(57)【要約】【課題】これまで難しかった輝度均一平面の色グラディエーション画像を表示装置内部で簡易に発生させる。【解決手段】水平および垂直の同期信号に同期してＲＧＢの各色信号Ｒgrad，Ｇgrad，Ｂgrad，を生成する色信号生成部１６２Ｒ〜１６２Ｂと、これを制御するＣＰＵ２とを有する。ＣＰＵ２は、色信号生成部１６２Ｒ〜１６２Ｂから出力される各色信号のレベル値の比率を制御する。その制御では、色グラディエーション画像の水平および垂直のそれぞれの方向で、ＲＧＢの一色または二色のレベル値を各々所定の割合で増加させると同時に、輝度成分和に占める当該レベル値の増加量総和と同じだけのレベル値が輝度成分和全体で減少するように他の二色または一色のレベル値を各々所定の割合で減少させる。このため画像表示部１上で色信号が合成されて表示される色グラディエーション画像の輝度が一定となる。【選択図】図１
2006019836.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
色グラディエーション画像を発生させる色グラディエーション画像発生装置であって、
水平および垂直の同期信号に同期して色グラディエーション画像を構成するＲＧＢの各色信号を生成し出力する色信号生成部と、
前記色グラディエーション画像の水平および垂直のそれぞれの方向で、ＲＧＢの一色または二色のレベル値を各々所定の割合で増加させると同時に、輝度成分和に占める当該レベル値の増加量総和と同じだけのレベル値が輝度成分和全体で減少するように他の二色または一色のレベル値を各々所定の割合で減少させるために、前記色信号生成部から出力される各色信号のレベル値の比率を制御する制御部と、
を有する色グラディエーション画像発生装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記色グラディエーション画像の水平および垂直のそれぞれの方向で、前記輝度成分和における各色の成分比の逆比をそれぞれの色の重み付け係数とする色レベル変化量の総和がゼロとなるように各色のレベルを変化させる
請求項１に記載の色グラディエーション画像発生装置。
【請求項３】
前記増加または減少させる色の初期値を前記制御部に外部から与えることによって、表現する色の範囲を規定可能な
請求項１に記載の色グラディエーション画像発生装置。
【請求項４】
前記増加または減少させる色の初期値と、少なくとも一色について画素を単位とした増加または減少の変化量とを前記制御部に外部から与えることによって、表現する色の範囲を規定可能な
請求項１に記載の色グラディエーション画像発生装置。
【請求項５】
前記色信号生成部のそれぞれは、前記制御部によって制御される画素を単位とした変化量を、前回生成時のレベル値に対し順次加算または減算して新たなレベル値を生成するときの加算または減算の回数を保持するレジスタを備え、
前記制御部は、当該レジスタの計数範囲を超える色信号生成部からのレベル値をゼロにするマスク処理を行う
請求項１に記載の色グラディエーション画像発生装置。
【請求項６】
画像表示部と、色グラディエーション画像を発生させる色グラディエーション画像発生回路と、画像表示部および色グラディエーション画像発生回路を制御する制御部とを有する画像表示装置であって、
前記色グラディエーション画像発生回路が、水平および垂直の同期信号に同期して色グラディエーション画像を構成するＲＧＢの各色信号を生成し出力する色信号生成部を有し、
前記制御部は、前記色信号生成部から出力される各色信号のレベル値の比率を制御することによって、前記色グラディエーション画像の水平および垂直のそれぞれの方向で、ＲＧＢの一色または二色のレベル値を各々所定の割合で増加させると同時に、輝度成分和に占める当該レベル値の増加量総和と同じだけのレベル値が輝度成分和全体で減少するように他の二色または一色のレベル値を各々所定の割合で減少させ、当該色グラディエーション画像を前記画像表示部に表示させる
画像表示装置。
【請求項７】
前記制御部は、前記色グラディエーション画像の水平および垂直のそれぞれの方向で、前記輝度成分和における各色の成分比の逆比をそれぞれの色の重み付け係数とする色レベル変化量の総和がゼロとなるように各色のレベルを変化させる
請求項６に記載の画像表示装置。
【請求項８】
色グラディエーション画像を構成するＲＧＢの各色信号を発生させる色グラディエーション画像発生方法であって、
水平および垂直の同期信号に同期して色グラディエーション画像を構成するＲＧＢの各色信号を生成し出力する色信号生成ステップと、
前記色信号生成ステップで生成される各色信号のレベル値の比率を制御する色比制御ステップと、を含み、
前記色比制御ステップでは、前記色グラディエーション画像の水平および垂直のそれぞれの方向で、ＲＧＢの一色または二色のレベル値を各々所定の割合で増加させると同時に、輝度成分和に占める当該レベル値の増加量総和と同じだけのレベル値が輝度成分和全体で減少するように他の二色または一色のレベル値を各々所定の割合で減少させ、それによって各色信号のレベル値の比率を制御する
色グラディエーション画像発生方法。
【請求項９】
前記色制御ステップでは、前記色グラディエーション画像の水平および垂直のそれぞれの方向で、前記輝度成分和における各色の成分比の逆比をそれぞれの色の重み付け係数とする色レベル変化量の総和がゼロとなるように各色のレベルを変化させる
請求項８に記載の色グラディエーション画像発生方法。
【請求項１０】
コンピュータに、
