(57)【要約】  色信号処理装置は、少なくとも４原色を用いて色を表現する表示装置において表示される画像データを生成する装置であって、複数画素からなる画像データに対する色信号であって３原色に関する色信号を取得する取得部と、取得された３原色に関する色信号の値の大きさを変更する変更部と、変更された３原色に関する色信号を４原色に関する色信号に変換する変換部と、を備える。変更部は、所定領域において色飽和画素が含まれる場合、所定領域内に含まれる画素群に対して３原色のうちの少なくとも１つの原色の色信号の値の大きさを小さく変更する。色飽和画素は、変換部による変換後の色信号が示す色が表示装置の表示可能色域外の色となる画素である。
2012049845.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも４原色を用いて色を表現する表示装置において表示される画像データを生成する色信号処理装置であって、
複数画素からなる画像データに対する色信号であって３原色に関する色信号を取得する取得部と、
前記取得された３原色に関する色信号の値の大きさを変更する変更部と、
前記変更された３原色に関する色信号を４原色に関する色信号に変換する変換部と、を備え、
前記変更部は、所定領域において、色飽和画素が含まれる場合、前記所定領域内に含まれる画素に対して、３原色のうちの少なくとも１つの色の色信号の値を小さく変更し、
前記色飽和画素は、変換部による変換後の色信号が示す色が表示装置の表示可能色域外の色となる画素である、
色信号処理装置。
【請求項２】
少なくとも４原色を用いて色を表現する表示装置において表示される画像データを生成する色信号処理装置であって、
複数画素からなる画像データに対する色信号であって、３原色に関する色信号を取得する取得部と、
前記取得された３原色に関する色信号の値の大きさを変更する変更部と、
所定の変換特性に基づき、前記取得された３原色に関する色信号を４原色に関する色信号に変換する変換部と、を備え、
前記変更部は、所定領域内において、前記変換部の変換特性に基づき、前記変換後の色信号が示す色が前記表示装置の表示可能色域外の色とならないように、前記所定領域内に含まれる画素に対して３原色のうちの少なくとも１つの原色の色信号の値の大きさを小さく変更する、
色信号処理装置。
【請求項３】
前記変更部は、前記変換部による変換後の色信号が前記表示可能色域外の色を示す信号となる画素の数が第１の閾値よりも大きい場合、前記所定領域に含まれる画素の色信号の値を小さくする、請求項１または請求項２に記載の色信号処理装置。
【請求項４】
前記変更部は、前記変換部により変換された色信号が前記表示装置の表示可能色域外の色を示す信号となる画素の数が、前記第１の閾値より小さい第２の閾値よりも小さい場合、前記所定領域に含まれる画素の色信号の値を大きくする、請求項３に記載の色信号処理装置。
【請求項５】
前記変更部は、前記色信号の値を変更する場合、所定の割合で値を変更する、請求項１または請求項２に記載の色信号処理装置。
【請求項６】
前記変更部は、前記色信号の値を大きくする場合、第１の割合で値を大きく変更し、前記色信号の値を小さくする場合、前記第１の割合と異なる第２の割合で値を小さく変更する請求項５に記載の色信号処理装置。
【請求項７】
前記色信号処理装置はさらに、前記取得された複数画素分の色信号から前記表示装置におけるバックライトの発光量に関する制御信号を生成する生成部を備え、
前記生成部は、前記変更部が色信号の値を小さく変更した場合、前記バックライトの発光量を大きくするように前記制御信号を制御する請求項１または請求項２に記載の色信号処理装置。
【請求項８】
前記変更部は、前記色信号が示す色の色相に基づいて色信号の値を変更する、請求項１または請求項２に記載の色信号処理装置。
【請求項９】
前記変更部は、前記色信号が黄の色相を有する画素に対する色信号の低減の割合を、他の色の色相を有する画素に対する色信号の低減の割合よりも大きくする、請求項８に記載の色信号処理装置。
【請求項１０】
前記画像の全体領域を複数のブロックに分割するブロック分割部と、
各ブロック内に、前記変換部による変換後の色信号が前記表示装置の表示可能色域外の色を示す信号となる画素があるか否かを検出する検出部と、
をさらに備え、
前記変更部は、前記ブロック毎に、前記検出部の検出結果に基づき色信号の値を変更する、
請求項１または請求項２記載の色信号処理装置。
【請求項１１】
前記変更部は、前記ブロック毎に、前記検出部の検出結果に基づきゲイン値を算出し、算出したゲイン値に基づき色信号の値を変更する、
請求項１０記載の色信号処理装置。
【請求項１２】
前記変更部は、ブロック毎に算出したゲイン値をブロック間で平滑化する処理を行ない、
前記平滑化する処理は、平滑化する処理の対象ブロックの周囲にあるブロックのうち、当該対象ブロックの輝度よりも小さい輝度を有するブロックの影響を、当該対象ブロックの輝度よりも高い輝度を有するブロックよりも、より強く受けるようにゲイン値を平滑化する、
請求項１１に記載の色信号処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも４色を表現できる表示装置に表示可能な画像データを生成する色信号処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の映像技術の発達により、Ｒ原色点、Ｇ原色点およびＢ原色点に加えて、例えばＹ原色点などの第４の原色点を備える表示装置が提案されている。【０００３】
例えば、特許文献１に開示された液晶表示装置は、入力されたオリジナル画像の赤色成分（Ｒ）、緑色成分（Ｇ）、及び青色成分（Ｂ）に、輝度向上のための白色成分（Ｗ）を加え、さらに白色成分が付加された赤色成分、緑色成分及び青色成分の比率をオリジナル画像の赤色成分、緑色成分、及び青色成分の比率に換算して、各画素ＲＧＢＷを駆動する。この構成により、中間調においても色度が変化しないＲＧＢＷ型の液晶表示装置が実現されている。【０００４】
また、特許文献２は、４色のサブピクセルを備える液晶パネルと、各サブピクセルにビデオデータ信号を提供するデータドライバと、サブピクセルにスキャンパルスを提供するゲートドライバと、外部から入力される３色ソースデータから無彩色信号及び彩色信号の割合を分析してゲイン値を生成し、生成されたゲイン値を用いて前記３色ソースデータを４色データに変換するデータ変換部と、データ変換部からの４色データをデータドライバに提供するとともに、ゲートドライバ及びデータドライバを制御するタイミングコントローラとを備える液晶表示装置の駆動装置を開示する。【０００５】
さらに、輝度用とカラー用との両パネルの透過光量の差にかかわらず、元の映像信号における白色成分とカラー成分との比率を同一に保つ高忠実度の再生画像が得られる液晶プロジェクタも提案されている（特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−１４７６６６号公報
【特許文献２】特開２００６−３１７８９９号公報
【特許文献３】特開平１０−１２３４７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、入力されるＲＧＢ信号をＲＧＢＷ信号に変換する目的として、Ｗ信号を使用することにより、バックライト光量を低下させ省電力化を図ることがある。【０００８】
しかし、上記のように制御した場合、バックライト光量を低下させる分だけ表現できる色域も小さくなる。つまり、ＲＧＢＷ信号で白色を表示（Ｒ信号、Ｇ信号、Ｂ信号、Ｗ信号を全点灯する）したときに基準となるＲＧＢ信号と同じ白輝度が出るようにバックライトを調整した場合、Ｒ原色点等の原色点で色再現域が低下する。【０００９】
すなわち、ＲＧＢ信号からＲＧＢＷ信号に変換する際に白の輝度の再現効率の向上に起因して、相対的な高彩度色の輝度が低下し、色再現性が低下するという問題が生じる。【００１０】
本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、入力される３色の原色点を有する色信号を少なくとも４色で構成される色信号に変換して再生する場合において、変換後に得られる色信号の色再現性を向上させる色信号処理装置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】
【００１１】
本発明の第１の態様において、少なくとも４原色を用いて色を表現する表示装置において表示される画像データを生成する色信号処理装置が提供される。色信号処理装置は、複数画素からなる画像データに対する色信号であって３原色に関する色信号を取得する取得部と、取得された３原色に関する色信号の値の大きさを変更する変更部と、変更された３原色に関する色信号を４原色に関する色信号に変換する変換部と、を備える。変更部は、所定領域において、色飽和画素が含まれる場合、所定領域内に含まれる画素に対して、３原色のうちの少なくとも１つの色の色信号の値を小さく変更する（フィードバック制御）。色飽和画素とは、変換部による変換後の色信号が示す色が表示装置の表示可能色域外の色となる画素である。【００１２】
本発明の第２の態様において、少なくとも４原色を用いて色を表現する表示装置において表示される画像データを生成する色信号処理装置が提供される。第２の態様の色信号処理装置は、複数画素からなる画像データに対する色信号であって、３原色に関する色信号を取得する取得部と、取得された３原色に関する色信号の値の大きさを変更する変更部と、所定の変換特性に基づき、取得された３原色に関する色信号を４原色に関する色信号に変換する変換部と、を備える。変更部は、所定領域内において、変換部の変換特性に基づき、変換後の色信号が示す色が表示装置の表示可能色域外の色とならないように、所定領域内に含まれる画素に対して３原色のうちの少なくとも１つの原色の色信号の値の大きさを小さく変更する（フィードフォワード制御）。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の色信号処理装置によれば、入力された３原色点に関する信号を４原色点に関する信号に変換する場合、変換後の色信号が表現する輝度は低下するが、当該色信号が表現する色の飽和を制御することができる。このため、入力された色信号の色の再現性を向上することが可能となる。特に、本発明の色信号処理装置によれば、表示可能色域外の画素とともに、その画素の周辺の画素についても同様にゲインを低下させる。これにより、色飽和を抑制する画素とその周辺の画素の色あいの変化なく、信号レベルを低下させることができ、見た目に自然な色表現が実現される。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施形態における液晶テレビの構成を示す図
【図２】実施形態１における信号処理部の構成を示すブロック図
【図３】入力されるＲＧＢ信号での色域と、表示されるＲＧＢＷ信号の色域の関係を示す図
【図４】ガマット変換部における色圧縮動作を説明するための図
【図５】実施形態１における信号処理部の動作を示すフローチャート
【図６Ａ】ＨＳＶ空間における色度を説明する図
【図６Ｂ】色相を用いた輝度と色飽和のバランスの調整の例を説明するための図
【図７】実施形態２における信号処理部の構成を示すブロック図
【図８】実施形態２における画像領域のブロック化して処理する動作を説明するための図
【図９Ａ】実施形態２におけるローパスフィルタ処理の動作を説明するための図である。
【図９Ｂ】実施形態２におけるローパスフィルタ処理の動作を説明するための図である。
【図９Ｃ】実施形態２におけるローパスフィルタ処理の動作を説明するための図である。
【図１０Ａ】実施形態２における第２のローパスフィルタ処理の動作を説明するための図
【図１０Ｂ】実施形態２における第２のローパスフィルタ処理の動作を説明するための図
【図１１】実施形態２におけるブロック補間部の動作を説明するための図
【図１２】本実施形態３における信号処理部の構成を示すブロック図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、添付の図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００１６】
１．実施形態１
実施形態１では、ＲＧＢ信号からＲＧＢＷ信号への変換後の色信号が示す色が表示部の表示可能色域の外の色となる画素が存在する場合、画像全体の領域についてＲＧＢ信号のゲインを低下させることで入力画像の輝度を低下させ、これにより、表示可能色域の外の色に変換されることに起因する色の飽和を防止する。特に、表示可能色域外の色に変換される画素のみではなく、その画素の周辺の画素についても同様にゲインを低下させる。これにより、色飽和を抑制する画素とその周辺の画素の色あいの変化なく、信号レベルを低下させることができ、見た目に自然な色表現が実現される。
【００１７】
１．１  液晶テレビの構成
以下、実施形態１における液晶テレビの構成について図面を参照しながら説明する。
【００１８】
図１は、実施形態１における液晶テレビの具体的構成を示した図である。図１に示すように、液晶テレビ１は、レコーダ装置２、アンテナ３およびＳＤカード４と接続可能である。液晶テレビ１は、レコーダ装置２、アンテナ３およびＳＤカード４から映像信号を入力して、その映像信号を処理し、液晶テレビ１が備える表示部に映像として表示する。
【００１９】
液晶テレビ１は、入出力ＩＦ部１０１と、信号処理部１０２と、バッファメモリ１０３と、フラッシュメモリ１０４と、表示部１０５と、チューナ１０６とを備える。
【００２０】
入出力ＩＦ部１０１は、液晶テレビ１と、レコーダ装置２およびＳＤカード４との接続を可能にするためのインターフェースである。入出力ＩＦ部１０１は、レコーダ装置２およびＳＤカード４と、信号処理部１０２との間のコントロール信号や映像信号のやり取りを可能にしている。具体的には、入出力ＩＦ部１０１は、レコーダ装置２またはＳＤカード４から受信した信号を信号処理部１０２に送信する。また、入出力ＩＦ部１０１は、信号処理部１０２から受信した信号をレコーダ装置２またはＳＤカード４に送信する。入出力ＩＦ部１０１は、例えば、ＨＤＭＩコネクタ、ＳＤカードスロット等で実現できる。また、入出力ＩＦ部１０１は、入出力ＩＦ部１０１の機能と、レコーダ装置２の機能を有するデバイスとして構成しても構わない。なお、図１では入出力ＩＦ部１０１として一つのブロックで示しているが、入出力ＩＦ部１０１を、ＳＤカード４用のカードスロットと、レコーダ装置２の接続用のコネクタとで構成してもよい。要するに、入出力ＩＦ部１０１は外部の記録装置とのインターフェースを実現するものであればよい。
【００２１】
信号処理部１０２は、液晶テレビ１の各部を制御する。また、信号処理部１０２は、入出力ＩＦ部１０１からの映像信号をデコードしても構わない。さらに、信号処理部１０２は、映像信号に画像処理を施し、表示部１０５に表示可能な表示信号に変換する。信号処理部１０２は、マイクロコンピュータで構成してもよいし、ハードワイヤードな回路で構成してもよい。信号処理部１０２の詳細な構成、動作は後述する。
【００２２】
バッファメモリ１０３は、信号処理部１０２で信号処理を実施する際のワークメモリとして用いられる。バッファメモリ１０３は、例えば、ＤＲＡＭで実現可能である。
【００２３】
フラッシュメモリ１０４は、信号処理部１０２が実行するプログラム等を記憶する。
【００２４】
表示部１０５は、信号処理部１０２から出力される表示信号を映像として表示する。表示部１０５は、液晶パネル１０５１とバックライト１０５２とから構成される。
【００２５】
表示部１０５は、バックライト１０５２によって液晶パネル１０５１の背面から照射される光を、液晶パネル１０５１により信号処理部１０２から入力される表示信号に応じて変調し画像を表示する機能を有する。本実施形態では、表示部１０５の液晶パネル１０５１は、Ｒ原色点、Ｇ原色点、Ｂ原色点に加えて、白色（Ｗ）の原色点を備えるよう構成されている。以下、説明の便宜上、ＲＧＢＷの４つの原色点を用いた構成を説明する。なお、原色点は４色に限定されるものではなく、５つ以上の原色点を用いる構成でも構わない。追加する原色点としては、例えば、黄の原色点またはシアンの原色点が考えられる。なお、表示部１０５が有する原色点は、Ｒ原色点、Ｇ原色点、Ｂ原色点に加えて、ホワイトの原色点に限定されるものではなく、設計者または製造者の意図に応じて適宜変更されても構わない。
【００２６】
液晶パネル１０５１は、ガラス基板に液晶層を挟み込んだ構成を有しており、ゲートドライバ（図示せず）やソースドライバ（図示せず）などによって、各画素に対応する液晶層に信号電圧が与えられて透過率が制御される。液晶パネル１０５１に設けられたゲートドライバまたはソースドライバは、画像信号に応じて決定される透過率に基づき、各画素に対する透過率を制御する制御信号を生成する。
【００２７】
液晶パネル１０５１は、ＩＰＳ（Ｉｎ  Ｐｌａｎｅ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）方式を用いている。ＩＰＳ方式は、液晶分子がガラス基板と平行に回転するシンプルな動きにより、広視野角で、見る方向による色調変化や全階調での色調変化が少ないといった利点を有する。なお、液晶パネル１０５１は、光変調を行うデバイスであればどのようなものを利用してもよく、例えば光変調の他方式としてＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）方式などを用いても良い。
【００２８】
バックライト１０５２は、液晶パネル１０５１の背面に対して画像を表示させるための照射光を照射する機能を有するデバイスである。バックライト１０５２は、信号処理部１０２から入力される表示信号を基に照射光の強度を調整する。バックライト１０５２は、照射光を生成するためのＬＥＤ等の半導体素子を備えてもよい。また、バックライト１０５２は、照射光を生成するための冷陰極管を備えてもよい。
【００２９】
チューナ１０６は、アンテナ３で受信した放送波を受信する装置である。チューナ１０６は、信号処理部１０２によって指定された特定の周波数の映像信号を信号処理部１０２に送信する。これによって、信号処理部１０２は、放送波に含まれる特定の周波数の映像信号を処理し、表示部１０５に表示させることができる。
【００３０】
１．２  信号処理部
１．２．１  信号処理部の構成
信号処理部１０２の具体的な構成について図面を参照しながら説明する。
【００３１】
以下では、説明の便宜上、入力される映像信号の各画素は、Ｒ原色点、Ｇ原色点、Ｂ原色点で構成されるＲＧＢ信号を含むものとする。また、表示部１０５の液晶パネル１０５１は、画素毎にＲ色、Ｇ色、Ｂ色および拡張色であるＷ色のカラーフィルタを備える。なお、Ｗ色は、Ｒ色、Ｇ色、Ｂ色の３色の加法混色によって表示される色と同じ輝度、色味を持つものとする。なお、Ｗ色は上記の構成に限定されるものではなく、例えば青みがかったＷ色を用いてもかまわない。
【００３２】
図２は、信号処理部１０２の機能ブロック図である。図２に示すように、信号処理部１０２は、逆ガンマ変換部２０１、ＲＧＢＷ変換部２０２、ガマット変換部２０３、ガンマ変換部２０４、および変更部２０５を備える。
【００３３】
逆ガンマ変換部２０１は、信号処理部１０２に入力されたＲＧＢ信号を逆ガンマ変換し、変換後のＲＧＢ信号を変更部２０５に入力する。逆ガンマ変換部２０１が行う逆ガンマ変換は一般的な方法を用いて行う。
【００３４】
ＲＧＢＷ変換部２０２は、変更部２０５が出力するＲＧＢ信号を、Ｒ原色点、Ｇ原色点、Ｂ原色点およびＷ原色点で構成されるＲＧＢＷ信号に変換する。また、ＲＧＢＷ変換部２０２はＲＧＢ信号を変換して得られるＲＧＢＷ信号をガマット変換部２０３およびレコーダ装置２０６に出力する。
【００３５】
以下、ＲＧＢＷ変換部２０２における変換動作について図面を参照しながら説明する。
【００３６】
図３は、入力されるＲＧＢ信号による色域と、表示部１０５で表示可能なＲＧＢＷ信号の色域との関係を示す図である。図３では、説明の便宜上、Ｒ，Ｂ、Ｗ信号軸のみで示されているが、実際にはＲ，Ｇ，Ｂ，Ｗ信号軸を含む三次元の色域である。
【００３７】
液晶パネル１０５１において、Ｒ原色点，Ｇ原色点およびＢ原色点に対応する画素を最大輝度で点灯し、Ｗ原色点に対応する画素を消灯した時の輝度および色度と、Ｗ原色点に対応する画素のみを最大輝度で点灯し、Ｒ原色点，Ｇ原色点およびＢ原色点に対応する画素を消灯した時の輝度および色度とが一致するものとする。
【００３８】
信号処理部１０２は、図３に示す領域Ｃ１（Ｃ３を含む六角形の領域）と、その両側にある領域Ｃ２（三角形の領域）を合わせた領域を、入出力ＩＦ部１０１から受信するＲＧＢ信号により表現可能な色域として規定する。この場合、表示部１０５がＲ原色点，Ｇ原色点およびＢ原色点に加えてＷ原色点を備えることにより、Ｒ原色点，Ｇ原色点およびＢ原色点のみで表現可能な色域が拡張されている。このように規定するのは、Ｗ原色点を追加したにもかかわらず、入力されるＲＧＢ信号が表現する色域を領域Ｃ３として規定すると、Ｗ原色点の追加の意味がなくなってしまうからである。なお、領域Ｃ３は、Ｒ原色点，Ｇ原色点およびＢ原色点に加えてＷ原色点を追加した液晶パネルにおいて、Ｒ、Ｇ、Ｂ信号のみを用いて表示を行なった場合の色域である。
【００３９】
また、ここでは入力されるＲＧＢ信号が想定している色度値ｘｙと、表示部１０５で表示できるＲ，Ｇ，Ｂ画素の色度値ｘｙは同じであるとする。
【００４０】
さらに、入力されるＲＧＢ信号Ｒｉ，Ｇｉ，Ｂｉと、表示部１０５１に表示されるＲＧＢ信号Ｒｏ，Ｇｏ，Ｂｏとでは異なる輝度となる。一般的には、入力されるＲＧＢ信号ではＲ原色点，Ｇ原色点およびＢ原色点に対応する各画素の色の混色として白が表示される。これに対して、本実施形態の表示部１０５では、Ｒ原色点，Ｇ原色点およびＢ原色点に対応する各画素およびＷ原色点に対応する画素の色の混色として白が表示される。このため、白色の輝度を基準にバックライト輝度を設定した場合、Ｒ原色点，Ｇ原色点およびＢ原色点に対応する画素については、入力されるＲＧＢ信号に対して表示部１０５で表示される輝度は１／２になる。上記の特性に基づく、入力されるＲＧＢ信号Ｒｉ，Ｇｉ，Ｂｉと、表示部１０５１で表示できるＲＧＢＷ信号Ｒｏ，Ｇｏ，Ｂｏ，Ｗｏの関係は次式のように示される。
