画像表示装置

【課題】広色域表現できる画像表示装置において、ＲＧＢ３原色で表現される色度図上の面積が非常に大きいため、記憶色である肌色、空（シアン）、緑もそれぞれ色度がシフトしてしまうため、違和感のない色表現を提供することを目的とする。
【解決手段】記憶色判定部５３、肌色補正ゲイン発生部５４、記憶色補正部５５により、色度が６軸原色色度側へ近づいた色を元の違和感ない色へと白成分を増やして最適な記憶色として表示させる。同様に空色の記憶色についても記憶色判定部５３で判定するとともに、加算部５２の増加した白成分をマイコンからの広色域ディスプレイであることの補正データにて乗算器５５ｄで原色に近づく色度を白側に近づけるための補正を行い記憶色判定結果に基づき、置き換えて出力映像信号を得る。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、広色域ディスプレイの画像表示において、人間の記憶色に基づき違和感のない画像表示させるための画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、超高圧水銀ランプを用いたプロジェクタで画像表示させることがあるが、プロジェクタの輝度が不十分であったり、部屋の照明やスクリーンなどの影響があったりすることにより、作成したチャートをパソコン画面のような色視認性で表現することが困難な場合が多かった。そこで近年この課題に対して、広色域を表現できるＬＥＤ光源を用いて色視認性を高める取り組みがなされている。一方、白成分を含むＲＧＢ入力映像信号の白成分を減少させ、逆に補色成分、原色成分を増やして色の視認性を向上させる取り組みもなされている。さらに、この周辺の照明環境を認識させるため光センサで測光し、入力映像信号をルックアップテーブルにて変換し、出力することで、最適な視認性の向上を図る取り組みもなされており、その技術が開示されている（特許文献１参照）。
【０００３】
また、忠実色再現を行うための色補正テーブルと明るさ優先の色補正を行うテーブルの２つを準備し、パソコン入力の時は明るさ優先のテーブルで色補正する技術が開示されている（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１８４５８６号公報
【特許文献２】特開２００２−２９０７５９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、広色域表現できる画像表示装置において、ＲＧＢ３原色で表現される色度図上の面積が非常に大きいため、記憶色である肌色、空（シアン）、緑もそれぞれ色度がシフトしてしまうため、違和感のある色表現となっていた。
【０００６】
また特許文献１に記載の発明では、色の視認性を向上させるために白成分を検出し、白成分が多いほど、補色成分及び原色成分を増加させるため、肌色のような人間の記憶色についても、過剰に色処理されてしまい、結果として映像品位を悪くしていた。
【０００７】
さらに、特許文献２に記載の発明では、忠実な色再現を行うための色補正テーブル以外に明るさ優先の色補正テーブルを持つことが開示されているが、明るさ優先モードでは忠実な色再現をしようとして暗くなった信号に入力レベルと同じ明度を維持させるため、白成分を加算した色補正テーブルにて表示させる。この結果白成分が加算された分、色は無彩色の色となるため、色の視認性が悪化するという課題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１の本発明の画像表示装置は、赤（以下Ｒ）緑（以下Ｇ）青（以下Ｂ）映像信号の色成分を検出する色成分検出手段と、検出された前記色成分に基づいて、記憶色の有無を判定する記憶色判定手段とを有し、表示する色域決定手段と前記ＲＧＢ映像信号の最小値を検出する手段との結果に基づき、前記記憶色判定手段により記憶色を有すると判断されたＲＧＢ映像信号の信号レベルを補正する手段を有する。
