(57)【要約】【課題】多人数の視聴者に対し見やすい画面を提供できる画像表示装置を提供すること。【解決手段】画像構成要素のオブジェクトを一種類以上含む画像データが入力される画像入力手段１２と、前記画像入力手段より入力された前記画像データに処理を施して表示用の画像を生成する画像処理手段１４と、前記画像入力手段が入力した前記画像データを画像表示面２００に表示する画像表示手段１３と、複数の視聴者のそれぞれと前記画像表示面との距離情報を検出するか、又は、前記距離情報を距離検出装置から取得する距離情報取得手段１１と、前記画像データに含まれるオブジェクトの種類を判別するオブジェクト判別手段２４と、前記オブジェクト判別手段が判別したオブジェクトの種類及び前記距離情報取得手段が取得した距離情報に応じて、前記画像表示面の前記画像データの視認性を向上させる加工を前記画像データに施す画像加工手段２５と、を有することを特徴とする。【選択図】図１
2014044369.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像構成要素のオブジェクトを一種類以上含む画像データが入力される画像入力手段と、
前記画像入力手段より入力された前記画像データに処理を施して表示用の画像を生成する画像処理手段と、
前記画像入力手段が入力した前記画像データを画像表示面に表示する画像表示手段と、
複数の視聴者のそれぞれと前記画像表示面との距離情報を検出するか、又は、前記距離情報を距離検出装置から取得する距離情報取得手段と、
前記画像データに含まれるオブジェクトの種類を判別するオブジェクト判別手段と、
前記オブジェクト判別手段が判別したオブジェクトの種類及び前記距離情報取得手段が取得した距離情報に応じて、前記画像表示面の前記画像データの視認性を向上させる加工を前記画像データに施す画像加工手段と、を有する画像表示装置。
【請求項２】
前記オブジェクト判別手段が、前記画像データに含まれるオブジェクトが文字であると判別した場合、
前記画像加工手段は、前記距離情報取得手段が取得した複数の視聴者のそれぞれと前記画像表示面との前記距離情報のうち、最大の前記距離情報に基づき前記画像データの文字に加工を施す、
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】
前記オブジェクト判別手段が、前記画像データに含まれるオブジェクトが文字以外であると判別した場合、
前記画像加工手段は、
前記距離情報取得手段が取得した複数の視聴者のそれぞれと前記画像表示面との前記距離情報のうち、最小の前記距離情報に基づき前記画像データに施す上限加工量を決定し、
前記距離情報取得手段が取得した複数の視聴者のそれぞれと前記画像表示面との前記距離情報のうち、最大の前記距離情報により前記画像データに要求される要求加工量を決定し、
前記上限加工量と前記要求加工量のうち、小さいほうの加工量により前記画像データに加工を施す、
ことを特徴とする請求項１記載の画像表示装置。
【請求項４】
前記画像入力手段より入力された前記画像データの画質を評価して画質情報を作成する画像認識手段と、
前記画質情報と前記距離情報に対応づけて前記上限加工量を登録した上限加工量テーブルと、を有し、
前記画像加工手段は、最小の前記距離情報と前記画質情報に基づき前記上限加工量テーブルを参照して、前記上限加工量を決定する、
ことを特徴とする請求項３記載の画像表示装置。
【請求項５】
前記オブジェクト判別手段が、前記画像入力手段より入力された前記画像データが文字と文字以外のオブジェクトを含むと判別した場合、
前記画像加工手段は、優先するオブジェクトとして予め設定されているオブジェクトの種類に応じて、文字のオブジェクトを文字以外のオブジェクトよりも優先するか、又は、文字以外のオブジェクトを文字のオブジェクトよりも優先して加工する、
ことを特徴とする請求項１〜４いずれか１項記載の画像表示装置。
【請求項６】
前記画像加工手段は、優先されるオブジェクトに対し最大の前記距離情報により決定される要求拡大量を算出する機能と、
優先されるオブジェクトを拡大した場合に、優先されないオブジェクト及び画像データの外縁と接触しない範囲の限界拡大量を算出する機能と、を有し、
前記要求拡大量と前記限界拡大量のうち小さい方の拡大量で優先されるオブジェクトを拡大する、
ことを特徴とする請求項５記載の画像表示装置。
【請求項７】
前記画像加工手段は、優先されないオブジェクトに対し最大の前記距離情報により決定される前記要求拡大量と、優先されないオブジェクトに対し最小の前記距離情報により決定される適切拡大量、のうち小さい方を優先されないオブジェクトの拡大量に決定し、
優先されるオブジェクトを優先されるオブジェクトの前記要求拡大量で拡大した場合、拡大された優先されるオブジェクト及び画像データの外縁と接触しない範囲の前記限界拡大量で、優先されないオブジェクトを拡大する、
ことを特徴とする請求項６記載の画像表示装置。
【請求項８】
前記画像加工手段は、
前記要求拡大量の方が前記限界拡大量よりも大きい場合、前記要求拡大量で優先されるオブジェクトを拡大し、
優先されないオブジェクトを、拡大された優先されるオブジェクトと接触しない大きさまで縮小する、
ことを特徴とする請求項６記載の画像表示装置。
【請求項９】
前記距離情報に対応づけて文字のオブジェクトの削除対象サイズが登録されたサイズ決定テーブルを有し、
前記要求加工手段は、最大の前記距離情報に基づき前記サイズ決定テーブルを参照して前記削除対象サイズを決定し、
前記画像入力手段より入力された前記画像データから、前記削除対象サイズ以下の文字のオブジェクトを削除する、
ことを特徴とする請求項１〜８いずれか１項記載の画像表示装置。
【請求項１０】
前記画像加工手段は、前記画像データを光学的に拡大することで、前記画像データに加工を施す、
ことを特徴とする請求項１〜３いずれか１項記載の画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力された画像データを表示する画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
会議などでは視聴者が共通の情報を視聴して議論することなどが多く行われる。情報の表示には、大きな画面を有する表示装置が好ましく、プロジェクタ、大画面フラットパネルディスプレイ、又は、電子黒板などが使用される。
【０００３】
表示装置の画面の大きさは視認性に影響を与えるため、画面の大きさから適正な視聴者数を提示する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。特許文献１には、ユーザが、プロジェクタの機種、スクリーンサイズ、視聴者の机の配置を入力すると、投影画像を視聴するのに推奨される視聴エリア、視聴者の人数、画像投影時の環境の明るさ(室内を点灯できるか否か)、などの情報を視覚的に表示するプロジェクタ選択支援サーバが開示されている。
【０００４】
また、良好な視認性が得られるように画面の大きさを調整する技術が提案されている（例えば、特許文２参照。）。特許文献２には、スクリーンとプロジェクタとの距離、又は、視聴者とスクリーンとの距離が変わっても文字のサイズが一定の大きさになるように画像を投影する投影装置が開示されている。
【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、特許文献１に開示されたプロジェクタ選択支援サーバは、机の配置等に応じて視聴エリアを通知する技術に過ぎず、視聴者の人数が変わった場合に画面や文字のサイズなどを調整することができない。
【０００６】
また、特許文献２に開示された投影装置では、一人の視聴者に対しては、文字のサイズを適切に維持するとしても、多人数の視聴者に対しては最適な画像を提供できないという問題がある。
【０００７】
また、特許文献２では、文字以外のオブジェクトについて考慮されていないという問題がある。文字以外のオブジェクトを一定サイズに調整すると、多人数の視聴者のうちスクリーンに近い視聴者にはジャギーやノイズが目立つおそれがある。
【０００８】
このように、従来の画面の表示方法では、多人数の視聴者に対しオブジェクトを考慮して最適な画像を提供することができないという問題があった。
【０００９】
本発明は、上記課題に鑑み、多人数の視聴者に対し見やすい画面を提供できる画像表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題に鑑み、本発明は、画像構成要素のオブジェクトを一種類以上含む画像データが入力される画像入力手段と、前記画像入力手段より入力された前記画像データに処理を施して表示用の画像を生成する画像処理手段と、前記画像入力手段が入力した前記画像データを画像表示面に表示する画像表示手段と、複数の視聴者のそれぞれと前記画像表示面との距離情報を検出するか、又は、前記距離情報を距離検出装置から取得する距離情報取得手段と、前記画像データに含まれるオブジェクトの種類を判別するオブジェクト判別手段と、前記オブジェクト判別手段が判別したオブジェクトの種類及び前記距離情報取得手段が取得した距離情報に応じて、前記画像表示面の前記画像データの視認性を向上させる加工を前記画像データに施す画像加工手段と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
