(57)【要約】【課題】  集中ヨークを利用せず、入力映像をプリワーピングさせて歪みを補正し、元の映像を出力し得るように映像を表示する。【解決手段】  映像歪み補正装置は、所定の基準映像を生成する基準映像生成部28と、前記基準映像を入力してスクリーンに出力される映像を撮影するカメラ27と、カメラ27から出力される撮影映像と基準映像生成部28から出力される基準映像とを比較して、歪みがあると判断したとき、前記歪みを補正するためのキンストン歪み又はピンクッション歪み補正情報を抽出する歪み情報抽出部29と、抽出された前記歪み補正情報を格納する歪み補正メモリと、格納された前記歪み補正情報に基づいて、座標変換により数学的モデリングして映像をワーピングする制御部と、を備える。【選択図】      図１
2005328570.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
映像信号を入力してスクリーンに映像を表示する映像表示機器で発生する映像歪みを補正する映像歪み補正装置であって、
所定の基準映像を生成する基準映像生成部と、
前記基準映像を入力して前記スクリーンに出力される映像を撮影するカメラと、
前記カメラから出力される撮影映像と前記基準映像生成部から出力される基準映像とを比較し、前記撮影映像にキストン歪み又はピンクッション歪みがあると判断されたとき前記撮影映像の歪みを補正するためのキストン歪み又はピンクッション歪み補正情報を抽出する歪み情報抽出部と、
前記歪み情報抽出部により抽出された前記キストン歪み又はピンクッション歪み補正情報を格納する歪み補正メモリと、
前記歪み補正メモリに格納された前記キストン歪みとピンクッション歪み補正情報に基づいて、座標変換により数学的にモデリングして映像をワーピングする制御部と、
を備えることを特徴とする映像歪み補正装置。
【請求項２】
信号源から受信した信号を処理して映像信号と該映像信号の水平／垂直同期信号を出力する映像処理部と、
前記映像処理部から出力されるフレーム単位のキストン歪み又はピンクション歪みデータを格納する第１フレームメモリと、
前記制御部を通じて前記キストン又はピンクション歪みがワーピングされた映像を格納する第２フレームメモリと、をさらに備える請求項１に記載の映像歪み補正装置。
【請求項３】
前記歪み補正情報は、複数の歪み媒介変数又は画素マッピング情報である請求項１に記載の映像歪み補正装置。
【請求項４】
基準映像を出力する段階と、
前記基準映像と該基準映像を入力してスクリーンに歪んで表示される歪み映像とからキストン歪み又はピンクッション歪み情報を検出する段階と、
前記検出された歪み情報を利用して座標変換により数学的にモデリングして歪み映像を回転、移動、拡大又は縮小変換することにより映像をワーピングする段階と、
前記キストン歪みとピンクッション歪みが検出されない時まで前述した段階を繰り返して行うことにより歪み情報を更新する段階と、
を備えることを特徴とする映像歪み補正方法。
【請求項５】
前記歪み情報は、前記基準映像の所定の画素位置と、前記画素が前記スクリーンに表示される位置間の変位である請求項４に記載の映像歪み補正方法。
【請求項６】
前記検出段階では、前記基準映像の所定の画素の座標と、前記画素が前記スクリーンに表示される座標間の対応関係を求める段階を更に備える請求項４に記載の映像歪み補正方法。
【請求項７】
外部から映像信号を受信してディジタル映像信号に処理する映像処理部と、
前記映像信号に存在する前記キストン歪みとピンクッション歪みを補正するために、前記映像信号をプリワーピングさせて生成した歪み補正情報を格納する歪み補正メモリと、
前記映像処理部から出力される前記キストン歪みとピンクッション歪みを有する映像信号をフレーム単位に格納する第１フレームメモリと、
前記第１フレームメモリから出力される前記フレーム単位の映像信号を座標変換により数学的にモデリングして補間を行うことによりワーピングする制御部と、
前記制御部を通じて出力され、前記キストン歪みとピンクッション歪みが補正された映像信号をフレーム単位に格納する第２フレームメモリと、
前記第２フレームメモリからプリワーピングされた映像を入力して歪みのない映像を表示するディスプレイ部と、
を備えることを特徴とする映像表示機器。
【請求項８】
前記映像処理部は、映像表示機器の映像歪み情報を抽出するために、所定の基準映像を入力し得るスイッチをさらに備える請求項７に記載の映像表示機器。
【請求項９】
所定の基準映像と該基準映像を入力してスクリーンに歪んで表示されるキストン歪み又はピンクッション歪み映像から歪み情報を検出し、前記検出された歪み情報に基づき、前記歪み映像と前記基準映像とが同様になるように、座標変換により数学的にモデリングして映像をワーピングし、前記キストン歪みとピンクッション歪みが補正されるまで、前記キストン歪みとピンクッション歪みの補正を繰り返して行うことにより入力される映像をプリワーピング映像処理する段階と、
前記入力映像と同様な映像を表示する段階と、
を備えることを特徴とする映像表示器機の映像歪み補正方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、映像表示機器の映像歪み補正に係るもので、詳しくは、集中ヨーク（Convergence  yoke）を利用せず、入力された映像をプリワーピングして映像の光学的歪み及ミスコンバージェンスを補正し得る映像表示機器の映像歪み補正装置及びその方法とそれを利用した映像表示機器及びその方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在、テレビジョンは、日常生活に欠かせない必須の家電製品であって、生活水準の向上に伴い、高品質のテレビジョンが要求されている。従って、現在開発されている高品質のテレビジョン中、例えば、プロジェクション（Projection）テレビジョンは、レンジを利用して、赤(Red)、緑(Green)、青（Blue）のCRTに結像された映像を拡大させ、前記拡大された映像をミラーに反射させて大型スクリーンに照射させることで視聴者に拡大されたテレビジョン映像を表示している。
【０００３】
一般のプロジェクションテレビジョン100は、図12(A)に示したように、赤、緑、青の各CRT3,4,5と、各CRT3,4,5から出力される映像を拡大させるレンズ6と、これらの各映像を入射及び反射させるミラー1と、ミラー1から反射及び拡大された各映像を表示するスクリーン2と、から構成される。
そして、プロジェクションテレビジョン100は、各CRT3,4,5から出力される映像をそれら各CRT3,4,5にそれぞれ付着されたレンズ6及びミラー1を経てスクリーン2まで到達した所定の拡大された映像として表示する。
【０００４】
しかし、上述のプロジェクションテレビジョン100のスクリーンに表示される映像は、複数個のCRTの位置、角度及び光学素子による影響を受けるため、光学的な歪みを伴う。
図12(B)は、図12(A)のスクリーン2に表示される映像の軌跡を示した模式図である。図示するように、各CRT3,4,5がそれぞれ配列された位置とミラー1の位置との間の関係に従い、赤、緑、青(RGB)の映像軌跡が一致せず、歪んでいるか、又は屈曲されていることが分かる。
【０００５】
