(57)【要約】【課題】映像表示装置において、領域認識と二値化を精度よく容易に行い、幾何情報の正確な取得を実現する。【解決手段】前景画像１０１と後景画像１０２で構成された二値化用画像を保持する二値化用画像データ保持部２と二値化用画像を含む画像を表示する画像表示部３と、表示した画像を撮影する撮影部４と、撮影部４が撮影した撮影画像データを保持する撮影画像データ保持部５と、撮影画像データ保持部５に記録された撮影画像データの二値化演算を行う二値化演算部６と、二値化演算部６が出力した二値データを保持する二値データ保持部７とを有する。【選択図】  図１
2005051375.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
二値化用画像を保存している二値化用画像データ保持部と、該二値化用画像データ保持部からの前記二値化用画像を含む画像を表示する画像表示部と、該画像表示部が表示した画像を撮影する撮影部と、該撮影部で撮影した画像を撮影画像として保存する撮影画像データ保持部と、該撮影画像データ保持部に記録された撮影画像を二値化する二値化演算部と、該二値化演算部で算出した二値データを保存する二値データ保持部を備え、前記二値化用画像データ保持部に保存された二値化用画像は前景色の前景画像と後景色の後景画像で構成されるものであって、二値化用画像を含む大きさの前景撮影画像及び後景撮影画像を前記画像表示部で表示して前記撮影部で撮影して前記撮影画像データ保持部に記録し、撮影された前景撮影画像及び後景撮影画像から前記二値化演算部により二値化を行う領域の判別を行い、判別結果を前記二値データ保持部に保存する映像表示装置。
【請求項２】
二値化用画像を保存している二値化用画像データ保持部と、二値化用画像データ保持部からの前記を含む投影画像を表示する画像表示部と、該画像表示部が表示した画像を撮影する撮影部と、記録された撮影画像を二値化する二値化演算部と、該二値化演算部で算出した二値データを保存する二値データ保持部を有し、前記撮影部で撮影した画像を画像補正して前記画像表示部に出力する映像表示制御装置とを備え、前記二値化用画像データ保持部に保存された二値化用画像は前景色の前景画像と後景色の後景画像で構成されるとともに、前記前景画像又は後景画像に前景色と後景色を交互に配列した縦縞マーカー又は横縞マーカーを有したものであって、前記画面表示部で表示して前記撮影部で撮影した前記二値化用画像を含む大きさの前景撮影画像及び後景撮影画像から前記二値化演算部により二値化を行って画像歪を求める映像表示装置。
【請求項３】
前記画像表示部が映像入力信号の映像を表示するものであって、前記映像表示制御装置は、前記二値データ保持部に保存された二値データに基づき、幾何情報データを算出する幾何情報演算部と、算出された幾何情報データを記録する幾何情報データ記憶部と、該幾何情報データ記憶部に記録された幾何情報データから画像補正データを算出する画像補正演算部と、該画像補正演算部で算出された画像補正データを記録する画像補正データ記憶部を有し、該画像補正データに基づいて前記映像入力信号の映像を求められた画像歪により補正して投影する請求項２に記載の映像表示装置。
【請求項４】
前記二値化用画像は、前記前景色と後景色が互いに補色であって前記前景画像は前景色で、前記後景画像は後景色で塗り潰したものである請求項１に記載の映像表示装置。
【請求項５】
前記二値化用画像内にマーカーを含むものであって、該マーカーの領域を前記前景画像に設ける場合は後景色で、前記後景画面に設ける場合は前景色で構成した請求項１に記載の映像表示装置。
【請求項６】
前記マーカーは、バイナリコードかグレイコードである縞模様、前記前景色と前記後景色からなる市松模様のいずれかである請求項５に記載の映像表示装置。
【請求項７】
前記縦縞マーカーと横縞マーカーを重ねてできる市松模様であって、該市松模様の各升目の重心位置を求め、該各升目の重心位置から幾何情報を求める請求項３に記載の映像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数のプロジェクタを用いて、１枚のスクリーン上に投影した大画面の映像表示装置に係り、特に撮影した画像の二値化演算と幾何情報演算を行い、精度の良い画像補正データを演算するのに好適な映像表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プロジェクタで映像を投射する映像表示装置には、複数のプロジェクタを用いて、１枚のスクリーン上に各プロジェクタの投射映像を並べて、高精細な大画面に表示する映像表示装置がある。
