(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
影付きの物体の画像の入力を受ける画像入力部と、
前記画像入力部に入力された前記物体の画像に背景画像を合成して投影画像を生成する合成処理部と、
前記投影画像を投影面に投影する画像投影部と、を備えており、
前記背景画像は、前記物体の影との境界部分の明度が当該影の明度よりも高く、当該影から離れるに従って徐々に明度が低くなるような明度分布を有していることを特徴とする画像投影装置。
【請求項２】
前記画像入力部に入力された前記物体の画像に応じて前記背景画像を生成する背景画像生成部をさらに備えている請求項１に記載の画像投影装置。
【請求項３】
前記背景画像生成部は、前記物体の画像の少なくとも影の位置に合わせて前記背景画像の前記明度分布を調整する第１明度調整部を有している請求項２に記載の画像投影装置。
【請求項４】
前記背景画像生成部は、前記物体の画像の少なくとも影の位置を認識する位置認識部を有している請求項３に記載の画像投影装置。
【請求項５】
前記背景画像生成部は、前記物体の画像の少なくとも影の形状を認識する形状認識部を備えている請求項２〜４のいずれかに記載の画像投影装置。
【請求項６】
前記第１明度調整部は、前記物体の影との境界部分の明度を一定とし、当該影から離れるに従い一定の比率で徐々に明度を低くするように前記背景画像の前記明度分布を調整する機能を有している請求項５に記載の画像投影装置。
【請求項７】
前記背景画像生成部は、前記背景画像の明度の勾配の緩急を調整するための第２明度調整部を有している請求項２〜６のいずれか１つに記載の画像投影装置。
【請求項８】
影付きの物体の画像の入力を受ける画像入力部と、
前記画像入力部に入力された前記物体の画像に背景画像を合成して投影画像を生成する合成処理部と、を備えており、
前記背景画像は、前記物体の影との境界部分の明度が当該影の明度よりも高く、当該影から離れるに従って徐々に明度が低くなるような明度分布を有していることを特徴とする画像処理装置。
【請求項９】
影付きの物体の画像の入力を受けるステップと、
入力された前記物体の画像に背景画像を合成して投影画像を生成するステップと、を含み、
前記背景画像は、前記物体の影との境界部分の明度が当該影の明度よりも高く、当該影から離れるに従って徐々に明度が低くなるような明度分布を有していることを特徴とする画像処理方法。
【請求項１０】
影付きの物体の画像の入力を受ける画像入力手段、及び当該画像入力手段に入力された前記物体の画像に背景画像を合成して投影画像を生成する合成処理手段としてコンピュータを機能させるものであり、
前記背景画像は、前記物体の影との境界部分の明度が当該影の明度よりも高く、当該影から離れるに従って徐々に明度が低くなるような明度分布を有していることを特徴とする画像処理プログラム。
【請求項１１】
画像データの使用方法であって、
前記画像データは、影付きの物体の画像を、所定の背景画像上に合成した合成画像であり、
前記背景画像は、前記物体の影との境界部分の明度が当該影の明度よりも高く、当該影から離れるに従って徐々に明度が低くなるような明度分布を有し、
前記画像データを投影画像として用いる
ことを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プロジェクタ等の画像投影装置、画像投影装置によって投影される画像の処理を行う画像処理装置、方法及びプログラム、並びに、画像データの使用方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、実環境に対する三次元立体像の情報提示に関する研究が盛んに行われている。このような三次元立体像の情報提示は、従来、立体ディスプレイを用いたり、偏光めがねやＨＭＤ（ヘッドマウントディスプレイ）を用いたりすることによって可能とされていたが、これらの手法の多くは、両目の視差を利用して立体像の奥行きを知覚させようとするものであるため眼精疲労を誘起させる場合がある。また、偏光めがねやＨＭＤ（ヘッドマウントディスプレイ）を用いる場合は、ユーザがこれらを装着しなければならないため、身体的な負担やストレスを与えることがあった。