多人数の視聴者に対し見やすい画面を提供できる画像表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施形態のプロジェクタの概略的な動作を説明する図の一例である。
【図２】画像投影システムの概略構成図の一例である。
【図３】プロジェクタの機能ブロック図の一例である。
【図４】３ＬＣＤ方式の画像投影を模式的に説明する図の一例である。
【図５】距離の検出方法を模式的に説明する図の一例である。
【図６】距離の検出方法を模式的に説明する図の一例である
【図７】距離の検出方法を模式的に説明する図の一例である
【図８】位置情報管理システムの概略構成図の一例である。
【図９】図８において無線ネットワークを構成する通信装置、無線端末、管理装置を抜き出して示す図の一例である。
【図１０】画像処理部の機能ブロック図の一例である。
【図１１】プロジェクタと視聴者を模式的に示す図の一例である。
【図１２】主に文字が含まれる画像データが入力された場合の、画像加工部の処理手順を示すフローチャート図の一例である。
【図１３】図１１の視聴者と、拡大される文字サイズの関係を説明する図の一例である。
【図１４】主に写真又はグラフィックス画像が含まれる画像データが入力された場合の、画像加工部の処理手順を示すフローチャート図の一例である（実施例２）。
【図１５】画像加工部の処理手順を示すフローチャート図の一例である（実施例３）。
【図１６】ノイズ画素の割合と距離の最小値に対し許容倍率が求められた許容倍率決定テーブルの一例を示す図である。
【図１７】図１１の視聴者と、拡大されるオブジェクトのサイズの関係を説明する図の一例である。
【図１８】画像加工部の処理手順を示すフローチャート図の一例である（実施例４）。
【図１９】投影限界拡大サイズの決定方法を模式的に説明する図の一例である。
【図２０】投影限界拡大サイズの決定方法を模式的に説明する図の一例である。
【図２１】画像加工部の処理手順を示すフローチャート図の一例である（実施例５）。
【図２２】拡大・縮小処理を模式的に説明する図の一例である。
【図２３】画像加工部の処理手順を示すフローチャート図の一例である（実施例６）。
【図２４】削除文字サイズの決定を説明する図の一例である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しながら実施例を挙げて説明する。
【００１４】
図１は、本実施形態のプロジェクタの概略的な動作を説明する図の一例である。プロジェクタにはコンピュータ、ＭＦＰ（Multi  Function  Printer）、又は、可搬型のメモリなどから画像データが入力される。
【００１５】
プロジェクタは、画像データを解析して含まれるオブジェクトの種類を判別する。オブジェクトには、写真、グラフィック、文字、動画などがある。また、プロジェクタは、視聴者を検出すると共に、スクリーンから各視聴者までの距離を検出する。
【００１６】
そして、プロジェクタは、オブジェクトの種類及びスクリーンから視聴者ａ、ｃまでの距離に応じて、例えば、以下のように表示するオブジェクト又は画面のサイズを制御する。
(i)  オブジェクトが例えば文字の場合
視聴者ｃまでの距離に応じて文字サイズを拡大とする。文字の場合、視聴者ｃまでの距離が長いほど文字サイズを大きくする。これにより、遠方の視聴者ｃが文字を判読することができ、近くの視聴者ａも文字を判読することができる。
(ii)  オブジェクトが写真やグラフィックの場合
視聴者ｃまでの距離に応じて写真の大きさを拡大するが、近くの視聴者ａまでの距離により設定した上限以上には大きくしない。写真の場合、ある程度の大きさがあれば、遠方の視聴者ｃでも撮影物を判別可能である。また、写真を大きくしすぎてしまうと、近くの視聴者ａによってジャギーやノイズが目立ち違和感を与えてしまうが、上限を設けることで近くの視聴者に対する画像品質を維持できる。
【００１７】
このように、本実施形態のプロジェクタは、オブジェクトを判別し、かつ、各視聴者との距離を検出する。これにより、視聴者が多人数であってもオブジェクトに応じて遠方と近傍の視聴者それぞれが見やすい最適なサイズに画面やオブジェクトのサイズを調整することができる。
【００１８】
〔構成例〕
図２は、画像投影システムの概略構成図の一例を示す。プロジェクタ１００には外部ＰＣ端末３００、又は、ＭＦＰ４００がネットワークを介して（又は直接）接続されている。プロジェクタ１００には、外部ＰＣ端末３００やＭＦＰ４００から画像データが入力される。ネットワークは、有線又は無線のいずれでもよい。
【００１９】
外部ＰＣ端末３００は、ＨＤＭＩやＤ−ＳＵＢなどの映像出力端子をプロジェクタ１００に接続する他、ＬＡＮなどを介して電子ファイル形式（例えば、ＪＰＥＧ、ＧＩＦ、ＭＰＥＧ２等）の画像データをプロジェクタ１００に送信する。
【００２０】
ＭＦＰ４００は多機能プリンタであるが、本実施形態では画像読取装置としてスキャナ機能を備えていることが好ましい。ＭＦＰ４００は原稿を読み取った上で紙出力に最適な（原稿画像を忠実に転写紙上に再現するような）画像処理を行い、複写画像を印刷する。また、読取画像に対してディスプレイ表示に最適な画像処理を加えた上でＪＰＥＧ等の画像フォーマットに変換した画像データを、ＬＡＮなどを介してプロジェクタ１００に送信する。
【００２１】
外部ＰＣ端末３００とＭＦＰ４００はプロジェクタ１００に画像データを提供する装置の一例であり、ユーザがＵＳＢメモリのような不揮発メモリをプロジェクタ１００に装着しても、プロジェクタ１００は記憶されている画像データを読み出すことができる。
【００２２】
プロジェクタ１００は、プロジェクタ１００に入力された画像データに対して、画像投影に最適な画像処理を施した上で画像投影面２００へ投影を行う。画像投影面２００の典型例はスクリーン（プロジェクタ投影専用のスクリーン。高品質な投影画像が可能になる。）であるが、ユーザは白色あるいは淡いパステルカラーを有する会議室の壁面、ホワイトボード等を画像投影面２００として代替使用することができる。
【００２３】
プロジェクタ１００は特許請求の範囲の画像表示装置の一例であり、大画面フラットパネルディスプレイでも本実施例のオブジェクトの拡大方法を適用できる。この場合、投影面のサイズに物理的な制限があるが、画像データのうち投影できない部分は、スクロール操作などで表示可能である。
【００２４】
図３は、プロジェクタ１００の機能ブロック図の一例を示す。プロジェクタ１００は、コントローラ１２により制御され、コントローラ１２に距離算出部１１、画像投影部１３、画像処理部１４、及び、操作入力部１５が接続されている。
【００２５】
操作入力部１５は、使用者の操作を受け付けるハードキー、タッチパネル式の液晶などに表示されたソフトキー、又は、音声入力装置などである。また、外部ＰＣ端末３００やＭＦＰ４００からコマンドを受信して操作を受け付けることができる。
【００２６】
外部ＰＣ端末等より入力された画像データは、コントローラ１２を介して画像処理部１４へ入力される。画像処理部１４は、画像投影用に画像データに処理を施す。例えば、画像データの解像度をプロジェクタ１００が対応する解像度に変換したり、ＲＧＢの各色の画像への分解、所定の色信号を強調・減衰したり、画像の周辺の先鋭度を高くするなどの処理を行う。
【００２７】
なお、画像処理部１４は、本実施例の特徴部の１つとして、画像データに含まれるオブジェクトを判別する。
【００２８】
＜画像投影部＞
画像投影部１３は、画像投影面２００に画像を投影する。画像の投影方式には透過型液晶を使用するＬＣＤ方式、反射型液晶を使用するＬＣＯＳ方式、マイクロミラーを使用するＤＬＰ方式などがある。本実施形態では３枚の反射型液晶を使用する３ＬＣＤ（液晶透過型３板式）について説明するが、投影方式はどのようなものでもよい。
【００２９】
図４は、３ＬＣＤ方式の画像投影部１３を模式的に説明する図の一例である。
光源１３１は高圧水銀ランプなどであり、白色光を照射する。１つ目のダイクロックミラー１３２は、例えば、Ｒ（レッド）の波長の光を透過させ、Ｇ（グリーン）とＢ（ブルー）の波長の光を反射する。
【００３０】
Ｒ（レッド）の光はミラー１３５で全反射され、レンズ１４０で集光された後、ＬＣＤ（Ｒ）１３８１に入射する。Ｇ（グリーン）とＢ（ブルー）の波長の光は２つ目のダイクロックミラー１３３に入射する。２つ目のダイクロックミラー１３３はＧ（グリーン）の波長の光を反射して、Ｂ（ブルー）の波長の光を透過させる。Ｇ（グリーン）の光はレンズ１４１で集光されＬＣＤ（Ｇ）１３８２に入射する。Ｂ（ブルー）の波長の光は、ミラー１３４，１３８で全反射され、レンズ１４２で集光された後、ＬＣＤ（Ｂ）１３８３に入射する。
【００３１】
各ＬＣＤは、投影対象の画像データによりコントローラ１２により制御される。すなわち、画像データのＲ成分に基づきＬＣＤ（Ｒ）１３８１の各画素の透過量が制御されＲ（レッド）の階調制御が行われる。同様に、Ｇ成分に基づきＬＣＤ（Ｇ）１３８２の各画素の透過量が制御されＧ（グリーン）の階調制御が行われ、Ｂ成分に基づきＬＣＤ（Ｂ）１３８３の各画素の透過量が制御されＢ（ブルー）の階調制御が行われる。