【０００３】
このような映像表示装置においては、各プロジェクタの映像がスクリーン上のどの位置にどのように投射されるかを計測し、その計測したデータに基づいて画像歪の補正を行うことにより、スクリーン上に理想的な映像を投射している。
【０００４】
又、従来は平面状のスクリーンが用いられていたが、最近では、球面型や円筒型などの曲面スクリーンも用いられるようになってきている。映像を投射したとき画像歪の大きくなる曲面スクリーンの画像歪を補正する方法として、例えば、
【特許文献１】や
【特許文献２】に記載されているものがある。
【０００５】
【特許文献１】では、理想視点に配置され、角度制御可能なレーザポインタの光点を曲面スクリーンに投影する一方、グラフィックスボードで生成した計測用画像である点画像をプロジェクタからスクリーンに投影し、スクリーン上の光点と点画像を含む投影画像をカメラで撮影し、点画像を移動しながら両点が一致したときに、その点画像のフレームメモリ上の画素座標を光点の入力画像上の座標に置換して画像歪補正に必要な情報を得る方法が述べられている。
【０００６】
又、
【特許文献２】には、十字や輝点，格子模様などのマーカーを並べたテスト画像をプロジェクタからスクリーンに投射し、これをデジタルカメラで撮影した画像におけるマーカーの並び具合から、画像歪補正関数を求めて補正データとする方法が記載されている。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００１−１６９２１１号公報
【特許文献２】
特開２００２−７２３５９号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
映像表示装置で曲面スクリーンに映像を投射する場合は、スクリーンに投射した画像を撮影した映像から、マーカーの位置を正確に検出する必要がある。
【０００９】
【特許文献１】や
【特許文献２】に記載の方法は、マーカーの位置検出が比較的容易である場合には適用できるが、撮影画像が、プロジェクタの面内むらやスクリーンの特性，スクリーンの形状とプロジェクタ，スクリーン，カメラの相互位置関係などにより様々な要因の影響を受ける場合については配慮されていないため、例えば、歪の大きい曲面スクリーンに投射した場合は、図２１に示すように撮影画像１３９の左側が暗くなってマーカー位置を認識できないので、撮影画像１３９を二値化した二値化データは符号１５９で示すようになり、正確に二値化できない問題があった。
【００１０】
又、
【特許文献１】に記載の方法では点画像を、
【特許文献２】に記載の方法では十字や輝点，格子模様を、マーカーとして用いている。点や細線で構成されるマーカーは計測誤差の影響を受けやすく、正確な位置情報を得るのが難しいという問題があった。
【００１１】
本発明の目的は、撮影した画像が、プロジェクタの面内むらやスクリーンの特性，スクリーンの形状とプロジェクタ，スクリーン，カメラの相互位置関係など、様々な要因の影響を受ける場合でも、マーカーを撮影した画像を正確に二値化して補正の行える映像表示装置を提供することにある。
【００１２】
本発明の他の目的は、計測誤差の影響を受けにくく正確な位置情報を取得することができる映像表示装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、前景画像と後景画像で構成された二値化用画像を保持する二値化用画像データ保持部と二値化用画像を含む画像を表示する画像表示部と、表示した画像を撮影する撮影部と、撮影部が撮影した撮影画像データを保持する撮影画像データ保持部と、撮影画像データ保持部に記録された撮影画像データの二値化演算を行う二値化演算部と、二値化演算部が出力した二値データを保持する二値データ保持部とを有するものである。
【００１４】
特に前景画像の前景色と後景画像の後景色は、互いに補色の関係にあるように選定するのが好ましい。
【００１５】