【０００９】
第２の本発明の画像表示装置における色成分検出手段は、ＲＧＢそれぞれの差分により原色成分と補色成分の６色成分に分割し、肌色、シアン、緑の前記記憶色を判定するものである。
【００１０】
第３の本発明の画像表示装置は、肌色検出手段が、Ｒ−Ｇ信号とＲ−Ｂ信号の値が両方とも正の数である色相領域で処理するものである。
【００１１】
第４の本発明は、表示する色域決定手段の表示色域が広い程、前記ＲＧＢ信号の補正ゲインを上げる補正ゲイン発生手段を具備するものである。
【００１２】
第５の本発明は、前記ＲＧＢ映像信号の白成分が多く、前記表示する色域決定手段の表示色域が広い程、前記補正ゲイン発生手段の補正ゲインを上げるものである。
【発明の効果】
【００１３】
第１の本発明によれば、入力した映像信号が記憶色領域の色かどうかを判定し、表示できる色域に応じて最適で違和感のない記憶色を表示させることができる。さらにＲＧＢ映像信号の最小値、すなわち白成分を検出し、白成分の量に応じて補正コントロールすることができるので、肌色や空色の過補正による映像品位悪化を防止できる作用を有する。
【００１４】
第２の本発明によれば、それぞれの色を独立して検出し、記憶色判定できる。
【００１５】
第３の本発明によれば、肌色を含む広い色相範囲で色の疑似輪郭を生じさせることなく補正処理することができる。
【００１６】
第４の本発明によれば、表示する色域が広い程、記憶色の映像品位が悪化するのを防ぐことができる。
【００１７】
第５の本発明によれば、表示する色域が広く、白成分が多いＲＧＢ映像信号程、記憶色の映像品位が劣悪になることを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施の形態１及び実施の形態２の色変換回路を示すブロック図
【図２】本発明の実施の形態１及び実施の形態２の６軸検出部を示すブロック図
【図３】本発明の実施の形態１及び実施の形態２の記憶色判定部を示すブロック図
【図４】本発明の実施の形態１及び実施の形態２のＭＩＮ検出部を示すブロック図
【図５】本発明の実施の形態１及び実施の形態２の記憶色補正部を示すブロック図
【図６】本発明の実施の形態１及び実施の形態２の記憶色補正部の加算部を示すブロック図
【図７】本発明の実施の形態１及び実施の形態２の色成分信号レベルを示す図
【図８】本発明の実施の形態１及び実施の形態２のプロジェクタを示す詳細ブロック図
【図９】本発明の実施の形態１のプロジェクタの外観図
【図１０】本発明の実施の形態２のプロジェクタを用いた表示システム図
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下では、本発明にかかる実施の形態について、図面を参照しつつ説明を行う。
【００２０】
（実施の形態１）
はじめに、本発明の実施の形態１の画像表示装置を、図９を参照しながら説明する。
【００２１】
図９は画像表示装置であるプロジェクタの外観図である。同図において、プロジェクタ１００は入力された映像信号を処理し、ＰＯＷＥＲボタン１５０を押すことで、図示されていない内部のＬＥＤ光源モジュールを用いて、投写レンズ１９０より拡大投写映像を出力する。入力としては、Ｖｉｄｅｏ入力１７０とＲＧＢ入力１６０端子を持ち、それぞれ外部のパソコンなどの映像信号出力機器（図示省略）を接続する。また、ＵＳＢなどのマウスポート１３０を備え、マウス２０１を接続してプロジェクタ１００のセッティング状態や、画面上を移動できるポインタとして動作させる。これは操作ボタン１４０でも同一の機能を実現させることが出来る。
