JP2007121375A

JP2007121375A - 画像表示システム及びその方法

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Publication number: JP2007121375A
Application number: JP2005309523A
Authority: JP
Inventors: Tsunemori Asahi; 常盛旭; Junichi Nakamura; 旬一中村; Shoichi Uchiyama; 正一内山; Takashi Nitta; 隆志新田
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2005-10-25
Filing date: 2005-10-25
Publication date: 2007-05-17
Anticipated expiration: 2025-10-25
Also published as: JP4899412B2

Abstract

【課題】ＨＤＲ形式の画像表示が行える輝度値及びコントラストの情報を含む画像データを簡易に画像処理装置から画像表示装置へ転送し、画像表示装置においてＨＤＲ形式の画像表示を行う画像表示システム及びその方法を提供する。
【解決手段】本発明の画像表示システムは、ＨＤＲ形式の画像データを出力する画像処理装置及び画像データをＨＤＲ形式で表示する画像表示装置から構成されており、画像処理装置が、画像データをトーンマッピングして、階調度データを生成する変換処理部と、階調度データを補正して、ＨＤＲ形式の画像データに戻す補正データを生成する補正データ生成部と、階調度データと補正データとを、各々異なる信号線へ出力する出力制御部とを有し、画像表示装置が、入力される階調データと補正データとから画像データを再生する画像データ再生部と、画像データを表示装置に表示させる画像表示部とを有している。
【選択図】図１

Description

本発明は、多ビットで高精度のデータを用い、実際に近い映像をディスプレイに表示するＨＤＲ（High Dynamic Range）表示技術に関し、ＨＤＲ形式に対応した画像データを、ＨＤＲ表示装置に送信して高輝度／高コントラストな画像表示を行う画像表示システム及びその方法に関する。

近年、コンピュータグラフィックスの分野において、ＨＤＲレンダリングの技術が開発され、表示する色の演算を３原色Ｒ（赤）Ｇ（緑）Ｂ（青）の各８ビット（１６７７万色）ではなく、さらに多ビットを用いて高精度な色演算が行い、現実に見た状態に近い画像が生成されるようになってきている。
また、ＨＤＲ表示を行うディスプレイとしても、入射光の３原色を画像データに対応して輝度変調する色変調光学素子と、ＲＧＢそれぞれの色変調光学素子から入射した光の全波長領域の輝度を変調する輝度変調光学素子とを光学的に直列に配置し、スクリーンに投射する２変調系投射型表示装置が開発されている。

また、各画像データのビット数の増加のみではなく、画像表示装置（ディスプレイ装置）の表示解像度の増大に伴い、表示させる画像データを送るためのドットクロック(または、ピクセルクロックとも表現する)も高速化が必要となっている。
例えば、ドットクロックとして、ＸＧＡ（１０２４×７６８）において６６ＭＨｚが必要であり、ＳＸＧＡ（１２８０×１０２４）において１１０ＭＨｚが必要であり、ＵＸＧＡ（１６００×１２００）において１６５ＭＨｚが必要であり、ＱＸＧＡ（２０４８×１５３６）において２６４ＭＨｚが必要となる。
る。

このため、パーソナルコンピュータなどで用いられているＤＶＩ（Digital Visual Interface）規格において、Ｄｕａｌリンクと呼ぶ、２つのデジタルインターフェース（各々８ビット）を１つのインターフェースとして取り扱う仕様が示されている。
ＲＧＢ信号がＲＧＢ各８ビットのピクセルデータ形式の場合、上述したＤｕａｌリンクを用い、表示画面を２つに分割して、各々にインターフェースを対応させて、実質的に２倍の解像度のデータを送信したり、また、解像度を増加させるのではなく、各画素のデータの階調数をＲＧＢ各１６ビットのピクセルデータとして表現することも可能である（例えば、特許文献１参照）。

図４は、通常のディスプレイに対し、ＤｕａｌリンクにてＨＤＲ形式の画像データ（Ｒ，Ｇ，Ｂ各々）を送信する画像処理装置の構成を示している。
以下、ＨＤＲ形式としては、例えば３２ビットの浮動小数点で表され、高い輝度値のダイナミックレンジを有した画像データ（Ｒ、Ｇ，Ｂ毎）の形式を示す。
画像生成部１０１は、例えば、ＨＤＲレンダリング技術などを用いて上記画像データの生成を行う。
変換処理部１０２は、上記画像データを読み込み、輝度値の広いダイナミックレンジを、トーンマッピングによりブロック分けし、通常の画像表示装置、すなわちＬＤＲ（Low Dynamic Range）形式の画像データを表示するディスプレイに対応するよう、Ｒ，Ｇ，Ｂ毎に、８ビットの階調度データに変換する。

