测试图案信号产生器和产生方法、彩色测量系统和显示设备

摘要

在此公开了用于输出适于在显示设备上显示根据用于第一色域的标准的彩色表的测试图案以及根据用于宽于第一色域的第二色域的标准的测试图案的彩色表的视频信号的测试图案信号产生器，所述测试图案信号产生器包括：彩色表记录部分，被配置为记录用于第一色域的标准的彩色表信息和用于第二色域的标准的彩色表信息；以及测试图案信号产生部分，被配置为基于在彩色表记录部分中记录的信息，来产生适于显示测试图案的视频信号，在所述测试图案中根据各个标准的彩色表在相同的屏幕上以预定的布局排列。

说明书

相关申请的交叉引用

本发明包含于2007年6月4日向日本专利局提交的日本专利申请JP2007-148646的主题，将其全部内容通过引用的方式合并在此。

技术领域

本发明涉及测试图案(test pattern)信号产生器和产生方法、彩色测量系统和适于测试例如由xvYCC色域(color gamut)所表示的颜色的显示的显示设备。

背景技术

今天，设计为接收并显示视频数据的现有显示设备之中的一些设备提供改进的颜色表示(representation)能力。也就是说，由现有显示设备处理的视频数据的颜色表示能力基本上假定将CRT(阴极射线管)用作显示装置。由三原色数据(即R、G和B数据)可表示的颜色范围已经通过记住由CRT可表示的颜色范围而设置。

另一方面，关于集成显示设备的显示装置，已经出现提供比CRT更宽的颜色表示范围的新的类型。在液晶显示器的情况下，例如，由用作其背景光的光源的特性来确定颜色表示范围。这使得它比使用CRT相对容易地展宽了颜色表示范围。

最近已经开发了被称为“xvYCC”的标准，作为由这样的显示设备用于以更宽的颜色表示范围处理过的视频数据(运动图像数据)的标准。通过处理遵循“xvYCC”而表示的视频数据，可以显示具有更宽颜色表示范围的图像。应该注意，在以下给出的描述中将现有颜色表示范围称为“sRGB信号”。

这里，参照图9和10，将给出由电视机、计算机监视器等表示的颜色范围的描述。

图9是u’v’色度图，其中在能够接收并显示RGB数据(即原色数据)的显示设备中投影三维对象(颜色空间)。横轴表示“u’”而纵轴表示“v’”。在图解为u’v’色度图的图9中，将代表性质的颜色范围作为外部扇形示出。在图9中，例如，由三个点Rs、Gs和Bs包围的三角形是能够由用作现有视频信号的RGB数据表示的色域。如果是模拟形式的，则三角形内的每一种颜色可以通过在0到1的范围中指定一个值作为三原色值(即RGB值)中的每一个来唯一地确定。可以显示的色域由所指定的那些RGB值来确定。这样的色域标准之中的一种是sRGB标准。例如，由使用8位用于数字信号量化的值来给出用于模拟信号的范围0到1中所表示的值。

由于用作显示装置的CRT的发光体(phosphor)的特性，如图9所示的sRGB标准的顶点(vertices)(三原色数据的色度点)Rs、Gs和Bs用于匹配能够由电视机表示的三原色点。然而，随着当今可用的、诸如FPD(平板显示器)和投影型电视机之类的非CRT电视机的数量的增多，由电视机可再现的色域已经展宽到由sRGB标准(也称为“正常色域”)所限定的范围之外。这已经使得再现更宽的色域(也称为“宽色域”)成为可能。图9中由顶点Rf、Gf和Bf包围的虚线内色域的示例示出了当将视频信号配置为xvYCC信号时可以显示的色域。图9中的相应点表示实际的色度级。如从图9中清楚的那样，在图像中存在位于由sRGB信号可表示的色域之外的大量颜色。这些颜色位于由xvYCC信号可表示的色域中。

