(57)【要約】【課題】  投影面の色の測定値を用いて、照明光に関する情報を取得する。【解決手段】  画像を投影面に投影する画像投影装置において、投影面の照明白色の測定値を取得し(S501)、投影面に白色を投影して得られる映像白色の測定値を取得し(S502)、理想白色の測定値を取得する(S503)。そして、映像白色と理想白色に基づき補正量を算出し(S505)、補正量と照明白色とに基づき、投影面を照明する光源の種類を判定する(S507)。【選択図】  図5
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像を投影面に投影する画像投影装置を制御する制御装置であって、
前記投影面の照明白色の測定値を取得する照明白色の取得手段と、
前記画像投影装置により前記投影面に白色を投影して得られる映像白色の測定値を取得する映像白色の取得手段と、
理想白色の測定値を取得する理想白色の取得手段と、
前記映像白色と前記理想白色に基づき補正量を算出する算出手段と、
前記補正量と前記照明白色に基づき、前記投影面を照明する光源の種類を判定する判定手段とを有することを特徴とする制御装置。
【請求項２】
さらに、前記画像投影装置による前記投影面への白色の投影および投影の停止を制御する制御手段を有し、
前記照明白色の取得手段は、前記制御手段により前記投影が停止された場合に前記投影面の照明白色の測定値を取得することを特徴とする請求項1に記載された制御装置。
【請求項３】
さらに、前記照明白色の測定値および前記映像白色の測定値を測定する測定手段を有することを特徴とする請求項1または請求項2に記載された制御装置。
【請求項４】
前記判定手段は、前記照明白色および前記映像白色の色度、並びに、前記理想白色の色度に基づき照明光の色度を計算し、光源判定テーブルを参照して、前記照明光の色度に尤も近い色度をもつ光源の種類を、前記投影面を照明する光源の種類と判定することを特徴とする請求項1から請求項3の何れか一項に記載された制御装置。
【請求項５】
前記照明白色の取得手段は、前記画像投影装置により前記投影面に黒色を投影して得られる映像黒色の測定値を前記映像白色の測定値として取得することを特徴とする請求項1から請求項4の何れか一項に記載された制御装置。
【請求項６】
さらに、光源の種類に対応する色補正テーブルを備え、前記判定の結果の光源の種類に対応する色補正テーブルを用いて投影すべき画像を色補正する補正手段を有することを特徴とする請求項1から請求項5の何れか一項に記載された制御装置。
【請求項７】
画像を投影面に投影する画像投影装置を制御する制御方法であって、
前記投影面の照明白色の測定値を取得し、
前記投影面に白色を投影して得られる映像白色の測定値を取得し、
理想白色の測定値を取得し、
前記映像白色と前記理想白色に基づき補正量を算出し、
前記補正量と前記照明白色に基づき、前記投影面を照明する光源の種類を判定することを特徴とする制御方法。
【請求項８】
コンピュータ装置を制御して、請求項1から請求項6の何れか一項に記載された制御装置の各手段として機能させることを特徴とするプログラム。
【請求項９】
請求項8に記載されたプログラムが記録されたことを特徴とするコンピュータが読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、視覚順応を考慮した色再現を画像投影装置に適用する場合の照明光に関する情報の取得に関する。
【背景技術】
【０００２】
会議のプレゼンテーション用やホームユースの動画表示用に、簡便に、大画面を投影表示することができる液晶プロジェクタが普及した。液晶プロジェクタは、様々な照明環境で使用されるため、実際の投射環境の照明に応じた色再現を行うことが望ましい。
【０００３】
一方、Commission Internationale de l'Eclairage (CIE)が発行する色順応モデルであるCIECAM02などをカラーマッチングに適用する技術が開発されている。これら技術を応用すれば、液晶プロジェクタにおける照明環境を考慮した色再現が可能になる。
【０００４】
カラーアピアランスモデル(CAM)などの視覚順応を考慮した色再現を液晶プロジェクタに適用する場合、視環境の情報として、照明光に関する情報を取得する必要がある。照明光を測定する技術としては、例えば、回折格子を用いた分光計測器やカラーフィルタを用いたカラーセンサなどの既存技術が存在する。さらに、照明光を正しく測定するには、これらのセンサの前面に積分球や拡散板を設置する必要がある。
