(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像データを処理する画像処理装置であって、
画像データを投影する投影手段と、
投影された画像データを撮影して撮影画像を生成する撮影手段と、
前記撮影画像の明度の高い領域および明度の低い領域を特定する領域特定手段と、
投影すべき画像データである投影画像の明度を補正する補正手段とを含み、
前記補正手段は、白色画像を投影して得られる撮影画像に含まれる明度の高い領域の明度を、前記撮影画像に含まれる明度の低い領域の明度に漸次的に変更して前記投影画像の明度とし、
前記投影手段は、明度を補正した投影画像と、前記投影画像の明度の変更に対して前記漸次的な変更ごとにユーザが意思表示する方法を示す画像とを投影する、画像処理装置。
【請求項２】
画像データを処理する画像処理装置であって、
画像データを投影する投影手段と、
投影された画像データを撮影して撮影画像を生成する撮影手段と、
前記撮影画像の明度の高い領域および明度の低い領域を特定する領域特定手段と、
前記明度の高い領域の照度と、前記明度の低い領域の照度とを使用して、複数の候補照度を算出する照度算出手段とを含み、
前記投影手段は、前記照度算出手段が算出した候補照度で前記投影画像を投影し、漸次的な前記複数の候補照度ごとに前記照度についてユーザが意思表示する方法を示す画像を投影する、画像処理装置。
【請求項３】
前記画像処理装置は、
前記撮影画像に含まれる明度の低い領域を提示する画像を生成する手段を含み、
前記投影手段は、前記明度の低い領域を提示する画像を投影する、請求項１または２に記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記明度の低い領域を提示する画像は、被投影部材上の前記領域の掃除を促す文言を含む、請求項３に記載の画像処理装置。
【請求項５】
画像データを処理する画像処理装置が実行する方法であって、前記方法は、前記画像処理装置が、
白色画像を投影するステップと、
投影された画像を撮影して撮影画像を生成するステップと、
前記撮影画像の明度の高い領域および明度の低い領域を特定するステップと、
前記撮影画像に含まれる明度の高い領域の明度を、前記撮影画像に含まれる明度の低い領域の明度に漸次的に変更して、投影画像の明度を補正するステップと、
明度を補正した投影画像と、前記投影画像の明度の変更に対して前記漸次的な変更ごとにユーザが意思表示する方法を示す画像とを投影するステップと
を含む、方法。
【請求項６】
画像データを処理する画像処理装置が実行する方法であって、前記方法は、前記画像処理装置が、
白色画像を投影するステップと、
投影された画像を撮影して撮影画像を生成するステップと、
前記撮影画像の明度の高い領域および明度の低い領域を特定するステップと、
前記明度の高い領域の照度と、前記明度の低い領域の照度とを使用して、複数の候補照度を算出するステップとを含み、
前記投影するステップは、前記候補照度を算出するステップで算出した前記候補照度で前記投影画像を投影し、漸次的な前記複数の候補照度ごとに前記照度についてユーザが意思表示する方法を示す画像を投影する、方法。
【請求項７】
画像データを処理する情報処理装置であって、
投影装置に画像データを投影する投影手段と、
投影された画像データを撮影装置に撮影させて撮影画像を生成する撮影手段と、
前記撮影画像の明度の高い領域および明度の低い領域を特定する領域特定手段と、
投影すべき画像データである投影画像の明度を補正する補正手段とを含み、
前記補正手段は、白色画像を投影して得られる撮影画像に含まれる明度の高い領域の明度を、前記撮影画像に含まれる明度の低い領域の明度に漸次的に変更して前記投影画像の明度とし、
前記投影手段は、明度を補正した投影画像と、前記投影画像の明度の変更に対して前記漸次的な変更ごとにユーザが意思表示する方法を示す画像とを投影させる、情報処理装置。
【請求項８】
画像データを処理する情報処理装置であって、
画像データを投影する投影手段と、
投影された画像データを撮影して撮影画像を生成する撮影手段と、
前記撮影画像の明度の高い領域および明度の低い領域を特定する領域特定手段と、
前記明度の高い領域の照度と、前記明度の低い領域の照度とを使用して、複数の照度を算出する照度算出手段とを含み、
前記投影手段は、前記照度算出手段が算出した候補照度で前記投影画像を投影し、漸次的な前記複数の候補照度ごとに前記照度についてユーザが意思表示する方法を示す画像を投影する、情報処理装置。
【請求項９】
前記情報処理装置は、
前記撮影画像に含まれる明度の低い領域を提示する画像を生成する手段を含み、
前記投影手段は、前記明度の低い領域を提示する画像を投影させる、請求項７または８に記載の情報処理装置。
【請求項１０】
画像データを処理する情報処理装置が実行する方法であって、前記方法は、前記情報処理装置が、
投影装置に白色画像を投影させるステップと、
投影された画像を撮影装置に撮影させて撮影画像を生成するステップと、
