JP7444919B2 - 三次元（３ｄ）対応ディスプレイ上への広色域二次元（２ｄ）画像の描画 - Google Patents

三次元（３ｄ）対応ディスプレイ上への広色域二次元（２ｄ）画像の描画 Download PDF

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Description

本発明は、広義には、画像データを表示するための装置およびディスプレイに関し、より具体的には、３Ｄ対応ディスプレイ上への２Ｄ画像の表示に関する。
三次元（３Ｄ）画像を表示することができるディスプレイが存在する。例えば、そのようなディスプレイは、左目画像および右目画像を表示し、それらを合わせて見た時に３Ｄ画像が現れる。３つの原色光源（例えば、赤１、緑１および青１）を用いて左目画像を生成し、対応する類似色とはそれぞれ若干異なる波長を有する３つの異なる原色光源（例えば、赤２、緑２および青２）を用いて右目画像を生成し得る。視聴者は、左レンズ、および、異なる右レンズを含む眼鏡類を通して表示画像を見る。左レンズは左目画像を透過して右目画像を遮断し、右レンズは右目画像を透過して左目画像を遮断する。
同じデータを用いて各原色光源対を駆動することにより、従来の二次元画像を３Ｄディスプレイによって表示することができる。例えば、２Ｄ赤データ値を用いて赤１および赤２の原色を両方駆動する。同様に、２Ｄ緑データ値を用いて緑１および緑２の原色を両方駆動し、２Ｄ青データ値を用いて青１および青２の原色を両方駆動する。このシステムはこの原色の実効的な組み合わせを用いてキャリブレーションされており、正確な画像を生成することができる。しかし、得られる色域は、所望の色域（例えば、既存の（ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ）Ｒｅｃ２０２０色域）に対して顕著に制限され得る。
本発明は、二次元（２Ｄ）映像データを三次元（３Ｄ）ディスプレイ上に表示するための改良された手段を提供することにより、従来技術の問題を解消する。
画像データを表示する例示的方法は、所定数の原色によって定義された既存の色域を特定する工程と、ある光源に関連付けられたある数の表示原色を特定する工程であって、前記光源に関連付けられた前記表示原色の数は前記既存の色域を定義する前記原色の数を上回る、工程と、を含む。本方法例は、前記既存の色域に近似するように、前記光源に関連付けられた前記表示原色の組み合わせに基づいて第１の仮想色域を定義する工程をさらに含む。前記光源に関連付けられた前記原色の数（例えば、６つ）よりも少ないある数（例えば、３つ）の色に対応する明度を含む映像データを受信する。本方法例は、前記映像データに基づいて、前記第１の仮想色域に関連付けられた明度を生成する工程と、前記第１の仮想色域に関連付けられた前記明度に基づいて、前記光源の前記表示原色に関連付けられた明度を生成する工程と、をさらに含む。前記表示原色に関連付けられた前記明度を空間光変調器に提供する。
具体的な例示的方法は、第２の仮想色域を定義する工程と、前記映像データに基づいて、前記第２の仮想色域に関連付けられた明度を生成する工程と、前記表示原色に関連付けられた前記明度を生成する前記工程において、前記第２の仮想色域に関連付けられた前記明度を用いる工程と、をさらに含む。第１の仮想色域を定義した後に前記光源の残余パワーに基づいて前記第２の仮想色域を定義する。具体的な例示的方法において、前記映像データは、前記既存の色域に関連付けられたフォーマットを有する。
具体的な例示的方法において、前記表示原色の数は、前記映像データの前記明度に対応
する前記色の数の２倍である。より具体的な例示的方法において、前記表示原色の数は６であり、前記映像データが含む明度が対応するのは３色以下である。
例示的方法において、前記映像データに基づいて、前記第１の仮想色域に関連付けられた明度を生成する工程、および、前記映像データに基づいて、前記第２の仮想色域に関連付けられた明度を生成する工程のうちの少なくとも一方は、前記映像データによって示される強度レベル（例えば、映像データに関連付けられた各色について別々の強度レベル）を決定する工程と、前記映像データによって示される前記強度レベルに基づいて、前記第１の仮想色域および前記第２の仮想色域に少なくとも一方に関連付けられた前記明度を生成する工程と、を含む、方法。この方法は、前記映像データによって示される強度レベルが所定の強度レベル（例えば、映像データに関連付けられた各色について別々の所定の強度レベル）を上回るかどうかを決定する工程をさらに含む。前記映像データによって示される前記強度レベルが前記所定の強度レベルを上回らない場合、前記映像データに基づいて、前記第１の仮想色域に関連付けられた前記明度を生成し、前記第２の仮想色域に関連付けられた前記明度をゼロに設定する。他方、前記映像データによって示される前記強度レベルが前記所定の強度レベルを上回らない場合、前記所定の強度レベルに基づいて、前記第１の仮想色域に関連付けられた明度を生成し、前記映像データによって示される前記強度レベルが前記所定の強度レベルをどれだけ上回るかに基づいて、前記第２の仮想色域に関連付けられた明度を生成する。
