JP2005294995A

JP2005294995A - 画像処理装置、画像投射装置、方法、プログラムおよび記録媒体

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Publication number: JP2005294995A
Application number: JP2004103996A
Authority: JP
Inventors: Masafumi Kanai; 政史金井; Naoki Kuwata; 直樹鍬田
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2004-03-31
Filing date: 2004-03-31
Publication date: 2005-10-20
Anticipated expiration: 2024-03-31
Also published as: JP4225231B2

Abstract

【課題】複数存在する各原色の出力比の中から、状況に応じて最適な出力比を選択できる画像処理装置等を提供することを課題とする。
【解決手段】本発明による画像処理装置では、色変換手段によって、M原色表示用信号がN原色表示用信号に変換され（Ｎ＞Ｍ、ＮおよびＭは自然数）、出力比決定手段によって、前記N原色表示用信号の各原色の重み付け係数に基づき、前記N原色表示用信号の各原色の出力比が決定される。そして、前記出力比決定手段によって決定された出力比に基づき、前記色変換手段がM原色表示用信号をN原色表示用信号に変換する。したがって、状況に応じて前記N原色表示用信号の各原色の重み付け係数を適切に設定することによって、最適な出力比が選択され、適切な色再現が可能となる。
【選択図】図１

Description

本発明は、多原色表示装置における画像処理（色変換方法）に関する。

従来より、液晶表示装置、プロジェクタ等では、入力された３原色（例えば、RGB入力信号）を多原色表示装置（４以上の原色を用いる表示装置）の各原色のカラー原色信号に変換する色変換が行われている。

例えば、特許文献１には、３原色表示用の信号を４原色以上の多原色表示用の信号に変換するカラーテレビジョン伝送方式が開示されている。当該伝送方式による色変換では、色変換される４原色以上の多原色の中から３色のみを選択して、これら３色の混色で多原色表示用の信号を求めている。

また、特許文献２には、入力三刺激値を多原色表示装置の各原色のカラー画像信号に変換する色変換手段を備えた色再現システムが開示されている。当該色再現システムにおける色変換では、色変換領域を４つの四面体に分割し、各領域でそれぞれ多原色表示用の信号を求めている。ここでも、4つの原色の中から選択した3色を変数として多原色表示用の信号を求めており、残りの原色はゼロまたは最大値である。

特開平６−２６１３３２号公報特開２０００−３３８９５０号公報

しかしながら、特許文献１または特許文献２に記載の色変換では、３原色表示用の信号を４原色以上の多原色表示用の信号に変換する場合、一つの色を表現するための各原色の出力比が複数存在するにもかかわらず、多原色のうちの一つが常にゼロまたは最大値に固定されている。このため、３原色表示用の信号を４原色以上の多原色表示用の信号に変換する場合、状況に応じた最適な出力比の選択ができず、適切な色再現が不可能であった。

そこで、本発明は、適切な色再現が可能な画像処理装置等を提供することを課題とする。

本発明の一態様による画像処理装置は、自然数Nが自然数Mよりも大きく、M原色表示用信号をN原色表示用信号に変換する色変換手段と、前記N原色表示用信号の各原色の重み付け係数に基づき、前記N原色表示用信号の各原色の出力比を決定する出力比決定手段と、を備え、当該出力比決定手段によって決定された出力比に基づき、前記色変換手段がM原色表示用信号をN原色表示用信号に変換するように構成される。

上記のように構成された画像処理装置によれば、色変換手段によって、M原色表示用信号がN原色表示用信号に変換され（Ｎ＞Ｍ、ＮおよびＭは自然数）、出力比決定手段によって、前記N原色表示用信号の各原色の重み付け係数に基づき、前記N原色表示用信号の各原色の出力比が決定される。そして、前記出力比決定手段によって決定された出力比に基づき、前記色変換手段がM原色表示用信号をN原色表示用信号に変換する。したがって、状況に応じて前記N原色表示用信号の各原色の重み付け係数を適切に設定することによって、最適な出力比が選択され、適切な色再現が可能となる。

上記本発明による画像処理装置によれば、前記出力比決定手段は、前記N原色表示用信号の各原色の輝度比が前記各原色の重み付け係数の比に近づくように、出力比を決定するように構成される。

上記本発明による画像処理装置は、発光輝度が小さい原色ほど、当該原色の重み付け係数を大きくする、ように構成される。

上記本発明による画像処理装置は、発光効率が良い原色ほど、当該原色の重み付け係数を大きくする、ように構成される。

上記本発明による画像処理装置は、寿命が長い原色ほど、当該原色の重み付け係数を大きくする、ように構成される。

上記本発明による画像処理装置は、累積発光時間が短いほど、当該原色の重み付け係数を大きくする、ように構成される。

上記本発明による画像処理装置は、エネルギーが高い原色ほど、当該原色の重み付け係数を大きくする、ように構成される。

上記本発明による画像処理装置は、画像表示装置の発熱量が大きい原色ほど、当該原色の重み付け係数を大きくする、ように構成される。

上記本発明による画像処理装置は、画像表示装置において漏れ光が大きい原色ほど、当該原色の重み付け係数を大きくする、ように構成される。

本発明の他の態様による画像投射装置は、自然数Nが自然数Mよりも大きく、M原色表示用信号をN原色表示用信号に変換する色変換手段と、前記N原色表示用信号の各原色の重み付け係数に基づき、前記N原色表示用信号の各原色の出力比を決定する出力比決定手段と、を備え、当該出力比決定手段によって決定された出力比に基づき、前記色変換手段がM原色表示用信号をN原色表示用信号に変換する、ように構成される。

