(57)【要約】【課題】スクリーンに投影される投影画像の色度、輝度等が変化しても、画像が見づらくならないような額縁画像付きの画像投影方法を提供する。【解決手段】投影画像の周囲を額縁状の画像４で囲い、額縁状の画像４の色又は輝度を投影画像３の外周領域の色又は輝度に応じて変化させる。額縁状の画像４の輝度は、投影画像３の外周領域の平均輝度で決定し、また、所定の時間の平均輝度で決定することができる。なお、投影画像３の外周領域の平均輝度が所定値より小さい場合は、額縁状の画像４の輝度を所定値より大きくし、投影画像３の外周領域の平均輝度が所定値より大きい場合は、額縁状の画像４の輝度を所定値より小さくする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像をスクリーン等に投影して表示する画像投影方法であって、投影画像の周囲を額縁状の画像で囲い、該額縁状の画像の色又は輝度を前記投影画像の外周領域の色又は輝度に応じて変化させることを特徴とする画像投影方法。
【請求項２】
前記額縁状の画像の輝度を、前記投影画像の外周領域の平均輝度で決定することを特徴とする請求項１に記載の画像投影方法。
【請求項３】
前記額縁状の画像の輝度を、前記投影画像の外周領域の所定の時間の平均輝度で決定することを特徴とする請求項２に記載の画像投影方法。
【請求項４】
前記投影画像の外周領域の平均輝度が所定値より小さい場合は、前記額縁状の画像の輝度を前記所定値より大きくすることを特徴とする請求項２又は３に記載の画像投影方法。
【請求項５】
前記投影画像の外周領域の平均輝度が所定値より大きい場合は、前記額縁状の画像の輝度を前記所定値より小さくすることを特徴とする請求項２又は３に記載の画像投影方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶プロジェクタ等で投影される画像を額縁状の画像で囲って表示する画像投影方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶プロジェクタを用いてスクリーンに画像を拡大して表示する場合、スクリーン自体に額縁を備えていれば、その額縁内に画像が投射される。しかし、額縁状の縁を備えないスクリーン、或いは壁面等を利用した簡易なスクリーンも多く用いられている。このようなスクリーンに画像を投影した場合、投影画像の色や輝度によっては、投影画像の境界が不鮮明となって画像品質を低下させ、視覚的にも見づらくなる。このため、フロントプロジェクタのように、大きなスクリーンに動画或いは静止画を投影して表示する場合、画像の周囲に額縁状の縁をつけることにより、画像表示領域を明確にし画像を見やすくするということが提案されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、光変調表示素子を用いた拡大投影型の画像表示装置で、画像表示領域の周囲を、均一でくっきりとした鮮明な黒い領域で囲むことが開示されている。具体的には、光変調表示素子として反射型液晶素子を用い、その画像表示領域の周囲に、画像表示領域で制御される光強度の最低値以下の均一な光強度を示す、例えば、着色層等で遮光のための周囲領域を設けている。
【特許文献１】特開平９−１４６０７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来、額縁のないスクリーンに投影される投影画像の周囲に、画像投影により額縁状の縁をつける方法として、上述の特許文献１に開示されるように、画像表示領域の周縁は、一定の色又は輝度を有し、適当な幅で形成するのが一般的であった。しかし、画像表示領域における投影画像の色あるいは輝度は、通常、一定ではなく投影画像が変更されたり、また、時間とともに変化したりする。この場合、投影画像の色や輝度と、額縁状の画像の色や輝度とが同じとなってその境界が不明となることがある。また、色や輝度が同じでなくても、投影画像と額縁状の画像との色相がマッチしなかったり、周囲の照明の状態によっては、かえって画像が見づらくなることがある。
【０００５】
