(57)【要約】【課題】フレアの影響を考慮することで、ガンマ特性の高精度化をはかることが可能な、ガンマ特性の取得方法を提供する。【解決手段】画像投影部から投影されたキャリブレーションパターンを撮影する工程Ｓ２と、撮影されたキャリブレーションパターンの画像に基づいて、フレアの影響を低減するためのフレア影響低減パターンを作成する工程Ｓ３と、画像投影手段から投影されたフレア影響低減パターンを撮影する工程Ｓ４と、撮影されたフレア影響低減パターンの画像に基づいて、画像投影部のガンマ特性を算出する工程Ｓ５と、を備える。【選択図】    図３
2004328627.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像投影手段から投影されたキャリブレーションパターンを撮影する工程と、
前記撮影されたキャリブレーションパターンの画像に基づいて、フレアの影響を低減するためのフレア影響低減パターンを作成する工程と、
前記画像投影手段から投影された前記フレア影響低減パターンを撮影する工程と、
前記撮影されたフレア影響低減パターンの画像に基づいて、前記画像投影手段のガンマ特性を算出する工程と、
を備えたことを特徴とするガンマ特性の取得方法。
【請求項２】
前記フレア影響低減パターンが所定の条件を満たしているか否かを判断する工程をさらに備え、
前記フレア影響低減パターンが所定の条件を満たしていると判断されるまで、前記フレア影響低減パターンを前記キャリブレーションパターンとして、前記キャリブレーションパターンを撮影する工程から前記フレア影響低減パターンを撮影する工程までを繰り返す
ことを特徴とする請求項１に記載のガンマ特性の取得方法。
【請求項３】
前記フレア影響低減パターンは、前記画像投影手段の画素毎又は複数の画素からなるブロック毎に階調が設定されたものである
ことを特徴とする請求項１に記載のガンマ特性の取得方法。
【請求項４】
前記画像投影手段は複数のプロジェクタからなり、
前記フレア影響低減パターンは、前記複数のプロジェクタから投影される画像のオーバーラップ領域では同一階調が設定される
ことを特徴とする請求項１に記載のガンマ特性の取得方法。
【請求項５】
画像投影手段から投影されたキャリブレーションパターンを撮影する画像撮影手段と、
前記画像撮影手段で撮影されたキャリブレーションパターンの画像に基づいて、フレアの影響を低減するためのフレア影響低減パターンを作成するフレア影響低減パターン作成手段と、
前記画像投影手段から投影された前記フレア影響低減パターンの前記画像撮影手段による撮影画像に基づいて、前記画像投影手段のガンマ特性を算出するガンマ特性算出手段と、
を備えたことを特徴とするガンマ特性の取得システム。
【請求項６】
画像を投影する画像投影手段と、
前記画像投影手段から投影されたキャリブレーションパターンを撮影する画像撮影手段と、
前記画像撮影手段で撮影されたキャリブレーションパターンの画像に基づいて、フレアの影響を低減するためのフレア影響低減パターンを作成するフレア影響低減パターン作成手段と、
前記画像投影手段から投影された前記フレア影響低減パターンの前記画像撮影手段による撮影画像に基づいて、前記画像投影手段のガンマ特性を算出するガンマ特性算出手段と、
前記ガンマ特性算出手段で算出されたガンマ特性を用いて、入力画像信号を前記画像投影手段に供給される出力画像信号に変換する画像変換手段と、
を備えたことを特徴とするプロジェクションシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガンマ特性の取得方法、ガンマ特性の取得装置及びプロジェクションシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
プロジェクタからスクリーン上に画像を投影して表示を行うプロジェクションシステムでは、画像品質を高めるために各種の補正処理が必要である（例えば、特許文献１参照）。そのため、スクリーン上にキャリブレーション用の画像（キャリブレーションパターン）を投影し、それをキャリブレーションカメラで撮影して、得られた画像データに基づいて各種の補正を行っている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−７２３５９号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
プロジェクタのガンマ特性（γ特性）を測定する場合、測定対象の輝度分布が一様でないとフレアの影響を大きく受け、その結果、ガンマ特性の精度低下の要因となる。しかしながら、従来はフレアの影響について適切な対策がなされていなかった。
【０００５】
本発明は、上記従来の課題に対してなされたものであり、フレアの影響を考慮することで、ガンマ特性の高精度化をはかることが可能な、ガンマ特性の取得方法、ガンマ特性の取得装置及びプロジェクションシステムを提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るガンマ特性の取得方法は、画像投影手段から投影されたキャリブレーションパターンを撮影する工程と、前記撮影されたキャリブレーションパターンの画像に基づいて、フレアの影響を低減するためのフレア影響低減パターンを作成する工程と、前記画像投影手段から投影された前記フレア影響低減パターンを撮影する工程と、前記撮影されたフレア影響低減パターンの画像に基づいて、前記画像投影手段のガンマ特性を算出する工程と、を備えたことを特徴とする。
【０００７】
前記発明の好ましい態様は、以下の通りである。
【０００８】
