JP2014033361A - ホワイトバランス調整装置、表示装置、ホワイトバランス調整方法、及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】４つ以上の原色からなる色空間を有する多原色ディスプレイにおけるホワイトバランス調整の技術を提供すること。
【解決手段】ホワイトバランス調整装置は、４つ以上の原色からなる色空間（第２の色空間）を有する表示装置へ入力する画像信号の色空間（第１の色空間）で定められている白色点を基準として、表示装置のホワイトバランス調整を行う。第１生成部は、第２の色空間の異なる３原色を組み合わせた組のうち、第１の色空間における指定白色点の色度を色域内に含む複数の各組について、指定白色点を基準として、組の３原色を三刺激値に変換する変換式を生成する。第２生成部は、第１生成部において生成された各変換式に重みづけを行って加算し、加算結果に基づいて、第２の色空間における全ての原色に対するホワイトバランス調整係数を生成する。
【選択図】図３

Description

本発明は、ホワイトバランス調整装置、表示装置、ホワイトバランス調整方法、及びプログラムに関し、特に、多原色ディスプレイにおけるホワイトバランス調整の技術に関する。

近年、Ｒ（Ｒｅｄ）Ｇ（Ｇｒｅｅｎ）Ｂ（Ｂｌｕｅ）の３原色に加えて、この３原色以外の他の原色を用いてディスプレイの広色域化を図る技術が提案されている。例えばＮ個（Ｎ≧４）の原色からなる色空間を有する多原色ディスプレイにおいて画像信号の色を再現する場合、ＲＧＢの色空間における再現すべき色の色度値をＮ次元の色空間に変換する。この場合、再現すべき１つの色に対して複数の３原色の組み合わせが存在する。下記特許文献１及び特許文献２には、このような多原色ディスプレイにおいて色を再現する際に最適な原色を特定する技術が開示されている。

特開２００４−１６６０４５号公報 特表２００８−５３８６１４号公報

ところで、多原色ディスプレイにおいて色を再現する際、多原色ディスプレイに入力される色信号の色空間で基準とされている白色点と、多原色ディスプレイの色空間における白色点とを合わせる必要がある。入力信号の色空間の白色点と多原色ディスプレイの色空間の白色点とが合っていなければ、入力信号の色とは異なる色が多原色ディスプレイに表示される。

本発明は、４つ以上の原色からなる色空間を有する多原色ディスプレイにおけるホワイトバランス調整の技術を提供することを目的とする。

本発明に係るホワイトバランス調整装置は、第１の色空間を有する画像信号が入力される、第２の色空間を有する表示装置のホワイトバランスを調整するホワイトバランス調整装置であって、前記第２の色空間は、４つ以上の原色からなる色域を有し、前記４つ以上の原色から３つの原色を組み合わせてなる複数の異なる３原色の組のうち、前記第１の色空間で定められている指定白色点の色度を色域内に含む複数の各組について、前記指定白色点を基準として、前記組の３原色を三刺激値に変換する変換式を生成する第１生成手段と、前記第１生成手段が生成した各変換式に重みづけを行って加算し、加算結果に基づいて、前記全ての原色に対するホワイトバランス調整係数を生成する第２生成手段と、を有する。

本発明によれば、４つ以上の原色からなる色空間を有する多原色ディスプレイのホワイトバランス調整を行うことができる。

図１は、第１実施形態に係る表示装置を示す図である。 図２は、第１実施形態における表示装置のｘｙ色度図である。 図３は、第１実施形態に係る表示装置の機能構成例を示す図である。 図４は、ＲＧＢと白色点の色度座標の例を示す図である。 図５は、第１実施形態における表示装置のＲＧＢ及び固有白色点と白色点（Ｄ６５）の色度座標を示す図である。 図６は、第１実施形態における表示装置のＤＧＢと固有白色点の色度座標を示す図である。 図７は、第１実施形態における表示部に入力されるＲＧＢＤ信号を示す図である。 図８Ａは、ＲＧＢの組を用いてホワイトバランス調整する場合の図である 図８Ｂは、図８ＡにおけるＲＧＢの信号値を調整する場合の図である。 図９Ａは、ＲＢＤの組を用いてホワイトバランス調整する場合の図である。 図９Ｂは、図９ＡにおけるＲＢＤの信号値を調整する場合の図である。 図１０は、第１実施形態における表示部に入力されるＲＧＢＤの入力値をホワイトバランス調整した場合を表す図である。 図１１は、第１実施形態に係る表示装置の動作フローを示す図である。 図１２Ａは、第３実施形態に係る表示装置の機能構成例を示す図である。 図１２Ｂは、第３実施形態における表示部に入力されるガンマ補正されたＲＧＢＤ信号を示す図である。 図１３は、変形例（１）における表示装置のｘｙ色度図である。

本発明の一実施形態に係るホワイトバランス調整装置は、第１の色空間を有する画像信号が入力される、第２の色空間を有する表示装置のホワイトバランスを調整するホワイトバランス調整装置であって、前記第２の色空間は、４つ以上の原色からなる色域を有し、前記４つ以上の原色から３つの原色を組み合わせてなる複数の異なる３原色の組のうち、前記第１の色空間で定められている指定白色点の色度を色域内に含む複数の各組について、前記指定白色点を基準として、前記組の３原色を三刺激値に変換する変換式を生成する第１生成手段と、前記第１生成手段が生成した各変換式に重みづけを行って加算し、加算結果に基づいて、前記全ての原色に対するホワイトバランス調整係数を生成する第２生成手段と、を備える（第１の構成）。この構成によれば、画像信号の色空間で定められている白色点に応じた多原色ディスプレイのホワイトバランス調整を行うことができる。

