ルックアップテーブル作成方法
【課題】理想的な色に対する実際の表示色との差違を直感的にかつ定量的に評価し、基準となる色への変換を簡単かつ正確に行うこと。
【解決手段】ルックアップテーブルは次のように作成される。まず、カラー画像発生装置１１から表示装置１２に向けて出力された色信号をルックアップテーブルを用いて変換する。続いて、変換された色信号に基づいて表示装置が発した光の波長強度分布を測定する。続いて、その分布からＸＹＺ値を算出し、ＸＹＺ値とＲＧＢ値とを関連付けるマトリックスデータを用いてそのＸＹＺ値を第１のＲＧＢ値に換算する。また、カラー画像発生装置１１からの色信号に基づいて第２のＲＧＢ値を算出する。そして、第１のＲＧＢ値と第２のＲＧＢ値とを比較してルックアップテーブルを修正する。
【解決手段】ルックアップテーブルは次のように作成される。まず、カラー画像発生装置１１から表示装置１２に向けて出力された色信号をルックアップテーブルを用いて変換する。続いて、変換された色信号に基づいて表示装置が発した光の波長強度分布を測定する。続いて、その分布からＸＹＺ値を算出し、ＸＹＺ値とＲＧＢ値とを関連付けるマトリックスデータを用いてそのＸＹＺ値を第１のＲＧＢ値に換算する。また、カラー画像発生装置１１からの色信号に基づいて第２のＲＧＢ値を算出する。そして、第１のＲＧＢ値と第２のＲＧＢ値とを比較してルックアップテーブルを修正する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置に表示される色や撮像装置で取得した色を適正化するためのルックアップテーブル作成方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、表示装置に表示される色の評価には、国際照明委員会（ＣＩＥ）で規定されたＸＹＺ表色系やＵＣＳ表色系等の表色系が用いられている。以下の特許文献１及び特許文献２に開示されたルックアップテーブル作成方法は、このような表色系を用いて、表示装置に表示された色を評価するものである。また、色域変換に用いる三次元ルックアップテーブルを作成する方法として、下記特許文献３に記載のものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２０９２３０号公報
【特許文献２】特開２００２−２１８２６１号公報
【特許文献３】特開２００８−８５９８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の色評価に用いられる色度図は色空間が歪められた図である。また、従来の色度図では、原色や二次色の位置の対称性が悪く、白が原点に位置していない。したがって、従来の色度図では、表示装置が表示すべき理想の色や撮像装置で取得すべき理想の色に対する実際の色の差異が色空間上で把握し難いものとなっている。
【０００５】
また、表示装置や撮像装置が高精細になって装置の画素同士が接近することで、隣接画素間のクロストークが無視できなくなる。また、液晶ディスプレイ等においては、カラーフィルタの位置ずれ等も生じ易い。これらの要因により、中間色が理想の状態からずれて表示されてしまうが、そのようなずれを簡易に観察、検査、評価することはできない。
【０００６】
また、三次元ルックアップテーブルを当該テーブルの各格子点の情報を基に修正することは、格子点数が非常に多いために困難であり、個々の表示装置及び撮像装置について簡単に測色して補正値を得ることは難しい。また、たとえ格子点数分の情報を求めたとしても、テーブルに含まれる修正値を補間して求める必要があり、不正確な結果を得てしまう可能性がある。
【０００７】
そこで本発明は、理想的な色に対する実際の表示色との差違を直感的にかつ定量的に評価し、基準となる色への変換を簡単かつ正確に行うことが可能なルックアップテーブル作成方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のルックアップテーブル作成方法は、カラー画像発生手段が色信号を表示装置に向けて出力するカラー画像発生ステップと、ルックアップテーブルを第１記憶手段から読み出し、該ルックアップテーブルを用いて、カラー画像発生手段から表示装置に送られる色信号を変換する変換ステップと、表示装置からの光の波長強度分布又は該光に基づく三刺激値を測定する測定ステップと、波長強度分布又は三刺激値から得られるＸＹＺ値又は色度ｘｙｚとＲＧＢ値とを関連付けるマトリックスデータを第２記憶手段から読み出し、該マトリックスデータを用いて、測定ステップにおいて得られるＸＹＺ値を第１のＲＧＢ値に換算する第１算出ステップと、カラー画像発生手段から入力された色信号に基づいて第２のＲＧＢ値を算出する第２算出ステップと、第１のＲＧＢ値と第２のＲＧＢ値とを比較して、第１記憶手段内のルックアップテーブルを修正する修正ステップと、を含む。
【０００９】
このルックアップテーブル作成方法によれば、測定結果に基づいて算出されたＲＧＢ値（測定値）と入力信号に基づいて算出されたＲＧＢ値（基準値）とを比較することで測定値のずれを簡単かつ定量的にすることができる。また、当該比較に基づいてルックアップテーブルを修正することで、基準となる色への変換を簡単かつ正確に行うことができる。
【００１０】
本発明のルックアップテーブル作成方法は、第１のＲＧＢ値に基づいて第１の色相及び彩度を算出し、該第１の色相及び彩度の位置を示す第１の分布図を作成する第１作成ステップと、第２のＲＧＢ値に基づいて第２の色相及び彩度を算出し、該第２の色相及び彩度の位置を示す第２の分布図を作成する第２作成ステップと、第１の分布図及び第２の分布図を出力する出力ステップと、を更に含んでもよい。ここで、第１の分布図及び第２の分布図は、色相を偏角とし彩度を動径とする分布図である。
【００１１】
この場合には、表示装置が発した色の色相及び彩度の位置が、色相を偏角とし彩度を動径とする分布図で示されるので、表示装置からの発色が赤・緑・青のどの方向にずれているかを直感的に且つ定量的に知ることができる。また、第１の分布図はマトリックスデータに基づいて作成されるので、第１の分布図と第２の分布図とを比較することで、測定値に基づく色相及び彩度の位置（第１の分布図で示される位置）とそれらの理想の位置（第２の分布図で示される位置）との差異を定量的に把握できる。更に、ルックアップテーブルが正しく作用しているか否かを分布図に基づいて検査し、必要であれば、当該テーブルを自動的に修正するだけでなく人為的に簡単に修正することも可能である。
【００１２】
本発明のルックアップテーブル作成方法では、マトリックスデータは、表示装置の最大彩度の赤・緑・青、及び白のＸＹＺ値に基づいて算出されるか、又は、所定の色空間の基準ＸＹＺ値と基準色温度とに基づいて算出されてもよい。前者の場合には、表示装置自体の白色点を中心として最大彩度の点がＲＧＢの最大値になるように変換されるので、表示装置自体のガンマ特性を容易に評価できる。後者の場合には、規格値が基準になるので、その規格値からのずれを評価できる。
【００１３】
本発明のルックアップテーブル作成方法では、カラー画像発生手段は、選択した色若しくはランダムに発生させた色を表示装置に出力するか、又は、該選択した色若しくはランダムに発生させた色を表示装置から出力したものを撮像装置により取得し記録した色を再び表示装置に出力してもよい。
【００１４】
色を任意に選択して表示することで、ルックアップテーブル内において格子点を均等に割り付けたり、視覚的に敏感な領域に多くの修正点を設けたりすることが可能となる。また、ランダムに修正点を設けることもできる。また、修正が完了したルックアップテーブルを用いる表示装置が発した色を撮像装置で取得して再び表示装置から発色させることで、撮像装置自体の色評価を行ったり、撮像装置が用いるルックアップテーブルを修正したりすることができる。
【００１５】
本発明のルックアップテーブル作成方法では、カラー画像発生手段は、赤・緑・青の強度を変化させたパターンと、黄・シアン・マゼンタの彩度を変化させたパターンと、彩度を一定として色相方向に０度以上３６０度未満変化させたパターンの色とを表示装置に出力し、修正ステップでは、第１のＲＧＢ値及び第２のＲＧＢ値から得られる少なくとも１２種類のガンマ特性に基づいてルックアップテーブルを修正してもよい。
【００１６】
赤・緑・青の強度変化により単色のガンマ特性が得られ、黄・シアン・マゼンタの彩度を変化させると、それぞれの補色である青・赤・緑のガンマ特性が得られる。ただし、後者においては補色以外の２色は同じＲＧＢ値である。また、彩度を一定にして色相方向に０度以上３６０度未満の角度で色味を変化させると、ＲＧＢのうちの一色が変化し、他の二色は強度を有するが変化しない状態にすることができる。特に、彩度を最大にして変化させると、ＲＧＢのうち一つが０、もう一つが最大、残り一つが変化するという状態を作ることができる。したがって、これらを組み合わせると１２種類のガンマ特性を得ることができ、ＲＧＢ色立体の各辺をなぞったことと等価になる。このようにガンマ特性を得ることで、画素間にクロストークが発生した状態を評価してルックアップテーブルを修正することができる。なお、強度とは明るさのことを表し、以下同様である。
【００１７】
本発明のルックアップテーブル作成方法では、修正ステップにて、少なくとも１２種類のガンマ特性を用いて算出した修正値に基づいてルックアップテーブルを修正し、変換ステップでは、修正されたルックアップテーブルに基づいてＲＧＢ色立体の内部の修正量を推定して色信号を変換してもよい。この場合には、例えば三次元ルックアップテーブルに代えて１２個の一次元ルックアップテーブルを用いることになるので、はるかに少ない点数で色立体内の修正量を推定できる。また、ＲＧＢ色立体の各辺に相当するルックアップテーブルに基づいて色立体内部の修正量を精度良く補間することができる。
【００１８】
本発明のルックアップテーブル作成方法では、変換ステップにて、ＲＧＢ色立体において互いに平行な辺からの距離に応じて、該ＲＧＢ色立体の内部の修正量を決定してもよい。これにより、修正量の計算が非常に簡単になり、計算時間を短縮することができる。
【００１９】
本発明のルックアップテーブル作成方法では、測定ステップにて、ＸＹＺ等色関数に対応する透過スペクトルを有するカラーフィルタを用いた測色計、又は、入力する光を分光して波長成分毎の光の強度を取得する分光測色計により、光の波長強度分布又は三刺激値が測定されてもよい。カラーフィルタを用いた測色計は、簡易な装置であるという利点を有する。また、分光測色計は、波長強度分布を出力することができるので、上記分布図と共に波長強度分布を提供することができ、発色方式の異なる表示装置の波長強度分布の違いによる表色値の微妙な差異などの情報を提供することもできる。
【００２０】
本発明のルックアップテーブル作成方法では、分光測色計は、光を受ける端面を有する光ファイバと、光ファイバの端面と表示装置との距離を規定するためのアダプタと、光ファイバから出力される光を分光する分光素子と、分光素子によって分光された光を波長成分ごとに受光する複数の受光素子と、を有してもよい。かかる分光測色計によれば、アダプタによって光ファイバ端面と表示装置との間の距離を略一定に保つことが出来るので、安定したスペクトル分布の取得が可能となる。また、光ファイバの開口数（ＮＡ）に相当するエリアが測定されるので、表示装置の比較的狭い領域の状態を知ることが可能になる。すなわち、色に関する表示装置の不均一性を評価できる。
【００２１】
本発明のルックアップテーブル作成方法では、第１作成ステップにて、第１のＲＧＢ値を用いて、次式（１ａ）及び（１ｂ）、又は、次式（１ａ）及び（１ｃ）に基づき色相Ｈ及び彩度Ｓを求めてもよい。
【数１】
ここで、ａ及びｂは定数であり、ＭＩＮ，ＭＡＸはそれぞれ、ＲＧＢ値のうちの最大値、最小値である。また、Ｉは彩度Ｓを無次元量にするための規格化定数であり、以下のように定義される。なお、定数Ｉの定義は下記に限定されない。
【数２】
【００２２】
このような計算によって得られる色相及び彩度を分布図上に表示させることにより、ａ＝ｂ＝１の場合には、各分布図上において、赤・緑・青の位置関係を正三角形とし、黄・シアン・マゼンタの位置関係を正三角形とすることができる。また、白が各分布図の原点となる。したがって、非常に理解し易い分布図が得られる。さらに、当該分布図はベクトルスコープ的な表示となる。また、ａ及びｂの値を選択することにより所望の色領域を拡大できる。
【００２３】
本発明のルックアップテーブル作成方法では、第１作成ステップにて、第１のＲＧＢ値を用いて、次式（２）に基づき色相Ｈ及び彩度Ｓを求めてもよい。
【数３】
ここで、ａ及びｂは定数である。また、Ｊは彩度Ｓを無次元量にするための規格化定数であり、以下のように定義される。なお、定数Ｊの定義は下記に限定されない。
【数４】
【００２４】
このような計算によって得られる各分布図の第１象限では、二次色が座標軸の正の方向に位置し、４５度方向に原色が位置する。さらに、当該分布図において、各座標軸の負の方向は、二次色の補色である原色を表す方向となる。したがって、この分布図を用いることにより、理想の色に近づけるための補正すべき原色の決定及び当該原色の補正量の決定が容易になる。
【発明の効果】
【００２５】
このようなルックアップテーブル作成方法によれば、理想的な色に対する実際の表示色との差違を直感的にかつ定量的に評価し、基準となる色への変換を簡単かつ正確に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】実施形態に係る色評価システムを示すブロック図である。
【図２】図１における測定ユニットを示す斜視図である。
【図３】ＸＹＺ等色関数を示す図である。
【図４】実施形態に係るルックアップテーブル作成方法を示すフローチャートである。
【図５】図１における色評価システムにより表示される分布図の例を示す図である。
【図６】図１における色評価システムにより表示される分布図の例を示す図である。
【図７】ブラウン管に関する分布図の例を示す図である。
【図８】冷陰極管を用いた液晶モニタに関する分布図の例を示す図である。
【図９】三色ＬＥＤを用いた液晶モニタに関する分布図の例を示す図である。
【図１０】ガンマ特性の測定方法と表色系との関係を示す図である。
