表示装置、表示方法及びテレビ受信装置
【課題】４色以上の多原色により映像を表示する際に、多原色の色再現域を有効に活用することで、高品位の映像表現を可能とする。
【解決手段】表示装置の色変換処理回路は、３次元の色空間でＮ原色による色再現範囲を表す色立体の頂点を、３原色の色立体上に設定する。そして設定した頂点を含めた３色の色立体の全ての頂点のうち、隣接する３頂点と、３色の色立体における重心とを頂点とするＮ（Ｎ−１）×２個の４面体に分割する。入力映像信号が示す階調が含まれる４面体において、重心から隣接する３頂点に向かうベクトルで階調を表したベクトル値を算出し、Ｎ原色による色再現範囲を表す色立体の対応する四面体に適用する。これにより、Ｎ原色の色立体におけるＮ原色の階調を算出する。
【解決手段】表示装置の色変換処理回路は、３次元の色空間でＮ原色による色再現範囲を表す色立体の頂点を、３原色の色立体上に設定する。そして設定した頂点を含めた３色の色立体の全ての頂点のうち、隣接する３頂点と、３色の色立体における重心とを頂点とするＮ（Ｎ−１）×２個の４面体に分割する。入力映像信号が示す階調が含まれる４面体において、重心から隣接する３頂点に向かうベクトルで階調を表したベクトル値を算出し、Ｎ原色による色再現範囲を表す色立体の対応する四面体に適用する。これにより、Ｎ原色の色立体におけるＮ原色の階調を算出する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置、表示方法及びテレビ受信装置に関し、より詳細には、４色以上のＮ色の原色により映像を表示する表示装置、表示方法及び該表示装置を備えたテレビ受信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
表示装置におけるカラー画像の表示は、通常、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）からなる３原色の加法混色により実現される。すなわち、カラー表示画像における各画素は、ＲＧＢの各副画素から構成される。従って、例えばカラー表示用の液晶ディスプレイでは、通常、カラーフィルタによりＲＧＢの副画素による画素が形成さている。そして、白色光を発するバックライトにより、カラー画像表示が行われる。
【０００３】
カラー画像の表示装置において、色再現範囲を拡大し、画面輝度を向上させるために、４色以上のカラーフィルタを用いる構成のものが知られている。例えば、ＲＧＢの３原色に加えて、Ｙ（黄）のカラーフィルタによる副画素を形成し、主に黄色方向の色再現範囲を拡げるともに画面輝度を向上させるものがある。また、４原色の表示装置として、ＲＧＢの３原色に加えてＷ（白）を加えた構成のものも知られている。
【０００４】
また、上記の４つの原色のみならず、５色以上の副画素による構成のものも考えられている。例えば、Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｃ（シアン）、Ｙの５原色による構成、あるいはＲ、Ｇ、Ｂ、Ｃ、Ｍ（マゼンタ）、Ｙの６原色による構成、あるいはＲ、Ｇ、Ｂ、Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｗの７原色による構成などが知られている。上記の４原色以上のＮ原色により映像表現するディスプレイを多原色ディスプレイとする。
【０００５】
カラー表示用の表示装置では、上記のような多原色ディスプレイが使用される場合であっても、外部から与えられる表示データは、ＲＧＢの３原色に対応する原色信号の形式となっていた。このため、例えばＲＧＢＹの４原色構成のディスプレイの場合、表示装置では、ＲＧＢの３原色に対応する原色信号（３原色信号）Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１を、ＲＧＢＹの４原色に対応する原色信号（４原色信号）Ｒ２，Ｇ２，Ｂ２，Ｙ２に変換するための変換回路を備える必要がある。
【０００６】
このような色変換の技術に関して、例えば、特許文献１には、多原色への色変換を行う場合に、入力された白に対応する画像データを適切に再現するための色変換装置が開示されている。多原色（Ｎ原色）ディスプレイの色再現範囲は、原色に対応するベクトルによって構成された多面体で表され、Ｎ原色の場合には、Ｎ（Ｎ−１）面体となる。
この多面体を四角錘で切り出したとき、その四角錐を３つのベクトルで表現することができる。このとき、３つのベクトルから三刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚを算出し、さらにベクトルと多原色の階調を対応させることにより、多原色変換を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−１３４７５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
多原色ディスプレイは、３原色ディスプレイよりもカラー画像について高い表現能力を有している。しかしながら、上述したように、外部から与えられる表示データは、通常ＲＧＢの３原色に対応する原色信号の形式であるため、表示装置では、ＲＧＢの３原色に対応する原色信号を多原色の原色信号に変換する必要がある。
ここで、３原色のディスプレイと、４原色以上の多原色ディスプレイとは、２次元的、３次元的に色再現範囲が異なり、３原色信号を変換して得られる多原色信号は、多原色信号の全ての信号状態を取り得ない。すなわち、３原色信号を変換して得られる４原色信号等の多原色信号に基づき、多原色ディスプレイで映像を表示する場合、その多原色ディスプレイの表現能力を十分に利用することができない。
【０００９】
特許文献１の技術の場合、三刺激値ＸＹＺを多原色の色域にマッピングすることができるが、上記のように３原色と多原色の色再現範囲が異なるため、入力信号（３原色）を三刺激値に展開するときに、多原色に相当する色再現範囲の全てを使用してマッピングすることはできず、多原色ディスプレイを有効に利用することができない。
【００１０】
本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなされたものであり、４色以上の多原色により映像を表示する際に、多原色の色再現範囲を有効に活用することで、高品位の映像表現が可能な表示装置、表示方法及びテレビ受信装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明の第１の技術手段は、４原色以上のＮ原色により映像を表示する映像表示装置であって、入力した３原色の映像信号を前記Ｎ原色の映像信号に変換する色変換処理部と、該色変換処理部が変換した映像信号によりＮ原色による映像表示を行う表示部とを有し、前記色変換処理部は、３次元の色空間で３原色による色再現範囲を示す色立体において、前記入力した映像信号の階調を表すベクトル値を算出し、該算出したベクトル値を、前記３次元の色空間でＮ原色による色再現範囲を示す色立体に適用し、前記Ｎ原色の色立体における階調を算出することにより、前記３原色の映像信号を前記Ｎ原色の映像信号に変換すること、を特徴としたものである。
【００１２】
第２の技術手段は、第１の技術手段において、前記色変換処理部が、３次元の色空間でＮ原色による色再現範囲を表す色立体の頂点であって、３原色による色再現範囲を表す色立体にはない前記頂点を、前記３原色の色立体に設定し、該設定した頂点を含めた前記３色の色立体の全ての頂点のうち、隣接する３頂点と、前記３原色の色立体における重心とを頂点とするＮ（Ｎ−１）×２個の４面体に前記３原色の色立体を分割し、前記映像信号の階調が含まれる前記４面体において、前記重心から前記隣接する３頂点に向かうベクトルで前記階調を表した前記ベクトル値を算出し、前記Ｎ原色による色再現範囲を表す色立体を、隣接する３頂点と、前記Ｎ原色の色立体の重心とを頂点とするＮ（Ｎ−１）×２個の４面体に分割し、前記算出したベクトル値を、該ベクトル値を計算した四面体に対応するＮ原色の色立体の四面体に適用し、前記Ｎ原色の色立体における階調を算出する、ことを特徴としたものである。
