特許第6775326号(P6775326)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2022.1.31 β版

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特許6775326色調整方法、色調整装置及び表示システム
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6775326
(24)【登録日】2020年10月8日
(45)【発行日】2020年10月28日
(54)【発明の名称】色調整方法、色調整装置及び表示システム
(51)【国際特許分類】
   G09G 3/36 20060101AFI20201019BHJP
   G09G 3/20 20060101ALI20201019BHJP
   G09G 5/00 20060101ALI20201019BHJP
   G09G 5/02 20060101ALI20201019BHJP
   G09G 5/36 20060101ALI20201019BHJP
   G02F 1/133 20060101ALI20201019BHJP
【FI】
   G09G3/36
   G09G3/20 642J
   G09G3/20 641Q
   G09G3/20 631K
   G09G3/20 670Q
   G09G3/20 650M
   G09G5/00 X
   G09G5/02 B
   G09G5/00 550C
   G09G5/00 520A
   G09G5/36 520A
   G09G5/00 550X
   G02F1/133 510
【請求項の数】6
【全頁数】31
(21)【出願番号】特願2016-96978(P2016-96978)
(22)【出願日】2016年5月13日
(65)【公開番号】特開2017-203946(P2017-203946A)
(43)【公開日】2017年11月16日
【審査請求日】2019年5月9日
(73)【特許権者】
【識別番号】308017571
【氏名又は名称】シナプティクス・ジャパン合同会社
(74)【代理人】
【識別番号】100205350
【弁理士】
【氏名又は名称】狩野 芳正
(74)【代理人】
【識別番号】100117617
【弁理士】
【氏名又は名称】中尾 圭策
(72)【発明者】
【氏名】織尾 正雄
(72)【発明者】
【氏名】降旗 弘史
(72)【発明者】
【氏名】齋藤 進
(72)【発明者】
【氏名】能勢 崇
(72)【発明者】
【氏名】杉山 明生
【審査官】 斎藤 厚志
(56)【参考文献】
【文献】 特開2003−248467(JP,A)
【文献】 特開2010−256899(JP,A)
【文献】 特開2003−319412(JP,A)
【文献】 特開2008−287179(JP,A)
【文献】 特開2010−217644(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
G09G 3/36
G02F 1/133
G09G 3/20
G09G 5/00 − 5/42
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
表示デバイスと、色補正回路と、前記色補正回路から出力される色調整後画像データに応じて前記表示デバイスを駆動するように構成された駆動部とを備える表示装置の色調整を行うための色調整方法であって、
白色点に対応する画像データを前記駆動部に入力したときに前記表示デバイスに表示される色の1輝度座標データを測定するステップと、
少なくとも一の中間階調の白色に対応する画像データを前記駆動部に入力したときに前記表示デバイスに表示される色の2輝度座標データを測定するステップと、
複数の原色点にそれぞれに対応する画像データを前記駆動部に入力したときに前記表示デバイスに表示される色の3輝度座標データを測定するステップと、
前記第1輝度座標データと前記第3輝度座標データとに基づいて変換マトリクスを決定するステップと、
前記第1輝度座標データと前記第2輝度座標データと前記変換マトリクスとに基づいて各原色について各階調のガンマ値を算出するステップと、
前記白色点及び1以上の調整対象色の目標階調値を、各原色についての前記各階調の前記ガンマ値を用いて算出するステップと、
前記白色点に対応する画像データが前記色補正回路に入力されたときに前記白色点の前記目標階調値が前記色調整後画像データとして出力され、前記調整対象色に対応する画像データが前記色補正回路に入力されたときに前記調整対象色の前記目標階調値が前記色調整後画像データとして出力されるように、前記色補正回路に設定する補正パラメータを算出するステップ
とを具備する
色調整方法。
【請求項2】
請求項に記載の色調整方法であって、
前記調整対象色が、前記複数の原色点を含んでおり、
前記白色点の前記目標階調値は、前記白色点について定められた目標の色座標に基づいて算出され、
前記複数の原色点の前記目標階調値は、前記複数の原色点について定められた目標の色座標及び目標の相対輝度に基づいて算出された
色調整方法。
【請求項3】
表示デバイスと、色補正回路と、前記色補正回路から出力される色調整後画像データに応じて前記表示デバイスを駆動するように構成された駆動部とを備える表示装置の色調整を行うための色調整装置であって、
白色点に対応する画像データを前記駆動部に入力したときに前記表示デバイスに表示される色の1輝度座標データと、少なくとも一の中間階調の白色に対応する画像データを前記駆動部に入力したときに前記表示デバイスに表示される色の2輝度座標データと、複数の原色点にそれぞれに対応する画像データを前記駆動部に入力したときに前記表示デバイスに表示される色の3輝度座標データとを測定するように構成された輝度計と、
前記第1輝度座標データと前記第3輝度座標データとに基づいて変換マトリクスを決定し、
前記第1輝度座標データと前記第2輝度座標データと前記変換マトリクスとに基づいて各原色について各階調のガンマ値を算出し、
前記白色点及び1以上の調整対象色の目標階調値を、各原色についての前記各階調の前記ガンマ値を用いて算出し、
前記白色点に対応する画像データが前記色補正回路に入力されたときに前記白色点の前記目標階調値が前記色調整後画像データとして出力され、前記調整対象色に対応する画像データが前記色補正回路に入力されたときに前記調整対象色の前記目標階調値が前記色調整後画像データとして出力されるように、前記色補正回路に設定する補正パラメータを算出する
ように構成された演算装置
とを具備する
色調整装置。
【請求項4】
請求項に記載の色調整装置であって、
前記調整対象色が、前記複数の原色点を含んでおり、
前記白色点の前記目標階調値は、前記白色点について定められた目標の色座標に基づいて算出され、
前記複数の原色点の前記目標階調値は、前記複数の原色点について定められた目標の色座標及び目標の相対輝度に基づいて算出される
色調整装置。
【請求項5】
ホストと、
表示デバイスと前記表示デバイスを駆動する表示ドライバとを備える表示装置
とを具備し、
前記表示ドライバが、
前記ホストから供給される入力画像データ又は前記入力画像データに対して所望のデジタル演算を行って得られるデータから色調整後画像データを生成する色補正回路と、
前記色調整後画像データに応じて前記表示デバイスを駆動するように構成された駆動部と、
白色点に対応する画像データを前記駆動部に入力したときに前記表示デバイスに表示される色の1輝度座標データと、少なくとも一の中間階調の白色に対応する画像データを前記駆動部に入力したときに前記表示デバイスに表示される色の2輝度座標データと、複数の原色点にそれぞれに対応する画像データを前記駆動部に入力したときに前記表示デバイスに表示される色の3輝度座標データとを保持する不揮発性メモリ
とを備え、
前記ホストは、
前記表示ドライバから前記第1乃至第3輝度座標データを受け取り、
前記第1輝度座標データと前記第3輝度座標データとに基づいて変換マトリクスを決定し、
前記第1輝度座標データと前記第2輝度座標データと前記変換マトリクスとに基づいて各原色について各階調のガンマ値を算出し、
前記白色点及び1以上の調整対象色の目標階調値を、各原色についての前記各階調の前記ガンマ値を用いて算出し、
前記白色点に対応する画像データが前記色補正回路に入力されたときに前記白色点の前記目標階調値が前記色調整後画像データとして出力され、前記調整対象色に対応する画像データが前記色補正回路に入力されたときに前記調整対象色の前記目標階調値が前記色調整後画像データとして出力されるように、前記色補正回路に設定する補正パラメータを算出し、
前記補正パラメータを前記表示ドライバに転送する
ように構成された
表示システム。
【請求項6】
請求項5に記載の表示システムであって、
前記調整対象色が、前記複数の原色点を含んでおり、
前記白色点の前記目標階調値は、前記白色点について定められた目標の色座標に基づいて算出され、
前記複数の原色点の前記目標階調値は、前記複数の原色点について定められた目標の色座標及び目標の相対輝度に基づいて算出された
表示システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、色調整方法、色調整装置、表示ドライバ及び表示システムに関し、特に、表示装置の表示色の調整を行うための技術に関する。
【背景技術】
【0002】
