(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力画像信号のフレーム画像に基づく第１画像内の複数の所定位置の画素値を増加させる第１増加手段と、
前記フレーム画像に基づく第２画像内の前記複数の所定位置の画素値を減少させる第１減少手段と、
前記第１増加手段により増加させられた前記第１画像におけるオーバーフローの発生の有無を検出する第１検出手段と、
前記第１減少手段により減少させられた前記第２画像におけるアンダーフローの発生の有無を検出する第２検出手段と、
前記第１検出手段による検出結果に応じて、前記第１減少手段により減少させられた前記第２画像に対して、前記第１検出手段が検出したオーバーフローを補償する補正を行う第２増加手段と、
前記第２検出手段による検出結果に応じて、前記第１増加手段により増加させられた前記第１画像に対して、前記第２検出手段が検出したアンダーフローを補償する補正を行う第２減少手段と、
前記フレーム画像に基づくＮ個（Ｎ＞１）のフレーム画像であって、前記第２増加手段から出力される画像と前記第２減少手段から出力される画像とを含むＮ個のフレーム画像が、前記入力画像信号に応じたフレーム周波数のＮ倍のフレーム周波数で投影されるように、投影手段を制御する投影制御手段と、
前記投影手段により投影される画像の調整のためのパラメータを、前記投影制御手段による制御に応じて画像が投影されている投影面が撮像されることで得られる撮像画像に基づいて決定する決定手段と、
前記投影手段により前記投影面に投影される画像を前記決定手段により決定されるパラメータに基づいて調整する調整手段とを有することを特徴とする表示制御装置。
【請求項２】
前記投影制御手段は、前記第２増加手段から出力される画像と前記第２減少手段から出力される画像とが連続して投影されるように、前記投影手段を制御することを特徴とする請求項１に記載の表示制御装置。
【請求項３】
前記第１増加手段により前記複数の所定位置の画素値が増加させられる前の前記第１画像と、前記第１減少手段により前記複数の所定位置の画素値が減少させられる前の前記第２画像とは、同一の画像であることを特徴とする請求項１または２に記載の表示制御装置。
【請求項４】
前記第１増加手段は、前記Ｎ個のフレーム画像に含まれる１以上の画像のそれぞれにおける前記複数の所定位置の画素値を増加させ、
前記第１減少手段は、前記Ｎ個のフレーム画像に含まれる１以上の画像のそれぞれにおける前記複数の所定位置の画素値を減少させ、
前記第１増加手段により前記複数の所定位置の画素値が増加させられる画像の数は、前記第１減少手段により前記複数の所定位置の画素値が減少させられる画像の数と等しいことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の表示制御装置。
【請求項５】
前記撮像画像内の複数の位置であって前記複数の所定位置に対応する複数の位置を特定する特定手段を有し、
前記決定手段は、前記特定手段による前記撮像画像内の前記複数の位置の特定結果に基づいて前記パラメータを決定することを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の表示制御装置。
【請求項６】
前記特定手段は、前記第２増加手段から出力される画像が投影されている前記投影面が撮像されることで得られる第１撮像画像と、前記第２減少手段から出力される画像が投影されている前記投影面が撮像されることで得られる第２撮像画像との差に基づいて、前記複数の位置を特定することを特徴とする請求項５に記載の表示制御装置。
【請求項７】
前記複数の所定位置は座標情報を符号化することにより設定されることを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載の表示制御装置。 
【請求項８】
前記決定手段は、前記投影制御手段による制御に応じて画像が投影されている前記投影面が撮像された撮影画像を、前記表示制御装置と通信可能な撮像手段から取得し、当該取得した撮像画像に基づいて前記パラメータを決定することを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項に記載の表示制御装置。