图10是图解xvYCC和sRGB信号之间色域中的关系的视图。纵轴表示亮度信号Y，而横轴表示色差信号Cb和Cr。根据xvYCC标准，xvYCC信号采用与sRGB信号相同的原色点并使用图10中所示的亮度信号Y和两个色差信号Cb和Cr表示颜色，由此包括了sRGB色域。如在所述图中所示的那样，将sRGB色域以菱形的形式示出，在所述菱形的周围提供有展宽的xvYCC色域。

日本专利公开No.2006-33575描述了能够提供可以在比预定标准定义的色域更宽的色域中表示颜色、并可以由遵循预定标准的设备处理的信号的信号处理设备。

发明内容

顺便提及，已经难以确定电视机是否合适地显示由xvYCC信号表示的色域。例如，要被测试的颜色必须一次一个地显示，这是因为在电视机上可显示的色域是单色的。

已经根据前述问题完成了本发明，并且期望显示测试图案覆盖显示设备上的宽色域。

当在显示设备上显示两种测试图案时可用应用本发明。测试图案之一是根据用于第一色域的标准的彩色表的测试图案。另一种测试图案是根据用于宽于第一色域的第二色域的标准的彩色表的测试图案。由于这个原因，记录用于第一和第二色域的标准的彩色表信息。然后，产生视频信号，所述视频信号基于所记录的彩色表信息在相同的屏幕上显示测试图案。在测试图案中，根据各个标准的彩色表以预定的布局排列。使用该视频信号来显示彩色表。

这已经使得不仅可以显示覆盖正常色域中的颜色信号的测试图案，还可以显示覆盖宽色域中的颜色信号的另一图案。

本发明提供了这样的优点，在于可以确定电视机或其他设备的显示面板是否使用在显示面板上显示的测试图案来发送宽色域。

附图说明

图1是图解根据本发明的实施例的测试图案信号产生器和电视机的配置示例的框图；

图2是图解根据本发明的实施例的xvYCC评价表(evaluation chart)的示例的说明图；

图3是图解用于现有和由根据本发明的实施例的xvYCC评价表确定的、宽色域的颜色表示范围的示例的说明图；

图4是基于根据本发明的实施例的xvYCC评价表图解在电视机上显示的测试图案的示例的说明图；

图5是图解不支持xvYCC的电视机上显示的测试图案的示例的说明图；

图6A到6C是图解支持xvYCC的电视机上显示的测试图案的示例的说明图；

图7A到7B是图解当波段(band)区域固定在正常色域中时在电视机上显示的测试图案的示例的说明图；

图8是图解根据本发明的另一个实施例的彩色测量系统的配置示例的框图；

图9是图解显示器的可显示区域与由sRGB信号表示的色域之间关系的说明图；以及

图10是图解sRGB和xvYCC信号之间的色域关系的说明图。

具体实施方式

以下参照附图1到7将描述本发明的实施例。

图1是图解本发明的系统配置的示例的视图。根据本实施例的系统被配置为测试图案显示系统1。所述系统1在作为显示设备的电视机30上显示测试图案。所述系统1包括作为信源设备的测试图案信号产生器10和作为信宿设备(sink device)的电视机30。测试图案信号产生器10和电视机30通过组件电缆20连接在一起。所述产生器10基于所产生的彩色表(colorchart)，向电视机30传送测试图案信号和测试视频数据。根据本实施例的所述产生器10可以产生具有正常和宽色域的测试图案信号。电视机30可以显示提供宽色域的图像。

在本实施例中，经由组件电缆20使用其传送方案按原样(as-is manner)传送原色数据(即R、G和B数据)。另一方面，将具有正常色域的信号称为sRGB信号，而将具有宽色域的信号称为xvYCC信号。由sRGB信号表示的色域已经由包括现有视频信号标准的标准定义。已经将xvYCC信号定义为标准，以发送比以上色域更宽的色域。如果sRGB信号的每一块R、G和B数据具有从0到1范围中的值来表示每一种颜色，则xvYCC信号的每一块R、G和B数据均可以具有小于0的负值或大于1的值。这些小于0的负值和大于1的值组成落入不能由现有sRGB信号表示的色域中的那些值。