表示装置は、表示色の調整(display color adjustment)が求められることがある。なお、以下においては、表示色の調整を、単に「色調整」と呼ぶことがある。典型的な色調整の一つが、色域及び白色点(ホワイトポイント)の調整である。表示装置の規格としては、例えば、sRGB、AdobeRGB、NTSC(National Television System Committee)などが知られているが、いずれの規格においても、色域及び白色点の色度座標が指定されている。色域は、各原色点(R、G、B)の色度座標として指定される。表示装置は、各原色点及び白色点の色度座標が、当該表示装置がサポートする規格に指定された色度座標になるように調整されることが望ましい。
【0003】
色調整の一つの手法としては、表示すべき画像に対応する画像データに対してデジタル演算を行う技術が知られている。例えば、特開2008−40305公報(特許文献1)は、色調整のために、γ変換、RGB−XYZ変換、XYZ−LMS変換、色合いの加工、LMS−XYZ変換、逆γ変換を順次に行う技術を開示している。
【0004】
特開2008−141723号公報(特許文献2)は、YCbCr−RGB変換及びRGB−RGB変換を行うことにより、YCbCrデータをAdobeRGBデータに変換する技術を開示している。この公報には、RGB−RGB変換において、γ変換、行列演算、及び、逆γ変換を行うことを開示している。
【0005】
特開2002−116750号公報(特許文献3)は、高精度の色補正を簡単な構造で行うための技術を開示している。この公報に開示された技術では、LUT(lookup table)を用いたγ変換、マトリックス変換、及びLUTを用いた逆γ変換を順次に行うことで色補正が行われる。
【0006】
国際公開WO2004/070699号(特許文献4)は、原色及び補色に対応する各色度座標点と白に対応する色度座標点とを結ぶことにより、表示装置の色再現領域を複数の領域に分割し、入力信号に対応する色度座標点がどの領域に属するかを判定し、入力信号に対応する色度座標点が属する領域の3頂点に相当する色度座標点に対応する最適なRGB補正値に基づいて入力信号のRGB値を補正する技術を開示している。特許文献4は、ディスプレイパネルが2.2乗のγ特性を有している場合のRGB補正値の算出についても言及している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】特開2008−40305公報
【特許文献2】特開2008−141723号公報
【特許文献3】特開2002−116750号公報
【特許文献4】国際公開WO2004/070699号
【0008】
しかしながら、発明者の検討によれば、上記の技術は、色調整の精度において改良の余地がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
したがって、本発明の目的の一つは、色調整の精度を向上させるための技術を提供することにある。本発明の他の目的及び新規な特徴は、下記の開示から当業者には理解されるであろう。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本発明の一の観点では、表示デバイスと、画像データに対して色調整のためのデジタル演算を行う色補正回路と、色補正回路から出力される色調整後画像データに応じて表示デバイスを駆動するように構成された駆動部とを備える表示装置の色調整を行うための色調整方法が提供される。当該色調整方法は、白色点に対応する画像データを駆動部に入力したときに表示デバイスに表示される色の輝度及び色度座標を示す第1輝度座標データを測定するステップと、少なくとも一の中間階調の白色に対応する画像データを駆動部に入力したときに表示デバイスに表示される色の輝度及び色度座標を示す第2輝度座標データを測定するステップと、R原色点、G原色点及びB原色点にそれぞれに対応する画像データを駆動部に入力したときに表示デバイスに表示される色の輝度及び色度座標を示す第3輝度座標データを測定するステップと、第1乃至第3輝度座標データに基づいて色補正回路に設定する補正パラメータを算出するステップとを具備する。
【0011】
本発明の他の観点では、表示デバイスと、画像データに対して色調整のためのデジタル演算を行う色補正回路と、色補正回路から出力される色調整後画像データに応じて表示デバイスを駆動するように構成された駆動部とを備える表示装置の色調整を行うための色調整装置が提供される。当該色調整装置は、白色点に対応する画像データを駆動部に入力したときに表示デバイスに表示される色の輝度及び色度座標を示す第1輝度座標データと、少なくとも一の中間階調の白色に対応する画像データを駆動部に入力したときに表示デバイスに表示される色の輝度及び色度座標を示す第2輝度座標データと、R原色点、G原色点及びB原色点にそれぞれに対応する画像データを駆動部に入力したときに表示デバイスに表示される色の輝度及び色度座標を示す第3輝度座標データとを測定する輝度計と、第1乃至第3輝度座標データに基づいて色補正回路に設定する補正パラメータを算出する演算装置とを具備する。
【0012】
本発明の更に他の観点では、表示ドライバが、外部から供給される入力画像データ又は入力画像データに対して所望のデジタル演算を行って得られるデータに対して色調整のためのデジタル演算を行う色補正回路と、色補正回路から出力される色調整後画像データに応じて表示デバイスを駆動するように構成された駆動部と、白色点に対応する画像データを駆動部に入力したときに表示デバイスに表示される色の輝度及び色度座標を示す第1輝度座標データと、少なくとも一の中間階調の白色に対応する画像データを駆動部に入力したときに表示デバイスに表示される色の輝度及び色度座標を示す第2輝度座標データと、R原色点、G原色点及びB原色点にそれぞれに対応する画像データを駆動部に入力したときに表示デバイスに表示される色の輝度及び色度座標を示す第3輝度座標データとを記憶する不揮発性メモリとを具備する。
【0013】
本発明の更に他の観点では、表示システムが、ホストと、表示デバイスと、表示デバイスを駆動する表示ドライバとを具備する。表示ドライバは、ホストから供給される入力画像データ又は入力画像データに対して所望のデジタル演算を行って得られるデータに対して色調整のためのデジタル演算を行う色補正回路と、色補正回路から出力される色調整後画像データに応じて表示デバイスを駆動するように構成された駆動部と、白色点に対応する画像データを駆動部に入力したときに表示デバイスに表示される色の輝度及び色度座標を示す第1輝度座標データと、少なくとも一の中間階調の白色に対応する画像データを駆動部に入力したときに表示デバイスに表示される色の輝度及び色度座標を示す第2輝度座標データと、R原色点、G原色点及びB原色点にそれぞれに対応する画像データを駆動部に入力したときに表示デバイスに表示される色の輝度及び色度座標を示す第3輝度座標データとを保持する不揮発性メモリとを備えている。ホストは、表示ドライバから第1乃至第3輝度座標データを受け取り、受け取った第1乃至第3輝度座標データを基づいて色補正回路に設定する補正パラメータを算出し、補正パラメータを表示ドライバに転送する。
【発明の効果】
【0014】
本発明によれば、色調整の精度を向上させるための技術が提供される。
【図面の簡単な説明】
【0015】
図1】表示装置の理想のγ特性と実際のγ特性との関係を概念的に示す図である。
図2】本発明の一実施形態における表示装置及び色調整装置の構成を示すブロック図である。
図3】一実施形態における表示ドライバの構成を示すブロック図である。
図4】本実施形態における色調整で行われる色域及び白色点の調整について説明する図である。
図5】本実施形態における色調整の手順を示すフローチャートである。
図6】補正パラメータによって色補正回路に設定されるべき入出力関係を示す表である。
図7A】他の実施形態における輝度座標測定装置及び表示装置の構成を概略的に示すブロック図である。
図7B図7Aに図示されている表示装置を備える表示システムの構成を概略的に示すブロック図である。
図8A】更に他の実施形態における輝度座標測定装置及び表示装置の構成を概略的に示すブロック図である。
図8B図8Aに図示されている表示装置を備える表示システムの構成を概略的に示すブロック図である。
図9A】更に他の実施形態における輝度座標測定装置及び表示装置の構成を概略的に示すブロック図である。
図9B図9Aに図示されている表示装置を備える表示システムの構成を概略的に示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【0016】
以下では、本発明の技術的意義の理解を容易にするために、まず、色調整について発明者が見出した課題について説明する。
【0017】
表示装置は、入出力関係が線型ではなく、このような特性はγ特性と呼ばれる。当業者には周知であるように、表示装置のγ特性は、一般に、ガンマ値γによって表現される。ガンマ値γが与えられた場合、表示装置の入力xに対する出力yは、一般に、下記の関数:
y=K・xγ ・・・(1)
として表される。ここで、Kは、比例定数である。
【0018】
表示装置には、一般に、γ特性を調節する機能、より具体的にはガンマ値γを調節する機能が設けられている。最も典型的には、表示装置のガンマ値γは、2.2に調節される。
【0019】
色調整においては、一般に、表示装置のγ特性を考慮することが好ましい。実際、上述の特許文献1乃至3に開示された技術においては色調整においてγ特性が考慮されており、また、特許文献4に開示されている技術においても、色調整において表示装置のγ特性を考慮することについて言及している。
【0020】