ある例示的方法において、前記映像データの明度が前記光源の達成可能な色域ボリューム内に収まるように、前記第２の仮想色域をスケーリングする。前記スケーリングは、例えば、前記第２の仮想色域を白色側に圧縮することによって行われる。
別の方法は、前記光源の達成可能な色域ボリューム内に収まるように、前記第１の仮想色域および前記第２の仮想色域の少なくとも一方の明度をクリッピングする工程を含む。あるいは、前記第１の仮想色域および前記第２の仮想色域の少なくとも一方の明度は、白色側にクリッピングされる。別の例では、前記第１の仮想色域および前記第２の仮想色域の少なくとも一方の明度は、マイナス原色の方向における前記達成可能な色域ボリュームの端でクリッピングされる。
別の例示的方法は、前記第１の仮想色域および前記第２の仮想色域の達成可能な色域ボリュームをモデル化する工程と、前記生成された前記第１の仮想色域および前記第２の仮想色域の明度が前記モデル化された色域ボリューム内に収まるかどうかを決定する工程と、を含む。前記第１の仮想色域および前記第２の仮想色域の前記明度のうち前記モデル化された色域ボリューム内に収まるものを変更しないままにしておく。前記第１の仮想色域および前記第２の仮想色域の明度のうち前記モデル化された色域ボリューム内に収まらないものを変更して前記モデル化された色域ボリューム内に収まるようにする。第１の仮想色域および第２の仮想色域の明度を変更するある例示的方法は、変更した明度の色バランス（色度）を保存し、変更した明度の強度（例えば、大きさ）を低減して達成可能な色域ボリューム内に収まるようにする工程を含む。第１の仮想色域および第２の仮想色域の明度を変更する別の例示的方法は、変更した明度の強度（例えば、大きさ）を保存し、変更した明度の色度を白色点側に調節して達成可能な色域ボリューム内に収まるようにする工程を含む。第１の仮想色域および第２の仮想色域の明度を変更するさらに別の例示的方法は、変更した明度の強度（例えば、大きさ）を低減し、変更した明度の色度を白色点側に調節し、これにより、明度が達成可能な色域ボリュームの表面側に調節されるようにする工程を含む。
例示的ディスプレイは、光源と、空間光変調器と、コントローラとを含む。前記光源は、ある数の表示原色（例えば、６つ）を有し、前記表示原色の数は既存の色域を定義する
ある数の原色（例えば、３つ）を上回る。前記空間光変調器は、前記光源に照射される。前記コントローラは、前記表示原色の数よりも少ないある数の色に関連付けられた明度を含む映像データを受信する。前記コントローラは、前記既存の色域に関連付けられたフォーマットを有する映像データを受信するように構成されていてもよい。前記コントローラは、前記映像データに基づいて、第１の仮想色域に関連付けられた明度を生成する。前記第１の仮想色域は、前記既存の色域に一致するように、前記表示原色の組み合わせによって定義される。また、前記コントローラは、前記第１の仮想色域に関連付けられた前記明度に基づいて前記表示原色のそれぞれについて明度を生成し、前記表示原色のそれぞれについての前記明度を前記空間光変調器に提供する。
例示的ディスプレイにおいて、前記コントローラはさらに、前記映像データに基づいて、第２の仮想色域に関連付けられた明度を生成するように作動する。前記第２の仮想色域は、前記第１の仮想色域を考慮して、前記光源の残余パワーに基づいて定義される。前記コントローラはさらに、前記映像データに基づいて、前記第２の仮想色域に関連付けられた明度を生成し、前記第２の仮想色域に関連付けられた前記明度を用いて前記表示原色に関連付けられた前記明度を生成するように作動する。
具体的な実施形態において、前記表示原色の数は、前記映像データの前記明度に対応する前記色の数の２倍である。より具体的な実施形態において、前記表示原色の数は６であり、前記映像明度が対応するのは３色以下である。
例示的ディスプレイにおいて、前記コントローラはさらに、前記映像データによって示される強度レベルを決定し、前記映像データによって示される前記強度レベルに基づいて、前記第１の仮想色域および前記第２の仮想色域に少なくとも一方に関連付けられた前記明度を生成するように作動する。ある実施形態において、前記コントローラは、前記映像データによって示される前記強度レベルが所定の強度レベルを上回るかどうかを決定する。前記映像データによって示される前記強度レベルが前記所定の強度レベルを上回らない場合、前記コントローラは、前記映像データに基づいて、前記第１の仮想色域に関連付けられた前記明度を生成し、前記第２の仮想色域に関連付けられた前記明度をゼロに設定する。前記映像データによって示される前記強度レベルが前記所定の強度レベルを上回らない場合、前記コントローラは、前記所定の強度レベルに基づいて、前記第１の仮想色域に関連付けられた明度を生成し、前記映像データによって示される前記強度レベルが前記所定の強度レベルをどれだけ上回るかに基づいて、前記第２の仮想色域に関連付けられた明度を生成する。
