CN1154082C - 环境适应型的图像显示系统和图像处理方法 - Google Patents

Abstract

为了提供能再现与用户的爱好对应的图像的颜色的环境适应型的图像显示系统、图像处理方法和信息存储媒体，根据由用户所选择的目标轮廓存储部(162)内的目标轮廓、投影仪轮廓存储部(164)内的投影仪轮廓和来自掌握视觉环境的色光传感器(60)的视觉环境信息，使用色变换LUT作成部(160)来校正LUT存储部(122)内的查找表，使用该查找表来显示图像。

Description

环境适应型的图像显示系统和图像处理方法

技术领域

本发明涉及环境适应型的图像显示系统、图像处理方法和信息存储媒体。

背景技术

已提出了掌握接受环境光的影响的视觉环境、考虑视觉环境来进行图像的校正的环境适应型的图像显示系统。

例如，特开平11-316566号公报公开了将显示装置的显示状态调整为驾驶者所希望的显示状态、提高视认性的信息显示装置。

但是，该显示装置由于是为了提高视认性的装置，并没有用于严密地调整图象颜色的构成。

而且，有下述情况：实际的所希望的图像的能见度随个人或地域的不同而不同。

例如，日本的图像的标准的显示方式是NTSC，但欧洲的图像的标准的显示方式是PAL。

因而，例如将在日本以NTSC为前提生成的图像向在欧洲的欧洲人显示的情况下，也可能发生与欧洲人认为是所希望的图像的能见度不同的事态。

发明内容

本发明是鉴于上述的课题而进行的，其目的在于提供能再现适合于由用户所选择的图像特性的图像的能见度的环境适应型的图像显示系统和图像处理方法。

(1)为了解决上述课题，本发明的一种环境适应型的图像显示系统，该系统根据由掌握图像的被显示区域中的视觉环境的视觉环境掌握装置产生的视觉环境信息，校正为了显示上述图像而使用的图像显示用信息来显示图像，其特征在于，包含：校正装置，根据上述视觉环境信息和由用户所选择的图像特性，校正上述图像显示用信息，以便显示适合于该图像特性的图像；以及图像显示装置，根据所校正的图像显示用信息来显示图像。上述图像显示用信息包含色校正用查找表和亮度校正用查找表，上述校正装置根据上述视觉环境信息和上述图像特性，逐个地校正上述色校正用查找表和上述亮度校正用查找表。

(2)本发明的环境适应型的图像显示系统是根据由掌握图像的被显示区域中的视觉环境的视觉环境掌握装置产生的视觉环境信息、校正为了显示上述图像而使用的图像显示用信息来显示图像的图像显示系统，其特征在于，包含：

校正部，根据上述视觉环境信息和由用户所选择的图像特性，校正上述图像显示用信息，以便显示适合于该图像特性的图像；以及

图像显示部，根据所校正的图像显示用信息来显示图像。

(3)此外，本发明的一种环境适应型的图像处理方法，该方法用来根据表示图像的被显示区域中的视觉环境的视觉环境信息，校正为了显示上述图像而使用的图像显示用信息，其特征在于，包含下述工序：敦促用户进行规定的图像特性的选择的工序；以及校正工序，根据上述视觉环境信息和由用户所选择的图像特性，校正上述图像显示用信息，以便显示适合于该图像特性的图像；上述图像显示用信息包含色校正用查找表和亮度校正用查找表，上述校正工序包含：根据上述视觉环境信息和上述图像特性以校正上述色校正用查找表的工序；以及根据上述视觉环境信息和上述图像特性以校正上述亮度校正用查找表的工序。

(4)此外，本发明的信息存储媒体是存储了根据由掌握图像的被显示区域中的视觉环境的视觉环境掌握装置产生的视觉环境信息以校正为了显示上述图像而使用的图像显示用信息来显示图像用的程序的计算机可读取的信息存储媒体，其特征在于：