【請求項９】
前記投影手段は、前記表示制御装置と通信可能なプロジェクタであることを特徴とする請求項１乃至８の何れか１項に記載の表示制御装置。
【請求項１０】
前記調整手段は、前記決定手段により決定されるパラメータを前記投影手段に出力することで、前記投影手段により前記投影面に投影される画像を調整することを特徴とする請求項９に記載の表示制御装置。
【請求項１１】
前記投影面を撮像する撮像手段と、
前記投影制御手段による制御に応じて画像を投影する前記投影手段とを有し、
前記決定手段は、前記投影制御手段による制御に応じて画像が投影されている前記投影面が前記撮像手段により撮像されることで得られる撮像画像に基づいて前記パラメータを決定することを特徴とする請求項１乃至１０の何れか１項に記載の表示制御装置。
【請求項１２】
表示システムにより実行される表示制御方法であって、
入力画像信号のフレーム画像に基づく第１画像内の複数の所定位置の画素値を増加させる第１増加工程と、
前記フレーム画像に基づく第２画像内の前記複数の所定位置の画素値を減少させる第１減少工程と、
前記第１増加工程において増加させられた前記第１画像におけるオーバーフローの発生の有無を検出する第１検出工程と、
前記第１減少工程において減少させられた前記第２画像におけるアンダーフローの発生の有無を検出する第２検出工程と、
前記第１検出工程における検出結果に応じて、前記第１減少工程において減少させられた前記第２画像に対して、前記第１検出工程において検出したオーバーフローを補償する補正を行う第２増加工程と、
前記第２検出工程における検出結果に応じて、前記第１増加工程において増加させられた前記第１画像に対して、前記第２検出工程において検出したアンダーフローを補償する補正を行う第２減少工程と、
前記フレーム画像に基づくＮ個（Ｎ＞１）のフレーム画像であって、前記第２増加工程において出力される画像と前記第２減少工程において出力される画像とを含むＮ個のフレーム画像が、前記入力画像信号に応じたフレーム周波数のＮ倍のフレーム周波数で投影されるように、投影手段を制御する投影制御工程と、
前記投影手段により投影される画像の調整のためのパラメータを、前記投影制御工程における制御に応じて画像が投影されている投影面が撮像されることで得られる撮像画像に基づいて決定する決定工程と、
前記投影手段により前記投影面に投影される画像を前記決定工程において決定されるパラメータに基づいて調整する調整工程とを有することを特徴とする表示制御方法。
【請求項１３】
コンピュータを、請求項１乃至１１の何れか１項に記載の表示制御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】
本発明は表示装置及びその制御方法、画像処理装置、コンピュータプログラムに関し、特に、投射システムの自動調整の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、例えばアミューズメント施設や博物館展示などで、単体あるいは複数の投射装置を用いた投影システムが常設されるようになってきている。このような常設の投影システムにおける一つの課題は、投射装置の設置調整を維持することである。投影システムの使用を長期間継続すると装置の位置姿勢が少しずつ変化するため、投射装置のスクリーンに対する位置関係の変動による画像のゆがみや、複数の投射装置の間の相対的な位置ずれに伴う画像の不連続性を定期的に調整する必要がある。特に複数の投射装置を用いた投影システムにおいて、このような設置調整を手動で行うには専門知識と多大な労力が必要となる。そこで、投射装置から投射する調整パターンをカメラで撮影し、調整パラメータを生成してスクリーン上での投射形状を補正することが知られている（特許文献１）。
【０００３】
しかしながら、特許文献１の構成においては、自動調整のための調整パターンを投射するため、投射システムをオフラインにする必要がある。すなわち、調整を行っている間は画像の投影を中断しなければならない。このような課題に対して、調整パターンを非可視光（赤外光等）で投射することが知られている（特許文献２、特許文献３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−０１４３５６号公報