【００３２】
各ＬＣＤを通過した各色の光は、ダイクロックプリズム１３９に入射する。ダイクロックプリズム１３９は、Ｒ（レッド）の波長の光を９０度反射し、Ｇ（グリーン）の波長の光を透過し、Ｂ（ブルー）の波長の光を９０度反射する。これにより、各ＬＣＤを通過した各色の波長の光が合成され、合成された光が投射光学系１３６で集光・変倍され画像投影面２００に投影される。
【００３３】
コントローラ１２は、投射光学系１３６のレンズをアクチュエータを駆動して光軸に沿って移動することで、投影する画像を拡大・縮小し、投影サイズを調整することができる。また、コントローラ１２は光学系に設定した（制御した）倍率を常に把握し管理しているものとする。
【００３４】
＜距離算出部＞
距離算出部１１は、プロジェクタ１００が投影する画像投影面２００と複数の視聴者それぞれとの距離を検出する。以下、距離算出の例として、以下の(i)〜(v)の方法と構成を説明する。
【００３５】
(i)  プロジェクタ１００に全方位魚眼レンズカメラを用いたステレオの全方位カメラを搭載する場合
図５は、距離の検出方法を模式的に説明する図の一例である。プロジェクタ１００には「全方位魚眼レンズ+CMOSセンサ」が上部に設置されている。全方位魚眼レンズはプロジェクタ１００の周囲360度を全てから集光して焦点を合わせることができるので、CMOSセンサにより周囲360度の被写体を撮影することができる。
【００３６】
また、この全方位魚眼レンズを上下に二枚重ね、CMOSセンサも二つ利用することで、全方位カメラ１１２はプロジェクタ１００の全周で視差の異なる一対の視差画像を得ることが可能となる。よって、ステレオカメラの原理を利用すれば、焦点距離や画素ピッチなどのカメラパラメータなどを用いてプロジェクタ１００から被写体までの距離を測定することができる。なお、全方位カメラ１１２による撮影画像はレンズの歪曲などが非常に大きいため、画像処理にて歪曲補正などを実施する。
【００３７】
被写体としての視聴者は、例えば顔認識技術を利用して認識する。具体的な顔認識技術としては公知の手法を用いればよく以下は一例である。
a.  顔に特徴的な陰影に着目して、その部分毎に陰影を白黒の画像に置き換えた検出用のテンプレート画像を多数、準備しておく。例えば、鼻の頂点は明るいので白画素で表し、その周りは暗くなるので黒画素で表す。
b.  顔の検出対象の画像データを２値化する。
c.  画像データとテンプレート画像をマッチングさせ、画像データのうち一致した画素に投票する。これを全てのテンプレート画像で行う。
d.  顔が映っている領域は、投票数が多くなるはずなので、画素毎に投票数と閾値を比較して、閾値以上の画素が連続した領域を顔が映っている領域であると判定する。視聴者の顔を認識できれば、視聴者の方向も特定できる。
【００３８】
画像投影面２００は例えば以下のようにして検出される。画像の投影方向は固定なので全方位カメラ１１２で撮影された画像のうち投影画像が撮影されたおよその画素範囲は既知となる。また、画像が撮影された範囲は所定値以上の輝度でその形状が長方形なので二値化とパターンマッチングにより容易に検出できる。光学系の倍率は制御値なので、倍率が所定値であるとすれば、画像のサイズと画像投影面２００までの距離には一定の関係がある。したがって、画像のサイズが分かれば、距離を求めることができる。また、より正確には、プロジェクタ１００により任意のテストパターンを表示させることで画像の検出精度が高くなる。例えば、テストパターンを市松模様とすれば、画像の検出が容易になり、距離の検出精度も向上する。
【００３９】
以上のようにして、図５に示すようにプロジェクタ１００と視聴者まで距離Ｂ１、Ｂ２、及び、プロジェクタ１００と画像投影面２００までの距離Ａを検出できる。また、視聴者の方向が特定されているので、プロジェクタ１００と画像投影面２００を結ぶ直線と、プロジェクタ１００と視聴者を結ぶ直線とのなす角Ｃ１、Ｃ２が明らかになる。したがって、余弦定理により画像投影面２００と視聴者の距離を求めることができる。
Ｓ１＝√（Ａ２＋Ｂ１２−２Ａ・Ｂ１・ＣｏｓＣ１）
Ｓ２＝√（Ａ２＋Ｂ２２−２Ａ・Ｂ２・ＣｏｓＣ２）
(ii)  画像投影面２００にステレオカメラを搭載する場合
図６は、距離の検出方法を模式的に説明する図の一例である。画像投影面２００にはステレオカメラ１１３が設置されている。ステレオカメラ１１３は、画素毎に視差情報を取得するので、画素毎に距離を検出できる。また、顔認識技術により、視聴者を検出できるので、各視聴者までの距離も取得できる。
【００４０】
(iii)  短焦点のプロジェクタ１００にステレオカメラを搭載する構成
図７（ａ）は、距離の検出方法を模式的に説明する図の一例である。短焦点プロジェクタにより画像を投影する場合、基本的に、プロジェクタ１００の後方にしか視聴者は存在しないと考えてよい。したがって、短焦点プロジェクタの後部にステレオカメラ１１４を配置すれば、ほぼ全ての視聴者を撮影できる。したがって、プロジェクタ１００から視聴者までの距離を検出できる。
【００４１】
画像投影面２００までの距離は、例えば超音波センサなどで算出する。超音波センサは超音波を発してから戻るまでの時間で距離を算出するセンサである。また、短焦点プロジェクタの投影距離は短い固定値であることが多いので、画像投影面２００までの距離を推奨される投影距離であると見なしても画像投影面２００から視聴者までの距離に対し大きな誤差とならない。
【００４２】
(iv)  ステレオカメラ＋モータの構成
図７（ｂ）は、距離の検出方法を模式的に説明する図の一例である。プロジェクタ１００に、ステレオカメラ１１５と、ステレオカメラ１１５を水平に一周回転させるモータ１１６を配置しても、（ｉ）の全方位カメラが得られる。プロジェクタがモータ１１６の回転量を制御・検出することで、ステレオカメラ１１５の光軸の向き（画像投影面がどの方向にあるか）を特定できる。したがって、画像投影面２００までの距離を求めることができる。
【００４３】
また、上記と同様に、顔検出により視聴者を検出し、人とプロジェクタ間の距離を算出する。モータの回転量は検出されているので、視聴者の方向も特定できる。したがって、(i)と同様にプロジェクタ１００と視聴者の距離を算出できる。
【００４４】
(v)  室内における七畳法管理システムを使用する構成
図８は、位置情報管理システムの概略構成図の一例を示す。位置情報管理システムは、通信装置１０１、１０２、１０４、１０６、無線端末１２０、１２２、１２４、１２６、１２８、管理装置１４０、管理サーバ１６０、通信装置と無線端末と管理装置とから構成されるネットワーク１８０及びネットワーク１９０を有する。ここで、ネットワーク１８０は、管理装置１４０によって管理される無線ネットワークである。図９は、図８において無線ネットワークを構成する通信装置１０１、１０２、１０４、１０６、無線端末１２０、１２２、１２４、１２６、１２８、管理装置１４０を抜き出して示したものである。
【００４５】
通信装置１０１、１０２、１０４、１０６は、例えば部屋の天井等に固定され、固定された位置に係る、経緯情報、建物の階数及び棟番号のような位置情報（以下「位置情報」とする）そのものを連続的又は断続的に無線送信する。通信装置は、それぞれ独立した筐体を有し、予め設置された電源から給電されて動作するか、あるいはＬＥＤ蛍光管のような照明器具に組み込まれ、該照明器具から給電されて動作する。通信装置１０１、１０２、１０４、１０６は、それぞれが保持する位置情報を、無線信号により所定の範囲に送信する。所定の範囲は、用いられる無線信号の信号強度によって定められる。通信装置は、位置の管理対象となる領域をカバーするように配置され、それぞれの領域が重複しないように構成される。あるいは、重複する場合であっても、位置情報を受信する側において、受信電波の強度に基づいて、何れか一つの通信装置が決定できるよう構成される。図８の例では、それぞれの通信装置の下方に示される円錐型の点線が、所定の範囲を表している。位置情報を送信する通信方式として、例えば地上補完信号（Indoor  Messaging  System;IMES）を用いることができる。
【００４６】
無線端末１２０、１２２、１２４、１２６、１２８は、通信装置１０１、１０２、１０４、１０６のうち、最寄の通信装置が送信する無線信号を受信することができる。図８の例では、それぞれの無線端末は、位置を管理する対象である直方体の管理対象物に付されている。無線端末１２０、１２２、１２４、１２６、１２８は、自らも電波を送信可能な、例えばアクティブタグのような端末である。以下、無線端末１２０について説明する。
【００４７】
無線端末１２０は、通信装置１０１からの無線信号を受信できる範囲にあり、通信装置１０１の位置情報を受信する。通信装置１０１の位置情報の受信は、例えばIMESを用いて行われる。無線端末１２０は、受信した位置情報と共に、例えばネットワークアドレスのような自らの識別情報を含む情報を通信装置１０１へ送信する。該送信は、例えばIEEE802.15.4及びZigBee（登録商標）のような近距離無線通信によるネットワーク１８０を通じて行われる。この場合には、無線端末１２０の識別情報として、IEEE802.15.4の短縮アドレスまたはIEEE拡張（MAC）アドレスを用いることができる。通信装置１０１へ送信された識別情報と位置情報は、次に、隣接する通信装置１０２を経由して、管理装置１４０に送信される。なお、無線端末１２０における送受信の動作は、当該無線端末１２０において予め定められたタイミングか、あるいは、当該無線端末１２０の備える加速度センサによる加速度の変化が検出されたタイミングで行われる。
