(57)【要約】【課題】本発明は、プロジェクタで幾何学変形を行った場合においても、光源の発光量を適切に制御することを目的とする。【解決手段】投影画像の幾何学変形を行う幾何学変形手段と、映像信号の特徴量を取得する特徴量取得手段と、光源の発光量を制御する発光量制御手段と、を有する投影装置において、幾何学変形手段に設定されている変形量と特徴量取得手段によって取得した映像信号の特徴量から光源の発光量を算出し、算出された発光量に基づいて光源の発光量を制御することを特徴とする投影装置。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
投影画像の幾何学変形を行う幾何学変形手段と、
映像信号の特徴量を取得する特徴量取得手段と、
光源の発光量を制御する発光量制御手段と、
を有する投影装置において、
幾何学変形手段に設定されている変形量と特徴量取得手段によって取得した映像信号の特徴量から光源の発光量を算出し、
算出された発光量に基づいて光源の発光量を制御することを特徴とする投影装置。
【請求項２】
請求項１に記載の投影装置であって、
さらに映像信号の画像に補正を施す画像処理手段を備え、
幾何学変形手段に設定されている変形量と特徴量取得手段によって取得した映像信号の特徴量から光源の発光量と画像処理手段に適用すべきパラメータを算出し、
算出された発光量と画像処理のパラメータに基づいて光源の発光量と画像処理手段の制御を制御することを特徴とする投影装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の投影装置であって、
幾何学変形手段に設定されている変形量に応じて、特徴量取得手段から取得された特徴量の一部もしくは全部を選択的に用いて、発光量もしくは画像処理のパラメータの算出を行うことを特徴とする投影装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は投影装置、及びその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、プロジェクタにおいて従来のランプよりも高寿命であるＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）や半導体レーザーなどが光源として用いられるようになってきている。これらの光源は発光量を動的に制御できるため、ダイナミックレンジやコントラスト向上のために、光源の発光量を制御する機構がプロジェクタにも適用されるようになってきている。
【０００３】
このような光源の発光量を動的に制御するプロジェクタにおいて、特許文献１では、複数のプロジェクタを用いて１つの画像を形成するマルチ投影を行った際に、プロジェクタの重畳領域の黒浮きを制御する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１７−１０２３４８号公報
【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に記載の技術では、プロジェクタの投影画像の形状を変形する幾何学変形を行った際に、その影響を考慮して加味して光源の発光量を制御することはできない課題があった。
【０００６】
本発明は上記の問題点に鑑み、プロジェクタで幾何学変形を行った場合においても、光源の発光量を適切に制御することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
投影画像の幾何学変形を行う幾何学変形手段と、
映像信号の特徴量を取得する特徴量取得手段と、
光源の発光量を制御する発光量制御手段と、
を有する投影装置において、
幾何学変形手段に設定されている変形量と特徴量取得手段によって取得した映像信号の特徴量から光源の発光量を算出し、
算出された発光量に基づいて光源の発光量を制御することを特徴とする投影装置。
【発明の効果】
【０００８】
以上のように、本発明によればプロジェクタで幾何学変形を行った場合においても、光源の発光量を適切に制御することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明が適用されるシステムの一例と投影面の様子を示す図である。
【図２】システムの構成の一例を示す図である。
【図３】画像処理部の構成の一例を示す図である。
【図４】実施例１の発光量補正処理の処理フローの一例を示す図である。
【図５】幾何学変形を説明するための図である。
【図６】特徴量と発光量の関係の一例を示す図である。
【図７】実施例２の発光量補正処理の処理フローの一例を示す図である。
【図８】実施例２の領域毎の特徴量を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明するが、この発明は以下の実施の形態に限定されない。また、この発明の実施の形態は発明の好ましい形態を示すものであり、発明の範囲を限定するものではない。
