ルックアップテーブル作成方法
【課題】理想的な色に対する実際の表示色との差違を直感的にかつ定量的に評価し、基準となる色への変換を簡単かつ正確に行うこと。
【解決手段】ルックアップテーブルは次のように作成される。まず、カラー画像発生装置11から表示装置12に向けて出力された色信号をルックアップテーブルを用いて変換する。続いて、変換された色信号に基づいて表示装置が発した光の波長強度分布を測定する。続いて、その分布からXYZ値を算出し、XYZ値とRGB値とを関連付けるマトリックスデータを用いてそのXYZ値を第1のRGB値に換算する。また、カラー画像発生装置11からの色信号に基づいて第2のRGB値を算出する。そして、第1のRGB値と第2のRGB値とを比較してルックアップテーブルを修正する。
【解決手段】ルックアップテーブルは次のように作成される。まず、カラー画像発生装置11から表示装置12に向けて出力された色信号をルックアップテーブルを用いて変換する。続いて、変換された色信号に基づいて表示装置が発した光の波長強度分布を測定する。続いて、その分布からXYZ値を算出し、XYZ値とRGB値とを関連付けるマトリックスデータを用いてそのXYZ値を第1のRGB値に換算する。また、カラー画像発生装置11からの色信号に基づいて第2のRGB値を算出する。そして、第1のRGB値と第2のRGB値とを比較してルックアップテーブルを修正する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、表示装置に表示される色や撮像装置で取得した色を適正化するためのルックアップテーブル作成方法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来から、表示装置に表示される色の評価には、国際照明委員会(CIE)で規定されたXYZ表色系やUCS表色系等の表色系が用いられている。以下の特許文献1及び特許文献2に開示されたルックアップテーブル作成方法は、このような表色系を用いて、表示装置に表示された色を評価するものである。また、色域変換に用いる三次元ルックアップテーブルを作成する方法として、下記特許文献3に記載のものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2002−209230号公報
【特許文献2】特開2002−218261号公報
【特許文献3】特開2008−85980号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、従来の色評価に用いられる色度図は色空間が歪められた図である。また、従来の色度図では、原色や二次色の位置の対称性が悪く、白が原点に位置していない。したがって、従来の色度図では、表示装置が表示すべき理想の色や撮像装置で取得すべき理想の色に対する実際の色の差異が色空間上で把握し難いものとなっている。
【0005】
また、表示装置や撮像装置が高精細になって装置の画素同士が接近することで、隣接画素間のクロストークが無視できなくなる。また、液晶ディスプレイ等においては、カラーフィルタの位置ずれ等も生じ易い。これらの要因により、中間色が理想の状態からずれて表示されてしまうが、そのようなずれを簡易に観察、検査、評価することはできない。
【0006】
また、三次元ルックアップテーブルを当該テーブルの各格子点の情報を基に修正することは、格子点数が非常に多いために困難であり、個々の表示装置及び撮像装置について簡単に測色して補正値を得ることは難しい。また、たとえ格子点数分の情報を求めたとしても、テーブルに含まれる修正値を補間して求める必要があり、不正確な結果を得てしまう可能性がある。
【0007】
そこで本発明は、理想的な色に対する実際の表示色との差違を直感的にかつ定量的に評価し、基準となる色への変換を簡単かつ正確に行うことが可能なルックアップテーブル作成方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明のルックアップテーブル作成方法は、カラー画像発生手段が色信号を表示装置に向けて出力するカラー画像発生ステップと、ルックアップテーブルを第1記憶手段から読み出し、該ルックアップテーブルを用いて、カラー画像発生手段から表示装置に送られる色信号を変換する変換ステップと、表示装置からの光の波長強度分布又は該光に基づく三刺激値を測定する測定ステップと、波長強度分布又は三刺激値から得られるXYZ値又は色度xyzとRGB値とを関連付けるマトリックスデータを第2記憶手段から読み出し、該マトリックスデータを用いて、測定ステップにおいて得られるXYZ値を第1のRGB値に換算する第1算出ステップと、カラー画像発生手段から入力された色信号に基づいて第2のRGB値を算出する第2算出ステップと、第1のRGB値と第2のRGB値とを比較して、第1記憶手段内のルックアップテーブルを修正する修正ステップと、を含む。
【0009】
このルックアップテーブル作成方法によれば、測定結果に基づいて算出されたRGB値(測定値)と入力信号に基づいて算出されたRGB値(基準値)とを比較することで測定値のずれを簡単かつ定量的にすることができる。また、当該比較に基づいてルックアップテーブルを修正することで、基準となる色への変換を簡単かつ正確に行うことができる。
【0010】
本発明のルックアップテーブル作成方法は、第1のRGB値に基づいて第1の色相及び彩度を算出し、該第1の色相及び彩度の位置を示す第1の分布図を作成する第1作成ステップと、第2のRGB値に基づいて第2の色相及び彩度を算出し、該第2の色相及び彩度の位置を示す第2の分布図を作成する第2作成ステップと、第1の分布図及び第2の分布図を出力する出力ステップと、を更に含んでもよい。ここで、第1の分布図及び第2の分布図は、色相を偏角とし彩度を動径とする分布図である。
【0011】
この場合には、表示装置が発した色の色相及び彩度の位置が、色相を偏角とし彩度を動径とする分布図で示されるので、表示装置からの発色が赤・緑・青のどの方向にずれているかを直感的に且つ定量的に知ることができる。また、第1の分布図はマトリックスデータに基づいて作成されるので、第1の分布図と第2の分布図とを比較することで、測定値に基づく色相及び彩度の位置(第1の分布図で示される位置)とそれらの理想の位置(第2の分布図で示される位置)との差異を定量的に把握できる。更に、ルックアップテーブルが正しく作用しているか否かを分布図に基づいて検査し、必要であれば、当該テーブルを自動的に修正するだけでなく人為的に簡単に修正することも可能である。
【0012】
本発明のルックアップテーブル作成方法では、マトリックスデータは、表示装置の最大彩度の赤・緑・青、及び白のXYZ値に基づいて算出されるか、又は、所定の色空間の基準XYZ値と基準色温度とに基づいて算出されてもよい。前者の場合には、表示装置自体の白色点を中心として最大彩度の点がRGBの最大値になるように変換されるので、表示装置自体のガンマ特性を容易に評価できる。後者の場合には、規格値が基準になるので、その規格値からのずれを評価できる。
【0013】
本発明のルックアップテーブル作成方法では、カラー画像発生手段は、選択した色若しくはランダムに発生させた色を表示装置に出力するか、又は、該選択した色若しくはランダムに発生させた色を表示装置から出力したものを撮像装置により取得し記録した色を再び表示装置に出力してもよい。
【0014】
色を任意に選択して表示することで、ルックアップテーブル内において格子点を均等に割り付けたり、視覚的に敏感な領域に多くの修正点を設けたりすることが可能となる。また、ランダムに修正点を設けることもできる。また、修正が完了したルックアップテーブルを用いる表示装置が発した色を撮像装置で取得して再び表示装置から発色させることで、撮像装置自体の色評価を行ったり、撮像装置が用いるルックアップテーブルを修正したりすることができる。
【0015】
本発明のルックアップテーブル作成方法では、カラー画像発生手段は、赤・緑・青の強度を変化させたパターンと、黄・シアン・マゼンタの彩度を変化させたパターンと、彩度を一定として色相方向に0度以上360度未満変化させたパターンの色とを表示装置に出力し、修正ステップでは、第1のRGB値及び第2のRGB値から得られる少なくとも12種類のガンマ特性に基づいてルックアップテーブルを修正してもよい。
【0016】
赤・緑・青の強度変化により単色のガンマ特性が得られ、黄・シアン・マゼンタの彩度を変化させると、それぞれの補色である青・赤・緑のガンマ特性が得られる。ただし、後者においては補色以外の2色は同じRGB値である。また、彩度を一定にして色相方向に0度以上360度未満の角度で色味を変化させると、RGBのうちの一色が変化し、他の二色は強度を有するが変化しない状態にすることができる。特に、彩度を最大にして変化させると、RGBのうち一つが0、もう一つが最大、残り一つが変化するという状態を作ることができる。したがって、これらを組み合わせると12種類のガンマ特性を得ることができ、RGB色立体の各辺をなぞったことと等価になる。このようにガンマ特性を得ることで、画素間にクロストークが発生した状態を評価してルックアップテーブルを修正することができる。なお、強度とは明るさのことを表し、以下同様である。
【0017】
本発明のルックアップテーブル作成方法では、修正ステップにて、少なくとも12種類のガンマ特性を用いて算出した修正値に基づいてルックアップテーブルを修正し、変換ステップでは、修正されたルックアップテーブルに基づいてRGB色立体の内部の修正量を推定して色信号を変換してもよい。この場合には、例えば三次元ルックアップテーブルに代えて12個の一次元ルックアップテーブルを用いることになるので、はるかに少ない点数で色立体内の修正量を推定できる。また、RGB色立体の各辺に相当するルックアップテーブルに基づいて色立体内部の修正量を精度良く補間することができる。
【0018】
本発明のルックアップテーブル作成方法では、変換ステップにて、RGB色立体において互いに平行な辺からの距離に応じて、該RGB色立体の内部の修正量を決定してもよい。これにより、修正量の計算が非常に簡単になり、計算時間を短縮することができる。
【0019】
本発明のルックアップテーブル作成方法では、測定ステップにて、XYZ等色関数に対応する透過スペクトルを有するカラーフィルタを用いた測色計、又は、入力する光を分光して波長成分毎の光の強度を取得する分光測色計により、光の波長強度分布又は三刺激値が測定されてもよい。カラーフィルタを用いた測色計は、簡易な装置であるという利点を有する。また、分光測色計は、波長強度分布を出力することができるので、上記分布図と共に波長強度分布を提供することができ、発色方式の異なる表示装置の波長強度分布の違いによる表色値の微妙な差異などの情報を提供することもできる。
【0020】
本発明のルックアップテーブル作成方法では、分光測色計は、光を受ける端面を有する光ファイバと、光ファイバの端面と表示装置との距離を規定するためのアダプタと、光ファイバから出力される光を分光する分光素子と、分光素子によって分光された光を波長成分ごとに受光する複数の受光素子と、を有してもよい。かかる分光測色計によれば、アダプタによって光ファイバ端面と表示装置との間の距離を略一定に保つことが出来るので、安定したスペクトル分布の取得が可能となる。また、光ファイバの開口数(NA)に相当するエリアが測定されるので、表示装置の比較的狭い領域の状態を知ることが可能になる。すなわち、色に関する表示装置の不均一性を評価できる。
【0021】
本発明のルックアップテーブル作成方法では、第1作成ステップにて、第1のRGB値を用いて、次式(1a)及び(1b)、又は、次式(1a)及び(1c)に基づき色相H及び彩度Sを求めてもよい。
【数1】
ここで、a及びbは定数であり、MIN,MAXはそれぞれ、RGB値のうちの最大値、最小値である。また、Iは彩度Sを無次元量にするための規格化定数であり、以下のように定義される。なお、定数Iの定義は下記に限定されない。
【数2】
【0022】
このような計算によって得られる色相及び彩度を分布図上に表示させることにより、a=b=1の場合には、各分布図上において、赤・緑・青の位置関係を正三角形とし、黄・シアン・マゼンタの位置関係を正三角形とすることができる。また、白が各分布図の原点となる。したがって、非常に理解し易い分布図が得られる。さらに、当該分布図はベクトルスコープ的な表示となる。また、a及びbの値を選択することにより所望の色領域を拡大できる。
【0023】
本発明のルックアップテーブル作成方法では、第1作成ステップにて、第1のRGB値を用いて、次式(2)に基づき色相H及び彩度Sを求めてもよい。
【数3】
ここで、a及びbは定数である。また、Jは彩度Sを無次元量にするための規格化定数であり、以下のように定義される。なお、定数Jの定義は下記に限定されない。
【数4】
【0024】
このような計算によって得られる各分布図の第1象限では、二次色が座標軸の正の方向に位置し、45度方向に原色が位置する。さらに、当該分布図において、各座標軸の負の方向は、二次色の補色である原色を表す方向となる。したがって、この分布図を用いることにより、理想の色に近づけるための補正すべき原色の決定及び当該原色の補正量の決定が容易になる。
【発明の効果】
【0025】
このようなルックアップテーブル作成方法によれば、理想的な色に対する実際の表示色との差違を直感的にかつ定量的に評価し、基準となる色への変換を簡単かつ正確に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【0026】
【図1】実施形態に係る色評価システムを示すブロック図である。
【図2】図1における測定ユニットを示す斜視図である。
【図3】XYZ等色関数を示す図である。
【図4】実施形態に係るルックアップテーブル作成方法を示すフローチャートである。
【図5】図1における色評価システムにより表示される分布図の例を示す図である。
【図6】図1における色評価システムにより表示される分布図の例を示す図である。
【図7】ブラウン管に関する分布図の例を示す図である。
【図8】冷陰極管を用いた液晶モニタに関する分布図の例を示す図である。
【図9】三色LEDを用いた液晶モニタに関する分布図の例を示す図である。