本発明は、上述した実情に鑑みてなされたもので、スクリーンに投影される投影画像の色度、輝度等が変化しても、画像が見づらくならないような額縁画像付きの画像投影方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明による画像投影方法は、画像をスクリーンに投影して表示する方法であって、投影画像の周囲を額縁状の画像で囲い、額縁状の画像の色又は輝度を投影画像の外周領域の色又は輝度に応じて変化させる。額縁状の画像の輝度は、投影画像の外周領域の平均輝度で決定し、また、所定の時間の平均輝度で決定することができる。なお、投影画像の外周領域の平均輝度が所定値より小さい場合は、額縁状の画像の輝度を所定値より大きくし、投影画像の外周領域の平均輝度が所定値より大きい場合は、額縁状の画像の輝度を所定値より小さくする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、投影画像の外周に投影される額縁状の画像の色又は輝度は、投影画像の外周領域の色又は輝度に応じて変化し、常に投影画像を目立たせて見やすくなるようにすることが可能となる。また、額縁状の画像の色又は輝度設定は、入力される投影画像の画像データからリアルタイムで算出することができ、自動的に設定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図により本発明の実施の形態を説明する。図１は、本発明による画像投影方法の概略を説明する図、図２は額縁状の画像を設定する画素の状態を説明する図である。図中、１はプロジェクタ、２はスクリーン、３は投影画像、４は額縁状の画像（額縁画像）、５は境界ライン、６は投影画像用画素、７は額縁画像用画素、８は外周領域を示す。
【０００９】
本発明の画像投影方法は、プロジェクタ１等からの投影された画像を、スクリーン２に写して拡大された画像３として表示する方法である。スクリーン２上に投影される画像３は、プレゼンテーションなどで使用されるＯＨＰや写真等の静止画像であったり、ＴＶ放送やＤＶＤ等の動画であったり、種々の投影画像を対象とすることができる。本発明は、このような画像投影で、投影画像３の周囲を額縁状の画像４（以下、額縁画像という）で囲って枠付けすることにある。
【００１０】
この額縁画像４は、通常、ホワイトボード、白壁等を利用したスクリーンやその他の簡易スクリーンで、額縁を備えていないスクリーン２に投影される画像に対して、投影画像３の領域を明確にして視覚的に目立たせ、また、臨場感を与えて投影画像を気楽で見やすくすることができる。ただ、投影画像３の色や輝度が変化したとき、額縁画像４が投影画像３を目立たせているか否かは、額縁画像４の色とか輝度が、投影画像のそれと比べて差があることによる。額縁画像４と投影画像３の色とか輝度が同一なら、額縁画像４としての意味をなさないことは明白であるが、どの程度の差があればよいかということも、人の視覚感覚に個人差があるため、明確に定めることは難しい。
【００１１】
また、額縁画像４を投影画像３とは独立した別個の画像と捉えれば、投影画像３を見ながら額縁画像４の色や輝度を操作者の判断で、適宜変更することは可能であるが、操作者の感覚で行うため偏ったものとなり、操作者には、常に投影状態を監視するという負担を伴なうこととなる。したがって、額縁画像４の色又は輝度は、投影画像３の色又は輝度の変化に応じて、所定の色差あるいは輝度差を有するように自動的に設定されるのが望ましい。
【００１２】
また、額縁画像４を形成するため、本発明では図２に示すように、投影画像３と額縁画像４の境界ライン５を定め、境界ライン５の内側の画像データを光学的に変換する画素を投影画像用画素６とし、境界ライン５の外側の画素を額縁画像用画素７としている。なお、説明の便宜上、額縁画像用画素７を１ライン１列で示しているが、必要に応じて複数ライン複数列で定めることができる。なお、額縁画像用画素７は、既存の画素配列の外周部の画素を割り当てることとなるが、額縁画像用として追加してもよい。
【００１３】
本発明においては、額縁画像用画素７を起動するための画像データとして、投影画像用画素６に加えられる画像データが利用される。この場合の投影画像３の画像データは、投影画像３の外周領域８の画素に対するものを用いるのが望ましい。すなわち、投影画像３の外周領域８の投影画像用画素６の色又は輝度を、それを囲む額縁画像用画素７に反映させることにより、境界ライン５を境にした色差又は輝度差を設定することができる。この結果、額縁画像４の色又は輝度は、投影画像３の外周領域８の色又は輝度と関連したものとなり、境界ライン５を境に、投影画像３を明瞭にすることができる。
【００１４】
額縁画像用画素７に対して、投影画像用画素６の画像データを反映させる具体例としては、例えば、額縁画像用画素７（０ライン部分）の６列目の画素は、投影画像用画素６（１，２，３ライン部分）の５，６，７列目の合計９個の画素分の平均値の色又は輝度を対応させて設定する。また、額縁画像用画素７（０列部分）の７ライン目の画素は、投影画像用画素６（１列部分）の６，７，８ライン目の合計３個の画素分の平均値の色又は輝度を対応させて設定することもできる。