【００４１】
［数１］    Ｒｏ＋Ｇｏ＋Ｂｏ＝Ｗｏ
［数２］    Ｒｏ＋Ｇｏ＋Ｂｏ＋Ｗｏ＝Ｒｉ＋Ｇｉ＋Ｂｉ
［数３］    Ｒｏ＝Ｒｉ／２
［数４］    Ｇｏ＝Ｇｉ／２
［数５］    Ｂｏ＝Ｂｉ／２
【００４２】
これにより、表示部１０５は、入力されるＲＧＢ信号の中で、領域Ｃ２の色を表示することができない。上述のように、本実施形態においては、Ｒ原色点，Ｇ原色点およびＢ原色点に対応する画素を最大輝度で点灯し、Ｗ原色点に対応する画素を消灯した輝度と、Ｒ原色点，Ｇ原色点およびＢ原色点に対応する画素を消灯し、Ｗ原色点に対応する画素を最大輝度で点灯したときの輝度とを同じに設定した。そのため、数式（１）および数式（２）が成立した。しかし、この構成に限定されるものではなく、Ｒ原色点，Ｇ原色点およびＢ原色点に対応する画素を最大輝度で点灯し、Ｗ原色点に対応する画素を消灯した輝度と、Ｒ原色点，Ｇ原色点およびＢ原色点に対応する画素を消灯し、Ｗ原色点に対応する画素を最大輝度で点灯したときの輝度を可変に設定しても構わない。その場合は、数式（１）および数式（２）がＲ原色点，Ｇ原色点、Ｂ原色点およびＷ原色点の関係に基づいて変更される。
【００４３】
以下、ＲＧＢＷ変換部２０２の変換処理に関して具体的に説明する。
【００４４】
ＲＧＢＷ変換部２０２は、上記の数式（１）から数式（５）に示される特性を考慮して後述の数式（６）に基づき、入力されるＲＧＢ信号をＲＧＢＷ信号に変換する。
【００４５】
ＲＧＢＷ変換部２０２は、入力されるＲＧＢ信号を構成するＲ原色点，Ｇ原色点およびＢ原色点に対応する画素の画素値（以下、それぞれ「Ｒ０」、「Ｇ０」および「Ｂ０」と称す）を次式に示すように２倍する。
［数６］
Ｒ１＝Ｒ０×２
Ｇ１＝Ｇ０×２
Ｂ１＝Ｂ０×２
【００４６】
次に、ＲＧＢＷ変換部２０２は、Ｒ１、Ｇ１およびＢ１の中の最小値を、Ｗ原色点に対応する画素の画素値（以下「Ｗ２」と称す）に設定する。
［数７］
Ｗ２＝ｍｉｎ（Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１、２５５）
【００４７】
なお、ＲＧＢＷ変換部２０２はＷ２の最大値を２５５に設定している。これは、表示部１０５で表現可能な信号値の最大値が２５５であるためである。つまり、表示部１０５で表現可能な信号値の値が大きくなれば、Ｗ２の最大値の値も大きくなる。逆に、表示部１０５で表現可能な信号値が小さくなれば、Ｗ２の最大値の値は小さくなる。
【００４８】
さらに、ＲＧＢＷ変換部２０２は、Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１およびＷ２を基に、表示部１０５に出力するＲ原色点，Ｇ原色点およびＢ原色点に対応する画素の画素値（以下、それぞれ「Ｒ２」、「Ｇ２」および「Ｂ２」と称す）を算出する。
［数８］
Ｒ２＝Ｒ１−Ｗ２
Ｇ２＝Ｇ１−Ｗ２
Ｂ２＝Ｂ１−Ｗ２
【００４９】
ＲＧＢＷ変換部２０２は、算出したＲ２、Ｇ２、Ｂ２およびＷ２を表示部１０５に出力する。
【００５０】
なお、本実施形態では、説明の簡単化のために、数式（１）〜（６）の関係を満たす４色変換方式を説明した。しかし、実際のＷｏはこのような条件を満たすことは希である。実際には、Ｗｏの輝度や色度値はＲｏ＋Ｇｏ＋Ｂｏとは異なる場合が多い。また、Ｒｏ、Ｇｏ、Ｂｏもそれぞれ、Ｒｉ、Ｇｉ、Ｂｉの１／２にならない場合が多い。実際のＷｏの色に合わせたバランス係数やマトリクス演算などの公知な手法を用いて、Ｒｏ、Ｇｏ、Ｂｏ、Ｗｏの計算を行えば良く、本発明の思想は上述の４色変換方式に限定されるものではない。
【００５１】
ガマット変換部２０３は、ＲＧＢＷ変換部２０２が出力するＲＧＢＷ信号を、表示部１０５１が表示できる色域内のＲＧＢＷ信号に変換し、変換後のＲＧＢＷ信号をガンマ変換部２０４に出力する。
【００５２】
図４は、ガマット変換部２０３における色圧縮動作を説明するための図である。図４において色域３０１は表示部１０５が表現できる色の色域である。換言すれば、表示部１０５は、色域３０１の外の色域に含まれる色を表現できない。
【００５３】
ガマット変換部２０３は、ＲＧＢＷ変換部２０２から出力されるＲ２、Ｇ２、Ｂ２およびＷ２で構成される色信号が領域３０１の域外に位置する場合、領域３０１内の色信号となるように、Ｒ２、Ｇ２、Ｂ２およびＷ２の信号値を補正する。なお、ガマット変換部２０３における補正方法については、公知のガマット変換の方法を用いることができる。
【００５４】
ガンマ変換部２０４は、ガマット変換部２０３が出力するＲＧＢＷ信号をガンマ変換し、変換後のＲＧＢＷ信号を表示部１０５に出力する。
【００５５】
変更部２０５は、ＲＧＢＷ変換部２０２が出力するＲＧＢＷ信号に基づいて、逆ガンマ変換部２０１から受けたＲＧＢ信号のゲインを設定する。すなわち、変更部２０５は、前のフレームの画像に対するＲＧＢＷ変換部２０２からのＲＧＢＷ信号に基づいて、現在のフレームの画像に対するＲＧＢ信号のゲイン値を補正する。
【００５６】
より具体的には、変更部２０５は、ＲＧＢＷ変換部２０２により得られるＲＧＢＷ信号が示す色が表示部１０５で表示可能な色域（図４に示す領域３０１、以下「表示可能色域」という）外の色となる画素が存在するか否かを検出する。なお、以下、ＲＧＢＷ変換部２０２により得られるＲＧＢＷ信号が示す色が表示可能色域外の色となる画素を、「色飽和画素」ともいう。
【００５７】
表示可能色域外の画素（色飽和画素）がある場合、その画素を含む所定の領域（本実施形態では、画像領域全体）に含まれる画素のＲＧＢ信号のゲイン値を減少させるように当該ゲイン値を補正する。このようにゲイン値を減少させることで、その画素の輝度を低下させ、その画素が表示部１０５に表示されたときの色飽和を抑制する。以下、このような変更部２０５の動作の詳細を説明する。
【００５８】
変更部２０５は、逆ガンマ変換部２０１から入力されるＲＧＢ信号に対して乗算するゲイン定数を保持する。ゲイン定数は、現在の処理対象よりも前のピクチャを構成する画素の信号値に基づいて設定される。なお、処理の開始時においては、変更部２０５は予め設定されるゲイン定数の初期値を使用する。例えば、変更部２０５はゲイン定数の初期値として１．０を保持する。
【００５９】
変更部２０５は、ＲＧＢＷ変換部２０２が出力するＲＧＢＷ信号に基づいてゲイン定数を設定し、入力されるＲＧＢ信号を構成する画素の信号値に当該ゲイン定数を乗算する。例えば、ＲＧＢ信号として（Ｒ、Ｇ、Ｂ）＝（１２８、１２８、１２８）が入力され、ゲイン定数として０．８を設定した場合、変更部２０５は、補正後のＲＧＢ信号として（Ｒ、Ｇ、Ｂ）＝（１０２、１０２、１０２）を算出する。算出した補正後のＲＧＢ信号をＲＧＢＷ変換部２０２に出力する。要するに、変更部２０５は時間的に先に入力されたピクチャを構成する信号値に基づいて現在のゲイン定数を設定し、設定したゲイン定数を、現在のピクチャを構成する画素の信号値に乗算する。
【００６０】
ここで、変更部２０５は、所定の画像領域（本実施形態では、画像領域全体）において、ＲＧＢＷ変換部２０２により得られるＲＧＢＷ信号が示す色が表示可能色域３０１の外の領域に含まれる画素（すなわち、色飽和画素）があるか否かを検出する。このために、変更部２０５は表示可能色域３０１の外にある画素の数をカウントする。
【００６１】
具体的には、変更部２０５は、ＲＧＢＷ変換部２０２が出力する１画素を構成するＲＧＢＷ信号が表示可能色域３０１内に存在するか否かを検出する。変更部２０５は、ＲＧＢＷ信号が領域３０１の外にあると検出した場合、その画素をカウントする。そのカウント値はＣｎ１として保持される。なお、変更部２０５は１画面を構成する全画素に対して上記の処理を行う。つまり、１９２０×１０８０画素を有する画像である場合、上記の処理を約２００万回行ってカウント値Ｃｎ１を求める。
【００６２】
変更部２０５は、カウント値Ｃｎ１と第１の閾値ｔｈ１（１以上の整数）を比較することにより、ＲＧＢＷ変換部２０２により得られるＲＧＢＷ信号が示す色が補正が必要であるか否かを判断する。そして、ＲＧＢＷ変換部２０２により得られるＲＧＢＷ信号が示す色が補正が必要であると判断したときに、新たなゲイン定数を設定する。なお、変更部２０５には、予め第１の閾値ｔｈ１が設定されている。変更部２０５は、カウント値Ｃｎ１が第１の閾値ｔｈ１以上である場合、ＲＧＢＷ変換部２０２により得られるＲＧＢＷ信号が示す色が補正が必要であると判断して、ゲイン補正値ΔＧｄを算出する。ここで、ゲイン補正値ΔＧｄは、現在設定されているゲインの値を減少させるための補正値である。すなわち、ゲインを減少させることにより、ＲＧＢ信号の輝度レベルが低下し、これにより色飽和が抑制されるからである。
【００６３】
そして、変更部２０５は現在のゲイン定数Ｇ０からゲイン補正値ΔＧｄを減算した結果を、新たなゲイン定数Ｇ０として設定する。
［数９］
Ｇ０＝Ｇ０−ΔＧｄ
【００６４】
なお、上記の構成において、変更部２０５はゲイン補正値ΔＧｄを算出し、現在のゲイン定数から減算する例を説明した。しかし、この動作に限定されるものではなく、変更部２０５はゲイン補正値ΔＧｄ２を算出し、ゲイン補正値ΔＧｄ２を現在のゲイン定数に乗算し、その結果を新たなゲイン定数としてもよい。つまり、変更部２０５は次式によって新たなゲイン定数を設定してもよい。
［数１０］
Ｇ０＝ΔＧｄ２・Ｇ０
【００６５】
さらに、変更部２０５において、第１の閾値ｔｈ１とは異なる第２の閾値ｔｈ２が設定されている。第２の閾値ｔｈ２は第１の閾値ｔｈ１よりも小さい値を有する。変更部２０５は、カウント値Ｃｎ１が第２の閾値ｔｈ２以下である判断した場合、別のゲイン補正値としてΔＧｕを算出する。なお、第２の閾値ｔｈ２は第１の閾値ｔｈ１と同じ値でもよい。この場合、変更部２０５は、カウント値Ｃｎ１が第２の閾値ｔｈ２よりも小さいと判断した場合、別のゲイン補正値としてΔＧｕを算出する。
【００６６】
そして、変更部２０５は、現在のゲイン定数Ｇ０にΔＧｕを加算した結果を新たなゲイン定数Ｇ０として設定する。つまり、変更部２０５は、次式によって新たなゲイン定数を設定する。
［数１１］
Ｇ０＝Ｇ０＋ΔＧｕ
【００６７】
なお、上記の構成において、変更部２０５はゲイン補正値ΔＧｕを算出し、現在のゲイン定数に加算する構成を説明した。しかし、この構成に限定されるものではなく、変更部２０５はゲイン補正値ΔＧｕ２を算出し、ゲイン補正値ΔＧｕ２を現在のゲイン定数に乗算し、その結果を新たなゲイン定数としてもよい。つまり、変更部２０５は次式によって新たなゲイン定数を設定する。
［数１２］
Ｇ０＝ΔＧｕ２・Ｇ０
【００６８】
要するに、変更部２０５はカウント値Ｃｎ１が第１の閾値ｔｈ１よりも大きい場合に、現在のゲイン定数よりも小さいゲイン定数を設定するようにゲイン定数を補正すればよい。また、カウント値Ｃｎ１が第２の閾値ｔｈ２よりも小さい場合、現在のゲイン定数よりも大きいゲイン定数を設定するようにゲイン定数を補正すればよい。
【００６９】
なお、変更部２０５は新たなゲイン定数を設定する際、新たに設定されるゲイン定数が過去（前のフレーム）のゲイン定数に対して時間的に滑らかに変化するように設定する。つまり、変更部２０５は、過去のゲイン定数を保持し、その過去のゲイン定数に基づき、時間軸フィルタを適用することで新たなゲイン定数を設定することが好ましい。
【００７０】
なお、ゲイン補正値ΔＧｄおよびΔＧｕは元の信号値が急激に変化しない値（例えば、０．０１）を選択するとよい。
【００７１】
１．２．２  信号処理部の動作
以下、信号処理部１０２の信号処理動作について図面を参照しながら説明する。図５は、信号処理部１０２における信号処理動作を示すフローチャートである。
【００７２】
以下、説明の便宜上、入出力ＩＦ部１０１にはレコーダ装置２から１ピクチャ毎に、そのピクチャに属するＲＧＢ信号が入力されるものとする。また、変更部２０５は、ＲＧＢＷ変換部２０２が出力する１画素を構成するＲＧＢＷ信号が図３に示す領域３０１内に存在するか否かを検出する動作を行うものとする。
【００７３】
まず、逆ガンマ変換部２０１にレコーダ装置２からＲＧＢ信号が入力され始めると、変更部２０５はカウント値Ｃｎ１を０に初期化し、ゲイン定数を初期値１．０に設定する（Ｓ５０１）。
【００７４】
入出力ＩＦ部１０１を介してＲＧＢ信号が入力されると、逆ガンマ変換部２０１は入力されたＲＧＢ信号に対して、逆ガンマ変換を行う（Ｓ５０２）。逆ガンマ変換部２０１は逆ガンマ変換して得られるＲＧＢ信号を変更部２０５に出力する。
【００７５】
逆ガンマ変換部２０１からＲＧＢ信号が入力されると、変更部２０５はＲＧＢ信号の画素が有する信号値に対してゲイン定数を乗算する（Ｓ５０３）。例えば、ゲイン定数が０．９に設定されており、変更部２０５が逆ガンマ変換部２０１からＲ信号値、Ｇ信号値、Ｂ信号値の値がそれぞれ２００、１００、１００のＲＧＢ信号を入力するとする。この場合、変更部２０５はＲ信号値、Ｇ信号値、Ｂ信号値に対してゲイン定数０．９を乗算し、Ｒ信号値として１８０、Ｇ信号値として９０および、Ｂ信号値として９０を算出する。変更部２０５はその算出結果をＲＧＢＷ変換部２０２に出力する。
【００７６】
変更部２０５からＲＧＢ信号が入力されると、ＲＧＢＷ変換部２０２はＲＧＢ信号をＲＧＢＷ信号に変換する（Ｓ５０４）。ＲＧＢＷ変換部２０２は、変換した結果をガマット変換部２０３および変更部２０５に出力する。
【００７７】
ＲＧＢＷ変換部２０２からＲＧＢＷ信号が入力されると、変更部２０５は、ＲＧＢＷ変換部２０２が出力するＲＧＢＷ信号に基づき、表示可能色域３０１外にある画素が存在するか否かを検出する（Ｓ５０５）。変更部２０５は、表示可能色域３０１外の画素を検出した場合、画素毎にその検出結果を変更部２０５の内部メモリに蓄積する（すなわち、領域３０１外に存在する画素をカウントする）。
【００７８】
一方、ガマット変換部２０３は、ＲＧＢＷ変換部２０２からＲＧＢＷ信号を入力し、そのＲＧＢＷ信号のガマット変換を行う（Ｓ５０６）。ガマット変換部２０３は、ガマット変換後のＲＧＢＷ信号をガンマ変換部２０４に出力する。
【００７９】
ガンマ変換部２０４は、ガマット変換部２０３からガマット変換後のＲＧＢＷ信号が入力すると、そのＲＧＢＷ信号をガンマ変換する（Ｓ５０７）。ガンマ変換部２０４はガンマ変換後のＲＧＢＷ信号を表示部１０５に出力する。
【００８０】
変更部２０５は、入力されるピクチャに含まれるすべてのＲＧＢ信号を処理したか判定する（Ｓ５０８）。処理していない場合、ステップＳ３０２に戻り処理を継続する。一方、ピクチャに含まれる全ての画素のＲＧＢ信号を処理した場合、ステップＳ５０９に移行する。
【００８１】
変更部２０５は、内部メモリに保持される表示可能色域３０１外に存在する画素数のカウント値Ｃｎ１に基づいて今のフレームのピクチャに対するゲイン定数を補正し、補正後のゲイン定数を新たなゲイン定数として設定する（Ｓ５０９）。
【００８２】
以降、信号処理部１０２に入力されるピクチャに対しては、ステップＳ５０９で設定した新たなゲイン定数で処理されることになる。
【００８３】
１．２．３  ゲイン定数の補正の別の例
上記の説明では、表示可能色域３０１外に存在する画素（色飽和画素）のカウント値に基づきゲイン定数の設定を行った。しかし、ゲイン定数の設定方法はこのような処理に限定されない。以下に別のゲイン定数の設定方法の例を説明する。
【００８４】
例えば、変更部２０５は、ＲＧＢＷ変換部２０２が出力するＲＧＢＷ信号の信号値が液晶パネル１５０１で表現可能な色の信号値を超えている”度合い”を検出し、その度合いに応じてゲイン定数を設定してもよい。以下、この場合の変更部２０５の動作を説明する。
【００８５】
変更部２０５は、ＲＧＢＷ変換部２０２が出力する１画素を構成するＲＧＢＷ信号の信号値が液晶パネル１５０１で表現可能な信号値内であるか否かを検出する。例えば、液晶パネル１５０１で表現可能なＲＧＢＷ信号値の信号値の最大値が（Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｗ）＝（２５５、２５５、２５５、２５５）である場合、入力されるＲＧＢＷ信号の信号値がこの値以上か否かを検出する。
【００８６】
そして、変更部２０５は、ＲＧＢＷ信号の信号値が液晶パネル１５０１で表現可能なＲＧＢＷ信号値の信号値を超えている場合、入力されるＲＧＢ信号の信号値と、表示部１０５（液晶パネル１５０１）で表現可能なＲＧＢＷ信号値との差分を求める。変更部２０５は１画面を構成する全画素に対してこの処理を行う。例えば、ピクチャのサイズが１９２０×１０８０画素である場合、上記の処理は約２００万回行われる。そして、１つのピクチャを構成する全画素に対して求めた差分を合算した値を、「表現可能な信号値を超えている度合い（Ｃｎ２）」とする。
【００８７】
変更部２０５は例えば次式によってＣｎ２を算出する。数式（１３）において、ｉは画素を示す指標であり、ｎは１画面を構成する画素数に対応する。
【数１３】
2012049845.tif 000003
【００８８】
数式（１３）では、ＲＧＢの各信号値（Ｒ２、Ｇ２、Ｂ２）と、それらの取り得る最大値２５５との差分の中で最も大きい値の積算値Ｃｎ２を「表現可能な信号値を超えている度合い（Ｃｎ２）」として算出するものである。なお、数式（１３）は、「表現可能な信号値を超えている度合い」を意味する値を算出する方法の一例であり、表現可能な信号値を超えている度合いを示す値が求められるのであれば他の算出方法でも良い。
【００８９】
変更部２０５は、数式（１３）により得られたＣｎ２に基づいてゲイン定数を補正する。変更部２０５は予め閾値ｔｈ３を有している。このとき、変更部２０５は、Ｃｎ２がｔｈ３以上である判断した場合、ゲイン補正値としてΔＧｄを算出する。
【００９０】
そして、変更部２０５は現在のゲイン定数Ｇ０からΔＧｄを減算した結果を、新たなＧ０として設定する。つまり、変更部２０５は次式によって新たなゲイン定数を設定する。
［数１４］
Ｇ０＝Ｇ０−ΔＧｄ
【００９１】
上記の例では、ゲイン補正値ΔＧｄを現在のゲイン定数から減算する構成について説明した。しかし、ゲイン補正値を現在のゲイン定数に乗算してゲイン定数を補正してもよい。具体的には、変更部２０５は、ゲイン補正値ΔＧｄ２を算出し、現在のゲイン定数に乗算することにより、ゲイン定数を補正してもよい。つまり、変更部２０５は次式によって新たなゲイン定数を設定する。
［数１５］
Ｇ０＝ΔＧｄ２・Ｇ０
【００９２】
要するに、表現可能な信号値を超えている度合い（Ｃｎ２）が閾値（ｔｈ３）よりも大きい場合、現在のゲイン定数を減じるようにゲイン定数を補正するのであれば、ゲイン補正値の作用のさせ方は任意の方法が利用できる。
【００９３】
また、変更部２０５は、閾値ｔｈ３に加えて、閾値ｔｈ３よりも小さい閾値ｔｈ４をさらに有してもよい。変更部２０５は、表現可能な信号値を超えている度合い（Ｃｎ２）が閾値ｔｈ４以下であると判断した場合、別のゲイン補正値としてΔＧｕを算出する。なお、閾値ｔｈ４は閾値ｔｈ３とｔｈ４と同一の値でも構わない。この場合、変更部２０５は、Ｃｎ２がｔｈ４よりも小さいと判断した場合、別のゲイン補正値としてΔＧｕを算出する。
【００９４】
変更部２０５は、現在のゲイン定数Ｇ０からΔＧｕを加算した結果を、新たなゲイン定数Ｇ０として設定する。つまり、変更部２０５は次式によって新たなゲイン定数を設定する。
［数１６］
Ｇ０＝Ｇ０＋ΔＧｕ
【００９５】
または、変更部２０５はゲイン補正値ΔＧｕ２を算出し、現在のゲイン定数に乗算し、その結果を新たなゲイン定数とする構成でも構わない。つまり、変更部２０５は次式によって新たなゲイン定数を設定してもよい。
［数１７］
Ｇ０＝ΔＧｕ２・Ｇ０
【００９６】
要するに、表現可能な信号値の最大値を超えている度合い（Ｃｎ２）が第２の閾値（ｔｈ４）よりも小さい場合に、現在のゲイン定数よりも大きいゲイン定数を設定するのであれば、ゲイン補正値の作用のさせ方は任意の方法が適用できる。
【００９７】
また、変更部２０５は新たなゲイン定数を設定する際、新たに設定されるゲイン定数が過去のゲイン定数に対して時間的に滑らかに変化するように設定するのが好ましい。つまり、変更部２０５は、過去のゲイン定数を保持し、当該過去のゲイン定数を基に時間軸フィルタを適用することで新たなゲイン定数を設定する構成が好ましい。
【００９８】
なお、数式（９）〜（１２）、（１４）〜（１７）に示したゲインの変更方法は一例であり、これに限定されるものではない。例えば、数式（９）を用いた加算形は、大きな変化に対する追従性が弱く、数式（１０）を用いた乗算形はゲインが目標値に近づいてからの収束性に問題がある。したがって、数式（９）を用いた加算形と数式（１０）を用いた乗算形の中間の特性を持つゲイン変更方法を採用してもよい。以下、これを説明する。
【００９９】
例えば、数式（９）〜（１２）、（１４）〜（１７）において、補正値（ΔＧｄ、ΔＧｕ等）を、「表現可能な信号値を超えた信号値を有する画素の数（Ｃｎ１）」と「表現可能な信号値を超えている度合い（Ｃｎ２）の大きさ」に応じて変更してもよい。
【０１００】
また、色の色相やレベルによっては色の飽和があまり気にならず、むしろゲインによって輝度が低下し、画質を損ねる場合がある。例えば、黄色などは飽和によって不自然に見えることが多いが、緑色などはあまり不自然に感じにくい。
【０１０１】
そのため、表示可能色域３０１外の画素の数のカウント値（Ｃｎ１）またはレベル差の合算値（Ｃｎ２）を求める際に、色相に応じて重み付けを行うことで、輝度と色飽和のバランスを調整してもよい。色相は、ＨＳＶ色空間でのＨｕｅを用いて特定しても良いし、ＲＧＢＣＭＹといった６原色軸を用いて特定してもよい。すなわち、色によってカウントする値が重み付けされれば、色相は任意の方法で表現してよい。
【０１０２】
