(57)【要約】【課題】表示システムの特性に基づいて入力画像を調整するための方法を提供する。【解決手段】入力画像はＮ色成分を有していて、表示システムはＰ階調の第２グレーレベルを表示可能である。表示システムの特性に関連するＰ組の第１変換係数が、予めルックアップテーブルに格納される。本発明の方法では、まず、入力画像および一組の予め決められた第２変換係数に従って、推定グレーレベルを計算する。次に、推定グレーレベルに対応する一組の第３変換係数が、ルックアップテーブルから選択される。最終グレーレベルが、一組の第３変換係数に基づいて計算される。最後に、最終グレーレベルとＮ色成分が組み合わされ、調整された画像とされ、入力画像を置き換え、これにより入力画像が調整される。【選択図】図２
2006243694.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示システムの特性に基づいて入力画像を調整するための方法において、前記入力画像はＮ色成分を有していて、前記Ｎ色成分の各々は、仕様に従うそれぞれの第１色座標（Ｘ１ｉ，Ｙｌｉ）を有していて、Ｎは自然数であり、ｉは１からＮまで変化する整数の指数であり、前記入力画像は、更に、Ｎ個の第１グレーレベル（Ｇ１ｉ，ｉ＝１〜Ｎ）を有していて、前記Ｎ個の第１グレーレベルの各々は、前記Ｎ色成分のうちの１つに対応していて、前記表示システムは、Ｐ階調の第２グレーレベルを表示可能であり、Ｐは自然数であり、前記Ｐ階調の第２グレーレベルに対応するＰ組の第２色座標が、予め決められ、前記Ｐ組の第２色座標は、前記表示システムの特性に関連していて、Ｐ組の第１変換係数（ａｉｊ，ｉ＝１〜Ｎ，ｊ＝ｌ〜Ｎ）が、カラーマッチングの規則、前記第１色座標、および前記Ｐ組の第２色座標に従って、予め計算され、ルックアップテーブルが、Ｐ組の第１変換係数を格納するために用いられ、Ｎ色成分中の第ｉ色成分に対して、それぞれの初期第２グレーレベルＧＰＲＥｉ、およびＧＰＲＥｉに対応するそれぞれの一組の第２変換係数（ａＰＲＥｉｊ，ｊ＝１〜Ｎ）が、予め決められ、前記方法は、
前記仕様およびＮ個の第１グレーレベルに基づいて、各々がＮ色成分のうちの１つに対応する、Ｎ個の調整されたグレーレベル（Ｇ２ｉ，ｉ＝１〜Ｎ）を計算するステップと、
第１式、Ｎ個の調整されたグレーレベル、および複数組の第２変換係数（ａＰＲＥｉｊ，ｉ＝１〜Ｎ，ｊ＝１〜Ｎ）に従って、Ｎ個の推定グレーレベル（ＧＥＳＴｊ，ｊ＝１〜Ｎ）を計算するステップと、
Ｎ個の推定グレーレベルに基づいて、ルックアップテーブルからＮ個の推定グレーレベルに対応する一組の第３変換係数（ｂｉｊ，ｉ＝ｌ〜Ｎ，ｊ＝１〜Ｎ）を選択するステップと、
第２式、Ｎ個の調整されたグレーレベル、および一組の第３変換係数に従って、Ｎ個の最終グレーレベル（ＧＦＩＮＡＬｊ，ｊ＝１〜Ｎ）を計算するステップと、
Ｎ個の最終グレーレベルとＮ色成分を組み合わせて、調整された画像とし、入力画像を置き換え、これにより入力された画像が調整されるステップとを有していることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記仕様は、ＮＴＳＣまたはＥＢＵであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記カラーマッチングの規則は、グラスマンの法則のカラーマッチングであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記第１式は、
【数１】
2006243694.tif 000005
であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記第２式は、
【数２】
2006243694.tif 000006
であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
表示システムの特性に基づいて、入力された画像を調整するための装置において、前記入力画像は、Ｎ色成分を有していて、前記Ｎ色成分の各々は、仕様に従うそれぞれの第１色座標（Ｘ１ｉ，Ｙ１ｉ）を有していて、Ｎは自然数であり、ｉは１からＮまで変化する整数の指数であり、前記入力画像は、更に、Ｎ個の第１グレーレベル（Ｇ１ｉ，ｉ＝１〜Ｎ）を有していて、前記Ｎ個の第１グレーレベルの各々は、前記Ｎ色成分のうちの１つに対応していて、前記表示システムは、Ｐ階調の第２グレーレベルを表示可能であり、Ｐは自然数であり、前記Ｐ階調の第２グレーレベルに対応するＰ組の第２色座標が、予め決められ、前記Ｐ組の第２色座標は、前記表示システムの特性に関連していて、Ｐ組の第１変換係数（ａｉｊ，ｉ＝ｌ〜Ｎ，ｊ＝１〜Ｎ）が、カラーマッチングの規則、前記第１色座標、および前記Ｐ組の第２色座標に従って、予め計算され、Ｎ色成分中の第ｉ色成分に対して、それぞれの初期第２グレーレベルＧＰＲＥｉ、およびＧＰＲＥｉに対応するそれぞれの一組の第２変換係数（ａＰＲＥｉｊ，ｊ＝ｌ〜Ｎ）が、予め決められ、前記装置は、
Ｐ組の第１変換係数を格納するためのルックアップテーブルと、
前記仕様およびＮ個の第１グレーレベルに基づいて、各々がＮ色成分のうちの１つに対応する、Ｎ個の調整されたグレーレベル（Ｇ２ｉ，ｉ＝ｌ〜Ｎ）を計算するための処理モジュールと、
第１式、Ｎ個の調整されたグレーレベル、および複数組の第２変換係数（ａＰＲＥｉｊ，ｉ＝１〜Ｎ，ｊ＝ｌ〜Ｎ）に従って、Ｎ個の推定グレーレベル（ＧＥＳＴｊ，ｊ＝１〜Ｎ）を計算するための第１変換回路と、
Ｎ個の推定グレーレベルに基づいて、ルックアップテーブルからＮ個の推定グレーレベルに対応する一組の第３変換係数（ｂｉｊ，ｉ＝１〜Ｎ，ｊ＝ｌ〜Ｎ）を選択するための選択モジュールと、
第２式、Ｎ個の調整されたグレーレベル、および一組の第３変換係数に従って、Ｎ個の最終グレーレベル（ＧＦＩＮＡＬｊ，ｊ＝１〜Ｎ）を計算するための第２変換回路と、
Ｎ個の最終グレーレベルとＮ色成分を組み合わせて、調整された画像とし、入力画像を置き換えて、これにより入力画像が調整されるための組み合わせモジュールとを備えていることを特徴とする装置。
【請求項７】
前記仕様は、ＮＴＳＣまたはＥＢＵであることを特徴とする請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記カラーマッチングの規則は、グラスマンの法則のカラーマッチングであることを特徴とする請求項６に記載の装置。
【請求項９】
前記第１式は、
【数３】
2006243694.tif 000007
であることを特徴とする請求項６に記載の装置。
【請求項１０】
前記第２式は、
【数４】
2006243694.tif 000008
であることを特徴とする請求項６に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像を処理するための方法および装置に関する。より詳細には、本発明は、表示システムの特性に基づいて画像を調整するための方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、表示システムにおける明るさ(brightness)および３色、すなわち赤、緑、青の色座標は、表示システム自体の特性である。従って、これらの特性は、いくつかのビデオ仕様の中で指定されているもの、例えばＮＴＳＣ、ＥＢＵ等と正確に同じではない。従って、画像は、通常、画像の色および明るさが正しく表示されるように、表示システム上に表示される前に、適切に調整されなければならない。