・前記フレア影響低減パターンが所定の条件を満たしているか否かを判断する工程をさらに備え、前記フレア影響低減パターンが所定の条件を満たしていると判断されるまで、前記フレア影響低減パターンを前記キャリブレーションパターンとして、前記キャリブレーションパターンを撮影する工程から前記フレア影響低減パターンを撮影する工程までを繰り返す。
【０００９】
・前記フレア影響低減パターンは、前記画像投影手段の画素毎又は複数の画素からなるブロック毎に階調が設定されたものである。
【００１０】
・前記画像投影手段は複数のプロジェクタからなり、前記フレア影響低減パターンは、前記複数のプロジェクタから投影される画像のオーバーラップ領域では同一階調が設定される。
【００１１】
本発明に係るガンマ特性の取得システムは、画像投影手段から投影されたキャリブレーションパターンを撮影する画像撮影手段と、前記画像撮影手段で撮影されたキャリブレーションパターンの画像に基づいて、フレアの影響を低減するためのフレア影響低減パターンを作成するフレア影響低減パターン作成手段と、前記画像投影手段から投影された前記フレア影響低減パターンの前記画像撮影手段による撮影画像に基づいて、前記画像投影手段のガンマ特性を算出するガンマ特性算出手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１２】
本発明に係るプロジェクションシステムは、画像を投影する画像投影手段と、前記画像投影手段から投影されたキャリブレーションパターンを撮影する画像撮影手段と、前記画像撮影手段で撮影されたキャリブレーションパターンの画像に基づいて、フレアの影響を低減するためのフレア影響低減パターンを作成するフレア影響低減パターン作成手段と、前記画像投影手段から投影された前記フレア影響低減パターンの前記画像撮影手段による撮影画像に基づいて、前記画像投影手段のガンマ特性を算出するガンマ特性算出手段と、前記ガンマ特性算出手段で算出されたガンマ特性を用いて、入力画像信号を前記画像投影手段に供給される出力画像信号に変換する画像変換手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
【００１４】
（実施形態１）
図１は、本実施形態に係るプロジェクションシステムの概略構成を説明するための説明図である。
【００１５】
図１に示すように、本プロジェクションシステムは、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）１、プロジェクタ２、スクリーン３及びキャリブレーション用のカメラ４によって構成されている。
【００１６】
パーソナルコンピュータ１は、システム全体の制御を行う他、後述するような各種の演算及び処理機能を備えている。プロジェクタ２は、パーソナルコンピュータ１からの信号に基づき、通常の静止画や動画の他、キャリブレーション時にはキャリブレーション用の画像（キャリブレーションパターン）をスクリーン３に投影する。このプロジェクタ２には、ＬＣＤプロジェクタやＤＬＰプロジェクタを用いることが可能である。キャリブレーションカメラ４は、プロジェクタ２からスクリーン３上に投影されたキャリブレーションパターンを撮影するものであり、撮影によって得られた画像データはパーソナルコンピュータ１に送られ、パーソナルコンピュータ１によって各種画像補正データが算出される。カメラ４には、デジタル式のカメラ、例えばマルチバンド型のキャリブレーションカメラ（特願２００２−１６０４７５号明細書に詳述されている）を用いることが可能である。
【００１７】
図２は、本発明の実施形態に係るプロジェクションシステムの機能的な構成を示したブロック図である。
【００１８】
基本的な構成は通常のプロジェクションシステムと同様であり、システム全体の制御を行う制御部１０、画像投影部２１から画像を投影して表示を行う画像表示部２０、キャリブレーションパターン（キャリブレーション用の画像）を生成するキャリブレーションパターン生成部３０、画像表示部２０で表示されたキャリブレーションパターンを撮影する画像撮影部４０、撮影されたキャリブレーションパターンに基づいて各種画像補正データを算出する画像補正データ算出部５０、及び算出された画像補正データを用いて入力画像データを出力画像データに変換する画像変換部６０を備えている。
【００１９】
本実施形態では、キャリブレーションパターン生成部３０がフレア影響低減パターン作成部３１を備えており、フレア影響低減パターン作成部３１では、画像撮影部４０で撮影されたキャリブレーションパターンの画像に基づいて、フレアの影響を低減するためのパターン（フレア影響低減パターン）及びフレア影響低減パターンに関する情報（フレア影響低減パターン情報）を作成する。また、画像補正データ算出部５０が、ガンマ特性（γ特性）データ算出部５１を備えており、ガンマ特性データ算出部５１では、フレア影響低減パターンの撮影画像及びフレア影響低減パターン情報に基づいて、ガンマ特性が算出される。画像変換部６０では、画像補正データ算出部５０からのガンマ特性データに基づき、入力画像信号を出力画像信号にガンマ変換して画像表示部２０の画像投影部２１に供給する。なお、フレアには、プロジェクタやキャリブレーションカメラ等に起因したフレアが含まれ、フレア影響低減パターンには、後述するように、スクリーンに投影したキャリブレーション用パターンをキャリブレーションカメラで撮影したときに、撮影画像の明るさが均一化されるようなパターンが含まれる。
【００２０】
