JP2011509604A - 多画面表示における色差の補正 - Google Patents

Abstract

いかなる手動または主観的な評価も必要とせずに、自動的な方式でディスプレイ装置から直接取得されたフィードバックを用いた、１つ以上のディスプレイ装置の画質合わせ（例えば、色補正および／または等化）が開示される。特定のディスプレイ装置に設けられたセンサは、自動的にディスプレイ装置のある特性を測定し、ディスプレイ装置への入力で画像処理プロセッサへの画質合わせ情報をフィードバックする。フィードバックに基づいて、画像処理プロセッサは、基準特性と一致するようにディスプレイ装置の特性を調整する。複数のセンサが複数のディスプレイ装置および画像処理プロセッサと共に用いられる場合、複数のディスプレイ装置の実質的に均一の表示特性および整合が可能である。

Description

本発明の実施形態は、ディスプレイ装置の画質合わせ又は画質調整（ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ）に関し、特に、画像均一性を取得するための、１つ以上のディスプレイ装置の自動モニタリングおよび画質合わせに関する。

現代の電子ディスプレイ装置は、ブラウン管（ＣＲＴ）、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、プラズマ、デジタル光処理技術（ＤＬＰ）などのような様々な種類の技術を利用している。同一の入力信号を与えられると、これらのディスプレイのそれぞれは、表示された画像がどのように生成されるかの基本的な違いにより、異なる「色温度」、ホワイトポイントおよび色彩バランス（色彩特性）を生成することができる。さらに、それらが同一の一群の生産ディスプレイから生成されたとしても、組立許容範囲、材料バラつき、環境効果（例えば、温度、湿気）およびコンポーネントの老朽化は、同一の技術の２つの異なるディスプレイ装置上の異なる画像色特性において生じる可能性がある。

色彩特性のこれらの差分のために、均一で所望の色彩特性を取得するということは、常に克服するべき難問であった。所望の色彩特性を取得するためにディスプレイ装置を調整するという問題が、単一のディスプレイ装置に適用可能である一方で、その問題は、多重ディスプレイ装置が正確な色合せが所望されるより大きなディスプレイを形成するために相互に用いられる場合により一層深刻になる。

マルチディスプレイソリューションは、大画像および映像プレゼンテーションのためにますます一般的になっている。例えば、多重ディスプレイは通り掛かりの人に見られることを意図した大型ディスプレイを形成するために用いられてもよく、各々のディスプレイは全体的な画像の一部のみを表示する。極めて薄いベゼルは、それらの間の非常に小さくかつほとんど継ぎ目のないギャップのみで、多重ディスプレイ（画像合成）を連結することを可能にする。多重ディスプレイ装置も、フライトシミュレータ、「仮想の」会議室、および「サラウンド」型ゲームおよび娯楽装置などのように「没入型の」効果を生成するために視聴者を取り囲むように用いられてもよい。さらに、各ディスプレイが芸術的効果のための同一の画像、または機能的および／または審美的な目的のための完全に異なる種類の画像を表示する場合（例えばテレビニュース放送の背景において同時に表示される複数のテレビジョンチャネル）には、多重ディスプレイが相互に用いられてもよい。

図１は、多重ディスプレイシステムの色合せの前述の問題を表す単純な典型的な２つのディスプレイ装置システム１００を図示する。図１において、入力画像１０２は、２つの分離した画像１０４および１０６へ分割され、２つの分離したディスプレイ装置１０８および１１０上にそれぞれ表示することができる。但し、上述された差の１つ以上により、ディスプレイ装置１１０にはディスプレイ装置１０８（斜線の画像１１０として図１において表示される）とは異なる色彩特性があってもよい。

いかなるディスプレイ装置も非線形系として閲覧することができ、該非線形系はモデル化するのが困難になりえる。したがって、所与の入力信号に関するディスプレイ装置の正確な色彩挙動は、予測するのが困難になりえる。各々のディスプレイ装置の非線形性は、さらに２台のディスプレイ装置間の色彩の差を強調する。

人間視覚システム（ＨＶＳ）が色彩と強度差とに非常に影響を受けやすいことが示されている。訓練されていない観察者でさえ、多数のテレビが展示されていて、同一の画像を表示している可能性のある家電量販店などにおいて、同一の画像を表示する隣接したモニタ間の色差に容易に気づくことができる。したがって、色差の等化は、ディスプレイ装置メーカおよび１台以上のディスプレイ装置を設定し、維持し、利用する者の両方にとって重要である。

個別のディスプレイ装置間の伝達関数の差を補正するために、各々のディスプレイ装置の正確な伝達関数が知られている。但し、各々のディスプレイ装置の伝達関数を決定することは、複雑で多くの場合非実用的である。さらに、ディスプレイ装置の特性が各種パラメータ（例えば時間、温度）とともに変化するので、ディスプレイ装置の伝達関数は、一定ではなく、むしろそれらのパラメータの関数である。

