２次元カラーグラデーション表示装置
【課題】２次元カラーグラデーションのパターンデータを格納する記憶装置を必要とせず、様々な色調又は形状の２次元カラーグラデーション画像を表示させることができる２次元カラーグラデーション表示装置を提供する。
【解決手段】座標算出部２では、画像信号に含まれる同期信号から画像表示位置の水平座標と垂直座標とを算出する。座標オフセット部３では、座標算出部２で算出された水平座標と垂直座標から２次元カラーグラデーション表示領域用の表示座標を算出する。表示座標／色情報変換部４では、座標オフセット部３で算出された表示座標と３次元ＲＧＢ空間上の色座標とを対応付けることにより、該表示座標を色情報に変換する。投影処理部４ａでは、表示座標／色情報変換部４で変換された色情報を投影処理により変換する。
【解決手段】座標算出部２では、画像信号に含まれる同期信号から画像表示位置の水平座標と垂直座標とを算出する。座標オフセット部３では、座標算出部２で算出された水平座標と垂直座標から２次元カラーグラデーション表示領域用の表示座標を算出する。表示座標／色情報変換部４では、座標オフセット部３で算出された表示座標と３次元ＲＧＢ空間上の色座標とを対応付けることにより、該表示座標を色情報に変換する。投影処理部４ａでは、表示座標／色情報変換部４で変換された色情報を投影処理により変換する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２次元カラーグラデーション表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、背景画像装置等では、所定の視覚効果を狙って、グラデーション表示を行っている。この場合、色調が変化する領域毎に、異なるパターングラフィックデータがあった。したがって、広範囲にきめ細かいグラデーション表示を行うためには、多量のパターングラフィックデータを用意しておかなければならず、パターングラフィックデータを格納しておく不揮発性の記憶装置の容量が増大してしまい、さらに高速アクセスできる描画用の記憶装置（ＤＲＡＭ）が必要になるという問題がある。
【０００３】
そこで、特許文献１に示されるように、グラデーション画像の開始色と、グラデーション画像において色調を変化させる単位幅と、単位幅ごとの色調変化率とに基づいて、各単位幅ごとの色データを生成するグラデーション画像生成手段を備え、パターングラフィック画像生成手段から出力されたデータを画像データメモリに記憶させるグラデーション画像表示装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−２５９２５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来技術では、グラデーション画像における色調が変化する単位幅ごとの画像データを記憶しておくことなく、グラデーション表示を行うことができ、画像データを格納するための記憶装置の容量の節約が図れるが、１次元方向のグラデーションしか実現することができないという問題があった。また、上記従来技術を２次元のグラデーションに単に適用しても、様々な色調の変化や形状の２次元カラーグラデーション画像を表示させることは困難である。
【０００６】
本発明の目的は、２次元カラーグラデーションのパターンデータを格納する不揮発性の記憶装置と描画用の記憶装置（ＤＲＡＭ）を必要とせず、様々な色調又は形状の２次元カラーグラデーション画像を表示させることができる２次元カラーグラデーション表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、画像信号に含まれる同期信号から画像表示位置の水平座標と垂直座標とを算出する座標算出部と、前記座標算出部で算出された水平座標と垂直座標から２次元カラーグラデーション表示領域用の表示座標を算出する座標オフセット部と、前記座標オフセット部で算出された表示座標と３次元色空間上の色座標とを対応付けることにより該表示座標を色情報に変換する表示座標／色情報変換部と、前記表示座標／色情報変換部で変換された色情報を投影処理により変換する投影処理部とを備えたことを特徴とする２次元カラーグラデーション表示装置である。
【０００８】
また、請求項２に記載の発明は、前記投影処理部は、３つのカラー画像信号の割合を示す色立方体の断面部が含まれる平面上に当該色立方体を平行投影することを特徴とする請求項１に記載の２次元カラーグラデーション表示装置である。
【０００９】
また、請求項３に記載の発明は、前記投影処理部は、前記表示座標／色情報変換部で変換された色情報が表示装置で表現できない色情報であるか否かを判定することを特徴とする請求項１〜請求項２のいずれか１項に記載の２次元カラーグラデーション表示装置である。
【００１０】
また、請求項４に記載の発明は、前記投影処理部は、カラー画像信号に投影変換率を乗じ、乗じた値を他のカラー画像信号から加減算することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の２次元カラーグラデーション表示装置である。
【００１１】
また、請求項５に記載の発明は、前記投影変換率は、行列演算係数をもとに求められることを特徴とする請求項４に記載の２次元カラーグラデーション表示装置である。
【００１２】
また、請求項６に記載の発明は、前記投影処理部で変換された色情報が表示装置で表現できない色情報の場合、これを背景色として処理する飽和処理部を備えたことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の２次元カラーグラデーション表示装置である。
【００１３】
また、請求項７に記載の発明は、色情報の補正を行う色補正部を備えたことを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の２次元カラーグラデーション表示装置である。
【００１４】
また、請求項８に記載の発明は、前記３次元色空間は、ＲＧＢ空間で定義されることを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載の２次元カラーグラデーション表示装置である。
【００１５】
また、請求項９に記載の発明は、前記表示座標／色情報変換部による表示座標を色情報に変換する構成は、前記行列演算係数を有する行列演算回路により実現されることを特徴とする請求項５〜請求項８のいずれか１項に記載の２次元カラーグラデーション表示装置である。
【００１６】
また、請求項１０に記載の発明は、前記行列演算係数は、前記３次元色空間上のＲに対応する座標軸回りの回転角度α、Ｇに対応する座標軸回りの回転角度β、Ｂに対応する座標軸回りの回転角度γにより求められることを特徴とする請求項５〜請求項９のいずれか１項に記載の２次元カラーグラデーション表示装置である。
【００１７】
また、請求項１１に記載の発明は、前記α、β、γの各回転角度を外部から入力できる入力部を備えたことを特徴とする請求項１０に記載の２次元カラーグラデーション表示装置である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、画像信号から２次元カラーグラデーション表示領域用の表示座標を算出し、この表示座標と３次元色空間上の色座標とを対応付け、該対応付けに基づき該表示座標を色情報に変換しているので、２次元カラーグラデーションのパターンデータを格納する記憶装置を必要とせず、様々な色調又は形状の２次元カラーグラデーション画像を容易に表示させることができる。しかも、投影処理を行うことで色情報が算出される領域を拡張することができるため、カラーグラデーションの色数を容易に増加させることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の２次元カラーグラデーション表示装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】表示画面上の座標と２次元グラデーション表示領域における座標との関係を示す図である。
【図３】２次元カラーグラデーション表示装置の動作を示すフローチャート図である。
【図４】３次元ＲＧＢ色空間において色座標が選択される面を示す図である。
【図５】３次元ＲＧＢ色空間において色座標が選択される面を示す図である。
【図６】投影処理を説明するための図である。
【図７】投影処理を示すフローチャートである。
【図８】投影処理（赤成分に対する処理）を示すフローチャートである。
【図９】投影処理（緑成分に対する処理）を示すフローチャートである。
【図１０】投影処理（青成分に対する処理）を示すフローチャートである。
【図１１】投影処理を示すフローチャートである。
【図１２】３次元ＲＧＢ色空間において色座標が選択される面を示す図である。
【図１３】投影処理の効果を説明するための図である。
【図１４】投影処理の効果を説明するための図である。
【図１５】３次元ルックアップテーブルの概念を示す図である。
【図１６】図１５の３次元ルックアップテーブルの特定の格子点に補正パラメータを与えた状態を示す図である。
【図１７】図１６の補正結果を１次元グラデーションと２次元グラデーションで表示した例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態を説明する。構造に関する図面は模式的なものであり、現実のものとは異なる。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている。
【００２１】
図１は、本発明の２次元カラーグラデーション表示装置の基本的な構成を示すブロック図である。２次元カラーグラデーション表示装置は、信号分離部１、座標算出部２、制御部６、２次元カラーグラデーション発生部２０、選択部７、色補正部８、入力部９、表示装置１０等で構成される。また、２次元グラデーション発生部２０は、座標オフセット部３、表示座標／色情報変換部４、投影処理部４ａ、飽和処理部５で構成されている。
【００２２】
