JP2005092575A - ３次元画像データの補正方法、ビデオコントローラ及びプロジェクタ - Google Patents

Abstract

【課題】 ３次元画像データを有効に活用して高品質の画像が得られるようにした３次元画像データの補正方法、その補正処理の機能を内蔵したビデオコントローラ及びそのビデオコントローラを内蔵したプロジェクタを提供する。
【解決手段】 ３次元画像データを２次元平面に投影する３次元エンジン４３と、プロジェクタのライトバルブと投射スクリーンとの相対位置を特定するためのパラメータを含んだ補正パラメータに基づいて、プロジェクタのライトバルブに対応する仮想ライトバルブと、前記投射スクリーンに対当する仮想投射スクリーンとを設定し、仮想ライトバルブにおいてキーストーン補正をするための画像領域を特定し、その画像領域の所定の画素の位置に関連する仮想投射スクリーンの位置に前記３次元画像データを投影させて、前記画像領域の所定の画素の画像データとして取り込む補正回路４４と、を備えたビデオコントローラ。
【選択図】 図２

Description

本発明は、プロジェクタを用いて画像を表示する際の３次元画像データの補正方法、並びにその補正処理の機能を内蔵したビデオコントローラ及びプロジェクタに関する。

プロジェクタにより画像を表示する際には画像データについて各種の補正が必要であるが、例えば３次元画像データにキーストーン補正をかける場合には、３次元画像データを２次元画像に展開してライトバルブ側に送信してから２次元画像データの場合と同様な方法によってキーストーン補正を行っていた。また、その補正はビデオコントローラではほとんど行われておらず、ライトバルブ側の外部回路で行われていた（例えば特許文献１）。
特開平２００２−５１２７９号公報

プロジェクタにより画像を表示する際には上記のように各種の補正が必要であり、例えばキーストーン補正を行う場合には、３次元画像データを２次元画像に展開してからキーストーン補正を行っているが、その２次元画像はグリッドの制約があるデータから構成されており、３次元画像データを有効に活用したものとはなっておらず、その画像品質に限界があった。また、プロジェクタにより画像を表示する際の補正はビデオコントローラではなく、ライトバルブ側の外部回路で行われており（特許文献１）、このため、ビデオの表示モード（解像度）等が変更される度にパラメータの調整を行う必要があった。

本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、３次元画像データを有効に活用して高品質の画像が得られるようにした３次元画像データの補正方法、その補正処理の機能を内蔵したビデオコントローラ及びそのビデオコントローラを内蔵したプロジェクタを提供することを目的とする。

本発明に係る３次元画像データの補正方法は、３次元画像データを２次元平面に展開する際に、前記２次元平面の画素に対応する位置に３次元画像データを投影させて画像データを生成する。３次元画像データを２次元平面に展開する際に、３次元画像データを無条件に２次元平面に展開するのではなく、前記２次元平面の画素に対応する位置に３次元画像データを投影させるので、例えば従来のように補間処理等をする必要がなく、３次元画像データを有効に活用することができる。このため、このように処理された画像データを投射すると、高品質な画像が得られる。

本発明に係る３次元画像データの補正方法は、予め設定され又は取り込んだ補正パラメータに基づいて、３次元画像データを２次元平面の画素に相当する位置に投影して画像データを取り込む。３次元画像データを２次元平面に展開する際に、補正パラメータに応じて画像データを生成するので、各種の形態に対応した画像データを生成することが可能になっている。

本発明に係る３次元画像データの補正方法は、前記補正パラメータに基づいてキーストーン補正をするための画像領域を特定し、その画像領域の画素に相当する位置に、３次元画像データを投影させて画像データを生成する。キーストーン補正をする際には、画像領域の画素に相当する位置に３次元画像データを投影させて画像データを生成するようにしたので、３次元画像データを有効に活用することができ（補間処理等を不要にしている）、このため、このように処理された画像データを投射すると、高品質な画像が得られる。

