(57)【要約】【課題】投写対象となる画像に対してキーストン補正を行う場合に画質の劣化を抑制しつつ適切に補間処理を行うことが可能なプロジェクタ等を提供すること。【解決手段】プロジェクタ１００が、投写角度に関する投写角度指標値を演算する演算部１２２と、画像に対して補間処理を行うことによってキーストン補正を行う補正部１２４とを含んで構成され、補正部１２２が、前記画像の解像度が第１の所定値以上の場合であって、かつ、前記投写角度指標値が第２の所定値より大きい場合、あるいは、前記画像の解像度が第１の所定値未満の場合、前記画像に対して前記補間処理として詳細補間処理を行い、前記画像の解像度が第１の所定値以上の場合であって、かつ、前記投写角度指標値が第２の所定値以下の場合、前記画像に対して前記補間処理として前記詳細補間処理よりも簡略化された簡略補間処理を行うように構成される。【選択図】図１
2007325151.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
投写対象となる画像に対してキーストン補正を行う画像処理システムにおいて、
前記画像に対して補間処理を行うことによって前記キーストン補正を行う補正部と、
を含み、
前記補正部は、
前記画像の解像度が第１の所定値以上の場合であって、かつ、投写角度指標値が第２の所定値より大きい場合、あるいは、前記画像の解像度が第１の所定値未満の場合、前記画像に対して前記補間処理として詳細補間処理を行い、
前記画像の解像度が第１の所定値以上の場合であって、かつ、前記投写角度指標値が第２の所定値以下の場合、前記画像に対して前記補間処理として前記詳細補間処理よりも簡略化された簡略補間処理を行うことを特徴とする画像処理システム。
【請求項２】
請求項１記載の画像処理システムにおいて、
投写距離と、投写角度とに基づき、前記投写角度指標値を演算する演算部を含むことを特徴とする画像処理システム。
【請求項３】
請求項１、２のいずれかに記載の画像処理システムにおいて、
前記詳細補間処理は、バイキュービック法であって、
前記簡略補間処理は、バイリニア法であることを特徴とする画像処理システム。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の画像処理システムと、
前記キーストン補正の行われた画像を投写する投写部と、
を含むプロジェクタ。
【請求項５】
投写対象となる画像に対してキーストン補正を行うためのプログラムであって、
コンピュータを、前記画像に対して補間処理を行うことによって前記キーストン補正を行う補正部として機能させ、
前記補正部は、
前記画像の解像度が第１の所定値以上の場合であって、かつ、投写角度指標値が第２の所定値より大きい場合、あるいは、前記画像の解像度が第１の所定値未満の場合、前記画像に対して前記補間処理として詳細補間処理を行い、
前記画像の解像度が第１の所定値以上の場合であって、かつ、前記投写角度指標値が第２の所定値以下の場合、前記画像に対して前記補間処理として前記詳細補間処理よりも簡略化された簡略補間処理を行うことを特徴とするプログラム。
【請求項６】
コンピュータにより読み取り可能な情報記憶媒体であって、
請求項５に記載のプログラムを記憶した情報記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、キーストン補正を行う画像処理システム、プロジェクタ、プログラムおよび情報記憶媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１（特開２００４−１０９２４６号公報）では、撮影画像の歪みを補正する手法として、ニアレストネイバー法、バイリニア法、バイキュービック法を用いることが記載されている。しかし、特許文献１には、どのような場合にどの補間処理を行うかは記載されていない。
【０００３】
また、米国Adobe社の画像処理ソフトであるPhotoShop（登録商標）は、画像の特徴に応じてニアレストネイバー法、バイリニア法、バイキュービック法のうちどの補間処理を行うかを自動的に決定して画像の縮小処理を行う機能を有している。
【特許文献１】特開２００４−１０９２４６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、プロジェクタが画像を投写する場合、観察される画像の画質に対して、画像の特徴だけでなく、投写角度も影響する。このため、プロジェクタが画像を投写する場合は、画像処理ソフトで用いられている手法をそのまま採用することはできない。
【０００５】
