WO2002076106A1 - Systeme d'affichage d'images adaptatif a tout environnement, support de memorisation d'informations et procede de traitement d'images - Google Patents

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Description

明 細 書 環境適応型の画像表示システム、 情報記憶媒体および画像処理方法 [技術分野]
本発明は、 環境適応型の画像表示システム、 情報記憶媒体および画像処理方法に関 する。
[背景技術]
環境光等の影響を受ける視環境を把握し、視環境を考慮して画像の補正を行う環境 適応型の画像表示システムが提案されている。
画像の色の見えを考慮する場合、 照明光の変移だけでなく、 当該視環境における目 の順応の変移も考慮した総合変移を考慮する必要がある。
このような総合変移を考慮したアルゴリズムとして C I E C AM 9 7 s等で規定 された種々のァピアランスモデルがある。
しかし、 ァピアランスモデルを採用する場合、 計算量が多くなつてしまうため、 実 際に適用することは困難であり、 画像の色の再現の際に独自の手法を採用する例 （例 えば特開 2 0 0 0— 1 1 3 1 7 4号公報） もあった。
特開 2 0 0 0— 1 1 3 1 7 4号公報では、 人間の視覚の色順応状態を考慮し、 少な い計算量で基準白色が大きく異なるカラー画像機器間においてカラー画像の色の見 えを一致させるカラ一マッチングを実現することを目的としている。
しかし、 白色を対象としたカラーマッチングであり、 全ての色を対象とするァピア ランスモデルとは考え方が異なり、色の再現の正確性という点では標準規格として確 立されたァピアランスモデルを採用することが好ましい。
[発明の開示] 本発明は、 上記の課題に鑑みなされたものであり、 その目的は、 ァピアランスモデ ルを採用する際の計算量を低減し、画像の色の見えを正確かつ短時間に再現可能な環 境適応型の画像表示システム、情報記憶媒体および画像処理方法を提供することにあ る。
( 1 ) 上記課題を解決するため、 本発明に係る環境適応型の画像表示システムは、 画 像の表示領域を観察する場合の視環境を把握する視環境把握手段による視環境情報 に基づいて生成され、 画像信号の変換に用いられる変換用情報に基づき、 画像を表示 する画像表示システムにおいて、
前記視環境情報と、 所定の標準環境情報を有する標準規格の色情報と、 に基づき、 当該標準規格に適合した画像が表示されるように、前記変換用情報をァピアランスモ デルに基づく演算を行って生成する情報生成手段と、
生成された変換用情報に基づき、 前記画像信号を変換して画像を表示する画像表示 手段と、
を含むことを特徴とする。 .
( 2 ) また、 本発明に係る情報記憶媒体は、 画像の表示領域を観察する場合の視環 境を把握する視環境把握手段による視環境情報に基づいて生成され、画像信号の変換 に用いられる変換用情報に基づき、 画像を表示するためのプログラムを記憶した、 コ ンピュー夕により読み取り可能な情報記憶媒体であつて、
前記視環境情報と、 所定の標準環境情報を有する標準規格の色情報と、 に基づき、 当該標準規格に適合した画像が表示されるように、 前記変換用情報をァピアランスモ デルに基づく演算を行って生成する情報生成手段と、
生成された変換用情報に基づき、 前記画像信号を変換して画像を画像表示手段に表 示させる手段としてコンピュータを機能させるためのプログラムを記憶したことを 特徴とする。
本発明によれば、 実際の視環境を把握し、 標準環境との違いを、 ァピアランスモデ ルに基づく演算によって吸収し、実際の視環境に応じた適切な色の見えを再現するこ とができる。 また、 本発明によれば、 標準規格の色を目標として画像信号を変換するため、 入力 側の装置の種別を考慮することなく画像信号を変換することができる。 すなわち、 従 来の手法では、 入力側の装置の種別を考慮していた。 このため、 高精度なァピアラン スモデルを従来の手法に適用すると、 計算量や演算時間が多大となってしまうため、 従来はほとんど採用されていなかった。
これに対し、 本発明によれば、 標準規格の色を目標として画像信号を変換するため、 ァピアランスモデルを適用した場合でも、 計算量や演算時間が低減でき、 正確な色の 見えを短時間で再現することができる。
また、 本発明によれば、 ァピアランスモデルに基づく演算は、 いわゆる対応色再現 方式であるため、 いわゆる測色的色再現方式と比べ、 画像表示手段が再現可能な最高 輝度値をほとんど低下させることなく、 画像信号を変換することができる。
なお、 ァピアランスモデル （カラーァピアランスモデルとも言われる。 ） としては、 例えば、 C I ECAM97 s、 RLAB、 VonKr i e s、 B r ad f o r d, C I ELAB、 Hu n t等のァピアランスモデルが該当するが、 例えば、 C I ECAM 97 sのァピアランスモデルを適用してもよい。現時点では C I ECAM97 sのァ ピアランスモデルが最も適切に色の見えを再現できるからである。
また、 前記所定の標準環境情報を有する標準規格としては、 例えば、 s RGB等が 該当する。 また、 ここで、 標準環境情報としては、 例えば、 s RGBの場合、 標準環 境下で計測された知覚量を示す情報が該当する。
(3) また、 前記画像表示システムおよび前記情報記憶媒体において、 前記標準規格 は、 s RGB規格であり、
