JP5199864B2 - 信号処理装置及び投写型映像表示装置 - Google Patents

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Description

本発明は、映像入力信号を映像出力信号に変換する信号処理装置及び投写型映像表示装置に関する。
従来、カメラなどの撮像装置によって撮像された画像を表示する表示装置が知られている。表示装置に光を照射する光源として、色再現範囲が広い固体光源(例えば、LD;Laser DiodeやLED;Light Emitting Diode)が開発されている。このような表示装置の色再現範囲が撮像装置の色再現範囲と異なるケースが想定される。
一方で、入力機器(例えば、撮像装置)の色再現範囲が出力機器(例えば、表示装置)の色再現範囲よりも広い場合に、入力機器の色再現範囲を縮小する技術が提案されている(例えば、特許文献1)。具体的には、色再現範囲を縮小する方向を色相毎に変更することによって、視覚的に自然に見える画像の出力を図っている。
特開2000−324350号公報
ここで、出力機器(例えば、表示装置)の色再現範囲が入力機器(例えば、撮像装置)の色再現範囲よりも広いケースについて考える。このようなケースでは、入力機器から入力される映像入力信号に従って出力機器が画像を表示すると、画像の色座標が実物の色座標よりも広がってしまう。なお、色座標は、彩度及び色相によって規定された座標である。
一方で、画像の色座標を実物の色座標に近づけるために、上述した技術を応用することも考えられる。しかしながら、出力機器の色再現範囲を単に縮小すると、出力機器(表示装置)の色再現範囲が有効に利用されない。
そこで、本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、画像の色座標と実物の色座標との違いを或る程度抑制しながら、表示装置の色再現範囲を有効に利用することを可能とする信号処理装置及び投写型映像表示装置を提供することを目的とする。
第1の特徴に係る信号処理装置は、映像入力信号を映像出力信号に変換して、前記映像出力信号を表示装置に出力する。信号処理装置は、前記表示装置の色再現範囲に応じて、前記映像入力信号の色座標を調整する色座標調整処理を行う色座標調整部(色座標調整部210)と、前記映像入力信号の明度成分を調整する明度調整処理を行う明度調整部(明度調整部220)と、前記色座標調整処理によって調整された色座標と前記明度調整処理によって調整された明度成分とによって、前記映像出力信号を生成する出力信号生成部(表示素子制御部240)と、前記映像入力信号の彩度に応じて、前記色座標調整処理が前記映像出力信号に与える色座標調整寄与度及び前記明度調整処理が前記映像出力信号に与える明度成分寄与度を制御する制御部(比率制御部230)とを備える。前記制御部は、特定の色相において前記映像入力信号の彩度が所定閾値よりも高い場合に、前記色座標調整寄与度を上昇させるとともに、前記明度成分寄与度を低下させる。
かかる特徴によれば、制御部は、特定の色相において映像入力信号の彩度が所定閾値よりも高いケース、すなわち、画像の色座標と実物の色座標との違いが大きいケースにおいて、色座標調整寄与度を上昇させるとともに、明度成分寄与度を低下させる。
従って、画像の色座標と実物の色座標との違いが大きいケースでは、画像の色座標と実物の色座標との違いを抑制することができる。
反対に、制御部は、特定の色相において映像入力信号の彩度が所定閾値よりも低いケース、すなわち、画像の色座標と実物の色座標との違いが小さいケースにおいて、色座標調整寄与度を低下させるとともに、明度成分寄与度を上昇させる。
従って、画像の色座標と実物の色座標との違いが小さいケースでは、表示装置の色再現範囲を有効に利用することができる。
第1の特徴に係る信号処理装置は、前記映像入力信号に応じて、画像の輝度を取得する取得部(取得部250)をさらに備える。前記制御部は、前記取得部によって取得された輝度が高いほど、前記色座標調整寄与度を上昇させるとともに、前記明度成分寄与度を低下させる。
第1の特徴に係る信号処理装置は、前記映像入力信号に応じて、画像を構成する画素毎に色相を取得する取得部(取得部250)をさらに備える。前記制御部は、前記取得部によって取得された色相が前記特定の色相に近いほど、前記色座標調整寄与度を低下させるとともに、前記明度成分寄与度を上昇させる。
第1の特徴に係る信号処理装置は、前記映像入力信号に応じて、画像を構成する画素毎に彩度を取得する取得部(取得部250)をさらに備える。前記制御部は、前記取得部によって取得された彩度が高いほど、前記色座標調整寄与度を上昇させるとともに、前記明度成分寄与度を低下させる。
第1の特徴において、前記制御部は、前記特定の色相を有する画素の値の分布に基づいて、前記色座標調整寄与度及び前記明度成分寄与度を制御する。
第1の特徴において、前記制御部は、前記特定の色相を有する画素の周波数成分に基づいて、前記色座標調整寄与度及び前記明度成分寄与度を制御する。
第1の特徴において、前記制御部は、前記色座標調整寄与度及び前記明度成分寄与度を画素毎に制御する。
第2の特徴に係る投写型映像表示装置は、第1の特徴に係る信号処理装置と、前記信号処理装置から出力された映像出力信号に応じて画像を表示する表示装置と、前記表示装置によって表示された画像を投写する投写手段とを備える。
本発明によれば、画像の色座標と実物の色座標との違いを或る程度抑制しながら、表示装置の色再現範囲を有効に利用することを可能とする信号処理装置及び投写型映像表示装置を提供することができる。
以下において、本発明の実施形態に係る投写型映像表示装置について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。
ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。従って、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
[実施形態の概要]