【００２２】
次に、プロジェクタ１００の詳細ブロック図を図８に示す。ＶＩＤＥＯ端子１１は、ＮＴＳＣ方式のコンポジットビデオ信号を入力するための端子である。
【００２３】
Ｓ−ＶＩＤＥＯ端子１２は、Ｓビデオ信号を入力するための端子である。
【００２４】
ＲＧＢ／ＹＰｂＰｒ端子１３は、ＲＧＢ信号またはＹＰｂＰｒ信号を入力するための端子である。
【００２５】
入力セレクタ２１は、ＶＩＤＥＯ端子１１から入力されたコンポジットビデオ信号、Ｓ−ＶＩＤＥＯ端子１２から入力されたＳビデオ信号の内から何れかの信号を選択するためのセレクタである。
【００２６】
Ｙ／Ｃ分離回路２３は、カラーデコーダ２２から入力されたコンポジットビデオ信号を、Ｙ信号とＣ信号とに分離するための回路である。
【００２７】
カラーデコーダ２２は、Ｙ／Ｃ分離された信号または入力されたＹ／Ｃ信号をＹＰｂＰｒ信号にカラーデコードするためのデコーダである。
【００２８】
マトリクス回路２４は、ＲＧＢ／ＹＰｂＰｒ端子１３から入力されたＹＰｂＰｒ信号をＲＧＢ信号へ変換する際にマトリクス処理を行うための回路である。
【００２９】
入力セレクタ２５は、ＲＧＢ／ＹＰｂＰｒ端子１３から入力されたＲＧＢ信号、マトリクス回路２４によって生成されたＲＧＢ信号の内から何れかの信号を選択するためのセレクタである。
【００３０】
入力セレクタ２６は、カラーデコーダ２２によって生成されたＹＰｂＰｒ信号、入力セレクタ２５によって入力されたＲＧＢ信号の内から何れかのアナログ信号を選択するためのセレクタであり、選択されたアナログの映像信号はＡ/Ｄコンバータ３０へ入力される。
【００３１】
Ａ／Ｄコンバータ３０は、入力セレクタ２６によって選択されたアナログ信号を、８ｂｉｔのデジタル信号へＡ／Ｄコンバートするためのコンバータである。
【００３２】
リサイズ回路４０は、Ａ／Ｄコンバータ３０によってＡ／Ｄコンバートされたデジタル信号を、液晶（ＬｉｑｕｉｄＣｒｙｓｔａｌＤｉｓｐｌａｙ（ＬＣＤ））パネル９１〜９３の画素数に応じてリサイズし、オンスクリーンを重畳させるための回路である。
【００３３】
色変換回路５０は、リサイズ回路４０が出力したＲＧＢデータを所定の色へ記憶色補正するための色変換回路である。
【００３４】
メインマイコン７０は、電源（図示省略）制御、ファン（図示省略）制御、温度制御、入力切り換え制御など装置全体のあらゆる制御を行うとともに、外部インタフェース７１からのデータに基づき、色変換回路５０へデータを転送したり、リサイズ回路４０に対してフリーズ制御をしたりする。またＬＥＤ光源モジュール２００へ所定の電流値をセットする。さらにＬＥＤ光源モジュール２００の広色域さを定義するためのＲＧＢ原色色度テーブル７２をＥＥＰＲＯＭ上に持ち、その色度データに基づく記憶色補正の補正ゲインを用いて色変換回路５０を制御する。
【００３５】
デジタル相展開回路８１〜８３は、ＬＣＤパネル９１〜９３の駆動ドライバ（図示省略）の動作速度を考慮して、色変換回路５０によって色補正されたデジタル信号を相展開するための回路である。
【００３６】
パネル駆動集積回路（ＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔ（ＩＣ））９０は、ＬＣＤパネル９１〜９３を駆動するための回路である。
【００３７】
ＬＣＤパネル９１〜９３は、色変換回路５０によって色補正され、デジタル相展開回路８１〜８３によって相展開されたデジタル信号をカラー表示するためのパネルである。
【００３８】
さらに図８に示した色変換回路５０の詳細ブロック図を図１に示す。
【００３９】
