JP5305490B2

JP5305490B2 - 画像表示装置、画像表示方法

Info

Publication number: JP5305490B2
Application number: JP2011533958A
Authority: JP
Inventors: 堅吾森
Original assignee: NEC Display Solutions Ltd
Current assignee: Sharp NEC Display Solutions Ltd
Priority date: 2009-09-30
Filing date: 2009-09-30
Publication date: 2013-10-02
Anticipated expiration: 2029-09-30
Also published as: JPWO2011039813A1; WO2011039813A1

Description

本発明は、画像表示装置に出力される画像と、当該画像表示装置に接続されるデバイスから出力される画像のカラーマッチングを行う画像表示装置、画像表示方法に関する。

ディスプレイ、プリンタ、スキャナ、デジタルカメラなどのデバイスによって表現可能な色の範囲(色域、表色域)は、通常、デバイス毎に異なる。そこで、例えば、液晶ディスプレイとプリンタで印刷された印刷物とにおいて、(各デバイス間の色を合わせるカラーマッチングを行う場合、ICC（International Color Consotium）プロファイルと呼ばれる色の定義ファイルが用いられる。この色の定義ファイルを用い、各デバイスの固有の色空間を共通の色空間であるL^＊a^＊b^＊（以下、Labと称す）表色系に変換するシステムを構成することによってカラーマッチングが実現されている。

上述のICCプロファイルは、ICCによって策定されたファイルであり、デバイスがどのように色を再現するかについて、その色空間(ディスプレイならRGB（レッド、グリーン、ブルー）、プリンタならCMYK（シアン、マゼンタ、イエロー、ブラック）)や表示特性が記述されており、カラーマッチングが必要な印刷・写真業界において、広く用いられている。

特再公表２００１−０１５１２９号公報

しかしながら、このカラーマッチングを実現するためには、ICCプロファイルに対応した製品(ソフトウェア)と、デバイス毎にハードウェアキャリブレーションを行って作成されたICCプロファイルとが必要であり、かつ、ハードウェアキャリブレーションを行うためのソフトウェアと高価な測定器が必要であった。

また、上述のカラーマッチングを用いた場合、照明などの環境光が一定であるという条件下でのみ、液晶ディスプレイ上に表示された色と印刷物の色とが合っているように感じられる。しかし、環境光が変化した場合には、印刷物の見え方が変化して、人間の目では色が合わないと感じられる場合がある。この現象は、条件等色（メタリズム）と呼ばれ、照明（環境光）の色の違いによって生じる。液晶ディスプレイは、光源を用いて表示が行われており、多くは照明よりも十分に明るい状態で使用されるため、照明による人間の色覚への影響は僅かである。しかし、印刷物の色は、照明によって反射される光を見ているため、人間の色覚は、照明の色の影響を大きく受ける。

これらのことから、一般ユーザーがカラーマッチング環境を構築するためには、ハードウェアキャリブレーションの実施と、環境光の整備といった作業が必要であり、容易に環境を構築することは非常に困難であった。
また、ICCプロファイルによる各デバイスの色合わせを行うソフトウェアをPC上で実行することによって色合わせを行う技術がある。しかし、このソフトウェアとICCプロファイルが無ければ、カラーマッチングを実現することは困難であった。さらに、環境光を合わせなければ、色合わせができないといった制限があり、これらの環境を全て準備することができないユーザーにとっては、ディスプレイ上の画面と、プリンタで出力した画像の色を合わせることが非常に困難であるという問題があった。

本発明は、上記の事情を考慮してなされたものであり、異なるデバイス間におけるカラーマッチングを簡単に行うことができる画像表示装置、画像表示方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明は、カラーマッチングを行う対象であるプリンタのICCプロファイルと自身のICCプロファイルとを記憶するプロファイル記憶部と、入力される映像信号を、前記プロファイル記憶部に記憶されたデバイスのICCプロファイルと自身のICCプロファイルとに基づいて色変換を行い、表示デバイスに表示を行う第１の制御部と、環境光を測定する環境光測定部と、前記プリンタに用いられる印刷用紙の紙白の色温度が前記環境光測定部によって測定された結果である紙白の色温度情報と、前記色温度情報が測定された際における自身の周囲の環境光が前記環境光測定部によって測定された結果である紙白測定時の環境光の色温度情報とを記憶する第１の記憶部と、前記第１の制御部によって表示制御が行われると、前記第１の記憶部に記憶された紙白測定時の環境光の色温度情報と前記プロファイル記憶部に記憶された自身のICCプロファイルとに基づいて、前記映像信号の色変換を行い、表示デバイスに表示する第２の制御部と、前記第２の制御部によって表示制御が行われると、前記環境光測定部によって自身の周囲の環境光の測定を行って得られる環境光の色温度情報と、前記第１の記憶部に記憶された紙白測定時の環境光の色温度情報とを比較し、比較結果が一致しない場合に、前記測定された環境光の色温度情報と前記紙白測定時の環境光の色温度情報とに基づいて、紙白の色温度情報を算出し、算出された紙白の色温度情報に従って、前記映像信号の色変換を行い、表示デバイスに表示する第３の制御部と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、ICCプロファイルに対応したソフトウェアや高価な測定器を用いることなく、また、ハードウェアキャリブレーションのための作業を実施する必要がない。また、ユーザーが照明（環境光）を合わせられない状態であっても、画像表示装置自身が、照明(環境光)による印刷物の見え方をシミュレーションして表示を行うため、ユーザーにとってディスプレイと印刷物がカラーマッチングされた環境を容易に手に入れることが可能となる。

