(57)【要約】【課題】投射画像をより高品質に投射可能とする。【解決手段】注目画素の画素光が光学系を通過することで分散される分散光の光強度の第１の総和を推測し、第１の総和と注目画素の画素光の光強度とを加算した第１の光強度を算出する。また、注目画素の周辺の各画素の画素光が光学系により分散される各分散光の注目画素の位置での各光強度の第２の総和を推測する。第１の光強度から第２の総和を減じて注目画素の新たな画素光の第２の光強度を算出する。【選択図】図２
2015088946.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
注目画素の画素光が光学系を通過することで分散される分散光の光強度の第１の総和を推測し、該第１の総和と該画素光の光強度とを加算した第１の光強度を算出する第１の算出部と、
前記注目画素の周辺の各画素の画素光が前記光学系により分散される各分散光の前記注目画素の位置での各光強度の第２の総和を推測する第２の算出部と、
前記第１の光強度から前記第２の総和を減じて前記注目画素の新たな画素光の第２の光強度を算出する合成部と
を有する
ことを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記第１の算出部、前記第２の算出部および前記合成部は、ＲＧＢ各色の画素をそれぞれ独立して処理する
ことを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項３】
前記第２の算出部は、
前記第２の総和を推測する演算を２次元で行う２次元フィルタである
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像処理装置。
【請求項４】
ライン単位で画像を格納するＮ（Ｎは自然数）個のラインメモリと、
前記Ｎ個のラインメモリの互いに対応する位置からそれぞれＭ（Ｍは自然数）画素を取り出して、Ｎ×Ｍ個の画素を格納する画素記憶部と
をさらに有し、
前記第１の算出部は、
前記画素記憶部に格納される前記Ｎ×Ｍ個の画素のうち１の画素を前記注目画素とし、該Ｎ×Ｍ個の画素の範囲で前記第１の総和を推測する
ことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の画像処理装置。
【請求項５】
注目画素の画素光が光学系を通過することで分散される分散光の光強度の第１の総和を推測し、該第１の総和と該画素光の光強度とを加算した第１の光強度を算出する第１の算出ステップと、
前記注目画素の周辺の各画素の画素光が前記光学系により分散される各分散光の前記注目画素の位置での各光強度の第２の総和を推測する第２の算出ステップと、
前記第１の光強度から前記第２の総和を減じて前記注目画素の新たな画素光の第２の光強度を算出する合成ステップと
を有する
ことを特徴とする画像処理方法。
【請求項６】
光源からの光を複数の画素を含む画像に基づき該複数の画素毎に変調する光変調素子と、
前記光変調素子で変調された光を外部に投射させる光学系と、
入力画像に含まれる複数の画素における注目画素の画素光が前記光学系を通過することで分散される分散光の光強度の第１の総和を推測し、該第１の総和と該画素光の光強度とを加算した第１の光強度を算出する第１の算出部と、
前記注目画素の周辺の各画素の画素光が前記光学系により分散される各分散光の前記注目画素の位置での各光強度の第２の総和を推測する第２の算出部と、
前記第１の光強度から前記第２の総和を減じて前記注目画素の新たな画素光の第２の光強度を算出する合成部と
を有し、
前記光変調素子は、
前記合成部でそれぞれ前記第２の光強度を求めた前記入力画像に含まれる複数の画素毎に、前記光源からの光を変調する
ことを特徴とする投射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被投射媒体に画像を投射する際に用いて好適な画像処理装置、画像処理方法および投射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、入力された画像信号に基づき表示素子を駆動し、光源からの光を表示素子で変調して光学系を介して射出することで、スクリーンや壁面といった被投射媒体に画像信号に基づく画像を投射する投射装置が知られている。
