(57)【要約】算出装置（２２０）は、入力目標色（T、TV）に基づいて、特定数（n、4以上）の量子化駆動値（[R’]o,[G’]o,[B’]o,[C’]o）（同数(n)の原色によって電子マルチ原色ディスプレイ装置（２００）を駆動させて目標色（T、TV）をほぼ再現するのに用いることが可能である）を出力として算出するよう構成されており、駆動値毎に量子化初期値（[R’],[G’],[B’],[C’]）を目標色（T、TV）に基づいて判定するよう構成された判定装置（２２４）と、所定のエラー基準（E（R,T））によって、組（CS）内の候補全てにわたって目標色（T,TV）に最も近い色の再現（RP）につながる候補として、初期値（[R’],[G’],[B’],[C’]）に基づいて判定された駆動値の候補タプルの組（CS）から選択された駆動値（[R’]o,[G’]o,[B’]o,[C’]o）を判定するよう構成された最適化装置（２３２）とを備えている。この算出装置によって、色再現の精度の向上を達成することが可能である。
2008513824.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力目標色に基づいて、同数の原色によって電子マルチ原色ディスプレイ装置を駆動させて目標色をほぼ再現するのに用いることが可能である、個数が３より大きな量子化駆動値を出力として算出するよう構成された算出装置であって、
前記算出装置には、前記量子化駆動値毎に量子化初期値を前記目標色に基づいて判定するよう構成された判定装置が備えられており、
前記算出装置には、
前記量子化初期値に基づいて量子化駆動値の候補タプルの組を生成し、かつ、
所定のエラー基準によって、前記組内の候補全てにわたって前記目標色に最も近い色の再現につながる候補として、前記量子化駆動値を前記組から選択するよう構成された最適化装置が備えられている算出装置。
【請求項２】
請求項１記載の算出装置であって、前記最適化装置が、個別の初期値からのマルチ原色駆動値空間の関連次元のいくつかの離散レベル内にある駆動値のタプルの集合として前記駆動値の候補タプルの組を判定するよう構成された候補生成装置を備える算出装置。
【請求項３】
請求項２記載の算出装置であって、前記候補生成装置は、前記初期値に加えられると、目標により近い候補を生成する高い確率を有するとして実験に基づいて予め定められた駆動値オフセット・タプルを有しているオフセット・メモリと、オフセットのタプルを前記初期値に成分毎に加えるよう構成された候補生成器とを備える算出装置。
【請求項４】
請求項２記載の算出装置であって、前記候補生成装置は、駆動値オフセット・タプルを有しているオフセット・メモリと、特定のオフセット・タプルを所定の基準によって、前記所定のエラー基準の評価結果であるエラーに応じて選択するよう構成されたオフセット選択器と、前記特定のオフセット・タプルを前記初期値に成分毎に加えるよう構成された候補生成器とを備える算出装置。
【請求項５】
請求項４記載の算出装置であって、前記オフセット選択器が前記特定のオフセット・タプルを前記目標色に応じて選択するよう更に構成される算出装置。
【請求項６】
請求項１記載の算出装置であって、前記最適化装置は、輝度エラー対色度エラーの結果エラーに対して異なる寄与を有する所定のエラー基準を評価するよう構成されたエラー評価装置を備える算出装置。
【請求項７】
マルチ原色ディスプレイ機器であって、
i.  請求項１記載の算出装置と、
ii.  前記量子化駆動値を受け取るために前記算出装置に接続されたマルチ原色ディスプレイ装置とを備えるマルチ原色ディスプレイ機器。
【請求項８】
入力目標色に基づいて、同数の原色によって電子マルチ原色ディスプレイ装置を駆動させて目標色をほぼ再現するのに用いることが可能である、個数が３より大きな量子化駆動値を出力として算出する方法であって、
i.  前記駆動値毎に量子化初期値を前記目標色に基づいて判定する工程と、
ii.  前記量子化初期値に基づいて量子化駆動値の候補タプルの組を生成する工程と、
iii.  所定のエラー基準によって、前記組内の候補全てにわたって前記目標色に最も近い色の再現につながる候補を前記組から選択することによって前記量子化駆動値を判定する工程とを備える方法。
【請求項９】
請求項８記載の方法をプロセッサが実行することを可能にするためのプロセッサ読み取り可能手段を備えるコンピュータ・プログラムであって、前記プロセッサ読み取り可能手段は、
i.  量子化初期値を目標色に基づいて判定する手段と、
ii.  前記量子化初期値に基づいて量子化駆動値の候補タプルの組を生成する手段と、
iii.  所定のエラー基準によって、前記組内の候補全てにわたって前記目標色に最も近い色の再現につながる候補を前記組から選択することによって出力量子化駆動値を判定する手段とを備えるコンピュータ・プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力目標色に基づいて出力としていくつか（4つ以上）の量子化駆動値（同数の原色によって電子マルチ原色表示装置を駆動させて目標色を実質的に再生するのに使用可能）を算出するよう構成された算出装置に関する。
【０００２】