実施形態に係る信号処理装置は、映像入力信号を映像出力信号に変換して、映像出力信号を表示装置に出力する。信号処理装置は、表示装置の色再現範囲に応じて、映像入力信号の色座標を調整する色座標調整処理を行う色座標調整部と、映像入力信号の明度成分を調整する明度調整処理を行う明度調整部と、色座標調整処理によって調整された色座標と明度調整処理によって調整された明度成分とによって、映像出力信号を生成する出力信号生成部と、映像入力信号の彩度に応じて、色座標調整処理が映像出力信号に与える色座標調整寄与度及び明度調整処理が映像出力信号に与える明度成分寄与度を制御する制御部とを備える。制御部は、特定の色相において映像入力信号の彩度が所定閾値よりも高い場合に、色座標調整寄与度を上昇させるとともに、明度成分寄与度を低下させる。
なお、実施形態に係る“明度”は、明るさを示す用語である。従って、“明度”は、輝度を含む広い概念を示す用語として理解すべきである。
また、明度調整処理は、映像入力信号の“明度成分”を調整する処理である。“明度”と同様に、“明度成分”は、明るさの成分を示す用語である。従って、“明度成分”は、輝度成分を含む広い概念を示す用語として理解すべきである。さらには、“明度成分”は、映像入力信号(赤入力信号Rin、緑入力信号Gin及び青入力信号Bin)の最大値であってもよい。
[第1実施形態]
(投写型映像表示装置の構成)
以下において、第1実施形態に係る投写型映像表示装置の構成について、図面を参照しながら説明する。図1は、第1実施形態に係る投写型映像表示装置100の構成を示す図である。
図1に示すように、投写型映像表示装置は、複数の光源ユニット10と、複数のフライアイレンズユニット20と、複数の液晶パネル30と、クロスダイクロイックプリズム40と、投写レンズユニット50とを有する。
複数の光源ユニット10は、光源ユニット10R、光源ユニット10G及び光源ユニット10Bである。各光源ユニット10は、複数の固体光源によって構成されたユニットである。固体光源は、例えば、LD(Laser Diode)やLED(Light Emitting Diode)である。なお、光源ユニット10Rは、赤成分光を発する複数の固体光源(10−1R〜10−6R)によって構成される。光源ユニット10Gは、緑成分光を発する複数の固体光源(10−1G〜10−6G)によって構成される。光源ユニット10Bは、青成分光を発する複数の固体光源(10−1B〜10−6B)によって構成される。
複数のフライアイレンズユニット20は、フライアイレンズユニット20R、フライアイレンズユニット20G及びフライアイレンズユニット20Bである。各フライアイレンズユニット20は、フライアイレンズ21及びフライアイレンズ22によって構成される。フライアイレンズ21及びフライアイレンズ22は、それぞれ、複数の微少レンズによって構成される。各微少レンズは、各光源ユニット10が発する光が各液晶パネル30の全面に照射されるように、各光源ユニット10が発する光を集光する。
複数の液晶パネル30は、液晶パネル30R、液晶パネル30G及び液晶パネル30Bである。液晶パネル30Rは、赤成分光の偏向方向を回転させることによって赤成分光を変調する。液晶パネル30Rの光入射面側には、一の偏向方向(例えば、P偏向)を有する光を透過して、他の偏向方向(例えば、S偏向)を有する光を遮光する入射側偏向板31Rが設けられている。液晶パネル30Rの光出射面側には、一の偏向方向(例えば、P偏向)を有する光を遮光して、他の偏向方向(例えば、S偏向)を有する光を透過する出射側偏向板32Rが設けられている。
同様に、液晶パネル30G及び液晶パネル30Bは、それぞれ、緑成分光及び青成分光の偏向方向を回転させることによって緑成分光及び青成分光を変調する。液晶パネル30Gの光入射面側には、入射側偏向板31Gが設けられており、液晶パネル30Gの光出射面側には、出射側偏向板32Gが設けられている。液晶パネル30Bの光入射面側には、入射側偏向板31Bが設けられており、液晶パネル30Bの光出射面側には、出射側偏向板32Bが設けられている。
クロスダイクロイックプリズム40は、液晶パネル30R、液晶パネル30G及び液晶パネル30Bから出射された光を合成する。クロスダイクロイックプリズム40は、投写レンズユニット50側に合成光を出射する。
投写レンズユニット50は、クロスダイクロイックプリズム40から出射された合成光(映像光)をスクリーン上などに投写する。
(色相及び彩度)
以下において、第1実施形態に係る色相及び彩度について、図面を参照しながら説明する。図2は、色相及び彩度を示す一般的な色再現範囲を示す色度図である。図2では、ポイントWは、白を示すポイントである。ポイントR、ポイントG及びポイントBは、それぞれ、赤、緑及び青を示すポイントである。
図2に示すように、色相は、ポイントWと色再現範囲の外周とによって形成される角度によって表される。彩度は、ポイントWで最も低い値であり、ポイントWから離れるに従って高い値となる。
ところで、第1実施形態に係る投写型映像表示装置100には、入力機器(例えば、撮像装置など)から映像入力信号が入力される。
液晶パネル30の色再現範囲は、各光源ユニット10から出射される光に依存する。すなわち、各光源ユニット10から出射される光の色純度が高いほど、液晶パネル30の色再現範囲が広い。一方で、入力機器の色再現範囲は、入力機器に設けられた撮像素子などの精度に依存する。
第1実施形態では、図3に示すように、液晶パネル30の色再現範囲(R、G、B)が入力機器の色再現範囲(R、G、B)よりも広いケースについて考える。
(投写型映像表示装置の機能)
以下において、第1実施形態に係る投写型映像表示装置の機能について、図面を参照しながら説明する。図4は、第1実施形態に係る投写型映像表示装置100(信号処理装置200)の機能を示すブロック図である。
信号処理装置200は、赤入力信号Rin、緑入力信号Gin及び青入力信号Binを含む映像入力信号を取得する。信号処理装置200は、赤出力信号Rout、緑出力信号Gout及び青出力信号Boutを含む映像出力信号を出力する。なお、赤入力信号Rin、緑入力信号Gin及び青入力信号Binは、それぞれ、最低画素値(例えば、“0”)〜最高画素値(例えば、“255”)の範囲の値である。同様に、赤出力信号Rout、緑出力信号Gout及び青出力信号Boutは、それぞれ、最低画素値(例えば、“0”)〜最高画素値(例えば、“255”)の範囲の値である。
図4に示すように、信号処理装置200は、色座標調整部210と、明度調整部220と、比率制御部230と、表示素子制御部240とを有する。
