(57)【要約】【課題】液晶ディスプレイなどの観視角度に依存した色変動について、表示される画像の色変動の見えを忠実に再現し、視覚的に評価するためのディスプレイ評価方法および評価装置を提供する。【解決手段】ディスプレイ１の入力信号と各観視角度θにおける測色値の関係を取得し、ディスプレイ１の正面および観視角度画像の三刺激値を求め、ディスプレイ１および周辺領域の白色三刺激値、表示媒体１６および周辺領域の白色三刺激値を取得し、これらの情報から各画像の三刺激値に対して色順応補正、コントラスト補正を行い、得られた各画像を表示装置上に並べて表示またはプリントして評価する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディスプレイの入力信号と各観視角度における測色値の関係を取得し、前記ディスプレイの正面および観視角度画像の三刺激値を求め、前記ディスプレイおよび周辺領域の白色三刺激値、表示媒体および周辺領域の白色三刺激値を取得し、これらの情報から各画像の前記三刺激値に対して色順応補正、コントラスト補正を行い、得られた各画像を表示媒体に表示して前記ディスプレイの観視角度に依存する色再現特性を評価することを特徴とするディスプレイ評価方法。
【請求項２】
前記色順応補正処理に用いるディスプレイ観察時の順応白色三刺激値について、前記正面画像の白色三刺激値、前記観視角度から見た画像の白色三刺激値、前記周辺領域の白色三刺激値より演算で求めた白色三刺激値を用いることを特徴とする請求項１に記載のディスプレイ評価方法。
【請求項３】
複数の観視角度からのディスプレイ色再現特性を測色する測色手段と、
画像データを保持するデータ保持手段と、
前記測色手段による測色結果から表示画像の測色値を生成する測色値生成手段と、
ディスプレイおよび周辺領域の白色三刺激値、表示媒体の白色三刺激値および周辺領域の白色三刺激値を取得する白色三刺激値取得手段と、
取得した前記白色三刺激値より各画像の三刺激値に対して色順応補正およびコントラスト補正を行う色順応、コントラスト補正手段を備え、
前記補正手段により補正を行った各画像を表示媒体に表示させ、それらの前記画像を基に前記ディスプレイの色再現特性を評価することを特徴とするディスプレイ評価装置。
【請求項４】
前記色順応補正処理に用いるディスプレイ観察時の順応白色三刺激値について、正面画像の白色三刺激値，観視角度から見た画像の白色三刺激値，前記周辺領域の白色三刺激値、およびそれらの中間の値を用いることを特徴とする請求項３に記載のディスプレイ評価装置。
【請求項５】
請求項１または請求項２に記載のディスプレイ評価方法をコンピュータ上で実行させるためのディスプレイ評価プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディスプレイ評価方法および評価装置に関し、特に、液晶ディスプレイなどの色再現特性を評価する際、視野角に依存した画質の変化を目視により評価可能とするディスプレイ評価方法および評価装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶ディスプレイの画質が向上し，ＰＣモニタや家庭向けＴＶ用途として広く利用されるようになってきた。しかしながら，液晶ディスプレイに特有の問題点として，観視角度に依存した輝度や色味が変動する問題がある。このよう観視角度依存性が存在すると、観察者がどの方向からディスプレイを見るかに依存して表示物の色が異なってしまうことに加えて、ディスプレイの大画面化に伴い、ディスプレイを一定方向から見る場合においてもディスプレイの中心と周辺部では色が異なってしまうという問題があった。
【０００３】
このような問題に対して、新規な液晶表示方式の開発と光学補償フイルムの活用により視野角特性を向上させた例が報告されている（非特許文献１）。このような光学補償フイルムの開発に際して、これらの光学補償フイルムを使用したときの色再現特性を正確に評価できることが重要となる。
【０００４】
［非特許文献１］  液晶,Ｖｏｌ.８,Ｎｏ.２,ｐｐ８６（２００４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来、観視角度に依存した色変化評価を行う際には、白、黒、グレーや肌色、空色などの特定の色の色変動を特性値より算出し、数値的に評価する手段が取られていたが、必ずしもディスプレイの見た目に合った評価が行えないことがあった。
【０００６】
