(57)【要約】【課題】アーチストが利用するカラーの色相、飽和及び値又は明度分析と、カラー・ガマット又は「リーガル」信号限界空間とを組み合わせた新規で簡単な表示を提供する。【解決手段】ＲＧＢガマット空間のＸＹプロットから得たトライアングル空間から構成し、このトライアングル空間の第１サイドが単色（モノクロ）軸であり、第２サイドが飽和軸（Saturation）であり、第３サイドが値（Value）軸となる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＲＧＢガマット空間のＸＹプロットから得たトライアングル空間から構成され、該トライアングル空間の第１サイドが単色軸であり、第２サイドが飽和軸であり、第３サイドが値軸であることを特徴とするカラー・ガマット表示。
【請求項２】
上記トライアングル空間に重なった目盛りを更に有することを特徴とする請求項１のカラー・ガマット表示。
【請求項３】
ＲＧＢ信号から最大値及び最小値を求め、
上記最大値及び上記最小値からＸＹプロット用のＸ値及びＹ値を発生し、
第１サイドが明度を表し、第２サイドが飽和を表し、第３サイドが値を表すＸＹプロット用のトライアングル目盛りを発生し、
該トライアングル目盛り内の領域が有効なカラー・ガマットを表すことを特徴とするカラー・ガマット表示発生方法。
【請求項４】
タイル状表示の１つのタイルとして上記カラー・ガマット表示を表し、他のタイルを、アロウヘッド表示、ベクトル表示、及びピクチャ表示のグループから選択するステップを更に有することを特徴とする請求項３のカラー・ガマット表示発生方法。
【請求項５】
ＲＧＢ信号から最大値及び最小値を求める手段と、
上記最大値及び上記最小値からＸＹプロット用のＸ値及びＹ値を発生する手段と、
第１サイドが明度を表し、第２サイドが飽和を表し、第３サイドが値を表すＸＹプロット用のトライアングル目盛りを発生する手段とを具え、
該トライアングル目盛り内の領域が有効なカラー・ガマットを表すことを特徴とするカラー・ガマット表示発生装置。
【請求項６】
タイル表示の１つのタイルとしての上記カラー・ガマット表示と、他のタイルとしてアロウヘッド表示、ベクトル表示、及びピクチャ表示のグループから選択した表示とを有するタイル表示を表す手段を更に具えることを特徴とする請求項５のカラー・ガマット表示発生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、ビデオ・カラー測定の表示に関し、特に、アーチストが利用するカラー色相（Hue）、飽和（Saturation：彩度）、値（Value）及び明度（Lightness）分析と、カラー・ガマット信号限界空間（limit space）とを組み合わせたカラー・ガマット表示に関する。
【背景技術】
【０００２】
異なるフォーマットのデジタル及びアナログのコンポーネント・ビデオを交換する際に組み合わせる高精細度テレビジョン（ＨＤＴＶ）用の新規で別の側色マトリクス（colorimetry matrix）を用いることにより、カラー・ガマットの再現に関連して信号レベルの測定や監視が益々必要となってきている。ビデオ波形モニタ及びベクトルスコープ用に、種々のカラー測定表示が提案されている。これらの表示は、標準化されていないが有用であり、強化した従来のマルチ・チャンネル用の波形表示である。ＮＴＳＣ及びＰＡＬの如きコンポジット・ビデオは、人々が予測したほど早くは廃れていないので、これらコンポジット信号の限界を検出する必要性が依然ある。事実、ベクトル表示（従来の色差ベクトル表示）や、ダイアモンド表示（米国特許第５３０７０８７号公報及びこれに対応する日本特許第２９２９０６３号公報に記載されている）や、アロウヘッド表示（米国特許第５５１９４４０号公報に記載されている）は、ビデオ・プロダクション分野や、フィルム・アーカイブからの変換に依然使用されている。さらに、ブラック・ボックスのガマット限界検出器（米国特許第４７０７７２７号公報及びこれに対応する特公平４−７７５１８号公報）や、補正器、即ち、「レガライザ（legalizer）」の販売が上昇している。
