(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
４原色以上の副画素からなる画素により画面が構成される多原色表示装置であって、
外部から入力された画像データに色変換処理を施す画像処理装置と、
前記画素により、色変換処理された前記画像データを表示する表示部とを備え、
前記画像処理装置は、
第１画像信号と、前記第１画像信号に合成される第２画像信号とを取得する画像取得手段と、
前記表示部の原色の色情報を取得する色情報取得手段と、
前記第１画像信号における前記第２画像信号の表示範囲を認識する認識手段と、
前記第２画像信号の表示に用いる第１の原色を決定する決定手段と、
前記表示部の原色の色情報に基づいて、前記第２画像信号の表示範囲に位置する前記第１画像信号を色変換するときに利用可能な前記第１の原色の色値の範囲である利用可能色範囲を演算する演算手段と、
前記第２画像信号の輝度もしくは前記第２画像信号における特定色の階調値を抽出する抽出手段と、
抽出された前記第２画像信号の輝度もしくは特定色の階調値に応じて、前記利用可能色範囲内で前記第１の原色の色値を決定する第１の色変換処理手段と、
決定された前記第１の原色の色値に基づいて、前記第１画像信号を再現するための残余の原色の色値を決定する第２の色変換処理手段とを含む、多原色表示装置。
【請求項２】
前記画像処理装置は、前記利用可能色範囲の上限値と下限値との差が所定の閾値以上であるときに、前記第１画像信号に対して前記第２画像信号が合成可能であると判定する判定手段をさらに含み、
前記第１および第２の色変換処理手段は、前記第１画像信号に対して前記第２画像信号が合成可能であると判定された場合に、各原色の色値を決定する、請求項１に記載の多原色表示装置。
【請求項３】
４原色以上の副画素からなる画素により画面が構成される多原色表示装置の色変換処理方法であって、
前記多原色表示装置は、外部から入力された画像データに色変換処理を施す画像処理装置と、前記画素により、色変換処理された前記画像データを表示する表示装置とを含み、
前記色変換処理方法は、
第１画像信号と、前記第１画像信号に合成される第２画像信号とを取得するステップと、
前記表示部の原色の色情報を取得するステップと、
前記第１画像信号における前記第２画像信号の表示範囲を認識するステップと、
前記第２画像信号の表示に用いる第１の原色を決定するステップと、
前記表示部の原色の色情報に基づいて、前記第２画像信号の表示範囲に位置する前記第１画像信号を色変換するときに利用可能な前記第１の原色の色値の範囲である利用可能色範囲を演算するステップと、
前記第２画像信号の輝度もしくは前記第２画像信号における特定色の階調値を抽出するステップと、
抽出された前記第２画像信号の輝度もしくは特定色の階調値に応じて、前記利用可能色範囲内で前記第１の原色の色値を決定するステップと、
決定された前記第１の原色の色値に基づいて、前記第１画像信号を再現するための残余の原色の色値を決定するステップとを備える、多原色表示装置の色変換処理方法。
【請求項４】
前記利用可能色範囲の上限値と下限値との差が所定の閾値以上であるときに、前記第１画像信号に対して前記第２画像信号が合成可能であると判定するステップをさらに備え、
前記第１の原色および前記残余の原色の色値を決定するステップは、前記第１画像信号に対して前記第２画像信号が合成可能であると判定された場合に、各原色の色値を決定する、請求項３に記載の多原色表示装置の色変換処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、多原色表示装置および多原色表示装置の色変換処理方法に関し、より特定的には、多原色により画像を構成する多原色表示装置および該多原色表示装置における色変換処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶ディスプレイ、ＰＤＰ（Plasma Display Panel）、有機ＥＬ（Electroluminescence）、ＦＥＤ（Field Emission Display）などの各種のディスプレイに適用される表示装置としては、１つの画素が赤（Ｒ）、緑（Ｇ）および青（Ｂ）からなる３原色の副画素（サブピクセル）によって構成され、これによりカラー表示するものが一般的である。