【００１３】
第３の技術手段は、第２の技術手段において、ユーザによる操作を受け付ける操作部を有し、前記色変換処理部が、前記操作部に対する操作に基づいて、前記３原色の色立体に対して設定する前記Ｎ原色の色立体の頂点位置を調整することを特徴としたものである。
【００１４】
第４の技術手段は、第１〜第３のいずれか１の技術手段において、前記色変換処理部は、前記入力した３原色の映像信号を線形化したデータに基づいて、前記３原色の映像信号を前記Ｎ原色の映像信号に変換し、前記表示部に出力することを特徴としたものである。
【００１５】
第５の技術手段は、入力した３原色の映像信号を前記Ｎ原色の映像信号に変換する色変換処理部と、該色変換処理部が変換した映像信号によりＮ原色による映像表示を行う表示部とを有する映像表示装置によって４原色以上のＮ原色により映像を表示する表示方法であって、前記色変換処理部が、３次元の色空間で３原色による色再現範囲を示す色立体において、前記入力した映像信号の階調を表すベクトル値を算出するステップと、前記色変換処理部が、前記算出したベクトル値を、前記３次元の色空間でＮ原色による色再現範囲を示す色立体に適用し、前記Ｎ原色の色立体における階調を算出することにより、前記３原色の映像信号を前記Ｎ原色の映像信号に変換するステップと、を有することを特徴としたものである。
【００１６】
第６の技術手段は、第５の技術手段において、前記ベクトル値を算出するステップは、前記色変換処理部が、３次元の色空間でＮ原色による色再現範囲を表す色立体の頂点であって、３原色による色再現範囲を表す色立体にはない前記頂点を、前記３原色の色立体に設定し、前記設定した頂点を含めた前記３原色の色立体の全ての頂点のうち、隣接する３頂点と、前記３原色の色立体における重心とを頂点とするＮ（Ｎ−１）×２個の４面体に前記３原色の色立体を分割し、前記映像信号の階調が含まれる前記４面体において、前記重心から前記隣接する３頂点に向かうベクトルで前記階調を表した前記ベクトル値を算出し、前記３原色の映像信号を前記Ｎ原色の映像信号に変換するステップは、前記色変換処理部が、前記Ｎ原色による色再現範囲を表す色立体を、隣接する３頂点と、前記Ｎ原色の色立体の重心とを頂点とするＮ（Ｎ−１）×２個の４面体に分割し、前記算出したベクトル値を、該ベクトル値を計算した四面体に対応するＮ原色の色立体の四面体に適用し、前記Ｎ原色の色立体における階調を算出する、ことを特徴としたものである。
【００１７】
第７の技術手段は、第１〜第４のいずれか１の技術手段の表示装置を備えたテレビ受信装置である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、４色以上の多原色により映像を表示する際に、多原色の色再現域を有効に活用することで、高品位の映像表現が可能な表示装置、表示方法及びテレビ受信装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係る表示装置における色変換処理を行う部分の構成例を示すブロック図である。
【図２】本発明の表示装置における色変換処理を説明するための図で、ＲＧＢの３原色の色立体を示す図である。
【図３】本発明の表示装置における色変換処理を説明するための図で、ＲＧＢＹの４原色の色立体を示す図である。
【図４】４原色の色立体から四面体（三角錐）を切り出す処理を説明する図である。
【図５】３原色の色立体に対して４原色の色立体の特有の頂点を設定する処理を説明する図である。
【図６】３原色の色立体から四面体（三角錐）を切り出す処理を説明する図である。
【図７】３原色の色立体から切り出した一つの四面体における特定の階調を計算する処理を説明する図である。
【図８】４原色の色立体から切り出した一つの四面体における特定の階調を計算する処理を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図１は、本発明に係る表示装置における色変換処理を行う部分の構成例を示すブロック図である。表示装置１００は、多原色ディスプレイ１０１と、色変換処理回路１０２と、操作部１０３とを備えている。色変換処理回路１０２は本発明の色変換処理部に該当し、多原色ディスプレイ１０１は本発明の表示部に該当する。
【００２１】
多原色表示とは、基本となる表示色（基本色）を４色以上用い、この基本色を適当な割合で混合することによって実現されるカラー表示を意味する。また、多原色ディスプレイとは、上記基本色に対応した画素を有することにより多色表示を実現する表示パネルを意味する。多原色ディスプレイ１０１としては、液晶表示パネル、ＣＲＴ、ＰＤＰ、液晶プロジェクタなど、多原色表示が可能なデバイスであればいずれのものを用いてもよい。以下の例では、ＲＧＢＹの４原色ディスプレイを用いた構成を例として説明する。
【００２２】
色変換処理回路１０２に入力される映像信号は、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３原色信号からなる映像信号である。色変換処理回路１０２では、入力映像信号に逆ガンマ補正処理を施し、その後３原色信号を多原色信号ｄ１〜ｄ４に変換する。そして変換された多原色信号にガンマ補正処理を行う。
ここでは、色変換処理回路１０２に入力される映像信号は、ガンマ補正された状態で伝送されてくることを想定している。ガンマ補正された映像信号は階調レベルと輝度との関係が非線形になっているため、まず逆ガンマ補正処理を行うことによって階調レベルと輝度との関係を線形にする。これにより適切な多原色信号変換処理を行うことができる。そして色変換処理回路１０２は、３原色信号を多原色の映像信号ｄ1〜ｄ４に変換し、これにガンマ補正処理を行って、多原色ディスプレイ１０１に供給する。この他、逆ガンマ補正処理を行った映像信号をＸＹＺの３刺激値に変換し、ＸＹＺの色空間で多原色の信号に変換し、これをＲＧＢＹの信号に変換してガンマ補正を行うものであってもよい。
【００２３】
また、色変換処理回路１０２に入力する映像信号は、例えばカラーテレビ信号に用いられているＹＣｂＣｒのようなＲＧＢの３原色信号に変換可能な信号であってもよい。この場合、ＹＣｂＣｒ信号等をＲＧＢの３原色信号に変換するための回路部を設ける。また、入力映像信号がガンマ補正された状態で伝送されていない場合には、上記の逆ガンマ補正処理と、その後のガンマ補正処理は省略できる。
【００２４】
表示装置１００では、多原色ディスプレイ１０１に表示される映像の色を調整することができるようになっている。この調整は、操作者が操作部１０３を操作することによって行われる。操作部１０３は、このような操作を受け付け、その操作に応じた調整信号を色変換処理回路１０２に供給する。色変換処理回路１０２では、操作部１０３からの調整信号に基づいて映像信号の調整を行う。
【００２５】
図２は、本発明の表示装置における色変換処理を説明するための図で、ＲＧＢの３原色の色立体を示す図である。
３原色（ＲＧＢ）のディスプレイにおける再現可能な色再現範囲は、３次元の色空間で３原色の色ベクトルの和として表される領域に限られる。例えば、ＲＧＢの３種類の副画素で色を再現するディスプレイにおいて、ＲＧＢの最大階調をそれぞれ、Ｒmax、Ｇmax、Ｂmaxとする。
【００２６】
この場合、ＲＧＢの色空間における色立体の角頂点を、（Ｒ，Ｇ，Ｂ）の階調で表すと、頂点Ｋ＝（０，０，０）、Ｗ＝（Ｒmax，Ｇmax，Ｂmax）、Ｒ＝（Ｒmax，０，０）、Ｇ＝（０，Ｇmax，０）、Ｂ＝（０，０，Ｂmax）、ＧＢ＝（０，Ｇmax，Ｂmax）、ＲＧ＝（Ｒmax，Ｇmax，０）、ＢＲ＝（Ｒmax，０，Ｂmax）の８点を頂点とする６面体となる。この６面体の内部が、その３原色ディスプレイにおける色再現範囲となる。
【００２７】
図３は、本発明の表示装置における色変換処理を説明するための図で、ＲＧＢＹの４原色の色立体を示す図である。
４原色（ＲＧＢＹ）のディスプレイにおける再現可能な色再現範囲は、３次元の色空間で４原色の色ベクトルの和として表される領域に限られる。例えば、ＲＧＢＹの４種類の副画素で色を再現するディスプレイにおいて、ＲＧＢＹの最大階調をＲmax、Ｇmax、Ｂmax、Ｙmaxとする。