本発明に係る３次元画像データの補正方法は、プロジェクタのライトバルブと投射スクリーンとの相対位置を特定するためのパラメータを含んだ補正パラメータに基づいて、プロジェクタのライトバルブに対応する仮想ライトバルブと、前記投射スクリーンに対当する仮想投射スクリーンとを設定し、仮想ライトバルブにおいてキーストーン補正をするための画像領域を特定し、その画像領域の画素に対応した、仮想投射スクリーンの位置に前記３次元画像データを投影させて、前記画像領域の所定の位置の画素の画像データとして取り込む。

本発明に係るビデオコントローラは、３次元画像データを２次元平面に投影する３次元エンジンと、前記３次元エンジンが３次元画像データを２次元平面に展開する際に、前記２次元平面の画素に対応する位置に３次元画像データを投影させてその画像データを取り込む第１の補正回路とを備え、前記画像データをデジタル信号の形式で出力する。３次元エンジンにより３次元画像データを前記２次元平面の画素に対応する位置に投影させるようにしたので、３次元画像データを有効に活用することができ、このため、この補正処理された画像データを投射すると、高品質の画像が得られる。また、ビデオコントローラにおいて補正処理を行うようにしたので、例えばビデオの表示モード（解像度）等が変更されたとしても、その都度パラメータの調整を行う必要がない。

本発明に係るビデオコントローラにおいて、前記第１の補正回路は、前記３次元エンジンに対して、予め設定され又は取り込んだ第１の補正パラメータに基づいて、３次元画像データを２次元平面の画素に相当する位置に投影させる。３次元画像データを有効に活用することができ、このため、この補正処理された画像データを投射すると、高品質の画像が得られる。

本発明に係るビデオコントローラにおいて、前記第１の補正回路は、前記補正パラメータに基づいてキーストーン補正をするための画像領域を特定し、その画像領域の画素に対応する位置に、３次元画像データを投影させて画像データを生成する。

本発明に係るビデオコントローラにおいて、前記第１の補正回路は、プロジェクタのライトバルブと投射スクリーンとの相対位置を特定するためのパラメータを含んだ補正パラメータに基づいて、プロジェクタのライトバルブに対応する仮想ライトバルブ（補正用スクリーン）と、前記投射スクリーンに対当する仮想投射スクリーン（プログラム上のスクリーン）とを設定し、仮想ライトバルブにおいてキーストーン補正をするための画像領域を特定し、その画像領域の画素の位置に対応する、仮想投射スクリーンの位置に前記３次元画像データを投影させて、前記画像領域の画素の画像データとして取り込む。

本発明に係るビデオコントローラは、２次元画像データを２次元平面に投影する２次元エンジンと、前記２次元平面に投影された画像データに、予め設定され又は取り込んだ第２の補正パラメータに基づいてキーストーン補正を施す第２の補正回路とを更に備えたものである。ビデオコントローラ側で補正処理を行うようにしたので、例えばビデオの表示モード（解像度）等が変更されたとしても、その都度パラメータの調整を行う必要がない。

本発明に係るビデオコントローラは、前記第１の補正回路の出力と前記第２の補正回路の出力とを切り替えて出力する切替回路と、その切替回路からの画像データをフレームメモリに展開してフレーム画像を生成するとともにそのフレーム画像を出力するＶＲＡＭ制御回路とを更に備えたものである。切替回路により前記第１の補正回路の出力と前記第２の補正回路の出力とを適宜切り替えてフレーム画像を生成するようにしたので、２次元画像データ及び３次元画像データの両データに対応したものとなっている。

本発明に係るプロジェクタは、上記のビデオコントローラを搭載したものであり、高品質の画像が得られる。

実施形態１．
図１は本発明の実施形態１に係るプロジェクタの構成を示したブロック図である。このプロジェクタ１０は、ＣＰＵ１２、ＲＯＭ１４、ＲＡＭ（メインメモリ）１６、入力デバイス１８、ストレージデバイス（記憶装置）２０、ビデオコントローラ２２、ＶＲＡＭ（フレームメモリ）２４を備えている。プロジェクタ１０は、ビデオコントローラ２２の出力側の機器として、ライトバルブコントローラ２６、光源２８、ライトバルブ３０及び投射レンズ３２を備えており、投射レンズ３２からの映像は投射スクリーン３４に投射される。

