DE10061937B4 - Vorrichtung und Verfahren zum Korrigieren von Verzeichnungen eines Bildes und eine dieselben verwendende Bildwiedergabevorrichtung - Google Patents

Vorrichtung und Verfahren zum Korrigieren von Verzeichnungen eines Bildes und eine dieselben verwendende Bildwiedergabevorrichtung Download PDF

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Abstract

Verfahren zum Korrigieren einer Bildverzeichnung, mit folgenden Schritten:
– Detektieren von Verzeichnungsparametern, die durch ein Vergleichen eines Differenzbildes mit einem auf einem Schirm wiedergegebenen verzeichneten Bildes erhalten werden, das gegenüber dem Referenzbild verzeichnet ist, und
– Korrigieren des verzeichneten Bildes unter Verwendung der detektierten Verzeichnungsparameter,
gekennzeichnet durch
– Detektieren von Trapezverzeichnungsparametern, die eine Trapezverzeichnung des verzeichneten Bildes gegenüber dem Referenzbild angeben,
– Korrigieren des verzeichneten Bildes unter Verwendung der detektierten Trapezverzeichnungsparameter, und
– Detektieren von Kissenverzeichnungsparametern, die eine Verzeichnung des verzeichneten Bildes nach Korrektur unter Verwendung der Trapezverzeichnungsparameter gegenüber dem Referenzbild angeben.

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • 1. Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Korrektur von Bildverzeichnungen einer Bildwiedergabevorrichtung und insbesondere eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Korrigieren eines verzeichneten Bildes, um eine optische Verzerrung eines Bildes und fehlerhafte Konvergenz zu korrigieren, indem ohne Verwendung eines Konvergenzjoches ein eingegebenes Bild vorverformt wird, sowie eine dieselben verwendende Bildwiedergabevorrichtung.
  • Heutzutage stellt ein Fernsehgerät ein elektronisches Haushaltsgerät dar, das ein erforderlicher Gegenstand ist. Bei sich verbesserndem Lebensstandard wird somit in zunehmenden Maße eine hohe Qualität für Fernsehgeräte gefordert. Um diese Anforderungen zu erfüllen, sind Fernsehgeräte hoher Qualität entwickelt worden, von denen eines ein Projektions-TV ist, bei dem ein auf eine rote, eine grüne und eine blaue Kathodenstrahlröhre fokussiertes Bild vergrößert wird, das vergrößerte Bild an einem Spiegel reflektiert wird und das an dem Spiegel reflektierte Bild auf einen großen Schirm projiziert wird, so daß die Zuschauer ein vergrößertes TV-Bild betrachten können.
  • 1A ist eine Ansicht, die einen Aufbau eines üblichen Projektions-TV's 100 zeigt, das rote, grüne und blaue Kathodenstrahlröhren (CRTs) 3, 4 und 5, Linsen 6 zum Vergrößern von von den CRTs 3, 4 und 5 ausgegebenen Bildern, einen Spiegel 1, um die Bilder einfallen zu lassen und zu reflektieren, und einen Schirm 2 umfaßt, um die von dem Spiegel 1 reflektierten und vergrößerten Bilder wiederzugeben.
  • Von den CRTs 3, 4 und 5 ausgegebene Bilder werden durch die Linsen 6, die jeweils an den CRTs 3, 4 und 5 angebracht sind, übertragen und an dem Spiegel 6 reflektiert, um den Schirm 2 des Projektions-TV's 100 zu erreichen, wodurch es als vergrößertes Bild wiedergegeben wird.
  • Da das auf dem Schirm 2 des Projektions-TV's 100 wiedergegebene Bild von der Position und dem Winkel der mehreren CRT's und der optischen Elemente beeinflußt wird, wird jedoch auf nicht vermeidbare weise eine optische Verzeichnung des Bildes erzeugt.
  • 1B ist eine Ansicht, die Trajektorien von auf dem Schirm 2 von 1A wiedergegebenen Bildern zeigt. In Abhängigkeit der Relationen zwischen Positionen der CRTs 3, 4 und 5 und der Position des Spiegels, stimmen die Trajektorien des roten, des grünen und des blauen Bilder miteinander nicht überein, wobei die Bildtrajektorien verzerrt oder gewinkelt sind.
  • Die optische Verzeichnung hat eine nicht lineare Charakteristik aufgrund verschiedener Faktoren, wie z.B. die Positionen der CRTs und des Spiegels, der Vergrößerungsleistung der Linsen und eines Magnetfeldes. Die optische Verzeichnung wird in eine, wie in 2A gezeigt, von den CRTs und den Linsen verursachte Kissenverzeichnung und eine, wie in 2B gezeigt, aufgrund der Reflektion des Spiegels verursachte Trapezverzeichnung unterteilt.
  • Die Kissenverzeichnung ist eine Verzeichnung, die erzeugt wird, wenn sich der Ausbreitungsabstand der Elektronenstrahlen, die von dem CRT (insbesondere einer Elektronenkanone) erzeugt und ausgegeben werden, sich außerhalb des Zentrums des CRT's befindet. Das Ausmaß der Verzerrung wird groß, wenn man sich von dem Zentrum des CRT's wegbewegt.
  • Die Trapezverzeichnung unterdessen besteht darin, daß ein Bild gemäß den Linsen an unterschiedlichen Stellen eines Spiegels reflektiert wird und der Reflektionsweg von dem Spiegel zu dem Schirm unterschiedlich ist. Ein rechteckiges Originalbild wird beispielsweise zu einem trapezförmigen Bild verzerrt. Die Trapezverzeichnung wird gleichmäßig für das gesamte, auf dem Schirm wiedergegebene Bild erzeugt.
  • Insbesondere wenn die roten, die grünen und die blauen CRTs wie in 1B gezeigt angeordnet sind, fallen die von der blauen CRT und der roten CRT ausgegebenen Elektronenstrahlen diagonal auf den Spiegel ein, so daß eine Trapezverzeichnung in stärkerem Maße auftritt, verglichen mit dem von der grünen CRT ausgegebenen Elektronenstrahl, der direkt auf den Spiegel einfällt.
  • Dementsprechend wird im Fall des Projektions-TV's der Grad der Kissenverzeichnung und der Trapezverzeichnung gemäß den rechten, linken, oberen und unteren Bereichen des Bildes verändert, da die drei CRTs nebeneinander angeordnet sind, anstatt an der gleichen Position installiert zu sein. Des weiteren weist das Projektions-TV das Problem einer fehlerhaften Konvergenz auf, das darin besteht, daß ein gewünschtes Farbbild fast nicht erreicht werden kann, da die drei Farbsignale nicht auf die gleiche Stelle projiziert werden. In dieser Hinsicht tritt die fehlerhafte Konvergenz zusammen mit der optischen Verzeichnung auf.
  • 3 ist ein schematisches Blockdiagramm einer bekannten Vorrichtung zum Korrigieren einer Bildverzeichnung einer Bildwiedergabevorrichtung.
  • Wie in der Zeichnung dargestellt, umfaßt die Vorrichtung zum Korrigieren einer Bildverzeichnung einen Bildprozessor 11 zum Verarbeiten eines von einer externen Quelle erhaltenen Signales und zum Ausgeben eines Bildsignales sowie von horizontalen und vertikalen Synchronsignalen, eine CRT 12 zum Empfangen des Bildsignales und zum Erzeugen eines Elektrohnenstrahls, eine Horizontal- und Vertikal-Ablenkeinheit 16 zum Empfangen der horizontalen und vertikalen Synchronsignale und zum Ausgeben eines Konvergenzsteuersignales sowie von horizontalen und vertikalen Ablenksteuersignalen, ein Ablenkjoch (DY) 14, das an der CRT 12 angeordnet ist, um gemäß den horizontalen und vertikalen Ablenksteuersignalen einen Strom zum horizontalen und vertikalen Ablenken eines Elektronenstrahls zu führen, einen Wellenformkorrekturgenerator 17 zum Empfangen des Konvergenzsteuersignales und zum Ausgeben eines Konvergenzkorrektursignales, einen Konvertierungsverstärker 18 zum Eingeben des Korrektursignales und zum Ausgeben eines verstärkten Korrektursignales, ein Konvergenzjoch (CY) 13, das an der CRT 12 angeordnet ist, um einen Strom so zu führen, daß von der CRT ausgegebene Elektronenstrahlen nicht verbreitert werden, und ein optisches System 15, um die von der CRT 12 ausgegebenen Elektronenstrahlen einfallen zu lassen und ein Bild wiederzugeben.
  • Gemäß der bekannten Vorrichtung zum Korrigieren einer Verzeichnung eines Bildes ist ein Bündel von Spulen, wie z.B. das Konvergenzjoch oder das Ablenkjoch, an der CRT angebracht, wobei ein geeigneter Korrekturstrom horizontaler und vertikaler Richtungen dem Konvergenzjoch zugeführt wird (die Stärke des Stroms wird gesteuert), um dadurch den Weg des Elektronenstrahls so zu steuern, daß die optische Verzeichnung korrigiert und die Konvergenz des Farbsignales gesteuert wird.
  • Das bedeutet, daß ein die Ablenkung steuernder Strom für jede RGB-CRT-Linse erzeugt wird, um die von den RGB-CRTs ausgegebenen Elektronenstrahlen zu steuern. Danach wird der Strom stark verstärkt und dem Konvergenzjoch zugeführt, durch das der auf den Schirm auftreffende Elektronenstrahl so gesteuert wird, daß er, ohne verbreitert zu sein, auf die gleiche Stelle konvergiert.
  • Bei der Vorrichtung zum Korrigieren einer Verzeichnung haben die in dem Projektions-TV erzeugten Bildverzeichnungen jedoch eine nicht lineare Charakteristik. Um einen dem Konvergenzjoch zuzuführenden Strom zu erhalten, ist es somit erforderlich, ein Steuersignal mit einer nicht linearen Charakteristik zu erzeugen, für das ein Verstärker zum Verstärken des Stromes bereitgestellt werden muß, wobei ein komplexer und schwieriger Betriebsalgorithmus implementiert werden sollte.
  • Im Fall des herkömmlichen Projektions-TV's, bei dem die Verzeichnung korrigiert wird, indem gemäß der Steuerung des Stromes das Auftreffen des Elektronenstrahls variiert wird, auch wenn die Verzeichnung mittels Vorrichtungen zum Korrigieren von Verzeichnungen korrigiert wird, bevor sie auf den Markt kommen, werden im Verlauf der Zeit die Vorrichtungen zum Korrigieren von Verzeichnungen ferner durch Alterungsprozesse von Teilen, Temperaturänderungen und dem Erdmagnetfeld beeinflußt. Somit tritt ein Verzeichnungsphänomen auf, das deren Leistung verschlechtert. Ferner wird die Verzerrung auf keinen Fall korrigiert, wenn sie in dem Projektions-TV auftritt.
