【手続補正書】
【提出日】平成18年9月25日(2006.9.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】    明細書
【発明の名称】  整列カメラ群を用いる較正方法及びその装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】  第１の側面と第２の側面とを有するスクリーンと、
前記スクリーンの第１の側面に画像を形成する画像装置と、
少なくとも前記スクリーンの第１の側面の一部の捕捉画像を捕捉するカメラ装置と、
前記カメラ装置に結合されて捕捉画像を受容し、当該捕捉画像が一以上の不都合な特徴を持つか否か決定し、更に当該不都合な特徴を低減すべく入力ビデオ信号に適用可能な変形関数を識別するように構成された決定装置と、
前記画像装置及び前記決定装置に結合され、一以上の不都合な特徴を低減するように画像装置に変形入力ビデオ信号を提供すべく、変形関数を用いて入力ビデオ信号を処理する処理装置とを備える表示システム。
【請求項２】  画像装置は二以上の表示部を備える請求項１の表示システム。
【請求項３】  表示部は投影表示部である請求項２の表示システム。
【請求項４】  スクリーンに第１の分離画像を表示する第１の表示手段と、
スクリーンに第２の分離画像を表示する第２の表示手段とを含み、前記第１及び第２の分離画像は合成画像の少なくとも１部を形成し、
前記合成画像の第１の部分の第１の捕捉画像を捕捉する第１のカメラ手段と、
前記第２の分離画像の少なくとも１部を含む、前記合成画像の第２の部分の第２の捕捉画像を捕捉する第２のカメラ手段と、
前記第１及び第２のカメラ手段と接続され、前記合成画像が１つ以上の望ましくない特徴を有するか否か決定するための、決定手段と、
前記第１及び第２の表示手段と、前記決定手段とに接続され、入力ビデオ信号を処理して、第１の処理済み入力ビデオ信号を前記第１の表示手段に供給し、第２の処理済み入力ビデオ信号を前記第２の表示手段に供給して、前記合成画像の１つ以上の望ましくない特徴を修正する、処理手段と、
からなるタイル状表示システム。
【請求項５】  前記第１の捕捉画像が、前記第１の分離画像の１部と、前記第２の分離画像の１部とを含む、請求項４記載のタイル状表示システム。
【請求項６】  前記第２の捕捉画像が、前記第１の分離画像の１部と、前記第２の分離画像の１部とを含む、請求項５記載のタイル状表示システム。
【請求項７】  第１の側面と第２の側面を有するスクリーンを提供するステップと、
前記スクリーンの第１の側面に画像を投影するステップと、
前記スクリーンの第１の側面の少なくとも１部の捕捉画像を捕捉するステップと、
前記捕捉画像が１つ以上の望ましくない特徴を有するか否か決定するステップと、
前記望ましくない特徴を修正するために、入力ビデオ信号に適用し得る変形関数を識別するステップと、
前記１つ以上の望ましくない特徴が修正されるように入力ビデオ信号を前記変形関数を用いて処理し、変形済入力ビデオ信号を提供するステップと、
からなる表示較正方法。
【請求項８】  第１のプロジェクタと第２のプロジェクタを提供するステップと、
第１のカメラ手段と第２のカメラ手段を提供するステップと、
前記第１のプロジェクタを用いてスクリーン上に第１の分離画像を投影するステップと、
前記第２のプロジェクタを用いてスクリーン上に第２の分離画像を投影するステップとを含み、前記第１及び第２の分離画像は合成画像の少なくとも１部を形成し、
前記第１のカメラ手段を用いて前記第１の分離画像の少なくとも１部を含む前記合成画像の第１の部分の第１の捕捉画像を捕捉するステップと、
前記第２のカメラ手段を用いて前記第２の分離画像の少なくとも１部を含む前記合成画像の第２の部分の第２の捕捉画像を捕捉するステップと、
前記合成画像が１つ以上の望ましくない特徴を有するか否か決定するステップと、
前記１つ以上の望ましくない特徴が修正されるように入力ビデオ信号を処理して、前記第１のプロジェクタへの第１の処理済み入力ビデオ信号と、前記第２のプロジェクタへの第２の処理済み入力ビデオ信号を提供するステップと、
からなる、タイル状投影表示内の望ましくない特徴を修正する方法。
【請求項９】  前記捕捉するステップ、前記決定するステップ及び前記処理ステップが、周期的に繰り返される、請求項８記載の方法。
【請求項１０】  前記処理ステップが、前記入力ビデオ信号を処理するために用い得る第１の変形関数を識別し、前記第１の処理済み入力ビデオ信号を前記合成画像内の選択された望ましくない特徴を修正するために提供するステップを含む、請求項８記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（同時継続中の出願のクロスリファレンス）
本願は「シームレスのタイル張り状表示部を提供する方法とその装置」と題した１９９８年９月２３日出願の米国特許出願第０９／１５９，３４０号、および「タイル張り状表示部の較正方法とその装置」と題した１９９８年９月２３日出願の米国特許出願第０９／１５８，９９５号に関与し、そのいずれも本発明の譲受人に譲渡され、本願において参照されている。
【０００２】
（背景技術）
本発明は表示部の較正、特に、多重表示部装置を用いて大画面で高解像度の画像を生成するタイル張り状の表示部の較正に関する。
【０００３】
タイル張り状表示部方式、特にタイル張り状投射方式は長年に亙り提案され、使用されている。１９５０年代には「シネラマ」方式がフィルム産業のために開発された。このシネラマ方式は３つの別個の投射表示部を用いて３本のフィルムを投射し、これらを組み合わせて単一のパノラマ画面を形成するものである。ディズニーランドは類似の多重投射方式を継続して用いている。ディズニーランドでは環状の投射機群が円形室の壁を巡るスクリーンを照射する。
【０００４】
ビデオ分野では、多重投射機方式が提案され、多数の特殊な応用面で使用されている。例えば、ハードンによる米国特許第４，１０３，４３５号若しくはテイラーによる米国特許第３，８３３，７６４号はフライトシュミレータ用の多重投射機方式の使用を示唆する。これらの方式の多くでは多数のビデオスクリーンが相互に隣接して置かれ、多重投射機用の大画面表示部を形成する。多くのビデオベースの多重投射機方式における困難性は、多重画像を表示部のスクリーン上に単独の連続的な画像にする点にある。
【０００５】
２つの画像を隣り合わせて単独のスクリーン上に投射した場合、通常は両画像間に継ぎ目が生じる。最終的な表示部画像は、両画像間にギャップを伴って隣接する２つの画像となるか、あるいは両画像が単一のスクリーン上でオーバーラップする場合は両画像の重なり部分に明るい光線が生じる。従来のカメラ、表示部のビデオ処理やデリバリチャンネル、特に投射表示部における不一致のために、結果的なビデオ画像を完全にマッチさせて、タイル模様人為効果を画像内に現れないようにすることは非常に困難である。各画像を同じスクリーン上で密接させれば各継ぎ目でギャップとオーバーラップの両方が起きる。
【０００６】
ＳＰＩＥ第２６５０巻（１９９６年）１３１−１３９頁のセオ  メイヤーによる論文「プロジェクタ列を用いた革新的表示部オプションのための設計考察と応用」は、多数の分離した画像を重ねた関係をもって投射し、各画像のオーバーラップ部分の分離画像の光度を傾斜させることを記載する。そして各分離画像の重ね縁をフェードダウンさせて、蛍光、ライトバルブあるいはＬＣＤプロジェクタのガンマ（ビデオ信号減対光出力曲線）を補償し、表示部全般の明るさを均一にすることを最終目的とする混合関数の使用を記載している。
【０００７】