信号分離部１では、画像信号を選択部７に供給する。また、信号分離部１では、画像信号から画像信号の有効期間を示すデータイネーブル信号を分離して座標算出部２に送出する。座標算出部２は取出されたデータイネーブル信号から表示画面上の水平座標、垂直座標を算出する。制御部６は、制御信号を各部に送出したり、演算・判定等の制御動作を行う。２次元カラーグラデーション発生部２０は、２次元カラーグラデーション表示領域の水平・垂直座標に基づき２次元カラーグラデーションを発生させる。
【００２３】
選択部７は、画像信号と２次元カラーグラデーション発生部２０が生成した信号を切り変えて選択することにより、通常の画像又は２次元カラーグラデーション画像、若しくは通常の画像と２次元カラーグラデーション画像とを掛け合わせた画像データが出力される。これにより、通常の画像と２次元カラーグラデーション画像とが同一の画面上に表示される。色補正部８は、選択部７から出力される画像データの特定の色を強めたり、弱めたりする等色調に関する補正を行う。表示装置１０は、色補正部８からの出力信号を表示する。
【００２４】
２次元カラーグラデーション表示装置の動作を図１、図２、図３を参照しつつ、説明する。図２は、表示画面上の座標と２次元カラーグラデーション表示領域の座標との関係を示す。また、図３は、２次元カラーグラデーション表示装置の動作を示すフローチャート図である。信号分離部１には、通常の画像信号が入力されるが、入力された画像信号のうち、画像信号の有効期間を示すデータイネーブル信号（以降、１が有効期間、０が非有効期間とする）が分離されて座標算出部２に送られる。他方、入力された画像信号はそのまま選択部７に送信される。
【００２５】
座標算出部２では、表示画面上における水平座標、垂直座標を上記データイネーブル信号から算出する（Ｓ１）。水平方向１周期において、データイネーブル信号が論理１となる数を画像クロックでカウントすることにより、図２に示すように、表示装置１０における表示画面１２上の水平座標ｕを算出する。一方、垂直方向１周期においてデータイネーブル信号の論理が０から１に変化するエッジの数を画像クロックでカウントすることにより、表示画面１２上の垂直座標ｖを算出する。なお、水平座標ｕおよび垂直座標ｖを算出する場合、図２に示す表示画面１２の座標０、つまり（ｕ，ｖ）＝（０，０）の座標は、既知である水平同期信号の開始点からの座標、垂直同期信号の開始点からの座標から算出される。
【００２６】
座標算出部２で算出された水平座標ｕ及び垂直座標ｖは、２次元カラーグラデーション発生部２０の座標オフセット部３に入力される。座標オフセット部３では、水平座標ｕ及び垂直座標ｖから２次元カラーグラデーション表示座標を算出する（Ｓ２）。具体的には、以下のような演算が行われる。図２において、斜線の領域が２次元カラーグラデーション表示領域である。また、２次元カラーグラデーション表示領域の水平方向の大きさがＷ１、垂直方向の大きさがＷ２である。
【００２７】
この表示領域の表示開始位置や、表示領域の大きさＷ１、Ｗ２は制御部６から与えられるものであっても良いし、入力部９からユーザが任意に設定できる構成としても良い。また、固定値であっても良い。
【００２８】
２次元カラーグラデーション表示領域の中心を０として、横軸にｘ軸、縦軸にｙ軸をとる。２次元カラーグラデーション表示領域内の座標を（ｘ，ｙ）とし、表示画面１２上の座標（ｕ，ｖ）における２次元カラーグラデーション表示領域の表示開始座標を（ｕ０，ｖ０）とすると、
水平座標ｘ＝ｕ−水平座標のオフセット値
垂直座標ｙ＝ｖ−垂直座標のオフセット値
と表される。ここで、
水平座標のオフセット値＝ｕ０＋Ｗ１÷２
垂直座標のオフセット値＝ｖ０＋Ｗ２÷２
である。このように、表示画面１２上の座標（ｕ，ｖ）から、２次元カラーグラデーション表示領域の中心を原点とする座標（ｘ，ｙ）に変換する。
【００２９】
以上のように、２次元カラーグラデーション表示領域の中心が原点となった座標（ｘ，ｙ）が座標オフセット部３から表示座標／色情報変換部４に供給される。表示座標／色情報変換部４では、座標オフセット部３からの表示座標（ｘ，ｙ）を色情報に変換する（Ｓ３）。
【００３０】
表示座標／色情報変換部４は、次式で示される行列演算回路で構成され、この行列演算回路により座標オフセット部３からの表示座標（ｘ，ｙ）を色情報に変換する。
【数１】
【００３１】
ここで、ＲＣは出力される赤色分の色情報、ＧＣは出力される緑色分の色情報、ＢＣは出力される青色分の色情報である。また、ｘ、ｙは、座標オフセット部３から出力された２次元座標である。
【００３２】
上記数式１における係数ｍ１〜ｍ９（行列演算係数）は、次式により求められる。
【数２】
【００３３】
また、上記数式２におけるＢＸ、ＧＸ、ＲＸは、次式により求められる。
【数３】
【００３４】
このように、係数ｍ１〜ｍ９までは、上記数式２及び数式３より求められる。
【００３５】
次に、α、β、γ、ＢＸ、ＧＸ、ＲＸ、Ｓ、ＺＷ等のパラメータについて説明する。まず、３つのカラー画像信号を、それぞれＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸に割り当てた３次元空間を考える。この３次元空間において、３つのカラー画像信号の割合を示す色立方体を考える。色立方体は、１つ１つの色が立方体の中に独自の座標値を持っているものである。このような色立方体の６面の面上と色立方体の内部を含めて、３次元色空間と呼ばれる。
【００３６】
本実施例では、３次元色空間について、Ｒ、Ｇ、Ｂの値が、それぞれＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸に割り当てられた３次元ＲＧＢ色空間とした。なお、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸には、Ｒ、Ｇ、Ｂ以外の色を割り当てることもできる。
【００３７】
３次元色空間は、図４の（ａ）に示されるように、Ｒ、Ｇ、Ｂの値が、それぞれＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸に割り当てられている。ここで、Ｒは赤、Ｇは緑、Ｂは青、Ｃはシアン、Ｍはマジェンダ、ＹＥは黄色、Ｗは白、Ｋは黒を表わす。
【００３８】
３次元のＸＹＺ軸には、色光の３原色のＲＧＢを使用し、黒を原点とする。その際、ＲＧＢの補色であるＣ、Ｍ、ＹＥと白の４色が他の頂点に配置される。ここで、３次元ＲＧＢ色空間は、それぞれの一辺が１の立方体である。３次元ＲＧＢ色空間における色座標がＢＸ、ＧＸ、ＲＸである。
【００３９】
また、図４（ａ）に示すように、αはＸ軸回りのＸＹＺ座標軸の回転角度、βはＹ軸回りのＸＹＺ座標軸の回転角度、γはＸＹＺ座標軸のＺ軸回りの回転角度を示す。α、β、γの各回転角度は、原点から各座標軸の正方向を見た状態での右回りを正に取っている。
【００４０】
ＺＷは、α、β、γの各回転角度によりＸＹＺ座標系が回転した後に、２次元カラーグラデーションの表示部分を表わす平面領域が、回転後のＺ軸と交差するＺ座標値を示す。この２次元カラーグラデーションの表示部分を表わす平面領域は、Ｚ軸と直交するものである。また、Ｓは２次元カラーグラデーション画像の倍率であり、画像の大きさをＸ軸方向にＳ倍、Ｙ軸方向にＳ倍するものである。
【００４１】
上記のように、表示領域における２次元座標（ｘ，ｙ）が、ｍ１〜ｍ９の係数により、３次元色空間における３次元の色座標（Ｘ、Ｙ、Ｚ）と対応付けられることになり、色情報ＲＣ、ＧＣ、ＢＣが算出される。
【００４２】
なお、係数ｍ１〜ｍ９は、ユーザが入力部９から入力できるようになっている。また、入力部９からα、β、γの各回転角度、及びＳ、ＺＷを入力し、制御部６で係数ｍ１〜ｍ９の計算を行い、２次元カラーグラデーション発生部２０に与える構成としても良い。
【００４３】
図４（ｂ）の斜線部分は、α＝０度、β＝０度、γ＝０度、ＺＷ＝１．０のときの２次元カラーグラデーションの表示部分を表す。すなわち、図４（ｂ）は、図４（ａ）の状態からＸＹＺ座標系の回転が行われない場合が示されている。辺ＫＲはＸ軸と一致し、辺ＫＧはＹ軸と一致し、辺ＫＢはＺ軸と一致し、ＺＷ＝１．０であるＣ、Ｂ、Ｍ、Ｗの４点を頂点とした正方形の面（Ｚ軸と垂直）が表示領域における２次元カラーグラデーションデータとなる。α、β、γの各回転角度およびＺＷを変化させると、様々な色調のグラデーションが得られる。
【００４４】
図４（ｃ）の斜線部分は、α＝９０度、β＝０度、γ＝０度、ＺＷ＝１．０のときの２次元カラーグラデーションの表示部分を表す。辺ＫＲはＸ軸と一致し、辺ＫＧはＺ軸と一致し、辺ＫＢはＹ軸と一致し、ＺＷ＝１．０であるＣ、Ｗ、ＹＥ、Ｇの４点を頂点とした正方形の面（Ｚ軸と垂直）が表示領域における２次元カラーグラデーションデータとなる。
【００４５】
図４（ｄ）の斜線部分は、α＝９０度、β＝−９０度、γ＝０度、ＺＷ＝１．０のときの２次元カラーグラデーションの表示部分を表す。辺ＫＲはＺ軸と一致し、辺ＫＧはＸ軸と一致し、辺ＫＢはＹ軸と一致し、ＺＷ＝１．０であるＷ、Ｍ、Ｒ、ＹＥの４点を頂点とした正方形の面（Ｚ軸と垂直）が表示領域における２次元カラーグラデーションデータとなる。
【００４６】
図４（ｅ）は、α＝０度、β＝０度、γ＝０度、ＺＷ＝０．５のときの２次元カラーグラデーションの表示部分を表す。辺ＫＲはＸ軸と一致し、辺ＫＧはＹ軸と一致し、辺ＫＢはＺ軸と一致し、ＺＷ＝０．５である辺ＣＧの中点、辺ＢＫの中点、辺ＭＲの中点、辺ＷＹＥの中点の４点を頂点とした正方形の面（Ｚ軸と垂直）が表示領域における２次元カラーグラデーションデータとなる。
【００４７】
図４（ｂ）〜（ｅ）の各図ともに、太線の黒枠で囲まれた平面領域（斜線が施された領域）の色座標が２次元カラーグラデーション表示領域のｘ座標、ｙ座標に対応付けられ、四角形状にカラーグラデーション表示が行われる。
【００４８】
図５は、図４の四角形状の２次元カラーグラデーション画像と異なり、三角形状、六角形状のカラーグラデーション表示が行われる場合を示す。図５（ａ）は、投影処理ｏｆｆ（後述する）、α＝４５度、β＝−３５度、γ＝３０度、ＺＷ＝（３１／２）÷３のときの２次元カラーグラデーションの表示部分を表す。辺ＫＷがＺ軸と一致し、ＺＷ＝（３１／２）÷３であるＢ、Ｇ、Ｒの３点を頂点とした三角形の面（Ｚ軸と垂直）が表示領域における２次元カラーグラデーションデータとなる。