【特許文献２】特開２０１１−２１１６９３号公報
【特許文献３】特開２０１２−０１８２１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献２、３の構成では、非可視光で調整パターンを投射するため、投射システムをオフラインにすることなく自動調整を行うことができる。しかしながら、非可視光の調整パターンを投射、検出するための構成が別途必要となり、高価になってしまう。
【０００６】
本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、画像の投影を継続しながら可視光を用いて投射システムを調整することが可能な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】
上記目的を達成するため、本発明による表示制御装置は以下の構成を備える。すなわち、入力画像信号のフレーム画像に基づく第１画像内の複数の所定位置の画素値を増加させる第１増加手段と、前記フレーム画像に基づく第２画像内の前記複数の所定位置の画素値を減少させる第１減少手段と、前記第１増加手段により増加させられた前記第１画像におけるオーバーフローの発生の有無を検出する第１検出手段と、前記第１減少手段により減少させられた前記第２画像におけるアンダーフローの発生の有無を検出する第２検出手段と、前記第１検出手段による検出結果に応じて、前記第１減少手段により減少させられた前記第２画像に対して、前記第１検出手段が検出したオーバーフローを補償する補正を行う第２増加手段と、前記第２検出手段による検出結果に応じて、前記第１増加手段により増加させられた前記第１画像に対して、前記第２検出手段が検出したアンダーフローを補償する補正を行う第２減少手段と、前記フレーム画像に基づくＮ個（Ｎ＞１）のフレーム画像であって、前記第２増加手段から出力される画像と前記第２減少手段から出力される画像とを含むＮ個のフレーム画像が、前記入力画像信号に応じたフレーム周波数のＮ倍のフレーム周波数で投影されるように、投影手段を制御する投影制御手段と、前記投影手段により投影される画像の調整のためのパラメータを、前記投影制御手段による制御に応じて画像が投影されている投影面が撮像されることで得られる撮像画像に基づいて決定する決定手段と、前記投影手段により前記投影面に投影される画像を前記決定手段により決定されるパラメータに基づいて調整する調整手段とを有する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、画像の投影を継続しながら可視光を用いて投射システムを調整することが可能な技術を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】投射型画像表示装置の機能構成例を示すブロック図。
【図２】調整処理の処理手順を示すフローチャート。
【図３】二次元座標のコード化パターンを説明する図。
【図４】投射型画像表示装置の機能構成例を示すブロック図。
【図５】合成部の機能構成例を示すブロック図。
【図６】合成処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図７】階調補償処理を説明する図である。
【図８】投射型画像表示装置の機能構成例を示すブロック図。
【図９】投射型画像表示システムの機能構成例を示すブロック図。
【図１０】投射型画像表示システムの機能構成例を示すブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００１１】
＜＜実施形態１＞＞
（投射型画像表示装置）
図１は、本発明の一実施形態（実施形態１）に係る投射型画像表示装置（表示装置）の機能構成の一例を示すブロック図である。本構成図において、１０は投射型画像表示装置、１００は二次元座標情報生成部、２００は合成部、３００は投射部、４００は画像取得部、５００は座標抽出部、６００はパラメータ決定部、７００は形状補正部である。