【００２８】
この場合、ＲＧＢＹの色空間における色立体の各頂点を、（Ｒ，Ｇ，Ｂ，Ｙ）の階調値で表すと、頂点Ｋ＝（０，０，０，０）、Ｗ＝（Ｒmax，Ｇmax，Ｂmax，Ｙmax）、Ｒ＝（Ｒmax，０，０，０）、Ｇ＝（０，Ｇmax，０，０）、Ｂ＝（０，０，Ｂmax，０）、Ｙ＝（０，０，０，Ｙmax）、ＧＢ＝（０，Ｇmax，Ｂmax，０）、ＹＧ＝（０，Ｇmax，０，Ｙmax）、ＲＧ＝（Ｒmax，Ｇmax，０，０）、ＢＲ＝（Ｒmax，０，Ｂmax，０）、ＹＧＢ＝（０，Ｇmax，Ｂmax，Ｙmax）、ＧＢＲ＝（Ｒmax，Ｇmax，Ｂmax，０）、ＲＹＧ＝（Ｒmax，Ｇmax，０，Ｙmax）、ＢＲＹ＝（Ｒmax，０，Ｂmax，Ｙmax）の１４点を頂点とする１２面体となる。この１２面体は、１２個の平行四辺形で囲まれたものとなる。この１２面体の内部が、その４原色ディスプレイにおける色再現範囲となる。以下では、３次元色空間で表される色再現範囲を色立体として説明する。
【００２９】
本発明の実施形態による色変換処理回路１０２は、３原色の色立体において、入力した映像信号の階調を表すベクトル値を算出し、その算出したベクトル値を、Ｎ原色の色立体に適用し、Ｎ原色の色立体における階調を算出することにより、３原色の映像信号をＮ原色の映像信号に変換する処理を行う。以下にその処理をＲＧＢ信号からＲＧＢＹ信号への変換を例として具体的に説明する。
【００３０】
図４は、４原色の色立体から四面体（三角錐）を切り出す処理を説明する図である。まず色変換処理回路１０２は、ＲＧＢＹの階調で表される色空間における４色（ＲＧＢＹ）の色立体を、隣接する３頂点と色立体の重心Ｏとを頂点とする四面体に分割する。図４に示す四面体は、色立体の重心Ｏ、頂点Ｙ、頂点ＲＹ、頂点ＲＹＧの４点を頂点とする四面体である。このような四面体を全ての隣接３頂点について生成して切り出す。
Ｎ原色の色立体はＮ（Ｎ−１）面体となり、表平面はＮ（Ｎ−１）個の平行四辺形となる。この平行四辺形を対角で分割した三角形を底面、重心を頂点とする４面体はＮ（Ｎ−１）×２個切り出すことができる。従って４原色の場合には、１２個の平行四辺形で囲まれた１２面体になり、隣接する３点と色立体の重心とを頂点とする四面体を全部で２４個切り出すことができる。
【００３１】
図５は、３原色の色立体に対して４原色の色立体の特有の頂点を設定する処理を説明する図である。
色変換処理回路１０２は、ＲＧＢの階調で表される色空間における３原色の色立体に対して、４原色特有の頂点に対応する階調を任意に設定する。例えば、ＲＧＢＹの４色の多原色ディスプレイに特有の色はＹであり、３原色色立体に対して４原色色立体の特有の頂点は、Ｙ、ＹＧ，ＲＹ、ＲＹＧ、ＧＢＲ，ＢＲＹ，ＹＧＢである。これらの頂点を３原色色立体上の任意の場所に設定する。
例えば、図５に示すように、Ｙの最大階調は、３色立体における頂点ＲＹＧとＫとを結ぶ線上で、頂点ＲＹＧとＫとの間に設定される。そして全ての特有の頂点を３原色の色立体上に設定した状態が図５に示すものとなる。
【００３２】
ＲＧＢＹの４原色色立体の頂点をＲＧＢの３原色の色立体上に設定する場合、以下のような考え方を元に頂点設定を行う。
まず、基本的に、３原色色立体と４原色色立体の両方に存在する原色頂点Ｒ，Ｇ，Ｂ、及び混色頂点のシアン（ＧＢ）、マゼンタ（ＢＲ）は、４原色色立体の頂点をそのまま３原色色立体に対応させる。そして、４原色色立体に存在し、３原色色立体に存在しない特有の頂点Ｙ、ＹＧ，ＲＹ、ＲＹＧ、ＧＢＲ，ＢＲＹ，ＹＧＢを３原色色立体上に設定する。
【００３３】
この場合、４色色立体の特有の頂点は、３色色立体の頂点間を結ぶ線上に設定する。３次元色立体の色域の全てを活用するためである。
ここで、４原色色立体のＹは３原色のＲＧ（Ｒ＋Ｇ）に相当するため、４原色色立体のＹを３原色色立体のＲＧに対応させることが考えられる。しかしながら、３原色のＲＧはBの補色であるが、４原色のＹは原色の一つでありＢの補色ではないため、これらはＷに対する輝度比が大きく異なる。従って、４原色色立体のＹを３原色色立体のＲＧに対応させると４原色表示時の違和感が大きくなる。従って、３原色色立体のＲＧに対しては、Ｂの補色であり輝度比が近い４原色色立体のＲＹＧを対応させる。つまり、４原色色立体の頂点設定前における３原色色立体のＲＧを、頂点設定時にＲＹＧに置き換える。３原色色立体では、Ｙは、ＲＹＧとＫを結ぶ線上に設定する。
こうして、４原色色立体の全ての頂点を３次元色立体上に適宜設定する。
【００３４】
図６は、３原色の色立体から四面体（三角錐）を切り出す処理を説明する図である。色変換処理回路１０２は、ＲＧＢの階調で表される色空間における３色（ＲＧＢＹ）の色立体を、隣接する３頂点と色立体の重心Ｏとを頂点とする四面体に分割する。このときの頂点は、３原色の色立体の本来の位置にある頂点に加えて、上記図５で設定した４原色特有の頂点も色立体の頂点とみなす。図６に示す四面体は、色立体の重心Ｏ、頂点Ｙ、頂点ＲＹ、頂点ＲＹＧの４点を頂点とする四面体である。このような四面体を全ての隣接３頂点について生成して切り出す。これにより、３原色の色立体の場合も、隣接する３点と色立体の重心とを頂点とする四面体を、全部で２４個切り出すことができる。
【００３５】
図７は、３原色の色立体から切り出した一つの四面体における特定の階調を計算する処理を説明する図である。３原色の色立体から切り出した四面体の頂点が、Ａ，Ｂ，Ｃ，及び色立体の重心Ｏの４点であるものとする。また、Ａ，Ｂ，Ｃ，ＯのＲＧＢ階調が、それぞれ（ＲＡ，ＧＡ，ＢＡ）、（ＲＢ，ＧＢ，ＢＢ）、（ＲＣ，ＧＣ，ＢＣ）、（ＲＯ，ＧＯ，ＢＯ）であるものとする。
【００３６】
この場合、四面体の中の特定の色をＦｉ（ＲＦｉ，ＧＦｉ，ＢＦｉ）とするとき、Ｆｉは、３つのベクトル、つまりＯＡを結ぶベクトルα、ＯＢを結ぶベクトルβ、及びＯＣを結ぶベクトルγにより表すことができる。このとき、ＡＢＣＯのＲＧＢ階調と、ＦｉのＲＧＢ階調が既知であるため、α，γ，βの値をこれら階調から算出することができる
【００３７】
ＦｉのＲＧＢ階調は次の式で表すことができる。
Ｆｉ＝α（Ａ−Ｏ）＋β（Ｂ−Ｏ）＋γ（Ｃ−Ｏ）
これを展開すると以下のごとくとなる。
Ｆｉ＝αＡ＋βＢ＋γＣ−（α＋β＋γ）Ｏ
＝α（ＲＡ，ＧＡ，ＢＡ）＋β（ＲＢ，ＧＢ，ＢＢ）＋γ（ＲＣ，ＧＣ，ＢＣ）−（α＋β＋γ）（ＲＯ，ＧＯ，ＢＯ）
＝｛α（ＲＡ−ＲＯ）＋β（ＲＢ−ＲＯ）＋γ（ＲＣ−ＲＯ），α（ＧＡ−ＧＯ）＋β（ＧＢ−ＧＯ）＋γ（ＧＣ−ＣＯ），α（ＢＡ−ＢＯ）＋β（ＢＢ−ＢＯ）＋γ（ＢＣ−ＢＯ）｝
ＲＦｉ＝α（ＲＡ−ＲＯ）＋β（ＲＢ−ＲＯ）＋γ（ＲＣ−ＲＯ）
ＧＦｉ＝α（ＧＡ−ＧＯ）＋β（ＧＢ−ＧＯ）＋γ（ＧＣ−ＣＯ）
ＢＦｉ＝α（ＢＡ−ＢＯ）＋β（ＢＢ−ＢＯ）＋γ（ＢＣ−ＢＯ）
そして、上記のようにＦｉの階調と、ＡＢＣＯの階調が既知であるため、これらの階調からベクトルα、β、γの値を計算することができる。このベクトルα，β，γを４色の色立体に適用して、４色の色立体におけるＦｉに対応するＦｏを算出する。
【００３８】
図８は、４原色の色立体から切り出した一つの四面体における特定の階調を計算する処理を説明する図である。ＲＧＢＹの４原色の色立体から切り出した一つの四面体の頂点が、Ｓ，Ｔ，Ｕ，及び色立体の重心Ｏの４点であるものとする。Ｓ，Ｔ，Ｕ，Ｏの階調が、それぞれ（ＲＳ，ＧＳ，ＢＳ，ＹＳ）、（ＲＴ，ＧＴ，ＢＴ，ＹＴ）、（ＲＵ，ＧＵ，ＢＵ，ＹＵ）、（ＲＯ，ＧＯ，ＢＯ，ＹＯ）であるものとする。
【００３９】
この場合、四面体の中の任意の一点の色をＦＯ（ＲＦＯ，ＧＦＯ，ＢＦＯ，ＹＦＯ）とするとき、ＦＯは、３つのベクトル、つまりＯＡを結ぶベクトルα、ＯＢを結ぶベクトルβ、及びＯＣを結ぶベクトルγにより表すことができる。このとき、ＡＢＣＯの階調が既知であるため、３原色の色立体で求めたベクトル（α、β，γ）を用いることにより、４原色の色立体における色ＦＯの階調を算出することができる。
【００４０】
つまり４原色の色立体におけるＦの三刺激値は次の式で表すことができる。