【００４９】
図５（ｂ）の斜線部分は、投影処理ｏｆｆ、α＝４５度、β＝−３５度、γ＝０度、ＺＷ＝（３１／２）÷２のときの２次元カラーグラデーションの表示部分を表す。辺ＫＷがＺ軸と一致し、ＺＷ＝（３１／２）÷２であるＢとＣの中点、ＣとＧの中点、ＧとＹＥの中点、ＹＥとＲの中点、ＲとＭの中点、ＭとＢの中点を頂点とした六角形の面（Ｚ軸に垂直）が表示領域における２次元カラーグラデーションデータとなる。
【００５０】
以上のように、３次元色空間上のＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の回転角度α、β、γ及び、Ｓ、ＺＷの組み合わせを色々と変えることにより、様々な色調や形状の２次元カラーグラデーション画像を得ることができる。これらのパラメータは、入力部９からユーザが適宜入力することができる。
【００５１】
ここで、投影処理部４ａの機能は、制御部６又は入力部９からの指示に基づいてｏｎ／ｏｆｆすることができるようになっている。投影処理ｏｎの場合、投影処理部４ａは、表示座標／色情報変換部４で変換された色情報を投影処理により変換する（Ｓ３ａ→Ｓ３ｂ）。具体的には、投影処理部４ａは、表示座標／色情報変換部４から出力された３つのカラー画像信号が表示装置で表現できない色情報であるか否かを判定し、表示装置で表現できない色情報である場合は表示装置で表現できない色情報の大きさを算出し、算出した値に投影変換率（後述する）を乗じ、乗じた値を他のカラー画像信号から減ずる。このようにして、３つのカラー画像信号を１組とする３組の投影処理候補を求め、３組の投影処理候補の値が表示装置で表現できない色情報であるか否かを判定し、１組の投影処理候補を選択して投影変換部４ａの出力とする。なお、表示座標／色情報変換部４から出力された３つのカラー画像信号が、表示装置で表現できる色情報である場合は、表示座標／色情報変換部４から出力された３つのカラー画像信号を投影変換部４ａの出力とする。３組の投影処理候補の色情報がいずれも表示装置で表現できない色情報である場合も、表示座標／色情報変換部４から出力された３つのカラー画像信号を投影変換部４ａの出力とする。このようにして、３つのカラー画像信号の割合を示す色立方体の断面部が含まれる平面上に当該色立方体を平行投影する。以下、図６〜図１４を用いて投影処理の内容を詳しく説明する。
【００５２】
図６は、投影処理を説明するための図であり、簡易的にＺ軸に垂直な方向から見た２次元で表している。この図に示すように、点Ｐ１〜Ｐ２と点Ｐ３〜Ｐ４の領域は、投影処理部４ａで色情報が算出される領域（投影部）である。また、点Ｐ２〜Ｐ３の領域は、表示座標／色情報変換部４で色情報が算出される領域（断面部）である。それ以外の領域は、飽和処理部５で背景として処理される領域（背景部）である。
【００５３】
投影処理部４ａは、図７に示すように、表示座標／色情報変換部４から出力された各色情報（赤成分、緑成分、青成分）に対して処理を行う（Ｓ１１）。その際、制御部６から与えられるｎ７〜ｎ９の係数を用いる。このｎ７〜ｎ９の係数は、次式に示すように、ｍ１〜ｍ９の逆行列から求めることができる。
【数４】
【００５４】
以下、図８を用いて赤成分に対する処理を説明する。まず、投影処理部４ａは、表示座標／色情報変換部４から出力された赤成分Ｒｃが表示装置で表現できない色情報であるか否かを判定する（Ｓ２１）。すなわち、Ｒｃの値が０〜１の範囲にある場合、出力ＲｒにＲｃ、係数Ｊに０、ＦＬＡＧＡｒに０を代入する（Ｓ２２）。また、Ｒｃの値が１より大きい場合、出力Ｒｒに１、係数ＪにＲｃ、ＦＬＡＧＡｒに１を代入する（Ｓ２３）。また、Ｒｃの値が０より小さい場合、出力Ｒｒに０、係数ＪにＲｃ−１、ＦＬＡＧＡｒに１を代入する（Ｓ２４）。次いで、制御部６から与えられたｎ７の値を判定する（Ｓ２５）。ここで、ｎ７が０である場合、ＦＬＡＧＢｒを０にするため、出力Ｒｒ，Ｇｒ，Ｂｒに０〜１以外の値を代入する（Ｓ２６）。また、ｎ７が０以外である場合、次式に基づいて出力Ｇｒ，Ｂｒを求める（Ｓ２７）。
【００５５】
Ｇｒ＝Ｇｃ−Ｊ×（ｎ８／ｎ７）
Ｂｒ＝Ｂｃ−Ｊ×（ｎ９／ｎ７）
ここで（ｎ８／ｎ７）や（ｎ９／ｎ７）は、投影変換率である。
【００５６】
このように求めた出力Ｒｒ，Ｇｒ，Ｂｒのすべての値が０〜１の範囲にある場合はＦＬＡＧＢｒを１とし（Ｓ２８→Ｓ２９→Ｓ３０→Ｓ３２）、それ以外の場合はＦＬＡＧＢｒを０とする（Ｓ３１）。これにより、Ｒｒ，Ｇｒ，Ｂｒ，ＦＬＡＧＡｒ，ＦＬＡＧＢｒを求めることができる。
【００５７】
次に、図９を用いて緑成分に対する処理を説明する。緑成分に対する処理も赤成分に対する処理と基本的に同じである。すなわち、投影処理部４ａは、表示座標／色情報変換部４から出力された緑成分Ｇｃの値を判定する（Ｓ４１）。ここで、Ｇｃの値が０〜１の範囲にある場合、出力ＧｇにＧｃ、係数Ｋに０、ＦＬＡＧＡｇに０を代入する（Ｓ４２）。また、Ｇｃの値が１より大きい場合、出力Ｇｇに１、係数ＫにＧｃ、ＦＬＡＧＡｇに１を代入する（Ｓ４３）。また、Ｇｃの値が０より小さい場合、出力Ｇｇに０、係数ＫにＧｃ−１、ＦＬＡＧＡｇに１を代入する（Ｓ４４）。次いで、制御部６から与えられたｎ８の値を判定する（Ｓ４５）。ここで、ｎ８が０である場合、ＦＬＡＧＢｇを０にするため、出力Ｒｇ，Ｇｇ，Ｂｇに０〜１以外の値を代入する（Ｓ４６）。また、ｎ８が０以外である場合、次式に基づいて出力Ｒｇ，Ｂｇを求める（Ｓ４７）。
【００５８】
Ｒｇ＝Ｒｃ−Ｋ×（ｎ７／ｎ８）
Ｂｇ＝Ｂｃ−Ｋ×（ｎ９／ｎ８）
ここで（ｎ７／ｎ８）や（ｎ９／ｎ８）は、投影変換率である。
【００５９】
このように求めた出力Ｒｇ，Ｇｇ，Ｂｇのすべての値が０〜１の範囲にある場合はＦＬＡＧＢｇを１とし（Ｓ４８→Ｓ４９→Ｓ５０→Ｓ５２）、それ以外の場合はＦＬＡＧＢｇを０とする（Ｓ５１）。これにより、Ｒｇ，Ｇｇ，Ｂｇ，ＦＬＡＧＡｇ，ＦＬＡＧＢｇを求めることができる。
【００６０】
次に、図１０を用いて青成分に対する処理を説明する。青成分に対する処理も赤成分に対する処理と基本的に同じである。すなわち、投影処理部４ａは、表示座標／色情報変換部４から出力された青成分Ｂｃの値を判定する（Ｓ６１）。ここで、Ｂｃの値が０〜１の範囲にある場合、出力ＢｂにＢｃ、係数Ｌに０、ＦＬＡＧＡｂに０を代入する（Ｓ６２）。また、Ｂｃの値が１より大きい場合、出力Ｂｂに１、係数ＬにＢｃ、ＦＬＡＧＡｂに１を代入する（Ｓ６３）。また、Ｂｃの値が０より小さい場合、出力Ｂｂに０、係数ＬにＢｃ−１、ＦＬＡＧＡｂに１を代入する（Ｓ６４）。次いで、制御部６から与えられたｎ９の値を判定する（Ｓ６５）。ここで、ｎ９の値が０である場合、ＦＬＡＧＢｂを０にするため、出力Ｒｂ，Ｇｂ，Ｂｂに０〜１以外の値を代入する（Ｓ６６）。また、ｎ９が０以外である場合、次式に基づいて出力Ｒｂ，Ｇｂを求める（Ｓ６７）。
【００６１】
Ｒｂ＝Ｒｃ−Ｌ×（ｎ７／ｎ９）
Ｇｂ＝Ｇｃ−Ｌ×（ｎ８／ｎ９）
ここで（ｎ７／ｎ９）や（ｎ８／ｎ９）は、投影変換率である。
【００６２】
このように求めた出力Ｒｂ，Ｇｂ，Ｂｂのすべての値が０〜１の範囲にある場合はＦＬＡＧＢｂを１とし（Ｓ６８→Ｓ６９→Ｓ７０→Ｓ７２）、それ以外の場合はＦＬＡＧＢｂを０とする（Ｓ７１）。これにより、Ｒｂ，Ｇｂ，Ｂｂ，ＦＬＡＧＡｂ，ＦＬＡＧＢｂを求めることができる。
【００６３】
次いで、図１１に示すように、求めたＦＬＡＧＡｂとＦＬＡＧＢｂが両方とも１である場合はＲｂ，Ｇｂ，Ｂｂを出力Ｒｍ，Ｇｍ，Ｂｍとする（Ｓ８１→Ｓ８７）。また、ＦＬＡＧＡｂとＦＬＡＧＢｂのどちらかが０でＦＬＡＧＡｇとＦＬＡＧＢｇが両方とも１である場合はＲｇ，Ｇｇ，Ｂｇを出力Ｒｍ，Ｇｍ，Ｂｍとする（Ｓ８１→Ｓ８２→Ｓ８６）。また、ＦＬＡＧＡｂとＦＬＡＧＢｂのどちらかが０でＦＬＡＧＡｇとＦＬＡＧＢｇのどちらかが０でＦＬＡＧＡｒとＦＬＡＧＢｒが両方とも１である場合はＲｒ，Ｇｒ，Ｂｒを出力Ｒｍ，Ｇｍ，Ｂｍとする（Ｓ８１→Ｓ８２→Ｓ８３→Ｓ８５）。また、それ以外の場合、すなわちＦＬＡＧＡｂとＦＬＡＧＢｂのどちらかが０でＦＬＡＧＡｇとＦＬＡＧＢｇのどちらかが０でＦＬＡＧＡｒとＦＬＡＧＢｒのどちらかが０である場合はＲｃ，Ｇｃ，Ｂｃを出力Ｒｍ，Ｇｍ，Ｂｍとする（Ｓ８１→Ｓ８２→Ｓ８３→Ｓ８４）。
【００６４】
これにより、投影処理ｏｎ、α＝４５度、β＝−３５度、γ＝３０度、ＺＷ＝（３１／２）÷３のときは、図１２（ａ）に太線で示す六角形状の部分が出力される。すなわち、辺ＫＷがＺ軸と一致し、ＺＷ＝（３１／２）÷３であるＹＥ，Ｇ，Ｃ，Ｂ，Ｍ，Ｒの６点を頂点とした六角形の面（Ｚ軸と垂直）が表示領域における２次元カラーグラデーションデータとなる。また、投影処理ｏｎ、α＝４５度、β＝−３５度、γ＝３０度、ＺＷ＝（３１／２）÷２のときは、図１２（ｂ）に太線で示す六角形状の部分が出力される。すなわち、辺ＫＷがＺ軸と一致し、ＺＷ＝（３１／２）÷２であるＹＥ，Ｇ，Ｃ，Ｂ，Ｍ，Ｒの６点を頂点とした六角形の面（Ｚ軸と垂直）が表示領域における２次元カラーグラデーションデータとなる。
【００６５】
以下、投影処理の効果を更に詳しく説明する。
【００６６】
図１３は、α＝４５度、β＝−３５度、γ＝３０度、ＺＷ＝（３１／２）÷３の場合において、投影処理ｏｆｆのときとｏｎのときのカラーグラデーション表示を示している。投影処理ｏｆｆのときは、図５（ａ）の出力結果に相当するため、図１３（ａ）に示すように、Ｂ、Ｇ、Ｒの３点を頂点とした三角形のカラーグラデーション表示となる。それに対して、投影処理ｏｎのときは、図１２（ａ）の出力結果に相当するため、図１３（ｂ）に示すように、ＹＥ，Ｇ，Ｃ，Ｂ，Ｍ，Ｒの６点を頂点とした六角形のカラーグラデーション表示となる。このように、投影処理をｏｎにすれば、色情報が算出される領域が拡張されるため、カラーグラデーションの色数を増加させることができる。
【００６７】
