(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｎ個の原色の混色により色を表示するカラー画像表示手段と、入力三刺激値を上記カラー画像表示手段に入力するＮ個の原色に対応するＮ個のカラー画像信号に変換する色変換手段とを有する色再現システムにおいて、
上記色変換手段は、
三刺激値を座標軸とする３次元の色空間にて、上記カラー画像表示手段が再現可能な色再現域を、それぞれＮ個のカラー画像信号が対応づけられた複数の頂点により構成された複数の面に囲まれる立体として記述し、
上記複数の頂点を上記色空間におけるベクトルである色再現域頂点ベクトルとし、
上記入力三刺激値を上記色空間におけるベクトルである入力三刺激値ベクトルとした時に、上記入力三刺激値ベクトルを上記面を構成する複数の色再現域頂点ベクトルの線形和として表した場合の重み係数がいずれも負とならない面を上記複数の面から求め、
上記求めた面の色再現域頂点ベクトルに対応づけられたＮ個のカラー画像信号と上記重み係数との線形和により上記入力三刺激値を表示するためのＮ個のカラー画像信号を算出することを特徴とする色再現システム。
【請求項２】
Ｎ個の原色の混色により色を表示するカラー画像表示手段と、入力三刺激値を上記カラー画像表示手段に入力するＮ個の原色に対応するＮ個のカラー画像信号に変換する色変換手段とを有する色再現システムにおいて、
上記色変換手段は、
三刺激値を座標軸とする３次元の色空間にて、上記カラー画像表示手段が再現可能な色再現域を、それぞれＮ個のカラー画像信号が対応づけられた複数の頂点により構成された複数の面に囲まれる立体として記述し、３つの三刺激値のうちの２つの値をそれぞれ３つの三刺激値の和で除した色度値を座標軸とする２次元の色度座標にて、上記複数の頂点の色度座標を直線で結んで囲まれる領域である色度値領域を算出する色度値領域算出手段と、
上記複数の頂点の複数組の三刺激値からなるマトリクスと上記複数の頂点に対応づけられた複数組のＮ個のカラー画像信号からなるマトリクスとの関係をマトリクスによる線形変換の関係として与えるマトリクスデータを算出するマトリクス算出手段と、
上記マトリクスデータを上記色度値領域と対応づけて記憶するマトリクスデータ記憶手段と、
上記色度値領域のうち、上記入力三刺激値の色度座標を含む色度値領域を求め、その色度値領域に対応づけて記憶されているマトリクスデータを選択し、選択したマトリクスデータを上記入力三刺激値に掛けることにより、上記入力三刺激値をＮ個のカラー画像信号に変換するカラー画像信号算出手段と、を具備することを特徴とする色再現システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、所望の色をカラー画像表示装置に表示するための入力カラー画像信号を求めるカラー画像処理装置を有する色再現システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、カラースキャナやデジタルカメラ等の画像入力装置により入力されたデジタルカラー画像を再現する手段として、ＣＲＴディスプレー、液晶ディスプレー、液晶プロジェクタ等の表示装置が広く用いられている。
【０００３】
これらの表示装置は、通常ＲＧＢ３原色の加法混色により、様々な色を再現している。
【０００４】
ディスプレーの再現可能な色の範囲（色再現域）は、３次元の色空間で３原色の色ベクトルの和として表される領域に限られる。例えば、ＲＧＢ３種類の蛍光体により色を再現するＣＲＴディスプレーでは、ＲＧＢ蛍光体の最大発光時のＣＩＥ１９３１表色系（ＸＹＺ表色系）のＸＹＺをそれぞれ、
（Xr,Yr,Zr）、（Xg,Yg,Zg）、（Xb,Yb,Zb）とすると、
（0,0,0,）、（Xr,Yr,Zr）、（Xg,Yg,Zg）、（Xb,Yb,Zb）、（Xr+Xg,Yr+Yg,Zr+Zg ）、
（Xg+Xb,Yg+Yb,Zg+Zb ）、（Xb+Xr,Yb+Yr,Zb+Zr ）、（Xr+Xg+Xb,Yr+Yg+Yb,Zr+Zg+Zb）を頂点とする６面体がその色再現域となる。
【０００５】
図１６には、このような３原色ディスプレーのＸＹＺ空間での色再現域の模式図を示す。これをｘｙ色度図上に示すと、図１７に示すように各原色の色度値により囲まれる３角形の内部が色再現域を表す。
【０００６】
このような３原色の加法混色を色再現原理としたディスプレーでは、ディスプレーへの入力ＲＧＢ信号値とディスプレー上に表示される色のＸＹＺ値との関係は、ディスプレーの色再現域内においては一意に定まる。