【図10】ガンマ特性の測定方法と表色系との関係を示す図である。
【図11】ガンマ特性の測定方法とRGB色立体との関係を示す図である。
【図12】12種類のガンマ曲線の例を示す図である。
【図13】12種類のガンマ曲線の例を示す図である。
【図14】12種類のガンマ曲線の例を示す図である。
【図15】RGB色立体における出力値の分布を模式的に示す図である。
【図16】別の実施形態に係る色評価システムを示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【0027】
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一又は同等の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【0028】
まず、実施形態に係る色評価システム1の機能及び構成を説明する。図1に示すように、色評価システム1はカラー画像発生装置11、表示装置12、測定ユニット13、マトリックス記憶部14、第1演算部15、第2演算部16、ディスプレイ17、信号変換部20及びテーブル修正部21を備えている。色評価システム1は、カラー画像発生装置11から表示装置12に送られる信号(例えばRGB信号やYPbPr信号など)を変換し、変換された信号に基づいて表示装置12が表示するパターンの色を評価するコンピュータシステムである。
【0029】
信号変換部20は、予め内部に記憶しているルックアップテーブルを用いて、カラー画像発生装置11から表示装置12に送られる色信号を変換する手段である。色信号が入力されると、信号変換部20はそのルックアップテーブルを読み出して色信号を変換し、変換した信号を表示装置12に出力する。ルックアップテーブルの初期値は、カラー画像発生装置11からの信号をそのまま出力するように設定されている。このルックアップテーブルは、後述するテーブル修正部21により補正され得る。
【0030】
信号変換部20はルックアップテーブルに基づいてRGB色立体の内部の修正値を推定し、その推定結果も用いて色信号を変換する。この推定処理は後述するガンマ特性とも関係するので、処理の詳細は後述する。
【0031】
測定ユニット13は、表示装置12から発せられる光の波長強度分布を測定し取得する手段である。図2に示すように、測定ユニット13は光ファイバ13a、分光器13b、及びアダプタ13cを有している。分光器13bは、反射型回折格子13d及びラインセンサ13eを含んでいる。
【0032】
測定ユニット13では、光ファイバ13aの一端面に表示装置12からの光が入射し、その光が光ファイバ13aの他端面から出射して反射型回折格子13dに入射する。反射型回折格子13dは、入射する光を波長によって異なる方向に反射し、ラインセンサ13eがそれぞれの波長成分の光を受光する。ラインセンサ13eは受けた光の強度に応じた信号を出力する。
【0033】
アダプタ13cは、表示装置12の表面と光ファイバ13aの一端面との距離を一定に保つ部品である。このアダプタ13cは、円筒形状又はコーン状の筒形状を有しており、その内部に光ファイバを保持する。アダプタ13cの内面は、黒塗り等によって、外部からの光の侵入を防ぐ機能を有している。かかるアダプタ13cによって、測定ユニット13は表示装置12からの光の波長強度分布を安定的に測定できる。
【0034】
測定ユニット13は、波長強度分布を測定することに代えて、三刺激値(XYZ値)を測定する測色計であってもよい。例えば、XYZの等色関数の透過度を有する三つのカラーフィルタと、三つの受光素子とを備える測色計を用いることができる。カラーフィルタを用いた測色計は、簡易な装置であるという利点を有する。なお、特願2009−209625号明細書には測定ユニット13の他の変形例が記載されている。
【0035】
マトリックス記憶部14は、波長強度分布又は三刺激値から得られるXYZ値又は色度xyzとRGB値とを関連付けるマトリックスデータを記憶する手段である。マトリックスは以下の理論で算出される。
【0036】
XYZ値とRGB値との関係を、X=aR+bG+cB、Y=dR+eG+fB、Z=gR+hG+iBという三つの式で定義する。色度xyについては、x=X/(X+Y+Z)、y=Y/(X+Y+Z)という二つの式で定義する。このように、RGB値とXYZ値との関係は独立した3個の式で求まり、色度xyzとXYZ値との関係は比で与えられるので、RGB値と色度xyzとの関係は独立した4個の式により定まる。
【0037】
RGB値と色度xyzとを関連付ける方法には、規格値に合わせる方法と、実測値に合わせる方法の二種類がある。規格値に合わせると、表示装置12の実際の規格値に対するずれを測定できる。一方、実測値に合わせると、表示装置12の光学的な表示能力の最大性能を容易に評価できる。この理由は、スペクトル分布が個々の表示装置で異なるために最大彩度は通常、規格値よりも大きめに設定してあるからである。すなわち、色域は規格値よりも若干大きく、それを電気的な調整により規格値付近に合わせていることが多いからである。
【0038】
まず、規格値に合わせる方法について述べる。色空間の規格としてはs−RGBやAdobe RGB等があるが、ここではAdobe RGBに関して述べる(Adobeはアドビ・システムズ社の商標)。Adobe RGBでは、最大彩度の赤・緑・青の色度(x,y)はそれぞれ、(0.64,0.33),(0.21,0.71),(0.15,0.06)となる。また、白は色温度等により定める。例えば、D65の場合には白の色度(x,y)が(0.3127,0.329)であるとする。このとき、RGB値とXYZ値との関係(マトリックス)は下記のように定まる。
R=1.80397X−0.49925Y−0.30461Z
G=−0.85643X+1.65762Y+0.03672Z
B=0.01188X−0.10458Y+0.89702Z …(3)
この式群(3)を逆変換すれば下記の関係(マトリックス)が得られる。
X=0.57667R+0.18556G+0.18823B
Y=0.29734R+0.62737G+0.07529B
Z=0.02703R+0.07069G+0.99133B …(4)
なお、上記規格値は最大彩度のRGB及び色度xyを指定するものなので、規格値を任意の値にしても同様に計算できることは言うまでもない。
【0039】
次に、実測値に合わせる方法について述べる。表示装置のスペクトル分布は装置の種類によって異なるので、最大彩度のRGB値を表示してもその色度xyzは表示装置毎に異なる。そこで、カラー画像発生装置11で最大彩度の赤・緑・青、及び白を発生させ、表示装置12から発色させる。そして、発せられた色を測色計で測定して、後述する式(5)によりXYZ値を求める。続いて、そのXYZ値を色度xyzに変換し、RGBとXYZとの変換式(マトリックス)を求める。更に、規格値の場合と同様にマトリックスの逆変換式も求めておく。当然ながらこの場合には、上記のマトリックスとは要素の異なるマトリックスが得られる。
【0040】
マトリックス記憶部14は、上記のように算出されたマトリックスのデータを記憶する。以下では、説明を簡単にするために、実測値に基づくマトリックスデータがマトリックス記憶部14に記憶されているものとして説明する。
【0041】
第1演算部15は、マトリックスデータを用いてXYZ値をRGB値に換算し、該RGB値に基づいて色相及び彩度を算出し、色相及び彩度の位置を示す分布図(第1の分布図)を作成する手段である。
【0042】
第1演算部15は測定ユニット13によって測定された波長強度分布を下記式(5)に適用してXYZ値を算出する。
【数5】
ここで、S(λ)は波長強度分布であり、x(λ),y(λ),z(λ)はそれぞれ、図3に示すようなx,y,zの等色関数であり、Kは任意の定数である。なお、測定ユニット13が上述した測色計の場合には、第1演算部15は測定ユニット13によって生成されるデータの三刺激値をXYZ値として用いることができる。
【0043】
続いて、第1演算部15はマトリックス記憶部14から読み出したマトリックスデータで示される変換式(例えば上記式群(3))にそのXYZ値を適用することでRGB値を算出する。なお、測定ユニット13から波長強度分布が得られる場合には、第1演算部15はRGB等色関数r(λ),g(λ),b(λ)を用いて、波長強度分布からRGB値を直接算出することもできる。この場合には、上記式(5)のx(λ),y(λ),z(λ)をそれぞれr(λ),g(λ),b(λ)に置き換えればよい。
【0044】
続いて、第1演算部15は算出したRGB値を上記式(1a),(1b)に適用することで色相H及び彩度Sを求める。式(1a),(1b)における定数a,bは任意であるが、以下の説明ではa=b=1とする。なお、式(1b)の代わりに式(1c)が用いられてもよい。また、第1演算部15はRGB値を上記式(2)に適用して色相H及び彩度Sを算出してもよい。式(2)における定数a,bも任意であるが、以下の説明ではa=b=1とする。なお、a<0であれば、色相の回る方向が逆向きになる。また、|a|≦1,b>1とすれば、測定したい色(例えば、人間の肌の色のような、人間が敏感に違いを感じる色)の領域を実質的に拡大することができる。
【0045】
続いて、第1演算部15は、色相を偏角方向にとり彩度を動径方向にとった分布図であって、求めた色相H及び彩度Sの位置を示す分布図を作成し、分布図のデータをディスプレイ17に出力する。また、第1演算部15は算出したRGB値をテーブル修正部21に出力する。
【0046】
第2演算部16は、カラー画像発生装置11から入力された信号に基づいてRGB値を算出し、そのRGB値に基づいて色相及び彩度を算出し、色相及び彩度の位置を示す分布図(第2の分布図)を作成する手段である。
【0047】
第2演算部16は、カラー画像発生装置11が表示装置12に向けて出力される信号と同じ信号を受け、その信号からRGB値を得る。入力信号がRGB信号であればその信号がそのままRGB値として利用され、YPbPr信号であればその信号が公知の手法でRGB値に変換される。続いて、第2演算部16は入力信号に基づくRGB値を式(1a),(1b)、又は式(1a)及び(1c)に適用することで色相H及び彩度Sを算出する。このとき、第2演算部16は式(2)により色相H及び彩度Sを算出してもよい。そして、第2演算部16は、色相を偏角方向にとり彩度を動径方向にとった分布図であって、色相H及び彩度Sの位置を示す分布図を作成し、分布図のデータをディスプレイ17に出力する。また、第2演算部16は算出したRGB値をテーブル修正部21に出力する。
【0048】
色評価システム1では、第1及び第2の分布図がディスプレイ17に表示される。なお、ディスプレイ17を省略し、これらの分布図をシステム外の表示装置や記憶装置に供給してもよい。その場合には、第1演算部15及び第2演算部16が出力手段となりうる。また、ディスプレイ17の省略に合わせて、第1演算部15及び第2演算部16の分布図作成機能を省略してもよい。
【0049】
テーブル修正部21は、信号変換部20内のルックアップテーブルを修正(作成)する手段である。この処理は後述するガンマ特性とも関係するので、処理の詳細は後述する。
【0050】
以下、色評価システム1の動作、及び本実施形態に係るルックアップテーブル作成方法について図4を参照しつつ説明する。図4に示すように、本実施形態ではまず、カラー画像発生装置11が信号変換部20及び第2演算部16に向けて色信号を出力する(ステップS11、カラー画像発生ステップ)。その後の処理は、第1演算部15による測定値算出処理と第2演算部16による入力値算出処理とに分かれる。
【0051】
測定値の算出は次の通りである。まず、信号変換部20がルックアップテーブルを参照して色信号を変換し、変換した信号を表示装置12に出力する(ステップS12、変換ステップ)。続いて、測定ユニット13が表示装置12からの光の波長強度分布を測定する(ステップS13、測定ステップ)。続いて、第1演算部15がその波長強度分布から算出したXYZ値とマトリックス記憶部14から読み出したマトリックスデータとに基づいてRGB値を算出する(ステップS14、第1算出ステップ)。続いて、第1演算部15は算出したRGB値に基づいて色相H及び彩度Sを算出し(ステップS15)、その色相H及び彩度Sを用いて第1の分布図を作成する(ステップS16)。ステップS15,S16は第1作成ステップといえる。
【0052】
入力値の算出は次の通りである。第2演算部16は、まずカラー画像発生装置11からの信号に基づいてRGB値を算出する(ステップS17、第2算出ステップ)。続いて、第2演算部16はそのRGB値に基づいて色相H及び彩度Sを算出し(ステップS18)、その色相H及び彩度Sを用いて第2の分布図を作成する(ステップS19)。したがって、ステップS18,S19は第2作成ステップといえる。
【0053】
作成された第1及び第2の分布図はディスプレイ17上に表示される(ステップS20、出力ステップ)。また、各演算部15,16で算出されたRGB値に基づいて、テーブル修正部21がルックアップテーブルを修正する(ステップS21、修正ステップ)。なお、図4にかかわらず、上記ステップS20,S21の処理順は限定されない。
【0054】
以下では分布図に関して説明する。第1及び第2の分布図は、例えば図5に示すように表示される。図5において、左側の図は上記式(1a)及び(1b)、又は上記式(1a)及び(1c)を用いて作成した第1及び第2の分布図を重ねて表示したものであり、以下ではこの表示態様を形式Aという。また、中央の三つの図は、上記式(2)を用いて作成した第1及び第2の分布図を重ねて表示したものであり、以下ではこの表示態様を形式Bという。
【0055】
図5における右側の図は、測定ユニット13によって得られる波長強度分布である。図5のように波長強度分布を分布図と共に表示することで、表示装置12固有のスペクトル分布がもたらす影響を同時に観測でき、発色方式の異なる表示装置の波長強度分布の違いによる表色値の微妙な差異などの情報を得ることができる。波長強度分布の詳細は特願2009−209625号明細書に記載されている。
【0056】