【０００５】
上記の機材を用意すれば照明光を正確に測定することができる。しかし、上記の機材を製品に搭載することはコストの増大を招く。
【０００６】
一部の液晶プロジェクタは、スクリーン色自動補正のために、スクリーン色を測定するセンサを搭載する。従って、スクリーン色の測定センサを利用して照明光を測定することが考えられる。しかし、スクリーン色の測定センサを用いて照明光を測定すると、その測定色は、照明の分光分布にスクリーンの分光反射率を乗じたものになる。つまり、この場合の測定色が、スクリーン自体の物体色に依存するのか、照明の光源色に依存するのかを区別することができない。言い換えれば、スクリーン色自動補正用の測定センサを、照明光の測定に用いることはできない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開2003-280629公報
【特許文献２】特開2006-304316公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、投影面の色の測定値を用いて、照明光に関する情報を取得することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、前記の目的を達成する一手段として、以下の構成を備える。
【００１０】
本発明にかかる制御は、画像を投影面に投影する画像投影装置を制御する際に、前記投影面の照明白色の測定値を取得し、前記投影面に白色を投影して得られる映像白色の測定値を取得し、理想白色の測定値を取得し、前記映像白色と前記理想白色に基づき補正量を算出し、前記補正量と前記照明白色に基づき、前記投影面を照明する光源の種類を判定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、投影面の色の測定値を用いて、照明光に関する情報を取得することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】画像投影装置の構成例を示すブロック図。
【図２】画像処理部の構成例を示すブロック図。
【図３】Rセンサ、Gセンサ、Bセンサの相対分光感度特性を示す図。
【図４】Rセンサ、Gセンサ、Bセンサの感度に基づく、rg色度図上の黒体軌跡を示す図。
【図５】照明光推定処理を説明するフローチャート。
【図６】照明白色、映像白色、理想白色の関係例を示す図。
【図７】照明光のrg色度と、照明白色のrg色度の関係を示す図。
【図８】標準光源のrg色度の中心値の一例を示す図。
【図９】主成分情報の一例を示す図。
【図１０】色補正テーブルの作成方法を説明するフローチャート。
【図１１】実施例2の照明光推定処理を説明するフローチャート。
【図１２】実施例3の照明光推定処理を説明するフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明にかかる実施例の画像処理を図面を参照して詳細に説明する。
【実施例１】
【００１４】
［装置の構成］
図1は画像投影装置の構成例を示すブロック図である。
【００１５】
液晶プロジェクタである画像投影装置11は、光源ランプ101、レンズ102、液晶パネル103、レンズ104などによって構成される光学系ブロックと、画像処理部106である画像処理ブロックに大別される。
【００１６】
光学系ブロックは、二次元画像をスクリーン12に投影するために、次のように動作する。光源ランプ101から射出された光は、レンズ102を経て液晶パネル103に入射する。画像処理部106の出力信号に応じて、液晶パネル103のRGB三色の光の透過率が変化し、二次元画像が形成される。液晶パネル103を通過した光は、レンズ104を介してスクリーン12に投射され、観察者が知覚する画像がスクリーン12上に形成される。
【００１７】
他方、画像処理部106は、端子105から入力される映像信号が再現する画像がスクリーン12に投影されるように、当該映像信号を画像処理し、液晶パネル103の制御信号を生成する。
【００１８】
［画像処理部］
図2は画像処理部106の構成例を示すブロック図である。
【００１９】
端子105からの入力映像信号に対して画像処理を施す入力部201からLCDコントローラ205までの画像処理部群と、これらを制御するMPU206からA/Dコンバータ215までの制御部群とに大きく分かれる。