本発明のさらに他の態様による画像処理方法は、自然数Nが自然数Mよりも大きく、M原色表示用信号をN原色表示用信号に変換する色変換工程と、前記N原色表示用信号の各原色の重み付け係数に基づき、前記N原色表示用信号の各原色の出力比を決定する出力比決定工程と、を備え、当該出力比決定工程において決定された出力比に基づき、前記色変換工程においてM原色表示用信号をN原色表示用信号に変換する、ように構成される。

本発明のさらに他の態様によるプログラムは、自然数Nが自然数Mよりも大きく、M原色表示用信号をN原色表示用信号に変換する色変換処理と、前記N原色表示用信号の各原色の重み付け係数に基づき、前記N原色表示用信号の各原色の出力比を決定する出力比決定処理と、当該出力比決定処理において決定された出力比に基づき、前記色変換処理においてM原色表示用信号をN原色表示用信号に変換する処理と、をコンピュータに実行させるように構成される。

本発明のさらに他の態様による記録媒体は、自然数Nが自然数Mよりも大きく、M原色表示用信号をN原色表示用信号に変換する色変換処理と、前記N原色表示用信号の各原色の重み付け係数に基づき、前記N原色表示用信号の各原色の出力比を決定する出力比決定処理と、当該出力比決定処理において決定された出力比に基づき、前記色変換処理においてM原色表示用信号をN原色表示用信号に変換する処理と、をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録してコンピュータによって読取可能に構成される。

以下、本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。

画像処理装置の全体構成
図１は、本発明の一実施形態としての画像処理装置１６の全体構成を示す説明図である。当該実施形態では、３原色表示用信号（ＹＵＶ信号またはＲ(赤)Ｇ(緑)Ｂ(青)信号）を４原色表示用信号（Ｒ'(赤)Ｇ'(緑)Ｂ'(青)Ｅ'(エメラルドグリーン)信号）に変換する場合について説明する。

当該画像処理装置は、YUV→RGB変換部１６ａと、γ変換部１６ｂと、ｒｇｂ→ＸＹＺ変換部１６ｃと、ｒ₀ｇ₀ｂ₀ｅ₀計算部１６ｄと、ｒ₁ｇ₁ｂ₁ｅ₁計算部１６ｅと、輝度比決定部１６ｆと、重み付け係数決定部１６ｇと、発熱量・漏れ光検出部１６ｈと、逆γ変換部１６ｊと、発光量・吸収光量積算部１６ｋと、を備えて構成される。

入力画像信号としては、ＹＵＶ入力画像信号およびＲＧＢ入力画像信号のいづれでも利用できる。ＹＵＶ入力画像信号の場合には、YUV→RGB変換部１６ａによってＲＧＢ入力画像信号に予め変換される。ＲＧＢ入力画像信号は、γ変換部１６ｂによって輝度比ｒｇｂに変換された後、ｒｇｂ→ＸＹＺ変換部１６ｃによってＸＹＺ値に変換される。これらYUV→RGB変換部１６ａ、γ変換部１６ｂおよびｒｇｂ→ＸＹＺ変換部１６ｃによる処理は周知であるので詳細な説明は省略する。

そして、ｒ₀ｇ₀ｂ₀ｅ₀計算部１６ｄおよびｒ₁ｇ₁ｂ₁ｅ₁計算部１６ｅによって、所定条件の下で２組の輝度比（ｒ₀,ｇ₀,ｂ₀,ｅ₀）および（ｒ₁,ｇ₁,ｂ₁,ｅ₁）が求められる。そして、輝度比決定部１６ｆは、重み付け係数決定部１６ｇから供給される重み付け係数に基づき、２組の輝度比（ｒ₀,ｇ₀,ｂ₀,ｅ₀）および（ｒ₁,ｇ₁,ｂ₁,ｅ₁）から、入力画像信号の色（Ｘ,Ｙ,Ｚ）を表すための４原色の輝度比ｒ’ｇ’ｂ’ｅ’を求める。なお、重み付け係数決定部１６ｇは、発熱量・漏れ光検出部１６ｈ、発光量・吸収光量積算部１６ｋからのデータに基づき、重み付け係数を決定する。

そして、入力画像信号の色（Ｘ,Ｙ,Ｚ）を表すための４原色の輝度比ｒ’ｇ’ｂ’ｅ’は、逆γ変換部１６ｊによって出力画像信号Ｒ'Ｇ'Ｂ'Ｅ'（本発明の「N原色表示用信号の各原色の出力比」に対応する）に変換される。当該逆γ変換部１６ｊによる処理は周知であるので詳細な説明は省略する。