【０００３】
当業者には知られているが、表示システムにおける３色の色座標は、いくつかのビデオ仕様におけるものとは異なる。仕様の中で指定されている色は、カラーマッチング(color matching)の規則に基づいて、表示システムの色を適切に組み合わせることによって作り出すことができる。カラーマッチングの規則によれば、表示システムにおける色と明るさの関係（以下、赤、緑、および青とする）および仕様（以下、ＲｅｄＳＰＥＣ、ＧｒｅｅｎＳＰＥＣ、ＢｌｕｅＳＰＥＣとする）は、以下のように表すことができる。
【０００４】
ＲｅｄＳＰＥＣ＝ｋ１［ａ１１Ｒｅｄ＋ａ１２Ｇｒｅｅｎ＋ａ１３Ｂｌｕｅ］……（式１）
ＧｒｅｅｎＳＰＥＣ＝ｋ２［ａ２１Ｒｅｄ＋ａ２２Ｇｒｅｅｎ＋ａ２３Ｂｌｕｅ］……（式２）
ＢｌｕｅＳＰＥＣ＝ｋ３［ａ３１Ｒｅｄ＋ａ３２Ｇｒｅｅｎ＋ａ３３Ｂｌｕｅ］……（式３）
【０００５】
上記式中のａ１１、ａ１２、ａ１３、ａ２１、ａ２２、ａ２３、ａ３１、ａ３２、およびａ３３は、色空間の変換係数と呼ばれ、カラーマッチングの規則、表示システムの色座標および明るさ、および仕様の中で定義されている色座標に基づいて生成される。上記式中のｋ１、ｋ２、ｋ３は、明るさの比の係数である。
【０００６】
従来技術においては、表示システムの色座標は、不変なものと仮定されていた。しかし、色座標は、グレーレベル(gray level)が異なると変化する。図１を参照して下さい。図１は、プラズマディスプレイパネルにおける赤色座標とグレーレベルとの関係を示している。図１に示したように、色座標は、グレーレベルと共に変化する。
【０００７】
もし、表示システムが、常に、高いグレーレベルに対応する色座標を採用して入力画像を調整するならば、低いグレーレベルを有する入力画像を正しく表示することはできない。反対に、もし、表示システムが、常に、低いグレーレベルに対応する色座標を採用して入力画像を調整するならば、高いグレーレベルを有する入力画像を正しく表示することはできない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従って、本発明の１つの主な目的は、表示システムの特性に基づいて入力画像を調整するための方法および装置を提供することである。従来技術と比較すると、本発明による方法および装置は、仕様および表示システムの特性に基づいて入力画像のグレーレベルを調整する。すなわち、本発明による方法および装置は、表示システムが入力画像に対して適切なグレーレベルを選択するのを助けることができるので、入力画像を正しく色誤り(color inaccuracy)なしで表示することができる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、表示システムの特性に基づいて入力画像を調整するための方法および装置を提供する。本発明においては、入力画像が調整されるときに、色座標の変化も考慮される。
【００１０】
入力画像は、仕様に合わせて、Ｎ色成分(N color components)を有していて、Ｎ色成分の各々は、そのそれぞれの第１色座標（Ｘ１ｉ，Ｙ１ｉ）を有している。ここで、Ｎは自然数であり、ｉは１からＮまで変化する整数の指数である。入力画像は、更に、Ｎ個の第１グレーレベル（Ｇ１ｉ，ｉ＝１〜Ｎ）を有していて、Ｎ個の第１グレーレベルの各々は、Ｎ色成分のうちの１つに対応している。
