データ処理装置、画像表示装置および撮像装置
【課題】 多くの手間や時間を要することなく、投射される画像の画質低下を抑制可能なデータ処理装置、画像表示装置および撮像装置を提供する 。
【解決手段】 データ処理装置２００は、画像表示装置５１によってスクリーン５３上に投射表示される飛び飛びの階調のテストパターンの画像を、撮像装置５２を介して順次入力する。データ処理装置２００は、スクリーン５３中の点ｅ、ｆ、ｇ、ｈの部分の画像のデータのみをサンプリングし、サンプリング結果より点ｅ、ｆ、ｇ、ｈにおける全階調に対応する階調補正値を補間演算により算出する。続いてデータ処理装置２００は、点ｅ、ｆ、ｇ、ｈの階調補正値に基づき、補間演算によって点ｅ、ｆ、ｇ、ｈ以外の部分の階調補正値を算出する。
【解決手段】 データ処理装置２００は、画像表示装置５１によってスクリーン５３上に投射表示される飛び飛びの階調のテストパターンの画像を、撮像装置５２を介して順次入力する。データ処理装置２００は、スクリーン５３中の点ｅ、ｆ、ｇ、ｈの部分の画像のデータのみをサンプリングし、サンプリング結果より点ｅ、ｆ、ｇ、ｈにおける全階調に対応する階調補正値を補間演算により算出する。続いてデータ処理装置２００は、点ｅ、ｆ、ｇ、ｈの階調補正値に基づき、補間演算によって点ｅ、ｆ、ｇ、ｈ以外の部分の階調補正値を算出する。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、データ処理装置、画像表示装置および撮像装置に関し、さらに詳しくは比較的粗いサンプリング間隔でサンプリングされたデータに基づき、補間によって比較的細かいサンプリング間隔に対応する補正データを生成し、入力されるデータを上記補正データに基づいて補正するデータ処理装置、画像表示装置および撮像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】輝度むらを補正可能な投写型画像表示装置（以下、本明細書中では投写型画像表示装置を単に「表示装置」と称する）として、特開平８−第２２３５１９号公報に開示されるものがある。この表示装置では、投射スクリーン上に表示される画像を撮像カメラにより撮影する。このとき、画面を碁盤の目状の複数の領域に分割して撮影し、投射スクリーン上の輝度を各領域ごとに求める。続いて、求められた各領域ごとの輝度に基づいて、各領域に対応する輝度補正値を求める。表示装置にはメモリが設けられており、投射スクリーンの分割領域のそれぞれに対応する輝度補正値が上記メモリに記録される。
【０００３】上記表示装置で投射表示を行う場合、この表示装置に入力される入力映像信号に同期させて、投射スクリーンの上記分割領域に対応するアドレス値をアドレスカウンタで設定する。このアドレス値に対応してメモリから輝度補正値が順次読み出される。読み出された輝度補正値をＤ／Ａ変換回路でアナログ値に変換することによりアナログ補正値を得て、このアナログ補正値と入力映像信号とを演算処理することにより、投射スクリーン上での輝度むらを補正する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】たとえば、３管式あるいは３板式の電子カメラや投写型表示装置に代表されるような、ダイクロイックミラーを用いる装置では、ダイクロイックミラーに入射する光の入射角度によって分光特性が変化する。この、入射角度の違いによって分光特性が変化する現象により、シェーディングを生じる。このシェーディングにより、投射される画面上で輝度むらを生じる。入射角度の違いにより生じる上記分光特性の変化が、各色光ごとに異なっていると、投射される画面上の場所場所に応じてカラーバランスが変化して色むらを生じる。色むらを生じると、たとえば無彩色の画像信号が入力されているにもかかわらず、画面上の場所に応じて色付きを生じる。この色むらの補正を、先に説明したようにアナログ的に行おうとすると、補正回路を構成する部品自体の特性のばらつきや製品性能のばらつきにより、補正しきれない場合がある。
【０００５】これに対して、上述した色むらや輝度むらの補正をディジタル的に補正することが考えられる。この場合、先に説明したような方法により、投射した画面を碁盤の目状の複数の領域に分割して撮影し、投射スクリーン上の輝度を各領域ごとに求め、各領域ごとに輝度補正値を求める方法が適用できる。そして、上述したアナログ補正に代えて、先述したメモリから読み出される補正値を用いて入力映像信号をディジタル補正する。
【０００６】しかし、投射した画面を碁盤の目状の複数の領域に分割して撮影する際の分割数が少ないと、ある分割領域内に対応する入力映像信号は同じ補正値を用いて補正されるので、補正がきめ細かく行われない。つまり、投射される画面を構成する画素の一つ一つに着目すると、補正しきれずに残る誤差、すなわち残存誤差が存在する。この残存誤差は、隣接する分割領域の境界を隔てて急に変化することもある。すると、残存誤差の急な変化によって、補正されずに残る輝度むらや色むらも上記境界を隔てて急に変化するので、投射される画像の画質を低下させる要因となっていた。
【０００７】上述のような、分割された領域間で生じる輝度むらや色むらの急な変化を抑制するには、表示される画像の画素ごとに補正をすることも考えられる。しかし、このようにすると、補正値を得るのに多くの手間と時間を要するとともに、補正値を記憶するのに必要なメモリ空間も莫大なものになるという問題点を有する。
【０００８】本発明の目的は、多くの手間や時間を要することなく、なおかつ補正値を記憶するのに必要なメモリ容量も少なくて済み、投射される画像の画質低下を抑制可能なデータ処理装置、画像表示装置および撮像装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】一実施の形態を示す図１R>１、図２に対応付けて以下の発明を説明する。
（１） 請求項１に記載の発明に係るデータ処理装置は、第１の標本化間隔で標本化されたデータ中から、第１の標本化間隔よりも大きな第２の標本化間隔でサンプルデータを抽出するサンプルデータ抽出手段８４と；サンプルデータから、補間処理によって第１の標本化間隔よりも大きく、かつ第２の標本化間隔よりも小さな第３の標本化間隔を有する補正データを生成する補正データ生成手段８４と；補正データに基づいて補正前データを補正し、補正後データを生成する補正手段７７、７８および７９とを有することにより上述した目的を達成する。
（２） 請求項２に記載の発明に係るデータ処理装置は、補正データを、補正前データの値に対する補正後データの値の関係を定義するルックアップテーブルに記憶されるものである。
（３） 請求項３に記載の発明は、入力されるデータに基づく画像を表示する画像表示装置に適用される。そして、請求項１または２に記載のデータ処理装置と；補正手段７７、７８および７９により生成される補正後データに基づいて画像を表示するための表示信号を出力する表示信号出力手段８０とを有するものである。
（４） 請求項４に記載の発明は、撮影レンズにより形成される被写体像を光電変換して画像信号を出力する光電変換装置を有する撮像装置に適用される。そして、請求項１または２に記載のデータ処理装置を有し；補正手段７７、７８および７９は、光電変換装置から出力される画像信号に基づいて生成される画像データである補正前データを補正して補正後データを生成するものである。
（５） 請求項５に記載の発明に係る画像表示装置は、予め定められた複数種類のテストパターン画像を表示するためのテストパターンデータを生成するテストパターン生成手段８２と；テストパターンデータに基づく表示画像の少なくとも一部を入力して画像データを出力する表示画像モニタ手段５２とをさらに有し；サンプルデータ抽出手段８４は、表示画像モニタ手段５２から出力される画像データよりサンプルデータを抽出するものである。
（６） 請求項６に記載の発明に係る画像表示装置は、画像の表示階調数をＭとしたときに、テストパターン生成手段８２で生成されるテストパターンの種類数はＭ未満としたものである。
（７） 請求項７に記載の発明に係る画像表示装置は、補正データ生成手段８４が、表示される画像に生じるシェーディングおよび色むらのうちの少なくともいずれかを抑制するように補正データを生成するものである。
（８） 請求項８に記載の発明に係る画像表示装置は、表示画像モニタ手段５２が、画像表示装置５１と一体に、または画像表示用のスクリーン５３と一体に設けられるものである。
（９） 請求項９に記載の発明に係る画像表示装置は、Ｍ未満の数のテストパターンにより得られた結果より、テストパターン生成手段８２で生成されないテストパターンに対応する補正信号を補間して求めるものである。
（１０） 請求項１０に記載の発明に係る撮像装置は、請求項１または２に記載のデータ処理装置と、複数種類のテストパターンデータに基づく画像の少なくとも一部を撮像して画像データを出力する光電変換手段５２とを有し；サンプルデータ抽出手段８４は、光電変換手段５２から出力される画像データよりサンプルデータを抽出するものである。
（１１） 請求項１１に記載の発明に係る撮像装置は、画像表示階調数をＭとしたときに、テストパターンの種類数をＭ未満としたものである。
（１２） 請求項１２に記載の発明に係る撮像装置は、Ｍ未満の数のテストパターンにより得られた結果より、撮像されないテストパターンに対応する補正信号を補間して求めるものである。
（１３） 請求項１３に記載の発明に係るデータ処理装置は、画像信号を第１の標本化間隔で標本化したデータ中から、第１の標本化間隔よりも大きな第２の標本化間隔でサンプルデータを抽出するサンプルデータ抽出手段８４と；サンプルデータから、補間処理によって第１の標本化間隔よりも大きく、かつ第２の標本化間隔よりも小さな第３の標本化間隔を有する補正データを生成する補正データ生成手段８４と；補正データに基づいて画像信号を補正し、補正された画像信号を生成する補正手段７７、７８および７９とを有するものである。
（１４） 請求項１４に記載の発明に係る画像表示装置は、画像信号を第１の標本化間隔で標本化したデータ中から、第１の標本化間隔よりも大きな第２の標本化間隔でサンプルデータを抽出するサンプルデータ抽出手段８４と；サンプルデータから、補間処理によって第１の標本化間隔よりも大きく、かつ第２の標本化間隔よりも小さな第３の標本化間隔を有する補正データを生成する補正データ生成手段８４と；補正データに基づいて画像信号を補正し、補正された画像信号を出力する補正手段７７、７８および７９と；補正手段８４で補正され、出力される画像信号に基づいて、画像を表示する表示手段８０とを有するものである。
（１５） 請求項１５に記載の発明係る撮像装置は、被写体像を光電変換して画像信号を出力する光電変換手段５２と、画像信号を第１の標本化間隔で標本化したデータ中から、第１の標本化間隔よりも大きな第２の標本化間隔でサンプルデータを抽出するサンプルデータ抽出手段８４と；サンプルデータから、補間処理によって第１の標本化間隔よりも大きく、かつ第２の標本化間隔よりも小さな第３の標本化間隔を有する補正データを生成する補正データ生成手段８４と；補正データに基づいて画像信号を補正し、補正された画像信号を生成する補正手段７７、７８および７９とを有するものである。
（１６） 請求項１６に記載の発明に係る撮像装置は、複数種類のテストパターンに基づく画像の少なくとも一部を撮像して画像信号を出力する光電変換手段５２と；画像信号を第１の標本化間隔で標本化したデータ中から、第１の標本化間隔よりも大きな第２の標本化間隔でサンプルデータを抽出するサンプルデータ抽出手段８４と；サンプルデータから、補間処理によって第１の標本化間隔よりも大きく、かつ第２の標本化間隔よりも小さな第３の標本化間隔を有する補正データを生成する補正データ生成手段８４と；補正データに基づいて画像信号を補正し、補正された画像信号を生成する補正手段とを７７、７８および７９有するものである。
【００１０】なお、本発明の構成を説明する上記課題を解決するための手段の項では、本発明を分かり易くするために発明の実施の形態の図を用いたが、これにより本発明が実施の形態に限定されるものではない。
【００１１】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施の形態に係るデータ処理装置を備える画像表示装置の概略的構成を示す図である。画像表示装置５１は、撮像装置５２とデータ処理装置２００とを備える。画像表示装置５１は、たとえば投写型液晶プロジェクタであり、外部機器から入力される映像信号に基づく画像を生成する液晶ライトバルブ、液晶ライトバルブで生成された画像を照明する光源、そして光源で照明された画像をスクリーン５３上に投射する投射レンズなどを備えて構成される。画像表示装置５１は、スクリーン５３に表示されている画像を入力（撮像）するための撮像装置５２と、撮像装置５２から出力される画像信号を処理するためのデータ処理装置２００とをさらに備える。これらの撮像装置５２およびデータ処理装置２００は、画像表示装置５１に一体に組み込まれている。
【００１２】撮像装置５２およびデータ処理装置２００には、画像表示装置５１本体の電源部より電力が供給される構成となっている。画像表示装置５１には、不図示のキャリブレーション動作設定スイッチが設けられている。このスイッチを操作者が操作してキャリブレーションモードに設定することにより、撮像装置５２およびデータ処理装置２００に電力が供給される。一方、通常の使用状態、すなわち外部機器から入力される映像信号に基づく画像をスクリーン５３に投射する状態では、撮像装置５２およびデータ処理装置２００には電力が供給されない。したがって、無駄な電力の消費が抑制される。なお、スクリーン５３上で×印で示される４つの点ｅ、ｆ、ｇおよびｈについては後で説明する。