色座標調整部210は、液晶パネル30の色再現範囲と入力機器の色再現範囲との差異に応じて、映像入力信号の色座標を調整する色座標調整処理を行う。なお、色座標は、図2に示すような色度図において、単色光軌跡(又は、スペクトル軌跡)と純紫軌跡とによって囲まれた閉曲線内の位置を示し、彩度及び色相によって規定された座標である。ここでは、入力機器の色再現範囲が既知であることを前提とする。従って、色座標調整部210は、液晶パネル30の色再現範囲に応じて色座標調整処理を行う。色座標調整処理は、色再現範囲の差異によって生じる色座標のずれを抑制するために、映像入力信号の色座標を縮小する処理である。具体的には、色座標調整処理は、彩度及び色相を調整することによって、上述した閉曲線内の位置を変更する処理である。
例えば、色座標調整部210は、以下の式(1)に従って色座標調整処理を行う。ここで、R、G及びBは、それぞれ、赤、緑及び青に対応する色座標調整信号である。
Figure 0005199864
なお、パラメータa〜iは、液晶パネル30の色再現範囲に応じて定められる定数である。
明度調整部220は、映像入力信号の明度成分を調整する明度調整処理を行う。明度調整処理は、彩度(純度)が高い色のぎらつきを抑制するために、映像入力信号の明度成分を減少させる処理である。
例えば、明度調整部220は、以下の式(2)に従って明度調整処理を行う。ここで、R、G及びBは、それぞれ、赤、緑及び青に対応する明度調整信号である。
Figure 0005199864
なお、パラメータLumは、映像入力信号の明度成分の減少率を定める定数である。なお、パラメータLumは、最小値〜1の範囲の値である。最小値は、0〜1の範囲の値である。
比率制御部230は、色座標調整寄与度及び明度成分寄与度を制御する。色座標調整寄与度は、色座標調整処理(色座標調整信号)が映像出力信号に与える寄与度である。明度成分寄与度は、明度調整処理(明度調整信号)が映像出力信号に与える寄与度である。
ここで、比率制御部230は、映像入力信号の色相及び彩度に応じて、色座標調整寄与度(β)及び明度成分寄与度(α)を制御する。なお、αは、0〜1の範囲の値である。βは、0〜1の範囲の値である。
色座標調整寄与度(β)及び明度成分寄与度(α)は、トレードオフの関係を有する。すなわち、明度成分寄与度(α)が増大した場合に、色座標調整寄与度(β)が減少する。同様に、明度成分寄与度(α)が減少した場合に、色座標調整寄与度(β)が増大「する。色座標調整寄与度(β)及び明度成分寄与度(α)は、例えば、α+β=1の関係を満たす。以下においては、α+β=1の関係が満たされるものとして説明を続ける。
具体的には、比率制御部230は、映像入力信号の色相及び彩度を画素毎に取得する。比率制御部230は、特定の色相(ここでは、赤の色相)において彩度が所定閾値を超える画素数を判定カウンタによってカウントする。
比率制御部230は、図5に示すように、判定カウンタのカウント値が閾値Th1となるまで、明度成分寄与度(α)の値を減少させる。一方で、比率制御部230は、判定カウンタのカウント値が閾値Th1を超えると、明度成分寄与度(α)の値を最小値(=0)で保つ。
すなわち、比率制御部230は、判定カウンタのカウント値が閾値Th1となるまで、色座標調整寄与度(β)の値を増大させる。一方で、比率制御部230は、判定カウンタのカウント値が閾値Th1を超えると、色座標調整寄与度(β)の値を最大値(=1)で保つ。
このように、比率制御部230は、特定の色相(例えば、赤の色相)において映像入力信号の彩度が高いケース、すなわち、画像の色座標と実物の色座標との違いが大きいケースにおいて、色座標調整寄与度(β)を上昇させるとともに、明度成分寄与度(α)を低下させる。
表示素子制御部240は、色座標調整部210によって調整された色座標(色座標調整信号)と明度調整部220によって調整された明度成分(明度調整信号)とによって、映像出力信号を取得する。表示素子制御部240は、明度成分寄与度(α)及び色座標調整寄与度(β)に応じて、色座標調整信号及び明度調整信号の比率を制御する。
例えば、表示素子制御部240は、以下の式(3)に従って、映像出力信号を取得する。
Figure 0005199864
(投写型映像表示装置の動作)
以下において、第1実施形態に係る投写型映像表示装置の動作について、図面を参照しながら説明する。図6は、第1実施形態に係る投写型映像表示装置100(信号処理装置200)の機能を示すフロー図である。
図6に示すように、ステップ10において、信号処理装置200は、画像(フレーム)を構成する複数の画素のうち、いずれかの画素を制御対象画素としてセットする。
ステップ11において、信号処理装置200は、制御対象画素の映像入力信号に応じて、制御対象画素の色相及び彩度を取得する。
ステップ12において、信号処理装置200は、ステップ11で取得された色相が特定色相(ここでは、赤の色相)であるか否かを判定する。信号処理装置200は、色相が特定色相である場合には、ステップ13の処理に移る。一方で、信号処理装置200は、色相が特定色相でない場合には、ステップ15の処理に移る。
ステップ13において、信号処理装置200は、ステップ11で取得された彩度が所定閾値を超えるか否かを判定する。信号処理装置200は、彩度が所定閾値を超える場合には、ステップ14の処理に移る。一方で、信号処理装置200は、彩度が所定閾値を超えない場合には、ステップ15の処理に移る。
ステップ14において、信号処理装置200は、判定カウンタのカウントアップを行う。具体的には、信号処理装置200は、判定カウンタのカウント値に“1”を加算する。
ステップ15において、信号処理装置200は、画像(フレーム)を構成する全ての画素についてチェック済みであるか否かを判定する。信号処理装置200は、全ての画素のついてチェック済みである場合には、ステップ17の処理に移る。一方で、信号処理装置200は、全ての画素のついてチェック済みでない場合には、ステップ16の処理に移る。
ステップ16において、信号処理装置200は、制御対象画素を更新する。例えば、信号処理装置200は、水平方向又は垂直方向に制御対象画素をシフトする。
ステップ17において、信号処理装置200は、明度成分寄与度(α)及び色座標調整寄与度(β)を決定する。具体的には、信号処理装置200は、図5に示すように、判定カウンタのカウント値に応じて、明度成分寄与度(α)を決定する。
