JP3894302B2 - 画像表示システム、画像処理方法、プログラムおよび情報記憶媒体 - Google Patents
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- H—ELECTRICITY
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- H04N9/00—Details of colour television systems
- H04N9/64—Circuits for processing colour signals
- H04N9/73—Colour balance circuits, e.g. white balance circuits or colour temperature control
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、環境光の影響を考慮して画像を表示するための画像表示システム、画像処理方法、プログラムおよび情報記憶媒体に関する。
【0002】
【背景技術および発明が解決しようとする課題】
sRGB等の画像種別やNTSC等の画像表示方式に準拠した目標色と等価な画像の色の見えを再現できるように、CMS(Color Management System)等の色変換システムが提案されている。
【0003】
しかし、環境光(照明光や日光等)等の影響を受ける場合には、画像の色だけでなく画像の明るさも変化してしまう。
【0004】
このため、環境光(照明光や日光等)等の影響を考慮して画像情報を補正する必要がある。
【0005】
例えば、第2956401号特許公報では、照度測定手段を用いて計測した外光のレベルに応じてレベル変換特性を制御する方式が提案されている。
【0006】
この方式によれば、画像の明るさを補正することはできるが、照度を測定しただけでは画像の色を補正することは困難である。
【0007】
また、環境光の影響を考慮して画像の色を補正する場合には、基本となる複数種のキャリブレーション(校正)用画像を、R(赤)、G(緑)、B(青)、W(白)の各色について所定の階調ごとに表示して測色して補正するため、測色や、画像情報の補正を行うための補正用データ(例えば、マトリクスや1次元ルックアップテーブル等)の生成等に多くの時間がかかり、補正用データのデータ量も多大なものとなっていた。
【0008】
本発明は、上記の課題に鑑みなされたものであり、その目的は、環境光の影響を考慮して画像の色と明るさを補正する場合に、より短時間に校正を行うことが可能な画像表示システム、画像処理方法、プログラムおよび情報記憶媒体を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明に係る画像表示システムは、画像の被表示領域における視環境を示す環境情報に基づき、目標色を再現できるように、前記画像を表示するために用いられる画像情報を補正して画像を表示する画像表示システムにおいて、
RGB形式の画像を表示する場合に、所定の階調のR色、G色、B色、白色の4種類のキャリブレーション画像を前記被表示領域に投写表示するとともに、前記補正の行われた画像を前記被表示領域に投写表示する画像表示手段と、
前記4種類のキャリブレーション画像が表示された状態での4種類の環境情報を出力する視環境把握手段と、
当該4種類の環境情報に基づき、前記視環境における前記画像表示手段で表示可能な色域を示す現環境色域を演算するとともに、暗室条件での前記画像表示手段で表示可能な色域を示す理想環境色域の面積と、前記現環境色域の面積と、の比率を演算する色域演算手段と、
前記4種類の環境情報に基づき、画像の色を補正するために前記画像情報を補正する色補正手段と、
前記比率に基づいて、当該比率が1以外の場合に、画像の明るさを調整するために階調特性情報を補正し、前記4種類の環境情報と、前記階調特性情報とに基づき、色補正手段によって補正された画像情報を、画像の明るさを補正するために補正する明るさ補正手段と、
を含むことを特徴とする。
【0010】
また、本発明に係るプログラムは、画像の被表示領域における視環境を示す環境情報に基づき、目標色を再現できるように、前記画像を表示するために用いられる画像情報を補正して画像を表示するためのプログラムであり、コンピュータにより読み取り可能なプログラムであって、
コンピュータを、
RGB形式の画像を表示する場合に、所定の階調のR色、G色、B色、白色の4種類のキャリブレーション画像を前記被表示領域に投写表示するとともに、前記補正の行われた画像を、画像表示手段に前記被表示領域に投写表示させる手段と、
前記4種類のキャリブレーション画像が表示された状態での4種類の環境情報を視環境把握手段に出力させる手段と、
