JP6482232B2 - カラーバー生成装置および表示システム - Google Patents

Description

本発明は、カラーバー生成装置および表示システムに関する。

超高精細度テレビジョン放送（ＵＨＤＴＶ：Ｕｌｔｒａ Ｈｉｇｈ Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ）では、三原色がスペクトル軌跡上に位置した広色域表色系を用いることが、ＩＴＵ−Ｒ（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｕｎｉｏｎ Ｒａｄｉｏｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｓｅｃｔｏｒ）勧告ＢＴ．２０２０（以下、Ｒｅｃ．２０２０と呼ぶ）で規定されている。一方、高精細度テレビジョン放送（ＨＤＴＶ：Ｈｉｇｈ Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ）では、Ｒｅｃ．２０２０よりも狭い色域の表色系を用いることがＩＴＵ−Ｒ勧告ＢＴ．７０９（以下、Ｒｅｃ．７０９と呼ぶ）で定められている。このため、広色域表色系を採用したＵＨＤＴＶ用の映像信号を、ＨＤＴＶ用の映像信号にダウンコンバートする際に色域変換が必要となる。

広色域から狭色域に色域変換するための単純な方法として、狭色域表色系において表現可能なレンジ外の信号値をクリップする方法がある。具体的には、この方法は、広色域ＲＧＢ値に３行３列のリニアマトリクスを乗算して狭色域ＲＧＢ値に変換した後、所定の信号レンジ（例えば、８ｂｉｔレベルで１６以上２５４以下の値）を超えた狭色域ＲＧＢ値をクリップする方法である。しかし、この方法は、人間の知覚特性に基づく色空間上の変換ではないため、変換によって色相や明度が不自然に変化するという欠点がある。より品質を重視するには、変換後の明度、彩度、色相が予測可能な色空間モデルに基づく方法が提案されている。色空間モデルに基づく方法では、計算量を低減するために、三次元ルックアップテーブル（３Ｄ−ＬＵＴ：Ｔｈｒｅｅ Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ Ｌｏｏｋ−ｕｐ Ｔａｂｌｅ）を用いることが考えられる。

社団法人 電波産業会，マルチフォーマット・カラーバー 標準規格，ＡＲＩＢ ＳＴＤ−Ｂ２８ １．０版，２０００．１２．１４ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｏｆ Ｍｏｔｉｏｎ Ｐｉｃｔｕｒｅ ａｎｄ Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ，Ｈｉｇｈ−Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ， Ｓｔａｎｄａｒｄ−Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ Ｃｏｍｐａｔｉｂｌｅ Ｃｏｌｏｒ Ｂａｒ Ｓｉｇｎａｌ，ＲＰ２１９，２００２

放送番組の制作において、ディスプレイを調整するためにカラーバーが用いられる。例えば、ＨＤＴＶで放送される番組の制作において、非特許文献１及び２に記載のカラーバーが用いられる。ここで、Ｒｅｃ．２０２０で規定された表色系で表されるカラーバーを、より狭い色域に係るＲｅｃ．７０９に対応するように色域変換しても、従来のＲｅｃ．７０９で規定された表色系で表されるカラーバーと信号レベルが一致せず、ＨＤＴＶで放送される番組と、ＵＨＤＴＶで放送される番組とを一体に制作する事が困難となる。

本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、より狭い色域の表色系に色域変換して得られたカラーバーを、その表色系で表される既存のカラーバーに信号レベルで一致させることができるカラーバー生成装置および表示システムを提供する。

本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、本発明の一態様は、第１の表色系における第１の色として原色および前記原色の補色を示す第１の信号値と、第２の表色系における第２の色として原色および前記原色の補色を示す第２の信号値とを記憶した記憶部と、第１の帯領域と、第２の帯領域と、を有するカラーバーを示すカラーバー信号を生成する生成部と、を備え、前記第２の表色系は、前記第１の表色系よりも色域が狭く、前記第１の帯領域は、前記第１の色ごとの第１の棒領域が水平方向に隣接して構成され、前記第２の帯領域は、前記第２の色ごとの第２の棒領域が水平方向に隣接して構成され、前記第２の棒領域のそれぞれの前記第２の色は、当該第２の棒領域のそれぞれ垂直方向に隣接して配置された前記第１の棒領域の前記第１の色の補色に相当する色であることを特徴とするカラーバー生成装置である。
本発明の一態様は、上述のカラーバー生成装置であって、前記第１の帯領域は、前記第１の色が黒、青、赤、マゼンタ、緑、シアンおよび黄である前記第１の棒領域をその順序で配列してなり、前記第２の帯領域は、前記第２の色が白、黄、シアン、緑、マゼンタ、赤および青である前記第２の棒領域をその順序で配列してなる。
この構成によれば、生成されたカラーバーについて、第１の表色系からより狭い色域の第２の表色系に色域変換して得られるカラーバーが示す前記第２の色の信号レベルを、第２の表色系における原色と補色の領域からなる既存のカラーバーの信号レベルに一致させることができる。例えば、第１の表色系を採用したテレビジョンシステム向けの放送番組と、第２の表色系を採用したテレビジョンシステム向けの放送番組の両方で色の調整を直ちに行うことができるので、両放送番組の制作を一体的に行うことができる。
また、第１の色の領域における画像の信号値の水平方向の波形と、第２の表色系における第１の色の補色に相当する色の領域における画像の信号値の水平方向の波形とが逆相関に近似する。波形モニタに当該カラーバーの全ラインの信号値の波形を重ねて表示させるとき、信号値の波形を目視することにより、それぞれの領域を直ちに判別可能であるので、色の調整に係る作業の効率を向上させることができる。

