JP3793987B2 - 補正カーブ生成方法、画像処理方法、画像表示装置および記録媒体 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、使用環境の変化を補正することによって出力画像の見えを調整する補正カーブ生成方法、画像表示装置、画像処理方法および記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プロジェクタなどの画像表示装置を用いる場合、部屋の照明やスクリーンなどの外部環境が変化しても製作者の意図した画像を再現できることが重要である。このような画像の見えを調整する考え方として、デバイスの入出力特性を管理して色を再現するカラーマネージメントという考え方があるが、使用環境の変化を加味したカラーマネージメントの具体的な手法に関しては明確になっていない。特に、環境の変化として、外部照明の色が変化する場合を考慮しなければ適切な色の再現を行うことは困難である。例えば、同じ白を表示する場合であっても、外部照明の色によってはやや黄色みがかった白に見えたりする。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたもので、外部照明の色が変化しても適切な色再現が可能な補正カーブ生成方法、画像処理方法、画像表示装置および記録媒体を提供することを課題とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題に鑑み、請求項１に記載の発明は、画像表示装置に入力される画像データを補正するための補正カーブを生成する方法であって、所定の外部照明の各色成分比を測定する測定工程と、当該測定された外部照明の各色成分比の差を解消するように入力画像データを補正する補正カーブを生成する補正カーブ生成工程と、を備えて構成される。
【０００５】
以上のように構成された、画像表示装置に入力される画像データを補正するための補正カーブを生成する方法によれば、測定工程によって、所定の外部照明の各色成分比が測定される。そして、補正カーブ生成工程によって、当該測定された外部照明の各色成分比の差を解消するように入力画像データを補正する補正カーブが生成される。
【０００６】
また、請求項２に記載の発明は、画像表示装置に入力される画像データに対する画像処理方法であって、所定の外部照明の各色成分比の差を解消する補正カーブを用いて、入力画像データを補正するように構成される。
【０００７】
さらに、請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の画像処理方法であって、各色成分比の異なる複数の外部照明の個々に対して、複数の補正カーブを有するように構成される。
【０００８】
また、請求項４に記載の発明は、請求項２または３に記載の画像処理方法であって、前記所定の外部照明の各色成分比の差が、外部照明の各色成分比の差をオフセットすることによって解消されるように構成される。
【０００９】
さらに、請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の画像処理方法であって、前記オフセットの量を、色成分の平均から各色成分を減算することによって求めるように構成される。
【００１０】
また、請求項６に記載の発明は、請求項４または５に記載の画像処理方法であって、前記オフセットの量が調節可能であるように構成される。
【００１１】
さらに、請求項７に記載の発明は、請求項２乃至６のいづれか一項に記載の画像処理方法であって、補正カーブの丸め処理を行うように構成される。
【００１２】
また、請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の画像処理方法であって、前記丸め処理の程度が調節可能であるように構成される。
【００１３】
さらに、請求項９に記載の発明は、請求項３乃至８のいづれか一項に記載の画像処理方法であって、外部照明の各色成分比に基づき、生成された複数の補正カーブの中から一の補正カーブを選択する選択工程を備え、選択された補正カーブに基づいて、入力画像データに画像処理を行うように構成される。
【００１４】
また、請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載の画像処理方法であって、前記選択工程における外部照明の各色成分比を入力するための工程をさらに備えて構成される。
【００１５】
さらに、請求項１１に記載の発明は、請求項９に記載の画像処理方法であって、前記選択工程における外部照明の各色成分比を測定するするための工程をさらに備えて構成される。
【００１６】
また、請求項１２に記載の発明は、入力される画像データに対して所望の画像処理を行って画像を表示する画像処理装置であって、所定の外部照明の各色成分比の差を解消する補正カーブを用いて、入力画像データを補正するように構成される。
【００１７】
さらに、請求項１３に記載の発明は、入力される画像データに対して所望の画像処理を行って画像を表示する画像表示装置であって、請求項１に記載の補正カーブ生成方法における測定工程および補正カーブ生成工程を順次繰返し、順次生成される補正カーブに基づいて入力画像データに対して画像処理を行うように構成される。
【００１８】
また、請求項１４に記載の発明は、請求項１２に記載の画像処理装置であって、各色成分比の異なる複数の外部照明の個々に対して、複数の補正カーブを有するように構成される。
【００１９】
さらに、請求項１５に記載の発明は、入力される画像データに対して所望の画像処理を行って画像を表示する画像表示装置であって、請求項１に記載の補正カーブ生成方法における測定工程および補正カーブ生成工程を、各色成分比の異なる複数の外部照明の個々に対して、複数回繰り返すことによって生成された複数の補正カーブを格納するための格納手段を備えて構成される。
【００２０】
また、請求項１６に記載の発明は、請求項１２乃至１５のいづれか一項に記載の画像処理装置であって、前記所定の外部照明の各色成分比の差が、外部照明の各色成分比の差をオフセットすることによって解消されるように構成される。
【００２１】
さらに、請求項１７に記載の発明は、請求項１６に記載の画像処理装置であって、前記オフセットの量を、色成分の平均から各色成分を減算することによって求めるように構成される。
【００２２】
また、請求項１８に記載の発明は、請求項１６または１７に記載の画像処理装置であって、前記オフセットの量が調節可能であるように構成される。
【００２３】
さらに、請求項１９に記載の発明は、請求項１２乃至１８のいづれか一項に記載の画像処理装置であって、補正カーブの丸め処理を行うように構成される。
【００２４】
また、請求項２０に記載の発明は、請求項１９に記載の画像処理装置であって、前記丸め処理の程度が調節可能であるように構成される。
【００２５】
さらに、請求項２１に記載の発明は、請求項１４乃至２０のいづれか一項に記載の画像処理装置であって、外部照明の各色成分比に基づき、生成された複数の補正カーブの中から一の補正カーブを選択する選択手段を備え、選択された補正カーブに基づいて、入力画像データに画像処理を行うように構成される。
【００２６】
また、請求項２２に記載の発明は、請求項２１に記載の画像処理装置であって、前記選択手段における外部照明の各色成分比を入力するための手段をさらに備えて構成される。
【００２７】
さらに、請求項２３に記載の発明は、請求項２１に記載の画像処理装置であって、前記選択手段における外部照明の各色成分比を測定するするための手段をさらに備えて構成される。
【００２８】
また、請求項２４に記載の発明は、画像表示装置に入力される画像データに対する画像処理をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータによって読取可能な記録媒体であって、所定の外部照明の各色成分比の差を解消する補正カーブを用いて入力画像データに対する画像処理をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録してコンピュータによって読取可能に構成される。
【００２９】
さらに、請求項２５に記載の発明は、請求項２４に記載の記録媒体であって、各色成分比の異なる複数の外部照明の個々に対して、複数の補正カーブを有するように構成される。
【００３０】