このような光学的歪みは、各CRT及びミラーの位置、レンズの倍率及び磁界などのような多様な要因により非線形的な特性を持ち、図13(A)に示すように、CRT及びレンズにより発生するピンクション歪みと、図13(B)に示すように、ミラーの反射により発生するキストン歪みとがある。
且つ、上記ピンクション歪みは、CRT（例えば、電子銃）から出力される電子ビームの進行距離がCRTの中心部から遠くなるほど増加されて発生する歪みである。
【０００６】
一方、上記キストン歪みは、各レンズ毎の映像のミラーでの反射点が歪み、ミラーからスクリーンまで反射経路が歪んで、例えば、矩形状の元の映像が梯子状の映像に変形する歪みであって、スクリーンに表示される映像全体に対して均一に発生する。
特に、RGBの3個のCRTが配列されているとき、その位置に従い、図12(B)に示したように、青のCRT及び赤のCRTからそれぞれ出力される電子ビームは、ミラーに対し傾斜して入射するため、正面から入射する緑のCRTから出力される電子ビームと比較して、キストン歪みが一層大きく発生する。
【０００７】
従って、上記プロジェクションテレビジョンは、RGBの3個のCRTが同一の位置に載置されず、各CRTが隣接して並んでいるため、ピンクション及びキストンの歪み度が映像の上下左右で異なり、3個の色信号が同一の箇所に投射されず、所望のカラー映像を獲得することができないというミスコンバージェンス現象が生じる。
【０００８】
このとき、このミスコンバージェンスは、光学的歪みと一緒に発生する。
従来の映像表示機器の映像歪み補正装置は、図14に示すように、外部信号源から受信された信号を処理して、映像信号及び水平/垂直同期信号を出力する映像処理部11と、前記映像信号を入力して電子ビームを発生するCRT12と、前記水平/垂直同期信号を入力してコンバージェンス制御信号及び水平/垂直偏向制御信号を出力する水平/垂直偏向部16と、CRT12に付着されて、前記水平/垂直偏向制御信号により電子ビームの水平/垂直偏向のための電流を流せる偏向ヨーク(以下、DYと略称する)14と、前記コンバージェンス制御信号を入力してコンバージェンス補正信号を出力する補正波形発生器17と、前記補正信号を入力して増幅された補正信号を出力するコンバージェン増幅器18と、CRT12に付着されて、前記増幅された補正信号によりCRTから出力される電子ビームが分散されないように、電流を流せるコンバージェンス（集中）ヨーク（以下、CYと略称する）13と、CRT12から出力される電子ビームを入射して映像を表示する光学系15と、を備えて構成される。
【０００９】
このように構成された従来の映像表示機器の映像歪み補正装置においては、集中ヨーク又は偏向ヨークのようなコイル巻き付けをCRTに設けた後、前記集中ヨークに水平/垂直方向の適宜な補正電流を印加（電流の強さを調節）して、電子ビームの経路を調整することで、光学的歪みを補正し、色信号のコンバージェンスを調節する。即ち、RGB-CRTから出力される電子ビームを調節するために、RGB-CRTの各レンズに対して偏向調節電流をそれぞれ生成した後、偏向調節電流を大きく増幅させて、集中ヨークに印加して、スクリーン上にランディングする電子ビームが、拡散されず、一カ所に集中するように制御する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
然るに、このような従来の映像表示機器の映像歪み補正装置においては、プロジェクションテレビジョンから発生する映像の歪みが非線形的な特性を有するため、集中ヨークに印加する電流を求めるとき、非線形性を有する制御信号を発生する必要があると共に、上記電流を増幅するためのアンプを別途に備える必要があり、複雑な演算アルゴリズムを具現しなければならないという不都合な点があった。
【００１１】
且つ、電流を調節して電子ビームのランディングを変化させて歪みを補正していた従来のプロジェクションテレビジョンにおいては、前記歪み補正装置により歪みが補正されて出荷された場合にも、その歪み補正装置が経年変化に伴い、部品の劣化、温度の変化、地磁界の影響を受けるため、歪みが発生して性能の劣化が生じ、一度歪みが発生したプロジェクションテレビジョンは、歪みを補正することができないという不都合な点があった。
【００１２】
そこで、本発明の第1目的は、集中ヨークを利用せず、入力映像をプリワーピングさせて、映像の光学的歪み及びミスコンバージェンスを補正して、元の映像を出力し得る映像表示機器の映像歪み補正装置及びその方法を提供することにある。
本発明の第2目的は、集中ヨークを利用せず、歪みを補正して元の映像を出力し得る映像表示機器を提供することにある。
【００１３】
本発明の第3目的は、集中ヨークを利用せず、歪みを補正して元の映像を出力し得る映像表示機器の映像歪み補正方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
このような目的を達成するため、本発明に係る映像歪み補正装置は、映像信号を入力してスクリーンに映像を表示する映像表示機器で発生する映像歪みを補正する映像歪み補正装置であって、所定の基準映像を生成する基準映像生成部と、前記基準映像を入力して前記スクリーンに出力される映像を撮影するカメラと、前記カメラから出力される撮影映像と前記基準映像生成部から出力される基準映像とを比較し、前記撮影映像にキストン歪み又はピンクッション歪みがあると判断されたとき前記撮影映像の歪みを補正するためのキストン歪み又はピンクッション歪み補正情報を抽出する歪み情報抽出部と、前記歪み情報抽出部により抽出された前記キストン歪み又はピンクッション歪み補正情報を格納する歪み補正メモリと、前記歪み補正メモリに格納された前記キストン歪みとピンクッション歪み補正情報に基づいて、座標変換により数学的にモデリングして映像をワーピングする制御部と、を備えることを特徴とする。
【００１５】
そして、本発明に係る映像歪み補正方法は、基準映像を出力する段階と、前記基準映像と該基準映像を入力してスクリーンに歪んで表示される歪み映像とからキストン歪み又はピンクッション歪み情報を検出する段階と、前記検出された歪み情報を利用して座標変換により数学的にモデリングして歪み映像を回転、移動、拡大又は縮小変換することにより映像をワーピングする段階と、前記キストン歪みとピンクッション歪みが検出されない時まで前述した段階を繰り返して行うことにより歪み情報を更新する段階と、を備えることを特徴とする。
【００１６】
且つ、本発明に係る映像表示機器は、外部から映像信号を受信してディジタル映像信号に処理する映像処理部と、前記映像信号に存在する前記キストン歪みとピンクッション歪みを補正するために、前記映像信号をプリワーピングさせて生成した歪み補正情報を格納する歪み補正メモリと、前記映像処理部から出力される前記キストン歪みとピンクッション歪みを有する映像信号をフレーム単位に格納する第１フレームメモリと、前記第１フレームメモリから出力される前記フレーム単位の映像信号を座標変換により数学的にモデリングして補間を行うことによりワーピングする制御部と、前記制御部を通じて出力され、前記キストン歪みとピンクッション歪みが補正された映像信号をフレーム単位に格納する第２フレームメモリと、前記第２フレームメモリからプリワーピングされた映像を入力して歪みのない映像を表示するディスプレイ部と、を備えることを特徴とする。
