(57)【要約】【課題】色信号の彩度に応じてスポーク領域を使用し、入力色信号の輝度に応じてスポーク領域の使用により増加される輝度の大きさを調節することにより、向上した映像信号を提供できる、連続カラーディスプレイ装置におけるカラースポーク処理装置及び方法を提供する。【解決手段】本発明の連続カラーディスプレイデバイスにおけるスポーク処理方法は、入力色信号の彩度を算出する段階、算出された彩度が第１の閾値以下の場合には、入力色信号の輝度が第２の閾値以上か否かを判断する段階、算出された輝度に対する判断に基づき、スポーク領域の使用による入力色信号の輝度増加の適用の可否を決定し、スポーク領域の使用による入力色信号の輝度増加の可否に応じて、入力色信号に増減される輝度比率を算出する段階、及び、算出された増減輝度比率に応じて、入力色信号の各色成分の輝度が増減されて信号を出力させる段階を含む。【選択図】図６
2005354707.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力色信号の彩度を算出する彩度算出部；
前記算出された彩度が第１の閾値以下の場合には、前記入力色信号の輝度が第２の閾値以上か否かを判断する輝度算出部；
前記輝度算出部で判断した結果に基づき、スポーク領域の使用による前記入力色信号の輝度増加の適用の可否を決定し、前記スポーク領域の使用による前記入力色信号の輝度増加の可否に応じて、前記入力色信号に増減される輝度比率を算出する信号の増減比率算出部；及び、
前記算出された増減輝度比率に応じて、前記入力色信号の各色成分の輝度が増減されて信号を出力させるスポーク適用部；を含むことを特徴とする連続カラーディスプレイデバイスにおけるスポーク処理装置。
【請求項２】
前記スポーク領域の中で使用したいスポーク領域を選択するスポーク選択部をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の連続カラーディスプレイデバイスにおけるスポーク処理装置。
【請求項３】
前記彩度算出部での前記彩度は、次の式により算出されることを特徴とする請求項１に記載の連続カラーディスプレイデバイスにおけるスポーク処理装置。
【数１】
2005354707.tif 000020
ここで、ｍａｘ１は前記入力色信号の最大値、ｍｉｎ１は前記入力色信号の最小値である。
【請求項４】
前記信号の増減比率算出部での前記増減比率は、次の式により算出されることを特徴とする請求項１に記載の連続カラーディスプレイデバイスにおけるスポーク処理装置。
【数２】
2005354707.tif 000021
ここで、ｓｐ_ｆａｃは前記入力色信号で増減される比率、Ｙは輝度、Ｇsatは彩度に対するゲイン、ｙｔｈは第２の閾値である。
【請求項５】
前記彩度に対するゲインは、次の式により計算されることを特徴とする請求項４に記載の連続ディスプレイデバイスにおけるスポーク処理装置。
【数３】
2005354707.tif 000022
ここで、Ｇsatは前記彩度に対するゲイン、ｓｔｈ２は前記第１の閾値、ｓｔｈ１は中彩度と低彩度との区別基準となる彩度値である。
【請求項６】
前記信号の増減比率算出部での信号の増減比率は、次の式により算出されることを特徴とする請求項１に記載の連続カラーディスプレイデバイスにおけるスポーク処理装置。
【数４】
2005354707.tif 000023
ここで、ｓｐ_ｆａｃは前記信号で増減される比率、Ｙは輝度、Ｇsatは前記彩度に対するゲイン、ｙｔｈは第２の閾値である。
【請求項７】
前記スポーク適用部での出力信号は、次の式により出力されることを特徴とする請求項１に記載の連続カラーディスプレイデバイスにおけるスポーク処理装置。
【数５】
2005354707.tif 000024
ここで、Ｃ１*は前記スポーク適用部により輝度が増減された出力信号、Ｃ１は入力色信号、sp1gainは前記入力信号の制御ゲイン、ｓｐ_ｆａｃは前記信号の増減比率算出部で算出された信号の増減比率である。
【請求項８】
彩度及び輝度レベルを持つ入力色信号を受信する入力部；
連続カラーディスプレイの色移動領域の少なくとも何れか一つが、入力色信号の彩度と輝度に応じて入力色信号の輝度レベルを増加させるのに使用されるスポーク決定部；及び、
前記入力色信号の輝度レベルの急激な変化を防止するために、前記入力部において前記スポーク部に入力される入力色信号の強度を増加または減少させることにより、前記入力色信号の強度を調整する調整部；を含むことを特徴とする連続カラーディスプレイにおける輝度を増加させるためのスポーク処理装置。
【請求項９】
彩度及び輝度レベルを持つ入力色信号を受信し、入力色信号の輝度レベルと彩度に応じて、連続カラーディスプレイの少なくとも一つのカラー移動領域を使用して、第１の大きさの前記入力色信号の輝度レベルを増加させたり、前記輝度レベルを増加させないスポーク決定部；及び、
前記入力色信号の輝度レベルの急激な変化を防止するために、第２の大きさで前記入力色信号の輝度レベルを調整する調整部；を含むことを特徴とする連続カラーディスプレイにおける輝度を増加させるためのスポーク処理装置。
【請求項１０】
入力色信号を受信し、前記受信された入力色信号のカラー特性及び明度に応じて、少なくとも一つのカラースポークを利用して、前記入力色信号の輝度レベルを既設定の量に増加させるか否かを決定するスポーク決定部；及び
増加された輝度レベルを第１の輝度レベルに減少させ、減少されない輝度レベルを第２の輝度レベルに増加させる強度部；を含むことを特徴とする連続カラーディスプレイにおける輝度を増加させるためのスポーク処理装置。
【請求項１１】
多数のカラー要素を持つ入力色信号を受信する入力部；
