图像处理系统、投影仪、信息存储介质和图像处理方法 【技术领域】
本发明涉及考虑了暗室条件下和观看环境下的差异来校正图像信息的图像处理系统、投影仪、信息存储介质和图像处理方法。背景技术
在受到环境光(照明光或日光)等的影响的情况下,图像的颜色或亮度发生了变化,有时图像的视感成为与图像的制作者所预想的图像的视感不同。
为了调整这样的图像的视感,在投影仪中以规定的每种灰度(例如,16灰度的每种灰度)显示黑、红、蓝、白等单色地校准图像,测定各校准图像,根据测定数据校正查找表(lookup table)等,使用已校正的查找表等校正在图像的显示中使用的图像信息(例如,RGB信号等)来显示图像。
例如,在特开平9-37091号公报中,如该公报的图3中所示那样,采用了对于照明光的测色和RGB各色一边分阶段地改变发光水平、一边进行测色的方式。
这样,以往为了进行校准,必须分别显示和测定多个校准图像,在校准方面很费时间。
因此,例如在演示者前往客户处进行演示那样的情况下,也有发生为了校准的缘故花费了时间、从而必须缩短本来应该用在演示方面的时间的事态的情况。发明内容
本发明是鉴于上述的课题而进行的,其目的在于提供能进一步缩短为了调整图像的视感而必要的校准时间的图像处理系统、投影仪、信息存储介质和图像处理方法。
为了解决上述课题,本发明的图像处理系统的特征在于,包含:
存储部,存储在暗室条件下用规定的传感器对每种校准图像测定依次显示分别具有不同的颜色的多个校准图像的显示区域得到的暗室条件下测定数据;
推测测定数据生成部,在观看环境下根据用上述传感器测定显示了上述多个校准图像中的一种颜色的校准图像的显示区域得到的观看环境下测定数据和上述暗室条件下测定数据生成推测测定数据;以及
校正部,根据上述暗室条件下测定数据和上述推测测定数据掌握暗室条件下和观看环境下的差异来校正规定的图像校正用数据,同时根据已校正的图像校正用数据校正在图像显示中使用的图像信息。
此外,本发明的投影仪的特征在于,包含:
存储部,存储在暗室条件下用规定的传感器对每种校准图像测定依次显示分别具有不同的颜色的多个校准图像的显示区域得到的暗室条件下测定数据;
推测测定数据生成部,在观看环境下根据用上述传感器测定显示了上述多个校准图像中的一种颜色的校准图像的显示区域得到的观看环境下测定数据和上述暗室条件下测定数据生成推测测定数据;
校正部,根据上述暗室条件下测定数据和上述推测测定数据掌握暗室条件下和观看环境下的差异来校正规定的图像校正用数据,同时根据已校正的图像校正用数据校正在图像显示中使用的图像信息;以及
图像投射部,根据已被校正的图像信息来投射图像。
此外,本发明的信息存储介质是存储了能由计算机读取的程序的信息存储介质,其特征在于:
存储了使计算机起到作为下述的装置的功能用的程序:
存储装置,存储在暗室条件下用规定的传感器对每种校准图像测定依次显示分别具有不同的颜色的多个校准图像的显示区域得到的暗室条件下测定数据;
推测测定数据生成装置,在观看环境下根据用上述传感器测定显示了上述多个校准图像中的一种颜色的校准图像的显示区域得到的观看环境下测定数据和上述暗室条件下测定数据生成推测测定数据;以及
校正装置,根据上述暗室条件下测定数据和上述推测测定数据掌握暗室条件下和观看环境下的差异来校正规定的图像校正用数据,同时根据已校正的图像校正用数据校正上述图像信息。
此外,本发明的图像处理方法的特征在于:
在暗室条件下显示多个颜色的校准图像;
用规定的传感器测定依次显示的各自的校准图像;
根据该测定生成暗室条件下测定数据;
在观看环境下显示上述多个校准图像中的一种颜色的校准图像;
用上述传感器测定已被显示的该校准图像;
根据该测定生成观看环境下测定数据;
根据该观看环境下测定数据和上述暗室条件下测定数据生成推测测定数据;
