JP2002202771A - 画像処理方法、画像表示装置および記録媒体 - Google Patents
画像処理方法、画像表示装置および記録媒体Info
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- Controls And Circuits For Display Device (AREA)
Abstract
把握可能な画像処理方法、画像表示装置および記録媒体
を提供することを課題とする。 【解決手段】 本発明による、画像入力データに対して
所望の画像処理を行って画像を表示する画像表示装置に
よれば、データ測定手段によって、表示された画像のデ
ータが測定され、データ解析手段によって、前記表示さ
れた画像に対応する画像入力データが解析される。そし
て、前記測定されたデータと、前記データ解析手段によ
る解析結果とに基づき、外部環境の影響が求められ、当
該外部環境の影響が解消される。
Description
外部環境の影響を補正する画像処理方法、画像表示装置
および記録媒体に関する。
する場合、外部環境が変化しても製作者の意図した画像
を再現できることが重要である。このような画像の見え
を調整する考え方として、デバイスの入出力特性を管理
して色を再現するカラーマネージメントという考え方が
あるが、外部環境の変化を考慮に入れたカラーマネージ
メントの具体的な手法に関しては明確になっていない。
特に、外部環境の変化として、外部照明の明るさ若しく
は色、または投影面の色が変化する場合を考慮しなけれ
ば適切な色の再現を行うことは困難である。一般的に、
外部照明の明るさが増大すると、画像表示装置の出力画
像のコントラストが低下して、適切な色再現が不可能と
なってしまう。また、例えば、同じ白を表示する場合で
あっても、外部照明の色や投影面の種別によっては、色
が変化してしまう場合がある。
に、画像表示装置からスクリーンに対して所望のパッチ
を出力させ、スクリーンに表示されたパッチをセンサに
よって測色を行っている。
示装置が画像をスクリーンに対して投影している時に、
前記所望のパッチをスクリーンに表示させることは困難
であり、リアルタイムで外部環境の変化を把握して、こ
れを補正することは困難である。
されたもので、リアルタイムで外部環境の変化を把握可
能な画像処理方法、画像表示装置および記録媒体を提供
することを課題とする。
1に記載の発明は、画像表示装置に入力される画像入力
データに対する画像処理方法であって、表示された画像
のデータを測定するデータ測定工程と、前記表示された
画像に対応する画像入力データを解析するデータ解析工
程と、前記測定されたデータと、前記データ解析工程に
よる解析結果とに基づき、外部環境の影響を求め、当該
外部環境の影響を解消するように構成される。
入力される画像入力データに対する画像処理方法によれ
ば、データ測定工程によって、表示された画像のデータ
が測定され、データ解析工程によって、前記表示された
画像に対応する画像入力データが解析される。そして、
前記測定されたデータと、前記データ解析工程による解
析結果とに基づき、外部環境の影響が求められ、当該外
部環境の影響を解消される。
に記載の画像処理方法であって、前記データ測定工程に
おいて、所定領域内に表示された画像のデータと、画像
が表示されていない画像表示面におけるデータとを測定
し、前記データ解析工程において、前記所定領域内に表
示された画像に対応する画像入力データを解析するよう
に構成される。
1に記載の画像処理方法であって、前記画像データ測定
工程において、所定領域内に表示された画像のデータ
と、画像を表示しない状態での前記所定領域内における
データとを測定し、前記データ解析工程において、前記
所定領域内に表示された画像に対応する画像入力データ
を解析するように構成される。
に記載の画像処理方法であって、前記データ測定工程に
おいて、2つの所定領域内に表示された画像のデータを
それぞれ測定し、前記データ解析工程において、前記2
つの所定領域内に表示された画像に対応する画像入力デ
ータをそれぞれ解析するように構成される。
1乃至4のいづれか一項に記載の画像処理方法であっ
て、前記データ解析工程において、画像入力データの各
要素色成分の平均値を算出することによって、前記表示
された画像に対応する画像入力データを解析するように
構成される。
乃至5のいづれか一項に記載の画像処理方法であって、
前記データ測定工程と、前記データ解析工程とを順次繰
返し、順次測定されたデータと、順次の解析結果とに基
づき、外部環境の影響を求め、当該外部環境の影響を解
消するように構成される。
1乃至6のいづれか一項に記載の画像処理方法であっ
て、さらに前記画像表示装置の特性を考慮して、外部環
境の影響を求め、当該外部環境の影響を解消するように
構成される。
乃至7のいづれか一項に記載の画像処理方法であって、
前記画像表示装置が画像投影装置であるように構成され
る。
1乃至8のいづれか一項に記載の画像処理方法であっ
て、前記外部環境の影響が、外部照明の影響および画像
が表示される投影面の影響であるように構成される。
力データに対して所望の画像処理を行って画像を表示す
る画像表示装置であって、表示された画像のデータを測
定するデータ測定手段と、前記表示された画像に対応す
る画像入力データを解析するデータ解析手段と、前記測
