(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源から射出された光束を、入力される画像信号に応じて変調して投射画像を形成するプロジェクタの投射画像の歪補正方法であって、
前記投射画像内の平面位置を算出可能なマーカ画像を有する検査用画像の画像データである検査用画像データを生成する検査用画像データ生成手順と、
前記検査用画像を表示する検査用画像表示手順と、
表示された前記検査用画像を撮像手段により撮像した当該検査用画像の撮像データ及び前記検査用画像データを照合する画像照合手順と、
照合により、前記検査用画像の撮像データにおいて歪量が他の領域よりも大きな領域を選択する領域選択手順と、
選択された領域について、前記マーカ画像の配置密度を増加させて前記検査用画像データを修正する検査用画像データ修正手順と、
修正後の前記検査用画像データに基づく修正後の前記検査用画像を表示する修正後検査用画像表示手順と、
前記修正後の検査用画像データ、及び、表示された修正後の前記検査用画像の撮像データを照合する修正後画像照合手順と、
前記修正後画像照合手順での照合結果に基づいて、前記投射画像の補正を行う画像補正手順とを実施することを特徴とするプロジェクタの投射画像の歪補正方法。
【請求項２】
請求項１に記載のプロジェクタの投射画像の歪補正方法において、
前記検査用画像は、複数の前記マーカ画像が平面上に離散的に配列された画像であり、
前記画像照合手順は、統計的手法により、前記検査用画像データ及び前記検査用画像の撮像データ間の歪量を算出することにより行われ、
前記領域選択手順は、前記歪量が所定の閾値以上となる領域を選択することを特徴とするプロジェクタの投射画像の歪補正方法。
【請求項３】
請求項２に記載のプロジェクタの投射画像の歪補正方法において、
前記画像照合手順における統計的手法は、最小二乗法であることを特徴とするプロジェクタの投射画像の歪補正方法。
【請求項４】
請求項２又は請求項３に記載のプロジェクタの投射画像の歪補正方法において、
前記画像照合手順及び前記領域選択手順の間に、隣接する前記マーカ画像間の相対的な歪量である相対歪量を算出する相対歪量算出手順を実施し、
前記領域選択手順では、前記相対歪量算出手順で算出された前記相対歪量が所定の閾値以上となる領域も選択することを特徴とするプロジェクタの投射画像の歪補正方法。
【請求項５】
光源から射出された光束を、入力される画像信号に応じて変調して投射画像を形成するプロジェクタであって、
前記投射画像内の平面位置を算出可能なマーカ画像を有する検査用画像の画像データである検査用画像データを生成する検査用画像データ生成手段と、
前記検査用画像を表示する検査用画像表示手段と、
表示された前記検査用画像を撮像する撮像手段と、
統計的手法により、前記撮像手段により撮像された前記検査用画像の撮像データ及び前記検査用画像データ間の歪量を算出する画像照合手段と、
算出された前記歪量が所定の閾値以上となる領域を選択する領域選択手段と、
選択された前記領域について、前記マーカ画像の密度を増加させて前記検査用画像データを修正する検査用画像データ修正手段と、
前記検査用画像データ修正手段の修正結果に基づいて、入力される前記画像信号の補正を行う画像信号補正手段とを備えていることを特徴とするプロジェクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プロジェクタの投射画像の歪補正方法、及びプロジェクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光源から射出された光束を、入力される画像信号に応じて変調して投射画像を形成するプロジェクタが知られ、プレゼンテーション用途や、ホームシアター用途に用いられている。
プロジェクタの投射画像は、通常、スクリーン上に投射されるが、このスクリーンは一見平坦に見えるが、完全な平面ではなく実は凹凸があり、時に持ち運び可能な巻き取り式のスクリーン等は凹凸が大きく、このようなスクリーン上に投射すると、投射画像に歪みが生じることがある。