あるいは、前記コントローラは、前記映像データの明度が前記光源の達成可能な色域ボリューム内に収まるように、前記第２の仮想色域をスケーリングするように作動する。前記スケーリングは、前記第２の仮想色域を白色側に圧縮することを含んでもよい。別の例では、前記コントローラは、前記光源の達成可能な色域ボリューム内に収まるように、前記第１の仮想色域および前記第２の仮想色域の少なくとも一方の明度をクリッピングするように作動する。前記第１の仮想色域および前記第２の仮想色域の少なくとも一方の明度は、白色側にクリッピングされ、または、前記第１の仮想色域および前記第２の仮想色域の少なくとも一方の明度は、前記達成可能な色域ボリュームの端でクリッピングされる。
別の例示的ディスプレイは、モデル化器と、比較器と、変更器とを含む。前記モデル化器は、光源性能を鑑みて、前記第１の仮想色域および前記第２の仮想色域の達成可能な色域ボリュームをモデル化するように作動する。前記比較器は、前記生成された前記第１の仮想色域および前記第２の仮想色域の明度が前記モデル化された色域ボリューム内に収まるかどうかを決定する。前記変更器は、前記第１の仮想色域および前記第２の仮想色域の前記明度のうち前記モデル化された色域ボリューム内に収まるものを変更しないままにし
、前記第１の仮想色域および前記第２の仮想色域の明度のうち前記モデル化された色域ボリューム内に収まらないものを変更して、変更値が前記モデル化された色域ボリューム内に収まるようにする。具体的な例示的ディスプレイにおいて、前記変更器は、第１の仮想色域および第２の仮想色域の明度を変更するある例示的方法は、変更した明度の色バランスを保存し、明度の強度（例えば、大きさ）を低減して達成可能な色域ボリューム内に収まるようにする工程を含む。別の具体的な例示的ディスプレイにおいて、前記変更器は、変更した明度の強度（例えば、大きさ）を保存し、変更した明度の色度を白色点側に調節して達成可能な色域ボリューム内に収まるようにする作動する。さらに別の具体的な例示的ディスプレイにおいて、前記変更器は、変更した明度の強度（例えば、大きさ）を低減し、変更した明度の色度を白色点側に調節するように作動し、これにより、明度が達成可能な色域ボリュームの表面側に調節されるようにする。
本明細書中に開示したいずれの方法も、その方法をディスプレイ装置に実行させるためのプログラムを搭載した、非一時的な電子的に読み出し可能な媒体として実現可能である。
本発明を以下の図面を参照しながら説明する。以下の図面において、実質的に同様の部材は同様の参照符号で示す。
図１は、３Ｄディスプレイシステムの一例のブロック図である。 図２は、図１の３Ｄディスプレイシステムのコントローラのブロック図である。 図３は、複数のディスプレイ原色光源に関連付けられた色域を示す色度図である。 図４は、複数のディスプレイ原色光源に関連付けられた仮想色域を示す色度図である。 図５は、３Ｄディスプレイ上に２Ｄ画像を表示する例示的方法の概要を示すフローチャートである。 図６Ａは、映像データを第１および第２の仮想色域値に変換する工程を行う例示的方法の概要を示すフローチャートである。 図６Ｂは、映像データを第１および第２の仮想色域値に変換する工程を行う別の例示的方法の概要を示すフローチャートである。 図６Ｃは、映像データを第１および第２の仮想色域値に変換する工程を行うさらに別の例示的方法の概要を示すフローチャートである。
本発明は、第１の数の原色を定義する映像データを、第２のより大きな数の原色光源色を定義する照射源を用いて表示するディスプレイシステムおよびディスプレイを提供することにより、従来技術の問題を解消する。本発明を完全に理解するために、以下の説明において、多数の詳細事項（例えば、プロジェクタ環境）を述べる。しかし、当業者であれば、それらの詳細事項がなくても本発明が実施可能であることを理解するであろう。他方、本発明が不必要に解りにくくならないように、映像処理における周知の実施方法および構成要素の詳細は省いている。
図１は、２Ｄ映像データを、改善された色域で表示することができる３Ｄディスプレイシステム１００の一例のブロック図である。この例示的な実施形態において、ディスプレイシステム１００は、６つの原色（例えば、レーザー光源）を有する光源１０２と、照射光学系１０４と、分離器１０６と、１つ以上の変調器１０８と、コンバイナ１１０と、投影光学系１１２と、コントローラ１１４とを含む、プロジェクタである。光源１０２は、６つの原色を含む照射ビームを生成し、照射ビームを照射光学系１０４を通して色分離器
１０６へと導く。色分離器１０６は、多色ビームを６つの原色ビームに分離し、各原色ビームを空間光変調器１０８のうちの対応する１つへと導く。原色照射ビームを変調した後、投影光学系１１２は、変調ビームをフォーカスして結像ビームを形成し、これを表示面（不図示）上に投影する。
この例示的な実施形態においては、各原色に対して個々の変調器がある。しかし、フィールドシーケンシャル変調方式を用いれば変調器数を低減することができる。別の例示的な実施形態においては、光源、変調器およびその他のプロジェクタの構成要素を、２つの別々の協働するプロジェクタに分離することができる。さらに別の実施形態においては、例えば二重変調プロジェクタのように、変調器が各原色に対して複数の変調器を含んでいてもよい。
