(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも異なる２色のキャリブレーション画像を、それぞれ異なる時点において投写する画像投写手段と、
投写された各キャリブレーション画像を撮像して撮像情報を出力する撮像手段と、
当該撮像情報に基づき、各キャリブレーション画像の前記撮像手段による撮影画像において対応する画素ごとの画像信号値または輝度値の比率を演算して撮影画像領域分の比率情報を生成する比率情報生成手段と、
当該比率情報を検索対象として、所定画素領域ごとの前記比率を示す第１の値を検索し、当該第１の値が第１の所定値以上となった画素領域を基準として投写領域の端点を検出する端点検出手段と、
前記撮像情報と、当該端点検出手段によって検出された端点とに基づき、当該端点で囲まれた投写領域の撮像情報を、１画素以上の画素で構成される画素ブロックごとの画像信号値または輝度値の比率を示す画素ブロック画像情報に変換する画素ブロック画像情報生成手段と、
当該画素ブロック画像情報に基づき、画像信号を補正する補正手段と、
を含み、
前記補正手段は、
前記画素ブロック画像情報に基づき、画像の歪みを補正するために、画像信号を補正する歪み補正手段と、
前記画素ブロック画像情報に基づき、色むらを補正するために、画像信号を補正する色むら補正手段と、
を含み、
前記画像投写手段は、前記補正手段によって画像の歪みと色むらが補正された画像信号に基づき、画像を投写することを特徴とする画像処理システム。
【請求項２】
請求項１において、
前記比率情報生成手段は、前記撮影画像に対応する領域の端点からの上下左右方向の前記第１の値の検索により、前記第１の所定値以上となった画素領域で囲まれる矩形の領域を仮投写領域として抽出する手段を含み、
前記画像投写手段によって投写される画像は四角形の画像であって、
前記端点検出手段は、前記仮投写領域に基づき、投写領域の４隅の端点を検出することを特徴とする画像処理システム。
【請求項３】
請求項２において、
前記端点検出手段は、検出した端点が３つ以下の場合、仮投写領域の各頂点から内側に向かって、２つの撮影画像において対応する画素ごとの比率を示す第２の値が第２の所定値以上となった画素までの画素数を画素ラインごとにカウントし、所定画素ラインのカウント数と当該画素ラインの隣接画素ラインのカウント数の比率の変化率を示す第３の値が第３の所定値以上となった場合、当該画素ラインにおいて前記第２の値が前記第２の所定値以上となった画素を、前記投写領域の端点として検出することを特徴とする画像処理システム。
【請求項４】
少なくとも異なる２色のキャリブレーション画像を、それぞれ異なる時点において投写する画像投写手段と、
投写された各キャリブレーション画像を撮像して撮像情報を出力する撮像手段と、
当該撮像情報に基づき、各キャリブレーション画像の前記撮像手段による撮影画像において対応する画素ごとの画像信号値または輝度値の比率を演算して撮影画像領域分の比率情報を生成する比率情報生成手段と、
当該比率情報を検索対象として、所定画素領域ごとの前記比率を示す第１の値を検索し、当該第１の値が第１の所定値以上となった画素領域を基準として投写領域の端点を検出する端点検出手段と、
前記撮像情報と、当該端点検出手段によって検出された端点とに基づき、当該端点で囲まれた投写領域の撮像情報を、１画素以上の画素で構成される画素ブロックごとの画像信号値または輝度値の比率を示す画素ブロック画像情報に変換する画素ブロック画像情報生成手段と、
当該画素ブロック画像情報に基づき、画像信号を補正する補正手段と、
を含み、
前記補正手段は、
前記画素ブロック画像情報に基づき、画像の歪みを補正するために、画像信号を補正する歪み補正手段と、
前記画素ブロック画像情報に基づき、色むらを補正するために、画像信号を補正する色むら補正手段と、
を含み、
前記画像投写手段は、前記補正手段によって画像の歪みと色むらが補正された画像信号に基づき、画像を投写することを特徴とするプロジェクタ。
【請求項５】
コンピュータにより読み取り可能なプログラムであって、
コンピュータを、
少なくとも異なる２色のキャリブレーション画像を、それぞれ異なる時点において投写する画像投写手段と、
投写された各キャリブレーション画像を撮像して撮像情報を出力する撮像手段と、
当該撮像情報に基づき、各キャリブレーション画像の前記撮像手段による撮影画像において対応する画素ごとの画像信号値または輝度値の比率を演算して撮影画像領域分の比率情報を生成する比率情報生成手段と、
当該比率情報を検索対象として、所定画素領域ごとの前記比率を示す第１の値を検索し、当該第１の値が第１の所定値以上となった画素領域を基準として投写領域の端点を検出する端点検出手段と、
前記撮像情報と、当該端点検出手段によって検出された端点とに基づき、当該端点で囲まれた投写領域の撮像情報を、１画素以上の画素で構成される画素ブロックごとの画像信号値または輝度値の比率を示す画素ブロック画像情報に変換する画素ブロック画像情報生成手段と、
当該画素ブロック画像情報に基づき、画像信号を補正する補正手段として機能させ、
前記補正手段は、
前記画素ブロック画像情報に基づき、画像の歪みを補正するために、画像信号を補正する歪み補正手段と、
前記画素ブロック画像情報に基づき、色むらを補正するために、画像信号を補正する色むら補正手段と、
を含み、
前記画像投写手段は、前記補正手段によって画像の歪みと色むらが補正された画像信号に基づき、画像を投写することを特徴とするプログラム。
【請求項６】
コンピュータにより読み取り可能なプログラムを記憶した情報記憶媒体であって、
コンピュータを、
少なくとも異なる２色のキャリブレーション画像を、それぞれ異なる時点において投写する画像投写手段と、
投写された各キャリブレーション画像を撮像して撮像情報を出力する撮像手段と、
当該撮像情報に基づき、各キャリブレーション画像の前記撮像手段による撮影画像において対応する画素ごとの画像信号値または輝度値の比率を演算して撮影画像領域分の比率情報を生成する比率情報生成手段と、
