JP3731666B2 - 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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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、外光の影響を把握して入力画像信号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】
また、例えば、特許文献1に記載された色むら補正手段を有するプロジェクタでは、このような経時劣化による色むらを補正するための構成とはなっていない。
【0005】
このような問題点に鑑み、例えば、特許文献2では、色むら補正を行うためのキャリブレーション画像として、R、G、Bの原色の単色(画像全体が均一の色)画像を用い、当該単色画像の撮像情報に基づいて投写領域を抽出し、当該撮像情報における投写領域内の輝度値に基づいて経時劣化による色むらをより適切に補正する画像処理システムが提案されている。
【0006】
【特許文献1】
特開2002−90880号公報
【特許文献2】
特願2003−014666号公報
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、経時劣化による色むらが発生する原因としては、例えば、液晶ライトバルブや偏光板の経時劣化によって抜け光が発生することがある。例えば、抜け光が生じることにより、本来黒で表示されるべき画像が青になってしまうことがある。
【0008】
このような状況で、特許文献2等の手法のように、プロジェクタが例えばRの原色画像を投写した場合、Rの色にG、Bの色の成分も含まれてしまい、撮像したデータにR以外の色の影響が含まれてしまう可能性があった。
【0009】
また、従来は、目的とする画像の見えを再現するため、照明光等の環境光の影響を除去する場合、白の単色キャリブレーション画像の撮像情報と黒の単色キャリブレーション画像の撮像情報との差分値に基づいて画像の色を補正していた。
【0010】
しかし、黒の単色キャリブレーション画像自体にも色むらが発生している場合、上記差分値が正確な値とはならず、適切な色補正が行えない可能性があった。
【0011】
さらに、実際に画像を表示する場合、照明光や日光等の外光の影響を受けることにより、画像の見えは変化してしまう。このため、適切な画像の色再現を行うためには画像処理によって外光の影響を低減する必要がある。
【0012】
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、外光と経時劣化の影響を低減して適切に画像の色再現を行う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り、特に、長期間使用する場合であっても適切に画像の色再現を行う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。
【0013】
【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およびプロジェクタは、白色のキャリブレーション画像を表示するためのキャリブレーション信号と、白色から白色を構成する複数種の原色のうち1つの原色を所定階調値分減少させた原色減少色のキャリブレーション画像とを表示するためのキャリブレーション信号を生成するキャリブレーション信号生成手段と、
当該キャリブレーション信号に基づいて各キャリブレーション画像をそれぞれ異なる時点において表示する画像表示手段と、
表示された各キャリブレーション画像を撮像して撮像信号値を生成する撮像手段と、
前記白色のキャリブレーション画像の撮像信号値と、前記原色減少色のキャリブレーション画像の撮像信号値との差分値を演算し、当該差分値と、当該原色減少色の原色の階調特性情報とに基づき、前記所定階調値分減少させた原色の最高階調値の画像であって、かつ、外光の影響を受けていない画像の推測撮像信号値を前記原色の種別ごとに演算する原色量情報生成手段と、
前記複数種の原色の最高階調値の推測撮像信号値の合計値と、前記白色のキャリブレーション画像の撮像信号値との差分値を演算し、当該差分値を、外光量を示す外光量情報として生成する外光量情報生成手段と、
当該外光量情報と、前記複数種の原色の推測撮像信号値とに基づき、外光の影響を低減して画像を表示するために、入力画像信号に対して所定の補正を行う補正手段と、
を含み、
前記キャリブレーション信号生成手段は、前記複数種の各原色についてそれぞれ所定階調値分減少させた原色減少色のキャリブレーション画像用のキャリブレーション信号を発生し、
前記画像表示手段は、前記補正手段によって補正された画像信号に基づき、画像を表示することを特徴とする。
【0014】
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、
白色のキャリブレーション画像を表示するためのキャリブレーション信号と、白色から白色を構成する複数種の原色のうち1つの原色を所定階調値分減少させた原色減少色のキャリブレーション画像とを表示するためのキャリブレーション信号を生成するキャリブレーション信号生成手段と、
当該キャリブレーション信号に基づいて各キャリブレーション画像をそれぞれ異なる時点において表示する画像表示手段と、
表示された各キャリブレーション画像を撮像して撮像信号値を生成する撮像手段と、
前記白色のキャリブレーション画像の撮像信号値と、前記原色減少色のキャリブレーション画像の撮像信号値との差分値を演算し、当該差分値と、当該原色減少色の原色の階調特性情報とに基づき、前記所定階調値分減少させた原色の最高階調値の画像であって、かつ、外光の影響を受けていない画像の推測撮像信号値を前記原色の種別ごとに演算する原色量情報生成手段と、
前記複数種の原色の最高階調値の推測撮像信号値の合計値と、前記白色のキャリブレーション画像の撮像信号値との差分値を演算し、当該差分値を、外光量を示す外光量情報として生成する外光量情報生成手段と、
当該外光量情報と、前記複数種の原色の推測撮像信号値とに基づき、外光の影響を低減して画像を表示するために、入力画像信号に対して所定の補正を行う補正手段として機能させ、
