JP2004228948A - 画像処理システム、プロジェクタ、プログラム、情報記憶媒体および画像処理方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】経時劣化による色むらをより適切に補正することが可能な画像処理システム、プロジェクタ、プログラム、情報記憶媒体および画像処理方法を提供すること。
【解決手段】キャリブレーション画像を表示する画像投写部１９０と、表示されたキャリブレーション画像を撮像する撮像部１８２と、撮像情報に基づき、画像表示領域を検出するとともに、当該画像表示領域を複数の対象領域に区分する領域検出部１８０と、撮像情報に基づき、領域検出部１８０によって区分された各対象領域における平均の明るさ指標値を示す明るさ情報を生成する明るさ情報生成部１７６と、当該明るさ情報に基づき、各対象領域ごとの入出力特性データの補正量を演算する補正量演算部１６０と、当該補正量に基づいて補正した入出力特性データに基づき、画像の色むらを補正する色むら補正部１３０とをプロジェクタに設ける。
【選択図】 図３
【解決手段】キャリブレーション画像を表示する画像投写部１９０と、表示されたキャリブレーション画像を撮像する撮像部１８２と、撮像情報に基づき、画像表示領域を検出するとともに、当該画像表示領域を複数の対象領域に区分する領域検出部１８０と、撮像情報に基づき、領域検出部１８０によって区分された各対象領域における平均の明るさ指標値を示す明るさ情報を生成する明るさ情報生成部１７６と、当該明るさ情報に基づき、各対象領域ごとの入出力特性データの補正量を演算する補正量演算部１６０と、当該補正量に基づいて補正した入出力特性データに基づき、画像の色むらを補正する色むら補正部１３０とをプロジェクタに設ける。
【選択図】 図３
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像の色むらを補正する画像処理システム、プロジェクタ、プログラム、情報記憶媒体および画像処理方法に関する。
【０００２】
【背景技術】
長期間、プロジェクタ等の画像表示装置で画像を表示していると画像に色むら（輝度むらによる色むらも含む。）が発生し、画像が徐々に劣化していく。
【０００３】
例えば、店舗や展示場等においては、長期間にわたってプロジェクタを用いてスクリーンに画像を連続的に表示する場合がある。このような場合、長期にわたる投影により早期に液晶パネルや偏光板等が劣化して画像の色むら等が発生することにより、本来の表示効果が損なわれてしまう。
【０００４】
このような問題点に鑑み、例えば、特許文献１では、光源等の劣化による一様な色の劣化を自動的に補正するために、画像表示手段の稼働時間を計測する掲示手段と、計時情報と目標色域情報に基づき、目標色が再現されるように、画像変換用情報を補正する補正手段を有する画像表示システムが開示されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−１４００６０号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、色むらの劣化の場合、画像全体が劣化する場合だけでなく、画像の一部が劣化する場合もある。
【０００７】
例えば、液晶プロジェクタの場合、長期間使用することにより、光源の光の影響で液晶ライトバルブや偏光板に光量の「むら」が生じる。特に、エネルギーの強い青光、エネルギー密度の高い（光量の多い）緑光の経路における液晶ライトバルブや偏光板に光量の「むら」が生じやすい。このような液晶ライトバルブや偏光板における劣化は、偏光板等の全体が劣化する場合だけでなく、その一部だけが劣化する場合がある。この結果、画像全体が劣化するのではなく、画像の一部だけが劣化する場合がある。
【０００８】
このような場合、特許文献１に記載された画像表示手段の稼働時間の計時情報を用いる手法では画像を適切に補正することは困難である。
【０００９】
本発明は、上記の課題に鑑みなされたものであり、その目的は、経時劣化による色むらをより適切に補正することが可能な画像処理システム、プロジェクタ、プログラム、情報記憶媒体および画像処理方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明に係る画像処理システムは、所定のキャリブレーション画像を表示する画像表示手段と、
表示されたキャリブレーション画像を撮像する撮像手段と、
当該撮像手段による撮像情報に基づき、画像表示領域を検出するとともに、当該画像表示領域を複数の対象領域に区分する領域検出手段と、
前記撮像情報に基づき、前記領域検出手段によって区分された各対象領域における平均の明るさ指標値を示す明るさ情報を生成する明るさ情報生成手段と、
当該明るさ情報に基づき、前記各対象領域ごとの入出力特性データの補正量を演算する補正量演算手段と、
当該補正量に基づいて補正した入出力特性データに基づき、前記各対象領域ごとに画像の色むらを補正する色むら補正手段と、
を含み、
前記画像表示手段は、前記色むら補正手段によって色むらが補正された画像を表示することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明に係るプロジェクタは、所定のキャリブレーション画像を投写する画像表示手段と、
投写されたキャリブレーション画像を撮像する撮像手段と、
当該撮像手段による撮像情報に基づき、画像表示領域を検出するとともに、当該画像表示領域を複数の対象領域に区分する領域検出手段と、
前記撮像情報に基づき、前記領域検出手段によって区分された各対象領域における平均の明るさ指標値を示す明るさ情報を生成する明るさ情報生成手段と、
当該明るさ情報に基づき、前記各対象領域ごとの入出力特性データの補正量を演算する補正量演算手段と、
当該補正量に基づいて補正した入出力特性データに基づき、前記各対象領域ごとに画像の色むらを補正する色むら補正手段と、
を含み、
前記画像表示手段は、前記色むら補正手段によって色むらが補正された画像を表示することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明に係るプログラムは、コンピュータにより読み取り可能なプログラムであって、
コンピュータを、
所定のキャリブレーション画像を表示する画像表示手段を制御する表示制御手段と、
表示されたキャリブレーション画像を撮像する撮像手段を制御する撮像制御手段と、
当該撮像手段による撮像情報に基づき、画像表示領域を検出するとともに、当該画像表示領域を複数の対象領域に区分する領域検出手段と、
前記撮像情報に基づき、前記領域検出手段によって区分された各対象領域における平均の明るさ指標値を示す明るさ情報を生成する明るさ情報生成手段と、
当該明るさ情報に基づき、前記各対象領域ごとの入出力特性データの補正量を演算する補正量演算手段と、
当該補正量に基づいて補正した入出力特性データに基づき、前記各対象領域ごとに画像の色むらを補正する色むら補正手段として機能させ、
前記画像表示手段は、前記色むら補正手段によって色むらが補正された画像を表示することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明に係る情報記憶媒体は、コンピュータにより読み取り可能なプログラムを記憶した情報記憶媒体であって、
コンピュータを、
所定のキャリブレーション画像を表示する画像表示手段を制御する表示制御手段と、
表示されたキャリブレーション画像を撮像する撮像手段を制御する撮像制御手段と、
当該撮像手段による撮像情報に基づき、画像表示領域を検出するとともに、当該画像表示領域を複数の対象領域に区分する領域検出手段と、
前記撮像情報に基づき、前記領域検出手段によって区分された各対象領域における平均の明るさ指標値を示す明るさ情報を生成する明るさ情報生成手段と、
当該明るさ情報に基づき、前記各対象領域ごとの入出力特性データの補正量を演算する補正量演算手段と、
当該補正量に基づいて補正した入出力特性データに基づき、前記各対象領域ごとに画像の色むらを補正する色むら補正手段として機能させるためのプログラムを記憶し、
前記画像表示手段は、前記色むら補正手段によって色むらが補正された画像を表示することを特徴とする。
【００１４】
また、本発明に係る画像処理方法は、所定のキャリブレーション画像を表示し、
表示されたキャリブレーション画像を撮像し、
当該撮像情報に基づき、画像表示領域を検出し、
当該画像表示領域を複数の対象領域に区分し、
前記撮像情報に基づき、区分した各対象領域における平均の明るさ指標値を示す明るさ情報を生成し、
当該明るさ情報に基づき、前記各対象領域ごとの入出力特性データの補正量を演算し、
当該補正量に基づいて補正した入出力特性データに基づき、前記各対象領域ごとに画像の色むらを補正し、
色むらを補正した画像を表示することを特徴とする。
【００１５】