映像分割処理部１０３は、表示画像を各フィールドにて２分割、例えば上部領域と下部領域とに分割し、上部領域における画素の階調度データをデータ送信部１０４へ、下部領域における階調度データをデータ送信部１０５へ出力する。
これにより、データ送信部１０４は出力部１０６を介して階調度データＤ１を信号線１０８へ出力し、データ送信部１０５は出力部７を介して階調度データＤ２を信号線１０９へ出力する。ここで、信号線１０８及び信号線１０９はＤｕａｌリンクを構成している。

一方、図５に示す画像表示装置はＤｕａｌリンク対応のディスプレイである。データ受信部１１３は信号線１０８から入力部１１１を介して階調データＤ１を入力し、データ受信部１１４は信号線１０９から入力部１１２を介して階調データＤ２を入力する。
画像合成処理部１１５は、階調データ１及び階調データ２を合成して、フレーム単位の画像データを再生し、この画像データを表示制御部１１６へ順次出力する。
そして、表示制御部１１６は、入力される画像データに対応した画像を、表示装置１１７に表示させる。
特開２００２−１５６９５５号公報

しかしながら、上述したようなＤｕａｌリンクを用いて、ＲＧＢ各々を１６ビットの階調で送信したとしても、ＨＤＲ形式の表示を行う場合には、輝度値及び画像のコントラストが十分表現できない問題がある。
また、上述したＤｕａｌリンクを使用するために、ＤＶＩの規格上、ＥＤＩＤ（Extended Display Identification Data）の実装が必要である。上記ＥＤＩＤの情報を画像表示装置側から画像処理装置側に送付するＤＤＣ１（Display Data Channel version 1）方式は、単純なために実装は容易であるが、ＤＶＩにおいてＤＤＣ２Ｂ（Display Data Channel Bi-directional）の実装が必須である。

上記ＤＤＣ１方式は、２線式シリアルインターフェースであるＩ２Ｃバスのプロトコルに基づく、双方向性のデータチャネルであり、画像処理装置がＤＤＣ２Ｂチャネルを介してモニターヘＥＤＩＤ情報を要求することができる。
しかし、ＤＤＣ２Ｂの実装は、画像処理装置及び画像表示装置の双方ともに複雑な演算処理が必要であり、ＣＰＵの実装と処理プログラムの作成が必要であるが、標準的な規格に準拠してＲＧＢ各１６ビットで画像信号を画像処理装置から画像表示装置ヘ伝達するためにはかなりの開発工数を要し、製造コストが増大する。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、ＨＤＲ形式の画像表示が行える輝度値及びコントラストの情報を含む画像データを簡易に画像処理装置から画像表示装置へ転送し、画像表示装置においてＨＤＲ形式の画像表示を行う画像表示システム及びその方法を提供することを目的とする。

本発明の画像表示システムは、ＨＤＲ形式の画像データを出力する画像処理装置及び前記画像データをＨＤＲ形式で表示する画像表示装置から構成される画像表示システムであり、画像処理装置が、画像データをトーンマッピングして、階調度データを生成する変換処理部と、前記階調度データを補正して、ＨＤＲ形式の画像データに戻す補正データを生成する補正データ生成部と、前記階調度データと補正データとを、各々異なる信号線へ出力する出力制御部とを有し、画像表示装置が、入力される前記階調データと補正データとから画像データを再生する画像データ再生部と、前記画像データを表示装置に表示させる画像表示部とを有していることを特徴とする。これによれば、本発明の画像処理システムは、従来用いられているＲＧＢ毎の階調度データを用い、画像表示装置側にてこの階調度データを、補正データを用いて元の画像データとして再生するため、表示部にＨＤＲ形式の画像表示を行うことが可能となる。