【０００３】
このような従来の表示装置においては、微妙な色合いに対して自然な発色を提供することが難しく、色再現範囲が狭いことから、最近では、色再現範囲を拡大して表示品位を向上するために、サブピクセル数を増やして多原色化することが検討されている。
【０００４】
たとえば特開２００５−２２７４０８号公報（特許文献１）は、このような多原色表示装置における色変換方式を開示する。これによれば、４原色以上の多原色の色変換においては、ある三刺激値ＸＹＺを表示するための原色の組合せに自由度が発生して一意に変換を行なうことができないという問題点が言及されている。そして、多原色のマトリクス値を決定する際に消費電力を最小化するための線形計画法を適用することにより、この色変換における自由度の問題を、目的関数を消費電力として線形計画問題に置き換えることで解決している。
【特許文献１】特開２００５−２２７４０８号公報
【特許文献２】特開平１−１２２２２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した特許文献１に開示される色変換方式は、多原色の色変換における自由度を問題点として言及するに留まり、複数存在する原色の組合せの中から、消費電力最小となる組合せを一意に決定するものである。
【０００６】
すなわち、特許文献１には、多原色の色変換に自由度があるが故に、異なる原色の組合せであっても人間の目には同じ色に見えるという特性を積極的に活用するという概念については、何ら示唆されていない。
【０００７】
それゆえ、この発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、その目的は、多原色の色変換における自由度を活用することにより、簡易な装置構成で、互いの画像の色分布に影響を与えることなく、２つの画像を合成表示可能な多原色表示装置を提供することである。
【０００８】
また、この発明の別の目的は、簡易な装置構成で、互いの画像の色再現性に影響を与えることなく、２つの画像を合成表示可能な多原色表示装置の色変換処理方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明にある局面に従う多原色表示装置は、４原色以上の副画素からなる画素により画面が構成される多原色表示装置である。多原色表示装置は、外部から入力された画像データに色変換処理を施す画像処理装置と、画素により、色変換処理された画像データを表示する表示部とを備える。画像処理装置は、第１画像信号と第１画像信号に合成される第２画像信号とを取得する画像取得手段と、表示部の原色の色情報を取得する色情報取得手段と、第１画像信号における第２画像信号の表示範囲を認識する認識手段と、第２画像信号の表示に用いる第１の原色を決定する決定手段と、表示部の原色の色情報に基づいて、第２画像信号の表示範囲に位置する第１画像信号を色変換するときに利用可能な第１の原色の色値の範囲である利用可能色範囲を演算する演算手段と、第２画像信号の輝度もしくは第２画像信号における特定色の階調値を抽出する抽出手段と、抽出された第２画像信号の輝度もしくは特定色の階調値に応じて、利用可能色範囲内で第１の原色の色値を決定する第１の色変換処理手段と、決定された第１の原色の色値に基づいて、第１画像信号を再現するための残余の原色の色値を決定する第２の色変換処理手段とを含む。
【００１０】
好ましくは、画像処理装置は、利用可能色範囲の上限値と下限値との差が所定の閾値以上であるときに、第１画像信号に対して第２画像信号が合成可能であると判定する判定手段をさらに含む。第１および第２の色変換処理手段は、第１画像信号に対して第２画像信号が合成可能であると判定された場合に、各原色の色値を決定する。
【００１１】