【００１３】図２は、画像表示装置５１の内部構成を概略的に示すブロック図である。端子７１、７２および７３には、それぞれスクリーン５３の画像を表示するためのアナログのＲ、Ｇ、Ｂ画像信号が入力され、Ａ／Ｄコンバータ７４、７５および７６でディジタル画像信号に変換される。Ａ／Ｄコンバータ７４、７５および７６によるＡ／Ｄ変換のタイミングは、アドレス供給回路８７から出力されるタイミング信号によって制御される。
【００１４】アドレス供給回路８７は、端子８５に入力される水平同期信号および端子８６に入力される垂直同期信号から上述したＡ／Ｄ変換のタイミング信号とアドレス信号とを生成する。アドレス供給回路８７で生成されたアドレス信号は、ルックアップテーブル（以下、本明細書中ではルックアップテーブルを「ＬＵＴ」と称する）７７、７８および７９に入力される。
【００１５】アドレス供給回路８７の内部構成を概略的に示す図３を参照し、アドレス供給回路８７についてさらに詳しく説明する。端子８５から入力される水平同期信号は、位相比較器９１に入力される。位相比較器９１の他入力には、後述する水平カウンタ９３のＴＣ端子から出力される信号が入力される。位相比較器９１に入力される二つの信号の位相差に応じたアナログ電圧信号が位相比較器９１からＶＣＯ９２に入力される。
【００１６】ＶＣＯ９２は、位相比較器９１からの入力電圧に応じた周波数のパルス信号を出力する。ＶＣＯ９２から出力されるパルス信号は、Ａ／Ｄコンバータ７４、７５および７６と、水平カウンタ９３のクロック端子（ＣＫ）とに入力される。水平カウンタ９３は、Ｎ進カウンタであり、クロック端子からＮ個のパルスが入力されるとターミナルカウント端子（ＴＣ）から一つのパルスが出力される。ターミナルカウント端子から出力される信号は位相比較器９１に入力され、上述したように端子８５より入力される水平同期信号と位相比較される。
【００１７】水平カウンタ９３は、ＶＣＯ９２から出力されるパルス信号の数をカウントし、出力端子（Ｑｎ）よりカウント値を出力する。このカウント値は、Ｎに達するとリセットされる。水平カウンタ９３から出力される信号はパラレル信号であり、このパラレル信号がＬＵＴ７７、７８および７９に入力される水平アドレス信号となる。上記Ｎは、画像表示装置５１の水平方向の表示解像度に応じて設定されるものであり、画像表示装置５１の仕様に応じて固定してもよいし、この画像表示装置５１がいわゆるマルチスキャンタイプのものであるならば、入力される映像信号に応じて自動あるいは手動で設定変更可能としてもよい。
【００１８】ターミナルカウント端子（ＴＣ）から出力されるパルス信号はまた、垂直カウンタ９４のクロック端子（ＣＫ）に入力される。端子８６から入力される垂直同期信号は、垂直カウンタ９４のリセット端子（ＲＳＴ）に入力される。垂直カウンタ９４は、水平カウンタ９３から入力されるパルス信号の数をカウントし、出力端子（Ｑｎ）よりカウント値を出力する。このカウント値は、リセット端子に垂直同期信号が入力されるとリセットされる。垂直カウンタ９４の出力信号も水平カウンタ９３の出力信号と同様、パラレル信号であり、ＬＵＴ７７、７８および７９に入力される垂直アドレス信号となる。
【００１９】再び図２を参照して、画像表示装置５１の内部構成を説明する。ＬＵＴ７７、７８および７９の出力は、それぞれスイッチ８１の端子Ａに接続される。スイッチ８１の端子Ｂにはテストパターン発生回路８２の出力が接続される。スイッチ８１が端子Ａに接続されている場合には、ＬＵＴ７７、７８および７９から出力される画像データがＬＣＤドライバ８０に入力される。ＬＣＤドライバ８０は、入力される画像データに基づいて不図示の液晶ライトバルブ等に駆動信号を出力する。なお、テストパターン発生回路８２の詳細については後で説明する。
【００２０】データ処理装置２００は、ＣＰＵ８４およびワーキングメモリ８３などから構成される。ＣＰＵ８４は、後で詳しく説明するキャリブレーション動作時に、テストパターン発生回路８２に対してテストパターン生成指令信号を発し、スイッチ８１を端子Ｂに切り換える。すると、スクリーン５３（図１）に所定のテストパターンが投射表示される。撮像装置５２はこのとき、スクリーン５３上に投射されている画像を入力、すなわち撮影し、画像信号をワーキングメモリ８３に出力する。ＣＰＵ８４は、ワーキングメモリ８３に記憶されている上記画像信号を後述するように処理し、シェーディングおよび色むらのうちの少なくともいずれかを補正するための補正値を算出してＬＵＴ７７、７８および７９に出力する。ＬＵＴ７７、７８および７９はこれらの補正値を記憶する。
【００２１】以上に説明したように構成される画像表示装置５１において、この画像表示装置５１が有するデータ処理装置２００により行われるキャリブレーション動作と、画像表示装置５１により行われる画像表示動作とについて順次説明する。なお、以下では説明を簡略化するため、画像表示装置５１の表示解像度は水平方向、垂直方向とも各６画素であるものとする。また、Ｒ、Ｇ、Ｂ各色の階調は３ビット、すなわち０（最も暗い）〜７（最も明るい）の８階調であるものとするが、本発明がこれらの値に限定されるものではない。
【００２２】− キャリブレーション動作 −図４は、データ処理装置２００に組み込まれるＣＰＵ８４により実行されるキャリブレーション手順を説明するフローチャートである。以下、図１〜図７を参照してＣＰＵ８４により実行されるキャリブレーション手順について説明する。
【００２３】ステップＳ１０１においてＣＰＵ８４は、スイッチ８１を端子Ｂに切り換える。なお、このスイッチ８１の切換に関してはＣＰＵ８４が自動的に行うのに代えて操作者が手動で切り換えるものであってもよい。
【００２４】ステップＳ１０２においてＣＰＵ８４は、テストパターン発生回路８２にテストパターン生成指令信号を発する。テストパターン発生回路８２は、ＣＰＵ８４から出力される指令信号に応答して以下に説明するテストパターンを生成する。すると、スクリーン５３上に所定のテストパターンが表示される。
【００２５】本実施の形態において、スクリーン５３上に投射されるテストパターンは、Ｒ、Ｇ、Ｂが同じ階調値であるニュートラルグレイの一様なパターンである。このとき、階調値が０、４、７と変えられるのに応じてスクリーン５３上に投射されるテストパターンは黒、グレイ、白と変化する。ただし、ここでスクリーン５３上に投射される画像は、何の補正も施されていない。このため、Ｒ、Ｇ、Ｂ各色の液晶ライトバルブのγ特性（入力信号に対する表示画像の濃度の特性）のばらつきや、シェーディング等の影響を受ける。その結果、本来中間色を有する均一なパターンがスクリーン５３に表示されるべきところ、スクリーン５３上の場所によって輝度むらを生じたり、色付き（色むら）を生じたりする。
【００２６】スクリーン５３上に投射表示されるテストパターンの画像は、撮像装置５２により入力され、この撮像装置５２から画像データが出力される。ＣＰＵ８４は、スクリーン５３に表示されるテストパターンの種類、すなわちニュートラルグレイのパターンの階調を０、４、７と変えては撮像装置５２から出力される画像データをワークメモリ８３に取り込む動作を所定回数（本実施の形態においては３回）繰り返す。以下、本実施の形態の説明中では、スクリーン５３に表示されるテストパターンの画像を、撮像装置５２によって入力することを「サンプリング」あるいは「サンプルする」と表現し、サンプリングしてワークメモリ８３に記憶される画像データを「サンプルデータ」と称する。
【００２７】なお、撮像装置５２の入出力特性は、厳密に調整されたものであるか、あるいはその特性が厳密に測定されているものを用いることが望ましい。なぜならば、撮像装置５２で入力されたスクリーン５３の表示画像に基づいて画像表示装置５１のシェーディングや色むらなどを補正するからである。もし、撮像装置５２の入出力特性が管理されていないと、補正結果は撮像装置５２の入出力特性の影響を受け、望ましい補正結果が得られない。
【００２８】ステップＳ１０３においてＣＰＵ８４は、ワーキングメモリ８３に記憶されているサンプルデータから階調補正値算出用の補正式を算出する。この、補正式を算出する際のサンプルデータについて図５（ａ）を参照し、以下に説明する。
【００２９】図５（ａ）は、スクリーン５３上に投射表示される画像の有効表示領域の部分を縦横それぞれ６分割し、各領域ごとに番号を付したものを示している。本実施の形態において画像表示装置５１は縦横それぞれ６画素、計３６画素の表示解像度を有しているので、１〜３６の番号の付された領域のそれぞれが一つの表示画素に対応する。ＣＰＵ８４がステップＳ１０３で補正式を算出するときには、図５（ａ）の領域８、１１、２６および２９のサンプルデータが用いられる。この領域８、１１、２６および２９は、図１に示されるスクリーン５３上の点ｅ、ｆ、ｇ、およびｈに対応している。
【００３０】ここで、領域８のサンプルデータが以下の表１に示されるとおりであったと仮定する。
【表１】
【００３１】表１のサンプルデータでは、Ｒ、Ｇ、Ｂ３色のうちのＧのデータはテストパターンの階調値と同じ値となっている。つまり、テストパターンの階調値をＤｔ、サンプルデータの階調値をＤｓとすると、Ｄｓ＝Ｄｔとなっているので階調補正値算出用の方程式を求めることは不要である。一方、Ｒ色およびＢ色についてはそれぞれ図６（ａ）、図６（ｂ）のグラフで示されるように実測値と理想値とが乖離している状態となっている。
【００３２】図６（ａ）、図６（ｂ）を参照してサンプルデータからＲ色およびＢ色の階調補正値算出用の方程式を求める手順について説明する。
【００３３】図６（ａ）のグラフより、領域８における画像表示装置５１のＲ色の投射表示特性は、入力値０に対しての０レベルで、入力値４に対して３のレベルで、そして入力値７に対して６のレベルで投射表示されていることがわかる。逆に表現すると、投射表示される画像の輝度レベルを３にするために入力値は４とすればよいことがわかる。すなわち、０〜３の入力値に対する補正値は、図６（ａ）の直線ａより求め、３〜７の入力値に対する補正値は図６（ａ）の直線ｂより求めればよい。このとき、図６（ａ）のグラフにおける縦軸（サンプルデータの階調値）を入力（補正前）データの階調値Ｄｉと、横軸（テストパターンの階調値）を出力（補正後）データＤｏと置き換え、方程式Ｄｏ＝ｆ（Ｄｉ）を求めればよい。すると、図６（ａ）における直線ａの方程式は、Ｄｏ＝４／３Ｄｉ … 式（１）
となり、直線ｂの方程式は、Ｄｏ＝Ｄｉ＋１ … 式（２）
となる。
【００３４】図６（ｂ）のグラフからも、上述したのと同様にして、０〜４の入力値Ｄｉに対する補正値Ｄｏは図６（ｂ）の直線ａから求め、４〜７の入力値Ｄｉに対する補正値Ｄｏは図６（ｂ）の直線ｂから求めればよい。そして、図６（ｂ）の直線ａの方程式は、Ｄｏ＝４／３Ｄｉ−４／３ … 式（３）
となり、直線ｂの方程式は、Ｄｏ＝３／２Ｄｉ−２ … 式（４）
となる。ＣＰＵ８４は、以上に説明したアルゴリズムに従ってステップＳ１０３の処理を行う。以上では領域８のサンプルデータに基づく処理を例にとって説明をしたが、ＣＰＵ８４は領域１１、２６および２９のサンプルデータに基づく処理も同様に行う。以上のようにしてＣＰＵ８４は、領域８、１１、２６および２９のサンプルデータに基づいてＲ、Ｇ、Ｂ各色の階調補正値算出用の方程式をステップＳ１０３で求める。
【００３５】ステップＳ１０４においてＣＰＵ８４は、ステップＳ１０３で求められた式を用いて階調補正値を算出する。ＣＰＵ８４による補正値算出結果の一例を以下の表２に示す。
【表２】
【００３６】上記表２は、領域８の階調補正値のみを示す。この表２において、Ｒ色の入力値Ｄｉ（補正前データ）が７のとき、式（２）で算出される補正値Ｄｏは８となる。しかし、階調値は０〜７までしか存在し得ないので、このような場合には補正値Ｄｏを７とする。
【００３７】同様に、Ｂ色の入力値Ｄｉが０のとき、式（３）で算出される補正値Ｄｏは−４／３となるが、上述したのと同様の理由により補正値Ｄｏを０とする。Ｂ色の入力値Ｄｉが７のときの補正値Ｄｏも同様にして７とする。また、表２は式（１）〜式（４）において計算された結果の小数点以下第１位を四捨五入したものを示している。なお、ここでは、ステップＳ１０３、Ｓ１０４において、サンプルデータ以外の補正値の算出を１次（線形）補間して求める構成としたが、本発明は上記の例に限定されるものではない。
【００３８】ＣＰＵ８４によるステップＳ１０１〜ステップＳ１０４の処理により、領域８、１１、２６および２９におけるＲ、Ｇ、Ｂ各色の階調補正値が求められる。ところで、上記階調補正値算出手順を、領域１〜３６、すなわち表示画素のすべてに対応して繰り返し行うこともできるが、階調補正値の算出に多くの時間を要する。本実施の形態において、画像表示装置５１の表示解像度は３６画素であるので、時間を要する程度はたかが知れている。しかし、この表示解像度がＳＶＧＡ（８００×６００画素）、ＸＧＡ（１０２４×７６８画素）、さらには１２８０×１０２４画素、１６００×１２００画素と増すにつれて、サンプリングに要する時間もサンプルデータを記憶するメモリ容量も、補正式の算出に要する時間も飛躍的に増す。
【００３９】本実施の形態では、領域８の階調補正値を領域１、２、７および８の階調補正値として共用する。同様に、領域１１の階調補正値を領域５、６、１１および１２の、領域２６の階調補正値を領域２５、２６、３１および３２の、そして領域２９の階調補正値を領域２９、３０、３５および３６の階調補正値としてそれぞれ共用する。上述のように、一つの領域の階調補正値を４つの領域の階調補正値として共用することにより、階調補正値を記憶するのに必要なメモリ容量を削減することができる。以下、図５（ｂ）に示されるように、領域１、２、７および８で占められる領域を領域Ａと定義し、残りの部分についても同様に領域Ｂ、Ｃ、…、Ｈ、Ｉと定義する。つまり、ステップＳ１０１〜ステップＳ１０４の処理により、領域Ａ、Ｃ、ＧおよびＩの階調補正値が求められたことになる。
【００４０】ステップＳ１０５においてＣＰＵ８４は、領域Ａ、Ｃ、ＧおよびＩのＲ、Ｇ、Ｂ各色および各階調の階調補正値を用いて、以下に説明するように領域Ｂ、Ｄ、Ｅ、ＦおよびＨそれぞれに対応する階調補正値を補間演算によって求める。
