(57)【要約】【課題】投影画像の補正処理に掛かる計算処理を削減する。【解決手段】観測者のビューボリュームを構成する少なくとも１つ以上の平面の平面方程式係数を入力し、投影面に対して情報を投影する投影装置に入力される投影像を歪みなく観測できるように、投影面の３次元座標を用いて補正映像を生成する。投影像を入力する映像入力部１と、投影面の三次元座標を獲得する投影面形状獲得部２と、該投影面の三次元座標から前記平面方程式係数を用いて、補正映像を生成する際に利用する三次元座標を選択するクリッピング部３と、該選択した三次元座標を利用して前記投影像に対して幾何変換を施して補正映像を生成する映像補正部４と、該補正映像を投影出力する映像出力部５とで構成する。  投影面の三次元座標を投影面形状データベースから得る構成、視点位置獲得部とクリップ面算出部で観測者の視点位置を得る構成も含む。【選択図】  図１
2005124006.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
観測者のビューボリュームを構成する少なくとも１つ以上の平面の平面方程式係数を入力し、投影面に対して情報を投影する投影装置に入力される投影像を歪みなく観測できるように、投影面の３次元座標を用いて補正映像を生成する投影装置であって、
投影像を入力する映像入力手段と、
投影面の三次元座標を獲得する投影面形状獲得手段と、
該投影面の三次元座標から前記平面方程式係数を用いて、補正映像を生成する際に利用する三次元座標を選択するクリッピング手段と、
該選択した三次元座標を利用して前記投影像に対して幾何変換を施して補正映像を生成する映像補正手段と、
該補正映像を投影出力する映像出力手段と、
を備えてなることを特徴とする投影装置。
【請求項２】
請求項１記載の前記クリッピング手段は、入力された前記平面方程式係数と、前記投影面形状獲得手段により獲得した前記投影面の三次元座標を読み出し、該投影面の三次元座標を前記平面方程式係数で表現される平面方程式に代入し、代入結果について正負判定を行なうことにより前記三次元座標を選択することを特徴とする請求項１記載の投影装置。
【請求項３】
投影面の三次元座標を格納した投影面形状データベースを有し、観測者のビューボリュームを構成する平面の平面方程式係数を入力し、投影面に対して投影する投影装置に入力される投影像を歪みなく観測できるように、投影面の３次元座標を用いて補正映像を生成する投影装置であって、
投影像を入力する映像入力手段と、
前記投影面形状データベースから対応する投影面の三次元座標の読み出す投影面形状獲得手段と、
該投影面の三次元座標から前記平面方程式係数を用いて、補正映像を生成する際に利用する三次元座標を選択するクリッピング手段と、
該選択した三次元座標を利用して前記投影像に対して幾何変換を施して補正映像を生成する映像補正手段と、
該補正映像を投影出力する映像出力手段と、
を備えてなることを特徴とする投影装置。
【請求項４】
少なくとも観測者の画角を記述した視点パラメータを入力し、投影面に対して情報を投影する投影装置に入力される投影像を歪みなく観測できるように、投影面の３次元座標を用いて補正映像を生成する投影装置であって、
投影像を入力する映像入力手段と、
投影面の三次元座標を獲得する投影面形状獲得手段と、
観測者の視点位置と視線方向を獲得する視点位置獲得手段と、
該視点位置、視線方向と前記視点パラメータを用いて、前記観測者のビューボリュームを構成する平面の平面方程式係数を算出するクリップ面算出手段と、
前記投影面の三次元座標から前記平面方程式係数を用いて、補正映像を生成する際に利用する三次元座標を選択するクリッピング手段と、
該選択した三次元座標を利用して前記投影像に対して幾何変換を施して補正映像を生成する映像補正手段と、
該補正映像を投影出力する映像出力手段と、
を備えてなることを特徴とする投影装置。
【請求項５】
請求項４記載の前記クリップ面算出手段は、入力された視点パラメータと、前記視点位置獲得手段により獲得した観測者の視点位置と視線方向を読み出し、前記視点パラメータに記述された観測者のビューボリュームの画角と、前記視線方向を利用してビューボリュームを構成する平面の法線を算出し、続いて該平面の法線と前記視点位置を利用して前記平面方程式の係数を決定することを特徴とする請求項４記載の投影装置。