前景画像，後景画像にはマーカーを設けることができ、マーカーは、前景色と後景色からなる縞模様，前景色と後景色からなる市松模様等で構成している。又、縞模様は、バイナリコードかグレイコードとすることができる。
【００１６】
縦縞模様と横縞模様を重ねてできる市松模様または市松模様の各升目の重心を求め、各升目の重心から幾何情報を求め、あるいはバイナリコードかグレイコードから幾何情報を求め、幾何情報を用いることで、必要な画像補正データの算出を行う。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第一の実施例を図１から図８を用いて説明する。図１は、本実施例の映像表示装置の構成図である。
【００１８】
図１に示すように、映像表示装置１は、二値化用画像データを保存している二値化用画像データ保持部２と、二値化用画像データ保持部２からの二値化用画像又は二値化用画像を含む投影画像を表示する、あるいは映像入力信号８の映像を表示する画像表示部３と、画像表示部３が表示した画像を撮影する撮影部４と、撮影部４で撮影した画像を撮影画像として保存する撮影画像データ保持部５と、撮影画像データ保持部５に記録された撮影画像を二値化する二値化演算部６と、二値化演算部６で算出した二値データを保存する二値データ保持部７で構成される。
【００１９】
二値化用画像データ保持部２は、横ｐｗ  ピクセル，縦ｐｈ  ピクセルである画像サイズの前景画像１０１と後景画像１０２を有する。画像サイズがＳＸＧＡ（横１２８０ピクセル×縦１０２４ピクセル）の場合、ｐｗ  及びｐｈ  は数１のようになる。
【００２０】
【数１】
2005051375.tif 000003
【００２１】
又、色は（赤，緑，青）＝（ｒ，ｇ，ｂ）と表し、ｒ，ｇ，ｂの値の範囲は、数２で表した範囲とする。
【００２２】
【数２】
2005051375.tif 000004
【００２３】
図２は、撮影画像を二値化する流れ図である。処理ブロック１０は二値化を行う領域を定める処理を、処理ブロック２０はマーカーを撮影した画像の二値化を行う処理を示している。
【００２４】
二値化を行う領域を表示画面全体とした場合は、図３に示すように、前景画像１０１では画像全体を前景色であるシアン（０，２５５，２５５）で塗り潰し、図４に示すように、後景画像１０２では画面全体を後景色である赤（２５５，０，０）で塗り潰す。前景色と後景色の組み合わせは、シアンと赤でなくてもよく、白と黒でも構わないが、後述するようにシアンと赤のように互いに補色である２色を用いるのが望ましい。
【００２５】
撮影画像のサイズは、横ｃｗ  ピクセル，縦ｃｈ  ピクセルとする。この撮影画像のサイズは、二値化を行う画像サイズより大きく設定しており、例えば、数３で示す値に設定する。
【００２６】
【数３】
2005051375.tif 000005
【００２７】
処理ブロック１０の前景撮影１１では、画像表示部３が前景画像１０１を表示し、二値化を行う領域が撮影画像内に含まれるように撮影部４が撮影した図５に示す前景撮影画像１３１を、撮影画像データ保持部５に保存する。
【００２８】
後景撮影１２では、画像表示部３が後景画像１０２を表示し、二値化を行う領域が撮影画像内に含まれるように撮影部４が撮影した図６に示す後景撮影画像１３２を、撮影画像データ保持部５に保存する。
【００２９】
前景撮影画像１３１，後景撮影画像１３２には、図５，図６に示すように二値化を行う領域とその周辺部が写っており、前景撮影画像１３１と後景撮影画像１３２とは、二値化を行う領域の色が異なっている。
【００３０】
ここで、ある２点Ｃ，Ｄにおいて、Ｃの色を（ｒＣ，ｇＣ，ｂＣ）、Ｄの色を（ｒＤ，ｇＤ，ｂＤ）としたとき、２点Ｃ，Ｄ間の色の距離を数４で示すＬ２ＣＤ  で定義すると、Ｌ２ＣＤ  の範囲は数５となる。
【００３１】
【数４】
2005051375.tif 000006
【００３２】
【数５】
2005051375.tif 000007
【００３３】
なお、数４において、√３で割っているのは、最大値を２５５にするためである。
【００３４】
点Ｃ，Ｄの色が互いに補色の関係にあるとき、例えば赤（２５５，０，０）とシアン（０，２５５，２５５）であるときは、Ｌ２ＣＤ  の値は最大値の２５５となる。又、点Ｃ，Ｄの色が近い程、Ｌ２ＣＤ  の値は小さくなり、点Ｃ，Ｄの色が同じ色のときは、Ｌ２ＣＤ  の値は最小値の０となる。このように、互いに補色である２色を用いると、２色の距離が大きくなり、２色の距離が小さい周辺部と区別することができる。
