JP2006086728A - 画像出力装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 複数の画像信号を画像信号毎に補正が可能な画像出力装置を提供する。
【解決手段】 複数の画像信号に対応し、各画像信号による画像がそれぞれ入力される複数の入力端子１０１〜１０４と、複数の画像信号による画像をそれぞれ補正する複数の補正回路１１１、１１２と、複数の入力端子と複数の補正回路との間に設けられ、各画像信号による画像を各画像信号に対応して設けられた各補正回路に出力するための画像選択スイッチ１１０と、画像信号を選択する旨の指示が入力されると、画像選択スイッチに対して選択された画像信号に対応する入力端子と補正回路とを対応させる制御部５６とを有する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ−ｒａｙ Ｔｕｂｅ）、液晶ディスプレイ、プロジェクタ等の画像出力装置に関する。

画像出力装置には、画像の種類毎に異なる画像信号が複数入力され、複数の画像信号による複数の画像を１画面に表示することが可能な装置がある（例えば、特許文献１）。この画像出力装置は、パーソナルコンピュータ（以下、パソコンと称する）、ビデオおよびテレビ等の機器から入力される複数の画像信号による画像を合成して表示する。

画像出力装置の表示領域内に複数の画像を出力するための形式には、ピクチャーインピクチャー（ＰＩＰ）やピクチャーアウトピクチャー（ＰＯＰ）と呼ばれるものがある。ＰＩＰでは、表示領域全体を画面とする主画面に１つの画像を表示させ、主画面よりも小さい副画面を主画面の一部に重ね、その副画面に別の画像を表示させる。ＰＯＰでは、表示領域全体よりも画面の小さい主画面を設けて１つの画像を表示させ、残りの表示領域に主画面に重ならないように副画面を配置し、その副画面に別の画像を表示させる。

一般的に、画像の色を数値で表現するための基準である色空間の規格が機器により異なる。パソコンで使用される規格は主にｓＲＧＢであり、ビデオや一般のテレビで使用される規格はＮＴＳＣである。また、ハイビジョンテレビと言われるＨＤＴＶ（Ｈｉｇｈ Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ Ｔｅｌｅｂｉｓｉｏｎ）で使用される規格は一般のテレビと異なっている。このように色空間の規格が異なっていると、画像出力装置で生成可能な色の範囲である色域も異なる。そして、画像出力装置は自装置の色域と異なる色域の画像が入力されることもある。

ＰＩＰやＰＯＰの出力形式を実行可能な画像出力装置は、色空間の異なる画像の画像信号が複数入力されると、複数の画像信号による複数の画像を１つの規格の色域に変換するためにカラーマトリクス変換を一意に行い、異なる色空間の複数の画像に対して同一種の色空間で表示していた。このことを、表示領域に２つの画像を表示させる場合で説明する。

図３は画像出力装置による画像の表示例を示す図であり、画像の出力形式がＰＩＰの場合を示す。図３に示すように、表示領域全体に主画面２０１が設けられ、主画面２０１の１／４の部分に副画面２０２が重ねて配置されている。主画面２０１に表示される画像はテレビによるＮＴＳＣ規格の画像信号が元になり、副画面２０２に表示されるサブ画像はパソコンによるｓＲＧＢ規格の画像信号が元になっているものとする。

図３に示す主画面２０１と副画面２０２の画像の色を補正する場合には、画像出力装置は、色域を元の規格に変換するための色空間プロファイルとしてＮＴＳＣ用のプロファイルをどちらの画像信号に対しても使用して補正する。主画面２０１の画像は、元の入力画像に対応する色空間プロファイルで補正されるため、色調整の最適な画像となる。
特開平１０−３３３６５６号公報

上述のように補正すると、副画面の画像は、元の入力画像の色空間がｓＲＧＢ規格であるにもかかわらず、ＮＴＳＣ用プロファイルを用いて補正されることになる。そのため、副画面の画像は、入力画像と異なる色空間で補正され、彩度および色相等が元の画像と異なってしまう。