(作用及び効果)
第1実施形態では、比率制御部230は、特定の色相(例えば、赤の色相)において映像入力信号の彩度が所定閾値よりも高いケース、すなわち、画像の色座標と実物の色座標との違いが大きいケースにおいて、色座標調整寄与度を上昇させるとともに、明度成分寄与度を低下させる。
従って、画像の色座標と実物の色座標との違いが大きいケースでは、画像の色座標と実物の色座標との違いを抑制することができる。
一方で、比率制御部230は、特定の色相(例えば、赤の色相)において映像入力信号の彩度が所定閾値よりも低いケース、すなわち、画像の色座標と実物の色座標との違いが小さいケースにおいて、色座標調整寄与度を低下させるとともに、明度成分寄与度を上昇させる。
従って、画像の色座標と実物の色座標との違いが小さいケースでは、液晶パネル30の色再現範囲を有効に利用することができる。
[第2実施形態]
以下において、第2実施形態について、図面を参照しながら説明する。以下においては、上述した第1実施形態と第2実施形態との相違点について主として説明する。
具体的には、上述した第1実施形態では、明度調整処理で用いるパラメータLumは定数である。これに対して、第2実施形態では、明度調整処理で用いるパラメータLumは、画像(フレーム)を構成する複数の画素の平均輝度に応じて定められる。
(パラメータLum)
以下において、第2実施形態に係るパラメータLumについて、図面を参照しながら説明する。図7は、第2実施形態に係るパラメータLumを示す図である。
図7に示すように、上述した明度調整部220は、画像(フレーム)を構成する複数の画素の平均輝度に応じて、パラメータLumを決定する。具体的には、明度調整部220は、平均輝度が高いほど、パラメータLumを小さな値に決定する。
なお、パラメータLumは、第1実施形態と同様に、最小値〜1の範囲の値である。最小値は、0〜1の範囲の値である。
(作用及び効果)
第2実施形態では、明度調整部220は、平均輝度が高いほど、パラメータLumを小さな値に決定する。すなわち、ぎらつきが生じやすい高輝度画像では、映像入力信号の輝度成分の減少率を大きくする。一方で、ぎらつきが生じにくい低輝度画像では、映像入力信号の輝度成分の減少率を小さくする。従って、輝度の向上を或る程度図りながら、ぎらつきを抑制することができる。
[第3実施形態]
以下において、第3実施形態について、図面を参照しながら説明する。以下においては、上述した第1実施形態と第3実施形態との相違点について主として説明する。
具体的には、上述した第1実施形態では、明度成分寄与度(α)は、特定の色相(ここでは、赤の色相)において彩度が所定閾値を超える画素数に応じて定められる。これに対して、第3実施形態では、明度成分寄与度(α)は、輝度利得(GAIN)、色相利得(GAINH(m、n))及び彩度利得(GAINS(m、n))に応じて定められる。
(投写型映像表示装置の機能)
以下において、第3実施形態に係る投写型映像表示装置の機能について、図面を参照しながら説明する。図8は、第3実施形態に係る投写型映像表示装置100(信号処理装置200)の機能を示すブロック図である。なお、図8では、図4と同様の構成について同様の符号を付している。
図8に示すように、信号処理装置200は、図4に示した構成に加えて、取得部250を有する。
取得部250は、映像入力信号に応じて、各種情報を取得する。具体的には、取得部250は、(1)画像(フレーム)を構成する複数の画素の平均輝度、(2)画像(フレーム)を構成する画素(m、n)の色相、(3)画像(フレーム)を構成する画素(m、n)の彩度を取得する。
ここで、上述した比率制御部230は、平均輝度、色相及び彩度に応じて、画素(m、n)に対応する明度成分寄与度(α)(m、n)を取得する。なお、比率制御部230は、明度成分寄与度(α)(m、n)に応じて、色座標調整寄与度(β)(m、n)を取得する。 具体的には、比率制御部230は、図9に示すように、平均輝度に応じて、輝度利得(GAIN)を取得する。輝度利得(GAIN)は、平均輝度が高いほど低い値となる。なお、輝度利得(GAIN)は、最小値〜1の範囲の値である。最小値は、0〜1の範囲の値である。
比率制御部230は、図10に示すように、画素(m、n)の色相に応じて、色相利得(GAINH(m、n))を取得する。色相利得(GAINH(m、n))は、色相が赤の色相に近いほど低い値となる。なお、色相利得(GAINH(m、n))は、0〜1の範囲の値である。
比率制御部230は、図11に示すように、画素(m、n)の彩度に応じて、彩度利得(GAINS(m、n))を取得する。彩度利得(GAINS(m、n))は、彩度が閾値Th2となるまで、彩度が高いほど低い値となる。一方で、彩度利得(GAINS(m、n))は、彩度が閾値Th2を超えると、最小値(=0)で保たれる。なお、彩度利得(GAINS(m、n))は、0〜1の範囲の値である。
続いて、比率制御部230は、輝度利得(GAIN)、色相利得(GAINH(m、n))及び彩度利得(GAINS(m、n))に応じて、画素(m、n)に対応する明度成分寄与度(α)(m、n)を取得する。例えば、比率制御部230は、以下の式(4)に従って、画素(m,n)に対応する明度成分寄与度(α)(m、n)を取得する。
Figure 0005199864
表示素子制御部240は、比率制御部230から取得した明度成分寄与度(α)(m、n)に応じて、画素(m,n)について色座標調整信号及び明度調整信号の比率を制御する。すなわち、表示素子制御部240は、色座標調整信号及び明度調整信号の比率を画素毎に制御する。
(投写型映像表示装置の動作)
以下において、第3実施形態に係る投写型映像表示装置の動作について、図面を参照しながら説明する。図12は、第3実施形態に係る投写型映像表示装置100(信号処理装置200)の動作を示すフロー図である。
図12に示すように、ステップ20において、信号処理装置200は、映像入力信号に応じて、画像(フレーム)を構成する複数の画素の平均輝度を取得する。
ステップ21において、信号処理装置200は、ステップ20で取得された平均輝度に応じて、輝度利得(GAIN)を取得する。
ステップ22において、信号処理装置200は、映像入力信号に応じて、画像(フレーム)を構成する画素(m、n)の色相を取得する。