  • 3. Für die Beurteilung der Patentfähigkeit in Betracht gezogener Stand der Technik
  • DE 692 22 666 T2 offenbart eine Anordnung und ein Verfahren zur automatischen Justierung der Konvergenz- und Rasterverzerrung bei Anzeigeeinrichtungen, beispielsweise Projektoren. Zunächst wird ein Rahmen, der einen zur Bilddarstellung vorgesehenen Bereich umschließt, mit einer Kamera aufgenommen, um die Position des Rahmens und dadurch die Position des Bildwiedergabebereichs zu ermitteln. Der Bildwiedergabebereich wird in Unterbereiche unterteilt. In jeden Unterbereich wird ein Bildsignal abgebildet und mittels einer Kamera aufgenommen. Aus dem aufgenommenen Bild wird dessen Schwerkraftmittelpunkt ermittelt und mit dem Schwerkraftmittelpunkt des entsprechenden Unterbereichs verglichen. Weichen diese Schwerkraftmittelpunkte voneinander ab, werden die zur Bildwiedergabe verwendeten Mittel so justiert, dass die Schwerkraftmittelpunkte zusammenfallen.
  • DE 100 22 009 A1 offenbart ein Verfahren und eine Einrichtung zur Bestimmung und mindestens teilweisen Korrektur der Fehler eines Bildwiedergabesystems. Dabei wird ein neuronales Netz verwendet, bei dem das digitale Bild einer vom Bildwiedergabesystem erzeugten unkorrigierten Abbildung eines Testbildes als Lernmuster für das neuronale Netz dient, während digital vorliegende Bilddaten des Testbildes die Lernvorgabe für das neuronale Netz definieren. Nach dem Lernvorgang werden wiederzugebende Bilder dem neuronalen Netz zugeführt, das dann derart korrigierte Bild daten ausgibt, die Fehler des Bildwiedergabesystems kompensieren.
  • WO 01/03420 A1 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Korrigieren von Konvergenz- und Geometriefehlern bei Wiedergabevorrichtungen. Unter Verwendung eines Testbildes werden Verschiebungen von Pixeln des wiedergegebenen Testbildes gegenüber dem Testbild selbst ermittelt. Die für einzelne Pixel ermittelten Verschiebungen aufgrund von Abbildungsfehlern einer Wiedergabevorrichtung werden gespeichert und bei einer normalen Bildwiedergabe für entsprechende Bildpixel verwendet, so dass jedes Bildpixel auf eine für eine korrekte Bildwiedergabe geeignete Position "gezogen" wird.
  • US 5,231,481 offenbart einen Projektor mit einem negativen Rückkopplungsschaltkreis zur Korrektur von Abbildungsfehlern des Projektors. Aus einem Vergleich eines Testbildes und dessen Wiedergabe durch den Projektor hinsichtlich zeitlicher Unterschiede und/oder Amplitudenunterschiede werden Korrekturinformationen ermittelt. Diese werden bei normaler Bildwiedergabe verwendet, um ein wiederzugebendes Bild so vorverzerren, dass es korrekt wiedergegeben wird.
  • US 5,091,773 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Fehlerkorrektur bei Bildwiedergabevorrichtungen ebenfalls auf Basis einer negativen Rückkopplung. Ein Testbild, das aus im Raster angeordneten Bildpunkten besteht, wird mittels einer Bildwiedergabevorrichtung wiedergegeben. Das wiedergegebene Bild wird auf eine Filtermaske abgebildet, die nur an Punkten transparent ist, an denen die Abbildung eines fehlerfrei projizierten Teilbildes helle Bildpunkte aufweist. Aus den von der Filtermaske hindurchgelassenen Lichtintensitäten werden Korrektursignale ermittelt, mit denen die Bildwiedergabevorrichtung so gesteuert wird, dass deren Fehler bei Bildwiedergabe korrigiert werden.
  • EP 0 756 425 A2 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Korrektur von Trapezverzeichnungen eines Projektors. Hierfür werden Korrekturinformationen verwendet, die die Position und Orientierung des Projektors relativ zu seiner zur Bildwiedergabe vorgesehenen Projektionsebene angeben.
  • JP 08201913 A offenbart eine Korrektur von Bildverzeichnungen unter Verwendung eines Referenzbildes. Das Referenzbild wird auf einem Schirm dargestellt und mit einer Kamera aufgenommen. Aus einem Vergleich des Referenzbildes mit dem aufgenommenen Bild werden Korrekturinformationen gewonnen, mit denen darzustellende Bilder so vorverzerrt werden können, dass eine Bilddarstellung ohne Bildverzeichnung möglich ist.
    •
  • AUFGABE DER ERFINDUNG
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, Verfahren und Vorrichtungen zum Korrigieren einer Bildverzeichnung einer Bildwiedergabevorrichtung bereitzustellen, die eine effiziente Bildkorrektur wiederzugebender Bilder insgesamt ermöglicht.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Die Aufgabe wird durch die in den unabhängigen Ansprüchen definierten Verfahren und Vorrichtungen gelöst.
  • Bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Verfahren und Vorrichtungen sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
  • Die vorstehenden und andere Aufgaben, Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen klarer.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Die beigefügten Zeichnungen, die aufgenommen sind, um für ein weiteres Verständnis der Erfindung zu sorgen und in diese Spezifikation integriert sind sowie einen Teil derselben darstellen, veranschaulichen Ausführungsformen der Erfindung und dienen zusammen mit der Beschreibung, um die Erfindung zu erläutern.
  • In den Zeichnungen:
  • 1A ist eine Ansicht, die einen Aufbau eines üblichen Projektions-TV's gemäß dem Stand der Technik zeigt,
  • 1B ist eine Ansicht, die Trajektorien von auf einem Schirm des Projektions-TV's von 1A wiedergegebenen Bildern gemäß dem Stand der Technik zeigt,
  • 2A zeigt ein Beispiel einer Kissenverzeichnung,
  • 2B zeigt ein Beispiel einer Trapezverzeichnung,
  • 3 ist ein schematisches Blockdiagramm einer Vorrichtung zur Korrektur eines verzeichneten Bildes einer Bildwiedergabevorrichtung gemäß dem Stand der Technik,
  • 4 ist ein schematisches Blockdiagramm einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Korrigieren eines verzeichneten Bildes, um ein verzeichnetes Bild einer Bildwiedergabevorrichtung zu detektieren und zu korrigieren,
  • 5A und 5B sind Flußdiagramme von erfindungsgemäßen Verfahren zum Korrigieren eines Bildes einer Vorrichtung zum Korrigieren verzeichneter Bilder,
  • 6A bis 6D zeigen Bilder, die während des Bildkorrekturprozesses der Vorrichtung zum Korrigieren verzeichneter Bilder erzeugt werden,
  • 7A ist eine Ansicht, die ein trapezverzeichnetes Bild zeigt, das unter Verwendung von Verzeichnungskorrekturinformationen mittels Trapezverzeichnen eines eingegebenen Bildes erhalten wird,
  • 7B ist eine Ansicht, die ein kissenverzeichnetes Bild zeigt, das unter Verwendung von Verzeichnungskorrekturinformationen mittels Kissenverzeichnen eines eingegebenen Bildes erhalten wird,
  • 8 ist eine Ansicht, die ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Extrahieren von Koordinaten eines trapezverzeichneten Bildes zeigt,
  • 9 ist ein schematisches Blockdiagramm einer erfindungsgemäßen Bildwiedergabevorrichtung,
  • 10 ist ein Flußdiagramm eines Verfahrens zum Korrigieren eines verzeichneten Bildes der erfindungsgemäßen Bildwiedergabevorrichtung,
  • 11A und 11B zeigen einen Prozeß zum Korrigieren von Verzeichnungen der erfindungsgemäßen Bildwiedergabevorrichtung, und
  • 12A bis 12D zeigen gemäß dem Prozeß zum Korrigieren von Verzeichnungen der erfindungsgemäßen Bildwiedergabevorrichtung erzeugte Bilder.
    •
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Es wird nun detalliert auf die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung Bezug genommen, wobei Beispiele derselben in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind.
  • Die vorliegende Erfindung ist auf eine Vorrichtung zum Korrigieren von Verzeichnungen gerichtet, bei der unter Berücksichtigung einer Verzeichnung, die entsteht, wenn ein in einem Feld- oder Bildspeicher gespeichertes Bildsignal von einer Linse einer CRT auf einen Schirm projiziert wird, ein Bild vorher verzeichnet und auf den Schirm projiziert wird, wodurch ein Originalbild wiedergegeben wird, sowie dessen Verfahren.
  • 4 ist ein schematisches Blockdiagramm einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Korrigieren verzeichneter Bilder, um ein verzeichnetes Bild einer Bildwiedergabevorrichtung zu detektieren und zu korrigieren, die eine Bildwiedergabevorrichtung 200 zum Korrigieren eines verzeichneten Bildes und zum Ausgeben eines korrigierten Bildes und eine Einheit 201 zum Extrahieren von Verzeichnungsinformationen aufweist, um Verzeichnungsinformationen zu gewinnen, die zum Korrigieren des verzeichneten Bildes erforderlich sind, und um diese in einem Verzeichnungskorrekturspeicher zu speichern.
  • Die Bildwiedergabevorrichtung, d.h. das Projektions-TV 200, umfaßt einen Bildprozessor 23 zum Verarbeiten eines von einer Signalquelle empfangenen Signales und zum Ausgeben eines Bildsignales sowie horizontaler oder vertikaler Synchronsignale, eine Horizontal-/Vertikal-Ablenkeinheit 21 zum Empfangen des horizontalen oder des vertikalen Synchronsignales und zum Ausgeben eines horizontalen oder eines vertikalen Ablenksteuersignales, einen ersten Bildspeicher 24-1 zum Speichern von von dem Bildprozessor 23 ausgegebenen Daten in einer Bildeinheit, einen Verzeichnungskorrekturspeicher 24-4 zum Speichern von von einer in der (zu beschreibenden) Einheit 201 zum Extrahieren von Verzeichnungsinformationen enthaltenen Verzeichnungsinformationsextraktionseinrichtung 29 extrahierten Verzeichnungskorrekturinformationen, eine Steuereinheit 24-2 zum Vorverformen des in dem ersten Bildspeicher 24-1 gespeicherten Bildes unter Verwendung der in dem Verzeichnungskorrektorspeicher 24-4 gespeicherten Verzeichnungskorrekturinformationen, einen zweiten Bildspeicher 24-3 zum Speichern des von der Steuereinheit 24-2 vorverformten Bildes, eine CRT 25 zum Empfangen der von dem zweiten Bildspeicher 24-3 ausgegebenen Daten und zum Ausgeben eines Elektronenstrahls, ein Ablenkjoch (DY) 25-1, das zum Steuern des von der CRT 29 ausgegebenen Elektronenstrahls an der CRT 29 angeordnet ist, und ein optisches System 26 zum Empfangen des von dem Ablenkjoch 25-1 gesteuerten Elektronenstrahls und zum Ausgeben eines vergrößerten Bildes.
  • Das Projektions-TV 200 umfaßt ferner einen Schalter 22, der vor dem Bildprozessor 23 angeordnet ist, um so ein Referenzbild einzugeben, das zum Extrahieren von Verzeichnungsinformationen erforderlich ist.