ＦＯ＝αＳ＋βＴ＋γＵ−（α＋β＋γ）Ｏ
＝α（ＲＳ，ＧＳ，ＢＳ，ＹＳ）＋β（ＲＴ，ＧＴ，ＢＴ，ＹＴ）＋γ（ＲＵ，ＧＵ，ＢＵ，ＹＵ）−（α＋β＋γ）（ＲＯ，ＧＯ，ＢＯ，ＹＯ）
＝｛α（ＲＳ−ＲＯ）＋β（ＲＴ−ＲＯ）＋γ（ＲＵ−ＲＯ），α（ＧＳ−ＧＯ）＋β（ＧＴ−ＧＯ）＋γ（ＧＵ−ＧＯ），α（ＢＵ−ＢＯ）＋β（ＢＴ−ＢＯ）＋γ（ＢＵ−ＢＯ），α（ＹＳ−ＹＯ）＋β（ＹＴ−ＹＯ）＋γ（ＹＵ−ＹＯ）｝
ＲＦＯ＝α（ＲＳ−ＲＯ）＋β（ＲＴ−ＲＯ）＋γ（ＲＵ−ＲＯ）
ＧＦＯ＝α（ＧＳ−ＧＯ）＋β（ＧＴ−ＧＯ）＋γ（ＧＵ−ＧＯ）
ＢＦＯ＝α（ＢＳ−ＢＯ）＋β（ＢＴ−ＢＯ）＋γ（ＢＵ−ＢＯ）
ＹＦＯ＝α（ＹＳ−ＹＯ）＋β（ＹＴ−ＹＯ）＋γ（ＹＵ−ＹＯ）
【００４１】
そして、ＳＴＵＯの階調が既知であるため、３原色の色立体で算出したベクトルα、β、γの値を上記４原色の色立体の式に代入して、４原色の色立体におけるＦｉに対応するＦＯの値を算出することができる。このときの４原色の色立体における四面体は、ベクトルを算出した３原色の四面体に対応する四面体とする。つまり３原色の色立体における四面体の頂点ＡＢＣと、４原色の色立体における頂点ＳＴＵとがそれぞれ同じ色の頂点である四面体にベクトルα、β、γを適用する。これにより、３原色の色立体における特定の色Ｆｉを４原色の色立体に写像して、対応する色ＦＯのＲＧＢＹの階調を得ることができる。
【００４２】
このように、３原色の色立体上に４原色の色立体特有の頂点を設定し、これを３原色の色立体の頂点とみなして四面体を切り出し、入力映像信号が示す階調を四面体のベクトルで表し、そのベクトルを４原色の色立体の対応する四面体に適用することにより、簡単な計算を行うだけで、３原色信号から４原色の色再現範囲の全てを活用できる信号変換を行うことができる。
【００４３】
また、上記の３原色の色立体に対して、４原色の色立体の特有の頂点を設定したとき、操作部１０３に対するユーザ操作に応じて、３原色色立体に適用する４原色色立体の頂点を調整可能とすることができる。頂点を調整することにより、変換後４原色信号の色相等を調整することができる。
４原色色立体特有の頂点は、３原色色立体にない色を示すものであり、これらの色は、３原色色立体の色との色相の違いに加えて輝度が高く、４原色色立体の頂点を３原色色立体の頂点間の辺上に設定していった場合に、違和感を生じる場合もある。このような場合、例えば４原色色立体の頂点ではなく、頂点より内側の点を頂点とみなして３原色色立体に設定することができる。この場合、４原色色立体の全ての領域を活用できなくなるが、この調整を可能とすることにより、色相変化などの違和感が生じたときに適宜違和感を減少させるための調整ができるようになる。
【００４４】
また、上記の実施形態では、３原色信号を４原色信号に変換する処理を示したが、さらに多原色の原色信号に変換することもできる。この場合、Ｎ原色のときの色立体を構成する平面数はＮ（Ｎ−１）となる。そしてこの色立体から平面数×２の四面体（三角錘）を切り出すことができる。３原色の色立体からＮ原色の色立体に任意の色Ｆｉの階調を写像する場合、Ｎ原色の色立体に特有の頂点を３原色の色立体に設定し、３原色の色立体から、Ｎ原色の色立体で切り出せる数と同数の四面体を切り出す。そして、任意の色Ｆｉをその色Ｆｉを含む四面体の頂点のベクトルで表現し、そのベクトルをＮ原色の色立体に適用して、Ｎ原色の色立体における対応点色ＦＯの階調を得る。
【００４５】
また、上記の表示装置は、テレビ受信装置として構成することができる。テレビ受信装置は、アンテナで受信した放送信号を選局して復調し、復号して再生用映像信号を生成する手段を有し、再生用映像信号を色変換処理回路１０２に入力させる。これにより、受信した放送信号を多原色ディスプレイ１０１に表示させることができる。本発明は、表示装置、およびその表示装置を備えるテレビ受信装置として構成することができる。
【符号の説明】
【００４６】
１００…表示装置、１０１…多原色ディスプレイ、１０２…色変換処理回路、１０３…操作部。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置、表示方法及びテレビ受信装置に関し、より詳細には、４色以上のＮ色の原色により映像を表示する表示装置、表示方法及び該表示装置を備えたテレビ受信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
表示装置におけるカラー画像の表示は、通常、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）からなる３原色の加法混色により実現される。すなわち、カラー表示画像における各画素は、ＲＧＢの各副画素から構成される。従って、例えばカラー表示用の液晶ディスプレイでは、通常、カラーフィルタによりＲＧＢの副画素による画素が形成さている。そして、白色光を発するバックライトにより、カラー画像表示が行われる。
【０００３】
カラー画像の表示装置において、色再現範囲を拡大し、画面輝度を向上させるために、４色以上のカラーフィルタを用いる構成のものが知られている。例えば、ＲＧＢの３原色に加えて、Ｙ（黄）のカラーフィルタによる副画素を形成し、主に黄色方向の色再現範囲を拡げるともに画面輝度を向上させるものがある。また、４原色の表示装置として、ＲＧＢの３原色に加えてＷ（白）を加えた構成のものも知られている。
【０００４】
また、上記の４つの原色のみならず、５色以上の副画素による構成のものも考えられている。例えば、Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｃ（シアン）、Ｙの５原色による構成、あるいはＲ、Ｇ、Ｂ、Ｃ、Ｍ（マゼンタ）、Ｙの６原色による構成、あるいはＲ、Ｇ、Ｂ、Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｗの７原色による構成などが知られている。上記の４原色以上のＮ原色により映像表現するディスプレイを多原色ディスプレイとする。
【０００５】
カラー表示用の表示装置では、上記のような多原色ディスプレイが使用される場合であっても、外部から与えられる表示データは、ＲＧＢの３原色に対応する原色信号の形式となっていた。このため、例えばＲＧＢＹの４原色構成のディスプレイの場合、表示装置では、ＲＧＢの３原色に対応する原色信号（３原色信号）Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１を、ＲＧＢＹの４原色に対応する原色信号（４原色信号）Ｒ２，Ｇ２，Ｂ２，Ｙ２に変換するための変換回路を備える必要がある。
【０００６】
このような色変換の技術に関して、例えば、特許文献１には、多原色への色変換を行う場合に、入力された白に対応する画像データを適切に再現するための色変換装置が開示されている。多原色（Ｎ原色）ディスプレイの色再現範囲は、原色に対応するベクトルによって構成された多面体で表され、Ｎ原色の場合には、Ｎ（Ｎ−１）面体となる。
この多面体を四角錘で切り出したとき、その四角錐を３つのベクトルで表現することができる。このとき、３つのベクトルから三刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚを算出し、さらにベクトルと多原色の階調を対応させることにより、多原色変換を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−１３４７５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
多原色ディスプレイは、３原色ディスプレイよりもカラー画像について高い表現能力を有している。しかしながら、上述したように、外部から与えられる表示データは、通常ＲＧＢの３原色に対応する原色信号の形式であるため、表示装置では、ＲＧＢの３原色に対応する原色信号を多原色の原色信号に変換する必要がある。