前記撮影画像の明度の高い領域および明度の低い領域を特定するステップと、
前記撮影画像に含まれる明度の高い領域の明度を、前記撮影画像に含まれる明度の低い領域の明度に漸次的に変更して、投影画像の明度を補正するステップと、
明度を補正した投影画像と、前記投影画像の明度の変更に対して前記漸次的な変更ごとにユーザが意思表示する方法を示す画像とを投影させるステップと
を含む、方法。
【請求項１１】
画像データを処理する情報処理装置が実行する方法であって、前記方法は、前記情報処理装置が、
白色画像を投影するステップと、
投影された画像を撮影して撮影画像を生成するステップと、
前記撮影画像の明度の高い領域および明度の低い領域を特定するステップと、
前記明度の高い領域の照度と、前記明度の低い領域の照度とを使用して、複数の候補照度を算出するステップとを含み、
前記投影するステップは、前記候補照度を算出するステップで算出した前記候補照度で前記投影画像を投影し、漸次的な前記複数の照度ごとに前記照度についてユーザが意思表示する方法を示す画像を投影する、方法。
【請求項１２】
画像処理装置に対して、請求項５または６に記載のステップを実行させるためのコンピュータ実行可能なプログラム。
【請求項１３】
情報処理装置に対して、請求項１０または１１に記載のステップを実行させるためのコンピュータ実行可能なプログラム。
【請求項１４】
請求項１２または１３に記載されたプログラムを記録したコンピュータ可読な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像データを補正する画像処理装置に関し、より詳細には、投影すべき画像データである投影画像の明度を補正する画像処理装置、情報処理装置、方法、プログラムおよび記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、企業や教育機関、行政機関等において、プロジェクター等の投影装置を用いてプレゼンテーションや授業、会議、講義、講演等が日常的に行われている。通常、ユーザは、白色のスクリーンに種々の画像を投影してプレゼンテーションなどを行う。しかしながら、スクリーンに汚れやシミ等が付着した状態のまま画像を投影すると、汚れ部分に投影された画像の色は、本来の色とは異なるものに見えてしまう。
【０００３】
この点につき、特許文献１は、スクリーン上に配置された光学センサによる光学量と投影映像の撮像データの光学量とを比較して投影映像の光学量を測定し、色度値・照度値と基準データとの比較により補正データを作成し、映像投影装置の色度値・照度値を補正する投影映像検査装置を開示する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、スクリーンに投影された投影画像が自然な様子で明度補正されているかは、ユーザの主観的な判断に依拠するところ、特許文献１に開示する装置は、色度値・照度値と基準データとの画一的な比較によって色度値・照度値を補正するため、実際に行われる照度補正が真に有用であるかどうかユーザが確認することができず、投影画像の視認性が低いという問題があった。
【０００５】
本発明は上記の課題を解決するものであり、投影画像の明度補正におけるユーザビリティを向上させると共に、投影画像の視認性を向上させることが可能な画像処理装置、情報処理装置、方法、プログラムおよび記録媒体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】
【０００６】
本発明の画像処理装置は、白色画像を投影し、投影された画像を撮影して撮影画像を生成し、撮影画像の明度の高い領域および明度の低い領域を特定する。そして、画像処理装置は、撮影画像に含まれる明度の高い領域の明度を、撮影画像に含まれる明度の低い領域の明度に漸次的に変更して投影画像の明度を補正し、明度を補正した投影画像と、明度の変更に対してユーザが意思表示する方法を示す画像とを投影する。また、画像処理装置は、撮影画像に含まれる明度の低い領域を提示する画像を生成して投影する。これにより、ユーザは、直感的に明度補正が有用か否か確認することができると共に、補正処理では対応できないスクリーンの汚れの把握し、その掃除を促すことにより、投影画像の品質を向上させることができる。
【０００７】
本発明によれば、撮影画像に含まれる明度の低い領域の明度に漸次的に変更して投影画像の明度を補正し、明度を補正した投影画像と、明度の変更に対してユーザが意思表示する方法を示す画像とを投影可能な情報処理装置、方法、プログラムおよび記録媒体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一の実施形態に係る画像処理装置の機能構成を示す図。
【図２】本発明の画像処理装置が採用する座標変換式の導出方法について説明する図。
【図３】図１に示す画像処理装置が実行する処理を示すフローチャート。
【図４】本発明の画像処理装置が実行する照射範囲を特定する処理を示すフローチャート。
【図５】白色画像を投影した状態で撮影して得られた撮影画像の明度値と、白色画像の投影を中止した状態で撮影して得られた撮影画像の明度値との関係を示す図。