本発明によれば、画像処理システム等は、画像表示領域を複数の対象領域に区分し、各対象領域ごとに当該対象領域の平均の明るさ指標値を検出することにより、どの対象領域で明るさが不十分となっているか検出できるため、画像の一部が劣化していることを検出することが可能となる。
【００１６】
そして、画像処理システム等は、区分した対象領域ごとの補正量を求め、区分した対象領域ごとに色むらを補正することにより、経時劣化による色むらを適切に補正することができる。
【００１７】
なお、ここで、入出力特性データとは、入出力特性を示すデータであって、入力信号の明るさ指標値（例えば、階調値等）と、出力信号の明るさ指標値（例えば、輝度、照度、色情報値等）との関係を示すデータのことである。また、明るさ指標値とは、明るさの指標となる値のことであり、具体的には、例えば、輝度、照度、色情報値（Ｒ信号のデジタル信号値等）、階調値およびこれらの値を正規化等によって変形した値等が該当する。
【００１８】
また、前記画像処理システム、前記プロジェクタ、前記プログラムおよび前記情報記憶媒体において、前記画像表示手段は、異なる階調ごとに複数種のキャリブレーション画像を表示し、
前記明るさ情報生成手段は、前記明るさ情報として、前記各対象領域のうちどの対象領域であるかを示す領域情報、前記異なる階調値のうちどの階調値であるかを示す階調情報、前記複数種のキャリブレーション画像のうちどのキャリブレーション画像であるかを示す画像情報、当該対象領域における平均の明るさ指標値を示す平均明るさ情報を含む情報を生成してもよい。
【００１９】
また、前記画像処理方法において、前記所定のキャリブレーション画像を表示する際に、異なる階調ごとに複数種のキャリブレーション画像を表示し、
前記明るさ情報として、前記各対象領域のうちどの対象領域であるかを示す領域情報、前記異なる階調値のうちどの階調値であるかを示す階調情報、前記複数種のキャリブレーション画像のうちどのキャリブレーション画像であるかを示す画像情報、当該対象領域における平均の明るさ指標値を示す平均明るさ情報を含む情報を生成してもよい。
【００２０】
これによれば、画像処理システム等は、階調ごとに実際に表示された画像の平均の明るさ指標値を求めることができ、階調ごとの平均の明るさ指標値の相違を把握することができるため、経時劣化による色むらをより適切に補正することができる。
【００２１】
また、前記画像処理システム、前記プロジェクタ、前記プログラムおよび前記情報記憶媒体において、前記補正量演算手段は、前記明るさ情報に基づく各階調値における平均の明るさ指標値に基づき、入出力特性が、色むらがない状態の入出力特性になるように前記補正量を演算してもよい。
【００２２】
また、前記画像処理方法において、前記明るさ情報に基づく各階調値における平均の明るさ指標値に基づき、入出力特性が、色むらがない状態の入出力特性になるように前記補正量を演算してもよい。
【００２３】
これによれば、画像処理システム等は、入出力特性が、色むらがない状態の入出力特性になるように補正量を演算することにより、劣化のない状態での入出力特性に近づけることができるため、色むらをより適切に補正することができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を、画像処理システムを有するプロジェクタに適用した場合を例に採り、図面を参照しつつ説明する。なお、以下に示す実施形態は、特許請求の範囲に記載された発明の内容を何ら限定するものではない。また、以下の実施形態に示す構成の全てが、特許請求の範囲に記載された発明の解決手段として必須であるとは限らない。
【００２５】
（システム全体の説明）
図１は、本実施形態の一例に係る画像処理システム全体の概略図である。
【００２６】
プロジェクタ２０は、スクリーン領域１０へ向け画像を投写する。これにより、スクリーン領域１０には、画像表示領域である投写領域１２が形成される。
【００２７】
このように、プロジェクタ２０等の画像表示装置を用いて長期間画像を表示していると、光学系等の経時劣化により次第に画像に色むら（輝度むらによる色むらも含む。）が発生する。
【００２８】
その上、日光や照明光等の環境光８０によっても投写領域１２における画像の見えは変化する。
【００２９】
このような画像の色むら等を補正するため、本実施形態のプロジェクタ２０は、撮像手段である色光センサー６０を有する。色光センサー６０は、投写領域１２を含む領域を撮像する。
【００３０】
そして、プロジェクタ２０は、当該撮像情報に基づき、投写領域１２を複数の対象領域に区分し、各対象領域の平均の明るさ指標値を演算し、当該平均の明るさ指標値に基づいて対象領域ごとの補正量を演算し、当該補正量に基づいて画像の色むら等を補正する。
【００３１】
ここで、本実施形態における色むら補正の概念について説明する。
【００３２】
図２は、本実施形態の一例に係る色むら補正の概念を示す模式図である。なお、ここで、プロジェクタ２０の入出力特性は、γ＝１で制御されているものとする。
【００３３】
例えば、プロジェクタ２０が単色のＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）のキャリブレーション画像を異なる階調ごとに投写し、色光センサー６０が当該キャリブレーション画像を測定した場合、初期状態では、経時劣化がないため、階調値と測定値（例えば、輝度値）との対応関係はほぼ直線状になる。
【００３４】
しかし、例えば、もともとＢにおける上記対応関係は直線状であったにもかかわらず、経時劣化によってＢ’に示すように上記対応関係は曲線状になってしまう。この結果、プロジェクタ２０が投写する画像の見えも変化してしまう。
【００３５】
本実施の形態では、Ｂ’’に示すように、なるべく色むらのない状態の元の直線Ｂに近い直線となるように色むら等を補正することにより、ＲＧＢの色バランスを確保することができ、経時劣化による色むらを適切に補正することができる。
【００３６】
次に、このような機能を実現するためのプロジェクタ２０の機能ブロックについて説明する。
【００３７】
図３は、本実施形態の一例に係るプロジェクタ２０の機能ブロック図である。
【００３８】
プロジェクタ２０は、所定のキャリブレーション画像を投写する画像表示手段である画像投写部１９０と、色光センサー６０を有し、投写されたキャリブレーション画像を撮像する撮像部１８２と、撮像部１８２による撮像情報に基づき、画像表示領域を検出するとともに、当該画像表示領域を複数の領域に区分する領域検出部１８０と、撮像情報に基づき、領域検出部１８０によって区分された各対象領域における平均の明るさ指標値を示す明るさ情報を生成する明るさ情報生成部１７６と、当該明るさ情報に基づき、各対象領域ごとの入出力特性データの補正量を演算する補正量演算部１６０と、当該補正量に基づいて補正した入出力特性データに基づき、画像の色むらを補正する色むら補正部１３０とを含んで構成されている。
【００３９】
なお、ここで、入出力特性データとは、入力信号の明るさ指標値（例えば、階調値等）と、出力信号の明るさ指標値（例えば、輝度、照度、色情報値等）との関係を示すデータのことである。また、明るさ指標値とは、明るさの指標となる値のことであり、具体的には、例えば、輝度、照度、色情報値（Ｒ信号のデジタル信号値等）、階調値およびこれらの値を正規化等によって変形した値等が該当する。また、本実施例では、明るさ指標値として、輝度（より具体的には正規化したＹ値）を用いている。
【００４０】
また、プロジェクタ２０は、入力信号処理部１１０と、３Ｄ−ＬＵＴ（３次元ルックアップテーブル）記憶部１２２および１Ｄ−ＬＵＴ（１次元ルックアップテーブル）記憶部１２４を有し、画像の色を変換する色変換部１２０と、出力信号処理部１４０と、ターゲットプロファイル記憶部１５２を有し、３Ｄ−ＬＵＴおよび１Ｄ−ＬＵＴを更新するＬＵＴ更新部１５０とを含んで構成されている。
【００４１】
さらに、プロジェクタ２０は、キャリブレーション画像を表示するための画像信号を生成するキャリブレーション信号発生部１７２と、領域検出部１８０からの撮像情報を一時的に記憶する撮像情報記憶部１７４とを含んで構成されている。
【００４２】
また、画像投写部１９０は、空間光変調器１９２と、空間光変調器１９２を駆動する駆動部１９４と、光源１９６と、レンズ１９８とを含んで構成されている。
【００４３】
駆動部１９４は、信号出力部１３０からの画像信号に基づき、空間光変調器１９２を駆動する。そして、画像投写部１９０は、光源１９６からの光を、空間光変調器１９２およびレンズ１９８を介して投写する。
【００４４】
また、上述したプロジェクタ２０の各部を実現するためのハードウェアとしては、例えば、以下のものを適用できる。
【００４５】
図４は、本実施形態の一例に係るプロジェクタ２０のハードウェアブロック図である。
【００４６】