【０００７】
各原色の発光スペクトルが他の原色の出力と独立であり、また、相対スペクトル分布が発光強度に依存しない（すなわち、色度値が変化しない）と仮定すると、入力ＲＧＢ値に対応する表示色のＸＹＺは、次式により与えられる。
【０００８】
【数１】
0004197788.tif 000002
【０００９】
ここで、XrXgXbは、それぞれＲＧＢの最大発光時のＸ、同様に、YrYgYb、ZrZgZbはＲＧＢの最大発光時のＹ、Ｚを表す。γr γg γｂは、それぞれＲＧＢの入力信号値と出力輝度との関係を表す関数であり、Ｒ’Ｇ’Ｂ’は、ＲＧＢ最大発光時に”１”となるように正規化された信号値を表す。
【００１０】
この逆関係より、所望のＸＹＺを表示するための入力ＲＧＢ値は次式により求められる。
【００１１】
【数２】
0004197788.tif 000003
【００１２】
（２）式において、”−１”は逆関数（行列については逆行列）を表す。このように３原色ディスプレーでは、ＸＹＺとＲＧＢ値との関係のモデル化が容易であり、カラー画像複製論（田島譲ニ著  丸善株式会社）に記載されているように、マトリクス変換と階調補正による変換方法が一般に用いられている。
【００１３】
３原色ディスプレーにおいて、ＸＹＺがディスプレーの色再現域外の場合には、（２）式により得られたＲ’Ｇ’Ｂ’値のいずれかが、”負”若しくは”１”より「大」となる。
【００１４】
原色の加法混色を原理とする表示装置では、前述したように原色の色度値により囲まれる領域が色再現域となる。色再現域を拡大するためには、各原色の彩度を高めるか若しくは、原色の数を増やすことが考えられる。
【００１５】
例えば、ＮＨＫ技研公開展示資料（ＮＨＫ放送技術研究所、東京（１９９５））に開示されているように、３原色から４原色とすることにより、従来の３原色ディスプレーよりも広い色再現域を実現する試みもなされている。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
上述した４原色ディスプレーのＸＹＺ空間での色再現域およびｘｙ色度図上の色再現域をそれぞれ図１８、図１９に示す。
【００１７】
４つ以上のＮ原色を用いる多原色ディスプレーの場合も、信号値に対して表示される色のＸＹＺは（１）式を拡張した次式により得られる。
【００１８】
【数３】
0004197788.tif 000004
【００１９】
（３）式の逆関係として与えられるＸＹＺから信号値への変換は、多原色ディスプレーの色再現域の表面を除いて一意には定まらない。
【００２０】
そのため、何らかの条件に基づいて、ＸＹＺに対応する信号値を一意に定めた変換を行う必要がある。例えば、多原色ディスプレーにおける色変換方法としては、特開平６−２６１３３２号公報に開示されている。
【００２１】
この公報により提案されている変換方法の第１の発明としては、入力色の色度値に応じて選んだ３原色の線形和により色再現を行う。この方法では、選択した３原色により再現可能な範囲については正確な色再現が可能であるが、本来、多原色ディスプレーのもつ輝度方向の色再現域まで考慮していないため、再現可能な入力色の全てに対応することができない。
【００２２】
また、第２の発明としては、多原色全てを用いた線形変換を行うが各原色信号が全て正となる解を得ることが保証されていない。このため、再現可能な入力色に対しても正確な色再現を行なえない場合がある。
【００２３】
正確な色再現を行うにあたって、４原色以上の多原色ディスプレーを含むディスプレーの色変換方法としては、以下の条件を満たす必要がある。第１に、測色的に正確な色再現が可能な変換方法である。第２に、ＸＹＺと信号値とが連続性を有する。第３に、これらの条件を満たす変換が色再現域を最大に利用して行うことができることである。これらの条件に加え、変換が高速に行なえることが望まれる。また、加法混色が厳密に成り立たない（発光スペクトルが他の原色の出力と独立でない）場合でも精度良く測色的に正しい変換が可能であることが望まれる。
【００２４】
そこで本発明は、多原色ディスプレーを対象とし、測色的に正確な色再現が可能で、ＸＹＺと信号値との連続性を有し、色再現域を最大に利用する色再現システムを提供することを目的とする。
