JP4026064B2 - 色変換演算子生成装置、方法、プログラム、記録媒体およびプロジェクタ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、部屋の照明やスクリーンの色などによって変化する投影画像の見えを補正する画像処理に関する。
【０００２】
【従来の技術】
周囲の環境の変化によるプロジェクタの投影画像における見え方の変化を補正する画像処理技術として特許文献１がある。当該特許文献１に記載の技術では、スクリーンの情報からＲＧＢのゲインの補正量を計算し、当該計算結果に基づく１Ｄ−ＬＵＴを用いて投影画像の見えの変化を補正している。この際、ある固定値を有する補正量調整パラメータを定義して、無補正と完全補正との中間状態をとることによって過補正を防いでいる。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−９４８２２公報
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、スクリーンの色に対する補正において過補正の原因となるのは、補正後の出力映像と投影画像の近傍にあるスクリーンの色との対比効果である。このため、部屋の明るさによって周囲のスクリーンにおける色の見え方が変化する場合、当該変化に応じて過補正であると人間が感じる補正量も変化することから、固定の補正量パラメータでは対応することが困難であった。
【０００４】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたもので、周囲環境が変化しても適切な色再現が可能な色変換演算子生成装置、方法、プログラム、記録媒体、プロジェクタおよびアダプタを提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題に鑑み、本発明による色変換演算子生成装置は、周囲環境の変化による、投影面における投影画像の見え方の変化を補正するための色変換演算子を生成する装置であって、投影面上の投影領域における投影画像の見え方に関する情報に基づき、投影画像と投影面の色との対比効果を示すパラメータを算出するパラメータ算出手段と、当該算出されたパラメータに基づき、周囲環境の変化による、投影面における投影画像の見え方の変化を補正するための色変換演算子を生成する生成手段と、を備えて構成される。
【０００６】
上記本発明による変換演算子生成装置によれば、色変換演算子によって、周囲環境の変化による、投影面における投影画像の見え方の変化が補正される。まず、パラメータ算出手段によって、投影面上の投影領域における投影画像の見え方に関する情報に基づき、投影画像と投影面の色との対比効果を示すパラメータが算出される。そして、色変換演算子生成手段によって、当該算出されたパラメータに基づき、周囲環境の変化による、投影面における投影画像の見え方の変化を補正するための色変換演算子が生成される。
【０００７】
上記本発明による色変換演算子生成装置では、前記色変換演算子による補正量を、前記パラメータに応じて、前記投影画像の色が基準投影面に投影した場合とほぼ同じ色になるように補正した状態から、無補正の状態へと段階的に調整するように構成される。
【０００８】
上記本発明による色変換演算子生成装置では、前記情報が、投影面の明るさに対応する値であるように構成される。
【０００９】
上記本発明による色変換演算子生成装置では、前記色変換演算子による補正量を、前記明るさに対応する値が小さいときには前記投影画像の色が基準投影面に投影した場合とほぼ同じ色になるように補正した状態とし、前記明るさに対応する値が大きくなるにつれて、無補正の状態へと徐々に近づけるように構成される。
【００１０】
上記本発明による色変換演算子生成装置では、前記情報が、投影面の色に関する情報であるように構成される。
【００１１】
上記本発明による色変換演算子生成装置では、前記投影面の色に関する情報が基準投影面の色と使用投影面の色との色度差であり、前記色変換演算子による補正量を、前記色度差が小さいときには前記投影画像の色が基準投影面に投影した場合とほぼ同じ色になるように補正した状態とし、前記色度差が大きくなるにつれて無補正の状態へと徐々に近づけるように構成される。
【００１２】
上記本発明による色変換演算子生成装置では、前記情報が、投影領域と投影面との面積比に関する情報であるように構成される。
【００１３】
上記本発明による色変換演算子生成装置では、前記色変換演算子による補正量を、投影領域と投影面の大きさがほぼ等しいときには前記投影画像の色が基準投影面に投影した場合とほぼ同じ色になるように補正した状態とし、投影面の大きさに対して投影領域の大きさが小さくなるにつれて無補正の状態へと徐々に近づけるように構成される。
【００１４】