本発明の画像表示システムは、前記補正データ生成部が画像データを階調度データで除算し、除算結果を補正データとして出力することを特徴とする。
本発明の画像表示システムは、前記補正データが浮動小数点のデータ形式であることを特徴とする。
これによれば、本発明の画像表示システムは、少ないビット数の信号線によって、輝度値に対して高いダイナミックレンジ幅を有する画像データを送信することができる。

本発明の画像表示システムは、前記補正データを送信する信号線が８ビットである場合、補正データの仮数部を５ビット、指数部を３ビットとし、指数部には−１０のオフセットを与えることを特徴とする。これによれば、本発明の画像表示システムは、仮数部と指数部とによって、少ないビット数にて数値範囲を広く表現でき、高い輝度のダイナミックレンジ幅の画像データ（階調度データ及び補正データ）の送信を行うことができる。

本発明の画像表示システムは、前記出力制御部は前記階調度データ及び補正データ各々の垂直同期信号及び水平同期信号を同期させて出力することを特徴とする。これによれば、同一タイミングにて検出することにより、階調度データ及び補正データの受信の検出ができ、受信する画像表示装置側において、ＨＤＲ形式のデータであるか、階調度データのみの従来形式であるかの判定を行い、データ形式に対応した表示を行うことが可能となる。

本発明の画像表示システムは、入力される前記階調度データ及び補正データが同期しているか否かを検出する同期検出部を有し、該同期検出部が同期していることを検出した場合、画像データ再生部が前記階調度データ及び補正データとにより、画像データを再生し、一方、同期していないことを検出した場合、画像表示部が階調データのみを用いて画像表示を行うことを特徴とする。これによれば、本発明の画像表示システムは、２つの信号線から入力されるデータが同期している場合に、ＨＤＲ形式のデータ（階調度データ及び補正データ）が入力されているとして、ＨＤＲ形式の画像データを再生する処理を行い、同期していない場合、通常の階調データのみが入力されていると判定して、一方の信号線（階調データが送信されることが設定されている）から入力されるデータを再生して画像表示を行うため、表示装置に不必要な画像を表示させず、表示装置の劣化を防止する。

本発明の画像表示システムは、画像処理装置がＨＤＲ形式の画像データを出力し、画像表示装置が該画像データを入力してＨＤＲ形式で表示する画像表示方法であり、画像処理装置において、画像生成部がＨＤＲ形式の画像データを生成する画像生成過程と、変換処理部が画像データをトーンマッピングして、階調度データを生成する変換処理過程と、補正データ生成部が前記階調度データを補正して、ＨＤＲ形式の画像データに戻す補正データを生成する補正データ生成過程と、出力部が前記階調度データと補正データとを、各々異なる信号線へ出力する出力制御過程とを有し、画像表示装置において、画像データ再生部が入力される前記階調データと補正データとから画像データを再生する画像データ再生過程と、画像表示部が前記画像データを表示装置に表示させる画像表示過程とを有していることを特徴とする。

本発明の画像処理装置は、ＨＤＲ形式の画像データを生成し、該画像データをＨＤＲ形式で表示する画像表示装置へ送信する画像処理装置であり、画像処理装置が、ＨＤＲ形式の画像データを生成する画像生成部と、画像データをトーンマッピングして、階調度データを生成する変換処理部と、前記階調度データを補正して、ＨＤＲ形式の画像データに戻す補正データを生成する補正データ生成部と、前記階調度データと補正データとを、各々異なる信号線へ出力する出力制御部とを有していることを特徴とする。
本発明の画像表示装置は、階調度データ及び補正データとからなるＨＤＲ形式の画像データを入力し、該画像データをＨＤＲ形式で表示する画像表示装置であり、入力される前記階調データと補正データとから画像データを再生する画像データ再生部と、前記画像データを表示装置に表示させる画像表示部とを有していることを特徴とする。

以下、本発明の一実施形態による画像表示システムを図面を参照して説明する。図１は同実施形態による画像表示システムの構成例を示すブロック図である。
一実施形態は、ＨＤＲ形式の画像データを出力する画像処理装置１と、入力される画像データをＨＤＲ形式で表示する画像表示装置２とから構成されている。
上記画像処理装置１は、ＨＤＲ形式の画像データを生成する画像生成部１１（この構成は設けずに、外部に接続するＣＡＤ等でもよい）と、画像データをトーンマッピングして、階調度データを生成する変換処理部１２と、階調度データを補正して、ＨＤＲ形式の画像データに戻す補正データを生成する補正データ生成部１３と、階調度データ及び補正データを各々異なる信号線へ出力する出力制御部１４とを有している。
また、画像表示装置２は、入力される階調データと補正データとから画像データを再生する画像データ再生部２６と、画像データを表示部２９に表示させる画像表示部（信号処理部２７及び表示制御部２８）とを有している。