また、ＰＯＰの出力形式で、例えば、４枚や９枚の複数の画像に画面が分割される場合に、どれか１種の画像信号の色空間プロファイルを用いて全ての画像を補正すると、全ての画像が同一の色空間で補正される。そのため、補正に用いられたプロファイルと同じ色空間の画像では最適な補正がなされるが、異なる色空間の画像では彩度および色相等が元の画像と異なることになる。

なお、コントラストや明るさを画像毎に補正することが可能な画像出力装置はあるが、色空間を画像毎に補正する機能を備えていなかった。

本発明は上述したような従来の技術が有する問題点を解決するためになされたものであり、複数の画像信号を画像信号毎に色空間の補正が可能な画像出力装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するための本発明の画像出力装置は、
複数の画像信号に対応し、各画像信号による画像がそれぞれ入力される複数の入力端子と、
前記複数の画像信号による画像をそれぞれ補正する複数の色空間補正回路と、
前記複数の入力端子と前記複数の色空間補正回路との間に設けられ、各画像信号による画像を各画像信号に対応して設けられた各色空間補正回路に出力するための画像選択スイッチと、
前記画像信号を選択する旨の指示が入力されると、前記画像選択スイッチに対して選択された画像信号に対応する入力端子と色空間補正回路とを対応させる制御部と、
を有する構成である。

本発明では、複数の画像信号が入力される複数の入力端子が設けられ、画像信号が選択されると、画像選択スイッチにより画像信号毎に色空間補正回路が対応づけられる。

本発明の画像出力装置は、入力される複数の画像信号を元にして表示領域に複数の画像を表示する際、画像信号による画像毎に色空間の補正が可能となり、どの画像もそれぞれ最適な画像で表示できる。

本発明の画像出力装置は、合成する画像の画像信号に対応して画像の色空間を補正する色空間補正回路を設けたことを特徴とする。

本発明の画像出力装置について説明する。本実施例では画像出力装置をプロジェクタとする。また、図３に示した主画面２０１と副画面２０２のように２つの画像を合成した合成画像をスクリーンに表示する場合とする。

図１は本発明の画像出力装置の一構成例を示すブロック図である。

図１に示すように、画像出力装置は、入力部５０と、信号変換部５２と、画像選択スイッチ１１０と、補正回路１１１、１１２と、２つの画像を１つに合成するための画像合成回路１１７と、フォーマット変換部１１８と、記憶部５４と、制御部５６と、ユーザが指示を入力するための操作部１１９と、画像をスクリーンに投写する投写手段６０とを有する構成である。

入力部５０には、画像信号に対応して外部から画像信号を入力するための各入力端子１０１〜１０４と、入力される画像信号を選択するための入力端子選択スイッチ１０５とがある。そして、入力端子１０１〜１０４には、コンポジットビデオ信号を入力するためのビデオ端子１０１、コンポジットビデオ信号がＹ（輝度）信号とＣ（色）信号に分離したＳビデオ信号を入力するためのＳビデオ端子１０２と、ｓＲＧＢのアナログ信号を入力するためのアナログＲＧＢ端子１０３、１０４がある。

信号変換部５２は、ビデオ信号をＲＧＢのデジタル信号であるデジタルＲＧＢ信号に変換するビデオデコーダ１０６、１０７と、アナログＲＧＢ信号をデジタルＲＧＢ信号に変換するＡ／Ｄコンバータ１０８、１０９とを有する。ビデオデコーダ１０６はコンポジットビデオ信号をデジタルＲＧＢ信号に変換する。ビデオデコーダ１０７はＳビデオ信号をデジタルＲＧＢ信号に変換する。

画像選択スイッチ１１０は、入力端子選択スイッチ１０５で選択される画像信号に対応して補正回路１１１、１１２に送出する信号をビデオデコーダ１０６、１０７およびＡ／Ｄコンバータ１０８、１０９から選択する。

