(57)【要約】【課題】  表示方式が飛び越し走査方式であり且つ動きが早いシーンの画像を、非平面の表示面に良好な画質で歪まずに表示させるように画像データを調整することができる投射画像調整装置を提供する。【解決手段】  投射された画像を表示するスクリーン３０の形状、位置、および投射位置に関する情報を含む表示環境データを入力して投射する画像データの画角を補正するための補正データを算出し、投射対象の画像データの表示方式が順次走査方式であるときはフレーム毎に補正データを用いて画像データを補正し、画像表示方式が飛び越し走査方式であるときはフィールド毎に補正データを用いて画像データを補正して出力画像データを生成し、プロジェクタ２０から非平面のスクリーン３０に良好な画質で表示させる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力された画像データを投射により非平面の表示面に表示しても、表示した画像を歪まずに表示するために、この画像データとは別に入力された前記表示面の形状、位置、および投射位置に関する表示環境データに基づいて算出された補正データによって前記画像データを補正して出力画像データを生成する投射画像調整装置において、
入力された画像データの表示方式が順次走査方式であるかまたは飛び越し走査方式であるかを判定する画像表示方式判定手段と、
前記表示方式が順次走査方式であるときはフレーム毎に前記補正データを用いて入力された画像データを補正し、前記画像表示方式が飛び越し走査方式であるときはフィールド毎に前記補正データを用いて入力された画像データを補正して前記出力画像データを生成する出力画像データ生成手段と、
を備えることを特徴とする投射画像調整装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像が投射される表示面が非平面であるときに、表示する画像の歪みを補正する投射画像調整装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、プロジェクタなどの投射装置を用いてスクリーンに画像を表示させる投射型表示方式が多く用いられている。従来の投射型表示方式では、表示させるスクリーンが平面であることを前提としていた。そのため、凹面状など非平面状のスクリーンに画像を表示させると画像が歪むという問題があった。
【０００３】
この問題を解決するため、特許文献１では入力された画像の画角を変形させることにより幾何変換を行い、スクリーンに表示されたときに正常な画像となるように調整を行う技術が記載されている。
【特許文献１】特開２００４−２８２７１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、この特許文献１の技術では、入力された画像の表示方式が順次走査方式の場合には表示したときに良好な画像が得られるが、飛び越し走査方式の場合には動きが早いシーンにおいて画像の奇数ラインと偶数ラインとの間でずれが起こる。このずれにより、画像の輪郭が櫛状にぶれてコーミングが発生し、画質が劣化するという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、表示方式が飛び越し走査方式であり且つ動きが早いシーンの画像を、非平面の表示面に良好な画質で歪まずに表示させるように画像データを調整することができる投射画像調整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】
【０００６】
上記目的を達成するための本発明の投射画像調整装置は、入力された画像データを投射により非平面の表示面に表示しても、表示した画像を歪まずに表示するために、この画像データとは別に入力された表示面の形状、位置、および投射位置に関する表示環境データに基づいて算出された補正データによって画像データを補正して出力画像データを生成するものであり、入力された画像データの表示方式が順次走査方式であるかまたは飛び越し走査方式であるかを判定する画像表示方式判定手段と、表示方式が順次走査方式であるときはフレーム毎に補正データを用いて入力された画像データを補正し、画像表示方式が飛び越し走査方式であるときはフィールド毎に補正データを用いて入力された画像データを補正して出力画像データを生成する出力画像データ生成手段とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の投射画像調整装置によれば、表示方式が飛び越し走査方式であり且つ動きが早いシーンの画像を非平面のスクリーンに表示させたときもコーミングが発生せず、良好な画質で歪まずに表示させる画像データを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明の実施形態を、図１〜図６を用いて説明する。図１は、本発明の一実施形態における投射画像調整装置１０が適用された投射装置を示しており、この投射装置は、投射画像調整装置１０に接続され画像を投射するプロジェクタ２０と、このプロジェクタ２０により投射された画像を表示するスクリーン３０とを備えている。