ＲＧＢごとに初期値を与え、ＲＧＢごとに、画素を単位とした所定の変化量を最初は初期値に加算または減算し、次回からは前回生成時のレベル値に順次加算または減算し、新たなレベル値を生成する手順と、
水平および垂直の同期信号に同期して、同時に出力すべき各色信号のレベル値の比率を制御する手順であって、制御の結果、順次生成されるＲＧＢのレベル値により構成される画像の水平および垂直のそれぞれの方向で、ＲＧＢの一色または二色のレベル値を各々所定の割合で増加させると同時に、輝度成分和に占める当該レベル値の増加量総和と同じだけのレベル値が輝度成分和全体で減少するように他の二色または一色のレベル値を各々所定の割合で減少させるために、加算または減算の種類と前記所定の変化量とを色ごとに前記レベル値の生成時に付与する手順と、
を実行させるためのプログラム。
【請求項１１】
前記色グラディエーション画像の水平および垂直のそれぞれの方向で、前記輝度成分和における各色の成分比の逆比をそれぞれの色の重み付け係数とする色レベル変化量の総和がゼロとなるように各色のレベルを変化させるための、前記加算または減算の種類と前記所定の変化量とを付与する手順が記述されている
請求項１０に記載のプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、色調整時の色の変化をモニタするための色テストパターン等に好適に利用できる色グラディエーション画像の発生装置と、その機能を備える画像表示装置、色グラディエーション画像の発生方法、ならびに、その方法の手順をコンピュータに実行させる手順を記述したプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ディスプレイ表示デバイスはＣＲＴから急速にフラットパネルに移行している。しかもフラットパネルは、ＬＣＤ(Liquid crystal display)パネル、ＰＤＰ(Plasma display panel)、有機ＥＬ(electroluminescence)パネルなど多様化する傾向にある。
これらのフラットパネルのデバイスはデバイス特有の表示特性を有しており、同じ信号を入力しても表示デバイスが異なると、そのパネル面に表示される画像の見え方も異なる場合がある。
【０００３】
一般的にディスプレイの用途はテレビ表示装置、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）のディスプレイ、あるいは、ＣＡＤ(Computer aided design)やＤＴＰ(Desktop Publishing)などの作業のために用いられる高精彩なディスプレイなど様々である。これらの用途ではディスプレイに対し、表示デバイスによって見え方が異ならないようにすることが求められる。そのため、表示デバイスの種類によって異なる処理（色調整）を行う必要がある。
【０００４】
その一つの処理として色について統一をとるようなカラーマネージメントが広く行われてきている。また最近では、インターネットのようにオープンなシステムを考慮して、標準色空間として「ＩＥＣ６１９６６−２−１」に基づくｓＲＧＢ（standard ＲＧＢ）色空間も規格化されている。
【０００５】
さらに色については、デバイス間の違いを吸収するだけではなく、より好みの色に変換するという技術も最近行われるようになっている。
これは映像を人の目で見たときに、より品位が上がったように見せる技術であり、たとえば人の肌色などの表示色として微妙な色合いについて調整することが行われている。
【０００６】
これらカラーマネージメント、表示デバイス特性の補正、いわゆる絵作りにおける色調整では、所定の映像を表示させた状態で人が目で見て評価する。人の目には相対的な色の違いは精度よく認識できるが、色がどの程度変化したかの評価は難しい。したがって、一般には色テストパターン画像と称される特殊な画像を用いて、色調整ごとに色の変化を視覚的に確認する必要がある。
【０００７】
また、人間の感覚によく適合する表現形式として色空間が用いられる。色空間には様々なものがあるが、その多くは輝度に対応した色の明るさと色の違いとを表現できることから映像信号の調整に適している。つまり、映像信号が伝送時の色劣化耐性を高めるためにＹＵＶ信号あるいはＹＩＱ信号といった輝度信号と色差信号に分けた信号であることから、このような映像信号の構成に対応した色の表現形式を色空間によって提供できる。
【０００８】
代表的な色空間として、図６にＹＣＣ色空間、図７にＨＬＳ色空間のモデルを示す。ＹＣＣ色空間、ＨＬＳ色空間はともに、白を頂点とする円錐と、黒を頂点とする逆円錐とが連続した色空間である。
【０００９】
ＹＣＣ色空間では、縦軸（中心軸）方向で輝度Ｙを表し、中心軸に垂直な面内において当該中心軸の周回方向で色の違い、すなわちレッド（Ｒ）、イエロー（Ｙｅ）、グリーン（Ｇ）、シアン（Ｃｙ）、ブルー（Ｂ）、マゼンダ（Ｍｇ）を表わしている。ここでＹＣＣ色空間において輝度Ｙは次式(1-1)により、また色の違いは次式(1-2)と(1-3)に示す２つの色差Ｃ１とＣ２により、それぞれＲＧＢ信号の色成分Ｒ，Ｇ，Ｂの成分和で表現できる。
【００１０】
［数１］
Ｙ＝0.299Ｒ＋0.587Ｇ＋0.114Ｂ            …(1-1)
Ｃ１＝Ｒ−Ｙ＝0.701Ｒ−0.587Ｇ−0.114Ｂ  …(1-2)
Ｃ２＝Ｂ−Ｙ＝−0.299Ｒ−0.587Ｇ＋0.886Ｂ…(1-3)
【００１１】
ところがＹＣＣ空間では、色の違いが色差Ｃ１とＣ２の組み合わせにより表されるため、それを直感的に把握しにくい。