例えば、入力信号処理部１１０としては、例えばＡ／Ｄコンバーター９３０等、撮像情報記憶部１７４としては、例えばＲＡＭ９５０等、色むら補正部１３０、キャリブレーション信号発生部１７２および明るさ情報生成部１７６としては、例えば画像処理回路９７０等、補正量演算部１６０としては、例えばＣＰＵ９１０等、色変換部１２０、ＬＵＴ更新部１５０および領域検出部１８０としては、例えば画像処理回路９７０、ＲＡＭ９５０、ＣＰＵ９１０等、出力信号処理部１４０としては、例えばＤ／Ａコンバーター９４０等、空間光変調器１９２としては、例えば液晶パネル９２０等、駆動部１９４としては、例えば液晶パネル９２０を駆動する液晶ライトバルブ駆動ドライバを記憶するＲＯＭ９６０等を用いて実現できる。
【００４７】
なお、これらの各部はシステムバス９８０を介して相互に情報をやりとりすることが可能である。
【００４８】
また、これらの各部は回路のようにハードウェア的に実現してもよいし、ドライバのようにソフトウェア的に実現してもよい。
【００４９】
さらに、補正量演算部１６０等としてコンピュータを機能させるためのプログラムを記憶した情報記憶媒体９００からプログラムを読み取って補正量演算部１６０等の機能をコンピュータに実現させてもよい。
【００５０】
このような情報記憶媒体９００としては、例えば、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤ等を適用でき、そのプログラムの読み取り方式は接触方式であっても、非接触方式であってもよい。
【００５１】
また、情報記憶媒体９００に代えて、上述した各機能を実現するためのプログラム等を、伝送路を介してホスト装置等からダウンロードすることによって上述した各機能を実現することも可能である。
【００５２】
次に、これらの各部を用いた画像処理の流れについて説明する。
【００５３】
図５は、本実施形態の一例に係る色むら補正処理の流れを示すフローチャートである。
【００５４】
まず、プロジェクタ２０は、複数種の単色のキャリブレーション画像を投写する（ステップＳ１）。より具体的には、プロジェクタ２０は、Ｗ（白）、Ｋ（黒）のキャリブレーション画像と、所定の階調単位で階調を変化させたＲ、Ｇ、Ｂのキャリブレーション画像を投写する。
【００５５】
ここで、画像の投写を行う場合の画像処理についてより具体的に説明する。
【００５６】
入力信号処理部１１０は、ＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）等から入力されるアナログ形式のＲＧＢ信号を構成するＲ１信号、Ｇ１信号、Ｂ１信号を、デジタル形式のＲ２信号、Ｇ２信号、Ｂ２信号に変換する。
【００５７】
また、キャリブレーション信号発生部１７２は、キャリブレーション画像の表示に用いられるデジタル形式のＲ２信号、Ｇ２信号、Ｂ２信号を生成する。
【００５８】
このように、キャリブレーション信号をプロジェクタ２０の内部で生成することにより、ＰＣ等の外部入力装置からキャリブレーション信号を液晶プロジェクタに入力することなく、プロジェクタ２０単体でキャリブレーションを行うことができる。なお、キャリブレーション信号発生部１７２を設けずに、ＰＣ等からキャリブレーション画像信号を入力してもよい。
【００５９】
色変換部１２０は、入力信号処理部１１０やキャリブレーション信号発生部１７２からのＲ２信号、Ｇ２信号、Ｂ２信号を、３Ｄ−ＬＵＴ記憶部１２２の３Ｄ−ＬＵＴと、１Ｄ−ＬＵＴ記憶部１２４の１Ｄ−ＬＵＴに基づき、プロジェクタ２０のデフォルト（初期状態）の色温度等を補正することにより、Ｒ３信号、Ｇ３信号、Ｂ３信号として出力する。
【００６０】
なお、より具体的には、１Ｄ−ＬＵＴ記憶部１２４は、画像の明るさを補正するためにガンマテーブルおよびカラーバランステーブル（ただし、どちらか一方の場合もある。）を記憶している。また、３Ｄ−ＬＵＴ記憶部１２２は、画像の色を補正するために色域補正テーブルおよび色温度補正テーブル（ただし、どちらか一方の場合もある。）を記憶している。
【００６１】
色変換部１２０は、これらのテーブルに基づき、色温度等を補正してＲ３信号、Ｇ３信号、Ｂ３信号を出力する。
【００６２】
また、色むら補正部１３０は、色変換部１２０からのＲ３信号、Ｇ３信号、Ｂ３信号に基づき、デフォルトの輝度の補正量データに基づき、Ｒ３信号、Ｇ３信号、Ｂ３信号を補正してＲ４信号、Ｇ４信号、Ｂ４信号として出力する。
【００６３】
また、出力信号処理部１４０は、デジタル形式のＲ４信号、Ｇ４信号、Ｂ４信号をアナログ形式のＲ５信号、Ｇ５信号、Ｂ５信号に変換し、当該アナログ画像信号（Ｒ５信号、Ｇ５信号、Ｂ５信号）を画像投写部１９０に出力する。
【００６４】
なお、プロジェクタ２０がデジタル形式のＲＧＢ信号のみを用いる場合、Ａ／Ｄ変換処理およびＤ／Ａ変換処理を行う必要はない。
【００６５】
以上の手順によりプロジェクタ２０は、複数種のキャリブレーション画像を投写する。
【００６６】
また、プロジェクタ２０の撮像部１８２は、キャリブレーション画像がスクリーン領域１０に投写された状態で投写領域１２を含む領域を撮像し、撮像情報を出力する（ステップＳ２）。なお、撮像情報は、例えば、ＸＹＺ値で表される。また、ここで、ＸＹＺ値とは、国際照明委員会（ＣＩＥ：Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌｅｄｅｌ’Ｅｃｌａｉｒａｇｅ）によって定められたデバイス非依存型の表色系であるＸＹＺ表色系における三刺激値の値である。また、ＸＹＺ表色系においては、Ｙ値を輝度値として取り扱うことができる。
【００６７】
領域検出部１８０は、Ｗのキャリブレーション画像の撮像情報と、Ｋのキャリブレーション画像の撮像情報との差分に基づき、撮像された領域から投写領域１２を検出する（ステップＳ３）。また、領域検出部１８０は、検出した投写領域１２を複数の領域に区分する。
【００６８】
図６は、本実施形態の一例に係る画像表示領域を区分して平均の明るさ指標値を演算する場合の模式図である。
【００６９】
例えば、領域検出部１８０は、図６に示すように、投写領域１２の撮像画像を９つの均等な領域に区分する。例えば、図６の斜線が引かれた１つの長方形が１つの対象領域となる。もちろん、区分数は９に限定されず、４、１６、２５といった９以外の区分数を採用してもよい。また、領域を必ずしも均等に区分する必要はない。
【００７０】
また、撮像情報記憶部１７４は、Ｗ、Ｋのキャリブレーション画像の撮像情報、Ｒ、Ｇ、Ｂの各階調値におけるキャリブレーション画像の撮像情報を記憶する（ステップＳ４）。
【００７１】
また、明るさ情報生成部１７６は、撮像情報記憶部１７４に記憶された撮像情報と、領域検出部１８０からの領域情報に基づき、環境影響補正用情報として、ＷおよびＫのキャリブレーション画像投写時の対象領域におけるＸＹＺの三刺激値の平均値、Ｒ、ＧおよびＢの所定階調値におけるキャリブレーション画像投写時の対象領域におけるＸＹＺの三刺激値の平均値を示す情報を生成する（ステップＳ５）。
【００７２】
また、明るさ情報生成部１７６は、撮像情報記憶部１７４に記憶された撮像情報と、領域検出部１８０からの領域情報に基づき、明るさ情報を生成する（ステップＳ６）。なお、明るさ情報は、図６に示す各対象領域のうちどの対象領域であるかを示す領域情報、前記異なる階調値のうちどの階調値であるかを示す階調情報、前記複数種のキャリブレーション画像のうちどのキャリブレーション画像であるかを示す画像情報、当該対象領域における平均の明るさ指標値を示す平均明るさ情報を含む情報である。
【００７３】
そして、ＬＵＴ更新部１５０は、明るさ情報生成部１７６によって生成された環境影響補正用情報と、ターゲットプロファイル記憶部１５２に記憶されたターゲットプロファイルに基づき、３Ｄ−ＬＵＴと１Ｄ−ＬＵＴを更新する（ステップＳ７）。なお、ターゲットプロファイルとは、目標とする画像の色等を示す情報のことであり、例えば、Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｗの色度、Ｗの色温度およびガンマ値を示す情報のことである。
【００７４】
また、より具体的には、ＬＵＴ更新部１５０は、Ｗ、Ｋ、Ｒ、ＧおよびＢのＸＹＺの三刺激値の平均値と、ターゲットプロファイルの示す色情報に基づき、３Ｄ−ＬＵＴ記憶部１２２に記憶された３Ｄ−ＬＵＴを更新する。また、ＬＵＴ更新部１５０は、ＷおよびＫのＹ値の平均値と、ターゲットプロファイルの示すガンマ値に基づき、１Ｄ−ＬＵＴ記憶部１２４に記憶された１Ｄ−ＬＵＴを更新する。
【００７５】
そして、色変換部１２０は、目標色（例えば、ｓＲＧＢ規格に適合した色等）を再現できるように、更新された３Ｄ−ＬＵＴに基づき画像の色を補正し、更新された１Ｄ−ＬＵＴに基づき画像の明るさを補正し、Ｒ３信号、Ｇ３信号、Ｂ３信号を出力する。
【００７６】