図６Ａ、図６Ｂは、色相を用いて調整する一例を説明するための図である。図６Ａは、色相を算出できる色空間の中で変換が簡単な、ＨＳＶ空間における色相を説明する図である。図６Ａにおいて、角度Ｈが近似的な色相を表している。図６Ｂは、色相と、重み（ｒａｔｉｏＨ）との関係を示した図である。図６Ｂでは、Ｙ（黄色）及びその近傍の色相についての重み（ｒａｔｉｏＨ）を他の色相の重みよりも大きくしている。これにより、Ｙ（黄色）及びその近傍の色相に関するゲイン値は、他の色相のゲインよりも小さく設定され、より飽和し難くなる。このようにゲイン値を設定するのは、Ｙ（黄色）の色相については、輝度の低下よりも飽和することの方が画質劣化に対する影響が大きいためである。
【０１０３】
以下の２つの式は、図６Ｂに示した、色相による重み（ｒａｔｉｏＨ）を用いて、「表現可能な信号値を超えている度合い（Ｃｎ２）」を補正する式の例である。以下では、代表的な２つの式を示したが、同様の傾向を表現するものであれば他の式でも良い。
【数１８】
2012049845.tif 000004
【数１９】
2012049845.tif 000005
【０１０４】
なお、飽和した場合（表示可能色域外にある場合）に輝度低下が著しい色ほど、周りの色と比較して、濁って見えるという傾向にある。そのため、明るい黄色（Ｙ）が黄土色に見えるという画質劣化が生じ得る。その度合いは、輝度に貢献する割合が多い色ほど、大きいと考えられる。ＲＧＢの輝度に貢献する割合は、おおよそＲ：Ｇ：Ｂ＝０．３：０．６：０．１である。そのため、Ｙ＝Ｒ＋Ｇ＝０．９、Ｃ＝Ｇ＋Ｂ＝０．７、Ｍ＝Ｒ＋Ｂ＝０．４となる。
【０１０５】
したがって、輝度に貢献する割合の順に並べると、Ｙ(黄)，Ｃ(シアン)，Ｇ(緑)，Ｍ（マゼンタ），Ｒ（赤），Ｂ（青）の順となる。特に、Ｙ(黄)は輝度に対する影響が大きく、Ｃ（シアン）はそれに次いで影響が大きい。よって、Ｙ(黄)のみ、またはＹ(黄)とＣ（シアン）の画素を抽出して、それら抽出した画素について「表現可能な信号値を超えている画素数（Ｃｎ１）」または「表現可能な信号値を超えている度合い（Ｃｎ２）」の大きさを求めてもよい。
【０１０６】
１．３  まとめ
実施形態１の液晶テレビ１は、ＲＧＢＷの４原色を用いて色を表現する表示部１０５において表示される画像データを生成する。液晶テレビ１は、複数画素からなる画像データに対する色信号であって、ＲＧＢの３原色に関する色信号であるＲＧＢ信号を取得する入出力ＩＦ部１０１と、取得された３原色に関するＲＧＢ信号の値の大きさ（ゲイン設定）を変更する変更部２０５と、変更された３原色に関するＲＧＢ信号を、４原色に関する色信号であるＲＧＢＷ信号に変換するＲＧＢＷ変換部２０２とを備える。変更部２０５は、所定領域において、色飽和画素が含まれる場合、所定領域内における画素群に対してＲＧＢ信号の値の大きさ（ゲイン設定）を小さく変更する。なお、色飽和画素とは、ＲＧＢＷ変換部２０２による変換後のＲＧＢＷ信号が表示部１０５の表示可能色域外の色を示すような画素である。
【０１０７】
上記のように構成することにより、液晶テレビ１は、４原色に関する色信号への変換により、表示部１０５で表現できない色の画素が生成される場合に、画像領域内の画素群について色信号の信号値（ゲイン設定）を低下させる。これにより、画像領域に含まれる画素の輝度は低下するが、それらの画素が表現する色の飽和を制御することができる、特に、液晶テレビ１は、表示部１０５で表現できない色の画素とともに、その周囲にある画素についても信号値を低下する。これにより、隣接する画素間の色合いの関係を保持しつつ、画素の輝度を低下させることができるため、入力される色信号の色をより自然に再現することが可能となる。
【０１０８】
また、変更部２０５は、ＲＧＢＷ変換部２０２による変換後のＲＧＢＷ信号が示す色が表示可能色域３０１外の色を示す画素の数が第１の閾値よりも大きい場合、所定領域に含まれる画素の色信号の値を小さくする。
【０１０９】
上記の構成により、表示部１０５の表示可能色域内で色を表現できない画素がある場合に、表示可能色域内で表現できない色を表示可能色域内で表現できるように制御することができる。
【０１１０】
また、変更部２０５は、ＲＧＢＷ変換部２０２により変換された色信号が示す色が表示可能色域外の色となる画素の数が、第１の閾値より小さい第２の閾値よりも小さい場合、所定領域に含まれる画素の色信号の値を大きくする。この構成により、変更部２０５の制御により必要以上に暗くなりすぎた輝度を明るくすることが可能となる。
【０１１１】
また、変更部２０５は、複数画素分の色信号の値を変更する場合、所定の割合で値を変更する。これにより、画素の色信号の値を段階的に変更することが可能となる。その結果、複数画素分が表現する輝度を滑らかに変化させることができるため、視聴時の違和感を軽減することが可能となる。
【０１１２】
また、変更部２０５は、画素の色信号の値を大きく変更する場合、第１の割合で値を大きく変更し、画素の色信号の値を小さく変更する場合、第１の割合と異なる第２の割合で値を小さく変更する。
【０１１３】
この構成により、複数画素分の色信号の値を大きく変更する場合と小さく変更する場合とで異なる割合を用いることができる。これにより、複数画素分が表現する輝度の変化を人間の視覚特性に合わせることができるため、より自然に複数画素分が表現する輝度を変換することが可能となる。
【０１１４】
また、信号処理部１０２は、取得された複数画素分のＲＧＢ信号から表示部１０５におけるバックライト１０５２の発光量に関する制御信号を生成する生成部を備えてもよい。生成部は、変更部１０５がＲＧＢ信号の値を小さく変更した場合、小さくした割合に応じてバックライト１０５２の発光量を大きくするように制御信号を制御してもよい。これにより、信号処理部１０２による信号値の低下を、バックライト１０５２の光量の増加で補償することが可能になる。よって、視聴者は、より自然に輝度を視覚することができる。
【０１１５】
また、変更部２０５は、ＲＧＢ信号の色相に基づいて、ＲＧＢ信号の値を変更してもよい。変更部２０５における変更結果は、表示可能色域外の色信号を有する画素の数及び表示可能色域外の色信号の値の大きさが同じ場合、色相によって異なる。
【０１１６】
上記のように構成することにより、ＲＧＢ信号の値を変更する場合、そのＲＧＢ信号の色相に基づいて、色信号の値を変更することができる。これにより、画像データを視聴した際における補正した色信号の色とその周囲における色との色ずれを低減することができる。
【０１１７】
また、変更部２０５は、ＲＧＢ信号が黄の色相を有する画素に対する色信号の低減の割合を、他の色の色相を有する画素に対するＲＧＢ信号の低減の割合よりも大きくするようにしてもよい。この構成により、色ずれを知覚しやすい黄色信号を他の色より強く補正処理することができる。これにより、画像データを視聴した際における色ずれをさらに低減することができる。
【０１１８】
２．実施形態２
実施形態１では、ＲＧＢＷ信号において表示可能色域外の色が含まれる場合、画像領域全体のゲインを低下させた。しかしながら、色飽和画素を検出してゲインを低下させる画像領域は画像全体である必要はなく、表示可能色域外の色の画素を含む領域であればよい。そこで、実施形態２では、画像領域全体について色飽和画素を検出してゲインを低下させる代わりに、画像領域の一部の領域（ブロック）毎に色飽和画素を検出しゲインを制御する構成について説明する。
【０１１９】
具体的には、実施形態２では、画像全体を複数のブロック（例えば、横１０×縦６個の領域）に分割し、ブロック毎に、ブロックに含まれる画素のＲＧＢＷ信号に基づきゲイン値の制御を行う。このようにすることで、画像中の一部の領域に表示不可能な色の画素が含まれている場合、その画素を含まない他の領域については元の輝度を保持した状態で表示することが可能となる。以下、実施形態２において、実施形態１の液晶テレビ１と異なる構成、動作について説明する。
【０１２０】
２．１  信号処理部
図７は、実施形態２の信号処理部の構成例を示した図である。図７に示す信号処理部１０２ｂは、画像を複数のブロックに分割し、ブロック単位で効率的に局所処理を実行可能とするものである。
【０１２１】
逆ガンマ変換部２０１、ＲＧＢＷ変換部２０２、ガマット変換部２０３、ガンマ変換部２０４は、実施形態１のものと同じであるので、ここでの説明は省略する。
【０１２２】
図７において、実線は画素単位の信号の流れを示し、破線はブロック単位の信号の流れを示している。
【０１２３】
本実施形態における変更部２０５ｂは、ブロック分割部２５１、色域外色検出部２５２、ゲイン算出部２５３、遅延部２５４、ブロックローパスフィルタ（ＬＰＦ）２５５、ブロック補間部２５６および乗算器２５７を備える。
【０１２４】
ブロック分割部２５１は、ＲＧＢＷの４色に変換された画像の領域を複数のブロックに分割する。本実施形態では８×６の領域に分割する。なお、視覚特性を考慮して、２０インチ以上のディスプレイでは、３×３〜３２×２４程度の数に分割するのが好適である。
【０１２５】
色域外色検出部２５２は、分割されたブロック毎に、ＲＧＢＷで再現できない色域外色の情報（画素数や度合い等）を検出する。
【０１２６】
ゲイン算出部２５３は、色域外色検出部２５２がブロック毎に検出した色域外色の情報を用いて、次のフレームで設定すべき輝度ゲインをブロック毎に算出する。ゲイン算出部２５３は、遅延回路２５４によって得られる前フレームのゲインを参照して、算出されるゲインの時間的な急激な変化を低減し、滑らかに増減するように輝度ゲインを算出する。
【０１２７】
ブロック単位で算出されたゲインはブロックＬＰＦ２５５により処理される。あるブロックのゲインがその周囲のブロックのゲインと極端な差があると視覚的に明るさの傾斜が目に付きやすくなる。これを低減するために、周囲との明暗勾配を滑らかにするために、ローパスフィルタ処理が実行される。ブロックＬＰＦ２５５は、ローパスフィルタ処理後のゲインをブロック補間部２５６に出力する。
【０１２８】
ブロック補間部２５６は、ブロック単位で算出されたゲインを画素単位の解像度に内挿補間し、画素単位でのゲインを算出する。そして、ブロック補間部２５６は画素単位のゲインを乗算器２５７に出力する。
【０１２９】
乗算器２５７は、ブロック補間部２５６から得られる画素単位のゲインを、逆ガンマ変換部２０１から得られる画像の画素データに乗算する。
【０１３０】
このようにして、前フレームのブロック情報を用いて次のフレームのブロック毎の画素ゲインが決定される。
【０１３１】
図８は、画像をブロックに分割して処理した場合の動作を説明するための図である。図８では、画像を８×６個のブロックに分割している。領域Ａは、輝度の高い白い洋服の画像を含んでいる。領域Ｂは、明るい黄色のレモンやオレンジの画像を含んでいる。領域Ｃは、明るくて鮮やかな画像を含んでいる。領域Ｂと領域Ｃは、色域外の色を含む画像を含んでいるため、ゲインは低下ぎみになる。それに対して、領域Ａは、色域外の色が少ないためゲインは低下しない。領域すなわちブロックの境界では、ブロックＬＰＦ２５５の作用により、明るさの勾配が視覚的に認識されないようにゲインをなだらかに変化させている。
【０１３２】
色域外色検出部２５２は、実施形態１で説明した種々の情報すなわち「表示可能な信号値を超えた信号値を有する画素のカウント値（Ｃｎ１）」や「表現可能な信号値を超えている度合い（Ｃｎ２）」を用いることができる。また、ブロック毎のゲイン定数も、実施形態１で説明した種々のゲイン定数の設定アルゴリズムが利用できる。
【０１３３】
２．１．１  ブロックＬＰＦのフィルタ処理
以下、ブロックＬＰＦ２５５のフィルタ処理について詳細に説明する。
【０１３４】
本実施形態は、ブロック毎にゲイン定数を決定するため、画像の色分布によっては、隣接ブロック間で大きくゲインが異なる場合が起こり、明るさの変化が視覚的に認知されてしまう。ブロックＬＰＦ２５５は、このような副作用を回避する目的で導入されている。ブロックＬＰＦ２５５は、例えば、３×３個のブロックや５×５個のブロックの単位で、隣接ブロックのゲイン定数を均すことによりゲイン定数の変化をなだらかにする。
【０１３５】
しかし、通常のローパスフィルタによれば、滑らかにする過程で、フィルタ処理によりゲイン定数がより大きくなるブロックは、ゲイン定数がより小さくなるブロックと同程度存在する。本実施形態では、ゲイン定数が大きくなることは、色が飽和することを意味し、本発明の効果を低減させてしまう。そこで、本実施形態におけるブロックＬＰＦ２５５は、この問題を解決するため、以下に説明する構成のローパスフィルタを用いている。
【０１３６】
最初に、ブロックＬＰＦ２５５に適した、ゲイン定数を大きくする割合が少ない第１の例のローパスフィルタの構成について説明する。
【０１３７】
図９Ａ〜９Ｃは、第一の例のローパスフィルタの動作を説明するための図である。この第一の例のローパスフィルタは、注目ブロックの周囲にある８個のブロックを用いてフィルタ処理を行う。図９Ａは、第１の例のローパスフィルタの処理の流れを示した図である。入力ゲインＸijは、ブロックＬＰＦ２５５に入力される、位置（ｉ，ｊ）のブロックに対するゲイン定数である。出力ゲインＹijは、ブロックＬＰＦ２５５から出力される、位置（ｉ，ｊ）のブロックに対するゲイン定数である。αは１未満の正の定数である。αは製造時に設定されてもよいし、表示装置側のデバイス特性に応じて設定されてもよい。
【０１３８】
Step 1:  まず、ブロックＬＰＦ２５５は、図９Ｂに示す上に凸状の変換特性を用いて、入力ゲインＸijを変換する。この場合、予め設定されるαを用いてＸijを変換する。
【０１３９】
Step 2:  次にブロックＬＰＦ２５５は、位置（ｉ，ｊ）のブロックとその周囲の８個のブロックのゲイン定数を、図９Ａに示す３×３行列の各係数を用いて重み付け加算（平均）し、仮出力ゲイン定数（Ｙijα）を得る。なお、ブロックＬＰＦ２５５の３×３行列の各係数の値は図９Ａに示す値に限定されるものではなく、注目ブロックに対して周囲の影響を取り込めるものであればどのような値でもよい。
【０１４０】
Step 3:  さらに、ブロックＬＰＦ２５５は、仮出力ゲイン定数（Ｙijα）を、図９Ｃに示す下に凸状の変換特性を用いて変換し、出力ゲイン定数Ｙijを得る。この変換特性は、Ｘijの変換に用いた関数の逆関数になる。
【０１４１】
上記のフィルタ構成により、例えばα＝０．２５、全てのブロックに対するゲイン定数Ｘijが０．５の場合、フィルタ入力は、０．５0.25＝０．８４になるが、出力Ｙijは０．５となり、第１のローパスフィルタによって変化することはない。しかし、ブロックに対するゲイン定数Ｘijが０と１に半々の割合でばらついた場合、ゲイン定数の平均値は同じであるにもかかわらず、出力Ｙijは０．０６３となり、非常に小さな値になる。このように、第１の例のローパスフィルタは、ブロック間でゲイン定数の値がばらついた際に、小さな値の影響をより強く受けるように作用するように構成されており、このため、本実施形態のブロックＬＰＦ２５５に用いるローパスフィルタとして適している。これは、飽和する可能性を有する画素がある場合には、その画素のゲインを小さくし（輝度を小さくし）、色の飽和をより確実に防止するためである。
【０１４２】
次に、ブロックＬＰＦ２５５に適した第２の例のローパスフィルタの構成について説明する。
【０１４３】
図１０Ａ及び図１０Ｂは、第２の例のローパスフィルタの動作を説明するための図である。図１０Ａは第２の例のローパスフィルタの入力を表している。このフィルタの出力は、一般的に次式で表される。
【０１４４】
［数２０］
ｙ＝ｋａ・ａ＋ｋｂ・ｂ＋ｋｃ・ｃ＋ｋｄ・ｄ＋ｋｅ・ｅ
＋ｋｆ・ｆ＋ｋｇ・ｇ＋ｋｈ・ｈ＋ｋｉ・ｉ
ただし、ｋｅ＝１−（ｋａ＋ｋｂ＋ｋｃ＋ｋｄ＋ｋｆ＋ｋｇ＋ｋｈ＋ｋｉ）
【０１４５】
ここで、数式（２０）におけるａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ，ｇ，ｈ，ｉはそれぞれ、図１０Ａに示すように、第２の例のローパスフィルタの入力、すなわち、注目ブロックとその周辺ブロックのゲイン定数である。図１０Ａにおいて、ｋａ，ｋｂ，ｋｃ，ｋｄ，ｋｅ，ｋｆ，ｋｇ，ｋｈ，ｋｉはローパスフィルタの３×３行列の係数値を示す。
【０１４６】
ここで、数式（２０）を下記のように注目ブロック（ゲイン定数ｅのブロック）を中心とした８方向のフィルタと見なしやすいように変形する。
【０１４７】
【数２１】
2012049845.tif 000006
【０１４８】
上数式（２１）は、係数ka,kb,kc...が同じなら前述の数式（２０）と等価となる。この例では、上式の８方向のローパス成分の係数（ke以外の係数）を適応的に変化させる。
【０１４９】
例えば、左上方向の係数ｋａは、左上ブロックのゲイン定数ａと注目ブロックのゲイン定数ｅとを比較し、下記の手順で係数を変化させる。
【０１５０】
たとえば、３×３行列の各係数に対応するゲイン定数を図９Ａに示すものを用いるとする。このとき、ａ＜ｅである場合、ｋａ＝１／１６と設定する。また、ａ＞ｅである場合、ｋａ＝０と設定する。
【０１５１】
他の７方向の係数ｋｂ，ｋｃ，ｋｄ，ｋｆ，ｋｇ，ｋｈ，ｋｉについても同様である。つまり、ｂ＜ｅである場合、ｋａ＝２／１６と設定する。また、ｂ＞ｅである場合、ｋａ＝０と設定する。
【０１５２】
これにより、ｅより大きな値のゲインについては重み付け平均に算入されず、ｅより小さい値のみ、重み付け平均に算入されるため、出力ゲインの値ｙはｅより大きくなることはない。
【０１５３】
例えば、３×３ブロックにおいて注目ブロックのゲイン値ｅが最も大きい場合、周りのブロックの小さいゲイン定数の値が考慮されるため、出力ゲインの値ｙは小さくなる。
【０１５４】
これに対し、周りのブロックに対して注目ブロックのゲイン値ｅが最も小さい場合、ｋｅ＝１とし、かつ、他のブロックの係数は全て０になるため、出力ゲインの値ｙがｅよりも大きくなることはない。
【０１５５】
通常、フィルタの入力はｅよりも大きな値も小さな値も存在する。しかし、その場合においても、第２の例のローパスフィルタによれば、大きな値は重み付け平均に算入されず、小さな値のみ重みづけ平均に算入される。このため、フィルタ処理の後、より大きな値を出力することがないローパイフィルタ処理を実現できる。
【０１５６】
注目ブロックのゲイン値ｅが最小であるときはフィルタ動作にならないように見えるが、実はそうではない。注目ブロックが隣に移動する際には、前の注目ブロックのゲイン値ｅの影響により、隣の着目ブロックのゲイン値のレベルは必ず下がるため、ゲイン値の差は小さくなり、変化をなだらかにするローパスフィルタとして機能する。この動作を図１０Ｂに示す。図１０Ｂにおいて、実線Ｇiはローパスフィルタの入力であり、破線Ｇo1は通常のローパスフィルタによる処理結果であり、実線Ｇo2が第２の例のローパスフィルタによる処理結果である。
【０１５７】
なお、この上記説明では、注目ブロックのゲイン値より大きいゲイン値は重み付け平均に算入しないように（係数＝０とする）構成した。しかし、実用上は、そこまで極端にする必要はなく、係数の値を小さくする（例えば、係数の値を１／２にする等）だけでも構わない。要するに、元の係数よりも小さくすればよい。
【０１５８】
なお、注目ブロックの出力ゲインを上昇させ難い特性を持つローパスフィルタは他にいつくも考えられる。いずれを用いても本発明の色域外の色の色濁りを低減する効果と同様の効果が得られる。
【０１５９】
２．１．２  ブロック補間部の処理
ブロック補間部２５６の詳細な動作について図面を参照しながら説明する。
【０１６０】
図１１は、ブロック補間部２５６の動作を説明するための図である。以下では、隣接する４つのブロックの中心を結んで形成される領域内の画素についてのゲインを求める方法を説明する。
【０１６１】
画素数で表した１ブロックのサイズを（Ｂｗｉｄｔｈ，Ｂｈｅｉｇｈｔ）とし、補関すべき画素の位置を４つのブロックの中心を結んで形成される領域の端からｘ方向にＬ，ｙ方向にＫだけ離れた位置とする。４つのブロックのゲイン定数をそれぞれＧ(m,n)、Ｇ(m,n+1)、Ｇ(m+1,n)、Ｇ(m+1,n+1)とした場合、補間画素のゲインＧｐｉｘｅｌは次式で求められる。すなわち、まずｘ方向においてＬに基づき線形補間してＧｕｐ、Ｇｄｏｗｎを求め、その結果を用いてさらにｙ方向にＫに基づき線形補間することにより画素単位のゲインＧｐｉｘｅｌを得る。補間の順序を変更しても結果は同じである。
【０１６２】
【数２２】
2012049845.tif 000007
【数２３】
2012049845.tif 000008
【数２４】
2012049845.tif 000009
【０１６３】
上記のようにして、ブロック単位のゲインに基づき画素単位のゲインを求めることができる。なお、ここでは１次元の補間をｘｙ方向に適用したが、２次元補間を直接適用しても良い。またバイキュービックのようなタップ数の多い高次の補間を用いてもよい。また、ブロック単位のゲインを画素単位にアップコンバートしたうえで、ＬＰＦにより段差のない滑らかな変化にする方法でも同様の効果がある。
【０１６４】
２．２  まとめ
実施形態２の液晶テレビ１は、ＲＧＢＷの４原色を用いて色を表現する表示部１０５において表示される画像データを生成する。液晶テレビ１は、複数画素からなる画像データに対する色信号であってＲＧＢの３原色に関する色信号であるＲＧＢ信号を取得する入出力ＩＦ部１０１と、取得された３原色に関するＲＧＢ信号の値の大きさ（ゲイン設定）を変更する変更部２０５と、変更された３原色に関するＲＧＢ信号を、４原色に関する色信号であるＲＧＢＷ信号に変換するＲＧＢＷ変換部２０２とを備える。変更部２０５は、ブロックにおいて色飽和画素が含まれる場合、ブロック内における画素群に対してＲＧＢ信号の値の大きさ（ゲイン設定）を小さく変更する。
【０１６５】
さらに、液晶テレビ１は、画像の領域全体を複数のブロックに分割するブロック分割部２５１と、各ブロック内に、ＲＧＢＷ変換部２０２による変換後の色信号が示す色が表示部１０５の表示可能色域外の色となる画素があるか否かを検出する色域外色検出部２５２とを備える。変更部２０５ｂは、ブロック毎に、色域外色検出部２５２の検出結果に基づき色信号の値を変更する。