【図１１】ガンマ特性の測定方法とＲＧＢ色立体との関係を示す図である。
【図１２】１２種類のガンマ曲線の例を示す図である。
【図１３】１２種類のガンマ曲線の例を示す図である。
【図１４】１２種類のガンマ曲線の例を示す図である。
【図１５】ＲＧＢ色立体における出力値の分布を模式的に示す図である。
【図１６】別の実施形態に係る色評価システムを示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一又は同等の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００２８】
まず、実施形態に係る色評価システム１の機能及び構成を説明する。図１に示すように、色評価システム１はカラー画像発生装置１１、表示装置１２、測定ユニット１３、マトリックス記憶部１４、第１演算部１５、第２演算部１６、ディスプレイ１７、信号変換部２０及びテーブル修正部２１を備えている。色評価システム１は、カラー画像発生装置１１から表示装置１２に送られる信号（例えばＲＧＢ信号やＹＰｂＰｒ信号など）を変換し、変換された信号に基づいて表示装置１２が表示するパターンの色を評価するコンピュータシステムである。
【００２９】
信号変換部２０は、予め内部に記憶しているルックアップテーブルを用いて、カラー画像発生装置１１から表示装置１２に送られる色信号を変換する手段である。色信号が入力されると、信号変換部２０はそのルックアップテーブルを読み出して色信号を変換し、変換した信号を表示装置１２に出力する。ルックアップテーブルの初期値は、カラー画像発生装置１１からの信号をそのまま出力するように設定されている。このルックアップテーブルは、後述するテーブル修正部２１により補正され得る。
【００３０】
信号変換部２０はルックアップテーブルに基づいてＲＧＢ色立体の内部の修正値を推定し、その推定結果も用いて色信号を変換する。この推定処理は後述するガンマ特性とも関係するので、処理の詳細は後述する。
【００３１】
測定ユニット１３は、表示装置１２から発せられる光の波長強度分布を測定し取得する手段である。図２に示すように、測定ユニット１３は光ファイバ１３ａ、分光器１３ｂ、及びアダプタ１３ｃを有している。分光器１３ｂは、反射型回折格子１３ｄ及びラインセンサ１３ｅを含んでいる。
【００３２】
測定ユニット１３では、光ファイバ１３ａの一端面に表示装置１２からの光が入射し、その光が光ファイバ１３ａの他端面から出射して反射型回折格子１３ｄに入射する。反射型回折格子１３ｄは、入射する光を波長によって異なる方向に反射し、ラインセンサ１３ｅがそれぞれの波長成分の光を受光する。ラインセンサ１３ｅは受けた光の強度に応じた信号を出力する。
【００３３】
アダプタ１３ｃは、表示装置１２の表面と光ファイバ１３ａの一端面との距離を一定に保つ部品である。このアダプタ１３ｃは、円筒形状又はコーン状の筒形状を有しており、その内部に光ファイバを保持する。アダプタ１３ｃの内面は、黒塗り等によって、外部からの光の侵入を防ぐ機能を有している。かかるアダプタ１３ｃによって、測定ユニット１３は表示装置１２からの光の波長強度分布を安定的に測定できる。
【００３４】
測定ユニット１３は、波長強度分布を測定することに代えて、三刺激値（ＸＹＺ値）を測定する測色計であってもよい。例えば、ＸＹＺの等色関数の透過度を有する三つのカラーフィルタと、三つの受光素子とを備える測色計を用いることができる。カラーフィルタを用いた測色計は、簡易な装置であるという利点を有する。なお、特願２００９−２０９６２５号明細書には測定ユニット１３の他の変形例が記載されている。
【００３５】
マトリックス記憶部１４は、波長強度分布又は三刺激値から得られるＸＹＺ値又は色度ｘｙｚとＲＧＢ値とを関連付けるマトリックスデータを記憶する手段である。マトリックスは以下の理論で算出される。
【００３６】
ＸＹＺ値とＲＧＢ値との関係を、Ｘ＝ａＲ＋ｂＧ＋ｃＢ、Ｙ＝ｄＲ＋ｅＧ＋ｆＢ、Ｚ＝ｇＲ＋ｈＧ＋ｉＢという三つの式で定義する。色度ｘｙについては、ｘ＝Ｘ／(Ｘ＋Ｙ＋Ｚ)、ｙ＝Ｙ／(Ｘ＋Ｙ＋Ｚ)という二つの式で定義する。このように、ＲＧＢ値とＸＹＺ値との関係は独立した３個の式で求まり、色度ｘｙｚとＸＹＺ値との関係は比で与えられるので、ＲＧＢ値と色度ｘｙｚとの関係は独立した４個の式により定まる。
【００３７】
ＲＧＢ値と色度ｘｙｚとを関連付ける方法には、規格値に合わせる方法と、実測値に合わせる方法の二種類がある。規格値に合わせると、表示装置１２の実際の規格値に対するずれを測定できる。一方、実測値に合わせると、表示装置１２の光学的な表示能力の最大性能を容易に評価できる。この理由は、スペクトル分布が個々の表示装置で異なるために最大彩度は通常、規格値よりも大きめに設定してあるからである。すなわち、色域は規格値よりも若干大きく、それを電気的な調整により規格値付近に合わせていることが多いからである。
【００３８】
まず、規格値に合わせる方法について述べる。色空間の規格としてはｓ−ＲＧＢやＡｄｏｂｅ ＲＧＢ等があるが、ここではＡｄｏｂｅ ＲＧＢに関して述べる（Ａｄｏｂｅはアドビ・システムズ社の商標）。Ａｄｏｂｅ ＲＧＢでは、最大彩度の赤・緑・青の色度（ｘ，ｙ）はそれぞれ、（０．６４，０．３３），（０．２１，０．７１），（０．１５，０．０６）となる。また、白は色温度等により定める。例えば、Ｄ６５の場合には白の色度（ｘ，ｙ）が（０．３１２７，０．３２９）であるとする。このとき、ＲＧＢ値とＸＹＺ値との関係（マトリックス）は下記のように定まる。
Ｒ＝１．８０３９７Ｘ−０．４９９２５Ｙ−０．３０４６１Ｚ
Ｇ＝−０．８５６４３Ｘ＋１．６５７６２Ｙ＋０．０３６７２Ｚ
Ｂ＝０．０１１８８Ｘ−０．１０４５８Ｙ＋０．８９７０２Ｚ …（３）
この式群（３）を逆変換すれば下記の関係（マトリックス）が得られる。
Ｘ＝０．５７６６７Ｒ＋０．１８５５６Ｇ＋０．１８８２３Ｂ
Ｙ＝０．２９７３４Ｒ＋０．６２７３７Ｇ＋０．０７５２９Ｂ
Ｚ＝０．０２７０３Ｒ＋０．０７０６９Ｇ＋０．９９１３３Ｂ …（４）
なお、上記規格値は最大彩度のＲＧＢ及び色度ｘｙを指定するものなので、規格値を任意の値にしても同様に計算できることは言うまでもない。
【００３９】
次に、実測値に合わせる方法について述べる。表示装置のスペクトル分布は装置の種類によって異なるので、最大彩度のＲＧＢ値を表示してもその色度ｘｙｚは表示装置毎に異なる。そこで、カラー画像発生装置１１で最大彩度の赤・緑・青、及び白を発生させ、表示装置１２から発色させる。そして、発せられた色を測色計で測定して、後述する式（５）によりＸＹＺ値を求める。続いて、そのＸＹＺ値を色度ｘｙｚに変換し、ＲＧＢとＸＹＺとの変換式（マトリックス）を求める。更に、規格値の場合と同様にマトリックスの逆変換式も求めておく。当然ながらこの場合には、上記のマトリックスとは要素の異なるマトリックスが得られる。
【００４０】
マトリックス記憶部１４は、上記のように算出されたマトリックスのデータを記憶する。以下では、説明を簡単にするために、実測値に基づくマトリックスデータがマトリックス記憶部１４に記憶されているものとして説明する。
【００４１】
第１演算部１５は、マトリックスデータを用いてＸＹＺ値をＲＧＢ値に換算し、該ＲＧＢ値に基づいて色相及び彩度を算出し、色相及び彩度の位置を示す分布図（第１の分布図）を作成する手段である。
【００４２】
第１演算部１５は測定ユニット１３によって測定された波長強度分布を下記式（５）に適用してＸＹＺ値を算出する。
【数５】
ここで、S（λ）は波長強度分布であり、x（λ），ｙ（λ），ｚ（λ）はそれぞれ、図３に示すようなｘ，ｙ，ｚの等色関数であり、Ｋは任意の定数である。なお、測定ユニット１３が上述した測色計の場合には、第１演算部１５は測定ユニット１３によって生成されるデータの三刺激値をＸＹＺ値として用いることができる。
【００４３】
続いて、第１演算部１５はマトリックス記憶部１４から読み出したマトリックスデータで示される変換式（例えば上記式群（３））にそのＸＹＺ値を適用することでＲＧＢ値を算出する。なお、測定ユニット１３から波長強度分布が得られる場合には、第１演算部１５はＲＧＢ等色関数ｒ(λ)，ｇ(λ)，ｂ(λ)を用いて、波長強度分布からＲＧＢ値を直接算出することもできる。この場合には、上記式（５）のｘ(λ)，ｙ(λ)，ｚ(λ)をそれぞれｒ(λ)，ｇ(λ)，ｂ(λ)に置き換えればよい。
【００４４】
続いて、第１演算部１５は算出したＲＧＢ値を上記式（１ａ），（１ｂ）に適用することで色相Ｈ及び彩度Ｓを求める。式（１ａ），（１ｂ）における定数ａ，ｂは任意であるが、以下の説明ではａ＝ｂ＝１とする。なお、式（１ｂ）の代わりに式（１ｃ）が用いられてもよい。また、第１演算部１５はＲＧＢ値を上記式（２）に適用して色相Ｈ及び彩度Ｓを算出してもよい。式（２）における定数ａ，ｂも任意であるが、以下の説明ではａ＝ｂ＝１とする。なお、ａ＜０であれば、色相の回る方向が逆向きになる。また、｜ａ｜≦１，ｂ＞１とすれば、測定したい色（例えば、人間の肌の色のような、人間が敏感に違いを感じる色）の領域を実質的に拡大することができる。
【００４５】
続いて、第１演算部１５は、色相を偏角方向にとり彩度を動径方向にとった分布図であって、求めた色相Ｈ及び彩度Ｓの位置を示す分布図を作成し、分布図のデータをディスプレイ１７に出力する。また、第１演算部１５は算出したＲＧＢ値をテーブル修正部２１に出力する。
【００４６】
第２演算部１６は、カラー画像発生装置１１から入力された信号に基づいてＲＧＢ値を算出し、そのＲＧＢ値に基づいて色相及び彩度を算出し、色相及び彩度の位置を示す分布図（第２の分布図）を作成する手段である。
【００４７】
第２演算部１６は、カラー画像発生装置１１が表示装置１２に向けて出力される信号と同じ信号を受け、その信号からＲＧＢ値を得る。入力信号がＲＧＢ信号であればその信号がそのままＲＧＢ値として利用され、ＹＰｂＰｒ信号であればその信号が公知の手法でＲＧＢ値に変換される。続いて、第２演算部１６は入力信号に基づくＲＧＢ値を式（１ａ），（１ｂ）、又は式（１ａ）及び（１ｃ）に適用することで色相Ｈ及び彩度Ｓを算出する。このとき、第２演算部１６は式（２）により色相Ｈ及び彩度Ｓを算出してもよい。そして、第２演算部１６は、色相を偏角方向にとり彩度を動径方向にとった分布図であって、色相Ｈ及び彩度Ｓの位置を示す分布図を作成し、分布図のデータをディスプレイ１７に出力する。また、第２演算部１６は算出したＲＧＢ値をテーブル修正部２１に出力する。
【００４８】
色評価システム１では、第１及び第２の分布図がディスプレイ１７に表示される。なお、ディスプレイ１７を省略し、これらの分布図をシステム外の表示装置や記憶装置に供給してもよい。その場合には、第１演算部１５及び第２演算部１６が出力手段となりうる。また、ディスプレイ１７の省略に合わせて、第１演算部１５及び第２演算部１６の分布図作成機能を省略してもよい。
【００４９】
テーブル修正部２１は、信号変換部２０内のルックアップテーブルを修正（作成）する手段である。この処理は後述するガンマ特性とも関係するので、処理の詳細は後述する。
【００５０】
以下、色評価システム１の動作、及び本実施形態に係るルックアップテーブル作成方法について図４を参照しつつ説明する。図４に示すように、本実施形態ではまず、カラー画像発生装置１１が信号変換部２０及び第２演算部１６に向けて色信号を出力する（ステップＳ１１、カラー画像発生ステップ）。その後の処理は、第１演算部１５による測定値算出処理と第２演算部１６による入力値算出処理とに分かれる。
【００５１】
測定値の算出は次の通りである。まず、信号変換部２０がルックアップテーブルを参照して色信号を変換し、変換した信号を表示装置１２に出力する（ステップＳ１２、変換ステップ）。続いて、測定ユニット１３が表示装置１２からの光の波長強度分布を測定する（ステップＳ１３、測定ステップ）。続いて、第１演算部１５がその波長強度分布から算出したＸＹＺ値とマトリックス記憶部１４から読み出したマトリックスデータとに基づいてＲＧＢ値を算出する（ステップＳ１４、第１算出ステップ）。続いて、第１演算部１５は算出したＲＧＢ値に基づいて色相Ｈ及び彩度Ｓを算出し（ステップＳ１５）、その色相Ｈ及び彩度Ｓを用いて第１の分布図を作成する（ステップＳ１６）。ステップＳ１５，Ｓ１６は第１作成ステップといえる。
【００５２】
入力値の算出は次の通りである。第２演算部１６は、まずカラー画像発生装置１１からの信号に基づいてＲＧＢ値を算出する（ステップＳ１７、第２算出ステップ）。続いて、第２演算部１６はそのＲＧＢ値に基づいて色相Ｈ及び彩度Ｓを算出し（ステップＳ１８）、その色相Ｈ及び彩度Ｓを用いて第２の分布図を作成する（ステップＳ１９）。したがって、ステップＳ１８，Ｓ１９は第２作成ステップといえる。
【００５３】
作成された第１及び第２の分布図はディスプレイ１７上に表示される（ステップＳ２０、出力ステップ）。また、各演算部１５，１６で算出されたＲＧＢ値に基づいて、テーブル修正部２１がルックアップテーブルを修正する（ステップＳ２１、修正ステップ）。なお、図４にかかわらず、上記ステップＳ２０，Ｓ２１の処理順は限定されない。
【００５４】
以下では分布図に関して説明する。第１及び第２の分布図は、例えば図５に示すように表示される。図５において、左側の図は上記式（１ａ）及び（１ｂ）、又は上記式（１ａ）及び（１ｃ）を用いて作成した第１及び第２の分布図を重ねて表示したものであり、以下ではこの表示態様を形式Ａという。また、中央の三つの図は、上記式（２）を用いて作成した第１及び第２の分布図を重ねて表示したものであり、以下ではこの表示態様を形式Ｂという。
【００５５】
図５における右側の図は、測定ユニット１３によって得られる波長強度分布である。図５のように波長強度分布を分布図と共に表示することで、表示装置１２固有のスペクトル分布がもたらす影響を同時に観測でき、発色方式の異なる表示装置の波長強度分布の違いによる表色値の微妙な差異などの情報を得ることができる。波長強度分布の詳細は特願２００９−２０９６２５号明細書に記載されている。
【００５６】
当然ながら、結果の表示方法は図５の例に限定されない。例えば、形式Ａの分布図、形式Ｂの分布図、及び波長強度分布を同時ではなく個別に表示してもよいし、これらのうちの一つ又は二つのみを表示してもよい。また、第１の分布図と第２の分布図とを重ねずに個々に表示してもよい。