そこで図７に示すＨＬＳ色空間では、色の３属性とも呼ばれる色相（Hue）、明度（Lightness）、彩度（Saturation）を用いて色を表す。
【００１２】
このうち明度（以下、Ｌと表記）はＹＣＣ色空間の輝度Ｙに対応するもので、円錐と逆円錐の中心軸方向で、その大きさを表す。
また、色の違いは色相（以下、Ｈと表記）と彩度（以下、Ｓと表記）により表されるが、明度Ｌが一定な平面内で中心軸からの色ベクトルにおいて、ある基準からの角度で色相Ｈを表し、当該色ベクトルの大きさで彩度Ｓを表す。したがって、色相Ｈと彩度Ｓとを用いると直感的な色の把握および操作がしやすくなる。
色相Ｈと彩度Ｓは、ＲＧＢ色空間およびＹＣＣ色空間との関係で次式（２）のように表現できる。
【００１３】
【数２】
2006019836.tif 000003
【００１４】
以上の理由により、色調整の信号処理では、色相Ｈや彩度Ｓを調整することが多い。とくに、人の嗜好性が高いような好みの色で表示したい場合、ある特定の色の色相や彩度を調整することがある。特定の色相領域だけを変化させたり、彩度を変えたりすることで、全体としての色空間を変えることなく、映像の味付けをすることができる。
【００１５】
ところで、色調整の信号処理は、フラットパネルなどの表示デバイスの特性の多様性を考えて行う必要がある。したがって、一般に色調整は、所望の信号処理、たとえばガンマ処理やホワイトバランス調整などが行われたあとにバックエンド処理としてフラットパネルに適する形で信号処理が行われ、処理後の映像信号によって表示パネルに映像が表示される。
【００１６】
したがって、多くの場合、色調整によって輝度が変わってしまうと輝度調整をし直す必要が生じることから、通常、輝度を変えないようにして色調整を行う。
【００１７】
いま仮に輝度が変化している色テストパターンを用いるとすると、その色調整面が図８（Ｂ）に示す面１００Ｂのように輝度Ｙが勾配をもつことから、どの色をどの程度調整するかに応じて調整する色の範囲が偏ったものとなる。つまり、色相（Hue）が影響する範囲や彩度（Saturation）の変化量が色によって不均一となり、そのことが原因で色調整がやりにくい。
【００１８】
したがって、図８（Ａ）に示すように輝度Ｙが一定となる範囲（色調整面１００Ａ）で色が変化している色テストパターンがあると比較的、色調整を行いやすい。
以下、輝度Ｙが一定な色テストパターンを、とくに色グラディエーションパターンといい、その様なパターンを有する画像を色グラディエーション画像という。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
色調整時には実際にどのように色が変化し、使用するパネルで効果があるかを確かめる必要がある。
そのやり方として、従来は、色グラディエーション画像などを外部のテストパターン発生装置で発生させ、調整信号としてディスプレイに入力させていた。そして、色調整のための信号処理回路を通って出力された調整信号をディスプレイに表示し、その表示画像を見ながら色調整を行っていた。この方法では、信号処理で色空間を調整するたびに、色調整のための信号処理回路に再度、外部から色テストパターンを入力する必要があり、操作に手間がかかっていた。また、テストパターン発生装置をディスプレイとは別に用意する必要があり、調整のための設備が大掛かりになっていた。
【００２０】
効率的な色調整を考え、ディスプレイ内部の信号処理で色テストパターンを生成し、それを調整信号として用いれば、テストパターン発生装置を必要としないで調整を行うことができる。
【００２１】
しかしながら、上記で述べたように特定色の領域や色相、彩度を調整するような場合、輝度が均一にすることが望まれる。そのためにはＮＴＳＣ，ＰＡＬ，ＭＰＥＧの映像信号の固有色空間であるＹＣＣ色空間を、パネル表示装置固有の色空間であるカラーＲＧＢ空間に変換するようなマトリクス処理が必要になり、回路規模が大きくなりやすい側面を持っている。
【００２２】
また、マトリクス処理を用いない方法として、内部のＲＯＭに色テストパターンを予め格納しておくことが考えられるが、この場合、ＲＯＭの記憶容量が非常に大きくなる。したがってＲＯＭとしては記憶容量が現実的なものを採用せざるを得ないが、この場合は、限られたＲＯＭの記憶容量では表示パターンの表現の自由度が小さく、微妙な色の調整が困難になる。
【００２３】
以上のように従来までは、色調整に外部のテストパターン発生装置を用いる場合は調整時の操作が煩雑で設備が大掛かりになり、色テストパターンをディスプレイ内部で生成する場合は、その生成のための回路規模が大きくなり、さらにＲＯＭ内に保持する場合はＲＯＭ容量を非常に大きくせざるを得ない。また、回路規模やＲＯＭ容量を削減すると簡易なテストパターンを用いることになるため微妙な色調整が困難になる。
【００２４】
本発明が解決しようとする課題は、これまで難しかった輝度均一平面の色グラディエーション画像を簡易に発生させる色グラディエーション画像発生装置と、それを用いた画像表示装置を実現することにある。
また、本発明が解決しようとする他の課題は、そのための色グラディエーション画像発生方法と、その手順をコンピュータで実行可能に記述したプログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２５】