色補正および／または等化を実行するための従来の１つの方法は、常にモニタリングを行い、所望の色温度が達成されるまで、複数のディスプレイのそれぞれについて手動で調整し、また、多重ディスプレイ装置の場合は、観察者がディスプレイ間の色差を知覚することができなくなるまで調整する。但し、これは手間がかかり、かつ退屈で、気力をくじく作業である。操作者はディスプレイ装置にセンサを繋ぎ、更にそのセンサを測定装置に接続し、読み取り作業を行い、手動で色彩を補正した後、修正により思い通りの効果が得られたかどうかの検証をする必要があった。

単一のディスプレイ装置について色彩特性を調整するための別の従来の方法は、ディスプレイ装置への入力に補償装置を挿入することである。画像処理プロセッサなどのような補償装置は、個別のディスプレイ装置間の伝達関数の違いを補正する。

図２は、デジタルビデオソース２００とディスプレイ装置２０４との間につながれた典型的な画像処理プロセッサ２１６を図示する。画像処理プロセッサ２１６は、一連の処理ステップ（ガンマ、彩度、ゲイン、コントラスト、ブランキングレベル調整、オフセットなどのようなパラメータの調整）の実行により、デジタル出力信号２０２を調整する。とりわけ、画像処理プロセッサ２１６は、参照比色定量と一致するようにディスプレイ装置の色彩を調節することができる。

画像処理プロセッサ内で利用された１つの従来処理ステップは、いわゆる三次元（３Ｄ）のルックアップテーブル（ＬＵＴ）の利用である。入力ビデオ画像データは、特に３ＤＬＵＴに特有のビデオ画像特性を有する出力映像データを生成するために３ＤＬＵＴに適用することができる。例えば、３ＤＬＵＴは、デジタル映像信号に、ある量の色補正を適用するために用いることができる。

図３は、典型的な３ＤＬＵＴ３００をグラフに表している。用語「３Ｄ（３次元）」は、赤色（Ｒ）緑色（Ｇ）および青色（Ｂ）を表現する３つの観察軸が用いられていることに由来する。例えば、図３において、色彩ＲはＸ軸に沿って表現され、色彩Ｇはｙ軸に沿って表現され、色彩Ｂはｚ軸に沿って表現される。カメラからのデジタル出力信号は、１つの色彩当たり１０ビット（１０２４の値）の解像度を備えており、例えば、３つの色彩について完全な表の生成は、１０２４×１０２４×１０２４エントリ、すなわち１０億以上のエントリを含む表になる。実用化に当たっては、３ＤＬＵＴ３００は、１７×１７×１７エントリ、すなわち５０００未満のエントリでより低い解像度表で構成されてもよい。各エントリは、各々の色彩Ｒ、Ｇ、およびＢに対して値ｘ’、ｙ’およびｚ’の３要素を含んでおり、ｘ’、ｙ’およびｚ’は、それぞれ例えば０から１０２３（１０ビットの値）までの範囲である。

各々の色彩Ｒ、ＧおよびＢに対する実際の１０ビットのデジタル出力信号値ｘ、ｙおよびｚが、それぞれ、３ＤＬＵＴに適用される場合、ｘ、ｙ、およびｚは０から１０２３までの範囲であり、３ＤＬＵＴは修正されたデジタル出力信号値ｘ’、ｙ’およびｚ’を生成する。但し、３ＤＬＵＴがより低い解像度表（例えば１０２４×１０２×１０２４の代わりに１７×１７×１７）である実施形態において、正確なｘ’、ｙ’およびｚ’値を取得するために３ＤＬＵＴ内のエントリ上で画像処理プロセッサが外挿法を実行してもよい。

図４は、（空間または時間のフィルタリングまたは処理とは対照的に）画素単位上で画像処理を実行するために典型的な画像処理プロセッサ内で実行される一連の処理ステップを図示する。図４の例において、ｎビットのＲ、ＧおよびＢ信号ｘ、ｙおよびｚで構成されたオリジナルのデジタル出力信号４００は、３ＤＬＵＴ４０２に供給され、該ＬＵＴ４０２は、色変換を実行するために利用され、上述されたように修正されたデジタル出力信号値ｘ’、ｙ’およびｚ’を生成してもよい。色彩に変換されたデジタル出力信号は、その後、一次元（１Ｄ）のＬＵＴ４０４に供給されてもよく、該ＬＵＴ４０４は、ゲイン調整、黒レベル調整またはガンマ変換などのような多くの目的のために用いられてもよい。なお、１ＤのＬＵＴ４０４は画像処理プロセッサが単に画像の強度を調整した場合に必要とされるのみの処理ステップであってもよい。

次に、デジタル出力信号は、ガンマ（ゲイン）処理ブロック４０６においてガンマ変換され、その後、別の色彩（すなわち色彩のミクシング）で１つの色彩の意図的なクロスコンタミネーションを実行し、ゲイン、彩度などを調整することができるマトリックス４０８に供給されてもよい。その後、デジタル出力信号は、画像の彩度を変更するために彩度処理ブロック４１０に、その後付加的な色相変換を実行するために別の一次元（１Ｄ）のＬＵＴ４１２に供給されてもよい。すべての画像処理ステップの結果は、修正されたデジタル出力信号値ｘ”、ｙ”およびｚ”である（参照符号４１４を参照）。