上記第１の構成において、前記第１生成手段は、前記複数の組毎に、前記第２の色空間における固有の白色点を前記指定白色点に調整する第１係数を求め、前記第１係数を用いて前記変換式を生成し、前記第２生成手段は、前記変換式の第１係数の加算結果を前記ホワイトバランス調整係数として生成する、としてもよい（第２の構成）。この構成によれば、ディスプレイが有する固有の白色点を画像信号の色空間で定められた白色点に調整することができる。

また、上記第２の構成において、前記第１生成手段は、前記各組の３原色の信号値が予め定めた値以下となるように前記第１係数を調整する、としてもよい（第３の構成）。ディスプレイに入力可能な原色の信号値の範囲は予め定められている。この構成によれば、ディスプレイに入力可能な信号値の範囲内となるように各原色の入力値を調整することができる。

また、上記第１から第３のいずれかの構成において、前記第２生成手段は、前記全ての原色に対するホワイトバランス調整係数の最大値が予め定めた上限値となるように調整することとしてもよい（第４の構成）。各原色に対するホワイトバランス調整係数の最大値が上限値より小さい場合、画像信号の色空間で定められている白色点を表示する際の原色の入力値が小さくなる。その結果、ディスプレイに表示される白色点の輝度も小さくなる。この構成によれば、本構成を備えていない場合と比べて、ディスプレイにおける白色点の輝度を高めることができる。

また、上記第１から第４のいずれかの構成において、前記第２生成手段において生成された前記ホワイトバランス調整係数にガンマ補正処理を行うガンマ補正手段を備える、としてもよい（第５の構成）。この構成によれば、非線形のディスプレイに適用することができる。

また、本発明の一実施形態に係る表示装置は、上記第１から第５のいずれか構成と、入力される画像信号の画像を表示する表示部と、を有し、前記いずれかの構成は、生成したホワイトバランス調整係数を用いてホワイトバランス調整を行った画像信号を前記表示部へ入力することとしてもよい。

本発明の一実施形態に係るホワイトバランス調整方法は、第１の色空間を有する画像信号が入力される、第２の色空間を有する表示装置のホワイトバランスを調整するホワイトバランス調整方法であって、前記第２の色空間は、４つ以上の原色からなる色域を有し、前記４つ以上の原色から３つの原色を組み合わせてなる複数の異なる３原色の組のうち、前記第１の色空間で定められている指定白色点の色度を色域内に含む複数の各組について、前記指定白色点を基準として、前記組の３原色を三刺激値に変換する変換式を生成する第１生成ステップと、前記第１生成ステップで生成された各変換式に重みづけを行って加算し、加算結果に基づいて、前記全ての原色に対するホワイトバランス調整係数を生成する第２生成ステップと、を行う。

本発明の一実施形態に係るプログラムは、コンピュータに、第１の色空間を有する画像信号が入力される、第２の色空間を有する表示装置のホワイトバランスを調整する処理を実行させるプログラムであって、前記第２の色空間は、４つ以上の原色からなる色域を有し、前記４つ以上の原色から３つの原色を組み合わせてなる複数の異なる３原色の組のうち、前記第１の色空間で定められている指定白色点の色度を色域内に含む複数の各組について、前記指定白色点を基準として、前記組の３原色を三刺激値に変換する変換式を生成する第１生成ステップと、前記第１生成ステップで生成された各変換式に重みづけを行って加算し、加算結果に基づいて、前記全ての原色に対するホワイトバランス調整係数を生成する第２生成ステップと、を実行させる。

＜第１実施形態＞
（１）概要
図１は、本実施形態に係る表示装置１を示す図である。表示装置１は、ホワイトバランス調整部１０と表示部２０とを含む。本実施形態において、表示装置１は、線形ディスプレイである。図２は、表示装置１のｘｙ色度図である。図２に示すように、表示装置１は、ＲＧＢの３原色と、この３原色以外の他の原色Ｄ（例えばＣｙａｎ）の４つの原色（ＲＧＢＤ）からなる色域を有する。表示装置１は、表示装置１が有する色空間（第２の色空間）における固有の白色点を、入力される画像信号に定められているｓＲＧＢなどの規格に基づく色空間（第１の色空間）における白色点（指定白色点）に調整するホワイトバランス調整処理を行う。以下、表示装置１の具体的な構成について説明する。

（２）構成
図３は、表示装置１においてホワイトバランス調整処理を実現するための機能ブロック図である。図３に示すように、ホワイトバランス調整部１０は、第１生成部１０１及び第２生成部１０２を有する。表示装置１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）（図示略）とＲＯＭ(Read Only Memory)及びＲＡＭ(Random Access Memory)を含むメモリ（図示略）を有する。ＣＰＵがＲＯＭに記憶されている制御プログラムを実行することにより、ホワイトバランス調整部１０の各部の機能を用いてホワイトバランス調整処理を実現する。なお、本構成のほか、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）のような集積回路を用いてホワイトバランス調整処理を実現してもよい。

