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Die
japanische Patentschrift Nr. 2000-344822, eingereicht am 13. November
2000, und die japanische Patentschrift Nr. 2000-296027, eingereicht
am 27. September 2001, werden hiermit in vollem Umfang einbezogen.
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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Bildanzeigesystem, ein Bildverarbeitungsverfahren
und ein Informationsspeichermedium.
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Beschreibung
der verwandten Technik
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Es
sind verschiedene Farbwandlungssysteme wie das Farbmanagementsystem
(color management system; CMS) vorgeschlagen worden, um Einheitlichkeit
bei der Bildbetrachtung zu erzielen.
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Das
gewünschte
Bild kann jedoch je nach Betrachter oder Ort unterschiedlich gesehen
werden.
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So
ist beispielsweise das Standard-Anzeigeverfahren in Japan NTSC,
während
eines der Standard-Anzeigeverfahren
in Europa PAL ist.
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Deshalb
kann sich eine Situation ergeben, bei der ein Bild, das unter der
Annahme, dass es als NTSC in Japan betrachtet wird, erzeugt wurde,
in Europa für
Europäer
dargestellt wird, wodurch sich bei der Bildbetrachtung Abweichungen
hinsichtlich der Präferenzen
der Europäer
ergeben.
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Aus
diesem Grund reicht es nicht aus, die Bildinformationen (wie RGB-Signale)
nur zu wandeln, sondern die Bildinformationen müssen gemäß einer Bildcharakteristik
wie das vom Benutzer gewählte
Anzeigeverfahren gewandelt werden.
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Da
die Bildansicht auch durch Faktoren wie das Umgebungslicht beeinflusst
wird, ist es außerdem
erforderlich, die Betrachtungsumgebung zu erfassen und einzubeziehen,
wenn die Bildinformationen gewandelt werden.
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Bei
der Wandlung der Bildinformationen gemäß der Bildcharakteristik und
der Betrachtungsumgebung sind die zur Wandlung verwendeten Informationen
zu erzeugen. Wenn zuvor Wandlungsinformationen für alle angenommenen Bildcharakterista
und Betrachtungsumgebungen in einem Speicherbereich gespeichert
werden sollen, ergeben sich jedoch für diesen Speicherbereich Probleme.
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Außerdem müssen Bildinformationen,
die in Echtzeit erzeugt werden, in Echtzeit gewandelt werden.
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Die
EP-A-1 079 605 (Stand der Technik nach Artikel 54(3) EPÜ) offenbart
ein Farbwiedergabesystem, das die auf einer Anzeige des Benutzers
dargestellte Farbe genau korrigiert, indem an einem Server ein Profil
erzeugt wird, um jedem Benutzer den Zugang zu einer Dienstleistung
zur Durchführung
einer genauen Farbwiedergabe über
ein Netzwerk zu ermöglichen.
Dieses System umfasst einen Netzwerkverbindungsabschnitt zum Anschluss
eines Farbwiedergabe-Endgeräts
an ein Netz; eine Farbbildanzeige zur Darstellung eines Farbbilds;
eine Farbkamera oder einen Sensor zum Aufnehmen einer Farbwiedergabecharakteristik
der Farbbildanzeige und eines Betrachtungs-Helligkeitszustands; und einen Farbwandlerabschnitt
zur Farbwandlung des über
das Netz erhaltenen Farbbilds und zu dessen Ausgabe an die Farbbildanzeige.
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Die
US-A-6,320,980, ein Familienmitglied der japanischen Patentveröffentlichung
JP 09-098301, offenbart ein Bildverarbeitungsverfahren und eine
Vorrichtung zum Erarbeiten eines Wandlungsparameters, die für ein Signalwandlungsverfahren
zwischen Körper-Farbbilddaten
und Quellen-Farbbilddaten
verwendet werden, wobei das Verfahren die Schritte zur Berechnung
eines Wandlungsparameters aufweist, um den Farbeindruck zwischen
einer Körperfarbe
und einer Lichtquellenfarbe aufeinander abzugleichen, wobei für jede eine
Mehrzahl repräsentativer
Farben und die Berechnung des wandlungsparameters für das Signalwandlungsverfahren
auf Basis der Mehrzahl Wandlungsparameter für jede der Mehrzahl repräsentativer
Farben verwendet wird, womit ein für ein Gesamtbild anwendbarer
Wandlungskoeffizient erhalten werden kann, und das Signalwandlungsverfahren
zwischen der Körperfarbe
und der Lichtquellenfarbe kann ohne Beeinflussung durch irgendeine
Gerätecharakteristik
sicher durchgeführt
werden. Die Wandlungsparameter werden aus einem Farbabgleichexperiment
erhalten, das für
jede Berechnung der repräsentativen
Farben durchgeführt
wird, und in einer Nachschlagetabelle gespeichert.
-
Im
Abschnitt "Stand
der Technik" beschreibt die
US-A-6,320,980 eine Anordnung mit einem Scanner, einer ersten Wandlereinheit
zum Wandeln von RGB-Farbdaten, die vom Scanner erhalten werden, in
XYZ-Normalfarbdaten, einer zweiten unspezifizierten Wandlereinheit
zum Wandeln der XYZ-Farbdaten auf Basis erfasster Umgebungslichtinformationen
in gewandelte XYZ-Farbdaten, einer dritten Wandlereinheit zum Wandeln
der gewandelten XYZ-Farbdaten in RGB-Farbdaten und einem Monitor
zur Anzeige eines Bildes auf Basis der von der dritten Wandlereinheit
erhaltenen RGB-Farbdaten. Die erste Wandlereinheit arbeitet auf
Basis eines Scanner-Profils und die dritte Wandlereinheit auf Basis
eines Monitor-Profils.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
-
Die
vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf die oben beschriebenen
technischen Probleme erarbeitet und ihre Aufgabe ist die Bereitstellung
eines Bildanzeigesystems, eines Bildverarbei tungsverfahrens und
eines Informationsspeichermediums, die eine schnellere Wiedergabe
einer optimalen Bildansicht gemäß einer
von einem Benutzer gewählten Bildcharakteristik
ermöglicht.