本発明は、前述の算出装置を備えるマルチ原色表示装置にも関する。
【０００３】
本発明は、入力目標色に基づいて出力としていくつか（4つ以上）の量子化駆動値（同数の原色によって電子マルチ原色表示装置を駆動させて目標色を実質的に再生するのに使用可能）を算出する方法にも関する。
【０００４】
本発明は、前述の方法を実現するソフトウェアにも関する。
【背景技術】
【０００５】
西暦1950年代に登場して以来、カラー・テレビジョン受像機は、三原色の色再現（加法的な三原色）（手短に、原色と呼ばれることが多い）によって機能してきた。同じことが、セルロイド映画についても言える。すなわち、手作業によるマルチカラー着色の映画、及び一部の二原色映画の期間後、現在の映画は、三原色を用いている。この選択の背後にある論理的根拠は、標準的な人間の観察者が網膜内に3つのタイプの錐体を有していることである。よって、網膜上の点が、（特定のスペクトルを有する）三原色の特定の組合せによって照射された場合、このことによって、観察者が他の多数の照射スペクトルと識別することが可能でない色感覚が与えられる。この原理は、条件等色と呼ばれている。カラー・ディスプレイを設計する目的は、三原色を選択することである。それによって、自然に発生するオブジェクト・スペクトル（例えばレモンの）を、条件等色を用いてエミュレートすることが可能である。
【０００６】
例えば、色覚異常の視聴者の場合、三原色の再現が満足に正確か否かについてよく考えることがあり得る。しかし、実用的な視点からは、現在のカラー・テレビジョン受像機は、色を満足に再現するとみなされる。いずれにせよ、ディスプレイ上のオブジェクトの実際に認識される色は、膨大な数の要因（例えば、環境照明など）の関数である。
【０００７】
製作側では、カメラおよび色の操作も、比色測定で正確でない一方、むしろ実用的に合わせられる。よって、少なくとも顔色は受け入れ可能である。
【０００８】
しかし、近年、いわゆるマルチ原色ディスプレイ（例えば、４、５、６の原色、又は３２以上の原色を有するディスプレイを当業者が表す用語である）に向けて、いくつかの企業及び研究機関において取り組んでいる。現在の三原色ディスプレイが設計された際には、できるだけ多くの天然色を再現することができるよう（専門用語では、再現可能な色の色空間内の合計体積は、ディスプレイの色域（表示ガンマと混同しないものとする）又は調子再現曲線と呼ばれる）、赤、緑及び青の原色（図1の三角形を参照のこと）を選択すべきことを認識していた。CRTに用いる蛍光体の実際の色点が、発光効率などの要因に基づいて選ばれた。しかし、加法的な（マルチ原色の）ディスプレイでは、原色を接続する線によって境界がつけられた色平面（例えば、xy標準色平面）の凸面領域内に位置する色のみを再現することが可能である（例えば、標準的なPAL  CRTテレビジョン受像機の場合、図１の三角形r,g,b内の色のみを再現することが可能である）ことを数学的に証明することが可能である。スペクトル色軌跡曲線102は、モノクロの（単一波長の）色の色平面x,yの軌跡を示す。よって、自然に可能な色は全て、この曲線102内に収まる。しかし、いくつかの色（例えばシアン色c）は、PAL三角形r,g,bの外に位置し、よって、PAL  CRTテレビジョン受像機上に再現することが可能でない。他のディスプレイ技術は、ディスプレイの物理的特性に依存した三角形の、それ固有のバージョンを有している（例えば、LCDは、最適でない、やや非飽和の青の原色を有していることが多い）。実際には、スペクトル軌跡の形状が理由で、三原色の如何なる選択によっても、自然色全てを再現することが決して可能でないことが容易に分かり得る。すなわち、大きな三角形の三原色ディスプレイが最も自然に発生する色（例えば、三角形内のパステル・カラー全て）を表示することが可能であるが、三原色は、自然色の再現には十分でない。
【０００９】
三角形の外に位置する大半の色（例えば、淡黄色）はわずかに非飽和化されて表示されるに過ぎない（不快でないものと視聴者によって既に認められている場合には通常、このことがあてはまる）が、大きな色域がなお好ましい。例えば、視聴者は、PAL  CRTテレビジョン「受像機によって再現可能な色よりも不自然に非常に飽和した色を好み得る。
【００１０】
マルチ原色ディスプレイの導入にブレーキをかけている要因の1つとなっているのは、ディスプレイに対する正しい駆動値（例えば、色を再現するために必要な正しい赤色比率を達成するためにCRTの赤色電子銃に印加させなければならない電圧）を得るうえでの計算である。3原色ディスプレイの場合、駆動値は、３つの未知数（前述の知覚の何れかを一意に再生するための３つの原色チャンネル）を有する３つの等式（視聴者の３つの知覚次元）の組から結果として生じるので、容易に算出することが可能である（以下の式１で分かり得る）。
【００１１】
マルチ原色ディスプレイの場合、駆動値をどのようにして判定すべきか明らかでない。いずれにせよ、同じ色知覚につながる駆動値の組は１つだけでなく、多数存在している。その場合、どの駆動値の組を選ぶべきか明らかでない。選択を行うべきである（すなわち、特定の種類の更なる制約／等式が望ましい）ことは明らかであるが、前述の制約を選ぶ方法は様々存在している（例えば、特定の駆動値が印加される場合のディスプレイの寿命に基づいて（例えば、一チャンネルが全く用いられない場合、よりゆっくり経年変化する））。