【００２０】
入力部201は、端子105から入力されるアナログ映像信号を例えばRGB24ビットのディジタル映像信号に変換する。なお、入力される映像信号がディジタル信号の場合、入力部201は、画像処理部106が取り扱う形式（例えばRGB24ビット）のディジタル映像信号に変換する。
【００２１】
解像度変換部202は、入力部201が出力する映像信号を液晶パネル103に適した解像度の映像信号に変換する。色補正部203は、解像度変換部202が出力する映像信号に、三次元ルックアップテーブル(3DLUT)を用いる色変換を施す。ガンマ処理部204は、色補正部203が出力する映像信号に液晶パネル103の電圧対透過率特性（V-T特性）を補正するガンマ変換を施す。LCDコントローラ205は、ガンマ処理部204から出力される映像信号に応じて、液晶パネル103を駆動する制御信号を生成する。
【００２２】
ワンチップマイクロコントローラ(MPU)206は、画像処理部106の動作および光学系ブロックの動作を制御する。
【００２３】
MPU206は、画像処理部106の動作開始に当たり、初期化動作として、ROM207から読み出した初期化パラメータを、システムバス104を介して、入力部201からLCDコントローラ205の各部に設定する。
【００２４】
MPU206は、コントロールパネル208を介してユーザ指示を入力する。ユーザ指示が、例えば、表示モードの変更を示す場合、指示された表示モードに応じてリードオンリメモリ(ROM)207から読み出した3DLUTを色補正部203に設定する。
【００２５】
また、MPU206は、環境光対応モードが指示された場合、後述する照明光推定処理に基づき、投影面であるスクリーン12上の色を測定するために、センサコントローラ209を制御して測定モードを設定する。そして、センサコントローラ209から返される値を演算して照明光を推定する。そして、照明光の推定結果に基づきROM207から読み出した3DLUTを色補正部203に設定する。
【００２６】
測定モードが設定されると、センサコントローラ209は、スクリーン色の測定センサであるRセンサ210、Gセンサ212、Bセンサ214によってスクリーン12の色を測定する。そして、各センサが出力する測定値をアナログ-ディジタル変換器(A/D)211、213、215によってA/D変換し、変換結果の値をMPU206に返す。
【００２７】
図3はRセンサ210、Gセンサ212、Bセンサ214の相対分光感度特性を示す図で、Gセンサ212の最大感度を「1」として正規化された特性を示す。図4はRセンサ210、Gセンサ212、Bセンサ214の感度に基づく、rg色度図上の黒体軌跡を示す図である。
【００２８】
［照明光推定処理］
図5は環境光対応モードにおいてMPU206が実行する照明光推定処理を説明するフローチャートである。なお、MPU206が実行する処理は、MPU206が内蔵するROM206aに格納されている。また、MPU206は、内蔵するランダムアクセスメモリ(RAM)206bをワークメモリに利用して各種演算を実行する。
【００２９】
MPU206は、光源ランプ101を消灯して投影を停止した後、スクリーン12上の色を測定するようにセンサコントローラ209を制御し、センサコントローラ209から返される各センサの出力値Rs、Gs、Bsを記憶する(S501)。この場合、光源ランプ101が消灯しているので、スクリーン12には、照明光に依存する白色（以下、照明白色）が投影されていると考えることができる。
【００３０】
次に、MPU206は、光源ランプ101を点灯し、スクリーン12に白色が表示されるように色補正部203を制御する。その後、スクリーン12上の色を測定するようにセンサコントローラ209を制御し、センサコントローラ209から返される各センサの出力値Rw、Gw、Bwを記憶する(S502)。この制御により、色補正部203は、入力される映像信号に無関係に白色を表す映像信号を出力する。従って、スクリーン12全体に白色の映像信号に対応する白色の画像（以下、映像白色）が投影される。
【００３１】
次に、MPU206は、理想的な環境でスクリーン12に投影された理想白色のセンサ出力値Ri、Gil、BilをROM207から読み出す(S503)。理想白色のセンサ出力値は、無照明下において完全白色板へ投影した白色をセンサが測定する場合を想定した計算値である。
