JP2007127735A - 画像表示装置及び画像表示方法 - Google Patents

Abstract

【課題】パソコン入力信号をプロジェクタで画像表示する際、照明下でも視認性と色再現性を向上させるための画像表示装置及び画像表示方法を提供することを目的とする。
【解決手段】リサイズ回路４０から出力されたＲＧＢ信号を、６軸検出部５６で色のＲＧＢＹＣＭの検出とＭＩＮ検出部５１すなわちＲＧＢの最小値であるから、白成分を検出することになる。これらの検出部の結果から減算部５２の減算量を変化させて、色強調のための色処理を行う。次いで、６軸検出部５６の結果より、入力信号が肌色色相かどうかの判定を行う肌色検出部５３と、白成分を含んだ肌色かどうかにより補正量を決定する肌色補正ゲイン発生部５４を具備し、減算処理し色を強調した信号と色変換回路５０の入力信号とをミキシング処理する肌色補正部５５で補正して出力する。
【選択図】図１

Description

本発明は、パソコン入力画像を照明下でも見えやすく表示させるための画像表示装置及び画像表示方法に関する。

プロジェクタを用いて、プレゼンテーションなどを行う場合、部屋の照明やスクリーンなどの影響により、プレゼンテーターが作成したチャートをパソコン画面のような色視認性で表現することが困難な場合が多い。そこでこの課題に対して、白成分を含むＲＧＢ入力映像信号の白成分を減少させ、逆に補色成分、原色成分を増やして色の視認性を向上させる。さらに、この周辺の照明環境を認識させるため光センサで測光し、入力映像信号をルックアップテーブルにて変換し、出力することで、最適な視認性の向上を図る技術が開示されている（特許文献１参照）。

また、忠実色再現を行うための色補正テーブルと明るさ優先の色補正を行うテーブルの２つを準備し、パソコン入力の時は明るさ優先のテーブルで色補正する技術が開示されている（特許文献２参照）。
特開２００５−１８４５８６号公報 特開２００２−２９０７５９号公報

しかしながら、特開２００５−１８４５８６号公報では、色の視認性を向上させるために白成分を検出し、白成分が多いほど、補色成分及び原色成分を増加させるため、肌色のような人間の記憶色についても、過剰に色処理されてしまい、結果として映像品位を悪くしていた。

また、特開２００２−２９０７５９号公報では、忠実な色再現を行うための色補正テーブル以外に明るさ優先の色補正テーブルを持つことが開示されているが、明るさ優先モードでは忠実な色再現をしようとして暗くなった信号に入力レベルと同じ明度を維持させるため、白成分を加算した色補正テーブルにて表示させる。この結果白成分が加算された分、色は無彩色の色となるため、色の視認性が悪化するという課題があった。

本発明は、上記のこのような課題を考慮し、パソコン入力信号をプロジェクタで画像表示する際、照明下でも視認性と色再現性を向上させるための画像表示装置及び画像表示方法を提供することを目的とするものである。

この目的を達成する第１の本発明は、ＲＧＢ映像信号の色成分を検出する手段、前記ＲＧＢ映像信号の最小値を検出する手段、及び前記ＲＧＢ映像信号の肌色検出手段を有し、前記色成分検出手段と前記最小値検出手段の結果に基づき前記ＲＧＢ映像信号から所定の割合で減算する手段、かつ前記減算後の信号に対して、前記肌色検出手段の結果に基づき肌色補正する手段を有する画像表示装置からなる。

この構成によれば、ＲＧＢ映像信号の最小値、すなわち白成分を検出し、白成分の量に応じて減算するので補色成分及び原色成分を強調できるとともに、肌色の過補正による映像品位悪化を防止できる作用を有する。

第２の本発明は、前記色成分の検出手段が、ＲＧＢそれぞれの差分により原色成分と補色成分の６色成分に分割するものであり、肌色以外にも６色独立にコントロールできる作用を持つ。

第３の本発明は、前記肌色検出手段がＲ−Ｇ信号とＲ−Ｂ信号の値が両方とも正の数である色相領域で処理するものであり、肌色を含む広い色相範囲で色の疑似輪郭を生じさせることなく補正処理することが出来る作用を有する。

第４の本発明は、前記ＲＧＢ映像信号の白成分が多い程、肌色補正量のゲインを上げる肌色補正ゲイン発生手段を具備するので、白成分が多い程、肌色と認識し、視認性向上のための色強調処理を行わず、肌色補正処理により、ＲＧＢ入力映像信号の過補正を防ぐ作用を有する。

