線形色空間において選択された2つの境界ベクトルを、ディスプレイ色空間における2つのディスプレイ境界ベクトルに変換する。この変換は線形であり、従って線形色空間内のベクトルとディスプレイ色空間内のベクトルの間には1対1の関係が存在することに注目されたい。更に、この線形度の故に、線形色空間内に定義されている補間ファクタと同一の補間ファクタを使用してディスプレイ色空間内のディスプレイ境界ベクトルを補間することにより、ディスプレイ色空間内の駆動ベクトルを決定することができる。
以上から結論付けると、このアルゴリズムのこの実施形態は、線形色空間において、3つの境界に対して入力ベクトルが何処に位置しているかを決定し、少なくとも2つの境界ベクトルをこれらの境界上に選択する。入力カラーベクトルが選択された境界ベクトルの中間にあるように、入力ベクトルに最も近い境界上に境界ベクトルを選択することが好ましい。次いで、このアルゴリズムは、入力ピクセルベクトルの位置及び選択された境界ベクトルから補間ファクタを計算する。最後に、このアルゴリズムは、線形色空間において決定された補間ファクタを使用して、選択及び変換された線形色空間の境界ベクトル(即ち、ディスプレイ空間内の対応する境界ベクトル)からの補間によって、原色のグループのための駆動値を計算する。
一実施形態では、3つの色域の境界に対する入力ベクトルの位置の線形色空間における決定は、実際には部分的にディスプレイ色空間において遂行される。予め格納されているテーブル内には、線形色空間内の各入力ベクトルのために、3つのディスプレイ色域境界の各々に対してディスプレイ色空間内の1つのディスプレイ境界ベクトルが格納されている。これらのディスプレイ境界ベクトルは、線形色空間内の対応する境界ベクトルから入力ベクトルを補間することができるように選択される。実際には、入力ベクトル毎にディスプレイ境界ベクトルを格納する必要はない。例えば、ある特定量の入力ベクトルについてのみディスプレイ境界ベクトルを格納すればよい。他の入力ベクトルについては、ディスプレイ境界ベクトルは格納されているディスプレイ境界ベクトルから補間される。実際には、線形色空間内の3つの色域の境界の代わりに、ディスプレイ色空間内の対応する3つのディスプレイ色域境界が使用される。
入力ピクセルベクトルに最も近い2つの色域の境界上で2つの境界ベクトルを選択するには、ディスプレイ色空間内の3つのディスプレイ境界ベクトルを線形色空間内の3つの境界ベクトルに変換することによって遂行することができる。線形色空間内のこれら3つの境界ベクトルの境界ルミナンスが計算される。線形色空間内の境界ルミナンスは、線形色空間内の入力ベクトルの入力ルミナンスと比較される。入力カラーベクトルが、選択された境界ベクトルの中間に位置するように、3つのディスプレイ境界ベクトルの中から入力ルミナンスに最も近い境界ルミナンスを有する2つのディスプレイ境界ベクトルが選択される。補間ファクタが、入力ルミナンスに最も近い2つの境界ルミナンスを有する線形色空間内の2つの境界ベクトルに対する入力ピクセルベクトルの位置から決定される。このアプローチは、ディスプレイ色空間内のディスプレイ色原色から線形色空間への実時間変換が不要であることが有利である。更に、ディスプレイ色空間内の境界ベクトルの位置が既に予め選択され、例えばルックアップテーブル内に格納されているので、線形色空間内の、及びディスプレイ色空間内の最も近い境界ベクトルの決定は極めて簡単である。従って、補間ファクタの決定のために使用される最も近い境界ベクトルを2つ選択できるようにするためには、線形色空間内のルミナンスだけを決定すればよい。線形色空間内の補間ファクタの決定、及びそれに続くディスプレイ色空間における補間は、もし線形補間が使用され、入力ベクトル及び境界ベクトルが同一直線上で終わっていれば極めて簡単になることに注目されたい。
一実施形態では、等ルミナンス及び等クロミナンス副色域内の入力ベクトルに関して、2つの境界ベクトルは共に、等ルミナンス及び等クロミナンス副色域の境界上に選択される。従って、フリッカを完全に防ぐために、境界ベクトルのこの最適な選択は、入力ベクトルに等ルミナンス及び等クロミナンスを与え、これらは同一ルミナンス及び同一クロミナンスを有する異なるサブフィールドで表示できる。
一実施形態では、等ルミナンス副色域内にはあるが、等ルミナンス及び等クロミナンス副色域外にある入力ピクセルベクトルの場合、2つの境界ベクトルの一方は等ルミナンス副色域の境界上に選択され、2つの境界ベクトルの他方は等ルミナンス及び等クロミナンス副色域の境界上に選択される。この場合も、境界ベクトルを、入力ベクトルに最も近い境界上に、そして入力ベクトルを補間することができるように選択することによって、2つのサブフレーム中に使用される境界ベクトルが等ルミナンスを有するようになるので、如何なるアーチファクトも最小になる。