定されたデータと、前記データ解析手段による解析結果
とに基づき、外部環境の影響を求め、当該外部環境の影
響を解消するように構成される。
に対して所望の画像処理を行って画像を表示する画像表
示装置によれば、データ測定手段によって、表示された
画像のデータが測定され、データ解析手段によって、前
記表示された画像に対応する画像入力データが解析され
る。そして、前記測定されたデータと、前記データ解析
手段による解析結果とに基づき、外部環境の影響が求め
られ、当該外部環境の影響が解消される。
表示装置に入力される画像入力データに対する画像処理
をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録し
たコンピュータによって読取可能な記録媒体であって、
表示された画像のデータを測定するデータ測定処理と、
前記表示された画像に対応する画像入力データを解析す
るデータ解析処理と、前記測定されたデータと、前記デ
ータ解析処理による解析結果とに基づき、外部環境の影
響を求め、当該外部環境の影響を解消する処理と、をコ
ンピュータに実行させるためのプログラムを記録してコ
ンピュータによって読取可能に構成される。
よって読取可能な記録媒体には、画像表示装置に入力さ
れる画像入力データに対する画像処理をコンピュータに
実行させるためのプログラムが記録されている。まず、
データ測定処理によって、表示された画像のデータが測
定され、データ解析処理によって、前記表示された画像
に対応する画像入力データが解析される。そして、前記
測定されたデータと、前記データ解析処理による解析結
果とに基づき、外部環境の影響が求められ、当該外部環
境の影響が解消される。
好適な実施の形態について説明する。
置にかかるプロジェクタ20を用いたシステムの概略説
明図を示す。本発明の画像表示装置としては、プロジェ
クタの他、CRT、液晶ディスプレイなども含まれる。
ロジェクタ20から、所定の画像が投影される。
照明80によって投影画像の見え方は大きく異なってし
まう。例えば、同じ白を表示する場合であっても、スク
リーン10の種別によっては、黄色がかった白に見えた
りする。また、同じ白を表示する場合であっても、外部
照明80の強度によっては明るい白に見えたり、暗い白
に見えたりする。
像処理部100の機能ブロック図を示す。
0は、アナログ形式の画像入力信号をデジタル信号に変
換するA/D変換部110と、一次元色補正テーブルを
各RGB画像入力信号に対して適用して所望の色補正を
行う色補正部120と、デジタル信号をアナログ信号に
変換するためのD/A変換部130と、液晶ライトバル
ブを駆動して画像の投影表示を行うためのL/V(ライ
トバルブ)駆動部140と、暗室内で基準投影面に対し
て出力した場合のプロジェクタの色特性情報を格納して
おくためのデバイス特性保存メモリ160と、プロジェ
クタおよび外部照明のスクリーンによる反射光の輝度を
測定するための光センサ170と、光センサ170の測
色値とデバイス特性保存用メモリに格納されている情報
とに基づき外部照明の影響を考慮した色補正テーブルを
生成する色補正テーブル生成部150と、を備えて構成
される。
ルコンピュータなどから供給されるアナログ形式の画像
入力信号が、A/D変換部110によってデジタル画像
信号に変換される。そして、当該変換されたデジタル画
像信号は、色補正テーブル生成部150によって生成さ
れる色補正テーブルを参照して、色補正部120によっ
て外部照明の影響を考慮した所望の色補正がなされる。
色補正されたデジタル画像信号は、D/A変換部130
によってアナログ信号に変換される。L/V駆動部14
0は、当該変換されたアナログ信号に基づき、液晶ライ
トバルブを駆動して画像の投影表示を行う。
画像処理部100の動作を説明する。なお、以下に説明
する色補正テーブルの生成・書込処理などの画像処理部
100による処理は、プロジェクタ20のプログラム格
納部(図示せず)に記録された画像処理プログラムを実
行することによって行われる。前記プログラム格納部
は、画像処理プログラムを記録した媒体を構成する。さ
らに、当該画像処理プログラム自体も、本願発明の範囲
内に包含される。
用が開始されると、色補正テーブル生成部150によっ
て色補正テーブルの生成・書換処理が行われる(ステッ
プ204)。当該色補正テーブルの生成・書換処理に関
しては、以下で図4乃至図6を参照して詳細に説明す
る。
の後、書き換えられた色補正テーブルを参照して色補正
部120によって色補正された画像信号に基づき、画像
の表示が行われる(ステップ206)。ここで、画像の
表示を終了せず(ステップ208、No)、前回の色補
正テーブルの生成・書換処理終了時から一定時間経過し
ていない場合(ステップ210、No)、ステップ20
6の画像の表示状態が継続する。一方、画像の表示を終
了せず(ステップ208、No)、前回の色補正テーブ
ルの生成・書換処理終了時から一定時間経過した場合
(ステップ210、Yes)、時間の経過とともに外部
照明の明るさ若しくは色、または投影面の色が変化する
場合を考慮して、再度色補正テーブルの生成・書換処理
を行い(ステップ204)、画像の表示を行う(ステッ
プ206)。本発明によれば、一定時間毎に外部照明の
明るさ若しくは色、または投影面の色の変化を考慮して