イノバ他による米国特許第５，１３６，３９０号は混合関数は単純で一様な傾斜関数ではありえないことを認めている。代表的なビデオプロジェクタは使用するレンズ系の当然の作用として画像の縁部に向けて暗くなり、そして信号、中間の信号プロセサー、プロジェクタ、スクリーン等の通常の不規則性によって生じる多数の明暗部分を有する画像を生成する。これらの不一致は代表的に一つのビデオ要素から他の要素へ、更には類似構成の別々の要素間ですら変化する。また、異種のプロジェクタはしばしば同量の光度変化に対して異なる応答をする。かくて重なり部分における単純な明るさの傾斜は結果的な画像において明暗調の帯ないしはスポットを生じることになる。
【０００８】
これらの制限に打ち克つために、イノバ他は単純で一様な混合関数を、メイヤーが示唆するように重なり部分に適用するが、その際特定の場所でこの混合関数を手動で調整して表示部から可視的な人為効果を除去することを示唆する。各人為効果の場所は、人為効果を有すると判明した部分を越えてカーソルを手動で動かせば識別し得る。一度カーソルを適所に置けば、方式は対応する人為効果が除かれるように混合関数の対応位置を調整する。
【０００９】
各人為効果は使用者によって手動で識別しなければならず、従って全表示部を較正する方法は時間を要し、冗長になる。これは特に多くの表示部が、それらのプロジェクタと他のハードウェア部材が時間と共に変化する傾向にあるため定期的な再較正を要する以上事実である。これらより見れば、イノバ他米国特許等におけるよりも人手の介入を少なくして較正、再較正し得る表示部を得ることが望ましい。
【００１０】
（発明の要約）
本発明は人手の介入を殆どあるいは全く要せずに較正並びに再較正できる表示部を提供することによって、先行技術の持つ不利点の多くを克服する。その達成のためには、本発明は画像観賞面あるいは観賞スクリーン上に示される画像を捕捉する一台またはそれ以上のカメラを提供する。１つの実施例では、一台またはそれ以上のカメラは表示部の観賞面側に置かれる。図示の他の実施形態では、一台またはそれ以上のカメラが表示部の非観賞面、例えばバックライトと隣接するＬＣＤとの間、あるいは、ＣＲＴの場合には、真空ボトルの内側かつ後側に置かれる。
【００１１】
図示の一実施形態では一台またはそれ以上のカメラがスクリーンの投射表示部と同一の側に置かれる。他の実施形態では整列カメラ群がスクリーンのいずれかの側または両側に置かれ、スクリーンの多数の隣接ないしは重ね合わせて捕らえた画像を捕捉する。いずれの場合も結果的な捕捉画像は処理されて、継ぎ目、帯、リング等の如何なる人為効果をも含めた望ましからざる特徴を識別する。一旦不都合な特徴が識別されれば、適切な変形関数が決定される。変形関数は不都合な特徴が表示部から減じられるか、あるいは除去されるように、表示部用の入力ビデオ信号を予め歪曲させるために用いられる。変形関数は望ましくは空間的不均一、色彩的不均一、輝度的不均一や他の可視的人為効果を補償する。
【００１２】
一実施形態ではスクリーンは第１の側と第２の側とを有するように提供される。背面投射表示部のためには、第１の側が投射側に対応し、第２の側が観賞側に対応する。前面投射表示部のためには、第１の側がスクリーンの投射、観賞用の両側に対応する。一つの実施形態では、スクリーンの投射側に画像を投射するようにプロジェクタが置かれ、一台のカメラまたは整列カメラ群がスクリーンの投射側からの捕捉画像または捕捉画像セグメントを捕捉するために設けられる。捕捉画像の受領のために決定ブロックが設けられ、捕捉画像に不都合な特性の一またはそれ以上を有するかどうかを決定する。識別ブロックもまた設置されて、合成された表示から不都合な特徴が減じられるか、除去されるように入力ビデオ信号を予め歪ませる変形関数を識別する。
【００１３】
二またはそれ以上の表示部、特にプロジェクタを設置し、各表示部は個別の画像を明示して夫々別個の画像がスクリーン上に合成画像を集合的に形成するようにすることが図られる。また二台またはそれ以上のカメラを設置することも企図される。二台またはそれ以上のカメラを設置したときは、スクリーンのいずれか一方または両方の側にカメラ群を置き、スクリーンの多数の隣接ないしは重なった捕捉画像を捕捉することが図られる。望ましくはカメラは一台ずつ表示部の一つと対にされ、多数の表示部・カメラのクラスタを形成する。表示部・カメラのクラスタは各々多数の電気機械的インタフェイスを包有し、隣接の表示部・カメラクラスタとのインタフェイスを与え、二またはそれ以上のクラスタを結合させて全表示部を形成するようにする。
【００１４】
一以上の表示部を備えるときは、識別ブロックは各表示部について別個の変形関数を識別し、更に各表示部についての変形を増やし、タイル張り状の表示部の全てについての合成変形関数にするように図る。個々の表示部について別個に、望ましくは全表示部についての制約と共に変形関数を与えることにより、各種の不都合な特徴を合成画像から更に容易に除去し得る。
【００１５】
更にまた、識別ブロックは、或る特定の表示部について変形関数を識別した時に、幾つかのカメラからの捕捉画像を分析することを企図する。例えば特定の表示部から輝度的不均一を除去する変形関数を識別するため、識別ブロックはその表示部の全捕捉画像の輝度を分析して、下記に詳述するように適切な下限輝度レベルと上限輝度レベルを決定する。
【００１６】
最後に、表示部・カメラのクラスタは各々、上述した決定、識別ないしは処理機能の少なくとも一部を充当する処理モジュールを含むようにすることを企図する。従って表示部の処理用ハードウェアは少なくとも部分的に表示部・カメラのクラスタ内に配分されるようにすることを企図する。一充当策において後述のようにカメラ、表示部、電気的Ｉ／Ｏ機能と処理機能とが同じ基板に埋設される。
【００１７】
（発明を実施するための最良の形態）
本発明は零ないし最小限の人手の介入で較正並びに再較正し得る表示部を提供する。その実現のために、本発明は表示部観賞面あるいは観賞スクリーン上に投射された画像を捕捉する一台またはそれ以上のカメラを提供する。一実施形態において一台またはそれ以上のカメラは表示部の観賞面側に置かれる。他の実施形態では一台またはそれ以上のカメラは表示部の非観賞側、例えばバックライトと隣接ＬＣＤとの間、またはＣＲＴの場合には真空ボトルの内部と背部とに置かれる。一実施形態では、一台またはそれ以上のカメラはスクリーンの投射表示部と同じ側に置かれる。別の実施形態では整列したカメラ群をスクリーンの一方の側または両側に設置して、スクリーンの隣接ないしは重なり部における多数の捕捉画像を捕捉する。いずれの実施形態においても、結果的な捕捉画像は処理されて、継ぎ目、帯、リング等の如何なる可視的人為効果も含む不都合な特徴を識別する。一旦不都合な特徴が識別されると、適切な変形関数が決定される。変形関数は表示部への入力ビデオ信号を予め歪曲して、不都合な特徴が表示部から減少されるか、除去されるようにする。望ましくは変形関数は空間的不均一、色彩的不均一、輝度的不均一ないし他の可視的な人為効果を補償する。
【００１８】
図示の一実施形態では、タイル張り状表示部は二個またはそれ以上の整列形状に配したプロジェクタを有する。プロジェクタは画像化装置の直接記録型（例えばＣＲＴ，ＬＣＤ，ＤＭＤ，ＣＭＯＳ−ＬＣＤ）、または他の型のもので良く、前方及び後方投射型でも良い。タイル張り状表示部では、各々の表示部は望ましくは個別の画像を別個に観賞面またはスクリーン上に表わし、個別の画像は集合的に合成画像を形成する。個別画像は互いに重なっても重ならなくても良い。この構成を図１に示す。
【００１９】
実施形態としてのプロジェクタ８が図２に示され、望ましくは一つのデジタルマイクロミラー装置（ＤＭＤ）１０が用いられる。ＤＭＤ装置は代表的には、電子的にアドレス可能で可動とした、静電容量的に偏向されて光を反射する方形のミラーの配列を含む。ＤＭＤ装置の使用は、軽量、確実で広視野角と良好な画像の明確性のあるデジタル表示部を提供し得る。更に、或るＤＭＤ装置は各種のＭＩＬ−ＳＴＤ−８１０環境及びストレス要求に合致し、色彩、画像、文章、及びビデオデータを各種のフレームレートで表示し得る。