少なくとも一つのカラー移動領域を、前記入力色信号の多数のカラー要素の輝度を増加させるのに使用するか否かを決定するスポーク決定部；
前記入力色信号の多数のカラー要素の輝度増加の可否に応じて、前記入力色信号の多数のカラー要素を調整する信号調整比率を決定する調整部；
前記入力色信号の多数のカラー要素の輝度に対応する多数のゲイン制御値を前記信号調整比率に乗算する多数の乗算部；及び、
前記増加された輝度を持つ多数のカラー要素を持つ出力色信号を得るために、前記対応する入力色信号のカラー要素に前記乗算部の出力値を加算する多数の加算部；を含むことを特徴とする連続カラーディスプレイを用いるカラー移動領域処理装置。
【請求項１２】
入力色信号の彩度を算出する段階；
前記算出された彩度が第１の閾値以下の場合には、前記入力色信号の輝度が第２の閾値以上か否かを判断する段階；
前記算出された輝度に対する判断に基づき、スポーク領域の使用による前記入力色信号の輝度増加の適用の可否を決定し、前記スポーク領域の使用による前記入力色信号の輝度増加の可否に応じて、前記入力色信号に増減される輝度比率を算出する段階；及び、
前記算出された増減輝度比率に応じて、前記入力色信号の各色成分の輝度が増減されて信号を出力させる段階；を含むことを特徴とする連続カラーディスプレイデバイスにおけるスポーク処理方法。
【請求項１３】
前記スポーク領域の中で使用したいスポーク領域を選択する段階をさらに含むことを特徴とする請求項１２に記載の連続カラーディスプレイデバイスにおけるスポーク処理方法。
【請求項１４】
前記算出される彩度は、次の式により算出されることを特徴とする請求項１２に記載の連続カラーディスプレイデバイスにおけるスポーク処理方法。
【数６】
2005354707.tif 000025
ここで、ｍａｘ１は前記入力色信号の最大値、ｍｉｎ１は前記入力色信号の最小値である。
【請求項１５】
前記算出される増減比率は、次の式により算出されることを特徴とする請求項１２に記載の連続カラーディスプレイデバイスにおけるスポーク処理方法。
【数７】
2005354707.tif 000026
ここで、ｓｐ_ｆａｃは前記入力色信号で増減される比率、Ｙは輝度、Ｇsatは彩度に対するゲイン、ｙｔｈは前記第２の閾値である。
【請求項１６】
前記彩度に対するゲインは、次の式により計算されることを特徴とする請求項１５に記載の連続ディスプレイデバイスにおけるスポーク処理方法。
【数８】
2005354707.tif 000027
ここで、Ｇsatは前記彩度に対するゲイン、ｓｔｈ２は前記第１の閾値、ｓｔｈ１は中彩度と低彩度との区別基準となる彩度値である。
【請求項１７】
前記算出される信号の増減比率は、次の式により算出されることを特徴とする請求項１２に記載の連続カラーディスプレイデバイスにおけるスポーク処理方法。
【数９】
2005354707.tif 000028
ここで、ｓｐ_ｆａｃは前記信号で増減される比率、Ｙは輝度、Ｇsatは前記彩度に対するゲイン、ｙｔｈは第２の閾値である。
【請求項１８】
前記出力信号は、次の式により出力されることを特徴とする請求項１２に記載の連続カラーディスプレイデバイスにおけるスポーク処理方法。
【数１０】
2005354707.tif 000029
ここで、Ｃ１*は輝度が増減された出力信号、Ｃ１は入力色信号、sp1gainは前記入力信号の制御ゲイン、ｓｐ_ｆａｃは前記算出された信号の増減比率である。
【請求項１９】
前記入力色信号の彩度が第１の閾値より大きい場合には、前記スポーク領域の使用による輝度増加を適用させないことを特徴とする請求項１２に記載の連続ディスプレイデバイスにおけるスポーク処理方法。
【請求項２０】
前記入力色信号の輝度が、第２の閾値以上の場合には、前記スポーク領域の使用による輝度増加を適用させ、第２の閾値より小さい場合には、前記スポーク領域の使用による輝度増加を適用させないことを特徴とする請求項１２に記載の連続ディスプレイデバイスにおけるスポーク処理方法。
【請求項２１】
前記入力色信号の輝度が、第２の閾値以上の場合には、前記スポーク動作による入力色信号の輝度の増加量から所望の輝度だけ入力色信号の輝度を減少させ、第２の閾値より小さい場合には、前記所望の輝度だけ前記入力色信号の輝度を増加させることを特徴とする請求項１２に記載の連続ディスプレイデバイスにおけるスポーク処理方法。
【請求項２２】
彩度及び輝度レベルを持つ入力色信号を受信する段階；
連続カラーディスプレイの色移動領域の少なくとも何れか一つが、入力色信号の彩度と輝度に応じて、入力色信号の輝度レベルを増加させるのに使用されるように決定する段階；及び、
前記入力色信号の輝度レベルの急激な変化を防止するために、前記入力部において前記スポーク部に入力される入力色信号の強度を増加または減少させることにより、前記入力色信号の強度を調整する段階；を含むことを特徴とする連続カラーディスプレイにおける輝度を増加させるためのスポーク処理方法。
【請求項２３】
彩度及び輝度レベルを持つ入力色信号を受信し、入力色信号の輝度レベルと彩度に応じて、連続カラーディスプレイの少なくとも一つのカラー移動領域を使用して、第１の大きさの前記入力色信号の輝度レベルを増加させたり、前記輝度レベルを増加させない段階；及び、
前記入力色信号の輝度レベルの急激な変化を防止するために、第２の大きさで前記入力色信号の輝度レベルを調整する段階；を含むことを特徴とする連続カラーディスプレイにおける輝度を増加させるためのスポーク処理方法。
【請求項２４】
入力色信号を受信し、前記受信された入力色信号のカラー特性及び明度に応じて少なくとも一つのカラースポークを利用して、前記入力色信号の輝度レベルを既設定の量に増加させるか否かを決定する段階；及び、
