JP4283297B2 - 映像補償方法 - Google Patents

Description

本発明は、デジタル機器に関し、特に、室外でも携帯可能で、映像（イメージ）形式での情報伝達が可能な映像表示手段を含むデジタル機器に関する。

電子及びデジタル技術の発展に伴い、個人的に携帯可能な多様な形態のデジタル機器が普及しており、そのようなデジタル機器としては、ナビゲーションシステム、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）、携帯電話、ノートブック型コンピュータ、電子辞書、ＭＰ３（Motion Pictures Experts Group (MPEG) Audio Layer 3 ）デジタルカムコーダ、及びカメラなどが挙げられる。これらのデジタル機器は、ユーザーに情報を提供するための映像表示手段を備えている。一般的に、映像表示手段としては、ＬＣＤ（liquid crystal display）やＰＤＰ（Plasma Display Panel）などが使用されることができる。かかる映像表示手段は、テキスト、静止画、動画などの多様な形態の映像情報を提供することができる。

一方、人間は、周囲の照明の明度の変化に従って、映像表示手段から認知される映像の明度及び彩度などを異なるように感じる知覚の変化、すなわち明順応感度変化（light-adapted sensitivity）を体験することになる。

ここで、明度（Luminance）とは特定エリアにおける光の量を意味する。また、彩度（Chroma、すなわち「Chrominance」の略語）は、色相(Hue)と飽和（Saturation）を含む。さらに、色相は色の主波長であり、飽和は、色に含まれる黒の量を意味する。

そして、上記の明順応感度変化によれば、例えば映像表示手段の周囲の背景照明が明るくなると、実際に提供される映像の光学的特性が変化しなくても、ユーザーによって、室内で使用するよりも相対的に暗かったり、低彩度であるように認識される。

最近のデジタル機器は、小型化、軽量化及び機能の高集積化に伴い、ユーザーに多様な情報及び機能の利便性を提供するが、一方で、映像表示手段から提供される情報を、室外（以下、適宜、「外部」ともいう。）の背景照明の変化によって、ユーザーが得ることができなかったり、或いは不確実にしか得られない、などの使用上の問題がある。すなわち、デジタル機器を室外領域で使用する場合には、外部の背景照明の変化により、ユーザーは、同じ明度及び彩度の映像を実際とは異なるものとして認識（知覚）し得る。

すなわち、携帯可能なデジタル機器は、携帯の便利性により広く使用されているが、情報を提供するための重要な手段であるＬＣＤパネルなどのような映像表示手段によって処理ないし具現化される映像が、外部照明の明度によってはユーザーに情報を伝達できない、という問題点を有していた。具体的には、ユーザーは、デジタル機器で提供される映像が周囲の背景照明（例えば、明るい日光）に比べて相対的に暗いと認識する虞があり、これにより、必要な情報を得る（認識する）ことができないという問題点が発生し得る。

さらに、人間の視覚が認識する色は、外部照明の変化に応じて変わり得る。この変化はフレア(flare)と呼ばれる。特に、ユーザーは、画面から反射された光によりフレア(flare)現象が発生する場合には、フレア現象が発生した画面の映像を正常状態と比較して相対的に低彩度と認識し映像を不正確に知覚することになるので、映像情報を円滑に得ることができない、という問題点がある。
E. H. Land, "Color vision and the natural image," Proc. Nat’l Academy of Science USA, vol. 45, no. 3, pp. 115-119, 1959. Hesien-Lee, "Method for computing the scene-illuminant chromaticity from specular highlights," J. Opt Soc. Am., A, vol. 3, no. 10, pp. 1694-1699, Oct. 1986. L. T. Maloney and B. A. Wandell, "A computational model for color constancy," J. Optical Soc. Am., A, vol. 3, pp. 29-33, 1986.

