KR20040005972A - 화상 표시 장치, 화상 처리 방법 및 기록 매체 - Google Patents

화상 표시 장치, 화상 처리 방법 및 기록 매체 Download PDF

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Abstract

메모리 용량을 절약하면서 적절한 색재현이 가능한 화상 표시 장치, 화상 처리 방법 및 프로그램을 제공하는 것을 과제로 한다. 본 발명에 의한 입력되는 화상 데이터에 대해 소망의 화상 처리를 행하여 화상을 표시하는 화상 표시 장치에 따르면, 제 1 색 보정부(110)에 의해, 상기 화상 표시 장치의 특성값에 근거해서, 상기 화상 표시 장치의 색 특성을 기준 색 특성에 적합하게 하기 위한 3차원 색 보정 테이블을 참조하여, 상기 입력되는 화상 데이터에 대하여 소망의 색 보정이 실시된다. 그리고, 제 2 색 보정 수단(120)에 의해, 사용 환경에 따른 계조 보정을 행하기 위한 1차원 색 보정 테이블을 참조하여, 상기 입력되는 화상 데이터에 대해 소망의 색 보정이 실시된다.

Description

화상 표시 장치, 화상 처리 방법, 프로그램 및 기록 매체{IMAGE DISPLAY APPARATUS, IMAGE PROCESSING METHOD, PROGRAM, AND RECORDING MEDIUM}
프로젝터 등의 화상 표시 장치의 경우, 장치의 종류에 따라 색 재현 영역이 다르므로, 표시 화상의 색이 변화하는 경우가 있다. 이를 방지하기 위해, 화상 처리 장치의 색 특성을 일반적인 CRT 모니터의 색 특성에 맞추는 컬러 매칭이라 불리는 처리를 행하는 것이 일반적이다.
또한, 프로젝터 등의 화상 표시 장치를 사용하는 경우, 외부 환경이 변화하여도 제작자가 의도한 화상을 재현할 수 있는 것인가가 중요하다. 특히, 외부 환경의 변화로서, 외부 조명의 밝기 혹은 색, 또는 투영면의 색이 변화하는 경우를 고려하지 않으면 적절한 색을 재현하는 것은 곤란하다.
이들의 컬러 매칭 및 외부 환경에 대한 보정에는, 일반적으로 색 보정 테이블이 이용된다.
그러나, 프로젝터 등의 화상 표시 장치의 경우, 메모리 용량의 제약 때문에, 색 보정 테이블의 데이터를 많이 보유하는 것은 곤란하다.
즉, 프로젝터의 경우, 1대 1대의 개체차가 크기 때문에, 각 기체(機體)마다 적합한 색 보정 테이블을 저장해야 한다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해서 이루어진 것으로, 메모리 용량을 절약하면서 적절한 색 재현이 가능한 화상 표시 장치, 화상 처리 방법, 프로그램 및 기록 매체를 제공하는 것을 과제로 한다.
본 발명은 출력 화상에 대하여 소망의 색 보정을 실시하는 화상 표시 장치, 화상 처리 방법, 프로그램 및 기록 매체에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 프로젝터 내의 화상 처리부의 기능 블럭도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 프로젝터 내의 제 1 색 보정부(110) 및 제 2 색 보정부(120)의 동작을 설명하기 위한 흐름도,
도 3은 제 1 색 보정 테이블 생성부(112)에 의한 색 보정 테이블 생성 처리를 설명하기 위한 흐름도,
도 4는 LUT 데이터 저장부(114)에 저장되어 있는 LUT 데이터의 생성 처리를 설명하기 위한 흐름도,
도 5는 LUT 데이터의 생성 처리를 설명하기 위한 도면,
도 6은 CRT의 색과 프로젝터의 색과의 대응을 설명하기 위한 도면,
도 7은 도 3의 S10에서의 조명의 색에 대한 보정량의 계산 처리에 대해 설명하기 위한 흐름도,
도 8은 도 3의 S12에서의 스크린의 색에 대한 보정량의 계산 처리에 대해 설명하기 위한 흐름도,
도 9는 도 3의 S14에서의 3D-LUT의 값의 변환 처리에 대해 설명하기 위한 흐름도,
도 10는 본 발명의 일 실시예에 따른 제 2 색 보정 테이블 생성부(150)에 의한 색 보정 테이블의 생성·오버라이트 처리를 설명하기 위한 흐름도,
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 제 2 색 보정 테이블 생성부(150)에 의한 보정 커브의 계산 처리를 설명하기 위한 흐름도,
도 12는 각 환경 하에서의 γ커브를 나타내는 그래프,
도 13은 각 환경 하에서의 정규화된 γ 커브를 나타내는 그래프,
도 14는 각 환경 하에서의 정규화된 γ 커브를 기준점 Do에서 합친 상태를 나타내는 그래프,
도 15는 보정 후의 출력 특성에 대한 보정 처리를 설명하기 위한 그래프,
도 16은 보정 커브의 보정량의 조정을 설명하기 위한 그래프,
도 17은 Dout과 Din의 관계를 나타내는 그래프,
도 18은 보정 커브의 라운딩 처리를 설명하기 위한 도면,
도 19는 Do를 변화시킨 경우의 보정 커브의 일례를 나타내는 그래프 (1),
도 20은 Do를 변화시킨 경우의 보정 커브의 일례를 나타내는 그래프 (2),
도 21은 제 3 색 보정부(130)에 의한 색 보정 처리를 설명하기 위한 도면,
도 22는 본 발명의 일 실시예에 따른 프로젝터의 색 보정 테이블 생성 처리(도 2의 단계 203에서의 처리)를 설명하기 위한 흐름도이다.