ＣＰＵ１２はプロジェクタ１０の全体の制御を行うものであり、ＲＯＭ１４にはそのプログラム等が格納される。ＲＡＭ１６はメインメモリとして機能する。入力デバイス１８はスイッチや他の機器（例えば他のＣＰＵ）からの信号を入力するものであり、ＣＰＵ１２は入力デバイス１８からの入力信号に基づいて各種の演算処理を行う。ストレージデバイス２０には各種の画像データが格納されており、この例では２次元画像データ及び３次元画像データ（例えばモデルデータ、テクスチャデータ、アクションデータを含む）がそれぞれ格納されているものとする。ビデオコントローラ２２は、ＣＰＵ１２によりストレージデバイス２０に格納されている２次元画像データ又は３次元画像データが読み出されて入力すると、それぞれ所定の処理をしてＶＲＡＭ２４展開し、その展開された画像データをライトバルブコントローラ２６に出力する。また、ここで、ライトバルブ３０がＳＶＧＡだとすると、１フレームの画素数は８００＊６００となる。色数が２４ビットのフルカラーであるとすると、１ドットあたり各色毎に３バイトの情報が必要となる。ここでは８００＊６００としたが、ＸＧＡ（１０２４＊７６８）等でももちろんかまわない。但し、この値は、搭載するライトバルブ３０の解像度で一義的に決まる。

ライトバルブコントローラ２６は、ＶＲＡＭ２４に展開された画像データを取り込むとその画像データをアナログ信号に変換し、タイミング信号とともにライトバルブ３０に出力する。ライトバルブ３０は、タイミング信号とともに画像データを入力すると、光源２８からの光を制御して画像を生成する。ライトバルブ（表示デバイス）３０としては、例えばＬＣＤ（Liquid crystaldisplay）を利用したものや、光変調素子であるＤＭＤ（Digital Micro Mirror Device テキサスインスツルメント社の登録商標）等があるが、本実施形態においてはＬＣＤを用いた例について説明する。なお、ＬＣＤを用いたプロジェクタでも、単板式（１枚の液晶パネルを用いるもの）や３板式（Ｒ，Ｇ，Ｂに対応する３枚の液晶パネルを用いるもの）等があるが、ここでは３板式のもの（３０Ｒ、３０Ｇ、３０Ｂ）を用いるものとする。また、プロジェクタ１０の光源２８としては、超高圧水銀ランプやハロゲンランプ、ＬＥＤ等が用いられるが、本実施形態においては例えばハロゲンランプを用いる。プロジェクタ１０の光学系の構成については、光源２８からの光を集光して均一化する手段や、光源２８の光をＲ，Ｇ，Ｂにダイクロイックミラーなどで分離する手段や、ライトバルブ３０を通った後に合成するプリズムや、その後に実際に投射するための投射レンズ群が一般的には存在するが、本実施形態においてはそれらの構成は本発明に直接関係がないので省略しており、投射レンズ３２のみを図示している。

本実施形態において、ライトバルブ３０（３０Ｒ、３０Ｇ、３０Ｂ）はタイミング信号とともに画像データを入力すると、各液晶パネル３０Ｒ、３０Ｇ、３０Ｂの透過率を制御することによって画像を生成し、その画像を投射レンズ３２により拡大して投射スクリーン３４に表示させるが、ライトバルブ３０（３０Ｒ、３０Ｇ、３０Ｂ）の光軸（又は投射レンズ３２の光軸）と投射スクリーン３４の面とは直交しておらず斜めになっているので、ビデオコントローラ２２においキーストーン補正等を行う。