第１生成部１０１は、ｓＲＧＢなどの規格で定められた色空間における白色点を基準として、４つの原色ＲＧＢＤのうち、例えばＲＧＢとＤＧＢの２組の各３原色を三刺激値に変換する変換式を生成する。

ここで、ＲＧＢと三刺激値（ＸＹＺ）との一般的な関係式について説明する。図４は、ＲＧＢと白色点Ｗの色度座標を表している。ＲＧＢ値とＸＹＺ値の関係は、以下の式１で表される。なお、色度座標のｘｙｚと三刺激値ＸＹＺとは、ｘ＝Ｘ／（Ｘ＋Ｙ＋Ｚ）、ｙ＝Ｙ／（Ｘ＋Ｙ＋Ｚ）、ｚ＝Ｚ／（Ｘ＋Ｙ＋Ｚ）の関係を有する。

白色点の輝度を基準とするため、以下の式２によって白色点Ｗの三刺激値（Ｘ_Ｗ，Ｙ_Ｗ，Ｚ_Ｗ）を正規化する。また、以下の式３により、ＲＧＢを白色点Ｗに合わせるための係数（Ｓ_Ｒ，Ｓ_Ｇ，Ｓ_Ｂ）を定義する。

図４のｘｙｚ値と式２及び式３より、式１の変換マトリクスは、以下の式４のように定義される。

（ＲＧＢ→ＸＹＺ変換）
上記の式１〜４に基づき、ＲＧＢの３原色を三刺激値に変換する式について説明する。図５は、表示装置１における３原色ＲＧＢと固有白色点Ｐ１と白色点Ｐ（Ｄ６５）の色度座標例を示している。固有白色点Ｐ１の色度座標は、Ｒ＝Ｇ＝Ｂ＝１(最大値)の色信号を表示装置１に入力したときに表示装置１に表示される色の色度を示している。従って、固有白色点Ｐ１は、表示装置１におけるＲＧＢに基づく色空間において最も高い輝度となる色を表す。ＲＧＢ及び白色点Ｐ（Ｄ６５）の色度座標は、表示装置１に入力される画像信号の規格で定められている色度を表している。この例では、ｓＲＧＢの規格に基づく色度を表している。

上述した式２、式３の白色点の座標に固有白色点Ｐ１の色度座標を代入し、図５の原色Ｒ、Ｇ、Ｂの色度座標を式３に代入することにより、式３における固有係数（Ｓ_Ｒ，Ｓ_Ｇ，Ｓ_Ｂ）は以下の式５で定義される。

図５の色度座標と上記式４及び式５より、ＲＧＢの３原色の三刺激値への変換は以下の式６で定義される。下付き文字のＰは、固有白色点を白色点としていることを意味する。

（ＤＧＢ→ＸＹＺ変換）
次に、上述したＲＧＢの組と同様にして、ＤＧＢの３原色を三刺激値に変換する式について説明する。図６は、表示装置１における３原色ＤＧＢと固有白色点Ｐ２、及び白色点Ｐ（Ｄ６５）の色度座標を示している。固有白色点Ｐ２の色度座標は、表示装置１においてＲ＝０、Ｄ＝Ｇ＝Ｂ＝１(最大値)が入力されたときの色の色度を表している。上述した式５と同様の方法により、固有白色点Ｐ２を白色点Ｗとして、ＤＧＢの３原色を用いた場合の固有係数（Ｓ_Ｄ，Ｓ_Ｇ，Ｓ_Ｂ）は、以下の式７のように定義される。また、図６の色度座標と式７より、ＤＧＢの３原色の三刺激値への変換は以下の式８で定義される。

図２に示すように、ＲＧＢとＤＧＢの各色空間の固有白色点Ｐ１及びＰ２と、白色点Ｐ（Ｄ６５）とは異なっている。式６及び式８は、固有白色点Ｐ１及びＰ２に基づく三刺激値の変換を示しており、上記の式５及び式７に示す固有係数（Ｓ_Ｒ，Ｓ_Ｇ，Ｓ_Ｂ）及び（Ｓ_Ｄ，Ｓ_Ｇ，Ｓ_Ｂ）は表示装置１の特性を表している。

（輝度調整処理）
上記の式６及び式８は、ＲＧＢとＤＧＢの各組の色空間における固有白色点Ｐ１、Ｐ２の輝度値（Ｙｗ）で各々正規化されて求められているため、各組の色空間における輝度の基準を統一する。第１生成部１０１は、例えば、ＲＧＢの組の輝度を基準としてＤＧＢの組の輝度を調整する。具体的には、式６の変換マトリクスにおいて、Ｇ成分に対応する第２列と、Ｂ成分に対応する第３列の要素のうちの任意の要素（例えば、０．６９４２）を、式８の行列における同じ位置の要素（例えば、０．３９５５）で除算することによって輝度調整係数（＝１．７５５２）を算出する。そして、以下の式９に示すように、輝度調整係数を式８に乗算する処理を行う。これにより、ＲＧＢとＤＧＢの各色空間における輝度が統一され、２つの色空間のＧＢ面が連続する。

（ＲＧＢＤ→ＸＹＺ変換）
全ての原色ＲＧＢＤを三刺激値に変換する式は以下の式１０のように定義される。第１生成部１０１は、輝度が調整された式６及び式９を用いて式１０の変換マトリクスを生成する。具体的には、ＲＧＢＤの各成分と対応する式６及び式９の行列の要素を式１０の変換マトリクスに代入することにより式１１の結果が得られる。