図２は、図１の３Ｄディスプレイシステムのコントローラ１１４の一例のブロック図である。コントローラ１１４は、光源１０２の原色についての情報（例えば、キャリブレーションデータ）を受信および／または格納するための原色特定モジュールを含む。色空間変換モジュール２０４は、必要に応じて、入力２Ｄ映像データを既存の三刺激色空間（例えば、Ｒｅｃ２０２０）に変換する。色域再定義モジュール２０６は、目標とする既存の色域および光源１０２の原色に基づいて、１つ以上の仮想色域を定義する。既存三刺激－仮想色域変換モジュール２０８は、映像データを仮想色域に関連付けられた明度に変換する。その後、仮想色域－原色変換モジュール２１０は、仮想色域の明度を光源の原色に対応する明度に変換し、得られた明度を変調器に提供する。
図３は、複数のディスプレイ原色光源に関連付けられた色域、および、目標とする既存の色域（Ｒｅｃ２０２０）を示すＣＩＥ１９３１色度図である。色域３０２はＲｅｃ２０２０色域である。色域３０４は、プロジェクタが３Ｄモードで動作している時に右目画像用の照射を提供する第１の３つの光源原色（ＲL、ＧLおよびＢL）によって定義される色
域である。色域３０６は、プロジェクタが３Ｄモードで動作している時に左目画像用の照射を提供する第２の３つの光源原色（ＲS、ＧSおよびＢS）によって定義される色域であ
る。色域３０８は、左目用原色および右目用原色を同じ値で駆動することによって定義される色域である。図示のように、色域３０８は、Ｒｅｃ２０２０色域３０２とは顕著に異なっている。
図４は、複数のディスプレイ原色光源から生成される仮想色域を示す色度図である。比較のために、図３の色域３０２、３０６および３０４も示している。仮想色域４０２（色域Ａ）は、Ｒｅｃ２０２０色域３０２を厳密に近似するように、６つの原色光源の組み合わせとして定義される。仮想色域４０４（色域Ｂ）は、６つの原色光源の残余パワーによって定義される。換言すると、色域Ｂは、色域Ａに必要とされる光を減算した後の、６つの原色の残余光出力によって定義される。図示のように、仮想色域４０２（色域Ａ）は、単純総和色域３０８（図３）と比べて、Ｒｅｃ２０２０色域３０２にずっとよく一致している。
本開示のシステムは、（コンテンツが２Ｄであり且つメガネをかけていないにもかかわらず）左目信号および右目信号の駆動を異ならせることによって、２Ｄ画像の色域ボリュームを最適化する。色域ボリュームは、２つの仮想色域：色域Ａおよび色域Ｂに分割される。各色域は、元々の６Ｐ原色の特定混色である仮想原色を用いる。「Ａ」色域は、Ｒｅｃ２０２０にできるだけ近くなるように最適化される。「Ｂ」色域は、６つの原色からの残余エネルギーを用いる。「Ａ」および「Ｂ」色域を図４に示す。「Ａ」色域はＲｅｃ２０２０に非常に近いことに留意する。
「Ａ」および「Ｂ」色域の値は、以下の「混色」行列を用いて６Ｐ原色（ＲL、ＧL、Ｂ
L、ＲS、ＧS、ＢS）に変換することができる。
Figure 0007444919000001
混色行列[BAL]、[BAS]、[BBL]および[BBS]の典型的な値は、
float BAL[3][3]=
[
[ 0.0000f, 0.0000f, 0.0000f ],
[ 0.0000f, 0.2859f, 0.0000f ],
[ 0.0000f, 0.0000f, 0.9578f ]
];
float BAS[3][3] =
[
[ 0.9903f, 0.0000f, 0.0000f ],
[ 0.0097f, 0.7141f, 0.0422f ],
[ 0.0000f, 0.0000f, 0.0000f ]
];
float BBL[3][3] =
[
[ 1.0000f, 0.0000f, 0.0000f ],
[ 0.0000f, 0.7141f, 0.0000f ],
[ 0.0000f, 0.0000f, 0.0422f ]
];
float BBS[3][3] =
[
[ 0.0097f, 0.0000f, 0.0000f ],
[ 0.0000f, 0.2340f, 0.0000f ],
[ 0.0000f, 0.0000f, 1.0000f ]
];
である。
「Ａ」色域を比較的低い輝度レベルに用い、必要に応じて「Ｂ」色域を加えてより高い輝度レベルを得る。「Ａ」色域は輝度範囲のおよそ５０％を使用可能とし、それを超える範囲については、比較的好ましくない「Ｂ」色域を加える。線形輝度範囲の５０％は最後のストップを除く全知覚範囲を表しているので、知覚範囲のほとんどは「Ａ」色域によって対応することができる。その範囲を超える部分については、「Ｂ」色域が加えられ、色域ボリュームは頂上に向かって先細る。よって、知覚範囲の大部分は、おおよそＲｅｃ２０２０色域で得ることができ、それでも全輝度範囲を得ることができる。
「Ｂ」色域は「Ａ」色域外の色度を表すことができるが、高い側の輝度値でのみ利用可能な色度を用いることはカラリストにとって直感に反するものだろう。従って、「Ｂ」色域は、達成可能な「Ｂ」色域と「Ａ」色域との交差部に限定されるであろう。