【００５７】
図６は図５の一部を拡大したものである。図６において、参照符号Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｗはそれぞれ、赤・緑・青・シアン・マゼンタ・黄・白を表示装置１２に表示させた場合の色相及び彩度の位置を示している。また、他より小さな黒塗りの円は、表示装置１２に中間色を表示させた場合の色相及び彩度の理想的な位置を示し、第２演算部１６により算出されるものである。一方、黒塗りの四角は表示装置１２に中間色を表示させた場合の色相及び彩度の位置を示し、第１演算部１５により算出されるものである。
【００５８】
図５，６の例では、ガンマ値を意図的に大きくして、測定値と入力値との間の彩度及び色相のずれを分かりやすく示している。ガンマ特性が合っていないと入力値と測定値とがずれることが図５，６から分かる。したがって、入力値及び測定値のＲＧＢ空間やｘｙ空間上での距離を計測し、平均値や標準偏差等の統計データを計算し、そのデータを適正に選択した値と比較することで、測定ユニット１３の色ずれの度合いを判定することもできる。このときに表示する色はランダムであってもよいし、特定の色であってもよい。特定領域の色再現性が良い表示装置を得たいのであれば、その領域の色を人為的に作成し表示することで同様の判定を行うことができる。ランダムに色を発生させれば恣意的な評価を排除できる。
【００５９】
図６では白の測定値が原点からずれているが、これを理想の位置である原点に合わせるためには、ガンマ特定やコントラストなどを調整して、赤と緑をそれぞれ正の方向に所定量だけ補正すればよい。色ずれが赤・緑・青のどの方向に生じているかをより明確にするには上記式（２）を用いればよい。表示装置のように赤・緑・青が原色となる場合には、図６に示すような形式Ｂの分布図が得られる。その分布図では、二次色である黄・シアン・マゼンタが座標軸に位置し、二次色の補色である赤・緑・青が各軸の負の方向に位置する。したがって、色ずれが生じていると考えられる色に対して、どの原色に対してどの程度の過不足があるかを判断できる。また、変換データが分かっているので補正量を容易に計算できる。
【００６０】
図７〜９はそれぞれ、ブラウン管、バックライトに冷陰極管を用いた液晶モニタ、バックライトに三色ＬＥＤを用いた液晶モニタに関する、形式Ａの分布図である。図７〜９において、黒塗りの円は、入力信号のＲＧＢ値に基づく色相Ｈ及び彩度Ｓの位置を示し、第２演算部１６により算出されたものである。一方、黒塗りの四角は、表示装置１２が発した色のＸＹＺ値から変換された色相Ｈ及び彩度Ｓの位置を示し、第１演算部１５により算出されたものである。また、外側の曲線は、最明色（スペクトルが単一で、理論的にはこれより外側に色が存在しない境界）を表している。各図の中心は白色点である。
【００６１】
図７〜９のいずれも、赤の位置を０度としてそこから１５度間隔に色相Ｈを変化させると共に、彩度Ｓを最大値１に対して２０段階変化させた状態を表す。上記式（１ｂ）にて
【数６】
とした場合には、赤・緑・青はＲＧＢのいずれか一つが１で他が０なので、その最大彩度は
【数７】
となる。また、黄・シアン・マゼンタはＲＧＢのいずれか一つが０で他が１なので、その最大彩度は
【数８】
となる。したがって、赤・緑・青については白色点を除いて１６点が表示されており、黄・シアン・マゼンタについては白色点を除いて１１点が表示されている。他の色については１１〜１６個の点が表示されている。
【００６２】
図７〜９において、彩度面は白を中心として動径方向にほぼ等間隔に並んでいる。また、色相方向の間隔は、赤・緑・青の付近で僅かに広がり、黄・シアン・マゼンタの付近で僅かに狭くなっているが、全体として比較的等しいといえる。形式Ａの分布図では、原色間の角度、及び二次色間の角度はそれぞれ１２０度になる。また、原色と二次色との間の角度は６０度である。このように本実施形態の分布図では彩度の変化量が略一定であり、さらに表示装置の入力信号であるＲＧＢ値に対して測定値もＲＧＢ値にしているので、結果が非常に分かりやすい形で表示され、ずれ量を容易に把握できる。
【００６３】
ブラウン管はＮＴＳＣ方式であり、その色域はｓ−ＲＧＢに対応しているので、図７に示すように、ＲＧＢの入力値と測定値とはほぼ一致する。これは、ブラウン管においてはどの色についても極めて色再現性が良いことを示している。一方、バックライトに冷陰極管を用いた液晶モニタでは、図８に示すように、青からマゼンタにかけて色ずれが発生しており、低彩度では非線形な挙動が認められる。また、バックライトに三色ＬＥＤを用いた液晶モニタでは、図９に示すように、緑の部分と青からマゼンタにかけての部分で比較的大きな色ずれとガンマ特性の調整不良とが認められる。色ずれの原因の一つとして、液晶の場合には隣接画素間におけるクロストークの影響が考えられる。また、電気信号の観点からは、Ｒ，Ｇ，Ｂを独立で駆動させていても、カラーフィルタの位置ずれや漏れ電界により隣接画素が影響を受けていることが考えられる。
【００６４】
図１０は、このような影響を定量化するための、入力ＲＧＢ信号の色相及び彩度が変化するパターンの一例を示す図である。赤・緑・青については、図１０の符号Ｐ１〜Ｐ３で示すように、彩度を変えることなく強度を変化させる。例えば、強度を２５段階で変化させ、最大彩度であるときの各色のＲＧＢスペクトルの全強度、又は各色を発光させたときのスペクトルの最大値で他の強度の値を規格して、入力ＲＧＢ値に対する測定値とする。黄・シアン・マゼンタについては、図１０の符号Ｐ４〜Ｐ６に示すように、彩度を２５段階で変化させる。例えば、黄については、ＲＧＢ＝（２５５，２５５，０），（２５５，２５５，１０），…と変化させ、ＸＹＺ値からＲＧＢ値に変換したときの色を測定値とする。また、図１０の符号Ｐ７〜Ｐ１２に示すように、最大彩度を有する色相方向に対して、ＲＧＢのいずれか一つを２５５に固定し、別の一つを０に固定しながら、残りの一つを２５段階で変化させ、ＸＹＺ値からＲＧＢ値に変換したときの色を測定値とする。例えば符号Ｐ７で示される範囲、すなわちＲＧＢが（２５５，０，０）から（２５５，２５５，０）までの範囲では、緑の強度を２５段階で変化させる。
【００６５】
図１１はＲＧＢ色立体の各辺を示す図である。図１１における符号Ｐ１〜Ｐ１２は図１０における符号Ｐ１〜Ｐ１２に対応する。すなわち、図１０を用いて説明した測定値の獲得は、色立体の各辺のガンマ特性を測定したことを意味する。通常は三原色それぞれの強度を変化させて表示性能を測定するが、クロストークが発生すると隣接画素の影響を無視できなくなる。特に、高精細の小型ディスプレイや大型のディスプレイ等では、この影響は色再現において大きな問題となる。しかし、単色の場合には隣の画素は発色していないので、クロストークの影響を単色のＲＧＢのガンマ特性を用いて計測することはできない。本実施形態により、発生した色自体から色立体の各辺のガンマ特性を測定することができるので、表示装置の発色性能に関しマクロなスケールで評価することができる。
【００６６】
図１２は、図１０，１１に示すような変化パターンに対応するガンマ曲線のグラフである。図１２は、カラー画像発生装置１１から出力された一連の変化パターンに基づいて第１演算部１５で算出された測定値と、当該変化パターンに基づいて第２演算部１６で算出された入力値との関係を示している。表示装置１２のガンマ値が２．２であるのに応じて、入力信号のガンマ値を０．４５４５４５とした。各グラフの縦軸、横軸はそれぞれ測定値、入力値であり、各グラフに付した符号Ｐ１〜Ｐ１２は図１０，１１における符号Ｐ１〜Ｐ１２に対応する。
【００６７】
符号Ｐ１，Ｐ５，Ｐ８，Ｐ１１のグラフは赤の変化を示し、符号Ｐ２，Ｐ６，Ｐ７，Ｐ１０のグラフは緑の変化を示し、符号Ｐ３，Ｐ４，Ｐ９，Ｐ１２のグラフは青の変化を示している。例えば、Ｐ１２のグラフは、赤を最大彩度（２５５）とし緑を０とした場合における青のガンマ特性を示している。このように、図１１に示すＲＧＢ色立体の各辺のガンマ曲線を測定すると１２種類のガンマ特性を得ることができる。図１２に示すように、測定値は入力信号に対してほぼ線形であるが、クロストーク等の影響によりグラフの直線が多少歪んでいる。このように、本実施形態により、隣接画素間の現象がガンマ特性に及ぼす影響を数値化することが可能になる。なお、彩度が一定であればその彩度が最大値でなくても同様の現象が生ずることは言うまでもない。
【００６８】
以下では、ルックアップテーブルの修正方法（テーブル修正部２１の処理）と、ルックアップテーブルに基づいてＲＧＢ色立体の内部の修正値を推定する方法（信号変換部２０の処理）とについて、その理論を詳細に説明する。表示装置固有のガンマ特性をγとし、線形に出力される入力信号のＲＧＢ値をＲ，Ｇ，Ｂとし、表示装置から出力される信号のＲＧＢ値をＲｏｕｔ，Ｇｏｕｔ，Ｂｏｕｔとすると、Ｒｏｕｔ＝２５５＊（Ｒ／２５５）γ、Ｇｏｕｔ＝２５５＊（Ｇ／２５５）γ、Ｂｏｕｔ＝２５５＊（Ｂ／２５５）γとなる。入力信号自体のガンマ特性γｉｎがγｉｎ＝１／γであり、入力信号自体のＲＧＢ値をＲｉｎ，Ｇｉｎ，Ｂｉｎとすると、Ｒ＝２５５＊（Ｒｉｎ／２５５）γｉｎ、Ｇ＝２５５＊（Ｇｉｎ／２５５）γｉｎ、Ｂ＝２５５＊（Ｂｉｎ／２５５）γｉｎとなる。したがって、下記の式群（６）が成立する。
Ｒｏｕｔ＝２５５＊（Ｒｉｎ／２５５）γγｉｎ
Ｇｏｕｔ＝２５５＊（Ｇｉｎ／２５５）γγｉｎ
Ｂｏｕｔ＝２５５＊（Ｂｉｎ／２５５）γγｉｎ …（６）
【００６９】
γｉｎ＝１／γ＝１／２．２とすると、Ｒｏｕｔ＝Ｒｉｎ，Ｇｏｕｔ＝Ｇｉｎ，Ｂｏｕｔ＝Ｂｉｎとなり、表示装置からは線形に信号が出力されることになる。これが図１２に示す１２種類のガンマ特性の意味するところであるが、実際には図１２に示すように完全には線形とならず僅かなずれが生じる。これが色ずれとなって現れる。
【００７０】
上記式群（６）より、γγｉｎ＝ｌｏｇ（Ｒｏｕｔ／２５５）／ｌｏｇ（Ｒｉｎ／２５５）が得られる。例えば図１２のグラフにおいて入力値２００に対して測定値が２０４であるならば、γ＝２．２＊ｌｏｇ（２０４／２５５）／ｌｏｇ（２００／２５５）＝２．０２０６７７であり、１／γ＝０．４９４８８となる。また、Ｒｏｕｔ＝２５５＊（Ｒ／２５５）γよりＲ＝２５５＊（Ｒｏｕｔ／２５５）１／γであるから、出力値Ｒｏｕｔを入力値と同じ２００にするためにはＲｉｎ＝２００を２２６に対応させればよい。このような対応付けを図１２のガンマ曲線上のすべての点について行えば、図１１に示すＲＧＢ色立体の各辺について修正値を求めることができる。ルックアップテーブルは、修正値を求めるための対応付けを示すデータの集まりである。
【００７１】
なお、γｉｎを１／２．２以外の値にしてもよい。例えばγｉｎ＝１とすれば表示装置自体のガンマ特性が得られ、図１３に示すようなガンマ曲線が得られる。また、γｉｎ＝０．２とすればγγｉｎ＝２．２＊０．２＝０．４４となり、図１４に示すようなガンマ曲線が得られる。なお、当然ながら、色相及び彩度の位置を示す分布図はγｉｎに応じて変わる。図１３の場合には入力値が大きい領域で入力値に対する出力値が大きくなり、測定誤差が小さくなる。一方、図１４の場合には入力値が小さい領域で入力値に対する出力値が大きくなり、測定誤差が小さくなる。したがって、図１３，１４のような例を組み合わせて色立体のすべての辺の修正値を求めれば、修正値の精度が上がる。ただし、入力値のガンマ特性を変えながら複数のパターンを求める必要があるので、その分だけ時間を要する。
【００７２】
図１５は、図１１に示すＲＧＢ色立体の一面における出力値の分布を模式的に示す図であり、具体的には４個の頂点Ｖ７，Ｖ４，Ｖ２，Ｖ６を含む面、すなわちＢ＝２５５であるＲＧ面における分布を示している。図１５において出力値（測定値）の位置は黒塗りの円で示されている。信号変換部２０により、図１５に示すような出力値に対して面内の所定の点に置ける修正値が算出（推定）され、色信号が変換される。Ｒ，Ｇ，Ｂをそれぞれ８ビットで表す場合には各辺において２５６個の修正値を得ることが望ましいが、各辺の修正値の数がそれより少なくても、修正点の間を補間すれば同様の効果が得られる。
【００７３】
表１は、γが約２．２であるときのＲＧＢ色立体の各辺の出力値（測定値）を、代表的ないくつかのポイントについて抜き出したものである。表１の１，２行目はそれぞれ、図１５に示す上辺（辺Ｐ１１）、下辺（辺Ｐ５）における出力値である。また、表１の３，４行目はそれぞれ、図１５に示す面と対向する面の辺Ｐ１，Ｐ８における出力値である。γが約２．２であるので、赤（Ｒ）の入力値が小さいほど、γの逆数に相当する点間の距離は大きくなっている。
【表１】
【００７４】
当然ながら、図１１におけるその他の辺、すなわち緑（Ｇ）の入力値を変える場合及び青（Ｂ）の入力値を変える場合についても同様に出力値の集合が得られる。ルックアップテーブルを用いてこれら１２セットの出力値を修正し、更にＲＧＢ色立体の内部の修正値を推定すれば、非常に少ない修正点を計算するだけで色立体全体の正確な修正値を得ることができる。
【００７５】
推定の一手法として、ＲＧＢ色立体にて互いに平行な二辺からの距離に応じて修正値を算出する方法がある。例えば、ある赤（Ｒ）の入力値Ｘに対して出力信号のＲＧＢ値が（Ｒ１，０，２５５），（Ｒ２，２５５，２５５），（Ｒ３，０，０），（Ｒ４，２５５，０）と与えられたとする。ここで、Ｒ１〜Ｒ４は赤（Ｒ）の出力値である。上記表１の例では、入力値Ｒ＝５０であれば、Ｒ１＝１２７，Ｒ２＝１２０，Ｒ３＝１１９，Ｒ４＝１２４となる。γの逆数に対するＲ，Ｇ，Ｂの出力値をそれぞれＲ´，Ｇ´，Ｂ´で表すと、例えばＲ´＝２５５＊（Ｒ／２５５）１／γ＝２５５＊（５０／２５５）１／２．２＝１２１．５９５５となる。入力信号のガンマ値を１としたときの各辺のガンマ値（図１３参照）を最小二乗法等で求め、その逆数を用いて上記のように計算すれば、Ｒ´，Ｇ´，Ｂ´を更に精度良く算出できる。
【００７６】
色立体内部の修正値は次のように求める。図１５に示すＲＧ面内では、Ｒ１´＝Ｒ１＋Ｇ´＊（Ｒ２−Ｒ１）／２５５となる。また、そのＲＧ面と対向する面については、Ｒ２´＝Ｒ３＋Ｇ´＊（Ｒ４−Ｒ３）／２５５となる。したがって、色立体内部については下記式が成立する。
Ｒ＝Ｒ２´＋Ｂ´＊（Ｒ１´−Ｒ２´）／２５５
＝Ｒ３＋Ｇ´＊（Ｒ４−Ｒ３）／２５５＋Ｂ´＊
