JP5387713B2 - 画像調整装置、画像調整システムおよびプログラム - Google Patents

Description

本発明は、画像調整装置、画像調整システム、プログラムに関する。

特許文献１には、（ａ）二次曲線である変換対象範囲を決定するための変数を算出する段階と、（ｂ）入力された画素が変換対象であるか否かを判断する段階と、（ｃ）画素が変換対象である場合、ユーザーが設定した色温度を基本色温度と比較する段階と、（ｄ）（ｉ）ユーザーが設定した色温度と基本色温度とが異なる場合、ユーザーが設定した色温度に基づき変換目標色座標を算出する第１段階と、（ｉｉ）ユーザーが設定した色温度と基本色温度とが等しい場合、基本色温度に基づき変換目標色座標を求める第２段階と、（ｅ）変換目標色座標に色座標上の原点を移動させることによって画素の色座標を変換する色座標変換段階と、を含むことを特徴とする色温度変換方法が開示されている。
また特許文献２には、本発明に係る表示装置の色調整システムは、コンピュータ装置と、画像の表示を行う表示装置とを、備え、表示装置は、複数の色温度カラープリセットを選択可能に表示し、さらに、コンピュータ装置は、コンピュータ装置からの選択操作により選択された色温度カラープリセットに基づいて、表示装置の白色点調整を行う表示装置の色調整システムが開示されている。

特開２００５−２５０４７６号公報 特開２０１０−８８０１６号公報

ここで画像表示装置で表示される画像の色温度を変更しても、表示される画像の階調数の減少をより小さくすることを目的とする。

請求項１に記載の発明は、画像を表示する画像表示装置にて、白色画像を表示するときの色温度として設定される設定色温度を取得する設定色温度取得部と、前記画像表示装置の白色画像を前記設定色温度取得部で取得した設定色温度における白色画像にしたときに当該画像表示装置にて使用される各基準色の最大階調値を導出する最大階調値導出部と、前記最大階調値導出部により導出された各基準色の最大階調値を基に、前記設定色温度にしたときの各基準色についての階調特性を設定する階調特性設定部と、を備え、前記階調特性設定部は、前記最大階調値導出部により導出された各基準色の最大階調値を設定色温度に設定する前の各基準色の最大階調値と比較したときに、各基準色のうち最大階調値が減少しない基準色については階調特性を補正せず、当該最大階調値が減少しない基準色を除く他の基準色の少なくとも一色に対しては、入力画像信号の階調値が予め定められた値以下である領域について当該入力画像信号を変換することにより得られる出力画像信号の階調値がより高くなるように階調特性を補正することを特徴とする画像調整装置である。

請求項２に記載の発明は、前記階調特性設定部は、最大階調値の減少量に応じて前記領域を変更することを特徴とする請求項１に記載の画像調整装置である。
請求項３に記載の発明は、前記階調特性設定部は、前記領域において階調特性が直線状となるように補正して設定することを特徴とする請求項１または２に記載の画像調整装置である。
請求項４に記載の発明は、前記階調特性設定部は、最大階調値の減少量が予め定められた閾値以上になったときに前記階調特性の補正を行なうことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の画像調整装置である。
請求項５に記載の発明は、前記画像表示装置にて使用する基準色の最大階調値で白色画像を表示したときの当該白色画像の色値および当該画像表示装置の階調特性を取得する特性値情報取得部をさらに備え、前記最大階調値導出部は、前記画像表示装置の白色画像を前記設定色温度における白色画像にしたときの基準色の最大階調値を、前記特性値情報取得部で取得した白色画像の色値および当該設定色温度に対応する色値を基に導出することを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の画像調整装置である。

請求項６に記載の発明は、入力画像信号を予め定められた階調特性により階調を変換し、変換後の出力画像信号に基づき画像を表示する画像表示装置と、前記画像表示装置にて白色画像を表示するときの色温度として設定される設定色温度を取得する設定色温度取得部と、前記画像表示装置の白色画像を前記設定色温度取得部で取得した設定色温度における白色画像にしたときに当該画像表示装置にて使用される各基準色の最大階調値を導出する最大階調値導出部と、前記最大階調値導出部により導出された各基準色の最大階調値を基に、前記設定色温度にしたときの各基準色についての階調特性を設定する階調特性設定部と、を備え、前記階調特性設定部は、前記最大階調値導出部により導出された各基準色の最大階調値を設定色温度に設定する前の各基準色の最大階調値と比較したときに、各基準色のうち最大階調値が減少しない基準色については階調特性を補正せず、当該最大階調値が減少しない基準色を除く他の基準色の少なくとも一色に対しては、入力画像信号の階調値が予め定められた値以下である領域について出力画像信号の階調値がより高くなるように階調特性を補正することを特徴とする画像調整システムである。

請求項７に記載の発明は、コンピュータに、画像を表示する画像表示装置にて、白色画像を表示するときの色温度として設定される設定色温度を取得する設定色温度取得機能と、前記画像表示装置の白色画像を取得した設定色温度における白色画像にしたときに当該画像表示装置にて使用される各基準色の最大階調値を導出する最大階調値導出機能と、導出された各基準色の最大階調値を基に、前記設定色温度にしたときの各基準色についての階調特性を設定する階調特性設定機能と、を実現し、前記階調特性設定機能では、導出された各基準色の最大階調値を設定色温度に設定する前の各基準色の最大階調値と比較したときに、各基準色のうち最大階調値が減少しない基準色については階調特性を補正せず、当該最大階調値が減少しない基準色を除く他の基準色の少なくとも一色に対しては、入力画像信号の階調値が予め定められた値以下である領域について当該入力画像信号を変換することにより得られる出力画像信号の階調値がより高くなるように階調特性を補正することを特徴とするプログラムである。