上記ｒ₀ｇ₀ｂ₀ｅ₀計算部１６ｄ、ｒ₁ｇ₁ｂ₁ｅ₁計算部１６ｅ、輝度比決定部１６ｆおよび重み付け係数決定部１６ｇにおける処理については後に詳細に説明する。

ここで、YUV→RGB変換部１６ａ、γ変換部１６ｂ、ｒｇｂ→ＸＹＺ変換部１６ｃ、ｒ₀ｇ₀ｂ₀ｅ₀計算部１６ｄ、ｒ₁ｇ₁ｂ₁ｅ₁計算部１６ｅ、輝度比決定部１６ｆおよび逆γ変換部１６ｊが本発明の「色変換手段」に対応する。また、輝度比決定部１６ｆ、重み付け係数決定部１６ｇおよび逆γ変換部１６ｊが、本発明の「出力比決定手段」に対応する。

画像処理装置１６における色変換処理
図２は、画像処理装置１６における色変換処理を説明するためのフローチャートである。コンピュータのＣＰＵが行う処理である。図２を参照して、画像処理装置１６の処理をさらに詳細に説明する。

まず、上述したように、YUV→RGB変換部１６ａ、γ変換部１６ｂおよびｒｇｂ→ＸＹＺ変換部１６ｃによって、ＲＧＢ入力画像信号（またはＹＵＶ入力画像信号）がＸＹＺ信号に変換される（Ｓ１０）。

次に、上記ＸＹＺ信号は、ｒ₀ｇ₀ｂ₀ｅ₀計算部１６ｄによって、表示装置の４原色の中から選択された任意の３原色の輝度比に変換される（Ｓ１２）。当該実施形態では、表示装置の４原色（RGBE）の中からＲＧＢを用いて、Ｓ１０で求められたＸＹＺ値を表示装置の選択された３原色の輝度比に変換される。第４番目の原色（当該実施形態では原色Ｅ）の輝度はゼロとする。数式では、以下の式（１）のように示される。

ここで、Ｘ_RＹ_RＺ_Rは原色Ｒの最大輝度の三刺激値であり、Ｘ_GＹ_GＺ_Gは原色Gの最大輝度の三刺激値であり、Ｘ_BＹ_BＺ_Bは原色Bの最大輝度の三刺激値である。

同様に、Ｓ１０で求められたＸＹＺ信号は、ｒ₁ｇ₁ｂ₁ｅ₁計算部１６ｅによって、第４番目の原色（当該実施形態では原色E）の輝度を最大値に固定した状態で、表示装置の選択された３原色の輝度比に変換される（Ｓ１４）。数式では、以下の式（２）のように示される。

ここで、Ｘ_RＹ_RＺ_Rは原色Ｒの最大輝度の三刺激値であり、Ｘ_GＹ_GＺ_Gは原色Gの最大輝度の三刺激値であり、Ｘ_BＹ_BＺ_Bは原色Bの最大輝度の三刺激値であり、Ｘ_EＹ_EＺ_Eは原色Ｅの最大輝度の三刺激値である。

そして、輝度比決定部１６ｆは、入力信号の色（Ｘ,Ｙ,Ｚ）を表すための４原色の輝度比を求める（Ｓ１６）。入力信号の色（Ｘ,Ｙ,Ｚ）を表すための４原色の輝度比は、以下の式（３）：

に示すように、ｅを変数とした（ｒ₀,ｇ₀,ｂ₀,ｅ₀）と（ｒ₁,ｇ₁,ｂ₁,ｅ₁）との線形結合で表すことができる。

そして、４原色の輝度比を可能な範囲で均等にするために、以下の式（４）および条件（５）：
0≦ｒ’≦1，0≦ｇ’≦1，0≦ｂ’≦1，0≦ｅ’≦1 …（４）
評価関数Ｆ(e’)が最小となること（dＦ(e’)／dｅ’＝０） …（５）
を満たすｅ’を求める。

当該実施形態において、評価関数Ｆ(e)は、重み付け係数決定部１６ｇから供給される各原色の重み付け係数ｗ_R，ｗ_G，ｗ_B，ｗ_Eを用いて

で定義される。重み付け係数決定部１６ｇにおける処理については後で詳細に説明する。式(6)において、評価関数Ｆ(e)が最小となる（条件(5)）とは、ｒ’／ｗ_R，ｇ’／ｗ_G，ｂ’／ｗ_B，ｅ’／ｗ_Eとこれらの平均値との差の二乗和が最小になることを意味している。すなわち、ｒ’／ｗ_R，ｇ’／ｗ_G，ｂ’／ｗ_B，ｅ’／ｗ_Eがこれらの平均値に最も近づくこと、つまりｒ’,ｇ’,ｂ’,ｅ’がｗ_R，ｗ_G，ｗ_B，ｗ_Eの比に最も近づくことを意味する。

ここで、ｃ_i＝ｃ_i0+ｅ’Δｃ_i …（７）
Δｃ_i＝ｃ_i1−ｃ_i0 …（８）

{ｃ_ij}＝{ｒ_j／ｗ_R，ｇ_j／ｗ_G，ｂ_j／ｗ_B，ｅ_j／ｗ_E} ｊ＝0,1 …（10）
である。式(7)は、式(3)を新たな記号で書き直したものである。また、式(9)においてＮは原色の数に相当する。