【０００３】
カラー・ガマット信号限界検出との組合せで、ベクトル表示及びダイアモンド表示は、アーチストが利用するのにも良いマイナー・ユーティリティ（副次的な有効性）のいくつかを示した。例えば、図１に示すように、色差ベクトル表示は、しばしば、カラー補正を行うアーチストによって、色相（角度）の輪と、カラー飽和及び／又はカラー値（半径）として解釈された。しかし、半径は、厳密にはカラー飽和又はカラー値ではないので、これによる混乱が生じた。カラー色相のマッピングは知覚的に均一ではなく、ベクトル表示からカラー色相エラーの量を求める際に誤解が生じる。有効カラー・ガマットは、負のＲ（赤成分）、Ｇ（緑成分）又はＢ（青成分）の値が存在しないことが必要であり、また、各々がそれらの所定最大値内に留まる必要があるので、有効な、即ち、リーガル（正当な）ＲＧＢ立体カラー空間を定義し、赤、緑、青（ＲＧＢ）信号が直交基底（orthogonal basis）を形成する。ダイアモンド表示は、ＲＧＢ立体カラー空間の投影であるので、このダイアモンド表示は、ＲＧＢガマット、即ち、「リーガル・カラー」の検出に有用であるが、これは、アーチストが好むカラー空間ではない。アーチストは、図２及び図３に示すような色相、飽和、値（ＨＳＶ）又は色相、明度、飽和（ＨＬＳ）のカラー空間を好む。
【０００４】
【特許文献１】米国特許第５５１９４４０号公報
【特許文献２】特公平４−７７５１８号公報
【特許文献３】日本特許第２９２９０６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、アーチストが利用するカラーの色相、飽和及び値又は明度の分析と、カラー・ガマット又は「リーガル」信号限界空間とを組み合わせた新規で簡単な表示、又は表示組合せが望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のカラー・ガマット表示は、ＲＧＢガマット空間のＸＹプロットから得たトライアングル空間から構成され、このトライアングル空間の第１サイド（側部）が単色（モノクローム）軸であり、第２サイドが飽和軸であり、第３サイドが値軸である。以下、モノクロームを単にモノクロと呼ぶ。
また、本発明のカラー・ガマット表示発生方法は、ＲＧＢ信号から最大値及び最小値を求め；最大値及び最小値からＸＹプロット用のＸ値及びＹ値を発生し；第１サイドが明度を表し、第２サイドが飽和を表し、第３サイドが値を表すＸＹプロット用のトライアングル目盛りを発生し；このトライアングル目盛り内の領域が有効なカラー・ガマットを表す。
さらに、本発明のカラー・ガマット表示発生装置は、ＲＧＢ信号から最大値及び最小値を求める手段（１８）と；これら最大値及び最小値からＸＹプロット用のＸ値及びＹ値を発生する手段（２０、２２、２４）と；第１サイドが明度を表し、第２サイドが飽和を表し、第３サイドが値を表すＸＹプロット用のトライアングル目盛りを発生する手段とを具え；トライアングル目盛り内の領域が有効なカラー・ガマットを表すことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
よって、本発明は、ＲＧＢ信号の最大値及び最小値を求めることにより、アーチスト用のカラー・ガマット表示を発生する。これら最大値及び最小値をＸＹプロット用のＸ値及びＹ値として用いる。ＸＹプロット用にトライアングル目盛り又はスペアヘッド表示（槍の穂先形状の表示）を発生するが、このＸＹプロットの第１サイドは明度を表し、第２サイドは投影された飽和を表し、第３サイドは投影された値を示す。スペアヘッド表示内の領域は、有効カラー・ガマットを表す。スペアヘッド表示は、ベクトル表示又はアロウヘッド表示の如くより従来的な表示と組み合わせて、アーチスト用のパラメータである色相、飽和及び値又は明度の表現でＲＧＢ信号の完全な３次元分析が行える。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明の目的、利点及び新規な特徴は、添付図を参照した以下の詳細な説明から明らかになろう。