  • Um die Informationen des Projektions-TV's 200 zum Korrigieren verzeichneter Bilder zu extrahieren, umfaßt die Einheit 201 zum Extrahieren von Verzeichnungsinformationen der Bildwiedergabevorrichtung der vorliegenden Erfindung einen Referenzbildgenerator 28, um ein Referenzbild zu erzeugen und dieses dem Schalter 22 des Projektions-TV's 200 bereitzustellen, eine Kamera 27 zum Aufnehmen eines von dem optischen System 26 ausgegebenen Bildes, wenn die Bildwiedergabevorrichtung 200, die das Referenzbild erhalten hat, das Referenzbild aus dem optischen System 26 ausgibt, und eine Verzeichnungsinformationsextraktionseinheit 29 zum Empfangen des von der Kamera 27 aufgenommenen Bildes und des von dem Referenzbildgenerator 28 ausgegebenen Referenzbildes, zum Vergleichen des aufgenommenen Bildes und des Referenzbildes und zum Erzeugen von Verzeichnungskorrekturinformationen.
  • Das Verfahren zum Extrahieren der Bildverzeichnungsinformationen des Projektions-TV's 200 und zum Erzeugen der Verzeichnungskorrekturinformationen auf der Grundlage der Verzeichnungsinformationen der Einheit 201 zum Extrahieren von Verzeichnungsinformationen der wie oben beschrieben aufgebauten vorliegenden Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf 5 bis 7 erläutert.
  • Da das auf dem Schirm des Projektions-TV's wiedergegebene Bild ein Bild mit kombinierter Trapezverzeichnung und Kissenverzeichnung ist, werden bei einem Verfahren zum Erzeugen von Verzeichnungskorrekturinformationen für einen Zustand, bei dem eine Verzeichnung vollständig korrigiert ist und die anderen Verzeichnungskorrekturinformationen bezugnehmend auf 5A oder auf 5B ermittelt werden, die zwei Arten von Verzeichnungen gleichzeitig korrigiert, wobei zur gleichen Zeit die zwei Verzeichnungskorrekturinformationen aktualisiert werden, um schließlich zwei Verzeichnungskorrekturinformationen zu erhalten.
  • 5A und 5B sind Flußdiagramme von erfindungsgemäßen Verfahren zum Korrigieren eines Bildes einer Vorrichtung zum Korrigieren verzeichneter Bilder.
  • Wenn der Referenzbildgenerator 28 ein Referenzbild (ein Rasterbild), wie in 6A gezeigt, an den Schalter 22 des Projektions-TV's ausgibt, wird das Referenzbild trapezverzeichnet und kissenverzeichnet, während es den Schalter 22, die CRT 25 und das optische System 26 passiert und auf dem Schirm (nicht gezeigt) des optischen Systems 26 wie in 6B (S1) wiedergegeben.
  • Zu diesem Zeitpunkt nimmt die Kamera 27, die vor dem Schirm des optischen Systems 26 ausgerichtet ist, das verzeichnete, auf dem Schirm wiedergegebene Referenzbild auf und gibt es an die Verzeichnungsinformationsextraktionseinrichtung 29 (S2) aus.
  • Die Verzeichnungsinformationsextraktionseinrichtung 29 empfängt und vergleicht das verzeichnete Referenzbild und das von dem Referenzbildgenerator 28 ausgegebene Referenzbild und beurteilt, ob dort eine Trapezverzeichnung in dem verzeichneten Referenzbild vorliegt (S3). Bei der Beurteilung, ob dort eine Trapezverzeichnung vorliegt, extrahiert die Verzeichnungsinformationsextraktionseinrichtung 29 einen Trapezverzeichnungsparameter (S4).
  • Der extrahierte Trapezverzeichnungsparameter wird in dem Verzeichnungskorrekturspeicher 24-4 gespeichert, und die Steuerein heit 24-2 vorverformt das Bild des ersten Bildspeichers 24-1 unter Verwendung des von dem Verzeichnungskorrekturspeicher 24-4 ausgegebenen Verzeichnungsparameters und gibt dieses an den zweiten Bildspeicher 24-3 aus. Danach gibt der zweite Bildspeicher 24-3 das Referenzbild, dessen Kissenverzeichnung korrigiert wurde, zur Wiedergabe durch die CRT 25 und das optische System 26 wieder aus (S5 und S6).
  • Die Schritte S1 bis S6 werden wiederholend durchgeführt, um den Trapezverzeichnungsparameter zur aktualisieren, bis die Trapezverzeichnung nicht mehr extrahiert wird.
  • Wenn die Schritte S1 bis S6 wiederholend durchgeführt werden und keine Trapezverzeichnung extrahiert wird, wird ein Referenzbild, wie in 6C gezeigt, ausgegeben, das nur eine Kissenverzeichnung ohne eine Trapezverzeichnung aufweist.
  • Ein Kissenverzeichnungsparameter wird auf die gleiche Weise ermittelt. Das bedeutet, daß, wenn ein Referenzbild mit einer Kissenverzeichnung, wie in 6C gezeigt, von der Kamera 27 aufgenommen und ausgegeben wird, die Verzeichnungsinformationsextraktionseinrichtung 29 das verzeichnete Referenzbild und das von dem Referenzbildgenerator 28 ausgegebene Referenzbild erhält und vergleicht, um zu beurteilen, ob dort eine Kissenverzeichnung in dem verzeichneten Referenzbild vorliegt (S7).
  • Falls dort eine Kissenverzeichnung vorliegt, extrahiert die Verzeichnungsinformationsextraktionseinrichtung 29 einen Kissenverzeichnungsparameter (S8). Der extrahierte Kissenverzeichnungsparameter wird in dem Verzeichnungskorrekturspeicher 24-4 gespeichert, und die Steuereinheit 24-2, die den Verzeichnungsparameter von dem Verzeichnungskorrekturspeicher 24-4 erhalten hat, vorverformt das Bild des ersten Bildspeichers 24-1 unter Verwendung des Kissenverzeichnungsparameters und gibt es an den zweiten Bildspeicher 24-3 aus.
  • Danach gibt der zweite Bildspeicher 24-3 das hinsichtlich der Kissenverzeichnung korrigierte Referenzbild zur Wiedergabe durch die CRT und das optische System aus (S9, S10).
  • Die Schritte (S1, S2, S3, S7, S8, S9 und S10) werden wiederholend durchgeführt, um einen Kissenverzeichnungsparameter zu aktualisieren, bis die Kissenverzeichnung nicht mehr extrahiert wird.
  • Dementsprechend werden die Trapezverzeichnung und die Kissenverzeichnung des Referenzbildes, wie in 6D gezeigt, korrigiert, so daß es mit dem von dem Referenzbildgenerator 28 eingegebenen Referenzbild identisch ist.
  • Bezugnehmend auf das Verfahren zum Extrahieren von Verzeichnungskorrekturinformationen von 5A sollte eine Koordinate eines auf dem Schirm wiederzugebenden Bildes erfaßt werden, wenn eine Verzeichnung vollständig korrigiert wurde, um einen genauen Parameter zu erhalten.
  • Ist beispielsweise zuerst eine Kissenverzeichnung (oder eine Trapezverzeichnung) vollständig zu korrigieren, sollte dann eine Koordinate eines auf dem Schirm wiederzugebenden Bildes erfaßt werden, um einen Trapezverzeichnungsparameter (oder einen Kissenverzeichnungsparameter) zu erhalten.
  • Es ist jedoch für einen Zustand, bei dem eine Verzeichnung vollständig korrigiert ist, schwierig, eine Koordinate zu extrahieren. Daher wird ein Verfahren verwendet, bei dem eine Verzeichnungskorrektur annähernd genau ausgeführt und dann ein Prozeß zum Ermitteln eines Parameters der anderen Verzeichnung wiederholend durchgeführt wird, um die zuvor ermittelten verzeichnungskorrekturparameter zu aktualisieren, was nun unter Bezugnahme auf 5B beschrieben wird.
  • 5B ist ein Flußdiagramm eines Verfahrens zum Extrahieren von Verzeichnungskorrekturinformationen.
  • Im Fall der Trapezverzeichnung tritt die Verzeichnung gleichmäßig auf dem gesamten Schirm des Projektions-TV's auf, wohingegen im Fall der Kissenverzeichnung die Verzeichnung stärker wird, wenn man sich von dem Zentrum des Schirms entfernt. Im Fall, daß eine Koordinate von dem zentralen Bereich des Schirmes extrahiert wird, um den Grad der Verzeichnung zu messen, ist somit die Trapezverzeichnung gleichmäßig ausgebildet, wohingegen die Kissenverzeichnung relativ dazu in geringerem Maße gleichmäßig ist. Dementsprechend entspricht der Trapezverzeichnungsparameter in dem zentralen Bereich des Schirmes im wesentlichen dem Trapezverzeichnungsparameter, der für einen Zustand erhalten wird, bei dem die Kissenverzeichnung vollständig korrigiert ist.
  • Nachdem der Trapezverzeichnungsparameter annähernd genau ermittelt ist, wird ein hinsichtlich der Trapezverzeichnung vorverformtes Bild erzeugt, indem der ermittelte Trapezverzeichnungsparameter verwendet, auf dessen Grundlage die Trapezverzeichnung korrigiert wird, und zu dem Schirm ausgegeben wird. Zu diesem Zeitpunkt stellt das auf dem Schirm wiedergegebene Bild ein Bild dar, dessen Trapezverzeichnung bis zu einem Grad korrigiert wurde, aus dem ein annähernd genauer Kissenverzeichnungsparameter ermittelt werden kann, wenn vorbestimmte Koordinaten extrahiert werden.
  • Wenn der Kissenverzeichnungsparameter annähernd genau ermittelt ist, wird die Kissenverzeichnung korrigiert, indem der ermittelte Kissenverzeichnungsparameter verwendet wird. Danach wird ein Bild, das eine geringere Kissenverzeichnung als das zuvor wiedergegebene Bild aufweist, auf dem Schirm wiedergegeben, aus dem ein relativ genauerer Trapezverzeichnungsparameter ermittelt werden kann.
  • Dementsprechend kann ein genauerer Kissenverzeichnungsparameter als der in dem vorherigen Schritt ermittelte Kissenverzeichnungsparameter ermittelt werden, wenn eine Verzeichnungskorrektur unter Verwendung des ermittelten, relativ genaueren Trapezverzeichnungsparameters durchgeführt wird.
  • Auf diese Weise werden die Trapezverzeichnung und die Kissenverzeichnung wiederholend korrigiert, bis die Trapezverzeichnung und die Kissenverzeichnung vollständig korrigiert sind, so daß endgültige Trapezverzeichnungskorrekturinformationen und endgül tige Kissenverzeichnungskorrekturinformationen ermittelt werden können, was nun beschrieben wird.