【００３２】
図6はステップS501からS503で取得される三つの白色（照明白色、映像白色、理想白色）の関係例を示す図である。図6に示すrg色度図において、rg色度601は、ステップS501で取得される照明白色の色度を示す。rg色度602は、ステップS502で取得される映像白色の色度を示す。rg色度603は、ステップS503で取得される理想白色の色度を示す。
【００３３】
次に、MPU206は、理想白色のrg色度603と、映像白色のrg色度602、照明白色のrg色度601を計算する(S504)。
ri = Ri(Ri + Gi + Bi)
gi = Gi(Ri + Gi + Bi)
rw = Rw(Rw + Gw + Bw)
gw = Gw(Rw + Gw + Bw)      …(1)
rs = Rs(Rs + Gs + Bs)
gs = Gs(Rs + Gs + Bs)
ここで、rigiは理想白色のrg色度、
rwgwは映像白色のrg色度、
rsgsは照明白色のrg色度。
【００３４】
次に、MPU206は、rg色度602、603に基づき補正量rcgcを計算する(S505)。
rc = rw - ri
gc = gw - gi      …(2)
【００３５】
次に、MPU206は、照明白色のrg色度601と、補正量rcgcから照明光のrg色度を計算する(S506)。
rL = rs - rc
gL = gs - gc      …(3)
【００３６】
図7は照明光のrg色度701と、照明白色のrg色度601の関係を示す図である。Δは補正量rcgcに相当する。
【００３７】
次に、MPU206は、算出した照明光のrg色度701と、ROM207に格納された代表的な照明のrg色度に基づき、照明光の種別を判定する(S507)。
【００３８】
ROM207には、例えばF1〜F12、A、D50、D65の15種類の標準光源に対するrg色度の中心値と主成分情報の関係を示す尤度判定用テーブル（光源判定テーブル）が格納されている。MPU206は、尤度判定用テーブルを参照して照明光の種別を判定する。
【００３９】
図8は標準光源のrg色度の中心値の一例を示す図である。また、図9は主成分情報の一例を示す図で、A光源とF12光源の主成分情報の一例を示している。図9において、中心値において0直交する二軸が主成分を表し、中心値の周囲の楕円は所定の尤度になる軌跡を表す。
【００４０】
MPU206は、算出した照明光のrg色度について、これら標準光源すべてについて尤度を計算し、尤度が高い標準光源の種別を照明光の種別と推定する。図8、9の例では、算出した照明光のrg色度701に対して、照明はF10光源と判定される。
【００４１】
上記では、照明白色に対応する各センサの出力値Rs、Gs、Bsに関係なく、照明光の種類を推定するとした。しかし、それら出力値がそれぞれに対応する所定の閾値に達しない場合、つまり、Rs＜Rth、Gs＜Gth、Bs＜Bthの場合は無照明と推定することが望ましい。
【００４２】
［色補正テーブルの作成］
MPU206は、照明光の推定結果に基づきROM207から読み出した3DLUTを色補正部203に設定する。つまり、ROM207は、例えば上記15種類の標準光源と、無照明状態に対応する16種類の色補正テーブルを3DLUTとして格納する。
【００４３】
図10は色補正テーブルの作成方法を説明するフローチャートである。ただし、色補正テーブルの作成処理は、画像投影装置ではなく、別のコンピュータ装置によって実行され、作成された色補正テーブルがROM207などに格納される。
【００４４】
まず、上記15種類の標準光源に相当する照明下および無照明下のうち、色補正テーブルを作成しようとする光源の照明下または無照明下においてスクリーン12上で測色を行いデスティネーション側のプロファイルを作成する(S101)。
【００４５】
次に、LUTの一つの格子点に対応するRGB値を取得する(S102)。そして、ソース側のデバイスモデル（デバイスプロファイル）に基づきRGB値をXYZ値に変換し(S103)、CIECAM02に基づきXYZ値をJCh値に順変換する(S104)。ソース側のデバイスモデルとして、sRGBやAdobeRGBなど、種々のモデルを適用可能である。ここでは、sRGBをソース側のデバイスモデルとする。
【００４６】