（（Ｒ１−Ｒ３）＋Ｇ´＊（（Ｒ２−Ｒ１）−（Ｒ４−Ｒ３））／２５５）／２５５
【００７７】
同様に、ある緑（Ｇ）の入力値Ｙに対してＲＧＢ値が（０，Ｇ１，２５５），（２５５，Ｇ２，２５５），（０，Ｇ３，０），（２５５，Ｇ４，０）と与えられたならば、色立体内部について下記式が成立する。
Ｇ＝Ｇ３＋Ｂ´＊（Ｇ１−Ｇ３）／２５５＋Ｒ´＊
（（Ｇ４−Ｇ３）＋Ｂ´＊（（Ｇ２−Ｇ４）−（Ｇ１−Ｇ３））／２５５）／２５５
【００７８】
また、ある青（Ｂ）の入力値Ｚに対してＲＧＢ値が（０，２５５，Ｂ１），（２５５，２５５，Ｂ２），（０，０，Ｂ３），（２５５，０，Ｂ４）として与えられたならば、色立体内部について下記式が成立する。
Ｂ＝Ｂ３＋Ｒ´＊（Ｂ４−Ｂ３）／２５５＋Ｇ´＊
（（Ｂ１−Ｂ３）＋Ｒ´＊（（Ｂ２−Ｂ１）−（Ｂ４−Ｂ３））／２５５）／２５５
【００７９】
このように、（Ｘ，０，０），（Ｘ，２５５，０），（Ｘ，２５５，２５５），（Ｘ，０，２５５）とＹ，Ｚとの位置関係を勘案して入力値Ｘに対応するＲの値を決め、Ｂ，Ｇについても同様に決めることで、ＲＧＢ色立体の各辺の値（修正値）から色立体内部の値（修正値）を推定できる。
【００８０】
従来は、ＲＧＢ色立体をある大きさの立方体で埋め尽くし、各格子点の修正量をルックアップテーブルとしている。したがって、例えば８ビットの色空間を１６分割（Ｍ＝１６）すると、１６×１６×１６の立方体の格子点が必要になり、格子点数は（Ｍ＋１）３＝１７３＝４９１３になる。また、一つの立方体で囲まれる内部の点は４０９６点となる。これに対して本実施形態によれば、ＲＧＢ値は各辺で分解点の数だけ得られるので、８ビットの分解能であれば、２５６（点）×１２（辺）＝３０７２点のデータから色立体内部の修正値を推定することになる。このとき、ルックアップテーブルにはＲＧＢ色立体の各辺上での修正量を求めるためのデータがあれば十分である。また本実施形態では修正点が各辺に配置されるのでより正確に推定できる。例えば上述したクロストークは光量ないし付与される電気信号と比例関係になると考えられるので、クロストークが最大となる色立体の各辺の修正値を用いて、色立体内部のＲＧＢ値を辺からの距離で線形的に推定すれば、当該ＲＧＢ値を正確に推定できる。
【００８１】
このようにして、カラー画像発生装置１１から出力された任意の色やランダムに決められた色の信号にルックアップテーブルを適用し、図６に示す第１及び第２の分布図や図１２等に示すガンマ曲線を解析することで、ルックアップテーブルの有効性を確認できる。ルックアップテーブルを用いているにもかかわらず、上記の理由以外でガンマ特性が非線形性を示し、色立体内部のある領域にずれが確認された場合には、色ずれを生じている部分を分布図にて確認し、更なる修正を加えることが可能である。最終的には、誤差の範囲内で入力値と測定値とが一致し、ガンマ曲線が図１２に示すように線形になればよい。
【００８２】
また、本実施形態は通常の三次元ルックアップテーブルを作成する場合にも適用できる。すなわち、色相及び彩度の変化を等間隔にし、強度の変化を色相及び彩度の変化と同じ程度にすれば、等間隔の立方体の格子点を測定したことになり、各格子点に対してルックアップテーブルを作成すれば、修正値を得ることができる。
【００８３】
また、例えば肌や空、海等の視覚的に敏感な領域に対して格子点の数を増やすことも容易にできる。具体的には、色ずれの生じている領域を特定してその部分の色を発生させ、当該領域の特定の色についてのルックアップテーブルを作成する。このようにすれば、大半の色についてはＲＧＢ色立体の各辺に対応するルックアップテーブルに基づいてＲＧＢ値を推定し、特定領域についてはそれとは別の三次元ルックアップテーブルを作成して併用することで、非常に合理的に修正値を得ることができる。
【００８４】
また、色立体内部の点を用いて更に詳細な補正をすることも可能である。例えば、ＲＧＢ色立体の中心（１２８，１２８，１２８)を対称中心とする二つの頂点を結ぶ線分に沿って彩度及び強度を変化させたパターンを作成してもよい。すなわち、図１１における頂点Ｖ１と頂点Ｖ２の間、頂点Ｖ３と頂点Ｖ４の間、頂点Ｖ５と頂点Ｖ６の間、及び頂点Ｖ７と頂点Ｖ８の間について変化パターンを作成する。例えば、頂点Ｖ３と頂点Ｖ４と間についてはＲＧＢを（０，２５５，０）から（１０，２４５，１０），（２０，２３５，２０），…，（２５５，０，２５５）のように変化させる。この場合には、強度を変えながら緑に関する一種のガンマ特性が測定されたと考えてよい。このような４種類の新たな特性は、強度を変えたときの赤・緑・青・白のある種のガンマ特性である。上記１２種類とこれら４種類とを合わせた計１６種類のガンマ特性を用いて、上記と同様に各線分からの距離に応じて色立体内部の修正値を算出すればよい。
【００８５】
また、ＲＧＢ色立体の中心（１２８，１２８，１２８）を中心とするより小さなＲＧＢ色立体を考慮してもよい。例えば、次の８点（６４，６４，６４），（６４，６４，１９２），（６４，１９２，６４），（１９２，６４，６４），（６４，１９２，１９２），（１９２，６４，１９２），（１９２，１９２，６４），（１９２，１９２，１９２）を頂点する立方体の辺上で色を変化させるパターンを表示すれば、実質的に、１色だけ強度を変化させたパターンでバイアスの異なる１２種類のガンマ特性を得ることができる。そして、大小双方のＲＧＢ色立体の各辺について、上記と同様にルックアップテーブルを用いて辺上の修正値を算出し、上記と同様に各辺からの距離に応じて色立体内部の修正値を算出すれば、立体内部の修正値をより高精度に得ることができる。
【００８６】
以上説明したように、本実施形態によれば、測定結果に基づいて算出されたＲＧＢ値（測定値）と入力信号に基づいて算出されたＲＧＢ値（基準値）とを比較することで測定値のずれを簡単かつ定量的にすることができる。また、当該比較に基づいてルックアップテーブルを修正することで、基準となる色への変換を簡単かつ正確に行うことができる。
【００８７】
また、表示装置１２からの発色が赤・緑・青のどの方向にずれているかを直感的に且つ定量的に知ることができる。第１の分布図はマトリックスデータに基づいて作成されるので、第１の分布図と第２の分布図とを比較することで、測定値に基づく色相及び彩度の位置（第１の分布図で示される位置）とそれらの理想の位置（第２の分布図で示される位置）との差異を定量的に把握できる。更に、ルックアップテーブルが正しく作用しているか否かを分布図に基づいて検査し、必要であれば、当該テーブルを自動的に修正するだけでなく人為的に簡単に修正することもできる。
【００８８】
次に、別の実施形態に係る色評価システム２について説明する。この実施形態の目的の一つは、性能が既に判明している表示装置を用いて撮像装置の諸特性を評価することである。図１６に示すように、色評価システム２は、撮像装置１８及び画像メモリ１９を備えている点と、カラー画像発生装置１１Ａ、表示装置１２Ａ、第１演算部１５Ａ、第２演算部１６Ａ、及びテーブル修正部２１Ａの処理内容がカラー画像発生装置１１、表示装置１２、第１演算部１５、第２演算部１６、テーブル修正部２１と異なる点において、色評価システム１と異なっている。以下では、色評価システム１と同様の機能及び構成に関する説明を省略し、異なる点を特に説明する。
【００８９】
表示装置１２Ａは、信号変換機能及びルックアップテーブルを内部に有している。すなわち、表示装置１２Ａは上記実施形態における信号変換部２０及び表示装置１２を組み合わせた装置である。また、撮像装置１８も上記信号変換部２０に相当する機能とルックアップテーブルとを備えている。このように、信号変換機能及びルックアップテーブルの配置は任意に決めてよい。色評価システム２では、表示装置１２Ａのルックアップテーブルの修正は上記実施形態の手法により既に完了しているものとする。
【００９０】
撮像装置１８は表示装置１２Ａが表示する画像を撮影し、撮像データを加工することなく画像メモリ１９に記憶する。したがって、画像メモリ１９に記憶されるデータは撮像装置１８の出力特性のみを反映した画像を示す。カラー画像発生装置１１Ａは、画像メモリ１９から撮像データを読み出し、そのデータに基づく信号を表示装置１２Ａ及び第２演算部１６Ａに出力する。
【００９１】
第１演算部１５Ａは、撮像データに基づく画像の測定結果の入力を受けて第１のＲＧＢ値を算出し第１の分布図を作成する。一方で第２演算部１６Ａは、撮像データに基づく信号の入力を受けて第２のＲＧＢ値を算出し第２の分布図を作成する。第１演算部１５Ａ及び第２演算部１６Ａにおける計算及び分布図作成の手順は、上述した第１演算部１５及び第２演算部１６におけるものと同様である。
【００９２】
作成された第１及び第２の分布図はディスプレイ１７上に表示される（ステップＳ１９、出力ステップ）。上述したように表示装置１２Ａの出力特性は既に判明しているので、変化を受けた分は撮像装置１８の特性を示すことになる。
【００９３】
テーブル修正部２１Ａは、演算部１５Ａ，１６Ａから入力された第１及び第２のＲＧＢ値に基づいて、上記実施形態と同様に撮像装置１８内のルックアップテーブルを修正する。
【符号の説明】
【００９４】
１，２…色評価システム、１１，１１Ａ…カラー画像発生装置、１２，１２Ａ…表示装置、１３…測定ユニット、１３ａ…光ファイバ、１３ｂ…分光器、１３ｃ…アダプタ、１３ｄ…反射型回折格子、１３ｅ…ラインセンサ、１４…マトリックス記憶部、１５，１５Ａ…第１演算部、１６，１６Ａ…第２演算部、１７…ディスプレイ、１８…撮像装置、１９…画像メモリ、２０…信号変換部、２１，２１Ａ…テーブル修正部。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置に表示される色や撮像装置で取得した色を適正化するためのルックアップテーブル作成方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、表示装置に表示される色の評価には、国際照明委員会（ＣＩＥ）で規定されたＸＹＺ表色系やＵＣＳ表色系等の表色系が用いられている。以下の特許文献１及び特許文献２に開示されたルックアップテーブル作成方法は、このような表色系を用いて、表示装置に表示された色を評価するものである。また、色域変換に用いる三次元ルックアップテーブルを作成する方法として、下記特許文献３に記載のものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２０９２３０号公報
【特許文献２】特開２００２−２１８２６１号公報
【特許文献３】特開２００８−８５９８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の色評価に用いられる色度図は色空間が歪められた図である。また、従来の色度図では、原色や二次色の位置の対称性が悪く、白が原点に位置していない。したがって、従来の色度図では、表示装置が表示すべき理想の色や撮像装置で取得すべき理想の色に対する実際の色の差異が色空間上で把握し難いものとなっている。
【０００５】
また、表示装置や撮像装置が高精細になって装置の画素同士が接近することで、隣接画素間のクロストークが無視できなくなる。また、液晶ディスプレイ等においては、カラーフィルタの位置ずれ等も生じ易い。これらの要因により、中間色が理想の状態からずれて表示されてしまうが、そのようなずれを簡易に観察、検査、評価することはできない。
【０００６】
また、三次元ルックアップテーブルを当該テーブルの各格子点の情報を基に修正することは、格子点数が非常に多いために困難であり、個々の表示装置及び撮像装置について簡単に測色して補正値を得ることは難しい。また、たとえ格子点数分の情報を求めたとしても、テーブルに含まれる修正値を補間して求める必要があり、不正確な結果を得てしまう可能性がある。
【０００７】
そこで本発明は、理想的な色に対する実際の表示色との差違を直感的にかつ定量的に評価し、基準となる色への変換を簡単かつ正確に行うことが可能なルックアップテーブル作成方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のルックアップテーブル作成方法は、カラー画像発生手段が色信号を表示装置に向けて出力するカラー画像発生ステップと、ルックアップテーブルを第１記憶手段から読み出し、該ルックアップテーブルを用いて、カラー画像発生手段から表示装置に送られる色信号を変換する変換ステップと、表示装置からの光の波長強度分布又は該光に基づく三刺激値を測定する測定ステップと、波長強度分布又は三刺激値から得られるＸＹＺ値又は色度ｘｙｚとＲＧＢ値とを関連付けるマトリックスデータを第２記憶手段から読み出し、該マトリックスデータを用いて、測定ステップにおいて得られるＸＹＺ値を第１のＲＧＢ値に換算する第１算出ステップと、カラー画像発生手段から入力された色信号に基づいて第２のＲＧＢ値を算出する第２算出ステップと、第１のＲＧＢ値と第２のＲＧＢ値とを比較して、第１記憶手段内のルックアップテーブルを修正する修正ステップと、を含む。
【０００９】
このルックアップテーブル作成方法によれば、測定結果に基づいて算出されたＲＧＢ値（測定値）と入力信号に基づいて算出されたＲＧＢ値（基準値）とを比較することで測定値のずれを簡単かつ定量的にすることができる。また、当該比較に基づいてルックアップテーブルを修正することで、基準となる色への変換を簡単かつ正確に行うことができる。
【００１０】
本発明のルックアップテーブル作成方法は、第１のＲＧＢ値に基づいて第１の色相及び彩度を算出し、該第１の色相及び彩度の位置を示す第１の分布図を作成する第１作成ステップと、第２のＲＧＢ値に基づいて第２の色相及び彩度を算出し、該第２の色相及び彩度の位置を示す第２の分布図を作成する第２作成ステップと、第１の分布図及び第２の分布図を出力する出力ステップと、を更に含んでもよい。ここで、第１の分布図及び第２の分布図は、色相を偏角とし彩度を動径とする分布図である。
【００１１】