【００１１】
［実施例１］
図１（ａ）は本発明が適用されるシステムの一例を示す図である。本実施例では、プロジェクタ１００とＰＣ２００が映像ケーブルによって接続されており、プロジェクタ１００は投影面に対して、投影画像１０を投影している。本実施例では、プロジェクタ１００が台形歪補正（以降キーストーン補正）を行いながら投影画像１０を投影しているケースを例に挙げて説明を行う。なお、図１（ｂ）に示されるように、投影画像の斜線で示される領域は、キーストーン変形によって黒い画像を投影している領域であり、ユーザに殆ど視認されない領域となっている。
【００１２】
図２は本実施例のシステムの主要な構成を表す図である。本実施例のプロジェクタ１００は、ＣＰＵ１０１、ＲＡＭ１０２、ＲＯＭ１０３、投影部１０４、投影制御部１０５、ＶＲＡＭ１０６、操作部１０７、ネットワークＩＦ１０８、画像処理部１０９、映像入力部１１０を有する。また、１１１は上記の各ブロックを接続するシステムバスである。
【００１３】
ＣＰＵ１０１は、プロジェクタ１００の各動作ブロックの制御を行う。ＲＡＭ１０２は、ワークメモリとして一時的に制御プログラムやデータを格納するものである。ＲＯＭ１０３は、ＣＰＵ１０１の処理手順を記述した制御プログラムを記憶するためのものである。
【００１４】
投影部１０４は、後述する投影制御部１０５によって指示された画像を投影するためのものであり、不図示の液晶パネル、レンズ、半導体レーザーから構成され、半導体レーザーは投影制御部の指示によって発光量を動的に変更できるように構成されている。投影制御部１０５は、ＶＲＡＭ１０６に格納された画像データを読み出し、投影部１０４に投影の指示を出すためのものである。ＶＲＡＭ１０６は投影部１０４で投影する画像を格納するための領域である。ＧＵＩはＣＰＵ１０１がＶＲＡＭ１０６に描画する。
【００１５】
操作部１０７は、ユーザからの指示を受け付け、ＣＰＵ１０１に対して指示信号を送信するものである。例えば、スイッチやダイヤルから成る。また、操作部１０７は不図示のリモコンからの信号を受信し、受信した信号に対応した指示信号をＣＰＵ１０１に対して送るものであっても良い。
【００１６】
ネットワークＩＦ１０８は外部機器とネットワーク通信を行うためのものである。画像処理部１０９は、後述の映像入力部１１０から受信した映像信号に各種画像処理を施して、投影制御部１０５に送信するものである。具体的には、フレーム間引き処理、フレーム補間処理、ＩＰ変換処理、解像度変換処理、歪み補正処理（キーストーン補正処理）、エッジブレンディングといった画像処理を施す。また画像処理部１０９は、不図示の映像信号の特徴量を取得する特徴量取得部を有しており、映像信号の明るさや色などの情報を取得可能なように構成されている。
【００１７】
映像入力部１１０は、外部機器からの入力信号を受け、ＶＲＡＭ１０６上にフレームごとに展開する。
【００１８】
図３は、図２の画像処理部１０９の内部構成の一例を示した図である。画像処理部１０９は、各種画像処理部３１０，幾何学変形部３２０、特徴量取得部３３０から構成される。  元画像信号ｓｉｇ３０１は、映像入力部１１０を介してＰＣ２００から受信した映像信号が入力される。
【００１９】
各種画像処理部３１０は、画像信号ｓｉｇ３０１を入力とし、ＣＰＵ１０１と連携して各種画像処理を施して生成した画像処理後信号ｓｉｇ３０２を幾何学変形部３２０に対して出力する。各種画像処理とは、ＩＰ変換、フレームレート変換、解像度変換、ＯＳＤ表示、γ変換、色域変換、色補正、エッジ強調などである。
【００２０】
幾何学変形部３２０は、画像信号ｓｉｇ３０２を入力とし、ＣＰＵ１０１から指示された幾何学変形パラメータを元に、キーストーン補正や曲面補正などを行う。本実施例では説明を簡略化するためにキーストーン補正を例に挙げて以降の説明を行う。
【００２１】
特徴量取得部３３０は、幾何学変形部３２０が生成した幾何学変形後の信号ｓｉｇ３０３の特徴量を取得する。特徴量とは、画像信号の色情報や輝度のヒストグラムなどである。特徴量取得部３３０から出力された信号ｓｉｇ３０４は、システムバスを介して投影制御部１０５の投影部１０４に存在する不図示の液晶パネルに入力される。
【００２２】
なお、画像処理部１０９は、不図示のタイミング信号生成部を有しており、元画像信号ｓｉｇ３０１から垂直同期信号、水平同期信号、ピクセルクロックなどのタイミング信号を内部で生成している。各種画像処理部３１０、幾何学変形部３２０、特徴量取得部３３０は、それらのタイミング信号に同期して動作するように構成されている。また、生成された垂直同期信号は、不図示のタイミング信号線によってＣＰＵ１０１に供給されるように構成されており、ＣＰＵ１０１は画像処理部１０９と同様に、映像信号の垂直同期信号と同期して動作可能なように構成されている。
【００２３】
＜本発明の特徴的な動作＞
