(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ビジュアルディスプレイ画面上で画像の光学歪みを補正するための方法であって、前記方法のステップはデータプロセッサによって実行され、
（ａ）ピクセルを特徴とする入力画像を受け取るステップと、
（ｂ）前記入力画像の歪みモードを決定するステップと、
（ｃ）前記入力画像内の前記ピクセルの数を決定するステップと、
（ｄ）前記入力画像内の前記ピクセルの前記水平線の各グループ内の前記ピクセルの水平線の数を決定するステップと、
（ｅ）前記入力画像内の前記ピクセルの前記水平線の前記グループの数を決定するステップと、
（ｆ）補正された出力画像の前記各水平線の出力ピクセルの数を決定するステップと、
（ｇ）前記入力画像の前記ピクセルの複数の位置を決定するステップと、
（ｈ）前記入力画像の光学歪みに対する反対の電子歪みを実行するステップと、
（ｉ）前記入力画像の光学歪みに対する前記反対の電子歪みの前記出力ピクセルの前記複数の位置を決定するステップと、
（ｊ）前記補正された出力画像を形成するために、前記入力画像の光学歪みに対する、前記反対の電子歪みの前記出力ピクセルの複数の値を求めるステップと、
（ｋ）前記補正された出力画像の２つの側のそれぞれに沿ってまっすぐな対角線を形成するために、前記補正された出力画像の前記複数の前記出力ピクセルの前記水平線内の複数の端縁効果を、非端縁補正ピクセルのセットの反復結果に基づき補正するステップと、
（ｌ）ビジュアルディスプレイ装置へ前記補正された出力画像の前記複数の前記出力ピクセルを伝送するステップと、
（ｍ）ビジュアルディスプレイ画面で前記補正された出力画像の表示ステップと、
を備える方法。
【請求項２】
前記入力画像の光学歪みに対する反対の電子歪みを実行するステップは、
（ｉ）前記入力画像のグリッド空間内の複数の第１の生成された前記出力ピクセルのそれぞれの水平位置を計算し、前記複数の前記水平位置のそれぞれの前記水平位置が、前記各水平線の第１前記入力ピクセルと前記入力画像の前記グリッド空間内の前記各水平線の第２前記入力ピクセルとの間に位置し、前記計算がLineCounterを使用し、前記入力画像の前記歪みモードに従って実行されるステップと、
（ｉｉ）前記入力画像の前記グリッド空間内の残りの前記出力ピクセルの前記複数の前記水平位置を計算し、前記計算がGroupCounterを使用し、前記入力画像の前記歪みモードに従って実行されるステップと、
を備える、請求項１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（発明の分野および背景）
本発明は、ビジュアルディスプレイを有する電子装置用の画像処理に関する。特に、本発明は、表示画面で光学歪みを示すビデオプロジェクタおよびデータプロジェクタおよびＣＡＤ／ＣＡＭアプリケーション用の電子キーストーン補正の方法に関する。
３つの液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）パネルとともに動作するビジュアルディスプレイ（例えば、ビデオプロジェクタおよびデータプロジェクタ、コンピュータ）を有する電子装置の主要な問題点とは、プロジェクタが画面に適切に位置合わせされていない（すなわち、投射された画像の光線が投射画面に垂直ではない）とき、画面上に投射された画像は光学台形歪みを経験する。光学台形歪みの電子ソフトウェアまたはコンピュータソフトウェアは、有限サイズに作られたデジタルグリッドの限られた解像度のため、投射された画像の破砕を生じ支える。本発明では、電子的に、あるいはコンピュータソフトウェアの使用によって、破砕を排除するように、光学台形歪みを補正するために新しい方法が示される（すなわち、以下の方法を使用するキーストーン補正は、従来の光学補正から生じる画像の破砕とともに、光学台形歪みも排除する）。
電子装置による画像の表示に対する別の歪みは、ｘ軸およびｙ軸に斜めの線（すなわち、どちらの軸にも平行ではない）の描画中に発生する。この例は、例えば、コンピュータ自動設計／コンピュータ自動製造（ＣＡＤ／ＣＡＭ）の分野で幅広く使用されているコンピュータ化された図面またはグラフィックである。描画された線は、有限サイズに作られたデジタルグリッドの限られた解像度のため、ビジュアルディスプレイ上で破砕して見える。表示された画像の上記型の歪みは、集合的にキーストーン問題と呼ばれ、キーストーン問題に対する解決策は、キーストーン補正またはキーストーン解決策として知られている。
【０００２】
全カラー画像の処理および投射のため、典型的には、３つの基本色、赤、緑および青が使用される。使用され得る他の色は、一例としてＹＵＶおよびＹＣｒＣｂを含む。最近まで、投射システムおよびビジュアルディスプレイのある電子装置は、３つの別々のレンズがついた３枚の別々のＬＣＤパネルを有していたか、あるいは３つの基本色、またはそれ以外の色のセットを組み込む単一ＬＣＤパネルを有していた。これらの画像処理システムおよび投射システムのどちらかにおいては、光学台形歪み、つまりキーストーン問題は、各ＬＣＤから出現する反射データを含むミラーシステムを調整することにより解決するのは容易である。画像データが、ビームスプリッタおよびコレクタによって分割、収集される、単一ランプ、３つのＬＣＤ、および単一レンズを組み込む新規プロジェクタが開発されてきた。このような電子装置では、光は単一ランプおよび単一レンズ内で発生し、終了するため、反射鏡の角度を変えることによりキーストーン問題を解決することは基本的に不可能である。したがって、キーストーン問題に対する精密な電子解決策が必要とされている。