色調整において発明者が発見した一つの課題は、表示装置の実際のγ特性は、理想のγ特性と相違し得るということである。ここでいう理想のγ特性とは、表示装置の規格で決められたガンマ値γを用いて入出力関係が式(1)で表現されるような特性をいう。しかしながら、表示装置を如何に精度よく調節しても、表示装置の実際のγ特性は、理想のγ特性とは相違してしまう。この相違は、表示装置の色調整に悪影響を及ぼし得る。
【0021】
以下では、表示装置の実際のγ特性が理想のγ特性と相違していることによる色調整への影響について議論する。なお、以下の説明では、ある画像データに示されている赤、緑、青の階調値が、それぞれR、G、Bである場合、当該画像データを{R,G,B}と表記することがある。画像データが赤、緑、青の階調値を8ビットで表現するように生成されている場合、階調値の最大値は255であり、白色点に対応する画像データ(即ち、最高階調の白色に対応する画像データ)は、{255,255,255}である。
【0022】
ある表示装置において、表示装置のガンマ値γが2.2であることを前提として色調整のためのデジタル演算が設定されており、当該デジタル演算において、白色点に対応する画像データ{255,255,255}が、画像データ{255,255,230}に変換されるような補正が行われるとしよう。この場合、表示装置の実際のγ特性において、図1に示されているように、階調値230に対する表示装置の実際の出力が、理想のγ特性から得られる出力よりも小さいと、デジタル演算によって得られた補正後の画像データで表示装置を表示したときに、青の輝度が所望の輝度よりも低くなってしまう。これは、当該デジタル演算によっては、目的とする色調整が実現できていないことを意味している。特許文献1乃至4に開示された技術では、表示装置の実際のγ特性が、理想のγ特性と相違し得ることについて考慮されていない。
【0023】
以下の実施形態では、このような問題に対処するための技術が開示される。即ち、以下では、表示装置の実際のγ特性が理想のγ特性と相違している場合でも、表示色の調整の精度を向上することを可能にするための技術が開示される。
【0024】
図2は、本実施形態において表示色の調整が行われる表示装置、及び、表示装置の表示色の調整のために用いられる色調整装置の構成を概略的に示すブロック図である。
【0025】
本実施形態では、表示装置10が、液晶表示パネル1と、表示ドライバ2とを備える液晶表示装置として構成されている。なお、以下では、表示装置10が液晶表示装置として構成されている実施形態が述べられるが、本発明は、液晶表示パネル1以外の表示デバイス(例えば、OLED(organic light emitting diode)表示パネル)を備える表示装置にも適用可能であることに留意されたい。
【0026】
液晶表示パネル1は、行列に配置された画素と、ゲート線と、ソース線とを備えている(いずれも図示されていない)。本実施形態では、各画素が、赤を表示するR副画素と緑を表示するG副画素と青を表示するB副画素とを備えている。各副画素(R副画素、G副画素、B副画素)は、対応する一のゲート線及び対応する一のソース線に接続されている。
【0027】
表示ドライバ2は、画像データに応じて液晶表示パネル1のソース線を駆動する。ここで、表示ドライバ2は、色調整を行うように構成されており、色調整のためのデジタル演算を画像データに対して実行する色補正回路30を備えている。表示ドライバ2は、色補正回路30から出力される画像データ(以下、「色調整後画像データ」ということがある。)に応じて液晶表示パネル1のソース線を駆動する。
【0028】
表示装置10の色調整は、色補正回路30の設定によって行われる。詳細には、所望の色調整を実現するような補正パラメータが表示ドライバ2に設定され、色補正回路30が、該補正パラメータに応じて色調整のためのデジタル演算を行うことで、色調整、例えば、表示装置10の色域の調整及び白色点の調整が行われる。
【0029】
色調整装置20は、色補正回路30に設定すべき補正パラメータを算出し、該補正パラメータを表示ドライバ2に設定するための装置である。補正パラメータは、例えば、表示ドライバ2の不揮発性メモリに書き込まれ、色補正回路30は、該不揮発性メモリに書き込まれた補正パラメータに応じて画像データに対するデジタル演算を行う。
【0030】
本実施形態では、色調整装置20は、輝度計3と、演算装置4とを備えている。
【0031】
輝度計3は、表示装置10の液晶表示パネル1に表示された色の輝度座標データを取得するように構成されている。後に詳細に説明するように、特定色の輝度座標データを得る際には、液晶表示パネル1の全面に該特定色が表示され、輝度計3は、液晶表示パネル1に表示されている当該特定色の刺激値Y及び色度座標(x,y)を測定する。ここで、刺激値Y及び色度座標(x,y)は、Yxy表色系により定義されている。刺激値Yは、明るさを表しており、このことを明確にするために、以下では、「刺激値Y」を「輝度Y」と記載することがある。輝度座標データは、輝度Y、色度座標(x,y)を示すデータを含んでいる。輝度計3は、測定された輝度Y及び色度座標(x,y)を示す輝度座標データを生成する。
【0032】
演算装置4は、輝度計3から受け取った輝度座標データに応じて色補正回路30に設定すべき補正パラメータを算出する。本実施形態では、演算装置4に色域調整アルゴリズム5を実行するソフトウェアプログラムがインストールされており、演算装置4が色域調整アルゴリズム5を実行することによって、輝度計3による輝度座標データの測定及び補正パラメータの算出が行われる。補正パラメータの算出手順については、後に詳細に説明する。
【0033】
図3は、一実施形態における表示ドライバ2の構成を示すブロック図である。本実施形態では、表示ドライバ2が、インターフェース制御回路11と、メモリ12R、12Lと、デジタル演算回路13と、アナログ処理回路14と、不揮発性メモリ(NVM:non-volatile memory)15とを備えている。
【0034】
インターフェース制御回路11は、外部から(例えば、ホストから)送信されるデータを受け取る動作を行う。詳細には、インターフェース制御回路11は、画像データを外部から(例えば、ホストから)受け取ってメモリ12L、12Rに書き込むと共に、メモリ12L、12Rに保存されている画像データをデジタル演算回路13に転送する。更に、インターフェース制御回路11は、色調整装置20から供給される補正パラメータを受け取り、不揮発性メモリ15に書き込む。
【0035】
メモリ12L、12Rは、インターフェース制御回路11から転送される画像データを一次的に保存する。
【0036】
デジタル演算回路13は、インターフェース制御回路11を介してメモリ12L、12Rから転送される画像データに対して必要なデジタル演算を行い、デジタル演算後画像データを生成する。デジタル演算回路13は、上述の色補正回路30を含んでいる。色補正回路30は、不揮発性メモリ15に格納されている補正パラメータに応じて、メモリ12L、12Rから転送される画像データ、又は、該画像データに対して所望のデジタル演算を行って得られるデータに対して色調整のためのデジタル演算を行い、色調整後画像データを生成する。色補正回路30から出力される色調整後画像データ、又は、色調整後画像データに対して所望のデジタル演算を行って得られるデータが、上述のデジタル演算後画像データとしてデジタル演算回路13から出力される。
【0037】
アナログ処理回路14は、デジタル演算回路13から受け取ったデジタル演算後画像データに応じて(即ち、色補正回路30から出力される色調整後画像データに応じて)液晶表示パネル1のソース線を駆動する駆動部として動作する。より具体的には、アナログ処理回路14は、階調電圧生成回路16と、DAコンバータ(DAC)17と、ソースドライバ回路18とを備えている。
【0038】
階調電圧生成回路16は、表示装置10が有すべきγ特性に合わせた電圧レベルを有する一連の階調電圧を生成し、DAコンバータ17に供給する。階調電圧生成回路16によって生成される階調電圧の電圧レベルを制御することで、表示装置10のγ特性を調節することができる。
【0039】
DAコンバータ17は、液晶表示パネル1のソース線のそれぞれについてデジタル演算後画像データに対応する階調電圧を選択し、選択した階調電圧を出力する。
【0040】
ソースドライバ回路18は、DAコンバータ17から受け取った階調電圧に対応する電圧レベル(最も典型的には、該階調電圧と同一の電圧レベル)をそれぞれ有するアナログソース電圧を液晶表示パネル1のソース線のそれぞれに出力し、これによりソース線を駆動する。
【0041】
不揮発性メモリ15は、表示ドライバ2の動作を制御する様々な制御パラメータを不揮発的に記憶する。不揮発性メモリ15に記憶される制御パラメータは、色補正回路30に供給すべき補正パラメータを含んでいる。上述のように、表示装置10の色調整においては、まず、色調整装置20によって色補正回路30に供給すべき補正パラメータが算出される。その算出された補正パラメータが、インターフェース制御回路11を通じて不揮発性メモリ15に書き込まれる。表示ドライバ2が液晶表示パネル1に画像を表示する動作を行う場合、不揮発性メモリ15から読み出された補正パラメータが色補正回路30に供給され、該補正パラメータに応じたデジタル演算が色補正回路30によって実行される。
【0042】
続いて、本実施形態において行われる色調整について説明する。本実施形態の色調整では、色域の調節及び白色点の調節が行われる。図4は、本実施形態における色域の調節及び白色点の調節を示す色度図である。図4の横軸は、色度座標xに対応しており、縦軸は、色度座標yに対応している。
【0043】