当該比率情報を検索対象として、所定画素領域ごとの前記比率を示す第１の値を検索し、当該第１の値が第１の所定値以上となった画素領域を基準として投写領域の端点を検出する端点検出手段と、
前記撮像情報と、当該端点検出手段によって検出された端点とに基づき、当該端点で囲まれた投写領域の撮像情報を、１画素以上の画素で構成される画素ブロックごとの画像信号値または輝度値の比率を示す画素ブロック画像情報に変換する画素ブロック画像情報生成手段と、
当該画素ブロック画像情報に基づき、画像信号を補正する補正手段として機能させるためのプログラムを記憶し、
前記補正手段は、
前記画素ブロック画像情報に基づき、画像の歪みを補正するために、画像信号を補正する歪み補正手段と、
前記画素ブロック画像情報に基づき、色むらを補正するために、画像信号を補正する色むら補正手段と、
を含み、
前記画像投写手段は、前記補正手段によって画像の歪みと色むらが補正された画像信号に基づき、画像を投写することを特徴とする情報記憶媒体。
【請求項７】
単色のキャリブレーション画像を、投写する度に色を変えながら複数回投写し、
投写する度に各キャリブレーション画像を撮像して撮像情報を出力し、
当該撮像情報に基づき、複数のキャリブレーション画像の撮影画像において対応する画素ごとの画像信号値または輝度値の比率を演算し、
撮影画像領域分の比率情報を生成し、
当該比率情報を検索対象として、所定画素領域ごとの前記比率を示す第１の値を検索し、当該第１の値が第１の所定値以上となった画素領域を基準として投写領域の端点を検出し、
前記撮像情報と、検出した端点とに基づき、当該端点で囲まれた投写領域の撮像情報を、１画素以上の画素で構成される画素ブロックごとの画像信号値または輝度値の比率を示す画素ブロック画像情報に変換し、
当該画素ブロック画像情報に基づき、画像の歪みおよび画像の色むらを補正するために、画像信号を補正し、
補正した画像信号に基づき、画像を投写することを特徴とする画像処理方法。
【請求項８】
請求項７において、
前記撮影画像に対応する領域の端点からの上下左右方向の前記第１の値の検索により、前記第１の所定値以上となった画素領域で囲まれる矩形の領域を仮投写領域として抽出し、
当該仮投写領域に基づき、投写領域の４隅の端点を検出することを特徴とする画像処理方法。
【請求項９】
請求項８において、
検索によって検出した端点が３つ以下の場合、仮投写領域の各頂点から内側に向かって、２つの撮影画像において対応する画素ごとの比率を示す第２の値が第２の所定値以上となった画素までの画素数を画素ラインごとにカウントし、所定画素ラインのカウント数と当該画素ラインの隣接画素ラインのカウント数の比率の変化率を示す第３の値が第３の所定値以上となった場合、当該画素ラインにおいて前記第２の値が前記第２の所定値以上となった画素を、前記投写領域の端点として検出することを特徴とする画像処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、撮像情報に基づいて投写領域を抽出する画像処理システム、プロジェクタ、プログラム、情報記憶媒体および画像処理方法に関する。
【０００２】
【背景技術】
長期間、プロジェクタ等の画像表示装置で画像を表示していると画像に色むら（輝度むらによる色むらも含む。）が発生し、画像が徐々に劣化していく。
【０００３】
例えば、店舗や展示場等においては、長期間にわたってプロジェクタを用いてスクリーンに画像を連続的に表示する場合がある。このような場合、長期にわたる投影により早期に液晶パネルや偏光板等が劣化して画像の色むら等が発生することにより、本来の表示効果が損なわれてしまう。
【０００４】
このような問題点に鑑み、例えば、特許文献１では、撮像情報に基づいて投写領域を抽出し、当該撮像情報における投写領域内の輝度値に基づいて経時劣化による色むらをより適切に補正する画像処理システムが提案されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−１４００６０号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特許文献１では、撮影画像における投写領域の座標と、表示素子の座標とを正確に対応づけるための手法が詳述されていない。
【０００７】
特に、画像に歪みが発生している場合、撮影画像における投写領域の座標と、表示素子の座標とを正確に対応づけることが重要となる。
【０００８】
本発明は、上記の課題に鑑みなされたものであり、その目的は、撮影画像における投写領域の座標と、表示素子の座標とを正確に対応づけることが可能な画像処理システム、プロジェクタ、プログラム、情報記憶媒体および画像処理方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明に係る画像処理システムは、少なくとも異なる２色のキャリブレーション画像を、それぞれ異なる時点において投写する画像投写手段と、
投写された各キャリブレーション画像を撮像して撮像情報を出力する撮像手段と、
当該撮像情報に基づき、各キャリブレーション画像の前記撮像手段による撮影画像において対応する画素ごとの画像信号値または輝度値の比率を演算して撮影画像領域分の比率情報を生成する比率情報生成手段と、
当該比率情報を検索対象として、所定画素領域ごとの前記比率を示す第１の値を検索し、当該第１の値が第１の所定値以上となった画素領域を基準として投写領域の端点を検出する端点検出手段と、
前記撮像情報と、当該端点検出手段によって検出された端点とに基づき、当該端点で囲まれた投写領域の撮像情報を、１画素以上の画素で構成される画素ブロックごとの画像信号値または輝度値の比率を示す画素ブロック画像情報に変換する画素ブロック画像情報生成手段と、
当該画素ブロック画像情報に基づき、画像信号を補正する補正手段と、
を含み、
前記画像投写手段は、前記補正手段によって補正された画像信号に基づき、画像を投写することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明に係るプロジェクタは、少なくとも異なる２色のキャリブレーション画像を、それぞれ異なる時点において投写する画像投写手段と、
投写された各キャリブレーション画像を撮像して撮像情報を出力する撮像手段と、
