CN1315106C - 图像处理系统、投影机及图像处理方法 - Google Patents

Abstract

为了提供能够进行适应于显示图像的亮度调节的图像处理系统，使投影机构成为包括：输入图像信号的信号输入部(110)；输出被修正后的图像信号的信号输出部(130)；图像投射部(190)；存储表示图像中的位置及该位置的修正量的修正表的修正表存储部(140)；输入表示用户的修正指示的指示信息的指示输入部(150)；以及对所输入的图像信号的亮度值进行调节的亮度调节部(120)；其中该亮度调节部(120)根据修正表和指示信息对图像信号的亮度值进行调节，以在提高图像的中央部与周边部的亮度值的均匀性时使图像的中央部的亮度值低于当前的亮度值，在强调图像的中央部时使图像的周边部的亮度值低于当前的亮度值。

Description

图像处理系统、投影机及图像处理方法

本申请原样不变的包含有2003年1月22日所提交的日本专利申请2003-13280的内容。

技术领域

本发明涉及能够调节图像的亮度值的图像处理系统、投影机及图像处理方法。

背景技术

近年来，在投影机等图像显示装置中提供了根据电影、游戏、PC(个人计算机)等的显示内容来调整颜色与亮度的图像显示装置。

这种图像显示装置对整个图像都同样地进行修正。

但是，实际上由于图像周边部的亮度值会因光源、投射透镜的性质而下降，因此若对整个图像都同样地进行修正，则在显示图像时就不能够显示出较佳的图像。

为了解决这种问题，例如在专利申请平4-134914号公报(特开平5-323892号公报)中公开了一种通过用色不均匀修正波形信号等调制R、G、B原色视频信号、控制R、G、B的流向CRT的射束电流、并控制CRT荧光面上的亮度输出，以在屏幕上获得均匀的R、G、B的照度分布的均匀性(ユニフオミテイ)电路。

可是，该公报中的均匀性电路只不过是通过修正色不均匀来最终抑制图像周边部的亮度下降，并没有公开具体要进行怎样的修正才能抑制图像周边部的亮度下降。

另外，并不能说完全地进行色不均匀的修正就能够直接提高图像质量，重要的不是修正，而是根据显示的内容(content)来调整图像。

发明内容

本发明是鉴于上述问题而提出的，其目的在于提供能够进行与显示图像相对应的亮度调节的图像处理系统、投影机及图像处理方法。

为了解决上述问题，本发明的图像处理系统包括输入图像信号的信号输入装置、修正所输入的图像信号以调节图像的亮度值的亮度调节装置、输出被修正后的图像信号的信号输出装置、以及输入表示用户的修正指示的指示信息的指示输入装置，其中，上述亮度调节装置，根据表示图像中的位置及该位置的修正量的修正表、和上述指示信息，在提高图像的中央部与周边部的亮度值的均匀性时，将上述图像信号修正为使图像的中央部的亮度值低于当前的亮度值，在强调图像的中央部时，将上述图像信号修正为使图像的周边部的亮度值低于当前的亮度值。

另外，本发明的投影机包括输入图像信号的信号输入装置、修正所输入的图像信号以调节图像的亮度值的亮度调节装置、输出被修正后的图像信号的信号输出装置、输入表示用户的修正指示的指示信息的指示输入装置、以及根据由上述信号输出装置输出的图像信号投射图像的图像投射装置，其中，上述亮度调节装置，根据表示图像中的位置及该位置的修正量的修正表、和上述指示信息，在提高图像的中央部与周边部的亮度值的均匀性时，将上述图像信号修正为使图像的中央部的亮度值低于当前的亮度值，在强调图像的中央部时，将上述图像信号修正为使图像的周边部的亮度值低于当前的亮度值。

另外，本发明的图像处理方法的特征在于：输入表示用户的修正指示的指示信息；输入图像信号；根据表示图像中的位置及该位置的修正量的修正表、和上述指示信息，在提高图像的中央部与周边部的亮度值的均匀性时，将上述图像信号修正为使图像的中央部的亮度值低于当前的亮度值，在强调图像的中央部时，将上述图像信号修正为使图像的周边部的亮度值低于当前的亮度值；输出修正后的图像信号。