【００２０】
プロジェクタ８はまた望ましくは、適宜に入射照明を用意し、ＤＭＤ１０を照らし、画像を投射する各種光学要素を含む。図２に示すように光路は二つの区分、照明路１２と投射路１４とを含む。光路はＤＭＤ１０を照明する高信頼性、金属ハロゲン化物短アークランプ１６で始まる。アークランプ１６からの光は回転するＲＧＢカラーフィルタ盤１８を通過する。照明リレーレンズがＤＭＤ１０を照らす光線を拡大し、ＤＭＤ１０上にテレセントリック画像を形成する。トータルインターナルレフレクション（ＴＩＲ）プリズム２０がランプからの入射光をＤＭＤ１０に通過させ、投射光学系に帰す。ＤＭＤ上の各ミラーの回転状態（例えばオン／オフについて±１０度）に応じて、ＤＭＤ１０からの光は投射レンズの瞳孔に向けられる（オン）か、投射レンズの瞳孔から外される（オフ）。多重素子投射セルがＤＭＤ１０から来る画像を所望のＭＴＦ，側色、及び歪で拡大する。
【００２１】
各プロジェクタ８はまた電子工学的モジュール（明示はしないが）を含み得る。この電子工学的モジュールは入来データ信号を取り込み、一時的信号をＤＭＤ１０上の空間的表示に変換し、表示用の連続カラーを提供するフィルタ１８を制御する。後述するように電子装置は任意の数のプロジェクタをタイル張り状に組み合わせるモジュールとなる。更にタイル張りアルゴリズムが電子装置に適宜組み込まれてプロジェクタ群を「スマート」にする。これは各プロジェクタの電子装置を自動的又は手動的に、使用者の手による介入を殆どあるいは全く無くして、プロジェクタ群の任意の構成に適合させる。
【００２２】
図３は本発明の実施形態の簡略図である。本方式は３０で概ね示され、観賞面又はスクリーン３６上に多数の個別の画像を表わす１つ以上のプロジェクタ３２，３４で良い一台またはそれ以上の表示部を含む。図示の目的で表示部はプロジェクタとして論じられる。一台またはそれ以上のカメラ３８，４０を、スクリーン３６上に投射された画像を捕捉するために設ける。一実施形態においてはこの一台またはそれ以上のカメラ３８，４０がスクリーン３６のプロジェクタ３２，３４と同じ側に置かれる。他の実施形態において、カメラ群の配列がスクリーンの一側又は両側に設置され、スクリーン３６上の多数の隣接ないしは重なる捕捉画像を捕捉する。更に一般的な実施形態においては一台またはそれ以上のカメラが表示部の観賞側に設置される。他の実施形態では表示部の非観賞側に一台またはそれ以上のカメラが、例えばバックライトと隣接ＬＣＤとの間、あるいはＣＲＴの場合であれば真空ボトルの内部と背部とに設置される。いずれの場合にも捕捉画像がいずれかの不都合な特徴を有するか否かを決定ブロックが決定し、入力ビデオ信号に適用したときに、不都合な特徴を低減し得る変形関数を識別ブロックが識別する。決定ブロックと識別ブロックとは一個またはそれ以上のプロセッサを用いて実装される。
【００２３】
本実施形態では各カメラ・プロジェクタの対又はクラスタは対応するプロセッサ等を含む。例えばプロジェクタ３２とカメラ３８とは対応するプロセッサ４４を、プロジェクタ３４とカメラ４０は対応するプロセッサ４６を有する。一実施形態ではローカルプロセッサ４４，４６はインタフェース６２を介して管理プロセッサ４８に結合される。
【００２４】
ローカルプロセッサ４４，４６の各々は図示のように入力ビデオストリームを受ける。プロジェクタ３２，３４の各々は通常的に所望の合成画像の一部のみを投射するので、プロセッサ４４，４６は入力ビデオストリームを第１の入力ビデオ信号５０と第２の入力ビデオ信号５２に分離し、これら信号は後述のように更に処理されて人為効果の補償を行ない、合成画像の高画質化を達成する。本実施形態ではプロセッサ４４，４６は入力ビデオストリームを分離して、例えば重なり部６０のような隣接する個別画像間の重なりが考慮されるようにする。
【００２５】
入力ビデオストリームは適宜の数の信号源からもたらされるもので、ＮＴＳＣ，ＰＡＬ，ＨＤＴＶ，ワークステーション又はＰＣビデオ信号である。これらの信号型式はＲＳ−１７０，ＲＳ３４３ガイドライン及び仕様、例えば、更に新しくはＶＥＳＡビデオ信号標準並びにガイドラインに適合する。信号は水平及び垂直同期と、出力画像を造るために用いる能動ビデオ信号に加えて帰線消去情報を含む。同期信号はプロセッサ４４，４６で用いられ、特にデジタル化を要するアナログ入力信号の場合に、システムないしはビデオサンプリングクロックを引き出す。
【００２６】
カメラ３８，４０は望ましくは図示のようにスクリーン５８に向けられ、各々カメラ出力信号を夫々インタフェース５４，５６を介して対応するプロセッサ４４，４６に送る。カメラ３８，４０は合成画像の少なくとも一部の捕捉画像を捕捉するに充分な視野を有する。各カメラの視野は合成画像の１％のみ、合成画像の５０％、合成画像の全部、又は所望とみられる合成画像の適宜の部分を包含することを企図する。タイル張り状化した表示部では、これは１個のタイルの部分のみ、約１個分、１個以上、又は全タイル分に相当する。カメラの視野が全表示部を包含しない時は、表示部の各区分を別々に較正し、次いでその結果をバックグラウンド又はリアルタイムモードで組み立て、全タイルについて較正表示を得る必要がある。
【００２７】
図示の整列カメラ群配列では、各カメラの視野は必ずしも対応するプロジェクタの視野に対応することを必要としない。本実施形態ではカメラ３８の視野は上方向に、例えばプロジェクタ３２の視野に対して片寄っている。カメラの視野は表示された画像タイルの方向付けに対して回転され、拡大縮小され、あるいは変形される。同様にカメラ４０の視野も上方向に、プロジェクタ３４の視野に対して片寄っている。これは隣接するプロセッサ・カメラ・プロジェクタのクラスタのカメラがデイジー鎖状に、残ったあるいは失われたシーンの内容を捕捉するために用いられるため、受容し得ることである。結果は自動並びに交差関係で引き出された特徴について多種の公知方法を用いて分析される。隣接するクラスタは残りの、あるいは失われたシーンの内容を中継して、管理プロセッサ４８を介して適切なプロセッサに戻す。管理プロセッサ４８は望ましくは供給される多数の画像から合成を組み立て、適切な合成情報を各ローカルプロセッサに送る。合成は画像、画像特徴、データあるいは情報の如何なる他の形としても表現でき、インタフェース６２を介して適切なプロセッサに中継して戻す。また、カメラの視線がスクリーン３６に対して直角であることを必要としないことも企図する。むしろ、カメラは投射画像を多かれ少なかれ包含するように垂直方向ないし水平方向（図示せず）に角度を付けられる。
【００２８】
適切な情報が各ローカルプロセッサに中継して戻されると、望ましくない人為効果を決定する。識別ブロック、望ましくは各ローカルプロセッサ内に配された識別ブロックは変形関数を識別し、この関数が入力ビデオストリームに適用された時、対応するプロセッサーカメラ−プロジェクタのクラスタ内の、そしてスクリーン３６上の合成画像中の望ましくない特質が減少される。望ましくない特質は空間的不均一、色彩的不均一、ないしは輝度的不均一を含めるが、他の公知の画像上の人為効果あるいは不規則性をも含んで良い。
【００２９】
図示の実施形態では、スクリーン３６は透明スクリーンか、反射スクリーンで良い。スクリーン３６が透明であれば実施形態は背面投射表示部となる。スクリーン３６が反射性であれば実施形態は前面投射表示部となる。いずれの場合も、カメラとプロジェクタはスクリーンの同じ側、つまり投射側に示される。しかし、整列カメラ群配列を備える時は、カメラはプロジェクタに対してスクリーンのいずれかの側あるいは両側に置かれ、これが一般に企図される表示部の例となる。