記憶部５４には、スイッチ対応情報、色空間情報、補正情報および画面設定情報を格納するためのＦＬＡＳＨ・ＲＯＭ１２１と、投写する画像の同期をとるためのＳＤＲＡＭ１２２とがある。スイッチ対応情報とは、入力端子１０１〜１０４のそれぞれと、ビデオデコーダ１０６、１０７およびＡ／Ｄコンバータ１０８、１０９のそれぞれとが対応付けられた情報である。色空間情報とは、ＮＴＳＣ用プロファイル、ｓＲＧＢ用プロファイル、ＨＤＴＶ用プロファイルおよびプロジェクタ用プロファイル等の各種色空間プロファイルである。プロジェクタ用プロファイルはプロジェクタが表示可能な色域に合った色空間のプロファイルである。これらの色空間プロファイルの情報は入力端子１０１〜１０４の情報と対応付けられて格納されている。プロジェクタの色域は、投写手段６０における光学系の特性（レンズ、光源、ＲＧＢフィルタ等）により決まり、ｓＲＧＢやＮＴＳＣの場合とは異なる。そのため、スクリーン上で色を再現するには、プロジェクタの表示可能な色域に変換する必要がある。補正情報とは、彩度、色相、明るさおよびコントラストの設定値と、γ補正に用いられるγデータ１〜３とを含む。画面設定情報は副画面のサイズおよび位置の情報を含む。本実施例では、副画面のサイズは、表示領域全体となる主画面の縦および横の１／２倍とする。また、副画面の位置は、図３と同様に、主画面の右下１／４の部分のアドレスとする。

補正回路１１１は、色空間補正回路１１３および画像補正回路１１４を備えている。補正回路１１２は、色空間補正回路１１５および画像補正回路１１６を備えている。補正回路１１１と補正回路１１２は同様な構成であるため、補正回路１１１の構成について説明する。

図２は補正回路１１１の一構成例を示すブロック図である。

図２に示すように、色空間補正回路１１３は、ＲＧＢ→ＸＹＺ変換回路３０３と、彩度／色相変換回路３０５と、ＸＹＺ→ＲＧＢ変換回路３０６とを有する。ＲＧＢ→ＸＹＺ変換回路３０３は、選択された画像信号に対応して色空間プロファイル３０４の情報が入力され、デジタルＲＧＢ信号を信号変換部５２から受信すると、ＲＧＢ表色系のデータをＸＹＺ表色系のデータに変換するために、色空間プロファイル３０４を参照してデジタルＲＧＢ信号をＸＹＺ信号に変換する。ＲＧＢ信号をＸＹＺ信号に変換することで、彩度および色相の設定を変更可能にしている。彩度／色相変換回路３０５は、入力される彩度および色相の設定値にＸＹＺ信号を補正する。ＸＹＺ→ＲＧＢ変換回路３０６は、プロジェクタ用プロファイル３０７の情報が入力され、彩度／色相変換回路３０５からＸＹＺ信号を受信すると、ＸＹＺ表色系のデータをＲＧＢ表色系のデータに戻すために、プロジェクタ用プロファイル３０７を参照してＸＹＺ信号をデジタルＲＧＢ信号に変換する。

このようにして、色空間補正回路１１３は、ＲＧＢ表色系から３刺激値であるＸＹＺ表色系に変更した後、彩度および色相を補正し、続いて、ＸＹＺ表色系からＲＧＢ表色系に戻してデータを画像補正回路１１４に送出する。なお、ＲＧＢ表色系とＸＹＺ表色系の間の変換方法については、ＣＩＥ（Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ ｄ’Ｅｃｌａｉｒａｇｅ：国際照明委員会）にて策定され、従来と同様であるため、ここでは詳細な説明を省略する。

画像補正回路１１４は、γ補正回路３０８と、明るさ／コントラスト補正回路３１０とを備えている。γ補正回路３０８は、γデータ３０９が入力されると、そのγデータ３０９にγ値を設定する。明るさ／コントラスト補正回路３１０は、明るさおよびコントラストの設定値が入力されると、入力された設定値に明るさおよびコントラストを設定する。

制御部５６は、プログラムにしたがって所定の処理を実行するＣＰＵ１２０と、プログラムを格納するためのプログラムメモリ１２６とを有する。本実施例では、補正項目を、色空間プロファイル、彩度、色相、γ、明るさ、およびコントラストの６項目としている。それぞれの補正項目の情報は、ＦＬＡＳＨ・ＲＯＭ１２１に予め格納されているが、ユーザが操作部１１９を操作してこれの項目を入力すると、制御部５６はＦＬＡＳＨ・ＲＯＭ１２１に格納された各項目の情報を更新する。