根据本发明，图像处理系统等，根据表示图像中的位置及该位置的修正量的修正表来调节亮度值，可以使图像整体的亮度值均匀，并根据显示图像进行亮度调节。

另外，根据本发明，图像处理系统等，在用户的修正指示是提高图像的中央部与周边部的亮度值的均匀性的指示时，将图像信号修正为使图像的中央部的亮度值低于当前的亮度值，在用户的修正指示是强调图像的中央部的指示时，将图像信号修正为使图像的周边部的亮度值低于当前的亮度值，因此可以根据用户的喜好来输出图像。

另外，本发明的图像处理系统包括：输入图像信号的信号输入装置、修正所输入的图像信号以调节图像的亮度值的亮度调节装置、输出被修正后的图像信号的信号输出装置、以及测定图像的亮度值并输出亮度信息的亮度测定装置，其中，上述亮度调节装置根据表示图像中的位置及该位置的修正量的修正表、和上述亮度信息，在图像的中央部的亮度值高于周边部的亮度值时将上述图像信号修正为使中央部的亮度值与周边部的亮度值相等。

另外，本发明的投影机包括：输入图像信号的信号输入装置、修正所输入的图像信号以调节图像的亮度值的亮度调节装置、输出被修正后的图像信号的信号输出装置、测定图像的亮度值并输出亮度信息的亮度测定装置、以及根据由上述信号输出装置输出的图像信号投射图像的图像投射装置，其中，上述亮度调节装置根据表示图像中的位置及该位置的修正量的修正表、和上述亮度信息，在图像的中央部的亮度值高于周边部的亮度值时，将上述图像信号修正为使中央部的亮度值与周边部的亮度值相等。

另外，本发明的图像处理方法的特征在于：测定所显示的图像的亮度值并输出亮度信息；输入图像信号；根据表示图像中的位置及该位置的修正量的修正表、和上述亮度信息，在图像的中央部的亮度值高于周边部的亮度值时，将上述图像信号修正为使中央部的亮度值与周边部的亮度值相等；输出修正后的图像信号。

根据本发明，图像处理系统等，根据表示图像中的位置及该位置的修正量的修正表来调节亮度值，由此可以使图像整体的亮度值均匀，可以根据显示图像来调节亮度。

另外，根据本发明，图像处理系统，在测定实际所显示的图像的亮度值之后根据测定值来调节亮度值，由此能够输出适合于观看环境的图像。

另外，在上述图像处理系统、上述投影机及上述图像处理方法中，上述修正表可以包括表示修正量的数据，该修正量按照图像中的每个位置、根据将该位置的暗室基准亮度值与该图像的最低亮度值的差值除以该图像的最高亮度值与该图像的最低亮度值的差值所得的值而得出。

由此，图像处理系统等可以根据图像的亮度值分布来调节亮度值。

另外，在上述图像处理系统、上述投影机及上述图像处理方法中，上述修正量可以是{(暗室基准亮度值-最低亮度值)/暗室基准亮度值}/{(最高亮度值-最低亮度值)/最高亮度值}。

由此，图像处理系统等通过利用将暗室基准亮度值与最低亮度值的差值除以暗室基准亮度值、将最高亮度值与最低亮度值的差值除以最高亮度值而得到的值，可以正规化，因此可以根据图像的亮度值分布来恰当地调节亮度值。

附图说明

图1是表示投射图像时的状态的示意图。

图2是表示投影机根据表示图像整体的颜色为均匀的一样图像的图像信号所投射的图像的示意图。

图3是表示修正前图像的亮度值分布的示意图。

图4是表示图像的xy坐标位置的修正量的示意图。

图5是本实施方式的一例的投影机的功能框图。

图6是本实施方式的一例的修正表的示意图。

图7是本实施方式的一例的投影机的硬件框图。

图8是表示修正前的图像的亮度值分布的示意图的另一例。

具体实施方式

下面，以适用于具有作为调节构成图像的各像素的亮度值的图像处理系统的功能的投影机的情况为例，参照附图对本发明进行说明。另外，以下所示的实施方式并不是用来对权利要求范围中所述的发明内容加以任何限定的。并且，以下的实施方式中示出的所有结构，并不都是作为权利要求所述的发明的技术方案所必须的。

