專利名稱：伽馬曲線生成方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于生成在圖像顯示裝置等中在對(duì)圖像信號(hào)進(jìn)行伽馬修正時(shí)所使用的伽馬曲線的技術(shù)。
背景技術(shù)：
在投影機(jī)、液晶顯示器等圖像顯示裝置中，通過準(zhǔn)備表明圖像信號(hào)的輸入灰度等級(jí)值與輸出灰度等級(jí)值的關(guān)系的所謂的伽馬曲線，并根據(jù)該伽馬曲線變換輸入圖像信號(hào)的灰度等級(jí)值而進(jìn)行伽馬修正，來顯示與輸入圖像信號(hào)所表示的圖像具有大體上相同的明亮特性的圖像。在這樣的圖像顯示裝置中，也有能夠?qū)ι鲜龅馁ゑR曲線進(jìn)行調(diào)整而可以顯示具有所希望的亮度特性的圖像的圖像顯示裝置。
另外，這樣的伽馬修正，并不限于圖像顯示裝置，在打印機(jī)等圖像印刷裝置中也可以進(jìn)行。
作為伽馬曲線的調(diào)整方法，已知有例如在特開2003-60914號(hào)公報(bào)中所記載的那樣，預(yù)先在伽馬曲線上設(shè)定與規(guī)定的輸入灰度等級(jí)值對(duì)應(yīng)的多個(gè)控制點(diǎn)，通過改變?cè)摽刂泣c(diǎn)處的輸出灰度等級(jí)值來調(diào)整伽馬曲線的方法。
以往，伽馬曲線一般是利用通過各個(gè)控制點(diǎn)的3次樣條(spline)曲線生成的。
但是，在利用3次樣條曲線生成伽馬曲線的情況下，由于在控制點(diǎn)與控制點(diǎn)之間的各個(gè)區(qū)間內(nèi)都需要3次曲線，例如，在控制點(diǎn)有9個(gè)的情況下，由于區(qū)間是8個(gè)，故需要導(dǎo)出合計(jì)8個(gè)的3次曲線。
一般地，3次曲線用式(2)來表示，常數(shù)有4個(gè)。因此，為了導(dǎo)出8個(gè)3次曲線，就需要求出合計(jì)32個(gè)的常數(shù)。
f(x)＝a+sx+tx2+ux3(2)此外，在借助CPU用所求出的32個(gè)常數(shù)導(dǎo)出8個(gè)3次曲線的情況下，需要事先將這32個(gè)常數(shù)存儲(chǔ)在寄存器內(nèi)。為此，作為寄存器，也需要準(zhǔn)備32個(gè)。
如上所述，以往，由于是利用3次樣條曲線來生成伽馬曲線，故在控制點(diǎn)有n個(gè)的情況下，就需要求出4×(n-1)個(gè)之多的常數(shù)。具體地，樣條曲線的系數(shù)的計(jì)算，在控制點(diǎn)為n個(gè)的情況下，必須求解(n-1)元聯(lián)立方程式，從而使用樣條曲線的情況下的計(jì)算量，與n的3次方成比例。因此，在控制點(diǎn)較多的情況下，計(jì)算量會(huì)變得很龐大，從而存在著在處理上花費(fèi)時(shí)間的問題。此外，用來存儲(chǔ)所求得的常數(shù)的寄存器，也需要4×(n-1)個(gè)，故存在著電路規(guī)模增大與此相應(yīng)的量的問題。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于解決上述的以往技術(shù)的問題，提供使計(jì)算量減少、電路規(guī)模也減小的伽馬曲線生成方法。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的的至少一部分，本發(fā)明的第1伽馬曲線生成方法，是用于作為在對(duì)圖像信號(hào)進(jìn)行伽馬修正時(shí)所使用的伽馬曲線生成通過連續(xù)的多個(gè)控制點(diǎn)的曲線的伽馬曲線生成方法，包括(a)從連續(xù)的多個(gè)上述控制點(diǎn)分別選擇連續(xù)的3個(gè)控制點(diǎn)的步驟；(b)對(duì)所選擇的3個(gè)控制點(diǎn)的每一個(gè)分別生成通過這3個(gè)控制點(diǎn)的3次曲線的步驟；以及(c)合并所生成的各個(gè)3次曲線而生成上述伽馬曲線的步驟；其中，在上述步驟(b)中，在對(duì)于所選擇的3個(gè)控制點(diǎn)生成通過這3個(gè)控制點(diǎn)的上述3次曲線時(shí)，按照連續(xù)的順序?qū)⑺x擇的3個(gè)上述控制點(diǎn)設(shè)為第1、第2、第3控制點(diǎn)，并且在將連結(jié)上述第1控制點(diǎn)和上述第2控制點(diǎn)的直線的斜率設(shè)為G12、將連結(jié)上述第2控制點(diǎn)和上述第3控制點(diǎn)的直線的斜率設(shè)為G23的情況下，生成上述第2控制點(diǎn)處的相對(duì)于上述3次曲線的切線的斜率G滿足下式那樣的3次曲線