図１４は、α＝４５度、β＝−３５度、γ＝０度、ＺＷ＝（３１／２）÷２の場合において、投影処理ｏｆｆのときとｏｎのときのカラーグラデーション表示を示している。投影処理ｏｆｆのときは、図５（ｂ）の出力結果に相当するため、図１４（ａ）に示すように、ＢとＣの中点、ＣとＧの中点、ＧとＹＥの中点、ＹＥとＲの中点、ＲとＭの中点、ＢとＭの中点を頂点とした六角形のカラーグラデーション表示となる。それに対して、投影処理ｏｎのときは、図１２（ｂ）の出力結果に相当するため、図１４（ｂ）に示すように、ＹＥ，Ｇ，Ｃ，Ｂ，Ｍ，Ｒの６点を頂点とした六角形のカラーグラデーション表示となる。このように、投影処理をｏｎにすれば、色情報が算出される領域が拡張されるため、カラーグラデーションの色数を増加させることができる。
【００６８】
次に、２次元カラーグラデーション表示領域における表示方式を説明する。飽和処理部５では、投影処理部４ａで変換された色情報が表示装置で表現できない色情報だった場合、背景色として処理する。投影処理部４ａから出力された色情報は、前述のようにＲｍ，Ｇｍ，Ｂｍである。Ｒｍ，Ｇｍ，Ｂｍは、それぞれ表現できる色情報の範囲として０〜1までの値を取ることができる。しかし、計算上、０〜1の範囲を逸脱する場合があるので、これを以下のように処理する。
【００６９】
例えば、Ｍａｘ＝Ｒｍ，Ｇｍ，Ｂｍの最大値、Ｍｉｎ＝Ｒｍ，Ｇｍ，Ｂｍの最小値とし、Ｍａｘ及びＭｉｎを算出する（Ｓ４）。ＭａｘとＭｉｎのどちらかがオーバーフロー（０より小さい、あるいは１より大きい）した場合、背景色（例えば黒色）を出力する（Ｓ５、Ｓ７）。それ以外の場合、２次元カラーグラデーションの色情報としてＲｍ，Ｇｍ，Ｂｍを出力する（Ｓ５、Ｓ６）。背景色は黒色でなくても良い。また、透明色を指定し入力画像データを出力しても良い。
【００７０】
選択部７は、信号分離部１から入力された画像信号と２次元カラーグラデーション発生部２０が発生させた信号を選択して出力する（Ｓ８）。また、制御部６から与えられた値により入力された画像データと２次元カラーグラデーション発生部２０から出力される画像データを掛け合わせて出力しても良い。
【００７１】
入力された画像データと２次元カラーグラデーション発生部２０から出力される画像データを掛け合わせて出力する場合は、次のように行う。選択部７への画像データをＩ、選択部７への２次元カラーグラデーション発生部２０から出力される画像データをＩＧ、制御部６から与えられた混合比率をθとすると、選択部７の画像出力データＩＱは、次式で与えられる。
【００７２】
ＩＱ＝θ×Ｉ＋（１−θ）×ＩＧ
次に、色補正部８は、ルックアップテーブル（ＬＵＴ）を有する回路で、選択部7から出力された画像データを基に参照されたテーブルの値を出力して、色補正を行う。
【００７３】
色補正部８の一実施例を以下に示す。３次元ＬＵＴ回路は、３つのカラー画像信号で表わされる３次元色空間上に格子点を備え、各格子点に対して色補正を行うことができる色変換用テーブルを備えている。色変換用テーブルには、３つのカラー画像信号値に対する補正パラメータ（３つのカラー画像出力値やオフセット値など）が格納される。３次元ＬＵＴ回路には、格子点間の３つのカラー画像出力値を補間演算により生成する補間回路も含まれる。
【００７４】
図１５は、３次元色空間上の各ＲＧＢを４分割し、５×５×５＝１２５個の格子点を持つ３次元ＬＵＴ回路の概念図である。Ｑ０００が原点を示し、数字の部分がＲ、Ｇ、Ｂ軸の各方向の格子点位置を表わす。例えば、Ｑ４４４は、原点からＲ軸方向に４番目、かつＧ軸方向に４番目、かつＢ軸方向に４番目の格子点位置であることを示す。すなわち、白色を示している。図１５では、１２５個の各格子点に対する補正パラメータが格納された色変換用テーブルを備えている。
【００７５】
選択部７から与えられた画像データの色情報を基に色変換用テーブルを参照し、補正パラメータを出力して選択部７から与えられた色情報の色補正を行う。なお、参照される色変換用テーブルの値は、制御部６から与えられるものであっても良いし、ユーザが任意に設定できる構成としても良い。また、固定値であっても良い。
【００７６】
ところで、色補正を実施した後、過度な色補正によりトーンジャンプの発生の有無を検査するためにグラデーション表示を行っている。色補正を実施した後、過度な色補正によりトーンジャンプの発生の有無を検査する場合、１次元のグラデーションを何種類も表示する必要があり非常に不便であるばかりではなくトーンジャンプを発見しにくい。その例を以下に示す。
【００７７】
図１６は、格子点Ｑ２２４に補正パラメータを与えた状態を示している。この補正による結果を検査する為に、Ｑ２２４を通る太線Ｌ１のライン上を１次元グラデーションで表示する例を図１７（ａ）に示す。一方、Ｑ００４、Ｑ００４、Ｑ４０４、Ｑ４４４の４つの頂点で表わされる面全体を２次元グラデーションで表示する例を図１７（ｂ）に示す。
【００７８】
これらの例では、赤色、緑色、青色の各色は２５６段階の階調があるものとして、グラデーション画像の一部を表示している。なお、選択部７から出力される色情報の数値範囲と整合させる場合は、各色を最大値で規格化して０〜１の数値を取るようにすれば良い。また、図面ではカラー表示できないため、図１７ではグレースケール表示となっている。図の濃淡部は、Ｑ２４４に補正パラメータを与えたことにより色補正された領域を示す。
【００７９】
図１７（ａ）の１次元グラデーションでは、図に示されるように、１つのグラデーションパターンで、色補正結果はＲの依存性しか検査できない。つまり、各色２５６段階とすると２５６色しか一度に検査できない。しかし、図１７（ｂ）の２次元グラデーションパターンでは、図に示されるように、色補正結果はＲの依存性とＧの依存性の両方を検査できる。つまり、各色２５６段階とすると２５６×２５６＝６５５３６色を一度に検査できる。したがって、本発明を用いれば、１次元グラデーション表示に比べて、２５６倍も検査の効率が上がる。
【００８０】
以上のように、本発明によれば、画像信号から２次元カラーグラデーション表示領域用の表示座標を算出し、この表示座標と３次元色空間上の色座標とを対応付け、該対応付けに基づき該表示座標を色情報に変換しているので、２次元カラーグラデーションのパターンデータを格納する記憶装置を必要とせず、様々な色調又は形状の２次元カラーグラデーション画像を容易に表示させることができる。しかも、投影処理を行うことで色情報が算出される領域を拡張することができるため、カラーグラデーションの色数を容易に増加させることが可能である。
【００８１】
なお、前記の説明では、投影処理部４ａは、カラー画像信号に投影変換率を乗じ、乗じた値を他のカラー画像信号から減算することとしているが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、係数Ｊ、Ｋ、Ｌがマイナスの値である場合は、カラー画像信号に投影変換率を乗じ、乗じた値を他のカラー画像信号に加算するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００８２】
１ 信号分離部
２ 座標算出部
３ 座標オフセット部
４ 表示座標／色情報変換部
４ａ 投影処理部
５ 飽和処理部
６ 制御部
７ 選択部
８ 色補正部
９ 入力部
１０ 表示装置
２０ ２次元カラーグラデーション発生部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２次元カラーグラデーション表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、背景画像装置等では、所定の視覚効果を狙って、グラデーション表示を行っている。この場合、色調が変化する領域毎に、異なるパターングラフィックデータがあった。したがって、広範囲にきめ細かいグラデーション表示を行うためには、多量のパターングラフィックデータを用意しておかなければならず、パターングラフィックデータを格納しておく不揮発性の記憶装置の容量が増大してしまい、さらに高速アクセスできる描画用の記憶装置（ＤＲＡＭ）が必要になるという問題がある。
【０００３】
そこで、特許文献１に示されるように、グラデーション画像の開始色と、グラデーション画像において色調を変化させる単位幅と、単位幅ごとの色調変化率とに基づいて、各単位幅ごとの色データを生成するグラデーション画像生成手段を備え、パターングラフィック画像生成手段から出力されたデータを画像データメモリに記憶させるグラデーション画像表示装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−２５９２５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来技術では、グラデーション画像における色調が変化する単位幅ごとの画像データを記憶しておくことなく、グラデーション表示を行うことができ、画像データを格納するための記憶装置の容量の節約が図れるが、１次元方向のグラデーションしか実現することができないという問題があった。また、上記従来技術を２次元のグラデーションに単に適用しても、様々な色調の変化や形状の２次元カラーグラデーション画像を表示させることは困難である。
【０００６】
本発明の目的は、２次元カラーグラデーションのパターンデータを格納する不揮発性の記憶装置と描画用の記憶装置（ＤＲＡＭ）を必要とせず、様々な色調又は形状の２次元カラーグラデーション画像を表示させることができる２次元カラーグラデーション表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、画像信号に含まれる同期信号から画像表示位置の水平座標と垂直座標とを算出する座標算出部と、前記座標算出部で算出された水平座標と垂直座標から２次元カラーグラデーション表示領域用の表示座標を算出する座標オフセット部と、前記座標オフセット部で算出された表示座標と３次元色空間上の色座標とを対応付けることにより該表示座標を色情報に変換する表示座標／色情報変換部と、前記表示座標／色情報変換部で変換された色情報を投影処理により変換する投影処理部とを備えたことを特徴とする２次元カラーグラデーション表示装置である。
【０００８】
また、請求項２に記載の発明は、前記投影処理部は、３つのカラー画像信号の割合を示す色立方体の断面部が含まれる平面上に当該色立方体を平行投影することを特徴とする請求項１に記載の２次元カラーグラデーション表示装置である。