増加された輝度レベルを第１の輝度レベルに減少させ、減少されない輝度レベルを第２の輝度レベルに増加させる段階；を含むことを特徴とする連続カラーディスプレイにおける輝度を増加させるためのスポーク処理方法。
【請求項２５】
多数のカラー要素を持つ入力色信号を受信する段階；
少なくとも一つのカラー移動領域を、前記入力色信号の多数のカラー要素の輝度を増加させるのに使用するか否かを決定する段階；
前記入力色信号の多数のカラー要素が輝度増加の可否に応じて、前記入力色信号の多数のカラー要素を調整する信号調整比率を決定する段階；
前記入力色信号の多数のカラー要素の輝度に対応する多数のゲイン制御値を前記信号調整比率に乗算する段階；及び、
前記増加された輝度を持つ多数のカラー要素を持つ出力色信号を得るために、前記対応する入力色信号のカラー要素に前記乗算部の出力値を加算する段階；を含むことを特徴とする連続カラーディスプレイを用いるカラー移動領域処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、連続カラーディスプレイ装置におけるスポーク(ｓｐｏkｅ)処理装置及び方法に関し、より詳しくは、色信号の彩度及び輝度に応じてスポークを用いる連続カラーディスプレイ装置におけるスポーク処理装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
カラーホイールにおけるスポークは、光源のビームスポット(ｂｅａｍ  ｓｐｏｔ)がカラーホイールのそれぞれのカラー領域(ｃｏｌｏｒ  ｓｅｇｍｅｎｔ)の境界面に着く瞬間から他のカラー領域の境界面に着く前までの瞬間を言う。即ち、カラーホイールのそれぞれのカラー領域間の領域に隣接しているカラー領域のカラーが混色される領域である。
【０００３】
米国特許第６,３２４,００６号は、連続カラーイメージングシステムにおけるスポーク光リキャプチャーに関する内容を開示している。少なくとも２つの単色区間及び少なくとも１つのスポーク区間を透過する色信号を順次走査する段階、スポーク区間を透過する色信号を混色データに変換する段階、及び変換された各信号を集束させて多色イメージを形成する段階を含むイメージ形成方法に関する内容を開示している。よって、米国特許第６,３２４,００６号は、カラーホイール駆動ディスプレイ装置において、スポーク領域を用いることにより、イメージの明度を改善するためのものである。
【０００４】
図１ａは従来のスポークを用いたカラーディスプレイ装置を示すブロック図である。
【０００５】
図１ａに示すように、従来のカラーディスプレイ装置は、８ビットＲＧＢＷ処理部１１０、ＲＧＢＷスプリットビット生成部１２０、ホワイトレベルセンシング部１３０、スポークビット生成部１４０及びＤＭＤフォーマット変換部(Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ  Ｄｅｖｉｃｅ  ｆｏｒｍａｔ  ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ)１５０を含む。
【０００６】
図１ａを参照すれば、まず、８ビットＲＧＢＷ処理部１１０は、２４ビットＲＧＢ入力信号をＲ、Ｇ、Ｂ２４ビットとホワイト８ビットとに分離する。ＲＧＢＷスプリットビット生成部１２０は、ＤＭＤ(Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ  Ｄｅｖｉｃｅ)を駆動するために、８ビットＲＧＢＷ処理部１１０から出力された信号をスプリットＲＧＢＷ４８ビットに出力する。ホワイトレベルセンシング部１３０は、０〜２５５レベルのグレーレベル(ｇｒａｙ  ｌｅｖｅｌ)の中の１４４レベル以上のものを１６段階に分けてそのレベルを検出する。
【０００７】
スポークビット生成部１４０は、ホワイトレベルセンシング部１３０により検出されたグレーレベルから分けた１６段階において、加算すべきホワイト量を算出する。即ち、スポークＳｒｗ、Sｗｇ、Ｓｇｂ、Sｂｒを通して出た光を全て加算すればホワイトとなるという仮定下で、スポークビット生成部１４０では入力信号に加算すべきホワイト量を算出する。ＤＭＤフォーマット変換部１５０は、スポークビット生成部１４０で算出されたホワイト量と、ＲＧＢＷスプリットビット生成部１２０で出力されたスプリットＲＧＢＷ４８ビット信号とを用いて、ＤＭＤ駆動に必要なフォーマット変換を行う。
【０００８】
図１ｂはスポーク領域の使用の可否による出力映像の輝度を比較した図である。
【０００９】
図１ｂを参照すれば、Ａライン、Ｂラインは、それぞれスポーク領域の使用時と、スポーク領域の未使用時との入力に対する出力の輝度を示す。
【００１０】
図１ｂに示すように、スポーク領域の使用時がスポーク領域の未使用時より輝度が向上することが分かる。しかし、スポーク領域の使用時は、スポーク領域の未使用時より信号の輝度は向上するが、輝度領域だけでスポーク領域を使用することにより、色帯域の拡張面において相対的に制約的である。
【００１１】
また、Ｂラインは、入力色信号に追加すべきホワイトの場合において、所定のレベル以上を１６レベルに分け、そのレベルのみに対してホワイトを加算することにより、１４４レベルから１６階の階段のように映像信号がリニア(ｌｉｎｅａｒ)にならない。このように処理された映像は、場合に応じて、色相歪の発生、且つ、カラーの不均一を招く恐れがある。
【特許文献１】米国特許第６,３２４,００６号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