この発明の別の局面に従えば、４原色以上の副画素からなる画素により画像が構成される多原色表示装置の色変換処理方法であって、多原色表示装置は、外部から入力された画像データに色変換処理を施す画像処理装置と、画素により、色変換処理された画像データを表示する表示装置とを含む。色変換処理方法は、第１画像信号と、第１画像信号に合成される第２画像信号とを取得するステップと、表示部の原色の色情報を取得するステップと、第１画像信号における第２画像信号の表示範囲を認識するステップと、第２画像信号の表示に用いる第１の原色を決定するステップと、表示部の原色の色情報に基づいて、第２画像信号の表示範囲に位置する第１画像信号を色変換するときに利用可能な第１の原色の色値の範囲である利用可能色範囲を演算するステップと、第２画像信号の輝度もしくは第２画像信号における特定色の階調値を抽出するステップと、抽出された第２画像信号の輝度もしくは特定色の階調値に応じて、利用可能色範囲内で第１の原色の色値を決定するステップと、決定された第１の原色の色値に基づいて、第１画像信号を再現するための残余の原色の色値を決定するステップとを備える。
【００１２】
好ましくは、色変換処理方法は、利用可能色範囲の上限値と下限値との差が所定の閾値以上であるときに、第１画像信号に対して第２画像信号が合成可能であると判定するステップをさらに備える。第１の原色および残余の原色の色値を決定するステップは、第１画像信号に対して第２画像信号が合成可能であると判定された場合に、各原色の色値を決定する。
【発明の効果】
【００１３】
この発明によれば、多原色の色変換における自由度を活用することにより、簡易な装置構成で、互いの画像の色再現性に影響を与えることなく、２つの画像を合成表示することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、この発明の実施の形態を図面を参照して詳しく説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
【００１５】
図１は、この発明の実施の形態に従う多原色表示装置の全体構成図である。
図１を参照して、多原色表示装置１００は、図示しない画像入力装置から入力される画像データに所定の色変換処理を施す画像処理装置１０と、画像出力装置としてのディスプレイ等の表示装置２０とを備える。
【００１６】
画像処理装置１０は、画像入力装置から画像データとして、放送信号および情報信号を受ける。放送信号には、たとえば、図示しないチューナを介して受信したテレビ信号が含まれる。また、情報信号には、たとえば、外部コンピュータから入力される、特定ユーザに向けた情報信号が含まれる。
【００１７】
画像処理装置１０は、入力された放送信号に対して所定の色変換処理を施すことにより、放送信号および情報信号の合成画像を生成する。この色変換処理は、以下に述べるように、放送信号に対応する画像データ（以下、画像Ａとも称す）に対して、情報信号に対応する画像データ（以下、画像Ｂとも称す）を不可視的に埋め込むように行なわれる。なお、埋め込まれた情報信号に対応する画像Ｂは、上記特定ユーザが表示装置２０の出力画像に対して所定のフィルタ処理を施すことによってはじめて可視化される。
【００１８】
画像処理装置１０は、代表的に、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＲＡＭ（Random Access Memory）やＲＯＭ（Read Only Memory）などの記憶部と、入出力インターフェイス部とを主体として構成される。そして、画像処理装置１０は、予めＲＯＭなどに格納されたプログラムをＣＰＵがＲＡＭに読み出して実行することによって、色変換処理に係る制御を実行する。
【００１９】
表示装置２０は、本願発明の「表示部」に相当し、１つの画素が４原色のサブピクセルによって構成される。本実施の形態では、一例として、１つの画素が、赤（Ｒ）、青（Ｂ）、緑（Ｇ）および青緑（Ｇ’）からなる４原色のサブピクセルによって構成されるものとする。
【００２０】
なお、以下の実施の形態では、多原色として４原色を用いた場合の色変換処理について説明するが、本願発明は、４色以上の原色を用いた多原色表示装置において広く適用されるものである。
【００２１】
最初に、図２から図４を用いて、図１の画像処理装置１０にて行なわれる色変換処理の基本原理について説明する。
【００２２】
図２は、図１の表示装置２０の表示画面を模式的に示したものである。
図２（１）を参照して、最初に、画像処理装置１０に入力される画像データは、表示装置２０の表示画面上で２つの領域に区分されるものとする。
【００２３】