請求項１の発明によれば、本構成を有していない場合に比較して、画像表示装置で表示される画像の色温度を変更しても、表示される画像の階調数の減少がより小さい画像調整装置が提供できる。
請求項２の発明によれば、本構成を有していない場合に比較して、階調数の減少がより大きい領域に対して階調特性の補正を行なうことができる。
請求項３の発明によれば、本構成を有していない場合に比較して、階調特性の補正がより容易になる。
請求項４の発明によれば、階調特性の補正が必要な基準色に対し階調特性を変更することができる。
請求項５の発明によれば、本構成を有していない場合に比較して、色温度を変更後の基準色の最大階調値をより容易に導出できる。
請求項６の発明によれば、基準となる設定色温度に合わせて画像を表示できる画像表示システムが提供できる。
請求項７の発明によれば、本構成を有していない場合に比較して、画像表示装置で表示される画像の色温度を変更しても、表示される画像の階調数の減少がより小さくなる機能をコンピュータにより実現できる。

本実施の形態が適用される画像調整システムの全体構成例を示したものである。 端末装置のハードウェア構成を示した図である。 画像調整システムの概略動作について説明したフローチャートである。 （ａ）〜（ｃ）は、ステップ１０３においてモニタで表示される画像の色温度を合わせる調整を行なう際に実施される計算例である。 Ｒ、Ｇ、Ｂの各色について階調特性が異なる場合について階調カーブの例を示した図である。 基準色であるＲ、Ｇ、Ｂ各色の階調特性を表わす階調カーブを色温度を変更する前と後とで比較した図である。 最大階調値が減少することにより出力画像信号の低明度領域で生じる現象を説明した図である。 本実施の形態の画像調整装置の機能構成図である。 階調特性設定部にて設定される階調カーブについて説明した図である。 画像調整装置の動作について説明したフローチャートである。 色変換部について説明した図である。 Ｒ、Ｇ、Ｂ各色の階調をＲ’、Ｇ’、Ｂ’各色の階調に変換する階調カーブについて説明した図である。 （ａ）〜（ｂ）は、補正後の階調カーブの他の例について説明した図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は、本実施の形態が適用される画像調整システム１の全体構成例を示したものである。
ここで図示した画像調整システム１は、画像調整装置の一例としての端末装置１０ａ、１０ｂ、１０ｃと、端末装置１０ａに接続されるプロジェクタ２０と、端末装置１０ａ、１０ｂ、１０ｃに接続されるネットワーク３０とにより構成されている。なお以下の説明において、端末装置１０ａ、１０ｂ、１０ｃをそれぞれ区別する必要がないときは、これを端末装置１０と称することにする。

端末装置１０は、詳しくは後述するが、予め定められた画像を表示するモニタを有するコンピュータ装置である。ここで、端末装置１０としては、ＰＣ（Personal Computer）を例示することができる。

プロジェクタ２０は、画像や映像を大型スクリーンなどに投影することにより表示する装置である。プロジェクタ２０では、例えば、ＣＲＴや液晶にまず画像を表示し、これを予め定められた光学系により拡大することで表示を行なう。なおここでは画像調整システム１を構成するものではないが、大型スクリーンをスクリーン４０として図示している。

ネットワーク３０は、端末装置１０同士の情報通信に用いられる通信手段であり、例えば、ＬＡＮ（Local Area Network）である。

次に、端末装置１０のハードウェア構成について説明する。
図２は、端末装置１０のハードウェア構成を示した図である。
図示するように、端末装置１０は、演算手段であるＣＰＵ（Central Processing Unit）１１と、記憶手段であるメインメモリ１２、およびＨＤＤ（Hard Disk Drive）１３とを備える。ここで、ＣＰＵ１１は、ＯＳ（Operating System）やアプリケーション等の各種ソフトウェアを実行する。また、メインメモリ１２は、各種ソフトウェアやその実行に用いるデータ等を記憶する記憶領域であり、ＨＤＤ１３は、各種ソフトウェアに対する入力データや各種ソフトウェアからの出力データ等を記憶する記憶領域である。
さらに、端末装置１０は、外部との通信を行うための通信インターフェース（以下、「通信Ｉ／Ｆ」と表記する）１４と、ビデオメモリやディスプレイ等からなり、画像表示装置の一例であるモニタ１５と、キーボードやマウス等の入力デバイス１６とを備える。

次に画像調整システム１の概略動作について説明する。
図３は、画像調整システム１の概略動作について説明したフローチャートである。
なおここでは、端末装置１０のモニタ１５の画像調整を行なう管理者が、プロジェクタ２０の色味に合わせてモニタ１５の色味の調整を行なう場合を例に取り説明を行なう。
まず、管理者は、プロジェクタ２０において白色画像を表示させ、色測定装置によりこの白色画像の色温度を設定色温度として取得する（ステップ１０１）。
次に端末装置１０のモニタ１５にて同様に白色画像を表示させ、色測定装置により予め定められたデバイス特性データを取得する（ステップ１０２）。
そして端末装置１０で実行される画像調整ソフトウェアにプロジェクタ２０の白色画像の色温度とモニタ１５のデバイス特性データを入力すると、画像調整ソフトウェアがモニタ１５で画像を表示する際の色温度を、プロジェクタ２０で画像を表示する際の色温度（設定色温度）に合わせる調整を行なう（ステップ１０３）。

このようにして管理者は、プロジェクタ２０の画像の色温度に合わせて、モニタ１５の画像の色温度を調整する。そしてこれによりプロジェクタ２０で表示される画像の色味にモニタ１５で表示される画像の色味を合わせることができる。これは、プロジェクタ２０やモニタ１５の画像を見る者には、色味を感じるのに色温度が大きな影響を及ぼすためである。

画像調整システム１は、例えば、会議等を行なっているときに、プロジェクタ２０で表示される画像の色味と、モニタ１５で表示される色味とを合致させ、同様の色で画像を見たいような用途に使用できる。また上記の実施形態とは異なるが、複数のモニタを組み合わせて１画面として表示するマルチスクリーン映像表示システムの場合、各モニタの色味が一致しないと、表示される画像が不自然になる。そのためこの場合も各モニタについて上述したような画像の調整が必要となる。

なお図３の例では、管理者はプロジェクタ２０で表示される白色画像の色温度を測定し、モニタ１５の画像を調整したが、例えば、管理者が端末装置１０で実行される画像調整ソフトウェアに予め決められた設定色温度を直接入力してモニタ１５で画像を表示する際の色温度をそれに合わせてもよい。この設定色温度は、例えば、プロジェクタ２０の製造者がプロジェクタ２０を製造する際に予め設定している色温度であり、管理者は、プロジェクタ２０の仕様書等を参照することでこの設定色温度を知ることができる。

