JP4194195B2 - 画像表示装置 - Google Patents
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Description
本発明は、画像表示装置において、色調整の技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
マルチメディア技術の進展とともにパソコンを使ったVTRの編集など映像情報の取り扱いが誰でも比較的簡単にできるようになってきている。映像ソースも多様化しておりDVD、VTR、衛星放送、パソコンなど各種の映像ソースをテレビやパソコンモニタなどの表示装置で表示しており、従来のようにテレビ映像はテレビ受像器、パソコン信号はパソコンモニタで表示するといった垣根がなくなってきている。
ところで、映像信号の伝送は自然画を主体とするテレビ映像などは輝度と色信号(又は色差信号)が一般的であり、パソコン出力ではRGB信号が一般的である。色合い調整はテレビ受像機では色信号をベースにした色相、彩度調整が主体で、パソコンモニタではRGB個別のレベル調整が主体である。
【0003】
最近のパソコンでは、文字やグラフィックスだけでなく自然画表示が当たり前になってきており、自然画表示の際はテレビ的な感覚で、色相、彩度を調整したいといった要求がある。
これに対し、例えばAdobe社の画像レタッチソフトウェア「PhotoShop」ではカラー調整モードを備え、RGB調整と輝度、色相、色差の調整を選択できるようになっており、対象の画像ファイルに対してデータ変換を行っている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記公知例では、色合い調整には必ず上記ソフトウェアそのものが必要になり、さまざまな表示画像に対して汎用的に色合い調整するには難があるという問題があった。
【0005】
本発明の目的は、好適に色調整を行うことができる技術を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明は、画像表示装置において、入力映像信号から色相信号を生成するための色相信号生成手段と、前記色相信号生成手段で生成された色相信号を用いて、所望色相範囲の色相を他の色相とは独立して調整可能な色相調整手段と、前記色相調整手段で色相が調整された映像信号に基づいて、RGB信号を生成するRGB信号生成手段と、前記RGB信号生成手段で生成されたRGB信号の各原色信号のレベルを個別に調整可能な原色調整手段と、前記原色調整手段によって調整されたRGB信号が供給される表示デバイスと、を備え、前記色相調整手段と前記原色調整手段のうち、選択された調整手段を用いて前記表示デバイスに表示された画像の色調整を可能とし、前記色相調整手段は、前記画像表示装置における色再現性が低い色相を他の色相とは独立して調整することを特徴とする。
【0007】
また本発明は、上記構成に、更に、所望色相範囲の彩度を他の色相の彩度とは独立して調整可能な彩度調整手段を設けたことを特徴とする。
【0008】
また本発明は、画像表示装置において、入力映像信号に含まれる色差信号、もしくは入力映像信号から生成された色差信号を用いて色相信号及び彩度信号を生成するための第1信号生成手段と、前記第1信号生成手段で生成された色相信号のうち、所望色相範囲にある色相信号を他の色相の色相信号とは独立して調整可能な第1色相調整手段と、前記第1色相調整から出力された色相信号を、全色相にわたって調整可能な第2色相調整手段と、前記第1及び第2色相調整手段で調整された色相信号と前記彩度信号とに基づいて、RGB信号を生成する第2信号生成手段と、前記第2信号生成手段で生成されたRGB信号の各原色信号のレベルを個別に調整可能な原色調整手段と、前記原色調整手段によって調整されたRGB信号が供給される表示デバイスとを備え、前記第1及び第2色相調整手段と前記原色調整手段とのうち、選択された調整手段を用いて前記表示デバイスに表示された画像の色調整を可能とし、前記第1色相調整手段は、前記画像表示装置における色再現性が低い色相を他の色相とは独立して調整することを特徴とする。
