(57)【要約】【課題】映像信号の階調の範囲を検出可能な表示システム、映像処理装置、及び映像処理方法を提供する。【解決手段】予め定められた階調を複数の区間に分割し、分割された区間ごとに割り当てられた色を示す色信号に、出力装置から入力された映像信号を変換する変換部と、変換部により色信号に変換された映像信号が示す映像を表示する表示部と、表示部により表示された映像の色を検出する色検出部と、検出部により検出された色に基づき、入力された映像信号の階調の範囲を検出する範囲検出部とを備えたことを特徴とする。【選択図】図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
映像表示装置と、前記映像表示装置に映像信号を出力する出力装置と、前記映像表示装置に表示された色を検出する検出装置とを含む表示システムであって、
前記映像表示装置は、予め定められた階調を複数の区間に分割し、分割された区間ごとに割り当てられた色を示す色信号に、前記出力装置から入力された映像信号を変換する変換部と、
前記変換部により色信号に変換された映像信号が示す映像を表示する表示部と
を備え、
前記出力装置は、前記検出装置により検出された色に基づき、前記入力された映像信号の階調の範囲を検出する範囲検出部を備えたことを特徴とする表示システム。
【請求項２】
前記変換部は、前記範囲検出部により検出された前記入力された映像信号の範囲に応じて、前記入力された映像信号を補正することを特徴とする請求項１記載の表示システム。
【請求項３】
予め定められた階調を複数の区間に分割し、分割された区間ごとに割り当てられた色を示す色信号に、入力された映像信号を変換する変換部と、
前記変換部により色信号に変換された映像信号が示す映像を表示する表示部と、
前記表示部により表示された映像の色を検出する色検出部により検出された色に基づき、前記入力された映像信号の階調の範囲を検出する範囲検出部と
を備えたことを特徴とする映像処理装置。
【請求項４】
前記変換部は、前記範囲検出部により検出された前記入力された映像信号の範囲に応じて、前記入力された映像信号を補正することを特徴とする請求項３に記載の映像処理装置。
【請求項５】
予め定められた階調を複数の区間に分割し、分割された区間ごとに割り当てられた色を示す色信号に、入力された映像信号を変換する変換ステップと、
前記変換ステップにより色信号に変換された映像信号が示す映像を表示する表示ステップと、
前記表示ステップにより表示された映像の色を検出する色検出部により検出された色に基づき、前記入力された映像信号の階調の範囲を検出する範囲検出ステップと
を備えたことを特徴とする映像処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示システム、映像処理装置、及び映像処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、階調が制限された映像信号が映像表示装置に入力されることがある。例えば、ＨＤＭＩ（High-Definition Multimedia Interface：登録商標）規格において、色深度が８ビットの場合であっても、階調が１６〜２３５の範囲のみを使用するリミットレンジで映像信号が映像表示装置に入力される。
この場合、映像信号とは別にInfoFrameという情報が映像表示装置に入力されることとなっているが、コネクタの変換を行う変換装置などを経由することで、InfoFrameの情報が欠落することがある。InfoFrameの情報が欠落した場合、映像表示装置に表示される映像は、意図しないものとなるため、補正する必要がある。
【０００３】
このような映像信号の補正に関し、映像表示装置に特有の特性である非線形特性を補正する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−９６６９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１で提案された技術では、階調が制限された映像信号に対して補正することができないという問題点があった。