상기 과제에 감안하여, 청구항 1에 기재된 발명은, 입력되는 화상 데이터에 대해 소망의 화상 처리를 행하여 화상을 표시하는 화상 표시 장치로서, 당해 화상 표시 장치의 특성값에 근거해서, 상기 화상 표시 장치의 색 특성을 기준색 특성에 적합하게 하기 위한 3차원 색 보정 테이블을 참조하여, 상기 입력되는 화상 데이터에 대해 소망의 색 보정을 실시하는 제 1 색 보정 수단과, 사용 환경에 따른 계조 보정을 실행하기 위한 1차원 색 보정 테이블을 참조하여, 상기 입력되는 화상 데이터에 대해 소망의 색 보정을 실시하는 제 2 색 보정 수단을 구비하여 구성된다.
이상과 같이 구성된, 입력되는 화상 데이터에 대해 소망의 화상 처리를 행하여 화상을 표시하는 화상 표시 장치에 따르면, 제 1 색 보정 수단에 의해, 상기 화상 표시 장치의 특성값에 근거해서, 상기 화상 표시 장치의 색 특성을 기준색 특성에 적합하게 하기 위한 3차원 색 보정 테이블을 참조하여, 상기 입력되는 화상 데이터에 대하여 소망의 색 보정이 실시된다. 그리고, 제 2 색 보정 수단에 의해, 사용 환경에 따른 계조 보정을 실행하기 위한 1차원 색 보정 테이블을 참조하여, 상기 입력되는 화상 데이터에 대해 소망의 색 보정이 실시된다.
청구항 2에 기재된 발명은, 청구항 1에 기재된 화상 표시 장치로서, 상기 제 1 색 보정 수단이 사용 환경에 따른 색조 보정을 행하도록, 상기 3차원 색 보정 테이블을 오버라이트하기 위한 제 1 오버라이트 수단을 구비하여 구성된다.
청구항 3에 기재된 발명은, 청구항 1 또는 2에 기재된 화상 표시 장치로서, 상기 제 1 색 보정 수단이, 상기 특성값에 근거해서, 상기 3차원 색 보정 테이블의 격자점 데이터를 오버라이트하기 위한 제 2 오버라이트 수단을 구비하여 구성된다.
청구항 4에 기재된 발명은, 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 기재된 화상 표시 장치로서, 상기 제 2 색 보정 수단에서의 1차원 색 보정 테이블이 외부 조명의 밝기 변화에 대한 보정을 실행하기 위한 것이도록 구성된다.
청구항 5에 기재된 발명은, 청구항 2 내지 4 중 어느 한 항에 기재된 화상 표시 장치로서, 상기 제 1 색 보정 수단에서의 3차원 색 보정 테이블이 투영면의 색 변화에 대한 보정을 실행하기 위한 것이도록 구성된다.
청구항 6에 기재된 발명은, 청구항 2 내지 5 중 어느 한 항에 기재된 화상 표시 장치로서, 상기 제 1 색 보정 수단에서의 3차원 색 보정 테이블이 외부 조명의 색 변화에 대한 보정을 실행하기 위한 것이도록 구성된다.
청구항 7에 기재된 발명은, 청구항 1 내지 6 중 어느 한 항에 기재된 화상 표시 장치로서, 상기 특성값을 입력하기 위한 수단을 더 구비하여 구성된다.
청구항 8에 기재된 발명은, 상기 화상 표시 장치가 프로젝터인, 청구항 1 내지 7 중 어느 한 항에 기재된 화상 표시 장치이다.
청구항 9에 기재된 발명은, 청구항 2 내지 8 중 어느 한 항에 기재된 화상 표시 장치로서, 상기 특성값이 특성 기준값일 때에, 상기 제 2 오버라이트 수단에 의한 격자점 데이터의 오버라이트를 행하지 않도록 구성된다.
청구항 10에 기재된 발명은, 청구항 2 내지 8 중 어느 한 항에 기재된 화상 표시 장치로서, 상기 제 1 오버라이트 수단에 의해 오버라이트된 상기 3차원 색 보정 테이블을 참조하여 소망의 화상 처리를 실시했을 때, 상기 입력되는 화상 데이터가 색 영역 외로 변환되는 경우, 각 색 요소의 변화량의 비율을 유지한 채로 보정량을 감소시킴으로써, 상기 입력되는 화상 데이터가 색 영역 내로 변환되도록 구성된다.
청구항 11에 기재된 발명은, 화상 표시 장치에 입력되는 화상 데이터에 대한 화상 처리 방법으로서, 상기 화상 표시 장치의 특성값에 근거해서, 상기 화상 표시 장치의 색 특성을 기준색 특성에 적합하게 하기 위한 3차원 색 보정 테이블을 참조하여, 상기 입력되는 화상 데이터에 대해 소망의 색 보정을 실시하는 제 1 색 보정 공정과, 사용 환경에 따른 계조 보정을 실행하기 위한 1차원 색 보정 테이블을 참조하여, 상기 입력되는 화상 데이터에 대하여 소망의 색 보정을 실시하는 제 2 색 보정 공정을 구비하여 구성된다.
청구항 12에 기재된 발명은, 화상 표시 장치에 입력되는 화상 데이터에 대한 화상 처리를 컴퓨터로 실행시키기 위한 프로그램으로서, 상기 화상 표시 장치의 특성값에 근거해서, 상기 화상 표시 장치의 색 특성을 기준색 특성에 적합하게 하기 위한 3차원 색 보정 테이블을 참조하여, 상기 입력되는 화상 데이터에 대해 소망의 색 보정을 실시하는 제 1 색 보정 처리와, 사용 환경에 따른 계조 보정을 실행하기 위한 1차원 색 보정 테이블을 참조하여, 상기 입력되는 화상 데이터에 대하여 소망의 색 보정을 실시하는 제 2 색 보정 처리를 컴퓨터로 실행시키기 위한 프로그램이다.
청구항 13에 기재된 발명은 청구항 12에 기재된 프로그램을 기록한 컴퓨터에 의해서 판독 가능한 기록 매체이다.
이하, 도면을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명한다.