【００１２】
二次元座標情報生成部１００は、画像に含まれる所定の画素の当該画像における二次元座標（位置）をコード化したパターンを生成する。すなわち、このパターンは、表示対象の画像における所定の座標を符号化して、画像として表したものである。合成部２００は、二次元座標情報生成部１００で生成されたパターンを画像に合成し被投射画像を生成する。ここで合成とは、パターンを画像に加算あるいは減算することである。投射部３００は、不図示の表示パネル上に表示される被投射画像を投射レンズを介してスクリーン（不図示）に投射する。ここで、スクリーンには、投射専用のスクリーンの他、建造物、彫刻、自然物など画像を投射して表示可能なあらゆる物体が含まれる。
【００１３】
画像取得部４００は、投射された画像情報を取得する構成要素である。例えば、画像取得部４００は、撮像部（カメラ）を有し、この撮像部（カメラ）で撮影された画像情報を取得するように構成することができる。座標抽出部５００は、画像取得部４００で取得した投射画像からパターンを抽出し、抽出したパターンを更にデコードすることで座標情報を抽出する。
【００１４】
パラメータ決定部６００は、座標抽出部５００で抽出した座標情報を用いて、例えば座標情報を用いた公知の手法により画像の形状を補正するためのパラメータを決定する。形状補正部７００は、パラメータ決定部６００で決定されたパラメータに基づいて画像の形状を補正し被投射画像を生成する。
【００１５】
なお、上記の各構成要素はそれぞれ専用のハードウェアにより構成される。もっとも、投射型画像表示装置１０の投射部３００以外の構成要素は、不図示のＣＰＵ（中央演算処理装置）がコンピュータプログラムに基づきＲＡＭ（読出し専用メモリ）を用いて演算を行うことで実現するようにしてもよい。
【００１６】
（調整処理）
図２は、本実施形態に係る投射型画像表示装置が実行する調整処理の処理手順を示すフローチャートである。まず、ステップＳ１００で、二次元座標情報生成部１００が、画像に含まれる画素の当該画像における二次元座標（位置）をコード化したパターンを生成する。例えば、二次元座標（位置）を米国特許第７９０７７９５号に記載される手法を用いてコード化すると、コード化パターンは図３に示すようなドットパターンとなる。図３に示す一群のドットは、画像における所定の画素の二次元座標をコード化したものである。スクリーン上に投射したドットパターンをデコードした座標と表示画像上のコード化された座標との対応から表示画像のゆがみを判定することができる。
【００１７】
次に、ステップＳ２００に進み、ステップＳ１００で生成したドットパターンを合成部２００が画像に合成して被投射画像を生成する。
【００１８】
ステップＳ３００に進み、投射部３００が、被投射画像を被投射面へ投射する。ここで、ステップＳ１００で生成されるドットパターンは、そのサイズ、密度、および濃度を制御することが可能である。ドットパターン抽出精度とのトレードオフを考慮しつつ、小サイズ、小密度、低濃度に設定することでドットパターンを肉眼で観察することが不可能ないし非常に困難な状態にすることができる。
【００１９】
ステップＳ４００で、画像取得部４００が、被投射面（スクリーン）をカメラで撮影した画像情報を取得する。ステップＳ５００へ進み、座標抽出部５００が、まず、ステップＳ４００で取得した画像情報からドットパターンを抽出する。ドットパターンは、例えばドットパターンを合成しない元画像との差分により抽出できる。更に抽出したドットパターンをデコードすることで座標情報を抽出する。抽出した座標情報によって投射画像表示装置の表示パネル上の座標と投射面上の座標（撮像画面上の座標）の対応付けが行われる。
【００２０】
ステップＳ６００では、パラメータ決定部６００が、ステップＳ５００で抽出した座標情報を用いて、座標情報を用いた公知の手法により画像の形状を補正するためのパラメータを決定する。例えば、座標情報がメッシュを形成する座標であれば、メッシュの各四角形領域の４頂点を用いて射影変換行列を求め、該射影変換行列を用いて形状補正するためのパラメータを決定する。
【００２１】
ステップＳ７００では、形状補正部７００が、ステップＳ６００で決定されたパラメータに基づいて画像の形状を補正し被投射画像を生成する。
