(57)【要約】【課題】処理の複雑化を抑制しつつ適切な歪み補正を実行可能とする。【解決手段】投写型表示装置は、映像信号を用いて被投写面上に映像を表示する映像表示部と、映像信号に対する歪み補正処理を行う歪み補正部とを備える。歪み補正部は、補正後映像における各画素の座標を、補正前映像上の補正前座標に変換する座標演算部と、補正前映像内の画素と補正前映像外の背景画素との内の補正前座標の近傍のＮ個の近傍画素の信号値と補正前座標との近傍度合いに応じて設定される係数群とを用いた補間処理により補正後映像における各画素の信号値を算出する画素補間部と、近傍画素にＭ（Ｍは１以上Ｎ以下の整数）個以上の背景画素が含まれる場合には近傍画素にＭ個未満の背景画素が含まれる場合に用いられる係数群とは異なる係数群を設定する係数設定部と、を含む。【選択図】  図９
2011176389.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
投写型表示装置であって、
映像を表す映像信号を取得する信号取得部と、
前記映像信号を用いて被投写面上に前記映像を投写して表示する映像表示部と、
前記被投写面上に表示される前記映像の歪みを補正するために、前記映像信号に対する歪み補正処理を行う歪み補正部と、を備え、
前記歪み補正部は、
前記歪み補正処理後の映像である補正後映像における各画素の座標を、前記歪み補正処理前の映像である補正前映像上の座標である補正前座標に変換する座標演算部と、
前記補正前映像内の画素と前記補正前映像外に仮想的に設定される画素である背景画素との内の前記補正前座標の近傍に位置するＮ（Ｎは２以上の整数）個の近傍画素の信号値と、前記近傍画素毎に前記補正前座標との近傍度合いに応じて設定される所定の係数の組である係数群と、を用いた補間処理により、前記補正後映像における各画素の信号値を算出する画素補間部と、
前記補間処理に用いられる前記係数群を設定する係数設定部であって、前記補正前映像上の縦方向と横方向との少なくとも一方に関して、前記近傍画素にＭ（Ｍは１以上Ｎ以下の整数）個以上の前記背景画素が含まれる第１の場合には、前記近傍画素にＭ個未満の前記背景画素が含まれる第２の場合に用いられる前記係数群とは異なる前記係数群を設定する係数設定部と、を含む、投写型表示装置。
【請求項２】
請求項１に記載の投写型表示装置であって、
前記係数設定部は、前記補正前座標の整数部を参照して、前記近傍画素に含まれる前記背景画素の数を判定する、投写型表示装置。
【請求項３】
請求項２に記載の投写型表示装置であって、
前記係数設定部は、前記補正前座標の整数部と小数部とを参照して、前記近傍画素に含まれる前記背景画素の数を判定する、投写型表示装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の投写型表示装置であって、
前記係数設定部は、前記第１の場合に、前記近傍画素に含まれる前記背景画素の数毎に異なる前記係数群を設定する、投写型表示装置。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の投写型表示装置であって、
前記係数設定部は、前記第１の場合に、前記補間処理に前記第２の場合に設定される前記係数群を用いる場合と比較して各前記背景画素の信号値の影響が小さくなるような前記係数群を設定する、投写型表示装置。
【請求項６】
表示方法であって、
（ａ）映像を表す映像信号を取得する工程と、
（ｂ）前記映像信号を用いて被投写面上に前記映像を投写して表示する工程と、
（ｃ）前記被投写面上に表示される前記映像の歪みを補正するために、前記映像信号に対する歪み補正処理を行う工程と、を備え、
前記歪み補正処理を行う工程（ｃ）は、
前記歪み補正処理後の映像である補正後映像における各画素の座標を、前記歪み補正処理前の映像である補正前映像上の座標である補正前座標に変換する工程と、
前記補正前映像内の画素と前記補正前映像外に仮想的に設定される画素である背景画素との内の前記補正前座標の近傍に位置するＮ（Ｎは２以上の整数）個の近傍画素の信号値と、前記近傍画素毎に前記補正前座標との近傍度合いに応じて設定される所定の係数の組である係数群と、を用いた補間処理により、前記補正後映像における各画素の信号値を算出する工程と、
前記補間処理に用いられる前記係数群を設定する工程であって、前記補正前映像上の縦方向と横方向との少なくとも一方に関して、前記近傍画素にＭ（Ｍは１以上Ｎ以下の整数）個以上の前記背景画素が含まれる第１の場合には、前記近傍画素にＭ個未満の前記背景画素が含まれる第２の場合に用いられる前記係数群とは異なる前記係数群を設定する工程と、を含む、表示方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、投写により被投写面上に映像を表示する投写型表示装置および投写により被投写面上に映像を表示する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
映像を表す映像信号を用いてスクリーンなどの被投写面上に映像を投写して表示させる投写型表示装置（例えばプロジェクター）が広く普及している。矩形の映像（以下、「補正前映像」とも呼ぶ）を表す映像信号に基づき投写型表示装置による映像表示を行う際に、投写型表示装置と被投写面との相対的な位置関係によっては、被投写面に表示される映像（以下、「投写映像」ともいう）が台形等の矩形以外の四角形に歪む場合がある。従来、射影変換を利用して投写映像の歪みを補正する技術が知られている。