G=|G12|×G23+|G23|×G12|G12|+|G23|---(1)]]>如上所述，在本發(fā)明的第1伽馬曲線生成方法中，由于以連續(xù)的3個(gè)控制點(diǎn)為基礎(chǔ)生成1個(gè)3次曲線，故在生成伽馬曲線時(shí)所使用的控制點(diǎn)為2n+1個(gè)的情況下，僅生成合計(jì)n個(gè)3次曲線即可。此外，由于應(yīng)該求出的3次曲線的常數(shù)是4個(gè)，故為了生成n個(gè)3次曲線，僅求出合計(jì)4n個(gè)常數(shù)即可，從而計(jì)算量與n成比例。此外，為了用這些所求出的4n個(gè)常數(shù)導(dǎo)出n個(gè)3次曲線，用于存儲(chǔ)這4n個(gè)常數(shù)的寄存器也僅準(zhǔn)備4n個(gè)即可。
因此，如果采用本發(fā)明的第1伽馬曲線生成方法，由于為了生成伽馬曲線只要求出4n個(gè)常數(shù)即可，計(jì)算量減少，故可以縮短處理時(shí)間。此外，由于用于存儲(chǔ)這些所求出的常數(shù)的寄存器用4n個(gè)即可，故可以將電路規(guī)?？s小與此相應(yīng)的量。
本發(fā)明的第2伽馬曲線生成方法，是用于作為在對(duì)圖像信號(hào)進(jìn)行伽馬修正時(shí)所使用的伽馬曲線生成通過連續(xù)的多個(gè)控制點(diǎn)的曲線的伽馬曲線生成方法，包括(a)從連續(xù)的多個(gè)上述控制點(diǎn)分別選擇連續(xù)的3個(gè)控制點(diǎn)的步驟；(b)對(duì)所選擇的3個(gè)控制點(diǎn)的每一個(gè)分別生成通過這3個(gè)控制點(diǎn)的3次曲線的步驟；以及(c)合并所生成的各個(gè)3次曲線而生成上述伽馬曲線的步驟；其中，在上述步驟(b)中，在對(duì)于所選擇的3個(gè)控制點(diǎn)生成通過這3個(gè)控制點(diǎn)的上述3次曲線時(shí)，按照連續(xù)的順序?qū)⑺x擇的3個(gè)上述控制點(diǎn)設(shè)為第1、第2、第3控制點(diǎn)，求出由連結(jié)上述第1控制點(diǎn)和上述第2控制點(diǎn)的線段與上述3次曲線的上述第1控制點(diǎn)和上述第2控制點(diǎn)之間的弧所包圍的區(qū)域的面積、與由連結(jié)上述第2控制點(diǎn)和上述第3控制點(diǎn)的線段與上述3次曲線的上述第2控制點(diǎn)和上述第3控制點(diǎn)之間的弧所包圍的區(qū)域的面積之和，并生成使該和成為最小那樣的3次曲線。
如上所述，在本發(fā)明的第2伽馬曲線生成方法中，由于也以連續(xù)的3個(gè)控制點(diǎn)為基礎(chǔ)生成1個(gè)3次曲線，故可以得到與第1伽馬曲線生成方法同樣的效果。
此外，在本發(fā)明的第2伽馬曲線生成方法中，在對(duì)于所選擇的3個(gè)控制點(diǎn)生成3次曲線的情況下，由于生成這樣的3次曲線，即由連結(jié)第1控制點(diǎn)和第2控制點(diǎn)的線段與3次曲線的第1控制點(diǎn)和第2控制點(diǎn)之間的弧所包圍的區(qū)域的面積、與由連結(jié)第2控制點(diǎn)和第3控制點(diǎn)的線段和3次曲線的第2控制點(diǎn)和第3控制點(diǎn)之間的弧所包圍的區(qū)域的面積之和成為最小，故所生成的3次曲線，可以形成為與通過3個(gè)控制點(diǎn)的折線近似的曲線。
另外，本發(fā)明并不限于上述的伽馬曲線生成方法等方法發(fā)明的方式，也可以以作為伽馬曲線生成裝置等裝置發(fā)明的方式來實(shí)現(xiàn)。此外，也可以以作為用于構(gòu)筑這些方法、裝置等的計(jì)算機(jī)程序的方式、作為記錄有這樣的計(jì)算機(jī)程序的記錄介質(zhì)的方式、包括上述計(jì)算機(jī)程序在內(nèi)的體現(xiàn)在載波內(nèi)的數(shù)據(jù)信號(hào)等各種方式來實(shí)現(xiàn)。


圖1是示出使用了本發(fā)明的伽馬曲線生成方法的投影機(jī)的概略結(jié)構(gòu)的框圖；圖2是示出利用本發(fā)明的伽馬曲線生成方法生成的伽馬曲線的說明圖；圖3是示出作為本發(fā)明的實(shí)施例1的伽馬曲線生成方法的處理步驟的流程圖；圖4是示出所選擇的3個(gè)控制點(diǎn)和通過它們的3次曲線f(x)的說明圖；圖5是示出作為本發(fā)明的實(shí)施例2的伽馬曲線生成方法的處理步驟的流程圖；以及圖6是示出所選擇的3個(gè)控制點(diǎn)和通過它們的3次曲線f(x)的說明圖。
具體實(shí)施例方式
以下，根據(jù)實(shí)施例以下面的順序說明本發(fā)明的實(shí)施方式。
A.投影機(jī)的結(jié)構(gòu)B.投影機(jī)的操作C.實(shí)施例1的伽馬曲線生成方法D.實(shí)施例1的效果E.實(shí)施例2的伽馬曲線生成方法F.實(shí)施例2的效果G.變形例A.投影機(jī)的結(jié)構(gòu)圖1是示出使用了本發(fā)明的伽馬曲線生成方法的投影機(jī)的概略結(jié)構(gòu)的框圖。該投影機(jī)PJ，具備CPU10、伽馬修正部11、A/D轉(zhuǎn)換部12、幀存儲(chǔ)器13、液晶面板驅(qū)動(dòng)部14、遙控器控制部15、圖像處理部16，而且用內(nèi)部總線分別將其連接起來。此外，投影機(jī)PJ，除去具備照明光學(xué)系統(tǒng)20、液晶面板21、投影光學(xué)系統(tǒng)22作為光學(xué)系統(tǒng)的構(gòu)成要素之外，還在外部具備遙控器30。