  • Wenn der Referenzbildgenerator 28 ein Referenzbild (Rasterbild), wie in 6A gezeigt, an den Schalter des Projektions-TV's ausgibt, ist das Referenzbild trapezverzeichnet und kissenverzeichnet, nachdem es den Schalter 22, die CRT 25 und das optische System 26 passiert hat, und wird auf dem Schirm (nicht gezeigt) des optischen Systems 26 als ein in 6B gezeigtes Bild wiedergegeben (S11).
  • Zu diesem Zeitpunkt nimmt die Kamera 27, die vor dem Schirm des optischen Systems 26 ausgerichtet ist, das auf dem Schirm wiedergegebene, verzerrte Referenzbild auf und gibt es an die Verzeichnungsinformationsextraktionseinrichtung 29 (S12) aus.
  • Die Verzeichnungsinformationsextraktionseinrichtung 29 erhält und vergleicht das verzeichnete Referenzbild und das von dem Referenzbildgenerator 28 ausgegebene Referenzbild, um zu beurteilen, ob dort eine Trapezverzeichnung in dem verzeichneten Referenzbild vorliegt (S13). Bei der Bestimmung, ob dort eine Trapezverzeichnung vorliegt, beurteilt die Verzeichnungsinformationsextraktionseinrichtung 29, ob erst ein Verzeichnungsparameter extrahiert wird oder ob ein Kissenverzeichnungsparameter zuvor extrahiert wurde (S14).
  • Sowohl in dem Fall, bei dem zuerst ein Verzeichnungsparameter extrahiert wird, als auch in dem Fall, bei dem ein Kissenverzeichnungsparameter zuvor extrahiert wurde, wird ein Trapezverzeichnungsparameter extrahiert (S15). Der extrahierte Trapezverzeichnungsparameter wird in dem Verzeichnungskorrekturspeicher 24-4 gespeichert (S16).
  • Danach verformt die Steuereinheit 24-2 das Bild des ersten Bildspeichers 24-1 unter Verwendung des von dem Verzeichnungskorrekturspeicher 24-4 ausgegebenen Verzeichnungsparameters und gibt es an den zweiten Bildspeicher 24-3 aus. Danach gibt der zweite Bildspeicher 24-3 das hinsichtlich der Trapezverzeichnung korrigierte Referenzbild über die CRT 25 und das optische System 26 wieder (S17), und die Kamera 27 nimmt das hinsichtlich der Trapezverzeichnung korrigierte Referenzbild, das auf dem Schirm wiedergegeben wird, auf und gibt es an die Verzeichnungsinformationsextraktionseinrichtung 29 aus (S12), wobei der Prozeß wiederholend durchgeführt wird.
  • Danach erhält die Verzeichnungsinformationsextraktionseinrichtung 29 das hinsichtlich der Trapezverzeichnung korrigierte Referenzbild von der Kamera 27 und beurteilt, ob darin eine Trapezverzeichnung vorliegt. Bei der Beurteilung, ob dort eine Trapezverzeichnung vorliegt, beurteilt die Verzeichnungsinformationsextraktionseinrichtung 29, ob zuerst ein Verzeichnungsparameter extrahiert wird oder ob ein Kissenverzeichnungsparameter in der vorherigen Stufe extrahiert wurde. In dem Fall, bei dem die erste Extraktion vorliegt, oder in dem Fall, daß ein Kissenverzeichnungsparameter in der vorherigen Stufe extrahiert wurde, werden bei der Beurteilung die Schritte S15, S16, S17 und S12 wie oben beschrieben durchgeführt.
  • Im Fall, daß die erste Extraktion vorliegt, oder im Fall, daß kein Kissenverzeichnungsparameter extrahiert wurde, oder im Fall, daß dort keine Trapezverzeichnung vorliegt, wird beurteilt, ob dort eine Kissenverzeichnung in dem aufgenommenen Bild vorliegt (S18). Im Fall, daß dort eine Kissenverzeichnung vorliegt, wird bei der Beurteilung ein Kissenverzeichnungsparameter extrahiert (S20) und in dem Verzeichnungskorrekturspeicher 24-4 gespeichert (S21).
  • Danach verformt die Steuereinheit 24-2 das Bild des ersten Bildspeichers 24-1 unter Verwendung des von dem Verzeichnungskorrekturspeicher 24-4 ausgegebenen Kissenverzeichnungsparameters und gibt es an den zweiten Bildspeicher 24-3 aus.
  • Danach gibt der zweite Bildspeicher 24-3 das hinsichtlich der Kissenverzeichnung korrigierte Referenzbild über die CRT 25 und das optische System 26 wieder (S22), und die Kamera 27 nimmt das hinsichtlich der Kissenverzeichnung korrigierte Referenzbild, das auf dem Schirm wiedergegeben wird, auf und gibt es an die Verzeichnungsinformationsextraktionseinrichtung 29 aus (S12), wobei der Prozeß wiederholend durchgeführt wird.
  • Mittlerweile wird beurteilt, ob dort eine Kissenverzeichnungvorliegt. Im Fall, daß dort keine Kissenverzeichnung vorliegt, wird bei der Beurteilung beurteilt, ob dort eine Trapezverzeichnung vorliegt (S19). Im Fall, daß dort eine Trapezverzeichnung vorliegt, wird bei der Beurteilung ein Trapezverzeichnungsparameter extrahiert, wobei Trapezverzeichnungskorrekturinformationen unter Verwendung des Trapezverzeichnungsparameters erzeugt und gespeichert werden, und danach wird das hinsichtlich der Trapezverzeichnung korrigierte Bild ausgegeben (S15, S16 und S17).
  • Mittlerweile wird beurteilt, ob dort eine Trapezverzeichnung vorliegt (S19), wobei im Fall, daß dort keine Trapezverzeichnung vorliegt, der Schritt zum Erzeugen der Trapezverzeichnungskorrekturinformationen und der Kissenverzeichnungskorrekturinformationen beendet wird.
  • Dementsprechend wird bei dem Verfahren zum Extrahieren von Verzeichnungskorrekturinformationen der 5A und 5B die in der Bildwiedergabevorrichtung erzeugte Verzeichnungsinformation extrahiert, auf deren Grundlage die Verzeichnungskorrekturinformationen erzeugt werden.
  • Ferner werden bei dem Verfahren zum Extrahieren von Verzeichnungskorrekturinformationen nur der Trapezverzeichnungsparameter und der Kissenverzeichnungsparameter erhalten und in dem Verzeichnungskorrekturspeicher 24-4 gespeichert, wobei die Steuereinheit das in dem ersten Bildspeicher 24-1 gespeicherte Bild in Echtzeit verformt, indem nur der Trapezverzeichnungsparameter und der Kissenverzeichnungsparameter verwendet werden. Dementsprechend muß der Verzeichnungskorrekturspeicher 24-4 keine relativ große Menge an Daten speichern, für den daher in vorteilhafter Weise ein Speicher geringer Kapazität verwendet werden kann.
  • Es besteht jedoch ein Problem darin, daß die Steuereinheit 24-2 eine hohe Verarbeitungsgeschwindigkeit aufweisen muß, da sie ein wiederzugebendes Bild unter Verwendung der Verzeichnungsparameter in Echtzeit verarbeiten muß.
  • Um das Problem zu lösen, können daher die in dem Verzeichnungskorrekturspeicher 24-4 gespeicherten Verzeichnungskorrekturinformationen Pixel abbildende Informationen sein, die unter Verwendung der Verzeichnungsparameter verarbeitet werden. Da die Pixel abbildenden Informationen eine große Datenmenge aufweisen, wird eine große Kapazität des Verzeichnungskorrekturspeichers benötigt, da aber nur eine kurze Zeit benötigt wird, um unter Verwendung der Pixel abbildenden Informationen das in dem ersten Bildspeicher gespeicherte Bild zu verformen, ist der Verformungsprozeß schnell.
  • Eine mathematische Modellierung der Trapezverzeichnung und eine mathematische Modellierung der Kissenverzeichnung, um die Trapezverzeichnungskorrekturinformationen und die Kissenverzeichnungskorrekturinformationen durch eine Korrektur der Trapezverzeichnung und der Kissenverzeichnung zu erhalten, wird nun auf der Grundlage des Trapezverzeichnungsparameters und des Kissenverzeichnungsparameters detailliert beschrieben.
  • 1) Mathematische Modellierung einer auf der Grundlage des Trapezverzeichnungsparameters durchgeführten Trapezverzeichnung:
  • Eine Trapezverzeichnung wird mathematisch modelliert, indem gemäß ihrer Charakteristika eine bekannte Projektionstransformation verwendet wird. Das bedeutet, daß die Projektionstransformation alle Arten von Transformationen umfaßt, wie z.B. eine Transformation von von einem Rechteck zu einem beliebigen Viereck (i.e. trapezförmig, etc.) sowie eine Transformation einer Translation, einer Rotation und einer Skalierung, die geeignet sind, die Charakteristika der Trapezverzeichnung zu modellieren.
  • Wird vorausgesetzt, daß (U, V) eine Koordinate eines ursprünglichen Bildes ist, (X', Y', Z') eine temporäre Koordinate ist, und (X, Y) eine Koordinate eines verzeichneten Bildes ist, wird eine Modellierung einer Trapezverzeichnung durch die folgende Gleichung (1) ausgedrückt.
  • Figure 00200001
  • Es ist jedoch schwierig, eine Koordinate eines verzeichneten Bildes von dem TV-Schirm zu extrahieren, um unmittelbar einen Verzeichnungsparameter zu erhalten. Daher wird eine auf dem TV-Schirm vorliegende Trapezverzeichnung in eine Kombination verschiedener Basistransformationen unterteilt, wie z.B. Translationen, Skalierungen und Rechtecktransformationen, wobei dann jeder Transformation entsprechende Parameter ermittelt werden, auf deren Grundlage der Gesamttrapezverzeichnungsparameter ermittelt wird.
  • Die auf dem TV-Schirm erscheinende Trapezverzeichnung wird in eine Verzeichnung, bei der ein Zentrum einer RGB verschoben ist, und in eine Verzerrung klassifiziert, bei der ein Rechteck geneigt ist. Die zwei Arten von Verzerrungen werden unabhängig verarbeitet.
  • Im Fall, bei dem eine Koordinate von dem TV-Schirm extrahiert wird, wird im allgemeinen das Zentrum des Schirms als Referenz festgelegt und die Zentren der RGB-Bilder werden auf dem Schirm wiedergegeben, wobei es dementsprechend einfach ist, einen Verzeichnungsparameter zu extrahieren.
  • Daher werden die Zentren der RGB-Bilder durch eine inverse Transformation der Translation eingestellt, wobei dann das geneigte Viereck in ein Rechteck verändert wird, gemäß dessen die Verzeichnung korrigiert werden kann.
  • Unter der Voraussetzung, daß ein die Verschiebung der Zentren der RGB-Bilder betreffender Parameter K1 ist und die Verzerrung, die das rechteckige Bild neigt, K2 beträgt, wird der Gesamtträpezverzeichnungsparameter durch die folgende Gleichung (2) ausgedrückt. K = K2 × K1 (2)
  • Im Fall, bei dem ein Bild durch eine vorbestimmte Transformation (i.e. eine affine Transformation) verschoben wird, sind zum Verschieben des Zentrums zwei Variablen erforderlich.