当該4種類の環境情報に基づき、前記視環境における前記画像表示手段で表示可能な色域を示す現環境色域を演算するとともに、暗室条件での前記画像表示手段で表示可能な色域を示す理想環境色域の面積と、前記現環境色域の面積と、の比率を演算する色域演算手段と、
前記4種類の環境情報に基づき、画像の色を補正するために前記画像情報を補正する色補正手段と、
前記比率に基づいて、当該比率が1以外の場合に、画像の明るさを調整するために階調特性情報を補正し、前記4種類の環境情報と、前記階調特性情報とに基づき、色補正手段によって補正された画像情報を、画像の明るさを補正するために補正する明るさ補正手段として機能させることを特徴とする。
【0011】
また、本発明に係る情報記憶媒体は、コンピュータにより読み取り可能な情報記憶媒体であって、上記手段としてコンピュータを機能させるためのプログラムを記憶したことを特徴とする。
【0012】
本発明によれば、キャリブレーション(校正用)画像の表示、測色を4回行うことにより、画像の色と明るさの両方を補正できるため、キャリブレーションを従来よりもより短時間に行うことができる。
【0013】
また、前記所定の階調として、最高階調を用いれば、ダイナミックレンジの狭い低コストのセンサーを用いることも可能となる。
【0014】
なお、ここで、目標色とは、例えば、ユーザーによって選択された、画像表示方式(例えば、NTSC、PAL、SECAM等)や画像種別(例えば、RGB、sRGB等)に準拠した理想的な色のことである。
【0015】
また、前記画像表示システム、前記プログラムおよび前記情報記憶媒体において、前記階調特性情報は、ガンマカーブ情報であって、
前記明るさ補正手段は、ロジスティック関数を用いて前記ガンマカーブ情報を補正してもよい。
【0016】
これによれば、ロジスティック関数は、人による評価尺度と物理量の関係を求める劣化量加算モデルとして画質評価に最も用いられる関数であるため、人が感じる明るさ感覚をより適切に反映した画像を表示することができる。
【0017】
また、前記画像表示システム、前記プログラムおよび前記情報記憶媒体において、前記明るさ補正手段は、低階調域と低階調域以外の階調域とで異なるパラメータ値を用いて所定の演算を行って前記階調特性情報を補正してもよい。
【0018】
これによれば、低階調域と低階調域以外の階調域とで異なるパラメータ値を用いることにより、階調に応じた適切な出力を得ることができる。
【0019】
すなわち、低階調域の出力を上げる場合と同じ演算式を用いて高階調域の出力を上げると出力が上がりすぎてしまい、画像がつぶれる等の事態が生じる場合もある。
【0020】
本発明のように、低階調域と低階調域以外の階調域とで異なるパラメータ値を用いることにより、出力の上がりすぎを防止し、画像がつぶれる等の事態の発生を低減させることができる。
【0021】
なお、前記低階調域としては、例えば、全階調域の中間階調値よりも低い階調値から0階調までの領域が該当する。
【0022】
また、ここで、前記低階調域以外の階調域として複数の階調域が設けられ、前記明るさ補正手段は、前記階調域ごとに異なるパラメータ値を用いて所定の演算を行って前記階調特性情報を補正してもよい。
【0023】
これによれば、最低階調と最大階調を除く中間階調において、人が感じる明るさ感覚を考慮して明るさ(コントラスト)の補正がなされるため、より自然な環境光補正が可能となる。
【0024】
また、前記画像表示システムは、前記比率に基づき、前記目標色情報を補正する手段を含んでもよい。
【0025】
また、前記プログラムおよび前記情報記憶媒体は、前記比率に基づき、前記目標色情報を補正する手段としてコンピュータを機能させてもよい。
【0026】
これによれば、順応変移を考慮した目標色情報の補正をより短時間に行うことができる。なぜなら、順応変移は、照明光等の影響が大きく、上記色域の面積も照明光等の影響を反映したものであり、上記色域の面積の演算は短時間に行うことができ、当該演算を行うことにより擬似的に順応変移を演算結果に反映させることができるからである。
【0027】
また、本発明に係る画像処理方法は、画像の被表示領域における視環境を示す環境情報に基づき、目標色を再現できるように、前記画像を表示するために用いられる画像情報を補正する画像処理方法において、
所定の階調の複数種類のキャリブレーション画像がそれぞれ表示されるごとに、環境情報を出力する視環境把握工程と、
当該環境情報に基づき、前記視環境における前記画像表示手段で表示可能な色域を示す現環境色域を演算する工程と、
暗室条件での前記画像表示手段で表示可能な色域を示す理想環境色域の面積と、前記現環境色域の面積と、の比率を演算する工程と、
当該比率に基づいて、当該比率が1以外の場合に、画像の明るさを調整するために階調特性情報を補正する階調特性補正工程と、
前記環境情報に基づき、画像の色を補正するために前記画像情報を補正する色補正工程と、