【００３５】
前景撮影画像１３１の座標（ｃｘ，ｃｙ）の点Ｆの色が数６で表され、後景撮影画像１３２の座標（ｃｘ，ｃｙ）の点Ｂの色が数７で表されるとすると、２点Ｂ，Ｆ間の距離Ｌ２（ｃｘ，ｃｙ）は、数８に示すｃｘとｃｙの関数になる。
【００３６】
【数６】
2005051375.tif 000008
【００３７】
【数７】
2005051375.tif 000009
【００３８】
【数８】
2005051375.tif 000010
【００３９】
前景撮影画像１３１と後景撮影画像１３２の、画素毎の距離Ｌ２（ｃｘ，ｃｙ）を求める。画素毎の距離を０〜２５５の２５６階調のいずれかとなるように丸め、グレー画像生成１３を行う。
【００４０】
グレー画像生成１３で作成したグレー画像について、階調毎の画素数のヒストグラムで表すと、図７で示すようになる。二値化を行う領域である前景撮影画像１３１と後景撮影画像１３２の部分は、前景撮影画像１３１がシアンに近い色で、後景撮影画像１３２が赤に近い色であるので、２色の距離Ｌ２  の最大値である２５５に近いところに画素数の分布の山ができる。一方、二値化を行う領域以外である周辺部は、撮影画像が黒に近い色であるので、２色の距離Ｌ２  の値は最小値０に近いところに山ができる。
【００４１】
得られたヒストグラムに対し二値化を行う領域と二値化を行わない領域を区別するための閾値εを求める。ここでは、判別分析法と呼ばれる方法を用いる。ある閾値によってヒストグラムを２クラスに分割した場合のクラス間分散を数９により求めて閾値ε算出１４を行う。
【００４２】
ここで、数９では濃淡レベルを｛１，２，・・・，Ｌ｝とし、閾値εは画素レベル［１，ε］と、レベル［ε＋１，Ｌ］の２クラスに分割するものとし、ｎｉをレベルｉの画素数、Ｎを全画素数としたとき、ω０，ω１，μ０，μ１，μｔは数１０で計算される。
【００４３】
【数９】
2005051375.tif 000011
【００４４】
【数１０】
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【００４５】
グレー画像生成１３で作成したグレー画像について、閾値ε以上の画素は二値化を行う領域内の画素と判定し、閾値ε未満の画素は二値化を行う領域外の画素と判定して、二値化を行う領域の判定１５を行う。
【００４６】
このようにして撮影画像の全画素に対して、二値化を行う領域内外の判定を行い、判定の結果得られた二値化を行う領域内外判定データ１５１を二値データ保持部７に保存１６する。上述したように、シアンと赤のように距離ｌ２  が大きくなる二色を用い前景撮影画像１３１と後景撮影画像１３２のヒストグラムの山と、周辺部でのヒストグラムの山との間は距離があるので、確実な二値化の領域判定を行える。
【００４７】
次に、マーカーを撮影した画像を二値化する方法について処理ブロック２０により説明する。
【００４８】
二値化用画像データ保持部２には、図８に示すように、後景画面にマーカーが占める領域を前景色、例えばシアンで塗り潰し、マーカー以外の領域を後景色、例えば赤で塗り潰したマーカー画像１０３が記録されている。又、マーカーは前景画面に設けても良く、その場合はマーカーが占める領域を後景色、マーカー以外の領域を前景色で塗り潰している。マーカーを撮影した画像を二値化するので、マーカーは二値化を行う領域内に配置する。マーカーの形状は、図８では円形で示したが、点や線や十字，格子などの形状を採用することができ、マーカーは複数個設けてもよい。
【００４９】
マーカー撮影２１では、画像表示部３によりマーカー画像１０３を表示し、処理ブロック１０で撮影されたのと同じ位置で撮影部４が撮影したマーカー撮影画像１３３を、撮影画像データ保持部５に保存する。
【００５０】
次に、マーカーが占める領域の二値化２２を行うが、撮影画像の座標（ｃｘ，ｃｙ）の画素が、マーカーが占める領域の画素であるか否かを判定する流れを図９により説明する。
【００５１】
ステップ３１において、上述した領域内外判定データ１５１の座標（ｃｘ，ｃｙ）を調べ、その座標が二値化を行う領域外だった場合は、ステップ３６によりマーカー撮影画像１３３の座標（ｃｘ，ｃｙ）の画素はマーカーが占める領域外の画素と判定する。