例えば、プロジェクタをスクリーンのすぐ下に配置して画像投射を行うと、投射画像が下から上に向かってスクリーン上に投射されるため、投射画像が上下方向に大きく歪んでしまう。
【０００３】
この歪を解消する方法として、例えば、特許文献１には、スクリーン上に映出される像の歪を表示パネルに表示される映像を補正することで適切な像とする技術が開示されている。
また、特許文献２には、プロジェクタからの投射画像を、表面が自由曲面のスクリーン上に投射する際に、投射画像を視点位置に配置されたカメラで撮像し、予め逆の歪みを与えるための補正データを生成し、この補正データで投影したい映像を補正処理する技術が開示されている。
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−１４６３０７号公報
【特許文献２】特開２００１−８３９４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記特許文献１に開示される技術では、スクリーンとプロジェクタの相対位置関係に関する歪みは補正できるが、スクリーン自体に生じた凹凸に基づく歪みを補正することはできないという課題がある。
また、前記特許文献２に開示される技術では、一部分に大きな歪みがある場合、高精度に補正するには、画像の全領域について詳細な情報を得るための補正パターンが必要となり、処理負荷が大きくなるという課題がある。
【０００６】
本発明の目的は、処理負荷が大きくなることがなく、かつ高精度に投射画像の歪を形成することのできるプロジェクタの投射画像の歪補正方法、及びプロジェクタを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係るプロジェクタの投射画像の歪補正方法は、
光源から射出された光束を、入力される画像信号に応じて変調して投射画像を形成するプロジェクタの投射画像の歪補正方法であって、
前記投射画像内の平面位置を算出可能なマーカ画像を有する検査用画像の画像データである検査用画像データを生成する検査用画像データ生成手順と、
前記検査用画像を表示する検査用画像表示手順と、
表示された前記検査用画像を撮像手段により撮像した当該検査用画像の撮像データ及び前記検査用画像データを照合する画像照合手順と、
照合により、前記検査用画像の撮像データにおいて歪量が他の領域よりも大きな領域を選択する領域選択手順と、
選択された領域について、前記マーカ画像の配置密度を増加させて前記検査用画像データを修正する検査用画像データ修正手順と、
修正後の前記検査用画像データに基づく修正後の前記検査用画像を表示する修正後検査用画像表示手順と、
前記修正後の検査用画像データ、及び、表示された修正後の前記検査用画像の撮像データを照合する修正後画像照合手順と、
前記修正後画像照合手順での照合結果に基づいて、前記投射画像の補正を行う画像補正手順とを実施することを特徴とする。
【０００８】
ここで、検査用画像データとしては、投射画像内の平面位置を算出可能なマーカ画像を有するものであれば、種々のものを採用することができ、例えば、複数のマーカ画像が平面上に離散的に配列された画像データや、格子状のパターンが画像全体に形成された画像データや、市松模様状のパターンが画像全体に形成された画像データを採用することができる。
また、画像補正手順は、投射画像の歪が最終的に補正できればよく、スクリーン自体の凹凸を調整して投射画像の歪を補正してもよく、プロジェクタに入力される画像信号を補正してもよい。
この発明によれば、領域選択手順により検査用画像の歪量が大きな領域を選択し、検査用画像データ修正手順により選択された領域のマーカ画像の配置密度を増加させて、より詳しい歪の状態に関する情報を得ることができるため、スクリーン上の凹凸を高精度に把握することができ、かつ、歪量を高精度に把握することで簡単に補正量を算出できるため、処理負荷を大きくすることなく、画像補正手順による補正を行うことができる。
【０００９】
本発明では、
前記検査用画像は、複数の前記マーカ画像が平面上に離散的に配列された画像であり、
前記画像照合手順は、統計的手法により、前記検査用画像データ及び前記検査用画像の撮像データ間の歪量を算出することにより行われ、
前記領域選択手順は、前記歪量が所定の閾値以上となる領域を選択するのが好ましい。