【０００３】
このため、本出願の発明者は、プロジェクタを用いて実環境に物体の画像を投影することによって、あたかもその物体がその場に存在するかのように知覚させる手法を従前に提案している（非特許文献１参照）。この手法では、プロジェクタから投影された物体を立体的に見せるためには物体に付随して生じる影の存在が重要と考え、プロジェクタによって影付きの物体の画像を投影することで当該物体の立体感を増大させている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】李周浩ほか２名、「ユビキタスディスプレイ”ＵＤ−１”を用いたアナモルフォーズによる裸眼立体視の実現」、日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会２００８講演論文集、２００８年６月５日発行、２Ｐ２−Ｅ２２頁
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
プロジェクタは、その特性上、投影面よりも明度の低い色を投影することは不可能である。そのため、投影された物体の影は、その背景となる投影面よりも暗くすることはできず、影と投影面との境界を明確に表すことが困難となる。
非特許文献１では、図７に示すように、投影画像中に、物体Ｏに対してスポットライトを当てたような明度の高い部分Ｐを設け、このスポットライトＰの中に明度の低い影Ｓを設けることによって、当該影Ｓを明確に表すことを提案している。
しかしながら、上記のようなスポットライトは、昼間や通常照明下などの特定の条件下で実環境との調和を図ることができず、不自然になってしまう欠点があった。
【０００６】
そこで、本発明は、投影面に投影された物体の影を自然に表現することができる画像投影装置、画像処理装置、画像処理方法、画像処理プログラム、及び、画像データの使用方法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】
（１）本発明の第１の観点に係る画像投影装置は、
影付きの物体の画像の入力を受ける画像入力部と、
前記画像入力部に入力された前記物体の画像に背景画像を合成して投影画像を生成する合成処理部と、
前記投影画像を投影面に投影する画像投影部と、を備えており、
前記背景画像は、前記物体の影との境界部分の明度が当該影の明度よりも高く、当該影から離れるに従って徐々に明度が低くなるような明度分布を有していることを特徴とする。
【０００８】
本発明の画像投影装置は、ＣＯＣ（Ｃｒａｉｋ−Ｏ’Ｂｒｉｅｎ−Ｃｏｒｎｓｗｅｅｔ；クレイク・オブライエン・コーンスウィート）錯視効果という目の錯覚の効果を用いて物体の影を投影面（背景）よりも暗く見せ、自然な影を表現しようとするものである。具体的には、画像投影装置によって、影付きの物体の画像をそのまま投影するのではなく、特定の背景画像上に合成して実環境（投影面）に投影する。この背景画像は、物体の影との境界部分の明度が影の明度よりも高く、その周囲の明度が影から離れるにしたがって徐々に低くなるような明度分布（明度勾配）を有する画像とされている。このような背景画像に物体の画像を合成すると、明度の低い黒色で表現される物体の影と、その周りの背景画像との間でコントラストが大きくなり、この合成画像（投影画像）を投影面に投影したときに物体の影と投影面との境界で輝度差が生じる。この輝度差により、投影面上で物体の影を明確に認識させることができる。また、背景画像は、物体の影から離れるにしたがって徐々に明度が低くなっていくが、ＣＯＣ錯視効果によって、その明度の変化はほとんど知覚されることはなく、投影面上の背景画像の輝度変化もほとんど知覚されない。そのため、物体の影と投影面との境界で生じる輝度差がほぼ投影面全体でも知覚され、物体の影が投影面全体よりも暗く感じられるようになる。これにより、物体の影を自然に表現することができる。なお、本発明において、背景画像における物体の影との「境界部分」とは、影の周りの或る程度の幅を持った領域（例えば、１〜数画素分の領域）をいう。