存储了使计算机起到作为校正装置和图像显示装置的功能用的程序，其中，上述校正装置根据上述视觉环境信息和由用户所选择的图像特性，校正上述图像显示用信息，以便显示适合于该图像特性的图像，上述图像显示装置根据所校正的图像显示用信息来显示图像。

按照本发明，通过校正图像信息，以便显示适合于由用户所选择的图像特性的图像，可显示与用户的爱好相一致的图像。

(5)此外，上述图像显示系统可包含具有上述校正装置、上述图像显示装置和生成校正用图像的装置的投射型显示装置，

上述图像显示装置将所生成的校正用图像投射并显示在上述被显示区域上，

上述视觉环境掌握装置掌握上述校正用图像所显示的被显示区域中的视觉环境。

按照这一点，由于在投射型显示装置的内部生成校正用图像，故能以单个投射型显示装置本身来进行校正而不从PC等的外部输入装置对投射型显示装置输入校正用图像。

(6)此外，上述图像处理方法可包含：

在上述图像信息的校正之前生成校正用图像的工序；

在上述被显示区域上显示所生成的校正用图像的工序；以及

掌握上述校正用图像所显示的被显示区域中的视觉环境来生成上述视觉环境信息的工序。

(7)此外，上述信息存储媒体可存储使计算机起到作为生成校正用图像的装置的功能用的程序，

使上述图像显示的装置在上述被显示区域上使上述图像显示装置显示所生成的校正用图像，

上述视觉环境掌握装置掌握上述校正用图像所显示的被显示区域中的视觉环境。

按照这一点，通过使用校正用图像来进行视觉环境的掌握，可更恰当地掌握视觉环境。因而，可更恰当地再现图像的能见度。

(8)此外，在上述图像显示系统、上述图像处理方法和上述信息存储媒体中，上述图像特性可基于图像显示方式和图像种类的至少一方的特性。

按照这一点，可显示反映了由用户所选择的图像显示方式或图像种类的图像。

再有，在此，作为图像显示方式，例如符合NTSC、PAL、SECAM等。

此外，作为图像种类，例如符合RGB、sRGB。

(9)此外，在上述图像显示系统、上述图像处理方法和上述信息存储媒体中，上述图像显示用信息可包含查找表。

按照这一点，通过校正查找表，可调整所显示的图像的颜色的能见度。

(10)此外，在上述图像显示系统和上述信息存储媒体中，上述图像显示用信息可包含色校正用查找表和亮度校正用查找表，

上述校正装置根据上述视觉环境信息和上述图像特性，逐个地校正上述色校正用查找表和上述亮度校正用查找表。

(11)此外，在上述图像处理方法中，上述图像显示用信息可包含色校正用查找表和亮度校正用查找表，

上述校正工序包含：

根据上述视觉环境信息和上述图像特性以校正上述色校正用查找表的工序；以及

根据上述视觉环境信息和上述图像特性以校正上述亮度校正用查找表的工序。

按照这一点，通过逐个地校正色校正用查找表和亮度校正用查找表，可进行更恰当的颜色的再现。

附图说明

图1是本实施形态的一例的图像显示系统的概略说明图。

图2是现有的投影仪内的图像处理部的功能框图。

图3是本实施形态的一例的投影仪内的图像处理部的功能框图。

图4是示出本实施形态的一例的图像处理的顺序的流程图。

具体实施方式

以下，采用应用于使用了液晶投影仪的图像显示系统的情况为例，一边参照附图，一边说明本发明。再有，以下示出的实施形态不对权利要求的范围中所述的发明的内容作任何限定。此外，以下的实施形态中示出的结构的全部对于权利要求的范围中所述的发明的解决方法不一定是必须的。

(系统整体的说明)