本発明に係る色グラディエーション画像発生装置は、色グラディエーション画像を発生させる色グラディエーション画像発生装置であって、水平および垂直の同期信号に同期して色グラディエーション画像を構成するＲＧＢの各色信号を生成し出力する色信号生成部と、前記色グラディエーション画像の水平および垂直のそれぞれの方向で、ＲＧＢの一色または二色のレベル値を各々所定の割合で増加させると同時に、輝度成分和に占める当該レベル値の増加量総和と同じだけのレベル値が輝度成分和全体で減少するように他の二色または一色のレベル値を各々所定の割合で減少させるために、前記色信号生成部から出力される各色信号のレベル値の比率を制御する制御部と、を有する。
【００２６】
本発明に係る画像表示装置は、画像表示部と、色グラディエーション画像を発生させる色グラディエーション画像発生回路と、画像表示部および色グラディエーション画像発生回路を制御する制御部とを有する画像表示装置であって、前記色グラディエーション画像発生回路が、水平および垂直の同期信号に同期して色グラディエーション画像を構成するＲＧＢの各色信号を生成し出力する色信号生成部を有し、前記制御部は、前記色信号生成部から出力される各色信号のレベル値の比率を制御することによって、前記色グラディエーション画像の水平および垂直のそれぞれの方向で、ＲＧＢの一色または二色のレベル値を各々所定の割合で増加させると同時に、輝度成分和に占める当該レベル値の増加量総和と同じだけのレベル値が輝度成分和全体で減少するように他の二色または一色のレベル値を各々所定の割合で減少させ、当該色グラディエーション画像を前記画像表示部に表示させる。
【００２７】
本発明に係る色グラディエーション画像発生方法は、色グラディエーション画像を構成するＲＧＢの各色信号を発生させる色グラディエーション画像発生方法であって、水平および垂直の同期信号に同期して色グラディエーション画像を構成するＲＧＢの各色信号を生成し出力する色信号生成ステップと、前記色信号生成ステップで生成される各色信号のレベル値の比率を制御する色比制御ステップとを含み、前記色比制御ステップでは、前記色グラディエーション画像の水平および垂直のそれぞれの方向で、ＲＧＢの一色または二色のレベル値を各々所定の割合で増加させると同時に、輝度成分和に占める当該レベル値の増加量総和と同じだけのレベル値が輝度成分和全体で減少するように他の二色または一色のレベル値を各々所定の割合で減少させ、それによって各色信号のレベル値の比率を制御する。
【００２８】
また、本発明に係るプログラムは、前記ステップをコンピュータに実行させるための手順を記述したものである。すなわち、本発明の係るプログラムは、コンピュータに、ＲＧＢごとに初期値を与え、ＲＧＢごとに、画素を単位とした所定の変化量を最初は初期値に加算または減算し、次回からは前回生成時のレベル値に順次加算または減算し、新たなレベル値を生成する手順と、水平および垂直の同期信号に同期して、同時に出力すべき各色信号のレベル値の比率を制御する手順であって、制御の結果、順次生成されるＲＧＢのレベル値により構成される画像の水平および垂直のそれぞれの方向で、ＲＧＢの一色または二色のレベル値を各々所定の割合で増加させると同時に、輝度成分和に占める当該レベル値の増加量総和と同じだけのレベル値が輝度成分和全体で減少するように他の二色または一色のレベル値を各々所定の割合で減少させるために、加算または減算の種類と前記所定の変化量とを色ごとに前記レベル値の生成時に付与する手順と、を実行させるためのプログラムである。
【００２９】
本発明では、好適に、前記色グラディエーション画像の水平および垂直のそれぞれの方向で、前記輝度成分和における各色の成分比の逆比をそれぞれの色の重み付け係数とする色レベル変化量の総和がゼロとなるように各色のレベルを変化させる。
【００３０】
以上のような構成によれば、制御部（たとえば、マイクロコンピュータ）が、各色信号のレベル値の比率を制御する。この制御によって、色グラディエーション画像の水平および垂直のそれぞれの方向で常に、ある色についてはレベル値が漸増しグラディエーションとなるが、他の色については画素データが漸減し逆グラディエーションとなる。このときＲＧＢのそれぞれの色成分を所定の比率で加算した表現形式の輝度成分和は、その増加分と減少分が常に釣り合い、その結果、輝度が変化しない。
このようなレベル値の漸増と漸減は、所定の変化量を前回のレベル値に順次加算または減算することで実行される。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、これまで難しかった輝度均一平面の色グラディエーション画像を簡易に発生させることができる。この画像の発生は、形成したレベル値に所定の変化量を順次加算し、または順次減算するものであることから回路的に実現する構成が簡素であり、色グラディエーション画像発生の機能を画像表示装置内の信号処理部に容易に実現できる。また、この画像発生方法も簡素であり、たとえばコンピュータを制御するプログラムとして、ソフトウエアで実現できる。
【００３２】
これによって、必要な輝度で必要な色についてのグラディエーション画像が、その必要なときに効率的に発生させることができ、これを色調整に用いることによって、正確な色調整が可能となる。
また、簡単な回路やプログラムの付加であるためコスト的な増大も極力抑制でき、外部に画像発生装置を用意し、あるいはマトリクス回路や大規模なＲＯＭを内蔵する場合に比べると、コストを抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