【実施例】
【０００９】
本発明によるアーチスト用カラー・ガマット表示を図４に示す。ここでは、カラー・ガマット限界目盛りのトライアングル形状により、便宜的に「スペアヘッド」表示という。スペアヘッド表示は、ＲＧＢカラー空間から簡単な２次元（２Ｄ）カラー空間への非線形変換を表し、この２次元空間は、色相に直交しており、明度、飽和、及び値のアーチスト用測定基準と共に、カラー・ガマット限界目盛りで定義する空間的ガマット領域を含んでいる。これを作成するには、図４〜図６を参照して後述する水平軸上での正規化を行うことなしに、ＨＳＶ（Hue, Saturation, Value）空間の飽和に対するＨＬＳ（Hue, Lightness, Saturation）空間の明度を垂直軸上にプロットする。
【００１０】
［スペアヘッドの式］
説明を簡単にするため、ｒ’、ｇ’及びｂ’信号を離散時間型（discrete-time）の信号としてサンプリングし、これらサンプルのインデックスを変数（ｉ）及び（プライム）指示ガンマ事前補正（pre-corrected）信号サンプルにより示すと仮定する。
max(i)＝３組の２Ｄフィルタで処理されたr'(i)、g'(i)、b'(i)の最大値である。
min(i)＝３組の２Ｄフィルタで処理されたr'(i)、g'(i)、b'(i)の最小値である。
Y(i)=L(i)=[max(i)+min(i)]/2
X(i)= max(i)-min(i)
（Y(i)用の式における1/2のスケール・ファクタは、表示の好ましいアスペクト比を形成するのみである。任意のスケール・ファクタをX(i)、Y(i)のいずれか、又は両方に適用して、他の好ましいアスペクト比を形成できる。）
【００１１】
スペアヘッド表示の境界は、垂直（ｘ＝０）線（単色：モノクロ）と、総ての可能な１００％飽和カラーの（ｙ＝ｘ／２）線と、総ての可能な１００％値カラーの（ｙ＝−ｘ／２＋１００％）線である。なお、垂直線では、max(i)=min(i)、即ち、Y(i)=max(i)=min(i)及びX(i)=0である。また、（ｙ＝ｘ／２）線では、min(i)=0及びmax(i)=０〜１００％、即ち、Y(i)=max(i)/2、X(i)= max(i)である。（ｙ＝−ｘ／２＋１００％）線では、max(i)=100%及びmin(i)=０〜１００％、即ち、Y(i)=50%+min(i)/2、X(i)=100%-min(i)である。すべてのｒｇｂ値（範囲０〜１００％内のr(i)、g(i)又はb(i)）は、スペアヘッド・トライアングル・ガマット空間内に含まれる。総ての無効な、即ち、イリーガルなｒｇｂ値（min(i)<0又はmax(i)>100%）は、スペアヘッド・ガマット空間の外である。調整可能なガマット限界検出器のしきい値は、目盛りマーカ、即ち、−５％及び１０５％として指示される。
【００１２】
ほとんどの場合、ビデオ信号は、ｒ’、ｇ’、ｂ’により示されるガンマ事前補正ｒｇｂ値、即ち、Ｙ’、Ｐｂ’、Ｐｒ’の如きこれら値の線形マトリクスにより表せる。ガンマ事前補正を行って、ダイナミック・レンジを圧縮し、典型的なＣＲＴ表示の非線形変換のための補償を行う。しかし、ガンマ事前補正していないｒｇｂ値を用いたとき、又は、ｒｇｂ値をＹ、Ｐｂ、Ｐｒ又はＹ’、Ｐｂ’、Ｐｒ’の線形マトリクスから得た場合、スペアヘッド表示は、上述のユーティリティの総てを維持する。
【００１３】