【０００３】
歪み補正の技術では、歪み補正後の映像（以下、「補正後映像」とも呼ぶ）における各画素の座標が補正前映像上の座標（以下、「補正前座標」とも呼ぶ）に変換され、補正後映像における各画素の信号値が、補正前映像における補正前座標の近傍の所定数（例えば１６個）の画素（以下、「近傍画素」とも呼ぶ）の信号値を用いた補間処理によって算出される。
【０００４】
従来、補正後映像の輪郭部分を滑らかにするために、近傍画素に補正前映像の外に位置する画素（以下、「背景画素」とも呼ぶ）が所定数（例えば１２個）以上含まれる場合には、補間処理を行わず、予め設定された背景画素の信号値そのものを補正後映像における画素の信号値とする技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−２１７４６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記従来技術では、近傍画素に含まれる背景画素の数が多い場合には補間処理を行わず背景画素の信号値そのものを補正後映像の信号値とする処理が行われるため、通常の補間処理に加えて例外的な処理が行われることとなり、処理の複雑化をまねいていた。また、上記従来技術では、近傍画素に含まれる背景画素の数に基づいて補間処理を行うか背景画素の信号値そのものを出力するかを判定しているため、例えば補正前映像の右下端部の位置のように、縦方向および横方向の両方に関して近傍画素に背景画素が含まれる場合に、適切な判定が行われないおそれがあった。さらに、上記従来技術では、例えば補正前映像が端部に数画素幅のライン状の画像を含むときに補正後映像では当該ライン状の画像の一部または全部が消える場合があるなど、補正前映像の内容によっては適切な歪み補正が行われない場合があった。
【０００７】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、投写による映像表示において、処理の複雑化を抑制しつつ適切な歪み補正を実行可能とすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題の少なくとも一部を解決するために、本発明は、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【０００９】
［適用例１］投写型表示装置であって、
映像を表す映像信号を取得する信号取得部と、
前記映像信号を用いて被投写面上に前記映像を投写して表示する映像表示部と、
前記被投写面上に表示される前記映像の歪みを補正するために、前記映像信号に対する歪み補正処理を行う歪み補正部と、を備え、
前記歪み補正部は、
前記歪み補正処理後の映像である補正後映像における各画素の座標を、前記歪み補正処理前の映像である補正前映像上の座標である補正前座標に変換する座標演算部と、
前記補正前映像内の画素と前記補正前映像外に仮想的に設定される画素である背景画素との内の前記補正前座標の近傍に位置するＮ（Ｎは２以上の整数）個の近傍画素の信号値と、前記近傍画素毎に前記補正前座標との近傍度合いに応じて設定される所定の係数の組である係数群と、を用いた補間処理により、前記補正後映像における各画素の信号値を算出する画素補間部と、
前記補間処理に用いられる前記係数群を設定する係数設定部であって、前記補正前映像上の縦方向と横方向との少なくとも一方に関して、前記近傍画素にＭ（Ｍは１以上Ｎ以下の整数）個以上の前記背景画素が含まれる第１の場合には、前記近傍画素にＭ個未満の前記背景画素が含まれる第２の場合に用いられる前記係数群とは異なる前記係数群を設定する係数設定部と、を含む、投写型表示装置。
【００１０】
この投写型表示装置では、近傍画素にＭ個以上の背景画素が含まれる第１の場合にも、近傍画素にＭ個未満の背景画素が含まれる第２の場合にも、同様に、Ｎ個の近傍画素の信号値を用いた補間処理が行われるため、処理の複雑化を抑制することができる。また、この投写型表示装置では、近傍画素にＭ個以上の背景画素が含まれる第１の場合には、近傍画素にＭ個未満の背景画素が含まれる第２の場合に用いられる係数群とは異なる係数群を用いた補間処理が実行されるため、例えば補正前映像が端部に数画素幅のライン状の画像を含むときであっても補正後映像において当該ライン状の画像の一部または全部が消えることを抑制することができる等、補正前映像の内容にかかわらず適切な歪み補正を実行することができる。従って、この投写型表示装置では、投写による映像表示において、処理の複雑化を抑制しつつ適切な歪み補正を実行可能とすることができる。
【００１１】
［適用例２］適用例１に記載の投写型表示装置であって、
前記係数設定部は、前記補正前座標の整数部を参照して、前記近傍画素に含まれる前記背景画素の数を判定する、投写型表示装置。
【００１２】
この投写型表示装置では、補正前座標の整数部を参照することにより、近傍画素に含まれる背景画素の数を判定することができ、ひいては補間処理に用いられる係数群を適切に設定することができる。
【００１３】
［適用例３］適用例２に記載の投写型表示装置であって、
前記係数設定部は、前記補正前座標の整数部と小数部とを参照して、前記近傍画素に含まれる前記背景画素の数を判定する、投写型表示装置。