【００２５】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するために、Ｎ個の原色の混色により色を表示するカラー画像表示手段と、入力三刺激値を上記カラー画像表示手段に入力するＮ個の原色に対応するＮ個のカラー画像信号に変換する色変換手段とを有する色再現システムにおいて、上記色変換手段は、三刺激値を座標軸とする３次元の色空間にて、上記カラー画像表示手段が再現可能な色再現域を、それぞれＮ個のカラー画像信号が対応づけられた複数の頂点により構成された複数の面に囲まれる立体として記述し、上記複数の頂点を上記色空間におけるベクトルである色再現域頂点ベクトルとし、上記入力三刺激値を上記色空間におけるベクトルである入力三刺激値ベクトルとした時に、上記入力三刺激値ベクトルを上記面を構成する複数の色再現域頂点ベクトルの線形和として表した場合の重み係数がいずれも負とならない面を上記複数の面から求め、上記求めた面の色再現域頂点ベクトルに対応づけられたＮ個のカラー画像信号と上記重み係数との線形和により上記入力三刺激値を表示するためのＮ個のカラー画像信号を算出することを特徴とする色再現システムを提供する。
【００２６】
また、色再現システムにおいて、色変換手段は、三刺激値を座標軸とする３次元の色空間にて、上記カラー画像表示手段が再現可能な色再現域を、それぞれＮ個のカラー画像信号が対応づけられた複数の頂点により構成された複数の面に囲まれる立体として記述し、３つの三刺激値のうちの２つの値をそれぞれ３つの三刺激値の和で除した色度値を座標軸とする２次元の色度座標にて、上記複数の頂点の色度座標を直線で結んで囲まれる領域である色度値領域を算出する色度値領域算出手段と、上記複数の頂点の複数組の三刺激値からなるマトリクスと上記複数の頂点に対応づけられた複数組のＮ個のカラー画像信号からなるマトリクスとの関係をマトリクスによる線形変換の関係として与えるマトリクスデータを算出するマトリクス算出手段と、上記マトリクスデータを上記色度値領域と対応づけて記憶するマトリクスデータ記憶手段と、上記色度値領域のうち、上記入力三刺激値の色度座標を含む色度値領域を求め、その色度値領域に対応づけて記憶されているマトリクスデータを選択し、選択したマトリクスデータを上記入力三刺激値に掛けることにより、上記入力三刺激値をＮ個のカラー画像信号に変換するカラー画像信号算出手段と、を具備することを特徴とする色再現システムを提供する。
【００２７】
以上のような構成の色再現システムは、画像データＸＹＺを測色的に正確に再現するディスプレーへの入力信号に変換することが可能であり、更にＸＹＺと信号値との連続性、色再現域の最大利用という条件を満たし、加法混色が厳密に成り立たないディスプレーについても、高精度にＸＹＺと信号値を対応づけられる。
【００２８】
【発明の実施形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。
【００２９】
図１には、本発明による色再現システムに係る第１の実施形態の概略的な構成を示し説明する。
【００３０】
この色再現システムは、入力した画像に所定の処理を施した画像データを生成する画像データ入力装置１と、スクリーン２に画像を投影するプロジェクタ３，４と、上記画像入力装置１からの画像データを変換しプロジェクタ３，４に出力する画像出力装置５とで構成される。
【００３１】
上記画像データ入力装置１は、図示しないデジタルカメラやカラースキャナ等の画像入力装置により入力されたカラー画像データを、入力の際にその画像入力装置の分光感度特性や入力時の照明光等のデータを用いて、各画素がＣＩＥ１９３１表色系のＸＹＺからなる画像データ（ＸＹＺデータ）に変換し、画像出力装置５へ出力する。
【００３２】
この画像出力装置５は、このＸＹＺデータをプロジェクタ３への入力信号（原色）Ｃ１、Ｃ２及びプロジェクタ４への入力信号（原色）Ｃ３，Ｃ４に変換して、それぞれ出力する。これらの入力信号を入力したプロジェクタ３，４は、入力信号Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４の画像信号に基づいて再現した４原色のカラー画像をスクリーン２上に投影する。
【００３３】
これらのプロジェクタ３とプロジェクタ４は、スクリーン２上に投影する各原色のスペクトルを除いて、同一の構造をしており、スクリーン２に投影された画像の位置は、図示するように正確に一致するように予め調整されているものとする。
【００３４】
また図２には、プロジェクタ３及びプロジェクタ４の原色Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４の発光スペクトルを模式的に示す。図示するように、４原色の発光スペクトルは、３８０nm〜７８０nm可視域の波長域に分布している。