従って、本発明の目的は、色信号の彩度に応じてスポーク領域を用い、入力色信号の輝度に応じてスポーク領域の使用により増加する輝度の大きさを調節することにより、向上した映像信号を提供できる、連続カラーディスプレイ装置におけるカラースポーク処理装置及び方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記目的を達成するために、本発明に係る連続カラーディスプレイ装置におけるカラースポーク処理装置は、入力色信号の彩度を算出する彩度算出部、算出された彩度が第１の閾値以下の場合には、入力色信号の輝度が第２の閾値以上か否かを判断する輝度算出部、輝度算出部で判断した結果に基づき、スポーク領域の使用による入力色信号の輝度増加の適用の可否を決定し、スポーク領域の使用による入力色信号の輝度増加の可否に応じて、入力色信号に増減される輝度比率を算出する信号の増減比率算出部、及び、算出された増減輝度比率に応じて、入力色信号の各色成分の輝度が増減されて信号を出力させるスポーク適用部を含むことを特徴とする。
【００１４】
好ましくは、スポーク領域の中で使用したいスポーク領域を選択するスポーク選択部をさらに含む。
【００１５】
【数１】
2005354707.tif 000003
【００１６】
ここで、ｍａｘ１は入力色信号の最大値、ｍｉｎ１は入力色信号の最小値である。
【００１７】
信号の増減比率算出部での増減比率は、次の式により算出される。
【００１８】
【数２】
2005354707.tif 000004
【００１９】
ここで、ｓｐ_ｆａｃは入力色信号で増減される比率、Ｙは輝度、Ｇsatは彩度に対するゲイン、ｙｔｈは第２の閾値である。
【００２０】
彩度に対するゲインは、次の式により計算される。
【００２１】
【数３】
2005354707.tif 000005
【００２２】
ここで、Ｇsatは彩度に対するゲイン、ｓｔｈ２は第１の閾値、ｓｔｈ１は中彩度と低彩度との区別基準となる彩度値である。
【００２３】
信号の増減比率算出部での信号の増減比率は、次の式により算出される。
【００２４】
【数４】
2005354707.tif 000006
【００２５】
ここで、ｓｐ_ｆａｃは信号で増減される比率、Ｙは輝度、Ｇsatは彩度に対するゲイン、ｙｔｈは第２の閾値である。
【００２６】
好ましくは、スポーク適用部での出力信号は、次の式により出力される。
【００２７】
【数５】
2005354707.tif 000007
【００２８】
ここで、Ｃ１*はスポーク適用部により輝度が増減された出力信号、Ｃ１は入力色信号、sp1gainは入力信号の制御ゲイン、ｓｐ_ｆａｃは信号の増減比率算出部で算出された信号の増減比率である。
【００２９】
一方、本発明の連続カラーディスプレイデバイスにおけるスポーク処理方法は、入力色信号の彩度を算出する段階、算出された彩度が第１の閾値以下の場合には、入力色信号の輝度が第２の閾値以上か否かを判断する段階、算出された輝度に対する判断に基づき、スポーク領域の使用による入力色信号の輝度増加の適用の可否を決定し、スポーク領域の使用による入力色信号の輝度増加の可否に応じて、入力色信号に増減される輝度比率を算出する段階、及び、算出された増減輝度比率に応じて、入力色信号の各色成分の輝度が増減されて信号を出力させる段階を含むことを特徴とする。
【００３０】
好ましくは、スポーク領域の中で使用したスポーク領域を選択する段階をさらに含む。
【００３１】
算出される彩度は、次の式により算出される。
【００３２】
【数６】
2005354707.tif 000008
【００３３】
ここで、ｍａｘ１は入力色信号の最大値、ｍｉｎ１は入力色信号の最小値である。
【００３４】
そして、算出される増減比率は、次の式により算出される。
【００３５】
【数７】
2005354707.tif 000009
【００３６】
ここで、ｓｐ_ｆａｃは入力色信号で増減される比率、Ｙは輝度、Ｇsatは彩度に対するゲイン、ｙｔｈは第２の閾値である。
【００３７】
彩度に対するゲインは、次の式により計算される。
【００３８】
【数８】
2005354707.tif 000010
【００３９】
ここで、Ｇsatは彩度に対するゲイン、ｓｔｈ２は第１の閾値、ｓｔｈ１は中彩度と低彩度との区別基準となる彩度値である。
【００４０】
そして、算出される信号の増減比率は、次の式により算出される。
【００４１】
【数９】
2005354707.tif 000011
【００４２】
ここで、ｓｐ_ｆａｃは信号で増減される比率、Ｙは輝度、Ｇsatは彩度に対するゲイン、ｙｔｈは第２の閾値である。
【００４３】
出力信号は、次の式により出力される。
【００４４】
【数１０】
2005354707.tif 000012
【００４５】
ここで、Ｃ１*は輝度が増減された出力信号、Ｃ１は入力色信号、sp1gainは入力信号の制御ゲイン、ｓｐ_ｆａｃは算出された信号の増減比率である。
【００４６】
入力色信号の彩度が第１の閾値より大きい場合には、スポーク領域の使用による輝度増加を適用させない。
【００４７】
そして、入力色信号の輝度が、第２の閾値以上の場合には、スポーク領域の使用による輝度増加を適用させ、第２の閾値より小さい場合には、スポーク領域の使用による輝度増加を適用させない。入力色信号の輝度が、第２の閾値以上の場合には、スポーク動作による入力色信号の輝度の増加量から所望の輝度だけ入力色信号の輝度を減少させ、第２の閾値より小さい場合には、所望の輝度だけ入力色信号の輝度を増加させる。
【発明の効果】
【００４８】
本発明によれば、連続カラーディスプレイデバイスのスポーク領域の使用を、従来とは異なり、低彩度領域でも適用することにより、出力映像信号がリニア(ｌｉｎｅａｒ)になって色相歪を防止し得る。そして、一定のスポーク領域の使用による輝度増加の大きさを入力信号の輝度に応じて調節することにより、映像信号の連続性及び色の均一性を維持できる。