また、出力制御部１４，データ送信部１５，データ送信部１６，出力部１７，出力通信部１８は、例えばインターフェースボードとしてハードウェアにて構成されている。
出力制御部１４は、階調度データと補正データとを、それぞれデータ送信部１５，データ送信部１６へ振り分けて出力する。
データ送信部１５は、入力される階調度データを出力部１７を介して、信号線３１へ出力する。
データ送信部１６は、入力される階調度データを出力部１８を介して、信号線３２へ出力する。

ここで、パーソナルコンピュータ等で用いられているビデオインターフェースは、従来のテレビ系のビデオインターフェースである飛び越し走査と異なり、ノンインターレース方式である。すなわち、画像信号を送信する画像処理装置１側からは、表示部２９の表示画面の最上ラインから最下ラインヘ、また、各ラインを構成するピクセルデータは、左端から右端へ向かって順に送出される。
本発明においては、画像表示装置２側にて受信した階調度データ及び補正データから、ＨＤＲ形式の画像データ再生する際、同期しているか否かを検出するタイミング検出において、表示画面を表示するのに用いる垂直同期信号（VSYNC）及び水平同期信号（HSYNC）が使われる。また、表示制御部２８が表示部２９に表示する際、垂直同期信号は最上ラインを決めるために使われ、水平同期信号は各ラインの表示画素ピクセルデータの位置を決めるために使われる。

１つの画像処理装置から、２つの異なる画像表示装置に対して、各々異なる信号線（リンク）を使用して、画像データ（高解像度映像）を送信する場合、受け側の画像表示装置がそれぞれ独立して、表示装置ヘ画像データの書き込みを行うことになるため、２系統の信号線に流れる画像データは同期を取る必要が無い。すなわち、垂直同期信号及び水平同期信号の送出タイミングが異なっても構わないし、各々の送出ピクセルデータが表示ユニットで表示される位置が対応している必要もない。
そのため、１つの画像処理装置から、２つの異なる画像表示装置に対して画像データを送信する場合、通常は２系統の信号線に流れる画像データは同期が取られずに、各々が独立のタイミングで送出されている。

一方、本発明の実施形態のように、１つの画像処理装置から、２系統の信号線を用いて、１つの画像表示装置へモニターヘデータを送り込む場合、画像データの受け側である画像表示装置がバッファメモリを有していれば、階調度データ及び補正データを、各々異なる信号線に出力する際、２つの信号の垂直同期信号及び水平同期信号を送出するタイミングが異なっても問題ない。
しかし、本発明の実施形態のように、視聴者に用いられる画像表示装置のコストを低下させるため、バッファメモリを設けない場合、入力された階調度データ及び補正データから順次画像データを再生して、表示部２９に対して表示させるため、２系統の異なる信号線３１及び３２に送出する垂直同期信号及び水平同期信号の同期を取り、階調度データ及び補正データを送出する必要がある。

次に、図１及び図２を用いて、一実施形態による画像表示システムの動作を説明する。
ユーザは、画像生成部１１（例えば、ＨＤＲ対応のＣＡＤシステム）においてＨＤＲレンダリング技術を用いて、または写真や映像から抽出したＨＤＲ形式の画像データで表されたＨＤＲ画像を生成する。
そして、生成されたＨＤＲ画像を画像表示装置２へ転送して、このＨＤＲ画像を表示部２９に表示させる場合にて説明する。
画像生成部１１は、変換処理部１２に対し、ＨＤＲ画像における上記画像データを、表示部２９へ表示する順番に、順次出力する。