【０００３】
光学系は、投射レンズや色合成プリズムといった光学部品を用いて構成される。表示素子で変調された光は、光学系を通過する際に、光学系に用いられる光学部品の特性に基づく影響を受ける。これにより、被投射媒体上に投射される投射画像に、エッジ部分などが滲む、光学フレアと呼ばれる現象が発生する。特許文献１には、周囲光に対応して、画像処理により光学フレアを補正するようにした構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２５４２３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、表示素子は、画像信号に応じて画素単位で駆動され、光源からの光は、画素単位で変調されて被投射媒体に投射される。したがって、上述した光学フレアは、画素単位で光が滲む光滲みとして発生することになる。この光滲みは、被投射媒体に投射される画像の解像度や彩度を劣化させる要因となる。
【０００６】
すなわち、１の画素に対応する被投射媒体上の光点において、当該光点に基づく光滲みによる光成分が、当該光点の周囲に所定の割合で存在する状態となる。一例として、互いに近接した位置に投射されるＲ（赤）色およびＧ（緑）色の光点（画素）を考える。この場合、例えばＲ色の光点の位置に、近接するＧ色の光点に基づく光滲みの光成分が重畳され、Ｒ色の光点におけるＲ色の彩度が低下してしまう。
【０００７】
また、光滲みにより１の光点の光成分が周囲に分散されるため、当該光点の輝度が低下すると共に、近接する２の光点の光成分が交じり合うことにより、画像の解像度が低下してしまう。
【０００８】
なお、上述した特許文献１は、光学フレアにより生じる画像内のエッジ部分の暈けを補正するもので、画素単位の光滲みの解消に適用することは、困難である。
【０００９】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、投射画像をより高品質に投射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】
【００１０】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、注目画素の画素光が光学系を通過することで分散される分散光の光強度の第１の総和を推測し、第１の総和と画素光の光強度とを加算した第１の光強度を算出する第１の算出部と、注目画素の周辺の各画素の画素光が光学系により分散される各分散光の注目画素の位置での各光強度の第２の総和を推測する第２の算出部と、第１の光強度から第２の総和を減じて注目画素の新たな画素光の第２の光強度を算出する合成部とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、投射画像をより高品質に投射可能となるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、実施形態に適用可能な投射装置の一例の構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、実施形態に係る画像処理部の一例の構成を示すブロック図である。
【図３】図３は、実施形態に係る画素バッファにおける画素の読み書きの例を概略的に示す図である。
【図４】図４は、実施形態に係るラインメモリの構成例を概略的に示す図である。
【図５】図５は、実施形態に係る２次元フィルタおよびゲイン調整部に供給されるブロックの例を示す図である。
【図６】図６は、実施形態に係る、ブロック内での画素毎の光強度の分布の例を示す図である。
【図７】図７は、注目画素に対する周辺画素の影響についてより具体的に説明するための図である。
【図８】図８は、注目画素に対する周辺画素の影響についてより具体的に説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に図面を参照しながら、本発明に係る画像処理装置、画像処理方法および投射装置の好適な実施形態を説明する。係る実施形態に示す具体的な数値および外観構成などは、本発明の理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本発明に直接関係のない要素は詳細な説明および図示を省略している。