本発明は、上述した問題点を解決するために提案されたものであり、その目的は、室外背景照明の変化に従う人間の明順応感度を考慮して、室外背景照明の明度変化に従う携帯用ディスプレイ装置の明度及び彩度を補償する方法、及びこれを用いたデジタル機器を提供することにある。

前記目的を達成するために、本発明の映像補償方法は、映像表示手段の周囲の背景照明の明度、彩度、色相を測定する第１のステップと、明度を補償し、明度の補償により変化された前記映像の明度、彩度及び色相を検出する第２のステップと、前記第１及び第２のステップにおいて算出されたそれぞれの彩度を比較し、暗室で測定された映像表示手段の三刺激値と外部背景照明が存在する状態で測定された映像表示手段の三刺激値との間の偏差を算出する第３のステップと、前記第３のステップにおいて算出された三刺激値の偏差に従って映像表示手段の明度及び彩度を補償するための第４のステップと、を含み、前記第４のステップの彩度の補償は、下記の数式（１）によることを特徴とする。

・・・数式（１）
但し、Ｃは暗室で測定された映像の基準彩度、Ｃ _ｄｉｆｆ はフレア現象が発生した後に変化された彩度として Ｃ _ｄｉｆｆ ＝Ｃ−Ｃ _{ｆｌａｒｅ} に示され、Ｃ’は補償された彩度、αは彩度変化に従う加重値、Ｃ _{ｆｌａｒｅ} は明度の補償後に発生した彩度変化である。

本発明によれば、室外照明の明度を測定し、該測定結果に基づいて明度及び彩度を補償することで、たとえ外部の照明状態が変化した場合であっても、ユーザーは常に一定な状態の映像情報を得ることが可能になる。

以下、本発明の好適な実施形態について添付図面を参照しながら詳細に説明する。 本発明の説明において、本発明に関連した公知の機能や構成についての具体的な説明が本発明の要旨を不明瞭にすると判断される場合には、その詳細な説明を省略する。

人間は、同一の光学的特性を持つ映像情報が提供される場合にも、周囲の環境によって実際と異なるように認知し得る。これは、周囲の背景照明に従って人間の視覚が変化するためである。一般の室外背景照明の明度は１０８ｃｄ／ｍ^２で、人間が認知できる範囲は１０５ｃｄ／ｍ^２程度である。

図１Ａ及び図１Ｂは、デジタル機器の周囲の背景照明の変化に従う感度変化特性を説明するためのグラフであって、図１Ａは背景の明度に従う感度変化の特性を示し、図１Ｂは周囲の背景照明の明度に従って視覚が変化し、室外での応答値が室内よりも顕著に低下した状態を比較するためのグラフである。

図１Ａにおいて、第１の曲線１１０は、背景照明の明度の値が（典型的な屋内の値である）２００ｃｄ／ｍ^２の場合において、当該明度により表示された前景明度の映像についての視覚感度（visual sensitivity）の変化を示している。また、第２〜第５の曲線１２１，１２２，１２３，１２４は、背景照明の明度がそれぞれ、２０００ｃｄ／ｍ^２，４０００ｃｄ／ｍ^２，６０００ｃｄ／ｍ^２，８０００ｃｄ／ｍ^２の値を持つ場合を示す。

また、図１Ｂでは、図１Ａの第１の曲線（１１０）と第５の曲線（１２４）につき、同一条件下で背景照明が変化した場合の視覚感度の変化を示す。図１Ｂによれば、室内での視覚感度２０１は、１０^２ｃｄ／ｍ^２において約０.６の値となるが、前景照明を一定に保ちながら背景照明が増加した場合の視覚感度２０２は、１０^２ｃｄ／ｍ^２において０.２〜０.３になることが分かる。

前述したように、人間が感知できる背景照明の明度差にも関わらず、室外でもデジタル機器や映像表示手段を依然として使用できる理由は、人間の視覚的な感度、換言すると人間の眼球中に構築された錐体（cone）が明順応(light adaptation)現象によって変化するためである。これは、図１Ａ及び図１Ｂに示すように、外部の背景照明の変化に従って錐体応答曲線が変化することに原因がある。

図２は、本発明によるデジタル機器の映像補償方法の過程を説明するためのブロック図である。デジタル機器及びこのデジタル機器に具備された映像表示手段は、二進法のデータ（binary data）により書き込まれたプログラムに従って動作する。ここで、映像表示手段は、二進データ値のＲＧＢ(Red、Green、Blue)を入力されて映像を具現化するが、前述した二進データによるＲＧＢは人間の視覚感度による色感を定形化させて（すなわち規則的に）表現することが出来ない。さらに、ＲＧＢ関数は、これらＲＧＢ値の計算により、少なくとも一つ以上の負(−)の値が形成される。このような負値は、ＲＧＢの３原色の混合により全ての色光を作ることができないことを意味する。すなわち、かかる負値により、ＲＧＢの全範囲（gamut）は、三原色ＲＧＢの混合を通じてあらゆる色光の組成を作ることが出来るとは限らないという点で、制限されている。特に、室内で使用される既存の陰極線管（ＣＲＴ）、液晶ディスプレー（ＬＣＤ）及びプラズマディスプレーパネル（ＰＤＰ）などの映像表示手段は、ＧＯＧ（gain-offset-gamma）やＳ−曲線モデルなどを使用して変換を行うことができるが、携帯用デジタル機器に適用される映像表示手段は、モデリング関数を使用した測定結果に、大きな誤差が発生する。以下に、ＲＧＢの３原色系を、線形補間法(piecewise linear interpolation)により、国際照明委員会(ＣＩＥ；International Commission on Illumination)で定義された三刺激値(Ｘ、Ｙ、Ｚ）に変換する処理について説明する。