【００３０】
カメラは静止型でも電子ビデオカメラでも良く、あるいはシーンを多重点型で捕捉し、画像の電子表示を対応するローカルプロセッサに届ける同等の要素の組み合わせを有するものでも良い。望ましい実施形態ではＣＣＤ又はＣＭＯＳカメラで、カラー（例えば多重点比色計）でもモノクロームでも良い。望ましくはカメラはフォトピックフィルタを含み、人の視覚系と同じ方法で出力画像をカメラが測定し得るようにする。従って、輝度と色度のノイズとエラーは、眼球がこれら変則を検出するようにして同様に測定される。画像は短い瞬間（例えば６０ミリ秒以下）に撮ったスナップショットでも、長時間露出（例えば１秒の単位）のものでも良い。
【００３１】
望ましい実施形態では、カメラはアナログ出力を生成する従来の小型ビデオカメラとする。アナログ出力はデジタル化され、ローカルプロセッサ４４，４６の各々に配したフレームグラバ等（図示せず）によって捕捉される。デジタル化されると、捕捉画像は記憶され、デジタル処理技術を用いて処理される。捕捉画像が望ましくない特質を有するかどうかを検出するために、捕捉画像は所定のデータ又はインフォメーションの組と比較される。しかし、先ずカメラや組み合わせの処理ハードウェアによって導入された歪が測定され、除去されるように企図される。
【００３２】
カメラの歪を分離するためには、物理的テンプレート７０が図示のようにスクリーン３６の前に設けられる。この物理的テンプレート７０は望ましくは点の配列のような所定のパターンを有する。適所に置いたテンプレート７０によって、カメラ３８，４０は所定パターンの一部を含むテンプレート７０の少なくとも一部の捕捉画像を捕捉する。捕捉した画像を所定の期待される画像と比較し、特に捕捉画像中の所定パターンの点の位置を各点の期待される位置と比較して、カメラ３８，４０並びに組み合わせハードウェアの歪が検出される。期待される位置からの偏りを用いることによってプロジェクタごとに変形関数が決定され、入力ビデオストリームに適用されて、カメラの歪が補償される。
【００３３】
カメラの歪が決定されると、物理的テンプレート７０が除かれ、表示部自体の歪が検出される。表示部は空間的歪、色彩歪、輝度歪等を含む多種の型の歪を有する。投射表示部の空間的歪の検出には、例えば入力信号が選択したプロジェクタ３２，３４に与えられて、所定又は公知のパターンを夫々示す多数の個別の画像を投射する。公知パターンは標準入力ビデオストリームから捕捉される。カメラ３８，４０は少なくともスクリーン３６の一区分の多数の捕捉画像を捕捉するために用いられ得る。捕捉画像の使用によって、例えば捕捉画像を所定の期待される画像と比較することによって投射表示部の歪が検出される。他の選択として、あるいは付加的に、歪は、隣接する個別の画像、更に望ましくは各画像間の選択されたオーバーラップ部分６０のうちの所定パターンの選択特徴の位置を比較することによって検出され得る。アファイン、遠近法、双一次、多項式、個別多項式、大域的スプラインまたは同様の技術を用いることによって、変形関数が決定され、入力ビデオストリームにこれを適用してプロジェクタ３２，３４の空間的歪が補償される。カメラ３８，４０によって導入された歪は、上述のように投射系の歪の検出以前に捕捉画像から除くことが企図される。
【００３４】
投射系の色彩と輝度の歪を検出するには、輝度の異なる多数の入力信号を連続して投射表示部に入力するが、各入力信号は選択された色彩のフラットフィールド画像に対応する。例えば第１の入力信号はＬＣＤ入力強度「２５５」又は最も明るい入力値を有する赤色フラットフィールド画像に対応する。次の入力信号も赤色フラットフィールド画像に対応するが「２２０」の減光ＬＣＤ入力輝度を有する。輝度が次第に低くなる入力信号が、最大減光入力値である黒色に対応する「０」のＬＣＤ入力輝度の入力信号になるまで与えらえる。これら入力は、特に入力がデジタルで測定した値でなくアナログ電圧である時は明から暗までの同等値として表わされる。このプロセスが青色と緑色のフラットフィールド画像の両方について繰り返される。対応するカメラは望ましくはフラットフィールド画像の各々を捕捉する。その結果の画像は望ましくは配列状捕捉画像またはその圧縮バージョンとして、対応するプロセッサ内の基準画像及びデータブロック１００（図４参照）に記憶される。一旦収集されると、各捕捉画像の不都合な特徴が、プロジェクタ３２，３４の各々の、色彩の対応と、入力輝度が異なる輝度ドームを含んで検出される。
【００３５】
一旦輝度ドームが識別されると、全表示部に亙って上限と下限が色彩と輝度の双方について決められる。例えば統べてのプロジェクタが最大輝度（例えばＬＣＤ「２５５」）で駆動されていても一つのプロジェクタが他のものより輝度が高い場合があり、各プロジェクタが提供する輝度は画像の縁部近くで減少する。従って上限は、全プロジェクタが最大輝度で動作される時の全タイルの最大減光での重複結果にマッチして選択される。同様に、下限は全プロジェクタが最小輝度（ＬＣＤ「０」）で動作される時は最大輝度での重複結果にマッチして選択される。
【００３６】
その後、選定されたタイル全面の輝度ドームを減少させ、また、各タイルの明るさと色彩を隣接するタイルにマッチさせるべく、変形関数が決定される。例えば変形関数は捕捉あるいは圧縮色彩ドームの色彩ルックアップ表、最近接検出と、識別機能、所望の直線的出力レベルを出力するために必要な入力レベルを決めるための最近接部分中の内挿関数によって表わされる。
【００３７】
本発明の一実施形態において変形関数により、ウエバー法による１弁別閾（ＪＮＤ）より少ない約２％以下の全表示に亙る発光偏差が作られる。輝度の均一化のこのレベルの達成を助けるため、変形関数は好適には表示上のＸ，Ｙ位置の関数であり、且つポリシリコンＬＣＤのような画像源技術に対しては、ＬＣＤ入力強度値である。好適には、表示部にわたる偏差は、人間の視野のコントラスト変化感度曲線に従ってＪＮＤ以下に保持される。この曲線は空間周波数の関数として多少の変化を許容する。
【００３８】
表示部が重なったタイルを持つとき、システムの歪が表示部に投影されたパターンから直接決定され得ることを企図する。重なった別個の画像を有するタイルの表示部に対しては、第１の特徴は選択された重なり領域で識別され、この第１の特徴は第１のプロジェクタによって投射される。そして第２の特徴は同一の選択された重なり領域で識別され、この第２の特徴は第２のプロジェクタによって投射され、かつ、この第２の特徴は上記の第１の特徴に対応する。第１及び第２の特徴の間の空間的関係が、そこで決定され、且つそこから第１のプロジェクタ用の第１の変形関数が識別される。同様に第２のプロジェクタ用の第２の変形関数が識別される。これらの構成については図１２〜図１４に沿って以下に詳述する。
【００３９】
最終的にカメラ群は新捕捉画像を得るように周期的に動作させられる。プロセッサブロック４４，４６の決定ブロックは新捕捉画像が一以上の不都合な特性を有するか否かを決定し、プロセッサ４４，４６の識別ブロックは入力ビデオストリームを処理するように使用できる新変形関数の識別を行ない、且つ識別された不都合な特性が減少するようにプロジェクタ３２，３４に処理済みの入力ビデオ信号を入力する。従って、少ないか若しくは無介入で表示部を周期的に再較正するよう本発明を実行し得る。再較正の周期は動作環境に従って増減し得る。例えば高振動の環境での影響を受けないよう６０Ｈｚにし得る。家庭で起きるような良好な環境においては０．００１Ｈｚあるいはそれ以下まで低減できる。
【００４０】