説明を簡単にするため、例として、以下の説明では、離散時間又はデジタル信号を参照するが、総てをアナログ処理にしても同様に実施できる。図５は、本発明によるアーチスト用カラー・ガマット空間の値を決定するロジック・ブロック図である。図５に示すように、各ｒｇｂ値は、１Ｄ（１次元）又は２Ｄ（２次元）ロウパス・フィルタ（ＬＰＦ）１２、１４、１６の各々に夫々入力し、フィルタ処理された出力を最小／最大（Min/Max）検出器１８に入力する。最小／最大検出器１８からの最小値（ｍｉｎ）及び最大値（ｍａｘ）の和及び差を加算回路２０、２２により求める。なお、加算器２２は、一方の入力が負入力端となるので、減算器として動作する。除算器２４は、加算器２０からの和を２分の１にするが、この動作は、和（デジタル・データ）を１ビットだけ右にシフトすることにより行える。２分の１にされた和は、垂直出力であるＹ（ｉ）になる。一方、加算器２２からの差は、このまま水平出力となり、Ｘ（ｉ）出力を発生する。検出器１８からの最大値及び最小値は、比較器２６及び２８に夫々入力され、例えば１０５％警告限界及び−５％警告限界を表す調整可能なしきい値と比較してもよい。比較器２６及び２８からの出力は、互いにワイヤード・オア（論理和演算）されて、正又は負の限界違反のいずれかに対するガマット警告を発する。また、比較器２６及び２８の出力をワイヤード・オア接続しないで、夫々独立に取り出して、正及び負のガマット警告指示を個別に行ってもよい。さらに、比較器２６及び２８からの出力を領域（デューティ・サイクル）限界アラーム検出器３０に入力して、ガマット・エラー領域警告を行ってもよい。
【００１４】
図７は、本発明による図５の最小／最大検出器１８の例を示すロジック・ブロック図である。図７の例では、デジタル比較器及びマルチプレクサを用いている。例えば、ｒ（ｉ）成分は、比較器３２及び３４の夫々に入力し、ｇ（ｉ）及びｂ（ｉ）成分は、第３比較器３６に入力すると共に、マルチプレクサ３８及び４０にも夫々入力する。これらマルチプレクサ３８及び４０は、第３比較器３６の出力により制御される。ｇ（ｉ）がｂ（ｉ）よりも大きい場合、第１マルチプレクサ３８によりｇ（ｉ）が最大比較器３２に通過してｒ（ｉ）と比較され、第２マルチプレクサ４０によりｂ（ｉ）が最小比較器３４に通過してｒ（ｉ）と比較される。ｇ（ｉ）がｂ（ｉ）よりも大きくない場合、マルチプレクサ３８及び４０は、上述と逆の信号を比較器３２及び３４に通過させる。最大比較器３２の出力は、最大マルチプレクサ４２を制御して、ｒ（ｉ）及び他の成分（マルチプレクサ３８の出力）の大きい方を通過させて、最大値ｍａｘ（ｉ）として出力する。よって、ｍａｘ（ｉ）＝ｍａｘ［ｒ（ｉ），ｇ（ｉ），ｂ（ｉ）］となる。なお、ｍａｘ［ｒ（ｉ），ｇ（ｉ），ｂ（ｉ）］は、ｒ（ｉ），ｇ（ｉ），ｂ（ｉ）の内の最大のものとなる。最小比較器３４は、最小マルチプレクサ４４を制御して、ｒ（ｉ）及び他方の入力（マルチプレクサ４０の出力）の小さい方を通過させて、最小値ｍｉｎ（ｉ）として出力する。よって、よって、ｍｉｎ（ｉ）＝ｍｉｎ［ｒ（ｉ），ｇ（ｉ），ｂ（ｉ）］となる。なお、ｍｉｎ［ｒ（ｉ），ｇ（ｉ），ｂ（ｉ）］は、ｒ（ｉ），ｇ（ｉ），ｂ（ｉ）の内の最小のものとなる。
【００１５】
ロウパス・フィルタ１２、１４、１６の例を図８に示す。ｒｇｂ値は、先ずＩＥＥＥ標準（Ｓｔｄ）２０５ロウパス・フィルタ（ＬＰＦ）４６により処理され、その出力が、１Ｄフィルタ出力としてスイッチ４８に供給されると共に、第１ライン遅延回路５０及び加算器５２にも供給される。加算器５２の入力は、１ビットだけシフトされて２分の１とされ、第１ライン遅延回路５０の出力と組み合わされる。第１ライン遅延回路５０の出力は、第２ライン遅延回路５４にも入力され、この第２ライン遅延回路５４の出力は、第２加算器５６に入力して、１ビットだけシフトされて２分の１にされる。第２加算器５６の他の入力は、第１加算器５２からの出力であり、第２加算器５６の出力は、２Ｄフィルタ処理出力としてスイッチ４８に供給される。フィルタ選択コマンドがスイッチ４８の選択位置を決定し、入力成分の１Ｄ又は２Ｄフィルタ処理した信号を発生する。なお、ライン遅延回路５０、５４は、ＦＩＦＯ（ファースト・イン・ファースト・アウト）素子などで構成できる。
