JP3760117B2

JP3760117B2 - Image signal processing apparatus, image display apparatus, multi-display apparatus, and chromaticity adjustment method in multi-display apparatus

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Publication number: JP3760117B2
Application number: JP2001217319A
Authority: JP
Inventors: 照人田中; 淳小久保
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2000-07-17
Filing date: 2001-07-17
Publication date: 2006-03-29
Anticipated expiration: 2021-07-17
Also published as: JP2002116749A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像表示装置の前処理装置として使用される画像信号処理装置、このような画像信号処理装置を搭載した画像表示装置およびマルチディスプレイ装置並びに当該マルチディスプレイ装置における色度調整方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、コンサートやイベントの会場などにおいて、視覚的な効果を狙って巨大なスクリーン上に映像を表示させるような場合が多くなってきており、このような映像装置として、複数の画像表示装置の表示画面を隣接させて大画面を構成するマルチディスプレイ装置が使用されているのが一般的である。
【０００３】
マルチディスプレイ装置では、観察者に違和感を与えないようにするため、各表示画面の連続性が要求される。通常の画像表示装置には、その表示画像の輝度や白バランス、色相、飽和度について調整する機能が備えられており、従来はこれらの一つまたは複数を適宜調整することにより、各表示画像における色の再現性を均一化して隣接する画面同士の連続性（以下、「色の連続性」という。）を確保しようとしていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、輝度や白バランス、色相、飽和度等を調整する方法だけでは、完全に画面の連続性を得ることはできない。すなわち、各画像表示装置における表示デバイスやその他の光学素子、特に液晶表示デバイスやカラープリズム、カラーフィルター、ランプ、蛍光体などにおける色再現性や発光特性、透過特性にばらつきが生じ、これによってどうしても画面上の色度の差が発生してしまい、表示画像が不連続となって画像全体が継ぎはぎしたような印象になる。
【０００５】
このような不都合を解消するため、従来は、複数の画像表示装置の中から表示される原色の色度が近い画像表示装置を選別して、それらを隣り合わせて配置する方法しかなかった。しかし、複数の画像表示装置のうちで必ずしも色度の近い画像表示装置があるという保証はなく、あったとしても完全に一致するわけではないので、どうしても画面に色の不連続が生じて全体としての一体感が損なわれるという問題がある。
【０００６】
本発明は、上述の問題点に鑑みてなされたものであって、複数の表示画面における色度を一致させて全体として一体感のある画像表示を実現するための画像信号処理装置、そのような画像信号処理装置を備えた画像表示装置およびマルチディスプレイ装置並びに当該マルチディスプレイ装置における色度調整方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明にかかる画像信号処理装置は、カラー画像信号に基づいて画像を表示する画像表示装置の前処理装置として使用される画像信号処理装置であって、カラー画像信号を受け付ける画像信号受付手段と、画像表示装置により表示されるべき赤、緑、青の各原色の色度をそれぞれ独立に調整する色度調整手段とを備え、前記色度調整手段は、受け付けたカラー画像信号を、前記画像表示装置における表示デバイスの階調再現特性を補正するために必要な階調変換特性とほぼ等しい階調変換特性でガンマ補正するガンマ補正手段と、受け付けたパラメータに基づいて前記ガンマ補正されたカラー画像信号に対して行列演算処理を行って、基準となるべき赤、緑、青の色度が、他の画像表示装置で表示し得る色度範囲と共通する色度範囲内で当該他の画像表示装置における赤、緑、青の色度と一致するように処理する行列演算手段とを備えることを特徴としている。
【０００８】
このように、受け付けたカラー画像信号を演算して、表示画面における赤、緑、青の色度をそれぞれ独立に調整するように構成することにより、これに接続された画像表示装置で表示する画像の色度を自在に調整することができる。
なお、ここでカラー画像信号とは、主にＲＧＢ信号やＹＵＶ信号を意味するが、他の種類の画像信号であっても最終的にＲＧＢ信号に変換され得るものであればよい。
【０００９】
また、本発明に係る画像表示装置は、カラー画像信号を前処理する画像信号前処理手段と、前処理された画像信号に基づき画像を表示する画像表示手段とを備える画像表示装置であって、前記画像信号前処理手段は、カラー画像信号を受け付ける画像信号受付手段と、画像表示装置により表示されるべき赤、緑、青の各原色の色度をそれぞれ独立に調整する色度調整手段とを備え、前記色度調整手段は、受け付けたカラー画像信号を、前記画像表示手段における階調再現特性を補正するために必要な階調変換特性とほぼ等しい階調変換特性でガンマ補正するガンマ補正手段と、受け付けたパラメータに基づいて前記ガンマ補正されたカラー画像信号に対して行列演算処理を行って、基準となるべき赤、緑、青の色度が、他の画像表示装置で表示し得る色度範囲と共通する色度範囲内で当該他の画像表示装置における赤、緑、青の色度と一致するように処理する行列演算手段とを備えることを特徴とする。
【００１０】
このように赤、緑、青の各原色の色度をそれぞれ独立に調整することにより当該画像表示手段により表示される画像の色度を自在に変更することができる。
さらに、本発明に係るマルチディスプレイ装置は、複数の画像表示手段を、それらの表示画面が隣接するように配設し、当該複数の表示画面により１画面分の画像を表示するマルチディスプレイ装置であって、入力されたカラー画像信号から、各画像表示手段で表示すべきカラー画像信号を生成する画像分配手段と、画像表示手段ごとに設けられ、その画像表示手段より表示されるべき赤、緑、青の各原色の色度をそれぞれ独立に調整する色度調整手段とを備え、前記各色度調整手段は、受け付けたカラー画像信号を、当該画像表示手段の階調再現特性を補正するために必要な階調変換特性とほぼ等しい階調変換特性でガンマ補正するガンマ補正手段と、受け付けたパラメータに基づいて前記ガンマ補正されたカラー画像信号に対して行列演算処理を行って、基準となるべき赤、緑、青の色度が、他の画像表示手段で表示し得る色度範囲と共通する色度範囲内で当該他の画像表示手段における赤、緑、青の色度と一致するように処理する行列演算手段とを備えることを特徴とする。
【００１１】
この構成によれば、各色度調整手段により赤、緑、青の色度を独立に調整できるので、各画像表示手段により表示された画像の色度を一致させることが可能となる。これにより画面全体に色の連続性を得ることができ、観察者に違和感を与えることがなくなる。
【００１２】
また、本発明に係るマルチディスプレイ装置における色度調整方法は、複数の画像表示手段を、それらの表示画像が隣接して表示されるように配設してなるマルチディスプレイ装置における各表示画面の色度を調整する方法であって、前記マルチディスプレイ装置は、各画像表示手段ごとに、カラー画像信号の信号値を前記画像表示手段の階調再現特性を補正するため必要な階調変換特性とほぼ等しい階調変換特性でガンマ補正し、別途受け付けたパラメータに基づきそれらのガンマ補正後の信号に行列演算処理を施すことにより赤、緑、青の各原色の色度をそれぞれ独立に調整する色度調整手段を備えており、各画像表示手段に赤、緑、青の原色の画像信号を入力して、画像表示させ、画像表示手段ごとに、各原色画像の色度および輝度を測定する第１のステップと、各原色画像の色度および輝度の測定値に基づき、各画像表示手段により表示される赤、緑、青の各色度がほぼ一致するように各色度調整手段ごとに前記パラメータを設定する第２のステップとを含み、前記第２のステップは、各原色の色度値から各画像表示手段で表示し得る色度範囲を求める第１のサブステップと、前記求められた各画像表示手段で表示し得る色度範囲の共通範囲を求め、この共通する色度範囲内で、基準となるべき赤、緑、青の色度を設定する第２のサブステップと、各画像表示手段により表示される赤、緑、青の色度が、前記基準となるべき赤、緑、青の色度とほぼ一致するように前記パラメータを決定する第３のサブステップとを含むことを特徴としている。
【００１３】
このようにすることにより各色度調整手段による赤、緑、青の色度を、各画像表示手段で表示可能な範囲内で的確に調整でき、各画像表示手段による表示画像の色度を容易に一致させることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るマルチディスプレイ装置等の実施の形態について図面に基づき説明する。
【００１５】
＜実施の形態１＞
（１）マルチディスプレイ装置１の全体構成
図１は、マルチディスプレイ装置１の全体構成を示す図である。本実施の形態においては、マルチディスプレイ装置１は、画像分配装置１００と、４台の液晶プロジェクタ１１１〜１１４とから構成されている。
画像分配装置１００は、ビデオデッキやパーソナルコンピュータから送られてきた１画面分の画像信号を液晶プロジェクタ１１１〜１１４により表示すべき４つの画面分に分割し、それぞれの画面に対応する画像信号について、所定の色度調整を実行した後、液晶プロジェクタ１１１〜１１４に出力する。
【００１６】
液晶プロジェクタ１１１〜１１４は、入力された画像信号に基づき透過型の液晶表示デバイスに画像を形成させ、これに光源から光を照射してその透過光を投写レンズによりスクリーン上に投写させる公知の構成であり、それぞれの表示画像１２１〜１２４が、横方向に細長いスクリーン１２０に等しい倍率で隣接して投写されるように設置されている。
【００１７】
なお、ノート型のパーソナルコンピュータ１３０は、マルチディスプレイ装置１の取り付け時などに実行される色度調整の際に使用されるものであり、入力部１３１から所定の数値を入力することにより、各液晶プロジェクタ１１１〜１１４により投影される各表示画像１２１〜１２４の色度再現性を一致させて一体感のある画面を構成するように色度調整用のパラメータを求めて、画像分配装置１００に転送するようにプログラムが設定されている。表示部１３２には、操作者に対して入力を促すメッセージや上記パラメータの演算結果が表示される。上記色度調整用パラメータを求める具体的な方法については、後述する。
【００１８】
（２）画像分配装置１００の構成
図２は、画像分配装置１００の構成を示すブロック図である。
同図に示すように画像分配装置１００は、ＲＧＢ変換器４１、セレクター４２、フレームメモリ部４３、画像切取部４４、画像拡大部５１〜５４、色度調整部６１〜６４および入力ポート７１、制御部７２などからなる。
外部から入力された画像信号が輝度色差信号（ＹＵＶ信号）である場合には、ＲＧＢ変換器４１においてＲＧＢ信号に変換された後にセレクター４２に送出される。このＲＧＢ変換器４１は、公知の行列演算回路からなり、次の式１のような演算を実行してＹＵＶ信号をＲＧＢ信号に変換する。
【００１９】
【数１】

