(57)【要約】【課題】  投射面が曲面であっても、歪みや輝度むらが抑制された映像を投射可能にするための技術を提供すること。【解決手段】  入力映像から、曲面上の規定領域に対して投射する投射映像を生成する。規定領域内の等間隔の各位置に対応する投射映像中の画素位置の輝度値を、該位置に対応する入力映像中の画素位置の周辺画素位置の輝度値から求める。規定領域内の等間隔の各位置に対する反射率を、該各位置を規定するパラメータを用いて求め、該位置について求めた輝度値を、該位置について求めた反射率を用いて補正する。輝度値が補正された投射映像を出力する。【選択図】  図１
2015038595.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力映像から、曲面上の規定領域に対して投射する投射映像を生成する映像生成装置であって、
前記規定領域内の等間隔の各位置に対応する前記投射映像中の画素位置の輝度値を、該位置に対応する前記入力映像中の画素位置の周辺画素位置の輝度値から求める計算手段と、
前記規定領域内の等間隔の各位置に対する反射率を、該各位置を規定するパラメータを用いて求め、該位置について前記計算手段が求めた輝度値を、該位置について求めた反射率を用いて補正する補正手段と、
前記補正手段によって輝度値が補正された投射映像を出力する出力手段と
を備えることを特徴とする映像生成装置。
【請求項２】
更に、
前記出力手段によって出力された投射映像を前記規定領域に対して投射する手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の映像生成装置。
【請求項３】
前記計算手段は、前記規定領域内の位置を規定するためのパラメータを用いて、前記規定領域内の等間隔の各位置を求め、該求めた位置に対応する前記投射映像中の画素位置の輝度値を、該求めた位置に対応する前記入力映像中の画素位置の周辺画素位置の輝度値から求め、
前記補正手段は、前記規定領域内の等間隔の各位置に対し、該位置を求めるために前記計算手段が用いたパラメータを用いて、該位置における反射率を求め、該位置について前記計算手段が求めた輝度値を、該位置について求めた反射率を用いて補正する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の映像生成装置。
【請求項４】
前記計算手段は、
前記規定領域内の等間隔の各位置と、該位置に対応する前記入力映像上の画素位置と、の対応関係を特定するための対応関係情報を生成する生成手段と、
前記規定領域内の等間隔の各位置に対応する前記入力映像上の画素位置を、前記対応関係情報を用いて特定する特定手段と、
前記規定領域内の等間隔の各位置に対応する前記投射映像中の画素位置における輝度値を、該位置について前記特定手段が特定した前記入力映像中の画素位置の周辺画素位置における輝度値から求める手段と
を備えることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の映像生成装置。
【請求項５】
前記生成手段は、
前記規定領域の表面形状を規定するパラメータとして選択されたパラメータによって推定される表面形状を有する前記規定領域内の等間隔の各位置と、該位置に対応する前記入力映像上の画素位置と、の対応関係を表す対応関係情報を生成することを特徴とする請求項４に記載の映像生成装置。
【請求項６】
前記生成手段は、
前記規定領域の表面形状を規定するパラメータを推定し、該推定したパラメータによって推定される表面形状を有する前記規定領域内の等間隔の各位置と、該位置に対応する前記入力映像上の画素位置と、の対応関係を表す対応関係情報を生成することを特徴とする請求項４に記載の映像生成装置。
【請求項７】
入力映像から、曲面上の規定領域に対して投射する投射映像を生成する映像生成装置が行う映像生成方法であって、
前記映像生成装置の計算手段が、前記規定領域内の等間隔の各位置に対応する前記投射映像中の画素位置の輝度値を、該位置に対応する前記入力映像中の画素位置の周辺画素位置の輝度値から求める計算工程と、
前記映像生成装置の補正手段が、前記規定領域内の等間隔の各位置に対する反射率を、該各位置を規定するパラメータを用いて求め、該位置について前記計算工程で求めた輝度値を、該位置について求めた反射率を用いて補正する補正工程と、