なお、本実施形態では、制御部１０、キャリブレーションパターン生成部３０、画像補正データ算出部５０及び画像変換部６０の機能が、図１に示したパーソナルコンピュータ１に含まれている。また、画像表示部２０には図１に示したプロジェクタ２及びスクリーン３が含まれ、画像投影部２１にプロジェクタ２が対応する。さらに、画像撮影部４０は、図１に示したキャリブレーション用のカメラ４に対応する。また、図２に示した構成要素のうち、破線内に示した、制御部１０、キャリブレーションパターン生成部３０、画像撮影部４０、画像補正データ算出部５０及び画像変換部６０が、ガンマ特性の取得システムに対応している。
【００２１】
以下、上述したプロジェクションシステムを用いたガンマ特性取得方法の基本的なステップを、図３のフローチャートを参照して説明する。
【００２２】
まず、画像表示部２０において基準パターンが表示される。具体的には、図１に示したプロジェクタ２からスクリーン３に基準パターン（基準のキャリブレーションパターン）が投影される（Ｓ１）。投影された基準パターンは、画像撮影部４０（図１ではキャリブレーションカメラ４）によって撮影される（Ｓ２）。撮影された基準パターンの画像は、キャリブレーションパターン生成部３０に送られ、フレア影響低減パターン作成部３１によってフレア影響低減パターンが作成される（Ｓ３）。作成されたフレア影響低減パターンは、プロジェクタからスクリーンに投影され、投影されたフレア影響低減パターンは、画像撮影部４０によって撮影される（Ｓ４）。画像補正データ算出部５０では、撮影されたフレア影響低減パターンの画像に基づいて、プロジェクタ２のガンマ特性を算出する（Ｓ５）。
【００２３】
図４は、画像撮影部（キャリブレーションカメラ）４０による基準パターンの撮影画像（図４（ａ））と、フレア影響低減パターン作成部３１によって作成されたフレア影響低減パターン（図４（ｂ））との関係を説明するための図である。
【００２４】
通常のプロジェクタ特性は、中心部から周辺部に向かって、しだいに明るさが低下する傾向にある。そのため、キャリブレーションカメラで撮影したときの画像も、図４（ａ）に示すように、中心部Ａｃから周辺部Ａｐに向かって明るさがしだいに低下する。そこで、基準パターンの撮影画像に基づいて、キャリブレーションカメラで撮影したときの明るさが均一化されるようなパターンをフレア影響低減パターンとして作成し、すなわち、図４（ｂ）に示すように、中心部Ｂｃから周辺部Ｂｐに向かって信号強度がしだいに高くなる（階調がしだいに高くなる）ようなパターンをフレア影響低減パターンとして作成し、このフレア影響低減パターンをプロジェクタからスクリーンに投影する。これにより、フレアの影響が低減され、精度の高いガンマ特性データを算出することが可能となる。なお、キャリブレーションカメラやスクリーンのシェーディング特性を補正する場合には、予め補正処理を行っておいてもよいが、フレア影響低減パターンを作成する際にシェーディング特性を考慮するようにしてもよい。
【００２５】
図５は、本実施形態のガンマ特性取得方法を、従来のガンマ特性取得方法と対比して示した図である。
【００２６】
図５（ａ）に示すように、プロジェクタ内の座標位置Ｐ、Ｑが異なると、入力階調に対する明るさの関係も、座標位置Ｐ、Ｑに応じて異なったものとなる。従来の方法では、図５（ｂ）に示すように、全ての座標位置（図では、代表してＰ、Ｑのみ示している）すなわち全ての測定対象位置で入力階調を同一にして明るさを測定していた。本実施形態の方法では、図５（ｃ）に示すように、全ての測定対象位置で撮影画像の明るさが均一になるようにフレア影響低減パターンを作成している。具体的には、本実施形態では、測定対象位置を画素単位或いは複数の画素からなるブロック単位に設定し、測定対象位置毎に適切な測定階調を設定するようにしている。これにより、キャリブレーションカメラで撮影したときの明るさが均一化され、フレアの影響を低減することができる。各測定対象位置における測定階調及び測定階調数は、フレア影響低減パターン情報として保存され、ガンマ特性を算出する際に用いられる。
【００２７】
図６は、図３に示したガンマ特性取得方法の基本的なステップの変更例を示したフローチャートである。
【００２８】
図３に示した方法では、基準パターンの撮影画像から得られたフレア影響低減パターンを撮影した後、直ちにプロジェクタガンマ特性を算出するようにしたが、より高い精度が要求される場合には、フレア影響低減パターンの撮影画像から新たなフレア影響低減パターンを作成し、フレアの影響が十分に小さくなるような所定の条件が満たされるまで、上述したのと同様の処理を繰り返すようにしてもよい。図６に示した例では、フレア影響低減パターンを撮影した後、撮影されたフレア影響低減パターンの画像が所定の条件を満たしているか否かを判断し（Ｓ６）、所定の条件が満たされるまで、Ｓ２〜Ｓ４のステップを繰り返すようにしている。
【００２９】
以上のように、本実施形態によれば、キャリブレーションパターンの撮影画像画像に基づいてフレア影響低減パターンを作成し、このフレア影響低減パターンの撮影画像を用いてガンマ特性を算出している。したがって、プロジェクタやキャリブレーションカメラのフレアの影響が低減された精度の高いガンマ特性データを算出することが可能となる。これにより、カラー画像の色再現性の向上等、プロジェクションシステムの画質の向上をはかることができる。また、フレア影響低減パターンの撮影画像が所定の条件を満たすまで、フレア影響低減パターンの作成及び撮影を繰り返すことで、より精度の高いガンマ特性データを算出することが可能となる。
【００３０】
以下、本実施形態をより詳細に説明する。
【００３１】
図７は、図２に示した画像表示部２０、キャリブレーションパターン生成部３０、画像撮影部４０及び画像補正データ算出部５０の機能をより詳細に示したブロック図である。
