(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力される画像データに対して所望の画像処理を行って画像を表示する画像表示装置であって、
当該画像表示装置の特性値に基づき、前記画像表示装置の色特性を基準色特性に適合させるための３次元色補正テーブルを参照して、前記入力される画像データに対して所望の色補正を施す第１色補正手段と、
使用環境に応じた階調補正を行なうための１次元色補正テーブルを参照して、前記入力される画像データに対して所望の色補正を施す第２色補正手段と、
を備え、
前記第１色補正手段が、使用環境に応じた色調補正を行うように、前記３次元色補正テーブルを書き換えるための第１書換手段を備えており、
前記第１色補正手段が、前記入力される画像データのrgb成分の各々にゲインrG、gG、bGを乗じてからオフセットr0、g0、b0を加えて補正するものであり、
オフセットr0、g0、b0は、照明の色のrgb成分rK、gK、bKと画像表示装置の出力する白のrgb成分rw0、gw0、bw0に基づき決定され、
オフセットr0、g0、b0は、α0を補正のかけ具合を調整するためのパラメータとしたとき、
r0=α0((gK/gw0)rw0−rK)
g0=α0((gK/gw0)gw0−gK)
b0=α0((gK/gw0)bw0−bK)
である画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、出力画像に対して所望の色補正を施す画像表示装置、画像処理方法、プログラムおよび記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プロジェクタなどの画像表示装置の場合、装置の種類によって色再現領域が異なるので、表示画像の色が変化することがある。これを防止するために、画像処理装置の色特性を一般的なＣＲＴモニタの色特性に合わせるカラーマッチングと呼ばれる処理を行うのが一般的である。
【０００３】
また、プロジェクタなどの画像表示装置を使用する場合、外部環境が変化しても製作者の意図した画像を再現できることが重要である。特に、外部環境の変化として、外部照明の明るさ若しくは色、または投影面の色が変化する場合を考慮しなければ適切な色の再現を行うことは困難である。
【０００４】
これらのカラーマッチングおよび外部環境に対する補正には、一般的に色補正テーブルが用いられる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、プロジェクタなどの画像表示装置の場合、メモリ容量の制約のため、色補正テーブルのデータを多く保有する事は困難である。すなわち、プロジェクタの場合、１台１台の個体差が大きいため、各機体ごとに適合する色補正テーブルを格納していなければならない。
【０００６】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたもので、メモリ容量を節約しつつ適切な色再現が可能な画像表示装置、画像処理方法、プログラムおよび記録媒体を提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題に鑑み、請求項１に記載の発明は、入力される画像データに対して所望の画像処理を行って画像を表示する画像表示装置であって、当該画像表示装置の特性値に基づき、前記画像表示装置の色特性を基準色特性に適合させるための３次元色補正テーブルを参照して、前記入力される画像データに対して所望の色補正を施す第１色補正手段と、使用環境に応じた階調補正を行なうための１次元色補正テーブルを参照して、前記入力される画像データに対して所望の色補正を施す第２色補正手段と、を備えて構成される。
【０００８】
以上のように構成された、入力される画像データに対して所望の画像処理を行って画像を表示する画像表示装置によれば、第１色補正手段によって、前記画像表示装置の特性値に基づき、前記画像表示装置の色特性を基準色特性に適合させるための３次元色補正テーブルを参照して、前記入力される画像データに対して所望の色補正が施される。そして、第２色補正手段によって、使用環境に応じた階調補正を行なうための１次元色補正テーブルを参照して、前記入力される画像データに対して所望の色補正が施される。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の画像表示装置であって、前記第１色補正手段が、使用環境に応じた色調補正を行うように、前記３次元色補正テーブルを書き換えるための第１書換手段を備えて構成される。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の画像表示装置であって、前記第１色補正手段が、前記特性値に基づき、前記３次元色補正テーブルの格子点データを書き換えるための第２書換手段を備えて構成される。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３のいづれか一項に記載の画像表示装置であって、前記第２色補正手段における１次元色補正テーブルが、外部照明の明るさの変化に対する補正を行なうためのものであるように構成される。