また、補正量演算部１６０は、明るさ情報生成部１７６によって生成された明るさ情報に基づき、対象領域ごとに入出力特性データの補正量を演算し、色むら補正用情報として出力する。
【００７７】
ここで、入力階調値と正規化Ｙ値との関係を示す入出力特性データをグラフ形式で表現した入出力特性曲線について説明する。
【００７８】
図７は、本実施形態の一例に係る入出力特性曲線の模式図である。
【００７９】
例えば、図７に示すように、補正前の入出力特性曲線７１０が最大階調ｋｍａｘの場合に正規化Ｙ値が１となる曲線状となっている場合、補正量演算部１６０は、最大階調値がｋｍａｘであって、正規化Ｙ値が１である点を通る直線状となるように補正量を演算する。例えば、補正前に階調値がｋ１の場合に正規化Ｙ値がＹ１である場合、階調値がｋ１の場合における補正後の入出力特性を示す直線７２０上における正規化Ｙ値はＹ’１となり、この正規化Ｙ値の差分ａ＝Ｙ１−Ｙ１’が補正量となる。
【００８０】
なお、図７では、補正後の入出力特性を示す直線７２０の傾きが１になるように正規化したＹ値（正規化Ｙ値）を明るさ指標値として採用している。また、必ずしも全範囲の階調値のキャリブレーション画像を用いる必要はなく、使用しない階調値の補正量については、線形補間等の一般的な手法によって補間した補正量を適用してもよい。また、図７において、階調値が０の場合、正規化Ｙ値は０ではなく正の値になっているが、これは光学系の光の漏れがあるからである。
【００８１】
このようにして補正量演算部１６０は、所定階調値における補正量ａを演算する。また、色むら補正部１３０は、実際に表示する画像の階調値に応じた補正量で入出力データの補正を行い、補正後の入出力特性データに基づき、Ｒ３信号、Ｇ３信号、Ｂ３信号を補正することにより、色むらを補正する（ステップＳ８）。
【００８２】
そして、出力信号処理部１４０は、色むら補正後のデジタル形式のＲ４信号、Ｇ４信号、Ｂ４信号をアナログ形式のＲ５信号、Ｇ５信号、Ｂ５信号に変換して画像投写部１９０に出力する。そして、画像投写部１９０は、Ｒ５信号、Ｇ５信号、Ｂ５信号に基づき、画像を投写する（ステップＳ９）。
【００８３】
以上のように、本実施の形態によれば、プロジェクタ２０は、画像表示領域を複数の対象領域に区分し、各対象領域における平均の明るさ指標値を検出することにより、画像の一部が劣化していることを検出することが可能となる。
【００８４】
また、プロジェクタ２０は、明るさ情報に基づく各階調値における平均の明るさ指標値に基づき、入出力特性が、色むらがない状態の入出力特性になるように補正量を演算し、当該補正量に基づいて色むらを補正することにより、図２に示すように、低階調以外の部分が経時劣化のない状態と同様の状態となった画像を投写することができる。これにより、プロジェクタ２０は、Ｒ、Ｇ、Ｂ各色の色のバランスを確保することができる。
【００８５】
したがって、プロジェクタ２０は、経時劣化による色むらを適切に補正することができる。
【００８６】
また、プロジェクタ２０は、Ｒ、Ｇ、Ｂの複数の異なる階調ごとにキャリブレーション画像を投写し、撮像することによって階調ごとに平均の明るさ指標値を求めることができるため、領域ごとの平均の明るさ指標値の相違が明確となることに加え、階調ごとの平均の明るさ指標値の相違が明確となる。これにより、プロジェクタ２０は、経時劣化による色むらをより適切に補正することができる。
【００８７】
さらに、本実施の形態では、プロジェクタ２０は、経時劣化による色むらだけでなく、環境光８０やスクリーンの材質の影響も考慮して画像信号の補正を行うことにより、プロジェクタ２０の使用環境によらずに目標色により適合した画像を投写することができる。
【００８８】
このように、プロジェクタ２０は、経時劣化による色むら等を補正することができるため、特に、例えば、展示会場のように長期間連続して画像を投写する場合においても、画質の劣化を抑えることができる。これにより、ユーザーは、経時劣化によってプロジェクタ２０を修理に出したり、プロジェクタ２０の光学部品を交換したりする頻度を減らすことができ、長期間にわたってプロジェクタ２０を使用し続けることができる。
【００８９】
（変形例）
以上、本発明を適用した好適な実施の形態について説明してきたが、本発明の適用は上述した実施例に限定されない。
【００９０】
例えば、上述した実施例では、明るさ指標値として、正規化したＹ値を用いたが、例えば、輝度、照度、色情報値（Ｒ信号のデジタル信号値等）、階調値およびこれらの値を正規化等によって変形した値等を用いてもよい。
【００９１】
これによっても、プロジェクタ２０は、画像の明るさを補正でき、色むらの補正を行うことができる。
【００９２】
また、上述した実施例では、色むらのない状態の入出力特性は、直線状であったが、これはガンマ補正時に使用されるγが１の場合を前提としているからであり、γが１以外の値の場合、色むらのない状態の入出力特性は直線状にならない場合もある。このような場合であっても本発明の適用は可能である。
【００９３】
また、例えば、上述した実施例では、画像処理システムをプロジェクタ２０に実装した例について説明したが、プロジェクタ２０以外にもＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ Ｒａｙ Ｔｕｂｅ）等のプロジェクタ２０以外の画像表示装置に実装してもよい。また、プロジェクタ２０としては、液晶プロジェクタ以外にも、例えば、ＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ）を用いたプロジェクタ等を用いてもよい。なお、ＤＭＤは米国テキサスインスツルメンツ社の商標である。
【００９４】
また、上述したプロジェクタ２０の機能は、例えば、プロジェクタ単体で実現してもよいし、複数の処理装置で分散して（例えば、プロジェクタとＰＣとで分散処理）実現してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態の一例に係る画像処理システム全体の概略図である。
【図２】本実施形態の一例に係る色むら補正の概念を示す模式図である。
【図３】本実施形態の一例に係るプロジェクタの機能ブロック図である。
【図４】本実施形態の一例に係るプロジェクタのハードウェアブロック図である。
【図５】本実施形態の一例に係る色むら補正処理の流れを示すフローチャートである。
【図６】本実施形態の一例に係る画像表示領域を区分して平均の明るさ指標値を演算する場合の模式図である。
【図７】本実施形態の一例に係る入出力特性曲線の模式図である。
【符号の説明】
２０ プロジェクタ、６０ 色光センサー（撮像手段）、１２０ 色変換部、１３０ 色むら補正部、１６０ 補正量演算部、１７６ 明るさ情報生成部、１８０ 領域検出部、１８２ 撮像部、１９０ 画像投写部（画像表示手段）、９００ 情報記憶媒体
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像の色むらを補正する画像処理システム、プロジェクタ、プログラム、情報記憶媒体および画像処理方法に関する。
【０００２】
【背景技術】
長期間、プロジェクタ等の画像表示装置で画像を表示していると画像に色むら（輝度むらによる色むらも含む。）が発生し、画像が徐々に劣化していく。
【０００３】
例えば、店舗や展示場等においては、長期間にわたってプロジェクタを用いてスクリーンに画像を連続的に表示する場合がある。このような場合、長期にわたる投影により早期に液晶パネルや偏光板等が劣化して画像の色むら等が発生することにより、本来の表示効果が損なわれてしまう。
【０００４】
このような問題点に鑑み、例えば、特許文献１では、光源等の劣化による一様な色の劣化を自動的に補正するために、画像表示手段の稼働時間を計測する掲示手段と、計時情報と目標色域情報に基づき、目標色が再現されるように、画像変換用情報を補正する補正手段を有する画像表示システムが開示されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−１４００６０号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、色むらの劣化の場合、画像全体が劣化する場合だけでなく、画像の一部が劣化する場合もある。
【０００７】
例えば、液晶プロジェクタの場合、長期間使用することにより、光源の光の影響で液晶ライトバルブや偏光板に光量の「むら」が生じる。特に、エネルギーの強い青光、エネルギー密度の高い（光量の多い）緑光の経路における液晶ライトバルブや偏光板に光量の「むら」が生じやすい。このような液晶ライトバルブや偏光板における劣化は、偏光板等の全体が劣化する場合だけでなく、その一部だけが劣化する場合がある。この結果、画像全体が劣化するのではなく、画像の一部だけが劣化する場合がある。
【０００８】