将首先描述测试图案信号产生器10。

所述产生器10可以基于将在后面描述的彩色表，来产生要在电视机30上显示的测试图案信号。xvYCC评价表50(将在后面描述)被记录在彩色表记录部分14中。例如，所述部分14是内置硬盘驱动器。适于控制各种其他部分的控制部分15从彩色表记录部分14读取彩色表，并将所述图提供到测试图案信号产生部分11。所述产生器10包括第一和第二调整部分16和17。第一调整部分16可以通过将预定因子加到正常色域参数来调整所述参数以覆盖正宽色域。第二调整部分17可以通过从正常色域参数中减去预定因子来调整所述参数以覆盖负宽色域。第一和第二调整部分16和17可以经由控制部分15调整彩色表记录部分14中记录的彩色表的参数。测试图案信号产生部分11产生包括多种类型的颜色信号的测试图案信号。如果测试图案信号是数字形式的，则所述部分11将所述信号提供到数/模转换电路12，以将其转换为用于传送的模拟形式。

将通过数/模转换电路12对于每一种颜色转换为模拟形式的RGB数据或以模拟形式从测试图案信号产生部分11提供的RGB数据提供到传送处理部分18。所述部分18将每一种颜色的像素数据指定到分离的信道。此外，所述部分18将像素时钟和控制数据指定到合适的信道。所述部分18将数据传送到连接到组件端21的组件电缆20。

组件电缆20连接到电视机30的组件端22。

下面将描述电视机30的配置。

经由连接到电视机30的组件端22的组件电缆20传送的数据由传送处理部分31与像素时钟同步地检测(接收)。在电视机30的控制部分36的指令下，将对于每一个信道检测到的数据与在sRGB信号的色域之内和之外的视频数据相加以为每一种颜色关于每一个像素产生一块视频信号。然后，将由相加产生的视频数据提供到模/数转换电路32，以便对于相应颜色每像素产生分离的数字音频数据RD、GD和BD块。经转换的数字视频数据RD、GD和BD块被提供到显示处理部分33。所述部分33驱动作为显示部分的显示面板40。

此外，电视机30包括彩色表记录部分41和测试图案信号产生部分42。彩色表记录部分41记录与测试图案信号产生部分10中记录的彩色表相同的彩色表。测试图案信号产生部分42基于从彩色表记录部分41中读取的彩色表，来产生测试图案信号。这样的配置允许仅通过使用测试图案的电视机30来测试颜色的显示。

根据本实施例的测试图案信号产生器10不向电视机30提供音频数据。然而，如果提供的话，则首先由传送处理部分31分离音频数据，然后由音频处理部分34使其经历音频处理(如模/数转换)。经处理的音频输出被提供到输出处理部分35，例如，用于放大以驱动扬声器37和38，然后从这些扬声器中输出。

下面将参照图2描述xvYCC评价表的示例。

图2中所示的xvYCC评价表50是由测试图案信号产生部分11参考来从作为现有颜色信号的s RGB信号和正负宽色域中的xvYCC信号中产生测试图案的彩色表。

这里，将等于或大于1的、具有R、G或B值的色域称为“正宽色域”，而将等于或小于0的、具有R、G或B值的色域称为“负宽色域”。

xvYCC评价表50包括第一颜色混合参数区域51，其在正宽色域中定义了xvYCC信号的不同颜色的颜色混合参数。所述区域51对于每一个R、G和B信号定义了要在显示面板40上显示的颜色。然而，为了显示具有高饱和度的一种特定颜色，将第一因子K加到由正常色域颜色混合参数区域53定义的颜色混合参数之中大于0的那些上。例如，为了将宽色域中的黄色输出到显示面板40，将RGB信号的混合比例(R信号∶G信号∶B信号)示出为(1+K∶1+K∶0)。