【００４９】
そして、スポーク領域を使用することにより、映像信号のホワイト輝度を高め、明度やコントラストを高めることができる。
【００５０】
また、各スポーク領域を選択的に使用することにより、映像信号の所望の輝度上昇と色温度の制御が可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５１】
以下、添付の図面に基づき、本発明の好適な実施例を詳細に説明する。
【００５２】
［実施例１］
図２ａ及び図２ｂは、本発明に係る多原色ディスプレイにおけるスポーク領域を示す図である。
【００５３】
図２ａは５チャンネルＭＰＤ(Ｍｕｌｔｉｐｒｉｍａｒｙ  Ｄｉｓｐｌａｙ)に使用されるＲＹＧＣＢ５カラーホイールを示す図である。同図に示すように、カラーホイール駆動ディスプレイシステムでは、ビームの大きさに応じて、カラー領域の境界において隣接した両色の混合される現像が発生するため、映像の鮮明度(ｃｏｌｏｒ  ｐｕｒｉｔｙ)を保持するために、ホイールの一定部分即ちスポーク領域を使用しなかった。しかしながら、本発明では、このようなスポーク領域を色信号の彩度及び輝度に応じて使用する。通常のカラーホイールは、図２ａのようなディスク状のダイクロイックフィルター(ｄｉｃｈｒｏｉｃ  ｆｉｌｔｅｒ)の集合体(ａｓｓｅｍｂｌｙ)である。ホワイトビームがカラーホイール及びダイクロイックフィルターに集中され、このホワイトビームはカラーホイール及びダイクロイックフィルターを通過または反射されて原色ビームを形成する。このようなカラーホイールは、それぞれの原色のための少なくとも１つのフィルターを含む。回転するカラーホイールは連続の原色ビームを生成し、カラーホイールは映像のそれぞれのフレームの間に、少なくとも１つの原色カラー期間にそれぞれの原色を生成するために十分に速く回転される。
【００５４】
図２ｂはｎチャンネル連続カラーディスプレイシステムにおける連続色信号を示す図である。同図に示すように、カラーホイールを使用しないレーザーやＬＥＤ(Lｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ)などを光源として用いるｎチャンネル連続カラーディスプレイシステムでは、各カラーでのスイッチング速度などの影響によりカラーの混色が発生し得るため、スポーク領域が発生することがある。
【００５５】
従って、本発明は、カラーホイールのスポーク領域及び連続色信号によるスポーク領域を使用することにより、図２ａのようなカラーホイール駆動ディスプレイ装置にも、図２ｂのようなｎチャンネルカラーデバイスにも適用することができる。
【００５６】
以下では、ソース装置は３チャンネルｓＲＧＢシステムであり、ターゲット装置は５チャンネルＲＹＧＣＢシステムである場合において、５カラーホイールを例として本発明を説明する。図２ａ示すようなカラーホイールは、５チャンネルＭＰＤに使用する赤(ｒｅｄ)、緑(ｇｒｅｅｎ)、青(ｂｌｕｅ)、黄(ｙｅｌｌｏｗ)、シアン(ｃｙａｎ)の５つの原色を持つ。そして、５つの赤-緑(Ｒ-Ｇ)、緑-青(Ｇ-Ｂ)、緑-黄(Ｂ-Ｙ)、黄-シアン(Ｙ-Ｃ)、シアン-赤(Ｃ-Ｒ)のスポーク領域からなる。５つのスポーク領域は、隣接カラーの混合領域であるので、全てのスポーク領域の和はホワイトとなる。
【００５７】
図３ａ及び図３ｂは、本発明の一実施例に係るスポーク処理装置のカラーディスプレイ装置での適用を示す図である。スポーク領域の使用過程は、３チャンネルｓＲＧＢシステムのソース装置から５チャンネルＲＹＧＣＢシステムのターゲット装置への色帯域マッピング後、ターゲット装置への色再現前に位置する。
【００５８】
図３ａは、色帯域マッピング後のＷＹＶ信号処理過程において、スポーク処理部によりスポーク領域が出力信号に利用されることを示す図である。このとき、ＷＹＶ色空間のみながらＸＹＺ色空間のような線形の色空間においても、スポーク処理が行われる。即ち、図３ａにおいて、第２の色空間変換部とスイッチング部との間にスポーク処理部が位置することができる。
【００５９】
図３ｂは、スポーク領域の出力信号に利用される場合が、ディスプレイ駆動前に各カラー要素(ｃｏｌｏｒ  ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ)の制御信号により行われることを示す図である。即ち、スイッチング部から出力される制御信号に対してスポーク処理が行われることを示す図である。
【００６０】
図４は、本発明の一実施例に係る連続カラーディスプレイ装置におけるカラースポーク処理装置を示すブロック図である。
【００６１】
図４に示すように、連続カラーディスプレイ装置におけるカラースポーク処理装置は、彩度算出部４０１、輝度算出部４０３、信号の増減比率算出部４０５及びスポーク適用部４０７を含む。
【００６２】
図４を参照すれば、彩度算出部４０１はＲ、Ｇ、Ｂ色信号の彩度(ｓａｔｕｒａｔｉｏｎ)を算出する。これは、第１の閾値(ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ)以上の彩度を持つ高彩度領域では、スポーク領域の使用による輝度増加を適用させないためである。高彩度領域即ち、Ｒ、Ｇ、Ｂ純色の色帯域境界では、スポーク領域の使用による輝度増加のため、入力信号が色帯域範囲を逸脱し得るからである。
【００６３】
輝度算出部４０３は、入力信号の彩度値が第１の閾値以下の場合、即ち、スポーク適用領域においてスポーク領域の使用により増減する輝度を算出する。これは、低輝度領域では不要な輝度上昇を抑制し、高輝度領域では輝度の上昇のために、輝度値が第３の閾値以上の領域においてスポーク領域の使用による輝度を増加させるためである。