(실시예 1)
시스템 구성
도 1에 본 발명의 화상 표시 장치의 실시예 1에 따른 프로젝터 내의 화상 처리부(100)의 기능 블럭도를 나타낸다. 본 발명의 화상 표시 장치로는, 프로젝터 외에, CRT, 액정 모니터 등도 포함된다.
본 발명의 실시예 1에 따른 프로젝터 내의 화상 처리부(100)는 제 1 색 보정 테이블 생성부(112)에 의해 생성된 색 보정 테이블 LUT에 근거해서 컬러 매칭 및 사용 환경에 따른 색조 보정을 행하는 제 1 색 보정부(110)와, 제 2 색 보정 테이블 생성부(150)에 의해 생성된 색 보정 테이블에 근거해서 사용 환경에 따른 계조 보정을 행하는 제 2 색 보정부(120)와, 액정 광 밸브의 출력 특성을 조정하기 위한 제 3 색 보정부(130)와, 액정 광 밸브를 구동하여 화상의 투영 표시를 하기 위한 L/V(광 밸브) 구동부(140)를 구비하여 구성된다.
또한, 상기 화상 처리부(100)는 프로젝터의 γ 값을 입력하기 위한 γ 값 입력부(116)와, 컬러 매칭 및 사용 환경에 따른 색조 보정용 3차원 색 보정 테이블 3D-LUT를 생성하기 위한 색 보정 테이블 내의 데이터(변환값, LUT 데이터) 및 격자점 데이터를 대응지워 저장하고 있는 LUT 데이터 저장부(114)와, 기준 환경 하에서의 프로젝터의 출력 특성 정보를 저장하기 위한 장치 특성 보존 메모리(160)와, 프로젝터의 출력광 및 외부 조명의 스크린에 의한 반사광의 휘도를 측정하기 위한 광 센서(170)와, γ 값 입력부(116)에 의해 입력된 γ 값과 LUT 데이터 저장부(114)에 저장된 데이터와 광 센서(170)의 측색값(測色値)과 장치 특성 보존용 메모리에 저장되어 있는 정보에 근거해서 컬러 매칭 및 사용 환경에 따른 색조 보정용 3차원 색 보정 테이블을 생성하기 위한 제 1 색 보정 테이블 생성부(112)를 구비하고 있다.
또한, 화상 처리부(100)는 광 센서(170)의 측색값과 장치 특성 보존용 메모리에 저장되어 있는 정보에 근거해서 사용 환경에 따른 계조를 보정하기 위한 1차원 색 보정 테이블 1D-LUT를 생성하는 제 2 색 보정 테이블 생성부(150)를 구비하여 구성된다.
본 발명의 실시예 1에 따른 프로젝터로는, 우선, 제 1 색 보정 테이블 생성부(112)에 의해 생성되는 색 보정 테이블을 참조하여, 퍼스널 컴퓨터 등으로부터 공급되는 화상 입력 신호에 대하여, 제 1 색 보정부(110)에 의해 컬러 매칭 및 사용 환경에 따른 색조 보정이 실시된다. 그리고, 당해 컬러 매칭 및 사용 환경에 따른 색조 보정이 실시된 화상 신호는 제 2 색 보정 테이블 생성부(150)에 의해 생성되는 색 보정 테이블을 참조하여, 제 2 색 보정부(120)에 의해 사용 환경에 따른계조 보정이 이루어진다. 색 보정된 화상 신호는 제 3 색 보정부(130)에 의해, 액정 광 밸브의 출력 특성을 고려한 조정이 이루어진다. L/V 구동부(140)는 당해 조정된 아날로그 신호에 근거해서, 액정 광 밸브를 구동하여 화상의 투영 표시를 행한다.
(화상 처리부(100)의 동작)
이하에 설명하는 색 보정 테이블의 생성 처리, 화상 처리 등의 화상 처리부(100)에 의한 처리는 프로젝터의 프로그램 저장부(도시하지 않음)에 기록된 화상 처리 프로그램을 실행함으로써 행해진다. 상기 프로그램 저장부는 화상 처리 프로그램을 기록한 매체를 구성한다. 또한, 당해 화상 처리 프로그램 자체도, 본원 발명의 범위 내에 포함된다.
(1) 제 1 색 보정부(110)에서의 색 보정
도 2를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 프로젝터 내의 제 1 색 보정부(110)의 동작을 설명한다.
우선, 본 발명에 따른 프로젝터를 사용하기 전에, 미리 색 보정 테이블을 생성하여, LUT 데이터 저장부(114)에 보존해 둔다(단계 203). 당해 색 보정 테이블의 생성 처리에 대해서는, 이하에서 도 22를 참조하여 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 프로젝터의 사용이 개시되면, 제 1 색 보정 테이블 생성부(112)에 의해 색 보정 테이블의 생성·오버라이트 처리가 행해진다(단계204). 당해 색 보정 테이블의 생성·오버라이트 처리에 대해서는, 이하에 도 3을 참조하여 상세히 설명한다.
그리고, 색 보정 테이블의 생성·오버라이트 처리 후, 오버라이트된 색 보정 테이블을 참조하여 제 1 색 보정부(110)에 의해 색 보정된 화상 신호에 근거해서, 화상 표시가 행해진다(단계 206). 여기서, 화상의 표시를 종료하지 않고 (단계 208, 아니오), 전회의 색 보정 테이블의 생성·오버라이트 처리 종료 시로부터 일정 시간 경과하지 않는 경우(단계 210, 아니오), 단계 206의 화상의 표시 상태가 계속된다. 한편, 화상의 표시를 종료하지 않고(단계 208, 아니오), 전회의 색 보정 테이블의 생성·오버라이트 처리 종료 시로부터 일정 시간 경과한 경우(단계 210, 예), 시간의 경과와 함께 사용 환경에 따른 색조 보정을 하기 위해 두 번째 색 보정 테이블의 생성·오버라이트 처리를 행하여(단계 204), 화상을 표시한다(단계 206). 본 발명에 따르면, 일정 시간마다 사용 환경에 따른 색조 보정을 행하기 위한 색 보정 테이블을 오버라이트하므로, 외부 조명의 색 또는 투영면의 색이 변하여도 적절한 색 재현이 가능해진다.