図４（ａ）〜（ｃ）は、ステップ１０３においてモニタ１５で表示される画像の色温度を合わせる調整を行なう際に実施される計算例である。
図４（ａ）では、プロジェクタ２０の白色画像により取得された色温度が６５００Ｋである例を示している。そしてこれに対応する色が、ＸＹＺ表色系で（Ｘ、Ｙ、Ｚ）＝（９５．０４、１００、１０８．９）であったとしている。なおここで、色温度が６５００Ｋである場合、Ｘ、Ｚは一義的に定まるが、Ｙ（輝度）については、種々の値を取り得る。ここでは、Ｙ＝１００の場合を選択しているが、これは実際にモニタ１５で表示させる使用状況に合わせるためである。即ちモニタ１５で白色画像を表示させた場合には、通常Ｙ＝１００近辺の値となる。

また図４（ｂ）では、デバイス特性データを示している。ここでデバイス特性データは、モニタ１５にて白色画像を表示したときの色値、白色画像を表示させたときの基準色であるＲ（Ｒｅｄ）色、Ｇ（Ｇｒｅｅｎ）色、Ｂ（Ｂｌｕｅ）色の階調値、およびモニタ１５の階調特性（ガンマ値、γ）である。図ではモニタ１５の白色画像の色値が、（Ｘ、Ｙ、Ｚ）＝（９２．０、１０２．５、１１８．０）であったとしている。またこのときの基準色の階調値は、通常はモニタ１５にてとりうる最大の階調値である。つまりモニタ１５でＲ、Ｇ、Ｂの各色を２５６階調で表示する場合、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色について０〜２５５までの各値をとりうる。ただし通常の状態で白色画像を表示するときの階調値は、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色について最大の階調値をとるため、（Ｒ、Ｇ、Ｂ）＝（２５５、２５５、２５５）となる。

またモニタ１５の階調特性は、γ＝２．２で設定されていることが多いが、これに限られるものではない。さらにガンマ値では表わすことができないような階調特性であることもある。そしてＲ、Ｇ、Ｂの各色について階調特性が異なる場合もある。例えば、Ｒ色については、γ＝１．８、Ｇ色については、γ＝２．２、Ｂ色については、γ＝２．６のようにＲ、Ｇ、Ｂの各色でガンマ値が異なる場合もある。図５は、この場合について図示したものであり、階調特性を表わす階調カーブがＲ、Ｇ、Ｂの各色についてそれぞれ異なる。

そしてこの条件の基で、モニタ１５の色温度を６５００Ｋにするには、例えば、下記変換式（Ａ）によりＲ、Ｇ、Ｂの階調値の組を導出することで行なうことができる。

ここでＸ_Ｒ、Ｘ_Ｇ、Ｘ_Ｂ、Ｙ_Ｒ、Ｙ_Ｇ、Ｙ_Ｂ、Ｚ_Ｒ、Ｚ_Ｇ、Ｚ_Ｂは、モニタ１５でＲ色、Ｇ色、Ｂ色の単色画像を表示し、そのときの（Ｘ、Ｙ、Ｚ）を測定して、この値を基に求めることができる。またモニタ１５の製造者が予め提供するＩＣＣ（International Color Consortium）プロファイルの値を使用することもできる。

ただしこの方法では変換精度がよくない場合があるため、その場合は、例えば次のような方法により行なう。
（１）プロジェクタ２０の白色画像の色値としての（Ｘ、Ｙ、Ｚ）＝（９５．０４、１００、１０８．９）になるＲ、Ｇ、Ｂの階調値の組み合わせを探す。
（２）Ｘ、Ｙ、Ｚの比が、（Ｘ、Ｙ、Ｚ）＝（９５．０４、１００、１０８．９）になるＲ、Ｇ、Ｂの階調値の組み合わせを探す。
（３）色温度が６５００Ｋで、Ｙ値を最も高くすることが可能なＸ、Ｙ、Ｚの比を再現可能なＲ、Ｇ、Ｂの階調値の組み合わせを探す。

（１）については、Ｒ、Ｇ、Ｂの階調値を種々変更した測定用パッチをモニタ１５で表示させ、この測定用パッチの色値を測定していく。このとき基準色Ｒ、Ｇ、Ｂの階調値は、（Ｒ、Ｇ、Ｂ）＝（２５５、２５５、２５５）から始め、少なくとも１つの値を減少させて測定を行なう。そして（Ｘ、Ｙ、Ｚ）＝（９５．０４、１００、１０８．９）となる場合をこの測定結果より探す。そして見つかった場合、このときの基準色Ｒ、Ｇ、Ｂの階調値を、色温度を変更した後のＲ、Ｇ、Ｂの最大階調値とする。

（２）については、Ｘ、Ｙ、Ｚの比が、（Ｘ、Ｙ、Ｚ）＝（９５．０４、１００、１０８．９）となる場合を、同様に測定結果より探し、このときの基準色Ｒ、Ｇ、Ｂの階調値を、色温度を変更した後のＲ、Ｇ、Ｂの最大階調値とする。

（３）については、基準色Ｒ、Ｇ、Ｂの階調値を予め定められた値で減らした状態から測定用パッチの色値の測定を開始する。そしてＸ、Ｙ、Ｚの比が、（Ｘ、Ｙ、Ｚ）＝（９５．０４、１００、１０８．９）となる場合を、測定結果より探す。そしてこの比になる基準色Ｒ、Ｇ、Ｂの階調値の組み合わせが見つかったときは、Ｒ、Ｇ、Ｂの各値の中に２５５があるか否かを見る。あった場合は、このときの基準色Ｒ、Ｇ、Ｂの階調値を、色温度を変更した後の（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の最大階調値とする。一方、なかった場合は、Ｒ、Ｇ、Ｂの階調値の組み合わせを全体的に増加させ、Ｘ、Ｙ、Ｚの比が、（Ｘ、Ｙ、Ｚ）＝（９５．０４、１００、１０８．９）となる場合を、さらに測定結果より探す。その結果、Ｙ値を最も高くすることができるＸ、Ｙ、Ｚの比を再現可能なＲ、Ｇ、Ｂの階調値の組み合わせを、色温度を変更した後のＲ、Ｇ、Ｂの最大階調値とする。