Ｒｅｃ２０２０色域外の色を使わないようにする要望が業界内にはある。これは、Ｒｅｃ２０２０原色を用いたＲＧＢにおいてソース画像を表し、マイナスの値を禁止することによって容易に達成できる。このようにカラーグレーディングされたコンテンツはＲｅｃ２０２０の外の値を生成することがない。コンテンツは、配信のためにパッケージングされる際に、ＣＩＥ１９３１ＸＹＺ三刺激値で表されるＤＣＩ準拠のパッケージに変換される。ＸＹＺはＲｅｃ２０２０の外の色を表すことができるものであるが、ソースがＲｅｃ２０２０に限定されている限り、ＸＹＺ内で動いても（ｅｘｃｕｒｓｉｏｎ）Ｒｅｃ２０２０を超えることはない。
本開示の方法はこれを実現する様々な手段をカバーしている。最初の２つの方法は、計算効率が良く、単なるフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）回路で容易に実現可能である。３番目の方法は、より計算量が多く、典型的にはグラフィックプロセッサユニット（ＧＰＵ）で実現されるだろう。
方法１－色域スケーリング
この方法においては、２つの関数を定義する。
Figure 0007444919000002
全ての入力三刺激画素値（Ｒ2020と記載）について、「Ａ」および「Ｂ」色域信号は以下のように求められる。
Figure 0007444919000003
Figure 0007444919000004
そして、「Ａ」色域（ＲA、ＧA、ＢA）を表す信号および「Ｂ」色域（ＲB、ＧB、ＢB）を表す信号が、上記の混色行列［ＢAL］、［ＢAS］、［ＢBL］および［ＢBS］に従って６Ｐ原色を駆動する。
この方法においては、利用可能な色域体積内に収まるように、５０％より上の輝度値について、全ＲＧＢ値を白色に向けて動かしている。
方法２－色域クリッピング
この方法においては、２つの関数を定義する。
Figure 0007444919000005
全ての入力三刺激画素値（Ｒ2020と記載）について、完全なクリッピングされていない「Ａ」および「Ｂ」色域信号は以下のように求められる。
Figure 0007444919000006
Figure 0007444919000007
 ただし、［Ｃ］Aおよび［Ｃ］Bは以下に記載するようにして求める。
その後、これらは以下のようにクリッピングされる。
Figure 0007444919000008
 この方法においては、達成可能な色域ボリューム内の値はそのままにしておき、その外の値（マイナスＲＧＢ値を有する）は、マイナス原色（ｎｅｇａｔｉｖｅ ｐｒｉｍａｒ
ｙ）の方向における色域の端でクリッピングされる。
別の方法によれば、代わりに白色側にクリッピングする。
Figure 0007444919000009
 やはり、「Ａ」色域（ＲA、ＧA、ＢA）を表す信号および「Ｂ」色域（ＲB、ＧB、ＢB）を表す信号は、その後、上記混色行列に従って６Ｐ原色を駆動する。
三刺激値を完全なクリッピングされていないＡおよびＢ色域値に変換するために用いられる上記［Ｃ］Aおよび［Ｃ］Bは、以下のようにして求められる。上記のように、仮想Ａおよび仮想Ｂ色域｛ＲA、ＧA、ＢA｝および｛ＲB、ＧB、ＢB｝の２組の三原色は、以下の混色行列に従ってディスプレイのロングおよびショート原色｛ＲL、ＧL、ＢL｝および｛
ＲS、ＧS、ＢS｝に関係している。
Figure 0007444919000010
Figure 0007444919000011
 ｛ＲL、ＧL、ＢL｝および｛ＲS、ＧS、ＢS｝の正規化されたプライマリ行列（ｐｒｉｍａｒｙ ｍａｔｒｉｘ）が既知ならば、｛ＲL、ＧL、ＢL｝および｛ＲS、ＧS、ＢS｝における任意点のＸＹＺ値は
Figure 0007444919000012
 である。
［１］、［２］を代入すると、
Figure 0007444919000013
 となる。
プライマリ行列として表現すると（ただし、［ＰＭ］Aおよび［ＰＭ］Bは正規化されたプライマリ行列ではない。［ＮＰＭ］LLLおよび［ＮＰＭ］SSSの中央の行はそれぞれ合計すると１になるが、［ＰＭ］A,Bは各列の任意の混色を取るので、得られる中央の行は合
計しても１にならない）：
Figure 0007444919000014
 となる。ただし、
[PM]A = [NPM]LLL [BAL] + [NPM]SSS[BAS]
である。同様に、
[PM]B = [NPM]SSS [BBS] + [NPM]LLL[BBL]
である。
Ｒｅｃ２０２０の正規化されたプライマリ行列
[NPM]2020
を与えられれば、
Figure 0007444919000015
 となる。
方法３－色域ボリュームモデル化
この方法においては、低い輝度値について「Ａ」色域および比較的高い輝度値について「Ｂ」色域を用いて達成可能な色域ボリュームをモデル化して、三刺激値が、達成可能な色域ボリューム内に収まるかどうかを決定するためにテストできるようにする。
ある方法においては、達成可能な色域ボリューム内の三刺激値は変更されない。色域ボリューム外の値については、ＲＧＢ値の比は保存されるが、その値は輝度を低減して利用可能な色域ボリューム内に収まるようにスケーリングされる。