【0009】
上記原色調整手段は、前記RGB信号に含まれる各原色信号を個別に調整可能である。また、上記原色調整手段は、前記RGB信号に含まれる各原色信号の振幅レベル及び直流レベルを個別に調整可能であってもよい。
【0023】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態について、幾つかの実施例を用い、図を参照して説明する。
図1は本発明による液晶表示装置の第1の実施例を示すブロック図である。図において、1は信号源、2は原色信号(RGB信号)を輝度信号Yと色差信号(B−Y信号、R−Y信号)に変換するマトリクス回路、3は色相検出回路、4は彩度検出回路、5、6は乗算回路、7、8は加算回路、9〜12はレジスタ、13は色差再生回路、14、15は乗算回路、16は輝度信号Y及び色差信号を原色信号に変換するマトリクス回路、17〜19は乗算回路、20〜22は加算回路、23〜28はレジスタ、29は表示デバイスである。なお、レジスタ9〜12はRAM等で構成され、マイコンからの指令に応じてレジスタ9〜12の値が書きかえられる。
【0024】
図1の各ブロックの構成例を以下に説明する。
マトリクス回路2は例えば、図2の構成で実現できる。
図2は色信号を入力し、輝度信号と色差信号を出力するマトリクス回路の一実施例を示すブロック図である。図において、30〜33は乗算器、34〜37は加算器、38〜41は係数器である。端子42〜44に印加されたRGB信号はそれぞれ乗算器30〜32で係数器38〜40が出力する係数が乗じられる。これら係数が乗じられたR信号とG信号は加算器34で加算され、更に、この加算器34の出力とB信号を加算器35で加算することによって、輝度信号Yが生成される。また、R−Y信号は乗算器33に係数器41が出力する係数−1を乗算して得たマイナスの輝度信号−Yに端子42に印加されたR信号を加算器36で加算することによって生成される。B−Y信号は端子44に印加されたB信号に乗算器33の出力であるマイナスの輝度信号−Yを加算することによって生成することができる。
【0025】
マトリクス回路16は例えば図3の構成で実現できる。
図3は輝度と色差信号を入力し色信号を出力するマトリクス回路の一実施例を示すブロック図である。図において、45〜47は乗算器、48〜51は加算器、52〜54は係数器である。それぞれ端子55〜57に印加されたY信号、R−Y信号、B−Y信号はそれぞれ乗算器45〜47で係数器52〜54が出力する係数が乗じらる。加算器48で端子55に印加された輝度信号Yと端子56に印加されたR−Y信号が加算され、この加算器48の出力とB−Y信号が加算器49で加算されることによってG信号が生成される。また、加算器50で端子56に印加されたR−Y信号に輝度信号Yを加算してR信号が生成され、加算器51で端子57に印加されたB−Y信号に輝度信号Yを加算することによってB信号が生成される。
【0026】
色相検出回路3は、例えば図4のような構成で実現できる。
図4は色相検出回路の一実施例を示すブロック図である。図において、60は除算回路、61はtanの逆三角関数を得る回路(以下、ATAN回路と記す)である。除算回路60、ATAN回路61はそれぞれLUT(Look Up Table)を使ったテーブル参照方式で簡単に実現できる(特に図示せず)。
【0027】
一方、彩度検出回路4は、例えば図5のような構成で実現できる。
図5は彩度検出回路の一実施例を示すブロック図である。図において、62、63は乗算回路であり、64は平方根回路(以下、ROOT回路と記す)である。乗算回路62でR−Y信号を2乗し、乗算回路63でB−Y信号を2乗する。各乗算回路62、63の出力を平方根回路64に供給し、それらの和の平方根を取ることによって、彩度が得られる。
【0028】
乗算回路62、63、ROOT回路64もそれぞれLUTを使ったテーブル参照方式で簡単に実現できる(特に図示せず)。
【0029】
B−Y信号、R−Y信号と、色相、彩度の関係を図6に示す。