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Diese
Aufgabe wird durch ein Bildanzeigesystem, ein Bildverarbeitungsverfahren
und ein Informationsspeichermedium gemäß den Hauptansprüchen gelöst. Bevorzugte
Ausführungsformen
der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
-
Die
vorliegende Erfindung ermöglicht
schnellere Wandlungen als bei Verwendung einer Nachschlagetabelle
(im Folgenden mit LUT (look-up table) abgekürzt) als Wandlungsinformation
durch Erzeugen einer Wandlermatrix zur Verwendung als Wandlungsinformation
und durch Verwendung dieser Wandlermatrix bei der Wandlung der Bildinformationen,
wodurch auch eine Verkleinerung des in einem Speicherbereich vorgesehenen
Speicherplatzes möglich
wird.
-
Es
kann daher ein Bild angezeigt werden, das der vom Benutzer gewählten Bildcharakteristik und
den Umgebungssichtverhältnissen
in Echtzeit entspricht.
-
Da
ein Kalibrierbild im Anzeigegerät
des Projektortyps erzeugt wird, kann das Anzeigegerät des Projektortyps
selbst die Kalibrierung durchführen, ohne
dass von einem externen Eingabegerät wie einem PC ein Kalibrierbild
in das Anzeigegerät
des Projektortyps eingegeben werden muss.
-
Es
sei darauf hingewiesen, dass der TV-Standard wie NTSC, PAL oder
SECAM auch als "Bildanzeigeverfahren" und der Farbsignaltyp
wie RGB oder sRGB im Folgenden auch als "Bildklassifizierung" bezeichnet werden.
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Das
Verhältnis
zwischen einer Farbskala auf Basis einer Bildcharakteristik und
einer Farbskala, die durch das Bildanzeigemittel angezeigt werden kann,
hängt von
den Umgebungssichtverhältnissen und
der Bildcharakteristik ab. Daher kann ein Bild durch ein Verfahren,
das Bildinformationen unter Verwendung nur einer einzigen Wandlermatrix
wandelt, nicht richtig wiedergegeben werden.
-
Eine
bevorzugte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ermöglicht
durch Aufteilen der Verhältnisse
in die vier Muster und Erzeugen einer Wandlermatrix entsprechend
jedem dieser Muster eine bessere Bildwiedergabe.
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Eine
bevorzugte Ausführungsform
ermöglicht
durch Erzeugen einer Wandlermatrix, die entweder die Betonung auf
die Reproduzierbarkeit des Farbtons oder der Farbskala legt, eine
bessere Bildwiedergabe.
-
KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine schematische Ansicht eines Bildanzeigesystems gemäß einer
Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung;
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2A ist
eine schematische Darstellung einer Zielfarbskala und einer anzeigbaren
Farbskala, wenn die Zielfarbskala und die anzeigbare Farbskala übereinstimmen,
und 2B ist eine schematische Darstellung einer Zielfarbskala
und einer anzeigbaren Farbskala, wenn die anzeigbare Farbskala größer ist
als die Zielfarbskala;
-
3A ist
eine schematische Darstellung einer Zielfarbskala und einer anzeigbaren
Farbskala, wenn die anzeigbare Farbskala kleiner ist als die Zielfarbskala,
und 3B ist eine schematische Darstellung einer Zielfarbskala
und einer anzeigbaren Farbskala, wenn die Zielfarbskala einen Abschnitt,
der die anzeigbare Farbskala teilweise überdeckt, und einen Abschnitt,
der die anzeigbare Farbskala nicht überdeckt, aufweist;
-
4A ist
eine schematische Darstellung von Farbskalen nach der Farbskalenzuordnung
mit Priorität
auf Farbskalen, und 4B ist eine schematische Darstellung
von Farbskalen nach der Farbskalenzuordnung mit Priorität auf Farbtönen;
-
5 ist
ein Funktionsblockdiagramm eines Bildprozessorabschnitts in einem
Projektor gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
-
6 ist
ein Flussdiagramm der Prozedur zur Bildverarbeitung gemäß einer
Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung; und
-
7 ist
ein Flussdiagramm der Prozedur zur Matrixerzeugung und Wandlungsverarbeitung gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
-
DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
-
Im
Folgenden werden anhand von Beispielen unter Bezugnahme auf die
Zeichnungen Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung in Zusammenhang mit einem Bildanzeigesystem
mit einem Flüssigkristallprojektor
beschrieben. Es ist zu beachten, dass die nachstehend beschriebenen
Ausführungsformen
den Gültigkeitsbereich
der Erfindung, wie er durch die Ansprüche definiert ist, in keiner
Weise einschränken.
Desgleichen sollte die Gesamtkonfiguration der nachstehend beschriebenen
Ausführungsformen
nicht als Einschränkung
der vorliegenden Erfindung, wie sie durch die Ansprüche definiert ist,
verstanden werden.
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Gesamtsystem
-
1 zeigt
eine schematische Ansicht eines Bildanzeigesystems gemäß einer
Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung.
-
Ein
Projektor 20, bei dem es sich um ein Anzeigegerät des Projektortyps
handelt, das im Wesentlichen zu einem Bildschirm 10 weist,
projiziert ein Bild für
eine bestimmte Präsentation.
Ein Vortragender 30 zeigt vor einer Zuhörerschaft eine Präsentation,
während
er einen Lichtfleck 70, der von einem Laser-Pointer 50 projiziert
wird, benutzt, um zu einer gewünschten
Position eines Bildes in einem Bildanzeigebereich 12 zu
deuten, die eine Anzeigefläche
auf dem Bildschirm ist.