【０００９】
（２）上記画像投影装置は、前記画像入力部に入力された前記物体の画像に応じて前記背景画像を生成する背景画像生成部をさらに備えていることが好ましい。
【００１０】
（３）特に、前記背景画像生成部は、前記物体の画像の少なくとも影の位置に合わせて前記背景画像の前記明度分布を調整する第１明度調整部を有していることが好ましい。
このように、物体の影の位置に応じて背景画像の明度分布を調整することで、投影面上で物体の影を適切に認識させることができる。
【００１１】
（４）また、この場合、前記背景画像生成部は、前記物体の画像の少なくとも影の位置を認識する位置認識部を有していることが好ましい。
【００１２】
（５）前記背景画像生成部は、前記物体の画像の少なくとも影の形状を認識する形状認識部を備えていることが好ましい。
【００１３】
（６）そして、この場合には、前記第１明度調整部は、前記物体の影との境界に沿う部分の明度を一定とし、当該境界から離れるに従い一定の比率で徐々に明度を低くするように前記背景画像の前記明度分布を調整する機能を有していることが好ましい。
このような構成によって、投影面に投影された物体の影と投影面との境界に一定の輝度差をもたせることができ、物体の影をより明確に認識させることができる。
【００１４】
（７）前記背景画像生成部は、前記背景画像の明度の勾配の緩急を調整するための第２明度調整部を有していることが好ましい。
投影面に投影された画像の大きさは、画像投影装置と投影面との距離に応じて変化する。例えば、画像投影装置と投影面との距離が大きい場合は、投影面に投影された投影画像が大きくなり、背景画像の明度の勾配は投影面上でより緩やかな輝度勾配となって表れる。一方、画像投影装置と投影面との距離が小さい場合は、投影面に投影された投影画像が小さくなり、背景画像の明度の勾配は投影面上でより急な輝度勾配となって表れることになる。本発明では、第２明度調整部によって背景画像の明度の勾配の緩急を調整することができるので、画像投影装置と投影面との距離に応じて、投影面に投影される背景画像の輝度勾配を適切なものとすることができる。
【００１５】
（８）本発明の第２の観点に係る画像処理装置は、
影付きの物体の画像の入力を受ける画像入力部と、
前記画像入力部に入力された前記物体の画像に背景画像を合成して投影画像を生成する合成処理部と、を備えており、
前記背景画像は、前記物体の影との境界部分の明度が当該影の明度よりも高く、当該影から離れるに従って徐々に明度が低くなるような明度分布を有していることを特徴とする。
このような構成の画像処理装置によって投影画像を作成し、この投影画像を画像投影装置で投影することによって、上述した本発明の画像投影装置と同様に、投影面上で物体の影を明確に認識させ、物体の影を自然に表現することができる。
【００１６】
（９）本発明の第３の観点に係る画像処理方法は、
影付きの物体の画像の入力を受けるステップと、
入力された前記物体の画像に背景画像を合成して投影画像を生成するステップと、を含み、
前記背景画像は、前記物体の影との境界部分の明度が当該影の明度よりも高く、当該影から離れるに従って徐々に明度が低くなるような明度分布を有していることを特徴とする。
このような構成の画像処理方法を用いて投影画像を作成し、この投影画像を画像投影装置で投影することによって、上述した本発明の画像投影装置と同様に、投影面上で物体の影を明確に認識させ、物体の影を自然に表現することができる。
【００１７】
（１０）本発明の第４の観点に係る画像処理プログラムは、
影付きの物体の画像の入力を受ける画像入力手段、及び当該画像入力手段に入力された前記物体の画像に背景画像を合成して投影画像を生成する合成処理手段としてコンピュータを機能させるものであり、
前記背景画像は、前記物体の影との境界部分の明度が当該影の明度よりも高く、当該影から離れるに従って徐々に明度が低くなるような明度分布を有していることを特徴とする。
このような構成の画像処理プログラムを用いて投影画像を作成し、この投影画像を画像投影装置で投影することによって、上述した本発明の画像投影装置と同様に、投影面上で物体の影を明確に認識させ、物体の影を自然に表現することができる。