つまり本実施の形態では、元の白色画像の色値および基準色の最大階調値からモニタ１５の白色画像を設定色温度における白色画像にするときの（Ｘ、Ｙ、Ｚ）を探索する。そしてこの色値をとるときの基準色Ｒ、Ｇ、Ｂの最大階調値を導出する。

図４（ｃ）は、探索の結果、導出された基準色Ｒ、Ｇ、Ｂの最大階調値を示した例である。ここでは、色温度を変更する前の白色画像の基準色（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の最大階調値が、（Ｒ、Ｇ、Ｂ）＝（２５５、２５５、２５５）だったのに対し、これを（Ｒ、Ｇ、Ｂ）＝（２００、２２４、２５５）とすれば、色温度が６５００Ｋの白色画像となることを示している。

図６（ａ）〜（ｃ）は、基準色であるＲ、Ｇ、Ｂ各色の階調特性を表わす階調カーブを色温度を変更する前と後とで比較した図である。ここで横軸は、入力画像信号の階調値であり、縦軸は、出力画像信号の階調値を示す。

図６（ａ）は、モニタ１５において色温度を変更する前の基準色Ｒ、Ｇ、Ｂ各色の階調カーブを示している。ここでは、基準色Ｒ、Ｇ、Ｂ各色の階調値の最大値は、（Ｒ、Ｇ、Ｂ）＝（２５５、２５５、２５５）であり、階調特性もγ＝２．２で同じであったとすると、３色とも同様の階調カーブを描く。

一方、図６（ｂ）は、モニタ１５において色温度を４０００Ｋに変更したときの基準色Ｒ、Ｇ、Ｂの階調カーブである。この場合は、色温度の変更によりモニタ１５における色温度が下がる場合である。このとき基準色Ｒ、Ｇ、Ｂ各色のうちＲ色の階調カーブについては、変化はない。一方、Ｂ色の階調カーブについては、最大階調値が大きく下がっている。これは色温度を下げた場合、白色画像の色は、赤味が強くなるようにする必要があるためである。そのためＲ色よりＢ色の階調カーブを下げ、Ｂ色よりＲ色を相対的に強く発光させることで、これを実現している。

また図６（ｃ）は、モニタ１５における色温度を９３００Ｋに変更したときの基準色Ｒ、Ｇ、Ｂの階調カーブである。この場合は、色温度の変更によりモニタ１５における色温度が上がる場合である。このとき基準色Ｒ、Ｇ、Ｂ各色のうちＢ色の階調カーブについては、変化はない。一方、Ｒ色の階調カーブについては、最大階調値が大きく下がっている。これは色温度を上げた場合、白色画像の色は、青味が強くなるようにする必要があるためである。そのため図６（ｂ）の場合とは逆にＢ色よりＲ色の階調カーブを下げ、Ｒ色よりＢ色を相対的に強く発光させることで、これを実現している。

なお上述したように色温度を変更する前の階調特性が、γ＝２．２でない場合、さらにガンマ値では表わすことができないようなものである場合、またさらにＲ、Ｇ、Ｂ各色でガンマ値が異なる場合の場合は、色温度の変更を行なう際に、階調特性についても共に補正することが好ましい。本実施の形態では、補正後の階調特性として、例えば、Ｒ、Ｇ、Ｂ各色ともγ＝２．２とする補正を行なう。

このように色温度の変更は、Ｒ、Ｇ、Ｂ各色の少なくとも１つの階調カーブを下げることで行なうことができる。即ちこのときの階調カーブは、出力画像信号の最大階調値が変更前よりもより小さくなるように設定される。ところが最大階調値を小さくすると、出力画像信号の階調数が減少してしまう。これにより特に出力画像信号の階調値が小さい低明度領域で問題が生じる。

図７は、最大階調値が減少することにより出力画像信号の低明度領域で生じる現象を説明した図である。
図７は、色温度を変更する前と後の階調カーブを低明度領域の部分で拡大して図示している。ここで階調カーブＫ１は、色温度を変更する前の階調カーブであり、階調カーブＫ２は、色温度を変更した後の階調カーブである。また例えば、入力画像信号の階調値がＩｎであったとき、階調カーブＫ１では、出力画像信号の階調値がＯｕ１であったとする。一方、階調カーブＫ２の出力画像信号の階調値は、減少し、Ｏｕ１の半分であるＯｕ１／２になっている。つまり入力画像信号の階調値がＩｎの箇所では、色温度を変更する前と変更した後で、階調数が半分に減少する。

このように出力画像信号の低明度領域について階調数が減少すると、より黒に近い画像について階調表現がしにくくなる。つまり入力画像信号の段階で階調差があったとしても、モニタ１５で表示するとその階調差がなくなり（階調の喪失）、そのためいわゆる階調がつぶれる現象が生じる。昨今特にＣＧ（Computer Graphics）などで、暗い画像を表示する場合が多いため、階調がつぶれるとこの画像を見る者には、暗い画像について階調の消失が生じているように見える。

この現象は、特に階調特性がγ＞１の場合に、より生じやすい。つまり階調特性がγ＞１の場合には、階調カーブは、図示するように下に凸の曲線となる。そのため低明度領域については、入力画像信号の階調値の増加に伴い、出力画像信号の階調値があまり増加しない。即ち、低明度領域では、もともと出力画像信号については階調数が少ない。そのため階調数の減少に対しての影響がより大きい。よって階調がつぶれる現象がより生じやすい。一方、高明度領域では、入力画像信号の階調値の増加に伴い、階調値はより大きく増加する。即ち、もともと出力画像信号については階調数が多い。よって階調数の減少に対しての影響がより小さく、階調がつぶれる現象がより生じにくい。

そこで本実施の形態では、端末装置１０に内蔵する画像調整装置１００を設け、そこで階調特性の変更を行なうことで、上記現象の抑制を図っている。

図８は、本実施の形態の画像調整装置１００の機能構成図である。
図示するように画像調整装置１００は、設定色温度取得部１１０と、デバイス特性データ取得部１２０と、最大階調値導出部１３０と、階調特性設定部１４０と、色変換プロファイル作成部１５０とを備える。また階調特性設定部１４０は、補正領域設定部１４１と、階調特性補正部１４２とを備える。また図８では、画像調整装置１００を構成するものではないが、画像調整装置１００の色変換プロファイル作成部１５０で作成した色変換プロファイルを使用して入力画像信号を出力画像信号に変換する色変換部２００についても併せて図示している。