【００２２】
以上説明したように、表示対象の画像における所定の二次元座標を符号化してドットパターンとして表し、表示対象の画像と合成して投射することで投射画像にほぼ非可視状態で自動調整に利用可能な情報を画像に付加することができる。この非可視情報用いた自動調整を所定の時間間隔で実施することで、投射型画像表示装置の運用を停止することなく品質を保った表示を続けることが可能となる。
【００２３】
＜＜実施形態２＞＞
図４は、本発明の第二の実施形態（実施形態２）に係る投射型画像表示装置の機能構成の一例を示すブロック図である。本構成図において、実施形態１に係る構成に含まれる構成要素は同一符号で示している。図４のように、本実施形態の投射型画像表示装置１０はフレーム周波数変換部８００を備えている。
【００２４】
フレーム周波数変換部８００は、画像信号のフレーム周波数をＮ倍（Ｎ＞１）に変倍して人の視覚特性では輝度変化に対してフリッカが目立たなくなるような周波数へ変換する。このような周波数として、一般的に７０Ｈｚ以上でフリッカが感じられなくなると言われている。そこで、フレーム周波数を、例えば、画像信号のフレーム周波数が６０Ｈｚであった場合、１２０Ｈｚへ変換する。以下、Ｎ＝２の場合の例を説明する。ここで、フレーム周波数６０Ｈｚの場合のフレーム画像がＡ・Ｂ・Ｃ…であった場合、フレーム周波数１２０Ｈｚの場合のフレーム画像はＡ・Ａ・Ｂ・Ｂ・Ｃ・Ｃ…とする。一般に、フレーム周波数をＮ倍に変倍する場合、同一のフレームをＮ個ずつ順に表示する。
【００２５】
本実施形態において合成部２００は、周波数変換されたフレーム周波数に同期して、フレーム周波数変換された画像信号に二次元座標情報生成部１００で生成されたドットパターンを加算ないし減算する。上記のようにＮ＝２の場合は、連続するフレームの一方にドットパターンを加算し、もう一方から同一のドットパターンを減算する。変換されたフレーム周波数が２倍より大きな場合（Ｎ＞２）、画像へのドットパターンの加算および減算は、それぞれ少なくとも一つのフレームに対して行う。複数のフレームに対してドットパターンの加減算を行う場合は、人がフリッカを認識可能なフレーム間隔において加算と減算の回数が等しくなるようにする。
【００２６】
人の視覚特性で輝度変化に対してフリッカが目立たなくなる周波数へ変換されたフレーム画像にドットパターンを加減算することにより、視覚的にドットパターンがそれぞれ相殺されて不可視とすることができる。また、ドットパターンを加減算したフレーム画像の差分からドットパターンを抽出することができるため、実施形態１の構成と比べて実質的に２倍の濃度でドットパターンを検出するができる。したがって、本実施形態によれば、ドットパターン抽出精度をさらに向上させることができる。なお、本実施形態では、表示対象の画像にパターンを加算した加算画像と、画像からパターンを減算した減算画像とを、人間が知覚できるよりも早い周波数で切り替えて投射することで、可視光を用いながら肉眼では知覚できないパターンを表示する。このため、表示対象の画像に合成するパターンは、表示対象画像における所定の座標を符号化してなるパターンに限られず、予め定められたパターンであればどのようなものを用いても構わない。
【００２７】
また、フレーム画像へのドットパターンの加減算は、輝度リニアな階調で行う必要がある。一般に画像信号は、表示デバイスのガンマ特性を考慮した階調処理がされている。そのため、合成部２００へ入力される画像信号が輝度リニアな階調でない場合、合成部２００の前後にガンマ／デガンマ処理を行って輝度リニアな階調にする。
【００２８】
本実施形態では、フレーム周波数を２倍に変換する場合（Ｎ＝２）を説明したが、これに限るものではない。また、図４は、フレーム周波数変換部８００を形状補正部７００の前に配置した例を示しているが、これに限るものではなく、形状補正部７００の後に配置してもよい。
【００２９】