図２を参照すると、本実施形態によるデジタル機器の映像補償方法は、正常状態及び外部背景照明により変化した映像から、ＣＩＥ／Ｌ＊ａ＊ｂ＊色空間に従う明度、彩度及び色相(ＬＣＨ)を各々検出する第１のステップ（Ｓ３１０，Ｓ３１１）と、明度を補償(ステップＳ３２０)し、室外の背景照明又は明度の補償（Ｓ３２０）によりフレア現象が発生した映像（Ｓ３３０）の、変化したＬＣＨを算出する第２のステップＳ３３１と、第１及び第２のステップにおいて算出されたそれぞれの彩度を、暗室で測定された三刺激値(Ｘ、Ｙ、Ｚ)と比較して、その差を算出する第３のステップＳ３４０と、彩度変化を補償する第４のステップＳ３５０と、を含み、上記ステップＳ３１０〜Ｓ３５０を経て、ステップＳ３６０で補償された映像が完成する。

より詳しくは、第１のステップＳ３１０，Ｓ３１１では、標準（ノーマルな）状態における外部の背景照明（すなわち、暗室内で受光されるであろう量の照明）にさらされた映像から、国際照明委員会による色空間(ＣＩＥ／Ｌ＊ａ＊ｂ＊）に基づいた明度、彩度及び色相（ＬＣＨ）を検出する。また、第１のステップＳ３１０，Ｓ３１１、及び第２のステップＳ３２０では、外部の背景照明がない基準状態（例えば暗室内）の映像から上記ＬＣＨを検出し、かつ、外部の背景照明がある場合の映像からＬＣＨを検出する。外部の背景照明がない場合には、三刺激値(Ｘ、Ｙ、Ｚ)を算出し、その後、外部の背景照明に基づいて変化したユーザーの感度曲線に写像される。この写像（マッピング）は、計算された感度曲線を生み出す。かかる計算された感度曲線は、明度を補償するために、ＣＩＥＬＡＢ色空間へ変換される。前述したように、三刺激値は、３原色(Red、Green、Blue)に対して定められた規格によって変換される。

下記の数式（６）は、外部のフレア現象によって映像表示手段で具現化される映像の三刺激値を算出するために用いられる式である。

．．．．．．．．．．．数式（６）

数式（６）において、該式の左側の行列Ｄは、デジタル機器の映像表示手段を介してユーザーによって認識される、最終の三刺激値を示す。また、上記式における右項内の左端の行列Ｐは、外部背景照明が無い（不在の）状態で、映像表示手段を介してユーザーが認識することができる、基準の三刺激値を示す。さらに、行列Ｉは映像表示手段の内部要因に基づくフレアによる内部三刺激値を示し、行列Ｅは、映像表示手段の外部要因に基づくフレアによる外部三刺激値を示す。

数式（６）において、内部三刺激値は、外部三刺激値に比べて無視できる程度に小さな値であって、周囲の画素値によって変化するため、無視できる。画素（ピクセル）は、映像を構成する最小単位であり、それぞれの映像情報を含んでおり、多数の画素が集合して一つの映像を具現化する。すなわち、前述した任意の画素は、隣接した他の画素によりフレアの影響を受けて、変化され得ることを意味する。

外部背景照明は、映像のフレア現象を誘発する。そして、このフレア現象は、明度を向上させる役割をする。しかしながら、フレア現象は、室外の領域において映像表示手段の映像を眺める場合には、背景照明に比べて映像表示手段の映像が相対的に暗く見える、という明順応の問題を引き起こす。