前記環境情報と、前記階調特性情報とに基づき、色補正工程で補正された画像情報を、画像の明るさを補正するために補正する明るさ補正工程と、
を含むことを特徴とする。
【0028】
本発明によれば、キャリブレーション(校正用)画像の表示、測色を数回行うことにより、画像の色と明るさの両方を補正できるため、キャリブレーションを従来よりもより短時間に行うことができる。
【0029】
また、前記画像処理方法において、前記階調特性補正工程では、低階調域と低階調域以外の階調域とで異なるパラメータ値を用いて所定の演算を行って前記階調特性情報を補正してもよい。
【0030】
これによれば、低階調域と低階調域以外の階調域とで異なるパラメータ値を用いることにより、階調に応じた適切な出力を得ることができる。
【0031】
また、前記画像処理方法において、前記階調特性情報は、ガンマカーブ情報であって、
前記明るさ補正工程では、ロジスティック関数を用いて前記ガンマカーブ情報を補正してもよい。
【0032】
これによれば、ロジスティック曲線は、人による評価尺度と物理量の関係を求める劣化量加算モデルとして画質評価に最も用いられる関数であるため、人が感じる明るさ感覚をより適切に反映した画像を表示することができる。
【0033】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を、液晶プロジェクタを用いた画像表示システムに適用した場合を例に採り、図面を参照しつつ説明する。なお、以下に示す実施形態は、特許請求の範囲に記載された発明の内容を何ら限定するものではない。また、以下の実施形態に示す構成の全てが、特許請求の範囲に記載された発明の解決手段として必須であるとは限らない。
【0034】
(システム全体の説明)
図1は、本実施の形態の一例に係る画像表示システムの概略説明図である。
【0035】
スクリーン10のほぼ正面に設けられた投写型表示装置の一種であるプロジェクタ20から、所定のプレゼンテーション用の画像が投写される。プレゼンター30は、スクリーン10上の被表示領域である画像表示領域12の画像の所望の位置をレーザーポインタ50から投射したスポット光70で指し示しながら、第三者に対するプレゼンテーションを行う。
【0036】
このようなプレゼンテーションを行う場合、スクリーン10の種別や、環境光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、スクリーン10の種別によっては、黄色がかった白に見えたり、青色がかった白に見えたりする。また、同じ白を表示する場合であっても、環境光80が異なれば、明るい白に見えたり、暗い白に見えたりする。
【0037】
また、近年、プロジェクタ20は小型化が進み、持ち運びも容易になっている。このため、例えば、客先においてプレゼンテーションを行う場合もあり得るが、客先の環境に合わせて色を事前に調整することは困難であり、客先で色を手動で調整するには時間がかかりすぎる。
【0038】
従来のプロジェクタでは、プロジェクタ固有の入出力特性を示す入出力用プロファイルに基づき、色の変換を行っているだけであり、画像の投写表示される視環境は考慮されていない。なお、プロファイルとは、特性データという意味である。
【0039】
しかし、上述したように、視環境を考慮しなければ、画像の色の見え方を統一することは困難である。色の見え方は、光、対象の光の反射または透過、視覚の3つの要因で決定する。
【0040】
本実施の形態では、ユーザーによって設定された目標色または規定の目標色と、光および対象の光の反射または透過を反映した視環境を把握することにより、適切な画像の色の見えを再現できる画像表示システムを実現している。
【0041】
具体的には、図1に示すように、視環境を把握する視環境把握手段として機能する色光センサー60を設け、色光センサー60からの環境情報をプロジェクタ20に入力する。色光センサー60は、具体的には、スクリーン10内の画像表示領域12の環境情報(より具体的にはRGBまたはXYZの三刺激値)を計測する。
【0042】
プロジェクタ20には、色光センサー60からの環境情報、ユーザーの画像表示方式等の選択情報等に基づき、変換用マトリクスを生成し、当該変換用マトリクスを用いて、画像表示に用いられる画像情報を補正する変換手段が設けられている。
【0043】
環境情報に基づいて視環境を把握することにより、適切な画像の色の見えを再現できる画像表示システムを実現している。
【0044】
また、本実施の形態では、プレゼンテーション開始直前の視環境下の環境情報に基づき、現環境での色域と理想環境での目標色を示す目標プロファイル(目標色情報)と、階調特性情報の一種であるガンマカーブ情報とを補正することにより、より適切な画像の色の見えを再現している。
【0045】
(機能ブロックの説明)
