(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力される画像から色温度を検出する色温度検出部と、
任意の第１色温度を特定色温度に変換するための少なくとも一つ以上の第１色温度変換係数が貯蔵される第１色温度変換係数部と、
前記特定色温度を任意の第２色温度に変換するための少なくとも一つ以上の第２色温度変換係数が貯蔵される第２色温度変換係数部と、
第１変換係数及び第２変換係数に基づき入力色温度を目標色温度に変換するための第３色温度変換係数は、前記第１変換係数及び第２変換係数を乗じて作成する色温度変換係数作成部と、
該第３色温度変換係数に基づき前記入力画像の色温度を前記入力された目標色温度に変換する色温度変換部と、
該色温度が変換された画像をディスプレイするディスプレイ部と、を有し、
前記第１色温度変換係数は、検出された前記入力色温度に基づき前記第１色温度変換係数のうち選択され、前記第２色温度変換係数は入力された前記目標色温度に基づき前記第２色温度変換係数のうち選択される、
ことを特徴とするカラーディスプレイシステム。
【請求項２】
入力される画像から色温度を検出する段階と、
目標色温度を入力される段階と、
任意の第１色温度を特定色温度に変換するための少なくとも一つ以上の第１色温度変換係数のうち前記検出された色温度に応ずる第１変換係数を選択する段階と、
前記特定色温度を任意の第２色温度に変換するための少なくとも一つ以上の第２色温度変換係数のうち前記目標色温度に応ずる第２変換係数を選択する段階と、
前記選択された第１及び第２変換係数に基づき前記入力色温度を前記目標色温度に変換するための第３色温度変換係数は前記第１変換係数及び第２変換係数を乗じて作成する段階と、
前記第３色温度変換係数により前記入力画像の色温度を前記目標色温度に変換する段階と、
前記色温度が変換された画像をディスプレイする段階と、
を備えることを特徴とするカラーディスプレイ方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はカラーディスプレイシステムとその色温度変換装置及び方法に係り、さらに詳しくは任意の色温度を特定色温度に変換するための第１係数部と特定色温度を任意の色温度に変換するための第２係数部をそれぞれ備えて、前記第１及び第２係数部から任意の入力色温度を任意の目標色温度に変換するための変換係数を作成する色温度変換装置及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
人が景色を見る際全体的に感じられる色調は照明の特性に比例して相違する。すなわち、白熱灯下で人が事物について知覚する色調は全体的に赤系の色調を帯びる一方、日光下では白熱灯に比べて青系の色調を示す。従って、カラーディスプレイシステムではシステムに入力された事物の色調を人の目に見える色調のように変換する必要がある。全体的に現れる色調は色温度と関わりある。色温度とは完全な熱放射による光の大きさを指すことで、その単位はケルビン(Kelvin)[Ｋ]である。色温度が高ければ青色系に現れ、色温度が低ければ赤色系に現れる。
【０００３】
カラーディスプレイシステムは、ＴＶ、ＤＴＶ、ＴＦＴ(薄膜トランジスタ)モニター、カラープリンタ、デジタルカメラ、プロジェクタ、携帯電話のようにユーザーに情報を視覚的に伝える必要のある機器に多用されている。カラーディスプレイシステムにおいて画質を改善するために色温度を調節する必要がある。
【０００４】
カラーモデルにはＲ、Ｇ、Ｂ(赤、緑、青)モデル、Ｈ、Ｓ、Ｂ(Hue、Saturation、Brightness)/ＨＬＳ(Hue、Lightness、Saturation)モデル、ムンセル(Munsell)カラーシステム及びＣＩＥ(Commission Internationale de l'Eclairage)カラーモデルなどがある。ＣＩＥカラーモデルは照明装置に関する標準を定める国際照明委員会(International Commission on Ilumination)で決めたものである。ＣＩＥカラーモデルにはＣＩＥＸＹＺ、ＣＩＥＬＵＶ及びＣＩＥＬＡＢがある。ＣＩＥＸＹＺカラーモデルはＲＧＢ３要素値を全て正の符号を有する他の３要素値のセットであるＸＹＺで示したものである。Ｘ、Ｙ、Ｚを通常３刺激値(tri-stimulus values)と命名する。