ここで、３原色のディスプレイと、４原色以上の多原色ディスプレイとは、２次元的、３次元的に色再現範囲が異なり、３原色信号を変換して得られる多原色信号は、多原色信号の全ての信号状態を取り得ない。すなわち、３原色信号を変換して得られる４原色信号等の多原色信号に基づき、多原色ディスプレイで映像を表示する場合、その多原色ディスプレイの表現能力を十分に利用することができない。
【０００９】
特許文献１の技術の場合、三刺激値ＸＹＺを多原色の色域にマッピングすることができるが、上記のように３原色と多原色の色再現範囲が異なるため、入力信号（３原色）を三刺激値に展開するときに、多原色に相当する色再現範囲の全てを使用してマッピングすることはできず、多原色ディスプレイを有効に利用することができない。
【００１０】
本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなされたものであり、４色以上の多原色により映像を表示する際に、多原色の色再現範囲を有効に活用することで、高品位の映像表現が可能な表示装置、表示方法及びテレビ受信装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明の第１の技術手段は、４原色以上のＮ原色により映像を表示する映像表示装置であって、入力した３原色の映像信号を前記Ｎ原色の映像信号に変換する色変換処理部と、該色変換処理部が変換した映像信号によりＮ原色による映像表示を行う表示部とを有し、前記色変換処理部は、３次元の色空間で３原色による色再現範囲を示す色立体において、前記入力した映像信号の階調を表すベクトル値を算出し、該算出したベクトル値を、前記３次元の色空間でＮ原色による色再現範囲を示す色立体に適用し、前記Ｎ原色の色立体における階調を算出することにより、前記３原色の映像信号を前記Ｎ原色の映像信号に変換すること、を特徴としたものである。
【００１２】
第２の技術手段は、第１の技術手段において、前記色変換処理部が、３次元の色空間でＮ原色による色再現範囲を表す色立体の頂点であって、３原色による色再現範囲を表す色立体にはない前記頂点を、前記３原色の色立体に設定し、該設定した頂点を含めた前記３色の色立体の全ての頂点のうち、隣接する３頂点と、前記３原色の色立体における重心とを頂点とするＮ（Ｎ−１）×２個の４面体に前記３原色の色立体を分割し、前記映像信号の階調が含まれる前記４面体において、前記重心から前記隣接する３頂点に向かうベクトルで前記階調を表した前記ベクトル値を算出し、前記Ｎ原色による色再現範囲を表す色立体を、隣接する３頂点と、前記Ｎ原色の色立体の重心とを頂点とするＮ（Ｎ−１）×２個の４面体に分割し、前記算出したベクトル値を、該ベクトル値を計算した四面体に対応するＮ原色の色立体の四面体に適用し、前記Ｎ原色の色立体における階調を算出する、ことを特徴としたものである。
【００１３】
第３の技術手段は、第２の技術手段において、ユーザによる操作を受け付ける操作部を有し、前記色変換処理部が、前記操作部に対する操作に基づいて、前記３原色の色立体に対して設定する前記Ｎ原色の色立体の頂点位置を調整することを特徴としたものである。
【００１４】
第４の技術手段は、第１〜第３のいずれか１の技術手段において、前記色変換処理部は、前記入力した３原色の映像信号を線形化したデータに基づいて、前記３原色の映像信号を前記Ｎ原色の映像信号に変換し、前記表示部に出力することを特徴としたものである。
【００１５】
第５の技術手段は、入力した３原色の映像信号を前記Ｎ原色の映像信号に変換する色変換処理部と、該色変換処理部が変換した映像信号によりＮ原色による映像表示を行う表示部とを有する映像表示装置によって４原色以上のＮ原色により映像を表示する表示方法であって、前記色変換処理部が、３次元の色空間で３原色による色再現範囲を示す色立体において、前記入力した映像信号の階調を表すベクトル値を算出するステップと、前記色変換処理部が、前記算出したベクトル値を、前記３次元の色空間でＮ原色による色再現範囲を示す色立体に適用し、前記Ｎ原色の色立体における階調を算出することにより、前記３原色の映像信号を前記Ｎ原色の映像信号に変換するステップと、を有することを特徴としたものである。
【００１６】
第６の技術手段は、第５の技術手段において、前記ベクトル値を算出するステップは、前記色変換処理部が、３次元の色空間でＮ原色による色再現範囲を表す色立体の頂点であって、３原色による色再現範囲を表す色立体にはない前記頂点を、前記３原色の色立体に設定し、前記設定した頂点を含めた前記３原色の色立体の全ての頂点のうち、隣接する３頂点と、前記３原色の色立体における重心とを頂点とするＮ（Ｎ−１）×２個の４面体に前記３原色の色立体を分割し、前記映像信号の階調が含まれる前記４面体において、前記重心から前記隣接する３頂点に向かうベクトルで前記階調を表した前記ベクトル値を算出し、前記３原色の映像信号を前記Ｎ原色の映像信号に変換するステップは、前記色変換処理部が、前記Ｎ原色による色再現範囲を表す色立体を、隣接する３頂点と、前記Ｎ原色の色立体の重心とを頂点とするＮ（Ｎ−１）×２個の４面体に分割し、前記算出したベクトル値を、該ベクトル値を計算した四面体に対応するＮ原色の色立体の四面体に適用し、前記Ｎ原色の色立体における階調を算出する、ことを特徴としたものである。
【００１７】
第７の技術手段は、第１〜第４のいずれか１の技術手段の表示装置を備えたテレビ受信装置である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、４色以上の多原色により映像を表示する際に、多原色の色再現域を有効に活用することで、高品位の映像表現が可能な表示装置、表示方法及びテレビ受信装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係る表示装置における色変換処理を行う部分の構成例を示すブロック図である。
【図２】本発明の表示装置における色変換処理を説明するための図で、ＲＧＢの３原色の色立体を示す図である。
【図３】本発明の表示装置における色変換処理を説明するための図で、ＲＧＢＹの４原色の色立体を示す図である。
【図４】４原色の色立体から四面体（三角錐）を切り出す処理を説明する図である。
【図５】３原色の色立体に対して４原色の色立体の特有の頂点を設定する処理を説明する図である。
【図６】３原色の色立体から四面体（三角錐）を切り出す処理を説明する図である。
【図７】３原色の色立体から切り出した一つの四面体における特定の階調を計算する処理を説明する図である。
【図８】４原色の色立体から切り出した一つの四面体における特定の階調を計算する処理を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図１は、本発明に係る表示装置における色変換処理を行う部分の構成例を示すブロック図である。表示装置１００は、多原色ディスプレイ１０１と、色変換処理回路１０２と、操作部１０３とを備えている。色変換処理回路１０２は本発明の色変換処理部に該当し、多原色ディスプレイ１０１は本発明の表示部に該当する。
【００２１】
多原色表示とは、基本となる表示色（基本色）を４色以上用い、この基本色を適当な割合で混合することによって実現されるカラー表示を意味する。また、多原色ディスプレイとは、上記基本色に対応した画素を有することにより多色表示を実現する表示パネルを意味する。多原色ディスプレイ１０１としては、液晶表示パネル、ＣＲＴ、ＰＤＰ、液晶プロジェクタなど、多原色表示が可能なデバイスであればいずれのものを用いてもよい。以下の例では、ＲＧＢＹの４原色ディスプレイを用いた構成を例として説明する。
【００２２】
色変換処理回路１０２に入力される映像信号は、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３原色信号からなる映像信号である。色変換処理回路１０２では、入力映像信号に逆ガンマ補正処理を施し、その後３原色信号を多原色信号ｄ１〜ｄ４に変換する。そして変換された多原色信号にガンマ補正処理を行う。