また、請求項２６に記載の発明は、請求項２４または２５に記載の記録媒体であって、前記所定の外部照明の各色成分比の差が、外部照明の各色成分比の差をオフセットすることによって解消されるように構成される。
【００３１】
さらに、請求項２７に記載の発明は、請求項２６に記載の記録媒体であって、前記オフセットの量を、色成分の平均から各色成分を減算することによって求めるように構成される。
【００３２】
また、請求項２８に記載の発明は、請求項２６または２７に記載の記録媒体であって、前記オフセットの量が調節可能であるように構成される。
【００３３】
さらに、請求項２９に記載の発明は、請求項２４乃至２８のいづれか一項に記載の記録媒体であって、補正カーブの丸め処理を行うように構成される。
【００３４】
また、請求項３０に記載の発明は、請求項２９に記載の記録媒体であって、前記丸め処理の程度が調節可能であるように構成される。
【００３５】
さらに、請求項３１に記載の発明は、請求項２５乃至３０のいづれか一項に記載の記録媒体であって、外部照明の各色成分比に基づき、生成された複数の補正カーブの中から一の補正カーブを選択する選択処理を備え、選択された補正カーブに基づいて、入力画像データに画像処理を行うように構成される。
【００３６】
また、請求項３２に記載の発明は、請求項３１に記載の記録媒体であって、前記選択処理における外部照明の各色成分比を入力するための処理をさらに備えて構成される。
【００３７】
さらに、請求項３３に記載の発明は、請求項３１に記載の記録媒体であって、前記選択処理における外部照明の各色成分比を測定するするための処理をさらに備えて構成される。
【００３８】
また、請求項３４に記載の発明は、画像表示装置に入力される画像データに対する画像処理を行うための補正カーブを記録したコンピュータによって読取可能な記録媒体であって、前記補正カーブが、所定の外部照明の各色成分比の差を解消するように構成されている。
【００３９】
さらに、請求項３５に記載の発明は、請求項３４に記載の記録媒体であって、各色成分比の異なる複数の外部照明の個々に対して、複数の補正カーブを有するように構成される。
【００４０】
また、請求項３６に記載の発明は、請求項３４または３５に記載の記録媒体であって、前記所定の外部照明の各色成分比の差が、外部照明の各色成分比の差をオフセットすることによって解消されるように構成される。
【００４１】
さらに、請求項３７に記載の発明は、請求項３６に記載の記録媒体であって、前記オフセットの量を、色成分の平均から各色成分を減算することによって求めるように構成される。
【００４２】
また、請求項３８に記載の発明は、請求項３６または３７に記載の記録媒体であって、前記オフセットの量が調節可能であるように構成される。
【００４３】
さらに、請求項３９に記載の発明は、請求項３４乃至３８のいづれか一項に記載の記録媒体であって、補正カーブの丸め処理を行うように構成される。
【００４４】
また、請求項４０に記載の発明は、請求項３９に記載の記録媒体であって、前記丸め処理の程度が調節可能であるように構成される。
【００４５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の好適な実施の形態について説明する。
【００４６】
第１実施形態
システム構成
図１に、本発明の画像表示装置の一実施形態にかかるプロジェクタ２０を用いたシステムの概略説明図を示す。本発明の画像表示装置としては、プロジェクタの他、ＣＲＴ、液晶ディスプレイなども含まれる。
【００４７】
スクリーン１０のほぼ正面に設けられたプロジェクタ２０から、所定の画像が投影される。この場合、照明器具５０からの外部照明８０によって画像表示領域１２の画像の見え方は大きく異なってしまう。例えば、同じ白を表示する場合であっても、外部照明８０の色によってはやや黄色みがかった白に見えたりする。
【００４８】
図２に、本発明の第１実施形態にかかるプロジェクタ２０内の画像処理部１００の機能ブロック図を示す。
【００４９】
本発明の第１実施形態にかかるプロジェクタ内の画像処理部１００は、アナログ形式の画像入力信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部１１０と、一次元色補正テーブルを各ＲＧＢ画像入力信号に対して適用して所望の色補正を行う色補正部１２０と、デジタル信号をアナログ信号に変換するためのＤ／Ａ変換部１３０と、液晶ライトバルブを駆動して画像の投影表示を行うためのＬ／Ｖ（ライトバルブ）駆動部１４０と、デバイス（プロジェクタ）の特性を保存するためのデバイス特性保存用メモリ１６０と、プロジェクタおよび外部照明のスクリーンによる反射光を測定するための光センサ１７０と、デバイス特性保存用メモリ１６０に保存されたデバイス特性と光センサ１７０の測色値とに基づき外部照明の影響を考慮した色補正テーブルを生成する色補正テーブル生成部１５０と、を備えて構成される。
【００５０】
本発明によるプロジェクタでは、パーソナルコンピュータなどから供給されるアナログ形式の画像入力信号が、Ａ／Ｄ変換部１１０によってデジタル画像信号に変換される。そして、当該変換されたデジタル画像信号は、色補正テーブル生成部１５０によって生成される色補正テーブルを参照して、色補正部１２０によって外部照明の影響を考慮した所望の色補正がなされる。色補正されたデジタル画像信号は、Ｄ／Ａ変換部１３０によってアナログ信号に変換される。Ｌ／Ｖ駆動部１４０は、当該変換されたアナログ信号に基づき、液晶ライトバルブを駆動して画像の投影表示を行う。
【００５１】
画像処理部１００の動作
次に、図３を参照して、本発明の第１実施形態にかかるプロジェクタ２０内の画像処理部１００の動作を説明する。なお、以下に説明する色補正テーブルの生成・書込処理などの画像処理部１００による処理は、プロジェクタ２０のプログラム格納部（図示せず）に記録された画像処理プログラムを実行することによって行われる。前記プログラム格納部は、画像処理プログラムを記録した媒体を構成する。さらに、当該画像処理プログラム自体も、本願発明の範囲内に包含される。
【００５２】
まず、本発明によるプロジェクタ２０の使用が開始されると、色補正テーブル生成部１５０によって色補正テーブルの生成・書換処理が行われる（ステップ２０４）。当該色補正テーブルの生成・書換処理に関しては、以下で図４を参照して詳細に説明する。
【００５３】
そして、色補正テーブルの生成・書換処理の後、書き換えられた色補正テーブルを参照して色補正部１２０によって色補正された画像信号に基づき、画像の表示が行われる（ステップ２０６）。ここで、画像の表示を終了せず（ステップ２０８、Ｎｏ）、前回の色補正テーブルの生成・書換処理終了時から一定時間経過していない場合（ステップ２１０、Ｎｏ）、ステップ２０６の画像の表示状態が継続する。一方、画像の表示を終了せず（ステップ２０８、Ｎｏ）、前回の色補正テーブルの生成・書換処理終了時から一定時間経過した場合（ステップ２１０、Ｙｅｓ）、時間の経過とともに外部照明の色が変化する場合を考慮して、再度色補正テーブルの生成・書換処理を行い（ステップ２０４）、画像の表示を行う（ステップ２０６）。本発明によれば、一定時間毎に外部照明の色の変化を考慮して色補正テーブルを書き換えるので、外部照明の色が変化しても適切な色再現が可能となる。
【００５４】
そして、プロジェクタの電源をオフするなどして画像の表示を終了する場合（ステップ２０８、Ｙｅｓ）には処理を終了する。
【００５５】
色補正テーブルの生成・書換処理
次に、図４を参照して、本発明の第１実施形態にかかるプロジェクタ２０内の色補正テーブル生成部１５０による色補正テーブルの生成・書換処理（図３のステップ２０４における処理）について説明する。
【００５６】
色補正テーブルの生成・書換処理では、予め、暗室内でプロジェクタ（画像表示装置）２０からR(赤)G(緑)B(青)bk(黒)の各色を出力させ、当該各色出力のスクリーンによる反射光のＸＹＺ値を光センサ１７０などで測定し、デバイス特性保存用メモリ１６０に格納しておく。
【００５７】
そして、プロジェクタ２０からの出力がない状態で、外部照明のスクリーン１０からの反射光のＸＹＺ値を測定する（ステップ２２２）。
【００５８】
次に、補正カーブの計算処理が行われる（ステップ２２６）。当該補正カーブの計算処理に関しては、以下で図５を参照して詳細に説明する。計算された補正カーブに基づいて、新たな一次元色補正テーブルが生成される。そして、色補正部１２０で参照される一次元色補正テーブルが、新たに生成された一次元色補正テーブルによって書き換えられ（ステップ２２８）、ステップ２０６に戻る。