【００１２】
かなり検討された後、いくつかの汎用的な手法が開発された。それらは、全て類似しており、国際公開第０２／０９９５５７号パンフレットに典型例が開示されている（この概念は、色域の境界に対する寄与から色を生成することに基づいて特定の駆動値組を判定することである（自由度の数は小さい））。
【００１３】
しかし、このプロセスの出力は、目標色をほぼ再現する特定の駆動値組であるが、国際公開第０２／０９９５５７号パンフレット記載の方法の欠点は、続く特定の駆動値組が（特定の要件によると）最適なものでは必ずしもなく、別の多数の候補がより好適であり得ることである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明の目的は、目標色により適切な駆動値組（特に、高精度の色再現につながる駆動値組）を判定することができる算出装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
この目的は、算出装置が、量子化駆動値毎の量子化初期値（[R’],[G’],[B’],[C’]）を目標色に基づいて判定するよう構成された判定装置を備えており、算出装置が、
量子化初期値（[R’],[G’],[B’],[C’]）に基づいて量子化駆動値の候補タプルの組（CS）を生成し、
所定のエラー基準によって、組（CS）内の候補全てにわたって目標色（T,TV）に最も近い色の再現（RP）につながる候補として、ディスプレイを駆動させるための量子化駆動値（[R’]o,[G’]o,[B’]o,[C’]o）を組（CS）から選択するよう構成された最適化装置を備えていることで実現される。
【００１６】
（注：タプルは、数の配列（ベクトルに多少似ている）である。）
精度の向上を望む当業者は、マルチ原色対駆動値の別のストラテジによって再算出することにより、更に高精度の駆動値組に達したいことがあり得る。しかし、考えられる組み合わせ全てを処理することは、膨大な量の算出を必要とする。これは、リアルタイム・ビデオ・システムの場合、実現可能でない。
【００１７】
最適化装置における再現精度を確認することにより、色対駆動値の高度な算出は必要でないが、駆動値対色の単純な順方向モデルのみが必要である。本発明による算出装置は、利用可能な算出量によって容易に調節することが可能である。少数の算出しか可能でない場合、候補組は小さくに抑えられるが、そのマイナス面は、精度が場合によっては、あまり向上しないことである。実験で明らかとなったのは、適度に小さい候補組によって、既に良好な結果を達成することが可能であるということである。好適な駆動値組に、初期値から始めてすばやく達するための好適な経路を判定するためのヒューリスティックを種々、企図することができる。
【００１８】
算出装置の一実施例では、最適化装置が、個別の初期値（[R’],[G’],[B’],[C’]）からのマルチ原色駆動値空間の関連次元ｄのいくつかの離散レベルNd内にある駆動値のタプルの集合として駆動値の候補タプルの組を判定するよう構成された候補生成装置を備える。
【００１９】
初期値の周りの固定された（通常、少数の離散値の）領域に候補を制限することは通常、精度のかなりの向上につながる。候補は、単に、オフセット全てを処理する（すなわち、初期値に加える）ことによって生成することが可能である。更に、このようにして、駆動値が大幅に変動しないことが保証される。更に、初期値からのオフセットが小さいことによって、ディスプレイの、モデルと実際のガンマ特性との間の差に対して方法／装置がロバストになる。
【００２０】
算出装置の更なる実施例では、候補生成装置は、初期値（[R’],[G’],[B’],[C’]）に加えられると、目標により近い候補を生成する確率が高いとして実験に基づいて予め定められた駆動値オフセット・タプルを有しているオフセット・メモリと、オフセットのタプルを初期値（[R’],[G’],[B’],[C’]）に成分毎に加えるよう構成された候補生成器とを備える。
【００２１】
算出の量を更に削減するために、オフセット全てを処理するかわりに特定のオフセットのみを検査することができる（例えば、オフセットのハイパーキューブをサブサンプリングすることができる）ことを利用することが可能である。好適な候補を予め記憶することができる。それらの再現精度を検査させるためにそれら（又はそれらの一部）のみが次いで、候補生成器に送出される。種々の理論が部分集合につながり得る。
【００２２】
算出装置の別の更なる実施例では、候補生成装置は、駆動値オフセット・タプルを有しているオフセット・メモリ（３０６）と、特定のオフセット・タプルを所定の基準によって、所定のエラー基準の評価結果であるエラー(e)に応じて選択するよう構成されたオフセット選択器と、特定のオフセット・タプルを初期値（[R’],[G’],[B’],[C’]）に成分毎に加えるよう構成された候補生成器とを備える。
【００２３】