条件(5)を満たすｅ’の値は、以下のように求めることができる。

まず、式(6)および式(9)より、

そして、評価関数Ｆ(e’)をｅ’で微分すると、

となり、これより条件(5)を満たすｅ’の値は、

となる。なお、当該実施形態において用いている評価関数Ｆ(ｅ’)およびその解は、原色数Ｎが５以上の場合であってもそのまま適用できる。

そして、式（４）を満たすｅ’をｅmin（ｅ’の最小値）≦ｅ’≦ｅmax（ｅ’の最大値）とすると、最終的なｅ’の値はｅ'、ｅmin、ｅmaxの中央値となる。このようにして求めたｅ’から式(３)を用いて（ｒ’,ｇ’,ｂ’,ｅ’）が求められる。

さらに、入力画像信号の色（Ｘ,Ｙ,Ｚ）を表すための４原色の輝度比ｒ’ｇ’ｂ’ｅ’は、逆γ変換部１６ｊによって出力画像信号Ｒ'Ｇ'Ｂ'Ｅ'（本発明の「N原色表示用信号の各原色の出力比」に対応する）に変換された後、表示装置１８に供給される（Ｓ１８およびＳ２０）。

重み付け係数決定部１６ｇにおける処理
重み付け係数決定部１６ｇは、発熱量・漏れ光検出部１６ｈからの発熱量・漏れ光に関するデータ、発光量・吸収光量積算部１６ｋからの発光量・吸収光量に関するデータに基づき重み付け係数を決定する。以下に、重み付け係数ｗ_R，ｗ_G，ｗ_B，ｗ_Eの決定方法について説明する。

方法(1)：各原色の発光輝度が平均化されるようにする場合、発光輝度が小さい原色ほど当該原色の重み付け係数を大きくする。この場合、重み付け係数ｗ_R，ｗ_G，ｗ_B，ｗ_Eを以下のように規定する。

ｗ_R＝１／Ｙ_R
ｗ_G＝１／Ｙ_G
ｗ_B＝１／Ｙ_B
ｗ_E＝１／Ｙ_E
ここで、Ｙ_R、Ｙ_Ｇ、Ｙ_B、Ｙ_Eはそれぞれ原色RGBEの最大輝度（nit）である。

方法(2)：発光効率が良い原色ほど出力比が大きくなるようにする場合、発光効率が良い原色ほど当該原色の重み付け係数を大きくする。このようにすることによって表示装置の消費電力を節約できる。この場合、重み付け係数ｗ_R，ｗ_G，ｗ_B，ｗ_Eを以下のように規定する。

ｗ_R＝ｅ_R
ｗ_G＝ｅ_G
ｗ_B＝ｅ_B
ｗ_E＝ｅ_E
ここで、ｅ_R、ｅ_G、ｅ_B、ｅ_Eはそれぞれ原色RGBEの発光効率（lm／W）である。

方法(3)：寿命が長い原色ほど出力比が大きくなるようにする場合、寿命が長い原色ほど当該原色の重み付け係数を大きくする。このようにすることによって表示装置全体の寿命を長くすることができる。この場合、重み付け係数ｗ_R，ｗ_G，ｗ_B，ｗ_Eを以下のように規定する。

ｗ_R＝H_R
ｗ_G＝H_G
ｗ_B＝H_B
ｗ_E＝H_E
ここで、H_R、H_G、H_B、H_Eはそれぞれ原色RGBEの寿命（hour）である。

方法(4)：累積発光量が少ない（累積発光時間が短い）原色ほど出力比が大きくなるようにする場合、累積発光量が少ない（累積発光時間が短い）原色ほど当該原色の重み付け係数を大きくする。このようにすることによって、あまり使用していない原色を優先的に使用して表示装置全体の寿命を長くすることができる。この場合、重み付け係数ｗ_R，ｗ_G，ｗ_B，ｗ_Eを以下のように規定する。

ｗ_R＝１／Ｅ_R
ｗ_G＝１／Ｅ_G
ｗ_B＝１／Ｅ_B
ｗ_E＝１／Ｅ_E
ここで、Ｅ_R、Ｅ_G、Ｅ_B、Ｅ_Eはそれぞれ原色RGBEの累積発光量（lm・sec）である。

方法(5)：方法(3)の重み付け係数と、方法(４)の重み付け係数との積（「寿命に対する発光エネルギー量」に相当する）をとる方法
このようにすることによっても、あまり使用していない原色を優先的に使用して表示装置全体の寿命を長くすることができる。この場合、重み付け係数ｗ_R，ｗ_G，ｗ_B，ｗ_Eを以下のように規定する。

ｗ_R＝H_R／Ｅ_R
ｗ_G＝H_G／Ｅ_G
ｗ_B＝H_B／Ｅ_B
ｗ_E＝H_E／Ｅ_E
方法(6)：波長が長い（エネルギーが低い）原色ほど出力比が大きくなるようにする場合、波長が短い（エネルギーが高い）原色ほど当該原色の重み付け係数を大きくする。このようにすることによって、エネルギーが高い原色ほど表示装置（液晶パネル）を劣化させやすいので、できるだけ液晶パネルを透過させて液晶パネルの劣化を小さくすることができる。また、発熱量を小さくすることもできる。この場合、重み付け係数ｗ_R，ｗ_G，ｗ_B，ｗ_Eを以下のように規定する。

ｗ_R＝１／Ｅ_R
ｗ_G＝１／Ｅ_G
ｗ_B＝１／Ｅ_B
ｗ_E＝１／Ｅ_E
ここで、Ｅ_R,Ｅ_G,Ｅ_B,Ｅ_E＝ｈｃ／λ、ｈはプランク定数、ｃは光速、λは光の波長である。