【００１７】
本発明に係る映像表示機器の映像歪み補正方法は、所定の基準映像と該基準映像を入力してスクリーンに歪んで表示されるキストン歪み又はピンクッション歪み映像から歪み情報を検出し、前記検出された歪み情報に基づき、前記歪み映像と前記基準映像とが同様になるように、座標変換により数学的にモデリングして映像をワーピングし、前記キストン歪みとピンクッション歪みが補正されるまで 、前記キストン歪みとピンクッション歪みの補正を繰り返して行うことにより入力される映像をプリワーピング映像処理する段階と、前記入力映像と同様な映像を表示する段階と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
以上説明したように、本発明に係る映像歪み補正装置及びその方法とそれを利用した映像表示機器及びその方法においては、映像表示機器毎の歪みを検出して正確に映像を補正し、時間が経過した後、歪みの生じた映像表示機器に対して補正された映像を出力させ得るという効果がある。
又、本発明に係る映像表示機器においては、映像歪みを検出して、映像補正情報を所定のメモリに格納し、前記メモリに格納された映像補正情報を利用して、入力される映像をプリワーピングさせて、集中ヨークを利用せず、映像を補正することができるという効果がある。
従って、CRTの集中ヨークを駆動するために、大型のコイルと、増幅器とを包含するアナログ回路を使用せず、簡単に映像を処理し得るディジタル信号処理チップを利用するので、映像表示機器の体積が一層縮小され、経済的である。
更に、アナログ回路において、各部品の経年変化現象による問題も解消するので、LCDプロジェクションテレビジョンの技術にも適用することができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
本発明は、フィールド又はフレームメモリに格納された映像信号がCRTのレンズからスクリーンに投影されるとき、元の映像に歪みが発生する現象を考慮し、スクリーンに投影される映像に対して予め歪みを与えて、前記スクリーンに投影することで、元の映像を表示する歪み補正装置及びその方法を提供しようとするものである。
【００２０】
本発明に係る映像歪み補正装置は、図1に示したように、歪み映像を補正して出力する映像表示機器200と、歪み映像を補正するときに必要な歪み情報を抽出して歪み補正メモリに格納させる歪み情報抽出装置201と、を備えて構成される。
そして、映像表示機器200が、例えば、プロジェクションテレビジョンである場合、プロジェクションテレビジョン200は、信号源から受信した信号を処理して映像信号及びその映像信号の水平/垂直同期信号を出力する映像処理部23と、前記水平/垂直同期信号を入力してコンバージェンス制御信号及び水平/垂直偏向制御信号を出力する水平/垂直偏向部21と、映像処理部23から出力されるフレーム単位のデータを格納する第1フレームメモリ24-1と、後述する歪み情報抽出装置201に備えられた歪み情報抽出部29からの歪み補正情報を格納する歪み補正メモリ24-4と、歪み補正メモリ24-4に格納された歪み補正情報を利用して、第1フレームメモリ24-1に格納された映像をプリワーピングさせる制御部24-2と、
制御部24-2によりプリワーピングされた映像を格納する第2フレームメモリ24-3と、第2フレームメモリ24-3から出力されるデータを入力して電子ビームを出力するCRT25と、CRT25に付着されて、CRT25から出力される電子ビームを調節する偏向ヨーク（DY）25-1と、偏向ヨーク（DY）25-1により調節された電子ビームを入力して拡大された映像を表示する光学系26と、を備える。
【００２１】
プロジェクションテレビジョン200は、歪み情報の抽出時に必要な所定の基準映像を入力し得るように映像処理部23の前に設置されたスイッチ22を更に備える。
このように構成されたプロジェクションテレビジョン200の映像歪み補正情報を抽出するために、本発明に係る映像表示機器の映像歪み情報抽出装置201は、所定の基準映像を生成してプロジェクションテレビジョン200のスイッチ22に供給する基準映像生成部28と、前記基準映像が入力され、プロジェクションテレビジョン200の光学系26から前記基準映像が出力されたとき光学系26から出力される映像を撮影するカメラ27と、カメラ27により撮影された映像、及び基準映像生成部28から出力される基準映像が入力され、前記撮影映像と前記基準映像とを比較して歪み補正情報を生成する歪み情報抽出部29と、を備える。
【００２２】
以下、このように構成された本発明に係る映像歪み補正装置の歪み補正情報生成方法について、図1〜図5を用いて説明する。
この歪み補正情報生成方法は、先ず、プロジェクションテレビジョンのスクリーンに表示される映像は、キストン歪み及びピンクション歪みが複合して生じた映像であるため、図2に示したように、一つの歪みを完全に補正した上で他の歪み補正情報を求めて、その歪み補正情報を生成するか、又は、図3に示したように、二つの歪みを同時に補正しながら二つの歪み補正情報を更新して最終的に前記二つの歪み補正情報を求めて、歪み補正情報を生成する。
【００２３】
即ち、歪み補正情報を抽出する方法を図2のフローチャートに基づいて説明すると次のようになる。
先ず、基準映像生成部28から図4(A)に示されるような基準映像（格子映像）がプロジェクションテレビジョンのスイッチ22に出力されると、前記基準映像は、スイッチ22、CRT25及び光学系26を経てキストン歪み及びピンクション歪みが生じて、図4(B)に示されるように、光学系26のスクリーン（図示せず）に表示される(ステップS1)。
【００２４】
このとき、光学系26のスクリーンの前に配置されたカメラ27は、スクリーン27に表示される歪みのある基準映像を撮影して歪み情報抽出部29に出力する(ステップS2)。
歪み情報抽出部29は、前記歪みの生じた基準映像と、該基準映像の生成部28から出力される基準映像との入力を受け、これらを比較し、前記歪みの生じた基準映像にキストン歪みがあるか否かを判断して(ステップS3)、キストン歪みがあると判断したとき、該キストン歪みの媒介変数を抽出する(ステップS4)。
【００２５】
前記抽出されたキストン歪み媒介変数は、歪み補正メモリ24-4に格納されて、歪み補正メモリ24-4から出力される前記歪み媒介変数を利用して、制御部24-2は、第1フレームメモリ24-1の映像をワーピングして第2フレームメモリ24-3に出力する。そうすると、第2フレームメモリ24-3に格納された映像情報により、CRT25及び光学系26を経てキストン歪みの補正された基準映像が表示されるようになる(ステップS5、S6)。
【００２６】
その後、ステップS1〜S6を繰り返してキストン歪みが抽出されなくなるまでキストン歪み媒介変数を更新し、キストン歪みが抽出されないとき、図4(C)に示されるように、キストン歪みがなく、ピンクション歪みのみが生じた基準映像が出力される。
このとき、前記キストン歪み媒介変数を求める方法と同様に、図4(C)に示されるようなピンクション歪みのある基準映像がカメラ27により撮影されて出力されると、歪み情報抽出部29は、前記歪みの生じた基準映像と、該基準映像の生成部28から出力される基準映像との入力を受け、これらを比較し、前記歪みの生じた基準映像にピンクション歪みがあるか否かを判断して(ステップS7)、ピンクション歪みがあると判断したとき、該ピンクション歪みの媒介変数を抽出する(ステップS8)。