그리고, 프로젝터의 전원을 오프하는 등하여 화상 표시를 종료하는 경우(단계 208, 예)에는 처리를 종료한다.
(1-0) 색 보정 테이블의 생성 처리
다음에, 도 22를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 프로젝터의 색 보정 테이블 생성 처리(도 2의 단계 203에서의 처리)에 대해 설명한다.
(1-0-1) 기준 환경 하에서의 프로젝터의 출력 특성의 측정
당해 제 1 색 보정 테이블 생성부(112)에 의한 색 보정 테이블의 오버라이트 처리를 하기 전에, 미리 기준 환경 하에서의 프로젝터의 RGBK의 3자극값을 측정한다. 여기서, 기준 환경이란, 암실 내에서 프로젝터로부터의 출력광을 기준 스크린에 투영하는 경우를 말한다. 그리고,
측정색이 (R, G, B)=(255, 0, 0)일 때의 측정값을 XR0, YR0, ZR0으로 하고,
측정색이 (R, G, B)=(0, 255, 0)일 때의 측정값을 XG0, YG0, ZG0으로 하고,
측정색이 (R, G, B)=(0, 0, 255)일 때의 측정값을 XB0, YB0, ZB0으로 하며,
측정색이 (R, G, B)=(0, 0, 0)일 때의 측정값을 XK0, YK0, ZK0으로 한다.
이들 측정값에 근거해서, 기준 환경 하에서의 프로젝터의 출력 특성 매트릭스 M0를 구하고, 장치 특성 보존용 메모리(160)에 보존해 둔다. 기준 환경 하에서의 프로젝터의 출력 특성 매트릭스 M0는 이하의 수학식에 의해서 주어진다.
(1-0-2) 기준 환경하에서의 컬러 매칭용 3D-LUT를 작성
프로젝터의 출력 특성을 소정의 색 공간에 매칭하기 위한 3D-LUT을 작성하여LUT 데이터 저장부(114)에 미리 보존해 둔다. 당해 3D-LUT의 작성 방법은 임의이며, 매칭이 필요없으면 무(無) 변환의 3D-LUT라도 좋다. 컬러 매칭용 3D-LUT의 출력값을,
으로 표기한다. 여기서, Rin, Gin, Bin은 입력값이다.
(LUT 데이터 생성 처리의 일례)
다음에, 도 4를 참조하여, LUT 데이터 저장부(114)에 저장되는 LUT 데이터 생성 처리의 일례를 설명한다. 당해 실시예에서는, 프로젝터의 색 특성을 CRT의 색 특성(기준색 특성)에 적합하게 하는 경우에 대하여 설명한다.
우선, CRT에서의 입력값 (RcGcBc)와 출력색의 색 좌표(XcYcZc, Lc *ac *bc *등)과의 대응 관계를 구한다(S20). 대표적인 색에 대한 대응 관계는, 실제로 색을 CRT로부터 출력시켜, 출력된 광을 측정함으로써 구하고, 나머지 색에 대한 대응 관계는 보간 계산 등으로 구한다. 그리고, 프로젝터에서의 입력값 (RpGpBp)와 출력 색의 색 좌표(XpYpZp, Lp *ap *bp *등)의 대응 관계를 구한다(S22). 마찬가지로, 대표적인 색에 대한 대응 관계는, 실제로 색을 프로젝터로부터 출력시켜, 출력된 광을 측정함으로써 구하고, 나머지 색에 대한 대응 관계는 보간 계산 등으로 구한다.
다음에, CRT의 출력색 (Lc *ac *bc *)에 대한 액정 프로젝터의 출력색 (Lp *ap *bp *)을 정한다(S24). 통상은 같은 색끼리(Lc *=Lp *, ac *=ap *, bc *=bp *)를 대응지을 수 있다. 그러나, CRT의 출력색 (Lc *ac *bc *)이 프로젝터로부터 출력할 수 없는 색일 경우에는, 도 6에 도시하는 바와 같이, 프로젝터로 출력할 수 있는 색 중 비교적 그 색에 가까운 색(예컨대, 색상이 같고 색좌표 상의 거리가 가장 짧은 색)을 대응시킬 수 있다.
그리고, 도 5에 도시하는 바와 같이, S20 내지 S26으로부터 구해진 대응 관계에 근거해서, 각 RcGcBc값에 대한 RpGpBp의 값을 구하여, LUT 데이터를 생성한다(S28).
당해 실시예에서는, 이상과 같이 하여 생성된 LUT 데이터 및 격자점 데이터가 LUT 데이터 저장부(114)에 미리 저장되어 있는 것으로 한다.
(1-1) 제 1 색 보정 테이블 생성부(112)에 의한 색 보정 테이블의 생성·오버라이트 처리
다음에, 도 3을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 프로젝터 내의 제 1 색 보정 테이블 생성부(112)에 의한 색 보정 테이블의 생성·오버라이트 처리(도 2의 단계 204에서의 처리)에 대하여 설명한다.
(1-1-1) 사용 환경 하에서의 프로젝터의 출력 특성 측정
우선, 제 1 색 보정 테이블 생성부(112)에 의한 색 보정 테이블의 생성·오버라이트 처리에서는, 사용 환경 하에서의 프로젝터의 RGBK의 3자극값을 측정한다.
그리고,
측정색이 (R, G, B)=(255, 0, 0)일 때의 측정값을 XR, YR, ZR로 하고,
측정색이 (R, G, B)=(0, 255, 0)일 때의 측정값을 XG, YG, ZG로 하고,
측정색이 (R, G, B)=(0, 0, 255)일 때의 측정값을 XB, YB, ZB로 하며,
측정색이 (R, G, B)=(0, 0, 0)일 때의 측정값을 XK, YK, ZK로 한다.