【０００５】
従来の色温度を変換する方法は、ＣＩＥＸＹＺカラーモデルを用いる方法であって、特にＸ軸とＹ軸を全て用いる色温度変換方法である。
【０００６】
以下、図１を参照して従来の色温度変換方法を説明する。従来の色温度変換方法の詳細な過程は、Gunter Wyszeck及びW．S．Stilesの著書"カラーサイエンス第２版、１９８２年"１４５-１４６頁を参照した。従来の色温変換方法によれば、画像が入力されれば(Ｓ１０)、入力画像の色温度Ｔcを計算する(Ｓ２０)。計算された入力画像の色温度Ｔcに対する日光スペクトルを計算する(Ｓ３０)。日光スペクトルは入力画像の色温度Ｔcの範囲により次の式（１）または式（２）により計算される。
【０００７】
１) 入力画像の色温度Ｔcが４０００Ｋ?Ｔc<７０００Ｋの場合、
【０００８】
【数１】
0003678706.tif 000002
２) 入力画像の色温度Ｔcが７０００Ｋ?Ｔc<２５０００Ｋの場合、
【０００９】
【数２】
0003678706.tif 000003
日光の分光放射力分布(spectral radiant power distribution)ＳＤ(λ)を計算する。
【００１０】
ＳＤ（λ）＝Ｓ０（λ）＋Ｍ１Ｓ１（λ）＋ Ｍ２Ｓ２（λ）}}    （３）ここで、[Ｓ０（λ）、Ｓ１（λ）、Ｓ２（λ）]は[s０[３１]、s１[３１]、s２[３１]]に当り、s０[３１]、s１[３１]、s２[３１]は不変値であり、
【００１１】
【数３】
0003678706.tif 000004
入力画像の色温度Ｔcに対するマクベスカラーチェッカ(Macbeth color checker: ＭＣＣ)のＸ、Ｙ、Ｚを計算する(Ｓ４０)。ＭＣＣは各パス(path)のＸＹＺを式（４）から求める。この際適用されたＭＣＣは波長(λ)が４００ｎｍ〜７００ｎｍの場合、１０ｎｍ間隔に３１個のエレメントを有するものを採用する。
【００１２】
【数４】
0003678706.tif 000005
［Ｒ［ｉ］］３１×３１は一つのカラーパスに対するrefeltance対角行列（diagonal matrix）であって、各波長帯の値はマトリックスの対角項(diagonal term)にのみ位置し、非対角項(off-diagonal term)は全て０であり、［Ｅ［ｉ］］３１×１は照明のスペクトル電力分散であり、
ＸiＭＥ、ＹiＭＥ、及びＺi ＭＥは入力画像の色温度Ｔcに対するＭＣＣの３刺激値を意味する。
【００１３】
目標色温度に当るＭＣＣのＸ、Ｙ、Ｚを選択する(Ｓ５０)。
【００１４】
入力画像の色温度Ｔcと目標色温度の相関関係を用いた式（５）により変換マトリックスを計算する(Ｓ６０)。
【００１５】
［ＴＭ］３×３＝［（ＸＹＺ）］ＭＴ］−１３×２４［（ＸＹＺ）］ＭＥ］３×２４      （５）
ここで、［ＴＭ］３×３は変換マトリックスであり、［（ＸＹＺ）］ＭＴ］−１３×２４は目標色温度に対するＭＣＣの３刺激値に対する行列であり、［（ＸＹＺ）］ＭＥ］３×２４は入力画像の色温度Ｔｃに対するＭＣＣの３刺激値に対する行列である。
【００１６】
計算された変換マトリックスを用いて入力画像を目標色温度の画像、すなわち目標とする照明の画像に変換する(Ｓ７０)。
【００１７】
【数５】
0003678706.tif 000006
ここで、Ｘｔ、Ｙｔ及びＺｔは目標色温度による３刺激要素であり、［ＴＭ］は変換マトリックスであり、Ｘ、Ｙ及びＺは入力画像の色温度Ｔcによる３刺激要素である。
【００１８】
こうして目標色温度に変換された画像は多様なカラーディスプレイ装置に出力される(Ｓ８０)。
【００１９】
前述したような従来の色温度変換方法において、色温度変換マトリックスを求めるために入力画像の色温度Ｔcに対するＭＣＣの３刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚ値と目標色温度に対する３刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚ値を計算すべきである。このように従来の色温度変換方法をハードウェアで具現する場合に必要とするマトリックスの数は表１の通りである。
【００２０】
【表１】
0003678706.tif 000007
また、変換マトリックスを求めるためにマトリックス転換部(matrix inversion part)が必要である。そして、前記式の計算のために多数の乗算機及び除算機を必要とする。
