(57)【要約】【課題】入力信号に対して、キーストーン補正を行う際、画像に含まれる周波数が、キーストーンによる縮小率で決まる特定周波数を超えるとモアレが発生する。視差画像間の同一視認点における周波数が異なるとモアレの発生状態が異なり、同一視認点の視差画像間で輝度が大きく異なってしまい不快な画像となる。【解決手段】幾何学歪み補正のための、投射画像の幾何学歪み補正を行う幾何学歪み補正手段と、幾何学補正の変換形状に応じてフィルターを適用する設定する幾何学補正前処理フィルター適用手段と、両眼それぞれに各視差画像を知覚可能とするように制御することで立体視可能とする視差画像表示手段と、を有する投射型表示装置において、入力されている画像が視差画像であるかを判定する視差画像判定手段を有し、視差画像判定手段の判定結果に基づき、前記幾何学補正前処理フィルター適用手段の制御を行うことを特徴とする。【選択図】  図4
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
幾何学歪み補正のための、投射画像の幾何学歪み補正を行う幾何学歪み補正手段
と、
幾何学補正の変換形状に応じてフィルターを適用する幾何学補正前処理フィルター適用手段と、
両眼それぞれに各視差画像を知覚可能とするように制御することで立体視可能とする視差画像表示手段と、
を有する投射型表示装置において、
入力されている画像が視差画像であるかを判定する視差画像判定手段を有し、
視差画像判定手段の判定結果に基づき、前記幾何学補正前処理フィルター適用手段の制御を行うことを特徴とする投射型表示装置。
【請求項２】
前記幾何学補正前処理フィルター制御手段は、視差画像判定手段により入力画像が視差画像であると判定された場合、視差画像でないと判定された場合と比較して、周波数スペクトルを減衰するように制御が行われることを特徴とする請求項１に記載の投射型表示装置。
【請求項３】
周波数スペクトルの減衰は、幾何学補正後の画素数で表現される周波数の半分以上の周波数に差異があることを特徴とする請求項２に記載の投射型表示装置。
【請求項４】
周波数スペクトルの減衰は、幾何学補正後の画素数で表現される周波数の半分以上の周波数から、その周波数から、視差の違いによる画像周波数の変動分を加算、もしくは乗算した周波数があることを特徴とする請求項２に記載の投射型表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、投射型映像表示装置（プロジェクタ）に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図9はプロジェクタを上方のスクリーンへ向けて投射する例である。このように、プロジェクタ1とスクリーン2が正対していないと、投射領域201のように台形状に歪む。そこで、このような歪みを投射領域202となるように補正を行うキーストーン補正が知られている。
【０００３】
投射領域201を投射領域202に変換するキーストーン補正の表示パネルでの処理の例を図１０に示す。このキーストーン補正は、表示パネル上で、領域211から領域212に変換することで実現される。このようなキーストーン補正は、垂直方向の位置に応じた変換倍率で水平方向の画素数を変換することで行われる。しかし、変換前の画素数で表現されている画像周波数（一般に画素数の半分）のうち、画素数変換のための再標本化周波数の１／２を超える周波数の信号は、エイリアシング成分としてモアレの原因となる。
【０００４】
そこで、変換前の画素数を、倍率に応じて定まる周波数で帯域制限を行うことで、変換によるエイリアシングを防ぎ、モアレを抑制することができる。実際には、理想的な周波数で帯域制限を行うと解像感の喪失が著しいため、ある程度のモアレは抑制しきれないものの、解像感を維持できる周波数で帯域制限が行われる。
【０００５】
キーストーン補正時、画素ごとに、変換倍率に応じたフィルター処理を切り替えることで、キーストーン時の画質を向上させることができることが提案されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−０１２５６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