上記本発明による色変換演算子生成装置では、前記投影画像の見え方に関する情報を測定する測定手段をさらに備えるように構成される。
【００１５】
また、プロジェクタは、上記本発明による色変換演算子生成装置を備えるように構成される。
【００１６】
さらに、本発明による色変換演算子生成方法は、周囲環境の変化による、投影面における投影画像の見え方の変化を補正するための色変換演算子を生成する方法であって、投影面上の投影領域における投影画像の見え方に関する情報に基づき、投影画像と投影面の色との対比効果を示すパラメータを算出するパラメータ算出工程と、当該算出されたパラメータに基づき、周囲環境の変化による、投影面における投影画像の見え方の変化を補正するための色変換演算子を生成する生成工程と、を備えて構成される。
【００１７】
また、本発明によるプログラムは、周囲環境の変化による、投影面における投影画像の見え方の変化を補正するための色変換演算子を生成する処理をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、投影面上の投影領域における投影画像の見え方に関する情報に基づき、投影画像と投影面の色との対比効果を示すパラメータを算出するパラメータ算出処理と、当該算出されたパラメータに基づき、周囲環境の変化による、投影面における投影画像の見え方の変化を補正するための色変換演算子を生成する生成処理と、をコンピュータに実行させるように構成される。
【００１８】
さらに、本発明による記録媒体は、上記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。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の好適な実施の形態について説明する。
【００２０】
第１実施形態
1) システム構成
図１に、本発明に係る画像表示装置の一実施形態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。
【００２１】
当該システムにおいては、スクリーン（投影面）１０のほぼ正面に設けられたプロジェクタ２０から所定の画像が投影され、センサ６０によって所望の情報（スクリーンの色、照明の明るさ、スクリーンサイズなど）が検出される。センサ６０としては、多画素のエリアセンサを用いる。
【００２２】
ここで、スクリーン１０中の画像が投影されている領域を投影領域１２とし、センサ６０による前記情報の検出可能な領域をセンシング領域１４とする。この際、図１に示すように、投影領域１２がスクリーン１０内に収まり、センシング領域１４がスクリーン１０投影領域１２をカバーできるようにスクリーン１０、プロジェクタ２０およびセンサ６０を配置する。また、投影領域１２の横幅をＷ、縦幅をＨとした場合に、センシング領域の横幅が１.２〜２.０Ｗ、縦幅が１.２〜２.０Ｈとすることが好ましいことを実験によって確かめた。
【００２３】
図２に、本発明の第１実施形態に係るプロジェクタ２０の機能ブロック図を示す。
【００２４】
本発明の第１実施形態に係るプロジェクタ２０は、色変換演算子を生成するための色変換演算子生成部１００と、当該色変換演算子生成部１００によって生成された色変換演算子を用いて、入力される映像信号に対して所望の変換処理を施す映像信号変換部１１０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、を備えて構成される。
【００２５】
前記色変換演算子生成部１００は、変換行列合成部１００ａ、基準環境データ保存部１００ｂ、使用環境データ保存部１００ｃ、パッチデータ生成部１２０、パラメータα生成部１３０および測定部２００を備えている。
【００２６】
前記測定部２００は、変換行列Ｍ_d0生成部２００ａ、変換行列Ｍ_d生成部２００ｂ、スクリーンサイズ演算部２００ｃ、スクリーンの色演算部２００ｄおよび照明の明るさ演算部２００ｅを備えている。各部の動作については、以下でフローチャートを参照して詳述する。
【００２７】
本発明によるプロジェクタでは、色変換演算子生成部１００によって使用環境に応じた色変換演算子が生成される。そして、映像信号変換部１１０によって、パーソナルコンピュータなどから供給される映像信号が、色変換演算子生成部１００において生成された色変換演算子を用いて変換される。Ｌ／Ｖ駆動部１４０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。
【００２８】
2) 色変換演算子生成部１００の動作
次に、図３〜図１０を参照して、本発明に係る色変換演算子生成部１００の動作を説明する。なお、以下に説明する色変換演算子生成処理などの色変換演算子生成部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、当該処理プログラムを記録した媒体を構成する。さらに、当該処理プログラム自体も、本願発明の範囲内に包含される。