【００２１】
従って、従来の色温度変換方法をハードウェアで具現することは大きさとコスト面において実用性及び活用性が極めて劣化する問題点がある。
【００２２】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は前述したような問題点を解決するために案出されたもので、その目的は入力される任意の色温度を他の任意の色温度に変換することができる変換マトリックスを作成する方法及び装置を提供するところにある。
【００２３】
本発明の他の目的はハードウェア具現が容易な色温度変換装置及び方法を提供するところにある。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
前述した目的を達成するための本発明に係る色温度変換方法は、特定色温度を媒介にして任意の入力色温度を任意の目標色温度に変換させる。
【００２５】
本発明に係る色温度変換係数作成装置は、任意の第１色温度を特定色温度に変換するための少なくとも一つ以上の第１色温度変換係数が貯蔵される第１色温度変換係数部と、前記特定色温度を任意の第２色温度に変換するための少なくとも一つ以上の第２色温度変換係数が貯蔵される第２色温度変換係数部と、入力色温度に基づき前記第１色温度変換係数のうち選択された第１変換係数と入力された目標色温度に基づき前記第２色温度変換係数のうち選択された第２変換係数から前記入力色温度を前記目標色温度に変換するための第３色温度変換係数を作成する変換係数作成部とを有する。
【００２６】
本発明に係る色温度変換装置は、入力される画像から色温度を検出する色温度検出部と、任意の第１色温度を特定色温度に変換するための少なくとも一つ以上の第１色温度変換係数が貯蔵される第１色温度変換係数部と、前記特定色温度を任意の第２色温度に変換するための少なくとも一つ以上の第２色温度変換係数が貯蔵される第２色温度変換係数部と、第１変換係数及び第２変換係数に基づき入力色温度を目標色温度に変換するための第３色温度変換係数を作成する色温度変換係数作成部と、前記第３色温度変換係数に基づき入力画像の前記入力色温度を前記目標色温度に変換する色温度変換部とを備える。
【００２７】
前記第１色温度変換係数は検出された前記入力色温度に基づき前記第１色温度変換係数のうち選択され、前記第２色温度変換係数は入力された前記目標色温度に基づき前記第２色温度変換係数のうち選択されることが望ましい。
【００２８】
本発明に係る色温度変換方法は、入力される画像から色温度を検出する段階と、目標色温度を入力される段階と、任意の第１色温度を特定色温度に変換するための少なくとも一つ以上の第１色温度変換係数のうち前記検出された色温度に応ずる第１変換係数を選択する段階と、前記特定色温度を任意の第２色温度に変換するための少なくとも一つ以上の第２色温度変換係数のうち前記目標色温度に応ずる第２変換係数を選択する段階と、前記選択された第１及び第２変換係数に基づき入力画像の前記入力色温度を前記目標色温度に変換するための第３色温度変換係数を作成する段階と、前記第３色温度変換係数により前記入力画像の色温度を前記目標色温度に変換する段階とを備える。
【００２９】
本発明に係るカラーディスプレイシステムは、入力される画像から色温度を検出する色温度検出部と、任意の第１色温度を特定色温度に変換するための少なくとも一つ以上の第１色温度変換係数が貯蔵される第１色温度変換係数部と、前記特定色温度を任意の第２色温度に変換するための少なくとも一つ以上の第２色温度変換係数が貯蔵される第２色温度変換係数部と、第１変換係数及び第２変換係数に基づき入力色温度を目標色温度に変換するための第３色温度変換係数を作成する色温度変換係数作成部と、前記第３色温度変換係数に基づき前記入力画像の色温度を前記入力された目標色温度に変換する色温度変換部と、前記色温度が変換された画像をディスプレイするディスプレイ部とを備える。
【００３０】
前記第１色温度変換係数は、検出された前記入力色温度に基づき前記第１色温度変換係数のうち選択され、前記第２色温度変換係数は入力された前記目標色温度に基づき前記第２色温度変換係数のうち選択されることが望ましい。
【００３１】
