JP5304375B2 - 画像表示装置 - Google Patents
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Description
入力された画像信号に基づいて画像を表示する画像表示装置であって、前記入力された画像信号に含まれる、輝度信号、第1色差信号、第2色差信号の3つの信号からなる第1YUV信号を、色相信号、明度信号、彩度信号の3つの信号からなる第1HLS信号に変換する色空間変換回路と、画像信号である第1HLS信号に含まれる色相信号と、明度信号と、彩度信号とをそれぞれ個別に変更・補正処理し、第2HLS信号として出力する色調整回路とを備え、前記色空間変換回路は、3次元直交座標系の第1色空間を構成する前記輝度、前記第1色差、前記第2色差の3つの要素に対応する第1YUV信号を、3次元極座標系の第2色空間を構成する前記明度、前記彩度、前記色相の3つの要素に対応する第1HLS信号に変換する回路であり、彩度算出部と、色相算出部とを備え、前記彩度算出部は、前記第1色差の値同士の乗算値である第1乗算値を出力する第1乗算器と、前記第2色差の値同士の乗算値である第2乗算値を出力する第2乗算器と、前記第1乗算値と前記第2乗算値との加算値を出力する加算器と、前記加算値の平方根の値を前記彩度に対応した信号として出力する開平器とを備え、前記色相算出部は、前記彩度に対応する信号と前記第1及び第2色差に対応した信号とに基づいて前記色相に対応した信号を出力する回路である画像表示装置。
また、以下の適用例を採用することができる。
入力された画像信号に基づいて画像を表示する画像表示装置であって、画像信号である第1HLS信号に含まれる色相信号と、明度信号と、彩度信号とをそれぞれ個別に変更・補正処理し、第2HLS信号として出力する色調整回路を備える画像表示装置。
適用例1記載の画像表示装置であって、更に、前記色調整回路が行う前記変更・補正処理の処理内容を指示する色調整指示部を備える画像表示装置。
適用例2記載の画像表示装置であって、前記色調整指示部は、前記色調整回路が行う前記変更・補正処理の処理内容を示した色調整用画像をユーザーが視認可能な表示部へ表示する表示制御部を備える画像表示装置。
適用例3記載の画像表示装置であって、前記色調整用画像は、色相変更用画像と、明度補正用画像と、彩度補正用画像との3つの画像によって前記変更・補正処理の処理内容を表現した画像である画像表示装置。
適用例4記載の画像表示装置であって、前記色相変更用画像、前記明度補正用画像、前記彩度補正用画像のうち少なくとも一つは、青と、マゼンダと、赤と、黄と、緑と、シアンとを色相を表す基準に用いて、前記変更・補正処理の処理内容を表現した画像である画像表示装置。
適用例2ないし適用例5のいずれか記載の画像表示装置であって、前記色調整指示部はさらに、ユーザーによる前記変更・補正処理の処理内容の変更指示により、前記色調整回路が行う前記変更・補正処理の処理内容を変更する画像表示装置。
適用例1ないし適用例6記載の画像表示装置であって、更に、前記入力された画像信号に含まれる、輝度信号、第1色差信号、第2色差信号の3つの信号からなる第1YUV信号を、前記色相信号、前記明度信号、前記彩度信号の3つの信号からなる前記第1HLS信号に変換する色空間変換回路を備える画像表示装置。
適用例7記載の画像表示装置であって、前記色空間変換回路は、3次元直交座標系の第1色空間を構成する前記輝度、前記第1色差、前記第2色差の3つの要素に対応する第1YUV信号を、3次元極座標系の第2色空間を構成する前記明度、前記彩度、前記色相の3つの要素に対応する第1HLS信号に変換する回路であり、彩度算出部と、色相算出部とを備え、前記彩度算出部は、前記第1色差の値同士の乗算値である第1乗算値を出力する第1乗算器と、前記第2色差の値同士の乗算値である第2乗算値を出力する第2乗算器と、前記第1乗算値と前記第2乗算値との加算値を出力する加算器と、前記加算値の平方根の値を前記彩度に対応した信号として出力する開平器とを備え、前記色相算出部は、前記彩度に対応する信号と前記第1及び第2色差に対応した信号とに基づいて前記色相に対応した信号を出力する回路である
画像表示装置。
適用例7または適用例8のいずれか記載の画像表示装置はさらに、前記第2HLS信号を、輝度信号、第1色差信号、第2色差信号の3つの信号からなる第2YUV信号に変換して出力する逆変換回路を備える画像表示装置。
A.第1実施例:
(A1)液晶プロジェクターの概略構成
(A2)色空間変換回路
(A3)色調整
(A4)逆変換回路
B.変形例:
(A1)液晶プロジェクターの概略構成:
図1は、本発明の一実施例としての色空間変換回路が適用される液晶プロジェクター100の全体の構成を示すブロック図である。この液晶プロジェクター100は、色空間変換回路110、色調整回路120、CPU130、逆変換回路140、液晶ライトバルブ駆動回路150、液晶ライトバルブ160、光源部170、投写レンズ180、操作制御部190、操作ボタン192を備え、色空間変換回路110に入力されてくる画像信号に基づいて動画をスクリーン200に表示する。また色調整回路120と、CPU130と、操作制御部190とは内部バス102によって接続されている。なお、画像信号は、図示しないビデオカメラやスキャナーやパーソナルコンピューター等の入力装置によってリアルタイムに色空間変換回路110に入力されてくる場合と、図示しないコンピューターで読取可能な記憶媒体から色空間変換回路110に読み出されてくる場合のいずれでもよい。ここで、コンピューターで読取可能な記憶媒体には、ROM、RAM、CD−ROM、DVD、FD、MD、メモリーカード等のいずれでもよい。
次に、色空間変換回路110の具体的構成および動作について説明する。図2は色空間変換回路110の構成を示すブロック図である。この色空間変換回路110は図示するように、明度算出部10、彩度算出部20、色相算出部30を備えている。色空間変換回路110は、入力された画像信号に含まれる輝度信号(Y)、第1色差信号(U)、第2色差信号(V)を、明度信号(L)、彩度信号(S)、色相信号(H)に変換して出力する。なお、図示しない同期クロックが、各演算器に入力されており、回路間の動作を同期させているが、同期クロック信号については図示を省略している。よって、色空間変換回路110に入力されたYUV信号は、この同期クロックを用いたその一組の信号に対応したHLS信号として変換され、同期して出力される。
R2=K/2L・・・・(2)
Sr=2n*√2*√K・・・・(4)
Si=L/2+n・・・・(5)
Vr=V/R・・・・(7)
invSr=w/Sr・・・・(8)
invSr=w/2n*√2*√K・・・・(8a)
Ur=|U|*√2*invSr*2(Si-m)・・・・(9)
Vr=|V|*√2*invSr*2(Si-m)・・・・(10)
尚、Eの単位は「度」である。
Ur<Vrのとき Ph=90−E・・・・式(13)
次に、ユーザーが行う色調整および、その際の液晶プロジェクター100で行う処理の詳細について説明する。色空間変換回路110が行ったYUV−HLS変換によって出力されたHLS信号は、色調整回路120に入力される。図8は色調整回路120の構成を示すブロック図である。この色調整回路120は図示するように、色相調整回路40、彩度調整回路50、明度調整回路60を備えている。
次に、逆変換回路140の具体的構成および動作について説明する。先述したように、逆変換回路140は、ユーザーによって色調整が行われ、色調整回路120によって変更・補正が施された後のHLS信号に対して、HLS−YUV変換をし、変換したYUV信号を液晶ライトバルブ駆動回路150に向けて出力する回路である。図12は逆変換回路140の構成を示すブロック図である。この逆変換回路140は図示するように、Ph出力器71、LUT73、LUT74、第1色差出力器75、第2色差出力器76を備えている。なお、色空間変換回路110の構成と同様に、図示しない同期クロックが、各演算器に入力されており、回路間の動作を同期させているが、同期クロック信号については図示を省略している。よって、逆変換回路140に入力されたHLS信号は、この同期クロックを用いたその一組の信号に対応したYUV信号として変換され、同期して出力される。
なお、この発明は上記の実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
第1実施例では、色調整回路120が出力したHLS信号を、逆変換回路140がYUV信号に変換しているが、逆変換回路140が行う信号変換は、YUV信号への信号変換に限らず、画像表示に適した信号であれば、その他の信号形式への変換でもよい。また液晶プロジェクター100が、YUV信号形式で画像を表示可能な回路および処理部を備えるようにすれば、液晶プロジェクター100は逆変換回路140を備えないとしても、第1実施例と同様の効果を得ることができる。
第1実施例では、色調整用画像を、液晶プロジェクター100がスクリーン200に投写することによってユーザーに示したが、液晶プロジェクター100に接続されたコンピューターのディスプレイ画面上に、色調整用画像を表示することによって、ユーザーに示すようにしてもよい。
第1実施例では、色調整回路120が行っている処理内容を、色調整用画像として、ユーザーが視認可能な表示部に示し、ユーザーがその色調整用画像を見ながら投写画像の色調整を行うとしたが、液晶プロジェクター100が色調整用画像を表示せず、色相、明度、彩度、つまりマンセル表色系で表現された色調整用操作パネルや、色調整用の例えば、青(B)、マゼンダ(M)、赤(R)、黄(Y)、緑(G)、シアン(C)の各色相ごとの調整用ダイヤルを備え、別に備える切換ボタンによって、色相調整、明度調整、彩度調整を切り替えて色調整を行うとしてもよい。若しくは、色調整用の操作機能部を、液晶プロジェクター100が備えるようにし、ユーザーがスクリーン200上の投写画像を見ながら、その操作機能部を操作して投写画像の色調整をするとしてもよい。