【００１５】
なお、上述のように、額縁画像用画素７の１画素ごとに、その周辺の投影画像用画素６の画像データを対応させて色又は輝度を決定するようにしてもよいが、額縁画像用画素７の０ライン部分全部を、投影画像用画素６の１，２，３ライン部分全部（１〜Ｍ列まで）の画像データの平均値を参考に、一様な色又は輝度とするようにしてもよい。また、額縁画像用画素７の０列部分全部を、投影画像用画素６の１，２，３列部分全部（１〜Ｎラインまで）の画像データの平均値を参考に、一様な色又は輝度とするようにしてもよい。
【００１６】
さらには、投影画像３の外周部分（例えば、上下３ライン分と左右３列分）の投影画像用画素６の画像データの平均値を参考に、額縁画像４の全部の額縁画像用画素７の色又は輝度を一様に設定するようにしてもよい。これら、複数の画像データの平均値を用いて、額縁画像用画素７の全体を一様に設定することにより、その演算負荷を軽減し、演算速度を速めることができる。
【００１７】
図３（Ａ）〜図４（Ｂ）は、上述した方法で、額縁画像４の色又は輝度の設定例を説明する図である。図３（Ａ）は、投影画像３が比較的明るい画像で輝度が全体的に大きい画像例である。この投影画像３の外周領域８の部分の画像データから、例えば、その平均輝度値を算出する。この平均輝度値をもとに額縁画像４の全体を一様な輝度値で設定する。投影画像３の平均輝度値が比較的大きく、所定の閾値以上であるとすれば、額縁画像４の輝度を閾値より小さい輝度値とし、投影画像３をより明るく見えるようにする。
【００１８】
図３（Ｂ）は、投影画像３が比較的暗い画像で輝度が全体的に小さい画像例である。この場合も、投影画像３の外周領域８の部分の画像データから、その平均輝度値を算出する。そして、この輝度値をもとに額縁画像４の全体を一様な輝度値で設定する。投影画像３の平均輝度値が比較的小さく、所定の閾値以下であるとすれば、額縁画像４の輝度を閾値より大きい輝度値とし、投影画像３の暗さをより引き締めるようにする。
【００１９】
図４（Ａ）は、投影画像３に明るい部分と暗い部分がある場合に、投影画像３の明るい領域の額縁画像４の輝度値を小さくして、投影画像３の明るい領域を目立たせる。投影画像３の暗い領域の額縁画像４の輝度値を大きくして、投影画像３の暗い領域を引き締めるようにして目立たせる。このように、１つの額縁画像４で輝度を異ならせる場合は、図２で説明したように、額縁画像４の画素単位ごとに、投影画像３の外周領域８で画素単位周辺の投影画像の画素の画像データを参考にして色又は輝度を決定するか、或いは、額縁画像４を幾つかの小領域に区切って色又は輝度を決定するようにすればよい。
【００２０】
図４（Ｂ）は、額縁画像４の色を変えることにより、投影画像３を目立たせるようにする例を説明する図である。画像の色に関しては、色相、彩度、明度に関する要素が関係するが、これらの度合による色差を異ならせることにより額縁画像４と投影画像３の境界を明確にすることができる。色を異ならせる一例として、例えば、投影画像の色に対して額縁画像を補色の関係にある色にすることが考えられる。例えば、図４（Ｂ）で投影画像３の空の上半部は青色で、山の下半部が緑色であるとき、額縁画像４の上半部を青の補色である黄色、下半部を緑色の補色である紫赤とする。
【００２１】
しかし、額縁画像４の色を補色により選定するのは単なる一例であって、色の色相、彩度あるいは明度等による色差を与えることによって、明るい画像はより明るく、暗い画像はより暗くなるようにできればよい。これには、投影画像３と額縁画像４の色による色差あるいは輝度差、また、これらを併用することで実現可能とすることができる。
【００２２】
図５は本発明による画像投影方法を実施する構成例を説明する図で、１０は遅延手段、１１はメモリ、１２は画像切り出し手段、１３は輝度演算手段、１４は額縁輝度決定手段、１５は閾値設定手段、１６は額縁画像生成手段、１７は画像合成手段を示す。図に示す例は、例えば、入力画像データは、静止画像あるいは動画でＤＶＤ等から供給され、額縁付画像データとして出力し、スクリーン等に投影して拡大表示するものとする。
【００２３】
入力画像データは、投影画像用として遅延手段１０に送出されるとともに、額縁画像形成用として、メモリ１１に入力される。画像切り出し手段１２により、メモリ１１からフレーム単位で投影画像が読み出され、例えば、投影画像の外周領域が切り出され該領域の画像データが抽出される。抽出された画像データは、輝度演算手段１３から画像の外周領域の輝度値の平均値を算出する。この輝度値は、設定された所定の領域で、画素単位、区分けされた小領域単位、或いは設定された領域全部の平均値などで算出することができる。また、画像のフレーム単位で算出した後、所定のフレーム数（所定の時間を意味する）の平均値を算出してもよい。