ステップ23において、信号処理装置200は、ステップ22で取得された色相に応じて、色相利得(GAINH(m、n))を取得する。
ステップ24において、信号処理装置200は、映像入力信号に応じて、画像(フレーム)を構成する画素(m、n)の彩度を取得する。
ステップ25において、信号処理装置200は、ステップ24で取得された彩度に応じて、彩度利得(GAINS(m、n))を取得する。
ステップ26において、信号処理装置200は、明度成分寄与度(α)及び色座標調整寄与度(β)を決定する。具体的には、信号処理装置200は、ステップ21、ステップ23及びステップ25で取得された各利得に応じて、画素(m,n)に対応する明度成分寄与度(α)(m、n)を決定する。
なお、信号処理装置200は、画像(フレーム)を構成する全ての画素のついて、ステップ22〜ステップ26の処理を行うことに留意すべきである。
(作用及び効果)
第3実施形態では、比率制御部230は、平均輝度、色相及び彩度に応じて、画像(フレーム)を構成する画素毎に明度成分寄与度(α)(m、n)を取得する。表示素子制御部240は、色座標調整信号及び明度調整信号の比率を画素毎に制御する。
従って、画像の色座標と実物の色座標との違いを画素毎に適切に抑制しながら、液晶パネル30の色再現範囲を有効に利用することができる。
[第4実施形態]
以下において、第4実施形態について、図面を参照しながら説明する。以下においては、上述した第1実施形態と第4実施形態との相違点について主として説明する。
具体的には、上述した第1実施形態では、明度成分寄与度(α)は、特定の色相(ここでは、赤の色相)において彩度が所定閾値を超える画素数に応じて定められる。これに対して、第4実施形態では、明度成分寄与度(α)は、特定の色相(ここでは、赤の色相)を有する画素の値の分布(色相平均値及び色相分散値)に応じて定められる。
(投写型映像表示装置の機能)
以下において、第4実施形態に係る投写型映像表示装置の機能について、図面を参照しながら説明する。図13は、第4実施形態に係る投写型映像表示装置100(信号処理装置200)の機能を示すブロック図である。なお、図13では、図4と同様の構成について同様の符号を付している。
図13に示すように、信号処理装置200は、図4に示した構成に加えて、色相ヒストグラム取得部260を有する。
色相ヒストグラム取得部260は、特定の色相(ここでは、赤の色相)を有する画素の色相のヒストグラムを取得する。続いて、色相ヒストグラム取得部260は、特定の色相(ここでは、赤の色相)を有する画素について、色相平均値及び色相分散値を算出する。
例えば、色相ヒストグラム取得部260は、図14又は図15に示すヒストグラムを取得する。図14に示すヒストグラムでは、特定の色相(ここでは、赤の色相)において、各画素の色相が中心色相に偏っている。すなわち、色相平均値が中心色相に近く、色相分散値が小さい。一方で、図15に示すヒストグラムでは、特定の色相(ここでは、赤の色相)において、各画素の色相がばらついている。すなわち、色相平均値が中心色相に近く、色相分散値が大きい。
上述した比率制御部230は、特定の色相(ここでは、赤の色相)を有する画素の値の分布(色相平均値及び色相分散値)に基づいて、明度成分寄与度(α)を決定する。すなわち、比率制御部230は、明度成分寄与度(α)及び色座標調整寄与度(β)を決定する。
具体的には、比率制御部230は、図16に示すように、色相平均値に基づいて、パラメータmax1を決定する。続いて、比率制御部230は、図17に示すように、色相分散値に基づいて、明度成分寄与度(α)を決定する。なお、明度成分寄与度(α)の上限は、パラメータmax1によって制限される。
ここで、図16に示すように、色相平均値が中心色相に近いほど、パラメータmax1の値が小さい。また、図17に示すように、色相分散値が小さいほど、明度成分寄与度(α)の値が小さい。
すなわち、色相平均値が中心色相に近いほど、又は、色相分散値が小さいほど、明度成分寄与度(α)の値が小さい。従って、色相平均値が中心色相に近いほど、又は、色相分散値が小さいほど、色座標調整寄与度(β)の値が大きい。
一方で、図16に示すように、色相平均値が中心色相から離れているほど、パラメータmax1の値が大きい。また、図17に示すように、色相分散値が大きいほど、明度成分寄与度(α)の値が大きい。
すなわち、色相平均値が中心色相から離れているほど、又は、色相分散値が大きいほど、明度成分寄与度(α)の値が大きい。従って、色相平均値が中心色相から離れているほど、又は、色相分散値が大きいほど、色座標調整寄与度(β)の値が小さい。
(作用及び効果)
第4実施形態では、色相平均値が中心色相から離れているほど、又は、色相分散値が大きいほど、色座標調整寄与度(β)の値が小さい。従って、ぎらつき等が生じにくい画像において、液晶パネル30の色再現範囲を有効に利用することができる。
[第5実施形態]
以下において、第5実施形態について、図面を参照しながら説明する。以下においては、上述した第1実施形態と第5実施形態との相違点について主として説明する。
具体的には、上述した第1実施形態では、明度成分寄与度(α)は、特定の色相(ここでは、赤の色相)において彩度が所定閾値を超える画素数に応じて定められる。これに対して、第5実施形態では、明度成分寄与度(α)は、特定の色相(ここでは、赤の色相)を有する画素の値の分布(彩度平均値及び彩度分散値)に応じて定められる。
(投写型映像表示装置の機能)
以下において、第5実施形態に係る投写型映像表示装置の機能について、図面を参照しながら説明する。図18は、第5実施形態に係る投写型映像表示装置100(信号処理装置200)の機能を示すブロック図である。なお、図18では、図4と同様の構成について同様の符号を付している。
図18に示すように、信号処理装置200は、図4に示した構成に加えて、彩度ヒストグラム取得部270を有する。
彩度ヒストグラム取得部270は、特定の色相(ここでは、赤の色相)を有する画素の彩度のヒストグラムを取得する。続いて、彩度ヒストグラム取得部270は、特定の色相(ここでは、赤の色相)を有する画素について、彩度平均値及び彩度分散値を算出する。