本実施の形態は、画像処理で色調整時の色テストパターンとして好適に用いることが可能な色グラディエーション画像を発生させる色グラディエーション画像発生装置と、それを内蔵した画像表示装置を例として説明する。さらに本実施の形態は、色グラディエーション画像の発生を回路的手段により実現した場合のほかに、ソフトウエアにより実現した場合について説明する。
【００３４】
図１に画像表示装置の構成を示す。図１は、映像信号処理回路を構成する各ブロック、画像表示部、およびこれらを制御する制御部としてのＣＰＵとを示す。
図解した映像信号処理回路は、コムフィルタ（Comb Filter）１１Ａ、クロマデコーダ（Chroma Decoder）１１Ｂ、セレクトスイッチ（ＳＷ）１２、アナログ−ディジタル（Ａ／Ｄ）コンバータ１３、スケーラ＆デインターレーサ（以下、イメージプロセッサと総称する）１４、ＳＤＲＡＭなどからなる画像メモリ１５、および、バックエンドプロセス(BackEnd Process)と称される各種変換のための回路（以下、バックエンド処理回路という）１６を有する。
バックエンド処理回路１６は、ガンマ補正、ホワイトバランス補正などのためにレベル変換する回路ブロック、さらには、図１に示すように色調整のための回路ブロック１６Ａを含む。
【００３５】
入力される映像信号がコンポジットビデオ信号（「Video」と表記）の場合、その映像信号はコムフィルタ１１Ａを通した後にクロマデコーダ１１Ｂに入力される。映像信号がＹ／Ｃ信号の場合、その映像信号はクロマデコーダ１１Ｂに入力される。
これらの映像信号は、クロマデコーダ１１ＢでＹＵＶ信号に変換され、セレクトスイッチ１２に入力される。
また、入力される映像信号がＲＧＢ信号の場合、その映像信号はクロマデコーダ１１Ｂを通すことなく直接、セレクトスイッチ１２に入力される。
【００３６】
セレクトスイッチ１２は、ＹＵＶ信号またはＲＧＢ信号の何れかを選択し、これによって選択された信号がＡ／Ｄコンバータ１３により変換されてディジタル信号になる。
変換後のディジタル信号はイメージプロセッサ１４に入力され、ここでＩＰ変換（De-Interlace）や解像度変換（Scaling）などの信号処理を施される。このとき一般的にイメージプロセッサ１４の信号処理時に画像メモリ１５やＣＰＵ２も一緒に使用される。ただし、最近ではこれらのメモリやＣＰＵがイメージプロセッサ１４として一体化している場合もある。
所望の信号処理が行われたあとにバックエンド処理として画像表示部１のフラットパネル１Ａに適する形で信号処理が行われ、バックエンド処理後の映像信号を用いて画像表示部１のフラットパネル１Ａに所望の映像が表示される。
【００３７】
本実施の形態では、色テストパターン画像としての色グラディエーション画像を発生させる色グラディエーション画像発生回路１６Ｂを、たとえばバックエンド処理回路１６内に有する。
なお、色グラディエーション画像は、従来、外部から入力していた色テストパターン画像（調整信号）の代わりに用い、当該色グラディエーション画像を内部で生成することに本実施の形態の特徴がある。そのための色グラディエーション画像発生回路１６Ｂは、図１に示すように色調整ブロック１６Ａの近くに存在してもよいし、しなくてもよい。つまり、色グラディエーション画像発生回路１６ＢはＡ／Ｄ変換後、色調整ブロックの直前までの信号処理経路に存在していればよく、たとえばイメージプロセッサ１４の中に含ませることもできる。
【００３８】
図２に、色グラディエーション画像発生回路１６Ｂを色調整ブロックの直前に設けた場合を例として、その構成を示す。
図解した色グラディエーション画像発生回路１６Ｂは、ＣＰＵ２（図１）からの制御信号を仲介するＣＰＵインターフェース１６１と、ＲＧＢごとに設けられている３つの色信号生成部１６２Ｒ，１６２Ｇおよび１６２Ｂとを有する。
【００３９】
ＣＰＵ２からＣＰＵインターフェース１６１を介して入力される制御信号は、各色信号生成部１６２Ｒ，１６２Ｇおよび１６２Ｂから出力される色信号Ｒgrad，ＧgradおよびＢgradのレベル値をリセットさせるリセット信号Ｒｓｔと、色信号Ｒgrad，ＧgradおよびＢgradの初期値等を設定する設定信号（図では「Ｒ設定」、「Ｇ設定」、「Ｂ設定」と表記）とを含む。
また、各色信号生成部１６２Ｒ，１６２Ｇおよび１６２Ｂに、映像表示の動作クロックＣｌｋ、映像表示の同期信号（水平同期信号および垂直同期信号）が入力される。
なお、これらの動作クロックＣｌｋや同期信号はＣＰＵ２から入力してもよいが、ここでは図１に示すイメージプロセッサ１４からソース映像信号、すなわちソース映像のＲＧＢ信号（図ではＲＧＢsourceと表記）とともに、これらの動作クロックＣｌｋや同期信号が入力されている場合を例示している。
【００４０】
各色信号生成部１６２Ｒ，１６２Ｇおよび１６２Ｂは、レベル値が二次元方向でランプ波形状に変化する色信号Ｒgrad，ＧgradおよびＢgradを生成して、色調整ブロック１６Ａに出力する。ここで、二次元方向とは、画像表示部１のフラットパネル１Ａの水平方向と垂直方向を指す。
色信号Ｒgrad，ＧgradおよびＢgradは図１に示す画像表示部１に設けられたＲＧＢ入力端子にそれぞれ入力されることにより、各色信号がもつ画像情報がフラットパネル１Ａ上で色グラディエーション画像に合成される。
【００４１】
色調整ブロック１６Ａは、通常はソース映像信号ＲＧＢsourceを入力し、その色レベルを、たとえばユーザがメニュー画像から色調整レベルを設定することに応じて調整する回路である。したがって、通常の映像表示時には、この色調整した後のソース映像信号ＲＧＢsourceを図１に示す画像表示部１に出力し、そのフラットパネル１Ａに表示させる。