別の方法においては、やはり、達成可能な色域ボリューム内の値は変更されない。色域ボリューム外の値については、輝度は保存されるが、色域ボリューム内に収まるように、色度はマスタ白色点（例えば、Ｄ６５００）側に動く。
別の方法においては、色域ボリュームの表面のある閾値以内の三刺激値は、輝度を落とすか、または、色域ボリュームの表面への「ソフトクリップ」を実現するように白色点側に動くだろう。これにより、高輝度飽和色を多く使う場合にアーチファクトを低減し得る。
例示的方法の概要を示すフローチャート
図５は、３Ｄディスプレイ上に２Ｄ画像を表示する例示的方法５００の概要を示すフローチャートである。第１工程５０２において、ある数（例えば、３つ）の原色で定義される既存の色域を特定する。その後、第２工程５０４において、ある光源に関連付けられた異なる数（例えば、６つ）の表示原色を特定する。次に、第３工程５０６において、特定された既存の色域に厳密に近似するように、特定された表示原色の組み合わせに基づいて第１の仮想色域を定義する。第４工程５０８において、表示原色の残余光源パワーに基づいて第２の仮想色域を定義する。その後、第５工程５１０において、映像データを第１および第２の仮想色域の明度に変換する。次に、第６工程５１２において、第１および第２の仮想色域の明度を、表示原色に関連付けられた明度に変換する。その後、第７工程５１４において、表示原色に関連付けられた明度を１つ以上の空間光変調器に提供する。
図６Ａは、映像データを第１および第２の仮想色域に関連付けられた明度に変換する工程を行う例示的方法６００の概要を示すフローチャートである。第１工程６０２において、それ以下であれば色を第１の仮想色域単独で表すことができる輝度レベル（Ｌ）を定義する。その後、第２工程６０４において、映像データの輝度レベルを決定する。次に、第３工程６０６において、映像データの輝度レベルが定義された輝度レベル（Ｌ）以下であるかどうかを決定する。映像データの輝度レベルが定義された輝度レベル（Ｌ）以下であると決定された場合、その後、第４工程６０８において、第１の仮想色域に関連付けられた明度を映像データから生成し、第２の仮想色域に関連付けられた明度をゼロに設定する。
第３工程６０６において、映像データの輝度レベルが、定義された輝度レベル（Ｌ）よりも高いと決定された場合、その後、第５工程６１０において、第１の仮想色域に関連付
けられた明度を、輝度レベル（Ｌ）に対応して生成する。次に、第６工程６１２において、光源の達成可能な色域ボリューム内になるように第２の色域をスケーリングする。その後、第７工程６１４において、第２の仮想色域に関連付けられた強度レベルを、映像データの輝度レベルが、定義された輝度レベル（Ｌ）をどれだけ上回るかに対応して生成する。
図６Ｂは、映像データを第１および第２の仮想色域に関連付けられた明度に変換する工程を行う別の例示的方法６２０の概要を示すフローチャートである。第１工程６２２において、それ以下であれば色を第１の仮想色域単独で表すことができる輝度レベル（Ｌ）を定義する。その後、第２工程６２４において、映像データの輝度レベルを決定する。次に、第３工程６２６において、映像データの輝度レベルが、定義された輝度レベル（Ｌ）以下であるかどうかを決定する。映像データの輝度レベルが、定義された輝度レベル（Ｌ）以下であると決定された場合、その後、第４工程６２８において、映像データから第１の仮想色域に関連付けられた明度を生成し、第２の仮想色域に関連付けられた明度をゼロに設定する。
第３工程６２６において、映像データの輝度レベルが、定義された輝度レベル（Ｌ）よりも高いと決定された場合、その後、第５工程６３０において、第１の仮想色域に関連付けられた明度を、輝度レベル（Ｌ）に対応して生成する。次に、第６工程６３２において、第２の仮想色域に関連付けられた強度レベルを、映像データの輝度レベルが、定義された輝度レベル（Ｌ）をどれだけ上回るかに対応して生成する。その後、第７工程６３４において、第１および第２の仮想色域に関連付けられた明度を達成可能な色域ボリューム内に収まるようにクリッピングする。
図６Ｃは、映像データを第１および第２の仮想色域値に変換する工程を行うさらに別の例示的方法６４０の概要を示すフローチャートである。第１工程６４２において、光源の達成可能な色域ボリュームを、所定の輝度レベル（Ｌ）以下の輝度値について第１の仮想色域を用いてモデル化する。その後、第２工程６４４において、映像データを第１および第２の仮想色域に関連付けられた明度に変換する。次に、第３工程６４６において、第１および第２の仮想色域に関連付けられた明度がモデル化された色域ボリューム内に収まるかどうかを決定する。第１および第２の仮想色域に関連付けられた明度がモデル化された色域ボリューム内に収まる場合、方法６４０は終了する。そうでない場合、第１および第２の仮想色域に関連付けられた明度を以下のオプショナルな工程の１つに従って変更する。オプショナルな第４工程６４８においては、第１および第２の仮想色域に関連付けられた明度の輝度を、データの原色バランスを保ちながら、モデル化された色域ボリューム内に明度が収まるまで、低減する。オプショナルな第５工程６５０においては、第１および第２の仮想色域に関連付けられた明度の輝度は保つが、色度はモデル化された色域ボリューム内に明度が収まるまで白色点側に調節される。オプショナルな第６工程６５２においては、第１および第２の仮想色域に関連付けられた明度の輝度は低減し、第１および第２の仮想色域に関連付けられた明度がモデル化された色域ボリューム内に収まるまで、色度は白色点側に調節され、これにより、色域ボリュームの表面への「ソフトクリップ」を実現する。
