JP6758122B2 - 映像信号処理装置およびマルチ画面表示装置 - Google Patents

Description

本発明は映像信号処理装置およびマルチ画面表示装置に関し、特に複数の個別画面を組み合わせて１つの画面を形成する複数の表示装置のそれぞれの個別画面に表示させる映像の映像信号を出力する映像信号処理装置およびマルチ画面表示装置に関する。

複数の表示装置を組み合わせて１つの画面を構成するマルチ画面表示装置が知られている。複数の表示装置のそれぞれにおいて、例えばＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）等の自発光の単位画素がマトリクス状に配置される。

ＬＥＤ等を単位画素として使用した表示装置は、個々の単位画素の製造バラつきや駆動電圧・電流のバラつき等の要因により、単位画素毎の発光色度のバラつきが発生する。近年、単位画素として、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３原色のＬＥＤを１個にまとめたＬＥＤも用いられている。それぞれのＬＥＤのバラつきにより、表示される画像の色度のバラつきも発生し、表示される画像の品位の低下が生じる。

従って、表示装置においては、その表示素子の駆動回路にて各単位画素の特性のバラつきに起因する色度のバラつきを補正する必要があった。

従来の表示装置においては、色補正を行う方法として、３原色のＬＥＤの駆動部を駆動制御する色調整部を備えて、色調整操作等により色補正を行うものがある（例えば、特許文献１を参照）。また、色補正を行うための構成として、単独のマトリクス変換回路とその前段および後段に接続されたルックアップテーブル（ＬＵＴ：ｌｏｏｋ ｕｐ ｔａｂｌｅ）により色補正を行う方式もある（例えば、特許文献２を参照）。

特開２００１−１３５８５７号公報 特開２００２−１１６７５０号公報

単位画素としてＬＥＤ等の色再現範囲の広い表示デバイスを用いる場合、入力される映像信号の絵作りを行った色空間に対応して、出力される映像信号の色空間を補正する必要がある。例えば、赤色の彩度が極端に高い表示デバイスに色補正無しで人物の顔を表示すると、肌色が極端に赤くなる問題がある。

さらに、表示装置における色ムラを補正するために、表示装置単位、又は表示装置の個々の単位画素での色度の補正が必要である。

複数の表示装置を組み合わせた１つの画面に映像を表示するマルチ画面表示装置においては、まず、親機において映像信号を受信し、個々の表示装置に表示する映像領域に対応した映像信号が複数の子機に配信される。そして、複数の子機のそれぞれから出力される映像信号に基づいて各表示装置に映像が表示される。

親機側で各表示装置に対応した色補正を行う場合は、表示装置が交換されるなどして表示装置の表示特性が変化した場合に、親機のデータを更新する必要があった。また、子機の個数（即ち、表示装置の個数）が多い場合、親機において映像信号の処理量が増大する問題もあった。

また、各子機側で各表示装置に対応した色補正を行う場合、親機側に入力される映像信号の色空間に対応した色補正を子機側で行う必要がある。例えば、親機に入力される映像信号の色空間がｓＲＧＢ（Ｓｔａｎｄａｒｄ ＲＧＢ）の場合は、ｓＲＧＢ色空間に対応した色補正が必要となる。また、親機に入力される映像信号の色空間がＡｄｏｂｅＲＧＢ（登録商標）の場合は、ＡｄｏｂｅＲＧＢ色空間に対応した色補正が必要となる。しかしながら、子機側で色空間の情報が把握できない場合、映像信号の色補正を適切に行うことができないことがあった。

本発明は以上のような課題を解決するためになされたものであり、簡易な構成で入力される映像信号を適切な色空間で表示するとともに、各表示装置の表示特性に合わせて色補正を行う映像信号処理装置およびマルチ画面表示装置の提供を目的とする。

本発明に係る映像信号処理装置は、複数の個別画面を組み合わせて１つの画面を形成する複数の表示装置のそれぞれの個別画面に表示させる映像の映像信号を出力する映像信号処理装置であって、第１の映像信号処理部と、第１の映像信号処理部の後段に配置され、複数の表示装置のそれぞれに対応して設けられた複数の第２の映像信号処理部と、を備え、第１の映像信号処理部は、入力された映像信号の色空間を入力された映像信号の色空間に従って複数の表示装置間に共通の線形色空間に変換して、複数の表示装置のそれぞれの個別画面に表示される映像領域に対応した複数の個別映像信号を生成し、複数の第２の映像信号処理部のそれぞれは、個別映像信号の線形色空間を出力先の表示装置に対応して補正された色空間に変換する。

本発明に係る映像信号処理装置においては、第１の映像信号処理部が入力される映像信号の色空間に対応した複数の表示装置間に共通の色空間の変換を行い、複数の第２の映像信号処理部のそれぞれが、各表示装置５０に対応した色補正を行う。このように、第１の映像信号処理部において全ての表示装置に共通する映像信号処理を行い、複数の第２の映像信号処理部のそれぞれにおいて各表示装置に固有の映像信号処理を行うことにより、簡易な回路構成にて各表示装置に対して個別に高精度の色ムラの補正が可能となる。

また、第２の映像信号処理部又は表示装置を交換する場合には、第１の映像信号処理部、他の第２の映像信号変換部の設定を変更する必要が無いため、映像信号処理装置の運用を容易に行うことが可能となる。