検査しなければならない候補量を削減するために、オフセットのハイパーキューブを動的に横断させることも可能である（すなわち、次の候補は現在の候補によって変わってくるものであり、再現結果はそれによって達成される）。
【００２４】
目標色に応じて特定のオフセット・タプルを選択するようオフセット選択器を更に構成することによって前述の算出装置の実施例を更に構成することが効果的である。
【００２５】
例えば、色域の境界近くでは、特定のオフセットは他のものよりも結果が好適であり得る。
【００２６】
輝度エラー対色度エラーの結果として生じるエラー(e)に対する異なる寄与を有する所定のエラー基準を評価するよう構成されたエラー評価装置を備える最適化装置を有する算出装置を実施することが効果的である。これは、（特定の）色度エラー対輝度エラーの別の心理視覚的重要度を考慮に入れ得る。
【００２７】
算出装置は、量子化駆動値を受け取るために算出装置に接続されたマルチ原色ディスプレイ装置を更に備えるマルチ原色ディスプレイ機器に備えられる場合に有用である。
【００２８】
算出装置と同様に、入力目標色に基づいて出力としていくつか（4つ以上）の量子化駆動値（[R’]o,[G’]o,[B’]o,[C’]o）（目標色をほぼ再現するために同数の原色によって電子マルチ原色ディスプレイ装置を駆動させるのに使用可能）を算出する方法を提供する。上記方法は、
駆動値毎の目標色量子化初期値（[R’],[G’],[B’],[C’]）に基づいて判定する工程と、
量子化初期値（[R’],[G’],[B’],[C’]）に基づいて量子化駆動値の候補タプルの組を生成する工程と、
所定のエラー基準によって、組内の候補全てにわたって目標色に最も近い色の再現につながる候補を組から選択することによって量子化駆動値（[R’]o,[G’]o,[B’]o,[C’]o）を判定する工程とを備える。前述の方法は、例えば、インターネットからビデオを受け取るパソコンがホーム・シネマ・マルチ原色プロジェクタを駆動させることを可能にするソフトウェアとして種々のやり方で実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
本発明による算出装置の前述及びその他の局面は、以下に説明する実施形態及び実施例から、かつ、添付図面を参照して明らかであり、前述の実施形態及び実施例を参照して、かつ、添付図面を参照して明らかになるであろう。これらは、より概括的な概念を例示する非限定的な特定の例証としての役目を担うに過ぎない。ダッシュ記号は、構成部分が任意的であることを示すのに用いられている。
【実施例】
【００３０】
図１は、色(x,y)及び輝度(Y)の空間における加法的な電子ディスプレイの色域（すなわち、色再現装置によって再現することが可能な色全て）を略示している。実線で描かれたテント形状１１０は、技術上のいくつかの制約（例えば、効率など）によって選ばれた三原色ディスプレイ（例えば、EBU（欧州放送連合）標準に準拠した蛍光体を有している、現在普及しているCRTテレビジョン受像機など）の色域である。4原色装置１２０の色域も示している（点線）。ディスプレイ上の再現可能色の色度(x,y)が、原色の色度（この例では、小文字のr、g、b及びc）から構成される凸多角形内にあること、及び、3次元の再現可能色（例えば、タプル（x,y,Y）として、又は、線形加法（X,Y,Z）空間において規定される）が、テント形状の色域内にあることを数学的に示すことが可能である。
【００３１】
単光スペクトルの色度（いわゆるスペクトル軌跡１０２。色の世界では馬蹄形として一般に知られている）も示す。自然界のオブジェクト・スペクトルは全て、この馬蹄形状の軌跡内に色を有する。三原色ディスプレイが色度全てを再現することが可能な訳でない（例えば、色度cは再現することが可能でない）。実際に、馬蹄形内の色全てを再現することが可能な三原色ディスプレイは何ら存在しない。４原色（４Ｐ）色域１２０の体積も、３Ｐ色域の体積よりもずっと大きい。色度平面(x,y)においてより大きな台を有しているからだけでなく、３Pディスプレイによって再現可能な特定の色に対して、より高い輝度を達成することが可能であるからでもある。
【００３２】
これは部分的には、４原色（例えば、LEDディスプレイにおける）がより多くの光を放出するにすぎないからであり得る。よって、４Pディスプレイの白色W’（原色ディスプレイ・チャンネル全てに最大駆動値を送出することによって得ることが可能である）は、３Pディスプレイの白色Wよりも高い輝度を有する。このことは、例えば、マルチ原色LCDディスプレイの場合、より顕著でない。その最大輝度はバックライトによって決まるからである。
【００３３】
ディスプレイ色域の範囲のまずまずの尺度は（白色輝度の影響を無視すれば）、いわゆる理想的な色の色域と比較することによって得られる。前述の色が、特定の色度の場合に最大の輝度を有していること、及び、ゼロ又は１に等しいスペクトル振幅、及び無限に急峻な1つ又は2つの交差を0部分と1部分との間に有しているフィルタによって白色光をフィルタリングすることによって構成されることを数学的に証明することが可能である。
【００３４】