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的は、映像信号の階調の範囲を検出可能な表示システム、映像処理装置、及び映像処理方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（１）本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、本発明の一態様は、映像表示装置と、前記映像表示装置に映像信号を出力する出力装置と、前記映像表示装置に表示された色を検出する検出装置とを含む表示システムであって、前記映像表示装置は、予め定められた階調を複数の区間に分割し、分割された区間ごとに割り当てられた色を示す色信号に、前記出力装置から入力された映像信号を変換する変換部と、前記変換部により色信号に変換された映像信号が示す映像を表示する表示部とを備え、前記出力装置は、前記検出装置により検出された色に基づき、前記入力された映像信号の階調の範囲を検出する範囲検出部を備えたことを特徴とする表示システムである。
【０００８】
（２）また、本発明の一態様は、予め定められた階調を複数の区間に分割し、分割された区間ごとに割り当てられた色を示す色信号に、入力された映像信号を変換する変換部と、前記変換部により色信号に変換された映像信号が示す映像を表示する表示部と、前記表示部により表示された映像の色を検出する色検出部により検出された色に基づき、前記入力された映像信号の階調の範囲を検出する範囲検出部とを備えたことを特徴とする映像処理装置である。
【０００９】
（３）また、本発明の一態様は、予め定められた階調を複数の区間に分割し、分割された区間ごとに割り当てられた色を示す色信号に、入力された映像信号を変換する変換ステップと、前記変換ステップにより色信号に変換された映像信号が示す映像を表示する表示ステップと、前記表示ステップにより表示された映像の色を検出する色検出部により検出された色に基づき、前記入力された映像信号の階調の範囲を検出する範囲検出ステップとを備えたことを特徴とする映像処理方法である。
【発明の効果】
【００１０】
以上説明したように、この発明によれば、映像信号の階調の範囲を検出可能な表示システム、映像処理装置、及び映像処理方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】この発明の一実施形態による表示システムの概略構成を示す図である。
【図２】階調変換例を示す図である。
【図３】色変換用のＬＵＴを示す図である。
【図４】階調が０〜２５５のグラデーション映像と、表示部に表示される映像を示す図である。
【図５】階調が０〜２５５のグラデーション映像と、表示部に表示される映像を示す図である。
【図６】階調が２５５の全白映像と、表示部に表示される映像を示す図である。
【図７】色変換用のＬＵＴの他の例を示す図である。
【図８】階調が１６〜２３５に制限されている場合に変換部が用いるガンマ補正用のＬＵＴによる入出力を示す図である。
【図９】映像信号の階調の範囲を検出する検出処理における各部の処理手順を示すシーケンス図である。
【図１０】本実施形態である表示システムの機能構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の一実施形態による表示システムについて図面を参照して説明する。
図１は、この発明の一実施形態による表示システム１０の概略構成を示す図である。
【００１３】
図１において、表示システム１０は、出力装置１１、表示装置１２、及び検出部１３を有する。出力装置１１は、例えばＰＣ（Personal Computer）本体である。この出力装置１１は、映像生成部１１１及び映像処理部１１２を有する。映像生成部１１１は、映像信号を生成し、生成した映像信号を映像処理部１１２に出力する。この実施形態において、映像生成部１１１は、予め定められた階調として０〜２５５の映像信号を生成する。映像処理部１１２は、映像生成部１１１から出力された映像信号の階調を変換し、変換した映像信号を表示装置１２に出力する。
映像処理部１１２は、例えば図２の階調変換例に示されるように、階調を制限した映像信号に変換する。この実施形態では、一例としてＨＤＭＩ（登録商標）規格におけるリミットレンジ（階調１６〜２３５）で制限した映像信号に変換する。図２において、横軸は入力信号の階調を示し、縦軸は出力信号の階調を示している。図２に示されるように、階調が０〜２５５で入力された映像信号は、階調が１６〜２３５に制限された映像信号に変換される。この実施形態において、映像処理部１１２は、階調が１６〜２３５に制限された映像信号に変換した映像信号か、階調が０〜２５５のままの映像信号を出力するものとする。
【００１４】