図２はビデオコントローラ２２の詳細を示したブロック図である。このビデオコントローラ２２は、２Ｄ（２次元）エンジン４１、その補正回路４２、３Ｄ（３次元）エンジン４２、その補正回路４４、レジスタ４５、切替回路４６及びＶＲＡＭ制御回路４７から構成されている。２Ｄエンジン４１は、ストレージデバイス２０の２次元画像データがＣＰＵ１２により読み出されて入力すると、その２次元画像データを展開して２次元画像を生成し、補正回路４２はその２次元画像について後述の各種の補正処理を行う。また、３Ｄエンジン４３は、ストレージデバイス２０の３次元画像データがＣＰＵ１２により読み出されて入力すると、その３次元画像データをプログラム上のスクリーン（２次元平面）に投影させる処理（即ち２次元画像を描画する処理）を行う。このとき、補正回路４４は３次元画像データを投影するポイントを３Ｄエンジンに対して供給する。レジスタ４５には、補正回路４２，４４が補正演算をする際のパラメータがＣＰＵ１２の処理によって書き込まれており、補正回路４２，４４が補正演算をする際に用いられる。切替回路４６はＣＰＵ１２の制御指令に基づいて補正回路４２又は４４によって補正された画像データをＶＡＲＡＭ制御回路４７に出力する。ＶＡＲＡＭ制御回路４７は、補正回路４２又は４４の出力に基づいてＶＲＡＭ２４にフレーム画像を描画するとともに、フレーム画像をライトバルブコントローラ２６にデジタル信号の形式で出力する。

本実施形態において、補正回路４２及び補正回路４４は、ビデオコントローラ２２の段階でプロジェクタによる表示に必要な各種の補正処理を行うものであり、例えばキーストーン補正（台形補正）、リサイズ（ＲＥＳＩＺＥ）、ガンマ（γ）補正、色むら補正等の補正を行う。これらの補正の概要について説明すると次のとおりである。

キーストーン補正（台形補正）とは、スクリーン面に斜めに投射されることによる生じるキーストーン歪みを補正するものであり、この補正は設置形態に依存するが、設置形態が決まれば必然的に決まるものであり、キーストーン補正のためのパラメータをレジスタ４５に格納しておくことにより設置形態に応じた補正がなされる。この処理については詳細に説明する。リサイズ（ＲＥＳＩＺＥ）とは画面解像度を変換することであり、画像データをプロジェクタ１０のライトバルブ３０の解像度に合わせた変換をする。例えば元の画像データの解像度が６４０＊４８０で、ライトバルブ３０の解像度が８００＊６００であれば、６４０＊４８０を８００＊６００に拡大して表示する。この解像度変換の自体は公知の技術であるのでその詳細は省略するが、通常はライトバルブ３０の解像度に合わせた解像度をレジスタ４５に格納しておいて、補正回路４２，４４がそれを読み込んでライトバルブ３０の解像度を把握する。

ガンマ（γ）補正とは、ライトバルブ（液晶パネル）の非線形な入出力特性（ガンマ特性）を補正するために行うものであり、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各色信号の線形な階調値と、ガンマ特性を補正するための非線形な階調値との対応関係が示された例えばルックアップテーブル（ＬＵＴ）により入出力特性の補正を行う。また、色むら補正とは画像データの色むらを補正するためのものであるが、画像データを補正するための色むら補正データは次のようにして得る。中間調の一様な画像、典型的にはグレーの一様な画像を投射表示し、表示された投射画像をビデオカメラで撮影したり、或いはその投射画像の輝度を輝度計で測定することにより、投射画像の色むらの分布を測定する。次に、色むらの発生している画素の画像データの調整と、調整後の画像データの投射画像に発生する色むら測定とを繰り返し行うことにより、適切な色むら補正データを求める。つまり、補正データはプロジェクタ１台１台が異なった値をもつものであり、これはその機器個体の特性に依存している。そこで、本実施形態においてはレジスタ４５に色むらの補正データを保存している。