本発明の一態様は、カラーバー生成装置と信号変換装置とを備える表示システムであって、前記信号変換装置は、前記第１の表色系で表される入力値と前記第２の表色系で表される出力値とを対応付けた信号値のセットを含む三次元ルックアップテーブルを記憶した記憶部と、前記第２の表色系は、前記第１の表色系よりも色域が狭く、前記出力値が示す色は、前記第２の表色系における原色および前記原色の補色のいずれかの色を含み、前記入力値が示す色は、前記出力値が示す色と同じ色であり、前記三次元ルックアップテーブルに基づいて、入力信号の信号値に対応する出力信号の信号値を定める信号処理部と、前記カラーバーを表示する表示部と、を備えることを特徴とする表示システムである。
この構成によれば、入力信号に第２の色を示す信号値を含む場合、この含まれた信号値の表す色の色度を保ちながら、第１の表色系からより狭い色域の第２の表色系に色域変換することができる。また、色度の変化要因となる量子化誤差が発生しない。言い換えれば、出力信号が示すカラーバーの前記第２の色の信号レベルを、第２の表色系における原色と補色の領域からなる既存のカラーバーの信号レベルに正確に一致させることができる。
第１の表色系を採用したテレビジョンシステム向けの放送番組と、第２の表色系を採用したテレビジョンシステム向けの放送番組の両方で色の調整を直ちに行うことができるので、両放送番組の制作を一体的に行うことができる。

本発明によれば、より狭い色域の表色系に色域変換して得られたカラーバーを、その表色系で表される既存のカラーバーに信号レベルで一致させることができる。

本実施形態に係る表示システムの構成を示す概略ブロック図である。 本実施形態に係るカラーバーの一例を示す図である。 各表色系の色域を示す色度図である。 本実施形態に係る３Ｄ−ＬＵＴの一例を示す図である。 本実施形態に係る信号処理部が実行する色域変換を示すフローチャートである。 本実施形態に係るカラーバーの他の例を示す図である。 本実施形態に係るカラーバーを構成する帯領域に係る信号値の例を示す図である。 本実施形態に係るカラーバーの他の例を示す図である。 本実施形態に係るカラーバーを構成する帯領域毎の表示時間帯を示す図である。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
図１は、本実施形態に係る表示システム１の構成を示す概略ブロック図である。
表示システム１は、生成装置１０及び表示装置２０を含んで構成される。生成装置１０と表示装置２０とは、伝送路３０で接続されている。伝送路３０は、有線であっても無線であってもよい。伝送路３０は、例えば、コンポーネントケーブルである。

生成装置１０は、カラーバーを示すカラーバー信号を生成する。生成装置１０は、生成したカラーバー信号を、伝送路３０を介して表示装置２０に出力する。カラーバーは、表示される色を評価するための基準となる画像である。カラーバー（Ｃｏｌｏｒ Ｂａｒｓ（複数形））は、所定の色がついた複数の矩形の棒領域を含んで構成される。なお、カラーバー（Ｃｏｌｏｒ Ｂａｒ（単数形））は、個々の棒領域を意味することがある。以下の説明では、複数の棒領域を含んだ１枚の基準となる画像を、「カラーバー」と呼び、個々の棒領域を「棒領域」と呼ぶ。生成装置１０が生成するカラーバー信号は、棒領域毎の色を所定の第１の表色系で表す信号値を含む。カラーバー信号に含まれる信号値は、例えば、ＲＧＢ値である。ＲＧＢ値は、三原色の各原色（赤、緑、青）の強度を示す色信号値を要素とする３次元の信号値である。カラーバーの例については、後述する。

表示装置２０は、生成装置１０から入力されたカラーバー信号に基づくカラーバーを表示する。表示装置２０は、第１の表色系で表された信号値を含むカラーバー信号に基づいて、その信号値が示す色が付されたカラーバーを表示することができる。また、表示装置２０は、当該カラーバー信号を第２の表色系で表された信号値を含むカラーバー信号に色域変換する。表示装置２０は、変換されたカラーバー信号に含まれる信号値が示す色が付されたカラーバーを表示することができる。第２の表色系で表現可能な色の範囲である色域は、第１の表色系よりも狭い。例えば、第１の表色系、第２の表色系は、それぞれＲｅｃ．２０２０、Ｒｅｃ．７０９で規定された表色系である。

次に、生成装置１０の構成について説明する。
生成装置１０は、記憶部１０１、制御部１０２、生成部１０３、及びＩ／Ｆ（Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ、インタフェース）１０４を含んで構成される。
記憶部１０１には、カラーバー信号を生成するためのカラーバーデータを予め記憶しておく。カラーバーデータは、第１の表色系で表された第１の信号値又は第２の信号値を、カラーバーを構成する棒領域毎に含む。また、カラーバーデータは、棒領域毎の画像内の位置及び範囲を示す座標データを含む。

制御部１０２は、生成装置１０の各部における動作を制御する。制御部１０２は、記憶部１０１からカラーバーデータを読み取り、読み取ったカラーバーデータを生成部１０３に出力する。
生成部１０３は、制御部１０２から入力されたカラーバーデータから棒領域毎の第１の信号値又は第２の信号値と、座標データを抽出し、抽出した信号値と座標データに基づいてカラーバー信号を生成する。生成されたカラーバー信号が示すカラーバーは、抽出した座標データが示す位置及び範囲において、第１の表色系で表された第１の信号値又は第２の信号値が示す色を付した棒領域を含む。生成部１０３は、生成したカラーバー信号をＩ／Ｆ１０４を介して表示装置２０に出力する。

次に、表示装置２０の構成について説明する。
表示装置２０は、変換部２０Ｘ、入力部２０３、Ｉ／Ｆ２０４、及び表示部２０６を含んで構成される。また、変換部２０Ｘは、記憶部２０１、制御部２０２、及び信号処理部２０５を含んで構成される。