前記キャリブレーション信号生成手段は、前記複数種の各原色についてそれぞれ所定階調値分減少させた原色減少色のキャリブレーション画像用のキャリブレーション信号を発生し、
前記画像表示手段は、前記補正手段によって補正された画像信号に基づき、画像を表示することを特徴とする。
【0015】
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、上記プログラムを記憶したことを特徴とする。
【0016】
また、本発明に係る画像処理方法は、白色のキャリブレーション画像を表示し、
当該白色のキャリブレーション画像を撮像して撮像信号値を生成し、
白色から白色を構成する複数種の原色のうち1つの原色を所定階調値分減少させた原色減少色のキャリブレーション画像を表示する処理と、当該原色減少色のキャリブレーション画像を撮像して撮像信号値を生成する処理を各原色に対して繰り返し実行し、
前記白色のキャリブレーション画像の撮像信号値と、前記原色減少色のキャリブレーション画像の撮像信号値との差分値を演算し、
当該差分値と、当該原色減少色の原色の階調特性情報とに基づき、前記所定階調値分減少させた原色の最高階調値の画像であって、かつ、外光の影響を受けていない画像の推測撮像信号値を前記原色の種別ごとに演算し、
前記複数種の原色の最高階調値の推測撮像信号値の合計値と、前記白色のキャリブレーション画像の撮像信号値との差分値を演算し、
当該差分値を、外光量を示す外光量情報として生成し、
当該外光量情報と、前記複数種の原色の推測撮像信号値とに基づき、外光の影響を低減して画像を表示するために、入力画像信号に対して所定の補正を行うことを特徴とする。
【0017】
本発明によれば、画像処理システム等は、黒以外の色のキャリブレーション画像を使用して外光量等を把握することができるため、完全には補正できない色むらの影響を受けることなく外光量を求めることができる。すなわち、本発明によれば、画像処理システム等は、経時劣化等によって黒のキャリブレーション画像を用いた場合には色むらの影響を受けてしまうような場合であっても、黒以外のキャリブレーション画像を用いて外光量を求めることができる。
【0018】
そして、画像処理システム等は、当該外光量に基づいて外光の影響を低減するように入力画像信号を補正することにより、外光の影響を低減できる上、経時劣化の影響も低減することができるため、より適切に画像の色再現を行うことが可能となる。
【0019】
また、本発明に係る画像処理システムおよびプロジェクタは、第1のキャリブレーション画像を表示するためのキャリブレーション信号と、色を規定する複数種の原色の割合が第1のキャリブレーション画像と同一であり、かつ、第1のキャリブレーション画像とは異なる色である第2のキャリブレーション画像を表示するためのキャリブレーション信号を生成するキャリブレーション信号生成手段と、
各キャリブレーション信号に基づいて各キャリブレーション画像をそれぞれ異なる時点において表示する画像表示手段と、
表示された各キャリブレーション画像を撮像して撮像信号値を生成する撮像手段と、
前記第1のキャリブレーション画像の撮像信号値と、前記第2のキャリブレーション画像の撮像信号値との差分値を演算し、当該差分値と、第1のキャリブレーション画像の階調値と第2のキャリブレーション画像の階調値との差分値と、前記複数種の原色の階調特性情報とに基づき、外光の影響を受けていない前記第1のキャリブレーション画像の推測撮像信号値または外光の影響を受けていない前記第2のキャリブレーション画像の推測撮像信号値を生成する表示色情報生成手段と、
前記撮像手段からの第1または第2のキャリブレーション画像の撮像信号値と、前記表示色情報生成手段からの第1または第2のキャリブレーション画像の推測撮像信号値との差分値を演算し、当該差分値を、外光量を示す外光量情報として生成する外光量情報生成手段と、
当該外光量情報に基づき、外光の影響を低減して画像を表示するために、入力画像信号に対して所定の補正を行う補正手段と、
を含み、
前記画像表示手段は、前記補正手段によって補正された画像信号に基づき、画像を表示することを特徴とする。
【0020】
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、
第1のキャリブレーション画像を表示するためのキャリブレーション信号と、色を規定する複数種の原色の割合が第1のキャリブレーション画像と同一であり、かつ、第1のキャリブレーション画像とは異なる色である第2のキャリブレーション画像を表示するためのキャリブレーション信号を生成するキャリブレーション信号生成手段と、
各キャリブレーション信号に基づいて各キャリブレーション画像をそれぞれ異なる時点において表示する画像表示手段と、
表示された各キャリブレーション画像を撮像して撮像信号値を生成する撮像手段と、
前記第1のキャリブレーション画像の撮像信号値と、前記第2のキャリブレーション画像の撮像信号値との差分値を演算し、当該差分値と、第1のキャリブレーション画像の階調値と第2のキャリブレーション画像の階調値との差分値と、前記複数種の原色の階調特性情報とに基づき、外光の影響を受けていない前記第1のキャリブレーション画像の推測撮像信号値または外光の影響を受けていない前記第2のキャリブレーション画像の推測撮像信号値を生成する表示色情報生成手段と、
前記撮像手段からの第1または第2のキャリブレーション画像の撮像信号値と、前記表示色情報生成手段からの第1または第2のキャリブレーション画像の推測撮像信号値との差分値を演算し、当該差分値を、外光量を示す外光量情報として生成する外光量情報生成手段と、
当該外光量情報に基づき、外光の影響を低減して画像を表示するために、入力画像信号に対して所定の補正を行う補正手段として機能させ、
前記画像表示手段は、前記補正手段によって補正された画像信号に基づき、画像を表示することを特徴とする。
【0021】
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、上記プログラムを記憶したことを特徴とする。
【0022】
また、本発明に係る画像処理方法は、第1のキャリブレーション画像を表示し、
表示した第1のキャリブレーション画像を撮像して撮像信号値を生成し、
色を規定する複数種の原色の割合が第1のキャリブレーション画像と同一であり、かつ、第1のキャリブレーション画像とは異なる色である第2のキャリブレーション画像を表示し、