本発明に係るカラーディスプレイ方法は、入力される画像から色温度を検出する段階と、目標色温度を入力される段階と、任意の第１色温度を特定色温度に変換するための少なくとも一つ以上の第１色温度変換係数のうち前記検出された色温度に応ずる第１変換係数を選択する段階と、前記特定色温度を任意の第２色温度に変換するための少なくとも一つ以上の第２色温度変換係数のうち前記目標色温度に応ずる第２変換係数を選択する段階と、前記選択された第１及び第２変換係数に基づき前記入力色温度を前記目標色温度に変換するための第３色温度変換係数を作成する段階と、前記第３色温度変換係数により前記入力画像の色温度を前記目標色温度に変換する段階と、前記色温度が変換された画像をディスプレイする段階とを備える。
【００３２】
本発明に係るカラーディスプレイシステムの色温度計算装置及び方法によれば、特定色温度を媒介にして入力色温度を目標色温度に変換するための係数を予め定義するので、ハードウェア構成の複雑度を減少させうる。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下、添付した図に基づき本発明を詳述する。図２を参照するに、本発明に係る色温度変換装置及び方法の原理は、特定色温度Ｔｐを媒体にして任意の入力色温度Ｔiを任意の目標色温度Ｔoに変換させるものである。このため、任意の色温度Ｔiを特定色温度Ｔpに変換するための第１係数テーブルＭαを求める。第１係数テーブルＭαは、任意の色温度Ｔiを特定色温度Ｔpに変換するための係数であって、α１ないしαi、αiないしαnと表示し、各係数は３×３マトリックス形態である。また、特定色温度Ｔpを任意の色温度Ｔoに変換するための第２係数テーブルＭβを求める。第２係数テーブルＭβは特定色温度Ｔｐを任意の色温度Ｔoに変換するための係数であって、β１ないしβo、βoないしβmと表示する。各係数は３×３マトリックス形態である。
【００３４】
第１及び第２係数テーブルＭα、ＭβはＭＣＣを用いて公知の方法により求められる。例えば、６５００Ｋの入力色温度Ｔiを目標色温度（Ｔo）１２０００Ｋに変換したい場合は、色温度変換装置の入力は入力色温度（Ｔi）６５００Ｋと目標色温度（Ｔo）１２０００Ｋである。色温度変換装置は、６５００Ｋの入力色温度Ｔiに基づき第１係数テーブルＭαから選択された第１変換係数αiと目標色温度(Ｔo)１２０００Ｋに基づき第２係数テーブルＭβから選択された第２変換係数βoを選択することができる。従って、６５００Ｋである入力色温度Ｔiを目標色温度Ｔo１２０００Ｋに変換するための色温度変換係数は第１及び第２変換係数αiとβoをかけた値になる。
【００３５】
このように特定色温度Ｔｐを媒体にして入力色温度Ｔiを目標色温度Ｔoに変換すれば、ハードウェア構成を単純化することができる長所がある。
【００３６】
図３及び図４に基づき本発明に係る色温度変換係数を求める装置及び方法を説明する。
【００３７】
本発明に係る色温度変換係数作成部２６０は、第１色温度変換係数部２６０ａ、第２色温度変換係数部２６０ｂ及び変換係数作成部２６０ｃを備える。第１色温度変換係数部２６０ａに貯蔵される第１色温度変換係数は入力画像の色温度Ｔiを特定色温度Ｔｐに変換するための係数であって、予め定義されている。第２色温度変換係数部２６０ｂに貯蔵される第２色温度変換係数は特定色温度Ｔｐを目標色温度Ｔoに変換するための係数であって、予め定義されている。変換係数作成部２６０ｃは、第１色温度変換係数のうち選択された第１変換係数と第２色温度変換係数のうち選択された第２変換係数に基づき、入力色温度Ｔiを目標色温度Ｔoに変換するための第３色温度変換係数を作成する。
【００３８】
本発明に係る色温度変換係数作成方法は次の段階により行われる。まず、任意の色温度を特定色温度に変換するための第１色温度変換係数を求める(Ｓ３０１)。特定色温度を任意の色温度に変換するための第２色温度変換係数を求める(Ｓ３０２)。入力画像の色温度Ｔiを入力される(Ｓ３０３)。目標色温度を入力される(Ｓ３０４)。第１色温度変換係数のうち入力画像の色温度Ｔiに応ずる第１変換係数を選択する(Ｓ３０５)。第２色温度変換係数のうち入力された目標色温度に応ずる第２変換係数を選択する(Ｓ３０６)。選択された第１変換係数と選択された第２変換係数に基づき入力色温度を目標色温度に変換するための第３色温度変換係数を作成する(Ｓ３０７)。
【００３９】