本発明の実施例を示すブロック図である。カラーマッチング方式の比較を表す図である。 ICCプロファイルの取得方法を表した図である。画像表示装置内での色変換動作を示すフロー図である。画像表示装置内での環境光による色変換動作を示すフロー図である。

以下、本発明の実施例について図１を参照して説明する。
図１は、本実施形態における画像表示装置１の構成を表す概略ブロック図である。
この図において、画像表示装置１は、外部に環境光測定部８０とコンピュータ（以下、PCと称す）が接続される。画像表示装置１において、記憶部１０は、Gamma特性情報１０１、色情報１０２、ICCプロファイル情報１０３、紙白の色温度情報１０４、紙白測定時の照明（環境光）の色温度情報１０５を記憶する。

Gamma特性情報１０１は、入力データ対出力データの関係を表す情報であり、表示デバイス２０が表示するガンマ特性を表す情報である。
色情報１０２は、Red/Green/Blue単色、白色を表示した際のRed/Green/Blue単色で表示した際の頂点(色空間の最大値)および白色点を表す情報である。
ICCプロファイル情報１０３は、ユーザーによって指定されたICCプロファイルを表す情報である。このICCプロファイル情報１０３は、画像表示装置１内部の表示デバイス２０自身が表現可能な色の範囲(色域等の各種色情報)を表す情報や、ユーザーによって指定されて外部から取得したICCプロファイル情報であって、画像表示装置１の外部に接続されるデバイス（プリンタ、デジタルカメラなど）のICCプロファイル情報である。
紙白の色温度情報１０４は、照明（環境光）下における紙白の色温度を表す情報であり、例えば、紙白の色温度の基準値として用いられる。
紙白測定時の照明（環境光）の色温度情報１０５は、紙白の色温度情報１０４を得た時点における照明（環境光）の色温度を表す情報である。環境光の照度を含むようにしてもよい。

マイコン３０は、信号処理部６０を介してPCから出力されるRGB信号(映像/同期信号)７０の信号情報の取得をし、拡大や縮小といった画像処理を行い、かつ色変換部５０を用いて色変換処理を行って、表示デバイス２０に画像を表示する。
また、マイコン３０は、通信部４０を介してPCから送信されるICCプロファイルを取得し、記憶部１０へ記憶する。

さらにマイコン３０は、環境光測定部８０から、印刷用紙の紙白の色温度(K：ケルビン)、および、環境光の色温度(K：ケルビン)の情報を取得し、現在の環境光の色温度による印刷物への影響を算出し、色変換部５０を用いて、PCから供給されるRGB信号を変換する色変換処理を行って、表示デバイス２０に変換後の色で表示を行う。
環境光測定部８０は、カラーセンサーによって構成され、画像表示装置１から取り外しが可能に接続されており、各種環境光の測定を行う。

上記の構成を用いて、画像表示装置の画面上の表示と印刷物とのカラーマッチングを行う場合について、以下に説明する。
図２（ａ）に示すように、ＰＣ上にICCプロファイルを用いてカラーマッチングを行うソフトウェアをインストールするとともに、ICCプロファイルを記憶しておき、このPCが、デバイスと画像表示装置とのカラーマッチングを行う方法がある。
しかし、この実施形態においては、図２（ｂ）に示すように、ICCプロファイルとカラーマッチングのソフトウェアを画像表示装置に備えるようにする。そして、ユーザーによって指定されたICCプロファイルの色空間と表示特性へ、画像表示装置自身が色変換を行って画面上に表示し、さらに、環境光測定部を用いて、常時、環境光を測定し、環境光の変化に伴って変化する印刷物の見え方を、画像表示装置上の表示に反映させるようにして、画像表示装置の画面上の表示と印刷物とのカラーマッチングを行う場合を一例として説明する。