プロセッサ５２は組み込みの試験論理を含むことを企図する。組み込み自己試験論理は、表示部の一部に問題を生じているか否か周期的に検出し、もし有れば表示システムを適切に再較正することにより問題が訂正される。互いに約５０％あるいはそれ以上画像が重なる場合これは特に有用である。一例として５０％は顕著なフェールオペレーショナルシステムになる、完全冗長であるパッキング構成を区別する。フェールオペレーショナルとは構成要素が不作動でも、システムを完全に継続して使用できることを意味する。仮に一のプロジェクタが不作動でも、５０％の重なりなら少なくとも一以上が欠けた部分を埋め、システムの信頼度が著しく増す。
【００４１】
記憶構成にかかるコストを抑制するため、変形関数及び上述したような引き出される特徴、情報、データの組み合わせは好適には、ＪＰＥＧ若しくはＭＰＥＧ仕様に推奨されたような、アフィン変換、前方差分係数又は圧縮係数のような複数の減少させた情報の組で表現し記憶する。補間等が選択された地点間の任意の場所に対する適正な訂正要素を再構成すべく用いられ得る（図１１参照）。
【００４２】
図４は図３のプロセッサブロックの一のための実装の例示を示すブロックダイアグラムである。図示の実施形態においては図３のプロセッサブロック４４が示される。プロセッサブロック４４は基準測定画像ブロック１００、変形計算ブロック１０２および実時間ワーパ及び色混合ブロック１０４が含まれる。非実時間計算および処理は管理プロセッサ４８に共有されるか移動されるようにできる。
【００４３】
プロセッサ４４及び管理プロセッサ４８は基準画像及びデータブロック１００を介し、プロジェクタ及び隣りのプロジェクタによって表わされた捕捉並びに測定された画像をアクセスする。捕捉された画像は対応するプロセッサにより分析され且つ特徴が引き出される。空間の補償機能の場合特徴の引き出しは、以下に充分に説明するような深知、検出及び定置点の識別を含む。色彩の補償においては一連の画像が試験中のプロジェクタを介してスクリーン上に投射される。これらの画像は白黒あるいはカラーのフラットフィールド画像にし得、赤、緑及び青が分離されて０〜２５５のデジタル入力値の範囲にされる。カメラレンズの開口周辺のけられの状況が捕捉され、結果として記録される。カメラの周辺のけられは均一に照明された白色のフラットフィールドによって与えられた平坦な白色の画像を使用して時間的に先行し測定され、以前の情報、好ましくは基準画像及びデータブロック１００内の圧縮画像として蓄積される。
【００４４】
基準画像及びデータ像は変形計算ブロック１０２において比較される。種々の試験画像（空間及びカラーの試験画像を含む）がこのブロック１０２内で分析される。顕著で適切な特徴が種々のフィルタ、閾値、直線的修正並びにガンマ修正法を用いて自動的に引き出される。空間の補償を得るため例えばアフィン、遠近法、双一次、多項式、区分的多項式、若しくは広域的スプライン変換が常駐する基準試験画像の特徴と測定された空間試験パターンの特徴を比較して演算し得る。色彩情報に対しては、ガンマ、利得、カメラ、デジタイザ及びプロジェクタ間の位置ズレを引き出すことができる。これらの事項及びこれらに関連の特徴は類別化され、空間及び色彩の補償係数の組を生成するように解決される。変形計算ブロック１０２は上述の決定及び識別ブロックの双方を含む。
【００４５】
管理プロセッサ４８を介した非実時間モードで代表的に計算される補償係数は実時間ワーパ及び色混合ブロック１０４にロードされる。そこで実時間のワーパ及び色混合ブロック１０４は高速の実時間補償信号へ係数を変換する。変形したビデオストリーム（ＴＶＳ）５０は入力ビデオストリームの伸張・圧縮形態である。伸張・圧縮はタイル及び隣接物に対し部分的若しくは全体的に実現される。歪曲が色彩及び空間に適用され、変形ビデオストリーム（ＴＶＳ）がプロジェクタスクリーンシステムを介して通過するとき、出力画像が空間及び色彩の整列及び一時的な整列のような他の周知な画像処理を受けて送出される。
【００４６】
実時間ワーパ及び色混合ブロック１０４は高速ルックアップテーブル、高速のデジタル信号プロセッサ、画像メモリ、Ｘ，Ｙ位置カウンタ、双一次補間装置（しばしば乗算―加算ブロック若しくはルックアップテーブルとして実装される）並びに前方差分エンジン（例えば係数レジスタ、加算器及びラッチ）を含む標準的処理要素の組み合わせを用いて実装し得る。他の要素もまた使用できる。
【００４７】
図５は図３に示される実施形態と近似の実施形態の、簡略な図が示されており、プロセッサブロック間に延びるプロセッサ間Ｉ／Ｏが具備される。Ｉ／Ｏの機能には各表示部の相対連結及び所定の間隔を空けることが可能なような機械的結合が含まれる。企図される機械的結合には間隔を空けること、光バッフル、スナップロック機構、積載支持並びに熱管理コンジットが含まれる。またプロセッサ間Ｉ／Ｏはビデオチャンネル、並列ないしは直列のデータバス伝送ラインあるいは他のタイプの通信網として実装される。プロセッサ間Ｉ／Ｏの機能は、図３の中央管理プロセッサ４８の必要性を除去するようにローカルプロセッサ１１０及び１１２をして分散配列プロセッサを形成する。一の実施形態においてプロセッサ１１０は配列全体を越えて画像品質を確保する全体的管理者として機能し得、プロセッサ１１２は色混合計算器の機能を実現し得、一方他のもの（図示せず）は空間歪曲計算器の機能を実行し、且つ更に一の他のものは組込み試験モニタのように機能する。好適には各プロセッサはタイル状の実時間変形処理を実行するように制御する直接的なスパンを基にして入力ビデオストリームの対応する部分に適切な色、空間及び時間的変形を適用する。
【００４８】
管理プロセッサ４８は除外されてはいないから、プロセッサ間Ｉ／Ｏは資源の各タイル状クラスタが隣接者と対話して連係することを許容する。これは画像測定及びシステム補償を含む情報の局所的及び大域的構成として実装し得る。プロセッサアレイの機能は各タイルの位置の識別、隣接するタイルの識別並びに選択された隣りの結果を含む結果の分析である。従って任意の数及び構成のタイルを与えることが出来、ユーザにより透過的に加入あるいは減少され得るタイル状のモジュールが可能になる。
【００４９】
図６には本発明の一実施形態による基本分散タイル構成部を示すブロック図である。基本分散タイル構成部１１８は、好適には例えば図５に示されたように、カメラ、プロジェクタ、電気機械的Ｉ／Ｏ及びプロセッサを含む。プロセッサ間Ｉ／Ｏは、東西南北構成として示されている。プロセッサ間Ｉ／Ｏは、高速から低速のインターフェースのいくらかのチャンネルを含み、１乃至３次元の配列として接続するように実装される事を企図されている。図７には基本分散タイル構成部の３×３アレイが示されている。
【００５０】
上記に従って、図８には本発明による方法のフロー図が示される。アルゴリズムは要素１２０から始まり、制御は要素１２２に移る。要素１２２は、第１の側面と第２の側面を有するスクリーンを提供する。制御はそこで要素１２４に移る。要素１２４は、スクリーンの第１の側面に画像を表示または投影する。制御はそこで要素１２６に移る。要素１２６は、スクリーンの第１の側面の少なくとも１部の画像を捕捉する。制御はそこで要素１２８に移る。要素１２８は、捕捉画像が１つ以上の望ましくない特徴を有するか否か決定する。制御はそこで要素１３０に移る。要素１３０は、望ましくない特徴を修正するために入力ビデオ信号に適応し得る変形関数を識別する。制御はそこで要素１３２に移る。要素１３２は、１つ以上の望ましくない特徴が修正されるように入力ビデオ信号を変形関数を持ちいて処理し変形済の入力ビデオ信号を提供する。制御はそこで要素１３４に移り、そこでアルゴリズムは終了する。
【００５１】