【００１４】
（実施形態）
実施形態では、第１の算出部が、注目画素による光について、投射光学系の特性に応じて発生する光滲みにより分散する分散光の光強度の第１の総和を推測する。第１の算出部は、推測した光強度の第１の総和を、注目画素による光強度に加算し、注目画素による新たな光強度を算出する。さらに、実施形態では、第２の算出部が、注目画素に対応する位置での、他の画素それぞれの光による分散光の光強度を推測して第２の総和を求める。そして、合成部が、第２の算出部が推測した光強度の第２の総和を、第１の算出部が算出した注目画素による新たな光強度から減算する。実施形態では、このようにして得られた注目画素の光強度に基づき当該注目画素の画素値を求め、求めた画素値に従い表示素子を駆動して投射を行う。
【００１５】
実施形態では、このように、第１の算出部により、分散によって失われる注目画素の光強度を補い、第２の算出部により、注目画素に対する他の画素の分散光による影響を抑制するようにしている。したがって、光滲みによる投射画像の画質劣化が抑制され、より高画質の投射画像を得ることができる。
【００１６】
図１は、実施形態に適用可能な投射装置の一例の構成を示す。図１において、投射装置１は、画像処理部１０と、表示素子２０と、光源３０と、照明光学系４０と、投射光学系５０とを有する。
【００１７】
投射装置１において、光源３０から射出された光が照明光学系４０を介して表示素子２０に入射される。画像処理部１０は、投射装置１に入力された画像信号に対して後述する画像処理を施し、投射画像信号として表示素子２０に対して出力する。なお、画像信号および投射画像信号は、それぞれディジタル方式の信号であり、投射画像信号を表示素子２０を駆動する表示素子駆動信号と考えた場合は、アナログ・ディジタル両方式の信号となる。
【００１８】
表示素子２０は、例えばＬＣＯＳ(Liquid  crystal  on  silicon)であって、入射された光を画像データに従い変調して射出する、光変調素子である。表示素子２０は、照明光学系４０から入射された光を、画像処理部１０から供給された投射画像信号に従い変調して射出する。表示素子２０から射出された光は、投射レンズや色合成プリズムといった光学部品を用いて構成される光学系を含む投射光学系５０を介して、スクリーン２に対して投射画像として投射される。投射光学系５０は、さらに、ズーム機構やフォーカス機構、シフト機構といった光学機構を含んでもよい。
【００１９】
図２は、実施形態に係る画像処理部１０の一例の構成を示す。図２において、画像処理部１０は、第１ガンマ補正部１００と、ラインメモリ１０１と、画素バッファ１０２と、２次元フィルタ１０３と、ゲイン調整部１０４と、係数記憶部１０５と、合成部１０６と、第２ガンマ補正部１０７とを有する。
【００２０】
外部から供給された画像信号が画像処理部１０に入力され、第１ガンマ補正部１００に供給される。ここでは、画像信号は、例えば、解像度が水平１９２０画素×垂直１０８０ライン、フレームレートが６０ｆｐｓ(frame  per  second)、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）各色からなるディジタルビデオ信号であるものとする。勿論、画像処理部１０に入力可能な画像信号の形式は、この例に限定されるものではない。
【００２１】
画像信号は、画像フレームの上端のラインから下端のラインに向けて、ライン毎に順次、画像処理部１０に入力される。また、画像信号は、各ラインにおいて、画像フレームの左端から右端に向けて、画素単位で順次、画像処理部１０に入力される。
【００２２】
なお、画像処理部１０は、画像信号に対する後述する各処理を、ＲＧＢ各色の信号についてそれぞれ独立して行う。以下では、特に記載のない限り、画像信号は、ＲＧＢ各色の画像信号であるものとする。
【００２３】