表示装置１２は、変換部１２１及び表示部１２２を含んで構成される。変換部１２１は、出力装置１１から出力された映像信号を、ガンマ補正または色変換した映像信号を表示部１２２に出力する。この色変換の詳細については後述する。
表示部１２２は、変換部１２１から出力された映像信号が示す映像を表示するものであり、例えばＬＣＤ（Liquid Crystal Display）である。検出部１３は、色センサであり、表示装置１２に表示された映像の色を検出し、検出結果を出力装置１１に出力する。出力装置１１の映像生成部１１１は、検出部１３により検出された色に基づき、表示装置１２に入力された映像信号の階調の範囲を検出する。
【００１５】
以上説明した表示システム１０において、映像処理部１１２から出力されている映像信号の階調の範囲を検出する場合には、映像生成部１１１は、変換部１２１に色変換を行うように指示する。指示された変換部１２１は、ガンマ補正用のルックアップテーブル（以下、「ＬＵＴ」という）に代えて、色変換用のＬＵＴを参照することで映像信号を色信号に変換する。以下、変換部１２１が色変換用のＬＵＴを参照することで映像信号を色信号に変換する動作モードを色変換モードと表現する。
【００１６】
図３は、色変換用のＬＵＴを示す図である。図３に示されるＬＵＴは、複数の区間に分割された階調ごとに割り当てられた色を示している。具体的には、階調０〜２５５を、２１の区間に分割して、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）、Ｙ（黄）、Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）の６色が、分割された区間ごとに巡回的に割り当てられている。
このＬＵＴにより、例えば階調が２４５の映像信号は赤を示す色信号に変換され、同様に階調が７の映像信号は青を示す色信号に変換される。変換部１２１が色変換モードで動作すると、映像生成部１１１は、例えば階調が０〜２５５のグラデーション映像を示す映像信号を映像処理部１１２に出力する。この色変換用のＬＵＴは、映像生成部１１１も保持しており、検出部１３により出力された検出結果と照合される。
【００１７】
図４は、階調が０〜２５５のグラデーション映像と、表示部１２２に表示される映像を示す図である。この図４は、映像処理部１１２が、階調が１６〜２３５に制限された映像信号に変換しない場合の映像を示している。
この場合、変換部１２１には、階調が０〜２５５のグラデーション映像を示す映像信号が入力され、図３に示したＬＵＴに示される色の順に、全ての区間に割り当てられた色が表示されることとなる。例えば、階調が０に対応する表示部１２２の左端には、青が表示され、階調が２５５に対応する表示部１２２の右端には赤が表示される。従って検出部１３は、表示部１２２の少なくとも左右両端の色を検出することとなる。
【００１８】
図５は、階調が０〜２５５のグラデーション映像と、表示部１２２に表示される映像を示す図である。この図５は、映像処理部１１２が、階調が１６〜２３５に制限された映像信号に変換した場合の映像を示している。
この場合、変換部１２１には、階調が１６〜２３５のグラデーション映像を示す映像信号が入力される。そのため、図３に示したＬＵＴに示される階調が２４０〜２５５に割り当てられた赤、及び階調が０〜１５に割り当てられた青が表示されない映像となる。図４と同様に、検出部１３は、表示部１２２の少なくとも左右両端の色を検出することとなる。
【００１９】
その結果、階調が１６に対応する左端には、青に代えて緑が表示され、階調が２３５に対応する表示部１２２の右端には、赤に代えて緑が表示される。このように、映像処理部１１２が、階調が１６〜２３５に制限された映像信号に変換した場合には、表示部１２２の左端には、緑が表示され、表示部１２２の右端には、緑が表示されるため、検出部１３から検出結果が出力されると、映像生成部１１１は、表示装置１２に出力されている映像信号の階調の範囲が、１６〜２３５の範囲であることを検出できる。
【００２０】
なお、図４、図５では、映像生成部１１１は、グラデーション映像を示す映像信号を出力したがこれに限るものではない。例えば、映像生成部１１１は、全白（階調２５５）の映像信号を出力してもよい。
図６は、階調が２５５の全白映像と、表示部１２２に表示される映像を示す図である。図６（Ａ）は、映像処理部１１２が、階調が１６〜２３５に制限された映像信号に変換しない場合の映像を示している。
この場合、変換部１２１には、階調が２５５の全白映像を示す映像信号が入力される。そのため、図３に示したＬＵＴに示される階調が２４０〜２５５に割り当てられた赤が表示される映像となる。