【００２０】
ここで、Ｃ１〜Ｃ９は、ＹＵＶ信号をＲＧＢ信号に変換するための公知の係数である。
セレクター４２は、操作者の手動操作により切り換えられ、ＲＧＢ信号入力もしくはＹＵＶ信号入力のどちらかを選択して後段のフレームメモリ部４３に送る。なお、セレクター４２は、手動切換えではなく、信号入力のあった入力端子を検出し、当該ポートに自動的に切り換えるように構成してもよい。
フレームメモリ部４３は、ＲＧＢの各色の画像信号用のフレームメモリを備え、それぞれの画像信号の値を１画面分格納する。
画像切取部４４は、フレームメモリ部４３に格納されている各色の１画面分の画像信号を、そのメモリアドレスを参照しながら、出力画面上で水平方向に４等分されるように切り取って、それぞれ画像拡大部５１〜５４に送出する。
【００２１】
画像拡大部５１〜５４は、ＲＧＢの各色について各画素間の信号を補間することにより、画像切取部４４で切り取られて分割された画像を、各液晶プロジェクタ１１２〜１１４における１画面分の画像となるように画素数を増加させて画像を拡大するものであり、具体的には、リサイズＬＳＩが用いられている。
各画像拡大部５１〜５４で拡大処理された画像信号は、それぞれ色度調整部６１〜６４に送出され、ここでＲＧＢの画像信号に対する色度変換処理が行われる。
【００２２】
図３は、上記色度調整部６１〜６４のうち色度調整部６１の構成を示すブロック図である。同図に示すように色度調整部６１は、ガンマ補正部６１１、色度変換部６１２および逆ガンマ補正部６１３とからなる。
ガンマ補正は、入力信号における階調性と表示画像における階調性間の非線形性を補正するためになされるものであり、ガンマ補正部６１１内部には、このような非線形性を補正するための階調変換特性を示すテーブル（以下、「階調変換テーブル」という。）がＲＧＢごとに設けられており、当該テーブルを参照しながら各色についてガンマ補正が実行される。
【００２３】
通常、画像表示装置（本実施の形態では、液晶プロジェクタ）にガンマ補正回路が内蔵されており、これによりガンマ補正が実行されるのであるが、このように画像分配装置１００内でガンマ補正を実行しているのは、実際に画像表示装置から投写する光に対応する信号値に対して色度補正を実行する方が、表示画像に対する的確な色度補正を行えるからである。
したがって、このガンマ補正部６１１の階調変換特性は、実際に接続される画像表示装置に搭載されるガンマ補正回路における階調変換特性とほぼ等しいことが望まれる。
ガンマ補正を施された各色の画像信号に対し、色度変換部６１２において各原色信号に対する色度変換処理が実行される。この色度変換部６１２は、具体的には、行列演算回路からなり、次の（式２）に示すように、入力されたＲＧＢ信号値（ＲIN、ＧIN、ＢIN）に対して３×３の正方行列を乗算することにより、赤、緑、青の色度を変換するようにしている。
【００２４】
【数２】

【００２５】
この正方行列におけるＤ１〜Ｄ９のパラメータの値は、制御部７２の制御により変更可能であり、これにより赤、緑、青の色度をそれぞれ独立して変更することができる。
なお、行列演算回路自体は、複数の乗算器と加算器からなる公知の回路であり、各乗算器における乗算係数（上記パラメータＤ１〜Ｄ９）を制御することにより（式２）の演算が実行される。
【００２６】
色度変換部６１２で色度変換処理が施されたＲＧＢ信号は、逆ガンマ補正部６１３において、ガンマ補正部６１１と逆のガンマ補正が加えられる。このように逆ガンマ補正をしておかないと、液晶プロジェクタ１１１内部のガンマ補正回路において２重にガンマ補正されてしまうことになり、却って色調の再現性が劣化してしまうからである。
他の色度調整部６２〜６４も、上記色度調整部６１と全て同じ構成であり、内部の行列演算回路におけるＤ１〜Ｄ９のパラメータのみが、制御部７２によってそれぞれ独立に制御される。この際、次に述べるようにして各パラメータの値を的確に決定することにより、最終的に液晶プロジェクタ１１１〜１１４によって表示される各画面の色度を一致させることができる。
【００２７】
（３）パラメータＤ１〜Ｄ９の決定方法
次に、各色度調整部６１〜６４の行列演算回路におけるパラメータＤ１〜Ｄ９の決定方法について説明する。
図４は、液晶プロジェクタが２台の場合に、それぞれスクリーンに投影された赤、緑、青の各表示画面における色度ｘｙを測定して色度座標上にプロットした図である。
まず、パーソナルコンピュータ１３０などから画像分配装置１００にＲのみの画像信号を入力して２台のプロジェクタによりスクリーン上に投影させる。ここでＲの信号値は、その輝度が最高になる値が入力される（もし、Ｒの画像信号が０〜２５５の２５６階調で表されているのなら、２５５の信号値。他の色の信号についても同じ。）。
【００２８】
各液晶プロジェクタ１１１，１１２によりスクリーン１２０上に投影された赤色の画面の色度および輝度を公知の色彩色度計で測定し、その色度ｘｙの値と輝度の値を得る。このようにして得られた色度ｘｙを色度座標にプロットしてそれそれ点Ｒ１、Ｒ２を得る（添え字の「１」「２」は、それぞれ液晶プロジェクタ１１１、液晶プロジェクタ１１２の測定値であることを示す。他の色についても同じ）。
同様にして、画像分配装置１００にＧの画像信号、Ｂの画像信号を順次入力し、それらの表示画像における色度・輝度を測定して、そのうちの色度の値から色度座標上に点Ｇ１、Ｇ２、Ｂ１、Ｂ２をそれぞれプロットする。なお、説明の便宜上、以下の説明において、色度ｘｙによりプロットされた色度座標上の点を「色度座標点」という。
【００２９】
全ての色は、３原色の混合により表示できるから、△Ｒ１Ｇ１Ｂ１、△Ｒ２Ｇ２Ｂ２は、それぞれ液晶プロジェクタ１１１、１１２で表示しうる色度の範囲を示しているといえる。
２台の液晶プロジェクタ１１１、１１２で表示される画像の色度を一致させるためには、少なくともどちらか一方に対応する色度調整部におけるパラメータを変更して、双方の液晶プロジェクタにより表示される色度範囲△Ｒ１Ｇ１Ｂ１と△Ｒ２Ｇ２Ｂ２が一致するようにすればよい。
【００３０】
そのため、まず、双方の液晶プロジェクタで表示しうる色度範囲の共通する部分（以下、「共通色度範囲」という。）の中で、色度範囲を一致させるための目標とすべき３原色の色度座標点Ｒｓ、Ｇｓ、Ｂｓを設定し、各△Ｒ１Ｇ１Ｂ１、△Ｒ２Ｇ２Ｂ２が、△ＲｓＧｓＢｓに一致するように各色度調整部で色度を調整する。この際、共通色度範囲内で適当に色度座標点Ｒｓ、Ｇｓ、Ｂｓを設定するのではなく、次のような条件を満たすように設定することが望ましい。
【００３１】
▲１▼原画像と近い色合いを再現するため、色度変換後に表示される画像の色相が標準的なものとできるだけずれないようにすること。
▲２▼その上で、色再現の可能な範囲をできるだけ大きくすること。
そこで、本実施の形態においては、色度座標上にＲ、Ｇ、Ｂの標準的な色度座標をプロットし（図４のＲ０、Ｇ０、Ｂ０）、共通色度範囲の境界線上で上記色度座標点Ｒ０、Ｇ０、Ｂ０に最も近い点をそれぞれ色度変換の目標とする色度座標点ＲｓＧｓＢｓとするようにしている。標準的な色度座標点Ｒ０、Ｇ０、Ｂ０に最も近いということで、▲１▼の条件を満足し、それが共通色度範囲の境界線上であるということにより▲２▼の条件も満足する。図４の例において▲１▼▲２▼の条件を満たす点を求めると、各色度範囲△Ｒ１Ｇ１Ｂ１と△Ｒ２Ｇ２Ｂ２の双方の境界線の交点が上記色度座標点Ｒｓ、Ｇｓ、Ｂｓとなる。
【００３２】
なお、赤、緑、青の各３原色の表示画面における標準的な色度座標点Ｒ０、Ｇ０、Ｂ０は、経験的に求められる。
さて、実際には、液晶プロジェクタは４台あるので、図５に示すように、まず、４台のそれぞれの液晶プロジェクタで表示し得る色度範囲△ＲｉＧｉＢｉ（ｉ＝１，２，３，４）を求めて、これらの色度範囲の共通色度範囲を求める（図中、太線で示したものが共通色度範囲の境界線）。そして、同図に示すように、その境界線上で標準色度座標点Ｒ０、Ｇ０、Ｂ０に最も近い点を求めて、それらを目標色度座標点ＲｓＧｓＢｓと設定することになる。
【００３３】
なお、液晶プロジェクタの台数が５台以上の場合でも、同様な方法で、目標色度座標点を求めることができる。
次に、液晶プロジェクタ１１１によって表示される３原色の色度を、上記目標色度座標点Ｒｓ、Ｇｓ、Ｂｓの色度と一致させるための、Ｄ１〜Ｄ９のパラメータの求め方を説明する。
【００３４】
ここで液晶プロジェクタ１１１の赤色の色度調整前の色度座標点Ｒ１における色度座標ｘをＸｒａ、色度座標yをＹｒａ（以下、「色度座標（Ｘｒａ、Ｙｒａ）」と表記する。他の色についても同様。）、その輝度をＫｒａとし、同じく緑色の調整前の色度座標点Ｇ１の色度座標を（Ｘｇａ、Ｙｇａ）、輝度をＫｇａ、青色の調整前の色度座標点Ｂ１の色度座標を（Ｘｂａ、Ｙｂａ）、輝度をＫｂａとする。
【００３５】
また、３原色の色度調整の目標とする色度座標点Ｒｓ、Ｇｓ、Ｂｓの色度座標をそれぞれ（Ｘｒｔ、Ｙｒｔ）、（Ｘｇｔ、Ｙｇｔ）、（Ｘｂｔ、Ｙｂｔ）とし、各原色の輝度をそれぞれＫｒｔ、Ｋｇｔ、Ｋｂｔとする。
ここで、各色の輝度Ｋｒｔ、Ｋｇｔ、Ｋｂｔは、全ての液晶プロジェクタ１１１〜１１４で表示し得る輝度でなければならないから、３原色の赤、緑、青のそれぞれについてプロジェクタごとに測定された輝度のうち、一番低い値が用いられる。
加法混色の原理より、液晶プロジェクタ１１１の調整前の各色の色度および輝度と、調整目標とすべき各色の色度および輝度との間には、次の（式３）〜（式１１）の関係が成り立つ。
【００３６】
【数３】