このようにして、ビジュアルディスプレイを有する電子装置用の、および光学歪みの削減または実質的な排除、および表示画面上に表示される破砕線の同時排除につながるＣＡＤ／ＣＡＭソフトウェアまたは任意のグラフィックアプリケーション用のキーストーン補正の方法に対するニーズがあり、それを有することは有効であろう。さらに、例えば、ビデオプロジェクタおよびデータプロジェクタ、テレビ、コンピュータなどの標準的な電子装置の機構の一部として動作できるであろう、電子装置用の電子キーストーン補正方法を有することは、極めて効率的かつ有利であろう。さらに、実時間ドメインで動作できる、このような電子キーストーン補正方法に対するニーズがある。
【０００３】
（発明の要約）
本発明は、表示画面上で光学歪みを示すビジュアルディスプレイを有する電子装置の電子キーストーン補正方法に関する。キーストーン補正のアプリケーションに適切である電子装置の例は、ビデオプロジェクタおよびデータプロジェクタ、カメラ、グラフィックアプリケーション用コンピュータディスプレイ、ビデオゲームおよびテレビである。
本発明の電子キーストーン補正の方法は、ビジュアルディスプレイ画面に位置しているグリッドに位置する個々のピクセルを特徴とする画像の計算および電子（つまり物理的な）操作の一意の組み合わせに基づく。以下、本発明では、単語「画像」は、ピクセルとして知られているピクチャ素子のデジタルコーディングされた２次元アレイを指す。以下、単語「ピクセル」は、光放射輝度を生じさせる動的範囲を指す。ピクセルは、２次元座標系によって特徴付けられるデジタルグリッド内に位置している。ピクセルは、位置および値または大きさという２つの構成要素を特徴とする。ピクセルの位置は、グリッド空間内の２次元関数によって記述される。ピクセルの値、つまり大きさは、ピクセルによって特定される画像のその構成要素のグリッド空間内でのある特定の位置での照明の大きさを表す。照明の大きさは、各ピクセル（例えば、赤、緑および青、ＹＵＶまたはＹＣｒＣｂ）の３つの基本色成分の指定されたセットに関する。
【０００４】
本発明の電子キーストーン補正の方法は、７つの主要なステップを特徴とする。すなわち、１）入力画像のサイズの特徴付け、２）出力画像内で生成されたピクセル数の決定、３）入力画像の光学歪みに反対の入力画像に対する電子歪みを実行することによる出力画像内の各ピクセルの現実の位置の決定、４）入力画像の各ピクセルのすべての色成分の出力値の補間、５）出力画像の２つの側のそれぞれに沿ったまっすぐな対角線を生じさせるようにピクセルの各線の両端での（非均一な）端縁効果（端縁影響）の補正、６）ピクセルごとに個別に、あるいはメモリバッファを使用して集合的にすべての出力ピクセルのセットとして、表示装置への出力画像の伝送、および７）完成した光学表示の表示である。
本発明の、ビジュアルディスプレイを有する電子装置用の電子キーストーン補正の方法は、光学歪みの出現、およびビジュアル画面での同時発生的な線の破砕の排除につながり、ＣＡＤ／ＣＡＭおよびグラフィックソフトウェアアプリケーションに適用できる。本発明のキーストーン補正は、ビジュアルディスプレイ付きの電子装置の動作の実時間ドメインに適用できる。
【０００５】
このように、本発明によると、ビジュアルディスプレイ画面での画像の光学歪みを補正するための方法が提供され、方法のステップは、データプロセッサによって実行され、その方法は、（ａ）入力画像を特徴とするピクセルを受け取るステップと、（ｂ）入力画像の歪みモードを決定するステップと、（ｃ）入力画像内のピクセル数を決定するステップと、（ｄ）入力画像内のピクセルの水平線の各グループ内のピクセルの水平線の数を決定するステップと、（ｅ）入力画像内のピクセルの水平線のグループの数を決定するステップと、（ｆ）補正された出力画像の各水平線の出力ピクセルの数を決定するステップと、（ｇ）入力画像のピクセルの複数の位置を決定するステップと、（ｈ）入力画像の光学歪みに対して反対の電子歪みを実行するステップと、（ｉ）入力画像の光学歪みに対する反対の電子歪みの出力ピクセルの複数の位置を決定するステップと、（ｊ）補正された出力画像を形成するために、入力画像の光学歪みに対して反対の電子歪みの出力ピクセルの複数の値を求めるステップと、（ｋ）補正された出力画像の２つの側のそれぞれに沿ってまっすぐな対角線を形成するために、補正された出力画像の複数の出力ピクセルの水平線内の複数の端縁効果を補正するステップと、（ｌ）補正された出力画像の複数の出力ピクセルのビジュアルディスプレイ装置への伝送ステップと、（ｍ）ビジュアルディスプレイ画面での補正された出力画像の表示ステップとを備える。
【０００６】
本発明の方法のさらなる特徴によると、入力画像の光学歪みに対して反対の電子歪みを実行するステップは、以下のステップを備える。すなわち、（ｉ）入力画像のグリッド空間内の複数の第１の生成された出力ピクセルの各水平位置の計算であって、複数の水平位置の各水平位置は、各水平線の第１入力ピクセルと、入力画像のグリッド空間内の各水平線の第２入力ピクセルとの間に位置し、計算がLineCounterを使用して入力画像の歪みモードに従って実行されるステップと、（ｉｉ）入力画像のグリッド空間内の残りの出力ピクセルの複数の水平位置の計算であって、計算がGroupCounterを使用して入力画像の歪みモードに従って実行されるステップである。