ここでは、色変換処理回路１０２に入力される映像信号は、ガンマ補正された状態で伝送されてくることを想定している。ガンマ補正された映像信号は階調レベルと輝度との関係が非線形になっているため、まず逆ガンマ補正処理を行うことによって階調レベルと輝度との関係を線形にする。これにより適切な多原色信号変換処理を行うことができる。そして色変換処理回路１０２は、３原色信号を多原色の映像信号ｄ1〜ｄ４に変換し、これにガンマ補正処理を行って、多原色ディスプレイ１０１に供給する。この他、逆ガンマ補正処理を行った映像信号をＸＹＺの３刺激値に変換し、ＸＹＺの色空間で多原色の信号に変換し、これをＲＧＢＹの信号に変換してガンマ補正を行うものであってもよい。
【００２３】
また、色変換処理回路１０２に入力する映像信号は、例えばカラーテレビ信号に用いられているＹＣｂＣｒのようなＲＧＢの３原色信号に変換可能な信号であってもよい。この場合、ＹＣｂＣｒ信号等をＲＧＢの３原色信号に変換するための回路部を設ける。また、入力映像信号がガンマ補正された状態で伝送されていない場合には、上記の逆ガンマ補正処理と、その後のガンマ補正処理は省略できる。
【００２４】
表示装置１００では、多原色ディスプレイ１０１に表示される映像の色を調整することができるようになっている。この調整は、操作者が操作部１０３を操作することによって行われる。操作部１０３は、このような操作を受け付け、その操作に応じた調整信号を色変換処理回路１０２に供給する。色変換処理回路１０２では、操作部１０３からの調整信号に基づいて映像信号の調整を行う。
【００２５】
図２は、本発明の表示装置における色変換処理を説明するための図で、ＲＧＢの３原色の色立体を示す図である。
３原色（ＲＧＢ）のディスプレイにおける再現可能な色再現範囲は、３次元の色空間で３原色の色ベクトルの和として表される領域に限られる。例えば、ＲＧＢの３種類の副画素で色を再現するディスプレイにおいて、ＲＧＢの最大階調をそれぞれ、Ｒmax、Ｇmax、Ｂmaxとする。
【００２６】
この場合、ＲＧＢの色空間における色立体の角頂点を、（Ｒ，Ｇ，Ｂ）の階調で表すと、頂点Ｋ＝（０，０，０）、Ｗ＝（Ｒmax，Ｇmax，Ｂmax）、Ｒ＝（Ｒmax，０，０）、Ｇ＝（０，Ｇmax，０）、Ｂ＝（０，０，Ｂmax）、ＧＢ＝（０，Ｇmax，Ｂmax）、ＲＧ＝（Ｒmax，Ｇmax，０）、ＢＲ＝（Ｒmax，０，Ｂmax）の８点を頂点とする６面体となる。この６面体の内部が、その３原色ディスプレイにおける色再現範囲となる。
【００２７】
図３は、本発明の表示装置における色変換処理を説明するための図で、ＲＧＢＹの４原色の色立体を示す図である。
４原色（ＲＧＢＹ）のディスプレイにおける再現可能な色再現範囲は、３次元の色空間で４原色の色ベクトルの和として表される領域に限られる。例えば、ＲＧＢＹの４種類の副画素で色を再現するディスプレイにおいて、ＲＧＢＹの最大階調をＲmax、Ｇmax、Ｂmax、Ｙmaxとする。
【００２８】
この場合、ＲＧＢＹの色空間における色立体の各頂点を、（Ｒ，Ｇ，Ｂ，Ｙ）の階調値で表すと、頂点Ｋ＝（０，０，０，０）、Ｗ＝（Ｒmax，Ｇmax，Ｂmax，Ｙmax）、Ｒ＝（Ｒmax，０，０，０）、Ｇ＝（０，Ｇmax，０，０）、Ｂ＝（０，０，Ｂmax，０）、Ｙ＝（０，０，０，Ｙmax）、ＧＢ＝（０，Ｇmax，Ｂmax，０）、ＹＧ＝（０，Ｇmax，０，Ｙmax）、ＲＧ＝（Ｒmax，Ｇmax，０，０）、ＢＲ＝（Ｒmax，０，Ｂmax，０）、ＹＧＢ＝（０，Ｇmax，Ｂmax，Ｙmax）、ＧＢＲ＝（Ｒmax，Ｇmax，Ｂmax，０）、ＲＹＧ＝（Ｒmax，Ｇmax，０，Ｙmax）、ＢＲＹ＝（Ｒmax，０，Ｂmax，Ｙmax）の１４点を頂点とする１２面体となる。この１２面体は、１２個の平行四辺形で囲まれたものとなる。この１２面体の内部が、その４原色ディスプレイにおける色再現範囲となる。以下では、３次元色空間で表される色再現範囲を色立体として説明する。
【００２９】
本発明の実施形態による色変換処理回路１０２は、３原色の色立体において、入力した映像信号の階調を表すベクトル値を算出し、その算出したベクトル値を、Ｎ原色の色立体に適用し、Ｎ原色の色立体における階調を算出することにより、３原色の映像信号をＮ原色の映像信号に変換する処理を行う。以下にその処理をＲＧＢ信号からＲＧＢＹ信号への変換を例として具体的に説明する。
【００３０】
図４は、４原色の色立体から四面体（三角錐）を切り出す処理を説明する図である。まず色変換処理回路１０２は、ＲＧＢＹの階調で表される色空間における４色（ＲＧＢＹ）の色立体を、隣接する３頂点と色立体の重心Ｏとを頂点とする四面体に分割する。図４に示す四面体は、色立体の重心Ｏ、頂点Ｙ、頂点ＲＹ、頂点ＲＹＧの４点を頂点とする四面体である。このような四面体を全ての隣接３頂点について生成して切り出す。
Ｎ原色の色立体はＮ（Ｎ−１）面体となり、表平面はＮ（Ｎ−１）個の平行四辺形となる。この平行四辺形を対角で分割した三角形を底面、重心を頂点とする４面体はＮ（Ｎ−１）×２個切り出すことができる。従って４原色の場合には、１２個の平行四辺形で囲まれた１２面体になり、隣接する３点と色立体の重心とを頂点とする四面体を全部で２４個切り出すことができる。
【００３１】
図５は、３原色の色立体に対して４原色の色立体の特有の頂点を設定する処理を説明する図である。
色変換処理回路１０２は、ＲＧＢの階調で表される色空間における３原色の色立体に対して、４原色特有の頂点に対応する階調を任意に設定する。例えば、ＲＧＢＹの４色の多原色ディスプレイに特有の色はＹであり、３原色色立体に対して４原色色立体の特有の頂点は、Ｙ、ＹＧ，ＲＹ、ＲＹＧ、ＧＢＲ，ＢＲＹ，ＹＧＢである。これらの頂点を３原色色立体上の任意の場所に設定する。
例えば、図５に示すように、Ｙの最大階調は、３色立体における頂点ＲＹＧとＫとを結ぶ線上で、頂点ＲＹＧとＫとの間に設定される。そして全ての特有の頂点を３原色の色立体上に設定した状態が図５に示すものとなる。
【００３２】
ＲＧＢＹの４原色色立体の頂点をＲＧＢの３原色の色立体上に設定する場合、以下のような考え方を元に頂点設定を行う。
まず、基本的に、３原色色立体と４原色色立体の両方に存在する原色頂点Ｒ，Ｇ，Ｂ、及び混色頂点のシアン（ＧＢ）、マゼンタ（ＢＲ）は、４原色色立体の頂点をそのまま３原色色立体に対応させる。そして、４原色色立体に存在し、３原色色立体に存在しない特有の頂点Ｙ、ＹＧ，ＲＹ、ＲＹＧ、ＧＢＲ，ＢＲＹ，ＹＧＢを３原色色立体上に設定する。
【００３３】
この場合、４色色立体の特有の頂点は、３色色立体の頂点間を結ぶ線上に設定する。３次元色立体の色域の全てを活用するためである。
ここで、４原色色立体のＹは３原色のＲＧ（Ｒ＋Ｇ）に相当するため、４原色色立体のＹを３原色色立体のＲＧに対応させることが考えられる。しかしながら、３原色のＲＧはBの補色であるが、４原色のＹは原色の一つでありＢの補色ではないため、これらはＷに対する輝度比が大きく異なる。従って、４原色色立体のＹを３原色色立体のＲＧに対応させると４原色表示時の違和感が大きくなる。従って、３原色色立体のＲＧに対しては、Ｂの補色であり輝度比が近い４原色色立体のＲＹＧを対応させる。つまり、４原色色立体の頂点設定前における３原色色立体のＲＧを、頂点設定時にＲＹＧに置き換える。３原色色立体では、Ｙは、ＲＹＧとＫを結ぶ線上に設定する。
こうして、４原色色立体の全ての頂点を３次元色立体上に適宜設定する。
【００３４】
図６は、３原色の色立体から四面体（三角錐）を切り出す処理を説明する図である。色変換処理回路１０２は、ＲＧＢの階調で表される色空間における３色（ＲＧＢＹ）の色立体を、隣接する３頂点と色立体の重心Ｏとを頂点とする四面体に分割する。このときの頂点は、３原色の色立体の本来の位置にある頂点に加えて、上記図５で設定した４原色特有の頂点も色立体の頂点とみなす。図６に示す四面体は、色立体の重心Ｏ、頂点Ｙ、頂点ＲＹ、頂点ＲＹＧの４点を頂点とする四面体である。このような四面体を全ての隣接３頂点について生成して切り出す。これにより、３原色の色立体の場合も、隣接する３点と色立体の重心とを頂点とする四面体を、全部で２４個切り出すことができる。
【００３５】