-
Während einer
solchen Präsentation schwankt
die Art und Weise, wie Bilder auf dem Bildanzeigebereich 12 gesehen
werden, in hohem Maße, was
von Faktoren wie dem Typ des Bildschirms 10 und dem Umgebungslicht 80 abhängt. Wenn
beispielsweise das gleiche Weiß angezeigt
wird, könnte der
Typ des Bildschirms 10 dafür verantwortlich sein, dass
es als Weiß mit
einem Gelbstich oder als Weiß mit
einem Blaustich erscheint. Analog könnten Unterschiede des Umgebungslichtes 80 dasselbe
Weiß als leuchtendes
Weiß oder
als stumpfes Weiß erscheinen
lassen.
-
In
den vergangenen Jahren ist ein solcher Projektor 20 kleiner
und leichter transportierbar geworden. Deshalb ist es möglich geworden,
Präsentationen
z. B. in den Geschäftsräumen eines
Kunden durchzuführen,
aber es ist schwierig, die Farben an die Umgebung in den Geschäftsräumen des
Kunden anzupassen und die manuelle Einregelung der Farben in den
Geschäftsräumen des
Kunden erfordert zu viel Zeit.
-
Mit
einem Projektor nach dem Stand der Technik wird die Farbe auf Basis
eines Eingangs-/Ausgangsprofils
modifiziert, das die inhärenten
Eingangs-/Ausgangs-Eigenschaften des jeweiligen Projektors angibt,
jedoch nicht unter Berücksichtigung
der Betrachtungsumgebung, in der das Bild projiziert und angezeigt
wird. Der Begriff "Profil" bedeutet hier "charakteristische
Daten".
-
Es
ist jedoch schwierig, die Farbeindrücke auf diese Weise zu vereinheitlichen,
sofern nicht die Betrachtungsumgebung berücksichtigt wird. Die Farbeindrücke werden
durch drei Faktoren, nämlich Licht,
Lichtreflexion oder -übertragung
durch Objekte und Gesichtssinn, bestimmt.
-
Diese
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung implementiert ein Bildanzeigesystem,
das korrekte Farben reproduzieren kann, indem die Betrachtungsumgebung
des Lichts und die Lichtreflexion oder -übertragung durch Objekte detektiert
werden.
-
Wenn
die Aufgabe darin besteht, Farben richtig wiederzugeben, können die
jeweiligen Farben je nach Benutzer oder dem Ort, an dem die Farben wiedergegeben
werden, unterschiedlich sein.
-
Wenn
der Projektor 20 beispielsweise in Japan verwendet werden
soll, dürfte
der Benutzer vermutlich die Bildfarben gemäß dem NTSC-Verfahren wiedergeben
wollen, während
dann, wenn der Projektor 20 beispielsweise in Europa verwendet
werden soll, der Benutzer vermutlich die Bildfarben gemäß dem PAL-Verfahren
wiedergeben will.
-
In
einer solchen Situation muss der Benutzer die gewünschten
Bildfarben ungeachtet des Ortes, an dem der Projektor 20 verwendet
wird, wiedergeben.
-
Bei
dieser Ausführungsform
der Erfindung ist der Projektor so konfiguriert, dass die Bildfarben
auf Basis einer Wahl des Bildanzeigeverfahrens durch den Benutzer
oder dgl. eingestellt werden können.
-
Im
Einzelnen weist das Gerät
einen Farblichtsensor 60 auf, der als Detektormittel für die Betrachtungsumgebung
fungiert, wie in Fig. dargestellt ist, und die Umgebungsinformationen
vom Farblichtsensor 60 werden in den Projektor 20 eingegeben.
Der Farblichtsensor 60 misst die Umgebungsinformationen
(insbesondere die Normalfarbwerte von RGB oder XYZ) im Bildanzeigebereich 12 auf
dem Schirm 10.
-
Der
Projektor 20 weist ein Wandlermittel auf zum Erzeugen einer
Wandlermatrix auf Basis einer Wahl von Informationen wie z. B. von
Umgebungsinformationen vom Farblichtsensor 60 und des Bildanzeigeverfahrens
des Benutzers, wobei anschließend diese
Wandlermatrix zum Wandeln von Bildinformationen verwendet wird,
die für
die Anzeige des Bildes verwendet werden.
-
Durch
die Detektion der Betrachtungsumgebung auf Basis von Umgebungsinformationen
und durch Bestimmen der Vorlieben des Benutzers aus den gewählten Informationen
kann ein Bildanzeigesystem implementiert werden, das in der Lage
ist, die richtigen Bildfarben zu reproduzieren.
-
Des
Weiteren berechnet diese Ausführungsform
die anzeigbare Farbskala, die durch den Projektor 20 in
der Betrachtungsumgebung angezeigt werden kann, in der die Präsentation
stattfindet, und verwendet außerdem
ein vom Benutzer gewähltes
Bildanzeigeverfahren zur Berechnung einer Zielfarbskala. Die Bildverarbeitung
erfolgt durch Vergleich der auf diese Weise erhaltenen anzeigbaren
Farbskala und der Zielfarbskala, so dass die Farben, die der Zielfarbskala
möglichst
nahekommen, durch den Projektor 20 angezeigt werden können.
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Farbskalen
-
2A zeigt
eine schematische Darstellung einer Zielfarbskala und einer anzeigbaren
Farbskala, wenn die Zielfarbskala und die anzeigbare Farbskala übereinstimmen,
und 2B zeigt eine schematische Darstellung einer Zielfarbskala
und einer anzeigbaren Farbskala, wenn die anzeigbare Farbskala größer ist
als die Zielfarbskala. In ähnlicher
Weise zeigt 3B eine schematische Darstellung
einer Zielfarbskala und einer anzeigbaren Farbskala, wenn die anzeigbare
Farbskala kleiner ist als die Zielfarbskala, und 3B zeigt
eine schematische Darstellung einer Zielfarbskala und einer anzeigbaren
Farbskala, wenn die Zielfarbskala einen Abschnitt, der die anzeigbare
Farbskala teilweise überdeckt,
und einen Abschnitt, der die anzeigbare Farbskala nicht überdeckt,
aufweist.