【００１２】
請求項５に記載の発明は、請求項２乃至４のいづれか一項に記載の画像表示装置であって、前記第１色補正手段における３次元色補正テーブルが、投影面の色の変化に対する補正を行なうためのものであるように構成される。
【００１３】
請求項６に記載の発明は、請求項２乃至５のいづれか一項に記載の画像表示装置であって、前記第１色補正手段における３次元色補正テーブルが、外部照明の色の変化に対する補正を行なうためのものであるように構成される。
【００１４】
請求項７に記載の発明は、請求項１乃至６のいづれか一項に記載の画像表示装置であって、前記特性値を入力するための手段をさらに備えて構成される。
【００１５】
請求項８に記載の発明は、前記画像表示装置がプロジェクタである、請求項１乃至７のいづれか一項に記載の画像表示装置である。
【００１６】
請求項９に記載の発明は、請求項２乃至８のいづれか一項に記載の画像表示装置であって、前記特性値が特性基準値のときに、前記第２書換手段による格子点データの書き換えを行わないように構成される。
【００１７】
請求項１０に記載の発明は、請求項２乃至８のいづれか一項に記載の画像表示装置であって、前記第１書換手段によって書き換えられた第３色補正テーブルを参照して所望の画像処理を施した際、前記入力される画像データが色域外に変換される場合、各色要素の変化量の比率を保持したまま補正量を減少させることによって、前記入力される画像データが色域内に変換されるようにするように構成される。
【００１８】
請求項１１に記載の発明は、画像表示装置に入力される画像データに対する画像処理方法であって、前記画像表示装置の特性値に基づき、前記画像表示装置の色特性を基準色特性に適合させるための３次元色補正テーブルを参照して、前記入力される画像データに対して所望の色補正を施す第１色補正工程と、使用環境に応じた階調補正を行なうための１次元色補正テーブルを参照して、前記入力される画像データに対して所望の色補正を施す第２色補正工程と、を備えて構成される。
【００１９】
請求項１２に記載の発明は、画像表示装置に入力される画像データに対する画像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、前記画像表示装置の特性値に基づき、前記画像表示装置の色特性を基準色特性に適合させるための３次元色補正テーブルを参照して、前記入力される画像データに対して所望の色補正を施す第１色補正処理と、使用環境に応じた階調補正を行なうための１次元色補正テーブルを参照して、前記入力される画像データに対して所望の色補正を施す第２色補正処理と、をコンピュータに実行させるためのプログラムである。
【００２０】
請求項１３に記載の発明は、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である。
【００２１】
【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。
【００２２】
第１実施形態
システム構成
図１に、本発明の画像表示装置の第１実施形態にかかるプロジェクタ内の画像処理部１００の機能ブロック図を示す。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。
【００２３】
本発明の第１実施形態にかかるプロジェクタ内の画像処理部１００は、第１色補正テーブル生成部１１２によって生成された色補正テーブル（ＬＵＴ）に基づきカラーマッチングおよび使用環境に応じた色調補正を行う第１色補正部１１０と、第２色補正テーブル生成部１５０によって生成された色補正テーブルに基づき使用環境に応じた階調補正を行う第２色補正部１２０と、液晶ライトバルブの出力特性を調整するための第３色補正部１３０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。
【００２４】
また、前記画像処理部１００は、プロジェクタのγ値を入力するためのγ値入力部１１６と、カラーマッチングおよび使用環境に応じた色調補正用の３次元色補正テーブル（３Ｄ−ＬＵＴ）を生成するための色補正テーブル内のデータ（変換値、ＬＵＴデータ）および格子点データを対応付けて格納しているＬＵＴデータ格納部１１４と、基準環境下におけるプロジェクタの出力特性情報を格納しておくためのデバイス特性保存メモリ１６０と、プロジェクタおよび外部照明のスクリーンによる反射光の輝度を測定するための光センサ１７０と、γ値入力部１１６によって入力されたγ値とＬＵＴデータ格納部１１４に格納されたデータと光センサ１７０の測色値とデバイス特性保存用メモリに格納されている情報とに基づいてカラーマッチングおよび使用環境に応じた色調補正用の３次元色補正テーブルを生成するための第１色補正テーブル生成部１１２と、を備えている。