図５Ａ及び図５Ｂは、人間が感知できる範囲内における、明度と視覚感度との関係を説明するためのグラフである。図５Ａ及び図５Ｂにおいて、ｘ軸は光の強度を示し、ｙ軸は人間が感知できる範囲内での相対的な視覚感度変化の比率(ratio)を示す値である。

図５Ａは、背景照明が１平方メートル当たり１０,０００ルーメン（すなわち１０,０００ｌｕｘ）の場合の当該映像表示手段の室外環境における視覚感度変化曲線５１０を示すグラフであって、最初の基準状態におけるフレアの発生によって、感度曲線が最適な状態に補償された状態を示す。すなわち、図５Ａは、最初のフレアの発生時に、視覚曲線５０１の位置で最適な状態に変化した第１の感度曲線５１０を示す。

図５Ｂは、図５Ａの変化された部分５０２を説明するための拡大図である。下記の数式（７）に基づき、図５Ｂに示すように、ログ関数形態の第１の感度曲線５１０にその逆関数曲線（すなわち鏡像）を加算して重畳させることにより、ログ関数曲線は、線形的な第２の感度曲線５１０ａを持つことになる。

すなわち、第１の感度曲線５１０にその逆関数曲線を重畳させることで、ログ関数形態の第１の感度曲線５１０の外部フレア現象による視覚感度の低下を補償することができる。

．．．．．．．．．．数式（７）

上記数式（７）において、Ｒ_ｃｏｎｅは、第１の感度曲線（５１０）の関数を示し、ログ関数であるｆ(Ｙ)と同一である。Ｙは三刺激値の一つであって、映像表示手段により生成された映像の明度を示し、Ｉ_Ａは周囲の背景照明の明度を示す。また、αは０.６９を示し、βは３.９８を示し、ｎは０.７〜２.０の範囲の値を選択的に使用（設定）することができる。

よって、本発明の実施形態では、ログ関数の逆関数を算出した後、この逆関数を用いて、映像表示手段により生成される映像の輝度を調節することで、視覚応答値が線形化されて、背景照明による映像の明度の損失を補償できる。

図６Ａ及び図６Ｂは、背景照明がそれぞれ５,０００ｌｕｘ及び１０,０００ｌｕｘの場合における、第１の感度曲線のｎ値の変化に従う曲線形態を示すグラフである。図６Ａ及び図６Ｂを参照すると、第１の感度曲線は、ｎ値が増加すると指数形態の曲線になる。第１の感度曲線の逆関数及びその値が算出される場合に、低階調領域の値をより大きく増加させる形態の線形的な視覚曲線を形成することで、明度の向上を極大化することができる。前述したｎ値は、映像表示手段で実験的にセットされることにより、決定されることが分かる。

前述した低階調領域は、相対的に暗い部分を意味し、図６Ａ及び図６Ｂの入力明度が０.５未満であることを意味する。また、ｎ値が大きく、入力明度が小さい場合には、第１の感度曲線の逆関数を用いて得られる明度を顕著に向上することができる。

図３Ａは、基準状態の映像を例示した３次元のグラフである。ここで、図３Ａの画面は、全体面に対して均一に分布されている。一方、図３Ｂは、人為的な明度補正によるフレア現象が発生した状態の映像を３次元に示すグラフである。図３Ａ及び図３Ｂを参照すると、明度を向上させた場合には、映像の全体的な明度は高くなるが、映像の外部（周囲）の領域の明度が低くなることから、彩度が低下される。また、図３Ｂの彩度だけを参照すると、全ての色相の彩度が同一に低下されるものでなく、特に、赤色に比べて緑色の彩度が低下される。従って、各色に対して互いに異なる値によって彩度の損失を補償する必要がある。

図３Ａ及び図３Ｂにおいて、ＣＩＥＬＡＢ色空間は、ｘ軸がａ＊を表し、ｙ軸がＬ＊を表し、ｚ軸がｂ＊を表している。このうち、ａ＊値は、赤色又は緑色を示す値であって、正数であれば赤色、負数であれば緑色を意味する。また、ｂ＊は、黄色又は青色を示す値であって、正数であれば黄色、負数であれば青色を示す。

ここで、全ての色は、それぞれの明度を持っている。そして、全ての色の情報は、ａ＊ｂ＊を用いて表現することができない。このため、縦軸Ｌ＊(明度)との関係から、映像表示手段により具現化された映像が持つことができる全ての色情報は、３次元中に表現することができる。すなわち、Ｌ＊は明度を、ａ＊ｂ＊は色相を意味する。