上述された画像処理プロセッサが単一のディスプレイ装置の色彩特性を調整するのに適している一方で、上述された画像処理ステップへのいかなる調整も、ディスプレイ装置自体の出力からのいかなる自動フィードバックの有益性がなく実行される。さらに、上述された画像処理ステップによって実行されたいかなる色補正も、他の任意のディスプレイ装置、または好ましい比色定量の基準ゲージに対する考慮なしで実行される。

したがって、いかなる手動または主観的な評価も必要とされずに、ディスプレイ装置から直接取得されたフィードバックを用いて、自動的な方式で１つ以上のディスプレイ装置の画質合わせを実行する必要がある。

本発明の実施形態は、いかなる手動または主観的な評価も必要とせずに、自動的な方式でディスプレイ装置から直接取得されたフィードバックを用いて、１つ以上のディスプレイ装置の画質合わせ（例えば、色補正および／または等化）を実行することに関する。特定のディスプレイ装置に設けられたセンサは、自動的にディスプレイ装置のある特性を測定し、ディスプレイ装置への入力で画像処理プロセッサへの画質合わせ情報をフィードバックする。フィードバックに基づいて、画像処理プロセッサは、基準特性と一致するようにディスプレイ装置の特性を調整する。複数のセンサが複数のディスプレイ装置および画像処理プロセッサと共に用いられた場合、複数のディスプレイ装置について、実質的に均一の表示特性および整合が可能である。

達成されてもよい画質合わせは、デジタル映像信号の色彩、輝度修正および他の種のデジタル画像（例えば、デジタル写真からの画像）を含む。画質合わせは、各々のディスプレイ装置により多重ディスプレイ装置上に達成されてもよく、この場合各ディスプレイ装置は、（１）全体的な画像の一部のみ、（２）芸術的効果のための同一の画像、または（３）機能上のおよび／または審美的な目的のための完全に異なる画像（例えば、テレビニュース放送の背景において同時に表示されている複数のテレビジョンチャネル）を示す。さらに、特定の基準ディスプレイ特性に維持されるように単一のディスプレイについて画質合わせをすることができる。

入力画像の異なる一部を表示する装置を含むマルチディスプレイ装置システムにおいて、デジタル入力画像は、画像スプリッタによってＮビットストリームにまず分割される。各ビットストリームは、異なる画像処理プロセッサに供給され、修正されたビットストリームを生成する。各修正されたビットストリームは、完全な画像であるデジタル入力画像の少なくとも一部を表すものであり、異なるディスプレイ装置に供給される。各々のディスプレイ装置に設けられたセンサは、ディスプレイ装置の特定の画面表示特性を測定し、そのディスプレイ装置に設けられた画像処理プロセッサへフィードバック情報を送信する。画像処理プロセッサは、その後、フィードバック信号に従ってその３ＤＬＵＴを変更する。

画像処理プロセッサが、受信したデジタル画像データを画像処理する通常モードである場合、該画像処理プロセッサは、デジタル画像データを受信するためのデジタル画像入力を有する。画像処理プロセッサ内には、テスト信号発生装置設けられており、画像処理プロセッサが画質合わせのために用いられている場合において、デジタル試験パターンを自動的に生成する。多くのフレームに亘り、１つ以上のテストパターンが、１つ以上の画素に提示されてもよい。デジタル画像入力またはテスト信号発生装置、またはそれらの組み合わせを、画像処理ブロックによって処理することができる。内部画像処理ブロックの出力は、デジタル画像出力を介して画像処理プロセッサから外へ送信される。外部センサに連結可能なフィードバック入力ポートは、内部画像処理ロジックにディスプレイ装置の一部の画面表示特性を表わしたものを提供するために用いることができる。ディスプレイ装置によって生成された変更を修正する「補正」用３ＤＬＵＴを計算するために、内部画像処理ロジックは、フィードバック入力からの画面表示特性と、テスト信号発生装置からのテスト信号とを比較することができる。

センサは、ディスプレイ装置の可視領域において、ディスプレイ装置の一部の前に配置されるか、またはディスプレイ装置のベゼルにおいて隠されてもよい。センサが可視領域において配置される場合、センサは丸みを帯びた外観を有するディスプレイ装置の末端の隅に配置されてもよい。センサは、離散的で、ディスプレイの前面へ接続され、配線を介して接続されてもよく、または、ベゼルまたはベゼルの背後に統合されてもよい。その代わりに、例えば、センサは、はめこみ型のレンズを用いて、ディスプレイの一部に焦点を当てる遠隔センサであってもよい。この実施形態は、ディスプレイ装置から遠隔の位置でセンサをすべて配置することが好都合である、大型の競技場スタイルのディスプレイ装置において有用である。

多重ディスプレイシステム内の色合せの問題を表す単純で典型的な２つのディスプレイ装置システムを図示する。

デジタルビデオソースとディスプレイ装置との間で接続された画像処理プロセッサを含む典型的なデジタルビデオシステムを図示する。

典型的な３ＤＬＵＴを図示する。

画素単位上で色相変換を実行するための画像処理プロセッサ内で実行される一連の典型的な処理ステップを図示する。

本発明の実施形態によるマルチディスプレイ装置システムを図示する。

本発明の実施形態による典型的な画像処理プロセッサを図示する。

本発明の実施形態による典型的なシステム環境内の画像処理プロセッサを図示する。

本発明の実施形態によるディスプレイ装置上の典型的なセンサの位置を図示する。

本発明の実施形態による画像処理プロセッサの典型的なハードウェアブロック図を図示する。

以下の好適な実施の形態において、その一部をなす添付の図面が参照され、本発明を実施できる特定の実施形態が実例として示される。他の実施形態を用いてもよいことは理解されるべきであり、構造の変化は、本発明の好ましい実施形態の範囲から逸脱せずになされてもよい。

