JP2011109287A - Image display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、広色域ディスプレイの画像表示において、人間の記憶色に基づき違和感のない画像表示させるための画像表示装置に関する。 The present invention relates to an image display device for displaying an image without a sense of incongruity based on a human memory color in image display on a wide color gamut display.
従来、超高圧水銀ランプを用いたプロジェクタで画像表示させることがあるが、プロジェクタの輝度が不十分であったり、部屋の照明やスクリーンなどの影響があったりすることにより、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かった。そこで近年この課題に対して、広色域を表現できるLED光源を用いて色視認性を高める取り組みがなされている。一方、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取り組みもなされている。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取り組みもなされており、その技術が開示されている(特許文献1参照)。 Conventionally, images may be displayed with a projector using an ultra-high pressure mercury lamp, but the created chart is displayed on a personal computer screen due to insufficient brightness of the projector or the effects of room lighting or a screen. In many cases, it is difficult to express with color visibility such as Therefore, in recent years, efforts have been made to improve color visibility using an LED light source capable of expressing a wide color gamut. On the other hand, efforts have been made to improve color visibility by reducing white components of RGB input video signals including white components and conversely increasing complementary color components and primary color components. Furthermore, in order to recognize the surrounding lighting environment, photometry is performed with an optical sensor, input video signals are converted with a look-up table, and output is performed to improve optimal visibility. Is disclosed (see Patent Document 1).
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)。 In addition, a technology is disclosed in which two color correction tables for faithful color reproduction and a table for brightness-priority color correction are prepared, and color correction is performed using the brightness-priority table when inputting to a personal computer ( Patent Document 2).
しかしながら、広色域表現できる画像表示装置において、RGB3原色で表現される色度図上の面積が非常に大きいため、記憶色である肌色、空(シアン)、緑もそれぞれ色度がシフトしてしまうため、違和感のある色表現となっていた。 However, in an image display device that can represent a wide color gamut, the area on the chromaticity diagram represented by the three primary colors of RGB is very large, so the skin colors, sky (cyan), and green, which are memory colors, also shift in chromaticity. As a result, the color expression was uncomfortable.
また特許文献1に記載の発明では、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。 In the invention described in Patent Document 1, a white component is detected in order to improve color visibility. As the white component is increased, the complementary color component and the primary color component are increased. However, excessive color processing was performed, resulting in poor video quality.
さらに、特許文献2に記載の発明では、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。 Furthermore, in the invention described in Patent Document 2, it is disclosed that there is a brightness-priority color correction table in addition to the color correction table for performing faithful color reproduction. In order to maintain the same lightness as the input level in the signal that has become darker, the color correction table in which the white component is added is displayed. As a result, as the white component is added, the color becomes an achromatic color, and there is a problem that the visibility of the color deteriorates.
第1の本発明の画像表示装置は、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と、検出された前記色成分に基づいて、記憶色の有無を判定する記憶色判定手段とを有し、表示する色域決定手段と前記RGB映像信号の最小値を検出する手段との結果に基づき、前記記憶色判定手段により記憶色を有すると判断されたRGB映像信号の信号レベルを補正する手段を有する。 The image display device of the first aspect of the present invention is based on color component detection means for detecting a color component of a red (hereinafter R) green (hereinafter G) blue (hereinafter B) video signal, and the detected color component, A memory color determining means for determining the presence or absence of a memory color, and based on the results of the color gamut determining means for displaying and the means for detecting the minimum value of the RGB video signal, the memory color determining means has a memory color. Then, a means for correcting the signal level of the determined RGB video signal is provided.
第2の本発明の画像表示装置における色成分検出手段は、RGBそれぞれの差分により原色成分と補色成分の6色成分に分割し、肌色、シアン、緑の前記記憶色を判定するものである。 The color component detection means in the image display device of the second aspect of the present invention divides the six color components of the primary color component and the complementary color component according to the difference between RGB and determines the memory colors of skin color, cyan and green.
第3の本発明の画像表示装置は、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る。 In the image display device of the third aspect of the present invention, the skin color detection means performs processing in a hue region in which the values of the RG signal and the RB signal are both positive numbers.
第4の本発明は、表示する色域決定手段の表示色域が広い程、前記RGB信号の補正ゲインを上げる補正ゲイン発生手段を具備するものである。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a correction gain generating means for increasing the correction gain of the RGB signals as the display color gamut of the color gamut determining means for display is wider.
第5の本発明は、前記RGB映像信号の白成分が多く、前記表示する色域決定手段の表示色域が広い程、前記補正ゲイン発生手段の補正ゲインを上げるものである。 According to a fifth aspect of the present invention, the correction gain of the correction gain generation means is increased as the white component of the RGB video signal is larger and the display color gamut of the color gamut determination means to be displayed is wider.