当然ながら、結果の表示方法は図5の例に限定されない。例えば、形式Aの分布図、形式Bの分布図、及び波長強度分布を同時ではなく個別に表示してもよいし、これらのうちの一つ又は二つのみを表示してもよい。また、第1の分布図と第2の分布図とを重ねずに個々に表示してもよい。
【0057】
図6は図5の一部を拡大したものである。図6において、参照符号R、G、B、C、M、Y、Wはそれぞれ、赤・緑・青・シアン・マゼンタ・黄・白を表示装置12に表示させた場合の色相及び彩度の位置を示している。また、他より小さな黒塗りの円は、表示装置12に中間色を表示させた場合の色相及び彩度の理想的な位置を示し、第2演算部16により算出されるものである。一方、黒塗りの四角は表示装置12に中間色を表示させた場合の色相及び彩度の位置を示し、第1演算部15により算出されるものである。
【0058】
図5,6の例では、ガンマ値を意図的に大きくして、測定値と入力値との間の彩度及び色相のずれを分かりやすく示している。ガンマ特性が合っていないと入力値と測定値とがずれることが図5,6から分かる。したがって、入力値及び測定値のRGB空間やxy空間上での距離を計測し、平均値や標準偏差等の統計データを計算し、そのデータを適正に選択した値と比較することで、測定ユニット13の色ずれの度合いを判定することもできる。このときに表示する色はランダムであってもよいし、特定の色であってもよい。特定領域の色再現性が良い表示装置を得たいのであれば、その領域の色を人為的に作成し表示することで同様の判定を行うことができる。ランダムに色を発生させれば恣意的な評価を排除できる。
【0059】
図6では白の測定値が原点からずれているが、これを理想の位置である原点に合わせるためには、ガンマ特定やコントラストなどを調整して、赤と緑をそれぞれ正の方向に所定量だけ補正すればよい。色ずれが赤・緑・青のどの方向に生じているかをより明確にするには上記式(2)を用いればよい。表示装置のように赤・緑・青が原色となる場合には、図6に示すような形式Bの分布図が得られる。その分布図では、二次色である黄・シアン・マゼンタが座標軸に位置し、二次色の補色である赤・緑・青が各軸の負の方向に位置する。したがって、色ずれが生じていると考えられる色に対して、どの原色に対してどの程度の過不足があるかを判断できる。また、変換データが分かっているので補正量を容易に計算できる。
【0060】
図7〜9はそれぞれ、ブラウン管、バックライトに冷陰極管を用いた液晶モニタ、バックライトに三色LEDを用いた液晶モニタに関する、形式Aの分布図である。図7〜9において、黒塗りの円は、入力信号のRGB値に基づく色相H及び彩度Sの位置を示し、第2演算部16により算出されたものである。一方、黒塗りの四角は、表示装置12が発した色のXYZ値から変換された色相H及び彩度Sの位置を示し、第1演算部15により算出されたものである。また、外側の曲線は、最明色(スペクトルが単一で、理論的にはこれより外側に色が存在しない境界)を表している。各図の中心は白色点である。
【0061】
図7〜9のいずれも、赤の位置を0度としてそこから15度間隔に色相Hを変化させると共に、彩度Sを最大値1に対して20段階変化させた状態を表す。上記式(1b)にて
【数6】
とした場合には、赤・緑・青はRGBのいずれか一つが1で他が0なので、その最大彩度は
【数7】
となる。また、黄・シアン・マゼンタはRGBのいずれか一つが0で他が1なので、その最大彩度は
【数8】
となる。したがって、赤・緑・青については白色点を除いて16点が表示されており、黄・シアン・マゼンタについては白色点を除いて11点が表示されている。他の色については11〜16個の点が表示されている。
【0062】
図7〜9において、彩度面は白を中心として動径方向にほぼ等間隔に並んでいる。また、色相方向の間隔は、赤・緑・青の付近で僅かに広がり、黄・シアン・マゼンタの付近で僅かに狭くなっているが、全体として比較的等しいといえる。形式Aの分布図では、原色間の角度、及び二次色間の角度はそれぞれ120度になる。また、原色と二次色との間の角度は60度である。このように本実施形態の分布図では彩度の変化量が略一定であり、さらに表示装置の入力信号であるRGB値に対して測定値もRGB値にしているので、結果が非常に分かりやすい形で表示され、ずれ量を容易に把握できる。
【0063】
ブラウン管はNTSC方式であり、その色域はs−RGBに対応しているので、図7に示すように、RGBの入力値と測定値とはほぼ一致する。これは、ブラウン管においてはどの色についても極めて色再現性が良いことを示している。一方、バックライトに冷陰極管を用いた液晶モニタでは、図8に示すように、青からマゼンタにかけて色ずれが発生しており、低彩度では非線形な挙動が認められる。また、バックライトに三色LEDを用いた液晶モニタでは、図9に示すように、緑の部分と青からマゼンタにかけての部分で比較的大きな色ずれとガンマ特性の調整不良とが認められる。色ずれの原因の一つとして、液晶の場合には隣接画素間におけるクロストークの影響が考えられる。また、電気信号の観点からは、R,G,Bを独立で駆動させていても、カラーフィルタの位置ずれや漏れ電界により隣接画素が影響を受けていることが考えられる。
【0064】
図10は、このような影響を定量化するための、入力RGB信号の色相及び彩度が変化するパターンの一例を示す図である。赤・緑・青については、図10の符号P1〜P3で示すように、彩度を変えることなく強度を変化させる。例えば、強度を25段階で変化させ、最大彩度であるときの各色のRGBスペクトルの全強度、又は各色を発光させたときのスペクトルの最大値で他の強度の値を規格して、入力RGB値に対する測定値とする。黄・シアン・マゼンタについては、図10の符号P4〜P6に示すように、彩度を25段階で変化させる。例えば、黄については、RGB=(255,255,0),(255,255,10),…と変化させ、XYZ値からRGB値に変換したときの色を測定値とする。また、図10の符号P7〜P12に示すように、最大彩度を有する色相方向に対して、RGBのいずれか一つを255に固定し、別の一つを0に固定しながら、残りの一つを25段階で変化させ、XYZ値からRGB値に変換したときの色を測定値とする。例えば符号P7で示される範囲、すなわちRGBが(255,0,0)から(255,255,0)までの範囲では、緑の強度を25段階で変化させる。
【0065】
図11はRGB色立体の各辺を示す図である。図11における符号P1〜P12は図10における符号P1〜P12に対応する。すなわち、図10を用いて説明した測定値の獲得は、色立体の各辺のガンマ特性を測定したことを意味する。通常は三原色それぞれの強度を変化させて表示性能を測定するが、クロストークが発生すると隣接画素の影響を無視できなくなる。特に、高精細の小型ディスプレイや大型のディスプレイ等では、この影響は色再現において大きな問題となる。しかし、単色の場合には隣の画素は発色していないので、クロストークの影響を単色のRGBのガンマ特性を用いて計測することはできない。本実施形態により、発生した色自体から色立体の各辺のガンマ特性を測定することができるので、表示装置の発色性能に関しマクロなスケールで評価することができる。
【0066】
図12は、図10,11に示すような変化パターンに対応するガンマ曲線のグラフである。図12は、カラー画像発生装置11から出力された一連の変化パターンに基づいて第1演算部15で算出された測定値と、当該変化パターンに基づいて第2演算部16で算出された入力値との関係を示している。表示装置12のガンマ値が2.2であるのに応じて、入力信号のガンマ値を0.454545とした。各グラフの縦軸、横軸はそれぞれ測定値、入力値であり、各グラフに付した符号P1〜P12は図10,11における符号P1〜P12に対応する。
【0067】
符号P1,P5,P8,P11のグラフは赤の変化を示し、符号P2,P6,P7,P10のグラフは緑の変化を示し、符号P3,P4,P9,P12のグラフは青の変化を示している。例えば、P12のグラフは、赤を最大彩度(255)とし緑を0とした場合における青のガンマ特性を示している。このように、図11に示すRGB色立体の各辺のガンマ曲線を測定すると12種類のガンマ特性を得ることができる。図12に示すように、測定値は入力信号に対してほぼ線形であるが、クロストーク等の影響によりグラフの直線が多少歪んでいる。このように、本実施形態により、隣接画素間の現象がガンマ特性に及ぼす影響を数値化することが可能になる。なお、彩度が一定であればその彩度が最大値でなくても同様の現象が生ずることは言うまでもない。
【0068】
以下では、ルックアップテーブルの修正方法(テーブル修正部21の処理)と、ルックアップテーブルに基づいてRGB色立体の内部の修正値を推定する方法(信号変換部20の処理)とについて、その理論を詳細に説明する。表示装置固有のガンマ特性をγとし、線形に出力される入力信号のRGB値をR,G,Bとし、表示装置から出力される信号のRGB値をRout,Gout,Boutとすると、Rout=255*(R/255)γ、Gout=255*(G/255)γ、Bout=255*(B/255)γとなる。入力信号自体のガンマ特性γinがγin=1/γであり、入力信号自体のRGB値をRin,Gin,Binとすると、R=255*(Rin/255)γin、G=255*(Gin/255)γin、B=255*(Bin/255)γinとなる。したがって、下記の式群(6)が成立する。
Rout=255*(Rin/255)γγin
Gout=255*(Gin/255)γγin
Bout=255*(Bin/255)γγin …(6)
【0069】
γin=1/γ=1/2.2とすると、Rout=Rin,Gout=Gin,Bout=Binとなり、表示装置からは線形に信号が出力されることになる。これが図12に示す12種類のガンマ特性の意味するところであるが、実際には図12に示すように完全には線形とならず僅かなずれが生じる。これが色ずれとなって現れる。
【0070】
上記式群(6)より、γγin=log(Rout/255)/log(Rin/255)が得られる。例えば図12のグラフにおいて入力値200に対して測定値が204であるならば、γ=2.2*log(204/255)/log(200/255)=2.020677であり、1/γ=0.49488となる。また、Rout=255*(R/255)γよりR=255*(Rout/255)1/γであるから、出力値Routを入力値と同じ200にするためにはRin=200を226に対応させればよい。このような対応付けを図12のガンマ曲線上のすべての点について行えば、図11に示すRGB色立体の各辺について修正値を求めることができる。ルックアップテーブルは、修正値を求めるための対応付けを示すデータの集まりである。
【0071】
なお、γinを1/2.2以外の値にしてもよい。例えばγin=1とすれば表示装置自体のガンマ特性が得られ、図13に示すようなガンマ曲線が得られる。また、γin=0.2とすればγγin=2.2*0.2=0.44となり、図14に示すようなガンマ曲線が得られる。なお、当然ながら、色相及び彩度の位置を示す分布図はγinに応じて変わる。図13の場合には入力値が大きい領域で入力値に対する出力値が大きくなり、測定誤差が小さくなる。一方、図14の場合には入力値が小さい領域で入力値に対する出力値が大きくなり、測定誤差が小さくなる。したがって、図13,14のような例を組み合わせて色立体のすべての辺の修正値を求めれば、修正値の精度が上がる。ただし、入力値のガンマ特性を変えながら複数のパターンを求める必要があるので、その分だけ時間を要する。
【0072】
図15は、図11に示すRGB色立体の一面における出力値の分布を模式的に示す図であり、具体的には4個の頂点V7,V4,V2,V6を含む面、すなわちB=255であるRG面における分布を示している。図15において出力値(測定値)の位置は黒塗りの円で示されている。信号変換部20により、図15に示すような出力値に対して面内の所定の点に置ける修正値が算出(推定)され、色信号が変換される。R,G,Bをそれぞれ8ビットで表す場合には各辺において256個の修正値を得ることが望ましいが、各辺の修正値の数がそれより少なくても、修正点の間を補間すれば同様の効果が得られる。
【0073】
表1は、γが約2.2であるときのRGB色立体の各辺の出力値(測定値)を、代表的ないくつかのポイントについて抜き出したものである。表1の1,2行目はそれぞれ、図15に示す上辺(辺P11)、下辺(辺P5)における出力値である。また、表1の3,4行目はそれぞれ、図15に示す面と対向する面の辺P1,P8における出力値である。γが約2.2であるので、赤(R)の入力値が小さいほど、γの逆数に相当する点間の距離は大きくなっている。
【表1】
【0074】
当然ながら、図11におけるその他の辺、すなわち緑(G)の入力値を変える場合及び青(B)の入力値を変える場合についても同様に出力値の集合が得られる。ルックアップテーブルを用いてこれら12セットの出力値を修正し、更にRGB色立体の内部の修正値を推定すれば、非常に少ない修正点を計算するだけで色立体全体の正確な修正値を得ることができる。
【0075】
推定の一手法として、RGB色立体にて互いに平行な二辺からの距離に応じて修正値を算出する方法がある。例えば、ある赤(R)の入力値Xに対して出力信号のRGB値が(R1,0,255),(R2,255,255),(R3,0,0),(R4,255,0)と与えられたとする。ここで、R1〜R4は赤(R)の出力値である。上記表1の例では、入力値R=50であれば、R1=127,R2=120,R3=119,R4=124となる。γの逆数に対するR,G,Bの出力値をそれぞれR´,G´,B´で表すと、例えばR´=255*(R/255)1/γ=255*(50/255)1/2.2=121.5955となる。入力信号のガンマ値を1としたときの各辺のガンマ値(図13参照)を最小二乗法等で求め、その逆数を用いて上記のように計算すれば、R´,G´,B´を更に精度良く算出できる。
【0076】
色立体内部の修正値は次のように求める。図15に示すRG面内では、R1´=R1+G´*(R2−R1)/255となる。また、そのRG面と対向する面については、R2´=R3+G´*(R4−R3)/255となる。したがって、色立体内部については下記式が成立する。
