JP2010026202A - 画像補正装置、画像補正方法、プロジェクタおよびプロジェクションシステム - Google Patents
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Abstract
【課題】スクリーンの局所的歪みの歪み量が各局所的歪みにおいて異なる場合、投射画像全体において見た目に均一な解像感を有するような歪み補正を可能とする。
【解決手段】プロジェクタで投射すべき画像を投射面の局所的歪みに基づいて補正する画像補正装置330であって、投射面に投射された複数の特徴点を有する歪み量算出用画像を撮像して得られた撮像画像に基づいて、前記複数の特徴点の各特徴点における歪み量を算出する歪み量算出部332と、歪み量算出部332で算出された前記各特徴点における歪み量に基づいて前記投射すべき画像を補正する画像補正処理部333と、画像補正処理部333で補正された前記投射すべき画像に対し、歪み量算出部332で算出された各特徴点における歪み量に応じたエッジ強調方法によって前記投射すべき画像の所定領域についてエッジ強調処理を行うエッジ強調処理部337とを有する。
【選択図】図2
【解決手段】プロジェクタで投射すべき画像を投射面の局所的歪みに基づいて補正する画像補正装置330であって、投射面に投射された複数の特徴点を有する歪み量算出用画像を撮像して得られた撮像画像に基づいて、前記複数の特徴点の各特徴点における歪み量を算出する歪み量算出部332と、歪み量算出部332で算出された前記各特徴点における歪み量に基づいて前記投射すべき画像を補正する画像補正処理部333と、画像補正処理部333で補正された前記投射すべき画像に対し、歪み量算出部332で算出された各特徴点における歪み量に応じたエッジ強調方法によって前記投射すべき画像の所定領域についてエッジ強調処理を行うエッジ強調処理部337とを有する。
【選択図】図2
Description
本発明は、投射面上に投射された投射画像を補正する画像補正装置、画像補正方法、プロジェクタおよびプロジェクションシステムに関する。
近年、スクリーンの近接位置にプロジェクタを設置して、当該プロジェクタからスクリーンに投射を行う近接投射型のプロジェクションシステムが開発されている。
図12は近接投射型のプロジェクションシステムの一例を説明する図である。近接投射型のプロジェクションシステムは、図12(a)に示すように、スクリーンSCRの直前で、かつスクリーンSCRの下端部に近い位置にプロジェクタPJを設置するように構成される場合が多い。
図12は近接投射型のプロジェクションシステムの一例を説明する図である。近接投射型のプロジェクションシステムは、図12(a)に示すように、スクリーンSCRの直前で、かつスクリーンSCRの下端部に近い位置にプロジェクタPJを設置するように構成される場合が多い。
このような近接投射型のプロジェクションシステムにおいては、プロジェクタPJからの投射光は、スクリーンSCRに対して鋭角に入射される。このため、スクリーンSCRに局所的歪みが存在すると、スクリーンSCRの局所的歪みの部分において投射画像に歪みが生じる。例えば、図12(b)に示すように、局所的な歪みとしてスクリーンSCRに凹凸(図12では凸部h)が存在すると、当該凸部hにおいて投射画像に歪みが生じる。すなわち、図12(b)におけるP1の位置に投射されるべき画素の画像は、実際にはスクリーンSCRの凸部hのP1’の位置に投射されてしまい、視聴者の視線方向がスクリーンSCRに対して垂直方向であるとすると、スクリーンSCRの凸部hにおいて投射画像に歪みが生じる。なお、図12ではスクリーンSCRに凸部hが存在する場合であるが、凹部が存在している場合も同様に歪みが生じる。
このように、スクリーンの局所的歪みによる投射画像の歪みは、画質を低下させる原因ともなる。特に、図12に示す近接投射型のプロジェクションシステムのように、プロジェクタPJからの投射光がスクリーンSCRに対して鋭角に入射されるようなプロジェクションシステムにおいては、スクリーンの局所的歪みによる投射画像の歪みは視聴者に明確に認識される。
プロジェクタPJからの投射光がスクリーンSCRに対して鋭角に入射されるようなプロジェクションシステムにおいて、プロジェクタPJからスクリーンSCRに投射される画像が視聴者の視線方向から見た際に正しく表示されるように画像補正を行う技術は様々提案されている(例えば、特許文献1参照)。