前記映像生成装置の出力手段が、前記補正工程で輝度値が補正された投射映像を出力する出力工程と
を備えることを特徴とする映像生成方法。
【請求項８】
コンピュータを、請求項１乃至６の何れか１項に記載の映像生成装置の各手段として機能させるためのコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、投射する映像を生成する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
映像投射装置による投射映像を投射面に因らず視聴するために、歪み補正機能を搭載した映像投射装置が提案されている。歪みを補正することにより、投射面が円柱や、ドームなどの曲面である場合でも、歪みを感じない映像を視聴できる。
【０００３】
歪み補正後の画質調整として、歪み補正に加えて明るさの調整が行えることが望まれている。しかし、投射面の形状によっては、映像投射装置が投射する映像の投射面に対する入射角の違いにより、明るさにばらつきが生じてしまう課題がある。より具体的には円柱に投射した場合、中心部分より周辺部分が暗くなってしまうという課題がある。これを解決する方法として、歪み補正機能に加えて輝度補正が行える映像投射装置が提案されている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−３４９９７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１では、映像投射装置の光軸と投射面のなす角度から輝度補正値を推定している。しかしながら、円柱などの曲面に大きいサイズで投影する場合、各画素でその角度は大きく変わり、輝度むらの要因になるが、画素毎の補正手段が考慮されていない。また、その角度をどのように知り得るか、については何等言及がなされていない。
【０００６】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、投射面が曲面であっても、歪みや輝度むらが抑制された映像を投射可能にするための技術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】
【０００７】
本発明の目的を達成するために、例えば、本発明の映像生成方法は、入力映像から、曲面上の規定領域に対して投射する投射映像を生成する映像生成装置であって、前記規定領域内の等間隔の各位置に対応する前記投射映像中の画素位置の輝度値を、該位置に対応する前記入力映像中の画素位置の周辺画素位置の輝度値から求める計算手段と、前記規定領域内の等間隔の各位置に対する反射率を、該各位置を規定するパラメータを用いて求め、該位置について前記計算手段が求めた輝度値を、該位置について求めた反射率を用いて補正する補正手段と、前記補正手段によって輝度値が補正された投射映像を出力する出力手段とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の構成によれば、投射面が曲面であっても、歪みや輝度むらが抑制された映像を投射可能にするための技術を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】映像生成装置１００の機能構成例を示すブロック図。
【図２】画像座標系、投射範囲、座標変換作用素、について説明する図。
【図３】映像生成装置１００が行う処理のフローチャート。
【図４】映像生成装置４００と映像投射装置４１０との機能構成例を示すブロック図。
【図５】映像生成装置５００の機能構成例を示すブロック図。
【図６】重なり部分６０１を説明する図。
【図７】映像生成装置７００の機能構成例を示すブロック図。
【図８】ＧＵＩの表示例を示す図。
【図９】第５の実施形態に係るシステムの構成例を示すブロック図。
【図１０】計測装置９１０による計測の例を示す図。
【図１１】コンピュータのハードウェア構成例を示す図。
【図１２】凹面への投影の概念を示す図。
【図１３】投影面を選択するＵＩの例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、添付図面を参照し、本発明の好適な実施形態について説明する。なお、以下説明する実施形態は、本発明を具体的に実施した場合の一例を示すもので、特許請求の範囲に記載の構成の具体的な実施例の１つである。