  • Dementsprechend ist es notwendig, lediglich ein Koordinatenpaar zu ermitteln, für das die zentrale Koordinate des Schirmes und die zentrale Koordinate eines auf dem TV-Schirm erscheinenden verzeichneten Bildes ermittelt werden. Wenn zwischen den zwei Punkten eine Verschiebung vorliegt, kann dann deren Verzeichnungsparameter auf einfache Weise erhalten werden.
  • Setzt man beispielsweise voraus, daß eine zentrale Koordinate des Schirmes (Cx, Cy) und eine zentrale Koordinate des verzeichneten Bildes (m, n) beträgt, da die zentrale Koordinate des Schirmes durch die Verschiebung verzeichnet ist, wird ein Verzeichnungsparameter der Zentrumsverschiebung mittels der folgenden Gleichung (3) ermittelt.
  • Figure 00210001
  • Nachdem der Verzeichnungsparameter der Zentrumsverschiebung ermittelt ist, stimmen die Zentren der RGB-Bilder miteinander überein, wenn eine inverse Transformation unter Verwendung des Verzeichnungsparameters durchgeführt wird. Das bedeutet, daß ein Parameter der Rechteckverzeichnung extrahiert und dann das Bild unter Verwendung des Verzeichnungsparameters invers transformiert wird, um dadurch eine Trapezverzeichnung zu korrigieren.
  • Da die Rechteckverzeichnung der Projektionstransformation zufällt, sind in diesem Fall acht Parameter erforderlich, für die somit vier Paare von Koordinaten extrahiert werden müssen.
  • Wenn eine Koordinate von dem TV-Schirm extrahiert wird, stellt ein tatsächlich auf dem Schirm erscheinendes Bild ein schief verzeichnetes Bild dar. Ein Paar tatsächlicher Koordinaten, die zum Erhalten eines Verzeichnungsparameters ermittelt werden müssen, umfaßt jedoch eine Koordinate eines Bildes vor einer Verzeichnung sowie eine Koordinate des verzeichneten Bildes. Somit ist es erforderlich, unter Verwendung des verzeichneten Bildes auf eine Koordinate des Bildes vor einer Verzeichnung zu schließen.
  • 8 zeigt eine Extraktion einer Koordinate aus einem trapezverzeichneten Bild.
  • Wie in dem vorherigen Schritt durchgeführt, werden zwei Achsen durch das Zentrum des Schirmes gelegt, nachdem das Zentrum eines Bildes in Übereinstimmung mit dem Zentrum des Schirmes gebracht wurde. Dann wird ein Schnittpunkt zwischen den zwei Achsen und einem tatsächlichen, auf dem Schirm erscheinenden Bild extrahiert, auf dessen Basis ein virtuelles Viereck gebildet wird.
  • Nimmt man an, daß das virtuelle Viereck ein ursprüngliches Bild ohne eine Trapezverzeichnung darstellt, werden Koordinaten der vier Scheitelpunkte desselben und Koordinaten der vier Scheitelpunkte des tatsächlichen, auf dem Schirm erscheinenden Bildes extrahiert. Somit werden vier Paare von Koordinaten erhalten.
  • Ein relativer Ausdruck (4) zwischen der Koordinate (U, V) vor einer Verzeichnung und der Koordinate (X, Y) nach einer Verzeichnung wird erhalten, indem die Gleichung (1) wie folgt verwendet wird:
    Figure 00230001
    welcher als folgende X-Y-Relation ausgedrückt werden kann: X = k11U + k12V + k13 – k31UX – k32VX Y = k21U + k22V + k23 – k31UY – k32VY (5)
  • Hinsichtlich der acht Parameter (k11, k12, Λ, k32) wird vorausgesetzt, daß vier Paare von Koordinaten wie im folgenden extrahiert werden, indem die Gleichung (5) verwendet wird: (U = u0,V = ν0) ⇒ (X = x0,Y = y0) (U = u1,V = ν1) ⇒ (X = x1,Y = y1) (U = u2,V = ν2) ⇒ (X = x2,Y = y2) (U = u3,V = ν3) ⇒ (X = x3,Y = y3)
  • In dem Fall, bei dem die vier Paare von Koordinaten substituiert werden, werden acht Gleichungen erhalten, die durch eine Matrix, wie in der unteren Gleichung (6) gezeigt, ausgedrückt werden können:
    Figure 00230002
  • Um Trapezverzeichnungsparameter (k11, k12, Λ, k32) zu erhalten, wird dementsprechend eine an der rechten Seite der Gleichung (6) angeordnete inverse Matrix der 8 × 8-Matrix verwendet, um eine mit k11, k12, A, k32 in Relation stehende Gleichung auszudrücken. In dieser Hinsicht kann die Gleichung (6) durch die folgende Gleichung (7) ausgedrückt werden, da eine inverse Matrix der 8 × 8-Matrix notwendigerweise existiert.
    Figure 00240001
  • Dementsprechend kann eine Trapezverzeichnung mathematisch modelliert und der Trapezverzeichnungsparameter, wie in 7A gezeigt, ermittelt werden.
  • Unterdessen wird der Trapezverzeichnungsparameter nicht in einem Schritt ermittelt. Daher wird der Trapezverzeichnungsparameter sukzessive so aktualisiert, daß er sich einem genauen Verzeichnungsparameter annähert. Mit anderen Worten, eine Verzeichnung mittels einer inversen Transformation wird korrigiert, indem ein erhaltener Verzeichnungsparameter verwendet wird, wobei eine Koordinate extrahiert wird, um einen neuen Verzeichnungsparameter zu erhalten, auf dessen Grundlage der zuvor erhaltene Verzeichnungsparameterwert variiert wird. Dieser Vorgang wird solange wiederholt, bis ein genauer Trapezverzeichnungsparameter ermittelt wird.
  • Nimmt man an, daß der zuvor erhaltene Trapezverzeichnungsparameter "M" ist und ein zusätzlicher Trapezverzeichnungsparameter "Madd" Sind, gilt M(l+1) = Madd, M(l) (8)wobei "l" die aktualisierte Zeit angibt.
  • In der obigen Gleichung (8) gibt "M" eine Projektionstransformationsmatrix wieder. Wie in Gleichung (1) gezeigt, wird der wert von M(3,3) immer zu "1" normalisiert. Daher wird in dem Fall, bei dem der erhaltene Wert von M(l+1)(3,3) nicht "1" beträgt, wird "M" zur Normalisierung durch M(l+1) dividiert, so daß ein genauer Trapezverzeichnungsparameter ermittelt werden kann.
  • 2) Kissenverzeichnungsmodellierung
  • Im allgemeinen hat eine Kissenverzeichnung eine derartige Charakateristik, daß sie bezüglich des Zentrums des Schirms nach oben und unten sowie nach rechts und links symmetrisch ist und daß der Grad der Verzeichnung bedeutsam wird, wenn man sich von dem Zentrum des Schirms weg bewegt.
  • Setzt man voraus, daß eine Koordinate eines ursprünglichen Bildes (U, V) ist, ist eine Koordinate eines verzeichneten Bildes (X, Y), da der Abstand von dem Mittelpunkt des Bildes ein kritischer Faktor für die Kissenverzeichnung ist, wobei die folgende Gleichung (9) gilt:
    Figure 00250001
  • Dann kann die Koordinate (X, Y) des verzeichnenden Bildes durch die folgende abstandsabhängige Gleichung (10) ausgedrückt werden: X = U + Ū·(Ku0 + Ku1 ·r + Ku2 ·r2 + Ku3 ·r3+ Λ) Y = V + V -(Kν0 + Kν1 ·r + Kν2· r2 + Kν0 ·r3 + Λ) (10)
  • Außer K0 und K2 tragen andere Parameter zu diesem Zeitpunkt nicht viel zu der Modellierung der tatsächlich in dem Projektions-TV erzeugten Kissenverzeichnung bei. Dementsprechend kann die Gleichung (10) durch die folgende Gleichung (11) vereinfacht werden: X = U + Ū,(Ku0 + K2u r2) Y = V + V -·(Kν0 + K2ν r2) (11)
  • In der obigen Gleichung ist K0 ein Parameter, der mit einer Verzeichnung der Skalierung eines Bildes in Beziehung steht. Im Fall, daß K0 größer als "0" ist, gibt dies eine Verzeichnung wieder, bei der ein Bild vergrößert ist, während im Fall, daß K0 kleiner als "0" ist, dies eine Verzeichnung wiedergibt, bei der ein Bild verkleinert ist.
  • K2 ist ein Parameter, der mit einer Verzeichnung in Beziehung steht, bei der eine gerade Linie verformt wird. Im Fall, daß K2 größer als "0" ist, wird eine gerade Linie konkav verzeichnet, während im Fall, daß K2 kleiner als "0" ist, eine gerade Linie konvex verzeichnet wird.
  • Im allgemeinen haben K0 und K2 Charakteristika, wonach deren absolute Werte in dem Bereich zwischen 10–2 bis 10–3 bzw. 10–6 bis 10–7 liegen. Wie in 7B gezeigt, wird ein verzeichnetes Bild mit einem Kissenverzeichnungsparameter von K u / 0 = K ν / 0 = 0,01 und K u / 2 = K ν / 2 = 2,5 × 10–6 wiedergegeben.
  • Wie in Gleichung (11) gezeigt, sollten die vier Parameter von K u / 0,K u / 2,K ν / 0,K ν / 2 bei der Modellierung der Kissenverzeichnung bestimmt werden. Dementsprechend ist es erforderlich, zwei Paare von Koordinaten zu extrahieren. Die Gleichung (11) kann durch die folgenden Gleichungen (12) und (13) neu formuliert werden:
    Figure 00260001
  • Zu diesem Zeitpunkt geben U - und V - U – Ucenter bzw. V – Vcenter wieder.
  • Um den Verzeichnungsparameter K u / 0,K u / 2,K ν / 0,K ν / 2 zu erhalten, wird angenommen, daß ein Paar von Koordinaten vor und nach einer Verzeichnung wie folgt extrahiert werden: (U = u0, V = ν0) ⇒ (X = x0, Y = y0) (U = u1, V = ν1) ⇒ (X = x1, Y = y1) (14)
  • Wenn die obigen Werte der Gleichung (14) in den Gleichungen (12) und (13) substituiert werden, wird die folgende Gleichung (15) erhalten:
    Figure 00270001
  • Wenn die inverse Matrix der 4 × 4-Matrix auf der rechten Seite der Gleichung erhalten wird und durch eine in Beziehung mit K u / 0,K u / 2,K ν / 0,K ν / 2 stehende Gleichung ausgedrückt wird, wird somit die folgende Gleichung (16) erhalten:
    Figure 00270002
  • In dem Fall, bei dem das oben beschriebene Verfahren verwendet wird, um einen Kissenverzeichnungsparameter zu erhalten, wird möglicherweise ein Wert von etwa 70 % bis 80 % eines Wertes ei nes genauen Kissenverzeichnungsparameters erhalten, aber nicht der genaue Wert. Somit ist, nachdem ein Kissenverzeichnungsparameter annähernd ermittelt ist, ein Algorithmus erforderlich, um den Wert sukzessive zu aktualisieren, bis er sich dem genauen Wert annähert.