具体的には、画像データは、表示画面上で、図中の星型状の領域ＲＧＮ１に示される表示領域（以下、表示領域ＲＧＮ１とも称す）と、領域ＲＧＮ１を除いた残りの領域ＲＧＮ２に示される表示領域（以下、表示領域ＲＧＮ２とも称す）とに区分される。この画像データに対して、画像処理装置１０は、２つの表示領域ＲＧＮ１，ＲＧＮ２が同じ色で表示されるように、色変換処理を行なう。
【００２４】
このとき、画像処理装置１０は、表示領域ＲＧＮ１と、表示領域ＲＧＮ２とでは、表示したい共通の色が、互いに異なる原色の組合せにより再現されるように色変換処理を行なう。このような色変換処理は、後述するように、多原色の色変換における組合せの自由度を活かすことによって実現されるものである。
【００２５】
図２（２）には、色変換処理が施された後に表示装置２０に表示された画像データが示される。表示装置２０の表示画面上では、上述したように、表示領域ＲＧＮ１と表示領域ＲＧＮ２とが同じ色で表示されている。そのため、人間の目には、表示画面全体が単一色に見えており、２つの表示領域を識別することが不可能である。
【００２６】
しかしながら、この図２（２）に示される表示画面に対して、特定の波長帯域の光のみを透過するフィルタを用いたフィルタ処理を行なうことによって、これら２つの表示領域ＲＧＮ１，ＲＧＮ２は、互いに異なる色で表示されることになる。その結果、図２（３）に示すような画像データを新たに取得することができる。
【００２７】
このように、図２においては、同図（１）に示す単一の画像データから同図（２）および（３）にそれぞれ示される２つの画像データが取得される。特に、人間の目には見えているのは図２（２）の画像データのみであることから、図２（３）の画像データは、図２（２）の画像データに対して不可視的に埋め込まれていることに等しい。以下では、図２で示した画像表示を実現するための色変換処理について詳細に説明する。
【００２８】
図３は、図１における多原色表示装置１００の持つ色度図上の色再現範囲を示す図である。
【００２９】
本実施の形態に従う多原色表示装置１００は、上述したように、表示装置２０における１つの画素が、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）および青緑（Ｇ’）からなる４原色のサブピクセルによって構成される。したがって、多原色表示装置１００は、これらの４原色によって囲まれる四辺形状の色域を色再現範囲とすることが可能である。
【００３０】
このときの色再現範囲は、１画素が赤（Ｒ）、緑（Ｇ）および青（Ｂ）からなる３原色のサブピクセルによって構成される従来の３原色表示装置における色再現範囲よりも拡大されている。そのため、表示品位を向上することができる。
【００３１】
その一方で、原色が増えることで、色変換の組合せには自由度が発生する。従来の３原色表示装置では、色の三刺激値ＸＹＺと三原色ＲＧＢとは３対３の関係であるため、色変換に自由度が存在せず、ユニークに相互変換が可能である。
【００３２】
詳細には、３原色表示装置において、最高輝度を出力した場合の各原色の三刺激値ＸＹＺが、
Ｒ＝１，Ｇ＝０，Ｂ＝０のとき、Ｘ＝ａ，Ｙ＝ｂ，Ｚ＝ｃ
Ｒ＝０，Ｇ＝１，Ｂ＝０のとき、Ｘ＝ｄ，Ｙ＝ｅ，Ｚ＝ｆ
Ｒ＝０，Ｇ＝０，Ｂ＝１のとき、Ｘ＝ｇ，Ｙ＝ｈ，Ｚ＝ｉ
であるとすると、各原色に対する信号入力値である色値から三刺激値ＸＹＺへの変換は、次式（１）で与えられる。なお、各原色の色値は、０以上１以下の値をとるため、原色の最高輝度を１で正規化した値と考えることができる。そのため、当該色値は、各原色の相対輝度とも称される。
【００３３】
【数１】
0005046300.tif 000002
【００３４】
さらに、式（１）より三刺激値ＸＹＺから各原色の色値への変換は、式（２）となる。
【００３５】
【数２】
0005046300.tif 000003
【００３６】
式（２）から明らかなように、原色数が３の場合には、係数行列は正方行列となるため、逆行列が一意に決まり、問題なく色変換を行なうことができる。
【００３７】
しかしながら、原色数が４以上になると、係数行列が３×ｎ（ｎ＞３）の行列となるため、逆行列を求めることができなくなる。そのため、たとえば上記特許文献１に記載される多原色表示装置では、表示装置の省電力化の観点から、消費電力が最小となる組合せを選択する方法が採用されていた。
【００３８】