一実施形態では、等ルミナンス副色域外にあり、且つ等ルミナンス及び等クロミナンス副色域外の入力ピクセルベクトルの場合、2つの境界ベクトルの一方は全色域の境界上に選択され、2つの境界ベクトルの他方は等ルミナンス副色域の境界上に選択される。
一実施形態では、入力ベクトルは、あるフレームのm個のサブフレームのための駆動ベクトルに変換される。p個のディスプレイ原色のm個のグループの各1つが、m個のサブフレームの対応する1つに割当てられる。ディスプレイ原色のm個のグループのディスプレイ原色は、ディスプレイデバイスのサブピクセルに対応する。
一実施形態では、補間は線形補間である。このような線形補間では、最も近い境界で終わる2つのディスプレイ駆動ベクトルを有し、これにより同一直線上の入力駆動ベクトル端に対応するディスプレイ駆動ベクトルの補間値を有することで十分である。この場合、補間ファクタの決定及び補間自体は極めて簡単である。この線が色空間(例えば、ルミナンス/クロミナンス空間)の原点を通って走るような実施形態では、アルゴリズムは特に簡単になる。ディスプレイ駆動ベクトルが複数のサブ駆動ベクトルからなり、各サブ駆動ベクトルにディスプレイ原色のm個のグループの各1つが対応することに注目されたい。これらのサブ駆動ベクトルは、m個のグループの各1つのディスプレイ原色のために実際に使用される駆動値である。m個のグループのサブピクセルの中のサブピクセルからなるピクセルによって表示される合計色が、ディスプレイ駆動ベクトルによって表される。
本発明のこれらの、及び他の面は、以下に詳述する実施形態から明白になり、理解されるであろう。
本発明の実施形態による多原色変換を遂行するための回路を有するディスプレイ装置のブロック図である。 本発明の別の実施形態による多原色変換を遂行するための回路のブロック図である。 1つのフィールド及びそのサブフィールドを示す図である。 2組2つのディスプレイ原色を駆動する2つのサブフィールドによって駆動されるシステムに基づく多原色変換で得られる全色域を示す図である。 図4を説明するための多原色変換の全色域、等ルミナンス色域、及び等ルミナンス及び等クロマティシティ色域を示す図である。 補間ファクタが如何に決定され、駆動ベクトルが入力ベクトルの位置に依存して如何に補間されるかの高レベル例を示す図である。 補間ファクタが如何に決定され、図4において定義されている多原色変換の2つのサブフィールドにおいてディスプレイ原色を駆動するための駆動ベクトルが如何に決定されるかを示す図である。 線形XYZ色空間を示す図である。
異なる図面内の同一参照番号を有するアイテムが、同一の構造的特色及び同一の機能を有しているか、もしくは同一信号であることを理解されたい。一度このようなアイテムの機能及び/または構造を説明した後は、後続の図面に関連して詳細な説明を繰り返す必要はないであろう。
図1は、本発明の実施形態による多原色変換(conversion)を遂行するための回路を有するディスプレイ装置のブロック図である。多原色変換を遂行する回路CONは、境界ベクトル決定回路3、補間回路4、変換(transforming)回路6、及び境界構築回路5を含む。ディスプレイ装置は、オプションとしての変換(transforming)回路2、駆動回路7、及びディスプレイデバイス8を含む。
例えばカメラ9から入力信号INを受けるブロック1(オプショナル)によってソースガンマ演算が遂行され、予めガンマ補正された信号IN’が供給される。もし入力信号が予めガンマ補正されていれば、または別の理由から線形色空間で定義されていなければ、変換ブロック2(オプショナル)が、信号IN’を非線形色空間から線形色空間に変換して多原色変換CONのための入力信号CIPを発生させる。もし多原色変換器CONへ入力される信号が既に線形色空間で定義されていれば、変換ブロック2は不要である。例えば、線形色空間はXYZ空間であることも、またはLC(ルミナンス/クロマティシティ)空間であることもできる。
変換回路6は、変換マトリックスTを使用して、ディスプレイ色空間内の原色P1乃至Pnを、線形色空間内の原色CP1乃至CPnに変換する。代替として、通常、ディスプレイ原色が既に原色CP1・・・CPnとして定義され、従って変換を適用する必要はない。換言すれば、マトリックスTが既にCP1・・・CPnからなっているのである。境界構築回路5は原色CP1乃至CPnを受信し、全色域FG、等ルミナンス色域ELG、及び等ルミナンス及び等クロミナンス色域ELCGの境界CBを構築する(図5参照)。
境界ベクトル決定回路3は、線形色空間の入力信号CIP、及び全色域FG、等ルミナンス色域ELG、及び等ルミナンス及び等クロミナンス色域ELCGを受信する。境界ベクトル決定回路3は、3つの境界ベクトルCB1、CB2、CB3を定義する。これらの境界ベクトルCB1、CB2、CB3は、全色域FG、等ルミナンス色域ELG、及び等ルミナンス及び等クロミナンス色域ELCGの3つの境界上で終わっており(図5参照)、またこれらは入力ベクトルCIPを補間することができるように選択される。実際には、入力ベクトルCIPを補間することができるようにするには、境界ベクトルCB1、CB2、CB3の中の2つを取れば十分である。入力ベクトルIPに最も近い2つの境界ベクトルは、入力ベクトルが2つの境界ベクトルの中間に出現するように選択される。境界ベクトル決定回路3は更に、入力ベクトルCIPが2つまたは3つの境界ベクトルCB1、CB2、CB3から如何に補間されるかを表す補間ファクタuを供給する。