【図６】白色光を照射した状態で撮影して得られた撮影画像と、白色光の照射を中止した状態で撮影して得られた撮影画像との明度差値による画素群内の分散について示す図。
【図７】本発明の画像処理装置が照射範囲内の低明度領域を特定する処理を示すフローチャート。
【図８】本発明の画像処理装置が使用するノイズ除去フィルタの一実施形態を示す図。
【図９】図１に示す画像処理装置が投影画像の明度を補正する処理を示すフローチャート。
【図１０】図１に示す画像処理装置が補正した投影画像の明度に対してユーザが意思表示するための確認画像の一実施形態を示す図。
【図１１】本発明の画像処理装置が投影する低明度領域提示画像の一実施形態を示す図。
【図１２】本発明の別の実施形態に係る画像処理装置１２００の機能構成を示す図。
【図１３】図１２に示す画像処理装置が実行する処理を示すフローチャート。
【図１４】図１２に示す画像処理装置が投影する確認画像の一実施形態を示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明について実施形態をもって説明するが、本発明は、後述する実施形態に限定されるものではない。
【００１０】
図１は、本発明の一の実施形態に係る画像処理装置の機能構成を示す図である。画像処理装置１００は、画像提供装置（図示せず）から取得した画像をスクリーンやホワイトボード等の被投影部材に投影し、投影画像を補正する装置である。画像処理装置１００は、ＭＰＵ等の種々のプロセッサを搭載し、ＵＮＩＸ（登録商標）、ＬＩＮＵＸ（登録商標）、ＩＴＲＯＮ、μＩＴＲＯＮなどのＯＳの管理下で、アセンブラ、Ｃ、Ｃ＋＋、Ｊａｖａ（登録商標）、ＪａｖａＳｃｒｉｐｔ（登録商標）、ＰＥＲＬ、ＲＵＢＹ、ＰＹＴＨＯＮなどのプログラム言語で記述された本発明のプログラムを実行する。
【００１１】
画像処理装置１００は、本発明のプログラムを実行するための実行空間を提供するＲＡＭ、プログラムやデータなどを持続的に保持するためのＥＰＲＯＭやＥＥＰＲＯＭ等の記憶手段などを含んでおり、本発明のプログラムを実行することにより、本実施形態の各機能手段を画像処理装置上に実現する。他の実施形態では、画像処理装置１００は、後述する各機能を実現するＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）を実装することにより、後述する各機能手段を画像処理装置上に実現することもできる。
【００１２】
画像処理装置１００は、制御部１０２と、投影部１０４と、撮影部１０６と、画像バッファ１０８とを含んで構成される。
【００１３】
制御部１０２は、画像処理装置１００が実行する処理の全体制御を行う機能手段である。制御部１０２は、後述する各機能手段を用いて画像の投影、撮影および各種画像処理を行う。
【００１４】
投影部１０４は、投影すべき画像をスクリーン１３０等の被投影部材に投影する機能手段である。本実施形態の投影部１０４は、ランプ等の光源や投影レンズなどを含んで構成されており、投影すべき画像を形成する光をスクリーン１３０に照射して、当該画像をスクリーン１３０上に形成する。
【００１５】
撮影部１０６は、撮影対象物の反射光を集光して撮影画像を生成する機能手段である。本実施形態の撮影部１０６は、集光レンズや撮影素子などを含んで構成されており、撮影対象である投影部１０４が投影した投影画像等を撮影して撮影画像を生成する。
【００１６】
画像バッファ１０８は、撮影部１０６が生成した撮影画像等の画像データがバッファリングされるメモリである。撮影部１０６は撮影画像を生成すると、画像バッファ１０８にＦＩＦＯ形式で保存する。
【００１７】
また、画像処理装置１００は、照射範囲特定部１１０と、座標変換部１１２と、明度領域特定部１１４とを含んで構成される。
【００１８】
照射範囲特定部１１０は、撮影部１０６が生成した撮影画像を使用して、投影部１０４の照射光の範囲を特定する機能手段である。照射範囲特定部１１０は、投影部１０４が、輝度および明度が最大である白色画像をスクリーンに照射した状態の撮影画像と、投影部１０４からの照射をしていない状態の撮影画像とを使用して、投影部１０４の照射範囲を特定する。なお、照射範囲を特定する方法については、図３を参照して詳細に説明する。
【００１９】
座標変換部１１２は、撮影画像を投影画像に射影変換する座標変換式を導出すると共に、当該座標変換式を使用して撮影画像を射影変換する機能手段である。座標変換部１１２は、上記白色画像を照射して得られた投影画像と、照射範囲特定部１１０が特定した照射範囲とを使用して座標変換式を導出する。
【００２０】
図２は、本発明の画像処理装置が採用する座標変換式の導出方法について説明する図である。座標変換部１１２は、上記白色画像の四隅の座標値であるＰ１（０，０），Ｐ２（ｗ，０），Ｐ３（ｗ，ｈ），Ｐ４（０，ｈ）と、これらに対応する照射範囲の座標値Ｐ１’（ｘ１，ｙ１），Ｐ２’（ｘ２，ｙ２），Ｐ３’（ｘ３，ｙ３），Ｐ４’（ｘ４，ｙ４）と、下記数式１とを使用して導出することができる。