【００１０】
ここで、統計的手法としては、主成分分析、回帰分析、重回帰分析等の種々の分析方法を採用することができる。
また、この場合、画像補正手順は、入力される画像信号を補正するのが好ましい。
この発明によれば、検査用画像を撮像手段で撮像し、検査用画像データの修正をコンピュータ等の情報処理装置や、プロジェクタ内部の画像処理手段で自動的に行うことができるため、スクリーン上の凹凸による投射画像の歪を、観察者等の手間をかけずに自動的に検出することができる。
また、画像補正手順が、入力される画像信号を補正することにより、補正処理自体も情報処理装置や、プロジェクタ内部の画像処理手段で行うことができるため、検出から補正処理を含む一連の処理を自動的に実施することができる。
【００１１】
本発明では、前記画像照合手順における統計的手法は、最小二乗法であるのが好ましい。
この発明によれば、極めて汎用された最小二乗法により歪量を算出しているため、情報処理装置や、プロジェクタの画像処理手段における処理負荷を一層軽減させることができる。
本発明では、前記画像照合手順及び前記領域選択手順の間に、隣接する前記マーカ画像間の相対的な歪量である相対歪量を算出する相対歪量算出手順を実施し、
前記領域選択手順では、前記相対歪量算出手順で算出された前記相対歪量が所定の閾値以上となる領域も選択するのが好ましい。
この発明によれば、検査用画像に生じた歪みのうち、検査用画像データとは歪量が少ないが、隣接するマーカ画像との関係で歪みが大きくなる部分も検出することができ、投射画像の歪補正の精度を一層向上させることができる。
【００１２】
本発明は、プロジェクタとしても構成することができ、前述した作用及び効果と同様の作用及び効果を享受できる。
具体的には、本発明に係るプロジェクタは、
光源から射出された光束を、入力される画像信号に応じて変調して投射画像を形成するプロジェクタであって、
前記投射画像内の平面位置を算出可能なマーカ画像を有する検査用画像の画像データである検査用画像データを生成する検査用画像データ生成手段と、
前記検査用画像を表示する検査用画像表示手段と、
表示された前記検査用画像を撮像する撮像手段と、
統計的手法により、前記撮像手段により撮像された前記検査用画像の撮像データ及び前記検査用画像データ間の歪量を算出する画像照合手段と、
算出された前記歪量が所定の閾値以上となる領域を選択する領域選択手段と、
選択された前記領域について、前記マーカ画像の密度を増加させて前記検査用画像データを修正する検査用画像データ修正手段と、
前記検査用画像データ修正手段の修正結果に基づいて、入力される前記画像信号の補正を行う画像信号補正手段とを備えていることを特徴とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
［第１実施形態］
図１には、本発明の第１実施形態に係るプロジェクタの投射画像の歪補正方法を実施するためのプロジェクションシステム１が示されている。このプロジェクションシステム１は、コンピュータ２と、コンピュータ２のＵＳＢ等の入出力ポートにケーブル等で接続されるプロジェクタ３と、ＣＣＤカメラ４とを備えて構成される。
コンピュータ２は、汎用のコンピュータを基本構成とし、バス５を介して互いに通信可能とされる、ＣＰＵ（Central Processing Unit）６、メモリ７、キーボード、マウス等のユーザインターフェース８、ハードディスク９を備え、バス５には、画像処理プロセッサ１０が通信可能に接続されている。
【００１４】
プロジェクタ３は、コンピュータ２から出力された画像情報に応じて光を変調して光学像を形成し、当該光学像をスクリーンＳＣ上に投射する光学機器であり、投射制御回路３１、液晶パネル３２、光源装置３３、及び投射レンズ３４を備えて構成される。
投射制御回路３１は、入力された画像情報の画像処理を行うブロック、プロジェクタ３全体の入出力制御を行うブロック、液晶パネル３２の駆動制御を行うブロック、及び光源装置３３の駆動制御を行うブロックに大別される。
液晶パネル３２は、複数の画素がマトリクス状に配列された画像形成領域を備え、各画素で入力された画像情報に応じた階調表示を行う。