視環境情報は、
前記視環境における順応白色の XYZ値と、
前記視環境における順応白色の輝度値と、
前記視環境の背景領域の XYZ値と、
前記視環境における明るさによって変動するパラメ一夕と、
を示す情報を含み、 前記標準環境情報は、 色の見えの知覚量を示す情報を含み、
前記情報生成手段は、
前記 X Y Z値、 前記輝度値、 前記パラメ一夕および前記知覚量に基づき、 前記アビ ァランスモデルに基づく演算を行って、前記視環境における前記 s R G B規格におけ る色と対応した対応色を示す対応色情報を生成する対応色生成手段と、
前記画像表示手段で再現可能な色域を示すデバィス色域情報を生成するデバイス 色生成手段と、
前記対応色情報および前記デバイス色域情報に基づき、 前記変換用情報を生成する 変換用情報生成手段と、
を含んでもよい。
これによれば、 実際の視環境において、 s R G B規格における色の見えを適切に再 現することができる。
なお、 順応白色とは、 順応視野における白色のことであり、 順応視野とは、 順応に 寄与する視野のことである。
( 4 ) また、 前記画像表示システムは、 前記情報生成手段と、
前記画像表示手段と、
キャリブレーション画像を生成する手段と、
を有するプロジェクタとして形成され、
前記画像表示手段は、 生成されたキヤリブレーシヨン画像を前記表示領域に投写表 示し、
前記視環境把握手段は、 前記キヤリブレーシヨン画像の表示された表示領域を観察 する場合の視環境を把握してもよい。
これによれば、 キャリブレーション画像をプロジェクタの内部で生成するため、 P C等の外部入力装置からキャリブレーション画像をプロジェクタに入力することな く、 プロジェクタ単体でキャリブレーションを行うことができる。
( 5 ) また、 本発明に係る画像処理方法は、 画像の表示領域を観察する場合の視環境 を把握する視環境把握手段による視環境情報に基づいて生成され、画像信号の変換に 用いられる変換用情報に基づき、画像を表示する画像表示システム用の画像処理方法 において、
前記視環境情報を取得し、 - 取得された視環境情報と、 所定の標準環境情報を有する標準規格の色情報と、 に基 づき、 当該視環境において当該標準規格の色を再現する対応色を示す対応色情報を、 ァピアランスモデルに基づく演算を行って生成し、
求められた対応色情報と、 前記画像を表示する表示手段で再現可能な色域を示す色 域情報と、 に基づき、 前記変換用情報を生成し、
生成された変換用情報に基づき、 前記画像信号を変換することを特徴とする。 本発明によれば、 標準環境の色に対して実際の視環境における対応色を求め、 当該 対応色を再現できるように変換用情報を生成し、 当該変換用情報を用いて画像信号を 変換することにより、実際の視環境において標準環境の色の見えを再現する対応色を 表示することができる。
( 6 ) また、 前記画像処理方法では、 前記視環境情報の取得に先立って、 キヤリブレ ーシヨン画像を生成し、
生成されたキャリブレーション画像を前記表示領域に表示し、
前記キヤリブレーシヨン画像の表示された表示 域を観察する場合の視環境を把 握し、 前記視環境情報を生成してもよい。
これによれば、 キャリブレーション画像を表示装置の内部で生成するため、 P C等 の外部入力装置からキャリブレーション画像を表示装置に入力することなく、表示装 置単体でキャリブレーシヨンを行うことができる。
( 7 ) また、 前記画像処理方法では、 前記キャリブレーション画像を、 プロジェクタ を用いて投写表示し、
変換された画像信号に基づき、 プロジェクタを用いて画像を投写表示してもよい。 これによれば、 キャリブレーション画像をプロジェクタの内部で生成するため、 P C等の外部入力装置からキヤリブレーション画像をプロジェクタに入力することな く、 プロジェクタ単体でキヤリブレーシヨンを行うことができる。 ( 8 ) また、 前記画像表示システム、 前記情報記憶媒体および前記画像処理方法にお いて、 前記変換用情報は、 ルックアップテーブルを含んでもよい。
これによれば、 ルックアップテーブルを補正することにより、 表示される色の見え を調整することができる。 特に、 前記変換用情報として 3次元ルックアップテーブル を適用してもよい。 色域マッピングを良好に行えるからである。
[図面の簡単な説明]
図 1は、 本実施形態の一例に係る画像表示システムの概略説明図である。
図 2は、 従来のプロジェクタ内の画像処理部の機能ブロック図である。
図 3は、本実施形態の一例に係るプロジェクタ内の画像処理部の機能ブロック図で ある。
図 4は、 本実施形態の一例に係る情報生成部の機能ブロック図である。
図 5は、 I E Cにおける s R G B規格での観察領域の模式図である。
図 6は、 本実施形態の一例に係る画像処理の手順を示すフローチヤ一トである。
[発明を実施するための最良の形態]
以下、 本発明を、 液晶プロジェクタを用いた画像表示システムに適用した場合を例 に採り、 図面を参照しつつ説明する。 なお、 以下に示す実施形態は、 特許請求の範囲 に記載された発明の内容を何ら限定するものではない。 また、 以下の実施形態に示す 構成の全てが、特許請求の範囲に記載された発明の解決手段として必須であるとは限 らない。
(システム全体の説明）
図 1は、 本実施の形態の一例に係る画像表示システムの概略説明図である。
スクリーン 1 0のほぼ正面に設けられた投写型表示装置の一種であるプロジェク 夕 2 0から、 所定のプレゼンテーション用の画像が投写される。 プレゼンター 3 0は、 スクリーン 1 0上の表示領域である画像表示領域 1 2の画像の所望の位置をレーザ —ポインタ 50から投射したスポット光 70で指し示しながら、第三者に対するプレ ゼンテーションを行う。