人間は、視差のある画像を左右の目それぞれで知覚することで立体視できることが知られている。視差を有する２台以上の撮像機器により得られる視差画像を、人間の左右の目それぞれで知覚させることで、立体映像として鑑賞できる。視差画像撮影の例を図１３に示す。
【０００８】
図１１の被写体32について、２つの撮像素子等により視差画像が取得可能なカメラ31で図１１のような位置関係で撮影した場合、被写体32との撮像距離が異なり、各視差画像は図１２のように、水平方向の画像周波数が視差画像間で異なってくる。
【０００９】
このような視差画像に対して、特許文献1で開示された技術によりキーストーン補正を適用すると、同じ物体であっても、モアレの発生する画像周波数が異なり、場合によっては片側の視差画像のみにモアレが発生する。その場合、左右の視差画像で輝度が明滅することになり、非視差画像でただモアレが発生する場合に比べても違和感が大きい。
【００１０】
そこで、視差画像においては非視差画像以上にモアレを抑制し、輝度の明滅等の視差画像特有のモアレの影響を軽減する必要がある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明は、
幾何学歪み補正のための、投射画像の幾何学歪み補正を行う幾何学歪み補正手段
と、
幾何学補正の変換形状に応じてフィルターを適用する設定する幾何学補正前処理フィルター適用手段と、
両眼それぞれに各視差画像を知覚可能とするように制御することで立体視可能とする視差画像表示手段と、
を有する投射型表示装置において、
入力されている画像が視差画像であるかを判定する視差画像判定手段を有し、
視差画像判定手段の判定結果に基づき、前記幾何学補正前処理フィルター適用手段の制御を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、視差画像特有のモアレによる画質劣化を抑制することができる投射型表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施例１、２におけるプロジェクタの構成
【図２】本発明の実施例１、２における視差画像入力時の画像処理タイミング
【図３】本発明の実施例１、２における非視差画像用キーストーン適用の例
【図４】本発明の実施例１、２におけるフロー図
【図５】本発明の実施例１におけるキーストーン補正フィルター
【図６】本発明の実施例１におけるキーストーン補正フィルター2
【図７】本発明の実施例2におけるキーストーン補正フィルター
【図８】本発明の実施例１における設置場所の例
【図９】プロジェクタの設置例
【図１０】キーストーン補正の例
【図１１】視差画像撮影の例
【図１２】画像周波数の異なる視差画像の例
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。
【００１５】
［実施例１］
図１は、本発明の実施形態にかかわる投射型表示装置である。以下、図１を参照して、本発明の第1の実施例による、投射型表示装置について説明する。
【００１６】
入力端子101などに入力された入力信号は、映像入力回路102で、信号種別の判別が行われ、アナログ映像信号であれば、Ａ／Ｄ変換が行われた上で後段の処理が行われる。ここで、映像入力信号回路102は、信号種別の判別の情報のほか、入力信号が視差信号であるかどうかの情報を含む入力信号情報をコントローラー105による取得を可能とする。
【００１７】
映像処理回路103では、入力信号の解像度を表示パネル108に合わせるように解像度変換やその他映像処理が行われる。映像処理回路103の出力は、キーストーン補正回路104に入力され、投射画像が矩形となるようにキーストーン補正を行う。これは、リモートコントローラー121や操作パネル122のユーザー操作によって、そのキーストーン補正量を操作されるが、コントローラー105が傾きセンサー123の測定値から自動的にキーストーン補正量を決定し、補正を行ってもよい。このとき、キーストーン補正回路104の動作は後述する。
【００１８】