【００１５】
この液晶パネル３２は、一対の透明基板間に液晶を封入し、一方の基板上に形成されるＴＦＴ（Thin Film Transistor）により液晶を駆動させる構成を具備し、それぞれの光入射側及び光射出側には、図示を略したが、入射側偏光板及び射出側偏光板が設けられ、ＴＦＴをスイッチング素子として液晶の配向性を制御して、射出側偏光板から射出される光の量を調整して画像情報に応じた階調表示を作り出している。尚、図１では図示を略したが、液晶パネル３２は３枚設けられており、各液晶パネル３２は、赤、青、緑の各色光に応じた変調を行っている。
光源装置３３は、放電発光管からなる光源ランプおよびリフレクタを備えて構成され、光源装置３３から射出された光束の光路中には、均一照明光学系としてのインテグレータレンズ、色分離光学系としてのダイクロイックミラーが配置され、光源装置３３から射出された光束は、面内照度が均一化されるとともに、赤色光、緑色光、青色光に分離され、それぞれの液晶パネル３２に入射する。
【００１６】
撮像手段としてのＣＣＤカメラ４は、プロジェクタ３からスクリーンＳＣ上に投射された投射画像を撮像し、撮像した撮像データをコンピュータ２の画像処理プロセッサ１０に出力する。このＣＣＤカメラ４は、撮像処理回路４１、ＣＣＤ（Charge Coupled Device)４２、及び撮像レンズ４３を備えて構成され、コンピュータ２からの制御指令に基づいて、撮像を行う。
撮像処理回路４１は、ＣＣＤ４２で撮像された画像の画像処理を行う部分であり、ＣＣＤ４２で光電変換処理が行われた撮像データに対して、ＬＵＴに基づいてガンマ補正処理、色ムラ、輝度ムラ等の補正処理を行い、色再現性の良好な撮像データに変換する。
ＣＣＤ４２は、撮像レンズ４３を介して入射した光学像の光量を検出して光電変換を行って画像信号を生成する部分であり、平面的に複数の検出画素が配列された構成を具備する。
【００１７】
画像処理プロセッサ１０は、演算処理装置上で動作するプログラムとしての検査用画像データ生成部１１、検査用画像表示部１２、画像照合部１３、領域選択部１４、検査用画像データ修正部１５、及び画像信号補正部１６を備える。
検査用画像データ生成部１１は、スクリーンＳＣの歪みによって生じるプロジェクタ３の投射画像の歪みを補正する際に用いられる検査用画像データを生成する部分である。
この検査用画像データ生成部１１は、例えば、図２に示されるように、検査用画像データＧ１を生成する。本実施形態では、検査用画像データＧ１は、黒色画像内に離散的に配列されたマーカ画像ｐ１、ｐ２、ｐ３…を備えた構成として生成され、マーカ画像ｐ１、ｐ２、ｐ３…の位置は、検査用画像データＧ１の左上端部を原点Ｏとしてｐ１（ｘ１，ｙ１）、ｐ２（ｘ２，ｙ２）、ｐ３（ｘ３，ｙ３）…と座標設定されている。
【００１８】
検査用画像表示部１２は、検査用画像データ生成部１１で生成された検査用画像データＧ１をプロジェクタ３の投射画像として表示させる部分であり、検査用画像データＧ１をプロジェクタ３に出力し、プロジェクタ３は、検査用画像データＧ１を投射画像として表示する。プロジェクタ３から投射された投射画像は、前述したＣＣＤカメラ４によって撮像され、撮像データとして画像処理プロセッサ１０に取り込まれる。
【００１９】
画像照合部１３は、検査用画像データＧ１と撮像データとの照合を行って、投射画像の歪量を算出する部分である。画像照合部１３では、まず、撮像データの座標を取得する必要があるので、図３のフローチャートに示されるような処理が行われる。
まず、画像照合部１３は、撮像データ中の最大輝度、及び最小輝度の画素を取得して、その中間輝度を閾値として設定し、この閾値に基づいて、撮像データ中のすべての画素の二値化処理を行う（処理ＳＴ１）。
次に、画像照合部１３は、二値化画像の輝度の最大値が連続する領域を取得して、各領域ごとにラベル付けを行う（処理ＳＴ２）。
最後に、画像照合部１３は、ラベリング処理により区画された領域に基づいて、撮像データの各領域中の輝度の最大値を、その領域の座標として設定する（処理ＳＴ３）。尚、座標設定に際しては、二値化画像を用いてラベルづけされた各領域の輪郭に基づいて、幾何学的な中心位置や、重心位置を座標としてもよい。