設定色温度取得部１１０は、入力画像信号を予め定められた階調特性により階調を変換し、変換後の出力画像信号に基づき画像を表示するモニタ１５にて、白色画像を表示するときの色温度として設定される設定色温度を取得する。設定色温度は、具体的には、図３のステップ１０１で説明したものであり、プロジェクタ２０の白色画像を測定することで取得した設定色温度である。そしてこの設定色温度は、例えば、端末装置１０の画像調整を行なう管理者が入力デバイス１６を使用して入力する。

デバイス特性データ取得部１２０は、特性値情報取得部の一例であり、モニタ１５のデバイス特性データを取得する。具体的には、図４（ｂ）で説明したモニタ１５にて白色画像を表示したときの色値、白色画像を表示したときの基準色であるＲ（Ｒｅｄ）色、Ｇ（Ｇｒｅｅｎ）色、Ｂ（Ｂｌｕｅ）色の最大階調値、およびモニタ１５の階調特性（ガンマ値、γ）である。なお図４（ｂ）で説明したように、本実施の形態では、基準色の最大階調値は、（Ｒ、Ｇ、Ｂ）＝（２５５、２５５、２５５）となり、階調特性は、例えば、γ＝２．２である。なお本実施の形態では、モニタ１５のデバイス特性データは、画像調整装置１００の外部から取得しているが、画像調整装置１００内に別途記憶部等を設け、この記憶部にモニタ１５のデバイス特性データを予め記憶させておいてもよい。

最大階調値導出部１３０は、モニタ１５の白色画像を設定色温度取得部１１０で取得した設定色温度における白色画像にしたときの基準色の最大の階調値を導出する。具体的には、図４で説明したように、色温度を変更する前のモニタ１５の白色画像の色値である（Ｘ、Ｙ、Ｚ）の値と設定色温度における（Ｘ、Ｙ、Ｚ）の値から、モニタ１５の色温度を設定色温度にしたときの新たな（Ｘ、Ｙ、Ｚ）の値の組を求める。そして新たな（Ｘ、Ｙ、Ｚ）の値にするためのＲ、Ｇ、Ｂ各色の最大階調値を算出する。算出された階調値は、図６で説明したように、元の最大階調値である（Ｒ、Ｇ、Ｂ）＝（２５５、２５５、２５５）より少なくとも１つの色について、小さな値をとる。図４で説明した例では、算出後のＲ、Ｇ、Ｂ各色の最大階調値は、（Ｒ、Ｇ、Ｂ）＝（２００、２２４、２５５）となっている。つまり最大階調値導出部１３０は、モニタ１５の白色画像を設定色温度における白色画像にしたときの基準色の最大階調値を、デバイス特性データ取得部１２０で取得した白色画像の色値および設定色温度に対応する色値を基に導出する。

階調特性設定部１４０は、最大階調値導出部１３０により導出された基準色の最大階調値を基に、設定色温度にしたときの基準色の階調特性を設定する。そしてこのとき階調特性設定部１４０は、最大階調値導出部１３０により導出された基準色の最大階調値が設定色温度に設定する前の基準色の最大階調値より減少した場合に、入力画像信号の階調値が予め定められた値以下である領域について出力画像信号の階調値をより高くなるように階調特性を補正する。

色変換プロファイル作成部１５０は、階調特性設定部１４０で設定された階調特性を使用して入力画像信号を出力画像信号に色変換する色変換プロファイルを作成する。色変換プロファイルについて、詳しくは後述する。

以下、階調特性設定部１４０の機能についてさらに詳しく説明を行なう。
図９は、階調特性設定部１４０にて設定される階調カーブについて説明した図である。
ここで階調カーブＫ１は、色温度を変更する前の階調カーブであり、階調カーブＫ２は、色温度を変更した後の階調カーブである。ここでは例えばＢ色の階調カーブが変更されたものとしている。色温度を変更したとき、Ｂ色の最大階調値は、２５５からＯｕ３に下がる。またこのとき入力画像信号の階調値がＩｎだったとき出力画像信号の階調値がＯｕ１からＯｕ２に下がる。そこで本実施の形態では、色温度を変更後の階調カーブの低明度領域について階調カーブが直線状になるように補正する。具体的には、原点と（Ｉｎ、Ｏｕ２）までを直線で結び、これを入力画像信号の階調値がＩｎ以下の階調カーブＫ３とする。また入力画像信号の階調値がＩｎ以上の部分については、階調カーブの補正を行なわない。

このように本実施の形態では、低明度領域である入力画像信号の階調値が予め定められた値以下である領域（この例では、入力画像信号の階調値がＩｎ以下の領域）について出力画像信号の階調値がより高くなるように階調特性を補正する。これは入力画像信号の階調値の大きさが予め定められた値以下である領域について階調特性を出力画像信号の明度がより高くなるように補正すると言い換えることもできる。
これにより黒色に近い低明度領域において階調数の減少を抑制することができる。そのため上述したいわゆる階調がつぶれる現象が生じにくい。そしてモニタ１５の画像を見る者が、暗い画像について階調の消失が生じているように見える現象を抑制できる。

また本実施の形態では、色温度を変更したときの最大階調値の減少量に応じて階調特性の補正を行なう領域を変更することが好ましい。即ち、色温度の変更に伴い、最大階調値の減少の大きさがより大きいほど、低明度領域のみならず、より高明度領域についても階調数の減少の影響がおよぶことになる。そのため最大階調値の減少量が小さいほど、上記領域を小さくし、最大階調値の減少量が大きいほど、上記領域を高明度領域に向かって拡大を行ない大きくする。図９では、最大階調値の減少量は矢印Ａの長さで示される量であり、具体的には（２５５−Ｏｕ３）である。また最大階調値の減少量が大きいほど、図では補正領域を示す矢印Ｂの長さをより大きくする。具体的には、Ｉｎの大きさをより大きくする。