当該撮像情報に基づき、各キャリブレーション画像の前記撮像手段による撮影画像において対応する画素ごとの画像信号値または輝度値の比率を演算して撮影画像領域分の比率情報を生成する比率情報生成手段と、
当該比率情報を検索対象として、所定画素領域ごとの前記比率を示す第１の値を検索し、当該第１の値が第１の所定値以上となった画素領域を基準として投写領域の端点を検出する端点検出手段と、
前記撮像情報と、当該端点検出手段によって検出された端点とに基づき、当該端点で囲まれた投写領域の撮像情報を、１画素以上の画素で構成される画素ブロックごとの画像信号値または輝度値の比率を示す画素ブロック画像情報に変換する画素ブロック画像情報生成手段と、
当該画素ブロック画像情報に基づき、画像信号を補正する補正手段と、
を含み、
前記画像投写手段は、前記補正手段によって補正された画像信号に基づき、画像を投写することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明に係るプログラムは、コンピュータにより読み取り可能なプログラムであって、
コンピュータを、
少なくとも異なる２色のキャリブレーション画像を、それぞれ異なる時点において投写する画像投写手段と、
投写された各キャリブレーション画像を撮像して撮像情報を出力する撮像手段と、
当該撮像情報に基づき、各キャリブレーション画像の前記撮像手段による撮影画像において対応する画素ごとの画像信号値または輝度値の比率を演算して撮影画像領域分の比率情報を生成する比率情報生成手段と、
当該比率情報を検索対象として、所定画素領域ごとの前記比率を示す第１の値を検索し、当該第１の値が第１の所定値以上となった画素領域を基準として投写領域の端点を検出する端点検出手段と、
前記撮像情報と、当該端点検出手段によって検出された端点とに基づき、当該端点で囲まれた投写領域の撮像情報を、１画素以上の画素で構成される画素ブロックごとの画像信号値または輝度値の比率を示す画素ブロック画像情報に変換する画素ブロック画像情報生成手段と、
当該画素ブロック画像情報に基づき、画像信号を補正する補正手段として機能させ、
前記画像投写手段は、前記補正手段によって補正された画像信号に基づき、画像を投写することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明に係る情報記憶媒体は、コンピュータにより読み取り可能なプログラムを記憶した情報記憶媒体であって、
コンピュータを、
少なくとも異なる２色のキャリブレーション画像を、それぞれ異なる時点において投写する画像投写手段と、
投写された各キャリブレーション画像を撮像して撮像情報を出力する撮像手段と、
当該撮像情報に基づき、各キャリブレーション画像の前記撮像手段による撮影画像において対応する画素ごとの画像信号値または輝度値の比率を演算して撮影画像領域分の比率情報を生成する比率情報生成手段と、
当該比率情報を検索対象として、所定画素領域ごとの前記比率を示す第１の値を検索し、当該第１の値が第１の所定値以上となった画素領域を基準として投写領域の端点を検出する端点検出手段と、
前記撮像情報と、当該端点検出手段によって検出された端点とに基づき、当該端点で囲まれた投写領域の撮像情報を、１画素以上の画素で構成される画素ブロックごとの画像信号値または輝度値の比率を示す画素ブロック画像情報に変換する画素ブロック画像情報生成手段と、
当該画素ブロック画像情報に基づき、画像信号を補正する補正手段として機能させるためのプログラムを記憶し、
前記画像投写手段は、前記補正手段によって補正された画像信号に基づき、画像を投写することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明に係る画像処理方法は、単色のキャリブレーション画像を、投写する度に色を変えながら複数回投写し、
投写する度に各キャリブレーション画像を撮像して撮像情報を出力し、
当該撮像情報に基づき、複数のキャリブレーション画像の撮影画像において対応する画素ごとの画像信号値または輝度値の比率を演算し、
撮影画像領域分の比率情報を生成し、
当該比率情報を検索対象として、所定画素領域ごとの前記比率を示す第１の値を検索し、当該第１の値が第１の所定値以上となった画素領域を基準として投写領域の端点を検出し、
前記撮像情報と、検出した端点とに基づき、当該端点で囲まれた投写領域の撮像情報を、１画素以上の画素で構成される画素ブロックごとの画像信号値または輝度値の比率を示す画素ブロック画像情報に変換し、
当該画素ブロック画像情報に基づき、画像の歪み、画像の色、画像の明るさのうちの少なくとも１つを補正するために、画像信号を補正し、
補正した画像信号に基づき、画像を投写することを特徴とする。
【００１４】
本発明によれば、画像処理システム等は、撮影画像において対応する画素ごとの画像信号値または輝度値の比率を演算した比率情報を用いることにより、一般的なフィルタリングによって端点を検出する手法と比べ、投写領域の端点を正確かつ効率的に検出することができる。これにより、画像処理システム等は、撮影画像における投写領域の座標と、表示素子の座標とを正確に対応づけることができる。
【００１５】
また、本発明によれば、画像処理システム等は、差分値ではなく、比率を用いることにより、投写領域の端点の判断基準となる上記第１の所定値を適用環境に応じて変更する必要がないため、より効率的に画像処理を行うことができる。
【００１６】
また、本発明によれば、撮影画像における投写領域を正確に検出できるため、当該投写領域を画素ブロックに区分して画像信号の補正処理を行った場合であっても、画素ブロックごとに正確な補正を行うことができるため、正確な画像を表示することが可能となる。
【００１７】
なお、ここで、前記画素ブロック画像情報の画素ブロック数は前記補正手段の処理に応じた画素ブロック数であってもよい。また、ここで、画素領域および画素ブロックとしては、例えば、１画素、複数画素、１画素ライン、複数画素ライン、複数画素で構成される矩形領域等が該当し、画素領域と画素ブロックは同じ単位でなくてもよく、例えば、画素領域が１画素で、画素ブロックが複数画素で構成される矩形領域であってもよい。