表示した第2のキャリブレーション画像を撮像して撮像信号値を生成し、
前記第1のキャリブレーション画像の撮像信号値と、前記第2のキャリブレーション画像の撮像信号値との差分値を演算し、
当該差分値と、第1のキャリブレーション画像の階調値と第2のキャリブレーション画像の階調値との差分値と、前記複数種の原色の階調特性情報とに基づき、外光の影響を受けていない前記第1のキャリブレーション画像の推測撮像信号値または外光の影響を受けていない前記第2のキャリブレーション画像の推測撮像信号値を生成し、
第1または第2のキャリブレーション画像の撮像信号値と、第1または第2のキャリブレーション画像の推測撮像信号値との差分値を演算し、当該差分値を、外光量を示す外光量情報として生成し、
当該外光量情報に基づき、外光の影響を低減して画像を表示するために、入力画像信号に対して所定の補正を行うことを特徴とする。
【0023】
本発明によれば、画像処理システム等は、黒以外の色のキャリブレーション画像を使用して外光量等を把握することができるため、完全には補正できない色むらの影響を受けることなく外光量を求めることができる。そして、画像処理システム等は、当該外光量を用いて画像信号を補正することにより、より適切に画像の色再現を行うことが可能となる。
【0024】
なお、上記所定の補正の手法としては、例えば、入力画像信号を直接的に補正する手法、入力画像信号を補正するための補正用情報(例えば、ルックアップテーブル、関数、パラメーター等)を補正することによって入力画像信号を間接的に補正する手法等が該当する。
【0025】
また、前記画像処理システムおよび前記プロジェクタは、前記表示色情報生成手段からの第1または第2のキャリブレーション画像の推測撮像信号値に基づき、外光の影響を受けていない前記複数種の原色の最高階調値の推測撮像信号値を演算する原色量情報生成手段を含み、
前記補正手段は、前記外光量情報と、前記複数種の原色の推測撮像信号値とに基づき、入力画像信号に対して所定の補正を行ってもよい。
【0026】
また、前記画像処理システムおよび前記プロジェクタは、前記表示色情報生成手段からの第1または第2のキャリブレーション画像の推測撮像信号値に基づき、外光の影響を受けていない前記複数種の原色の最高階調値の推測撮像信号値を演算する原色量情報生成手段を含み、
前記補正手段は、前記外光量情報と、前記複数種の原色の推測撮像信号値とに基づき、入力画像信号に対して所定の補正を行ってもよい。
【0027】
また、前記プログラムおよび前記情報記憶媒体は、前記表示色情報生成手段からの第1または第2のキャリブレーション画像の推測撮像信号値に基づき、外光の影響を受けていない前記複数種の原色の最高階調値の推測撮像信号値を演算する原色量情報生成手段としてコンピュータを機能させ、
前記補正手段は、前記外光量情報と、前記複数種の原色の推測撮像信号値とに基づき、入力画像信号に対して所定の補正を行ってもよい。
【0028】
また、前記画像処理方法は、前記表示色情報生成手段からの第1または第2のキャリブレーション画像の推測撮像信号値に基づき、外光の影響を受けていない前記複数種の原色の最高階調値の推測撮像信号値を演算し、
前記外光量情報と、前記複数種の原色の推測撮像信号値とに基づき、入力画像信号に対して所定の補正を行ってもよい。
【0029】
これによれば、画像処理システム等は、複数種の原色の推測撮像信号値に基づく補正を行うことができるため、外光量のみに基づく補正だけを行う場合と比べ、より多種類の補正を行うことができる。
【0030】
【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。
【0031】
(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投写状況を示す概略図である。
【0032】
プロジェクタ20は、スクリーン10へ向け画像を投写する。これにより、スクリーン10には、画像表示領域である投写領域12が形成される。
【0033】
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。
【0034】
その上、日光や照明光等の外光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。すなわち、経時劣化だけでなく、実際の表示状況によっても画像の見えは変化する。
【0035】
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、撮像手段であるセンサー60を有する。センサー60は、投写領域12を含む領域を撮像する。
【0036】
また、本実施の形態では、プロジェクタ20は、白色のキャリブレーション画像と、白色を構成する複数種の原色の一種であるRGB値のうち所定の原色をRGBごとに所定階調値分減少させた3色の原色減少色のキャリブレーション画像を投写する。
【0037】
そして、プロジェクタ20は、センサー60を用いて各キャリブレーション画像を撮像し、センサー60から出力される撮像情報(撮像信号値)に基づき、撮像画像内の投写領域を抽出する。そして、プロジェクタ20は、当該投写領域を複数の画素ブロックに区分し、画素ブロック内の全画素の画像信号値の平均値を画素ブロックごとに演算し、各画素ブロックの当該平均値に基づいて画素ブロック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。
【0038】
このように、プロジェクタ20は、白色のキャリブレーション画像を表示するためのキャリブレーション信号と、白色を構成する複数種の原色の一種であるRGB値のうち所定の原色をRGBごとに所定階調値分減少させた3色の原色減少色のキャリブレーション画像を用いて色むら補正等を行うことができ、黒以外の色のキャリブレーション画像を使用して外光量等を把握することができるため、完全には補正できない色むらの影響を受けることなく外光量を求めることができる。
【0039】
そして、プロジェクタ20は、当該外光量を用いて画像信号を補正することにより、より適切に画像の色再現等を行うことができる。
【0040】
次に、このような機能を実装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。
【0041】