【００２７】
前記抽出されたピンクション歪み媒介変数は、歪み補正メモリ24-4に格納されて、歪み補正メモリ24-4から出力される前記歪み媒介変数が入力された制御部24-2は、前記ピンクション歪み媒介変数を利用して、第1フレームメモリ24-1の映像をワーピングして第2フレームメモリ24-3に出力する。そうすると、第2フレームメモリ24-3に格納された映像情報により、CRT25及び光学系26を経てピンクション歪みの補正された基準映像が表示されるようになる(ステップS9、S10)。
【００２８】
このようなステップ(S1、S2、S3、S7、S8、S9、S10)を繰り返してピンクション歪みが抽出されなくなるまでピンクション歪みの媒介変数を更新する。
従って、図4(D)に示されるように、キストン歪み及びピンクション歪みが補正されて、図4(A)に示されるような基準生成部から入力された基準映像と同様な基準映像が出力される。
【００２９】
しかし、図2のフローチャートに示す方法による歪み補正情報の抽出方法においては、先ず、一つの歪みを完全に補正した後、その他の歪みは、スクリーンに表示される映像の座標を測定してからこそ正確な媒介変数を求めることができる。例えば、キストン（又はピンクション）歪み媒介変数を求める場合、先ず、ピンクション（又はキストン）歪みが完全に補正された状態でスクリーンに表示される映像の座標を測定してキストン（又はピンクション）歪み媒介変数を求める。
【００３０】
しかし、実際に、一つの歪みを完全に補正してから座標を抽出することは難しいので、前記一つの歪みを概略的に補正した後、他の歪みの媒介変数を求める過程を繰り返して、既に求められた歪み補正媒介変数を更新する方法を利用してもよい。この方法を図3のフローチャートに基づいて以下に説明する。
先ず、プロジェクションテレビジョンのスクリーンに発生するキストン歪みは、スクリーンの全体で均一に発生するが、ピンクション歪みは、スクリーンの中心部から遠くなるほど歪みが甚だしくなるため、スクリーンの中心部から座標を抽出して、歪み度を測定する場合、キストン歪みの分布は均一に表れるが、ピンクション歪みの分布は、相対的に少なく表れることが分かる。従って、スクリーン中心部にてキストン歪み媒介変数は、ピンクション歪みが完全に補正された状態で求められるキストン歪み媒介変数の近似値で求められる。
【００３１】
このように概略的なキストン歪み媒介変数が求められると、それを利用してキストンプリワーピング映像を生成し、キストン歪みを補正してスクリーンに出力する。このとき、前記スクリーンに表示される映像は、キストン歪みがある程度補正された映像であって、該映像から所定の座標を抽出することにより、概略的なピンクション歪み媒介変数を求めることができる。
【００３２】
このように求められた概略的なピンクション歪み媒介変数を利用して、ピンクション歪みを補正すると、以前にスクリーンに表示された映像よりピンクション歪みが減少した映像が表示されるため、該映像から一層正確なキストン歪み媒介変数が求められる。
そして、前記一層正確に求められたキストン歪み媒介変数を利用して、歪み補正を行うと、以前のステップで求められたピンクション歪み媒介変数より一層正確なピンクション歪み媒介変数が求められる。
【００３３】
このように、キストン歪みとピンクション歪みとが完全に補正されるまで、キストン歪み及びピンクション歪みの補正を繰り返して行うことで、最終的なキストン歪み補正情報及びピンクション歪み補正情報は求められる。
以上のような過程を詳しく説明すると次のようになる。
先ず、図3のフローチャートに示したように、基準映像生成部28から基準映像（図4(A)の元の映像（格子映像））がプロジェクションテレビジョンのスイッチ22に出力されると、前記基準映像は、スイッチ22、CRT25及び光学系26を経てキストン歪み及びピンクション歪みが生じて、図4(B)に示したような映像が光学系26のスクリーン（図示せず）に表示される(ステップS11)。
【００３４】
このとき、光学系26のスクリーンの正面に配列されたカメラ27は、前記スクリーンに表示される歪みの生じた基準映像を撮影して、歪み情報抽出部29に出力する(ステップS12)。
歪み情報抽出部29は、前記歪みのある基準映像と基準映像生成部28から出力される基準映像との入力を受け、これらを比較し、前記歪みのある基準映像にキストン歪みがあるか否かを判断して（ステップS13）、キストン歪みがあると判断したとき、歪み媒介変数を始めて抽出するか、以前にピンクション歪み媒介変数を抽出したことがあるか否かを判断する(ステップS14)。
【００３５】
前記判断結果、歪み媒介変数を始めて抽出するか、又は以前にピンクション歪み媒介変数を抽出したことがある場合は、キストン歪み媒介変数を抽出して(ステップS15)、該抽出されたキストン歪み媒介変数を歪み補正メモリ24-4に格納する(ステップS16)。
その後、制御部24-2は、歪み補正メモリ24-4から出力される前記歪み媒介変数を利用し、第1フレームメモリ24-1に格納された映像をワーピングして、第2フレームメモリ24-3に出力する。
【００３６】
そうすると、第2フレームメモリ24-3に格納された映像情報により、CRT25及び光学系26を経てキストン歪みが補正された基準映像が表示され（ステップS17）、カメラ27は、スクリーンに表示される前記キストン歪みの補正された基準映像を撮影して歪み情報抽出部29に出力する過程を繰り返す(ステップS12)。
その後、歪み情報抽出部29は、カメラ27からキストン歪みが補正された基準映像と基準映像生成部28から出力される基準映像との入力を受けこれらを比較し、前期歪みの生じた基準映像に、キストン歪みがあるか否かを判断して、キストン歪みがあると判断した場合、歪み媒介変数の始めての抽出であるか、又は以前のステップでピンクション歪み媒介変数を抽出したか否かを判断して、始めての歪み媒介変数の抽出であるか、又は以前のステップでピンクション歪み媒介変数を抽出したことがあると判断したとき、前記各ステップS15、S16、S17、S12をそれぞれ行う。
【００３７】
一方、前記判断結果、始めての抽出であるか、又は以前の段階でピンクション歪み媒介変数を抽出していないか、若しくは、キストン歪みがないとき、前記撮影された映像にピンクション歪みがあるか否かを判断して（ステップS18）、ピンクション歪みがあると判断されたとき、ピンクション歪み媒介変数を抽出し（ステップS20）、前記抽出されたピンクション歪み媒介変数を歪み補正メモリ24-4に格納する(ステップS21)。
【００３８】
その後、制御部24-2は、歪み補正メモリ24-4から出力される前記ピンクション歪み媒介変数を利用して、第1フレームメモリ24-1に格納された映像をワーピングして第2フレームメモリ24-3に出力する。
そうすると、第2フレームメモリ24-3は、CRT25及び光学系26を経て、ピンクション歪みの補正された基準映像を表示し(ステップS22)、カメラ27は、スクリーンに表示される前記ピンクション歪みの補正された基準映像を撮影して、歪み情報抽出部29に出力する過程を繰り返す(ステップS12)。
【００３９】