【００２４】
算出された輝度値は、閾値設定手段１５により予め設定された所定の輝度値を参照して、額縁輝度決定手段１４により投影画像に適した額縁画像の輝度値が決定される。額縁画像の輝度値が決定されると、額縁画像生成手段１６により額縁画像の色の輝度を設定し、額縁画像を生成する。この額縁画像は、画像合成手段１７により、遅延手段１０を経て送出された投影画像と合成して、額縁付画像データとして送出する。なお、額縁画像と投影画像は、別々に出力し、スクリーン上で合成するようにしてもよい。
【００２５】
図６は、額縁画像の輝度値を決定する一例を説明する図である。投影画像から算出された平均輝度に対して、所定の閾値を設定し、この閾値を基準に額縁画像の輝度値を設定することができる。すなわち、輝度の閾値が図６のように設定されたとすると、投影画像の所定領域の輝度が、この閾値より小さ（暗）ければ、額縁画像の輝度値をこの閾値より多少大きくなるように正のオフセットをかける。これにより、画像の暗さ（黒）をより引き締める効果を持たせることができる。反対に、投影画像の所定領域の輝度が、この閾値より大き（明る）ければ、額縁画像の輝度値をこの閾値より多少小さくなるように負のオフセットをかける。これにより、画像の明るさ（白）をより目立たせる効果を持たせることができる。
【００２６】
また、額縁画像の色又は輝度は、投影画像の変化に応じて、リアルタイムで設定変更することができるが、あまり頻繁に変化すると、かえって見づらくなることがある。したがって、輝度の時間的変化に、図６に示すようにヒステリシス特性を持たせて時間的な遅れが生じるようにするとよい。また、輝度値の算出をサンプリングで行い、このサンプリング間隔を大きくすることによって、額縁画像の色又は輝度の時間的変化の間隔を大きくすることもできる。
【００２７】
図７は本発明による画像投影方法のフローの概略を示す図で、先ず、ステップＳ１０１で投影画像の輝度算出の領域が設定される。この設定する領域としては、図２で説明したように、投影画像の外周領域が望ましい。次いで、ステップＳ１０２で、設定された領域内の１フレームにおける平均輝度が算出される。さらに、動画のように画像が変化する場合は、ステップＳ１０３で連続又は奇数或いは偶数フレームというように複数のフレームでの平均輝度を算出して、その平均輝度を算出する。
【００２８】
次いで、ステップＳ１０４にて、所定の閾値等を参照して投影画像を目立たせ或いは強調するような額縁画像の輝度が決定される。この後、ステップＳ１０５で、額縁画像として投影画像に相応しい色（固定又は変更可）が付与され、決定された輝度で画像として出力される。なお、画像として出力する場合、ステップＳ１０６で投影画像と画像合成して出力するようにしてもよい。
【００２９】
以上、図５〜図７では投影画像の輝度データをもとに、額縁画像の輝度値を変える例で説明したが、輝度値に代えて、色の要素、例えば、色相、彩度、明度等を数値化して、その平均値等を算出して額縁画像の色を設定するようにしてもよい。また、上述した輝度値を加えて設定するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明による画像投影方法の概略を説明する図である。
【図２】額縁状の画像を設定する画素の状態を説明する図である。
【図３】投影画像の明暗で額縁画像の全体を一様な輝度値で設定する例を説明する図である。
【図４】投影画像の部分的な明暗に応じて、額縁画像の輝度又は色を部分的に変える例を説明する図である。
【図５】本発明による画像投影方法を実施する構成例を説明する図である。
【図６】本発明における額縁画像の輝度値を決定する一例を説明する図である。
【図７】本発明による画像投影方法のフロー例を示す図である。
【符号の説明】
【００３１】
１…プロジェクタ、２…スクリーン、３…投影画像、４…額縁状の画像（額縁画像）、５…境界ライン、６…投影画像用画素、７…額縁画像用画素、８…外周領域、１０…遅延手段、１１…メモリ、１２…画像切り出し手段、１３…輝度演算手段、１４…額縁輝度決定手段、１５…閾値設定手段、１６…額縁画像生成手段、１７…画像合成手段。
【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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