このような場合、特許文献１に記載された画像表示手段の稼働時間の計時情報を用いる手法では画像を適切に補正することは困難である。
【０００９】
本発明は、上記の課題に鑑みなされたものであり、その目的は、経時劣化による色むらをより適切に補正することが可能な画像処理システム、プロジェクタ、プログラム、情報記憶媒体および画像処理方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明に係る画像処理システムは、所定のキャリブレーション画像を表示する画像表示手段と、
表示されたキャリブレーション画像を撮像する撮像手段と、
当該撮像手段による撮像情報に基づき、画像表示領域を検出するとともに、当該画像表示領域を複数の対象領域に区分する領域検出手段と、
前記撮像情報に基づき、前記領域検出手段によって区分された各対象領域における平均の明るさ指標値を示す明るさ情報を生成する明るさ情報生成手段と、
当該明るさ情報に基づき、前記各対象領域ごとの入出力特性データの補正量を演算する補正量演算手段と、
当該補正量に基づいて補正した入出力特性データに基づき、前記各対象領域ごとに画像の色むらを補正する色むら補正手段と、
を含み、
前記画像表示手段は、前記色むら補正手段によって色むらが補正された画像を表示することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明に係るプロジェクタは、所定のキャリブレーション画像を投写する画像表示手段と、
投写されたキャリブレーション画像を撮像する撮像手段と、
当該撮像手段による撮像情報に基づき、画像表示領域を検出するとともに、当該画像表示領域を複数の対象領域に区分する領域検出手段と、
前記撮像情報に基づき、前記領域検出手段によって区分された各対象領域における平均の明るさ指標値を示す明るさ情報を生成する明るさ情報生成手段と、
当該明るさ情報に基づき、前記各対象領域ごとの入出力特性データの補正量を演算する補正量演算手段と、
当該補正量に基づいて補正した入出力特性データに基づき、前記各対象領域ごとに画像の色むらを補正する色むら補正手段と、
を含み、
前記画像表示手段は、前記色むら補正手段によって色むらが補正された画像を表示することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明に係るプログラムは、コンピュータにより読み取り可能なプログラムであって、
コンピュータを、
所定のキャリブレーション画像を表示する画像表示手段を制御する表示制御手段と、
表示されたキャリブレーション画像を撮像する撮像手段を制御する撮像制御手段と、
当該撮像手段による撮像情報に基づき、画像表示領域を検出するとともに、当該画像表示領域を複数の対象領域に区分する領域検出手段と、
前記撮像情報に基づき、前記領域検出手段によって区分された各対象領域における平均の明るさ指標値を示す明るさ情報を生成する明るさ情報生成手段と、
当該明るさ情報に基づき、前記各対象領域ごとの入出力特性データの補正量を演算する補正量演算手段と、
当該補正量に基づいて補正した入出力特性データに基づき、前記各対象領域ごとに画像の色むらを補正する色むら補正手段として機能させ、
前記画像表示手段は、前記色むら補正手段によって色むらが補正された画像を表示することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明に係る情報記憶媒体は、コンピュータにより読み取り可能なプログラムを記憶した情報記憶媒体であって、
コンピュータを、
所定のキャリブレーション画像を表示する画像表示手段を制御する表示制御手段と、
表示されたキャリブレーション画像を撮像する撮像手段を制御する撮像制御手段と、
当該撮像手段による撮像情報に基づき、画像表示領域を検出するとともに、当該画像表示領域を複数の対象領域に区分する領域検出手段と、
前記撮像情報に基づき、前記領域検出手段によって区分された各対象領域における平均の明るさ指標値を示す明るさ情報を生成する明るさ情報生成手段と、
当該明るさ情報に基づき、前記各対象領域ごとの入出力特性データの補正量を演算する補正量演算手段と、
当該補正量に基づいて補正した入出力特性データに基づき、前記各対象領域ごとに画像の色むらを補正する色むら補正手段として機能させるためのプログラムを記憶し、
前記画像表示手段は、前記色むら補正手段によって色むらが補正された画像を表示することを特徴とする。
【００１４】
また、本発明に係る画像処理方法は、所定のキャリブレーション画像を表示し、
表示されたキャリブレーション画像を撮像し、
当該撮像情報に基づき、画像表示領域を検出し、
当該画像表示領域を複数の対象領域に区分し、
前記撮像情報に基づき、区分した各対象領域における平均の明るさ指標値を示す明るさ情報を生成し、
当該明るさ情報に基づき、前記各対象領域ごとの入出力特性データの補正量を演算し、
当該補正量に基づいて補正した入出力特性データに基づき、前記各対象領域ごとに画像の色むらを補正し、
色むらを補正した画像を表示することを特徴とする。
【００１５】
本発明によれば、画像処理システム等は、画像表示領域を複数の対象領域に区分し、各対象領域ごとに当該対象領域の平均の明るさ指標値を検出することにより、どの対象領域で明るさが不十分となっているか検出できるため、画像の一部が劣化していることを検出することが可能となる。
【００１６】
そして、画像処理システム等は、区分した対象領域ごとの補正量を求め、区分した対象領域ごとに色むらを補正することにより、経時劣化による色むらを適切に補正することができる。
【００１７】
なお、ここで、入出力特性データとは、入出力特性を示すデータであって、入力信号の明るさ指標値（例えば、階調値等）と、出力信号の明るさ指標値（例えば、輝度、照度、色情報値等）との関係を示すデータのことである。また、明るさ指標値とは、明るさの指標となる値のことであり、具体的には、例えば、輝度、照度、色情報値（Ｒ信号のデジタル信号値等）、階調値およびこれらの値を正規化等によって変形した値等が該当する。
【００１８】
また、前記画像処理システム、前記プロジェクタ、前記プログラムおよび前記情報記憶媒体において、前記画像表示手段は、異なる階調ごとに複数種のキャリブレーション画像を表示し、
前記明るさ情報生成手段は、前記明るさ情報として、前記各対象領域のうちどの対象領域であるかを示す領域情報、前記異なる階調値のうちどの階調値であるかを示す階調情報、前記複数種のキャリブレーション画像のうちどのキャリブレーション画像であるかを示す画像情報、当該対象領域における平均の明るさ指標値を示す平均明るさ情報を含む情報を生成してもよい。
【００１９】
また、前記画像処理方法において、前記所定のキャリブレーション画像を表示する際に、異なる階調ごとに複数種のキャリブレーション画像を表示し、
前記明るさ情報として、前記各対象領域のうちどの対象領域であるかを示す領域情報、前記異なる階調値のうちどの階調値であるかを示す階調情報、前記複数種のキャリブレーション画像のうちどのキャリブレーション画像であるかを示す画像情報、当該対象領域における平均の明るさ指標値を示す平均明るさ情報を含む情報を生成してもよい。
【００２０】
これによれば、画像処理システム等は、階調ごとに実際に表示された画像の平均の明るさ指標値を求めることができ、階調ごとの平均の明るさ指標値の相違を把握することができるため、経時劣化による色むらをより適切に補正することができる。
【００２１】
また、前記画像処理システム、前記プロジェクタ、前記プログラムおよび前記情報記憶媒体において、前記補正量演算手段は、前記明るさ情報に基づく各階調値における平均の明るさ指標値に基づき、入出力特性が、色むらがない状態の入出力特性になるように前記補正量を演算してもよい。
【００２２】
また、前記画像処理方法において、前記明るさ情報に基づく各階調値における平均の明るさ指標値に基づき、入出力特性が、色むらがない状態の入出力特性になるように前記補正量を演算してもよい。
【００２３】
これによれば、画像処理システム等は、入出力特性が、色むらがない状態の入出力特性になるように補正量を演算することにより、劣化のない状態での入出力特性に近づけることができるため、色むらをより適切に補正することができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を、画像処理システムを有するプロジェクタに適用した場合を例に採り、図面を参照しつつ説明する。なお、以下に示す実施形態は、特許請求の範囲に記載された発明の内容を何ら限定するものではない。また、以下の実施形態に示す構成の全てが、特許請求の範囲に記載された発明の解決手段として必須であるとは限らない。
【００２５】
（システム全体の説明）
図１は、本実施形態の一例に係る画像処理システム全体の概略図である。
【００２６】