次に、これらの機能を実現するためのプロジェクタ20の画像処理部の機能ブロックについて説明する。
【0046】
図2は、本実施形態の一例に係るプロジェクタ20内の画像処理部100の機能ブロック図である。
【0047】
プロジェクタ20は、PC等から送られるアナログ形式のRGB信号を構成するR1信号、G1信号、B1信号をA/D変換部110に入力し、デジタル形式のR2信号、G2信号、B2信号を、CPU200によって制御される画像処理部100で色変換を行っている。
【0048】
そして、プロジェクタ20は、色変換したR3信号、G3信号、B3信号をD/A変換部180に入力し、アナログ変換されたR4信号、G4信号、B4信号を、画像表示手段の一部であるL/V(ライトバルブ)駆動部190に入力し、液晶ライトバルブを駆動して画像の投写表示を行っている。
【0049】
画像処理部100は、補正部120と、キャリブレーション信号発生部150と、色域演算部160と、目標プロファイル記憶部162と、プロジェクタプロファイル記憶部164と、目標プロファイル補正部166とを含んで構成されている。
【0050】
キャリブレーション信号発生部150は、キャリブレーション(校正用)画像信号を生成する。このキャリブレーション画像信号は、A/D変換部110から出力される信号と同様に、デジタル形式のR2信号、G2信号、B2信号として補正部120に入力される。
【0051】
このように、キャリブレーション画像信号をプロジェクタ20の内部で生成するため、PC等の外部入力装置からキャリブレーション画像信号をプロジェクタ20に入力することなく、プロジェクタ20単体でキャリブレーションを行うことができる。
【0052】
補正部120は、キャリブレーション信号発生部150からのRGBの各デジタル信号(R2信号、G2信号、B2信号)を、プロジェクタプロファイル記憶部164が管理しているプロジェクタプロファイルを参照し、プロジェクタ出力に適したRGBデジタル信号(R3信号、G3信号、B3信号)に補正する。
【0053】
また、補正部120は、色の補正を行う色補正部122と、明るさ(階調)の補正を行う明るさ補正部124とを含んで構成されている。
【0054】
また、目標プロファイル記憶部162は、目標プロファイルを記憶し、プロジェクタプロファイル記憶部164は、プロジェクタプロファイルを記憶している。
【0055】
なお、ここで、目標プロファイルとは、目標とすべき色の入出力特性データの一種である。目標プロファイルとして、ユーザーが選択可能な複数種の画像特性に対応して複数種のプロファイルが設けられる。また、プロジェクタプロファイルとは、プロジェクタ20の機種に対応した入出力特性データの一種である。
【0056】
また、目標プロファイル補正部166は、目標色情報補正手段として機能し、目標プロファイル記憶部162に記憶された目標色プロファイルを、色光センサー60からの環境情報に基づいて補正する。
【0057】
また、色域演算部160は、目標プロファイル記憶部162に記憶された目標プロファイル(目標色情報)、色光センサー60からの環境情報、プロジェクタプロファイル記憶部164に記憶されたプロジェクタプロファイルに基づき、目標色に適合した色および明るさであって、かつ、視環境に適合した画像の色の見えになるように、色域を演算する。
【0058】
(画像処理の流れの説明)
次に、これら各部を用いた画像処理の流れについてフローチャートを用いて説明する。
【0059】
図3は、本実施形態の一例に係る画像処理の手順を示すフローチャートである。
【0060】
プロジェクタ20は、キャリブレーション信号発生部150からキャリブレーション信号(R2、G2、B2)を発生させる。
【0061】
キャリブレーション信号発生部150は、当該キャリブレーション信号を補正部120に出力する。
【0062】
補正部120の色補正部122は、デフォルト(初期状態)の色変換用マトリクスを用いてキャリブレーション信号を補正し、さらに、補正部120の明るさ補正部124は、デフォルト(初期状態)のガンマカーブを用いてキャリブレーション信号を補正し、デジタルRGB信号(R3、G3、B3)として出力する。
【0063】
そして、D/A変換部180は、デジタルRGB信号をアナログRGB信号(R4、G4、B4)に変換する。そして、L/V駆動部190は、アナログRGB信号(R4、G4、B4)に基づき、液晶ライトバルブを駆動する。そして、プロジェクタ20は、キャリブレーション画像を画像表示領域12に投写表示する(ステップS2)。
【0064】
画像表示領域12にキャリブレーション画像が表示された状態で、色光センサー60は、視環境を把握するために三刺激値を検出して環境情報として色域演算部160および目標プロファイル補正部166に出力する(ステップS4)。これにより、色域演算部160および目標プロファイル補正部166は、視環境を把握することができる。