この場合には、表示装置が発した色の色相及び彩度の位置が、色相を偏角とし彩度を動径とする分布図で示されるので、表示装置からの発色が赤・緑・青のどの方向にずれているかを直感的に且つ定量的に知ることができる。また、第１の分布図はマトリックスデータに基づいて作成されるので、第１の分布図と第２の分布図とを比較することで、測定値に基づく色相及び彩度の位置（第１の分布図で示される位置）とそれらの理想の位置（第２の分布図で示される位置）との差異を定量的に把握できる。更に、ルックアップテーブルが正しく作用しているか否かを分布図に基づいて検査し、必要であれば、当該テーブルを自動的に修正するだけでなく人為的に簡単に修正することも可能である。
【００１２】
本発明のルックアップテーブル作成方法では、マトリックスデータは、表示装置の最大彩度の赤・緑・青、及び白のＸＹＺ値に基づいて算出されるか、又は、所定の色空間の基準ＸＹＺ値と基準色温度とに基づいて算出されてもよい。前者の場合には、表示装置自体の白色点を中心として最大彩度の点がＲＧＢの最大値になるように変換されるので、表示装置自体のガンマ特性を容易に評価できる。後者の場合には、規格値が基準になるので、その規格値からのずれを評価できる。
【００１３】
本発明のルックアップテーブル作成方法では、カラー画像発生手段は、選択した色若しくはランダムに発生させた色を表示装置に出力するか、又は、該選択した色若しくはランダムに発生させた色を表示装置から出力したものを撮像装置により取得し記録した色を再び表示装置に出力してもよい。
【００１４】
色を任意に選択して表示することで、ルックアップテーブル内において格子点を均等に割り付けたり、視覚的に敏感な領域に多くの修正点を設けたりすることが可能となる。また、ランダムに修正点を設けることもできる。また、修正が完了したルックアップテーブルを用いる表示装置が発した色を撮像装置で取得して再び表示装置から発色させることで、撮像装置自体の色評価を行ったり、撮像装置が用いるルックアップテーブルを修正したりすることができる。
【００１５】
本発明のルックアップテーブル作成方法では、カラー画像発生手段は、赤・緑・青の強度を変化させたパターンと、黄・シアン・マゼンタの彩度を変化させたパターンと、彩度を一定として色相方向に０度以上３６０度未満変化させたパターンの色とを表示装置に出力し、修正ステップでは、第１のＲＧＢ値及び第２のＲＧＢ値から得られる少なくとも１２種類のガンマ特性に基づいてルックアップテーブルを修正してもよい。
【００１６】
赤・緑・青の強度変化により単色のガンマ特性が得られ、黄・シアン・マゼンタの彩度を変化させると、それぞれの補色である青・赤・緑のガンマ特性が得られる。ただし、後者においては補色以外の２色は同じＲＧＢ値である。また、彩度を一定にして色相方向に０度以上３６０度未満の角度で色味を変化させると、ＲＧＢのうちの一色が変化し、他の二色は強度を有するが変化しない状態にすることができる。特に、彩度を最大にして変化させると、ＲＧＢのうち一つが０、もう一つが最大、残り一つが変化するという状態を作ることができる。したがって、これらを組み合わせると１２種類のガンマ特性を得ることができ、ＲＧＢ色立体の各辺をなぞったことと等価になる。このようにガンマ特性を得ることで、画素間にクロストークが発生した状態を評価してルックアップテーブルを修正することができる。なお、強度とは明るさのことを表し、以下同様である。
【００１７】
本発明のルックアップテーブル作成方法では、修正ステップにて、少なくとも１２種類のガンマ特性を用いて算出した修正値に基づいてルックアップテーブルを修正し、変換ステップでは、修正されたルックアップテーブルに基づいてＲＧＢ色立体の内部の修正量を推定して色信号を変換してもよい。この場合には、例えば三次元ルックアップテーブルに代えて１２個の一次元ルックアップテーブルを用いることになるので、はるかに少ない点数で色立体内の修正量を推定できる。また、ＲＧＢ色立体の各辺に相当するルックアップテーブルに基づいて色立体内部の修正量を精度良く補間することができる。
【００１８】
本発明のルックアップテーブル作成方法では、変換ステップにて、ＲＧＢ色立体において互いに平行な辺からの距離に応じて、該ＲＧＢ色立体の内部の修正量を決定してもよい。これにより、修正量の計算が非常に簡単になり、計算時間を短縮することができる。
【００１９】
本発明のルックアップテーブル作成方法では、測定ステップにて、ＸＹＺ等色関数に対応する透過スペクトルを有するカラーフィルタを用いた測色計、又は、入力する光を分光して波長成分毎の光の強度を取得する分光測色計により、光の波長強度分布又は三刺激値が測定されてもよい。カラーフィルタを用いた測色計は、簡易な装置であるという利点を有する。また、分光測色計は、波長強度分布を出力することができるので、上記分布図と共に波長強度分布を提供することができ、発色方式の異なる表示装置の波長強度分布の違いによる表色値の微妙な差異などの情報を提供することもできる。
【００２０】
本発明のルックアップテーブル作成方法では、分光測色計は、光を受ける端面を有する光ファイバと、光ファイバの端面と表示装置との距離を規定するためのアダプタと、光ファイバから出力される光を分光する分光素子と、分光素子によって分光された光を波長成分ごとに受光する複数の受光素子と、を有してもよい。かかる分光測色計によれば、アダプタによって光ファイバ端面と表示装置との間の距離を略一定に保つことが出来るので、安定したスペクトル分布の取得が可能となる。また、光ファイバの開口数（ＮＡ）に相当するエリアが測定されるので、表示装置の比較的狭い領域の状態を知ることが可能になる。すなわち、色に関する表示装置の不均一性を評価できる。
【００２１】
本発明のルックアップテーブル作成方法では、第１作成ステップにて、第１のＲＧＢ値を用いて、次式（１ａ）及び（１ｂ）、又は、次式（１ａ）及び（１ｃ）に基づき色相Ｈ及び彩度Ｓを求めてもよい。
【数１】
ここで、ａ及びｂは定数であり、ＭＩＮ，ＭＡＸはそれぞれ、ＲＧＢ値のうちの最大値、最小値である。また、Ｉは彩度Ｓを無次元量にするための規格化定数であり、以下のように定義される。なお、定数Ｉの定義は下記に限定されない。
【数２】
【００２２】
このような計算によって得られる色相及び彩度を分布図上に表示させることにより、ａ＝ｂ＝１の場合には、各分布図上において、赤・緑・青の位置関係を正三角形とし、黄・シアン・マゼンタの位置関係を正三角形とすることができる。また、白が各分布図の原点となる。したがって、非常に理解し易い分布図が得られる。さらに、当該分布図はベクトルスコープ的な表示となる。また、ａ及びｂの値を選択することにより所望の色領域を拡大できる。
【００２３】
本発明のルックアップテーブル作成方法では、第１作成ステップにて、第１のＲＧＢ値を用いて、次式（２）に基づき色相Ｈ及び彩度Ｓを求めてもよい。
【数３】
ここで、ａ及びｂは定数である。また、Ｊは彩度Ｓを無次元量にするための規格化定数であり、以下のように定義される。なお、定数Ｊの定義は下記に限定されない。
【数４】
【００２４】
このような計算によって得られる各分布図の第１象限では、二次色が座標軸の正の方向に位置し、４５度方向に原色が位置する。さらに、当該分布図において、各座標軸の負の方向は、二次色の補色である原色を表す方向となる。したがって、この分布図を用いることにより、理想の色に近づけるための補正すべき原色の決定及び当該原色の補正量の決定が容易になる。
【発明の効果】
【００２５】
このようなルックアップテーブル作成方法によれば、理想的な色に対する実際の表示色との差違を直感的にかつ定量的に評価し、基準となる色への変換を簡単かつ正確に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】実施形態に係る色評価システムを示すブロック図である。
【図２】図１における測定ユニットを示す斜視図である。
【図３】ＸＹＺ等色関数を示す図である。
【図４】実施形態に係るルックアップテーブル作成方法を示すフローチャートである。
【図５】図１における色評価システムにより表示される分布図の例を示す図である。
【図６】図１における色評価システムにより表示される分布図の例を示す図である。
【図７】ブラウン管に関する分布図の例を示す図である。
【図８】冷陰極管を用いた液晶モニタに関する分布図の例を示す図である。
【図９】三色ＬＥＤを用いた液晶モニタに関する分布図の例を示す図である。
【図１０】ガンマ特性の測定方法と表色系との関係を示す図である。
【図１１】ガンマ特性の測定方法とＲＧＢ色立体との関係を示す図である。
【図１２】１２種類のガンマ曲線の例を示す図である。
【図１３】１２種類のガンマ曲線の例を示す図である。
【図１４】１２種類のガンマ曲線の例を示す図である。
【図１５】ＲＧＢ色立体における出力値の分布を模式的に示す図である。
【図１６】別の実施形態に係る色評価システムを示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一又は同等の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００２８】
まず、実施形態に係る色評価システム１の機能及び構成を説明する。図１に示すように、色評価システム１はカラー画像発生装置１１、表示装置１２、測定ユニット１３、マトリックス記憶部１４、第１演算部１５、第２演算部１６、ディスプレイ１７、信号変換部２０及びテーブル修正部２１を備えている。色評価システム１は、カラー画像発生装置１１から表示装置１２に送られる信号（例えばＲＧＢ信号やＹＰｂＰｒ信号など）を変換し、変換された信号に基づいて表示装置１２が表示するパターンの色を評価するコンピュータシステムである。
【００２９】
信号変換部２０は、予め内部に記憶しているルックアップテーブルを用いて、カラー画像発生装置１１から表示装置１２に送られる色信号を変換する手段である。色信号が入力されると、信号変換部２０はそのルックアップテーブルを読み出して色信号を変換し、変換した信号を表示装置１２に出力する。ルックアップテーブルの初期値は、カラー画像発生装置１１からの信号をそのまま出力するように設定されている。このルックアップテーブルは、後述するテーブル修正部２１により補正され得る。
【００３０】
信号変換部２０はルックアップテーブルに基づいてＲＧＢ色立体の内部の修正値を推定し、その推定結果も用いて色信号を変換する。この推定処理は後述するガンマ特性とも関係するので、処理の詳細は後述する。
【００３１】
測定ユニット１３は、表示装置１２から発せられる光の波長強度分布を測定し取得する手段である。図２に示すように、測定ユニット１３は光ファイバ１３ａ、分光器１３ｂ、及びアダプタ１３ｃを有している。分光器１３ｂは、反射型回折格子１３ｄ及びラインセンサ１３ｅを含んでいる。
【００３２】
測定ユニット１３では、光ファイバ１３ａの一端面に表示装置１２からの光が入射し、その光が光ファイバ１３ａの他端面から出射して反射型回折格子１３ｄに入射する。反射型回折格子１３ｄは、入射する光を波長によって異なる方向に反射し、ラインセンサ１３ｅがそれぞれの波長成分の光を受光する。ラインセンサ１３ｅは受けた光の強度に応じた信号を出力する。
【００３３】
アダプタ１３ｃは、表示装置１２の表面と光ファイバ１３ａの一端面との距離を一定に保つ部品である。このアダプタ１３ｃは、円筒形状又はコーン状の筒形状を有しており、その内部に光ファイバを保持する。アダプタ１３ｃの内面は、黒塗り等によって、外部からの光の侵入を防ぐ機能を有している。かかるアダプタ１３ｃによって、測定ユニット１３は表示装置１２からの光の波長強度分布を安定的に測定できる。
【００３４】
測定ユニット１３は、波長強度分布を測定することに代えて、三刺激値（ＸＹＺ値）を測定する測色計であってもよい。例えば、ＸＹＺの等色関数の透過度を有する三つのカラーフィルタと、三つの受光素子とを備える測色計を用いることができる。カラーフィルタを用いた測色計は、簡易な装置であるという利点を有する。なお、特願２００９−２０９６２５号明細書には測定ユニット１３の他の変形例が記載されている。
【００３５】
マトリックス記憶部１４は、波長強度分布又は三刺激値から得られるＸＹＺ値又は色度ｘｙｚとＲＧＢ値とを関連付けるマトリックスデータを記憶する手段である。マトリックスは以下の理論で算出される。
【００３６】
ＸＹＺ値とＲＧＢ値との関係を、Ｘ＝ａＲ＋ｂＧ＋ｃＢ、Ｙ＝ｄＲ＋ｅＧ＋ｆＢ、Ｚ＝ｇＲ＋ｈＧ＋ｉＢという三つの式で定義する。色度ｘｙについては、ｘ＝Ｘ／(Ｘ＋Ｙ＋Ｚ)、ｙ＝Ｙ／(Ｘ＋Ｙ＋Ｚ)という二つの式で定義する。このように、ＲＧＢ値とＸＹＺ値との関係は独立した３個の式で求まり、色度ｘｙｚとＸＹＺ値との関係は比で与えられるので、ＲＧＢ値と色度ｘｙｚとの関係は独立した４個の式により定まる。
【００３７】
ＲＧＢ値と色度ｘｙｚとを関連付ける方法には、規格値に合わせる方法と、実測値に合わせる方法の二種類がある。規格値に合わせると、表示装置１２の実際の規格値に対するずれを測定できる。一方、実測値に合わせると、表示装置１２の光学的な表示能力の最大性能を容易に評価できる。この理由は、スペクトル分布が個々の表示装置で異なるために最大彩度は通常、規格値よりも大きめに設定してあるからである。すなわち、色域は規格値よりも若干大きく、それを電気的な調整により規格値付近に合わせていることが多いからである。
【００３８】
まず、規格値に合わせる方法について述べる。色空間の規格としてはｓ−ＲＧＢやＡｄｏｂｅ ＲＧＢ等があるが、ここではＡｄｏｂｅ ＲＧＢに関して述べる（Ａｄｏｂｅはアドビ・システムズ社の商標）。Ａｄｏｂｅ ＲＧＢでは、最大彩度の赤・緑・青の色度（ｘ，ｙ）はそれぞれ、（０．６４，０．３３），（０．２１，０．７１），（０．１５，０．０６）となる。また、白は色温度等により定める。例えば、Ｄ６５の場合には白の色度（ｘ，ｙ）が（０．３１２７，０．３２９）であるとする。このとき、ＲＧＢ値とＸＹＺ値との関係（マトリックス）は下記のように定まる。
Ｒ＝１．８０３９７Ｘ−０．４９９２５Ｙ−０．３０４６１Ｚ
Ｇ＝−０．８５６４３Ｘ＋１．６５７６２Ｙ＋０．０３６７２Ｚ
Ｂ＝０．０１１８８Ｘ−０．１０４５８Ｙ＋０．８９７０２Ｚ …（３）
この式群（３）を逆変換すれば下記の関係（マトリックス）が得られる。
Ｘ＝０．５７６６７Ｒ＋０．１８５５６Ｇ＋０．１８８２３Ｂ
Ｙ＝０．２９７３４Ｒ＋０．６２７３７Ｇ＋０．０７５２９Ｂ
Ｚ＝０．０２７０３Ｒ＋０．０７０６９Ｇ＋０．９９１３３Ｂ …（４）
なお、上記規格値は最大彩度のＲＧＢ及び色度ｘｙを指定するものなので、規格値を任意の値にしても同様に計算できることは言うまでもない。