【００１６】
最後に、ガマット・エラー領域限界検出器３０は、図９に示すように実現できる。ここで、比較器２６、２８からのガマット・エラー出力は、加算器５８及び第１レジスタ６０で構成されるアキュムレータに入力する（加算器５８の出力が第１レジスタ６０に入力する）。第１レジスタ６０の出力は、加算器５８の他方の入力に帰還する。第１レジスタ６０は、各ピクセル・クロック・パルスによりクロックされるか、又は、更新されて、フレーム／フィールド開始コマンドによりリセットされる。第１レジスタ６０の出力は、しきい値比較器６２にも入力する。ガマット・エラーの数が領域しきい値を超えると、比較器６２は、その出力を第２レジスタ４４に供給する。第２レジスタ６４の出力は、ガマット・エラー領域警告となる。第２レジスタ６４は、各フレーム／フィールド開始コマンドによりクロックされ又は更新され、リセット領域検出エラー・コマンドによりリセットされる。比較器６２に入力するしきい値Ｔｈは、所望の領域百分率を、フレーム／フィールド当たりのピクセルの数で乗算し、１００で除算したものである。すなわち、Ｔｈ＝［％領域］×［ライン当たりのピクセルの数］×［フレーム／フィールド当たりのアクティブ・ビデオ・ラインの数］／１００となる。比較器２６、２８からの出力でありアキュムレータ５８、６０により計数されたガマット・エラーに対応するフレーム／フィールド当たりのピクセルの数がしきい値を超えると、次のフレーム／フィールドの開始において、比較器６２は出力を発生し、この出力が第２レジスタ６４に入力して、ガマット・エラー領域警告を出力する。
【００１７】
図６に示すように、ＲＧＢガマット空間は、ｍａｘ（ｒｇｂ）及びｍｉｎ（ｒｇｂ）のＸＹプロットである。モノクロ軸は、原点から延び、ＸＹプロットを半分に分割する。左上の半分がすべての可能な有効、即ち、「リーガル」ｒｇｂ値の有効ＲＧＢ空間を定義し、ｍａｘ（ＲＧＢ）＞＝ｍｉｎ（ｒｇｂ）となる。この例において、この空間は、総てのモノクロ信号を表す斜辺と直角になり、左サイドがゼロでのｍｉｎ（ｒｇｂ）を表し、上側サイドが最大可能値でのｍａｘ（ｒｇｂ）を表す。ＸＹプロットの左上半分のトライアングルは、４５度だけ回転して、スペアヘッド表示を提供する。このスペアヘッド表示は、モノクロ軸の周囲で１８０度回転して、図４の表示を発生する。
【００１８】
スペアヘッド表示は、ＲＧＢガマット検出用のダイアモンド表示を同様なトライアングル空間と置換する。ピクセル値がトライアングル領域内に含まれている場合、及び含まれているだけの場合、ガマット補正されたｒｇｂは、ＲＧＢ立体カラー空間内となる。図５に示すように、ＩＥＥＥ標準２０５で特定されているような２次元又は簡単な水平フィルタ処理を適用して、ガマット・トライアングルを超えることができる遷移を除去する。また、領域検出を適用して、ガマット検出警告からの低デューティ・サイクル／フレームの暴走をブランク又は除去する。
【００１９】
ベクトル表示又は任意の他のカラー測定基準表示から、飽和及び値を唯一無二には決定できない。しかし、ｒｇｂピクセルのＨＳＶ飽和及び値成分は、スペアヘッド表示から唯一無二に決まる。例えば、目盛り内のイソ飽和（iso-saturation）ラインの１つを上及び下に移動させることによって固定した飽和を維持する間にカラー値が変化しないかもしれない。逆に、イソ値（iso-value）目盛りラインに沿って移動することによりカラー値を変化させなければ、カラー飽和が変化するかもしれない。モノクロ軸上の投射を読み取ることにより、表示の垂直成分からカラー輝度を決定できるかもしれない。５０％より上の輝度値は、非飽和カラーである。
【００２０】