このようなプレゼンテーションを行う場合、 スクリーン 10の種別や、 環境光 80 によって画像表示領域 12の画像の色の見えは大きく異なってしまう。例えば、 同じ 白を表示する場合であっても、 スクリーン 10の種別によっては、 黄色がかった白に 見えたり、 青色がかった白に見えたりする。 また、 同じ白を表示する場合であっても、 環境光 80が異なれば、 明るい白に見えたり、 暗い白に見えたりする。
また、 近年、 プロジェクタ 20は小型化が進み、 持ち運びも容易になっている。 こ のため、 例えば、 客先においてプレゼンテーションを行う場合もあり得るが、 客先の 環境に合わせて色を事前に調整することは困難であり、客先で色を手動で調整するに は時間がかかりすぎる。
図 2は、 従来のプロジェクタ内の画像処理部の機能ブロック図である。
従来のプロジェク夕では、 P C等から送られるアナ口グ形式の RGB信号を構成す る R 1信号、 G1信号、 B 1信号を AZD変換部 110に入力し、 デジタル形式の R 2信号、 G2信号、 B 2信号をプロジェクタ画像処理部 100で色変換を行っている。 そして、 プロジェクタ画像処理部 100は、 色変換した R3信号、 G3信号、 B3 信号をガンマ処理し、 ガンマ処理後の R 4信号、 G4信号、 B4信号を D/A変換部 180に入力する。
D/A変換部 180は、 R4信号、 G4信号、 B 4信号をアナログ変換した R 5信 号、 G5信号、 B5信号を LZV (ライトバルブ） 駆動部 190に入力し、 液晶ライ トバルブを駆動して画像の投写表示を行っている。
また、 CPU200によって制御されるプロジェクタ画像処理部 100は、 プロジ ェクタ色変換部 120と、 プロファイル管理部 130と、 ガンマ処理を行うガンマ処 理部 170とを含んで構成されている。
プロジェクタ色変換部 120は、 A/D変換部 110からの R G Bの各デジタル信 号 （R2信号、 G2信号、 B2信号） を、 プロファイル管理部 130で管理されてい るプロジェクタの入出力用プロファイルに基づき、 プロジェクタ出力用の RGBデジ タル信号 （R 3信号、 G 3信号、 B 3信号） に変換する。 なお、 ここで、 プロフアイ ルとは、 特性データという意味である。
このように、 従来のプロジェクタでは、 プロジェクタ固有の入出力特性を示す入出 力用プロファイルに基づき、 色の変換を行っているだけであり、 画像の投写表示され る視環境は考慮されていない。
しかし、 上述したように、 視環境を考慮しなければ、 画像の色の見えを統一するこ とは困難である。 画像の色の見えは、 光、 対象の光の反射または透過、 視覚の 3つの 要因で決定する。
本実施の形態では、光および対象の光の反射または透過を反映した視環境を把握す ることにより、画像の色の見えを適切に再現できる画像表示システムを実現している。 具体的には、 図 1に示すように、 視環境を把握する視環境把握手段として機能する 色光センサ一 6 0を設け、 色光センサ一 6 0からの視環境情報をプロジェクタ 2 0に 入力する。 色光センサー 6 0は、 具体的には、 スクリーン 1 0内の画像表示領域 1 2 の視環境情報を計測する。 .
また、 観察者が所定の視環境にしばらく居ると、 当該視環境に目が順応する。 この ような現象は順応変位と呼ばれる。 したがって、 照明光変位 （照明光等の変化による 色度の変化） だけでなく、 順応変位も含めた総合変位を考慮する必要がある。
このため、 プロジェクタ 2 0には、 色光センサー 6 0からの視環境情報等に基づき、 画像表示に用いられる画像信号を変換するための変換用情報を生成する情報生成手 段が設けられている。
本実施の形態では、 情報生成手段を用いて変換用情報を生成する際に、 視環境情報 と、 標準規格である s R G Bの色情報とに基づき、 C I E C AM 9 7 sのァピアラン スモデルを用いた演算手法により、変換用情報の一種である 3 D _ L U Tを生成する。 そして、 s R G Bの色と対応した実際の視環境での対応色を再現できるように 3 D — L U Tを生成し、 当該 3 D— L U Tを用いて画像信号を変換することにより、 画像 の色の見えを正確に再現できる。
(機能ブロックの説明） 次に、 これらの情報生成手段等を含むプロジェクタ 20の画像処理部の機能ブロッ クについて説明する。
図 3は、本実施形態の一例に係るプロジェクタ 20内の画像処理部の機能ブロック 図である。
プロジェクタ 20では、 PC等から送られるアナログ形式の RGB信号を構成する R 1信号、 G 1信号、 B 1信号を AZD変換部 1 10に入力し、 デジタル形式の R 2 信号、 G2信号、 B 2信号を、 CPU200によって制御されるプロジェクタ画像処 理部 100で色変換とガンマ処理を行っている。
そして、 色変換されてガンマ処理された R 4信号、 G4信号、 B4信号を DZA変 換部 180に入力し、 アナログ変換された R 5信号、 G5信号、 B 5信号を、 画像表 示手段の一部である LZV駆動部 1 90に入力し、液晶ライトバルブを駆動して画像 の投写表示を行っている。
ここまでは、 従来のプロジェクタと構成の差異はない。 本実施の形態に係るプロジ ェクタ 20のプロジェクタ画像処理部 100は、 プロジェクタ色変換部 120と、 情 報生成部 160と、 し11丁記憶部1 22と、 キャリブレーション信号発生部 1 50と、 ガンマ処理部 170とを含んで構成されている。