本発明の実施形態は、いかなる手動または主観的な評価も必要とせずに、自動的な方式でディスプレイ装置から直接取得されたフィードバックを用いて、１つ以上のディスプレイ装置の画質合わせ又は画質調整（例えば、色補正および／または等化）を実行することに関する。特定のディスプレイ装置に取り付けられたセンサは、自動的にディスプレイ装置のある特性を測定し、ディスプレイ装置への入力で画像処理プロセッサへの画質合わせ情報をフィードバックする。フィードバックに基づいて、画像処理プロセッサは、基準特性と一致するようにディスプレイ装置の特性を調整する。複数のセンサが複数のディスプレイ装置および画像処理プロセッサと共に用いられた場合、複数のディスプレイ装置について、実質的に均一の表示特性および整合が可能である。

本発明のいくつかの実施形態は、デジタル映像信号の色補正に関して説明されているが、本発明の実施形態は、他の種の補正（例えば輝度）および他の種のデジタル画像（例えばデジタル写真からの画像）に適用可能である。

更に、本発明のいくつかの実施形態は、全体的な画像の一部のみを表示するディスプレイ装置を複数備えた多重ディスプレイ装置に関して説明されているが、本発明の実施形態は、芸術的効果のための同一の画像を表示するディスプレイを複数備えた多重ディスプレイ装置、または機能的および／または審美的な目的のための完全に異なる画像（例えばテレビニュース放送の背景において同時に表示されている複数のテレビジョンチャネル）を表示するディスプレイを複数備えた多重ディスプレイ装置に適用可能である。

さらに、本発明の実施形態は、特定の基準ディスプレイ特性が維持される単一のディスプレイにも適用可能である。例えば、ディスプレイ画質合わせシステムは、ディスプレイが劣化するにつれて経時的に特定の基本色特性を維持するために単一のディスプレイ装置に組み込むことができる。別の例において、ＤＶＤは一般にディスプレイの特定タイプ（例えばプラズマ）のための基本となるので、別の種のディスプレイ（例えばＬＣＤ）上で再生された時ＤＶＤが所望の色彩特性を生成することを保証するために、自動的にＤＶＤからの色彩を測定するために本発明の実施形態による画質合わせシステムを用いることができる。ＤＶＤはそれ自身色彩の測定のためのテストパターンを有していてもよい。そのような実施形態において、テスト信号発生装置は必ずしも必要ではない。

図５は、本発明の実施形態によるマルチディスプレイ装置システム５００を図示する。デジタル入力画像５０２は、画像スプリッタ５０６によってＮビットのストリーム５０４にまず分割される。画像スプリッタ５０６は、当業者によく知られており（例えばクワッドスプリッタ）、さらに論じられることはない。Ｎ個のディスプレイ装置５０８が入力画像５０２の異なる一部を表示する場合のみ、画像スプリッタ５０６を必要とする。すべてのディスプレイ上で同じ画像が表示される場合、画像スプリッタ５０６は分配増幅器と置換される。各ビットストリーム５０４は、異なった画像処理プロセッサ５１０に供給され、修正されたビットストリーム５１２を生成する。各修正されたビットストリーム５１２は、完全な画像であるデジタル入力画像５０２の少なくとも一部を表すものであり、異なるディスプレイ装置５０８に供給される。各々のディスプレイ装置５０８に設けられたセンサ５１４は、ディスプレイ装置の特定の画面表示特性を測定し、そのディスプレイ装置に設けられた画像処理プロセッサ５１０へフィードバック情報５１６を送信する。画像処理プロセッサ５１０は、その後、フィードバック信号５１６に従ってその３ＤＬＵＴを修正する。

上述したように、画像処理プロセッサ５１０は、センサ５１４からの測定に基づき、表示された画像の画質合わせをする。発明の名称が「Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｏｆ ３Ｄ Ｌｏｏｋ−Ｕｐ Ｔａｂｌｅ Ｆｏｒ Ｉｍａｇｅ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｄｅｖｉｃｅ：画像処理装置のための３Ｄルックアップテーブルの生成」で、２００７年３月７日に本願の出願人により出願された米国特許出願第１１／７１５，７７２号明細書に開示された画像処理プロセッサと、画像処理プロセッサ５１０は機能的に同様である。その内容は、本願明細書の一部をなすものとする。画像処理プロセッサ５１０は、デジタル入出力（例えばＤＶＩまたはＳＭＰＴＥ２９２インタフェース）を有し、１つ以上の３ＤＬＵＴを記憶するために十分なメモリを有している。デジタルインタフェースは、例えば所定の空間的または時間的に表される位置にテストカラー信号を挿入することにより、デジタル画像の操作を可能にする。これらのテスト信号は、表示された画像の一部として表示し、センサ５１４によって測定することができる。画像処理プロセッサ５１０は、これらのテストパターンを継続的にまたは定期的に挿入することができる。テスト信号の頻度は、予測されるディスプレイの色彩特性の経時的な変化に基づくことができる。