根据上述暗室条件下测定数据和上述推测测定数据掌握暗室条件下和观看环境下的差异来校正规定的图像校正用数据;
根据已校正的图像校正用数据来校正图像信息;以及
根据该图像信息来显示图像。
按照本发明,图像处理系统等在进行校准时,在观看环境下进行一种颜色的校准图像的显示和测定,可生成推测测定数据以进行校准。
由此,由于不象以往那样必须进行多种校准图像的显示和测定,故图像处理系统等可缩短校准时间。此外,上述图像处理系统和上述投影仪可包含对基于上述暗室条件下测定数据的色再现区域和基于上述推测测定数据的色再现区域的面积的比率进行运算的色域运算部。
上述校正部使用采用基于该比率的参数的Logistic(ロジステイツク)函数来校正上述图像校正用数据以便校正图像的色调和灰度,同时根据上述已校正的图像校正用数据来校正上述图像信息。
此外,上述信息存储介质存储使计算机起到对基于上述暗室条件下测定数据的色再现区域和基于上述推测测定数据的色再现区域的面积的比率进行运算的作为色域运算装置的功能的程序,上述校正装置可使用采用基于该比率的参数的Logistic函数来校正上述图像校正用数据以便校正图像的色调和灰度,同时根据上述已校正的图像校正用数据来校正上述图像信息。
此外,上述图像处理方法在校正上述图像校正用数据时,可对基于上述暗室条件下测定数据的色再现区域和基于上述推测测定数据的色再现区域的面积的比率进行运算,使用采用基于该比率的参数的Logistic函数来校正上述图像校正用数据以便校正图像的色调和灰度。
据此,由于图像处理系统等通过进行至少一种颜色的校准图像的显示和测定,可校正图像的色调和灰度,故可缩短整体的校准时间。
此外,由于Logistic函数是作为求出由人进行的评价尺度与物理量的关系的劣化量加法运算模型在图像质量评价方面用得最多的函数,故图像处理系统等通过使用Logistic函数来校正,可显示更确切地反映了人感到的亮度感觉的图像。
此外,在上述图像处理系统、上述投影仪、上述信息存储介质和上述图像处理方法中,上述推测测定数据也可以是推测出用上述传感器测定了在观看环境下显示上述多个校准图像中的其它颜色的校准图像的显示区域时的测定值的数据。
此外,在上述图像处理系统和上述投影仪中,上述推测测定数据生成部可根据用上述传感器测定其颜色数目比上述多个校准图像具有的颜色数目少的多个校准图像且分别具有不同的颜色的校准图像得到的观看环境下测定数据来生成上述推测测定数据。
此外,在上述信息存储介质中,上述推测测定数据生成装置可根据用上述传感器测定其颜色数目比上述多个校准图像具有的颜色数目少的多个校准图像且分别具有不同的颜色的校准图像得到的观看环境下测定数据来生成上述推测测定数据。
此外,在上述图像处理方法中,在观看环境下可显示其颜色数目比上述多个校准图像具有的颜色数目少的多个校准图像且分别具有不同的颜色的校准图像,用上述传感器测定该校准图像,根据该测定来生成上述观看环境下测定数据。
据此,图像处理系统等在进行校准时,在观看环境下进行数目比以往少的校准图像的显示和测定,可生成推测测定数据以进行校准。
由此,图像处理系统等与以往相比可缩短校准时间。
再有,作为上述传感器,例如相当于RGB传感器,观看灵敏度传感器等。附图说明
图1是本实施方案的一例的投影仪的概略说明图。
图2是本实施方案的一例的投影仪内的图像处理系统的功能框图。
图3是示出本实施方案的一例的图像处理的次序的流程图。
图4A是示出暗室条件下测定数据数据结构的示意图,图4B是示出推测测定数据的数据结构的示意图。
图5是示出观看环境和暗室条件下的投影仪的色再现区域的一例的示意图。
图6是示出本实施方案的一例的α与比率的关系的图。
图7是示出本实施方案的一例的γ′对于α的变化的关系的图。具体实施方式