第５の本発明は、ＲＧＢ映像信号の色成分を検出するステップ、前記ＲＧＢ映像信号の最小値を検出するステップ、及び前記ＲＧＢ映像信号の肌色検出するステップを有し、前記色成分検出ステップと前記最小値検出ステップの結果に基づき前記ＲＧＢ映像信号から所定の割合で減算し、前記減算後の信号に対して、前記肌色検出ステップの結果に基づき肌色補正するステップからなるので、ＲＧＢ映像信号の最小値、すなわち白成分を検出し、白成分の量に応じて減算するので補色成分及び原色成分を強調できるとともに、肌色の過補正による映像品位悪化を防止できる方法を提供できる。

第６の本発明は、前記肌色補正するステップが前記肌色検出ステップの結果と肌色補正ゲイン発生するステップの結果により補正量を決定するので、最適な量の肌色補正を実現できる作用を有する。

以上のように、パソコンＲＧＢ入力信号に対して、表示すべき色を白成分の量に応じて強調させて表示するので、照明環境下でも画像の色の視認性を向上させることができるとともに、肌色の過補正による映像品位悪化を防止できるという効果がある。

以下では、本発明にかかる実施の形態について、図面を参照しつつ説明を行う。

（実施の形態１）
はじめに、本発明の実施形態１の画像表示装置を、図９を参照しながら説明する。

図９は画像表示装置であるプロジェクタの外観図である。図において、プロジェクタ１００は入力された映像信号を処理し、ＰＯＷＥＲボタン１５０を押すことで、図示されていない内部の光源及びライドバルブを用いて、投写レンズ１９０より拡大投写映像を出力する。入力としては、Ｖｉｄｅｏ入力１７０とＲＧＢ入力端子１６０を持ち、それぞれ外部のパソコンなどの映像信号出力機器（図示省略）を接続する。また、ＵＳＢなどのマウスポート１３０を備え、マウス２００を接続してプロジェクタ１００のセッティング状態や、画面上を移動できるポインタとして動作させる。これは操作ボタン１４０でも同一の機能を実現させることが出来る。

次に、プロジェクタ１００の詳細ブロック図を図８に示す。ＶＩＤＥＯ端子１１は、ＮＴＳＣ方式のコンポジットビデオ信号を入力するための端子である。

Ｓ−ＶＩＤＥＯ端子１２は、Ｓビデオ信号を入力するための端子である。

ＲＧＢ／ＹＰｂＰｒ端子１３は、ＲＧＢ信号またはＹＰｂＰｒ信号を入力するための端子である。

入力セレクタ２１は、ＶＩＤＥＯ端子１１から入力されたコンポジットビデオ信号、Ｓ−ＶＩＤＥＯ端子１２から入力されたＳビデオ信号の内から何れかの信号を選択するためのセレクタである。

Ｙ／Ｃ分離回路２３は、カラーデコーダ２２によって入力されたコンポジットビデオ信号を、Ｙ信号とＣ信号とに分離するための回路である。

カラーデコーダ２２は、Ｙ／Ｃ分離された信号または入力されたＹ／Ｃ信号をＹＰｂＰｒ信号にカラーデコードするためのデコーダである。

マトリクス回路２４は、ＲＧＢ／ＹＰｂＰｒ端子１３から入力されたＹＰｂＰｒ信号をＲＧＢ信号へ変換する際にマトリクス処理を行うための回路である。

入力セレクタ２５は、ＲＧＢ／ＹＰｂＰｒ端子１３から入力されたＲＧＢ信号、マトリクス回路２４によって生成されたＲＧＢ信号の内から何れかの信号を選択するためのセレクタである。

入力セレクタ２６は、カラーデコーダ２２によって生成されたＹＰｂＰｒ信号、入力セレクタ２５によって入力されたＲＧＢ信号の内から何れかのアナログ信号を選択するためのセレクタであり、選択されたアナログの映像信号はＡ／Ｄコンバータ３０へ、同期信号は色変換回路５０へ供給される。

Ａ／Ｄコンバータ３０は、入力セレクタ２６によって選択されたアナログ信号を、８ｂｉｔのデジタル信号へＡ／Ｄコンバートするためのコンバータである。

リサイズ回路４０は、Ａ／Ｄコンバータ３０によってＡ／Ｄコンバートされたデジタル信号を、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）パネル９１〜９３の画素数に応じてリサイズし、オンスクリーンを重畳させるための回路である。