図４はＣＰＵ１０１で実行される発光量補正処理の処理フローを示した図である。ＣＰＵ１０１は投影が開始されると、画像処理部１０９が生成した垂直同期信号に同期して図４に示した処理を実施する。よって、図４の処理は映像信号のリフレッシュレートと同様の頻度で実行されることとなる。例えば映像信号のリフレッシュレートが６０Ｈｚであった場合、図４の処理は１秒間に６０回実行されることとなる。
【００２４】
処理が開始されると、ＣＰＵ１０１は幾何学変形部３２０に設定されている幾何学変形パラメータを取得する（Ｓ４０１）。なお、本実施例では幾何学変形のパラメータを幾何学変形部３２０から取得すると説明したが、幾何学変形部３２０に設定したパラメータをＲＡＭ１０２に保持しておき、ＲＡＭ１０２から設定値を読み取るようにしても良い。
【００２５】
なお、説明を簡略化するため、以降の説明では幾何学変形の一例としてキーストーン変形を実施した場合の例を述べる。
【００２６】
次にＣＰＵ１０１は、幾何学変形のパラメータを元に、幾何学変形によって映像信号が表示されなくなる部分（以降、映像非表示領域と称する）の面積を算出する（Ｓ４０２）。図５（ａ）は図１（ｂ）に示されるキーストーン変形を行った場合に、液晶パネル上に表示される画像を示したものである。Ｓ４０２で算出される映像非表示領域の面積とは、図５（ａ）の斜線部を指し、キーストーン変形によって画像が表示されなくなる領域の面積の事を指している。
【００２７】
なお、キーストーン変形以外の幾何学変形の場合は、近似的に映像非表示領域の面積を求めるようにしても良い。キーストーン変形以外の複雑な形状の幾何学変形では、画像領域内に複数の制御点を設け、その制御点を移動させる事により変形を制御する事が一般的に行われている。
【００２８】
図５（ｂ）は、制御点と幾何学変形の様子を示した図である。図５（ｂ）には、説明のために画像の外周の各辺に３点の制御点を図示している。例えば、幾何学変形が図５（ｂ）に示すような曲面のような形状である場合、正確な面積をＣＰＵ１０１で求めようとすると計算負荷が上がってしまい、発光量補正処理が映像の垂直同期信号の期間内に完了しなくなってしまう恐れがある。
【００２９】
このような場合、図５（ｂ）に示すように、外周の制御点間とパネル領域の外形部分を直線で結び、直線で囲われた部分の面積、つまり、図５（ｂ）の点線で囲われた部分の面積を求める事によって、近似的に映像非表示領域の面積を算出するようにしても良い。このように構成することによって、ＣＰＵ１０１の計算負荷を抑えつつ、変形後の映像非表示領域の面積をある程度の精度で知る事が可能となる。なお、図５（ｂ）では図を簡略化するために制御点を３点として説明したが、さらに多くの制御点を設けて幾何学変形や映像非表示領域の面積の近似計算を行っても良い。
【００３０】
次にＣＰＵ１０１は、特徴量取得部３３０から映像信号の特徴量を取得する（Ｓ４０３）。Ｓ４０３で取得される特徴量とは、前述した色情報や輝度のヒストグラムなどの情報である。この色情報や輝度のヒストグラムなどの情報は、幾何学変形手段３２０の後段で取得されるものであるため、変形後の画像の特徴量が取得される事となる。よって、本実施例では、図５（ａ）の斜線部であらわした映像非表示領域の特徴量も含まれた値が取得される。
【００３１】
次にＣＰＵ１０１はＳ４０２で算出した映像非表示領域の面積から映像非表示領域の特徴量を算出し、Ｓ４０３で取得した特徴量から減算する（Ｓ４０４）。本実施例では映像非表示領域部分は黒が表示されているため、Ｓ４０２で取得した色情報や輝度のヒストグラムから、Ｓ４０２で算出した映像非表示領域の面積分の黒画素の情報を減算する。
【００３２】
次にＣＰＵ１０１はＳ４０４で算出した映像の特徴量を元に、光源の発光量を算出し（Ｓ４０５）、統制制御部１０５を介して投影部１０４に含まれる不図示の半導体レーザーの発光量を制御し（Ｓ４０６）、発光量補正処理を終了する。なお、Ｓ４０５の発光量の算出は、例えばＳ４０４で算出した特徴量を元に、映像信号の平均輝度を算出し、図６に示すようなグラフを元に発光量を算出するようにすれば良い。なお、本実施例では平均輝度から発光量を算出するとしたが、平均輝度以外の色情報や輝度値のヒストグラム、その他の特徴量を用いて発光量を算出しても良い。また、図６に示すような線形のグラフを用いずに、別のアルゴリズムを用いて発光量を算出するようにしても良い。
【００３３】
このように幾何学変形による映像非表示領域の特徴量を減算することによって、各種画像処理や幾何学変形を施した映像信号の輝度の色情報のヒストグラムをより正確に算出し、その情報に基づいて光源の発光量制御を行うことが可能となる。
【００３４】
なお、本実施例では映像の特徴量から発光量を算出して制御すると説明したが、発光量と合わせて各種画像処理部３１０に適用するパラメータも算出し、同時に制御するようにしても良い。例えば、各種画像処理部３１０で行っているγ変換、色域変換、色補正などのパラメータを適宜変更し、同時に制御するようにしても良い。このように構成することによって、光源の発光量の制御のみの場合よりも、より高い階調表現を行うことが可能となる。