【００２１】
【数１】
0005994301.tif 000002
ここで、Ｘ，Ｙは、投影画像系の座標値を示し、ｘ，ｙは、これに対応する撮影画像系の座標値を示す。
【００２２】
座標変換部１１２は、上記方法によって導出した座標変換式を用いて、撮影画像および投影画像を相互に射影変換することができる。本実施形態では、座標変換部１１２は、当該座標変換式を使用して撮影画像に射影変換を施し、画像バッファ１０８等の記憶装置に保存する。他の機能手段は、射影変換した撮影画像を当該記憶装置から適宜取得して利用することができる。
【００２３】
明度領域特定部１１４は、照射範囲特定部１１０が特定した照射範囲内で明度が最も高い領域である高明度領域と、明度が最も低い領域である低明度領域とを抽出する機能手段である。明度領域特定部１１４は、白色画像を撮影して得られた撮影画像に射影変換を施した画像データを画像バッファ１０８から取得し、平滑化フィルタやガウシアンフィルタ等のノイズ除去フィルタを施す。そして、明度領域特定部１１４は、当該画像データを構成する総ての画素の明度値を比較して明度が最低または最高となる画素を特定し、これらの画素によって構成される高明度領域および低明度領域を特定する。
【００２４】
本実施形態では、被投影部材上の汚れ等による低明度領域を効果的に抽出すべく、輝度および明度が最大となる白色画像を投影して得られた撮影画像を使用して、低明度領域を特定することが好適である。
【００２５】
さらに、画像処理装置１００は、投影画像生成部１１６と、明度補正部１１８と、提示画像生成部１２０と、テストパターン格納部１２２と、検知部１２４とを含んで構成される。
【００２６】
投影画像生成部１１６は、投影部１０４が投影する画像データを生成する機能手段である。投影画像生成部１１６は、画像提供装置から取得した画像データやテストパターン、種々の確認画像および提示画像等を投影画像として投影部１０４に提供して投影させる。
【００２７】
明度補正部１１８は、投影画像の明度を補正する機能手段である。明度補正部１１８は、白色画像を投影して得られる撮影画像に含まれる高明度領域の明度を、撮影画像に含まれる低明度領域の明度に漸次的に変更して投影画像の明度を補正する。
【００２８】
提示画像生成部１２０は、低明度領域を提示する画像データを生成する機能手段である。提示画像生成部１２０は、明度領域特定部１１４が特定した低明度領域をユーザに知らせる画像データを作成し、投影画像生成部１１６に提供する。提示画像生成部１２０は、円や矩形等の図形で低明度領域を囲んだ画像データを生成し、当該画像データに所定の文言を重畳して低明度領域を提示する画像データを生成する。なお、当該画像データについては、図１１を参照して詳細に説明する。
【００２９】
テストパターン格納部１２２は、補正した明度をユーザに確認させるために投影する投影画像であるテストパターンを格納する記憶手段である。本実施形態では、ユーザが使用する可能性のある画像パターン等の種々の画像データをテストパターンとして採用することができる。
【００３０】
検知部１２４は、ユーザからの指示を検知する機能手段である。画像処理装置１００は、ユーザからの指示を受け付けるためのボタン等の指示手段（図示せず）を備えており、ユーザが当該指示手段を押下等すると、当該指示手段の種類を識別する情報と当該指示手段が押下されたことを示す情報とを含む信号が検知部１２４に送信される。検知部１２４は、当該信号を受信することによりユーザからの指示を検知することができる。
【００３１】
図３は、図１に示す画像処理装置が実行する処理を示すフローチャートである。以下、図３を参照して、画像処理装置１００が投影画像の明度を補正する場合に実行する処理について説明する。
【００３２】
図３の処理は、ステップＳ３００から開始し、ステップＳ３０１では、画像処理装置１００の制御部１０２が、投影部１０４、撮影部１０６、照射範囲特定部１１０および明度補正部１１８を用いて、画像処理装置１００の照射光の照射範囲を特定する。なお、ステップＳ３０１の詳細については、図４を参照して詳細に説明する。
【００３３】
ステップＳ３０２では、制御部１０２が座標変換部１１２を呼び出し、座標変換部１１２は、ステップＳ３０１で撮影部１０６が生成した撮影画像を用いて座標変換式を導出する。ステップ３０３では、制御部１０２は明度領域特定部１１４を呼び出し、明度領域特定部１１４は、照射範囲内で低明度領域および高明度領域を特定する。なお、ステップＳ３０３の詳細については、図７を参照して詳細に説明する。
【００３４】
ステップＳ３０４では、制御部１０２は、投影部１０４、明度領域特定部１１４、投影画像生成部１１６および明度補正部１１８を使用して、明度を補正したテストパターンを投影する。ステップＳ３０５では、制御部１０２は、投影部１０４および投影画像生成部１１６を使用して、図１０に示すような明度の確認画像を投影する。本実施形態では、明度の確認画像をテストパターンに重畳して投影することができる。また、テストパターンを一定時間投影した後に、明度の確認画像を投影してもよい。
【００３５】