図７は、３原色の色立体から切り出した一つの四面体における特定の階調を計算する処理を説明する図である。３原色の色立体から切り出した四面体の頂点が、Ａ，Ｂ，Ｃ，及び色立体の重心Ｏの４点であるものとする。また、Ａ，Ｂ，Ｃ，ＯのＲＧＢ階調が、それぞれ（ＲＡ，ＧＡ，ＢＡ）、（ＲＢ，ＧＢ，ＢＢ）、（ＲＣ，ＧＣ，ＢＣ）、（ＲＯ，ＧＯ，ＢＯ）であるものとする。
【００３６】
この場合、四面体の中の特定の色をＦｉ（ＲＦｉ，ＧＦｉ，ＢＦｉ）とするとき、Ｆｉは、３つのベクトル、つまりＯＡを結ぶベクトルα、ＯＢを結ぶベクトルβ、及びＯＣを結ぶベクトルγにより表すことができる。このとき、ＡＢＣＯのＲＧＢ階調と、ＦｉのＲＧＢ階調が既知であるため、α，γ，βの値をこれら階調から算出することができる
【００３７】
ＦｉのＲＧＢ階調は次の式で表すことができる。
Ｆｉ＝α（Ａ−Ｏ）＋β（Ｂ−Ｏ）＋γ（Ｃ−Ｏ）
これを展開すると以下のごとくとなる。
Ｆｉ＝αＡ＋βＢ＋γＣ−（α＋β＋γ）Ｏ
＝α（ＲＡ，ＧＡ，ＢＡ）＋β（ＲＢ，ＧＢ，ＢＢ）＋γ（ＲＣ，ＧＣ，ＢＣ）−（α＋β＋γ）（ＲＯ，ＧＯ，ＢＯ）
＝｛α（ＲＡ−ＲＯ）＋β（ＲＢ−ＲＯ）＋γ（ＲＣ−ＲＯ），α（ＧＡ−ＧＯ）＋β（ＧＢ−ＧＯ）＋γ（ＧＣ−ＣＯ），α（ＢＡ−ＢＯ）＋β（ＢＢ−ＢＯ）＋γ（ＢＣ−ＢＯ）｝
ＲＦｉ＝α（ＲＡ−ＲＯ）＋β（ＲＢ−ＲＯ）＋γ（ＲＣ−ＲＯ）
ＧＦｉ＝α（ＧＡ−ＧＯ）＋β（ＧＢ−ＧＯ）＋γ（ＧＣ−ＣＯ）
ＢＦｉ＝α（ＢＡ−ＢＯ）＋β（ＢＢ−ＢＯ）＋γ（ＢＣ−ＢＯ）
そして、上記のようにＦｉの階調と、ＡＢＣＯの階調が既知であるため、これらの階調からベクトルα、β、γの値を計算することができる。このベクトルα，β，γを４色の色立体に適用して、４色の色立体におけるＦｉに対応するＦｏを算出する。
【００３８】
図８は、４原色の色立体から切り出した一つの四面体における特定の階調を計算する処理を説明する図である。ＲＧＢＹの４原色の色立体から切り出した一つの四面体の頂点が、Ｓ，Ｔ，Ｕ，及び色立体の重心Ｏの４点であるものとする。Ｓ，Ｔ，Ｕ，Ｏの階調が、それぞれ（ＲＳ，ＧＳ，ＢＳ，ＹＳ）、（ＲＴ，ＧＴ，ＢＴ，ＹＴ）、（ＲＵ，ＧＵ，ＢＵ，ＹＵ）、（ＲＯ，ＧＯ，ＢＯ，ＹＯ）であるものとする。
【００３９】
この場合、四面体の中の任意の一点の色をＦＯ（ＲＦＯ，ＧＦＯ，ＢＦＯ，ＹＦＯ）とするとき、ＦＯは、３つのベクトル、つまりＯＡを結ぶベクトルα、ＯＢを結ぶベクトルβ、及びＯＣを結ぶベクトルγにより表すことができる。このとき、ＡＢＣＯの階調が既知であるため、３原色の色立体で求めたベクトル（α、β，γ）を用いることにより、４原色の色立体における色ＦＯの階調を算出することができる。
【００４０】
つまり４原色の色立体におけるＦの三刺激値は次の式で表すことができる。
ＦＯ＝αＳ＋βＴ＋γＵ−（α＋β＋γ）Ｏ
＝α（ＲＳ，ＧＳ，ＢＳ，ＹＳ）＋β（ＲＴ，ＧＴ，ＢＴ，ＹＴ）＋γ（ＲＵ，ＧＵ，ＢＵ，ＹＵ）−（α＋β＋γ）（ＲＯ，ＧＯ，ＢＯ，ＹＯ）
＝｛α（ＲＳ−ＲＯ）＋β（ＲＴ−ＲＯ）＋γ（ＲＵ−ＲＯ），α（ＧＳ−ＧＯ）＋β（ＧＴ−ＧＯ）＋γ（ＧＵ−ＧＯ），α（ＢＵ−ＢＯ）＋β（ＢＴ−ＢＯ）＋γ（ＢＵ−ＢＯ），α（ＹＳ−ＹＯ）＋β（ＹＴ−ＹＯ）＋γ（ＹＵ−ＹＯ）｝
ＲＦＯ＝α（ＲＳ−ＲＯ）＋β（ＲＴ−ＲＯ）＋γ（ＲＵ−ＲＯ）
ＧＦＯ＝α（ＧＳ−ＧＯ）＋β（ＧＴ−ＧＯ）＋γ（ＧＵ−ＧＯ）
ＢＦＯ＝α（ＢＳ−ＢＯ）＋β（ＢＴ−ＢＯ）＋γ（ＢＵ−ＢＯ）
ＹＦＯ＝α（ＹＳ−ＹＯ）＋β（ＹＴ−ＹＯ）＋γ（ＹＵ−ＹＯ）
【００４１】
そして、ＳＴＵＯの階調が既知であるため、３原色の色立体で算出したベクトルα、β、γの値を上記４原色の色立体の式に代入して、４原色の色立体におけるＦｉに対応するＦＯの値を算出することができる。このときの４原色の色立体における四面体は、ベクトルを算出した３原色の四面体に対応する四面体とする。つまり３原色の色立体における四面体の頂点ＡＢＣと、４原色の色立体における頂点ＳＴＵとがそれぞれ同じ色の頂点である四面体にベクトルα、β、γを適用する。これにより、３原色の色立体における特定の色Ｆｉを４原色の色立体に写像して、対応する色ＦＯのＲＧＢＹの階調を得ることができる。
【００４２】
このように、３原色の色立体上に４原色の色立体特有の頂点を設定し、これを３原色の色立体の頂点とみなして四面体を切り出し、入力映像信号が示す階調を四面体のベクトルで表し、そのベクトルを４原色の色立体の対応する四面体に適用することにより、簡単な計算を行うだけで、３原色信号から４原色の色再現範囲の全てを活用できる信号変換を行うことができる。
【００４３】
また、上記の３原色の色立体に対して、４原色の色立体の特有の頂点を設定したとき、操作部１０３に対するユーザ操作に応じて、３原色色立体に適用する４原色色立体の頂点を調整可能とすることができる。頂点を調整することにより、変換後４原色信号の色相等を調整することができる。
４原色色立体特有の頂点は、３原色色立体にない色を示すものであり、これらの色は、３原色色立体の色との色相の違いに加えて輝度が高く、４原色色立体の頂点を３原色色立体の頂点間の辺上に設定していった場合に、違和感を生じる場合もある。このような場合、例えば４原色色立体の頂点ではなく、頂点より内側の点を頂点とみなして３原色色立体に設定することができる。この場合、４原色色立体の全ての領域を活用できなくなるが、この調整を可能とすることにより、色相変化などの違和感が生じたときに適宜違和感を減少させるための調整ができるようになる。
【００４４】
また、上記の実施形態では、３原色信号を４原色信号に変換する処理を示したが、さらに多原色の原色信号に変換することもできる。この場合、Ｎ原色のときの色立体を構成する平面数はＮ（Ｎ−１）となる。そしてこの色立体から平面数×２の四面体（三角錘）を切り出すことができる。３原色の色立体からＮ原色の色立体に任意の色Ｆｉの階調を写像する場合、Ｎ原色の色立体に特有の頂点を３原色の色立体に設定し、３原色の色立体から、Ｎ原色の色立体で切り出せる数と同数の四面体を切り出す。そして、任意の色Ｆｉをその色Ｆｉを含む四面体の頂点のベクトルで表現し、そのベクトルをＮ原色の色立体に適用して、Ｎ原色の色立体における対応点色ＦＯの階調を得る。
【００４５】
また、上記の表示装置は、テレビ受信装置として構成することができる。テレビ受信装置は、アンテナで受信した放送信号を選局して復調し、復号して再生用映像信号を生成する手段を有し、再生用映像信号を色変換処理回路１０２に入力させる。これにより、受信した放送信号を多原色ディスプレイ１０１に表示させることができる。本発明は、表示装置、およびその表示装置を備えるテレビ受信装置として構成することができる。
【符号の説明】
【００４６】
１００…表示装置、１０１…多原色ディスプレイ、１０２…色変換処理回路、１０３…操作部。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
４原色以上のＮ原色により映像を表示する映像表示装置であって、
入力した３原色の映像信号を前記Ｎ原色の映像信号に変換する色変換処理部と、該色変換処理部が変換した映像信号によりＮ原色による映像表示を行う表示部とを有し、
前記色変換処理部は、３次元の色空間で３原色による色再現範囲を示す色立体において、前記入力した映像信号の階調を表すベクトル値を算出し、
該算出したベクトル値を、前記３次元の色空間でＮ原色による色再現範囲を示す色立体に適用し、前記Ｎ原色の色立体における階調を算出することにより、前記３原色の映像信号を前記Ｎ原色の映像信号に変換すること、を特徴とする映像表示装置。
【請求項２】
請求項１に記載の表示装置において、
前記色変換処理部は、
３次元の色空間でＮ原色による色再現範囲を表す色立体の頂点であって、３原色による色再現範囲を表す色立体にはない前記頂点を、前記３原色の色立体に設定し、
前記設定した頂点を含めた前記３原色の色立体の全ての頂点のうち、隣接する３頂点と、前記３原色の色立体における重心とを頂点とするＮ（Ｎ−１）×２個の４面体に前記３原色の色立体を分割し、
前記映像信号の階調が含まれる前記４面体において、前記重心から前記隣接する３頂点に向かうベクトルで前記階調を表した前記ベクトル値を算出し、