実施の形態１に係る映像信号処理装置のブロック図である。 実施の形態１に係るマルチ画面表示装置に備わる複数の表示装置のブロック図である。 実施の形態１に係る映像信号処理装置に備わる第１の映像信号処理部のブロック図である。 実施の形態１に係る映像信号処理装置に備わる第２の映像信号処理部のブロック図である。 実施の形態１に係る第１の映像信号処理部のハードウェア構成図である。 実施の形態１に係る第２の映像信号処理部のハードウェア構成図である。 ガンマ値が２．２の特性曲線を示す図である。 ガンマ値が１の特性曲線を示す図である。 ガンマ値が１／２．２の特性曲線を示す図である。 表示装置における複数の単位画素の色度の測定結果を示すＣＩＥ−ｘｙ色度図である。 赤、緑、青の原色を含むカラーパッチの色データを示す図である。 ｓＲＧＢ色空間においてカラーパッチを表示した色度座標を示す図である。 ｓＲＧＢ色空間の映像信号の色補正結果を示す図である。 ＡｄｏｂｅＲＧＢ色空間においてカラーパッチを表示した色度座標を示す図である。 ＡｄｏｂｅＲＧＢ色空間の映像信号の色補正結果を示す図である。 表示装置における第１の単位画素の色度の測定結果を示すＣＩＥ−ｘｙ色度図である。 映像信号を第１の単位画素の色度値に基づいて色補正した結果を示す図である。 実施の形態２に係る第１の映像信号処理部のブロック図である。 実施の形態２に係る第１の映像信号処理部の動作を示すフローチャートである。 実施の形態３に係る第１の映像信号処理部のブロック図である。 実施の形態３に係る映像信号処理装置の出力する映像信号により表示される表示画面の模式図である。

＜実施の形態１＞
＜構成＞
図１は、本実施の形態１における映像信号処理装置のブロック図である。図２は、複数の表示装置のブロック図である。本実施の形態１におけるマルチ画面表示装置は、映像信号処理装置と複数の表示装置５０を備える。複数の表示装置５０は、複数の個別画面５１を組み合わせて１つの画面を形成する。映像信号処理装置は、複数の表示装置５０のそれぞれの個別画面５１に表示させる映像の映像信号を出力する。

図１に示すように、映像信号処理装置は、第１の映像信号処理部１０（即ち親機）と、複数の第２の映像信号処理部２０（即ち子機）を備える。第２の映像信号処理部２０は、第１の映像信号処理部１０の後段に配置される。また、図２に示すように、複数の第２の映像信号処理部２０のそれぞれの出力は、複数の表示装置５０のそれぞれに接続される。

第１の映像信号処理部１０および複数の第２の映像信号処理部２０のそれぞれは、個別に筐体に収納されている。

第１の映像信号処理部１０は、入力された映像信号の色の色空間を線形色空間に変換する。第１の映像信号処理部１０はさらに、複数の表示装置５０のそれぞれの個別画面５１に表示される映像領域に対応した複数の個別映像信号を生成する。

第２の映像信号処理部２０のそれぞれは、個別映像信号の色の色空間を出力先の表示装置５０に対応して補正された色空間に変換する。

図３は、第１の映像信号処理部１０のブロック図である。第１の映像信号処理部１０は、色空間判別部１４と、第１のガンマ補正部１１と、第１の色空間変換部１２と、個別映像信号生成部１３を備える。また、第１のガンマ補正部１１の前段には入力端子ＩＮ１０１が設けられ、個別映像信号生成部１３の後段には複数の出力端子ＯＵＴ１０１，ＯＵＴ１０２，ＯＵＴ１０３が設けられる。

入力端子ＩＮ１０１には例えばＨＤＭＩ（登録商標）、ＤＶＩ、ＤｉｓｐｌａｙＰｏｒｔ（登録商標）の映像信号出力を備えた外部の信号源（図示せず）が接続される。

色空間判別部１４は、入力された映像信号の色空間を判別する。色空間の判別は、例えばＨＤＭＩ（登録商標）におけるＡＶＩ Ｉｎｆｏｆｒａｍｅ、ＤｉｓｐｌａｙＰｏｒｔにおけるＭａｉｎＳｔｒｅａｍ Ａｔｔｒｉｂｕｔｅ Ｆｉｅｌｄなどを参照することにより行われる。

第１のガンマ補正部１１は、入力端子ＩＮ１０１を介して入力された映像信号のガンマ特性を線形に補正する。第１のガンマ補正部１１には入力される映像信号の色空間のガンマ値に従ったパラメータが設定される。

なお、入力端子ＩＮ１０１と第１のガンマ補正部１１との間において、映像信号はシリアルデジタル伝送フォーマットからパラレルデジタル伝送フォーマットへ変換される。この変換は、ＴＤＭＳ（Ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ Ｍｉｎｉｍｉｚｅｄ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｓｉｇｎａｌｉｎｇ）またはＤｉｓｐｌａｙＰｏｒｔなどにより実現される。

第１の色空間変換部１２は、ガンマ特性が線形に補正された映像信号の色の色空間を変換する。個別映像信号生成部１３は、色空間が変換された映像信号から、複数の表示装置５０のそれぞれに表示される映像領域に対応した複数の個別映像信号を生成する。複数の個別映像信号は、出力端子ＯＵＴ１０１，ＯＵＴ１０２，ＯＵＴ１０３から第２の映像信号処理部２０のそれぞれに出力される。

図４は、第２の映像信号処理部２０のブロック図である。第２の映像信号処理部２０は、色補正用カラーマトリクス記憶部２１と、第２の色空間変換部２２と、第２のガンマ補正部と、表示装置駆動部２４を備える。

色補正用カラーマトリクス記憶部２１は、色補正用カラーマトリクスを記憶する。第２の色空間変換部２２は、色補正用カラーマトリクスに基づいて個別映像信号の色の色空間を出力先の表示装置５０に対応した色空間に変換する。

第２のガンマ補正部２３は、個別映像信号のガンマ値を出力先の表示装置５０のガンマ値に補正する。表示装置駆動部２４は出力端子ＯＵＴ２０１を介して出力先の表示装置５０に接続される。表示装置駆動部２４は、出力先の表示装置５０に対応した色空間に変換された映像信号に基づいて出力先の表示装置５０を駆動する。

なお、第１の映像信号処理部１０において、個別映像信号生成部１３と各出力端子ＯＵＴ１０１，ＯＵＴ１０２，ＯＵＴ１０３との間において映像信号をパラレルデジタル伝送フォーマットからシリアルデジタル伝送フォーマットへ変換してもよい。この場合、第２の映像信号処理部２０において、入力端子ＩＮ２０１と第２の色空間変換部２２との間において映像信号はシリアルデジタル伝送フォーマットからパラレルデジタル伝送フォーマットへ変換される。

表示装置５０の個別画面５１には、マトリクス状に配置された複数の単位画素が配置されている。各単位画素は、例えば一組の赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３原色のＬＥＤで構成される。