其中，CPU10通過執(zhí)行存儲(chǔ)在未圖示的存儲(chǔ)器內(nèi)的程序，作為控制點(diǎn)設(shè)定部10a、伽馬曲線生成部10b和查找表(LUT)更新部10c而發(fā)揮作用。此外，伽馬修正部11具備有伽馬修正用LUT11a。
B.投影機(jī)的操作簡(jiǎn)單地對(duì)這樣的結(jié)構(gòu)的投影機(jī)PJ的圖像投影操作進(jìn)行說明。首先，A/D轉(zhuǎn)換部12，輸入從電視機(jī)、DVD播放機(jī)等輸出的圖像信號(hào)、從個(gè)人計(jì)算機(jī)等輸出的圖像信號(hào)，并將這些圖像信號(hào)從模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)并輸出。圖像處理部16使從A/D轉(zhuǎn)換部12輸出的圖像信號(hào)暫時(shí)地存儲(chǔ)到幀存儲(chǔ)器13內(nèi)。然后，該圖像處理部16，讀出存儲(chǔ)在該幀存儲(chǔ)器13內(nèi)的圖像信號(hào)，以使例如對(duì)比度、圖像尺寸等圖像狀態(tài)成為所希望的狀態(tài)的方式進(jìn)行調(diào)整并向伽馬修正部11輸出。
伽馬修正部11，參照伽馬修正用LUT11a對(duì)所輸入的圖像信號(hào)進(jìn)行伽馬修正，并向液晶面板驅(qū)動(dòng)部14輸出伽馬修正后的圖像信號(hào)。具體地，伽馬修正部11，首先，將圖像信號(hào)從R(紅)、G(綠)、B(藍(lán))信號(hào)變換成Y(亮度)、U(亮度與藍(lán)色的色差)、V(亮度與紅色的色差)信號(hào)。另一方面，在伽馬修正用LUT11a中，根據(jù)由伽馬曲線生成部10b所生成的伽馬曲線，對(duì)于Y(亮度)信號(hào)的各個(gè)灰度等級(jí)值(輸入灰度等級(jí)值)中的每一個(gè)，都分別存儲(chǔ)有對(duì)應(yīng)的伽馬修正后的灰度等級(jí)值(輸出灰度等級(jí)值)。于是，伽馬修正部11，通過參照伽馬修正用LUT11a，將變換而得到的Y、U、V信號(hào)之中的Y(亮度)信號(hào)的輸入灰度等級(jí)值變換成對(duì)應(yīng)的輸出灰度等級(jí)值，而對(duì)Y(亮度)信號(hào)進(jìn)行遵照伽馬曲線的伽馬修正。然后，伽馬修正部11，通過將伽馬修正后的Y(亮度)信號(hào)和除此之外的U、V信號(hào)逆變換成R、G、B信號(hào)，而得到伽馬修正后的圖像信號(hào)。
液晶面板驅(qū)動(dòng)部14，根據(jù)所輸入的圖像信號(hào)驅(qū)動(dòng)液晶面板21。由此，在液晶面板21中，根據(jù)圖像信息對(duì)從照明光學(xué)系統(tǒng)20射出的照明光進(jìn)行調(diào)制。投影光學(xué)系統(tǒng)22，向未圖示的屏幕投影由液晶面板21調(diào)制后的投影光。由此，向屏幕投影顯示圖像。
另外，如上所述，雖然圖像處理部16和伽馬修正部11是分離的結(jié)構(gòu)，但是，圖像處理部和伽馬修正部也可以是一體的結(jié)構(gòu)。
如上所述，通過對(duì)輸入圖像信號(hào)進(jìn)行伽馬修正，可以向屏幕投影顯示具有與輸入圖像信號(hào)所表示的圖像大體相同的明亮度特性的圖像。
另一方面，在圖1所示的投影機(jī)PJ中，上述的伽馬曲線可由使用者進(jìn)行調(diào)整，從而可以投影顯示具有所偏好的明亮度特性的圖像。
具體地，在以Y(亮度)信號(hào)的輸入灰度等級(jí)值為x坐標(biāo)、輸出灰度等級(jí)值為y坐標(biāo)的xy坐標(biāo)平面中，與預(yù)定的多個(gè)輸入灰度等級(jí)值相對(duì)應(yīng)地分別準(zhǔn)備好控制點(diǎn)。于是，當(dāng)使用者操作遙控器30而經(jīng)由遙控器控制部15對(duì)CPU10發(fā)出指示時(shí)，通過借助于CPU10發(fā)揮作用的控制點(diǎn)設(shè)定部10a，根據(jù)使用者的指示，對(duì)于這多個(gè)控制點(diǎn)之中所希望的控制點(diǎn)改變其輸出灰度等級(jí)值，而使該控制點(diǎn)的位置移動(dòng)到y(tǒng)軸方向的所希望的位置。其次，伽馬曲線生成部10b，對(duì)于包括移動(dòng)后的控制點(diǎn)在內(nèi)的所有控制點(diǎn)，重新生成通過它們的伽馬曲線。然后，查找表更新部10c，根據(jù)該所生成的伽馬曲線，分別改寫已存儲(chǔ)在伽馬修正用LUT11a內(nèi)的各個(gè)值。其結(jié)果，由于伽馬修正部11，對(duì)于圖像信號(hào)，參照重新改寫后的伽馬修正用LUT11a進(jìn)行伽馬修正，所以投影顯示的圖像，其明亮度與之相應(yīng)地發(fā)生變化。