この形態における補正領域のより具体的な決め方としては、例えば、最大階調値の減少量と補正領域の階調数を同じにすることが考えられる。図９の例では、（２５５−Ｏｕ３）だけ最大階調値が減少している。そしてＩｎの値も（２５５−Ｏｕ３）とする。
また色温度変更後の出力画像信号の階調数が半分以下となる領域について、補正領域として設定することも考えられる。図９の例では、Ｏｕ２がＯｕ１／２以下となる領域を補正領域として設定する。

次に画像調整装置１００の動作について説明を行なう。
図１０は、画像調整装置１００の動作について説明したフローチャートである。
以下、図９および図１０を使用して画像調整装置１００の動作について説明を行なう。

ここではまず設定色温度取得部１１０が、設定色温度を取得する（ステップ２０１）。またデバイス特性データ取得部１２０が、デバイス特性データとしてモニタ１５にて白色画像を表示したときの色値、白色画像を表示させたときの基準色であるＲ、Ｇ、Ｂ各色の階調値（通常全て２５５）、およびモニタ１５の階調特性（例えば、γ＝２．２）を取得する（ステップ２０２）。そして最大階調値導出部１３０が、モニタ１５の白色画像を設定色温度取得部１１０で取得した設定色温度における白色画像にしたときの基準色の最大の階調値を導出する（ステップ２０３）。

さらに階調特性設定部１４０は、最大階調値導出部１３０により導出された基準色の最大階調値が設定色温度に設定する前の基準色の最大階調値より減少した場合、この基準色に対し、階調特性を補正する。これにはまず補正領域設定部１４１が、最大階調値の減少量に応じて補正領域を設定する（ステップ２０４）。そして階調特性補正部１４２が、この補正領域について出力画像信号の階調値がより高くなるように階調特性を補正する（ステップ２０５）。また色温度を変更する前の階調特性が、γ＝２．２でなかった場合は、階調特性をγ＝２．２となるようにまず補正を行ない、その後にステップ２０４およびステップ２０５の処理を行ってもよい。

そして色変換プロファイル作成部１５０が、階調特性設定部１４０で設定した階調特性をとりこんだ色変換プロファイルを作成する（ステップ２０６）。

以上の方法で作成された色変換プロファイルは、色変換部２００にて入力画像信号を出力画像信号に変換するのに使用される。

なお上述した形態において、色温度を変更したときの最大階調値の減少量が予め定められた閾値以上になったときに階調カーブの補正を行なうようにしてもよい。つまり色温度を変更する前の最大階調値と色温度を変更した後の最大階調値の差があまりない場合、即ち階調カーブの変化があまりない場合は、低明度領域における階調数の減少の問題が生じにくい。そのため最大階調値の減少量が予め定められた閾値未満であったときは、階調カーブは補正せず、最大階調値の減少量が予め定められた閾値以上であったときは、階調カーブを補正するようにする。

また色温度を変更したときのモニタ１５の最小輝度と最大輝度の差（コントラスト差）が予め定められた閾値以下になったときに階調カーブの補正を行なうようにしてもよい。つまりコントラスト差が大きい場合は、低明度領域において階調数が減少すると階調のつぶれの現象がより目立ちにくい。そのため、色温度を変更したときのモニタ１５のコントラスト差が、予め定められた閾値を超えたときは、階調カーブは補正せず、コントラスト差が予め定められた閾値以下であったときは、階調カーブを補正するようにする。

なお以上詳述した例では、プロジェクタ２０の画像の色温度に合わせて、モニタ１５の画像を調整する場合を示したが、これに限られるものではなく、例えば、いずれかのモニタ１５の画像の色温度に合わせて、他のモニタ１５やプロジェクタ２０の画像を調整してもよい。

さらに管理者が、設定色温度を自ら決め、この設定色温度に合わせて、プロジェクタ２０やモニタ１５の画像を調整してもよい。
この場合は、例えば、モニタ１５で表示する画像を印刷する用紙の色に近い色温度を設定色温度として設定する場合が考えられる。これによりモニタ１５で表示される画像と、それを印刷した場合にその画像が形成された用紙とで、より近い色味とすることができる。
また設定色温度を使用している照明の色温度に合わせることも考えられる。照明が蛍光ランプだった場合は、蛍光ランプの色温度は、蛍光ランプ自体や蛍光ランプのカタログに記載されていることが多い。この場合もモニタ１５で表示される画像と、それを印刷した場合にその画像が形成された用紙とで、より近い色味とすることができる。

また以上詳述した例では、プロジェクタ２０やモニタ１５は複数台用意され、これらの画像を調整する例を説明したが、１台のモニタ１５の画像を調整することもできる。この場合、例えば、ネットワーク３０に接続されているかどうかに関わらず、特定の独立した１台のプロジェクタ２０やモニタ１５について、管理者が設定色温度を自ら決め、この設定色温度に合わせて、プロジェクタ２０やモニタ１５の画像を調整する。なおこの場合は、図３で説明したフローチャートは、ステップ１０１の処理が必要なくなり、ステップ１０２においてモニタ１５のデバイス特性を取得した後、ステップ１０３において管理者の設定色温度にモニタ１５の色温度を合わせる処理を行なうことになる。

図１１は、色変換部２００について説明した図である。
図示するように色変換部２００は、プロファイル接続空間（ＰＣＳ：Profile Connection Space）部２２０と、入力画像信号をプロファイル接続空間部２２０における色値に変換する入力画像信号変換部２１０と、プロファイル接続空間部２２０における色値を出力画像信号に変換する出力画像信号変換部２３０とを備える。

入力画像信号は、予め定められたデバイスに依存する色空間における色値であり、これを入力画像信号変換部２１０により、デバイスに依存しない色空間であるプロファイル接続空間部２２０における色値に変換する。そしてプロファイル接続空間部２２０から出力画像信号変換部２３０により、モニタ１５に依存する色空間における色値に変換する。ここで入力画像信号と出力画像信号は、例えば、ＲＧＢ表色系で表わされる色値であり、プロファイル接続空間部２２０における色値は、例えば、ＸＹＺ表色系やＬ^＊ａ^＊ｂ^＊表色系で表わされる。

