JP3855993B2 - 画像表示方法及び画像表示装置 - Google Patents

Description

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

プロジェクタを用いて、プレゼンテーションなどを行う場合、部屋の照明やスクリーンなどの影響により、プレゼンテーターが作成したチャートをパソコン画面のように再現することが困難な場合が多い。そこでこの課題に対してデバイスの入出力特性や周辺の照明環境を考慮に入れたカラーマネジメントを行ない、より忠実な色再現を目指す取り組みがなされている。さらに、この周辺の照明環境や投写面の変化を認識させるため、光センサーで測色し、補正データをテーブルに格納させて入力映像信号をテーブルにて変換し、出力することで、忠実色再現の向上を図ることが開示されている。（特許文献１参照）
また忠実色再現を行うための色補正テーブルと明るさ優先の色補正を行うテーブルの２つを準備し、ＰＣ入力の時は明るさ優先のテーブルで色補正することが開示されている。（特許文献２参照）
特開２００２−９４８２２号公報 特開２００２−２９０７５９号公報

しかしながら、特開２００２−９４８２２号公報では公報６図でも明らかなように忠実に色を再現しようとすると、周辺環境の色成分を減算した上で補正カーブを作り、これにより映像出力するため、画面全体の明るさが暗くなり、結果として表示映像の視認性は落ちている。

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

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

第１の本発明は、白成分を含むＲＧＢ入力映像信号の白成分を所定の割合で減少させ（５２）、前記白成分減少後のＲＧＢ入力映像信号の補色成分と原色成分のみを所定の割合で増加させ、表示映像として出力する（５３）画像表示方法であるので、白成分が減り補色、原色成分が増えるので色の視認性が上がる作用を持つ。

第２の本発明は、ＲＧＢ入力映像信号の白成分と、最大入力レベルを検出し、（５１）（５４）前記ＲＧＢ入力映像信号に白成分を含まない時に、補色成分と原色成分を前記最大入力レベルの検出結果に基づき所定の割合で増加させ、表示映像として出力する（５５）画像表示方法であるので、信号レベルを考慮して補色、原色成分を増やせ、色の最大値でクリップされない作用を有する。

第３の本発明は、前記ＲＧＢ入力映像信号に対して、周囲照明環境の情報に基づき、（９４）色補正する量を変化させる請求項２記載の画像表示方法であるので、暗い照明下での過補正を防ぐことができるとともに、照明環境に応じた表示が可能となる作用を有する。

第４の本発明は、前記ＲＧＢ入力映像信号の入力同期周波数により、色補正する量を変化させる請求項２記載の画像表示方法であるので、ＤＶＤなど動画での過補正を防ぐとともに、パソコン映像に対して最適な視認性を提供できる作用を有する。

第５の本発明は、ＲＧＢ映像信号を入力する手段（１３）、前記ＲＧＢ映像信号の白成分を検出する手段（５１）、前記ＲＧＢ映像信号から所定の割合で白成分を減算する手段（５２）、前記減算手段の出力信号に対して所定の割合を乗算し表示映像として出力する手段（５３）、を具備する画像表示装置であるので、第１の本発明同様に白成分が減り補色、原色成分が増えるので、色の視認性が上がる作用を持つ。

第６の本発明は、ＲＧＢ映像信号を入力する手段（１３）、前記ＲＧＢ映像信号の白成分を検出する手段（５１）、前記ＲＧＢ映像信号の最大入力レベルを検出する手段（５４）、前記白成分検出結果、白成分が存在しない時に、前記最大入力レベル検出結果から乗算ゲインを決定する手段（５５）、前記ＲＧＢ映像信号を前記乗算ゲインに基き乗算し、表示映像として出力する手段（５３）、を具備する画像表示装置であるので、第２の本発明同様、信号レベルを考慮して補色、原色成分を増やせ、色の最大値でクリップされない作用を有する。