【００１４】
この投写型表示装置では、補正前座標の整数部と小数部とを参照することにより、近傍画素に含まれる背景画素の数の判定をきめ細かく行うことができ、ひいては補間処理に用いられる係数群をより適切に設定することができる。
【００１５】
［適用例４］適用例１ないし適用例３のいずれかに記載の投写型表示装置であって、
前記係数設定部は、前記第１の場合に、前記近傍画素に含まれる前記背景画素の数毎に異なる前記係数群を設定する、投写型表示装置。
【００１６】
この投写型表示装置では、近傍画素に含まれる背景画素の数毎に異なる係数群を設定することにより、補間処理に用いられる係数群をより適切に設定することができる。
【００１７】
［適用例５］適用例１ないし適用例４のいずれかに記載の投写型表示装置であって、
前記係数設定部は、前記第１の場合に、前記補間処理に前記第２の場合に設定される前記係数群を用いる場合と比較して各前記背景画素の信号値の影響が小さくなるような前記係数群を設定する、投写型表示装置。
【００１８】
この投写型表示装置では、近傍画素に背景画素が含まれる場合にも、すべての近傍画素が補間処理に用いられる一方、背景画素の信号値の影響を小さくすることができるため、例えば補正後映像の外周部付近における線のぼやけやガタつきを抑制することができる等、より適切な歪み補正を実現することができる。
【００１９】
なお、本発明は、種々の態様で実現することが可能であり、例えば、投写型表示装置、表示方法、映像処理装置、映像処理方法、射影変換処理装置、射影変換処理方法等の態様で実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】台形歪み補正を概念的に示す説明図である。
【図２】補正後映像信号の作成方法を概念的に示す説明図である。
【図３】画素補間の方法を概念的に示す図である。
【図４】本発明の実施例におけるプロジェクター１００の構成を概略的に示すブロック図である。
【図５】台形歪み補正部１２０の構成を示すブロック図である。
【図６】補間処理に用いられる近傍画素の一例を示す説明図である。
【図７】補間カーネルの一例を示す説明図である。
【図８】補正前座標Ｐ０が補正前映像ＩＧ０の端部付近である場合の近傍画素の一例を示す説明図である。
【図９】補間カーネルの一例を示す説明図である。
【図１０】補正前座標Ｐ０が補正前映像ＩＧ０の端部付近である場合の近傍画素の他の例を示す説明図である。
【図１１】補間カーネルの一例を示す説明図である。
【図１２】補間カーネルの一例を示す説明図である。
【図１３】補正前画像ＩＧ０の一例を示す説明図である。
【図１４】補正後映像ＩＧ１における外周部付近の一例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
次に、本発明の実施の形態を実施例に基づいて以下の順序で説明する。
Ａ．実施例：
Ａ−１．台形歪み補正：
Ａ−２．プロジェクターの構成：
Ａ−３．台形歪み補正部：
Ｂ．変形例：
【００２２】
Ａ．実施例：
Ａ−１．台形歪み補正：
図１は、台形歪み補正を概念的に示す説明図である。本発明の実施例におけるプロジェクター１００は、投写によりスクリーンＳＣなどの被投写面上に映像を表示する投写型表示装置である。プロジェクター１００は、矩形のフレーム画像により構成される映像（補正前映像）を表す入力映像信号に基づき映像表示を行う際に、プロジェクター１００とスクリーンＳＣとの相対的な位置関係によって発生しうるスクリーンＳＣ上の投写映像の台形歪みを補正する台形歪み補正を行うことができる。なお、本明細書では、プロジェクター１００とスクリーンＳＣとの相対的な位置関係によって投写映像に生ずる歪み（台形、平行四辺形、それ以外の四角形への歪み）を、まとめて単に「台形歪み」と呼ぶものとする。プロジェクター１００の構成の説明に先立って、本実施例のプロジェクター１００における台形歪み補正について簡単に説明する。
【００２３】
図１に示すように、プロジェクター１００が、スクリーンＳＣに対して水平方向（左右方向）および垂直方向（上下方向）のそれぞれに傾きを有して配置された場合、プロジェクター１００の液晶パネル部１９２（後述）に表示される映像（補正前映像ＩＧ０）は矩形であるのに対し、スクリーンＳＣに投写される映像ＰＩＧ０は水平方向および垂直方向のそれぞれに台形歪みを生じる。なお、図１では、説明の便宜上、プロジェクター１００内に含まれる液晶パネル部１９２を、プロジェクター１００の外部に表示している。
【００２４】
プロジェクター１００において、射影変換の手法を利用して、スクリーンＳＣに表示される映像に生ずる歪みとは逆の歪みを与えた映像（補正後映像ＩＧ１）を液晶パネル部１９２上に形成すると、スクリーンＳＣ上に矩形の映像ＰＩＧ１が表示される。このように、台形歪みを生じた映像を本来表示されるべき形状（例えば矩形）の映像に見せるための補正を、台形歪み補正という。
【００２５】
図２は、補正後映像信号の作成方法を概念的に示す説明図である。図２の左側には補正前映像ＩＧ０の例を示しており、図２の右側には補正後映像ＩＧ１の例を示している。図２の右側における破線は、補正前映像ＩＧ０の外形を示している。本実施例では、補正前映像ＩＧ０は、液晶パネル部１９２のフレーム一杯に表示されるように映像処理を施されているため、図２の右側における破線は、液晶パネル部１９２のフレームの外周を示していることとなる。