【請求項６】
観測者のビューボリュームを構成する少なくとも１つ以上の平面の平面方程式係数を入力し、投影面に対して情報を投影する投影装置に入力される投影像を歪みなく観測できるように、投影面の３次元座標を用いて補正映像を生成する投影方法であって、
投影像を入力する映像入力ステップと、
投影面の三次元座標を獲得する投影面形状獲得ステップと、
該投影面の三次元座標から前記平面方程式係数を用いて、補正映像を生成する際に利用する三次元座標を選択するクリッピングステップと、
該選択した三次元座標を利用して前記投影像に対して幾何変換を施して補正映像を生成する映像補正ステップと、
該補正映像を投影出力する映像出力ステップと、
を備えてなることを特徴とする投影方法。
【請求項７】
請求項６記載の前記クリッピングステップは、入力された前記平面方程式係数と、前記投影面形状獲得ステップにより獲得した前記投影面の三次元座標を読み出し、該投影面の三次元座標を前記平面方程式係数で表現される平面方程式に代入し、代入結果について正負判定を行なうことにより前記三次元座標を選択することを特徴とする請求項６記載の投影方法。
【請求項８】
投影面の三次元座標を格納した投影面形状データベースを有し、観測者のビューボリュームを構成する平面の平面方程式係数を入力し、投影面に対して投影する投影装置に入力される投影像を歪みなく観測できるように、投影面の３次元座標を用いて補正映像を生成する投影方法であって、
投影像を入力する映像入力ステップと、
前記投影面形状データベースから対応する投影面の三次元座標の読み出す投影面形状獲得ステップと、
該投影面の三次元座標から前記平面方程式係数を用いて、補正映像を生成する際に利用する三次元座標を選択するクリッピングステップと、
該選択した三次元座標を利用して前記投影像に対して幾何変換を施して補正映像を生成する映像補正ステップと、
該補正映像を投影出力する映像出力ステップと、
を備えてなることを特徴とする投影方法。
【請求項９】
少なくとも観測者の画角を記述した視点パラメータを入力し、投影面に対して情報を投影する投影装置に入力される投影像を歪みなく観測できるように、投影面の３次元座標を用いて補正映像を生成する投影方法であって、
投影像を入力する映像入力ステップと、
投影面の三次元座標を獲得する投影面形状獲得ステップと、
観測者の視点位置と視線方向を獲得する視点位置獲得ステップと、
該視点位置、視線方向と前記視点パラメータを用いて、前記観測者のビューボリュームを構成する平面の平面方程式係数を算出するクリップ面算出ステップと、
前記投影面の三次元座標から前記平面方程式係数を用いて、補正映像を生成する際に利用する三次元座標を選択するクリッピングステップと、
該選択した三次元座標を利用して前記投影像に対して幾何変換を施して補正映像を生成する映像補正ステップと、
該補正映像を投影出力する映像出力ステップと、
を備えてなることを特徴とする投影方法。
【請求項１０】
請求項９記載の前記クリップ面算出ステップは、入力された視点パラメータと、前記視点位置獲得ステップにより獲得した観測者の視点位置と視線方向を読み出し、前記視点パラメータに記述された観測者のビューボリュームの画角と、前記視線方向を利用してビューボリュームを構成する平面の法線を算出し、続いて該平面の法線と前記視点位置を利用して前記平面方程式の係数を決定することを特徴とする請求項９記載の投影方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、投影される映像の歪みを高速に補正することを可能にする投影装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プロジェクタ等の投影装置を利用して前記プロジェクタに入力された映像を投影する際、凹凸面など投影装置の光軸と投影面（スクリーン）の法線が一致しない部分では、投影された映像に歪みが生じることになる。
【０００３】