補間回路4は、境界ベクトルCB1、CB2、CB3の全てまたは2つと、補間ファクタuとを受信する。境界ベクトルCB1、CB2、CB3は、線形色空間からディスプレイ色空間内の境界ベクトルPB1、PB2、PB3に変換される(図6参照)。補間ファクタuを用いて2つまたは3つの境界ベクトルPB1、PB2、PB3を補間することによって、入力ベクトルCIPに対応する駆動ベクトルPDが得られる。即ち、もし線形空間において、入力ベクトルCIP及び3つの境界ベクトルCB1、CB2、CB3の2つから補間ファクタuが決定されれば、ディスプレイ空間において、同じ補間ファクタuを使用することによって、3つの境界ベクトルPB1、PB2、PB3の2つのうちの対応する境界ベクトルから駆動ベクトルPDが補間される。もし境界ベクトルPB1、PB2、PB3のうち2つだけであれば、その2つだけを線形色空間から変換する必要がある。
駆動回路7は、駆動ベクトルPDを受信して処理し、ディスプレイ8を駆動するのに適する駆動値PDRを求める。例えば、駆動回路は、駆動ベクトルレベルを、ディスプレイ8に適切なレベルまで増幅することも、及び/または、電圧を電流に変換することもできる。ディスプレイ8は、1組のサブピクセルによって形成されているピクセル80からなる。図示の例では、ピクセル80は4つのサブピクセル81乃至84からなっている。多原色システムでは、ピクセルは3つより多いサブピクセルを含むべきである。サブピクセル81乃至84は、個々に制御可能な透過率、反射率、または偏光作用を有している。
もしサブピクセル81乃至84が異なるサブフィールド中に駆動されれば、駆動ベクトルPD及び駆動値PDRは、サブフィールド毎のサブベクトル及び値からアセンブルされることに注目されたい。例えば、フィールドは2つのサブフィールドに分割することができる。一方のサブフィールドでは、サブピクセル81及び82が照明され、これらのサブピクセルだけが駆動される。他方のサブフィールド中に、サブピクセル83及び84が照明され、これらのサブピクセルだけが駆動される。この例では、サブピクセル81及び82の色座標は、原色P1乃至Pn(この例では、n=4)の原色P1及びP2を形成し、対応するサブフィールド中に表示することができる色域を定義する。サブピクセル83及び84の色座標は、原色P3及びP4を形成し、対応するサブフィールド中に表示することができる色域を定義する。代替として、4つのサブピクセル81乃至84を各サブフィールド中に駆動し、合計8つの原色を得ることができる。
図2は、本発明の別の実施形態による多原色変換を遂行するための回路のブロック図である。指標付け回路9は、線形色空間の入力ベクトルCIPを受信し、指標LIを格納媒体10へ供給する。格納媒体10は、指標LIに対応するディスプレイ色空間の3つの境界ベクトルPB1、PB2、PB3を供給するルックアップテーブルであることができる。即ち、ルックテーブル10は、全色域FG、等ルミナンス色域ELG、及び等ルミナンス及び等クロミナンス色域ELCGのディスプレイ色空間のそれぞれの境界上の3つの点で満たされている。これらの格納された点は、ディスプレイ色空間における補間のために直接使用することができる。これによりもたらされる長所は、ある最適補間が得られるように、これらの境界ベクトルPB1、PB2、PB3を予め決定できることである。
計算回路12は、入力カラーを定義する実際の入力ベクトルCIPに関係付けられた境界ベクトルPB1、PB2、PB3を、線形色空間の境界ベクトルCB1、CB2、CB3に変換する。例えば、計算回路12は、これらの各境界ベクトルCB1、CB2、CB3のルミナンスCB1Y、CB2Y、CB3Yを計算する。より一般的に言えば、計算回路12は、CIE−XYZ空間におけるX属性のような他の線形パラメータを計算することができる。
コンパレータ13は、ルミナンスCB1Y、CB2Y、CB3Yを、入力ベクトルCIPのルミナンスCIPYと比較して、入力ベクトルCIPのルミナンスCIPYに最も近い2つのルミナンスCBiY及びCBjYを選択する。最も近いルミナンスのうちの一方は、ルミナンスCIPYより小さく、最も近いルミナンスのうちの他方はルミナンスCIPYより大きい。
補間ファクタ決定回路14は、2つのルミナンスCBiY、CBjYを受信し、ルミナンスCIPYのための補間ファクタuを決定する。即ち、補間ファクタuは、2つのルミナンスCBiY、CBjYからルミナンスCIPYを如何に補間するかを決定する。線形色空間においては、補間ファクタuは、ルミナンスYを使用することによって、またはXまたはZ面内の座標を使用することによって計算できることに注目されたい。代替として、全ベクトルCBi、CBjを使用することができる。