【００１８】
また、前記画像処理システム、前記プロジェクタ、前記プログラムおよび前記情報記憶媒体において、前記比率情報生成手段は、前記撮影画像に対応する領域の端点からの上下左右方向の前記第１の値の検索により、前記第１の所定値以上となった画素領域で囲まれる矩形の領域を仮投写領域として抽出する手段を含み、
前記画像投写手段によって投写される画像は四角形の画像であって、
前記端点検出手段は、前記仮投写領域に基づき、投写領域の４隅の端点を検出してもよい。
【００１９】
また、前記画像処理方法は、前記撮影画像に対応する領域の端点からの上下左右方向の前記第１の値の検索により、前記第１の所定値以上となった画素領域で囲まれる矩形の領域を仮投写領域として抽出し、
当該仮投写領域に基づき、投写領域の４隅の端点を検出してもよい。
【００２０】
これによれば、画像処理システム等は、一般的に用いられる矩形の画像を投写する場合に、簡易的に仮投写領域を抽出し、当該仮投写領域を基準として実際の投写領域を抽出することにより、投写領域の４隅の端点を正確かつ効率的に検出することができる。
【００２１】
また、前記画像処理システム、前記プロジェクタ、前記プログラムおよび前記情報記憶媒体において、前記端点検出手段は、検索によって検出した端点が３つ以下の場合、仮投写領域の各頂点から内側に向かって、２つの撮影画像において対応する画素ごとの比率を示す第２の値が第２の所定値以上となった画素までの画素数を画素ラインごとにカウントし、所定画素ラインのカウント数と当該画素ラインの隣接画素ラインのカウント数の比率の変化率を示す第３の値が第３の所定値以上となった場合、当該画素ラインにおいて前記第２の値が前記第２の所定値以上となった画素を、前記投写領域の端点として検出してもよい。
【００２２】
また、前記画像処理方法は、検索によって検出した端点が３つ以下の場合、仮投写領域の各頂点から内側に向かって、２つの撮影画像において対応する画素ごとの比率を示す第２の値が第２の所定値以上となった画素までの画素数を画素ラインごとにカウントし、所定画素ラインのカウント数と当該画素ラインの隣接画素ラインのカウント数の比率の変化率を示す第３の値が第３の所定値以上となった場合、当該画素ラインにおいて前記第２の値が前記第２の所定値以上となった画素を、前記投写領域の端点として検出してもよい。
【００２３】
これによれば、画像処理システム等は、投写領域の４隅の端点を検出する場合に、３つ以下の端点しか検出できなかった場合であっても、異なる検索方法を用いて端点を検出することができる。これにより、画像処理システム等は、画像が種々の形状に歪んでいる場合であっても、正確かつ効率的に投写領域の４隅の端点を検出することができ、撮影画像における投写領域の座標と、表示素子の座標とを正確に対応づけることができる。
【００２４】
なお、前記第１の所定値および前記第２の所定値は同じ値であってもよいし、異なる値であってもよい。
【００２５】
また、前記画像処理システム、前記プロジェクタ、前記プログラムおよび前記情報記憶媒体において、前記補正手段は、
所定のキャリブレーション画像の画素ブロック画像情報に基づき、画像の歪みを補正するために、画像信号を補正する歪み補正手段と、
所定のキャリブレーション画像の画素ブロック画像情報に基づき、色むらを補正するために、画像信号を補正する色むら補正手段と、
を含み、
前記画像投写手段は、画像の歪みと色むらが補正された画像信号に基づき、画像を投写してもよい。
【００２６】
これによれば、画像処理システム等は、撮影画像における投写領域を正確に検出できるため、当該投写領域を画素ブロックに区分して画像信号の補正処理を行った場合であっても、画素ブロックごとに正確に画像の歪みと色むらを補正することができるため、正確な画像を表示することが可能となる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を、画像処理システムを有するプロジェクタに適用した場合を例に採り、図面を参照しつつ説明する。なお、以下に示す実施形態は、特許請求の範囲に記載された発明の内容を何ら限定するものではない。また、以下の実施形態に示す構成の全てが、特許請求の範囲に記載された発明の解決手段として必須であるとは限らない。
【００２８】
（システム全体の説明）
図１は、本実施形態の一例に係る画像投写状況を示す概略図である。
【００２９】
プロジェクタ２０は、スクリーン１０へ向け画像を投写する。これにより、スクリーン１０には、投写領域１２が形成される。
【００３０】
このように、プロジェクタ２０等の投写型画像表示装置を用いて長期間画像を表示していると、光学系等の経時劣化により次第に画像に色むら（輝度むらによる色むらも含む。）が発生する。
【００３１】
その上、日光や照明光等の環境光８０によっても投写領域１２における画像の見えは変化する。
【００３２】
さらに、スクリーン１０とプロジェクタ２０の投写光の光軸とのなす角度によって投写領域１２は、歪んでしまう。
【００３３】
このような画像の色むらや歪み等を補正するため、本実施形態のプロジェクタ２０は、撮像手段であるセンサー６０を有する。センサー６０は、投写領域１２を含む領域を撮像する。
【００３４】
なお、本実施例では、センサー６０は、いわゆるリモコンに内蔵され、プロジェクタ２０とは別の装置として構成されているものと仮定する。ユーザーは、リモコンの撮像ボタンを押すことにより、センサー６０を介してスクリーン１０上の投写領域１２の撮像を行う。プロジェクタ２０は、撮影画像領域における画素ごとの画像信号値または当該画像信号値を変換した輝度値を示す撮像情報をセンサー６０から受信する。
【００３５】
図２は、本実施形態の一例に係る撮影画像領域２１０の模式図である。
【００３６】
図２において、撮影画像領域２１０は、所定画素数の矩形状の領域ＡＢＣＤであり、実際に投写された画像の形状を示す投写領域２２０は、ＩＪＫＬの４点で囲まれた領域であり、領域ＩＪＫＬと接する矩形状の領域ＥＦＧＨが仮投写領域２３０である。
【００３７】