R=R2´+B´*(R1´−R2´)/255
=R3+G´*(R4−R3)/255+B´*
((R1−R3)+G´*((R2−R1)−(R4−R3))/255)/255
【0077】
同様に、ある緑(G)の入力値Yに対してRGB値が(0,G1,255),(255,G2,255),(0,G3,0),(255,G4,0)と与えられたならば、色立体内部について下記式が成立する。
G=G3+B´*(G1−G3)/255+R´*
((G4−G3)+B´*((G2−G4)−(G1−G3))/255)/255
【0078】
また、ある青(B)の入力値Zに対してRGB値が(0,255,B1),(255,255,B2),(0,0,B3),(255,0,B4)として与えられたならば、色立体内部について下記式が成立する。
B=B3+R´*(B4−B3)/255+G´*
((B1−B3)+R´*((B2−B1)−(B4−B3))/255)/255
【0079】
このように、(X,0,0),(X,255,0),(X,255,255),(X,0,255)とY,Zとの位置関係を勘案して入力値Xに対応するRの値を決め、B,Gについても同様に決めることで、RGB色立体の各辺の値(修正値)から色立体内部の値(修正値)を推定できる。
【0080】
従来は、RGB色立体をある大きさの立方体で埋め尽くし、各格子点の修正量をルックアップテーブルとしている。したがって、例えば8ビットの色空間を16分割(M=16)すると、16×16×16の立方体の格子点が必要になり、格子点数は(M+1)3=173=4913になる。また、一つの立方体で囲まれる内部の点は4096点となる。これに対して本実施形態によれば、RGB値は各辺で分解点の数だけ得られるので、8ビットの分解能であれば、256(点)×12(辺)=3072点のデータから色立体内部の修正値を推定することになる。このとき、ルックアップテーブルにはRGB色立体の各辺上での修正量を求めるためのデータがあれば十分である。また本実施形態では修正点が各辺に配置されるのでより正確に推定できる。例えば上述したクロストークは光量ないし付与される電気信号と比例関係になると考えられるので、クロストークが最大となる色立体の各辺の修正値を用いて、色立体内部のRGB値を辺からの距離で線形的に推定すれば、当該RGB値を正確に推定できる。
【0081】
このようにして、カラー画像発生装置11から出力された任意の色やランダムに決められた色の信号にルックアップテーブルを適用し、図6に示す第1及び第2の分布図や図12等に示すガンマ曲線を解析することで、ルックアップテーブルの有効性を確認できる。ルックアップテーブルを用いているにもかかわらず、上記の理由以外でガンマ特性が非線形性を示し、色立体内部のある領域にずれが確認された場合には、色ずれを生じている部分を分布図にて確認し、更なる修正を加えることが可能である。最終的には、誤差の範囲内で入力値と測定値とが一致し、ガンマ曲線が図12に示すように線形になればよい。
【0082】
また、本実施形態は通常の三次元ルックアップテーブルを作成する場合にも適用できる。すなわち、色相及び彩度の変化を等間隔にし、強度の変化を色相及び彩度の変化と同じ程度にすれば、等間隔の立方体の格子点を測定したことになり、各格子点に対してルックアップテーブルを作成すれば、修正値を得ることができる。
【0083】
また、例えば肌や空、海等の視覚的に敏感な領域に対して格子点の数を増やすことも容易にできる。具体的には、色ずれの生じている領域を特定してその部分の色を発生させ、当該領域の特定の色についてのルックアップテーブルを作成する。このようにすれば、大半の色についてはRGB色立体の各辺に対応するルックアップテーブルに基づいてRGB値を推定し、特定領域についてはそれとは別の三次元ルックアップテーブルを作成して併用することで、非常に合理的に修正値を得ることができる。
【0084】
また、色立体内部の点を用いて更に詳細な補正をすることも可能である。例えば、RGB色立体の中心(128,128,128)を対称中心とする二つの頂点を結ぶ線分に沿って彩度及び強度を変化させたパターンを作成してもよい。すなわち、図11における頂点V1と頂点V2の間、頂点V3と頂点V4の間、頂点V5と頂点V6の間、及び頂点V7と頂点V8の間について変化パターンを作成する。例えば、頂点V3と頂点V4と間についてはRGBを(0,255,0)から(10,245,10),(20,235,20),…,(255,0,255)のように変化させる。この場合には、強度を変えながら緑に関する一種のガンマ特性が測定されたと考えてよい。このような4種類の新たな特性は、強度を変えたときの赤・緑・青・白のある種のガンマ特性である。上記12種類とこれら4種類とを合わせた計16種類のガンマ特性を用いて、上記と同様に各線分からの距離に応じて色立体内部の修正値を算出すればよい。
【0085】
また、RGB色立体の中心(128,128,128)を中心とするより小さなRGB色立体を考慮してもよい。例えば、次の8点(64,64,64),(64,64,192),(64,192,64),(192,64,64),(64,192,192),(192,64,192),(192,192,64),(192,192,192)を頂点する立方体の辺上で色を変化させるパターンを表示すれば、実質的に、1色だけ強度を変化させたパターンでバイアスの異なる12種類のガンマ特性を得ることができる。そして、大小双方のRGB色立体の各辺について、上記と同様にルックアップテーブルを用いて辺上の修正値を算出し、上記と同様に各辺からの距離に応じて色立体内部の修正値を算出すれば、立体内部の修正値をより高精度に得ることができる。
【0086】
以上説明したように、本実施形態によれば、測定結果に基づいて算出されたRGB値(測定値)と入力信号に基づいて算出されたRGB値(基準値)とを比較することで測定値のずれを簡単かつ定量的にすることができる。また、当該比較に基づいてルックアップテーブルを修正することで、基準となる色への変換を簡単かつ正確に行うことができる。
【0087】
また、表示装置12からの発色が赤・緑・青のどの方向にずれているかを直感的に且つ定量的に知ることができる。第1の分布図はマトリックスデータに基づいて作成されるので、第1の分布図と第2の分布図とを比較することで、測定値に基づく色相及び彩度の位置(第1の分布図で示される位置)とそれらの理想の位置(第2の分布図で示される位置)との差異を定量的に把握できる。更に、ルックアップテーブルが正しく作用しているか否かを分布図に基づいて検査し、必要であれば、当該テーブルを自動的に修正するだけでなく人為的に簡単に修正することもできる。
【0088】
次に、別の実施形態に係る色評価システム2について説明する。この実施形態の目的の一つは、性能が既に判明している表示装置を用いて撮像装置の諸特性を評価することである。図16に示すように、色評価システム2は、撮像装置18及び画像メモリ19を備えている点と、カラー画像発生装置11A、表示装置12A、第1演算部15A、第2演算部16A、及びテーブル修正部21Aの処理内容がカラー画像発生装置11、表示装置12、第1演算部15、第2演算部16、テーブル修正部21と異なる点において、色評価システム1と異なっている。以下では、色評価システム1と同様の機能及び構成に関する説明を省略し、異なる点を特に説明する。
【0089】
表示装置12Aは、信号変換機能及びルックアップテーブルを内部に有している。すなわち、表示装置12Aは上記実施形態における信号変換部20及び表示装置12を組み合わせた装置である。また、撮像装置18も上記信号変換部20に相当する機能とルックアップテーブルとを備えている。このように、信号変換機能及びルックアップテーブルの配置は任意に決めてよい。色評価システム2では、表示装置12Aのルックアップテーブルの修正は上記実施形態の手法により既に完了しているものとする。
【0090】
撮像装置18は表示装置12Aが表示する画像を撮影し、撮像データを加工することなく画像メモリ19に記憶する。したがって、画像メモリ19に記憶されるデータは撮像装置18の出力特性のみを反映した画像を示す。カラー画像発生装置11Aは、画像メモリ19から撮像データを読み出し、そのデータに基づく信号を表示装置12A及び第2演算部16Aに出力する。
【0091】
第1演算部15Aは、撮像データに基づく画像の測定結果の入力を受けて第1のRGB値を算出し第1の分布図を作成する。一方で第2演算部16Aは、撮像データに基づく信号の入力を受けて第2のRGB値を算出し第2の分布図を作成する。第1演算部15A及び第2演算部16Aにおける計算及び分布図作成の手順は、上述した第1演算部15及び第2演算部16におけるものと同様である。
【0092】
作成された第1及び第2の分布図はディスプレイ17上に表示される(ステップS19、出力ステップ)。上述したように表示装置12Aの出力特性は既に判明しているので、変化を受けた分は撮像装置18の特性を示すことになる。
【0093】
テーブル修正部21Aは、演算部15A,16Aから入力された第1及び第2のRGB値に基づいて、上記実施形態と同様に撮像装置18内のルックアップテーブルを修正する。
【符号の説明】
【0094】
1,2…色評価システム、11,11A…カラー画像発生装置、12,12A…表示装置、13…測定ユニット、13a…光ファイバ、13b…分光器、13c…アダプタ、13d…反射型回折格子、13e…ラインセンサ、14…マトリックス記憶部、15,15A…第1演算部、16,16A…第2演算部、17…ディスプレイ、18…撮像装置、19…画像メモリ、20…信号変換部、21,21A…テーブル修正部。
【技術分野】
【0001】
本発明は、表示装置に表示される色や撮像装置で取得した色を適正化するためのルックアップテーブル作成方法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来から、表示装置に表示される色の評価には、国際照明委員会(CIE)で規定されたXYZ表色系やUCS表色系等の表色系が用いられている。以下の特許文献1及び特許文献2に開示されたルックアップテーブル作成方法は、このような表色系を用いて、表示装置に表示された色を評価するものである。また、色域変換に用いる三次元ルックアップテーブルを作成する方法として、下記特許文献3に記載のものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2002−209230号公報
【特許文献2】特開2002−218261号公報
【特許文献3】特開2008−85980号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、従来の色評価に用いられる色度図は色空間が歪められた図である。また、従来の色度図では、原色や二次色の位置の対称性が悪く、白が原点に位置していない。したがって、従来の色度図では、表示装置が表示すべき理想の色や撮像装置で取得すべき理想の色に対する実際の色の差異が色空間上で把握し難いものとなっている。
【0005】
また、表示装置や撮像装置が高精細になって装置の画素同士が接近することで、隣接画素間のクロストークが無視できなくなる。また、液晶ディスプレイ等においては、カラーフィルタの位置ずれ等も生じ易い。これらの要因により、中間色が理想の状態からずれて表示されてしまうが、そのようなずれを簡易に観察、検査、評価することはできない。
【0006】
また、三次元ルックアップテーブルを当該テーブルの各格子点の情報を基に修正することは、格子点数が非常に多いために困難であり、個々の表示装置及び撮像装置について簡単に測色して補正値を得ることは難しい。また、たとえ格子点数分の情報を求めたとしても、テーブルに含まれる修正値を補間して求める必要があり、不正確な結果を得てしまう可能性がある。
【0007】
そこで本発明は、理想的な色に対する実際の表示色との差違を直感的にかつ定量的に評価し、基準となる色への変換を簡単かつ正確に行うことが可能なルックアップテーブル作成方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明のルックアップテーブル作成方法は、カラー画像発生手段が色信号を表示装置に向けて出力するカラー画像発生ステップと、ルックアップテーブルを第1記憶手段から読み出し、該ルックアップテーブルを用いて、カラー画像発生手段から表示装置に送られる色信号を変換する変換ステップと、表示装置からの光の波長強度分布又は該光に基づく三刺激値を測定する測定ステップと、波長強度分布又は三刺激値から得られるXYZ値又は色度xyzとRGB値とを関連付けるマトリックスデータを第2記憶手段から読み出し、該マトリックスデータを用いて、測定ステップにおいて得られるXYZ値を第1のRGB値に換算する第1算出ステップと、カラー画像発生手段から入力された色信号に基づいて第2のRGB値を算出する第2算出ステップと、第1のRGB値と第2のRGB値とを比較して、第1記憶手段内のルックアップテーブルを修正する修正ステップと、を含む。
【0009】
このルックアップテーブル作成方法によれば、測定結果に基づいて算出されたRGB値(測定値)と入力信号に基づいて算出されたRGB値(基準値)とを比較することで測定値のずれを簡単かつ定量的にすることができる。また、当該比較に基づいてルックアップテーブルを修正することで、基準となる色への変換を簡単かつ正確に行うことができる。
【0010】
本発明のルックアップテーブル作成方法は、第1のRGB値に基づいて第1の色相及び彩度を算出し、該第1の色相及び彩度の位置を示す第1の分布図を作成する第1作成ステップと、第2のRGB値に基づいて第2の色相及び彩度を算出し、該第2の色相及び彩度の位置を示す第2の分布図を作成する第2作成ステップと、第1の分布図及び第2の分布図を出力する出力ステップと、を更に含んでもよい。ここで、第1の分布図及び第2の分布図は、色相を偏角とし彩度を動径とする分布図である。
【0011】