另外，這時(shí)，為了配合使用者的調(diào)整操作，在顯示畫面中也可以顯示與控制點(diǎn)一起描繪有伽馬曲線的伽馬曲線調(diào)整窗口。
C.實(shí)施例1的伽馬曲線生成方法接著，對(duì)作為本發(fā)明的實(shí)施例1的伽馬曲線的生成方法進(jìn)行說明。
圖2是示出利用本發(fā)明的伽馬曲線生成方法生成的伽馬曲線的說明圖。在圖2中，橫軸是x軸，表示Y(亮度)信號(hào)的輸入灰度等級(jí)值，縱軸是y軸，表示Y(亮度)信號(hào)的輸出灰度等級(jí)值。
在本實(shí)施例中，與預(yù)定的9個(gè)輸入灰度等級(jí)值xa～xi相對(duì)應(yīng)地分別準(zhǔn)備控制點(diǎn)Ca～Ci。這些控制點(diǎn)，按照Ca、Cb、Cc、……的順序連續(xù)。于是，如上所述，在使用者操作遙控器30而發(fā)出指示時(shí)，控制點(diǎn)設(shè)定部10a，根據(jù)使用者的指示，對(duì)于這9個(gè)控制點(diǎn)Ca～Ci之中所希望的控制點(diǎn)，通過改變其輸出灰度等級(jí)值y，而使該控制點(diǎn)的位置移動(dòng)到y(tǒng)軸方向的所希望的位置。例如，在使用者選擇控制點(diǎn)Cb作為所希望的控制點(diǎn)并將其輸出灰度等級(jí)值從yb’改變到y(tǒng)b的情況下，該控制點(diǎn)Cb的位置，在箭頭α方向上移動(dòng)到圖中所示的位置。
接著，如上所述，伽馬曲線生成部10b，對(duì)于包括移動(dòng)后的控制點(diǎn)Cb在內(nèi)的連續(xù)的9個(gè)控制點(diǎn)Ca～Ci，重新生成通過它們的伽馬曲線γ。
在本實(shí)施例中，在9個(gè)控制點(diǎn)Ca～Ci之中，從對(duì)應(yīng)的輸入灰度等級(jí)值小的一方開始按照順序依次選擇連續(xù)的3個(gè)控制點(diǎn)，并對(duì)于這3個(gè)控制點(diǎn)，生成以下那樣的3次曲線。也就是說，生成這樣的3次曲線，即該3次曲線通過這3個(gè)控制點(diǎn)、而且中央的控制點(diǎn)處的切線的斜率成為以反比內(nèi)分連結(jié)中央的控制點(diǎn)和兩端的控制點(diǎn)的各個(gè)直線的斜率的值。此外，通過將對(duì)于每一個(gè)所選擇的3個(gè)控制點(diǎn)生成的合計(jì)4個(gè)3次曲線A～D合并起來，而生成伽馬曲線γ。具體地，用圖3所示的流程圖詳細(xì)地進(jìn)行說明。
圖3是示出作為本發(fā)明的實(shí)施例1的伽馬曲線生成方法的處理步驟的流程圖。
伽馬曲線生成部10b，首先，在9個(gè)控制點(diǎn)Ca～Ci之中，從對(duì)應(yīng)的輸入灰度等級(jí)值小的一方開始按照順序選擇連續(xù)的3個(gè)控制點(diǎn)C1、C2、C3(步驟S102)。因此，最初，如圖2所示，分別選擇控制點(diǎn)Ca、Cb、Cc作為連續(xù)的3個(gè)控制點(diǎn)C1、C2、C3。
圖4是示出所選擇的3個(gè)控制點(diǎn)和通過它們的3次曲線f(x)的說明圖。在圖4中，設(shè)所選擇的控制點(diǎn)C1、C2、C3的各坐標(biāo)分別為(x1，y1)、(x2，y2)、(x3，y3)。
接著，伽馬曲線生成部10b，在所選擇的3個(gè)控制點(diǎn)C1、C2、C3之中，根據(jù)式(3)，求出連結(jié)位于一端的控制點(diǎn)C1和位于中央的控制點(diǎn)C2的直線p的斜率G12、與連結(jié)位于中央的控制點(diǎn)C2和位于另一端的控制點(diǎn)C3的直線q的斜率G23(步驟S104)。
G12=y2-y1x2-x1]]>G23=y3-y2x3-x2---(3)]]>接著，伽馬曲線生成部10b，根據(jù)所求得的斜率G12、G23，根據(jù)式(4)求出值G(步驟S106)。
G=1|G12|×G12+1|G23|×G231|G12|+1|G23|]]>=|G12|×G23+|G23|×G12|G12|+|G23|]]>=|y2-y1x2-x1|×y3-y2x3-x2+|y3-y2y3-y2|×y2-y1x2-x1|y2-y1x2-x1|+|y3-y2x3-x2|---(4)]]>接著，伽馬曲線生成部10b，如式(5)所示，設(shè)定3次曲線f(x)(步驟S108)。另外，在式(5)中，a、s、t、u是常數(shù)。
f(x)＝a+s(x-x1)+t(x-x1)2+u(x-x1)3(5)