入力画像信号変換部２１０は、図示するように入力用色温度調整ＬＵＴ（Look up Table）２１１と、入力用階調補正ＬＵＴ２１２と、入力用色変換ＬＵＴ２１３とを備える。そしてこれらのＬＵＴを使用することで、入力画像信号をデバイスに依存しない色空間における色値に変換する。

入力用色温度調整ＬＵＴ２１１は、入力画像信号で設定されている色温度を予め定められた色温度に変更する。入力用色温度調整ＬＵＴ２１１は、例えば、一次元テーブルであるＬＵＴ（Look Up Table）の形式になっている。

入力用階調補正ＬＵＴ２１２は、入力画像信号がデバイス依存の階調特性を有するためこれを予め定められた階調特性に変換するためのものである。入力用階調補正ＬＵＴ２１２は、例えば、一次元テーブルであるＬＵＴの形式になっている。

入力用色変換ＬＵＴ２１３は、デバイス依存の色空間の色値をデバイスに依存しない色空間であるプロファイル接続空間部２２０における色値に変換する。入力用色変換ＬＵＴ２１３は、例えば、色変換マトリクスの形式であったり、多次元テーブルであるＤＬＵＴ（Direct Look Up Table）の形式になっている。

また出力画像信号変換部２３０は、図示するように出力用色温度調整ＬＵＴ２３１と、出力用階調補正ＬＵＴ２３２と、出力用色変換ＬＵＴ２３３とを備える。そしてこれらのＬＵＴを使用することで、デバイスに依存しない色空間であるプロファイル接続空間部２２０における色値をモニタ１５に依存する色空間における色値に変換する。

出力画像信号変換部２３０では、入力画像信号変換部２１０とは逆の流れで、色信号の変換が行なわれる。即ち、出力用色変換ＬＵＴ２３３は、デバイスに依存しない色空間であるプロファイル接続空間部２２０における色値をモニタ１５に依存する色空間の色値に変換する。そして出力用階調補正ＬＵＴ２３２は、予め定められた階調特性をモニタ１５の階調特性に変換する。さらに出力用色温度調整ＬＵＴ２３１は、色温度を変更したときの階調特性を記述したＬＵＴである。つまり出力用色温度調整ＬＵＴ２３１は、上述した画像調整装置１００により作成された階調特性を反映している。なお出力用色温度調整ＬＵＴ２３１と出力用階調補正ＬＵＴ２３２は、入力画像信号変換部２１０と同様の形式になっている。つまり出力用色温度調整ＬＵＴ２３１と出力用階調補正ＬＵＴ２３２は、例えば、一次元テーブルであるＬＵＴの形式になっており、出力用色変換ＬＵＴ２３３は、例えば、多次元テーブルであるＤＬＵＴの形式になっている。

なお入力用色温度調整ＬＵＴ２１１と出力用色温度調整ＬＵＴ２３１は、合成して１つのＬＵＴとして運用してもよい。さらに入力用階調補正ＬＵＴ２１２と入力用色変換ＬＵＴ２１３は、合成して１つのＤＬＵＴとして運用してもよく、出力用階調補正ＬＵＴ２３２と出力用色変換ＬＵＴ２３３は、合成して１つのＤＬＵＴとして運用してもよい。
さらに出力用色温度調整ＬＵＴ２３１と出力用階調補正ＬＵＴ２３２を合成して１つのＬＵＴとして運用してもよい。このＬＵＴは、例えば、図９の階調カーブＫ２および階調カーブＫ３で示すような関係をＬＵＴとしたものである。なお出力用色温度調整ＬＵＴ２３１と出力用階調補正ＬＵＴ２３２とを単独で運用する場合は、出力用色温度調整ＬＵＴ２３１は、例えば、図１２のような階調カーブで示すような関係を表わすものとして作成することができる。図１２の階調カーブは、Ｒ、Ｇ、Ｂ各色の階調をＲ’、Ｇ’、Ｂ’各色の階調に変換するものであり、図９の場合と同様に入力画像信号の階調値が予め定められた値Ｉｎ以下である領域について出力画像信号の階調値をより高くなるように階調特性を補正している。ここでは、入力画像信号の階調値が予め定められた値Ｉｎ以下である領域について、点線で示す補正前の階調カーブを、実線で示す補正後の階調カーブに補正している。そしてこの補正は、低明度領域について階調カーブが直線状になるようにしている。
またこの出力用色温度調整ＬＵＴ２３１のみを色変換部２００の外に出して利用することもできる。この場合、例えば、端末装置１０に内蔵されるビデオカードに出力用色温度調整ＬＵＴ２３１の機能を組み込み、制御を行なうこともできる。さらにモニタ１５で色変換テーブルを読み込んで色処理を実施する機能があれば、モニタ１５の出力テーブルに出力用色温度調整ＬＵＴ２３１の機能を組み込み、色処理を行なうこともできる。

上述した図９の例では、階調カーブを、補正領域において階調カーブＫ３が直線状となるように補正していたが、これに限られるものではない。
図１３（ａ）〜（ｂ）は、補正後の階調カーブの他の例について説明した図である。なおここでは図９と同様に、例えばＢ色の階調カーブが変更されたものとしている。
図１３（ａ）は、色温度の変更前の階調カーブＫ１と変更後の階調カーブＫ２との間で重み付けをして階調特性を変更している。つまり原点と（Ｉｎ、Ｏｕ２）までを直線ではなく、下に凸の曲線で結び、これを入力画像信号の階調値がＯｕ２以下の階調カーブＫ３とする。この階調カーブＫ３は、階調値が小さい方は、階調カーブＫ１に近い階調カーブとし、階調値が大きい方は、階調カーブＫ２に近い階調カーブとしている。図９の例では、（Ｉｎ、Ｏｕ２）の箇所で階調特性の傾きが不連続に変化し、出力画像信号の階調値が（Ｉｎ、Ｏｕ２）を境に変化しやすいが、図１３（ａ）の例では、これを緩和することができる。そのため出力画像信号についてより自然な階調変化となりやすい。