【００３５】
次に図３には、図１に示した画像出力装置５の具体的な構成例を示し説明する。この画像出力装置５は、色変換装置６と出力ボード７、８とから構成される。
【００３６】
上記色変換装置６は、画像入力装置１から入力されたＸＹＺデータをスクリーン２上に再現するためのプロジェクタ３，４への入力信号Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４に変換する。これらの入力信号Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４は、それぞれ出力ボード７、８を通じて、プロジェクタ３，４に入力される。
【００３７】
図４には、上記色変換装置６の具体な構成を示して説明する。
【００３８】
この色変換装置６は、予め測定されたプロジェクタ３，４のプロファイルデータを記憶しているプロファイルデータ記憶装置９、プロファイルデータを用いてＸＹＺデータを囲むディスプレーの色再現域表面の頂点ベクトルの信号値（色再現域頂点信号）とその重み係数を求める最大輝度信号算出装置１０、色再現域頂点信号とそれらの重み係数及びプロファイルデータの階調特性データとからＸＹＺデータをプロジェクタ３，４への入力信号Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４に変換する表示信号算出装置１１とから構成される。上記プロファイルデータ記憶装置９には、各原色の最大発光時のＸＹＺと入力信号値と発光輝度との関係を与える階調特性データが記憶されている。
【００３９】
これらのデータは、図５に示すようにスクリーン２上に各原色毎にサンプル信号値のパッチ画像１２を表示し、これに同期して分光計（若しくは、測色計）１３により、そのＸＹＺを測定することにより得られる。
【００４０】
得られた測定データは、画像出力装置５に取り込まれ、所定のフォーマットに変換された後、プロファイルデータとしてプロファイルデータ記憶装置９に記憶される。最大輝度信号算出装置１０では、入力ＸＹＺを囲む色再現域表面を構成する面の頂点のＸＹＺ（色再現域頂点ＸＹＺ）に対応する色再現域頂点信号と、ＸＹＺを色再現域頂点ＸＹＺの線形和として表した場合の重み係数を表示信号算出装置１１に出力する。
【００４１】
上記色再現域頂点信号は、各原色信号が”０”若しくは、”最大発光”のいずれかとなっているから、色再現域頂点ＸＹＺは、その原色信号に応じて原色の最大発光時のＸＹＺを加算することにより算出される。
【００４２】
次に、上記色再現域頂点信号の算出方法をより詳細に説明する。
【００４３】
４原色ディスプレーの色再現域の表面は、１２個の四角形の平面から構成されており、このうちＸＹＺベクトルが交わる面は原点を通る４つの面を除いた８つの面のうちのいずれかとなる。
【００４４】
図７に示した色度図上の四角形がこれらの面を表し、各頂点は各原色が”最大値”若しくは”０”となる信号値の組からなる。これらの四角形をぞれぞれ２つの三角形に分割し、１６の面とし、ＸＹＺがどの三角形内に含まれるか順次探索する。
【００４５】
ＸＹＺが三角形内に含まれるか否かの判定は、次のように行う。ＸＹＺデータを三角形の各頂点のＸＹＺ（X １，Y １，Z １）、（X ２，Y ２，Z ２）、（X ３，Y ３，Z ３）の線形和として、（４）式で表し、（５）式より各頂点のＸＹＺベクトルへの重み係数α，β，γを求める。各頂点のＸＹＺは、プロファイルデータの各原色の最大発光時のＸＹＺを用いて算出される。
【００４６】
重み係数α，β，γが全て”正”であれば、ＸＹＺが三角形内に含まれ、”負”となる係数がある場合は、含まれないと判定する。これらの重み係数α，β，γが全て正で”１”を越える係数があるか、若しくは全ての色再現域表面についてＸＹＺが三角形内に含まれないと判定された場合、ＸＹＺはディスプレーの色再現域外と判定される。
【００４７】
【数４】
0004197788.tif 000005
【００４８】
上記表示信号算出装置１１は、図６に示すように線形信号算出装置１４と階調補正装置１５とから構成されている。
【００４９】
この線形信号算出装置１４では、重み係数と色再現域頂点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３の色再現域頂点信号（Ｃ１１，Ｃ１２，Ｃ１３，Ｃ１４）、（Ｃ２１，Ｃ２２，Ｃ２３，Ｃ２４）、（Ｃ３１，Ｃ３２，Ｃ３３，Ｃ３４）とからＸＹＺと線形関係にある表示信号（Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４）を次式により算出する。