【００２１】
一方、図６（Ｂ）は、映像処理部１１２が、階調が１６〜２３５に制限された映像信号に変換した場合の映像を示している。
この場合、変換部１２１には、階調が２３５の映像を示す映像信号が入力される。そのため、図３に示したＬＵＴに示される階調が２２４〜２３９に割り当てられた緑が表示される映像となる。
このように、映像処理部１１２が、階調が１６〜２３５に制限された映像信号に変換した場合には、緑が表示されるため、検出部１３から検出結果が出力されると、映像生成部１１１は、表示装置１２に出力されている映像信号の階調の範囲が、１６〜２３５の範囲であることを検出できる。また、全白映像を用いた場合には、全画面で同じ色が表示されるため、検出部１３は、表示部１２２に表示された映像の一部を検出すればよい。
【００２２】
さらに、色変換用のＬＵＴは、図３に示したＬＵＴに限らない。図７は、色変換用のＬＵＴの他の例を示す図である。図７（Ａ）に示されるＬＵＴは、階調が１６〜２３５に制限される変換に好適なＬＵＴである。
図７（Ａ）に示されるＬＵＴでは、階調が２３６〜２５５は赤に割り当てられており、階調が１６〜２３５は緑に割り当てられており、階調が０〜１５は青に割り当てられている。従って、映像生成部１１１がグラデーション映像を示す映像信号を出力し、映像処理部１１２が変換しない場合、表示部１２２には左から順に青、緑、赤の映像が表示される。
一方、映像生成部１１１がグラデーション映像を示す映像信号を出力し、映像処理部１１２が変換した場合、表示部１２２には全緑の映像が表示される。図７（Ａ）のＬＵＴによれば、ＬＵＴを記憶するためのメモリ容量を、図３のＬＵＴと比較して小さくすることができる。
【００２３】
図７（Ｂ）に示されるＬＵＴは、表示部１２２の両端付近（階調が０〜３５、２２０〜２５５）の階調を小さな区間で分割し、階調が３６〜２１９は表示部１２２の両端に比較して大きな区間に分割した場合のＬＵＴである。
一般的に、階調が制限された場合に影響を受ける階調は表示部１２２の両端付近の階調であることから、表示部１２２の両端の階調を小さな区間で分割することにより、より精度を高めて範囲を検出することができる。
【００２４】
こうして映像信号の階調の範囲が検出され、階調が制限されている場合には、映像生成部１１１は、変換部１２１に対し、ガンマ補正用のＬＵＴを最適なガンマ補正を行うためのＬＵＴに変更させる指示を通知する。
図８は、階調が１６〜２３５に制限されている場合に変換部１２１が用いるガンマ補正用のＬＵＴによる入出力を示す図である。図８において、横軸は入力信号の階調を示し、縦軸は出力信号の階調を示している。図８に示されるように、入力映像信号の最小の階調である１６を階調０に対応させ、最大の階調である２３５を階調２５５に対応させることで最適なガンマ補正を行うことができる。このように、変換部１２１に入力された映像信号の範囲に応じて、入力された映像信号を補正することが可能となっている。なお、この補正により、分解能が向上するため、色温度を変化させるために行われる赤緑青の比率の調整の精度を向上させることができる。
【００２５】
図９は、映像信号の階調の範囲を検出する検出処理における各部の処理手順をシーケンス図である。具体的には、検出処理における、映像生成部１１１、映像処理部１１２、変換部１２１、表示部１２２、及び検出部１３の処理手順を示し、特に映像生成部１１１が全白の映像信号を出力した場合を例にした処理手順を示している。また、映像生成部１１１は、変換部１２１に色変換を行うように指示しているものとする。
【００２６】
図９において、映像生成部１１１が全白の映像信号を映像処理部１１２に出力する（ステップＳ１）。全白の映像信号が入力された映像処理部１１２は、映像信号の階調を１６〜２３５に制限し（ステップＳ２）、階調が制限された映像信号を変換部１２１に出力する（ステップＳ３）。
映像信号が入力された変換部１２１は、図３で説明したＬＵＴにより色変換を行い（ステップＳ４）、色変換した映像信号を表示部１２２に出力する（ステップＳ５）。映像信号が入力された表示部１２２は、映像信号に基づき映像を表示する（ステップＳ６）。
【００２７】
表示部１２２に映像が表示されると、検出部１３は、色検出を行い（ステップＳ７）、検出結果を映像生成部１１１に出力する（ステップＳ８）。ここでは、検出結果は緑となる。