図７は、式１１の状態を表している。つまり、上記の式１１は、表示部２０にＲＧＢＤの各入力値が入力されると、表示装置１の固有白色点を基準とする三刺激値（ＸＹＺ）に変換されることを示している。そのため、第１生成部１０１は、式１１を用い、ＲＧＢの組について白色点Ｐ（Ｄ６５）を基準とするホワイトバランス調整を行う。なお、表示装置１の固有白色点の色度座標は、式１１において（Ｒ，Ｇ，Ｂ，Ｄ）＝（１，１，１，１）とした場合の色度座標であり、（ｘ，ｙ，ｚ）＝（０．２１６９，０．３３１７，０．４５１４）である。

（ホワイトバランス調整・変換式の生成）
第１生成部１０１は、白色点Ｐ（Ｄ６５）の色度を色域に含む３原色の組を特定する。つまり、図２のｘｙ色度図において、白色点Ｐ（Ｄ６５）を含む３原色の組は、ＲＧＢとＲＢＤの２組である。第１生成部１０１は、ＲＧＢ及びＲＢＤのの各３原色を用いて白色点Ｐ（Ｄ６５）の三刺激値を表現するための第１係数を求める。以下、ＲＧＢとＤＧＢの各組について具体的に説明する。

（１）ＲＧＢの組
式１１においてＤ＝０を設定すると、以下の式１２に示すように、上述した式６と同様の結果となる。式１２における変換マトリクスは、固有白色点Ｐ１を基準とする三刺激値に変換するため、ＲＧＢの各成分に第１係数（Ｋ_Ｒ，Ｋ_Ｇ，Ｋ_Ｂ）を乗算し、白色点Ｐ（Ｄ６５）を基準として変換する以下の式１３を生成する。つまり、図８Ａに示すように、ＲＧＢの各入力値に第１係数（Ｋ_Ｒ，Ｋ_Ｇ，Ｋ_Ｂ）を乗算した信号値が表示部２０に入力されると、白色点Ｐ（Ｄ６５）を基準とする三刺激値に変換する。なお、下付き文字のＤ６５は、画像信号の規格で定められた白色点（Ｄ６５）を白色点としていることを意味する。

図２に示すｘｙ色度図から、白色点Ｐ（Ｄ６５）の色度座標（ｘ_Ｗ，ｙ_Ｗ，ｚ_Ｗ）は、（０．３１２７，０．３２９０，０．３５８３）である。この色度座標を、上述した式４に代入すると、（Ｘ_Ｗ，Ｙ_Ｗ，Ｚ_Ｗ）＝（０．９０５，１．０００，１．０８９１）となる。この値を上記式１３の（Ｘ，Ｙ，Ｚ）に代入する。そして、白色点を示すＲＧＢの入力値として（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（１，１，１）を上記の式１３に代入すると、以下の式１４に示す第１係数が得られる。

式１４に示す第１係数（Ｋ_Ｒ，Ｋ_Ｇ，Ｋ_Ｂ）には１より大きい値が含まれている。これら第１係数がＲＧＢの各信号値に乗算されると、表示部２０へ入力される信号値は入力可能な信号値の範囲（０以上１以下）を超える。そのため、第１生成部１０１は、ＲＧＢの各信号値が範囲内となるように第１係数を調整する。具体的には、第１係数（Ｋ_Ｒ，Ｋ_Ｇ，Ｋ_Ｂ）の各値を、第１係数における最大値で除算する。この例では、最大値Ｋ_ｍ＝ｍａｘ（Ｋ_Ｒ，Ｋ_Ｇ，Ｋ_Ｂ）＝Ｋ_Ｒ＝１.０９９３である。従って、第１係数（Ｋ_Ｒ，Ｋ_Ｇ，Ｋ_Ｂ）を最大値Ｋ_ｍで除算すると、以下の式１５となる。

上記式１３において、第１係数（Ｋ_Ｒ，Ｋ_Ｇ，Ｋ_Ｂ）を調整した（Ｋ_ｒ，Ｋ_ｇ，Ｋ_ｂ）に置き換えると、ＲＧＢの組に対応する変換式は以下の式１６で表される。式１６は、図８Ｂに示すように、第１係数（Ｋ_ｒ，Ｋ_ｇ，Ｋ_ｂ）によって調整されたＲＧＢの信号値が表示部２０に入力されることにより白色点Ｐ（Ｄ６５）を基準とする三刺激値に変換することを示している。

（２）ＲＢＤの組
次に、ＲＢＤの組について説明する。ＲＢＤの組の場合、式１１において、Ｇ＝０を設定すると以下の式１７となる。上記したＲＧＢの場合と同様、式１７において、ＲＢＤの各成分に第１係数（Ｋ_Ｒ，Ｋ_Ｂ，Ｋ_Ｄ）を乗算すると、白色点Ｐ（Ｄ６５）を基準として変換する以下の式１８の結果が得られる。つまり、図９Ａに示すように、ＲＢＤの各入力値に第１係数（Ｋ_Ｒ1，Ｋ_Ｂ1，Ｋ_Ｄ1）を乗算した信号値が表示部２０へ入力されると、白色点Ｐ（Ｄ６５）を基準とする三刺激値に変換される。