【００６４】
信号の増減比率算出部４０５は、スポーク領域の使用による輝度の増加を入力信号に適用するか否かによる入力信号の輝度の減少又は上昇の比率を算出する。このとき、カラーホイールの全てのスポーク領域のうち、使用したいスポーク領域を選択できる。即ち、全てのスポーク領域を使用するものではなく、所望のスポーク領域だけを使用することで、所望の輝度上昇及び色温度を制御できる。
【００６５】
信号の増減比率算出部４０５で信号の増減比率を算出する理由は、輝度値が第３の閾値以上の場合に、スポーク領域の使用により入力信号の輝度を上昇させると、スポーク領域の使用による輝度上昇の大きさは変更できないため、スポーク領域の使用により出力の急激な変化が生じる。これを調整するために、スポーク領域の使用により輝度が増加する入力信号では一定の比率の大きさの輝度を減少させ、スポーク領域を使用しない入力信号では一定の比率の大きさの輝度を増加させることが要求される。従って、このような入力信号による輝度の減少又は増加の比率に対する算出を、信号の増減比率算出部４０５で行なう。
【００６６】
スポーク適用部４０７は、信号の増減比率算出部４０５で算出された入力信号に対する輝度の増減比率を信号に適用させて、スポーク領域の使用による出力信号の輝度を減少させたり、スポーク領域の使用による輝度増加を適用しない低輝度領域の入力信号に対しては信号の輝度を増加させたりする。
【００６７】
図５は、図４の彩度算出部４０１の動作を具体的に説明するための図である。
【００６８】
図５に示すように、入力色信号の彩度が、第２の閾値(ｓｔｈ１)以下の領域は低彩度領域であり、第２の閾値(ｓｔｈ１)より大きくて第１の閾値(ｓｔｈ２)以下の領域は中彩度領域であり、第１の閾値(ｓｔｈ２)以上の領域は高彩度領域である。入力色信号の彩度が、第１の閾値(ｓｔｈ２)より大きい場合には、スポーク領域の使用による輝度増加が適用されない領域であり、第１の閾値(ｓｔｈ２)以下の場合には、スポーク領域の使用による輝度増加が適用される領域である。しかし、第１の閾値(ｓｔｈ２)以下の領域において、入力色信号の彩度が第２の閾値(ｓｔｈ１)を基点としてスポーク領域の使用により適用される輝度の大きさは変化する。
【００６９】
入力信号の彩度の算出は、次の数式を用いる。
【００７０】
【数１１】
2005354707.tif 000013
【００７１】
尚、ｍａｘ１=ｍａｘ(Ｒ、Ｇ、Ｂ)、ｍｉｎ１=ｍｉｎ(Ｒ、Ｇ、Ｂ)であって、各々Ｒ、Ｇ、Ｂ信号の最大値及び最小値である。
【００７２】
このように求められた彩度値に基づき、彩度のゲインを次の数式で求める。
【００７３】
【数１２】
2005354707.tif 000014
【００７４】
【数１３】
2005354707.tif 000015
【００７５】
【数１４】
2005354707.tif 000016
【００７６】
ここで、ｓｔｈ２はスポーク領域の使用による輝度増加の適用の可否の基準となる彩度値である第１の閾値であり、ｓｔｈ１は中彩度領域と低彩度領域とを区別する基準彩度値である第２の閾値である。そして、Ｇsatは彩度に対するゲインである。
【００７７】
sat>sth2領域は高彩度領域として彩度に対するゲインは０であり、sat≦sth1領域は低彩度領域として彩度に対するゲインは１である。sth1<sat≦sth2領域は中彩度領域として彩度に対するゲインは数式［数１３］と同様である。
【００７８】
図６は本発明の一実施例に係る連続カラーディスプレイ装置におけるカラースポーク処理方法を示すフローチャートである。
【００７９】
図６を参照すれば、まず、入力色信号の彩度を彩度算出部４０１で算出する(Ｓ６０１)。これは、算出された入力色信号の彩度に応じて、スポーク領域の使用による輝度増加の適用の可否を判断するためである。このように算出された入力色信号の彩度が、高彩度領域の場合にはスポーク領域の使用による輝度増加を適用せず、中彩度領域か低彩度領域かに応じては、スポーク領域の使用による輝度増加の程度を異ならせる。
【００８０】
続いて、彩度算出部４０１で算出された入力色信号の彩度が第１の閾値以上か否かを判断する(Ｓ６０３)。判断の結果、入力色信号の彩度が第１の閾値より大きい場合にはスポーク使用による輝度増加を適用しない。これは、第１の閾値(ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ)以上の彩度を持つ高彩度領域、即ち、Ｒ、Ｇ、Ｂ純色の色帯域の境界では、スポーク領域の使用による輝度増加の適用により入力信号が色帯域範囲を逸脱し得るからである。スポーク領域の使用による輝度上昇の大きさは定められているため、スポーク動作による輝度上昇によって入力信号が色帯域範囲を逸脱し得る。そして、低彩度領域の場合にはスポーク領域の使用による輝度上昇の大きさが中彩度領域に比べて大きい。
【００８１】
反面、判断の結果、入力色信号の彩度が第１の閾値以下の場合には、入力色信号の輝度が第３の閾値以上か否かを輝度算出部４０３で判断する(Ｓ６０５)。これは、入力色信号の輝度に応じて、スポーク領域の使用による輝度上昇を調節するためである。
【００８２】
入力色信号が、第１の閾値以下の彩度値を持ち、第３の閾値以上の輝度値を持つ場合には、スポーク領域の使用による輝度増加が適用される場合であって、輝度増加の適用による出力信号の急激な変化を防止するために、入力色信号の輝度を減少させる比率を算出する(Ｓ６０７)。入力色信号が、第１の閾値以下の彩度値を持つ領域のうち、第２の閾値の彩度値を基準として第２の閾値以上を持つ中彩度領域は、第２の閾値以下を持つ低彩度領域に比べてスポーク領域の使用による輝度増加率は小さい。よって、スポーク領域の使用による輝度増加によって出力信号が急激に変化するのを防止するために、入力色信号の輝度を減少させる比率は中彩度領域の方が低彩度領域より大きい。