以上説明したように、フレーム周波数を人の視覚特性で輝度変化に対してフリッカが目立たなくなる周波数へ変換し、ドットパターンを加算・減算して合成することで二次元座標情報を非可視とすることができる。この非可視情報を自動調整に用いることで、投射型画像表示装置の運用を停止することなく品質を保った表示を続けることが可能となる。すなわち、動画像のフレーム周波数をＮ倍に変換し、第１のフレームを加算画像とするとともに第２のフレームを減算画像として、加算画像及び減算画像を含む動画像を、入力された動画像のＮ倍のフレーム周波数でスクリーン上に投射する。このため、本実施形態によれば、加算画像と減算画像の輝度等が平均化されるので、可視光を用いながら肉眼では観察できないパターンを生成・利用することが可能となる。
【００３０】
なお、本実施形態では、動画像を表示する場合の例を説明したが、静止画像を表示する場合も、同様の手法を採ることができる。すなわち、１枚の静止画像からドットパターンを加算した加算画像及びドットパターンを減算した減算画像を生成し、これらを人間が知覚できるよりも早い周波数で切り替えて表示する。これにより、可視光を用いて肉眼で観察できないパターンを生成し、投射装置の調整に用いることができる。
【００３１】
＜＜実施形態３＞＞
本発明の第三の実施形態（実施形態３）に係る投射型画像表示装置の機能構成は、特に言及しない限り、図４に示す実施形態２に係る投射型画像表示装置の構成例と同一である。実施形態２において、フレーム画像の階調レベルによっては、フレーム画像へのドットパターンの加減算により階調レベルのオーバーフローあるいはアンダーフローが生じる。このようなオーバーフローあるいはアンダーフローが生じた場合、ドットパターンを相殺するためのバランスが崩れて元画像の表示階調にずれが生じることとなる。そのため、人はこのようなオーバーフロー又はアンダーフローをフリッカとして知覚し、画像の品質低下を認識する可能性がある。本実施形態では、階調レベルのオーバーフロー又はアンダーフローを検知した場合、オーバーフロー又はアンダーフローを補償することで画像の品質を維持する。
【００３２】
図５は、階調レベルのオーバーフロー又はアンダーフローについての課題を解決するための、本実施形態における合成部２００の機能構成の一例を示すブロック図である。図５において、２１０は第一加算器、２２０は第一減算器、２３０は第一検出部、２４０は第二検出部、２５０は第二加算器、２６０は第二減算器、２７０は切替え器（スイッチ）である。
【００３３】
第一加算器２１０および第一減算器２２０は、フレーム周波数変換された画像信号に二次元座標情報生成部１００で生成されたドットパターンをそれぞれ加算および減算する。第１検出部としての第一検出部２３０は、第一加算器２１０でのドットパターンの加算による加算画像における階調レベルのオーバーフローの発生の有無を検出する。第２検出部としての第二検出部２４０は、第一減算器２２０でのドットパターンの減算による減算画像における階調レベルのアンダーフローの発生の有無を検出する。なお、図５に示す第一検出部２３０、第二検出部２４０の配置順は逆順でもよい。
【００３４】
第二加算器２５０は、第一加算器２１０によるドットパターンの加算による階調レベルのオーバーフローを補償する第１補償部として機能する。第二減算器２６０は、第一減算器２２０によるドットパターンの減算による階調レベルのアンダーフローを補償する第２補償部として機能する。切替え器２７０は、形状補正部７００から入力された画像に対してドットパターンを加算／減算した結果を、周波数変換されたフレーム周波数に同期して交互に選択して出力する。
【００３５】
（合成処理）
図６は、本実施形態における合成部２００が実行する合成処理の処理手順を示すフローチャートである。図６の処理フローの全体は、図２のステップＳ２００に対応する。
【００３６】
まず、ステップＳ２１０において、二次元座標情報生成部１００で生成されたドットパターンを加算した画像と減算した画像をそれぞれ生成する。ドットパターンの加算は第一加算器２１０が行い、減算は第一減算器２２０が行う。図７は合成部による階調補正処理を説明する模式図である。図７は、画像のある行または列の画素値を一次元で示しており、横軸は画素の位置、縦軸は画素値を表している。図７（Ａ）は二次元座標情報生成部１００において生成されたドットパターンを示し、図７（Ｂ）は合成部２００に入力される画像を示している。図７（Ｃ）はドットパターンを加算した画像（加算画像）を示し、図７（Ｄ）はドットパターンを減算した画像（減算画像）を示している。