【００５９】
補正カーブの計算処理
次に、図５を参照して、本発明の第１実施形態にかかるプロジェクタ２０内の色補正テーブル生成部１５０による補正カーブの計算処理（図４のステップ２２６における処理）について説明する。デバイス特性保存用メモリ１６０に格納されているプロジェクタからのR(赤)G(緑)B(青)bk(黒)出力のスクリーンによる反射光のＸＹＺ値と、図４の２２２で求めた測定値と、に基づき以下のようにして補正カーブを求める。
【００６０】
補正カーブの計算処理では、まず、ステップ２２２で求められた外部照明のＸＹＺ値をプロジェクタのＲＧＢ値に変換する（ステップ２３０）。当該実施形態では、外部照明の色をプロジェクタのＲＧＢ値で表現するために、プロジェクタのＲＧＢ値とＸＹＺ値との間の変換を行うための行列Ｍを、デバイス特性保存用メモリ１６０に格納されているプロジェクタの各色のＸＹＺ値から求める。行列Ｍおよび変換式は、
【００６１】
【数１】
となる。ここで、Ｘc、Ｙc、Ｚc（c＝R,G,B,bk）はプロジェクタの各R,G,B,bk色のＸＹＺ値、DR,DG,DBはＲＧＢのデジタルの入力値（０〜２５５）を０から１の範囲に規格化したもの、γはプロジェクタの階調特性である。ガンマは、対象となるプロジェクタの階調特性を実際に測定して求め、その平均的な値を用いるのが適当である。当該実施の形態では、一例として、γ＝2.2とする。
【００６２】
そして、照明のＸＹＺ値をＸi,Ｙi,Ｚiとすると、照明の色をプロジェクタのＲＧＢの混色として表現する場合のＲＧＢ値ｒi,ｇi,ｂiは、
【００６３】
【数２】
となる。
【００６４】
次に、ｒi,ｇi,ｂiを用いて補正カーブを算出する（ステップ２３４）。完全な等色の再現は、式(４)で求められるｒi,ｇi,ｂiをそのままプロジェクタのＲＧＢの出力からオフセットとして減算することによって実現される。しかしながら、この方法では、プロジェクタの階調が大きくつぶれてしまい現実的ではない。
【００６５】
そこで、当該実施形態では、図６に示すように、ｒi,ｇi,ｂiの平均値からの差Δｒ、Δｇ、Δｂをオフセットとして差し引くという方法をとる。
【００６６】
このようにして、測色的には照明の色の影響を補正することができるが、人間の目の順応度や対比の効果を加味して補正量を調整する場合は、Δｒ、Δｇ、Δｂの値をα倍（0＜α＜1）する。測定によって得られた照明の色に対して１００％（α＝１）の補正をかけると測色的には正しい補正が行われるが、補正のかかり過ぎによって不自然な画像再現になってしまう場合がある。この現象を解消するために、補正量を調整する。補正量αは、各環境下において実際に画像の評価を行いながら調整する必要がある。αの値としては、0.2〜0.5が好適である。
【００６７】
以上の処理を式で示すと以下のようになる。但し、説明を簡単にするためＲの式のみを示す。
【００６８】
ｒ’(DR)＝ｒ(DR)−αΔｒ
ｒ(DR)＝DR γ
Δｒ＝ｒi−(ｒi＋ｇi＋ｂi)／3
上式中のｒ(DR)は、入力値DRに対するプロジェクタのＲの補正前の出力輝度、ｒ’(DR)は補正後の出力輝度である。
【００６９】
以上より、補正前の入力値をDRin、補正後の入力値をDRoutとすれば、補正カーブは、
となる。ｒ’(DR)、ｇ’(DG)、ｂ’(DB)のグラフおよび補正カーブ（DRout、DGout、DBout）の例を図７および図８にそれぞれ示す。
【００７０】
次に、補正カーブの丸め処理を行う（ステップ２３６）。
【００７１】
以上のようにして求めた補正カーブでは、図８に示すように低階調領域付近で階調がつぶれてしまうことがある。このため、補正カーブを丸めることによって、階調がつぶれ過ぎないようにする。
【００７２】
１）補正量を減少させる丸め処理
まず、Doutが変化しない階調がなくなるように、補正量ΔD＝Dout−Dinを、
ΔD → ΔD−(ΔD)β … (10)
のように減少させる。この変換を行うと、図９に示すように補正量が大きい程、補正量の減少も大きくなるので、結果として補正カーブが丸められる。上記式(10)のβは丸め処理の強さを示すパラメータで、β＝0の場合には丸めの処理を行わない状態となり、β＝∞の場合にはDout＝Dinとなる。βの値は1.5が適当である。図９の（１）に、補正量を減少させる丸め処理を行った場合のDoutとDinとの関係を示す。
【００７３】
２）近傍で平均化する丸め処理
図９の（１）に示す補正カーブには鋭利な角部が残るので、さらに、各点で近傍平均をとる。具体的には、階調データを３３点（Din×255＝0，8，16，…，255）で計算して、各点において前後２点ずつを加えた計５点の平均をとる。これらの処理を行うことによって、Doutが０または１のまま変化しない階調のない補正カーブを生成することができる。
【００７４】
前記補正カーブの算出にあたっては、プロジェクタのγ、補正量αおよび丸め処理のパラメータβの４つのパラメータが必要となる。これらの値を調節することによって、同一の算出方法でも様々な補正カーブを生成することができる。
【００７５】
第２実施形態
図１１に、本発明の第２実施形態にかかるプロジェクタ２０内の画像処理部１００の機能ブロック図を示す。第１実施形態と同一の構成要素に関しては、第２実施形態においても同一の参照番号を付す。
【００７６】
本発明の第２実施形態にかかるプロジェクタ内の画像処理部１００は、第１実施形態と同様に、アナログ形式の画像入力信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部１１０と、一次元色補正テーブルを各ＲＧＢ画像入力信号に対して適用して所望の色補正を行う色補正部１２０と、デジタル信号をアナログ信号に変換するためのＤ／Ａ変換部１３０と、液晶ライトバルブを駆動して画像の投影表示を行うためのＬ／Ｖ（ライトバルブ）駆動部１４０と、を備えて構成される。
【００７７】
本発明の第２実施形態にかかるプロジェクタ内の画像処理部１００は、さらに、複数種類の外部照明に対して生成された色補正テーブルを格納するための色補正テーブル格納部１９０と、光センサ１７０の測色値に基づき、色補正テーブル格納部１９０に格納されている色補正テーブルの中から好適な色補正テーブルを選択する色補正テーブル選択部１８０と、を備えている。
【００７８】
本発明の第２実施形態によるプロジェクタでは、第１実施形態と同様にして生成された色補正テーブルを色補正テーブル格納部１９０に予め格納しておく。そして、実際に画像を表示する際に、色補正テーブル選択部１８０が、光センサの測色値に基づき、適切な色補正テーブルを選択する。そして、当該選択された色補正テーブルに基づき、色補正部１２０は、デジタル画像入力信号に対して、外部照明の影響を考慮した所望の色補正を施す。色補正されたデジタル画像入力信号は、Ｄ／Ａ変換部１３０によってアナログ信号に変換され、当該変換されたアナログ信号に基づき、Ｌ／Ｖ駆動部１４０は液晶ライトバルブを駆動して画像の投影表示を行う。
【００７９】
色補正テーブルの生成・格納処理
本発明の第２実施形態にかかるプロジェクタ２０では、予め、複数種類の外部照明に対して、第１実施形態と同様に補正カーブの計算処理を行ない、計算された補正カーブに基づいて、一次元色補正テーブルを生成し、当該生成された一次元色補正テーブルと、各外部照明のスクリーン１０からの反射光のＸＹＺ値とが色補正テーブル格納部１９０に予め格納されている。
【００８０】
画像処理部１００の動作
次に、図１２を参照して、本発明の第２実施形態にかかるプロジェクタ２０内の画像処理部１００の動作を説明する。なお、以下に説明する画像処理部１００による処理は、第１実施形態と同様に、プロジェクタ２０のプログラム格納部（図示せず）に記録された画像処理プログラムを実行することによって行われる。前記プログラム格納部は、画像処理プログラムを記録した媒体を構成する。さらに、当該画像処理プログラム自体も、本願発明の範囲内に包含される。
【００８１】
まず、本発明によるプロジェクタ２０の使用が開始されると、光センサ１７０によって外部照明のスクリーン１０からの反射光のＸＹＺ値が測定される（ステップ３０２）。
【００８２】