以上、本発明の具体的な実施形態を説明した。上記した特徴の多くは、本発明の範囲から逸脱することなく置換、変更または省略し得る。例えば、例示的な実施形態はプロジェクタとして示している。しかし、本発明の方法および構成要素はカラーグレーディングデスクに採用することができる。別の選択肢として、本開示の方法および構成要素は、カラーグレーディングデスクとプロジェクタまたは他のディスプレイとの間に介在する中間装置において具現化することができる。ここに示した具体的な実施形態の上記およびその他の変形例は、特に上記開示内容を鑑みれば、当業者には明白であろう。

Claims (20)

  1. 画像データを表示する方法であって、
    所定数の原色によって定義された既存の色域に関連付けられたフォーマットを有する映像データを受信することと、
    前記既存の色域を近似するために、光源に関連付けられた表示原色の数の組み合わせに基づいて第１の仮想色域を定義することであって、前記光源に関連付けられた前記表示原色の数が前記既存の色域を定義する原色の数を上回る、ことと、
    前記第１の仮想色域を考慮した前記光源の残余パワーに基づいて第２の仮想色域を定義することと、
    前記映像データによって示される輝度レベルを決定することと、
    前記映像データによって示される前記輝度レベルに基づいて、前記第１の仮想色域に関連付けられた強度値を生成し、前記映像データによって示される前記輝度レベルに基づいて、前記第２の仮想色域に関連付けられた強度値を生成することであって、ここで、前記第１の仮想色域のみが前記光源に関連付けられた輝度範囲の下部における輝度レベルに用いられ、前記第１の仮想色域および前記第２の仮想色域の両方が前記光源に関連付けられた前記輝度範囲の上部における輝度レベルに用いられる、ことと、
    前記第１の仮想色域に関連付けられた前記強度値と、前記第２の仮想色域に関連付けられた前記強度値との加重組み合わせを演算するための第１および第２混色行列を受信することと、
    前記第１の仮想色域に関連付けられた前記強度値と、前記第２の仮想色域に関連付けられた前記強度値との加重組み合わせを演算することで、前記光源の表示原色に関連付けられた強度値を生成することであって、ここで、前記加重組み合わせは、前記第１混色行列を前記第１の仮想色域に関連付けられた前記強度値に適用し、かつ、前記第２混色行列を前記第２の仮想色域に関連付けられた前記強度値に適用し、かつ、これらの結果を加算することで演算される、ことと、
    前記所定数の原色に関連付けられた前記強度値を空間光変調器に提供することと、
    を包含する方法。
  2. 前記既存の色域はＲｅｃ２０２０色域である、請求項１に記載の方法。
  3. 前記表示原色の数は、前記映像データの強度値に対応する色の数の２倍である、請求項１に記載の方法。
  4. 前記表示原色の数は６であり、前記映像データの前記強度値に対応する前記色の数は３以下である、請求項３に記載の方法。
  5. 前記映像データによって示される前記輝度レベルを決定することは、前記映像データによって表される前記数の色のうちの各色について別々の輝度レベルを決定することを含む、請求項１に記載の方法。
  6. 前記第２の仮想色域を白色側に圧縮することをさらに包含する、請求項１に記載の方法。
  7. 前記第１の仮想色域および前記第２の仮想色域の少なくとも一方の強度値を白色側にクリッピングすることをさらに包含する、請求項１に記載の方法。
  8. 前記光源の達成可能な色域ボリュームの外側にある前記第１の仮想色域および／または前記第２の仮想色域の値を前記達成可能な色域ボリューム側にクリッピングすることをさらに包含する、請求項１に記載の方法。
  9. 前記光源の達成可能な色域ボリューム内にある前記第１の仮想色域および前記第２の仮想色域の値をクリッピングせずに、前記達成可能な色域ボリュームの外側にある前記第１の仮想色域および／または前記第２の仮想色域の値を前記達成可能な色域ボリューム側にクリッピングすることをさらに包含する、請求項１に記載の方法。
  10. 前記第１の仮想色域は、関連する強度値を有する少なくとも３つの仮想原色を有し、前記第２の仮想色域は、関連する強度値を有する少なくとも３つの仮想原色を有し、
    前記映像データ中の少なくとも１つの画像フレームについて、前記第１の仮想色域の前記３つの仮想原色に関連付けられた前記強度値の中から最マイナス強度値を特定することと、
    前記第１の仮想色域の３つの仮想原色の全ての前記強度値から、特定した前記最マイナス強度値を減算することと、