図4において、符号21で示されている三角形は、液晶表示パネル1の色域を示している。また、色度座標(Rx,Ry)は、液晶表示パネル1の色域21のR原色点の色度座標を示しており、同様に、色度座標(Gx,Gy)、(Bx,By)は、それぞれ、液晶表示パネル1の色域21のG原色点、B原色点の色度座標を示している。更に、色度座標(Cx,Cy)は、液晶表示パネル1の色域21のC補色点の色度座標を示しており、同様に、色度座標(Mx,My)、(Yx,Yy)は、それぞれ、液晶表示パネル1の色域21のM補色点、Y補色点の色度座標を示している。また、符号22は、液晶表示パネル1の白色点を示しており、色度座標(Wx,Wy)は、液晶表示パネル1の白色点の色度座標を示している。
【0044】
ここで、液晶表示パネル1の色域21のR原色点の色度座標とは、厳密には、原色Rの階調が最高階調であり、他の原色G、Bの階調が最低階調である画像データがアナログ処理回路14に入力されたときに液晶表示パネル1が表示する色の色度座標を示している。他の原色点(G原色点、B原色点)についても同様である。また、液晶表示パネル1の色域21のC補色点の色度座標とは、厳密には、原色Rの階調が最低階調であり、他の原色G、Bの階調が最高階調である画像データがアナログ処理回路14に入力されたときに液晶表示パネル1が表示する色の色度座標を示している。他の補色点(M補色点、Y補色点)についても同様である。更に、液晶表示パネル1の白色点の色度座標とは、厳密には、原色R、G、Bの全ての階調が最高階調である画像データがアナログ処理回路14に入力されたときに液晶表示パネル1が表示する色の色度座標を示している。
【0045】
本実施形態の色調整の目的は、液晶表示パネル1への画像の表示において、sRGBに定義される色域及び白色点を実現するように、色補正回路30の補正パラメータを算出することである。図4では、sRGBに定義される色域が符号23で図示されており、sRGBに定義される白色点が符号24で示されている。また、色度座標(Rx’,Ry’)はsRGBに定義される色域23のR原色点の色度座標を示しており、同様に、色度座標(Gx’,Gy’)、(Bx’,By’)は、それぞれ、sRGBに定義される色域23のG原色点、B原色点の色度座標を示している。更に、色度座標(Cx’,Cy’)は、sRGBに定義される色域23のC補色点の色度座標を示しており、同様に、色度座標(Mx’,My’)、(Yx’,Yy’)は、それぞれ、sRGBに定義される色域23のM補色点、Y補色点の色度座標を示している。また、色度座標(Wx’,Wy’)は、sRGBに定義される白色点の色度座標を示している。
【0046】
色補正回路30に与えられる補正パラメータは、R原色点に対応する画像データ(即ち、Rの階調が最高階調であり、G及びBの階調が最低階調である画像データ)が入力されたとき、色補正回路30から出力される画像データ(以下では、「色調整後画像データ」と呼ぶことがある。)に応じて液晶表示パネル1を駆動した場合に、sRGBにおいてR原色点について規定された色度座標(Rx’,Ry’)の色が液晶表示パネル1に表示されるように算出される。G原色点、B原色点、C補色点、M補色点、Y補色点及び白色点についても同様である。
【0047】
上に議論されているように、色調整においては、表示装置10のγ特性を考慮することが望ましい。本実施形態では、(規格で決められている理想のγ特性ではなく)表示装置10の実際のγ特性を反映した色調整を行うことで、より精度の高い色調整を実現する。以下では、表示装置10の実際のγ特性を反映した色調整を行うための具体的な手順について説明する。
【0048】
図5は、本実施形態における色調整の手順、即ち、色補正回路30に設定すべき補正パラメータの算出の手順を示すフローチャートである。なお、図1に図示されている色調整装置20が用いられる場合、色補正回路30に設定すべき補正パラメータは、演算装置4が色域調整アルゴリズム5を実行することによって算出される。
【0049】
(ステップS01)
本実施形態の表示装置10の色調整では、まず、表示装置10の輝度座標データが測定される。輝度座標データの測定は、色補正回路30による色調整のためのデジタル演算が行われない状態で実行される。
【0050】
ステップS01では、R原色点、G原色点、B原色点及び白色点の輝度座標データ(即ち、最高階調の原色R、原色G、原色B及び白色の輝度座標データ)、及び、少なくとも一の中間階調の白色に対応する輝度座標データが測定される。ここで、R原色点に対応する輝度座標データとは、より厳密には、全画素について、原色Rの階調値が最高階調であり、他の原色G、Bの階調値が最低階調であるような画像データをアナログ処理回路14に入力したときに液晶表示パネル1に表示される色の輝度Y及び色度座標(x,y)を示すデータであり、色調整装置20の輝度計3によって測定される。なお、輝度Y及び色度座標(x,y)は、Yxy表色系に従って定義される。G原色点、B原色点に対応する輝度座標データも同様である。また、白色点(即ち、最高階調の白色)に対応する輝度座標データとは、より厳密には、全画素について、原色R、G、Bの階調値が最高階調であるような画像データをアナログ処理回路14に入力したときに液晶表示パネル1に表示される色の輝度Y及び色度座標(x,y)を示すデータである。更に、中間階調の白色に対応する輝度座標データとは、より厳密には、全画素について、原色R、G、Bの階調値が同一であり、且つ、原色R、G、Bの階調値が、中間階調である(即ち、最高階調より小さく最低階調より大きい)画像データをアナログ処理回路14に入力したときに液晶表示パネル1に表示される色の輝度及び色度座標を示すデータである。
【0051】
なお、画像データがR、G、Bの階調値を8ビットで表すように定義されている場合には、最高階調が“255”であり、最低階調が“0”である。以下では、画像データがR、G、Bの階調値を8ビットで表すように定義されているとして、即ち、最高階調が“255”であり、最低階調が“0”であるとして実施形態を説明する。
【0052】
以下に詳細に説明するように、本実施形態では、中間階調の白色に対応する輝度座標データが、色補正回路30に設定すべき補正パラメータの算出に用いられることに留意されたい。これは、表示装置10の実際のγ特性を反映した色調整を行うことを可能にするためである。中間階調の白色に対応する輝度座標データは、表示装置10の実際のγ特性の情報を含んでいる。よって、中間階調の白色に対応する輝度座標データに応じて色補正回路30に補正パラメータを生成することにより、表示装置10の実際のγ特性を反映した色調整を実現することができる。
【0053】
輝度座標データの測定においては、デジタル演算回路13の動作が停止され、表示ドライバ2に外部から供給された画像データが、そのまま、アナログ処理回路14に供給されてもよい。この場合、輝度座標データの測定において、下記の画像データ:
(a)全画素について、該原色Rの階調値が最高階調(即ち、“255”)であり、他の原色G、Bの階調値が最低階調(即ち、“0”)であるような画像データ
(b)全画素について、該原色Gの階調値が最高階調であり、他の原色B、Rの階調値が最低階調であるような画像データ
(c)全画素について、該原色Bの階調値が最高階調であり、他の原色R、Gの階調値が最低階調であるような画像データ
(d)全画素について、該原色R、G、Bの階調値が最高階調であるような画像データ
(e)全画素について、該原色R、G、Bの階調値が中間階調で同一であり、最低階調であるような画像データ
が外部から表示ドライバ2に供給され、該画像データがアナログ処理回路14に供給される。アナログ処理回路14は、供給された画像データに応じて液晶表示パネル1のソース線を駆動する。
【0054】
その代わりに、デジタル演算回路13が、表示装置10の輝度座標データの取得に用いられる上述の画像データを生成するように構成されてもよい。この場合、デジタル演算回路13が、外部から表示ドライバ2に与えられるコマンドに応答して、上記の画像データ(a)〜(e)を生成し、アナログ処理回路14に供給する。
【0055】
(ステップS02)
続いて、R原色点、G原色点、B原色点及び白色点に対応する輝度座標データから、表示装置10の表示特性に対応するXYZ−RGB変換マトリックスを算出する。XYZ−RGB変換マトリックスの算出においては、まず、R原色点、G原色点、B原色点及び白色点に対応する輝度座標データからRGB−XYZ変換マトリックスが算出されると共に、XYZ−RGB変換マトリックスが、RGB−XYZ変換マトリックスの逆行列として算出される。
【0056】
詳細には、ステップS01における測定によって得られた輝度座標データに示されているR原色点、G原色点、B原色点及び白色点の輝度Y、色度座標x、yを、それぞれ、(R,Rx,Ry)、(G,Gx,Gy)、(B,Bx,By)、(W,Wx,Wy)とした場合、RGB−XYZ変換マトリックスは、下記の行列Mとして算出される:
【数1】
ここで、Rz、Gz、Bz、Wzは、それぞれ、R原色点、G原色点、B原色点及び白色点の色座標をxyz表色系で表した場合におけるz座標であり、上記式(1a)の導出においては、xyz表色系において、
z=1−x−y
が成立することを利用している。即ち、
Rz=1−Rx−Ry
Gz=1−Gx−Gy
Bz=1−Bx−By
Wz=1−Wx−Wy
である。また、パラメータr、g、bは、下記の式(1b)の連立方程式を解くことで得られる値である。
【数2】
【0057】
RGB−XYZ変換マトリックスMは、RGB値{R,G,B}と色座標(X,Y,Z)との対応関係を示しており、下記式(2a)の関係が成立する:
【数3】
特に、輝度Y(刺激値Y)については、下記式(2b)が成立する:
Y=rR+gG+bB ・・・(2b)
【0058】