プロジェクタ２０は、スクリーン領域１０へ向け画像を投写する。これにより、スクリーン領域１０には、画像表示領域である投写領域１２が形成される。
【００２７】
このように、プロジェクタ２０等の画像表示装置を用いて長期間画像を表示していると、光学系等の経時劣化により次第に画像に色むら（輝度むらによる色むらも含む。）が発生する。
【００２８】
その上、日光や照明光等の環境光８０によっても投写領域１２における画像の見えは変化する。
【００２９】
このような画像の色むら等を補正するため、本実施形態のプロジェクタ２０は、撮像手段である色光センサー６０を有する。色光センサー６０は、投写領域１２を含む領域を撮像する。
【００３０】
そして、プロジェクタ２０は、当該撮像情報に基づき、投写領域１２を複数の対象領域に区分し、各対象領域の平均の明るさ指標値を演算し、当該平均の明るさ指標値に基づいて対象領域ごとの補正量を演算し、当該補正量に基づいて画像の色むら等を補正する。
【００３１】
ここで、本実施形態における色むら補正の概念について説明する。
【００３２】
図２は、本実施形態の一例に係る色むら補正の概念を示す模式図である。なお、ここで、プロジェクタ２０の入出力特性は、γ＝１で制御されているものとする。
【００３３】
例えば、プロジェクタ２０が単色のＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）のキャリブレーション画像を異なる階調ごとに投写し、色光センサー６０が当該キャリブレーション画像を測定した場合、初期状態では、経時劣化がないため、階調値と測定値（例えば、輝度値）との対応関係はほぼ直線状になる。
【００３４】
しかし、例えば、もともとＢにおける上記対応関係は直線状であったにもかかわらず、経時劣化によってＢ’に示すように上記対応関係は曲線状になってしまう。この結果、プロジェクタ２０が投写する画像の見えも変化してしまう。
【００３５】
本実施の形態では、Ｂ’’に示すように、なるべく色むらのない状態の元の直線Ｂに近い直線となるように色むら等を補正することにより、ＲＧＢの色バランスを確保することができ、経時劣化による色むらを適切に補正することができる。
【００３６】
次に、このような機能を実現するためのプロジェクタ２０の機能ブロックについて説明する。
【００３７】
図３は、本実施形態の一例に係るプロジェクタ２０の機能ブロック図である。
【００３８】
プロジェクタ２０は、所定のキャリブレーション画像を投写する画像表示手段である画像投写部１９０と、色光センサー６０を有し、投写されたキャリブレーション画像を撮像する撮像部１８２と、撮像部１８２による撮像情報に基づき、画像表示領域を検出するとともに、当該画像表示領域を複数の領域に区分する領域検出部１８０と、撮像情報に基づき、領域検出部１８０によって区分された各対象領域における平均の明るさ指標値を示す明るさ情報を生成する明るさ情報生成部１７６と、当該明るさ情報に基づき、各対象領域ごとの入出力特性データの補正量を演算する補正量演算部１６０と、当該補正量に基づいて補正した入出力特性データに基づき、画像の色むらを補正する色むら補正部１３０とを含んで構成されている。
【００３９】
なお、ここで、入出力特性データとは、入力信号の明るさ指標値（例えば、階調値等）と、出力信号の明るさ指標値（例えば、輝度、照度、色情報値等）との関係を示すデータのことである。また、明るさ指標値とは、明るさの指標となる値のことであり、具体的には、例えば、輝度、照度、色情報値（Ｒ信号のデジタル信号値等）、階調値およびこれらの値を正規化等によって変形した値等が該当する。また、本実施例では、明るさ指標値として、輝度（より具体的には正規化したＹ値）を用いている。
【００４０】
また、プロジェクタ２０は、入力信号処理部１１０と、３Ｄ−ＬＵＴ（３次元ルックアップテーブル）記憶部１２２および１Ｄ−ＬＵＴ（１次元ルックアップテーブル）記憶部１２４を有し、画像の色を変換する色変換部１２０と、出力信号処理部１４０と、ターゲットプロファイル記憶部１５２を有し、３Ｄ−ＬＵＴおよび１Ｄ−ＬＵＴを更新するＬＵＴ更新部１５０とを含んで構成されている。
【００４１】
さらに、プロジェクタ２０は、キャリブレーション画像を表示するための画像信号を生成するキャリブレーション信号発生部１７２と、領域検出部１８０からの撮像情報を一時的に記憶する撮像情報記憶部１７４とを含んで構成されている。
【００４２】
また、画像投写部１９０は、空間光変調器１９２と、空間光変調器１９２を駆動する駆動部１９４と、光源１９６と、レンズ１９８とを含んで構成されている。
【００４３】
駆動部１９４は、信号出力部１３０からの画像信号に基づき、空間光変調器１９２を駆動する。そして、画像投写部１９０は、光源１９６からの光を、空間光変調器１９２およびレンズ１９８を介して投写する。
【００４４】
また、上述したプロジェクタ２０の各部を実現するためのハードウェアとしては、例えば、以下のものを適用できる。
【００４５】
図４は、本実施形態の一例に係るプロジェクタ２０のハードウェアブロック図である。
【００４６】
例えば、入力信号処理部１１０としては、例えばＡ／Ｄコンバーター９３０等、撮像情報記憶部１７４としては、例えばＲＡＭ９５０等、色むら補正部１３０、キャリブレーション信号発生部１７２および明るさ情報生成部１７６としては、例えば画像処理回路９７０等、補正量演算部１６０としては、例えばＣＰＵ９１０等、色変換部１２０、ＬＵＴ更新部１５０および領域検出部１８０としては、例えば画像処理回路９７０、ＲＡＭ９５０、ＣＰＵ９１０等、出力信号処理部１４０としては、例えばＤ／Ａコンバーター９４０等、空間光変調器１９２としては、例えば液晶パネル９２０等、駆動部１９４としては、例えば液晶パネル９２０を駆動する液晶ライトバルブ駆動ドライバを記憶するＲＯＭ９６０等を用いて実現できる。
【００４７】
なお、これらの各部はシステムバス９８０を介して相互に情報をやりとりすることが可能である。
【００４８】
また、これらの各部は回路のようにハードウェア的に実現してもよいし、ドライバのようにソフトウェア的に実現してもよい。
【００４９】
さらに、補正量演算部１６０等としてコンピュータを機能させるためのプログラムを記憶した情報記憶媒体９００からプログラムを読み取って補正量演算部１６０等の機能をコンピュータに実現させてもよい。
【００５０】
このような情報記憶媒体９００としては、例えば、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤ等を適用でき、そのプログラムの読み取り方式は接触方式であっても、非接触方式であってもよい。
【００５１】
また、情報記憶媒体９００に代えて、上述した各機能を実現するためのプログラム等を、伝送路を介してホスト装置等からダウンロードすることによって上述した各機能を実現することも可能である。
【００５２】
次に、これらの各部を用いた画像処理の流れについて説明する。
【００５３】
図５は、本実施形態の一例に係る色むら補正処理の流れを示すフローチャートである。
【００５４】
まず、プロジェクタ２０は、複数種の単色のキャリブレーション画像を投写する（ステップＳ１）。より具体的には、プロジェクタ２０は、Ｗ（白）、Ｋ（黒）のキャリブレーション画像と、所定の階調単位で階調を変化させたＲ、Ｇ、Ｂのキャリブレーション画像を投写する。
【００５５】
ここで、画像の投写を行う場合の画像処理についてより具体的に説明する。
【００５６】
入力信号処理部１１０は、ＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）等から入力されるアナログ形式のＲＧＢ信号を構成するＲ１信号、Ｇ１信号、Ｂ１信号を、デジタル形式のＲ２信号、Ｇ２信号、Ｂ２信号に変換する。
【００５７】
また、キャリブレーション信号発生部１７２は、キャリブレーション画像の表示に用いられるデジタル形式のＲ２信号、Ｇ２信号、Ｂ２信号を生成する。
【００５８】
このように、キャリブレーション信号をプロジェクタ２０の内部で生成することにより、ＰＣ等の外部入力装置からキャリブレーション信号を液晶プロジェクタに入力することなく、プロジェクタ２０単体でキャリブレーションを行うことができる。なお、キャリブレーション信号発生部１７２を設けずに、ＰＣ等からキャリブレーション画像信号を入力してもよい。
【００５９】
色変換部１２０は、入力信号処理部１１０やキャリブレーション信号発生部１７２からのＲ２信号、Ｇ２信号、Ｂ２信号を、３Ｄ−ＬＵＴ記憶部１２２の３Ｄ−ＬＵＴと、１Ｄ−ＬＵＴ記憶部１２４の１Ｄ−ＬＵＴに基づき、プロジェクタ２０のデフォルト（初期状態）の色温度等を補正することにより、Ｒ３信号、Ｇ３信号、Ｂ３信号として出力する。
【００６０】
なお、より具体的には、１Ｄ−ＬＵＴ記憶部１２４は、画像の明るさを補正するためにガンマテーブルおよびカラーバランステーブル（ただし、どちらか一方の場合もある。）を記憶している。また、３Ｄ−ＬＵＴ記憶部１２２は、画像の色を補正するために色域補正テーブルおよび色温度補正テーブル（ただし、どちらか一方の場合もある。）を記憶している。