次に、色補正テーブル選択部１８０は、色補正テーブル格納部１９０に格納されている反射光のＸＹＺ値を参照して、光センサ１７０によって測定された外部照明のスクリーン１０からの反射光のＸＹＺ値に最も近似するＸＹＺ値に対して生成された対応色補正テーブルを、色補正テーブル格納部１９０の中から選択して、色補正部１２０に対して、対応色補正テーブルを通知する。そして、色補正部１２０は、対応色補正テーブルを色補正テーブル格納部１９０から読み出し、色補正テーブルを当該対応色補正テーブルに書き換える（ステップ３０４）。
【００８３】
そして、色補正テーブルの選択・書換処理の後、書き換えられた色補正テーブルを参照して色補正部１２０によって色補正された画像信号に基づき、画像の表示が行われる（ステップ３０６）。ここで、画像の表示を終了せず（ステップ３０８、Ｎｏ）、前回の色補正テーブルの選択・書換処理終了時から一定時間経過していない場合（ステップ３１０、Ｎｏ）、ステップ３０６の画像の表示状態が継続する。一方、画像の表示を終了せず（ステップ３０８、Ｎｏ）、前回の色補正テーブルの選択・書換処理終了時から一定時間経過した場合（ステップ３１０、Ｙｅｓ）、時間の経過とともに外部照明の色が変化する場合を考慮して、再度外部照明のスクリーン１０からの反射光のＸＹＺ値測定（ステップ３０２）および色補正テーブルの選択・書換処理を行い（ステップ３０４）、画像の表示を行う（ステップ３０６）。本発明によれば、一定時間毎に外部照明の明るさの変化を考慮して色補正テーブルを書き換えるので、外部照明の色が変化しても適切な色再現が可能となる。
【００８４】
そして、プロジェクタの電源をオフするなどして画像の表示を終了する場合（ステップ３０８、Ｙｅｓ）には処理を終了する。
【００８５】
第３実施形態
図１３に、本発明の第３実施形態にかかるプロジェクタ２０内の画像処理部１００の機能ブロック図を示す。第１および第２実施形態と同一の構成要素に関しては、第３実施形態においても同一の参照番号を付す。
【００８６】
本発明の第３実施形態にかかるプロジェクタ内の画像処理部１００は、第１および第２実施形態と同様に、アナログ形式の画像入力信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部１１０と、一次元色補正テーブルを各ＲＧＢ画像入力信号に対して適用して所望の色補正を行う色補正部１２０と、デジタル信号をアナログ信号に変換するためのＤ／Ａ変換部１３０と、液晶ライトバルブを駆動して画像の投影表示を行うためのＬ／Ｖ（ライトバルブ）駆動部１４０と、を備えて構成される。
【００８７】
さらに、本発明の第３実施形態にかかるプロジェクタ内の画像処理部１００は、第２実施形態と同様に、複数種類の外部照明に対して生成された色補正テーブルを格納するための色補正テーブル格納部１９０と、色補正テーブル格納部１９０に格納されている色補正テーブルの中から好適な色補正テーブルを選択する色補正テーブル選択部１８０と、を備えている。
【００８８】
本発明の第３実施形態にかかるプロジェクタ内の画像処理部１００は、（１）外部照明の輝度値を入力するための輝度入力手段２００をさらに備えている点、および（２）前記色補正テーブル選択部１８０が、輝度入力手段２００によって入力されたＸＹＺ値に基づき、色補正テーブル格納部１９０に格納されている色補正テーブルの中から好適な色補正テーブルを選択する点において、第２実施形態とは異なる。
【００８９】
色補正テーブルの生成・格納処理に関しては、第２実施形態と同様なので、その説明を省略する。
【００９０】
画像処理部１００の動作
次に、図１４を参照して、本発明の第３実施形態にかかるプロジェクタ２０内の画像処理部１００の動作を説明する。
【００９１】
以下に説明する画像処理部１００による処理は、第１および第２実施形態と同様に、プロジェクタ２０のプログラム格納部（図示せず）に記録された画像処理プログラムを実行することによって行われる。前記プログラム格納部は、画像処理プログラムを記録した媒体を構成する。さらに、当該画像処理プログラム自体も、本願発明の範囲内に包含される。
【００９２】
第３実施形態にかかるプロジェクタ２０内の画像処理部１００の動作は、基本的に、第２実施形態と同様である。
【００９３】
第２実施形態では、ステップ３０２において、一定時間毎に光センサ１７０によって外部照明のスクリーン１０からの反射光のＸＹＺ値が測定され、色補正テーブル選択部１８０が、当該測定された外部照明のスクリーン１０からの反射光のＸＹＺ値に最も近似するＸＹＺ値に対して生成された対応色補正テーブルを、色補正テーブル格納部１９０の中から選択する。
【００９４】
一方、第３実施形態では、ステップ４０２において、輝度入力手段２００によって外部照明のスクリーン１０からの反射光のＸＹＺ値が入力され、色補正テーブル選択部１８０が、色補正テーブル格納部１９０に格納されている反射光のＸＹＺ値を参照して、当該入力されたＸＹＺ値に最も近似するＸＹＺ値に対して生成された対応色補正テーブルを、色補正テーブル格納部１９０の中から選択する点において異なる。
【００９５】
輝度入力手段２００によって外部照明のスクリーン１０からの反射光のＸＹＺ値が入力されると（ステップ４０２、Ｙｅｓ）、色補正テーブル選択部１８０は、色補正部１２０に対して、対応色補正テーブルを通知する。そして、色補正部１２０は、対応色補正テーブルを色補正テーブル格納部１９０から読み出し、色補正テーブルを当該対応色補正テーブルに書き換える（ステップ４０４）。そして、書き換えられた色補正テーブルを参照して色補正部１２０によって色補正された画像信号に基づき、画像の表示が行われる（ステップ４０６）。
【００９６】
一方、輝度入力手段２００によって外部照明のスクリーン１０からの反射光のＸＹＺ値が入力されない場合（ステップ４０２、Ｎｏ）、色補正テーブルの書き換えを行わずに、画像の表示が行われる（ステップ４０６）。
【００９７】
そして、プロジェクタの電源をオフするなどして画像の表示を終了するまで、上記ステップ４０２〜４０６が繰り返される（ステップ４０８）。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態の一例にかかるプロジェクタ２０を用いたシステムの概略説明図である。
【図２】本発明の第１実施形態にかかるプロジェクタ２０内の画像処理部の機能ブロック図である。
【図３】本発明の第１実施形態にかかるプロジェクタ２０内の画像処理部１００の動作を説明するためのフローチャートである。
【図４】本発明の第１実施形態にかかるプロジェクタ２０内の色補正テーブル生成部１５０による色補正テーブルの生成・書換処理を説明するためのフローチャートである。
【図５】本発明の第１実施形態にかかるプロジェクタ２０内の色補正テーブル生成部１５０による補正カーブの計算処理を説明するためのフローチャートである。
【図６】補正カーブの算出原理を説明するための図である。
【図７】補正後のプロジェクタの出力を示すグラフ図である。
【図８】丸め処理前の補正カーブを示すグラフ図である。
【図９】補正カーブの丸め処理を説明するための図である。
【図１０】丸め処理後の補正カーブを示すグラフ図である。
【図１１】本発明の第２実施形態にかかるプロジェクタ２０内の画像処理部１００の機能ブロック図である。
【図１２】本発明の第２実施形態にかかるプロジェクタ２０内の画像処理部１００の動作を説明するためのフローチャートである。
【図１３】本発明の第３実施形態にかかるプロジェクタ２０内の画像処理部１００の機能ブロック図である。
【図１４】本発明の第３実施形態にかかるプロジェクタ２０内の画像処理部１００の動作を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
１０ スクリーン
２０ プロジェクタ
５０ 照明器具
６０ 光センサ
８０ 環境光
１００ 画像処理部
１１０ Ａ／Ｄ変換部
１２０ 色補正部
１３０ Ｄ／Ａ変換部
１４０ Ｌ／Ｖ駆動部
１５０ 色補正テーブル生成部
１７０ 光センサ
１８０ 色補正テーブル選択部
１９０ 色補正テーブル格納部
２００ 輝度入力手段
【発明の属する技術分野】