例えば、色相ヒストグラム取得部260は、図19又は図20に示すヒストグラムを取得する。図19に示すヒストグラムでは、特定の色相(ここでは、赤の色相)において、各画素の彩度が高彩度側に偏っている。すなわち、彩度平均値が高く、彩度分散値が小さい。一方で、図20に示すヒストグラムでは、特定の色相(ここでは、赤の色相)において、各画素の彩度がばらついている。すなわち、彩度平均値が低く、彩度分散値が大きい。
上述した比率制御部230は、特定の色相(ここでは、赤の色相)を有する画素の値の分布(彩度平均値及び彩度分散値)に基づいて、明度成分寄与度(α)を決定する。すなわち、比率制御部230は、明度成分寄与度(α)及び色座標調整寄与度(β)を決定する。
具体的には、比率制御部230は、図21に示すように、彩度平均値に基づいて、パラメータmax1を決定する。続いて、比率制御部230は、図22に示すように、彩度分散値に基づいて、明度成分寄与度(α)を決定する。なお、明度成分寄与度(α)の上限は、パラメータmax1によって制限される。
ここで、図21に示すように、彩度平均値が高いほど、パラメータmax1の値が小さい。また、図22に示すように、彩度分散値が小さいほど、明度成分寄与度(α)の値が小さい。
すなわち、彩度平均値が高いほど、又は、彩度分散値が小さいほど、明度成分寄与度(α)の値が小さい。従って、彩度平均値が高いほど、又は、彩度分散値が小さいほど、色座標調整寄与度(β)の値が大きい。
ここで、図21に示すように、彩度平均値が低いほど、パラメータmax1の値が大きい。また、図22に示すように、彩度分散値が大きいほど、明度成分寄与度(α)の値が大きい。
すなわち、彩度平均値が低いほど、又は、彩度分散値が大きいほど、明度成分寄与度(α)の値が大きい。従って、彩度平均値が低いほど、又は、彩度分散値が大きいほど、色座標調整寄与度(β)の値が小さい。
(作用及び効果)
第5実施形態では、彩度平均値が低いほど、又は、彩度分散値が大きいほど、色座標調整寄与度(β)の値が小さい。従って、ぎらつき等が生じにくい画像において、液晶パネル30の色再現範囲を有効に利用することができる。
[第6実施形態]
以下において、第6実施形態について、図面を参照しながら説明する。以下においては、上述した第1実施形態と第6実施形態との相違点について主として説明する。
具体的には、上述した第1実施形態では、明度成分寄与度(α)は、特定の色相(ここでは、赤の色相)において彩度が所定閾値を超える画素数に応じて定められる。これに対して、第6実施形態では、明度成分寄与度(α)は、特定の色相(ここでは、赤の色相)を有する画素の高周波成分(色相の高周波成分)に応じて定められる。
(投写型映像表示装置の機能)
以下において、第6実施形態に係る投写型映像表示装置の機能について、図面を参照しながら説明する。図23は、第6実施形態に係る投写型映像表示装置100(信号処理装置200)の機能を示すブロック図である。なお、図23では、図4と同様の構成について同様の符号を付している。
図23に示すように、信号処理装置200は、図4に示した構成に加えて、色相高周波成分取得部280を有する。
色相高周波成分取得部280は、特定の色相(ここでは、赤の色相)を有する画素について、色相の高周波成分(以下、色相高周波成分)を取得する。具体的には、第1に、色相高周波成分取得部280は、特定の色相(ここでは、赤の色相)において、所定閾値(例えば、最大彩度の1/2)以上の彩度を有する画素を制御対象画素として特定する。第2に、色相高周波成分取得部280は、制御対象画素について、高周波成分を算出する。第3に、色相高周波成分取得部280は、全ての制御対象画素の色相高周波成分の合計値を算出する。
例えば、色相高周波成分取得部280は、図24に示すフィルタを用いて、制御対象画素(m,n)の色相高周波成分FH(m,n)を算出する。図24に示される値は、画素(m−1,n−1)〜画素(m+1,n+1)の色相値に乗算される係数である。すなわち、色相高周波成分取得部280は、以下の式に従って、制御対象画素(m,n)の色相高周波成分FH(m,n)を算出する。
Figure 0005199864
上述した比率制御部230は、色相高周波成分取得部280によって算出された色相高周波成分の合計値に基づいて、明度成分寄与度(α)を決定する。すなわち、比率制御部230は、明度成分寄与度(α)及び色座標調整寄与度(β)を決定する。具体的には、比率制御部230は、図25に示すように、色相高周波成分の合計値に基づいて、明度成分寄与度(α)を決定する。
ここで、図25に示すように、色相高周波成分の合計値が大きいほど、明度成分寄与度(α)の値が大きい。従って、色相高周波成分の合計値が大きいほど、色座標調整寄与度(β)の値が小さい。
一方で、図25に示すように、色相高周波成分の合計値が小さいほど、明度成分寄与度(α)の値が小さい。従って、色相高周波成分の合計値が小さいほど、色座標調整寄与度(β)の値が大きい。
(作用及び効果)
第6実施形態では、特定の色相を有する画素の色相高周波成分の合計値が大きいほど、色座標調整寄与度(β)の値が小さい。従って、特定の色相における色相の階調のつぶれを抑制することができる。
[第7実施形態]
以下において、第7実施形態について、図面を参照しながら説明する。以下においては、上述した第1実施形態と第7実施形態との相違点について主として説明する。
具体的には、上述した第1実施形態では、明度成分寄与度(α)は、特定の色相(ここでは、赤の色相)において彩度が所定閾値を超える画素数に応じて定められる。これに対して、第7実施形態では、明度成分寄与度(α)は、特定の色相(ここでは、赤の色相)を有する画素の高周波成分(輝度の高周波成分)に応じて定められる。
(投写型映像表示装置の機能)
以下において、第7実施形態に係る投写型映像表示装置の機能について、図面を参照しながら説明する。図26は、第7実施形態に係る投写型映像表示装置100(信号処理装置200)の機能を示すブロック図である。なお、図26では、図4と同様の構成について同様の符号を付している。
図26に示すように、信号処理装置200は、図4に示した構成に加えて、輝度高周波成分取得部290を有する。
輝度高周波成分取得部290は、特定の色相(ここでは、赤の色相)を有する画素について、輝度の高周波成分(以下、輝度高周波成分)を取得する。具体的には、第1に、輝度高周波成分取得部290は、特定の色相(ここでは、赤の色相)において、所定閾値(例えば、最大彩度の1/2)以上の彩度を有する画素を制御対象画素として特定する。第2に、輝度高周波成分取得部290は、制御対象画素について、輝度高周波成分を算出する。第3に、輝度高周波成分取得部290は、全ての制御対象画素の輝度高周波成分の合計値を算出する。