【０００９】
本実施形態における投射画像調整装置１０は、表示環境データ入力部１１と、補正データ算出部１２と、画像データ入力部１３と、画像表示方式判定部１４と、入力画像データメモリと、三角パッチ分割部１６と、出力画像データ生成部１７と、出力画像データメモリ１８と、出力画像データ読み出し部１９とを有する。
【００１０】
表示環境データ入力部１１は、プロジェクタ２０の位置、プロジェクタ２０のレンズ特性、スクリーン３０の形状および位置、およびスクリーン３０を観る観察者４０の位置を含む表示環境データを入力する。
【００１１】
補正データ算出部１２は、入力された表示環境データに基づいて、非平面のスクリーン３０に画像が歪まず正常に表示されるように画像の画角を補正するための補正データを算出する。この補正データは、画像を三角パッチに分割した三角パッチの頂点の補正前および補正後の画素位置データである。
【００１２】
画像データ入力部１３は、投射する画像の画像データを入力する。
【００１３】
画像表示方式判定部１４は、入力された画像データの表示方式が順次走査方式であるか、または飛び越し走査方式であるかを判定する。その結果、入力された画像データの表示方式が順次走査方式であると判定したときはフレーム単位で画像データを入力画像データメモリ１５に書き込み、飛び越し走査方式であると判定したときはフィールド単位で画像データを入力画像データメモリ１５に書き込む。
【００１４】
入力画像データメモリ１５は、書き込まれたフレームまたはフィールド単位の画像データを記憶する。
【００１５】
三角パッチ分割部１６は、入力画像データメモリ１５に記憶されたフレームまたはフィールド単位の画像データを、三角パッチに分割する。
【００１６】
出力画像データ生成部１７は、まず、入力画像データメモリ１５における三角パッチごとの頂点位置の画素のメモリアドレスを算出する。そして、算出されたメモリアドレスを基に、入力画像データメモリ１５から対応する三角パッチ位置の画素データを読み出す。さらに、この読み出した画素データを、補正データ算出部１２で算出された補正後の頂点の画素位置データから算出される出力画像データメモリ１８のメモリアドレスに書き込むことにより、出力画像データを生成する。
【００１７】
出力画像データメモリ１８は、書き込まれた出力画素データを記憶する。
【００１８】
出力画像データ読み出し部１９は、出力画像データメモリ１８から出力画像データを読み出し、プロジェクタ２０に出力する。
【００１９】
プロジェクタ２０は、出力画像データ読み出し部１９から出力画像データを入力し、スクリーン３０に画像として投射する。スクリーン３０は、プロジェクタ２０から投射された画像を表示する。
【００２０】
次に、本実施形態における投射画像調整装置１０の動作について図２のフローチャートを用いて説明する。
【００２１】
まず、画像が表示される環境に関するデータが、表示環境データ入力部１１に入力される（Ｓ１）。この表示環境に関するデータは、本実施形態においては画像を投射するプロジェクタ２０の位置、プロジェクタ２０のレンズ特性、スクリーン３０の形状および位置、およびスクリーン３０を観る観察者４０の位置である。
【００２２】
次に、補正データ算出部１２において、入力された表示環境データに基づいて非平面のスクリーン３０に画像が歪まず正常に表示されるように画像の画角を補正するための補正データが算出される（Ｓ２）。
【００２３】
この補正データは、画像が図３に示すように三角パッチに分割された状態で算出される、補正前および補正後の三角パッチの頂点の画素位置データである。
【００２４】
このように補正データが算出された状態で、投射される画像データが画像データ入力部１３から入力される（Ｓ３）。
【００２５】
そして、画像表示方式判定部１４において、この入力された画像データの表示方式が順次走査方式であるか、または飛び越し走査方式であるかが判定される（Ｓ４）。本実施形態においては、画像データにフレーム構造のデータであるかフィールド構造のデータであるかを示す１ビットのデータが付加されており、このデータを基に表示方式が判定される。
【００２６】
次に、画像表示方式判定部１４において入力された画像データの表示方式が順次走査方式であると判定されたときは、フレーム単位で画像データが入力画像データメモリ１５に書き込まれ（Ｓ５）、飛び越し走査方式であると判定されたときは、フィールド単位で画像データが入力画像データメモリ１５に書き込まれる（Ｓ６）。
【００２７】