方法(7)：液晶パネルの発熱量が大きいほど出力比が大きくなるようにする場合、液晶パネルの発熱量が大きい原色ほど当該原色の重み付け係数を大きくする。このようにすることによって、発熱量を小さくすることができる。この場合、重み付け係数ｗ_R，ｗ_G，ｗ_B，ｗ_Eを以下のように規定する。

ｗ_R＝H_R
ｗ_G＝H_G
ｗ_B＝H_B
ｗ_E＝H_E
ここで、H_R、H_G、H_B、H_Eはそれぞれ原色RGBEの液晶パネルにおける発熱量である。

方法(8)：液晶パネルの漏れ光が大きい原色ほど出力比が大きくなるようにする場合、液晶パネルの漏れ光が大きい原色ほど当該原色の重み付け係数を大きくする。液晶パネルが劣化すると光のスイッチングが十分にできなくなり、黒表示時でも液晶パネルを透過してしまう光（漏れ光）の量が多くなるので、すでに漏れ光が大きい原色はできるだけ液晶パネルを透過させて、液晶パネルの劣化が進まないようにでき、表示装置全体の寿命を長くすることができる。この場合、重み付け係数ｗ_R，ｗ_G，ｗ_B，ｗ_Eを以下のように規定する。

ｗ_R＝Y_RK／Y_R
ｗ_G＝Y_GK／Y_G
ｗ_B＝Y_BK／Y_B
ｗ_E＝Y_EK／Y_E
ここで、Y_RK、Y_GK、Y_BK、Y_EKは、それぞれ原色RGBEの液晶パネルにおける漏れ光である。

具体例（1）：フィールドシーケンシャル方式の液晶パネルの場合
フィールドシーケンシャル方式の液晶パネルでは、１フィールドを４分割し、分割されたフィールドごとに赤、緑、青、エメラルドのバックライト素子を順次点灯している。各バックライト素子の点灯タイミングに合わせて、液晶パネルを制御し、１フィールドで１画素の表示を行っている。

このようなフィールドシーケンシャル方式の液晶パネルの場合、各原色の出力輝度にばらつきがあると周期的な輝度のちらつきが目立ってしまう。このため、各原色の発光輝度が平均化されることが好ましく、重み付け係数の決定方法としては、方法(１)が有効である。

具体例（2）：並置混色方式の液晶パネルの場合
並置混色方式の液晶パネルでは、１画素に各色（赤、緑、青、エメラルド）のカラーフィルタを並置して、白色光のバックライト（例えば、白色LED）がカラーフィルタを照射している。この際、液晶パネルを制御することによって、どのカラーフィルタを透過した光が液晶パネルを透過するかを制御する。これにより１画素における色を制御する。

並置混色方式の液晶パネルの場合も、各原色の出力輝度にばらつきがあると画面内に周期的な輝度のむらが目立ってしまう。このため、各原色の発光輝度が平均化されることが好ましく、重み付け係数の決定方法としては、方法(１)が有効である。

具体例（3）：並置混色方式のELパネルの場合
並置混色方式のELパネルでは、有機EL(Electro Luminescence)層に電圧を印加することによって蛍光を発している。具体的には、ITO薄膜を陽極とし、カソードを陰極として、電圧を印加する。ここで、赤、緑、青、エメラルドの4種類の有機ＥＬ層をの光源として使用する。また、１画素に各色の光源を並置して、各色の光源の点灯状態を制御することにより、１画素における色を制御する。

並置混色方式のELパネルの場合も、各原色の出力輝度にばらつきがあると画面内に周期的な輝度のむらが目立ってしまう。このため、各原色の発光輝度が平均化されることが好ましく、重み付け係数の決定方法としては、方法(１)が有効である。

さらに、並置混色方式のELパネルの場合には、各原色が個別の光源から発光されており、各色の光源が色に応じて別々のスピードで劣化して発光量が減少する。このため、発光効率が良い原色ほど出力比が大きくなるようにすること（方法(2)）、寿命が長い原色ほど出力比が大きくなるようにすること（方法(3)）、累積発光量が少ない（累積発光時間が短い）原色ほど出力比が大きくなるようにすること（方法(4)）、方法(3)の重み付け係数と方法(４)の重み付け係数との積（「寿命に対する発光エネルギー量」に相当する）をとること（方法(5)）が好ましい。よって、重み付け係数の決定方法としては、方法(２)、方法（３）、方法（４）および方法（５）も有効である。

当該実施形態の画像処理装置によれば、各原色の重み付け係数に基づき各原色の出力比が決定されるので、状況に応じて各原色の重み付け係数を適切に設定することによって、状況に応じた最適な出力比の選択が可能となり、適切な色再現を行うことができる。