記憶部２０１には、予め３Ｄ−ＬＵＴが記憶されている。記憶部２０１に記憶された３Ｄ−ＬＵＴは、第１の表色系で表される入力値と第２の表色系で表される出力値とを対応付けた信号値のセットを複数個含んだデータである。３Ｄ−ＬＵＴの例については、後述する。

制御部２０２は、表示装置２０の各部における動作を制御する。制御部２０２は、記憶部２０１から３Ｄ−ＬＵＴを読み取り、読み取った３Ｄ−ＬＵＴを信号処理部２０５に出力する。また、制御部２０２は、入力部２０３から入力された操作信号に基づいて、表示部２０６の表示特性、つまり、輝度、コントラスト、色相、等を調整するための調整信号を生成する。制御部２０２は、生成した調整信号を表示部２０６に出力する。また、制御部２０２は、指示された表色系に応じて信号処理部２０５において色域変換を行うか否かを判定する。制御部２０２は、例えば、信号処理部２０５に入力されたカラーバー信号に付されたヘッダで指示された表色系に応じて色域変換を行うか否かを判定する。制御部２０２は、第１の表色系が指示された場合には、色域変換を行わないと判定し、第２の表色系が指示された場合には、色域変換を行うと判定する。制御部２０２は、色域変換を行うか否かを指示する制御信号を信号処理部２０５に出力する。なお、制御部２０２は、色域変換を行うか否かを時間経過に伴い交互に変更してもよい。

入力部２０３は、ユーザの操作入力を受け付け、受け付けた操作入力に応じた操作信号を生成する。入力部２０３は、生成した操作信号を制御部２０２に出力する。入力部２０３は、例えば、表示部２０６の表示特性の調整のための操作を受け付ける。入力部２０３は、例えば、つまみ、ボタン、レバー、スイッチ等の物理的な部材を含んで構成されてもよい。また、入力部２０３は、タッチパネル、マウス、等と表示部２０６に表示する画像とで形成されるグラフィカルインタフェース（ＧＵＩ：Ｇｒａｐｈｉｃａｌ Ｕｓｅｒ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）で構成されてもよい。

制御部２０２から入力された制御信号が色域変換を行うことを指示する場合、信号処理部２０５は、Ｉ／Ｆ２０４を介して生成装置１０から入力されたカラーバー信号について色域変換を行う。信号処理部２０５は、色域変換により、第１の表色系で表された信号値を変換した第２の表色系で表された信号値を含んだカラーバー信号を生成し、生成したカラーバー信号を表示部２０６に出力する。他方、制御部２０２から入力された制御信号が色域変換を行わないことを指示する場合、信号処理部２０５は、入力されたカラーバー信号について色域変換を行わずに、表示部２０６に出力する。

色域変換を行う際、信号処理部２０５は、制御部２０２から入力された３Ｄ−ＬＵＴを参照し、カラーバー信号が示す座標毎の信号値と等しい入力値を探索する。以下の説明では、３Ｄ−ＬＵＴに記録された入力値、出力値を、それぞれＬＵＴ入力値、ＬＵＴ出力値と呼ぶ。信号処理部２０５は、探索したＬＵＴ入力値に対応したＬＵＴ出力値を３Ｄ−ＬＵＴから読み取り、読み取ったＬＵＴ出力値を変換後の出力値と定める。カラーバー信号が示す信号値と等しいＬＵＴ入力値が３Ｄ−ＬＵＴにない場合には、信号処理部２０５は、当該信号値から所定範囲内のＬＵＴ入力値（例えば、近傍の８つの色空間点）のそれぞれに対応するＬＵＴ出力値を補間して変換後の出力値を算出する。信号処理部２０５は、補間により算出された値を変換後の出力値と定める。信号処理部２０５は、変換後の出力値を含んだカラーバー信号を、変換後のカラーバー信号として表示部２０６に出力する。

表示部２０６は、入力されたカラーバー信号が示すカラーバーを、制御部２０２で指示された表色系で表示する。変換後のカラーバー信号が示すカラーバーは、第２の表色系で表示されるのに対し、色域変換が行われていないカラーバー信号が示すカラーバーは、第１の表色系で表示される。
表示部２０６の表示特性は、制御部２０２から入力された調整信号に基づいて調整される。また、表示部２０６は、入力されたカラーバー信号の一部である、色信号の垂直方向の波形を表示してもよい。表示部２０６は、例えば、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｕｎｅｓｃｅｎｃｅ）ディスプレイ、を含んで構成される。

（カラーバーの一例）
次に、生成部１０３が生成するカラーバーの一例について説明する。
図２は、本実施形態に係るカラーバーの一例（カラーバー４０）を示す図である。
カラーバー４０は、複数の棒領域からなるセットを含んで構成される。以下の説明では、各行の棒領域のセットを「帯領域」と呼ぶ。カラーバー４０において、２行の帯領域４１、４２が垂直方向に隣接して配置されている。帯領域４２は、帯領域４１の上方に配置されている。帯領域４１、４２の大きさは互いに等しい。