図５は、第１の映像信号処理部１０のハードウェア構成図である。図５に示すように、第１のガンマ補正部１１は、処理回路ＨＷ１１およびメモリＨＷ１２により実現される。メモリＨＷ１２には、２．２、１／２．２等のガンマ値の特性曲線に対応したＬＵＴが記憶されている。ここで、１つのＬＵＴは例えば赤、緑、青の各チャネル１個で計３個のテーブルで構成されている。第１の色空間変換部１２は、処理回路ＨＷ１１、カラーマトリクス回路ＨＷ１３、メモリＨＷ１２により実現される。カラーマトリクス回路ＨＷ１３は、赤、緑、青の各原色に対応した３×３のマトリクス演算回路である。メモリＨＷ１２には、ｓＲＧＢ、ＡｄｏｂｅＲＧＢ等の色空間に対応したカラーマトリクスのパラメータが記憶されている。個別映像信号生成部１３はスケーラー回路ＨＷ１４により実現される。

処理回路ＨＷ１１は、専用のハードウェアであっても、メモリＨＷ１２に格納されるプログラムを実行するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、マイクロコントローラ、プロセッサ、ＤＳＰともいう）であってもよい。

処理回路ＨＷ１１が専用のハードウェアである場合、処理回路ＨＷ１１は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ、またはこれらを組み合わせたものが該当する。

処理回路ＨＷ１１がＣＰＵの場合、第１のガンマ補正部１１および第１の色空間変換部１２の機能はソフトウェア、ファームウェア、またはソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。ソフトウェアやファームウェアはプログラムとして記述され、メモリＨＷ１２に格納される。処理回路ＨＷ１１は、メモリＨＷ１２に記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、第１のガンマ補正部１１および第１の色空間変換部１２の機能を実現する。また、このプログラムは、第１のガンマ補正部１１および第１の色空間変換部１２の手順や方法をコンピュータに実行させるものであるともいえる。ここで、メモリＨＷ１２とは、例えば、ＲＡＭ、ＳＤＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリー、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ等の、不揮発性または揮発性の半導体メモリや、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、ＤＶＤ等が該当する。

なお、第１のガンマ補正部１１および第１の色空間変換部１２の機能について、一部を専用のハードウェアで実現し、一部をソフトウェアまたはファームウェアで実現するようにしてもよい。

図６は、第２の映像信号処理部２０のハードウェア構成図である。図６に示すように、第２の色空間変換部２２は、カラーマトリクス回路ＨＷ２１、処理回路ＨＷ２３およびメモリＨＷ２２により実現される。カラーマトリクス回路ＨＷ２１は、赤、緑、青の各原色に対応した３×３のマトリクス演算回路である。メモリＨＷ２２には、映像信号の出力先の表示装置５０の各画素の色度値に対応する逆マトリクスが予め記憶されている。第２のガンマ補正部２３は、処理回路ＨＷ２３およびメモリＨＷ２２により実現される。メモリＨＷ２２には、２．２、１／２．２等のガンマ値の特性曲線に対応したＬＵＴが記憶されている。ここで、１つのＬＵＴは例えば赤、緑、青の各チャネル１個で計３個のテーブルで構成されている。表示装置駆動部２４は、ＰＷＭ信号生成回路ＨＷ２４および表示装置駆動回路ＨＷ２５により実現される。

処理回路ＨＷ２３は、専用のハードウェアであっても、メモリＨＷ２２に格納されるプログラムを実行するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、マイクロコントローラ、プロセッサ、ＤＳＰともいう）であってもよい。

処理回路ＨＷ２３が専用のハードウェアである場合、処理回路ＨＷ２３は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ、またはこれらを組み合わせたものが該当する。

処理回路ＨＷ２３がＣＰＵの場合、第２の色空間変換部２２および第２のガンマ補正部２３の機能はソフトウェア、ファームウェア、またはソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。ソフトウェアやファームウェアはプログラムとして記述され、メモリＨＷ２２に格納される。処理回路ＨＷ２３は、メモリＨＷ２２に記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、第２の色空間変換部２２および第２のガンマ補正部２３の機能を実現する。また、このプログラムは、第２の色空間変換部２２および第２のガンマ補正部２３の手順や方法をコンピュータに実行させるものであるともいえる。ここで、メモリＨＷ２２とは、例えば、ＲＡＭ、ＳＤＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリー、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ等の、不揮発性または揮発性の半導体メモリや、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、ＤＶＤ等が該当する。

なお、第２の色空間変換部２２および第２のガンマ補正部２３の機能について、一部を専用のハードウェアで実現し、一部をソフトウェアまたはファームウェアで実現するようにしてもよい。

＜動作＞
まず、色空間判別部１４が入力される映像信号の色空間を判別する。そして、第１のガンマ補正部１１には映像信号の色空間のガンマ値に従ったパラメータが設定される。例えば、映像信号の色空間がｓＲＧＢである場合、ｓＲＧＢにて規定される色空間のガンマ値は２．２である。第１のガンマ補正部１１はＬＵＴを用いてガンマ補正を行うため、ＬＵＴには、図７に示すガンマ値＝２．２の特性曲線に相当するパラメータが設定される。これにより、第１のガンマ補正部１１は、図８に示すような線形な色空間の映像信号を出力する。

次に、第１の色空間変換部１２は、以下の式（１）で示す３×３マトリクスの演算を行うことにより、第１のガンマ補正部１１が出力する映像信号の色空間をＸＹＺ色空間へ変換する。

式（１）において、（Ｘ_Ｆ，Ｙ_Ｆ，Ｚ_Ｆ）は入力色空間の原色［Ｒ１］，［Ｇ１］，［Ｂ１］を混色して得られる色［Ｆ］の三刺激値（色度）である。また、（Ｘ_Ｒ１，Ｙ_Ｒ１，Ｚ_Ｒ１）はＲ１の三刺激値（色度）、（Ｘ_Ｇ１，Ｙ_Ｇ１，Ｚ_Ｇ１）はＧ１の三刺激値（色度）、（Ｘ_Ｂ１，Ｙ_Ｂ１，Ｚ_Ｂ１）はＢ１の三刺激値（色度）である。（Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１）は入力色空間の原色［Ｒ１］，［Ｇ１］，［Ｂ１］の混合量（ＲＧＢデータ）である。例えば、入力される信号の色空間がｓＲＧＢである場合、式（１）の各パラメータは式（２）に示す値となる。