本発明の目的は、投写対象となる画像に対してキーストン補正を行う場合に画質の劣化を抑制しつつ適切に補間処理を行うことが可能な画像処理システム、プロジェクタ、プログラムおよび情報記憶媒体を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明に係る画像処理システムは、投写対象となる画像に対してキーストン補正を行う画像処理システムにおいて、
前記画像に対して補間処理を行うことによって前記キーストン補正を行う補正部を含み、
前記補正部は、
前記画像の解像度が第１の所定値以上の場合であって、かつ、投写角度指標値が第２の所定値より大きい場合、あるいは、前記画像の解像度が第１の所定値未満の場合、前記画像に対して前記補間処理として詳細補間処理を行い、
前記画像の解像度が第１の所定値以上の場合であって、かつ、前記投写角度指標値が第２の所定値以下の場合、前記画像に対して前記補間処理として前記詳細補間処理よりも簡略化された簡略補間処理を行うことを特徴とする。
【０００７】
また、本発明に係るプロジェクタは、上記画像処理システムと、
前記キーストン補正の行われた画像を投写する投写部と、
を含むことを特徴とする。
【０００８】
また、本発明に係るプログラムは、投写対象となる画像に対してキーストン補正を行うためのプログラムであって、
コンピュータを、前記画像に対して補間処理を行うことによって前記キーストン補正を行う補正部として機能させ、
前記補正部は、
前記画像の解像度が第１の所定値以上の場合であって、かつ、投写角度指標値が第２の所定値より大きい場合、あるいは、前記画像の解像度が第１の所定値未満の場合、前記画像に対して前記補間処理として詳細補間処理を行い、
前記画像の解像度が第１の所定値以上の場合であって、かつ、前記投写角度指標値が第２の所定値以下の場合、前記画像に対して前記補間処理として前記詳細補間処理よりも簡略化された簡略補間処理を行うことを特徴とする。
【０００９】
また、本発明に係る情報記憶媒体は、コンピュータにより読み取り可能な情報記憶媒体であって、
上記プログラムを記憶したことを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、画像処理システム等は、画像の解像度と投写角度指標値を基準として適用する補間処理を決定することにより、投写対象となる画像に対してキーストン補正を行う場合に画質の劣化を抑制しつつ適切に補間処理を行うことができる。
【００１１】
より具体的には、画像処理システム等は、解像度が小さい場合は演算対象となる画素数が少ないため、詳細補間処理を行っても演算時間を抑制しつつ補間処理を行うことができる。また、画像処理システム等は、解像度が大きい場合は演算対象となる画素数は多いが、投写角度が大きい場合は画質劣化が大きくなるため、詳細補間処理を行うことにより画質劣化を抑制することができる。
【００１２】
また、画像処理システム等は、解像度が大きく、かつ、投写角度が小さい場合は画質の劣化は少ないため、簡略補間処理を行うことにより、処理対象画素が多くても演算時間を抑制しつつ補間処理を行うことができる。
【００１３】
また、前記画像処理システムおよび前記プロジェクタは、
投写距離と、投写角度とに基づき、前記投写角度指標値を演算する演算部を含んでもよい。
【００１４】
また、前記プログラムおよび前記情報記憶媒体は、
投写距離と、投写角度とに基づき、前記投写角度指標値を演算する演算部としてコンピュータを機能させてもよい。
【００１５】
これによれば、画像処理システム等は、投写角度と投写距離に応じて投写角度指標値を演算することにより、投写距離が変わる場合であっても適切な補間処理を行うことができる。
【００１６】
また、前記詳細補間処理は、バイキュービック法であって、
前記簡略補間処理は、バイリニア法であってもよい。
【００１７】
これによれば、画像処理システム等は、バイキュービック法による補間処理を行うことにより、詳細な補間処理を行うことができ、バイリニア法による補間処理を行うことにより、より短時間で補間処理を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明をプロジェクタに適用した場合を例に採り、図面を参照しつつ説明する。なお、以下に示す実施例は、特許請求の範囲に記載された発明の内容を何ら限定するものではない。また、以下の実施例に示す構成の全てが、特許請求の範囲に記載された発明の解決手段として必須であるとは限らない。
【００１９】
図１は、本実施例におけるプロジェクタ１００の機能ブロック図である。