【００３２】
キャリブレーションパターン生成部３０は、制御部１０（図２参照）から基準階調信号（例えば、第０階調、第１６階調、第３２階調、………、第２５５階調）を入力し、基準階調信号に基づいて生成された基準階調パターンの情報を画像表示部２０に出力する。画像表示部２０では、プロジェクタからスクリーンに基準階調パターンを投影する。画像撮影部４０は、スクリーンに投影された基準階調パターンを撮影して保存し、基準階調パターンの撮影画像をキャリブレーションパターン生成部３０内のフレア影響低減パターン作成部３１に送出する。画像撮影部４０で撮影された基準階調パターンの画像は、例えば図４（ａ）に示したように、フレアの影響が反映されたものとなっている。
【００３３】
フレア影響低減パターン作成部３１では、基準階調パターン撮影画像に基づいてフレア影響低減パターンを作成する。フレア影響低減パターンは、例えば図４（ｂ）に示したように、基準階調パターン撮影画像の明るさが相対的に明るい部分では信号強度を相対的に弱く、基準階調パターン撮影画像の明るさが相対的に暗い部分では信号強度を相対的に強くしたものである。例えば、基準階調パターンの階調が第Ｌ階調である場合、撮影画像の明るさが明るい部分では第Ｌ階調よりも低い階調が設定され、撮影画像の明るさが暗い部分では第Ｌ階調よりも高い階調が設定される。また、フレア影響低減パターン作成部３１には、フレア影響低減パターンに関する情報（例えば、プロジェクタ画面内の各座標位置と各座標位置に対して設定された階調との関係等）がフレア影響低減パターン情報として保存される。
【００３４】
画像表示部２０は、フレア影響低減パターン作成部３１からフレア影響低減パターンを入力し、プロジェクタからスクリーンにフレア影響低減パターンを投影する。画像撮影部４０は、スクリーンに投影されたフレア影響低減パターンを撮影して保存し、フレア影響低減パターンの撮影画像を画像補正データ算出部５０内のガンマ特性データ算出部５１に送出する。
【００３５】
ガンマ特性データ算出部５１では、画像撮影部４０からのフレア影響低減パターン撮影画像及びフレア影響低減パターン作成部３１からのフレア影響低減パターン情報に基づいてガンマ特性データを算出する。必要に応じて、ガンマ特性データに所定の補正処理を行うようにしてもよい。算出されたガンマ特性データは、画像変換部６０（図２参照）に送出される。
【００３６】
なお、図７に示した例は、プロジェクタの画素位置とキャリブレーションカメラの画素位置との関係が予めわかっている場合であるが、そのような関係が既知でない場合には、十字マーカー等を有するパターンを撮影し、パターンマッチング等の手法によって位置関係を算出し、算出された位置関係の情報をフレア影響低減パターンの作成時に用いるようにしてもよい。
【００３７】
図８及び図９は、本実施形態の動作をより詳細に説明したフローチャートである。
【００３８】
まず、プロジェクタのガンマ特性の測定ステップを、図８に示したフローチャートを参照して説明する。
【００３９】
まず、以下のループ処理を実行するために、本プロジェクションシステムで用いる原色（赤（Ｒ）、緑（Ｇ）及び青（Ｂ））の原色数Ｍ（Ｍ＝３）、原色番号ｉ（ｉ＝１〜Ｍ）の初期値（ｉ＝１）を設定する（Ｓ１０１）。続いて、測定階調数Ｎ（Ｎ＝１７）、測定階調番号ｊ（ｊ＝１〜Ｎ）の初期値（ｊ＝１）を設定する（Ｓ１０２）。
【００４０】
次に、原色ｉの基準測定階調Ｌ（ｊ）（Ｌ（ｊ）＝０、１６、３２、………、２５５）に対応した基準パターンを画像表示部２０に表示する。すなわち、画像表示部２０において、プロジェクタからスクリーンに基準階調パターンを投影する（Ｓ１０３）。続いて、投影された基準測定階調Ｌ（ｊ）の基準パターンをキャリブレーションパターンとして、キャリブレーションカメラ（画像撮影部２０）でプレ撮影する（Ｓ１０４）。
【００４１】
次に、フレア影響低減パターン作成部３１により、撮影されたキャリブレーションパターンの画像からフレア影響低減パターンを作成し（Ｓ１０５）、さらにフレア影響低減パターン情報を更新する（Ｓ１０６）。続いて、作成されたフレア影響低減パターンを画像表示部２０のプロジェクタからスクリーンに投影し（Ｓ１０７）、投影されたフレア影響低減パターンをキャリブレーションカメラでプレ撮影する（Ｓ１０８）。さらに、撮影されたフレア影響低減パターンの画像が、フレアの影響が十分に小さくなるような所定の条件を満たしているか否かを判断する（Ｓ１０９）。所定の条件を満たしていない場合には、現在のフレア影響低減パターンを新たなキャリブレーションパターンとして、Ｓ１０５のステップに戻り、再度Ｓ１０５〜Ｓ１０９までのステップを実行する。所定の条件を満たしていると判断された場合には、その時点で設定されているフレア影響低減パターンを再度キャリブレーションカメラで撮影し、撮影された画像のデータをファイルに保存する（Ｓ１１０）。
【００４２】
測定階調番号ｊについての処理を終了した後、ｊ＝ｊ＋１として、Ｓ１０２のステップに戻り（Ｓ１１１）、上述した処理と同様にして、Ｓ１０２〜Ｓ１１０までのステップを実行する。さらに、原色番号ｉについての処理を終了した後、ｉ＝ｉ＋１として、Ｓ１０１のステップに戻り（Ｓ１１２）、上述した処理と同様にして、Ｓ１０１〜Ｓ１１１までのステップを実行する。このようにして、全ての原色について上述したような処理を実行することで、プロジェクタのガンマ特性測定ステップが終了する。
【００４３】
次に、プロジェクタのガンマ特性の算出ステップを、図９に示したフローチャートを参照して説明する。
【００４４】