第１ガンマ補正部１００は、供給された画像信号に対してガンマ補正処理を施し、当該画像信号の階調特性を線形な特性に変換する。例えば、標準的なディジタルビデオ信号は、γ＝２．２のガンマ補正が施され、階調特性が非線形とされている。そこで、第１ガンマ補正部１００は、供給された画像信号に対してγ＝０．４５（＝１．０／２．２）としてガンマ補正を施し、当該画像信号の階調特性を線形な特性に変換する。これにより、後段における画像処理を容易とすることができる。
【００２４】
第１ガンマ補正部１００から出力された画像信号は、ラインメモリ１０１に格納される。ここで第１ガンマ補正部１００から出力される画像信号は、ＲＧＢ各色の輝度値Ｒ’Ｇ’Ｂ’である。ラインメモリ１０１は、それぞれ１ライン分の画素信号を格納可能なＮ（Ｎは自然数）本のラインメモリを含み、Ｎ本のラインメモリ全体でＦＩＦＯ(First  In,  First  Out)により読み書きが行われる。また、ラインメモリ１０１は、書き込みポートと読み出しポートとをそれぞれ有し、書き込みと読み出しとを並列的に実行可能な、ディアルポートタイプのものが用いられる。
【００２５】
一例として、ラインメモリ１０１に含まれるＮ本の各ラインメモリに１ラインずつ画像信号が格納され、ラインメモリ１０１が満杯になっている状態で、次のラインの先頭の画素がラインメモリ１０１に供給された場合について考える。この場合、Ｎ本の各ラインメモリにおいて格納される各画素の位置が１画素分シフトされ当該画素が１番目のラインメモリの先頭に格納されると共に、各ラインメモリの末尾の画素がそれぞれ次のラインメモリの先頭に格納される。最後のラインメモリの末尾の画素は、ラインメモリから押し出されて例えば捨てられる。
【００２６】
画像処理部１０は、ラインメモリ１０１に格納される画素を所定のブロック単位で読み出して、画素バッファ１０２に格納させる。例えば、画素バッファ１０２は、少なくとも、画像の垂直方向にＮ画素、水平方向にＭ（Ｍは自然数）画素の、Ｎ×Ｍ画素を格納可能とされている。画像処理部１０は、ラインメモリ１０１から、Ｎライン（画素）×Ｍ画素からなるブロックで画素を読み出して画素バッファ１０２に格納する。
【００２７】
なお、実際には、画素バッファ１０２への画素の格納は、ラインメモリ１０１からの画素の読み出しに対して所定に遅延させて行われる。例えば、値Ｎおよび値Ｍがそれぞれ奇数の場合、ラインメモリ１０１から読み出された画素は、画素方向に（Ｍ／２＋１）画素分、ライン方向に（Ｎ／２＋１）画素分それぞれ遅延されて、画素バッファ１０２に格納される。画素バッファ１０２に対する画素の格納は、画素クロック毎に逐次処理される。
【００２８】
画素バッファ１０２にＮライン×Ｍ画素のブロックで格納された画素は、２次元フィルタ１０３およびゲイン調整部１０４に読み出される。詳細は後述するが、２次元フィルタ１０３およびゲイン調整部１０４は、係数記憶部１０５に予め記憶される係数を用いて画素バッファ１０２に格納される画素に対して演算を行い、１の画素の画素値を算出する。
【００２９】
例えば、画像処理部１０は、２次元フィルタ１０３およびゲイン調整部１０４から１画素分の画素値が出力されると、ラインメモリ１０１から、Ｎライン×Ｍ画素のブロックをライン方向に１画素分ずらして読み出して、画素バッファ１０２に格納する。画像処理部１０は、１ライン分の画素について画素値が出力されると、次のラインについて同様の処理を行い、各画素の画素値を算出する。
【００３０】
図３は、実施例に係る、画像バッファ１０２における画素の読み書きの例を概略的に示す。図３（ａ）は、画像処理部１０に入力される画像信号２００の例を概略的に示す。画像信号２００において、幅方向のＤ（Ｄは自然数）画素分の範囲が表示領域であって、表示領域の両側の斜線を付した領域ＦおよびＢは、それぞれ非表示領域とされる。なお、図３（ａ）において、垂直方向の非表示領域は、省略されている。
【００３１】
図３（ｂ）は、画像信号２００の水平同期信号ＨＳＹＮＣの例を示す。図３（ｂ）に例示されるように、水平方向の非表示領域に対応する水平ブランキング期間ＨＢｌｋは、水平同期信号ＨＳＹＮＣに対応して配置される。例えば、ラインメモリ１０１に対する１ライン分の画素の書き込みは、水平同期信号ＨＳＹＮＣに従い、表示領域を示す幅Ｄに対応する期間に行われる。Ｎライン分の画素の書き込みが終了した時点で、ラインメモリ１０１内のＮ本のラインメモリは、それぞれ、先頭から１ライン分の画素が書き込まれた状態となる。この状態で、水平ブランキング期間ＨＢｌｋの後、次のラインの１画素がラインメモリ１０１に書き込まれると、ラインメモリ１０１内のＮ本のラインメモリそれぞれにおいて、各画素の位置が１画素分シフトされる。