【００５０】
【数５】
0004197788.tif 000006
【００５１】
図８にＸＹＺと色再現域頂点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３との関係を示した。
【００５２】
（６）式により得られる表示信号は、入力ＸＹＺの定数ｋ倍でディスプレーの色再現域表面上にある最大輝度ＸＹＺ（XmYmZm）を与える信号値Ｑ1mＱ2mＱ3mＱ4mを求め、これらを１／k 倍することにより得られるものと等しい。
【００５３】
ディスプレーの色再現域表面上ではＸＹＺに対応する信号値は出力可能な範囲の信号として一意に定まるため、同一の変換マトリクスを用いてXmYmZmよりも輝度の低い定数倍のＸＹＺに対応する測色的に正確な信号値を一意に定めることができる。
【００５４】
図９には、ＸＹＺと最大輝度ＸＹＺとディスプレーの色再現域との関係を２次元空間での模式図として示した。
【００５５】
階調補正装置１５では、プロファイルデータ内の階調特性データを用いて線形信号算出装置１４より入力した各線形信号（Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４）のそれぞれに階調補正をかけ、表示信号（Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４）として、出力ボード７，８へそれぞれ出力する。階調補正は、入力信号に対する出力輝度を与える階調特性データの逆関係γ-1を用いて（７）式より算出される。
【００５６】
【数６】
0004197788.tif 000007
【００５７】
ＸＹＺから表示信号を求める以上の処理を各画素について行い、表示信号を表示装置に入力することにより、測色的に正確なカラー画像を表示することができる。
【００５８】
なお、本実施形態では、カラー画像表示装置としてプロジェクタを例にとって説明したが、これに限られるものではなく、ＣＲＴディスプレー、液晶ディスプレー等原色光の混色を色再現原理とする任意のディスプレーにおいても適用可能である。
【００５９】
また、４原色ディスプレーを例に説明したが、原色数はこれに限られるものではなく、３色以上の任意の原色数Ｎのディスプレーにおいて適用可能である。
【００６０】
この場合、色再現域表面を構成する平面数はＮ（Ｎ−１）となる。ここで用いる原色の色は任意であり、本実施形態で用いたような高彩度のものに限定されない。
【００６１】
さらに、本実施形態では、プロジェクタ２台により４原色表示を実現しているが、４原色表示が可能な１台のプロジェクタを用いることも可能である。
【００６２】
また、色再現域頂点ＸＹＺは、その原色信号に応じて原色の最大発光時のＸＹＺを加算することにより算出されるとしたが、プロファイルデータとして予め各色再現域頂点の各原色信号組によるＸＹＺを測定しておいてもよい。この場合、測定データを直接色再現域頂点ＸＹＺとして用いることができるため、加法混色が成り立たないディスプレーにおいてもより高精度な変換が可能となる。
【００６３】
次に図１０には、本発明による画像処理装置に係る第２の実施形態の構成例を示し説明する。本実施形態では、色変換装置以外の構成は、上述した第１の実施形態と同様の構成であり、構成部位についての説明は省略し、特徴部分のみを説明する。
【００６４】
この色変換装置１６は、色度値領域算出装置１７と、プロファイルデータ記憶装置１８と、マトリクスデータ算出装置１９と、マトリクスデータ記憶装置２０と、マトリクス演算装置２１と、階調補正装置２２とで構成される。
【００６５】
上記色度値領域算出装置１７は、プロファイルデータ記憶装置１８に記憶されている各原色の最大発光時のＸＹＺの組み合わせから、表示装置の色再現域表面を形成している四角形の平面の頂点の信号（色再現域頂点信号）に対応するＸＹＺ（色再現域頂点ＸＹＺ）を算出する。これらのデータをマトリクスデータ算出装置２０に入力する。
【００６６】
また、色度値領域算出装置１７では、色再現域頂点ＸＹＺにより囲まれる色度図上の領域を求め、色度値領域データとしてマトリクスデータ記憶装置２０に入力する。マトリクスデータ算出装置１９は、色度値領域算出装置１７により求められた４つの頂点のうち３つの頂点の色再現域頂点ＸＹＺとそれらに対応する色再現域頂点信号値よりマトリクスデータを算出し、マトリクスデータ記憶装置２０に入力する。マトリクスデータ記憶装置２０には、マトリクスデータが色度値領域データと対応づけて記憶される。ｋ番目の色再現域表面のマトリクスデータは次式により与えられる。