【００２５】
さらに、画像処理部１００は、光センサ１７０の測色値とデバイス特性保存用メモリに格納されている情報とに基づき使用環境に応じた階調補正を行うための１次元色補正テーブル（１Ｄ−ＬＵＴ）を生成する第２色補正テーブル生成部１５０を備えて構成される。
【００２６】
本発明の第１実施形態によるプロジェクタでは、まず、第１色補正テーブル生成部１１２によって生成される色補正テーブルを参照して、パーソナルコンピュータなどから供給される画像入力信号に対して、第１色補正部１１０によってカラーマッチングおよび使用環境に応じた色調補正が施される。そして、当該カラーマッチングおよび使用環境に応じた色調補正が施された画像信号は、第２色補正テーブル生成部１５０によって生成される色補正テーブルを参照して、第２色補正部１２０によって使用環境に応じた階調補正がなされる。色補正された画像信号は、第３色補正部１３０によって、液晶ライトバルブの出力特性を考慮した調整がなされる。Ｌ／Ｖ駆動部１４０は、当該調整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。
【００２７】
画像処理部１００の動作
以下に説明する色補正テーブルの生成処理、画像処理などの画像処理部１００による処理は、プロジェクタのプログラム格納部（図示せず）に記録された画像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、画像処理プログラムを記録した媒体を構成する。さらに、当該画像処理プログラム自体も、本願発明の範囲内に包含される。
【００２８】
（１）  第１色補正部１１０における色補正
図２を参照して、本発明の一実施形態にかかるプロジェクタ内の第１色補正部１１０の動作を説明する。
【００２９】
まず、本発明によるプロジェクタを使用する前に、予め色補正テーブルを生成し、ＬＵＴデータ格納部１１４に保存しておく（ステップ２０３）。当該色補正テーブルの生成処理に関しては、以下で図２２を参照して詳細に説明する。
【００３０】
本発明によるプロジェクタの使用が開始されると、第１色補正テーブル生成部１１２によって色補正テーブルの生成・書換処理が行われる（ステップ２０４）。当該色補正テーブルの生成・書換処理に関しては、以下で図３を参照して詳細に説明する。
【００３１】
そして、色補正テーブルの生成・書換処理の後、書き換えられた色補正テーブルを参照して第１色補正部１１０によって色補正された画像信号に基づき、画像の表示が行われる（ステップ２０６）。ここで、画像の表示を終了せず（ステップ２０８、Ｎｏ）、前回の色補正テーブルの生成・書換処理終了時から一定時間経過していない場合（ステップ２１０、Ｎｏ）、ステップ２０６の画像の表示状態が継続する。一方、画像の表示を終了せず（ステップ２０８、Ｎｏ）、前回の色補正テーブルの生成・書換処理終了時から一定時間経過した場合（ステップ２１０、Ｙｅｓ）、時間の経過とともに使用環境に応じた色調補正を行うために再度色補正テーブルの生成・書換処理を行い（ステップ２０４）、画像の表示を行う（ステップ２０６）。本発明によれば、一定時間毎に使用環境に応じた色調補正を行うための色補正テーブルを書き換えるので、外部照明の色または投影面の色が変化しても適切な色再現が可能となる。
【００３２】
そして、プロジェクタの電源をオフするなどして画像の表示を終了する場合（ステップ２０８、Ｙｅｓ）には処理を終了する。
【００３３】
（１−０）  色補正テーブルの生成処理
次に、図２２を参照して、本発明の一実施形態にかかるプロジェクタの色補正テーブル生成処理（図２のステップ２０３における処理）について説明する。
【００３４】
（１−０−１）基準環境下でのプロジェクタの出力特性の測定
当該第１色補正テーブル生成部１１２による色補正テーブルの書換処理を行う前に、予め基準環境下でのプロジェクタのＲＧＢＫの三刺激値を測定する。ここで、基準環境とは、暗室内でプロジェクタからの出力光を基準スクリーンに投影する場合をいう。そして、
測定色が(R,G,B)＝(255,0,0)のときの測定値をＸR0,ＹR0,ＺR0とし、
測定色が(R,G,B)＝(0,255,0)のときの測定値をＸG0,ＹG0,ＺG0とし、
測定色が(R,G,B)＝(0,0,255)のときの測定値をＸB0,ＹB0,ＺB0とし、
測定色が(R,G,B)＝(0,0,0)のときの測定値をＸK0,ＹK0,ＺK0とする。
【００３５】
これらの測定値に基づき、基準環境下におけるプロジェクタの出力特性マトリクスＭ0を求め、デバイス特性保存用メモリ１６０に保存しておく。基準環境下におけるプロジェクタの出力特性マトリクスＭ0は以下の式によって与えられる。
【００３６】
【数１】
0003775666.tif 000002
（１−０−２）基準環境下でのカラーマッチング用の３Ｄ−ＬＵＴを作成