【００６１】
色変換部１２０は、これらのテーブルに基づき、色温度等を補正してＲ３信号、Ｇ３信号、Ｂ３信号を出力する。
【００６２】
また、色むら補正部１３０は、色変換部１２０からのＲ３信号、Ｇ３信号、Ｂ３信号に基づき、デフォルトの輝度の補正量データに基づき、Ｒ３信号、Ｇ３信号、Ｂ３信号を補正してＲ４信号、Ｇ４信号、Ｂ４信号として出力する。
【００６３】
また、出力信号処理部１４０は、デジタル形式のＲ４信号、Ｇ４信号、Ｂ４信号をアナログ形式のＲ５信号、Ｇ５信号、Ｂ５信号に変換し、当該アナログ画像信号（Ｒ５信号、Ｇ５信号、Ｂ５信号）を画像投写部１９０に出力する。
【００６４】
なお、プロジェクタ２０がデジタル形式のＲＧＢ信号のみを用いる場合、Ａ／Ｄ変換処理およびＤ／Ａ変換処理を行う必要はない。
【００６５】
以上の手順によりプロジェクタ２０は、複数種のキャリブレーション画像を投写する。
【００６６】
また、プロジェクタ２０の撮像部１８２は、キャリブレーション画像がスクリーン領域１０に投写された状態で投写領域１２を含む領域を撮像し、撮像情報を出力する（ステップＳ２）。なお、撮像情報は、例えば、ＸＹＺ値で表される。また、ここで、ＸＹＺ値とは、国際照明委員会（ＣＩＥ：Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌｅｄｅｌ’Ｅｃｌａｉｒａｇｅ）によって定められたデバイス非依存型の表色系であるＸＹＺ表色系における三刺激値の値である。また、ＸＹＺ表色系においては、Ｙ値を輝度値として取り扱うことができる。
【００６７】
領域検出部１８０は、Ｗのキャリブレーション画像の撮像情報と、Ｋのキャリブレーション画像の撮像情報との差分に基づき、撮像された領域から投写領域１２を検出する（ステップＳ３）。また、領域検出部１８０は、検出した投写領域１２を複数の領域に区分する。
【００６８】
図６は、本実施形態の一例に係る画像表示領域を区分して平均の明るさ指標値を演算する場合の模式図である。
【００６９】
例えば、領域検出部１８０は、図６に示すように、投写領域１２の撮像画像を９つの均等な領域に区分する。例えば、図６の斜線が引かれた１つの長方形が１つの対象領域となる。もちろん、区分数は９に限定されず、４、１６、２５といった９以外の区分数を採用してもよい。また、領域を必ずしも均等に区分する必要はない。
【００７０】
また、撮像情報記憶部１７４は、Ｗ、Ｋのキャリブレーション画像の撮像情報、Ｒ、Ｇ、Ｂの各階調値におけるキャリブレーション画像の撮像情報を記憶する（ステップＳ４）。
【００７１】
また、明るさ情報生成部１７６は、撮像情報記憶部１７４に記憶された撮像情報と、領域検出部１８０からの領域情報に基づき、環境影響補正用情報として、ＷおよびＫのキャリブレーション画像投写時の対象領域におけるＸＹＺの三刺激値の平均値、Ｒ、ＧおよびＢの所定階調値におけるキャリブレーション画像投写時の対象領域におけるＸＹＺの三刺激値の平均値を示す情報を生成する（ステップＳ５）。
【００７２】
また、明るさ情報生成部１７６は、撮像情報記憶部１７４に記憶された撮像情報と、領域検出部１８０からの領域情報に基づき、明るさ情報を生成する（ステップＳ６）。なお、明るさ情報は、図６に示す各対象領域のうちどの対象領域であるかを示す領域情報、前記異なる階調値のうちどの階調値であるかを示す階調情報、前記複数種のキャリブレーション画像のうちどのキャリブレーション画像であるかを示す画像情報、当該対象領域における平均の明るさ指標値を示す平均明るさ情報を含む情報である。
【００７３】
そして、ＬＵＴ更新部１５０は、明るさ情報生成部１７６によって生成された環境影響補正用情報と、ターゲットプロファイル記憶部１５２に記憶されたターゲットプロファイルに基づき、３Ｄ−ＬＵＴと１Ｄ−ＬＵＴを更新する（ステップＳ７）。なお、ターゲットプロファイルとは、目標とする画像の色等を示す情報のことであり、例えば、Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｗの色度、Ｗの色温度およびガンマ値を示す情報のことである。
【００７４】
また、より具体的には、ＬＵＴ更新部１５０は、Ｗ、Ｋ、Ｒ、ＧおよびＢのＸＹＺの三刺激値の平均値と、ターゲットプロファイルの示す色情報に基づき、３Ｄ−ＬＵＴ記憶部１２２に記憶された３Ｄ−ＬＵＴを更新する。また、ＬＵＴ更新部１５０は、ＷおよびＫのＹ値の平均値と、ターゲットプロファイルの示すガンマ値に基づき、１Ｄ−ＬＵＴ記憶部１２４に記憶された１Ｄ−ＬＵＴを更新する。
【００７５】
そして、色変換部１２０は、目標色（例えば、ｓＲＧＢ規格に適合した色等）を再現できるように、更新された３Ｄ−ＬＵＴに基づき画像の色を補正し、更新された１Ｄ−ＬＵＴに基づき画像の明るさを補正し、Ｒ３信号、Ｇ３信号、Ｂ３信号を出力する。
【００７６】
また、補正量演算部１６０は、明るさ情報生成部１７６によって生成された明るさ情報に基づき、対象領域ごとに入出力特性データの補正量を演算し、色むら補正用情報として出力する。
【００７７】
ここで、入力階調値と正規化Ｙ値との関係を示す入出力特性データをグラフ形式で表現した入出力特性曲線について説明する。
【００７８】
図７は、本実施形態の一例に係る入出力特性曲線の模式図である。
【００７９】
例えば、図７に示すように、補正前の入出力特性曲線７１０が最大階調ｋｍａｘの場合に正規化Ｙ値が１となる曲線状となっている場合、補正量演算部１６０は、最大階調値がｋｍａｘであって、正規化Ｙ値が１である点を通る直線状となるように補正量を演算する。例えば、補正前に階調値がｋ１の場合に正規化Ｙ値がＹ１である場合、階調値がｋ１の場合における補正後の入出力特性を示す直線７２０上における正規化Ｙ値はＹ’１となり、この正規化Ｙ値の差分ａ＝Ｙ１−Ｙ１’が補正量となる。
【００８０】
なお、図７では、補正後の入出力特性を示す直線７２０の傾きが１になるように正規化したＹ値（正規化Ｙ値）を明るさ指標値として採用している。また、必ずしも全範囲の階調値のキャリブレーション画像を用いる必要はなく、使用しない階調値の補正量については、線形補間等の一般的な手法によって補間した補正量を適用してもよい。また、図７において、階調値が０の場合、正規化Ｙ値は０ではなく正の値になっているが、これは光学系の光の漏れがあるからである。
【００８１】
このようにして補正量演算部１６０は、所定階調値における補正量ａを演算する。また、色むら補正部１３０は、実際に表示する画像の階調値に応じた補正量で入出力データの補正を行い、補正後の入出力特性データに基づき、Ｒ３信号、Ｇ３信号、Ｂ３信号を補正することにより、色むらを補正する（ステップＳ８）。
【００８２】
そして、出力信号処理部１４０は、色むら補正後のデジタル形式のＲ４信号、Ｇ４信号、Ｂ４信号をアナログ形式のＲ５信号、Ｇ５信号、Ｂ５信号に変換して画像投写部１９０に出力する。そして、画像投写部１９０は、Ｒ５信号、Ｇ５信号、Ｂ５信号に基づき、画像を投写する（ステップＳ９）。
【００８３】
以上のように、本実施の形態によれば、プロジェクタ２０は、画像表示領域を複数の対象領域に区分し、各対象領域における平均の明るさ指標値を検出することにより、画像の一部が劣化していることを検出することが可能となる。
【００８４】
また、プロジェクタ２０は、明るさ情報に基づく各階調値における平均の明るさ指標値に基づき、入出力特性が、色むらがない状態の入出力特性になるように補正量を演算し、当該補正量に基づいて色むらを補正することにより、図２に示すように、低階調以外の部分が経時劣化のない状態と同様の状態となった画像を投写することができる。これにより、プロジェクタ２０は、Ｒ、Ｇ、Ｂ各色の色のバランスを確保することができる。
【００８５】
したがって、プロジェクタ２０は、経時劣化による色むらを適切に補正することができる。
【００８６】
また、プロジェクタ２０は、Ｒ、Ｇ、Ｂの複数の異なる階調ごとにキャリブレーション画像を投写し、撮像することによって階調ごとに平均の明るさ指標値を求めることができるため、領域ごとの平均の明るさ指標値の相違が明確となることに加え、階調ごとの平均の明るさ指標値の相違が明確となる。これにより、プロジェクタ２０は、経時劣化による色むらをより適切に補正することができる。
【００８７】
さらに、本実施の形態では、プロジェクタ２０は、経時劣化による色むらだけでなく、環境光８０やスクリーンの材質の影響も考慮して画像信号の補正を行うことにより、プロジェクタ２０の使用環境によらずに目標色により適合した画像を投写することができる。
【００８８】