キーストーン補正回路106の出力は、表示回路106で、各色ごとの信号に分離され、入力階調に対して出力輝度特性が目的の特性となるように、表示パネル108が駆動される。ランプ107から表示パネル108への入射光は、表示回路106により入力信号に対応した反射率（透過型プロジェクタの場合、透過率）となるように駆動され、レンズ109を通じてスクリーン2に投射される。入力信号が視差画像であると判定された場合、視差情報トランスミッタ106により、左右の透過制御可能なシャッターを有する液晶シャッターメガネ3の制御を行う。入力信号が視差画像であると判定された場合、映像入力回路102より後段は、各視差画像交互に時分割多重される。
【００１９】
図２は時分割駆動された、表示パネルと液晶シャッターメガネの駆動の様子である。図２のように、時分割駆動された表示回路のＬＲに同期して、液晶シャッターメガネの透過シャッターを制御することで、各視差画像を両眼それぞれで知覚することが可能となり、立体視が可能となる。前述の図１０の領域211から領域212への変換は、図1ではキーストーン補正回路により行う。
【００２０】
キーストーン補正による変形率をR、キーストーン回路に入力される最大の画像周波数F=1/2T（Tは標本化間隔)とすると、一般には、キーストーン前の画像をカットオフ周波数F×Rで帯域制限を行うことで、エイリアシングを抑制することが可能である。
【００２１】
ただ一方で、エイリアシングを抑制されるように帯域制限がなされると、変換前解像度に対して、大きく解像感を損ねる。また、プロジェクタ内部で帯域制限の処理を行う場合、現実的には、時間領域で帯域制限を行う必要があり、その場合、タップ数の制約を受けて、モアレの抑制のためには理想的なカット周波数よりさらに小さい周波数で帯域制限を行わざるをえない。
【００２２】
その結果、実用上、画像によってはある程度のエイリアシング発生を容認しつつ解像感を維持するカットオフ周波数fc1が設定される。
【００２３】
前述の図１１の視差画像撮影の例において、２つの撮像素子等により視差画像が取得可能なカメラ31で図１１のような位置関係で撮影した場合、被写体32との撮像距離が異なり、各視差画像は図１２のように、水平方向の画像周波数が視差画像間で異なってくる。
【００２４】
図11の被写体32について、２つの撮像素子等により視差画像が取得可能なカメラ31で図11のような位置関係で撮影した場合、被写体32との撮像距離が異なり、各視差画像は図12のように、水平方向の画像周波数が視差画像間で異なってくる。
【００２５】
これらの画像に対して、従来よりの方法で、キーストーン補正回路104によりキーストーン補正を行うと、図3のように、視差画像間でモアレの発生箇所が異なる。
【００２６】
この場合、視聴者が同一の被写体と認識できるはずの被写体が、モアレが発生することで、視差画像間で輝度差が生じる。これらは、非視差画像でモアレが発生することに比べて不快感が大きい。
【００２７】
また、図１１で示したような被写体に対してズーム動作を行った場合など、画像周波数が徐々に変わるような動画像では、視差画像間で点滅することになり、これもまた不快感が大きい。
【００２８】
そこで、本発明では、コントローラー105により図4のようなシーケンスにより制御を行う。まず、キーストーン補正を行うかどうかの判定を行う(S101)。キーストーン補正が無効であると判定された場合、フィルター処理は行わないことで、解像感を維持する。そして、キーストーンが有効な場合、入力映像信号回路102により、入力画像が視差画像であるかどうかの判定を行う(S102)。
【００２９】
視差画像でないと判定された場合、キーストーン補正回路102は、非視差画像用キーストーン補正フィルターパラメーター112をメモリ110より読み込み入力画像に適用する(S103)。視差画像であると判定された場合、キーストーン補正回路102は、視差画像用キーストーン補正フィルターパラメーター111をメモリ110より読み込み入力画像に適用する(S104)。
【００３０】
図５は、視差画像用キーストーン補正フィルターパラメーター111と非視差画像用キーストーン補正フィルターパラメーター112の周波数特性である。ただし、実際にプロジェクタ内部で帯域制限の処理を行う場合、現実的には、時間領域で帯域制限を行う必要があり、その場合、タップ数の制約を受け、図6に示すような周波数特性となるのが一般的である。視差画像入力時、非視差画像入力時と比べてより高周波成分を通さないフィルター処理を適用するように制御を行うことで、視差画像特有のモアレによる画質劣化を抑制することができる。