その場合、マルチ原色の色域は、白色の周りにより広い領域を有している（すなわち、特定の色度の場合、より高い（正規化された）輝度を再現することが可能である）。いずれにせよ、マルチ原色ディスプレイは、より多くの色を再現することが可能である。
【００３５】
現在のカラー・テレビジョン受像機（並びにその他の再現ストラテジ（例えば、写真プリントなど））は、実用的な観点から、その色再現において満足であると判断されている。自然界において実際に生じる色の大部分は、その色度三角形（図１のr、g、b）内に収まるが、境界上の色は、所要の輝度によって再現可能でないことがあり得る。このことは通常、クリッピング・エラーにつながる。
【００３６】
しかし、この１０年間に、幅がより広い色域（すなわち、マルチ原色（4つ以上（例えば、４つや６つ）の原色）を表す）のディスプレイを製造することに、より高い関心が出てきている。例えば、いくつかのシアンの塗色、布をマゼンタに着色する染料や、黄色の物体色は忠実に再現することが可能でないからである。このことは、種々の色再現手法に基づいたいくつかのマルチ原色ディスプレイにつながった。実際に、本発明の算出装置は、
例えば、
４つ以上のカラー・フィルタを（例えば、カラー・ホイール内に）有しており、1つ又は複数の光変調器を有しているプロジェクタ、
4つ以上の別々の原色LEDを有するLEDディスプレイ、、
複数のカラー・フィルタ及び／又は複数のバックライトを有しているLCDとして前述のディスプレイに用いることが可能である。
【００３７】
しかし、実用的なマルチ原色ディスプレイに至る道に伴う重大な課題は、ディスプレイのハードウェアを構築することよりも、目標色を再現するために必要な駆動値を得るためのソフトウェア／数学的処理である。
【００３８】
現在のテレビジョン受像機が用いる、加法的な三原色ディスプレイの数学的処理は、単純にモデリング可能である。
【００３９】
【数１】
2008513824.tif 000003
[式１]
式１では、再現する対象の目標色Tは、そのX値、Y値及びZ値として表され、原色の行列M（単位元の原色駆動のXの寄与、Yの寄与、及びZの寄与を有している。例えば、[255,0,0]の駆動タプル単位元を与えると赤が表示される）の、駆動重みLDのタプルとの行列乗算から得られる。これは、ディスプレイ・ハードウェアのガンマ特性（Tr（R’）などの関数によってモデリングされる）によって実際の駆動値R’、G’及びB’に関係付けられる。Bは、精度向上のために式１に備えることが可能な黒の漏出色である。
【００４０】
前述の理論上の等式から、所要駆動値を目標色に与えることは、逆行列演算によって容易に得ることが可能である（３つの未知数及び３つの等式が存在しているからであり、色視覚が3次元である（少なくとも、色再現手法において用いられている、単純であるが満足のいく高精度モデルによれば）からである）。
【００４１】
しかし、マルチ原色ディスプレイの場合、等式よりも未知数のほうが多く存在している。例えば、４つの駆動値（R’、G’、B’、C’）が必要であるからである。よって、数学的処理は、単純に反転可能である訳でない（すなわち、多くの解が無限に存在している）。
【００４２】
このことは、単色視症の観察者（すなわち、図４のグレイ値L、及び２つの原色P1及びP2のみがみえる観察者）について、単純化して示している。×印によって示す目標色４１５は、P1の2単位の寄与を用いることによって再現することが可能であるが、P2の、要求される４．５単位加算分は、再現点４１１につながる4単位も、点４１２につながる5単位も、かなりの輝度Lのエラーを生じることを意味する。しかし、タプル[3,4]による再現４１３は目標輝度Lを幾分高精度に再現し、単色視症の観察者はいずれにせよ、再現間の色Uにおける差を認識することが可能でない。
【００４３】
しかし、解を任意に選ぶことは、あらゆる種類の気になる効果（エラー、チャンネルによってばらつきのある経年変化等など）につながり得る。
【００４４】
存在しているマルチ原色駆動算出ストラテジは比較的少ない（これらは全て、同じ概念（すなわち、自由度の数を削減すること）に基づいている）。
【００４５】
本発明の場合、比較的平滑に変動する駆動値をもたらすアルゴリズムに関心がある。すなわち、色Tが駆動値（A’,B’,C’,…）を必要とする場合、隣接する色T+εは、やや異なる駆動値（例えば、（A’+α,B’+β,C’+γ,…）を必要とする。ここで、α、β及びγは、駆動値の合計範囲よりもかなり小さい（例えば、少数の（例えば、0個、１個、２個又は３個の）離散駆動値に等しく、よって、（１５*A’,0,22*C,…）でない））値を有する。
【００４６】
国際公開第０２／０９９５５７号パンフレットによる、マルチ原色駆動値の算出の考えられる一方法（本願明細書では手短に「ジェノア手法」と呼ぶ）を図１に略示する。
【００４７】
４P色域１２０内に明らかにある色mは再現しなければならず、r、g、b及びcの種々の寄与によって再生することが可能である。色度が同じであるが輝度が最大の色域の境界上の色Mが算出される。色域の境界が有する自由度は少ない（例えば、線形色空間では、原色駆動値を、その２つ以外は全てゼロに設定することによって境界面が得られる）ので、色Mを作成するうえで一意の駆動値組み合わせが存在している。前述の値は、色度毎に、予め算出し、メモリに記憶することが可能である。加法的な色再現の線形特性によって、色度が同様であるが、輝度がより低い色mは、単に、Mの輝度とmの輝度との比によって、記憶された一意の駆動値をスケーリングした結果によって生じる。