-
In
den 2A bis 3B kennzeichnen
die durchgezogenen Linien Zielfarbskalen, und die gestrichelten
Linien kennzeichnen anzeigbare Farbskalen. Außerdem ist der Schnittpunkt
der Linien von jedem Scheitelpunkt jeder dreieckigen Farbskala zum Mittelabschnitt
der Dreiecksform der weisse Fleck.
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Es
sei darauf hingewiesen, dass die Farbskalen in den 2A bis 3B in
der Ebene als Farbkoordinaten (x, y) definiert sind. In diesem Fall sind
x = X/(X + Y + Z) und y = Y/(X + Y + Z). Jedes X, Y und Z ist ein
Stimuluswert im XYZ-Farbanzeigesystem.
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Da
zwei variable Faktoren (Bildcharakteristik und Betrachtungsumgebung)
vorliegen, besteht kein festes Verhältnis zwischen der Zielfarbskala
und der anzeigbaren Farbskala. Es kann ganz allgemein in die in 2A bis 3B gezeigten
vier Muster eingeteilt werden.
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Das
Verfahren zur Wandlung der Bildinformationen ist je nachdem, welches
dieser vier Muster korrekt ist, ziemlich unterschiedlich. Wenn z.
B. die anzeigbare Farbskala die gesamte Zielfarbskala überdeckt,
wie in 2A und 2B dargestellt
ist, kann das Zielbild durch Anwendung eines gewöhnlichen Wandlungsverfahrens
entsprechend wiedergegeben werden.
-
Wenn
aber die anzeigbare Farbskala die gesamte Zielfarbskala nicht überdeckt,
wie in 3A und 3B dargestellt
ist, kann das Zielbild durch Anwendung eines gewöhnlichen Wandlungsverfahrens
nicht entsprechend wiedergegeben werden.
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In
einem solchen Fall ist die Farbskalenabbildung (die auch als Farbskalenkompression
bezeichnet werden könnte)
durchzuführen,
um Farben der Zielfarbskala, die außerhalb der anzeigbaren Farbskala
liegen, Farben innerhalb der Zielfarbskala zuzuordnen.
-
Diese
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wendet als Farbskalenabbildung entweder ein
Verfahren an, das die Priorität
auf Farbskalen legt, oder ein Verfahren, das die Priorität auf Farbtöne legt.
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4A zeigt
eine schematische Darstellung von Farbskalen (Abbildung von Farbskalen)
nach der Farbskalenabbildung, die die Priorität auf Farbskalen legt, und 4B zeigt
eine schematische Darstellung von Farbskalen nach der Farbskalenabbildung, die
die Priorität
auf Farbtöne
legt.
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In
den 4A und 4B kennzeichnen gestrichelte
Linien anzeigbare Farbskalen und Punkt-Punkt-Strich-Linien Zielfarbskalen. Die 4A und 4B zeigen
Beispiele, in denen sich die Zielfarbskala und die anzeigbare Farbskala
von 3B teilweise überdecken.
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In 4A liegt
z. B. ein Scheitelpunkt D der Zielfarbskala innerhalb der anzeigbaren
Farbskala ABC, aber ein Scheitelpunkt E und ein Scheitelpunkt F
der Zielfarbskala befindet sich außerhalb der anzeigbaren Farbskala
ABC. Daher können
Farben in der Nähe
des Scheitels E und des Scheitels F nicht wiedergegeben werden.
-
Wenn
solche Farben, die in diesem Fall nicht wiedergegeben werden können, anzuzeigen
sind, wird die Farbskalenabbildung durchgeführt, um sicherzustellen, dass
diese Farben möglichst
genau wiedergegeben werden.
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Bei
dieser Ausführungsform
legt die Farbskalenabbildung die Priorität entweder auf die Farbskala
oder auf die Farbtöne.
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Wenn
die Priorität
beispielsweise auf der Farbskala liegt, werden an den Schnittpunkten
zwischen der Dreiecksform DEF und der Dreiecksform ABC ein Punkt
H, der möglichst
nahe dem Scheitelpunkt E liegt, und ein Punkt I, der möglichst
nahe dem Scheitelpunkt F liegt, erhalten. Es wird darauf hingewiesen,
dass der Scheitelpunkt D, da er innerhalb der Dreiecksform ABC liegt,
ohne Änderung
als Scheitelpunkt G der neuen Farbskala verwendet werden kann.
-
Die
auf diese Weise erhaltene Dreiecksform GHI ist die Abbildungsfarbskala,
die erhalten wird, wenn die Priorität auf der Farbskala liegt,
mit anderen Worten, die erhalten wird, wenn die Betonung darauf gelegt
wird, die Abbildungsfarbskala möglichst
genau herzustellen.
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Wenn
die Priorität
beispielsweise auf dem Farbton liegt, werden die Punkte K und L
an den Stellen, an denen sich die Linien von den Scheitelpunkten
der Dreiecksform DEF zum weißen
Fleck mit den Kanten der Dreiecksform ABC schneiden, erhalten. Es
sei darauf hingewiesen, dass der Scheitelpunkt D, da er innerhalb
der Dreiecksform ABC liegt, ohne Änderung als Scheitelpunkt J
der neuen Farbskala verwendet werden kann.