プロジェクタの出力特性を所定の色空間にマッチングするための３Ｄ−ＬＵＴを作成してＬＵＴデータ格納部１１４に予め保存しておく。当該３Ｄ−ＬＵＴの作成方法は任意であり、マッチングが必要なければ無変換の３Ｄ−ＬＵＴであっても良い。カラーマッチング用の３Ｄ−ＬＵＴの出力値を、
{Ｒ(Rin,Gin,Bin),Ｇ(Rin,Gin,Bin),Ｂ(Rin,Gin,Bin)}
と表記する。ここで、Rin,Gin,Binは入力値である。
【００３７】
ＬＵＴデータ生成処理の一例
次に、図４を参照して、ＬＵＴデータ格納部１１４に格納されるＬＵＴデータ生成処理の一例を説明する。当該実施形態では、プロジェクタの色特性をＣＲＴの色特性（基準色特性）に適合させる場合について説明する。
【００３８】
まず、ＣＲＴにおける入力値（RcGcBc）と出力色の色座標（XcYcZc, Lc*ac*bc*など）との対応関係を求める（Ｓ２０）。代表的な色についての対応関係は、実際に色をＣＲＴから出力させ、出力された光を測定することによって求め、残りの色についての対応関係は補間計算などで求める。そして、プロジェクタにおける入力値（RpGpBp）と出力色の色座標（XpYpZp, Lp*ap*bp*など）との対応関係を求める（Ｓ２２）。同様に、代表的な色についての対応関係は、実際に色をプロジェクタから出力させ、出力された光を測定することによって求め、残りの色についての対応関係は補間計算などで求める。
【００３９】
次に、ＣＲＴの出力色（Lc*ac*bc*）に対する液晶プロジェクタの出力色（Lp*ap*bp*）を定める（Ｓ２４）。通常は同じ色同士（（Lc*＝Lp*, ac*＝ap*, bc*＝bp*）を対応付ける。しかし、ＣＲＴの出力色（Lc*ac*bc*）がプロジェクタで出力できない色の場合は、図６に示すように、プロジェクタで出力できる色のうち比較的その色に近い色（例えば、色相が同じで色座標上の距離が最も小さい色）を対応付ける。
【００４０】
そして、図５に示すように、Ｓ２０〜Ｓ２６から求めれらた対応関係に基づき、各RcGcBc値に対するRpGpBpの値を求め、ＬＵＴデータを生成する（Ｓ２８）。
【００４１】
当該実施形態では、以上のようにして生成されたＬＵＴデータおよび格子点データがＬＵＴデータ格納部１１４に予め格納されているものとする。
【００４２】
（１−１）  第１色補正テーブル生成部１１２による色補正テーブルの生成・書換処理
次に、図３を参照して、本発明の一実施形態にかかるプロジェクタ内の第１色補正テーブル生成部１１２による色補正テーブルの生成・書換処理（図２のステップ２０４における処理）について説明する。
【００４３】
（１−１−１）使用環境下でのプロジェクタの出力特性測定
まず、第１色補正テーブル生成部１１２による色補正テーブルの生成・書換処理では、使用環境下でのプロジェクタのＲＧＢＫの三刺激値を測定する。
【００４４】
そして、
測定色が(R,G,B)＝(255,0,0)のときの測定値をＸR,ＹR,ＺRとし、
測定色が(R,G,B)＝(0,255,0)のときの測定値をＸG,ＹG,ＺGとし、
測定色が(R,G,B)＝(0,0,255)のときの測定値をＸB,ＹB,ＺBとし、
測定色が(R,G,B)＝(0,0,0)のときの測定値をＸK,ＹK,ＺKとする。
【００４５】
これらの測定値に基づき、使用環境下におけるプロジェクタの出力特性マトリクスＭを求め、デバイス特性保存用メモリ１６０に保存しておく。使用環境下におけるプロジェクタの出力特性マトリクスＭは以下の式によって与えられる。
【００４６】
【数２】
0003775666.tif 000003
（１−１−２）
使用環境下におけるプロジェクタの出力特性測定後、図３に示すように、第１色補正テーブル生成部１１２による色補正テーブルの生成・書換処理では、まず、照明の色に対する補正量の計算（Ｓ１０）およびスクリーン（投影面）の色に対する補正量の計算（Ｓ１２）が行われる。そして、これらの計算結果に基づいて３次元色補正テーブルの値の変換が行われる（Ｓ１４）。Ｓ１０〜Ｓ１４の各処理については後に詳述する。
【００４７】
（１−１−２−１）照明の色に対する補正量の計算（Ｓ１０）
次に、図７を参照して、図３のＳ１０における照明の色に対する補正量の計算処理について説明する。ここでは、照明の色によるプロジェクタの出力色特性の変化を、プロジェクタのＲＧＢ各色のオフセットを補正することによって補正する。具体的には、照明の色とプロジェクタの白との違いを求め、その差分だけオフセット量を調整する。
【００４８】
図７に示すように、図３のＳ１０における照明の色に対する補正量の計算処理では、まず、照明の色をプロジェクタのＲＧＢで表す（Ｓ３０）。照明の色（使用環境下でのプロジェクタの黒を測定したときの値に相当する）をプロジェクタのＲＧＢの混色で表現すると、以下の式のとおりになる。
【００４９】
【数３】
0003775666.tif 000004