【０００９】
また、請求項３に記載の発明は、前記投影処理部は、前記表示座標／色情報変換部で変換された色情報が表示装置で表現できない色情報であるか否かを判定することを特徴とする請求項１〜請求項２のいずれか１項に記載の２次元カラーグラデーション表示装置である。
【００１０】
また、請求項４に記載の発明は、前記投影処理部は、カラー画像信号に投影変換率を乗じ、乗じた値を他のカラー画像信号から加減算することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の２次元カラーグラデーション表示装置である。
【００１１】
また、請求項５に記載の発明は、前記投影変換率は、行列演算係数をもとに求められることを特徴とする請求項４に記載の２次元カラーグラデーション表示装置である。
【００１２】
また、請求項６に記載の発明は、前記投影処理部で変換された色情報が表示装置で表現できない色情報の場合、これを背景色として処理する飽和処理部を備えたことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の２次元カラーグラデーション表示装置である。
【００１３】
また、請求項７に記載の発明は、色情報の補正を行う色補正部を備えたことを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の２次元カラーグラデーション表示装置である。
【００１４】
また、請求項８に記載の発明は、前記３次元色空間は、ＲＧＢ空間で定義されることを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載の２次元カラーグラデーション表示装置である。
【００１５】
また、請求項９に記載の発明は、前記表示座標／色情報変換部による表示座標を色情報に変換する構成は、前記行列演算係数を有する行列演算回路により実現されることを特徴とする請求項５〜請求項８のいずれか１項に記載の２次元カラーグラデーション表示装置である。
【００１６】
また、請求項１０に記載の発明は、前記行列演算係数は、前記３次元色空間上のＲに対応する座標軸回りの回転角度α、Ｇに対応する座標軸回りの回転角度β、Ｂに対応する座標軸回りの回転角度γにより求められることを特徴とする請求項５〜請求項９のいずれか１項に記載の２次元カラーグラデーション表示装置である。
【００１７】
また、請求項１１に記載の発明は、前記α、β、γの各回転角度を外部から入力できる入力部を備えたことを特徴とする請求項１０に記載の２次元カラーグラデーション表示装置である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、画像信号から２次元カラーグラデーション表示領域用の表示座標を算出し、この表示座標と３次元色空間上の色座標とを対応付け、該対応付けに基づき該表示座標を色情報に変換しているので、２次元カラーグラデーションのパターンデータを格納する記憶装置を必要とせず、様々な色調又は形状の２次元カラーグラデーション画像を容易に表示させることができる。しかも、投影処理を行うことで色情報が算出される領域を拡張することができるため、カラーグラデーションの色数を容易に増加させることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の２次元カラーグラデーション表示装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】表示画面上の座標と２次元グラデーション表示領域における座標との関係を示す図である。
【図３】２次元カラーグラデーション表示装置の動作を示すフローチャート図である。
【図４】３次元ＲＧＢ色空間において色座標が選択される面を示す図である。
【図５】３次元ＲＧＢ色空間において色座標が選択される面を示す図である。
【図６】投影処理を説明するための図である。
【図７】投影処理を示すフローチャートである。
【図８】投影処理（赤成分に対する処理）を示すフローチャートである。
【図９】投影処理（緑成分に対する処理）を示すフローチャートである。
【図１０】投影処理（青成分に対する処理）を示すフローチャートである。
【図１１】投影処理を示すフローチャートである。
【図１２】３次元ＲＧＢ色空間において色座標が選択される面を示す図である。
【図１３】投影処理の効果を説明するための図である。
【図１４】投影処理の効果を説明するための図である。
【図１５】３次元ルックアップテーブルの概念を示す図である。
【図１６】図１５の３次元ルックアップテーブルの特定の格子点に補正パラメータを与えた状態を示す図である。
【図１７】図１６の補正結果を１次元グラデーションと２次元グラデーションで表示した例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態を説明する。構造に関する図面は模式的なものであり、現実のものとは異なる。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている。
【００２１】
図１は、本発明の２次元カラーグラデーション表示装置の基本的な構成を示すブロック図である。２次元カラーグラデーション表示装置は、信号分離部１、座標算出部２、制御部６、２次元カラーグラデーション発生部２０、選択部７、色補正部８、入力部９、表示装置１０等で構成される。また、２次元グラデーション発生部２０は、座標オフセット部３、表示座標／色情報変換部４、投影処理部４ａ、飽和処理部５で構成されている。
【００２２】
信号分離部１では、画像信号を選択部７に供給する。また、信号分離部１では、画像信号から画像信号の有効期間を示すデータイネーブル信号を分離して座標算出部２に送出する。座標算出部２は取出されたデータイネーブル信号から表示画面上の水平座標、垂直座標を算出する。制御部６は、制御信号を各部に送出したり、演算・判定等の制御動作を行う。２次元カラーグラデーション発生部２０は、２次元カラーグラデーション表示領域の水平・垂直座標に基づき２次元カラーグラデーションを発生させる。
【００２３】
選択部７は、画像信号と２次元カラーグラデーション発生部２０が生成した信号を切り変えて選択することにより、通常の画像又は２次元カラーグラデーション画像、若しくは通常の画像と２次元カラーグラデーション画像とを掛け合わせた画像データが出力される。これにより、通常の画像と２次元カラーグラデーション画像とが同一の画面上に表示される。色補正部８は、選択部７から出力される画像データの特定の色を強めたり、弱めたりする等色調に関する補正を行う。表示装置１０は、色補正部８からの出力信号を表示する。
【００２４】
２次元カラーグラデーション表示装置の動作を図１、図２、図３を参照しつつ、説明する。図２は、表示画面上の座標と２次元カラーグラデーション表示領域の座標との関係を示す。また、図３は、２次元カラーグラデーション表示装置の動作を示すフローチャート図である。信号分離部１には、通常の画像信号が入力されるが、入力された画像信号のうち、画像信号の有効期間を示すデータイネーブル信号（以降、１が有効期間、０が非有効期間とする）が分離されて座標算出部２に送られる。他方、入力された画像信号はそのまま選択部７に送信される。
【００２５】
座標算出部２では、表示画面上における水平座標、垂直座標を上記データイネーブル信号から算出する（Ｓ１）。水平方向１周期において、データイネーブル信号が論理１となる数を画像クロックでカウントすることにより、図２に示すように、表示装置１０における表示画面１２上の水平座標ｕを算出する。一方、垂直方向１周期においてデータイネーブル信号の論理が０から１に変化するエッジの数を画像クロックでカウントすることにより、表示画面１２上の垂直座標ｖを算出する。なお、水平座標ｕおよび垂直座標ｖを算出する場合、図２に示す表示画面１２の座標０、つまり（ｕ，ｖ）＝（０，０）の座標は、既知である水平同期信号の開始点からの座標、垂直同期信号の開始点からの座標から算出される。
【００２６】
座標算出部２で算出された水平座標ｕ及び垂直座標ｖは、２次元カラーグラデーション発生部２０の座標オフセット部３に入力される。座標オフセット部３では、水平座標ｕ及び垂直座標ｖから２次元カラーグラデーション表示座標を算出する（Ｓ２）。具体的には、以下のような演算が行われる。図２において、斜線の領域が２次元カラーグラデーション表示領域である。また、２次元カラーグラデーション表示領域の水平方向の大きさがＷ１、垂直方向の大きさがＷ２である。
【００２７】
この表示領域の表示開始位置や、表示領域の大きさＷ１、Ｗ２は制御部６から与えられるものであっても良いし、入力部９からユーザが任意に設定できる構成としても良い。また、固定値であっても良い。
【００２８】
２次元カラーグラデーション表示領域の中心を０として、横軸にｘ軸、縦軸にｙ軸をとる。２次元カラーグラデーション表示領域内の座標を（ｘ，ｙ）とし、表示画面１２上の座標（ｕ，ｖ）における２次元カラーグラデーション表示領域の表示開始座標を（ｕ０，ｖ０）とすると、
水平座標ｘ＝ｕ−水平座標のオフセット値
垂直座標ｙ＝ｖ−垂直座標のオフセット値
と表される。ここで、
水平座標のオフセット値＝ｕ０＋Ｗ１÷２
垂直座標のオフセット値＝ｖ０＋Ｗ２÷２
である。このように、表示画面１２上の座標（ｕ，ｖ）から、２次元カラーグラデーション表示領域の中心を原点とする座標（ｘ，ｙ）に変換する。
【００２９】
以上のように、２次元カラーグラデーション表示領域の中心が原点となった座標（ｘ，ｙ）が座標オフセット部３から表示座標／色情報変換部４に供給される。表示座標／色情報変換部４では、座標オフセット部３からの表示座標（ｘ，ｙ）を色情報に変換する（Ｓ３）。
【００３０】
表示座標／色情報変換部４は、次式で示される行列演算回路で構成され、この行列演算回路により座標オフセット部３からの表示座標（ｘ，ｙ）を色情報に変換する。
【数１】
【００３１】
ここで、ＲＣは出力される赤色分の色情報、ＧＣは出力される緑色分の色情報、ＢＣは出力される青色分の色情報である。また、ｘ、ｙは、座標オフセット部３から出力された２次元座標である。