これに対し、各視角におけるディスプレイの測色情報を求め、これら測色値をディスプレイやプリントなどの表示媒体に並べて再現することで、観察角度を変化させながら観察する目視評価と対応した視野角特性評価が期待できた。しかし、この手法では、目視評価の印象と一致しない現象が起きることが分かった。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、液晶ディスプレイなどの観視角度に依存した色変動について、表示される画像の色変動の見えを忠実に再現し、視覚的に評価するためのディスプレイ評価方法および評価装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の上記目的は、下記ディスプレイ評価方法によって達成される。
（１）ディスプレイの入力信号と各観視角度における測色値の関係を取得し、前記ディスプレイの正面および観視角度画像の三刺激値を求め、前記ディスプレイおよび周辺領域の白色三刺激値、表示媒体および周辺領域の白色三刺激値を取得し、これらの情報から各画像の前記三刺激値に対して色順応補正、コントラスト補正を行い、得られた各画像を表示媒体に表示して前記ディスプレイの観視角度に依存する色再現特性を評価することを特徴とするディスプレイ評価方法。
【０００９】
（２）前記色順応補正処理に用いるディスプレイ観察時の順応白色三刺激値について、前記正面画像の白色三刺激値、前記観視角度から見た画像の白色三刺激値、前記周辺領域の白色三刺激値より演算で求めた白色三刺激値を用いることを特徴とする上記（１）に記載のディスプレイ評価方法。
【００１０】
また、上記目的は、上記評価方法を実現するための下記ディスプレイ評価装置によって達成される。
（３）複数の観視角度からのディスプレイ色再現特性を測色する測色手段と、画像データを保持するデータ保持手段と、前記測色手段による測色結果から表示画像の測色値を生成する測色値生成手段と、ディスプレイおよび周辺領域の白色三刺激値、表示媒体の白色三刺激値および周辺領域の白色三刺激値を取得する白色三刺激値取得手段と、取得した前記白色三刺激値より各画像の三刺激値に対して色順応補正およびコントラスト補正を行う色順応、コントラスト補正手段を備え、
前記補正手段により補正を行った各画像を表示媒体に表示させ、それらの前記画像を基に前記ディスプレイの色再現特性を評価することを特徴とするディスプレイ評価装置。
【００１１】
（４）前記色順応補正処理に用いるディスプレイ観察時の順応白色三刺激値について、正面画像の白色三刺激値，観視角度から見た画像の白色三刺激値，前記周辺領域の白色三刺激値、およびそれらの中間の値を用いることを特徴とする上記（３）に記載のディスプレイ評価装置。
【００１２】
また、上記目的は、下記ディスプレイ評価プログラムをコンピュータ上で実施することによって達成される。
（５）上記（１）または（２）に記載のディスプレイ評価方法をコンピュータ上で実行させるためのディスプレイ評価プログラム。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、液晶ディスプレイなどの観視角度に依存した色変動について、表示される画像の色変動の見えを忠実に再現し、視覚的に評価するためのディスプレイ評価方法および評価装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳しく説明する。
図１は視野角特性を評価する液晶ディスプレイを観視角度を変えて見る状態を示す概念図、図２は液晶ディスプレイを各方向から見たときの再現画像を表示媒体に表示した状態を示す正面図（図中の矢印方向は液晶ディスプレイを見る方向を示す）、図３は本発明の評価方法を実現するディスプレイ評価装置のブロック図、図４はディスプレイ評価の手順を説明するフローチャートである。
【００１５】
図１に示すように、液晶ディスプレイ１は、観視角度θが異なると表示画像の輝度や色味などが異なって見える場合がある。観視角度θに依存して見え方が変化する視野角特性を評価する本発明のディスプレイ評価は、下記のようにして行われる。
【００１６】
１）  各観視方向から、ディスプレイの入力信号と表示色との対応を求め、記憶する。
【００１７】
２）  ディスプレイの白色および観察環境における周辺領域の白色三刺激値を取得する。
【００１８】
３）  あらかじめ再現画像を観察する条件下での表示媒体の白色三刺激値および周辺領域の白色三刺激値を設定する。
【００１９】
４）  画像データを準備し、正面から観視した画像と任意の角度から観視した画像の三刺激値を１）のデータより求める。
【００２０】
５）  ディスプレイの白色輝度および周囲輝度からディスプレイ観察時の順応度を算出し、また、再現画像観察条件下での表示媒体の白色輝度および周囲輝度から再現画像観察時の順応度を算出し、正面と任意の角度から観視したそれぞれのディスプレイ表示画像の見えを表示媒体に再現するための対応色の測色値を算出する。これは色順応変換と呼ばれ、様々な手法が提案されているが、ここではどの手法を採用するかは限定しない。