【００４８】
これによって、所要目標色にほぼ等しい色を再現するのに必要な駆動値を一意に算出するやり方が提供されるが、結果として生じる再現色は、考えられる最良の再現で決してない。すなわち、結果として生じる駆動値は、最適な駆動値でない。駆動値が量子化されているので問題が生じる。精度が無限に高い駆動値によって、本願提案の方法は、厳密な色再現をもたらす。しかし、量子化によって、駆動値タプル[2,17,8,21]は、例えば、わずかに赤みがかかりすぎているか（又は薄すぎる）色につながり得る一方、[2,17,8,21]に対するシアン（反赤色）の寄与を増加させることによって赤色性に対抗することは、やはり、シアン色が多少かかりすぎている色につながり得る。しかし、前述の２つのタプルは、まさに、ジェノア手法の結果であり得るものであり、それ以外の何でもない（２つのタプルは、線１３０に沿った真の色mの周りの最も近い離散値である）。しかし、場合によっては、タプル[7,12,9,14]は、精度がずっと高い再現を表す。これはまさに、本発明が達成しようとしていることである。すなわち、精度がより高い再現を得ることである（適度な量の算出を伴っても（すなわち、好適な初期推測（例えば、ジェノア手法から得られたものなど）から始めても））。
【００４９】
本発明の駆動値生成は、全ての色を徹底的に検査する訳でない（それは、特にリアルタイム・ビデオの場合、実現不能である）ので、最良の色再現がもたらされる保証は何ら存在しない。しかし、当然、ジェノア駆動値による初期の再現よりも悪くなり得ることは決してなく、通常、より良くなり、最適な再現からそれほどはずれていないことになる。
【００５０】
図２は、マルチ原色ディスプレイ装置における本発明の算出装置２２０を略示する。画像の画素毎に、標準的な色仕様が入力される（例えば、TVは、標準的なPAL  YUV、又はMPEG  YCRCB仕様である）。いずれにせよ、これは、色を一意に規定し、色を再現するための駆動値に変換することが可能である。入力は、考えられるテレビジョン接続（例えば、ケーブル接続、又は、ディスク読み取り装置への接続）の何れかである接続２６０を介して供給される。算出装置２２０は、この入力色TVを目標色の別の表現（例えば、X、Y、Z表現であるT）に変換することができる（後続の算出を行ううえで実用的なその線形性が理由である）。したがって、（３ｘ３）行列変換を入力色に施し、ガンマ変換を、結果として生じる色信号に施し（通常、その２．２乗にする）、次に第２の行列変換を施すよう構成された色空間変換装置２２２を通常、備え得る。
【００５１】
後に、判定装置２２４は目標のX、Y、Z色（又は同様な他の色表現）を量子化初期値（[R’],[G’],[B’],[C’]）（「’」は、前述の値が逆ガンマ空間にあり（すなわち、線形値が例えば、（1/(2.2)）乗すなわち0.45乗にされている）、「[]」は、周知の通り、量子化を表す）に変換する。前述の初期値は、電子マルチ原色ディスプレイ装置２００に既に送出することが可能であるが、色再現は、最適以下である。判定装置２２４は、線形駆動の値又は重みR、G、B及びCに目標色Tの変換をマルチ原色変換装置２２６においてまず施すよう構成される。何れかの平滑な変換アルゴリズム（例えば、図１を利用して前述したジェノア手法）を施すことが可能である。後に、逆ガンマ装置２２８は、チャンネルの非線形特性を考慮に入れるよう非線形関数を施す。この逆ガンマ変換の目的は、逆ガンマ値がディスプレイに（例えば、電圧やデジタル値として）送出されると、次いで、ディスプレイのガンマが理由で、原色チャンネルのほぼ正確な線形光寄与が表示される。例えば、電子銃の物理的特性やその他の要因（例えば、ディスプレイ前面上に反射させられた周囲光など）によって、CRT色チャンネル（例えば、赤色チャンネル）を、例えば2.8のガンマを有するベキ関数によってモデリングすることが可能である。薄暗い周囲における視聴の心理物理学を考慮に入れれば、前述のCRTディスプレイの場合、逆ガンマ関数はpower(c,0.45)（すなわち、c0.45）となる。ここで、cは例えば、線形の赤色駆動の重みRである。一方、LCD装置は、S形状の関数を有する。通常、所要の特性が測定され、所要の逆ガンマ関数がルックアップ・テーブルに格納される。最後に、量子化器２３０は前述の値を（例えば、0と255との間の単位として）量子化する。それによって、量子化初期値（[R’],[G’],[B’],[C’]）がもたらされる。
【００５２】
本発明の中核は、最適化装置２３２の追加である。最適化装置は、初期値に基づいて、比色測定でより高精度の、又は「最適な」駆動値（[R’]o,[G’]o,[B’]o,[C’]o）を判定するよう構成される。この内部機能の例を、図３を利用して以下に説明する。
【００５３】