図６ａは、本発明の実施形態による典型的な画像処理プロセッサ６００を図示する。図６ａにおいて、画像処理プロセッサ６００が、受信したデジタル画像データを画像処理する通常モードである場合、デジタル画像入力６０２は、デジタル画像データを受信する。デジタル画像データは、デジタル画像データを提供することができる、いかなるソースから受信されてもよい。

画像処理プロセッサ６００内にはテスト信号発生装置６０４が設けられており、画像処理プロセッサが画質合わせ用として用いられている場合、デジタルテストパターンを自動的に生成する。例えば、ｌ７×１７×１７の３ＤＬＵＴが内部画像処理ブロック６０６内で生成される場合、テスト信号発生装置６０４は、１７×１７×１７＝４９１３の異なったｘ、ｙ、ｚＲＧＢの組み合わせを生成することが出来、それぞれは固有のテストパターンを表す。多くのフレームに亘り、１つ以上のテストパターンが、１つ以上の画素に提示されてもよい。デジタル画像入力６０２またはテスト信号発生装置６０４、またはそれらの組み合わせを、画像処理ブロック６０６によって処理することができる。本発明の実施形態において、内部に設けた画像処理ロジック６０６は、デジタルビデオストリーム６２０の特定部（例えば画素）にテスト信号発生装置６０４からのテストパターンを継続的にまたは特定の時点に挿入する。

内部画像処理ブロック６０６の出力は、デジタル画像出力６１２を介して画像処理プロセッサ６００から外へ送信される。外部センサに連結可能なフィードバック入力ポート６２４は、内部画像処理ロジック６０６にディスプレイ装置の一部の画面表示特性を表わしたものを提供するために用いることができる。フィードバック入力ポート６２４は、外部センサから信号を受信するためのいかなる適切なインタフェース回路を含んでもよい。ディスプレイ装置によって生成された変更を修正する「補正」用３ＤＬＵＴを計算するために、内部画像処理ロジック６０６は、フィードバック入力６２２からの画面表示特性と、テスト信号発生装置６０４からのテスト信号とを比較することができる。

画像処理プロセッサ６００は、単一のディスプレイ装置への接続に適している単一の格納装置内に収容されてもよい。その代わりに、複数の画像プロセッサは、複数のディスプレイ装置への接続に適している単一の格納装置内に収容されてもよい。そのような実施形態において、単一のテスト信号発生装置は、複数の画像プロセッサの各々のためのテストパターンを生成してもよい。格納装置は、画像スプリッタまたは分配増幅器を必要に応じてさらに含むことができる。本発明の実施形態は、ディスプレイ装置自体に組み込まれた回路基板を含むことができる。

本発明のある実施形態において、センサは、最小の１つの三色画素の出力を読み取って定量化し、画像処理プロセッサへ戻す結果を伝送する、小さなＣＭＯＳまたはＣＣＤセンサであってもよい。本発明の実施形態によるセンサは、表示されている画像の障害物を最小化するために１つ以上の画素のみを使用する、小さいサイズ（例えば、数ミリメートル四方のラインアレイ）であってもよい。そのようなセンサは、当業者によって十分に理解され、本明細書でさらに詳細には議論されない。

センサは、ディスプレイ装置の可視領域において、ディスプレイ装置の一部の前に配置されるか、またはディスプレイ装置のベゼルにおいて隠されてもよい。センサが可視領域において配置される場合、センサは丸みを帯びた外観を有するディスプレイ装置の末端の隅に配置されてもよい。センサは、離散的で、ディスプレイの前面へ接続され、配線を介して接続されてもよく、または、ベゼルまたはベゼルの背後に統合されてもよい。その代わりに、例えば、センサは、はめこみ型のレンズを用いて、ディスプレイの一部に焦点を当てる遠隔センサであってもよい。この実施形態は、ディスプレイ装置から遠隔の位置でセンサをすべて配置することが好都合である、大型の競技場スタイルのディスプレイ装置において有用である。

ある実施形態において、センサは分光計として機能し、光の波長を測定してもよく、および特にＲ、ＧおよびＢを測定してもよい。他の種の測定は、輝度とグレースケールとを含むことができる。代替実施形態において、センサは、ディスプレイ装置のそれらの種のスペクトルグラフ特性を一致させるためのディスプレイ装置の特定の種の特性（例えばＬＣＤ、プラズマ、などに特有の特性）を測定してもよい。他の実施形態において、センサは、フラットであるまたはいくつかの既知の応答を有しているセンサの分光特性と共に、色ピクセルの強度を単に測定する。測定工程の間に、画像処理プロセッサは色彩（または色彩の組み合わせ）が１つ以上のテスト画素に送信されているという事前知識があるので、強度測定は単独で十分である。