図6は色相と彩度の関係を説明するための特性図であり、横軸(x軸)はB−Y信号のレベルを表わし、縦軸(y軸)はR−Y信号のレベルを表わす。B−Y信号とR−Y信号のベクトル和が色相・彩度をあらわすベクトルで、角度θが色相、大きさSが彩度である。すなわち色相θは数1で、彩度Sは数2で求めることができる。
【0030】
【数1】
【0031】
【数2】
【0032】
図7は色差信号の色相と正規化したレベルを示す特性図である。
色差再生回路13も例えばLUTで実現でき、その入出力特性は図7のような三角関数になる。図7は横軸に角度θ、縦軸にレベルの正規化した値Rを示す。入力θに対してB−Y信号はCos関数となっており、曲線65で示され、R−Y信号はSin関数となっており、曲線66でしめされている。
【0033】
次に、図1の動作について説明する。
信号源1から出力されたRGB信号はマトリクス回路2でY信号、B−Y信号、R−Y信号に変換され、B−Y信号、R−Y信号は色相検出回路3、彩度検出回路4に入力され、色相θと彩度Sに変換される。色相θは加算回路7でレジスタ11の値と加算され色相θ´となり、色相がレジスタ11の値の分だけ可変される。彩度Sは乗算回路6でレジスタ10の値と乗算され彩度S´となり、彩度がレジスタ6の値の分だけ可変される。なお、これらレジスタ10、11の値は視聴者の指示に応じたマイコン(図示せず)からの指令に依って変化される。
【0034】
可変された色相θ´は色差再生回路13に入力され、θ´に対応するCos関数の値がB−Y信号として出力され、θ´に対応するSin関数の値がR−Y信号してを出力され、乗算回路14、15でそれぞれ可変された彩度S´と乗算される。色差再生回路13のB−Y出力、R−Y出力は正規化された値であり、彩度S´でB−Y信号、R−Y信号の大きさを決めることによって、再生したい真のB−Y信号、R−Y信号を生成している。一方、輝度信号Yは乗算回路5でレジスタ9分だけ振幅を調整し、加算回路8でレジスタ12の分だけ直流レベルを調整したのちマトリクス回路16に入力される。
【0035】
マトリクス回路16では輝度信号Y、色差信号B−Y、R−YからRGB信号を生成する。マトリクス回路16の後段にはさらにRGB信号それぞれに振幅と直流レベルを調整できるように、乗算回路17〜19、加算回路20〜22がレジスタ23〜28で可変されるようにしている。マトリクス回路16と表示デバイス29の間に設けられている回路は通常RGBを入力とする信号回路に備えられており、この回路では色相、彩度を調整しようとすると、輝度まで変化してしまう。ところが、RGB信号を輝度信号、色差信号に変換することによって、殆ど輝度を変化させることなく色相及び彩度を変化させることができる。
【0036】
上記構成において、マトリクス回路2及び色相検出回路3で原色信号を色相信号に変換することができる。また、マトリクス回路2及び彩度検出回路4で原色信号を彩度信号に変換することができる。
以上のようにして処理された信号が表示デバイス29に入力されて表示される。表示デバイスとしてはブラウン管表示素子や液晶表示素子、プラズマ表示素子などRGB入力を備えるものならばなんでもよい。
【0037】
以上説明したように本実施例の構成によれば、信号源1からの同じ入力に対してレジスタ11、10で色相、彩度、レジスタ9、12で輝度を調整できると共にレジスタ23〜28でRGB別々に振幅と直流レベルが調整が可能となる。
【0038】
信号源1として例えばパソコンが接続された場合、その表示内容は文字やグラフィックだけでなく自然画の静止画、動画がある。文字やグラフィックだけの場合、従来のようにRGBそれぞれの調整だけで好みの色合いにすることはできるが、自然画の場合RGBの独立調整では好みの色あいにするのは至難の業である。自然画表示では肌色を少しピンク色にしたいなど色相と彩度の調整に頼らざるを得ない。
【0039】
本構成によれば、使用者の要求に応じてレジスタ9〜12を調整して色相、彩度で調整するか、レジスタ23〜28を調整してRGB調整するかを選ぶことができ表示画像の調整が非常に便利になる。
【0040】