本発明の方法の、またさらなる特徴によると、入力画像の光学歪みに対して、反対の電子歪みの出力ピクセルの複数の値を求めるステップが、入力画像の光学歪みに対して、反対の電子歪みの入力ピクセルの複数の値を補間するステップを備える。
本発明の方法の、またさらなる特徴によると、入力画像の光学歪みに対して反対の電子歪みの入力ピクセルの複数の値を補間するステップが、（ｉ）入力画像内の各ピクセルの各色成分のキーストーン出力値の計算ステップであって、計算が、（１）各出力ピクセルの現実の位置と、各対応する入力ピクセルの各現実の位置との間の差異の評価ステップと、（２）各出力ピクセルの現実の位置と、各対応する入力ピクセルの各現実の位置との間の差異を使用する、入力画像のグリッド空間内の入力ピクセルの隣接者(neighbors)の現実の位置の値からの、各出力ピクセルの値の線形組み合わせによる評価ステップとを備える。
【０００７】
本発明の方法の、またさらなる特徴によると、補正された出力画像の複数の出力ピクセルの水平線内で複数の端縁効果を補正するステップが、（ｉ）補正された出力画像の各水平線内での各第１の生成された出力ピクセルの位置および値を特定するステップと、（ｉｉ）補正された出力画像の各水平線内での各最後に生成された出力ピクセルの位置および値を特定するステップとを備える。
本発明の方法の、またさらなる特徴によると、入力画像の歪みモードは、床モードおよび天井モードから成り立つグループから選択され、床モードは上部でより狭い入力画像を特徴とし、天井モードは底部でより狭い入力画像を特徴とする。
本発明の方法の、またさらなる特徴によると、補正された出力画像の複数の出力ピクセルの水平線での複数の端縁効果を補正するステップが、ビジュアルディスプレイ画面上で補正された出力画像の表示の２つの側の各々に沿ったまっすぐな対角線の形成を含む。
本発明の方法の、またさらなる特徴によると、入力画像のグリッド空間内での複数の第１の生成された出力ピクセルの各々の水平位置の計算は、さらに、（ｉ）入力画像のグリッド空間内の出力ピクセルの各第１の生成された位置の場合に、対応する入力ピクセルが歪みの床モードを特徴とし、各入力ピクセルが上部で縮小されるステップと、（ｉｉ）入力画像のグリッド空間内の出力ピクセルの第１の生成された位置のそれぞれの場合に、対応する入力ピクセルが歪みの天井モードを特徴とし、各入力ピクセルが底部で縮小されるステップとを備える。
【０００８】
本発明の方法の、またさらなる特徴によると、入力画像のグリッド空間内の残りの出力ピクセルの複数の水平位置の計算のステップが、さらに（ｉ）入力画像のグリッド空間内での残りの出力ピクセルの各水平位置の場合、対応する入力ピクセルが歪みの床モードを特徴とし、各入力ピクセルが上部で縮小されるステップと、（ｉｉ）入力画像のグリッド空間内での残りの出力ピクセルの各水平位置の場合、対応する入力ピクセルが歪みの天井モードを特徴とし、各入力ピクセルが底部で縮小されるステップとをさらに備える。
本発明の方法の、またさらなる特徴によると、入力画像の光学歪みに対して、反対の電子歪みの各水平線の出力ピクセルの数を求めるステップが、さらに、GroupCounterを使用することによって入力画像の入力ピクセルの数からの、入力画像の光学歪みに対する反対の電子歪みの各水平線の出力ピクセルの数の計算のステップを備え、GroupCounterが、入力画像のピクセルの水平線のグループの数のカウンタであり、それによってGroupCounterのカウントが、入力画像の歪みモードに従って、アップおよびダウンから成り立つグループから選択される。
本発明の方法の、またさらなる特徴によると、GroupCounterは、補正された出力画像の出力ピクセルの複数の水平線の各水平線の両端での黒いピクセルの挿入のための手段を特徴とする。
【０００９】
本発明の方法の、またさらなる特徴によると、入力画像内のピクセルの水平線の各グループ内のピクセルの水平線の数を決定するステップは、（ｉ）台形歪みの角度の関数の床関数を評価し、台形歪みの角度がキーストーン角度と同等であるステップと、（ｉｉ）LineCounterを使用し、LineCounterが入力画像の水平線の反復カウントを実行するステップとを備える。
本発明の方法の、またさらなる特徴によると、入力画像内のピクセルの水平線のグループの数を決定するステップは、（ｉ）入力画像の歪みモードを決定するステップと、（ｉｉ）入力画像の歪みモードが天井モードである場合に、天井モードが、反復カウントのためにGroupCounterを使用し、底部でより狭い入力画像を特徴とし、GroupCounterが入力画像のピクセルの水平線のグループの数のカウンタであり、GroupCounterが初期化され、数え上げるステップと、（ｉｉｉ）入力画像の歪みモードが床モードである場合に、床モードが、反復カウントのためのGroupCounterを使用して、上部でより狭い入力画像を特徴とし、GroupCounterが初期化され、数え下がるステップとを備える。
本発明の方法の、またさらなる特徴によると、ビジュアルディスプレイ装置への補正された出力画像の複数の出力ピクセルの伝送のステップは、個々から成り立つグループから選択される手段によりビジュアルディスプレイ装置へ補正された出力画像の出力ピクセルを送信するステップを含み、それによって補正された出力画像の各出力ピクセルが、ビジュアルディスプレイ装置に別々に送信され、および集合的に、補正された出力画像の複数の出力ピクセルが、ビジュアルディスプレイ装置に単一のセットとして送信される。