色補正テーブルを書き換えるので、外部照明の明るさ若
しくは色、または投影面の色が変化しても適切な色再現
が可能となる。
どして画像の表示を終了する場合(ステップ208、Y
es)には処理を終了する。
20内の色補正テーブル生成部150による色補正テー
ブルの生成・書換処理(図3のステップ204における
処理)について説明する。
の生成・書換処理1を説明するためのフローチャートを
示す。第1実施形態では、図7に示すように、画面内の
所定領域のおける所望のデータを測定するとともに、画
面外のスクリーンの所定領域における所望のデータを測
定する。
・書換処理1において、色補正テーブル生成部150
は、まず、デバイス特性保存用メモリ160からデバイ
スの色特性データを取得する(ステップ220)。
(赤)G(緑)B(青)bk(黒)の各色を補正対象投影面に対して
出力させ、当該各色出力の補正対象投影面による反射光
のXYZ値を光センサ170で予め測定して、デバイス
特性保存用メモリ160に格納しておく。これらのデー
タは、製品の出荷前に予め測定してデータとして格納し
ておいても良いし、起動時に自動的にパッチを表示させ
て測定しても良い。
値との間の変換を行うための行列Mを、デバイス特性保
存用メモリ160に格納されているプロジェクタの各色
のXYZ値から求める。行列Mおよび変換式は、
ジェクタの各R,G,B,bk色のXYZ値、DR,DG,DBはRGB
のデジタルの入力値(0〜255)を0から1の範囲に
規格化したもの、γはプロジェクタの階調特性である。
ガンマは、対象となるプロジェクタの階調特性を実際に
測定して求め、その平均的な値を用いるのが適当であ
る。当該実施の形態では、一例として、γ=2.2とす
る。
面内のスクリーンの所定領域におけるデータ(XYZ
値)を光センサ170によって測定する(ステップ22
2)。前記画面内のスクリーンの所定領域におけるデー
タ(XYZ値)をX、Y、Zとする。
画面外のスクリーンの所定領域におけるデータ(XYZ
値)を光センサ170によって測定する(ステップ22
4)。前記画面外のスクリーンの所定領域におけるデー
タ(XYZ値)をXi、Yi、Ziとする。この際、スク
リーン全体に亘って画像を投影しないように留意する必
要がある。
テップ222における画面内のデータ測定領域に対応す
る入力データ(RGB値)を輝度値に換算して平均化す
る(ステップ226)。平均化されたRGBの輝度値を
それぞれr0、g0、b0とする。具体的には、以下のよ
うに計算をする。
画素で平均をとることを示す。
外部照明およびスクリーンの影響を計算する(ステップ
228)。この際に使用するデータは、ステップ222
および224において測定された値およびステップ22
6において求められた平均値である。
ータri、gi、biは式(4)によって求まる。
パラメータyR’、yG’、yB’は、 yR’=r0/r …(4) yG’=g0/g …(5) yB’=b0/b …(6) によって求まる。ここで、r、g、bは
計算されている。
するためのパラメータを用いて、RGB各色の1次元色
補正テーブルを生成する。
(ステップ230) 色補正テーブルの生成処理 次に、図10を参照して、本発明の第1実施形態にかか
るプロジェクタ20内の色補正テーブル生成部150に
よる色補正テーブルの生成処理(図4のステップ230
における処理)について説明する。
ず、色補正カーブ計算処理1(外部照明の明るさの変化
に対する補正)(ステップ322)、色補正カーブ計算
処理2(投影面の色の変化に対する補正)(ステップ3
23)および色補正カーブ計算処理3(外部照明の色の
変化に対する補正)(ステップ324)がそれぞれ行わ
れる。次に、3段階の補正カーブの丸め処理1、2およ
び3が行われる(ステップ325、326および32
7)。各補正カーブ計算処理および補正カーブ丸め処理
については、後に詳述する。
て、新たな一次元色補正テーブルが生成され、色補正部
120で参照される一次元色補正テーブルが、新たに生
成された一次元色補正テーブルによって書き換えられ
(ステップ328)、ステップ232に戻る。
さの変化に対する補正) 次に、図11を参照して、補正カーブの計算処理1につ
いて説明する。
室内でプロジェクタ(画像表示装置)20に白(R=G
=B=255階調)を出力させ、そのスクリーン10か
らの反射光の輝度を輝度計などの光センサ170で予め
測定しておく。
プロジェクタ20からの出力がない状態で、外部照明の
スクリーン10からの反射光の輝度を測定する(ステッ
プ329)。
(ステップ330)。W(白)、R(赤)、G(緑)、
B(青)のいずれの補正カーブも同一のカーブとなるの
で、当該実施の形態では一例としてWに関して補正カー
ブを計算する。各環境下(暗室の場合および外部照明が
存在する場合)におけるγカーブを以下のように仮定す
る。ここで、γは対象となるプロジェクタの階調特性で
ある。ガンマは、対象となるプロジェクタの階調特性を
実際に測定して求め、その平均的な値を用いるのが適当
である。当該実施の形態では、一例として、γ=2.2と
する。暗室の場合: Fd(Din)=Yw・Dinγ … (8) 外部照明が存在する場合: Fi(Din)=Yw・Dinγ+Yi … (9) 各環境下におけるγカーブを図12に示す。
計輝度、DinがRGBのデジタル入力値(0〜255階