【００１１】
［第１の実施形態］
先ず、本実施形態に係る映像生成装置１００の機能構成例を、図１のブロック図を用いて説明する。なお、図１には、以下に説明する処理を行う主要な構成が示されているだけである。
【００１２】
映像入力部１０１は、オリジナルの映像（入力映像）を入力する。歪み補正部１０３は、座標変換作用素作成部１０２による後述の処理により生成された座標変換作用素を用いて、入力映像中の歪みを補正した映像を、投射映像として生成する。輝度補正部１０５は、反射率算出部１０４による後述の処理によって算出された反射率を用いて、歪み補正部１０３によって生成された投射映像中の輝度成分を補正する。映像投射部１０６は、輝度補正部１０５によって輝度成分が補正された投射映像を、適当なスクリーンに対して投射する。なお、輝度成分が補正された投射映像の出力先はこれに限るものではなく、本装置内若しくは本装置外に設けられたメモリや装置であっても良い。
【００１３】
次に、座標変換作用素作成部１０２が座標変換作用素を生成する処理について、詳細に説明する。入力映像をそのまま何の変換もせずに、例えば円柱の柱に投射した場合、投射した面は曲面であるから、この曲面上に投射された映像は当然ながら歪んで見える。そこで本実施形態では、曲面上に投射された映像が歪んで見えないように、予め入力映像を変換しておくのであるが、座標変換作用素作成部１０２は、この変換に必要な情報を座標変換作用素ｆ（）として生成する。
【００１４】
そこで以下では先ず、この歪みの発生経緯と座標変換作用素ｆ（）とについて、図２を用いて説明する。本実施形態では説明を簡単にするために、図２に示す如く、映像の投射先（スクリーン）が円柱であるものとして説明する。
【００１５】
図２（ａ）は、映像を円柱型のスクリーン２００に投射する場合の概念図である。投射範囲２０２がスクリーン２００における投射範囲であり、投射範囲２０１がスクリーン２００に接する平面スクリーンを置いたと仮定した場合の投射範囲である。映像投射部１０６に属する投射光学系は、投射範囲２０１に投射されたときに歪みのない映像を投射できることを前提に設計されている。然るに、投射範囲２０１に投射されたときに歪みのない映像を投射範囲２０２に投射すると、この映像は歪むことになる。その詳細を図２（ｄ）、（ｂ）を用いて説明する。
【００１６】
図２（ｄ）は画像座標系２１２を表している。画像座標系２１２は、水平方向のｘ軸及び垂直方向のｙ軸で構成されており、映像入力部１０１から入力される入力映像の座標系はこの座標系に従う。即ち、入力映像の左上隅の画素位置の座標はＰｏ０（ｘｏ０，ｙｏ０）、その１つ右隣の画素位置の座標はＰｏ１（ｘｏ１，ｙｏ０）となり、この行の右端の画素位置の座標はＰｏＮ−１（ｘｏＮ−１，ｙｏ０）（水平方向のサイズがＮ画素の場合）となっている。そして各画素位置における画素は、輝度値を有している。
【００１７】
図２（ａ）、（ｂ）に示すように、映像投射部１０６によって画像座標系２１２がスクリーン２００に投射される。図２（ｂ）は、図２（ａ）に示した空間をｘｚ平面で見た図である。ｘｚ平面の原点は円柱の柱の中心位置としている。
【００１８】
２０４は映像投射部１０６から投射された光の拡散方向（範囲）を示している。画素列２１３（黒丸のプロット）が、画像座標系２１２における画素の列である。これを映像投射部１０６で投射すると、投射範囲２０１上には画素列２０５（四角のプロット）として投射され、投射範囲２０２上には画素列２０６（三角のプロット）として投射される。画素列２０５（四角のプロット）におけるそれぞれの画素の画素位置は、投射範囲２０１に投射したと仮定した場合の画像座標系２１２におけるそれぞれの画素位置の投射位置である。画素列２０６（三角のプロット）におけるそれぞれの画素の画素位置は、投射範囲２０２における画像座標系２１２のそれぞれの画素位置の投射位置である。なお、画素列２１３，２０５，２０６は、ｘ方向に対する画素列であり、実際にはｙ方向に対しても同様の画素列がある。
【００１９】
ここで、図２（ｂ）、（ｃ）に示す如く、円弧である投射範囲２０２上の点のｘｚ平面における座標位置をＰｄ（ｘｄ，ｚｄ）と表す。また、投射範囲２０１上の点のｘｚ平面における座標位置をＰｓ（ｘｓ，ｚｓ）と表す。また、画素列２１３においてｘ座標値が最大の画素が投射範囲２０１上で投射される位置をＰｓ０（ｘｓ０，ｚｓ０）とし、画素列２１３においてｘ座標値が最大の画素が投射範囲２０２上で投射される位置をＰｄ０（ｘｄ０，ｚｄ０）とする。