【００１０】
本発明によると、ビジュアルディスプレイ画面で出力画像の光学歪みを補正するための方法が提供され、方法のステップはデータプロセッサによって実行され、その方法は、（ａ）ピクセルと特徴とする入力画像を受け取るステップと、（ｂ）入力画像の歪みモードを決定し、それにより歪みモードが、床モードおよび天井モードから成り立つグループから選択され、床モードが上部でより狭い入力画像を特徴とし、天井モードが底部でより狭い入力画像を特徴とするステップと、（ｃ）入力画像の光学歪みに対する反対の電子歪みを実行するステップと、（ｄ）反対の電子歪みから入力画像の光学歪みに対する補正された出力画像の出力ピクセルの複数の位置を決定するステップと、（ｅ）入力画像のピクセルの値を補間することによって、補正された出力画像の出力ピクセルの複数の値を求めるステップと、（ｆ）補正された出力画像の２つの側のそれぞれに沿ってまっすぐな対角線を形成するために、補正された出力画像の出力ピクセルの水平線での複数の端縁効果を補正するステップと、（ｇ）個々から成り立つグループから選択される手段によって、ビジュアルディスプレイ装置に補正された出力画像の出力ピクセルを送信するステップと、それによって補正された出力画像の各出力ピクセルがビジュアルディスプレイ装置へ別々に送信され、および集合的に、それによって補正された出力画像の複数の出力ピクセルがビジュアルディスプレイ装置へ単一のセットとして送信される、および（ｈ）ビジュアルディスプレイ画面での補正された出力画像の表示のステップとを備える。
本発明によると、画像の光学歪みに対する反対の電子歪みを実行する方法が提供され、（ａ）ピクセルを特徴とする画像を受け取るステップと、（ｂ）画像のグリッド空間内の出力画像の複数の第１の生成された出力ピクセルの各水平位置の計算であって、複数の水平位置の各水平位置が各水平線の第１入力ピクセルと、画像のグリッド空間内の各水平線の第２入力ピクセルとの間に位置し、計算がLineCounterを使用して、画像の歪みモードに従って実行されるステップと、（ｃ）出力画像の残りの出力ピクセルの複数の水平位置の計算であって、計算がGroupCounterを使用して画像の歪みモードに従って実行されるステップとを備える。
本発明は、任意のファームウェアの任意のオペレーティングシステム上のハードウェアによって、またはソフトウェアによって、あるいはその組み合わせによって実現できるであろう。例えば、ハードウェアとして、発明はチップまたは回路として実現できるであろう。ソフトウェアとして、本発明は、任意の適切なオペレーティングシステムを使用して、コンピュータによって実行されている複数のソフトウェア命令として実現できるであろう。
【００１１】
（好ましい実施形態の説明）
本発明は、実施例によってのみ添付図面を参照してここに説明される。
本発明は、表示画面上で光学歪みを示すビジュアルディスプレイを有する電子装置用の電子キーストーン補正の方法についてである。
本発明に従った電子キーストーン補正の方法の構成要素および動作は、図面および添付説明に参照してさらによく理解される。ここに示されている本発明の図は、例示的な目的のためだけであり、限定されることを意図していないことが注記されるべきである。
ここで図面を参照すると、図１は台形歪みによって変形されたデジタル正方形１０の図である。図１は、電子表示装置のメモリ内のデジタルグリッド空間内に位置する完全な正方形の（歪んでいない）デジタル画像に対する従来の電子歪みまたはソフトウェア台形歪みのシミュレーションを表す。ｘ軸１２およびｙ軸１３が、幾何学的な視点のために示される。正方形１０に対する従来の台形歪みにより、正方形１０の上部から底部幅１４へのｘ軸１２に沿った縮小が生じ、左側１６に沿った破砕、ならびに正方形１０の右側１７に沿った破砕が生じる。側面破砕１６と１７は、歪んだ正方形１０の引き込まれた台形基線（点線）１８によって補正され、示される。歪んだ正方形１０のそれぞれ左側と右側、１６と１７に沿った破砕は、階段状の形の概観をとる。歪んだビデオ画像またはデータ投射画像への類比は、台形に歪められた正方形１０に対する完全な補正が、２つの主要な補正、１）正方形の形状の回復、および２）側面（および線）破砕１６と１７の排除を必要とするという点である。本発明の電子キーストーン補正は、同時にビデオプロジェクタ表示画面またはデータプロジェクタ表示画面に表示される、歪んだ画像に対するこれら２つの主要な補正を実行する。
【００１２】
図２は、数値データ２２およびテキストデータ２４を特徴とする、電子装置の表示画面上に投射される元の（歪んでいない）画像２０の一例の図である。投射された画像２０は、例えば、デジタルグリッド（グリッド空間）内に位置する画像を形成するピクセルのセットを特徴とする、コンピュータの陰極線管（ＣＲＴ）表示画面であろう。台形歪みがない場合、画像２０の左側２６および右側２８はまっすぐであり、破砕されていない。さらに、画像２０のピクセルの上部線の幅３０、およびピクセルの底部線の幅３２は等しいサイズである。数値データ２２およびテキストデータ２４は、どのような種類の歪みもほとんどない、あるいはまったくなく、完全に表示される。