图1是本实施形态的一例的图像显示系统的概略说明图。

作为在屏幕10的大致正面上设置的投射型显示装置的一种的投影仪20投射规定的演示用的图像。演示者30一边用从激光指示器50投射的光点70指示作为屏幕10上的被显示区域的图像显示区域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的情况，图像显示区域12的图像的能见度有很大的不同。例如，即使在投影仪20显示相同的白色的情况下，根据屏幕10的种类，或是看到偏于黄色的白色，或是看到偏于蓝色的白色。此外，投影仪20显示相同的白色的情况下，如果环境光80不同，则或是看到明亮的白色，或是看到暗的白色。

此外，近年来，随着投影仪20的小型化的进展，其搬运也变得容易。因此，例如也可能有演示者30在顾客那里进行演示的情况，但事前调整与顾客那里的环境相一致的颜色是困难的，而在顾客那里用手动方式调整颜色则过于费时间。

图2是现有的投影仪内的图像处理部的功能框图。

在现有的投影仪中，将构成从PC等送来的模拟形式的RGB信号的R1信号、G1信号、B1信号输入到A/D变换部110中，用投影仪图像处理部100对数字形式的R2信号、G2信号、B2信号进行了色变换。

然后，现有的投影仪将进行了色变换的R3信号、G3信号、B3信号输入到D/A变换部180中，将进行了模拟变换的R4信号、G4信号、B4信号输入到L/V(光阀)驱动部190中，以驱动液晶光阀，进行图像的投射显示。

此外，由CPU200进行控制的投影仪图像处理部100包含投影仪色变换部120和轮廓管理部130而构成。

投影仪色变换部120根据由轮廓管理部130管理的投影仪的输入输出用轮廓，将来自A/D变换部110的RGB的各数字信号(R2信号、G2信号、B2信号)变换为投影仪输出用的RGB数字信号(R3信号、G3信号、B3信号)。再有，在此，所谓轮廓，意味着特性数据。

这样，在现有的投影仪中，根据表示投影仪固有的输入输出特性的输入输出用轮廓，只进行了颜色的变换，没有考虑图像的投射显示的视觉环境。

但是，如上所述，如果不考虑视觉环境，则统一图像的颜色的能见度是困难的。颜色的能见度由光、对象的光的反射或透射、视觉这3个要素来决定。

在本实施形态中，通过掌握反映了光和对象的光的反射或透射的视觉环境，实现了能再现恰当的颜色的图像显示系统。

但是，在以再现恰当的颜色为目的的情况下，有时根据用户或再现颜色的地域的不同，其恰当的颜色不同。

例如，在日本使用投影仪20的情况下，可认为用户希望用NTSC方式再现图像的颜色，但在欧洲使用投影仪20的情况下，可认为用户希望用PAL方式再现图像的颜色。

在这样的情况下，有必要与投影仪20所使用的地域无关地再现用户希望的图像的颜色。

在本实施形态中，将投影仪20构成为能根据用户的图像显示方式等的选择来调整图像的颜色。

具体地说，如图1中所示，设置起到掌握视觉环境的视觉环境掌握装置的功能的色光传感器60，将来自色光传感器60的视觉环境信息输入到投影仪20中。具体地说，色光传感器60检测屏幕10内的图像显示区域12的视觉环境信息(更具体地说，RGB或XYZ的三刺激值)。

在投影仪20中设置了根据来自色光传感器60的视觉环境信息和用户的图像显示方式等的选择信息来校正在图像显示中使用的图像显示用信息的校正装置。

在本实施形态中，通过根据视觉环境信息掌握视觉环境、根据选择信息掌握用户的爱好，实现了适合于用户的爱好的、能再现恰当的图像的颜色的图像显示系统。

其次，说明包含这些校正装置等的投影仪20的图像处理部的功能块。

图3是本实施形态的一例的投影仪20内的图像处理部的功能框图。

在投影仪20中，将构成从PC等送来的模拟形式的RGB信号的R1信号、G1信号、B1信号输入到A/D变换部110中，用由CPU200进行控制的投影仪图像处理部100对数字形式的R2信号、G2信号、B2信号进行色变换。

