(57)【要約】【課題】投射画像に歪み補正を行っても文字が読みにくくならないようにする。【解決手段】スクリーン１０６を撮像して歪みを検出する。検出した位置の各々について歪み補正量を算出する。一方で映像信号の解析などから文字列の位置を検出しておく。同一文字列内で歪み補正量の多寡が極端な場合は、文字列全体の補正量が揃うように補正量を決める。【選択図】図１
2016012833.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
投射面に投射画像を投射する画像投射装置であって、
前記投射面に投射された投射画像を撮像する撮像手段と、
撮像された投射画像に基づいて前記投射面に存在する不均一部分を検出する歪み位置検出手段と、
前記不均一部分の情報に基づいて歪み補正を行う歪み補正手段と、
前記歪み補正により劣化する投射画像上の第１の情報の劣化程度に応じて、前記第１の情報を補正する第１の補正手段と、
を備えることを特徴とする、画像投射装置。
【請求項２】
前記第１の情報が文字列であることを特徴とする、請求項１に記載の画像投射装置。
【請求項３】
前記第１の補正手段は、前記歪み補正の補正量の多寡の差が、前記第１の情報の画像の中で、所定の閾値以上である場合に、前記第１の情報を補正することを特徴とする、請求項１又は２に記載の画像投射装置。
【請求項４】
投射面に投射画像を投射する画像投射装置の画像処理方法であって、
前記投射面に投射された投射画像を撮像する撮像ステップと、
撮像された投射画像に基づいて前記投射面に存在する不均一部分を検出する歪み位置検出ステップと、
前記不均一部分の情報に基づいて歪み補正を行う歪み補正ステップと、
前記歪み補正により劣化する投射画像上の第１の情報の劣化程度に応じて、前記第１の情報を補正する第１の補正ステップと、
を有することを特徴とする、画像処理方法。
【請求項５】
投射面に投射画像を投射する画像投射装置に、
前記投射面に投射された投射画像を撮像させる撮像処理と、
撮像された投射画像に基づいて前記投射面に存在する不均一部分を検出する歪み位置検出処理と、
前記不均一部分の情報に基づいて歪み補正を行う歪み補正処理と、
前記歪み補正により劣化する投射画像上の第１の情報の劣化程度に応じて、前記第１の情報を補正する第１の補正処理と、
を実行させることを特徴とする、画像処理プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像投射装置、画像処理方法及びプログラムに関し、特に、投射面に不均一面が存在した場合に行う歪み補正により生じる画質の劣化を抑える技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般にプロジェクタの場合、平面で均一に平らな面に対しプロジェクタが正対していることが前提になっている。プロジェクタと投射面（スクリーン）の設置関係が正対でない場合に、上下及び左右方向への傾きを補正することが従来行われている。補正方法としては、台形補正（キーストン補正）がよく知られている。キーストン補正は、上下左右方向それぞれの直線的な補正を行うもので、プロジェクタと投射面の位置関係が必ずしも正対していない場合に有効に作用する。
【０００３】
ところが、キーストン補正は、スクリーン面の均一性が保たれていない面へ投射した場合、不均一な部分の投射画面は不均一な状態を保持したままとなるため、補正が必ずしも有効ではない。スクリーン面に歪み（ゆがみ）がある場合、その歪みの分まで補正することはできず、歪みはそのまま投射画面となっている。
【０００４】
この状態でも、プロジェクタ側からスクリーン面を撮像する撮像装置により投射画面を撮像してスクリーンの歪みを検出し、歪み補正を行うと、正像に近い画像が表示される（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
しかし、文字列が表示されていた場合、文字列の途中にスクリーンの歪んでいる部分が当たったとするとその部分だけが歪み補正をされるため、同一文字列内に補正された文字、補正されない文字が混在することになり、必ずしも読みやすい状態になっているとは限らず、かえって補正したことにより文字列が読みにくい状態になってしまう。
【０００６】
本明細書では、特に言及がない限り「歪み」は台形補正により好適に補正できる「ひずみ」ではなく、スクリーン面の均一性が保たれていない面の「ゆがみ」を指す。また、「歪み補正」は、上述したような、撮像手段などでスクリーン面の画像を取得し、画像処理により不均一部分に施すべき補正量を算出して補正を行うことを指す。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであって、投射画像に歪み補正を行っても文字が読みにくくならないようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成する本発明の一態様は、投射面に投射画像を投射する画像投射装置であって、前記投射面に投射された投射画像を撮像する撮像手段と、撮像された投射画像に基づいて前記投射面に存在する不均一部分を検出する歪み位置検出手段と、前記不均一部分の情報に基づいて歪み補正を行う歪み補正手段と、前記歪み補正により劣化する投射画像上の第１の情報の劣化程度に応じて、前記第１の情報を補正する第１の補正手段と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、投射画像に歪み補正を行っても文字が読みにくくならないようにすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明による実施形態の機能構成を示すブロック図である。