ステップＳ３０６では、検知部１２４が、補正した投影画像の明度をユーザが了承した旨の指示を受信したか否か判断する。補正した明度をユーザが了承していないと判断した場合（ｎｏ）、ステップＳ３０８に分岐して処理が終了する。
【００３６】
一方、ステップＳ３０６の判定で、補正した投影画像の明度をユーザが了承したと判断した場合（ｙｅｓ）、処理をステップＳ３０７に分岐させる。ステップＳ３０７では、制御部１０２は投影画像生成部１１６を呼び出し、投影画像生成部１１６は、提示画像生成部１２０と協働して低明度領域を示す画像である低明度領域提示画像を生成し、投影部１０４が当該画像を投影して、ステップＳ３０８で処理が終了する。
【００３７】
図４は、本発明の画像処理装置が実行する照射範囲を特定する処理を示すフローチャートである。以下、図４を参照して、図３に示すステップＳ３０１で実行される画像処理装置１００の照射範囲を特定する処理について説明する。
【００３８】
図４の処理は、ステップＳ４００から開始し、ステップＳ４０１で投影部１０４が、白色画像をスクリーンに投影する。ステップＳ４０２では、撮影部１０６が、画像処理装置１００の照射範囲を含む領域を撮影して撮影画像を生成する。ステップＳ４０３では、投影部１０４は、白色画像の投影を中止する。ステップＳ４０４では、撮影部１０６は、ステップＳ４０２で撮影した領域と同一の領域を撮影して、撮影画像を生成する。
【００３９】
ステップＳ４０５では、照射範囲特定部１１０が、これらの撮影画像を構成する総ての画素について、対応する各画素の明度値の差分である明度差値を算出する。本実施形態では、下記数式２を用いて明度差値を算出することができる。
【００４０】
【数２】
0005994301.tif 000003
ここで、Ｉ１（ｘ，ｙ）は、図５に示すように、白色画像を投影した状態の撮影画像の明度値を示し、Ｉ２（ｘ，ｙ）は、白色画像の投影を中止した状態の撮影画像の明度値を示す。Ｄ（ｘ，ｙ）は、これらの撮影画像の差分である差分画像の明度差値を示す。
【００４１】
本実施形態では、撮影画像の明度値Ｉ（ｘ，ｙ）は、下記数式３を用いて算出することができる。
【００４２】
【数３】
0005994301.tif 000004
ここで、Ｒ，Ｇ，Ｂは、各色成分の輝度を示す。本実施形態では８ビットカラー表現を採用し、Ｒ，Ｇ，Ｂの輝度はそれぞれ０〜２５５の値を取るため、本実施形態で使用する明度値および明度差値は、０〜２５５の値を取り得る。他の実施形態では、１６ビットカラー表現や３２ビットカラー表現等の種々のデータ量のカラー表現を使用することができる。
【００４３】
ステップＳ４０６では、照射範囲特定部１１０は、照射範囲を求めるための変数Ｔ，Ｔｍを０で初期化する。ステップＳ４０７では、照射範囲特定部１１０は、図６に示すように、変数Ｔが示す明度差値を境界として分類される２つの画素群内の分散（ｖｉ）を求める。本実施形態では、下記数式４を用いて画素群内の分散（ｖｉ）を算出することができる。
【００４４】
【数４】
0005994301.tif 000005
ここで、ｎ１，ｎ２は、変数Ｔによって分類された各画素群に属する画素の数を示す。また、ｖ１，ｖ２は、各画素群に属する画素の明度差値の分散を示す。本実施形態では、分散として標本分散や不偏分散等を採用することができ、各画素群に属する画素の明度差値の平均値および数から明度差値の分散を求めることができる。
【００４５】
ステップＳ４０８では、照射範囲特定部１１０は、変数Ｔが示す明度差値を境界として分類される２つの画素群間の分散（ｖｏ）を求める。本実施形態では、下記数式５を用いて画素群間の分散（ｖｏ）を算出することができる。
【００４６】
【数５】
0005994301.tif 000006
ここで、ｎ１，ｎ２は、変数Ｔによって分類された各画素群に属する画素の数を示す。また、ａ１，ａ２は、各画素群に属する画素の明度差値の平均値を示す。
【００４７】
ステップＳ４０９では、照射範囲特定部１１０は、変数Ｔｍが、変数Ｔにおけるｖｏ／ｖｉよりも小さいか否か判断する。変数Ｔｍがｖｏ／ｖｉ以上である場合には（ｎｏ）、処理をステップＳ４１１に分岐する。一方、変数Ｔｍがｖｏ／ｖｉよりも小さい場合には（ｙｅｓ）、処理をステップＳ４１０に分岐させる。ステップＳ４１０では、照射範囲特定部１１０は、変数Ｔにおけるｖｏ／ｖｉの値を変数Ｔｍに代入する。
【００４８】
ステップＳ４１１では、照射範囲特定部１１０は、総ての明度差値についてステップＳ４０７〜ステップＳ４１０の処理を実行したか否か判断する。総ての明度差値について当該処理を実行していないと判断した場合（ｎｏ）、処理をステップＳ４１２に分岐して、ステップＳ４１２で変数Ｔをインクリメントする。一方、総ての明度差値についてステップＳ４０７〜ステップＳ４１０の処理を実行したと判断した場合（ｙｅｓ）、処理をステップＳ４１３に分岐する。
【００４９】
本実施形態では、明度差値の取り得る範囲が０〜２５５であるため、変数Ｔの値を０〜２５５の範囲でインクリメントさせ、変数Ｔの値が上限値になった時点で総ての明度差値について上記処理が実行したものと判断する。