【００２６】
本明細書において、補正前映像ＩＧ０および補正後映像ＩＧ１上の座標とは、補正前映像ＩＧ０および補正後映像ＩＧ１が液晶パネル部１９２に表示された場合の各画素により構成される座標系上の座標を意味する。その内、補正後映像ＩＧ１が表示されている場合の液晶パネル部１９２の各画素の座標を補正後座標という。補正後座標は、整数値である。液晶パネル部１９２の画素座標のうち、補正後映像ＩＧ１が表示されていない領域の画素座標も補正後座標を用いて呼ぶものとする。補正後座標を、逆透視変換により補正前映像ＩＧ０上の座標に変換した座標を、補正前座標という。
【００２７】
補正後映像ＩＧ１を表す補正後映像信号の作成は、補正後映像ＩＧ１を構成する全ての画素の画素値（例えばＲ，Ｇ，Ｂの各値、信号値とも呼ぶ）を補正前映像ＩＧ０の画素値に基づいて算出することにより行われる。例えば、図２に示す補正後映像ＩＧ１の真ん中の四角で囲まれた座標Ｐ１（Ｘ，Ｙ）の画素値を求める方法について説明する。
【００２８】
まず、画素値を求めたい補正後座標Ｐ１（Ｘ，Ｙ）を、射影変換を用いて、補正前映像ＩＧ０上の補正前座標Ｐ０（ｘ,ｙ）に変換する。一般に、補正前映像ＩＧ０と補正後映像ＩＧ１とは、整数倍の対応関係とはなっていないため、算出された補正前座標Ｐ０（ｘ,ｙ）は小数部を含む場合が多い。そのため、補正後座標Ｐ１（Ｘ，Ｙ）の画素値を求めるには、補正前映像ＩＧ０における補正前座標Ｐ０（ｘ,ｙ）の近傍に位置するＮ（Ｎは２以上の整数）個の画素（以下、「近傍画素」とも呼ぶ）の画素値とフィルター係数とを用いて、補正前座標Ｐ０（ｘ,ｙ）における画素値を推定する。これを、画素補間という。なお、図２の例では、画素補間に１６個の近傍画素が用いられている。画素補間により、補正後映像ＩＧ１の座標Ｐ１（Ｘ，Ｙ）の画素値が算出される。補正後映像ＩＧ１を表す補正後映像信号は、補正後映像ＩＧ１を構成する全ての画素（座標）の画素値を、１画素ごとに、上記の画素補間により算出することによって作成される。
【００２９】
なお、例えば補正後映像ＩＧ１の端部付近の画素についての補間処理の際には、補正前座標が補正前映像ＩＧ０の端部付近に位置したり補正前映像ＩＧ０の外に位置したりして、近傍画素に、補正前映像ＩＧ０の外に仮想的に設定される画素（以下、「背景画素」と呼ぶ）が含まれる場合がある。背景画素の画素値は、所定の色（例えば青色や黒色）に対応する値に設定されている。近傍画素に背景画素が含まれる場合の補間処理については、後に詳述する。
【００３０】
図３は、画素補間の方法を概念的に示す図である。図３では、上記した補正後座標Ｐ１（Ｘ，Ｙ）を変換した補正前座標Ｐ０（ｘ，ｙ）の画素値を画素補間により求める方法を示している。図中、補正前座標Ｐ０（ｘ，ｙ）を、ハッチングを付した丸印で示し、その周辺１６個の近傍画素を白丸印で示している。補正前座標Ｐ０（ｘ，ｙ）の画素値は画素補間によって求められるため「補間画素」とも呼ばれる。
【００３１】
図３では、１６個の近傍画素の画素値を、ＤＡＴＡ［ｍ］［ｎ］（ｍ＝０，１，２，３（ｘ方向）；ｎ＝０，１，２，３（ｙ方向））と示している。補間画素は、この１６画素の画素値とフィルター係数との畳み込み演算により求められる。フィルター係数は、補間画素と各近傍画素との近傍度合い、すなわち距離（例えば、ＤＡＴＡ［１］［１］の近傍画素と補間画素との距離は、ｘ方向にｄｘ、ｙ方向にｄｙである）による影響を考慮して設定された係数である。図３では、フィルター係数は、ＣＯＥＦ［ｍ］［ｎ］（ｍ＝０，１，２，３（ｘ方向）；ｎ＝０，１，２，３（ｙ方向））と示している。なお、各近傍画素に対応するフィルター係数により構成される係数の組は、本発明における係数群に相当する。本実施例では、画素補間に２次元のフィルター係数が用いられているが、１次元に分解されたフィルター係数が用いられてもよい。
【００３２】
Ａ−２．プロジェクターの構成：
図４は、本発明の実施例におけるプロジェクター１００の構成を概略的に示すブロック図である。プロジェクター１００は、映像入力部１１０と、ＩＰ変換部１１２と、解像度変換部１１４と、映像合成部１１６と、台形歪み補正部１２０と、液晶パネル駆動部１４０と、フレームバッファー１５０と、高速バス制御部１６０と、低速バス制御部１６２と、プロセッサー部１７０と、操作部１８０と、センサー部１８２と、照明光学系１９０と、液晶パネル部１９２と、投写光学系１９４と、を有している。プロジェクター１００の各構成要素は、高速バス１０２または低速バス１０４を介して互いに接続されている。なお、プロジェクター１００が、さらに他の構成要素（例えば撮像部）を有するとしてもよいし、図４に示した構成要素の一部を有しないとしてもよい。
【００３３】
映像入力部１１０は、図示しないビデオデッキやＤＶＤプレーヤー、パーソナルコンピューターなどの外部機器から映像信号を入力し、入力映像信号に対する各種処理を行う。本実施例では、入力される映像信号は、１秒あたり３０枚のフレーム画像から構成されているアナログ映像信号であるものとする。具体的には、映像入力部１１０は、入力映像信号から垂直同期信号や水平同期信号を分離すると共に、同期信号の分離されたアナログ映像信号をデジタル映像信号に変換し、映像信号および同期信号をＩＰ変換部１１２に供給する。
【００３４】