色変換回路５０は、リサイズ回路４０が出力したＲＧＢデータを所定の色へ変換する回路である。

メインマイコン７０は、電源（図示省略）制御、ファン（図示省略）制御、温度制御、入力切り換え制御など装置全体のあらゆる制御を行うとともに、外部インタフェース７１からのデータに基づき、色変換回路５０へデータを転送したり、リサイズ回路４０に対してフリーズ制御を行う。

デジタル相展開回路８１〜８３は、ＬＣＤパネル９１〜９３の駆動ドライバ（図示省略）の動作速度を考慮して、色変換回路５０によって色補正されたデジタル信号を相展開するための回路である。

パネル駆動ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）９０は、ＬＣＤパネル９１〜９３を駆動するための回路である。

ＬＣＤパネル９１〜９３は、色変換回路５０によって色補正され、デジタル相展開回路８１〜８３によって相展開されたデジタル信号をカラー表示するためのパネルである。

さらに図８に示した色変換回路５０の詳細ブロック図を図１に示す。

リサイズ回路４０から出力されたＲＧＢ信号を、６軸検出部５６で色のＲＧＢＹ（Ｙｅｌｌｏｗ）Ｃ（Ｃｙａｎ）Ｍ（Ｍａｇｅｎｔａ）の検出とＭＩＮ検出部５１すなわちＲＧＢの最小値であるから、白成分を検出することになる。これらの検出部の結果から減算部５２の減算量を変化させて、色強調のための色処理を行う。次いで、６軸検出部５６の結果より、入力信号が肌色色相かどうかの判定を行う肌色検出部５３と、白成分を含んだ肌色かどうかにより補正量を決定する肌色補正ゲイン発生部５４を具備し、減算処理し色を強調した信号と色変換回路５０の入力信号とをミキシング処理する肌色補正部５５で補正して出力する。

図２は６軸検出部５６を示すブロック図であり、ＲＧＢ信号からそれぞれＲ−Ｇ、Ｒ−Ｂ、Ｇ−Ｒ、Ｇ−Ｂ、Ｂ−Ｒ、Ｂ−Ｇの差分を５６１にて求め、例えばＹｓ（Ｙｅｌｌｏｗ成分）はＲ−Ｂ、Ｇ−Ｂの差分量の小さい値のほうを選択することで得られる。同様にそれぞれの差分量から小さい値を選択することで、ＲＧＢＹＣＭそれぞれの成分を得る。

図３は乗算及び減算部を示すブロック図であり、前述のＲＧＢＹＣＭのそれぞれの信号成分にＭＩＮ検出部５１のレベルを乗算器５９ａ〜５９ｆにて乗算し、最終的にＲＧＢ信号から減算部５２にて減算する量を決定する。

図４はＭＩＮ検出部５１を示すブロック図であり、入力されたＲＧＢ信号のうち、２回の比較５１１、５１２を行うことで、最も小さい信号レベルを得る。

以上のような、このプロジェクタ１００における、本発明の画像表示装置の動作を説明する。

ＲＧＢ／ＹＰｂＰｒ端子１３から入力された、パソコンのＲＧＢ信号をＡ／Ｄ変換、リサイズした後、色変換回路５０に入力する。入力されたＲＧＢ信号は図７の色成分信号レベルの増幅図に示すように、白成分、補色成分、原色成分で構成させる。このような映像信号はまず、図２に示す６軸検出部５６で、６つの差分結果（Ｒ−Ｇ、Ｒ−Ｂ、Ｇ−Ｒ、Ｇ−Ｂ、Ｂ−Ｒ、Ｂ−Ｇ）とその比較結果で原色、補色、に分解できる。図７（ａ）の場合、８ｂｉｔ２５６階調におけるＲ：２００、Ｇ：１５０、Ｂ：５０であるので、Ｒ−Ｂ成分が１５０、Ｇ−Ｂ成分が１００となり、２つの比較結果より、黄色成分（Ｙｓ）は１００となる。また、Ｒ−Ｇ成分５０、Ｒ−Ｂ成分１５０となり、比較結果から５０が赤成分（Ｒｓ）として検出できる。次いで図４に示すようにＭＩＮ検出部５１にて、ＲＧＢそれぞれの比較で小さいものを選択することで最小値（ＭＩＮ）信号を得ることができる。これがすなわち図７（ａ）に示す白成分となる。