【００３７】
【数４】

【００３８】
【数５】

【００３９】
したがって、この連立方程式を解くことにより、液晶プロジェクタ１１１に対応する色度調整部６１内部の行列式に適用されるべきパラメータＤ１〜Ｄ９の値を求めることができる。
同様にして、他の液晶プロジェクタ１１２〜１１４に対応する色度調整部６２〜６４内部の設定すべきパラメータの値を求めることができる。
実際には、これらのパラメータを求める演算は、パーソナルコンピュータ１３０により実行され、画像分配装置１００の入力ポート７１を介して、制御部７２に転送される。制御部７２は、受け付けたパラメータを対応する色度調整部６１〜６４の行列演算回路に順次設定する。
【００４０】
このようにして各色度調整部６１〜６４についてパラメータを変更することにより、各液晶プロジェクタ１１１〜１１４により表示される３原色の色度が適正に調整されて全て目標となる色度座標点Ｒｓ、Ｇｓ、Ｂｓの色度と等しくすることができるので、画面全体の色の不連続性がなくなり、複数の表示画面の一体感が強まる。これにより観察者に違和感を感じさせず迫力ある映像を映し出すことが可能となる。
【００４１】
図６は、以上の色度調整用のパラメータの決定の手順をフローチャートにまとめたものである。
まず、画像分配装置１００にＲの画像信号を入力し、各液晶プロジェクタ１１１〜１１４に赤色の画像を投写させ（ステップＳ１）、各投写画面について色度・輝度を測定する（ステップＳ２）。この操作をＧ、Ｂの画像信号についても繰り返する（ステップＳ３〜Ｓ６）。このようにして得られた液晶プロジェクタごとの各原色の投写画面における色度と輝度の値は、入力部１３１を介してパーソナルコンピュータ１３０に入力される。
【００４２】
パーソナルコンピュータ１３０では、各液晶プロジェクタ１１１〜１１４について測定されたＲ、Ｇ、Ｂの投写画面の色度と輝度に基づき、それぞれのプロジェクタに対応する色度調整部６１〜６４に設定されるべきパラメータＤ１〜Ｄ９の値を求め（ステップＳ７）、これを画像分配装置１００に転送する。
画像分配装置１００の制御部７２に転送されてきたパラメータを色度調整部６１〜６４に設定する（ステップＳ８）。
図７は、パーソナルコンピュータ１３０で実行される上記ステップＳ７の処理内容を示すフローチャートである。
【００４３】
まず、パーソナルコンピュータ１３０にインストールされているパラメータ設定アプリケーションが起動されると（ステップＳ１０１でＹ）、変数ｉを１に設定する（ステップＳ１０２）。このアプリケーションは、例えば画像分配装置１００に添付されたフレキシブルディスクに格納されており、予めパーソナルコンピュータ１３０にインストールされているものである。
【００４４】
次に、ｉ台目の液晶プロジェクタのＲ、Ｇ、Ｂの投影画面についての色度座標点Ｒｉ、Ｇｉ、Ｂｉの色度・輝度の入力を待ち（ステップＳ１０３）、それらの入力があれば、「ｉ」が４以上であるか否かを判断する（ステップＳ１０４）。「ｉ」が４未満であれば（ステップＳ１０４でＮ）、ステップＳ１０５で「ｉ」に１をインクリメントしてステップＳ１０３の判断を繰り返し実行し、「ｉ」が４になれば（ステップＳ１０４でＹ）、Ｒｉ、Ｇｉ、Ｂｉ（ｉ＝１，２，３，４）の全てについて色度と輝度の入力が完了したことになるので、そのうちの色度の値に基づき目標の色度座標点であるＲｓ、Ｇｓ、Ｂｓの色度ｘｙを算出する。
【００４５】
このような算出方法の一例として次のような方法が考えられる。すなわち、４個の色度範囲△ＲｉＧｉＢｉ（ｉ＝１，２，３，４：図５を参照）の各色度座標点の座標に基づきそれぞれの色度範囲における境界線の方程式を求める。次に異なる色度範囲の境界線同士の交点を求め、求められた複数の交点のうち、それらを順に結んだときにいずれの境界線もその内側に来ないような交点を選択し、それらを結んで共通色度範囲の境界線を得る。
【００４６】
２点の座標が分かれば、その２点を結ぶ直線の方程式が特定され、直線の方程式が特定されれば、当該直線と定点との距離が公式により求められる。したがって、上記共通色度範囲における複数の直線からなる境界線と各標準色度座標点Ｒ０、Ｇ０、Ｂ０との距離を演算により容易に求めることができる。そして、それぞれの距離が最小となるときの境界線上の点をそれぞれＲｓ、Ｇｓ、Ｂｓとして設定すればよい。
【００４７】
一方、各液晶プロジェクタ１１１〜１１４ごとに測定して得られた赤、緑、青の投写画面の輝度が入力されているので、それらを同じ原色同士で比較して、各原色について一番低い輝度を検索し、それぞれＹｒｔ、Ｙｇｔ、Ｙｂｔとする（ステップＳ１０７）。
【００４８】
次に変数ｎを１に設定し（ステップＳ１０８）、上述した式３〜式１１の連立方程式を解いてｎ番目の液晶プロジェクタに対応する色度調整部に設定されるべきパラメータＤ１〜Ｄ９を求める。これをｎ＝４になるまで繰り返して全ての色度調整部６１〜６４に設定されるべきパラメータを求めた後（ステップＳ１１０、Ｓ１１１、Ｓ１０９）、それらのパラメータの値を画像分配装置１００に転送する。
このように、パーソナルコンピュータ１３０でパラメータを自動的に設定させ、入力ポート７１を介して転送することにより、各液晶プロジェクタ１１１〜１１４の色度調整を極めて容易かつ迅速に行うことができる。
【００４９】
＜実施の形態２＞
上記実施の形態１におけるマルチディスプレイ装置１においては、色度調整部６１を画像分配装置１００内に内蔵するようにしたが、本実施の形態２では、各液晶プロジェクタに内蔵するようにしている。
図８は、このような場合の液晶プロジェクタ２００の構成例を示す図である。この液晶プロジェクタ２００は、ＹＵＶ信号をＲＧＢ信号に変換するＲＧＢ変換器２０１、入力信号を選択するセレクター２０２、ガンマ補正部２０３、３原色の色度を調整するための色度変換部２０４、表示デバイス駆動部２０５、投影部２０６、制御部２０７および入力ポート２０８などからなる。
【００５０】
セレクター２０２で選択された画像信号は、ガンマ補正部２０３で、投影部２０６における階調再現の非線形性を補完するため予め設定された階調変換特性に基づきガンマ補正される。
色度変換部２０４は、上述の色度調整部６１と同じ構成であり内部に行列演算回路を備えている。パーソナルコンピュータ１３０から入力ポート２０８を介して制御部２０７にパラメータＤ１〜Ｄ９の値が与えられており、制御部２０７は、これらのパラメータを色度変換部２０４内部の行列演算回路に設定する。
【００５１】
色度変換部２０４は、この設定されたパラメータに基づいて３原色の色度を変換し、表示デバイス駆動部２０５に出力する。
投影部２０６は、透過型の液晶ディスプレイと光源と投射レンズなどを含む公知のものであって、表示デバイス駆動部２０５は、色度変換されたＲＧＢ信号に基づき上記液晶ディスプレイを駆動して投射画像を形成させる。
【００５２】
このように液晶プロジェクタ内に色度調整機能を組み込むことにより、画像分配器として既存の製品を使用してマルチディスプレイ装置を形成でき経済的である。さらに液晶プロジェクタ２００に手動で色度調整用パラメータを設定できる入力部を設けておけば、液晶プロジェクタ単体で使用する場合にユーザの好みの色度を設定して映像を楽しむことができ大変便利である。
【００５３】
＜実施の形態３＞
マルチディスプレイ装置１において、上記実施の形態１や２のように色度調整部を画像分配装置もしくは液晶プロジェクタに内蔵させるのではなく、これらとは独立した単独の色度調整装置として構成してもよい。
図９は、本実施の形態に係る色度調整装置３００の構成を示すブロック図である。
この色度調整装置３００は、ＹＵＶ信号をＲＧＢ信号に変換するＲＧＢ変換器３０１、入力信号を選択するセレクター３０２、ガンマ補正部３０３、ＲＧＢの色度を調整するための色度変換部３０４、逆ガンマ補正部３０５、制御部３０６、操作部３０７、入力ポート３０８などからなる。
【００５４】
セレクター３０２で選択された画像信号は、ガンマ補正部３０３に入力される。このガンマ補正部３０３は、図３のガンマ補正部６１１や図８のガンマ補正部２０３と同じく、色度変換に先立って、後段に接続される画像表示装置における階調再現の非線形性を補完しておくためのものであるが、本実施の形態では、後段にどのような種類の画像表示装置が接続されても使用可能なように、内部に標準的な画像表示装置に対応した複数種類の階調変換テーブルが格納されており、操作部３０７から実際に接続される画像表示装置の種類が入力されると、制御部３０６の指示を受けて当該画像表示装置に対応した階調変換テーブルを選択してガンマ補正するように構成している。
【００５５】
これにより画像表示装置の種類ごとに色度調整装置を用意する必要がなく、経済的であり、常に最適な色度調整の効果が得られる。
一方、パーソナルコンピュータ１３０から入力ポート３０８を介して制御部３０６にパラメータＤ１〜Ｄ９の値が与えられており、制御部３０６は、これらのパラメータを色度変換部３０４内部の行列演算回路に設定し、これにより３原色の色度が調整される。
【００５６】
逆ガンマ補正部３０５には、ガンマ補正部３０３内に設定されている複数の階調変換テーブルに対応した複数の逆階調変換テーブルが格納されており、制御部３０６からの指示により、ガンマ補正部３０３で選択された階調変換テーブルに対応した逆変換テーブルが選択して逆ガンマ補正を実行するようになっている。逆ガンマ変換されたＲＧＢ信号は、色度調整装置３００に接続された画像表示装置に出力される。
本実施の形態のように色度調整装置３００を独立に構成することにより、ユーザは、既存の画像表示装置と画像分配装置との間に色度調整装置３００を接続してそれらのパラメータを設定するだけで、各表示画像における色度を揃えることができ、全体画像の連続性を確保することができる。
【００５７】
＜変形例＞
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明の内容が、上記実施の形態に示された具体例に限定されないことは勿論であり、例えば、以下のような変形例を考えることができる。
【００５８】
（１）上記実施の形態１では、パラメータＤ１〜Ｄ９の演算をパーソナルコンピュータ１３０で行わせていたが、画像分配装置１００側に色度と輝度を入力するための操作部を設けて、それらの入力された値に基づき制御部７２で図７のフローチャートを実行させて、上記パラメータを求めるようにしてもよい。
実施の形態２、実施の形態３においても同様に内部の制御部でパラメータの演算をさせるようにしてもよい。これらの場合には、色度調整用のパラメータの設定時にパーソナルコンピュータ１３０が不要となり大変便利である。
【００５９】
（２）上記各実施の形態では画像表示装置として、主に液晶プロジェクタについて説明してきたが、画像を隣接して表示させることができる表示装置であればこれに限定されない。例えば、光反射型デバイスを用いた反射型プロジェクタや、ＣＲＴにおける電子ビームを強くし、そのフロントパネルに形成された像を、フロントパネルの前方に配置されたスクリーン上に投影させる形式のＣＲＴ型プロジェクタにも適用可能である。また、場合によっては、プラズマ・ディスプレイ・パネルのようなフラット・ディスプレイ・パネルを使用してもよい。
【００６０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係る画像信号処理装置および画像表示装置によれば、受け付けたカラー画像信号の信号値を演算して、画像表示装置により表示されるべき赤、緑、青の各原色の色度をそれぞれ独立に調整できるようにしているので、当該調整されたカラー画像信号を再生することにより得られる表示画像の色度を自在に調整することができる。
【００６１】
また、本発明に係るマルチディスプレイ装置によれば、画像表示手段ごとに、その画像表示手段に入力されるカラー画像信号の信号値を演算し、当該画像表示手段により表示されるべき赤、緑、青の各原色の色度をそれぞれ独立に調整する色度調整手段を設けているので、各画像表示手段により表示される画像の色度を一致させることが可能となる。これにより画面全体に色の連続性を得ることができ、観察者に違和感を与えることがなくなる。
【００６２】
また、本発明に係るマルチディスプレイ装置における色度調整方法によれば、前記マルチディスプレイ装置が、各画像表示手段ごとに、パラメータを受け付け、このパラメータに基づいて、カラー画像信号の信号値を演算し、画像表示手段により表示されるべき赤、緑、青の各原色の色度をそれぞれ独立に調整する色度調整手段を備えており、各画像表示手段に赤、緑、青の原色の画像信号を入力して画像表示させ、画像表示手段ごとに、各原色画像の色度および輝度を測定し、これらの原色画像の色度および輝度の測定値に基づき各画像表示手段により表示される赤、緑、青の各色度がほぼ一致するように各色度調整手段ごとに前記パラメータを設定するようにしているので、各画像表示手段で表示し得る色度の範囲内で、赤、緑、青の色度を的確に一致させて各表示画像の色の連続性を確保でき、画面全体の一体感を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係るマルチディスプレイ装置の全体構成を示す図である。
【図２】画像分配装置の構成を示すブロック図である。
【図３】画像分配装置内の色度調整部の構成を示すブロック図である。
【図４】液晶プロジェクタが２台の場合について、ぞれぞれが表示し得る共通の色度範囲の求め方を説明するための図である。
【図５】液晶プロジェクタが４台の場合について、ぞれぞれが表示し得る共通の色度範囲の求め方を説明するための図である。
【図６】本発明の実施の形態１におけるパラメータの決定手順を示すフローチャートである。
【図７】パーソナルコンピュータで実行されるパラメータ演算処理を示すフローチャートである。
【図８】本発明の実施の形態２に係る液晶プロジェクタの構成を示すブロック図である。
【図９】本発明の実施の形態３に係る色度調整装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
４１ＲＧＢ変換器
４２セレクター
４３フレームメモリ部
４４画像切取部
５１〜５４画像拡大部
６１〜６４色度調整部
７１入力ポート
７２，２０７，３０６制御部
１００画像分配装置
１１１〜１１４液晶プロジェクタ
１２０スクリーン
１２１〜１２４表示画像
１３０パーソナルコンピュータ
１３１入力部
１３２表示部
２００液晶プロジェクタ
２０１ＲＧＢ変換器
２０２，３０２セレクター
２０３，３０３，６１１ガンマ補正部
２０４色度変換部
２０５表示デバイス駆動部
２０６投影部
２０８，３０８入力ポート
３００色度調整装置
３０１ＲＧＢ変換器
３０４，６１２色度変換部
３０５，６１３逆ガンマ補正部
３０７操作部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an image signal processing device used as a preprocessing device of an image display device, an image display device and a multi display device equipped with such an image signal processing device, and a chromaticity adjustment method in the multi display device.
[0002]
[Prior art]
In recent years, there are many cases where images are displayed on a huge screen aiming at visual effects in concerts or event venues. As such video devices, display of a plurality of image display devices is increasing. In general, a multi-display device is used in which a large screen is configured by adjoining screens.
[0003]
In the multi-display device, continuity of each display screen is required so as not to give the viewer a sense of incongruity. A normal image display device has a function of adjusting the brightness, white balance, hue, and saturation of the display image. Conventionally, by adjusting one or more of these appropriately, The color reproducibility was made uniform to ensure continuity between adjacent screens (hereinafter referred to as “color continuity”).
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, screen continuity cannot be obtained completely only by adjusting the brightness, white balance, hue, saturation, and the like. In other words, variations in color reproducibility, light emission characteristics, and transmission characteristics occur in display devices and other optical elements in each image display device, particularly in liquid crystal display devices, color prisms, color filters, lamps, phosphors, etc. The above difference in chromaticity occurs, and the display image becomes discontinuous, giving the impression that the entire image has been spliced.
[0005]
In order to eliminate such inconvenience, conventionally, there has been only a method of selecting an image display device having a similar primary color chromaticity displayed from a plurality of image display devices and arranging them side by side. However, there is no guarantee that there is an image display device with close chromaticity among the plurality of image display devices, and even if there is, there is no guarantee that they will match completely. There is a problem that the sense of unity is impaired.
[0006]
The present invention has been made in view of the above-described problems, and an image signal processing apparatus for realizing an image display with a sense of unity as a whole by matching the chromaticities of a plurality of display screens, such as An object of the present invention is to provide an image display device and a multi-display device provided with an image signal processing device, and a chromaticity adjustment method in the multi-display device.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, an image signal processing device according to the present invention is an image signal processing device used as a preprocessing device of an image display device that displays an image based on a color image signal, Image signal receiving means for receiving, and chromaticity adjusting means for independently adjusting the chromaticity of each of the primary colors of red, green, and blue to be displayed by the image display device The chromaticity adjusting means performs gamma correction on the received color image signal with a gradation conversion characteristic substantially equal to the gradation conversion characteristic necessary for correcting the gradation reproduction characteristic of the display device in the image display device. Matrix calculation processing is performed on the gamma-corrected color image signal based on the correction unit and the received parameter, and the red, green, and blue chromaticities to be used as references are displayed on another image display device. Matrix computing means for processing so as to match the chromaticities of red, green and blue in the other image display device within a chromaticity range common to the obtained chromaticity range; It is characterized by having.