この場合には、表示装置が発した色の色相及び彩度の位置が、色相を偏角とし彩度を動径とする分布図で示されるので、表示装置からの発色が赤・緑・青のどの方向にずれているかを直感的に且つ定量的に知ることができる。また、第1の分布図はマトリックスデータに基づいて作成されるので、第1の分布図と第2の分布図とを比較することで、測定値に基づく色相及び彩度の位置(第1の分布図で示される位置)とそれらの理想の位置(第2の分布図で示される位置)との差異を定量的に把握できる。更に、ルックアップテーブルが正しく作用しているか否かを分布図に基づいて検査し、必要であれば、当該テーブルを自動的に修正するだけでなく人為的に簡単に修正することも可能である。
【0012】
本発明のルックアップテーブル作成方法では、マトリックスデータは、表示装置の最大彩度の赤・緑・青、及び白のXYZ値に基づいて算出されるか、又は、所定の色空間の基準XYZ値と基準色温度とに基づいて算出されてもよい。前者の場合には、表示装置自体の白色点を中心として最大彩度の点がRGBの最大値になるように変換されるので、表示装置自体のガンマ特性を容易に評価できる。後者の場合には、規格値が基準になるので、その規格値からのずれを評価できる。
【0013】
本発明のルックアップテーブル作成方法では、カラー画像発生手段は、選択した色若しくはランダムに発生させた色を表示装置に出力するか、又は、該選択した色若しくはランダムに発生させた色を表示装置から出力したものを撮像装置により取得し記録した色を再び表示装置に出力してもよい。
【0014】
色を任意に選択して表示することで、ルックアップテーブル内において格子点を均等に割り付けたり、視覚的に敏感な領域に多くの修正点を設けたりすることが可能となる。また、ランダムに修正点を設けることもできる。また、修正が完了したルックアップテーブルを用いる表示装置が発した色を撮像装置で取得して再び表示装置から発色させることで、撮像装置自体の色評価を行ったり、撮像装置が用いるルックアップテーブルを修正したりすることができる。
【0015】
本発明のルックアップテーブル作成方法では、カラー画像発生手段は、赤・緑・青の強度を変化させたパターンと、黄・シアン・マゼンタの彩度を変化させたパターンと、彩度を一定として色相方向に0度以上360度未満変化させたパターンの色とを表示装置に出力し、修正ステップでは、第1のRGB値及び第2のRGB値から得られる少なくとも12種類のガンマ特性に基づいてルックアップテーブルを修正してもよい。
【0016】
赤・緑・青の強度変化により単色のガンマ特性が得られ、黄・シアン・マゼンタの彩度を変化させると、それぞれの補色である青・赤・緑のガンマ特性が得られる。ただし、後者においては補色以外の2色は同じRGB値である。また、彩度を一定にして色相方向に0度以上360度未満の角度で色味を変化させると、RGBのうちの一色が変化し、他の二色は強度を有するが変化しない状態にすることができる。特に、彩度を最大にして変化させると、RGBのうち一つが0、もう一つが最大、残り一つが変化するという状態を作ることができる。したがって、これらを組み合わせると12種類のガンマ特性を得ることができ、RGB色立体の各辺をなぞったことと等価になる。このようにガンマ特性を得ることで、画素間にクロストークが発生した状態を評価してルックアップテーブルを修正することができる。なお、強度とは明るさのことを表し、以下同様である。
【0017】
本発明のルックアップテーブル作成方法では、修正ステップにて、少なくとも12種類のガンマ特性を用いて算出した修正値に基づいてルックアップテーブルを修正し、変換ステップでは、修正されたルックアップテーブルに基づいてRGB色立体の内部の修正量を推定して色信号を変換してもよい。この場合には、例えば三次元ルックアップテーブルに代えて12個の一次元ルックアップテーブルを用いることになるので、はるかに少ない点数で色立体内の修正量を推定できる。また、RGB色立体の各辺に相当するルックアップテーブルに基づいて色立体内部の修正量を精度良く補間することができる。
【0018】
本発明のルックアップテーブル作成方法では、変換ステップにて、RGB色立体において互いに平行な辺からの距離に応じて、該RGB色立体の内部の修正量を決定してもよい。これにより、修正量の計算が非常に簡単になり、計算時間を短縮することができる。
【0019】
本発明のルックアップテーブル作成方法では、測定ステップにて、XYZ等色関数に対応する透過スペクトルを有するカラーフィルタを用いた測色計、又は、入力する光を分光して波長成分毎の光の強度を取得する分光測色計により、光の波長強度分布又は三刺激値が測定されてもよい。カラーフィルタを用いた測色計は、簡易な装置であるという利点を有する。また、分光測色計は、波長強度分布を出力することができるので、上記分布図と共に波長強度分布を提供することができ、発色方式の異なる表示装置の波長強度分布の違いによる表色値の微妙な差異などの情報を提供することもできる。
【0020】
本発明のルックアップテーブル作成方法では、分光測色計は、光を受ける端面を有する光ファイバと、光ファイバの端面と表示装置との距離を規定するためのアダプタと、光ファイバから出力される光を分光する分光素子と、分光素子によって分光された光を波長成分ごとに受光する複数の受光素子と、を有してもよい。かかる分光測色計によれば、アダプタによって光ファイバ端面と表示装置との間の距離を略一定に保つことが出来るので、安定したスペクトル分布の取得が可能となる。また、光ファイバの開口数(NA)に相当するエリアが測定されるので、表示装置の比較的狭い領域の状態を知ることが可能になる。すなわち、色に関する表示装置の不均一性を評価できる。
【0021】
本発明のルックアップテーブル作成方法では、第1作成ステップにて、第1のRGB値を用いて、次式(1a)及び(1b)、又は、次式(1a)及び(1c)に基づき色相H及び彩度Sを求めてもよい。
【数1】
ここで、a及びbは定数であり、MIN,MAXはそれぞれ、RGB値のうちの最大値、最小値である。また、Iは彩度Sを無次元量にするための規格化定数であり、以下のように定義される。なお、定数Iの定義は下記に限定されない。
【数2】
【0022】
このような計算によって得られる色相及び彩度を分布図上に表示させることにより、a=b=1の場合には、各分布図上において、赤・緑・青の位置関係を正三角形とし、黄・シアン・マゼンタの位置関係を正三角形とすることができる。また、白が各分布図の原点となる。したがって、非常に理解し易い分布図が得られる。さらに、当該分布図はベクトルスコープ的な表示となる。また、a及びbの値を選択することにより所望の色領域を拡大できる。
【0023】
本発明のルックアップテーブル作成方法では、第1作成ステップにて、第1のRGB値を用いて、次式(2)に基づき色相H及び彩度Sを求めてもよい。
【数3】
ここで、a及びbは定数である。また、Jは彩度Sを無次元量にするための規格化定数であり、以下のように定義される。なお、定数Jの定義は下記に限定されない。
【数4】
【0024】
このような計算によって得られる各分布図の第1象限では、二次色が座標軸の正の方向に位置し、45度方向に原色が位置する。さらに、当該分布図において、各座標軸の負の方向は、二次色の補色である原色を表す方向となる。したがって、この分布図を用いることにより、理想の色に近づけるための補正すべき原色の決定及び当該原色の補正量の決定が容易になる。
【発明の効果】
【0025】
このようなルックアップテーブル作成方法によれば、理想的な色に対する実際の表示色との差違を直感的にかつ定量的に評価し、基準となる色への変換を簡単かつ正確に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【0026】
【図1】実施形態に係る色評価システムを示すブロック図である。
【図2】図1における測定ユニットを示す斜視図である。
【図3】XYZ等色関数を示す図である。
【図4】実施形態に係るルックアップテーブル作成方法を示すフローチャートである。
【図5】図1における色評価システムにより表示される分布図の例を示す図である。
【図6】図1における色評価システムにより表示される分布図の例を示す図である。
【図7】ブラウン管に関する分布図の例を示す図である。
【図8】冷陰極管を用いた液晶モニタに関する分布図の例を示す図である。
【図9】三色LEDを用いた液晶モニタに関する分布図の例を示す図である。
【図10】ガンマ特性の測定方法と表色系との関係を示す図である。
【図11】ガンマ特性の測定方法とRGB色立体との関係を示す図である。
【図12】12種類のガンマ曲線の例を示す図である。
【図13】12種類のガンマ曲線の例を示す図である。
【図14】12種類のガンマ曲線の例を示す図である。
【図15】RGB色立体における出力値の分布を模式的に示す図である。
【図16】別の実施形態に係る色評価システムを示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【0027】
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一又は同等の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【0028】
まず、実施形態に係る色評価システム1の機能及び構成を説明する。図1に示すように、色評価システム1はカラー画像発生装置11、表示装置12、測定ユニット13、マトリックス記憶部14、第1演算部15、第2演算部16、ディスプレイ17、信号変換部20及びテーブル修正部21を備えている。色評価システム1は、カラー画像発生装置11から表示装置12に送られる信号(例えばRGB信号やYPbPr信号など)を変換し、変換された信号に基づいて表示装置12が表示するパターンの色を評価するコンピュータシステムである。
【0029】
信号変換部20は、予め内部に記憶しているルックアップテーブルを用いて、カラー画像発生装置11から表示装置12に送られる色信号を変換する手段である。色信号が入力されると、信号変換部20はそのルックアップテーブルを読み出して色信号を変換し、変換した信号を表示装置12に出力する。ルックアップテーブルの初期値は、カラー画像発生装置11からの信号をそのまま出力するように設定されている。このルックアップテーブルは、後述するテーブル修正部21により補正され得る。
【0030】
信号変換部20はルックアップテーブルに基づいてRGB色立体の内部の修正値を推定し、その推定結果も用いて色信号を変換する。この推定処理は後述するガンマ特性とも関係するので、処理の詳細は後述する。
【0031】
測定ユニット13は、表示装置12から発せられる光の波長強度分布を測定し取得する手段である。図2に示すように、測定ユニット13は光ファイバ13a、分光器13b、及びアダプタ13cを有している。分光器13bは、反射型回折格子13d及びラインセンサ13eを含んでいる。
【0032】
測定ユニット13では、光ファイバ13aの一端面に表示装置12からの光が入射し、その光が光ファイバ13aの他端面から出射して反射型回折格子13dに入射する。反射型回折格子13dは、入射する光を波長によって異なる方向に反射し、ラインセンサ13eがそれぞれの波長成分の光を受光する。ラインセンサ13eは受けた光の強度に応じた信号を出力する。
【0033】
アダプタ13cは、表示装置12の表面と光ファイバ13aの一端面との距離を一定に保つ部品である。このアダプタ13cは、円筒形状又はコーン状の筒形状を有しており、その内部に光ファイバを保持する。アダプタ13cの内面は、黒塗り等によって、外部からの光の侵入を防ぐ機能を有している。かかるアダプタ13cによって、測定ユニット13は表示装置12からの光の波長強度分布を安定的に測定できる。
【0034】
測定ユニット13は、波長強度分布を測定することに代えて、三刺激値(XYZ値)を測定する測色計であってもよい。例えば、XYZの等色関数の透過度を有する三つのカラーフィルタと、三つの受光素子とを備える測色計を用いることができる。カラーフィルタを用いた測色計は、簡易な装置であるという利点を有する。なお、特願2009−209625号明細書には測定ユニット13の他の変形例が記載されている。
【0035】
マトリックス記憶部14は、波長強度分布又は三刺激値から得られるXYZ値又は色度xyzとRGB値とを関連付けるマトリックスデータを記憶する手段である。マトリックスは以下の理論で算出される。
【0036】
XYZ値とRGB値との関係を、X=aR+bG+cB、Y=dR+eG+fB、Z=gR+hG+iBという三つの式で定義する。色度xyについては、x=X/(X+Y+Z)、y=Y/(X+Y+Z)という二つの式で定義する。このように、RGB値とXYZ値との関係は独立した3個の式で求まり、色度xyzとXYZ値との関係は比で与えられるので、RGB値と色度xyzとの関係は独立した4個の式により定まる。
【0037】
RGB値と色度xyzとを関連付ける方法には、規格値に合わせる方法と、実測値に合わせる方法の二種類がある。規格値に合わせると、表示装置12の実際の規格値に対するずれを測定できる。一方、実測値に合わせると、表示装置12の光学的な表示能力の最大性能を容易に評価できる。この理由は、スペクトル分布が個々の表示装置で異なるために最大彩度は通常、規格値よりも大きめに設定してあるからである。すなわち、色域は規格値よりも若干大きく、それを電気的な調整により規格値付近に合わせていることが多いからである。
【0038】
まず、規格値に合わせる方法について述べる。色空間の規格としてはs−RGBやAdobe RGB等があるが、ここではAdobe RGBに関して述べる(Adobeはアドビ・システムズ社の商標)。Adobe RGBでは、最大彩度の赤・緑・青の色度(x,y)はそれぞれ、(0.64,0.33),(0.21,0.71),(0.15,0.06)となる。また、白は色温度等により定める。例えば、D65の場合には白の色度(x,y)が(0.3127,0.329)であるとする。このとき、RGB値とXYZ値との関係(マトリックス)は下記のように定まる。
R=1.80397X−0.49925Y−0.30461Z
G=−0.85643X+1.65762Y+0.03672Z
B=0.01188X−0.10458Y+0.89702Z …(3)
この式群(3)を逆変換すれば下記の関係(マトリックス)が得られる。
X=0.57667R+0.18556G+0.18823B
Y=0.29734R+0.62737G+0.07529B
Z=0.02703R+0.07069G+0.99133B …(4)