図2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。
【0042】
プロジェクタ20は、センサー60を含む撮像部180と、撮像情報を処理する撮像情報処理部150と、キャリブレーション情報を処理するキャリブレーション情報処理部160と、種々の補正情報を生成する補正情報生成部170とを含んで構成されている。
【0043】
また、撮像情報処理部150は、撮像情報記憶部158と、投写領域抽出部152と、画素ブロック画像情報生成部156とを含んで構成されている。
【0044】
また、キャリブレーション情報処理部160は、白色のキャリブレーション画像を表示するためのキャリブレーション信号と、白色を構成する複数種の原色の一種であるRGBのうち1つの原色について所定階調値分減少させた3色の原色減少色のキャリブレーション画像を表示するためのキャリブレーション信号を生成するキャリブレーション信号生成部161と、白色のキャリブレーション画像の撮像信号値と、原色減少色のキャリブレーション画像の撮像信号値との差分値を演算し、当該差分値に基づき、RGBの最高階調値の推測撮像信号値を演算する原色量情報生成部163と、白色キャリブレーション画像の撮像信号値と、最高階調値の画像の推測撮像信号値との差分値を演算し、当該差分値に基づき外光量を示す外光量情報を生成する外光量情報生成部164とを含んで構成されている。
【0045】
また、撮像情報処理部150は、撮像部180による撮像信号値を記憶する撮像情報記憶部158と、撮影画像における投写領域(画像表示領域)を抽出する投写領域抽出部152と、当該投写領域を複数の画素ブロックに区分するとともに、所定のキャリブレーション画像の撮像信号値に基づき、各画素ブロックを構成する全画素の画像信号値の平均値を示す画素ブロック画像情報を生成する画素ブロック画像情報生成部156とを含んで構成されている。
【0046】
なお、撮像信号値と画像信号値は同じ種別のもの(例えば、撮像信号値がRGB値で画像信号値もRGB値等)であってもよいし、画像信号値が撮像信号値を変換したもの(例えば、撮像信号値がXYZ値で画像信号値がRGB値等)であってもよい。なお、ここで、XYZとは、CIE(国際照明委員会)で規定されている機器独立色の一種である。
【0047】
また、プロジェクタ20は、スクリーン10に投写されたキャリブレーション画像を撮像するセンサー60を有する撮像部180を含んで構成されている。
【0048】
また、プロジェクタ20は、PC等から入力されるアナログRGB信号(R1,G1,B1)をデジタルRGB信号(R2,G2,B2)に変換する入力信号処理部110と、当該デジタルRGB信号(R2,G2,B2)に対して色変換や階調変換を行ってデジタルRGB信号(R3,G3,B3)を出力する色補正部120と、当該デジタルRGB信号(R3,G3,B3)に対して色むらを補正してデジタルRGB信号(R4,G4,B4)を出力する色むら補正部130と、当該デジタルRGB信号(R4,G4,B4)をアナログRGB信号(R5,G5,B5)に変換する出力信号処理部140と、当該アナログRGB信号(R5,G5,B5)に基づき、画像を投写する画像表示手段の一種である画像投写部190とを含んで構成されている。
【0049】
また、プロジェクタ20は、RGBの各色の最高階調値の画像信号値と、外光量とに基づき、外光の影響を低減して画像を表示するために、画像信号に対して所定の補正を行う補正手段を含む。プロジェクタ20は、この補正手段として、色補正部120、色むら補正部130、補正情報生成部170を含む。また、色むら補正部130は、補正記憶部132を含む。なお、ここで、最高階調値は、例えば、8ビットで階調を表現する場合は255である。
【0050】
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。
【0051】
駆動部194は、出力信号処理部140からのアナログRGB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。
【0052】
また、上述したプロジェクタ20の各部を実装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。
【0053】
図3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。
【0054】
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、補正記憶部132、撮像情報記憶部158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生成部161、投写領域抽出部152、画素ブロック画像情報生成部156、原色量情報生成部163、外光量情報生成部164としては、例えばCPU910、画像処理回路970等、補正情報生成部170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等を用いて実装できる。
【0055】
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。
【0056】
また、これらの各部は回路のようにハードウェア的に実装してもよいし、ドライバのようにソフトウェア的に実装してもよい。
【0057】
さらに、キャリブレーション信号生成部161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キャリブレーション信号生成部161等の機能をコンピュータに実装させてもよい。
【0058】
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。
【0059】
また、情報記憶媒体900に代えて、上述した各機能を実装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装することも可能である。
【0060】
(画像処理の流れの説明)
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。
【0061】
図4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。