まず、以下のループ処理を実行するために、プロジェクタの原色数Ｍ（Ｍ＝３）、原色番号ｉ（ｉ＝１〜Ｍ）の初期値（ｉ＝１）を設定する（Ｓ１２１）。続いて、プロジェクタの画素数Ｐ（例えば、Ｐ＝１２８０×１０２４＝１３１０７２０）、画素番号ｋ（ｋ＝１〜１３１０７２０）を設定する（Ｓ１２２）。さらに、測定階調数Ｎ（Ｎ＝１７）、測定階調番号ｊ（ｊ＝１〜Ｎ）の初期値（ｊ＝１）を設定する（Ｓ１２３）。
【００４５】
次に、測定階調番号ｊについて、図８に示したプロジェクタのガンマ特性測定ステップで設定されたフレア影響低減パターン情報を参照し（Ｓ１２４）、フレア影響低減パターン撮影画像の画像データを読み込む（Ｓ１２５）。さらに、ｊ＝ｊ＋１として、これらのＳ１２４及びＳ１２５の処理を繰り返す（Ｓ１２６）。続いて、得られた各階調の測定データに対して線形補間処理を行う（Ｓ１２７）。これにより、原色番号ｉのプロジェクタ画素番号ｋについてのガンマ特性データが算出される。さらに、算出されたガンマ特性データを保存する（Ｓ１２８）。
【００４６】
プロジェクタ画素番号ｋについての処理を終了した後、ｋ＝ｋ＋１として、Ｓ１２２のステップに戻り（Ｓ１２９）、上述した処理と同様にして、Ｓ１２２〜Ｓ１２８までのステップを実行する。さらに、原色番号ｉについての処理を終了した後、ｉ＝ｉ＋１として、Ｓ１２１のステップに戻り（Ｓ１３０）、上述した処理と同様にして、Ｓ１２１〜Ｓ１２９までのステップを実行する。このようにして、全ての原色について上述したような処理を実行することで、プロジェクタのガンマ特性算出ステップが終了する。
【００４７】
なお、図８及び図９に示した処理では、測定対象位置を１画素単位で設定したが、すでに述べたように、複数の画素からなるブロック単位で測定対象位置を設定するようにしてもよい。
【００４８】
（実施形態２）
図１０は、本実施形態に係るプロジェクションシステム（マルチプロジェクションシステム）の概略構成を説明するための説明図である。基本的な構成は図１に示した第１の実施形態の構成と同様であり、図１に示した構成要素と対応する構成要素には同一の参照番号を付し、それらの詳細な説明は省略する。
【００４９】
本実施形態では、図１０に示すように、画像投影手段として２台のプロジェクタ２ａ及び２ｂを用いている。プロジェクタ２ａ及び２ｂからスクリーン３に投影された各画像は、画像間で繋ぎ目を有するようにして（オーバーラップするようにして）、スクリーン３上で一つの画像として合成される。なお、図に示した例では、２台のプロジェクタを横方向に配置しているが、プロジェクタの台数や配置の仕方は種々変更可能である。また、パーソナルコンピュータ１とプロジェクタ２ａ及び２ｂとの間に画像出力装置５を設け、この画像出力装置５を介してパーソナルコンピュータ１からプロジェクタ２ａ及び２ｂに画像情報等が送られる。なお、画像出力装置５を用いる代わりに、複数台のパーソナルコンピュータを用いる、或いは、マルチチャンネル出力可能なグラフィックボードを有するパーソナルコンピュータを用いるようにしてもよい。
【００５０】
図１１は、本発明の実施形態に係るプロジェクションシステムの機能的な構成を示したブロック図である。基本的な構成は図２に示した第１の実施形態の構成と同様であり、図２に示した構成要素と対応する構成要素には同一の参照番号を付し、それらの詳細な説明は省略する。
【００５１】
本実施形態では、図１１に示すように、図２に示した第１の実施形態の構成に加え、画像補正データ算出部５０が幾何補正データ算出部５２を備えている。この幾何補正データ算出部５２では、プロジェクタ２ａ及び２ｂから投影される画像の投影位置を補正するための幾何補正処理が行われる。また、本実施形態では、主として画像変換部６０の少なくとも一部の機能が、図１０に示した画像出力装置５によって実現される。
【００５２】
本実施形態の基本的なフレア低減方法は、第１の実施形態で述べた方法と同様であるが、本実施形態では、複数のプロジェクタから投影された画像にオーバーラップ領域が生じるため、このオーバーラップ領域に対して第１の実施形態にはない処理を行っている。
【００５３】
図１２は、画像撮影部（キャリブレーションカメラ）４０による基準パターンの撮影画像（図１２（ａ））と、フレア影響低減パターン作成部３１によって作成されたフレア影響低減パターン（図１２（ｂ））との関係を説明するための図である。
【００５４】
第１の実施形態でも説明したように、通常のプロジェクタ特性は、中心部から周辺部に向かってしだいに明るさが低下する傾向にあるため、プロジェクタ２ａ及び２ｂによってスクリーン３に投影された基準パターンの撮影画像も、図１２（ａ）に示すように、中心部から周辺部に向かって明るさがしだいに低下する。また、同じ入力階調に基づく画像画像を投影した場合、一般的にプロジェクタ２ａとプロジェクタ２ｂの明るさは異なり、またオーバーラップ領域での明るさはプロジェクタ２ａとプロジェクタ２ｂの明るさを加算したものとなる（ただし、プロジェクタ２ａ及び２ｂとスクリーン３との間に光学的な遮光板が設けられている場合には、加算された明るさになるとは限らない）。
【００５５】
本実施形態では、オーバーラップ領域以外の領域については、第１の実施形態と同様、基準パターンの撮影画像に基づいて、キャリブレーションカメラで撮影したときの明るさが均一化されるようなパターンをフレア影響低減パターンとして作成する。すなわち、図４（ｂ）に示すように、中心部から周辺部に向かって信号強度がしだいに高くなる（階調がしだいに高くなる）ようなパターンをフレア影響低減パターンとして作成し、このフレア影響低減パターンをプロジェクタからスクリーンに投影する。
【００５６】