本発明は、使用環境の変化を補正することによって出力画像の見えを調整する補正カーブ生成方法、画像表示装置、画像処理方法および記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プロジェクタなどの画像表示装置を用いる場合、部屋の照明やスクリーンなどの外部環境が変化しても製作者の意図した画像を再現できることが重要である。このような画像の見えを調整する考え方として、デバイスの入出力特性を管理して色を再現するカラーマネージメントという考え方があるが、使用環境の変化を加味したカラーマネージメントの具体的な手法に関しては明確になっていない。特に、環境の変化として、外部照明の色が変化する場合を考慮しなければ適切な色の再現を行うことは困難である。例えば、同じ白を表示する場合であっても、外部照明の色によってはやや黄色みがかった白に見えたりする。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたもので、外部照明の色が変化しても適切な色再現が可能な補正カーブ生成方法、画像処理方法、画像表示装置および記録媒体を提供することを課題とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題に鑑み、請求項１に記載の発明は、画像表示装置に入力される画像データを補正するための補正カーブを生成する方法であって、所定の外部照明の各色成分比を測定する測定工程と、当該測定された外部照明の各色成分比の差を解消するように入力画像データを補正する補正カーブを生成する補正カーブ生成工程と、を備えて構成される。
【０００５】
以上のように構成された、画像表示装置に入力される画像データを補正するための補正カーブを生成する方法によれば、測定工程によって、所定の外部照明の各色成分比が測定される。そして、補正カーブ生成工程によって、当該測定された外部照明の各色成分比の差を解消するように入力画像データを補正する補正カーブが生成される。
【０００６】
また、請求項２に記載の発明は、画像表示装置に入力される画像データに対する画像処理方法であって、所定の外部照明の各色成分比の差を解消する補正カーブを用いて、入力画像データを補正するように構成される。
【０００７】
さらに、請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の画像処理方法であって、各色成分比の異なる複数の外部照明の個々に対して、複数の補正カーブを有するように構成される。
【０００８】
また、請求項４に記載の発明は、請求項２または３に記載の画像処理方法であって、前記所定の外部照明の各色成分比の差が、外部照明の各色成分比の差をオフセットすることによって解消されるように構成される。
【０００９】
さらに、請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の画像処理方法であって、前記オフセットの量を、色成分の平均から各色成分を減算することによって求めるように構成される。
【００１０】
また、請求項６に記載の発明は、請求項４または５に記載の画像処理方法であって、前記オフセットの量が調節可能であるように構成される。
【００１１】
さらに、請求項７に記載の発明は、請求項２乃至６のいづれか一項に記載の画像処理方法であって、補正カーブの丸め処理を行うように構成される。
【００１２】
また、請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の画像処理方法であって、前記丸め処理の程度が調節可能であるように構成される。
【００１３】
さらに、請求項９に記載の発明は、請求項３乃至８のいづれか一項に記載の画像処理方法であって、外部照明の各色成分比に基づき、生成された複数の補正カーブの中から一の補正カーブを選択する選択工程を備え、選択された補正カーブに基づいて、入力画像データに画像処理を行うように構成される。
【００１４】
また、請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載の画像処理方法であって、前記選択工程における外部照明の各色成分比を入力するための工程をさらに備えて構成される。
【００１５】
さらに、請求項１１に記載の発明は、請求項９に記載の画像処理方法であって、前記選択工程における外部照明の各色成分比を測定するするための工程をさらに備えて構成される。
【００１６】
また、請求項１２に記載の発明は、入力される画像データに対して所望の画像処理を行って画像を表示する画像処理装置であって、所定の外部照明の各色成分比の差を解消する補正カーブを用いて、入力画像データを補正するように構成される。
【００１７】
さらに、請求項１３に記載の発明は、入力される画像データに対して所望の画像処理を行って画像を表示する画像表示装置であって、請求項１に記載の補正カーブ生成方法における測定工程および補正カーブ生成工程を順次繰返し、順次生成される補正カーブに基づいて入力画像データに対して画像処理を行うように構成される。
【００１８】
また、請求項１４に記載の発明は、請求項１２に記載の画像処理装置であって、各色成分比の異なる複数の外部照明の個々に対して、複数の補正カーブを有するように構成される。
【００１９】
さらに、請求項１５に記載の発明は、入力される画像データに対して所望の画像処理を行って画像を表示する画像表示装置であって、請求項１に記載の補正カーブ生成方法における測定工程および補正カーブ生成工程を、各色成分比の異なる複数の外部照明の個々に対して、複数回繰り返すことによって生成された複数の補正カーブを格納するための格納手段を備えて構成される。
【００２０】
また、請求項１６に記載の発明は、請求項１２乃至１５のいづれか一項に記載の画像処理装置であって、前記所定の外部照明の各色成分比の差が、外部照明の各色成分比の差をオフセットすることによって解消されるように構成される。
【００２１】
さらに、請求項１７に記載の発明は、請求項１６に記載の画像処理装置であって、前記オフセットの量を、色成分の平均から各色成分を減算することによって求めるように構成される。
【００２２】
また、請求項１８に記載の発明は、請求項１６または１７に記載の画像処理装置であって、前記オフセットの量が調節可能であるように構成される。
【００２３】
さらに、請求項１９に記載の発明は、請求項１２乃至１８のいづれか一項に記載の画像処理装置であって、補正カーブの丸め処理を行うように構成される。
【００２４】
また、請求項２０に記載の発明は、請求項１９に記載の画像処理装置であって、前記丸め処理の程度が調節可能であるように構成される。
【００２５】
さらに、請求項２１に記載の発明は、請求項１４乃至２０のいづれか一項に記載の画像処理装置であって、外部照明の各色成分比に基づき、生成された複数の補正カーブの中から一の補正カーブを選択する選択手段を備え、選択された補正カーブに基づいて、入力画像データに画像処理を行うように構成される。
【００２６】
また、請求項２２に記載の発明は、請求項２１に記載の画像処理装置であって、前記選択手段における外部照明の各色成分比を入力するための手段をさらに備えて構成される。
【００２７】
さらに、請求項２３に記載の発明は、請求項２１に記載の画像処理装置であって、前記選択手段における外部照明の各色成分比を測定するするための手段をさらに備えて構成される。
【００２８】
また、請求項２４に記載の発明は、画像表示装置に入力される画像データに対する画像処理をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータによって読取可能な記録媒体であって、所定の外部照明の各色成分比の差を解消する補正カーブを用いて入力画像データに対する画像処理をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録してコンピュータによって読取可能に構成される。
【００２９】
さらに、請求項２５に記載の発明は、請求項２４に記載の記録媒体であって、各色成分比の異なる複数の外部照明の個々に対して、複数の補正カーブを有するように構成される。
【００３０】
また、請求項２６に記載の発明は、請求項２４または２５に記載の記録媒体であって、前記所定の外部照明の各色成分比の差が、外部照明の各色成分比の差をオフセットすることによって解消されるように構成される。
【００３１】
さらに、請求項２７に記載の発明は、請求項２６に記載の記録媒体であって、前記オフセットの量を、色成分の平均から各色成分を減算することによって求めるように構成される。
【００３２】
また、請求項２８に記載の発明は、請求項２６または２７に記載の記録媒体であって、前記オフセットの量が調節可能であるように構成される。