【００２０】
映像投射部１０６により画像座標系２１２を投射範囲２０１に投射する場合、画像座標系２１２と投射範囲２０１とは平行であり、画素列２０５における画素間の間隔は画素列２１３と同様、画素位置によって変わることはなく、歪みは起きない。一方、映像投射部１０６により画像座標系２１２を投射範囲２０２に投射すると、光の拡散方向２０４に従い、画素が外側に拡散するので、画素列２０６において外側の画素ほど、画素間の間隔が大きくなり、これが歪みとして視認されてしまう。
【００２１】
本実施形態ではこの歪みを補正するために、以下のような処理を行う。先ず、投射範囲２０２上の位置と投射範囲２０１上の位置との対応関係を示す情報（対応関係情報）である座標変換作用素を求める方法について説明する。座標変換作用素作成部１０２は以下に説明する方法に従って座標変換作用素を求める。
【００２２】
図２（ｃ）に示すｘｚ平面において、円柱であるスクリーン２００の中心（座標系２１１の中心）を（ｘ、ｚ）＝（０，０）と仮定すれば、次式が成り立つ。
【００２３】
【数１】
2015038595.tif 000003
【００２４】
【数２】
2015038595.tif 000004
【００２５】
式（１）は投射範囲２０２を含む円の方程式である。式（２）は、拡散方向２０４を含む直線ＳＯの方程式である（Ｏは映像投射部１０６の位置、Ｓは位置Ｐｓ０（ｘｓ０，ｚｓ０）を示す）。ただし、ｒは円柱であるスクリーン２００の半径、Ｌは映像投射部１０６の位置からスクリーン２００までの距離である。また、Ｈは投射範囲２０１のｘ方向における長さの半分である。Ｈは、距離Ｌと拡散方向２０４から求めてもよいし、予め距離Ｌと拡散方向２０４、すなわち映像投射部１０６の光学系の特性に対応した値を映像投射部１０６に保存しておいてもよい。この式（１）及び式（２）から、以下の式（３）〜（５）を求めることができ、結果として、座標変換作用素ｆ（）を求めることができる。
【００２６】
【数３】
2015038595.tif 000005
【００２７】
【数４】
2015038595.tif 000006
【００２８】
【数５】
2015038595.tif 000007
【００２９】
ここで、式（３）〜（５）は、ｘｓ＝Ｈである場合に、このｘｓに対応する投射範囲２０２上の位置ｘｄを特定するためのものである。然るに、ｘｓ＝ｈ（−Ｈ＜ｈ＜Ｈ）である場合に、このｘｓに対応する投射範囲２０２上の位置ｘｄを特定するためには、α＝ｈ／Ｌとすればよい。
【００３０】
歪み補正部１０３は先ず、投射範囲２０２上で等間隔となる各位置の座標Ｐｄｎのｘ座標ｘｄｎ（図２（ｃ）の黒三角のプロット：ｎ＝０…Ｎ−１：ただしＮは水平方向の画素数）を求める。そのためにまず、円弧である投射範囲２０２の端部２１４の座標Ｐｄ０と座標系２１１がなす角θ０を求める。角度θ０は次の式を計算することで求めることができる。
【００３１】
【数６】
2015038595.tif 000008
【００３２】
なお、座標Ｐｄ０のｘ座標ｘｄ０は、座標Ｐｓ０のｘ座標ｘｓ０（画像端部）から座標変換作用素ｆ（）を用いて求める。次に、画素が等間隔に並ぶように、θ０を画素数で等分し、座標Ｐｄｎのｘ座標ｘｄｎを求める。投射範囲２０２上で等間隔となる各位置の座標Ｐｄｎのｘ座標ｘｄｎは、以下の式を計算することで求めることができる。
【００３３】
【数７】
2015038595.tif 000009
【００３４】
【数８】
2015038595.tif 000010
【００３５】
次に、歪み補正部１０３は、式（７）、（８）から求めた座標Ｐｄｎのｘ座標ｘｄｎに対応する、投射範囲２０１上の座標Ｐｓｎのｘ座標ｘｓｎを算出する。これは、上記の座標変換作用素ｆ（）を用いて以下の計算を行えばよい。
【００３６】
【数９】
2015038595.tif 000011
【００３７】
上記のとおり、投射範囲２０１上には画像座標系２１２が投射されているわけであるから、投射範囲２０１上のｘ座標に対応する画像座標系２１２上のｘ座標、即ち入力映像上のｘ座標は一意に特定できる。そこで歪み補正部１０３は、式（９）によりｘｓｎを求めた場合には、このｘｓｎに対応する入力映像上の画素位置の周辺画素位置の輝度値から、ｘｄｎに対する画素値Ｍ（Ｐｄｎ）を求める（Ｍ（ｘ）は座標ｘにおける画素値を示す）。例えば、ｘｏ１＜ｘｓ１＜ｘｏ２の場合、線形補間法を用いれば、画素値Ｍ（Ｐｄ１）は、以下の式を計算することで求めることができる。