これに対して、本実施の形態に従う多原色表示装置１００は、この色変換における組合せの自由度を活かすことにより、図２（２）の画像データに対して、図２（３）の画像データを不可視的に埋め込むことを可能とする。
【００３９】
具体的には、図３を参照して、図２（１）において、表示領域ＲＧＮ１と表示領域ＲＧＮ２とでは、表示したい共通の色（図中の点Ｐに相当）が、互いに異なる組合せにより再現されるように色変換処理が施される。
【００４０】
すなわち、図３（ａ）には、図２（１）の表示領域ＲＧＮ１の表示に用いた原色の色再現範囲が示される。表示領域ＲＧＮ１は、４原色のうち、青（Ｂ）、緑（Ｇ）および青緑（Ｇ’）の組合せにより再現されている。これに対して、図３（ｂ）には、図２（１）の表示領域ＲＧＮ２の表示に用いた原色の色再現範囲が示される。表示領域ＲＧＮ２は、４原色のうち、赤（Ｒ）、青（Ｂ）および青緑（Ｇ’）の組合せにより再現されている。
【００４１】
図４は、図３で示した色変換処理により再現された表示領域ＲＧＮ１および表示領域ＲＧＮ２の分光分布を示す図である。具体的には、図４（ａ）には表示領域ＲＧＮ１の分光分布が示され、図４（ｂ）には表示領域ＲＧＮ２の分光分布が示される。各図において、横軸は、波長（ｎｍ）を示し、縦軸は、強度を示す。
【００４２】
図４（ａ）と図４（ｂ）とを比較して、表示領域ＲＧＮ１と表示領域ＲＧＮ２とは、異なる分光分布を示すことが分かる。特に、赤（Ｒ）については、表示領域ＲＧＮ１ではその強度が略零であるのに対し、表示領域ＲＧＮ２では一定の強度を有している。
【００４３】
したがって、表示領域ＲＧＮ１および表示領域ＲＧＮ２からなる画像データは、図２（２）に示したように、人間の目には同じ色に見えるのに対して、発光波長が所定の波長以上（たとえば６００ｎｍ以上とする）の光のみを透過するようにフィルタ処理を施すことによって、表示領域ＲＧＮ２に含まれる赤（Ｒ）の光のみを抽出することができる。その結果、図２（３）に示されるような画像データが取得されることになる。
【００４４】
本実施の形態に従う多原色表示装置では、以上に述べた基本原理に基づいて、入力された放送信号に対応する画像Ａに対して色変換処理を施すことにより、画像Ａおよび情報信号に対応する画像Ｂの合成画像を生成する。この色変換処理において、画像Ａは上述した図２（２）の画像データに対応し、画像Ｂは図２（３）の画像データに対応する。
【００４５】
すなわち、表示領域ＲＧＮ１と表示領域ＲＧＮ２とは、画像Ａでは同じ色で表示されるが、画像Ｂでは異なる色で表示される。この表示領域ＲＧＮ１および表示領域ＲＧＮ２については、表示したい共通の色を互いに異なる原色の組合せにより再現するように色変換処理が行なわれる。これにより、表示装置２０の表示画面には、画像Ａに対して画像Ｂが不可視的に埋め込まれた合成画像が表示される。したがって、人間の目には画像Ａのみが見えることになる。そして、この表示画面に対して所定のフィルタ処理を施すことによって、画像Ｂが可視化される。
【００４６】
したがって、本実施の形態に従う多原色表示装置によれば、不特定多数のユーザに対しては画像Ａのみを閲覧可能としながら、特定のユーザに対しては画像Ｂについても閲覧をも許容することができる。このとき、表示装置２０には、画像Ａの色再現性に影響を与えることなく、画像Ｂを表示することができる。
【００４７】
そのため、たとえば、公共施設に表示装置２０を設置し、入場者に向けては公共施設が含む複数の区画の配置情報を表示する一方で、施設で業務を遂行する施設関係者に向けては業務連絡などのセキュリティ情報を表示することができる。また、表示装置２０にテレビ信号に基づいた映像を表示しながら、当該映像の表示の邪魔にならないようにＱＲコード（登録商標）を表示させることができる。
【００４８】
（制御構造）
図５は、この発明の実施の形態に従う画像処理装置１０における制御構造を示すブロック図である。図５に示す各機能ブロックは、代表的に画像処理装置１０が予め格納されたプログラムを実行することで実現されるが、その機能の一部または全部を専用のハードウェアとして実現してもよい。
【００４９】
図５を参照して、画像処理装置１０は、表示範囲認識部３０と、輝度／特定色抽出部３２と、利用可能色範囲演算部３４と、第１色変換処理部３６と、第２色変換処理部３８とを備える。