調)を0〜1に規格化したもの、Ywがプロジェクタの白
の輝度、Yiが照明の輝度である。そして、これらの式
(8)および式(9)を、各環境下でプロジェクタが白を出力
した時の輝度(暗室の場合:Yw、外部照明外存在する場
合:Yw+Yi)で目が順応しているという仮定の下で規格
化する。すなわち、式(8)および式(9)を、各環境下でプ
ロジェクタが白を出力した時の輝度(暗室の場合:Yw、
外部照明外存在する場合:Yw+Yi)が1になるように規
格化する。具体的には、 暗室の場合: F’d(Din)=Fd(Din)/Yw=Dinγ … (10) 外部照明が存在する場合: F’i(Din)=Fi(Din)/(Yw+Yi)=(Yw・Dinγ+Yi)/(Yw+Yi) … (11) となる。
図13に示す。
(ステップ332)。図14に示すように、基準点Do
で、F’d(Din)がF’i(Din)と同一の値をとるように、
F’d(Din)をF’軸方向に{F’i(Do)−F’d(Do)}だけ平行
移動させる。具体的には、 F”d(Din)=F’d(Din)+{F’i(Do)−F’d(Do)} =F’d(Din)−F’d(Do)+F’i(Do) とする。ここで、式(10)および式(11)を用いると、 F”d(Din)=Dinγ−Doγ+(Yw・Doγ+Yi)/(Yw+Yi) … (12) となる。
算出する(ステップ334)。
すように、基準点Do付近で、外部照明が存在する場合の
補正カーブの出力値と、暗室の場合の補正カーブの出力
値とが一致するように第1補正カーブを形成する。
ラスト(γカーブの傾き)が、外部照明の有無によって
変化しないように入力階調データを補正することによっ
て、外部照明の有無による出力画像の色の変化を小さく
する。
入力階調データである。式(11)および式(12)を式(13)に
代入すると、 (Yw・Dout1γ+Yi)/(Yw+Yi)=Dinγ−Doγ+(Yw・Doγ+Yi)/(Yw+Yi) これより、 Dout1=[(1+Yi/Yw)Dinγ−(Yi/Yw)Doγ]1/γ … (14) 照明によるコントラスト低下を補正する際の中心となる
階調Doを変化させることによって第1補正カーブは様々
に変化する。一般的に、Doの値が小さいと、図15に示
すような第1補正カーブとなり、投影画面が白いように
見え、淡い色調となる。一方、Doの値を大きくすると、
図16に示すような第1補正カーブとなり、投影画面が
黒いように見え、低階調での階調変化がさらに少なくな
る(いわゆる、階調のつぶれが顕著になる)。Doを適当
な値にすることによって、投影画像の全体的な明るさを
補正前とあまり変化させずに、鮮やかさが最も強調され
るような補正をかけることができる。実験による評価を
行った結果、Doの値は中階調付近(0.25≦Do≦0.50程
度)が好適であることを確かめた。
をα1倍(0≦α1≦1)して補正量を調整することもでき
る。補正のかかり過ぎによる、不自然な画像再現を防ぐ
ためである。補正量を調整する場合のDout1の式(14)
は、 Dout1=[(1+α1・Yi/Yw)Dinγ−(α1・Yi/Yw)Doγ]1/γ … (15) となる。従って、RGBの各色の第1補正カーブの式は、 DRout1=[(1+α1・Yi/Yw)DRinγ−(α1・Yi/Yw)Doγ]1/γ … (16) DGout1=[(1+α1・Yi/Yw)DGinγ−(α1・Yi/Yw)Doγ]1/γ … (17) DBout1=[(1+α1・Yi/Yw)DBinγ−(α1・Yi/Yw)Doγ]1/γ … (18) となる。
明の輝度Yiをα1倍することに相当する。なお、α1の値
は、0.8≦α1≦1の範囲内であることが好ましい。
算され(ステップ334)、図10のステップ323に
戻り、補正カーブ計算処理2が行われる。
化に対する補正) 次に、図18を参照して、補正カーブの計算処理2につ
いて説明する。
内でプロジェクタ(画像表示装置)20からR(赤)、G
(緑)、B(青)、bk(黒)の各色を基準投影面に対して出力
させ、当該各色出力の基準投影面による反射光の輝度値
を光センサ170で予め測定し、デバイス特性保存用メ
モリ160に格納しておく。ここで、基準投影面とは、
例えば、標準拡散板などの可視光領域の反射率が1に近
いものを選択することができる。
装置)20からR(赤)G(緑)B(青)bk(黒)の各色を補正対
象投影面に対して出力させ、当該各色出力の補正対象投
影面による反射光の輝度値も光センサ170で予め測定
しておく。
測定された測定値(R(赤)、G(緑)、B(青)、bk(黒)の基
準投影面による反射光の輝度値、およびR(赤)、G(緑)、
B(青)、bk(黒)の補正対象投影面による反射光の輝度
値)に基づき、各投影面におけるプロジェクタのRGB各
色の輝度比を計算する(ステップ342)。計算式は以
下のとおりである。 yR=(YR−Ybk)/(YG−Ybk) … (19) yG=(YG−Ybk)/(YG−Ybk)=1 … (20) yB=(YB−Ybk)/(YG−Ybk) … (21) ここで、YR、YG、YB、Ybkは、プロジェクタのR、
G、B、bk各色の輝度、y R、yG、yBはRGBの輝度比であ
る。ここでは、Gの輝度に対する比をとっているのでyG
が常に1となる。基準投影面におけるRGBの輝度比y