【0062】
キャリブレーション信号生成部161は、白色のキャリブレーション画像を表示するためのキャリブレーション信号と、白色を構成する複数種の原色の一種であるRGB値のうち所定の原色をRGBごとに所定階調値分減少させた3色の原色減少色のキャリブレーション画像を表示するためのキャリブレーション信号を順次生成し、画像投写部190は、各キャリブレーション画像を順次投写する。なお、各キャリブレーション画像は、単色(画像全体が均一の色)で構成されている。
【0063】
また、撮像部180は、スクリーン10上の各キャリブレーション画像を撮像して撮像信号値を生成し、撮像情報記憶部158は、各キャリブレーション画像の撮像信号値を記憶する(ステップS1)。
【0064】
なお、本実施例では、センサー60は、撮像信号値としてセンサー60の画素ごとのL値(長波長値、R値)、M値(中波長値、G値)、S値(短波長値、B値)を出力する。この場合、センサー60としては、例えば、RGBセンサー等を適用してもよい。
【0065】
なお、スクリーン10は任意のスクリーンでよく、色や材質を問わない。また、投写領域12の画像に歪みが生じていてもよい。もちろん、撮像信号値として、XYZ値等を用いてもよい。
【0066】
投写領域抽出部152は、白色キャリブレーション画像の画素ごとの撮像信号値(例えば、R値、G値、B値、L値、M値、S値、輝度値等)と、当該画素と対応する白以外のキャリブレーション画像の画素ごとの撮像信号値との比率を演算して比率の違いに基づいて撮影画像における投写領域を抽出する(ステップS2)。
【0067】
なお、投写領域の画素の上記比率は大きく(例えば2以上)、非投写領域の上記比率は小さい(例えば1)。このため、投写領域抽出部152は、上記比率に基づいて撮影画像内の投写領域を抽出することができる。
【0068】
画素ブロック画像情報生成部156は、投写領域抽出部152が抽出した投写領域の4隅を空間光変調器192の画像領域の4隅に対応づける(ステップS3)。
【0069】
そして、画素ブロック画像情報生成部156は、この対応づけを示す情報に基づき、撮影画像の投写領域をc*dの格子状の画素ブロックに区分する(ステップS4)。なお、ここで、c、dは、任意の正の整数である。
【0070】
また、画素ブロック画像情報生成部156は、区分した画素ブロックと、原色量情報生成部163で必要となるキャリブレーション画像の撮像信号値に基づき、画素ブロックごとの画像信号値(撮像信号値)の平均値を演算する(ステップS5)。なお、ここでは、画像信号値および撮像信号値として、L値、M値およびS値を適用する。
【0071】
そして、原色量情報生成部163は、各画素ブロックにおいて、白色のキャリブレーション画像の撮像信号値と、R、G、Bの各原色を減少させた原色減少色のキャリブレーション画像の撮像信号値との差分値を演算する(ステップS6)。
【0072】
なお、白色はRGB値=(255、255、255)であり、RGBの全原色の要素を含んでいる。例えば、白色からR色の要素を減少させた原色減少色のRGB値=(240、255、255)である場合、白色の測定値から当該原色減少色の測定値を引いた差分値は、RGB値=(15、0、0)のR値だけの要素の測定値として取り扱われることができる。また、各撮像信号値は外光80の影響を含んでいるため、2つの撮像信号値の差分値は外光80の影響を含まない値となる。
【0073】
原色量情報生成部163は、当該差分値と、各原色の階調特性情報に基づき、RGBの各色の最高階調値の画像信号値(原色量情報)を演算する(ステップS7)。より具体的には、階調特性情報は例えばガンマ曲線として表されるものであるため、原色量情報生成部163は、例えば、上記例におけるR色の階調値=15の場合の当該差分値と、R色のガンマ曲線との関係から比の演算により、R色の最高階調値=255の場合の画像信号値を演算により求めることができる。原色量情報生成部163は、同様の手法でG色の最高階調値の画像信号値、B色の最高階調値の画像信号値も求めることができ、結果として、外光の影響を受けていない場合の白色の画像信号値を、各原色の最高階調値画像の推測撮像信号値の合計値として生成することができる。
【0074】
そして、外光量情報生成部164は、白色キャリブレーション画像の撮像信号値と、推測撮像信号値の合計値との差分値を演算し、当該差分値に基づき外光量を示す外光量情報を生成する(ステップS8)。すなわち、白色キャリブレーション画像の撮像信号値は外光の影響を受けており、推測撮像信号値の合計値との差分値は外光の影響を受けていない白色キャリブレーション画像の撮像信号値であるため、外光量情報生成部164は、両者の差分値を演算することにより、外光の影響だけを外光量情報として生成することができる。
【0075】
補正情報生成部170は、外光量情報(LMSの各値)に基づき、外光の影響を低減して画像を表示するために、画像信号に対して所定の補正を行うための補正情報を生成する(ステップS9)。
【0076】
より具体的には、例えば、色むらを補正する場合、補正情報生成部170は、外光量情報に基づいて外光80による影響の程度を把握し、当該影響の程度に応じて色むら補正情報を生成し、色むら補正部130に出力する。
【0077】
色むら補正部130は、当該色むら補正情報に基づき、色むら補正用データ(例えば、R、G、Bの原色ごとの1次元ルックアップテーブル等)を更新し、当該色むら補正用データを用いて入力画像信号(R3、G3、B3)を補正する。
【0078】
そして、画像投写部190は、色むら補正部130によって色むらが補正された画像信号に基づき、画像を投写する(ステップS10)。
【0079】
以上のように、本実施形態によれば、プロジェクタ20は、黒以外の色のキャリブレーション画像を使用して外光量等を把握することができるため、完全には補正できない色むらの影響を受けることなく外光量を求めることができる。すなわち、本発明によれば、画像処理システム等は、経時劣化等によって黒のキャリブレーション画像を用いた場合には色むらの影響を受けてしまうような場合であっても、黒以外のキャリブレーション画像を用いて外光量を求めることができる。
【0080】
そして、プロジェクタ20は、当該外光量に基づいて外光の影響を低減するように入力画像信号を補正することにより、外光の影響を低減できる上、経時劣化の影響も低減することができるため、より適切に画像の色再現を行うことが可能となる。