ユーザが画像信号を選択するために操作部１１９を操作して入力端子を選択し、続いて、主画面か副画面かの画面の種類を設定すると、制御部５６は、ＦＬＡＳＨ・ＲＯＭ１２１のスイッチ対応情報を参照し、選択された入力端子に合わせて入力端子選択スイッチ１０５と画像選択スイッチ１１０にスイッチを切り換えさせる。そして、補正回路１１１および補正回路１１２に対応する画面の種類を示す画面種類情報と、ＦＬＡＳＨ・ＲＯＭ１２１に格納された画面設定情報を画像合成回路１１７に送信する。また、選択された入力端子に入力される画像信号に対応する色空間プロファイルをＦＬＡＳＨ・ＲＯＭ１２１から読み出してＲＧＢ→ＸＹＺ変換回路３０３に送信する。また、彩度および色相の設定値をＦＬＡＳＨ・ＲＯＭ１２１から読み出して彩度／色相変換回路３０５に送信する。また、プロジェクタ用プロファイル３０７をＸＹＺ→ＲＧＢ変換回路３０６に送信する。また、γデータ３０９をＦＬＡＳＨ・ＲＯＭ１２１から読み出してγ補正回路３０８に送信する。さらに、明るさおよびコントラストの設定値をＦＬＡＳＨ・ＲＯＭ１２１から読み出して明るさ／コントラスト補正回路３１０に送信する。

画像合成回路１１７は、補正回路１１１および補正回路１１２から画像信号を受信すると、画面種類情報と画面設定情報にしたがって２つの画像信号による画像をそれぞれ主画面と副画面に設定する。そして、副画面のサイズと位置の情報にしたがって、図３に示したように主画面２０１と副画面２０２を１枚の画像になるように合成する。なお、２枚の画像を合成表示する技術は従来のテレビ等で使用されているものと同様であるため、処理自体のアルゴリズムに関する詳細な説明を省略する。

フォーマット変換回路１１８は、画像合成回路１１７から合成画像を受信すると、自装置の出力周波数とＲＧＢ出力タイミングを合わせ、合成画像を投写手段６０に送信する。

次に、本実施例の画像出力装置の動作手順について説明する。ここでは、ビデオ端子１０１に入力されるビデオの画像を主画面に表示させ、アナログＲＧＢ端子１０３に入力されるパソコンからの画像を副画面に表示させる場合とする。

ユーザが操作部１１９を操作して主画面用にビデオ端子１０１を選択し、副画面用にアナログＲＧＢ端子１０３を選択する旨の指示を入力すると、制御部５６は、スイッチ対応情報を参照し、入力端子選択スイッチ１０５に対してビデオ端子１０１をビデオデコーダ１０６に接続させ、アナログＲＧＢ端子１０３をＡ／Ｄコンバータ１０８に接続させる。また、画像選択スイッチ１１０に対してビデオデコーダ１０６の出力を補正回路１１１に接続させ、Ａ／Ｄコンバータ１０８の出力を補正回路１１２に接続させる。

そして、制御部５６は、ＮＴＳＣ用プロファイルをＦＬＡＳＨ・ＲＯＭ１２１から読み出して色空間補正回路１１３に送信し、ｓＲＧＢ用プロファイルをＦＬＡＳＨ・ＲＯＭ１２１から読み出して色空間補正回路１１５に送信する。また、プロジェクタ用プロファイルをＦＬＡＳＨ・ＲＯＭ１２１から読み出して色空間補正回路１１３、１１５に送信する。また、γデータ３０９をＦＬＡＳＨ・ＲＯＭ１２１から読み出してγ補正回路３０８に送信し、明るさおよびコントラストの設定値をＦＬＡＳＨ・ＲＯＭ１２１から読み出して明るさ／コントラスト補正回路３１０に送信する。さらに、画面種類情報と、ＦＬＡＳＨ・ＲＯＭ１２１から読み出した画面設定情報を画像合成回路１１７に送信する。