次に、変換処理部１２は、入力された画像データをＲ，Ｇ，Ｂ毎に、トーンマッピングにより、例えば８ビットの階調度データに変換する。
ここで、通常、ビデオインターフェースに流れる画像データは、表示されるディスプレイの特性（γ特性、γ２．２）に対応させて、所定のγ値（γ０．４５）で逆γ変換されており、絶対的な輝度でなく、相対的な輝度となっている。このため、表示部２９に表示されるＨＤＲ画像が、制作したユーザの意図と異なる画像状態となる場合がある。
したがって、上述した問題を回避するため、輝度値のダイナミックレンジが広いＨＤＲ対応の画像表示装置に対し、ＨＤＲ形式での絶対輝度値の画像データを送信する必要がある。例えば、３２ビットの浮動小数点表示で送信すれば良いが、通常のモニタに接続する場合には、階調度データのみを必要とする場合が多くあり、本実施形態は互換性の観点から階調度データのみを供給できる構成としている。

このため、補正データ生成部１３は、変換処理部１２にて求められた階調度データ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）によって、画像データ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）を、Ｒ，Ｇ，Ｂ毎に除算し、この除算結果を生成された補正データ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）として出力する。
ここで生成される補正データと、階調データとの対応は、ＨＤＲ形式の画像データとして実用的な数値として、少なくとも１０万以上のコントラスト比、最低輝度値として０．００１cd/m^２程度、最大輝度値として数百cd/m^２程度を、２本の８ビットの信号線を使用して実現すると、以下のようなデータ構成となる。
指数部のビットを少なくすると輝度値のダイナミックレンジが狭くなるため、指数部ｈを３ビットとし、仮数部ｎを５ビットとし、指数部に対して「−１０」のオフセットを与え、「ｎ×２^{（ｈ−１０）}」の浮動小数点形式のデータ構成となる。したがって、階調データｍを８ビットとすると、画像データは階調度データと補正データとを乗算し、以下に示す（１）式となる。
ｍ×ｎ×２^{（ｈ−１０）}…（１）

例えば、最小値として、ｍ＝１，ｎ＝１，ｈ＝１の場合、
１×１×２^{（−１０）}＝０．０００９７７cd/m^２
となる。
また、最大値として、ｍ＝２５５，ｎ＝３１，ｈ＝７の場合、
２５５×３１×２（７−１０）＝９８８．１２５cd/m^２
となる。
最大値と最小値とのコントラスト比は、約１０^６となり、ＨＤＲ形式の画像データとしての特性を満足することとなる。

そして、補正データ生成部１３は、階調データと生成した補正データとを出力制御部１４へ出力する。
出力制御部１４は、入力される階調データと補正データとを振り分け、例えば、階調データをデータ送信部１５へ出力し、補正データをデータ送信部１６へ、振り分けて出力する。
ここで、結果として１つのＨＤＲ形式の画像データ（ピクセルデータ）に対して、トーンマッピングを施した従来形式の８ビットの階調度データと、補正データとの２つのデータを送信することになる。

出力制御部１４は、上記階調度データ及び補正データの２つのデータを、同期を合わせて（同期させて）、データ送信部１５及びデータ送信部１６へ出力する。
ここでいう同期を合わせるということは、データ送信部１５及びデータ送信部１６間において、出力制御部１４が同期とれた同一のドットクロックにより、水平同期信号(HSYNC)及び垂直同期信号(VSYNC)を同じタイミングで送信し、かつ、対応する階調度データ及び補正データも同一のタイミングで送信することを意味している。

そして、データ送信部１５及びデータ送信部１６各々は、同期が取られた階調度データと、補正データとを、それぞれ出力部１７を介して信号線３１、出力部１８を介して信号線３２へ別々に出力する。
次に、データ受信部２３は、入力部２１を介して、信号線３１から階調度データを入力し、同期検出部２５へ出力する。
同様に、データ受信部２４は、入力部２２を介して、信号線３２から補正データを入力し、同期検出部２５へ出力する。

同期検出部２５は、データ受信部２３及びデータ受信部２４間におけるドットクロックの同期状態の検出を行う。すなわち、同期検出部２５は、ドットクロックの同期状態を、例えば、クロック周波数の相違を検出することにより行う。この、相違検出の一例として、図３（ａ）に示すように、ドットクロックを基準として、水平同期信号が検出されたときに、内部カウンタをリセットし、次に水平同期信号が検出されるまでのドットクロックの計数を行い、データ受信部２３に対応した内部カウンタ（階調度データに対応）と、データ受信部２４に対応した内部カウンタ（補正データに対応）との計数値を比較して、２つの内部カウンタの計数値が同一であれば同期が取れ、異なっていれば同期が取れていないこととなる。この検出回路は非常に少ない回路で構成できる。