図３は、図２に示されている画像２０の光学台形歪みの例の図３４である。画像３４を生じさせる画像２０のこの光学歪みはアナログ形式であり、完全な台形歪みを生じさせ、ピクセル４４の上部線の幅は、ピクセル４６の底部線の幅未満であり（すなわち、台形幾何学形状）画像３４には線または側面の破砕の出現はない。画像３４の数値データ３６およびテキストデータ３８は、それらが図２においてしたように（それぞれ参照番号２２と２４）本質的に歪みなしで表示される。さらに、画像３４の左側４０および右側４２は、破砕なく、画像３４の上部から底部へ完全に対角である。
【００１３】
図４は、図３に示される実施例の（光学歪みに対して反対）従来の電子歪みの図４８であり、画像全体４８を通した線破砕の外観を生じさせる。光学台形歪みに対して、調整（補正）を行おうとする試みとして、光学歪みに対して反対のような従来の電子歪みにより、ピクセルのグループはｙ軸に垂直な方向でのその向きをシフトし、垂直に向けられた線のグループの水平シフトを生じさせる。このシフトは、画像４８の左側５４、および右側５６の破砕を生じさせる。
図４への比較として、過去に示された数値データ（図３、参照番号３７、および図２、参照番号２２）、およびテキストデータ（図３、参照番号３８、および図２、参照番号２４）は現在歪んでいるように見え、ここではそれぞれ参照番号５０（数値）および５２（テキスト）として画像４８に示されている。台形に歪んだ正方形（図１、参照番号１０）の図のケースでのように、画像４８の左側５４および右側５６は、現在、階段状の外観を取り、階段状の形式の左側５４のいくつかの破砕（ステップ）５８に集中することにより目立つ。画像４８は台形幾何学形状を示し、それによりピクセルの上部線の幅６０はピクセルの底部線の幅６２より大きいが、画像３４内の上部ピクセル線および底部ピクセル線（それぞれ、図３、参照番号４４（上部線）および４６（底部線））により示されるように、画像３４の反対の向きの中にある。この相反する効果は、画像３４内に示されている初期光学歪みに反対の画像４８内で示される電子またはソフトウェア歪みのためである。
図４の画像４８に示されている同じ種類の破砕の別の実施例（図示されていない）は、ＣＡＤ／ＣＡＭまたは電子表示装置の画面上での類似したコンピュータグラフィックスアプリケーションを使用することによって描画される対角線の画像の投射に続くものである。対角線は、対角線の投射画像の初期光学歪みを補正するために、従来の電子的またはソフトウェア技術を使用した結果破砕される。
【００１４】
図３に示されているもののような、光学的に歪んだ画像に適用されるように、本発明の電子的なキーストーン補正の方法の概念は、以下のように説明される。最初は、図２の元の歪んでいない画像２０が、実質的にはディスプレイグリッドを無限まで拡大することによって（図示せず）、実質的には無限サイズまで拡大されると仮定する。ＬＣＤパネルの表示グリッドが無限サイズである場合、ピクセルの無限数の線（行）が存在し、その結果グリッド上の任意の２つの点（ピクセル）の間では、それらの間には無限数の点（ピクセル）が存在するであろう。無限サイズまで目盛りをフォローアップすると、元の無限サイズに作られた画像は、台形幾何学形状に従って歪められ、無限空間（図示せず）で台形に歪められた画像を生じさせる。無限数のピクセルを有する電子表示画面は、完全な視覚解像度を提供し、台形に歪んだ画像の破砕のない表示画面に変わる。
無限空間内の画像２０（図２）の台形歪みの後、画像２０は、台形歪み（図示せず）形に沿って、その元のサイズに戻される。しかしながら、それは、完全な解像度を有する無限グリッド空間内の歪んだ画像であったため、その元のサイズへ戻った後、台形に歪んだ画像は、（例えば、画像４８に示されているタイプ（図４、参照番号５０、５２、５４、５６および５８））破砕効果（破砕影響）を示さない。この無限拡大手順の結果、台形歪みにより引き起こされる、歪んだ画像の破砕効果が回避される。
【００１５】
電子キーストーン補正の方法の先行する概念化は、図５のフローダイアグラムによって示される、本発明の電子キーストーン補正の方法の好ましい実施形態の基礎としての役割を果たす。図５では、キーストーン補正の方法の各主要ステップは、番号が付けられ、フレームの内側に封入されている。やはりフローダイアグラムである図６は、図５の方法を実現するための詳細な好ましい実施形態を示す。付録は、追加詳細、および図５および図６に説明される、好ましい実施形態の擬似コードを特徴とする。
図５に示されているように、本発明の電子キーストーン補正の方法の好ましい実施形態は、以下の通りである。
ステップ１では、ビジュアルディスプレイ画面付きの電子装置によって表示される指定された、歪んだ画像の場合、歪んだ画像のサイズが最初に計算される。さらに、歪んだ画像のキーストーン歪みの種類は、歪んだ画像の幾何学形状に従って決定される。歪んだ画像がより狭い上部を特徴とする場合、歪みは、キーストーン天井モードと呼ばれる。代わりに、歪んだ画像がより狭い底部を特徴とする場合、歪みはキーストーン床モードと呼ばれる。本発明のキーストーン補正方法の特定のステップの歪んだ画像への適用は、歪みモードに依存する。さらに、ステップ１では、入力画像を形成する線のグループが定められている。
ステップ２では、出力補正された画像のピクセル数は、ピクセル密度、つまり入力画像のグリッド空間の線あたりの生成された出力ピクセル数に関して求められる。
ステップ３では、入力画像グリッド空間内の各生成された出力ピクセルの大きさおよび位置が定義され、決定される。本発明の方法のこのステップは、入力画像の光学歪みに反対の入力画像に対して電子歪みを実行することによる、出力画像内の各ピクセルの現実の位置の決定を特徴とする。