XYZ−RGB変換マトリックスは、上記の行列Mの逆行列M−1として得られ、下記式(3)のように表すことができる:
【数4】
【0059】
(ステップS03)
続いて、白色及び原色R、G、Bのそれぞれについて、各階調のガンマ値を算出する。ここで、各階調のガンマ値とは、当該階調における局所的なガンマ値を意味している。表示装置10が理想的に調節されている場合には、ガンマ値は、階調に関わらず一定値(例えば、2.2)になるが、上述のように、表示装置10の実際のγ特性は、特定のガンマ値で表されるγ特性にはならないことがある。本実施形態では、表示装置10が、局所的には式(1)に従ったγ特性を有しているが、ガンマ値が階調によって、また色によって変動し得るという前提が導入され、この前提に基づき、白色及び原色R、G、Bのそれぞれについて、各階調のガンマ値が算出される。
【0060】
詳細には、白色についての各階調のガンマ値が、白色点の輝度座標データ(即ち、最高階調の白色に対応する輝度座標データ)及び中間階調の白色の輝度座標データに基づいて算出される。以下において、白色についての階調iのガンマ値をγと記載する。
【0061】
また、以下においては、ステップS01において、p個(pは、1以上の整数)の中間階調n1、n2、・・・npの白色について輝度座標データの取得が行われたものとして説明を行う。ここで、「中間階調njの白色」とは、R、G、Bの階調値がいずれもnjであるような白色を意味しており、
0<n1<n2<・・・<np<RGBMAX ・・・(4)
が成立するものとする。RGBMAXは、最高階調の値である。本実施形態では、画像データのR、G、Bの階調値が8ビットで表され、最高階調RGBMAXが“255”であることに留意されたい。
【0062】
更に、以下の説明においては、ステップS01で取得された白色点(最高階調の白色)の輝度座標データを“WWP”で参照することがある。ここで、白色点の輝度座標データWWPは、Yxy表色系に従って記述されており、このことを、下記式(5a)のように標記する:
WP=(YWP,xWP,yWP) ・・・(5a)
ここで、YWPは、白色点の輝度座標データWWPに記述されている輝度Yであり、xWPは、輝度座標データWWPに記述されている色度座標xであり、yWPは、輝度座標データWWPに記述されている色度座標yである。
【0063】
同様に、ステップS01で取得された階調njの白色の輝度座標データを“Wnj”で参照することがある(jは、1以上p以下の整数)。ここで、階調njの白色の輝度座標データWnjは、Yxy表色系に従って記述されており、下記式(5b)のように標記する。
nj=(Ynj,xnj,ynj) ・・・(5b)
ここで、Ynjは、階調njの白色の輝度座標データWnjに示された輝度Yであり、xnjは、輝度座標データWnjに示された色度座標xであり、ynjは、輝度座標データWnjに示された色度座標yである。
【0064】
輝度座標データが測定された中間階調n1、n2、・・・npについては、白色についての階調njのガンマ値γnjが下記式(6)に従って算出される(jは、1以上p以下の整数)。
【数5】
【0065】
他の階調i(中間階調n1、n2、・・・np以外の階調)については、白色についての階調niのガンマ値γが、輝度座標データが測定された中間階調n1、n2、・・・npのガンマ値γn1、γn2、・・・、γnpから算出される。例えば、2以上の中間階調について輝度座標データが測定されている場合(即ち、pが2以上である場合)、他の階調iのガンマ値γは、中間階調n1、n2、・・・npのガンマ値γn1、γn2、・・・、γnpから、内挿又は外挿によって算出される。内挿は、線形補間によって行ってもよく、3以上の中間階調について輝度座標データが測定されている場合には、非線形な補間によって行ってもよい。外挿についても同様に、線形の外挿を行ってもよいし、以上の中間階調について輝度座標データが測定されている場合には、非線形の外挿を行ってもよい。また、単一の中間階調n1についてのみ輝度座標データが測定されている場合(即ち、pが1である場合)、白色についての輝度座標データが測定されていない階調iのガンマ値γは、輝度座標データが測定されている中間階調n1のガンマ値γn1と同一であると定めてもよい。
【0066】
更に、原色R、G、Bのそれぞれについて、各階調のガンマ値が算出される。まず、輝度座標データが測定された中間階調n1、n2、・・・npについては、原色Rについての階調nのガンマ値Rγnj、原色Gについての階調njのガンマ値Gγnj、原色Bについての階調nのガンマ値Bγnjが、下記式に従って算出される。
【数6】
【0067】
ここで、式(7a)〜(7c)のRWP、GWP、BWPは、輝度座標データWWP(=(YWP,xWP,yWP))から、下記式(8a)〜(8c)によって得られる値である:
【数7】
なお、式(8a)、(8b)は、Yxy表色系に従って表記されている輝度座標データWWPの輝度YWP、色度座標xWP、yWPをXYZ表色系の色座標XWP、YWP、ZWPに変換するための式であり、式(8c)は、色座標XWP、YWP、ZWPに対してXYZ−RGB変換を行うための式である。逆行列M−1は、ステップS02で算出したXYZ−RGB変換マトリックスであり、式(3)に従って算出されている。
【0068】
また、式(7a)〜(7c)のRnj、Gnj、Bnjは、輝度座標データWnj(=(Ynj,xnj,ynj))から、下記式(9a)〜(9c)によって得られる値である:
【数8】
【0069】
輝度座標データが測定されていない階調iについては、輝度座標データが測定された中間階調njのガンマ値Rγnj、Gγnj、Bγnj(jは、1以上p以下の整数)から算出される。詳細には、2以上の中間階調について輝度座標データが測定されている場合(即ち、pが2以上である場合)、原色Rについての階調iのガンマ値Rγは、原色Rについての中間階調n1、n2、・・・npのガンマ値Rγn1、Rγn2、・・・、Rγnpから内挿又は外挿によって算出される。同様に、原色Gについての階調iのガンマ値Gγは、原色Gについての中間階調n1、n2、・・・npのガンマ値Gγn1、Gγn2、・・・、Gγnpから内挿又は外挿によって算出され、原色Bについての階調iのガンマ値Bγは、原色Bについての中間階調n1、n2、・・・npのガンマ値Bγn1、Bγn2、・・・、Bγnpから内挿又は外挿によって算出される。内挿は、線形補間によって行ってもよく、3以上の中間階調について輝度座標データが測定されている場合には、非線形な補間によって行ってもよい。外挿についても同様に、線形の外挿を行ってもよいし、3以上の中間階調について輝度座標データが測定されている場合には、非線形の外挿を行ってもよい。
【0070】
また、単一の中間階調n1についてのみ輝度座標データが測定されている場合(即ち、pが1である場合)、輝度座標データが測定されていない階調iのガンマ値Rγ、Gγ、Bγは、輝度座標データが測定されている中間階調n1のガンマ値Rγn1、Gγn1、Bγn1と同一であると定めてもよい。
【0071】
(ステップS04)
続いて、白色点(即ち、最高階調の白色)を所望の色度座標で表示するR、G、Bの階調値が算出される(ステップS04)。本実施形態では、「所望の色度座標で表示するR、G、Bの階調値」とは、アナログ処理回路14に該R、G、Bの階調値の画像データを入力した場合に(又は、デジタル演算回路13から該R、G、Bの階調値のデジタル演算後画像データが出力された場合に)、液晶表示パネル1に当該色度座標の色が表示されるようなR、G、Bの階調値を意味している。以下において、白色点を所望の色度座標で表示するR、G、Bの階調値を、「白色点の目標RGB値」という。
【0072】
本実施形態では、目標とする色域がsRGBに規定されている色域であるので、ステップS04では、液晶表示パネル1にsRGBに規定された白色点の色度座標x、yで白色が表示されるようなR、G、Bの階調値が、白色点の目標RGB値として算出される。以下では、sRGBに規定された白色点の色座標を、(W’,Wx’,Wy’)と記載する。ここで、白色点の色座標は、Yxy表色系で記述されている。即ち、W’はsRGBで規定された白色点の輝度Y(刺激値Y)を表しており、Wx’,Wy’は、それぞれ、白色点の色度座標x,yを表している。なお、白色点の輝度Yが他の色の輝度の基準として用いられるので、W’=1.0000である。
【0073】
まず、sRGBに規定された白色点の色座標(W’,Wx’,Wy’)が、XYZ表色系の色座標(W’,W’,W’)に変換され、色座標(W’,W’,W’)に対してステップS02で得られたXYZ−RGB変換マトリックスM−1を適用することにより、RGB値{W’,W’,W’}が算出される。より具体的には、下記式(10a)〜(10c)に従って、色座標(W’,W’,W’)及びRGB値{W’,W’,W’}が算出される:
【数9】
’、W’、W’は、γ特性を考慮しない場合において、sRGBに規定された白色点の色度座標x,yの色を表示するR、G、Bの階調値の比を表している。
【0074】
更に、RGB値{W’,W’,W’}を最大階調の値(本実施形態では、“255”)で規格化することにより、RGB値{WNRM,WNRM,WNRM}が算出される。例えば、W’、W’、W’のうちW’が最大である場合には、WNRMが255に決定され、WNRM、WNRMは、それぞれ、
NRM=255×(W’/W’) ・・・(11a)
NRM=255×(W’/W’) ・・・(11b)
と算出される。W’、W’、W’のうちW’が最大である場合、W’が最大である場合についても同様にして規格化が行われる。RGB値{WNRM,WNRM,WNRM}は、γ特性を考慮しない場合において、sRGBに規定された白色点の色度座標x,yの色を表示するR、G、Bの階調値である。