また、入力される信号の色空間がＡｄｏｂｅＲＧＢである場合、式（１）の各パラメータは式（３）に示す値となる。

以上のマトリクス演算により、ｓＲＧＢ色空間に対応したＲＧＢデータが、機器間共通の線形な色空間であるＸＹＺ色空間へ変換される。

第１の色空間変換部１２の出力は、個別映像信号生成部１３に入力される。個別映像信号生成部１３は、複数の表示装置５０のそれぞれに表示される映像領域に対応した複数の個別映像信号を生成する。各個別映像信号は、出力端子ＯＵＴ１０１，ＯＵＴ１０２，ＯＵＴ１０３から各第２の映像信号処理部２０に出力される。

第１の映像信号処理部１０の出力端子ＯＵＴ１０１，ＯＵＴ１０２，ＯＵＴ１０３から出力された複数の個別映像信号は、伝送ケーブル等を経由して、第２の映像信号処理部２０のそれぞれに入力される。

第２の映像信号処理部２０のそれぞれにおいて、第２の色空間変換部２２は、以下の式（４）で示す３×３マトリクスの演算を行う。

式（４）において、（Ｘ_Ｆ，Ｙ_Ｆ，Ｚ_Ｆ）は入力されるＸＹＺデータである。また、（Ｘ_Ｒ２，Ｙ_Ｒ２，Ｚ_Ｒ２）は表示装置５０の単位画素の赤の三刺激値（色度）、（Ｘ_Ｇ２，Ｙ_Ｇ２，Ｚ_Ｇ２）は表示装置５０の単位画素の緑の三刺激値（色度）、（Ｘ_Ｂ２，Ｙ_Ｂ２，Ｚ_Ｂ２）は表示装置５０の単位画素の青の三刺激値（色度）である。（Ｒ２，Ｇ２，Ｂ２）は単位画素の原色［Ｒ２］，［Ｇ２］，［Ｂ２］の混合量である。

つまり、第２の色空間変換部２２は、入力されるＸＹＺデータへ表示装置５０の単位画素のＸＹＺ値を表す３×３マトリクスの逆マトリクスを掛けて、表示装置５０の色空間に対応したＲＧＢデータを出力する。

式（４）における表示装置５０の単位画素のＸＹＺ値の逆マトリクスは、あらかじめ外部計測装置にて計測されたＸＹＺデータに基づいて計算され、色補正用カラーマトリクス記憶部２１に記憶されている。逆マトリクスの値はメモリＨＷ２２へ必要な画素分展開されており、単位画素の描画タイミングに同期してメモリＨＷ２２より読み出されて、第２の色空間変換部２２に設定される逆マトリクスが順次変更される。

第２の色空間変換部２２から出力された映像信号は、第２のガンマ補正部２３に入力される。第２のガンマ補正部２３は、映像信号のガンマ値を出力先の表示装置５０のガンマ値に補正する。一般的に表示装置５０のガンマ値は２．２程度である。第２のガンマ補正部２３はＬＵＴを用いてガンマ補正を行うため、例えばＬＵＴには、図９に示すガンマ値＝１／２．２の特性曲線に相当するパラメータが設定される。

第２のガンマ補正部２３から出力された映像信号は、表示装置駆動部２４に入力される。表示装置駆動部２４は、入力される映像信号に基づいて出力先の表示装置５０を駆動する。表示装置駆動部２４は、入力されるＲＧＢ映像信号に対応したＲＧＢそれぞれのＰＷＭ（ｐｕｌｓｅ ｗｉｄｔｈ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）駆動波形を生成する。そして、表示装置駆動部２４はＰＷＭ駆動波形に基づいて表示装置５０を駆動して画像を表示させる。

以上で説明した動作が複数の第２の映像信号処理部２０のそれぞれにおいて行われることにより、複数の表示装置５０の個別画面５１を組み合わせて形成された１つの画面に画像が表示される。個々の表示装置５０の個別画面５１においては、表示装置５０の色度バラつきと入力色空間に対応して色補正が行われた画像が表示される。

本実施の形態１における映像信号処理装置の色補正動作の一例を説明する。図１０は、ある表示装置５０における複数（５個）の単位画素の実際の色度の測定結果を示すＣＩＥ−ｘｙ色度図である。図１１は、赤、緑、青の原色を含むカラーパッチの色データを示す図である。カラーパッチの色データは０から２５５の階調で表現される。

図１０における各点は、図１１に示すカラーパッチを表示した各単位画素の色度の測定結果に対応する。また、図１２は、ｓＲＧＢ色空間において図１１のカラーパッチを表示した色度座標である。ｓＲＧＢ色空間にて表現された画像データを表示する場合は、これが理想的な色度値となる。

図１０に示すように、各単位画素の白色点は、図１２の白色点から大きくずれている。また、各単位画素のＲ、Ｇ、Ｂの原色点も図１２の各原色点からずれている。さらに、他の点に関しても、各単位画素と図１２の間でずれがある。

図１３は、映像信号処理装置に入力される映像信号の色空間がｓＲＧＢである場合の色補正結果を示す。色補正の結果として、白色点およびＲＧＢの各原色点を含む各色度座標において、図１０に示すカラーパッチの色度分布が、図１２に示す色度座標の分布と近似した座標へ補正される。

色補正用カラーマトリクス記憶部２１には、第２の映像信号処理部２０の出力先の表示装置５０の各単位画素の赤、緑、青それぞれの三刺激値（色度）からなるマトリクスの逆マトリクスが予め記憶されている。

そして、例えば第１の単位画素に表示させる映像信号の色補正を行う際には、第１の単位画素の逆マトリクスが色補正用カラーマトリクス記憶部２１から読み出されて、式（４）の逆マトリクスに設定され、第２の色空間変換部２２がマトリクス演算を行う。このようにして、映像信号のタイミングに合わせて、各単位画素の逆マトリクスが順次、第２の色空間変換部２２に読み込まれる。