[0008]
Thus, by calculating the received color image signal and adjusting the chromaticities of red, green, and blue on the display screen independently, an image displayed on the image display device connected thereto The chromaticity of can be adjusted freely.
Here, the color image signal mainly means an RGB signal or a YUV signal, but other types of image signals may be used as long as they can be finally converted into RGB signals.
[0009]
The image display device according to the present invention is an image display device comprising image signal preprocessing means for preprocessing a color image signal and image display means for displaying an image based on the preprocessed image signal, The image signal pre-processing unit includes an image signal receiving unit that receives a color image signal, and a chromaticity adjusting unit that independently adjusts the chromaticity of each of the primary colors of red, green, and blue to be displayed by the image display device. Preparation The chromaticity adjusting means includes a gamma correction means for gamma correcting the received color image signal with a gradation conversion characteristic substantially equal to a gradation conversion characteristic necessary for correcting a gradation reproduction characteristic in the image display means; The matrix image processing is performed on the gamma-corrected color image signal based on the received parameter, and the chromaticity of red, green, and blue to be used as a reference can be displayed on other image display devices. Matrix calculation means for processing to match the chromaticities of red, green and blue in the other image display device within a chromaticity range common to the range It is characterized by providing.
[0010]
Thus, by independently adjusting the chromaticities of the primary colors of red, green, and blue, the chromaticity of the image displayed by the image display means can be freely changed.
Furthermore, the multi-display apparatus according to the present invention is a multi-display apparatus in which a plurality of image display means are arranged so that their display screens are adjacent to each other, and an image for one screen is displayed on the plurality of display screens. The image distribution means for generating a color image signal to be displayed by each image display means from the input color image signal, and provided for each image display means, That Chromaticity adjustment means for independently adjusting the chromaticity of each of the primary colors of red, green, and blue to be displayed by the image display means Each chromaticity adjusting means includes a gamma correcting means for gamma-correcting the received color image signal with a gradation conversion characteristic substantially equal to a gradation conversion characteristic necessary for correcting the gradation reproduction characteristic of the image display means; The matrix image processing is performed on the gamma-corrected color image signal based on the received parameter, and the chromaticity of red, green, and blue to be used as a reference can be displayed by other image display means. Matrix calculation means for processing to match the chromaticities of red, green and blue in the other image display means within a chromaticity range common to the range It is characterized by providing.
[0011]
According to this configuration, the chromaticities of red, green, and blue can be independently adjusted by each chromaticity adjusting unit, so that the chromaticities of images displayed by the respective image display units can be matched. As a result, color continuity can be obtained on the entire screen, and the viewer does not feel uncomfortable.
[0012]
Further, the chromaticity adjustment method in the multi-display device according to the present invention is the color of each display screen in the multi-display device in which a plurality of image display means are arranged so that their display images are displayed adjacent to each other. The multi-display device is configured to adjust a signal value of a color image signal for each image display unit. Gamma correction is performed with gradation conversion characteristics substantially equal to the gradation conversion characteristics necessary for correcting the gradation reproduction characteristics of the image display means, and matrix calculation processing is performed on the signals after the gamma correction based on separately received parameters. By It is equipped with chromaticity adjustment means for independently adjusting the chromaticity of each of the primary colors of red, green, and blue, and the image signals of the primary colors of red, green, and blue are input to each image display means to display the image, For each image display means, the first step of measuring the chromaticity and brightness of each primary color image, and the red, green, and blue displayed by each image display means based on the measured values of chromaticity and brightness of each primary color image And a second step of setting the parameters for each chromaticity adjusting means so that the chromaticities of The second step includes a first sub-step for obtaining a chromaticity range that can be displayed by each image display means from the chromaticity values of the respective primary colors, and a chromaticity that can be displayed by each obtained image display means. A second sub-step for obtaining a common range of the ranges, and setting red, green, and blue chromaticities to be used as a reference within the common chromaticity range; and red, green, A third sub-step for determining the parameter so that the blue chromaticity substantially matches the red, green, and blue chromaticities to be the reference It is characterized by including.
[0013]
By doing so, the chromaticity of red, green, and blue by each chromaticity adjusting means can be accurately adjusted within the range that can be displayed by each image displaying means, and the chromaticity of the display image by each image displaying means can be easily adjusted. Can be matched.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of a multi-display device and the like according to the present invention will be described with reference to the drawings.
[0015]
<Embodiment 1>
(1) Overall configuration of multi-display device 1
FIG. 1 is a diagram illustrating an overall configuration of the multi-display device 1. In the present embodiment, the multi-display device 1 includes an image distribution device 100 and four liquid crystal projectors 111 to 114.
The image distribution apparatus 100 divides an image signal for one screen sent from a video deck or a personal computer into four screens to be displayed by the liquid crystal projectors 111 to 114, and the image signal corresponding to each screen is After performing a predetermined chromaticity adjustment, it is output to the liquid crystal projectors 111 to 114.
[0016]
The liquid crystal projectors 111 to 114 have a known configuration in which an image is formed on a transmissive liquid crystal display device based on an input image signal, light is irradiated from the light source, and the transmitted light is projected onto a screen by a projection lens. The display images 121 to 124 are installed so as to be projected adjacent to each other at a magnification equal to that of the screen 120 elongated in the horizontal direction.
[0017]
Note that the notebook personal computer 130 is used for chromaticity adjustment that is performed when the multi-display device 1 is attached, etc., and each liquid crystal is input by inputting a predetermined numerical value from the input unit 131. Parameters for chromaticity adjustment are determined so as to form a screen with a sense of unity by matching the chromaticity reproducibility of the display images 121 to 124 projected by the projectors 111 to 114, and transferred to the image distribution apparatus 100. So that the program is set up. The display unit 132 displays a message for prompting the operator to input and the calculation result of the parameters. A specific method for obtaining the chromaticity adjustment parameter will be described later.
[0018]
(2) Configuration of image distribution apparatus 100
FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of the image distribution device 100.
As shown in the figure, the image distribution apparatus 100 includes an RGB converter 41, a selector 42, a frame memory unit 43, an image clipping unit 44, image enlargement units 51 to 54, chromaticity adjustment units 61 to 64, an input port 71, and a control. Part 72 and the like.
When the image signal input from the outside is a luminance color difference signal (YUV signal), it is converted into an RGB signal by the RGB converter 41 and then sent to the selector 42. The RGB converter 41 is composed of a known matrix operation circuit, and performs an operation such as the following Expression 1 to convert a YUV signal into an RGB signal.
[0019]
[Expression 1]