以上のように、パソコンＲＧＢ入力信号に対して、表示すべき色をより強調して表示させるので、照明環境下でも画像の視認性を向上させることができるという効果を有する。

以下では、本発明にかかる実施の形態について、図面を参照しつつ説明を行う。

（実施の形態１）
はじめに、本発明の実施形態１の画像表示装置を、図５を参照しながら説明する。

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

次にプロジェクタ１００の詳細ブロック図を図４に示す。ＶＩＤＥＯ端子１１は、ＮＴＳＣ方式のコンポジットビデオ信号を入力するための端子である。

Ｓ−ＶＩＤＥＯ端子１２は、Ｓビデオ信号を入力するための端子である。

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

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

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

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

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

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

入力セレクタ２６は、カラーデコーダ２２によって生成されたＹＰｂＰｒ信号、入力セレクタ２５によって入力されたＲＧＢ信号の内から何れかのアナログ信号を選択するためのセレクタである。

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

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

色変換回路５０は、リサイズ・フリーズ・オンスクリーン発生回路４０が出力したＲＧＢデータを所定の色座標の色へ変換する回路である。

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

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

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

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

以上のような、このプロジェクタ１００における、本発明の画像表示方法の動作を図１を用いて説明する。

ＲＧＢ／ＹＰｂＰｒ端子１３から入力された、パソコンのＲＧＢ信号をＡ／Ｄ変換、リサイズした後、色変換回路５０に入力する。入力されたＲＧＢ信号は白検出回路５１にて白成分を検出する。その時、ＲＧＢの信号レベルがそれぞれ、Ｒ：１５０レベル／２５６階調、Ｇ：２００レベル／２５６階調、Ｂ：５０レベル／２５６階調、と認識すると、図７に示す通り、入力のＲＧＢ信号における白成分はＲＧＢのうちの最小値であることから、白成分は５０レベルとなる。したがって、この５０レベル／２５６階調をそれぞれ減算器５２にて減算し、Ｒ：１００レベル／２５６階調、Ｇ：１５０レベル／２５６階調、Ｂ：０レベル／２５６階調とする。すなわちこれが、補色成分１００レベルと原色成分５０レベルと認識出来たことになる。次いで、減算後のＲＧＢ信号に対して、乗算５３にて信号を乗算する。この時乗算する乗算量すなわち、乗算ゲインを乗算ゲインコントロール回路５５にてコントロールする。本実施の形態においては、減算量に応じて乗算ゲインを決定しており、５０レベル／２５６階調の減算では１．５倍のゲイン量とすることで、色変換回路５０の出力信号は、Ｒ：１５０レベル／２５６階調、Ｇ：２２５レベル／２５６階調、Ｂ：０レベル／２５６階調となる。また減算量が１００レベル／２５６階調、１５０レベル／２５６階調と増えた場合には、ゲイン量がそれぞれ１．８倍、２．２倍と増える。

以上のような色変換を行うことで、出力信号において白成分がなく、補色成分及び原色成分の信号レベルが大きくなっており、忠実な色再現ではないものの、照明下でのパソコン映像での、色の視認性を向上させて画像表示させることができる。

（実施の形態２）
本発明の実施形態２の画像表示装置を、図６を参照しながら説明する
図６は画像表示装置、すなわちプロジェクタ１００を用いた表示システムを示すものである。入力端子１６０に接続されたパソコン６１の画像をプロジェクタ１００を用いてスクリーン１１０に投写する。この時、プロジェクタ１００に対してリモコン６０は各機能の制御を行う。光センサ９４はスクリーン１１０の方向に向けて取り付けられており、照度を計測する。また、図４でも明らかなような、光センサ９４はメインマイコン７０に入力されている。

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

色変換回路５０に入力されたＲＧＢ信号は、図２に示すように白検出回路５１において白成分を検出するとともに、入力レベル検出回路５４にて最大レベルを検出する。乗算ケインコントロール回路５５では、白検出回路５１と入力レベル検出回路５４の結果に基づいて、ゲインコントロールする。