接著，伽馬曲線生成部10b，以使所設(shè)定的3次曲線f(x)通過3個(gè)控制點(diǎn)C1～C3而且位于中央的控制點(diǎn)C2處的相對(duì)于3次曲線f(x)的切線的斜率成為值G的方式求出3次曲線f(x)的4個(gè)常數(shù)a、s、t、u，從而生成3次曲線f(x)(步驟S110)。
具體地，由于3次曲線f(x)通過控制點(diǎn)C1(x1，y1)，故式(6)成立。
f(x1)＝y(tǒng)1＝a (6)此外，由于3次曲線f(x)通過控制點(diǎn)C2(x2，y2)，故式(7)成立。
f(x2)＝y(tǒng)2＝a+s(x2-x1)+t(x2-x1)2+u(x2-x1)3(7)此外，由于3次曲線f(x)通過控制點(diǎn)C3(x3，y3)，故式(8)成立。
f(x3)＝y(tǒng)3＝a+s(x3-x1)+t(x3-x1)2+u(x3-x1)3(8)此外，由于位于中央的控制點(diǎn)C2處的相對(duì)于3次曲線f(x)的切線的斜率、即控制點(diǎn)C2處的3次曲線f(x)的一次微分的值成為值G，故式(9)成立。
f′(x2)＝G＝s+2t(x2-x1)+3u(x2-x1)2(9)其中，由于值G在步驟S106中根據(jù)式(4)求得，故通過求解式(6)～(9)這4個(gè)聯(lián)立方程式，可以求出4個(gè)常數(shù)a、s、t、u。
這樣求出的4個(gè)常數(shù)a、s、t、u，由伽馬曲線生成部10b分別存儲(chǔ)到未圖示的4個(gè)寄存器內(nèi)。然后，伽馬曲線生成部10b使用已存儲(chǔ)到寄存器內(nèi)的4個(gè)常數(shù)a、s、t、u，生成應(yīng)該求出的3次曲線f(x)。
接著，伽馬曲線生成部10b，判定對(duì)于9個(gè)控制點(diǎn)Ca～Ci之中的所有控制點(diǎn)是否均選擇完畢(步驟S112)，在還剩下有尚未選擇的控制點(diǎn)的情況下，處理返回到步驟S102。在步驟S102，選擇連續(xù)的接著的3個(gè)控制點(diǎn)C1、C2、C3。因此，接著，如圖2所示，分別選擇控制點(diǎn)Cc、Cd、Ce作為連續(xù)的3個(gè)控制點(diǎn)C1、C2、C3。也就是說，以使所生成的3次曲線連續(xù)的方式，對(duì)于位于端部的控制點(diǎn)Cc，在上次和本次中重復(fù)地進(jìn)行選擇。以下，步驟S102～步驟S110的處理反復(fù)進(jìn)行到對(duì)所有的控制點(diǎn)均選擇完畢為止。
這樣，對(duì)所有的控制點(diǎn)都選擇完畢之后，伽馬曲線生成部10b，如圖2所示，將所生成的4個(gè)3次曲線A～D合并起來而生成伽馬曲線γ(步驟S114)，從而結(jié)束圖3所示的一連串的處理。
接著，查找表更新部10c，根據(jù)該所生成的伽馬曲線γ，依次改寫存儲(chǔ)在伽馬修正用LUT11a內(nèi)的各個(gè)值。這樣，在改寫伽馬修正用LUT11a的內(nèi)容后，在伽馬修正部11對(duì)圖像信號(hào)、參照該伽馬修正用LUT11a進(jìn)行伽馬修正時(shí)，所投影顯示的圖像的明亮度將變化成使用者所要求的明亮度。
D.實(shí)施例1的效果如上所述，在本實(shí)施例中，由于以連續(xù)的3個(gè)控制點(diǎn)為基礎(chǔ)生成1個(gè)3次曲線，故如圖2所示，在生成伽馬曲線γ時(shí)所使用的控制點(diǎn)為9個(gè)的情況下，僅生成合計(jì)4個(gè)3次曲線即可。如上所述，由于應(yīng)該求出的3次曲線的常數(shù)是4個(gè)，故為了生成4個(gè)3次曲線，僅求出合計(jì)16個(gè)常數(shù)即可。此外，為了用這些所求出的16個(gè)常數(shù)導(dǎo)出4個(gè)3次曲線，用于存儲(chǔ)這16個(gè)常數(shù)的寄存器也僅準(zhǔn)備16個(gè)即可。
因此，如果采用本實(shí)施例，則為了生成伽馬曲線γ，僅求出16個(gè)常數(shù)即可，由于可以減少計(jì)算量，故可以縮短處理時(shí)間。此外，用于存儲(chǔ)這些所求得的常數(shù)的寄存器，由于只要16個(gè)，故電路規(guī)模也可以縮小與此相應(yīng)的量。
E.實(shí)施例2的伽馬曲線生成方法下面，對(duì)作為本發(fā)明的實(shí)施例2的伽馬曲線的生成方法進(jìn)行說明。
在本實(shí)施例中，也如圖2所示，與預(yù)定的9個(gè)輸入灰度等級(jí)值xa～xi相對(duì)應(yīng)地分別準(zhǔn)備控制點(diǎn)Ca～Ci。于是，在使用者操作遙控器30而發(fā)出指示時(shí)，控制點(diǎn)設(shè)定部10a，根據(jù)使用者的指示，對(duì)于這9個(gè)控制點(diǎn)Ca～Ci之中所希望的控制點(diǎn)，通過改變其輸出灰度等級(jí)值y，而使該控制點(diǎn)的位置移動(dòng)到y(tǒng)軸方向的所希望的位置。然后，伽馬曲線生成部10b，對(duì)于包括移動(dòng)后的控制點(diǎn)Cb在內(nèi)的連續(xù)的9個(gè)控制點(diǎn)Ca～Ci，重新生成通過它們的伽馬曲線γ。