これに対して、あらかじめ投影面の三次元座標を測定し、該三次元座標を利用して投影像に補正処理を施した補正映像を投影する方法により、歪みの少ない投影像を観測者に提供することを可能とする方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。ここでは、補正処理は図１３のように、まず投影面に観測者の前方に設置した投影像を逆透視投影変換し、続いて投影装置の透視変換モデルを用いてＬＣＤパネルやＤＭＤ素子から構成される投影装置のパネル位置に透視投影変換を行なうことにより実現される。
【特許文献１】特開２００１−６１１２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の投影装置では、入力画像の補正処理に必要な投影面の三次元座標を全て利用して補正映像を生成するため、補正処理に掛かる計算処理量が膨大であった。
【０００５】
ここで、従来の投影装置において、補正処理に必要な計算処理量について図１３を用いて詳細に説明する。ここでは、獲得した投影面の三次元座標数をｍ、投影像の画素数をｎとして説明を進める。補正処理は前述の通り、以下の処理で実現される。
【０００６】
（ａ）投影像を投影面に逆投影変換する。
【０００７】
（ｂ）上記の（ａ）の処理で投影面に投影された投影像をＬＣＤパネルに透視投影変換する。
【０００８】
上記の（ａ）の処理では投影像の各画素につき、画素と観測者の視点位置を通る直線が、どの投影面の三次元座標点に交差するかを投影面を構成するｍ点と比較するという、ｎ×ｍの比較演算処理が必要となる。（ｂ）の処理では投影面に投影されたｎ点の透視投影変換処理が必要となる。
【０００９】
ここで、（ａ）の処理は投影面の三次元座標数が増えることに伴って計算処理量が膨大となる。加えて（ａ）の処理は、画素と観測者の視点位置を通る直線が、どの投影面の三次元座標点にも交差しない可能性があるため、近傍の三次元座標点を選択するなどの処理が加えて必要となる。この計算処理量の増加のため補正処理に時間が掛かることとなり、画像を観察する観測者にとっては投影像にちらつきが生じ観測性の悪化を招くという問題があった。
【００１０】
この問題に対して、文献「Active Projector:Image correction for moving image over uneven screens」（Nobutatsu Nakamura,Proc.UIST'02,poster pp.1-2,ACM Press,2002.）に記載の方法では、獲得した投影面の形状全体を構成する三次元座標数をポリゴンリダクションと呼ばれる方法を用いてあらかじめ間引いてから補正処理に利用しているが、間引き処理によって投影面の正確な形状との間にずれが生じることになり、その結果、補正映像にも歪みが生じるといった問題がある。
【００１１】
本発明は、上述したような従来技術が有する問題点に鑑みてなされたものであり、投影装置において、投影画像の補正処理に掛かる計算処理量を大幅に削減し、正確な補正映像を投影できる投影装置、投影方法を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために、本発明では、補正映像を生成する際にあらかじめ投影面の三次元座標を選択して利用することにより、投影画像の補正処理に掛かる計算処理を削減するもので、以下の投影装置、方法を特徴とする。
【００１３】
（投影装置の発明）
（請求項１）観測者のビューボリュームを構成する少なくとも１つ以上の平面の平面方程式係数を入力し、投影面に対して情報を投影する投影装置に入力される投影像を歪みなく観測できるように、投影面の３次元座標を用いて補正映像を生成する投影装置であって、
投影像を入力する映像入力手段と、投影面の三次元座標を獲得する投影面形状獲得手段と、該投影面の三次元座標から前記平面方程式係数を用いて、補正映像を生成する際に利用する三次元座標を選択するクリッピング手段と、該選択した三次元座標を利用して前記投影像に対して幾何変換を施して補正映像を生成する映像補正手段と、該補正映像を投影出力する映像出力手段と、を備えてなることを特徴とする。
【００１４】