上述したＲＧＢの組と同様、白色点Ｐ（Ｄ６５）の色度座標（Ｘ_Ｗ，Ｙ_Ｗ，Ｚ_Ｗ）＝（０．９０５，１．０００，１．０８９１）を上記式１８の（Ｘ，Ｙ，Ｚ）に代入する。そして、白色点を示すＲＢＤの入力値として（Ｒ，Ｂ，Ｄ）＝（１，１，１）を式１８に代入することにより、以下の式１９に示す第１係数（Ｋ_Ｒ1，Ｋ_Ｂ1，Ｋ_Ｄ1）が得られる。

上述したＲＧＢの組と同様、式１９の第１係数（Ｋ_Ｒ1，Ｋ_Ｂ1，Ｋ_Ｄ1）には１より大きい値が含まれている。これら第１係数がＲＢＤの各入力値に乗算されると、表示部２０に入力する信号値は入力可能な信号値の範囲（０以上１以下）を超える。そのため、第１生成部１０１は、ＲＢＤの各信号値が範囲内となるように調整する。

具体的には、ＲＧＢの場合と同様、第１係数（Ｋ_Ｒ1，Ｋ_Ｂ1，Ｋ_Ｄ1）の各値を、第１係数における最大値で除算する。この例では、最大値Ｋ_ｍ1＝ｍａｘ（Ｋ_Ｒ1，Ｋ_Ｂ1，Ｋ_Ｄ1）＝Ｋ_Ｒ1＝１.８７３０である。第１係数（Ｋ_Ｒ1，Ｋ_Ｂ1，Ｋ_Ｄ1）を最大値Ｋ_ｍ1で除算すると、以下の式２０となる。そして、上記式１８において、第１係数（Ｋ_Ｒ1，Ｋ_Ｂ1，Ｋ_Ｄ1）を調整した（Ｋ_ｒ1，Ｋ_ｂ1，Ｋ_ｄ1）に置き換えると、ＲＢＤの組の変換式として以下の式２１が得られる。つまり、式２１は、図９Ｂに示すように、第１係数（Ｋ_ｒ1，Ｋ_ｂ1，Ｋ_ｄ1）によって調整されたＲＢＤの信号値が表示部２０に入力されることにより、白色点Ｐ（Ｄ６５）を基準とする三刺激値に変換されることを示している。

（ホワイトバランス調整係数の生成）
次に、第２生成部１０２の処理について説明する。第２生成部１０２は、第１生成部１０１で生成された変換式を用いて、白色点Ｐ（Ｄ６５）を基準とする、全ての原色ＲＧＢＤに対応するホワイトバランス調整係数を生成する。具体的には、以下の式２２に示すように、第１生成部１０１において生成されたＲＧＢとＲＢＤの各変換式（式１６、式２１）にα、（１-α）の重みづけを行って加算する。以下の式２２を整理すると式２３のように書き換えられる。

上記の式２３における係数（Ｋ_ｒ２，Ｋ_ｇ２，Ｋ_ｂ２，Ｋ_ｄ２）は、以下の式２４で表される。式２３は、図１０に示すように、係数（Ｋ_ｒ２，Ｋ_ｇ２，Ｋ_ｂ２，Ｋ_ｄ２）によって調整されたＲＧＢＤの各入力値が表示部２０に入力されることにより白色点Ｐ（Ｄ６５）を基準とする三刺激値に変換されることを示している。つまり、係数（Ｋ_ｒ２，Ｋ_ｇ２，Ｋ_ｂ２，Ｋ_ｄ２）は、表示装置１の固有白色点を白色点Ｐ（Ｄ６５）に調整するためのホワイトバランス調整係数である。

（但し、０≦α≦１．０）

上記の式２４において、例えばα＝０．５を設定すると、ホワイトバランス調整係数（Ｋ_ｒ２，Ｋ_ｇ２，Ｋ_ｂ２，Ｋ_ｄ２）＝（１．００００，０．４６８６，０．３６２５，０．１７１１）となる。上記の式２３に、このホワイトバランス調整係数と上記の式１１の変換マトリクスを代入すると、以下の式２５が得られる。

ここで、式２５を用い、白色点Ｐ（Ｄ６５）を基準とするホワイトバランス調整がなされているか検証する。上記の式２５に、白色点を示すＲＧＢＤの入力値として（Ｒ，Ｇ，Ｂ，Ｄ）＝（１，１，１，１）を代入すると、（Ｘ，Ｙ，Ｚ）＝（０．６８６０，０．７２１８，０．７８６１）が得られる。色度座標（ｘ，ｙ，ｚ）は、（ｘ，ｙ，ｚ）＝（Ｘ／Ｘ＋Ｙ＋Ｚ，Ｙ／Ｘ＋Ｙ＋Ｚ，Ｚ／Ｘ＋Ｙ＋Ｚ）の関係式を満たす。この関係式に、（Ｘ，Ｙ，Ｚ）＝（０．６８６０，０．７２１８，０．７８６１）を代入すると、（ｘ，ｙ，ｚ）＝（０．３１２７，０．３２９０，０．３５８３）が得られる。

図５に示すｘｙ色度座標から明らかなように、上記ｘｙｚの値は白色点Ｐ（Ｄ６５）の色度座標の値と同じである。従って、上記の式２５は、白色点Ｐ（Ｄ６５）を基準とするホワイトバランス調整がなされていることが分かる。