在本實(shí)施例中，在9個(gè)控制點(diǎn)Ca～Ci之中，從對(duì)應(yīng)的輸入灰度等級(jí)值小的一方開始按照順序依次選擇連續(xù)的3個(gè)控制點(diǎn)，并對(duì)于這3個(gè)控制點(diǎn)，生成以下那樣的3次曲線。也就是說，生成這樣的3次曲線，即該3次曲線通過這3個(gè)控制點(diǎn)、而且由連結(jié)一端的控制點(diǎn)和中央的控制點(diǎn)的線段與3次曲線的一端的控制點(diǎn)和中央的控制點(diǎn)之間的弧所包圍的區(qū)域的面積、與由連結(jié)中央的控制點(diǎn)和另一端的控制點(diǎn)的線段與3次曲線的中央的控制點(diǎn)和另一端的控制點(diǎn)之間的弧所包圍的區(qū)域的面積之和成為最小。此外，通過將對(duì)于每一個(gè)所選擇的3個(gè)控制點(diǎn)生成的合計(jì)4個(gè)3次曲線A～D合并起來，而生成伽馬曲線γ。具體地，用圖5所示的流程圖詳細(xì)地進(jìn)行說明。
圖5是示出作為本發(fā)明的實(shí)施例2的伽馬曲線生成方法的處理步驟的流程圖。
伽馬曲線生成部10b，首先，在9個(gè)控制點(diǎn)Ca～Ci之中，從對(duì)應(yīng)的輸入灰度等級(jí)值小的一方開始按照順序選擇連續(xù)的3個(gè)控制點(diǎn)C1、C2、C3(步驟S202)。
圖6是示出所選擇的3個(gè)控制點(diǎn)和通過它們的3次曲線f(x)的說明圖。在圖6中，設(shè)所選擇的控制點(diǎn)C1、C2、C3的各坐標(biāo)分別為(x1，y1)、(x2，y2)、(x3，y3)。
接著，伽馬曲線生成部10b，在所選擇的3個(gè)控制點(diǎn)C1、C2、C3之中，根據(jù)式(10)，導(dǎo)出連結(jié)位于一端的控制點(diǎn)C1和位于中央的控制點(diǎn)C2的直線p，并且根據(jù)式(11)導(dǎo)出連結(jié)位于中央的控制點(diǎn)C2和位于另一端的控制點(diǎn)C3的直線q(步驟S204)。
p(x)=(y2-y1x2-x1)x+y1-x1×(y2-y1x2-x1)---(10)]]>q(x)=(y3-y2x3-x2)x+y2-x2×(y3-y2x3-x2)---(11)]]>接著，伽馬曲線生成部10b，如式(12)所示，設(shè)定3次曲線f(x)(步驟S206)。另外，在式(12)中，a是常數(shù)，s(G)、t(G)、u(G)是變量G的函數(shù)。
f(x)＝a+s(G)x+t(G)x2+u(G)x3(12)接著，伽馬曲線生成部10b，求出使得被控制點(diǎn)C1、C2之間的3次曲線f(x)的弧和直線p的線段所包圍的面積S12與被控制點(diǎn)C2、C3之間的3次曲線f(x)的弧和直線q的線段包圍的面積S23之和成為最小那樣的值G(步驟S208)。
這樣的值G，可以如式(13)所示的那樣來求出。也就是說，通過求出從x1到x2對(duì)3次曲線f(x)與直線p之差的絕對(duì)值進(jìn)行積分后的值，而導(dǎo)出面積S12，并且通過求出從x2到x3對(duì)3次曲線f(x)與直線q之差的絕對(duì)值進(jìn)行積分后的值，而導(dǎo)出面積S23。然后，對(duì)于變量G，對(duì)這些面積S12、S23之和進(jìn)行一次微分，而求出使其值成為0那樣的G的值即可。
d(∫x1x2|f(x)-p(x)|dx+∫x2x3|f(x)-q(x)|dx)dG=0---(13)]]>接著，伽馬曲線生成部10b，根據(jù)上述的式(6)求出常數(shù)a(即a＝y(tǒng)1)，并且將在步驟S208求得的值G分別代入到函數(shù)s(G)、t(G)、u(G)中，而求出常數(shù)s、t、u，從而生成3次曲線f(x)(步驟S210)。
這樣求出的4個(gè)常數(shù)a、s、t、u，由伽馬曲線生成部10b分別存儲(chǔ)到未圖示的4個(gè)寄存器內(nèi)。然后，伽馬曲線生成部10b使用存儲(chǔ)在寄存器內(nèi)的4個(gè)常數(shù)a、s、t、u，生成應(yīng)該求出的3次曲線f(x)。
接著，伽馬曲線生成部10b，判定對(duì)于9個(gè)控制點(diǎn)Ca～Ci之中的所有控制點(diǎn)是否均選擇完畢(步驟S212)，在還剩下有尚未選擇的控制點(diǎn)的情況下，處理返回到步驟S202。以下，步驟S202～步驟S210的處理反復(fù)進(jìn)行到對(duì)所有的控制點(diǎn)均選擇完畢為止。
這樣，對(duì)所有的控制點(diǎn)都選擇完畢之后，伽馬曲線生成部10b，如圖2所示，將所生成的4個(gè)3次曲線A～D合并起來而生成伽馬曲線γ(步驟S214)，從而結(jié)束圖5所示的一連串的處理。