次に、図３のＳ１０における照明の色に対する補正量の計算処理では、３Ｄ−ＬＵＴの白色点の値を読み出し、白色点でのＲＧＢ値を求める（Ｓ３２）。白色点でのＲＧＢ値ｒW0、ｇW0、ｂW0は以下のようになる。
【００５０】
ｒW0＝{R(255,0,0)／255}γ
ｇW0＝{G(0,255,0)／255}γ
ｂW0＝{B(0,0,255)／255}γ
ここで、γはプロジェクタの出力階調特性を表す値であり、γ値入力部１１６から入力される。
【００５１】
以上より、図３のＳ１０における照明の色に対する補正量の計算処理では、オフセット補正量ｒ0、ｇ0、ｂ0を求める（Ｓ３４）。
【００５２】
以下の式に示すように、ｒK、ｇK、ｂKとｒW0、ｇW0、ｂW0との差分を求め、当該差分をオフセット補正量とする。
【００５３】
【数４】
0003775666.tif 000005
ここで、α0は補正のかけ具合を調整するためのパラメータで、0.0〜0.5程度の値が好適である。
【００５４】
以上でＳ１０における処理を終了する。
【００５５】
（１−１−２−２）スクリーンの色に対する補正量の計算（Ｓ１２）
次に、図８を参照して、図３のＳ１２におけるスクリーンの色に対する補正量の計算処理について説明する。ここでは、スクリーンの色によるプロジェクタの出力色特性の変化を、プロジェクタのＲＧＢ各色のゲインを補正することによって補正する。具体的には、基準環境下でのプロジェクタの白を使用環境下のＲＧＢで表現するためのゲインを求める。
【００５６】
図８に示すように、図３のＳ１２におけるスクリーンの色に対する補正量の計算処理では、まず、基準環境下でのプロジェクタの白（ｒW,ｇW,ｂW）を使用環境下でのプロジェクタのＲＧＢで表す（Ｓ４０）。すなわち、基準環境下でのプロジェクタの白と同じ色を使用環境下で再現する場合のＲＧＢの輝度比を求めると以下のようになる。
【００５７】
【数５】
0003775666.tif 000006
次に、図３のＳ１２におけるスクリーンの色に対する補正量の計算処理では、ゲイン補正量ｒG、ｇG、ｂGを求める（Ｓ４２）。ｒW、ｇW、ｂWと、ｒW0、ｇW0、ｂW0とから、ゲイン補正量を求めると以下のとおりとなる。
【００５８】
ｒG＝１＋αG{pr／max(pr,pg,pｂ)−１}，  pr＝ｒW0／ｒW
ｇG＝１＋αG{pg／max(pr,pg,pｂ)−１}，  pg＝ｇW0／ｇW
ｂG＝１＋αG{pb／max(pr,pg,pｂ)−１}，  pb＝ｂW0／ｂW
式中のαGは、補正のかけ具合を調整するためのパラメータで、0.5〜1.0程度が好適である。
【００５９】
以上で、Ｓ１２における処理を終了する。
【００６０】
（１−１−２−３）３次元色補正テーブル（３Ｄ-ＬＵＴ）の値の変換（Ｓ１４）
次に、図９を参照して、図３のＳ１４における３Ｄ−ＬＵＴの値の変換処理について説明する。ここでは、ＬＵＴデータ格納部１１４に格納している３Ｄ−ＬＵＴの各格子点の出力値について、環境変化分の補正を加えて新しい補正テーブルを生成する。
【００６１】
図９に示すように、図３のＳ１４における３Ｄ−ＬＵＴの値の変換処理では、まず、ＬＵＴデータ格納部１１４に格納している３Ｄ−ＬＵＴの各格子点の出力値を読み込み、輝度値に変換する（Ｓ５０）。変換された輝度値ｒｇｂを以下に示す。
【００６２】
ｒ＝{Ｒ(Rin,Gin,Bin)／255}γ
ｇ＝{Ｇ(Rin,Gin,Bin)／255}γ
ｂ＝{Ｂ(Rin,Gin,Bin)／255}γ
次に、図３のＳ１４における３Ｄ−ＬＵＴの値の変換処理では、環境補正を加える（Ｓ５２）。Ｓ１０およびＳ１２において求めた補正量を用いて、３Ｄ−ＬＵＴの値のゲインとオフセットを補正する。補正後の値ｒ'、ｇ'、ｂ'は、以下のとおりである。
【００６３】
ｒ'＝ｒGｒ＋ｒ0
ｇ'＝ｇGｇ＋ｇ0
ｂ'＝ｂGｂ＋ｂ0
次に、図３のＳ１４における３Ｄ−ＬＵＴの値の変換処理では、色域外の色の処理を行う（Ｓ５４）。
【００６４】
Ｓ５２で求めた補正後の値ｒ'、ｇ'、ｂ'は、色域外の色（例えば、ｒ'＜0またはｒ'＞1）になる場合がある。補正後の値が色域外の色になる場合には、色域外に出ないように補正量を調整する。当該補正量の調整は、ＲＧＢに関して互いに相関を持たせて行う。具体的には、以下の計算式を用いて色域外の色の処理を行う。
【００６５】
【数６】
0003775666.tif 000007
【００６６】
【数７】
0003775666.tif 000008
さらに、図３のＳ１４における３Ｄ−ＬＵＴの値の変換処理では、環境補正後の３Ｄ−ＬＵＴの出力値を求める（Ｓ５６）。環境変化分の補正を加えた最終的な３Ｄ−ＬＵＴの出力値Ｒ'(Rin,Gin,Bin)、Ｇ'(Rin,Gin,Bin)、Ｂ'(Rin,Gin,Bin)は以下のようになる。
【００６７】
Ｒ'(Rin,Gin,Bin)＝255(r")γ
Ｇ'(Rin,Gin,Bin)＝255(g")γ
Ｂ'(Rin,Gin,Bin)＝255(b")γ
以上で、Ｓ１４における処理を終了して、図２のステップ２０６における処理に戻る。