【００５０】
ステップＳ４１３では、照射範囲特定部１１０は、ｖｏ／ｖｉの値が最大となる変数Ｔを閾値とし、当該閾値Ｔ以上の画素で構成される領域を照射範囲と特定し、ステップＳ４１４で処理が終了する。
【００５１】
図７は、本発明の画像処理装置が照射範囲内の低明度領域を特定する処理を示すフローチャートである。以下、図７を参照して、図３に示すステップＳ３０３で実行される処理について説明する。
【００５２】
図７の処理は、ステップＳ７００から開始し、ステップＳ７０１で明度領域特定部１１４が、画像バッファ１０８から探索対象である白色画像を投影して得られた撮影画像を取得する。ステップＳ７０２では、明度領域特定部１１４が座標変換部１１２を呼び出し、座標変換部１１２は、上記座標変換式を用いて当該撮影画像に射影変換を施し、画像処理装置１００の照射範囲のみで構成される画像データを生成する。ステップＳ７０３では、明度領域特定部１１４は、ノイズ除去フィルタを使用して当該画像データの画像ノイズを除去する。ステップＳ７０４では、明度領域特定部１１４は、ノイズが除去された画像データを構成する総ての画素の明度値を比較して、明度値が最も低い画素によって構成される低明度領域を特定する。ステップＳ７０５では、明度領域特定部１１４は、ノイズが除去された画像データを構成する総ての画素の明度値を比較して、明度値が最も高い画素によって構成される高明度領域を特定し、ステップＳ７０６で処理が終了する。
【００５３】
図８は、本発明の画像処理装置が使用するノイズ除去フィルタの一実施形態を示す図である。図８に示すノイズ除去フィルタ８１０，８２０は平滑化フィルタであり、対象画素である中心画素の輝度および周辺画素の輝度の平均値を対象画素の輝度とする。解像度の高い画像データについては、平均値の算出範囲の大きなノイズ除去フィルタを使用して、局所的なノイズや微細なスクリーン上の点の影響を排除するのが好適である。図８に示す実施形態では、３×３および５×５の大きさのノイズ除去フィルタを示しているが、その他の大きさのノイズ除去フィルタを使用することができる。また、他の実施形態では、上述したようにノイズ除去フィルタとして、対象画素および周辺画素の輝度を加重平均して対象画素の輝度を算出するガウシアンフィルタ等の空間フィルタを採用することもできる。
【００５４】
図９は、図１に示す画像処理装置が投影画像の明度を補正する処理を示すフローチャートである。以下、図９を参照して、図３に示すステップＳ３０４で実行される処理について説明する。
【００５５】
図９の処理は、ステップＳ９００から開始し、ステップＳ９０１で明度補正部１１８が、白色画像を照射して得られた撮影画像に含まれる低明度領域の明度値ａを取得する。ステップＳ９０２では、明度補正部１１８は、投影画像である白色画像の明度値ｐを取得する。ステップＳ９０３では、明度補正部１１８は、明度値ｐから変数ｒの値を減算した値を変数ｑに代入する。本実施形態では、０〜２５５の範囲の任意の値を変数ｒの初期値とすることができるが、他の実施形態では、種々のデータ量のカラー表現に適した値とすることができる。
【００５６】
ステップＳ９０４では、明度補正部１１８は、投影画像である白色画像の明度値を変数ｑが示す値に変更する。ステップＳ９０５では、投影部１０４は、明度値が変更された投影画像をスクリーンに投影する。ステップＳ９０６では、撮影部１０６は、スクリーンを撮影して撮影画像を生成し、座標変換部１１２が当該撮影画像を射影変換する。ステップＳ９０７では、明度領域特定部１１４は、当該撮影画像のノイズを除去して高明度領域を特定し、その明度値ｂを取得する。
【００５７】
ステップＳ９０８では、明度補正部１１８は、低明度領域の明度値ａと、ステップＳ９０６で取得した撮影画像の高明度領域の明度値ｂとの差の絶対値が、所定の閾値ｔよりも小さいか否か判断する。本実施形態では、閾値ｔの値は、最初の撮影画像の低明度領域の明度値と、ステップＳ９０６で取得した撮影画像の高明度領域の明度値との差をユーザが視認できない程度の値とすることが好適である。
【００５８】
ステップＳ９０８の判定で明度値ａと明度値ｂとの差の絶対値が閾値ｔ以上であると判断した場合（ｎｏ）、ステップＳ９０９で明度補正部１１８は、低明度領域の明度値ａが、ステップＳ９０６で取得した撮影画像の高明度領域の明度値ｂよりも小さいか否か判断する。明度値ａが明度値ｂよりも小さいと判断した場合には（ｙｅｓ）、処理をステップＳ９１２に分岐する。
【００５９】
一方、明度値ａが明度値ｂ以上であると判断した場合には（ｎｏ）、処理をステップＳ９１０に分岐する。ステップＳ９１０では、明度補正部１１８は、変数ｑに変数ｒの値を加算した値を変数ｑの値とする。ステップＳ９１１では、明度補正部１１８は、変数ｒの値を半分にする。ステップＳ９１２では、明度補正部１１８は、変数ｑから変数ｒの値を減算した値を変数ｑの値とし、ステップＳ９０４の処理を実行する。これにより、変数ｒの値が過大で明度値を変更した投影画像の高明度領域の明度が、明度値を変更する前に生成された白色画像の撮影画像の低明度領域の明度以下になってしまった場合でも、適切な高明度領域の明度値を導出することができる。