ＩＰ変換部１１２は、必要により、映像入力部１１０から供給された映像信号のフォーマットを、インターレース方式からプログレッシブ方式に変換する処理を実行し、得られた映像信号を同期信号と共に解像度変換部１１４に供給する。
【００３５】
解像度変換部１１４は、必要により、ＩＰ変換部１１２から供給された映像信号に対して液晶パネル部１９２の解像度に応じた解像度変換処理を施し、得られた映像信号を同期信号と共に映像合成部１１６に供給する。
【００３６】
映像合成部１１６は、必要により、解像度変換部１１４から供給された映像信号とメニュー画面などのＯＳＤ（Ｏｎ  Ｓｃｒｅｅｎ  Ｄｉｓｐｌａｙ）とを合成し、合成した映像信号を同期信号に同期してフレームバッファー１５０に書き込む。
【００３７】
フレームバッファー１５０は、映像信号をフレーム画像単位で格納する。本実施例では、フレームバッファー１５０として、安価で大容量なＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）を用いている。
【００３８】
台形歪み補正部１２０は、各フレーム画像に対応する映像信号に対して射影変換を利用した台形歪み補正処理を行う。具体的には、台形歪み補正部１２０は、フレームバッファー１５０に格納された映像信号（補正前映像信号）を取得し、補正前映像信号が表す補正前映像を台形歪みを補償する形状で液晶パネル部１９２に表示させるために補正前映像信号に対して台形歪み補正処理を施し、台形歪み補正処理後の映像信号（補正後映像信号）を再度フレームバッファー１５０に格納する。なお、台形歪み補正部１２０の詳細構成については後述する。
【００３９】
液晶パネル駆動部１４０は、フレームバッファー１５０から映像信号を取得し、取得された映像信号に基づいて液晶パネル部１９２を駆動する。液晶パネル部１９２は、複数の画素をマトリクス状に配置した透過型液晶パネルにより構成される。液晶パネル部１９２は、液晶パネル駆動部１４０によって駆動され、マトリクス状に配置された各画素における光の透過率を変化させることにより、照明光学系１９０から照射された照明光を、映像を表す有効な映像光へと変調するための映像を形成する。
【００４０】
照明光学系１９０は、例えば、高圧水銀ランプ、超高圧水銀ランプ等のランプ類や、その他の発光体を備えて構成される。投写光学系１９４は、プロジェクター１００の筐体の前面に取り付けられており、液晶パネル部１９２によって映像光へと変調された光を拡大して、スクリーンＳＣに投写する。投写光学系１９４はズームレンズ（図示せず）を備え、液晶パネル部１９２を透過した光を投写する際の拡大の程度（ズーム状態）を変化させることができる。本実施例における液晶パネル駆動部１４０、液晶パネル部１９２、照明光学系１９０、投写光学系１９４は、本発明における映像表示部に相当する。
【００４１】
プロセッサー部１７０は、記憶部（図示しない）に記憶された制御プログラムを読み出して実行することにより、プロジェクター１００内の各部の動作を制御する。また、センサー部１８２により検出されるプロジェクター１００の傾きや操作部１８０を介したユーザーからの指示に基づいて、台形歪み補正に用いられる射影変換のパラメーター値を算出し、台形歪み補正部１２０に出力する。なお、射影変換のパラメーター値は、台形歪み補正前にスクリーンＳＣに表示されている映像ＰＩＧ０を撮像した画像に基づいて、透視変換の行列式を用いて算出されるとしてもよい。
【００４２】
Ａ−３．台形歪み補正部：
図５は、台形歪み補正部１２０の構成を示すブロック図である。台形歪み補正部１２０は、制御部１２８と、レジスター部１２７と、座標演算部１２９と、映像信号入力部１２１と、画素補間部１２５と、フィルター係数記憶部１２３と、フィルター係数設定部１３０と、映像処理部１３２と、を有している。
【００４３】
レジスター部１２７は、プロセッサー部１７０（図４）から供給される各種パラメーター値を取得する。具体的には、レジスター部１２７には、補正前映像を構成するフレーム画像の幅および高さの値や、プロセッサー部１７０において設定された台形歪み補正処理に用いられる射影変換のパラメーター値（座標変換行列の変換係数）が供給される。レジスター部１２７は、取得したパラメーター値を座標演算部１２９に供給する。
【００４４】
座標演算部１２９は、レジスター部１２７から供給される射影変換のパラメーター値を用いて、制御部１２８から供給される同期信号に同期して、台形歪み補正後の補正後映像ＩＧ１の各画素の座標値（補正後座標）を、補正前映像ＩＧ０における座標値（補正前座標）に変換する。座標演算部１２９は、補正前座標を整数部と小数部に分け、整数部を映像信号入力部１２１とフィルター係数設定部１３０とに供給し、小数部をフィルター係数設定部１３０に供給する。
【００４５】
フィルター係数記憶部１２３には、図３に示す補間画素と近傍画素との距離に応じて予め算出された複数のフィルター係数が格納されている。フィルター係数設定部１３０は、座標演算部１２９から供給された座標の小数部および整数部に基づいて、フィルター係数記憶部１２３に記憶された係数の内、画素補間部１２５による画素補間処理に用いられるフィルター係数を選択・設定し、画素補間部１２５に供給する。なお、補間処理に用いられるフィルター係数については、後に詳述する。
【００４６】