【００１８】
（１１）本発明の第５の観点に係る画像データの使用方法において、
前記画像データは、影付きの物体の画像に背景画像を合成した合成画像であり、
前記背景画像は、前記物体の影との境界部分の明度が当該影の明度よりも高く、当該影から離れるに従って徐々に明度が低くなるような明度分布を有し、前記画像データを投影画像として用いることを特徴とする方法。
画像データを、画像投影装置で投影画像として投影することによって、上述した本発明の画像投影装置と同様に、投影面上で物体の影を明確に認識させ、物体の影を自然に表現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施の形態に係る画像投影装置（プロジェクタ）のブロック図である。
【図２】同画像投影装置における背景画像生成部のブロック図である。
【図３】影付きの物体を含む入力画像を示す図である。
【図４】背景画像を示す図である。
【図５】影に対するＣＯＣ錯視効果の適用を説明するための図である。
【図６】本発明の実施の形態における投影画像を投影面に投写した状態を示す図である。
【図７】従来技術における投影画像を投影面に投写した状態を示す図である。
【図８】ＣＯＣ錯視効果を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係る画像投影装置（プロジェクタ）のブロック図である。
本実施の形態のプロジェクタ１は、画像投影部２と、制御部３とから主に構成されている。画像投影部２は、光源２１と、光変調部２２と、投写レンズ２３と、光変調駆動部２（ドライバ）４とを備えており、入力された画像に応じて光源２１から射出された光を光変調部２２で変調し、投写レンズ２３により拡大して投影面に投写するものである。光源２１には、メタルハライドランプのような放電型ランプ等が用いられる。光変調部２２は、液晶パネルやＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ  Ｄｅｖｉｃｅ）等の光変調素子を備えており、光源からの光は、光変調素子を透過又は反射することによって変調される。また、光変調部２２の光変調素子は、光変調駆動部２４によって駆動される。
【００２１】
制御部３は、ＣＰＵ等の演算部や、ＲＡＭ、ＲＯＭ等の記憶部を備えたマイクロコンピュータ等からなり、記憶部に記憶されているプログラムを演算部が実行することによって各種の処理を行う。そして、制御部３は、画像投影部２における光源２１や光変調駆動部２４等の動作を制御するとともに、画像投影部２によって投影される画像の処理を行う画像処理部としても機能する。
【００２２】
画像処理部３は、画像入力部３１と、合成処理部３２と、背景画像生成部３３と、を備えている。画像入力部３１は、図示しない入力端子を介してパーソナルコンピュータ、ＤＶＤプレーヤー等の画像再生機器、デジタルカメラ等から各種画像の入力を受ける。入力可能な画像信号としては、アナログ又はデジタルのＲＧＢ信号や、コンポーネント映像信号、コンポジット映像信号等があり、画像入力部３１は、入力された画像信号を処理可能な形式の画像データに変換して合成処理部３２に出力する。
【００２３】
合成処理部３２は、入力された画像を所定の背景画像上に合成し、画像投影部２によって投影する投影画像を生成する。この背景画像は、予め準備されたもの、あるいは、入力画像の信号に基づいて背景画像生成部３３において生成されたものを用いることができる。合成処理部３２によって合成された投影画像の信号は光変調駆動部２４に出力され、光変調駆動部２４は、入力された信号に従って光変調部２２（光変調素子）を駆動する。
【００２４】
次に、画像処理部３における合成処理部３２の処理（入力画像（物体の画像）と背景画像との合成）について詳細に説明する。
本実施の形態では、プロジェクタ１から投影された物体の画像に立体感を与えるために、当該物体に対して影を付けた入力画像が画像入力部３１へ入力される。この入力画像の一例を図３に示す。この入力画像Ｉは、物体Ｏとしてのサイコロに影Ｓが付随している画像を含む。また、サイコロＯ及び影Ｓは、アナモルフォーズ化によって歪みが生じたものとなっている。