特許文献1に開示された技術(従来技術という)は、投射光がスクリーンに対して鋭角に入射されるようにプロジェクタを設置した画像表示装置であって、このような画像表示装置において、プロジェクタによってテスト画像としての歪み量算出用画像をスクリーンに投射し、該投射された歪み量算出用画像を撮像装置200(図12参照)で撮像して、それによって得られた撮像画像データに基づいて、逆の歪みを与えるための補正データを生成し、この補正データで画像補正を行うものである。
図12に示すような局所的歪み(凹凸)は、スクリーンSCRにおいて複数箇所存在す
る場合が多く、局所的歪みがスクリーンSCRにおいて複数箇所存在する場合には、それぞれの箇所における歪みの大きさ(歪み量という)によって投射画像に現れる歪みも異なってくる。すなわち、スクリーンにおける局所的歪みの歪み量が大きい箇所においては投射画像の歪みも大きくなり、スクリーンの局所的歪みの歪み量があまり大きくない箇所においては投射画像の歪みもあまり大きくはならない。したがって、スクリーンの局所的歪みの歪み量に応じた歪み補正を行うことが、投射画像全体において見た目に均一な解像感を得る上で好ましい。
る場合が多く、局所的歪みがスクリーンSCRにおいて複数箇所存在する場合には、それぞれの箇所における歪みの大きさ(歪み量という)によって投射画像に現れる歪みも異なってくる。すなわち、スクリーンにおける局所的歪みの歪み量が大きい箇所においては投射画像の歪みも大きくなり、スクリーンの局所的歪みの歪み量があまり大きくない箇所においては投射画像の歪みもあまり大きくはならない。したがって、スクリーンの局所的歪みの歪み量に応じた歪み補正を行うことが、投射画像全体において見た目に均一な解像感を得る上で好ましい。
しかしながら、従来技術では、投射画像全体に渡って同じ補正方法を用いて補正を行っているため、スクリーンに局所的歪みが複数箇所存在するような場合、補正後の投射画像は、投射画像全体において見た目に均一な解像感が得られないという問題がある。
図13は歪み量算出用画像を撮像装置で撮像して得られた撮像画像と解像感との関係について説明する図である。図13(a)は歪み量算出用画像を撮像装置で撮像して得られた撮像画像、図13(b)は歪み量算出用画像の各位置におけるMTF(Modulation Transfer Function)を表すものである。なお、MTFは画像の解像感を表す指標となるもので、MTFが高いと画像の解像感が高いといえる。
また、図13(a)に示す白丸は、特徴点P11,P12,・・・、P21,P22,・・・を表すものであり、歪み量算出用画像においては、特徴点P11,P12,・・・、P21,P22,・・・が縦方向および横方向に等間隔に並んだ画像となっている。
したがって、スクリーンに局所的歪みがなければ、歪み量算出用画像を撮像して得られた撮像画像における特徴点P11,P12,・・・、P21,P22,・・・も縦方向および横方向に等間隔となる。一方、スクリーンに局所的歪みが存在すると、スクリーンの局所的歪みに対応した位置の特徴点(例えば、特徴点P22,P24)は、撮像画像においては、図13(a)における破線円A1,A2で示すように、元の位置からずれた画像となる。なお、スクリーンの局所的歪みの歪み量が大きいほど、位置のずれ量も大きくなる。このため、図13(a)の場合、特徴点P22,P24の部分は、それぞれMTFが低下(解像感が低下)しており、特に、特徴点P22においてはMTFがより大きく低下している。
図13に示すように、スクリーンの局所的歪みの歪み量が各局所的歪みにおいて異なると、投射画像の解像感もスクリーンの各局所的歪みの歪み量に応じて異なるため、投射画像全体の解像感に「バラツキ」が生じたものとなる。したがって、上記従来技術のように、投射画像全体を同じ画像補正方法を用いて補正を行ったのでは、補正後の投射画像は、投射画像全体において見た目に均一な解像感を有する画像とならない場合もある。
そこで本発明は、スクリーンの局所的歪みの歪み量が各局所的歪みにおいて異なる場合、投射画像全体において見た目に均一な解像感を有するような歪み補正を可能とする画像補正装置、画像補正方法、プロジェクタおよびプロジェクションシステムを提供することを目的とする。
本発明の画像補正装置は、プロジェクタで投射すべき画像を投射面の局所的歪みに基づいて補正する画像補正装置であって、前記投射面に投射された複数の特徴点を有する歪み量算出用画像を撮像して得られた撮像画像に基づいて、前記複数の特徴点の各特徴点における歪み量を算出する歪み量算出部と、前記歪み量算出部で算出された前記各特徴点における歪み量に基づいて前記投射すべき画像を補正する画像補正処理部と、前記画像補正処理部で補正された前記投射すべき画像に対し、前記歪み量算出部で算出された各特徴点に