xvYCC评价表50进一步包括正常色域颜色混合参数区域53，其在正常色域中定义了sRGB信号的不同颜色的颜色混合参数。所述区域53对于每一个R、G和B信号定义了要在电视机30的显示面板40上显示的颜色。例如，为了将正常色域中的黄色输出到显示面板40，将RGB信号(R信号∶G信号∶B信号)的混合比例示出为(1∶1∶0)。

xvYCC评价表50还包括第二颜色混合参数区域52，其在负宽色域中定义了xvYCC信号的不同颜色的颜色混合参数。所述区域52对于每一个R、G和B信号定义了要在显示面板40上显示的颜色。然而，为了显示具有高饱和度的一种特定颜色，将第一因子L从由正常色域颜色混合参数区域53定义的颜色混合参数之中等于0的那些中减去。例如，为了将宽色域中的黄色输出到显示面板40，将RGB信号的混合比例(R信号∶G信号∶B信号)示出为(1∶1∶-L)。

这里，参照图3，将给出由xvYCC评价表50确定的、用于现有和宽色域的颜色表示范围的示例的描述。图3是示出可由现有色域表示的颜色可以通过增大其饱和度来表示宽色域中的颜色。

箭头A(+)的方向意味着通过将第一因子K加到正常色域中的颜色混合参数上以便R、G和B值之一是1或大于1来表示在比现有色域具有更高饱和度的正宽色域中的颜色。

箭头B(-)的方向意味着通过将第二因子L从正常色域中的颜色混合参数中减去以便R、G和B值之一是0或小于0来表示在比现有色域具有更高饱和度的负宽色域中的颜色。

如上所述，由xvYCC评价表50定义的颜色混合参数允许落入正和负宽色域之内的颜色的表示。

如图2和图3所示，xvYCC评价表50中的第一颜色混合参数区域51定义颜色混合参数，如果正常色域颜色混合参数区域53中RGB信号的混合比例大于0，则对于所述颜色混合参数将第一因子K加到所述比例上。类似地，第二颜色混合参数区域52定义颜色混合参数，如果正常色域颜色混合参数区域53中RGB信号的混合比例等于0，则对于所述颜色混合参数将第二因子L从0中减去。

参照附图4，下面将给出在显示面板40上显示的测试图案的示例的描述。

图4中所示的测试图案60水平地使用从xvYCC评价表50产生的测试图案信号，显示八种颜色，即白色、黄色、青色、绿色、红紫色、红色、蓝色和黑色。3行×8列的二十四(24)个矩形区域在显示面板40的整个屏幕上以矩阵的方式显示。

八个区域显示使用xvYCC信号的正宽色域。这些区域是适于显示白色的区域61wh、适于显示黄色的区域61yl、适于显示青色的区域61cy、适于显示绿色的区域61gr、适于显示红紫色的区域61mg、适于显示红色的区域61rd、适于显示蓝色的区域61bl以及适于显示黑色的区域61bk。将这些区域称为第一波段区域71。

另八个区域使用sRGB信号显示正常色域。这些区域是适于显示白色的区域62wh、适于显示黄色的区域62yl、适于显示青色的区域62cy、适于显示绿色的区域62gr、适于显示红紫色的区域62mg、适于显示红色的区域62rd、适于显示蓝色的区域62bl以及适于显示黑色的区域62bk。将这些区域称为第二波段区域72。

再八个区域显示使用xvYCC信号的负宽色域。这些区域是适于显示白色的区域63wh、适于显示黄色的区域63yl、适于显示青色的区域63cy、适于显示绿色的区域63gr、适于显示红紫色的区域63mg、适于显示红色的区域63rd、适于显示蓝色的区域63bl以及适于显示黑色的区域63bk。将这些区域称为第三波段区域73。