【００４１】たとえば、領域ＢにおけるＲ色の階調０に対応する階調補正値を求める場合、Ａ、Ｃそれぞれの領域におけるＲ色の階調０の階調補正値を足して２で割る。同様に、領域ＢにおけるＲ色の階調１〜７、Ｇ色およびＢ色の階調０〜７についても領域ＡおよびＣそれぞれの階調補正値を平均して求める。以上の平均値算出の処理により、領域ＢにおけるＲ、Ｇ、Ｂ各色各階調の階調補正値が算出される。
【００４２】上述したのと同様の手順により、ＣＰＵ８４は領域ＡおよびＧの階調補正値を各色各階調ごとに平均して領域Ｄの階調補正値を算出する。ＣＰＵ８４はさらに、領域ＣおよびＩの階調補正値より領域Ｆの階調補正値を、領域ＧおよびＩの階調補正値より領域Ｈの階調補正値を算出する。ＣＰＵ８４はまた、領域Ｅの階調補正値に関して、領域Ａ、Ｃ、ＧおよびＩの各色各階調の階調補正値をそれぞれ足して４で割ることにより求める。なお、上記の例では領域Ｂ、Ｄ〜Ｆ、Ｈの各色各階調の階調補正値を、領域Ａ、Ｃ、Ｇ、Ｉの階調補正値より平均をとることにより求める方法について説明したが、たとえば、領域分割数が多くなった場合など、別の補間方法により求めても良い。
【００４３】ステップＳ１０６においてＣＰＵ８４は、ステップＳ１０３〜ステップＳ１０５の処理を経て算出された領域Ａ〜Ｉの各色各階調の階調補正値をＬＵＴ７７、７８および７９に転送する。このとき、ＬＵＴ７７には領域Ａ〜ＩのＲ色各階調の、ＬＵＴ７８には領域Ａ〜ＩのＧ色各階調の、そしてＬＵＴ７９には領域Ａ〜ＩのＢ色各階調の階調補正値が格納される。
【００４４】ここで、アドレス供給回路８７とＬＵＴ７７〜７９のそれぞれとの間に接続されるアドレスバスについて説明する。既に説明したとおり、ＬＵＴ７７〜７９は、図５（ａ）の領域１〜３６のすべてに対する階調補正値が格納されているのではなく、図５（ｂ）の領域Ａ〜Ｉに対応する階調補正値が格納されている。つまり、図５（ａ）における領域１、２、７および８に対しては図５（ｂ）における領域Ａの階調補正値が用いられる。具体的には、アドレス供給回路８７から出力される水平、垂直両方向それぞれのアドレスバスのうちのＬＳＢが省かれていて、バス幅が２ビット節約されている。このようにアドレスバスのＬＳＢが省略されることにより、図５（ａ）の水平方向に０００、００１、…、１００、１０１と２進数で記されているアドレスデータは図５R>５（ｂ）の水平方向に００、０１、１０と記されるものとなる。本実施の形態では、上述のようにしてアドレスバス幅を２ビット省略できるのに加え、ＬＵＴ７７、７８および７９の記憶容量を、表示画素のすべてに対応する補正値を記憶するものに比べて１／４とすることができる。また、キャリブレーションに際して測定点を減じることができるのに加え、先述のとおり８階調のうちの３階調のみで測定を行うことでキャリブレーションに要する時間を大幅に減じることが可能となる。
【００４５】たとえば、表示解像度が１，０２４×７６８（バス幅で表現すると水平方向１０ビット×垂直方向１０ビット）で、Ｒ、Ｇ、Ｂ各色の表示階調が２５６（バス幅で表現すると色数２ビット×階調８ビット）のものでは、表示画素のすべてに対応する補正値を記憶しようとすると３０ビットものアドレスバス幅を要することになる。そして、キャリブレーション時の測定に要する時間も莫大なものとなってしまう。この点、本発明によればキャリブレーション時の測定に要する時間を大幅に減じるとともに、ハードウェア規模を縮小することが可能となる。
【００４６】以上の実施の形態では、水平方向および垂直方向のそれぞれで２画素ずつ、計４画素分に相当する領域を一つの領域としてＬＵＴ７７、７８および７９に記憶する例について説明したが、本発明は上記の例に限られない。たとえば水平方向垂直方向のそれぞれに対して３画素あるいはそれ以上の画素をひとまとめにしてもよい。また、水平垂直それぞれの方向にまとめる画素数は必ずしも等しくする必要はなく、たとえば水平方向に３画素、垂直方向に２画素をひとまとめにしたり、水平方向はひとまとめにせず、垂直方向にのみ４画素をひとまとめにしたりするものであってもよい。このとき、２の倍数の画素をひとまとめにする場合にはアドレス供給回路８７とＬＵＴ７７〜７９およびワーキングメモリ８３とＬＵＴ７７〜７９との間に接続されるアドレスバスをＬＳＢ側から順次省いてゆけばよい。また、ひとまとめする画素数が２の倍数でないときにはアドレス供給回路８７とＬＵＴ７７〜７９との間およびワーキングメモリ８３とＬＵＴ７７〜７９との間に、ひとまとめにする画素数に応じたエンコーダ等のロジック回路を介在させればＬＵＴ７７、７８および７９に接続されるアドレスバスの本数を減じることができる。
【００４７】ここで、シェーディングや色むら等の特性について説明する。これらの特性は、表示画面上の水平・垂直方向の位置に応じて変化する。この特性の変化を波として捕らえた場合、周波数という尺度で特性の変化の度合いを表すことができる。この場合、特性の変化は表示画面の空間内で生じるものなので、空間周波数という尺度で特性の変化の度合いを表すことができる。以下、本明細書中では、「シェーディングや色むら等の特性」を単に「表示むら特性」と称する。
【００４８】一方、表示される画像は水平・垂直両方向にメッシュ状に分割された複数の画素で構成されている。つまり、表示される画像は２次元の平面上に配列される複数の画素で構成されている。そして画素一つ一つの色は、Ｒ、Ｇ、Ｂ３色それぞれの階調値の組み合わせで定義される。いわば、２次元の表示画面が上記画素の配列ピッチで定義される標本化間隔で標本化（量子化）されているといえる。
【００４９】表示むら特性の変化を、上述した「画素の配列ピッチで定義される標本化間隔」という尺度で見たときに、表示むら特性の変化度合い（空間周波数）は、上記標本化間隔でサンプリングし得る空間周波数の最大値に比べて十分に低い。いま、表示対象となる画像データの標本化間隔を第１の標本化間隔と定義し、キャリブレーション時にサンプリングする際の標本化間隔を第２の標本化間隔と定義する。また、サンプリングした結果を補間して得られる補正値の標本化間隔を第３の標本化間隔と定義する。
【００５０】もし、キャリブレーション時に要する時間や補正値を記憶するＬＵＴの容量に制限がないのであれば、第２の標本化間隔を第１の標本化間隔と等しくすればよい。この場合、補間演算は不要となる。しかし、実際には表示される画素数が１００万画素前後、あるいは１００万画素を越すようになると、第２の標本化間隔を第１の標本化間隔と等しくしたのではキャリブレーションに要する時間とＬＵＴの記憶容量は莫大なものとなる。したがって、本発明のように第１の標本化間隔を有するデータ中から第２の標本化間隔でサンプルデータを抽出し、補間によって第３の標本化間隔を有する補正データを生成することが、キャリブレーションに要する時間を短縮するのと、補正データを記憶するメモリの容量を減じる上で有効である。
【００５１】第２の標本化間隔は、補正対象となる表示むらの有する最高空間周波数の２倍の値を超すサンプリング周波数（ナイキスト周波数）となるようにすることが望ましい。このように第２の標本化間隔を定めることにより、表示むら特性自体を一義的に標本化することができる。したがって、第２の標本化間隔でサンプリングした表示むら特性を補間処理し、得られた第３の標本化間隔を有する補正データによって補正対象のデータを補正することにより、残留誤差を最小限に抑制することができる。
【００５２】第３の標本化間隔については、この間隔を大きくして第２の標本化間隔に近づけるほど補正データを記憶するためのＬＵＴ７７、７８および７９の容量を減じることが可能となる。その反面、一つの補正データで補正する対象となるデータ（表示領域）が増すことになるので、補正データによって補正しきれずに残る残留誤差が増すことになる。つまり、第３の標本化間隔と、表示される画像の質とはトレードオフの関係にある。したがって、第３の標本化間隔は、表示する画像に求められる画質に応じて、第１の標本化間隔よりも大きく、第２の標本化間隔よりも小さい任意の値に定めればよい。
【００５３】以上では、画像の画素配列方向の標本化間隔について説明したが、階調方向にも同様のことがいえる。たとえば、Ｒ、Ｇ、Ｂ各色の表示階調が２５６階調を有するものである場合、この２５６階調で定義される階調の間隔が上記第１の標本化間隔に対応する。そして、液晶ライトバルブのγ特性を標本化しうる標本化間隔を第２の標本化間隔と定め、表示する画像に求められる画質に応じて第３の標本化間隔を定めてもい。
【００５４】以上の説明からも明らかなように、標本化間隔の「間隔」は、あるデータが分布している空間における文字通りの間隔のみならず、力やエネルギ等の、測定可能なあらゆる物理量の標本化間隔（量子化に際しての分解能に対応）をも含む。たとえば、ある電流信号があったとして、その電流信号をＡ／Ｄ変換する際の分解能が１ｍＡであったとする。この場合の標本化間隔は１ｍＡということになる。また、ある時間軸に沿って変化する信号があれば、その時間軸に沿う方向（標本化に際してのインターバルに対応）にも、「間隔」を適用できる。つまり、本実施の形態において、データ処理装置２００は画像信号を処理するものであったが、他の信号（データ）を処理するものにも本発明は適用可能である。
【００５５】ＣＰＵ８４による以上に説明した階調補正値の算出手順は、たとえば画像表示装置５１の電源投入時毎に行われる。あるいは、工場出荷時等に行われるものであってもよい。工場出荷時に行われるものである場合、撮像装置５２は画像表示装置５１に必ずしも内蔵される必要はない。すなわち、画像表示装置５１の組立ラインに設置されている撮像装置を組み立て途中の画像表示装置５１に接続して上記階調補正値を算出すればよい。この場合、画像表示装置５１とは独立した撮像装置をスクリーン５３の投射面に略正対させるように設置しておけばよい。あるいはスクリーン５３を磨りガラス状のもので構成し、このスクリーン５３の裏面側に撮像装置５２を設置しておき、キャリブレーション時にスクリーン５３の裏面より投射像を撮影することも可能である。このとき、スクリーン５３と撮像装置５２とを一体に設置することでスクリーン５３と撮像装置５２との相対位置を固定することができる。
【００５６】また、上述のように撮像装置５２が画像表示装置５１とは独立して設けられるものである場合、フラッシュメモリ等の不揮発性メモリ（不図示）にキャリブレーションにより求められた階調補正値を記憶させておくことが望ましい。そして、ＬＵＴ７７〜７９はＲＡＭで構成し、画像表示装置５１の電源投入時に、フラッシュメモリからＬＵＴ７７〜７９のそれぞれに階調補正値を転送することが望ましい。なお、ワーキングメモリ８３からＬＵＴ７７〜７９、あるいは不図示のフラッシュメモリからＬＵＴ７７〜７９への階調補正値の転送に際してはＡ／Ｄコンバータ７４〜７６それぞれの出力がディセイブル（Disable）される。同様に、画像表示装置５１が画像を投射表示する際にはワーキングメモリ８３がディセイブルされてＬＵＴ７７〜７９の入力に接続されるバスから切り離される。
【００５７】− 画像の投射表示 −ＬＵＴ７７〜７９のそれぞれには、以上に説明したように階調補正値が記憶され、画像表示装置５１が投射表示を行う場合には入力される映像信号に対して以下のように階調補正がなされる。
【００５８】画像表示装置５１の投射表示動作に際し、端子７１〜７３のそれぞれには、スクリーン５３に投射表示する画像のＲ、Ｇ、Ｂ各色のアナログ映像信号が入力され、端子８５、８６のそれぞれには水平同期信号および垂直同期信号が入力される。また、スイッチ８１は端子Ａに切り換えられる。
【００５９】アドレス供給回路８７からＡ／Ｄコンバータ７４〜７６のそれぞれにタイミング信号が供給されるのに応じて、ディジタルデータに変換された映像信号がＬＵＴ７７〜７９のそれぞれに供給される。このとき、アドレス供給回路８７からＬＬＵＴ７７〜７９のそれぞれには、Ａ／Ｄコンバータ７４〜７６のそれぞれから出力されるディジタルの映像信号（階調データ）が、表示画面中のどの画素に対応するものかを示すアドレス信号が供給される。
【００６０】ＬＵＴ７７〜７９は、Ａ／Ｄコンバータ７４〜７６から出力される階調データおよびアドレス供給回路８７から出力されるアドレス信号に基づいて階調補正された映像信号（階調データ）をＬＣＤドライバ８０に出力する。ＬＣＤドライバ８０が不図示の液晶ライトバルブ等の画像生成装置に駆動信号を出力するのに応じ、この画像生成装置で生成された画像がスクリーン５３に投射表示される。
【００６１】以上では、キャリブレーションに際してたとえば図５（ａ）の領域８の階調補正値を図５（ｂ）の領域Ａの階調補正値とする例について説明したが、領域Ａ内の任意の１画素に対応する領域、すなわち図５（ａ）の例では領域１、２、７および８のうちのいずれかの階調補正値を領域Ａの階調補正値とするものであってもよい。あるいは、ある特定の領域に含まれる複数の画素に対応する領域を測定して得られる複数の階調補正値に対して統計処理を施し、この統計処理結果をもって上記特定領域の階調補正値としてもよい。たとえば、図５R>５（ａ）、図５（ｂ）を参照して説明すると、領域Ａの階調補正値は領域１および８の階調補正値を平均、加重平均、あるいは相乗平均等をして求めてもよい。上述のように処理することにより、撮像装置５２から出力される映像信号中のノイズ成分の影響を減じることができる。このノイズ成分をさらに低減するには、撮像装置５２が、図７にその一例が示されるようなノイズリデューサの機能を有していることが望ましい。図７に示されるノイズリデューサは巡回型と呼ばれ、入力される映像信号に対してフレーム単位である係数が乗じられ、加算されて出力されるものである。なお、このノイズリデューサは、電気回路で構成されるものであってもよいし、ソフトウェア処理により図７に示すものと同等の機能を実現するものであってもよい。
【００６２】また、階調方向の補間（図４のステップＳ１０３〜ステップＳ１０４の処理）および表示画素の配列方向の補間（図４のステップＳ１０５の処理）については、直線補間のみならず、多項式近似等を用いて非線形の補間をするものであってもよい。