R0、yG0、yB0も同様に計算する。
プ346)。プロジェクタの一次色(RGB)は、二次
色、三次色に比べて投影面の違いによる色度の変化を受
けにくいので、対象となる投影面の輝度比yR、yG、y
Bを、基準となる投影面の輝度比yR0、yG0、yB0と一
致するように補正をかければ、全ての色において投影面
の違いによる色度の変化が補正される。補正前のRGBの
デジタルの入力値を0〜1の範囲に規格化したものをDRi
n2、DGin2、DBin2とし、補正後のRGBのデジタルの入
力値を0〜1の範囲に規格化したものをDRout2、DGout
2、DBout2とすると、補正カーブの式は、 DRout2=[yR’/max(yR’、yG’、yB’)]1/γ×DRin2,yR’=yR0/y R … (22) DGout2=[yG’/max(yR’、yG’、yB’)] 1/γ×DGin2,yG’=yG0/ yG=1 … (23) DBout2=[yB’/max(yR’、yG’、yB’)] 1/γ×DBin2,yB’=yB0/ yB … (24) となる。ここで、max(yR’、yG’、yB’)はyR’、
yG’、yB’の最大値を示している。このように補正す
ることによって、投影面による色度の変化を測色的に補
正することができる。
色度の変化を補正することができるが、人間の目の順応
度や対比の効果を加味して補正量α3(0<α3<1)を調
整する場合、補正カーブは、 DRout2=[1−α3{1−yR’/max(yR’、yG’、yB’)}] 1/γ×DRin2 … (25) DGout2=[1−α3{1−yG’/max(yR’、yG’、yB’)}] 1/γ×DGin2 … (26) DBout2=[1−α3{1−yB’/max(yR’、yG’、yB’)}] 1/γ×DBin2 … (27) となる。
100%(α3=1)の補正をかけると測色的には正し
い補正が行われる。しかしながら、外部照明がある場合
は投影画像の周囲に投影面の色が存在するため、投影画
像と投影面との色の対比や外部照明に対する眼の順応の
効果などによって、実際よりも補正が強くかかっている
ように見える。この現象を解消するために、補正量を調
整する。補正量α3は、各環境下において実際に画像の
評価を行いながら調整する必要がある。α3の値として
は、0.5〜1.0が好適である。
算され(ステップ346)、図10のステップ324に
戻り、補正カーブ計算処理3が行われる。
ブ計算処理2とは、ともに入力値を相対的に補正するた
めの処理である。すなわち、第1補正カーブの式(16)〜
(18)と、第2補正カーブの式(28)〜(30)とにおいて、入
力値に対して補正パラメータが掛け算されて出力値が得
られる。従って、補正カーブ計算処理1と、補正カーブ
計算処理2とを逆の順番で行うこと、すなわち、図10
のステップ322とステップ323とを入れ換えること
ができる。
化に対する補正) 次に、図19を参照して、補正カーブの計算処理3につ
いて説明する。
内でプロジェクタ(画像表示装置)20からR(赤)G(緑)
B(青)bk(黒)の各色を出力させ、当該各色出力のスクリ
ーンによる反射光のXYZ値を輝度計などの光センサ1
70で予め測定してデバイス特性保存用メモリ160に
格納しておく。また、プロジェクタ20からの出力がな
い状態で、外部照明のスクリーン10からの反射光のX
YZ値も予め測定しておく。
上記のように予め測定された値(プロジェクタの各色の
XYZ値)をRGB値に変換する(ステップ350)。
当該実施形態では、照明の色をプロジェクタのRGB値
で表現するために、プロジェクタのRGB値とXYZ値
との間の変換を行うための行列Mを、上記のように測定
されたプロジェクタの各色のXYZ値から求める。行列
Mおよび変換式は、
ジェクタの各R,G,B,bk色のXYZ値、DR,DG,DBはRGB
のデジタルの入力値(0〜255)を0から1の範囲に
規格化したもの、γはプロジェクタの階調特性である。
ガンマは、補正カーブの計算処理1と同様に、対象とな
るプロジェクタの階調特性を実際に測定して求め、当該
実施の形態では、一例として、γ=2.2とする。
ると、照明の色をプロジェクタの混色として表現する場
合のRGB値ri,gi,biは、
ブを算出する(ステップ354)。完全な等色の再現
は、式(34)で求められるri,gi,biをそのままプロジ
ェクタのRGBの出力からオフセットとして減算するこ
とによって実現される。しかしながら、この方法では、
プロジェクタの階調が大きくつぶれてしまい現実的では
ない。
ように、ri,gi,biの平均値からの差ΔRoffset、Δ
Goffset、ΔBoffsetをオフセットとして差し引くとい
う方法をとる。これによって照明の色とオフセットの色
とを重ね合せた色がプロジェクタのグレイと同一の色度
となる。
響を補正することができるが、人間の目の順応度や対比
の効果を加味して補正量を調整する場合は、ΔRoffse
t、ΔGoffset、ΔBoffsetの値を(α2)倍(0<α2<
1)する。測定によって得られた照明の色に対して10
0%(α2=1)の補正をかけると測色的には正しい補
正が行われるが、補正のかかり過ぎによって不自然な画
像再現になってしまう場合がある。この現象を解消する
ために、補正量を調整する。補正量α2は、各環境下に
おいて実際に画像の評価を行いながら調整する必要があ