【００５０】
表示範囲認識部３０は、図示しないチューナから放送信号（画像Ａ）を受け、外部コンピュータから情報信号（画像Ｂ）を受ける。そして、表示範囲認識部３０は、画像Ａおよび画像Ｂの合成画像に含まれる画像Ｂの表示範囲を認識する。具体的には、表示範囲認識部３０は、画像Ａを構成する複数の画素のうち、画像Ｂの表示範囲に位置する画素を認識する。このようにして認識された画像Ｂの表示範囲は、利用可能色範囲演算部３４へ出力される。
【００５１】
利用可能色範囲演算部３４は、図示しないチューナから放送信号（画像Ａ）を受け、表示範囲認識部３０から情報信号（画像Ｂ）の表示範囲を受け、表示装置２０（図示せず）から表示装置２０の各画素を構成するサブピクセルの色情報を受ける。そして、利用可能色範囲演算部３４は、これらの入力情報に基づいて、画像Ｂの表示に用いる原色（すなわち、フィルタ処理により抽出される原色。以下、抽出色とも称す）を決定する。たとえば上述した図３および図４のケースでは、赤（Ｒ）が抽出色として決定される。
【００５２】
次に、利用可能色範囲演算部３４は、後述する色変換処理において利用することができる抽出色の色値の範囲（以下、利用可能色範囲とも称する。）を演算する。
【００５３】
具体的には、利用可能色範囲演算部３４は、画像Ａを構成する複数の画素のうち、画像Ｂの表示範囲に位置する画素の各々について、表示したい色を再現するための原色の組合せに、抽出色（たとえば赤（Ｒ）とする）を可能な限り含んだ場合の抽出色の色値（以下、上限色値とも称す）と、当該組合せに抽出色が可能な限り含まない場合の抽出色の色値（以下、下限色値とも称す）とを演算する。このとき得られた上限色値と下限色値とによって制限される色値の範囲が、抽出色の利用可能色範囲となる。
【００５４】
以下に、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄからなる４原色を用いた多原色表示装置において、原色Ｄを抽出色とした場合の抽出色の利用可能色範囲の演算処理手順について説明する。
【００５５】
最初に、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄからなる４原色を用いた多原色表示装置において、最高輝度を出力した場合の各原色の三刺激値ＸＹＺが、
Ａ＝１，Ｂ＝０，Ｃ＝０，Ｄ＝０のとき、Ｘ＝ａ，Ｙ＝ｂ，Ｚ＝ｃ
Ａ＝０，Ｂ＝１，Ｃ＝０，Ｄ＝０のとき、Ｘ＝ｄ，Ｙ＝ｅ，Ｚ＝ｆ
Ａ＝０，Ｂ＝０，Ｃ＝１，Ｄ＝０のとき、Ｘ＝ｇ，Ｙ＝ｈ，Ｚ＝ｉ
Ａ＝０，Ｂ＝０，Ｃ＝０，Ｄ＝１のとき、Ｘ＝ｊ，Ｙ＝ｋ，Ｚ＝ｌ
であるとすると、各原色に対する信号入力値である色値から三刺激値ＸＹＺへの変換は、次式（３）で与えられる。なお、各原色の色値は、０以上１以下の値をとるため、原色の最高輝度を１で正規化した値と考えることができる。
【００５６】
【数３】
0005046300.tif 000004
【００５７】
さらに、式（３）を式（４）のように変形することによって、３×４の係数行列を３×３の正方行列に変換することができる。
【００５８】
【数４】
0005046300.tif 000005
【００５９】
この式（４）を用いることにより、三刺激値ＸＹＺからＡ，Ｂ，Ｃからなる３原色の色値への変換は、式（５）となる。
【００６０】
【数５】
0005046300.tif 000006
【００６１】
ここで、式（５）における原色Ａに注目すると、原色Ａの色値は、次式（６）により与えられる。
【００６２】
【数６】
0005046300.tif 000007
【００６３】
ただし、α，β，γは、係数行列の逆行列の各要素を示す。
式（６）から明らかなように、原色Ａの色値は、原色Ｄの色値の一次式で表わされる。そして、原色Ａの色値は０以上１以下の値をとることから、式（６）から原色Ｄが利用可能な色値の範囲を導出することができる。
【００６４】
同様にして、式（５）の左辺の残りの原色Ｂ，Ｃについても、それぞれを原色Ｄの色値の一次式で表わすことにより、原色Ｄが利用可能な色値の範囲を導出することができる。そして、各原色について導出された原色Ｄの色値の範囲のうち、共通する部分が最終的な原色Ｄの利用可能色範囲となる。利用可能色範囲演算部３４は、導出された抽出色Ｄの利用可能色範囲を第１色変換処理部３６へ出力する。