【００４８】
管理装置１４０は、ネットワーク１８０とネットワーク１９０とを相互に接続し、ネットワーク１８０側から送信されたデータをネットワーク１９０にブリッジする。管理装置１４０は、例えば建物のフロア毎、または壁などで仕切られた部屋毎に設置される。ネットワーク１８０がIEEE802.15.4及びZigBee（登録商標）によるPAN（Personal  Area  Network）であり、ネットワーク１９０がIEEE802.3規格に基づくLANである場合には、それらの間での通信方式の変換を行う。また、無線端末１２０の識別情報がIEEE802.15.4の短縮アドレスで表されている場合には、PAN構成時の情報に基づきIEEE拡張アドレスに変換し、管理サーバ１６０に送信する。
【００４９】
管理サーバ１６０は、管理装置１４０を経由して受信された識別情報と位置情報とを、受信日時と共に記録し、通信装置の位置を管理する。管理サーバ１６０では、無線端末に係る管理対象物が予め記録されている。よって、これらの情報を用いて、管理対象物の所在を探索することができる。
【００５０】
ネットワーク１８０は、それぞれの通信装置１０１、１０２、１０４、１０６と、無線端末１２０、１２２、１２４、１２６、１２８と、管理装置１４０とを接続する、例えばIEEE802.15.4及びZigBee（登録商標）規格によって構成されるPANである。PANがIEEE802.15.4及びZigBee（登録商標）規格で構成される場合は、無線端末、通信装置、管理装置は、それぞれZigBee（登録商標）規格で定められるエンドデバイス機能、ルータ機能及びコーディネータ機能を有する。そして、それぞれの通信装置及び無線端末は、起動時に管理装置の管理下に入り、PANを構成し、管理装置への最小経路が決定される。
【００５１】
ネットワーク１９０は、管理装置１４０と管理サーバ１６０とを接続するネットワークであり、例えばIEEE802.3規格で定められるLANである。
【００５２】
上記の通り、本発明の一実施形態における位置情報管理システム１において、無線端末は、最寄の通信装置と通信できるだけの電力を用いて、識別情報と位置情報とを管理サーバへ送信することができる。また、通信装置を設置するための新たなインフラの敷設が不要であり、導入コストを低減することができる。
【００５３】
なお、通信装置の位置情報は、ネットワーク１８０を通じて提供されてもよい。これにより、IMESのような位置情報を送信するための送信手段が不要となる。
【００５４】
また、無線端末は、位置情報を送信した通信装置よりさらに近傍に管理装置が存在する場合には、識別情報と位置情報とを管理装置１４０に送信してもよい。これにより、最短経路で識別情報と位置情報が管理サーバに送信できる。
【００５５】
また、管理サーバに、管理装置の機能を統合してもよい。これにより、個別の管理装置が不要となる。
【００５６】
また、無線端末は、スマートフォン、PDA、PC又はスマートメータのような、アクティブタグと同等の機能を有する無線端末であってもよい。これにより、タグを付することなく、既存の無線端末の位置情報の管理が可能となる。
【００５７】
また、上述の位置情報に加えて、例えば部屋の中の区画を表す情報のような、より細かな位置を特定する情報を含んでもよい。これにより、より細かな位置管理が可能となる。
【００５８】
また、位置管理対象が人であってもよい。これにより、当該システム１によって人の所在を管理することができる。
【００５９】
また、ネットワーク１８０は、例えばBluetooth  LE、ANT、Z-Wave等の近距離無線通信を用いて構成されてもよい。これにより、多様な無線端末の位置情報を管理することが可能となる。
【００６０】
また、ネットワーク１９０は、例えばインターネットのような、複数の種類のネットワークを含んでもよい。これにより、ネットワーク１８０と管理サーバ１６０との間の物理的な位置に関係なく、無線端末の位置情報を管理することが可能となる。
【００６１】
図９に示すように、プロジェクタ１００に無線端末１２６が、画像投影面（スクリーン）２００に無線端末１２２が付加されており、視聴者が携帯している携帯電話やＰＤＡ，タブレット端末などが無線端末１２４、１２８と同等の機能を有する。
【００６２】
この場合、プロジェクタ１００、画像投影面（スクリーン）、視聴者全員の位置情報が全て管理サーバ１４０に送信される。その位置情報を管理サーバ１４０はネットワーク経由でプロジェクタ１００に通知するので、距離算出部１１も画像投影面（スクリーン）及び視聴者全員の位置情報を取得できる。
【００６３】
距離算出部１１は、各々の位置情報より、画像投影面（スクリーン）と各視聴者間の距離を算出する（プロジェクタと画像投影面、プロジェクタと視聴者との距離も算出できる）。
【００６４】
なお、プロジェクタ１００が算出するのでなく、管理サーバ１４０が距離情報を算出して、それをプロジェクタ１００に送信してもよい。
【００６５】
＜オブジェクトの判別＞
図１０は、画像処理部１４の機能ブロック図の一例を示す。画像処理部１４は、画像処理コントローラ２３により制御され、プロジェクタ１００のコントローラ１２と通信を行っている。画像処理コントローラ２３には、ＲＯＭ２１、ＲＡＭ２２、画像認識部２４、及び、画像加工部２５が接続されている。画像処理コントローラ２３は、距離算出部１１が検出した各視聴者の距離情報をＲＡＭ２２に記憶し、外部入力された画像データを取得し、必要に応じてＲＡＭ２２領域に展開する。
【００６６】
画像認識部２４は、外部ＰＣ端末等から入力された画像データについて、文字、写真、グラフィック等のオブジェクトを判別し、その位置と大きさを認識する。これらの認識内容を画像領域における特徴量という。
【００６７】
画像認識部２４は、例えば、画像データと共に送信されるヘッダ部のオブジェクト情報を利用してオブジェクトの属性を判定する。つまり、外部ＰＣ端末３００上で動作するアプリケーションが作成するファイルから画像データを作成する場合、アプリケーションが管理するオブジェクトの属性を利用する。属性には、文字や写真などのオブジェクトの種類だけでなく、文字サイズ、フォント種類、色、位置なども含まれている。
【００６８】
また、画像データのみでレイアウト解析などを行い、オブジェクトの属性を認識してもよい。この場合のオブジェクトの判定方法は、周知の技術、又はこれを組み合わせて使用すればよい。写真を検出する場合、まず、背景色を求め、背景色以外の画素の連結成分を求めて写真領域の候補領域とする。この、背景色以外の画素のうち、同色とみなせる画素をグループ化した候補領域の外接矩形を求め、外接矩形の数及び重なり方から写真領域を決定する。背景色の決定には、画素値をクラスタリングして最大のクラスタ色を背景色に決定する方法などがある。
【００６９】
また、文字を検出する場合、画像データを二値化してその連結成分の外接矩形を求める。そして、外接矩形のサイズとサイズのヒストグラムから文字サイズを推定し、外接矩形の密集度などを参考に文字の領域とそれ以外とに分離する。なお、文字には、数字、アルファベット、記号、などが含まれるものとする。
【００７０】
同じ画像データ内に文字領域と写真領域が混在している場合、画像認識部２４は、領域の外接矩形を求めその対角頂点の位置情報で領域の位置を特定する。
【００７１】
なお、グラフィックは、線や曲線と色の塗り分けで表現された画像なので、写真と同様の方法で検出される。写真領域のうち、色数や外接矩形の大きさなどでグラフィックを判別する。写真とグラフィックは区別しなくてもよい。
【００７２】
また、動画の検出は、写真領域と判定され領域の画素値が絶えず変動することから検出される。
【００７３】
画像加工部２５は、距離算出部１１が検出した距離情報、及び、画像認識部２４が認識した特徴量を取得して、必要に応じて入力画像を加工する。加工には、拡大／縮小、オブジェクトのレイアウト変更、鮮鋭性や色味の調整などがある。
【実施例１】
【００７４】
オブジェクト種と距離情報に応じて画像加工部２５が行う画像データの加工について説明する。なお、距離算出部１１の構成としては、上記(i)〜(v)のどの構成でも実施可能であるが、特に宣言しない限り(i)の構成を使用して距離を検出したとして説明する。
【００７５】
図１１は、プロジェクタ１００と視聴者を模式的に示す図の一例である。図６に示したように、プロジェクタ上に全方位カメラ１１２が取り付けられており、全方位カメラ１１２によりプロジェクタ１００の周りの視聴者やスクリーンを撮影し、各視聴者のスクリーンからの距離が検出されている。
【００７６】
図１２は、主に文字が含まれる画像データが入力された場合の、画像加工部２５の処理手順を示すフローチャート図の一例である。
【００７７】