    前記映像データ中の前記少なくとも１つの画像フレームについて、前記第２の仮想色域の前記３つの仮想原色に関連付けられた前記強度値の中から最マイナス強度値を特定することと、
    前記第２の仮想色域の３つの仮想原色の全ての前記強度値から、特定した前記最マイナス強度値を減算することと、
    をさらに包含する、請求項１に記載の方法。
  11. プロセッサまたは処理システムによって実行されるとき、前記プロセッサまたは前記処理システムに請求項１から１０のいずれかの方法を実行させる命令を含むコンピュータプログラム。
  12. ある数の表示原色を有する光源と、
    前記光源に照射される空間光変調器と、
    所定数の原色によって定義された既存の色域に関連付けられたフォーマットを有する映像データを受信し、
    前記既存の色域を近似するために、前記光源に関連付けられた表示原色の数の組み合わせに基づいて第１の仮想色域を定義し、ここで、前記光源に関連付けられた前記表示原色の数が前記既存の色域を定義する原色の数を上回り、
    前記第１の仮想色域を考慮した前記光源の残余パワーに基づいて第２の仮想色域を定義し、
    前記映像データによって示される輝度レベルを決定し、
    前記映像データによって示される前記輝度レベルに基づいて、前記第１の仮想色域に関連付けられた強度値を生成し、前記映像データによって示される前記輝度レベルに基づいて、前記第２の仮想色域に関連付けられた強度値を生成し、ここで、前記第１の仮想色域のみが前記光源に関連付けられた輝度範囲の下部における輝度レベルに用いられ、前記第１の仮想色域および前記第２の仮想色域の両方が前記光源に関連付けられた前記輝度範囲の上部における輝度レベルに用いられ、
    前記第１の仮想色域に関連付けられた前記強度値と、前記第２の仮想色域に関連付けられた前記強度値との加重組み合わせを演算するための第１および第２混色行列を受信し、
    前記第１の仮想色域に関連付けられた前記強度値と、前記第２の仮想色域に関連付けられた前記強度値との加重組み合わせを演算することで、前記光源の表示原色に関連付けられた強度値を生成し、ここで、前記加重組み合わせは、前記第１混色行列を前記第１の仮想色域に関連付けられた前記強度値に適用し、かつ、前記第２混色行列を前記第２の仮想色域に関連付けられた前記強度値に適用し、かつ、これらの結果を加算することで演算され、
    前記原色に関連付けられた前記強度値を空間光変調器に提供するように構成されたコントローラと、
    を備えるディスプレイ。
  13. 前記既存の色域はＲｅｃ２０２０色域である、請求項１２に記載のディスプレイ。
  14. 前記表示原色の数は、前記映像データの強度値に対応する色の数の２倍である、請求項１２に記載のディスプレイ。
  15. 前記コントローラは、前記映像データによって表される前記数の色のうちの各色について別々の輝度レベルを決定することで、前記映像データによって示される前記輝度レベルを決定するように構成されている、請求項１２に記載のディスプレイ。
  16. 前記コントローラは、前記第２の仮想色域を白色側に圧縮するように構成されている、請求項１２に記載のディスプレイ。
  17. 前記コントローラは、前記第１の仮想色域および前記第２の仮想色域の少なくとも一方の強度値を白色側にクリッピングするように構成されている、請求項１２に記載のディスプレイ。
  18. 前記コントローラは、前記光源の達成可能な色域ボリュームの外側にある前記第１の仮想色域および／または前記第２の仮想色域の値を前記達成可能な色域ボリューム側にクリッピングするように構成されている、請求項１２に記載のディスプレイ。
  19. 前記コントローラは、前記光源の達成可能な色域ボリューム内にある前記第１の仮想色域および前記第２の仮想色域の値をクリッピングせずに、前記達成可能な色域ボリュームの外側にある前記第１の仮想色域および／または前記第２の仮想色域の値を前記達成可能な色域ボリューム側にクリッピングするように構成されている、請求項１２に記載のディスプレイ。
  20. 前記第１の仮想色域は、関連する強度値を有する少なくとも３つの仮想原色を有し、前記第２の仮想色域は、関連する強度値を有する少なくとも３つの仮想原色を有し、
    前記コントローラは、
    前記映像データ中の少なくとも１つの画像フレームについて、前記第１の仮想色域の前記３つの仮想原色に関連付けられた前記強度値の中から最マイナス強度値を特定し、
    前記第１の仮想色域の３つの仮想原色の全ての前記強度値から、特定した前記最マイナス強度値を減算し、
    前記映像データ中の前記少なくとも１つの画像フレームについて、前記第２の仮想色域の前記３つの仮想原色に関連付けられた前記強度値の中から最マイナス強度値を特定し、
    前記第２の仮想色域の３つの仮想原色の全ての前記強度値から、特定した前記最マイナス強度値を減算するように構成されている、請求項１２に記載のディスプレイ。
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