【００８３】
反面、入力色信号が、第１の閾値以下の彩度値を持ち、第３の閾値より低い輝度値を持つ場合には、スポーク領域の使用による輝度増加が適用されない場合であって、輝度増加の未適用による出力信号の急激な変化を防止するために、入力色信号の輝度を増加させる比率を算出する(Ｓ６０９)。このような信号の増減比率の算出は、信号の増加比率算出部４０５で行われる。
【００８４】
このように算出された増減比率を入力信号に適用して、入力色信号の輝度を増減させる(Ｓ６１１)。
【００８５】
一方、各スポーク領域の使用の可否を制御して、所望のスポーク領域のみを使用して色温度を制御できる。
【００８６】
図７ａ乃至図７ｃは、輝度算出部４０３で算出された輝度に応じて、信号の増減比率の適用による出力信号を示す図である。
【００８７】
図７ａは低彩度領域、図７ｂは中彩度領域、図７ｃは高彩度領域の輝度に応じた信号の増減を示す図である。ここで、Ｆｉｎは入力信号、Ｆｐは所望の出力信号、Fｏｕｔは実際の出力信号を示す。ｙｔｈは輝度の閾値として第３の閾値、Ｆｓはスポーク領域の使用により増加される輝度の大きさである。そして、Ｐｉｎは第３の閾値に該当する入力信号、Ｐｓはスポーク領域の使用により増加される輝度の大きさの調整がない場合の出力信号、ＰｐはＰｓを所望の出力信号であるＦｐラインと一致するように調整された点、ＰｏｕｔはＰｉｎを(Ｐｓ-Ｐｐ)だけ調整した点である。
【００８８】
信号において輝度の増減比率は、次の数式による。
【００８９】
【数１５】
2005354707.tif 000017
【００９０】
ここで、ｓｐ_ｆａｃは信号で増減される比率、Ｙは輝度、数式［数１３］、［数１４］、［数１５］から求めたＧsatは彩度に対するゲイン、ｙｔｈは輝度閾値として第３の閾値である。
【００９１】
図７ａは低彩度領域での信号増減の比率に応じた出力信号(Fｏｕｔ)を示すもので、スポーク領域の使用により増加される輝度の大きさ(Ｆｓ)は、中彩度領域や高彩度領域に比べて大きい。これは、数式［数１５］に利用される数式［数１４］で求めたＧsatの値が中彩度領域や高彩度領域に比べて大きいからである。
【００９２】
図７ｂは中彩度領域での信号増減の比率に応じた出力信号(Fｏｕｔ)を示すもので、スポーク領域の使用により増加される輝度の大きさは、低彩度領域に比べて小さい。これは、数式［数１３］で求めたＧsatの値が低彩度領域での値より小さいからである。
【００９３】
図７ｃは高彩度領域での信号増減の比率に応じた出力信号を示すもので、スポーク領域の使用による輝度増加が適用されない。数式［数１２］で求めたように、Ｇsatは０なので、スポーク領域の使用により増加される輝度は０である。よって、入力信号(Ｆｉｎ)、所望の出力信号(Ｆｐ)、実際の出力信号(Ｆｏｕｔ)は同一である。
【００９４】
一方、彩度算出部４０１で算出された入力色信号の彩度値に応じて、スポーク領域の使用により増加される輝度値は変化する。そして、各々彩度領域で第３の閾値の前後に増減される輝度の比率は変化する。これは、輝度値が第３の閾値の以上の場合には、スポーク領域の使用による輝度上昇の大きさを変更できないため、スポーク領域の使用による輝度上昇により出力信号の急激に変化するのを調整するためである。即ち、スポーク領域の使用により輝度が上昇される入力信号では、一定比率の大きさの輝度を減少させ、スポーク領域の使用による輝度上昇が適用されない入力信号では、一定比率の大きさの輝度を増加させる。
【００９５】
図７ａの低彩度領域を参照して、入力信号が増減される比率を説明すれば、次の通りである。
【００９６】
図７ａにおいて、輝度の第３の閾値に該当する入力信号Ｐｉｎの場合において、スポーク領域の使用により増加される輝度の大きさの調整がない場合にはＰｓとなる。しかし、スポーク領域の使用により増加される輝度だけ入力信号の輝度を増加させた出力信号がＰｓとなる場合、スポーク領域の使用により輝度増加が適用されない第２の閾値以下の領域での信号と比較すれば、出力信号が急激に変化する。即ち、映像信号が非連続的である。よって、このＰｓを所望の出力信号であるＦｐラインと一致するように調整すれば、Ｐｐに位置することになる。このように調整される量(Ｐｓ-Ｐｐ)だけＰｉｎを調整すれば、ＰｉｎはＰｏｕｔに位置することになる。従って、Ｐｏｕｔで調整された出力信号はＦｐに対してＦｓ差だけＦｐに平衡線をなす。一方、スポーク領域の使用による輝度増加が適用されない第３の閾値以下の領域は、所望の出力信号であるＦｐだけ調整される。つまり、信号の増減比率算出部４０５で算出された信号の増減比率に応じて調整された後の出力信号は、Ｆｐではなく実際の出力信号Ｆｏｕｔとなる。
【００９７】
図８ａ及び図８ｂは、スポーク領域の使用による輝度増加に応じた出力信号を説明するための図である。
【００９８】
図８ａ及び図８ｂは、ディスプレイ駆動前に各カラー要素別にスポーク領域の使用による輝度増加が適用されることを示す図である。図８ａは全ての５つのカラー要素にスポーク領域の使用による輝度増加が適用された場合を、図８ｂは５つのカラー要素の中の３つのカラー要素にスポーク領域の使用による輝度増加が適用された場合を示す。
【００９９】
スポーク動作による信号増減比率(ｓｐ_ｆａｃ)は、スポーク制御ゲインに応じて、即ち、それぞれのＷ、Ｙ、Ｖ信号のゲインに応じて入力信号に加算して出力される。図８ａ及び図８ｂにおいても、スポット動作による信号増減比率は、それぞれのＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５信号のゲインに応じて入力信号に加算して出力される。入力信号のカラーベクトルとスポーク使用により増加される輝度のベクトルとの和である出力信号のカラーベクトルの連続性を維持するために、スポーク制御ゲインは入力信号のカラーベクトルの色空間上でのスケール値となる。