帯領域４１は、水平方向に互いに隣接して配列した７個の棒領域４１１−４１７を含んで構成される。棒領域４１１、４１２、４１３、４１４、４１５、４１６、４１７において表示される色は、それぞれ第１の表色系における白（Ｗ：Ｗｈｉｔｅ）、黄（Ｙ：Ｙｅｌｌｏｗ）、シアン（Ｃ：Ｃｙａｎ）、緑（Ｇ：Ｇｒｅｅｎ）、マゼンタ（Ｍ：Ｍａｇｅｎｔａ）、赤（Ｒ：Ｒｅｄ）、青（Ｂ：Ｂｌｕｅ）である。そのうち、赤、緑、青は、第１の表色系の色域を定める三原色である。シアン、マゼンタ、黄は、それぞれ赤、緑、青の補色である。原色は、これらの混色により第１の表色系であらゆる色を表現可能な色である。混色において、各原色の明度はＲＧＢ値に対応付けられ、０〜１００％の間で調整可能である。この明度の範囲は、各原色の信号値の最大値で正規化された値で表されている。なお、白も、赤、緑、青の三原色を混色して実現される。帯領域４１は、第１の表色系でカラーバー４０が表示されるときに利用される。帯領域４１で用いられる各原色及び補色のＲＧＢ値の例を式（１）に示す。式（１）に示すＲＧＢ値は、各色について１０ビットで表されている。

Ｒ：（９４０，６４，６４）
Ｇ：（６４，９４０，６４）
Ｂ：（６４，６４，９４０）
Ｃ：（６４，９４０，９４０）
Ｍ：（９４０，６４，９４０）
Ｙ：（９４０，９４０，６４） … （１）

なお、白（Ｗ）、黒（Ｂｋ：Ｂｌａｃｋ）のＲＧＢ値は、表色系によらず、それぞれ式（２）に示す値である。
Ｗ：（９４０，９４０，９４０）
Ｂｋ：（６４，６４，６４） …（２）

帯領域４２は、水平方向に互いに隣接して配列した７個の棒領域４２１−４２７を含んで構成される。棒領域４２１、４２２、４２３、４２４、４２５、４２６、４２７において表示される色は、それぞれ第２の表色系における白、黄、シアン、緑、マゼンタ、赤、青である。そのうち、赤、緑、青は、第２の表色系の色域を定める三原色である。シアン、マゼンタ、黄は、それぞれ赤、緑、青の補色である。原色は、その混色により第２の表色系であらゆる色を表現可能な色である。混色において、各原色の明度はＲＧＢ値に対応付けられ、０〜１００％の間で調整可能である。これらの色を、白（Ｗ_２）、黄（Ｙ_２）、シアン（Ｃ_２）、緑（Ｇ_２）、マゼンタ（Ｍ_２）、赤（Ｒ_２）、青（Ｂ_２）と呼んで第１の表色系の対応する原色又はその補色と区別する。帯領域４２は、色域変換により変換されたカラーバー４０が第２の表色系で表示されるときに利用される。赤（Ｒ_２）、緑（Ｇ_２）、青（Ｂ_２）、シアン（Ｃ_２）、マゼンタ（Ｍ_２）、黄（Ｙ_２）のＲＧＢ値の例を式（３）に示す。式（３）に示すＲＧＢ値は、第１の表色系で表されたものであり、各色について１０ビットで表されている。

Ｒ_２：（７５８，２６６，１２９）
Ｇ_２：（５６１，９０４，３００）
Ｂ_２：（２１１，１０９，８９３）
Ｃ_２：（５９５，９０９，９３３）
Ｍ_２：（７８２，２８７，９０１）
Ｙ_２：（９２１，９３５，３２５） … （３）

（色域）
次に、第１の表色系、第２の表色系の色域の一例について説明する。
図３は、各表色系の色域を示す色度図である。色度とは、色あい（色相）と鮮やかさ（彩度）の特性を定量化した値である。色度は、国際照明委員会（ＣＩＥ：Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌｅ ｄｅ ｌ’ｅｃｌａｉｒａｇｅ）で定められたＣＩＥ標準表色系における２次元の座標（ｘ，ｙ）で表される。図３の縦軸、横軸は、それぞれ色度のｘ値、ｙ値を示す。色域とは、各表色系において原色を混合して表現できる色の範囲である。言い換えれば、原色の色度は、色域を表すパラメータである。

図３において、実線の三角形は、第１の表色系の色域ＣＧ１を示す。頂点Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１は、それぞれ第１の表色系での原色である赤、緑、青の色度を示す。例えば、Ｒｅｃ．２０２０で定められた赤、緑、青の色度は、それぞれ（０．７０８，０．２９２）、（０．１７０，０．７９７）、（０．１３１，０．０４６）である。式（１）に示す赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）、それぞれのＲＧＢ値は、第１の表色系において、これらの色度の色を表す信号値である。

破線の三角形は、第２の表色系の色域ＣＧ２を示す。頂点Ｒ２、Ｇ２、Ｂ２は、それぞれ第２の表色系での原色である赤、緑、青の色度を示す。例えば、Ｒｅｃ．７０９で定められた赤、緑、青の色度は、それぞれ（０．６４，０．３３）、（０．３０，０．６０）、（０．１５，０．０６）である。式（３）に示す赤（Ｒ_２）、緑（Ｇ_２）、青（Ｂ_２）、それぞれのＲＧＢ値は、第１の表色系において、これらの色度の色を表す信号値である。

そこで、第１の表色系から第２の表色系への色域変換において、信号処理部２０５は、第１の表色系で表されたＲＧＢ値を、第２の表色系で表されたＲＧＢ値に変換する際に、変換前後で色域ＣＧ２内の色度を一定に保つ。これにより、変換後のカラーバー４０において帯領域４２に示された色が、第２の表色系での白、黄、シアン、緑、マゼンタ、赤、青とそれぞれ一致する。
なお、色域ＣＧ１、ＣＧ２の中央部の×印は、第１の表色系での白の色度Ｗ１、第２の表色系での白の色度Ｗ２を示す。例えば、白の色度Ｗ１、Ｗ２は、Ｒｅｃ．２０２０、Ｒｅｃ．７０９ともに（０．３１２７，０．３２９０）である。