【００６８】
（２）  第２色補正部１２０における色補正（使用環境に応じた階調補正）
次に、本発明の一実施形態にかかるプロジェクタ内の第２色補正部１２０の動作は、図２を参照して説明した第１色補正部１１０の動作と同様である。したがって、図２を参照して、第２色補正部１２０の動作を説明する。
【００６９】
まず、本発明によるプロジェクタの使用が開始されると、第２色補正テーブル生成部１５０によって色補正テーブルの生成・書換処理が行われる（ステップ２０４）。当該色補正テーブルの生成・書換処理に関しては、以下で図１０を参照して詳細に説明する。なお、第１色補正テーブル生成部１１２による色補正テーブルの生成・書換処理と、第２色補正テーブル生成部１５０による色補正テーブルの生成・書換処理とを同期させて行うこともできるが、別個独立に行うこともできる。
【００７０】
そして、色補正テーブルの生成・書換処理の後、書き換えられた色補正テーブルを参照して第２色補正部１２０によって色補正された画像信号に基づき、画像の表示が行われる（ステップ２０６）。ここで、画像の表示を終了せず（ステップ２０８、Ｎｏ）、前回の色補正テーブルの生成・書換処理終了時から一定時間経過していない場合（ステップ２１０、Ｎｏ）、ステップ２０６の画像の表示状態が継続する。一方、画像の表示を終了せず（ステップ２０８、Ｎｏ）、前回の色補正テーブルの生成・書換処理終了時から一定時間経過した場合（ステップ２１０、Ｙｅｓ）、時間の経過とともに使用環境に応じた階調補正をおこなうために再度色補正テーブルの生成・書換処理を行い（ステップ２０４）、画像の表示を行う（ステップ２０６）。本発明によれば、一定時間毎に使用環境に応じた階調補正を行うための色補正テーブルを書き換えるので、外部照明の明るさが変化しても適切な色再現が可能となる。
【００７１】
そして、プロジェクタの電源をオフするなどして画像の表示を終了する場合（ステップ２０８、Ｙｅｓ）には処理を終了する。
【００７２】
（２−１）  第２色補正テーブル生成部１５０による色補正テーブルの生成・書換処理
次に、図１０を参照して、本発明の一実施形態にかかるプロジェクタ内の第２色補正テーブル生成部１５０による色補正テーブルの生成・書換処理（図２のステップ２０４における処理）について説明する。
【００７３】
色補正テーブルの生成・書換処理では、予め、暗室内でプロジェクタ（画像表示装置）２０に白（Ｒ＝Ｇ＝Ｂ＝２５５階調）を出力させ、そのスクリーン１０からの反射光の輝度を光センサ１７０などで測定し、デバイス特性保存用メモリ１６０に格納しておく。
【００７４】
そして、プロジェクタからの出力がない状態で、外部照明のスクリーンからの反射光の輝度を測定する（ステップ２２２）。
【００７５】
次に、補正カーブの計算処理が行われる（ステップ２２６）。当該補正カーブの計算処理に関しては、以下で図１１を参照して詳細に説明する。そして、計算された補正カーブに基づいて、新たな一次元色補正テーブルが生成される。そして、色補正部１２０で参照される一次元色補正テーブルが、新たに生成された一次元色補正テーブルによって書き換えられる（ステップ２２８）。
【００７６】
補正カーブの計算処理
次に、図１１を参照して、本発明の一実施形態にかかるプロジェクタ内の色補正テーブル生成部１５０による補正カーブの計算処理（図１０のステップ２２６における処理）について説明する。デバイス特性保存用メモリ１６０に格納されているプロジェクタの白出力のスクリーンによる反射光の輝度と、図１０の２２２で求めた測定値と、に基づき以下のようにして補正カーブを求める。
【００７７】
補正カーブの計算処理では、まず、各環境下でγカーブを規格化する（ステップ２３０）。Ｗ（白）、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）のいずれの補正カーブも同一のカーブとなるので、当該実施の形態では一例としてＷに関して補正カーブを計算する。各環境下（暗室の場合および外部照明が存在する場合）におけるγカーブを以下のように仮定する。ここで、γは対象となるプロジェクタの階調特性である。ガンマは、対象となるプロジェクタの階調特性を実際に測定して求め、その平均的な値を用いるのが適当である。当該実施の形態では、一例として、γ＝2.2とする。
暗室の場合：
Fd(Din)＝Yw・Dinγ  …  (1)
外部照明が存在する場合：
Fi(Din)＝Yw・Dinγ＋Yi  …  (2)
各環境下におけるγカーブを図１２に示す。
【００７８】
ここで、Fがスクリーンからの反射光の合計輝度、DinがＲＧＢのデジタル入力値（０〜２５５階調）を０〜１に規格化したもの、Ywがプロジェクタの白の輝度、Yiが照明の輝度である。そして、これらの式(1)および式(2)を、各環境下でプロジェクタが白を出力した時の輝度（暗室の場合：Yw、外部照明外存在する場合：Yw＋Yi）で目が順応しているという仮定の下で規格化する。すなわち、式(1)および式(2)を、各環境下でプロジェクタが白を出力した時の輝度（暗室の場合：Yw、外部照明外存在する場合：Yw＋Yi）が１になるように規格化する。具体的には、