（請求項２）請求項１記載の前記クリッピング手段は、入力された前記平面方程式係数と、前記投影面形状獲得手段により獲得した前記投影面の三次元座標を読み出し、該投影面の三次元座標を前記平面方程式係数で表現される平面方程式に代入し、代入結果について正負判定を行なうことにより前記三次元座標を選択することを特徴とする。
【００１５】
（請求項３）投影面の三次元座標を格納した投影面形状データベースを有し、観測者のビューボリュームを構成する平面の平面方程式係数を入力し、投影面に対して投影する投影装置に入力される投影像を歪みなく観測できるように、投影面の３次元座標を用いて補正映像を生成する投影装置であって、
投影像を入力する映像入力手段と、前記投影面形状データベースから対応する投影面の三次元座標の読み出す投影面形状獲得手段と、該投影面の三次元座標から前記平面方程式係数を用いて、補正映像を生成する際に利用する三次元座標を選択するクリッピング手段と、該選択した三次元座標を利用して前記投影像に対して幾何変換を施して補正映像を生成する映像補正手段と、該補正映像を投影出力する映像出力手段と、を備えてなることを特徴とする。
【００１６】
（請求項４）少なくとも観測者の画角を記述した視点パラメータを入力し、投影面に対して情報を投影する投影装置に入力される投影像を歪みなく観測できるように、投影面の３次元座標を用いて補正映像を生成する投影装置であって、
投影像を入力する映像入力手段と、投影面の三次元座標を獲得する投影面形状獲得手段と、観測者の視点位置と視線方向を獲得する視点位置獲得手段と、該視点位置、視線方向と前記視点パラメータを用いて、前記観測者のビューボリュームを構成する平面の平面方程式係数を算出するクリップ面算出手段と、前記投影面の三次元座標から前記平面方程式係数を用いて、補正映像を生成する際に利用する三次元座標を選択するクリッピング手段と、該選択した三次元座標を利用して前記投影像に対して幾何変換を施して補正映像を生成する映像補正手段と、該補正映像を投影出力する映像出力手段と、を備えてなることを特徴とする。
【００１７】
（請求項５）請求項４記載の前記クリップ面算出手段は、入力された視点パラメータと、前記視点位置獲得手段により獲得した観測者の視点位置と視線方向を読み出し、前記視点パラメータに記述された観測者のビューボリュームの画角と、前記視線方向を利用してビューボリュームを構成する平面の法線を算出し、続いて該平面の法線と前記視点位置を利用して前記平面方程式の係数を決定することを特徴とする。
【００１８】
（投影方法の発明）
（請求項６）観測者のビューボリュームを構成する少なくとも１つ以上の平面の平面方程式係数を入力し、投影面に対して情報を投影する投影装置に入力される投影像を歪みなく観測できるように、投影面の３次元座標を用いて補正映像を生成する投影方法であって、
投影像を入力する映像入力ステップと、投影面の三次元座標を獲得する投影面形状獲得ステップと、該投影面の三次元座標から前記平面方程式係数を用いて、補正映像を生成する際に利用する三次元座標を選択するクリッピングステップと、該選択した三次元座標を利用して前記投影像に対して幾何変換を施して補正映像を生成する映像補正ステップと、該補正映像を投影出力する映像出力ステップと、を備えてなることを特徴とする。
【００１９】
（請求項７）請求項６記載の前記クリッピングステップは、入力された前記平面方程式係数と、前記投影面形状獲得ステップにより獲得した前記投影面の三次元座標を読み出し、該投影面の三次元座標を前記平面方程式係数で表現される平面方程式に代入し、代入結果について正負判定を行なうことにより前記三次元座標を選択することを特徴とする。
【００２０】
（請求項８）投影面の三次元座標を格納した投影面形状データベースを有し、観測者のビューボリュームを構成する平面の平面方程式係数を入力し、投影面に対して投影する投影装置に入力される投影像を歪みなく観測できるように、投影面の３次元座標を用いて補正映像を生成する投影方法であって、
投影像を入力する映像入力ステップと、前記投影面形状データベースから対応する投影面の三次元座標の読み出す投影面形状獲得ステップと、該投影面の三次元座標から前記平面方程式係数を用いて、補正映像を生成する際に利用する三次元座標を選択するクリッピングステップと、該選択した三次元座標を利用して前記投影像に対して幾何変換を施して補正映像を生成する映像補正ステップと、該補正映像を投影出力する映像出力ステップと、を備えてなることを特徴とする。