【００２９】
2−1) 事前処理（図３）
図３に、本発明に係る色変換演算子生成処理の事前処理（基準環境下）を説明するためのフローチャートを示す。
【００３０】
当該実施形態では、基準環境（暗室、基準スクリーン）でのプロジェクタの特性データが必要となる。そこで、変換行列Ｍ_d0生成部２００ａによって、事前に基準環境下で測定を行い、変換行列Ｍ_d0を生成し、基準環境データ保存部１００ｂに保存しておく必要がある。
【００３１】
図３に示す事前処理では、まず投影領域１２の特定を行い（Ｓ１０）、基準環境下でのプロジェクタ２０の出力色の測定および変換行列の生成並びに保存を行なった後（Ｓ１２）、図４の本処理に移行する。
【００３２】
2−1−1) 投影領域の特定（Ｓ１０）
次に、図６に示すフローチャートを参照して、図３のＳ１０に示す投影領域１２の特定処理について説明する。
【００３３】
まず、プロジェクタ２０からスクリーン１０に対して白を出力し（Ｓ６０）、センサ６０によってスクリーン１０における反射光を測定する（Ｓ６２）。次に、プロジェクタ２０からスクリーン１０に対して黒を出力し（Ｓ６４）、センサ６０によってスクリーン１０における反射光を測定する（Ｓ６６）。そして、Ｓ６２およびＳ６６における２回の測定値の差分を求め、当該測定値の差分に基づき投影領域１２を特定し（Ｓ６８）、投影領域特定処理を終了する。
【００３４】
当該実施形態では、プロジェクタから白および黒をスクリーンに対して出力して、反射光の輝度値の差分から投影領域を特定しているが、プロジェクタからの出力光は白および黒に特定されず、色または輝度に差があれば投影領域を特定することが可能である。
【００３５】
2−1−2) 基準環境下での色測定および変換行列の生成・保存（Ｓ１２）
次に、図５に示すフローチャートを参照して、図３のＳ１２に示す基準環境下での色測定および変換行列の生成・保存処理について説明する。
【００３６】
まず、基準環境下において、プロジェクタ２０からスクリーン１０に対して黒（Ｋ）を出力し（Ｓ４０）、センサ６０によってスクリーン１０における反射光の三刺激値を測定する（Ｓ４２）。そして、投影領域１２内の値を平均化する（Ｓ４４）。平均化した値をＸ_K0,Ｙ_K0,Ｚ_K0とする。
【００３７】
次に、基準環境下において、プロジェクタ２０からスクリーン１０に対して白（Ｗ）、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の何れかを出力し（Ｓ４６）、センサ６０によってスクリーン１０における反射光の三刺激値を測定する（Ｓ４８）。そして、投影領域１２内の値を平均化する（Ｓ５０）。白（Ｗ）、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）についての平均化した値を、それぞれ
Ｘ_W0,Ｙ_W0,Ｚ_W0
Ｘ_R0,Ｙ_R0,Ｚ_R0
Ｘ_G0,Ｙ_G0,Ｚ_G0
Ｘ_B0,Ｙ_B0,Ｚ_B0
とする。そして、各色についての測定値から黒についての測定値を減算して正規化する（Ｓ５２）。Ｒの三刺激値の場合
X_Rd0＝(X_R0−X_K0)／(Y_W0−Y_K0)
Y_Rd0＝(Y_R0−Y_K0)／(Y_W0−Y_K0)
Z_Rd0＝(Z_R0−Z_K0)／(Y_W0−Y_K0)
となる。Ｗ、ＧおよびＢについても同様に算出できる。
【００３８】
そして、Ｓ４６〜Ｓ５２の処理をＷ、Ｒ、ＧおよびＢの４色について繰り返えす。なお、当該実施形態では、４色を用いる場合について説明したが、３色でも同様に変換行列Ｍ_d0を生成できる。しかし、４色を用いた場合の方が３色を用いた場合よりも精度が高い。
【００３９】
次に、変換行列Ｍ_d0生成部２００ａは、
【００４０】
【数１】

に基づき、基準環境下における変換行列Ｍ_d0を生成する（Ｓ５４）。
【００４１】
ここで、
【００４２】
【数２】

であり、
x_Rd0＝X_Rd0／(X_Rd0＋Y_Rd0＋Z_Rd0)
y_Rd0＝Y_Rd0／(X_Rd0＋Y_Rd0＋Z_Rd0)
z_Rd0＝Z_Rd0／(X_Rd0＋Y_Rd0＋Z_Rd0)
である。なお、
x_Gd0,y_Gd0,z_Gd0,x_Bd0,y_Bd0,z_Bd0についても同様である。
【００４３】
そして、生成された変換行列Ｍ_d0を基準環境データ保存部１００ｂに保存して（Ｓ５６）、図４に示す本処理に移行する。
【００４４】
2−2) 本処理（図４）
次に図４を参照して、本発明に係る色変換演算子を用いての環境補正処理の本処理を説明する。
【００４５】
図４に示す本処理では、事前処理と同様に、まず投影領域１２の特定を行い（Ｓ２０）、使用環境下でのプロジェクタ２０の出力色の測定および変換行列の生成並びに保存を行う（Ｓ２２）。
【００４６】