図９には本発明による別の方法のフロー図が示される。アルゴリズムは要素１４０から始まり、制御は要素１４２に移る。要素１４２は、第１の表示部（例えばプロジェクタ）と第２の表示部（例えばこれもプロジェクタ）を提供する。これらの表示部は、投影されたものはもちろん、直接視、実及び仮想画像装置を含む、異質の表示装置の混合でも良いことを企図されている。制御はそこで要素１４４に移る。要素１４４は、第１のカメラと第２のカメラを提供する。制御はそこで要素１４６に移る。要素１４６は、第１のプロジェクタを用いてスクリーン上に第１の分離画像を投影し、第２のプロジェクタを用いてスクリーン上に第２の分離画像を投影し、第１と第２の分離画像で合成画像の少なくとも１部を形成する。制御はそこで要素１４８に移る。要素１４８は、第１のカメラを用いて第１の分離画像の少なくとも１部を含む合成画像の第１の部分の第１の捕捉画像を捕捉する。要素１４８はまた、第２のカメラを用いて第２の分離画像の少なくとも１部を含む合成画像の第２の部分の第２の捕捉画像を捕捉する。制御はそこで要素１５０に移る。要素１５０は、合成画像が１つ以上の望ましくない特徴を有するか否か決定する。１つ以上の望ましくない特徴を決定する事は、各カメラが撮ったそのタイル及び隣接するタイルの冗長捕捉画像間の抽出された特徴の自動的かつ交叉相関を含むことを企図されている。制御はそこで要素１５２に移る。要素１５２は、１つ以上の望ましくない特徴が修正されるように入力ビデオ信号を処理して、第１のプロジェクタへの第１の処理済み入力ビデオ信号と、第２のプロジェクタへの第２の処理済み入力ビデオ信号を提供する。制御はそこで要素１５４に移り、そこでアルゴリズムは終了する。
【００５２】
図１０には各カメラによって導入された歪みを表示部の残りの部分によって導入された歪みから区別する事を含む、本発明による更に別の方法のフロー図が示される。アルゴリズムは要素２４０から始まり、制御は要素２４２へ移る。要素２４２は、スクリーンに隣接した物理的テンプレートを提供する。物理的テンプレートは、好適には所定のパターンを含む。制御はそこで要素２４４に移る。要素２４４は、カメラ手段を用いて物理的テンプレートの少なくとも１部の捕捉画像を捕捉する。制御はそこで要素２４６に移る。要素２４６は、捕捉画像を所定の期待値と比較して、カメラ手段によって導入された歪みを決定する。制御はそこで要素２４８に移る。要素２４８は、物理的テンプレートを取り除く。制御はそこで要素２５０に移る。
【００５３】
要素２５０は、所定のパターンを夫々提示する複数の分離画像を投影するために選択されたプロジェクタに入力信号を提供する。全プロジェクタでなく選択されたプロジェクタだけが投影するとする。制御はそこで要素２５２に移る。要素２５２は、カメラ手段を用いてスクリーンの少なくとも一部の捕捉画像を捕捉する。制御はそこで要素２５４に移る。要素２５４は、捕捉画像からカメラによって導入された歪みを修正又は取り除く。制御はそこで要素２５６に移る。要素２５６は、捕捉画像を所定の期待値と比較することによって、投影系によって導入された歪みを修正又は取り除くための変形関数を決定する。制御はそこで要素２５８に移り、そこでアルゴリズムは終了する。
【００５４】
図１１には表示部内の空間的歪みを決定するために表示され、後に捕捉される９×９のドットを有するパターンを示す図が示される。図示の実施例では、各タイル２６８は横に８つのセグメント、縦に８つのセグメントに分割され、６４の４辺形の区画を生ずる。各区画の頂点は対応する接合点である。従って区画の配列内の接合点は、タイル２６８を横切る区画２７０及び他の区画内の局所歪みを決定するために用いられる。異なる局所変形係数の組が異なる４辺形に対応する。各区画内の幾何学的歪みは、８次の自由度を有する１対の双１次式によって支配される変形関数によってモデル化される。８つの変形係数は、捕捉画像内の４つの接合点の既知の位置を、例えばテンプレートオーバーレイの捕捉画像を用いて決定された対応する予測位置と比較する事によって決定される。
【００５５】
これらドット間（例えば位置２７２）に入る位置についての適切な修正要因は双一次内挿等によって決定される。双一次変形の詳細はジョージウォルベルグによる論文「デジタルイメージの歪曲」ＩＥＥＥコンピュータプレスモノグラフ第５０−５１頁に見られ、本明細書にも参照として組み込まれた。空間的変形の詳細はラファエル  シー．ゴンザレス及びポール・ウインツによる「デジタルイメージ処理」第２版、第２４６−２５１頁に見られ、これも本明細書で参照すべく組み込まれた。
【００５６】
ドットのパターンは規則的格子状である必要はないが、フレーム又は画像メモリ内で捕捉された入来ビデオストリームのスナップショットから確率論的に確実性のあるアンカーポイント群を抽出する事によって引き出し得ることを企図している。これらは更に自動並びに交差相関アルゴリズム、例えば異なる位置から見た多数の点から共通のポイントを同化するビッセルアルゴリズムを用いて相関される。
【００５７】
図１２は図１１の実例となるパターンを、二つの隣接して重なるタイル上に示す図である。第１のタイルは２９０で、第２のタイルは２９２で夫々示す。これら第１、第２のタイル２９０，２９２は、２９４で示すように所定量に亙り重なる。各タイルは対応するタイル上に個別の画像を投射する一つのプロジェクタ（図示せず）を有する。図示の実施形態では各プロジェクタは９×９列のドットを投射する。各プロジェクタが適切に整合しており、系に歪が無ければ、重なる区分２９４のドットの各々は互いに重なる。しかし図１２に示すように、プロジェクタが整合していなければドットは互いに重ならない。
【００５８】
ここに記載のカメラ並びにフィードバック方式によって検出された不整合・歪を修正するために、本発明は対応するドットが適切に互いに整合するように入力ビデオ信号を予め歪曲することを企図する。例えば第１のタイル２９０に対応する第１のプロジェクタはドット２９６を投射し、第２のタイル２９２に対応する第２のプロジェクタは対応するドット２９８を投射する。第１の変形関数は、これが第１のプロジェクタの入力信号に適用された時は、第１のドット２９６の位置を第２のドット２９８に向けて移動させるように与えられる。二者択一的に、又は付加的に、第２の変形関数は、これが第２のプロジェクタの入力信号に適用された時は第２のドット２９８の位置を第１のドット２９６に向けて移動させるように与えられる。適切に行なえば、第１のドット２９６と第２のドット２９８はスクリーン上で互いに重なる。また上述の絶対的あるいは相対的な方法に従って行なわれれば補償された画像がその全面に亙って適切に制約される。
【００５９】
相対的な補償方法を用いて、第１の変形関数は第１と第２のドット間の距離の半分に実質的に等しい量だけ第１のドット２９６の位置を第２のドット２９８に向けて動かすことが企図される。同様に第２の変形関数は第１と第２のドット間の距離の半分に実質的に等しい量だけ第２のドット２９８を第１のドット２９６に向けて動かす。これは直線的平均化法であり、全般に適合する制約のない、暗示される格子線が１次導関数を介して直線的で等間隔であることを保証するようにしており、図１３に明示されている。
【００６０】
択一的又は追加として、第１の変形関数は第１のドット２９６の位置を第２のドット２９８の方向へ、所定の混合関数または第２のドット２９８に関する第１のドット２９６における他の因子によって重み付けされた量だけ移動する事もでき、第２の変形関数は第２のドット２９８の位置を第１のドット２９６の方向へ、所定の混合関数または第１のドット２９６に関する第２のドットにおける他の因子によって重み付けされた量だけ移動する事もできる。これは重み付け平均法であり、明示的に図１４に示されている。好適には重み付け関数はタイルのカラー情報を混合するために用いる混合関数に関連する。これは、ランプ又はスプライン又は他の当技術分野で知られている適当な関数で良い。
【００６１】