例えば、輝度高周波成分取得部290は、図27に示すフィルタを用いて、制御対象画素(m,n)の輝度高周波成分FL(m,n)を算出する。図27に示される値は、画素(m−1,n−1)〜画素(m+1,n+1)の輝度値に乗算される係数である。すなわち、輝度高周波成分取得部290は、以下の式に従って、制御対象画素(m,n)の輝度高周波成分FL(m,n)を算出する。
Figure 0005199864
上述した比率制御部230は、輝度高周波成分取得部290によって算出された輝度高周波成分の合計値に基づいて、明度成分寄与度(α)を決定する。すなわち、比率制御部230は、明度成分寄与度(α)及び色座標調整寄与度(β)を決定する。具体的には、比率制御部230は、図28に示すように、輝度高周波成分の合計値に基づいて、明度成分寄与度(α)を決定する。
ここで、図28に示すように、輝度高周波成分の合計値が大きいほど、明度成分寄与度(α)の値が小さい。従って、輝度高周波成分の合計値が大きいほど、色座標調整寄与度(β)の値が大きい。
一方で、図28に示すように、輝度高周波成分の合計値が小さいほど、明度成分寄与度(α)の値が大きい。従って、輝度高周波成分の合計値が小さいほど、色座標調整寄与度(β)の値が小さい。
(作用及び効果)
第7実施形態では、特定の色相を有する画素の輝度高周波成分の合計値が大きいほど、明度成分寄与度(α)の値が小さい。従って、特定の色相における輝度の階調のつぶれを抑制することができる。
[第8実施形態]
以下において、第8実施形態について、図面を参照しながら説明する。以下においては、上述した第1実施形態と第8実施形態との相違点について主として説明する。
具体的には、上述した第1実施形態では、明度成分寄与度(α)は、特定の色相(ここでは、赤の色相)において彩度が所定閾値を超える画素数に応じて定められる。これに対して、第8実施形態では、明度成分寄与度(α)は、画像(フレーム)を構成する複数の画素毎に制御される。
(投写型映像表示装置の機能)
以下において、第8実施形態に係る投写型映像表示装置の機能について、図面を参照しながら説明する。図29は、第8実施形態に係る投写型映像表示装置100(信号処理装置200)の機能を示すブロック図である。なお、図29では、図4と同様の構成について同様の符号を付している。
図29に示すように、信号処理装置200は、図4に示した構成に加えて、補正係数取得部295を有する。
補正係数取得部295は、彩度、輝度及び色相を画素毎に取得する。続いて、補正係数取得部295は、彩度補正係数S、輝度補正係数L及び色相補正係数Hを画素毎に取得する。なお、補正係数取得部295は、全画素について、彩度補正係数S、輝度補正係数L及び色相補正係数Hを取得する。
第1に、補正係数取得部295は、図30に示すように、画素(m,n)の彩度に基づいて、画素(m,n)の彩度補正係数S(m,n)を特定する。図30に示すように、画素(m,n)の彩度が高いほど、彩度補正係数S(m,n)が小さい。
第2に、補正係数取得部295は、図31に示すように、画素(m,n)の輝度に基づいて、画素(m,n)の輝度補正係数L(m,n)を特定する。図31に示すように、画素(m,n)の輝度が高いほど、輝度補正係数L(m,n)が小さい。
第3に、補正係数取得部295は、図32に示すように、画素(m,n)の色相に基づいて、画素(m,n)の色相補正係数H(m,n)を特定する。図32に示すように、画素(m,n)の色相が中心色相に近いほど、色相補正係数H(m,n)が小さい。なお、中心色相は、特定の色相(ここでは、赤の色相)における中心を示す色相である。
上述した比率制御部230は、彩度補正係数S(m,n)、輝度補正係数L(m,n)及び色相補正係数H(m,n)に基づいて、明度成分寄与度(α)を画素毎に補正する。すなわち、比率制御部230は、明度成分寄与度(α(m、n))を画素毎に補正する。例えば、比率制御部230は、以下の式に従って、明度成分寄与度(α(m、n))を補正する。
Figure 0005199864
このように、比率制御部230は、明度成分寄与度(α(m,n))を画素毎に決定する。すなわち、比率制御部230は、色座標調整寄与度(β(m,n))を画素毎に決定する。
ここで、図30〜図32に示すように、彩度が高いほど、輝度が高いほど、色相が中心色相に近いほど、彩度補正係数S、輝度補正係数L及び色相補正係数Hの値が小さい。すなわち、彩度が高いほど、輝度が高いほど、色相が中心色相に近いほど、明度成分寄与度(α(m,n))の値が小さい。従って、彩度が高いほど、輝度が高いほど、色相が中心色相に近いほど、色座標調整寄与度(β(m,n))の値が大きい。
一方で、図30〜図32に示すように、彩度が低いほど、輝度が低いほど、色相が中心色相から離れているほど、彩度補正係数S、輝度補正係数L及び色相補正係数Hの値が大きい。すなわち、彩度が低いほど、輝度が低いほど、色相が中心色相から離れているほど、明度成分寄与度(α(m,n))の値が大きい。従って、彩度が低いほど、輝度が低いほど、色相が中心色相から離れているほど、色座標調整寄与度(β(m,n))の値が小さい。
[その他の実施形態]
本発明は上述した実施形態によって説明したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、この発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
上述した実施形態では、パラメータLumの取得において、輝度平均値が用いられるが、これに限定されるものではない。パラメータLumの取得において、画像(フレーム)を構成する各画素の輝度の合計値が用いられてもよい。
上述した実施形態では、パラメータα(m,n)の取得において、輝度平均値が用いられるが、これに限定されるものではない。パラメータα(m,n)の取得において、画像(フレーム)を構成する各画素の輝度の合計値が用いられてもよい。