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Die
auf diese Weise erhaltene Dreiecksform JKL ist die Abbildungsfarbskala,
die erhalten wird, wenn die Priorität auf dem Farbton liegt, mit
anderen Worten, die erhalten wird, wenn die Betonung darauf gelegt
wird, die Farbtöne
möglichst
genau wiederzugeben. Eine Farbe hat drei Merkmale: Helligkeit, Farbart
und Farbton. Unter diesen drei Merkmalen ist das menschliche Auge
gegenüber
dem Farbton am empfindlichsten. Daher kann der Projektor 20 dadurch,
dass eine Abbildungsfarbskala erhalten wird, die Priorität auf den
Farbton legt, zur Wiedergabe von Farben verwendet werden, die näher an der
Zielfarbskala liegen.
-
Die
Abbildungsfarbskalen der 2A und 2B können die
Zielfarbskala ohne Änderung
verwenden.
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Diese
Ausführungsform
der Erfindung erzeugt eine Wandlermatrix zum Wandeln von Bildinformationen,
die die Wiedergabe der Abbildungsfarbskala wie oben beschrieben
ermöglichen,
und verwendet dann die so erzeugte Wandlermatrix zum Wandeln der
Bildinformationen.
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Funktionsblöcke
-
Im
Folgenden werden die Funktionsblöcke des
Bildprozessorabschnitts des Projektors 20 beschrieben,
der dieses Matrixerzeugungsmittel aufweist.
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5 zeigt
ein Funktionsblockdiagramm des Bildprozessorabschnitts 100 im
Projektor 20 gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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Der
Projektor 20 gibt ein Signal R1, ein Signal G1 und ein
Signal B1 (die ein analoges Signal RGB vom PC oder dgl. bilden)
in einen A/D-Wandlerabschnitt 110 ein und benutzt den Projektor-Bildprozessorabschnitt 100 zur
Ausführung
der Farbwandlung eines Signals R2, eines Signals G2 und eines Signals
B2, die von der CPU 200 in digitale Signale gewandelt worden
sind.
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Ein
Signal R3, ein Signal G3 und ein Signal B3, die der Farbwandlung
unterzogen worden sind, werden in einen D/A-Wandlerabschnitt 180 eingegeben
und ein Signal R4, ein Signal G4 und ein Signal B4, die in analoge
Form gewandelt worden sind, werden in einen Lichtventil-(L/V (light
valve))Treiberabschnitt 190 eingegeben, der Bestandteil
des Bildanzeigemittels ist, um die Flüssigkristall-Lichtventile zur Anzeige
eines Bildes anzusteuern.
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Der
Bildprozessorabschnitt 100 weist einen Projektor-Farbwandlerabschnitt 120,
einen Farbskala-Berechnungsabschnitt 160 und
einen Kalibriersignal-Erzeugungsabschnitt 150 auf.
-
Der
Farbskala-Berechnungsabschnitt 160 weist einen Zielprofil-Speicherabschnitt 162 und
einen Projektorprofil-Speicherabschnitt 164 auf.
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Der
Kalibriersignal-Erzeugungsabschnitt 150 erzeugt Kalibrierbildsignale.
Diese Kalibrierbildsignale werden als digitale Signale R2, G2 und
B2 auf ähnliche
Weise wie die Signale, die vom A/D-Wandlerabschnitt 110 ausgegeben
werden, in den Projektor-Farbwandlerabschnitt 120 eingegeben.
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Da
die Kalibrierbildsignale auf diese Weise im Projektor 20 erzeugt
werden, kann die Kalibrierung vom Projektor 20 selbst ausgeführt werden, ohne
dass von einem externen Ausgabegerät wie einem PC Kalibrierbildsignale
in den Projektor 20 eingegeben werden müssen.
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Der
Projektor-Farbwandlerabschnitt 120 wandelt unter Bezugnahme
auf ein Projektorprofil, das im Projektorprofil-Speicherabschnitt 164 verwaltet
wird, die RGB-Signale (R2, G2 und B2) vom Kalibriersignal-Erzeugungsabschnitt 150 zu
digitalen RGB-Signalen (R3, G3 und B3), die für den Projektorausgang geeignet
sind.
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Der
Projektor-Farbwandlerabschnitt 120 weist einen Matrix-Erzeugungsabschnitt 122,
der eine Wandlermatrix zum Wandeln der digitalen Signale (R2, G2
und B2) erzeugt, die Bildinformationen sind, sowie einen Matrix-Wandlerabschnitt 124 auf, der
die auf diese Weise erzeugte Wandlermatrix zum Wandeln der Bildinformationen
verwendet.
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Genauer
gesagt, erzeugt der Matrix-Erzeugungsabschnitt 122 eine
zum Wandeln verwendbare Matrix, wodurch die Wiedergabe der vom Farbskala-Berechnungsabschnitt 160 berechneten
Abbildungsfarbskala ermöglicht
wird.
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Im
Folgenden wird nun der Farbskala-Berechnungsabschnitt 160 beschrieben.
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Der
Farbskala-Berechnungsabschnitt 160 weist den Zielprofil-Speicherabschnitt 162 und
den Projektorprofil-Speicherabschnitt 164 auf. Im Einzelnen
berechnet der Farbskala-Berechnungsabschnitt 160 die Abbildungsfarbskala,
die unter Bezugnahme auf die 2 bis 4 beschrieben worden ist, auf Basis eines
vom Benutzer gewählten
Zielprofils, der Umgebungsinformationen vom Farblichtsensor 60 und
eines Projektorprofils auf eine Weise, dass die vom Benutzer bevorzugten
Farben sowie der optische Eindruck der Bildfarben, der der Betrachtungsumgebung entspricht,
erhalten wird.
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Es
sei darauf hingewiesen, dass das "Zielprofil" in diesem Fall aus einer Art charakteristischer Eingangs-/Ausgangsdaten
für die
Farben besteht, die die Zielfarben sind. Genauer gesagt, jedes Zielprofil
besteht aus Daten, die Entsprechungen zwischen Faktoren wie z. B.
RGB-Leuchtdichtesignale und Normalfarbwerten (X, Y, Z) definieren.