ただし、オーバーラップ領域については、オーバーラップ領域を目立たなくする、すなわち繋ぎ目を目立たなくするための補正処理が必要である。そのため、オーバーラップ領域についてまでフレアの影響を低減するための処理を施そうとすると、オーバーラップ領域での演算処理が極めて複雑になり、フレアの影響を低減することを優先すると、繋ぎ目が目立って、かえって全体の表示品質の劣化を招くおそれがある。また、オーバーラップ領域の幅は一般的に狭く、フレアがあってもその影響は比較的少ない。そこで、本実施形態では、オーバーラップ領域以外の領域については、第１の実施形態と同様の方法によってフレアの影響が低減されたパターンを作成し、オーバーラップ領域については、プロジェクタ２ａ及びプロジェクタ２ｂに同じ信号を与え、オーバーラップ領域全体に同一の基準階調信号を設定している。
【００５７】
以下、本実施形態におけるガンマ特性取得方法の基本的なステップを、図１３のフローチャートを参照して説明する。
【００５８】
まず、画像表示部２０において幾何補正パターンが表示される。具体的には、図１０に示したプロジェクタ２ａ及び２ｂそれぞれから、スクリーン３に幾何補正パターンが投影される（Ｓ１１）。投影されたそれぞれの幾何補正パターンは、画像撮影部４０（図１０ではキャリブレーションカメラ４）によって撮影される（Ｓ１２）。撮影された幾何補正パターンの画像は、画像補正データ算出部５０に送られ、幾何補正データ算出部５２によって、プロジェクタ２ａ及び２ｂから投影された画像の投影位置を補正するための幾何補正データが算出される（Ｓ１３）。
【００５９】
次に、画像表示部２０において基準パターンが表示される。具体的には、図１０に示したプロジェクタ２ａ及び２ｂからスクリーン３に基準パターン（基準のキャリブレーションパターン）が投影される（Ｓ１４）。投影された基準パターンは、画像撮影部４０（図１ではキャリブレーションカメラ４）によって撮影される（Ｓ１５）。撮影された基準パターンの画像は、キャリブレーションパターン生成部３０に送られ、フレア影響低減パターン作成部３１によってフレア影響低減パターンが作成される。このフレア影響低減パターン作成ステップについては、図１４を用いて後述する（Ｓ１６）。フレア影響低減パターンは、プロジェクタからスクリーンに投影され、投影されたフレア影響低減パターンは、画像撮影部４０によって撮影される（Ｓ１７）。
【００６０】
次に、撮影されたフレア影響低減パターンの画像が、フレアの影響が十分に小さくなるような所定の条件を満たしているか否かを判断する（Ｓ１８）。所定の条件を満たしていない場合には、現在のフレア影響低減パターンを新たなキャリブレーションパターンとして、所定の条件が満たされるまで、Ｓ１５〜Ｓ１７のステップを繰り返す。所定の条件を満たしている場合には、画像補正データ算出部５０により、撮影されたフレア影響低減パターンの画像に基づいて、プロジェクタ２ａ及び２ｂのガンマ特性を算出する（Ｓ１９）。
【００６１】
次に、図１３に示したフレア影響低減パターン作成ステップ（Ｓ１６）の詳細を、図１４に示したフローチャートを参照して説明する。
【００６２】
まず、以下のループ処理を実行するために、プロジェクタの画素数Ｐ（例えば、Ｐ＝１２８０×１０２４＝１３１０７２０）、画素番号ｋ（ｋ＝１〜１３１０７２０）を設定する（Ｓ２１）。次に、幾何補正データ算出部５２によって算出された幾何補正データを、キャリブレーションパターン生成部３０に読み込む（Ｓ２２）。
【００６３】
次に、算出された幾何補正データに基づき、現在の画素（画素番号ｋ）がオーバーラップ領域内の画素であるか否かが判断される（Ｓ２３）。現在の画素がオーバーラップ領域内でない場合には、現在の画素に設定すべきパターン信号値（階調信号値）を、フレア影響低減パターンの撮影画像に基づいて算出する（Ｓ２４）。現在の画素がオーバーラップ領域内である場合には、現在の画素に設定すべきパターン信号値を、基準階調の信号値とする（Ｓ２５）。
【００６４】
プロジェクタ画素番号ｋについての処理を終了した後、ｋ＝ｋ＋１として、Ｓ２１のステップに戻り（Ｓ２６）、上述した処理と同様にして、Ｓ２１〜Ｓ２５までのステップを実行する。
【００６５】
以上のように、本実施形態によれば、オーバーラップ領域以外の領域については、第１の実施形態と同様、フレア影響低減パターンの撮影画像を用いてガンマ特性を算出しているため、プロジェクタやキャリブレーションカメラのフレアの影響が低減された精度の高いガンマ特性データを算出することが可能となる。また、オーバーラップ領域については、フレアの影響を低減することを優先すると、オーバーラップ領域での適正な補正処理を阻害するおそれがあり、また、オーバーラップ領域は幅が狭いためフレアの影響は比較的少ないことから、同一の基準階調信号を与えるようにしている。したがって、本実施形態によれば、複数のプロジェクタを用いても、プロジェクションシステムの画質の向上をはかることが可能となる。
【００６６】
以下、本実施形態をより詳細に説明する。
【００６７】
図１５は、図１１に示した画像表示部２０、キャリブレーションパターン生成部３０、画像撮影部４０及び画像補正データ算出部５０の機能をより詳細に示したブロック図である。なお、多くの機能は、第１の実施形態の図７に示した機能と同様であるため、以下の説明ではそれらの詳細な説明は省略する。
【００６８】
キャリブレーションパターン生成部３０は、制御部１０（図１１参照）から幾何補正パターン情報を入力し、幾何補正パターン情報に基づいて生成された幾何補正パターンを画像表示部２０に出力する。画像表示部２０では、プロジェクタからスクリーンに基準階調パターンを投影する。画像撮影部４０は、スクリーンに投影された幾何補正パターンを撮影して保存し、幾何補正パターンの撮影画像を画像補正データ算出部５０内の幾何補正データ算出部５２に送出する。幾何補正データ算出部５２では、幾何補正パターン撮影画像に基づいて幾何補正データを算出して保存する。