【００１１】
表示システムは、Ｐ階調の第２グレーレベルを表示可能である。ここで、Ｐは自然数である。Ｐ階調の第２グレーレベルに対応するＰ組の第２色座標が、予め決められる。Ｐ組の第２色座標は、表示システムの特性に関連している。Ｐ組の第１変換係数（ａｉｊ，ｉ＝１〜Ｎ，ｊ＝ｌ〜Ｎ）が、カラーマッチングの規則、第１色座標、およびＰ組の第２色座標に従って、予め計算される。ルックアップテーブルが、Ｐ組の第１変換係数を格納するために用いられる。Ｎ色成分中の第ｉ色成分に対して、初期第２グレーレベルＧＰＲＥｉ、およびＧＰＲＥｉに対応する一組の第２変換係数（ａＰＲＥｉｊ，ｊ＝１〜Ｎ）が、予め決められる。
【００１２】
本発明の１つの好ましい実施形態による方法では、まず、前記仕様およびＮ個の第１グレーレベルに基づいて、Ｎ個の調整されたグレーレベル（Ｇ２ｉ，ｉ＝１〜Ｎ）を計算する。ここで、Ｎ個の調整されたグレーレベルの各々は、Ｎ色成分のうちの１つに対応している。次に、第１組の式、Ｎ個の調整されたグレーレベル、および複数組の第２変換係数（ａＰＲＥｉｊ，ｉ＝１〜Ｎ，ｊ＝１〜Ｎ）に従って、Ｎ個の推定グレーレベル（ＧＥＳＴｊ，ｊ＝１〜Ｎ）を計算する。Ｎ個の推定グレーレベルに基づいて、Ｎ個の推定グレーレベルに対応する一組の第３変換係数（ｂｉｊ，ｉ＝ｌ〜Ｎ，ｊ＝１〜Ｎ）が、ルックアップテーブルから選択される。次に、第２組の式、Ｎ個の調整されたグレーレベル、および一組の第３変換係数に従って、Ｎ個の最終グレーレベル（ＧＦＩＮＡＬｊ，ｊ＝１〜Ｎ）を計算する。最後に、Ｎ個の最終グレーレベルとＮ色成分を組み合わせて、調整された画像とし、入力画像を置き換え、これにより入力画像が調整される。
【００１３】
本発明の１つの好ましい実施形態による装置は、ルックアップテーブル、処理モジュール、第１変換回路、選択モジュール、第２変換回路、および組み合わせモジュールを備えている。
【００１４】
ルックアップテーブルは、Ｐ階調の第２グレーレベルおよびＰ組の第１変換係数を格納するために用いられる。処理モジュールは、前記仕様およびＮ個の第１グレーレベルに基づいて、Ｎ個の調整されたグレーレベル（Ｇ２ｉ，ｉ＝１〜Ｎ）を計算するために用いられる。ここで、Ｎ個の調整されたグレーレベルの各々は、Ｎ色成分のうちの１つに対応している。第１変換回路は、第１式、Ｎ個の調整されたグレーレベル、および複数組の第２変換係数（ａＰＲＥｉｊ，ｉ＝ｌ〜Ｎ，ｊ＝１〜Ｎ）に従って、Ｎ個の推定グレーレベル（ＧＥＳＴｊ，ｊ＝１〜Ｎ）を計算する。選択モジュールは、ルックアップテーブルからＮ個の推定グレーレベルに対応する一組の第３変換係数（ｂｉｊ，ｉ＝ｌ〜Ｎ，ｊ＝ｌ〜Ｎ）を選択する。第２変換回路は、第２式、Ｎ個の調整されたグレーレベル、および一組の第３変換係数に従って、Ｎ個の最終グレーレベル（ＧＦＩＮＡＬｊ，ｊ＝ｌ〜Ｎ）を計算するために用いられる。組み合わせモジュールは、Ｎ個の最終グレーレベルとＮ色成分を組み合わせて、調整された画像とし、入力画像を置き換えるために用いられ、これにより入力画像が調整される。
【００１５】