（３Ｄ−ＬＵＴの例）
次に、記憶部２０１に記憶された３Ｄ−ＬＵＴの一例について説明する。
図４は、本実施形態に係る３Ｄ−ＬＵＴの一例を示す図である。図４に示す例では、３Ｄ−ＬＵＴは、色空間点を示す符号、第１の表色系で表されるＬＵＴ入力値、及び第２の表色系で表されるＬＵＴ出力値を含み、それらが対応付けられたデータである。色空間点は、ＬＵＴ入力値としてＲＧＢ色空間内の位置を示すインデックスである。色空間点により、ＬＵＴ入力値とＬＵＴ出力値とのセットが一意に特定される。図４の第２−７行の「Ｒ_２」、「Ｇ_２」、「Ｂ_２」、「Ｃ_２」、「Ｍ_２」、「Ｙ_２」は、第２の表色系での赤、緑、青、シアン、マゼンタ、黄の各色を示す。この６色のそれぞれについて、ＬＵＴ入力値として第１の表色系で表されたＲＧＢ値と、ＬＵＴ出力値として第１の表色よりも色域が狭い第２の表色系で表されたＲＧＢ値とが対応付けられている。具体的には、ＬＵＴ入力値として式（３）に示すＲＧＢ値と、第２の表色系における原色である赤、緑、青、それらの補色であるシアン、マゼンタ、黄、それぞれのＲＧＢ値とが対応付けられている。例えば、第２行において色空間点「Ｒ」は、ＬＵＴ入力値（７５８，２６６，１２９）とＬＵＴ出力値（９４０，６４，６４）が対応付けられている。

色域変換に際し、例えば、入力されたカラーバー信号がＲＧＢ値（７５８，２６６，１２９）を含むとき、信号処理部２０５は、当該３Ｄ−ＬＵＴからＬＵＴ出力値（９４０，６４，６４）を読み取る。信号処理部２０５は、読み取ったＬＵＴ出力値（９４０，６４，６４）を含む変換後のカラーバー信号を出力する。従って、信号処理部２０５は、入力されたカラーバー信号が示す帯領域４２が表す色の色度と、変換後のカラーバー信号が示す棒領域が表す色の色度を一定に保つことができる。そのため、変換後のカラーバー信号が示す棒領域に付された赤、緑、青、シアン、マゼンタ、黄の色の信号レベルと、既存の第２の表色系で表されたカラーバーに含まれる棒領域に付された赤、緑、青、シアン、マゼンタ、黄の色の信号レベルとを一致させることができる。また、信号処理部２０５は、３Ｄ−ＬＵＴを用いて入力値に対応するＬＵＴ出力値を読み取るため、量子化等による計算誤差を生じない。そのため、誤差による色の変化を回避することができる。

３Ｄ−ＬＵＴには、上述の６個の色空間点以外にも色空間点を設定しておくことで、信号処理部２０５は、カラーバー信号以外の第１の表色系で表された信号値を含んだ任意の画像信号についても色域変換を行えるようにする。色空間点の設定例として、３Ｄ−ＬＵＴには、ＲＧＢ色空間の各要素について、１０ビットの最小値０から最大値の１０２３までの幅６４間隔で１７点ずつ、計１７×１７×１７（＝４９１３）点の色空間点が設定されてもよい。但し、この例では、ＲＧＢ色空間の各要素について最大値と２番目に大きい信号値との差は、６３（＝６４−１）となる。また、３Ｄ−ＬＵＴには、各要素について０から１０２３までの幅８間隔で１２９点ずつ、計１２９×１２９×１２９（＝２１４６６８９）点の色空間点が設定されてもよい。但し、この例では、ＲＧＢ色空間の各要素について最大値と２番目に大きい信号値との差は、７（＝８−１）となる。また、色空間点は、ＲＧＢ色空間を網羅していれば、必ずしも等間隔でなくてもよいし、ＲＧＢ色空間における原色（Ｒ、Ｇ、Ｂ）毎に色空間点の数が異なっていてもよい。

なお、設定された色空間点について、ＬＵＴ入力値が示す色の色度が色域ＣＧ２の範囲内である場合には、ＬＵＴ出力値として、その色度を有する色の第２の表色系で表されるＲＧＢ値が設定されてもよい。これにより、色域変換前後における色度の変化が回避される。また、設定された色空間点について、ＬＵＴ入力値が示す色の色度が色域ＣＧ２の範囲外である場合には、ＬＵＴ出力値として、色域ＣＧ２に属する色度のうち、ＬＵＴ入力値が示す色の色度に最も近接した色度を有する色の第２の表色系で表されるＲＧＢ値が設定されてもよい。これにより、色域変換前後における色度の変化を低減することができる。

（色域変換）
次に、信号処理部２０５が実行する色域変換について説明する。
図５は、本実施形態に係る信号処理部２０５が実行する色域変換を示すフローチャートである。
（ステップＳ１０１）制御部２０２には、表示部２０６でカラーバーを表示する際の表色系が指示される。その後、ステップＳ１０２に進む。
（ステップＳ１０２）信号処理部２０５は、第１の表色系と第２の表色系のどちらが指示されたかを判定する。信号処理部２０５が、第２の表色系が指示されたと判定した場合には（ステップＳ１０２ ＹＥＳ）、色域変換を行うと判定し、ステップＳ１０３に進む。信号処理部２０５が、第１の表色系が指示されたと判定した場合には（ステップＳ１０２ ＮＯ）、色域変換を行わないと判定する。信号処理部２０５は、入力されたカラーバー信号を表示部２０６に出力する。