なお、上記規格値は最大彩度のRGB及び色度xyを指定するものなので、規格値を任意の値にしても同様に計算できることは言うまでもない。
【0039】
次に、実測値に合わせる方法について述べる。表示装置のスペクトル分布は装置の種類によって異なるので、最大彩度のRGB値を表示してもその色度xyzは表示装置毎に異なる。そこで、カラー画像発生装置11で最大彩度の赤・緑・青、及び白を発生させ、表示装置12から発色させる。そして、発せられた色を測色計で測定して、後述する式(5)によりXYZ値を求める。続いて、そのXYZ値を色度xyzに変換し、RGBとXYZとの変換式(マトリックス)を求める。更に、規格値の場合と同様にマトリックスの逆変換式も求めておく。当然ながらこの場合には、上記のマトリックスとは要素の異なるマトリックスが得られる。
【0040】
マトリックス記憶部14は、上記のように算出されたマトリックスのデータを記憶する。以下では、説明を簡単にするために、実測値に基づくマトリックスデータがマトリックス記憶部14に記憶されているものとして説明する。
【0041】
第1演算部15は、マトリックスデータを用いてXYZ値をRGB値に換算し、該RGB値に基づいて色相及び彩度を算出し、色相及び彩度の位置を示す分布図(第1の分布図)を作成する手段である。
【0042】
第1演算部15は測定ユニット13によって測定された波長強度分布を下記式(5)に適用してXYZ値を算出する。
【数5】
ここで、S(λ)は波長強度分布であり、x(λ),y(λ),z(λ)はそれぞれ、図3に示すようなx,y,zの等色関数であり、Kは任意の定数である。なお、測定ユニット13が上述した測色計の場合には、第1演算部15は測定ユニット13によって生成されるデータの三刺激値をXYZ値として用いることができる。
【0043】
続いて、第1演算部15はマトリックス記憶部14から読み出したマトリックスデータで示される変換式(例えば上記式群(3))にそのXYZ値を適用することでRGB値を算出する。なお、測定ユニット13から波長強度分布が得られる場合には、第1演算部15はRGB等色関数r(λ),g(λ),b(λ)を用いて、波長強度分布からRGB値を直接算出することもできる。この場合には、上記式(5)のx(λ),y(λ),z(λ)をそれぞれr(λ),g(λ),b(λ)に置き換えればよい。
【0044】
続いて、第1演算部15は算出したRGB値を上記式(1a),(1b)に適用することで色相H及び彩度Sを求める。式(1a),(1b)における定数a,bは任意であるが、以下の説明ではa=b=1とする。なお、式(1b)の代わりに式(1c)が用いられてもよい。また、第1演算部15はRGB値を上記式(2)に適用して色相H及び彩度Sを算出してもよい。式(2)における定数a,bも任意であるが、以下の説明ではa=b=1とする。なお、a<0であれば、色相の回る方向が逆向きになる。また、|a|≦1,b>1とすれば、測定したい色(例えば、人間の肌の色のような、人間が敏感に違いを感じる色)の領域を実質的に拡大することができる。
【0045】
続いて、第1演算部15は、色相を偏角方向にとり彩度を動径方向にとった分布図であって、求めた色相H及び彩度Sの位置を示す分布図を作成し、分布図のデータをディスプレイ17に出力する。また、第1演算部15は算出したRGB値をテーブル修正部21に出力する。
【0046】
第2演算部16は、カラー画像発生装置11から入力された信号に基づいてRGB値を算出し、そのRGB値に基づいて色相及び彩度を算出し、色相及び彩度の位置を示す分布図(第2の分布図)を作成する手段である。
【0047】
第2演算部16は、カラー画像発生装置11が表示装置12に向けて出力される信号と同じ信号を受け、その信号からRGB値を得る。入力信号がRGB信号であればその信号がそのままRGB値として利用され、YPbPr信号であればその信号が公知の手法でRGB値に変換される。続いて、第2演算部16は入力信号に基づくRGB値を式(1a),(1b)、又は式(1a)及び(1c)に適用することで色相H及び彩度Sを算出する。このとき、第2演算部16は式(2)により色相H及び彩度Sを算出してもよい。そして、第2演算部16は、色相を偏角方向にとり彩度を動径方向にとった分布図であって、色相H及び彩度Sの位置を示す分布図を作成し、分布図のデータをディスプレイ17に出力する。また、第2演算部16は算出したRGB値をテーブル修正部21に出力する。
【0048】
色評価システム1では、第1及び第2の分布図がディスプレイ17に表示される。なお、ディスプレイ17を省略し、これらの分布図をシステム外の表示装置や記憶装置に供給してもよい。その場合には、第1演算部15及び第2演算部16が出力手段となりうる。また、ディスプレイ17の省略に合わせて、第1演算部15及び第2演算部16の分布図作成機能を省略してもよい。
【0049】
テーブル修正部21は、信号変換部20内のルックアップテーブルを修正(作成)する手段である。この処理は後述するガンマ特性とも関係するので、処理の詳細は後述する。
【0050】
以下、色評価システム1の動作、及び本実施形態に係るルックアップテーブル作成方法について図4を参照しつつ説明する。図4に示すように、本実施形態ではまず、カラー画像発生装置11が信号変換部20及び第2演算部16に向けて色信号を出力する(ステップS11、カラー画像発生ステップ)。その後の処理は、第1演算部15による測定値算出処理と第2演算部16による入力値算出処理とに分かれる。
【0051】
測定値の算出は次の通りである。まず、信号変換部20がルックアップテーブルを参照して色信号を変換し、変換した信号を表示装置12に出力する(ステップS12、変換ステップ)。続いて、測定ユニット13が表示装置12からの光の波長強度分布を測定する(ステップS13、測定ステップ)。続いて、第1演算部15がその波長強度分布から算出したXYZ値とマトリックス記憶部14から読み出したマトリックスデータとに基づいてRGB値を算出する(ステップS14、第1算出ステップ)。続いて、第1演算部15は算出したRGB値に基づいて色相H及び彩度Sを算出し(ステップS15)、その色相H及び彩度Sを用いて第1の分布図を作成する(ステップS16)。ステップS15,S16は第1作成ステップといえる。
【0052】
入力値の算出は次の通りである。第2演算部16は、まずカラー画像発生装置11からの信号に基づいてRGB値を算出する(ステップS17、第2算出ステップ)。続いて、第2演算部16はそのRGB値に基づいて色相H及び彩度Sを算出し(ステップS18)、その色相H及び彩度Sを用いて第2の分布図を作成する(ステップS19)。したがって、ステップS18,S19は第2作成ステップといえる。
【0053】
作成された第1及び第2の分布図はディスプレイ17上に表示される(ステップS20、出力ステップ)。また、各演算部15,16で算出されたRGB値に基づいて、テーブル修正部21がルックアップテーブルを修正する(ステップS21、修正ステップ)。なお、図4にかかわらず、上記ステップS20,S21の処理順は限定されない。
【0054】
以下では分布図に関して説明する。第1及び第2の分布図は、例えば図5に示すように表示される。図5において、左側の図は上記式(1a)及び(1b)、又は上記式(1a)及び(1c)を用いて作成した第1及び第2の分布図を重ねて表示したものであり、以下ではこの表示態様を形式Aという。また、中央の三つの図は、上記式(2)を用いて作成した第1及び第2の分布図を重ねて表示したものであり、以下ではこの表示態様を形式Bという。
【0055】
図5における右側の図は、測定ユニット13によって得られる波長強度分布である。図5のように波長強度分布を分布図と共に表示することで、表示装置12固有のスペクトル分布がもたらす影響を同時に観測でき、発色方式の異なる表示装置の波長強度分布の違いによる表色値の微妙な差異などの情報を得ることができる。波長強度分布の詳細は特願2009−209625号明細書に記載されている。
【0056】
当然ながら、結果の表示方法は図5の例に限定されない。例えば、形式Aの分布図、形式Bの分布図、及び波長強度分布を同時ではなく個別に表示してもよいし、これらのうちの一つ又は二つのみを表示してもよい。また、第1の分布図と第2の分布図とを重ねずに個々に表示してもよい。
【0057】
図6は図5の一部を拡大したものである。図6において、参照符号R、G、B、C、M、Y、Wはそれぞれ、赤・緑・青・シアン・マゼンタ・黄・白を表示装置12に表示させた場合の色相及び彩度の位置を示している。また、他より小さな黒塗りの円は、表示装置12に中間色を表示させた場合の色相及び彩度の理想的な位置を示し、第2演算部16により算出されるものである。一方、黒塗りの四角は表示装置12に中間色を表示させた場合の色相及び彩度の位置を示し、第1演算部15により算出されるものである。
【0058】
図5,6の例では、ガンマ値を意図的に大きくして、測定値と入力値との間の彩度及び色相のずれを分かりやすく示している。ガンマ特性が合っていないと入力値と測定値とがずれることが図5,6から分かる。したがって、入力値及び測定値のRGB空間やxy空間上での距離を計測し、平均値や標準偏差等の統計データを計算し、そのデータを適正に選択した値と比較することで、測定ユニット13の色ずれの度合いを判定することもできる。このときに表示する色はランダムであってもよいし、特定の色であってもよい。特定領域の色再現性が良い表示装置を得たいのであれば、その領域の色を人為的に作成し表示することで同様の判定を行うことができる。ランダムに色を発生させれば恣意的な評価を排除できる。
【0059】
図6では白の測定値が原点からずれているが、これを理想の位置である原点に合わせるためには、ガンマ特定やコントラストなどを調整して、赤と緑をそれぞれ正の方向に所定量だけ補正すればよい。色ずれが赤・緑・青のどの方向に生じているかをより明確にするには上記式(2)を用いればよい。表示装置のように赤・緑・青が原色となる場合には、図6に示すような形式Bの分布図が得られる。その分布図では、二次色である黄・シアン・マゼンタが座標軸に位置し、二次色の補色である赤・緑・青が各軸の負の方向に位置する。したがって、色ずれが生じていると考えられる色に対して、どの原色に対してどの程度の過不足があるかを判断できる。また、変換データが分かっているので補正量を容易に計算できる。
【0060】
図7〜9はそれぞれ、ブラウン管、バックライトに冷陰極管を用いた液晶モニタ、バックライトに三色LEDを用いた液晶モニタに関する、形式Aの分布図である。図7〜9において、黒塗りの円は、入力信号のRGB値に基づく色相H及び彩度Sの位置を示し、第2演算部16により算出されたものである。一方、黒塗りの四角は、表示装置12が発した色のXYZ値から変換された色相H及び彩度Sの位置を示し、第1演算部15により算出されたものである。また、外側の曲線は、最明色(スペクトルが単一で、理論的にはこれより外側に色が存在しない境界)を表している。各図の中心は白色点である。
【0061】
図7〜9のいずれも、赤の位置を0度としてそこから15度間隔に色相Hを変化させると共に、彩度Sを最大値1に対して20段階変化させた状態を表す。上記式(1b)にて
【数6】
とした場合には、赤・緑・青はRGBのいずれか一つが1で他が0なので、その最大彩度は
【数7】
となる。また、黄・シアン・マゼンタはRGBのいずれか一つが0で他が1なので、その最大彩度は
【数8】
となる。したがって、赤・緑・青については白色点を除いて16点が表示されており、黄・シアン・マゼンタについては白色点を除いて11点が表示されている。他の色については11〜16個の点が表示されている。
【0062】
図7〜9において、彩度面は白を中心として動径方向にほぼ等間隔に並んでいる。また、色相方向の間隔は、赤・緑・青の付近で僅かに広がり、黄・シアン・マゼンタの付近で僅かに狭くなっているが、全体として比較的等しいといえる。形式Aの分布図では、原色間の角度、及び二次色間の角度はそれぞれ120度になる。また、原色と二次色との間の角度は60度である。このように本実施形態の分布図では彩度の変化量が略一定であり、さらに表示装置の入力信号であるRGB値に対して測定値もRGB値にしているので、結果が非常に分かりやすい形で表示され、ずれ量を容易に把握できる。
【0063】
ブラウン管はNTSC方式であり、その色域はs−RGBに対応しているので、図7に示すように、RGBの入力値と測定値とはほぼ一致する。これは、ブラウン管においてはどの色についても極めて色再現性が良いことを示している。一方、バックライトに冷陰極管を用いた液晶モニタでは、図8に示すように、青からマゼンタにかけて色ずれが発生しており、低彩度では非線形な挙動が認められる。また、バックライトに三色LEDを用いた液晶モニタでは、図9に示すように、緑の部分と青からマゼンタにかけての部分で比較的大きな色ずれとガンマ特性の調整不良とが認められる。色ずれの原因の一つとして、液晶の場合には隣接画素間におけるクロストークの影響が考えられる。また、電気信号の観点からは、R,G,Bを独立で駆動させていても、カラーフィルタの位置ずれや漏れ電界により隣接画素が影響を受けていることが考えられる。
【0064】
図10は、このような影響を定量化するための、入力RGB信号の色相及び彩度が変化するパターンの一例を示す図である。赤・緑・青については、図10の符号P1〜P3で示すように、彩度を変えることなく強度を変化させる。例えば、強度を25段階で変化させ、最大彩度であるときの各色のRGBスペクトルの全強度、又は各色を発光させたときのスペクトルの最大値で他の強度の値を規格して、入力RGB値に対する測定値とする。黄・シアン・マゼンタについては、図10の符号P4〜P6に示すように、彩度を25段階で変化させる。例えば、黄については、RGB=(255,255,0),(255,255,10),…と変化させ、XYZ値からRGB値に変換したときの色を測定値とする。また、図10の符号P7〜P12に示すように、最大彩度を有する色相方向に対して、RGBのいずれか一つを255に固定し、別の一つを0に固定しながら、残りの一つを25段階で変化させ、XYZ値からRGB値に変換したときの色を測定値とする。例えば符号P7で示される範囲、すなわちRGBが(255,0,0)から(255,255,0)までの範囲では、緑の強度を25段階で変化させる。