以下,采用将本发明应用于使用了液晶投影仪的图像处理系统的情况作为例子,一边参照附图一边进行说明。再有,以下示出的实施方案不对技术方案的范围中记载的发明的内容作任何限定。此外,以下的实施方案中示出的全部结构作为技术方案的范围中记载的发明的解决手段来说不是必须的。
(系统整体的说明)
图1是本实施方案的一例的投影仪20的概略说明图。
从在屏幕10的大致正面上设置的作为投射型显示装置的一种的投影仪20投射演示图像。演示者30一边用从激光指示器50投射的光点70指示屏幕10上的图像显示区域12的图像的所希望的位置,一边进行对第三者的演示。
在进行这样的演示的情况下,根据屏幕10的种类或环境光80,图像显示区域12的图像的视感有很大的差别。例如,即使是显示相同的白色的情况,根据屏幕10的种类,也可看到带有黄色的白色或带有蓝色的白色。此外,即使是显示相同的白色的情况,如果环境光80不同,则也可看到明亮的白色或暗的白色。
此外,近年来,投影仪20在小型化方面获得进展,搬运也变得容易。因此,例如也可有在客户处进行演示的情况,但事先与客户处的环境相一致地调整颜色是困难的,在客户处用手动方式调整颜色则很费时间。
之所以如此,是因为现有的投影仪中在观看环境下一边对于RGB等的各色分阶段地改变灰度、一边进行校准图像的显示和测定。
在本实施方案中,投影仪20在观看环境下显示一种颜色或几种颜色的校准图像,具有RGB的各滤色器的传感器60测定该校准图像,投影仪20通过根据该测定结果校正图像的色调和灰度,缩短了校准时间。
(功能块的说明)
其次,说明实现这样的功能用的投影仪20的图像处理系统的功能块。
图2是本实施方案的一例的投影仪20内的图像处理系统的功能框图。
投影仪20内的图像处理系统包含下述部分而构成:A/D变换部110;校正部120;D/A变换部180;图像投射部190;校准信号发生部150;色域运算部130;存储部140;以及测定数据生成部160。
A/D变换部110将构成作为从PC(个人计算机)等输入的图像信息的一种的模拟形式的RGB信号的R1信号、G1信号、B1信号变换为数字形式的R2信号、G2信号、B2信号。
此外,校准信号发生部150生成在校准图像的显示中使用的数字形式的R2信号、G2信号、B2信号。
这样,通过在投影仪20的内部生成校准信号,可在投影仪20中独自进行校准,而不从PC等的外部输入装置将校准信号输入到投影仪20中。再有,也可从PC等输入校准图像信号而不设置校准信号发生部150。
此外,校正部120校正来自A/D变换部110或校准信号发生部150的图像信息(R2信号、G2信号、B2信号),输出R3信号、G3信号、B3信号。此外,校正部120包含色调校正部122和灰度校正部124。
此外,D/A变换部180将来自校正部120的R3信号、G3信号、B3信号变换为模拟形式的R4信号、G4信号、B4信号。
此外,根据用校正部120校正了的图像信息投射图像的图像投射部190包含下述部分而构成:空间光调制器192;驱动部194,根据来自D/A变换部180的R4信号、G4信号、B4信号来驱动空间光调制器192;光源196,向空间光调制器192输出光;以及透镜198,投射用空间光调制器192进行了调制的光。
此外,测定数据生成部160在存储部140中存储在暗室条件下用传感器60测定的数据作为根据来自RGB的各滤色器的输出对每种RGB用数值表示的暗室条件下测定数据142,同时在存储部140中存储在观看环境下用传感器60测定的数据作为根据来自RGB的各滤色器的输出对每种RGB用数值表示的推测测定数据144。
再有,作为暗室条件下测定数据142,也可使用所谓的设备简表(deviceprofile)。
此外,色域运算部130对基于暗室条件下测定数据142的暗室条件下的色再现区域与基于推测测定数据144的观看环境下的色再现区域的面积比进行运算。