図１４は、ＡｄｏｂｅＲＧＢ色空間において図１１に示すカラーパッチを表示した色度座標である。図１５は、映像信号処理装置に入力される映像信号の色空間がＡｄｏｂｅＲＧＢである場合の色補正結果を示す。色補正の結果として、白色点およびＲＧＢの各原色点を含む各色度座標において、図１０に示すカラーパッチの色度分布が、図１４に示す色度座標の分布と近似した座標へ補正される。

また、例えば、映像信号に色空間の種類を示す情報が含まれておらず色空間判別部１４が色空間を判別できない場合、又は、表示装置５０の色再現範囲を最大限に生かした高彩度表示を行う場合は、表示装置５０に固有の色空間に対応した色補正を行う。この場合は例えば、任意のガンマ値が第１のガンマ補正部１１に設定される。任意のガンマ値は、例えば市販されている一般的な表示装置のガンマ値である２．２とする。また、以下の式（５）に示すように、表示装置５０の任意の画素（例えば第１の単位画素）の色度値に対応したカラーマトリクス値が式（１）のカラーマトリクスに設定される。

図１６は、第１の単位画素の色度の測定結果を示すＣＩＥ−ｘｙ色度図である。図１６における各点は、図１１に示すカラーパッチに対応する。図１７は、本実施例にて映像信号入力端子ＩＮ１０１より入力される映像信号を第１の単位画素の色度値と２．２のガンマ値にて補正した結果を示す。図１７に示すように、第１の単位画素の色再現特性を基準として全表示面の色度バラつきの補正が可能となる。

なお、第１の単位画素の色度値を式（１）のカラーマトリクスに設定したが、他の任意の単位画素の色度値を式（１）のカラーマトリクスに設定してもよい。また、全ての単位画素の色度値の平均値を設定してもよい。また、原色点近くの色度バラつきについては補正精度を上げるために、全ての単位画素の色度値をプロットしたＣＩＥ−ｘｙ色度座標内の最も内側の各ＲＧＢ原色の色度座標を設定してもよい。

＜効果＞
本実施の形態１における映像信号処理装置は、複数の個別画面を組み合わせて１つの画面を形成する複数の表示装置５０のそれぞれの個別画面５１に表示させる映像の映像信号を出力する映像信号処理装置であって、第１の映像信号処理部１０と、第１の映像信号処理部１０の後段に配置され、複数の表示装置５０のそれぞれに対応して設けられた複数の第２の映像信号処理部２０と、を備え、第１の映像信号処理部１０は、入力された映像信号の色空間を線形色空間に変換して、複数の表示装置５０のそれぞれの個別画面５１に表示される映像領域に対応した複数の個別映像信号を生成し、複数の第２の映像信号処理部２０のそれぞれは、個別映像信号の色空間を出力先の表示装置５０に対応して補正された色空間に変換する。

本実施の形態１では、第１の映像信号処理部１０が入力される映像信号の色空間に対応した色空間の変換を行い、複数の第２の映像信号処理部２０のそれぞれが、各表示装置５０の表示特性に応じた色補正を行う。このように、第１の映像信号処理部１０において全ての表示装置５０に共通する映像信号処理を行い、複数の第２の映像信号処理部２０のそれぞれにおいて各表示装置５０に固有の映像信号処理を行うことにより、簡易な回路構成にて各表示装置５０に対して個別に高精度の色ムラの補正が可能となる。

また、第２の映像信号処理部２０又は表示装置５０を交換する場合には、第１の映像信号処理部１０、他の第２の映像信号処理部２０の設定を変更する必要が無いため、映像信号処理装置の運用を容易に行うことが可能となる。

また、本実施の形態１における映像信号処理装置において、第１の映像信号処理部１０は、入力された映像信号のガンマ特性を線形に補正する少なくとも１つの第１のガンマ補正部１１と、ガンマ特性が線形に補正された映像信号の色空間を変換する少なくとも１つの第１の色空間変換部１２と、色空間が変換された映像信号から、複数の表示装置５０のそれぞれに表示される映像領域に対応した複数の個別映像信号を生成する個別映像信号生成部１３と、を備える。

このように、まず、第１のガンマ補正部１１において、入力された映像信号のガンマ特性を線形に補正することにより、その後の映像信号の処理が容易となる。また、第１の色空間変換部１２において、例えば、複数の第２の映像信号処理部２０に共通の色空間であるＸＹＺ色空間へ映像信号の色空間を変換しておく。これにより、複数の第２の映像信号処理部２０のそれぞれにおいて、入力される映像信号の色空間に対応する処理を行う必要が無くなるため、各第２の映像信号処理部２０の処理を各表示装置５０に固有の処理に特化することが可能である。

また、本実施の形態１における映像信号処理装置において、第２の映像信号処理部２０のそれぞれは、少なくとも１つの色補正用カラーマトリクスを記憶する色補正用カラーマトリクス記憶部２１と、色補正用カラーマトリクスに基づいて個別映像信号の色の色空間を出力先の表示装置５０に対応した色空間に変換する第２の色空間変換部２２と、個別映像信号のガンマ値を出力先の表示装置５０のガンマ値に補正する第２のガンマ補正部２３と、を備える。

従って、故障等により出力先の表示装置５０を交換した場合でも、表示装置５０に対応する第２の映像信号処理部２０において色補正用カラーマトリクス記憶部２１の色補正用カラーマトリクスを書き換えることにより、新しい表示装置５０に対して適切な色補正が可能となる。また、この場合、第１の映像信号処理部１０、他の第２の映像信号処理部２０の設定を変更する必要が無いため、映像信号処理装置の運用を容易に行うことが可能となる。

また、本実施の形態１における映像信号処理装置において、第１の映像信号処理部１０は、入力された映像信号の色空間を判別する色空間判別部１４をさらに備え、第１のガンマ補正部１１および第１の色空間変換部１２は、色空間判別部１４により判別された色空間に基づいてガンマ補正および色空間の変換を行う。