次に、上述した構成における画像表示装置１の動作について説明する。ここではまず、画像表示装置１内の記憶部１０には、表示デバイス２０のGamma特性情報１０１と、色情報１０２とが、予め記憶される。
これらの情報により、画像表示装置１は、自身で再現できる色空間を把握することが可能となる。なお、これらの情報は、画像表示装置１の製造時に工場において測定を行って記憶部１０に書き込まれるものであるが、購入後に、ユーザーが測定器を用いて書き込んで更新することも可能である。

次に、図３を用いてICCプロファイルの設定について説明する。図３は、ICCプロファイルの設定について説明する図である。
画像表示装置１とプリンタあるいはデジタルカメラなどのデバイスとのカラーマッチングを行う場合、ユーザーは、カラーマッチングを行う対象であるデバイス（プリンタあるいはデジタルカメラ等）のそれぞれのICCプロファイルを画像表示装置１に設定する。
この図において、PCに設けられる通信部４０は、ユーザーから送信が指示された各デバイスのICCプロファイルを、画像表示装置１へ送信する。この通信部４０は、例えば、DDC/CI（Display Data Channel Command Interface）、RS-232C、USB（Universal Serial Bus）といった、PCが標準で備えることができる通信機能である。

画像表示装置１のマイコン３０は、PCの通信部４０から送信されるICCプロファイルを受信して、記憶部１０にICCプロファイル情報１０３として記憶する。
ここでは、例えば、画像表示装置１が接続されたPCにプリンタが接続されており、画像表示装置１とプリンタとのカラーマッチングを行う場合には、画像表示装置１は、その色合わせの対象であるプリンタのICCプロファイルをPCを介して受信して記憶部１０に書き込む。

次に、図４を用いて画像表示装置１の動作を説明する。図４は、画像表示装置１の動作を説明するフローチャートである。
マイコン３０は、色合わせの対象であるデバイスのICCプロファイル情報１０３を記憶部１０から読み出し（ステップＳ１０）、読み出されたICCプロファイル情報１０３を、共通の色空間(Lab)の情報へ変換する（ステップＳ１１）。

そして、マイコン３０は、その変換されたＬａｂの情報と、記憶部１０に記憶された表示デバイス２０のGamma特性１０１と、記憶部１０に記憶された色情報１０２とから、表示デバイス２０で表示すべき色情報(RGB)に変換し（ステップＳ１２）、変換された色情報（ＲＧＢ）を再現できるよう、表示デバイス２０の特性（Gamma特性情報１０１、R／G／B単色、白色点である色情報１０２）より、RGB信号の補正量を算出する（ステップＳ１３）。
そして、マイコン３０は、算出された補正量を色変換部５０に出力する（ステップＳ１４）。色変換部５０は、マイコン３０から出力された補正量に従って、RGB信号７０に補正を行い、表示デバイス２０に表示を行う。

これにより、RGB信号７０をICCプロファイルで指定された色空間・表示特性に応じた表示を行うことができ、一定の照明の条件下（標準光源下）において、カラーマッチングが実現できたことになる。しかし、このシステムで印刷した印刷物の色を確認する場合には、ユーザーが使用している照明（環境光）を合わせなければ、色が合っていることが確認できない。以下、照明（環境光）を合わせる構成について説明する。

図５は、照明（環境光）を合わせる場合における画像表示装置１の動作を説明するフローチャートである。
画像表示装置１のマイコン３０は、紙白の色温度１０４と紙白測定時の照明（環境光）の色温度１０５とが記憶部１０に記憶されているか否かを判定することにより、紙白の測定が既に行われているか否かを判定する（ステップＳ２０）。マイコン３０は、紙白の測定が既に行われている場合には、ステップＳ２３に移行し、紙白の測定が行われていない場合には、外部に設けられた環境光測定部８０を用いて、照明（環境光）を受けた時の印刷物の紙白色温度（Ｋ）および照明（環境光）の色温度（Ｋ）の測定を行い（ステップＳ２１）、得られた印刷物の紙白色温度（Ｋ）および照明（環境光）の色温度（Ｋ）を、紙白の色温度１０４および紙白測定時の照明（環境光）の色温度１０５として記憶部１０へ記憶する（ステップＳ２２）。
ここで、照明（環境光）を受けた時の印刷物の紙白色温度（Ｋ）および照明（環境光）の色温度（Ｋ）の測定を行う場合には、通常、環境光測定部８０が画像表示装置１上に取り付けられているが、これを画像表示装置１から取り外して、印刷物の紙白部分に向けた状態で、紙白の色温度情報の測定が行われる。例えば、紙白測定の場合、印刷結果を確認する場所に印刷用紙を設置し、その印刷用紙から所定の距離（例えば、２５〜３０ｃｍ）を離して紙面に垂直となる位置から環境光測定部８０によって測定をする。これにより、環境光を含んだ状態での印刷物の紙白の色温度を測定することができる。また、環境光測定の場合、上記で設置した印刷用紙の真上に、環境光測定部８０を垂直に配置し、環境光測定部８０を印刷紙面と反対側に向けて環境光を測定する。このとき、環境光測定部８０と印刷用紙との距離は、紙白測定時と同じ距離にすることができる。