次に、同期検出部２５は、階調度データ及び補正データそれぞれの垂直同期信号及び水平同期信号の同期の状態を検出する。この同期状態を検出する方法も色々とあるが、図３（ｂ）及び（ｃ）に示すように、階調度データに対応する水平同期信号Ｓ１のパルス幅Ｗ１と、補正データに対応する水平同期信号Ｓ２のパルス幅Ｗ２を計測する。そして、同期検出部２５は、水平同期信号Ｓ１と水平同期信号Ｓ２との論理積波形を作成し、その論理積波形のパルス幅Ｗaを計測する。
次に、同期検出部２５は、パルス幅Ｗ１，Ｗ２及びＷaの比較を行い、Ｗ１＝Ｗ２＝Ｗaとして、パルス幅Ｗ１，Ｗ２及びＷaの全てが等しいと検出された場合、図３（ｂ）に示すように、水平同期信号Ｓ１と水平同期信号Ｓ２との同期が取れていることを検出する。

一方、同期検出部２５は、パルス幅Ｗ１，Ｗ２及びＷaの比較を行い、Ｗ１＝Ｗ２≠Ｗaとして、パルス幅Ｗ１，Ｗ２とパルス幅Ｗaとが異なることが検出された場合、図３（ｃ）に示すように、Ｗ１＝Ｗ２＝Ｗaを満たさないため、水平同期信号Ｓ１と水平同期信号Ｓ２との同期が取れていないことを検出する。すなわち、図３（ｂ）には、水平同期信号Ｓ１及び水平同期信号Ｓ２との送出タイミングが異なる場合の例を示したものである。
また、図３（ｂ）及び（ｃ）からも判るように、水平同期信号Ｓ１及び水平同期信号Ｓ２のパルス幅、送出タイミング、同期信号の周波数（すなわちドットクロックの周波数）のいずれか一つでも異なる場合、パルス幅Ｗ１＝Ｗ２＝Ｗaを満たすことができない。

そして、同期検出部２５は、水平同期信号Ｓ１及び水平同期信号Ｓ２，垂直同期信号，階調度データ及び補正データの同期が取れていないことを検出すると、階調度データをそのまま画像データ生成部２６へ出力し、補正データを１として出力、すなわち、通常の階調度データのみが入力された状態とする。
これにより、画像データ再生部２６は、（１）式により、階調度データに対して、補正データの１を乗算するため、階調度データのみを信号処理部２７へ出力する。
また、同期検出部２５は、補正データの受信を無効として、画像データ再生部２６に対して無効であることを示す制御情報を送信しても良い。この場合、画像データ再生部２６は、補正データが無効であることを示す制御信号が入力されると、何も処理を行わずに、入力される階調度データをそのまま信号処理部２７へ出力する。

一方、同期検出部２５は、水平同期信号Ｓ１及び水平同期信号Ｓ２，垂直同期信号，階調度データ及び補正データの同期が取れていることを検出すると、階調度データ及び補正データを画像データ再生部２６へ出力する。
画像データ再生部２６は、階調度データ及び補正データが入力されると、（１）式により、入力された階調度データと補正データとを、ピクセル単位でＲ，Ｇ，Ｂ毎に乗算し、ＨＤＲ形式の画像データを再生して、再生された画像データを信号処理部２７に対して出力する。

次に、信号処理部２７は、表示部２９に表示される形式の表示データに変換され、得られた表示データを表示制御部２８へ出力する。
表示制御部２８は、入力される表示データにより、表示部２９に対する表示処理を行い、高い輝度値のダイナミックレンジを有するＨＤＲ形式の画像を、表示部２９に表示する。
例えば、画像表示装置２が従来例に記載した２変調系投射型表示装置（２変調系プロジェクタ）であると、偏光が揃った光信号をＲ，Ｇ，Ｂに分離し、Ｒ，Ｇ，Ｂ毎に用意された色変調を行う第１変調ライトバルブにより変調し、色変調後の光信号を合成して、合成後の光信号の全波長域の輝度変調を第２変調ライトバルブにより行い、色変調及び輝度変調後の信号光を、投射レンズより表示部２９（スクリーン）に投射する表示処理が行われる。