キャリブレーション信号発生部 1 50は、 キャリブレーション画像信号を生成する。 このキャリブレーション画像信号は、 A/D変換部 1 10から出力される信号と同様 に、 デジタル形式の R2信号、 G2信号、 B 2信号としてプロジェクタ色変換部 12 0に入力される。
プロジェクタ色変換部 120は、 キャリブレーション信号発生部 150からの RG Bの各デジタル信号 （R2信号、 G2信号、 B 2信号） を、 情報生成部 160で管理 されているプロジェクタプロフアイルを参照し、 プロジェクタ出力に適した R G Bデ ジ夕ル信号 （R3信号、 G3信号、 B 3信号） に変換する。
また、 プロジェクタ色変換部 120は、 画像変換用情報の一部である LUTを記憶 している LUT記憶部 122を含んで構成されている。
より具体的には、 し11丁記憶部122は、 3次元ルックアップテーブル （3D— L UT) を記憶している。
さらに、 本実施の形態では、 色光センサー 60からの視環境情報等に基づき、 LU Τ記憶部 122の 3 D— LUTを更新する情報生成部 160をプロジェクタ画像処 理部 100に設けている。
次に、 情報生成部 160の機能ブロックについて説明する。
図 4は、 情報生成部 160の機能ブロック図である。
情報生成部 160は、 プロジェクタ 20で再現可能な色域を示すデバイス色域情報 を生成するデバイス色生成手段として機能するデバイスカラー対応部 163および デバイス色域管理部 164を含んで構成されている。 なお、 対応部 163およびデバ イス色域管理部 164は、 図 2のプロファイル管理部 130に相当する。
また、 情報生成部 160は、 夕ーゲットカラ一対応部 165および対応色導出部 1 66を含んで構成されている。 これらの夕ーゲットカラ一対応部 165および対応色 導出部 166は、 色光センサー 60からの視環境情報と、 s RGBの色の知覚量に基 づき、 ァピアランスモデルに基づく演算を行って対応色情報を生成する。 ここで、 対 応色情報とは、 s RGB規格によって指定された色に、 所定の視環境下で対応する色 (対応色） を示す情報である。 なお、 夕一ゲットカラ一対応部 165および対応色導 出部 166は、 対応色生成手段として機能する
さらに、 情報生成部 160は、 対応色情報およびデバイス色域情報に基づき、 変換 用情報を生成する変換用情報生成手段として機能する 3D— LUT生成部 162を 含んで構成されている。
また、 ここで、 デバイス色域管理部 164は、 3D— LUT生成部 162で 3D— LUTを生成する際に必要となる一群のデバイス色域情報 （Xj、 Yj、 Z j。 ただ し、 j =l〜n3。 ) を記憶している。 そして、 デバイス色域管理部 164は、 当該デ バイス色域情報を 3D— LUT生成部 162とデバイスカラー対応部 163に出力 する。
また、 デバイスカラ一対応部 163は、 デバイス色域管理部 164からのデバイス 色域情報に基づき、 RGB信号 （Rj、 Gj、 B j。 ただし、 j =l〜n3。 ) を求め、 当該 RGB信号を 3D— LUT生成部 162に出力する。 すなわち、 デバイス色域情 報 （X j、 Y j、 Z j ) は、 デバイスカラー対応部 163から出力される RGB信号 (Rj、 Gj、 B j ) と関連付けられている。
また、 対応色導出部 166は、 s RGBの色の知覚量 （J i、 h i、 Cし ただし、 i = l〜n3。 ) と、 実際にスクリーン 10が設置されている視環境下での背景領域の XYZ値 （Xb、 Yb、 Z b) と、 その視環境下での刺激領域の XYZ値 （Xw、 Y w、 Zw) と、 その視環境下での刺激領域の輝度値 （LA) と、 視環境下でのパラメ 一夕 （N c、 FLL、 F) と、 に基づき、 ァピアランスモデルに基づく演算を行う。 これにより、 対応色導出部 166は、 s RGB規格によって指定された色に、 この視 環境下で対応する色を示す情報を生成する。 つまり、 対応色導出部 166は、 対応色 情報 （X i、 Y i、 Z i。 ただし、 i = l〜n3。 ) を生成する。 なお、 上記 nは、 3 D— LUTの一辺の格子点の数である。 また、 上記パラメ一夕 （N c、 FLL、 F) は、 周囲領域の明るさに応じて変動するパラメ一夕である。
また、 知覚量 （J i、 h i、 C i ) とは色の見えを数値化したものである。
より具体的には、 知覚量 J (ライトネス） は明るさの指標値であり、 知覚量 h (色 相角） は色味の指標値であり、 知覚量 C (クロマ） は鮮やかさの指標値である。 この ように、 明るさ、 色相、 鮮やかさを規定することにより、 3次元空間での色を規定す ることができる。
また、 画像の輝度値 （LA) としては、 順応白色の輝度の絶対値の 20 %の値が用 いられる。
また、 4つのパラメ一夕 （NC、 c、 FLL、 F) は、 NCがクロックマチックインダ クシヨン係数、 cが周囲の影響の大きさに関する係数、 FLLが明度コントラスト係数、 Fが順応の程度を示す係数である。