補間器11は、実際の入力ベクトルCIPに対応するディスプレイ色空間の境界ベクトルPB1、PB2、PB3、及び補間ファクタuを受信し、2つの境界ベクトル、及び補間ファクタuを決定するのに使用したものと同じ補間から駆動ベクトルPDを補間する。線形補間が適用されれば、補間ファクタuの決定及び補間は特に簡単になる。
図3は、1つのフィールド及びそのサブフィールドを示す図である。例として、フィールドFRは、m個のサブフィールドSF1、SF2、・・・、SFmからなる。以下に、フィールドFRが2つのサブフィールドSF1及びSF2からなるシステムのための多原色変換を説明する。また、このシステムでは、各サブフィールド中に、2つのディスプレイカラー原色が、そのサブフィールド中に表示することができる色を定義する。しかしながら、より一般的に言えば、m(m>1)個のサブフィールド中には、p(p>1)個のカラー原色が存在する。通常、カラー原色の数pは全サブフィールドについて同一であり、そうなるとmとpとの乗算がディスプレイのn個の原色を与え、これらはディスプレイによってディスプレイ色空間で表示することができる色を定義する。
図4は、2組2つのディスプレイ原色を駆動する2つのサブフィールドによって駆動されるシステムに基づく多原色変換で得られる全色域を示す図である。ルミナンスL、クロマティシティCHRの線形色空間の原点Oが上述した全てのベクトルの出発点である。原色CP1及びCP2はそれぞれディスプレイ原色P1及びP2であり、これらはディスプレイ色空間から線形色空間に変換されており、原色CP3及びCP4はそれぞれディスプレイ原色P3及びP4であり、これらはディスプレイ色空間から線形色空間に変換されている。
即ち、第1サブフィールドSF1中に表示することができる色は、破線の矩形SFD1によって定義される。この表示可能な色のセットは、原色CP1及びCP2の色域とも呼ばれる。SFD2によって表される矩形は、原色CP3及びCP4の色域を定義している。全色域FDは、あるフィールドFR中に表示することができる範囲である。全色域FDは、色域SFD1内のベクトルと色域SFD2内のベクトルをベクトル加算することによって得られる。例えば頂点HP1はベクトルCP4とCP2の加算であり、頂点HP2はベクトルCP3、CP4、及びCP2の加算であり、頂点HP3はベクトルCP1からCP4までの加算であり、頂点HP4はベクトルCP1、CP2、及びCP3の加算であり、そして頂点HP5はベクトルCP1とCP3の加算である。
FD1によって表されている矩形は、半フィールド持続時間のサブフィールドSF1の代わりに全フィールドFRで使用された場合の原色CP1及びCP2の色域である。FD2によって表されている矩形は、半フィールド持続時間のサブフィールドSF2の代わりに全フィールドFRで使用された場合の原色CP3及びCP4の色域である。
図5は、図4を説明するための多原色変換の全色域、等ルミナンス色域、及び等ルミナンス及び等クロマティシティ色域を示す図である。原色CP1乃至CP4及びそれらの色域SFD1及びSFD2、及び全色域FGは、図4のそれらと同一である。
等ルミナンス及び等クロマティシティ副色域ELCGは、頂点O、HP11、HP10、及びHP12を有し、フィールドFR中に表示することができる全ての色を含み、これらはサブフィールドSF1及びSF2中において同一のルミナンス及び同一のクロマティシティを有する色(ベクトル)からなっている。例えば、色SP1は、原色CP1及びCP2によって定義される範囲の境界線上に位置し、従ってサブフィールドSF1中に表示することができるものであり、サブフィールドSF2中に原色CP3及びCP4によっても表示することができるものである。これらのサブフィールドSF1及びSF2からなるフィールド中に得られる色は、頂点HP10の色である。
等ルミナンス副色域ELGは、頂点O、HP2、HP21、HP22、HP23、及びHP24を有し、フィールドFR中に表示することができる全ての色を含み、これらはフィールドFRのサブフィールドSF1及びSF2中において同一のルミナンスを有しているが、同一のクロマティシティは有していない色からなる。例えば、頂点HP24の色は、サブフィールドSF1中に原色CP1が完全に駆動されるが、原色CP2は駆動されず、またサブフィールドSF2中にベクトルEL4がもたらされるように原色CP3及びCP4が駆動された場合に得られる。ベクトルCP1及びEL4は同一のルミナンスLを有しているが、クロマティシティCHRは異なっており、またそれらのベクトル加算が頂点HP24で終わるベクトルであることに注目されたい。同様に、サブフィールドSF1中の等ルミナンスベクトルPA、及びサブフィールドSF2中のPCは、頂点HP21で終わるベクトルをもたらす。等ルミナンスベクトルPA及びPBは頂点HP22を定義する。