【００５２】
領域内外判定データ１５１の座標（ｃｘ，ｃｙ）が、二値化を行う領域内だった場合は、以下のように処理する。
【００５３】
マーカー撮影画像１３３の座標（ｃｘ，ｃｙ）に位置する点Ｍの色を数１１で表す。
【００５４】
【数１１】
2005051375.tif 000013
【００５５】
ここで、ある２点Ｃ，Ｄにおいて、Ｃの色を（ｒＣ，ｇＣ，ｂＣ）、Ｄの色を（ｒＤ，ｇＤ，ｂＤ）としたとき、２点Ｃ，Ｄ間の色の距離Ｌ１ＣＤ  を数１２で定義すると、距離Ｌ１ＣＤ  の範囲は数１３となる。
【００５６】
【数１２】
2005051375.tif 000014
【００５７】
【数１３】
2005051375.tif 000015
【００５８】
この場合も点Ｃ，Ｄの２色が互いに補色の関係にあるとき、Ｌ１ＣＤ  の値は最大値の７６５となり、点Ｃ，Ｄの２色の色が近いほど、Ｌ１ＣＤ  の値は小さくなる。
点Ｃ，Ｄの２色が同じ色のとき、Ｌ１ＣＤ  の値は最小値の０となる。
【００５９】
このとき、前景撮影画像１３１の座標（ｃｘ，ｃｙ）に位置する点Ｆと点Ｍの距離ｌ１Ｆ（ｃｘ，ｃｙ）は、数１４に示すようにｃｘとｃｙの関数になり、後景撮影画像１３２の座標（ｃｘ，ｃｙ）の点Ｂと点Ｍの距離Ｌ１Ｂ（ｃｘ，ｃｙ）は、数１５に示すようなｃｘとｃｙの関数になる。
【００６０】
【数１４】
2005051375.tif 000016
【００６１】
【数１５】
2005051375.tif 000017
【００６２】
２色の距離は色同士が近いほど値が小さくなるので、Ｌ１Ｆ（ｃｘ，ｃｙ）の値が小さければ点Ｍは前景色、例えばシアンであり、Ｌ１Ｂ（ｃｘ，ｃｙ）の値が小さければ点Ｍは後景色、例えば赤であるとみなせる。
【００６３】
そこで、ステップ３２でＬ１Ｆ（ｃｘ，ｃｙ）を求め、ステップ３３でＬ１Ｂ（ｃｘ，ｃｙ）を求めて、ステップ３４で、Ｌ１Ｆ（ｃｘ，ｃｙ）とＬ１Ｂ（ｃｘ，ｃｙ）の大小を比較する。
【００６４】
Ｌ１Ｆ（ｃｘ，ｃｙ）がＬ１Ｂ（ｃｘ，ｃｙ）より小さい場合は、ステップ３５で、点Ｍの画素をマーカーが占める領域内の画素と判定し、小さくない場合は、ステップ３６で点Ｍの画素をマーカーが占める領域外の画素と判定する。このようにして、マーカー撮影画像１３３の二値化を行う。
【００６５】
ステップ３１からステップ３６の処理を、撮影画像の全画素について行い、図８に示すようなマーカーも含めて二値化したマーカー二値化データ１５３を求め、二値データ保持部７に結果の保存２３を行う。このようにして、マーカーが占める領域かどうか判別して、マーカー撮影画像を二値化することができる。
【００６６】
又、プロジェクタの面内むらやスクリーンの特性，スクリーンの形状とプロジェクタ，スクリーン，カメラの相互位置関係など、撮影画像が影響を受ける様々な要因があるが、実際の撮影画像である前景撮影画像と後景撮影画像を元に判定しており、マーカー撮影画像を二値化しているので、上述した要因の影響を受けないようにできる。又、実際の撮影画像である前景撮影画像と後景撮影画像を元に判定しているので、精度が高い二値化を行うことができる。又、数１４や数１５のような加算，減算からなる単純な式の大小関係で判定ができるので、計算量も少なくて済む。
【００６７】
このように、第一の実施例によれば、マーカーを撮影した画像を精度良く容易に二値化することができる。
【００６８】
本発明の第二の実施例を図１１から図２０により説明する。図１１は、本実施例の映像表示装置の構成図である。
【００６９】
図１１に示すように、本実施例の映像表示装置は、二値化用画像データを保存している二値化用画像データ保持部２と、二値化用画像データ保持部２からの前記二値化用画像又は二値化用画像を含む投影画像を表示する、あるいは映像入力信号８の映像を表示する画像表示部３と、画像表示部３が表示した画像を撮影する撮影部４と、撮影部４で撮影した画像を画像補正して画像表示部３に出力する映像表示制御装置４０で構成される。
【００７０】
画像表示部３は、画像出力部１１１と、プロジェクタ１１２と、スクリーン１１３で構成される。又、撮影部４にはデジタルカメラが用いられている。
【００７１】