これらのパラメ一夕は、 周囲が平均的な明るさ、 やや暗い、 暗い等の明るさの程度 に応じて値が変更される。 なお、 色光センサー 60は、 明るさによってこれらの値を 設定するためのプログラムを記憶し、 明るさによってパラメ一夕値を演算して求める。 ここで、 上記の刺激領域、 背景領域および周囲領域について説明する。 図 5は、 I ECにおける s RGB規格での観察領域の模式図である。 当該観察領域は、 V i e i n g F i e 1 dと呼ばれるものであり、 刺激領域 （S t i mu 1 u s ) 410と、 隣接領域 （P r ox ima l F i e l d) 420と、 背景領域 （B a c k g r ound) 430と、 周囲領域 （Su r r oun d) 440 とから構成されている。
刺激領域 410は、 視野で 2度の領域 （2度視野ともいう。 ） が該当する。
また、 隣接領域 420は、 刺激領域 410以外で刺激領域 410の端から 2度拡大 した領域が該当する。
また、 背景領域 430は、 刺激領域 410および隣接領域 420以外で刺激領域 4 10 (または隣接領域 420) の端から 10度拡大した領域が該当する。
また、 周囲領域 440は、 背景領域 430外の領域が該当する。
そして、 対応色導出部 166は、 当該対応色情報を 3D— LUT生成部 162と夕 ーゲットカラ一対応部 165に出力する。
ターゲットカラ一対応部 165は、 対応色情報 （X i、 Y i、 Z i) に基づき、 対 応色の RGB信号 （R i、 G i、 B i。 ただし、 i = 1〜！ ι3。 ） を生成する。 すなわ ち、 対応色情報 （X i、 Y i、 Z i ) は、 夕ーゲットカラ一対応部 165から出力さ れる RGB信号 （R i、 G i、 B i ) と関連付けられている。
(画像処理の流れの説明）
次に、 これら各部を用いた画像処理の流れについてフローチャートを用いて説明す る。
図 6は、 本実施形態の一例に係る画像処理の手順を示すフローチャートである。 まず、 プロジェクタ 20は、 キャリブレーション信号発生部 150からキヤリブレ ーシヨン信号 （R2、 G2、 B 2) を発生させる。
キヤリブレーシヨン信号発生部 1 50は、 当該キヤリプレーション信号をプロジェ クタ色変換部 120に出力する。
プロジェクタ色変換部 120は、 し 丁記憶部122に記憶されたデフォルト （初 期状態） の LUTに基づき、 キャリブレーション信号を変換し、 デジタル RGB信号 (R3、 G3、 B 3) として出力する。
また、 ガンマ処理部 170は、 デジタル RGB信号 （R3、 G3、 B 3) を、 ガン マ処理 （明るさの調整） を施したデジタル RGB信号 （R4、 G4、 B4) に変換す る。
そして、 DZA変換部 180は、 デジタル RGB信号 （R4、 G4、 B 4) をアナ ログ RGB信号 （R 5、 G5、 B 5 ) に変換する。 そして、 LZV駆動部 1 90は、 アナログ RGB信号 （R5、 G5、 B 5) に基づき、 液晶ライトバルブを駆動する。 そして、 プロジェクタ 20は、 キャリブレーション画像を画像表示領域 12に投写表 示する （ステップ S 2) 。
画像表示領域 12にキヤリブレーション画像が表示された状態で、色光センサー 6 0は、 視環境情報として、 画像の背景領域 430の XYZ値 （Xb、 Yb、 Z b) 、 画像 （順応白色） の XYZ値 （Xw、 Yw、 Zw) および輝度値 （LA) の検出を行 う。
本実施の形態では、 プロジェクタ 20は、 キャリブレーション画像として、 白の単 色画像と、 グレーの単色画像とをそれぞれ投写表示する。 なお、 本実施の形態では、 プロジェクタ 20が出力するグレーの単色画像の輝度は、 白の単色画像の輝度のほぼ 20パーセントである。 そして、 色光センサー 60は、 スクリーン 10に投写された 白の単色画像を計測してその XYZ値を検出し、 グレーの単色画像を計測してその X YZ値を検出する。 ここで、 白の単色画像の計測から得られた XYZ値が、 刺激領域 410の 丫2値 （Xw、 Yw、 Zw) に対応する。 また、 グレーの単色画像の計測 から得られた XYZ値が、 背景領域 430の XYZ値 （Xb、 Yb、 Z b) に対応す る。 つまり、 白の単色画像の計測によって図 5における刺激領域 410の部分の XY Z値を得ることができ、 グレーの単色画像の計測によって図 5における背景領域 43 0の部分の XYZ値を得ることができる。
また、 色光センサー 60は、 他の視環境情報として、 周囲領域の明るさに応じて上 記 4つのパラメ一夕 （NC、 c、 FLL、 F) を演算して求める。
このようにして視環境が把握される （ステップ S 4) 。 そして、 対応色導出部 166は、 色光センサー 60からの視環境情報と、 知覚量と、 に基づき、 C I ECAM97 sのァピアランスモデルの演算手法を用いて対応色情報 (X i、 Y i、 Z i ) を求める （ステツプ S 6 ) 。
また、 夕一ゲットカラ一対応部 165は、 対応色情報 （X i、 Y i、 Z i) に基づ き、 対応色の RGB信号 （R i、 G i、 B i ) を生成する。
対応色導出部 166および夕ーゲットカラ一対応部 165は、 それぞれ、 対応色情 報 （X i、 Y i、 Z i) および RGB信号 （R i、 G i、 B i ) を 3D— LUT生成 部 162に出力する。
また、 デバイス色域管理部 164およびデバイスカラ一対応部 163は、 それぞれ、 デバイス色域情報 （X j、 Y j、 Z j ) および RGB信号 （R j、 G j、 B j ) を 3 D— LUT生成部 162に出力する。
3D- L UT生成部 162は、 対応色情報 （X i、 Y i、 Z i ) およびデバイス色 域情報 （Xj、 Yj、 Z j ) を L*u*v*表色系に変換し、 対応色とデバイスのそれ ぞれの色域を求める。