（ステップＳ１０３）信号処理部２０５は、制御部２０２から入力された３Ｄ−ＬＵＴを参照し、Ｉ／Ｆ２０４を介して入力された画像信号が示す座標毎の信号値と等しいＬＵＴ入力値を探索する。座標毎の信号値と等しいＬＵＴ入力値の探索に成功した場合、信号処理部２０５は、探索したＬＵＴ入力値に対応したＬＵＴ出力値を３Ｄ−ＬＵＴから読み取り、読み取ったＬＵＴ出力値を変換後の出力値と定める。ＬＵＴ入力値の探索に失敗した場合には、信号処理部２０５は、注目する座標の信号値から所定範囲内のＬＵＴ入力値（例えば、注目する座標の近傍の８つの色空間点）を選択し、選択したＬＵＴ入力値に対応するＬＵＴ出力値を補間して、注目する座標の信号値に対応する出力値を算出する。補間において、既知の補間法、例えば、線形補間法を利用することが可能である。信号処理部２０５は、補間により算出された出力値を変換後の出力値と定める。変換後の画像信号は、座標毎に定めた出力値を含んで構成される。信号処理部２０５は、変換後の画像信号を表示部２０６に出力する。これにより、信号処理部２０５から入力された画像信号に基づく画像が表示部２０６で表示される。その後、図５に示す処理を終了する。

（カラーバーの他の例）
次に、生成部１０３が生成するカラーバーの他の例について説明する。
図６は、本実施形態に係るカラーバーの他の例（カラーバー４０ａ）を示す図である。カラーバー４０（図２）と同一の構成については、同一の符号を付して説明を援用する。
カラーバー４０ａは、２つの帯領域４１ａ、４２を含み、それらが垂直方向に隣接して配置されている。帯領域４１ａを構成する７個の棒領域４１１ａ−４１７ａは、棒領域４１１−４１７と同様に水平方向に互いに隣接して配列されている。但し、棒領域４２１−４２７の色が、それぞれ色域変換後の棒領域４１１ａ−４１７ａの色の補色となるように、棒領域４１１ａ−４１７ａの色が定められている。図６に示す例では、棒領域４１１ａ、４１２ａ、４１３ａ、４１４ａ、４１５ａ、４１６ａ、４１７ａの色は、それぞれ第１の表色系における黒（Ｂｋ）、青（Ｂ）、赤（Ｒ）、マゼンタ（Ｍ）、緑（Ｇ）、シアン（Ｃ）、黄（Ｙ）である。これに対し、棒領域４２１、４２２、４２３、４２４、４２５、４２６、４２７の色は、第２の表色系において棒領域４１１ａ−４１７ａの色にそれぞれ相当する色の補色、つまり第２の表色系における白（Ｗ_２）、黄（Ｙ_２）、シアン（Ｃ_２）、緑（Ｇ_２）、マゼンタ（Ｍ_２）、赤（Ｒ_２）、青（Ｂ_２）である。なお、棒領域４１１ａの色は、白（Ｗ_２）であってもよい。

次に、カラーバー４０、４０ａを構成する帯領域４１、４１ａ、４２に係る信号値の例について説明する。
図７は、本実施形態に係るカラーバー４０、４０ａを構成する帯領域４１、４１ａ、４２に係る信号値の例を示す図である。図７は、横軸、縦軸に、それぞれ水平方向の座標、信号値を示す。横軸の近傍に示した矢印は、棒領域の範囲を示す。図７に示す信号値は、その最小値、最大値が、それぞれ０、１となるように正規化されている。実線、破線、一点破線は、それぞれ帯領域４１、４１ａ、４２に係る第１の表色系で表された赤（Ｒ）の色信号値を示す。当該色信号値は、帯領域に付された色に赤（Ｒ）の成分が多く含まれるほど大きい値を示す。帯領域４１については、棒領域４１１、４１２、４１５、４１６において信号値が１となり、棒領域４１３、４１４、４１７において信号値が０となる。これに対し、帯領域４２については、棒領域４２１、４２２、４２５、４２６において信号値が０よりも１に近似した値となり、棒領域４２３、４２４、４２７において信号値が１よりも０に近似した値となる。そのため、ユーザは帯領域４１、４２間で信号値の波形を直ちに区別できないことがある。

他方、帯領域４１ａについて、棒領域４１１ａ、４１２ａ、４１５ａ、４１６ａにおいて信号値が０となり、棒領域４１３ａ、４１４ａ、４１７ａにおいて信号値が１となり、帯領域４２に係る信号値の逆相関に近似する。これにより、ユーザは、カラーバー４０ａの信号値の波形を監視する際に、帯領域４１ａ、４２を直ちに判別することができる。
なお、カラーバー４０ａにおいて、帯領域４２は、帯領域４１ａの上方に配列されているが、これには限られない。帯領域４２は、帯領域４１ａの下方に配列されてもよい。

図８は、本実施形態に係るカラーバーの他の例（カラーバー４０ｂ）を示す図である。カラーバー４０（図３）と同一の構成については、同一の符号を付して説明を援用する。
カラーバー４０ｂは、２つの帯領域４１、４２を含み、それらが水平方向に隣接して配置されている。帯領域４１は、帯領域４２の右方に配列されている。そのため、帯領域４１の信号値の波形が、帯領域４２の信号値の波形よりも水平方向の正方向にずれた位置に表れる。そのため、波形モニタにカラーバー４０ｂの全ラインの信号値の波形を重ねて表示させるとき、ユーザがカラーバー４０ｂの信号値の波形を監視する際に、帯領域４１、４２を直ちに判別することができる。
なお、図８に示す例では、カラーバー４０ｂの水平方向の幅が、カラーバー４０と等しい。つまり、カラーバー４０ｂを構成する個々の帯領域の幅は、カラーバー４０における帯領域の半分になる。これにより、カラーバー４０ｂが１フレームの画像内に含まれる。
また、図８に示す例において、帯領域４１は、帯領域４２の右方に配列されているが、これには限られない。帯領域４１は、帯領域４２の左方に配列されてもよい。