  • Wie in der Gleichung (11) angegeben, ist es jedoch sehr schwierig, die zwei Parameter gleichzeitig zu aktualisieren, da dort zwei Kissenverzeichnungsparameter in einer einzelnen Gleichung vorliegen. Dementsprechend wird ein Prozeß zum Erhalten eines Kissenverzeichnungsparameters so in zwei Schritte unterteilt, daß, nachdem ein genauer Parameter in jedem Schritt ermittelt wird, auf dessen Grundlage ein Gesamtkissenverzeichnungsparameter erhalten wird.
  • Wie zuvor ausgeführt, gibt es zwei Arten von Verzeichnungen: Eine stellt eine Verzeichnung dar, bei der ein Bild vergrößert oder verkleinert wird, während die andere eine Verzeichnung darstellt, bei der eine gerade Linie zu einer gekrümmten Linie verformt wird.
  • Nimmt man an, daß, nachdem eine gerade Linie zu einer gekrümmten Linie verformt wurde und dann dort eine Verzeichnung vorliegt, bei der ein Bild vergrößert oder verkleinert wird,
    • a) ergibt sich ein Parameter, der mit dem Verformen der geraden Linie in Beziehung steht, wie folgt:
      Figure 00280001
      und
    • b) ergibt sich ein Parameter, der mit dem Vergrößern und Verkleinern in Beziehung steht, wie folgt:
      Figure 00280002
  • In dieser Hinsicht wird ein relativer Ausdruck zwischen C1, C2 und K0, K2 der Kissenverzeichnungsmodellierung von Gleichung (11) mittels der folgenden Gleichungen (21) und (22) erhalten: Ku0 = Cu2 , Ku2 = Cu1 ·(1 + Cu2 ) (21) Kν0 = Cν0 , Kν2 = Cν1 ·(1 + Cν2 ) (22)
  • Nachdem ungefähre Werte für K0 und K2 in der gleichen Weise wie oben beschrieben ermittelt werden, werden die ermittelten Werte in den Gleichungen (21) und (22) substituiert, um ungefähre Werte für C1 und C2 zu ermitteln.
  • Nachdem C1 und C2 auf genaue Werte aktualisiert wurden, können endgültige Kissenverzeichnungsparameter K0 und K2 ermittelt werden, indem ein folgendes Verfahren verwendet wird.
  • (b-1) Kissenverzeichnungskorrektur gemäß einem ersten Schritt (ein Verfahren zum Aktualisieren von Verzeichnungsparametern (C u / 1,C ν / 1), die mit dem Verformen einer geraden Linie in Beziehung stehen)
  • In einem ersten Schritt eines Verzeichnungskorrekturalgorithmus werden C u / 1,C ν / 1 sukzessive auf einen neuen Wert aktualisiert, auf dessen Grundlage eine Verzeichnung korrigiert wird. Dieser Prozeß wird solange wiederholt, bis eine verformte Linie zu einer geraden Linie korrigiert ist.
  • Um festzustellen, ob eine Linie gerade ist oder nicht, wird in dieser Hinsicht der Umstand genutzt, daß alle Punkte der gleichen Linie immer den gleichen Richtungskoeffizienten aufweisen.
  • Dementsprechend werden wenigstens drei Koordinaten von einer Linie extrahiert und Richtungskoeffizienten zwischen Punkten gemessen. Wenn die Richtungskoeffizienten zwischen Punkten übereinstimmen, liegen die drei Punkte in der gleichen Linie vor. Ausgehend von der Annahme, daß drei extrahierte Punkte durch (x0, y0), (x1,y1), bzw. (x2, y2) wiedergegeben werden, werden C u / 1,C ν / 1 solange wiederholend aktualisiert, bis die Relation
    Figure 00290001
    erfüllt ist.
  • Die Gleichungen (23) und (24) zum Aktualisieren von C u / 1,C ν / 1 sind wie folgt: Cu1 (l + 1) = Cu1 (l) ± Δu1 (23 Cν1 (l + 1) = Cν1 (l) ± Δν1 (24)
  • In diesem Fall wird, nachdem eine Verzeichnung mit den Werten für C u / 1,C ν / 1 korrigiert wurde, für Δ1 ein positives Vorzeichen vorgegeben, wenn dort eine konkave Verzeichnung vorliegt, während für Δ1 ein negatives Vorzeichen vorgegeben wird, wenn dort eine konvexe Verzeichnung vorliegt.
  • (b-2) Kissenverzeichnungskorrektur gemäß einem zweiten Schritt (ein Prozeß zum Erhalten genauer Werte von C u / 2,C ν / 2)
  • In einem zweiten Schritt des Algorithmus werden C u / 2,C ν / 2 sukzessive auf einen Nettowert aktualisiert, auf dessen Grundlage eine Verzeichnung korrigiert wird. Dieser Prozeß wird solange wiederholt, bis festgestellt wird, daß die Größe des vergrößerten oder verkleinerten Bildes für den Schirm geeignet ist.
  • Ob die Bildgröße für den Schirm geeignet ist oder nicht, wird bestimmt, indem der Abstand zwischen der äußersten Linie des Bildes und dem Randbereich des Schirmes verwendet wird. Die folgenden Gleichungen (25) und (26) sind relative Ausdrücke zum Aktualisieren von C u / 2,C ν / 2 auf neue Werte: Cu2 (l + 1) = Cu2 (l) ± Δu2 (25) Cν2 (l + 1) = Cν2 (l) ± Δν2 (26)
  • Hierbei wird für Δ2 für den Fall, bei dem die äußerste Linie einer korrigierten Linie kleiner als der Schirm wiedergegeben wird, ein negatives Vorzeichen vorgegeben, während für Δ2 in dem Fall, bei dem die äußerste Linie einer korrigierten Linie größer als der Schirm wiedergegeben wird, ein positives Vorzeichen vorgegeben wird.
  • Bei dem Verfahren zum Extrahieren von Verzeichnungskorrekturinformationen mittels der oben beschriebenen, erfindungsgemäßen Verzeichnungskorrekturvorrichtung, wie in 5A gezeigt, werden zuerst die Trapezverzeichnungskorrekturinformationen und dann die Kissenverzeichnungskorrekturinformationen erhalten. In dem Fall, bei dem, nachdem die Trapezverzeichnungskorrekturinformationen erhalten wurden, beim Erhalten der Kissenverzeichnungskorrekturinformationen eine Trapezverzeichnung festgestellt wird, werden Trapezverzeichnungskorrekturinformationen erneut ermittelt, um die vorherigen Informationen zu aktualisieren.
  • Bei dem Verfahren zum Extrahieren von Verzeichnungskorrekturinformationen mittels der in 5B gezeigten, erfindungsgemäßen Verzeichnungskorrekturvorrichtung wird für einen Zustand, bei dem ein Bild, das sowohl eine Trapezverzeichnung als auch eine Kissenverzeichnung aufweist, eingegeben wird und eine Verzeichnung, beispielsweise eine Kissenverzeichnung, zuerst korrigiert wird, so daß die Kissenverzeichnung beseitigt wird, werden Trapezverzeichnungskorrekturinformationen ermittelt. Umgekehrt werden für einen Zustand, bei dem ein Bild, das sowohl eine Trapezverzeichnung als auch eine Kissenverzeichnung aufweist, eingegeben wird und die Trapezverzeichnung so korrigiert wird, daß die Trapezverzeichnung beseitigt wird, werden Kissenverzeichnungskorrekturinformationen ermittelt. Das bedeutet, daß die Trapezverzeichnungsinformationen und die Kissenverzeichnungsinformationen wechselweise ermittelt werden.
  • 9 ist ein schematisches Blockdiagramm einer erfindungsgmäßen Bildwiedergabevorrichtung.
  • Wie in der Zeichnung dargestellt, umfaßt die Bildwiedergabevorrichtung der vorliegenden Erfindung einen Bildprozessor 23 zum Verarbeiten eines von einer Signalquelle erhaltenen Signales und zum Ausgeben eines Bildsignales sowie eines horizontalen oder eines vertikalen Synchronsignales, ein Horizontal-/Vertikal-Ablenkjoch 21 zum Empfangen des horizontalen oder des vertikalen Synchronsignales und zum Ausgeben eines Konvergenzsteuersignales sowie eines horizontalen oder eines vertikalen Ablenksteuersignales, eine Vorverformungseinheit 24 zum Vorverformen des von dem Bildprozessor 23 ausgegebenen Bildsignales und zum Ausgeben eines vorverformten Bildes, eine CRT 25 zum Empfangen des vorverformten Bildes und zum Ausgeben eines Elektronenstrahls, ein Ablenkjoch (DY) 25-1, das mit der CRT 25 verbunden ist, um den von der CRT 29 ausgegebenen Elektronenstrahl gemäß dem horizontalen oder dem vertikalen Synchronsignal zu steuern, und ein optisches System 26 zum Empfangen des von dem Ablenkjoch 25-1 gesteuerten Elektronenstrahls und zum Wiedergeben eines vergrößerten Bildes.
  • Die Vorverformungseinheit 24 umfaßt einen ersten Bildspeicher 24-1 zum Speichern des von dem Bildprozessor 23 ausgegebenen Bildsignales in einer Bildeinheit, einen Verzeichnungskorrekturspeicher 24-4 zum Speichern von Verzeichnungskorrekturinformationen, um eine Verzeichnung zu korrigieren, die möglicherweise für das von dem Bildprozessor 23 ausgegebene Bildsignal auftritt, eine Steuereinheit 24-4 zum Interpolieren des in dem ersten Bildspeicher 24-1 gespeicherten Bildes in Echtzeit und zum Vorverformen desselben unter Verwendung der in dem Verzeichnungskorrekturspeicher 24-4 gespeicherten Verzeichnungskorrekturinformationen, und einen zweiten Bildspeicher 24-3 zum Speichern des von der Steuereinheit 24-2 vorverformten Bildes.
  • Ferner umfaßt die Bildwiedergabevorrichtung der vorliegenden Erfindung einen Schalter 22, der vor dem Bildprozessor 23 angeordnet ist, so daß diesem ein vorbestimmtes Referenzbild zugeführt werden kann, das zum Extrahieren von Verzeichnungsinformationen benötigt wird.
  • Der Verzeichnungskorrekturspeicher 24-4 umfaßt einen Eingangsanschluß 24-5 zum Empfangen eines Signales von einer externen Quelle, und der Schalter 22 weist zum Empfangen des Referenzbildes einen Eingangsanschluß 22-1 auf.
  • Der Betrieb der wie oben beschrieben aufgebauten Bildwiedergabevorrichtung wird nun unter Bezugnahme auf 10 bis 12 erläutert.