【００２０】
撮像データ中のマーカ画像の座標位置が設定されたら、画像照合部１３は、検査用画像データＧ１及び撮像データ間のマーカ画像間の照合を行うが、照合は射影変換を用いて行われる。今、図４に示されるように、検査用画像データＧ１のある点ｐｎの座標が（ｘｎ，ｙｎ）、これに対応する撮像データ中の点Ｐｎ（Ｘｎ，Ｙｎ）であり、スクリーンＳＣに凹凸がなく、完全に射影変換されたとすると、点ｐｎ及びＰｎの対応は射影変換行列Ａを用いて下記式（１）のように表現される。
【００２１】
【数１】
0005251202.tif 000002
【００２２】
ここで、スクリーンＳＣ上に凹凸等があると、図４の領域Ａ１のように、一部のマーカ画像の位置がずれて歪んだ画像となる。
そこで、画像照合部１３は、撮像データ中の各マーカ画像の座標と、上記式（１）を用いて求められた射影変換座標Ｐ'ｎ（Ｘ'ｎ，Ｙ'ｎ）との差分を取って歪量ＤＸｎ（水平方向）、ＤＹｎ（垂直方向）を算出する。具体的には、最小二乗法により、射影変換座標と撮像データの座標との関係を計算する。
すべてのマーカ画像Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３…の撮像データと射影変換座標との歪量ＤＸｎ、ＤＹｎが算出されたら、画像照合部１３は、メモリ７の記憶領域上に図５に示されるようなテーブルＴ１に、各マーカ画像Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３…Ｐｎの歪量ＤＸｎ、ＤＹｎを保存する。
【００２３】
次に、画像照合部１３は、得られた歪量ＤＸｎ、ＤＹｎから、各マーカ画像Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３…Ｐｎについて、自己の歪量ＤＹｎと右側に隣接するマーカ画像の歪量ＤＹｒとを加算し、自己の歪量ＤＸｎと下側に隣接するマーカ画像の歪量ＤＸｕを加算した相対歪量を生成し、テーブルＴ１に保存する。
ここで、右側に隣接するマーカ画像の歪量ＤＹｒを加算したり、下側に隣接するマーカ画像の歪量ＤＸｕを加算しているのは、図６に示されるように、射影変換されたマーカ画像Ｐ'ｎの位置とのずれは少ないが、スクリーンＳＣのうねり等により、隣接するマーカ画像Ｐｒの相対位置との関係で歪量ΔＤが大きくなることがあり、これを補正するためである。
【００２４】
領域選択部１４は、画像照合部１３で算出された歪量ＤＸｎ、ＤＹｎと相対歪量ＤＹｎ＋ＤＹｒ、ＤＸｎ＋ＤＸｕに基づいて、撮像データの中で歪量が他の部分よりも大きい部分を選択する部分である。
選択の方法は、コンピュータ２を操作する操作者に選択を促す画面を表示して、操作者に選択させるようにしている。
検査用画像データ修正部１５は、図７に示される検査用画像データＧ３のように、領域選択部１４により選択された領域Ａ１のマーカ画像Ｐ+を増加させてマーカ画像の配置密度を増加させる修正を行う。尚、本実施形態では、選択された領域Ａ１のマーカ画像Ｐ+の密度を倍にしているが、これに限らず、もっと密度を高くしてもよく、さらには、コンピュータ２の操作者に任意に設定させてもよい。
【００２５】
画像信号補正部１６は、メモリ７に記憶されたテーブルＴ１に記憶された歪量ＤＸｎ、ＤＹｎと相対歪量ＤＹｎ＋ＤＹｒ、ＤＸｎ＋ＤＸｕに基づいて、入力される画像信号を補正する部分である。画像信号の補正は、具体的には、図８に示されるように、撮像データから得られた歪が画像データＧ４のような状態であったら、画像信号の補正は、画像補正データＧ５のように歪の逆向きに変形したデータで行えばよい。具体的な補正量は、メモリに記憶されたテーブルＴ１に記憶された歪量ＤＸｎ、ＤＹｎと相対歪量ＤＹｎ＋ＤＹｒ、ＤＸｎ＋ＤＸｕから簡単に算出することができる。
【００２６】
次に、本実施形態に係るプロジェクタの投射画像の歪補正方法について、図９に示されるフローチャートに基づいて説明する。
まず、検査用画像データ生成部１１は、検査用画像データＧ１を生成してプロジェクタ３に出力する（手順Ｓ１）。
プロジェクタ３は、入力された検査用画像データＧ１に基づいて、検査用画像をスクリーンＳＣ上に表示する（手順Ｓ２）。