図３Ａ及び図３Ｂに示された座標系は、人間の視覚で感じとることができる平均的な差異を示すことができる。本発明の説明で記載されたａ＊ｂ＊とＸＹＺとの関係は、国際照明機構協会(ＣＩＥ)により１９７６年に発表されたＣＩＥＬＡＢと呼ばれる色空間(Ｌ＊ａ＊ｂ＊）の規定に従う。

上述のように、本実施形態では、第１のステップＳ３１０，Ｓ３１１において背景照明による映像表示手段の明度、彩度及び色相を検出し、第２のステップＳ３３０において明度を補償し(ステップＳ３２０)、これにより低下された映像の彩度及びフレア現象による映像の変化されたＬＣＨを算出する(ステップＳ３３１)。そして、第３及び第４のステップＳ３４０及びＳ３５０は、前述した彩度の低下を補償するためのものである。すなわち、上述した数式（６）及び数式（７）に示すように、デジタル機器を暗室のような外部背景照明の影響を受けない状態で駆動させ、そのときの映像表示手段により生成された映像の三刺激値を測定し、さらに、外部背景照明の明度に従う三刺激値を測定して、その偏差を映像表示手段に再反映することにより、外部背景照明により暗くなったユーザーの視覚を補償できる。

第２のステップＳ３３０，Ｓ３３１は、数式（６）から算出された後記の数式（８）のように示され、明度の補償によりフレア現象が発生した映像の変化されたＬＣＨを検出するものである。前述した三刺激値は、後記の表１に示すように、外部背景照明の強度によって決定されることができる。また、第２のステップＳ３３０，Ｓ３３１は、多数の実験を通じて測定された背景照明の明度を、三刺激値に対応付けて決定することができる。

．．．．．．．．．数式（８）

上記数式（８）は、数式（６）において内部フレアによる三刺激値を省略して算出された、外部フレアによる三刺激値を定義するものである。数式（８）において、ｘ_{Ａｍｂｉｅｎｔ}及びｙ_{Ａｍｂｉｅｎｔ}は、それぞれの色度値として、背景照明の色度値を表わす。Ｍは背景照明の照度で、Ｒ_ｂｋは映像表示手段の画面（スクリーン）における反射率である。一般のＣＲＴ画面は、３〜５％の反射率を有している。また、室内で使用されるＬＣＤは、０.５〜１％の反射率を有し、ＣＲＴに比べて相対的に低い。ｘ_{Ａｍｂｉｅｎｔ}及びｙ_{Ａｍｂｉｅｎｔ}は、分光放射輝度計(spectroradiometer)を用いて測定することができる。

第３のステップＳ３４０は、第１及び第２のステップＳ３１０，Ｓ３１１、及びＳ３２０，Ｓ３３０，Ｓ３３１において算出されたそれぞれの彩度を比較してその差を算出するもので、下記の数式（９）及び数式（１０）により示される。

．．．．．．．．数式（９）

上記数式（９）におけるＣ_ｄｉｆｆは、暗室で測定された映像の正常状態の彩度Ｃと、明度の補償後に発生した彩度変化Ｃ_{ｆｌａｒｅ}との差を示す。下記の数式（１０）は、補償された映像の彩度を示す。

．．．．．．．．数式（１０）

数式（１０）において、Ｃ'は補償された彩度を示し、αは加重値を示す。加重値αは、当該色の彩度が色の領域から逸脱（超過）することを防止するための定数であって、その値は下記の数式（１１）及び数式（１２）によって決定されることができる。

．．．．．．．．数式（１１）

．．．．．．．．数式（１２）

上記の数式（１１）及び数式（１２）において、Ｃ_{ｇａｍｕｔ}は色領域の境界部分を示し、βは、変化された彩度の大きさに基づいた追加処理が行われない地点を選択するための変数として使用される。ここで、βは、１、１.５、２の内の一つの値を使用できる。βにつき、２より大きい値が選択されれば彩度の向上が円滑でなくなり、１より小さい値が選択されれば彩度の飽和が発生しやすくなる。βは、各映像表示手段の状態及び条件に従った多数の実験を通して選択されることができる。