映像信号入力部１２１は、座標演算部１２９から供給された座標の整数部に基づいて、フレームバッファー１５０に格納されている補正前映像信号の一部を取得する。補正前映像信号の取得は、補正前座標の整数部により特定される補間画素の近傍画素（図３）に対応する映像信号が含まれるように実行される。映像信号入力部１２１は、取得した映像信号を画素補間部１２５に供給する。本実施例の映像信号入力部１２１は、本発明における信号取得部として機能する。
【００４７】
画素補間部１２５は、映像信号入力部１２１から供給される映像信号とフィルター係数設定部１３０から供給されるフィルター係数とに基づいて、補正後映像ＩＧ１の各画素の画素値を算出する画素補間処理を実行し、算出された画素値を映像処理部１３２に供給する。映像処理部１３２は、画素補間部１２５から供給された画素値を、補正後映像信号としてフレームバッファー１５０に格納する。
【００４８】
制御部１２８は、台形歪み補正部１２０全体の制御を行う。具体的には、制御部１２８は、映像合成部１１６（図４）から台形歪み補正部１２０に供給される同期信号を取得し、取得された同期信号を座標演算部１２９に供給することにより、取得された同期信号に対応するフレーム画像についての台形歪み補正処理を開始させる。
【００４９】
以下、上述した補間処理に用いられるフィルター係数について説明する。なお、以下の説明では、画素補間は縦４×横４の１６個の近傍画素を用いて実行されるものとする。また、補正前映像ＩＧ０および補正後映像ＩＧ１のサイズは、共にＱＶＧＡ（３２０画素×２４０画素）であるものとする。
【００５０】
図６は、補間処理に用いられる近傍画素の一例を示す説明図である。図６において、補正前座標Ｐ０の「＊」は任意の数値を表している（以降の図においても同様）。すなわち、Ｐ０（４．＊＊，８．＊＊）は、例えばＰ０（４．１５，８．４７）を表している。図６の例では、補正前座標Ｐ０のｘ座標の整数部の値は４であり、ｙ座標の整数部の値は８である。この場合には、近傍画素は、図６に示す１６個の画素、すなわち、補正前映像ＩＧ０における座標（ｘ，ｙ）（ｘ＝３，４，５，６；ｙ＝７，８，９，１０）の画素となる。この場合には、近傍画素は、すべて補正前映像ＩＧ０内の画素であり、補正前映像ＩＧ０の外の画素（背景画素）は含まない。なお、ｘ方向（横方向）およびｙ方向（縦方向）のそれぞれに関して、近傍画素に背景画素が含まれない場合は、本発明における第２の場合に相当する。
【００５１】
図７は、補間カーネルの一例を示す説明図である。図７には、図６の例において、ｘ方向について使用される補間カーネルの例を示している。近傍画素に背景画素が含まれない場合には、図７に示した補間カーネルを使用して各近傍画素に対応するフィルター係数が設定される。
【００５２】
図８は、補正前座標Ｐ０が補正前映像ＩＧ０の端部付近である場合の近傍画素の一例を示す説明図である。図８の例では、補正前座標Ｐ０のｘ座標の整数部の値は０であり、ｙ座標の整数部の値は６である。この場合には、近傍画素は、図８に示す１６個の画素、すなわち、補正前映像ＩＧ０における座標（ｘ，ｙ）（ｘ＝−１，０，１，２；ｙ＝５，６，７，８）の画素となる。ここで、ｘ座標が負の値である画素（図８においてハッチングを付した画素）は、補正前映像ＩＧ０の外の画素（背景画素）である。なお、ｘ方向（横方向）およびｙ方向（縦方向）のそれぞれに関して、近傍画素に背景画素が１つ以上含まれる場合は、本発明における第１の場合に相当する。
【００５３】
図９は、補間カーネルの一例を示す説明図である。図９には、図８の例において、ｘ方向について使用される補間カーネルの例を示している。ｘ方向について、近傍画素に１つの背景画素が含まれる場合には、図９に示した補間カーネルを使用して各近傍画素に対応するフィルター係数が設定される。なお、図９において、白丸は、近傍画素に背景画素が含まれない場合の補間カーネルの例を示している。
【００５４】
本実施例では、図９に示すように、近傍画素に背景画素が含まれている場合に、背景画素の画素値も補間計算に使用される。ただし、本実施例では、近傍画素に背景画素が含まれている場合には、背景画素の画素値の影響が近傍画素に背景画素が含まれていない場合における対応する画素の画素値の影響と比べて小さくなるようなフィルター係数が設定されるように、補間カーネルが設定されている。例えば、図９に示す補間カーネルにおいて、左端の黒丸で示す背景画素に対応する値（絶対値）は、近傍画素に背景画素が含まれていない場合の補間カーネルとして左端の白抜き丸で示す値（絶対値）より小さく設定されている。すなわち、本実施例では、近傍画素に背景画素が含まれている場合の補間処理には、近傍画素に背景画素が含まれていない場合の補間処理に用いられるフィルター係数とは異なるフィルター係数が用いられる。
【００５５】
なお、補間処理に用いられるフィルター係数は、補正前座標Ｐ０の小数部の値と近傍画素に含まれる背景画素の数との組み合わせ毎に予め設定され、フィルター係数記憶部１２３（図５）に格納されている。図８からわかるように、近傍画素に含まれる背景画素の数は、補正前座標Ｐ０の整数部の値により一義的に定まる。フィルター係数設定部１３０は、座標演算部１２９から補正前座標Ｐ０の整数部および少数部の値を取得し、補正前座標Ｐ０の整数部の値に基づき近傍画素に含まれる背景画素の数を判定すると共に、近傍画素に含まれる背景画素の数と補正前座標Ｐ０の小数部の値とに基づきフィルター係数を選択・設定する。
【００５６】