【００２１】
（請求項９）少なくとも観測者の画角を記述した視点パラメータを入力し、投影面に対して情報を投影する投影装置に入力される投影像を歪みなく観測できるように、投影面の３次元座標を用いて補正映像を生成する投影方法であって、
投影像を入力する映像入力ステップと、投影面の三次元座標を獲得する投影面形状獲得ステップと、観測者の視点位置と視線方向を獲得する視点位置獲得ステップと、該視点位置、視線方向と前記視点パラメータを用いて、前記観測者のビューボリュームを構成する平面の平面方程式係数を算出するクリップ面算出ステップと、前記投影面の三次元座標から前記平面方程式係数を用いて、補正映像を生成する際に利用する三次元座標を選択するクリッピングステップと、該選択した三次元座標を利用して前記投影像に対して幾何変換を施して補正映像を生成する映像補正ステップと、該補正映像を投影出力する映像出力ステップと、を備えてなることを特徴とする。
【００２２】
（請求項１０）請求項９記載の前記クリップ面算出ステップは、入力された視点パラメータと、前記視点位置獲得ステップにより獲得した観測者の視点位置と視線方向を読み出し、前記視点パラメータに記述された観測者のビューボリュームの画角と、前記視線方向を利用してビューボリュームを構成する平面の法線を算出し、続いて該平面の法線と前記視点位置を利用して前記平面方程式の係数を決定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
以上説明したように、本発明では、補正映像を生成する際にあらかじめ投影面の三次元座標を選択して利用することにより、投影画像の補正処理に掛かる計算処理を削減することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００２５】
まず、本発明における投影装置の第１の構成について説明する。図１は、第１の構成の投影装置を説明するための図である。この例の投影装置は映像入力部１と投影面形状獲得部２とクリッピング部３と映像補正部４と映像出力部５とから構成されている。
【００２６】
映像入力部１は、例えば、液晶プロジェクタやＤＬＰプロジェクタなどの投影装置に入力される投影像を入力する。投影面形状獲得部２は、例えば、能動的光投射方式のレンジファインダや、画像処理を利用した受動的レンジファインダにより実現される測距装置により投影面の三次元座標を獲得する。クリッピング部３は前記投影面形状獲得部２で獲得した投影面の三次元座標から補正映像生成に利用する三次元座標を選択する。映像補正部４は前記クリッピング部で選択された投影面の三次元座標を利用して投影像の補正処理を行なう。映像出力部５は補正映像を情報処理装置が有する、磁気ディスク装置、光ディスクなどの記憶装置内に格納する、もしくは投影出力を行なう。
【００２７】
続いて投影装置で行われる処理フローを詳細に説明する。全体の処理は図２に示す以下の処理（Ｓ１）〜（Ｓ５）で実現する。
【００２８】
（Ｓ１）投影装置では、まず映像入力部１が起動される。映像入力部１は起動すると、投影装置に入力される投影像を受け取り処理を終了する。
【００２９】
（Ｓ２）続いて投影面形状獲得部２が起動される。投影面形状獲得部２では、例えば、能動的光投射方式のレンジファインダや、画像処理を利用した受動的レンジファインダにより実現される測距装置により投影面の三次元座標の情報を獲得し処理を終了する。
【００３０】
（Ｓ３）続いてクリッピング部３が起動される。クリッピング部３で行なわれる処理を表した図を図３に示す。クリッピング部は起動されると、まずあらかじめ入力された観測者のビューボリュームを構成する平面（クリップ面）の４つの平面方程式係数を読み出す（Ｓ３１）。ここで、ビューボリュームとは図４に示すように、視点を頂点としたピラミッド型の四角錘の形をしており、視点位置、焦点距離と画角によって決定されるものである。続いて前記投影面形状獲得部から出力された投影面の三次元座標を受信する（Ｓ３２）。次に該投影面の三次元座標から１点選択し（Ｓ３３、Ｓ３４）、該選択した三次元座標を前記平面方程式係数で表現される平面方程式に代入する（Ｓ３５）。次に代入結果の正負判定を行い、補正処理に利用する三次元座標として選択する（Ｓ３６）。この一連の処理を受信した投影面の三次元座標全点に亘って繰り返す。最後に選択された三次元座標を映像補正部に転送し、処理を終了する（Ｓ３７）。