  • Wenn die Bildwiedergabevorrichtung ein ursprüngliches Bild I1 erhält und es auf den Schirm ausgibt, wird, wie in 11 gezeigt, ein Bild I2 mit einer Trapezverzeichnung ausgegeben. Daher wird, wie in 4, 5A und 5B gezeigt, die Trapezverzeichnung analysiert, um die Trapezverzeichnung zu kompensieren. Danach wird ein Bild I3 erzeugt, indem das ursprüngliche Bild vorverformt wird, bevor das ursprüngliche Bild einer Trapezverzeichnung unterworfen wird. Wenn das hinsichtlich der Trapezverzeichnung vorverarbeitete Bild I3 das optische System der Bildwiedergabevorrichtung durchläuft, das eine Trapezverzeichnung erzeugt, wird ein hinsichtlich der Trapezverzeichnung korrigiertes Bild I4 ausgegeben. Dementsprechend ist das hinsichtlich der Trapezverzeichnung korrigierte Bild I4 identisch mit dem ursprünglichen Bild I1, wie es in die Bildwiedergabevorrichtung eingegeben wurde.
  • Wenn die Bildwiedergabevorrichtung der vorliegenden Erfindung ein ursprüngliches Bild J1 erhält und dieses auf den Schirm ausgibt, wird auf ähnliche Weise ein Bild J2 mit einer Kissenverzeichnung ausgegeben. Um die Kissenverzeichnung zu kompensieren, wird, wie oben unter Bezugnahme auf 4, 5A und 5B beschrieben, nachdem die Kissenverzeichnung analysiert wurde, ein Bild J3 erzeugt, indem das ursprüngliche Bild vorverformt wird, bevor das ursprüngliche Bild der Kissenverzeichnung unterworfen wird. wenn das hinsichtlich der Kissenverzeichnung vorverformte Bild J3 das optische System der Bildwiedergabevorrichtung durchläuft, das eine Kissenverzeichnung erzeugt, wird dann ein hinsichtlich der Kissenverzeichnung korrigiertes Bild J4 ausgegeben. Dementsprechend ist das hinsichtlich der Kissenverzeichnung korrigierte Bild J4 mit dem ursprünglichen Bild J1 identisch, wie es in die Bildwiedergabevorrichtung eingegeben wurde.
  • Der Prozeß zum Eingeben eines ursprünglichen Bildes, zum Vorverformen desselben und zum Ausgeben eines vorverformten Bildes wird nun detailliert beschrieben.
  • Wenn der Bildprozessor 23 ein Signal (i.e. ein wie in 12A gezeigtes Rastersignal, etc.) von einer externen Quelle erhält, gibt er ein Bildsignal sowie ein vertikales oder ein horizonta les Synchronsignal aus. Danach speichert der erste Bildspeicher 24-1 das Bildsignal in einer Bildeinheit (S31).
  • Zu diesem Zeitpunkt erhält die Steuereinheit 24-2 die Verzeichnungskorrekturinformationen der Bildwiedergabevorrichtung, die, wie unter Bezugnahme auf 4, 5A und 5B erhalten werden, in dem Verzeichnungskorrekturspeicher 24-4 gespeichert sind, vorverformt die in einer Bildeinheit in dem ersten Bildspeicher 24-1 gespeicherten Bilddaten und gibt diese aus.
  • Das heißt, daß die Steuereinheit 24-2 die in dem ersten Bildspeicher 24-1 gespeicherten Bilddaten auf der Grundlage der in dem Verzeichnungskorrekturspeicher 24-4 gespeicherten Verzeichnungskorrekturinformationen in Echtzeit interpoliert und diese hinsichtlich einer Trapezverzeichnung wie in 12C vorverformt, wobei sie zum gleichen Zeitpunkt Bilddaten des vorverformten Bildes, die gemäß einem Vorverformen hinsichtlich einer Kissenverzeichnung erzeugt wurden, in dem zweiten Bildspeicher 24-3 speichert (S32).
  • Wenn der zweite Bildspeicher 24-3 die Bilddaten des vorverformten Bildes, die beim Vorverformen des eingegebenen Bildsignales erzeugt wurden, an die CRT 25 ausgibt, gibt die CRT 25 einen Elektronenstrahl an das optische System 26 aus, um ein vergrößertes Bild auszugeben (S33).
  • Das vorverformte Bild wird dann von der CRT 25 und dem optischen System 26 trapezverzeichnet und kissenverzeichnet, so daß, wie in 12D gezeigt, das gleiche Bild wie das ursprüngliche Eingangsbild (12A) von der Bildwiedergabevorrichtung ausgegeben wird (S34, S35).
  • Zu diesem Zeitpunkt steuert das Ablenkjoch 25-1 der CRT 25 die Richtung des von der CRT ausgegebenen Elektronenstrahls gemäß dem von der Vertikal-/Horizontal-Ablenkeinheit ausgegebenen vertikalen oder horizontalen Ablenksteuersignal, gemäß dem die CRT ein vergrößertes Bild an das optische System ausgibt.
  • Der Prozeß zum Erzeugen eines hinsichtlich einer Trapezverzeichnung vorverformten Bildes wird nun detailliert beschrieben.
  • Wie oben definiert, wird angenommen, daß (U, V) eine Koordinate eines ursprünglichen Bildes und (Xdis, Ydis) eine Koordinate eines verzeichneten Bildes ist, wobei (Uinv, Vinv) eine Koordinate eines vorverformten Bildes ist. Dann werden die folgenden Gleichungen aus der Gleichung (1) erhalten:
    Figure 00350001
  • Die Gleichungen (27) und (28) zeigen eine Relation zwischen der Koordinate des ursprünglichen Bildes und der Koordinate des verzeichneten Bildes, während die Gleichungen (29) und (30) eine Relation zwischen der Koordinate des ursprünglichen Bildes und der Koordinate des vorverformten Bildes zeigen.
  • Um ein vorverformtes Bild zu erhalten, ist es notwendig, zu wissen, welche Koordinate des ursprünglichen Bildes auf eine Pixelkoordinate des vorverformten Bildes abgebildet wurde. In dem Fall, bei dem Uinv und Vinv Pixelkoordinaten sind, heißt das, daß es in den Gleichungen (29) und (30) notwendig ist, zu wis sen, bei welcher Koordinate (U, V) das eingegebene Bild verzeichnet ist.
  • Unter der Annahme, daß eine spezielle Pixelkoordinate eines vorverformten Bildes (Uout, Vout) und eine Koordinate einer ursprünglichen Bilderzeugung die Koordinate (Uin, Vin) sind, können die Gleichungen (29) und (30) mittels der folgenden Gleichungen (31) und (32) umgeschrieben werden:
    Figure 00360001
  • Um das vorverarbeitete Bild zu erhalten, bedeutet das, daß es notwendig ist, zu wissen, von welcher Koordinate des ursprünglichen Bildes die Pixelkoordinate des vorverformten Bildes durch eine Vorwärtstransformation (K) erzeugt wurde.
  • In dem Fall, bei dem eine Koordinate (m, n) ist, wird die folgende Gleichung (33) aus den Gleichungen (31) und (32) erhalten, wenn angenommen wird, daß ein Pixelwert eines ursprünglichen Bildes f((m, n)) und ein Pixelwert eines vorverformten Bildes g ((m, n)) sind: g((Uout, Vout)) = f((Uin, Vin)) (33)
  • Was tatsächlich durchzuführen ist, ist ein vorverformtes Bild zu erzeugen. Das bedeutet, daß g ((Uout, Vout)) zuerst bekannt sein sollte, da es erforderlich ist, einen Pixelwert des vorverformten Bildes zu kennen. Wie in Gleichung (33) angegeben, sind g((Uout, Vout)) und f((Uin, Vin)) gleich, wodurch somit ((Uout, V)) erhalten werden kann.
  • Da die in Beziehung mit der ganzzahligen Größe (Uout, Vout) stehende Koordinate (Uin, Vin) des ursprünglichen Bildes im allgemeinen keine ganzzahlige Größe ist, ist es in dieser Hinsicht jedoch nicht möglich, f((Uin, Vin)) zu erhalten, wobei es dementsprechend nicht möglich ist, g ((Uout, Vout)) zu erhalten. In diesem Fall kann der Pixelwert des vorverformten Bildes durch eine Interpolation erhalten werden.
  • Der Prozeß zum Erzeugen eines hinsichtlich einer Kissenverzeichnung vorverformten Bildes wird nun detailliert beschrieben.
  • Um ein vorverformtes Bild zu erhalten, ist es notwendig, zu wissen, an welcher Koordinate das Pixel eines vorverformten Bildes verzeichnet wurde. So wird eine Koordinate eines ursprünglichen Bildes, die dem Pixel eines vorverformten Bildes entspricht, unter Verwendung einer Vorwärtstransformation "P" gesucht, wobei ein Bild mittels Interpolation erzeugt werden kann.
  • Unter der Annahme, daß, wie oben definiert, eine Koordinate eines vorverformten Bildes (Uout, Vout) und eine Koordinate eines ursprünglichen Bildes (Uin, Vin) sind, wird die folgende Gleichung (34) erhalten, da (Uin, Vin) durch "P" (Uout, Vout) bildet: Uin = Uout + Ūout ·(Ku0 + Ku2 ·rout 2) Vin = Vout + V -out·(Kν0 + Kν2 ·rout (34)wobei: Ūout = Uout – Cx V -out = Vout – Cy rout =(Ūout 2 + V - 2) 1/2
  • Indem der obige relative Ausdruck verwendet wird, kann (Uout Vout) erhalten werden, die (Uin, Vin) entspricht. Ein Pixelwert eines vorverformten Bildes kann unter Verwendung der Gleichung (33) gesucht werden, die ein Verhältnis zwischen entsprechenden Koordinaten wiedergibt, wobei dementsprechend ein Bild erzeugt werden kann. Im allgemeinen ist in diesem Fall (Uin, Vin) keine ganzzahlige Koordinate, so daß ein Pixelwert mittels Interpolation (i.e. eine bilineare Interpolation) gesucht wird.
  • Wie erläutert, kann gemäß der Vorrichtung und dem Verfahren zum Korrigieren eines verzeichneten Bildes der vorliegenden Erfindung ein verzeichnetes Bild jeder Bildwiedervorgabe detektiert und genau korrigiert werden. Ferner kann bei einer Bildwiedervorgabevorrichtung, bei der eine Bildverzeichnung im Verlauf der Zeit auftritt, die Bildwiedergabevorrichtung so korrigiert werden, daß ein korrigiertes Bild ausgegeben wird.
  • Außerdem werden gemäß der Bildwiedervorgabevorrichtung der vorliegenden Erfindung ein verzeichnetes Bild detektiert und Bildkorrekturinformationen in einem Speicher gespeichert, auf deren Grundlage ein eingegebenes Bild so vorverformt wird, daß das Bild ohne Verwendung eines Konvergenzjoches korrigiert werden kann. Anstelle einer Verwendung eines analogen Schaltkreises, wie z.B. einer voluminösen Spule und einem Verstärker, die zum Ansteuern eines Konvergenzjoches einer CRT angeordnet sind, verwendet die Bildwiedevorgabevorrichtung einen digitalen Signalverarbeitungschip, um ein Bild auf einfache Weise zu verarbeiten, so daß die Bildwiedervorgabevorrichtung verkleinert und verbilligt werden kann. Daher können Probleme, die auf den Alterungsprozeß von Komponenten in dem analogen Schaltkreis zurückzuführen sind, gelöst werden, wobei deren Verfahren für ein LCD-Projektions-TV angepaßt werden kann.