[0020]
Here, C1 to C9 are known coefficients for converting a YUV signal into an RGB signal.
The selector 42 is switched by an operator's manual operation, selects either RGB signal input or YUV signal input, and sends it to the frame memory unit 43 in the subsequent stage. Note that the selector 42 may be configured not to perform manual switching but to detect an input terminal having a signal input and automatically switch to the port.
The frame memory unit 43 includes a frame memory for image signals of each color of RGB, and stores the value of each image signal for one screen.
The image cutout unit 44 cuts the image signal for one screen of each color stored in the frame memory unit 43 so as to be divided into four equal parts on the output screen while referring to the memory address, The images are sent to the image enlargement units 51 to 54, respectively.
[0021]
The image enlarging units 51 to 54 interpolate signals between the pixels for each color of RGB, thereby dividing the image cut and divided by the image cutout unit 44 into an image for one screen in each of the liquid crystal projectors 112 to 114. Thus, the number of pixels is increased to enlarge the image, and specifically, a resizing LSI is used.
The image signals enlarged by the image enlargement units 51 to 54 are sent to the chromaticity adjustment units 61 to 64, respectively, where chromaticity conversion processing is performed on the RGB image signals.
[0022]
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of the chromaticity adjustment unit 61 among the chromaticity adjustment units 61 to 64. As shown in the figure, the chromaticity adjustment unit 61 includes a gamma correction unit 611, a chromaticity conversion unit 612, and an inverse gamma correction unit 613.
The gamma correction is performed in order to correct the nonlinearity between the gradation in the input signal and the gradation in the display image, and the gamma correction unit 611 has a function for correcting such nonlinearity. A table indicating gradation conversion characteristics (hereinafter referred to as “gradation conversion table”) is provided for each RGB, and gamma correction is executed for each color while referring to the table.
[0023]
Normally, an image display device (in this embodiment, a liquid crystal projector) has a built-in gamma correction circuit, which performs gamma correction. In this way, gamma correction is performed in the image distribution device 100. This is because the chromaticity correction on the signal value corresponding to the light actually projected from the image display apparatus can perform the accurate chromaticity correction on the display image.
Therefore, it is desirable that the gradation conversion characteristic of the gamma correction unit 611 is substantially equal to the gradation conversion characteristic in the gamma correction circuit mounted on the actually connected image display device.
The chromaticity conversion unit 612 performs chromaticity conversion processing for each primary color signal on the image signals of each color subjected to gamma correction. Specifically, the chromaticity conversion unit 612 is composed of a matrix operation circuit, and as shown in the following (Equation 2), the input RGB signal values (RIN, GIN, BIN) are 3 × 3. By multiplying a square matrix, the chromaticities of red, green and blue are converted.
[0024]
[Expression 2]