加重値αは、彩度補償による彩度の飽和（Saturation）を防止するための定数である。ここで、数式（１１）に示されるように、加重値αが１の場合には、低減した彩度だけ補償することを意味する。しかしながら、αの値については、これを１とすると、彩度が高い映像の場合は色領域から逸脱（超過）してしまうため、数式（１２）のように色領域内で差異値をそのまま加算し、色領域の境界ではその値を加重値に従って徐々に低減することで、彩度の飽和を最小化することができる。

図４は、第１の実施形態による第２〜第４のステップを説明するためのブロック図である。以下、図４を参照して、映像の彩度補償のステップを詳述する。

映像の三刺激値(ＸＹＺ)は、背景照明の強度から算出することができる(ステップＳ４１０、表１)。そして、算出された三刺激値の内のＸ及びＺは、ＣＩＥが定めたＣＩＥＬＡＢ色空間によりそれぞれａ＊ｂ＊に変換できる(ステップＳ４２０)。また、Ｙは映像の明度(ステップＳ４４０)を示し、ステップＳ４５０で、変化された明度(Ｙ')が算出される。このＹ'も、ＣＩＥＬＡＢで規定した色空間によりＬ＊に変換されることができる(ステップＳ４６０)。

そして、ＣＩＥＬＡＢの色空間により変化されたＬ＊及びａ＊ｂ＊は、ステップＳ４３０で結合された後、最終的に映像補償に反映される。

図７は、フレア現像による彩度変化及び彩度向上方法を説明するためのグラフである。ここで、グラフのｘ軸は彩度を示し、ｙ軸は明度を示す。また、多角形のグラフらは、それぞれの色境界を示す。そして、広い範囲の色境界は、フレア現象が発生されない映像の色境界を示し、一方、狭い範囲の色境界は、フレア現象により彩度が補償された映像の色境界を示す。本実施形態によれば、図７に示されるように、Ｃ_ｄｉｆｆの彩度を補償した後、室外の背景照明が存在する場合であっても、彩度を適切に維持することができる。

下記の表１は、外部の背景照明に従う外部フレアの三刺激値と、そのときの映像表示手段の反射率とを測定したデータを示すものである。

上記の表１は、背景照明の強度に従う三刺激値の変化値を実験的に算出することにより得られた結果を示したものである。各映像表示手段は、それぞれの特徴に従って、実験的に表１のデータを算出することができる。

図８は、本発明の第２の実施形態によるアルゴリズムを説明するためのフロー図である。図８を参照すると、本実施形態による明度及び彩度の向上は、大きく２つのステップを経て達成される。本アルゴリズムでは、まず、三原色（ＲＧＢ）のシステムに入力されたデータを、三刺激値（ＸＹＺ）に変換する(ステップＳ５１０)。そして、変換されたＸＹＺは、それぞれ、感度曲線(すなわち数式（７）、図６Ａ及び図６Ｂのｆ(Ｙ)に関係する。）を設定するステップＳ５２１と、ＸＹＺをａ＊ｂ＊に変換するステップＳ５１１とに進行される。

そして、感度曲線(ｆ(Ｙ)、図５Ａ〜図６Ｂ）は、（鏡像の）逆関数(ｆ'(Ｙ)）に変換・重畳され(ステップＳ５２２)、逆関数に変換されたＸＹＺのＹ’はＬ＊に変換される(ステップＳ５２３)。

それぞれステップＳ５２３及びステップＳ５１１を経たａ＊ｂ＊及びＬ＊は、ＬＣＨに変換される(ステップＳ５３０)。さらに、このＬＣＨは、数式（９）及び数式（１０）によってＣが変換されることで、ＬＣ'Ｈに変換される(ステップＳ５４０)。変換されたＬＣ'Ｈは、ＲＧＢに変換された後に出力される(ステップＳ５５０)。

本発明によるデジタル機器の映像表示手段に関する実施形態の例としては、外部背景照明の強度を検出するための光検出器と、該光検出器で検出された背景照明の強度に従う三刺激値の変化値が格納されたメモリを有し、背景照明の強度と予め格納された三刺激値の変化値とを比較し、該比較結果に関する値を算出する演算部と、該演算部で算出された値に基づいて、映像表示手段の出力映像の明度及び彩度を補償するための制御信号を生成して映像表示手段（ＬＣＤなど）を制御する制御部と、を含むことができる。ここで、演算部と制御部は同一のプロセッサ（ＣＰＵ）でも別個のプロセッサでもよい。また、上記各デバイス（ハードウェア）が一の上述した各種デジタル機器内に具備可能であることは勿論である。