Bei dieser Ausführungsform
der Erfindung wird jedes Zielprofil durch eine Matrix implementiert,
die RGB-Leuchtdichtesignale in Normalfarbwerte (X, Y, Z) wandelt. Es
wird eine Mehrzahl Profile, die einer Mehrzahl Bildcharakteristiken
entsprechen und vom Benutzer gewählt
werden können,
als Zielprofile bereitgestellt.
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Ein "Projektorprofil" besteht aus einer
Art charakteristischer Eingangs-/Ausgangsdaten entsprechend dem
Typ des Projektors 20. Genauer gesagt, besteht jedes Projektorprofil
aus Daten, die Entsprechungen zwischen Faktoren wie z. B. RGB-Leuchtdichtesignale
und Normalfarbwerten (X, Y, Z) definieren, die in der Praxis erhalten
werden, wenn ein Bild in einer idealen Umgebung auf Basis dieser
RGB-Leuchtdichtesignale angezeigt wird. Bei dieser Ausführungsform
der Erfindung wird jedes Projektorprofil durch eine Matrix implementiert,
die RGB-Leuchtdichtesignale in Normalfarbwerte (X, Y, Z) wandelt.
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Bildverarbeitungsfluss
-
Der
Fluss der Bildverarbeitung unter Verwendung der oben beschriebenen
Baugruppen wird nunmehr unter Bezugnahme auf die Flussdiagramme
beschrieben.
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6 zeigt
ein Flussdiagramm der Prozedur der Bildverarbeitung gemäß einer
Ausführungsform der
Erfindung.
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Vor
der Präsentation
wählt der
Benutzer des Projektors 20 eine Bildcharakteristik aus
einer Mehrzahl Bildcharakteristiken aus, die den Bedientasten des
Projektors zugeordnet sind. Genauer gesagt, an der Aussenseite des
Projektors 20 sind Wahltasten für Bildcharakteristiken wie
NTSC, PAL oder SECAM angebracht und der Bediener wird aufgefordert,
eine dieser Wahltasten zur Anwahl einer Bildcharakteristik zu drücken.
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Diese
Wahlinformation wird zum Projektor-Bildprozessorabschnitt 100 gesendet.
Der Projektor-Bildprozessorabschnitt 100 stellt
auf Basis dieser Wahlinformation das Flag des so gewählten Zielprofils
aus einer Mehrzahl Zielprofile des Zielprofil-Speicherabschnitts 162 ein.
-
Auf
diese Weise wählt
der Projektor-Bildprozessorabschnitt 100 gemäß der Wahl
des Benutzers das Zielprofil (Schritt S2).
-
Wenn
das Zielprofil gemäß der Anwahl
des Benutzers gewählt
worden ist, erzeugt der Projektor 20 Kalibriersignale (R2,
G2, B2) vom Kalibriersignal-Erzeugungsabschnitt 150.
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Der
Kalibriersignal-Erzeugungsabschnitt 150 gibt diese Kalibriersignale
zum Projektor-Farbwandlerabschnitt 120 aus.
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Der
Projektor-Farbwandlerabschnitt 120 wandelt unter Verwendung
einer voreingestellten (ersten) Farbwandlermatrix die Kalibiersignale
und gibt sie als digitale RGB-Signale (R3, G3 und B3) aus.
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Der
D/A-Wandlerabschnitt 180 wandelt dann die digitalen RGB-Signale
in analoge RGB-Signale (R4, G4 und B4). Der L/V-Treiberabschnitt 190 steuert
dann die Flüssigkristall-Lichtventile
entsprechend den analogen RGB-Signalen (R4, G4 und B4) an. Der Projektor 20 projiziert
ein Kalibrierbild auf den Bildanzeigebereich 12 (Schritt
S4).
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In
der Phase, in der das Kalibrierbild auf dem Bildanzeigebereich 12 angezeigt
wird, detektiert der Farblichtsensor 60 Normalfarbwerte
zur Detektierung der Betrachtungsumgebung (Schritt S6).
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Auf
diese Weise kann durch Verwendung des Kalibrierbilds bei der Detektierung
der Betrachtungsumgebung die Betrachtungsumgebung korrekter detektiert
werden. Daher kann der Bildeindruck korrekter wiedergegeben werden.
-
Der
Projektor-Farbwandlerabschnitt 120 erzeugt auf Basis der
auf diese Weise erzeugten Betrachtungsumgebung eine Wandlermatrix
und wandelt die Bildinformationen unter Verwendung dieser Wandlermatrix
(Schritt S8).
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Diese
Verarbeitung der Matrixerzeugung und -wandlung (Schritt S8) wird
nunmehr genauer beschrieben.
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7 zeigt
ein Flussdiagramm des Verfahrens der Prozedur der Matrixerzeugung
und -wandlung gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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Der
Farbskala-Berechnungsabschnitt 160 berechnet und erhält auf Basis
des aus dem Zielprofil-Speicherabschnitt 162 ausgewählten Zielprofils die
Zielfarbskala. Der Farbskala-Berechnungsabschnitt 160 berechnet
und erhält
dann auf Basis des im Projektorprofil-Speicherabschnitt 164 gespeicherten
Projektorprofils und der vom Farblichtsensor 60 detektierten
Normalfarbwerte die anzeigbare Farbskala des Projektors 20 (Schritt
S12).
-
Der
Farbskala-Berechnungsabschnitt 160 vergleicht die anzeigbare
Farbskala und die durch die Berechnungen erhaltene Zielfarbskala
(Schritt S12).
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Wenn
die anzeigbare Farbskala mit der Zielfarbskala übereinstimmt, oder anders ausgedrückt, wenn
der Sachverhalt wie in 2A (Schritt S14) ist, erzeugt
zuerst der Matrix-Erzeugungsabschnitt 122 eine Wandlermatrix,
die die Wiedergabe der mit der durchgehenden Linie in 2A dargestellten
dreieckigen Abbildungsfarbskala ermöglicht (Schritt S16).