【００２０】
プロジェクタ１００は、ＰＣ(Personal Computer)等から画像情報を入力する画像情報入力部１１０と、画像情報等に基づいてキーストン補正等を行う画像処理システム１２０と、キーストン補正等の行われた画像情報に基づいて画像を投写する投写部１９０とを含んで構成されている。
【００２１】
また、画像処理システム１２０は、投写角度に関する投写角度指標値を演算する演算部１２２と、画像に対して補間処理を行うことによってキーストン補正を行う補正部１２４とを含む。
【００２２】
また、投写部１９０は、投写部１９０の傾き等に基づいて垂直方向の投写角度を判定する投写角度判定部１９２を含む。
【００２３】
なお、このような機能をプロジェクタ１００に実装するためのハードウェアとしては、例えば、以下のものを適用できる。
【００２４】
例えば、画像情報入力部１１０としては入力ポート等、演算部１２２としてはＣＰＵ等、補正部１２４としてはＣＰＵ、画像処理回路、ＲＡＭ等、投写部１９０としては、光源、液晶パネル、液晶駆動ドライバ等を適用できる。
【００２５】
また、これらの各部は、その一部または全部を、回路のようにハードウェア的に実装してもよいし、プログラムのようにソフトウェア的に実装してもよい。
【００２６】
さらに、補正部１２４等としてコンピュータを機能させるためのプログラムを記憶した情報記憶媒体２００からプログラムを読み取って補正部１２４等の機能をコンピュータに実装させてもよい。
【００２７】
このような情報記憶媒体２００としては、例えば、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤ等を適用でき、そのプログラムの読み取り方式は接触方式であっても、非接触方式であってもよい。
【００２８】
また、情報記憶媒体２００に代えて、上述した各機能を実装するためのプログラム等を、伝送路を介してホスト装置等からダウンロードすることによって上述した各機能を実装することも可能である。
【００２９】
次に、これらの各部を用いたキーストン補正処理の流れについて説明する。
【００３０】
図２は、本実施例におけるキーストン補正処理の流れを示すフローチャートである。
【００３１】
画像情報入力部１１０は、ＰＣ等から画像情報を入力する（ステップＳ１）。なお、画像情報は、例えば、画像の解像度を示す情報と、画像を表示するための情報（例えば、ＲＧＢ値等）を含む。
【００３２】
補正部１２４は、画像情報に基づき、画像の解像度が第１の所定値（例えば、ＳＶＧＡ、すなわち、８００×６００画素等）未満であるかどうかを判定する（ステップＳ２）。なお、本実施例では、第１の所定値はＳＶＧＡであるものとする。また、画像情報に画像の解像度を示す情報が含まれない場合、補正部１２４は、同期信号に基づいて画素数を数えて判定すればよい。
【００３３】
画像の解像度がＳＶＧＡ未満の場合（例えば、６４０×４８０画素、７２０×４８０画素等）、補正部１２４は、詳細補間処理として、画像情報に対してバイキュービック法による補間処理を行うことによってキーストン補正を行う（ステップＳ３）。
【００３４】
一方、画像の解像度がＳＶＧＡ以上の場合（例えば、８００×６００画素、１２８０×１０２４画素、１２８０×７２０画素、１９２０×１０８０画素等）、演算部１２２は、投写角度に関する投写角度指標値を演算する（ステップＳ４）。
【００３５】
ここで、投写角度指標値の演算処理の流れについて説明する。
【００３６】
図３は、本実施例における投写角度指標値ｂ０の演算処理の流れを示すフローチャートである。また、図４は、液晶パネルにおける補正前画像と補正後画像を示す図である。
【００３７】
まず、演算部１２２は、液晶パネルにおけるキーストン補正後の画像の４隅の座標値を演算する（ステップＳ１１）。
【００３８】
図４に示すように、キーストン補正前の画像の４隅をA(xa,ya),B(xb,yb),C(xc,yc),D(xd,yd)とし、キーストン補正後の画像の４隅をA'(xa',ya'),B'(xb',yb'),C'(xc',yc'),D'(xd',yd')とする。なお、液晶パネルの４隅とＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄは一致するので、Ａ〜Ｄの座標値は既知の値である。
【００３９】
Ａ’、Ｂ’、Ｃ’、Ｄ’の座標値を演算する手法としては、例えば、投写された画像をＣＣＤカメラで撮像してＣＣＤカメラの撮像面における画像の座標値と液晶パネルの座標値とを対応付けて演算する手法、投写角度および投写距離に基づいて演算する手法等を採用可能である。