【００３２】
上記数式１における係数ｍ１〜ｍ９（行列演算係数）は、次式により求められる。
【数２】
【００３３】
また、上記数式２におけるＢＸ、ＧＸ、ＲＸは、次式により求められる。
【数３】
【００３４】
このように、係数ｍ１〜ｍ９までは、上記数式２及び数式３より求められる。
【００３５】
次に、α、β、γ、ＢＸ、ＧＸ、ＲＸ、Ｓ、ＺＷ等のパラメータについて説明する。まず、３つのカラー画像信号を、それぞれＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸に割り当てた３次元空間を考える。この３次元空間において、３つのカラー画像信号の割合を示す色立方体を考える。色立方体は、１つ１つの色が立方体の中に独自の座標値を持っているものである。このような色立方体の６面の面上と色立方体の内部を含めて、３次元色空間と呼ばれる。
【００３６】
本実施例では、３次元色空間について、Ｒ、Ｇ、Ｂの値が、それぞれＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸に割り当てられた３次元ＲＧＢ色空間とした。なお、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸には、Ｒ、Ｇ、Ｂ以外の色を割り当てることもできる。
【００３７】
３次元色空間は、図４の（ａ）に示されるように、Ｒ、Ｇ、Ｂの値が、それぞれＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸に割り当てられている。ここで、Ｒは赤、Ｇは緑、Ｂは青、Ｃはシアン、Ｍはマジェンダ、ＹＥは黄色、Ｗは白、Ｋは黒を表わす。
【００３８】
３次元のＸＹＺ軸には、色光の３原色のＲＧＢを使用し、黒を原点とする。その際、ＲＧＢの補色であるＣ、Ｍ、ＹＥと白の４色が他の頂点に配置される。ここで、３次元ＲＧＢ色空間は、それぞれの一辺が１の立方体である。３次元ＲＧＢ色空間における色座標がＢＸ、ＧＸ、ＲＸである。
【００３９】
また、図４（ａ）に示すように、αはＸ軸回りのＸＹＺ座標軸の回転角度、βはＹ軸回りのＸＹＺ座標軸の回転角度、γはＸＹＺ座標軸のＺ軸回りの回転角度を示す。α、β、γの各回転角度は、原点から各座標軸の正方向を見た状態での右回りを正に取っている。
【００４０】
ＺＷは、α、β、γの各回転角度によりＸＹＺ座標系が回転した後に、２次元カラーグラデーションの表示部分を表わす平面領域が、回転後のＺ軸と交差するＺ座標値を示す。この２次元カラーグラデーションの表示部分を表わす平面領域は、Ｚ軸と直交するものである。また、Ｓは２次元カラーグラデーション画像の倍率であり、画像の大きさをＸ軸方向にＳ倍、Ｙ軸方向にＳ倍するものである。
【００４１】
上記のように、表示領域における２次元座標（ｘ，ｙ）が、ｍ１〜ｍ９の係数により、３次元色空間における３次元の色座標（Ｘ、Ｙ、Ｚ）と対応付けられることになり、色情報ＲＣ、ＧＣ、ＢＣが算出される。
【００４２】
なお、係数ｍ１〜ｍ９は、ユーザが入力部９から入力できるようになっている。また、入力部９からα、β、γの各回転角度、及びＳ、ＺＷを入力し、制御部６で係数ｍ１〜ｍ９の計算を行い、２次元カラーグラデーション発生部２０に与える構成としても良い。
【００４３】
図４（ｂ）の斜線部分は、α＝０度、β＝０度、γ＝０度、ＺＷ＝１．０のときの２次元カラーグラデーションの表示部分を表す。すなわち、図４（ｂ）は、図４（ａ）の状態からＸＹＺ座標系の回転が行われない場合が示されている。辺ＫＲはＸ軸と一致し、辺ＫＧはＹ軸と一致し、辺ＫＢはＺ軸と一致し、ＺＷ＝１．０であるＣ、Ｂ、Ｍ、Ｗの４点を頂点とした正方形の面（Ｚ軸と垂直）が表示領域における２次元カラーグラデーションデータとなる。α、β、γの各回転角度およびＺＷを変化させると、様々な色調のグラデーションが得られる。
【００４４】
図４（ｃ）の斜線部分は、α＝９０度、β＝０度、γ＝０度、ＺＷ＝１．０のときの２次元カラーグラデーションの表示部分を表す。辺ＫＲはＸ軸と一致し、辺ＫＧはＺ軸と一致し、辺ＫＢはＹ軸と一致し、ＺＷ＝１．０であるＣ、Ｗ、ＹＥ、Ｇの４点を頂点とした正方形の面（Ｚ軸と垂直）が表示領域における２次元カラーグラデーションデータとなる。
【００４５】
図４（ｄ）の斜線部分は、α＝９０度、β＝−９０度、γ＝０度、ＺＷ＝１．０のときの２次元カラーグラデーションの表示部分を表す。辺ＫＲはＺ軸と一致し、辺ＫＧはＸ軸と一致し、辺ＫＢはＹ軸と一致し、ＺＷ＝１．０であるＷ、Ｍ、Ｒ、ＹＥの４点を頂点とした正方形の面（Ｚ軸と垂直）が表示領域における２次元カラーグラデーションデータとなる。
【００４６】
図４（ｅ）は、α＝０度、β＝０度、γ＝０度、ＺＷ＝０．５のときの２次元カラーグラデーションの表示部分を表す。辺ＫＲはＸ軸と一致し、辺ＫＧはＹ軸と一致し、辺ＫＢはＺ軸と一致し、ＺＷ＝０．５である辺ＣＧの中点、辺ＢＫの中点、辺ＭＲの中点、辺ＷＹＥの中点の４点を頂点とした正方形の面（Ｚ軸と垂直）が表示領域における２次元カラーグラデーションデータとなる。
【００４７】
図４（ｂ）〜（ｅ）の各図ともに、太線の黒枠で囲まれた平面領域（斜線が施された領域）の色座標が２次元カラーグラデーション表示領域のｘ座標、ｙ座標に対応付けられ、四角形状にカラーグラデーション表示が行われる。
【００４８】
図５は、図４の四角形状の２次元カラーグラデーション画像と異なり、三角形状、六角形状のカラーグラデーション表示が行われる場合を示す。図５（ａ）は、投影処理ｏｆｆ（後述する）、α＝４５度、β＝−３５度、γ＝３０度、ＺＷ＝（３１／２）÷３のときの２次元カラーグラデーションの表示部分を表す。辺ＫＷがＺ軸と一致し、ＺＷ＝（３１／２）÷３であるＢ、Ｇ、Ｒの３点を頂点とした三角形の面（Ｚ軸と垂直）が表示領域における２次元カラーグラデーションデータとなる。
【００４９】
図５（ｂ）の斜線部分は、投影処理ｏｆｆ、α＝４５度、β＝−３５度、γ＝０度、ＺＷ＝（３１／２）÷２のときの２次元カラーグラデーションの表示部分を表す。辺ＫＷがＺ軸と一致し、ＺＷ＝（３１／２）÷２であるＢとＣの中点、ＣとＧの中点、ＧとＹＥの中点、ＹＥとＲの中点、ＲとＭの中点、ＭとＢの中点を頂点とした六角形の面（Ｚ軸に垂直）が表示領域における２次元カラーグラデーションデータとなる。
【００５０】
以上のように、３次元色空間上のＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の回転角度α、β、γ及び、Ｓ、ＺＷの組み合わせを色々と変えることにより、様々な色調や形状の２次元カラーグラデーション画像を得ることができる。これらのパラメータは、入力部９からユーザが適宜入力することができる。
【００５１】
ここで、投影処理部４ａの機能は、制御部６又は入力部９からの指示に基づいてｏｎ／ｏｆｆすることができるようになっている。投影処理ｏｎの場合、投影処理部４ａは、表示座標／色情報変換部４で変換された色情報を投影処理により変換する（Ｓ３ａ→Ｓ３ｂ）。具体的には、投影処理部４ａは、表示座標／色情報変換部４から出力された３つのカラー画像信号が表示装置で表現できない色情報であるか否かを判定し、表示装置で表現できない色情報である場合は表示装置で表現できない色情報の大きさを算出し、算出した値に投影変換率（後述する）を乗じ、乗じた値を他のカラー画像信号から減ずる。このようにして、３つのカラー画像信号を１組とする３組の投影処理候補を求め、３組の投影処理候補の値が表示装置で表現できない色情報であるか否かを判定し、１組の投影処理候補を選択して投影変換部４ａの出力とする。なお、表示座標／色情報変換部４から出力された３つのカラー画像信号が、表示装置で表現できる色情報である場合は、表示座標／色情報変換部４から出力された３つのカラー画像信号を投影変換部４ａの出力とする。３組の投影処理候補の色情報がいずれも表示装置で表現できない色情報である場合も、表示座標／色情報変換部４から出力された３つのカラー画像信号を投影変換部４ａの出力とする。このようにして、３つのカラー画像信号の割合を示す色立方体の断面部が含まれる平面上に当該色立方体を平行投影する。以下、図６〜図１４を用いて投影処理の内容を詳しく説明する。
【００５２】
図６は、投影処理を説明するための図であり、簡易的にＺ軸に垂直な方向から見た２次元で表している。この図に示すように、点Ｐ１〜Ｐ２と点Ｐ３〜Ｐ４の領域は、投影処理部４ａで色情報が算出される領域（投影部）である。また、点Ｐ２〜Ｐ３の領域は、表示座標／色情報変換部４で色情報が算出される領域（断面部）である。それ以外の領域は、飽和処理部５で背景として処理される領域（背景部）である。
【００５３】
投影処理部４ａは、図７に示すように、表示座標／色情報変換部４から出力された各色情報（赤成分、緑成分、青成分）に対して処理を行う（Ｓ１１）。その際、制御部６から与えられるｎ７〜ｎ９の係数を用いる。このｎ７〜ｎ９の係数は、次式に示すように、ｍ１〜ｍ９の逆行列から求めることができる。
【数４】
【００５４】
以下、図８を用いて赤成分に対する処理を説明する。まず、投影処理部４ａは、表示座標／色情報変換部４から出力された赤成分Ｒｃが表示装置で表現できない色情報であるか否かを判定する（Ｓ２１）。すなわち、Ｒｃの値が０〜１の範囲にある場合、出力ＲｒにＲｃ、係数Ｊに０、ＦＬＡＧＡｒに０を代入する（Ｓ２２）。また、Ｒｃの値が１より大きい場合、出力Ｒｒに１、係数ＪにＲｃ、ＦＬＡＧＡｒに１を代入する（Ｓ２３）。また、Ｒｃの値が０より小さい場合、出力Ｒｒに０、係数ＪにＲｃ−１、ＦＬＡＧＡｒに１を代入する（Ｓ２４）。次いで、制御部６から与えられたｎ７の値を判定する（Ｓ２５）。ここで、ｎ７が０である場合、ＦＬＡＧＢｒを０にするため、出力Ｒｒ，Ｇｒ，Ｂｒに０〜１以外の値を代入する（Ｓ２６）。また、ｎ７が０以外である場合、次式に基づいて出力Ｇｒ，Ｂｒを求める（Ｓ２７）。
【００５５】
Ｇｒ＝Ｇｃ−Ｊ×（ｎ８／ｎ７）
Ｂｒ＝Ｂｃ−Ｊ×（ｎ９／ｎ７）
ここで（ｎ８／ｎ７）や（ｎ９／ｎ７）は、投影変換率である。
【００５６】