なお、上記式１１において、（Ｒ，Ｇ，Ｂ，Ｄ）＝（１，１，１，１）を代入すると、（Ｘ，Ｙ，Ｚ）＝（１．２７４３，１．９４８６，２．６５２３）に変換される。上記関係式にＸＹＺの各値を代入すると、（ｘ，ｙ，ｚ）＝（０．２１６９，０．３３１７，０．４５１４）が得られる。これは、上記した表示装置１の固有白色点の色度座標と同値でああり、白色点Ｐ（Ｄ６５）の色度座標の値と異なっている。従って、式１１は白色点Ｐ（Ｄ６５）を基準とするホワイトバランス調整がなされていない状態であることが分かる。

第２生成部１０２は、生成したホワイトバランス調整係数をメモリに記憶する。第２生成部１０２は、入力される画像信号に応じたＲＧＢＤの入力値をメモリ内のホワイトバランス調整係数を用いて調整したＲＧＢＤ信号を表示部２０へ出力する。

表示部２０は、第２生成部１０２から出力されるＲＧＢＤ信号に基づいて画像を表示する。

（動作）
以下、本実施形態に係る表示装置１のホワイトバランス調整処理の動作について説明する。図１１は、本実施形態におけるホワイトバランス調整処理の動作フローを示す図である。表示装置１は、ホワイトバランス調整部１０の第１生成部１０１において、４つの原色ＲＧＢＤのうち、異なる３原色を有する任意の２組（例えばＲＧＢ、ＤＧＢ）を用い、各組の３原色を三刺激値に変換する式６及び式８を生成する（ステップＳ１１）。

表示装置１は、第１生成部１０１において、ステップＳ１１で生成された式６及び式８を用いて輝度調整処理を行う（ステップＳ１２）。具体的には、任意の２組の一方の組（例えばＲＧＢ）の色空間における輝度を基準とし、式８を用いてスケーリング処理を行う。その結果、他方の組（ＤＧＢ）の色空間における輝度が調整されて式９の結果が得られる。

次に、表示装置１は、第１生成部１０１において、ステップＳ１１及びステップＳ１２で得られた式６及び式９を用い、全ての原色ＲＧＢＤを三刺激値に変換する式１１を生成する（ステップＳ１３）。そして、第１生成部１０１において、式１１を用いてホワイトバランス調整を行う（ステップＳ１４）。具体的には、指定された白色点Ｐ（Ｄ６５）の色度を色域に含む２組の各３原色（ＲＧＢ、ＲＢＤ）を用いて白色点を表現するための各第１係数を式１４、式１９によって求める。そして、式１５、式２０により、各３原色の信号値の範囲を調整した第１係数を求める。

表示装置１は、第１生成部１０１において、ステップＳ１４で求められた第１係数を用いて各３原色（ＲＧＢ、ＲＢＤ）を三刺激値に変換する変換式として式１６、式２１を生成する（ステップＳ１５）。そして、表示装置１は、ホワイトバランス調整部１０の第２生成部１０２において、ステップＳ１５で生成された式１６、式２１の変換式に重みづけして加算し、ＲＧＢＤを三刺激値に変換する式２２を得る（ステップＳ１６）。第２生成部１０２は、ＲＧＢＤの各原色に対応する第１係数の加算結果（式２４）をホワイトバランス調整係数として生成する（ステップＳ１７）。

上述した第１実施形態では、表示部２０に対する全ての原色の入力値を１としたときに、画像信号の規格で定められている白色点Ｐ（Ｄ６５）の三刺激値に変換することができるホワイトバランス調整係数が生成される。そのため、上述したホワイトバランス調整処理は、各原色の入力値が１のときに白色を表示するという一般的な白色点の定義と一致しており、４原色以上を用いた多原色の表示制御において汎用性を有する。

＜第２実施形態＞
上述した第１実施形態の例では、α＝０．５を設定し、ホワイトバランス調整係数（Ｋ_ｒ２，Ｋ_ｇ２，Ｋ_ｂ２，Ｋ_ｄ２）は、（Ｋ_ｒ２，Ｋ_ｇ２，Ｋ_ｂ２，Ｋ_ｄ２）＝（１．００００，０．４６８６，０．３６２５，０．１７１１）である。この例では、ホワイトバランス調整係数の最大値が１．０となっているが、ホワイトバランス調整係数の最大値が１．０未満となる場合もある。この場合、白色を表示するための各原色の信号値はいずれも１．０未満となる。表示部２０に入力される各原色の信号値が１．０未満となる場合、表示装置１における白色点の輝度が小さくなり、表示装置１が有する色の表現能力を活かすことができない。

本実施形態では、表示装置１が有する色の表現能力を高めるべく、表示部２０において白色を表示する際の原色の信号値の最大値が１．０となるようにホワイトバランス調整係数を調整する。具体的には、第２生成部１０２において、ホワイトバランス調整係数の各値を、ホワイトバランス調整係数の最大値Ｋ_ｍ（＝ｍａｘ（Ｋ_ｒ２，Ｋ_ｇ２，Ｋ_ｂ２，Ｋ_ｄ２））で除算し、以下の式２５に示すホワイトバランス調整係数（Ｋ_ｒ３，Ｋ_ｇ３，Ｋ_ｂ３，Ｋ_ｄ３）を求める。