    • 11
    Bildprozessor
    15
    Optisches System
    16
    Horizontal-/Vertikal-Ablenkeinheit
    17
    Generator zum Erzeugen korrigierter Wellenformen
    21
    Horizontal-/Vertikal-Ablenkeinheit
    23
    Bildprozessor
    24-1
    Erster Bildspeicher
    24-2
    Steuereinheit
    24-3
    Zweiter Bildspeicher
    24-4
    Verzeichnungskorrekturspeicher
    26
    Optisches System
    27
    Kamera
    28
    Referenzbildgenerator
    29
    Verzeichnungsinformationsextraktionseinheit
    21
    Horizontal-/Vertikal-Ablenkeinheit
    23
    Bildprozessor
    24-1
    Erster Bildspeicher
    24-2
    Steuereinheit
    24-3
    Zweiter Bildspeicher
    24-4
    Verzeichnungskorrekturspeicher
    26
    Optisches System
    I1
    Ursprüngliches Bild
    I2
    Trapezverzeichnetes Bild
    I3
    Vorverformtes Bild
    I4
    Verzeichnungskorrigiertes Bild
    K–1
    Inverse Verarbeitung einer Trapezverzeichnung
    J1
    Ursprüngliches Bild
    J2
    Kissenverzeichnetes Bild
    J3
    Vorverformtes Bild
    J4
    Verzeichnungskorrigiertes Bild
    P–1
    Inverse Verarbeitung einer Kissenverzeichnung

Claims (23)

  1. Verfahren zum Korrigieren einer Bildverzeichnung, mit folgenden Schritten: – Detektieren von Verzeichnungsparametern, die durch ein Vergleichen eines Differenzbildes mit einem auf einem Schirm wiedergegebenen verzeichneten Bildes erhalten werden, das gegenüber dem Referenzbild verzeichnet ist, und – Korrigieren des verzeichneten Bildes unter Verwendung der detektierten Verzeichnungsparameter, gekennzeichnet durch – Detektieren von Trapezverzeichnungsparametern, die eine Trapezverzeichnung des verzeichneten Bildes gegenüber dem Referenzbild angeben, – Korrigieren des verzeichneten Bildes unter Verwendung der detektierten Trapezverzeichnungsparameter, und – Detektieren von Kissenverzeichnungsparametern, die eine Verzeichnung des verzeichneten Bildes nach Korrektur unter Verwendung der Trapezverzeichnungsparameter gegenüber dem Referenzbild angeben.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das verzeichnete Bild nach Korrektur unter Verwendung der Trapezverzeichnungsparameter unter Verwendung der Kissenverzeichnungsparameter korrigiert wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Trapezverzeichnungsparameter iterativ detektiert werden.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die Trapezverzeichnungsparameter eine Verschiebung zwischen einer Position eines bestimmten Pixels des Referenzbildes und einer Position wiedergeben, an der das Pixel auf dem Schirm wiedergegeben wird.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem der Schritt des Detektierens der Trapezverzeichnungsparameter einen Schritt aufweist, um eine entsprechende Relation zwischen einer Koordinate eines vorbestimmten Pixels des Referenzbildes und einer Koordinate zu erhalten, an der das Pixel auf dem Schirm wiedergegeben wird.
  6. Das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem der Schritt des Korrigierens des verzeichneten Bildes unter Verwendung der Trapezverzeichnungsparameter umfasst: – Verformen eines Bildes mit einem Ergebnis einer mathematischen Modellierung einer Relation zwischen dem Referenzbild und dem verzeichneten Bild unter Verwendung der Verzeichnungsparameter, und – Speichern der in dem Verformungsschritt erzeugten Verzeichnungskorrekturinformationen.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem die Bildverformung Rotations-, Translations- und Skalierungstransformationen umfasst.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem die Kissenverzeichnungsparameter iterativ detektiert werden.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem die Kissenverzeichnungsparameter eine Verschiebung zwischen einer Position eines bestimmten Pixels des Referenzbildes und einer Position wiedergeben, an der das Pixel auf dem Schirm wiedergegeben wird.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei dem der Schritt des Detektierens der Kissenverzeichnungsparameter einen Schritt aufweist, um eine entsprechende Relation zwischen einer Koordinate eines vorbestimmten Pixels des Referenzbildes und einer Koordinate zu erhalten, an der das Pixel auf dem Schirm wiedergegeben wird.
  11. Das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei dem der Schritt des Korrigierens des verzeichneten Bildes unter Verwendung der Kissenverzeichnungsparameter umfasst: – Verformen eines Bildes mit einem Ergebnis einer mathematischen Modellierung einer Relation zwischen dem Referenzbild und dem verzeichneten Bild unter Verwendung der Verzeichnungsparameter, und – Speichern der in dem Verformungsschritt erzeugten Verzeichnungskorrekturinformationen.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, bei dem die Bildverformung Rotations-, Translations- und Skalierungstransformationen umfasst.
  13. Vorrichtung zum Korrigieren einer Bildverzeichnung für eine Bildwiedervorgabevorrichtung, bei der zur Wiedergabe eines Bildes auf einem Schirm ein Bildsignal eingegeben und eine Bildverzeichnung korrigiert werden, mit: – einem Referenzbildgenerator (28) zum Erzeugen eines vorbestimmten Referenzbildes, – einer Kamera (27) zum Eingeben des Referenzbildes und Aufnehmen eines auf den Schirm ausgegebenen Bildes, und – einer Verzeichnungskorrekturinformationsextraktionseinheit (29) zum Vergleichen des von der Kamera (27) ausgegebenen, aufgenommenen Bildes und des von dem Referenzbildgenerator (28) ausgegebenen Referenzbildes und zum Erzeugen von Verzeichnungskorrekturinformationen, um eine Verzeichnung des aufgenommenen Bildes zu korrigieren, falls das ausgegebene Bild verzeichnet wurde, gekennzeichnet durch – die Verzeichnungskorrekturinformationsextraktionseinheit (29) zum Detektieren von Trapezverzeichnungsparametern, die eine Trapezverzeichnung des verzeichneten Bildes gegenüber dem Referenzbild angeben, in einem Schritt und zum Detektieren von Kissenverzeichnungsparametern, die eine Kissenverzeichnung des verzeichneten Bildes gegenüber dem Referenzbild angeben, in einem anderen Schritt.
  14. Vorrichtung nach Anspruch 13, bei der die Verzeichnungskorrekturinformationsextraktionseinheit (29) einen Verzeichnungskorrekturspeicher (24-4) zum Speichern der Verzeichnungskorrekturinformationen aufweist.
  15. Vorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, bei der die Bildwiedervorgabevorrichtung einen Speicher (24-4) zum Speichern der Verzeichnungskorrekturinformationen aufweist.
  16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, bei der die Verzeichnungskorrekturinformationen Verzeichnungsparameter oder Informationen zum Abbilden von Pixeln sind.
  17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 16, bei der die Verzeichnungskorrekturinformationsextraktionseinheit (29) eingerichtet ist, die Verzeichnungskorrekturinformationen gemäß den Schritten nach einem der Ansprüche 1 bis 12 zu erzeugen.
  18. Bildwiedervorgabevorrichtung, mit: – einem Bildprozessor (23) zum Empfangen eines Bildsignals von einer externen Quelle und zum Verarbeiten desselben, um ein digitales Bildsignal zu erhalten, – einer Vorverformungseinheit zum Vorverformen des von dem Bildprozessor (23) ausgegebenen Bildsignals, und – einer Wiedergabeeinheit zum Empfangen des vorverformten Bildes und zum Wiedergeben eines Bildes ohne Verzeichnung, – wobei die Vorverformungseinheit unter Verwendung von Verzeichnungskorrekturinformationen das von dem Bildprozessor (23) ausgegebene Bildsignal so vorverformt, dass eine von der Wiedergabeeinheit bewirkte Verzerrung bei Bildwiedergabe kompensiert wird, gekennzeichnet durch – die Vorverformungseinheit zum Vorverformen des von dem Bildprozessor (23) ausgegebenen Bildsignals unter Verwendung von Trapezverzeichnungsparametern, die eine Trapezverzeichnung durch die Wiedergabeeinheit angeben, in einem Schritt und zum Vorverformen des unter Verwendung der Trapezverzeichnungsparameter vorverformten Bildsignals unter Verwendung von Kissenverzeichnungsparametern, die eine Kissenverzeichnung durch die Wiedergabeeinheit angeben, in einem anderen Schritt.
  19. Bildwiedervorgabevorrichtung nach Anspruch 18, bei der die Vorverformungseinheit einen Speicher (24-4) aufweist, der die Verzeichnungskorrekturinformatioren zum Korrigieren der Verzeichnung speichert, die möglicherweise in einem Bildsignal enthalten sind, wobei die Verzeichnungskorrekturinformationen ermittelt werden, indem ein Bildsignal vorverformt wird.
  20. Bildwiedergabevorrichtung nach Anspruch 18 oder 19, bei der die Vorverformungseinheit aufweist: – einen ersten Bildspeicher (24-1) zum Speichers eines von dem Bildprozessor (23) ausgegebenen Bildsignales pro Bildeinheit, – eine Steuereinheit (24-2) zum Interpolieren des von dem ersten Bildspeicher (24-1) ausgegebenen Bildsignales pro Bildeinheit und zum Vorverformen desselben gemäß den Verzeichnungskorrekturinformationen, und – einen zweiten Bildspeicher (24-3) zum Speichern des vorverformten Bildsignals pro Bildeinheit.
  21. Bildwiedergabevorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 20 ferner mit einem Schalter (22) zum Empfangen eines vorbestimmten Referenzsignals, um eine Bildverzeichnung zu überprüfen.
  22. Verfahren zum Korrigieren eines verzeichneten Bildes, mit folgenden Schritten: – Vorverzerren eines eingegebenen Bildes unter Verwendung vorgegebener Verzeichnungskorrekturinformationen, und – Wiedergeben eines Bildes, das dem eingegebenen Bild entspricht, gekennzeichnet durch – Vorverzerren des eingegebenen Bildes unter Verwendung vorgegebener Trapezverzeichnungsparameter, die eine Trapezverzeichnung des Bildes durch den Wiedergabeschritt angeben, und – Vorverzerren des unter Verwendung der Trapezverzeichnungsparameter vorverarbeiteten Bildes unter Verwendung vorgegebener Kissenverzeichnungsparameter, die eine Kissenverzeichnung durch den Wiedergabeschritt angeben.
  23. Verfahren nach Anspruch 22, bei dem die Verzeichnungskorrekturinformationen erhalten werden; indem die Schritte nach einem der Ansprüche 1 bis 12 durchgeführt werden.
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