이들 측정값에 근거해서, 사용 환경 하에서의 프로젝터의 출력 특성 매트릭스 M을 구하여, 장치 특성 보존용 메모리(160)에 보존해 놓는다. 사용 환경 하에서의 프로젝터의 출력 특성 매트릭스 M은 이하의 수학식에 의해서 인가된다.
(1-1-2)
사용 환경 하에서의 프로젝터의 출력 특성 측정 후, 도 3에 나타내는 바와 같이, 제 1 색 보정 테이블 생성부(112)에 의한 색 보정 테이블의 생성·오버라이트 처리에서는, 우선, 조명의 색에 대한 보정량의 계산(S 10) 및 스크린(투영면)의 색에 대한 보정량의 계산(S12)이 행해진다. 그리고, 이들의 계산 결과에 근거해서 3차원 색 보정 테이블의 값의 변환이 행해진다(S14). S10∼S14의 각 처리에 대해서는 후에 상술한다.
(1-1-2-1) 조명의 색에 대한 보정량의 계산(S10)
다음에, 도 7을 참조하여, 도 3의 S10에서의 조명의 색에 대한 보정량의 계산 처리에 대해 설명한다. 여기서는, 조명의 색에 따른 프로젝터의 출력색 특성의 변화를, 프로젝터의 RGB 각 색의 오프셋을 보정함으로써 보정한다. 구체적으로는, 조명의 색과 프로젝터의 백색과의 차이를 구하여, 그 차분만큼 오프셋량을 조정한다.
도 7에 도시하는 바와 같이, 도 3의 S10에서의 조명색에 대한 보정량의 계산 처리에서는, 우선, 조명색을 프로젝터의 RGB로 나타낸다(S30). 조명색(사용 환경 하에서의 프로젝터의 흑색을 측정했을 때의 값에 상당함)을 프로젝터의 RGB의 혼색으로 표현하면, 이하의 수학식과 같게 된다.
다음에, 도 3의 S10에서의 조명색에 대한 보정량의 계산 처리에서는, 3D-LUT의 백색점의 RGB값을 판독하고, 백색점에서의 RGB값의 휘도비를 구한다(S32). 백색점에서의 RGB값 rW0, gW0, bW0는 이하와 같이 된다.
여기서, γ는 프로젝터의 출력 계조 특성을 나타내는 값이며, γ값 입력부(116)로부터 입력된다.
이상으로부터, 도 3의 S10에서의 조명색에 대한 보정량의 계산 처리에서는, 오프셋 보정량 r0, g0, b0를 구한다(S34).
이하의 수학식으로 도시하는 바와 같이, rK, gK, bK와 rW0, gW0, bW0의 차분을 구하여, 당해 차분을 오프셋 보정량으로 한다.
여기서, α0은 보정의 정도를 조정하기 위한 파라미터로, 0.0∼0.5 정도의 값이 바람직하다.
이상에서 S10에서의 처리를 종료한다.
(1-1-2-2) 스크린의 색에 대한 보정량의 계산(S12)
다음에, 도 8을 참조하여, 도 3의 S12에서의 스크린의 색에 대한 보정량의계산 처리에 대해 설명한다. 여기서는, 스크린의 색에 의한 프로젝터의 출력색 특성의 변화를, 프로젝터의 RGB 각 색의 이득을 보정함으로써 보정한다. 구체적으로는, 기준 환경 하에서의 프로젝터의 백색을 사용 환경 하의 RGB로 표현하기 위한 이득을 구한다.
도 8에 도시하는 바와 같이, 도 3의 S12에서의 스크린의 색에 대한 보정량의 계산 처리에서는, 우선, 기준 환경 하에서의 프로젝터의 백색 (rW, gW, bW)를 사용 환경 하에서의 프로젝터의 RGB의 휘도비로 나타낸다(S40). 즉, 기준 환경 하에서의 프로젝터의 백색과 같은 색을 사용 환경 하에서 재현하는 경우의 RGB의 휘도비를 구하면 이하와 같이 된다.
다음에, 도 3의 S12에 있어서의 스크린의 색에 대한 보정량의 계산 처리에서는, 이득 보정량 rG, gG, bG을 구한다(S42). rW, gW, bW와, rW0, gW0, bW0으로부터, 이득 보정량을 구하면 이하와 같이 된다.
식 중 αG는 보정의 정도를 조정하기 위한 파라미터로, 0.5∼1.0 정도가 바람직하다.
이상으로, S12에서의 처리를 종료한다.
(1-1-2-3) 3차원 색 보정 테이블 3D·LUT의 값의 변환(S14)
다음에, 도 9를 참조하여, 도 3의 S14에서의 3D-LUT 값의 변환 처리에 대해 설명한다. 여기서는, LUT 데이터 저장부(114)에 저장하고 있는 3D-LUT의 각 격자점의 출력값에 대해, 환경 변화만큼의 보정을 행하여 새로운 보정 테이블을 생성한다.
도 9에 도시하는 바와 같이, 도 3의 S14에서의 3D-LUT 값의 변환 처리에서는, 우선, LUT 데이터 저장부(114)에 저장하고 있는 3D-LUT의 각 격자점의 출력값을 판독하여, 휘도값으로 변환한다(S50). 변환된 휘도값 rgb를 이하에 나타낸다.
다음에, 도 3의 S14에서의 3D-LUT 값의 변환 처리에서는, 환경 보정을 가한다(S52). S10 및 S12에서 구한 보정량을 이용하여, 3D-LUT의 값의 이득과 오프셋을 보정한다. 보정 후의 값 r', g', b'는 이하와 같다.
다음에, 도 3의 S14에서의 3D-LUT 값의 변환 처리에서는, 색 영역 이외의 색을 처리한다(S54).
S52에서 구한 보정 후의 값 r', g', b'는 색 영역 외의 색(예컨대, r'<O 또는 r'>1)으로 되는 경우가 있다. 보정 후의 값이 색 영역 이외의 색으로 되는 경우에는, 색 영역 밖으로 나가지 않도록 보정량을 조정한다. 당해 보정량의 조정은 RGB에 대해서 서로 상관을 갖게 하여 행한다. 구체적으로는, 이하의 계산식을 이용하여 색 영역 이외의 색 처리를 행한다.