系统整体的说明

图1是表示投射图像时的状态的示意图。

如图1所示，通常投影机20设置在屏幕区域10的正面，并向投射区域12投射图像。

图2是表示投影机20根据表示图像整体的颜色为均匀的一样图像的图像信号来投射的图像的示意图。另外，图3是表示修正前的图像的亮度值分布的示意图。

当投影机20以图1所示的状态投射图像整体的颜色为均匀的一样图像时，如图2及图3所示，所投射的图像的中央部、即xy坐标的中间部，与周边部、即xy坐标的起始部及终止部相比，亮度值Y较高。这是因为投影机20的投射透镜和光源的影响所造成的。

xy坐标实际是xy各自的坐标，共有两个轴，但是为了简化说明，在本实施例中只用一个轴来象征性地表示。

图4是表示图像的xy坐标位置的修正量的示意图。

在本实施方式中，在成为如图3所示那样图像的中央部比周边部亮度值Y高的状态的情况下，进行如图4所示的与图3亮度值Y相反的修正。这样一来，修正后图像的亮度值无论在哪个xy坐标位置几乎均为一致的值。

如此，本实施方式的投影机20可以投射无论在图像内的哪个位置亮度值均匀的图像，因此可以减少亮度不均与色不均匀。

功能框的说明

下面说明用于实现这种功能的投影机20的功能框(块)。

图5是本实施方式的一例的投影机20的功能框图。

投影机20包括：输入图像信号的信号输入部110、修正所输入的图像信号以调节图像的亮度值的亮度调节部120、输出被修正后的图像信号的信号输出部130、存储表示图像中的位置及该位置的修正量的修正表的修正表存储部140、输入表示用户的修正指示的指示信息的指示输入部150、以及根据来自信号输出部130的图像信号投射图像的图像投射部190。

另外，亮度调节部120在出现提高图像的中央部与周边部的亮度值的均匀性的修正指示时，将图像信号修正为使图像的中央部的亮度值低于当前的亮度值，在出现强调图像的中央部的修正指示时，将图像信号修正为使图像的周边部的亮度值低于当前的亮度值。

在此对修正表进行说明。

图6是本实施方式的一例的修正表的示意图。

当如图2那样图像的中央部的亮度值高于周边部的亮度值时，亮度调节部120就像图6所示那样，调节亮度值以使中央部的亮度值的修正量多于周边部(端部)的亮度值的修正量。因此，修正表就将表示图像中的位置的xy坐标与该位置的修正量联系起来。

由此，亮度调节部120根据该修正表来调节亮度值，由此能够以使中央部与周边部的亮度差变小的方式进行修正。

另外，图像投射部190包括空间光调制器192、驱动空间光调制器192的驱动部194、光源196、以及透镜198。

驱动部194根据来自信号输出部130的图像信号驱动空间光调制器192。并且图像投射部190使来自光源196的光经由空间调制器192及透镜198投射。另外，在光源196为点光源时，图像的亮度值分布的差异变得明显。

另外，作为用于实现上述投影机20的各个部分的硬件，例如可以使用以下的装置。

图7是本实施方式的一例的投影机20的硬件框图。

例如，作为信号输入部110例如可以用A/D转换器930等实现，作为修正表存储部140例如可以用RAM950等实现，作为亮度调节部120例如可以用图像处理电路970、RAM950、CPU910等实现，作为信号输出部130例如可以用D/A转换器940等实现，作为空间光调制器192例如可以用液晶面板920、存储驱动液晶面板920的液晶光阀驱动程序的ROM960等实现。