【００３７】
ステップＳ２２０では、第一加算器２１０がドットパターンを加算した画像について、第一検出部２３０が階調のオーバーフローの発生の有無を判定する。オーバーフローが発生していた場合（Ｓ２２０でＹＥＳ）はステップＳ２３０へ進み、オーバーフローが発生していなかった場合（Ｓ２２０でＮＯ）は、そのままステップＳ２４０へ進む。
【００３８】
ステップＳ２３０では、第一減算器２２０がドットパターンを減算した画像に対して、第二加算器２５０がオーバーフロー分の階調レベルを加算することでオーバーフロー分を補償する。図７（Ｅ）、図７（Ｆ）は、ステップＳ２３０におけるオーバーフローの階調補償を模式的に示している。図７（Ｅ）は、図７（Ｃ）と同様に、第一加算器２１０が出力する加算画像を示しているが、網掛け部分が示すオーバーフロー分はカットされている。ステップＳ２３０では、第二加算器２５０が、このオーバーフロー分の階調レベルを第一減算器２２０が出力した減算画像（図７（Ｄ））に対して加算する。図７（Ｆ）は、第一減算器２２０が出力した減算画像にオーバーフロー分の階調レベル（網掛け部分）を加算したものを示している。このように、加算画像においてオーバーフローによりカットされた画素値の大きさ（飽和分）を減算画像に加算して、加算画像と減算画像の画素値の平均値を入力画像の画素値に維持することで、フリッカの発生を抑制することができる。ステップＳ２３０でのオーバーフローの補償を完了すると、ステップＳ２４０へ進む。
【００３９】
ステップＳ２４０では、第一減算器２２０がドットパターンを減算し、第二加算器２５０が必要に応じてオーバーフロー補償を行った画像について、第二検出部２４０が階調のアンダーフローの発生の有無を判定する。アンダーフローが発生していた場合（Ｓ２４０でＹＥＳ）はステップＳ２５０へ進み、アンダーフローが発生していなかった場合（Ｓ２４０でＮＯ）は、そのままステップＳ２６０へ進む。
【００４０】
Ｓ２５０では、第一加算器２１０がドットパターンを加算した画像から、第二減算器２６０がアンダーフロー分の階調レベルを減算することでアンダーフロー分を補償する。図７（Ｇ）、図７（Ｈ）は、ステップＳ２５０におけるオーバーフローの階調補償を模式的に示している。図７（Ｈ）は、第一減算器２２０が出力した減算画像に対して必要に応じてオーバーフロー分を補償したものを示しているが、アンダーフロー分はカットされている。ステップＳ２５０では、第二減算器２６０が、このアンダーフロー分の階調レベルをオーバーフロー分がカットされた加算画像（図７（Ｅ））から減算する。図７（Ｇ）は、加算画像からアンダーフロー分の階調レベル（網掛け部分）を減算したものを示している。このように、減算画像においてアンダーフローによりカットされた画素値の大きさを、加算画像から減算して、加算画像と減算画像の画素値の平均値を入力画像の画素値に維持することで、フリッカの発生を抑制することができる。ステップＳ２５０でのオーバーフローの補償を完了すると、ステップＳ２６０へ進む。
【００４１】
ステップＳ２６０では、Ｎ倍に変倍されたフレーム周期毎にドットパターンを加算した画像と減算した画像を交互に出力する。そして、図２のステップＳ３００へ進む。
【００４２】
以上のように、ドットパターンの加算・減算による階調のオーバーフロー／アンダーフローを補償して、加算画像と減算画像の画素値の平均値を入力画像の画素値と同一にすることで、フリッカを抑止し確実に非可視性を担保することができる。この非可視情報を自動調整に用いることで、投射型画像表示装置の運用を停止することなく品質を保った表示を続けることが可能となる。
【００４３】
＜＜実施形態４＞＞
図８は、本発明の第四の実施形態（実施形態４）に係る投射型画像表示装置の機能構成の一例を示すブロック図である。図８の構成は、実施形態２で参照した図４において、画像取得部４００が撮像部４５０に置き換わった以外は、特に言及しない限り実施形態２の構成と同一である。
【００４４】