従って、第１の映像信号処理部１０が色空間判別部１４を備えることにより、例えば入力される映像信号の色空間がｓＲＧＢ、ＡｄｏｂｅＲＧＢ等、複数種類で変化する場合であっても、適切にガンマ補正および色空間の変換を行うことが可能となる。

また、本実施の形態１における映像信号処理装置において、第１の色空間変換部１２は、表示装置５０の色再現特性に基づいて映像信号の色空間を変換してもよい。これにより、表示装置５０の色再現範囲を最大限に生かした高彩度表示を行うことが可能となる。

また、本実施の形態１における映像信号処理装置において、少なくとも１つの色補正用カラーマトリクスは、出力先の表示装置５０の色再現特性に基づくカラーマトリクスである。従って、第２の映像信号処理部２０において、出力先の表示装置５０の色再現特性に基づいた色補正が可能となる。

また、本実施の形態１における映像信号処理装置において、少なくとも１つの色補正用カラーマトリクスは、出力先の表示装置５０の個々の単位画素において測定された色度値に基づく複数のカラーマトリクスである。

従って、単位画素ごとに測定された色度値に基づいて、単位画素と１対１に対応した色補正用カラーマトリクスを用意することにより、画素単位で高精度の色補正を行うことが可能となる。

また、本実施の形態１における映像信号処理装置において、第１のガンマ補正部１１は、ルックアップテーブルを参照してガンマ補正を行う。従って、第１のガンマ補正部１１の処理負荷を軽減することが可能である。

また、本実施の形態１における映像信号処理装置において、第２のガンマ補正部２３は、ルックアップテーブルを参照してガンマ補正を行う。従って、第２のガンマ補正部２３の処理負荷を軽減することが可能である。

また、本実施の形態１における映像信号処理装置において、第２の映像信号処理部２０のそれぞれは、表示装置駆動部２４をさらに備え、表示装置駆動部２４は、出力先の表示装置５０に対応した色空間に変換された映像信号に基づいて出力先の表示装置５０を駆動する。従って、第２の映像信号処理部２０が表示装置駆動部２４を備える構成とすることにより、第２の映像信号処理部２０と出力先の表示装置５０とを直接接続することが可能となる。

また、本実施の形態１における映像信号処理装置において、第１の映像信号処理部１０および複数の第２の映像信号処理部２０のそれぞれは、個別に筐体に収納されている。従って、第１の映像信号処理部１０と第２の映像信号処理部２０とを遠隔に配置することが可能である。また、例えば故障、メンテナンス等により第２の映像信号処理部２０の１つを交換するなどの作業が容易となる。

また、本実施の形態１におけるマルチ画面表示装置は、映像信号処理装置と、複数の表示装置５０と、を備える。従って、複数の表示装置５０の個別画面が組み合わせられた１つの画面において色ムラの抑制された映像を表示することが可能である。

＜実施の形態２＞
＜構成＞
図１８は、本実施の形態２における第１の映像信号処理部１０Ａのブロック図である。図１８に示すように、第１の映像信号処理部１０Ａは複数の入力端子ＩＮ１０１，ＩＮ１０２と、映像信号選択部１５をさらに備える。その他の構成は実施の形態１（図３）と同じため、説明を省略する。また、本実施の形態２において、第２の映像信号処理部２０の構成は実施の形態１（図４）と同じため、説明を省略する。

図１８に示すように、映像信号選択部１５は、入力端子ＩＮ１０１，ＩＮ１０２のそれぞれに入力される映像信号の一方を選択して、第１のガンマ補正部１１に入力する。映像信号選択部１５は、例えば、端子１５ａを介して外部制御装置等から送信される信号に基づいて映像信号を選択する。

＜動作＞
図１９は、本実施の形態２における第１の映像信号処理部１０Ａの動作を示すフローチャートである。入力端子ＩＮ１０１にはｓＲＧＢ色空間の映像信号が入力され、入力端子ＩＮ１０２にはＡｄｏｂｅＲＧＢ色空間の映像信号が入力されているとする。

まず、映像信号選択部１５は、外部制御装置等から送信される信号に基づいて入力端子ＩＮ１０１，ＩＮ１０２に入力されている映像信号のうち一方を選択する（ステップＳＴ１）。選択された映像信号は、色空間判別部１４に入力される。色空間判別部１４は、選択された映像信号の色空間を判別する（ステップＳＴ２）。

そして、判別された色空間に対応したガンマ値のＬＵＴとカラーマトリクスが第１のガンマ補正部１１と第１の色空間変換部１２にそれぞれ設定される（ステップＳＴ３）。

例えば、映像信号の色空間がｓＲＧＢと判定された場合、第１のガンマ補正部１１にはｓＲＧＢに対応したガンマ値（例えば２．２）のＬＵＴが設定される。また、第１の色空間変換部１２には、式（２）に示したｓＲＧＢに対応したカラーマトリクスが設定される。

また、例えば、映像信号の色空間がＡｄｏｂｅＲＧＢと判定された場合、第１のガンマ補正部１１にはｓＲＧＢに対応したガンマ値（例えば２．２）のＬＵＴが設定される。また、第１の色空間変換部１２には、式（３）に示したｓＲＧＢに対応したカラーマトリクスが設定される。

そして、第１のガンマ補正部１１および第１の色空間変換部１２で映像信号が処理される（ステップＳＴ４）。さらに、個別映像信号生成部１３の処理を経て、複数の第２の映像信号処理部２０のそれぞれに対して個別映像信号が出力される。

＜効果＞
本実施の形態２における映像信号処理装置において、第１の映像信号処理部１０Ａは、映像信号が入力される複数の入力端子ＩＮ１０１，ＩＮ１０２と、第１のガンマ補正部１１の前段に配置され、複数の入力端子ＩＮ１０１，ＩＮ１０２に入力される映像信号を選択する映像信号選択部１５と、をさらに備える。

本実施の形態２においても、実施の形態１と同様に入力される映像信号の色空間に基づいて第１のガンマ補正部１１および第１の色空間変換部１２の設定が変更される。従って、複数の入力端子ＩＮ１０１，ＩＮ１０２に入力される映像信号のうち１つを選択して表示させる場合においても、入力される映像信号の色空間に応じた色補正が可能となる。