暗室の場合：
F’d(Din)＝Fd(Din)／Yw＝Dinγ  …  (3)
外部照明が存在する場合：
F’i(Din)＝Fi(Din)／(Yw＋Yi)＝(Yw・Dinγ＋Yi)／(Yw＋Yi)  …  (4)
となる。
【００７９】
各環境下における規格化されたγカーブを図１３に示す。
【００８０】
次に、γカーブを基準点Doで重ね合わせる（ステップ２３２）。図１４に示すように、基準点Doで、F’d(Din)がF’i(Din)と同一の値をとるように、F’d(Din)をF’軸方向に{F’i(Do)−F’d(Do)}だけ平行移動させる。具体的には、
0003775666.tif 000009
とする。ここで、式(3)および式(4)を用いると、
F”d(Din)＝Dinγ−Doγ＋(Yw・Doγ＋Yi)／(Yw＋Yi)  …  (5)
となる。
【００８１】
そして、式(5)を用いて補正カーブを算出する（ステップ２３４）。
【００８２】
このように当該実施形態では、図１４に示すように、基準点Do付近で、外部照明が存在する場合の出力特性が、暗室の場合のγカーブと一致するように補正カーブを形成する。
【００８３】
そして、基準点Do付近での相対的なコントラスト（γカーブの傾き）が、外部照明の有無によって変化しないように入力階調データを補正することによって、外部照明の有無による出力画像の色の変化を小さくする。
【００８４】
以上を式で表現すると以下のようになる。
【００８５】
F’i(Dout)＝F”d(Din)  …  (6)
ここで、Doutは補正後の入力階調データである。
式(4)および式(5)を式(6)に代入すると、
(Yw・Doutγ＋Yi)／(Yw＋Yi)＝Dinγ−Doγ＋(Yw・Doγ＋Yi)／(Yw＋Yi)
これより、
Dout＝[(1＋Yi／Yw)Dinγ−(Yi／Yw)Doγ]1／γ  …  (7)
但し、図１５に示すように、出力できる輝度範囲には限界があるため（0≦F”d(Din)≦1）、実際には、図１５に示すような出力になるように補正をかける。
【００８６】
従って、Dout＜０のときは
Dout＝０
であり、Dout＞１のときは
Dout＝１
とする。
【００８７】
照明によるコントラスト低下を補正する際の中心となる階調Doを変化させることによって補正カーブは様々に変化する。一般的に、Doの値が小さいと、図１９に示すような補正カーブとなり、低階調域での階調性は向上するが投影画面が全体的に白っぽく見え、淡い色調となる。一方、Doの値を大きくすると、図２０に示すような補正カーブとなり、投影画面が全体的に黒っぽくなる上、低階調での階調変化がさらに少なくなる（いわゆる、低階調域のつぶれが顕著になる）。Doを適当な値にすることによって、投影画像の全体的な明るさを補正前とあまり変化させずに、鮮やかさが最も強調されるような補正をかけることができる。実験による評価を行った結果、Doの値は中階調付近（0.25≦Do≦0.50程度）が好適であることを確かめた。
【００８８】
さらに、図１６に示すように、補正量ΔFをα倍(0≦α≦1)して補正量を調整することもできる。補正のかかり過ぎによる、不自然な画像再現を防ぐためである。補正量を調整する場合のDoutの式(7)は、
Dout＝[(1＋αYi／Yw)Dinγ−(αYi／Yw)Doγ]1／γ  …  (7’)
となる。補正量をα倍することは、結果として照明の輝度Yiをα倍することに相当する。
【００８９】
なお、αの値は、0.8≦α≦1の範囲内であることが好ましい。
【００９０】
次に、補正カーブの丸め処理を行う（ステップ２３６）。
【００９１】
図１７に、式(7)または式(7’)によって表されるDoutとDinとの関係を示す。図１７に示すように、全体的にはコントラストを強調するような補正カーブを構成しているが、図１７に示す補正カーブでは、Dout＝0およびDout＝1の近傍で階調性がなくなってしまっているので、補正カーブを丸めることによって、Dout＝0およびDout＝1の近傍で階調性がなくならないようにする。
【００９２】
１）補正量を減少させる丸め処理
まず、Doutが０または１のまま変化しない階調がなくなるように、補正量ΔD＝Dout−Dinを、
ΔD  →  ΔD−(ΔD)β  …  (8)
のように減少させる。この変換を行うと、図１８に示すように補正量が大きい程、補正量の減少も大きくなるので、結果として補正カーブが丸められる。上記式(8)のβは丸め処理の強さを示すパラメータで、β＝0の場合には丸めの処理を行わない状態となり、β＝∞の場合にはDout＝Dinとなる。βの値は1.5程度が適当である。図１８の（１）に、補正量を減少させる丸め処理を行った場合のDoutとDinとの関係を示す。
【００９３】
２）近傍で平均化する丸め処理