【００１６】
ステップ４では、各ピクセルの各色成分の補間を含む、各入力ピクセルの補間を通して補正される。ピクセル出力値のセットは、すべてのピクセルの、および入力画像のすべてのピクセル色成分のキーストーン補間の複数の反復から生じる。
ステップ５では、ピクセルの各線の第１ピクセルおよび最後のピクセルに関係する端縁効果は、非端縁補正ピクセルのセットの反復結果に基づき補正される。ここでは、端縁効果は、出力補正された画像の内側の「内部」端縁の考えられる不均一性を指すのではなく、出力補正された画像の「外側」端縁（すなわち、第１出力ピクセルと最後の出力ピクセル）の視覚的な均一性を指す。
ステップ６では、出力補正された画像が、ピクセルごとに個別に、あるいはすべての出力補正ピクセルのセットとして集合的に送信される。
ステップ７では、本発明の電子キーストーン補正の方法の好ましい実施形態は、完成した（補正された）光学画像の表示で最高点に達し、電子表示装置の画面のグリッドに投射される画像のすべての補正されたピクセルのセットを特徴付ける。
【００１７】
図６は、図５に示されるように、本発明に従った電子キーストーン補正方法を実現する詳細な好ましい実施形態のフローダイアグラムを示す。図６に示されている主要なステップ番号および題名は、図５に示されているものと同一である。主要な方法ステップごとに、重要な用語の定義、および電子キーストーン補正方法をさらに表す１つまたは複数のサブステップが含まれる。本発明の好ましい実施形態の以下の説明においては、定義はハイフンによって示され、サブステップは括弧内の文字によって示され、乗算演算はアスタリスク*によって示される。
図６では、入力画像のサイズの特徴付け、ステップ１は、グリッド空間（入力グリッドドメイン）内のＮ行（線）かけるＭ列という領域内で境界を付けられる入力画像のサイズの画定を含む。それから、入力画像が画定される。床モードでは、光学表示画像は底部においてより狭く、天井モードでは、光学表示画像は上部においてより狭い。
【００１８】
ステップ１のステップ（ａ）では、グループあたりの線の数（すなわち、グリッド空間内に位置する初期に垂直に向けられた線のシフトされた行の各グループあたりの線の数と見なすこともできる、入力グリッド空間内で左から右へ広がる水平線の数）Ｌは、床関数Ｆを使用して評価され、その結果Ｌ＝Ｆ［１／ｔａｎ（ｋ）］となる。Ｌは、０に初期化される線カウンタ(LineCounter)を使用することによってステップ（ａ）で反復によりカウントされ、Ｌ−１まで数え上げる。床関数Ｆは、実数の最も近い、下部整数部として定義され、（ｋ）は台形歪みの角度、つまりキーストーン角度として定義される。
さらにステップ１では、入力画像内で特徴とされた線のグループの数（すなわち、階段状の形のステップの数）が、天井関数Ｃを使用して評価され、（グループあたり線数で除算される入力線数）の天井関数に等しいピクセルの線のグループの数、つまりグループの数＝Ｃ（Ｎ／Ｌ）を求めることによってステップ（ｂ）でカウントされる。天井関数は、実数の最も近い上部整数部として定義される。グループカウンタ(GroupCounter)は、歪みのキーストーンモードに応じて数え上げる、または数え下げる。キーストーン天井モードの場合、歪んだ画像内の指定されたピクセルは、上部でより狭く見え、画像の底部にあるピクセルを狭めるあるいは縮小することによって補正または補償されるべきである。天井モードでは、(GroupCounter)が１に初期化され、上方向でカウントし、各線グループの補正に続く。代わりに、キーストーン床モードの場合、歪んだ画像内の指定されたピクセルは底部では狭くなり、画像の上部で線を狭めるまたは縮小することによって補正あるいは補償される必要がある。床モードでは、(GroupCounter)はＣ（Ｎ／Ｌ）に初期化され、各線グループの補正の後、下方でカウントする。
【００１９】
ステップ２では、入力画像の各線のピクセル数は、Ｍ、つまり（入力ピクセル数）＝Ｍとして定義される。ステップ（ａ）では、出力補正された画像の線ごとに生成されたピクセル数は、Ｍに基づき、Ｍ−［２*(GroupCounter)］に等しく、つまり生成出力ピクセル数＝Ｍ−［２*(GroupCounter)］であり、この場合(GroupCounter)は、以前と同じ、つまりグループあたりの行数のカウンタである。補正された画像の線あたりの生成された出力ピクセルの数の決定の間、(GroupCounter)は、グループあたりの線数のカウンタとして役立つことに加え、第１の生成された出力ピクセルが電子表示画面に送られる前、および最後に生成された出力ピクセルが電子表示画面に送られた後に、補正された画像の各線に外部的に挿入される黒いピクセルの数も表す。出力線内のピクセルの総数はＭであり、出力ピクセルの線の生成の前後に挿入される黒いピクセルの数を加えた、生成された出力ピクセルの数に等しい。
ステップ３では、入力画像の光学歪みに対する反対の電子歪みは入力像で実行される。画像を形成するために必要とされる３つの基本色成分のセットを組み込む入力画像の各ピクセルの大きさ（照度）は、Ｉ（ｉ，ｊ）として定義され、この場合ｉおよびｊは、線ｉおよび列ｊ内の入力ピクセルの入力グリッド空間内での位置座標であり、ｉ＝０から、Ｎ−１、およびｊ＝０からＭ−１である。出力補正された画像の各ピクセルの大きさ（照度）は、Ｏ（ｕ，ｖ）として定義され、この場合ｕおよびｖは、線ｕおよび列ｖの出力ピクセルの位置座標であり、ｕ＝０からＮ−１、およびｖ＝０からＭ−１である。