映像表示制御装置４０は、１台またはネットワークで接続された複数のパーソナルコンピュータ（以下、ＰＣと省略する）からなる。映像表示制御装置４０は、撮影部４で撮影した画像を撮影画像として保存する撮影画像データ保持部５と、撮影画像データ保持部５に記録された撮影画像を二値化する二値化演算部６と、二値化演算部６で算出した二値データを保存する二値データ保持部７と、二値データ保持部７に保存された二値データに基づき、幾何情報データを算出する幾何情報演算部５０と、算出された幾何情報データを記録する幾何情報データ記憶部５１と、幾何情報データ記憶部５１に記録された幾何情報データから画像補正データを算出する画像補正演算部５２と、画像補正演算部５２で算出された画像補正データを記録する画像補正データ記憶部５３で構成される。
【００７２】
画像出力部１１１は、画像歪の補正を行う場合は、ＰＣのＨＤＤ内に保存した二値化用画像データの中から、表示する画像データを取り出し、画像信号としてプロジェクタ１１２に送信し、プロジェクタ１１２は画像をスクリーン１１３に投影する。プロジェクタ１１２がスクリーン１１３に投射した画像をデジタルカメラである撮影部４で撮影し、撮影した画像を撮影画像データ保持部５に保存する。
【００７３】
画像出力部１１１は、画像を投影する場合は、画像補正データに基づいて、画像入力信号８に対し幾何変形補正を行い、補正した画像信号をプロジェクタ１１２に送る。プロジェクタ１１２は、スクリーン１１３に補正された画像を投射する。
【００７４】
二値化演算部６，二値化データ保持部７での二値化を行う領域の判定と、マーカーが占める領域の判定は、第一の実施例と同様にして行われる。本実施例では、二値化を行う領域の判定及びマーカーが占める領域の判定結果を用いて次に説明する幾何情報の演算を行う。
【００７５】
ここで、幾何情報とは、デジタルカメラである撮影部４の撮影座標系と、プロジェクタ１１２の投影座標系との対応付けを意味し、幾何情報の演算とは、撮影座標（ｃｘ，ｃｙ）と投影座標（ｐｘ，ｐｙ）との対応付けを演算することをいう。
【００７６】
二値化用画像データ保持部２は、図１２，図１３に示すような縦縞のマーカーを持つ縦縞マーカー画像１０４と、横縞のマーカーを持つ横縞マーカー画像１０５とを有する。
【００７７】
縦縞マーカー画像１０４は、左から右に向って幅ｂｈ  の赤線とシアン線を交互に並べており、幅ｂｈ  ，間隔ｂｈ  で並ぶシアン線がマーカーである。又、横縞マーカー画像１０５は、上から下に向って幅ｂｖ  の赤線とシアン線を交互に並べており、幅ｂｖ  ，間隔ｂｖ  で並ぶシアン線がマーカーである。ここで、幅ｂｈ  と幅ｂｖ  の値は、撮影部４で撮影したとき、個々の縞を識別できる幅に設定される。
【００７８】
縦縞マーカー画像１０４と横縞マーカー画像１０５をプロジェクタ１１２からスクリーン１１３に投射し、撮影部４で撮影した画像を二値化した結果は、それぞれ、図１４に示す縦縞マーカー二値データ１５４と、図１５に示す横縞マーカー二値データ１５５のようになる。縦縞二値データ１５４と横縞二値データ１５５は、二値データ保持部７に保存する。
【００７９】
この時、図１２に示す縦縞画像１０４と、図１３に示す横縞画像１０５を重ね合わせた格子縞１０６と、図１４に示す縦縞二値データ１５４と、図１４に示す横縞二値データ１５５を重ね合わせた格子縞１５６は、それぞれ図１６に示すようになる。
【００８０】
ここで、格子縞１０６と格子縞１５６の各升目の重心を求め、図１７に示すように、重心同士を対応付ける。境界や格子点を対応付けず、重心を対応付けているのは、境界や格子点は計測誤差や二値化誤差の影響を受けやすく、重心は計測誤差や二値化誤差の影響を受けにくいからである。
【００８１】
このようにして、格子縞の重心位置を用いて撮影座標（ｃｘ，ｃｙ）と投影座標（ｐｘ，ｐｙ）との対応付けを行うことができる。
【００８２】
重心以外の点は、図１８に示すように重心以外の点の対応付けを行うバイリニア補間、あるいはバイキュービック補間などの補間法で算出する。バイリニア補間では、図１８に示すように、投影座標系で並ぶ４点が、撮影座標の４点に対応しているとき、横方向の内分比ｓ：（１−ｓ），縦方向の内分比ｔ：（１−ｔ）で求まる内分点２０６と内分点２５６が対応する。このようにして、撮影部４の撮影座標系と、プロジェクタ１１２の投影座標系との対応付けを算出し、幾何情報を求める。