【０１６６】
より具体的には、変更部１０５は、ブロック毎に、色域外色検出部２５２の検出結果に基づきゲイン値を算出し、算出したゲイン値に基づき色信号の値を変更する。この構成により、画像領域中の一のブロックに表示可能色域外の色の画素が含まれても、その画素を含まない他のブロックは元の輝度を保持した状態で表示することが可能となる。
【０１６７】
また、隣接するブロック間では、ゲイン定数の違いによる輝度の不連続が生じる。それを抑制するため、画素毎にゲイン定数が連続になるようにゲイン定数を補間することが望ましい。また、領域毎のゲイン定数の変化が大きすぎると不自然な映像となることがあるので、領域毎のゲイン定数に対してローパスフィルタなどで平滑化を施すのが好ましい。
【０１６８】
また、バックライト１０５２がその発光量を領域毎に制御できる場合、変更部２０５ｂによりゲインが低下された領域に対する発光量を、ゲインの低下に応じて増加させるようにしてもよい。これにより、色の再現性をより向上することができる。この際、分割する領域をバックライトによる光量の制御単位と同じにすることで、変更部２０５ｂで設定されたゲイン定数をバックライト制御に反映することが容易になる。
【０１６９】
また、ゲイン算出部２５３の処理後、ブロックＬＰＦ２５５は、ブロック毎に算出したゲイン値を平滑化する信号処理を行なう。平滑化する処理は、平滑化する処理の対象ブロックの周囲にあるブロックのうち、当該対象ブロックの輝度よりも小さい輝度を有するブロックの影響を、当該対象ブロックの輝度よりも高い輝度を有するブロックよりも、より強く受けるようにゲイン値を平滑化する。
【０１７０】
上記のように構成することにより、ブロック毎に算出したゲイン値を平滑化する際、周囲の暗い部分の影響を強くうけるように処理することができる。これにより、画像データを表示した際、色再現性を向上できるとともに黒浮きを低減することが可能となる。
【０１７１】
３．実施形態３
実施形態１、２においては、時間的に先に処理されて生成されるＲＧＢＷ信号の信号値から算出したゲイン定数を用いて現在のＲＧＢ信号を補正した。つまり、ＲＧＢＷ信号のフィードバック制御を用いて、入力されるＲＧＢ信号のゲインを補正した。
【０１７２】
本発明では、フィードバック制御を用いたものに限定されるものではなく、フィードフォワード制御を用いてもよい。そこで、実施形態３では、フィードフォワード制御を用いてゲイン定数を算出する構成について説明する。なお、実施形態１と同様の構成に関しては同じ符号を付すとともに、その説明は省略する。
【０１７３】
実施形態３における信号処理部について図面を参照しながら説明する。図１２は、実施形態３における信号処理部１０２ｃの構成を説明した図である。
【０１７４】
実施形態３における信号処理部１０２ｃは、実施形態１における変更部２０５に代えて変更部２０５ｃを備える。また、ＲＧＢＷ変換部２０２から変更部２０５ｃへのＲＧＢＷ信号のフィードバックはない。他の構成は実施形態１のものと同様である。
【０１７５】
以下、変更部２０５ｃの動作について詳細に説明する。変更部２０５ｃが設定するゲイン定数をｋとする。また、変更部２０５ｃに入力されるＲＧＢ信号の信号値を（Ｒ０、Ｇ０、Ｂ０）とする。
【０１７６】
変更部２０５ｃは、ＲＧＢＷ変換部２０２におけるＲＧＢ信号の変換特性に基づき、逆ガンマ変換部２０１から入力したＲＧＢ信号のゲイン定数を決定し、そのゲインを用いてＲＧＢ信号のレベルを変更する。ここで、ＲＧＢＷ変換部２０２における変換特性は、実施形態１におけるＲＧＢＷ変換部２０２の動作および数式（６）〜数式（８）により規定されるとする。ＲＧＢＷ変換部２０２の変換動作に応じて、変更部２０５ｃの動作も異なる。
【０１７７】
変更部２０５ｃは入力されるＲＧＢ信号を構成する信号値に対してゲイン定数ｋを乗算する。ここで、ゲイン定数ｋの設定方法について説明する。
【０１７８】
まず、変更部２０５ｃは、逆ガンマ変換部２０１から、逆ガンマ変換されたＲＧＢ信号（Ｒ０、Ｇ０、Ｂ０）を入力する。
【０１７９】
変更部２０５ｃは、ＲＧＢＷ変換部２０２の変換特性、すなわち、数式（６）〜数式（８）に基づき規定される変換特性を認識している。よって、数式（６）より、Ｒ原色点に対応する信号値について次式の関係が成立する。
【０１８０】
［数２５］    Ｒ０´＝ｋ×Ｒ０
［数２６］    Ｒ１  ＝２×Ｒ０´
また、数式（７）、（８）より、液晶パネル１５０１で表現可能な信号値が０から２５５の場合、変更部２０５ｃは色信号を飽和させないために、次式を満たす必要がある。
【０１８１】
［数２７］
Ｒ１−Ｗ２≦２５５
→  ２×ｋ×Ｒ０−min（Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１、２５５）≦２５５
→  ２×ｋ×Ｒ０−２×ｋ×min（Ｒ０、Ｇ０、Ｂ０、２５５）≦２５５
→  ２×ｋ×｛Ｒ０−min（Ｒ０、Ｇ０、Ｂ０、２５５）｝≦２５５
→  ｋ≦２５５／［２×｛Ｒ０−min（Ｒ０、Ｇ０、Ｂ０、２５５）｝]
【０１８２】
Ｇ原色点およびＢ原色点に関しても同様に次式が成立する。
［数２８］
ｋ≦２５５／［２×｛Ｇ０−min（Ｒ０，Ｇ０，Ｂ０，２５５）｝］
［数２９］
ｋ≦２５５／［２×｛Ｂ０−min（Ｒ０，Ｇ０，Ｂ０，２５５）｝］
【０１８３】
上記の数式を考慮し、変更部２０５ｃは１ピクチャ内におけるゲイン定数ｋを次式を満たすように設定する。
【０１８４】
［数３０］
ｋ≦
２５５／［２×｛max（Ｒ０，Ｇ０，Ｂ０）−min（Ｒ０，Ｇ０，Ｂ０，２５５）｝］
【０１８５】
変更部２０５ｃは、数式（３０）に従ってゲイン定数ｋを設定することにより、ＲＧＢ信号からＲＧＢＷ信号へ色変換する際に、色飽和が生じないように、すなわち、表示可能色域３０１外の色への変換が生じないようにゲイン定数ｋを設定することができる。すなわち、フィードフォワード制御を用いた色飽和の抑制が可能となる。
【０１８６】
本実施形態においても、実施形態２と同様に、画像全体の領域を複数のブロックに分割し、ブロック毎に、色飽和が生じないようゲイン定数を制御してもよい。
【０１８７】
以上のように、実施形態３の液晶テレビ１は、ＲＧＢＷの４原色を用いて色を表現する表示装置において表示される画像データを生成する。液晶テレビ１は、複数画素からなる画像データに対する色信号であって、ＲＧＢの３原色に関するＲＧＢ信号を取得する入出力ＩＦ部１０１と、取得された３原色に関する色信号であるＲＧＢ信号の値の大きさを変更する変更部２０５と、所定の変換特性に基づき、３原色に関する色信号を４原色に関するＲＧＢＷ信号に変換するＲＧＢＷ変換部２０２と、を備える。変更部２０５は、所定領域内（画像全体、ブロック領域等）において、ＲＧＢＷ変換部２０２の変換特性に基づき、変換後のＲＧＢＷ信号が示す色が表示部１０５の表示可能色域外の色とならないように、所定領域（画像領域の一部または全体）内に含まれる画素に対してＲＧＢ信号の値の大きさを小さく変更する。
【０１８８】
上記の構成することにより、液晶テレビ１は、実際にＲＧＢ信号をＲＧＢＷ信号に変換する前に、ＲＧＢＷ変換部２０２の変換特性に基づいて、信号を飽和させないためのゲイン値を算出することができる（フィードフォワード制御）。さらに、算出結果に応じて、入出力ＩＦ１０１が取得した複数画素分の色信号の信号値をまとめて変更することができる。そのため、表示部１０５の表示可能色域内で色を表現できない画素だけではなく、その画素の周辺の画素についてのＲＧＢ信号の信号値を一括して変更することができる。つまり、フィードフォワード制御により、入力したＲＧＢ信号の輝度を変更することにより、当該ＲＧＢ信号から変換されるＲＧＢＷ信号により表現される輝度は低下するが、当該ＲＧＢＷ信号により表現される色の飽和を制御することができる。このため、入力される色信号の色の再現性を向上することができる。
【０１８９】
なお、上記の構成によれば、ＲＧＢＷ変換部２０２の変換特性に基づき、事前に飽和しないように、ＲＧＢ信号のゲインを設定することで、色変換後の信号の飽和を抑制した。しかし、色変換後の信号の飽和の抑制方法はこの方法に限定されず、他の方法でもよい。例えば、変更部２０５ｃは、ＲＧＢＷ変換部２０２の変換特性に基づき、入力されたＲＧＢ信号から、ＲＧＢＷ変換部２０２による変換後のＲＧＢＷ信号を予測してもよい。変更部２０５ｃは、予測したＲＧＢＷ信号を用いて実施形態１で説明した方法により、「表現可能な信号値を超えた信号値を有する画素の数（Ｃｎ１）」または「表現可能な信号値を超えている度合い（Ｃｎ２）の大きさ」を算出してもよい。そして、変更部２０５ｃは、算出した「表現可能な信号値を超えた信号値を有する画素の数（Ｃｎ１）」または「表現可能な信号値を超えている度合い（Ｃｎ２）の大きさ」に基づき、ＲＧＢ信号に対するゲインを設定してもよい。この構成によっても同様の効果が得られる。
【０１９０】
４，その他の実施形態
以上、いくつかの実施形態の形態について説明したが、本発明の思想は上記の実施形態に限定されるものではない。
【０１９１】
（１）上記の実施形態に記載したゲイン定数の導出方法は一例であり、上記のものに限定されるものではない。変更部２０５、…は、ＲＧＢＷ変換部２０２の特性に応じて、色信号を飽和させないようにゲイン定数を設定すればよい。ＲＧＢＷ変換部２０２の特性によっては解析的にゲイン定数を求めることができない場合がある（非線形な変換処理など）。しかし、この場合においてもニュートン法などの公知な数値解析法を用いることでゲイン定数を設定することができる。
【０１９２】
なお、計算されたゲイン定数をそのまま反映すると、映像の内容によっては時間軸方向にゲイン定数が大きく変動して映像にフリッカを生じさせる場合がある。よって、前述のように、ＩＩＲフィルタなどを用いてゲイン定数が大きく変動しないように構成することが好ましい。要するに、時間的にゲイン定数が滑らかに変更するようにフィルタ処理を実施するのが好ましい。
【０１９３】
（２）入力される映像が静止画である場合、その静止画が切り替わるタイミングでその静止画に合わせたゲイン定数を適用するようにしてもよい。こうすることで、映像が切り替わった際に映像が徐々に暗くなっていくという現象を抑制できる。実施形態１においても、切り替わった映像を出力する前にフィードバックのループを複数回実施して、ゲイン定数が一定値に収束するまで待った後、映像を出力するようにしてもよい。この場合でも同様の効果が得られる。
【０１９４】
（３）上記の実施形態においては、飽和画素を検出した領域の画素についてＲＧＢ信号全ての信号の信号値の大きさを低下させたが、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）のうちの少なくともいずれか１つの原色の信号値を低下させるようにしてもよい。
【０１９５】
（４）上記の実施形態において、表示部１０５が照射する照射光の強度を、変更部２０５、２０５ｂ、２０５ｃが行う補正動作に応じて変更するようにしてもよい。例えば、変更部２０５、…において、信号値を小さくするように補正した場合、表示部１０５２は照射光の強度を強くするように制御される。このように動作することにより、変更部２０５、…における補正動作で暗くなった映像を明るくすることができる。逆に、変更部２０５および変更部２０５ｃにおいて、信号値を大きくするように補正した場合、表示部１０５２は照射光の強度を弱くするように制御してもよい。このように動作することにより、消費電力を削減することが可能となる。
【０１９６】
（５）変更部２０５、２０５ｃは、色信号の値を大きく変更する場合と、色信号の値を小さく変更する場合とで、変化の割合を異ならせても良い。すなわち、変更部２０５、２０５ｃは、色信号の値を大きくする場合、第１の割合で値を大きく変更し、色信号の値を小さく変更する場合、第１の割合と異なる第２の割合で値を小さく変更するようにしてもよい。このように、色信号の値を大きく変更する場合と小さく変更する場合とで異なる割合で変化させることで、画素が表現する輝度の変化を人間の視覚特性に合わせることができるため、視聴者がより自然に視認し得る輝度変換が可能となる。
【０１９７】
（６）上記の実施形態では、色飽和の抑制のために、ＲＧＢ信号のゲイン設定を小さく変更することで、ＲＧＢ信号により表現される色の輝度を低下させた。しかし、色飽和の抑制のための方法はこの方法に限定されない。例えば、変更部２０５は、表示可能色域外の色を表示可能色域内の色に変換する参照テーブル（ＬＵＴ）を備え、その参照テーブルを用いて、表示可能色域外の色を表示可能色域内の色に変換するようにしてもよい。
【０１９８】
（７）本実施形態における色信号処理アルゴリズムは、ＣＤ−ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｃ−Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）等の記録媒体やインターネット等の通信ネットワークを介して流通させることができる。
【０１９９】
（８）上記実施形態における信号処理部１０２、１０２ｂ、１０２ｃは集積回路で実現できる。集積回路としては、典型的な集積回路であるＬＳＩを用いることができる。この場合、ＬＳＩは１チップで構成しても良いし、複数チップで構成しても良い。例えば、メモリ以外の機能ブロックを１チップＬＳＩで構成しても良い。なお、集積回路は、ＬＳＩに限らず、集積度の違いにより、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩまたはウルトラＬＳＩと呼称されることもある。
【０２００】
また、集積回路は、専用回路または汎用プロセッサで実現してもよいし、プログラム可能なＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサーで実現してもよい。
【０２０１】
さらに、半導体技術の進歩または半導体技術から派生する別技術によりＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて、前述の機能を実現してもよい。例えば、バイオ技術の適応等がその可能性として有り得ると考えられる。
【０２０２】
また、集積回路化に関し、各機能ブロックのうち、データを格納するユニットだけを、１チップに組み込まず、別構成としても良い。
【０２０３】
（９）上記の実施形態の思想は、液晶やプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）などを用いたディスプレイに限定されるものではなく、少なくとも４原色点を用いて色表現が可能な表示装置に広く適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【０２０４】
本発明に係る色信号処理装置は、使用者が快適に映像を視聴することができるように、映像信号の色変換処理を行うことができるため、液晶テレビ等に適用できる。
【符号の説明】
【０２０５】
１  液晶テレビ
２  レコーダ装置
３  アンテナ
４  ＳＤカード
１０１  入出力ＩＦ部
１０２  信号処理部
１０３  バッファメモリ
１０４  フラッシュメモリ
１０５  表示部
１０６  チューナ
２０１  逆ガンマ変換部
２０２  ＲＧＢＷ変換部
２０３  ガマット変換部
２０４  ガンマ変換部
２０５、２０５ｂ、２０５ｃ  変更部
３０１  領域
１５０１  液晶パネル
１５０２  バックライト
２５１  ブロック分割部
２５２  色域外色検出部
２５３  ゲイン算出部
２５４  遅延回路
２５５  ブロックＬＰＦ
２５６  ブロック補間部
２５７  乗算器
【図１】
2012049845.tif 000010
【図２】
2012049845.tif 000011
【図３】
2012049845.tif 000012
【図４】
2012049845.tif 000013
【図５】
2012049845.tif 000014
【図６Ａ】
2012049845.tif 000015
【図６Ｂ】
2012049845.tif 000016
【図７】
2012049845.tif 000017
【図８】
2012049845.tif 000018
【図９Ａ】
2012049845.tif 000019
【図９Ｂ】
2012049845.tif 000020
【図９Ｃ】
2012049845.tif 000021
【図１０Ａ】
2012049845.tif 000022
【図１０Ｂ】
2012049845.tif 000023
【図１１】
2012049845.tif 000024
【図１２】
2012049845.tif 000025
【手続補正書】
【提出日】平成24年2月3日(2012.2.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも４原色を用いて色を表現する表示装置において表示される画像データを生成する色信号処理装置であって、
複数画素からなる画像データに対する色信号であって３原色に関する色信号を取得する取得部と、
前記取得された３原色に関する色信号の値の大きさを変更する変更部と、
前記変更された３原色に関する色信号を４原色に関する色信号に変換する変換部と、を備え、
前記変更部は、所定領域において、色飽和画素が含まれる場合、前記所定領域内に含まれる画素に対して、３原色のうちの少なくとも１つの色の色信号の値を小さく変更し、
前記色飽和画素は、変換部による変換後の色信号が示す色が表示装置の表示可能色域外の色となる画素である、
色信号処理装置。
【請求項２】
少なくとも４原色を用いて色を表現する表示装置において表示される画像データを生成する色信号処理装置であって、
複数画素からなる画像データに対する色信号であって、３原色に関する色信号を取得する取得部と、
前記取得された３原色に関する色信号の値の大きさを変更する変更部と、
所定の変換特性に基づき、前記取得された３原色に関する色信号を４原色に関する色信号に変換する変換部と、を備え、
前記変更部は、所定領域内において、前記変換部の変換特性に基づき、前記変換後の色信号が示す色が前記表示装置の表示可能色域外の色とならないように、前記所定領域内に含まれる画素に対して３原色のうちの少なくとも１つの原色の色信号の値の大きさを小さく変更する、
色信号処理装置。
【請求項３】
前記変更部は、前記変換部による変換後の色信号が前記表示可能色域外の色を示す信号となる画素の数が第１の閾値よりも大きい場合、前記所定領域に含まれる画素の色信号の値を小さくする、請求項１または請求項２に記載の色信号処理装置。
【請求項４】
前記変更部は、前記変換部により変換された色信号が前記表示装置の表示可能色域外の色を示す信号となる画素の数が、前記第１の閾値より小さい第２の閾値よりも小さい場合、前記所定領域に含まれる画素の色信号の値を大きくする、請求項３に記載の色信号処理装置。
【請求項５】
前記変更部は、前記色信号の値を変更する場合、所定の割合で値を変更する、請求項１または請求項２に記載の色信号処理装置。
【請求項６】
前記変更部は、前記色信号の値を大きくする場合、第１の割合で値を大きく変更し、前記色信号の値を小さくする場合、前記第１の割合と異なる第２の割合で値を小さく変更する請求項５に記載の色信号処理装置。
【請求項７】
前記色信号処理装置はさらに、前記取得された複数画素分の色信号から前記表示装置におけるバックライトの発光量に関する制御信号を生成する生成部を備え、
前記生成部は、前記変更部が色信号の値を小さく変更した場合、前記バックライトの発光量を大きくするように前記制御信号を制御する請求項１または請求項２に記載の色信号処理装置。
【請求項８】
前記変更部は、前記色信号が示す色の色相に基づいて色信号の値を変更する、請求項１または請求項２に記載の色信号処理装置。
【請求項９】
前記変更部は、前記色信号が黄の色相を有する画素に対する色信号の低減の割合を、他の色の色相を有する画素に対する色信号の低減の割合よりも大きくする、請求項８に記載の色信号処理装置。
【請求項１０】
前記画像の全体領域を複数のブロックに分割するブロック分割部と、
各ブロック内に、前記変換部による変換後の色信号が前記表示装置の表示可能色域外の色を示す信号となる画素があるか否かを検出する検出部と、
をさらに備え、
前記変更部は、前記ブロック毎に、前記検出部の検出結果に基づき色信号の値を変更する、
請求項１または請求項２記載の色信号処理装置。
【請求項１１】
前記変更部は、前記ブロック毎に、前記検出部の検出結果に基づきゲイン値を算出し、算出したゲイン値に基づき色信号の値を変更する、
請求項１０記載の色信号処理装置。
【請求項１２】
前記変更部は、ブロック毎に算出したゲイン値をブロック間で平滑化する処理を行ない、
前記平滑化する処理は、平滑化する処理の対象ブロックの周囲にあるブロックのうち、当該対象ブロックの輝度よりも小さい輝度を有するブロックの影響を、当該対象ブロックの輝度よりも高い輝度を有するブロックよりも、より強く受けるようにゲイン値を平滑化する、
請求項１１に記載の色信号処理装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも４色を表現できる表示装置に表示可能な画像データを生成する色信号処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の映像技術の発達により、Ｒ原色点、Ｇ原色点およびＢ原色点に加えて、例えばＹ原色点などの第４の原色点を備える表示装置が提案されている。
【０００３】
例えば、特許文献１に開示された液晶表示装置は、入力されたオリジナル画像の赤色成分（Ｒ）、緑色成分（Ｇ）、及び青色成分（Ｂ）に、輝度向上のための白色成分（Ｗ）を加え、さらに白色成分が付加された赤色成分、緑色成分及び青色成分の比率をオリジナル画像の赤色成分、緑色成分、及び青色成分の比率に換算して、各画素ＲＧＢＷを駆動する。この構成により、中間調においても色度が変化しないＲＧＢＷ型の液晶表示装置が実現されている。
【０００４】