また、 3D— LUT生成部 162は、 各色域に基づき、 色域マッピング （色域圧縮、 色域伸張等） を行う。 このように、 3D— LUT生成部 162は、 対応色色域内の色 をデバイス色域内の色に対応づけ、 L UT記憶部 122に当該対応づけが可能な 3 D — LUTを生成する （ステップ S 8) 。
なお、 実際には、 対応色情報 （X i、 Y i、 Z i) およびデバイス色域情報 （X j、 Y j、 Z j ) は、 それぞれ RGB信号 （R i、 G i、 B i ) および RGB信号 （R j、 Gj、 B j ) に関連付けられているため、 生成された 3D— LUTを用いることによ り、 入力側の RGB信号 （R2、 G2、 B 2) を出力側の RGB信号 （R3、 G3、 B 3) に適切に変換できる。
そして、 プロジェクタ色変換部 120は、 LUT記憶部 122内の 3D— LUTを 用いて画像の色の変換を行う。 その後、 ガンマ処理部 170は画像の明るさを調整し、 DZA変換部 180は、 ガンマ処理部 170から出力されたデジタル RGB信号 （R 4、 G4、 B4) をアナログ RGB信号 （R5、 G5、 B 5) に変換し、 L/V駆動 部 190は、 液晶ライトバルブを駆動する。
以上の手順によりプロジェクタ 20は、 プレゼンテーション画像を投写表示する (ステップ S 10) 。
以上のように、 本実施の形態によれば、 実際の視環境において標準規格である s R GBの色を再現可能な対応色を求め、 画像の色の見えを再現することにより、 画像の 色の見えを正確に再現することができる。
また、 対応色では、 上述した総合変移を考慮しているため、 色順応にも対応した画 像の色の見えを適切に再現することができる。
特に、 C I EC AM 97 sという現時点で最も再現性能のよいァピアランスモデル を採用することにより、 画像の色の見えをより高精度に再現することができる。
また、 s RGBの色を目標とし、 入力側の装置の種別は考慮しないため、 画像処理 の際の計算量を低減でき、 高速に処理することができる。
すなわち、 従来は、 入力装置側の環境も考慮して画像ごとに知覚量を求める必要が あった。 このため、 従来は計算量が多大となり、 画像処理に時間がかかっていた。 本実施の形態によれば、 s RGB等の標準規格の複数の色の見えを知覚量として予 めプロジェクタ 20に備えているため、 入力装置側の色の見えは常に一定であるため、 画像ごとに知覚量を求める必要がなく、 計算量を低減でき、 高速に処理することがで さる。
さらに、 本実施の形態によれば、 ァピアランスモデルに基づく演算は、 いわゆる対 応色再現方式であるため、 いわゆる測色的色再現方式と比べ、 プロジェクタ 2 0が再 現可能な最高輝度値をほとんど低下させることなく、画像信号を変換することができ る。
すなわち、 従来のプロジェクタは、 目標とする測色値に色を合わせ込むため、 プロ ジェクタのデフォルトの色のバランスを大きく変える必要があった。 例えば、 本発明 者の実験によれば、従来のプロジェクタを用いて、デフォルトの白色（RGB値が（2 55、 255、 255) 、 輝度値が 1010 c d/m2) を s RGBに準拠した白色に 変換した場合、 所定の環境では、 RGB値は （255、 210、 237) となり、 輝 度値は 723 c d/m2となり、輝度値が大きく低下してしまう。 これは、測色的色再 現方式の場合、 正確な色の再現を行うためには、 RGB値のバランスを変える必要が あるからである。 例えば、 この例では、 RGB値は （255、 2 10、 237) であ り、 元の値とは大きく変わっている。
一方、 本実施の形態のプロジェクタ 20を用いて画像信号の変換を行った場合、 上 記所定の環境では、 RGB値は （240、 248、 255) となり、 輝度値は 949 c dZm2となり、輝度値はほとんど低下せず、 RGB値もほとんど変化しない。 ここ で、 RGB値を変化させないで済むのは、 対応色再現方式の場合、 人の目の順応が考 慮されており、 R G B値を変化させないでも正確な色の再現が可能だからである。 このように、 本実施の形態によれば、 プロジェクタ 20が再現可能な最高輝度値を ほとんど低下させることなく、 画像信号を変換することができる。
また、 本実施の形態では、 色光センサー 60を用いて視環境を把握することにより、 視環境を考慮して画像を投写表示している。
これにより、 画像表示時の視環境に適応して画像を表示することができ、 表示環境 の差を吸収して適用される環境によらずに同一の画像を表示することができる。 した がって、 複数の異なる場所において、 ほぼ同一の色を短時間で再現することができる。
(八一ドウエアの説明）
なお、 上述した各部に用いるハードウェアとしては、 例えば、 以下のものを適用で さる。
例えば、 A/D変換部 1 10としては、 例えば A/Dコンバータ一等、 DZA変換 部 1 80としては、 例えば DZAコンバータ一等、 LZV駆動部 1 90としては液晶 ライトバルブ駆動ドライバ等、 プロジェクタ色変換部 1 20、 情報生成部 160とし ては、 例えば画像処理回路や AS I C等、 LUT記憶部 1 22としては RAM等の記 憶領域を有する回路等を用いて実現できる。 なお、 これら各部は回路のようにハード ウェア的に実現してもよいし、 ドライバのようにソフトウェア的に実現してもよい。 また、 図 3に示すように、 これら各部の機能を情報記憶媒体 300からプログラム を読み取って実現してもよい。 情報記憶媒体 300としては、 例えば、 CD— ROM、 DVD-ROM, ROM, RAM, HDD等を適用でき、 その情報の読み取り方式は 接触方式であっても、 非接触方式であってもよい。