ここで、信号処理部２７は、順次入力されるＨＤＲ形式の画像データ（ＲＧＢ信号）、すなわちピクセル毎のＲ，Ｇ，Ｂ各々のデータから、第１変調ライトバルブの制御を行う第１変調制御信号と、全波長域の変調を行う第２変調ライトバルブの制御を行う第２変調制御信号とを生成する。
そして、表示制御部２８は、第１変調制御信号により第１変調ライトバルブを制御して、光信号の色変調を行い、第２変調制御信号により第２変調ライトバルブを制御して、３つの第１変調ライトバルブから出射後に合成された光信号の輝度変調を行い、投射レンズを介して、表示部２９のスクリーンに対し、画像データのＲ，Ｇ，Ｂ各々の輝度情報に対応した画像の表示を行う。

なお、図１における画像処理装置１における画像生成部１１，変換処理部１２，補正データ生成部１３及び出力制御部１４と、画像表示装置２における画像データ再生部２６，信号処理部２７及び表示制御部２８との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、実行することにより画像データから階調度データ及び補正データの生成と、階調度データ及び補正データからの画像データの再生の処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータシステム」は、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）を備えたＷＷＷシステムも含むものとする。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が送信された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（ＲＡＭ）のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。

また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。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良い。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、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。

本発明の一実施形態による画像表示システムにおける画像処理装置１の構成例を示すブロック図である。本発明の一実施形態による画像表示システムにおける画像表示装置２の構成例を示すブロック図である。一実施形態の図２における同期検出部２５の動作例を説明するタイミングチャートである。従来の画像表示システムにおける画像処理装置の構成を示すブロック図である。従来の画像表示システムにおける画像表示装置の構成を示すブロック図である。

符号の説明

１…画像処理装置２…画像表示装置１１…画像生成部１２…補正データ生成部１４…出力制御部１５，１６…データ送信部１７，１８…出力部２１，２２…入力部２３，２４…データ受信部２５…同期検出部２６…画像データ再生部２７…信号処理部２８…表示制御部２９…表示部

Claims

ＨＤＲ形式の画像データを出力する画像処理装置及び前記画像データをＨＤＲ形式で表示する画像表示装置から構成される画像表示システムであり、
画像処理装置が、
前記画像データをトーンマッピングして、階調度データを生成する変換処理部と、
前記階調度データを補正して、ＨＤＲ形式の画像データに戻す補正データを生成する補正データ生成部と、
前記階調度データと補正データとを、各々異なる信号線へ出力する出力制御部と
を有し、
画像表示装置が、
入力される前記階調データと補正データとから画像データを再生する画像データ再生部と、
前記画像データを表示装置に表示させる画像表示部と
を有していることを特徴とする画像表示システム。
前記補正データ生成部が画像データを階調度データで除算し、除算結果を補正データとして出力することを特徴とする請求項１記載の画像表示システム。
前記補正データが浮動小数点のデータ形式であることを特徴とする請求項２記載の画像表示システム。
前記補正データを送信する信号線が８ビットである場合、補正データの仮数部を５ビット、指数部を３ビットとし、指数部には−１０のオフセットを与えることを特徴とする請求項２及び請求項３に記載の画像表示システム。
前記出力制御部は前記階調度データ及び補正データ各々の垂直同期信号及び水平同期信号を同期させて出力することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の画像表示システム。
画像処理装置がＨＤＲ形式の画像データを出力し、画像表示装置が該画像データを入力してＨＤＲ形式で表示する画像表示方法であり、
画像処理装置において、
画像生成部がＨＤＲ形式の画像データを生成する画像生成過程と、
変換処理部が画像データをトーンマッピングして、階調度データを生成する変換処理過程と、
補正データ生成部が前記階調度データを補正して、ＨＤＲ形式の画像データに戻す補正データを生成する補正データ生成過程と、
出力部が前記階調度データと補正データとを、各々異なる信号線へ出力する出力制御過程と
を有し、
画像表示装置において、
画像データ再生部が入力される前記階調データと補正データとから画像データを再生する画像データ再生過程と、
画像表示部が前記画像データを表示装置に表示させる画像表示過程と
を有していることを特徴とする画像表示方法。