図6は、補間ファクタが如何に決定され、駆動ベクトルが入力ベクトルの位置に依存して如何に補間されるかの高レベル例を示す図である。原色CP1乃至CP4、線形色空間内の全色域FG、等ルミナンス色域ELG、及び等ルミナンス及び等クロマティシティ色域ELCGが、図5と同様に示されている。線形色空間における命名を分かり易くするために、線形色空間の全てのアイテムを(X,Y,Z)で表してある。通常、これらのアイテムの頭文字がCになっていることに注目されたい。ディスプレイ色空間に定義されているアイテムは(P1,P2,P3,P4)で表され、頭文字はPになっている。以下の説明では、説明を簡単にするために(X,Y,Z)及び(P1,P2,P3,P4)を常時使用することはないが、何れにしても頭文字からどちらの色空間を表すかを理解できることに注目されたい。ディスプレイ色空間内の原色は、P1、P2、P3、P4によって直接表されている。従って、ディスプレイ色空間の原色P1、P2、P3、P4はそれぞれ、線形色空間の原色CP1、CP2、CP3、CP4に対応している。ここでは原点O(図5参照)は、線形色空間の境界ベクトルCB0(X,Y,Z)によって示されており、これはディスプレイ色空間の境界ベクトルPB0(P1,P2,P3,P4)に対応している。
線形補間のための補間メカニズムを説明するために、線LI1が付加されている。線LI1は、原点O、等ルミナンス及び等クロマティシティ色域ELCGの境界ベクトルPB1(P1,P2,P3,P4)に対応する境界ベクトルCB1(X,Y,Z)、等ルミナンス色域ELGの境界ベクトルPB2(P1,P2,P3,P4)に対応する境界ベクトルCB2(X,Y,Z)、及び全色域FGの境界ベクトルPB(P1,P2,P3,P4)に対応する境界ベクトルCB3(X,Y,Z)と交差している。
もし入力ベクトルCIP1(X,Y,Z)が等ルミナンス及び等クロマティシティ色域ELCGの内側に出現すれば、境界ベクトルCB1及びCB0に対するこの入力ベクトルの位置から補間ファクタuが決定される。次いで、この補間ファクタuを使用して、ベクトルPB0及びPB1を補間することによって対応するフィールド駆動ベクトルPD1(P1,P2,P3,P4)が決定される。
もし入力ベクトルCIP2(X,Y,Z)が等ルミナンス及び等クロマティシティ色域ELCGの外側ではあるが、等ルミナンス色域ELGの内側に出現すれば、境界ベクトルCB2及びCB1に対するこの入力ベクトルの位置から補間ファクタuが決定される。次いで、この補間ファクタuを使用して、ベクトルPB2及びPB1を補間することによって、対応するフィールド駆動ベクトルPD2(P1,P2,P3,P4)が決定される。
もし入力ベクトルCIP3(X,Y,Z)が等ルミナンス色域ELGの外側に出現すれば、境界ベクトルCB3及びCB2に対するこの入力ベクトルの位置から補間ファクタuが決定される。次いで、この補間ファクタuを使用して、ベクトルPB3及びPB2を補間することによって、対応するフィールド駆動ベクトルPD3(P1,P2,P3,P4)が決定される。
ベクトルPD1乃至PD3は、サブフィールドSF1及びSF2からなる1つのフィールドの合計ベクトルである。ベクトルPD1乃至PD3を得るのに必要なサブフィールドSF1、SF2内のベクトルについて、以下に図7に示す例を参照して説明する。
図7は、補間ファクタが如何に決定され、図4において限定されている多原色変換の2つのサブフィールドにおいてディスプレイ原色を駆動するための駆動ベクトルが如何に決定されるかを示す図である。全てが線形色空間内の、原色CP1乃至CP4、全色域FG、等ルミナンス色域ELG、及び等ルミナンス及び等クロマティシティ色域ELCG、同一線LI1上の入力ベクトルCIP2及び境界ベクトルCB1、CB2、CB3は、図6の対応するアイテムと同一である。
線形色空間において、境界ベクトルCB1及びCB2に対する入力ベクトルCIP2の位置から補間ファクタuが決定される。境界ベクトルCB1及びCB2が選択されるのは、入力ベクトルCIP2がこれらの境界ベクトルCB1及びCB2の中間にあるからである。もし線形補間を適用するのであれば、これらのアイテム間の関係は、
CIP2=u*CB1+(1−u)*CB2
で定義され、従って、
Figure 0005406718
によって定義される。CIP2、CB1及びCB2がベクトルであり、従って減算はベクトル減算であることに注目されたい。補間ファクタは、ベクトル減算の長さの比である。
ディスプレイ色空間において、同じ線形補間を使用してフィールド駆動ベクトルPD2を決定することができる。
PD2=u*PB1+(1−u)*PB2