【００６７】
【数７】
0004197788.tif 000008
【００６８】
ここで、Ｃij(k) はｋ番目（ｋ＝１〜８）の領域のｉ番目（ｉ＝１〜３）の色再現域頂点のｊ番目（ｊ＝１〜４）の信号値を表す。同様にＸi(k ）は  ｋ番目の領域のｉ番目の頂点のＸを表す。Ｙ、Ｚについても同様である。
【００６９】
そして、マトリクスデータと色度値領域の対応関係は、図１１に示すように、所定のサンプル色度値をアドレスとして領域番号ｋを記憶した２次元テーブルデータより与えられている。
【００７０】
以上の処理を全ての色度値領域ｋについて行う。
【００７１】
マトリクス演算装置２１では、予め作成したマトリクスデータと２次元テーブルデータを用いて画像データ入力装置１から入力されたＸＹＺデータを表示信号に変換する。
【００７２】
まず、ＸＹＺデータは色度値データxyに変換され、２次元テーブルからxyの属する領域番号ｋを求め、ｋに対応するマトリクスを用いて次式により表示信号（Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４）を算出する。
【００７３】
【数８】
0004197788.tif 000009
【００７４】
そして表示信号は、階調補正装置２２に入力され、プロファイルデータの階調特性データを用いて補正された後、出力ボード７，８に出力される。
【００７５】
次に図１２には、本発明による画像処理装置に係る第３の実施形態の構成例を示し説明する。
【００７６】
この第３の実施形態では、スクリーンを４分割した分割スクリーンのそれぞれに２台１組のプロジェクタによる６原色表示を行う６原色ディスプレー装置２３〜２６を用いて、６原色による表示を行う。即ち、合計４組の計８台のプロジェクタを用いることにより、色再現域の拡大とともに高精細画像の表示を可能とした６原色貼り合わせディスプレーシステムを構築する。
【００７７】
例えば、スクリーンの左上の分割スクリーンＡに対して、プロジェクタ２３ａとプロジェクタ２３ｂとから構成される６原色ディスプレー装置２３は、６原色によるカラー画像を表示する。以下、同様に各分割スクリーンＢ，Ｃ，Ｄに対しても、各プロジェクタ２４，２５，２６がそれぞれに６原色表示を行う。
【００７８】
この６原色ディスプレー装置は、第１および第２の実施形態で説明した４原色ディスプレーと同様な方法で色変換を行い、２台のプロジェクタがそれぞれ３原色を担当して表示を行うことにより、６原色の表示を行う装置である。
【００７９】
図１３には、６原色ディスプレーのxy色度図上の色再現域を模式的に示す。
【００８０】
６原色貼り合わせディスプレーシステムのような多原色貼り合わせディスプレーシステムでは、各表示領域における投影画像の位置合わせに加え、各領域間の画像の位置合わせと色合わせが必要となる。
【００８１】
貼り合わせ画像の位置合わせ方法については、本出願人が提案する特開平９ー３２６９８１号公報に開示されており、この技術は、多原色ディスプレーを構成する２つのプロジェクタによる投影画像の位置合わせにも適用できる。
【００８２】
また貼り合わせディスプレーシステムでは、更に色貼り合わせ画像間の色や輝度を合わせることも必要であるが、固体差の少ない同一機種のプロジェクタを用いたシステムでは大きな問題とはならない。
【００８３】
しかし、多原色貼り合わせディスプレーシステムでは、原色数が多いため固体差が大きくなる可能性は高く、各領域ごとの色補正装置が必要となる。
【００８４】
図１４には、これらの補正処理を実施する装置を含む画像出力装置の構成を示す。
【００８５】
本実施形態の画像出力装置は、補正処理を実施する幾何補正装置２７と、プロジェクタへの入力信号に変換する色変換装置２８と、それぞれのプロジェクタへの画像データを出力する出力ボード２９〜３２とで構成される。
【００８６】
上記幾何補正装置２７は、画像データ入力装置１から入力した各画素ＸＹＺ値からなる高精細画像データをもとに、各プロジェクタの位置、幾何学的歪みを補正したＸ’Ｙ’Ｚ’画像データを作成し、色変換装置２８に出力する。この幾何補正装置２７における補正処理については、特開平９ー３２６９８１号公報に開示される技術を適用して実現できるため、ここでの詳細な説明を省略する。
【００８７】