コンピュータ２からの制御指令に基づいて、ＣＣＤカメラ４は、スクリーンＳＣ上に投射された検査用画像を撮像し、画像処理プロセッサ１０に撮像データＧ２を出力する（手順Ｓ３）。
【００２７】
画像照合部１３は、検査用画像データＧ１及び撮像データＧ２をコンピュータ２のディスプレイ上に表示し、操作者に画像データＧ１、Ｇ２の照合を行わせる（手順Ｓ４）。
操作者は、ディスプレイ上の画像データＧ１、Ｇ２を観察しながら、歪補正が必要であるかを判定し（手順Ｓ５）、必要ないと判定したら処理を終了する。
一方、操作者が歪補正が必要であると判定した場合、歪の大きい領域を選択する（手順Ｓ６）。
操作者により歪の大きな領域が選択されたら、検査用画像データ修正部１５は、図７に示されるように、マーカ画像Ｐ＋を加えるような検査用画像データＧ３の修正を行う。
検査用画像表示部１２は、修正後の検査用画像をスクリーンＳＣ上に投射表示する（手順Ｓ８）。
【００２８】
コンピュータ２からの制御指令に基づいて、ＣＣＤカメラ４は、スクリーンＳＣ上に投射された修正後の検査用画像を撮像し、画像処理プロセッサ１０に撮像データＧ２を出力する（手順Ｓ９）。尚、検査用画像データＧ３の修正後のＣＣＤカメラ４による撮像範囲は、選択された領域Ａ１の部分のみとして、画像照合部１３による歪量の算出も当該部分のみとする。
画像照合部１３は、修正後の検査用画像データＧ３及び修正後の検査用画像に係る撮像データをコンピュータ２のディスプレイ上に表示し、操作者にこれらの画像データの照合を行わせる（手順Ｓ１０）。
【００２９】
操作者がこれらの画像データの照合の結果、さらに修正が必要と判定したら（手順Ｓ１１）、手順Ｓ７に戻って、検査用画像データの修正から繰り返す。
一方、操作者により、修正が不要と判定されたら、画像照合部１３は、撮像データＧ２に基づいて、マーカ画像Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３…Ｐｎの座標位置を設定する（手順Ｓ１２）。
続けて画像照合部１３は、各マーカ画像Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３…Ｐｎについて、歪量ＤＸ１、ＤＸ２、ＤＸ３…ＤＸｎ、ＤＹ１、ＤＹ２、ＤＹ３…ＤＹｎを算出し、さらに相対歪量ＤＹ１＋ＤＹｒ、ＤＹ２＋ＤＹｒ、ＤＹ３＋ＤＹｒ…ＤＹｎ＋ＤＹｒ、ＤＸ１＋ＤＸｕ、ＤＸ２＋ＤＸｕ、ＤＸ３＋ＤＸｕ…ＤＸｎ＋ＤＸｕを算出し（手順Ｓ１３）、メモリ７のテーブルＴ１に記憶保存する。
【００３０】
画像信号補正部１６は、メモリ７に記憶された歪量ＤＸ１、ＤＸ２、ＤＸ３…ＤＸｎ、ＤＹ１、ＤＹ２、ＤＹ３…ＤＹｎ、及び相対歪量ＤＹ１＋ＤＹｒ、ＤＹ２＋ＤＹｒ、ＤＹ３＋ＤＹｒ…ＤＹｎ＋ＤＹｒ、ＤＸ１＋ＤＸｕ、ＤＸ２＋ＤＸｕ、ＤＸ３＋ＤＸｕ…ＤＸｎ＋ＤＸｕに基づいて、画像信号の補正を行い（手順Ｓ１４）、処理を終了する。
【００３１】
本実施形態によれば、スクリーンＳＣ上に表示された検査用画像を撮像した画像データＧ２と、検査用画像データＧ１とを対比して、歪みの大きな領域を選択し、検査用画像データの修正により、マーカ画像Ｐ＋の密度を増加させて、より詳しい歪の状態に関する情報を得ることができるため、スクリーンＳＣの凹凸の状態を高精度に把握することができ、画像信号の補正を高精度に行うことができ、かつ処理負荷を必要最小限とすることができる。
また、歪量ＤＸ１、ＤＸ２、ＤＸ３…ＤＸｎ、ＤＹ１、ＤＹ２、ＤＹ３…ＤＹｎの算出に際し、最小二乗法を用いることにより、コンピュータ２の処理負荷も軽減することができる。
【００３２】
さらに、歪量ＤＸ１、ＤＸ２、ＤＸ３…ＤＸｎ、ＤＹ１、ＤＹ２、ＤＹ３…ＤＹｎの他に、相対歪量ＤＹ１＋ＤＹｒ、ＤＹ２＋ＤＹｒ、ＤＹ３＋ＤＹｒ…ＤＹｎ＋ＤＹｒ、ＤＸ１＋ＤＸｕ、ＤＸ２＋ＤＸｕ、ＤＸ３＋ＤＸｕ…ＤＸｎ＋ＤＸｕを算出しているため、検査用画像データＧ１からの歪量の大きな部分のみならず、隣接するマーカ画像との相対的な歪量の大きな部分の相対歪量を算出することにより、投射画像の歪補正を一層高精度化することができる。
【００３３】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について説明する。尚、以下の説明では、既に説明した部分と同一の部分等については、同一符号を付してその説明を省略する。