【００３２】
画素バッファ１０２は、ラインメモリ１０１からＮライン×Ｍ画素からなるブロックで読み出された画素が格納される。図４に例示されるように、ラインメモリ１０１は、それぞれＤ画素を格納可能なＮ本のラインメモリを含み、全体でＮライン×Ｄ画素の記憶領域を形成する。例えば、このＮライン×Ｄ画素の記憶領域に対して、画素バッファ１０２に格納する画素を抽出するＮライン×Ｍ画素の読み出し領域１０１０を設定する。この例では、読み出し領域１０１０は、ラインメモリ１０１の先頭に設定されている。
【００３３】
図３の説明に戻り、図３（ｃ）は、画素のタイミングを規定する画素クロックの例を示す。例えば、クロックの立ち上がりのタイミングで、ラインメモリ１０１に画素が書き込まれる。画像処理部１０は、ラインメモリ１０１からのブロックの読み出しから、２次元フィルタ１０３およびゲイン調整部１０４による処理の終了までを、１画素クロックのタイミングで行う。
【００３４】
図３（ｄ）に例示されるように、画像処理部１０は、例えば画像信号２００の第１ライン目から第Ｎライン目までの画素が格納されたラインメモリ１０１から、読み出し領域１０１０内のＮライン×Ｍ画素分の画素を含む例えばブロック２０１1を、画素クロックに応じてタイミングｔ0で読み出して、画素バッファ１０２に格納する。画像処理部１０において、２次元フィルタ１０３およびゲイン調整部１０４は、画素バッファ１０２に格納されたブロック２０１1に含まれる画素に対する処理を、次の画素クロックのタイミングｔ2までに行い、１の画素値を出力する。
【００３５】
画像処理部１０は、次のブロック２０１2のラインメモリ１０１からの読み出しを、タイミングｔ2で開始する。このブロック２０１2は、ラインメモリ１０１に対してタイミングｔ2において１画素が書き込まれた結果、ラインメモリ１０１に格納される各画素が読み出し領域１０１０に対して１画素分、画素方向にシフトされたブロックである。すなわち、ブロック２０１2は、含まれる画素がブロック２０１1に対して１画素分シフトされたブロックである。
【００３６】
画像処理部１０は、このブロック２０１2についても上述と同様に、ラインメモリ１０１の読み出し領域１０１０から読み出して画素バッファ１０２に書き込む。そして、画像処理部１０は、画素バッファ１０２からブロック２０１2を読み出して、２次元フィルタ１０３およびゲイン調整部１０４での処理を行い、次の画素値を出力する。画像処理部１０は、この、ブロック２０１２をラインメモリ１０１から読み出して１の画素値を出力するまでの処理を、１画素クロックのタイミングで実行する。
【００３７】
画像処理部１０は、上述の処理を、画素クロック毎に、ラインの末尾のブロック２０１mまで実行する。画像処理部１０は、水平ブランキング期間ＨＢｌｋの終了の後、ラインメモリ１０１に対する次のラインの画素の格納を開始し、読み出し領域１０１０から画素クロック毎に読み出したブロックに対する処理を、上述と同様にして繰り返す。
【００３８】
（実施形態に係る処理）
次に、上述した２次元フィルタ１０３およびゲイン調整部１０４における、実施形態に係る処理について説明する。図５は、実施形態に係る２次元フィルタ１０３およびゲイン調整部１０４に供給されるブロック２０１の例を示す。なお、図５では、図３（ｃ）を用いて説明した各ブロック２０１1、２０１2、…、２０１ｍを、Ｎライン（画素）×Ｍ画素のブロック２０１で代表させて示している。図５の例では、Ｎ＝Ｍ＝７画素とされ、ブロック２０１が７画素×７画素の４９画素を含んで構成されている。
【００３９】
以下では、投射光学系５０により発生する光滲みの形状が画素を中心とする同心円状であるものとし、ブロック２０１の中央の画素２１０を、注目画素２１０として選択したものとして説明を行う。すなわち、以下では、光滲みによる分散光が、注目画素２１０の光を中心として同心円状に発生するものとする。
【００４０】