Ｓ２０における投影領域の特定処理およびＳ２２における使用環境下での色測定および変換行列の生成・保存処理は、それぞれ図６を参照して説明したＳ１０における処理および図５を参照して説明したＳ１２における処理を、基準環境下で行う代わりに使用環境下で行なったものである。
【００４７】
2−2−1) 投影領域の特定（Ｓ２０）
Ｓ２０における投影領域の特定処理は、図６を参照して説明したＳ１０における処理と同様であるので、その説明を省略する。
【００４８】
2−2−2) 使用環境下での色測定および変換行列の生成・保存（Ｓ２２）
次に、事前処理の場合と同様に、図５に示すフローチャートを参照して、図４のＳ２２に示す使用環境下での色測定および変換行列の生成・保存処理について説明する。
【００４９】
まず、使用環境下において、プロジェクタ２０からスクリーン１０に対して黒（Ｋ）を出力し（Ｓ４０）、センサ６０によってスクリーン１０における反射光の三刺激値を測定する（Ｓ４２）。そして、投影領域１２内の値を平均化する（Ｓ４４）。平均化した値をＸ_K,Ｙ_K,Ｚ_Kとする。ここで、使用環境時の照明の明るさはプロジェクタの黒を投影した場合の輝度Ｙ_Kに相当する。
【００５０】
次に、使用環境下において、プロジェクタ２０からスクリーン１０に対して白（Ｗ）、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の何れかを出力し（Ｓ４６）、センサ６０によってスクリーン１０における反射光の三刺激値を測定する（Ｓ４８）。そして、投影領域１２内の値を平均化する（Ｓ５０）。白（Ｗ）、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）についての平均化した値を、それぞれ
Ｘ_W,Ｙ_W,Ｚ_W
Ｘ_R,Ｙ_R,Ｚ_R
Ｘ_G,Ｙ_G,Ｚ_G
Ｘ_B,Ｙ_B,Ｚ_B
とする。そして、各色についての測定値から黒についての測定値を減算して正規化する（Ｓ５２）。Ｒの三刺激値の場合
X_Rd＝(X_R−X_K)／(Y_W−Y_K)
Y_Rd＝(Y_R−Y_K)／(Y_W−Y_K)
Z_Rd＝(Z_R−Z_K)／(Y_W−Y_K)
となる。Ｗ、ＧおよびＢについても同様に算出できる。
【００５１】
そして、Ｓ４６〜Ｓ５２の処理をＷ、Ｒ、ＧおよびＢの４色について繰り返えす。なお、当該実施形態では、４色を用いる場合について説明したが、３色でも同様に変換行列Ｍ_d0を生成できる。しかし、４色を用いた場合の方が３色を用いた場合よりも精度が高い。
【００５２】
次に、変換行列Ｍ_d生成部２００ｂは、
【００５３】
【数３】

に基づき、使用環境下における変換行列Ｍ_dを生成する（Ｓ５４）。
【００５４】
ここで、
【００５５】
【数４】

であり、
x_Rd＝X_Rd／(X_Rd＋Y_Rd＋Z_Rd)
y_Rd＝Y_Rd／(X_Rd＋Y_Rd＋Z_Rd)
z_Rd＝Z_Rd／(X_Rd＋Y_Rd＋Z_Rd)
である。なお、
x_Gd,y_Gd,z_Gd,x_Bd,y_Bd,z_Bdについても同様である。
【００５６】
そして、生成された変換行列Ｍ_dを使用環境データ保存部１００ｃに保存して（Ｓ５６）、図４のＳ２４における処理に移行する。
【００５７】
2−2−3) スクリーン上での照明の明るさ測定処理（Ｓ２４）
部屋の照明がある程度の明るさを有していなければ、投影領域近傍の色も知覚できないので、対比効果は生じない。そこで、照明の明るさ演算部２００ｅが、スクリーン上での照明の明るさを測定する。
【００５８】
図７に、Ｓ２４のスクリーン上での照明の明るさ測定処理を説明するためのフローチャートを示す。
【００５９】
まず、使用環境下において、プロジェクタ２０からスクリーン１０に対して黒（Ｋ）を出力し（Ｓ７０）、センサ６０によってスクリーン１０における反射光を測定する（Ｓ７２）。
【００６０】
具体的には、以下で説明するＹを測定する。プロジェクタから黒を出力したときの投影領域内の明るさは、プロジェクタの黒の輝度が小さければ、スクリーン上の照明の明るさに対応した値とみなすことができる。これをＹとし対比パラメータの算出に用いる。ＹはＳ４４で測定したY_Kと同じものなので、その値をそのまま用いても良い。
【００６１】
そして、投影領域１２内のＹ値を平均化する（Ｓ７４）。これを数式で具体的に示すと、
Y＝Y_K＝｛Σ_{（投影領域内）}Y_K（i,j）｝／N … (1)
となる。ここで、Y_K（i,j）は、センサの各画素における測定輝度であり、Nは、投影領域内の画素数であり、Σ_{（投影領域内）}は、投影領域内の画素について和を取ることを示す。
【００６２】
Ｓ７４における処理の後、図４のＳ２６における処理に移行する。
【００６３】
2−2−4) スクリーン色の測定処理（Ｓ２６）