３つ以上の画像が選択された区画で重なっている場合のような、２つ以上の関連するドットが考慮されなければならないときは、各関連するドットが修正された位置に向かって移動され得る。これは上述と同様な平均化又は重み付け平均化法を用いることによって成し遂げられ得る。
【００６２】
他の方法も企図される。例えば、変形関数は選択されたドット間の所定の関係を保持し得ることを企図される。例えば、ドット３００、３０２、３０４及び３０６は共通の列のドットからのものであり、従って共通の線３０８に沿っていなければならない。変形関数は、システム内の歪みを補償しながら、これらのドットの間の直線的関係を保持し得る。同様に、ドット３１０、３１２及び３１４は共通の行のドットからのものであり、従って共通の線３１６に沿っていなければならない。変形関数は、システム内の歪みを補償しながら、これらのドットの間の直線的関係を保持し得る。好適には、直線的関係は線関数の１次導関数を通る連続性を与え、黙示的な接続線間の比較的一様な間隔を保存する。
【００６３】
上記に従って、図１５には表示部から空間的歪みを少なくとも部分的に取り除く方法のフロー図が示される。アルゴリズムは要素３３０から始まり、制御は要素３３２に移る。要素３３２は、複数の特徴を伴う所定のパターンを有する分離した画像を投影するように１つ以上のプロジェクタにさせる。制御はそこで要素３３４に移る。要素３３４は、合成画像の選択部分の捕捉画像を捕捉する。制御はそこで要素３３６に移る。要素３３６は、捕捉画像の選択された特徴の相対位置を検査することによって捕捉画像の空間的歪みを識別する。制御はそこで要素３３８に移る。要素３３８は、捕捉画像から空間的歪みを少なくとも部分的に取り除く変形関数を決定する。制御はそこで要素３４０に移り、そこでアルゴリズムは終了する。好適にはこの方法は、タイルの投影された画像を、物理的テンプレートに関してでなく、又はそれに加えて、隣接するタイルの投影された画像に関して比較することによって表示部の空間的歪みを識別する。
【００６４】
図１６にはタイル状の表示部から空間的歪みを少なくとも部分的に取り除くための、タイル状の表示部に対する変形を識別する方法のフロー図が示される。アルゴリズムは要素３５０から始まり、制御は要素３５２に移る。要素３５２は、選択された重複領域内の第１のプロジェクタによって投影された第１の特徴を識別する。この第１の特徴は入力されたビデオ画像のスナップショットから抽出され得る。制御はそこで要素３５４に移る。要素３５４は、選択された重複領域内の第２のプロジェクタによって投影され、第１の特徴と対応する第２の特徴を識別する。再度この第２の特徴は入力されたビデオ画像のスナップショットから抽出され得る。制御はそこで要素３５６に移る。要素３５６は、第１と第２の特徴間の空間的関係を決定し、実際上１揃いの特徴間の関係を確立する。制御はそこで要素３５８に移る。要素３５８は、第１のプロジェクタ用の第１の変形関数を識別する。この第１の変形関数は、第１のプロジェクタの入力信号に適用された時、第１の特徴の位置を調整された位置の方向へ効果的に移動させる。制御はそこで要素３６０に移る。要素３６０は、第２のプロジェクタ用の第２の変形関数を識別する。この第２の変形関数は、第１の説明と同時に適用され、第２のプロジェクタの入力信号に適用された時、第２の特徴の位置を調整された位置の方向へ効果的に移動させる。制御はそこで要素３６２に移り、そこでアルゴリズムは終了する。この修正関数の計算は、周期的に実行され、同時に出力は実時間修正のために変形関数に渡される。
【００６５】
本発明によればドットの位置は、ドットを含む捕捉画像から黒捕捉画像を減算し、全通過カーネルを有する空間フィルタを用いて雑音閾値を超える結果画像コンテンツを検査し、対応するドット位置を見つけるためにドットの重心を測定し、エネルギー限界が前記閾値未満のドットを除去し、既知又は予測されるドットパターンとの相関用にドット位置を記憶してそこから調整用の変形関数を導く事によって決定され得る。
【００６６】
図１７はあるＬＣＤプロジェクタの種々の入力強度に対する輝度ドームのグラフを示す。明らかなように、輝度ドームの大きさは、入力強度の増加に従って増加する傾向にある。また、表示部を横切るランダム輝度変動（例えば雑音）も、入力強度の増加に従って増加する傾向にある。この変動は減衰され、従って信号対雑音比はドーム捕捉画像の多重サンプルのフィルタリングによって増加される。この同様の一般的パターンは、赤、緑及び青に対して見出される。加えて、各色は一般的には同一の強度に対して異なる輝度値を有する。更に、例えばポリシリコンＬＣＤの場合は、パターンの形は入力強度レベルの関数で変化し、幾何学的及び入力強度変数に関する補償が必要である。
【００６７】
投影システム、特にタイル状表示システムのカラー及び輝度歪みを決定するために、直視あるいは投影において、入力強度の変化する多数の入力信号が投影表示部へ逐次敵に入力される。これは初期較正時または周期的に実施される。各入力信号は、選択された色のフラットフィールド画像に対応する。例えば、第１の入力信号は、「２５５」のＬＣＤ強度を有する赤フラットフィールド画像に対応する。次の入力信号もまた赤フラットフィールド画像に対応するが、「２２０」のＬＣＤ強度を有する。段々に低くなる強度を有する入力信号が、「０」のＬＣＤ強度を有する入力信号になるまで供給される。このプロセスは青、緑両方やその他の色のフラットフィールド画像に対して繰り返される。カメラ装置が各フラットフィールド画像を、そのカメラ装置の視野が全表示部に対応するときは単一画像として、そのカメラ装置がより小さな視野を有するときは複数の画像として捕捉する。カメラ装置の解像度は、選択された視野に相応しいように撰ぶことができる。例えば、カメラ装置の視野が比較的広い場合は、全表示部の画像を捕捉するために高解像度のカメラ装置が用いられ得る。同様に、カメラ装置の視野が比較的狭い場合は、表示部の小部分のみの画像を捕捉するために低解像度のカメラ装置が用いられ得る。何れにせよ結果としての画像は、捕捉画像の配列、又は限定された解像度の捕捉画像として、又は圧縮係数捕捉画像として好適に記憶される。一旦収集されると、各捕捉画像の望ましくない特徴が、各プロジェクタに対する輝度又はカラードームを含んで決定される。
【００６８】
一旦輝度又はカラードームが識別されると、線形又はスプライン又は他の適当な関数である上限及び加減関数が、全表示部に亘ってカラー（色相を含む）及び強度の両方に対して適正に決定される。例えば、あるプロジェクタは他のプロジェクタに対して最大強度（例えばＬＣＤ「２５５」）においてより明るく、各プロジェクタによって提供される輝度は画像の縁付近で減少するかもしれない。従って上限は、全プロジェクタが最大強度で動作するときにタイルの最も暗い重ね合わせ領域に合うように選択され得る。同様に、下限は、全プロジェクタが最小強度（ＬＣＤ「０」）で動作するときにタイルの最も明るい重ね合わせ結果に合うように選択され得る。
【００６９】
その後、選択されたタイルに亘って輝度ドームを補償し、各タイルの輝度及びカラーの隣接するタイルとの整合をとり、それによって線形の表示システムを得るための変形関数が決定される。例えば変形関数は捕捉されたあるいは圧縮カラードームのカラールックアップテーブル、最近接検出及び識別関数及び、表示部において所要の出力レベルを出力するために必要な入力レベルを決定するための最隣接間の内挿関数によって現わされても良い。好適には変形関数は、フラットフィールドテスト画像に対して約２パーセント以下、例えばウエーバー法による１つの弁別域（ＪＮＤ）以下の全表示部に亘る輝度変化を生じる。このレベルの輝度の一様性を達成するために、変形関数は好適にはタイル上のＸ及びＹ位置と入力強度レベルの関数である。
【００７０】