前述した第１実施形態では、本発明に係るプロジェクタの投射画像の歪補正方法を実行する画像処理プロセッサ１０は、プロジェクタ３が接続されるコンピュータ２に内蔵され、コンピュータ２側からプロジェクタに検査用画像データＧ１や修正された検査用画像データＧ３を出力するように構成されていた。
これに対して、第２実施形態に係るプロジェクタの投射画像の歪補正方法は、図１０に示されるように、プロジェクタ５０に画像処理プロセッサ５３とＣＣＤカメラ４を内蔵し、プロジェクタ５０内部で投射画像の形状歪支援方法を実施している点が相違する。
【００３４】
また、前述した第１実施形態では、領域選択部１４によるマーカ画像Ｐ＋を増加させる領域の選択は、コンピュータ２の操作者に対して選択させる画面を提示して、操作者によって領域を選択するようになっていた。
これに対して、第２実施形態に係るプロジェクタの投射画像の歪補正方法は、図１１に示されるように、領域選択部５８が一定の閾値以下になるか否かを判定して、自動的に領域の選択、及び検査用画像データの修正を行っている点が相違する。以下、第２実施形態について詳述する。
【００３５】
プロジェクタ５０は、図１０に示されるように、投射制御回路を構成する光源制御回路５１、及び画像処理回路５２を備える他、ＣＣＤカメラ４及び画像処理プロセッサ５３を備えて構成される。
このプロジェクタ５０は、ＵＳＢ等の映像入力端子５４から入力したＲＧＢ信号を変換器５５によって周波数変換等を行い、フレームバッファ５６でフレーム単位の画像信号として蓄積された後、画像補正器５７に出力され、画像補正器５７では液晶パネル３２に応じた階調補正、輝度ムラ補正、色ムラ補正等を行い液晶パネル３２を駆動制御する。
【００３６】
ＣＣＤカメラ４は、第１実施形態と同様に、ＣＣＤ４２及び撮像処理回路４１を備え、撮像処理回路４１で処理されたセンシング画像は、画像処理プロセッサ５３に出力される。
画像処理プロセッサ５３は、第１実施形態の場合と同様に、検査用画像データ生成部１１、検査用画像表示部１２、画像照合部１３、領域選択部５８、検査用画像データ修正部１５、及び画像信号補正部１６を備える。
領域選択部５８は、第１実施形態とは異なり、画像照合部１３で算出された歪量及び相対歪量に基づいて、所定の閾値を超える歪量の領域を自動的に選択し、検査用画像データ修正部１５は、選択された領域に応じた部分のマーカ画像の配置密度を増加させる。閾値未満となるか否かの判定は、前述した第１実施形態の式（１）における射影変換行列Ａにより変換された座標（Ｘ'ｎ，Ｙ'ｎ）と、撮像データ中の座標（Ｘｎ，Ｙｎ）の歪量が下記式（２）を満たすかどうかで判定する。
【００３７】
【数２】
0005251202.tif 000003
【００３８】
この画像処理プロセッサ５３により、プロジェクタの投射画像の歪補正方法を実施する場合、図１１に示されるように、まず、検査用画像データ生成部１１が検査用画像データを生成し（手順Ｓ１）、フレームバッファ５６に書き込み、検査用画像表示部１２がフレームバッファ５６に書き込まれた検査用画像データに基づいて、スクリーンＳＣ上に検査用画像を表示する（手順Ｓ２）。
次に、ＣＣＤカメラ４は、投射された検査用画像を撮像し、画像処理プロセッサ５３に撮像データを出力する（手順Ｓ３）。
【００３９】
画像照合部１３は、取り込まれた撮像データに基づいて、マーカ画像の座標位置を設定し（手順Ｓ１２）、第１実施形態と同様に、マーカ画像の歪量及び相対歪量の算出を行う（手順Ｓ１３）。
領域選択部５８は、まず、算出された歪量及び相対歪量とそれぞれに設定された閾値に基づいて、歪補正が必要であるか否かを判定し（手順Ｓ１５）、歪補正の必要がないと判定されたら、処理を終了する。
一方、歪補正が必要であると判定されたら、領域選択部５８は、歪量及び相対歪量が所定の閾値未満となるかどうかを判定し（手順Ｓ１６）、所定の閾値以上の領域については、検査用画像データの修正を行う（手順Ｓ１７）。
以後、これを繰り返し、領域選択部５８により、すべての領域における歪量及び相対歪量が所定の閾値未満と判定されたら、第１実施形態と同様に、画像信号の補正を行って処理を終了する（手順Ｓ１４）。