具体的には、
(1) 発光輝度が小さい原色ほど当該原色の重み付け係数を大きくすることで、各原色の発光輝度が平均化されるようにできる。
(2) 発光効率が良い原色ほど当該原色の重み付け係数を大きくすることで、発光効率が良い原色ほど出力比が大きくなるようにできる。
(3) 寿命が長い原色ほど当該原色の重み付け係数を大きくすることで、寿命が長い原色ほど出力比が大きくなるようにでき、表示装置全体の寿命を長くすることができる。
(4) 累積発光量が少ない（累積発光時間が短い）原色ほど当該原色の重み付け係数を大きくすることで、累積発光量が少ない（累積発光時間が短い）原色ほど出力比が大きくなるようにでき、あまり使用していない原色を優先的に使用して表示装置全体の寿命を長くすることができる。
(5) 波長が短い（エネルギーが高い）原色ほど当該原色の重み付け係数を大きくすることで、波長が短い原色ほど出力比が大きくなるようにできる。よって、エネルギーが高い原色ほど表示装置（液晶パネル）を劣化させやすいので、できるだけ液晶パネルを透過させて液晶パネルの劣化を小さくすることができる。また、発熱量を小さくすることもできる。
(6) 液晶パネルの発熱量が大きい原色ほど当該原色の重み付け係数を大きくすることで、液晶パネルの発熱量が大きいほど出力比が大きくなるようにでき、発熱量を小さくすることができる。
(7) 液晶パネルの漏れ光が大きい原色ほど当該原色の重み付け係数を大きくすることで、液晶パネルの漏れ光が大きい原色ほど出力比が大きくなるようにできる。液晶パネルが劣化すると光のスイッチングが十分にできなくなり、黒表示時でも液晶パネルを透過してしまう光（漏れ光）の量が多くなるので、すでに漏れ光が大きい原色はできるだけ液晶パネルを透過させて、液晶パネルの劣化が進まないようにでき、表示装置全体の寿命を長くすることができる。

以上で説明した本発明の一実施形態による画像処理装置は、コンピュータによる処理を有しているので、当該処理を実現するためのプログラムを記録した記録媒体としての実施の態様をとることもできる。このような記録媒体としては、ＣＤ−ＲＯＭ，光磁気ディスク，フレキシブルディスク，ＩＣカード，ＲＯＭカートリッジ，コンピュータの内部記憶装置（ＲＡＭやＲＯＭなどのメモリ），外部記憶装置，パンチカード，バーコードなどの符号が印刷された印刷物等の、コンピュータが読取可能な種々の媒体を利用できる。

本発明の一実施形態による画像処理装置１６のプロジェクタへの適用
図3および図4を参照して、本発明の一実施形態による画像処理装置１６をプロジェクタに適用した場合について説明する。

プロジェクタの全体構成
図３は、本発明の一実施形態としてのプロジェクタ１０の全体構成を示す説明図である。当該プロジェクタ１０は、アナログ画像入力端子１２と、ディジタル画像入力端子１４と、３つのＡ／Ｄコンバータ２０と、ビデオデコーダ（同期分離回路）２２と、フレームメモリ２４と、ビデオプロセッサ２６と、液晶パネル制御部３０と、液晶パネル３２と、リモートコントローラ制御部３４と、を備えている。なお、フレームメモリ２４とビデオプロセッサ２６とは、１つの画像処理用集積回路６０として集積化されているものとする。

当該プロジェクタ１０は、さらに、液晶パネル３２を照明するための照明装置５０と、液晶パネル３２を透過した透過光をスクリーンＳ上に投射する投写光学系５２とを備えている。液晶パネル３２は、透過型の液晶パネルであり、照明装置５０から射出された照明光を変調するライトバルブ（光変調器）として使用されている。

なお、詳細は図4を参照して説明するが、当該プロジェクタ１０は、ＲＧＢＥの４原色分の４枚の液晶パネル３２と、後述する各回路は4原色分の画像信号を処理する機能とを有している。また、照明装置５０は、白色光を４個の光に分離する色光分離光学系を有している。さらに、投写光学系５２は、４色の画像光を合成してカラー画像を表す画像光を生成する合成光学系を有している。なお、このようなプロジェクタ（投写型表示装置）の光学系の構成については、例えば本願出願人による特願平８−３５２００３号公報に開示されているので、ここではその説明は省略する。

入力画像信号としては、アナログ画像入力端子１０に入力されるアナログ画像信号ＡＶと、ディジタル画像入力端子１２に入力されるディジタル画像信号ＤＶとのうちのいずれか一方を選択的に利用できる。アナログ画像信号ＡＶは、Ａ／Ｄコンバータ２０によって３色の画像信号成分を有するディジタル画像信号に変換される。

ビデオプロセッサ２６に入力された画像信号は、フレームメモリ２４に一時的に格納された後、フレームメモリ２４から読出されて液晶パネル制御部３０に供給される。ビデオプロセッサ２６は、この書込みと読出しの間に、入力された画像信号に対して種々の画像処理を施す。液晶パネル制御部３０は、与えられた画像信号に応じて、液晶パネル３２を制御するための制御信号を生成する。液晶パネル３２は、この制御信号に応じて照明光を変調する。

ユーザは、リモートコントローラ４０を使用して、重み付け係数の入力や、コントラスト調整、輝度調整等の、画像全体に対して施す各種の調整のための設定値を入力することができる。また、図示を省略しているが、プロジェクタ１０本体にも、各種の設定値を入力するためのキーやボタンが設けられている。

ビデオプロセッサ、液晶パネル、照明装置および投射光学系の内部構成
図４は、本発明の一実施形態としてのビデオプロセッサ２６、液晶パネル３２（３２ａ〜３２ｄ）、照明装置５０および投射光学系５２の内部構成を示すブロック図である。ビデオプロセッサ２６は、フレームメモリ制御部６２と、画質調整部６８と、画像処理装置１６（図１に示す画像処理装置１６に対応する）と、を備えている。