本実施形態では、プロジェクタ２０は、白の単色画像投写時の撮影画像領域２１０の画像信号値または輝度値と、黒の単色画像投写時または非投写時の撮影画像領域２１０の画像信号値または輝度値との比率を１画素ごとに演算してメモリに記憶しておく。
【００３８】
そして、プロジェクタ２０は、撮影画像領域２１０の各頂点から撮影画像領域２１０の内側に向かって、所定画素領域（１画素、１ライン、複数画素で構成される矩形領域等）ごとの当該比率の合計値を第１の所定値と比較する。
【００３９】
そして、プロジェクタ２０は、上下左右の４方向の検索によって当該合計値が第１の所定値以上となった画素領域で囲まれた矩形領域を仮投写領域２３０として検出する。
【００４０】
さらに、プロジェクタ２０は、仮投写領域２３０の４隅から仮投写領域２３０の辺上（場合によっては仮投写領域２３０内部）の１画素ごとの上記比率を第２の所定値と比較し、当該比率が第２の所定値以上となった画素を端点とする投写領域２２０を抽出する。
【００４１】
このように、本実施形態によれば、プロジェクタ２０は、簡易的に仮投写領域２３０を検出してから投写領域２２０を検出することにより、従来のようにフィルタリング処理によって投写領域２２０を抽出する必要がないため、より効率的に投写領域２２０を抽出することができる。
【００４２】
さらに、本実施形態では、プロジェクタ２０は、このようにして抽出した投写領域２２０に基づいて所定の画素ブロック画像を生成することにより、投写領域１２と、プロジェクタ２０の表示素子とを対応づける。
【００４３】
これにより、プロジェクタ２０は、より正確に画像の歪みや画像の色等を補正することが可能となる。
【００４４】
次に、このような機能を実現するためのプロジェクタ２０の機能ブロックについて説明する。
【００４５】
図３は、本実施形態の一例に係るプロジェクタ２０の機能ブロック図である。
【００４６】
プロジェクタ２０は、ＰＣ（Personal Computer）等からのアナログＲＧＢ信号（Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１）をデジタルＲＧＢ信号（Ｒ２、Ｇ２、Ｂ２）に変換する入力信号処理部１１０と、画像の色と明るさを補正するため、当該デジタルＲＧＢ信号（Ｒ２、Ｇ２、Ｂ２）をデジタルＲＧＢ信号（Ｒ３、Ｇ３、Ｂ３）に変換する色変換部１２０と、色むらを補正するため、当該デジタルＲＧＢ信号（Ｒ３、Ｇ３、Ｂ３）をデジタルＲＧＢ信号（Ｒ４、Ｇ４、Ｂ４）に変換する色むら補正部１３０と、当該デジタルＲＧＢ信号（Ｒ４、Ｇ４、Ｂ４）をアナログＲＧＢ信号（Ｒ５、Ｇ５、Ｂ５）に変換する出力信号処理部１４０と、当該アナログＲＧＢ信号に基づき、画像を投写する画像投写部１９０とを含んで構成されている。
【００４７】
また、ここで、入力信号処理部１１０は、デジタル変換したＲＧＢ信号に対して画像の歪み（台形歪み、キーストン歪み等）を補正する画像歪み補正部１１２を含んで構成されている。
【００４８】
また、色変換部１２０は、画像の色補正用の３Ｄ−ＬＵＴ（３次元ルックアップテーブル）を記憶する３Ｄ−ＬＵＴ記憶部１２２と、画像の明るさ補正用の１Ｄ−ＬＵＴ（１次元ルックアップテーブル）を記憶する１Ｄ−ＬＵＴ記憶部１２４とを含んで構成されている。
【００４９】
また、画像投写部１９０は、空間光変調器１９２と、空間光変調器１９２を駆動する駆動部１９４と、光源１９６と、レンズ１９８とを含んで構成されている。
【００５０】
駆動部１９４は、出力信号処理部１４０からの画像信号に基づき、空間光変調器１９２を駆動する。そして、画像投写部１９０は、光源１９６からの光を、空間光変調器１９２およびレンズ１９８を介して投写する。
【００５１】
また、プロジェクタ２０は、キャリブレーション画像を表示するための画像信号を生成するキャリブレーション信号発生部１７２と、センサー６０からの撮像情報等を一時的に記憶する撮像情報記憶部１８４と、撮像情報に基づいて比率情報を生成するとともに、仮投写領域２３０を抽出する比率情報生成部１５２と、仮投写領域２３０に基づいて投写領域２２０の端点を検出する端点検出部１５４と、当該端点に基づいて画素ブロック画像を生成する画素ブロック画像情報生成部１５６とを含んで構成されている。
【００５２】
さらに、プロジェクタ２０は、画素ブロック画像に基づいて画像歪み補正部１１２のために画像歪み補正量を演算する画像歪み補正量演算部１６２と、画素ブロック画像に基づいて色むら補正部１３０のために色むら補正量を演算する色むら補正量演算部１６４と、画像歪み補正量演算部１６２および色むら補正量演算部１６４からの要求に応じた画素数で撮像するようにセンサー６０を制御する制御信号を生成する撮像画素設定部１８６とを含んで構成されている。
【００５３】
なお、センサー６０と撮像情報記憶部１８４および撮像画素設定部１８６との情報の送受信は、例えば、ブルートゥースや赤外線等の無線通信で行ってもよいし、ＴＣＰ／ＩＰ等のプロトコルに準拠した通信手順によってＬＡＮケーブル等を用いた有線通信で行ってもよい。
【００５４】
また、上述したプロジェクタ２０の各部を実現するためのハードウェアとしては、例えば、以下のものを適用できる。
【００５５】
図４は、本実施形態の一例に係るプロジェクタ２０のハードウェアブロック図である。
【００５６】
例えば、入力信号処理部１１０としては、例えばＡ／Ｄコンバーター９３０等、撮像情報記憶部１８４としては、例えばＲＡＭ９５０等、色むら補正部１３０、比率情報生成部１５２、端点検出部１５４、画素ブロック画像情報生成部１５６およびキャリブレーション信号発生部１７２としては、例えば画像処理回路９７０等、画像歪み補正量演算部１６２、色むら補正量演算部１６４としては、例えばＣＰＵ９１０等、色変換部１２０としては、例えば画像処理回路９７０、ＲＡＭ９５０、ＣＰＵ９１０等、出力信号処理部１４０としては、例えばＤ／Ａコンバーター９４０等、空間光変調器１９２としては、例えば液晶パネル９２０等、駆動部１９４としては、例えば液晶パネル９２０を駆動する液晶ライトバルブ駆動ドライバを記憶するＲＯＭ９６０等を用いて実現できる。
【００５７】
なお、これらの各部はシステムバス９８０を介して相互に情報をやりとりすることが可能である。
【００５８】