【図２】上記実施形態におけるスクリーンへの投射画像を示す図（その１）である。
【図３】上記実施形態におけるスクリーンへの投射画像を示す図（その２）である。
【図４】上記実施形態におけるスクリーンへの投射画像を示す図（その３）である。
【図５】上記実施形態におけるスクリーンへの投射画像を示す図（その４）である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１に、本実施形態の機能ブロックを示す。図示の画像投射装置１は、スクリーン１０６に画像を投射するプロジェクタである。このプロジェクタとしての機能を実現するために、入力される映像信号に基づいて表示素子１０４を駆動する表示素子駆動部１０３、表示素子１０３から射出された光を所望の平面に投射するための透過光学系である投射レンズ１０５などを備える。
【００１２】
また、本実施形態では、画像投射装置１の外部に画像投射装置１が投射した画面を撮像する撮像部１０７を備え、撮像画像に応じて投射画像に歪み補正を施す機能も備える。この機能を提供するために、画像投射装置１は、歪み補正部１０２、歪み位置検出部１０８、歪み量算出部１０９を備える。
【００１３】
さらに、本実施形態では、上記歪み補正により文字が読みづらくなることを避けるために、「読みにくさ補正」を施す機能も備える。この機能を提供するために、映像信号判定部１０１、文字列抽出部１１１、文字列比較部１１２、読みやすさ補正部１１３を備える。なお、歪み位置検出部１０８、歪み量算出部１０９など、他の機能ブロックの作用もこの「読みにくさ補正」機能の提供に関係する。
【００１４】
映像信号判定部１０１は、入力された映像信号がどのような信号成分を有しているかを判定する。映像信号判定部１０１は、信号成分の連続性や信号の周波数を調査することにより、投射する画像をいくつかのエリアに分ける（像域分離）。本実施形態においては、「プレゼンテーション領域」「写真領域」「文字領域」の３種類のエリアに像域分離することとする。
【００１５】
各々のエリアには、以下のような特徴がある。
・「プレゼンテーション領域」には、飽和した色、階調が多い。
・自然画のような「写真領域」には、色、階調が中間レベルの成分を多く含む。
・「文字領域」には、飽和した色、階調が多く、エッジを多く含む。
【００１６】
したがって、プレゼンテーション領域の信号の場合、信号成分は離散的で連続性がない。一方、写真領域の場合は、信号成分が連続している。これらを判定基準として、映像信号判定部１０１は、判定を行う。
【００１７】
同様に、映像信号判定部１０１は、文字領域も信号の周波数成分とその連続性により判定する。文字列は、画面の水平方向あるいは垂直方向に連続しているのが特徴である。しかも、周波数成分が高域に偏っており信号レベルも比較的大きい。
【００１８】
例えば、横書きの場合、映像信号の１水平期間（ライン）内の水平方向に高周波成分が連続的に存在する。次の１水平期間（ライン）内にも直前のラインと同じタイミングで高周波成分が連続する。同様な高周波成分が数ライン連続して検出された場合、この数ラインの高周波成分を文字列と判断する。縦書きの場合は、垂直方向への高周波成分の連続性で文字列を判断する。
【００１９】
本実施形態では一方で、撮像部１０７で取り込んだ投射画像のデータより、文字列の有無の検出とスクリーン１０６面の歪み位置の情報を活用する。文字列抽出部１１１は、上述した映像信号判定部１０１の方法と同様の方法による周波数成分とその連続性で判断をして、文字列の抽出を行う。また、歪み位置検出部１０８は、あらかじめ設定してある基準の画角に対し、撮像部１０７が取得した撮像データが一致しない部分が歪みの場所で、その量が大きいと歪み量が大きいと判断する。
【００２０】
歪み量に応じて歪み補正量を算出するが、当然歪みが大きければ補正量も大きくなる。歪み量算出部１０９は、撮像部１０７が取得した投射画像データから歪み量を算出し、且つ、歪み量に応じて歪み補正量１１０を算出する。通常この時点で表示される画像信号に歪み補正データを重畳して、スクリーン上の表示画面を正像に近い状態にする。
【００２１】
本実施形態では、歪み補正位置（歪み位置検出部１０８が検出）と歪み補正量１１０が確定した時点で、文字列比較部１１２が文字列との比較も行う。文字列比較部１１２は、歪み補正を行う位置に文字列があるのかとその補正量を判断する。さらに歪み補正がかかる位置に文字列が存在する場合、歪み補正は文字列のどの部分にかかるのかについても比較を行う。文字列比較部１１２は、文字列の中に歪み補正される文字と補正されない文字が存在するかを歪み補正位置と文字列の位置を比較して行う。
【００２２】