上記色変換装置２８では、各プロジェクタへの入力ＸＹＺ画像データを各プロジェクタ毎に測定して求めたプロファイルデータを用いてプロジェクタへの入力信号に変換する。この色変換装置２８における色変換方法は、第２の実施形態で説明した方法と同様なので説明は省略する。
【００８８】
また本実施形態の変形例として、図１５にドーム型スクリーンを用いた多原色貼り合わせディスプレーシステムの一例を示す。
【００８９】
このような多原色貼り合わせディスプレーシステムは、任意の形状のスクリーンに任意の原色数、貼り合わせ枚数の画像を投影することが可能であり、色再現性、広画角、高解像度でリアリティーの高いカラー画像表示が実現できる。
【００９０】
以上の実施形態について説明したが、本明細書には以下のような発明も含まれている。
【００９１】
（１）カラー画像表示手段と、入力三刺激値を上記カラー画像表示手段に入力するカラー画像信号に変換する色変換手段とを有する色再現システムにおいて、上記色変換手段は、入力三刺激値ベクトルを囲む上記カラー画像表示手段の色再現域表面を構成する面の３つの頂点を表す３つの色再現域頂点ベクトルと、入力三刺激値を色再現域頂点ベクトルの三刺激値の線形和として表した場合の重み係数とを算出する最大輝度信号算出手段と、
上記色再現域頂点ベクトルの信号値と上記重み係数とから入力三刺激値を表示するためのカラー画像信号を算出するカラー画像信号算出手段とを具備することを特徴とする色再現システム。
【００９２】
（対応する発明の実施形態）
この発明は、第１の実施形態と図１〜図９が対応する。
【００９３】
第１の実施形態では、カラー画像表示手段はスクリーン２、プロジェクタ３、４、出力ボード７，８とから構成される４原色ディスプレーであり、入力三刺激値はＸＹＺデータ、カラー画像信号は表示信号（Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４）、色変換手段は色変換装置、最大輝度信号算出手段は最大輝度信号算出装置、カラー画像信号算出手段は表示信号算出装置がそれぞれ対応する。
【００９４】
（作用効果）
多原色ディスプレーにおいて、ＸＹＺに対して入力信号値を、
１）測色的に正確な色再現、
２）ＸＹＺと信号値との連続性、
３）色再現域の最大利用、
という条件を全て満たして一意に求めることが可能である。さらに、加法混色が厳密に成り立たないディスプレーについても、高精度にＸＹＺと信号値を対応づけることが可能である。
【００９５】
（２）カラー画像表示手段と、入力三刺激値を上記カラー画像表示手段へ入力するカラー画像信号に変換する色変換手段とを有する色再現システムにおいて、上記色変換手段は、上記カラー画像表示手段の色再現域表面を構成する各面の頂点に囲まれる色度値領域を算出する色度値領域算出手段と、
上記頂点の三刺激値とカラー画像信号との関係を与えるマトリクスデータを算出するマトリクス算出手段と、
上記マトリクスデータを上記色度値領域と対応づけて記憶するマトリクスデータ記憶手段と、
上記入力三刺激値の色度値に基づいて選択したマトリクスデータを用いて、入力三刺激値をカラー画像信号に変換するカラー画像信号算出手段と、
を具備することを特徴とする色再現システム。
【００９６】
（対応する発明の実施形態）
この発明は第２の実施形態及び図１〜図３，図５，図６，図８〜図１１と、第３の実施形態及び図１３〜図１５とが対応する。
【００９７】
第２の実施形態では、カラー画像表示手段はスクリーン２と、プロジェクタ３，４と、出力ボード７，８とから構成される４原色ディスプレー、入力三刺激値はＸＹＺデータ、カラー画像信号は表示信号（Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４）、色度値領域算出手段は色度値領域算出装置、マトリクス算出手段はマトリクスデータ算出装置、マトリクスデータ記憶手段はマトリクスデータ記憶装置、カラー画像信号算出手段はマトリクス演算装置と階調補正装置がそれぞれ対応する。
【００９８】
第３の実施形態では、カラー画像表示手段はスクリーン２、プロジェクタ２３〜２６、それぞれのプロジェクタに対応する出力ボード２９〜３２から構成される６原色貼り合わせディスプレーが対応する。
【００９９】
（作用効果）
第２の実施形態では、第１の実施形態において述べた作用効果に加え、色変換を高速に行うことができるという作用効果がある。
【０１００】
（３）上記（１）及び上記（２）に記載の色再現システムにおいて、
上記最大輝度信号算出手段に上記カラー画像表示手段のプロファイルデータを供与するプロファイルデータ記憶手段をさらに具備し、