また、これらの各部は回路のようにハードウェア的に実現してもよいし、ドライバのようにソフトウェア的に実現してもよい。
【００５９】
さらに、比率情報生成部１５２等としてコンピュータを機能させるためのプログラムを記憶した情報記憶媒体９００からプログラムを読み取って比率情報生成部１５２等の機能をコンピュータに実現させてもよい。
【００６０】
このような情報記憶媒体９００としては、例えば、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤ等を適用でき、そのプログラムの読み取り方式は接触方式であっても、非接触方式であってもよい。
【００６１】
また、情報記憶媒体９００に代えて、上述した各機能を実現するためのプログラム等を、伝送路を介してホスト装置等からダウンロードすることによって上述した各機能を実現することも可能である。
【００６２】
（画像処理の流れの説明）
次に、これらの各部を用いた画像処理の流れについて説明する。
【００６３】
図５は、本実施形態の一例に係る画像処理の流れを示すフローチャートである。
【００６４】
まず、プロジェクタ２０は、複数種の単色のキャリブレーション画像を投写する（ステップＳ１）。より具体的には、画像の歪みを補正する場合、プロジェクタ２０は、Ｗ（白）、Ｋ（黒）のキャリブレーション画像を投写する。なお、画像の色と明るさを補正する場合、上記キャリブレーション画像に加え、所定の階調単位で階調を変化させたＲ、Ｇ、Ｂのキャリブレーション画像を投写すればよい。
【００６５】
まず、画像投写部１９０は、第１のキャリブレーション画像をスクリーン１０に投写する（ステップＳ１）。
【００６６】
センサー６０は、プロジェクタ２０の撮像画素設定部１８６から送信された制御情報に基づき所定の画素数で撮像するように設定を変更し、ユーザーのボタン操作に応じて画像投写部１９０によってスクリーン１０に投写された第１のキャリブレーション画像を撮像する（ステップＳ２）。
【００６７】
なお、このように、撮像画素数を調整することにより、情報量の増加を抑制することができるため、撮像情報を目的に応じてより効率的に処理することができる。
【００６８】
そして、センサー６０は、プロジェクタ２０へ向け撮像情報を送信し、撮像情報記憶部１８４は、当該撮像情報を記憶する（ステップＳ３）。
【００６９】
キャリブレーション信号発生部１７２は、すべてのキャリブレーション画像の投写が終了したかどうかを判定し（ステップＳ４）、終了していない場合は、プロジェクタ２０は、ステップＳ１〜Ｓ３の処理を繰り返し実行する。
【００７０】
このようにして、撮像情報記憶部１８４は、すべてのキャリブレーション画像の撮像情報を記憶する。そして、比率情報生成部１５２は、撮像情報記憶部１８４に記憶された白のキャリブレーション画像の撮像情報と、黒のキャリブレーション画像の撮像情報に基づいて撮像情報における画素ごとの比率（Ｒ信号値等の比率）を演算し、当該比率に基づいて矩形状の仮投写領域２３０を抽出する（ステップＳ５）。なお、比率情報生成部１５２は、当該撮像情報の画素ごとの比率を示す比率情報を撮像情報記憶部１８４に記憶する。
【００７１】
ここで、比率としては、例えば、白のキャリブレーション画像の輝度値／黒のキャリブレーション画像の輝度値−１や、白のキャリブレーション画像の輝度値／黒のキャリブレーション画像の輝度値等の値を採用してもよい。本実施例では、白のキャリブレーション画像の輝度値／黒のキャリブレーション画像の輝度値を比率として採用したものと仮定する。
【００７２】
比率情報生成部１５２は、撮影画像領域２１０の各辺から内側に向かって画素ラインごとに比率の合計値が所定値（例えば、２．０＊当該画素ラインを構成する画素数等）以上となるかどうかを検出する。比率情報生成部１５２は、例えば、図２において、辺ＡＢから下方向に画素ラインごとに検索を行い、辺ＥＦの画素ラインにおいて上記合計値が所定値以上となった時点で下方向の検索を終了する。そして、比率情報生成部１５２は、辺ＡＤから右方向、辺ＢＣから左方向、辺ＣＤから上方向に同様の検索を行い、所定値以上となった４辺で囲まれた仮投写領域２３０を抽出する。
【００７３】
また、比率情報生成部１５２は、仮投写領域２３０を抽出する前に、前処理として、画素ごとの輝度値の比が所定値（例えば、２．０等）未満の輝度値を０に変更して撮像情報記憶部１８４に記憶しておいてもよい。
【００７４】
そして、端点検出部１５４は、矩形状の仮投写領域２３０に基づいて投写領域２２０の端点を検出する（ステップＳ６）。ここで、端点の抽出手法についてより具体的に説明する。
【００７５】
基本的には、端点検出部１５４は、仮投写領域２３０の４つの頂点ＥＦＧＨのそれぞれから仮投写領域２３０の各辺上を画素ごとに検索して輝度値が所定値（例えば、２．０等）以上となる画素を投写領域２２０の端点として検出する。
【００７６】
なお、端点検出部１５４は、同一検索方向において、比率が２．０以上の画素を２画素以上連続して検出した場合、比率が２．０以上の画素群のうち最も比率が高い画素を端点として検出してもよいし、最初に比率が２．０以上となった画素を端点として検出してもよい。
【００７７】
さらに、端点検出部１５４は、仮投写領域２３０の各頂点から異なる２辺上を検索する場合、以下の検索手法を採用してもよい。例えば、仮投写領域２３０の左上の頂点（例えば、図２のＥ点）から横方向の辺（例えば、図２の辺ＥＦ）上の画素と、下方向の辺（例えば、図２の辺ＥＨ）上の画素を検索する場合、仮投写領域２３０の左上の頂点から右方向の検索において所定画素以内に比率が２．０以上となる点を検出した場合、上記頂点から下方向の検索においては、比率が２．０以上となる点を検出した場合であっても、その後、比率が２．０未満となる画素を検出するまで検索を続行し、２．０未満となった画素の直前の画素を下方向の辺の端点として検出してもよい。
【００７８】
このように、いずれかの辺上の検索で頂点からすぐに閾値以上の比を持つ画素が見つかった場合、投写領域２２０の一頂点が仮投写領域２３０の一頂点に大変近いため、例えば、量子化誤差の影響によって仮投写領域２３０の他方の辺上に投写領域２２０の辺が重なってしまっている恐れがある。