【0075】
続いて、規格化されたRGB値{WNRM,WNRM,WNRM}から白色点の目標RGB値(W,W,W)が算出される。白色点の目標RGB値(W,W,W)は、γ特性を考慮した場合においてsRGBに規定された白色点の色度座標x,yの色を表示するように決定される。本実施形態では、白色点の目標RGB値(W,W,W)は、以下に述べられるような探索によって決定される。
【0076】
R階調値Wの探索においては、最高階調以下の階調nのそれぞれについて、下記式(12a)で定義される値Wtmpが算出される:
【数10】
ここで、RGBMAXは、最高階調の値であり、本実施形態では255である。また、Rγnは、ステップS03で算出された、原色Rについての階調nのガンマ値である。ここで、式(12a)が、γ特性を表す式に対応していることに留意されたい。R階調値Wは、値WtmpがR階調値WNRMに最も近くなる階調nに決定される。例えば、n=“255”である場合に値WtmpがR階調値WNRMに最も近くなる場合、R階調値Wは、“255”であると決定される。
【0077】
G階調値W、B階調値Wの探索も同様にして行われる。G階調値Wの探索においては、最高階調以下の階調nのそれぞれについて、下記式(12b)で定義される値Wtmpが算出される:
【数11】
ここで、Gγnは、ステップS03で算出された、原色Gについての階調nのガンマ値である。G階調値Wは、値WtmpがG階調値WNRMに最も近くなる階調nに決定される。同様に、B階調値Wの算出においては、最高階調以下の階調nのそれぞれについて、下記式(12c)で定義される値Wtmpが算出される:
【数12】
ここで、Bγnは、ステップS03で算出された、原色Bについての階調nのガンマ値である。B階調値Wは、値WtmpがB階調値WNRMに最も近くなる階調nに決定される。
【0078】
(ステップS05)
続いて、調整対象色のそれぞれについて、調整対象色を所望の色度座標及び所望の相対輝度で表示するR、G、Bの階調値が算出される。ここでいう「所望の色度座標及び所望の相対輝度で表示するR、G、Bの階調値」とは、アナログ処理回路14に該R、G、Bの階調値の画像データを入力した場合に、液晶表示パネル1に該色度座標及び該相対輝度の色が表示されるようなR、G、Bの階調値を意味している。なお、ここでいう相対輝度とは、白色点を基準とした輝度を意味している。本実施形態では、目標とする色域がsRGBに規定されている色域であるので、ステップS05では、各調整対象色をsRGBの仕様に規定された、又は、sRGBの仕様から得られる色度座標及び相対輝度で表示するR、G、Bの階調値が算出される。以下において、ある調整対象色を所望の色度座標及び所望の相対輝度で表示するR、G、Bの階調値を、当該調整対象色の「目標RGB値」という。
【0079】
本実施形態では、R原色点、G原色点、B原色点、C補色点、M補色点及びY補色点が調整対象色として選択される。即ち、R原色点、G原色点、B原色点、C補色点、M補色点及びY補色点のそれぞれについて目標RGB値が算出される。
【0080】
以下では、まず、R原色点の目標RGB値(R,R,R)の算出について説明する。以下の説明においては、sRGBの仕様から得られるR原色点の色座標を、(R’,Rx’,Ry’)と記載する。ここで、R原色点の色座標は、Yxy表色系で記述されている。即ち、R’はsRGBで規定されたR原色点の輝度Y(刺激値Y)を表しており、Rx’,Ry’は、それぞれ、R原色点の色度座標x,yを表している。
【0081】
まず、sRGBに規定されたR原色点の色座標(R’,Rx’,Ry’)が、XYZ表色系の色座標(R’,R’,R’)に変換され、更に、色座標(R’,R’,R’)に対してステップS02で得られたXYZ−RGB変換マトリックスM−1を適用することにより、RGB値{R’,R’,R’}が算出される。より具体的には、下記式(13a)〜(13c)に従って色座標(R’,R’,R’)及びRGB値{R’,R’,R’}が算出される:
【数13】
’、R’、R’は、γ特性を考慮しない場合において、sRGBに規定されたR原色点の色度座標x,yの色を表示するR、G、Bの階調値の比を表している。
【0082】
更に、RGB値{R’,R’,R’}を最大階調の値(本実施形態では、“255”)で規格化することにより、RGB値{RNRM,RNRM,RNRM}が算出される。RGB値{RNRM,RNRM,RNRM}は、γ特性を考慮しない場合において、sRGBに規定されたR原色点の色度座標x,yの色を表示するR、G、Bの階調値である。
【0083】
ここで留意すべきことは、この規格化によって得られたRGB値{RNRM,RNRM,RNRM}は、sRGBに規定されたR原色点の色度座標x,yの色を表示するR、G、Bの階調値の比を保っているものの、sRGBに規定された相対輝度を実現するようには決められていないということである。そこで、本実施形態では、RGB値{RNRM,RNRM,RNRM}に相対輝度を調整するための補正係数Rを乗じてRGB値{R”,R”,R”}が算出される。RGB値{R”,R”,R”}は、γ特性を考慮しない場合において、sRGBに規定されたR原色点の色度座標x,y及び相対輝度の色を表示するR、G、Bの階調値である。
【0084】
補正係数Rは、下記式(14a)に従って算出される:
=(R’/W’)/(RNRM/WNRM) ・・・(14a)
ここで、W’は、sRGBに規定された白色点の輝度Y(刺激値Y)であり、R’は、sRGBに規定されたR原色点の輝度である。また、WNRMは、RGB値{WNRM,WNRM,WNRM}から得られる輝度(刺激値Y)であり、下記式(15a)に従って算出される。
NRM=r・WNRM+g・WNRM+b・WNRM ・・・(15a)
ここで、r、g、bは、ステップS02におけるRGB−XYZ変換マトリックスの算出において得られているパラメータであり、式(15a)は、式(2b)にRGB値{WNRM,WNRM,WNRM}を代入することで得られることに留意されたい。同様に、RNRMは、RGB値{RNRM、RNRM、RNRM}から得られる輝度(刺激値Y)であり、下記式(15b)に従って算出される。
NRM=r・WNRM+g・WNRM+b・WNRM ・・・(15b)
【0085】
RGB値{R”,R”,R”}は、補正係数Rを用いて下記式(16a)〜(16c)に従って算出される。:
”=R・RNRM ・・・(16a)
”=R・RNRM ・・・(16b)
”=R・RNRM ・・・(16c)
【0086】
続いて、補正係数Rを用いた補正により得られたRGB値{R”,R”,R”}から目標RGB値(R,R,R)が算出される。目標RGB値(R,R,R)は、γ特性を考慮した場合において、sRGBに規定されたR原色点の色度座標x,yの色を表示するように決定される。本実施形態では、目標RGB値(R,R,R)は、以下に述べられるような探索によって決定される。
【0087】
R階調値Rの探索においては、最高階調以下の階調nのそれぞれについて、下記式(17a)で定義される値Rtmpが算出される:
【数14】
ここで、RGBMAXは、最高階調の値であり、本実施形態では255である。また、Rγnは、ステップS03で算出された、原色Rについての階調nのガンマ値である。γ特性を表す式に対応していることに留意されたい。R階調値Rは、値RtmpがR階調値R”に最も近くなる階調nに決定される。例えば、n=“255”である場合に値RtmpがR階調値R”に最も近くなる場合、R階調値Rは、“255”であると決定される。
【0088】
G階調値R、B階調値Rの探索も同様にして行われる。G階調値Rの探索においては、最高階調以下の階調nのそれぞれについて、下記式(17b)で定義される値Rtmpが算出される:
【数15】
ここで、Gγnは、ステップS03で算出された、原色Gについての階調nのガンマ値である。G階調値Rは、値RtmpがG階調値R”に最も近くなる階調nに決定される。同様に、B階調値Rの算出においては、最高階調以下の階調nのそれぞれについて、下記式(17c)で定義される値Rtmpが算出される:
【数16】
ここで、Bγnは、ステップS03で算出された、原色Bについての階調nのガンマ値である。B階調値Rは、値RtmpがB階調値R”に最も近くなる階調nに決定される。
【0089】
なお、目標RGB値{R,R,R}の探索においては、式(17a)〜(17c)で定義される値Rtmp、Rtmp、Rtmpが、それぞれ、R・RNRM、R・RNRM、R・RNRMに最も近くなるような階調が、それぞれ、階調値R、R、Rと決定されてもよい。
【0090】
他の調整対象色(即ち、G原色点、B原色点、C補色点、M補色点及びY補色点)についても同様の処理により、目標RGB値、即ち、γ特性を考慮した場合においてsRGBに規定された調整対象色の色度座標x,y及び相対輝度の色を表示するR、G、Bの階調値が算出される。
【0091】
例えば、G原色点については、sRGBの仕様から得られるR原色点の色座標(R’,Rx’,Ry’)の代わりにsRGBの仕様から得られるG原色点の色座標(G’,Gx’,Gy’)を用いて同様の処理が行われることで、G原色点の目標RGB値{G,G,G}が算出される。詳細には、sRGBに規定されたG原色点の色座標(G’,Gx’,Gy’)が、XYZ表色系の色座標(R’,R’,R’)に変換され、更に、色座標(G’,G’,G’)に対してXYZ−RGB変換マトリックスM−1を適用することにより、RGB値{G’,G’,G’}が算出される。更に、RGB値{G’,G’,G’}を正規化することによってRGB値{GNRM,GNRM,GNRM}が算出されると共に、相対輝度を調整するための補正係数Gが算出される。補正係数Gは、sRGBに規定された白色点の輝度W’、sRGBに規定されたG原色点の輝度G’、RGB値{WNRM,WNRM,WNRM}からパラメータr、g、bを用いて得られる輝度WNRM、及び、RGB値{GNRM,GNRM,GNRM}からパラメータr、g、bを用いて得られる輝度GNRMに基づいて、下記の式(14b)に従って算出される:
=(G’/W’)/(GNRM/WNRM) ・・・(14b)
更に、RGB値{GNRM,GNRM,GNRM}に補正係数Gを乗じることでRGB値{G”,G”,G”}が算出される。最後に、R原色点について行われるR階調値R、R、Rの探索と同様の探索が、RGB値{R”,R”,R”}の代わりにRGB値{G”,G”,G”}を用いて実行されてG原色点の目標RGB値{G,G,G}が決定される。
【0092】
また、B原色点についても同様に、sRGBに規定されたR原色点の色座標(R’,Rx’,Ry’)の代わりにsRGBに規定されたB原色点の色座標(B’,Bx’,By’)を用いて同様の処理が行われることで、B原色点の目標RGB値{B,B,B}が算出される。詳細には、sRGBに規定されたB原色点の色座標(B’,Bx’,By’)が、XYZ表色系の色座標(B’,B’,B’)に変換され、更に、色座標(B’,B’,B’)に対してXYZ−RGB変換マトリックスM−1を適用することにより、RGB値{B’,B’,B’}が算出される。更に、RGB値{B’,B’,B’}を正規化することによってRGB値{BNRM,BNRM,BNRM}が算出されると共に、相対輝度を調整するための補正係数Bが算出される。補正係数Bは、sRGBに規定された白色点の輝度W’、sRGBに規定されたB原色点の輝度B’、RGB値{WNRM,WNRM,WNRM}からパラメータr、g、bを用いて得られる輝度WNRM、及び、RGB値{BNRM,BNRM,BNRM}からパラメータr、g、bを用いて得られる輝度BNRMに基づいて、下記の式(14c)に従って算出される:
=(B’/W’)/(BNRM/WNRM) ・・・(14c)
更に、RGB値{BNRM,BNRM,BNRM}に補正係数Bを乗じることによってRGB値{B”,B”,B”}が算出される。最後に、R原色点について行われるR階調値R、R、Rの探索と同様の探索が、RGB値{R”,R”,R”}の代わりにRGB値{B”,B”,B”}を用いて実行されてB原色点の目標RGB値{B,B,B}が決定される。
【0093】
更に、C補色点についても同様に、sRGBに規定されたR原色点の色座標(R’,Rx’,Ry’)の代わりにsRGBの仕様から得られるC補色点の色座標(C’,Cx’,Cy’)を用いて同様の処理が行われることで、C補色点の目標RGB値{C,C,C}が算出される。詳細には、sRGBの仕様から得られるC補色点の色座標(C’,Cx’,Cy’)が、XYZ表色系の色座標(C’,C’,C’)に変換され、更に、色座標(C’,C’,C’)に対してXYZ−RGB変換マトリックスM−1を適用することにより、RGB値{C’,C’,C’}が算出される。更に、RGB値{C’,C’,C’}を正規化することによってRGB値{CNRM,CNRM,CNRM}が算出されると共に、相対輝度を調整するための補正係数Cが算出される。補正係数Cは、sRGBに規定された白色点の輝度W’、sRGBの仕様から得られるC補色点の輝度C’、RGB値{WNRM,WNRM,WNRM}からパラメータr、g、bを用いて得られる輝度WNRM、及び、RGB値{CNRM,CNRM,CNRM}からパラメータr、g、bを用いて得られる輝度CNRMに基づいて、下記の式(14d)に従って算出される:
=(C’/W’)/(CNRM/WNRM) ・・・(14d)
更に、RGB値{CNRM,CNRM,CNRM}に補正係数Cを乗じることによってRGB値{C”,C”,C”}が算出される。最後に、R原色点について行われるR階調値R、R、Rの探索と同様の探索が、RGB値{R”,R”,R”}の代わりにRGB値{C”,C”,C”}を用いて実行されてC補色点の目標RGB値{C,C,C}が決定される。
【0094】
また、M補色点についても同様に、sRGBに規定されたR原色点の色座標(R’,Rx’,Ry’)の代わりにsRGBの仕様から得られるM補色点の色座標(M’,Mx’,My’)を用いて同様の処理が行われることで、M補色点の目標RGB値{M,M,M}が算出される。詳細には、sRGBの仕様から得られるM補色点の色座標(M’,Mx’,My’)が、XYZ表色系の色座標(M’,M’,M’)に変換され、更に、色座標(M’,M’,M’)に対してXYZ−RGB変換マトリックスM−1を適用することにより、RGB値{M’,M’,M’}が算出される。更に、RGB値{M’,M’,M’}を正規化することによってRGB値{MNRM,MNRM,MNRM}が算出されると共に、相対輝度を調整するための補正係数Mが算出される。補正係数Mは、sRGBに規定された白色点の輝度W’、sRGBの仕様から得られるM補色点の輝度M’、RGB値{WNRM,WNRM,WNRM}からパラメータr、g、bを用いて得られる輝度WNRM、及び、RGB値{MNRM,MNRM,MNRM}からパラメータr、g、bを用いて得られる輝度MNRMに基づいて、下記の式(14e)に従って算出される:
=(M’/W’)/(MNRM/WNRM) ・・・(14e)
更に、RGB値{MNRM,MNRM,MNRM}に補正係数Mを乗じることによってRGB値{M”,M”,M”}が算出される。最後に、R原色点について行われるR階調値R、R、Rの探索と同様の探索が、RGB値{R”,R”,R”}の代わりにRGB値{M”,M”,M”}を用いて実行されてM補色点の目標RGB値{M,M,M}が決定される。
【0095】
更に、Y補色点についても同様に、sRGBに規定されたR原色点の色座標(R’,Rx’,Ry’)の代わりにsRGBの仕様から得られるY補色点の色座標(Y’,Yx’,Yy’)を用いて同様の処理が行われることで、Y補色点の目標RGB値{Y,Y,Y}が算出される。詳細には、sRGBの仕様から得られるY補色点の色座標(Y’,Yx’,Yy’)が、XYZ表色系の色座標(Y’,Y’,Y’)に変換され、更に、色座標(Y’,Y’,Y’)に対してXYZ−RGB変換マトリックスM−1を適用することにより、RGB値{Y’,Y’,Y’}が算出される。更に、RGB値{Y’,Y’,Y’}を正規化することによってRGB値{YNRM,YNRM,YNRM}が算出されると共に、相対輝度を調整するための補正係数Yが算出される。補正係数Yは、sRGBに規定された白色点の輝度W’、sRGBの仕様から得られるY補色点の輝度Y’、RGB値{WNRM,WNRM,WNRM}からパラメータr、g、bを用いて得られる輝度WNRM、及び、RGB値{YNRM,YNRM,YNRM}からパラメータr、g、bを用いて得られる輝度YNRMに基づいて、下記の式(14f)に従って算出される:
=(Y’/W’)/(YNRM/WNRM) ・・・(14f)
更に、RGB値{YNRM,YNRM,YNRM}に補正係数Yを乗じることによってRGB値{Y”,Y”,Y”}が算出される。最後に、R原色点について行われるR階調値R、R、Rの探索と同様の探索が、RGB値{R”,R”,R”}の代わりにRGB値{Y”,Y”,Y”}を用いて実行されてY補色点の目標RGB値{Y,Y,Y}が決定される。
【0096】
なお、目標RGB値の算出に用いられる相対輝度の補正のための補正係数(R、G、BG、、M、Y、)は、必ずしも、sRGBの仕様に基づいて算出される必要は無い。色域が適正に調整されていれば、画像の色合い(coloring)はユーザの好みに依存してもよいので、相対輝度の補正のための補正係数は、表示装置10の製造者又はユーザの好みに応じて適宜に設定してもよい。
【0097】
(ステップS06)
更に、ステップS04、S05で算出された白色点及び各調整対象色を表示するR、G、Bの階調値から、色補正回路30に設定すべき補正パラメータが算出される。図6は、補正パラメータによって色補正回路30に設定されるべき入出力関係を示す表である。色補正回路30に設定すべき補正パラメータは、白色点及び各調整対象色に対応する画像データが色補正回路30に入力されたときに、それぞれ、白色点及び各調整対象色の目標RGB値が出力されるように決定される。詳細には、色補正回路30に設定すべき補正パラメータは、下記の条件(1)〜(7)を満足するように算出される:
(1)色補正回路30の入力として、白色点に対応する画像データ(即ち、RGB値{255,255,255}の画像データ)が入力されたときに、白色点の目標RGB値{W,W,W}が色補正回路30から出力される。
(2)色補正回路30の入力として、R原色点に対応する画像データ(即ち、RGB値{255,0,0}の画像データ)が入力されたときに、R原色点の目標RGB値{R,R,R}が色補正回路30から出力される。
(3)色補正回路30の入力として、G原色点に対応する画像データ(即ち、RGB値{0,255,0}の画像データ)が入力されたときに、G原色点の目標RGB値{G,G,G}が色補正回路30から出力される。
(4)色補正回路30の入力として、B原色点に対応する画像データ(即ち、RGB値{0,0,255}の画像データ)が入力されたときに、B原色点の目標RGB値{B,B,B}が色補正回路30から出力される。
(5)色補正回路30の入力として、C補色点に対応する画像データ(即ち、RGB値{0,255,255}の画像データ)が入力されたときに、C補色点の目標値RGB値{C,C,C}が色補正回路30から出力される。