比較の結果、同一の文字列内に歪み補正された文字とされない文字が混在していると判断された場合、歪み補正されていない文字に対し、さらに「読みにくさ補正」を実施する。「読みにくさ補正」の内容は、補正されていない文字の前後の補正量にて文字列の読みにくさを求め、補正量をバランスさせるように、画角変換補正部１１３で画角変換補正をかける処理である。
【００２３】
このような補正は本来必要ないものであるが、補正を揃えることにより、同一文字列内での文字の滲み具合が揃えられ違和感なく文字を読めるようになる。上記補正は、文字列と判断した部分にのみ適用するので、表示画像のほかの部分への影響は最小限に留めることができる。
【００２４】
なお、上記説明例では、歪み補正する文字としない文字とが、同一文字列内に混在していることを検出したが、同一文字列内に存在する文字の画像であって、歪み量算出部１０９が算出した歪み補正量の多い画像と、少ない画像との、歪み補正量の差が所定の閾値以上であることをもって、「読みにくさ補正」を行うこととしてもよい。歪み補正量の多い画像と少ない画像が同一文字列内に存在することが読みにくさ、すなわち情報の劣化の原因なので、これを検出するものである。
【００２５】
上述した本実施形態の動作について、図２から図５を参照して説明する。
図２は歪みのないスクリーン１０６へ投射表示されている状態図である。文字列、図形ともに正像として表示される。
図３はスクリーン１０６に歪みが生じた場合の表示状態である。文字列にスクリーン１０６の歪みが重なると文字列も歪んで表示される。
【００２６】
図４は図３の表示状態に歪み補正をかけた時の表示状態図である。歪み補正された文字と歪み補正されていない文字が混在し、非常に読みにくい状態になっている。通常、正しくサンプリングされた文字列はプロジェクタの画素にしっかりはまり、コントラストが強く非常に読みやすい状態になるが、補正されると画素からもはみ出し、コントラストも低下して滲んだように非常い読みにくい状態になってしまう。
【００２７】
図４のように、同じ文字列の中に補正された文字とされない文字が混在するとコントラストの強弱、滲み加減で文字サイズも異なるように見えてしまい、非常に読みにくい状態になっているだけでなく、視覚的にも不自然さがある。
図５は本実施形態により「読みやすさ補正」を適用した場合の表示状態図である。補正の必要のない文字列にも補正をかけることにより、文字列のコントラスト、文字列全体の滲み具合が揃い、視覚的にも自然で比較的読みやすい状態になっている。
【００２８】
以上に述べた本実施形態によると、表示された文字列の滲み具合を入力信号と撮像装置で取り込んだ投影映像とを比較して判断し、歪み補正を適用する場合に、補正をかけない文字列に対し、わざと文字をにじませるような補正値を重畳することにより文字列の滲み具合を揃えることができる。その結果、文字列が読みやすくなるという効果がもたらされる。
【００２９】
投射面表面が不均一で歪みのあるスクリーン面へプロジェクタ画像を投射する場合、投射画面を撮像する撮像装置を備えたプロジェクタであれば、撮像装置で投射画面の歪み具合を検出し、投射画面が正像に近くなるようにいわゆる歪み補正をかけることができる。
【００３０】
このままでは投射画面の表示内容に関しては一切関わらず歪み補正をかけることになる。歪み補正された表示画像は見た目には正像に近くなるが、画面内には、歪み補正された部分とされていない部分が混在することになる。大きな図形や大きな文字では、歪み補正をかけられてもさほど元の情報を欠如させることなく表示が可能であるが、サイズの小さい文字列などは、補正により滲んだように読みにくくなる場合がある。
【００３１】
多少文字が滲んだとしても前後の文脈などから文字を読むことは比較的容易である。しかし、同一の文字列の中に歪み補正された文字と補正されない文字が混在すると、きれいにプロジェクタの画素にはまった文字と歪み補正により滲んでしまった文字が混在することになり、文字の表示品位が大きく異なってしまい、見た目にも不自然で非常に読みにくい文字列となってしまう。
【００３２】
上記実施形態は、歪み補正された画像の中で、文字列の中に歪み補正されて滲んだような文字と補正がかからずにプロジェクタの表示画素にきれいにサンプリングされて表示された文字が混在している場合に、見た目の違和感から非常に読みにくくなっている状態から、文字列の滲み具合を揃えることにより見た目が揃うことで文字列が見やすくさらに読みやすくなる。
【符号の説明】
【００３３】
１    画像投射装置
１０１    映像信号判定部
１０２    歪み補正部
１０６    スクリーン
１０７    撮像部
１０８    歪み位置検出部
１０９    歪み量算出部
１１０    歪み補正量
１１１    文字列抽出部
１１２    文字列比較部
１１３    画角変換補正部
【先行技術文献】
【特許文献】
【００３４】
【特許文献１】特開２００５−１５６７４７号公報
【図１】
2016012833.tif 000003
【図２】
2016012833.tif 000004
【図３】
2016012833.tif 000005
【図４】
2016012833.tif 000006
【図５】
2016012833.tif 000007