而且,校正部120使用采用基于该面积比的参数的Logistic函数,校正图像校正用数据(例如,色调校正用的3维查找表、色调校正用的矩阵、灰度校正用的1维查找表等),以便校正图像的色调和灰度。
(图像处理的流程的说明)
其次,使用流程图说明使用了这些各部分的图像处理的流程。
图3是示出本实施方案的一例的图像处理的次序的流程图。
首先,投影仪20在暗室条件下进行多种校准图像的显示和测定,生成暗室条件下测定数据142(步骤S1)。
具体地说,校准信号发生部150依次输出校准信号(R2、G2、B2),以便依次显示黑(K)、红(R)、灰(G)、蓝(B)、白(W)的单色的校准图像。
传感器60每当由图像投射部190将各校准图像投射到屏幕10上时测定图像显示区域12。
此外,传感器60在测定时将在传感器60中内置的RGB的各个滤色器的电压值变换为数字数据,输出给测定数据生成部160。
测定数据生成部160对于每个校准图像生成表示RGB的各个滤色器的数值的暗室条件下测定数据142,存储在存储部140中。
图4A是示出暗室条件下测定数据142的数据结构的示意图。
例如,在图4A中示出的例子中,在暗室条件下测定了白色的校准图像时,蓝(B)的值为265、绿(G)的值为275,红(R)的值为260。此外,由于在暗室条件下没有环境光80的影响,故环境光的测定值为0。
再有,一般来说,在投影仪20的制造阶段中,将暗室条件下测定数据142存储在投影仪20中。
然后,在存储部140中存储了暗室条件下测定数据142后,在进行实际演示的观看环境下,投影仪20进行一种颜色的校准图像的显示和测定,生成观看环境下测定数据(步骤S2)。
具体地说,投影仪20投射白的单色的校准图像,传感器60测定在图像显示区域12上被显示的校准图像。
然后,测定数据生成部160根据传感器60的测定结果,对于RGB的各个滤色器生成用数值表示的观看环境下测定数据。
然后,测定数据生成部160在生成了观看环境下测定数据后,根据观看环境下测定数据和暗室条件下测定数据142,生成具有与暗室条件下测定数据142同样的数据结构的推测测定数据144(步骤S3)。
图4B是示出推测测定数据144的数据结构的示意图。
假定在观看环境下在测定了白的校准图像时的观看环境下测定数据的B、G、R的值为285、290、290。
此时,测定数据生成部160通过进行从该观看环境下测定数据的的值减去在图4A中示出的暗室条件下测定的W的值265、275、260的运算,可推测只是环境光80的测定值为20、15、30。
测定数据生成部160通过进行将该环境光80的值加到图4A中示出的W以外的值上的运算,生成图4B中示出的推测测定数据144,可存储在存储部140中。具体地说。例如对于K来说,通过将作为只是环境光80的测定值为20、15、30加到作为暗室条件下的K的测定值的10、20、5上,可推测观看环境下的K的测定值为30、35、35。
在生成了推测测定数据144后,色域运算部130对基于暗室条件下测定数据142的色再现区域与基于推测测定数据144的色再现区域的面积比进行运算(步骤S4)。
图5是示出观看环境和暗室条件下的投影仪20的色再现区域的一例的示意图。
例如,在暗室条件下的投影仪20的色再现区域在xy色度图中是三角形RGB,面积是S1,在观看环境下的投影仪20的色再现区域在xy色度图中是三角形R′G′B′,面积是S2。
再有,一般来说,在暗室条件下的色再现区域的面积S1比在观看环境下的色再现区域的面积S2大。这是因为,在观看环境下受到环境光80的影响,色再现区域变窄了。换言之,观看环境下的色再现区域的面积S2表示环境光80的影响。
然后,色调校正部122使用以面积比(S2/S1)为参数的Logistic函数来校正图像的色调(步骤S5)。