【００６０】
一方、ステップＳ９０８の判定で明度値ａと明度値ｂとの差の絶対値が閾値ｔよりも小さいと判断した場合には（ｙｅｓ）、処理をステップＳ９１３に分岐する。ステップＳ９１３では、投影画像生成部１１６は、テストパターン格納部１２２からテストパターンを取得する。ステップＳ９１４では、投影画像生成部１１６は、テストパターンを構成する総ての画素の明度値を比率ｑ／ｐで変換して、テストパターンの明度を変更する。ステップＳ９１５では、投影部１０４は、明度を変更したテストパターンを投影し、ステップＳ９１６で処理が終了する。
【００６１】
図１０は、図１に示す画像処理装置が補正した投影画像の明度に対してユーザが意思表示するための確認画像の一実施形態を示す図である。確認画像１０００は、投影画像の明度を了承するか否かの判断を促す文言と共に、ユーザが意思表示するための方法を示す情報１０１０が含まれる。本実施形態では、ユーザは画像処理装置１００に設けられた所定の操作ボタンを押下することにより、意思表示することができる。
【００６２】
図１１は、本発明の画像処理装置が投影する低明度領域提示画像の一実施形態を示す図である。低明度領域提示画像１１００は、スクリーン等の被投影部材の掃除を促す文言１１１０と共に、スクリーンの汚れによって明度が低下している領域を示す図形１１２０が含まれる。本実施形態では、最も明度の低い領域を対象としているが、他の実施形態では、所定の明度以下の明度を有する総ての領域を対象とすることもできる。文言１１１０は、ユーザの視認性を考慮し、図形１１２０の領域外に表示することが好適である。
【００６３】
図１２は、本発明の別の実施形態に係る画像処理装置１２００の機能構成を示す図である。なお、画像処理装置１２００は、画像処理装置１００と同様の構成を有するため、以下、相違点を中心に説明する。
【００６４】
画像処理装置１２００は、画像処理装置１００が有する機能手段に加えて、照度算出部１２２６と、照度格納部１２２８とを含んで構成される。
【００６５】
照度算出部１２２６は、投影画像の照度を算出する機能手段である。照度算出部１２２６は、明度領域特定部１１４が抽出する高明度領域および低明度領域の照度を取得し、投影部が照射する光の照度の候補（以下、「候補照度」とする。）を算出し、照度格納部１２２８に保存する。具体的には、照度算出部１２２６は、下記数式６を用いて、複数の候補照度を算出することができる。
【００６６】
【数６】
0005994301.tif 000007
ここで、ａ１〜ａｎは候補照度を示す。また、ａ０は高明度領域の照度を示し、ａｚは高明度領域の照度を示す。また、Δａは所定の差分照度であり、照度ａｚと照度ａ０の差分をｎ分割した値である。なお、ｎは任意の正の整数である。
【００６７】
図１３は、図１２に示す画像処理装置が実行する処理を示すフローチャートである。以下、図１３を参照して、画像処理装置１２００が投影画像の明度を補正する場合に実行する処理について説明する。
【００６８】
図１３の処理は、ステップＳ１３００から開始し、ステップＳ１３０１では、画像処理装置１２００の制御部１０２が、投影部１０４、撮影部１０６、照射範囲特定部１１０および明度補正部１１８を用いて、図３に示すように、画像処理装置１２００の照射光の照射範囲を特定する。
【００６９】
ステップＳ１３０２では、制御部１０２が座標変換部１１２を呼び出し、座標変換部１１２は、ステップＳ１３０１で撮影部１０６が生成した撮影画像を用いて座標変換式を導出する。ステップ１３０３では、制御部１０２が明度領域特定部１１４を呼び出し、明度領域特定部１１４は、照射範囲内で低明度領域および高明度領域を特定する。
【００７０】
ステップＳ１３０４では、制御部１０２が照度算出部１２２６を呼び出し、照度算出部１２２６は、低明度領域の照度ａ０および高明度領域の照度ａｚを取得する。ステップＳ１３０５では、照度算出部１２２６は、低明度領域の照度ａ０および高明度領域の照度ａｚを使用して複数の候補照度を算出する。
【００７１】
ステップＳ１３０６では、制御部１０２は変数ｉを０で初期化する。ステップＳ１３０７では、制御部１０２は、投影画像生成部１１６、明度補正部１１８および投影部１０６を用いて、照度ａｉでテストパターンを投影する。ステップＳ１３０８では、制御部１０２は、投影部１０４および投影画像生成部１１６を使用して、図１４に示すような確認画像を投影する。
【００７２】
ステップＳ１３０９では、検知部１２４が、ステップＳ１３０８で投影した投影画像の照度をユーザが了承した旨の指示を受信したか否か判断する。ユーザが了承した旨の指示を受信した場合には（ｙｅｓ）、ステップＳ１３１３で処理が終了する。一方、ユーザが了承した旨の指示を受信していない場合には（ｎｏ）、ステップＳ１３１０で制御部１０２は変数ｉをインクリメントする。ステップＳ１３１１では、制御部１０２は変数ｉがｎよりも大きいか否か判断する。変数ｉがｎ以下である場合には（ｎｏ）、処理をステップＳ１３０７に戻す。一方、変数ｉがｎよりも大きい場合には（ｙｅｓ）、処理をステップＳ１３１２に分岐させる。