【００６３】図４に示されるフローチャートでは、ステップＳ１０３、Ｓ１０４においてまず階調方向に補間を行い、続いてステップＳ１０５において画素の並び方向に補間を行って階調補正値を算出する手順が示されている。これに対して、まず画素の並び方向に補間を行い、続いて階調方向に補間を行って階調補正値を算出することも可能である。
【００６４】以上の実施の形態の説明では、画像表示装置５１が投射表示を行う際、Ａ／Ｄコンバータ７４、７５および７６から出力されるデータがＬＵＴ７７、７８および７９により補正される例について説明した。これに代えて、情報処理装置２００のＣＰＵ８４、あるいは別に設けられるハードロジックやＣＰＵ等により、ＬＵＴ７７、７８および７９の機能を代行するものであってもよい。つまり、第２の標本化間隔でサンプリングした表示むら特性を、上記ＣＰＵ８４、あるいは別設のハードロジックやＣＰＵが補間処理し、第３の標本化間隔を有する、補正を施すためのデータを生成し、Ａ／Ｄコンバータ７４、７５および７６から出力されるデータに対して補正をする動作をリアルタイムで行うこともできる。
【００６５】以上の実施の形態の説明では、撮像装置５２としていわゆるカラーの撮像装置を用い、スクリーン５３にニュートラルグレイのテストパターンを投射表示する例について説明した。上記例では、一つのテストパターンを投射すれば、Ｒ、Ｇ、Ｂ３色のサンプルデータがほぼ同時に得られるのでサンプリングを高速に行うことができるという利点を有する。これに代えて、サンプリングに要する時間が多少増加するものの、撮像装置５２をモノクロの撮像装置とすることも可能である。この場合、テストパターンはニュートラルグレイのものでなく、Ｒ、Ｇ、Ｂ単色のテストパターンを時系列的に切り換えて表示し、その都度サンプリングをすればよい。
【００６６】以上の実施の形態の説明では、投写型の画像表示装置に本発明を適用する例について説明したが、本発明はその他の表示装置や撮像装置等に適用することもできる。たとえば、撮像装置に本発明を適用する場合について説明する。撮像装置は、装着される撮影レンズにより形成される被写体像を光電変換して画像信号を出力する光電変換装置を有する。光電変換装置の後段に接続される画像処理回路は、光電変換装置から出力される画像信号に対して予め定められた処理を行ってからＡ／Ｄ変換し、画像データを生成する。
【００６７】このように構成される撮像装置から出力される画像データに基づく画像がディスプレイモニタ等に表示される。そして、ディスプレイモニタ上に表示されている画像を、別の撮像装置や光電変換装置等を用いてサンプリングし、撮像装置の出力信号に補正を加えるためのデータを生成する。このとき、ディスプレイモニタの表示特性や、ディスプレイモニタに表示される画像をサンプリングするための撮像装置は厳密に較正されたものであるか、あるいはその特性が既知であるものを用いることが望ましい。また、テストパターンとしては表示装置等に表示されるものを用いてもよいし、所定のテストパターンが描かれているテストチャートを用いてもよい。また、上記サンプリングに際し、ディスプレイモニタへ表示することはせずに、撮像装置から出力される画像データを直接データ処理装置に入力してサンプリングし、補正データを生成するものであってもよい。
【００６８】以上に説明した撮像装置を有する機器としては、ディジタルスチルカメラやビデオカメラなどがある。これらのディジタルスチルカメラやビデオカメラは、画像データを磁気テープやフラッシュメモリ等の記憶装置に記録するための記録部をさらに有する。
【００６９】以上の発明の実施の形態と請求項との対応において、ＣＰＵ８４がサンプルデータ抽出手段、補正データ生成手段を、ＬＵＴ７７、７８および７９が補正手段を、ＬＣＤドライバ８０が表示信号出力手段を、テストパターン発生回路８２がテストパターン生成手段を、撮像装置５２が表示画像モニタ手段をそれぞれ構成する。
【００７０】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれば以下の効果を奏する。
（１） 請求項１または１３に記載の発明によれば、第１の標本化間隔で標本化されたデータ中から、第１の標本化間隔よりも大きな第２の標本化間隔でサンプルデータを抽出し、このサンプルデータから、補間処理によって第１の標本化間隔よりも大きく、第２の標本化間隔よりも小さな第３の標本化間隔を有する補正データを生成し、この補正データに基づいて補正前データを補正することにより、サンプルデータの抽出に要する時間を短縮できるのに加え、補正データの記憶に必要なメモリ空間を最小限にすることができる。
（２） 請求項２に記載の発明によれば、補正データをルックアップテーブルとした場合には従来よりも少ない容量のメモリ素子で構成できる。
（３） 請求項３に記載の発明によれば、画像表示装置の較正に要する時間を短縮できるので操作性に優れる。また、補正データを記憶するためのメモリ空間を最小限にすることができるので、画像表示装置の製造コストを抑制することが可能となる。
（４） 請求項４、１０、１５または１６に記載の発明によれば、撮像装置の較正に要する時間を短縮できるので操作性に優れる。また、補正データを記憶するためのメモリ空間を最小限にすることができるので、撮像装置の製造コストを抑制することが可能となる。
（５） 請求項５に記載の発明によれば、画像表示装置単体で較正を行うことができるので、表示性能を常に高い状態に維持することが容易となる。
（６） 請求項６に記載の発明によれば、表示階調数未満の種類数のテストパターンを生成してサンプルデータを抽出することにより、サンプルデータの抽出に要する時間を減じることができ、較正に要する時間を減じることが可能となる。
（７） 請求項７に記載の発明によれば、表示される画像に生じるシェーディングおよび色むらのうちの少なくともいずれかを抑制でき、表示される画像の画質を向上させることができる。
（８） 請求項８に記載の発明によれば、表示画像モニタ手段が画像表示装置または画像表示用のスクリーンと一体に設けられることにより、画像表示装置の可搬性を向上させることができる。また、表示画像モニタ手段と画像表示装置または画像表示用のスクリーンとの間の相対位置が一定になるのでデータの補正精度が高まり、より鮮明な表示画像を得ることができる。
（９） 請求項９に記載の発明によれば、表示する画像の階調数未満の数のテストパターンにより得られた結果より、テストパターン生成手段で生成されないテストパターンに対応する補正信号を補間して求めることにより、搭載するメモリの容量やアドレスバスの幅が減じられる。
（１０） 請求項１４に記載の発明によれば、画像表示装置の較正に要する時間を短縮できるので操作性に優れる。また、補正データを記憶するためのメモリ空間を最小限にすることができるので、画像表示装置の製造コストを抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は、本発明の実施の形態に係るデータ処理装置を備える画像表示装置の概略的構成を示す図である。
【図２】 図２は、本発明の実施の形態に係るデータ処理装置を備える画像表示装置の内部構成の概略を説明するブロック図である。
【図３】 図３は、アドレス供給回路の内部構成を概略的に示すブロック図である。
【図４】 図４は、データ処理装置に組み込まれるＣＰＵにより実行されるキャリブレーション手順を説明するフローチャートである。
【図５】 図５は、階調補正値の算出手順を説明する図である。
【図６】 図６は、階調補正値算出用の方程式を求める手順を説明する図である。
【図７】 図７は、撮像装置に組み込まれるノイズリデューサの機能を概念的に示すブロック図である。
【符号の説明】
５１ … 画像表示装置 ５２ … 撮像装置
５３ … スクリーン ７１、７２、７３ … 端子
７４、７５、７６ … Ａ／Ｄコンバータ ７７、７８、７９ … ＬＵＴ
８０ … ＬＣＤドライバ
８２ … テストパターン発生回路 ８４ … ＣＰＵ
８５、８６ … 端子
８７ … アドレス供給回路
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、データ処理装置、画像表示装置および撮像装置に関し、さらに詳しくは比較的粗いサンプリング間隔でサンプリングされたデータに基づき、補間によって比較的細かいサンプリング間隔に対応する補正データを生成し、入力されるデータを上記補正データに基づいて補正するデータ処理装置、画像表示装置および撮像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】輝度むらを補正可能な投写型画像表示装置（以下、本明細書中では投写型画像表示装置を単に「表示装置」と称する）として、特開平８−第２２３５１９号公報に開示されるものがある。この表示装置では、投射スクリーン上に表示される画像を撮像カメラにより撮影する。このとき、画面を碁盤の目状の複数の領域に分割して撮影し、投射スクリーン上の輝度を各領域ごとに求める。続いて、求められた各領域ごとの輝度に基づいて、各領域に対応する輝度補正値を求める。表示装置にはメモリが設けられており、投射スクリーンの分割領域のそれぞれに対応する輝度補正値が上記メモリに記録される。
【０００３】上記表示装置で投射表示を行う場合、この表示装置に入力される入力映像信号に同期させて、投射スクリーンの上記分割領域に対応するアドレス値をアドレスカウンタで設定する。このアドレス値に対応してメモリから輝度補正値が順次読み出される。読み出された輝度補正値をＤ／Ａ変換回路でアナログ値に変換することによりアナログ補正値を得て、このアナログ補正値と入力映像信号とを演算処理することにより、投射スクリーン上での輝度むらを補正する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】たとえば、３管式あるいは３板式の電子カメラや投写型表示装置に代表されるような、ダイクロイックミラーを用いる装置では、ダイクロイックミラーに入射する光の入射角度によって分光特性が変化する。この、入射角度の違いによって分光特性が変化する現象により、シェーディングを生じる。このシェーディングにより、投射される画面上で輝度むらを生じる。入射角度の違いにより生じる上記分光特性の変化が、各色光ごとに異なっていると、投射される画面上の場所場所に応じてカラーバランスが変化して色むらを生じる。色むらを生じると、たとえば無彩色の画像信号が入力されているにもかかわらず、画面上の場所に応じて色付きを生じる。この色むらの補正を、先に説明したようにアナログ的に行おうとすると、補正回路を構成する部品自体の特性のばらつきや製品性能のばらつきにより、補正しきれない場合がある。
【０００５】これに対して、上述した色むらや輝度むらの補正をディジタル的に補正することが考えられる。この場合、先に説明したような方法により、投射した画面を碁盤の目状の複数の領域に分割して撮影し、投射スクリーン上の輝度を各領域ごとに求め、各領域ごとに輝度補正値を求める方法が適用できる。そして、上述したアナログ補正に代えて、先述したメモリから読み出される補正値を用いて入力映像信号をディジタル補正する。
【０００６】しかし、投射した画面を碁盤の目状の複数の領域に分割して撮影する際の分割数が少ないと、ある分割領域内に対応する入力映像信号は同じ補正値を用いて補正されるので、補正がきめ細かく行われない。つまり、投射される画面を構成する画素の一つ一つに着目すると、補正しきれずに残る誤差、すなわち残存誤差が存在する。この残存誤差は、隣接する分割領域の境界を隔てて急に変化することもある。すると、残存誤差の急な変化によって、補正されずに残る輝度むらや色むらも上記境界を隔てて急に変化するので、投射される画像の画質を低下させる要因となっていた。
【０００７】上述のような、分割された領域間で生じる輝度むらや色むらの急な変化を抑制するには、表示される画像の画素ごとに補正をすることも考えられる。しかし、このようにすると、補正値を得るのに多くの手間と時間を要するとともに、補正値を記憶するのに必要なメモリ空間も莫大なものになるという問題点を有する。
【０００８】本発明の目的は、多くの手間や時間を要することなく、なおかつ補正値を記憶するのに必要なメモリ容量も少なくて済み、投射される画像の画質低下を抑制可能なデータ処理装置、画像表示装置および撮像装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】一実施の形態を示す図１R>１、図２に対応付けて以下の発明を説明する。
（１） 請求項１に記載の発明に係るデータ処理装置は、第１の標本化間隔で標本化されたデータ中から、第１の標本化間隔よりも大きな第２の標本化間隔でサンプルデータを抽出するサンプルデータ抽出手段８４と；サンプルデータから、補間処理によって第１の標本化間隔よりも大きく、かつ第２の標本化間隔よりも小さな第３の標本化間隔を有する補正データを生成する補正データ生成手段８４と；補正データに基づいて補正前データを補正し、補正後データを生成する補正手段７７、７８および７９とを有することにより上述した目的を達成する。
（２） 請求項２に記載の発明に係るデータ処理装置は、補正データを、補正前データの値に対する補正後データの値の関係を定義するルックアップテーブルに記憶されるものである。
（３） 請求項３に記載の発明は、入力されるデータに基づく画像を表示する画像表示装置に適用される。そして、請求項１または２に記載のデータ処理装置と；補正手段７７、７８および７９により生成される補正後データに基づいて画像を表示するための表示信号を出力する表示信号出力手段８０とを有するものである。
（４） 請求項４に記載の発明は、撮影レンズにより形成される被写体像を光電変換して画像信号を出力する光電変換装置を有する撮像装置に適用される。そして、請求項１または２に記載のデータ処理装置を有し；補正手段７７、７８および７９は、光電変換装置から出力される画像信号に基づいて生成される画像データである補正前データを補正して補正後データを生成するものである。