次に、図２のビデオコントローラ２２においてキーストーン補正（台形補正）をする際の処理を説明する。
ＣＰＵ１２がストレージデバイス２０に格納されている２次元画像データを読み出してビデオコントローラ２２に出力すると、２Ｄエンジン４１は、２次元画像データを２次元画像に展開し、補正回路４２はその画像データ（グリッドの制約がある）をレジスタ４５に格納されている補正パラメータに基づいて補正処理をして切替回路４６に送り出す。この補正回路４２の演算処理は従来のアルゴリズムと同一である。

また、ＣＰＵ１２がストレージデバイス２０に格納されている３次元画像データを読み出してビデオコントローラ２２に出力すると、補正回路４４はその画像データをレジスタ４５に格納されている補正パラメータに基づいて投影ポイントを指定し、３Ｄエンジンは投影ポイントに３次元画像データを投影する。補正回路４４は、投影ポイントに投影された画像データを取り込んで切替回路４６に送り出す。

図３〜図５は３Ｄエンジン４３及び補正回路４４の動作説明図である。図３は３Ｄエンジン４３によりプログラム上のスクリーンＳに３次元画像データを投影させる際の演算及び補正回路４４による補正をする際の幾何学的な関係を示した図であり、図４はその斜視図である。図５は補正用スクリーンに画像を描画する際の説明図である。なお、プログラム上のスクリーンＳとは図１の投射スクリーン３４に対応するものであり、補正用スクリーンＳ’は図１のライトバルブ３０に対応するものであり、図３及び図４は、ライトバルブ３０が投射スクリーン３４に対して角度βだけ傾いている状態に対応している。なお、図３及び図４においては、説明を簡単にするために、プログラム上のスクリーンＳや補正用スクリーンＳ’とが下端部において一致している状態を示しているものとする。また、図３〜図５のスクリーンは演算処理を分かり易くするための便宜上のものであり、必ずしも、プログラム上のスクリーンＳや補正用スクリーンＳ’に画像を実際に描画することを意味するものではない。

図３及び図４において、プログラム上のスクリーンＳは点Ｑ０、Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３によって特定されてる形状からなっており、補正用スクリーンＳ’は、スクリーンＳに対して角度βだけ傾いており、点Ｐ０’、Ｐ１’、Ｐ２、Ｐ３により特定されているものとする。仮想光源視点Ｖ’とスクリーンＳの点Ｑ０、Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３とをそれぞれ線で結んだときに、その線が補正用スクリーンＳ’を交差する点をＰ０、Ｐ１とするとき、点Ｐ０、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３に囲まれた領域にプログラム上のスクリーンＳの画像データを取り込んで展開することによりキーストーン補正がなされる。ここで、Ｑｍ、Ｐｍをそれぞれ線分Ｐ０，Ｐ１、線分Ｑ０，Ｑ１の中点とし、線分Ｐ０，Ｐ１の長さをＷ（ＡＶＧＡの解像度では８００）、線分Ｐｍ，Ｐ１の長さをＷ１とすると、図５の台形を特定するための寸法ａはａ＝Ｗ／２−Ｗ１で表される。△Ｖ’Ｐ１Ｐｍと△Ｖ’Ｑ１Ｑｍとは相似形であるため、Ｖ’からＰｍ，Ｑｍまでの距離計算を行い、線分Ｖ’Ｐｍの距離をｍ、線分Ｖ’Ｑｍの距離をｍ’とすると、Ｗ１＝（Ｗ／２）＊（ｍ／ｍ’）となり、ａ＝（Ｗ／２）＊（１−ｍ／ｍ’）となる。また、図５の台形を特定するための寸法ｂについても、上記と同様にして求められる。このようにして、寸法ａ，ｂが特定されることにより点Ｐ０，Ｐ１が特定される。但し、点Ｐ０，Ｐ１や台形Ｐ０、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３の境界線は、補正用スクリーンＳ’の整数グリッド（画素に相当する位置）上に存在するとは限らないため、補正用スクリーンＳ’上の台形Ｐ０、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３の外部の整数値に丸められることになる。