また、特許文献２は、４色のサブピクセルを備える液晶パネルと、各サブピクセルにビデオデータ信号を提供するデータドライバと、サブピクセルにスキャンパルスを提供するゲートドライバと、外部から入力される３色ソースデータから無彩色信号及び彩色信号の割合を分析してゲイン値を生成し、生成されたゲイン値を用いて前記３色ソースデータを４色データに変換するデータ変換部と、データ変換部からの４色データをデータドライバに提供するとともに、ゲートドライバ及びデータドライバを制御するタイミングコントローラとを備える液晶表示装置の駆動装置を開示する。
【０００５】
さらに、輝度用とカラー用との両パネルの透過光量の差にかかわらず、元の映像信号における白色成分とカラー成分との比率を同一に保つ高忠実度の再生画像が得られる液晶プロジェクタも提案されている（特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−１４７６６６号公報
【特許文献２】特開２００６−３１７８９９号公報
【特許文献３】特開平１０−１２３４７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、入力されるＲＧＢ信号をＲＧＢＷ信号に変換する目的として、Ｗ信号を使用することにより、バックライト光量を低下させ省電力化を図ることがある。
【０００８】
しかし、上記のように制御した場合、バックライト光量を低下させる分だけ表現できる色域も小さくなる。つまり、ＲＧＢＷ信号で白色を表示（Ｒ信号、Ｇ信号、Ｂ信号、Ｗ信号を全点灯する）したときに基準となるＲＧＢ信号と同じ白輝度が出るようにバックライトを調整した場合、Ｒ原色点等の原色点で色再現域が低下する。
【０００９】
すなわち、ＲＧＢ信号からＲＧＢＷ信号に変換する際に白の輝度の再現効率の向上に起因して、相対的な高彩度色の輝度が低下し、色再現性が低下するという問題が生じる。
【００１０】
本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、入力される３色の原色点を有する色信号を少なくとも４色で構成される色信号に変換して再生する場合において、変換後に得られる色信号の色再現性を向上させる色信号処理装置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】
【００１１】
本発明の第１の態様において、少なくとも４原色を用いて色を表現する表示装置において表示される画像データを生成する色信号処理装置が提供される。色信号処理装置は、複数画素からなる画像データに対する色信号であって３原色に関する色信号を取得する取得部と、取得された３原色に関する色信号の値の大きさを変更する変更部と、変更された３原色に関する色信号を４原色に関する色信号に変換する変換部と、を備える。変更部は、所定領域において、色飽和画素が含まれる場合、所定領域内に含まれる画素に対して、３原色のうちの少なくとも１つの色の色信号の値を小さく変更する（フィードバック制御）。色飽和画素とは、変換部による変換後の色信号が示す色が表示装置の表示可能色域外の色となる画素である。
【００１２】
本発明の第２の態様において、少なくとも４原色を用いて色を表現する表示装置において表示される画像データを生成する色信号処理装置が提供される。第２の態様の色信号処理装置は、複数画素からなる画像データに対する色信号であって、３原色に関する色信号を取得する取得部と、取得された３原色に関する色信号の値の大きさを変更する変更部と、所定の変換特性に基づき、取得された３原色に関する色信号を４原色に関する色信号に変換する変換部と、を備える。変更部は、所定領域内において、変換部の変換特性に基づき、変換後の色信号が示す色が表示装置の表示可能色域外の色とならないように、所定領域内に含まれる画素に対して３原色のうちの少なくとも１つの原色の色信号の値の大きさを小さく変更する（フィードフォワード制御）。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の色信号処理装置によれば、入力された３原色点に関する信号を４原色点に関する信号に変換する場合、変換後の色信号が表現する輝度は低下するが、当該色信号が表現する色の飽和を制御することができる。このため、入力された色信号の色の再現性を向上することが可能となる。特に、本発明の色信号処理装置によれば、表示可能色域外の画素とともに、その画素の周辺の画素についても同様にゲインを低下させる。これにより、色飽和を抑制する画素とその周辺の画素の色あいの変化なく、信号レベルを低下させることができ、見た目に自然な色表現が実現される。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施形態における液晶テレビの構成を示す図
【図２】実施形態１における信号処理部の構成を示すブロック図
【図３】入力されるＲＧＢ信号での色域と、表示されるＲＧＢＷ信号の色域の関係を示す図
【図４】ガマット変換部における色圧縮動作を説明するための図
【図５】実施形態１における信号処理部の動作を示すフローチャート
【図６Ａ】ＨＳＶ空間における色度を説明する図
【図６Ｂ】色相を用いた輝度と色飽和のバランスの調整の例を説明するための図
【図７】実施形態２における信号処理部の構成を示すブロック図
【図８】実施形態２における画像領域のブロック化して処理する動作を説明するための図
【図９Ａ】実施形態２におけるローパスフィルタ処理の動作を説明するための図である。
【図９Ｂ】実施形態２におけるローパスフィルタ処理の動作を説明するための図である。
【図９Ｃ】実施形態２におけるローパスフィルタ処理の動作を説明するための図である。
【図１０Ａ】実施形態２における第２のローパスフィルタ処理の動作を説明するための図
【図１０Ｂ】実施形態２における第２のローパスフィルタ処理の動作を説明するための図
【図１１】実施形態２におけるブロック補間部の動作を説明するための図
【図１２】本実施形態３における信号処理部の構成を示すブロック図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、添付の図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００１６】
１．実施形態１
実施形態１では、ＲＧＢ信号からＲＧＢＷ信号への変換後の色信号が示す色が表示部の表示可能色域の外の色となる画素が存在する場合、画像全体の領域についてＲＧＢ信号のゲインを低下させることで入力画像の輝度を低下させ、これにより、表示可能色域の外の色に変換されることに起因する色の飽和を防止する。特に、表示可能色域外の色に変換される画素のみではなく、その画素の周辺の画素についても同様にゲインを低下させる。これにより、色飽和を抑制する画素とその周辺の画素の色あいの変化なく、信号レベルを低下させることができ、見た目に自然な色表現が実現される。
【００１７】
１．１  液晶テレビの構成
以下、実施形態１における液晶テレビの構成について図面を参照しながら説明する。
【００１８】
図１は、実施形態１における液晶テレビの具体的構成を示した図である。図１に示すように、液晶テレビ１は、レコーダ装置２、アンテナ３およびＳＤカード４と接続可能である。液晶テレビ１は、レコーダ装置２、アンテナ３およびＳＤカード４から映像信号を入力して、その映像信号を処理し、液晶テレビ１が備える表示部に映像として表示する。
【００１９】
液晶テレビ１は、入出力ＩＦ部１０１と、信号処理部１０２と、バッファメモリ１０３と、フラッシュメモリ１０４と、表示部１０５と、チューナ１０６とを備える。
【００２０】
入出力ＩＦ部１０１は、液晶テレビ１と、レコーダ装置２およびＳＤカード４との接続を可能にするためのインターフェースである。入出力ＩＦ部１０１は、レコーダ装置２およびＳＤカード４と、信号処理部１０２との間のコントロール信号や映像信号のやり取りを可能にしている。具体的には、入出力ＩＦ部１０１は、レコーダ装置２またはＳＤカード４から受信した信号を信号処理部１０２に送信する。また、入出力ＩＦ部１０１は、信号処理部１０２から受信した信号をレコーダ装置２またはＳＤカード４に送信する。入出力ＩＦ部１０１は、例えば、ＨＤＭＩコネクタ、ＳＤカードスロット等で実現できる。また、入出力ＩＦ部１０１は、入出力ＩＦ部１０１の機能と、レコーダ装置２の機能を有するデバイスとして構成しても構わない。なお、図１では入出力ＩＦ部１０１として一つのブロックで示しているが、入出力ＩＦ部１０１を、ＳＤカード４用のカードスロットと、レコーダ装置２の接続用のコネクタとで構成してもよい。要するに、入出力ＩＦ部１０１は外部の記録装置とのインターフェースを実現するものであればよい。
【００２１】
信号処理部１０２は、液晶テレビ１の各部を制御する。また、信号処理部１０２は、入出力ＩＦ部１０１からの映像信号をデコードしても構わない。さらに、信号処理部１０２は、映像信号に画像処理を施し、表示部１０５に表示可能な表示信号に変換する。信号処理部１０２は、マイクロコンピュータで構成してもよいし、ハードワイヤードな回路で構成してもよい。信号処理部１０２の詳細な構成、動作は後述する。
【００２２】
バッファメモリ１０３は、信号処理部１０２で信号処理を実施する際のワークメモリとして用いられる。バッファメモリ１０３は、例えば、ＤＲＡＭで実現可能である。
【００２３】
フラッシュメモリ１０４は、信号処理部１０２が実行するプログラム等を記憶する。
【００２４】
表示部１０５は、信号処理部１０２から出力される表示信号を映像として表示する。表示部１０５は、液晶パネル１０５１とバックライト１０５２とから構成される。
【００２５】
表示部１０５は、バックライト１０５２によって液晶パネル１０５１の背面から照射される光を、液晶パネル１０５１により信号処理部１０２から入力される表示信号に応じて変調し画像を表示する機能を有する。本実施形態では、表示部１０５の液晶パネル１０５１は、Ｒ原色点、Ｇ原色点、Ｂ原色点に加えて、白色（Ｗ）の原色点を備えるよう構成されている。以下、説明の便宜上、ＲＧＢＷの４つの原色点を用いた構成を説明する。なお、原色点は４色に限定されるものではなく、５つ以上の原色点を用いる構成でも構わない。追加する原色点としては、例えば、黄の原色点またはシアンの原色点が考えられる。なお、表示部１０５が有する原色点は、Ｒ原色点、Ｇ原色点、Ｂ原色点に加えて、ホワイトの原色点に限定されるものではなく、設計者または製造者の意図に応じて適宜変更されても構わない。
【００２６】
液晶パネル１０５１は、ガラス基板に液晶層を挟み込んだ構成を有しており、ゲートドライバ（図示せず）やソースドライバ（図示せず）などによって、各画素に対応する液晶層に信号電圧が与えられて透過率が制御される。液晶パネル１０５１に設けられたゲートドライバまたはソースドライバは、画像信号に応じて決定される透過率に基づき、各画素に対する透過率を制御する制御信号を生成する。
【００２７】
液晶パネル１０５１は、ＩＰＳ（Ｉｎ  Ｐｌａｎｅ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）方式を用いている。ＩＰＳ方式は、液晶分子がガラス基板と平行に回転するシンプルな動きにより、広視野角で、見る方向による色調変化や全階調での色調変化が少ないといった利点を有する。なお、液晶パネル１０５１は、光変調を行うデバイスであればどのようなものを利用してもよく、例えば光変調の他方式としてＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）方式などを用いても良い。
【００２８】
バックライト１０５２は、液晶パネル１０５１の背面に対して画像を表示させるための照射光を照射する機能を有するデバイスである。バックライト１０５２は、信号処理部１０２から入力される表示信号を基に照射光の強度を調整する。バックライト１０５２は、照射光を生成するためのＬＥＤ等の半導体素子を備えてもよい。また、バックライト１０５２は、照射光を生成するための冷陰極管を備えてもよい。
【００２９】
チューナ１０６は、アンテナ３で受信した放送波を受信する装置である。チューナ１０６は、信号処理部１０２によって指定された特定の周波数の映像信号を信号処理部１０２に送信する。これによって、信号処理部１０２は、放送波に含まれる特定の周波数の映像信号を処理し、表示部１０５に表示させることができる。
【００３０】
１．２  信号処理部
１．２．１  信号処理部の構成
信号処理部１０２の具体的な構成について図面を参照しながら説明する。
【００３１】
以下では、説明の便宜上、入力される映像信号の各画素は、Ｒ原色点、Ｇ原色点、Ｂ原色点で構成されるＲＧＢ信号を含むものとする。また、表示部１０５の液晶パネル１０５１は、画素毎にＲ色、Ｇ色、Ｂ色および拡張色であるＷ色のカラーフィルタを備える。なお、Ｗ色は、Ｒ色、Ｇ色、Ｂ色の３色の加法混色によって表示される色と同じ輝度、色味を持つものとする。なお、Ｗ色は上記の構成に限定されるものではなく、例えば青みがかったＷ色を用いてもかまわない。
【００３２】
図２は、信号処理部１０２の機能ブロック図である。図２に示すように、信号処理部１０２は、逆ガンマ変換部２０１、ＲＧＢＷ変換部２０２、ガマット変換部２０３、ガンマ変換部２０４、および変更部２０５を備える。
【００３３】
逆ガンマ変換部２０１は、信号処理部１０２に入力されたＲＧＢ信号を逆ガンマ変換し、変換後のＲＧＢ信号を変更部２０５に入力する。逆ガンマ変換部２０１が行う逆ガンマ変換は一般的な方法を用いて行う。
【００３４】
ＲＧＢＷ変換部２０２は、変更部２０５が出力するＲＧＢ信号を、Ｒ原色点、Ｇ原色点、Ｂ原色点およびＷ原色点で構成されるＲＧＢＷ信号に変換する。また、ＲＧＢＷ変換部２０２はＲＧＢ信号を変換して得られるＲＧＢＷ信号をガマット変換部２０３およびレコーダ装置２０６に出力する。
【００３５】
以下、ＲＧＢＷ変換部２０２における変換動作について図面を参照しながら説明する。
【００３６】
図３は、入力されるＲＧＢ信号による色域と、表示部１０５で表示可能なＲＧＢＷ信号の色域との関係を示す図である。図３では、説明の便宜上、Ｒ，Ｂ、Ｗ信号軸のみで示されているが、実際にはＲ，Ｇ，Ｂ，Ｗ信号軸を含む三次元の色域である。
【００３７】
液晶パネル１０５１において、Ｒ原色点，Ｇ原色点およびＢ原色点に対応する画素を最大輝度で点灯し、Ｗ原色点に対応する画素を消灯した時の輝度および色度と、Ｗ原色点に対応する画素のみを最大輝度で点灯し、Ｒ原色点，Ｇ原色点およびＢ原色点に対応する画素を消灯した時の輝度および色度とが一致するものとする。
【００３８】
信号処理部１０２は、図３に示す領域Ｃ１（Ｃ３を含む六角形の領域）と、その両側にある領域Ｃ２（三角形の領域）を合わせた領域を、入出力ＩＦ部１０１から受信するＲＧＢ信号により表現可能な色域として規定する。この場合、表示部１０５がＲ原色点，Ｇ原色点およびＢ原色点に加えてＷ原色点を備えることにより、Ｒ原色点，Ｇ原色点およびＢ原色点のみで表現可能な色域が拡張されている。このように規定するのは、Ｗ原色点を追加したにもかかわらず、入力されるＲＧＢ信号が表現する色域を領域Ｃ３として規定すると、Ｗ原色点の追加の意味がなくなってしまうからである。なお、領域Ｃ３は、Ｒ原色点，Ｇ原色点およびＢ原色点に加えてＷ原色点を追加した液晶パネルにおいて、Ｒ、Ｇ、Ｂ信号のみを用いて表示を行なった場合の色域である。
【００３９】
また、ここでは入力されるＲＧＢ信号が想定している色度値ｘｙと、表示部１０５で表示できるＲ，Ｇ，Ｂ画素の色度値ｘｙは同じであるとする。
【００４０】
さらに、入力されるＲＧＢ信号Ｒｉ，Ｇｉ，Ｂｉと、表示部１０５１に表示されるＲＧＢ信号Ｒｏ，Ｇｏ，Ｂｏとでは異なる輝度となる。一般的には、入力されるＲＧＢ信号ではＲ原色点，Ｇ原色点およびＢ原色点に対応する各画素の色の混色として白が表示される。これに対して、本実施形態の表示部１０５では、Ｒ原色点，Ｇ原色点およびＢ原色点に対応する各画素およびＷ原色点に対応する画素の色の混色として白が表示される。このため、白色の輝度を基準にバックライト輝度を設定した場合、Ｒ原色点，Ｇ原色点およびＢ原色点に対応する画素については、入力されるＲＧＢ信号に対して表示部１０５で表示される輝度は１／２になる。上記の特性に基づく、入力されるＲＧＢ信号Ｒｉ，Ｇｉ，Ｂｉと、表示部１０５１で表示できるＲＧＢＷ信号Ｒｏ，Ｇｏ，Ｂｏ，Ｗｏの関係は次式のように示される。
【００４１】
［数１］    Ｒｏ＋Ｇｏ＋Ｂｏ＝Ｗｏ
［数２］    Ｒｏ＋Ｇｏ＋Ｂｏ＋Ｗｏ＝Ｒｉ＋Ｇｉ＋Ｂｉ
［数３］    Ｒｏ＝Ｒｉ／２
［数４］    Ｇｏ＝Ｇｉ／２
［数５］    Ｂｏ＝Ｂｉ／２
【００４２】
これにより、表示部１０５は、入力されるＲＧＢ信号の中で、領域Ｃ２の色を表示することができない。上述のように、本実施形態においては、Ｒ原色点，Ｇ原色点およびＢ原色点に対応する画素を最大輝度で点灯し、Ｗ原色点に対応する画素を消灯した輝度と、Ｒ原色点，Ｇ原色点およびＢ原色点に対応する画素を消灯し、Ｗ原色点に対応する画素を最大輝度で点灯したときの輝度とを同じに設定した。そのため、数式（１）および数式（２）が成立した。しかし、この構成に限定されるものではなく、Ｒ原色点，Ｇ原色点およびＢ原色点に対応する画素を最大輝度で点灯し、Ｗ原色点に対応する画素を消灯した輝度と、Ｒ原色点，Ｇ原色点およびＢ原色点に対応する画素を消灯し、Ｗ原色点に対応する画素を最大輝度で点灯したときの輝度を可変に設定しても構わない。その場合は、数式（１）および数式（２）がＲ原色点，Ｇ原色点、Ｂ原色点およびＷ原色点の関係に基づいて変更される。
【００４３】
以下、ＲＧＢＷ変換部２０２の変換処理に関して具体的に説明する。
【００４４】
ＲＧＢＷ変換部２０２は、上記の数式（１）から数式（５）に示される特性を考慮して後述の数式（６）に基づき、入力されるＲＧＢ信号をＲＧＢＷ信号に変換する。
【００４５】
ＲＧＢＷ変換部２０２は、入力されるＲＧＢ信号を構成するＲ原色点，Ｇ原色点およびＢ原色点に対応する画素の画素値（以下、それぞれ「Ｒ０」、「Ｇ０」および「Ｂ０」と称す）を次式に示すように２倍する。
［数６］
Ｒ１＝Ｒ０×２
Ｇ１＝Ｇ０×２
Ｂ１＝Ｂ０×２
【００４６】
次に、ＲＧＢＷ変換部２０２は、Ｒ１、Ｇ１およびＢ１の中の最小値を、Ｗ原色点に対応する画素の画素値（以下「Ｗ２」と称す）に設定する。
［数７］
Ｗ２＝ｍｉｎ（Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１、２５５）
【００４７】
なお、ＲＧＢＷ変換部２０２はＷ２の最大値を２５５に設定している。これは、表示部１０５で表現可能な信号値の最大値が２５５であるためである。つまり、表示部１０５で表現可能な信号値の値が大きくなれば、Ｗ２の最大値の値も大きくなる。逆に、表示部１０５で表現可能な信号値が小さくなれば、Ｗ２の最大値の値は小さくなる。
【００４８】
さらに、ＲＧＢＷ変換部２０２は、Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１およびＷ２を基に、表示部１０５に出力するＲ原色点，Ｇ原色点およびＢ原色点に対応する画素の画素値（以下、それぞれ「Ｒ２」、「Ｇ２」および「Ｂ２」と称す）を算出する。
［数８］
Ｒ２＝Ｒ１−Ｗ２
Ｇ２＝Ｇ１−Ｗ２
Ｂ２＝Ｂ１−Ｗ２
【００４９】
ＲＧＢＷ変換部２０２は、算出したＲ２、Ｇ２、Ｂ２およびＷ２を表示部１０５に出力する。
【００５０】
なお、本実施形態では、説明の簡単化のために、数式（１）〜（６）の関係を満たす４色変換方式を説明した。しかし、実際のＷｏはこのような条件を満たすことは希である。実際には、Ｗｏの輝度や色度値はＲｏ＋Ｇｏ＋Ｂｏとは異なる場合が多い。また、Ｒｏ、Ｇｏ、Ｂｏもそれぞれ、Ｒｉ、Ｇｉ、Ｂｉの１／２にならない場合が多い。実際のＷｏの色に合わせたバランス係数やマトリクス演算などの公知な手法を用いて、Ｒｏ、Ｇｏ、Ｂｏ、Ｗｏの計算を行えば良く、本発明の思想は上述の４色変換方式に限定されるものではない。
【００５１】
ガマット変換部２０３は、ＲＧＢＷ変換部２０２が出力するＲＧＢＷ信号を、表示部１０５１が表示できる色域内のＲＧＢＷ信号に変換し、変換後のＲＧＢＷ信号をガンマ変換部２０４に出力する。
【００５２】
図４は、ガマット変換部２０３における色圧縮動作を説明するための図である。図４において色域３０１は表示部１０５が表現できる色の色域である。換言すれば、表示部１０５は、色域３０１の外の色域に含まれる色を表現できない。
【００５３】
ガマット変換部２０３は、ＲＧＢＷ変換部２０２から出力されるＲ２、Ｇ２、Ｂ２およびＷ２で構成される色信号が領域３０１の域外に位置する場合、領域３０１内の色信号となるように、Ｒ２、Ｇ２、Ｂ２およびＷ２の信号値を補正する。なお、ガマット変換部２０３における補正方法については、公知のガマット変換の方法を用いることができる。
【００５４】
ガンマ変換部２０４は、ガマット変換部２０３が出力するＲＧＢＷ信号をガンマ変換し、変換後のＲＧＢＷ信号を表示部１０５に出力する。
【００５５】
変更部２０５は、ＲＧＢＷ変換部２０２が出力するＲＧＢＷ信号に基づいて、逆ガンマ変換部２０１から受けたＲＧＢ信号のゲインを設定する。すなわち、変更部２０５は、前のフレームの画像に対するＲＧＢＷ変換部２０２からのＲＧＢＷ信号に基づいて、現在のフレームの画像に対するＲＧＢ信号のゲイン値を補正する。
【００５６】
より具体的には、変更部２０５は、ＲＧＢＷ変換部２０２により得られるＲＧＢＷ信号が示す色が表示部１０５で表示可能な色域（図４に示す領域３０１、以下「表示可能色域」という）外の色となる画素が存在するか否かを検出する。なお、以下、ＲＧＢＷ変換部２０２により得られるＲＧＢＷ信号が示す色が表示可能色域外の色となる画素を、「色飽和画素」ともいう。
【００５７】
表示可能色域外の画素（色飽和画素）がある場合、その画素を含む所定の領域（本実施形態では、画像領域全体）に含まれる画素のＲＧＢ信号のゲイン値を減少させるように当該ゲイン値を補正する。このようにゲイン値を減少させることで、その画素の輝度を低下させ、その画素が表示部１０５に表示されたときの色飽和を抑制する。以下、このような変更部２０５の動作の詳細を説明する。