【００８３】
算出された幾何情報データは幾何情報データ記憶部５１に記憶され、画像補正演算部５２により幾何情報データから位置関係の対応づけを計算して画像補正データを算出し、算出された画像補正データを画像補正データ記憶部５３に記録する。例えば、重心位置同士の比較により、画像歪を求めることができ、求められた画像歪をもとに画像歪の補正値を算出することができる。
【００８４】
このようにして算出された幾何情報を用いて、前景画像，後景画像に撮影された撮影座標系と、投影された画像を撮影して得られた投影座標系の対応関係から、精度の良い画像補正データを算出することができる。
【００８５】
縦縞画像１０４と横縞画像１０５を用いる代わりに、図１９に示すような、前景色であるシアンと後景色である赤の市松模様画像を用いる方法も適用できる。この場合も、上述したと同様に各升目の重心の対応付けを求め、幾何情報を算出する。ただし、斜め方向に隣接した升目との間で領域を誤認識することがない分、縦縞画像と横縞画像を用いた方法の方がより精度が高い。
【００８６】
又、縞模様として、バイナリコードかグレイコードの、複数の縞模様を用いる方法もある。図２０は、バイナリコードの縦縞を示した図である。バイナリコードやグレイコードは、座標ごとにビットパターンが決まるので、全ての縦縞の二値化が終わればｘ方向の演算を省略しても、又、全ての横縞の二値化が終わればｙ方向の演算を省略しても幾何情報の演算を終了することができるので、演算の簡略化を図れる利点がある。又、バイナリコードよりは、グレイコードの方が誤差に強いので、この方法を用いる場合は、グレイコードを使用する方が望ましい。
【００８７】
【発明の効果】
本発明によれば、前景画像と後景画像により、二値化を行う領域の判定を行っているので、二値化を精度よく容易に行うことが可能となる。
【００８８】
又、縞模様や市松模様を二値化したデータから幾何情報の算出を行うことにより、精度の良い画像補正を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施例である映像表示装置の構成図である。
【図２】撮影画像を二値化する流れ図である。
【図３】前景画像を説明する平面図である。
【図４】後景画像を説明する平面図である。
【図５】前景画像を撮影した画像を説明する平面図である。
【図６】後景画像を撮影した画像を説明する平面図である。
【図７】グレー画像とそのヒストグラムとの関係を示す図である。
【図８】マーカー画像を説明する平面図である。
【図９】マーカーを撮影した画像を二値化する流れ図である。
【図１０】マーカー画像の二値化を説明する平面図である。
【図１１】本発明の第二の実施例である映像表示装置の構成図である。
【図１２】縦縞模様の画像を示す平面図である。
【図１３】横縞模様の画像を示す平面図である。
【図１４】縦縞模様画像を撮影した画像の二値化を示す平面図である。
【図１５】横縞模様画像を撮影した画像の二値化を示す平面図である。
【図１６】格子縞の画像と撮影した画像の二値化との対応関係を示す図である。
【図１７】格子縞の投影画像と撮影画像の重心同士の対応関係を示す図である。
【図１８】バイリニア補間を説明する図である。
【図１９】市松模様画像を示す平面図である。
【図２０】バイナリコードを説明する平面図である。
【図２１】撮影画面の一部が暗くなった場合の二値化を説明する図である。
【符号の説明】
１…映像表示装置、２…二値化用画像データ保持部、３…画像表示部、４…撮影部、５…撮影画像データ保持部、６…二値化演算部、７…二値データ保持部、８…画像入力信号、４０…映像表示制御装置、５０…幾何情報演算部、５１…幾何情報データ記憶部、５２…画像補正演算部、５３…画像補正データ記憶部、１１１…画像出力部、１１２…プロジェクタ、１１３…スクリーン。
【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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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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