【００３３】
さらに、請求項２９に記載の発明は、請求項２４乃至２８のいづれか一項に記載の記録媒体であって、補正カーブの丸め処理を行うように構成される。
【００３４】
また、請求項３０に記載の発明は、請求項２９に記載の記録媒体であって、前記丸め処理の程度が調節可能であるように構成される。
【００３５】
さらに、請求項３１に記載の発明は、請求項２５乃至３０のいづれか一項に記載の記録媒体であって、外部照明の各色成分比に基づき、生成された複数の補正カーブの中から一の補正カーブを選択する選択処理を備え、選択された補正カーブに基づいて、入力画像データに画像処理を行うように構成される。
【００３６】
また、請求項３２に記載の発明は、請求項３１に記載の記録媒体であって、前記選択処理における外部照明の各色成分比を入力するための処理をさらに備えて構成される。
【００３７】
さらに、請求項３３に記載の発明は、請求項３１に記載の記録媒体であって、前記選択処理における外部照明の各色成分比を測定するするための処理をさらに備えて構成される。
【００３８】
また、請求項３４に記載の発明は、画像表示装置に入力される画像データに対する画像処理を行うための補正カーブを記録したコンピュータによって読取可能な記録媒体であって、前記補正カーブが、所定の外部照明の各色成分比の差を解消するように構成されている。
【００３９】
さらに、請求項３５に記載の発明は、請求項３４に記載の記録媒体であって、各色成分比の異なる複数の外部照明の個々に対して、複数の補正カーブを有するように構成される。
【００４０】
また、請求項３６に記載の発明は、請求項３４または３５に記載の記録媒体であって、前記所定の外部照明の各色成分比の差が、外部照明の各色成分比の差をオフセットすることによって解消されるように構成される。
【００４１】
さらに、請求項３７に記載の発明は、請求項３６に記載の記録媒体であって、前記オフセットの量を、色成分の平均から各色成分を減算することによって求めるように構成される。
【００４２】
また、請求項３８に記載の発明は、請求項３６または３７に記載の記録媒体であって、前記オフセットの量が調節可能であるように構成される。
【００４３】
さらに、請求項３９に記載の発明は、請求項３４乃至３８のいづれか一項に記載の記録媒体であって、補正カーブの丸め処理を行うように構成される。
【００４４】
また、請求項４０に記載の発明は、請求項３９に記載の記録媒体であって、前記丸め処理の程度が調節可能であるように構成される。
【００４５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の好適な実施の形態について説明する。
【００４６】
第１実施形態
システム構成
図１に、本発明の画像表示装置の一実施形態にかかるプロジェクタ２０を用いたシステムの概略説明図を示す。本発明の画像表示装置としては、プロジェクタの他、ＣＲＴ、液晶ディスプレイなども含まれる。
【００４７】
スクリーン１０のほぼ正面に設けられたプロジェクタ２０から、所定の画像が投影される。この場合、照明器具５０からの外部照明８０によって画像表示領域１２の画像の見え方は大きく異なってしまう。例えば、同じ白を表示する場合であっても、外部照明８０の色によってはやや黄色みがかった白に見えたりする。
【００４８】
図２に、本発明の第１実施形態にかかるプロジェクタ２０内の画像処理部１００の機能ブロック図を示す。
【００４９】
本発明の第１実施形態にかかるプロジェクタ内の画像処理部１００は、アナログ形式の画像入力信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部１１０と、一次元色補正テーブルを各ＲＧＢ画像入力信号に対して適用して所望の色補正を行う色補正部１２０と、デジタル信号をアナログ信号に変換するためのＤ／Ａ変換部１３０と、液晶ライトバルブを駆動して画像の投影表示を行うためのＬ／Ｖ（ライトバルブ）駆動部１４０と、デバイス（プロジェクタ）の特性を保存するためのデバイス特性保存用メモリ１６０と、プロジェクタおよび外部照明のスクリーンによる反射光を測定するための光センサ１７０と、デバイス特性保存用メモリ１６０に保存されたデバイス特性と光センサ１７０の測色値とに基づき外部照明の影響を考慮した色補正テーブルを生成する色補正テーブル生成部１５０と、を備えて構成される。
【００５０】
本発明によるプロジェクタでは、パーソナルコンピュータなどから供給されるアナログ形式の画像入力信号が、Ａ／Ｄ変換部１１０によってデジタル画像信号に変換される。そして、当該変換されたデジタル画像信号は、色補正テーブル生成部１５０によって生成される色補正テーブルを参照して、色補正部１２０によって外部照明の影響を考慮した所望の色補正がなされる。色補正されたデジタル画像信号は、Ｄ／Ａ変換部１３０によってアナログ信号に変換される。Ｌ／Ｖ駆動部１４０は、当該変換されたアナログ信号に基づき、液晶ライトバルブを駆動して画像の投影表示を行う。
【００５１】
画像処理部１００の動作
次に、図３を参照して、本発明の第１実施形態にかかるプロジェクタ２０内の画像処理部１００の動作を説明する。なお、以下に説明する色補正テーブルの生成・書込処理などの画像処理部１００による処理は、プロジェクタ２０のプログラム格納部（図示せず）に記録された画像処理プログラムを実行することによって行われる。前記プログラム格納部は、画像処理プログラムを記録した媒体を構成する。さらに、当該画像処理プログラム自体も、本願発明の範囲内に包含される。
【００５２】
まず、本発明によるプロジェクタ２０の使用が開始されると、色補正テーブル生成部１５０によって色補正テーブルの生成・書換処理が行われる（ステップ２０４）。当該色補正テーブルの生成・書換処理に関しては、以下で図４を参照して詳細に説明する。
【００５３】
そして、色補正テーブルの生成・書換処理の後、書き換えられた色補正テーブルを参照して色補正部１２０によって色補正された画像信号に基づき、画像の表示が行われる（ステップ２０６）。ここで、画像の表示を終了せず（ステップ２０８、Ｎｏ）、前回の色補正テーブルの生成・書換処理終了時から一定時間経過していない場合（ステップ２１０、Ｎｏ）、ステップ２０６の画像の表示状態が継続する。一方、画像の表示を終了せず（ステップ２０８、Ｎｏ）、前回の色補正テーブルの生成・書換処理終了時から一定時間経過した場合（ステップ２１０、Ｙｅｓ）、時間の経過とともに外部照明の色が変化する場合を考慮して、再度色補正テーブルの生成・書換処理を行い（ステップ２０４）、画像の表示を行う（ステップ２０６）。本発明によれば、一定時間毎に外部照明の色の変化を考慮して色補正テーブルを書き換えるので、外部照明の色が変化しても適切な色再現が可能となる。
【００５４】
そして、プロジェクタの電源をオフするなどして画像の表示を終了する場合（ステップ２０８、Ｙｅｓ）には処理を終了する。
【００５５】
色補正テーブルの生成・書換処理
次に、図４を参照して、本発明の第１実施形態にかかるプロジェクタ２０内の色補正テーブル生成部１５０による色補正テーブルの生成・書換処理（図３のステップ２０４における処理）について説明する。
【００５６】
色補正テーブルの生成・書換処理では、予め、暗室内でプロジェクタ（画像表示装置）２０からR(赤)G(緑)B(青)bk(黒)の各色を出力させ、当該各色出力のスクリーンによる反射光のＸＹＺ値を光センサ１７０などで測定し、デバイス特性保存用メモリ１６０に格納しておく。
【００５７】
そして、プロジェクタ２０からの出力がない状態で、外部照明のスクリーン１０からの反射光のＸＹＺ値を測定する（ステップ２２２）。
【００５８】
次に、補正カーブの計算処理が行われる（ステップ２２６）。当該補正カーブの計算処理に関しては、以下で図５を参照して詳細に説明する。計算された補正カーブに基づいて、新たな一次元色補正テーブルが生成される。そして、色補正部１２０で参照される一次元色補正テーブルが、新たに生成された一次元色補正テーブルによって書き換えられ（ステップ２２８）、ステップ２０６に戻る。
【００５９】
補正カーブの計算処理
次に、図５を参照して、本発明の第１実施形態にかかるプロジェクタ２０内の色補正テーブル生成部１５０による補正カーブの計算処理（図４のステップ２２６における処理）について説明する。デバイス特性保存用メモリ１６０に格納されているプロジェクタからのR(赤)G(緑)B(青)bk(黒)出力のスクリーンによる反射光のＸＹＺ値と、図４の２２２で求めた測定値と、に基づき以下のようにして補正カーブを求める。