（５） 請求項５に記載の発明に係る画像表示装置は、予め定められた複数種類のテストパターン画像を表示するためのテストパターンデータを生成するテストパターン生成手段８２と；テストパターンデータに基づく表示画像の少なくとも一部を入力して画像データを出力する表示画像モニタ手段５２とをさらに有し；サンプルデータ抽出手段８４は、表示画像モニタ手段５２から出力される画像データよりサンプルデータを抽出するものである。
（６） 請求項６に記載の発明に係る画像表示装置は、画像の表示階調数をＭとしたときに、テストパターン生成手段８２で生成されるテストパターンの種類数はＭ未満としたものである。
（７） 請求項７に記載の発明に係る画像表示装置は、補正データ生成手段８４が、表示される画像に生じるシェーディングおよび色むらのうちの少なくともいずれかを抑制するように補正データを生成するものである。
（８） 請求項８に記載の発明に係る画像表示装置は、表示画像モニタ手段５２が、画像表示装置５１と一体に、または画像表示用のスクリーン５３と一体に設けられるものである。
（９） 請求項９に記載の発明に係る画像表示装置は、Ｍ未満の数のテストパターンにより得られた結果より、テストパターン生成手段８２で生成されないテストパターンに対応する補正信号を補間して求めるものである。
（１０） 請求項１０に記載の発明に係る撮像装置は、請求項１または２に記載のデータ処理装置と、複数種類のテストパターンデータに基づく画像の少なくとも一部を撮像して画像データを出力する光電変換手段５２とを有し；サンプルデータ抽出手段８４は、光電変換手段５２から出力される画像データよりサンプルデータを抽出するものである。
（１１） 請求項１１に記載の発明に係る撮像装置は、画像表示階調数をＭとしたときに、テストパターンの種類数をＭ未満としたものである。
（１２） 請求項１２に記載の発明に係る撮像装置は、Ｍ未満の数のテストパターンにより得られた結果より、撮像されないテストパターンに対応する補正信号を補間して求めるものである。
（１３） 請求項１３に記載の発明に係るデータ処理装置は、画像信号を第１の標本化間隔で標本化したデータ中から、第１の標本化間隔よりも大きな第２の標本化間隔でサンプルデータを抽出するサンプルデータ抽出手段８４と；サンプルデータから、補間処理によって第１の標本化間隔よりも大きく、かつ第２の標本化間隔よりも小さな第３の標本化間隔を有する補正データを生成する補正データ生成手段８４と；補正データに基づいて画像信号を補正し、補正された画像信号を生成する補正手段７７、７８および７９とを有するものである。
（１４） 請求項１４に記載の発明に係る画像表示装置は、画像信号を第１の標本化間隔で標本化したデータ中から、第１の標本化間隔よりも大きな第２の標本化間隔でサンプルデータを抽出するサンプルデータ抽出手段８４と；サンプルデータから、補間処理によって第１の標本化間隔よりも大きく、かつ第２の標本化間隔よりも小さな第３の標本化間隔を有する補正データを生成する補正データ生成手段８４と；補正データに基づいて画像信号を補正し、補正された画像信号を出力する補正手段７７、７８および７９と；補正手段８４で補正され、出力される画像信号に基づいて、画像を表示する表示手段８０とを有するものである。
（１５） 請求項１５に記載の発明係る撮像装置は、被写体像を光電変換して画像信号を出力する光電変換手段５２と、画像信号を第１の標本化間隔で標本化したデータ中から、第１の標本化間隔よりも大きな第２の標本化間隔でサンプルデータを抽出するサンプルデータ抽出手段８４と；サンプルデータから、補間処理によって第１の標本化間隔よりも大きく、かつ第２の標本化間隔よりも小さな第３の標本化間隔を有する補正データを生成する補正データ生成手段８４と；補正データに基づいて画像信号を補正し、補正された画像信号を生成する補正手段７７、７８および７９とを有するものである。
（１６） 請求項１６に記載の発明に係る撮像装置は、複数種類のテストパターンに基づく画像の少なくとも一部を撮像して画像信号を出力する光電変換手段５２と；画像信号を第１の標本化間隔で標本化したデータ中から、第１の標本化間隔よりも大きな第２の標本化間隔でサンプルデータを抽出するサンプルデータ抽出手段８４と；サンプルデータから、補間処理によって第１の標本化間隔よりも大きく、かつ第２の標本化間隔よりも小さな第３の標本化間隔を有する補正データを生成する補正データ生成手段８４と；補正データに基づいて画像信号を補正し、補正された画像信号を生成する補正手段とを７７、７８および７９有するものである。
【００１０】なお、本発明の構成を説明する上記課題を解決するための手段の項では、本発明を分かり易くするために発明の実施の形態の図を用いたが、これにより本発明が実施の形態に限定されるものではない。
【００１１】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施の形態に係るデータ処理装置を備える画像表示装置の概略的構成を示す図である。画像表示装置５１は、撮像装置５２とデータ処理装置２００とを備える。画像表示装置５１は、たとえば投写型液晶プロジェクタであり、外部機器から入力される映像信号に基づく画像を生成する液晶ライトバルブ、液晶ライトバルブで生成された画像を照明する光源、そして光源で照明された画像をスクリーン５３上に投射する投射レンズなどを備えて構成される。画像表示装置５１は、スクリーン５３に表示されている画像を入力（撮像）するための撮像装置５２と、撮像装置５２から出力される画像信号を処理するためのデータ処理装置２００とをさらに備える。これらの撮像装置５２およびデータ処理装置２００は、画像表示装置５１に一体に組み込まれている。
【００１２】撮像装置５２およびデータ処理装置２００には、画像表示装置５１本体の電源部より電力が供給される構成となっている。画像表示装置５１には、不図示のキャリブレーション動作設定スイッチが設けられている。このスイッチを操作者が操作してキャリブレーションモードに設定することにより、撮像装置５２およびデータ処理装置２００に電力が供給される。一方、通常の使用状態、すなわち外部機器から入力される映像信号に基づく画像をスクリーン５３に投射する状態では、撮像装置５２およびデータ処理装置２００には電力が供給されない。したがって、無駄な電力の消費が抑制される。なお、スクリーン５３上で×印で示される４つの点ｅ、ｆ、ｇおよびｈについては後で説明する。
【００１３】図２は、画像表示装置５１の内部構成を概略的に示すブロック図である。端子７１、７２および７３には、それぞれスクリーン５３の画像を表示するためのアナログのＲ、Ｇ、Ｂ画像信号が入力され、Ａ／Ｄコンバータ７４、７５および７６でディジタル画像信号に変換される。Ａ／Ｄコンバータ７４、７５および７６によるＡ／Ｄ変換のタイミングは、アドレス供給回路８７から出力されるタイミング信号によって制御される。
【００１４】アドレス供給回路８７は、端子８５に入力される水平同期信号および端子８６に入力される垂直同期信号から上述したＡ／Ｄ変換のタイミング信号とアドレス信号とを生成する。アドレス供給回路８７で生成されたアドレス信号は、ルックアップテーブル（以下、本明細書中ではルックアップテーブルを「ＬＵＴ」と称する）７７、７８および７９に入力される。
【００１５】アドレス供給回路８７の内部構成を概略的に示す図３を参照し、アドレス供給回路８７についてさらに詳しく説明する。端子８５から入力される水平同期信号は、位相比較器９１に入力される。位相比較器９１の他入力には、後述する水平カウンタ９３のＴＣ端子から出力される信号が入力される。位相比較器９１に入力される二つの信号の位相差に応じたアナログ電圧信号が位相比較器９１からＶＣＯ９２に入力される。
【００１６】ＶＣＯ９２は、位相比較器９１からの入力電圧に応じた周波数のパルス信号を出力する。ＶＣＯ９２から出力されるパルス信号は、Ａ／Ｄコンバータ７４、７５および７６と、水平カウンタ９３のクロック端子（ＣＫ）とに入力される。水平カウンタ９３は、Ｎ進カウンタであり、クロック端子からＮ個のパルスが入力されるとターミナルカウント端子（ＴＣ）から一つのパルスが出力される。ターミナルカウント端子から出力される信号は位相比較器９１に入力され、上述したように端子８５より入力される水平同期信号と位相比較される。
【００１７】水平カウンタ９３は、ＶＣＯ９２から出力されるパルス信号の数をカウントし、出力端子（Ｑｎ）よりカウント値を出力する。このカウント値は、Ｎに達するとリセットされる。水平カウンタ９３から出力される信号はパラレル信号であり、このパラレル信号がＬＵＴ７７、７８および７９に入力される水平アドレス信号となる。上記Ｎは、画像表示装置５１の水平方向の表示解像度に応じて設定されるものであり、画像表示装置５１の仕様に応じて固定してもよいし、この画像表示装置５１がいわゆるマルチスキャンタイプのものであるならば、入力される映像信号に応じて自動あるいは手動で設定変更可能としてもよい。
【００１８】ターミナルカウント端子（ＴＣ）から出力されるパルス信号はまた、垂直カウンタ９４のクロック端子（ＣＫ）に入力される。端子８６から入力される垂直同期信号は、垂直カウンタ９４のリセット端子（ＲＳＴ）に入力される。垂直カウンタ９４は、水平カウンタ９３から入力されるパルス信号の数をカウントし、出力端子（Ｑｎ）よりカウント値を出力する。このカウント値は、リセット端子に垂直同期信号が入力されるとリセットされる。垂直カウンタ９４の出力信号も水平カウンタ９３の出力信号と同様、パラレル信号であり、ＬＵＴ７７、７８および７９に入力される垂直アドレス信号となる。
【００１９】再び図２を参照して、画像表示装置５１の内部構成を説明する。ＬＵＴ７７、７８および７９の出力は、それぞれスイッチ８１の端子Ａに接続される。スイッチ８１の端子Ｂにはテストパターン発生回路８２の出力が接続される。スイッチ８１が端子Ａに接続されている場合には、ＬＵＴ７７、７８および７９から出力される画像データがＬＣＤドライバ８０に入力される。ＬＣＤドライバ８０は、入力される画像データに基づいて不図示の液晶ライトバルブ等に駆動信号を出力する。なお、テストパターン発生回路８２の詳細については後で説明する。
【００２０】データ処理装置２００は、ＣＰＵ８４およびワーキングメモリ８３などから構成される。ＣＰＵ８４は、後で詳しく説明するキャリブレーション動作時に、テストパターン発生回路８２に対してテストパターン生成指令信号を発し、スイッチ８１を端子Ｂに切り換える。すると、スクリーン５３（図１）に所定のテストパターンが投射表示される。撮像装置５２はこのとき、スクリーン５３上に投射されている画像を入力、すなわち撮影し、画像信号をワーキングメモリ８３に出力する。ＣＰＵ８４は、ワーキングメモリ８３に記憶されている上記画像信号を後述するように処理し、シェーディングおよび色むらのうちの少なくともいずれかを補正するための補正値を算出してＬＵＴ７７、７８および７９に出力する。ＬＵＴ７７、７８および７９はこれらの補正値を記憶する。
【００２１】以上に説明したように構成される画像表示装置５１において、この画像表示装置５１が有するデータ処理装置２００により行われるキャリブレーション動作と、画像表示装置５１により行われる画像表示動作とについて順次説明する。なお、以下では説明を簡略化するため、画像表示装置５１の表示解像度は水平方向、垂直方向とも各６画素であるものとする。また、Ｒ、Ｇ、Ｂ各色の階調は３ビット、すなわち０（最も暗い）〜７（最も明るい）の８階調であるものとするが、本発明がこれらの値に限定されるものではない。
【００２２】− キャリブレーション動作 −図４は、データ処理装置２００に組み込まれるＣＰＵ８４により実行されるキャリブレーション手順を説明するフローチャートである。以下、図１〜図７を参照してＣＰＵ８４により実行されるキャリブレーション手順について説明する。
【００２３】ステップＳ１０１においてＣＰＵ８４は、スイッチ８１を端子Ｂに切り換える。なお、このスイッチ８１の切換に関してはＣＰＵ８４が自動的に行うのに代えて操作者が手動で切り換えるものであってもよい。
【００２４】ステップＳ１０２においてＣＰＵ８４は、テストパターン発生回路８２にテストパターン生成指令信号を発する。テストパターン発生回路８２は、ＣＰＵ８４から出力される指令信号に応答して以下に説明するテストパターンを生成する。すると、スクリーン５３上に所定のテストパターンが表示される。
【００２５】本実施の形態において、スクリーン５３上に投射されるテストパターンは、Ｒ、Ｇ、Ｂが同じ階調値であるニュートラルグレイの一様なパターンである。このとき、階調値が０、４、７と変えられるのに応じてスクリーン５３上に投射されるテストパターンは黒、グレイ、白と変化する。ただし、ここでスクリーン５３上に投射される画像は、何の補正も施されていない。このため、Ｒ、Ｇ、Ｂ各色の液晶ライトバルブのγ特性（入力信号に対する表示画像の濃度の特性）のばらつきや、シェーディング等の影響を受ける。その結果、本来中間色を有する均一なパターンがスクリーン５３に表示されるべきところ、スクリーン５３上の場所によって輝度むらを生じたり、色付き（色むら）を生じたりする。
【００２６】スクリーン５３上に投射表示されるテストパターンの画像は、撮像装置５２により入力され、この撮像装置５２から画像データが出力される。ＣＰＵ８４は、スクリーン５３に表示されるテストパターンの種類、すなわちニュートラルグレイのパターンの階調を０、４、７と変えては撮像装置５２から出力される画像データをワークメモリ８３に取り込む動作を所定回数（本実施の形態においては３回）繰り返す。以下、本実施の形態の説明中では、スクリーン５３に表示されるテストパターンの画像を、撮像装置５２によって入力することを「サンプリング」あるいは「サンプルする」と表現し、サンプリングしてワークメモリ８３に記憶される画像データを「サンプルデータ」と称する。