また、 情報記憶媒体 300に代えて、 上述した各機能を実現するためのプログラム 等を伝送路を介してホスト装置等からダウンロードすることによって上述した各機 能を実現することも可能である。 すなわち、 上述した各機能を実現するための情報は、 搬送波に具現化されるものであってもよい。
さらに、 色光センサー 60としては、 例えば輝度センサー等を適用できる。
(変形例）
以上、 本発明を適用した好適な実施例について説明してきたが、 本発明は上述した 実施例に限定されず、 種々の変形が可能である。
例えば、 ァピアランスモデルは、 C I ECAM97 sに限定されず、 RLAB、 V onKr i e s、 B r ad f o r d, C I ELAB、 Hun t等の種々のァピアラン スモデルを適用することができる。
なお、 上述した知覚量やパラメ一夕等は、 ァピアランスモデルによって若干異なる が、採用するモデルに合わせて色光センサー 60等でパラメ一夕等を取得することが 可能である。
また、 上述した実施例では、 所定の階調ごとに行われるキャリブレーション信号発 生部 150からのキャリブレーション信号の発生順序は固定的なものであつたが、可 変的な場合にも対応することも可能である。
この場合、 例えば、 図 6に示すステップ S 2の処理の際に、 キャリブレーション信 号発生部 150からキャリブレーション信号として出力した各 RGB値をデバイス カラー対応部 163で記憶しておく。 そして、 ステップ S 8の処理の際に、 デバイス カラー対応部 163が記憶しておいた各 RGB値を参照してデバイス色域管理部 1 64からのデバイス色域情報 （Xj、 Yj、 Z j ) に対応した RGB信号 （R j、 G j、 B j ) を 3D— LUT生成部 162に出力することにより、 キャリブレーション 信号の発生順序が可変的な場合にも対応できる。
また、 上述した画像信号を変換するための変換用情報としては、 3D— LUT以外 にも 1 D— LUTを適用することも可能である。
また、 視環境把握手段としては、 色光センサー 60以外にも、 例えば、 CCDカメ ラ、 CMOSカメラ等の撮像手段を適用し、 撮像データを画像処理することによって 視環境を把握することも可能である。
なお、 上述したスクリーン 10は、 反射型のものであつたが、 透過型のものであつ てもよい。 また、 スクリーンとしては、 ホログラムを用いたスクリーンであってもよ い。
また、 上述したプロジェクタのような投写型画像表示装置以外の表示手段で画像表 示を行ってプレゼンテーション等を行う場合にも本発明を適用できる。 このような表 示手段としては、 例えば、 液晶プロジェクタのほか、 CRT (Ca t hod e R a y Tub e)、 PDP (P 1 a sma D i s p l ay P a n e 1 ) , FED (F i e 1 d Emi s s i on D i s p l ay) > EL (E l e c t r o L um i n e s c e nc e) 、 直視型液晶表示装置等のディスプレイ装置、 DMD (D i g i t a 1 M i c r om i r r o r D e v i c e ) を用いたプロジェクタ等が該当す る。 なお、 DMDは米国テキサスインスツルメンッ社の商標である。 また、 プロジェ ク夕は前面投写型のものに限られず、 背面投写型のものであってもよい。
また、 プレゼンテーション以外にも、 ミーティング、 医療、 デザイン 'ファッショ ン分野、 営業活動、 コマーシャル、 教育、 さらには映画、 TV、 ビデオ、 ゲーム等の 一般映像等における画像表示を行う場合にも本発明は有効である。
なお、 上述したプロジェクタ 20のプロジェクタ画像処理部 100の機能は、 単体 の画像表示装置 （例えば、 プロジェクタ 20) で実現してもよいし、 複数の処理装置 で分散して （例えば、 プロジェクタ 20と PCとで分散処理） 実現してもよい。 さらに、 上述した実施例では、 視環境における刺激領域の XYZ値 （Xw、 Yw、 Zw) と、 視環境における刺激領域の輝度値 （LA) とを用いたが、 これらの値は図 5に示す特定の領域以外の領域の値を用いてもよい。
すなわち、 XYZ値 （Xw、 Yw、 Zw) は、 順応視野における白色の相対三刺激 値であればよく、 輝度値 （LA) は、 順応視野における白色の輝度値 （より具体的に は当該輝度値の 2 0 %) であればよい。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . 画像の表示領域を観察する場合の視環境を把握する視環境把握手段による視環境 情報に基づいて生成され、 画像信号の変換に用いられる変換用情報に基づき、 画.像を 表示する画像表示システムにおいて、
前記視環境情報と、 所定の標準環境情報を有する標準規格の色情報と、 に基づき、 当該標準規格に適合した画像が表示されるように、 前記変換用情報をァピアランスモ デルに基づく演算を行って生成する情報生成手段と、
生成された変換用情報に基づき、 前記画像信号を変換して画像を表示する画像表示 手段と、
を含むことを特徴とする環境適応型の画像表示システム。
2 . 請求項 1において、
前記標準規格は、 s R G B規格であり、