【００２１】
このとき、ディスプレイにおける順応白色の三刺激値は、正面画像の白色三刺激値、観視角度から見た画像の白色三刺激値、周辺領域の白色三刺激値の三刺激値、およびそれらの中間の値を用いる。また、再現画像観察における順応白色の三刺激値は、表示媒体の白色三刺激値、周辺領域の白色三刺激値およびそれらの中間の値を用いる。
【００２２】
６）  ディスプレイ観察および再現画像観察環境における周辺領域の白色輝度から、コントラスト変換特性を算出し、４）で求められた対応色の測色値に対してコントラスト変換を施す。このようなコントラスト変換を行う手法はいくつか提案されているが、ここではどの手法を採用するかは限定しない。
【００２３】
７）  ５）、６）の計算を全ての観視方向について実施し、図２に示すように、再現画像２を表示媒体１６上に並べて表示して色再現特性を評価する。
【００２４】
上記のディスプレイ評価方法を実現するディスプレイ評価装置１０は、図３に示すように、測色手段１１と、データ保持手段１２と、測色値生成手段１３と、白色三刺激値取得手段１４と、色順応、コントラスト補正手段１５と、表示媒体１６と、を備える。
【００２５】
測色手段１１は、複数の観視角度からのディスプレイ色再現特性を測色して入力信号と表示色とのテーブルを作成する。データ保持手段１２は、ディスプレイ評価用の画像データを保持する。測色値生成手段１３は、測色手段１１により得られた測色結果からディスプレイ１に表示する表示画像の測色値を生成する。白色三刺激値取得手段１４は、ディスプレイ１および周辺領域の白色三刺激値、表示媒体１６の白色三刺激値および周辺領域の白色三刺激値を取得する。色順応、コントラスト補正手段１５は、白色三刺激値取得手段１４で取得した白色三刺激値より各画像の三刺激値に対して色順応補正およびコントラスト補正を行う。表示媒体１６は、色順応、コントラスト補正手段１５により補正された各再現画像２を並べて表示する。
【００２６】
次に、ディスプレイ評価装置１０によるディスプレイの評価手順について図４に基づいて説明する。尚、ここでは、再現画像２を表示する表示媒体１６として、プリント画像とする例について説明する。
【００２７】
ステップ１
視野角特性を評価したいディスプレイ１を準備する。
【００２８】
ステップ２
観視角度をかえて、それぞれの観視角度におけるＲ，Ｇ，Ｂ信号と、三刺激値の関係を測色により求める（白色(R=255,G=255,B=255)も含む）。ここでは、淡色に限定されない。また、ディスプレイ白色の取得も行う。ディスプレイ白色を求める場合には、グレー板を用いない。ここで測色したＲ単色階調のＸ,Ｙ,Ｚ三刺激値をそれぞれｆX,R(i),ｆY,R(i),ｆZ,R(i)（i=1〜N、Nは階調分割数）と表す。同様にＧ,Ｂの測定三刺激値をｆX,G(i),ｆY,G(i),ｆZ,G(i)およびｆX,B(i),ｆY,B(i),ｆZ,B(i)と表す。この測定をディスプレイ１に対する極角，方位角を変化させて以下の全ての組み合わせについて実施する。
【００２９】
方位角：０°〜３１５°まで４５°ステップで８段階。
極角  ：０°〜６０°まで３０°ステップで２段階。
【００３０】
ステップ３
表示装置のＲ，Ｇ，Ｂ入力信号と表示色との関係を測色により取得する。
【００３１】
ステップ４
ディスプレイ評価用の画像をデータ保持手段１２に準備する。画像としては、評価したい色を主に含む画像を選択すればよく、例えば、肌色とグレーの再現性を重視したい場合は肌、グレーが多く含まれる画像（例えば，日本規格協会発行の標準画像データISO/JIS-SCIDのN1）を準備することが好ましい。また、色をまんべんなく評価したい場合にはマクベスチャート画像を利用することが好ましい。なお、簡便な評価を実施する場合には、必ずしも画像データを準備する必要はなく、いくつかの色データの集合であっても構わない。
【００３２】
ステップ５
ステップ２で準備した画像の各画素のＲＧＢ信号から、（式１）に従って各観視方向からそれぞれのディスプレイ１を見た場合の測色値を算出する。
【００３３】
【数１】
2007240383.tif 000003
【００３４】
ここで、ｒ,ｇ,ｂは画像の各画素のＲＧＢ信号値である。ｆはステップ２で測定したＲＧＢ単色階調の測色値で、測定はN点の離散的値であるが、ここではｒ,ｇ,ｂ信号に対する関数として考え、中間の値を補間演算で求めることが可能であると考える。
【００３５】
ステップ６
IS&T/SID 10thColor Imaging Conference予稿集pp23-27に記載の手法を用いて、色順応、コントラスト補正手段１５により色順応変換およびコントラスト変換を行う。ここでは、各観視方向からそれぞれのディスプレイ１を見た場合の画像のＸ,Ｙ,Ｚ値からプリント（表示媒体１６に表示された再現画像２、図２参照）観察環境下で再現すべき三刺激値Ｘ’,Ｙ’,Ｚ’を算出する。