リサイズ回路４０から出力されたＲＧＢ信号を、６軸検出部５６で色のＲＧＢＹ（Ｙｅｌｌｏｗ）Ｃ（Ｃｙａｎ）Ｍ（Ｍａｇｅｎｔａ）の検出とその結果による記憶色判定部５３で肌色・空色・緑色の判定を行う。またＭＩＮ検出部５１は、ＲＧＢの最小値である、白成分を検出する。さらに、マイコンからのＲＧＢ原色色度テーブル７２の値により補正ゲインも記憶色補正部５５へデータ転送し、記憶色判定部５３とＭＩＮ検出部５１の結果により記憶色補正量を決定し、色変換することになる。
【００４０】
記憶色判定部５３は、図３に示すブロック図のように６軸検出部５６の結果より、入力信号がＲ−Ｇ、Ｒ−Ｂ信号より肌色色相かどうかの判定を行う肌色検出と、シアン(Ｃｓ)と青(Ｂｓ)信号より空色色相かどうかの判定を行う検出と、緑（Ｇｓ）色検出を行う。
【００４１】
図５は、記憶色補正部５５を示している。記憶色補正部５５は、加算部５２において加算処理した信号と色変換回路５０の入力信号とをミキシング処理する際、図３下部に示す最小値判定部５３２で白成分を含んだ肌色かどうかにより補正量を決定された肌色補正用係数を乗算し、さらに、マイコンからの原色色度テーブル７２に基づくゲインデータにより最適な記憶色補正をして出力する。
【００４２】
図２は６軸検出部５６を示すブロック図であり、ＲＧＢ信号からそれぞれＲ−Ｇ、Ｒ−Ｂ、Ｇ−Ｒ、Ｇ−Ｂ、Ｂ−Ｒ、Ｂ−Ｇの差分を５６１にて求め、例えばＹｓ（Ｙｅｌｌｏｗ成分）はＲ−Ｂ、Ｇ−Ｂの差分量の小さい値のほうを選択することで得られる。同様にそれぞれの差分量から小さい値を選択することで、ＲＧＢＹＣＭそれぞれの成分を得る。
【００４３】
図６は、加算部５２を示すブロック図であり、前述のＲＧＢＹＣＭのそれぞれの信号成分にＭＩＮ検出部５１のレベルを乗算器５９ａ〜ｆにおいて乗算し、最終的にＲＧＢ信号に加算部５２にて加算する量を決定する。
【００４４】
図４はＭＩＮ検出部５１を示すブロック図であり、入力されたＲＧＢ信号のうち、２回の比較５１１、５１２を行うことで、最も小さい信号レベルを得る。
【００４５】
以上のような、このプロジェクタ１００における、本発明の画像表示装置の動作を説明する。
【００４６】
ＲＧＢ／ＹＰｂＰｒ端子１３から入力された、パソコンのＲＧＢ信号をＡ／Ｄ変換、リサイズした後、色変換回路５０に入力する。入力されたＲＧＢ信号は図７の色成分信号レベルの図に示すように、白成分、補色成分、原色成分で構成させる。このような映像信号はまず、図２に示す６軸検出部５６で、６つの差分結果（Ｒ−Ｇ、Ｒ−Ｂ、Ｇ−Ｒ、Ｇ−Ｂ、Ｂ−Ｒ、Ｂ−Ｇ）とその比較結果で原色、補色、に分解できる。図７の場合、８ｂｉｔ２５６階調におけるＲ：２００、Ｇ：１５０、Ｂ：５０であるので、Ｒ−Ｂ成分が１５０、Ｇ−Ｂ成分が１００となり、２つの比較結果より、黄色成分（Ｙｓ）は１００となる。また、Ｒ−Ｇ成分５０、Ｒ−Ｂ成分１５０となり、比較結果から５０が赤成分（Ｒｓ）として検出できる。次いで図４に示すようにＭＩＮ検出部５１にて、ＲＧＢそれぞれの比較で小さいものを選択することで最小値（ＭＩＮ）信号を得ることができる。これがすなわち図７に示す白成分５０となる。
【００４７】
次いで図３に示すように６軸検出した結果（Ｙｓ、Ｃｓ、Ｍｓ、Ｒｓ、Ｇｓ、Ｂｓ）から記憶色としての緑色信号を決定する。また、シアン信号と青信号の比較器５３３からシアン信号が多い場合に求められる空色記憶色信号を決定する。さらには、６軸検出部５６の検出結果であるＲ−Ｂ、Ｒ−Ｇ信号を用いて、これら２つの信号の信号成分が正のデータ量の場合、すなわち論理積が成立する場合、ＡＮＤ回路５３１が“１”となり、ＲＧＢ入力信号を肌色色相域と判断する。そして、最終的に論理和回路５３５は記憶色と判定する。またＭＩＮ回路５３２で白成分を検出し、肌色補正係数量を決定する。この時、係数は白成分が多い程、肌色補正用係数は大きくなる。本実施例では、白成分５０で、補正係数は１．１倍とする。白成分が１００以上の場合は１．２倍以上とし、逆に３０以下の場合は１．０５倍とする。