ダイアモンド表示と同様に、カラー信号処理装置ラインアップ又は校正にとって、信号が真にモノクロかを確認することは有用である。スペアヘッドのモノクロ又はゼロ飽和軸は、空間の左端となる。この軸は、モノクロ信号用の補正したｒｇｂ投影であるので、ラインアップは、波形パレード表示の必要がなく、線形テスト及びガンマ・カメラ調整を含んでもよい。モノクロ・テスト信号での最大及び最小ガンマ補正ｒｇｂ信号限界のピーク限界を、例えば、０％及び１０２％で評価してもよい。
【００２１】
ｒｇｂピークをスペアヘッド表示にマッピングすることは、独立している、即ち、色相に対して直角である。例えば、スペアヘッド表示上で固定位置を保ちながら、ベクトル上でピクセル値を回転させることにより、ｒｇｂピクセルの色相を変化できる。図１０に示すように、ベクトル表示及びスペアヘッド表示を組み合わせて、色相、飽和及び値又は輝度のアーチスト用パラメータの条件下でｒｇｂ信号の完全な３Ｄ分析が可能である。
【００２２】
最大ｒｇｂを最大しきい値と比較し、最小ｒｇｂを最小しきい値と比較することにより、ブール（代数）の出力を用いて、ガマット警告を作動できる。領域／フィールド又はフレーム検出を行って、間違った警告を最小にする。これを最良に行うには、しきい値よりも大きい任意の隣接した領域、即ち、１％よりも大きい連続領域のブール値を検出する。最大ｒｇｂから１００％限界を減算し、最小ｒｇｂから０％限界を減算することにより、線形出力を形成して、レガライザ（legalizer）用のＲＧＢ信号値を補正又は制限する。
【産業上の利用可能性】
【００２３】
よって、本発明は、ＲＧＢガマット空間のＸＹプロットから導出したトライアングル空間の形式で、アーチスト用のカラー・ガマット表示を実現できる。ここで、一方のサイドが垂直モノクロ軸となり、他方の２つのサイドが飽和及び値軸の投影となる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】色相及び飽和で表した従来のベクトル表示を示す図である。
【図２】ＨＳＶカラー空間を示す図である。
【図３】ＨＬｓカラー空間を示す図である。
【図４】本発明によるアーチスト用カラー・ガマット空間の平面図である。
【図５】本発明によるアーチスト用カラー・ガマット空間の値を決定するロジック・ブロック図である。
【図６】本発明によるアーチスト用カラー・ガマット空間の派生を示す図である。
【図７】本発明による図５の最小／最大検出器の例を示すロジック・ブロック図である。
【図８】本発明による図５の１Ｄ／２Ｄロウパス・フィルタの例を示すロジック・ブロック図である。
【図９】本発明による図５のガマット・エラー領域検出器の例を示すロジック・ブロック図である。
【図１０】本発明によるガマット・エラー・マーカを有するタイル化されたピクチャ、ベクトル、アロウヘッド及びスペアヘッドの表示を示す図である。
【符号の説明】
【００２５】
１２、１４、１６  ロウパス・フィルタ
１８  最小／最大検出器
２０、２２  加算器
２４  除算器
２６、２８  比較器
３０  領域限界アラーム検出器
３２、３４、３６  比較器
３８、４０、４２、４４  マルチプレクサ
４６  ロウパス・フィルタ
４８  スイッチ
５０、５４  ライン遅延回路
５２、５６  加算器
５８  加算器
６０、６４  レジスタ
６２  比較器
【図１】
2004336781.tif 000003
【図２】
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【図３】
2004336781.tif 000005
【図４】
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【図５】
2004336781.tif 000007
【図６】
2004336781.tif 000008
【図７】
2004336781.tif 000009
【図８】
2004336781.tif 000010
【図９】
2004336781.tif 000011
【図１０】
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