【００３１】
（Ｓ４）続いて映像補正部４が起動される。映像補正部４では、まず前記クリッピング部３から選択された投影面の三次元座標と、前記映像入力部１から投影像を受信する。続いて該三次元座標を用いて投影像の補正処理を行う。この補正処理は前記特許文献１の方法と特に変わるところはないので、ここでの詳細な記述は省略する。
【００３２】
（Ｓ５）最後に映像出力部５が起動される。映像出力部では、前記映像補正部４から出力された補正映像を受信し、該補正映像を情報処理装置が有する、磁気ディスク装置、光ディスクなどの記憶装置内に格納する、もしくは例えば、液晶プロジェクタやＤＬＰプロジェクタなどの情報投影装置を用いて投影面に投影出力するといった処理を行なう。
【００３３】
次に、本発明における投影装置の第２の構成について説明する。図５は、第２の構成の投影装置を説明するための図である。この例の投影装置は映像入力部１と投影面形状ＤＢ（データベース）６と投影面形状獲得部２とクリッピング部３と映像補正部４と映像出力部５とから構成されている。
【００３４】
この装置の構成は第１の構成とほぼ同様であるが、投影面の三次元座標をあらかじめ格納した投影面形状ＤＢ６を用いることにより、投影面形状獲得部２の処理を簡易化した点が異なっている。映像入力部１、クリッピング部３、映像補正部４、映像出力部５は、図１に示された第１の構成の場合のそれらと同様である。
【００３５】
投影面形状獲得部２は投影面形状ＤＢ６から投影面の三次元座標を読み出し、これをクリッピング部３へと転送する。この投影面形状ＤＢ６から投影面の三次元座標を読み出す際には、あらかじめ与えられた投影装置の位置と向きから対応する部分のみを選択して読み出すものとしてもよい。
【００３６】
次に、本発明における投影装置の第３の構成について説明する。図６は、第３の構成の投影装置を説明するための図である。この例の投影装置は映像入力部１、投影面形状獲得部２、視点位置獲得部７、クリップ面算出部８、クリッピング部３、映像補正部４と映像出力部５から構成されている。
【００３７】
この装置の構成は第１の構成とほぼ同様であるが、視点位置獲得部７とクリップ面算出部８を設けることにより、観測者の視点位置があらかじめ決定されてない時でも、補正映像を生成できるようにした点が異なっている。映像入力部１、投影面形状獲得部２、クリッピング部３、映像補正部４、映像出力部５は、図１に示された第１の構成の場合のそれらと同様である。
【００３８】
視点位置獲得部７は、起動されると位置トラッカ、ジャイロセンサ等の位置、方向計測装置や画像処理による方法などから観測者の視点位置と方向を受信し、これをクリップ面算出部８へと転送する。
【００３９】
クリップ面算出部８で行われる処理を表した図を図７に示す。クリップ面算出部８が起動されると、まず前記視点位置獲得部７から観測者の視点位置と方向を受信する（Ｓ１１）。続いてあらかじめ入力された少なくとも観測者の画角が記述された視点パラメータを読み出す（Ｓ１２）。続いて、視点位置、方向、視点パラメータからクリップ面の４つの平面方程式係数を決定する（Ｓ１３）。最後に、決定された平面方程式係数をクリッピング部３に転送し、処理を終了する（Ｓ１４）。
【００４０】
ここで、平面方程式の係数の決定について図８を用いて説明する。視点の方向がθであり、視点パラメータに記述された画角がφであったとすると、ビューボリュームを構成する図中のクリップ面の法線ベクトルはθ＋φ／２の方向のベクトルに直交するベクトルとして求まる。次に決定した法線ベクトルを平面方程式の３つの係数とし、該平面方程式に視点位置（ｘ，ｙ，ｚ）を代入することにより残りの１つの平面方程式係数を決定する。最後に、平面方程式係数をクリッピング部３に転送して処理を終了する。
【００４１】
◇第１実施例