図７は、本発明の実施形態によるディスプレイ装置上の典型的なセンサの位置を図示する。図７において、センサの感光面７００は、テスト信号が表示される画素である、０ラインでの画素０を完全にカバーする。但し、一般に、ピクセルサイズは様々なディスプレイ装置に応じて変化することができ、センサは、隣接する画素の２つ以上の画素または少なくとも一部をカバーしてもよい。図７の例で、たとえセンサの感光面７００が０ラインでの画素０上に完全に配列されても、０ラインでの画素１および１ラインでの画素０の一部も、感光面によって検出される。さらに、特にセンサがディスプレイ装置の前面上に手動で配置される場合、感光面７００は必ずしも完全に画素グリッド上で配列するとは限らない。センサが１つ以上の意図した画素のみからテスト信号を読み取ることを保証するために、不要な画素を測定段階の間に解除することができる。例えば、図７において、画像処理プロセッサは、０ラインでの画素０内にテスト信号を挿入してもよく、同時に、０ラインでの画素１および１ラインでの画素０を解除してもよい（黒へと強制的に）。これは０ラインでの画素０で色彩のより正確な測定の結果として生じる。

フレーム内のテストパターンの空間位置は、センサの位置に依存する。例えば、センサがフレームの左上角の１つのグループの画素上に配置される場合、テストパターンはそれらの画素へ挿入される。センサは任意の位置でディスプレイ装置上に配置されてもよい、または単にディスプレイ装置の特定領域に一般に配置されてもよいので、テストパターンの空間位置を決定する方法が必要とされる。空間位置は、任意の実画像データを優先的に表示する自動テストパターン検出処理により決定することができる。１つの典型的な実施形態において、センサが白画素を検出するまで、画像処理プロセッサは、他の方法で黒のフレーム内の様々な位置に白画素を挿入することができる。

図６ｂは、本発明の実施形態による典型的なシステム環境内の画像処理プロセッサ６００を図示する。図６ｂの例において、画像処理プロセッサ６００は、デジタルビデオソース６２０の出力に接続され、該デジタルビデオソース６２０は、画像処理プロセッサのデジタル画像入力６０２にデジタル出力信号を提供する。デジタル画像入力６０２およびテスト信号発生装置６０４は、両方とも画像処理ブロック６０６に接続可能である。画像処理ブロック６０６からの出力は、その後、ディスプレイ装置６２２に接続されてもよいデジタル画像出力６１２で提供される。センサ６２６は、ディスプレイ装置６２２の一部をモニタリングし、フィードバック入力６２４を介して画像処理ブロック６０６にフィードバック６２８を提供する。

ディスプレイ補正工程が実行されている場合、画像処理ロジック６０６は、自動的に、特定の位置でデジタル画像にテスト信号発生装置６０４からのテストパターンを継続的にまたは定期的に挿入し、ディスプレイ装置上に表示するためのテストパターンを含むデジタル画像出力データを生成する。このテストパターンは、センサ６２６によってモニタリングされているディスプレイ装置６２２上に、１つ以上の選択された画素で出現する。センサ６２６は、その後、それらの画素で検出された特定の特性（例えば色彩）を表わしたものを画像処理ブロック６０６に提供する。画像処理ブロック６０６は、フィードバック入力６２４での画面表示特性とテスト信号発生装置６０４からのテストパターンの画面表示特性とを比較し、２つの間の任意の差分に基づいて、画像処理ブロック内で保たれている「補正用３ＤＬＵＴ」のための最新のエントリを生成する。異なるテストパターンがデジタル画像へ自動的に経時的に挿入されるように、完全な補正用３ＤＬＵＴが人間の介入なしで生成される。この補正用３ＤＬＵＴは、その後テスト信号発生装置６０４によって生成された基準信号として実質的に同一の画面表示特性を生成するディスプレイ装置６２２において結果として生じる。複数のディスプレイ装置系において、各ディスプレイ装置はそのディスプレイ装置の特定の特性に対応する異なる補正用３ＤＬＵＴを生成する。但し、各補正用３ＤＬＵＴが同一のテストパターンに基づくので、各ディスプレイ装置は、実質的に類似した画面表示特性を生成する。調整されたディスプレイを備えた複数のディスプレイ装置により、実質的に一定の画面表示特性を備えた１つのより大型の画像内へと、分割画像を継ぎ目なく結合することができる。

上述されたように、このディスプレイ補正工程の間に、テストパターンはデジタル画像に挿入される。１つの色彩は一度にテストパターンにおいて用いられてもよいし、または複数のセンサが各々のディスプレイ装置のために利用される場合、複数の色彩を異なる画素のために用いることもできる。フレーム単位で、画質合わせや補正工程を実行する必要はない。むしろ、１つ以上の連続するフレームのためのデジタル画像に１つのテストパターンを挿入することができ、次いでテストパターンが挿入されない多くのフレームに該１つのテストパターンを挿入することができる。その代わりに、デジタル画像へ変化するテストパターンを継続的に挿入することができるが、表示された画像の周囲において、ディスプレイ補正処理のための指定したピクセル数が小さく、表示からさらに隠されてもよいので、テストパターンのこの挿入は、ユーザの視聴体験の大幅な低下をもたらすことはない。周波数およびテストパターンの数に依存して、ディスプレイ補正工程全体は数分どころか数時間かかる可能性がある。１つの実施形態において、テストパターン、１つのフレーム当たりの１つの色彩において、４０９６の異なる色彩を用いることができ、色補正処理は完了するために約２、３分間かかる可能性がある。ディスプレイ補正工程は、徐々に雰囲気のある時効効果のための根拠となるために定期的に実行されてもよいし、または主として差分を加工するための根拠となるために一回のみまたは不規則な間隔で実行されてもよい。