おける歪み量に応じたエッジ強調方法によって前記投射すべき画像の所定領域についてエッジ強調処理を行うエッジ強調処理部とを有することを特徴とする。
おける歪み量に応じたエッジ強調方法によって前記投射すべき画像の所定領域についてエッジ強調処理を行うエッジ強調処理部とを有することを特徴とする。
本発明の画像補正装置においては、投射面(スクリーン)の局所的歪みによって生じる投射画像の局所的歪みを補正する場合、歪み量算出用画像を投射面に投射し、投射された歪み量算出用画像を撮像して得られた撮像画像に基づいて歪み量算出用画像の各特徴点における歪み量を算出する。そして、算出された各特徴点における歪み量に基づいて画像補正処理を行い、画像補正処理された画像に対し、算出された歪み量に応じたエッジ強調処理を投射画像の所定領域に対して行うようにしている。なお、ここで行われる画像補正方法は、特に限定されるものではなく、歪みを軽減することのできる公知の画像補正方法を用いることができる。
このように、本発明の画像補正装置においては、投射面の局所的歪みに対し、まずは画像補正処理を行い、画像補正処理のなされた画像に対して、各特徴点における歪み量に応じたエッジ強調処理を行うようにしている。これにより、投射面の局所的歪みが複数箇所存在するような場合であっても、補正後の投射画像は、投射画像全体において見た目に均一な解像感を有する画像となる。なお、投射面の局所的歪みというのは、投射面の「しわ」などによって投射面に局所的に存在する凹凸などを例示することができる。
本発明の画像補正装置においては、前記各特徴点は、前記プロジェクタにおける光変調素子の各画素のうち離散的な位置の複数の画素に対応してそれぞれ設定されていることが好ましい。
このような特徴点を有する歪み量算出用画像を投射面に投射し、投射された歪み量算出用画像を撮像することにより、投射面の局所的歪みが特徴点の歪みとして現われた撮像画像を得ることができる。したがって、その撮像画像を用いることによって、投射面の局所的歪みを適切に反映した歪み量を算出することができる。なお、特徴点としては、縦方向および横方向に等間隔で並べた小さな丸や四角などのマーク、縦方向および横方向に格子状に描かれた線の交点(格子点)を用いることができる。
本発明の画像補正装置においては、前記歪み量算出部は、前記歪み量算出用画像における前記各特徴点の座標と、前記歪み量算出用画像を撮像して得られる撮像画像における前記各特徴点の座標とに基づいて、前記各特徴点における歪み量を算出することが好ましい。
これにより、投射面の局所的歪みが投射面上において複数箇所存在する場合でも、複数箇所それぞれにおける歪み量を高精度に算出することができる。
これにより、投射面の局所的歪みが投射面上において複数箇所存在する場合でも、複数箇所それぞれにおける歪み量を高精度に算出することができる。
本発明の画像補正装置においては、前記画像補正処理部で補正された前記投射すべき画像に対し、前記歪み量算出部で算出された各特徴点における歪み量に応じたエッジ強調方法を選択するエッジ強調方法選択部を有し、前記エッジ強調方法選択部は、前記各特徴点における歪み量の大きさを複数段階のひずみ量の大きさとして判定する機能と、前記複数段階の各段階ごとに設定されたエッジ強調度の異なる複数種類のエッジ強調方法の中から前記各特徴点における歪み量に対応するエッジ強調処理方法を選択する機能とを有することが好ましい。
これにより、投射面の局所的歪みの歪み量に応じたエッジ強調処理を行うことができる。具体的には、各特徴点における歪み量の大きさを判定するための閾値を1個以上設定し、各特徴点における歪み量の大きさを2段階以上に分けて判定する。そして、それぞれの段階ごとにエッジ強調度の異なるエッジ強調方法を設定しておき、歪み量算出部によって算出された各特徴点における歪み量が複数段階のどの段階に属するかを判定し、その判定
結果に基づいて適切なエッジ強調方法を選択して、選択されたエッジ強調方法を用いてエッジ強調処理を行う。なお、各段階ごとのエッジ強調方法は、各特徴点における歪み量が大きいほどエッジ強調度の高いエッジ強調を可能とするエッジ強調方法が設定される。
結果に基づいて適切なエッジ強調方法を選択して、選択されたエッジ強調方法を用いてエッジ強調処理を行う。なお、各段階ごとのエッジ強調方法は、各特徴点における歪み量が大きいほどエッジ強調度の高いエッジ強調を可能とするエッジ強調方法が設定される。