ところで、仮想光源視点Ｖ’とプログラム上のスクリーンＳとの関係は、実際のプロジェクタ１０の投射レンズ３２と投射スクリーン３４の関係と同じ比率（相似形）になる。図６に示されるように、光源２８から出た光は、ライトバルブ３０を通過した後、投射レンズ３２によって拡散角度αで拡大されて投射スクリーン３４に投影される。この場合、投射の仰角はβである。モデリングを行う際に、投射レンズ３２の屈折計算等の演算に時間がかかるため、図７のように仮想化して演算を行う。図７では、投射レンズ３２を外して、投射レンズ３２によって拡散されていた光が収束する場所を仮想光源視点（Ｖ’）として定義する。また、ライトバルブ３０は投射レンズ３２より光源側にあるが、投射スクリーン３４の近くに移動させ仮想ライトバルブ（補正用スクリーンＳ’に相当）とする。図７のようにモデリングした場合の各パラメータを決定すれば、補正時のＶ’とＳとは一意的に決まる。αは使用するレンズで一意的に決まるので、調整を行うパラメータは、光源２８と投射スクリーン３４との距離ｄと、投射の仰角βになる。

仮想ライトバルブ（Ｓ’）の位置は、仮想光源視点Ｖ’から仮想投射スクリーン（Ｓ）方向の任意の場所に配置できるが、仮想投射スクリーン（Ｓ）が、８００＊６００の整数グリッドとして定義されているような場合には、同じ８００＊６００のライトバルブにするために図７のような位置に配置する。勿論、仮想光源よりに配置（たとえば距離ｄ／２）すれば、４００＊３００の整数グリッドを持つライトバルブなるため、８００＊６００の解像度を得るためには、０．５単位の解像度で走査する必要がある。

上記の説明は、上下方向の補正を例に説明しているが、左右方向も同様な方法で補正する。また、仮想ライトバルブを仮想スクリーンより右配置する事も可能であり、図８のように配置すれば、ライトバルブ３０の上下方向の解像度すべてを利用できる（もちろん投射スクリーンと仮想光源間に相似形の仮想ライトバルブをおいても同様な結果は得られる）。ただし、この場合、縦横比の関係から、横方向の映像がスクリーンの外側に出てしまうことになる（台形上端の横方向の解像度が一致する）。

図９は補正回路４４による処理過程を示したフローチャートである。
（Ｓ１）補正回路４４は、補正用スクリーン（仮想ライトバルブ）Ｓ’上に画像データを投影させるための領域を特定する。即ち、台形Ｐ０、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３を特定する。この特定方法につていては上述のとおりである。
（Ｓ２）補正回路４４は、上記の台形Ｐ０、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３の行（縦方向の位置）を特定するために、その初期値として計数ｎ＝１を設定する。これにより、線分Ｐ０、Ｐ１の行が特定されることになる。
（Ｓ３）補正回路４４は、点Ｐ’を線分Ｐ０、Ｐ１に沿って変化させながら、その点Ｐ’に対応するプログラム上のスクリーン（仮想投射スクリーン）Ｓの点Ｐの画像データを取り込む。視線ベクトルＶ’Ｐ’とスクリーンＳとの交点Ｐを求める。３Ｄエンジン４３はその交点Ｐに３次元画像データを投影する。補正回路４４は、交点Ｐに投影されている３次元画像データを点Ｐ’のデータとして取り込む。このようにして、点Ｐ’のデータとして３次元画像データをそのまま取り込むようにしたので、３次元画像データを有効に活用することが可能になっており、補間処理等を必要としないので、精度の高い画像データが得られる。この点に関して、２次元画像データの場合にはグリッドの制約があるので補間処理が必要になる。
（Ｓ４）補正回路４４は、１行分の画像データを取り取り込むと、次に行（縦方向の位置）に移行するために、計数ｎ＝ｎ＋１を設定する。これにより線分Ｐ０、Ｐ１の次の行が特定されることになる。
（Ｓ５）補正回路４４は、この計数ｎが線分Ｐ３Ｐ２の行に相当する行Ｎを超えているかどうかを判断し、最終行Ｎになっていない場合には、上記の処理（Ｓ３）に移行して同様な処理を繰り返し、線分Ｐ３Ｐ２の行に相当する行まで処理が終わると、１画面分の補正演算が終わることになる。そして、次画面について上記の処理（Ｓ２）〜（Ｓ５）を繰り返す。