【００３８】
【数１０】
2015038595.tif 000012
【００３９】
なお、ここでは複数の画素値から１つの画素値を求める方法として線形補間法を用いているが、用いることができる方法は線形補間法に限るものではなく、バイキュービック補間法など、他の様々な方法を採用しても構わない。
【００４０】
このようにして、歪み補正部１０３は、投射範囲２０２上の等間隔の各位置に対応する画素値を求める。これは換言すれば、図２（ｂ）、（ｃ）に示したｘｚ平面における投射映像の１ライン上の各画素値を決定していることになる。然るに、各ラインについて同様の処理を行えば、結果として投射映像上の各画素の画素値を算出することができる。
【００４１】
なお、ｙ方向については説明を省略する。
【００４２】
一方、反射率算出部１０４は、反射率を算出する。反射率とは、映像投射部１０６からの入射光量に対して映像生成装置１００へ戻ってくる光量（反射光量）の比とする。スクリーン２００の投射範囲２０２は、投射範囲２０２内の位置によって、反射率が異なる。この反射率を求めるために、座標変換作用素作成部１０２で式（６）を計算することで算出した角度θ０を用いる。座標Ｐｄに対する反射率Ｒ（Ｐｄ）は以下の式を計算することで求める。
【００４３】
【数１１】
2015038595.tif 000013
【００４４】
γｒはθ０に対する反射率の変化の加速度を表し、δｒ、ζｒはθ０の最小と最大の間での反射率の落差を表す。例えばγｒ＝３、δｒ＝３／５、ζｒ＝２／５を代入すればよい。また、Ｌｍは投射距離Ｌに対する基準値を表す。例えば、Ｌｍ＝ｒを代入すればよい。また、反射率算出部１０４は、映像生成装置１００からスクリーン２００までの距離Ｌに応じて反射率の変化量を変更する。例えば、投射範囲２０２が同じ場合、「数１１」に示した式は、距離Ｌが遠くなればなるほど投射範囲２０２での反射率の変化量が少なくなるように算出される。
なお、投影面が図１２に示すように、円筒の内側からの投影、すなわち投影面の中央が盛り下がっている凹面への投影の場合、同じ距離Ｌ、同じ半径ｒでも周辺の輝度低下は少ないので、輝度補正は少なくてよい。よって投影面が凹面の場合は、δｒ＝１／１０、ζｒ＝９／１０などを代入すればよい。また、座標Ｐｄ＝Ｐｄｍ（０＜ｍ＜Ｎ−１）である場合には、θはｍ×θ０／Ｎとなり、このθは、投射範囲２０２上の座標Ｐｄｍにおける画素に対する角度である。γｒ、δｒ、ζｒは任意の定数であり、例えばγｒ＝２、δｒ＝２／３、ζｒ＝２／５を代入すればよい。
【００４５】
なお、反射率を求める方法は式（１１）を計算することで得る方法に限るものではなく、角度θと反射率の対応表をＬｏｏｋＵｐＴａｂｌｅとして逐次参照しながら反射率を算出する方法でもよい。また、スクリーンゲインの異なる複数のスクリーンの材質に対応可能なように、係数を複数種類保持し、材質ごとに係数を切り替えてもよい。また、反射率として、映像生成装置１００へ戻ってくる反射光量を用いる代わりに、視聴者の位置への反射光量としてもよい。その場合、視聴者の位置に合わせて、「数１１」に示した式の角度θ０と距離Ｌを変えればよい。
【００４６】
輝度補正部１０５は、反射率算出部１０４が算出した、座標Ｐｄに対する反射率Ｒ（Ｐｄ）から輝度ゲインＧ（Ｐｄ）を求め、該求めた輝度ゲインを用いて画素値Ｍ（Ｐｄ）を補正し、補正後の輝度値Ｃ（Ｐｄ）を求める。輝度補正部１０５による輝度値補正は以下の式（１２）、（１３）を計算することで行われる。
【００４７】
【数１２】
2015038595.tif 000014
【００４８】
【数１３】
2015038595.tif 000015
【００４９】
γｇとδｇは任意の定数であり、例えばγｇ＝０．５、δｇ＝０．９を代入すれば、輝度補正効果が得られる。輝度ゲインを算出する方法はこの方法に限るものではなく、反射率と輝度ゲインの対応表をＬｏｏｋＵｐＴａｂｌｅとして逐次参照しながら輝度ゲインを算出する方法でもよい。
【００５０】
また、輝度ゲインＧ（Ｐｄ）は、投射範囲２０２内で算出される反射率Ｒ（Ｐｄ）の値域で正規化してもよい。例えば、反射率Ｒ（Ｐｄ）最小の座標においては、Ｇ（Ｐｄ）＝１．０とし、反射率（Ｐｄ）最大の座標においては、Ｇ（Ｐｄ）＝０．８とし、中間は線形補間法で決める、などすればよい。