【００４０】
より具体的には、例えば、投写角度および投写距離に基づいて求める手法の場合、演算部１２２は、まず、スクリーンに投写された画像（スクリーン外の画像も含む）を包含可能な最大の長方形であって、かつ、水平短辺を基準として左右対称で液晶パネルのアスペクト比と同じアスペクトの長方形のスクリーン平面における４隅の３次元座標値を演算する。そして、演算部１２２は、この長方形を投写光軸を法線とし、液晶パネルを投写角度分傾けた平面に投影した状態における上記長方形の４隅の３次元座標値を演算する。そして、演算部１２２は、当該平面における液晶パネルを傾きのない状態に戻した状態における上記長方形の４隅の３次元座標値を演算することによって座標Ａ’、Ｂ’、Ｃ’、Ｄ’の３次元座標値を求めることができる。なお、実際に後述の投射角度指標値演算で用いられるのは、座標Ａ’、Ｂ’、Ｃ’、Ｄ’の２次元座標値である。
【００４１】
そして、演算部１２２は、座標Ａ〜Ｄ、座標Ａ’〜Ｄ’の座標値に基づき、投写角度指標値を演算する（ステップＳ１２）。以下、投写角度指標値の演算式について説明する。
【００４２】
まず、補正後画像の左下の頂点が補正前画像の左下の頂点と一致するように補正後画像を移動させる。
【００４３】
図５は、補正後画像の左下の頂点が補正前画像の左下の頂点と一致するように補正後画像を移動させた状態を示す図である。
【００４４】
図５に示すように、補正後画像の左下の頂点および補正前画像の左下の頂点ＡおよびＡ’を原点(0,0)とすると、B(xb-xa,0)、C(xc-xa,yc-ya)、D(0,yd-ya)となり、B'(xb'-xa',yb'-ya')、C'(xc'-xa',yc'-ya')、D'(xd'-xa',yd'-ya')となる。
【００４５】
また、各頂点の座標を、
A(0, 0)
B( x2, y2 ) = B( xb-xa, yb-ya)
C( x3, y3 ) = B( xc-xa, yc-ya)
D( x4, y4 ) = B( xd-xa, yd-ya)
A’(0, 0)
B’( xo2, yo2 ) = B’(xb’-xa’, yb’-ya’)
C’( xo3, yo3 ) = C’(xc’-xa’, yc’-ya’)
D’( xo4, yo4 ) = D’(xd’-xa’, yd’-ya’)
とする。
【００４６】
これらの各頂点座標と射影変換の変形式から、
【数１】
2007325151.tif 000003
が成立する。なお、式（１）において、ａ０、ａ１、ａ２、ｂ０、ｂ１、ｂ２、ｃ０、ｃ１、ｃ２は変数である。
【００４７】
図６は、図５に示す補正後画像を変形した状態を示す図である。
【００４８】
図６に示すように補正後画像を変形し、補正後画像が、上辺が短い台形状であるものとする。また、各頂点の座標を、B(width, 0)、C(width, height)、D(0, height)、B'(wd, 0)とし、線分C'D'の長さをwu、補正後画像の高さをｈとする。
【００４９】
また、図５に示すように、頂点Ａの座標および頂点Ａ’の座標は原点であるため、式（１）におけるｃ１＝ｃ２＝０である。また、垂直方向のみの歪みを前提とした場合、ａ０＝ａ２＝０である。
【００５０】
したがって、式（１）に図６に示す値を代入すると、
【数２】
2007325151.tif 000004
となる。
【００５１】
式（２）を簡単にするため、ｃ０＝ｗｉｄｔｈ、ａ１＝ｗｄ、ｋ＝（ｗｄ−ｗｕ）／２とすると、
【数３】
2007325151.tif 000005
となる。
【００５２】
本実施例では、式（３）における変数ｂ０を投写角度指標値として用いる。液晶パネルの４隅の座標ＡＢＣＤの座標値は既知であるため、式（３）におけるｈｅｉｇｈｔおよびｗｉｄｔｈは既知であり、投写角度によって変動しない定数である。一方、（ｗｄ−ｗｕ）／ｗｕ、すなわち、（補正後画像の底辺の長さ−補正後画像の上辺の長さ）／補正後画像の上辺の長さは、投写角度または投写距離によって変動する。したがって、プロジェクタ１００は、変数ｂ０を投写角度指標値として用いることにより、投写角度と投写距離を反映した画像の歪み具合を適切に把握することができる。
【００５３】
以上の手順により、演算部１２２は、ステップＳ１１で求めた補正後画像の座標Ａ’〜Ｄ’の座標値と、補正前画像の座標Ａ〜Ｄの座標値に基づいてｗｄ、ｗｕ、ｈｅｉｇｈｔ、ｗｉｄｔｈを演算し、投写角度指標値ｂ０を演算することができる。
【００５４】