前記Ｎ原色による色再現範囲を表す色立体を、隣接する３頂点と、前記Ｎ原色の色立体の重心とを頂点とするＮ（Ｎ−１）×２個の４面体に分割し、前記算出したベクトル値を、該ベクトル値を計算した四面体に対応するＮ原色の色立体の四面体に適用し、前記Ｎ原色の色立体における階調を算出する、ことを特徴とする表示装置。
【請求項３】
請求項２に記載の表示装置において、
ユーザによる操作を受け付ける操作部を有し、
前記色変換処理部は、前記操作部に対する操作に基づいて、前記３原色の色立体に対して設定する前記Ｎ原色の色立体の頂点位置を調整することを特徴とする表示装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１に記載の表示装置において、
前記色変換処理部は、前記入力した３原色の映像信号を線形化したデータに基づいて、前記３原色の映像信号を前記Ｎ原色の映像信号に変換し、前記表示部に出力することを特徴とする表示装置。
【請求項５】
入力した３原色の映像信号を前記Ｎ原色の映像信号に変換する色変換処理部と、該色変換処理部が変換した映像信号によりＮ原色による映像表示を行う表示部とを有する映像表示装置によって４原色以上のＮ原色により映像を表示する表示方法であって、
前記色変換処理部が、３次元の色空間で３原色による色再現範囲を示す色立体において、前記入力した映像信号の階調を表すベクトル値を算出するステップと、
前記色変換処理部が、前記算出したベクトル値を、前記３次元の色空間でＮ原色による色再現範囲を示す色立体に適用し、前記Ｎ原色の色立体における階調を算出することにより、前記３原色の映像信号を前記Ｎ原色の映像信号に変換するステップと、を有することを特徴とする映像表示装置。
【請求項６】
請求項５に記載の表示方法において、
前記ベクトル値を算出するステップは、前記色変換処理部が、３次元の色空間でＮ原色による色再現範囲を表す色立体の頂点であって、３原色による色再現範囲を表す色立体にはない前記頂点を、前記３原色の色立体に設定し、
前記設定した頂点を含めた前記３原色の色立体の全ての頂点のうち、隣接する３頂点と、前記３原色の色立体における重心とを頂点とするＮ（Ｎ−１）×２個の４面体に前記３原色の色立体を分割し、
前記映像信号の階調が含まれる前記４面体において、前記重心から前記隣接する３頂点に向かうベクトルで前記階調を表した前記ベクトル値を算出し、
前記３原色の映像信号を前記Ｎ原色の映像信号に変換するステップは、前記色変換処理部が、前記Ｎ原色による色再現範囲を表す色立体を、隣接する３頂点と、前記Ｎ原色の色立体の重心とを頂点とするＮ（Ｎ−１）×２個の４面体に分割し、前記算出したベクトル値を、該ベクトル値を計算した四面体に対応するＮ原色の色立体の四面体に適用し、前記Ｎ原色の色立体における階調を算出する、ことを特徴とする表示方法。
【請求項７】
請求項１〜４のいずれか１の表示装置を備えたテレビ受信装置。
【請求項１】
４原色以上のＮ原色により映像を表示する映像表示装置であって、
入力した３原色の映像信号を前記Ｎ原色の映像信号に変換する色変換処理部と、該色変換処理部が変換した映像信号によりＮ原色による映像表示を行う表示部とを有し、
前記色変換処理部は、３次元の色空間で３原色による色再現範囲を示す色立体において、前記入力した映像信号の階調を表すベクトル値を算出し、
該算出したベクトル値を、前記３次元の色空間でＮ原色による色再現範囲を示す色立体に適用し、前記Ｎ原色の色立体における階調を算出することにより、前記３原色の映像信号を前記Ｎ原色の映像信号に変換すること、を特徴とする映像表示装置。
【請求項２】
請求項１に記載の表示装置において、
前記色変換処理部は、
３次元の色空間でＮ原色による色再現範囲を表す色立体の頂点であって、３原色による色再現範囲を表す色立体にはない前記頂点を、前記３原色の色立体に設定し、
前記設定した頂点を含めた前記３原色の色立体の全ての頂点のうち、隣接する３頂点と、前記３原色の色立体における重心とを頂点とするＮ（Ｎ−１）×２個の４面体に前記３原色の色立体を分割し、
前記映像信号の階調が含まれる前記４面体において、前記重心から前記隣接する３頂点に向かうベクトルで前記階調を表した前記ベクトル値を算出し、
前記Ｎ原色による色再現範囲を表す色立体を、隣接する３頂点と、前記Ｎ原色の色立体の重心とを頂点とするＮ（Ｎ−１）×２個の４面体に分割し、前記算出したベクトル値を、該ベクトル値を計算した四面体に対応するＮ原色の色立体の四面体に適用し、前記Ｎ原色の色立体における階調を算出する、ことを特徴とする表示装置。
【請求項３】
請求項２に記載の表示装置において、
ユーザによる操作を受け付ける操作部を有し、
前記色変換処理部は、前記操作部に対する操作に基づいて、前記３原色の色立体に対して設定する前記Ｎ原色の色立体の頂点位置を調整することを特徴とする表示装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１に記載の表示装置において、
前記色変換処理部は、前記入力した３原色の映像信号を線形化したデータに基づいて、前記３原色の映像信号を前記Ｎ原色の映像信号に変換し、前記表示部に出力することを特徴とする表示装置。
【請求項５】
入力した３原色の映像信号を前記Ｎ原色の映像信号に変換する色変換処理部と、該色変換処理部が変換した映像信号によりＮ原色による映像表示を行う表示部とを有する映像表示装置によって４原色以上のＮ原色により映像を表示する表示方法であって、
前記色変換処理部が、３次元の色空間で３原色による色再現範囲を示す色立体において、前記入力した映像信号の階調を表すベクトル値を算出するステップと、
前記色変換処理部が、前記算出したベクトル値を、前記３次元の色空間でＮ原色による色再現範囲を示す色立体に適用し、前記Ｎ原色の色立体における階調を算出することにより、前記３原色の映像信号を前記Ｎ原色の映像信号に変換するステップと、を有することを特徴とする映像表示装置。
【請求項６】
請求項５に記載の表示方法において、
前記ベクトル値を算出するステップは、前記色変換処理部が、３次元の色空間でＮ原色による色再現範囲を表す色立体の頂点であって、３原色による色再現範囲を表す色立体にはない前記頂点を、前記３原色の色立体に設定し、
前記設定した頂点を含めた前記３原色の色立体の全ての頂点のうち、隣接する３頂点と、前記３原色の色立体における重心とを頂点とするＮ（Ｎ−１）×２個の４面体に前記３原色の色立体を分割し、
前記映像信号の階調が含まれる前記４面体において、前記重心から前記隣接する３頂点に向かうベクトルで前記階調を表した前記ベクトル値を算出し、
前記３原色の映像信号を前記Ｎ原色の映像信号に変換するステップは、前記色変換処理部が、前記Ｎ原色による色再現範囲を表す色立体を、隣接する３頂点と、前記Ｎ原色の色立体の重心とを頂点とするＮ（Ｎ−１）×２個の４面体に分割し、前記算出したベクトル値を、該ベクトル値を計算した四面体に対応するＮ原色の色立体の四面体に適用し、前記Ｎ原色の色立体における階調を算出する、ことを特徴とする表示方法。
【請求項７】
請求項１〜４のいずれか１の表示装置を備えたテレビ受信装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１３−８０１４７（Ｐ２０１３−８０１４７Ａ）
【公開日】平成２５年５月２日（２０１３．５．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２２０８０９（Ｐ２０１１−２２０８０９）
【出願日】平成２３年１０月５日（２０１１．１０．５）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２日（２０１３．５．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月５日（２０１１．１０．５）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
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