これに対し色調整ブロック１６Ａが色信号Ｒgrad，ＧgradおよびＢgradを入力したときは、出力信号をソース映像信号ＲＧＢsourceから色グラディエーション画像を構成するＲＧＢ信号（色信号Ｒgrad，ＧgradおよびＢgradそのものであるが、図２では「ＲＧＢgrad」と表記）に切り替える機能を有する。この機能は色調整ブロック１６Ａに持たせてもよいし、他の構成を別に設けてもよい。なお、色信号Ｒgrad，ＧgradおよびＢgradに対しユーザ操作に応じた色調整を施すか否かは任意である。
【００４２】
以下、制御部２によりレベル値が制御されるときの各色信号生成部１６２Ｒ，１６２Ｇおよび１６２Ｂの動作を説明する。
【００４３】
前述したように、各色信号生成部１６２Ｒ，１６２Ｇおよび１６２Ｂからはレベル値が二次元方向でランプ波形状に変化した色信号が出力される。「レベル値がランプ波形状に変化」とは、初期値を基点にレベル値が、動作クロックＣｌｋで規定される画素を単位として漸増（インクリメント）または漸減（デクリメント）し、所定の画素数でリセットされるようなレベル変化をいう。なお、インクリメントまたはデクリメントは画素ごとに限定する必要はなく、数画素ごととしてもよい。
【００４４】
図３は、各色信号生成部１６２Ｒ，１６２Ｇおよび１６２Ｂの何れか一つにおいて、色レベル変化を模式的に示す図である。図３は水平と垂直の二方向で共にインクリメントする場合の例である。図３は、水平および垂直のインクリメント時のレベル変化（ランプ波形）と、そのレベル変化を二次元的に色の濃さとして表現するマップとを示す。
このような二次元色変化を制御する要素としては、水平および垂直の色レベル変化の基点となる初期値、水平および垂直の画素番号Ｎｘ，Ｎｙに対する色レベル変化の傾き、基点から色レベル変化をリセットするまでの画素数Ｘ，Ｙがある。
なお図３に示すマップは、ある色に対する色グラディエーション画像ではなく、これらの制御要素の変化によって各画素が、最小値から最大値のどの色レベルでも取りうることを単に示すものであることに注意を要する。
【００４５】
このような色信号を生成する回路部分、すなわち図１に示す色信号生成部１６２Ｒ，１６２Ｇおよび１６２Ｂは単純な構成を有する。
たとえば、とくに図示していないが色信号生成部１６２Ｒ，１６２Ｇおよび１６２Ｂのそれぞれは、少なくとも、所定の変化量を前回の加算結果に加算する加算器と、加算結果を次の加算時に用いるために保持する保持回路とを水平用と垂直用のそれぞれで有する。通常、保持回路はレジスタで構成できる。
なお、初期値を変更可能に保持する別の保持回路を上記レジスタ（加算結果の保持回路）とは別に設けてもよいが、外部から初期値を与え、その初期値にレジスタ出力を加算する構成は、回路の簡素化の観点で望ましい。その構成ではレジスタがその保持容量の最大になってリセットするか、外部からのリセット信号を与えたときに保持内容をリセットすることで、色信号が初期値に戻される。
【００４６】
色信号生成部１６２Ｒ，１６２Ｇおよび１６２Ｂは同じ回路構成であり、初期値などがＲＧＢごとに異なる形で設定される。この設定は、図１に示すようにＣＰＵ２からのＲ設定信号、Ｇ設定信号およびＢ設定信号で制御される。ＣＰＵ２は、これらの設定信号に応じて、さらに各色の変化量（ランプ波形の傾き）を制御し、また、場合によってはインクリメントまたはデクリメント動作を停止させて、幾つかの色信号生成部からは常に初期値を出力させるような制御も可能である。なお、ＣＰＵ２による動作停止の制御はリセット信号Ｒｓｔを介して行ってもよい。
【００４７】
ＣＰＵ２の制御による色信号生成は、ＲＧＢの色ごとに垂直方向は、垂直同期信号を基準に垂直設定加算値を水平同期信号ごとに水平方向初期値で用いる値に対して加算していく。このとき設定によっては負方向への加算、すなわちデクリメント（減算）を行う。
水平方向は、水平方向初期値に対して水平同期信号を基準に水平設定加算値をクロックごとにインクリメント（加算）していくことによってカウントしていく。ことのきも設定によっては、デクリメント（減算）を行う。
【００４８】
このときレベル値はＲＧＢのそれぞれで水平と垂直の２つの方向に変化することから最大で６パターン存在する。この６パターンの色レベル変化をＣＰＵ２がどのように制御するかは、色信号Ｒgrad，ＧgradおよびＢgradをフラットパネル１Ａに出力し合成したときの色グラディエーション画像上で輝度が一定となるように行われる。
【００４９】
以下、この色レベル変化の制御を詳細に説明する。
前述した式(1-1)はＲ信号とＧ信号とＢ信号の各信号レベル（色レベル）の輝度Ｙにおける成分和を示すものであり、これを本発明では「輝度成分和」と称する。
式(1-1)より、輝度成分和におけるＲＧＢの比率を０．２９９対０．５８７対０．１１４にすれば、常に輝度Ｙは一定になることがわかる。つまりＲＧＢ変化比が上記比率の逆比になっていれば、計算される輝度Ｙは常に一定になるはずである。
【００５０】
このことを具体的に図２の構成で述べると、色信号生成部１６２Ｒ〜１６２Ｂがカウントしていくインクリメント値（加算値）またはデクリメント値（減算値）は、ＲＧＢのうち一色がインクリメントで他の一色がデクリメントの場合に限れば、上記比率の逆比になっていれば輝度Ｙは面内で一定に保たれることになる。