【００６０】
補正カーブの計算処理では、まず、ステップ２２２で求められた外部照明のＸＹＺ値をプロジェクタのＲＧＢ値に変換する（ステップ２３０）。当該実施形態では、外部照明の色をプロジェクタのＲＧＢ値で表現するために、プロジェクタのＲＧＢ値とＸＹＺ値との間の変換を行うための行列Ｍを、デバイス特性保存用メモリ１６０に格納されているプロジェクタの各色のＸＹＺ値から求める。行列Ｍおよび変換式は、
【００６１】
【数１】
【００６２】
そして、照明のＸＹＺ値をＸi,Ｙi,Ｚiとすると、照明の色をプロジェクタのＲＧＢの混色として表現する場合のＲＧＢ値ｒi,ｇi,ｂiは、
【００６３】
【数２】
【００６４】
次に、ｒi,ｇi,ｂiを用いて補正カーブを算出する（ステップ２３４）。完全な等色の再現は、式(４)で求められるｒi,ｇi,ｂiをそのままプロジェクタのＲＧＢの出力からオフセットとして減算することによって実現される。しかしながら、この方法では、プロジェクタの階調が大きくつぶれてしまい現実的ではない。
【００６５】
そこで、当該実施形態では、図６に示すように、ｒi,ｇi,ｂiの平均値からの差Δｒ、Δｇ、Δｂをオフセットとして差し引くという方法をとる。
【００６６】
このようにして、測色的には照明の色の影響を補正することができるが、人間の目の順応度や対比の効果を加味して補正量を調整する場合は、Δｒ、Δｇ、Δｂの値をα倍（0＜α＜1）する。測定によって得られた照明の色に対して１００％（α＝１）の補正をかけると測色的には正しい補正が行われるが、補正のかかり過ぎによって不自然な画像再現になってしまう場合がある。この現象を解消するために、補正量を調整する。補正量αは、各環境下において実際に画像の評価を行いながら調整する必要がある。αの値としては、0.2〜0.5が好適である。
【００６７】
以上の処理を式で示すと以下のようになる。但し、説明を簡単にするためＲの式のみを示す。
【００６８】
ｒ’(DR)＝ｒ(DR)−αΔｒ
ｒ(DR)＝DR γ
Δｒ＝ｒi−(ｒi＋ｇi＋ｂi)／3
上式中のｒ(DR)は、入力値DRに対するプロジェクタのＲの補正前の出力輝度、ｒ’(DR)は補正後の出力輝度である。
【００６９】
以上より、補正前の入力値をDRin、補正後の入力値をDRoutとすれば、補正カーブは、
【００７０】
次に、補正カーブの丸め処理を行う（ステップ２３６）。
【００７１】
以上のようにして求めた補正カーブでは、図８に示すように低階調領域付近で階調がつぶれてしまうことがある。このため、補正カーブを丸めることによって、階調がつぶれ過ぎないようにする。
【００７２】
１）補正量を減少させる丸め処理
まず、Doutが変化しない階調がなくなるように、補正量ΔD＝Dout−Dinを、
ΔD → ΔD−(ΔD)β … (10)
のように減少させる。この変換を行うと、図９に示すように補正量が大きい程、補正量の減少も大きくなるので、結果として補正カーブが丸められる。上記式(10)のβは丸め処理の強さを示すパラメータで、β＝0の場合には丸めの処理を行わない状態となり、β＝∞の場合にはDout＝Dinとなる。βの値は1.5が適当である。図９の（１）に、補正量を減少させる丸め処理を行った場合のDoutとDinとの関係を示す。
【００７３】
２）近傍で平均化する丸め処理
図９の（１）に示す補正カーブには鋭利な角部が残るので、さらに、各点で近傍平均をとる。具体的には、階調データを３３点（Din×255＝0，8，16，…，255）で計算して、各点において前後２点ずつを加えた計５点の平均をとる。これらの処理を行うことによって、Doutが０または１のまま変化しない階調のない補正カーブを生成することができる。
【００７４】
前記補正カーブの算出にあたっては、プロジェクタのγ、補正量αおよび丸め処理のパラメータβの４つのパラメータが必要となる。これらの値を調節することによって、同一の算出方法でも様々な補正カーブを生成することができる。
【００７５】
第２実施形態
図１１に、本発明の第２実施形態にかかるプロジェクタ２０内の画像処理部１００の機能ブロック図を示す。第１実施形態と同一の構成要素に関しては、第２実施形態においても同一の参照番号を付す。
【００７６】
本発明の第２実施形態にかかるプロジェクタ内の画像処理部１００は、第１実施形態と同様に、アナログ形式の画像入力信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部１１０と、一次元色補正テーブルを各ＲＧＢ画像入力信号に対して適用して所望の色補正を行う色補正部１２０と、デジタル信号をアナログ信号に変換するためのＤ／Ａ変換部１３０と、液晶ライトバルブを駆動して画像の投影表示を行うためのＬ／Ｖ（ライトバルブ）駆動部１４０と、を備えて構成される。
【００７７】
本発明の第２実施形態にかかるプロジェクタ内の画像処理部１００は、さらに、複数種類の外部照明に対して生成された色補正テーブルを格納するための色補正テーブル格納部１９０と、光センサ１７０の測色値に基づき、色補正テーブル格納部１９０に格納されている色補正テーブルの中から好適な色補正テーブルを選択する色補正テーブル選択部１８０と、を備えている。
【００７８】
本発明の第２実施形態によるプロジェクタでは、第１実施形態と同様にして生成された色補正テーブルを色補正テーブル格納部１９０に予め格納しておく。そして、実際に画像を表示する際に、色補正テーブル選択部１８０が、光センサの測色値に基づき、適切な色補正テーブルを選択する。そして、当該選択された色補正テーブルに基づき、色補正部１２０は、デジタル画像入力信号に対して、外部照明の影響を考慮した所望の色補正を施す。色補正されたデジタル画像入力信号は、Ｄ／Ａ変換部１３０によってアナログ信号に変換され、当該変換されたアナログ信号に基づき、Ｌ／Ｖ駆動部１４０は液晶ライトバルブを駆動して画像の投影表示を行う。
【００７９】
色補正テーブルの生成・格納処理
本発明の第２実施形態にかかるプロジェクタ２０では、予め、複数種類の外部照明に対して、第１実施形態と同様に補正カーブの計算処理を行ない、計算された補正カーブに基づいて、一次元色補正テーブルを生成し、当該生成された一次元色補正テーブルと、各外部照明のスクリーン１０からの反射光のＸＹＺ値とが色補正テーブル格納部１９０に予め格納されている。
【００８０】
画像処理部１００の動作
次に、図１２を参照して、本発明の第２実施形態にかかるプロジェクタ２０内の画像処理部１００の動作を説明する。なお、以下に説明する画像処理部１００による処理は、第１実施形態と同様に、プロジェクタ２０のプログラム格納部（図示せず）に記録された画像処理プログラムを実行することによって行われる。前記プログラム格納部は、画像処理プログラムを記録した媒体を構成する。さらに、当該画像処理プログラム自体も、本願発明の範囲内に包含される。
【００８１】
まず、本発明によるプロジェクタ２０の使用が開始されると、光センサ１７０によって外部照明のスクリーン１０からの反射光のＸＹＺ値が測定される（ステップ３０２）。
【００８２】
次に、色補正テーブル選択部１８０は、色補正テーブル格納部１９０に格納されている反射光のＸＹＺ値を参照して、光センサ１７０によって測定された外部照明のスクリーン１０からの反射光のＸＹＺ値に最も近似するＸＹＺ値に対して生成された対応色補正テーブルを、色補正テーブル格納部１９０の中から選択して、色補正部１２０に対して、対応色補正テーブルを通知する。そして、色補正部１２０は、対応色補正テーブルを色補正テーブル格納部１９０から読み出し、色補正テーブルを当該対応色補正テーブルに書き換える（ステップ３０４）。
【００８３】
そして、色補正テーブルの選択・書換処理の後、書き換えられた色補正テーブルを参照して色補正部１２０によって色補正された画像信号に基づき、画像の表示が行われる（ステップ３０６）。ここで、画像の表示を終了せず（ステップ３０８、Ｎｏ）、前回の色補正テーブルの選択・書換処理終了時から一定時間経過していない場合（ステップ３１０、Ｎｏ）、ステップ３０６の画像の表示状態が継続する。一方、画像の表示を終了せず（ステップ３０８、Ｎｏ）、前回の色補正テーブルの選択・書換処理終了時から一定時間経過した場合（ステップ３１０、Ｙｅｓ）、時間の経過とともに外部照明の色が変化する場合を考慮して、再度外部照明のスクリーン１０からの反射光のＸＹＺ値測定（ステップ３０２）および色補正テーブルの選択・書換処理を行い（ステップ３０４）、画像の表示を行う（ステップ３０６）。本発明によれば、一定時間毎に外部照明の明るさの変化を考慮して色補正テーブルを書き換えるので、外部照明の色が変化しても適切な色再現が可能となる。