なお、カラーバーのさらに他の例として、カラーバー４０ｃは、帯領域４１と帯領域４２とが時間経過に応じて交互に表わされるように構成されてもよい。例えば、生成部１０３は、図９に示すように、時刻ｔの経過に応じて、所定の表示時間ΔＴ（例えば、５秒）毎に帯領域４１が表わされる時間帯（Ｉ）と、帯領域４２が表わされる時間帯（ＩＩ）とが繰り返されてもよい。カラーバー４０ｃの信号値の波形を監視する際に、帯領域４１の信号値の波形が表わされる時間帯と、帯領域４２の信号値の波形が表される時間帯が異なる。そのため、ユーザは帯領域４１、４２を直ちに判別することができる。

ここで、信号処理部２０５は、帯領域４２が表される時間帯（ＩＩ）において、入力されたカラーバー信号に対して色域変化を行い、帯領域４１が表される時間帯（Ｉ）において、入力されたカラーバー信号に対して色域変化を行わない。
なお、時間帯（Ｉ）、（ＩＩ）は、必ずしも表示時間ΔＴ毎に繰り返されなくてもよい。例えば、入力部２０３からの操作信号で指示された表色系が第１の表色系である場合、生成部１０３は、帯領域４１を表し、指示された表色系が第２の表色系である場合、帯領域４２を表してもよい。また、生成部１０３は、入力部２０３から操作信号が入力される毎に、制御部２０２が帯領域４１、４２のいずれを表すかを切り替えてもよい。これにより、ユーザは、表示すべき帯領域を任意に選択することができる。

以上に説明したように、本実施形態に係る生成装置１０は、第１の色を第１の表色系で示す第１の信号値と、第２の色を第１の表色系で示す第２の信号値とを記憶した記憶部１０１を備える。また、生成装置１０は、第１の信号値が示す色の棒領域４１１−４１７と、第２の信号値が示す色の棒領域４２１−４２７とを第１の表色系で示すカラーバー信号を生成する生成部１０３とを備える。第１の色は、第１の表色系における原色（Ｒ、Ｇ、Ｂ）および原色の補色（Ｃ、Ｍ、Ｙ）のセットであって、第２の色は、第２の表色系における原色（Ｒ_２、Ｇ_２、Ｂ_２）および原色の補色（Ｃ_２、Ｍ_２、Ｙ_２）のセットである。第２の表色系は、第１の表色系よりも色域が狭い。
この構成により、生成されたカラーバー信号について、第１の表色系からより狭い色域の第２の表色系に色域変換して得られるカラーバー４０が示す第２の色の信号レベルを、第２の表色系における原色と補色の領域からなる既存のカラーバーの信号レベルに一致させることができる。例えば、第１の表色系を採用したテレビジョンシステム向けの放送番組と、第２の表色系を採用したテレビジョンシステム向けの放送番組の両方で色の調整を直ちに行うことができるので、両放送番組の制作を一体的に行うことができる。

また、生成装置１０において、生成部１０３は、第１の色の棒領域４１１ａ−４１７ａと、第２の色の領域として、第２の表色系における第１の色（Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）の補色（Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｒ、Ｇ、Ｂ）に相当する色（Ｃ_２、Ｍ_２、Ｙ_２、Ｒ_２、Ｇ_２、Ｂ_２）を示す棒領域４２１−４２７とを垂直に配列したカラーバー４０ａを示すカラーバー信号を生成する。
この構成により、第１の色の棒領域４１１ａ−４１７ａの信号値の水平方向の波形と、第２の表色系における第１の色の補色に相当する色の棒領域４２１−４２７における信号値の水平方向の波形とが逆相関に近似する。波形モニタにカラーバー４０ａの全ラインの信号値の波形を重ねて表示させるとき、信号値の波形を目視することにより、それぞれの領域を直ちに判別可能であるので、色の調整に係る作業の効率を向上させることができる。

また、生成装置１０において生成部１０３は、第１の色の棒領域４１１−４１７と、第２の色の棒領域４２１−４２７とを水平に配列したカラーバー４０ｂを示すカラーバー信号を生成する。
この構成により、第１の色の棒領域４１１−４１７における信号値の水平方向のパターンと、第２の色の棒領域４２１−４２７における信号値の水平方向のパターンとが、水平方向に配列される。波形モニタにカラーバー４０ｂの全ラインの信号値の波形を重ねて表示させるとき、信号値の波形を目視することにより、それぞれの領域を直ちに判別可能であるので、色の調整に係る作業の効率を向上させることができる。

また、生成装置１０において生成部１０３は、第１の色の棒領域４１１−４１７と、前記第２の色の棒領域４２１−４２７とを互いに異なる時刻に示すカラーバー信号を生成する。
この構成により、第１の色の棒領域４１１−４１７における信号値の水平方向のパターンと、第２の色の棒領域４２１−４２７の水平方向のパターンとが、それぞれ異なる時刻に表示される。波形モニタにカラーバー４０ｃの全ラインの信号値の波形を重ねて表示させるとき、信号値の波形を目視することにより、それぞれの領域を直ちに判別可能であるので、色の調整に係る作業の効率を向上させることができる。