上式において、ディスプレイ色空間内の境界ベクトルPB1及びPB2は、線形色空間内の境界ベクトルCB1及びCB2に対応している。uは線形色空間において既に決定されており、また線形色空間とディスプレイ色空間との間の変換は公知であるからPB1及びPB2は既知であるので、この方程式はフィールド駆動値PD2のための補正値を直接的に与える。しかしながら、このフィールド駆動値PD2は1つのフィールド内で生成することはできず、サブフィールドSF1、SF2における駆動値の加算の結果として構築される。従って、サブフィールドSF1、SF2毎に補間を遂行することができる。
線形色空間内の境界ベクトルCB1は、サブフィールドSF1中のベクトルCVA=CP2+CP1A、及びサブフィールドSF2中のベクトルCVA=CP3A+CP4Aからなる。境界ベクトルCB1が等ルミナンス及び等クロマティシティ色域ELCGの境界上に位置するので、両サブフィールドSF1及びSF2中、同一のベクトルCVAが使用される。
線形色空間内の境界ベクトルCB2は、等ルミナンス色域ELGの境界上に位置しており、従ってそれぞれのサブフィールドSF1及びSF2内の2つのベクトルCV1及びCV2(これらは、境界ベクトルCB2のルミナンスの半分と同じルミナンスCB2/2を有しているが、クロマティシティは異なる)で構成される必要がある。ベクトルCV1は原色CP1及びCP2を組み合わせて構成(アセンブル)され、ベクトルCV2は原色CP3及びCP4を組み合わせて構成(アセンブル)される。
サブフィールドSF1中のディスプレイ色空間の境界ベクトルPB1の部分は、サブフィールドSF1中のベクトルCVA(CP1,CP2)を、ディスプレイ色空間のベクトルVA(P1,P2)(図示せず)に変換することによって見出される。サブフィールドSF1中のディスプレイ色空間の境界ベクトルPB2の部分は、サブフィールドSF1中のベクトルCV1(CP1,CP2)を、ディスプレイ色空間内のベクトルV1(P1,P2)(図示せず)に変換することによって見出される。従って、サブフィールドSF1のための補間された駆動値PD2(SF1)(図示せず)は、
PD2(SF1)=PD2(P1,P2)
=u*VA(P1,P2)+(1−u)*V1(P1,P2)
によって定義される。実際には存在しないが、線形色空間内の対応するベクトルは、
CIP2(SF1)=CIP2(CP1,CP2)
=u*CVA+(1−u)*CV1
で表される。従って、ベクトルCIP2(SF1)は、ベクトルCVA及びCV1の端点を結ぶ線上で終わる。
サブフィールドSF2中のディスプレイ色空間の境界ベクトルPB1の部分は、サブフィールドSF2中のベクトルCVA(CP3,CP4)を、ディスプレイ色空間のベクトルVA(P3,P4)(図示せず)に変換することによって見出される。サブフィールドSF2中のディスプレイ色空間内の境界ベクトルPB2の部分は、サブフィールドSF2中のベクトルCV2(CP3,CP4)を、ディスプレイ色空間内のベクトルV2(P3,P4)(図示せず)に変換することによって見出される。従って、サブフィールドSF2のための補間された駆動値PD2(SF2)(図示せず)は、
PD2(SF2)=PD2(P3,P4)
=u*VA(P3,P4)+(1−u)*V2(P3,P4)
によって定義される。実際には存在しないが、線形色空間内の対応するベクトルは、
CIP2(SF2)=CIP2(CP3,CP4)
=u*CVA+(1−u)*CV2
で表される。従って、ベクトルCIP2(SF2)は、ベクトルCVA及びCV2の端点を結ぶ線上で終わる。
図8は、線形CIE‐XYZ色空間を示す図である。線形色空間は、軸X、Y及びZを有するデカルト座標系によって定義される(Yがルミナンス)。従って、入力ベクトルCIPは、軸X、Y、Zにそれぞれ沿う成分CIX、CIY、CIZで構成される。
上述した実施形態は単なる例示であって本発明を限定するものではなく、当業者ならば特許請求の範囲に記載の範囲から逸脱することなく多くの代替実施形態を考案することができよう。
特許請求の範囲において、括弧内に記されているどの参照符号も特許請求の範囲を限定する意図はない。使用されている“からなる”と言う動詞及びその活用形が、特許請求の範囲内に記載されているもの以外の要素またはステップの存在を排除するものではない。要素に先行する“1つの”もしくは“ある”という不定冠詞は、複数のこれらの要素の存在を排除するものではない。本発明は、幾つかの別個の要素からなるハードウェアによって、及び適当にプログラムされたコンピュータによって実現することができる。幾つかの手段が列挙されているデバイス項においては、幾つかのこれらの手段は、1つの、及び同一のハードウェアアイテムによって実現することができる。相互に異なる従属項に記載されている若干の手段は、これらの手段の組合せを有利に使用することが不可能であることを意味するものではない。
1 ブロック
2 変換回路
3 境界ベクトル決定回路
4 補間回路
5 境界構築回路
6 変換回路
7 駆動回路
8 ディスプレイデバイス
9 カメラ
9 指標付け回路
10 格納媒体
11 補間器
12 計算回路
13 コンパレータ
14 補間ファクタ決定回路
80 ピクセル
81−84 サブピクセル