上述した第２実施形態では、白色を表示する際の表示部２０に入力される原色の信号値の最大値が１．０となるようにホワイトバランス調整係数が調整される。その結果、本調整処理を行わない場合と比べて、表示装置１が有する色の表現能力を活かすことが可能となる。

＜第３実施形態＞
上述した第１実施形態では、表示装置１が線形ディスプレイの例を用いた。本実施形態では、表示装置１が非線形ディスプレイの場合について説明する。図１２Ａは、本実施形態に係る表示装置１Ａの構成を示す図である。なお、上述した第１実施形態と同様の構成については第１実施形態と同じ符号が付されている。以下、第１実施形態と異なる部分について説明する。

図１２Ａに示すように、ホワイトバランス調整部１０Ａは、第１生成部１０１、第２生成部１０２に加えてガンマ補正部１０３を有する。ガンマ補正部１０３は、表示装置１Ａに入力されるガンマ補正されたＲＧＢＤの各入力値（Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１，Ｄ１）＝（Ｒ^１/γ，Ｇ^１/γ，Ｂ^１/γ，Ｄ^１/γ）に対するホワイトバランス調整係数について、表示装置１Ａの規格で定められたガンマ値（γ）を用いてガンマ補正処理を行う。具体的には、ガンマ補正部１０３は、第２生成部１０２において生成されたホワイトバランス調整係数を（Ｋ_ｒ４，Ｋ_ｇ４，Ｋ_ｂ４，Ｋ_ｄ４）＝（（Ｋ_ｒ２）^１/γ，（Ｋ_ｇ２）^１/γ，（Ｋ_ｂ２）^１/γ，（Ｋ_ｄ２）^１/γ）にガンマ補正する。従って、図１２Ｂに示すように、ガンマ補正されたＲＧＢＤの各入力値（Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１，Ｄ１）に対し、ホワイトバランス調整係数（Ｋ_ｒ４，Ｋ_ｇ４，Ｋ_ｂ４，Ｋ_ｄ４）を乗算した各原色の信号が表示部２０Ａに入力される。

表示部２０Ａは、ホワイトバランス調整部１０Ａでガンマ補正されたＲＧＢＤの信号値に対してガンマ値（γ）を付与して画像を表示する。

＜変形例＞
以上、本発明についての実施形態を説明したが、本発明は上述の実施形態のみに限定されず、以下の態様も本発明の範囲に含まれる。

（１）上述した第１実施形態から第３実施形態では、ＲＧＢＤの４つの原色からなる色空間を有する表示装置１のホワイトバランス調整について説明したが、４つ以上の原色からなる色空間を有する表示装置であればこれに限らない。ここで、表示装置１が５つの原色からなる色空間を有する場合について説明する。

図１３は、本変形例に係る表示装置の色度図を例示したものである。図１３において、原色Ｄ１は図２の原色Ｄと同じであり、この例では原色Ｄ２が追加されている。この例において、白色点Ｐ（Ｄ６５）を含む３原色の組は、ＲＧＢ、ＲＢＤ１、及びＲＢＤ２である。上述した式６及び式８と同様に、例えば、ＲＧＢ、Ｄ１ＧＢ、Ｄ２ＧＢの各組について固有白色点を基準とする三刺激値への変換式を求める。そして、第１実施形態と同様の方法でＲＧＢ、ＲＢＤ１、ＲＢＤ２の各組について第１係数を求め、上述した式２２と同様にして、５つの原色を三刺激値に変換する以下の式２００を求める。

上記式２００のβは上述した係数αと同様、重みづけの係数を表している。ＲＢＤ２の組における第３項のマトリクスと係数はＲＧＢやＲＢＤ１と同様にして求められる。上記式２００において、α＝１, β＝１のとき、ＲＧＢの組だけでホワイトバランス調整を行うことになる。また、β＝１のとき、ＲＧＢとＲＢＤ１の２組を用いてホワイトバランス調整を行うことになる。６つ以上の原色を用いる場合についても上記した５つの原色を用いる場合と同様に処理すればよい。

（２）上述した実施形態では、ＲＧＢの組の輝度値を基準としてＤＧＢの組の輝度を調整する例を説明したが、ＤＧＢの組の輝度を基準としてＲＧＢの組の輝度を調整するようにしてもよい。つまり、この場合、ＤＧＢの組は上述した式８をそのまま用い、ＲＧＢの組については、式６を以下の式１００のように変形する。この結果、ＲＧＢとＤＧＢのＧＢ面の境界が不連続にならない。

上記式８と式１００に基づき、原色ＲＧＢＤを三刺激値に変換する式は以下の式１０１となる。

上述した式１１と式１０１は各々異なる輝度値の基準によって導かれた式である。これらの式は任意の輝度値を１として、相対的に表したものである。実際の表示装置は、絶対輝度が用いられている。ここで、表示装置の絶対輝度による三刺激値の変換式を求めてみる。式１１と式１０１において（Ｒ，Ｇ，Ｂ，Ｄ）＝（１，１，１，１）を代入すると、Ｙ＝１．９４８６、Ｙ＝１．１１０２が各々得られる。Ｙ値は輝度信号である。これらの値で式１１と式１０１を各々除算すると、いずれも以下の式１０２が得られる。そして、式１０２に最大輝度Ｌ_０を乗算すると以下の式１０３に示すように絶対輝度による三刺激値の変換式が得られる。