【００２５】
アナモルフォーズとは、一見何が描かれているか分からないが、ある一点から眺めたり反射円柱を置いたりすることで、正常な絵に見えるようにする描画手法である。本実施の形態では、プロジェクタ１によって床面等の水平面に対して投影された画像をある位置から眺めたときに、歪みのない正常な画像として認識することができるように、物体Ｏ及び影Ｓがアナモルフォーズ化されている。なお、このアナモルフォーズ化については、上記非特許文献１で詳しく説明されている。
【００２６】
一般に、プロジェクタ１は、投影面よりも明度の低い色の画像を投影することができないという性質を有している。すなわち、プロジェクタ１によって投影できる最低の輝度は、明度０％の黒色の部分を投影したときの輝度であり、その値は投影面と同輝度が限界となる。そのため、図３に示す影Ｓ付きの物体Ｏだけをそのままプロジェクタから投影すると、物体の影Ｓが明度０％の黒色であったとしても、投影される影Ｓは投影面と同輝度となり、投影面と影との境界を認識することができなくなる。また、図７に示す従来技術のように、物体Ｏの画像にスポットライトＰを加え、影Ｓの周りを局部的に明るくすれば投影面Ａと影Ｓとの境界を明確に認識することが可能となるが、特に明るい環境下では不自然な印象を与え、実環境に物体が存在しているような感覚を与え難くなる。
【００２７】
本実施の形態は、スポットライトのような演出を用いるのではなく、ＣＯＣ（Ｃｒａｉｋ−Ｏ’Ｂｒｉｅｎ−Ｃｏｒｎｓｗｅｅｔ；クレイク・オブライエン・コーンスウィート）錯視効果と呼ばれる「目の錯覚」を利用することによって、投影された物体Ｏの影Ｓを投影面Ａ上で自然に認識できるようにし、当該物体Ｏの立体感を増大させて、あたかもその物体Ｏが実環境（床面等）に存在しているかのような感覚を人に与えようとするものである。
【００２８】
ここで、ＣＯＣ錯視効果について簡単に説明する。本実施の形態で用いるＣＯＣ錯視効果は、隣接する面のそれぞれの知覚明度は、両面の境界のコントラストに依存して規定されるという特徴と、緩やかな明度（輝度）の傾斜はほとんど知覚されないという特徴とを有する。
図８は、ＣＯＣ錯視効果を説明するための図である。図８（ａ）には、灰色の帯１０（以下、単に「灰色帯」という）が示されており、一見、その中央Ｃを境として左側領域Ｌの明度が低く、右側領域Ｒの明度が高いように知覚される。しかしながら、実際は、灰色帯１０の中央Ｃ付近にコントラストと明度の傾斜とを持たせているだけで、中央Ｃ付近を除く灰色帯１０の左右両側Ｌ，Ｒの明度は同一とされている。
【００２９】
図８（ｂ）は、灰色帯１０の現実の輝度分布を示し、図８（ｃ）は、人が知覚する灰色帯１０の輝度分布を示している。図８（ｂ）に示すように、現実の輝度分布は、灰色帯１０の左側領域Ｌについては中央Ｃ付近で輝度が徐々に低くなっており、灰色帯１０の右側領域Ｒについては中央Ｃ付近で輝度が徐々に高くなっている。そのため、灰色帯１０の中央Ｃで最もコントラストが大きくなり、左側領域Ｌと右側領域Ｒとの境界をはっきりと知覚することができる。しかし、図８（ｃ）に示すように、灰色帯１０の中央Ｃ付近に生じている輝度の変化（勾配）は人によってほとんど知覚されず、その結果、左側領域Ｌと右側領域Ｒとの境界Ｃで知覚されたコントラストの相違が、左右各領域Ｌ，Ｒの全体に影響し、左側領域Ｌ全体の輝度が低く、右側領域Ｒ全体の輝度が高いように知覚されるのである。
【００３０】
本実施の形態の場合、ＣＯＣ錯視効果を用いることによって、明度が０％の物体の影Ｓと、その周囲の投影面Ａとに明度差があるように知覚させる。図８のような灰色帯１０の場合、左側領域Ｌの中央Ｃ付近の明度を低くし、右側領域Ｒの中央Ｃ付近の明度を高くするといったように、双方の明度に傾斜を付けることができたが、本実施の形態では、物体Ｏの影Ｓは最も低い明度（０％）であるため、それ以上明度を下げることができない。そのため、図５に例示する黒帯１１のように、左側領域（物体の影に相当）Ｌ全体の明度を０％とし、右側領域（投影面に相当）Ｒの左端（黒帯１１の中央Ｃ）の明度を高くして中央Ｃから右側へ離れるに従って徐々に明度を低下させ、やがて０％にする。これにより、図５（ｂ）に示すように、実際の輝度分布は、黒帯１１の左側領域Ｌと右側領域Ｒとでは中央Ｃ付近を除いて同じ輝度であるが、図５（ｃ）に示すように、人が知覚する輝度分布は、左側領域Ｌが低く、右側領域Ｒがこれよりも高くなっている。このようなＣＯＣ錯視効果を用いることによって、物体Ｏの影Ｓと投影面Ａとの間に明度差があるように知覚させるのである。