次いで、映像生成部１１１は、検出された色（ここでは緑）に基づき、図３で説明したＬＵＴを参照することで、映像信号の階調の範囲を検出する（ステップＳ９）。ここでは、緑が検出されたため、映像処理部１１２において、階調が１６〜２３５に変換されたことが分かるので、映像信号の階調の範囲が１６〜２３５であることが検出できる。
【００２８】
映像生成部１１１は、映像信号の階調の範囲が１６〜２３５であることを検出したので、図８で説明した入力された映像信号の最小の階調である１６を階調０に対応させ、最大の階調である２３５を階調２５５に対応させるＬＵＴに変更するように変換部１２１に変換指示を出力する（ステップＳ１０）。変換部１２１は、変換指示に従ったＬＵＴをガンマ補正のＬＵＴとして設定し（ステップＳ１１）、本処理を終了する。これにより、最適なガンマ補正を行うことができる。
【００２９】
なお、図９の処理の一部をユーザが行ってもよい。例えば、ユーザが表示部１２２に表示された色を検出することで、出力装置１１または表示装置１２に検出した色を入力するようにしてもよい。この場合、検出部１３は不要となる。
【００３０】
また、以上説明したように、この実施形態によれば、予め定められた階調（０〜２５５）を複数の区間（例えば２１の区間）に分割し、分割された区間ごとに割り当てられた色（例えば６色）を示す色信号に、出力装置から入力された映像信号を変換し、色信号に変換された映像信号が示す映像を表示し、表示された映像の色を検出し、検出された色に基づき、入力された映像信号の階調の範囲を検出する。
また、入力された映像信号の階調の範囲を検出することで、階調の上限と下限がわかるので、上限と下限に基づいて最適なガンマ補正を行うことができ、その結果、表示部１２は最適な色再現を行うことができる。
【００３１】
さらに、図１には、出力装置１１表示装置１２、及び検出部１３がそれぞれ別の装置として構成されているが、出力装置１１表示装置１２、及び検出部１３のうちの少なくとも２つを含む装置、あるいは３つを一体化させた映像処理装置として構成してもよい。
また、この実施形態において、表示装置１２は、出力装置１１から出力された映像信号が入力されているが、他の装置から映像信号が入力される構成であってもよい。具体的に説明すると、表示装置１２は、出力装置１１とは異なる例えばＰＣから映像信号が入力され、その映像信号が示す映像を表示する。そして、出力装置１１は、表示装置１２に表示された色に基づき、上記ＰＣから入力された映像信号の階調の範囲を検出し、その検出結果に応じて、ガンマ補正用のＬＵＴを最適なガンマ補正を行うためのＬＵＴに変更させる指示を通知することで、表示部１２は最適な色再現を行うことができる。
【００３２】
図１０は、本実施形態である表示システムの機能構成を示すブロック図である。図１０に示されるように、表示システム１０Ａは、映像表示装置１２Ａと、映像表示装置１２Ａに映像信号を出力する出力装置１１Ａと、映像表示装置１２Ａに表示された色を検出する検出装置１３Ａとを含む表示システムであって、映像表示装置１２Ａは、予め定められた階調を複数の区間に分割し、分割された区間ごとに割り当てられた色を示す色信号に、前記出力装置から入力された映像信号を変換する変換部１２１Ａと、変換部１２１Ａにより色信号に変換された映像信号が示す映像を表示する表示部１２２Ａとを備え、出力装置１１Ａは、検出装置１３Ａにより検出された色に基づき、入力された映像信号の階調の範囲を検出する範囲検出部１１１Ａを備える。
【００３３】
この構成により、映像信号の階調の範囲を検出可能となり、階調が制限された映像信号
に対して補正することができる。また、範囲検出部１１１Ａとして、図１に示した映像生成部１１１を用いることができる。
【００３４】
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
【符号の説明】
【００３５】
１０  表示システム、１１  出力装置、１２  映像表示装置、１３  検出部、
１１１  映像生成部、１１２  映像処理部、１２１  変換部、１２２  表示部
【図１】
2016146577.tif 000003
【図２】
2016146577.tif 000004
【図３】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図４】
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【図５】
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