【００６５】
ここで、第１色変換処理部３６は、利用可能色範囲演算部３４からの抽出色の利用可能色範囲に基づいて、画像Ａにおける画像Ｂの表示範囲が、合成可能な色のみでできているか否かを判定する。なお、合成可能な色とは、画像Ｂの表示に用いる原色（すなわち、抽出色Ｄ）の色値を変動させることのできる範囲が、人間の目で識別可能な強度差を有していることを意味する。
【００６６】
具体的には、第１色変換処理部３６は、抽出色Ｄの利用可能色範囲における上限色値と下限色値との差Δｄを算出し、その算出した差Δｄが、予め設定された所定の閾値以上であるか否かを判定する。このときの所定の閾値は、人間の目で識別可能な強度差に予め設定されている。
【００６７】
そして、抽出色Ｄの利用可能色範囲における上限色値と下限色値との差Δｄが所定の閾値を下回る場合には、第１色変換処理部３６は、画像Ａにおける画像Ｂの表示範囲が合成不能な色を含むと判断して、色変換処理を終了する。
【００６８】
これに対して、抽出色Ｄの利用可能色範囲における上限色値と下限色値との差Δｄが所定の閾値以上となる場合には、第１色変換処理部３６は、画像Ａにおける画像Ｂの表示範囲が合成可能な色のみでできていると判断し、放送信号（画像Ａ）の色変換処理を実行する。
【００６９】
輝度／特定色抽出部３２は、情報信号（画像Ｂ）の輝度を抽出し、その抽出した輝度を、最高強度を１として正規化処理する。そして、輝度／特定色抽出部３２は、その正規化処理した輝度Ｙを、第１色変換処理部３６へ出力する。なお、輝度／特定色抽出部３２は、入力された情報信号（画像Ｂ）からある特定色の階調値を抽出して第１色変換処理部３６へ出力するようにしてもよい。
【００７０】
第１色変換処理部３６は、上述した方法によって、画像Ａにおける画像Ｂの表示範囲が合成可能な色のみでできていると判断されると、放送信号（画像Ａ）に対して色変換処理を行なう。
【００７１】
具体的には、第１色変換処理部３６は、図示しないチューナから放送信号（画像Ａ）を受け、利用可能色範囲演算部３４から抽出色Ｄの利用可能色範囲を受け、輝度／特定色抽出部３２から情報信号（画像Ｂ）の輝度Ｙを受け、表示装置２０から表示装置２０の各画素を構成するサブピクセルの色情報を受ける。そして、第１色変換処理部３６は、抽出色Ｄの利用可能色範囲および情報信号（画像Ｂ）の輝度Ｙに基づいて、放送信号（画像Ａ）を色変換するときの抽出色Ｄの色値を決定する。このとき、抽出色Ｄの利用可能色範囲において上限色値をｄｍａｘとし、下限色値をｄｍｉｎとすると、抽出色Ｄの色値は、次式（７）で与えられる。
【００７２】
Ｄ＝ｄｍｉｎ＋（ｄｍａｘ−ｄｍｉｎ）×Ｙ    （７）
第１色変換処理部３６は、放送信号（画像Ａ）を構成する画素の各々について、上述した方法によって抽出色Ｄの色値を決定し、その決定した色値を第２色変換処理部３８へ出力する。
【００７３】
第２色変換処理部３８は、入力された抽出色Ｄの色値と、表示装置２０の色情報とに基づいて、画素ごとに、抽出色Ｄ以外の残りの３原色Ａ，Ｂ，Ｃの各々の色値を決定する。このときの各原色の色値は、従来の３原色表示装置について述べたのと同様の演算処理を行なうことによって、一意に求めることができる。
【００７４】
第２色変換処理部３８は、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄからなる４原色の各々の色値を表示装置２０へ出力する。これにより、表示装置２０の各画素では、与えられた各原色の色値に従ってサブピクセルが駆動される。
【００７５】
以上の処理は、図６に示すような処理フローにまとめることができる。
図６は、この発明の実施の形態に従う色変換処理手順を示すフローチャートである。なお、図６に示す各ステップの処理は、画像処理装置１０（図１）が図５に示す各制御ブロックとして機能することで実現される。
【００７６】
図６を参照して、画像処理装置１０は、表示装置２０から表示装置２０の各画素を構成するサブピクセルの色情報を受け（ステップＳ０１）、チューナから放送信号（画像Ａ）を受け（ステップＳ０２）、外部コンピュータから情報信号（画像Ｂ）を受ける（ステップＳ０３）。
【００７７】
そして、表示範囲認識部３０として機能する画像処理装置１０は、画像Ａを構成する複数の画素のうち、画像Ｂの表示範囲に位置する画素を認識する（ステップＳ０４）。