另外，所述的各个部分可以通过系统总线980相互进行信息交换。

另外，所述的各个部分可以像电路那样以硬件的形式实现，也可以像驱动程序那样以软件的形式实现。

另外，也可以从存储有用于使计算机发挥作为亮度调节部120等的功能的程序的信息存储媒体900中读取程序，而使亮度调节部120等的功能在计算机中实现。

作为这种信息存储媒体900，例如可以使用CD-ROM、DVD-ROM、ROM、RAM、HDD等，其程序的读取方式可以是接触式也可以是非接触式。

另外，取代信息存储媒体900，也可以通过经由传输线路从主机等下载用于实现上述各种功能的程序等，来实现上述各种功能。

下面说明利用了所述的各个部分的图像处理的流程。

首先，用户启动投影机20，投影机20根据表示一样图像(颜色均匀的图像)的图像信号投射单色的校准图像。然后用户看着所显示的校准图像，通过操作遥控器或投影机20本体的按钮来设定亮度调节参数P。

指示输入部150将亮度调节参数P作为表示修正指示的指示信息来进行输入。另外，亮度调节参数P，例如可以使用-100～100的整数值。这种情况下，P＝0时为通常状态，表示图像的中央部的亮度值稍微高于周边部的亮度值的状态。P为负值时，表示中央部的亮度值比通常低的状态。P为正值时，表示周边部的亮度值比通常低的状态。

亮度调节部120根据存储在修正表存储部140中的修正表和来自指示输入部150的指示信息，对图像内的每个xy坐标计算图像信号的调节量。

例如，修正表含有表示修正量的数据，该修正量是根据以下方法获得的，即，按照每个xy坐标将该坐标位置的暗室基准亮度值Yxy与该图像的最低亮度值Ymin的差(分)值除以该图像的最高亮度值Ymax与该图像的最低亮度值Ymin的差(分)值，并根据由此得到的值来得出。

例如，在将每个xy坐标的修正量设为ADJxy时，修正表以如下方式构成：

ADJxy＝{(Yxy-Ymin)/Yxy}/{(Ymax-Ymin)/Ymax}。

此时，当P小于0时、即中央部的亮度值比通常低时，亮度调节部120则根据每个xy坐标的亮度调节前的颜色信息RGBxy，用例如以下的计算式来计算亮度调节后的颜色信息RGB’xy。

计算式：RGB’xy＝RGBxy×{1-ADJxy×(|P|/100)}。

另外，当P大于等于0时、即周边部的亮度值比通常低时，亮度调节部120则根据每个xy坐标的亮度调节前的颜色信息RGBxy，用例如以下的计算式来计算亮度调节后的颜色信息RGB’xy。

计算式：RGB’xy＝RGBxy*{1-(1-ADJxy)×(|P|/100)}。

信号输出部130将亮度调节后的数字形式的颜色信息RGB’xy转换为模拟形式的图像信号，图像投射部190根据该图像信号投射亮度值调节后的图像。

若所显示出的图像的亮度值分布恰当，则用户则终止调节，若不恰当则再次改变参数。

如上所述，根据本实施方式，投影机20根据表示图像中的位置和该位置的修正量的修正表来调节亮度值，由此可以使图像整体的亮度值均匀，并可根据显示图像调节亮度。

另外，根据本实施方式，投影机20根据用户的修正指示来调节亮度值，由此可以输出满足用户喜好的图像。

另外，根据本实施方式，投影机20通过使用将暗室基准亮度值与最低亮度值的差值除以暗室基准亮度值、将最高亮度值与该最低亮度值的差值除以最高亮度值而得到的值，可以进行正规化，因此能够根据图像的亮度值分布更恰当地调节符合显示对象内容的亮度值。

变形例

以上说明了使用本发明的优选实施方式，但本发明的应用不限于上述

实施例。

在上述实施例中，以中央部的亮度值最高的图像为例进行了说明，但是本发明不限于图像的中央部亮度值最高的情况，对于各种亮度值的分布都可以使用本发明。

例如，在上述实施例中，投影机20设置在屏幕区域10的正面，但如果投影机20处于相对屏幕区域10倾斜的位置，则亮度值分布就会偏斜，即使在这种情况下本发明依然有效。

图8是表示修正前的图像的亮度值分布的示意图的另一例。

例如，在因将投影机20以朝向屏幕区域10的状态设置在向右倾斜的位置，而使图像的右侧中央部的亮度值最高的情况下，如图8所示，通过使图像的右侧中央部的坐标位置的修正量最大，可以降低亮度值最高的部分的亮度值，从而使图像的亮度值分布均匀。