まず、コントローラ１２が画像データの入力を受け付ける（Ｓ１０）。画像データは画像処理部１４に転送される。画像データは画像処理コントローラ２３を介して画像認識部２４に転送され、画像認識部２４でオブジェクトの属性（文字なのか、グラフィックスなのかなど）が判定される。
【００７８】
今回は文字画像が入力されたとする（Ｓ１１）。なお、画像認識部２４が判別するのでなく、ユーザが選択する映像モードを用意し、ユーザが操作入力部１５で映像モードとして文字映像モードを選択した場合に、文字画像と判定してもよい。
【００７９】
文字画像が入力されたと判断されたため、画像認識部２４は画像データにおける文字サイズ(フォントサイズ) を特定する（Ｓ１２）。文字サイズ〔ｐｔ（ポイント）〕は、画像データのファイルのヘッダ部のオブジェクト情報に記述されている。または、文字画像であること判定するために用いた外接矩形をより特定する。
【００８０】
次に、画像認識部２４は、スクリーン上での実際の文字サイズを算出する（Ｓ１３）。実際の文字サイズは、スクリーンとプロジェクタ１００との距離情報、画像投影部１３の投射光学系の倍率情報、Ｓ１２の文字サイズから求めることができる。
【００８１】
まず、予め設定されている、外部ＰＣ端末３００などで設定されているdpiの値（例えば、９６dpi又は１２０dpi）をＲＡＭ２２に記憶されている値から読み出す。これは、文字サイズをポイント数で特定できても、画像データ内の文字の大きさはdpiの値で異なるためである。
【００８２】
また、画像認識部２４は、距離に応じて投影サイズを算出する投影サイズ式f(L,V)を予め有している。f(L,V)は、Ｌをプロジェクタ１００とスクリーンとの間の距離、Ｖを投射光学系の倍率として、投影サイズの対角線の大きさを求める式である。
【００８３】
例えば、画像データの画面の設定がdpi＝96dpiとすると画像データ内の文字の大きさは、下式で求められる。なお、「1 / 72」は１ポイントの長さである。
画像データ内の文字の大きさ〔ドット〕＝1 / 72×文字サイズs×96
この文字の大きさは縦の長さなので、平均的な１文字の縦横の比を５：３とすると、対角線の長さは、「1.16×画像データ内の文字の大きさ」である。
【００８４】
投影解像度をVGA（1024x768）とすると、対角線のドット数は1280ドットになる。1280ドットがf(L,V)に対応するので、投影面上での文字サイズＳは次式で求められる。
S=（f/1280）×1.16×画像データ内の文字の大きさ
またこのように算出するのでなく、距離算出部１１の全方位カメラ１１２が撮影した画像から領域判別を行い、スクリーン上の文字サイズを算出してもよい。
【００８５】
次に画像加工部２５は、ＲＡＭ２２に格納されている複数の距離情報のうち、最大値の距離情報を特定する（Ｓ１４）。最大値とは、スクリーンから最も離れている視聴者とスクリーンとの距離情報である。
【００８６】
基本的に文字画像は判読性が最も重視されるが、最も判読性が悪い位置にいると考えられる視聴者が、スクリーンから最も離れている視聴者と考えられる。スクリーンから最も離れている視聴者の判読性を確保するために、画像加工部２５はスクリーンから最も離れている人の距離情報をもとに文字サイズを決める。
【００８７】
画像加工部２５はＳ１４で算出した最大の距離情報に基づき、文字判読に最低限必要な許容文字サイズを算出する（Ｓ１５）。 
文字判読に必要なサイズの求め方としては、基本的には実験などを行ってスクリーンからの距離に応じてどの程度の大きさが必要なのかをテストして決めてやり、その情報を用いて算出する。
【００８８】
一例として、フォントサイズ20ポイントで投影される文字の高さの250倍までが視聴エリアであるという試算がある。これから逆算するとスクリーンからの距離の1/250の投影上の文字サイズ（高さ）がなければならないとなる。
例:20m離れている場合は、20000[mm]×1/250＝80mmの高さが必要
よって、ステップＳ１５で決定した許容文字サイズとステップＳ１３で算出したスクリーン上の文字サイズを比較し、画像加工処理が必要か不要か判断する。
【００８９】
Ｓ１５で決定した許容文字サイズよりもＳ１３で算出した文字サイズの方が大きい又は同一の場合（Ｓ１６のＮｏ）、画像加工部２５は特に何もしない（Ｓ１７）。
【００９０】
Ｓ１５で決定した許容文字サイズよりもＳ１３で算出した文字サイズの方が小さい場合（Ｓ１６のＹｅｓ）、画像加工部２５は、ステップＳ１５で求めた許容文字サイズになるように、画像データ内の文字を拡大する（Ｓ１８）。画像加工部２５が拡大する文字フォントのサイズＸは以下の式により算出される。
Ｘ＝A×C÷B
但し、Ｓ１２で求めた入力画像の文字サイズをＡ、
Ｓ１３で求めたスクリーン上での実際の文字サイズをＢ、
Ｓ１５で求まった許容文字サイズをＣ  
画像加工部２５にて、画像データの文字のサイズを上式のXサイズに加工すれば、スクリーンの文字のサイズが許容文字サイズのＣの大きさとなり、最もスクリーンから遠い視聴者でも判読可能となる。
【００９１】
画像加工部２５が入力画像のX未満の文字サイズの文字はサイズＸに拡大を行い、その加工を行った画像データを、コントローラ１２を介して画像投影部１３に送信する。画像投影部１３は文字が拡大された画像データを画像投影面２００に投影する。
【００９２】
なお、画像処理部１４の中の画像加工部２５にて拡大処理を実施するのでなく、画像投影部１３の投射光学系でも光学的に拡大可能であるため、光学的に拡大を行ってもよい。つまり、文字単位で画像データを加工するのでなく、上式の「Ｃ÷Ｂ」を変倍率として投射光学系で画像データの全体を拡大する。また、画像加工部２５の拡大と光学的な拡大を組み合わせて許容サイズ以上の文字サイズに拡大してもよい。
【００９３】
図１３は、図１１の視聴者と、拡大される文字サイズの関係を説明する図の一例である。図１３（ａ）は視聴者aがスクリーンから最も離れている場合の投影画像を、図１３（ｂ）は視聴者ｂがスクリーンから最も離れている場合の投影画像を、図１３（ｃ）は視聴者ｃがスクリーンから最も離れている場合の投影画像をそれぞれ示す。図１３（ａ）〜（ｃ）に示すように、スクリーンと視聴者との距離が遠くなればなるほど、判読性を向上させるために、文字サイズが大きくなる。
【００９４】
したがって、本実施例のプロジェクタ１００によれば、投影画像が文字の場合、複数の視聴者の内、プロジェクタ１００から最も遠くの視聴者との距離に応じて文字サイズを拡大できる。
【実施例２】
【００９５】
本実施例では、写真又はグラフィックス画像が入力された場合に、画像加工部２５が行う画像データの加工について説明する。実施例１と同様の処理については主要部のみ説明し、主に差分のみを説明する。
【００９６】
図１４は、主に写真又はグラフィックス画像が含まれる画像データが入力された場合の、画像加工部２５の処理手順を示すフローチャート図の一例である。
【００９７】
ステップＳ２０、Ｓ２１については実施例１のＳ１０，Ｓ１１と同様である。本実施例では、写真又はグラフィックスが主に含まれると認識された。
【００９８】
ステップＳ２２では、実施例１のステップＳ１３と同様の方法で、投影画面における投影サイズを算出する（Ｓ２２）。例えば、写真又はグラフィックスの場合、画像データのファイルのヘッダからドット数で写真又はグラフィックスの対角線の長さが得られる。したがって、投影面上での写真又はグラフィックスのサイズＳは次式で求められる。
S=（f/1280）×1 / 72×写真又はグラフィックスの大きさ×96
またこのように算出するのでなく、距離算出部１１の全方位カメラが撮影した画像から領域判別を行い、スクリーン上の写真又はグラフィックスのサイズを算出してもよい。
【００９９】
ステップＳ２３で、画像加工部２５はスクリーンとプロジェクタ１００の距離情報が最も小さい距離情報を特定する（Ｓ２３）。
【０１００】
画像加工部２５は、ステップＳ２３で特定した最小値に基づき、投影面の投影許容最大サイズを算出する（Ｓ２４）。これは、スクリーンから近い人にとって、投影画像をあまりに大きくしてしまうと、１画素１画素の粒状感が目立ち、写真や動画などの見栄えが悪くなってしまうことを考慮したためである。すなわち、最もスクリーンから近い人の距離情報を基準にして視聴する人が限界と感じる許容最大サイズを決めている。
【０１０１】
許容最大サイズはプロジェクタ１００の解像度やアスペクト比などにも依存するため、基本的には実験などを行い、実際に許容限界値を算出してその値をセットするのがよい。
【０１０２】
一例として実験を行ったところ、スクリーンからの距離に対して同等な高さの投影サイズであると、粒状感が目立ってしまった。そのため、Ｓ２４では参照した距離情報の最小値を投影許容最大サイズとする。
【０１０３】
ステップＳ２５は実施例１のＳ１４と同様である。
【０１０４】
次に、画像加工部２５はステップＳ２５で算出した距離の最大値を利用して、投影画像を最も見にくいと推察される最も遠い人にとって最適な投影最適サイズを決定する（Ｓ２６）。最適な投影サイズは実験によって算出したパラメータを利用する。パラメータの一例としては、ホームシアターを見る際には、一般的に画面サイズ（対角線。単位はインチ。）の0.025〜0.03倍の距離〔メートル〕が最適とされる。これから逆算すると、最適な投影サイズ〔インチ〕は、距離〔メートル〕を0.025〜0.03で割った値となる。例えば、スクリーンからの距離を３〔ｍ〕とすると、3/0.025＝120〔インチ〕が最適な画面サイズである。