【００２７】なお、撮像装置５２の入出力特性は、厳密に調整されたものであるか、あるいはその特性が厳密に測定されているものを用いることが望ましい。なぜならば、撮像装置５２で入力されたスクリーン５３の表示画像に基づいて画像表示装置５１のシェーディングや色むらなどを補正するからである。もし、撮像装置５２の入出力特性が管理されていないと、補正結果は撮像装置５２の入出力特性の影響を受け、望ましい補正結果が得られない。
【００２８】ステップＳ１０３においてＣＰＵ８４は、ワーキングメモリ８３に記憶されているサンプルデータから階調補正値算出用の補正式を算出する。この、補正式を算出する際のサンプルデータについて図５（ａ）を参照し、以下に説明する。
【００２９】図５（ａ）は、スクリーン５３上に投射表示される画像の有効表示領域の部分を縦横それぞれ６分割し、各領域ごとに番号を付したものを示している。本実施の形態において画像表示装置５１は縦横それぞれ６画素、計３６画素の表示解像度を有しているので、１〜３６の番号の付された領域のそれぞれが一つの表示画素に対応する。ＣＰＵ８４がステップＳ１０３で補正式を算出するときには、図５（ａ）の領域８、１１、２６および２９のサンプルデータが用いられる。この領域８、１１、２６および２９は、図１に示されるスクリーン５３上の点ｅ、ｆ、ｇ、およびｈに対応している。
【００３０】ここで、領域８のサンプルデータが以下の表１に示されるとおりであったと仮定する。
【表１】
【００３１】表１のサンプルデータでは、Ｒ、Ｇ、Ｂ３色のうちのＧのデータはテストパターンの階調値と同じ値となっている。つまり、テストパターンの階調値をＤｔ、サンプルデータの階調値をＤｓとすると、Ｄｓ＝Ｄｔとなっているので階調補正値算出用の方程式を求めることは不要である。一方、Ｒ色およびＢ色についてはそれぞれ図６（ａ）、図６（ｂ）のグラフで示されるように実測値と理想値とが乖離している状態となっている。
【００３２】図６（ａ）、図６（ｂ）を参照してサンプルデータからＲ色およびＢ色の階調補正値算出用の方程式を求める手順について説明する。
【００３３】図６（ａ）のグラフより、領域８における画像表示装置５１のＲ色の投射表示特性は、入力値０に対しての０レベルで、入力値４に対して３のレベルで、そして入力値７に対して６のレベルで投射表示されていることがわかる。逆に表現すると、投射表示される画像の輝度レベルを３にするために入力値は４とすればよいことがわかる。すなわち、０〜３の入力値に対する補正値は、図６（ａ）の直線ａより求め、３〜７の入力値に対する補正値は図６（ａ）の直線ｂより求めればよい。このとき、図６（ａ）のグラフにおける縦軸（サンプルデータの階調値）を入力（補正前）データの階調値Ｄｉと、横軸（テストパターンの階調値）を出力（補正後）データＤｏと置き換え、方程式Ｄｏ＝ｆ（Ｄｉ）を求めればよい。すると、図６（ａ）における直線ａの方程式は、Ｄｏ＝４／３Ｄｉ … 式（１）
となり、直線ｂの方程式は、Ｄｏ＝Ｄｉ＋１ … 式（２）
となる。
【００３４】図６（ｂ）のグラフからも、上述したのと同様にして、０〜４の入力値Ｄｉに対する補正値Ｄｏは図６（ｂ）の直線ａから求め、４〜７の入力値Ｄｉに対する補正値Ｄｏは図６（ｂ）の直線ｂから求めればよい。そして、図６（ｂ）の直線ａの方程式は、Ｄｏ＝４／３Ｄｉ−４／３ … 式（３）
となり、直線ｂの方程式は、Ｄｏ＝３／２Ｄｉ−２ … 式（４）
となる。ＣＰＵ８４は、以上に説明したアルゴリズムに従ってステップＳ１０３の処理を行う。以上では領域８のサンプルデータに基づく処理を例にとって説明をしたが、ＣＰＵ８４は領域１１、２６および２９のサンプルデータに基づく処理も同様に行う。以上のようにしてＣＰＵ８４は、領域８、１１、２６および２９のサンプルデータに基づいてＲ、Ｇ、Ｂ各色の階調補正値算出用の方程式をステップＳ１０３で求める。
【００３５】ステップＳ１０４においてＣＰＵ８４は、ステップＳ１０３で求められた式を用いて階調補正値を算出する。ＣＰＵ８４による補正値算出結果の一例を以下の表２に示す。
【表２】
【００３６】上記表２は、領域８の階調補正値のみを示す。この表２において、Ｒ色の入力値Ｄｉ（補正前データ）が７のとき、式（２）で算出される補正値Ｄｏは８となる。しかし、階調値は０〜７までしか存在し得ないので、このような場合には補正値Ｄｏを７とする。
【００３７】同様に、Ｂ色の入力値Ｄｉが０のとき、式（３）で算出される補正値Ｄｏは−４／３となるが、上述したのと同様の理由により補正値Ｄｏを０とする。Ｂ色の入力値Ｄｉが７のときの補正値Ｄｏも同様にして７とする。また、表２は式（１）〜式（４）において計算された結果の小数点以下第１位を四捨五入したものを示している。なお、ここでは、ステップＳ１０３、Ｓ１０４において、サンプルデータ以外の補正値の算出を１次（線形）補間して求める構成としたが、本発明は上記の例に限定されるものではない。
【００３８】ＣＰＵ８４によるステップＳ１０１〜ステップＳ１０４の処理により、領域８、１１、２６および２９におけるＲ、Ｇ、Ｂ各色の階調補正値が求められる。ところで、上記階調補正値算出手順を、領域１〜３６、すなわち表示画素のすべてに対応して繰り返し行うこともできるが、階調補正値の算出に多くの時間を要する。本実施の形態において、画像表示装置５１の表示解像度は３６画素であるので、時間を要する程度はたかが知れている。しかし、この表示解像度がＳＶＧＡ（８００×６００画素）、ＸＧＡ（１０２４×７６８画素）、さらには１２８０×１０２４画素、１６００×１２００画素と増すにつれて、サンプリングに要する時間もサンプルデータを記憶するメモリ容量も、補正式の算出に要する時間も飛躍的に増す。
【００３９】本実施の形態では、領域８の階調補正値を領域１、２、７および８の階調補正値として共用する。同様に、領域１１の階調補正値を領域５、６、１１および１２の、領域２６の階調補正値を領域２５、２６、３１および３２の、そして領域２９の階調補正値を領域２９、３０、３５および３６の階調補正値としてそれぞれ共用する。上述のように、一つの領域の階調補正値を４つの領域の階調補正値として共用することにより、階調補正値を記憶するのに必要なメモリ容量を削減することができる。以下、図５（ｂ）に示されるように、領域１、２、７および８で占められる領域を領域Ａと定義し、残りの部分についても同様に領域Ｂ、Ｃ、…、Ｈ、Ｉと定義する。つまり、ステップＳ１０１〜ステップＳ１０４の処理により、領域Ａ、Ｃ、ＧおよびＩの階調補正値が求められたことになる。
【００４０】ステップＳ１０５においてＣＰＵ８４は、領域Ａ、Ｃ、ＧおよびＩのＲ、Ｇ、Ｂ各色および各階調の階調補正値を用いて、以下に説明するように領域Ｂ、Ｄ、Ｅ、ＦおよびＨそれぞれに対応する階調補正値を補間演算によって求める。
【００４１】たとえば、領域ＢにおけるＲ色の階調０に対応する階調補正値を求める場合、Ａ、Ｃそれぞれの領域におけるＲ色の階調０の階調補正値を足して２で割る。同様に、領域ＢにおけるＲ色の階調１〜７、Ｇ色およびＢ色の階調０〜７についても領域ＡおよびＣそれぞれの階調補正値を平均して求める。以上の平均値算出の処理により、領域ＢにおけるＲ、Ｇ、Ｂ各色各階調の階調補正値が算出される。
【００４２】上述したのと同様の手順により、ＣＰＵ８４は領域ＡおよびＧの階調補正値を各色各階調ごとに平均して領域Ｄの階調補正値を算出する。ＣＰＵ８４はさらに、領域ＣおよびＩの階調補正値より領域Ｆの階調補正値を、領域ＧおよびＩの階調補正値より領域Ｈの階調補正値を算出する。ＣＰＵ８４はまた、領域Ｅの階調補正値に関して、領域Ａ、Ｃ、ＧおよびＩの各色各階調の階調補正値をそれぞれ足して４で割ることにより求める。なお、上記の例では領域Ｂ、Ｄ〜Ｆ、Ｈの各色各階調の階調補正値を、領域Ａ、Ｃ、Ｇ、Ｉの階調補正値より平均をとることにより求める方法について説明したが、たとえば、領域分割数が多くなった場合など、別の補間方法により求めても良い。
【００４３】ステップＳ１０６においてＣＰＵ８４は、ステップＳ１０３〜ステップＳ１０５の処理を経て算出された領域Ａ〜Ｉの各色各階調の階調補正値をＬＵＴ７７、７８および７９に転送する。このとき、ＬＵＴ７７には領域Ａ〜ＩのＲ色各階調の、ＬＵＴ７８には領域Ａ〜ＩのＧ色各階調の、そしてＬＵＴ７９には領域Ａ〜ＩのＢ色各階調の階調補正値が格納される。
【００４４】ここで、アドレス供給回路８７とＬＵＴ７７〜７９のそれぞれとの間に接続されるアドレスバスについて説明する。既に説明したとおり、ＬＵＴ７７〜７９は、図５（ａ）の領域１〜３６のすべてに対する階調補正値が格納されているのではなく、図５（ｂ）の領域Ａ〜Ｉに対応する階調補正値が格納されている。つまり、図５（ａ）における領域１、２、７および８に対しては図５（ｂ）における領域Ａの階調補正値が用いられる。具体的には、アドレス供給回路８７から出力される水平、垂直両方向それぞれのアドレスバスのうちのＬＳＢが省かれていて、バス幅が２ビット節約されている。このようにアドレスバスのＬＳＢが省略されることにより、図５（ａ）の水平方向に０００、００１、…、１００、１０１と２進数で記されているアドレスデータは図５R>５（ｂ）の水平方向に００、０１、１０と記されるものとなる。本実施の形態では、上述のようにしてアドレスバス幅を２ビット省略できるのに加え、ＬＵＴ７７、７８および７９の記憶容量を、表示画素のすべてに対応する補正値を記憶するものに比べて１／４とすることができる。また、キャリブレーションに際して測定点を減じることができるのに加え、先述のとおり８階調のうちの３階調のみで測定を行うことでキャリブレーションに要する時間を大幅に減じることが可能となる。
【００４５】たとえば、表示解像度が１，０２４×７６８（バス幅で表現すると水平方向１０ビット×垂直方向１０ビット）で、Ｒ、Ｇ、Ｂ各色の表示階調が２５６（バス幅で表現すると色数２ビット×階調８ビット）のものでは、表示画素のすべてに対応する補正値を記憶しようとすると３０ビットものアドレスバス幅を要することになる。そして、キャリブレーション時の測定に要する時間も莫大なものとなってしまう。この点、本発明によればキャリブレーション時の測定に要する時間を大幅に減じるとともに、ハードウェア規模を縮小することが可能となる。
【００４６】以上の実施の形態では、水平方向および垂直方向のそれぞれで２画素ずつ、計４画素分に相当する領域を一つの領域としてＬＵＴ７７、７８および７９に記憶する例について説明したが、本発明は上記の例に限られない。たとえば水平方向垂直方向のそれぞれに対して３画素あるいはそれ以上の画素をひとまとめにしてもよい。また、水平垂直それぞれの方向にまとめる画素数は必ずしも等しくする必要はなく、たとえば水平方向に３画素、垂直方向に２画素をひとまとめにしたり、水平方向はひとまとめにせず、垂直方向にのみ４画素をひとまとめにしたりするものであってもよい。このとき、２の倍数の画素をひとまとめにする場合にはアドレス供給回路８７とＬＵＴ７７〜７９およびワーキングメモリ８３とＬＵＴ７７〜７９との間に接続されるアドレスバスをＬＳＢ側から順次省いてゆけばよい。また、ひとまとめする画素数が２の倍数でないときにはアドレス供給回路８７とＬＵＴ７７〜７９との間およびワーキングメモリ８３とＬＵＴ７７〜７９との間に、ひとまとめにする画素数に応じたエンコーダ等のロジック回路を介在させればＬＵＴ７７、７８および７９に接続されるアドレスバスの本数を減じることができる。
【００４７】ここで、シェーディングや色むら等の特性について説明する。これらの特性は、表示画面上の水平・垂直方向の位置に応じて変化する。この特性の変化を波として捕らえた場合、周波数という尺度で特性の変化の度合いを表すことができる。この場合、特性の変化は表示画面の空間内で生じるものなので、空間周波数という尺度で特性の変化の度合いを表すことができる。以下、本明細書中では、「シェーディングや色むら等の特性」を単に「表示むら特性」と称する。
【００４８】一方、表示される画像は水平・垂直両方向にメッシュ状に分割された複数の画素で構成されている。つまり、表示される画像は２次元の平面上に配列される複数の画素で構成されている。そして画素一つ一つの色は、Ｒ、Ｇ、Ｂ３色それぞれの階調値の組み合わせで定義される。いわば、２次元の表示画面が上記画素の配列ピッチで定義される標本化間隔で標本化（量子化）されているといえる。
【００４９】表示むら特性の変化を、上述した「画素の配列ピッチで定義される標本化間隔」という尺度で見たときに、表示むら特性の変化度合い（空間周波数）は、上記標本化間隔でサンプリングし得る空間周波数の最大値に比べて十分に低い。いま、表示対象となる画像データの標本化間隔を第１の標本化間隔と定義し、キャリブレーション時にサンプリングする際の標本化間隔を第２の標本化間隔と定義する。また、サンプリングした結果を補間して得られる補正値の標本化間隔を第３の標本化間隔と定義する。
【００５０】もし、キャリブレーション時に要する時間や補正値を記憶するＬＵＴの容量に制限がないのであれば、第２の標本化間隔を第１の標本化間隔と等しくすればよい。この場合、補間演算は不要となる。しかし、実際には表示される画素数が１００万画素前後、あるいは１００万画素を越すようになると、第２の標本化間隔を第１の標本化間隔と等しくしたのではキャリブレーションに要する時間とＬＵＴの記憶容量は莫大なものとなる。したがって、本発明のように第１の標本化間隔を有するデータ中から第２の標本化間隔でサンプルデータを抽出し、補間によって第３の標本化間隔を有する補正データを生成することが、キャリブレーションに要する時間を短縮するのと、補正データを記憶するメモリの容量を減じる上で有効である。
【００５１】第２の標本化間隔は、補正対象となる表示むらの有する最高空間周波数の２倍の値を超すサンプリング周波数（ナイキスト周波数）となるようにすることが望ましい。このように第２の標本化間隔を定めることにより、表示むら特性自体を一義的に標本化することができる。したがって、第２の標本化間隔でサンプリングした表示むら特性を補間処理し、得られた第３の標本化間隔を有する補正データによって補正対象のデータを補正することにより、残留誤差を最小限に抑制することができる。