[0025]
The values of the parameters D1 to D9 in this square matrix can be changed by the control of the control unit 72, whereby the chromaticities of red, green, and blue can be changed independently.
The matrix operation circuit itself is a known circuit composed of a plurality of multipliers and adders, and the calculation of (Equation 2) is executed by controlling the multiplication coefficients (the parameters D1 to D9) in each multiplier. The
[0026]
The RGB signal that has been subjected to chromaticity conversion processing by the chromaticity conversion unit 612 is subjected to gamma correction opposite to that of the gamma correction unit 611 in the inverse gamma correction unit 613. If reverse gamma correction is not performed in this way, the gamma correction circuit inside the liquid crystal projector 111 will do double gamma correction, and the color tone reproducibility will deteriorate instead.
The other chromaticity adjustment units 62 to 64 have the same configuration as that of the chromaticity adjustment unit 61, and only the parameters D1 to D9 in the internal matrix calculation circuit are independently controlled by the control unit 72. At this time, the chromaticities of the screens finally displayed by the liquid crystal projectors 111 to 114 can be matched by appropriately determining the values of the parameters as described below.
[0027]
(3) Method for determining parameters D1 to D9
Next, a method for determining the parameters D1 to D9 in the matrix operation circuit of each of the chromaticity adjustment units 61 to 64 will be described.
FIG. 4 is a diagram in which when two liquid crystal projectors are used, the chromaticity xy in each of the red, green, and blue display screens projected on the screen is measured and plotted on the chromaticity coordinates.
First, an R-only image signal is input from the personal computer 130 or the like to the image distribution apparatus 100 and projected onto the screen by two projectors. Here, the R signal value is the value at which the luminance is highest (if the R image signal is represented by 256 gradations from 0 to 255, the signal value is 255. Other colors) The same applies to the signal of.)
[0028]
The chromaticity and luminance of the red screen projected on the screen 120 by the

liquid crystal projectors

111 and 112 are measured with a known chromaticity meter, and the value of the chromaticity xy and the luminance value are obtained. The chromaticity xy thus obtained is plotted on the chromaticity coordinates to obtain points R1 and R2 (the subscripts “1” and “2” are the measured values of the liquid crystal projector 111 and the liquid crystal projector 112, respectively). The same for other colors).
Similarly, the G image signal and the B image signal are sequentially input to the image distribution apparatus 100, and the chromaticity / luminance of those display images are measured. G1, G2, B1, and B2 are plotted, respectively. For convenience of explanation, in the following explanation, points on the chromaticity coordinates plotted by the chromaticity xy are referred to as “chromaticity coordinate points”.
[0029]
Since all colors can be displayed by mixing the three primary colors, it can be said that ΔR1G1B1 and ΔR2G2B2 indicate chromaticity ranges that can be displayed by the

liquid crystal projectors

111 and 112, respectively.
In order to match the chromaticity of the images displayed by the two

liquid crystal projectors

111 and 112, the color displayed by both the liquid crystal projectors is changed by changing the parameter in the chromaticity adjustment unit corresponding to at least one of them. The degree range ΔR1G1B1 and ΔR2G2B2 may be matched.
[0030]
Therefore, first, among the common portions of the chromaticity range that can be displayed by both liquid crystal projectors (hereinafter referred to as “common chromaticity range”), the three primary colors to be targeted for matching the chromaticity range are described. Chromaticity coordinate points Rs, Gs, and Bs are set, and the chromaticity adjustment unit adjusts the chromaticity so that each ΔR1G1B1 and ΔR2G2B2 matches ΔRsGsBs. At this time, it is desirable not to set the chromaticity coordinate points Rs, Gs, and Bs appropriately within the common chromaticity range, but to set so as to satisfy the following conditions.
[0031]
(1) In order to reproduce a hue close to that of the original image, the hue of the image displayed after the chromaticity conversion should be as far as possible from the standard one.
(2) On top of that, increase the possible range of color reproduction as much as possible.
Therefore, in the present embodiment, standard chromaticity coordinates of R, G, and B are plotted on the chromaticity coordinates (R0, G0, and B0 in FIG. 4), and the above color is displayed on the boundary line of the common chromaticity range. The points closest to the degree coordinate points R0, G0, and B0 are set as chromaticity coordinate points RsGsBs, which are targets for chromaticity conversion, respectively. The condition (1) is satisfied because it is closest to the standard chromaticity coordinate points R0, G0, B0, and the condition (2) is also satisfied because it is on the boundary line of the common chromaticity range. . In the example of FIG. 4, when the points satisfying the conditions (1) and (2) are obtained, the intersections of the boundary lines of the chromaticity ranges ΔR1G1B1 and ΔR2G2B2 become the chromaticity coordinate points Rs, Gs, and Bs.
[0032]
The standard chromaticity coordinate points R0, G0, and B0 on the display screens of the three primary colors of red, green, and blue are obtained empirically.
Actually, since there are four liquid crystal projectors, as shown in FIG. 5, first, the chromaticity range ΔRiGiBi (i = 1, 2, 3, 4) that can be displayed by each of the four liquid crystal projectors. Is obtained, and a common chromaticity range of these chromaticity ranges is obtained (in the figure, a bold line indicates a boundary line of the common chromaticity range). Then, as shown in the figure, points closest to the standard chromaticity coordinate points R0, G0, B0 on the boundary line are obtained and set as target chromaticity coordinate points RsGsBs.
[0033]
Even when the number of liquid crystal projectors is five or more, the target chromaticity coordinate point can be obtained by the same method.
Next, how to obtain parameters D1 to D9 for matching the chromaticities of the three primary colors displayed by the liquid crystal projector 111 with the chromaticities of the target chromaticity coordinate points Rs, Gs, and Bs will be described.
[0034]
Here, the chromaticity coordinate x at the chromaticity coordinate point R1 before the red chromaticity adjustment of the liquid crystal projector 111 is expressed as Xra, and the chromaticity coordinate y is expressed as Yra (hereinafter, “chromaticity coordinates (Xra, Yra)”. The same applies to the color of), and the luminance is Kra, the chromaticity coordinate of the chromaticity coordinate point G1 before green adjustment is (Xga, Yga), the luminance is Kga, and the chromaticity coordinate point B1 of blue before adjustment. Is set to (Xba, Yba) and the luminance is set to Kba.
[0035]
Further, the chromaticity coordinates of the chromaticity coordinate points Rs, Gs, and Bs targeted for chromaticity adjustment of the three primary colors are (Xrt, Yrt), (Xgt, Ygt), and (Xbt, Ybt), respectively, and the luminance of each primary color Are Krt, Kgt, and Kbt, respectively.
Here, the luminances Krt, Kgt, and Kbt of the respective colors must be luminances that can be displayed by all the liquid crystal projectors 111 to 114. Therefore, the luminances measured for each of the three primary colors red, green, and blue are measured for each projector. The lowest value is used.
Based on the principle of additive color mixing, the following (Equation 3) to (Equation 11) between the chromaticity and luminance of each color before adjustment of the liquid crystal projector 111 and the chromaticity and luminance of each color to be the adjustment target. A relationship is established.
[0036]
[Equation 3]