接著，查找表更新部10c，根據(jù)該所生成的伽馬曲線γ，依次改寫存儲(chǔ)在伽馬修正用LUT11a內(nèi)的各個(gè)值。這樣，在改寫伽馬修正用LUT11a的內(nèi)容后，在伽馬修正部11對(duì)圖像信號(hào)、參照該伽馬修正用LUT11a進(jìn)行伽馬修正時(shí)，所投影顯示的圖像的明亮度將變化成使用者所要求的明亮度。
另外，也可以不像上述那樣，而代之以使用聯(lián)立方程式來求出常數(shù)a、s、t、u。具體地，伽馬曲線生成部10b，以使所設(shè)定的3次曲線f(x)通過3個(gè)控制點(diǎn)C1～C3、而且位于中央的控制點(diǎn)C2處的相對(duì)于3次曲線f(x)的切線的斜率成為值G的方式，求出3次曲線f(x)的4個(gè)常數(shù)a、s、t、u，而生成3次曲線f(x)。也就是說，由于3次曲線f(x)通過控制點(diǎn)C1(x1，y1)，故上述的式(6)成立。此外，由于3次曲線f(x)通過控制點(diǎn)C2(x2，y2)，故上述的式(7)成立。此外，由于3次曲線f(x)要通過控制點(diǎn)C3(x3，y3)，故上述的式(8)成立。此外，由于位于中央的控制點(diǎn)C2處的相對(duì)于3次曲線f(x)的切線的斜率，即控制點(diǎn)C2處的3次曲線f(x)的一次微分的值成為值G，故上述的式(9)成立。其中，由于值G在步驟S208根據(jù)式(13)而求出，故通過求解式(6)～(9)這4個(gè)聯(lián)立方程式，可以求出4個(gè)常數(shù)a、s、t、u。
F.實(shí)施例2的效果如上所述，在本實(shí)施例中，由于以連續(xù)的3個(gè)控制點(diǎn)為基礎(chǔ)生成1個(gè)3次曲線，故也可以得到與實(shí)施例1同樣的效果。此外，在本實(shí)施例中，在對(duì)于所選擇的3個(gè)控制點(diǎn)生成3次曲線的情況下，由于生成這樣的3次曲線，即由連結(jié)一端的控制點(diǎn)和中央的控制點(diǎn)的線段與3次曲線的一端的控制點(diǎn)和中央的控制點(diǎn)之間的弧所包圍的區(qū)域的面積、與由連結(jié)中央的控制點(diǎn)和另一端的控制點(diǎn)的線段與3次曲線的中央的控制點(diǎn)和另一端的控制點(diǎn)之間的弧所包圍的區(qū)域的面積之和成為最小，故所生成的3次曲線，可以形成為與通過3個(gè)控制點(diǎn)的折線近似的曲線。
G.變形例此外，本發(fā)明并不限于上述的實(shí)施例、實(shí)施方式，在不偏離其主旨的范圍內(nèi)，可以用各種方式來實(shí)施。
在上述的實(shí)施例中，雖然將在生成伽馬曲線時(shí)所使用的控制點(diǎn)定為9個(gè)，但是，本發(fā)明并不限定于此，控制點(diǎn)的個(gè)數(shù)可以根據(jù)需要采用任意個(gè)數(shù)。
在上述的實(shí)施例中，在圖像信號(hào)之中，雖然將Y(亮度)信號(hào)作為伽馬修正的對(duì)象，但是，本發(fā)明并不限定于此，也可以將R、G、B信號(hào)等其他信號(hào)作為對(duì)象。
在上述的實(shí)施例中，雖然是對(duì)于將本發(fā)明應(yīng)用于投影機(jī)的情況進(jìn)行的說明，但是，本發(fā)明并不限定于此，除去也可以應(yīng)用于液晶顯示器等其他圖像顯示裝置、打印機(jī)等圖像印刷裝置之外，還可以應(yīng)用于包括計(jì)算機(jī)等在內(nèi)的圖像處理裝置等。
權(quán)利要求
1.一種伽馬曲線生成方法，是用于作為在對(duì)圖像信號(hào)進(jìn)行伽馬修正時(shí)所使用的伽馬曲線生成通過連續(xù)的多個(gè)控制點(diǎn)的曲線的伽馬曲線生成方法，其特征在于，包括(a)從連續(xù)的多個(gè)上述控制點(diǎn)分別選擇連續(xù)的3個(gè)控制點(diǎn)的步驟；(b)對(duì)所選擇的3個(gè)控制點(diǎn)的每一個(gè)分別生成通過這3個(gè)控制點(diǎn)的3次曲線的步驟；以及(c)合并所生成的各個(gè)3次曲線而生成上述伽馬曲線的步驟；其中，在上述步驟(b)中，在對(duì)于所選擇的3個(gè)控制點(diǎn)生成通過這3個(gè)控制點(diǎn)的上述3次曲線時(shí)，按照連續(xù)的順序?qū)⑺x擇的3個(gè)上述控制點(diǎn)設(shè)為第1、第2、第3控制點(diǎn)，并且在將連結(jié)上述第1控制點(diǎn)和上述第2控制點(diǎn)的直線的斜率設(shè)為G12、將連結(jié)上述第2控制點(diǎn)和上述第3控制點(diǎn)的直線的斜率設(shè)為G23的情況下，生成上述第2控制點(diǎn)處的相對(duì)于上述3次曲線的切線的斜率G滿足下式那樣的3次曲線G=|G12|×G23+|G23|×G12|G12|+|G23|---(1).]]>