投影画像は基準の白色スクリーンに投影したときの色と同じになるように補正されるので、スクリーンの色が白色から大きく外れるほどスクリーンとの対比効果が大きくなる。基準環境下（暗室、白色スクリーン）と使用環境下においてプロジェクタから白を出力したときの色との色度差は、両環境下におけるスクリーン色の差に対応する値とみなすことができる。
【００６４】
図８に、Ｓ２６のスクリーン色の測定処理（スクリーンの色演算部による処理）を説明するためのフローチャートを示す。
【００６５】
まず、使用環境下において、プロジェクタ２０からスクリーン１０に対して白（Ｗ）を出力し（Ｓ８０）、センサ６０によってスクリーン１０における反射光を測定する（Ｓ８２）。そして、Ｓ７４と同様に、投影領域１２内においてＳ８２における測定値を平均化し（Ｓ８４）、色度を算出する（Ｓ８６）。
【００６６】
次に、図３を参照して説明した基準環境下でのプロジェクタの白の測定値をデータ格納部から読み出し（Ｓ８８）、色度を算出する（Ｓ９０）。
【００６７】
そして、Ｓ８６において算出された色度と、Ｓ９０において算出された色度との差を算出する（Ｓ９２）。基準環境下（暗室、白色スクリーン）と使用環境下においてプロジェクタから白を出力したときの色との色度差（両環境下におけるスクリーン色の差に対応する値）をΔとし、対比パラメータの算出に用いる。当該実施形態においては、Δを計算する際の色空間をYxy表色系とするが、L*a*b*表色系など任意の色空間を用いることができる。Yxy表色系を用いた場合のΔは、
Δ＝{(x_W−x_W0)²＋(y_W−y_W0)²}^1/2 … (2)
によって算出される。
【００６８】
ここで、
x_W0＝X_W0／(X_W0＋Y_W0＋Z_W0)
y_W0＝Y_W0／(X_W0＋Y_W0＋Z_W0)
x_W＝X_W／(X_W＋Y_W＋Z_W)
y_W＝Y_W／(X_W＋Y_W＋Z_W)
である。
【００６９】
X_W0,Y_W0,Z_W0は、基準環境下におけるプロジェクタの白の三刺激値であり、図３のＳ１２において測定された値である。また、X_W,Y_W,Z_Wは、使用環境下におけるプロジェクタの白の三刺激値であり、図４のＳ２２において測定された値である。
【００７０】
上記のように、Δの計算にYxy表色系を用いた場合、L*a*b*表色系を用いた場合に比べて計算量は少なくなる。しかし、Yxy表色系の特性上、広い色域に渡って考えた場合、Δの値が人が見たときに感じる色度差と必ずしも一致しないという欠点がある。したがって、より高い精度が求められる場合には、以下のようにL*a*b*表色系を用いることが好ましい。L*a*b*表色系を用いる場合のΔは、
Δ＝{a*_W ²＋b*_W ²}^1/2
によって算出される。
ここで、
a*_W＝500[(X_W／X_N)^1/3−(Y_W／Y_N)^1/3]
b*_W＝200[(Y_W／Y_N)^1/3−(Z_W／Z_N)^1/3]
X_N＝X_W0 Y_W／Y_W0
Y_N＝Y_W
Z_N＝Z_W0 Y_W／Y_W0
である。
【００７１】
Ｓ９２における処理の後、図４のＳ２８における処理に移行する。
【００７２】
2−2−5) 投影領域とスクリーンとの面積比の測定処理（Ｓ２８）
スクリーンの大きさが投影領域よりも広くなければ、スクリーンの色との対比効果は起こらない。そこで、スクリーンサイズ演算部２００ｃが、投影領域近傍で投影領域と近い色をしている領域を検出し、投影領域との面積比を求める。当該面積比をＲとし、対比パラメータの算出に用いる。
【００７３】
図９に、図４のＳ２８における投影領域とスクリーンとの面積比の測定処理を説明するためのフローチャートを示す。
【００７４】
まず、プロジェクタ２０からスクリーン１０に対して黒（Ｋ）を投影して（Ｓ１００）、センサの各画素における色度x_K（i,j）、y_K（i,j）を測定する（Ｓ１０２）。ここで、
x_K（i,j）＝X_K（i,j）／{X_K（i,j）＋Y_K（i,j）＋Z_K（i,j）}
y_K（i,j）＝Y_K（i,j）／{X_K（i,j）＋Y_K（i,j）＋Z_K（i,j）}
である。ここで、Y_K（i,j）は、センサの各画素における測定輝度である。
【００７５】
そして、投影領域内の値を平均化して、投影領域内の平均色度x_K,y_Kを求める。これを数式で具体的に示すと、
x_K＝｛Σ_{（投影領域内）}x_K（i,j）｝／N
y_K＝｛Σ_{（投影領域内）}y_K（i,j）｝／N
となる。ここで、Nは、投影領域内の画素数であり、Σ_{（投影領域内）}は、投影領域内の画素について和を取ることを示す。
【００７６】
次に投影領域外の各画素について、投影領域内の平均色度との色度差を求め、閾値以内に収まっている画素数をカウントする（Ｓ１０６〜Ｓ１１２）。
【００７７】