る。α2の値としては、0.2〜0.5が好適である。
r,g,b、補正後のプロジェクタの出力をr’,g’,
b’として、当該補正処理を式によって表現すると、以
下のようになる。但し、説明を簡単にするためRの式の
みを示す。すなわち、式(33)より、プロジェクタのR
の出力 r(DR)(=DR γ) … (35) を補正量α2を用いて調整すると、プロジェクタのRの
補正後の出力r’(DR)は、 r’(DR)=DR γ−α2ΔRoffset … (36) ΔRoffset=ri−(ri+gi+bi)/3 となる。以上より、補正前の入力値をDRin3、補正後の
入力値をDRoutとすれば、第3補正カーブは、 r(DRout)=r’(DRin3) … (37) となる。式(36)および式(37)より、 DRout=(DRin3γ−α2ΔRoffset)1/γ … (38) となる。同様に、DGoutおよび DBoutは、 DGout=(DGin3γ−α2ΔGoffset)1/γ … (39) DBout=(DBin3γ−α2ΔBoffset)1/γ … (40) となる。
ーブ、第2補正カーブおよび第3補正カーブをつなぎ合
わせて、最終的な補正カーブを求める(ステップ35
6)。すなわち、式(16)〜(18)および式(28)〜(30)にお
いて、 DRin2=DRout1 DGin2=DGout1 DBin2=DBout1 とするとともに、式(28)〜(30)および式(38)〜(40)にお
いて、 DRin3=DRout2 DGin3=DGout2 DBin3=DBout2 とすると、最終的な補正カーブは、 DRout=[{1−α3(1−ΔRgain)} ×{(1+α1・Yi/Yw)DRinγ−(α1・Yi/Yw)Doγ}−α2ΔRoffset) ]1/ γ … (41) DGout=[{1−α3(1−ΔGgain)} ×{(1+α1・Yi/Yw)DGinγ−(α1・Yi/Yw)Doγ}−α2ΔGoffset) ]1/ γ … (42) DRout=[{1−α3(1−ΔBgain)} ×{(1+α1・Yi/Yw)DBinγ−(α1・Yi/Yw)Doγ}−α2ΔBoffset) ]1/ γ … (43) となる。
す。
が求められ(ステップ356)、図10のステップ32
5における補正カーブの丸め処理1が行われる。
5)。
カーブでは、低階調および高階調の領域でDoutが0の
まま変化しない階調が存在する。そこで、以下の手順で
補正カーブに丸め処理を施す。まず、以下の式 Dout4=[Dout−|(Dout−Din)|β] (Dout>Din) … (44) Dout4=[Dout+|(Dout−Din)|β] (Dout<Din) … (45) を用いて、DoutからDout4を計算する。ここで、βは
丸めの程度を調整するためのパラメータである。画像を
実際に見ながら行った評価結果によればβ=1.5程度が
適当であることを確かめた。式(44)および式(45)によっ
て、Doutが0のまま変化しない階調がなくなる。この
ようにして、補正カーブの丸め処理1を終了後、補正カ
ーブの丸め処理2を行なう。
6)。
は式(45)のそれぞれの値について、その前後2点を加え
た計5点での値の平均値を計算する。
て補正カーブが滑らかになる。
の4点に関しては Dout5(0)= Dout4(0) … (47) Dout5(8)=[Dout4(0)+Dout4(8)+Dout4(16)]/3 … (48) Dout5(248)=[Dout4(240)+Dout4(248)+Dout4(255)]/3 … (49) Dout5(255)= Dout4(255) … (50) とする。このようにして、補正カーブの丸め処理2を終
了後、補正カーブの丸め処理3を行なう。
7)。
正結果となる。
うに、Din×255=0、255の付近では、補正をかけない
ことになり、プロジェクタの最高輝度およびコントラス
トは維持される。式(51)および式(52)のθは、Din×25
5=0、255付近での補正量の減衰の程度を調整するため
のパラメータであり、画像を実際に見ながら行った評価
結果によればθ=5.0程度が適当であることを確かめ
た。
0になっている場合には、補正カーブの丸め処理3(ス
テップ327)を行わずに、 Dout6=Dout5 とする。
後、新たに生成された一次元色補正テーブルによって、
RGB各色の一次元色補正テーブルの書換が行われ(ス
テップ232)、図3のステップ206の処理に戻る。
の生成・書換処理2を説明するためのフローチャートを
示す。第2実施形態では、図8に示すように、画面内の
所定領域のおける所望のデータを測定するとともに、使
用者が知覚できない程度に投影画像を瞬間的に消して前
記所定領域と同一の領域における所望のデータを測定す
る。
に、色補正テーブルの生成・書換処理2において、色補
正テーブル生成部150は、まず、デバイス特性保存用
メモリ160からデバイスの色特性データを取得する
(ステップ240)。
像表示装置)20からR(赤)G(緑)B(青)bk(黒)の各色を
補正対象投影面に対して出力させ、当該各色出力の補正
対象投影面による反射光のXYZ値を光センサ170で
予め測定して、デバイス特性保存用メモリ160に格納
しておく。これらのデータは、製品の出荷前に予め測定
してデータとして格納しておいても良いし、起動時に自