【００５２】第３の標本化間隔については、この間隔を大きくして第２の標本化間隔に近づけるほど補正データを記憶するためのＬＵＴ７７、７８および７９の容量を減じることが可能となる。その反面、一つの補正データで補正する対象となるデータ（表示領域）が増すことになるので、補正データによって補正しきれずに残る残留誤差が増すことになる。つまり、第３の標本化間隔と、表示される画像の質とはトレードオフの関係にある。したがって、第３の標本化間隔は、表示する画像に求められる画質に応じて、第１の標本化間隔よりも大きく、第２の標本化間隔よりも小さい任意の値に定めればよい。
【００５３】以上では、画像の画素配列方向の標本化間隔について説明したが、階調方向にも同様のことがいえる。たとえば、Ｒ、Ｇ、Ｂ各色の表示階調が２５６階調を有するものである場合、この２５６階調で定義される階調の間隔が上記第１の標本化間隔に対応する。そして、液晶ライトバルブのγ特性を標本化しうる標本化間隔を第２の標本化間隔と定め、表示する画像に求められる画質に応じて第３の標本化間隔を定めてもい。
【００５４】以上の説明からも明らかなように、標本化間隔の「間隔」は、あるデータが分布している空間における文字通りの間隔のみならず、力やエネルギ等の、測定可能なあらゆる物理量の標本化間隔（量子化に際しての分解能に対応）をも含む。たとえば、ある電流信号があったとして、その電流信号をＡ／Ｄ変換する際の分解能が１ｍＡであったとする。この場合の標本化間隔は１ｍＡということになる。また、ある時間軸に沿って変化する信号があれば、その時間軸に沿う方向（標本化に際してのインターバルに対応）にも、「間隔」を適用できる。つまり、本実施の形態において、データ処理装置２００は画像信号を処理するものであったが、他の信号（データ）を処理するものにも本発明は適用可能である。
【００５５】ＣＰＵ８４による以上に説明した階調補正値の算出手順は、たとえば画像表示装置５１の電源投入時毎に行われる。あるいは、工場出荷時等に行われるものであってもよい。工場出荷時に行われるものである場合、撮像装置５２は画像表示装置５１に必ずしも内蔵される必要はない。すなわち、画像表示装置５１の組立ラインに設置されている撮像装置を組み立て途中の画像表示装置５１に接続して上記階調補正値を算出すればよい。この場合、画像表示装置５１とは独立した撮像装置をスクリーン５３の投射面に略正対させるように設置しておけばよい。あるいはスクリーン５３を磨りガラス状のもので構成し、このスクリーン５３の裏面側に撮像装置５２を設置しておき、キャリブレーション時にスクリーン５３の裏面より投射像を撮影することも可能である。このとき、スクリーン５３と撮像装置５２とを一体に設置することでスクリーン５３と撮像装置５２との相対位置を固定することができる。
【００５６】また、上述のように撮像装置５２が画像表示装置５１とは独立して設けられるものである場合、フラッシュメモリ等の不揮発性メモリ（不図示）にキャリブレーションにより求められた階調補正値を記憶させておくことが望ましい。そして、ＬＵＴ７７〜７９はＲＡＭで構成し、画像表示装置５１の電源投入時に、フラッシュメモリからＬＵＴ７７〜７９のそれぞれに階調補正値を転送することが望ましい。なお、ワーキングメモリ８３からＬＵＴ７７〜７９、あるいは不図示のフラッシュメモリからＬＵＴ７７〜７９への階調補正値の転送に際してはＡ／Ｄコンバータ７４〜７６それぞれの出力がディセイブル（Disable）される。同様に、画像表示装置５１が画像を投射表示する際にはワーキングメモリ８３がディセイブルされてＬＵＴ７７〜７９の入力に接続されるバスから切り離される。
【００５７】− 画像の投射表示 −ＬＵＴ７７〜７９のそれぞれには、以上に説明したように階調補正値が記憶され、画像表示装置５１が投射表示を行う場合には入力される映像信号に対して以下のように階調補正がなされる。
【００５８】画像表示装置５１の投射表示動作に際し、端子７１〜７３のそれぞれには、スクリーン５３に投射表示する画像のＲ、Ｇ、Ｂ各色のアナログ映像信号が入力され、端子８５、８６のそれぞれには水平同期信号および垂直同期信号が入力される。また、スイッチ８１は端子Ａに切り換えられる。
【００５９】アドレス供給回路８７からＡ／Ｄコンバータ７４〜７６のそれぞれにタイミング信号が供給されるのに応じて、ディジタルデータに変換された映像信号がＬＵＴ７７〜７９のそれぞれに供給される。このとき、アドレス供給回路８７からＬＬＵＴ７７〜７９のそれぞれには、Ａ／Ｄコンバータ７４〜７６のそれぞれから出力されるディジタルの映像信号（階調データ）が、表示画面中のどの画素に対応するものかを示すアドレス信号が供給される。
【００６０】ＬＵＴ７７〜７９は、Ａ／Ｄコンバータ７４〜７６から出力される階調データおよびアドレス供給回路８７から出力されるアドレス信号に基づいて階調補正された映像信号（階調データ）をＬＣＤドライバ８０に出力する。ＬＣＤドライバ８０が不図示の液晶ライトバルブ等の画像生成装置に駆動信号を出力するのに応じ、この画像生成装置で生成された画像がスクリーン５３に投射表示される。
【００６１】以上では、キャリブレーションに際してたとえば図５（ａ）の領域８の階調補正値を図５（ｂ）の領域Ａの階調補正値とする例について説明したが、領域Ａ内の任意の１画素に対応する領域、すなわち図５（ａ）の例では領域１、２、７および８のうちのいずれかの階調補正値を領域Ａの階調補正値とするものであってもよい。あるいは、ある特定の領域に含まれる複数の画素に対応する領域を測定して得られる複数の階調補正値に対して統計処理を施し、この統計処理結果をもって上記特定領域の階調補正値としてもよい。たとえば、図５R>５（ａ）、図５（ｂ）を参照して説明すると、領域Ａの階調補正値は領域１および８の階調補正値を平均、加重平均、あるいは相乗平均等をして求めてもよい。上述のように処理することにより、撮像装置５２から出力される映像信号中のノイズ成分の影響を減じることができる。このノイズ成分をさらに低減するには、撮像装置５２が、図７にその一例が示されるようなノイズリデューサの機能を有していることが望ましい。図７に示されるノイズリデューサは巡回型と呼ばれ、入力される映像信号に対してフレーム単位である係数が乗じられ、加算されて出力されるものである。なお、このノイズリデューサは、電気回路で構成されるものであってもよいし、ソフトウェア処理により図７に示すものと同等の機能を実現するものであってもよい。
【００６２】また、階調方向の補間（図４のステップＳ１０３〜ステップＳ１０４の処理）および表示画素の配列方向の補間（図４のステップＳ１０５の処理）については、直線補間のみならず、多項式近似等を用いて非線形の補間をするものであってもよい。
【００６３】図４に示されるフローチャートでは、ステップＳ１０３、Ｓ１０４においてまず階調方向に補間を行い、続いてステップＳ１０５において画素の並び方向に補間を行って階調補正値を算出する手順が示されている。これに対して、まず画素の並び方向に補間を行い、続いて階調方向に補間を行って階調補正値を算出することも可能である。
【００６４】以上の実施の形態の説明では、画像表示装置５１が投射表示を行う際、Ａ／Ｄコンバータ７４、７５および７６から出力されるデータがＬＵＴ７７、７８および７９により補正される例について説明した。これに代えて、情報処理装置２００のＣＰＵ８４、あるいは別に設けられるハードロジックやＣＰＵ等により、ＬＵＴ７７、７８および７９の機能を代行するものであってもよい。つまり、第２の標本化間隔でサンプリングした表示むら特性を、上記ＣＰＵ８４、あるいは別設のハードロジックやＣＰＵが補間処理し、第３の標本化間隔を有する、補正を施すためのデータを生成し、Ａ／Ｄコンバータ７４、７５および７６から出力されるデータに対して補正をする動作をリアルタイムで行うこともできる。
【００６５】以上の実施の形態の説明では、撮像装置５２としていわゆるカラーの撮像装置を用い、スクリーン５３にニュートラルグレイのテストパターンを投射表示する例について説明した。上記例では、一つのテストパターンを投射すれば、Ｒ、Ｇ、Ｂ３色のサンプルデータがほぼ同時に得られるのでサンプリングを高速に行うことができるという利点を有する。これに代えて、サンプリングに要する時間が多少増加するものの、撮像装置５２をモノクロの撮像装置とすることも可能である。この場合、テストパターンはニュートラルグレイのものでなく、Ｒ、Ｇ、Ｂ単色のテストパターンを時系列的に切り換えて表示し、その都度サンプリングをすればよい。
【００６６】以上の実施の形態の説明では、投写型の画像表示装置に本発明を適用する例について説明したが、本発明はその他の表示装置や撮像装置等に適用することもできる。たとえば、撮像装置に本発明を適用する場合について説明する。撮像装置は、装着される撮影レンズにより形成される被写体像を光電変換して画像信号を出力する光電変換装置を有する。光電変換装置の後段に接続される画像処理回路は、光電変換装置から出力される画像信号に対して予め定められた処理を行ってからＡ／Ｄ変換し、画像データを生成する。
【００６７】このように構成される撮像装置から出力される画像データに基づく画像がディスプレイモニタ等に表示される。そして、ディスプレイモニタ上に表示されている画像を、別の撮像装置や光電変換装置等を用いてサンプリングし、撮像装置の出力信号に補正を加えるためのデータを生成する。このとき、ディスプレイモニタの表示特性や、ディスプレイモニタに表示される画像をサンプリングするための撮像装置は厳密に較正されたものであるか、あるいはその特性が既知であるものを用いることが望ましい。また、テストパターンとしては表示装置等に表示されるものを用いてもよいし、所定のテストパターンが描かれているテストチャートを用いてもよい。また、上記サンプリングに際し、ディスプレイモニタへ表示することはせずに、撮像装置から出力される画像データを直接データ処理装置に入力してサンプリングし、補正データを生成するものであってもよい。
【００６８】以上に説明した撮像装置を有する機器としては、ディジタルスチルカメラやビデオカメラなどがある。これらのディジタルスチルカメラやビデオカメラは、画像データを磁気テープやフラッシュメモリ等の記憶装置に記録するための記録部をさらに有する。
【００６９】以上の発明の実施の形態と請求項との対応において、ＣＰＵ８４がサンプルデータ抽出手段、補正データ生成手段を、ＬＵＴ７７、７８および７９が補正手段を、ＬＣＤドライバ８０が表示信号出力手段を、テストパターン発生回路８２がテストパターン生成手段を、撮像装置５２が表示画像モニタ手段をそれぞれ構成する。
【００７０】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれば以下の効果を奏する。
（１） 請求項１または１３に記載の発明によれば、第１の標本化間隔で標本化されたデータ中から、第１の標本化間隔よりも大きな第２の標本化間隔でサンプルデータを抽出し、このサンプルデータから、補間処理によって第１の標本化間隔よりも大きく、第２の標本化間隔よりも小さな第３の標本化間隔を有する補正データを生成し、この補正データに基づいて補正前データを補正することにより、サンプルデータの抽出に要する時間を短縮できるのに加え、補正データの記憶に必要なメモリ空間を最小限にすることができる。
（２） 請求項２に記載の発明によれば、補正データをルックアップテーブルとした場合には従来よりも少ない容量のメモリ素子で構成できる。
（３） 請求項３に記載の発明によれば、画像表示装置の較正に要する時間を短縮できるので操作性に優れる。また、補正データを記憶するためのメモリ空間を最小限にすることができるので、画像表示装置の製造コストを抑制することが可能となる。
（４） 請求項４、１０、１５または１６に記載の発明によれば、撮像装置の較正に要する時間を短縮できるので操作性に優れる。また、補正データを記憶するためのメモリ空間を最小限にすることができるので、撮像装置の製造コストを抑制することが可能となる。
（５） 請求項５に記載の発明によれば、画像表示装置単体で較正を行うことができるので、表示性能を常に高い状態に維持することが容易となる。
（６） 請求項６に記載の発明によれば、表示階調数未満の種類数のテストパターンを生成してサンプルデータを抽出することにより、サンプルデータの抽出に要する時間を減じることができ、較正に要する時間を減じることが可能となる。
（７） 請求項７に記載の発明によれば、表示される画像に生じるシェーディングおよび色むらのうちの少なくともいずれかを抑制でき、表示される画像の画質を向上させることができる。
（８） 請求項８に記載の発明によれば、表示画像モニタ手段が画像表示装置または画像表示用のスクリーンと一体に設けられることにより、画像表示装置の可搬性を向上させることができる。また、表示画像モニタ手段と画像表示装置または画像表示用のスクリーンとの間の相対位置が一定になるのでデータの補正精度が高まり、より鮮明な表示画像を得ることができる。
（９） 請求項９に記載の発明によれば、表示する画像の階調数未満の数のテストパターンにより得られた結果より、テストパターン生成手段で生成されないテストパターンに対応する補正信号を補間して求めることにより、搭載するメモリの容量やアドレスバスの幅が減じられる。
（１０） 請求項１４に記載の発明によれば、画像表示装置の較正に要する時間を短縮できるので操作性に優れる。また、補正データを記憶するためのメモリ空間を最小限にすることができるので、画像表示装置の製造コストを抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は、本発明の実施の形態に係るデータ処理装置を備える画像表示装置の概略的構成を示す図である。
【図２】 図２は、本発明の実施の形態に係るデータ処理装置を備える画像表示装置の内部構成の概略を説明するブロック図である。
【図３】 図３は、アドレス供給回路の内部構成を概略的に示すブロック図である。