【００３１】
また、前述の図4のS102の視差画像入力であるかどうかの判定は、視差画像間での視差量検出によって行ってもよい。視差量検出は、一般に、視差画像間の左右方向の画素のずれで検出が可能である。視差量が一定値を超えた場合を視差画像入力であると判定することで、視差画像であっても各視差画像間でほぼ差がないような画像の時に、不要な解像感の劣化を防ぐことができる。前述の各々の帯域制限のためのフィルターは、キーストーンの補正量に応じて切り替えてもよいし、さらには各画素の画面内での位置ごとの変形率に応じて切り替えてもよい。
【００３２】
本実施例において、キーストーン補正は、キーストーン補正回路104により行っているが、入力信号を表示パネルの解像度に合わせる解像度変換回路102（図1では映像処理回路に含まれる）により行ってもよい。
【００３３】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【００３４】
［実施例２］
以下、本発明の第１の実施例と同様に図１を参照して、本発明の第２の実施例による、投射型表示装置について説明する。入力端子101などに入力された入力信号は、映像入力回路102で、信号種別の判別が行われ、アナログ映像信号であれば、Ａ／Ｄ変換が行われた上で後段の処理が行われる。
【００３５】
ここで、映像入力信号回路102は、信号種別の判別の情報のほか、入力信号が視差信号であるかどうかの情報を含む入力信号情報をコントローラー105による取得を可能とする。映像処理回路103では、入力信号の解像度を表示パネル108に合わせるように解像度変換やその他映像処理が行われる。
【００３６】
映像処理回路103の出力は、キーストーン補正回路104に入力され、投射画像が矩形となるようにキーストーン補正を行う。これは、リモートコントローラー121や操作パネル122のユーザー操作によって、そのキーストーン補正量を操作されるが、コントローラー105が傾きセンサー123の測定値から自動的にキーストーン補正量を決定し、補正を行ってもよい。このとき、キーストーン補正回路104の動作は後述する。
【００３７】
キーストーン補正回路106の出力は、表示回路106で、各色ごとの信号に分離され、入力階調に対して出力輝度特性が目的の特性となるように、表示パネル108が駆動される。ランプ107から表示パネル108への入射光は、表示回路106により入力信号に対応した反射率（透過型プロジェクタの場合、透過率）となるように駆動され、レンズ109を通じてスクリーン2に投射される。
【００３８】
入力信号が視差画像であると判定された場合、視差情報トランスミッタ106により、左右の透過制御可能なシャッターを有する液晶シャッターメガネ3の制御を行う。入力信号が視差画像であると判定された場合、映像入力回路102より後段は、各視差画像交互に時分割多重される。
【００３９】
図２は時分割駆動された、表示パネルと液晶シャッターメガネの駆動の様子である。図２のように、時分割駆動された表示回路のＬＲに同期して、液晶シャッターメガネの透過シャッターを制御することで、各視差画像を両眼それぞれで知覚することが可能となり、立体視が可能となる。
【００４０】
前述の図１０の領域211から領域212への変換は、図1ではキーストーン補正回路により行う。キーストーン補正による変形率をR、キーストーン回路に入力される最大の画像周波数F=1/2T（Tは標本化間隔)とすると、一般には、キーストーン前の画像をカットオフ周波数F×Rで帯域制限を行うことで、エイリアシングを抑制することが可能である。
【００４１】
ただ一方で、エイリアシングを抑制されるように帯域制限がなされると、変換前解像度に対して、大きく解像感を損ねる。また、プロジェクタ内部で帯域制限の処理を行う場合、現実的には、時間領域で帯域制限を行う必要があり、その場合、タップ数の制約を受けて、モアレの抑制のためには理想的なカット周波数よりさらに小さい周波数で帯域制限を行わざるをえない。
【００４２】
その結果、実用上、画像によってはある程度のエイリアシング発生を容認しつつ解像感を維持するカットオフ周波数fc1が設定される。
【００４３】
前述の図１１の視差画像撮影の例において、２つの撮像素子等により視差画像が取得可能なカメラ31で図１１のような位置関係で撮影した場合、被写体32との撮像距離が異なり、各視差画像は図１２のように、水平方向の画像周波数が視差画像間で異なってくる。