【０１０５】
投影最適サイズは画面サイズであるが、画面の全体を占めるようにグラフィック又は写真が含まれていると仮定した場合、最適な画面サイズが最適なグラフィック又は写真のサイズである。
【０１０６】
スクリーンから一番遠い人を基準とするのでなく、各視聴者のスクリーンからの距離の平均値を算出して、その平均値に基づいて最適なサイズを決定してもよい。視聴者のスクリーンから方位（散らばり方）によっては、この方が多くの視聴者にとって最適なサイズとなる。
【０１０７】
また、投影最適サイズは、許容文字サイズを求めるために使用した1/250のような適当な定数から求めてもよい。この定数を10とすれば、距離10[m]離れている場合は、10[m]×1/10＝1 mの高さが投影最適サイズである。
【０１０８】
次に、画像加工部２５はＳ２４で決定した投影許容最大サイズとステップＳ２６で決定した投影最適サイズとを比較する（Ｓ２７）。比較により、投影許容最大サイズと投影最適サイズのうち小さい方のサイズが選択される。
【０１０９】
両者が等しいか投影許容最大サイズのほうが大きい場合（Ｓ２７のＮｏ）、画像加工部２５は投影最適サイズに投影画像を拡大すると決定する（Ｓ２８）。よって、ステップＳ２２で算出した投影サイズと投影最適サイズを比較して変倍率を求める。
【０１１０】
一方、投影最適サイズのほうが大きい場合（Ｓ２７のＹｅｓ）、画像加工部２５は投影許容最大サイズに投影画像を拡大すると決定する（Ｓ２９）。よって、ステップＳ２２で算出した投影サイズと投影許容最大サイズを比較して変倍率を求める。
【０１１１】
実際に投影画像を拡大するのは、画像加工部２５ではなく画像投影部１３の投射光学系である。画像加工部２５は変換する投影画像の変倍率又は投影サイズをＲＡＭ２２に格納し、画像処理コントローラ２３経由でコントローラ１２に転送し、最終的に画像データとともに画像投影部１３に入力される。
【０１１２】
ここで、投射光学系１３６により変倍処理を行うが、画像投影部１３は、画像処理コントローラ２３より転送されてきた投影サイズの変倍率を設定し投影を行う。
【０１１３】
このように、本実施例では、実施例１と同様に基本的には最も投影画像が見えにくいスクリーンから一番遠い人に対して、一番スクリーンから近い人にとって大きすぎない範囲で、最適なサイズで画像を投影することができる。したがって、投影対象のオブジェクトが写真又はグラフィックス画像の場合、
・一番スクリーンから近い視聴者にとってあまりに画面が大きいため粒状感で画質を悪く感じるというデメリットが低減すると共に、
・一番スクリーンから近い人が許容される画面サイズの中で、一番スクリーンから遠い人が最も最適に感じるサイズの投影画像を提供できる。
【０１１４】
なお、本実施例は写真やグラフィックに限ったものではなく、ムービーのような動画情報に対しても同様に適用できる。
【実施例３】
【０１１５】
本実施例では、実施例２と同様に写真やグラフィックスなどを入力画像とするが、投影画像の全体を拡大するのではなく、画像データ内のオブジェクトを選択的に拡大するプロジェクタ１００について説明する。
【０１１６】
図１５は、本実施例の画像加工部２５の処理手順を示すフローチャート図の一例である。ステップＳ４０，Ｓ４１については実施例１のＳ１０，Ｓ１１と同様である。本実施例では、写真又はグラフィックスが主に含まれると認識された。
【０１１７】
ステップＳ４２では、実施例２のＳ２２と同様に、画像データにおける写真又はグラフィックスのサイズ、投影面上での写真又はグラフィックスのサイズを算出する（Ｓ４２）。
【０１１８】
次に、画像認識部２４は、画像に起因するノイズの大きさを算出する（Ｓ４３）。ノイズとは、例えばジャギーやＪＰＥＧなどのモスキートノイズ、ブロックノイズなどをいう。
例えば、ジャギーの場合は、斜めのエッジ部に対してどの程度のジャギーが存在するのかを確認する。ジャギーはエッジ部で階段状に画素値が急激に変化する現象である。よって、例えば、ある階調値と同程度の画素（黒画素）が所定方向にＮ個連続し、かつ、その画素の階調値に対して、所定以上離れている階調値を有する画素（白画素）が同じ方向にＭ個連続していることを検出する。黒画素が途切れたら、所定方向と垂直方向に一段シフトして同様の処理を行う。これにより、白黒の画素が平行に並んでいる領域が階段状に存在することを検出できる。
【０１１９】
また、モスキートノイズの場合は、どの程度のモスキートノイズが発生するかを把握する。例えば、デコードされた画像に対して、再び周波数変換を施して孤立している周波数係数を探し、孤立している係数があればモスキートノイズを発生させやすいものとし、孤立係数が無いものよりを拡大を控えめにさせる必要がある。孤立している係数とは、その係数の高域の係数よりも数値が低くて、絶対値もある閾値以下のものである。量子化テーブルにより量子化した際に剰余が大きかったものがモスキートノイズになりやすいので、その性質を利用している。
【０１２０】
ついで、ステップＳ４４は、実施例２のＳ２３と同じである。
【０１２１】
ステップＳ４５では、画像加工部２５が距離の最小値に基づき、オブジェクトの許容最大拡大サイズを求める（Ｓ４５）。投影サイズを拡大するのではなく、画像中のオブジェクトのみを拡大する場合は、画像を拡大すればするほどジャギーやモスキートノイズなどが目立ってくる。そのため、これらのノイズ要因は、どの程度の拡大まで許容可能であるかを実験など行い求める必要がある。
【０１２２】
簡易な実施方法の一例としては、画像認識部２４は、Ｓ４３で算出したジャギーとなる対象画素及びモスキートノイズとなる対象ブロックの個数の合計が全体の画素数に対してどの程度あるかを求める。そして、スクリーンからの距離をもとに、オブジェクトの許容倍率を一様に決める。
【０１２３】
図１６は、ノイズ画素の割合と距離の最小値に対し許容倍率が求められた許容倍率決定テーブルの一例を示す図である。ジャギーやモスキートノイズが全くなければスクリーンからの距離に関係なくオブジェクトの倍率は8倍まで拡大可能とする（原理的にはいくら拡大してもよい）。ノイズの要因が両者合わせて１%以下であれば、スクリーンからの距離が1〜3mまでだと3倍まで拡大可能、3〜6mの間であれば4倍まで拡大可能、6〜10mであれば5倍まで拡大可能、10ｍ〜15mであれば6倍まで拡大可能となる。
【０１２４】
スクリーンからの距離が遠ければ遠いほどオブジェクトを拡大されてもモスキートノイズやジャギーなどがわかりにくくなってくるため、距離が遠いほど拡大許容率も大きくなっている。また、ノイズ要因の割合が大きくなればなるほど、拡大するとノイズが目立つ画像であることがわかるので、同じ最小距離で比較した場合、許容拡大率は小さい数値となる。
【０１２５】
これは、ＪＰＥＧなど圧縮伸張をして投影するものであれば、圧縮率が高いものほどモスキートノイズやジャギーが発生しやすいので、圧縮率の高いものほど許容拡大率を小さくし、圧縮率の低いものほど許容拡大率を大きくしているのと同じことである。
【０１２６】
そのため、モスキートノイズやジャギーなどを求めることなく、入力画像がJPEGの場合、ファイルのヘッダ部に含まれる量子化テーブルを参照し、どの程度の圧縮率を狙っているのかを推定してもよい。量子化テーブルの各値はＤＣＴの結果の数値を割る値なので、量子化テーブルの各値が大きい程、データは小さな値になる。すなわち、高圧縮される。よって、量子化テーブルのゼロの数や平均値などから圧縮率を推定できる。推定した圧縮率の大きさに応じて許容拡大率を決定することができる。
【０１２７】
このようにして、拡大率の上限値を算出し、Ｓ４２で求めたオブジェクトのサイズに対して拡大率の上限値で変倍処理を行った場合、画像認識部２４はスクリーン上ではどの程度の大きさになるかを計算する。これを許容最大拡大サイズと呼ぶことにする。許容最大拡大サイズは、実施例２のＳ２２においてf(L,V)の投射光学系の倍率に許容拡大率を適用することで求められる。
【０１２８】
ついで、Ｓ４６は実施例２のＳ２５と同様である。
【０１２９】
次に、画像加工部２５はＳ４６で得られたスクリーンから一番遠い人の距離情報を利用し、オブジェクトの適切なサイズを決定する（Ｓ４７）。オブジェクトの適切なサイズは、文字サイズと同様に、スクリーンからの距離の1/250の投影上のオブジェクトサイズ(高さ)であるとする。これにより、写真やグラフィックスなどのオブジェクトがよく見えるようになる。
【０１３０】
次に、画像加工部２５はＳ４７で決定したオブジェクトの最適なサイズと、Ｓ４５で決定した許容最大拡大サイズとを比較する（Ｓ４８）。オブジェクトの最適なサイズと許容最大拡大サイズのうち小さい方が選択される。
【０１３１】
オブジェクトの最適なサイズのほうが大きい場合（Ｓ４８のＹｅｓ）、画像加工部２５にて、許容最大拡大サイズに対象のオブジェクトを変換する（Ｓ５０）。
【０１３２】
オブジェクトの最適なサイズのほうが小さいか等しい場合（Ｓ４８のＮｏ）、画像加工部２５にて、オブジェクトの最適なサイズに対象のオブジェクトを変換する（Ｓ４９）。