次に、ソース側の色域とデスティネーション側の色域に基づき、JCh値を色域マッピングする(S105)。その際、デスティネーション側の色域に含まれるJCh値は写像せず、色域外のJCh値は距離最小でデスティネーション側の色域境界に写像する。なお、ソース側の色域は、この例ではsRGBの色域であり、デスティネーション側の色域はステップS101において測定されている。
【００４７】
次に、CIECAM02に基づき色域マッピング後のJCh値をXYZ値に逆変換する(S106)。そして、デスティネーション側のプロファイルに基づきXYZ値をRGB値に変換する(S107)。
【００４８】
そして、LUTの格子すべてについてステップS102からS107の処理を行ったか否かを判定し(S108)、未了の格子点があれば処理をステップS102に戻す。LUTの格子すべてについて、色域マッピング後のRGB値（出力値）を得た場合は、各格子点と出力値の関係を示す色補正テーブルを作成し、ROM207などに格納する(S109)。
【００４９】
このように、スクリーン色の測定センサを用いて、照明光に関する情報を取得することができる。そして、取得した照明光に関する情報に基づき、CAMなどの視覚順応を考慮した色再現を液晶プロジェクタに適用することができる。
【実施例２】
【００５０】
以下、本発明にかかる実施例2の画像処理を説明する。なお、実施例2において、実施例1と略同様の構成については、同一符号を付して、その詳細説明を省略する。
【００５１】
実施例1では、照明を消さずに映像白色を測定する例を説明した。これは、照明光よりも投影光の方が強く、映像白色の測定への照明光の影響は小さいという考えに基づく。しかし、より確度の高い照明光の推定を行うには、無照明の状態で映像白色を測定する必要がある。
【００５２】
図11は実施例2の照明光推定処理を説明するフローチャートである。図5に示す実施例1の処理と同様の処理には同一符号を付して、その詳細説明を省略する。
【００５３】
照明白色の測定(S501)の後、MPU206は。ユーザに対して照明を消灯する旨のメッセージをスクリーン12に所定の時間表示する(S511)。具体的には、解像度変換部202のオンスクリーンディスプレイ(OSD)機能を利用して、投影する画像に当該メッセージを重畳して、スクリーン12に当該メッセージを表示する。
【００５４】
次に、MPU206は、光源ランプ101を消灯し、スクリーン12上の色を測定するようにセンサコントローラ209を制御し、センサコントローラ209から返される各センサの出力値Rd、Gd、Bdを取得する(S512)。そして、取得したセンサ出力値と所定の閾値を比較して(S513)、センサ出力値の何れかが所定の閾値を超える（Rd＞Rthd or Rg＞Gthd or Rb＞Bthd)場合は照明が点灯中と判定して処理をステップS511に戻す。他方、Rd≦Rthd、Rg≦Gthd、Rb≦Bthdであれば、照明が消灯されたと判定して処理をステップS502に進める。
【００５５】
そして、実施例1と同様に映像白色の測定、照明の種別の推定等を行い(S502〜S507)、ユーザに対して照明を点灯する旨のメッセージをスクリーン12に所定の時間表示する(S514)。
【００５６】
このように、無照明の状態で映像白色を測定することができ、より確度の高い照明光の推定を行うことができる。
【実施例３】
【００５７】
以下、本発明にかかる実施例3の画像処理を説明する。なお、実施例3において、実施例1、2と略同様の構成については、同一符号を付して、その詳細説明を省略する。
【００５８】
実施例1、2では、スクリーンに反射する照明光を測定するために、一旦、光源ランプ101を消灯する方法を説明した。光源ランプ101は、点灯後、発光が安定するまでに所定の時間を要するため、再点灯後の測定は時間を置く必要がある。その結果、スクリーンに反射する照明光を正確に測定することができる反面、照明光の推定に至るまでには時間を要し、ユーザに不便を強いる部分がある。また、例えば画像投影装置11とスクリーン12の間の距離が大きい場合、スクリーン12に反射してセンサに到達する光の輝度が低下し、照明の推定確度が低下する場合がある。
【００５９】
そこで実施例3においては、スクリーン12に白色と黒色を投影して、これらを測定した値に基づき、映像白色を補正するとともに、照明白色を推定して、照明の推定精度を低下させずに、ユーザの不便を解消する。
【００６０】