具体的にその画像表示させるための方法は、まずＲＧＢ入力信号がＲ：１５０レベル／２５６階調、Ｇ：２００レベル／２５６階調、Ｂ：０レベル／２５６階調となる入力レベルで、入力されると、白検出回路５１では図８で示すところの白成分が存在しないことを、検出できる。次いで、入力の最大レベルを入力レベル検出回路５４にて検出することで、Ｇの２００レベルが最大を認識することができる。これらの結果を乗算ゲインコントロール回路５５に入力することで、この回路では、まず最大入力レベルが２００レベルと諧調の最大値である２５５レベルとの比率結果１．２７５倍という結果を得る。次にこの信号成分に白成分があるかないかを、白検出回路の結果より、判別し、白成分が存在しない時のみ、入力信号のゲインを１．２７５倍上げることで、色の視認性を向上させる。この実施の形態においては、出力結果が、ＲとＧが１．２７５倍上がって、Ｒ：１９１レベル／２５６階調、Ｇ：２５５レベル／２５６階調となる。このように入力信号に対して、原色及び補色成分のレベルを上げることで、色の視認性を向上できる効果を持つ。またこの乗算ゲインコントロール回路５５には入力映像信号の水平同期信号、垂直同期信号が入力されており、周波数判別を行い、水平同期信号の周波数が３１．５ｋＨｚより高いか、もしくは垂直同期信号の周波数が６０Ｈｚより高い時、乗算ゲインを所定の値、本実施の形態では１．２７５倍とするが、この条件を満たさない場合には、乗算ゲインを１とするか、１〜１．２７５倍の間に設定することで、ＮＴＳＣ信号など通常の動画像では破綻しないように調整される。さらに、光センサ９４を用いて、プロジェクタ１００の図示していない光源ランプが点灯する前にスクリーン方向の照度を測定しこの照度測定結果が、５ｌｕｘ以上の時は乗算ゲインを所定の値、すなわち本実施の形態では１．２７５倍とするが、５ｌｕｘ以下の場合には乗算ゲインを小さくしていき、１ｌｕｘ以下では乗算ゲインを１とする調整を行って、視認性向上の度合いを変化させている。

（実施の形態３）
本発明の実施形態３のプロジェクタ１００における色変換回路５０を、図３を参照しながら説明する。

プロジェクタ内部の回路構成は実施の形態１及び２と同様である。色変換回路５０の構成は入力信号をアドレスとしたルックアップテーブル５８となっており、入力レベルに応じた色変換を行う。このルックアップテーブル５８のデータ内容はフラッシュメモリ７２に格納されており、メインマイコン７０の制御により、ルックアップテーブル５８に書き込まれる。ルックアップテーブル５８の内容はＲＧＢ入力信号がＲ：１５０レベル／２５６階調、Ｇ：２００レベル／２５６階調、Ｂ：０レベル／２５６階調となるアドレスに対して出力データがＲ：１９１レベル／２５６階調、Ｇ：２５５レベル／２５６階調、Ｂ：０レベル／２５６階調となるように、またすべての白成分を含まない入力データ（アドレス）に対して、出力の信号レベルが上がるようなテーブルが構成されている。

また色変換回路５０には信号切り替え制御部５６と出力セレクタ５７があり、ルックアップテーブル５８の出力信号を使用するかどうかを光センサ９４の照度測定結果により決定する、周辺照度が１ｌｕｘ以下の時、メインマイコン７０の制御でルックアップテーブル５８の出力は使用せず、１ｌｕｘを超える場合にはルックアップテーブル５８の出力結果を使用する。一方、入力映像信号の同期周波数でも出力セレクタ５７を制御することも可能であり、水平同期信号と、垂直同期信号の組み合わせによる信号判別結果によりパソコン信号と判定できる場合には、色変換ルックアップテーブル５８の出力結果を使用するよう制御する。このような色変換を実施することで、原色及び補色信号成分の信号レベルが上がり、視認性を向上させることが可能となる。

なお、本実施例では色変換ＬＵＴは８×８×８ビットで行なったが、メモリ容量を少なくするために例えば５×５×５ビットＬＵＴで行ない残りのビットは図示されていない補間回路にてルックアップテーブル５８の出力直後に補間処理しても良い。