このように求めた出力Ｒｒ，Ｇｒ，Ｂｒのすべての値が０〜１の範囲にある場合はＦＬＡＧＢｒを１とし（Ｓ２８→Ｓ２９→Ｓ３０→Ｓ３２）、それ以外の場合はＦＬＡＧＢｒを０とする（Ｓ３１）。これにより、Ｒｒ，Ｇｒ，Ｂｒ，ＦＬＡＧＡｒ，ＦＬＡＧＢｒを求めることができる。
【００５７】
次に、図９を用いて緑成分に対する処理を説明する。緑成分に対する処理も赤成分に対する処理と基本的に同じである。すなわち、投影処理部４ａは、表示座標／色情報変換部４から出力された緑成分Ｇｃの値を判定する（Ｓ４１）。ここで、Ｇｃの値が０〜１の範囲にある場合、出力ＧｇにＧｃ、係数Ｋに０、ＦＬＡＧＡｇに０を代入する（Ｓ４２）。また、Ｇｃの値が１より大きい場合、出力Ｇｇに１、係数ＫにＧｃ、ＦＬＡＧＡｇに１を代入する（Ｓ４３）。また、Ｇｃの値が０より小さい場合、出力Ｇｇに０、係数ＫにＧｃ−１、ＦＬＡＧＡｇに１を代入する（Ｓ４４）。次いで、制御部６から与えられたｎ８の値を判定する（Ｓ４５）。ここで、ｎ８が０である場合、ＦＬＡＧＢｇを０にするため、出力Ｒｇ，Ｇｇ，Ｂｇに０〜１以外の値を代入する（Ｓ４６）。また、ｎ８が０以外である場合、次式に基づいて出力Ｒｇ，Ｂｇを求める（Ｓ４７）。
【００５８】
Ｒｇ＝Ｒｃ−Ｋ×（ｎ７／ｎ８）
Ｂｇ＝Ｂｃ−Ｋ×（ｎ９／ｎ８）
ここで（ｎ７／ｎ８）や（ｎ９／ｎ８）は、投影変換率である。
【００５９】
このように求めた出力Ｒｇ，Ｇｇ，Ｂｇのすべての値が０〜１の範囲にある場合はＦＬＡＧＢｇを１とし（Ｓ４８→Ｓ４９→Ｓ５０→Ｓ５２）、それ以外の場合はＦＬＡＧＢｇを０とする（Ｓ５１）。これにより、Ｒｇ，Ｇｇ，Ｂｇ，ＦＬＡＧＡｇ，ＦＬＡＧＢｇを求めることができる。
【００６０】
次に、図１０を用いて青成分に対する処理を説明する。青成分に対する処理も赤成分に対する処理と基本的に同じである。すなわち、投影処理部４ａは、表示座標／色情報変換部４から出力された青成分Ｂｃの値を判定する（Ｓ６１）。ここで、Ｂｃの値が０〜１の範囲にある場合、出力ＢｂにＢｃ、係数Ｌに０、ＦＬＡＧＡｂに０を代入する（Ｓ６２）。また、Ｂｃの値が１より大きい場合、出力Ｂｂに１、係数ＬにＢｃ、ＦＬＡＧＡｂに１を代入する（Ｓ６３）。また、Ｂｃの値が０より小さい場合、出力Ｂｂに０、係数ＬにＢｃ−１、ＦＬＡＧＡｂに１を代入する（Ｓ６４）。次いで、制御部６から与えられたｎ９の値を判定する（Ｓ６５）。ここで、ｎ９の値が０である場合、ＦＬＡＧＢｂを０にするため、出力Ｒｂ，Ｇｂ，Ｂｂに０〜１以外の値を代入する（Ｓ６６）。また、ｎ９が０以外である場合、次式に基づいて出力Ｒｂ，Ｇｂを求める（Ｓ６７）。
【００６１】
Ｒｂ＝Ｒｃ−Ｌ×（ｎ７／ｎ９）
Ｇｂ＝Ｇｃ−Ｌ×（ｎ８／ｎ９）
ここで（ｎ７／ｎ９）や（ｎ８／ｎ９）は、投影変換率である。
【００６２】
このように求めた出力Ｒｂ，Ｇｂ，Ｂｂのすべての値が０〜１の範囲にある場合はＦＬＡＧＢｂを１とし（Ｓ６８→Ｓ６９→Ｓ７０→Ｓ７２）、それ以外の場合はＦＬＡＧＢｂを０とする（Ｓ７１）。これにより、Ｒｂ，Ｇｂ，Ｂｂ，ＦＬＡＧＡｂ，ＦＬＡＧＢｂを求めることができる。
【００６３】
次いで、図１１に示すように、求めたＦＬＡＧＡｂとＦＬＡＧＢｂが両方とも１である場合はＲｂ，Ｇｂ，Ｂｂを出力Ｒｍ，Ｇｍ，Ｂｍとする（Ｓ８１→Ｓ８７）。また、ＦＬＡＧＡｂとＦＬＡＧＢｂのどちらかが０でＦＬＡＧＡｇとＦＬＡＧＢｇが両方とも１である場合はＲｇ，Ｇｇ，Ｂｇを出力Ｒｍ，Ｇｍ，Ｂｍとする（Ｓ８１→Ｓ８２→Ｓ８６）。また、ＦＬＡＧＡｂとＦＬＡＧＢｂのどちらかが０でＦＬＡＧＡｇとＦＬＡＧＢｇのどちらかが０でＦＬＡＧＡｒとＦＬＡＧＢｒが両方とも１である場合はＲｒ，Ｇｒ，Ｂｒを出力Ｒｍ，Ｇｍ，Ｂｍとする（Ｓ８１→Ｓ８２→Ｓ８３→Ｓ８５）。また、それ以外の場合、すなわちＦＬＡＧＡｂとＦＬＡＧＢｂのどちらかが０でＦＬＡＧＡｇとＦＬＡＧＢｇのどちらかが０でＦＬＡＧＡｒとＦＬＡＧＢｒのどちらかが０である場合はＲｃ，Ｇｃ，Ｂｃを出力Ｒｍ，Ｇｍ，Ｂｍとする（Ｓ８１→Ｓ８２→Ｓ８３→Ｓ８４）。
【００６４】
これにより、投影処理ｏｎ、α＝４５度、β＝−３５度、γ＝３０度、ＺＷ＝（３１／２）÷３のときは、図１２（ａ）に太線で示す六角形状の部分が出力される。すなわち、辺ＫＷがＺ軸と一致し、ＺＷ＝（３１／２）÷３であるＹＥ，Ｇ，Ｃ，Ｂ，Ｍ，Ｒの６点を頂点とした六角形の面（Ｚ軸と垂直）が表示領域における２次元カラーグラデーションデータとなる。また、投影処理ｏｎ、α＝４５度、β＝−３５度、γ＝３０度、ＺＷ＝（３１／２）÷２のときは、図１２（ｂ）に太線で示す六角形状の部分が出力される。すなわち、辺ＫＷがＺ軸と一致し、ＺＷ＝（３１／２）÷２であるＹＥ，Ｇ，Ｃ，Ｂ，Ｍ，Ｒの６点を頂点とした六角形の面（Ｚ軸と垂直）が表示領域における２次元カラーグラデーションデータとなる。
【００６５】
以下、投影処理の効果を更に詳しく説明する。
【００６６】
図１３は、α＝４５度、β＝−３５度、γ＝３０度、ＺＷ＝（３１／２）÷３の場合において、投影処理ｏｆｆのときとｏｎのときのカラーグラデーション表示を示している。投影処理ｏｆｆのときは、図５（ａ）の出力結果に相当するため、図１３（ａ）に示すように、Ｂ、Ｇ、Ｒの３点を頂点とした三角形のカラーグラデーション表示となる。それに対して、投影処理ｏｎのときは、図１２（ａ）の出力結果に相当するため、図１３（ｂ）に示すように、ＹＥ，Ｇ，Ｃ，Ｂ，Ｍ，Ｒの６点を頂点とした六角形のカラーグラデーション表示となる。このように、投影処理をｏｎにすれば、色情報が算出される領域が拡張されるため、カラーグラデーションの色数を増加させることができる。
【００６７】
図１４は、α＝４５度、β＝−３５度、γ＝０度、ＺＷ＝（３１／２）÷２の場合において、投影処理ｏｆｆのときとｏｎのときのカラーグラデーション表示を示している。投影処理ｏｆｆのときは、図５（ｂ）の出力結果に相当するため、図１４（ａ）に示すように、ＢとＣの中点、ＣとＧの中点、ＧとＹＥの中点、ＹＥとＲの中点、ＲとＭの中点、ＢとＭの中点を頂点とした六角形のカラーグラデーション表示となる。それに対して、投影処理ｏｎのときは、図１２（ｂ）の出力結果に相当するため、図１４（ｂ）に示すように、ＹＥ，Ｇ，Ｃ，Ｂ，Ｍ，Ｒの６点を頂点とした六角形のカラーグラデーション表示となる。このように、投影処理をｏｎにすれば、色情報が算出される領域が拡張されるため、カラーグラデーションの色数を増加させることができる。
【００６８】
次に、２次元カラーグラデーション表示領域における表示方式を説明する。飽和処理部５では、投影処理部４ａで変換された色情報が表示装置で表現できない色情報だった場合、背景色として処理する。投影処理部４ａから出力された色情報は、前述のようにＲｍ，Ｇｍ，Ｂｍである。Ｒｍ，Ｇｍ，Ｂｍは、それぞれ表現できる色情報の範囲として０〜1までの値を取ることができる。しかし、計算上、０〜1の範囲を逸脱する場合があるので、これを以下のように処理する。
【００６９】
例えば、Ｍａｘ＝Ｒｍ，Ｇｍ，Ｂｍの最大値、Ｍｉｎ＝Ｒｍ，Ｇｍ，Ｂｍの最小値とし、Ｍａｘ及びＭｉｎを算出する（Ｓ４）。ＭａｘとＭｉｎのどちらかがオーバーフロー（０より小さい、あるいは１より大きい）した場合、背景色（例えば黒色）を出力する（Ｓ５、Ｓ７）。それ以外の場合、２次元カラーグラデーションの色情報としてＲｍ，Ｇｍ，Ｂｍを出力する（Ｓ５、Ｓ６）。背景色は黒色でなくても良い。また、透明色を指定し入力画像データを出力しても良い。
【００７０】
選択部７は、信号分離部１から入力された画像信号と２次元カラーグラデーション発生部２０が発生させた信号を選択して出力する（Ｓ８）。また、制御部６から与えられた値により入力された画像データと２次元カラーグラデーション発生部２０から出力される画像データを掛け合わせて出力しても良い。
【００７１】
入力された画像データと２次元カラーグラデーション発生部２０から出力される画像データを掛け合わせて出力する場合は、次のように行う。選択部７への画像データをＩ、選択部７への２次元カラーグラデーション発生部２０から出力される画像データをＩＧ、制御部６から与えられた混合比率をθとすると、選択部７の画像出力データＩＱは、次式で与えられる。
【００７２】
ＩＱ＝θ×Ｉ＋（１−θ）×ＩＧ
次に、色補正部８は、ルックアップテーブル（ＬＵＴ）を有する回路で、選択部7から出力された画像データを基に参照されたテーブルの値を出力して、色補正を行う。
【００７３】
色補正部８の一実施例を以下に示す。３次元ＬＵＴ回路は、３つのカラー画像信号で表わされる３次元色空間上に格子点を備え、各格子点に対して色補正を行うことができる色変換用テーブルを備えている。色変換用テーブルには、３つのカラー画像信号値に対する補正パラメータ（３つのカラー画像出力値やオフセット値など）が格納される。３次元ＬＵＴ回路には、格子点間の３つのカラー画像出力値を補間演算により生成する補間回路も含まれる。
【００７４】
図１５は、３次元色空間上の各ＲＧＢを４分割し、５×５×５＝１２５個の格子点を持つ３次元ＬＵＴ回路の概念図である。Ｑ０００が原点を示し、数字の部分がＲ、Ｇ、Ｂ軸の各方向の格子点位置を表わす。例えば、Ｑ４４４は、原点からＲ軸方向に４番目、かつＧ軸方向に４番目、かつＢ軸方向に４番目の格子点位置であることを示す。すなわち、白色を示している。図１５では、１２５個の各格子点に対する補正パラメータが格納された色変換用テーブルを備えている。
【００７５】
選択部７から与えられた画像データの色情報を基に色変換用テーブルを参照し、補正パラメータを出力して選択部７から与えられた色情報の色補正を行う。なお、参照される色変換用テーブルの値は、制御部６から与えられるものであっても良いし、ユーザが任意に設定できる構成としても良い。また、固定値であっても良い。
【００７６】
ところで、色補正を実施した後、過度な色補正によりトーンジャンプの発生の有無を検査するためにグラデーション表示を行っている。色補正を実施した後、過度な色補正によりトーンジャンプの発生の有無を検査する場合、１次元のグラデーションを何種類も表示する必要があり非常に不便であるばかりではなくトーンジャンプを発見しにくい。その例を以下に示す。
【００７７】