ビデオデコーダ１０６は、入力端子選択スイッチ１０５を介してビデオ端子１０１からビデオ信号を受信すると、ビデオ信号をデジタルＲＧＢ信号に変換する。そして、変換したデジタルＲＧＢ信号を画像選択スイッチ１１０を介して補正回路１１１に送信する。また、Ａ／Ｄコンバータ１０８は、入力端子選択スイッチ１０５を介してアナログＲＧＢ端子１０３からアナログＲＧＢ信号を受信すると、アナログＲＧＢ信号をデジタルＲＧＢ信号に変換する。そして、変換したデジタルＲＧＢ信号を画像選択スイッチ１１０を介して補正回路１１２に送信する。

補正回路１１１では、色空間補正回路１１３がデジタルＲＧＢ信号を受信すると、ＲＧＢ→ＸＹＺ変換回路３０３は、ｓＲＧＢ用プロファイルを使用してデジタルＲＧＢ信号をＸＹＺ信号に変換して彩度／色相変換回路３０５に送信する。彩度／色相変換回路３０５は、ＲＧＢ→ＸＹＺ変換回路３０３からＸＹＺ信号を受信すると、制御部５６を介して受信した彩度および色相の設定値に変換する。そして、変換したＸＹＺ信号をＸＹＺ→ＲＧＢ変換回路３０６に送信する。ＸＹＺ→ＲＧＢ変換回路３０６は、プロジェクタ用プロファイル３０７を使用して彩度／色相変換回路３０５から受信したＸＹＺ信号をデジタルＲＧＢ信号に変換する。続いて、変換したデジタルＲＧＢ信号を画像補正回路１１４に送信する。

画像補正回路１１４のγ補正回路３０８は、色空間補正回路１１３からデジタルＲＧＢ信号を受信すると、制御部５６を介して受信したγデータ３０９にγ値を変更する。そして、γ補正後のデジタルＲＧＢ信号を明るさ／コントラスト補正回路３１０に送信する。明るさ／コントラスト補正回路３１０は、γ補正回路３０８からデジタルＲＧＢ信号を受信すると、制御部５６を介して受信した明るさおよびコントラストの設定値にデジタルＲＧＢ信号を補正し、補正したデジタルＲＧＢ信号を画像合成回路１１７に送信する。

一方、補正回路１１２は、画像選択スイッチ１１０を介してＡ／Ｄコンバータ１０８からデジタルＲＧＢ信号を受信すると、補正回路１１１と同様にして信号が示すデータに色空間補正と画像補正を行い、補正したデジタルＲＧＢ信号を画像合成回路１１７に送信する。

画像合成回路１１７は、補正回路１１１から主画面の画像信号としてデジタルＲＧＢ信号を受信し、補正回路１１２から副画面の画像信号としてデジタルＲＧＢ信号を受信すると、副画面の画像を表示領域の縦・横の１／２倍サイズに変更する。続いて、主画面の画像の右下に埋め込むため、主画面の画像のデータ右下１／４の部分のアドレスに再生画のデータを上書きして、１枚の合成画像を作成する。このようにして、画像合成回路１１７は、主画面と副画面を１枚の合成画像にする。そして、１枚にした合成画像をフォーマット変換回路１１８に送信する。

フォーマット変換回路１１８は、画像合成回路１１７から合成画像を受信すると、出力周波数とＲＧＢ出力タイミングを合わせて合成画像を投写手段６０に送信する。投写手段６０は、フォーマット変換回路１１８から受信した合成画像をスクリーンに投写する。

その後、ユーザが操作部１１９を操作して補正情報を変更すると、制御部５６は、その変更内容に対応する補正情報を補正回路１１１、１１２に送信する。補正回路１１１、１１２は制御部５６から受信した補正情報に対応して上述の場合と同様に画像を補正する。また、制御部５６は、変更内容にしたがってＦＬＡＳＨ・ＲＯＭ１２１に格納された補正情報を更新する。

上述したように、本発明の画像出力装置は、複数の画像信号が入力可能な複数の入力端子を備え、画像信号が選択されると、画像信号毎に色空間補正回路が対応づけられる。そのため、入力される複数の画像信号を元にして表示領域に複数の画像を表示する際、画像信号による画像毎に色空間が補正可能となり、どの画像もそれぞれ最適な画像で表示できる。