図12は実施例3の照明光推定処理を説明するフローチャートである。図5に示す実施例1の処理と同様の処理には同一符号を付して、その詳細説明を省略する。
【００６１】
MPU206は、スクリーン12に黒色（以下、映像黒色）が表示されるように色補正部203を制御する。その後、スクリーン12上の色を測定するようにセンサコントローラ209を制御し、センサコントローラ209から返される各センサの出力値Rk、Gk、Bkを記憶する(S521)。
【００６２】
次に、MPU206は、スクリーン12に映像白色が表示されるように色補正部203を制御する。その後、スクリーン12上の色を測定するようにセンサコントローラ209を制御し、センサコントローラ209から返される各センサの出力値Rw、Gw、Bwを記憶する(S522)。
【００６３】
画像投影装置11がスクリーン12に再現する映像白色と映像黒色の輝度の比率は、照明の有無に影響されないと考えられる。そこで、MPU206は、所定の無照明条件におけるセンサ出力値である（白色）Rcw、Gcw、Bcwと（黒色）Rck、Gck、BckをROM207から読み出し(S523)、次式によって照明白色Rs、Gs、Bsを推定する(S524)。
Rs = Rk - Rck×(Rw - Rk)/(Rcw - Rck)
Gs = Gk - Gck×(Gw - Gk)/(Gcw - Gck)      …(4)
Bs = Bk - Bck×(Bw - Bk)/(Bcw - Bck)
【００６４】
ステップS522で測定した映像白色には照明白色が含まれていると考えられる。そこで、MPU206は、次式のように、映像白色と推定した照明白色から補正後の映像白色を計算する(S525)。
Rw' = Rw - Rs
Gw' = Gw - Gs      …(5)
Bw' = Bw - Bs
【００６５】
そして、MPU206は、実施例1と同様に照明の種別の推定等を行う(S503〜S507)。なお、補正量rcgcの計算(S505)は、補正後の映像白色に基づき行う。
rw' = Rw'(Rw' + Gw' + Bw')
gw' = Gw'(Rw' + Gw' + Bw')      …(1')
rc = rw' - ri
gc = gw' - gi                   …(2')
【００６６】
［他の実施例］
本発明は、上記実施例の機能を実現するプログラムを記録した記録媒体（または記憶媒体）を装置（またはシステム）に供給し、装置のコンピュータ（CPUやMPU）が記録媒体から読み出したプログラムを実行することでも実現される。この場合、記録媒体に格納されたプログラムが上記実施例の機能を実現し、そのプログラムと、そのプログラムを記憶するコンピュータが読み取り可能な記録媒体は本発明を構成する。
【００６７】
また、プログラムの実行により上記機能が実現されるだけではない。つまり、プログラムの指示により、コンピュータ上で稼働するオペレーティングシステム(OS)および/または他のプログラムなどが実際の処理または制御の一部または全部を行い、それによって上記機能が実現される場合も含む。また、プログラムは、コンピュータに接続された機能拡張カードやユニットなどのデバイスのメモリに格納されていてもよい。つまり、プログラムの指示により、デバイスのCPUなどが実際の処理の一部または全部を行い、それによって上記機能が実現される場合も含む。本発明を記録媒体に適用する場合、その記録媒体には、先に説明したフローチャートに対応または関連するプログラムが格納される。
【図１】
2010271500.tif 000003
【図２】
2010271500.tif 000004
【図３】
2010271500.tif 000005
【図４】
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【図５】
2010271500.tif 000007
【図６】
2010271500.tif 000008
【図７】
2010271500.tif 000009
【図８】
2010271500.tif 000010
【図９】
2010271500.tif 000011
【図１０】
2010271500.tif 000012
【図１１】
2010271500.tif 000013
【図１２】
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