(6)色補正回路30の入力として、M補色点に対応する画像データ(即ち、RGB値{255,0,255}の画像データ)が入力されたときに、M補色点の目標RGB値{M,M,M}が色補正回路30から出力される。
(7)色補正回路30の入力として、Y補色点に対応する画像データ(即ち、RGB値{255,255,0}の画像データ)が入力されたときに、Y補色点の目標RGB値{Y,Y,Y}が色補正回路30から出力される。
【0098】
上記のようにして色調整装置20の演算装置4によって算出された補正パラメータは、インターフェース制御回路11を介して表示ドライバ2の不揮発性メモリ15に書き込まれる。表示装置10が動作する場合、不揮発性メモリ15から読み出された補正パラメータが色補正回路30に供給される。色補正回路30は、該補正パラメータに基づいて色調整のためのデジタル演算を行う。これにより、所望の色調整が実現される。
【0099】
なお、上記の実施形態では、R原色点、G原色点、B原色点、C補色点、M補色点及びY補色点のそれぞれについて目標RGB値が算出されているが、色域の調整という観点では、C補色点、M補色点及びY補色点の目標RGB値は算出されなくてもよい。この場合、色補正回路30に設定すべき補正パラメータは、白色点、R原色点、G原色点及びB原色点に対応する画像データが色補正回路30に入力されたときに、それぞれ、白色点、R原色点、G原色点及びB原色点の目標RGB値が出力されるように決定される。
【0100】
上述の実施形態においては、色補正回路30に設定すべき補正パラメータが、色調整装置20の演算装置4によって算出され、算出された補正パラメータが色調整装置20から表示ドライバ2の不揮発性メモリ15に書き込まれているが、補正パラメータの算出及び設定の手法は、様々に変更され得る。
【0101】
図7A図7Bは、他の実施形態における輝度座標測定装置20A及び表示装置10の構成を概略的に示すブロック図である。図7Aを参照して、本実施形態においては、色調整装置20の代わりに、輝度座標データの測定を行う輝度座標測定装置20Aが用いられる。また、表示ドライバ2の不揮発性メモリ15には、輝度座標データを格納する輝度座標データ格納メモリ15aと、補正パラメータを格納する補正パラメータ格納メモリ15bとが用意される。
【0102】
輝度座標測定装置20Aは、輝度計3と演算装置4とを備えており、演算装置4には輝度座標データ測定ソフトウェア6がインストールされている。輝度座標データの測定は、演算装置4が輝度座標データ測定ソフトウェア6を実行することによって実行される。本実施形態では、R原色点、G原色点、B原色点及び白色点の輝度座標データ(即ち、最高階調の原色R、原色G、原色B及び白色の輝度座標データ)、及び、少なくとも一の中間階調の白色に対応する輝度座標データが測定され、測定された輝度座標データが表示ドライバ2の輝度座標データ格納メモリ15aに書き込まれる。
【0103】
図7Bに図示されているように、本実施形態では、表示装置10の実装において、ホスト7と表示装置10とによって表示システムが構成される。この表示システムにおいて、色補正回路30に設定すべき補正パラメータが、表示装置10に画像データを供給するホスト7によって算出される。詳細には、ホスト7に色域調整アルゴリズム8を実行するソフトウェアプログラムがインストールされており、ホスト7が色域調整アルゴリズム8を実行することによって補正パラメータが算出される。補正パラメータの算出においては、輝度座標データ格納メモリ15aに書き込まれている輝度座標データが読み出されて表示ドライバ2からホスト7に転送される。ホスト7は、読み出された輝度座標データから、上述された手順で色補正回路30に設定すべき補正パラメータを算出する。ホスト7によって算出された補正パラメータは、表示ドライバ2に転送され、表示ドライバ2の補正パラメータ格納メモリ15bに書き込まれる。表示ドライバ2の動作においては、補正パラメータ格納メモリ15bから読み出された補正パラメータが色補正回路30に供給される。色補正回路30は、該補正パラメータに基づいて色調整のためのデジタル演算を行う。
【0104】
このような構成は、表示装置10のユーザが所望の色調整を行うために有用である。表示装置10の製造者は、輝度座標測定装置20Aによって測定した輝度座標データを表示ドライバ2の不揮発性メモリ15に書き込む。表示装置10のユーザは、ホスト7によって所望の色域調整アルゴリズム8を実行することにより、所望の色調整を精度よく実行することができる。
【0105】
図8Aは、更に他の実施形態における輝度座標測定装置20A及び表示装置10の構成を概略的に示すブロック図である。図8Aに図示されているように、本実施形態では、表示ドライバ2の不揮発性メモリ15が補正パラメータを格納する補正パラメータ格納メモリ15bと汎用メモリ15cとを備えている。輝度座標測定装置20Aによって測定された輝度座標データは、表示ドライバ2の汎用メモリ15cに書き込まれる。
【0106】
図8Bに図示されているように、本実施形態においても、表示装置10の実装において、ホスト7と表示装置10とで表示システムが構成される。該表示システムにおいては、補正パラメータを算出する場合、汎用メモリ15cに書き込まれている輝度座標データが読み出されて表示ドライバ2からホスト7に転送される。ホスト7は、読み出された輝度座標データから、上述された手順で色補正回路30に設定すべき補正パラメータを算出する。ホスト7によって算出された補正パラメータは、表示ドライバ2に転送され、表示ドライバ2の補正パラメータ格納メモリ15bに書き込まれる。これ以後、汎用メモリ15cの輝度座標データが書き込まれていた領域が、輝度座標データの保持以外の用途に開放される。
【0107】
このような構成は、表示ドライバ2の不揮発性メモリ15を有効利用するために有用である。輝度座標データは、色補正回路30の補正パラメータの算出が完了した後は必ずしも保持する必要がない。色補正回路30の補正パラメータの算出が一度しか行われない場合には、補正パラメータの算出が完了した後、輝度座標データを記憶している汎用メモリ15cを輝度座標データの保持以外の用途に用いることで、不揮発性メモリ15を有効利用することができる。なお、色調整、即ち、色補正回路30の補正パラメータの算出を所望のタイミングで実行できるようにするためには、汎用メモリ15cに輝度座標データを継続して保持しておいてもよい。
【0108】
図9A図9Bは、更に他の実施形態における輝度座標測定装置20A及び表示装置10の構成を概略的に示すブロック図である。本実施形態では、表示ドライバ2の不揮発性メモリ15が補正パラメータ格納メモリ15bを備えている。輝度座標測定装置20Aによって測定された輝度座標データは、表示ドライバ2の補正パラメータ格納メモリ15bに書き込まれる。
【0109】
図9Bに図示されているように、本実施形態では、ホスト7が、輝度座標データ格納メモリ9を備えている。詳細には、補正パラメータを算出する場合、補正パラメータ格納メモリ15bに書き込まれている輝度座標データが読み出されて表示ドライバ2からホスト7に転送され、ホスト7の輝度座標データ格納メモリ9に書き込まれる。ホスト7は、輝度座標データ格納メモリ9に格納された輝度座標データから、上述された手順で色補正回路30に設定すべき補正パラメータを算出する。ホスト7によって算出された補正パラメータは、表示ドライバ2に転送され、表示ドライバ2の補正パラメータ格納メモリ15bに書き込まれる。補正パラメータの書き込みにおいては、補正パラメータ格納メモリ15bに格納されていた輝度座標データは、補正パラメータによって上書きされる。このような構成によれば、表示ドライバ2の不揮発性メモリ15の容量を低減することができる。
【0110】
ホスト7の輝度座標データ格納メモリ9に格納された輝度座標データは、補正パラメータの算出の後、保持されていてもよいし、破棄されてもよい。色調整、即ち、色補正回路30の補正パラメータの算出を所望のタイミングで実行できるようにする場合には、輝度座標データが、輝度座標データ格納メモリ9に保持され続ける。一方、補正パラメータの算出が一度だけ行われる場合、輝度座標データは、補正パラメータの算出の後、破棄される。この場合、輝度座標データ格納メモリ9として汎用メモリが用いられてもよい。補正パラメータの算出の後、汎用メモリは、輝度座標データの保持以外の用途に用いてもよい。このような構成は、メモリ資源の有効利用のために好ましい。
【0111】
以上には、本発明の実施形態が具体的に記述されているが、本発明は、上記の実施形態に限定されると解釈してはならない。本発明が様々な変更と共に実施され得ることは、当業者には自明的であろう。
【符号の説明】
【0112】
1 :液晶表示パネル
2 :表示ドライバ
3 :輝度計
4 :演算装置
5 :色域調整アルゴリズム
6 :輝度座標データ測定ソフトウェア
7 :ホスト(CPU)
8 :色域調整アルゴリズム
9 :輝度座標データ格納メモリ
10 :表示装置
11 :インターフェース制御回路
12L、12R:メモリ
13 :デジタル演算回路
14 :アナログ処理回路
15 :不揮発性メモリ
15a :輝度座標データ格納メモリ
15b :補正パラメータ格納メモリ
15c :汎用メモリ
16 :階調電圧生成回路
17 :DAコンバータ
18 :ソースドライバ回路
20 :色調整装置
20A :輝度座標測定装置
21 :色域
22 :白色点
23 :目標の色域
24 :目標の白色点
30 :色補正回路
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7A
図7B
図8A
図8B
図9A
図9B