[0037]
[Expression 4]

[0038]
[Equation 5]

[0039]
Therefore, by solving this simultaneous equation, the values of the parameters D1 to D9 to be applied to the determinant inside the chromaticity adjusting unit 61 corresponding to the liquid crystal projector 111 can be obtained.
Similarly, the values of parameters to be set in the chromaticity adjustment units 62 to 64 corresponding to the other liquid crystal projectors 112 to 114 can be obtained.
In practice, the calculation for obtaining these parameters is executed by the personal computer 130 and transferred to the control unit 72 via the input port 71 of the image distribution apparatus 100. The control unit 72 sequentially sets the received parameters in the matrix operation circuits of the corresponding chromaticity adjustment units 61 to 64.
[0040]
In this way, by changing the parameters for each of the chromaticity adjusting units 61 to 64, the chromaticity coordinate points Rs, which are all the targets by appropriately adjusting the chromaticities of the three primary colors displayed by the liquid crystal projectors 111 to 114, respectively. Since the chromaticities of Gs and Bs can be made equal, the discontinuity of the color of the entire screen is eliminated, and the sense of unity of the plurality of display screens is strengthened. As a result, it is possible to display a powerful image without making the observer feel uncomfortable.
[0041]
FIG. 6 summarizes the procedure for determining the chromaticity adjustment parameters described above in a flowchart.
First, an R image signal is input to the image distribution apparatus 100, a red image is projected on each of the liquid crystal projectors 111 to 114 (step S1), and the chromaticity / luminance of each projection screen is measured (step S2). This operation is repeated for the G and B image signals (steps S3 to S6). The chromaticity and luminance values in the projection screen of each primary color for each liquid crystal projector thus obtained are input to the personal computer 130 via the input unit 131.
[0042]
In the personal computer 130, parameters to be set in the chromaticity adjustment units 61 to 64 corresponding to the projectors based on the chromaticity and brightness of the R, G, and B projection screens measured for the liquid crystal projectors 111 to 114. The values of D1 to D9 are obtained (step S7) and transferred to the image distribution apparatus 100.
The parameters transferred to the control unit 72 of the image distribution apparatus 100 are set in the chromaticity adjustment units 61 to 64 (step S8).
FIG. 7 is a flowchart showing the processing contents of step S7 executed by the personal computer 130.
[0043]
First, when the parameter setting application installed in the personal computer 130 is activated (Y in step S101), the variable i is set to 1 (step S102). This application is stored in, for example, a flexible disk attached to the image distribution apparatus 100 and is installed in the personal computer 130 in advance.
[0044]
Next, input of the chromaticity / luminance of the chromaticity coordinate points Ri, Gi, Bi for the R, G, B projection screens of the i-th liquid crystal projector is awaited (step S103). It is determined whether “i” is 4 or more (step S104). If “i” is less than 4 (N in step S104), “i” is incremented by 1 in step S105 and the determination in step S103 is repeated. If “i” becomes 4 (Y in step S104) ), Ri, Gi, Bi (i = 1, 2, 3, 4), the input of chromaticity and luminance has been completed, so the target chromaticity coordinate point is determined based on the value of the chromaticity. The chromaticity xy of a certain Rs, Gs, and Bs is calculated.
[0045]
As an example of such a calculation method, the following method can be considered. That is, the equation of the boundary line in each chromaticity range is obtained based on the coordinates of each chromaticity coordinate point of the four chromaticity ranges ΔRiGiBi (i = 1, 2, 3, 4: see FIG. 5). Next, find the intersections between the boundary lines of different chromaticity ranges, and select the intersection point that does not come to the inside of any boundary line when connecting them in order. Connect to obtain the boundary of the common chromaticity range.
[0046]
If the coordinates of the two points are known, the equation of the straight line connecting the two points is specified, and if the equation of the straight line is specified, the distance between the straight line and the fixed point is obtained by a formula. Therefore, the distances between the boundary lines composed of a plurality of straight lines in the common chromaticity range and the standard chromaticity coordinate points R0, G0, B0 can be easily obtained by calculation. Then, the points on the boundary line when the respective distances are minimum may be set as Rs, Gs, and Bs, respectively.
[0047]
On the other hand, since the luminances of the red, green, and blue projection screens obtained by measurement for each of the liquid crystal projectors 111 to 114 are input, the same primary colors are compared with each other, and the lowest luminance for each primary color Are searched for Yrt, Ygt, and Ybt, respectively (step S107).
[0048]
Next, the variable n is set to 1 (step S108), and parameters D1 to D9 to be set in the chromaticity adjustment unit corresponding to the nth liquid crystal projector are obtained by solving the simultaneous equations of Expressions 3 to 11 described above. . This is repeated until n = 4, and parameters to be set in all the chromaticity adjustment units 61 to 64 are obtained (steps S110, S111, S109), and the values of these parameters are transferred to the image distribution apparatus 100. To do.
As described above, the parameters are automatically set by the personal computer 130 and transferred via the input port 71, whereby the chromaticity adjustment of each of the liquid crystal projectors 111 to 114 can be performed very easily and quickly.
[0049]
<Embodiment 2>
In the multi-display device 1 according to the first embodiment, the chromaticity adjustment unit 61 is built in the image distribution device 100, but in the second embodiment, it is built in each liquid crystal projector.
FIG. 8 is a diagram illustrating a configuration example of the liquid crystal projector 200 in such a case. The liquid crystal projector 200 includes an RGB converter 201 that converts a YUV signal into an RGB signal, a selector 202 that selects an input signal, a gamma correction unit 203, a chromaticity conversion unit 204 for adjusting the chromaticity of primary colors, and a display device. It comprises a drive unit 205, a projection unit 206, a control unit 207, an input port 208 and the like.
[0050]
The image signal selected by the selector 202 is gamma-corrected by the gamma correction unit 203 based on tone conversion characteristics set in advance in order to complement the nonlinearity of tone reproduction in the projection unit 206.
The chromaticity conversion unit 204 has the same configuration as the chromaticity adjustment unit 61 described above and includes a matrix operation circuit therein. The values of the parameters D1 to D9 are given from the personal computer 130 to the control unit 207 via the input port 208, and the control unit 207 sets these parameters in the matrix operation circuit inside the chromaticity conversion unit 204.
[0051]
The chromaticity conversion unit 204 converts the chromaticities of the three primary colors based on the set parameters and outputs the converted chromaticities to the display device driving unit 205.
The projection unit 206 is a known unit including a transmissive liquid crystal display, a light source, a projection lens, and the like, and the display device driving unit 205 drives the liquid crystal display based on the RGB signals that have been subjected to chromaticity conversion to project a projected image To form.
[0052]
By incorporating the chromaticity adjustment function in the liquid crystal projector in this way, a multi-display device can be formed using an existing product as an image distributor, which is economical. Furthermore, if the liquid crystal projector 200 is provided with an input unit that allows manual setting of chromaticity adjustment parameters, when using the liquid crystal projector alone, it is possible to set the user's preferred chromaticity and enjoy the video. is there.
[0053]
<Embodiment 3>
In the multi-display device 1, the chromaticity adjustment unit is not built in the image distribution device or the liquid crystal projector as in the first and second embodiments, but may be configured as a single chromaticity adjustment device independent of these. Good.
FIG. 9 is a block diagram showing the configuration of the chromaticity adjusting apparatus 300 according to the present embodiment.
This chromaticity adjustment apparatus 300 includes an RGB converter 301 that converts a YUV signal into an RGB signal, a selector 302 that selects an input signal, a gamma correction unit 303, a chromaticity conversion unit 304 for adjusting RGB chromaticity, A gamma correction unit 305, a control unit 306, an operation unit 307, an input port 308, and the like are included.
[0054]
The image signal selected by the selector 302 is input to the gamma correction unit 303. Similar to the gamma correction unit 611 in FIG. 3 and the gamma correction unit 203 in FIG. 8, this gamma correction unit 303 compensates for nonlinearity of gradation reproduction in an image display device connected at a subsequent stage prior to chromaticity conversion. However, in the present embodiment, a plurality of types corresponding to standard image display devices are used so that any type of image display device can be used in the subsequent stage. A gradation conversion table is stored, and when the type of the image display apparatus actually connected is input from the operation unit 307, the gradation conversion table corresponding to the image display apparatus is received in response to an instruction from the control unit 306. It is configured to select and perform gamma correction.
[0055]
Accordingly, it is not necessary to prepare a chromaticity adjusting device for each type of image display device, which is economical and always provides an optimal chromaticity adjusting effect.
On the other hand, the values of parameters D1 to D9 are given from the personal computer 130 to the control unit 306 via the input port 308, and the control unit 306 sets these parameters in the matrix operation circuit inside the chromaticity conversion unit 304. This adjusts the chromaticity of the three primary colors.
[0056]
The inverse gamma correction unit 305 stores a plurality of inverse gradation conversion tables corresponding to the plurality of gradation conversion tables set in the gamma correction unit 303. In accordance with an instruction from the control unit 306, the gamma correction is performed. The inverse conversion table corresponding to the gradation conversion table selected by the unit 303 is selected and the inverse gamma correction is executed. The RGB signal subjected to the inverse gamma conversion is output to an image display device connected to the chromaticity adjustment device 300.
By configuring the chromaticity adjustment device 300 independently as in the present embodiment, the user connects the chromaticity adjustment device 300 between the existing image display device and the image distribution device and sets those parameters. By simply doing this, the chromaticity of each display image can be made uniform, and the continuity of the entire image can be ensured.
[0057]
<Modification>
As described above, the present invention has been described based on the embodiments. However, the content of the present invention is not limited to the specific examples shown in the above embodiments. For example, the following modifications are possible. Can think.
[0058]
(1) In the first embodiment, the calculation of the parameters D1 to D9 is performed by the personal computer 130. However, an operation unit for inputting chromaticity and luminance is provided on the image distribution apparatus 100 side, Based on the input value, the control unit 72 may execute the flowchart of FIG. 7 to obtain the parameter.
In the second embodiment and the third embodiment as well, parameters may be calculated by the internal control unit. In these cases, the personal computer 130 is unnecessary when setting the parameters for chromaticity adjustment, which is very convenient.
[0059]
(2) Although the liquid crystal projector has been mainly described as the image display device in each of the above embodiments, the present invention is not limited to this as long as the image display device can display an image adjacently. For example, a reflection type projector using a light reflection type device or a CRT type projector in which an electron beam in a CRT is intensified and an image formed on the front panel is projected onto a screen arranged in front of the front panel. It is also applicable to. In some cases, a flat display panel such as a plasma display panel may be used.
[0060]
【The invention's effect】
As described above, according to the image signal processing device and the image display device of the present invention, the signal values of the received color image signal are calculated, and the primary colors of red, green, and blue to be displayed by the image display device Therefore, the chromaticity of the display image obtained by reproducing the adjusted color image signal can be freely adjusted.
[0061]
Further, according to the multi-display device of the present invention, the signal value of the color image signal input to the image display unit is calculated for each image display unit, and red, green, and the like to be displayed by the image display unit, Since the chromaticity adjusting means for independently adjusting the chromaticity of each blue primary color is provided, the chromaticities of the images displayed by the respective image display means can be matched. As a result, color continuity can be obtained on the entire screen, and the viewer does not feel uncomfortable.
[0062]
Further, according to the chromaticity adjustment method in the multi-display device according to the present invention, the multi-display device accepts a parameter for each image display means, and calculates a signal value of a color image signal based on the parameter. Chromaticity adjustment means for independently adjusting the chromaticity of each of the primary colors of red, green and blue to be displayed by the image display means, and image signals of the primary colors of red, green and blue are provided in each image display means For each image display means to measure the chromaticity and brightness of each primary color image, and the red displayed by each image display means based on the measured chromaticity and brightness of these primary color images, Since the parameters are set for each chromaticity adjustment means so that the chromaticities of green and blue are substantially the same, within the range of chromaticity that can be displayed by each image display means, red, green, and blue color The by accurately match can ensure the continuity of the color of each display image, it is possible to obtain a sense of unity of the whole screen.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of a multi-display apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of an image distribution device.
FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of a chromaticity adjustment unit in the image distribution apparatus.
FIG. 4 is a diagram for explaining how to obtain a common chromaticity range that can be displayed by each of two liquid crystal projectors.
FIG. 5 is a diagram for explaining how to obtain a common chromaticity range that can be displayed by each of the four liquid crystal projectors.
FIG. 6 is a flowchart showing a parameter determination procedure in the first embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a flowchart showing parameter calculation processing executed by a personal computer.
FIG. 8 is a block diagram showing a configuration of a liquid crystal projector according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a block diagram showing a configuration of a chromaticity adjustment apparatus according to Embodiment 3 of the present invention.
[Explanation of symbols]
41 RGB converter
42 selector
43 Frame memory
44 Image cropping section
51-54 Image enlargement part
61-64 chromaticity adjustment unit
71 Input port
72, 207, 306 Control unit
100 Image distribution device
111-114 Liquid crystal projector
120 screen
121-124 display image
130 Personal computer
131 Input section
132 Display section
200 LCD projector
201 RGB converter
202,302 selector
203, 303, 611 Gamma correction unit
204 Chromaticity converter
205 Display device driver
206 Projection unit
208,308 input ports
300 Chromaticity adjustment device
301 RGB converter
304,612 chromaticity converter
305,613 Inverse gamma correction unit
307 operation unit