또한, 도 3의 S14에서의 3D-LUT 값의 변환 처리에서는, 환경 보정 후의 3D-LUT의 출력값을 구한다(S56). 환경 변화만큼의 보정을 행한 최종적인 3D-LUT의 출력값 R'(Rin, Gin, Bin), G'(Rin, Gin, Bin), B'(Rin, Gin, Bin)는 이하와 같이 된다.
이상에서, S14에서의 처리를 종료하고, 도 2의 단계 206에서의 처리로 돌아간다.
(2) 제 2 색 보정부(120)에서의 색 보정(사용 환경에 따른 계조 보정)
다음에, 본 발명의 일 실시예에 따른 프로젝터 내의 제 2 색 보정부(120)의 동작은 도 2를 참조하여 설명한 제 1 색 보정부(110)의 동작과 마찬가지이다. 따라서, 도 2를 참조하여, 제 2 색 보정부(120)의 동작을 설명한다.
우선, 본 발명에 따른 프로젝터의 사용이 개시되면, 제 2 색 보정 테이블 생성부(150)에 의해 색 보정 테이블의 생성·오버라이트 처리가 행해진다(단계 204). 당해 색 보정 테이블의 생성·오버라이트 처리에 대해서는, 이하에서 도 10를 참조하여 상세히 설명한다. 또, 제 1 색 보정 테이블 생성부(112)에 의한 색 보정 테이블의 생성·오버라이트 처리와, 제 2 색 보정 테이블 생성부(150)에 의한 색 보정 테이블의 생성·오버라이트 처리를 동기시켜 행할 수도 있지만, 각각 개별적으로 행할 수도 있다.
그리고, 색 보정 테이블의 생성·오버라이트 처리 후, 오버라이트된 색 보정 테이블을 참조하여 제 2 색 보정부(120)에 의해 색 보정된 화상 신호에 근거해서, 화상의 표시가 행해진다(단계 206). 여기서, 화상의 표시를 종료하지 않고(단계 208, 아니오), 전회의 색 보정 테이블의 생성·오버라이트 처리 종료 시로부터 일정 시간 경과하지 않는 경우(단계 210, 아니오), 단계 206의 화상 표시 상태가 계속된다. 한편, 화상의 표시를 종료하지 않고(단계 208, 아니오), 전회의 색 보정 테이블의 생성·오버라이트 처리 종료 시로부터 일정 시간 경과한 경우(단계 210, 예), 시간의 경과와 함께 사용 환경에 따른 계조 보정을 하기 위해 재차 색 보정 테이블의 생성·오버라이트 처리를 행하여(단계 204), 화상을 표시한다(단계 206).본 발명에 따르면, 일정 시간마다 사용 환경에 따른 계조 보정을 하기 위한 색 보정 테이블을 오버라이트하므로, 외부 조명의 밝기가 변화하여도 적절한 색 재현이 가능해진다.
그리고, 프로젝터의 전원을 오프하는 등하여 화상의 표시를 종료하는 경우(단계 208, 예)에는 처리를 종료한다.
(2-1) 제 2 색 보정 테이블 생성부(150)에 의한 색 보정 테이블의 생성·오버라이트 처리
다음에, 도 10를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 프로젝터 내의 제 2 색 보정 테이블 생성부(150)에 의한 색 보정 테이블의 생성·오버라이트 처리(도 2의 단계 204에서의 처리)에 대하여 설명한다.
색 보정 테이블의 생성·오버라이트 처리에서는, 미리, 암실 내에서 프로젝터(화상 표시 장치)(20)에 백색 (R=G=B=255계조)를 출력시켜, 그 스크린(10)으로부터의 반사광의 휘도를 광 센서(170) 등으로 측정하여, 장치 특성 보존용 메모리(160)에 저장해 둔다.
그리고, 프로젝터로부터의 출력이 없는 상태에서, 외부 조명의 스크린으로부터의 반사광의 휘도를 측정한다(단계 222).
다음에, 보정 커브의 계산 처리가 행해진다(단계 226). 당해 보정 커브의 계산 처리에 대해서는, 이하에 도 11을 참조하여 상세히 설명한다. 그리고, 계산된 보정 커브에 근거해서, 새로운 일차원 색 보정 테이블이 생성된다. 그리고, 색보정부(120)에서 참조되는 일차원 색 보정 테이블이 새롭게 생성된 일차원 색 보정 테이블에 의해 오버라이트된다(단계 228).
(보정 커브의 계산 처리)
다음에, 도 11을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 프로젝터 내의 색 보정 테이블 생성부(150)에 의한 보정 커브의 계산 처리(도 10의 단계 226에서의 처리)에 대하여 설명한다. 장치 특성 보존용 메모리(160)에 저장되어 있는 프로젝터의 백 출력의 스크린에 의한 반사광의 휘도와, 도 10의 222로 구한 측정값에 근거해서 이하와 같이 보정 커브를 구한다.
보정 커브의 계산 처리에서는, 우선, 각 환경 하에서 γ 커브를 정규화한다(단계 230). W(백), R(적), G(녹), B(청) 중 어느 하나의 보정 커브도 동일한 커브로 되므로, 당해 실시예에서는 일례로서 W에 관한 보정 커브를 계산한다. 각 환경 하(암실의 경우 및 외부 조명이 존재하는 경우)에서의 γ 커브를 이하와 같이 가정한다. 여기서, γ는 대상으로 되는 프로젝터의 계조 특성이다. 감마는 대상으로 되는 프로젝터의 계조 특성을 실제로 측정하여 구하고, 그 평균적인 값을 이용하는 것이 적당하다. 당해 실시예에서는, 일례로서, γ=2.2로 한다.