CIP 入力信号(入力ベクトル)
CB 境界ベクトル
CON 多原色変換器
ELCG 等クロミナンス色域
ELG 等ルミナンス色域
FG 全色域
FR フィールド
SF1,SF2 サブフィールド
PB 境界ベクトル
PD 駆動ベクトル
PDR 駆動値(ディスプレイ駆動信号)

Claims (12)

  1. 線形色空間内の入力ピクセルの色を定義する入力ベクトルを、ディスプレイ色空間のn個のディスプレイ原色を駆動するためのn個の要素を有する駆動ベクトルに変換する多原色変換方法であって、上記駆動ベクトルは、上記ディスプレイ原色のm個のグループを駆動するためのm個の副駆動ベクトルからなり、上記変換方法は、
    上記線形色空間において、変換されたディスプレイ原色によって定義される3つの色域の少なくとも2つの境界に対する上記入力ベクトルの位置を決定するステップを含み、上記3つの色域は、上記副駆動ベクトルのm個のグループで再現可能な全ての色からなる全色域と、等しいルミナンスを有し上記副駆動ベクトルのm個のグループの各1つで再現可能な全ての色からなる等ルミナンス副色域と、等しいルミナンス及び等しいクロミナンスを各々が有する上記副駆動ベクトルのm個のグループの各1つで再現可能な全ての色からなる等ルミナンス及び等クロミナンス副色域と、を表し、
    上記変換方法は更に、
    上記3つの色域の境界上に2つの境界ベクトルを選択し、上記入力ベクトルを上記2つの境界ベクトルから補間できるようにするステップと、
    上記選択された2つの境界ベクトルに対する上記入力ベクトルの位置から補間ファクタを決定するステップと、
    上記ディスプレイ色空間において、上記入力ベクトルの色を表す上記駆動ベクトルを、上記補間ファクタ、及び上記線形色空間において選択された2つの境界ベクトルに対応する上記ディスプレイ色空間内の2つの境界ベクトルから補間により求める補間ステップと、
    を含むことを特徴とする多原色変換方法。
  2. 上記線形色空間において、上記3つの色域の少なくとも2つの境界に対する上記入力ベクトルの位置を決定する上記ステップは、
    上記ディスプレイ色空間内のディスプレイ原色を上記線形色空間に変換して上記変換されたディスプレイ原色を求めるか、もしくは、もし既に存在していれば、上記変換されたディスプレイ原色を使用するかの何れかのステップと、
    上記変換されたディスプレイ原色から、上記全色域、上記等ルミナンス副色域、及び上記等ルミナンス及び等クロミナンス副色域の上記境界の少なくとも2つを構築するステップと、を含み、
    上記ディスプレイ色空間において上記駆動ベクトルを補間により求める上記補間ステップは、上記線形色空間において選択された2つの境界ベクトルを上記ディスプレイ色空間内の上記2つの境界ベクトルに変換するステップを含む、ことを特徴とする請求項1に記載の多原色変換方法。
  3. 上記線形色空間において上記3つの色域の少なくとも2つの境界に対する上記入力ベクトルの位置を決定する上記ステップは、
    上記入力ベクトルのために予め格納されているテーブルから、上記ディスプレイ色空間内における3つのディスプレイ色域境界に対する上記ディスプレイ色空間内のディスプレイ境界ベクトルを検索するステップを含み、
    上記3つのディスプレイ境界ベクトルは、上記線形色空間内の上記入力ベクトルの補間を可能にするように選択され、
    上記ディスプレイ色空間内の上記3つのディスプレイ色域境界は、上記補間ファクタを決定するために使用された上記線形色空間内の上記3つの色域に対応するものである、ことを特徴とする請求項1に記載の多原色変換方法。
  4. 上記3つの色域の境界上に2つの境界ベクトルを選択する上記ステップは、
    上記ディスプレイ色空間内の上記3つのディスプレイ境界ベクトルを、上記線形色空間内の3つの境界ベクトルに変換するステップと、
    上記線形色空間内の3つの境界ベクトルの少なくとも境界ルミナンスを計算するステップと、
    上記境界ルミナンスを、上記入力ベクトルの入力ルミナンスと比較するステップと、
    上記入力ルミナンスに最も近い境界ルミナンスを有する上記線形色空間内の3つの境界ベクトルのうち2つの境界ベクトルを選択するステップと、を含み、
    上記補間ファクタを決定する上記ステップは、上記2つの選択された境界ベクトルに対する上記入力ベクトルの位置に基づいて遂行される、ことを特徴とする請求項3に記載の多原色変換方法。
  5. 上記等ルミナンス及び等クロミナンス副色域内にある入力ベクトルに対しては、上記2つの境界ベクトルは共に、上記等ルミナンス及び等クロミナンス副色域の境界上に選択される、ことを特徴とする請求項1に記載の多原色変換方法。
  6. 上記等ルミナンス副色域内にはあるが、上記等ルミナンス及び等クロミナンス副色域の外側にある入力ベクトルに対しては、上記2つの境界ベクトルの一方は上記等ルミナンス副色域の境界上に選択され、上記2つの境界ベクトルの他方は上記等ルミナンス及び等クロミナンス副色域の境界上に選択される、ことを特徴とする請求項1に記載の多原色変換方法。