【0065】
このように、キャリブレーション画像を用いて、視環境の把握を行うことにより、より適切に視環境を把握し、画像の色の見えをより適切に再現することができる。
【0066】
より具体的には、キャリブレーション画像の表示は、R(赤)、G(緑)、B(青)、W(白)の4色を表示する。
【0067】
すなわち、本実施の形態では、キャリブレーション画像の表示を4回行って視環境を把握する。
【0068】
そして、色域演算部160は、色光センサー60からの環境情報に基づいて現環境での色域を演算する(ステップS6)。
【0069】
また、目標プロファイル記憶部162は、色域演算部160からの情報に基づく現環境での色域と理想環境での色域とに基づき、目標プロファイルを補正する(ステップS8)
図4は、現環境と理想環境でのプロジェクタ20の表示可能色域を示す模式図である。
【0070】
図4に示すように、xy色度図において、理想環境(暗室条件)におけるプロジェクタ20の表示可能色域RGBの面積S1は、現環境(環境光の影響を受ける明室条件)におけるプロジェクタ20の表示可能色域R’G’B’の面積S2に比べて大きい。これは、現環境では照明光等の影響を受けてしまうためである。
【0071】
本実施の形態では、上記のS1/S2(S2/S1でもよい。)を用いて環境の変化を把握する。
【0072】
さらに、本実施の形態では、プロジェクタ20は、プレゼンテーション実行時の視環境下でプロジェクタ20で表示可能な表示可能色域を演算するとともに、ユーザーによって選択された画像表示方式での目標となる色域を示す目標色域を把握している。そして、求めた表示可能色域と目標色域とを比較して目標色域にできるだけ近い色をプロジェクタ20で表示できるように画像処理を行っている。
【0073】
また、明るさ補正部124は、色域演算部160からの情報に基づく現環境での色域と理想環境での色域とに基づき、ガンマカーブを補正する(ステップS10)。
【0074】
ここで、ガンマカーブの補正について説明する。
【0075】
図5は、ガンマカーブの一例を示す模式図である。
【0076】
一般に、入力階調をx、出力階調をy、係数をa、ガンマ値をγとした場合、y=axγという式で表される。また、デフォルトでは、γ=2.2である。
【0077】
明るさ補正部124は、S1/S2が1でない場合、すなわち、図5の実線で示すγ=2.2のガンマカーブが、図5の2点鎖線で示すγ=1のガンマカーブに近づくように、ガンマカーブを補正する。
【0078】
そして、色補正部122は、色域演算部160からの環境情報に基づき、色補正用情報の一種である色変換用マトリクスを生成する。また、明るさ補正部124は、色域演算部160からの環境情報に基づき、明るさ補正用環境情報を生成する。
【0079】
そして、色補正部122は、生成した色変換用マトリクスを用いて色変換(画像情報の変換)を行う(ステップS38)。より具体的には、マトリクス変換部124は、3行3列の色変換用マトリクスを用いてデジタルRGB信号(R2、G2、B2)を変換する。
【0080】
また、明るさ補正部124は、色補正部122によって変換されたデジタルRGB信号を、明るさ補正用環境情報を用いて変換し、デジタルRGB信号(R3、G3、B3)として出力する。
【0081】
プロジェクタ20は、変換されたデジタルRGB信号(R3、G3、B3)をD/A変換部180を用いてD/A変換し、変換されたアナログRGB信号(R4、G4、B4)を用いて実際のプレゼンテーション画像を表示する(ステップS14)。
【0082】
(明るさの補正の説明)
ここで、画像の明るさの補正についてより詳細に説明する。図5では、説明の簡略化のため、単一のガンマカーブを用いたが、本実施の形態では、低階調域と高階調域とで異なるパラメータを用い、低階調域と高階調域とで異なるガンマカーブを用いている。以下、この点について説明する。
【0083】
例えば、明るさ補正部124は、以下の数式を用いてγ(ガンマ値)の補正量Δγを求めて補正後のγ’を求める。
【0084】
Δγ=−h(γ−γmin)+(1+EXP(−α))-1・・・(1)
γ’=γ+Δγ・・・(2)
なお、ここで、(1)式の第1項のhは調整パラメータで、α=0のとき、Δγ=0になる様に自動的に決定される調整パラメータである。αは上述した明るさ補正用環境情報、γminは変換値制御用データとして用いられるγ最小値である。
【0085】
より具体的には、αとしてはRGBの最大階調で得られる色域内の面積S1、R ’、G ’、B ’の最大階調で得られる色域内の面積S2とした場合、(S1/S2−1)×10をαとして適用することができる。また、(1)式の第2項はロジスティック関数である。
【0086】
ここで、Δγを求める具体例について説明する。