以下、本発明による画像表示装置の第2実施例について、図8を用いて説明する。
図8は本発明による画像表示装置の第2の実施例を示すブロック図である。図8では、第1実施例で説明したパソコン等からのRGB信号源1と輝度信号、R−Y信号、B−Y信号の信号源71を切換回路(以下、SELと言う。)70で切換られるようにしている。図1と同じ機能を有するブロックには同一番号を付け、その説明を省略する。
信号源71は出力信号形式が輝度Yと色差信号B−Y、R−Yを備えるものであり、DVDプレーヤー出力や衛星放送のセットトップボックス出力あるいはディジタルカメラの出力などである。なお、色差信号B−YとR−Yを分けて表記しているが、信号源によっては色差信号B−YとR−Yを時分割多重しているものもあり、必ずしもB−Y信号とR−Y信号の配線が別れているものではない。
【0041】
本実施例の特徴はパソコンなどのRGB系出力を有する信号源1でも、輝度、色差を有する信号源71でも色相、彩度調整かRGB個別調整か使用者の要求に応じて自由に選択できることであり、従来のようにテレビ映像では色相、彩度調整だけ、パソコン信号ではRGB調整だけといった不便さを解消できることにある。SEL70以降の信号処理、動作は第1実施例で説明したのでここでは省略する。
【0042】
以下、本発明の第3実施例を図9を用いて説明する。
図9は本発明による画像表示装置の第3の実施例を示すブロック図である。
図9は図1のブロック図に切換手段72〜79を設け、切換制御回路80で上記切換手段72〜79を切換制御して各調整値を時間的に切換えるようにしている。なお、図1と同じブロックには同じ符号を付け、その説明は省く。
図9の切換制御は図10のように画面Aに画面Bがはめ込まれたような場合に行なわれる。
【0043】
図10は画面に他の画面をはめ込んだ場合の表示ディスプレイの正面図である。図11は画面に2つの画面をはめ込んだ場合の表示ディスプレイの正面図である。
図10において、画面Aの領域ではRGB調整、画面Bの領域では色相、彩度調整(YSH調整と記す)を行う。パソコン画面では文字、グラフィックに自然画をはめ込み表示する場合が多く、本構成にて文字グラフィックはRGB調整、自然画はYSH調整とすることができる。
【0044】
図9の切換手段72〜79は選択対象をそれぞれレジスタ値か“1”または“0”の固定値のいずれかに切換える。例えば、切換制御回路80から信号“1”が出力されると、切換手段72と73はそれぞれ、固定値側に倒れ(接続され)、加算回路7では色相検出回路3の出力に“0”を加算し、乗算回路6では彩度検出回路4の出力を“1”倍する。すなわち、色相も彩度も可変しない。
【0045】
一方、インバータ81で切換制御回路80の出力“1”が反転され“0”となるため、切換手段74〜79はそれぞれレジスタ23〜25側に接続されるため、乗算回路17〜19ではRGBそれぞれにレジスタ23〜25の値が乗じられ、それぞれの振幅が可変され、加算回路20〜22ではRGBそれぞれにレジスタ26〜28の値が加算され、それぞれの直流レベルが可変される。
すなわち、切換制御回路80の出力タイミングに応じて色相、彩度調整がRGB調整YSH調整かを切換ることができる。切換制御回路80の切換制御タイミングは例えば信号源101からの指示でよい。
信号源101では図10のようにはめ込んだB領域の位置情報があるのでその位置情報を基に切換制御回路80の切換動作を行う。切換制御回路80の構成は例えば、信号源101から受け取ったアドレス情報に基づきカウンタ回路(図示せず)でタイミングパルスを発生すればよい。
【0046】
以上のようにして、はめ込まれた画像領域に対して色相、彩度を調整するYSH調整かRGB調整を使い分けることができる。なお、図10ではB領域だけ色相、彩度調整としたが、使用者の要求に応じてB領域をRGB調整、A領域を色相、彩度調整にできることは、本発明の特徴である。
【0047】
さらに、図11のようにはめ込み画像数が増えた場合でも、本発明は有効であり、図11のB領域、C領域で別々の色相、彩度調整が可能である。このためには、レジスタ10、11のアドレスを表示領域B、Cのタイミングに合わせて切換制御回路80で切換えればよい。