本発明のある実施形態において、画質合わせ処理はコントラストと輝度とを単に設定してもよい。この種の画質合わせにとって、黒および白ピクセルのみが必要とされる。他の実施形態において、画質合わせ処理は、組み合わせの任意数のためのＲ、ＧおよびＢの量を調整してもよい。さらに別の実施形態において、画質合わせ処理はグレースケールを調整してもよい。

図８は、本発明の実施形態による画像処理プロセッサ８００の典型的なハードウェアブロック図を図示する。図８において、１つ以上のプロセッサ８３８は、ブートコード、バイオス、ファームウェア、ソフトウェア、および図８の処理を実行するのに必要な任意のテーブルを記憶できる、読み取り専用メモリ８４０、不揮発性リードライトメモリ８４２およびランダムアクセスメモリ８４４に接続することができる。さらに、ＰＣ、記憶デバイスなどのような外部装置と通信するために、１つ以上のハードウェアインタフェース８４６がプロセッサ８３８およびメモリ装置に接続されてもよい。更に、１つ以上の専用ハードウェアブロック、エンジンまたはステートマシン８４８も、特定の処理動作を実行するためにプロセッサ８３８およびメモリ装置に接続されてもよい。

図８の例において、ハードウェアインタフェース８４６は、センサからデジタル画像データ、テストパターンおよびフィードバック情報を受信してもよい。プロセッサ８３８および／または専用ハードウェア８４８は、テストパターンに対するフィードバック情報を比較し、補正用３ＤＬＵＴを計算し、不揮発性メモリ８４２に補正用３ＤＬＵＴを記憶してもよい。補正用３ＤＬＵＴを用いて、プロセッサ８３８および／または専用ハードウェア８４８は、図３において表示される処理ステップの１つ以上を実行し、ハードウェアインタフェース８４６で受信されたデジタル画像データを画質合わせし、ディスプレイ装置上に表示するためのハードウェアインタフェースで修正されたデジタル画像データを出力してもよい。

本発明がその添付の図面に関連して実施形態に関して十分に記述されたが、様々な変更や修正が当業者にとって明らかになることは留意されるべきである。そのような変更や修正が、添付された請求項によって規定される本発明の範囲内に含まれていることは理解されるべきである。

５０６． 画像スプリッタ
５０８． ディスプレイ
５１０． 画像処理プロセッサ
５１４． センサ
６０４． テスト信号発生装置
６０６． 内部画像処理

Claims (25)