암실의 경우 :
외부 조명이 존재하는 경우 :
각 환경 하에서의 γ 커브를 도 12에 나타낸다.
여기서, F가 스크린으로부터의 반사광의 합계 휘도, Din이 RGB의 디지털 입력값(0∼255 계조)을 0∼1로 정규화한 것, Yw가 프로젝터의 백색의 휘도, Yi가 조명의 휘도이다. 그리고, 이들 식 (1) 및 식 (2)를, 각 환경 하에서 프로젝터가 백을 출력했을 때의 휘도(암실의 경우: Yw, 외부 조명 외에 존재하는 경우: Yw+ Yi)에서 눈이 순응하고 있다고 하는 가정 하에서 정규화한다. 즉, 식 (1) 및 식 (2)를, 각 환경 하에서 프로젝터가 백을 출력했을 때의 휘도(암실의 경우 : Yw, 외부 조명 외존재하는 경우 : Yw+ Yi)가 1이 되도록 정규화한다. 구체적으로는,
암실의 경우 :
외부 조명이 존재하는 경우 :
로 된다.
각 환경 하에서의 정규화된 γ 커브를 도 13에 나타낸다.
다음에, γ 커브를 기준점 Do에서 중첩시킨다(단계 232). 도 14에 도시하는 바와 같이, 기준점 Do에서, F'd(Din)이 F'i(Din)과 동일한 값을 취하도록, F'd(Din)을 F'축 방향으로 {F'i(Do)-F'd(Do)}만큼 평행 이동시킨다. 구체적으로는,
으로 한다. 여기서, 식 (3) 및 식 (4)를 이용하면,
로 된다.
그리고, 식 (5)을 이용하여 보정 커브를 산출한다(단계 234).
이와 같이 당해 실시예에서는, 도 14에 도시하는 바와 같이, 기준점 Do 부근에서, 외부 조명이 존재하는 경우의 출력 특성이 암실인 경우의 γ 커브와 일치하도록 보정 커브를 형성한다.
그리고, 기준점 Do 부근에서의 상대적인 계조(γ 커브의 경사)가, 외부 조명의 유무에 의해 변화하지 않도록 입력 계조 데이터를 보정함으로써, 외부 조명의 유무에 의한 출력 화상의 색 변화를 작게 한다.
이상을 식으로 표현하면 이하와 같이 된다.
여기서, Dout은 보정 후의 입력 계조 데이터이다.
식 (4) 및 식 (5)를 식 (6)에 대입하면,
이로부터,
단, 도 15에 도시하는 바와 같이, 출력할 수 있는 휘도 범위에는 한계가 있기 때문에(0≤F"d(Din)≤1), 실제로는, 도 15에 나타내는 바와 같은 출력이 되도록 보정한다.
따라서, Dout<0일 때에는
Dout=0
이며, Dout>1일 때에는
Dout=1로 한다.
조명에 의한 계조 저하를 보정할 때의 중심으로 되는 계조 Do를 변화시킴으로써 보정 커브는 여러 가지로 변화한다. 일반적으로, Do의 값이 작으면, 도 19에 나타내는 바와 같은 보정 커브로 되어, 저계조 영역에서의 계조성은 향상되지만 투영 화면이 전체적으로 새하얗게 보여, 엷은 색조로 된다. 한편, Do의 값을 크게하면, 도 20에 나타내는 바와 같은 보정 커브로 되어, 투영 화면이 전체적으로 새까맣게 된 후, 저계조에서의 계조 변화가 더욱 적어지게 된다(이른바, 저계조 영역의 흔들림이 현저하게 된다). Do를 적당한 값으로 함으로써, 투영 화상의 전체적인 밝기를 보정 전과 그다지 변화시키지 않고서, 계조가 가장 강조되는 것과 같은 보정을 취할 수 있다. 실험에 의한 평가를 한 결과, Do의 값은 중계조 부근 (0.25≤Do≤0.50 정도)가 바람직한 것을 확인했다.
또한, 도 16에 도시하는 바와 같이, 보정량 ΔF를 α배(0≤α≤1)하여 보정량을 조정할 수도 있다. 지나친 보정에 의한, 부자연스러운 화상 재현을 방지하기 위함이다. 보정량을 조정하는 경우의 Dout의 식 (7)은,
로 된다. 보정량을 α배하는 것은 결과적으로 조명의 휘도 Yi를 α배하는 것에 상당한다.
또, α의 값은, 0.8≤α≤1의 범위 내인 것이 바람직하다.
다음에, 보정 커브의 라운딩 처리를 행한다(단계 236).
도 17에, 식 (7) 또는 식 (7')에 의해서 표시되는 Dout과 Din과의 관계를 나타낸다.
도 17에 도시하는 바와 같이, 전체적으로는 계조를 강조하는 것과 같은 보정 커브를 구성하고 있지만, 도 17에 나타내는 보정 커브에서는, Dout=0 및 Dout=1의 근방에서 계조성이 없어지게 되므로, 보정 커브를 라운딩함으로써, Dout=0 및 Dout=1의 근방에서 계조성이 없어지지 않도록 한다.
1) 보정량을 감소시키는 라운딩 처리
우선, Dout이 0 또는 1인채로 변화하지 않는 계조가 없어지도록, 보정량 ΔD=Dout-Din을,
과 같이 감소시킨다. 이 변환을 행하면, 도 18에 도시하는 바와 같이, 보정량이 클수록, 보정량의 감소도 커지므로, 결과적으로 보정 커브가 라운딩된다. 상기 식 (8)의 β는 라운딩 처리의 강도를 나타내는 파라미터이고, β=0인 경우에는 라운딩 처리를 행하지 않은 상태로 되고, β=∞인 경우에는 Dout=Din으로 된다. β의 값은 1.5정도가 적당하다. 도 18의 (1)에, 보정량을 감소시키는 라운딩 처리를 한 경우의 Dout와 Din의 관계를 나타낸다.