一方、前記ピンクション歪みがあるか否かを判断して、ピンクション歪みがないと判断されたとき、再びキストン歪みがあるか否かを判断して(ステップS19)、キストン歪みがあると判断されたとき、キストン歪み媒介変数を抽出し、前記キストン歪み媒介変数を利用して、キストン歪み補正情報を生成して格納し、キストン歪みが補正された映像を出力する各ステップを行う（ステップS15、S16、S17）。
【００４０】
しかし、キストン歪みがあるか否かを判断して(ステップS19)、キストン歪みがないと判断されたとき、前記キストン歪み補正情報及びピンクション歪み補正情報を生成する全ての過程を終了する。
以上のように、本発明に係る映像歪み補正装置の歪み補正情報の抽出方法においては、所定の映像表示機器から発生する映像歪み情報を抽出し、該歪み情報に基づいて、歪み補正情報は生成される。
【００４１】
そして、このような方法によると、キストン歪み媒介変数とピンクション歪み媒介変数のみを求めて、歪み補正メモリ24-4に格納し、制御部24-2は、前記キストン歪み媒介変数及びピンクション歪み媒介変数のみを利用して、第1フレームメモリ24-1に格納された映像を実時間にワーピングする。
従って、歪み補正メモリ24-4は、相対的に大量のデータを格納する必要がなく少量の格納用メモリを使用することができるという利点がある。しかしその反面、歪み媒介変数を利用して実時間に計算しなければならないため、処理速度を迅速化するべきである。
【００４２】
このような問題を解決するため、歪み補正メモリ24-4の歪み補正情報として、前記歪み媒介変数を利用して計算された画素マッピング情報を格納して利用することができる。このような画素マッピング情報は、データが大きくて大容量の歪み補正メモリを必要とするが、制御部24-2が前記画素マッピング情報を利用して第1フレームメモリ24-1に格納された映像をワーピングする時間が短いため、ワーピング処理速度が迅速であるという利点を有する。
【００４３】
前記キストン歪み及びピンクション歪みをそれぞれ補正して、キストン歪み補正情報及びピンクション歪み補正情報を求めるとき使用される、キストン歪み媒介変数及びピンクション歪み媒介変数に基づいたキストン歪みの数学的モデリング及びピンクション歪みの数学的モデリングの過程を以下に説明する。
＜１＞  キストン歪み媒介変数に基づいたキストン歪みの数学的モデリング
前記キストン歪みは、特性に従って公知の透視変換を利用して数学的にモデリングすることができる。即ち、前記透視変換は、平行移動、回転移動及び拡大/縮小のような変換だけでなく、矩形を任意の矩形に変換し得る種々の変換を包含し、特に、前記キストン歪みの特性のモデリングに適合した数学的変換方法である。
【００４４】
このような変換方法を利用してキストン歪みを数学的にモデリングする過程を以下に説明する。
先ず、元の映像の座標を (U,V)、臨時座標を（X′,Y′,Z′）、歪みの生じた映像の座標を(X、Y)と設定すると、キストンモデリングは、下式(1)のように表される。
【００４５】
【数１】
2005328570.tif 000003
【００４６】
しかし、テレビジョンスクリーンから歪みのある映像の座標を抽出して、直接歪み媒介変数を求めることは難しいため、テレビジョンスクリーンに表示された映像のキストン歪みを平行移動、拡大/縮小及び矩形変換などのような基本的な変換を組み合わせた後、各変換に該当する媒介変数を求めて全体的なキストン歪み媒介変数を求める。
【００４７】
テレビジョンスクリーンに表れるキストン歪みは、RGBの中心が外れている歪み及び長方形状に傾斜している歪みに細分されて、それら歪みに対する補正処理が行われる。
一般に、テレビジョンスクリーンから座標を抽出するとき、スクリーンの中心を基準にして、RGBの三つの映像の中心を合わせると、歪み媒介変数を抽出することが容易である。
【００４８】
従って、先ず、平行移動の逆変換を通してRGBの三つの映像の中心を合わせた後、傾斜されている矩形を長方形状に作成する過程を行って、歪みの補正を行うことができる。
ここで、RGB映像の中心移動に関わる媒介変数をK1とし、長方形状の映像を傾斜させる歪みをK2とすると、全体キストン歪み媒介変数は、下式(2)のように表される。
【００４９】
【数２】
2005328570.tif 000004
【００５０】
映像の中心を移動させるため、所定の変換例えば、アフィン変換により映像の平行移動を行うときは、二つの変数を求めるようになる。
従って、一対の座標対を求めると良いため、スクリーンの中心座標と、テレビジョンスクリーンに表示された歪みの生じた映像の中心座標を求めた後、二つの座標間の変位を測定すると、容易に歪み媒介変数を求めることができる。
【００５１】
例えば、スクリーンの中心座標を（Cx, Cy ）とし、歪みの生じた映像の中心座標を（m,n）とすると、スクリーンの中心座標が平行移動により歪んだと認められて、中心移動の歪み媒介変数は、下式(3)のようになる。
【００５２】
【数３】
2005328570.tif 000005
【００５３】
中心移動の歪み媒介変数を求めた後、該歪み媒介変数を利用して逆変換を行うと、RGBの三つの映像の中心が一致する。即ち、長方形状映像の歪みの媒介変数を抽出した後、これを逆変換させて、キストン歪みを補正する。
このような長方形状映像の歪みの場合は、透視変換を利用するため、該当する8個の変数を必要とする。従って、4対の座標対を抽出することが必要である。
【００５４】
テレビジョンスクリーンから座標を抽出するとき、実際のスクリーンに表示される映像は、傾斜されて歪みの生じた映像である。しかし、歪みの媒介変数を求めるために、実際に求めるべき座標対は、歪みの生じた映像の座標のみでなく、歪みが生じる前の映像の座標まで包含するため、歪みのある映像を利用して歪みが生じる以前の映像の座標を抽出する必要がある。
【００５５】
図6は、キストン歪みの生じた映像から座標を抽出する方法を示した図である。図示されるように、映像の中心をスクリーンの中心と一致させた後、スクリーンの中心を通過する二つの軸を形成する。それら二つの軸と実際のスクリーンに表示された映像との交差点を抽出した後、該交差点を利用して仮想の長方形を作成する。このような仮想の長方形をキストン歪みの生じていない元の映像と仮定した後、四つの頂点の座標を抽出し、実際のスクリーンに表示された映像の四つの頂点の座標を抽出すると、4対の座標対が得られる。
【００５６】
上式(1)を利用して、歪みの生じる以前の映像の座標(U,V)と歪みの生じた映像の座標(X、Y)との関係を表すと、次式のようになる。
【００５７】
【数４】
2005328570.tif 000006
【００５８】
上式(4)をXとYとに関わる式に整理すると、
【００５９】
【数５】
2005328570.tif 000007
【００６０】
になる。
上式(5)により、8個の媒介変数（k11,k12,…k32）は、以前のステップで4個の座標対が次のように抽出されたと前提すると、
（U=u0,  V=v0）⇒ （X=x0,  Y=y0）
（U=u1,  V=v1）⇒ （X=x1,  Y=y1）
（U=u2,  V=v2）⇒ （X=x2,  Y=y2）
（U=u3,  V=v3）⇒ （X=x3,  Y=y3）
前記4個の座標対を上式(5)に代入して順次整理すると、8個の式に表れるが、これを行列式に整理すると、下式(6)のようになる。