次に本発明の第１の構成の実施例を具体的データに即して説明する。まず、図９に示すように三次元空間中に凹凸のある投影面が存在し、これに対してプロジェクタなどの投影装置により図９に示すｎ画素からなる投影像を投影し、これを図中の観測者の位置から観測するものとする。
【００４２】
投影装置ではまず映像入力部１が起動する。映像入力部１は起動されると図９に示す、プロジェクタ等の投影装置に入力される投影像を読み込む。
【００４３】
同様に投影面形状獲得部２は起動されると、投影面の三次元座標の情報を獲得する。ここでは、図１０に示す点線のようにｍ点の三次元座標｛X,Y,Z｝＝｛（0,0,0）、（1,0,0）、（1,0,1）、（1,2,0）、…｝からなる投影面の形状を獲得したものとする。
【００４４】
次にクリッピング部３が起動されると、あらかじめ入力された観測者のビューボリュームを構成する平面（クリップ面）の４つの平面方程式係数を読み出す。本実施例では４つの係数が（1,-1,1,-1）であったものとする。なお、この係数で表現される平面方程式はＸ−Ｙ＋Ｚ−１＝０である。
【００４５】
続いて前記投影面形状獲得部２から出力された投影面の三次元座標｛X,Y,Z｝＝｛（0,0,0）、（1,0,0）、（1,0,1）、（1,2,0）、…｝を受信する。次に該投影面の三次元座標から１点選択し、該選択した三次元座標を前記平面方程式係数で表現される平面方程式に代入し、その結果が負ならば補正処理に利用する三次元座標として選択する。
【００４６】
本実施例ではｍ点ある投影面の三次元座標のうち初めの４点｛（0,0,0）、（1、0,0）、（1,0,1）、（1,2,0）｝についてのみ考える。この４つの三次元座標を前記平面方程式にそれぞれ代入し正負判定を行なうと、（0,0,0）、（1,2,0）の２点が補正処理に利用する三次元座標として選択される。この処理を投影面の三次元座標全ｍ点に亘って繰りかえすことにより、ｍ−１点（図１０中斜線部）が選択されたものとする。クリッピング部３は最後に該ｍ−１点の三次元座標を映像補正部４に転送し、処理を終了する。
【００４７】
続いて映像補正部４は起動されると観測者から正しく投影像を観測できるよう、投影像と前記ｍ−１点からなる投影面の三次元座標を用いて補正映像を生成する。本実施例では前記投影像に補正処理を行なった結果、図１０右下のような補正映像が得られたものとする。
【００４８】
最後に映像出力部５は前記補正映像を投影面に対して投影出力を行なう。
【００４９】
なお、本実施例で補正処理に必要な計算処理量は、投影像を投影面に逆投影変換時には、ｍ点のクリップ面の平面方程式への代入、正負判定処理量と、投影像の各画素につき、画素と観測者の視点位置を通る直線がどの投影面の三次元座標点に交差するかを選択された投影面を構成するｍ−１点と比較する処理量との和ｍ＋ｎ×（ｍ−１）となる。なお、ここでは１点のクリップ面の平面方程式への代入、正負判定処理量と、画素と観測者の視点位置を通る直線がどの投影面の三次元座標点に交差するかを選択された投影面を構成する１点と比較する処理量を同じとしている。
【００５０】
この投影像を投影面に逆投影変換時の計算処理量を、ｍ＝１００，ｌ＝３０，ｎ＝１０として従来技術と比較すると従来技術は１０００であるのに対し、本実施例による方法では８００となり従来技術の処理量より少なくなる。
【００５１】
◇第２実施例
次に本発明の第２の構成の実施形態を具体的データに即して説明する。まず、図１１に示すように三次元空間中に凹凸のある投影面が存在し、これに対してプロジェクタなどの投影装置により投影像を投影し、これを図中の観測者の位置から観測するものとする。本実施例では投影面形状ＤＢ６に図１１に示すｍ点の三次元座標から構成される投影面の情報が格納されているものとする。
【００５２】
映像入力部１、クリッピング部３、映像補正部４、映像出力部５の処理は、第１実施例の場合のそれらと同様であるので、ここでの説明は省略する。
【００５３】
投影面形状獲得部２は、まず、投影面形状ＤＢ６から投影装置の位置と向きから対応するｍ−ｏ点の三次元座標（図１１中斜線部）のみ選択して読み出す。次に選択した三次元座標をクリッピング部３へと転送し処理を終了する。