【0048】
次に、本発明の第4実施例について、図12を用いて説明する。図12は本発明による画像表示装置の第4の実施例を示すブロック図である。本実施例の特徴は色相検出回路3の出力を色相LUT90で入出力変換して任意の色相に変換することと、色相検出回路3の出力を彩度LUT91で入出力変換して特定色相の彩度を任意に可変できることにある。そのほかの回路動作は図1と同じなので詳細説明は省略する。
【0049】
図13に色相LUTと彩度LUTの入出力特性例を示す。
図13(a)は色相の特定の設定を示す色相LUTの特性図であり、図13(b)は彩度の特定の設定を示すLUTの特性図である。図13(a)において、縦軸は角度で示した色相θであり、横軸はこの色相を示すデジタル値Dである。また、図13(b)は横軸に色相θを、縦軸に正規化した値Rを示す。図13(a)に示すように、色相LUTでは特定色相を中心にその周辺色相をわずかにずらしている。また、図13(b)に示すように、彩度LUTでは特定色相で彩度を1倍より大きくして彩度を強調している。
【0050】
調整イメージを分かり易く伝えるために、図14の色相図を使って具体的な調整例を示す。
図14は色相及び彩度の変換を示す特性図であり、横軸にB−Yのレベルを、縦軸にR−Yのレベルを示す。図14では、色相83の範囲内において赤色方向にその彩度を上げている。これは彩度LUTにて赤色位相付近の彩度係数を1より大きくすればよい。次に、肌色付近の色相84では色相をわずかに赤方向に回転させた色相84aとし、さらに彩度を上げている。肌色を健康的に見せるためである。この場合は図13(a)に示すように、色相LUTで肌色位相付近でわずかに位相を減じる方向に、彩度LUTでは肌色位相付近で彩度係数をやや強調するようにする。そして、空色など青色付近の色相85では彩度LUTにて青色の彩度を強調する。空色などは本来の色よりも彩度の高いほうが人の見た目としては印象が良いとされている。
【0051】
以上のようにして、所望色相の色相、彩度を任意に変換することができ、表示映像に対する味付けの幅が広がり、豊かな映像表現が実現できる。 また、液晶プロジェクタなど投射光源の色の影響で色再現が難しい場合でも、本発明を適用すれば上記液晶プロジェクタで表示しにくい色あいを簡単に実現でき、その表示画質を大幅に向上することが可能である。
【0052】
図15は本発明による画像表示装置の第5の実施例を示すブロック図である。図15は信号源1と信号源71をSEL70で切り換える図8の実施例と色相LUT90と彩度LUT91を用いた図12の実施例とを組み合わせた実施例であり、複数の信号入力に対しても任意の色相、任意の彩度変換が可能である。
以上説明したように、本発明によれば、RGB信号入力でも色合い調整が可能になる。また、変換後の色相をLUTで入出力変換することで、任意の色相を所望の色相に変換したり、任意の色相の彩度を所望の彩度に変換してするととができ、好みの応じて味付けした豊かな表現力のある映像表示が実現できるようになる。また、液晶プロジェクタなどの色再現性の向上にも大きな効果がある。
【0053】
以上説明したように、本発明によれば、好適な色調整が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による液晶表示装置の第1の実施例を示すブロック図である。
【図2】色信号を入力し、輝度信号と色差信号を出力するマトリクス回路の一実施例を示すブロック図である。
【図3】輝度と色差信号を入力し色信号を出力するマトリクス回路の一実施例を示すブロック図である。
【図4】色相検出回路の一実施例を示すブロック図である。
【図5】再度検出回路の一実施例を示すブロック図である。
【図6】色相と彩度の関係を説明するための特性図である。
【図7】色差信号の色相と正規化したレベルを示す特性図である。
【図8】本発明による画像表示装置の第2の実施例を示すブロック図である。
【図9】本発明による画像表示装置の第3の実施例を示すブロック図である。