また、本実施形態に係る表示装置２０は、第１の表色系で表されるＬＵＴ入力値と第２の表色系で表されるＬＵＴ出力値とを対応付けた信号値のセットを含む３Ｄ−ＬＵＴを記憶した記憶部２０１を備える。第２の表色系は、第１の表色系よりも色域が狭く、ＬＵＴ出力値が示す色は、第２の表色系における原色（Ｒ_２、Ｇ_２、Ｂ_２）および原色の補色（Ｃ_２、Ｍ_２、Ｙ_２）のいずれかである。また、ＬＵＴ入力値が示す色は、ＬＵＴ出力値が示す色、つまり第２の表色系における原色（Ｒ_２、Ｇ_２、Ｂ_２）および原色の補色（Ｃ_２、Ｍ_２、Ｙ_２）のいずれかと同じ色である。また、表示装置２０は、３Ｄ−ＬＵＴに基づいて、入力信号の信号値に対応する出力信号の信号値を定める信号処理部２０５を備える。
この構成により、入力信号に第２の表色系における原色（Ｒ_２、Ｇ_２、Ｂ_２）および原色の補色（Ｃ_２、Ｍ_２、Ｙ_２）のいずれかを示す信号値を含む場合、この含まれた信号値の色度を保ちながら、第１の表色系からより狭い色域の第２の表色系に色域変換することができる。また、色度の変化要因となる量子化誤差が発生しない。言い換えれば、出力信号が示すカラーバーの信号レベルを、第２の表色系における原色と補色の領域からなる既存のカラーバーの信号レベルに正確に一致させることができる。第１の表色系を採用したテレビジョンシステム向けの放送番組と、第２の表色系を採用したテレビジョンシステム向けの放送番組の両方で色の調整を直ちに行うことができるので、両放送番組の制作を一体的に行うことができる。

以上、図面を参照してこの発明の一実施形態について説明してきたが、具体的な構成は上述のものに限られることはなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内において様々な設計変更等をすることが可能である。
上述したＲＧＢ値は、１０ビット値である場合を例にしたが、１０ビット値には限られない。ＲＧＢ値は、例えば、１２ビット値であってもよい。ＲＧＢ値が１２ビット値である場合には、式（１）、（２）、（３）に示すＲＧＢ値、図４のＬＵＴ入力値、ＬＵＴ出力値を、それぞれ４倍とすればよい。４倍の信号値は、１０ビットの信号値を示すデータビットを、それぞれ２ビット上位のデータビットにシフトすることによって得られる。そのため、１０ビットのＲＧＢ値を示す３Ｄ−ＬＵＴと、１２ビットのＲＧＢ値を示す３Ｄ−ＬＵＴのどちらかを記憶部２０１に記憶しておけば、表示装置２０は、１０ビットのＲＧＢ値を示す画像信号の色域変換と、１２ビットのＲＧＢ値を示す画像信号の色域変換のいずれも実行可能である。

上述したカラーバー４０、４０ａ、４０ｂ、４０ｃには、他の要素画像が含まれたテストパターンとして構成されてもよい。他の要素画像として、例えば、非特許文献１に記載の、無彩色信号、モニタのクロマ調整用信号、ビット落ちをチェックするためのランプ信号、モニタの黒レベル輝度設定用信号、のいずれか又は全てが含まれてもよい。
また、表示装置２０は、生成装置１０と一体化した単一の装置として構成されてもよい。また、表示装置２０の変換部２０Ｘが独立した信号変換装置として構成されてもよい。

なお、上述した生成装置１０又は表示装置２０の一部、例えば、制御部１０２、生成部１０３、制御部２０２、信号処理部２０５をコンピュータで実現するようにしてもよい。その場合、この制御機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現してもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、生成装置１０又は表示装置２０に内蔵されたコンピュータシステムであって、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでもよい。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよく、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよい。

１…表示システム、１０…生成装置、１０１…記憶部、１０２…制御部、１０３…生成部、１０４…Ｉ／Ｆ、２０…表示装置、２０Ｘ…変換部、２０１…記憶部、２０２…制御部、２０３…入力部、２０４…Ｉ／Ｆ、２０５…信号処理部、２０６…表示部、３０…伝送路

Claims (3)

1. 第１の表色系における第１の色として原色および前記原色の補色を示す第１の信号値と、第２の表色系における第２の色として原色および前記原色の補色を示す第２の信号値とを記憶した記憶部と、
   第１の帯領域と、第２の帯領域と、を有するカラーバーを示すカラーバー信号を生成する生成部と、
   を備え、
   前記第２の表色系は、前記第１の表色系よりも色域が狭く、
   前記第１の帯領域は、前記第１の色ごとの第１の棒領域が水平方向に隣接して構成され、
   前記第２の帯領域は、前記第２の色ごとの第２の棒領域が水平方向に隣接して構成され、
   前記第２の棒領域のそれぞれの前記第２の色は、当該第２の棒領域のそれぞれ垂直方向に隣接して配置された前記第１の棒領域の前記第１の色の補色に相当する色である
   ことを特徴とするカラーバー生成装置。
2. 前記第１の帯領域は、前記第１の色が黒、青、赤、マゼンタ、緑、シアンおよび黄である前記第１の棒領域をその順序で配列してなり、
   前記第２の帯領域は、前記第２の色が白、黄、シアン、緑、マゼンタ、赤および青である前記第２の棒領域をその順序で配列してなる
   請求項１に記載のカラーバー生成装置。
3. 請求項１または請求項２に記載のカラーバー生成装置と信号変換装置とを備える表示システムであって、
   前記信号変換装置は、
   前記第１の表色系で表される入力値と前記第２の表色系で表される出力値とを対応付けた信号値のセットを含む三次元ルックアップテーブルを記憶した記憶部と、
   前記第２の表色系は、前記第１の表色系よりも色域が狭く、前記出力値が示す色は、前記第２の表色系における原色および前記原色の補色のいずれかの色を含み、
   前記入力値が示す色は、前記出力値が示す色と同じ色であり、
   前記三次元ルックアップテーブルに基づいて、入力信号の信号値に対応する出力信号の信号値を定める信号処理部と、
   前記カラーバーを表示する表示部と、
   を備える、
   ことを特徴とする表示システム。

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