ステップ３のステップ（ａ）では、出力ピクセルの開始点として、入力グリッド空間という点での第１の生成された出力ピクセルｘ（０）の水平位置は、第１入力ピクセルと第２入力ピクセルの間に位置する。ｘ（０）の値は、出力グリッドの新しい線ごとに一度計算される。出力補正画像の第１の生成されたピクセルは、入出力画像に存在する端縁効果のために意図的に、入力画像の第１ピクセルに対応しない。これらの端縁効果は、本発明のキーストーンの補正の方法の好ましい実施形態において、出力補正された画像の各線（行）の第１の生成されたピクセルおよび最後に生成されたピクセルは、端縁ピクセルに相当する。端縁ピクセルは、ステップ（５）に従って別々に評価される。
【００２０】
ステップ（ａ）では、第１の生成された出力ピクセルｘ（０）の値は、キーストーン歪みのモードに従って計算される。歪みがキーストーン天井モードである（すなわち、入力ピクセルの上部でより狭く、底部での縮小を必要とする）場合には、ｘ（０）は、ピクセルの各グループ内の線数、Ｌから１を差し引き、ピクセルの各グループ内の線数Ｌによって除算される線のグループ(LineCounter)内での現在の線を指す指数を差し引いたものに等しい。つまりｘ（０）＝［Ｌ−１−(LineCounter)］／Ｌである。代わりに、歪みが床モードである場合（すなわち、底部でより狭く、画像の上部での縮小を必要とする）には、ｘ（０）はピクセルの各グループ内の線数Ｌで除算される(LineCounter)に等しい。光学歪みのどちらかのモードでは、ｘ（０）の計算が、位置線ｉで(LineCounter)のために実行される。
ステップ（ｂ）では、（入力画像グリッド空間に関して）ｎ番目に生成された出力ピクセルの水平位置、ｘ（ｎ）が反復公式、ｘ（ｎ）＝ｘ（ｎ−１）＋デルタで決定され、この場合ｎは入力ピクセルの指標であり、デルタは（入力画像グリッド空間に関して）２つの出力ピクセル間の差異に相当する。デルタ［（＝入力ピクセル数）−１−２*ｘ（０）］／［（出力ピクセル番号）−１］、または（入力ピクセル数）および（出力ピクセル数）のための式に関しては、デルタ＝［Ｍ−１−２*ｘ（０）］／［Ｍ−１−２*(GroupCounter)］である。
【００２１】
ステップ４では、各入力ピクセルおよび各入力ピクセル色成分の補間は、各ピクセルのキーストーン出力値の生成を実現する。Int.［ｘ（ｍ）］で示されるｘ（ｍ）の低い方の整数部は、床関数を適用することにより定義され、その結果Int.［ｘ（ｍ）］＝Ｆ［ｘ（ｍ）］であり、この場合ｍは生成された出力ピクセルの指数である。ステップ（ａ）は、（出力グリッド空間内の）各出力ピクセルの現実の位置、ｘ（ｍ）および（入力グリッド空間での）それぞれの対応する入力ピクセルを組み込むそれぞれの現実の位置との間の差異の評価である。この差異、Diff.［ｘ（ｍ）］は、等式Diff.［ｘ（ｍ）］＝ｘ（ｍ）−Ｆ［ｘ（ｍ）］によって定義、計算される。ステップ（ｂ）では、線ｉごとに、出力グリッド空間内で、Val.［ｘ（ｍ）］と示される、水平位置ｍでの出力ピクセルの値は、前述された差異Diff.［ｘ（ｍ）］を使用して入力グリッド内の隣接する入力ピクセルの値から各出力ピクセルの値の線形組み合わせによって評価される。Val.［ｘ（ｍ）］は、等式Val.［ｘ（ｍ）］＝［Diff.［ｘ（ｍ）］］*Ｉ［ｉ，Ｆ［ｘ（ｍ）＋１］］＋［１−Diff.［ｘ（ｍ）］］*Ｉ［ｉ，Ｆ［ｘ（ｍ）］］に従って計算される。
【００２２】
本発明の好ましい実施形態のステップ５では、入力画像に対する補正に続く「端縁」効果が説明される。グリッド空間内でのピクセルの各線の端縁効果の適切な補正は、２つのステップで実行される。ステップ（ａ）では、出力グリッドでの生成されたピクセルの線の第１指数または最終指数を指すｍ番目のピクセルの初期出力値が計算される。すなわち、「端縁」ピクセルの初期出力値＝｛［Diff.［ｘ（ｍ）］］*Ｉ［ｉ，Ｆ［ｘ（ｍ）＋１］］＋［１−Diff.［ｘ（ｍ）］］*Ｉ［ｉ，Ｆ［ｘ（ｍ）］］｝である。ステップ（ｂ）では、「端縁」ピクセルの初期出力値は、ｘ（０）で乗算され、「端縁」ピクセルの最終補正された出力値を生じさせる。すなわち、「端縁」ピクセルの最終補正された出力値＝｛［Diff.［ｘ（ｍ）］］*Ｉ［ｉ，Ｆ［ｘ（ｍ）＋１］］＋［１−Diff.［ｘ（ｍ）］*Ｉ［ｉ，Ｆ［ｘ（ｍ）］］｝*ｘ（０）である。
【００２３】
ステップ６では、出力補正された画像は、電子表示装置に送信される。各出力線は、生成されたピクセルの前に位置する(GroupCounter)黒いピクセル、および生成されたピクセルの後に位置する(GroupCounter)黒ピクセルを含む、生成された出力ピクセルを特徴とし、各出力線で合計Ｍ個のピクセルを生じさせる。出力生成されたピクセルは、実時間で、個々にピクセルごとに、メモリを使用しなくても送信することができ、デルタ（入力グリッド空間に関して２つの出力値で位置差異）はつねに１より大きいため、本発明の電子キーストーン補正処理方法を通して入力ピクセルのフローを停止する必要性はない。代わりに、生成された出力ピクセルは、遅延時間ドメインのすべての出力補正されたピクセルのセットとして、集合的に送信できる。このケースでは、すべての補正された出力ピクセルの値のセットは、メモリバッファに保持されてから、適切な走査リフレッシュ速度で電子表示画面に送信され、そこでは走査リフレッシュ速度は秒速の速さ（すなわち、６０Ｈｚ）であり、プロジェクタ画面はメモリバッファから得られる新しい情報でリフレッシュされる。