図１６は、格子点Ｑ２２４に補正パラメータを与えた状態を示している。この補正による結果を検査する為に、Ｑ２２４を通る太線Ｌ１のライン上を１次元グラデーションで表示する例を図１７（ａ）に示す。一方、Ｑ００４、Ｑ００４、Ｑ４０４、Ｑ４４４の４つの頂点で表わされる面全体を２次元グラデーションで表示する例を図１７（ｂ）に示す。
【００７８】
これらの例では、赤色、緑色、青色の各色は２５６段階の階調があるものとして、グラデーション画像の一部を表示している。なお、選択部７から出力される色情報の数値範囲と整合させる場合は、各色を最大値で規格化して０〜１の数値を取るようにすれば良い。また、図面ではカラー表示できないため、図１７ではグレースケール表示となっている。図の濃淡部は、Ｑ２４４に補正パラメータを与えたことにより色補正された領域を示す。
【００７９】
図１７（ａ）の１次元グラデーションでは、図に示されるように、１つのグラデーションパターンで、色補正結果はＲの依存性しか検査できない。つまり、各色２５６段階とすると２５６色しか一度に検査できない。しかし、図１７（ｂ）の２次元グラデーションパターンでは、図に示されるように、色補正結果はＲの依存性とＧの依存性の両方を検査できる。つまり、各色２５６段階とすると２５６×２５６＝６５５３６色を一度に検査できる。したがって、本発明を用いれば、１次元グラデーション表示に比べて、２５６倍も検査の効率が上がる。
【００８０】
以上のように、本発明によれば、画像信号から２次元カラーグラデーション表示領域用の表示座標を算出し、この表示座標と３次元色空間上の色座標とを対応付け、該対応付けに基づき該表示座標を色情報に変換しているので、２次元カラーグラデーションのパターンデータを格納する記憶装置を必要とせず、様々な色調又は形状の２次元カラーグラデーション画像を容易に表示させることができる。しかも、投影処理を行うことで色情報が算出される領域を拡張することができるため、カラーグラデーションの色数を容易に増加させることが可能である。
【００８１】
なお、前記の説明では、投影処理部４ａは、カラー画像信号に投影変換率を乗じ、乗じた値を他のカラー画像信号から減算することとしているが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、係数Ｊ、Ｋ、Ｌがマイナスの値である場合は、カラー画像信号に投影変換率を乗じ、乗じた値を他のカラー画像信号に加算するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００８２】
１ 信号分離部
２ 座標算出部
３ 座標オフセット部
４ 表示座標／色情報変換部
４ａ 投影処理部
５ 飽和処理部
６ 制御部
７ 選択部
８ 色補正部
９ 入力部
１０ 表示装置
２０ ２次元カラーグラデーション発生部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像信号に含まれる同期信号から画像表示位置の水平座標と垂直座標とを算出する座標算出部と、
前記座標算出部で算出された水平座標と垂直座標から２次元カラーグラデーション表示領域用の表示座標を算出する座標オフセット部と、
前記座標オフセット部で算出された表示座標と３次元色空間上の色座標とを対応付けることにより該表示座標を色情報に変換する表示座標／色情報変換部と、
前記表示座標／色情報変換部で変換された色情報を投影処理により変換する投影処理部とを備えたことを特徴とする２次元カラーグラデーション表示装置。
【請求項２】
前記投影処理部は、３つのカラー画像信号の割合を示す色立方体の断面部が含まれる平面上に当該色立方体を平行投影することを特徴とする請求項１に記載の２次元カラーグラデーション表示装置。
【請求項３】
前記投影処理部は、前記表示座標／色情報変換部で変換された色情報が表示装置で表現できない色情報であるか否かを判定することを特徴とする請求項１〜請求項２のいずれか１項に記載の２次元カラーグラデーション表示装置。
【請求項４】
前記投影処理部は、カラー画像信号に投影変換率を乗じ、乗じた値を他のカラー画像信号から加減算することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の２次元カラーグラデーション表示装置。
【請求項５】
前記投影変換率は、行列演算係数をもとに求められることを特徴とする請求項４に記載の２次元カラーグラデーション表示装置。
【請求項６】
前記投影処理部で変換された色情報が表示装置で表現できない色情報の場合、これを背景色として処理する飽和処理部を備えたことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の２次元カラーグラデーション表示装置。
【請求項７】
色情報の補正を行う色補正部を備えたことを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の２次元カラーグラデーション表示装置。
【請求項８】
前記３次元色空間は、ＲＧＢ空間で定義されることを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載の２次元カラーグラデーション表示装置。
【請求項９】
前記表示座標／色情報変換部による表示座標を色情報に変換する構成は、前記行列演算係数を有する行列演算回路により実現されることを特徴とする請求項５〜請求項８のいずれか１項に記載の２次元カラーグラデーション表示装置。
【請求項１０】
前記行列演算係数は、前記３次元色空間上のＲに対応する座標軸回りの回転角度α、Ｇに対応する座標軸回りの回転角度β、Ｂに対応する座標軸回りの回転角度γにより求められることを特徴とする請求項５〜請求項９のいずれか１項に記載の２次元カラーグラデーション表示装置。
【請求項１１】
前記α、β、γの各回転角度を外部から入力できる入力部を備えたことを特徴とする請求項１０に記載の２次元カラーグラデーション表示装置。
【請求項１】
画像信号に含まれる同期信号から画像表示位置の水平座標と垂直座標とを算出する座標算出部と、
前記座標算出部で算出された水平座標と垂直座標から２次元カラーグラデーション表示領域用の表示座標を算出する座標オフセット部と、
前記座標オフセット部で算出された表示座標と３次元色空間上の色座標とを対応付けることにより該表示座標を色情報に変換する表示座標／色情報変換部と、
前記表示座標／色情報変換部で変換された色情報を投影処理により変換する投影処理部とを備えたことを特徴とする２次元カラーグラデーション表示装置。
【請求項２】
前記投影処理部は、３つのカラー画像信号の割合を示す色立方体の断面部が含まれる平面上に当該色立方体を平行投影することを特徴とする請求項１に記載の２次元カラーグラデーション表示装置。
【請求項３】
前記投影処理部は、前記表示座標／色情報変換部で変換された色情報が表示装置で表現できない色情報であるか否かを判定することを特徴とする請求項１〜請求項２のいずれか１項に記載の２次元カラーグラデーション表示装置。
【請求項４】
前記投影処理部は、カラー画像信号に投影変換率を乗じ、乗じた値を他のカラー画像信号から加減算することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の２次元カラーグラデーション表示装置。
【請求項５】
前記投影変換率は、行列演算係数をもとに求められることを特徴とする請求項４に記載の２次元カラーグラデーション表示装置。
【請求項６】
前記投影処理部で変換された色情報が表示装置で表現できない色情報の場合、これを背景色として処理する飽和処理部を備えたことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の２次元カラーグラデーション表示装置。
【請求項７】
色情報の補正を行う色補正部を備えたことを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の２次元カラーグラデーション表示装置。
【請求項８】
前記３次元色空間は、ＲＧＢ空間で定義されることを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載の２次元カラーグラデーション表示装置。
【請求項９】
前記表示座標／色情報変換部による表示座標を色情報に変換する構成は、前記行列演算係数を有する行列演算回路により実現されることを特徴とする請求項５〜請求項８のいずれか１項に記載の２次元カラーグラデーション表示装置。
【請求項１０】
前記行列演算係数は、前記３次元色空間上のＲに対応する座標軸回りの回転角度α、Ｇに対応する座標軸回りの回転角度β、Ｂに対応する座標軸回りの回転角度γにより求められることを特徴とする請求項５〜請求項９のいずれか１項に記載の２次元カラーグラデーション表示装置。
【請求項１１】
前記α、β、γの各回転角度を外部から入力できる入力部を備えたことを特徴とする請求項１０に記載の２次元カラーグラデーション表示装置。
【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１５】
【図１６】
【図１３】
【図１４】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１５】
【図１６】
【図１３】
【図１４】
【図１７】
【公開番号】特開２０１２−２４７６７３（Ｐ２０１２−２４７６７３Ａ）
【公開日】平成２４年１２月１３日（２０１２．１２．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１２０２２８（Ｐ２０１１−１２０２２８）
【出願日】平成２３年５月３０日（２０１１．５．３０）
【出願人】（０００００２８９７）大日本印刷株式会社 (14,506)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月１３日（２０１２．１２．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月３０日（２０１１．５．３０）
【出願人】（０００００２８９７）大日本印刷株式会社 (14,506)
【Ｆターム（参考）】
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