なお、注目画素２１０は、ブロック２０１の中央の画素に限定されず、ブロック２０１内の任意の画素を注目画素２１０として選択することができる。例えば、投射光学系５０による光滲みの形状が、注目画素２１０を中心とする同心円状ではなく、楕円形状やその他の形状に偏っているような場合、ブロック２０１内の適切な位置の画素を注目画素２１０として選択することができる。
【００４１】
（ゲイン調整部による処理）
第１の算出部としてのゲイン調整部１０４における処理について説明する。実施形態に係るゲイン調整部１０４は、注目画素２１０に基づき投射光学系５０から射出される光の光滲みによる周辺における分散光の光強度の第１の総和を推測する。そして、ゲイン調整部１０４は、推測された第１の総和を、注目画素２１０の画素値に基づく光強度に加算して、注目画素２１０の補正された光強度ＰCを求める。
【００４２】
すなわち、光が投射光学系５０を通過することで光滲みが発生することで、光滲みによる分散光の分だけ、元の光の光強度が減衰することになる。そこで、実施形態に係るゲイン調整部１０４は、光滲みによる分散光の第１の総和を求めて元の光の光強度に加算することで、光滲みによる元の光の光強度の減衰を補う。
【００４３】
ここで、画素に基づく光強度、すなわち、光源３０から射出された光が表示素子２０で画素に基づき変調された光の光強度は、当該画素の画素値に対応すると考えられる。そこで、注目画素２１０の画素値を注目画素２１０に基づく光の光強度と見做して、ゲイン調整部１０４による処理を行う。
【００４４】
光滲みによる分散光の各位置における光強度Ｆは、注目画素２１０からの距離Ｒを用いて、下記の式（１）により推測できる。なお、式（１）において、比例定数ａおよび指数ｂは、例えば実験やシミュレーションなどにより予め求められた値である。また、実際には、画像信号２００は画素単位の信号なので、式（１）における距離Ｒは、画素間距離が用いられる。
【数１】
2015088946.tif 000003
【００４５】
図６は、実施形態に係る、上述の式（１）を用いて求めた各光強度Ｆに基づく、ブロック２０１内での画素毎の光強度の分布の例を示す。図６において、光強度の分布は、０．１％、０．７％といったように、注目画素２１０に基づく光の光強度に対するパーセンテージで示されている。この光強度の分布のデータは、予め計算して、注目画素２１０に係る光強度に対する係数として係数記憶部１０５に記憶させておく。また、図６では、光滲みによる分散光の光強度が、注目画素２１０の位置に対して同心円状に分布しているものとして示している。
【００４６】
ゲイン調整部１０４は、上述の式（１）で求めた各光強度Ｆの第１の総和ＢS求める。第１の総和ＢSは、例えば下記の式（２）により算出できる。式（２）において、値Ｐ0は、注目画素２１０に基づく光の光強度である。また、変数ｉは、ブロック２０１内の注目画素２１０を除く（Ｎ×Ｍ−１）個の各画素に対して付与される一連のインデクスである。
【数２】
2015088946.tif 000004
【００４７】
注目画素２１０の光強度Ｐ0は、理想的な光強度ＰPから光滲みによる分散光の各光強度Ｆの第１の総和ＢSを減じた値である。したがって、ゲイン調整部１０４は、補正された光強度ＰCを下記の式（３）に従い求める。
ＰC＝Ｐ0＋ＢS    …（３）
【００４８】
光滲みが全く無い理想的な状態では、第１の総和ＢS＝０となり、補正された光強度ＰCと注目画素２１０の光強度Ｐ0とが等しくなる。
【００４９】
なお、上述では、第１の総和ＢSを、注目画素２１０と各画素との画素間距離を用いて求めた光強度Ｆに基づき求めたが、これはこの例に限定されない。例えば、第１の総和ＢSを、注目画素２１０との距離を連続的にとった場合の光強度Ｆの積分値として求めることもできる。
【００５０】
（２次元フィルタによる処理）
第２の算出部としての２次元フィルタ１０３における処理について説明する。実施形態に係る２次元フィルタ１０３は、注目画素２１０の周辺に位置する各周辺画素の光滲みによる分散光の、注目画素２１０の位置での光強度を推測し、推測された光強度の第２の総和を求める。この第２の総和を、注目画素２１０の画素値に基づく光強度から減算することで、周辺画素の影響を排除した注目画素２１０の光強度を求めることができる。
【００５１】