【００５１】
これにより、投射映像において、それぞれの座標Ｐｄに対応する輝度値をＣ（Ｐｄ）に補正することができるので、映像投射部１０６は、輝度補正部１０５により輝度補正がなされた投射映像をスクリーン２００に対して投射する。
【００５２】
以上説明した一連の処理を、図３に示す。なお、図３に示した各ステップにおける処理の内容は上記の通りであるので、ここでは簡単に説明する。ステップＳ３０１では、座標変換作用素作成部１０２は、座標変換作用素ｆ（）を生成する。ステップＳ３０２では、反射率算出部１０４は、ステップＳ３０１における座標変換作用素の算出過程で求めたθを用いて、反射率を求める。
【００５３】
ステップＳ３０３では、歪み補正部１０３は、座標変換作用素作成部１０２が求めた座標変換作用素を用いて、入力映像から投射映像を生成する。ステップＳ３０４では、輝度補正部１０５は、ステップＳ３０３で生成された投射映像の輝度を、反射率算出部１０４が算出した反射率を用いて補正する。そして反射率算出部１０４は、輝度補正を行った投射映像を映像投射部１０６に対して送出する。
【００５４】
このように、本実施形態によれば、投射面に因らず、歪みなくかつ輝度むらが抑制された映像を投射することができる。なお、本実施形態では図２のように、スクリーンを円柱と想定して説明したが、円柱以外の形状、例えば球体、ドーム、平面などにおいても同様の方法で同じ効果が得られる。
【００５５】
なお、上記で説明した構成は、以下に説明する基本構成の一例に過ぎない。すなわち、基本構成としては、入力映像から、曲面上の規定領域に対して投射する投射映像を生成する映像生成装置である。この映像生成装置では、規定領域内の等間隔の各位置に対応する投射映像中の画素位置の輝度値を、該位置に対応する入力映像中の画素位置の周辺画素位置の輝度値から求める。そして、規定領域内の等間隔の各位置に対する反射率を、該各位置を規定するパラメータを用いて求め、該位置について求めた輝度値を、該位置について求めた反射率を用いて補正し、輝度値が補正された投射映像を出力する。
【００５６】
［第２の実施形態］
第１の実施形態では、輝度補正がなされた投射映像をスクリーンに投射する装置について説明したが、この装置を、歪み補正及び輝度補正を行う装置と、投射を行う装置とに分けても良い。
【００５７】
その場合、図４に示す如く、第１の実施形態で説明した歪み補正及び輝度補正を行う装置（映像生成装置）４００と、上記の映像投射部１０６として機能する装置である映像投射装置４１０とに分けることが考えられる。映像生成装置４００には、本装置に映像投射装置４１０を接続するための映像インターフェース４０６が備えられ、輝度補正部１０５により輝度が補正された映像を、映像投射装置４１０へ送出する。映像インターフェース４０６で用いる規格は、例えばＤＶＩ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｉｓｕａｌ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）でもよいし、ＨＤＭＩ（登録商標）（Ｈｉｇｈ  Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）などでもよい。
【００５８】
［第３の実施形態］
本実施形態では、投射映像同士の重なり部分を輝度補正で目立たなくするようなマルチプロジェクションシステムに適用可能な映像生成装置について説明する。本実施形態に係る映像生成装置の機能構成例を図５に示す。
【００５９】
図６に示す如く、映像生成装置５００から投射された映像に、映像生成装置５００に隣接する映像生成装置５０１から投射された映像との重なり部分６０１が生じる場合、映像生成装置５００は重なり部分６０１の輝度を補正し、重なりを目立たないようにする。その場合の映像生成装置５００の機能構成例を図５に示す。
【００６０】
映像生成装置５００は、図５に示す如く、図１に示した構成に、第二輝度補正部５０７を加えた構成となっている。第二輝度補正部５０７は、重なり部分６０１の輝度を規定量だけ下げる。なお、映像生成装置５０１は第１の実施形態で説明したような映像生成装置であっても良いし、映像投射が可能な他の映像生成装置であっても良い。
【００６１】
［第４の実施形態］