本発明の利点および精神は、添付の図面を参照する以下の詳説によって理解することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明は、表示システムの特性に基づいて入力画像を調整するための方法および装置を提供する。入力画像は、Ｎ色成分を有している。例えば、入力画像が３色、すなわち赤、緑、および青を有しているのであれば、Ｎは３に等しい。入力画像中のＮ色成分の各々は、仕様に従うそれぞれの第１色座標（Ｘ１ｉ，Ｙ１ｉ）を有している。ここで、Ｎは自然数であり、ｉは１からＮまで変化する整数の指数である。仕様は、ＮＴＳＣまたはＥＢＵであってもよい。入力画像は、更に、Ｎ個の第１グレーレベル（Ｇ１ｉ，ｉ＝１〜Ｎ）を有していて、Ｎ個の第１グレーレベルの各々は、Ｎ色成分のうちの１つに対応している。
【００１７】
実際の応用においては、Ｎ個の第１グレーレベルは、ガンマ補正によって変換されるので、各第１グレーレベルは、その対応する色成分の明るさとの間に、それぞれの線形相関を持っている。
【００１８】
いくつかの表示システムにおいては、前記ガンマ補正の他に、入力信号が、より多くのグレーレベルのディテールを提供するために、増幅されるかもしれない。例えば、ガンマ補正後に、８ビット画像を増幅して１２ビット画像にするかもしれない。
【００１９】
表示システムは、Ｎ色成分およびＰ階調の第２グレーレベルを表示可能である。ここで、Ｐは自然数である。例えば、表示システムが２５６階調の異なるグレーレベルを表示可能であれば、Ｐは２５６に等しい。Ｐ階調の第２グレーレベルに対応するＰ組の第２色座標が、予め決められる。Ｐ組の第２色座標は、表示システムの特性に関連している。もし表示システムが理想的なものであれば、Ｐ組の第２色座標は同じものとなるであろう。すなわち、第２色座標は、第２グレーレベルが異なっても変化しない。しかし、ほとんどの表示システムにおいて、第２色座標は不変ではない。
【００２０】
本発明においては、Ｐ組の第１変換係数（ａｉｊ，ｉ＝ｌ〜Ｎ，ｊ＝ｌ〜Ｎ）が、カラーマッチングの規則、第１色座標、およびＰ組の第２色座標に従って、予め計算される。ルックアップテーブルが、Ｐ組の第１変換係数を格納するために用いられる。カラーマッチングの規則は、グラスマンの法則のカラーマッチングであってもよい。
【００２１】
更に、Ｎ色成分中の第ｉ色成分に対して、それぞれの初期第２グレーレベルＧＰＲＥｉ、およびＧＰＲＥｉに対応するそれぞれの一組の第２変換係数（ａＰＲＥｉｊ，ｊ＝ｌ〜Ｎ）が、予め決められる。
【００２２】
図２を参照して下さい。図２は、本発明による１つの好ましい実施形態の方法のフローチャートを示している。まず、ステップＳ２１が実行されて、前記仕様およびＮ個の第１グレーレベルに基づいて、Ｎ個の調整されたグレーレベル（Ｇ２ｉ，ｉ＝ｌ〜Ｎ）を計算する。Ｎ個の調整されたグレーレベルの各々は、Ｎ色成分のうちの１つに対応している。ステップＳ２２では、第１式、Ｎ個の調整されたグレーレベル、および複数組の第２変換係数（ａＰＲＥｉｊ，ｉ＝ｌ〜Ｎ，ｊ＝ｌ〜Ｎ）に従って、Ｎ個の推定グレーレベル（ＧＥＳＴｊ，ｊ＝ｌ〜Ｎ）を計算する。ステップＳ２３では、Ｎ個の推定グレーレベルに基づいて、Ｎ個の推定グレーレベルに対応する一組の第３変換係数（ｂｉｊ，ｉ＝ｌ〜Ｎ，ｊ＝ｌ〜Ｎ）が、ルックアップテーブルから選択される。ステップＳ２４では、第２式、Ｎ個の調整されたグレーレベル、および一組の第３変換係数に従って、Ｎ個の最終グレーレベル（ＧＦＩＮＡＬｊ，ｊ＝ｌ〜Ｎ）を計算する。そして、ステップＳ２５では、Ｎ個の最終グレーレベルとＮ色成分が組み合わされて、調整された画像とされ、入力画像を置き換え、これにより入力画像が調整される。
【００２３】
この好ましい実施形態において、第１式は、
【００２４】
【数１】
2006243694.tif 000003
【００２５】
であり、第２式は、
【００２６】
【数２】