また図１３（ｂ）は、階調カーブＫ１が原点を通らない場合である。これはプロジェクタ２０の特性を反映している。つまりプロジェクタ２０の場合、外光の影響があるため、入力画像信号の階調が０であっても、実際にプロジェクタ２０で表示される画像の階調値は、この外光の分がかさ上げされ、０より上になる場合がある。階調カーブＫ１は、これを考慮して階調カーブを設定している。図では、このときの階調値を階調値Ｏｕ４として示している。そして階調カーブＫ２を原点を通る曲線として描いた場合、この補正後の階調カーブＫ３を（０、Ｏｕ４）と（Ｉｎ、Ｏｕ２）を通る直線や曲線で描くようにする。
なおこの例に限らず、本実施の形態の画像調整方法は、プロジェクタ２０のように入出力関係が、非線形となるような場合により有効である。

また本実施の形態における画像調整装置１００が行なう処理は、例えば、端末装置１０のＣＰＵ１１が、ＨＤＤ１３等に記憶された各種プログラムをメインメモリ１２にロードして実行することにより行なわれる。

よって画像調整装置１００が行なう処理は、コンピュータに、画像を表示するモニタ１５にて、白色画像を表示するときの色温度として設定される設定色温度を取得する設定色温度取得機能と、モニタ１５の白色画像を取得した設定色温度における白色画像にしたときの基準色の最大階調値を導出する最大階調値導出機能と、導出された基準色の最大階調値を基に、設定色温度にしたときの基準色についての階調特性を設定する階調特性設定機能と、を実現し、階調特性設定機能では、導出された基準色の最大階調値が設定色温度に設定する前の基準色の最大階調値より減少した場合に、入力画像信号の階調値が予め定められた値以下である領域について入力画像信号を変換することにより得られる出力画像信号の階調値がより高くなるように階調特性を補正することを特徴とするプログラムとして捉えることもできる。

なお、本実施の形態を実現するプログラムは、通信手段により提供することはもちろん、ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体に格納して提供することも可能である。

１…画像調整システム、１０…端末装置、１５…モニタ、２０…プロジェクタ、１００…画像調整装置、１１０…設定色温度取得部、１２０…デバイス特性データ取得部、１３０…最大階調値導出部、１４０…階調特性設定部、１５０…色変換プロファイル作成部、２００…色変換部

Claims (7)

1. 画像を表示する画像表示装置にて、白色画像を表示するときの色温度として設定される設定色温度を取得する設定色温度取得部と、
   前記画像表示装置の白色画像を前記設定色温度取得部で取得した設定色温度における白色画像にしたときに当該画像表示装置にて使用される各基準色の最大階調値を導出する最大階調値導出部と、
   前記最大階調値導出部により導出された各基準色の最大階調値を基に、前記設定色温度にしたときの各基準色についての階調特性を設定する階調特性設定部と、
   を備え、
   前記階調特性設定部は、前記最大階調値導出部により導出された各基準色の最大階調値を設定色温度に設定する前の各基準色の最大階調値と比較したときに、各基準色のうち最大階調値が減少しない基準色については階調特性を補正せず、当該最大階調値が減少しない基準色を除く他の基準色の少なくとも一色に対しては、入力画像信号の階調値が予め定められた値以下である領域について当該入力画像信号を変換することにより得られる出力画像信号の階調値がより高くなるように階調特性を補正すること
   を特徴とする画像調整装置。
2. 前記階調特性設定部は、最大階調値の減少量に応じて前記領域を変更することを特徴とする請求項１に記載の画像調整装置。
3. 前記階調特性設定部は、前記領域において階調特性が直線状となるように補正して設定することを特徴とする請求項１または２に記載の画像調整装置。
4. 前記階調特性設定部は、最大階調値の減少量が予め定められた閾値以上になったときに前記階調特性の補正を行なうことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の画像調整装置。
5. 前記画像表示装置にて使用する各基準色の最大階調値で白色画像を表示したときの当該白色画像の色値および当該画像表示装置の階調特性を取得する特性値情報取得部をさらに備え、
   前記最大階調値導出部は、前記画像表示装置の白色画像を前記設定色温度における白色画像にしたときの各基準色の最大階調値を、前記特性値情報取得部で取得した白色画像の色値および当該設定色温度に対応する色値を基に導出することを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の画像調整装置。
6. 入力画像信号を予め定められた階調特性により階調を変換し、変換後の出力画像信号に基づき画像を表示する画像表示装置と、
   前記画像表示装置にて白色画像を表示するときの色温度として設定される設定色温度を取得する設定色温度取得部と、
   前記画像表示装置の白色画像を前記設定色温度取得部で取得した設定色温度における白色画像にしたときに当該画像表示装置にて使用される各基準色の最大階調値を導出する最大階調値導出部と、
   前記最大階調値導出部により導出された各基準色の最大階調値を基に、前記設定色温度にしたときの各基準色についての階調特性を設定する階調特性設定部と、
   を備え、
   前記階調特性設定部は、前記最大階調値導出部により導出された各基準色の最大階調値を設定色温度に設定する前の各基準色の最大階調値と比較したときに、各基準色のうち最大階調値が減少しない基準色については階調特性を補正せず、当該最大階調値が減少しない基準色を除く他の基準色の少なくとも一色に対しては、入力画像信号の階調値が予め定められた値以下である領域について出力画像信号の階調値がより高くなるように階調特性を補正することを特徴とする画像調整システム。
7. コンピュータに、
   画像を表示する画像表示装置にて、白色画像を表示するときの色温度として設定される設定色温度を取得する設定色温度取得機能と、
   前記画像表示装置の白色画像を取得した設定色温度における白色画像にしたときに当該画像表示装置にて使用される各基準色の最大階調値を導出する最大階調値導出機能と、
   導出された各基準色の最大階調値を基に、前記設定色温度にしたときの各基準色についての階調特性を設定する階調特性設定機能と、
   を実現し、
   前記階調特性設定機能では、導出された各基準色の最大階調値を設定色温度に設定する前の各基準色の最大階調値と比較したときに、各基準色のうち最大階調値が減少しない基準色については階調特性を補正せず、当該最大階調値が減少しない基準色を除く他の基準色の少なくとも一色に対しては、入力画像信号の階調値が予め定められた値以下である領域について当該入力画像信号を変換することにより得られる出力画像信号の階調値がより高くなるように階調特性を補正すること
   を特徴とするプログラム。

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