【００３９】
次に、実測値に合わせる方法について述べる。表示装置のスペクトル分布は装置の種類によって異なるので、最大彩度のＲＧＢ値を表示してもその色度ｘｙｚは表示装置毎に異なる。そこで、カラー画像発生装置１１で最大彩度の赤・緑・青、及び白を発生させ、表示装置１２から発色させる。そして、発せられた色を測色計で測定して、後述する式（５）によりＸＹＺ値を求める。続いて、そのＸＹＺ値を色度ｘｙｚに変換し、ＲＧＢとＸＹＺとの変換式（マトリックス）を求める。更に、規格値の場合と同様にマトリックスの逆変換式も求めておく。当然ながらこの場合には、上記のマトリックスとは要素の異なるマトリックスが得られる。
【００４０】
マトリックス記憶部１４は、上記のように算出されたマトリックスのデータを記憶する。以下では、説明を簡単にするために、実測値に基づくマトリックスデータがマトリックス記憶部１４に記憶されているものとして説明する。
【００４１】
第１演算部１５は、マトリックスデータを用いてＸＹＺ値をＲＧＢ値に換算し、該ＲＧＢ値に基づいて色相及び彩度を算出し、色相及び彩度の位置を示す分布図（第１の分布図）を作成する手段である。
【００４２】
第１演算部１５は測定ユニット１３によって測定された波長強度分布を下記式（５）に適用してＸＹＺ値を算出する。
【数５】
ここで、S（λ）は波長強度分布であり、x（λ），ｙ（λ），ｚ（λ）はそれぞれ、図３に示すようなｘ，ｙ，ｚの等色関数であり、Ｋは任意の定数である。なお、測定ユニット１３が上述した測色計の場合には、第１演算部１５は測定ユニット１３によって生成されるデータの三刺激値をＸＹＺ値として用いることができる。
【００４３】
続いて、第１演算部１５はマトリックス記憶部１４から読み出したマトリックスデータで示される変換式（例えば上記式群（３））にそのＸＹＺ値を適用することでＲＧＢ値を算出する。なお、測定ユニット１３から波長強度分布が得られる場合には、第１演算部１５はＲＧＢ等色関数ｒ(λ)，ｇ(λ)，ｂ(λ)を用いて、波長強度分布からＲＧＢ値を直接算出することもできる。この場合には、上記式（５）のｘ(λ)，ｙ(λ)，ｚ(λ)をそれぞれｒ(λ)，ｇ(λ)，ｂ(λ)に置き換えればよい。
【００４４】
続いて、第１演算部１５は算出したＲＧＢ値を上記式（１ａ），（１ｂ）に適用することで色相Ｈ及び彩度Ｓを求める。式（１ａ），（１ｂ）における定数ａ，ｂは任意であるが、以下の説明ではａ＝ｂ＝１とする。なお、式（１ｂ）の代わりに式（１ｃ）が用いられてもよい。また、第１演算部１５はＲＧＢ値を上記式（２）に適用して色相Ｈ及び彩度Ｓを算出してもよい。式（２）における定数ａ，ｂも任意であるが、以下の説明ではａ＝ｂ＝１とする。なお、ａ＜０であれば、色相の回る方向が逆向きになる。また、｜ａ｜≦１，ｂ＞１とすれば、測定したい色（例えば、人間の肌の色のような、人間が敏感に違いを感じる色）の領域を実質的に拡大することができる。
【００４５】
続いて、第１演算部１５は、色相を偏角方向にとり彩度を動径方向にとった分布図であって、求めた色相Ｈ及び彩度Ｓの位置を示す分布図を作成し、分布図のデータをディスプレイ１７に出力する。また、第１演算部１５は算出したＲＧＢ値をテーブル修正部２１に出力する。
【００４６】
第２演算部１６は、カラー画像発生装置１１から入力された信号に基づいてＲＧＢ値を算出し、そのＲＧＢ値に基づいて色相及び彩度を算出し、色相及び彩度の位置を示す分布図（第２の分布図）を作成する手段である。
【００４７】
第２演算部１６は、カラー画像発生装置１１が表示装置１２に向けて出力される信号と同じ信号を受け、その信号からＲＧＢ値を得る。入力信号がＲＧＢ信号であればその信号がそのままＲＧＢ値として利用され、ＹＰｂＰｒ信号であればその信号が公知の手法でＲＧＢ値に変換される。続いて、第２演算部１６は入力信号に基づくＲＧＢ値を式（１ａ），（１ｂ）、又は式（１ａ）及び（１ｃ）に適用することで色相Ｈ及び彩度Ｓを算出する。このとき、第２演算部１６は式（２）により色相Ｈ及び彩度Ｓを算出してもよい。そして、第２演算部１６は、色相を偏角方向にとり彩度を動径方向にとった分布図であって、色相Ｈ及び彩度Ｓの位置を示す分布図を作成し、分布図のデータをディスプレイ１７に出力する。また、第２演算部１６は算出したＲＧＢ値をテーブル修正部２１に出力する。
【００４８】
色評価システム１では、第１及び第２の分布図がディスプレイ１７に表示される。なお、ディスプレイ１７を省略し、これらの分布図をシステム外の表示装置や記憶装置に供給してもよい。その場合には、第１演算部１５及び第２演算部１６が出力手段となりうる。また、ディスプレイ１７の省略に合わせて、第１演算部１５及び第２演算部１６の分布図作成機能を省略してもよい。
【００４９】
テーブル修正部２１は、信号変換部２０内のルックアップテーブルを修正（作成）する手段である。この処理は後述するガンマ特性とも関係するので、処理の詳細は後述する。
【００５０】
以下、色評価システム１の動作、及び本実施形態に係るルックアップテーブル作成方法について図４を参照しつつ説明する。図４に示すように、本実施形態ではまず、カラー画像発生装置１１が信号変換部２０及び第２演算部１６に向けて色信号を出力する（ステップＳ１１、カラー画像発生ステップ）。その後の処理は、第１演算部１５による測定値算出処理と第２演算部１６による入力値算出処理とに分かれる。
【００５１】
測定値の算出は次の通りである。まず、信号変換部２０がルックアップテーブルを参照して色信号を変換し、変換した信号を表示装置１２に出力する（ステップＳ１２、変換ステップ）。続いて、測定ユニット１３が表示装置１２からの光の波長強度分布を測定する（ステップＳ１３、測定ステップ）。続いて、第１演算部１５がその波長強度分布から算出したＸＹＺ値とマトリックス記憶部１４から読み出したマトリックスデータとに基づいてＲＧＢ値を算出する（ステップＳ１４、第１算出ステップ）。続いて、第１演算部１５は算出したＲＧＢ値に基づいて色相Ｈ及び彩度Ｓを算出し（ステップＳ１５）、その色相Ｈ及び彩度Ｓを用いて第１の分布図を作成する（ステップＳ１６）。ステップＳ１５，Ｓ１６は第１作成ステップといえる。
【００５２】
入力値の算出は次の通りである。第２演算部１６は、まずカラー画像発生装置１１からの信号に基づいてＲＧＢ値を算出する（ステップＳ１７、第２算出ステップ）。続いて、第２演算部１６はそのＲＧＢ値に基づいて色相Ｈ及び彩度Ｓを算出し（ステップＳ１８）、その色相Ｈ及び彩度Ｓを用いて第２の分布図を作成する（ステップＳ１９）。したがって、ステップＳ１８，Ｓ１９は第２作成ステップといえる。
【００５３】
作成された第１及び第２の分布図はディスプレイ１７上に表示される（ステップＳ２０、出力ステップ）。また、各演算部１５，１６で算出されたＲＧＢ値に基づいて、テーブル修正部２１がルックアップテーブルを修正する（ステップＳ２１、修正ステップ）。なお、図４にかかわらず、上記ステップＳ２０，Ｓ２１の処理順は限定されない。
【００５４】
以下では分布図に関して説明する。第１及び第２の分布図は、例えば図５に示すように表示される。図５において、左側の図は上記式（１ａ）及び（１ｂ）、又は上記式（１ａ）及び（１ｃ）を用いて作成した第１及び第２の分布図を重ねて表示したものであり、以下ではこの表示態様を形式Ａという。また、中央の三つの図は、上記式（２）を用いて作成した第１及び第２の分布図を重ねて表示したものであり、以下ではこの表示態様を形式Ｂという。
【００５５】
図５における右側の図は、測定ユニット１３によって得られる波長強度分布である。図５のように波長強度分布を分布図と共に表示することで、表示装置１２固有のスペクトル分布がもたらす影響を同時に観測でき、発色方式の異なる表示装置の波長強度分布の違いによる表色値の微妙な差異などの情報を得ることができる。波長強度分布の詳細は特願２００９−２０９６２５号明細書に記載されている。
【００５６】
当然ながら、結果の表示方法は図５の例に限定されない。例えば、形式Ａの分布図、形式Ｂの分布図、及び波長強度分布を同時ではなく個別に表示してもよいし、これらのうちの一つ又は二つのみを表示してもよい。また、第１の分布図と第２の分布図とを重ねずに個々に表示してもよい。
【００５７】
図６は図５の一部を拡大したものである。図６において、参照符号Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｗはそれぞれ、赤・緑・青・シアン・マゼンタ・黄・白を表示装置１２に表示させた場合の色相及び彩度の位置を示している。また、他より小さな黒塗りの円は、表示装置１２に中間色を表示させた場合の色相及び彩度の理想的な位置を示し、第２演算部１６により算出されるものである。一方、黒塗りの四角は表示装置１２に中間色を表示させた場合の色相及び彩度の位置を示し、第１演算部１５により算出されるものである。
【００５８】
図５，６の例では、ガンマ値を意図的に大きくして、測定値と入力値との間の彩度及び色相のずれを分かりやすく示している。ガンマ特性が合っていないと入力値と測定値とがずれることが図５，６から分かる。したがって、入力値及び測定値のＲＧＢ空間やｘｙ空間上での距離を計測し、平均値や標準偏差等の統計データを計算し、そのデータを適正に選択した値と比較することで、測定ユニット１３の色ずれの度合いを判定することもできる。このときに表示する色はランダムであってもよいし、特定の色であってもよい。特定領域の色再現性が良い表示装置を得たいのであれば、その領域の色を人為的に作成し表示することで同様の判定を行うことができる。ランダムに色を発生させれば恣意的な評価を排除できる。
【００５９】
図６では白の測定値が原点からずれているが、これを理想の位置である原点に合わせるためには、ガンマ特定やコントラストなどを調整して、赤と緑をそれぞれ正の方向に所定量だけ補正すればよい。色ずれが赤・緑・青のどの方向に生じているかをより明確にするには上記式（２）を用いればよい。表示装置のように赤・緑・青が原色となる場合には、図６に示すような形式Ｂの分布図が得られる。その分布図では、二次色である黄・シアン・マゼンタが座標軸に位置し、二次色の補色である赤・緑・青が各軸の負の方向に位置する。したがって、色ずれが生じていると考えられる色に対して、どの原色に対してどの程度の過不足があるかを判断できる。また、変換データが分かっているので補正量を容易に計算できる。
【００６０】
図７〜９はそれぞれ、ブラウン管、バックライトに冷陰極管を用いた液晶モニタ、バックライトに三色ＬＥＤを用いた液晶モニタに関する、形式Ａの分布図である。図７〜９において、黒塗りの円は、入力信号のＲＧＢ値に基づく色相Ｈ及び彩度Ｓの位置を示し、第２演算部１６により算出されたものである。一方、黒塗りの四角は、表示装置１２が発した色のＸＹＺ値から変換された色相Ｈ及び彩度Ｓの位置を示し、第１演算部１５により算出されたものである。また、外側の曲線は、最明色（スペクトルが単一で、理論的にはこれより外側に色が存在しない境界）を表している。各図の中心は白色点である。
【００６１】
図７〜９のいずれも、赤の位置を０度としてそこから１５度間隔に色相Ｈを変化させると共に、彩度Ｓを最大値１に対して２０段階変化させた状態を表す。上記式（１ｂ）にて
【数６】
とした場合には、赤・緑・青はＲＧＢのいずれか一つが１で他が０なので、その最大彩度は
【数７】
となる。また、黄・シアン・マゼンタはＲＧＢのいずれか一つが０で他が１なので、その最大彩度は
【数８】
となる。したがって、赤・緑・青については白色点を除いて１６点が表示されており、黄・シアン・マゼンタについては白色点を除いて１１点が表示されている。他の色については１１〜１６個の点が表示されている。
【００６２】
図７〜９において、彩度面は白を中心として動径方向にほぼ等間隔に並んでいる。また、色相方向の間隔は、赤・緑・青の付近で僅かに広がり、黄・シアン・マゼンタの付近で僅かに狭くなっているが、全体として比較的等しいといえる。形式Ａの分布図では、原色間の角度、及び二次色間の角度はそれぞれ１２０度になる。また、原色と二次色との間の角度は６０度である。このように本実施形態の分布図では彩度の変化量が略一定であり、さらに表示装置の入力信号であるＲＧＢ値に対して測定値もＲＧＢ値にしているので、結果が非常に分かりやすい形で表示され、ずれ量を容易に把握できる。
【００６３】
ブラウン管はＮＴＳＣ方式であり、その色域はｓ−ＲＧＢに対応しているので、図７に示すように、ＲＧＢの入力値と測定値とはほぼ一致する。これは、ブラウン管においてはどの色についても極めて色再現性が良いことを示している。一方、バックライトに冷陰極管を用いた液晶モニタでは、図８に示すように、青からマゼンタにかけて色ずれが発生しており、低彩度では非線形な挙動が認められる。また、バックライトに三色ＬＥＤを用いた液晶モニタでは、図９に示すように、緑の部分と青からマゼンタにかけての部分で比較的大きな色ずれとガンマ特性の調整不良とが認められる。色ずれの原因の一つとして、液晶の場合には隣接画素間におけるクロストークの影響が考えられる。また、電気信号の観点からは、Ｒ，Ｇ，Ｂを独立で駆動させていても、カラーフィルタの位置ずれや漏れ電界により隣接画素が影響を受けていることが考えられる。
【００６４】
図１０は、このような影響を定量化するための、入力ＲＧＢ信号の色相及び彩度が変化するパターンの一例を示す図である。赤・緑・青については、図１０の符号Ｐ１〜Ｐ３で示すように、彩度を変えることなく強度を変化させる。例えば、強度を２５段階で変化させ、最大彩度であるときの各色のＲＧＢスペクトルの全強度、又は各色を発光させたときのスペクトルの最大値で他の強度の値を規格して、入力ＲＧＢ値に対する測定値とする。黄・シアン・マゼンタについては、図１０の符号Ｐ４〜Ｐ６に示すように、彩度を２５段階で変化させる。例えば、黄については、ＲＧＢ＝（２５５，２５５，０），（２５５，２５５，１０），…と変化させ、ＸＹＺ値からＲＧＢ値に変換したときの色を測定値とする。また、図１０の符号Ｐ７〜Ｐ１２に示すように、最大彩度を有する色相方向に対して、ＲＧＢのいずれか一つを２５５に固定し、別の一つを０に固定しながら、残りの一つを２５段階で変化させ、ＸＹＺ値からＲＧＢ値に変換したときの色を測定値とする。例えば符号Ｐ７で示される範囲、すなわちＲＧＢが（２５５，０，０）から（２５５，２５５，０）までの範囲では、緑の強度を２５段階で変化させる。