すなわち、投影領域外の画素を順に選択し（Ｓ１０６）、投影領域内の平均色度との色度差S_K（i,j）を算出し（Ｓ１０８）、S_K（i,j）が閾値内であれば、カウンタN_Sを１加算する（Ｓ１１０）。Ｓ１０６〜Ｓ１１０を全ての画素について繰り返す（Ｓ１１２）。Ｓ１０６〜Ｓ１１２を数式によって表現すると、
S_K（i,j）＝1 （｜x_K（i,j）−x_K｜≦Δxかつ｜y_K（i,j）−y_K｜≦Δyのとき）
S_K（i,j）＝0 （上記以外の場合）
N_S＝Σ_{（投影量域外）}S（i,j）
となる。ここで、Σ_{（投影領域内外）}は、投影領域内外の画素について和を取ることを示す。なお、閾値ΔxおよびΔyは定数であり、0.005〜0.05が適当である。
【００７８】
そして、総カウンタ数N_S＝Σ_{（投影量域外）}S（i,j）からスクリーンの大きさを算出し（Ｓ１１４）、次式：
R＝(N＋N_S)／N … (3)
によって投影領域とスクリーンとの面積比Ｒを算出する（Ｓ１１６）。
【００７９】
Ｓ１１６における処理の後、図４のＳ３０における処理に移行する。
【００８０】
2−2−6) 対比パラメータαの算出処理（Ｓ３０）
パラメータα生成部１３０は、スクリーン上での照明の明るさＹ、スクリーンの色（基準スクリーンとの色度差）Δおよび投影領域とスクリーンとの面積比Ｒに基づき、対比効果の程度を示すパラメータαを算出する。
【００８１】
図１０に、対比パラメータαの算出処理を説明するための図を示す。
【００８２】
対比パラメータαは、
α＝αmin＋（1−αmin）×α1×α2×α3 … (4)
によって求められる。入力映像信号に対して、αが０のときに無補正（０パーセント補正）の状態となり、αが１のとき完全補正（１００パーセント補正、すなわち、投影画像の色が基準投影面に投影した場合とほぼ同じ色になるように補正した状態）がかかる。実験より、αminは0.3〜0.8の範囲の値が好適である。
【００８３】
そして、式(4)のパラメータα1は、
【００８４】
【数５】

とする。ここで、Ｙ1の値は0〜200［cd／ｍ²］の範囲が好適であり、Ｙ2の値は20〜500［cd／ｍ²］の範囲が好適であることを実験により確かめた。
【００８５】
図１０（ａ）に、横軸をスクリーン上での照明の明るさＹ、縦軸をパラメータα1とした場合のグラフを示す。図１０（ａ）に示すように、スクリーン上での照明の明るさＹが明るいほど、α1の値が小さな値となるようにして補正量を小さくする。なお、図１０（ａ）に示すα1のグラフは、単なる一例であり、傾きがゼロまたは負であり、最大値が１、最小値がゼロであれば良い。
【００８６】
式(4)のパラメータα2は、
【００８７】
【数６】

とする。ｘｙ座標系で色度差を求めた場合、Δ1の値は0.00〜0.15の範囲が好適であり、Δ2の値は0.05〜0.20の範囲が好適であることを実験により確かめた。
【００８８】
図１０（ｂ）に、横軸を基準スクリーンとの色度差Δ、縦軸をパラメータα2とした場合のグラフを示す。図１０（ｂ）に示すように、基準スクリーンの色を白とすると使用スクリーンの彩度が大きくなるほど（色度差Δが大きくなるほど）、α2の値が小さくなるようにして補正量を小さくする。なお、図１０（ｂ）に示すα2のグラフは、単なる一例であり、傾きがゼロまたは負であり、最大値が１、最小値がゼロであれば良い。
【００８９】
式(4)のパラメータα3は、
【００９０】
【数７】

とする。Ｒ1の値は1.0〜2.0の範囲が好適であり、Ｒ2の値は1.5〜3.0の範囲が好適であることを実験により確かめた。
【００９１】
図１０（ｃ）に、横軸を投影領域とスクリーンとの面積比Ｒ、縦軸をパラメータα3とした場合のグラフを示す。図１０（ｃ）に示すように、スクリーンが大きくなるほど、α3の値が小さな値となるようにして、補正量を小さくする。すなわち、色変換演算子による補正量を、投影領域と投影面の大きさがほぼ等しいときには前記投影画像の色が基準投影面に投影した場合とほぼ同じ色になるように補正した状態とし、投影面の大きさに対して投影領域の大きさが小さくなるにつれて無補正の状態へと徐々に近づける
なお、図１０（ｃ）に示すα3のグラフは、単なる一例であり、傾きがゼロまたは負であり、最大値が１、最小値がゼロであれば良い。
【００９２】
上記の説明では、Ｓ２４においてスクリーン上での照明の明るさの測定が行われてＹが求められ、Ｓ２６においてスクリーンの色が測定されてΔが求められ、Ｓ２８において投影領域とスクリーンとの面積比Ｒが求められた場合について説明した。しかし、Ｓ２４、Ｓ２６およびＳ２８は何れか一つを行えば本発明による周囲環境の変化に応じた色補正を行うことができる。従って、Ｓ２４における処理を行わずＹを算出しなかった場合にはα1＝01とし、Ｓ２６における処理を行わずΔを算出しなかった場合にはα2＝01とし、Ｓ２８における処理を行わずＲを算出しなかった場合にはα3＝01とする。
【００９３】
Ｓ３０における処理の後、Ｓ３２における処理に移行する。