動的にパッチを表示させて測定しても良い。
値との間の変換を行うための行列Mを、デバイス特性保
存用メモリ160に格納されているプロジェクタの各色
のXYZ値から求める。行列Mおよび変換式は、式(1)
〜式(3)に示すとおりである。ここで、Xc、Yc、Zc
(c=R,G,B,bk)はプロジェクタの各R,G,B,bk色のXY
Z値、DR,DG,DBはRGBのデジタルの入力値(0〜25
5)を0から1の範囲に規格化したもの、γはプロジェ
クタの階調特性である。ガンマは、対象となるプロジェ
クタの階調特性を実際に測定して求め、その平均的な値
を用いるのが適当である。当該実施の形態では、一例と
して、γ=2.2とする。
面内のスクリーンの所定領域におけるデータ(XYZ
値)を光センサ170によって測定する(ステップ24
2)。前記画面内のスクリーンの所定領域におけるデー
タ(XYZ値)をX、Y、Zとする。
画面外のスクリーンの所定領域におけるデータ(XYZ
値)を光センサ170によって測定する(ステップ24
4)。前記画面外のスクリーンの所定領域におけるデー
タ(XYZ値)をXi、Yi、Ziとする。この際、スク
リーン全体に亘って画像を投影しないように留意する必
要がある。
テップ242における画面内のデータ測定領域に対応す
る入力データ(RGB値)を輝度値に換算して平均化す
る(ステップ246)。平均化されたRGBの輝度値を
それぞれr0、g0、b0とする。具体的には、以下のよ
うに計算をする。
画素で平均をとることを示す。
面内のスクリーンの所定領域におけるデータ(XYZ
値)を光センサ170によって測定する(ステップ24
2)。
使用者が知覚できない程度に投影画像を瞬間的に消して
前記所定領域と同一の領域における所望のデータ(照明
のXYZ値(XiYiZiの値))を光センサ170によ
って測定する(ステップ244)。
テップ242における画面内のデータ測定領域に対応す
る入力データのRGB値(輝度値)を平均化する(ステ
ップ246)。平均化されたRGB値をそれぞれr0、
g0、b0とする。具体的には、データ測定領域の画素毎
に平均値をとり、その合計値を求める。
外部照明およびスクリーンの影響を計算する(ステップ
248)。この際に使用するデータは、ステップ242
および244において測定された値およびステップ24
6において求められた平均値である。
パラメータyR’、yG’、yB’は、式(4)〜式(6)によって
求まる。この際、r、g、bは式(7)より求まり、r0、
g0、b0はステップ246において計算されている。
するためのパラメータを用いて、RGB各色の1次元色
補正テーブルを生成する。
色補正テーブルの生成(ステップ250)およびその書
換(ステップ252)は、第1実施形態におけるステッ
プ230およびステップ232における処理と同様であ
り、その説明を省略する。
の生成・書換処理3を説明するためのフローチャートを
示す。第3実施形態では、図9に示すように、画面内の
2つの所定領域のおける所望のデータを測定する。
態と同様に、色補正テーブルの生成・書換処理2におい
て、色補正テーブル生成部150は、まず、デバイス特
性保存用メモリ160からデバイスの色特性データを取
得する(ステップ260)。
ェクタ(画像表示装置)20からR(赤)G(緑)B(青)bk
(黒)の各色を補正対象投影面に対して出力させ、当該各
色出力の補正対象投影面による反射光のXYZ値を光セ
ンサ170で予め測定して、デバイス特性保存用メモリ
160に格納しておく。これらのデータは、製品の出荷
前に予め測定してデータとして格納しておいても良い
し、起動時に自動的にパッチを表示させて測定しても良
い。
値との間の変換を行うための行列Mを、デバイス特性保
存用メモリ160に格納されているプロジェクタの各色
のXYZ値から求める。行列Mおよび変換式は、式(1)
〜式(3)に示すとおりである。ここで、Xc、Yc、Zc
(c=R,G,B,bk)はプロジェクタの各R,G,B,bk色のXY
Z値、DR,DG,DBはRGBのデジタルの入力値(0〜25
5)を0から1の範囲に規格化したもの、γはプロジェ
クタの階調特性である。ガンマは、対象となるプロジェ
クタの階調特性を実際に測定して求め、その平均的な値
を用いるのが適当である。当該実施の形態では、一例と
して、γ=2.2とする。
面内の2つの所定領域におけるデータ(XYZ値)を光
センサ170によって測定する(ステップ262)。前
記2つの所定領域におけるデータ(XYZ値)をそれぞ
れ、X1、Y1、Z1およびX2、Y2、Z2とする。
テップ262における画面内の2つのデータ測定領域に
対応する2つの入力データ(RGB値)を輝度値に換算
して平均化する(ステップ266)。各データ測定領域
に対応する平均化されたRGBの輝度値をそれぞれr0
1、g01、b01およびr02、g02、b02とする。具体的
には、以下のように計算をする。
画素で平均をとることを示す。
外部照明およびスクリーンの影響を計算する(ステップ
268)。この際に使用するデータは、ステップ262
において測定された値およびステップ266において求
められた平均値である。
るための基本方程式は、前記2つの所定領域に対してそ
れぞれ
ーンの影響を補正するためのパラメータyR’、yG’、
yB’は、
のパラメータri、gi、biは、