視環境情報は、
前記視環境における順応白色の X Y Z値と、
前記視環境における順応白色の輝度値と、
前記視環境の背景領域の X Y Z値と、
前記視環境における明るさによって変動するパラメ一夕と、
を示す情報を含み、
前記標準環境情報は、 色の見えの知覚量を示す情報を含み、
前記情報生成手段は、
前記 X Y Z値、 前記輝度値、 前記パラメ一夕および前記知覚量に基づき、 前記アビ ァランスモデルに基づく演算を行って、 前記視環境における前記 s R G B規格におけ る色と対応した対応色を示す対応色情報を生成する対応色生成手段と、
前記画像表示手段で再現可能な色域を示すデバィス色域情報を生成するデバイス 色生成手段と、
前記対応色情報および前記デバィス色域情報に基づき、 前記変換用情報を生成する 変換用情報生成手段と、
を含むことを特徴とする画像表示システム。
3 . 請求項 1において、
前記情報生成手段と、
前記画像表示手段と、
キヤリブレーシヨン画像を生成する手段と、
を有するプロジェクタとして形成され、
前記画像表示手段は、 生成されたキャリブレーション画像を前記表示領域に投写表 示し、
前記視環境把握手段は、 前記キャリブレーション画像の表示された表示領域を観察 する場合の視環境を把握することを特徴とする画像表示システム。
4. 請求項 2において、
前記情報生成手段と、
前記画像表示手段と、
キャリブレーション画像を生成する手段と、
を有するプロジェクタとして形成され、
前記画像表示手段は、 生成されたキャリブレーション画像を前記表示領域に投写表 示し、
前記視環境把握手段は、 前記キヤリブレーシヨン画像の表示された表示領域を観察 する場合の視環境を把握することを特徴とする画像表示システム。
5 . 請求項 1において、
前記変換用情報は、ルックァップテーブルを含むことを特徴とする画像表示システ ム。
6 . 請求項 2において、
前記変換用情報は、ルックアップテーブルを含むことを特徴とする画像表示システ ム。
7 . 画像の表示領域を観察する場合の視環境を把握する視環境把握手段による視環境 情報に基づいて生成され、 画像信号の変換に用いられる変換用情報に基づき、 画像を 表示するためのプログラムを記憶した、 コンピュータにより読み取り可能な情報記憶 媒体であって、
前記視環境情報と、 所定の標準環境情報を有する標準規格の色情報と、 に基づき、 当該標準規格に適合した画像が表示されるように、 前記変換用情報をァピアランスモ デルに基づく演算を行って生成する情報生成手段と、
生成された変換用情報に基づき、 前記画像信号を変換して画像を画像表示手段に表 示させる手段としてコンピュータを機能させるためのプログラムを記憶したことを 特徴とする情報記憶媒体。
8 . 請求項 7において、
前記標準規格は、 s R G B規格であり、
視環境情報は、
前記視環境における順応色色の X Y Z値と、
前記視環境における順応白色の輝度値と、
前記視環境の背景領域の X Y Z値と、
前記視環境における明るさによって変動するパラメ一夕と、
を示す情報を含み、
前記標準環境情報は、 色の見えの知覚量を示す情報を含み、
前記情報生成手段は、
前記 X Y Z値、 前記輝度値、 前記パラメ一夕および前記知覚量に基づき、 前記アビ ァランスモデルに基づく演算を行って、 前記視環境における前記 s R G B規格におけ る色と対応した対応色を示す対応色情報を生成する対応色生成手段と、
前記画像表示手段で再現可能な色域を示すデバィス色域情報を生成するデバイス 色生成手段と、
前記対応色情報および前記デバイス色域情報に基づき、前記変換用情報を生成する 変換用情報生成手段と、
を含むことを特徴とする情報記憶媒体。 .
9 . 請求項 7において、
前記変換用情報は、ルックァップテーブルを含むことを特徴とする情報記憶媒体。
1 0 . 請求項 8において、
前記変換用情報は、ルックァップテーブルを含むことを特徴とする情報記憶媒体。
1 1 . 画像の表示領域を観察する場合の視環境を把握する視環境把握手段による視環 境情報に基づいて生成され、 画像信号の変換に用いられる変換用情報に基づき、 画像 を表示する画像表示システム用の画像処理方法において、
前記視環境情報を取得し、
取得された視環境情報と、 所定の標準環境情報を有する標準規格の色情報と、 に基 づき、 当該視環境において当該標準規格の色を再現する対応色を示す対応色情報を、 ァピアランスモデルに基づく演算を行って生成し、
求められた対応色情報と、前記画像を表示する表示手段で再現可能な色域を示す色 域情報と、 に基づき、 前記変換用情報を生成し、
生成された変換用情報に基づき、 前記画像信号を変換することを特徴とする画像処 理方法。
1 2 . 請求項 1 1において、
前記視環境情報の取得に先立って、 キヤリブレーション画像を生成し、
生成されたキャリブレーション画像を前記表示領域に表示し
前記キヤリブレーシヨン画像の表示された表示領域を観察する場合の視環境を把 握し、 前記視環境情報を生成することを特徴とする画像処理方法。
1 3 . 請求項 1 2において、
前記キヤリブレーション画像を、 プロジェクタを用いて投写表示し、
変換された画像信号に基づき、 プロジェクタを用いて画像を投写表示することを特 徵とする画像処理方法。
1 4. 請求項 1 1において、
前記変換用情報は、ルックアップテーブルを含むことを特徴とする画像処理方法。
1 5 . 請求項 1 2において、 前記変換用情報は、 ルックアップテーブルを含むことを特徴とする画像処理方法 t
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