この白成分（ＭＩＮ信号）を用いて、図３に示すように６軸検出した結果（Ｙｓ、Ｃｓ、Ｍｓ、Ｒｓ、Ｇｓ、Ｂｓ）と乗算して、色強調する量を決定し、例えば上記信号の場合、ＹｓとＲｓが対象となり、減算部５２にて黄色成分を強調するためＢ信号を減算し、また赤成分を強調するため、Ｇ、Ｂ信号を減算して色強調する。

一方、図５のブロック図に示すように肌色検出部５３にて、６軸検出部５６の検出結果であるＲ−Ｂ、Ｒ−Ｇ信号を用いて、これら２つの信号の信号成分が正のデータ量の場合、すなわち論理積が成立する場合、ＡＮＤ回路５３１が“１”となり、ＲＧＢ入力信号を肌色色相域と判断する。またＭＩＮ回路５３２で白成分を検出し、肌色補正ゲイン発生部５４で肌色補正用係数量を決定する。この時、係数は加算機５４１で２５５からの差分をとるので、白成分が多い程、肌色補正用係数は小さくなる。肌色補正部５５では図６のブロック図に示すように先に求めた肌色補正用係数を用いて５５ａ、５５ｂ、５５ｃの乗加算によるブレンディング処理を行い、肌色補正用係数が大きい時ほど、減算されない元のＲＧＢ入力信号の比率が高く出力される処理がなされる。さらに肌色色相結果により判定器５５１で選択し、出力映像信号を得る。

このように、肌色領域の信号においては、図５、図６に示すような肌色検出部５３、肌色補正ゲイン発生部５４、肌色補正部５５により、過補正されないように制御できる。それ以外の色相領域の信号については、色強調処理が施され、図７（ｂ）のような出力映像信号を得ることが出来る。特に最小値すなわち、白成分の量に応じた処理を行っているので、白成分が多いＲＧＢ入力信号ほど、効果を発揮させることができる。

（実施の形態２）
本発明の実施形態２の画像表示装置を、図１０を参照しながら説明する。

図１０は画像表示装置、すなわちプロジェクタ１００を用いた表示システムを示すものである。図９のＲＧＢ入力端子１６０に接続されたパソコン６１の画像をプロジェクタ１００にてスクリーン１１０に投写する。この時、プロジェクタ１００に対してリモコン６０は各機能の制御を行う。光センサ９４はスクリーン１１０の方向に向けて取り付けられており、照度を計測する。また、図８でも明らかなように、光センサ９４はメインマイコン７０に入力されている。

本実施の形態における、画像表示装置１００は実施の形態１とほぼ同じであるが、異なる点は色変換回路５０の処理内容である。

色変換回路５０に入力されたＲＧＢ信号は、６軸検出部５６で原色成分、補色成分を判別し、ＭＩＮ検出部５１にて白成分を検出する。減算部５２では白成分の量に応じた減算量を決定し、色強調の度合いを決める。この時、減算量を決めるための各６軸色成分と乗算するＭＩＮ信号（白成分）を直接、乗算するか、白成分を０．５倍もしくは２倍するかをメインマイコン７０が決定することである。メインマイコン７０は、プロジェクタ１００周辺の照度を光センサ９４でセンシングし、周辺照度が高い場合は、明るい視環境でプロジェクタ１００が使用されていることになるので、ＭＩＮ信号のデータ量を２倍した上で、乗算し（５９ａ、５９ｂ、５９ｃ、５９ｄ、５９ｅ、５９ｆ）次いで減算部５２で減算処理して色強調を図る。逆に、暗い視環境でプロジェクタ１００が使用されていることが光センサ９４のレベルにより判明した場合は、メインマイコン７０はＭＩＮ信号を０．５倍して乗算し（５９ａ、５９ｂ、５９ｃ、５９ｄ、５９ｅ、５９ｆ）色強調度合いを小さくする。また、実施の形態１にも示したように、明るい視環境で２倍する場合も肌色色相の色については、肌色補正部５５にて、過補正がされないように、補正してＲＧＢ出力信号を得る。

以上のように、肌色領域の信号においては、図５、図６に示すような肌色検出部５３、肌色補正ゲイン発生部５４、肌色補正部５５により、過補正されないように色制御しつつ、それ以外の色相領域の信号については、色強調処理を施すことで、白成分が多い信号程、視認性向上を図ることが出来る。