するためのパラメータを用いて、RGB各色の1次元色
補正テーブルを生成する。
色補正テーブルの生成(ステップ270)およびその書
換(ステップ272)は、第1および第2実施形態にお
けるステップ230およびステップ232における処理
と同様であり、その説明を省略する。
用いたシステムの概略説明図である。
能ブロック図である。
0の動作を説明するためのフローチャートである。
生成部150による色補正テーブルの生成・書換処理1
を説明するためのフローチャートである。
生成部150による色補正テーブルの生成・書換処理2
を説明するためのフローチャートである。
生成部150による色補正テーブルの生成・書換処理3
を説明するためのフローチャートである。
書換処理1のデータ測定領域を説明するための図であ
る。
書換処理2のデータ測定領域を説明するための図であ
る。
書換処理3のデータ測定領域を説明するための図であ
る。
20内の色補正テーブル生成部150による色補正テー
ブルの生成処理を説明するためのフローチャートであ
る。
明の明るさの変化に対する補正)を説明するためのフロ
ーチャートである。
ある。
すグラフ図である。
準点Doで合わせた状態を示すグラフ図である。
すグラフ図(1)である。
すグラフ図(2)である。
るための図である。
の色の変化に対する補正)を説明するためのフローチャ
ートである。
明の色の変化に対する補正)を説明するためのフローチ
ャートである。
図である。
すグラフ図である。
すグラフ図である。
Claims (11)
- 【請求項1】 画像表示装置に入力される画像入力デー
タに対する画像処理方法であって、 表示された画像のデータを測定するデータ測定工程と、 前記表示された画像に対応する画像入力データを解析す
るデータ解析工程と、 前記測定されたデータと、前記データ解析工程による解
析結果とに基づき、外部環境の影響を求め、当該外部環
境の影響を解消する画像処理方法。 - 【請求項2】 請求項1に記載の画像処理方法であっ
て、 前記データ測定工程において、所定領域内に表示された
画像のデータと、画像が表示されていない画像表示面に
おけるデータとを測定し、 前記データ解析工程において、前記所定領域内に表示さ
れた画像に対応する画像入力データを解析する、画像処
理方法。 - 【請求項3】 請求項1に記載の画像処理方法であっ
て、 前記画像データ測定工程において、所定領域内に表示さ
れた画像のデータと、画像を表示しない状態での前記所
定領域内におけるデータとを測定し、 前記データ解析工程において、前記所定領域内に表示さ
れた画像に対応する画像入力データを解析する、画像処
理方法。 - 【請求項4】 請求項1に記載の画像処理方法であっ
て、 前記データ測定工程において、2つの所定領域内に表示
された画像のデータをそれぞれ測定し、 前記データ解析工程において、前記2つの所定領域内に
表示された画像に対応する画像入力データをそれぞれ解
析する、画像処理方法。 - 【請求項5】 請求項1乃至4のいづれか一項に記載の
画像処理方法であって、 前記データ解析工程において、画像入力データの各要素
色成分の平均値を算出することによって、前記表示され
た画像に対応する画像入力データを解析する、画像処理
方法。 - 【請求項6】 請求項1乃至5のいづれか一項に記載の
画像処理方法であって、 前記データ測定工程と、前記データ解析工程とを順次繰
返し、順次測定されたデータと、順次の解析結果とに基
づき、外部環境の影響を求め、当該外部環境の影響を解
消する画像処理方法。 - 【請求項7】 請求項1乃至6のいづれか一項に記載の
画像処理方法であって、 さらに前記画像表示装置の特性を考慮して、外部環境の
影響を求め、当該外部環境の影響を解消する画像処理方
法。 - 【請求項8】 請求項1乃至7のいづれか一項に記載の
画像処理方法であって、 前記画像表示装置が画像投影装置である、画像処理方
法。 - 【請求項9】 請求項1乃至8のいづれか一項に記載の
画像処理方法であって、 前記外部環境の影響が、外部照明の影響および画像が表
示される投影面の影響である、画像処理方法。 - 【請求項10】 画像入力データに対して所望の画像処
理を行って画像を表示する画像表示装置であって、 表示された画像のデータを測定するデータ測定手段と、 前記表示された画像に対応する画像入力データを解析す
るデータ解析手段と、 前記測定されたデータと、前記データ解析手段による解
析結果とに基づき、外部環境の影響を求め、当該外部環
境の影響を解消する画像表示装置。 - 【請求項11】 画像表示装置に入力される画像入力デ
ータに対する画像処理をコンピュータに実行させるため
のプログラムを記録したコンピュータによって読取可能
な記録媒体であって、 表示された画像のデータを測定するデータ測定処理と、 前記表示された画像に対応する画像入力データを解析す
るデータ解析処理と、 前記測定されたデータと、前記データ解析処理による解
析結果とに基づき、外部環境の影響を求め、当該外部環
境の影響を解消する処理と、 をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録し
たコンピュータによって読取可能な記録媒体。
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