【００４８】
このように、本実施例では、図１の記憶色補正部５５に入力されるＲＧＢ信号に対して図６に示すように６軸の色に対して広色域ディスプレイで色の品位が悪化するのを、白成分を増加させることで色強調を抑制させて違和感のない色補正を実施する。
【００４９】
また、先に求めた肌色補正用係数を用いて図５における５５ａ、５５ｂ、５５ｃの乗加算によるブレンディング処理を行い、肌色補正用係数が大きい時ほど、元のＲＧＢ入力信号の比率が低く出力される処理を行う。さらに、マイコンから広色域ディスプレイであることの補正データにより乗算器５５ｄにて原色に近づく色度を白側に近づけるための補正を１．０５倍から１．２倍の範囲で行い、記憶色判定結果に基づき、補正後の信号に置き換えて出力映像信号を得る。
【００５０】
このように、肌色領域の信号においては、図３、図５に示すような記憶色判定部５３、肌色補正ゲイン発生部５４、記憶色補正部５５により、色度が６軸原色色度側へ近づいた色を元の違和感ない色へと白成分を増やして最適な記憶色として表示させることができる。同様に空色についても記憶色判定部５３で判定するとともに、加算部５２の増加した白成分をマイコンからの広色域ディスプレイであることの補正データにて強調されるので、空の色が濃くなりそうな信号に対して最適な白を増やした色補正ができる。そして、違和感のない映像品位を保つことができる効果を発揮させることができる。
【００５１】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２の画像表示装置を、図１０を参照しながら説明する。
【００５２】
図１０は画像表示装置、すなわちプロジェクタ１００を用いた表示システムを示すものである。図９のＲＧＢ入力端子１６０に接続されたパソコン６１の画像をプロジェクタ１００にてスクリーン１１０に投写する。この時、プロジェクタ１００に対してリモコン６０は各機能の制御を行う。光センサ９４はスクリーン１１０の方向に向けて取り付けられており、照度を計測する。また、図８でも明らかなように、光センサ９４はメインマイコン７０に入力されている。
【００５３】
本実施の形態における、画像表示装置１００は実施の形態１とほぼ同じであるが、異なる点は色変換回路５０の処理内容である。
【００５４】
色変換回路５０に入力されたＲＧＢ信号は、６軸検出部５６で原色成分、補色成分を判別し、ＭＩＮ検出部５１にて白成分を検出する。加算部５２では白成分の量に応じたマイナス成分を加算（減算）し、色強調の度合いを決める。この時、減算量を決めるための各６軸色成分と乗算するＭＩＮ信号（白成分）を直接、乗算するか、白成分を−０．５倍〜０．５倍するかをメインマイコン７０が決定する。メインマイコン７０は、プロジェクタ１００周辺の照度を光センサ９４でセンシングし、周辺照度が高い場合は、明るい視環境でプロジェクタ１００が使用されていることになるので、ＭＩＮ信号のデータ量を−０．５倍した上で、乗算し（５９ａ、５９ｂ、５９ｃ、５９ｄ、５９ｅ、５９ｆ）、次いで加算部５２で減算処理して色強調を図る。次いで５５ｃ、５５ｄの乗算器にて記憶色である肌色補正係数分１．０５倍ＲＧＢ信号に乗算し、さらに広色域ディスプレイであることの補正係数１．０５倍を乗算する。これら補正信号分を加算器５５ａに足し込みその信号が記憶色判定されている時のみ、セレクタ５５１でセレクトされて出力する。逆に、暗い視環境でプロジェクタ１００が使用されていることが光センサ９４のレベルにより判明した場合は、メインマイコン７０はＭＩＮ信号を０．５倍して乗算し（５９ａ、５９ｂ、５９ｃ、５９ｄ、５９ｅ、５９ｆ）広色域ディスプレイでの映像品位悪化を防ぐように白成分を加算する。また、実施の形態１にも示したように、明るい視環境で２倍する場合も肌色色相の色については、記憶色補正部５５にて、過補正がされないように、補正してＲＧＢ出力信号を得る。