撮像部４５０は、光学系を介して入力された光信号を電荷に変換して画像を取得する構成要素であり、静止画または動画のカメラにより実現される。本実施形態の投射型画像表示装置は、撮像部４５０を内蔵し、スクリーン上に投射された画像を撮像により取得することにより外部に他の機器を必要とすることなく、自動的に調整を行うことが可能となる。すなわち、撮像部を内蔵することで投射型画像表示装置のみで非可視情報を用いた自動調整が可能となる。
【００４５】
＜＜実施形態５＞＞
図９は、本発明の第五の実施形態（実施形態５）に係る投射型画像表示システムの機能構成の一例を示すブロック図である。本構成図において、１０００は画像処理装置、１００は二次元座標情報生成部、２００は合成部、３０１は投射型画像表示装置、４００は画像取得部、４６０は撮像部、５００は座標抽出部、６００はパラメータ決定部、７００は形状補正部である。図１、図４と同一符号の構成要素は、特に言及しない限り、実施形態１、２に係る投射型画像表示装置における機能と同一である。
【００４６】
本実施形態では、自動調整に利用可能な非可視情報の付加、投射された画像からの座標情報の抽出、および形状補正の一連の処理を画像処理装置１０００で行う。投射型画像表示装置３０１は、画像処理装置１０００で生成される被投射画像を投射するのみである。画像処理装置１０００の各構成要素は、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）、タブレット端末等の汎用の情報処理装置において、ＣＰＵがコンピュータプログラムを実行することにより実現することができる。また、投射型画像表示装置３０１は、情報処理装置と通信可能な汎用のプロジェクタ装置により実現することができる。撮像部４６０は、実施形態４で参照した図８の撮像部４５０と同様に、静止画または動画のカメラにより実現される。なお、画像処理装置１０００と、投射型画像表示装置３０１ないし撮像部４６０とは、有線ケーブルまたは無線ＬＡＮ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等の無線通信により接続される。
【００４７】
このように、本実施形態の投射型画像表示システムは汎用の機器により構成し、汎用の投射型画像表示装置を用いて非可視情報を用いた自動調整を行うことが可能となる。
【００４８】
＜＜実施形態６＞＞
図１０は、本発明の第六の実施形態（実施形態６）に係る投射型画像表示システムの機能構成の一例を示すブロック図である。本構成図において、１００１は画像処理装置、１００は二次元座標情報生成部、２００は合成部、３０１は投射型画像表示装置、４００は画像取得部、４６０は撮像部、５００は座標抽出部、６００はパラメータ決定部である。図１、図４、図９と同一符号の構成要素は、特に言及しない限り実施形態１、２、５に係る構成における機能と同一である。
【００４９】
本実施形態では、自動調整に利用可能な非可視情報の付加、投射された画像からの座標情報の抽出、および形状補正パラメータ決定の一連の処理を画像処理装置１００１で行う。パラメータ決定部６００で決定された形状補正パラメータは、投射型画像表示装置３０１へ送られ、投射型画像表示装置３０１が備える投射形状補正機能により投射形状を補正する。ここで、一般に投射型画像表示装置３０１が備える投射形状補正機能は、画像処理装置１０００で投射形状補正を行うよりも高画質である。このため、本実施形態では投射形状の変形のみ汎用の投射型画像表示装置の機能を利用することにより高画質な投射形状補正で非可視情報を用いた自動調整が可能となる。
【００５０】
＜＜その他の実施形態＞＞
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】
【００５１】
１０：投射型画像表示装置、１００：二次元座標情報生成部、２００：合成部、３００：投射部、４００：画像取得部、５００：座標抽出部、６００：パラメータ決定部、７００：形状補正部
【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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