【0087】
図6は、本実施の形態の一例に係るαに対するΔγの変化を示す図である。また、図7は、本実施の形態の一例に係るαに対するγ’の変化を示す図である。
【0088】
ここでは、デフォルトのγが1.8、γminが0.3である場合について説明する。
【0089】
この場合、例えば、明るさ補正用環境情報αの値が−2、すなわち、標準の視環境よりも明るい場合には、Δγの値は−0.38となり、γ’の値は1.42となる。つまり、照明光等の影響によって視環境が明るい状況である場合には、γの値が小さくなる。
【0090】
また、例えば、明るさ補正用環境情報αの値が10、すなわち、標準の視環境よりも暗い場合には、Δγの値は0.5となり、γ’の値は2.3となる。つまり、照明光等の影響によって視環境が暗い状況である場合には、γの値が大きくなる。
【0091】
図8は、γ補正後の規格化階調xに対する出力の変化を示す図である。
【0092】
図8は、図6、図7に示す条件で、αの値が−2の場合のW(白色)の出力の変化を示している。
【0093】
図8を見れば分かるように、環境光補正後の出力は0階調と最大階調を除く中間階調領域において、ガンマ値が1に近づいた単一カーブになっている。
【0094】
なお、W(白色)でなく、RGBの各原色信号の場合も同様である。
【0095】
また、ガンマ値を小さくした場合、低、中階調域での照明光等の影響は補正できるが、高階調域では出力が大きくなりすぎ、コントラストが小さくなってしまい、画像がつぶれて見づらくなってしまう場合も生じうる。
【0096】
そこで、低階調域と低階調域以外の階調域でγ’の値が異なるようにすれば、低階調域でも低階調域以外の階調域でも適切な色を再現できる。
【0097】
図9は、本実施の形態の一例に係る低階調域と低階調域以外の階調域でγ’の値を異なるようにした場合の出力の変化を示す図である。また、図10は、本実施の形態の一例に係る低階調域用の出力の変化と低階調域以外の階調域での出力の変化を示す図である。
【0098】
例えば、図10に示すように、低階調域用の出力をY1=Wmax1*x^γ’1で求め、低階調域以外の階調域での出力をY2=Wmax2*x^γ’2で求めるものとする。なお、ここで、^は累乗の意味である。
【0099】
また、ここで、γ’1は低階調域用補正済みγであり、γ’2は低階調域以外の階調域用補正済みγである。図9に示すように、Y1が低階調域ではY1がY2よりも大きく、高階調域ではY1がY2よりも小さくなるように、以下のように値を設定する。
【0100】
例えば、低階調側の設定値として、デフォルトγ1=0.5、コントラスト係数Wmax1=0.5、γmin1=0.3とし、高階調側の設定値として、デフォルトγ2=1.8、コントラスト係数Wmax2=1.0、γmin2=1.2とする。また、α=−0.36であるものとする。
【0101】
この場合、上述したγ’を求める数式を用いて演算を行うと以下のようになる。
【0102】
γ’1(低階調域用)=0.41
γ’2(低階調域以外の階調域用)=1.71
さらに、これより低階調域の出力曲線、低階調域以外の出力曲線は図10に示すY1、Y2のようなグラフを描く。
【0103】
そして、低階調域ではY1を採用し、低階調域以外の階調域ではY2を採用することにより、図9に示すようなグラフが描ける。
【0104】
このように、低階調域と低階調域以外の階調域とでパラメータを調整することにより、低階調域での画像のつぶれや高階調域での画像のとび等を低減し、より適切な画像を再現できる。
【0105】
以上のように、本実施の形態によれば、キャリブレーション画像の表示、測色を数回行うことにより、画像の色と明るさの両方を補正できるため、キャリブレーションを従来よりもより短時間に行うことができる。
【0106】
また、本実施の形態によれば、低階調域と低階調域以外の階調域とで異なるパラメータ値を用いることにより、階調に応じた適切な出力を得ることができる。
【0107】
さらに、理想環境での表示可能色域の面積と現環境での表示可能色域との面積との比率に基づき、目標プロファイルやガンマカーブを補正することにより、順応変移を考慮した補正をより短時間に行うことができる。なぜなら、順応変移は、照明光等の影響が大きく、上記色域の面積も照明光等の影響を反映したものであり、上記色域の面積の演算は短時間に行うことができ、当該演算を行うことにより擬似的に順応変移を演算結果に反映させることができるからである。
【0108】
特に、ロジスティック関数を用いてガンマカーブ情報を補正することにより、人が感じる明るさ感覚をより適切に反映した画像を表示することができる。なぜなら、ロジスティック関数は、人による評価尺度と物理量の関係を求める劣化量加算モデルとして画質評価に最も用いられる関数であるからである。
【0109】
(ハードウェアの説明)