図１０は、補正前座標Ｐ０が補正前映像ＩＧ０の端部付近である場合の近傍画素の他の例を示す説明図である。図１０の例では、補正前座標Ｐ０のｘ座標の整数部の値は３１９であり、ｙ座標の整数部の値は２３９である。この場合には、近傍画素は、図１０に示す１６個の画素、すなわち、補正前映像ＩＧ０における座標（ｘ，ｙ）（ｘ＝３１８，３１９，３２０，３２１；ｙ＝２３８，２３９，２４０，２４１）の画素となる。補正前映像ＩＧ０のサイズは３２０画素×２４０画素であるため、ｘ座標が３２０以上である画素およびｙ座標が２４０以上である画素（図１０においてハッチングを付した画素）は背景画素である。
【００５７】
図１１は、補間カーネルの一例を示す説明図である。図１１には、図１０の例において、ｘ方向について使用される補間カーネルの例を示している。ｘ方向について、近傍画素に２つの背景画素が含まれる場合には、図１１に示した補間カーネルを使用して各近傍画素に対応するフィルター係数が設定される。図示するように、近傍画素に２つの背景画素が含まれている場合にも、背景画素の画素値が補間計算に使用される。ただし、この場合にも、背景画素の画素値の影響が近傍画素に背景画素が含まれていない場合における対応する画素の画素値の影響と比べて小さくなるようなフィルター係数が設定されるように、補間カーネルが設定されている。従って、近傍画素に２つの背景画素が含まれる場合のフィルター係数は、近傍画素に１つの背景画素が含まれる場合のフィルター係数とは異なることとなる。すなわち、本実施例では、近傍画素に背景画素が含まれている場合の補間処理には、近傍画素に含まれる背景画素の数に応じて異なるフィルター係数が用いられる。
【００５８】
なお、近傍画素に含まれる背景画素の数の判定に、補正前座標Ｐ０の整数部の値と共に、補正前座標Ｐ０の小数部の値が用いられるとしてもよい。例えば、図１０の例において、ｘ方向に関して、補正前座標Ｐ０のｘ座標の小数部が０．５未満の場合には、背景画素は図１０に示す通り２つであるとする一方、補正前座標Ｐ０のｘ座標の小数部が０．５以上の場合には、背景画素はｘ座標が３１９である画素も含めて３つであるとしてもよい。図１２は、図１０においてｘ座標が３１９である画素も背景画素とした場合における補間カーネルの一例を示す説明図である。図１２において、白抜き丸は、図１１に示す補間カーネルの例を示している。図１２の例では、図１１の例と比較して、背景画素の画素値の影響がさらに小さくなるような補間カーネルとなっている。このように、近傍画素に含まれる背景画素の数の判定に、補正前座標Ｐ０の整数部の値と共に補正前座標Ｐ０の小数部の値を用いるとすれば、近傍画素に含まれる背景画素の数の判定をよりきめ細かく行うことができ、より適切な台形歪み補正を実現することができる。
【００５９】
以上説明したように、本実施例のプロジェクター１００では、台形歪み補正時の画素補間に用いられる近傍画素に背景画素が含まれる場合においても、すべての近傍画素の画素値と、近傍画素に背景画素が含まれない場合に用いられるフィルター係数とは値の異なるフィルター係数と、を用いた補間処理が行われる。すなわち、本実施例のプロジェクター１００では、近傍画素に含まれる背景画素の数が所定数以上の場合にも、補間処理を行わずに背景画素の信号値そのものを補正後映像ＩＧ１における画素の信号値とするといった処理が行われることはない。背景画素の信号値そのものを補正後映像ＩＧ１における画素の信号値とする処理を行うと、例えば図１３に示すように、補正前映像ＩＧ０が外周部に数画素幅のライン状の画像Ｉａ０を含む映像である場合に、補正後映像ＩＧ１において当該ライン状の画像の一部または全部が消える恐れがある。本実施例のプロジェクター１００では、近傍画素に含まれる背景画素の数にかかわらず、すべての近傍画素の画素値を用いた補間処理が行われるため、補正前映像ＩＧ０が図１３に示すような映像であっても補正後映像ＩＧ１において画像の一部または全部が消えることがなく、適切な台形歪み補正を行うことができる。
【００６０】
また、本実施例のプロジェクター１００における補間処理では、画像の外周部付近における線のぼやけやガタつきを抑制することができる。図１４は、補正後映像ＩＧ１における外周部付近の一例を示す説明図である。図１４には、図１３に示したライン状の画像Ｉａ０を含む補正前映像ＩＧ０に対する台形歪み補正により生成された補正後映像ＩＧ１におけるライン状の画像Ｉａ１付近を拡大して示している。図１４（ａ）に示すように、近傍画素に含まれる背景画素の数が所定数以上である場合に補間計算を行わずに背景画素の画素値そのものを出力するとする比較例１では、補正後映像ＩＧ１のライン状の画像Ｉａ１付近においてジャギーが目立つ画像となる。また、図１４（ｂ）に示すように、近傍画像に含まれる背景画素の数にかかわらず同一のフィルター係数を用いる比較例２では、フィルター係数の設定によっては、背景画素の影響が大きくなりすぎてライン状の画像Ｉａ１がぼやけて太くなったり、逆にガタついてしまったりする。これに対して、図１４（ｃ）に示すように、本実施例では、近傍画素に背景画素が含まれる場合には近傍画素に背景画素が含まれない場合に用いられるフィルター係数とは異なる値のフィルター係数を用いた補間が行われるため、ライン状の画像Ｉａ１のガタつきが少なくなり、かつ、背景画素の影響が不必要に大きくなってライン状の画像Ｉａ１がぼやけることのないような補間処理を実現することができる。