すなわち、本実施の形態では、色グラディエーション画像の水平および垂直のそれぞれの方向で、輝度成分和における各色の成分比の逆比をそれぞれの色の重み付け係数とする色レベル変化量の総和がゼロとなるように各色のレベルを変化させる。たとえば、ＲＧＢの三色とも変化させる場合、すなわち一色または二色がインクリメントで、他の二色または一色がデクリメントの場合は一色と二色の変化総量をバランスさせる観点から、二色の変化比率を上記比率の逆比とする場合、残りの一色の変化比率を上記比率の逆比の二倍にすると、輝度Ｙは面内で一定に保たれることになる。なお、一色の変化比率を上記比率の逆比とする場合、残りの二色の変化比率を上記比率の逆比の１／２倍にしても結果は同じである。
【００５１】
ここで次式(3-1)〜(3-3)に示すように、ＲＧＢのそれぞれの色成分のレベル変化量をΔＲ，ΔＧ，ΔＢとし、これをＲＧＢの各色の色調整量Δｒ，Δｇ，Δｂの係数倍で表す。
【００５２】
［数３］
ΔＲ：(1／0.299)Δｒ＝3.34Δｒ≒2(×1.7)Δｒ  …（3-1）
ΔＧ：(1／0.587)Δｇ＝1.70Δｇ≒1(×1.7)Δｇ  …（3-2）
ΔＢ：(1／0.114)Δｂ＝8.77Δｂ≒5(×1.7)Δｂ  …（3-3）
【００５３】
いま仮に、最も単純な比率として、式（3-1）〜（3-3）に示すように、最も簡略化した比率（整数比）を「２：１：５」とする。以下の説明では、この最も簡略化した比率を用いる。ただし、輝度を一定に対するときの精度を高めたいときは、式（3-1）〜（3-3）における色ごとの比率として、より精度が高い小数点以下が数桁の数値を用いればよい。この桁数が多ければ多いほど輝度の均一性が高い色グラディエーション画像が得られる。
【００５４】
輝度の変化量ΔＹは、式(1-1)の関係より次式（4-1）のように示される。このとき色成分のレベル変化量ΔＲ，ΔＧ，ΔＢは前記式（3-1）〜（3-3）の関係を満たすことから、輝度の変化量ΔＹを次式（4-2）のように表すことができ、さらに色調整量Δｒ，Δｇ，Δｂを用いると輝度の変化量ΔＹを次式（4-3）のような簡単な式で表わすことができる。
さらに、ＲＧＢ成分の色調整量Δｒ，Δｇ，Δｂを水平方向に添え字「ｘ」、垂直方向に添え字「ｙ」を使って表すと次式（4-4）のようになる。また、式（4-4）を水平方向成分と垂直方向成分のそれぞれでまとめることにより次式（５）が導かれる。
【００５５】
［数４］
ΔＹ＝0.299ΔＲ＋0.587ΔＧ＋0.114ΔＢ                                …（4-1）
＝0.299(1／0.299)Δｒ＋0.587(1／0.587)Δｇ＋0.114(1／0.114)Δｂ  …（4-2）
＝Δｒ＋Δｇ＋Δｂ                                               …（4-3）
＝(Δｒｘ＋Δｒｙ)＋(Δｇｘ＋Δｇｙ)＋(Δｂｘ＋Δｂｙ)           …（4-4）
【００５６】
［数５］
ΔＹ＝(Δｒｘ＋Δｇｘ＋Δｂｘ)＋(Δｒｙ＋Δｇｙ＋Δｂｙ)  …（５）
【００５７】
上記式(4-3)から、ＲＧＢ成分の色調整量Δｒ，Δｇ，Δｂの総和がゼロになれば輝度Ｙの変化がなくなることが分かる。このとき前述した式（3-1）〜（3-3）に示すように、ＲＧＢ成分の色調整量Δｒ，Δｇ，Δｂに対して近似比として２：１：５を掛け合わせた値が単位変化量ΔＲ，ΔＧ，ΔＢであることから、色調整量Δｒ，Δｇ，Δｂに掛ける比率として輝度の増減分を打ち消す値を設定することにより、輝度の変化量ΔＹをゼロにすることができる。
また、上記式（５）から、このような輝度の変化量ΔＹをゼロにするための比率の設定を水平方向成分と垂直方向成分のそれぞれで行うことにより、水平方向と垂直方向の双方で輝度の増減分が打ち消すことができる。
【００５８】
図４に水平方向と垂直方向のそれぞれで一色をインクリメントし、他の一色をデクリメントする場合の例を示す。より詳細には、図４（Ａ）は図２の色信号Ｒgradにおける赤色（Ｒ）のレベル変化を示し、図４（Ｂ）は色信号Ｇgradにおける緑色（Ｇ）のレベル変化を示し、図４（Ｃ）は色信号Ｂgradにおける青色（Ｂ）のレベル変化を示す。また図４（Ｃ）は合成後の色グラディエーション画像例を示す。なお、図４（Ａ）〜図４（Ｃ）には、基点画素Ｐ０を左上隅にとったときの色レベルの変化の方向と、その変化の比率を矢印で示している。
【００５９】
ここでは水平方向の色ごとの調整量をΔｒｘ＝０，Δｇｘ＝１，Δｂｘ＝−１とし、垂直方向の色ごとの調整量をΔｒｙ＝−1，Δｇｙ＝１，Δｂｙ＝０とする。
そうすると、それぞれＲＧＢの比率２：１：５の関係を適用した後の単位変化量ΔＲ，ΔＧ，ΔＢは、図４（Ａ）〜図４（Ｃ）に示すように、その水平方向成分がΔｒｘ＝０，Δｇｘ＝２，Δｂｘ＝−１０、その垂直方向成分がΔｒｙ＝−１０，Δｇｙ＝５，Δｂｙ＝０となる。
すなわち、輝度の増減分を打ち消すＲＧＢの水平垂直のインクリメント値、デクリメント値は、水平方向に緑色（Ｇ）のレベルに「２」を加算のときに青色（Ｂ）のレベルに「１０」を減算し、垂直方向には青色（Ｂ）のレベルから「１０」を減算するときに緑色（Ｇ）のレベルに「５」を加算するような組み合わせにする。
【００６０】
図４に示す色レベル変化は一例であり、前記式（５）の関係を満たす比率ならば変化量の総和が飽和するまでは輝度を保つことになり、様々な組み合わせを持たせることができる。ここで「変化量の総和が飽和する」とは、具体的には図２に示す色信号生成部１６２Ｒ〜１６２Ｂ内のレジスタが計数限界に達しリセットされたことを指し、図４に示す例では青色（Ｂ）が水平方向で一度飽和している。なお、レジスタの計数限界がＲＧＢで同じだとすると、赤色（Ｒ）と青色（Ｂ）が飽和しやすく、構成比率が高い緑色（Ｇ）は飽和し難い。