2.一種伽馬曲線生成方法，是用于作為在對(duì)圖像信號(hào)進(jìn)行伽馬修正時(shí)所使用的伽馬曲線生成通過連續(xù)的多個(gè)控制點(diǎn)的曲線的伽馬曲線生成方法，其特征在于，包括(a)從連續(xù)的多個(gè)上述控制點(diǎn)分別選擇連續(xù)的3個(gè)控制點(diǎn)的步驟；(b)對(duì)所選擇的3個(gè)控制點(diǎn)的每一個(gè)分別生成通過這3個(gè)控制點(diǎn)的3次曲線的步驟；以及(c)合并所生成的各個(gè)3次曲線而生成上述伽馬曲線的步驟；其中，在上述步驟(b)中，在對(duì)于所選擇的3個(gè)控制點(diǎn)生成通過這3個(gè)控制點(diǎn)的上述3次曲線時(shí)，按照連續(xù)的順序?qū)⑺x擇的3個(gè)上述控制點(diǎn)設(shè)為第1、第2、第3控制點(diǎn)，求出由連結(jié)上述第1控制點(diǎn)和上述第2控制點(diǎn)的線段與上述3次曲線的上述第1控制點(diǎn)和上述第2控制點(diǎn)之間的弧所包圍的區(qū)域的面積、與由連結(jié)上述第2控制點(diǎn)和上述第3控制點(diǎn)的線段與上述3次曲線的上述第2控制點(diǎn)和上述第3控制點(diǎn)之間的弧所包圍的區(qū)域的面積之和，并生成使該和成為最小那樣的3次曲線。
3.一種伽馬曲線生成裝置，是用于作為在對(duì)圖像信號(hào)進(jìn)行伽馬修正時(shí)所使用的伽馬曲線生成通過連續(xù)的多個(gè)控制點(diǎn)的曲線的伽馬曲線生成裝置，其特征在于從連續(xù)的多個(gè)上述控制點(diǎn)分別選擇連續(xù)的3個(gè)控制點(diǎn)，對(duì)所選擇的3個(gè)控制點(diǎn)的每一個(gè)分別生成通過這3個(gè)控制點(diǎn)的3次曲線，并合并所生成的各個(gè)3次曲線而生成上述伽馬曲線；并且在對(duì)于所選擇的3個(gè)控制點(diǎn)生成通過這3個(gè)控制點(diǎn)的上述3次曲線時(shí)，按照連續(xù)的順序?qū)⑺x擇的3個(gè)上述控制點(diǎn)設(shè)為第1、第2、第3控制點(diǎn)，并且在將連結(jié)上述第1控制點(diǎn)和上述第2控制點(diǎn)的直線的斜率設(shè)為G12、將連結(jié)上述第2控制點(diǎn)和上述第3控制點(diǎn)的直線的斜率設(shè)為G23的情況下，生成上述第2控制點(diǎn)處的相對(duì)于上述3次曲線的切線的斜率G滿足下式那樣的3次曲線G=|G12|×G23+|G23|×G12|G12|+|G23|---(1).]]>
4.一種伽馬曲線生成裝置，是用于作為在對(duì)圖像信號(hào)進(jìn)行伽馬修正時(shí)所使用的伽馬曲線生成通過連續(xù)的多個(gè)控制點(diǎn)的曲線的伽馬曲線生成裝置，其特征在于從連續(xù)的多個(gè)上述控制點(diǎn)分別選擇連續(xù)的3個(gè)控制點(diǎn)，對(duì)所選擇的3個(gè)控制點(diǎn)的每一個(gè)分別生成通過這3個(gè)控制點(diǎn)的3次曲線，并合并所生成的各個(gè)3次曲線而生成上述伽馬曲線；并且在對(duì)于所選擇的3個(gè)控制點(diǎn)生成通過這3個(gè)控制點(diǎn)的上述3次曲線時(shí)，按照連續(xù)的順序?qū)⑺x擇的3個(gè)上述控制點(diǎn)設(shè)為第1、第2、第3控制點(diǎn)，求出由連結(jié)上述第1控制點(diǎn)與上述第2控制點(diǎn)的線段和上述3次曲線的上述第1控制點(diǎn)和上述第2控制點(diǎn)之間的弧所包圍的區(qū)域的面積、與由連結(jié)上述第2控制點(diǎn)與上述第3控制點(diǎn)的線段和上述3次曲線的上述第2控制點(diǎn)和上述第3控制點(diǎn)之間的弧所包圍的區(qū)域的面積之和，并生成使該和成為最小那樣的3次曲線。
全文摘要
在生成伽馬曲線的情況下，在從連續(xù)的多個(gè)控制點(diǎn)選擇連續(xù)的3個(gè)控制點(diǎn)并生成通過這3個(gè)控制點(diǎn)的3次曲線時(shí)，生成這樣的3次曲線，即第2控制點(diǎn)處的相對(duì)于3次曲線的切線的斜率成為以反比內(nèi)分連結(jié)第1控制點(diǎn)和第2控制點(diǎn)的直線的斜率和連結(jié)第2控制點(diǎn)和第3控制點(diǎn)的直線的斜率。由此，可以提供使計(jì)算量減少、電路規(guī)模也減小的伽馬曲線生成方法。
文檔編號(hào)H04N1/40GK1929624SQ20061015140
公開日2007年3月14日 申請(qǐng)日期2006年9月5日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月6日
發(fā)明者古井志紀(jì) 申請(qǐng)人:精工愛普生株式會(huì)社