フレームメモリ制御部６２は、図１に示したＡ／Ｄコンバータ２０またはビデオデコーダ２２から供給されるディジタル画像信号ＤＶ０をフレームメモリ２４に書き込むとともに、フレームメモリ２４からディジタル画像信号を読出すための制御を行う。

画質調整部６８は、ユーザの設定に従って画像全体のコントラスト、輝度、シャープネス等を調整する。なお、画質調整部６８での処理は周知であるので、詳細な説明は省略する。

画像処理装置１６は、図１および図２を参照して説明したのと同様に、ＲＧＢからなる３色の入力画像信号をＲ'Ｇ'Ｂ'Ｅ'からなる４原色の出力画像信号に変換する。画像処理装置１６の構成および動作は、図１および図２を参照しての説明と同様であるので、その説明を省略する。

液晶パネル制御部３０は、画像処理装置１６から与えられたＲ'Ｇ'Ｂ'Ｅ'の画像信号に応じて、それぞれＲ用の液晶パネル３２ａ、Ｇ用の液晶パネル３２ｂ、Ｂ用の液晶パネル３２ｃおよびＥ用の液晶パネル３２ｄを制御するための制御信号を生成する。液晶パネル３２ａ〜３２ｄは、この制御信号に応じて照明光を変調する。また、各液晶パネル３２ａ〜３２ｄは、それぞれ温度検出器６３ａ〜６３ｄおよび漏れ光検出器６４ａ〜６４ｄ（図１の「発熱量・漏れ光検出部16ｈ」に対応する）を備えている。温度検出器６３ａ〜６３ｄで検出された温度データおよび漏れ光検出器６４ａ〜６４ｄで検出された漏れ光のデータは画像処理装置１６の重み付け係数決定部１６ｇに供給される。

照明装置５０は、ランプ５０ｅ、ダイクロイックミラー５０ａ〜５０ｃおよびミラー５０ｄを備え、ランプ５０ｅからの照明光を４個の光に分離する。すなわち、ランプ５０ｅからの照明光は、ダイクロイックミラー５０ａによってＲ用の液晶パネル３２ａに向かって反射され、ダイクロイックミラー５０ａを透過した照明光はダイクロイックミラー５０ｂによってＧ用の液晶パネル３２ｂに向かって反射され、ダイクロイックミラー５０ｂを透過した照明光はダイクロイックミラー５０ｃによってＢ用の液晶パネル３２ｃに向かって反射され、ダイクロイックミラー５０ｃを透過した照明光はミラー５０ｄによってＥ用の液晶パネル３２ｄに向かって反射される。

さらに、投写光学系５２は、ミラー５４ａ、ダイクロイックミラー５４ｂ〜５４ｄおよび投射レンズ５６を備え、４色の画像光を合成してカラー画像を表す画像光を生成する。すなわち、Ｒ用の液晶パネル３２ａを透過した画像光は、ミラー５４ａによって反射された後、ダイクロイックミラー５４ｂ〜５４ｄを透過して投射レンズ５６に投射される。同様に、Ｇ用の液晶パネル３２ｂを透過した画像光は、ダイクロイックミラー５４ｂによって反射された後、ダイクロイックミラー５４ｃ、５４ｄを透過して投射レンズ５６に投射され、Ｂ用の液晶パネル３２ｃを透過した画像光は、ダイクロイックミラー５４ｃによって反射された後、ダイクロイックミラー５４ｄを透過して投射レンズ５６に投射され、Ｅ用の液晶パネル３２ｄを透過した画像光は、ダイクロイックミラー５４ｄによって反射されて投射レンズ５６に投射される。

液晶プロジェクタにおける重み付けの方法
上記液晶プロジェクタでは、温度検出器６３ａ〜６３ｄで検出された温度データおよび漏れ光検出器６４ａ〜６４ｄで検出された漏れ光のデータに基づき、画像処理装置１６の重み付け係数決定部１６ｇによって重み付けが行われる。

液晶プロジェクタの場合、液晶パネル（液晶および偏光板）が光源からの光を遮断する際に発生する熱エネルギーによって劣化してしまう可能性がある。このため、波長が短い（エネルギーが高い）原色ほど出力比が大きくなるようにすること（方法(６)）、液晶パネルの発熱量が大きいほど出力比が大きくなるようにすること（方法(７)）が好ましい。よって、重み付け係数の決定方法としては、方法(６)および方法（７）が有効である。

また、液晶プロジェクタの場合、液晶パネルが劣化すると光のスイッチングが十分にできなくなり、黒表示時でも液晶パネルを透過してしまう光（漏れ光）の量が多くなる。したがって、液晶パネルの劣化の程度を漏れ光の大きさから間接的に測定することが好ましい。したがって、液晶パネルの漏れ光が大きい原色ほど出力比が大きくなるようにすること（方法(８)）も好ましい。

上記本発明の一実施形態によるプロジェクタによれば、当該プロジェクタが図１に示す画像処理装置１６と同一の構成を備えているので、状況に応じて各原色の重み付け係数を適切に設定することによって、状況に応じた最適な出力比の選択が可能となり、適切な色再現を行うことができる。