以上の操作によって、輝度を均一にした図４（Ｄ）に示すような色グラディエーション画像をフラットパネル１Ａ上で発生させることが可能となる。
【００６１】
なお、本実施の形態では種々のバリエーションが可能である。
図４に示した例では、色グラディエーション画像を正方形に近い形にするために青色（Ｂ）が途中で飽和し、そのために図の右端部は輝度が異なっている。これは比率を保ったまま増分値を変える制御が行われることに起因し、本実施の形態では、このような繰り返し部分が生じる場合がある。この輝度が異なる部分は、マスク処理によって表示しないようにすることにで、さらに使用しやすい色グラディエーション画像の表示が可能である。
さらに、表示ポジションを移動できるようにすれば、色グラディエーション画像を画面中央に表示させることができ、さらに見やすくなり、また利便性がよくなる。
【００６２】
この様子を具体的に示したものが、図５である。
図５（Ａ）に、輝度が飽和しない範囲が正方形になる色グラディエーション画像を示す。ただし、このとき増分値の関係で、水平と垂直の両方向に繰り返し部分が生じ、輝度の異なる領域が存在している。このような不要部分は、マスク処理により不表示にしたものが図５（Ｂ）である。さらに図５（Ｂ）のマスク処理していない部分を中央に表示したものが図５（Ｃ）である。
以上により、さらに調整しやすい色テストパターンとすることができる。なお、マスク処理は、図２に示す構成ではＣＰＵ２からの制御により各色信号生成部１６２Ｒ〜１６２Ｂの出力を適宜、出力ゼロ（色レベルがゼロ）とすることにより黒表示にすることで達成できる。
【００６３】
また、他のバリエーションとして、図２において色グラディエーション画像発生回路１６Ｂの機能全てをＣＰＵ２で実行させてもよい。この場合、色グラディエーション画像の発生手順がＣＰＵ２内に記憶したプログラムに記述され、ＣＰＵ２が自身の演算機能やデータ保持レジスタを駆使して、この色グラディエーション画像のためのＲＧＢgrad信号の生成を実行する。
さらに、図２において色グラディエーション画像発生回路１６Ｂの機能、すなわち、加算、減算、加算結果保持などの機能の一部をＣＰＵ２で行うことも可能である。
【００６４】
従来は、輝度が均一な色テストパターン（色グラディエーション画像）を内部処理により容易に発生させる構成および方法が提案されていなかった。そのため、これを仮にハードウェア実装で行うとすれば、テストパターン画像をＲＯＭ、もしくは、何らかの記憶媒体に格納し、これを適宜読み出す方法、または、ＲＧＢ信号をＹ信号ならびに色差信号（Ｙ−Ｒ）と（Ｙ−Ｂ）に変換するカラーマトリクス演算処理を行うことでしか実現の方法がなかった。この場合、前述したように回路規模やメモリ容量が大きくなり、コストを考えると、このような色テストパターンの内部発生は採用できない現状にあり、外部で発生させた色テストパターン信号を色調整時にのみ入力して用いることが多かった。
【００６５】
本実施の形態では、色テストパターン画素の一種である色グラディエーション画像のＲＧＢ信号を、二次元方向に行う加減算処理だけで輝度を均一にして生成することができる。この信号生成処理は、簡単な回路または簡単なプログラムで発生できる利点がある。また、この処理はＲＧＢ信号をベースに行い、そのためのマトリックス回路が必要でない。また大規模なＲＯＭも必要でない。このため回路規模が小さく、ＣＰＵにかかる負担も軽く、効率（処理速度）がよく、かつ高精度な色グラディエーション画像の発生が可能となる。
【００６６】
このように小規模の回路により色グラディエーション画像表示を実現できることにより、この回路をディスプレイ装置に予め実装することが容易となり、商品とした場合に必須である工場調整での色調整などにおいて、他の装置を使うことなく簡単に色グラディエーション画像を表示できる。また、ユーザによる色調整時にも色グラディエーション画像を表示させることができ、色調整を厳格に行いたいユーザの要求を満たすことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の実施の形態に係る画像表示装置の構成を示すブロック図である。
【図２】色グラディエーション画像発生回路の構成を示す図である。
【図３】各色信号生成部において、色レベル変化を模式的に示す図である。
【図４】水平方向と垂直方向のそれぞれで一色をインクリメントし、他の一色をデクリメントする場合の例を模式的に示す図である。
【図５】輝度が異なる部分をマスク処理によって非表示にし、再配置する様子を示す図である。
【図６】ＹＣＣ色空間のモデルを示す図である。
【図７】ＨＬＳ色空間のモデルを示す図である。
【図８】輝度が均一な面と不均一な面を色空間モデルで示す図である。
【符号の説明】
【００６８】
１…画像表示部、１Ａ…フラットパネル、２…ＣＰＵ、１６…バックエンド処理回路、１６Ａ…色調整ブロック、１６Ｂ…色グラディエーション画像発生回路、１６１…ＣＰＵインターフェース、１６２Ｒ，１６２Ｇ，１６２Ｂ…色信号生成部、Ｒgrad，Ｇgrad，Ｂgrad…色信号、Ｃｌｋ…動作クロック、Ｒｓｔ…リセット信号、Ｐ０…基点画素、Ｌ…色レベル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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