【０１３３】
なお、画像加工部２５による所定のサイズへの拡大は、実施例１のＳ１８と同様となる。
【０１３４】
画像加工部２５は、Ｓ４９又はＳ５０で拡大処理を実施した画像データを画像処理コントローラ２３とコントローラ１２を経由して、画像投影部１３に転送する。これにより、画像データがスクリーンに投影される（Ｓ５１）。
【０１３５】
図１７は、図１１の視聴者と、拡大されるオブジェクトのサイズの関係を説明する図の一例である。図１７（ａ）は視聴者aがスクリーンから最も離れている場合の投影画像を、図１７（ｂ）は視聴者ｂがスクリーンから最も離れている場合の投影画像を、図１７（ｃ）は視聴者ｃがスクリーンから最も離れている場合の投影画像をそれぞれ示す。
【０１３６】
図１７（ａ）（ｂ）に示すように、スクリーンと視聴者との距離が遠くなれば、判読性を向上させるために、オブジェクトのサイズは大きくなる。しかし、図１７（ｂ）（ｃ）に示すように、視聴者ｂより距離が遠くなりすぎても、オブジェクトは拡大されない。図１７（ｂ）以上サイズを大きくすると、円形のタイヤ部や車体の斜め線部でジャギーやモスキートノイズなどが目立ってしまうためである。これ以上、拡大しなくても車の写真ということは把握可能であり、許容最大拡大サイズを設けることで写真の細部よりも全体的な見栄えを重視することができる。
【０１３７】
このように、本実施例では、最も投影画像が見えにくいスクリーンから一番遠い人に対して、一番スクリーンから近い人にとって大きすぎない、最適なサイズでオブジェクトを拡大して投影することができる。
【実施例４】
【０１３８】
本実施例では、文字と文字以外(写真やグラフィックス)のオブジェクトが混在した画像が入力された場合に、画像加工部２５が行う画像データの加工について説明する。
【０１３９】
図１８は、本実施例の画像加工部２５の処理手順を示すフローチャート図の一例である。ステップＳ６０は、実施例１のＳ１０と同様である。ステップＳ６１も実施例１のＳ１１と同様であるが、本実施例では文字と文字以外（グラフィックス・写真)のオブジェクトが混在している場合を想定しているので、それぞれの位置とオブジェクト種を特定する。
【０１４０】
ステップＳ６２にて、画像加工部２５は、文字オブジェクトに関しては、実施例１のＳ１２〜Ｓ１５の方法により、許容文字サイズを決定する。文字以外のグラフィックス等のオブジェクトについては、実施例３のＳ４２〜Ｓ４７の方法により、オブジェクトごとに最適サイズと許容最大拡大サイズを決定する（Ｓ４６）。
【０１４１】
なお、最小の文字サイズに合わせて、それ以上大きな文字サイズの文字の許容文字サイズを決定すればよいので、許容文字サイズは1個のみでよい。
【０１４２】
ステップＳ６３は実施例１のＳ１６と同じである。
【０１４３】
ここで、文字について拡大する必要がない場合（Ｓ６３のＮｏ）、グラフィックスオブジェクトについての比較処理(Ｓ70〜76)の処理に移行する（Ｓ６４）。
【０１４４】
一方、ステップＳ６３にて、文字サイズを拡大する必要がある場合（Ｓ６４のＹｅｓ）、画像加工部２５は投影限界拡大サイズを算出する（Ｓ６５）。
【０１４５】
投影限界拡大サイズを算出するのは、画像データが、文字以外のオブジェクトを含んでいるためである。文字オブジェクトを許容文字サイズまで拡大した場合、他のオブジェクトと重なったり、画像データのサイズ（投影サイズ）を超えてしまうことがある。このため、どのサイズまで拡大しても問題ないかを確認し、問題ない上限の拡大サイズを投影限界拡大サイズとして決定する。
【０１４６】
図１９は、投影限界拡大サイズの決定方法を模式的に説明する図の一例である。投影限界拡大サイズの算出方法としては、入力された画像データをＲＡＭ２２に格納し、拡大率を100%から110%、120%、130%と10%刻みで拡大していき、文字以外のオブジェクトとの重複又は投影サイズをはみ出す（画像データの外縁に達する）か否かを判定する。
【０１４７】
図１９（ａ）は拡大率100%、図１９（ｂ）は拡大率110%、図１９（ｃ）は拡大率120%、図１９（ｄ）は拡大率130%、図１９（ｅ）は拡大率140%、図１９（ｆ）は拡大率150%、の画像データである。
【０１４８】
拡大率が150％の場合、文字が投影サイズをはみ出すことが検出される。このように重複などが検出されたら拡大処理を中止し、現在の拡大率に対して10%減算した拡大率で拡大した場合のサイズを投影限界拡大サイズとする。この例では、拡大率140％で拡大した場合のサイズを投影限界拡大サイズに決定する。
【０１４９】
次に、画像加工部２５はＳ６５で算出した投影限界拡大サイズと許容文字サイズとを比較する（Ｓ６６）。投影限界拡大サイズと許容文字サイズのうち小さい方が選択される。
【０１５０】
許容文字サイズのほうが大きい場合（Ｓ６６のＹｅｓ）、画像加工部２５は投影限界拡大サイズに拡大処理を実施する（Ｓ６７）。このように許容限界拡大サイズに達した場合、他のグラフィックスのオブジェクトは拡大するのが難しいと考えられるため、ここで処理を終了する。すなわち、Ｓ７０以降のグラフィックスオブジェクトの拡大処理ステップには移行せず、画像加工部２５から画像処理コントローラ２３、コントローラ１２を経由して、画像投影部１３に拡大した画像データを転送し、画像を投影する（Ｓ６８）。
【０１５１】
ステップＳ６６で許容文字サイズよりも投影限界拡大サイズのほうが大きいか等しい場合（Ｓ６６のＮｏ）、許容文字サイズまで拡大処理を行ってもグラフィックと重複したり投光画像をはみ出さないので、画像加工部２５は文字のオブジェクトを許容文字サイズまで拡大処理する（Ｓ６９）。
【０１５２】
次に、文字以外のオブジェクトの拡大処理を行う。
まず、文字以外のオブジェクトが複数あった場合は、基本的に一番小さいサイズのオブジェクトが一番見難くなっているので、オブジェクトの小さい順番に、Ｓ７０〜Ｓ７６の処理を全てのオブジェクトに対し行う。
【０１５３】
まず、実施例３のＳ４８〜Ｓ５０と同じように、オブジェクトの最適サイズと許容最大拡大サイズを比較し（Ｓ７０）、オブジェクトの最適サイズ又は許容最大サイズのどちらかを拡大サイズを選択する（Ｓ７１，Ｓ７２）。
【０１５４】
次に、ステップＳ６５と同じように着目している文字以外のオブジェクトの投影限界拡大サイズを算出する（Ｓ７３）。
【０１５５】
図２０は、投影限界拡大サイズの決定方法を模式的に説明する図の一例である。ここでは、図１９で文字の拡大率が120%の場合を例にする。したがって、文字の拡大率はいずれも120％である。
【０１５６】
図２０（ａ）は拡大率100%、図２０（ｂ）は拡大率110%、図２０（ｃ）は拡大率120%、図２０（ｄ）は拡大率130%、図２０（ｅ）は拡大率140%、の画像データである。
【０１５７】
拡大率が140％の場合、グラフィックが文字と重複することが検出される。このように重複などが検出されたら拡大処理をやめ、現在の拡大率に対して10%減算した拡大率で拡大した場合のサイズを投影限界拡大サイズとする。この例では、拡大率130％で拡大した場合のサイズを投影限界拡大サイズに決定する。
【０１５８】
次に、このようにして算出した文字以外のオブジェクトの投影限界拡大サイズと、Ｓ７１又はＳ７２のどちらかで選択したサイズ(許容最大サイズ又はオブジェクトの最適サイズ)とでどちらかが大きいかを比較する（Ｓ７４）。ここでも、比較対象の内、小さい方が選択される。
【０１５９】
Ｓ７１又はＳ７２のどちらかで選択したサイズ（許容最大サイズ又はオブジェクトの最適サイズ）のほうが小さいか等しい場合（Ｓ７４のＮｏ）、画像加工部２５は、文字以外のオブジェクトの選択したサイズ通りのサイズに拡大処理を行う（Ｓ７６）。
【０１６０】
Ｓ７１又はＳ７２のどちらかで選択したサイズ（許容最大サイズ又はオブジェクトの最適サイズ）のほうが大きい場合（Ｓ７４のＹｅｓ）、文字以外のオブジェクトを投影限界拡大サイズまで拡大処理する（Ｓ７５）。
【０１６１】
このＳ７０〜Ｓ７６を文字以外のオブジェクトの数だけ実施して、全てのオブジェクトについて拡大処理が実施されたら、画像が投影される（Ｓ７７）。画像データは画像処理コントローラ２３及びコントローラ１２を介して画像投影部１３に転送され、スクリーンに画像が投影される。
【０１６２】
本実施例で、図１８のように、まず、文字のオブジェクトを拡大してから、文字以外のオブジェクトのサイズを定めているのは、プロジェクタ１００の投影画像の場合、文字の判読性の方が優先度が高いと考えられるためである。写真やグラフィックスなどは多少小さくてもある程度の内容は把握できる。しかし、処理順に制約があるわけではないので、写真やグラフィックスの優先度が高ければ、先に文字以外のオブジェクトを拡大してから、文字のオブジェクトのサイズを定めてもよい。どちらのオブジェクトを優先するかは、ユーザによりプロジェクタ１００に設定可能である。
【０１６３】
このように、本実施例では、文字と文字以外のオブジェクトが混在する画像データにおいて、文字を可能な限り大きくし、さらに、文字以外のオブジェクトを一番スクリーンから近い人にとって大きすぎない、最適なサイズでオブジェクトを拡大して投影することができる。
【実施例５】
【０１６４】