【００７９】
このような場合であっても、プロジェクタ２０は、第２の検索手法を採用することにより、辺の重複を防止し、適切に投写領域２２０を検出することができる。
【００８０】
しかし、以上のように仮投写領域２３０の辺上だけを検索する手法の場合、端点検出部１５４が端点の検索を完了した状態で、端点の数が３つ以下となる場合がある。このような場合、端点検出部１５４は、仮投写領域２３０の内側の検索も行う。
【００８１】
図６（Ａ）は、検出した端点が３つとなる場合の仮投写領域２３１の模式図であり、図６（Ｂ）は、検出した端点が２つとなる場合の仮投写領域２３２の模式図である。
【００８２】
図６（Ａ）および図６（Ｂ）に示すように、端点検出部１５４が端点の検索を完了した状態で、端点の数が３つ以下の場合、端点検出部１５４は、比率が２．０未満の非投写領域（投写領域２２０以外の撮影画像領域２１０）の４隅から上下左右方向に仮投写領域２３０の内側に向け比率が２．０未満の画素数を画素ラインごとにカウントし、所定画素ラインと当該画素ラインの隣接画素ラインの組ごとにこのカウント数の比を求める。そして、端点検出部１５４は、この比の値と、当該画素ラインより前の２画素ラインのカウント数の比の値の変化率が所定値を超えている場合を基準として端点を検出する。
【００８３】
なお、ここで、所定値としては、例えば、同一検索方向におけるカウント数の比の平均値＊１．２等を採用してもよい。すなわち、端点検出部１５４は、カウント数の比が平均値から乖離した画素ラインを基準として端点を検出してもよい。
【００８４】
例えば、図６（Ａ）および図６（Ｂ）に示す例では、矢印で示す端点が存在する画素ラインに隣接する画素ラインでは画素ごとの輝度値の比率が２．０未満の画素数が大きく異なるため、上記カウント数の比の値の変化率も大きく異なる。
したがって、端点検出部１５４は、点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３をそれぞれ端点として検出することができる。
【００８５】
このようにして端点検出部１５４は投写領域２２０の４つの端点を検出する。
【００８６】
そして、画素ブロック画像情報生成部１５６は、白、赤、緑、青等の所定の撮影画像の撮像情報を、端点検出部１５４からの端点の情報に基づき、画素ブロック画像情報に変換する（ステップＳ７）。
【００８７】
ここで、画素ブロック画像情報について説明する。
【００８８】
画素ブロック画像情報は、端点検出部１５４によって検出された端点で囲まれた投写領域２２０内の比率情報を、１画素以上の画素で構成される画素ブロックごとの画像信号値または輝度値の比率を示す情報に変換した情報である。また、この画素ブロック数は、例えば、色むら補正部１３０等の補正手段の処理に応じた数でもよい。
【００８９】
例えば、説明をわかりやすくするための極端な例ではあるが、空間光変調器１９２が縦３画素、横４画素である場合、図２に示す投写領域２２０の撮影画像を画素ブロック画像に変換すると図７に示すようになる。
【００９０】
図７は、本実施形態の一例に係る画素ブロック画像の模式図である。
【００９１】
図７に示すように、画素ブロック数は１２個であり、縦３、横４の画素ブロックとなるように投写領域２２０における画素が区分される。
【００９２】
このように、画素ブロック画像情報生成部１５６は、補正手段の処理に応じた画素ブロック群を設定し、撮像情報記憶部１８４に記憶された各キャリブレーション画像の撮像情報に基づき、各画素ブロックを構成する画素群の画像信号値または輝度値の平均値を演算し、画素ブロックごとの輝度値等の平均値を示す画素ブロック画像情報を生成し、当該画素ブロック画像情報をキャリブレーション画像ごとに撮像情報記憶部１８４に記憶する。
【００９３】
画像歪み補正量演算部１６２は、撮像情報記憶部１８４に記憶された白のキャリブレーション画像の画素ブロック画像情報に基づいて輝度値の変化を把握する。そして、画像歪み補正量演算部１６２は、画素ブロックの輝度値の変化に基づいて投写領域１２の歪みを把握し、画像歪み補正量を演算する。
【００９４】
例えば、画像歪み補正量演算部１６２は、投写領域１２の左側の輝度値が高い場合、投写光軸が投写領域１２の中心から左にずれていることを把握でき、投写領域１２が左の辺が短く右の辺が長い台形状に歪んでいることを把握できる。
【００９５】
そして、画像歪み補正部１１２は、画像の歪みを補正するために、画像歪み補正量演算部１６２からの画像歪み補正量に基づき、デジタルＲＧＢ信号を補正してデジタルＲＧＢ信号（Ｒ２、Ｇ２、Ｂ２）を生成する（ステップＳ８）。
【００９６】
これにより、プロジェクタ２０は、画像の歪みを補正できる。
【００９７】
また、色むら補正量演算部１６４は、画素ブロック画像情報に基づき、画素ブロックごとに入出力特性データの補正量を演算する。より具体的には、色むら補正量演算部１６４は、例えば、補正後の入出力特性を示す直線の傾きが１になるように補正量を演算する。
【００９８】
なお、ここで、入出力特性データとは、入出力特性を示すデータであって、入力信号の明るさ指標値（例えば、階調値等）と、出力信号の明るさ指標値（例えば、輝度、照度、色情報値等）との関係を示すデータのことである。また、明るさ指標値とは、明るさの指標となる値のことであり、具体的には、例えば、輝度、照度、色情報値（Ｒ信号のデジタル信号値等）、階調値およびこれらの値を正規化等によって変形した値等が該当する。
【００９９】
そして、色むら補正部１３０は、画像の色むらを補正するため、色むら補正量演算部１６４からの色むら補正量に基づき、入出力特性データを補正し、当該入出力特性データに基づき、ＲＧＢ信号（Ｒ３、Ｇ３、Ｂ３）をＲＧＢ信号（Ｒ４、Ｇ４、Ｂ４）に補正する（ステップＳ９）。
【０１００】
そして、画像投写部１９０は、以上の手順により、画像の歪みと色むらが補正された画像を投写する（ステップＳ１０）。
【０１０１】
以上のように、本実施形態によれば、プロジェクタ２０は、投写領域２２０の４隅を正確に検出することができるため、撮影画像における投写領域２２０の座標と、空間光変調器１９２の表示素子の座標とを正確かつ効率的に対応づけることができる。