【0065】
図11はRGB色立体の各辺を示す図である。図11における符号P1〜P12は図10における符号P1〜P12に対応する。すなわち、図10を用いて説明した測定値の獲得は、色立体の各辺のガンマ特性を測定したことを意味する。通常は三原色それぞれの強度を変化させて表示性能を測定するが、クロストークが発生すると隣接画素の影響を無視できなくなる。特に、高精細の小型ディスプレイや大型のディスプレイ等では、この影響は色再現において大きな問題となる。しかし、単色の場合には隣の画素は発色していないので、クロストークの影響を単色のRGBのガンマ特性を用いて計測することはできない。本実施形態により、発生した色自体から色立体の各辺のガンマ特性を測定することができるので、表示装置の発色性能に関しマクロなスケールで評価することができる。
【0066】
図12は、図10,11に示すような変化パターンに対応するガンマ曲線のグラフである。図12は、カラー画像発生装置11から出力された一連の変化パターンに基づいて第1演算部15で算出された測定値と、当該変化パターンに基づいて第2演算部16で算出された入力値との関係を示している。表示装置12のガンマ値が2.2であるのに応じて、入力信号のガンマ値を0.454545とした。各グラフの縦軸、横軸はそれぞれ測定値、入力値であり、各グラフに付した符号P1〜P12は図10,11における符号P1〜P12に対応する。
【0067】
符号P1,P5,P8,P11のグラフは赤の変化を示し、符号P2,P6,P7,P10のグラフは緑の変化を示し、符号P3,P4,P9,P12のグラフは青の変化を示している。例えば、P12のグラフは、赤を最大彩度(255)とし緑を0とした場合における青のガンマ特性を示している。このように、図11に示すRGB色立体の各辺のガンマ曲線を測定すると12種類のガンマ特性を得ることができる。図12に示すように、測定値は入力信号に対してほぼ線形であるが、クロストーク等の影響によりグラフの直線が多少歪んでいる。このように、本実施形態により、隣接画素間の現象がガンマ特性に及ぼす影響を数値化することが可能になる。なお、彩度が一定であればその彩度が最大値でなくても同様の現象が生ずることは言うまでもない。
【0068】
以下では、ルックアップテーブルの修正方法(テーブル修正部21の処理)と、ルックアップテーブルに基づいてRGB色立体の内部の修正値を推定する方法(信号変換部20の処理)とについて、その理論を詳細に説明する。表示装置固有のガンマ特性をγとし、線形に出力される入力信号のRGB値をR,G,Bとし、表示装置から出力される信号のRGB値をRout,Gout,Boutとすると、Rout=255*(R/255)γ、Gout=255*(G/255)γ、Bout=255*(B/255)γとなる。入力信号自体のガンマ特性γinがγin=1/γであり、入力信号自体のRGB値をRin,Gin,Binとすると、R=255*(Rin/255)γin、G=255*(Gin/255)γin、B=255*(Bin/255)γinとなる。したがって、下記の式群(6)が成立する。
Rout=255*(Rin/255)γγin
Gout=255*(Gin/255)γγin
Bout=255*(Bin/255)γγin …(6)
【0069】
γin=1/γ=1/2.2とすると、Rout=Rin,Gout=Gin,Bout=Binとなり、表示装置からは線形に信号が出力されることになる。これが図12に示す12種類のガンマ特性の意味するところであるが、実際には図12に示すように完全には線形とならず僅かなずれが生じる。これが色ずれとなって現れる。
【0070】
上記式群(6)より、γγin=log(Rout/255)/log(Rin/255)が得られる。例えば図12のグラフにおいて入力値200に対して測定値が204であるならば、γ=2.2*log(204/255)/log(200/255)=2.020677であり、1/γ=0.49488となる。また、Rout=255*(R/255)γよりR=255*(Rout/255)1/γであるから、出力値Routを入力値と同じ200にするためにはRin=200を226に対応させればよい。このような対応付けを図12のガンマ曲線上のすべての点について行えば、図11に示すRGB色立体の各辺について修正値を求めることができる。ルックアップテーブルは、修正値を求めるための対応付けを示すデータの集まりである。
【0071】
なお、γinを1/2.2以外の値にしてもよい。例えばγin=1とすれば表示装置自体のガンマ特性が得られ、図13に示すようなガンマ曲線が得られる。また、γin=0.2とすればγγin=2.2*0.2=0.44となり、図14に示すようなガンマ曲線が得られる。なお、当然ながら、色相及び彩度の位置を示す分布図はγinに応じて変わる。図13の場合には入力値が大きい領域で入力値に対する出力値が大きくなり、測定誤差が小さくなる。一方、図14の場合には入力値が小さい領域で入力値に対する出力値が大きくなり、測定誤差が小さくなる。したがって、図13,14のような例を組み合わせて色立体のすべての辺の修正値を求めれば、修正値の精度が上がる。ただし、入力値のガンマ特性を変えながら複数のパターンを求める必要があるので、その分だけ時間を要する。
【0072】
図15は、図11に示すRGB色立体の一面における出力値の分布を模式的に示す図であり、具体的には4個の頂点V7,V4,V2,V6を含む面、すなわちB=255であるRG面における分布を示している。図15において出力値(測定値)の位置は黒塗りの円で示されている。信号変換部20により、図15に示すような出力値に対して面内の所定の点に置ける修正値が算出(推定)され、色信号が変換される。R,G,Bをそれぞれ8ビットで表す場合には各辺において256個の修正値を得ることが望ましいが、各辺の修正値の数がそれより少なくても、修正点の間を補間すれば同様の効果が得られる。
【0073】
表1は、γが約2.2であるときのRGB色立体の各辺の出力値(測定値)を、代表的ないくつかのポイントについて抜き出したものである。表1の1,2行目はそれぞれ、図15に示す上辺(辺P11)、下辺(辺P5)における出力値である。また、表1の3,4行目はそれぞれ、図15に示す面と対向する面の辺P1,P8における出力値である。γが約2.2であるので、赤(R)の入力値が小さいほど、γの逆数に相当する点間の距離は大きくなっている。
【表1】
【0074】
当然ながら、図11におけるその他の辺、すなわち緑(G)の入力値を変える場合及び青(B)の入力値を変える場合についても同様に出力値の集合が得られる。ルックアップテーブルを用いてこれら12セットの出力値を修正し、更にRGB色立体の内部の修正値を推定すれば、非常に少ない修正点を計算するだけで色立体全体の正確な修正値を得ることができる。
【0075】
推定の一手法として、RGB色立体にて互いに平行な二辺からの距離に応じて修正値を算出する方法がある。例えば、ある赤(R)の入力値Xに対して出力信号のRGB値が(R1,0,255),(R2,255,255),(R3,0,0),(R4,255,0)と与えられたとする。ここで、R1〜R4は赤(R)の出力値である。上記表1の例では、入力値R=50であれば、R1=127,R2=120,R3=119,R4=124となる。γの逆数に対するR,G,Bの出力値をそれぞれR´,G´,B´で表すと、例えばR´=255*(R/255)1/γ=255*(50/255)1/2.2=121.5955となる。入力信号のガンマ値を1としたときの各辺のガンマ値(図13参照)を最小二乗法等で求め、その逆数を用いて上記のように計算すれば、R´,G´,B´を更に精度良く算出できる。
【0076】
色立体内部の修正値は次のように求める。図15に示すRG面内では、R1´=R1+G´*(R2−R1)/255となる。また、そのRG面と対向する面については、R2´=R3+G´*(R4−R3)/255となる。したがって、色立体内部については下記式が成立する。
R=R2´+B´*(R1´−R2´)/255
=R3+G´*(R4−R3)/255+B´*
((R1−R3)+G´*((R2−R1)−(R4−R3))/255)/255
【0077】
同様に、ある緑(G)の入力値Yに対してRGB値が(0,G1,255),(255,G2,255),(0,G3,0),(255,G4,0)と与えられたならば、色立体内部について下記式が成立する。
G=G3+B´*(G1−G3)/255+R´*
((G4−G3)+B´*((G2−G4)−(G1−G3))/255)/255
【0078】
また、ある青(B)の入力値Zに対してRGB値が(0,255,B1),(255,255,B2),(0,0,B3),(255,0,B4)として与えられたならば、色立体内部について下記式が成立する。
B=B3+R´*(B4−B3)/255+G´*
((B1−B3)+R´*((B2−B1)−(B4−B3))/255)/255
【0079】
このように、(X,0,0),(X,255,0),(X,255,255),(X,0,255)とY,Zとの位置関係を勘案して入力値Xに対応するRの値を決め、B,Gについても同様に決めることで、RGB色立体の各辺の値(修正値)から色立体内部の値(修正値)を推定できる。
【0080】
従来は、RGB色立体をある大きさの立方体で埋め尽くし、各格子点の修正量をルックアップテーブルとしている。したがって、例えば8ビットの色空間を16分割(M=16)すると、16×16×16の立方体の格子点が必要になり、格子点数は(M+1)3=173=4913になる。また、一つの立方体で囲まれる内部の点は4096点となる。これに対して本実施形態によれば、RGB値は各辺で分解点の数だけ得られるので、8ビットの分解能であれば、256(点)×12(辺)=3072点のデータから色立体内部の修正値を推定することになる。このとき、ルックアップテーブルにはRGB色立体の各辺上での修正量を求めるためのデータがあれば十分である。また本実施形態では修正点が各辺に配置されるのでより正確に推定できる。例えば上述したクロストークは光量ないし付与される電気信号と比例関係になると考えられるので、クロストークが最大となる色立体の各辺の修正値を用いて、色立体内部のRGB値を辺からの距離で線形的に推定すれば、当該RGB値を正確に推定できる。
【0081】
このようにして、カラー画像発生装置11から出力された任意の色やランダムに決められた色の信号にルックアップテーブルを適用し、図6に示す第1及び第2の分布図や図12等に示すガンマ曲線を解析することで、ルックアップテーブルの有効性を確認できる。ルックアップテーブルを用いているにもかかわらず、上記の理由以外でガンマ特性が非線形性を示し、色立体内部のある領域にずれが確認された場合には、色ずれを生じている部分を分布図にて確認し、更なる修正を加えることが可能である。最終的には、誤差の範囲内で入力値と測定値とが一致し、ガンマ曲線が図12に示すように線形になればよい。
【0082】
また、本実施形態は通常の三次元ルックアップテーブルを作成する場合にも適用できる。すなわち、色相及び彩度の変化を等間隔にし、強度の変化を色相及び彩度の変化と同じ程度にすれば、等間隔の立方体の格子点を測定したことになり、各格子点に対してルックアップテーブルを作成すれば、修正値を得ることができる。
【0083】
また、例えば肌や空、海等の視覚的に敏感な領域に対して格子点の数を増やすことも容易にできる。具体的には、色ずれの生じている領域を特定してその部分の色を発生させ、当該領域の特定の色についてのルックアップテーブルを作成する。このようにすれば、大半の色についてはRGB色立体の各辺に対応するルックアップテーブルに基づいてRGB値を推定し、特定領域についてはそれとは別の三次元ルックアップテーブルを作成して併用することで、非常に合理的に修正値を得ることができる。
【0084】
また、色立体内部の点を用いて更に詳細な補正をすることも可能である。例えば、RGB色立体の中心(128,128,128)を対称中心とする二つの頂点を結ぶ線分に沿って彩度及び強度を変化させたパターンを作成してもよい。すなわち、図11における頂点V1と頂点V2の間、頂点V3と頂点V4の間、頂点V5と頂点V6の間、及び頂点V7と頂点V8の間について変化パターンを作成する。例えば、頂点V3と頂点V4と間についてはRGBを(0,255,0)から(10,245,10),(20,235,20),…,(255,0,255)のように変化させる。この場合には、強度を変えながら緑に関する一種のガンマ特性が測定されたと考えてよい。このような4種類の新たな特性は、強度を変えたときの赤・緑・青・白のある種のガンマ特性である。上記12種類とこれら4種類とを合わせた計16種類のガンマ特性を用いて、上記と同様に各線分からの距離に応じて色立体内部の修正値を算出すればよい。
【0085】
また、RGB色立体の中心(128,128,128)を中心とするより小さなRGB色立体を考慮してもよい。例えば、次の8点(64,64,64),(64,64,192),(64,192,64),(192,64,64),(64,192,192),(192,64,192),(192,192,64),(192,192,192)を頂点する立方体の辺上で色を変化させるパターンを表示すれば、実質的に、1色だけ強度を変化させたパターンでバイアスの異なる12種類のガンマ特性を得ることができる。そして、大小双方のRGB色立体の各辺について、上記と同様にルックアップテーブルを用いて辺上の修正値を算出し、上記と同様に各辺からの距離に応じて色立体内部の修正値を算出すれば、立体内部の修正値をより高精度に得ることができる。
【0086】
以上説明したように、本実施形態によれば、測定結果に基づいて算出されたRGB値(測定値)と入力信号に基づいて算出されたRGB値(基準値)とを比較することで測定値のずれを簡単かつ定量的にすることができる。また、当該比較に基づいてルックアップテーブルを修正することで、基準となる色への変換を簡単かつ正確に行うことができる。
【0087】