【００８４】
そして、プロジェクタの電源をオフするなどして画像の表示を終了する場合（ステップ３０８、Ｙｅｓ）には処理を終了する。
【００８５】
第３実施形態
図１３に、本発明の第３実施形態にかかるプロジェクタ２０内の画像処理部１００の機能ブロック図を示す。第１および第２実施形態と同一の構成要素に関しては、第３実施形態においても同一の参照番号を付す。
【００８６】
本発明の第３実施形態にかかるプロジェクタ内の画像処理部１００は、第１および第２実施形態と同様に、アナログ形式の画像入力信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部１１０と、一次元色補正テーブルを各ＲＧＢ画像入力信号に対して適用して所望の色補正を行う色補正部１２０と、デジタル信号をアナログ信号に変換するためのＤ／Ａ変換部１３０と、液晶ライトバルブを駆動して画像の投影表示を行うためのＬ／Ｖ（ライトバルブ）駆動部１４０と、を備えて構成される。
【００８７】
さらに、本発明の第３実施形態にかかるプロジェクタ内の画像処理部１００は、第２実施形態と同様に、複数種類の外部照明に対して生成された色補正テーブルを格納するための色補正テーブル格納部１９０と、色補正テーブル格納部１９０に格納されている色補正テーブルの中から好適な色補正テーブルを選択する色補正テーブル選択部１８０と、を備えている。
【００８８】
本発明の第３実施形態にかかるプロジェクタ内の画像処理部１００は、（１）外部照明の輝度値を入力するための輝度入力手段２００をさらに備えている点、および（２）前記色補正テーブル選択部１８０が、輝度入力手段２００によって入力されたＸＹＺ値に基づき、色補正テーブル格納部１９０に格納されている色補正テーブルの中から好適な色補正テーブルを選択する点において、第２実施形態とは異なる。
【００８９】
色補正テーブルの生成・格納処理に関しては、第２実施形態と同様なので、その説明を省略する。
【００９０】
画像処理部１００の動作
次に、図１４を参照して、本発明の第３実施形態にかかるプロジェクタ２０内の画像処理部１００の動作を説明する。
【００９１】
以下に説明する画像処理部１００による処理は、第１および第２実施形態と同様に、プロジェクタ２０のプログラム格納部（図示せず）に記録された画像処理プログラムを実行することによって行われる。前記プログラム格納部は、画像処理プログラムを記録した媒体を構成する。さらに、当該画像処理プログラム自体も、本願発明の範囲内に包含される。
【００９２】
第３実施形態にかかるプロジェクタ２０内の画像処理部１００の動作は、基本的に、第２実施形態と同様である。
【００９３】
第２実施形態では、ステップ３０２において、一定時間毎に光センサ１７０によって外部照明のスクリーン１０からの反射光のＸＹＺ値が測定され、色補正テーブル選択部１８０が、当該測定された外部照明のスクリーン１０からの反射光のＸＹＺ値に最も近似するＸＹＺ値に対して生成された対応色補正テーブルを、色補正テーブル格納部１９０の中から選択する。
【００９４】
一方、第３実施形態では、ステップ４０２において、輝度入力手段２００によって外部照明のスクリーン１０からの反射光のＸＹＺ値が入力され、色補正テーブル選択部１８０が、色補正テーブル格納部１９０に格納されている反射光のＸＹＺ値を参照して、当該入力されたＸＹＺ値に最も近似するＸＹＺ値に対して生成された対応色補正テーブルを、色補正テーブル格納部１９０の中から選択する点において異なる。
【００９５】
輝度入力手段２００によって外部照明のスクリーン１０からの反射光のＸＹＺ値が入力されると（ステップ４０２、Ｙｅｓ）、色補正テーブル選択部１８０は、色補正部１２０に対して、対応色補正テーブルを通知する。そして、色補正部１２０は、対応色補正テーブルを色補正テーブル格納部１９０から読み出し、色補正テーブルを当該対応色補正テーブルに書き換える（ステップ４０４）。そして、書き換えられた色補正テーブルを参照して色補正部１２０によって色補正された画像信号に基づき、画像の表示が行われる（ステップ４０６）。
【００９６】
一方、輝度入力手段２００によって外部照明のスクリーン１０からの反射光のＸＹＺ値が入力されない場合（ステップ４０２、Ｎｏ）、色補正テーブルの書き換えを行わずに、画像の表示が行われる（ステップ４０６）。
【００９７】
そして、プロジェクタの電源をオフするなどして画像の表示を終了するまで、上記ステップ４０２〜４０６が繰り返される（ステップ４０８）。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態の一例にかかるプロジェクタ２０を用いたシステムの概略説明図である。
【図２】本発明の第１実施形態にかかるプロジェクタ２０内の画像処理部の機能ブロック図である。
【図３】本発明の第１実施形態にかかるプロジェクタ２０内の画像処理部１００の動作を説明するためのフローチャートである。
【図４】本発明の第１実施形態にかかるプロジェクタ２０内の色補正テーブル生成部１５０による色補正テーブルの生成・書換処理を説明するためのフローチャートである。
【図５】本発明の第１実施形態にかかるプロジェクタ２０内の色補正テーブル生成部１５０による補正カーブの計算処理を説明するためのフローチャートである。
【図６】補正カーブの算出原理を説明するための図である。
【図７】補正後のプロジェクタの出力を示すグラフ図である。
【図８】丸め処理前の補正カーブを示すグラフ図である。
【図９】補正カーブの丸め処理を説明するための図である。
【図１０】丸め処理後の補正カーブを示すグラフ図である。
【図１１】本発明の第２実施形態にかかるプロジェクタ２０内の画像処理部１００の機能ブロック図である。
【図１２】本発明の第２実施形態にかかるプロジェクタ２０内の画像処理部１００の動作を説明するためのフローチャートである。
【図１３】本発明の第３実施形態にかかるプロジェクタ２０内の画像処理部１００の機能ブロック図である。
【図１４】本発明の第３実施形態にかかるプロジェクタ２０内の画像処理部１００の動作を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
１０ スクリーン
２０ プロジェクタ
５０ 照明器具
６０ 光センサ
８０ 環境光
１００ 画像処理部
１１０ Ａ／Ｄ変換部
１２０ 色補正部
１３０ Ｄ／Ａ変換部
１４０ Ｌ／Ｖ駆動部
１５０ 色補正テーブル生成部
１７０ 光センサ
１８０ 色補正テーブル選択部
１９０ 色補正テーブル格納部
２００ 輝度入力手段
Claims (3)
- 入力される画像データに基づいて画像をスクリーンに投影して表示を行う画像表示装置に入力される画像データに対する画像処理方法であって、
補正手段が、所定の外部照明が前記スクリーンに反射された反射光の各色成分の差を、前記各色成分と該各色成分の平均との差を低減するようにして、低減する補正カーブを用いて、入力画像データを補正する補正工程、
を備えた画像処理方法。 - 入力される画像データに基づいて画像をスクリーンに投影して表示を行う画像表示装置であって、
所定の外部照明が前記スクリーンに反射された反射光の各色成分の差を、前記各色成分と該各色成分の平均との差を低減するようにして、低減する補正カーブを用いて、入力画像データを補正する補正手段、
を備えた画像処理装置。 - 入力される画像データに基づいて画像をスクリーンに投影して表示を行う画像表示装置における画像処理をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータによって読取可能な記録媒体であって、
所定の外部照明が前記スクリーンに反射された反射光の各色成分の差を、前記各色成分と該各色成分の平均との差を低減するようにして、低減する補正カーブを用いて、入力画像データを補正する補正処理、
をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータによって読取可能な記録媒体。
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