具体地说,色调校正部122校正观看环境下的色再现区域R′G′B′,使其成为再现成为目标的图像的色调用的色再现区域。由于该校正的缘故,色调校正部122求出再现成为目标的图像的色调用的色再现区域中的白色点W″与观看环境下的色再现区域R′G′B′中的白色点W′的在xy色度图中的位移量ΔW。
假定将ΔW中的x轴方向的位移量定为ΔWx、y轴方向的位移量定为ΔWy。此外,将((S2/S1)-1)*10定为α、将后述的调整用的参数定为h、将观看环境下的白色的x值定为Wxs、y值定为Wys、将成为目标的白色的x值定为Wxt、y值定为Wyt、将与成为目标的白色色调相同的白色的x值定为Wx″、y值定为Wy″。
此时,对于x轴方向来说,ΔWx=(h-(1+EXP(-α))-1)*(Wxs-Wxt),在Wxs-Wxt比0大的情况下,Wx″=Wxs-ΔWx,在Wxs-Wxt为0以下的情况下,Wx″=Wxs+ΔWx。
同样,对于y轴方向来说,ΔWy=(h-(1+EXP(-α))-1)*(Wys-Wyt),在Wys-Wyt比0大的情况下,Wy″=Wys-ΔWy,在Wys-Wyt为0以下的情况下,Wy″=Wys+ΔWy。
因而,再现成为目标的图像的色调用的色再现区域中的白色点W″的在xy色度图中的座标为(Wx″、Wy″)。
再有,在此,EXP是得出以自然数e为底的数值的阶乘的函数。此外,(1+EXP(-α))-1是所谓的Logistic函数。
如果以这种方式求出白色点W″的座标,则也从W″的座标-W′的座标求出位移量ΔW。然后,通过将观看环境下的色再现区域位移ΔW部分,可求出再现成为目标的图像的色调用的色再现区域。
在此,说明α的值与ΔW的关系。假定再现与成为上述目标的图像的色调相同的颜色的视感的位移量为ΔW,在观看环境下已测定的W的座标与成为目标的W的座标的位移量为ΔWS。此时,α的值与位移量的比率ΔW/ΔWS的关系如图6中所示。
图6是示出本实施方案的一例的α与比率的关系的图。
如上所述,α为((S2/S1)-1)*10。虽然理想环境的色再现区域S1是固定的,但环境光80的影响越大,观看环境的色再现区域S2越小。因而,在没有环境光80的影响的状态下α=0,环境光80的影响越大,α的值越小。
与此相对,如图6中所示,在α=0的情况下,比率为1,随着α变小,比率收敛于0.5。
这意味着,在α变小的情况下,即,在环境光80的影响变大的情况下,与ΔWS的值的变化相比,减小了ΔW的值的变化。
一般来说,因人眼适应于亮度或颜色的变化,与已测定的值的变化相比,实际的人感到的亮度或颜色的变化变小。
因而,通过使用上述Logistic函数,可进行与颜色适应对应的适当的颜色的校正。
此外,灰度校正部124使用以面积比(S2/S1)为参数的Logistic函数来校正图像的灰度(步骤S6)。
在将灰度系数值的校正量定为Δγ、将校正后的灰度系数值定为γ′、将准确地进行运算用的灰度系数最小值定为γmin、α=0的情况下,将调整为Δγ=0用的参数定为h。
此时,Δγ=-h(γ-γmin)+(1+EXP(-α))-1,γ′=γ+Δγ。
这样,即使在灰度校正中,也使用Logistic函数进行校正。
图7是示出本实施方案的一例的γ′对于α的变化的关系的图。
在此,说明默认值(初始值)的灰度系数值为1.8,灰度系数最小值为0.3的情况。
此时,例如,在α的值为-2、即比标准的观看环境明亮的情况下,Δγ的值为-0.38,γ′的值为1.42。即,在是因照明光等的影响的缘故观看环境明亮的状况的情况下,灰度系数值变小。
此外,例如,在α的值为10、即比标准的观看环境暗的情况下,Δγ的值为0.5,γ′的值为2.3。即,在是因照明光等的影响的缘故观看环境暗的状况的情况下,灰度系数值变大。