  7. 上記等ルミナンス副色域の外側にあり、且つ上記等ルミナンス及び等クロミナンス副色域外側にある入力ベクトルに対しては、上記2つの境界ベクトルの一方は上記全色域の境界上に選択され、上記2つの境界ベクトルの他方は上記等ルミナンス副色域の境界上に選択される、ことを特徴とする請求項1に記載の多原色変換方法。
  8. 上記入力ベクトルを上記駆動ベクトルに変換する方法は、
    フレームのm個のサブフレームを生成するステップと、
    上記ディスプレイ原色のm個のグループの各1つを、上記m個のサブフレームの対応する1つに割当てるステップと、を含み、
    上記ディスプレイ原色のm個のグループ内のディスプレイ原色は、ディスプレイデバイスのピクセルのサブピクセルに対応している、ことを特徴とする請求項1乃至7の何れか1項に記載の多原色変換方法。
  9. 上記補間ステップで行われる上記補間は、線形補間であることを特徴とする請求項1に記載の多原色変換方法。
  10. 線形色空間内の入力ピクセルの色を定義する入力ベクトルを、ディスプレイ色空間のn個のディスプレイ原色を駆動するためのn個の要素を有する駆動ベクトルに変換する多原色変換システムであって、上記駆動ベクトルは、上記ディスプレイ原色のm個のグループを駆動するためのm個の副駆動ベクトルからなり、上記変換システムは、
    上記線形色空間において、変換されたディスプレイ原色によって定義される3つの色域の少なくとも2つの境界に対する上記入力ベクトルの位置を決定する手段を含み、上記3つの色域は、上記副駆動ベクトルのm個のグループで再現可能な全ての色からなる全色域と、等しいルミナンスを有し上記副駆動ベクトルのm個のグループの各1つで再現可能な全ての色からなる等ルミナンス副色域と、等しいルミナンス及び等しいクロミナンスを各々が有する上記副駆動ベクトルのm個のグループの各1つで再現可能な全ての色からなる等ルミナンス及び等クロミナンス副色域と、を表し、
    上記変換システムは更に、
    上記3つの色域の境界上に2つの境界ベクトルを選択し、上記入力ベクトルを上記2つの境界ベクトルから補間できるようにする手段と、
    上記選択された2つの境界ベクトルに対する上記入力ベクトルの位置から補間ファクタを決定する手段と、
    上記ディスプレイ色空間において、上記入力ベクトルの色を表す上記駆動ベクトルを、上記補間ファクタ、及び上記線形色空間において選択された2つの境界ベクトルに対応する上記ディスプレイ色空間内の2つの境界ベクトルから補間により求める手段と、
    を含むことを特徴とする多原色変換システム。
  11. 請求項10に記載の多原色変換システムと、
    ピクセル当たりn個のサブピクセルを有するディスプレイデバイスと、
    上記駆動ベクトルを受信して、ディスプレイ駆動信号を上記n個のサブピクセルに供給するディスプレイドライバと、を含むことを特徴とするディスプレイ装置。
  12. 形色空間内の入力ピクセルの色を定義する入力ベクトルを、ディスプレイ色空間のn個のディスプレイ原色を駆動するためのn個の要素を有する駆動ベクトルに変換するようにコンピュータを動作させるためのコンピュータプログラムであって、上記駆動ベクトルが、上記ディスプレイ原色のm個のグループを駆動するためのm個の副駆動ベクトルからなり
    前記コンピュータに、上記線形色空間において、変換されたディスプレイ原色によって定義される3つの色域の少なくとも2つの境界に対する上記入力ベクトルの位置を決定するステップを実行させ、上記3つの色域は、上記副駆動ベクトルのm個のグループを用いて再現可能な全ての色からなる全色域と、等しいルミナンスを有し上記副駆動ベクトルのm個のグループの各1つで再現可能な全ての色からなる等ルミナンス副色域と、等しいルミナンス及び等しいクロミナンスを各々が有する上記副駆動ベクトル(PDi)のm個のグループの各1つで再現可能な全ての色からなる等ルミナンス及び等クロミナンス副色域と、を表し、
    上記コンピュータプログラムは更に、
    前記コンピュータに、上記3つの色域の境界上に2つの境界ベクトルを選択し、上記入力ベクトルを上記2つの境界ベクトルから補間できるようにするステップと、
    上記選択された2つの境界ベクトルに対する上記入力ベクトルの位置から補間ファクタを決定するステップと、
    上記ディスプレイ色空間において、上記入力ベクトルの色を表す上記駆動ベクトルを、上記補間ファクタ、及び上記線形色空間において選択された2つの境界ベクトルに対応する上記ディスプレイ色空間内の2つの境界ベクトルから補間により求めるステップと、を実行させることを特徴とするコンピュータプログラム。
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