【００６９】
キャリブレーションパターン生成部３０は、制御部１０（図１１参照）から基準階調信号を入力し、基準階調信号に基づいて生成された基準階調パターンの画像情報を画像表示部４０に出力する。画像表示部２０では、プロジェクタからスクリーンに基準階調パターンを投影する。画像撮影部４０は、スクリーンに投影された基準階調パターンを撮影して保存し、基準階調パターンの撮影画像をキャリブレーションパターン生成部３０内のフレア影響低減パターン作成部３１に送出する。
【００７０】
フレア影響低減パターン作成部３１では、幾何補正データ算出部５２からの幾何補正データ及び、画像撮影部４０からの基準階調パターン撮影画像に基づいてフレア影響低減パターンを作成する。すなわち、オーバーラップ領域とオーバーラップ領域以外の領域について、すでに述べたような信号値を設定する。また、フレア影響低減パターン作成部３１には、フレア影響低減パターンに関する情報がフレア影響低減パターン情報として保存される。
【００７１】
画像表示部２０は、フレア影響低減パターン作成部３１からフレア影響低減パターン（オーバーラップ領域とオーバーラップ領域以外の領域の双方に設定されたパターン）を入力し、プロジェクタからスクリーンにフレア影響低減パターンを投影する。画像撮影部４０は、スクリーンに投影されたフレア影響低減パターンを撮影して保存し、フレア影響低減パターンの撮影画像を画像補正データ算出部５０内のガンマ特性データ算出部５１に送出する。
【００７２】
ガンマ特性データ算出部５１では、画像撮影部４０からのフレア影響低減パターン撮影画像及びフレア影響低減パターン作成部３１からのフレア影響低減パターン情報に基づいてガンマ特性データを算出する。必要に応じて、ガンマ特性データに所定の補正処理を行うようにしてもよい。算出されたガンマ特性データは、画像変換部６０（図１１参照）に送出される。
【００７３】
図１６及び図１７は、本実施形態の動作をより詳細に説明したフローチャートである。なお、多くのステップは、第１の実施形態の図８及び図９に示したステップと同様であるため、以下の説明ではそれらの詳細な説明は省略する。
【００７４】
まず、プロジェクタのガンマ特性の測定ステップを、図１６に示したフローチャートを参照して説明する。
【００７５】
まず、以下のループ処理を実行するために、プロジェクタの台数Ｑ（本実施形態では、Ｑ＝２）、プロジェクタ番号ｈ（ｈ＝１、２）の初期値（ｈ＝１）を設定する（Ｓ２０１）。続いて、画像表示部２０に幾何補正パターンを表示する。すなわち、画像表示部２０において、プロジェクタからスクリーンに幾何補正パターンを投影する（Ｓ２０２）。投影された幾何補正パターンは、画像撮影部４０によって撮影される（Ｓ２０３）。さらに、ｈ＝ｈ＋１として、Ｓ２０２及びＳ２０３のステップを同様に実行する（Ｓ２０４）。その後、各幾何補正パターンの撮影画像に基づき、幾何補正データ算出部５２によって幾何補正データを算出する（Ｓ２０５）。
【００７６】
次に、以下のループ処理を実行するために、原色数Ｍ（Ｍ＝３）、原色番号ｉ（ｉ＝１〜Ｍ）の初期値（ｉ＝１）を設定する（Ｓ２０６）。続いて、測定階調数Ｎ（Ｎ＝１７）、測定階調番号ｊ（ｊ＝１〜Ｎ）の初期値（ｊ＝１）を設定する（Ｓ２０７）。
【００７７】
次に、原色ｉの基準測定階調Ｌ（ｊ）（Ｌ（ｊ）＝０、１６、３２、………、２５５）に対応した基準パターンを画像表示部２０に表示する。すなわち、画像表示部２０において、プロジェクタからスクリーンに基準階調パターンを投影する（Ｓ２０８）。続いて、投影された基準測定階調Ｌ（ｊ）の基準パターンをキャリブレーションパターンとして、キャリブレーションカメラ（画像撮影部２０）でプレ撮影する（Ｓ２０９）。
【００７８】
次に、幾何補正データ算出部５２からフレア影響低減パターン作成部３１に幾何補正データを読み込み（Ｓ２１０）、さらにフレア影響低減パターンを作成する（Ｓ２１１）。このフレア影響低減パターン作成ステップの詳細は、図１４に示したフレア影響低減パターン作成ステップと同様である。さらに、フレア影響低減パターン情報を更新する（Ｓ２１２）。続いて、作成されたフレア影響低減パターンを画像表示部２０のプロジェクタからスクリーンに投影し（Ｓ２１３）、投影されたフレア影響低減パターンをキャリブレーションカメラでプレ撮影する（Ｓ２１４）。
【００７９】
次に、撮影されたフレア影響低減パターンの画像が、フレアの影響が十分に小さくなるような所定の条件を満たしているか否かを判断する（Ｓ２１５）。所定の条件を満たしていない場合には、現在のフレア影響低減パターンを新たなキャリブレーションパターンとして、Ｓ２１０のステップに戻り、再度Ｓ２１０〜Ｓ２１４までのステップを実行する。所定の条件を満たしていると判断された場合には、その時点で設定されているフレア影響低減パターンを再度キャリブレーションカメラで撮影し、撮影された画像のデータをファイルに保存する（Ｓ２１６）。
【００８０】
測定階調番号ｊについての処理を終了した後、ｊ＝ｊ＋１として、Ｓ２０７のステップに戻り（Ｓ２１７）、上述した処理と同様にして、Ｓ２０７〜Ｓ２１６までのステップを実行する。さらに、原色番号ｉについての処理を終了した後、ｉ＝ｉ＋１として、Ｓ２０６のステップに戻り（Ｓ２１８）、上述した処理と同様にして、Ｓ２０６〜Ｓ２１７までのステップを実行する。このようにして、全ての原色について上述したような処理を実行することで、プロジェクタのガンマ特性測定ステップが終了する。