次に、マイコン３０は、紙白測定時の照明（環境光）の色温度（Ｋ）を記憶部１０から読み出し（ステップＳ２３）、照明(環境光)による印刷物の見え方を把握し、色変換部５０を制御して色変換を行うことによって、印刷物の見え方を色の補正を行って表示デバイス上で表示する。そして、マイコン３０は、現在の照明（環境光）の色温度（Ｋ）を環境光測定部８０によって測定する（ステップＳ２４）。この現在の照明（環境光）の色温度の測定は、環境光測定部８０が画像表示装置１に固定された状態で測定が行われる。

そして、マイコン３０は、読み出された照明（環境光）の色温度（Ｋ）と現在の照明（環境光）の色温度（Ｋ）とが同じであるか否かを比較し（ステップＳ２５）、読み出された照明（環境光）の色温度（Ｋ）と現在の照明（環境光）の色温度（Ｋ）とが同じである場合にはステップＳ２７に移行し、読み出された照明（環境光）の色温度（Ｋ）と現在の照明（環境光）の色温度（Ｋ）とが異なる場合、すなわち、変化があった場合には、紙白の色温度も変化していると判断し、現在の照明（環境光）の色温度（Ｋ）と紙白測定時の色温度（Ｋ）に基づいて、現在の照明（環境光）下における紙白の色温度（Ｋ）を算出し、算出された値を記憶部１０の紙白の色温度情報１０４として書き込んで更新する（ステップＳ２６）。
次いでマイコン３０は、記憶部１０に記憶された紙白の色温度情報１０４を読み出し、読み出された紙白の色温度情報１０４に基づいて、色変換部５０によって色の補正を行い、表示デバイス２０に表示する（ステップＳ２７）。ここで、マイコン３０が、紙白の色温度情報１０４に基づいて、色変換部５０によって色の補正を行う場合、画像表示装置上での白の色温度と、紙白の色温度とが一致するように、色変換部５０で液晶パネルへ出力するＲＥＤ／ＧＲＥＥＮ／ＢＬＵＥの信号を変更する。ＲＥＤ／ＧＲＥＥＮ／ＢＬＵＥの信号を変更するための手段としては、３ｘ３Ｍａｒｉｘ、Ｇａｉｎ補正、ＬＵＴ（ＬｏｏｋＵｐＴａｂｌｅ）などの技術を用いることができる。このようにして、環境光が考慮された、人間の目の見え方に近い状態で表示デバイス２０に画像を表示することができる。

上述のように、マイコン３０は、常時、環境光測定部８０を用いて照明(環境光)を測定し、紙白測定時の照明（環境光）の色温度１０５と比較を行って、照明(環境光)の色温度が変化した場合には、印刷物への影響があると判断し、紙白の色温度情報を更新して、色変換部５０を制御して色変換を行い、表示デバイス２０上で表示を行うようにした。これにより、環境光が変化したとしても、デバイスに出力された色と、画像表示装置１の表示デバイス２０に出力された色との色合わせが可能となる。

以上説明した実施形態において、マイコン３０が、読み出された照明（環境光）の色温度（Ｋ）と現在の照明（環境光）の色温度（Ｋ）とが同じであるか否かを比較し、読み出された照明（環境光）の色温度（Ｋ）と現在の照明（環境光）の色温度（Ｋ）とが異なる場合、現在の照明（環境光）の色温度（Ｋ）と紙白測定時の色温度（Ｋ）に基づいて、現在の照明（環境光）下における紙白の色温度（Ｋ）を算出を行う場合について説明した。この算出は、例えば、下記のように行うことができる。
環境光測定部８０での測定結果である色温度は、ＸＹＺもしくはｘ、ｙ座標に表すことができるデータとして得られる。この測定結果から、色温度情報を算出する場合、黒体軌跡から求める。すなわち、黒体軌跡は、ｘｙ色度図上に黒体軌跡と等色温度線・等偏差線を表す関係から、算出することができる。