【００５５】
以上のように、記憶色の信号成分において、図３、図５、図６に示すような記憶色判定部５３、肌色補正ゲイン発生部５４、記憶色補正部５５により、色濃く映像表現されるような違和感のない色制御をし、視認性も向上させることが出来る。
【００５６】
さらに、光センサを用いて周辺照度を測光し、最適な色強調を行うことで、過補正することなく、広色域のディスプレイにおいて記憶色を最適な色再現性で表示させることが出来る。
【００５７】
以上説明した本発明の表示装置は、プロジェクタとして述べているが、プロジェクタに限定されるものではなく、ＬＥＤバックライト液晶ディスプレイなどのディスプレイでも実現できるものである。
【００５８】
また、本発明の処理はソフトウェア的に実現しても良く、画像表示装置に限定されるものではなく、表示方法そのものも有効であることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明にかかる画像表示装置は、パソコンなどのＲＧＢ入力信号に対してＬＥＤ光源の広色域ディスプレイの画像表示において、人間の記憶色に基づき違和感のない画像表示をさせることができる効果を有し、ＬＥＤ光源の長寿命の特長を活かす長期間設置するデジタルサイネージなどの用途に適する。
【符号の説明】
【００６０】
１１ＶＩＤＥＯ端子
１２Ｓ−ＶＩＤＥＯ端子
１３ＲＧＢ／ＹＰｂＰｒ端子
２１入力セレクタ
２２カラーデコーダ
２３Ｙ／Ｃ分離回路
２４マトリクス回路
２５入力セレクタ
２６入力セレクタ
３０Ａ／Ｄコンバータ
４０リサイズ回路
５０色変換回路
５１ＭＩＮ検出部
５２加算部
５３記憶色判定部
５４肌色補正ゲイン発生部
５５記憶色補正部
５６６軸検出部
６０リモコン
６１パソコン
７０メインマイコン
７１外部インタフェース
７２原色色度テーブル
８１〜８３デジタル相展開回路
９０パネル駆動ＩＣ
９１〜９３ＬＣＤパネル
９４光センサ
１００プロジェクタ
１１０スクリーン
１３０マウスポート
１４０操作ボタン
１５０ＰＯＷＥＲボタン
１６０ＲＧＢ入力端子
１７０Ｖｉｄｅｏ入力端子
１９０投写レンズ
２００ＬＥＤ光源モジュール

【特許請求の範囲】
【請求項１】
赤（以下Ｒ）緑（以下Ｇ）青（以下Ｂ）映像信号の色成分を検出する色成分検出手段と、検出された前記色成分に基づいて、記憶色の有無を判定する記憶色判定手段とを有し、表示する色域決定手段と前記ＲＧＢ映像信号の最小値を検出する手段との結果に基づき、前記記憶色判定手段により記憶色を有すると判断されたＲＧＢ映像信号の信号レベルを補正する手段を有する画像表示装置。
【請求項２】
色成分検出手段は、ＲＧＢそれぞれの差分により原色成分と補色成分の６色成分に分割し、肌色、シアン、緑の記憶色を判定することを特徴とする請求項１記載の画像表示装置。
【請求項３】
肌色の判定手段はＲ−Ｇ信号とＲ−Ｂ信号の値が両方とも正の数である色相領域で定義することを特徴とする請求項１または２記載の画像表示装置。
【請求項４】
表示する色域決定手段の表示色域が広い程、ＲＧＢ信号の補正ゲインを上げる補正ゲイン発生手段を具備することを特徴とする請求項１記載の画像表示装置。
【請求項５】
ＲＧＢ映像信号の白成分が多く、表示する色域決定手段の表示色域が広い程、補正ゲイン発生手段の補正ゲインを上げることを特徴とする請求項４記載の画像表示装置。

【図１】