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

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

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

本発明の実施の形態１の色変換回路を示すブロック図 本発明の実施の形態２の色変換回路を示すブロック図 本発明の実施の形態３の色変換回路を示すブロック図 本発明の実施の形態のプロジェクタを示す詳細ブロック図 本発明の実施の形態１のプロジェクタ外観図 本発明の実施の形態２を説明する画像表示システム図 本発明の実施の形態を説明するＲＧＢ信号の成分図 従来例におけるプロジェクタのブロック図

符号の説明

１１ ＶＩＤＥＯ端子
１２ Ｓ−ＶＩＤＥＯ端子
１３ ＲＧＢ／ＹＰｂＰｒ端子
２１ 入力セレクタ
２２ カラーデコーダ
２３ Ｙ／Ｃ分離回路
２４ マトリクス回路
２５ 入力セレクタ
２６ 入力セレクタ
３０ Ａ／Ｄコンバータ
４０ リサイズ・フリーズ・オンスクリーン発生回路
５０ 色変換回路
５１ 白検出回路
５２ 減算器
５３ 乗算器
５４ 入力レベル検出回路
５５ 乗算ゲインコントロール回路
５６ 切り替え制御部
５７ 出力セレクタ
５８ 色変換ＬＵＴ
６０ リモコン
６１ パソコン
７０ メインマイコン
７１ 外部インタフェース
８１〜８３ デジタル相展開回路
９０ パネル駆動ＩＣ
９１〜９３ ＬＣＤパネル
１００ プロジェクタ
１１０ スクリーン
１００ 画像表示装置
１３０ マウス
１４０ 操作ボタン
１５０ ＰＯＷＥＲボタン
１６０ ＲＧＢ入力端子
１７０ Ｖｉｄｅｏ入力端子
１９０ 投写レンズ

Claims (6)

1. 白成分を含む赤（以下Ｒ）緑（以下Ｇ）青（以下Ｂ）入力映像信号の白成分を所定の割合で減少させるステップと、
   前記白成分減少後のＲＧＢ入力映像信号の補色成分と原色成分のみを所定の割合で増加させ、表示映像として出力するステップと、
   から成ることを特徴とする画像表示方法。
2. ＲＧＢ入力映像信号の白成分と最大入力レベルを検出するステップと、
   前記ＲＧＢ入力映像信号に白成分を含まない時に、補色成分と原色成分を前記最大入力レベルの検出結果に基づき所定の割合で増加させ、表示映像として出力するステップと、
   から成ることを特徴とする画像表示方法。
3. 前記ＲＧＢ入力映像信号に対して、周囲照明環境の情報に基づき、色補正する量を変化させるステップを含むことを特徴とする請求項２記載の画像表示方法。
4. 前記ＲＧＢ入力映像信号の入力同期周波数により、色補正する量を変化させるステップを含むことを特徴とする請求項２記載の画像表示方法。
5. ＲＧＢ映像信号を入力する手段と、
   前記ＲＧＢ映像信号の白成分を検出する手段と、
   前記ＲＧＢ映像信号から所定の割合で白成分を減算する手段と、
   前記減算手段の出力信号に対して所定の割合を乗算する手段と、
   前記乗算後のＲＧＢ映像信号を表示映像として出力する手段と、
   を具備することを特徴とする画像表示装置。
6. ＲＧＢ映像信号を入力する手段と、
   前記ＲＧＢ映像信号の白成分を検出する手段と、
   前記ＲＧＢ映像信号の最大入力レベルを検出する手段と、
   前記白成分検出結果、白成分が存在しない時に、前記最大入力レベル検出結果から乗算ゲインを決定する手段と、
   前記ＲＧＢ映像信号を前記乗算ゲインに基き乗算する手段と、
   前記乗算後のＲＧＢ映像信号を表示映像として出力する手段と、
   を具備することを特徴とする画像表示装置。

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