【００６１】
また、一般に、台形歪み補正等の映像処理はパイプライン処理で実行されるため、例えば、近傍画素に含まれる背景画素の数が多い場合に補間計算を行わない場合でも、補間計算を行う場合と同一サイクルだけ遅延させなければならず、補間計算を行わないことによって処理の高速化を図ることができず、むしろ例外処理の存在により処理の複雑化（回路の複雑化）をまねくこととなる。本実施例のプロジェクター１００では、近傍画素に含まれる背景画素の数にかかわらず、すべての近傍画素の画素値を用いた補間処理が行われるため、処理の複雑化を抑制することができる。
【００６２】
以上のように、本実施例のプロジェクター１００では、投写による映像表示において、処理の複雑化を抑制しつつ適切な台形歪み補正を実現することができる。
【００６３】
また、本実施例のプロジェクター１００では、近傍画素に含まれる背景画素の数毎に異なるフィルター係数を用いて補間処理が行われるため、補間処理に用いられるフィルター係数をより適切に設定することができ、より適切な台形歪み補正を実現することができる。
【００６４】
Ｂ．変形例：
なお、この発明は上記の実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
【００６５】
Ｂ１．変形例１：
上記実施例における補間処理に用いられる補間カーネルはあくまで一例であり、適宜変形可能である。
【００６６】
また、上記実施例では、近傍画素は、補正前座標Ｐ０の近傍に位置する１６個の画素であるとしているが、近傍画素の個数Ｎは２以上であれば１６以外であってもよい。
【００６７】
また、上記実施例では、ｘ方向およびｙ方向のそれぞれに関して、近傍画素に１つ以上の背景画素が含まれている場合には、近傍画素に背景画素が含まれていない場合の補間処理に用いられるフィルター係数とは異なるフィルター係数を用いた補間処理が行われるとしているが、近傍画素にＭ（Ｍは１以上Ｎ（近傍画素数）以下の整数）個以上の背景画素が含まれる場合には、近傍画素に背景画素がＭ個未満の背景画素が含まれる場合の補間処理に用いられるフィルター係数とは異なるフィルター係数を用いた補間処理が行われる、としてもよい。
【００６８】
Ｂ２．変形例２：
本発明は、上記した実施例における台形歪み補正部１２０を備える射影変換処理装置にも適用可能である。例えば、射影変換処理装置にて変換処理を施した映像信号に基づいて、液晶パネル、有機ＥＬ（Electro-Luminescence：エレクトロルミネッセンス）パネル等の映像表示部に映像を表示させる構成の映像表示装置を構成することができる。また、射影変換処理装置と、液晶パネル等の映像表示部を備えるデジタルカメラを構成してもよい。この場合、射影変換処理装置は、カメラのセンサーが、被写体に対して平行でない場合に生じる歪み（パースペクティブの歪み）を補正して、映像表示部に出力することによって、カメラのセンサーが被写体に対して平行になるように撮影した映像が、映像表示部に表示される。また、例えば、射影変換処理装置にて変換処理を施した映像信号を、プリンターに出力したり、ハードディスクに書き込みしたりする等、種々の出力装置に出力する構成にしてもよい。
【００６９】
Ｂ３．変形例３：
上記実施例におけるプロジェクター１００の構成は、あくまで一例であり、種々変形可能である。例えば、上記実施例では、プロジェクター１００は、透過型の液晶パネル部１９２を用いて照明光学系１９０からの光を変調しているが、透過型の液晶パネル部１９２にの代わりに、例えばデジタル・マイクロミラー・デバイス（ＤＭＤ（登録商標）：Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｍｉｃｒｏ−Ｍｉｒｒｏｒ  Ｄｅｖｉｃｅ）や、反射型の液晶パネル（ＬＣＯＳ（登録商標）：Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  ｏｎ  Ｓｉｌｉｃｏｎ）等を用いて光を変調する構成にしてもよい。また、プロジェクター１００が、小型ＣＲＴ（陰極線管）上の映像を被投写面に投写するＣＲＴプロジェクターであってもよい。
【００７０】
また、上記各実施例において、ハードウェアによって実現されていた構成の一部をソフトウェアに置き換えるようにしてもよく、逆に、ソフトウェアによって実現されていた構成の一部をハードウェアに置き換えるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００７１】
１００…プロジェクター
１０２…高速バス
１０４…低速バス
１１０…映像入力部
１１４…解像度変換部
１１６…映像合成部
１２０…台形歪み補正部
１２１…映像信号入力部
１２３…フィルター係数記憶部
１２５…画素補間部
１２７…レジスター部
１２８…制御部
１２９…座標演算部
１３０…フィルター係数設定部
１３２…映像処理部
１４０…液晶パネル駆動部
１５０…フレームバッファー
１６０…高速バス制御部
１６２…低速バス制御部
１７０…プロセッサー部
１８０…操作部
１８２…センサー部
１９０…照明光学系
１９２…液晶パネル部
１９４…投写光学系
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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