本実施例では、文字と文字以外のオブジェクトが混在している画像データにおいて、文字の判読性を向上させるために文字以外のオブジェクトのサイズを縮小するプロジェクタ１００について説明する。
【０１６５】
本実施例では、説明を簡単にするために文字以外のオブジェクトが一つしかない場合を例にして説明する。ただし、以下の手法は、文字以外のオブジェクトが２つ以上の場合にも適用可能である。
【０１６６】
図２１は、本実施例の画像加工部２５の処理手順を示すフローチャート図の一例である。
ステップＳ８０〜Ｓ８６の処理は、実施例４のＳ６０〜Ｓ６６と同じである。ただし、Ｓ８６の符号が異なっている。
【０１６７】
投影限界拡大サイズの方が大きいか等しい場合（Ｓ８６のＮｏ）、画像加工部２５は許容文字大サイズを拡大サイズに選択する（Ｓ８７）。この場合、投影限界拡大サイズよりも許容文字サイズの方が小さいので、許容文字サイズまで拡大できる。
【０１６８】
この後、許容限界サイズまで余裕があるはずなので、画像加工部２５はステップＳ７０〜Ｓ７７までの処理を実行する。
【０１６９】
許容文字サイズの方が小さい場合（Ｓ８６のＹｅｓ）、画像加工部２５は許容文字サイズを拡大サイズに選択する（Ｓ８８）。すなわち、Ｓ８７とＳ８８は同じである。ステップＳ８８は、投影限界拡大サイズよりも大きなサイズである許容文字サイズに拡大処理を実施しているので、文字オブジェクトが写真オブジェクトと重なってしまう。そこで、文字以外のオブジェクトを縮小する。
【０１７０】
図２２は、本実施例の拡大・縮小処理を模式的に説明する図の一例である。
図２２（ａ）は入力画像を示し、図２２（ｂ）は文字を許容サイズである130％に拡大した画像データを示す。図２２（ｂ）に示すように、許容文字サイズは投影限界拡大サイズよりも大きいので、文字が写真のオブジェクトと重なってしまう。
【０１７１】
そこで、画像加工部２５は、ステップＳ８９、Ｓ９０に示すように、文字は許容文字サイズを保ったまま、文字オブジェクトと重なっている写真オブジェクトを縮小する。
【０１７２】
図２２（ｃ）（ｄ）は縮小処理を模式的に説明する図の一例である。文字オブジェクトはそのまま（許容文字サイズ）の大きさにしたまま、重なっている写真オブジェクトを10%刻みで縮小していく。図２２（ｃ）では、写真オブジェクトを90％の大きさにしているが、90%でもまだ文字オブジェクトと重なっている。次に図２２（ｄ）に示すように、写真オブジェクトを80%に縮小する。そうすると、文字オブジェクトと写真オブジェクトとの重なりが解消されるため、写真オブジェクトはこのまま80％の大きさで決定する（Ｓ８９）。
【０１７３】
画像加工部２５は画像データの写真オブジェクトのサイズを縮小する（Ｓ９０）。画像加工部２５が写真オブジェクトの大きさを確定させたら、その画像データを他の実施例と同様に画像投影部１３に転送し、スクリーンに出力させる（Ｓ９１）。
【０１７４】
本実施例のプロジェクタ１００は、文字の判読性を最も優先し、文字以外の写真やグラフィックスなどの見栄えが多少悪くなっても、文字が確実に視聴者全ての人に読めるような投影画像を投影できる。
【実施例６】
【０１７５】
本実施例では、実施例１と同様に文字画像が入力された場合であり、さらに画像データに所定の閾値よりも小さい文字情報があるときには、それを消去するプロジェクタ１００について説明する。
【０１７６】
図２３は、本実施例の画像加工部２５の処理手順を示すフローチャート図の一例である。ステップＳ１００〜Ｓ１０４は実施例１のＳ１０〜Ｓ１４と同様である。
【０１７７】
次に、画像加工部２５は許容文字サイズと削除文字サイズを決定する（Ｓ１０５）。なお、許容文字サイズの決定に関しては実施例１のＳ１５と同様である。
【０１７８】
図２４は削除文字サイズの決定を説明する図の一例である。図２４（ａ）では、全画面に対する文字領域の割合とＳ１０４で得られた距離の最大値に対応づけて、どの程度のフォントサイズまでは削除すべきかが登録されている。すなわち、図２４（ａ）に示された数値の文字サイズまで削除対象となる。
【０１７９】
図２４（ａ）では、文字領域の割り合いが高いほどより大きな文字サイズまで削除対象となる。これは、文字領域の割り合いが大きければ大きいほど、投影画像が情報過多であるため、画面の見栄えをよくするためには、文字の削除対象をさらに広げて、積極的に文字を削除するためである。一方、文字領域の割合が小さい場合は、許容サイズまで拡大できる可能性が高いため、基本的に文字の削除を行わない。
【０１８０】
また、スクリーンからの距離に応じて、距離が遠ければ遠いほど文字画面が見難くなるため、削除対象の文字サイズの閾値も大きくなる。
【０１８１】
なお、文字データの削除は全体に対する10%未満の領域とし、Ｓ１０５で決定した文字データのサイズだと削除する領域が10%を超えてしまう場合は、Ｓ１０５で決定したサイズに対して１pt小さくして削除を行う。10%を超えなくなるまで、１ptずつ小さくして削除文字サイズを決定する。
【０１８２】
次に、画像加工部２５はステップＳ１０５で決定した削除文字サイズ以下の文字データを削除する（Ｓ１０６）。
【０１８３】
図２４（ｂ）は文字データの削除を模式的に説明する図の一例である。図２４（ｂ）では、文字データＡ、Ｂ、Ｃがあるが、文字データＢが削除文字サイズ以下の文字データである。このため、画像加工部２５は文字データＢを削除する。画像データは図２４（ｂ）の中央のようになる。
【０１８４】
ステップＳ１０７〜Ｓ１１０は実施例１のＳ１６〜Ｓ１９と同様である。
ステップＳ１０９で、文字データＢが削除された画像データの文字データＡ，Ｃを拡大する。これにより、画像データは図２４（ｂ）の右端のようになる。
【０１８５】
本実施例のプロジェクタ１００によれば、最大距離に応じて小さい文字を積極的に削除することで、より大きいサイズの文字を拡大できるので、画面の情報量を制御して、文字画像を拡大できる。
【０１８６】
以上、実施例１〜6を説明したが、本実施例で使用されている処理フローや閾値、データ例はあくまで一例に過ぎず、決してこれに限定されるものではない。
【０１８７】
また、本実施例では、画像加工部２５の加工を拡大縮小処理としていたが、文字の判読性を上げるためであれば、拡大縮小処理ではなく、コントラストの強度を変更することでもよい。例えば、視聴者が遠い位置に居ない場合はなるべくオリジナルの画像に忠実に画像を投影し、視聴者が遠ければ遠いほどコントラストを強めて判読性をあげていくという方法も考えられる。
【０１８８】
さらに、実施例１〜６の処理はプロジェクタ本体で処理することを前提に記載したが、位置情報システムのように画像処理部１４がプロジェクタ１００上でなく、サーバ上で動作しても不都合がない。例えば、ネットワークストレージに保管されている画像データに対して、画像処理をサーバ上で行って、その処理後の画像データをネットワーク経由でプロジェクタ１００に転送して、それをプロジェクタ１００が投影のみ実施するという構成も可能である。処理手順は実施例１〜６とほぼ同じになる。
【符号の説明】
【０１８９】
１１        距離算出部
１２        コントローラ
１３        画像投影部
１４        画像処理部
１５        操作入力部
２１        ＲＯＭ
２２        ＲＡＭ
２３        画像処理コントローラ
２４        画像認識部
２５        画像加工部
１００      プロジェクタ
２００      画像投影面
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１９０】
【特許文献１】特許2003-295309号公報
【特許文献２】特開2007-108462号公報
【図１】
2014044369.tif 000003
【図２】
2014044369.tif 000004
【図３】
2014044369.tif 000005
【図４】
2014044369.tif 000006
【図５】
2014044369.tif 000007
【図６】
2014044369.tif 000008
【図７】
2014044369.tif 000009
【図８】
2014044369.tif 000010
【図９】
2014044369.tif 000011
【図１０】
2014044369.tif 000012
【図１１】
2014044369.tif 000013
【図１２】
2014044369.tif 000014
【図１３】
2014044369.tif 000015
【図１４】
2014044369.tif 000016
【図１５】
2014044369.tif 000017
【図１６】
2014044369.tif 000018
【図１７】
2014044369.tif 000019
【図１８】
2014044369.tif 000020
【図１９】
2014044369.tif 000021
【図２０】
2014044369.tif 000022
【図２１】
2014044369.tif 000023
【図２２】
2014044369.tif 000024
【図２３】
2014044369.tif 000025
【図２４】
2014044369.tif 000026