对于第一波段区域71，第一调整部分16调整第一因子K，以便将饱和度调整到一定程度，使得饱和度的差异不再是人们可察觉的。这使得可以识别正宽色域中的饱和度极限。

对于第三波段区域73，第二调整部分17调整第二因子L，以便将饱和度调整到一定程度，使得饱和度的差异不再是人们可察觉的。这使得可以识别负宽色域中的饱和度极限。

参照图5，下面将给出在不支持xvYCC的电视机上显示的测试图案的示例的描述。图5到图7中所示的测试图案区域的组合与图4中所示的测试图案区域的组合相同。

图5中所示的不支持xvYCC的电视机不可以显示正或负宽色域。因此，该电视机在列方向上，与具有相同饱和度的第二波段区域72一起，显示与正宽色域相关联的第一波段区域71和与负宽色域相关联的第三波段区域73。

参照图6A到6C，下面将给出在支持xvYCC的电视机上显示的测试图案的示例的描述。

图6A图解在仅支持正宽色域中的xvYCC信号的电视机上显示的测试图案的示例。在这种情况下，第一波段区域71以高于第二波段区域72的饱和度显示。第二和第三波段区域72和73以相同的饱和度显示。

图6B图解在支持正和负宽色域中的xvYCC信号的电视机上显示的测试图案的示例。在这种情况下，第一和第三波段区域71和73以高于第二波段区域72的饱和度显示。

图6C图解在仅支持负宽色域中的xvYCC信号的电视机上显示的测试图案的示例。在这种情况下，第三波段区域73以高于第二波段区域72的饱和度显示。第一和第二波段区域71和72以相同的饱和度显示。

下面将给出当将波段区域固定在正常色域中时在电视机上显示的测试图案的示例的描述。

图7A图解当将第三波段区域73固定在正常色域中时在支持正宽色域中的xvYCC信号的电视机上显示的测试图案的示例。在这种情况下，第一和第二波段区域71和72以高于第三波段区域73的饱和度显示。

图7B图解当将第一波段区域71固定在正常色域中时在支持负宽色域中的xvYCC信号的电视机上显示的测试图案的示例。在这种情况下，第二和第三波段区域72和73以高于第一波段区域71的饱和度显示。

根据本实施例的上述测试图案信号产生器10可以基于彩色表向电视机30提供测试图案信号。测试图案信号包括落入正和负宽色域之内的颜色信号的信息。基于所提供的测试图案，电视机30可以在显示面板40上显示测试图案。结果，本发明提供的优点在于，通过将正和负宽色域与正常色域排列在一起，使用所显示的测试图案可以容易地确定电视机30在其图像处理中是否发送宽色域。

显示面板40对于每一种颜色以矩阵的方式显示测试图案。其优势在于相邻区域之间的色差是明显的。

与正宽色域相关联的测试图案信号被提供到电视机30，以便在显示面板40上显示正宽色域中的颜色。其优势在于可以执行测试以便以更高的饱和度再现宽色域中的颜色。

与负宽色域相关联的测试图案信号被提供到电视机30，以便在显示面板40上显示负宽色域中的颜色。其优势在于可以执行测试以便以更高的饱和度再现宽色域中的颜色。

可以在显示面板40的整个屏幕上将正常色域中和正负色域中的颜色一起显示。这使得可以同时测试正常色域中和正负宽色域中颜色的显示。其优势在于可以减少测试时间。

从正常色域中的颜色混合参数中加上或减去预定因子，以便产生覆盖正负宽色域的测试图案信号。所述因子的调整可以由第一和第二调整部分完成。结果，使用简单的操作可以容易地产生测试图案信号。这是有利的，有利性在于可以减小设备的处理负荷。

这里，参照图8，将给出本发明的另一个实施例的描述。

图8图解集成彩色测量设备80的彩色测量系统100的配置示例。所述设备80能够测量在图1中所示的显示面板40上显示的测量图案并将所测量的数据组成图表。应该注意，在图8中，与图1中相同的组件由相同的附图标记表示。