図１８の（１）に示す補正カーブには鋭利な角部が残るので、さらに、各点で近傍平均をとる。具体的には、階調データを３３点（Din×255＝0，8，16，…，255）で計算して、各点において前後２点ずつを加えた計５点の平均をとる。これらの処理を行うことによって、Doutが０または１のまま変化しない階調のない補正カーブを生成することができる。
【００９４】
前記補正カーブの算出にあたっては、プロジェクタのγ、基準点Do、補正量αおよび丸め処理のパラメータβの４つのパラメータが必要となる。これらの値を調節することによって、同一の算出方法でも様々な補正カーブを生成することができる。
【００９５】
（３）  第３色補正部１３０における色補正
次に、図２１を参照して、第３色補正部１３０による色補正処理に関して説明する。
【００９６】
まず、図２１（ａ）に示すように、プロジェクタの出力特性を設定して、図２１（ｂ）に示すように、液晶パネルの入出力特性を測定する。そして、図２１（ａ）および（ｂ）に基づき、図２１（ｃ）に示すように、入力信号と液晶パネルへの入力値との対応関係を求める。
【００９７】
第３色補正部１３０は、図２１（ｃ）に示す入力信号と液晶パネルへの入力値との対応関係を表現する色補正テーブルを参照して液晶パネルの入力値を調節する。当該色補正テーブルは、各プロジェクタ毎に予め格納されている。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態にかかるプロジェクタ内の画像処理部の機能ブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態にかかるプロジェクタ内の第１色補正部１１０および第２色補正部１２０の動作を説明するためのフローチャートである。
【図３】第１色補正テーブル生成部１１２による色補正テーブル生成処理を説明するためのフローチャートである。
【図４】ＬＵＴデータ格納部１１４に格納されているＬＵＴデータの生成処理を説明するためのフローチャートである。
【図５】ＬＵＴデータの生成処理を説明するための図である。
【図６】ＣＲＴの色とプロジェクタの色との対応付けを説明するための図である。
【図７】図３のＳ１０における照明の色に対する補正量の計算処理について説明するためのフローチャートである。
【図８】図３のＳ１２におけるスクリーンの色に対する補正量の計算処理について説明するためのフローチャートである。
【図９】図３のＳ１４における３Ｄ−ＬＵＴの値の変換処理について説明するためのフローチャートである。
【図１０】本発明の一実施形態にかかる第２色補正テーブル生成部１５０による色補正テーブルの生成・書換処理を説明するためのフローチャートである。
【図１１】本発明の一実施形態にかかる第２色補正テーブル生成部１５０による補正カーブの計算処理を説明するためのフローチャートである。
【図１２】各環境下におけるγカーブを示すグラフ図である。
【図１３】各環境下における規格化されたγカーブを示すグラフ図である。
【図１４】各環境下における規格化されたγカーブを基準点Doで合わせた状態を示すグラフ図である。
【図１５】補正後の出力特性に対する補正処理を説明するためのグラフ図である。
【図１６】補正カーブの補正量の調整を説明するためのグラフ図である。
【図１７】  DoutとDinとの関係を示すグラフ図である。
【図１８】補正カーブの丸め処理を説明するための図である。
【図１９】  Doを変化させた場合の補正カーブの一例を示すグラフ図（１）である。
【図２０】  Doを変化させた場合の補正カーブの一例を示すグラフ図（２）である。
【図２１】第３色補正部１３０による色補正処理を説明するための図である。
【図２２】本発明の一実施形態にかかるプロジェクタの色補正テーブル生成処理（図２のステップ２０３における処理）を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
１００  画像処理部
１１０  第１色補正部
１１２  第１色補正テーブル生成部
１１４  ＬＵＴデータ格納部
１１６  γ値入力部
１２０  第２色補正部
１３０  第３色補正部
１４０  Ｌ／Ｖ駆動部
１６０  デバイス特性保存用メモリ
１５０  第２色補正テーブル生成部
１７０  光センサ
【図１】
0003775666.tif 000010
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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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１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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