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Wenn
die anzeigbare Farbskala größer ist als
die Zielfarbskala, oder anders ausgedrückt, wenn der Sachverhalt wie
in 2B (Schritt S18) ist, erzeugt der Matrix-Erzeugungsabschnitt 122 eine Wandlermatrix,
die die Wiedergabe der mit der durchgehenden Linie in 2B dargestellten dreieckigen
Abbildungsfarbskala ermöglicht
(Schritt S20).
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Wenn
die anzeigbare Farbskala kleiner ist als die Zielfarbskala, oder
anders ausgedrückt,
wenn der Sachverhalt wie in 3A ist,
erzeugt der Matrix-Erzeugungsabschnitt 122 eine Wandlermatrix, die
die Wiedergabe einer Abbildungsfarbskala ermöglicht, die die Priorität auf die
Wiedergabe entweder der Farbskala oder des Farbtons legt, siehe 4A oder 4B (Schritt
S24).
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Wenn
der Sachverhalt nicht einem der obigen drei Muster entspricht (Schritt
S14, S18 und S22), weist die anzeigbare Farbskala einen Anteil auf,
der die Zielfarbskala teilweise überdeckt,
und einen Anteil, der sie nicht überdeckt,
wie in 3B dargestellt ist. In diesem
Fall erzeugt der Matrix-Erzeugungsabschnitt 122 eine
Wandlermatrix, die die Wiedergabe einer Abbildungsfarbskala ermöglicht,
die die Priorität
auf die Wiedergabe entweder der Farbskala oder des Farbtons legt,
siehe 4A oder 4B (Schritt
S26).
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Es
sei darauf hingewiesen, dass alle in den jeweiligen Matrixerzeugungschritten
(Schritt S16, S20, S24 und S26) erzeugten Wandlermatrizen unterschiedlich
sind.
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Der
Matrix-Wandlerabschnitt 124 führt unter Verwendung der vom
Matrix-Erzeugungsabschnitt 122 erzeugten Wandlermatrix
eine Farbwandlung (Wandlung der Bildinformationen) aus (Schritt
S28). Genauer ausgedrückt,
der Matrix-Wandlerabschnitt 124 wandelt unter Verwendung
einer 3×3-Wandlermatrix die
digitalen RGB-Signale (R2, G2, B2) und gibt sie als digitale RGB-Signale
(R3, G3, B3) aus.
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Dies
kann durch folgende Gleichung ausgedrückt werden: (R3, G3, B3) =
M (R2, G2, B2), wobei M die Wandlermatrix bezeichnet.
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Der
Projektor 20 wandelt mit Hilfe des D/A-Wandlerabschnitts 180 die
so gewandelten digitalen RGB-Signale (R3, G3, B3) in analoge Signale und
zeigt dann unter Verwendung der gewandelten analogen RGB-Signale
(R4, G4, B4) das aktuelle Präsentationsbild
an (Schritt S10).
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Somit
verwendet diese Ausführungsform eine
Wandlermatrix zum Wandeln von Bildinformationen, um die Anzeige
eines Bildes zu ermöglichen, das
der vom Benutzer gewählten
Bildcharakteristik entspricht.
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Dadurch
kann ein Bildanzeigesystem implementiert werden, das ein Bild anzeigen
kann, das den Präferenzen
des Benutzers entspricht.
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Diese
Ausführungsform
projiziert und zeigt auch durch Verwendung des Farblichtsensors 60 zum
Detektieren der Betrachtungsumgebung ein Bild unter Berücksichtigung
der Betrachtungsumgebung an.
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Es
kann daher ein Bild angezeigt werden, das auf die Betrachtungsumgebung
eingestellt wird, wenn das Bild angezeigt wird, wodurch Unterschiede in
der Anzeigeumgebung beseitigt werden können und somit dasselbe Bild
ungeachtet der Umgebung, in der es zur Anwendung kommt, angezeigt
werden kann. Dadurch können
innerhalb kurzer Zeit an einer Mehrzahl verschiedener Orte im Wesentlichen
dieselben Farben wiedergegeben werden.
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Ferner
ermöglicht
diese Ausführungsform durch
Verwendung einer Wandlermatrix und keiner LUT für die Bildinformationen eine
schnellere Wandlung der Bildinformationen und eine Verkleinerung des
dafür vorgesehenen
benötigten
Speicherplatzes.
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Diese
Ausführungsform
teilt außerdem
bei der Erzeugung der Wandlermatrix das Verhältnis zwischen anzeigbarer
Farbskala und Zielfarbskala in vier Muster und erzeugt entsprechend
dem jeweiligen Muster eine Wandlermatrix.
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Das
Verhältnis
zwischen anzeigbarer Farbskala und Zielfarbskala ist je nach der
Umgebung, in der der Projektor 20 zum Einsatz kommt, und
der vom Benutzer gewählten
Bildcharakteristik unterschiedlich. Aus diesem Grund muss eine Wandlermatrix
erzeugt werden, die dem Verhältnis
zwischen der anzeigbaren Farbskala und der Zielfarbskala angemessen
ist.
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Mit
dieser Ausführungsform
der Erfindung kann durch Erzeugen einer Wandlermatrix entsprechend
einem der angenommenen vier Muster eine entsprechende Wandlermatrix
erzeugt werden.
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Es
sei darauf hingewiesen, dass bei den in 2A und 2B gezeigten
Mustern die Zielfarbskala im Wesentlichen unverändert als Abbildungsfarbskala
verwendet werden kann, wodurch die Wandlermatrix schneller als in
den in 3A und 3B gezeigten
Fällen
erzeugt werden kann, in denen eine Abbildung der Farbskala erforderlich
ist.