【００３１】
具体的には、プロジェクタによって投影される影付きの物体の画像に対してＣＯＣ錯視効果を適用するため、以下の手法を採っている。すなわち、本実施の形態のプロジェクタ１では、図３に示す影Ｓ付き物体Ｏの画像を、図４に示すような明度分布を有する背景画像Ｂ上に合成することによって投影画像を生成し、この投影画像を画像投影部２によって投影する。この背景画像Ｂは、中央の明度が影Ｓの明度（０％）よりも高く、その周囲の明度が徐々に低くなり、背景画像Ｂの外縁部で明度が０％になるように、一定の比率で明度に傾斜（勾配）をもたせたものである。そして、画像処理部３における合成処理部３２は、背景画像Ｂにおける中央の明度の高い部分に対して影Ｓ付き物体Ｏの画像を重ね合わせて合成し、投影画像を生成する。したがって、投影画像における背景画像Ｂの明度は、物体Ｏの影Ｓとの境界部分（影Ｓの周囲の背景領域）において影Ｓの明度よりも高くなり、影Ｓから離れるに従って徐々に低くなるとともに、次第に影Ｓと同一の明度となっていく。
【００３２】
図６は、影Ｓ付きの物体Ｏの画像を背景画像Ｂ上に合成した投影画像を投写面Ａに投写した状態を示す図である。この図６から明らかなように、投影面Ａには、物体Ｏに付随する影Ｓが明確に表れている。すなわち、ＣＯＣ錯視効果によって、影Ｓと投影面Ａとの境界の輝度差を知覚することができ、しかも物体Ｏの周囲の投影面Ａの輝度勾配（背景画像Ｂの明度勾配）はほとんど知覚されない状態となっている。これにより、投影面Ａ上に自然なかたちで影Ｓが認識され、物体Ｏが実環境に存在する（床面に置かれている）かのような印象を与えることが可能となる。
【００３３】
上記の例では、図３に示すように入力画像Ｉの中央に物体Ｏが存在しているため、合成される背景画像Ｂ（図４）は、中央の明度が高くその周囲の明度が徐々に低くなっている。しかしながら、入力画像Ｉにおいて物体Ｏは必ずしも中央にあるわけではないので、その物体Ｏの位置に合わせて背景画像Ｂの明度の分布を調整する必要がある。また、入力画像Ｉにおける物体Ｏの影Ｓと、背景画像Ｂとの境界に大きなコントラストをもたせるためには、影Ｓの形状や大きさに合わせて背景画像Ｂの明度分布を調整することが望まれる。
【００３４】
そのため、本実施の形態の画像処理部３を構成する背景画像生成部３３は、図２に示すように、入力画像Ｉにおける影Ｓ付きの物体Ｏの位置を認識する位置認識部３３１と、影Ｓ付きの物体Ｏの形状を認識する形状認識部３３２と、これら位置及び形状等に合わせて背景画像Ｂの明度を調整する明度調整部３３３と、を備えている。そして、画像入力部３１に入力された入力画像Ｉの信号は背景画像生成部３３にも出力され、背景画像生成部３３が、入力画像Ｉ中に含まれる物体Ｏ及び影Ｓの位置及び形状等に応じて背景画像Ｂを生成することによって、適切な合成画像（投影画像）を取得することができるのである。背景画像Ｂは、例えば全体の明度が一定なベース画像に対して、影Ｓ付きの物体Ｏの位置及び形状に基づいて作成された明度分布設定用のフィルタをかけることによって生成することができる。
【００３５】
位置認識部３３１や形状認識部３３２による物体の影の位置や形状の認識は、入力画像Ｉに対して従来公知の画像解析処理（エッジ検出処理や輪郭追跡処理等）を行うことによって可能となる。また、本実施の形態の明度調整部３３３は、背景画像Ｂ中の明度が最も高い部分の位置、大きさ、形状を調整する機能（本発明の第１明度調整部としての機能）や、全体の明度勾配を調整する機能（本発明の第２明度調整部としての機能）を有する。
【００３６】