図５及び図６を参照するに、本発明に係るカラーディスプレイシステムの色温度計算装置３００は、色温度検出部２５０と、色温度変換係数作成部２６０、及び色温度変換部２７０とを備える。色温度検出部２５０は、入力画像の色温度を検出する。色温度変換係数作成部２６０は、検出された入力画像の色温度を目標色温度に変換するための変換係数を作成する。色温度変換係数作成部２６０は、第１色温度変換係数部２６０ａ、第２色温度変換係数部２６０ｂ及び変換係数作成部２６０ｃとを備える。第１色温度変換係数部２６０ａに貯蔵される第１色温度変換係数は任意の色温度を特定色温度に変換するために予め作成された係数([ＣＳ])であって、マトリックス形態である。第２色温度変換係数部２６０ｂに貯蔵される第２色温度変換係数は特定色温度を任意の色温度に変換するために予め作成された係数([ＳＴ])であって、マトリックス形態である。変換係数作成部２６０ｃは第１変換係数と第２変換係数に基づき入力色温度を目標色温度に変換するための第３色温度変換係数([ＴＭ])を求めるが、第３色温度変換係数もマトリックス形態である。
【００４０】
[ＴＭ]３×３＝ [ＣＳ] ３×３[ＳＴ] ３×３              （７）
第１変換係数は入力画像の色温度に基づき第１色温度変換係数のうち選択される。第２変換係数は入力された目標色温度に基づき第２色温度変換係数の中から選択される。
【００４１】
色温度変換部２７０は、第３色温度変換係数([ＴＭ])を用いて入力画像の色温度を目標色温度に変換する。こうして色温度が変換された画像が得られる。色温度が変った画像はディスプレイ装置にディスプレイされうる。
【００４２】
以下、本発明に係る色温度変換方法を説明する。まず、入力された画像の色温度を検出する(Ｓ３２０)。目標色温度を入力される(Ｓ３３０)。第１色温度変換係数のうち検出された色温度に応ずる第１変換係数を選択する(Ｓ３４０)。第２色温度変換係数のうち入力された目標色温度に応ずる第２変換係数を選択する(Ｓ３５０)。選択された第１変換係数と選択された第２変換係数をかけて入力色温度を目標色温度に変換するための第３色温度変換係数を作成する(Ｓ３６０)。第３色温度変換係数を入力画像にかけて入力画像の色温度を目標色温度に変換する(Ｓ３７０)。入力画像の色温度が目標色温度に変換されれば、色温度変換装置の出力画像になる。色温度が変換された出力画像はディスプレイ部上にディスプレイされる。
【００４３】
本発明に係る色温度変換装置及び方法は一般のカラーディスプレイシステム及び方法に適用できることは勿論である。
【００４４】
【発明の効果】
以上述べた通り、カラーディスプレイシステムの色温度計算装置及び方法によれば、特定色温度を媒体にして入力色温度を目標色温度に変換するための係数を予め定義するので、ハードウェア構成の複雑度を減少させうる。それにより実用性/活用性/拡張性が大きい長所がある。
【００４５】
以上代表的な実施例を通して本発明について詳細に説明したが、本発明の属する技術分野において通常の知識を持つ者は前述した実施例について本発明の範疇から逸脱しない範囲ないで多様な変形が可能なことを理解できる。従って、本発明の権利範囲は説明された実施例に限定されず、特許請求の範囲のみならず該特許請求の範囲と均等物により定められるべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の色温度変換方法を説明するためのフローチャートである。
【図２】本発明に係る色温度変換概念を示した図である。
【図３】図２に基づいた色温度変換係数作成部を示したブロック図である。
【図４】図３に適用される色温度変換係数作成方法を示したフローチャートである。
【図５】本発明に係る色温度変換装置を示したブロック図である。
【図６】図５に適用される色温度変換方法を示したフローチャートである。
【符号の説明】
２５０    色温度検出部
２６０    色温度変換係数作成部
２６０ａ  第１色温度変換係数部
２６０ｂ  第２色温度変換係数部
２６０ｃ  変換係数作成部
２７０    色温度変換部
３００    色温度変換装置
【図１】
0003678706.tif 000008
【図２】
0003678706.tif 000009
【図３】
0003678706.tif 000010
【図４】
0003678706.tif 000011
【図５】
0003678706.tif 000012
【図６】
0003678706.tif 000013