補正部１２４は、投写角度指標値ｂ０が第２の所定値以下かどうかを判定する（ステップＳ５）。なお、第２の所定値は投写環境によって変動する。例えば、投写角度が上下４５度以内、プロジェクタ１００からスクリーンまでの投写距離が１．６ｍ、スクリーンにおける投写画像の大きさが、横が約１ｍ、縦が約７５ｃｍの場合、第２の所定値は０．２である。第２の所定値が０．２の場合、投写角度は約２０度である。
【００５５】
補正部１２４は、投写角度指標値ｂ０が第２の所定値以下の場合、簡略補間処理として、画像情報に対してバイリニア法による補間処理を行うことによってキーストン補正を行う（ステップＳ６）。
【００５６】
一方、補正部１２４は、投写角度指標値ｂ０が第２の所定値より大きい場合、詳細補間処理として、画像情報に対してバイキュービック法による補間処理を行うことによってキーストン補正を行う（ステップＳ７）。
【００５７】
そして、投写部１９０は、ステップＳ３、Ｓ６、Ｓ７のいずれかの処理によってキーストン補正の行われた画像情報に基づき、スクリーン等の投写対象領域において歪みのない画像を投写する（ステップＳ８）。
【００５８】
以上のように、本実施例によれば、プロジェクタ１００は、画像の解像度と投写角度指標値を基準として適用する補間処理を決定することにより、投写対象となる画像に対してキーストン補正を行う場合に画質の劣化を抑制しつつ適切かつ高速に補間処理を行うことができる。
【００５９】
より具体的には、プロジェクタ１００は、解像度が小さい場合は演算対象となる画素数が少ないため、バイキュービック法による詳細補間処理を行っても演算時間を抑制しつつ補間処理を行うことができる。また、画像処理システム等は、解像度が大きい場合は演算対象となる画素数は多いが、投写角度が大きい場合は画質劣化が大きくなるため、バイキュービック法による詳細補間処理を行うことにより画質劣化を抑制することができる。
【００６０】
また、本実施例によれば、プロジェクタ１００は、投写距離と、投写角度とに基づき、投写角度指標値を演算することにより、投写距離が変わる場合であっても適切な補間処理を行うことができる。
【００６１】
また、プロジェクタ１００は、解像度が大きく、かつ、投写角度が小さい場合は画質の劣化は少ないため、バイリニア法による簡略補間処理を行うことにより、処理対象画素が多くても演算時間を抑制しつつ補間処理を行うことができる。
【００６２】
なお、本発明の適用は、上述した実施例に限定されず、種々の変形が可能である。
【００６３】
例えば、上述した実施例では、補正部１２４は、詳細補間処理としてバイキュービック法、簡略補間処理としてバイリニア法を用いたが、具体的な補間処理方法は上述した実施例に限定されない。例えば、補正部１２４は、詳細補間処理としてバイリニア法、簡略補間処理としてニアレストネイバー法を用いてもよい。
【００６４】
また、投写角度指標値は、変数ｂ０に限定されず、投写角度を直接的または間接的に示す種々の値を採用可能である。例えば、投写角度指標値は投写角度であってもよい。この場合、補正部１２４は、第２の所定値として、例えば、２０度を採用してもよい。また、投写角度指標値として投写角度が用いられる場合、演算部１２２は不要である。
【００６５】
また、プロジェクタ１００は、液晶プロジェクタに限定されず、例えば、ＤＬＰプロジェクタ、ＣＲＴプロジェクタ、ＬＥＤプロジェクタ等であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本実施例におけるプロジェクタの機能ブロック図である。
【図２】本実施例におけるキーストン補正処理の流れを示すフローチャートである。
【図３】本実施例における投写角度指標値の演算処理の流れを示すフローチャートである。
【図４】液晶パネルにおける補正前画像と補正後画像を示す図である。
【図５】補正後画像の左下の頂点が補正前画像の左下の頂点と一致するように補正後画像を移動させた状態を示す図である。
【図６】図５に示す補正後画像を変形した状態を示す図である。
【符号の説明】
【００６７】
１００  プロジェクタ、１１０  画像情報入力部、１２０  画像処理システム、１２２  演算部、１２４  補正部、１９０  投写部、１９２  投写角度判定部、２００  情報記憶媒体
【図１】
2007325151.tif 000006
【図２】
2007325151.tif 000007
【図３】
2007325151.tif 000008
【図４】
2007325151.tif 000009
【図５】
2007325151.tif 000010
【図６】
2007325151.tif 000011