【００５４】
◇第３実施例
次に本発明の第３の構成の実施形態を具体的データに即して説明する。まず、図１２に示すように三次元空間中に凹凸のある投影面が存在し、これに対してプロジェクタなどの投影装置により投影像を投影し、これを図中の観測者の位置から観測するものとする。
【００５５】
映像入力部１、投影面形状獲得部２、クリッピング部３、映像補正部４、映像出力部５の実施例は、第１実施例の場合のそれらと同様であるので、ここでの説明は省略する。
【００５６】
視点位置獲得部７は起動されると位置トラッカ、ジャイロセンサ等の位置、方向計測装置や画像処理による方法などから観測者の視点位置と方向を受信し、これをクリップ面算出部８へと転送する。本実施例では、視点位置が（1,1,1）、方向がＹ軸右周りに２０°であったものとして説明を進める。
【００５７】
クリップ面算出部８は起動されると、まずあらかじめ入力された少なくとも観測者の画角が記述された視点パラメータを読み出す。本実施例では画角が２０°であったものとして説明を進める。
【００５８】
続いて、視点位置、方向、視点パラメータからクリップ面の４つの平面方程式係数を決定する。この例では平面方程式の法線ベクトルは視点の方向２０°と画角２０°の半分を利用して（√３／２，０，−１／２）と求まる。次に該法線ベクトルを平面方程式の３つの係数として、
【００５９】
【数１】
2005124006.tif 000003
【００６０】
とし、これに視点位置（1,1,1）を代入することにより、
【００６１】
【数２】
2005124006.tif 000004
【００６２】
を得る。最終的に平面方程式の係数として、
【００６３】
【数３】
2005124006.tif 000005
【００６４】
をクリッピング部へと転送し処理を終了する。
【００６５】
以上、本発明を実施形態例に基づき具体的に説明したが、本発明は上記の実施形態例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明による投影装置の構成を説明するための図。
【図２】本発明による投影装置における処理フローを説明するための図。
【図３】本発明による投影装置におけるクリッピング部で行なわれる処理フロ。ｒを説明るための図。
【図４】本発明による投影装置におけるクリッピング部で行なわれる処理を説明するための図。
【図５】本発明による投影装置の別の構成を説明するための図。
【図６】本発明による投影装置の別の構成を説明するための図。
【図７】本発明による投影装置におけるクリップ面算出部で行なわれる処理フローを説明するための図。
【図８】本発明による投影装置におけるクリップ面算出部で行なわれる処理を説明するための図。
【図９】本発明の一実施形態による投影装置における処理フローを説明するための図。
【図１０】本発明の一実施形態による投影装置における処理フローを説明するための図。
【図１１】本発明の一実施形態による投影装置における処理フローを説明するための図。
【図１２】本発明の一実施形態による投影装置における処理フローを説明するための図。
【図１３】従来技術を説明するための図。
【符号の説明】
【００６７】
１  映像入力部
２  投影面形状獲得部
３  クリッピング部
４  映像補正図
５  映像出力部
６  投影面形状ＤＢ（データベース）
７  視点位置獲得部
８  クリップ面算出部
【図１】
2005124006.tif 000006
【図２】
2005124006.tif 000007
【図３】
2005124006.tif 000008
【図４】
2005124006.tif 000009
【図５】
2005124006.tif 000010
【図６】
2005124006.tif 000011
【図７】
2005124006.tif 000012
【図８】
2005124006.tif 000013
【図９】
2005124006.tif 000014
【図１０】
2005124006.tif 000015
【図１１】
2005124006.tif 000016
【図１２】
2005124006.tif 000017
【図１３】
2005124006.tif 000018