さらに、実施の形態１と同様、故障等により出力先の表示装置５０を交換した場合でも、表示装置５０に対応する第２の映像信号処理部２０において色補正用カラーマトリクス記憶部２１の色補正用カラーマトリクスを書き換えることにより、新しい表示装置５０に対して適切な色補正が可能となる。また、この場合、第１の映像信号処理部１０、他の第２の映像信号処理部２０の設定を変更する必要が無いため、映像信号処理装置の運用を容易に行うことが可能となる。

＜実施の形態３＞
＜構成＞
図２０は、本実施形態３における第１の映像信号処理部１０Ｂのブロック図である。図２０に示すように、第１の映像信号処理部１０Ｂは複数の入力端子ＩＮ１０１，ＩＮ１０２，ＩＮ１０３を備える。本実施形態３において、第１のガンマ補正部は、複数の入力端子ごとに複数設けられる。また、本実施形態３において、第１の色空間変換部は、複数の入力端子ごとに複数設けられる。

つまり、図２０に示すように、入力端子ＩＮ１０１の後段には第１のガンマ補正部１１１と第１の色空間変換部１２１が配置される。また、入力端子ＩＮ１０２の後段には第１のガンマ補正部１１２と第１の色空間変換部１２２が配置される。入力端子ＩＮ１０３の後段には第１のガンマ補正部１１３と第１の色空間変換部１２３が配置される。

さらに、第１の映像信号処理部１０Ｂは映像信号合成部１６をさらに備える。映像信号合成部１６は、第１の色空間変換部１２１，１２２，１２３と個別映像信号生成部１３との間に配置される。映像信号合成部１６は入力される複数の映像信号を合成する。また、本実施の形態３において、色空間判別部１４は、入力端子ＩＮ１０１，ＩＮ１０２，ＩＮ１０３のそれぞれに入力される映像信号の色空間を判別する。

本実施の形態３において、第２の映像信号処理部２０の構成は実施の形態１（図４）と同じため、説明を省略する。

＜動作＞
例えば、入力端子ＩＮ１０１には色空間の種類を示す情報を含まない映像信号が入力されているとする。また、入力端子ＩＮ１０２にはｓＲＧＢ色空間の映像信号が入力され、入力端子ＩＮ１０３にはＡｄｏｂｅＲＧＢ色空間の映像信号が入力されているとする。

色空間判別部１４は、入力端子ＩＮ１０１に入力される映像信号が色空間の種類を示す情報を有さないと判定する。この場合、実施の形態１で述べたように、任意のガンマ値（例えば２．２）のＬＵＴが第１のガンマ補正部１１１に設定される。また、表示装置５０の任意の画素（例えば第１の単位画素）の色度値に対応したカラーマトリクスが第１の色空間変換部１２１に設定される。

色空間判別部１４は、入力端子ＩＮ１０２に入力される映像信号の色空間がｓＲＧＢであると判定する。この場合、第１のガンマ補正部１１２にはｓＲＧＢに対応したガンマ値（例えば２．２）のＬＵＴが設定される。また、第１の色空間変換部１２２にはｓＲＧＢに対応したカラーマトリクスが設定される。

色空間判別部１４は、入力端子ＩＮ１０３に入力される映像信号の色空間がＡｄｏｂｅＲＧＢであると判定する。この場合、第１のガンマ補正部１１３にはＡｄｏｂｅＲＧＢに対応したガンマ値（例えば２．２）のＬＵＴが設定される。また、第１の色空間変換部１２３にはＡｄｏｂｅＲＧＢに対応したカラーマトリクスが設定される。

第１のガンマ補正部１１１，１１２，１１３の動作は、実施の形態１における第１のガンマ補正部１１と同様のため説明を省略する。また、第１の色空間変換部１２１，１２２，１２３の動作は、実施の形態１における第１の色空間変換部１２と同様のため説明を省略する。

図２１は、映像信号合成部１６において合成された映像の模式図である。図２１において、矩形領域（ウィンドウ）３２には入力端子ＩＮ１０２に入力される映像信号が合成される。また、矩形領域（ウィンドウ）３３には入力端子ＩＮ１０３に入力される映像信号が合成される。また、背景領域３１には入力端子ＩＮ１０１に入力される映像信号が合成される。

そして、個別映像信号生成部１３が、複数の表示装置５０のそれぞれに表示される映像領域（図２１において破線で区分される領域）に対応した複数の個別映像信号を生成する。

本実施の形態３では、図２１において背景領域３１は、表示装置５０本来の色空間をほぼ最大限に生かした高彩度で表示される。また、矩形領域３２は、ｓＲＧＢ色域での表示となり、矩形領域３３は、ＡｄｏｂｅＲＧＢ色域での表示となる。図２１において背景領域３１に表示される線図の彩度は視認性の高い高彩度の絵となる。また、矩形領域３２に表示される人物の肌色は自然な色となり、矩形領域３３に表示される花は、本来の花の色に近い色となる。

＜効果＞
本実施の形態３における映像信号処理装置において、第１の映像信号処理部１０Ｂは、映像信号が入力される複数の入力端子ＩＮ１０１，ＩＮ１０２，ＩＮ１０３をさらに備え、少なくとも１つの第１のガンマ補正部１１１，１１２，１１３は、複数の入力端子ＩＮ１０１，ＩＮ１０２，ＩＮ１０３ごとに複数設けられ、少なくとも１つの第１の色空間変換部１２１，１２２，１２３は、複数の入力端子ＩＮ１０１，ＩＮ１０２，ＩＮ１０３ごとに複数設けられる。従って、複数の入力端子ＩＮ１０１，ＩＮ１０２，ＩＮ１０３に入力される映像信号ごとにガンマ特性を線形に補正し、色空間を変換することが可能である。

また、本実施の形態３における映像信号処理装置において、第１の映像信号処理部１０Ｂは、複数の映像信号を合成する映像信号合成部１６をさらに備え、映像信号合成部１６には、色空間が変換された複数の映像信号が入力され、個別映像信号生成部１３は、合成された映像信号から、複数の表示装置５０のそれぞれに表示される映像領域に対応した複数の個別映像信号を生成する。