【００５８】
変更部２０５は、逆ガンマ変換部２０１から入力されるＲＧＢ信号に対して乗算するゲイン定数を保持する。ゲイン定数は、現在の処理対象よりも前のピクチャを構成する画素の信号値に基づいて設定される。なお、処理の開始時においては、変更部２０５は予め設定されるゲイン定数の初期値を使用する。例えば、変更部２０５はゲイン定数の初期値として１．０を保持する。
【００５９】
変更部２０５は、ＲＧＢＷ変換部２０２が出力するＲＧＢＷ信号に基づいてゲイン定数を設定し、入力されるＲＧＢ信号を構成する画素の信号値に当該ゲイン定数を乗算する。例えば、ＲＧＢ信号として（Ｒ、Ｇ、Ｂ）＝（１２８、１２８、１２８）が入力され、ゲイン定数として０．８を設定した場合、変更部２０５は、補正後のＲＧＢ信号として（Ｒ、Ｇ、Ｂ）＝（１０２、１０２、１０２）を算出する。算出した補正後のＲＧＢ信号をＲＧＢＷ変換部２０２に出力する。要するに、変更部２０５は時間的に先に入力されたピクチャを構成する信号値に基づいて現在のゲイン定数を設定し、設定したゲイン定数を、現在のピクチャを構成する画素の信号値に乗算する。
【００６０】
ここで、変更部２０５は、所定の画像領域（本実施形態では、画像領域全体）において、ＲＧＢＷ変換部２０２により得られるＲＧＢＷ信号が示す色が表示可能色域３０１の外の領域に含まれる画素（すなわち、色飽和画素）があるか否かを検出する。このために、変更部２０５は表示可能色域３０１の外にある画素の数をカウントする。
【００６１】
具体的には、変更部２０５は、ＲＧＢＷ変換部２０２が出力する１画素を構成するＲＧＢＷ信号が表示可能色域３０１内に存在するか否かを検出する。変更部２０５は、ＲＧＢＷ信号が領域３０１の外にあると検出した場合、その画素をカウントする。そのカウント値はＣｎ１として保持される。なお、変更部２０５は１画面を構成する全画素に対して上記の処理を行う。つまり、１９２０×１０８０画素を有する画像である場合、上記の処理を約２００万回行ってカウント値Ｃｎ１を求める。
【００６２】
変更部２０５は、カウント値Ｃｎ１と第１の閾値ｔｈ１（１以上の整数）を比較することにより、ＲＧＢＷ変換部２０２により得られるＲＧＢＷ信号が示す色が補正が必要であるか否かを判断する。そして、ＲＧＢＷ変換部２０２により得られるＲＧＢＷ信号が示す色が補正が必要であると判断したときに、新たなゲイン定数を設定する。なお、変更部２０５には、予め第１の閾値ｔｈ１が設定されている。変更部２０５は、カウント値Ｃｎ１が第１の閾値ｔｈ１以上である場合、ＲＧＢＷ変換部２０２により得られるＲＧＢＷ信号が示す色が補正が必要であると判断して、ゲイン補正値ΔＧｄを算出する。ここで、ゲイン補正値ΔＧｄは、現在設定されているゲインの値を減少させるための補正値である。すなわち、ゲインを減少させることにより、ＲＧＢ信号の輝度レベルが低下し、これにより色飽和が抑制されるからである。
【００６３】
そして、変更部２０５は現在のゲイン定数Ｇ０からゲイン補正値ΔＧｄを減算した結果を、新たなゲイン定数Ｇ０として設定する。
［数９］
Ｇ０＝Ｇ０−ΔＧｄ
【００６４】
なお、上記の構成において、変更部２０５はゲイン補正値ΔＧｄを算出し、現在のゲイン定数から減算する例を説明した。しかし、この動作に限定されるものではなく、変更部２０５はゲイン補正値ΔＧｄ２を算出し、ゲイン補正値ΔＧｄ２を現在のゲイン定数に乗算し、その結果を新たなゲイン定数としてもよい。つまり、変更部２０５は次式によって新たなゲイン定数を設定してもよい。
［数１０］
Ｇ０＝ΔＧｄ２・Ｇ０
【００６５】
さらに、変更部２０５において、第１の閾値ｔｈ１とは異なる第２の閾値ｔｈ２が設定されている。第２の閾値ｔｈ２は第１の閾値ｔｈ１よりも小さい値を有する。変更部２０５は、カウント値Ｃｎ１が第２の閾値ｔｈ２以下である判断した場合、別のゲイン補正値としてΔＧｕを算出する。なお、第２の閾値ｔｈ２は第１の閾値ｔｈ１と同じ値でもよい。この場合、変更部２０５は、カウント値Ｃｎ１が第２の閾値ｔｈ２よりも小さいと判断した場合、別のゲイン補正値としてΔＧｕを算出する。
【００６６】
そして、変更部２０５は、現在のゲイン定数Ｇ０にΔＧｕを加算した結果を新たなゲイン定数Ｇ０として設定する。つまり、変更部２０５は、次式によって新たなゲイン定数を設定する。
［数１１］
Ｇ０＝Ｇ０＋ΔＧｕ
【００６７】
なお、上記の構成において、変更部２０５はゲイン補正値ΔＧｕを算出し、現在のゲイン定数に加算する構成を説明した。しかし、この構成に限定されるものではなく、変更部２０５はゲイン補正値ΔＧｕ２を算出し、ゲイン補正値ΔＧｕ２を現在のゲイン定数に乗算し、その結果を新たなゲイン定数としてもよい。つまり、変更部２０５は次式によって新たなゲイン定数を設定する。
［数１２］
Ｇ０＝ΔＧｕ２・Ｇ０
【００６８】
要するに、変更部２０５はカウント値Ｃｎ１が第１の閾値ｔｈ１よりも大きい場合に、現在のゲイン定数よりも小さいゲイン定数を設定するようにゲイン定数を補正すればよい。また、カウント値Ｃｎ１が第２の閾値ｔｈ２よりも小さい場合、現在のゲイン定数よりも大きいゲイン定数を設定するようにゲイン定数を補正すればよい。
【００６９】
なお、変更部２０５は新たなゲイン定数を設定する際、新たに設定されるゲイン定数が過去（前のフレーム）のゲイン定数に対して時間的に滑らかに変化するように設定する。つまり、変更部２０５は、過去のゲイン定数を保持し、その過去のゲイン定数に基づき、時間軸フィルタを適用することで新たなゲイン定数を設定することが好ましい。
【００７０】
なお、ゲイン補正値ΔＧｄおよびΔＧｕは元の信号値が急激に変化しない値（例えば、０．０１）を選択するとよい。
【００７１】
１．２．２  信号処理部の動作
以下、信号処理部１０２の信号処理動作について図面を参照しながら説明する。図５は、信号処理部１０２における信号処理動作を示すフローチャートである。
【００７２】
以下、説明の便宜上、入出力ＩＦ部１０１にはレコーダ装置２から１ピクチャ毎に、そのピクチャに属するＲＧＢ信号が入力されるものとする。また、変更部２０５は、ＲＧＢＷ変換部２０２が出力する１画素を構成するＲＧＢＷ信号が図３に示す領域３０１内に存在するか否かを検出する動作を行うものとする。
【００７３】
まず、逆ガンマ変換部２０１にレコーダ装置２からＲＧＢ信号が入力され始めると、変更部２０５はカウント値Ｃｎ１を０に初期化し、ゲイン定数を初期値１．０に設定する（Ｓ５０１）。
【００７４】
入出力ＩＦ部１０１を介してＲＧＢ信号が入力されると、逆ガンマ変換部２０１は入力されたＲＧＢ信号に対して、逆ガンマ変換を行う（Ｓ５０２）。逆ガンマ変換部２０１は逆ガンマ変換して得られるＲＧＢ信号を変更部２０５に出力する。
【００７５】
逆ガンマ変換部２０１からＲＧＢ信号が入力されると、変更部２０５はＲＧＢ信号の画素が有する信号値に対してゲイン定数を乗算する（Ｓ５０３）。例えば、ゲイン定数が０．９に設定されており、変更部２０５が逆ガンマ変換部２０１からＲ信号値、Ｇ信号値、Ｂ信号値の値がそれぞれ２００、１００、１００のＲＧＢ信号を入力するとする。この場合、変更部２０５はＲ信号値、Ｇ信号値、Ｂ信号値に対してゲイン定数０．９を乗算し、Ｒ信号値として１８０、Ｇ信号値として９０および、Ｂ信号値として９０を算出する。変更部２０５はその算出結果をＲＧＢＷ変換部２０２に出力する。
【００７６】
変更部２０５からＲＧＢ信号が入力されると、ＲＧＢＷ変換部２０２はＲＧＢ信号をＲＧＢＷ信号に変換する（Ｓ５０４）。ＲＧＢＷ変換部２０２は、変換した結果をガマット変換部２０３および変更部２０５に出力する。
【００７７】
ＲＧＢＷ変換部２０２からＲＧＢＷ信号が入力されると、変更部２０５は、ＲＧＢＷ変換部２０２が出力するＲＧＢＷ信号に基づき、表示可能色域３０１外にある画素が存在するか否かを検出する（Ｓ５０５）。変更部２０５は、表示可能色域３０１外の画素を検出した場合、画素毎にその検出結果を変更部２０５の内部メモリに蓄積する（すなわち、領域３０１外に存在する画素をカウントする）。
【００７８】
一方、ガマット変換部２０３は、ＲＧＢＷ変換部２０２からＲＧＢＷ信号を入力し、そのＲＧＢＷ信号のガマット変換を行う（Ｓ５０６）。ガマット変換部２０３は、ガマット変換後のＲＧＢＷ信号をガンマ変換部２０４に出力する。
【００７９】
ガンマ変換部２０４は、ガマット変換部２０３からガマット変換後のＲＧＢＷ信号が入力すると、そのＲＧＢＷ信号をガンマ変換する（Ｓ５０７）。ガンマ変換部２０４はガンマ変換後のＲＧＢＷ信号を表示部１０５に出力する。
【００８０】
変更部２０５は、入力されるピクチャに含まれるすべてのＲＧＢ信号を処理したか判定する（Ｓ５０８）。処理していない場合、ステップＳ３０２に戻り処理を継続する。一方、ピクチャに含まれる全ての画素のＲＧＢ信号を処理した場合、ステップＳ５０９に移行する。
【００８１】
変更部２０５は、内部メモリに保持される表示可能色域３０１外に存在する画素数のカウント値Ｃｎ１に基づいて今のフレームのピクチャに対するゲイン定数を補正し、補正後のゲイン定数を新たなゲイン定数として設定する（Ｓ５０９）。
【００８２】
以降、信号処理部１０２に入力されるピクチャに対しては、ステップＳ５０９で設定した新たなゲイン定数で処理されることになる。
【００８３】
１．２．３  ゲイン定数の補正の別の例
上記の説明では、表示可能色域３０１外に存在する画素（色飽和画素）のカウント値に基づきゲイン定数の設定を行った。しかし、ゲイン定数の設定方法はこのような処理に限定されない。以下に別のゲイン定数の設定方法の例を説明する。
【００８４】
例えば、変更部２０５は、ＲＧＢＷ変換部２０２が出力するＲＧＢＷ信号の信号値が液晶パネル１５０１で表現可能な色の信号値を超えている”度合い”を検出し、その度合いに応じてゲイン定数を設定してもよい。以下、この場合の変更部２０５の動作を説明する。
【００８５】
変更部２０５は、ＲＧＢＷ変換部２０２が出力する１画素を構成するＲＧＢＷ信号の信号値が液晶パネル１５０１で表現可能な信号値内であるか否かを検出する。例えば、液晶パネル１５０１で表現可能なＲＧＢＷ信号値の信号値の最大値が（Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｗ）＝（２５５、２５５、２５５、２５５）である場合、入力されるＲＧＢＷ信号の信号値がこの値以上か否かを検出する。
【００８６】
そして、変更部２０５は、ＲＧＢＷ信号の信号値が液晶パネル１５０１で表現可能なＲＧＢＷ信号値の信号値を超えている場合、入力されるＲＧＢ信号の信号値と、表示部１０５（液晶パネル１５０１）で表現可能なＲＧＢＷ信号値との差分を求める。変更部２０５は１画面を構成する全画素に対してこの処理を行う。例えば、ピクチャのサイズが１９２０×１０８０画素である場合、上記の処理は約２００万回行われる。そして、１つのピクチャを構成する全画素に対して求めた差分を合算した値を、「表現可能な信号値を超えている度合い（Ｃｎ２）」とする。
【００８７】
変更部２０５は例えば次式によってＣｎ２を算出する。数式（１３）において、ｉは画素を示す指標であり、ｎは１画面を構成する画素数に対応する。
【数１３】
2012049845.tif 000026
【００８８】
数式（１３）では、ＲＧＢの各信号値（Ｒ２、Ｇ２、Ｂ２）と、それらの取り得る最大値２５５との差分の中で最も大きい値の積算値Ｃｎ２を「表現可能な信号値を超えている度合い（Ｃｎ２）」として算出するものである。なお、数式（１３）は、「表現可能な信号値を超えている度合い」を意味する値を算出する方法の一例であり、表現可能な信号値を超えている度合いを示す値が求められるのであれば他の算出方法でも良い。
【００８９】
変更部２０５は、数式（１３）により得られたＣｎ２に基づいてゲイン定数を補正する。変更部２０５は予め閾値ｔｈ３を有している。このとき、変更部２０５は、Ｃｎ２がｔｈ３以上である判断した場合、ゲイン補正値としてΔＧｄを算出する。
【００９０】
そして、変更部２０５は現在のゲイン定数Ｇ０からΔＧｄを減算した結果を、新たなＧ０として設定する。つまり、変更部２０５は次式によって新たなゲイン定数を設定する。
［数１４］
Ｇ０＝Ｇ０−ΔＧｄ
【００９１】
上記の例では、ゲイン補正値ΔＧｄを現在のゲイン定数から減算する構成について説明した。しかし、ゲイン補正値を現在のゲイン定数に乗算してゲイン定数を補正してもよい。具体的には、変更部２０５は、ゲイン補正値ΔＧｄ２を算出し、現在のゲイン定数に乗算することにより、ゲイン定数を補正してもよい。つまり、変更部２０５は次式によって新たなゲイン定数を設定する。
［数１５］
Ｇ０＝ΔＧｄ２・Ｇ０
【００９２】
要するに、表現可能な信号値を超えている度合い（Ｃｎ２）が閾値（ｔｈ３）よりも大きい場合、現在のゲイン定数を減じるようにゲイン定数を補正するのであれば、ゲイン補正値の作用のさせ方は任意の方法が利用できる。
【００９３】
また、変更部２０５は、閾値ｔｈ３に加えて、閾値ｔｈ３よりも小さい閾値ｔｈ４をさらに有してもよい。変更部２０５は、表現可能な信号値を超えている度合い（Ｃｎ２）が閾値ｔｈ４以下であると判断した場合、別のゲイン補正値としてΔＧｕを算出する。なお、閾値ｔｈ４は閾値ｔｈ３とｔｈ４と同一の値でも構わない。この場合、変更部２０５は、Ｃｎ２がｔｈ４よりも小さいと判断した場合、別のゲイン補正値としてΔＧｕを算出する。
【００９４】
変更部２０５は、現在のゲイン定数Ｇ０からΔＧｕを加算した結果を、新たなゲイン定数Ｇ０として設定する。つまり、変更部２０５は次式によって新たなゲイン定数を設定する。
［数１６］
Ｇ０＝Ｇ０＋ΔＧｕ
【００９５】
または、変更部２０５はゲイン補正値ΔＧｕ２を算出し、現在のゲイン定数に乗算し、その結果を新たなゲイン定数とする構成でも構わない。つまり、変更部２０５は次式によって新たなゲイン定数を設定してもよい。
［数１７］
Ｇ０＝ΔＧｕ２・Ｇ０
【００９６】
要するに、表現可能な信号値の最大値を超えている度合い（Ｃｎ２）が第２の閾値（ｔｈ４）よりも小さい場合に、現在のゲイン定数よりも大きいゲイン定数を設定するのであれば、ゲイン補正値の作用のさせ方は任意の方法が適用できる。
【００９７】
また、変更部２０５は新たなゲイン定数を設定する際、新たに設定されるゲイン定数が過去のゲイン定数に対して時間的に滑らかに変化するように設定するのが好ましい。つまり、変更部２０５は、過去のゲイン定数を保持し、当該過去のゲイン定数を基に時間軸フィルタを適用することで新たなゲイン定数を設定する構成が好ましい。
【００９８】
なお、数式（９）〜（１２）、（１４）〜（１７）に示したゲインの変更方法は一例であり、これに限定されるものではない。例えば、数式（９）を用いた加算形は、大きな変化に対する追従性が弱く、数式（１０）を用いた乗算形はゲインが目標値に近づいてからの収束性に問題がある。したがって、数式（９）を用いた加算形と数式（１０）を用いた乗算形の中間の特性を持つゲイン変更方法を採用してもよい。以下、これを説明する。
【００９９】
例えば、数式（９）〜（１２）、（１４）〜（１７）において、補正値（ΔＧｄ、ΔＧｕ等）を、「表現可能な信号値を超えた信号値を有する画素の数（Ｃｎ１）」と「表現可能な信号値を超えている度合い（Ｃｎ２）の大きさ」に応じて変更してもよい。
【０１００】
また、色の色相やレベルによっては色の飽和があまり気にならず、むしろゲインによって輝度が低下し、画質を損ねる場合がある。例えば、黄色などは飽和によって不自然に見えることが多いが、緑色などはあまり不自然に感じにくい。
【０１０１】
そのため、表示可能色域３０１外の画素の数のカウント値（Ｃｎ１）またはレベル差の合算値（Ｃｎ２）を求める際に、色相に応じて重み付けを行うことで、輝度と色飽和のバランスを調整してもよい。色相は、ＨＳＶ色空間でのＨｕｅを用いて特定しても良いし、ＲＧＢＣＭＹといった６原色軸を用いて特定してもよい。すなわち、色によってカウントする値が重み付けされれば、色相は任意の方法で表現してよい。
【０１０２】
図６Ａ、図６Ｂは、色相を用いて調整する一例を説明するための図である。図６Ａは、色相を算出できる色空間の中で変換が簡単な、ＨＳＶ空間における色相を説明する図である。図６Ａにおいて、角度Ｈが近似的な色相を表している。図６Ｂは、色相と、重み（ｒａｔｉｏＨ）との関係を示した図である。図６Ｂでは、Ｙ（黄色）及びその近傍の色相についての重み（ｒａｔｉｏＨ）を他の色相の重みよりも大きくしている。これにより、Ｙ（黄色）及びその近傍の色相に関するゲイン値は、他の色相のゲインよりも小さく設定され、より飽和し難くなる。このようにゲイン値を設定するのは、Ｙ（黄色）の色相については、輝度の低下よりも飽和することの方が画質劣化に対する影響が大きいためである。
【０１０３】
以下の２つの式は、図６Ｂに示した、色相による重み（ｒａｔｉｏＨ）を用いて、「表現可能な信号値を超えている度合い（Ｃｎ２）」を補正する式の例である。以下では、代表的な２つの式を示したが、同様の傾向を表現するものであれば他の式でも良い。
【数１８】
2012049845.tif 000027
【数１９】
2012049845.tif 000028
【０１０４】
なお、飽和した場合（表示可能色域外にある場合）に輝度低下が著しい色ほど、周りの色と比較して、濁って見えるという傾向にある。そのため、明るい黄色（Ｙ）が黄土色に見えるという画質劣化が生じ得る。その度合いは、輝度に貢献する割合が多い色ほど、大きいと考えられる。ＲＧＢの輝度に貢献する割合は、おおよそＲ：Ｇ：Ｂ＝０．３：０．６：０．１である。そのため、Ｙ＝Ｒ＋Ｇ＝０．９、Ｃ＝Ｇ＋Ｂ＝０．７、Ｍ＝Ｒ＋Ｂ＝０．４となる。
【０１０５】
したがって、輝度に貢献する割合の順に並べると、Ｙ(黄)，Ｃ(シアン)，Ｇ(緑)，Ｍ（マゼンタ），Ｒ（赤），Ｂ（青）の順となる。特に、Ｙ(黄)は輝度に対する影響が大きく、Ｃ（シアン）はそれに次いで影響が大きい。よって、Ｙ(黄)のみ、またはＹ(黄)とＣ（シアン）の画素を抽出して、それら抽出した画素について「表現可能な信号値を超えている画素数（Ｃｎ１）」または「表現可能な信号値を超えている度合い（Ｃｎ２）」の大きさを求めてもよい。
【０１０６】
１．３  まとめ
実施形態１の液晶テレビ１は、ＲＧＢＷの４原色を用いて色を表現する表示部１０５において表示される画像データを生成する。液晶テレビ１は、複数画素からなる画像データに対する色信号であって、ＲＧＢの３原色に関する色信号であるＲＧＢ信号を取得する入出力ＩＦ部１０１と、取得された３原色に関するＲＧＢ信号の値の大きさ（ゲイン設定）を変更する変更部２０５と、変更された３原色に関するＲＧＢ信号を、４原色に関する色信号であるＲＧＢＷ信号に変換するＲＧＢＷ変換部２０２とを備える。変更部２０５は、所定領域において、色飽和画素が含まれる場合、所定領域内における画素群に対してＲＧＢ信号の値の大きさ（ゲイン設定）を小さく変更する。なお、色飽和画素とは、ＲＧＢＷ変換部２０２による変換後のＲＧＢＷ信号が表示部１０５の表示可能色域外の色を示すような画素である。
【０１０７】
上記のように構成することにより、液晶テレビ１は、４原色に関する色信号への変換により、表示部１０５で表現できない色の画素が生成される場合に、画像領域内の画素群について色信号の信号値（ゲイン設定）を低下させる。これにより、画像領域に含まれる画素の輝度は低下するが、それらの画素が表現する色の飽和を制御することができる、特に、液晶テレビ１は、表示部１０５で表現できない色の画素とともに、その周囲にある画素についても信号値を低下する。これにより、隣接する画素間の色合いの関係を保持しつつ、画素の輝度を低下させることができるため、入力される色信号の色をより自然に再現することが可能となる。
【０１０８】
また、変更部２０５は、ＲＧＢＷ変換部２０２による変換後のＲＧＢＷ信号が示す色が表示可能色域３０１外の色を示す画素の数が第１の閾値よりも大きい場合、所定領域に含まれる画素の色信号の値を小さくする。
【０１０９】
上記の構成により、表示部１０５の表示可能色域内で色を表現できない画素がある場合に、表示可能色域内で表現できない色を表示可能色域内で表現できるように制御することができる。
【０１１０】
また、変更部２０５は、ＲＧＢＷ変換部２０２により変換された色信号が示す色が表示可能色域外の色となる画素の数が、第１の閾値より小さい第２の閾値よりも小さい場合、所定領域に含まれる画素の色信号の値を大きくする。この構成により、変更部２０５の制御により必要以上に暗くなりすぎた輝度を明るくすることが可能となる。
【０１１１】
また、変更部２０５は、複数画素分の色信号の値を変更する場合、所定の割合で値を変更する。これにより、画素の色信号の値を段階的に変更することが可能となる。その結果、複数画素分が表現する輝度を滑らかに変化させることができるため、視聴時の違和感を軽減することが可能となる。
【０１１２】
また、変更部２０５は、画素の色信号の値を大きく変更する場合、第１の割合で値を大きく変更し、画素の色信号の値を小さく変更する場合、第１の割合と異なる第２の割合で値を小さく変更する。
【０１１３】
この構成により、複数画素分の色信号の値を大きく変更する場合と小さく変更する場合とで異なる割合を用いることができる。これにより、複数画素分が表現する輝度の変化を人間の視覚特性に合わせることができるため、より自然に複数画素分が表現する輝度を変換することが可能となる。
【０１１４】
また、信号処理部１０２は、取得された複数画素分のＲＧＢ信号から表示部１０５におけるバックライト１０５２の発光量に関する制御信号を生成する生成部を備えてもよい。生成部は、変更部１０５がＲＧＢ信号の値を小さく変更した場合、小さくした割合に応じてバックライト１０５２の発光量を大きくするように制御信号を制御してもよい。これにより、信号処理部１０２による信号値の低下を、バックライト１０５２の光量の増加で補償することが可能になる。よって、視聴者は、より自然に輝度を視覚することができる。
【０１１５】
また、変更部２０５は、ＲＧＢ信号の色相に基づいて、ＲＧＢ信号の値を変更してもよい。変更部２０５における変更結果は、表示可能色域外の色信号を有する画素の数及び表示可能色域外の色信号の値の大きさが同じ場合、色相によって異なる。