2) 근방에서 평균화하는 라운딩 처리
도 18의 (1)에 나타내는 보정 커브에는 예리한 각부(角部)가 남으므로, 또한, 각 점에서 근방 평균을 취한다. 구체적으로는, 계조 데이터를 33점 (Din× 255=0, 8, 16, …, 255)로 계산하여, 각 점에서 전후 2점씩을 더한 총 5점의 평균을 취한다. 이들 처리를 함으로써, Dout이 0 또는 1인채로 변화하지 않는 계조가 없는 보정 커브를 생성할 수 있다.
상기 보정 커브의 산출에서는, 프로젝터의 γ, 기준점 Do, 보정량α 및 라운딩 처리의 파라미터 β의 네 개의 파라미터가 필요해진다. 이들 값을 조절함으로써, 동일한 산출 방법에서도 다양한 보정 커브를 생성할 수 있다.
(3) 제 3 색 보정부(130)에서의 색 보정
다음에, 도 21을 참조하여, 제 3 색 보정부(130)에 의한 색 보정 처리에 대해 설명한다.
우선, 도 21(a)에 도시하는 바와 같이, 프로젝터의 출력 특성을 설정하고, 도 21(b)에 도시하는 바와 같이, 액정 패널의 입출력 특성을 측정한다. 그리고, 도 21(a) 및 도 21(b)에 근거해서, 도 21(c)에 도시하는 바와 같이, 입력 신호와 액정 패널에의 입력값과의 대응 관계를 구한다.
제 3 색 보정부(130)는, 도 21(c)에 나타내는 입력 신호와 액정 패널에의 입력값과의 대응 관계를 표현하는 색 보정 테이블을 참조하여 액정 패널의 입력값을 조절한다. 당해 색 보정 테이블은 각 프로젝터마다 미리 저장되어 있다.

Claims (13)

  1. 입력되는 화상 데이터에 대해 소망의 화상 처리를 행하여 화상을 표시하는 화상 표시 장치로서,
    당해 화상 표시 장치의 특성값에 근거해서, 상기 화상 표시 장치의 색 특성을 기준색 특성에 적합하게 하기 위한 3차원 색 보정 테이블을 참조하여, 상기 입력되는 화상 데이터에 대해 소망의 색 보정을 실시하는 제 1 색 보정 수단과,
    사용 환경에 따른 계조 보정을 실행하기 위한 1차원 색 보정 테이블을 참조하여, 상기 입력되는 화상 데이터에 대해 소망의 색 보정을 실시하는 제 2 색 보정 수단
    을 구비하는 화상 표시 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 색 보정 수단이, 사용 환경에 따른 색조 보정을 행하도록, 상기 3차원 색 보정 테이블을 오버라이트하기 위한 제 1 오버라이트 수단을 구비하는 화상 표시 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 색 보정 수단이, 상기 특성값에 근거해서, 상기 3차원 색 보정 테이블의 격자점 데이터를 오버라이트하기 위한 제 2 오버라이트 수단을 구비하는 화상 표시 장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 색 보정 수단에서의 1차원 색 보정 테이블이 외부 조명의 밝기의 변화에 대한 보정을 행하기 위한 것인 화상 표시 장치.
  5. 제 2 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 색 보정 수단에서의 3차원 색 보정 테이블이 투영면의 색 변화에 대한 보정을 행하기 위한 것인 화상 표시 장치.
  6. 제 2 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 색 보정 수단에서의 3차원 색 보정 테이블이 외부 조명의 색 변화에 대한 보정을 행하기 위한 것인 화상 표시 장치.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 특성값을 입력하기 위한 수단을 더 구비하고 있는 화상 표시 장치.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 화상 표시 장치가 프로젝터인 화상 표시 장치.
  9. 제 2 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 특성값이 특성 기준값일 때에, 상기 제 2 오버라이트 수단에 의한 격자점 데이터의 오버라이트를 행하지 않는 화상 표시 장치.
  10. 제 2 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 오버라이트 수단에 의해 오버라이트된 상기 3차원 색 보정 테이블을 참조하여 소망의 화상 처리를 실시했을 때, 상기 입력되는 화상 데이터가 색 영역 외로 변환되는 경우, 각 색 요소의 변화량 비율을 유지한 채로 보정량을 감소시킴으로써, 상기 입력되는 화상 데이터가 색 영역 내로 변환되도록 하는 화상 표시 장치.
  11. 화상 표시 장치에 입력되는 화상 데이터에 대한 화상 처리 방법으로서,
    상기 화상 표시 장치의 특성값에 근거해서, 상기 화상 표시 장치의 색 특성을 기준색 특성에 적합하게 하기 위한 3차원 색 보정 테이블을 참조하여, 상기 입력되는 화상 데이터에 대해 소망의 색 보정을 실시하는 제 1 색 보정 공정과,
    사용 환경에 따른 계조 보정을 행하기 위한 1차원 색 보정 테이블을 참조하여, 상기 입력되는 화상 데이터에 대해 소망의 색 보정을 실시하는 제 2 색 보정 공정
    을 포함하는 화상 처리 방법.
  12. 화상 표시 장치에 입력되는 화상 데이터에 대한 화상 처리를 컴퓨터로 실행하게 하기 위한 프로그램으로서,
    상기 화상 표시 장치의 특성값에 근거해서, 상기 화상 표시 장치의 색 특성을 기준색 특성에 적합하게 하기 위한 3차원 색 보정 테이블을 참조하여, 상기 입력되는 화상 데이터에 대해 소망의 색 보정을 실시하는 제 1 색 보정 처리와,
    사용 환경에 따른 계조 보정을 행하기 위한 1차원 색 보정 테이블을 참조하여, 상기 입력되는 화상 데이터에 대해 소망의 색 보정을 실시하는 제 2 색 보정 처리
    를 컴퓨터로 실행하게 하기 위한 프로그램.
  13. 청구항 12에 기재된 프로그램을 기록한 컴퓨터에 의해 판독 가능한 기록 매체.
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