すなわち、注目画素２１０の周辺の周辺画素によっても、注目画素２１０と同様に光滲みが発生する。この光滲みによる分散光が注目画素２１０による光に重畳されると、投射画像の解像度の低下を引き起こす要因となる。また、ＲＧＢ各色について考えた場合には、ＲＧＢ各色の輝度値が、周辺画素に基づく分散光の重畳分だけ本来の輝度値よりも高くなり、彩度やコントラストの低下を引き起こす要因ともなる。
【００５２】
そこで、実施形態に係る２次元フィルタ１０３は、周辺画素の光滲みによる分散光の、注目画素２１０の位置での光強度の第２の総和を求める。そして、求めた第２の総和を、後段の合成部１０６において注目画素２１０の光強度から減算することで、注目画素２１０に対する周辺画素からの影響を排除する。
【００５３】
図７および図８を用いて、注目画素２１０に対する周辺画素の影響について、より具体的に説明する。図７に示されるように、ブロック２０１において、注目画素２１０と、注目画素２１０の周辺の周辺画素２２０1、２２０2および２２０3とを考える。投射光学系５０を介した場合、注目画素２１０による光は、図７において矢印にて示されるように、これら周辺画素２２０1、２２０2および２２０3の光の光滲みによる分散光が重畳される。
【００５４】
なお、周辺画素２２０1、２２０2および２２０3は、それぞれの光の光滲みによる分散光が注目画素２１０に光に影響を与える範囲にある画素であるものとする。
【００５５】
図８（ａ）、図８（ｂ）および図８（ｃ）は、周辺画素２２０1、２２０2および２２０3それぞれについて、分散光による注目画素２１０への影響の例を示している。図８（ａ）を参照し、上述の式（１）から、ある画素の光に基づく光滲みによる分散光の、他の画素位置における光強度Ｆは、ある画素と他の画素との間の距離Ｒにより決まる。そのため、周辺画素２２０1の光の光滲みによる分散光の、注目画素２１０の位置での光強度は、注目画素２１０の位置を中心として求めた光強度の分布を用いて求めることができる。この光強度の分布を示すデータは、上述したように、予め計算され係数記憶部１０５に記憶されている。
【００５６】
図８（ａ）の例では、注目画素２１０の光の光滲みによる分散光の、周辺画素２２０1の位置での光強度が、注目画素２１０の光の光強度の０．３％と推測されている。したがって、周辺画素２２０1の光の光滲みによる分散光の、注目画素２１０の位置での光強度は、周辺画素２２０1の光強度の０．３％になると推測される。
【００５７】
同様に、図８（ｂ）および図８（ｃ）をそれぞれ参照し、周辺画素２２０2および２２０3の光の光滲みによる分散光の、注目画素２１０の位置での光強度は、それぞれ、周辺画素２２０2および２２０3の光強度の０．５％、０．１％となると推測される。
【００５８】
したがって、注目画素２１０の位置における各周辺画素２２０1、２２０2および２２０3の光の光滲みによる分散光の総和は、(周辺画素２２０1の輝度)×０．３％＋(周辺画素２２０2の輝度)×０．５％＋(周辺画素２２０3の輝度)×０．１％として計算される。なお、ここでは、上述と同様に、光強度を画素の輝度と見做して計算している。
【００５９】
より具体的には、２次元フィルタ１０３は、係数記憶部１０５に記憶される係数を用いて、ブロック２０１内の、注目画素２１０を除く全ての画素ｉについて、当該画素の光の光滲みによる分散光の注目画素２１０の位置における光強度Ｐiを求める。そして、２次元フィルタ１０３は、各画素ｉについて求めた光強度Ｐiの第２の総和ＢXを求める。例えば、２次元フィルタ１０３は、下記の式（４）に従い、第２の総和ＢXを算出する。
【数３】
2015088946.tif 000005
【００６０】
説明は図２に戻り、ゲイン調整部１０４は、上述した式（３）により算出した補正された光強度ＰCを、合成部１０６の加算入力端に入力する。また、２次元フィルタ１０３は、上述した式（４）により算出した第２の総和ＢXを、合成部１０６の減算入力端に入力する。合成部１０６は、補正された光強度ＰCから総和ＢXを減じて、注目画素２１０による光の理想的な光強度ＰPを算出する。
【００６１】
すなわち、注目画素２１０による光の光強度Ｐ0は、注目画素２１０による光の理想的な光強度ＰPと、上述した第１の総和ＢSおよび第２の総和ＢXとを用いて、下記の式（５）によって表すことができる。