ステップ７では、電子キーストーン補正された画像の完成した光学画像は、電子表示装置の表示画面に表示される。元の矩形形状の初期の光学台形に歪んだ画像への回復があり、それにより初期光学台形に歪んだ画像の、つまり電子キーストーン補正画像の台形幾何学形状は不在である。
【００２４】
図７は、図３に示されているコンピュータ表示データの台形に歪んだ画像に対する、（図６に示され、記述されているように）本発明の電子キーストーン補正の好ましい実施形態の例の実現の図６４である。キーストーン補正画像６４では、破砕はもはや出現しない。キーストーン補正画像６４は、電子装置表示画面（図６、ステップ７）上への出力完成光学画像の投射前に、電子表示装置（図６、ステップ６）へ送信される出力補正された画像に対応する。画像３４（図３）の台形の形から、画像６４の台形の形の続きがある。電子キーストーン補正は、既存の光学台形歪み（図４）に反対の画像で電子歪みを実行することを特徴とする。そのようなものとして、画像６４では、ピクセルの上部線の幅７６は、台形幾何学形状を示すピクセルの底部線の幅７８より大きいが、画像３４（図３、それぞれ参照番号４４（上部線）および４６（底部線））の上部ピクセルと底部ピクセルに向かい合う。元の矩形形状のキーストーン補正画像６４への回復は、図６のステップ７に説明されるように、図８で示される。
キーストーン補正画像６４では、破砕は不在である。数値データ６６およびテキストデータ６８は、任意の種類の歪みをほとんど示さないか、まったく示さない。さらに、画像６４の左側７０および画像６４の右側７２は、まっすぐと破砕されていないの両方である。キーストーン補正された画像６４は、（例えば、画像４８（図４、参照番号５０，５２，５４，５６および５８）に示された種類の）破砕効果を示さず、従来の電子またはソフトウェア調整に光学台形に歪んだ画像をさらした結果として現れる。画像６４の左側７０のセクション７４の検査は、図４の画像４８の左側５４の同様に位置するセクション５８に比較して、明確に、破砕効果が不在であることを示す。これは、図３の画像３４に対する従来電子またはソフトウェア調整の結果として階段状に破砕される。
【００２５】
図８は、図７のキーストーン補正画像６４の最終結果の表示の図８０である。画像８０は、出力完全光学画像の電子装置表示画面（図６、ステップ７）への投射を表し、電子表示装置（図６、ステップ６）への電子キーストーン補正出力画像の伝送に続いて、電子表示画面に表示される画像である。図２に示されるコンピュータ表示画像２０の元の矩形の形が復元され、それによりキーストーン補正画像６４の台形幾何学形状は、出力光学画像８０によって示されなくなり、画像８０では、ピクセルの上部線の幅９０は、ピクセルの底部線の幅９２に等しい。さらに、任意の種類の破砕の不在は、図７の画像６４に類似して、画像８０に維持される。これは、まっすぐな破砕のない数値データ８２、テキストデータ８４、左画像側８６、および右画像側８８、図８の画像８０のすべてによって証明される。
本発明は、その特定の実施形態に関して説明されてきたが、多くの代替策、修正および変形が当業者に明らかとなることは明白である。したがって、添付の特許請求の精神および幅広い範囲に該当するすべてのこのような代替策、修正および変動を包含することが意図される。
【００２６】
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【図面の簡単な説明】
【図１】  台形歪みにより変形されたデジタル正方形の図である。
【図２】  電子装置の表示画面上に投射された元の（歪んでいない）画像の一例の図である。
【図３】  図２に示されている画像の（光学調整だけから生じる）台形歪みの図である。
【図４】  線の破砕を生じさせる、図３に示されている一例の（光学歪みに反対）従来の電子歪みの図である。
【図５】  本発明による電子キーストーン補正の方法の好ましい実施形態のフローダイアグラムである。
【図６】  本発明による電子キーストーン補正方法を実現する詳細な好ましい実施形態のフローダイアグラムである。
【図７】  図３に示される歪んだ画像に対する本発明の電子キーストーン補正の適用の一例の図である。
【図８】  図７のキーストーン補正画像の最終結果の表示の図である。
【符号の説明】
１０  デジタル正方形（正方形、台形に歪められた正方形）、１２  ｘ軸、１３ｙ軸、１４  底部幅、１６  左側（側面破砕）、１７  右側（側面破砕）、１８  台形基線（点線）、２０  画像（コンピュータ表示画像）、２２、３６、６６、８２  数値データ、２４、３８、６８、８４  テキストデータ、２６、４０、５４、７０  左側、２８、４２、５６、７２  右側、３０、６０、７６、９０  ピクセルの上部線の幅、３２、６２、７８、９２  ピクセルの底部線の幅、３４  画像、４４  上部ピクセル線（上部線、ピクセル）、４６  底部ピクセル線（底部線、ピクセル）、４８  画像、５８  破砕（ステップ、セクション）、６４  画像（キーストーン補正画像）、７４  セクション、８０  画像（出力光学画像）、８６  左画像側、８８  右画像側。
【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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