このプロファイルデータ記憶手段には、各原色毎にサンプル信号値を実測して得られた所定のフォーマットに変換された最大発光時の画像データ（ＸＹＺデータ）と、入力信号値と発光輝度との関係を与える階調特性データからなる上記プロファイルデータが記憶される。
【０１０１】
（対応する発明の実施形態）
この発明は、第１の実施形態及び図４と、第２の実施形態及び図１０と、が対応する。
【０１０２】
（作用効果）
前述した第１の実施形態及び第２の実施形態において述べた作用効果に加え、カラー画像表示手段に対応した色変換を行うことができる。
【０１０３】
（４）上記（１）及び上記（２）に記載の色再現システムにおいて、
上記カラー画像表示手段は、任意数の原色により表される画像信号に基づく映像を構築し投影する複数のプロジェクタからなり、
前記プロジェクタは、構築する色数に必要な台数が配置され、それぞれのプロジェクタから１つのスクリーンに投影された画像が１つの構図に一致することを特徴とする。
【０１０４】
（対応する発明の実施形態）
この発明は、第１の実施形態と図１及び、第２の実施形態が対応する。
【０１０５】
（５）上記（４）に記載の色再現システムの上記プロジェクタにおいて、
上記１つのスクリーンを複数の領域に分割し、それぞれの領域に対して、構築する色数に必要な台数が配置され、それぞれのプロジェクタからそれぞれの上記領域に投影し、上記スクリーンに投影された画像が１つの構図に一致することを特徴とする。
【０１０６】
（対応する発明の実施形態）
この発明は、第３の実施形態と図１２、図１５が対応する。
【０１０７】
（作用効果）
このような実施形態によれば、多原色貼り合わせディスプレーシステムは、任意の形状のスクリーンに任意の原色数、貼り合わせ枚数の画像を投影することが可能であり、色再現性、広画角、高解像度でリアリティーの高いカラー画像表示が実現できる。
【０１０８】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明によれば、３原色若しくは多原色ディスプレーを対象とし、測色的に正確な色再現が可能で、ＸＹＺと信号値との連続性を有し、色再現域を最大に利用する色再現システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による色再現システムに係る第１の実施形態の多原色プロジェクターシステムの概略的な構成を示す図である。
【図２】第１の実施形態における４原色の発光スペクトルを説明するための模式図である。
【図３】図１に示した画像出力装置の詳細な構成例を示す図である。
【図４】図３に示した色変換装置の詳細な構成例を示す図である。
【図５】ディスプレープロファイルの測定を行う構成例を示す図である。
【図６】図４に示した表示信号算出装置の具体的な構成例を示す図である。
【図７】４原色ディスプレーの色再現域表面を形成する面構成について説明するための図である。
【図８】ＸＹＺと最大輝度信号との関係を説明するための図である。
【図９】最大輝度ベクトルの概念を説明するための図である。
【図１０】本発明による色再現システムに係る第２の実施形態の多原色プロジェクターシステムによおける色変換装置の構成例を示す図である。
【図１１】色度値領域算出のための２次元テーブルデータの一例を示す図である。
【図１２】本発明による画像処理装置に係る第３の実施形態における多原色貼り合わせディスプレーシステムの構成例を示す図である。
【図１３】第３の実施形態における６原色ディスプレーのxy色度図上の色再現域を模式的に示す図である。
【図１４】第３の実施形態における６原色貼り合わせディスプレーシステムの画像出力装置の構成例を示す図である。
【図１５】第３の実施形態の変形例として、ドーム型スクリーンを用いた多原色貼り合わせディスプレーの一例を示す図である。
【図１６】従来の３原色ディスプレーのＸＹＺ空間での色再現域を模式的に示す図である。
【図１７】従来の３原色ディスプレーのｘｙ色度図上の色再現域を模式的に示す図である。
【図１８】４原色ディスプレーのＸＹＺ空間での色再現域を模式的に示す図である。
【図１９】従来の４原色ディスプレーのｘｙ色度図上の色再現域を模式的に示す図である。
【符号の説明】
１…画像データ入力装置
２…スクリーン
３，４…プロジェクタ
５…画像出力装置
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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