另外，在上述实施例中，是根据用户的指示来调节图像的亮度值的，但是，例如也可以在投影机中设置测定图像的亮度值并输出亮度信息的亮度测定部。

这种情况下，亮度调节部120根据修正表和来自亮度测定部的亮度信息来调节亮度值。由此，投影机20测定实际所显示的图像的亮度值并根据测定值来调节亮度值，因此可以输出适合于观看环境的图像。

另外，作为这种亮度测定部，例如可以使用CCD传感器、CMOS传感器等。当然，亮度调节部120也可以根据亮度信息和用户的指示信息两者来调节图像的亮度值。

另外，投影机20可以定期测定亮度值，根据该亮度信息来更新修正表。

由此，投影机20可以更加准确地进行亮度值分布的调节。

另外，也可以将图像划分为多个区域，对每个区域设置修正表。

另外，为了应对光源196等的经时劣化，可以在投影机20中设置定时器等的计时部，并设置考虑了与光源196等的使用时间相应的经时劣化的修正表。

由此，投影机20能够应对光源196等的经时劣化，进行更加准确的亮度值分布调节。

另外，在上述的实施例中，作为图像处理系统使用了投影机20，但是本发明除了投影机20以外，对于使用了CRT(阴极射线管)、LED(发光二极管)等各种光源的图像处理系统均有效。

另外，作为投影机20，例如也可以是液晶投影机、使用DMD(数字微反射镜装置)的投影机等。在此，DMD是美国德州仪器公司的商标。

另外，上述投影机20的功能，例如可以以投影机单体实现，也可以以多个处理装置分布地(例如用投影机与PC进行分布处理)实现。

Claims (5)

1.一种图像处理系统，包括：

输入图像信号的信号输入装置；

修正所输入的图像信号以调节图像的亮度值的亮度调节装置；以及

输出被修正后的图像信号的信号输出装置；

其特征在于，还包括输入表示用户的修正指示的指示信息的指示输入装置；

上述亮度调节装置根据表示图像中的位置及该位置的修正量的修正表、和上述指示信息，在提高图像的中央部与周边部的亮度值的均匀性时，将上述图像信号修正为使图像的中央部的亮度值低于当前的亮度值，在强调图像的中央部时，将上述图像信号修正为使图像的周边部的亮度值低于当前的亮度值。

2.根据权利要求1所述的图像处理系统，其特征在于：上述修正表包含表示修正量的数据，该修正量是对图像中的每个位置、根据将该位置的暗室基准亮度值与该图像的最低亮度值的差值除以该图像的最高亮度值与该图像的最低亮度值的差值所得的值而计算得出的。

3.根据权利要求2所述的图像处理系统，其特征在于：上述修正量为{(暗室基准亮度值-最低亮度值)/暗室基准亮度值)/{(最高亮度值-最低亮度值)/最高亮度值)。

4.一种投影机，包括：

输入图像信号的信号输入装置；

修正所输入的图像信号以调节图像的亮度值的亮度调节装置；

输出被修正后的图像信号的信号输出装置；以及

根据由上述信号输出装置输出的图像信号投射图像的图像投射装置；

其特征在于，还包括输入表示用户的修正指示的指示信息的指示输入装置；

上述亮度调节装置根据表示图像中的位置及该位置的修正量的修正表、和上述指示信息，在提高图像的中央部与周边部的亮度值的均匀性时，将上述图像信号修正为使图像的中央部的亮度值低于当前的亮度值，在强调图像的中央部时，将上述图像信号修正为使图像的周边部的亮度值低于当前的亮度值。

5.一种图像处理方法，包括：

输入图像信号；

修正该图像信号；

输出被修正后的图像信号；

其特征在于，还包括：

输入表示用户的修正指示的指示信息；以及

当修正上述图像信号时，根据表示图像中的位置及该位置的修正量的修正表、和上述指示信息，在提高图像的中央部与周边部的亮度值的均匀性时，将上述图像信号修正为使图像的中央部的亮度值低于当前的亮度值，在强调图像的中央部时，将上述图像信号修正为使图像的周边部的亮度值低于当前的亮度值。

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