画像入力部３１に入力される入力画像Ｉは、影Ｓ付きの物体Ｏに後ろに背景を含んでいるが（図３においては背景を白で示している）、背景画像Ｂと合成されるのは影Ｓ付きの物体Ｏの部分だけであるため、合成処理部３２は、画像解析処理を行って入力画像Ｉから背景を除外し、影付き物体Ｏの画像を抜き出す。この処理を容易に行うため、入力画像Ｉにおける背景は、物体Ｏや影Ｓとは異なる予め定められた特定の色（例えば、赤色、青色）としておくのがよい。これにより、合成処理部３２において当該色が付された部分を識別することによって、影Ｓ付きの物体Ｏのみを迅速に抜き出す処理を行うことが可能となる。
【００３７】
なお、位置認識部３３１や形状認識部３３２は、影Ｓを含む物体Ｏ全体を認識対象としてもよいが、物体Ｏの影Ｓのみを認識対象とするのがより好ましい。投影面Ａとの間で輝度差をもたせたいのは影Ｓの部分だからである。この場合、明度調整部３３３は、影Ｓとの境界部分の明度を一定とし、当該影Ｓから離れるに従って一定の比率で徐々に明度が低くなるように背景画像Ｂの明度分布を調整するのが好ましい。これによって影Ｓと投影面Ａとの境界に一定の輝度差をもたせることができ、影Ｓをより明確に認識させることができるようになる。
【００３８】
プロジェクタ１から投影される投影画像は、投影面Ａまでの距離によって大きさが変化する。そのため、投影面Ａに投影された背景画像Ｂの輝度勾配も、投影面Ａまでの距離に応じて変化することになる。例えば、同じ背景画像Ｂを投影する場合であっても、プロジェクタ１から投影面Ａまでの距離が長いと投影面Ａ上の背景画像Ｂの輝度勾配はより緩やかとなり、投影面Ａまでの距離が短いと、投影面Ａ上の背景画像Ｂの輝度勾配はより急となる。このように、投影面Ａ上の背景画像Ｂの輝度勾配にバラツキが生じると、影Ｓの見え方にもバラツキが生じ、好ましくない。
【００３９】
そのため、本実施の形態の明度調整部３３３は、投影面Ａ上で影Ｓが適切に認識されるように、背景画像Ｂの明度の勾配の緩急を、プロジェクタ１から投影面Ａまでの距離、又は投影面Ａに投影される投影画像の大きさに応じて調整する機能（第２明度調整部としての機能）をも有している。この機能は、例えばプロジェクタ１から投影面Ａまでの距離や、投影された物体Ｏの寸法や拡大率等のパラメータをユーザがプロジェクタ１に入力することによって働かせることができる。
【００４０】
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内において適宜変更可能である。例えば、図１における画像処理部（制御部）３は、プロジェクタ１とは別体のコンピュータ（例えば、パーソナルコンピュータ）から構成することもできる。この場合、画像処理部３を構成するコンピュータを用いて投影画像を生成し、その投影画像を一般的なプロジェクタに入力することによって実環境に投影することができる。また、本発明の画像投影装置、画像処理装置（方法、プログラム）で使用される画像は、静止画であってもよいし、動画であってもよい。
【符号の説明】
【００４１】
１  プロジェクタ
２  画像投影部
３  制御部（画像処理部）
２１  光源
２２  光変調部
２３  投写レンズ
２４  光変調駆動部
３１  画像入力部
３２  合成処理部
３３  背景画像生成部
３３１  位置認識部
３３２  形状認識部
３３３  明度調整部（第１，第２明度調整部）
Ｂ  背景画像
Ｉ  入力画像
Ｏ  物体
Ｓ  影
【図１】
0005721210.tif 000002
【図２】
0005721210.tif 000003
【図３】
0005721210.tif 000004
【図４】
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【図５】
0005721210.tif 000006
【図６】
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【図７】
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【図８】
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