第１の実施形態の映像生成装置において、歪み補正の情報をユーザに選択させ、この選択結果から、投射映像を投射する投射面の表面形状を推定するような構成も考え得る。本実施形態では、そのような構成を有する映像生成装置について説明する。
【００６２】
本実施形態に係る映像生成装置の機能構成例を図７に示す。本実施形態に係る映像生成装置７００は図７に示す如く、図１に示した構成に、歪み補正情報選択部７０２を加えた構成となっている。
【００６３】
歪み補正情報選択部７０２は、ユーザに投影面が凸面か、凹面か、及び歪みの補正の強度を入力させるためのものである。例えば歪み補正情報選択部７０２は、歪み補正の強度をユーザに入力させるためのＧＵＩ（グラフィカルユーザインターフェース）を表示画面に表示し、この表示画面を確認したユーザが入力した歪み補正の強度を取得する。例えば、図８、図１３に例示するようなＧＵＩが表示される。図８のＧＵＩでは、「強」（歪み補正の強度が強い）、「中」（歪み補正の強度が２番目に強い）、「弱」（歪み補正の強度が最も弱い）の中から１つをユーザに選択させるためのＧＵＩである。もちろん、このＧＵＩはあくまで一例であり、３段階以上で歪み補正の強度を入力可能にしても良いし、３段階未満でも良い。もちろん、ボタンやスライダなど、さまざまなＧＵＩが考え得る。また、凹面か凸面か、及び歪み補正強度を一つのＧＵＩで選択可能にしてもよい。
【００６４】
図８のＧＵＩにおいて８０１、８０２，８０３はそれぞれ、歪み補正強度の「強」、「中」、「弱」を指定するためのアイコンである。例えばユーザが、アイコン８０１、８０２，８０３のうち、アイコン８０３（「弱」）を選択すると、歪み補正情報選択部７０２は、上記の半径ｒとしてｒ１（規定の値）を設定する。また、ユーザがアイコン８０２（「中」）を選択すると、歪み補正情報選択部７０２は、上記の半径ｒとしてｒ２（ｒ１＞ｒ２）を設定する。また、ユーザがアイコン８０１（「強」）を選択すると、歪み補正情報選択部７０２は、上記の半径ｒとしてｒ３（ｒ２＞ｒ３）を設定する。このように、選択結果に応じてｒを変えることで、θ０の値が変わり、結果として、歪み補正の強度が変わる。ひいては、輝度補正の強度も変わる。なお、ｒ１＞ｒ２＞ｒ３であるので、歪み強度が弱いほど、想定する円柱の半径ｒは大きくなるとしている。
また、図１３のＧＵＩにおいて１２０１、１２０２はそれぞれ、凸面への投影、凹面への投影、を指定するためのアイコンである。アイコン１２０１、１２０２の選択結果に応じて、「数１１」の式中のδｒ、ζｒの値を変える。なお、凹面への投影では投影面周辺での輝度低減は少ないので、アイコン１２０２が選択された場合は、輝度補正を行わない、としてもよい。
【００６５】
［第５の実施形態］
第１の実施形態において、更に、映像生成装置とスクリーンとの位置関係を計測し、計測した位置関係から投影面の表面形状を推定する構成を追加しても良い。本実施形態では、そのような構成を有するシステムについて説明する。
【００６６】
本実施形態に係るシステムの機能構成例を図９に示す。本実施形態に係るシステムは、第１の実施形態に係る映像生成装置１００に投射面形状推定部９０２及びインターフェース９０１を加えた映像生成装置９００と、計測装置９１０と、を有する。
【００６７】
インターフェース９０１は、映像生成装置９００に計測装置９１０を接続するためのインターフェースとして機能するものであり、その規格は、例えばＲＳ２３２Ｃでもよいし、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｓｅｒｉａｌ  Ｂｕｓ）でもよい。
【００６８】
図１０は、計測装置９１０による計測の例を示している。計測装置９１０は、例えばレーザの発光部と受光部とを備え、レーザ光の反射で距離及び角度を測定するレーザ距離計などでよい。図１０において、円弧ＢＣが投射範囲２０２である。スクリーン２００の形状を知るには、半径ｒ、θ０が必要であり、これを求めるためには円弧ＡＢの長さｌが必要である。計測装置９１０により、線分ＯＢの距離ＤＢ、線分ＯＡの距離ＤＡ、線分ＯＢと線分ＯＡのなす角φを計測する。また、計測可能な最小角度で線分ＯＡと線分ＯＢ１のなす角φ１、線分ＯＢ１の長さ（距離）ＤＢ１を求める。
【００６９】