【図４】 図４は、データ処理装置に組み込まれるＣＰＵにより実行されるキャリブレーション手順を説明するフローチャートである。
【図５】 図５は、階調補正値の算出手順を説明する図である。
【図６】 図６は、階調補正値算出用の方程式を求める手順を説明する図である。
【図７】 図７は、撮像装置に組み込まれるノイズリデューサの機能を概念的に示すブロック図である。
【符号の説明】
５１ … 画像表示装置 ５２ … 撮像装置
５３ … スクリーン ７１、７２、７３ … 端子
７４、７５、７６ … Ａ／Ｄコンバータ ７７、７８、７９ … ＬＵＴ
８０ … ＬＣＤドライバ
８２ … テストパターン発生回路 ８４ … ＣＰＵ
８５、８６ … 端子
８７ … アドレス供給回路
【特許請求の範囲】
【請求項１】第１の標本化間隔で標本化されたデータ中から、前記第１の標本化間隔よりも大きな第２の標本化間隔でサンプルデータを抽出するサンプルデータ抽出手段と、前記サンプルデータから、補間処理によって前記第１の標本化間隔よりも大きく、かつ前記第２の標本化間隔よりも小さな第３の標本化間隔を有する補正データを生成する補正データ生成手段と、前記補正データに基づいて補正前データを補正し、補正後データを生成する補正手段とを有することを特徴とするデータ処理装置。
【請求項２】請求項１に記載のデータ処理装置において、前記補正データは、前記補正前データの値に対する前記補正後データの値の関係を定義するルックアップテーブルに記憶されることを特徴とするデータ処理装置。
【請求項３】入力されるデータに基づく画像を表示する画像表示装置であって、請求項１または２に記載のデータ処理装置と、前記補正手段により生成される前記補正後データに基づいて画像を表示するための表示信号を出力する表示信号出力手段とを有することを特徴とする画像表示装置。
【請求項４】撮影レンズにより形成される被写体像を光電変換して画像信号を出力する光電変換装置を有する撮像装置であって、請求項１または２に記載のデータ処理装置を有し、前記補正手段は、前記光電変換装置から出力される前記画像信号に基づいて生成される画像データである前記補正前データを補正して前記補正後データを生成することを特徴とする撮像装置。
【請求項５】請求項３に記載の画像表示装置において、予め定められた複数種類のテストパターン画像を表示するためのテストパターンデータを生成するテストパターン生成手段と、前記テストパターンデータに基づく表示画像の少なくとも一部を入力して画像データを出力する表示画像モニタ手段とをさらに有し、前記サンプルデータ抽出手段は、前記表示画像モニタ手段から出力される画像データより前記サンプルデータを抽出することを特徴とする画像表示装置。
【請求項６】請求項５に記載の画像表示装置において、前記画像の表示階調数をＭとしたときに、前記テストパターン生成手段で生成されるテストパターンの種類数はＭ未満であることを特徴とする画像表示装置。
【請求項７】請求項５または６に記載の画像表示装置において、前記補正データ生成手段は、表示される画像に生じるシェーディングおよび色むらのうちの少なくともいずれかを抑制するように前記補正データを生成することを特徴とする画像表示装置。
【請求項８】請求項５〜７のいずれか１項に記載の画像表示装置において、前記表示画像モニタ手段は、前記画像表示装置と一体に、または画像表示用のスクリーンと一体に設けられることを特徴とする画像表示装置。
【請求項９】請求項６に記載の画像表示装置において、前記Ｍ未満の数のテストパターンにより得られた結果より、前記テストパターン生成手段で生成されないテストパターンに対応する補正信号を補間して求めることを特徴とする画像表示装置。
【請求項１０】請求項１または２に記載のデータ処理装置と、複数種類のテストパターンデータに基づく画像の少なくとも一部を撮像して画像データを出力する光電変換手段とを有し、前記サンプルデータ抽出手段は、前記光電変換手段から出力される画像データより前記サンプルデータを抽出することを特徴とする撮像装置。
【請求項１１】請求項１０に記載の撮像装置において、前記画像表示階調数をＭとしたときに、前記テストパターンの種類数はＭ未満であることを特徴とする撮像装置。
【請求項１２】請求項１１に記載の撮像装置において、前記Ｍ未満の数のテストパターンにより得られた結果より、撮像されないテストパターンに対応する補正信号を補間して求めることを特徴とする撮像装置。
【請求項１３】画像信号を第１の標本化間隔で標本化したデータ中から、前記第１の標本化間隔よりも大きな第２の標本化間隔でサンプルデータを抽出するサンプルデータ抽出手段と、前記サンプルデータから、補間処理によって前記第１の標本化間隔よりも大きく、かつ前記第２の標本化間隔よりも小さな第３の標本化間隔を有する補正データを生成する補正データ生成手段と、前記補正データに基づいて前記画像信号を補正し、補正された画像信号を生成する補正手段とを有することを特徴とするデータ処理装置。
【請求項１４】画像信号を第１の標本化間隔で標本化したデータ中から、前記第１の標本化間隔よりも大きな第２の標本化間隔でサンプルデータを抽出するサンプルデータ抽出手段と、前記サンプルデータから、補間処理によって前記第１の標本化間隔よりも大きく、かつ前記第２の標本化間隔よりも小さな第３の標本化間隔を有する補正データを生成する補正データ生成手段と、前記補正データに基づいて前記画像信号を補正し、補正された画像信号を出力する補正手段と、前記補正手段で補正され、出力される前記画像信号に基づいて、画像を表示する表示手段とを有することを特徴とする画像表示装置。
【請求項１５】被写体像を光電変換して画像信号を出力する光電変換手段と、前記画像信号を第１の標本化間隔で標本化したデータ中から、前記第１の標本化間隔よりも大きな第２の標本化間隔でサンプルデータを抽出するサンプルデータ抽出手段と、前記サンプルデータから、補間処理によって前記第１の標本化間隔よりも大きく、かつ前記第２の標本化間隔よりも小さな第３の標本化間隔を有する補正データを生成する補正データ生成手段と、前記補正データに基づいて前記画像信号を補正し、補正された画像信号を生成する補正手段とを有することを特徴とする撮像装置。
【請求項１６】複数種類のテストパターンに基づく画像の少なくとも一部を撮像して画像信号を出力する光電変換手段と、前記画像信号を第１の標本化間隔で標本化したデータ中から、前記第１の標本化間隔よりも大きな第２の標本化間隔でサンプルデータを抽出するサンプルデータ抽出手段と、前記サンプルデータから、補間処理によって前記第１の標本化間隔よりも大きく、かつ前記第２の標本化間隔よりも小さな第３の標本化間隔を有する補正データを生成する補正データ生成手段と、前記補正データに基づいて前記画像信号を補正し、補正された画像信号を生成する補正手段とを有することを特徴とする撮像装置。
【請求項１】第１の標本化間隔で標本化されたデータ中から、前記第１の標本化間隔よりも大きな第２の標本化間隔でサンプルデータを抽出するサンプルデータ抽出手段と、前記サンプルデータから、補間処理によって前記第１の標本化間隔よりも大きく、かつ前記第２の標本化間隔よりも小さな第３の標本化間隔を有する補正データを生成する補正データ生成手段と、前記補正データに基づいて補正前データを補正し、補正後データを生成する補正手段とを有することを特徴とするデータ処理装置。
【請求項２】請求項１に記載のデータ処理装置において、前記補正データは、前記補正前データの値に対する前記補正後データの値の関係を定義するルックアップテーブルに記憶されることを特徴とするデータ処理装置。
【請求項３】入力されるデータに基づく画像を表示する画像表示装置であって、請求項１または２に記載のデータ処理装置と、前記補正手段により生成される前記補正後データに基づいて画像を表示するための表示信号を出力する表示信号出力手段とを有することを特徴とする画像表示装置。
【請求項４】撮影レンズにより形成される被写体像を光電変換して画像信号を出力する光電変換装置を有する撮像装置であって、請求項１または２に記載のデータ処理装置を有し、前記補正手段は、前記光電変換装置から出力される前記画像信号に基づいて生成される画像データである前記補正前データを補正して前記補正後データを生成することを特徴とする撮像装置。
【請求項５】請求項３に記載の画像表示装置において、予め定められた複数種類のテストパターン画像を表示するためのテストパターンデータを生成するテストパターン生成手段と、前記テストパターンデータに基づく表示画像の少なくとも一部を入力して画像データを出力する表示画像モニタ手段とをさらに有し、前記サンプルデータ抽出手段は、前記表示画像モニタ手段から出力される画像データより前記サンプルデータを抽出することを特徴とする画像表示装置。
【請求項６】請求項５に記載の画像表示装置において、前記画像の表示階調数をＭとしたときに、前記テストパターン生成手段で生成されるテストパターンの種類数はＭ未満であることを特徴とする画像表示装置。
【請求項７】請求項５または６に記載の画像表示装置において、前記補正データ生成手段は、表示される画像に生じるシェーディングおよび色むらのうちの少なくともいずれかを抑制するように前記補正データを生成することを特徴とする画像表示装置。
【請求項８】請求項５〜７のいずれか１項に記載の画像表示装置において、前記表示画像モニタ手段は、前記画像表示装置と一体に、または画像表示用のスクリーンと一体に設けられることを特徴とする画像表示装置。
【請求項９】請求項６に記載の画像表示装置において、前記Ｍ未満の数のテストパターンにより得られた結果より、前記テストパターン生成手段で生成されないテストパターンに対応する補正信号を補間して求めることを特徴とする画像表示装置。
【請求項１０】請求項１または２に記載のデータ処理装置と、複数種類のテストパターンデータに基づく画像の少なくとも一部を撮像して画像データを出力する光電変換手段とを有し、前記サンプルデータ抽出手段は、前記光電変換手段から出力される画像データより前記サンプルデータを抽出することを特徴とする撮像装置。
【請求項１１】請求項１０に記載の撮像装置において、前記画像表示階調数をＭとしたときに、前記テストパターンの種類数はＭ未満であることを特徴とする撮像装置。
【請求項１２】請求項１１に記載の撮像装置において、前記Ｍ未満の数のテストパターンにより得られた結果より、撮像されないテストパターンに対応する補正信号を補間して求めることを特徴とする撮像装置。
【請求項１３】画像信号を第１の標本化間隔で標本化したデータ中から、前記第１の標本化間隔よりも大きな第２の標本化間隔でサンプルデータを抽出するサンプルデータ抽出手段と、前記サンプルデータから、補間処理によって前記第１の標本化間隔よりも大きく、かつ前記第２の標本化間隔よりも小さな第３の標本化間隔を有する補正データを生成する補正データ生成手段と、前記補正データに基づいて前記画像信号を補正し、補正された画像信号を生成する補正手段とを有することを特徴とするデータ処理装置。
【請求項１４】画像信号を第１の標本化間隔で標本化したデータ中から、前記第１の標本化間隔よりも大きな第２の標本化間隔でサンプルデータを抽出するサンプルデータ抽出手段と、前記サンプルデータから、補間処理によって前記第１の標本化間隔よりも大きく、かつ前記第２の標本化間隔よりも小さな第３の標本化間隔を有する補正データを生成する補正データ生成手段と、前記補正データに基づいて前記画像信号を補正し、補正された画像信号を出力する補正手段と、前記補正手段で補正され、出力される前記画像信号に基づいて、画像を表示する表示手段とを有することを特徴とする画像表示装置。
【請求項１５】被写体像を光電変換して画像信号を出力する光電変換手段と、前記画像信号を第１の標本化間隔で標本化したデータ中から、前記第１の標本化間隔よりも大きな第２の標本化間隔でサンプルデータを抽出するサンプルデータ抽出手段と、前記サンプルデータから、補間処理によって前記第１の標本化間隔よりも大きく、かつ前記第２の標本化間隔よりも小さな第３の標本化間隔を有する補正データを生成する補正データ生成手段と、前記補正データに基づいて前記画像信号を補正し、補正された画像信号を生成する補正手段とを有することを特徴とする撮像装置。
【請求項１６】複数種類のテストパターンに基づく画像の少なくとも一部を撮像して画像信号を出力する光電変換手段と、前記画像信号を第１の標本化間隔で標本化したデータ中から、前記第１の標本化間隔よりも大きな第２の標本化間隔でサンプルデータを抽出するサンプルデータ抽出手段と、前記サンプルデータから、補間処理によって前記第１の標本化間隔よりも大きく、かつ前記第２の標本化間隔よりも小さな第３の標本化間隔を有する補正データを生成する補正データ生成手段と、前記補正データに基づいて前記画像信号を補正し、補正された画像信号を生成する補正手段とを有することを特徴とする撮像装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図５】
【図７】
【図４】
【図６】
【図２】
【図３】
【図５】
【図７】
【図４】
【図６】
【公開番号】特開２００１−１３４２５２（Ｐ２００１−１３４２５２Ａ）
【公開日】平成１３年５月１８日（２００１．５．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願平１１−３１１７８１
【出願日】平成１１年１１月２日（１９９９．１１．２）
【出願人】（０００００４１１２）株式会社ニコン (12,601)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１３年５月１８日（２００１．５．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１１年１１月２日（１９９９．１１．２）
【出願人】（０００００４１１２）株式会社ニコン (12,601)
【Ｆターム（参考）】
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