【００６１】
【数６】
2005328570.tif 000008
【００６２】
従って、キストン歪み媒介変数（k11,  k12,…,  k32）を求めるためには、上式(6)の右辺にある8×8行列の逆行列を利用して、（k11,  k12,…,  k32）に関する式に表すべきである。このとき、8×8行列の逆行列が必ず存在するため、上式(6)は、下式(7)で表すことができる。
【００６３】
【数７】
2005328570.tif 000009
【００６４】
従って、キストン歪みが数学的にモデリングされて、例えば、図5(A)(B)に示されるように、キストン歪み媒介変数を求めることができる。
一方、キストン歪み媒介変数は、一度に抽出することができないため、キストン歪み媒介変数を継続的に更新して、正確な歪み媒介変数に収束すべきである。  即ち、求められた歪み媒介変数を利用して逆変換を行って、歪みを補正した後、再び座標を抽出して新しい歪み媒介変数を求めた後、それを利用して予め求められた歪み媒介変数値を更新する過程を繰り返して、正確なキストン歪み媒介変数を求める。
【００６５】
このとき、予め求められたキストン歪み媒介変数をMとし、後続して求められるキストン歪み媒介変数をMadd とすると、
【００６６】
【数８】
2005328570.tif 000010
【００６７】
のように表される。ここで、l は、更新される時間を意味する。
上式(8)中、Mは、透視変換行列を表したものであるが、上式(1)よりも分かるように、M(3,3)は、恒常その値が1に正規化されることが分かる。
よって、前記M(l+1)(3,3)の値が1でない場合は、その値で除算して正規化することで、正確なキストン歪み媒介変数を求めることができる。
【００６８】
＜２＞  ピンクション歪み媒介変数に基づいたピンクション歪みの数学的モデリング
一般に、ピンクション歪みは、スクリーンの中心を基準として上下/左右に対称して生じる特性と、スクリーンの中心部から遠くなるほど歪み度が一層甚だしくなるという特徴がある。
【００６９】
元の映像の座標を(U,V)、歪みの生じた映像の座標を(X,Y)とすると、ピンクション歪みは、映像の中心部からの距離と重要な関係があるため、
【００７０】
【数９】
2005328570.tif 000011
【００７１】
とした場合、歪みの生じた映像の座標(X,Y)は、次のような距離に関する関数に表される。
【００７２】
【数１０】
2005328570.tif 000012
【００７３】
上式(10)中、K0,  K2を除去した他の媒介変数は、実際のプロジェクションテレビジョンから発生するピンクション歪みのモデリングにそれほど寄与しないため、上式(10)は、下式(11)のように簡略化して表すことができる。
【００７４】
【数１１】
2005328570.tif 000013
【００７５】
上式(11)中、K0は、ピンクション歪みにおける映像の拡大/縮小に関わる媒介変数であって、K0が0より大きい場合は、映像が拡大される歪みを表し、0より小さい場合は、縮小される歪みを表す。
且つ、K2は、直線が撓む歪み現象に関わる媒介変数であって、K2が0よりも大きい場合は、直線が凹状に歪み、K2が0よりも小さい場合は、凸状に歪む。
【００７６】
一般に、K0及びK2は、それぞれ10-2〜10-3及び10-6〜10-7範囲の絶対値を有するという特徴がある。図5(B)に示したように、
K0U＝K0V＝-0.01及びK2U＝K2V＝2.5×10-6
のピンクション歪み媒介変数を有する歪み映像で表示される。
上式（11）に示されるように、ピンクション歪みモデリングにより決定されるべき媒介変数は、K0U，K2U，K0V，K2Vの四つあるため、2対の座標を抽出する必要がある。
【００７７】
上式(11)より下式を導くことができる。
【００７８】
【数１２】
2005328570.tif 000014
【００７９】
【数１３】
2005328570.tif 000015
【００８０】
前記歪み媒介変数のK0U，K2U，K0V，K2Vを求めるため、次のように歪みが生じる前後の座標対が抽出されたと仮定する。
【００８１】
【数１４】
2005328570.tif 000016
【００８２】
上記値を上式(12)及び(13)に代入して整理すると、下式(15)が導かれ、等式の右辺の4×4行列の逆行列を求めて、K0U，K2U，K0V，K2Vに関する式で表すと、下式(16)のようになる。
【００８３】
【数１５】
2005328570.tif 000017
【００８４】
【数１６】
2005328570.tif 000018
【００８５】
前述した方法を利用してピンクション歪み媒介変数を求めると、正確なピンクション歪み媒介変数値に約70〜80％に接近するだけで、正確な媒介変数値を求めることができない。
従って、概略的な歪み媒介変数値を求めた後、該値が正確な値に近似するように更新し得るアルゴリズムが必要である。
【００８６】
しかし、上式(11)より分かるように、ピンクション歪み媒介変数は、一つの式に2個の媒介変数が存在するため、それら2個の媒介変数を一緒に更新することが非常に難しい。従って、ピンクション歪み媒介変数を求める過程を2段階に分割して各段階で細部媒介変数を求めた後、それを利用して全体ピンクション歪み媒介変数を求める。
【００８７】
前述したように、前記ピンクション歪みには、映像の拡大/縮小現象及び直線の撓み現象がある。
先ず、直線が曲線に撓んだ後、映像が拡大/縮小される歪みが存在すると仮定すると、
(a)  直線の撓みに関わる媒介変数は、
【００８８】
【数１７】
2005328570.tif 000019
【００８９】
【数１８】
2005328570.tif 000020
【００９０】
である。
(b)  映像の拡大/縮小に関わる媒介変数は、
【００９１】
【数１９】
2005328570.tif 000021
【００９２】
【数２０】
2005328570.tif 000022
【００９３】
である。
ここで、C1,  C2及び上式(11)のピンクション歪みモデリングのK0, K2間の関係式を表すと、下式(21)(22)のようになる。
【００９４】
【数２１】
2005328570.tif 000023
【００９５】
【数２２】
2005328570.tif 000024
【００９６】
前述したように、K0,  K2の概略的な値を求めた後、それらの値をそれぞれ上式(21)及び(22)に代入してC1, C2の概略的な値を求める。
一方、次のようにC1, C2を正確な値に更新した後、最終的なピンクション歪み媒介変数K0, K2を求める。
(b-1)一段階のピンクション歪み補正（先ず、直線の撓みに関わる歪み媒介変数C1U，C2Vを更新する方法）
前記一段階の歪み補正アルゴリズムは、（C1U，C2V）を継続して新しい値に更新し、該値を利用して歪み補正を行う過程を、撓んでラインが直線に補正されるまで繰り返して行う。
【００９７】
このとき、ラインが直線であるか否か検出するために、一直線上の各点は常にその傾きが同様であるという点を利用する。従って、一つのラインから少なくとも3個の座標を抽出して、各点間の傾きを測定したとき、各点間の傾きが同様であると、3点は一直線上にそれぞれ存在する。