【0081】
また、プロジェクタ20は、撮像信号値としてLMS値を用いることが可能であるため、XYZ値等を用いる場合と比べ、簡易かつ高速に色むらを補正することができる。
【0082】
(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。
【0083】
次に、上述した実施例とは別の手法によって黒色のキャリブレーション画像を使用しないで外光量を求める手法について説明する。
【0084】
図5は、本実施形態の他の一例に係るプロジェクタの機能ブロック図である。
【0085】
本実施例におけるプロジェクタ内のキャリブレーション情報処理部260は、第1のキャリブレーション画像を表示するためのキャリブレーション信号と、第1のキャリブレーション画像のRGB値と同一比率のRGB値である第2のキャリブレーション画像を表示するためのキャリブレーション信号を生成するキャリブレーション信号生成部261を含んで構成されている。
【0086】
また、キャリブレーション情報処理部260は、第1のキャリブレーション画像の撮像信号値と、第2のキャリブレーション画像の撮像信号値との差分画像信号値と、前記第1のキャリブレーション画像の階調値と前記第2のキャリブレーション画像の階調値との差分階調値を演算し、差分画像信号値と、差分階調値と、階調特性情報とに基づき、外光の影響を受けていない第1のキャリブレーション画像の画像信号値(または外光の影響を受けていない第2のキャリブレーション画像の画像信号値)を生成する表示色情報生成部263を含んで構成されている。
【0087】
なお、上記差分階調値をメモリに記憶しておき、表示色情報生成部263が当該メモリから差分階調値を読み取って使用する手法を採用する場合、上記差分階調値の演算は不要である。
【0088】
また、キャリブレーション情報処理部260は、撮像情報記憶部158からの外光の影響を受けている第1のキャリブレーション画像(または第2のキャリブレーション画像)の画像信号値と、表示色情報生成部からの外光の影響を受けていない第1または第2のキャリブレーション画像の画像信号値との差分値を演算することにより外光量を示す外光量情報を生成する外光量情報生成部264と、表示色情報生成部263からの外光の影響を受けていない第1または第2のキャリブレーション画像の画像信号値に基づき、RGBの各色の最高階調値の画像信号値を演算する原色量情報生成部265とを含んで構成されている。
【0089】
次に、これらの各部を用いた色むら補正処理の流れについて説明する。
【0090】
図6は、本実施形態の他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。
【0091】
画素ブロック画像情報生成までは図4を用いて説明した処理とほぼ同様である。ただし、撮像情報記憶部158は、第1のキャリブレーション画像(例えば、RGB値=(255、255、255)の白色キャリブレーション画像等)の撮像信号値と、第1のキャリブレーション画像のRGB値と同一比率のRGB値である第2のキャリブレーション画像(例えば、RGB値=(250、250、250)のグレー色キャリブレーション画像等)の撮像信号値を記憶する(ステップS11)。なお、本実施例では、スクリーン10は、白色均一であるものが好ましい。
【0092】
そして、プロジェクタは、投写領域の抽出(ステップS12)、対応づけ(ステップS13)、画素ブロックの区分(ステップS14)、画素ブロックごとの画像信号値の平均値の演算(ステップS15)を行う。
【0093】
表示色情報生成部263は、第1のキャリブレーション画像の撮像信号値と、前記第2のキャリブレーション画像の撮像信号値との差分画像信号値と、第1のキャリブレーション画像の階調値(例えば、上記例では255)と第2のキャリブレーション画像の階調値(例えば、上記例では250)との差分階調値(例えば、上記例では5)を演算する(ステップS16)。なお、各キャリブレーション画像の階調値が固定である場合は、あらかじめ差分階調値を示す情報をメモリに記憶しておき、表示色情報生成部263は、メモリに記憶された差分階調値を示す情報を用いてもよい。
【0094】
そして、表示色情報生成部263は、差分画像信号値と、差分階調値と、階調特性情報に基づき、外光の影響を受けていない第1のキャリブレーション画像(第2のキャリブレーション画像でもよい。)の推測撮像信号値(例えば、LMS値等)を生成する(ステップS17)。
【0095】
そして、外光量情報生成部264は、画素ブロック画像情報生成部156からの外光の影響を受けている所定画素ブロックのLMS値(撮像信号値)から表示色情報生成部263によって求められた当該画素ブロックの外光の影響を受けていないLMS値(推測撮像信号値)を減算することにより、外光量情報を生成する(ステップS18)。
【0096】
原色量情報生成部265は、表示色情報生成部263からの外光の影響を受けていない第1または第2のキャリブレーション画像のLMS値(推測撮像信号値)のうちの1つの値(例えばM値等)と、原色量を生成する1次元ルックアップテーブル等とに基づき、RGBの各色の最高階調値の画像信号値、すなわち、外光の影響のない原色量を演算する(ステップS19)。
【0097】
これ以降の原色量と外光量を用いた処理については、図4を用いて説明したとおりである。画像投写部190は、外光量情報に基づいて補正された画像信号に基づき、画像を投写する(ステップS20)。
【0098】
このような手法によっても、プロジェクタ20は、黒色を用いないで画像の色むら等を適切に補正することができる。
【0099】
また、上述した実施例では、外光80等の使用状況による影響を低減することについて説明したが、空間光変調器192等の光学系の経時劣化については使用時間に依存し、使用状況にはほとんど依存しない。
【0100】
したがって、プロジェクタ20は、あらかじめ光学系の経時劣化による影響を低減するための補正を行っておき、この補正を行ったかどうかを示す補正履歴情報を補正記憶部132に記憶しておいてもよい。
【0101】
そして、実際に使用された時点で、プロジェクタ20は、補正記憶部132内の補正履歴情報に基づき、上記補正を行っている場合には、外光80等の影響を低減するための補正を行い、上記補正を行っていない場合には、光学系の劣化に対する補正と、外光80等の影響を低減するための補正を行ってもよい。