ここで、入力された画像データの有効画素数が１９２０画素×１０８０画素であり、画像データの表示方式が順次走査方式である場合、図３に示すように、１９２０×１０８０画素の１フレーム画像が三角パッチに分割される（Ｓ７）。そして、この三角パッチ毎に出力画像データ生成部１７で画像データの補正処理が行われる。その結果、図４に示すように画像が補正される。
【００２８】
一方、入力された画像の画像データの有効画素数が１９２０画素×１０８０画素であり、画像データの表示方式が飛び越し走査方式である場合、図５に示すように、１９２０×５４０画素の１フィールド画像が三角パッチに分割される（Ｓ７）。そして、この三角パッチ毎に出力画像データ生成部１７で補正処理が行われる。その結果、図６に示すように画像が補正される。
【００２９】
この出力画像データ生成部１７における補正処理方法について説明する。
【００３０】
まず、出力画像データ生成部１７において、補正対象となる三角パッチの頂点の画素位置データから、この画素位置データに対応する入力画像データメモリ１５のメモリアドレスが取得される。そして、この取得された入力画像データメモリ１５のメモリアドレスに記憶されている三角パッチの頂点位置の輝度および色に関する画素データが読み出される（Ｓ８）。
【００３１】
次に、補正データ算出部１２で算出された補正データに基づいて、補正対象となる三角パッチの頂点の画素位置データに対応する補正後の頂点の画素位置データが取得される。
【００３２】
さらに、補正後の頂点の画素位置データから出力画像データメモリ１８のメモリアドレスが取得される（Ｓ９）。そして、読み出された三角パッチの頂点位置の輝度および色に関する画素データが、出力画像データとしてこの出力画像データメモリ１８のメモリアドレスに書き込まれる。
【００３３】
三角パッチの頂点位置以外の画素データは、この頂点位置の画素データに基づいた補間処理により生成される。以上の処理により、画像の補正が行われる（Ｓ１０）。
【００３４】
この出力画像データメモリ１８に書き込まれた出力画像データは出力画像データ読み出し部１９で読み出され、プロジェクタ２０に出力される（Ｓ１１）。プロジェクタ２０に入力された出力画像データは、プロジェクタ２０から投射されることによりスクリーン３０に画像として表示される。
【００３５】
本実施形態の投射画像調整装置１０によれば、入力された画像データの表示方法が飛び越し走査の場合にはフィールド単位で画像の補正処理が行われるため、動きが早いシーンにおいてもコーミングの発生による画像の劣化を防ぎ、非平面のスクリーン３０に歪まず正常に画像を表示させることができる。
【００３６】
なお、本実施形態では、画像表示方式判定部１４において画像データに予め付加された１ビットのデータを用いて表示方式の判定を行ったがこの方法には限定されず、予め画像データ自体に組み込まれたデータにより判別する方法や、画像信号とともに入力される水平同期信号（Ｈ信号）と垂直同期信号（Ｖ信号）との関係から判定する方法などでも実行可能である。
【００３７】
また、本実施形態では、画像を三角パッチに分割して補正する方法を用いたがこの方法には限定されず、１画素ずつ全ての画素位置を補正する方法でも実行可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の一実施形態における投射画像調整装置の構成およびプロジェクタ、スクリーンを示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態における投射画像調整装置の動作を示すフローチャートである。
【図３】本発明の一実施形態における投射画像調整装置において、１フレーム画像が三角パッチに分割された状態を示す模式図である。
【図４】本発明の一実施形態における投射画像調整装置において、１フレーム画像が三角パッチに分割され、さらに補正された状態を示す模式図である。
【図５】本発明の一実施形態における投射画像調整装置において、１フィールド画像が三角パッチに分割された状態を示す模式図である。
【図６】本発明の一実施形態における投射画像調整装置において、１フィールド画像が三角パッチに分割され、さらに補正された状態を示す模式図である。
【符号の説明】
【００３９】
１０…投射画像調整装置
１１…表示環境データ入力部
１２…補正データ算出部
１３…画像データ入力部
１４…画像表示方式判定部
１５…入力画像データメモリ
１６…三角パッチ分割部
１７…出力画像データ生成部
１８…出力画像データメモリ
１９…出力画像データ読み出し部
２０…プロジェクタ
３０…スクリーン
４０…観察者
【図１】
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【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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