Claims

An image signal processing device used as a preprocessing device for an image display device that displays an image based on a color image signal,
Image signal receiving means for receiving a color image signal;
Chromaticity adjusting means for independently adjusting the chromaticity of each of the primary colors of red, green, and blue to be displayed by the image display device ,
The chromaticity adjusting means is
Gamma correction means for gamma-correcting the received color image signal with a gradation conversion characteristic substantially equal to a gradation conversion characteristic necessary for correcting a gradation reproduction characteristic of a display device in the image display device;
A matrix calculation process is performed on the gamma-corrected color image signal based on the received parameter, and the chromaticity range in which red, green, and blue chromaticities to be used as a reference can be displayed on other image display devices An image signal processing apparatus, comprising: matrix processing means for processing so as to match the chromaticities of red, green, and blue in the other image display device within a common chromaticity range .

The image signal processing apparatus according to claim 1 , further comprising an inverse gamma correction unit that performs reverse gamma correction on the color image signal output from the chromaticity adjustment unit.

The color image signal is a luminance color difference signal, and the image signal receiving unit includes a signal conversion unit that converts the received luminance color difference signal into an RGB signal.
3. The image signal processing according to claim 1, wherein the chromaticity adjusting unit adjusts the chromaticity of each primary color by performing an operation on each signal value of the converted RGB signal. apparatus.

An image display device comprising image signal preprocessing means for preprocessing a color image signal, and image display means for displaying an image based on the preprocessed image signal,
The image signal preprocessing means includes:
Image signal receiving means for receiving a color image signal;
Chromaticity adjusting means for independently adjusting the chromaticity of each of the primary colors of red, green, and blue to be displayed by the image display device ,
The chromaticity adjusting means is
Gamma correction means for gamma-correcting the received color image signal with gradation conversion characteristics substantially equal to the gradation conversion characteristics necessary for correcting the gradation reproduction characteristics in the image display means;
A matrix calculation process is performed on the gamma-corrected color image signal based on the received parameter, and the chromaticity range in which red, green, and blue chromaticities to be used as a reference can be displayed on other image display devices And a matrix calculation means for processing to match the chromaticities of red, green, and blue in the other image display device within a common chromaticity range .

A plurality of image display means are arranged so that their display screens are adjacent to each other, and a multi-display device that displays an image for one screen on the plurality of display screens,
Image distribution means for generating a color image signal to be displayed by each image display means from the input color image signal;
Provided for each image display unit, comprising the red to be displayed from the image display unit, a green, and a chromaticity adjusting means for adjusting independently the chromaticity of each primary color blue,
Each chromaticity adjusting means is
Gamma correction means for gamma-correcting the received color image signal with gradation conversion characteristics substantially equal to the gradation conversion characteristics necessary for correcting the gradation reproduction characteristics of the image display means;
A chromaticity range in which the chromaticity of red, green, and blue to be used as a reference can be displayed by other image display means by performing matrix calculation processing on the gamma-corrected color image signal based on the received parameter And a matrix calculation means for processing so as to match the chromaticities of red, green and blue in the other image display means within a common chromaticity range .

A method of adjusting the chromaticity of each display screen in a multi-display device in which a plurality of image display means are arranged so that their display images are displayed adjacent to each other,
The multi-display device gamma-corrects the signal value of the color image signal for each image display means with a gradation conversion characteristic substantially equal to the gradation conversion characteristic necessary for correcting the gradation reproduction characteristic of the image display means. , And chromaticity adjustment means for independently adjusting the chromaticity of each of the primary colors of red, green, and blue by performing matrix calculation processing on the signals after gamma correction based on separately received parameters ,
A first step of inputting image signals of primary colors of red, green, and blue to each image display means to display an image, and measuring the chromaticity and luminance of each primary color image for each image display means, and each primary color image A second step of setting the parameters for each chromaticity adjusting means so that the chromaticities of red, green, and blue displayed by each image display means substantially match based on the measured values of chromaticity and brightness of seen including,
The second step includes
A first sub-step for obtaining a chromaticity range that can be displayed by each image display means from the chromaticity values of the respective primary colors;
A second sub-step for obtaining a common range of chromaticity ranges that can be displayed by the obtained image display means, and setting red, green, and blue chromaticities to be used as a reference within the common chromaticity range When,
And a third sub-step for determining the parameters so that the chromaticities of red, green, and blue displayed by each image display unit substantially match the chromaticities of red, green, and blue to be the reference. A chromaticity adjustment method characterized by that.