【0102】
これによれば、プロジェクタ20は、経時劣化による影響を低減することができる上、実際に使用される時点での補正時間を短縮することができる。
【0103】
また、例えば、上述した実施例では、色むら補正を例に採り説明したが、色補正(色合いおよび明るさの補正)や投写領域12における色や明るさの違いに基づく画像歪み補正等を行う場合にも本発明は有効である。
【0104】
また、上述した実施例では、原色としてRGBを用いたが、例えば、XYZやCMY等のRGB以外の表色系を採用してもよい。
【0105】
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)等の種々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。
【0106】
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装してもよいし、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)実装してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本実施形態の一例に係る画像投写状況を示す概略図である。
【図2】 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3】 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4】 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5】 本実施形態の他の一例に係るプロジェクタの機能ブロック図である。
【図6】 本実施形態の他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。
【符号の説明】
20 プロジェクタ、60 センサー(撮像手段)、120 色補正部(補正手段)、130 色むら補正部(補正手段)、132 補正記憶部(補正手段)、152 投写領域抽出部(画像表示領域抽出手段)、156 画素ブロック画像情報生成部、158 撮像情報記憶部、161、261 キャリブレーション信号生成部、163、265 原色量情報生成部、164、264 外光量情報生成部、170 補正情報生成部(補正手段)、190 画像投写部(画像表示手段)、263 表示色情報生成部、900 情報記憶媒体
Claims (9)
- 白色のキャリブレーション画像を表示するためのキャリブレーション信号と、白色から白色を構成する複数種の原色のうち1つの原色を所定階調値分減少させた原色減少色のキャリブレーション画像とを表示するためのキャリブレーション信号を生成するキャリブレーション信号生成手段と、
当該キャリブレーション信号に基づいて各キャリブレーション画像をそれぞれ異なる時点において表示する画像表示手段と、
表示された各キャリブレーション画像を撮像して撮像信号値を生成する撮像手段と、
前記白色のキャリブレーション画像の撮像信号値と、前記原色減少色のキャリブレーション画像の撮像信号値との差分値を演算し、当該差分値と、当該原色減少色の原色の階調特性情報とに基づき、前記所定階調値分減少させた原色の最高階調値の画像であって、かつ、外光の影響を受けていない画像の推測撮像信号値を前記原色の種別ごとに演算する原色量情報生成手段と、
前記複数種の原色の最高階調値の推測撮像信号値の合計値と、前記白色のキャリブレーション画像の撮像信号値との差分値を演算し、当該差分値を、外光量を示す外光量情報として生成する外光量情報生成手段と、
当該外光量情報と、前記複数種の原色の推測撮像信号値とに基づき、外光の影響を低減して画像を表示するために、入力画像信号に対して所定の補正を行う補正手段と、
を含み、
前記キャリブレーション信号生成手段は、前記複数種の各原色についてそれぞれ所定階調値分減少させた原色減少色のキャリブレーション画像用のキャリブレーション信号を発生し、
前記画像表示手段は、前記補正手段によって補正された画像信号に基づき、画像を表示することを特徴とする画像処理システム。 - 第1のキャリブレーション画像を表示するためのキャリブレーション信号と、色を規定する複数種の原色の割合が第1のキャリブレーション画像と同一であり、かつ、第1のキャリブレーション画像とは異なる色である第2のキャリブレーション画像を表示するためのキャリブレーション信号を生成するキャリブレーション信号生成手段と、
各キャリブレーション信号に基づいて各キャリブレーション画像をそれぞれ異なる時点において表示する画像表示手段と、
表示された各キャリブレーション画像を撮像して撮像信号値を生成する撮像手段と、
前記第1のキャリブレーション画像の撮像信号値と、前記第2のキャリブレーション画像の撮像信号値との差分値を演算し、当該差分値と、第1のキャリブレーション画像の階調値と第2のキャリブレーション画像の階調値との差分値と、前記複数種の原色の階調特性情報とに基づき、外光の影響を受けていない前記第1のキャリブレーション画像の推測撮像信号値または外光の影響を受けていない前記第2のキャリブレーション画像の推測撮像信号値を生成する表示色情報生成手段と、
前記撮像手段からの第1または第2のキャリブレーション画像の撮像信号値と、前記表示色情報生成手段からの第1または第2のキャリブレーション画像の推測撮像信号値との差分値を演算し、当該差分値を、外光量を示す外光量情報として生成する外光量情報生成手段と、
当該外光量情報に基づき、外光の影響を低減して画像を表示するために、入力画像信号に対して所定の補正を行う補正手段と、
を含み、
前記画像表示手段は、前記補正手段によって補正された画像信号に基づき、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2において、
前記表示色情報生成手段からの第1または第2のキャリブレーション画像の推測撮像信号値と、前記複数種の原色の階調特性情報とに基づき、外光の影響を受けていない前記複数種の原色の最高階調値の推測撮像信号値を演算する原色量情報生成手段を含み、