【００６５】
図１１はＲＧＢ色立体の各辺を示す図である。図１１における符号Ｐ１〜Ｐ１２は図１０における符号Ｐ１〜Ｐ１２に対応する。すなわち、図１０を用いて説明した測定値の獲得は、色立体の各辺のガンマ特性を測定したことを意味する。通常は三原色それぞれの強度を変化させて表示性能を測定するが、クロストークが発生すると隣接画素の影響を無視できなくなる。特に、高精細の小型ディスプレイや大型のディスプレイ等では、この影響は色再現において大きな問題となる。しかし、単色の場合には隣の画素は発色していないので、クロストークの影響を単色のＲＧＢのガンマ特性を用いて計測することはできない。本実施形態により、発生した色自体から色立体の各辺のガンマ特性を測定することができるので、表示装置の発色性能に関しマクロなスケールで評価することができる。
【００６６】
図１２は、図１０，１１に示すような変化パターンに対応するガンマ曲線のグラフである。図１２は、カラー画像発生装置１１から出力された一連の変化パターンに基づいて第１演算部１５で算出された測定値と、当該変化パターンに基づいて第２演算部１６で算出された入力値との関係を示している。表示装置１２のガンマ値が２．２であるのに応じて、入力信号のガンマ値を０．４５４５４５とした。各グラフの縦軸、横軸はそれぞれ測定値、入力値であり、各グラフに付した符号Ｐ１〜Ｐ１２は図１０，１１における符号Ｐ１〜Ｐ１２に対応する。
【００６７】
符号Ｐ１，Ｐ５，Ｐ８，Ｐ１１のグラフは赤の変化を示し、符号Ｐ２，Ｐ６，Ｐ７，Ｐ１０のグラフは緑の変化を示し、符号Ｐ３，Ｐ４，Ｐ９，Ｐ１２のグラフは青の変化を示している。例えば、Ｐ１２のグラフは、赤を最大彩度（２５５）とし緑を０とした場合における青のガンマ特性を示している。このように、図１１に示すＲＧＢ色立体の各辺のガンマ曲線を測定すると１２種類のガンマ特性を得ることができる。図１２に示すように、測定値は入力信号に対してほぼ線形であるが、クロストーク等の影響によりグラフの直線が多少歪んでいる。このように、本実施形態により、隣接画素間の現象がガンマ特性に及ぼす影響を数値化することが可能になる。なお、彩度が一定であればその彩度が最大値でなくても同様の現象が生ずることは言うまでもない。
【００６８】
以下では、ルックアップテーブルの修正方法（テーブル修正部２１の処理）と、ルックアップテーブルに基づいてＲＧＢ色立体の内部の修正値を推定する方法（信号変換部２０の処理）とについて、その理論を詳細に説明する。表示装置固有のガンマ特性をγとし、線形に出力される入力信号のＲＧＢ値をＲ，Ｇ，Ｂとし、表示装置から出力される信号のＲＧＢ値をＲｏｕｔ，Ｇｏｕｔ，Ｂｏｕｔとすると、Ｒｏｕｔ＝２５５＊（Ｒ／２５５）γ、Ｇｏｕｔ＝２５５＊（Ｇ／２５５）γ、Ｂｏｕｔ＝２５５＊（Ｂ／２５５）γとなる。入力信号自体のガンマ特性γｉｎがγｉｎ＝１／γであり、入力信号自体のＲＧＢ値をＲｉｎ，Ｇｉｎ，Ｂｉｎとすると、Ｒ＝２５５＊（Ｒｉｎ／２５５）γｉｎ、Ｇ＝２５５＊（Ｇｉｎ／２５５）γｉｎ、Ｂ＝２５５＊（Ｂｉｎ／２５５）γｉｎとなる。したがって、下記の式群（６）が成立する。
Ｒｏｕｔ＝２５５＊（Ｒｉｎ／２５５）γγｉｎ
Ｇｏｕｔ＝２５５＊（Ｇｉｎ／２５５）γγｉｎ
Ｂｏｕｔ＝２５５＊（Ｂｉｎ／２５５）γγｉｎ …（６）
【００６９】
γｉｎ＝１／γ＝１／２．２とすると、Ｒｏｕｔ＝Ｒｉｎ，Ｇｏｕｔ＝Ｇｉｎ，Ｂｏｕｔ＝Ｂｉｎとなり、表示装置からは線形に信号が出力されることになる。これが図１２に示す１２種類のガンマ特性の意味するところであるが、実際には図１２に示すように完全には線形とならず僅かなずれが生じる。これが色ずれとなって現れる。
【００７０】
上記式群（６）より、γγｉｎ＝ｌｏｇ（Ｒｏｕｔ／２５５）／ｌｏｇ（Ｒｉｎ／２５５）が得られる。例えば図１２のグラフにおいて入力値２００に対して測定値が２０４であるならば、γ＝２．２＊ｌｏｇ（２０４／２５５）／ｌｏｇ（２００／２５５）＝２．０２０６７７であり、１／γ＝０．４９４８８となる。また、Ｒｏｕｔ＝２５５＊（Ｒ／２５５）γよりＲ＝２５５＊（Ｒｏｕｔ／２５５）１／γであるから、出力値Ｒｏｕｔを入力値と同じ２００にするためにはＲｉｎ＝２００を２２６に対応させればよい。このような対応付けを図１２のガンマ曲線上のすべての点について行えば、図１１に示すＲＧＢ色立体の各辺について修正値を求めることができる。ルックアップテーブルは、修正値を求めるための対応付けを示すデータの集まりである。
【００７１】
なお、γｉｎを１／２．２以外の値にしてもよい。例えばγｉｎ＝１とすれば表示装置自体のガンマ特性が得られ、図１３に示すようなガンマ曲線が得られる。また、γｉｎ＝０．２とすればγγｉｎ＝２．２＊０．２＝０．４４となり、図１４に示すようなガンマ曲線が得られる。なお、当然ながら、色相及び彩度の位置を示す分布図はγｉｎに応じて変わる。図１３の場合には入力値が大きい領域で入力値に対する出力値が大きくなり、測定誤差が小さくなる。一方、図１４の場合には入力値が小さい領域で入力値に対する出力値が大きくなり、測定誤差が小さくなる。したがって、図１３，１４のような例を組み合わせて色立体のすべての辺の修正値を求めれば、修正値の精度が上がる。ただし、入力値のガンマ特性を変えながら複数のパターンを求める必要があるので、その分だけ時間を要する。
【００７２】
図１５は、図１１に示すＲＧＢ色立体の一面における出力値の分布を模式的に示す図であり、具体的には４個の頂点Ｖ７，Ｖ４，Ｖ２，Ｖ６を含む面、すなわちＢ＝２５５であるＲＧ面における分布を示している。図１５において出力値（測定値）の位置は黒塗りの円で示されている。信号変換部２０により、図１５に示すような出力値に対して面内の所定の点に置ける修正値が算出（推定）され、色信号が変換される。Ｒ，Ｇ，Ｂをそれぞれ８ビットで表す場合には各辺において２５６個の修正値を得ることが望ましいが、各辺の修正値の数がそれより少なくても、修正点の間を補間すれば同様の効果が得られる。
【００７３】
表１は、γが約２．２であるときのＲＧＢ色立体の各辺の出力値（測定値）を、代表的ないくつかのポイントについて抜き出したものである。表１の１，２行目はそれぞれ、図１５に示す上辺（辺Ｐ１１）、下辺（辺Ｐ５）における出力値である。また、表１の３，４行目はそれぞれ、図１５に示す面と対向する面の辺Ｐ１，Ｐ８における出力値である。γが約２．２であるので、赤（Ｒ）の入力値が小さいほど、γの逆数に相当する点間の距離は大きくなっている。
【表１】
【００７４】
当然ながら、図１１におけるその他の辺、すなわち緑（Ｇ）の入力値を変える場合及び青（Ｂ）の入力値を変える場合についても同様に出力値の集合が得られる。ルックアップテーブルを用いてこれら１２セットの出力値を修正し、更にＲＧＢ色立体の内部の修正値を推定すれば、非常に少ない修正点を計算するだけで色立体全体の正確な修正値を得ることができる。
【００７５】
推定の一手法として、ＲＧＢ色立体にて互いに平行な二辺からの距離に応じて修正値を算出する方法がある。例えば、ある赤（Ｒ）の入力値Ｘに対して出力信号のＲＧＢ値が（Ｒ１，０，２５５），（Ｒ２，２５５，２５５），（Ｒ３，０，０），（Ｒ４，２５５，０）と与えられたとする。ここで、Ｒ１〜Ｒ４は赤（Ｒ）の出力値である。上記表１の例では、入力値Ｒ＝５０であれば、Ｒ１＝１２７，Ｒ２＝１２０，Ｒ３＝１１９，Ｒ４＝１２４となる。γの逆数に対するＲ，Ｇ，Ｂの出力値をそれぞれＲ´，Ｇ´，Ｂ´で表すと、例えばＲ´＝２５５＊（Ｒ／２５５）１／γ＝２５５＊（５０／２５５）１／２．２＝１２１．５９５５となる。入力信号のガンマ値を１としたときの各辺のガンマ値（図１３参照）を最小二乗法等で求め、その逆数を用いて上記のように計算すれば、Ｒ´，Ｇ´，Ｂ´を更に精度良く算出できる。
【００７６】
色立体内部の修正値は次のように求める。図１５に示すＲＧ面内では、Ｒ１´＝Ｒ１＋Ｇ´＊（Ｒ２−Ｒ１）／２５５となる。また、そのＲＧ面と対向する面については、Ｒ２´＝Ｒ３＋Ｇ´＊（Ｒ４−Ｒ３）／２５５となる。したがって、色立体内部については下記式が成立する。
Ｒ＝Ｒ２´＋Ｂ´＊（Ｒ１´−Ｒ２´）／２５５
＝Ｒ３＋Ｇ´＊（Ｒ４−Ｒ３）／２５５＋Ｂ´＊
（（Ｒ１−Ｒ３）＋Ｇ´＊（（Ｒ２−Ｒ１）−（Ｒ４−Ｒ３））／２５５）／２５５
【００７７】
同様に、ある緑（Ｇ）の入力値Ｙに対してＲＧＢ値が（０，Ｇ１，２５５），（２５５，Ｇ２，２５５），（０，Ｇ３，０），（２５５，Ｇ４，０）と与えられたならば、色立体内部について下記式が成立する。
Ｇ＝Ｇ３＋Ｂ´＊（Ｇ１−Ｇ３）／２５５＋Ｒ´＊
（（Ｇ４−Ｇ３）＋Ｂ´＊（（Ｇ２−Ｇ４）−（Ｇ１−Ｇ３））／２５５）／２５５
【００７８】
また、ある青（Ｂ）の入力値Ｚに対してＲＧＢ値が（０，２５５，Ｂ１），（２５５，２５５，Ｂ２），（０，０，Ｂ３），（２５５，０，Ｂ４）として与えられたならば、色立体内部について下記式が成立する。
Ｂ＝Ｂ３＋Ｒ´＊（Ｂ４−Ｂ３）／２５５＋Ｇ´＊
（（Ｂ１−Ｂ３）＋Ｒ´＊（（Ｂ２−Ｂ１）−（Ｂ４−Ｂ３））／２５５）／２５５
【００７９】
このように、（Ｘ，０，０），（Ｘ，２５５，０），（Ｘ，２５５，２５５），（Ｘ，０，２５５）とＹ，Ｚとの位置関係を勘案して入力値Ｘに対応するＲの値を決め、Ｂ，Ｇについても同様に決めることで、ＲＧＢ色立体の各辺の値（修正値）から色立体内部の値（修正値）を推定できる。
【００８０】
従来は、ＲＧＢ色立体をある大きさの立方体で埋め尽くし、各格子点の修正量をルックアップテーブルとしている。したがって、例えば８ビットの色空間を１６分割（Ｍ＝１６）すると、１６×１６×１６の立方体の格子点が必要になり、格子点数は（Ｍ＋１）３＝１７３＝４９１３になる。また、一つの立方体で囲まれる内部の点は４０９６点となる。これに対して本実施形態によれば、ＲＧＢ値は各辺で分解点の数だけ得られるので、８ビットの分解能であれば、２５６（点）×１２（辺）＝３０７２点のデータから色立体内部の修正値を推定することになる。このとき、ルックアップテーブルにはＲＧＢ色立体の各辺上での修正量を求めるためのデータがあれば十分である。また本実施形態では修正点が各辺に配置されるのでより正確に推定できる。例えば上述したクロストークは光量ないし付与される電気信号と比例関係になると考えられるので、クロストークが最大となる色立体の各辺の修正値を用いて、色立体内部のＲＧＢ値を辺からの距離で線形的に推定すれば、当該ＲＧＢ値を正確に推定できる。
【００８１】
このようにして、カラー画像発生装置１１から出力された任意の色やランダムに決められた色の信号にルックアップテーブルを適用し、図６に示す第１及び第２の分布図や図１２等に示すガンマ曲線を解析することで、ルックアップテーブルの有効性を確認できる。ルックアップテーブルを用いているにもかかわらず、上記の理由以外でガンマ特性が非線形性を示し、色立体内部のある領域にずれが確認された場合には、色ずれを生じている部分を分布図にて確認し、更なる修正を加えることが可能である。最終的には、誤差の範囲内で入力値と測定値とが一致し、ガンマ曲線が図１２に示すように線形になればよい。
【００８２】
また、本実施形態は通常の三次元ルックアップテーブルを作成する場合にも適用できる。すなわち、色相及び彩度の変化を等間隔にし、強度の変化を色相及び彩度の変化と同じ程度にすれば、等間隔の立方体の格子点を測定したことになり、各格子点に対してルックアップテーブルを作成すれば、修正値を得ることができる。
【００８３】
また、例えば肌や空、海等の視覚的に敏感な領域に対して格子点の数を増やすことも容易にできる。具体的には、色ずれの生じている領域を特定してその部分の色を発生させ、当該領域の特定の色についてのルックアップテーブルを作成する。このようにすれば、大半の色についてはＲＧＢ色立体の各辺に対応するルックアップテーブルに基づいてＲＧＢ値を推定し、特定領域についてはそれとは別の三次元ルックアップテーブルを作成して併用することで、非常に合理的に修正値を得ることができる。
【００８４】
また、色立体内部の点を用いて更に詳細な補正をすることも可能である。例えば、ＲＧＢ色立体の中心（１２８，１２８，１２８)を対称中心とする二つの頂点を結ぶ線分に沿って彩度及び強度を変化させたパターンを作成してもよい。すなわち、図１１における頂点Ｖ１と頂点Ｖ２の間、頂点Ｖ３と頂点Ｖ４の間、頂点Ｖ５と頂点Ｖ６の間、及び頂点Ｖ７と頂点Ｖ８の間について変化パターンを作成する。例えば、頂点Ｖ３と頂点Ｖ４と間についてはＲＧＢを（０，２５５，０）から（１０，２４５，１０），（２０，２３５，２０），…，（２５５，０，２５５）のように変化させる。この場合には、強度を変えながら緑に関する一種のガンマ特性が測定されたと考えてよい。このような４種類の新たな特性は、強度を変えたときの赤・緑・青・白のある種のガンマ特性である。上記１２種類とこれら４種類とを合わせた計１６種類のガンマ特性を用いて、上記と同様に各線分からの距離に応じて色立体内部の修正値を算出すればよい。
【００８５】
また、ＲＧＢ色立体の中心（１２８，１２８，１２８）を中心とするより小さなＲＧＢ色立体を考慮してもよい。例えば、次の８点（６４，６４，６４），（６４，６４，１９２），（６４，１９２，６４），（１９２，６４，６４），（６４，１９２，１９２），（１９２，６４，１９２），（１９２，１９２，６４），（１９２，１９２，１９２）を頂点する立方体の辺上で色を変化させるパターンを表示すれば、実質的に、１色だけ強度を変化させたパターンでバイアスの異なる１２種類のガンマ特性を得ることができる。そして、大小双方のＲＧＢ色立体の各辺について、上記と同様にルックアップテーブルを用いて辺上の修正値を算出し、上記と同様に各辺からの距離に応じて色立体内部の修正値を算出すれば、立体内部の修正値をより高精度に得ることができる。
【００８６】
以上説明したように、本実施形態によれば、測定結果に基づいて算出されたＲＧＢ値（測定値）と入力信号に基づいて算出されたＲＧＢ値（基準値）とを比較することで測定値のずれを簡単かつ定量的にすることができる。また、当該比較に基づいてルックアップテーブルを修正することで、基準となる色への変換を簡単かつ正確に行うことができる。
【００８７】