Ｐ0＝ＰP−ＢS＋ＢX    …（５）
【００６２】
したがって、注目画素２１０の光による理想的な光強度ＰPは、下記の式（６）により表される。
ＰP＝Ｐ0＋ＢS−ＢX    …（６）
【００６３】
ここで、上述の式（３）により、Ｐ0＋ＢS＝ＰCである。したがって、合成部１０６でゲイン調整部１０４から出力された補正された光強度ＰCから、２次元フィルタ１０３から出力された総和ＢXを減じることで、注目画素２１０の光による理想的な光強度ＰPを得ることができる。
【００６４】
合成部１０６は、上述したようにして得られた光強度ＰPの光に対応する画素値の画素を出力する。合成部１０６から出力された画素は、第２ガンマ補正部１０７に供給される。第２ガンマ補正部１０７は、供給された画素に対して例えばγ＝２．２のガンマ補正を施して、階調特性を非線形の特性として出力する。第２ガンマ補正部１０７から出力された画素は、投射画像信号として画像処理部１０から出力される。
【００６５】
画像処理部１０から出力された投射画像信号は、表示素子２０に供給される。表示素子２０は、光源３０から射出され照明光学系４０を介した光を、画像処理部１０から供給された投射画像信号に基づき画素毎に変調する。表示素子２０で変調された光は、投射光学系５０を介して投射光としてスクリーン２に投射される。この投射光は、画像処理部１０により投射光学系５０により発生する光滲みが補正されているため、スクリーン２上により高画質の投射画像を得ることができる。
【００６６】
また、画像処理部１０は、ＲＧＢ各色毎に処理を行うため、輝度のみならず、色に対しての補正が可能である。例えば、Ｒ色について、ゲイン調整部１０４の処理により、光滲みにより失われる成分が各画素に加えられ、各画素の輝度が補正される。それと共に、ＲＧＢ各色の画素の光の光滲みによる分散光の、注目画素２１０に対する影響が抑制され、ＲＧＢ各色間での互いの色への影響が抑制される。そのため、投射画像の彩度を向上させることができる。
【００６７】
さらに、上述したように、投射光学系５０により発生する光滲みは、画素の光を中心とする同心円状などの２次元で表される形状を有する。そこで、実施形態に係る画像処理部１０は、Ｘ軸（水平方向）およびＹ軸（垂直方向）の２次元でフィルタ処理が可能な２次元フィルタ１０３を用いて、注目画素２１０に対する周辺画素の影響を求める。これにより、１次元で処理を行う水平フィルタおよび垂直フィルタでは困難であった、２次元で表わされる形状に対する処理が容易となり、注目画素２１０の位置における周辺画素の色滲みによる分散光を、効率的に除去することができる。
【００６８】
さらにまた、実施形態に係る画像処理部１０は、２次元フィルタ１０３およびゲイン調整部１０４による処理を、ラインメモリ１０１と画素バッファ１０２との組み合わせにより実行している。そのため、画像処理部１０は、実施形態に係る処理を、フレームメモリを用いないリアルタイム処理で実行することができると共に、装置のコストを削減することができる。
【００６９】
また、実施形態では、光滲みによる投射画像の画質劣化を、画像処理部１０における画像処理によって抑制している。そのため、投射光学系５０に対する、高性能な反射防止膜の付加や、透過率の高い硝材を使用するなどの光学アプローチにより光滲みによる投射画像の画質劣化を抑制する方法に比べ、装置のコストを削減することができる。
【符号の説明】
【００７０】
１  投射装置
２  スクリーン
１０  画像処理部
２０  表示素子
３０  光源
４０  照明光学系
５０  投射光学系
１００  第１ガンマ補正部
１０１  ラインメモリ
１０２  画素バッファ
１０３  ２次元フィルタ
１０４  ゲイン調整部
１０５  係数記憶部
１０６  合成部
１０７  第２ガンマ補正部
２０１，２０１1，２０１2，２０１3，２０１D-M-1，２０１D-M  ブロック
２１０  注目画素
２２０1，２２０2，２２０3  周辺画素
【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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