さらに、光センサを用いて周辺照度を測光し、最適な色強調を行うことで、過補正することなく、色の視認性と再現性を向上させることが出来る。

以上説明した本発明の表示装置は、プロジェクタとして述べているが、プロジェクタに限定されるものではなく、プラズマディスプレイ、液晶ディスプレイなどの一般的なディスプレイで実現できるものである。

また、本発明の処理はソフトウェア的に実現しても良く、画像表示装置に限定されるものではなく、表示方法そのものも有効であることは言うまでもない。

本発明にかかる画像表示装置及び画像表示方法は、パソコンＲＧＢ入力信号に対して、表示すべき色をより強調して表示させるので、照明環境下でも画像の視認性を向上させることができるという効果を有し、パソコン入力信号を表示させるための画像表示の用途に適する。

本発明の実施の形態１及び実施の形態２の色変換回路を示すブロック図 本発明の実施の形態１及び実施の形態２の６軸検出部を示すブロック図 本発明の実施の形態１及び実施の形態２の乗算及び減算部を示すブロック図 本発明の実施の形態１及び実施の形態２のＭＩＮ検出部を示すブロック図 本発明の実施の形態１及び実施の形態２の肌色検出部及び肌色補正ゲイン発生部を示すブロック図 本発明の実施の形態１及び実施の形態２の肌色補正部を示すブロック図 本発明の実施の形態１及び実施の形態２の色成分信号レベルの増幅を示す図 本発明の実施の形態１及び実施の形態２のプロジェクタを示す詳細ブロック図 本発明の実施の形態１のプロジェクタの外観図 本発明の実施の形態２のプロジェクタを用いた表示システム図

符号の説明

１１ ＶＩＤＥＯ端子
１２ Ｓ−ＶＩＤＥＯ端子
１３ ＲＧＢ／ＹＰｂＰｒ端子
２１ 入力セレクタ
２２ カラーデコーダ
２３ Ｙ／Ｃ分離回路
２４ マトリクス回路
２５ 入力セレクタ
２６ 入力セレクタ
３０ Ａ／Ｄコンバータ
４０ リサイズ回路
５０ 色変換回路
５１ ＭＩＮ検出部
５２ 減算部
５３ 肌色検出部
５４ 肌色補正ゲイン発生部
５５ 肌色補正部
５６ ６軸検出部
６０ リモコン
６１ パソコン
７０ メインマイコン
７１ 外部インタフェース
８１〜８３ デジタル相展開回路
９０ パネル駆動ＩＣ
９１〜９３ ＬＣＤパネル
９４ 光センサ
１００ プロジェクタ
１１０ スクリーン
１３０ マウス
１４０ 操作ボタン
１５０ ＰＯＷＥＲボタン
１６０ ＲＧＢ入力端子
１７０ Ｖｉｄｅｏ入力端子
１９０ 投写レンズ

Claims (6)

1. 赤（以下Ｒ）緑（以下Ｇ）青（以下Ｂ）映像信号の色成分を検出する色成分検出手段、前記ＲＧＢ映像信号の最小値を検出する最小値検出手段、前記ＲＧＢ映像信号の肌色を検出する肌色検出手段、前記色成分検出手段と前記最小値検出手段の結果に基づき前記ＲＧＢ映像信号から所定の割合で減算する減算手段、前記減算手段による減算後の信号に対して、前記肌色検出手段の結果に基づき肌色補正する肌色補正手段を有する画像表示装置。
2. 前記色成分検出手段は、ＲＧＢそれぞれの差分により原色成分と補色成分の６色成分に分割することを特徴とする請求項１記載の画像表示装置。
3. 前記肌色検出手段はＲ−Ｇ信号とＲ−Ｂ信号の値が両方とも正の数である色相領域で定義することを特徴とする請求項１記載の画像表示装置。
4. 前記ＲＧＢ映像信号の白成分が多い程、肌色補正量のゲインを上げる肌色補正ゲイン発生手段を具備することを特徴とする請求項１記載の画像表示装置。
5. ＲＧＢ映像信号の色成分を検出するステップ、前記ＲＧＢ映像信号の最小値を検出するステップ、前記ＲＧＢ映像信号の肌色を検出するステップ、前記色成分検出ステップと前記最小値検出ステップの結果に基づき前記ＲＧＢ映像信号から所定の割合で減算し、減算後の信号に対して、前記肌色検出ステップの結果に基づき肌色補正するステップを有する画像表示方法。
6. 前記肌色補正するステップは、前記肌色検出ステップの結果と肌色補正ゲイン発生するステップの結果により補正量を決定することからなる画像表示方法。

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