投射面形状推定部９０２は、これらの情報から、弦ＡＢ１（∠ＡＯＢ１は計測可能な最小単位）の長さｌ１を求める。そして投射面形状推定部９０２は、ｌ１，φ、φ１を用いて、ｌの近似を、以下の式を計算することで求める。
【００７０】
【数１４】
2015038595.tif 000016
【００７１】
そして投射面形状推定部９０２は、この円弧ＡＢの長さｌから、半径ｒ、θ０を求め、求めた半径ｒ、θ０を座標変換作用素作成部１０２に対して送出する。座標変換作用素作成部１０２は、投射面形状推定部９０２から受けた半径ｒ、θ０を用いて、第１の実施形態で説明したような処理を行うことで、座標変換作用素を求める。なお、第１〜５の実施形態で説明したそれぞれの構成はその一部若しくは全部を適宜組み合わせて使用しても構わない。
【００７２】
［第６の実施形態］
図１，４，５，７，９のそれぞれに示した構成において、各機能部はいずれもハードウェア構成しても良いが、映像投射部１０６、映像インターフェース４０６，９０１をのぞく各部をソフトウェアで構成しても良い。その場合、図１，４，５，７，９のそれぞれに示した構成は、図１１に示したハードウェア構成例を示すコンピュータによって実現可能である。
【００７３】
ＣＰＵ１１０１は、ＲＡＭ１１０２やＲＯＭ１１０３に格納されているコンピュータプログラムやデータを用いて処理を実行することで、コンピュータ全体の動作制御を行うと共に、上記の各映像生成装置が行うものとして説明した上述の各処理を実行する。
【００７４】
ＲＡＭ１１０２は、外部記憶装置１１０６からロードされたコンピュータプログラムやデータ、Ｉ／Ｆ（インターフェース）１１０７を介して外部から受信したデータ、などを一時的に記憶するためのエリアを有する。更にＲＡＭ１１０２は、ＣＰＵ１１０１が各種の処理を実行する際に用いるワークエリアを有する。即ち、ＲＡＭ１１０２は、各種のエリアを適宜提供することができる。
【００７５】
ＲＯＭ１１０３には、本コンピュータの設定データやブートプログラムなどが格納されている。
【００７６】
操作部１１０４は、マウスやキーボードなどにより構成されており、本コンピュータの操作者が操作することで、各種の指示をＣＰＵ１１０１に対して入力することができる。例えば、ユーザは上記の歪み補正の強度の選択をこの操作部１１０４を操作することで入力する。
【００７７】
表示部１１０５は、ＣＲＴや液晶画面などにより構成されており、ＣＰＵ１１０１による処理結果を画像や文字などでもって表示することができる。例えば、上記の歪み補正の強度の選択用のＧＵＩはこの表示部１１０５に表示する。
【００７８】
外部記憶装置１１０６は、ハードディスクドライブ装置に代表される大容量情報記憶装置である。この外部記憶装置１１０６には、ＯＳ（オペレーティングシステム）や、映像生成装置が行うものとして上述した各処理をＣＰＵ１１０１に実行させるためのコンピュータプログラムやデータが保存されている。このコンピュータプログラムには、図１，４，５，７，９に示した構成において映像投射部１０６、映像インターフェース４０６，９０１をのぞく各部が行うものとして上述した各処理をＣＰＵ１１０１に実行させるためのコンピュータプログラムが含まれている。また、このデータには、入力映像や、上記の各種の計算で既知のパラメータとして説明したものなどが含まれる。外部記憶装置１１０６に保存されているコンピュータプログラムやデータは、ＣＰＵ１１０１による制御に従って適宜ＲＡＭ１１０２にロードされ、ＣＰＵ１１０１による処理対象となる。Ｉ／Ｆ１１０７には、例えば上記の映像投射装置４１０や計測装置９１０を接続することができる。上記の各部はいずれも、バス１１０８に接続されている。
【００７９】
（その他の実施例）
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行する処理である。
【符号の説明】
【００８０】
１０３：歪み補正部  １０４：反射率算出部  １０５：輝度補正部  １０６：映像投射部
【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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【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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