このように、プロジェクタ２０は、経時劣化による色むら等を補正することができるため、特に、例えば、展示会場のように長期間連続して画像を投写する場合においても、画質の劣化を抑えることができる。これにより、ユーザーは、経時劣化によってプロジェクタ２０を修理に出したり、プロジェクタ２０の光学部品を交換したりする頻度を減らすことができ、長期間にわたってプロジェクタ２０を使用し続けることができる。
【００８９】
（変形例）
以上、本発明を適用した好適な実施の形態について説明してきたが、本発明の適用は上述した実施例に限定されない。
【００９０】
例えば、上述した実施例では、明るさ指標値として、正規化したＹ値を用いたが、例えば、輝度、照度、色情報値（Ｒ信号のデジタル信号値等）、階調値およびこれらの値を正規化等によって変形した値等を用いてもよい。
【００９１】
これによっても、プロジェクタ２０は、画像の明るさを補正でき、色むらの補正を行うことができる。
【００９２】
また、上述した実施例では、色むらのない状態の入出力特性は、直線状であったが、これはガンマ補正時に使用されるγが１の場合を前提としているからであり、γが１以外の値の場合、色むらのない状態の入出力特性は直線状にならない場合もある。このような場合であっても本発明の適用は可能である。
【００９３】
また、例えば、上述した実施例では、画像処理システムをプロジェクタ２０に実装した例について説明したが、プロジェクタ２０以外にもＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ Ｒａｙ Ｔｕｂｅ）等のプロジェクタ２０以外の画像表示装置に実装してもよい。また、プロジェクタ２０としては、液晶プロジェクタ以外にも、例えば、ＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ）を用いたプロジェクタ等を用いてもよい。なお、ＤＭＤは米国テキサスインスツルメンツ社の商標である。
【００９４】
また、上述したプロジェクタ２０の機能は、例えば、プロジェクタ単体で実現してもよいし、複数の処理装置で分散して（例えば、プロジェクタとＰＣとで分散処理）実現してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態の一例に係る画像処理システム全体の概略図である。
【図２】本実施形態の一例に係る色むら補正の概念を示す模式図である。
【図３】本実施形態の一例に係るプロジェクタの機能ブロック図である。
【図４】本実施形態の一例に係るプロジェクタのハードウェアブロック図である。
【図５】本実施形態の一例に係る色むら補正処理の流れを示すフローチャートである。
【図６】本実施形態の一例に係る画像表示領域を区分して平均の明るさ指標値を演算する場合の模式図である。
【図７】本実施形態の一例に係る入出力特性曲線の模式図である。
【符号の説明】
２０ プロジェクタ、６０ 色光センサー（撮像手段）、１２０ 色変換部、１３０ 色むら補正部、１６０ 補正量演算部、１７６ 明るさ情報生成部、１８０ 領域検出部、１８２ 撮像部、１９０ 画像投写部（画像表示手段）、９００ 情報記憶媒体
Claims (9)
- 所定のキャリブレーション画像を表示する画像表示手段と、
表示されたキャリブレーション画像を撮像する撮像手段と、
当該撮像手段による撮像情報に基づき、画像表示領域を検出するとともに、当該画像表示領域を複数の対象領域に区分する領域検出手段と、
前記撮像情報に基づき、前記領域検出手段によって区分された各対象領域における平均の明るさ指標値を示す明るさ情報を生成する明るさ情報生成手段と、
当該明るさ情報に基づき、前記各対象領域ごとの入出力特性データの補正量を演算する補正量演算手段と、
当該補正量に基づいて補正した入出力特性データに基づき、前記各対象領域ごとに画像の色むらを補正する色むら補正手段と、
を含み、
前記画像表示手段は、前記色むら補正手段によって色むらが補正された画像を表示することを特徴とする画像処理システム。 - 請求項１において、
前記画像表示手段は、異なる階調値ごとに複数種のキャリブレーション画像を表示し、
前記明るさ情報生成手段は、前記明るさ情報として、前記各対象領域のうちどの対象領域であるかを示す領域情報、前記異なる階調値のうちどの階調値であるかを示す階調情報、前記複数種のキャリブレーション画像のうちどのキャリブレーション画像であるかを示す画像情報、当該領域における平均の明るさ指標値を示す平均明るさ指標値情報を含む情報を生成することを特徴とする画像処理システム。 - 請求項２において、
前記補正量演算手段は、前記明るさ情報に基づく各階調値における平均の明るさ指標値に基づき、入出力特性が、色むらがない状態の入出力特性になるように前記補正量を演算することを特徴とする画像処理システム。 - 所定のキャリブレーション画像を投写する画像表示手段と、
投写されたキャリブレーション画像を撮像する撮像手段と、
当該撮像手段による撮像情報に基づき、画像表示領域を検出するとともに、当該画像表示領域を複数の対象領域に区分する領域検出手段と、
前記撮像情報に基づき、前記領域検出手段によって区分された各対象領域における平均の明るさ指標値を示す明るさ情報を生成する明るさ情報生成手段と、
当該明るさ情報に基づき、前記各対象領域ごとの入出力特性データの補正量を演算する補正量演算手段と、
当該補正量に基づいて補正した入出力特性データに基づき、前記各対象領域ごとに画像の色むらを補正する色むら補正手段と、
を含み、
前記画像表示手段は、前記色むら補正手段によって色むらが補正された画像を表示することを特徴とするプロジェクタ。 - コンピュータにより読み取り可能なプログラムであって、
コンピュータを、
所定のキャリブレーション画像を表示する画像表示手段を制御する表示制御手段と、
表示されたキャリブレーション画像を撮像する撮像手段を制御する撮像制御手段と、
当該撮像手段による撮像情報に基づき、画像表示領域を検出するとともに、当該画像表示領域を複数の対象領域に区分する領域検出手段と、
前記撮像情報に基づき、前記領域検出手段によって区分された各対象領域における平均の明るさ指標値を示す明るさ情報を生成する明るさ情報生成手段と、
当該明るさ情報に基づき、前記各対象領域ごとの入出力特性データの補正量を演算する補正量演算手段と、
当該補正量に基づいて補正した入出力特性データに基づき、前記各対象領域ごとに画像の色むらを補正する色むら補正手段として機能させ、
前記画像表示手段は、前記色むら補正手段によって色むらが補正された画像を表示することを特徴とするプログラム。 - コンピュータにより読み取り可能なプログラムを記憶した情報記憶媒体であって、
コンピュータを、
所定のキャリブレーション画像を表示する画像表示手段を制御する表示制御手段と、
表示されたキャリブレーション画像を撮像する撮像手段を制御する撮像制御手段と、
当該撮像手段による撮像情報に基づき、画像表示領域を検出するとともに、当該画像表示領域を複数の対象領域に区分する領域検出手段と、
前記撮像情報に基づき、前記領域検出手段によって区分された各対象領域における平均の明るさ指標値を示す明るさ情報を生成する明るさ情報生成手段と、
当該明るさ情報に基づき、前記各対象領域ごとの入出力特性データの補正量を演算する補正量演算手段と、
当該補正量に基づいて補正した入出力特性データに基づき、前記各対象領域ごとに画像の色むらを補正する色むら補正手段として機能させるためのプログラムを記憶し、
前記画像表示手段は、前記色むら補正手段によって色むらが補正された画像を表示することを特徴とする情報記憶媒体。 - 所定のキャリブレーション画像を表示し、
表示されたキャリブレーション画像を撮像し、
当該撮像情報に基づき、画像表示領域を検出し、
当該画像表示領域を複数の対象領域に区分し、
前記撮像情報に基づき、区分した各対象領域における平均の明るさ指標値を示す明るさ情報を生成し、
当該明るさ情報に基づき、前記各対象領域ごとの入出力特性データの補正量を演算し、
当該補正量に基づいて補正した入出力特性データに基づき、前記各対象領域ごとに画像の色むらを補正し、
色むらを補正した画像を表示することを特徴とする画像処理方法。 - 請求項７において、
前記所定のキャリブレーション画像を表示する際に、異なる階調ごとに複数種のキャリブレーション画像を表示し、
前記明るさ情報として、前記各対象領域のうちどの対象領域であるかを示す領域情報、前記異なる階調値のうちどの階調値であるかを示す階調情報、前記複数種のキャリブレーション画像のうちどのキャリブレーション画像であるかを示す画像情報、当該領域における平均の明るさ指標値を示す平均明るさ情報を含む情報を生成することを特徴とする画像処理方法。 - 請求項８において、
前記明るさ情報に基づく各階調値における平均の明るさ指標値に基づき、入出力特性が、色むらがない状態の入出力特性になるように前記補正量を演算することを特徴とする画像処理方法。
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