【００４０】
このような本実施形態によれば、前述した第１実施形態の効果に加え、領域選択部５８が画像照合部１３で算出された歪量及び相対歪量に基づいて、自動的に歪量の大きな領域を選択しているため、検査用画像データの修正も自動的に行われ、投射画像の歪補正を観察者の手を煩わすことなく行うことができる。
また、プロジェクタ５０に内蔵された画像処理プロセッサ５３内で投射画像の歪補正方法を実施しているため、プロジェクタ５０単体で投射画像の歪補正を自動的に実施することができる。
【００４１】
［実施形態の変形］
尚、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、以下に示すような変形を含むものである。
前記第１実施形態では、検査用画像データＧ１は、黒色画面上に白色のマーカ画像ｐ１、ｐ２、ｐ３…が離散的に配列されたものであったが、これに限らず、例えば、図１２に示されるように、放射状の格子パターンが形成された検査用画像データＧ６としてもよい。このような検査用画像データＧ６では、格子点の位置で座標位置を特定すればよく、さらには、画像データの下端略中央から放射状に格子パターンを拡げることにより、プロジェクタのあおり投射を考慮した投射画像の歪補正を行うことができる、という利点もある。
【００４２】
また、前記第１実施形態では、液晶パネル３２を備えたプロジェクタ３について、本発明に係るプロジェクタの投射画像の歪補正方法を実施していたが、本発明はこれに限られず、例えば、マイクロミラーを用いたデバイスを備えたプロジェクタについて、本発明を実施してもよい。
その他、本発明の実施の際の具体的な構造、手順等は本発明の目的を達成できる範囲で他の構造等としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の第１実施形態に係るプロジェクションシステムの構造を表すブロック図。
【図２】前記実施形態における検査用画像データの構造を表す模式図。
【図３】前記実施形態における画像照合部による座標位置の設定手順を表すフローチャート。
【図４】前記実施形態における画像照合部による歪量算出の方法を表す模式図。
【図５】前記実施形態における画像照合部で算出された歪量を記憶するメモリ内のデータ構造を表す模式図。
【図６】前記実施形態における相対歪量を説明するための模式図。
【図７】前記実施形態における検査用画像データ修正部によるマーカ画像の配置密度を増加させた状態を表す模式図。
【図８】前記実施形態における画像信号補正部による画像信号の補正方法を説明するための模式図。
【図９】前記実施形態におけるプロジェクタの投射画像の歪補正方法を説明するためのフローチャート。
【図１０】本発明の第２実施形態に係るプロジェクタの構造を表すブロック図。
【図１１】前記実施形態におけるプロジェクタの投射画像の歪補正方法を説明するためのフローチャート。
【図１２】本発明の変形となる検査用画像データの構造を表す模式図。
【符号の説明】
【００４４】
１…プロジェクションシステム、２…コンピュータ、３…プロジェクタ、４…カメラ、５…バス、６…ＣＰＵ、７…メモリ、８…ユーザインターフェース、９…ハードディスク、１０…画像処理プロセッサ、１１…検査用画像データ生成部、１２…検査用画像表示部、１３…画像照合部、１４…領域選択部、１５…検査用画像データ修正部、１６…画像信号補正部、３１…投射制御回路、３２…液晶パネル、３３…光源装置、３４…投射レンズ、４１…撮像処理回路、４３…撮像レンズ、５０…プロジェクタ、５１…光源制御回路、５２…画像処理回路、５３…画像処理プロセッサ、５４…映像入力端子、５５…変換器、５６…フレームバッファ、５７…画像補正器、５８…領域選択部、Ａ１…領域、Ｇ１…検査用画像データ、Ｇ２…撮像データ、Ｇ３…検査用画像データ、Ｇ４…撮像データ、Ｇ５…画像補正データ、Ｇ６…検査用画像データ、Ｏ…原点、ＳＣ…スクリーン、Ｔ１…テーブル
【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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