【０１１６】
上記のように構成することにより、ＲＧＢ信号の値を変更する場合、そのＲＧＢ信号の色相に基づいて、色信号の値を変更することができる。これにより、画像データを視聴した際における補正した色信号の色とその周囲における色との色ずれを低減することができる。
【０１１７】
また、変更部２０５は、ＲＧＢ信号が黄の色相を有する画素に対する色信号の低減の割合を、他の色の色相を有する画素に対するＲＧＢ信号の低減の割合よりも大きくするようにしてもよい。この構成により、色ずれを知覚しやすい黄色信号を他の色より強く補正処理することができる。これにより、画像データを視聴した際における色ずれをさらに低減することができる。
【０１１８】
２．実施形態２
実施形態１では、ＲＧＢＷ信号において表示可能色域外の色が含まれる場合、画像領域全体のゲインを低下させた。しかしながら、色飽和画素を検出してゲインを低下させる画像領域は画像全体である必要はなく、表示可能色域外の色の画素を含む領域であればよい。そこで、実施形態２では、画像領域全体について色飽和画素を検出してゲインを低下させる代わりに、画像領域の一部の領域（ブロック）毎に色飽和画素を検出しゲインを制御する構成について説明する。
【０１１９】
具体的には、実施形態２では、画像全体を複数のブロック（例えば、横１０×縦６個の領域）に分割し、ブロック毎に、ブロックに含まれる画素のＲＧＢＷ信号に基づきゲイン値の制御を行う。このようにすることで、画像中の一部の領域に表示不可能な色の画素が含まれている場合、その画素を含まない他の領域については元の輝度を保持した状態で表示することが可能となる。以下、実施形態２において、実施形態１の液晶テレビ１と異なる構成、動作について説明する。
【０１２０】
２．１  信号処理部
図７は、実施形態２の信号処理部の構成例を示した図である。図７に示す信号処理部１０２ｂは、画像を複数のブロックに分割し、ブロック単位で効率的に局所処理を実行可能とするものである。
【０１２１】
逆ガンマ変換部２０１、ＲＧＢＷ変換部２０２、ガマット変換部２０３、ガンマ変換部２０４は、実施形態１のものと同じであるので、ここでの説明は省略する。
【０１２２】
図７において、実線は画素単位の信号の流れを示し、破線はブロック単位の信号の流れを示している。
【０１２３】
本実施形態における変更部２０５ｂは、ブロック分割部２５１、色域外色検出部２５２、ゲイン算出部２５３、遅延部２５４、ブロックローパスフィルタ（ＬＰＦ）２５５、ブロック補間部２５６および乗算器２５７を備える。
【０１２４】
ブロック分割部２５１は、ＲＧＢＷの４色に変換された画像の領域を複数のブロックに分割する。本実施形態では８×６の領域に分割する。なお、視覚特性を考慮して、２０インチ以上のディスプレイでは、３×３〜３２×２４程度の数に分割するのが好適である。
【０１２５】
色域外色検出部２５２は、分割されたブロック毎に、ＲＧＢＷで再現できない色域外色の情報（画素数や度合い等）を検出する。
【０１２６】
ゲイン算出部２５３は、色域外色検出部２５２がブロック毎に検出した色域外色の情報を用いて、次のフレームで設定すべき輝度ゲインをブロック毎に算出する。ゲイン算出部２５３は、遅延回路２５４によって得られる前フレームのゲインを参照して、算出されるゲインの時間的な急激な変化を低減し、滑らかに増減するように輝度ゲインを算出する。
【０１２７】
ブロック単位で算出されたゲインはブロックＬＰＦ２５５により処理される。あるブロックのゲインがその周囲のブロックのゲインと極端な差があると視覚的に明るさの傾斜が目に付きやすくなる。これを低減するために、周囲との明暗勾配を滑らかにするために、ローパスフィルタ処理が実行される。ブロックＬＰＦ２５５は、ローパスフィルタ処理後のゲインをブロック補間部２５６に出力する。
【０１２８】
ブロック補間部２５６は、ブロック単位で算出されたゲインを画素単位の解像度に内挿補間し、画素単位でのゲインを算出する。そして、ブロック補間部２５６は画素単位のゲインを乗算器２５７に出力する。
【０１２９】
乗算器２５７は、ブロック補間部２５６から得られる画素単位のゲインを、逆ガンマ変換部２０１から得られる画像の画素データに乗算する。
【０１３０】
このようにして、前フレームのブロック情報を用いて次のフレームのブロック毎の画素ゲインが決定される。
【０１３１】
図８は、画像をブロックに分割して処理した場合の動作を説明するための図である。図８では、画像を８×６個のブロックに分割している。領域Ａは、輝度の高い白い洋服の画像を含んでいる。領域Ｂは、明るい黄色のレモンやオレンジの画像を含んでいる。領域Ｃは、明るくて鮮やかな画像を含んでいる。領域Ｂと領域Ｃは、色域外の色を含む画像を含んでいるため、ゲインは低下ぎみになる。それに対して、領域Ａは、色域外の色が少ないためゲインは低下しない。領域すなわちブロックの境界では、ブロックＬＰＦ２５５の作用により、明るさの勾配が視覚的に認識されないようにゲインをなだらかに変化させている。
【０１３２】
色域外色検出部２５２は、実施形態１で説明した種々の情報すなわち「表示可能な信号値を超えた信号値を有する画素のカウント値（Ｃｎ１）」や「表現可能な信号値を超えている度合い（Ｃｎ２）」を用いることができる。また、ブロック毎のゲイン定数も、実施形態１で説明した種々のゲイン定数の設定アルゴリズムが利用できる。
【０１３３】
２．１．１  ブロックＬＰＦのフィルタ処理
以下、ブロックＬＰＦ２５５のフィルタ処理について詳細に説明する。
【０１３４】
本実施形態は、ブロック毎にゲイン定数を決定するため、画像の色分布によっては、隣接ブロック間で大きくゲインが異なる場合が起こり、明るさの変化が視覚的に認知されてしまう。ブロックＬＰＦ２５５は、このような副作用を回避する目的で導入されている。ブロックＬＰＦ２５５は、例えば、３×３個のブロックや５×５個のブロックの単位で、隣接ブロックのゲイン定数を均すことによりゲイン定数の変化をなだらかにする。
【０１３５】
しかし、通常のローパスフィルタによれば、滑らかにする過程で、フィルタ処理によりゲイン定数がより大きくなるブロックは、ゲイン定数がより小さくなるブロックと同程度存在する。本実施形態では、ゲイン定数が大きくなることは、色が飽和することを意味し、本発明の効果を低減させてしまう。そこで、本実施形態におけるブロックＬＰＦ２５５は、この問題を解決するため、以下に説明する構成のローパスフィルタを用いている。
【０１３６】
最初に、ブロックＬＰＦ２５５に適した、ゲイン定数を大きくする割合が少ない第１の例のローパスフィルタの構成について説明する。
【０１３７】
図９Ａ〜９Ｃは、第一の例のローパスフィルタの動作を説明するための図である。この第一の例のローパスフィルタは、注目ブロックの周囲にある８個のブロックを用いてフィルタ処理を行う。図９Ａは、第１の例のローパスフィルタの処理の流れを示した図である。入力ゲインＸijは、ブロックＬＰＦ２５５に入力される、位置（ｉ，ｊ）のブロックに対するゲイン定数である。出力ゲインＹijは、ブロックＬＰＦ２５５から出力される、位置（ｉ，ｊ）のブロックに対するゲイン定数である。αは１未満の正の定数である。αは製造時に設定されてもよいし、表示装置側のデバイス特性に応じて設定されてもよい。
【０１３８】
Step 1:  まず、ブロックＬＰＦ２５５は、図９Ｂに示す上に凸状の変換特性を用いて、入力ゲインＸijを変換する。この場合、予め設定されるαを用いてＸijを変換する。
【０１３９】
Step 2:  次にブロックＬＰＦ２５５は、位置（ｉ，ｊ）のブロックとその周囲の８個のブロックのゲイン定数を、図９Ａに示す３×３行列の各係数を用いて重み付け加算（平均）し、仮出力ゲイン定数（Ｙijα）を得る。なお、ブロックＬＰＦ２５５の３×３行列の各係数の値は図９Ａに示す値に限定されるものではなく、注目ブロックに対して周囲の影響を取り込めるものであればどのような値でもよい。
【０１４０】
Step 3:  さらに、ブロックＬＰＦ２５５は、仮出力ゲイン定数（Ｙijα）を、図９Ｃに示す下に凸状の変換特性を用いて変換し、出力ゲイン定数Ｙijを得る。この変換特性は、Ｘijの変換に用いた関数の逆関数になる。
【０１４１】
上記のフィルタ構成により、例えばα＝０．２５、全てのブロックに対するゲイン定数Ｘijが０．５の場合、フィルタ入力は、０．５0.25＝０．８４になるが、出力Ｙijは０．５となり、第１のローパスフィルタによって変化することはない。しかし、ブロックに対するゲイン定数Ｘijが０と１に半々の割合でばらついた場合、ゲイン定数の平均値は同じであるにもかかわらず、出力Ｙijは０．０６３となり、非常に小さな値になる。このように、第１の例のローパスフィルタは、ブロック間でゲイン定数の値がばらついた際に、小さな値の影響をより強く受けるように作用するように構成されており、このため、本実施形態のブロックＬＰＦ２５５に用いるローパスフィルタとして適している。これは、飽和する可能性を有する画素がある場合には、その画素のゲインを小さくし（輝度を小さくし）、色の飽和をより確実に防止するためである。
【０１４２】
次に、ブロックＬＰＦ２５５に適した第２の例のローパスフィルタの構成について説明する。
【０１４３】
図１０Ａ及び図１０Ｂは、第２の例のローパスフィルタの動作を説明するための図である。図１０Ａは第２の例のローパスフィルタの入力を表している。このフィルタの出力は、一般的に次式で表される。
【０１４４】
［数２０］
ｙ＝ｋａ・ａ＋ｋｂ・ｂ＋ｋｃ・ｃ＋ｋｄ・ｄ＋ｋｅ・ｅ
＋ｋｆ・ｆ＋ｋｇ・ｇ＋ｋｈ・ｈ＋ｋｉ・ｉ
ただし、ｋｅ＝１−（ｋａ＋ｋｂ＋ｋｃ＋ｋｄ＋ｋｆ＋ｋｇ＋ｋｈ＋ｋｉ）
【０１４５】
ここで、数式（２０）におけるａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ，ｇ，ｈ，ｉはそれぞれ、図１０Ａに示すように、第２の例のローパスフィルタの入力、すなわち、注目ブロックとその周辺ブロックのゲイン定数である。図１０Ａにおいて、ｋａ，ｋｂ，ｋｃ，ｋｄ，ｋｅ，ｋｆ，ｋｇ，ｋｈ，ｋｉはローパスフィルタの３×３行列の係数値を示す。
【０１４６】
ここで、数式（２０）を下記のように注目ブロック（ゲイン定数ｅのブロック）を中心とした８方向のフィルタと見なしやすいように変形する。
【０１４７】
【数２１】
2012049845.tif 000029
【０１４８】
上数式（２１）は、係数ka,kb,kc...が同じなら前述の数式（２０）と等価となる。この例では、上式の８方向のローパス成分の係数（ke以外の係数）を適応的に変化させる。
【０１４９】
例えば、左上方向の係数ｋａは、左上ブロックのゲイン定数ａと注目ブロックのゲイン定数ｅとを比較し、下記の手順で係数を変化させる。
【０１５０】
たとえば、３×３行列の各係数に対応するゲイン定数を図９Ａに示すものを用いるとする。このとき、ａ＜ｅである場合、ｋａ＝１／１６と設定する。また、ａ＞ｅである場合、ｋａ＝０と設定する。
【０１５１】
他の７方向の係数ｋｂ，ｋｃ，ｋｄ，ｋｆ，ｋｇ，ｋｈ，ｋｉについても同様である。つまり、ｂ＜ｅである場合、ｋａ＝２／１６と設定する。また、ｂ＞ｅである場合、ｋａ＝０と設定する。
【０１５２】
これにより、ｅより大きな値のゲインについては重み付け平均に算入されず、ｅより小さい値のみ、重み付け平均に算入されるため、出力ゲインの値ｙはｅより大きくなることはない。
【０１５３】
例えば、３×３ブロックにおいて注目ブロックのゲイン値ｅが最も大きい場合、周りのブロックの小さいゲイン定数の値が考慮されるため、出力ゲインの値ｙは小さくなる。
【０１５４】
これに対し、周りのブロックに対して注目ブロックのゲイン値ｅが最も小さい場合、ｋｅ＝１とし、かつ、他のブロックの係数は全て０になるため、出力ゲインの値ｙがｅよりも大きくなることはない。
【０１５５】
通常、フィルタの入力はｅよりも大きな値も小さな値も存在する。しかし、その場合においても、第２の例のローパスフィルタによれば、大きな値は重み付け平均に算入されず、小さな値のみ重みづけ平均に算入される。このため、フィルタ処理の後、より大きな値を出力することがないローパイフィルタ処理を実現できる。
【０１５６】
注目ブロックのゲイン値ｅが最小であるときはフィルタ動作にならないように見えるが、実はそうではない。注目ブロックが隣に移動する際には、前の注目ブロックのゲイン値ｅの影響により、隣の着目ブロックのゲイン値のレベルは必ず下がるため、ゲイン値の差は小さくなり、変化をなだらかにするローパスフィルタとして機能する。この動作を図１０Ｂに示す。図１０Ｂにおいて、実線Ｇiはローパスフィルタの入力であり、破線Ｇo1は通常のローパスフィルタによる処理結果であり、実線Ｇo2が第２の例のローパスフィルタによる処理結果である。
【０１５７】
なお、この上記説明では、注目ブロックのゲイン値より大きいゲイン値は重み付け平均に算入しないように（係数＝０とする）構成した。しかし、実用上は、そこまで極端にする必要はなく、係数の値を小さくする（例えば、係数の値を１／２にする等）だけでも構わない。要するに、元の係数よりも小さくすればよい。
【０１５８】
なお、注目ブロックの出力ゲインを上昇させ難い特性を持つローパスフィルタは他にいつくも考えられる。いずれを用いても本発明の色域外の色の色濁りを低減する効果と同様の効果が得られる。
【０１５９】
２．１．２  ブロック補間部の処理
ブロック補間部２５６の詳細な動作について図面を参照しながら説明する。
【０１６０】
図１１は、ブロック補間部２５６の動作を説明するための図である。以下では、隣接する４つのブロックの中心を結んで形成される領域内の画素についてのゲインを求める方法を説明する。
【０１６１】
画素数で表した１ブロックのサイズを（Ｂｗｉｄｔｈ，Ｂｈｅｉｇｈｔ）とし、補関すべき画素の位置を４つのブロックの中心を結んで形成される領域の端からｘ方向にＬ，ｙ方向にＫだけ離れた位置とする。４つのブロックのゲイン定数をそれぞれＧ(m,n)、Ｇ(m,n+1)、Ｇ(m+1,n)、Ｇ(m+1,n+1)とした場合、補間画素のゲインＧｐｉｘｅｌは次式で求められる。すなわち、まずｘ方向においてＬに基づき線形補間してＧｕｐ、Ｇｄｏｗｎを求め、その結果を用いてさらにｙ方向にＫに基づき線形補間することにより画素単位のゲインＧｐｉｘｅｌを得る。補間の順序を変更しても結果は同じである。
【０１６２】
【数２２】
2012049845.tif 000030
【数２３】
2012049845.tif 000031
【数２４】
2012049845.tif 000032
【０１６３】
上記のようにして、ブロック単位のゲインに基づき画素単位のゲインを求めることができる。なお、ここでは１次元の補間をｘｙ方向に適用したが、２次元補間を直接適用しても良い。またバイキュービックのようなタップ数の多い高次の補間を用いてもよい。また、ブロック単位のゲインを画素単位にアップコンバートしたうえで、ＬＰＦにより段差のない滑らかな変化にする方法でも同様の効果がある。
【０１６４】
２．２  まとめ
実施形態２の液晶テレビ１は、ＲＧＢＷの４原色を用いて色を表現する表示部１０５において表示される画像データを生成する。液晶テレビ１は、複数画素からなる画像データに対する色信号であってＲＧＢの３原色に関する色信号であるＲＧＢ信号を取得する入出力ＩＦ部１０１と、取得された３原色に関するＲＧＢ信号の値の大きさ（ゲイン設定）を変更する変更部２０５と、変更された３原色に関するＲＧＢ信号を、４原色に関する色信号であるＲＧＢＷ信号に変換するＲＧＢＷ変換部２０２とを備える。変更部２０５は、ブロックにおいて色飽和画素が含まれる場合、ブロック内における画素群に対してＲＧＢ信号の値の大きさ（ゲイン設定）を小さく変更する。
【０１６５】
さらに、液晶テレビ１は、画像の領域全体を複数のブロックに分割するブロック分割部２５１と、各ブロック内に、ＲＧＢＷ変換部２０２による変換後の色信号が示す色が表示部１０５の表示可能色域外の色となる画素があるか否かを検出する色域外色検出部２５２とを備える。変更部２０５ｂは、ブロック毎に、色域外色検出部２５２の検出結果に基づき色信号の値を変更する。
【０１６６】
より具体的には、変更部１０５は、ブロック毎に、色域外色検出部２５２の検出結果に基づきゲイン値を算出し、算出したゲイン値に基づき色信号の値を変更する。この構成により、画像領域中の一のブロックに表示可能色域外の色の画素が含まれても、その画素を含まない他のブロックは元の輝度を保持した状態で表示することが可能となる。
【０１６７】
また、隣接するブロック間では、ゲイン定数の違いによる輝度の不連続が生じる。それを抑制するため、画素毎にゲイン定数が連続になるようにゲイン定数を補間することが望ましい。また、領域毎のゲイン定数の変化が大きすぎると不自然な映像となることがあるので、領域毎のゲイン定数に対してローパスフィルタなどで平滑化を施すのが好ましい。
【０１６８】
また、バックライト１０５２がその発光量を領域毎に制御できる場合、変更部２０５ｂによりゲインが低下された領域に対する発光量を、ゲインの低下に応じて増加させるようにしてもよい。これにより、色の再現性をより向上することができる。この際、分割する領域をバックライトによる光量の制御単位と同じにすることで、変更部２０５ｂで設定されたゲイン定数をバックライト制御に反映することが容易になる。
【０１６９】
また、ゲイン算出部２５３の処理後、ブロックＬＰＦ２５５は、ブロック毎に算出したゲイン値を平滑化する信号処理を行なう。平滑化する処理は、平滑化する処理の対象ブロックの周囲にあるブロックのうち、当該対象ブロックの輝度よりも小さい輝度を有するブロックの影響を、当該対象ブロックの輝度よりも高い輝度を有するブロックよりも、より強く受けるようにゲイン値を平滑化する。
【０１７０】
上記のように構成することにより、ブロック毎に算出したゲイン値を平滑化する際、周囲の暗い部分の影響を強くうけるように処理することができる。これにより、画像データを表示した際、色再現性を向上できるとともに黒浮きを低減することが可能となる。
【０１７１】
３．実施形態３
実施形態１、２においては、時間的に先に処理されて生成されるＲＧＢＷ信号の信号値から算出したゲイン定数を用いて現在のＲＧＢ信号を補正した。つまり、ＲＧＢＷ信号のフィードバック制御を用いて、入力されるＲＧＢ信号のゲインを補正した。
【０１７２】
本発明では、フィードバック制御を用いたものに限定されるものではなく、フィードフォワード制御を用いてもよい。そこで、実施形態３では、フィードフォワード制御を用いてゲイン定数を算出する構成について説明する。なお、実施形態１と同様の構成に関しては同じ符号を付すとともに、その説明は省略する。
【０１７３】
実施形態３における信号処理部について図面を参照しながら説明する。図１２は、実施形態３における信号処理部１０２ｃの構成を説明した図である。
【０１７４】
実施形態３における信号処理部１０２ｃは、実施形態１における変更部２０５に代えて変更部２０５ｃを備える。また、ＲＧＢＷ変換部２０２から変更部２０５ｃへのＲＧＢＷ信号のフィードバックはない。他の構成は実施形態１のものと同様である。
【０１７５】
以下、変更部２０５ｃの動作について詳細に説明する。変更部２０５ｃが設定するゲイン定数をｋとする。また、変更部２０５ｃに入力されるＲＧＢ信号の信号値を（Ｒ０、Ｇ０、Ｂ０）とする。
【０１７６】
変更部２０５ｃは、ＲＧＢＷ変換部２０２におけるＲＧＢ信号の変換特性に基づき、逆ガンマ変換部２０１から入力したＲＧＢ信号のゲイン定数を決定し、そのゲインを用いてＲＧＢ信号のレベルを変更する。ここで、ＲＧＢＷ変換部２０２における変換特性は、実施形態１におけるＲＧＢＷ変換部２０２の動作および数式（６）〜数式（８）により規定されるとする。ＲＧＢＷ変換部２０２の変換動作に応じて、変更部２０５ｃの動作も異なる。
【０１７７】
変更部２０５ｃは入力されるＲＧＢ信号を構成する信号値に対してゲイン定数ｋを乗算する。ここで、ゲイン定数ｋの設定方法について説明する。
【０１７８】
まず、変更部２０５ｃは、逆ガンマ変換部２０１から、逆ガンマ変換されたＲＧＢ信号（Ｒ０、Ｇ０、Ｂ０）を入力する。
【０１７９】
変更部２０５ｃは、ＲＧＢＷ変換部２０２の変換特性、すなわち、数式（６）〜数式（８）に基づき規定される変換特性を認識している。よって、数式（６）より、Ｒ原色点に対応する信号値について次式の関係が成立する。
【０１８０】
［数２５］    Ｒ０´＝ｋ×Ｒ０
［数２６］    Ｒ１  ＝２×Ｒ０´
また、数式（７）、（８）より、液晶パネル１５０１で表現可能な信号値が０から２５５の場合、変更部２０５ｃは色信号を飽和させないために、次式を満たす必要がある。
【０１８１】
［数２７］
Ｒ１−Ｗ２≦２５５
→  ２×ｋ×Ｒ０−min（Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１、２５５）≦２５５
→  ２×ｋ×Ｒ０−２×ｋ×min（Ｒ０、Ｇ０、Ｂ０、２５５）≦２５５
→  ２×ｋ×｛Ｒ０−min（Ｒ０、Ｇ０、Ｂ０、２５５）｝≦２５５
→  ｋ≦２５５／［２×｛Ｒ０−min（Ｒ０、Ｇ０、Ｂ０、２５５）｝]
【０１８２】
Ｇ原色点およびＢ原色点に関しても同様に次式が成立する。
［数２８］
ｋ≦２５５／［２×｛Ｇ０−min（Ｒ０，Ｇ０，Ｂ０，２５５）｝］
［数２９］
ｋ≦２５５／［２×｛Ｂ０−min（Ｒ０，Ｇ０，Ｂ０，２５５）｝］
【０１８３】
上記の数式を考慮し、変更部２０５ｃは１ピクチャ内におけるゲイン定数ｋを次式を満たすように設定する。
【０１８４】
［数３０］
ｋ≦
２５５／［２×｛max（Ｒ０，Ｇ０，Ｂ０）−min（Ｒ０，Ｇ０，Ｂ０，２５５）｝］
【０１８５】
変更部２０５ｃは、数式（３０）に従ってゲイン定数ｋを設定することにより、ＲＧＢ信号からＲＧＢＷ信号へ色変換する際に、色飽和が生じないように、すなわち、表示可能色域３０１外の色への変換が生じないようにゲイン定数ｋを設定することができる。すなわち、フィードフォワード制御を用いた色飽和の抑制が可能となる。
【０１８６】