なお、上述した各部に用いるハードウェアとしては、例えば、以下のものを適用できる。
【0110】
例えば、A/D変換部110としては、例えばA/Dコンバーター等、D/A変換部180としては、例えばD/Aコンバーター等、L/V駆動部190としては、例えば液晶ライトバルブ駆動ドライバ等、補正部120や目標プロファイル補正部166としては、例えば画像処理回路やASIC等、色域演算部160としては、例えばCPUやRAM等、目標プロファイル記憶部162、プロジェクタプロファイル記憶部164としては例えばRAM等、色光センサー60としては例えば輝度センサーやCCDセンサー等を用いて実現できる。なお、これら各部は回路のようにハードウェア的に実現してもよいし、ドライバのようにソフトウェア的に実現してもよい。
【0111】
また、図2に示すように、これら各部の機能を液晶プロジェクタ内のコンピュータが情報記憶媒体300からプログラムを読み取って実現してもよい。情報記憶媒体300としては、例えば、CD−ROM、DVD−ROM、ROM、RAM、HDD等を適用でき、その情報の読み取り方式は接触方式であっても、非接触方式であってもよい。
【0112】
また、情報記憶媒体300に代えて、上述した各機能を実現するためのプログラムを、伝送路を介してホスト装置等からダウンロードすることによって上述した各機能を実現することも可能である。すなわち、上述した各機能を実現するための情報は、搬送波に具現化されるものであってもよい。
【0113】
以上、本発明を適用した好適な実施の形態について説明してきたが、本発明の適用は上述した実施例に限定されない。
【0114】
(変形例)
例えば、上述した実施例ではキャリブレーション画像は、4種類であったが4種類に限定されるものではない。
【0115】
また、上述したプロジェクタのような投写型画像表示装置以外の表示手段で画像表示を行ってプレゼンテーション等を行う場合にも本発明を適用できる。このような表示手段としては、例えば、液晶プロジェクタのほか、CRT(Cathode Ray Tube)、PDP(Plasma Display Panel)、FED(Field Emission Display)、EL(Electro Luminescence)、直視型液晶表示装置等のディスプレイ装置、DMD(Digital Micromirror Device)を用いたプロジェクタ等が該当する。なお、DMDは米国テキサスインスツルメンツ社の商標である。また、プロジェクタは前面投写型のものに限られず、背面投写型のものであってもよい。
【0116】
また、プレゼンテーション以外にも、ミーティング、医療、デザイン・ファッション分野、営業活動、コマーシャル、教育、さらには映画、TV、ビデオ、ゲーム等の一般映像等における画像表示を行う場合にも本発明は有効である。
【0117】
なお、上述したプロジェクタ20の画像処理部100の機能は、単体の画像表示装置(例えば、プロジェクタ20)で実現してもよいし、複数の処理装置で分散して(例えば、プロジェクタ20とPCとで分散処理)実現してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施形態の一例に係る画像表示システムの概略説明図である。
【図2】本実施形態の一例に係るプロジェクタ内の画像処理部の機能ブロック図である。
【図3】本実施形態の一例に係る画像処理の手順を示すフローチャートである。
【図4】現環境と理想環境でのプロジェクタの表示可能色域の一例を示す模式図である。
【図5】ガンマカーブの一例を示す模式図である。
【図6】本実施の形態の一例に係るαに対するΔγの変化を示す図である。
【図7】本実施の形態の一例に係るαに対するγ’の変化を示す図である。
【図8】γ補正後の規格化階調xに対する出力の変化を示す図である。
【図9】本実施の形態の一例に係る低階調域と低階調域以外の階調域でγ’の値を異なるようにした場合の出力の変化を示す図である。
【図10】本実施の形態の一例に係る低階調域用の出力の変化と低階調域以外の階調域での出力の変化を示す図である。
【符号の説明】
20 プロジェクタ
50 レーザーポインタ
60 色光センサー
80 環境光
120 補正部
122 色補正部
124 明るさ補正部
150 キャリブレーション信号発生部
160 色域演算部
162 目標プロファイル記憶部
164 プロジェクタプロファイル記憶部
166 目標プロファイル補正部
300 情報記憶媒体
Claims (10)
- 画像の被表示領域における視環境を示す環境情報に基づき、目標色を再現できるように、前記画像を表示するために用いられる画像情報を補正して画像を表示する画像表示システムにおいて、
RGB形式の画像を表示する場合に、所定の階調のR色、G色、B色、白色の4種類のキャリブレーション画像を前記被表示領域に投写表示するとともに、前記補正の行われた画像を前記被表示領域に投写表示する画像表示手段と、