【００７８】
次に、利用可能色範囲演算部３４として機能する画像処理装置１０は、画像Ｂの表示に用いる原色である抽出色を決定する（ステップＳ０５）。そして、上述した方法によって、画像Ａの色変換処理において利用することができる抽出色の色値の範囲である利用可能色範囲を演算する（ステップＳ０６）。
【００７９】
ここで、第１色変換処理部３６として機能する画像処理装置１０は、演算された抽出色の利用可能色範囲に基づいて、画像Ａにおける画像Ｂの表示範囲が、合成可能な色のみでできているか否かを判定する（ステップＳ０７）。具体的には、第１色変換処理部３６として機能する画像処理装置１０は、演算された抽出色の利用可能色範囲における上限色値と下限色値との差Δｄが、予め設定された所定の閾値以上であるか否かが判定する。
【００８０】
抽出色の利用可能色範囲における上限色値と下限色値との差Δｄが所定の閾値を下回る場合（ステップＳ０７においてＮＯの場合）には、第１色変換処理部３６として機能する画像処理装置１０は、画像Ａにおける画像Ｂの表示範囲が合成不能な色を含むと判断して、色変換処理を終了する。
【００８１】
これに対して、抽出色の利用可能色範囲における上限色値と下限色値との差Δｄが所定の閾値以上となる場合（ステップＳ０７においてＹＥＳの場合）には、第１色変換処理部３６として機能する画像処理装置１０は、画像Ａにおける画像Ｂの表示範囲が合成可能な色のみでできていると判断する。そして、輝度／特定色抽出部３２として機能する画像処理装置１０は、情報信号（画像Ｂ）の輝度Ｙを抽出する（ステップＳ０８）。もしくは、情報信号（画像Ｂ）の特定色の階調値を抽出する。
【００８２】
第１色変換処理部３６として機能する画像処理装置１０は、抽出色の利用可能色範囲および情報信号（画像Ｂ）の輝度Ｙ、および表示装置２０の色情報に基づいて、上述した方法によって、放送信号（画像Ａ）を色変換するときの抽出色の色値を決定する（ステップＳ０８）。
【００８３】
さらに、第２色変換処理部３８として機能する画像処理装置１０は、決定された抽出色の色値と、表示装置２０の色情報とに基づいて、抽出色以外の残りの３原色の各々の色値を決定する（ステップＳ１０）。そして、第２色変換処理部３８として機能する画像処理装置１０は、ステップＳ０９，Ｓ１０で決定された各原色の色値を表示装置２０へ出力する（ステップＳ１１）。これにより、表示装置２０の各画素では、与えられた各原色の色値に従ってサブピクセルが駆動される。
【００８４】
以上に述べたように、この発明の実施の形態によれば、多原色表示装置に特有の色変換における組合せの自由度を活用することにより、簡易な装置構成で、互いの画像の色再現性に影響を与えることなく、２つの画像を合成表示することが可能となる。
【００８５】
なお、上記の実施の形態では、ＸＹＺ刺激値からＲＧＢ色空間への色変換を例として説明したが、ＣＭＹ色空間への色変換でも適用することが可能である。
【００８６】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】この発明の実施の形態に従う多原色表示装置の全体構成図である。
【図２】図１の表示装置の表示画面を模式的に示したものである。
【図３】図１における多原色表示装置の持つ色度図上の色再現範囲を示す図である。
【図４】図３で示した色変換処理により再現された表示領域ＲＧＮ１および表示領域ＲＧＮ２の分光分布を示す図である。
【図５】この発明の実施の形態に従う画像処理装置における制御構造を示すブロック図である。
【図６】この発明の実施の形態に従う色変換処理手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００８８】
１０  画像処理装置、２０  表示装置、３０  表示範囲認識部、３２  特定色抽出部、３４  利用可能色範囲演算部、３６  第１色変換処理部、３８  第２色変換処理部、１００  多原色表示装置。
【図１】
0005046300.tif 000008
【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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