【００９４】
2−2−7) 変換行列の合成処理（Ｓ３２）
変換行列合成部１００ａは、基準環境データ保存部１００ｂおよび使用環境データ保存部１００ｃにそれぞれ保存した変換行列M_d0およびM_dを読み出し、式（4）で求めたパラメータαを重み付け係数として、
M＝M_d ^−１[αM_d0＋(1−α)M_d] …(5)
によって変換行列M_d0およびM_dを合成して最終的な変換行列M（色変換演算子）を求める（Ｓ３２）。
【００９５】
Ｓ３２における処理の後、Ｓ３４における処理に移行する。
【００９６】
2−2−8) 映像信号に対する環境補正処理（Ｓ３４）
映像信号変換部１１０は、式(5)で求めた変換行列Mを用いて、入力される映像信号R_in,G_in,B_inに対して環境補正処理を施し、補正後の映像信号R_out,G_out,B_outを求める。
【００９７】
図１１に、変換行列Mを用いての映像信号に対する環境補正処理を説明するためのフローチャートを示す。
【００９８】
まず、入力される映像信号R_in,G_in,B_inは、
r_in＝(R_in／255)^γ
g_in＝(G_in／255)^γ
b_in＝(B_in／255)^γ
によってr_in,g_in,b_inに変換される（Ｓ９４）。
【００９９】
次に、r_in,g_in,b_inは、式(5)で求めた変換行列Mを用いて、
【０１００】
【数８】

によって、r_out,g_out,b_outに変換される（Ｓ９６）。
【０１０１】
但し、r_out＜0のときにはr_out＝0とし、r_out＞1のときにはr_out＝1とする。g_outおよびb_outについても同様である。
【０１０２】
そして、r_out,g_out,b_outは、
R_out＝255(r_out)^{1/ γ}
G_out＝255(g_out)^{1/ γ}
B_out＝255(b_out)^{1/ γ}
によってR_out,G_out,B_outに変換される（Ｓ９８）。
【０１０３】
上記Ｓ９４〜Ｓ９８は映像信号の各画素について繰り返される。映像信号の全ての画素についてＳ９４〜Ｓ９８の処理が終了すると、本発明に係る色変換演算子生成処理の本処理が終了する。
【０１０４】
当該実施形態によれば、スクリーン上での照明の明るさＹ、スクリーンの色（基準スクリーンとの色度差）Δおよび投影領域とスクリーンとの面積比Ｒに基づいて算出された可変パラメータαを重み付け係数として用いて、変換行列M_d0およびM_dを合成して最終的な変換行列M（色変換演算子）を求めている。このため、周囲環境の変化に応じて、過補正であると人間が感じる補正量が変化したとしても、可変パラメータαを用いて適切な色再現が可能な色変換演算子Ｍを生成し、当該色変換演算子Ｍによって適切な環境補正処理を行うことができる。
【０１０５】
第２実施形態
図１２に、本発明の第２実施形態に係るプロジェクタ２０およびアダプタ３００の機能ブロック図を示す。第１実施形態と同一の構成要素に関しては、第２実施形態においても同一の参照番号を付す。
【０１０６】
第１実施形態においてはプロジェクタ２０が色変換演算子生成部１００を備えているが、図１２に示すように、色変換演算子生成部１００を、アダプタ３００としてプロジェクタとは別個に構成してもよい。図１２のように構成しても、第１実施形態と同様の作用効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る画像表示装置の一実施形態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である。
【図２】本発明の第１実施形態にかかるプロジェクタ２０の機能ブロック図である。
【図３】本発明に係る色変換演算子生成処理の事前処理を説明するためのフローチャートである。
【図４】本発明に係る色変換演算子を用いての環境補正処理の本処理を説明するためのフローチャートである。
【図５】図３のＳ１２に示す基準環境下での色測定および変換行列の生成・保存処理について説明するためのフローチャートである。
【図６】図３のＳ１０に示す投影領域の特定処理について説明するためのフローチャートである。
【図７】図４のＳ２４におけるスクリーン上での照明の明るさ測定処理を説明するためのフローチャートである。
【図８】図４のＳ２６におけるスクリーン色の測定処理を説明するためのフローチャートである。
【図９】図４のＳ２８における投影領域とスクリーンとの面積比の測定処理を説明するためのフローチャートである。
【図１０】対比パラメータαの算出処理を説明するための図である。
【図１１】変換行列Mを用いての映像信号に対する環境補正処理を説明するためのフローチャートである。
【図１２】本発明の第２実施形態に係るプロジェクタ２０およびアダプタ３００の機能ブロック図である。
【符号の説明】
１０ スクリーン（投影面）