補正回路４４が取り込んだ画像データは切替回路４６を介してＶＲＡＭ制御回路４７に送りされ、ＶＲＡＭ制御回路４７は、その画像データをＶＲＡＭ２４に書き込んでフレーム画像を展開する。このフレーム画像は、図５の台形Ｐ０、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３に相当する領域に展開されることになる。なお、図５の台形Ｐ０、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３の外の領域については計算はオブジェクトとの交点計算は不要になるので、演算速度の低下を最小限に抑えることができる。

ＶＲＡＭ制御回路４７は画像データをＶＲＡＭ２４に書き込んで展開するとともに、その展開された画像データを読み出してライトバルブコントローラ２６に出力し、ライトバルブコントローラ２６はその画像データをアナログ信号に変換してライトバルブ３０を駆動し、ライトバルブ３０に画像を生成してその画像を投射レンズ３２により拡大して投射スクリーン３４に投射させる。この投射スクリーン３４に投射された画像はキーストーン補正が施されたものとなっており、上述のようにして補正処理されているので、画像は高品質なものとなっている。

なお、上記の説明においては、キーストーン補正の例について説明したが、リサイズ（ＲＥＳＩＺＥ）、ガンマ（γ）補正、色むら補正等の補正においても同様にして処理される。また、上記の説明においては、説明を簡単にするためにプログラム上のスクリーンＳと補正用スクリーンＳ’とがその下端部が一致している例について説明したが、両者の下端部が一致しておらず、また、プログラム上のスクリーンＳと補正用スクリーンＳ’との傾斜についても、図４のＸ軸だけでなく、Ｙ軸及び／又はＺ軸を中心に傾斜させるようにした場合においても同様にして図５の台形Ｐ０、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３に相当する領域を求めて同様にして処理される。

なお、本実施形態のプロジェクタは、リア型及びフロント型の双方のプロジェクションテレビに特に有用であるが（補正パラメータは一度設定すればよい）、投射スクリーンが筐体に取り付けられない形式のものにも同様に適用される。

以上のように、本実施形態においては、３次元画像データを２次元画像データに展開してからその２次元画像データについて補正演算をするのではなく、元データである３次元画像データを直接的に取り込んで補正演算をするようにしたので、表示品質の低下を最低限に抑えることができる。また、この補正処理はデジタル信号の段階で行われており、一度最適な補正パラメータを設定すれば、ビデオモードが変わっても補正パラメータを再設定する必要がない。また、ビデオコントローラ内に補正回路を設けて各種の補正をするようにしたので、外部に補正回路を設ける必要がなくなり、部品点数の削減になっている。

本発明の実施形態１に係るプロジェクタの構成を示したブロック図。 図１のビデオコントローラの詳細を示したブロック図。 キーストーン補正をする際の説明図。 図３の斜視図。 補正用スクリーンに画像を描画する際の説明図。 ライトバルブ及びスクリーンの関係を示した図。 仮想光源視点、仮想ライトバルブ及び仮想投射スクリーンの関係を示した図。 仮想光源視点、仮想ライトバルブ及び仮想投射スクリーンの他の関係を示した図。 補正回路による処理過程を示したフローチャート。