【００８１】
次に、プロジェクタのガンマ特性の算出ステップを、図１７に示したフローチャートを参照して説明する。
【００８２】
まず、以下のループ処理を実行するために、プロジェクタの台数Ｑ（Ｑ＝２）、プロジェクタ番号ｈ（ｈ＝１、２）の初期値（ｈ＝１）を設定する（Ｓ２２１）。続いて、プロジェクタの原色数Ｍ（Ｍ＝３）、原色番号ｉ（ｉ＝１〜Ｍ）の初期値（ｉ＝１）の設定（Ｓ２２２）、プロジェクタの画素数Ｐ（例えば、Ｐ＝１２８０×１０２４＝１３１０７２０）、画素番号ｋ（ｋ＝１〜１３１０７２０）の設定（Ｓ２２３）、測定階調数Ｎ（Ｎ＝１７）、測定階調番号ｊ（ｊ＝１〜Ｎ）の初期値（ｊ＝１）の設定を行う（Ｓ２２４）。
【００８３】
次に、測定階調番号ｊについて、図１６に示したプロジェクタのガンマ特性測定ステップで設定されたフレア影響低減パターン情報を参照し（Ｓ２２５）、フレア影響低減パターン撮影画像の画像データを読み込む（Ｓ２２６）。さらに、ｊ＝ｊ＋１として、これらのＳ２２５及びＳ２２６の処理を繰り返す（Ｓ２２７）。続いて、得られた各階調の測定データに対して線形補間処理を行う（Ｓ２２８）。これにより、原色番号ｉのプロジェクタ画素番号ｋについてのガンマ特性データが算出される。さらに、算出されたガンマ特性データを保存する（Ｓ２２９）。
【００８４】
プロジェクタ画素番号ｋについての処理を終了した後、ｋ＝ｋ＋１として、Ｓ２２３のステップに戻り（Ｓ２３０）、上述した処理と同様にして、Ｓ２２３〜Ｓ２２９までのステップを実行する。続いて、原色番号ｉについての処理を終了した後、ｉ＝ｉ＋１として、Ｓ２２２のステップに戻り（Ｓ２３１）、上述した処理と同様にして、Ｓ２２２〜Ｓ２３０までのステップを実行する。さらに、ｈ＝ｈ＋１として、Ｓ２２１〜Ｓ２３１までのステップを実行する（Ｓ２３２）。このようにして、全てのプロジェクタについて上述したような処理を実行することで、プロジェクタのガンマ特性算出ステップが終了する。
【００８５】
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施することが可能である。さらに、上記実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示された構成要件を適宜組み合わせることによって種々の発明が抽出され得る。例えば、開示された構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、所定の効果が得られるものであれば発明として抽出され得る。
【００８６】
【発明の効果】
本発明によれば、フレアの影響が低減された精度の高いガンマ特性データを算出することが可能となる。これにより、カラー画像の色再現性の向上等、プロジェクションシステムの画質の向上をはかることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るプロジェクションシステムの概略構成を説明するための説明図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係るプロジェクションシステムの機能的な構成を示したブロック図である。
【図３】本発明の第１の実施形態におけるガンマ特性取得方法の基本的なステップを示したフローチャートである。
【図４】本発明の第１の実施形態におけるガンマ特性取得方法の原理を説明するための説明図である。
【図５】本発明の第１の実施形態におけるガンマ特性取得方法の原理を説明するための説明図である。
【図６】本発明の第１の実施形態におけるガンマ特性取得方法の基本的なステップの変更例を示したフローチャートである。
【図７】本発明の第１の実施形態に係るプロジェクションシステムの機能的な構成の詳細を示したブロック図である。
【図８】本発明の第１の実施形態におけるガンマ特性測定ステップを示したフローチャートである。
【図９】本発明の第１の実施形態におけるガンマ特性算出ステップを示したフローチャートである。
【図１０】本発明の第２の実施形態に係るプロジェクションシステムの概略構成を説明するための説明図である。
【図１１】本発明の第２の実施形態に係るプロジェクションシステムの機能的な構成を示したブロック図である。
【図１２】本発明の第２の実施形態におけるガンマ特性取得方法の原理を説明するための説明図である。
【図１３】本発明の第２の実施形態におけるガンマ特性取得方法の基本的なステップを示したフローチャートである。
【図１４】図１３に示したフレア影響低減パターン作成ステップの詳細を示したフローチャートである。
【図１５】本発明の第２の実施形態に係るプロジェクションシステムの機能的な構成の詳細を示したブロック図である。
【図１６】本発明の第２の実施形態におけるガンマ特性測定ステップを示したフローチャートである。
【図１７】本発明の第２の実施形態におけるガンマ特性算出ステップを示したフローチャートである。
【符号の説明】
１…パーソナルコンピュータ、  ２、２ａ、２ｂ…プロジェクタ、
３…スクリーン、  ４…キャリブレーションカメラ、
５…外部出力装置、  １０…制御部、
２０…画像表示部、  ２１…画像投影部
３０…キャリブレーションパターン生成部、
３１…フレア影響低減パターン作成部、  ４０…画像撮影部、
５０…画像補正データ算出部、  ５１…ガンマ特性データ算出部、
５２…幾何補正データ算出部、  ６０…画像変換部
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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