2006243694.tif 000004
【００２７】
である。第１式および第２式は、前記のカラーマッチングの規則に基づいて導き出される。
【００２８】
いくつかの表示システムにおいて、入力画像がガンマ補正中に増幅される場合には、調整された画像は、この方法によって調整された後に、誤差拡散法によって処理されなければならない。同様に、入力画像がガンマ変換によって処理される場合には、調整された画像は、調整された画像の明るさが正しいものになるように、この方法によって調整された後に、再度ガンマ補正によって変換されなければならない。
【００２９】
図３を参照して下さい。図３は、本発明による１つの好ましい実施形態の調整装置のブロック図を示している。この調整装置は、ルックアップテーブル３１、処理モジュール３２、第１変換回路３３、選択モジュール３４、第２変換回路３５、および組み合わせモジュール３６を備えている。
【００３０】
ルックアップテーブル３１は、Ｐ組の第１変換係数を格納するために用いられる。処理モジュール３２は、前記仕様およびＮ個の第１グレーレベルに基づいて、Ｎ個の調整されたグレーレベル（Ｇ２ｉ，ｉ＝１〜Ｎ）を計算するために用いられる。Ｎ個の調整されたグレーレベルの各々は、Ｎ色成分のうちの１つに対応している。第１変換回路３３は、第１式、Ｎ個の調整されたグレーレベル、および複数組の第２変換係数（ａＰＲＥｉｊ，ｉ＝１〜Ｎ，ｊ＝ｌ〜Ｎ）に従って、Ｎ個の推定グレーレベル（ＧＥＳＴｊ，ｊ＝１〜Ｎ）を計算する。選択モジュール３４は、ルックアップテーブル３１からＮ個の推定グレーレベルに対応する一組の第３変換係数（ｂｉｊ，ｉ＝１〜Ｎ，ｊ＝１〜Ｎ）を選択する。第２変換回路３５は、第２式、Ｎ個の調整されたグレーレベル、および一組の第３変換係数に従って、Ｎ個の最終グレーレベル（ＧＦＩＮＡＬｊ，ｊ＝１〜Ｎ）を計算するために用いられる。組み合わせモジュール３６は、Ｎ個の最終グレーレベルとＮ色成分を組み合わせて、調整された画像とし、入力画像を置き換えるために用いられ、これにより入力画像が調整される。
【００３１】
従来技術と比較すると、本発明による方法および装置は、入力画像に合った仕様および表示システムの特性に基づいて、入力画像のグレーレベルを調整する。すなわち、本発明による方法および装置は、表示システムが入力画像に対して適切なグレーレベルを選択するのを助けることができるので、入力画像を正しく色誤りなしで表示することができる。
【００３２】
上記の例および説明によって、本発明の特徴および精神が、たぶん良く記述されたであろう。当業者であれば、本発明の教えを保持しつつ、装置の多数の修正および変更が可能であることを、容易に認めるであろう。従って、上記の開示は、添付の請求項の境界のみによって限定されると解釈されなければならない。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】プラズマディスプレイパネルにおける赤色座標とグレーレベルとの関係を示している。
【図２】本発明による１つの好ましい実施形態の方法のフローチャートを示している。
【図３】本発明による１つの好ましい実施形態の装置のブロック図を示している。
【符号の説明】
【００３４】
３１  ルックアップテーブル
３２  処理モジュール
３３  第１変換回路
３４  選択モジュール
３５  第２変換回路
３６  組み合わせモジュール
【図１】
2006243694.tif 000009
【図２】
2006243694.tif 000010
【図３】
2006243694.tif 000011