然后，投影仪20将进行了色变换的R3信号、G3信号、B3信号输入到D/A变换部180中，将进行了模拟变换的R4信号、G4信号、B4信号输入到作为图像显示装置一部分的L/V(光阀)驱动部190中，以驱动液晶光阀，进行图像的投射显示。

至此，与现有的投影仪在结构上没有差异。本实施形态的投影仪20的投影仪图像处理部100包含投影仪色变换部120、目标轮廓存储部162、投影仪轮廓存储部164(相当于轮廓管理部130)、色变换LUT作成部160、LUT存储部122和校正信号发生部150而构成。

校正信号发生部150生成校正(Calibration)图像信号。该校正图像信号与从A/D变换部110输出的信号相同，作为数字形式的R2信号、G2信号、B2信号输入到投影仪色变换部120中。

投影仪色变换部120参照投影仪轮廓存储部164进行了管理的投影仪轮廓，将来自校正信号发生部150的RGB的各数字信号(R2信号、G2信号、B2信号)变换为适合于投影仪输出的RGB数字信号(R3信号、G3信号、B3信号)。

此外，投影仪色变换部120包含存储了作为图像显示用信息的一部分的LUT(查找表)的LUT存储部122而构成。

更具体地说，LUT存储部122存储了在亮度校正中使用的1维查找表(1D-LUT)和在色校正中使用的3维查找表(3D-LUT)。

此外，1D-LUT包含灰度系数(γ)表和彩色平衡表，3D-LUT包含色域校正表和色温校正表。

通过在色校正中使用3D-LUT，可控制在1D-LUT中在每个困难的颜色的区域中不同的色压缩、色伸长等，可进行准确的颜色的再现。这样，通过独立地管理亮度校正用的1D-LUT和色校正用的3D-LUT，可进行更恰当的颜色的再现。

再者，在本实施形态中，在投影仪图像处理部100中设置了根据来自色光传感器60的视觉环境信息来校正LUT存储部122的LUT的色变换LUT作成部160。

此外，色变换LUT作成部160包含目标轮廓存储部162和投影仪轮廓存储部164而构成。更具体地说，色变换LUT作成部160根据由用户选择的目标轮廓、来自色光传感器60的视觉环境信息和投影仪轮廓，校正LUT存储部122的LUT，以便成为用户所选择的爱好的颜色、并且是适合于视觉环境的图像的颜色的能见度。

再有，在此，所谓目标轮廓，是应成为目标的颜色的输入输出特性数据的一种。作为目标轮廓，与用户可选择的多种图像特性对应地设置多种轮廓。

更具体地说，所谓目标轮廓，例如是表示RGB亮度信号和与该RGB亮度信号对应的三刺激值(X、Y、Z)的数据。即，在目标轮廓中，定义了RGB亮度信号与三刺激值(X、Y、Z)之间的对应关系。在本实施形态中，使用存储了目标轮廓的存储器来实现目标轮廓存储部162。

此外，所谓投影仪轮廓，是与投影仪20的机种对应的输入输出特性数据的一种。

更具体地说，所谓投影仪轮廓，例如是定义了RGB亮度信号与在理想环境下投影仪20实际上显示了该RGB亮度信号时能得到的三刺激值(X、Y、Z)的关系的数据。在本实施形态中，使用存储了投影仪轮廓的存储器来实现投影仪轮廓存储部164。

如上所述，在对各个灰度校正LUT以显示实际的演示图像的情况下，显示进行了适合于用户的爱好和视觉环境的适当的校正的演示图像。

(处理的流程的说明)