第1の本発明によれば、入力した映像信号が記憶色領域の色かどうかを判定し、表示できる色域に応じて最適で違和感のない記憶色を表示させることができる。さらに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補正コントロールすることができるので、肌色や空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。 According to the first aspect of the present invention, it is possible to determine whether or not the input video signal is a color in the memory color area, and to display a memory color that is optimal and has no sense of discomfort according to the color gamut that can be displayed. Further, since the minimum value of the RGB video signal, that is, the white component can be detected and correction control can be performed according to the amount of the white component, it has the effect of preventing the deterioration of the video quality due to the overcorrection of skin color and sky blue.
第2の本発明によれば、それぞれの色を独立して検出し、記憶色判定できる。 According to the second aspect of the present invention, each color can be detected independently and a memory color can be determined.
第3の本発明によれば、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できる。 According to the third aspect of the present invention, it is possible to perform the correction process without generating a pseudo contour of the color in a wide hue range including the skin color.
第4の本発明によれば、表示する色域が広い程、記憶色の映像品位が悪化するのを防ぐことができる。 According to the fourth aspect of the present invention, it is possible to prevent the image quality of the memory color from deteriorating as the color gamut to be displayed is wider.
第5の本発明によれば、表示する色域が広く、白成分が多いRGB映像信号程、記憶色の映像品位が劣悪になることを防ぐことができる。 According to the fifth aspect of the present invention, it is possible to prevent the image quality of the memory color from becoming worse as the RGB video signal has a wider color gamut to be displayed and has more white components.
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。 Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described with reference to the drawings.
(実施の形態1)
はじめに、本発明の実施の形態1の画像表示装置を、図9を参照しながら説明する。
(Embodiment 1)
First, the image display apparatus according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
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。同図において、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LED光源モジュールを用いて、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160端子を持ち、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201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。
FIG. 9 is an external view of a projector that is an image display device. In the figure, a
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。
Next, a detailed block diagram of the
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。
The S-
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。
The RGB /
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。
The
Y/C分離回路23は、カラーデコーダ22から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。
The Y /
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。
The
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。
The
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。
The
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へ入力される。
The
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。
The A /
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、液晶(Liquid Crystal Display(LCD))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。
The resizing
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記憶色補正するための色変換回路である。
The
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したりする。またLED光源モジュール200へ所定の電流値をセットする。さらにLED光源モジュール200の広色域さを定義するためのRGB原色色度テーブル72をEEPROM上に持ち、その色度データに基づく記憶色補正の補正ゲインを用いて色変換回路50を制御する。
The
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。
The digital
パネル駆動集積回路(Integrated Circuit(IC))90は、LCDパネル91〜93を駆動するための回路である。
A panel driving integrated circuit (Integrated Circuit (IC)) 90 is a circuit for driving the
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。
The
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。
Further, a detailed block diagram of the
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)の検出とその結果による記憶色判定部53で肌色・空色・緑色の判定を行う。またMIN検出部51は、RGBの最小値である、白成分を検出する。さらに、マイコンからのRGB原色色度テーブル72の値により補正ゲインも記憶色補正部55へデータ転送し、記憶色判定部53とMIN検出部51の結果により記憶色補正量を決定し、色変換することになる。
The RGB signal output from the resizing
記憶色判定部53は、図3に示すブロック図のように6軸検出部56の結果より、入力信号がR−G、R−B信号より肌色色相かどうかの判定を行う肌色検出と、シアン(Cs)と青(Bs)信号より空色色相かどうかの判定を行う検出と、緑(Gs)色検出を行う。
As shown in the block diagram of FIG. 3, the memory
図5は、記憶色補正部55を示している。記憶色補正部55は、加算部52において加算処理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際、図3下部に示す最小値判定部532で白成分を含んだ肌色かどうかにより補正量を決定された肌色補正用係数を乗算し、さらに、マイコンからの原色色度テーブル72に基づくゲインデータにより最適な記憶色補正をして出力する。
FIG. 5 shows the memory
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。
FIG. 2 is a block diagram showing the 6-
図6は、加算部52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〜fにおいて乗算し、最終的にRGB信号に加算部52にて加算する量を決定する。
FIG. 6 is a block diagram showing the
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。
FIG. 4 is a block diagram showing the
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。
The operation of the image display apparatus of the present invention in the