なお、本発明の詳細な説明では具体的な実施形態について説明したが、本発明の要旨から逸脱しない範囲内で多様に変形できる。よって、本発明の範囲は、前述の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載及びこれと均等なものに基づいて定められるべきである。

背景照明の明度の変化に従う視覚変化を比較して示すグラフである。 背景照明の明度の変化に従う視覚変化を比較して示すグラフである。 本発明の第１の実施形態による背景照明の変化に従う映像の明度及び彩度を補償する処理を説明するためのフロー図である。 暗室における映像とフレア現象が発生した映像とを比較するための３次元グラフである。 暗室における映像とフレア現象が発生した映像とを比較するための３次元グラフである。 本発明の第１の実施形態による第２〜第４のステップを説明するためのブロック図である。 人間が感知できる明度と視覚感度との間の相関性を説明するためのグラフである。 人間が感知できる明度と視覚感度との間の相関性を説明するためのグラフである。 背景照明が５,０００ｌｕｘの場合の第１の感度曲線のｎ値の変化に従う曲線形態を示すグラフである。 背景照明が１０,０００ｌｕｘの場合の第１の感度曲線のｎ値の変化に従う曲線形態を示すグラフである。 フレア現象による彩度変化及び彩度を向上させる方法を説明するためのグラフである。 本発明の第２の実施形態によるアルゴリズムを説明するためのフローチャートである。

Claims (5)

1. 映像表示手段の周囲の背景照明の明度、彩度、色相を測定する第１のステップと、
   明度を補償し、明度の補償により変化された前記映像の明度、彩度及び色相を検出する第２のステップと、
   前記第１及び第２のステップにおいて算出されたそれぞれの彩度を比較し、暗室で測定された映像表示手段の三刺激値と外部背景照明が存在する状態で測定された映像表示手段の三刺激値との間の偏差を算出する第３のステップと、
   前記第３のステップにおいて算出された三刺激値の偏差に従って映像表示手段の明度及び彩度を補償するための第４のステップと、を含み、
   前記第４のステップの彩度の補償は、下記の数式（１）によることを特徴とする映像補償方法。
   

   

   ・・・数式（１）
   但し、Ｃは暗室で測定された映像の基準彩度、Ｃ _ｄｉｆｆ はフレア現象が発生した後に変化された彩度として Ｃ _ｄｉｆｆ ＝Ｃ−Ｃ _{ｆｌａｒｅ} に示され、Ｃ’は補償された彩度、αは彩度変化に従う加重値、Ｃ _{ｆｌａｒｅ} は明度の補償後に発生した彩度変化である。
2. 前記三刺激値及び前記映像表示手段の反射率は、下記の数式（２）を満足させることを特徴とする、請求項１に記載の映像補償方法。
   

   

   ．．．．．．．．数式（２）
   
   但し、Ｅは映像表示手段の外部要因に基づくフレアによる外部三刺激値、Ｘ，Ｙ，Ｚは映像の三刺激値、ｘ_{Ａｍｂｉｅｎｔ}及びｙ_{Ａｍｂｉｅｎｔ}はそれぞれの色度値として、背景照明の色度値を表わし、Ｒ_ｂｋは映像表示手段の反射率、Ｍは背景照明の照度である。
   
3. 下記の数式（３）に基づくｆ(Ｙ)関数の逆関数を形成して、外部背景照明の明度に従う映像の明度を補償することを特徴とする、請求項２に記載の映像補償方法。
   

   

   ．．．．．．．．数式（３）
   但し、Ｒ_ｃｏｎｅ及びｆ(Ｙ）は感度曲線の関数、Ｉ_Ａは背景照明の明度、Ｙは映像の明度、αは０.６９、βは３.９８、ｎは０.７〜２.０の値を選択的に使用した定数である。
4. 前記加重値αは、フレア現象が発生した後の彩度変化を色領域の境界部分から減算した値が映像の基準彩度以下の場合に、下記の数式（４）のように決定されることを特徴とする、請求項１に記載の映像補償方法。
   

   

   ．．．．．．．．数式（４）
   但し、Ｃ_{ｇａｍｕｔ}は色領域の境界部分、βは変数である。
5. 前記加重値αは、下記の数式（５）により決定されることを特徴とする、請求項１に記載の映像補償方法。
   

   

   ．．．．．．．．数式（５）
   但し、Ｃ _{ｇａｍｕｔ} は色領域の境界部分、βは変数である。

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