即ち、抽出された3点がそれぞれ（x0,  y0）,（x1,  y1）,（x2,  y2）であるとき、(y0-y1)/(x0-x1)≒(y1-y2)/(x1-x2)の関係が充足されるまで繰り返してC1U，C1Vを更新させる。
【００９８】
C1U，C1Vを更新する式は次のようである。
【００９９】
【数２３】
2005328570.tif 000025
【０１００】
【数２４】
2005328570.tif 000026
【０１０１】
ここで、C1U，C1V、の値で歪み補正を行った後、凹状の歪みが存在するとき、Δ1を正数に、凸状の歪みが存在するとき、Δ1を負数に設定する。
(b-2)二段階のピンクション歪み補正（C2U，C2Vの正確な値を求める過程）
前記二段階の歪み補正アルゴリズムは、C2U，C2Vを新しい値に継続して更新し、その値を利用して歪み補正を行う過程を、拡大/縮小された映像がスクリーンに適合する大きさになるまで繰り返して行う。
【０１０２】
このとき、映像がスクリーンに適合するか否かは、映像の最縁部ラインと、スクリーンの縁部との距離を利用して判断することができる。
且つ、前記C2U，C2Vを新しい値に更新する関係式を表すと、下式(25)(26)のようになる。
【０１０３】
【数２５】
2005328570.tif 000027
【０１０４】
【数２６】
2005328570.tif 000028
【０１０５】
この場合、補正された映像の最縁部ラインがスクリーンよりも小さく表示される場合は、Δ2は負数に、大きく表示される場合は、Δ2は正数に更新すべきである。
このように、本発明に係る映像歪み補正装置を利用して歪み補正情報を抽出する方法においては、図2のフローチャートに示したように、キストン歪み補正情報を生成した後、ピンクション歪み補正情報を生成しているが、キストン歪み補正情報を生成した後、ピンクション歪み補正情報を生成する間に、キストン歪みが検出されたとき、キストン歪み補正情報を再び抽出して以前のデータを更新する。
【０１０６】
そして、本発明においては、図3のフローチャートに示したように、キストン歪み及びピンクション歪みが一緒に存在する映像を入力して、先ず、何れか一つの歪み、例えば、ピンクション歪みを補正して除去した後、キストン歪み補正情報を生成し、その後、キストン歪み及びピンクション歪みが存在する映像を入力して、キストン歪みを補正して除去した後、ピンクション歪み補正情報を生成する。即ち、キストン歪み情報とピンクション歪み情報とを交互に生成する。
【０１０７】
本発明に係る映像表示機器においては、図7に示したように、信号源から受信した信号を処理して映像信号及び水平/垂直同期信号を出力する映像処理部23と、前記水平/垂直同期信号を入力してコンバージェンス制御信号及び水平/垂直偏向制御信号を出力する水平/垂直偏向部21と、映像処理部23から出力される映像信号をプリワーピングして、プリワーピング処理された映像を出力するプリワーピング処理部24と、前記プリワーピング処理された映像の入力を受けて電子ビームを出力するCRT25と、CRT25に付着されて、前記水平/垂直同期信号によりCRT25から出力される電子ビームを調節する偏向ヨーク(DY）25-1と、偏向ヨーク25-1により調節された電子ビームの入力を受け拡大された映像を表示する光学系26と、を備えて構成される。
【０１０８】
そして、プリワーピング処理部24は、映像処理部23から出力される前記映像信号をフレーム単位に格納する第1フレームメモリ24-1と、映像処理部23からの出力映像信号に生じる歪みを補正するための歪み補正情報を格納する歪み補正メモリ24-4と、歪み補正メモリ24-4に格納された歪み補正情報を利用して、第1フレームメモリ24-1に格納された映像を実時間に補間してプリワーピングさせる制御部24-2と、制御部24-2によりプリワーピングされた映像を格納する第2フレームメモリ24-3と、を備え、歪み情報の抽出に必要な所定の基準映像を入力し得るように映像処理部23の前にスイッチ22を設けて構成される。
【０１０９】
且つ、歪み補正メモリ24-4は、外部から信号を入力し得る入力端子24-5を、スイッチ22は、外部から前記基準映像を入力し得る入力端子22-1を包含している。  以下、このように構成された本発明に係る映像表示機器の動作に対し、図8〜図11を用いて説明する。
先ず、本発明に係る映像表示機器において、図9に示されるように、元の映像I1を入力してスクリーンに出力すると、キストン歪みの生じた映像I2が出力される。よって、前記キストン歪みを補正するために、図1〜図3を用いて前述したように、前記キストン歪みを分析して、前記元の映像にキストン歪みが生じる以前に、前記元の映像をキストンプリワーピングさせた映像I3を生成し、該プリワーピング処理された映像I3を映像表示機器の光学系に通過させると、キストン歪みの補正された映像I4が出力されるため、映像表示機器に入力された元の映像I1と同様な映像が出力される。
【０１１０】
これと同様に、本発明に係る映像表示機器において、図10に示されるように、元の映像J1を入力してスクリーンに出力すると、ピンクション歪みの生じた映像J2が出力される。よって、前記ピンクション歪みを補正するために、図1〜図3を用いて前述したように、前記ピンクション歪みを分析して、前記元の映像にピンクション歪みが生じる以前に、前記元の映像をキストンプリワーピングさせた映像J3を生成し、該プリワーピング処理された映像J3を映像表示機器の光学系に通過させると、ピンクション歪みの補正された映像J4が出力されるため、映像表示機器に入力された元の映像I1と同様な映像が出力される。
【０１１１】
このように歪み補正映像を生成する過程に対し、図8を用いて以下に詳しく説明する。
先ず、図8のフローチャートに示されるように、外部から入力信号（例えば、図11(A)の格子映像）を受信した映像処理部23から映像信号及び該映像信号の水平/垂直同期信号を出力すると、第1フレームメモリ24-1は、前記映像信号をフレーム単位に格納する(ステップS31)。
【０１１２】
このとき、制御部24-2は、図1〜図3に示したように生成されて、歪み補正メモリ24-4に格納された映像表示機器の歪み補正情報の入力を受けて、第1フレームメモリ24-1に格納されたフレーム単位の映像情報（データ）をプリワーピングして出力する。
即ち、制御部24-2は、歪み補正メモリ24-4に格納された歪み補正情報に基づいて、第1フレームメモリ24-1に格納されたフレームデータを実時間に補間して、図11(C)に示されるように、キストンプリワーピング処理すると共に、図10に示されるように、ピンクションプリワーピング処理して、生成しプリワーピングした映像フレームデータを第2フレームメモリ24-3に格納する(ステップS32)。
【０１１３】
従って、前記入力された映像信号がプリワーピングされて生成されたプリワーピング映像フレームデータが、第2フレームメモリ24-3からCRT25に出力されると、CRT25は、電子ビームを光学系26を出力して拡大された映像を出力する(ステップS33)。
このとき、前記プリワーピング処理された映像は、CRT25及び光学系26を経て、図11(D)に示されるように、前記映像表示機器の元の映像（図11(A)）と同様な映像として出力される(ステップS34、S35)。
【０１１４】