符号の説明

１０ プロジェクタ、１２ ＣＰＵ、１４ ＲＯＭ、１６ ＲＡＭ、１８ 入力デバイス、２０ ストレージデバイス、２２ ビデオコントローラ、２４ ＶＲＡＭ、２６ ライトバルブコントローラ、２８ 光源、３０ ライトバルブ、３２ 投射レンズ、３４ 投射スクリーン、４１ ２Ｄエンジン、４２ 補正回路、４３ ３Ｄエンジン、４４ 補正回路、４５ レジスタ、４６ 切替回路、４７ ＶＲＡＭ制御回路。

Claims (11)

1. ３次元画像データを２次元平面に展開する際に、前記２次元平面の画素に対応する位置に３次元画像データを投影させて画像データを生成することを特徴とする３次元画像データの補正方法。
2. 予め設定され又は取り込んだ補正パラメータに基づいて、３次元画像データを２次元平面の画素に相当する位置に投影して画像データを取り込むことを特徴とする請求項１記載の３次元画像データの補正方法。
3. 前記補正パラメータに基づいてキーストーン補正をするための画像領域を特定し、その画像領域の画素に相当する位置に、３次元画像データを投影させて画像データを生成することを特徴とする請求項１又は２記載の３次元画像データの補正方法。
4. プロジェクタのライトバルブと投射スクリーンとの相対位置を特定するためのパラメータを含んだ補正パラメータに基づいて、プロジェクタのライトバルブに対応する仮想ライトバルブと、前記投射スクリーンに対当する仮想投射スクリーンとを設定し、仮想ライトバルブにおいてキーストーン補正をするための画像領域を特定し、その画像領域の画素の位置に対応する、仮想投射スクリーンの位置に前記３次元画像データを投影させて、前記画像領域の画素の画像データとして取り込むことを特徴とする請求項３記載の３次元画像データの補正方法。
5. ３次元画像データを２次元平面に投影する３次元エンジンと、
   前記３次元エンジンが３次元画像データを２次元平面に展開する際に、前記２次元平面の画素に対応する位置に３次元画像データを投影させてその画像データを取り込む第１の補正回路と
   を備え、前記画像データをデジタル信号の形式で出力することを特徴とするビデオコントローラ。
6. 前記第１の補正回路は、前記３次元エンジンに対して、予め設定され又は取り込んだ第１の補正パラメータに基づいて、３次元画像データを２次元平面の画素に相当する位置に投影させることを特徴とする請求項５記載のビデオコントローラ。
7. 前記第１の補正回路は、前記補正パラメータに基づいてキーストーン補正をするための画像領域を特定し、その画像領域の画素に対応する位置に、３次元画像データを投影させて画像データを生成することを特徴とする請求項５又は６記載のビデオコントローラ。
8. 前記第１の補正回路は、プロジェクタのライトバルブと投射スクリーンとの相対位置を特定するためのパラメータを含んだ補正パラメータに基づいて、プロジェクタのライトバルブに対応する仮想ライトバルブと、前記投射スクリーンに対当する仮想投射スクリーンとを設定し、仮想ライトバルブにおいてキーストーン補正をするための画像領域を特定し、その画像領域の画素の位置に対応する、仮想投射スクリーンの位置に前記３次元画像データを投影させて、前記画像領域の画素の画像データとして取り込むことを特徴とする請求項７記載のビデオコントローラ。
9. ２次元画像データを２次元平面に投影する２次元エンジンと、
   前記２次元平面に投影された画像データに、予め設定された第２の補正パラメータに基づいてキーストーン補正を施す第２の補正回路と
   を更に備えたことを特徴とする請求項５乃至８の何れかに記載のビデオコントローラ。
10. 前記第１の補正回路の出力と前記第２の補正回路の出力とを切り替えて出力する切替回路と、
    その切替回路からの画像データをフレームメモリに展開してフレーム画像を生成するとともにそのフレーム画像を出力するＶＲＡＭ制御回路と
    を更に備えたことを特徴とする請求項９記載のビデオコントローラ。
11. 請求項６〜１０の何れかに記載のビデオコントローラを搭載したことを特徴とするプロジェクタ。
    

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