其次，使用流程图说明使用了上述各部分的图像处理的流程。

图4是示出本实施形态的一例的图像处理的顺序的流程图。

首先，在进行演示之前，利用投影仪20在屏幕10上显示目标轮廓选择图像。在该选择图像中，显示选择NTSC、PAL或SECAM用的图像。

投影仪20的用户从分配给投影仪20的操作按钮的多种图像特性中选择1个图像特性。具体地说，例如在投影仪20的外表面上设置NTSC、PAL、SECAM等的图像特性的选择用按钮，让用户按下选择用按钮，选择1种图像特性。

将该选择信息发送给投影仪图像处理部100。投影仪图像处理部100根据该选择信息，使从目标轮廓存储部162的多个目标轮廓中所选择的目标轮廓的标志接通。

这样一来，投影仪图像处理部100根据用户的选择来选择目标轮廓(步骤S2)。

在根据用户的选择选择了目标轮廓后，投影仪20从校正信号发生部150发生校正信号(R2、G2、B2)。

校正信号发生部150对投影仪色变换部120输出该校正信号。

投影仪色变换部120根据在LUT存储部122中存储的默认(初始状态)的LUT，变换校正信号，作为数字RGB信号(R3、G3、B3)来输出。

然后，D/A变换部180将数字RGB信号变换为模拟RGB信号(R4、G4、B4)。然后，L/V驱动部190根据模拟RGB信号(R4、G4、B4)，驱动液晶光阀。然后，投影仪20在图像显示区域12上投射并显示演示图像(步骤S4)。

在图像显示区域12上显示了演示图像的状态下，色光传感器60为了掌握视觉环境而进行三刺激值的检测(步骤S6)。

色变换LUT作成部160根据从目标轮廓存储部162已选择的目标轮廓、在投影仪轮廓存储部164中已存储的投影仪轮廓和由色光传感器60检测出的三刺激值，校正LUT存储部122的LUT，以便能再现作为目标的颜色(步骤S8)。

更具体地说，色变换LUT作成部160在LUT存储部122中作成作为目标的适合于颜色的再现的灰度系数校正表、白色平衡校正表、色域校正表和色温表。

再有，实际上，以规定的灰度单位(例如，16灰度)进行校正图像显示(步骤S2)～LUT校正(步骤S8)为止的处理。

这样一来，投影仪20对于全部灰度显示校正图像，作成与各灰度对应的LUT。

然后，在作成了与各灰度对应的LUT后，投影仪20显示实际的演示图像(步骤S10)。在显示演示图像时，投影仪20根据用户在LUT存储部122中已选择的图像特性(目标轮廓)，而且使用以能再现反映了视觉环境的图像的方式进行了调整的LUT，来显示演示图像。

如上所述，按照本实施形态，以能显示适合于用户已选择的图像特性的图像的方式来校正LUT。

由此，可实现能显示适合于用户的爱好的图像的图像显示系统。

此外，在本实施形态中，通过使用色光传感器60来掌握视觉环境，考虑了视觉环境来对图像进行投射显示。

由此，可与图像显示时的视觉环境相适应地显示图像，可吸收显示环境的差别、与所应用的环境无关地来显示同一图像。因而，在多个不同的场所中，可在短时间内再现大致同一颜色。

(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变换器等来实现，作为D/A变换部180，例如可使用D/A变换器等来实现，作为L/V驱动部190，可使用液晶光阀驱动器等来实现，作为投影仪色变换部120、色变换LUT作成部160，例如可使用图像处理电路或ASIC等来实现，作为LUT存储部122、目标轮廓存储部162和投影仪轮廓存储部164，可使用具有RAM等的存储区的电路等来实现。再有，能以硬件方式如电路那样来实现上述各部分，也能以软件方式如驱动器那样来实现上述各部分。

此外，如图3中所示，也可从信息存储媒体300读取程序来实现上述各部分的功能。作为信息存储媒体300，例如可使用CD-ROM、DVD-ROM、ROM、RAM、HDD等来实现，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，也可通过经传送路径从主机装置等下载实现上述的各功能用的程序来实现上述的各功能，以代替信息存储媒体300。即，也可在载波中具体地体现实现上述的各功能用的程序。