また、表示装置12からの発色が赤・緑・青のどの方向にずれているかを直感的に且つ定量的に知ることができる。第1の分布図はマトリックスデータに基づいて作成されるので、第1の分布図と第2の分布図とを比較することで、測定値に基づく色相及び彩度の位置(第1の分布図で示される位置)とそれらの理想の位置(第2の分布図で示される位置)との差異を定量的に把握できる。更に、ルックアップテーブルが正しく作用しているか否かを分布図に基づいて検査し、必要であれば、当該テーブルを自動的に修正するだけでなく人為的に簡単に修正することもできる。
【0088】
次に、別の実施形態に係る色評価システム2について説明する。この実施形態の目的の一つは、性能が既に判明している表示装置を用いて撮像装置の諸特性を評価することである。図16に示すように、色評価システム2は、撮像装置18及び画像メモリ19を備えている点と、カラー画像発生装置11A、表示装置12A、第1演算部15A、第2演算部16A、及びテーブル修正部21Aの処理内容がカラー画像発生装置11、表示装置12、第1演算部15、第2演算部16、テーブル修正部21と異なる点において、色評価システム1と異なっている。以下では、色評価システム1と同様の機能及び構成に関する説明を省略し、異なる点を特に説明する。
【0089】
表示装置12Aは、信号変換機能及びルックアップテーブルを内部に有している。すなわち、表示装置12Aは上記実施形態における信号変換部20及び表示装置12を組み合わせた装置である。また、撮像装置18も上記信号変換部20に相当する機能とルックアップテーブルとを備えている。このように、信号変換機能及びルックアップテーブルの配置は任意に決めてよい。色評価システム2では、表示装置12Aのルックアップテーブルの修正は上記実施形態の手法により既に完了しているものとする。
【0090】
撮像装置18は表示装置12Aが表示する画像を撮影し、撮像データを加工することなく画像メモリ19に記憶する。したがって、画像メモリ19に記憶されるデータは撮像装置18の出力特性のみを反映した画像を示す。カラー画像発生装置11Aは、画像メモリ19から撮像データを読み出し、そのデータに基づく信号を表示装置12A及び第2演算部16Aに出力する。
【0091】
第1演算部15Aは、撮像データに基づく画像の測定結果の入力を受けて第1のRGB値を算出し第1の分布図を作成する。一方で第2演算部16Aは、撮像データに基づく信号の入力を受けて第2のRGB値を算出し第2の分布図を作成する。第1演算部15A及び第2演算部16Aにおける計算及び分布図作成の手順は、上述した第1演算部15及び第2演算部16におけるものと同様である。
【0092】
作成された第1及び第2の分布図はディスプレイ17上に表示される(ステップS19、出力ステップ)。上述したように表示装置12Aの出力特性は既に判明しているので、変化を受けた分は撮像装置18の特性を示すことになる。
【0093】
テーブル修正部21Aは、演算部15A,16Aから入力された第1及び第2のRGB値に基づいて、上記実施形態と同様に撮像装置18内のルックアップテーブルを修正する。
【符号の説明】
【0094】
1,2…色評価システム、11,11A…カラー画像発生装置、12,12A…表示装置、13…測定ユニット、13a…光ファイバ、13b…分光器、13c…アダプタ、13d…反射型回折格子、13e…ラインセンサ、14…マトリックス記憶部、15,15A…第1演算部、16,16A…第2演算部、17…ディスプレイ、18…撮像装置、19…画像メモリ、20…信号変換部、21,21A…テーブル修正部。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
カラー画像発生手段が色信号を表示装置に向けて出力するカラー画像発生ステップと、
ルックアップテーブルを第1記憶手段から読み出し、該ルックアップテーブルを用いて、前記カラー画像発生手段から前記表示装置に送られる前記色信号を変換する変換ステップと、
前記表示装置からの光の波長強度分布又は該光に基づく三刺激値を測定する測定ステップと、
前記波長強度分布又は前記三刺激値から得られるXYZ値又は色度xyzとRGB値とを関連付けるマトリックスデータを第2記憶手段から読み出し、該マトリックスデータを用いて、前記測定ステップにおいて得られるXYZ値を第1のRGB値に換算する第1算出ステップと、
前記カラー画像発生手段から入力された色信号に基づいて第2のRGB値を算出する第2算出ステップと、
前記第1のRGB値と前記第2のRGB値とを比較して、前記第1記憶手段内のルックアップテーブルを修正する修正ステップと、
を含むルックアップテーブル作成方法。
【請求項2】
前記第1のRGB値に基づいて第1の色相及び彩度を算出し、該第1の色相及び彩度の位置を示す第1の分布図を作成する第1作成ステップと、
前記第2のRGB値に基づいて第2の色相及び彩度を算出し、該第2の色相及び彩度の位置を示す第2の分布図を作成する第2作成ステップと、
前記第1の分布図及び前記第2の分布図を出力する出力ステップと、
を更に含み、
前記第1の分布図及び前記第2の分布図は、色相を偏角とし彩度を動径とする分布図である、
請求項1に記載のルックアップテーブル作成方法。
【請求項3】
前記マトリックスデータは、前記表示装置の最大彩度の赤・緑・青、及び白のXYZ値に基づいて算出されるか、又は、所定の色空間の基準XYZ値と基準色温度とに基づいて算出される、
請求項1又は2に記載のルックアップテーブル作成方法。
【請求項4】
前記カラー画像発生手段は、選択した色若しくはランダムに発生させた色を前記表示装置に出力するか、又は、該選択した色若しくはランダムに発生させた色を前記表示装置から出力したものを撮像装置により取得し記録した色を再び前記表示装置に出力する、
請求項1〜3のいずれか一項に記載のルックアップテーブル作成方法。
【請求項5】
前記カラー画像発生手段は、赤・緑・青の強度を変化させたパターンと、黄・シアン・マゼンタの彩度を変化させたパターンと、彩度を一定として色相方向に0度以上360度未満変化させたパターンの色とを前記表示装置に出力し、
前記修正ステップでは、前記第1のRGB値及び前記第2のRGB値から得られる少なくとも12種類のガンマ特性に基づいて前記ルックアップテーブルを修正する、
請求項1〜4のいずれか一項に記載のルックアップテーブル作成方法。
【請求項6】
前記修正ステップでは、前記少なくとも12種類のガンマ特性を用いて算出した修正値に基づいて前記ルックアップテーブルを修正し、
前記変換ステップでは、修正された前記ルックアップテーブルに基づいてRGB色立体の内部の修正量を推定して前記色信号を変換する、
請求項5に記載のルックアップテーブル作成方法。
【請求項7】
前記変換ステップでは、前記RGB色立体において互いに平行な辺からの距離に応じて、該RGB色立体の内部の修正量を決定する、
請求項6に記載のルックアップテーブル作成方法。
【請求項8】
前記測定ステップでは、XYZ等色関数に対応する透過スペクトルを有するカラーフィルタを用いた測色計、又は、入力する光を分光して波長成分毎の光の強度を取得する分光測色計により、前記光の波長強度分布又は前記三刺激値が測定される、
請求項1〜7のいずれか一項に記載のルックアップテーブル作成方法。
【請求項9】
前記分光測色計は、
光を受ける端面を有する光ファイバと、
前記光ファイバの前記端面と前記表示装置との距離を規定するためのアダプタと、
前記光ファイバから出力される光を分光する分光素子と、
前記分光素子によって分光された光を波長成分ごとに受光する複数の受光素子と、
を有する、
請求項8に記載のルックアップテーブル作成方法。
【請求項10】
前記第1作成ステップでは、前記第1のRGB値を用いて、次式(1a)及び(1b)、又は、次式(1a)及び(1c)に基づき前記色相H及び前記彩度Sを求め、ここで、a及びbは定数であり、MIN,MAXはそれぞれ、RGB値のうちの最大値、最小値である、
請求項2〜9のいずれか一項に記載のルックアップテーブル作成方法。
【数1】
ここで、Iは彩度Sを無次元量にするための規格化定数であり、以下のように定義される。
【数2】
【請求項11】
前記第1作成ステップでは、前記第1のRGB値を用いて、次式(2)に基づき前記色相H及び前記彩度Sを求め、ここで、a及びbは定数である、
請求項2〜10のいずれか一項に記載のルックアップテーブル作成方法。
【数3】
ここで、Jは彩度Sを無次元量にするための規格化定数であり、以下のように定義される。
【数4】
【請求項1】
カラー画像発生手段が色信号を表示装置に向けて出力するカラー画像発生ステップと、
ルックアップテーブルを第1記憶手段から読み出し、該ルックアップテーブルを用いて、前記カラー画像発生手段から前記表示装置に送られる前記色信号を変換する変換ステップと、
前記表示装置からの光の波長強度分布又は該光に基づく三刺激値を測定する測定ステップと、
前記波長強度分布又は前記三刺激値から得られるXYZ値又は色度xyzとRGB値とを関連付けるマトリックスデータを第2記憶手段から読み出し、該マトリックスデータを用いて、前記測定ステップにおいて得られるXYZ値を第1のRGB値に換算する第1算出ステップと、
前記カラー画像発生手段から入力された色信号に基づいて第2のRGB値を算出する第2算出ステップと、
前記第1のRGB値と前記第2のRGB値とを比較して、前記第1記憶手段内のルックアップテーブルを修正する修正ステップと、
を含むルックアップテーブル作成方法。
【請求項2】
前記第1のRGB値に基づいて第1の色相及び彩度を算出し、該第1の色相及び彩度の位置を示す第1の分布図を作成する第1作成ステップと、
前記第2のRGB値に基づいて第2の色相及び彩度を算出し、該第2の色相及び彩度の位置を示す第2の分布図を作成する第2作成ステップと、
前記第1の分布図及び前記第2の分布図を出力する出力ステップと、
を更に含み、
前記第1の分布図及び前記第2の分布図は、色相を偏角とし彩度を動径とする分布図である、
請求項1に記載のルックアップテーブル作成方法。
【請求項3】
前記マトリックスデータは、前記表示装置の最大彩度の赤・緑・青、及び白のXYZ値に基づいて算出されるか、又は、所定の色空間の基準XYZ値と基準色温度とに基づいて算出される、
請求項1又は2に記載のルックアップテーブル作成方法。
【請求項4】
前記カラー画像発生手段は、選択した色若しくはランダムに発生させた色を前記表示装置に出力するか、又は、該選択した色若しくはランダムに発生させた色を前記表示装置から出力したものを撮像装置により取得し記録した色を再び前記表示装置に出力する、
請求項1〜3のいずれか一項に記載のルックアップテーブル作成方法。
【請求項5】
前記カラー画像発生手段は、赤・緑・青の強度を変化させたパターンと、黄・シアン・マゼンタの彩度を変化させたパターンと、彩度を一定として色相方向に0度以上360度未満変化させたパターンの色とを前記表示装置に出力し、
前記修正ステップでは、前記第1のRGB値及び前記第2のRGB値から得られる少なくとも12種類のガンマ特性に基づいて前記ルックアップテーブルを修正する、
請求項1〜4のいずれか一項に記載のルックアップテーブル作成方法。
【請求項6】
前記修正ステップでは、前記少なくとも12種類のガンマ特性を用いて算出した修正値に基づいて前記ルックアップテーブルを修正し、
前記変換ステップでは、修正された前記ルックアップテーブルに基づいてRGB色立体の内部の修正量を推定して前記色信号を変換する、
請求項5に記載のルックアップテーブル作成方法。
【請求項7】
前記変換ステップでは、前記RGB色立体において互いに平行な辺からの距離に応じて、該RGB色立体の内部の修正量を決定する、
請求項6に記載のルックアップテーブル作成方法。
【請求項8】
前記測定ステップでは、XYZ等色関数に対応する透過スペクトルを有するカラーフィルタを用いた測色計、又は、入力する光を分光して波長成分毎の光の強度を取得する分光測色計により、前記光の波長強度分布又は前記三刺激値が測定される、
請求項1〜7のいずれか一項に記載のルックアップテーブル作成方法。
【請求項9】
前記分光測色計は、
光を受ける端面を有する光ファイバと、
前記光ファイバの前記端面と前記表示装置との距離を規定するためのアダプタと、
前記光ファイバから出力される光を分光する分光素子と、
前記分光素子によって分光された光を波長成分ごとに受光する複数の受光素子と、
を有する、
請求項8に記載のルックアップテーブル作成方法。
【請求項10】
前記第1作成ステップでは、前記第1のRGB値を用いて、次式(1a)及び(1b)、又は、次式(1a)及び(1c)に基づき前記色相H及び前記彩度Sを求め、ここで、a及びbは定数であり、MIN,MAXはそれぞれ、RGB値のうちの最大値、最小値である、
請求項2〜9のいずれか一項に記載のルックアップテーブル作成方法。
【数1】
ここで、Iは彩度Sを無次元量にするための規格化定数であり、以下のように定義される。
【数2】
【請求項11】
前記第1作成ステップでは、前記第1のRGB値を用いて、次式(2)に基づき前記色相H及び前記彩度Sを求め、ここで、a及びbは定数である、
請求項2〜10のいずれか一項に記載のルックアップテーブル作成方法。
【数3】
ここで、Jは彩度Sを無次元量にするための規格化定数であり、以下のように定義される。
【数4】
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【公開番号】特開2011−95386(P2011−95386A)
【公開日】平成23年5月12日(2011.5.12)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−247684(P2009−247684)
【出願日】平成21年10月28日(2009.10.28)
【出願人】(000101330)アストロデザイン株式会社 (28)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成23年5月12日(2011.5.12)
【国際特許分類】
【出願日】平成21年10月28日(2009.10.28)
【出願人】(000101330)アストロデザイン株式会社 (28)
【Fターム(参考)】
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