【図10】画面に他の画面をはめ込んだ場合の表示ディスプレイの正面図である。
【図11】画面に2つの画面をはめ込んだ場合の表示ディスプレイの正面図である。
【図12】本発明による画像表示装置の第4の実施例を示すブロック図である。
【図13】色相の特定の設定を示す色相LUT及び彩度の特定の設定を示すLUTの特性図である。
【図14】色相及び彩度の変換を示す特性図である。
【図15】本発明による画像表示装置の第5の実施例を示すブロック図である。
【符号の説明】
1…信号源、2、16…マトリクス回路、3…色相検出回路、4…彩度検出回路、13…色差再生回路、60…除算回路、61…逆三角関数回路、64…平方根回路、80…切換制御回路、90…色相LUT、91…彩度LUT。
Claims (5)
- 画像表示装置において、
入力映像信号から色相信号を生成するための色相信号生成手段と、
前記色相信号生成手段で生成された色相信号を用いて、所望色相範囲の色相を他の色相とは独立して調整可能な色相調整手段と、
前記色相調整手段で色相が調整された映像信号に基づいて、RGB信号を生成するRGB信号生成手段と、
前記RGB信号生成手段で生成されたRGB信号の各原色信号のレベルを個別に調整可能な原色調整手段と、
前記原色調整手段によって調整されたRGB信号が供給される表示デバイスと、
を備え、前記色相調整手段と前記原色調整手段のうち、選択された調整手段を用いて前記表示デバイスに表示された画像の色調整を可能とし、
前記色相調整手段は、前記画像表示装置における色再現性が低い色相を他の色相とは独立して調整することを特徴とする画像表示装置。 - 請求項1に記載の画像表示装置において、更に、前記入力映像信号から彩度信号を生成するための彩度信号生成手段と、前記彩度信号生成手段で生成された彩度信号を用いて、前記所望色相範囲の彩度を他の色相の彩度とは独立して調整可能な彩度調整手段を備え、前記RGB信号生成手段は、前記色相調整手段で色相が調整され、前記彩度調整手段で彩度が調整された映像信号に基づいて、RGB信号を生成することを特徴とする画像表示装置。
- 画像表示装置において、
入力映像信号に含まれる色差信号、もしくは入力映像信号から生成された色差信号を用いて色相信号及び彩度信号を生成するための第1信号生成手段と、
前記第1信号生成手段で生成された色相信号のうち、所望色相範囲にある色相信号を他の色相の色相信号とは独立して調整可能な第1色相調整手段と、
前記第1色相調整手段から出力された色相信号を、全色相にわたって調整可能な第2色相調整手段と、
前記第1及び第2色相調整手段で調整された色相信号と前記彩度信号に基づいて、RGB信号を生成する第2信号生成手段と、
前記第2信号生成手段で生成されたRGB信号の各原色信号のレベルを個別に調整可能な原色調整手段と、
前記原色調整手段によって調整されたRGB信号が供給される表示デバイスと、
を備え、前記第1及び第2色相調整手段と前記原色調整手段とのうち、選択された調整手段を用いて前記表示デバイスに表示された画像の色調整を可能とし、
前記第1色相調整手段は、前記画像表示装置における色再現性が低い色相を他の色相とは独立して調整することを特徴とする画像表示装置。 - 請求項3に記載の画像表示装置において、更に、前記第1信号生成手段で生成された彩度信号のうち、所望色相範囲にある彩度信号を他の色相の彩度信号とは独立して調整可能な第1彩度調整手段と、前記第1彩度調整から出力された彩度信号を、全色相にわたって調整可能な第2彩度調整手段とを備え、前記RGB信号生成手段は、前記第1及び第2色相調整手段で調整された色相信号と、前記第1及び第2彩度調整手段で調整された彩度信号とに基づいてRGB信号を生成することを特徴とする画像表示装置。
- 請求項1乃至4のいずれかに記載の画像表示装置において、前記原色調整手段は、前記RGB信号に含まれる各原色信号の振幅レベル及び直流レベルを個別に調整可能であることを特徴とする画像表示装置。
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