彩色测量设备80包括彩色测量部分81、数字转换部分82、记录部分83、控制部分84和显示部分85。彩色测量部分81测量在显示面板40上显示的测试图案的颜色。数字转换部分82将彩色测量数据转换为预定数字数据并分析所述数据。记录部分83记录经转换的数字数据。控制部分84控制彩色测量设备80的各个部分。显示部分85接收彩色测量数据并显示图表或经测量的值。

将光谱仪用作彩色测量部分81。光谱仪分别在显示面板40上显示的测试图案的各个区域中测量颜色。然而，替代地，显示面板40的整个屏幕的图像可以使用作为图像拾取元件的CCD(电荷耦合装置)成像器、CMOS(互补金属氧化物半导体)成像器或其他成像设备来捕捉以载入所捕获到的图像数据。

数字转换部分82将由测量部分81所测量到的模拟颜色数据转换为数字数据，以可以以图像(graph)的形式显示的格式记录数字数据，并在显示部分85上显示图像。例如，此时所显示的图像是线图。应该注意，彩色测量数据可以以数字形式照原样显示。在这种情况下，例如，对于确定测量颜色的u’和v’值以列举的方式分别示出为“(0.2，0.4)”。关于由u’v’色度图(chromaticity diagram)确定的坐标示出u’和v’值。

记录部分83包括可读/可写记录介质，如硬盘驱动器。

如上所述的彩色测量设备80在测试显示面板40上颜色的显示时保证了效率。其优势在于即使在出现多台电视机30时也可以在相同的条件下测试颜色的显示。

应该注意，尽管sRGB信号被用作在由测试图案表示的正常色域中的颜色信号，但是也可以使用根据其他方案的颜色信号。

第一到第三波段区域71到73的排列顺序可以根据显示颜色测试的细节而改变。可以选择第一到第三波段区域71到73中的两个作为测试图案使用。在显示面板40上作为测试图案显示的颜色种类不限于八种，并且可以根据显示颜色测试的细节而改变。

尽管在以上实施例中在测试图案信号产生器的彩色表记录部分14中记录彩色表，但是彩色表可以在外部记录设备中记录或经由通信电路接收。这种安排使得可以灵活地根据显示颜色测试的细节来改变彩色表，由此允许改变要在显示面板40上显示的测试图案。

尽管在以上实施例中在显示面板40的整个屏幕上显示彩色表，但是彩色表可以仅在屏幕的一部分上显示。尽管在以上实施例中以矩阵方式显示彩色表以包括多个颜色区域，但是彩色表可以在对于第一到第三波段区域71到73合适的位置中以渐变(gradate)的方式显示，以便可以由人们直观地检查颜色再现性。

由彩色测量部分80测量的彩色测量结果可以反馈到测试图案信号产生器10。测试图案可以通过该反馈控制而动态地改变。替代地，测试图案信号产生器10可以记录已经被反馈的显示结果。

为了在以上实施例中在由xvYCC评价表50的正负宽色域中定义颜色混合参数，将第一因子K加到由正常色域中的颜色混合参数之中大于0的那些上，并将第二因子L从正常色域中的颜色混合参数之中等于0的那些中减去。然而，正常色域中的颜色混合参数可以乘以或除以每一个所述因子以定义正负宽色域中的颜色混合参数。第一因子K的相加和第二因子L的相减可以同时执行，以定义正负宽色域中的颜色混合参数。例如，混合比例(R信号∶G信号∶B信号)可以是(1+K∶-L∶-L)以定义宽红色域中的颜色混合参数。

在以上实施例中，测试图案信号产生器10基于xvYCC评价表50产生测试图案。然而，可以向电视机30提供JPEG(联合图像专家组)文件或其他静止图像文件或MPEG(运动图像专家组)或其他动画文件，其中记录测试图案。

本领域的技术人员应该理解，根据设计要求和其他因素，可以出现各种修改、组合、子组合和变更，只要它们落在所附权利要求或其等价物的范围内即可。