本発明の一実施形態としての画像処理装置１６の全体構成を示す説明図である。画像処理装置１６における色変換処理を説明するためのフローチャートである。本発明の一実施形態としてのプロジェクタ１０の全体構成を示す説明図である。本発明の一実施形態としてのビデオプロセッサ２６、液晶パネル３２、照明装置５０および投射光学系５２の内部構成を示すブロック図である。

符号の説明

１０プロジェクタ、１２アナログ画像入力端子、１４ディジタル画像入力端子
１６画像処理装置、１６ａ YUV→RGB変換部、１６ｂ γ変換部
１６ｃｒｇｂ→ＸＹＺ変換部、１６ｄｒ₀ｇ₀ｂ₀ｅ₀計算部
１６ｅｒ₁ｇ₁ｂ₁ｅ₁計算部、１６ｆ輝度比決定部、１６ｇ重み付け係数決定部
１６ｈ発熱量・漏れ光検出部、１６ｊ逆γ変換部
１６ｋ発光量・吸収光量積算部、１８表示装置、２０Ａ／Ｄコンバータ
２２ビデオデコーダ、２４フレームメモリ、２６ビデオプロセッサ
３０液晶パネル制御部、３２液晶パネル、３２ａ〜３２ｄ液晶パネル
３４リモートコントローラ制御部、４０リモートコントローラ、５０照明装置
５０ａ〜５０ｃダイクロイックミラー、５０ｄミラー、５０ｅランプ
５２投写光学系、５４ａミラー、５４ｂ〜５４ｄダイクロイックミラー
５６投射レンズ、６０画像処理用集積回路、６２フレームメモリ制御部
６３ａ〜６３ｄ温度検出器、６４ａ〜６４ｄ漏れ光検出器、６８画質調整部

Claims

自然数Nが自然数Mよりも大きく、M原色表示用信号をN原色表示用信号に変換する色変換手段と、
前記N原色表示用信号の各原色の重み付け係数に基づき、前記N原色表示用信号の各原色の出力比を決定する出力比決定手段と、
を備え、当該出力比決定手段によって決定された出力比に基づき、前記色変換手段がM原色表示用信号をN原色表示用信号に変換する、
画像処理装置。
請求項１に記載の画像処理装置であって、
前記出力比決定手段は、前記N原色表示用信号の各原色の輝度比が前記各原色の重み付け係数の比に近づくように、出力比を決定する、
画像処理装置。
請求項２に記載の画像処理装置であって、
発光輝度が小さい原色ほど、当該原色の重み付け係数を大きくする、
画像処理装置。
請求項２または３に記載の画像処理装置であって、
発光効率が良い原色ほど、当該原色の重み付け係数を大きくする、
画像処理装置。
請求項２乃至４のいずれか一項に記載の画像処理装置であって、
寿命が長い原色ほど、当該原色の重み付け係数を大きくする、
画像処理装置。
請求項２乃至５のいずれか一項に記載の画像処理装置であって、
累積発光時間が短いほど、当該原色の重み付け係数を大きくする、
画像処理装置。
請求項２乃至６のいずれか一項に記載の画像処理装置であって、
エネルギーが高い原色ほど、当該原色の重み付け係数を大きくする、
画像処理装置。
請求項２乃至７のいずれか一項に記載の画像処理装置であって、
画像表示装置の発熱量が大きい原色ほど、当該原色の重み付け係数を大きくする、
画像処理装置。
請求項２乃至８のいずれか一項に記載の画像処理装置であって、
画像表示装置において漏れ光が大きい原色ほど、当該原色の重み付け係数を大きくする、
画像処理装置。
自然数Nが自然数Mよりも大きく、M原色表示用信号をN原色表示用信号に変換する色変換手段と、
前記N原色表示用信号の各原色の重み付け係数に基づき、前記N原色表示用信号の各原色の出力比を決定する出力比決定手段と、
を備え、当該出力比決定手段によって決定された出力比に基づき、前記色変換手段がM原色表示用信号をN原色表示用信号に変換する、
画像投射装置。
自然数Nが自然数Mよりも大きく、M原色表示用信号をN原色表示用信号に変換する色変換工程と、
前記N原色表示用信号の各原色の重み付け係数に基づき、前記N原色表示用信号の各原色の出力比を決定する出力比決定工程と、
を備え、当該出力比決定工程において決定された出力比に基づき、前記色変換工程においてM原色表示用信号をN原色表示用信号に変換する、
画像処理方法。
自然数Nが自然数Mよりも大きく、M原色表示用信号をN原色表示用信号に変換する色変換処理と、
前記N原色表示用信号の各原色の重み付け係数に基づき、前記N原色表示用信号の各原色の出力比を決定する出力比決定処理と、
当該出力比決定処理において決定された出力比に基づき、前記色変換処理においてM原色表示用信号をN原色表示用信号に変換する処理と、
をコンピュータに実行させるためのプログラム。
自然数Nが自然数Mよりも大きく、M原色表示用信号をN原色表示用信号に変換する色変換処理と、
前記N原色表示用信号の各原色の重み付け係数に基づき、前記N原色表示用信号の各原色の出力比を決定する出力比決定処理と、
当該出力比決定処理において決定された出力比に基づき、前記色変換処理においてM原色表示用信号をN原色表示用信号に変換する処理と、
をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータによって読取可能な記録媒体。