再者，关于色光传感器60，可应用以下的硬件。

例如，可使用有选择地透过各刺激值的滤色片和光电二极管、将来自光电二极管的模拟信号变换为数字信号的A/D变换器和放大该数字信号的OP放大器等来实现。

以上，说明了应用本发明的优选实施形态，但本发明的应用不限定于上述的实施例。

(变例)

例如，作为上述的目标轮廓，除了NTSC等的图像显示方式以外，也可应用例如RGB、sRGB等的图像种类等的图像特性。

此外，作为视觉环境掌握装置，除了色光传感器60以外，也可应用例如CCD摄像机、CMOS摄像机等的摄像装置。

再有，上述的屏幕10是反射型的，但也可以是透射型的。

此外，即使在用上述的投影仪那样的投射型图像显示装置以外的显示装置进行图像显示以进行演示等的情况下，也可应用本发明。作为这样的显示装置，例如，除了液晶投影仪外，还有相当于使用了CRT(阴极射线管)、PDP(等离子体显示面板)、FED(场发射显示)、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。再有，DMD是美国德州仪器公司的商标。此外，投影仪不限于正面投射型的投影仪，也可以是背面投射型的投影仪。

此外，除了演示以外，即使在进行会议、医疗、设计·时尚领域、营业活动、商贸活动、教育、进而是电影、电视、录像、游戏等的一般放映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的投影仪图像处理部100的功能可用单个的图像显示装置(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。

Claims (6)

1.一种环境适应型的图像显示系统，该系统根据由掌握图像的被显示区域中的视觉环境的视觉环境掌握装置产生的视觉环境信息，校正为了显示上述图像而使用的图像显示用信息来显示图像，其特征在于，包含：

校正装置，根据上述视觉环境信息和由用户所选择的图像特性，校正上述图像显示用信息，以便显示适合于该图像特性的图像；以及

图像显示装置，根据所校正的图像显示用信息来显示图像。

上述图像显示用信息包含色校正用查找表和亮度校正用查找表，

上述校正装置根据上述视觉环境信息和上述图像特性，逐个地校正上述色校正用查找表和上述亮度校正用查找表。

2.如权利要求1中所述的图像显示系统，其特征在于：

上述图像特性是基于图像显示方式和图像种类的至少其中之一的特性。

3.如权利要求2中所述的图像显示系统，其特征在于：

包含具有上述校正装置、上述图像显示装置和生成校正用图像的装置的投射型显示装置，

上述图像显示装置将所生成的校正用图像投射并显示在上述被显示区域上，

上述视觉环境掌握装置掌握上述校正用图像所显示的被显示区域中的视觉环境。

4.一种环境适应型的图像处理方法，该方法用来根据表示图像的被显示区域中的视觉环境的视觉环境信息，校正为了显示上述图像而使用的图像显示用信息，其特征在于，包含下述工序：

敦促用户进行规定的图像特性的选择的工序；以及

校正工序，根据上述视觉环境信息和由用户所选择的图像特性，校正上述图像显示用信息，以便显示适合于该图像特性的图像；

上述图像显示用信息包含色校正用查找表和亮度校正用查找表，

上述校正工序包含：

根据上述视觉环境信息和上述图像特性以校正上述色校正用查找表的工序；以及

根据上述视觉环境信息和上述图像特性以校正上述亮度校正用查找表的工序。

5.如权利要求4中所述的图像处理方法，其特征在于：

上述图像特性是基于图像显示方式和图像种类的至少其中之一的特性。

6.如权利要求4-5中任一项所述的图像处理方法，其特征在于，包含下述工序：

在上述图像显示用信息的校正之前生成校正用图像的工序；

在上述被显示区域上显示所生成的校正用图像的工序；以及

掌握上述校正用图像所显示的被显示区域中的视觉环境来生成上述视觉环境信息的工序。

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