【００３５】
［実施例２］
本実施例では、実施例１と同様に、発光量制御処理について説明する。実施例１との主な相違は、映像信号の特徴量の取得方法である。実施例１では特徴量を全ての領域で取得する例を説明したが、本実施例では特徴量を領域ごとに選択的に取得し、発光量を決定する処理を行う。なお、投影システムの構成および画像処理部の構成は、実施例１と同様に図１〜図３であるため、説明を省略する。
【００３６】
図７は本実施例のＣＰＵ１０１で実行される発光量補正処理の処理フローを示した図である。Ｓ７０１の幾何学変形パラメータの取得処理は、Ｓ４０１の処理と同様であるため説明を省略する。
【００３７】
次にＣＰＵ１０１は幾何学変形パラメータから、特徴量を取得すべき領域を決定する（Ｓ７０２）。特徴量を取得すべき領域の決定方法は、例えば図８に示したように液晶パネルの領域を複数の領域に分割し、分割した領域に映像信号がどの程度含まれているかを元に決定する。例えば、映像信号が７割以上の画素で表示されていれば特徴量を取得すべき領域として定めるようにする。
【００３８】
図８は液晶パネルの領域を水平、垂直方向に６分割し、合計で３６の領域に分割した例を示している。領域は説明の便宜上、左上から右下に向かって領域１１〜領域６６と呼ぶことにする。図８の例では、例えば、キーストーン変形によって領域１１〜１６、領域２１、領域２６、領域３１、領域３６は、映像非表示領域が多くを占めているため、特徴量を取得しない領域として決定し、それ以外の領域から特徴量を取得するものと決定する。
【００３９】
特徴量を取得する領域を決定後、ＣＰＵ１０１はＳ７０２で決定した対象領域に対応する特徴量を、特徴量取得部３３０から取得する（Ｓ７０３）。なお、特徴量取得部３３０は、図８に示すような領域ごとの特徴量を個別に取得する機能を有している。このように特徴量を選択的に取得することによって、映像非表示領域の特徴量を極力除外した特徴量を取得することができるため、より正確な発光量の算出が可能となる。なお、本実施例では図を簡略化するため、液晶パネルの領域を６ｘ６に分割すると説明したが、さらに多くの領域に分割を行って、特徴量を取得する領域と取得しない領域を判別するようにしても良い。
【００４０】
以降のＳ７０４、Ｓ７０５の処理は、Ｓ４０５、Ｓ４０６の処理と同様であるため説明を省略する。
［その他の実施例］  本発明の目的は、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体を、装置に供給することによっても、達成されることは言うまでもない。このとき、供給された装置の制御部を含むコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）は、記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行する。
【００４１】
この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、プログラムコード自体及びそのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。
【００４２】
プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ等を用いることができる。
【００４３】
また、上述のプログラムコードの指示に基づき、装置上で稼動しているＯＳ（基本システムやオペレーティングシステム）などが処理の一部又は全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。
【００４４】
さらに、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、装置に挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書込まれ、前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。このとき、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵ等が実際の処理の一部又は全部を行う。
【符号の説明】
【００４５】
１００  プロジェクタ
１０１  ＣＰＵ
１０２  ＲＡＭ
１０３  ＲＯＭ
１０４  投影部
１０５  投影制御部
１０６  ＶＲＡＭ
１０７  操作部
１０８  ネットワークＩＦ
１０９  画像処理部
１１０  映像入力部
１１１  システムバス
２００  ＰＣ
３１０  各種画像処理部
３２０  幾何学変形部
３３０  特徴量取得部
【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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