【０１００】
スポーク領域の使用により輝度が増加された出力信号は、次の数式による。
【０１０１】
【数１６】
2005354707.tif 000018
【０１０２】
【数１７】
2005354707.tif 000019
【０１０３】
ここで、Ｗ*、Ｙ*、Ｚ*及びＣ１*、Ｃ２*、Ｃ３*、Ｃ４*、Ｃ５*はスポーク処理が適用された出力信号であり、Ｗ、Ｙ、Ｚ及びＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５は入力信号である。そして、ｗgain，ｙgain，ｖgainは各々Ｗ、Ｙ、Ｚのゲインであり、sp1gain，sp2gain，sp3gain，sp4gain，sp5gainは各々Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５のゲインである。ｓｐ_ｆａｃは数式［数１２］、［数１３］、［数１４］から求められた信号の増減比率である。
【０１０４】
５カラーＭＰＤホイールディスプレイにおいて、５つの各スポーク領域の使用の可否に対する制御が可能である。従って、５つのスポット領域の中の所望のスポーク領域だけをオンとして、このスポーク領域の使用による色とスポーク領域の使用を除いたホワイトとの和により、既存のホワイトの色温度をスポーク領域の使用により所望のホワイト色温度に部分変更が可能である。即ち、５つのスポーク領域の中で使用したいスポーク領域を選択して、スポーク領域の使用によるホワイト色を調節することにより色温度の調節が可能である。５つのスポーク領域の和がホワイトとなると同様に、５つのスポーク領域の中の３つのスポーク領域を選択してもホワイトで表現できる。図８ｂに示すように、５つのスポーク領域の中の３つのスポーク領域を動作させ、適切なスポーク制御ゲインを選択すれば、輝度上昇値は相対的に小さくなるが、輝度上昇の際にホワイトトンの向上、且つ、色温度の向上を図ることができる。
【０１０５】
図９ａ及び図９ｂは、図４のスポーク適用部４０７を示す図である。
【０１０６】
図９ａは入力信号がＷＹＶの場合、図９ｂは入力信号が５チャンネル信号の場合である。
【０１０７】
以上、カラーホイールのスポーク領域を用いた場合を例として本発明の動作を説明したが、上述したような装置及び方法は、ｎチャンネルカラーデバイスにも適用されることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０８】
【図１ａ】従来のスポークを用いるカラーディスプレイ装置を示すブロック図である。
【図１ｂ】スポーク領域の使用の可否による出力映像の輝度を比較した図である。
【図２ａ】本発明に係る多原色ディスプレイにおけるスポーク領域を示す図である。
【図２ｂ】本発明に係る多原色ディスプレイにおけるスポーク領域を示す図である。
【図３ａ】本発明の一実施例に係るスポーク処理装置がカラーディスプレイ装置で適用されることを示す図である。
【図３ｂ】本発明の一実施例に係るスポーク処理装置がカラーディスプレイ装置で適用されることを示す図である。
【図４】本発明の一実施例に係る連続カラーディスプレイ装置におけるカラースポーク処理装置を示すブロック図である。
【図５】図４の彩度算出部の動作を具体的に説明するための図である。
【図６】本発明の一実施例に係る連続カラーディスプレイ装置におけるカラースポーク処理方法を示すフローチャートである。
【図７ａ】輝度算出部で算出された輝度に応じて信号の増減比率の適用による出力信号を示す図である。
【図７ｂ】輝度算出部で算出された輝度に応じて信号の増減比率の適用による出力信号を示す図である。
【図７ｃ】輝度算出部で算出された輝度に応じて信号の増減比率の適用による出力信号を示す図である。
【図８ａ】スポーク領域の使用による輝度増加に応じた出力信号を説明するための図である。
【図８ｂ】スポーク領域の使用による輝度増加に応じた出力信号を説明するための図である。
【図９ａ】図４のスポーク適用部４０７を示す図である。
【図９ｂ】図４のスポーク適用部４０７を示す図である。
【符号の説明】
【０１０９】
１１０  ８ビットＲＧＢＷ処理部
１２０  ＲＧＢＷスプリットビット生成部
１３０  ホワイトレベルセンシング部
１４０  スポークビット生成部
１５０  ＤＭＤフォーマット変換部
４０１  彩度算出部
４０３  輝度算出部
４０５  信号の増減比率算出部
４０７  スポーク適用部
【図１ａ】
2005354707.tif 000030
【図１ｂ】
2005354707.tif 000031
【図２ａ】
2005354707.tif 000032
【図２ｂ】
2005354707.tif 000033
【図３ａ】
2005354707.tif 000034
【図３ｂ】
2005354707.tif 000035
【図４】
2005354707.tif 000036
【図５】
2005354707.tif 000037
【図６】
2005354707.tif 000038
【図７ａ】
2005354707.tif 000039
【図７ｂ】
2005354707.tif 000040
【図７ｃ】
2005354707.tif 000041
【図８ａ】
2005354707.tif 000042
【図８ｂ】
2005354707.tif 000043
【図９ａ】
2005354707.tif 000044
【図９ｂ】
2005354707.tif 000045