また、入力される画像信号の規格に対応してカラーマトリクス変換を行うことで、画像信号毎に元の規格の色域で補正されるため、表示される画像に対して色空間に合わせた色補正を行うことが可能となる。そのため、表示される複数の画像はそれぞれより最適な画像となる。

なお、本実施例では画像出力装置がプロジェクタの場合で説明したが、ＣＲＴや液晶ディスプレイであってもよい。

また、色空間補正回路１１３、１１５においてＲＧＢ表色系のデータをＸＹＺ表色系のデータに変換する際、先にプロジェクタ用プロファイルを使用してデジタルＲＧＢ信号をＸＹＺ信号に変換し、その後、ＸＹＺ信号をＮＴＳＣやｓＲＧＢ等の元の画像の規格に変換してもよい。

また、入力部５０に入力される信号がデジタル信号であってもよい。この場合、入力端子選択スイッチ１０５から出力される信号が信号変換部５２を介することなく、そのまま画像選択スイッチ１１０に入力される。

さらに、補正回路を２つ設けた場合で説明したが、合成する画像信号の数に合わせて３つ以上あってもよい。

本発明の画像出力装置の一構成例を示すブロック図である。 本実施例の補正回路の一構成例を示すブロック図である。 画像の表示例を示す図である。

符号の説明

５０ 入力部
１０５ 入力端子選択スイッチ
５２ 信号変換部
１１０ 画像選択スイッチ
１１１、１１２ 補正回路
１１３、１１５ 色空間補正回路
１１４、１１６ 画像補正回路
１１７ 画像合成回路
１１８ フォーマット変換回路
１１９ 操作部
１２０ 制御部
５４ 記憶部
６０ 投写手段
３０３ ＲＧＢ→ＸＹＺ変換回路
３０５ 彩度／色相変換回路
３０６ ＸＹＺ→ＲＧＢ変換回路
３０８ γ補正回路
３１０ 明るさ／コントラスト補正回路

Claims (5)

1. 複数の画像信号に対応し、各画像信号による画像がそれぞれ入力される複数の入力端子と、
   前記複数の画像信号による画像をそれぞれ補正する複数の色空間補正回路と、
   前記複数の入力端子と前記複数の色空間補正回路との間に設けられ、各画像信号による画像を各画像信号に対応して設けられた各色空間補正回路に出力するための画像選択スイッチと、
   前記画像信号を選択する旨の指示が入力されると、前記画像選択スイッチに対して選択された画像信号に対応する入力端子と色空間補正回路とを対応させる制御部と、
   を有する画像出力装置。
2. 前記画像信号毎に色域の規格が異なり、該画像信号毎に規格に対応した色域に変換するための情報である色空間プロファイルが格納された記憶部を備え、
   前記制御部は、前記指示の入力により前記画像信号に対応する前記色空間プロファイルを前記記憶部から読み出して前記色空間補正回路に送信し、
   前記色空間補正回路は、前記色空間プロファイルを用いて前記画像信号を該画像信号の規格の色域に変換する請求項１記載の画像出力装置。
3. 自装置の表示可能な色域に変換するための情報である装置プロファイルが格納された記憶部を備え、
   前記制御部は、前記指示の入力により前記装置プロファイルを前記記憶部から読み出して前記色空間補正回路に送信し、
   前記色空間補正回路は、前記装置プロファイルを用いて前記画像信号を自装置の色域に変換する請求項１または２記載の画像出力装置。
4. 前記画像信号がＲＧＢ表色系データのＲＧＢ信号であって、
   前記制御部は、色の補正内容を示す補正情報が入力されると、該補正情報を前記色空間補正回路に送信し、
   前記色空間補正回路は、前記ＲＧＢ信号をＸＹＺ表色系データのＸＹＺ信号に変換し、前記補正情報にしたがってＸＹＺ信号を補正し、その後、補正したＸＹＺ信号を前記ＲＧＢ信号に変換する請求項１から３のいずれか１項記載の画像出力装置。
5. 前記複数の入力端子が接続された入力端子選択スイッチと、
   前記入力端子選択スイッチと前記画像選択スイッチとの間に接続され、各入力端子に入力された画像信号をデジタル信号に揃える信号変換部とを備えた請求項１から４のいずれか１項記載の画像出力装置。

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