図２は、例示的な４Pディスプレイ装置２００（すなわち、DMDベースの背面プロジェクタ）を更に示す。ランプ２０４からの光が、カラー・ホイール２０６における４つのカラー・フィルタ（通常、可視スペクトル範囲にほぼ及ぶ、ほぼ分離した帯域通過型フィルタ）によってフィルタリングされる。光は、光変調器として機能するディジタル・マイクロ・ミラー装置（DMD）２１０に半反射ミラー２０８によって後に方向付けられる。赤色フィルタが光路内にある場合、赤色の大きな寄与を必要とする画素は、多数の要素時間、光を出力に誘導する。正常に変調／着色された光は、背面投影ディスプレイの前面におけるディスプレイ画面２１４上に投影レンズ２１２を介して投影される。最適な駆動値（[R’]o,[G’]o,[B’]o,[C’]o）が、4分の１周期それぞれにおいてDMDの顕微鏡ミラーを正常に方向付けるよう入力される。
【００５４】
図３は、算出装置２２０の最適化装置２３２の例示的な実施例を略示する。
【００５５】
候補生成装置３０２は、個別の初期値（[R’],[G’],[B’],[C’]）からのマルチ原色駆動値空間の関連次元ｄのいくつかの離散レベルNd内にある（すなわち、例えば、駆動値毎に正の方向又は負の方向に、１つ、２つ又は３つの離散ステップ内にある）駆動値を備えるタプルの集合として駆動値の候補タプルの組CSを判定するよう構成される。
【００５６】
よって、例えば、[14,10,10,10]が初期タプルの場合、[14-1,10,10,10]、[14+1,10,10,10]、[14,10-1,10,10]等は、その色再現を検査するうえで興味深い候補である。このようにして実施しても、到達可能な最適色再現を求めることを保証するものでない。一方、算出はかなり節減される。例えば、6原色の場合、全数サーチは、power（256,6）駆動値タプルの再現を検査することを意味する。これは、リアルタイムのビデオの場合、ずっと多すぎる。しかし、画素毎に少数の別の候補タプルを検査することは、現在のハードウェア及びソフトウェアによって実現可能である。図４が略示するように、最適な候補が初期値に近い（特に、平滑な初期値生成手法の場合）ことは可能性が低い訳でなく、いずれにせよ、最適化によって、再現は、初期駆動値よりも悪くなり得ることは決してない。しかし、平均的には、精度は、いくつかのビット（同等）によって（特に、無色軸付近で）増加させられ、自然界で生じる大半の色はいずれにせよ、飽和度があまり高くない。
【００５７】
候補生成装置３０２の機能の簡単な実現は、[-1,0,0,0]、[+1,0,0,0]、[0,-1,0,0]等などのオフセット・タプルを備えるオフセット・メモリ３０６による。前述のオフセットは、初期値（[R’],[G’],[B’],[C’]）にオフセット・タプルを成分毎に加える（すなわち、例えば、[R’]-1,[G’]+0,…）よう構成された候補生成器３０４によって加えられるにすぎない。
【００５８】
考えられる近傍制約オフセット・タプル全てを徹底的に検査するかわりに、候補生成器３０４へ送信するための特定のタプルのみを所定の基準によって選択するためにオフセット選択器３０８が存在し得る。例えば、再現の向上につながる可能性が高いものとして、統計的な基準に基づいて事前選択されたオフセット部分集合が満足のいくように機能し、やはり算出負荷が削減されるということを実験は明らかにしている。
【００５９】
あるいは、最適化装置２３２は、オフセット選択器が残差エラーに基づいてオフセット・タプルを判定するよう構成することができる。例えば、再現された色が十分赤色でない場合、赤色性を強めるオフセットが選択されるが、赤色性を弱めるオフセットは無視される。このことは図５に略示する。ここでは、２つの色駆動成分について、（2成分の）エラー平面（エラーの方向は決定的である（オフセット集合は維持されるか、あるいは廃棄される。このことは、エラーがある象限（例えば、正のe1及びe2）によって変わってくる）））を示す。エラーの振幅も考慮に入れられる。象限が４つに分けられているからである。例えば、エラー平面領域５０２では、オフセット・タプルO1及びO2が、再現精度の向上のための候補としての可能性が高い一方、象限５０３では、O5及びO6が同様となる。これらは、例えば、小さな成分オフセット（＜２）を有し得る。わずかな色補正しか必要でないからである。よって、大きな偏差を検査しなくてよい。色域内の目標色がある場所（例えば、色域の境界に近い、輝度が（非常に）高いか、又は低い、特定の色相部分にある等）にオフセット選択を依存させる（これは、所定のヒューリスティックスをオフセット選択器３０８に与えることによって実現される）ことは更に効果的である。
【００６０】
多くの高度な手法が、選択されたタプル組を適応的に（例えば、順次の候補選択中のエラー・パス（の勾配）に基づいて）更新することができる。
【００６１】
候補駆動値タプルDC(すなわち、（初期値)+（現在選択されており、検査する対象の特定のオフセット)）は、順方向色マッピング装置３２２を備える再現評価装置３２０に送出される。この装置は、ディスプレイ装置200が再現する色Rを再現したモデルを逆量子化する（例えば、X,Y,Z空間において、式１（すなわち、
【００６２】
【数２】