前記4種類のキャリブレーション画像が表示された状態での4種類の環境情報を出力する視環境把握手段と、
当該4種類の環境情報に基づき、前記視環境における前記画像表示手段で表示可能な色域を示す現環境色域を演算するとともに、暗室条件での前記画像表示手段で表示可能な色域を示す理想環境色域の面積と、前記現環境色域の面積と、の比率を演算する色域演算手段と、
前記4種類の環境情報に基づき、画像の色を補正するために前記画像情報を補正する色補正手段と、
前記比率に基づいて、当該比率が1以外の場合に、画像の明るさを調整するために階調特性情報を補正し、前記4種類の環境情報と、前記階調特性情報とに基づき、色補正手段によって補正された画像情報を、画像の明るさを補正するために補正する明るさ補正手段と、
を含むことを特徴とする画像表示システム。 - 請求項1において、
前記階調特性情報は、ガンマカーブ情報であって、
前記明るさ補正手段は、ロジスティック関数を用いて前記ガンマカーブ情報を補正することを特徴とする画像表示システム。 - 請求項1、2のいずれかにおいて、
前記明るさ補正手段は、低階調域と低階調域以外の階調域とで異なるパラメータ値を用いて所定の演算を行って前記階調特性情報を補正することを特徴とする画像表示システム。 - 画像の被表示領域における視環境を示す環境情報に基づき、目標色を再現できるように、前記画像を表示するために用いられる画像情報を補正する画像処理方法において、
所定の階調の複数種類のキャリブレーション画像がそれぞれ表示されるごとに、環境情報を出力する視環境把握工程と、
当該環境情報に基づき、前記視環境における画像表示手段で表示可能な色域を示す現環境色域を演算する工程と、
暗室条件での前記画像表示手段で表示可能な色域を示す理想環境色域の面積と、前記現環境色域の面積と、の比率を演算する工程と、
当該比率に基づいて、当該比率が1以外の場合に、画像の明るさを調整するために階調特性情報を補正する階調特性補正工程と、
前記環境情報に基づき、画像の色を補正するために前記画像情報を補正する色補正工程と、
前記環境情報と、前記階調特性情報とに基づき、色補正工程で補正された画像情報を、画像の明るさを補正するために補正する明るさ補正工程と、
を含むことを特徴とする画像処理方法。 - 請求項4において、
前記階調特性情報は、ガンマカーブ情報であって、
前記明るさ補正工程では、ロジスティック関数を用いて前記ガンマカーブ情報を補正することを特徴とする画像処理方法。 - 請求項4、5のいずれかにおいて、
前記階調特性補正工程では、低階調域と低階調域以外の階調域とで異なるパラメータ値を用いて所定の演算を行って前記階調特性情報を補正することを特徴とする画像処理方法。 - 画像の被表示領域における視環境を示す環境情報に基づき、目標色を再現できるように、前記画像を表示するために用いられる画像情報を補正して画像を表示するためのプログラムであり、コンピュータにより読み取り可能なプログラムであって、
コンピュータを、
RGB形式の画像を表示する場合に、所定の階調のR色、G色、B色、白色の4種類のキャリブレーション画像を前記被表示領域に投写表示するとともに、前記補正の行われた画像を、画像表示手段に前記被表示領域に投写表示させる手段と、
前記4種類のキャリブレーション画像が表示された状態での4種類の環境情報を視環境把握手段に出力させる手段と、
当該4種類の環境情報に基づき、前記視環境における前記画像表示手段で表示可能な色域を示す現環境色域を演算するとともに、暗室条件での前記画像表示手段で表示可能な色域を示す理想環境色域の面積と、前記現環境色域の面積と、の比率を演算する色域演算手段と、
前記4種類の環境情報に基づき、画像の色を補正するために前記画像情報を補正する色補正手段と、
前記比率に基づいて、当該比率が1以外の場合に、画像の明るさを調整するために階調特性情報を補正し、前記4種類の環境情報と、前記階調特性情報とに基づき、色補正手段によって補正された画像情報を、画像の明るさを補正するために補正する明るさ補正手段として機能させることを特徴とするプログラム。 - 請求項7において、
前記階調特性情報は、ガンマカーブ情報であって、
前記明るさ補正手段は、ロジスティック関数を用いて前記ガンマカーブ情報を補正することを特徴とするプログラム。 - 請求項7、8のいずれかにおいて、
前記明るさ補正手段は、低階調域と低階調域以外の階調域とで異なるパラメータ値を用いて所定の演算を行って前記階調特性情報を補正することを特徴とするプログラム。 - コンピュータにより読み取り可能な情報記憶媒体であって、
請求項7〜9のいずれかに記載のプログラムを記憶したことを特徴とする情報記憶媒体。
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