【００４４】
これらの画像に対して、従来よりの方法で、キーストーン補正回路104によりキーストーン補正を行うと、図3のように、視差画像間でモアレの発生箇所が異なる。この場合、視聴者が同一の被写体と認識できるはずの被写体が、モアレが発生することで、視差画像間で輝度差が生じる。これらは、非視差画像でモアレが発生することに比べて不快感が大きい。
【００４５】
また、図１１で示したような被写体に対してズーム動作を行った場合など、画像周波数が徐々に変わるような動画像では、視差画像間で点滅することになり、これもまた不快感が大きい。
【００４６】
そこで、本発明では、コントローラー105により図4のようなシーケンスにより制御を行う。まず、キーストーン補正を行うかどうかの判定を行う(S101)。キーストーン補正が無効であると判定された場合、フィルター処理は行わないことで、解像感を維持する。そして、キーストーンが有効な場合、入力映像信号回路102により、入力画像が視差画像であるかどうかの判定を行う(S102)。
【００４７】
視差画像でないと判定された場合、キーストーン補正回路102は、非視差画像用キーストーン補正フィルターパラメーター112をメモリ110より読み込み入力画像に適用する(S103)。視差画像であると判定された場合、キーストーン補正回路102は、視差画像用キーストーン補正フィルターパラメーター111をメモリ110より読み込み入力画像に適用する(S104)。
【００４８】
図７は、視差画像用キーストーン補正フィルターパラメーター111と非視差画像用キーストーン補正フィルターパラメーター112の周波数特性である。ここで、カットオフ周波数fc2に対して、視差の違いによる画像周波数の変動分を加算、もしくは乗算した値をfc2’とする。視差の違いによる画像周波数の変動は、一般的な視差画像撮影手段を想定することで求める。このような制御を行うことにより、図8のように、両視差画像で、片側のみモアレが発生している箇所を抑制することで、視差画像特有のモアレによる不快感を軽減することが可能となる。動画像であれば、両視差画像でモアレが発生しても相殺される成分もあり、本実施例は解像感を優先する場合に有効である。
【００４９】
また、前述の図4のS102の視差画像入力であるかどうかの判定は、視差画像間での視差量検出によって行ってもよい。視差量検出は、一般に、視差画像間の左右方向の画素のずれで検出が可能である。視差量が一定値を超えた場合を視差画像入力であると判定することで、視差画像であっても各視差画像間でほぼ差がないような画像の時に、不要な解像感の劣化を防ぐことができる。前述の各々の帯域制限のためのフィルターは、キーストーンの補正量に応じて切り替えてもよいし、さらには各画素の画面内での位置ごとの変形率に応じて切り替えてもよい。
【００５０】
本実施例において、キーストーン補正は、キーストーン補正回路104により行っているが、入力信号を表示パネルの解像度に合わせる解像度変換回路102（図1では映像処理回路に含まれる）により行ってもよい。
【００５１】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【符号の説明】
【００５２】
101  入力端子        102  映像入力回路          105  コントローラー
【図５】
2015154222.tif 000003
【図６】
2015154222.tif 000004
【図７】
2015154222.tif 000005
【図１０】
2015154222.tif 000006
【図１】
2015154222.tif 000007
【図２】
2015154222.tif 000008
【図３】
2015154222.tif 000009
【図４】
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【図８】
2015154222.tif 000011
【図９】
2015154222.tif 000012
【図１１】
2015154222.tif 000013
【図１２】
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