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（式２））と同様な等式による）。この場合、シアン駆動成分も存在しており、同様に、6原色ディスプレイにおいて、例えば、更なる黄YE及びマゼンタMGの原色等が存在している。
【００６３】
この等式は、非常に単純であり、ディスプレイの線形加法性からの結果として生じる。その他の色空間（例えば、CIELAB空間（この場合、順方向色マッピング装置３２２は通常、X,Y,Z空間からLAB空間への更なる変換を備える））が可能である。エラー評価装置３２４は、再現の精度（すなわち、特定の色空間における特定の距離公式による、再現色Rの目標色Tまでの距離）を評価（検査）する（例えば、知覚的に一般的なDELab、又はその精度を向上させた改良を用いることができる）。あるいは、単純なエラー公式は、例えば、e=|XR-XT|+|YR-YT|+|ZR-ZT|である。
【００６４】
エラー公式が有している、輝度におけるエラーの重み付け係数と、クロミナンスにおけるエラーの重み付け係数が異なる（例えば、Labにおけるa及びbの差において）場合、効果的である。別々のエラー成分がタプルにおいて前述のオフセット選択器に送出される。他方の出力上では、スカラ・エラーがエラー値解析器３２６に出力される。エラーeが現在の最小エラーe0よりも小さい場合、現在の駆動値がメモリ３３０に記憶される。停止条件検出器も存在し得る。例えば、3番目に検査されたオフセットが、最終の精度として統計的に期待し得る精度未満の精度を既にもたらす場合、残りのオフセットは検査しなくてよい。候補は、中間メモリ３１０に保存し、任意に取り出すこともできる。
【００６５】
前述の算出ハードウェアは、エラー拡散アルゴリズム又は統計雑音封じ込めアルゴリズムと組み合わせることができる。前述の実施例では、エラー拡散ブロック３５０（現在の画素に許容されるエラーの一部を（例えば、フロイド・スタインバーグ・アルゴリズムによって）算出し、エラーの残りは、隣接する画素において考慮に入れられる）が存在している。このことは、候補生成に影響を及ぼす。
【００６６】
前述の算出装置及び方法は、あらゆる種類のマルチ原色ディスプレイに有用であるが、低ビット深度ディスプレイに特に有用である。現在、いくつかのモバイル・ディスプレイは、低いビット深度（例えば、チャンネル毎5ビット）を有する。伝統的なディザリングのかわりに、前述のマルチ原色手法は、多くの場合、分解能を犠牲にすることなく色精度を向上させることが可能である。
【００６７】
本明細書記載のアルゴリズム構成部分は実際には、ハードウェア（例えば、特定用途向ICの一部）として、又は、特定のデジタル信号プロセッサ上や、汎用プロセッサ上等で実行するソフトウェア等として実現することができる。
【００６８】
コンピュータ・プログラムは、プロセッサにコマンドを入れるための一連のロード工程（中間変換工程（中間言語及び最終プロセッサ言語への翻訳など）を有し得る）後に、本発明の特徴的な機能の何れをもプロセッサ（汎用又は特定用途）が実行することを可能にするコマンドの集まりの何れかの物理的な実現形態とする。特に、コンピュータ・プログラムは、担体（例えば、ディスクやテープ、メモリに存在しているデータ、ネットワーク接続（有線又は無線）を介して流れるデータや、紙上のプログラム・コードなど）上のデータとして実現することができる。プログラム・コード以外には、プログラムに必要な特性データもコンピュータ・プログラムとして実施することができる。
【００６９】
方法の実施に必要な工程の一部（デ―タの入力工程及び出力工程など）は、コンピュータ・プログラムに記述されるかわりにプロセッサの機能において既に存在し得る。
【００７０】
前述の実施例は、本発明を限定するよりも例証するものである。特許請求の範囲において組み合わせた本発明の構成要素の組み合わせ以外に、前述の構成要素の他の組み合わせが可能である。構成要素の何れの組み合わせも単一の専用構成要素において実現することが可能である。
【００７１】
請求項における括弧内の参照符号は何れも、特許請求の範囲を限定することを意図するものでない。「comprising」の語は、特許請求の範囲記載の構成要素又は局面以外の構成要素又は局面が存在することを排除するものでない。構成要素に語「a」又は「an」が先行していることは、前述の構成要素が複数存在することを排除するものでない。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】三原色ディスプレイ及びマルチ原色ディスプレイの色域を略示する図である。
【図２】マルチ原色ディスプレイ機器における、本発明の算出装置を略示する図である。
【図３】算出装置の最適化装置の例示的な実施例を略示する図である。
【図４】単色視症の観察者のマルチ原色再現を、記号を使って示す図である。
【図５】エラー空間の種々の領域に最適なオフセットを略示する図である。
【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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【国際調査報告】
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