上述した実施形態では、パラメータα(m,n)は、輝度利得(GAIN)、色相利得(GAINH(m、n))及び彩度利得(GAINS(m、n))によって定められるが、これに限定されるものではない。パラメータα(m,n)は、輝度利得(GAIN)、色相利得(GAINH(m、n))及び彩度利得(GAINS(m、n))のいずれかによって定められればよい。例えば、パラメータα(m,n)は、輝度利得(GAIN)のみによって定められてもよい。パラメータα(m,n)は、色相利得(GAINH(m、n))のみによって定められてもよい。パラメータα(m,n)は、彩度利得(GAINS(m、n))のみによって定められてもよい。
上述した実施形態では、表示装置として液晶パネル30が用いられるが、これに限定されるものではない。表示装置としては、LCOS(Liquid Crystal on Silicon)やDMD(Degital Micromirror Device)などが用いられてもよい。
上述した実施形態では、光源として固体光源を用いるが、これに限定されるものではない。光源としては、白色光を発するUHPランプが用いられてもよい。
第1実施形態に係る投写型映像表示装置の構成を示す図である。 色相及び彩度を示す一般的な色再現範囲を示す図である。 第1実施形態に係る液晶パネル30の色再現範囲を示す図である。 第1実施形態に係る信号処理装置200の構成を示すブロック図である。 第1実施形態に係るパラメータαを示す図である。 第1実施形態に係る信号処理装置200の動作を示すフロー図である。 第2実施形態に係るパラメータLumを示す図である。 第3実施形態に係る信号処理装置200の構成を示すブロック図である。 第3実施形態に係る輝度利得を示す図である。 第3実施形態に係る色相利得を示す図である。 第3実施形態に係る彩度利得を示す図である。 第3実施形態に係る信号処理装置200の動作を示すフロー図である。 第4実施形態に係る信号処理装置200の構成を示すブロック図である。 第4実施形態に係るヒストグラムを示す図である。 第4実施形態に係るヒストグラムを示す図である。 第4実施形態に係るパラメータαの決定方法を示す図である。 第4実施形態に係るパラメータαの決定方法を示す図である。 第5実施形態に係る信号処理装置200の構成を示すブロック図である。 第5実施形態に係るヒストグラムを示す図である。 第5実施形態に係るヒストグラムを示す図である。 第5実施形態に係るパラメータαの決定方法を示す図である。 第5実施形態に係るパラメータαの決定方法を示す図である。 第6実施形態に係る信号処理装置200の構成を示すブロック図である。 第6実施形態に係るフィルタを示す図である。 第6実施形態に係るパラメータαの決定方法を示す図である。 第7実施形態に係る信号処理装置200の構成を示すブロック図である。 第7実施形態に係るフィルタを示す図である。 第7実施形態に係るパラメータαの決定方法を示す図である。 第8実施形態に係る信号処理装置200の構成を示すブロック図である。 第8実施形態に係るパラメータSを示す図である。 第8実施形態に係るパラメータLを示す図である。 第8実施形態に係るパラメータHを示す図である。
符号の説明
10・・・光源ユニット、20・・・フライアイレンズユニット、30・・・液晶パネル、40・・・クロスダイクロイックプリズム、50・・・投写レンズユニット、100・・・投写型映像表示装置、200・・・信号処理装置、210・・・色座標調整部、220・・・明度調整部、230・・・比率制御部、240・・・表示素子制御部、250・・・取得部、260・・・色相ヒストグラム取得部、270・・・彩度ヒストグラム取得部、280・・・色相高周波成分取得部、290・・・輝度高周波成分取得部、295・・・補正係数取得部

Claims (8)

  1. 映像入力信号を映像出力信号に変換して、前記映像出力信号を表示装置に出力する信号処理装置であって、
    前記表示装置の色再現範囲に応じて、前記映像入力信号の色座標を調整する色座標調整処理を行う色座標調整部と、
    前記映像入力信号の明度成分を調整する明度調整処理を行う明度調整部と、
    前記色座標調整処理によって調整された色座標と前記明度調整処理によって調整された明度成分とによって、前記映像出力信号を生成する出力信号生成部と、
    前記映像入力信号の彩度に応じて、前記色座標調整処理が前記映像出力信号に与える色座標調整寄与度及び前記明度調整処理が前記映像出力信号に与える明度成分寄与度を制御する制御部とを備え、
    前記制御部は、特定の色相において前記映像入力信号の彩度が所定閾値よりも高い場合に、前記色座標調整寄与度を上昇させるとともに、前記明度成分寄与度を低下させることを特徴とする信号処理装置。
  2. 前記映像入力信号に応じて、画像の輝度を取得する取得部をさらに備え、
    前記制御部は、前記取得部によって取得された輝度が高いほど、前記色座標調整寄与度を上昇させるとともに、前記明度成分寄与度を低下させることを特徴とする請求項1に記載の信号処理装置。
  3. 前記映像入力信号に応じて、画像を構成する画素毎に色相を取得する取得部をさらに備え、
    前記制御部は、前記取得部によって取得された色相が前記特定の色相に近いほど、前記色座標調整寄与度を上昇させるとともに、前記明度成分寄与度を低下させることを特徴とする請求項1に記載の信号処理装置。
  4. 前記映像入力信号に応じて、画像を構成する画素毎に彩度を取得する取得部をさらに備え、
    前記制御部は、前記取得部によって取得された彩度が高いほど、前記色座標調整寄与度を上昇させるとともに、前記明度成分寄与度を低下させることを特徴とする請求項1に記載の信号処理装置。
  5. 前記制御部は、前記特定の色相を有する画素の値の分布に基づいて、前記色座標調整寄与度及び前記明度成分寄与度を制御することを特徴とする請求項1に記載の信号処理装置。
  6. 前記制御部は、前記特定の色相を有する画素の周波数成分に基づいて、前記色座標調整寄与度及び前記明度成分寄与度を制御することを特徴とする請求項1に記載の信号処理装置。
  7. 前記制御部は、前記色座標調整寄与度及び前記明度成分寄与度を画素毎に制御することを特徴とする請求項1に記載の信号処理装置。
  8. 請求項1に記載された信号処理装置と、前記信号処理装置から出力された映像出力信号に応じて画像を表示する表示装置と、前記表示装置によって表示された画像を投写する投写手段とを備えることを特徴とする投写型映像表示装置。
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