このように、相対的な輝度値の基準を任意に設定しても、絶対輝度による表示装置の三刺激値の変換式はその輝度基準の影響を受けないことが分かる。

（３）上述した第１実施形態では、表示装置１に入力されるＲＧＢＤの各色信号を三刺激値に変換する式の生成において、異なる３つの原色からなる組のうち、ＲＧＢとＤＧＢの組を用いる例を説明したが、例えば、ＲＧＢとＲＢＤ、ＲＧＢとＲＧＤなどの組み合わせでもよい。要は、ＲＧＢＤの４色が含まれるように３原色の組を特定すればよい。

（４）上述した第３実施形態において、ホワイトバランス調整係数（Ｋ_ｒ２，Ｋ_ｇ２，Ｋ_ｂ２，Ｋ_ｄ２）と同様に、第２実施形態のホワイトバランス調整係数（Ｋ_ｒ３，Ｋ_ｇ３，Ｋ_ｂ３，Ｋ_ｄ３）についてガンマ補正処理を行うようにしてもよい。

（５）上述した実施形態では、表示装置１の内部にホワイトバランス調整部を有する例を説明したが、表示装置１に接続される外部の装置をホワイトバランス調整装置として機能させてもよい。この場合、外部の装置は、ホワイトバランス調整部１０の機能を備えるように構成する。

（６）上述した実施形態のホワイトバランス調整部１０として機能させるプログラムや、そのプログラムが記録された記録媒体を流通させ、そのプログラムをコンピュータの内部又は外部記憶装置にインストールして実行させてもよい。

１，１Ａ…表示装置、１０，１０Ａ…ホワイトバランス調整部、２０，２０Ａ…表示部、１０１…第１生成部、１０２…第２生成部、１０３…ガンマ補正部

Claims (8)

1. 第１の色空間を有する画像信号が入力される、第２の色空間を有する表示装置のホワイトバランスを調整するホワイトバランス調整装置であって、
   前記第２の色空間は、４つ以上の原色からなる色域を有し、
   前記４つ以上の原色から３つの原色を組み合わせてなる複数の異なる３原色の組のうち、前記第１の色空間で定められている指定白色点の色度を色域内に含む複数の各組について、前記指定白色点を基準として、前記組の３原色を三刺激値に変換する変換式を生成する第１生成手段と、
   前記第１生成手段が生成した各変換式に重みづけを行って加算し、加算結果に基づいて、前記全ての原色に対するホワイトバランス調整係数を生成する第２生成手段と、
   を有するホワイトバランス調整装置。
2. 前記第１生成手段は、前記複数の組毎に、前記第２の色空間における固有の白色点を前記指定白色点に調整する第１係数を求め、前記第１係数を用いて前記変換式を生成し、
   前記第２生成手段は、前記変換式の第１係数の加算結果を前記ホワイトバランス調整係数として生成する、請求項１に記載のホワイトバランス調整装置。
3. 前記第１生成手段は、前記各組の３原色の信号値が予め定めた値以下となるように前記第１係数を調整する、請求項２に記載のホワイトバランス調整装置。
4. 前記第２生成手段は、前記全ての原色に対するホワイトバランス調整係数の最大値が予め定めた上限値となるように調整する、請求項１から３のいずれか一項に記載のホワイトバランス調整装置。
5. 前記第２生成手段において生成された前記ホワイトバランス調整係数にガンマ補正処理を行うガンマ補正手段を備える、請求項１から４のいずれか一項に記載のホワイトバランス調整装置。
6. 請求項１から５のいずれか一項に記載のホワイトバランス調整装置と、
   入力される画像信号の画像を表示する表示部と、を有し、
   前記ホワイトバランス調整装置は、生成したホワイトバランス調整係数を用いてホワイトバランス調整を行った画像信号を前記表示部へ入力する、表示装置。
7. 第１の色空間を有する画像信号が入力される、第２の色空間を有する表示装置のホワイトバランスを調整するホワイトバランス調整方法であって、
   前記第２の色空間は、４つ以上の原色からなる色域を有し、
   前記４つ以上の原色から３つの原色を組み合わせてなる複数の異なる３原色の組のうち、前記第１の色空間で定められている指定白色点の色度を色域内に含む複数の各組について、前記指定白色点を基準として、前記組の３原色を三刺激値に変換する変換式を生成する第１生成ステップと、
   前記第１生成ステップで生成された各変換式に重みづけを行って加算し、加算結果に基づいて、前記全ての原色に対するホワイトバランス調整係数を生成する第２生成ステップと、
   を行うホワイトバランス調整方法。
8. コンピュータに、第１の色空間を有する画像信号が入力される、第２の色空間を有する表示装置のホワイトバランスを調整する処理を実行させるプログラムであって、
   前記第２の色空間は、４つ以上の原色からなる色域を有し、
   前記４つ以上の原色から３つの原色を組み合わせてなる複数の異なる３原色の組のうち、前記第１の色空間で定められている指定白色点の色度を色域内に含む複数の各組について、前記指定白色点を基準として、前記組の３原色を三刺激値に変換する変換式を生成する第１生成ステップと、
   前記第１生成ステップで生成された各変換式に重みづけを行って加算し、加算結果に基づいて、前記全ての原色に対するホワイトバランス調整係数を生成する第２生成ステップと、
   を実行させるプログラム。

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