また、表示装置１２からの発色が赤・緑・青のどの方向にずれているかを直感的に且つ定量的に知ることができる。第１の分布図はマトリックスデータに基づいて作成されるので、第１の分布図と第２の分布図とを比較することで、測定値に基づく色相及び彩度の位置（第１の分布図で示される位置）とそれらの理想の位置（第２の分布図で示される位置）との差異を定量的に把握できる。更に、ルックアップテーブルが正しく作用しているか否かを分布図に基づいて検査し、必要であれば、当該テーブルを自動的に修正するだけでなく人為的に簡単に修正することもできる。
【００８８】
次に、別の実施形態に係る色評価システム２について説明する。この実施形態の目的の一つは、性能が既に判明している表示装置を用いて撮像装置の諸特性を評価することである。図１６に示すように、色評価システム２は、撮像装置１８及び画像メモリ１９を備えている点と、カラー画像発生装置１１Ａ、表示装置１２Ａ、第１演算部１５Ａ、第２演算部１６Ａ、及びテーブル修正部２１Ａの処理内容がカラー画像発生装置１１、表示装置１２、第１演算部１５、第２演算部１６、テーブル修正部２１と異なる点において、色評価システム１と異なっている。以下では、色評価システム１と同様の機能及び構成に関する説明を省略し、異なる点を特に説明する。
【００８９】
表示装置１２Ａは、信号変換機能及びルックアップテーブルを内部に有している。すなわち、表示装置１２Ａは上記実施形態における信号変換部２０及び表示装置１２を組み合わせた装置である。また、撮像装置１８も上記信号変換部２０に相当する機能とルックアップテーブルとを備えている。このように、信号変換機能及びルックアップテーブルの配置は任意に決めてよい。色評価システム２では、表示装置１２Ａのルックアップテーブルの修正は上記実施形態の手法により既に完了しているものとする。
【００９０】
撮像装置１８は表示装置１２Ａが表示する画像を撮影し、撮像データを加工することなく画像メモリ１９に記憶する。したがって、画像メモリ１９に記憶されるデータは撮像装置１８の出力特性のみを反映した画像を示す。カラー画像発生装置１１Ａは、画像メモリ１９から撮像データを読み出し、そのデータに基づく信号を表示装置１２Ａ及び第２演算部１６Ａに出力する。
【００９１】
第１演算部１５Ａは、撮像データに基づく画像の測定結果の入力を受けて第１のＲＧＢ値を算出し第１の分布図を作成する。一方で第２演算部１６Ａは、撮像データに基づく信号の入力を受けて第２のＲＧＢ値を算出し第２の分布図を作成する。第１演算部１５Ａ及び第２演算部１６Ａにおける計算及び分布図作成の手順は、上述した第１演算部１５及び第２演算部１６におけるものと同様である。
【００９２】
作成された第１及び第２の分布図はディスプレイ１７上に表示される（ステップＳ１９、出力ステップ）。上述したように表示装置１２Ａの出力特性は既に判明しているので、変化を受けた分は撮像装置１８の特性を示すことになる。
【００９３】
テーブル修正部２１Ａは、演算部１５Ａ，１６Ａから入力された第１及び第２のＲＧＢ値に基づいて、上記実施形態と同様に撮像装置１８内のルックアップテーブルを修正する。
【符号の説明】
【００９４】
１，２…色評価システム、１１，１１Ａ…カラー画像発生装置、１２，１２Ａ…表示装置、１３…測定ユニット、１３ａ…光ファイバ、１３ｂ…分光器、１３ｃ…アダプタ、１３ｄ…反射型回折格子、１３ｅ…ラインセンサ、１４…マトリックス記憶部、１５，１５Ａ…第１演算部、１６，１６Ａ…第２演算部、１７…ディスプレイ、１８…撮像装置、１９…画像メモリ、２０…信号変換部、２１，２１Ａ…テーブル修正部。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カラー画像発生手段が色信号を表示装置に向けて出力するカラー画像発生ステップと、
ルックアップテーブルを第１記憶手段から読み出し、該ルックアップテーブルを用いて、前記カラー画像発生手段から前記表示装置に送られる前記色信号を変換する変換ステップと、
前記表示装置からの光の波長強度分布又は該光に基づく三刺激値を測定する測定ステップと、
前記波長強度分布又は前記三刺激値から得られるＸＹＺ値又は色度ｘｙｚとＲＧＢ値とを関連付けるマトリックスデータを第２記憶手段から読み出し、該マトリックスデータを用いて、前記測定ステップにおいて得られるＸＹＺ値を第１のＲＧＢ値に換算する第１算出ステップと、
前記カラー画像発生手段から入力された色信号に基づいて第２のＲＧＢ値を算出する第２算出ステップと、
前記第１のＲＧＢ値と前記第２のＲＧＢ値とを比較して、前記第１記憶手段内のルックアップテーブルを修正する修正ステップと、
を含むルックアップテーブル作成方法。
【請求項２】
前記第１のＲＧＢ値に基づいて第１の色相及び彩度を算出し、該第１の色相及び彩度の位置を示す第１の分布図を作成する第１作成ステップと、
前記第２のＲＧＢ値に基づいて第２の色相及び彩度を算出し、該第２の色相及び彩度の位置を示す第２の分布図を作成する第２作成ステップと、
前記第１の分布図及び前記第２の分布図を出力する出力ステップと、
を更に含み、
前記第１の分布図及び前記第２の分布図は、色相を偏角とし彩度を動径とする分布図である、
請求項１に記載のルックアップテーブル作成方法。
【請求項３】
前記マトリックスデータは、前記表示装置の最大彩度の赤・緑・青、及び白のＸＹＺ値に基づいて算出されるか、又は、所定の色空間の基準ＸＹＺ値と基準色温度とに基づいて算出される、
請求項１又は２に記載のルックアップテーブル作成方法。
【請求項４】
前記カラー画像発生手段は、選択した色若しくはランダムに発生させた色を前記表示装置に出力するか、又は、該選択した色若しくはランダムに発生させた色を前記表示装置から出力したものを撮像装置により取得し記録した色を再び前記表示装置に出力する、
請求項１〜３のいずれか一項に記載のルックアップテーブル作成方法。
【請求項５】
前記カラー画像発生手段は、赤・緑・青の強度を変化させたパターンと、黄・シアン・マゼンタの彩度を変化させたパターンと、彩度を一定として色相方向に０度以上３６０度未満変化させたパターンの色とを前記表示装置に出力し、
前記修正ステップでは、前記第１のＲＧＢ値及び前記第２のＲＧＢ値から得られる少なくとも１２種類のガンマ特性に基づいて前記ルックアップテーブルを修正する、
請求項１〜４のいずれか一項に記載のルックアップテーブル作成方法。
【請求項６】
前記修正ステップでは、前記少なくとも１２種類のガンマ特性を用いて算出した修正値に基づいて前記ルックアップテーブルを修正し、
前記変換ステップでは、修正された前記ルックアップテーブルに基づいてＲＧＢ色立体の内部の修正量を推定して前記色信号を変換する、
請求項５に記載のルックアップテーブル作成方法。
【請求項７】
前記変換ステップでは、前記ＲＧＢ色立体において互いに平行な辺からの距離に応じて、該ＲＧＢ色立体の内部の修正量を決定する、
請求項６に記載のルックアップテーブル作成方法。
【請求項８】
前記測定ステップでは、ＸＹＺ等色関数に対応する透過スペクトルを有するカラーフィルタを用いた測色計、又は、入力する光を分光して波長成分毎の光の強度を取得する分光測色計により、前記光の波長強度分布又は前記三刺激値が測定される、
請求項１〜７のいずれか一項に記載のルックアップテーブル作成方法。
【請求項９】
前記分光測色計は、
光を受ける端面を有する光ファイバと、
前記光ファイバの前記端面と前記表示装置との距離を規定するためのアダプタと、
前記光ファイバから出力される光を分光する分光素子と、
前記分光素子によって分光された光を波長成分ごとに受光する複数の受光素子と、
を有する、
請求項８に記載のルックアップテーブル作成方法。
【請求項１０】
前記第１作成ステップでは、前記第１のＲＧＢ値を用いて、次式（１ａ）及び（１ｂ）、又は、次式（１ａ）及び（１ｃ）に基づき前記色相Ｈ及び前記彩度Ｓを求め、ここで、ａ及びｂは定数であり、ＭＩＮ，ＭＡＸはそれぞれ、ＲＧＢ値のうちの最大値、最小値である、
請求項２〜９のいずれか一項に記載のルックアップテーブル作成方法。
【数１】
ここで、Ｉは彩度Ｓを無次元量にするための規格化定数であり、以下のように定義される。
【数２】
【請求項１１】
前記第１作成ステップでは、前記第１のＲＧＢ値を用いて、次式（２）に基づき前記色相Ｈ及び前記彩度Ｓを求め、ここで、ａ及びｂは定数である、
請求項２〜１０のいずれか一項に記載のルックアップテーブル作成方法。
【数３】
ここで、Ｊは彩度Ｓを無次元量にするための規格化定数であり、以下のように定義される。
【数４】
【請求項１】
カラー画像発生手段が色信号を表示装置に向けて出力するカラー画像発生ステップと、
ルックアップテーブルを第１記憶手段から読み出し、該ルックアップテーブルを用いて、前記カラー画像発生手段から前記表示装置に送られる前記色信号を変換する変換ステップと、
前記表示装置からの光の波長強度分布又は該光に基づく三刺激値を測定する測定ステップと、
前記波長強度分布又は前記三刺激値から得られるＸＹＺ値又は色度ｘｙｚとＲＧＢ値とを関連付けるマトリックスデータを第２記憶手段から読み出し、該マトリックスデータを用いて、前記測定ステップにおいて得られるＸＹＺ値を第１のＲＧＢ値に換算する第１算出ステップと、
前記カラー画像発生手段から入力された色信号に基づいて第２のＲＧＢ値を算出する第２算出ステップと、
前記第１のＲＧＢ値と前記第２のＲＧＢ値とを比較して、前記第１記憶手段内のルックアップテーブルを修正する修正ステップと、
を含むルックアップテーブル作成方法。
【請求項２】
前記第１のＲＧＢ値に基づいて第１の色相及び彩度を算出し、該第１の色相及び彩度の位置を示す第１の分布図を作成する第１作成ステップと、
前記第２のＲＧＢ値に基づいて第２の色相及び彩度を算出し、該第２の色相及び彩度の位置を示す第２の分布図を作成する第２作成ステップと、
前記第１の分布図及び前記第２の分布図を出力する出力ステップと、
を更に含み、
前記第１の分布図及び前記第２の分布図は、色相を偏角とし彩度を動径とする分布図である、
請求項１に記載のルックアップテーブル作成方法。
【請求項３】
前記マトリックスデータは、前記表示装置の最大彩度の赤・緑・青、及び白のＸＹＺ値に基づいて算出されるか、又は、所定の色空間の基準ＸＹＺ値と基準色温度とに基づいて算出される、
請求項１又は２に記載のルックアップテーブル作成方法。
【請求項４】
前記カラー画像発生手段は、選択した色若しくはランダムに発生させた色を前記表示装置に出力するか、又は、該選択した色若しくはランダムに発生させた色を前記表示装置から出力したものを撮像装置により取得し記録した色を再び前記表示装置に出力する、
請求項１〜３のいずれか一項に記載のルックアップテーブル作成方法。
【請求項５】
前記カラー画像発生手段は、赤・緑・青の強度を変化させたパターンと、黄・シアン・マゼンタの彩度を変化させたパターンと、彩度を一定として色相方向に０度以上３６０度未満変化させたパターンの色とを前記表示装置に出力し、
前記修正ステップでは、前記第１のＲＧＢ値及び前記第２のＲＧＢ値から得られる少なくとも１２種類のガンマ特性に基づいて前記ルックアップテーブルを修正する、
請求項１〜４のいずれか一項に記載のルックアップテーブル作成方法。
【請求項６】
前記修正ステップでは、前記少なくとも１２種類のガンマ特性を用いて算出した修正値に基づいて前記ルックアップテーブルを修正し、
前記変換ステップでは、修正された前記ルックアップテーブルに基づいてＲＧＢ色立体の内部の修正量を推定して前記色信号を変換する、
請求項５に記載のルックアップテーブル作成方法。
【請求項７】
前記変換ステップでは、前記ＲＧＢ色立体において互いに平行な辺からの距離に応じて、該ＲＧＢ色立体の内部の修正量を決定する、
請求項６に記載のルックアップテーブル作成方法。
【請求項８】
前記測定ステップでは、ＸＹＺ等色関数に対応する透過スペクトルを有するカラーフィルタを用いた測色計、又は、入力する光を分光して波長成分毎の光の強度を取得する分光測色計により、前記光の波長強度分布又は前記三刺激値が測定される、
請求項１〜７のいずれか一項に記載のルックアップテーブル作成方法。
【請求項９】
前記分光測色計は、
光を受ける端面を有する光ファイバと、
前記光ファイバの前記端面と前記表示装置との距離を規定するためのアダプタと、
前記光ファイバから出力される光を分光する分光素子と、
前記分光素子によって分光された光を波長成分ごとに受光する複数の受光素子と、
を有する、
請求項８に記載のルックアップテーブル作成方法。
【請求項１０】
前記第１作成ステップでは、前記第１のＲＧＢ値を用いて、次式（１ａ）及び（１ｂ）、又は、次式（１ａ）及び（１ｃ）に基づき前記色相Ｈ及び前記彩度Ｓを求め、ここで、ａ及びｂは定数であり、ＭＩＮ，ＭＡＸはそれぞれ、ＲＧＢ値のうちの最大値、最小値である、
請求項２〜９のいずれか一項に記載のルックアップテーブル作成方法。
【数１】
ここで、Ｉは彩度Ｓを無次元量にするための規格化定数であり、以下のように定義される。
【数２】
【請求項１１】
前記第１作成ステップでは、前記第１のＲＧＢ値を用いて、次式（２）に基づき前記色相Ｈ及び前記彩度Ｓを求め、ここで、ａ及びｂは定数である、
請求項２〜１０のいずれか一項に記載のルックアップテーブル作成方法。
【数３】
ここで、Ｊは彩度Ｓを無次元量にするための規格化定数であり、以下のように定義される。
【数４】
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２０１１−９５３８６（Ｐ２０１１−９５３８６Ａ）
【公開日】平成２３年５月１２日（２０１１．５．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２４７６８４（Ｐ２００９−２４７６８４）
【出願日】平成２１年１０月２８日（２００９．１０．２８）
【出願人】（０００１０１３３０）アストロデザイン株式会社 (28)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年５月１２日（２０１１．５．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１０月２８日（２００９．１０．２８）
【出願人】（０００１０１３３０）アストロデザイン株式会社 (28)
【Ｆターム（参考）】
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