１２ 投影領域
１４ センシング領域
２０ プロジェクタ
６０ センサ
１００ 色変換演算子生成部
１００ａ 変換行列合成部
１００ｂ 基準環境データ保存部
１００ｃ 使用環境データ保存部
１１０ 映像信号変換部
１２０ パッチデータ生成部
１３０ パラメータα生成部
１４０ Ｌ／Ｖ（ライトバルブ）駆動部
２００ 測定部
２００ａ 変換行列Ｍ_d0生成部
２００ｂ 変換行列Ｍ_d生成部
２００ｃ スクリーンサイズ演算部
２００ｄ スクリーンの色演算部
２００ｅ 照明の明るさ演算部

Claims (13)

1. 周囲環境の変化による、投影面における投影画像の見え方の変化を補正するための色変換演算子を生成する装置であって、
   投影面上の投影領域における投影画像の見え方に関する情報に基づき、投影画像と投影面の色との対比効果を示すパラメータを算出するパラメータ算出手段と、
   当該算出されたパラメータに基づき、周囲環境の変化による、投影面における投影画像の見え方の変化を補正するための色変換演算子を生成する生成手段と、
   を備える色変換演算子生成装置。
2. 請求項１に記載の色変換演算子生成装置であって、
   前記色変換演算子による補正量を、前記パラメータに応じて、前記投影画像の色が基準投影面に投影した場合とほぼ同じ色になるように補正した状態から、無補正の状態へと段階的に調整する、色変換演算子生成装置。
3. 請求項１または２に記載の色変換演算子生成装置であって、
   前記情報が、投影面の明るさに対応する値である、色変換演算子生成装置。
4. 請求項３に記載の色変換演算子生成装置であって、
   前記色変換演算子による補正量を、前記明るさに対応する値が小さいときには前記投影画像の色が基準投影面に投影した場合とほぼ同じ色になるように補正した状態とし、前記明るさに対応する値が大きくなるにつれて、無補正の状態へと徐々に近づける、色変換演算子生成装置。
5. 請求項１乃至４のいずれか一項に記載の色変換演算子生成装置であって、
   前記情報が、投影面の色に関する情報である、色変換演算子生成装置。
6. 請求項５に記載の色変換演算子生成装置であって、
   前記投影面の色に関する情報が基準投影面の色と使用投影面の色との色度差であり、前記色変換演算子による補正量を、前記色度差が小さいときには前記投影画像の色が基準投影面に投影した場合とほぼ同じ色になるように補正した状態とし、前記色度差が大きくなるにつれて、無補正の状態へと徐々に近づける、色変換演算子生成装置。
7. 請求項１乃至６のいずれか一項に記載の色変換演算子生成装置であって、
   前記情報が、投影領域と投影面との面積比に関する情報である、色変換演算子生成装置。
8. 請求項７に記載の色変換演算子生成装置であって、
   前記色変換演算子による補正量を、投影領域と投影面の大きさがほぼ等しいときには前記投影画像の色が基準投影面に投影した場合とほぼ同じ色になるように補正した状態とし、投影面の大きさに対して投影領域の大きさが小さくなるにつれて無補正の状態へと徐々に近づける、色変換演算子生成装置。
9. 請求項１乃至８のいずれか一項に記載の色変換演算子生成装置であって、
   前記投影画像の見え方に関する情報を測定する測定手段をさらに備える色変換演算子生成装置。
10. 請求項１乃至９のいずれか一項に記載の色変換演算子生成装置を備えるプロジェクタ。
11. 周囲環境の変化による、投影面における投影画像の見え方の変化を補正するための色変換演算子を生成する方法であって、
    投影面上の投影領域における投影画像の見え方に関する情報に基づき、投影画像と投影面の色との対比効果を示すパラメータを算出するパラメータ算出工程と、
    当該算出されたパラメータに基づき、周囲環境の変化による、投影面における投影画像の見え方の変化を補正するための色変換演算子を生成する生成工程と、
    を備える色変換演算子生成方法。
12. 周囲環境の変化による、投影面における投影画像の見え方の変化を補正するための色変換演算子を生成する処理をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
    投影面上の投影領域における投影画像の見え方に関する情報に基づき、投影画像と投影面の色との対比効果を示すパラメータを算出するパラメータ算出処理と、
    当該算出されたパラメータに基づき、周囲環境の変化による、投影面における投影画像の見え方の変化を補正するための色変換演算子を生成する生成処理と、
    をコンピュータに実行させるためのプログラム。
13. 請求項１２に記載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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