【００３６】
尚、各観察条件における背景の三刺激値は、グレー板の三刺激値と同一とした。また、ディスプレイ１における順応白色の三刺激値は、正面画像の白色三刺激値、観視角度から見た画像の白色三刺激値、周辺領域の白色三刺激値（グレー板の三刺激をそれぞれ５．５６倍した値）、それらの内分する値を用いるのが好ましい。例えば，正面から見た画像の白色三刺激値をXw1，Yw1，Zw1とし，各観視角度からの画像の白色三刺激値をXw2，Yw2，Zw2、グレー板の三刺激値をXw3，Yw3，Zw3とすると、色計算に使用する白色三刺激値Xw,Yw,Zwは（式２）のように表せる。
【００３７】
【数２】
2007240383.tif 000004
【００３８】
また、再現画像観察条件における順応白色の三刺激値は、表示媒体１６の白色三刺激値と周辺領域の白色三刺激値（グレー板の三刺激をそれぞれ５．５６倍した値）の内分する値を用いるのが好ましい。例えば、暗室におけるディスプレイ１の見えを再現する場合には、正面画像においてα=１．０、β=０．０を用い、視角画像においてα=０．４、β=０．６を用い、また表示媒体１６の白色三刺激値を用いることで各再現画像２の三刺激値を計算する。
【００３９】
ここで、プリント装置として富士写真フイルム製Pictrography3500を使用することとし、予めＲＧＢ入力信号をそれぞれ変化させたパッチを出力し、各パッチの分光反射率R(λ)を分光測色してもよい。
【００４０】
また、測定された分光反射率データR(λ)に対し、（式３）によりフレア補正を行って、フレア補正後の分光反射率R’(λ)を算出することができる。ここで、hはフレア率、h’はプリント観察環境におけるフレア率である。
【００４１】
【数３】
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【００４２】
上式で求めたフレア補正後の分光反射率R’(λ)に対して、プリント観察照明の分光分布を掛け合わせてＸＹＺ三刺激値を求め、プリンタの入力信号と、フレア補正後のＸＹＺ三刺激値の関係を表すテーブルを作成することができる。
【００４３】
ステップ７
観察環境下で出力すべき三刺激値Ｘ’,Ｙ’,Ｚ’と、ステップ１０で求めたテーブルからプリンタに入力すべきＲＧＢ信号を算出し、これをプリンタ装置に入力して最終的な出力画像（再現画像）２を表示媒体１６上に並べて表示（プリント）する。
【００４４】
ステップ８
ステップ７得られた各出力画像（再現画像）２をプリント観察条件下で比較観察し、観視角に依存した色再現特性を評価する。尚、上記の画像再現方法によれば、各観視角度からみた液晶ディスプレイ１の見えを、表示媒体１６上に表示された再現画像２に忠実に再現することができ、液晶ディスプレイ１の観視角に依存した色再現特性を精度よく評価することができる。
【００４５】
尚、上記の実施形態においては、表示媒体としてプリントを例にとって説明したが、これに限定されず、ＣＲＴや他の液晶ディスプレイなどとすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】視野角特性を評価する液晶ディスプレイを観視角度を変えて見た状態を示す概念図である。
【図２】液晶ディスプレイを各方向から見たときの再現画像を表示媒体に並べて表示した状態を示す正面図である。
【図３】本発明の評価方法を実現するディスプレイ評価装置のブロック図である。
【図４】ディスプレイ評価の手順を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
【００４７】
１         液晶ディスプレイ
１０       ディスプレイ評価装置
１１       測色手段
１２       データ保持手段
１３       測色値生成手段
１４       白色三刺激値取得手段
１５       色順応、コントラスト補正手段
１６       表示媒体（プリント）
θ         観視角度
Xw、Yw、Zw        白色三刺激値
Xw1、Yw1、Zw1     正面画像の白色三刺激値
Xw2、Yw2、Zw2     観視角度から見た画像の白色三刺激値
Xw3、Yw3、Zw3     周辺領域の白色三刺激値
【図１】
2007240383.tif 000006
【図２】
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【図３】
2007240383.tif 000008
【図４】
2007240383.tif 000009