本実施の形態３では、第１の映像信号処理部１０Ｂにおいて、複数の入力端子ＩＮ１０１，ＩＮ１０２，ＩＮ１０３に入力される映像信号ごとに色空間の変換を行った後に、これらの映像信号を合成する。従って、第２の映像信号処理部２０において、合成された映像信号に対して適切に色補正を行うことが可能となる。

なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。

１０，１０Ａ，１０Ｂ 第１の映像信号処理部、１１，１１１，１１２，１１３ 第１のガンマ補正部、１２，１２１，１２２，１２３ 第１の色空間変換部、１３ 個別映像信号生成部、１４ 色空間判別部、１５ 映像信号選択部、１６ 映像信号合成部、２０ 第２の映像信号処理部、２１ 色補正用カラーマトリクス記憶部、２２ 第２の色空間変換部、２３ 第２のガンマ補正部、２４ 表示装置駆動部、５０ 表示装置、５１ 個別画面。

Claims (15)

1. 複数の個別画面を組み合わせて１つの画面を形成する複数の表示装置のそれぞれの前記個別画面に表示させる映像の映像信号を出力する映像信号処理装置であって、
   第１の映像信号処理部と、
   前記第１の映像信号処理部の後段に配置され、前記複数の表示装置のそれぞれに対応して設けられた複数の第２の映像信号処理部と、
   を備え、
   前記第１の映像信号処理部は、入力された映像信号の色空間を入力された前記映像信号の色空間に従って前記複数の表示装置間に共通の線形色空間に変換して、前記複数の表示装置のそれぞれの前記個別画面に表示される映像領域に対応した複数の個別映像信号を生成し、
   前記複数の第２の映像信号処理部のそれぞれは、前記個別映像信号の前記線形色空間を出力先の前記表示装置に対応して補正された色空間に変換する、
   映像信号処理装置。
2. 前記第１の映像信号処理部は、
   入力された前記映像信号のガンマ特性を線形に補正する少なくとも１つの第１のガンマ補正部と、
   ガンマ特性が線形に補正された前記映像信号の色空間を変換する少なくとも１つの第１の色空間変換部と、
   色空間が変換された前記映像信号から、前記複数の表示装置のそれぞれに表示される映像領域に対応した複数の個別映像信号を生成する個別映像信号生成部と、
   を備える、
   請求項１に記載の映像信号処理装置。
3. 前記第２の映像信号処理部のそれぞれは、
   少なくとも１つの色補正用カラーマトリクスを記憶する色補正用カラーマトリクス記憶部と、
   前記色補正用カラーマトリクスに基づいて前記個別映像信号の前記線形色空間を出力先の前記表示装置に対応した色空間に変換する第２の色空間変換部と、
   前記個別映像信号のガンマ値を出力先の前記表示装置のガンマ値に補正する第２のガンマ補正部と、
   を備える、
   請求項１に記載の映像信号処理装置。
4. 前記第１の映像信号処理部は、
   入力された前記映像信号の色空間を判別する色空間判別部をさらに備え、
   前記第１のガンマ補正部および前記第１の色空間変換部は、前記色空間判別部により判別された色空間に基づいてガンマ補正および色空間の変換を行う、
   請求項２に記載の映像信号処理装置。
5. 前記第１の色空間変換部は、前記表示装置の色再現特性に基づいて前記映像信号の色空間を変換する、
   請求項２又は請求項４に記載の映像信号処理装置。
6. 前記少なくとも１つの色補正用カラーマトリクスは、出力先の前記表示装置の色再現特性に基づくカラーマトリクスである、
   請求項３に記載の映像信号処理装置。
7. 前記少なくとも１つの色補正用カラーマトリクスは、出力先の前記表示装置の個々の単位画素において測定された色度値に基づく複数のカラーマトリクスである、
   請求項６に記載の映像信号処理装置。
8. 前記第１の映像信号処理部は、
   映像信号が入力される複数の入力端子と、
   前記第１のガンマ補正部の前段に配置され、前記複数の入力端子に入力される前記映像信号を選択する映像信号選択部と、
   をさらに備える、
   請求項２、請求項４、請求項５のいずれか一項に記載の映像信号処理装置。
9. 前記第１の映像信号処理部は、映像信号が入力される複数の入力端子をさらに備え、
   前記少なくとも１つの第１のガンマ補正部は、前記複数の入力端子ごとに複数設けられ、
   前記少なくとも１つの第１の色空間変換部は、前記複数の入力端子ごとに複数設けられる、
   請求項２、請求項４、請求項５のいずれか一項に記載の映像信号処理装置。
10. 前記第１の映像信号処理部は、複数の映像信号を合成する映像信号合成部をさらに備え、
    前記映像信号合成部には、色空間が変換された前記複数の映像信号が入力され、
    前記個別映像信号生成部は、合成された前記映像信号から、前記複数の表示装置のそれぞれに表示される映像領域に対応した複数の個別映像信号を生成する、
    請求項９に記載の映像信号処理装置。
11. 前記第１のガンマ補正部は、ルックアップテーブルを参照してガンマ補正を行う、
    請求項２、請求項４、請求項５、請求項８、請求項９、請求項１０のいずれか一項に記載の映像信号処理装置。
12. 前記第２のガンマ補正部は、ルックアップテーブルを参照してガンマ補正を行う、
    請求項３、請求項６、請求項７のいずれか一項に記載の映像信号処理装置。
13. 前記第２の映像信号処理部のそれぞれは、表示装置駆動部をさらに備え、
    前記表示装置駆動部は、出力先の前記表示装置に対応した色空間に変換された前記映像信号に基づいて出力先の前記表示装置を駆動する、
    請求項１から請求項１２のいずれか一項に記載の映像信号処理装置。
14. 前記第１の映像信号処理部および前記複数の第２の映像信号処理部のそれぞれは、個別に筐体に収納されている、
    請求項１から請求項１３のいずれか一項に記載の映像信号処理装置。
15. 請求項１から請求項１４のいずれか一項に記載の映像信号処理装置と、
    前記複数の表示装置と、
    を備える、
    マルチ画面表示装置。

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