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に示す白成分50となる。
The RGB signal of the personal computer input from the RGB /
次いで図3に示すように6軸検出した結果(Ys、Cs、Ms、Rs、Gs、Bs)から記憶色としての緑色信号を決定する。また、シアン信号と青信号の比較器533からシアン信号が多い場合に求められる空色記憶色信号を決定する。さらには、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。そして、最終的に論理和回路535は記憶色と判定する。またMIN回路532で白成分を検出し、肌色補正係数量を決定する。この時、係数は白成分が多い程、肌色補正用係数は大きくなる。本実施例では、白成分50で、補正係数は1.1倍とする。白成分が100以上の場合は1.2倍以上とし、逆に30以下の場合は1.05倍とする。
Next, as shown in FIG. 3, a green signal as a memory color is determined from the results (Ys, Cs, Ms, Rs, Gs, Bs) of the six-axis detection. Also, the cyan signal and
このように、本実施例では、図1の記憶色補正部55に入力されるRGB信号に対して図6に示すように6軸の色に対して広色域ディスプレイで色の品位が悪化するのを、白成分を増加させることで色強調を抑制させて違和感のない色補正を実施する。
As described above, in this embodiment, the color quality of the RGB signal input to the memory
また、先に求めた肌色補正用係数を用いて図5における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、元のRGB入力信号の比率が低く出力される処理を行う。さらに、マイコンから広色域ディスプレイであることの補正データにより乗算器55dにて原色に近づく色度を白側に近づけるための補正を1.05倍から1.2倍の範囲で行い、記憶色判定結果に基づき、補正後の信号に置き換えて出力映像信号を得る。
Further, blending processing by multiplication and addition of 55a, 55b, and 55c in FIG. 5 is performed using the skin color correction coefficient obtained earlier, and the ratio of the original RGB input signal is lower as the skin color correction coefficient is larger. Process. Further, a correction for bringing the chromaticity approaching the primary color closer to the white side by the
このように、肌色領域の信号においては、図3、図5に示すような記憶色判定部53、肌色補正ゲイン発生部54、記憶色補正部55により、色度が6軸原色色度側へ近づいた色を元の違和感ない色へと白成分を増やして最適な記憶色として表示させることができる。同様に空色についても記憶色判定部53で判定するとともに、加算部52の増加した白成分をマイコンからの広色域ディスプレイであることの補正データにて強調されるので、空の色が濃くなりそうな信号に対して最適な白を増やした色補正ができる。そして、違和感のない映像品位を保つことができる効果を発揮させることができる。
In this way, in the skin color region signal, the chromaticity is shifted to the 6-axis primary color chromaticity side by the memory
(実施の形態2)
本発明の実施の形態2の画像表示装置を、図10を参照しながら説明する。
(Embodiment 2)
An image display apparatus according to Embodiment 2 of the present invention will be described with reference to FIG.
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。
FIG. 10 shows an image display apparatus, that is, a display system using the
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。
The
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。加算部52では白成分の量に応じたマイナス成分を加算(減算)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〜0.5倍するかをメインマイコン70が決定する。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−0.5倍した上で、乗算し(59a、59b、59c、59d、59e、59f)、次いで加算部52で減算処理して色強調を図る。次いで55c、55dの乗算器にて記憶色である肌色補正係数分1.05倍RGB信号に乗算し、さらに広色域ディスプレイであることの補正係数1.05倍を乗算する。これら補正信号分を加算器55aに足し込みその信号が記憶色判定されている時のみ、セレクタ551でセレクトされて出力する。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)広色域ディスプレイでの映像品位悪化を防ぐように白成分を加算する。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、記憶色補正部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。
The RGB signal input to the
以上のように、記憶色の信号成分において、図3、図5、図6に示すような記憶色判定部53、肌色補正ゲイン発生部54、記憶色補正部55により、色濃く映像表現されるような違和感のない色制御をし、視認性も向上させることが出来る。
As described above, in the memory color signal component, the memory
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、広色域のディスプレイにおいて記憶色を最適な色再現性で表示させることが出来る。 Further, by measuring the ambient illuminance using an optical sensor and performing optimum color enhancement, the memory color can be displayed with optimum color reproducibility on a wide color gamut display without overcorrection.
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、LEDバックライト液晶ディスプレイなどのディスプレイでも実現できるものである。 The display device of the present invention described above has been described as a projector, but is not limited to a projector, and can be realized by a display such as an LED backlight liquid crystal display.
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。 Further, the processing of the present invention may be realized by software, and is not limited to the image display device, and it goes without saying that the display method itself is also effective.
本発明にかかる画像表示装置は、パソコンなどのRGB入力信号に対してLED光源の広色域ディスプレイの画像表示において、人間の記憶色に基づき違和感のない画像表示をさせることができる効果を有し、LED光源の長寿命の特長を活かす長期間設置するデジタルサイネージなどの用途に適する。 The image display apparatus according to the present invention has an effect of being able to display an image without a sense of incongruity based on a human memory color in an image display of a wide color gamut display of an LED light source with respect to an RGB input signal of a personal computer or the like. Suitable for applications such as digital signage installed for a long period of time, taking advantage of the long life of LED light sources.
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 加算部
53 記憶色判定部
54 肌色補正ゲイン発生部
55 記憶色補正部
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
72 原色色度テーブル
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 マウスポート
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
200 LED光源モジュール
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 VIDEO terminal 12 S-
91-93
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-
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