【００７３】
ステップＳ１３１２では、制御部１０２は投影画像生成部１１６を呼び出し、投影画像生成部１１６は、提示画像生成部１２０と協働して低明度領域提示画像を生成し、投影部１０４が当該画像を投影して、ステップＳ１３１３で処理が終了する。
【００７４】
図１３に示す実施形態では、上述したように低い照度から順にテストパターンを投影する。これにより、スクリーン上の汚れが完全に消える照度だけでなく、汚れが少し残るがより明度の高い照度で投影することができる。他の実施形態では、高い照度から順にテストパターンを投影し、ユーザが所望する照度で投影するようにしてもよい。
【００７５】
また、本実施形態では、ユーザからの了承した旨の指示を待って処理を実行するが、他の実施形態では、一定時間以内にユーザからの了承した旨の指示が無い場合に、自動的に別の照度で投影画像を投影させ、ユーザからの了承した旨の指示を受信したときに、そのときの照度を、画像処理装置１２００が投影する照度として採用してもよい。
【００７６】
図１４は、図１２に示す画像処理装置が投影する確認画像の一実施形態を示す図である。図１４に示す確認画像１４００は、投影画像生成部１１６によって生成される。確認画像１４００には、投影画像の明度を了承するか否かの判断を促す文言と、ユーザが意思表示するための方法とを含む情報１４１０が表示される。また、確認画像１４００には、現在投影されている候補照度を示す数値「３」（＝ｉ＋１）と、候補照度の総数を示す数値「７」（＝ｎ＋１）とが表示される。
【００７７】
上述した実施形態では、画像処理装置１００に上述した機能を実装するが、他の実施形態では、ＰＣ等の情報処理装置に上述した機能手段を実装することができる。この場合、情報処理装置は、外部接続したプロジェクター等の投影装置やデジタルカメラ等の撮影装置を使用して、種々の画像の投影および撮影を行うことができる。
【００７８】
情報処理装置は、ＰＥＮＴＩＵＭ（登録商標）プロセッサまたは互換プロセッサなどの種々のプロセッサを搭載し、Ｗｉｎｄｏｗｓ（登録商標）、ＭａｃＯＳ（登録商標）、ＵＮＩＸ（登録商標）、ＬＩＮＵＸ（登録商標）などのＯＳの管理下で、アセンブラ、Ｃ、Ｃ＋＋、Ｊａｖａ（登録商標）、ＪａｖａＳｃｒｉｐｔ（登録商標）、ＰＥＲＬ、ＲＵＢＹ、ＰＹＴＨＯＮなどのプログラム言語で記述された本発明のプログラムを実行する。また、情報処理装置は、本発明のプログラムを実行するための実行空間を提供するＲＡＭ、プログラムやデータなどを持続的に保持するためのハードディスク装置などを含んでおり、本発明のプログラムを実行することにより、上述した各機能手段を情報処理装置上に実現する。
【００７９】
本発明のプログラムは、ＨＤＤ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、フレキシブルディスク、ＥＥＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭなどの装置可読な記録媒体に格納して頒布することができ、また他装置が可能な形式でネットワークを介して伝送することができる。
【００８０】
これまで本実施形態につき説明してきたが、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、他の構成要件の追加や本実施形態の構成要件の変更または削除など、当業者が想到することができる範囲内で変更することができ、いずれの態様においても本発明の作用・効果を奏する限り、本発明の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００８１】
１００…画像処理装置、１３０…スクリーン、１０２…制御部、１０４…投影部、１０６…撮影部、１０８…画像バッファ、１１０…照射範囲特定部、１１２…座標変換部、１１４…明度領域特定部、１１６…投影画像生成部、１１８…明度補正部、１２０…提示画像生成部、１２２…テストパターン格納部、１２４…検知部、１２２６…照度算出部、１２２８…照度格納部
【先行技術文献】
【特許文献】
【００８２】
【特許文献１】特開平１１−３１３３４６号公報
【図１】
0005994301.tif 000008
【図２】
0005994301.tif 000009
【図３】
0005994301.tif 000010
【図４】
0005994301.tif 000011
【図５】
0005994301.tif 000012
【図６】
0005994301.tif 000013
【図７】
0005994301.tif 000014
【図８】
0005994301.tif 000015
【図９】
0005994301.tif 000016
【図１０】
0005994301.tif 000017
【図１１】
0005994301.tif 000018
【図１２】
0005994301.tif 000019
【図１３】
0005994301.tif 000020
【図１４】
0005994301.tif 000021