第1実施例では、色調整用画像において、色調整用画像における色相を、青(B)、マゼンダ(M)、赤(R)、黄(Y)、緑(G)、シアン(C)の6つの基準軸を用いて表現したが、基準軸の数は3つ、4つ、8つなど、任意の数としてもよい。また、色調整用画像における色相の基準軸の数を、ユーザーが任意に設定できるとしてもよい。その他、色調整用画像に色相の基準軸を設けず、色相を連続階調で表現するとしてもよい。その他、色調整用画像を、マンセル色立体を3次元表現した画像としてユーザーに示し、液晶プロジェクター100に接続されたコンピューターが備えるマウスやキーボード等で直接、ユーザーが、マンセル色立体上に表現された変更・補正処理の内容を操作するとしてもよい。
第1実施例では、画像表示装置として液晶プロジェクター100を例示したが、光変調素子を液晶ライトバルブに限定するものではなく、例えば、DMD(Digital Micromirror Device)を用いることができる。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、本発明はプラズマディスプレイや有機ELディスプレイなど、直視型の画像表示装置として実装することもできる。
20…彩度算出部
21…第1乗算器
22…第2乗算器
23…加算器
24…浮動小数点変換器
25,31,36,41,51,52,61,62,73,74…LUT(ルックアップテーブル)
26…彩度指数算出器
27…ビットシフト演算器
30…色相算出部
35…セレクター
37…セレクター減算器
38…セレクター加算器
40…色相調整回路
50…彩度調整回路
53…彩度ゲイン補間回路
54…彩度乗算回路
60…明度調整回路
63…明度ゲイン補間回路
64…明度乗算回路
75…第1色差出力器
76…第2色差出力器
100…液晶プロジェクター
102…内部バス
110…色空間変換回路
120…色調整回路
130…CPU
132…色調整指示部
140…逆変換回路
150…液晶ライトバルブ駆動回路
160…液晶ライトバルブ
170…光源部
171…ランプ
172…レンズ
180…投写レンズ
190…操作制御部
192…操作ボタン
200…スクリーン
DIV_H…象限値
R…開平結果値
K…第1実数値
L…第1指数値
U…第1色差値
V…第2色差値
D…セレクター出力値
U2…第1乗算値
V2…第2乗算値
Claims (7)
- 入力された画像信号に基づいて画像を表示する画像表示装置であって、
前記入力された画像信号に含まれる、輝度信号、第1色差信号、第2色差信号の3つの信号からなる第1YUV信号を、色相信号、明度信号、彩度信号の3つの信号からなる第1HLS信号に変換する色空間変換回路と、
画像信号である第1HLS信号に含まれる色相信号と、明度信号と、彩度信号とをそれぞれ個別に変更・補正処理し、第2HLS信号として出力する色調整回路と
を備え、
前記色空間変換回路は、
3次元直交座標系の第1色空間を構成する前記輝度、前記第1色差、前記第2色差の3つの要素に対応する第1YUV信号を、3次元極座標系の第2色空間を構成する前記明度、前記彩度、前記色相の3つの要素に対応する第1HLS信号に変換する回路であり、
彩度算出部と、
色相算出部とを備え、
前記彩度算出部は、前記第1色差の値同士の乗算値である第1乗算値を出力する第1乗算器と、前記第2色差の値同士の乗算値である第2乗算値を出力する第2乗算器と、前記第1乗算値と前記第2乗算値との加算値を出力する加算器と、前記加算値の平方根の値を前記彩度に対応した信号として出力する開平器とを備え、
前記色相算出部は、前記彩度に対応する信号と前記第1及び第2色差に対応した信号とに基づいて前記色相に対応した信号を出力する回路である
画像表示装置。 - 請求項1記載の画像表示装置であって、更に、
前記色調整回路が行う前記変更・補正処理の処理内容を指示する色調整指示部を備える画像表示装置。 - 請求項2記載の画像表示装置であって、
前記色調整指示部は、前記色調整回路が行う前記変更・補正処理の処理内容を示した色調整用画像をユーザーが視認可能な表示部へ表示する表示制御部を備える画像表示装置。 - 請求項3記載の画像表示装置であって、
前記色調整用画像は、色相変更用画像と、明度補正用画像と、彩度補正用画像との3つの画像によって前記変更・補正処理の処理内容を表現した画像である画像表示装置。 - 請求項4記載の画像表示装置であって、
前記色相変更用画像、前記明度補正用画像、前記彩度補正用画像のうち少なくとも一つは、青と、マゼンダと、赤と、黄と、緑と、シアンとを色相を表す基準に用いて、前記変更・補正処理の処理内容を表現した画像である画像表示装置。 - 請求項2ないし請求項5のいずれか記載の画像表示装置であって、
前記色調整指示部はさらに、ユーザーによる前記変更・補正処理の処理内容の変更指示により、前記色調整回路が行う前記変更・補正処理の処理内容を変更する画像表示装置。 - 請求項1ないし請求項6のいずれか記載の画像表示装置はさらに、前記第2HLS信号を、輝度信号、第1色差信号、第2色差信号の3つの信号からなる第2YUV信号に変換して出力する逆変換回路を備える画像表示装置。
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