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Weiterhin
kann ein Bild in den in 3A und 3B gezeigten
Fällen,
in denen eine Abbildung der Farbskala erforderlich ist, durch Verwendung
einer Wandlermatrix, die die Betonung entweder auf die Wiedergabe
des Farbtons oder die Wiedergabe der Farbskala legt, im Vergleich
zur Verwendung einer Wandlermatrix, die die Betonung auf Helligkeit oder
Farbart legt, korrekter wiedergegeben werden.
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Hardware
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Es
sei darauf hingewiesen, dass die nachstehend aufgeführte Hardware
für die
oben beschriebenen Komponenten verwendet werden kann.
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Beispielsweise
könnte
der A/D-Wandlerabschnitt 110 durch einen A/D-Wandler oder
dgl., der D/A-Wandlerabschnitt 180 durch
einen D/A-Wandler oder dgl., der L/V-Treiberabschnitt 190 durch
einen Treiber für
das Flüssigkristall-Lichtventil
oder dgl., der Projektor-Farbwandlerabschnitt 120 durch
eine Bildverarbeitungsschaltung oder eine ASIC (application specific
IC – anwenderspezifische
integrierte Schaltung) und der Farbskala-Berechnungsabschnitt 160 durch
eine CPU oder einen RAM implementiert werden. Es ist zu beachten,
dass diese Abschnitte hardwaremäßig durch
Schaltungen oder softwaremäßig durch
Treiber und/oder Programme implementiert werden können.
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Ferner
können
die Funktionen der in 5 dargestellten Komponenten
durch Auslesen eines Programms aus einem Informationsspeichermedium 300 implementiert
werden. Das Informationsspeichermedium 300 könnte beispielsweise
eine CD-ROM, eine DVD-ROM, ein ROM, ein RAM oder ein HDD sein, und
das Verfahren zum Auslesen des Programms daraus könnte ein
direktes oder ein indirektes Verfahren sein.
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Anstelle
des Informationsspeichermediums 300 können die oben beschriebenen
Funktionen durch Herunterladen eines Programms implementiert werden,
das diese Funktionen von einem Host-Gerät oder dgl. über einen Übertragungsweg
implementiert. Mit anderen Worten, ein Programm zur Implementierung
dieser Funktionen kann über
Trägerwellen
ausgeführt
werden.
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Die
nachstehend beschriebene Hardware kann für den Farblichtsensor 60 verwendet
werden.
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Beispielsweise
können
dafür Komponenten wie
ein Farbfilter und eine Fotodiode, die jeden Stimuluswert selektiv
durchlassen, ein A/D-Wandler, der ein analoges Signal von dieser
Fotodiode in ein digitales Signal wandelt, und ein Operationsverstärker, der
dieses digitale Signal verstärkt,
verwendet werden.
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Es
ist zu beachten, dass die vorliegende Erfindung vorstehend zwar
anhand von Ausführungsformen
beschrieben worden ist, die Anwendung der vorliegenden Erfindung
jedoch nicht auf die obigen Ausführungsformen
beschränkt
ist.
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Modifikationen
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Als
Zielprofil kann beispielsweise eine Bildcharakteristik wie der RGB-
oder sRGB-Bildtyp statt des NTSC oder eines ähnlichen Bildanzeigeverfahrens
verwendet werden.
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In ähnlicher
Weise kann das Detektormittel für
die Betrachtungsumgebung ein Abbildungsmittel wie eine CCD-Kamera
oder eine CMOS-Kamera und nicht der Farblichtsensor 60 sein.
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Es
sei darauf hingewiesen, dass der oben erwähnte Bildschirm 10 reflektierend
oder durchlässig sein
kann.
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Weiterhin
bezieht sich die oben beschriebene Wandlermatrix auf eine einzelne
Matrix, die Farbwandlung kann aber auch mit einer Kombination aus einer
Mehrzahl Matrizen ausgeführt
werden. Beispielsweise kann die Farbwandlung mit einer Kombination
aus einer Rückwandlungsmatrix
entsprechend einem Ausgabegerät
und aus einer Umgebungsausgleichmatrix, die die Umgebungsinformationen
darstellt, ausgeführt
werden.
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Die
vorliegende Erfindung kann auch bei Präsentationen angewendet werden,
bei denen Bilder durch andere Anzeigemittel als ein Bildanzeigegerät des Projektortyps
angezeigt werden. Außer einem
Flüssigkristallprojektor
könnte
dieses Anzeigemittel z. B. ein Anzeigegerät wie eine Katodenstrahlröhre (CRT
(cathode ray tube)), eine Plasmaanzeigetafel (PDP (plasma display
panel), ein Feldemissionsgerät
(FED (field emission device)), ein Elektrolumineszenz (EL)-Gerät oder ein
Direktsicht-Flüssigkristallanzeigegerät oder ein
Projektor mit einem digitalen Mikrospiegelgerät (DMD (digital micromirror
device)) sein. Es sei darauf hingewiesen, dass DMD ein eingetragenes
Warenzeichen von Texas Instruments, Inc., USA, ist. Außerdem ist
der Projektor nicht auf ein Gerät
des Frontprojektionstyps beschränkt;
er kann ebenso gut ein Rückprojektionstyp
sein.
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Außer für Präsentationen
ist diese Erfindung auch anwendbar für die Anzeige von Bildern,
z. B. bei Besprechungen, während
einer medizinischen Behandlung, auf dem Gebiet von Design und Mode,
bei geschäftlichen
Aktivitäten,
in der Werbung und für Unterrichtszwecke
sowie für
Bilder für
universelle Zwecke wie in Filmen, Fernsehen, auf Videos und in Spielen.
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Es
ist zu beachten, dass die Funktionen des oben beschriebenen Bildprozessorabschnitts 100 des
Projektors 20 von einem einzigen Bildanzeigegerät (wie dem
Projektor 20 selbst) oder durch eine Verteilung zwischen
einer Mehrzahl Verarbeitungsgeräte (wie
eine verteilte Verarbeitung zwischen dem Projektor 20 und
einem PC) implementiert werden können.