前記補正手段は、前記外光量情報と、前記複数種の原色の推測撮像信号値とに基づき、入力画像信号に対して所定の補正を行うことを特徴とする画像処理システム。 - 請求項1〜3のいずれかに記載の画像処理システムを有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、
白色のキャリブレーション画像を表示するためのキャリブレーション信号と、白色から白色を構成する複数種の原色のうち1つの原色を所定階調値分減少させた原色減少色のキャリブレーション画像とを表示するためのキャリブレーション信号を生成するキャリブレーション信号生成手段と、
当該キャリブレーション信号に基づいて各キャリブレーション画像をそれぞれ異なる時点において表示する画像表示手段と、
表示された各キャリブレーション画像を撮像して撮像信号値を生成する撮像手段と、
前記白色のキャリブレーション画像の撮像信号値と、前記原色減少色のキャリブレーション画像の撮像信号値との差分値を演算し、当該差分値と、当該原色減少色の原色の階調特性情報とに基づき、前記所定階調値分減少させた原色の最高階調値の画像であって、かつ、外光の影響を受けていない画像の推測撮像信号値を前記原色の種別ごとに演算する原色量情報生成手段と、
前記複数種の原色の最高階調値の推測撮像信号値の合計値と、前記白色のキャリブレーション画像の撮像信号値との差分値を演算し、当該差分値を、外光量を示す外光量情報として生成する外光量情報生成手段と、
当該外光量情報と、前記複数種の原色の推測撮像信号値とに基づき、外光の影響を低減して画像を表示するために、入力画像信号に対して所定の補正を行う補正手段として機能させ、
前記キャリブレーション信号生成手段は、前記複数種の各原色についてそれぞれ所定階調値分減少させた原色減少色のキャリブレーション画像用のキャリブレーション信号を発生し、
前記画像表示手段は、前記補正手段によって補正された画像信号に基づき、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であって、
コンピュータを、
第1のキャリブレーション画像を表示するためのキャリブレーション信号と、色を規定する複数種の原色の割合が第1のキャリブレーション画像と同一であり、かつ、第1のキャリブレーション画像とは異なる色である第2のキャリブレーション画像を表示するためのキャリブレーション信号を生成するキャリブレーション信号生成手段と、
各キャリブレーション信号に基づいて各キャリブレーション画像をそれぞれ異なる時点において表示する画像表示手段と、
表示された各キャリブレーション画像を撮像して撮像信号値を生成する撮像手段と、
前記第1のキャリブレーション画像の撮像信号値と、前記第2のキャリブレーション画像の撮像信号値との差分値を演算し、当該差分値と、第1のキャリブレーション画像の階調値と第2のキャリブレーション画像の階調値との差分値と、前記複数種の原色の階調特性情報とに基づき、外光の影響を受けていない前記第1のキャリブレーション画像の推測撮像信号値または外光の影響を受けていない前記第2のキャリブレーション画像の推測撮像信号値を生成する表示色情報生成手段と、
前記撮像手段からの第1または第2のキャリブレーション画像の撮像信号値と、前記表示色情報生成手段からの第1または第2のキャリブレーション画像の推測撮像信号値との差分値を演算し、当該差分値を、外光量を示す外光量情報として生成する外光量情報生成手段と、
当該外光量情報に基づき、外光の影響を低減して画像を表示するために、入力画像信号に対して所定の補正を行う補正手段として機能させ、
前記画像表示手段は、前記補正手段によって補正された画像信号に基づき、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、請求項5、6のいずれかに記載のプログラムを記憶したことを特徴とする情報記憶媒体。
- 白色のキャリブレーション画像を表示し、
当該白色のキャリブレーション画像を撮像して撮像信号値を生成し、
白色から白色を構成する複数種の原色のうち1つの原色を所定階調値分減少させた原色減少色のキャリブレーション画像を表示する処理と、当該原色減少色のキャリブレーション画像を撮像して撮像信号値を生成する処理を各原色に対して繰り返し実行し、
前記白色のキャリブレーション画像の撮像信号値と、前記原色減少色のキャリブレーション画像の撮像信号値との差分値を演算し、
当該差分値と、当該原色減少色の原色の階調特性情報とに基づき、前記所定階調値分減少させた原色の最高階調値の画像であって、かつ、外光の影響を受けていない画像の推測撮像信号値を前記原色の種別ごとに演算し、
前記複数種の原色の最高階調値の推測撮像信号値の合計値と、前記白色のキャリブレーション画像の撮像信号値との差分値を演算し、
当該差分値を、外光量を示す外光量情報として生成し、
当該外光量情報と、前記複数種の原色の推測撮像信号値とに基づき、外光の影響を低減して画像を表示するために、入力画像信号に対して所定の補正を行うことを特徴とする画像処理方法。 - 第1のキャリブレーション画像を表示し、
表示した第1のキャリブレーション画像を撮像して撮像信号値を生成し、
色を規定する複数種の原色の割合が第1のキャリブレーション画像と同一であり、かつ、第1のキャリブレーション画像とは異なる色である第2のキャリブレーション画像を表示し、
表示した第2のキャリブレーション画像を撮像して撮像信号値を生成し、
前記第1のキャリブレーション画像の撮像信号値と、前記第2のキャリブレーション画像の撮像信号値との差分値を演算し、
当該差分値と、第1のキャリブレーション画像の階調値と第2のキャリブレーション画像の階調値との差分値と、前記複数種の原色の階調特性情報とに基づき、外光の影響を受けていない前記第1のキャリブレーション画像の推測撮像信号値または外光の影響を受けていない前記第2のキャリブレーション画像の推測撮像信号値を生成し、
第1または第2のキャリブレーション画像の撮像信号値と、第1または第2のキャリブレーション画像の推測撮像信号値との差分値を演算し、当該差分値を、外光量を示す外光量情報として生成し、
当該外光量情報に基づき、外光の影響を低減して画像を表示するために、入力画像信号に対して所定の補正を行うことを特徴とする画像処理方法。
Priority Applications (12)
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