図１８は各々種々の入力強度である３つのタイル状ＬＣＤプロジェクタに対する輝度ドームの図を示す。第１のタイル３７０、第２のタイル３７２及び第３のタイル３７４は各々共通のＬＣＤ入力強度に対して異なる最大輝度値を有し、それぞれ入力強度「２５５」において３７６、３７８及び３８０で示される。これらのタイルの夫々に対する変形関数が、システム内の各タイルのドーム（ｘ，ｙ及び入力強度に依存）特性を線形化するために減少された輝度ドーム情報を用い、そして表示タイル重ね合わせを許すための混合関数を用いて選択されたタイルに亘る輝度ドームを好適に補償する。変形関数はまた、フィードバック画像情報を既知の３刺激値カラー変形または同等の関数と共に用いて、各タイルの色相を隣接するタイルと整合させる。例えば、第１のタイル３７０に対する変形関数は、第１のプロジェクタに対する入力強度が「２５５」の値を有し、タイル３７２の出力に重ね合わされる時、第１のプロジェクタの捕捉画像から任意の時点で獲得されたフィードバック特性に従って、線３８２に沿うように輝度を変更する。示された図は、これが輝度断面のドーム形のために、画像の縁部より中央部の方がより減少されなければならない事を要求している事を示す。同様に第２のタイル３７２に対する変形関数も、第２のプロジェクタに対する入力強度が「２５５」の値を有し、隣接するタイルの出力に重ね合わされる時、第２のプロジェクタの捕捉画像から任意の時点で獲得されたフィードバック特性に従って、線３８２に沿うように輝度を変更する。最後に第３のタイル３７４に対する変形関数は、第３のプロジェクタに対する入力強度が「２５５」の値を有し、隣接するタイル３７２と重ね合わされるのに従って、第３のプロジェクタの輝度を線３８２に沿うように変更する。
【００７１】
上記のように、変形関数はプロジェクタに供給される入力強度にも好適に従属している。これはポリシリコンＬＣＤのような画像源に対する入力強度上の捕捉画像ドームに従属する結果である。
【００７２】
より小さい入力強度に対しては、変形関数は第１、第２及び第３のプロジェクタの輝度を、例えば混合関数として線３８６又は３８８に沿うように変更し、輝度ドームはスクリーン上のＸＹ位置とタイル状表示システムへの入力強度に従う。この様にして、変形関数は全表示部に亘る輝度、色相及び飽和度変化が、提供される入力強度にかかわりなく比較的小さくなるようにする。これは画像内容が一般的表現を表示するために適当なカメラフィードバックを伴うタイル状表示部を任意に形成し得ることを実現し、又は可能にする。
【００７３】
上述の事によって、図１９は表示部から輝度歪みを少なくとも部分的に取り除くための方法のフロー図を示す。アルゴリズムは要素４００から始まり、制御は要素４０２へ移る。要素４０２は、変化している明度のフラットフィールド画像に対応する１つ以上の入力信号を各プロジェクタに直列に入力する。制御はそこで要素４０４へ移る。要素４０４は、選択したフラットフィールド画像の捕捉画像を捕捉する。制御はそこで要素４０６へ移る。要素４０６は、１つ以上の捕捉画像の輝度ドームを識別する。制御はそこで要素４０８へ移る。要素４０８は、合成画像から輝度を少なくとも部分的に取り除くフィードバック変形関数（Ｘ，Ｙ及び／又は入力強度に従う）を決定する。制御はそこで要素４１０へ移り、そこでアルゴリズムは終了する。
【００７４】
最後に１つ以上のタイルを包含する視野を有するカメラを用いる場合の、タイル状表示部の各タイルの境界を決定する方法が企図される。この方法は、例えば選択されたタイル以外は皆白いフィールド画像を表示することを含む。カメラはそこで、選択されたタイルを含む表示の画像を捕捉する。そこで白いフィールド画像が始まるか終わる位置を識別することによって選択したタイルの境界を決定することは比較的単純なことである。他の方法は、各タイルが１つか２つのフラットフィールド画像であると仮定される市松模様を表示する。この実施例では、各タイルの境界は、各フラットフィールド画像の始まるか終わる位置を識別することによって決定され得る。もう１つの方法は、それらの外部境界が検出関数との組み合わせでカメラによって検出された時、各タイルの境界をも定義するドットのパターンを表示する。これらは、特にプロジェクタの他のプロジェクタとの整列を識別するフィードバックプロセッサ−カメラシステムによって用いられ得る。更に、分離画像が相互に重なっている時、これらの方法は重なりの程度を識別する。
【００７５】
【図面の簡単な説明】
【図１】
図１は本発明による４×６列のプロジェクタ群配列の透視図を示す。
【図２】
図２は図１に図示のプロジェクタの一つの透視図を示す。
【図３】
図３は本発明の図示実施形態のブロック図を示す。
【図４】
図４は図３のプロセッサブロック群の一の実装を示すブロック図を示す。
【図５】
図５はプロセッサブロック群間にプロセッサ間Ｉ／Ｏを有し、図３に示すものと同様の実施形態の略図的なブロック図を示す。
【図６】
図６は本発明の図示の実施形態によるベース配分タイル要素を示すブロック図示を示す。
【図７】
図７は３×３列とした図６のベース配分タイル要素を示すブロック図を示す。
【図８】
図８は本発明による方法の一実施形態を示すフロー図を示す。
【図９】
図９は本発明による方法の他の実施形態を示すフロー図を示す。
【図１０】
図１０は他の表示部が採入する歪からカメラが採入する歪を区別する工程を含む、本発明による方法の他の実施形態を示すフロー図を示す。
【図１１】
図１１は表示部内の空間的歪を測定するため表示され、後に捕捉されるパターンを示す図を示す。
【図１２】
図１２は隣接し且つ重なる二つのタイル上に表示され、表示部内の空間的歪を測定するための図１１のパターンを示す図を示す。
【図１３】
図１３は選定した特徴点を補正位置に移動させて表示部中の空間的歪を減じるために用いる変形関数の動作を示す図を示す。
【図１４】
図１４は選定した特徴点を例えば合成画像または全体的制約によって調整した重み付け平均である相対的方法に関連した距離だけ補正位置に移動させて表示部中の空間的歪を減じるために用いる変形関数の動作を示す図を示す。
【図１５】
図１５は表示部から空間的歪を少なくとも部分的に除去する方法を示すフロー図を示す。
【図１６】
図１６はタイル張り状表示部についての変形を識別して少なくとも部分的にタイル張り状表示部から空間的歪を除去する方法を示すフロー図を示す。
【図１７】
図１７は各種入力強度におけるＬＣＤプロジェクタ用の輝度ドームを示し、且つ如何にドーム形状が入力強度レベルに応じて変化するかを示すグラフを示す。
【図１８】
図１８は三つのタイル状ＬＣＤプロジェクタの各々の輝度ドームを各種の入力強度で示す略図的な図を示す。
【図１９】
図１９は表示部から輝度的歪を少なくとも部分的に除去する方法を示すフロー図を示す。
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2002525694.tif 000001
【図２】
2002525694.tif 000002
【図３】
2002525694.tif 000003
【図４】
2002525694.tif 000004
【図５】
2002525694.tif 000005
【図６】
2002525694.tif 000006
【図７】
2002525694.tif 000007
【図８】
2002525694.tif 000008
【図９】
2002525694.tif 000009
【図１０】
2002525694.tif 000010
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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