この算出方法としては、以下の３つがあげられる。
（１）ＪＩＳで定義されている計算式を用いる。
この計算式は、例えば、ＪＩＳＺ８７２５‘相関色温度又は色温度の測定方法’にて説明されている。
（２）黒体軌跡の近似式を用いる。
（３）黒体軌跡をテーブル化して求める。
マイコン３０が算出する場合、上記の（１）〜（３）を適用可能であるが、特に（２）、（３）が適している。
なお、色温度算出については、既存技術を用いることができる。

次いでマイコン３０は、記憶部１０に記憶された紙白の色温度情報１０４を読み出し、読み出された紙白の色温度情報１０４に基づいて、色変換部５０によって色の補正を行い、表示デバイス２０に表示する（ステップＳ２７）。

以上説明した実施形態によれば、ICCプロファイルに対応したソフトウェアをPC上で実行することなく、また、高価な測定器を用いることなく、カラーマッチングされた環境を構築できるとともに、ハードウェアキャリブレーションのための作業を実施する必要がない。また、ユーザーが照明（環境光）を合わせられない状態であっても、画像表示自身が、照明(環境光)による印刷物の見え方をシミュレーションして表示を行うため、ユーザーはディスプレイと印刷物がカラーマッチングされた環境を容易に手に入れることが可能となる。
また、照明や外光などの環境光が変化した場合でも、自動的に色補正が行われるため、ユーザーは自動的にカラーマッチングされた環境で作業を行うことが可能となる。

１画像表示装置
１０記憶部
２０表示デバイス
３０マイコン
４０通信部
５０色変換部
６０信号処理部
７０ RGB信号
８０環境光測定部
１０１ Gamma特性情報
１０２色情報
１０３ ICCプロファイル情報
１０４紙白の色温度情報
１０５紙白測定時の照明（環境光）の色温度情報

Claims

カラーマッチングを行う対象であるプリンタのICCプロファイルと自身のICCプロファイルとを記憶するプロファイル記憶部と、
入力される映像信号を、前記プロファイル記憶部に記憶されたデバイスのICCプロファイルと自身のICCプロファイルとに基づいて色変換を行い、表示デバイスに表示を行う第１の制御部と、
環境光を測定する環境光測定部と、
前記プリンタに用いられる印刷用紙の紙白の色温度が前記環境光測定部によって測定された結果である紙白の色温度情報と、前記色温度情報が測定された際における自身の周囲の環境光が前記環境光測定部によって測定された結果である紙白測定時の環境光の色温度情報とを記憶する第１の記憶部と、
前記第１の制御部によって表示制御が行われると、前記第１の記憶部に記憶された紙白測定時の環境光の色温度情報と前記プロファイル記憶部に記憶された自身のICCプロファイルとに基づいて、前記映像信号の色変換を行い、表示デバイスに表示する第２の制御部と、
前記第２の制御部によって表示制御が行われると、前記環境光測定部によって自身の周囲の環境光の測定を行って得られる環境光の色温度情報と、前記第１の記憶部に記憶された紙白測定時の環境光の色温度情報とを比較し、比較結果が一致しない場合に、前記測定された環境光の色温度情報と前記紙白測定時の環境光の色温度情報とに基づいて、紙白の色温度情報を算出し、算出された紙白の色温度情報に従って、前記映像信号の色変換を行い、表示デバイスに表示する第３の制御部と、
を有することを特徴とする画像表示装置。
入力される映像信号を、カラーマッチングの対象であるプリンタのICCプロファイルと自身のICCプロファイルとに基づいて色変換を行い、表示デバイスに表示を行い、
前記プリンタに用いられる印刷用紙の紙白の色温度が環境光測定部によって測定された結果である紙白の色温度情報と、前記色温度情報が測定された際における自身の周囲の環境光が前記環境光測定部によって測定された結果である紙白測定時の環境光の色温度情報とを取得し、
前記取得された紙白測定時の環境光の色温度情報と自身のICCプロファイルとに基づいて、映像信号の色変換を行い、表示デバイスに表示し、
前記環境光測定部によって自身の周囲の環境光の測定を行って得られる環境光の色温度情報と、前記取得された紙白測定時の環境光の色温度情報とを比較し、比較結果が一致しない場合に、前記測定された環境光の色温度情報と前記取得された紙白測定時の環境光の色温度情報とに基づいて、紙白の色温度情報を算出し、算出された紙白の色温度情報に従って、前記映像信号の色変換を行い、表示デバイスに表示する
ことを特徴とする画像表示方法。