ここで、CRT26の偏向ヨーク（DY）25-1は、前記水平/垂直同期信号を入力する水平/垂直偏向部が出力する水平/垂直偏向制御信号によりCRT26から出力される電子ビームの方向を調節して、光学系に拡大された映像を出力する。
そして、キストン歪みに対して、キストンプリワーピング映像を生成する過程を一層詳しく説明すると次のようになる。
【０１１５】
前記定義したように元の映像の座標を(U,V)とし、歪みの生じた映像の座標を（Xdis, Ydis）とし、プリワーピングされた映像の座標を（Uinv, Vinv）とする。このとき、上式（１）より次式を導くことができる。
【０１１６】
【数２７】
2005328570.tif 000029
【０１１７】
【数２８】
2005328570.tif 000030
【０１１８】
【数２９】
2005328570.tif 000031
【０１１９】
【数３０】
2005328570.tif 000032
【０１２０】
ここで、上式(27)及び(28)は、元の映像の座標と歪み映像の座標とを関係を表し、上式(29)及び(30)は、元の映像の座標とプリワーピング処理された映像の座標との関係を表す。
このとき、プリワーピングされた映像を求めるためには、元の映像の何れの座標がプリワーピング映像の画素座標にワーピングされるかを抽出する必要がある。
【０１２１】
即ち、上式(29)(30)中、画素座標がUinv, Vinvであるとき、何れの（U, V）からプリワーピング映像の画素座標にワーピングされたかを抽出すべきである。プリワーピング処理映像の特定画素の座標を（Uout, Vout）とし、該座標を生成する元の映像の座標を（Uin, Vin）として、上式(29)(30)を整理すると、
【０１２２】
【数３１】
2005328570.tif 000033
【０１２３】
【数３２】
2005328570.tif 000034
【０１２４】
のように表される。
即ち、プリワーピングされた映像を抽出するためには、順方向変換(K)を利用してプリワーピング処理映像の画素の座標が元の映像のどのような座標からワーピングされたかを抽出する。
座標が(m,n)であるとき、元の映像の画素値をf((m,n))とし、プリワーピング処理映像の画素値をg((m,n))とすると、上式(31)(32)より
【０１２５】
【数３３】
2005328570.tif 000035
【０１２６】
のようになる。
実際に、プリワーピング処理映像を生成するときには、プリワーピング処理映像の画素値、即ち、g（（Uout, Vout））を抽出する必要があるが、これは、上式(33)中、f（（Uin, Vin））と同様な値であるため、それを利用して求めることができる。
【０１２７】
しかし、定数の（Uout, Vout）と関わる元の映像の座標（Uin, Vin）は、一般的に定数でないため、f（（Uin, Vin））を求めることができなくなり、g(（Uout, Vout）)値も求めることができない。
そこで、補間を利用してプリワーピングされた映像の画素値を求める。
以下、映像のピンクション歪みを補正するため、ピンクションプリワーピング映像を生成する過程を詳しく説明する。
【０１２８】
プリワーピング処理映像を生成するためには、先ず、プリワーピング処理映像の画素がどのような座標からワーピングされたかを抽出すべきである。
従って、順方向変換Pを利用してプリワーピング映像の画素と対応する元の映像の座標を抽出し、補間を利用して映像を生成する。
前記したように、プリワーピング処理映像の座標を（Uout, Vout）とし、これを形成する元の映像の座標を（Uin, Vin）とすると、（Uin, Vin）がPを経て（Uout, Vout）を形成するため、
【０１２９】
【数３４】
2005328570.tif 000036
【０１３０】
上記関係式より（Uout, Vout）と対応する（Uin, Vin）を求めることができる。
且つ、対応する座標間の関係を表す上式(33)を利用し、プリワーピング処理映像の画素値を抽出して映像を生成することができる。
このとき、Uin, Vinは、通常、定数の座標でないため、補間法、例えば、双線形補間法（bilinear  interpolation）を使用して画素値を抽出する。
【図面の簡単な説明】
【０１３１】
【図１】本発明に係る映像歪み補正装置を示すブロック図である。
【図２】本発明に係る映像歪み補正装置の第１の映像補正方法を示すフローチャートである。
【図３】本発明に係る映像歪み補正装置の第２の映像補正方法を示すフローチャートである。
【図４】本発明に係る映像歪み補正装置の映像補正過程で生成される映像を示す図であり、(A)は基準格子映像、(B)はキストン歪みとピンクション歪みとを含む映像、(C)はキストン歪みを含まずピンクション歪みのみ含む映像、(D)は歪み補正後の映像を示す図である。
【図５】(A)は、歪み補正情報を利用して入力された映像をキストン歪みを与えて生成されるキストン歪みの生じた映像のモデリング例示図であり、  (B)は、歪み補正情報を利用して入力された映像をピンクション歪みを与えて生成されるピンクション歪みの生じた映像のモデリング例示図である。
【図６】本発明に係るキストン歪み映像から座標を抽出する方法を示す図である。
【図７】本発明に係る映像表示機器の構成を示すブロック図である。
【図８】本発明に係る映像表示機器の映像歪み補正方法を示すフローチャートである。
【図９】本発明に係る映像表示機器の第１の映像歪み補正過程を示す原理説明図である。
【図１０】本発明に係る映像表示機器の第２の映像歪み補正過程を示す原理説明図である。
【図１１】本発明に係る映像表示機器の映像歪み補正過程で生成される映像を示す図であり、(A)は格子入力映像、(B)はピンクションプリワーピング処理映像、(C)はキストンプリワーピング処理映像、(D)はプリワーピング処理済出力映像を示す図である。
【図１２】(A)は、一般のプロジェクションテレビジョンを示した構成図であり、(B)は、(A)に示したプロジェクションテレビジョンのスクリーンに表示される映像の軌跡を示す図である。
【図１３】歪みの生じた映像を示した図であり、(A)は、ピンクション歪みの生じた映像を示した図であり、(B)は、キストン歪みを示した映像を示す図である。
【図１４】従来の映像表示機器の映像歪み補正装置を示すブロック図である。
【符号の説明】
【０１３２】
21    水平/垂直偏向部
22    スイッチ
23    映像処理部
24-1    第1フレームメモリ
24-2    制御部
24-3    第2フレームメモリ
24-4    歪み補正メモリ
25    CRT
26    光学系
27    カメラ
28    基準映像生成部
29    歪み情報抽出部
【図１】
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【図２】
2005328570.tif 000038
【図３】
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【図４】
2005328570.tif 000040
【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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