本実施形態においても、実施形態２と同様に、画像全体の領域を複数のブロックに分割し、ブロック毎に、色飽和が生じないようゲイン定数を制御してもよい。
【０１８７】
以上のように、実施形態３の液晶テレビ１は、ＲＧＢＷの４原色を用いて色を表現する表示装置において表示される画像データを生成する。液晶テレビ１は、複数画素からなる画像データに対する色信号であって、ＲＧＢの３原色に関するＲＧＢ信号を取得する入出力ＩＦ部１０１と、取得された３原色に関する色信号であるＲＧＢ信号の値の大きさを変更する変更部２０５と、所定の変換特性に基づき、３原色に関する色信号を４原色に関するＲＧＢＷ信号に変換するＲＧＢＷ変換部２０２と、を備える。変更部２０５は、所定領域内（画像全体、ブロック領域等）において、ＲＧＢＷ変換部２０２の変換特性に基づき、変換後のＲＧＢＷ信号が示す色が表示部１０５の表示可能色域外の色とならないように、所定領域（画像領域の一部または全体）内に含まれる画素に対してＲＧＢ信号の値の大きさを小さく変更する。
【０１８８】
上記の構成することにより、液晶テレビ１は、実際にＲＧＢ信号をＲＧＢＷ信号に変換する前に、ＲＧＢＷ変換部２０２の変換特性に基づいて、信号を飽和させないためのゲイン値を算出することができる（フィードフォワード制御）。さらに、算出結果に応じて、入出力ＩＦ１０１が取得した複数画素分の色信号の信号値をまとめて変更することができる。そのため、表示部１０５の表示可能色域内で色を表現できない画素だけではなく、その画素の周辺の画素についてのＲＧＢ信号の信号値を一括して変更することができる。つまり、フィードフォワード制御により、入力したＲＧＢ信号の輝度を変更することにより、当該ＲＧＢ信号から変換されるＲＧＢＷ信号により表現される輝度は低下するが、当該ＲＧＢＷ信号により表現される色の飽和を制御することができる。このため、入力される色信号の色の再現性を向上することができる。
【０１８９】
なお、上記の構成によれば、ＲＧＢＷ変換部２０２の変換特性に基づき、事前に飽和しないように、ＲＧＢ信号のゲインを設定することで、色変換後の信号の飽和を抑制した。しかし、色変換後の信号の飽和の抑制方法はこの方法に限定されず、他の方法でもよい。例えば、変更部２０５ｃは、ＲＧＢＷ変換部２０２の変換特性に基づき、入力されたＲＧＢ信号から、ＲＧＢＷ変換部２０２による変換後のＲＧＢＷ信号を予測してもよい。変更部２０５ｃは、予測したＲＧＢＷ信号を用いて実施形態１で説明した方法により、「表現可能な信号値を超えた信号値を有する画素の数（Ｃｎ１）」または「表現可能な信号値を超えている度合い（Ｃｎ２）の大きさ」を算出してもよい。そして、変更部２０５ｃは、算出した「表現可能な信号値を超えた信号値を有する画素の数（Ｃｎ１）」または「表現可能な信号値を超えている度合い（Ｃｎ２）の大きさ」に基づき、ＲＧＢ信号に対するゲインを設定してもよい。この構成によっても同様の効果が得られる。
【０１９０】
４，その他の実施形態
以上、いくつかの実施形態の形態について説明したが、本発明の思想は上記の実施形態に限定されるものではない。
【０１９１】
（１）上記の実施形態に記載したゲイン定数の導出方法は一例であり、上記のものに限定されるものではない。変更部２０５、…は、ＲＧＢＷ変換部２０２の特性に応じて、色信号を飽和させないようにゲイン定数を設定すればよい。ＲＧＢＷ変換部２０２の特性によっては解析的にゲイン定数を求めることができない場合がある（非線形な変換処理など）。しかし、この場合においてもニュートン法などの公知な数値解析法を用いることでゲイン定数を設定することができる。
【０１９２】
なお、計算されたゲイン定数をそのまま反映すると、映像の内容によっては時間軸方向にゲイン定数が大きく変動して映像にフリッカを生じさせる場合がある。よって、前述のように、ＩＩＲフィルタなどを用いてゲイン定数が大きく変動しないように構成することが好ましい。要するに、時間的にゲイン定数が滑らかに変更するようにフィルタ処理を実施するのが好ましい。
【０１９３】
（２）入力される映像が静止画である場合、その静止画が切り替わるタイミングでその静止画に合わせたゲイン定数を適用するようにしてもよい。こうすることで、映像が切り替わった際に映像が徐々に暗くなっていくという現象を抑制できる。実施形態１においても、切り替わった映像を出力する前にフィードバックのループを複数回実施して、ゲイン定数が一定値に収束するまで待った後、映像を出力するようにしてもよい。この場合でも同様の効果が得られる。
【０１９４】
（３）上記の実施形態においては、飽和画素を検出した領域の画素についてＲＧＢ信号全ての信号の信号値の大きさを低下させたが、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）のうちの少なくともいずれか１つの原色の信号値を低下させるようにしてもよい。
【０１９５】
（４）上記の実施形態において、表示部１０５が照射する照射光の強度を、変更部２０５、２０５ｂ、２０５ｃが行う補正動作に応じて変更するようにしてもよい。例えば、変更部２０５、…において、信号値を小さくするように補正した場合、表示部１０５２は照射光の強度を強くするように制御される。このように動作することにより、変更部２０５、…における補正動作で暗くなった映像を明るくすることができる。逆に、変更部２０５および変更部２０５ｃにおいて、信号値を大きくするように補正した場合、表示部１０５２は照射光の強度を弱くするように制御してもよい。このように動作することにより、消費電力を削減することが可能となる。
【０１９６】
（５）変更部２０５、２０５ｃは、色信号の値を大きく変更する場合と、色信号の値を小さく変更する場合とで、変化の割合を異ならせても良い。すなわち、変更部２０５、２０５ｃは、色信号の値を大きくする場合、第１の割合で値を大きく変更し、色信号の値を小さく変更する場合、第１の割合と異なる第２の割合で値を小さく変更するようにしてもよい。このように、色信号の値を大きく変更する場合と小さく変更する場合とで異なる割合で変化させることで、画素が表現する輝度の変化を人間の視覚特性に合わせることができるため、視聴者がより自然に視認し得る輝度変換が可能となる。
【０１９７】
（６）上記の実施形態では、色飽和の抑制のために、ＲＧＢ信号のゲイン設定を小さく変更することで、ＲＧＢ信号により表現される色の輝度を低下させた。しかし、色飽和の抑制のための方法はこの方法に限定されない。例えば、変更部２０５は、表示可能色域外の色を表示可能色域内の色に変換する参照テーブル（ＬＵＴ）を備え、その参照テーブルを用いて、表示可能色域外の色を表示可能色域内の色に変換するようにしてもよい。
【０１９８】
（７）本実施形態における色信号処理アルゴリズムは、ＣＤ−ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｃ−Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）等の記録媒体やインターネット等の通信ネットワークを介して流通させることができる。
【０１９９】
（８）上記実施形態における信号処理部１０２、１０２ｂ、１０２ｃは集積回路で実現できる。集積回路としては、典型的な集積回路であるＬＳＩを用いることができる。この場合、ＬＳＩは１チップで構成しても良いし、複数チップで構成しても良い。例えば、メモリ以外の機能ブロックを１チップＬＳＩで構成しても良い。なお、集積回路は、ＬＳＩに限らず、集積度の違いにより、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩまたはウルトラＬＳＩと呼称されることもある。
【０２００】
また、集積回路は、専用回路または汎用プロセッサで実現してもよいし、プログラム可能なＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサーで実現してもよい。
【０２０１】
さらに、半導体技術の進歩または半導体技術から派生する別技術によりＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて、前述の機能を実現してもよい。例えば、バイオ技術の適応等がその可能性として有り得ると考えられる。
【０２０２】
また、集積回路化に関し、各機能ブロックのうち、データを格納するユニットだけを、１チップに組み込まず、別構成としても良い。
【０２０３】
（９）上記の実施形態の思想は、液晶やプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）などを用いたディスプレイに限定されるものではなく、少なくとも４原色点を用いて色表現が可能な表示装置に広く適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【０２０４】
本発明に係る色信号処理装置は、使用者が快適に映像を視聴することができるように、映像信号の色変換処理を行うことができるため、液晶テレビ等に適用できる。
【符号の説明】
【０２０５】
１  液晶テレビ
２  レコーダ装置
３  アンテナ
４  ＳＤカード
１０１  入出力ＩＦ部
１０２  信号処理部
１０３  バッファメモリ
１０４  フラッシュメモリ
１０５  表示部
１０６  チューナ
２０１  逆ガンマ変換部
２０２  ＲＧＢＷ変換部
２０３  ガマット変換部
２０４  ガンマ変換部
２０５、２０５ｂ、２０５ｃ  変更部
３０１  領域
１５０１  液晶パネル
１５０２  バックライト
２５１  ブロック分割部
２５２  色域外色検出部
２５３  ゲイン算出部
２５４  遅延回路
２５５  ブロックＬＰＦ
２５６  ブロック補間部
２５７  乗算器
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2012049845.tif 000033
【図２】
2012049845.tif 000034
【図３】
2012049845.tif 000035
【図４】
2012049845.tif 000036
【図５】
2012049845.tif 000037
【図６Ａ】
2012049845.tif 000038
【図６Ｂ】
2012049845.tif 000039
【図７】
2012049845.tif 000040
【図８】
2012049845.tif 000041
【図９Ａ】
2012049845.tif 000042
【図９Ｂ】
2012049845.tif 000043
【図９Ｃ】
2012049845.tif 000044
【図１０Ａ】
2012049845.tif 000045
【図１０Ｂ】
2012049845.tif 000046
【図１１】
2012049845.tif 000047
【図１２】
2012049845.tif 000048
【手続補正書】
【提出日】平成24年6月15日(2012.6.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも４原色を用いて色を表現する表示装置において表示される画像データを生成する色信号処理装置であって、
複数画素からなる画像データに対する色信号であって３原色に関する色信号を取得する取得部と、
前記取得された３原色に関する色信号の値の大きさを変更する変更部と、
前記変更された３原色に関する色信号を４原色に関する色信号に変換する変換部と、を備え、
前記変更部は、前記画像が示す画像の少なくとも一部の領域において、色飽和画素が含まれる場合、前記領域内に含まれる画素に対して、３原色のうちの少なくとも１つの色の色信号の値を小さく変更し、
前記色飽和画素は、変換部による変換後の色信号が示す色が表示装置の表示可能色域外の色となる画素である、
色信号処理装置。
【請求項２】
少なくとも４原色を用いて色を表現する表示装置において表示される画像データを生成する色信号処理装置であって、
複数画素からなる画像データに対する色信号であって、３原色に関する色信号を取得する取得部と、
前記取得された３原色に関する色信号の値の大きさを変更する変更部と、
所定の変換特性に基づき、前記取得された３原色に関する色信号を４原色に関する色信号に変換する変換部と、を備え、
前記変更部は、前記画像データが示す画像の少なくとも一部の領域内において、前記変換部の変換特性に基づき、前記変換後の色信号が示す色が前記表示装置の表示可能色域外の色とならないように、前記領域内に含まれる画素に対して３原色のうちの少なくとも１つの原色の色信号の値の大きさを小さく変更する、
色信号処理装置。
【請求項３】
前記変更部は、前記変換部による変換後の色信号が前記表示可能色域外の色を示す信号となる画素の数が第１の閾値よりも大きい場合、前記所定領域に含まれる画素の色信号の値を小さくする、請求項１または請求項２に記載の色信号処理装置。
【請求項４】
前記変更部は、前記変換部により変換された色信号が前記表示装置の表示可能色域外の色を示す信号となる画素の数が、前記第１の閾値より小さい第２の閾値よりも小さい場合、前記所定領域に含まれる画素の色信号の値を大きくする、請求項３に記載の色信号処理装置。
【請求項５】
前記変更部は、前記色信号の値を変更する場合、所定の割合で値を変更する、請求項１または請求項２に記載の色信号処理装置。
【請求項６】
前記変更部は、前記色信号の値を大きくする場合、第１の割合で値を大きく変更し、前記色信号の値を小さくする場合、前記第１の割合と異なる第２の割合で値を小さく変更する請求項５に記載の色信号処理装置。
【請求項７】
前記色信号処理装置はさらに、前記取得された複数画素分の色信号から前記表示装置におけるバックライトの発光量に関する制御信号を生成する生成部を備え、
前記生成部は、前記変更部が色信号の値を小さく変更した場合、前記バックライトの発光量を大きくするように前記制御信号を制御する請求項１または請求項２に記載の色信号処理装置。
【請求項８】
前記変更部は、前記色信号が示す色の色相に基づいて色信号の値を変更する、請求項１または請求項２に記載の色信号処理装置。
【請求項９】
前記変更部は、前記色信号が黄の色相を有する画素に対する色信号の低減の割合を、他の色の色相を有する画素に対する色信号の低減の割合よりも大きくする、請求項８に記載の色信号処理装置。
【請求項１０】
前記画像の全体領域を複数のブロックに分割するブロック分割部と、
各ブロック内に、前記変換部による変換後の色信号が前記表示装置の表示可能色域外の色を示す信号となる画素があるか否かを検出する検出部と、
をさらに備え、
前記変更部は、前記ブロック毎に、前記検出部の検出結果に基づき色信号の値を変更する、
請求項１または請求項２記載の色信号処理装置。
【請求項１１】
前記変更部は、前記ブロック毎に前記検出部の検出結果に基づき色信号の値を変更する際に、前記ブロック毎に、前記検出部の検出結果に基づきゲイン値を算出し、算出したゲイン値に基づき、前記色信号の値を変更する、
請求項１０記載の色信号処理装置。
【請求項１２】
前記変更部は、ブロック毎に算出したゲイン値をブロック間で平滑化する処理を行ない、
前記平滑化する処理は、平滑化する処理の対象ブロックの周囲にあるブロックのうち、当該対象ブロックの輝度よりも小さい輝度を有するブロックの影響を、当該対象ブロックの輝度よりも高い輝度を有するブロックよりも、より強く受けるようにゲイン値を平滑化する、
請求項１１に記載の色信号処理装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
本発明の第１の態様において、少なくとも４原色を用いて色を表現する表示装置において表示される画像データを生成する色信号処理装置が提供される。色信号処理装置は、複数画素からなる画像データに対する色信号であって３原色に関する色信号を取得する取得部と、取得された３原色に関する色信号の値の大きさを変更する変更部と、変更された３原色に関する色信号を４原色に関する色信号に変換する変換部と、を備える。変更部は、画像データが示す画像の少なくとも一部の領域において、色飽和画素が含まれる場合、その領域内に含まれる画素に対して、３原色のうちの少なくとも１つの色の色信号の値を小さく変更する（フィードバック制御）。色飽和画素とは、変換部による変換後の色信号が示す色が表示装置の表示可能色域外の色となる画素である。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
本発明の第２の態様において、少なくとも４原色を用いて色を表現する表示装置において表示される画像データを生成する色信号処理装置が提供される。第２の態様の色信号処理装置は、複数画素からなる画像データに対する色信号であって、３原色に関する色信号を取得する取得部と、取得された３原色に関する色信号の値の大きさを変更する変更部と、所定の変換特性に基づき、取得された３原色に関する色信号を４原色に関する色信号に変換する変換部と、を備える。変更部は、画像データが示す画像の少なくとも一部の領域内において、変換部の変換特性に基づき、変換後の色信号が示す色が表示装置の表示可能色域外の色とならないように、その領域内に含まれる画素に対して３原色のうちの少なくとも１つの原色の色信号の値の大きさを小さく変更する（フィードフォワード制御）。
【手続補正書】
【提出日】平成24年9月6日(2012.9.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも４原色を用いて色を表現する表示装置において表示される画像データを生成する色信号処理装置であって、
複数画素からなる画像データに対する色信号であって３原色に関する色信号を取得する取得部と、
前記取得された３原色に関する色信号の値の大きさを変更する変更部と、
前記変更された３原色に関する色信号を４原色に関する色信号に変換する変換部と、を備え、
前記変更部は、前記画像データが示す画像の少なくとも一部の領域において、色飽和画素が含まれる場合、前記領域内に含まれる画素に対して、３原色のうちの少なくとも１つの色の色信号の値を小さく変更し、
前記色飽和画素は、変換部による変換後の色信号が示す色が表示装置の表示可能色域外の色となる画素である、
色信号処理装置。
【請求項２】
少なくとも４原色を用いて色を表現する表示装置において表示される画像データを生成する色信号処理装置であって、
複数画素からなる画像データに対する色信号であって、３原色に関する色信号を取得する取得部と、
前記取得された３原色に関する色信号の値の大きさを変更する変更部と、
所定の変換特性に基づき、前記取得された３原色に関する色信号を４原色に関する色信号に変換する変換部と、を備え、
前記変更部は、前記画像データが示す画像の少なくとも一部の領域内において、前記変換部の変換特性に基づき、前記変換後の色信号が示す色が前記表示装置の表示可能色域外の色とならないように、前記領域内に含まれる画素に対して３原色のうちの少なくとも１つの原色の色信号の値の大きさを小さく変更する、
色信号処理装置。
【請求項３】
前記変更部は、前記変換部による変換後の色信号が前記表示可能色域外の色を示す信号となる画素の数が第１の閾値よりも大きい場合、前記領域に含まれる画素の色信号の値を小さくする、請求項１または請求項２に記載の色信号処理装置。
【請求項４】
前記変更部は、前記変換部により変換された色信号が前記表示装置の表示可能色域外の色を示す信号となる画素の数が、前記第１の閾値より小さい第２の閾値よりも小さい場合、前記領域に含まれる画素の色信号の値を大きくする、請求項３に記載の色信号処理装置。
【請求項５】
前記変更部は、前記色信号の値を変更する場合、所定の割合で値を変更する、請求項１または請求項２に記載の色信号処理装置。
【請求項６】
前記変更部は、前記色信号の値を大きくする場合、第１の割合で値を大きく変更し、前記色信号の値を小さくする場合、前記第１の割合と異なる第２の割合で値を小さく変更する請求項５に記載の色信号処理装置。
【請求項７】
前記色信号処理装置はさらに、前記取得された複数画素分の色信号から前記表示装置におけるバックライトの発光量に関する制御信号を生成する生成部を備え、
前記生成部は、前記変更部が色信号の値を小さく変更した場合、前記バックライトの発光量を大きくするように前記制御信号を制御する請求項１または請求項２に記載の色信号処理装置。
【請求項８】
前記変更部は、前記色信号が示す色の色相に基づいて色信号の値を変更する、請求項１または請求項２に記載の色信号処理装置。
【請求項９】
前記変更部は、前記色信号が黄の色相を有する画素に対する色信号の低減の割合を、他の色の色相を有する画素に対する色信号の低減の割合よりも大きくする、請求項８に記載の色信号処理装置。
【請求項１０】
前記画像の全体領域を複数のブロックに分割するブロック分割部と、
各ブロック内に、前記変換部による変換後の色信号が前記表示装置の表示可能色域外の色を示す信号となる画素があるか否かを検出する検出部と、
をさらに備え、
前記変更部は、前記ブロック毎に、前記検出部の検出結果に基づき色信号の値を変更する、
請求項１または請求項２記載の色信号処理装置。
【請求項１１】
前記変更部は、前記ブロック毎に前記検出部の検出結果に基づき色信号の値を変更する際に、前記ブロック毎に、前記検出部の検出結果に基づきゲイン値を算出し、算出したゲイン値に基づき、前記色信号の値を変更する、
請求項１０記載の色信号処理装置。
【請求項１２】
前記変更部は、ブロック毎に算出したゲイン値をブロック間で平滑化する処理を行ない、
前記平滑化する処理は、平滑化する処理の対象ブロックの周囲にあるブロックのうち、当該対象ブロックの輝度よりも小さい輝度を有するブロックの影響を、当該対象ブロックの輝度よりも高い輝度を有するブロックよりも、より強く受けるようにゲイン値を平滑化する、
請求項１１に記載の色信号処理装置。
【国際調査報告】
2012049845.tif 000049
2012049845.tif 000050
2012049845.tif 000051
2012049845.tif 000052
2012049845.tif 000053
2012049845.tif 000054