1. １つ以上のディスプレイ装置のそれぞれで画質合わせされた画面表示特性を自動的に生成するためのシステムであって、
   ディスプレイ装置に結合することができ、入力画像データから修正された出力画像データを生成する１つまたは複数の画像処理ロジックブロックと、
   各画像処理ロジックブロック内に設けられ、前記ディスプレイ装置から検出された１つ以上の画面表示特性を表わしたものを受信するフィードバック入力ポートと
   を備え、
   各画像処理ロジックブロックは、１つ以上のテストパターンを含む修正された出力画像データを生成し、１つ以上のテストパターンに応じて前記ディスプレイ装置から生成された１つ以上の画面表示特性を表わしたものを受信し、前記１つ以上の画面表示特性と前記１つ以上のテストパターンとの間の差に基づいて、補正用三次元のルックアップテーブル（３ＤＬＵＴ）を計算し、前記補正用３ＤＬＵＴを用いて、修正された出力画像データを調整することを特徴とするシステム。
2. 更に、前記画像処理ロジックブロックの１つ以上に接続された１つ以上のテスト信号発生装置を備え、各テスト信号発生装置は前記１つ以上の画像処理ロジックブロックのための前記１つ以上のテストパターンを生成することを特徴とする請求項１に記載のシステム。
3. 前記入力画像データは、前記１つ以上のテストパターンを含むことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
4. 更に、前記１つ以上の画像処理ロジックブロックの各々に接続したディスプレイ装置を備え、前記画像処理ロジックブロックからの修正された出力画像データを表示することを特徴とする請求項１に記載のシステム。
5. 更に、前記画像処理ロジックブロックの各々に接続したセンサを備え、ディスプレイ装置の近傍にある各センサは、該ディスプレイ装置上のテストパターンを検出し、前記画像処理ロジックブロック内の前記フィードバック入力ポートに前記１つ以上の画面表示特性を表わしたものを提供することを特徴とする請求項４に記載のシステム。
6. 前記センサは、前記ディスプレイ装置に永続的に接続されていることを特徴とする請求項５に記載のシステム。
7. 各画像処理ロジックブロックは、テストパターン検出工程を実行し、前記修正された出力画像データ内に１つ以上のテストパターンを見つけることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
8. 更に、前記画像処理ロジックブロックに接続されたデジタルビデオソースをさらに備え、前記画像処理ロジックブロックの各々に前記入力画像データを提供することを特徴とする請求項１に記載のシステム。
9. 前記デジタルビデオソースは、画像スプリッタであることを特徴とする請求項８に記載のシステム。
10. 前記デジタルビデオソースは、分配増幅器であることを特徴とする請求項８に記載のシステム。
11. １つ以上のテストパターンを含む修正された出力画像データは、フレームごとに生成されることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
12. １つ以上のテストパターンを含む前記修正された出力画像データは、所定間隔で生成されることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
13. １つ以上のディスプレイ装置のそれぞれで画質合わせされた画面表示特性を自動的に生成する方法であって、
    前記１つ以上のディスプレイ装置のそれぞれに対して、
    入力画像データを受信するステップと、
    １つ以上のテストパターンを含む前記入力画像データから修正された出力画像データを生成するステップと、
    前記１つ以上のテストパターンに応じて前記ディスプレイ装置から検出された１つ以上の画面表示特性を表わしたものを受信するステップと、
    前記１つ以上の画面表示特性と前記１つ以上のテストパターンとの間の差に基づいて、補正用三次元ルックアップテーブル（３ＤＬＵＴ）を計算するステップと、
    前記補正用３ＤＬＵＴを用いて、前記修正された出力画像データを調整するステップと
    を含むことを特徴とする方法。
14. 更に前記１つ以上のテストパターンを生成するステップと、前記入力画像データに前記１つ以上の生成されたテストパターンを挿入するステップとを含むことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
15. 前記入力画像データは、前記１つ以上のテストパターンを含むことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
16. 更に、ディスプレイ装置の近傍にセンサを配置するステップを含み、前記ディスプレイ装置上の前記テストパターンを検出し、前記１つ以上の画面表示特性を表わしたものを提供することを特徴とする請求項１３に記載の方法。
17. 前記ディスプレイ装置に前記センサを永続的に接続することを特徴とする請求項１６に記載の方法。
18. 更に、テストパターン検出処理を実行するステップをさらに含み、前記修正された出力画像データ内に１つ以上のテストパターンを見つけることを特徴とする請求項１３に記載の方法。
19. 更に、デジタルビデオソースから前記入力画像データを提供するステップを含むことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
20. 前記デジタルビデオソースは、画像スプリッタであることを特徴とする請求項１９に記載の方法。
21. 前記デジタルビデオソースは、分配増幅器であることを特徴とする請求項１９に記載の方法。
22. 更に、フレームごとに、１つ以上のテストパターンを含む前記修正された出力画像データを生成するステップを含むことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
23. 更に、所定間隔で、１つ以上のテストパターンを含む前記修正された出力画像データを生成するステップを含むことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
24. １つ以上のディスプレイ装置のそれぞれで画質合わせされた画面表示特性を自動的に生成するためのシステムであって、
    前記１つ以上のディスプレイ装置のそれぞれに対して、
    入力画像データを受信する手段と、
    １つ以上のテストパターンを含む前記入力画像データから修正された出力画像データを生成する手段と、
    前記１つ以上のテストパターンに応じて前記ディスプレイ装置から検出された１つ以上の画面表示特性を表わしたものを受信する手段と、
    前記１つ以上の画面表示特性と前記１つ以上のテストパターンとの間の差に基づいて補正用三次元ルックアップテーブル（３ＤＬＵＴ）を計算する手段と、
    前記補正用３ＤＬＵＴを用いて、修正された出力画像データを調整するための手段と
    を備えることを特徴とするシステム。
25. １つ以上のディスプレイ装置のそれぞれで画質合わせされた画面表示特性を自動的に生成するためのシステムであって、
    ディスプレイ装置に結合することができ、入力画像データから修正された出力画像データを生成する１つまたは複数の画像処理ロジックブロックと、
    各画像処理ロジックブロック内に設けられ前記ディスプレイ装置から検出された１つ以上の画面表示特性を表わしたものを受信するフィードバック入力ポートと、
    前記画像処理ロジックブロックからの修正された出力画像データを表示するため、前記１つ以上の画像処理ロジックブロックの各々に接続したディスプレイ装置と、
    各画像処理ロジックブロックに接続したセンサであって、前記ディスプレイ装置上のテストパターンを検出し、画像処理ロジックブロック内の前記フィードバック入力ポートに前記１つ以上の画面表示特性の表わしたものを提供するためのディスプレイ装置の近傍に設けたセンサと、
    前記画像処理ロジックブロックに前記入力画像データを提供するために各画像処理ロジックブロックに接続されたデジタルビデオソースと
    を備え、
    各画像処理ロジックブロックは、１つ以上のテストパターンを含む修正された出力画像データを生成し、１つ以上のテストパターンに応じて前記ディスプレイ装置から生成された１つ以上の画面表示特性を表わしたものを受信し、前記１つ以上の画面表示特性と前記１つ以上のテストパターンとの間の差に基づいて、補正用三次元ルックアップテーブル（３ＤＬＵＴ）を計算し、前記補正用３ＤＬＵＴを用いて、修正された出力画像データを調整することを特徴とするシステム。

Images