【０１０２】
また、本実施形態によれば、プロジェクタ２０は、撮影画像における投写領域２２０の内部を、色むら補正部１３０等の補正手段の処理に応じた画素ブロックに分割して補正を行うことにより、適切に補正を行い、空間光変調器１９２の表示素子の座標とを正確かつ効率的に対応づけることができる。
【０１０３】
また、画素ブロック数は、元の撮影画像の画素数未満のため、プロジェクタ２０は、画像処理をより効率的に行うことができる。
【０１０４】
また、本実施形態によれば、プロジェクタ２０は、撮影画像において対応する画素ごとの画像信号値または輝度値の比率を演算した比率情報を用いることにより、一般的なフィルタリングによって端点を検出する手法と比べ、投写領域の端点を正確かつ効率的に検出することができる。
【０１０５】
また、本実施形態によれば、プロジェクタ２０は、差分値ではなく、比率を用いることにより、投写領域２２０の端点の判断基準値を適用環境に応じて変更する必要がないため、より効率的に画像処理を行うことができる。
【０１０６】
さらに、本実施形態によれば、プロジェクタ２０は、投写領域の４隅の端点を検出する場合に、３つ以下の端点しか検出できなかった場合であっても、異なる検索方法を用いて端点を検出することができる。これにより、プロジェクタ２０は、画像が種々の形状に歪んでいる場合であっても、正確かつ効率的に投写領域２２０の４隅の端点を検出することができ、撮影画像における投写領域２２０の座標と、空間光変調器１９２の表示素子の座標とを正確に対応づけることができる。
【０１０７】
また、本実施形態によれば、プロジェクタ２０は、撮影画像における投写領域２２０を正確に検出できるため、当該投写領域２２０を画素ブロックに区分して画像信号の補正処理を行った場合であっても、画素ブロックごとに正確に画像の歪みや色むら等を補正することができるため、正確な画像を表示することが可能となる。
【０１０８】
また、本実施形態によれば、プロジェクタ２０は、画素ブロックを用いて画素ブロックごとの色の違いを把握できるため、経時劣化や環境影響（環境光８０がある場合やスクリーン１０が着色されておりむらがある場合等）等による色むらを適切に補正することができる。
【０１０９】
（変形例）
以上、本発明を適用した好適な実施の形態について説明してきたが、本発明の適用は上述した実施例に限定されない。
【０１１０】
例えば、上述した実施例では、プロジェクタ２０は、画像の歪みと色むらの補正を行ったが、これら以外の補正処理に対しても本発明は有効である。
【０１１１】
また、上述した実施例では、プロジェクタ２０は、白のキャリブレーション画像と黒のキャリブレーション画像の撮像情報を用いて比率情報を生成したが、例えば、上記キャリブレーション画像に加え、緑の単色のキャリブレーション画像を投写して撮像し、白と黒、緑と黒のそれぞれの撮像情報に基づいて２種類の比率情報を生成し、当該２種類の比率情報の積集合（ＡＮＤ）を演算して真となる領域を仮投写領域２３０の抽出対象領域として設定してもよい。
【０１１２】
これによれば、撮像時のノイズの影響を低減し、プロジェクタ２０は、より正確に仮投写領域２３０や投写領域２２０を抽出することができる。なお、上述した実施例では、プロジェクタ２０は、仮投写領域２３０を設定してから投写領域２２０を抽出したが、撮像情報から直接投写領域２２０を抽出してもよい。
【０１１３】
また、上述した実施例では、プロジェクタ２０は、所定画素領域として画素ラインを適用して仮投写領域２３０を抽出したが、例えば、１画素、複数画素、複数画素で構成される矩形領域等を画素領域として仮投写領域２３０を抽出してもよい。
【０１１４】
また、上述した実施例では、プロジェクタ２０は、仮投写領域２３０の外側から内側に向かって検索を行ったが、仮投写領域２３０の内側から外側に向かって検索を行ってもよく、検索方法は任意である。
【０１１５】
また、例えば、上述した実施例では、画像処理システムをプロジェクタ２０に実装した例について説明したが、プロジェクタ２０以外にもＣＲＴ（Cathode Ray Tube）等のプロジェクタ２０以外の画像表示装置に実装してもよい。また、プロジェクタ２０としては、液晶プロジェクタ以外にも、例えば、ＤＭＤ（Digital Micromirror Device）を用いたプロジェクタ等を用いてもよい。なお、ＤＭＤは米国テキサスインスツルメンツ社の商標である。
【０１１６】
また、上述したプロジェクタ２０の機能は、例えば、プロジェクタ単体で実現してもよいし、複数の処理装置で分散して（例えば、プロジェクタとＰＣとで分散処理）実現してもよい。
【０１１７】
さらに、上述した実施例では、センサー６０とプロジェクタ２０とを別の装置として構成したが、プロジェクタ２０にセンサー６０の機能を内蔵してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本実施形態の一例に係る画像投写状況を示す概略図である。
【図２】  本実施形態の一例に係る撮影画像領域の模式図である。
【図３】  本実施形態の一例に係るプロジェクタの機能ブロック図である。
【図４】  本実施形態の一例に係るプロジェクタのハードウェアブロック図である。
【図５】  本実施形態の一例に係る画像処理の流れを示すフローチャートである。
【図６】  図６（Ａ）は、検出した端点が３つとなる場合の仮投写領域の模式図であり、図６（Ｂ）は、検出した端点が２つとなる場合の仮投写領域の模式図である。
【図７】  本実施形態の一例に係る画素ブロック画像の模式図である。
【符号の説明】
２０  プロジェクタ、６０  センサー（撮像手段）、１２０  色変換部、１３０  色むら補正部、１５２  比率情報生成部、１５４  端点検出部、１５６  画素ブロック画像情報生成部、１８４  撮像情報記憶部、１８６  撮像画素設定部、１９０  画像投写部、９００  情報記憶媒体
【図１】
0003690402.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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