然后,投影仪20在观看环境下测定一种颜色的校准图像,显示校正了图像的色调和灰度的演示图像(步骤S7)。
如上所述,按照本实施方案,投影仪20在观看环境下只使用一种颜色的校准图像就可校正适合于观看环境的图像的色调和灰度这两者。
由此,投影仪20与以往相比可缩短在校准方面所必要的时间。
特别是,投影仪20通过使用Logistic函数来校正,可显示更适当地反映了人感到的亮度感觉的图像。之所以如此,是因为Logistic函数是作为求出由人进行的评价尺度与物理量的关系的劣化量加法运算模型在图像质量评价方面用得最多的函数。
再者,投影仪20通过根据理想环境下的色再现区域的面积与观看环境下的色再现区域的面积的比率校正色调和灰度,可在更短时间内进行考虑了适应变动的校正。之所以如此,是因为适应变动受照明光等的影响大,上述色域的面积也反映了照明光等的影响,可在短时间内进行上述色域的面积的运算,通过进行该运算,能以模拟的方式使适应变动反映在运算结果中。
(硬件的说明)
再有,作为在上述的各部分中使用的硬件,例如可应用以下的硬件。
例如,作为A/D变换部110,例如可使用A/D变换器等,作为D/A变换部180,例如可使用D/A变换器等,作为空间光调制器192,例如可使用液晶面板、液晶光阀等,作为驱动部194,例如可使用存储了液晶光阀驱动器程序的ROM等,作为校正部120、色域运算部130、测定数据生成部160,例如可使用图像处理电路、CPU、RAM等,作为存储部140,例如可使用RAM等,作为传感器60,例如可使用RGB传感器或观看灵敏度传感器等来实现。再有,这些各部分可如电路那样以硬件的方式来实现,也可如驱动器程序那样以软件的方式来实现。
此外,如图2中所示,投影仪20内的计算机可从信息存储介质300读取程序来实现这些各部分的功能。作为信息存储介质300,例如可应用CD-ROM、DVD-ROM、ROM、RAM、HDD等,该信息的读取方式可以是接触方式,也可以是非接触方式。
此外,也可通过经传送线路从主机装置下载实现上述各功能用的程序代替信息存储介质300来实现上述的各功能。
(变形例)
以上说明了应用了本发明的优选实施方案,但本发明的应用不限定于上述的实施方案。
例如,在上述的观看环境下使用的校准图像是白色的,但也可使用白色以外的蓝、绿、红等的校准图像,也可使用这些中的2种以上的校准图像。
此外,在上述的实施方案中,作为传感器60使用了RGB传感器,但如果输出能生成在xy色度图中的色再现区域的值,则也可应用RGB传感器以外的各种传感器。作为这样的传感器,例如相当于观看灵敏度传感器或输出XYZ值(XYZ值本身或能变换为XYZ值的值)的传感器等。
再有,这里所谓的XYZ值,是在由国际照明委员会(CIE)确定的国际规格下设备独立色的一种。在XYZ的情况下,可变换为RGB值,同时Y值成为显示出原有的亮度的值。
此外,除了上述的投影仪20那样的液晶投影仪之外,也可将本实施方案的图像处理系统应用于使用了例如CRT(阴极射线管)、PDP(等离子显示面板)、FED(场发射显示器)、EL(电致发光)、直视型液晶显示装置等的显示装置、DMD(数字微镜器件)的投影仪等。在使用DMD的情况下,作为空间光调制器192,例如也可应用滤色器和DMD芯片。再有,DMD是美国德州仪器公司的商标。此外,投影仪不限于前面投射型的投影仪,也可以是背面投射型的投影仪。
此外,除了演示以外,在进行会议、医疗、设计时装领域、营业活动、商务、教育、进而是电影、TV、录像、游戏等的一般映像等中的图像显示的情况下,本发明也是有效的。
再有,上述的投影仪20的功能可用单个图像显示装置(例如,投影仪20)来实现,也可用多个处理装置分散地(例如,用投影仪20和PC进行分散处理)来实现。再者,可将投影仪20和传感器60作为一体的装置来形成,也可作为分开的装置来形成。