このように、歪み量の大きさを複数段階のひずみ量の大きさとして判定し、判定された歪み量に適したエッジ強調方法を選択してエッジ強調処理を行うので、歪み量の大きさに応じた適切なエッジ強調処理を行うことができる。
本発明の画像補正装置においては、前記複数段階は、前記各特徴点における歪み量が所定値以上であるか否かの2段階であり、前記エッジ強調度の異なる複数種類のエッジ強調方法は、エッジ強調度の高いエッジ強調処理が可能な第1エッジ強調方法および前記第1エッジ強調方法よりもエッジ強調度の低いエッジ強調処理を行う第2エッジ強調方法の2種類のエッジ強調方法であって、前記各特徴点のある特徴点における歪み量が前記所定値以上であると判定した場合には、当該特徴点に対しては前記第1エッジ強調方法を選択し、前記各特徴点のある特徴点における歪み量が前記所定値未満であると判定した場合には、当該特徴点に対しては前記第2エッジ強調方法を選択することが好ましい。
これは、各特徴点における歪み量の大きさが所定値以上であるか所定値未満であるかを判定し、その判定結果によって第1エッジ強調方法および前記第2エッジ強調方法のいずれかを選択して、選択されたエッジ強調方法によってエッジ強調処理を行うものであり、これによれば、少ない演算量で投射面の局所的歪みの歪み量に応じたエッジ強調処理を行うことができる。
本発明の画像補正装置においては、前記エッジ強調処理部は、前記各特徴点における歪み量が所定値以上であるか否かを判定する機能を有し、前記各特徴点における歪み量が所定値以上であると判定した場合のみに所定のエッジ強調方法によってエッジ強調処理を行うことが好ましい。
これは、各特徴点における歪み量が所定値以上であると判定した場合のみに所定のエッジ強調方法によってエッジ強調処理を行うというものである。換言すれば、各特徴点における歪み量がある所定値未満である場合にはエッジ強調処理は行わないということである。このような構成としても、投射面上の投射画像全体の解像感が見た目に不均一となるのを改善する効果を得ることができる。また、このような構成とした場合、エッジ強調方法選択部を設ける必要は特にないので構成の簡素化が図れるとともに、エッジ強調方法を選択する処理も不要となるので演算量の削減も図れる。
本発明の画像補正装置においては、前記エッジ強調処理を行う前記投射すべき画像の所定領域は、前記各特徴点に対応する前記投射すべき画像の画素を含む局所的な領域であることが好ましい。
投射すべき画像に対して補正範囲をこのように設定してエッジ強調処理を行うことによって、投射面の局所的歪みによって生じる投射画像の歪みに対しエッジ強調処理を行う際、適切な範囲でエッジ強調処理することができる。
投射すべき画像に対して補正範囲をこのように設定してエッジ強調処理を行うことによって、投射面の局所的歪みによって生じる投射画像の歪みに対しエッジ強調処理を行う際、適切な範囲でエッジ強調処理することができる。
本発明の画像補正装置においては、前記歪み量算出部で算出された前記各特徴点における歪み量に応じた画像補正方法を選択する画像補正方法選択部をさらに有し、前記画像補正処理部は、前記画像補正方法選択部で選択された画像補正方法によって前記投射すべき画像の所定領域を補正することが好ましい。
これは、各特徴点における歪み量に応じたエッジ強調処理に先立って、各特徴点における歪み量に応じた画像補正方法を用いて投射画像に対し局所的な画像補正を行い、当該画
像補正された画像に対して、投射面の局所的歪みの歪み量に応じたエッジ強調処理を行うものであり、このような処理を行うことにより、補正後の投射画像は、投射画像全体において見た目に、より一層均一な解像感を有する画像となる。
像補正された画像に対して、投射面の局所的歪みの歪み量に応じたエッジ強調処理を行うものであり、このような処理を行うことにより、補正後の投射画像は、投射画像全体において見た目に、より一層均一な解像感を有する画像となる。
本発明の画像補正装置においては、前記画像補正方法選択部は、前記各特徴点における歪み量の大きさを複数段階のひずみ量の大きさとして判定する機能と、前記各特徴点における歪み量に対応する画像補正方法を、前記複数段階の各段階ごとに設定された補正精度の異なる複数種類の画像補正方法の中から選択する機能とを有することが好ましい。
これにより、投射面の局所的歪みの歪み量に応じた画像補正を行うことができる。具体的には、各特徴点における歪み量の大きさを判定するための閾値を1個以上設定し、各特徴点における歪み量の大きさを2段階以上に分けて判定する。そして、それぞれの段階ごとに補正精度の異なる画像補正方法を設定しておき、歪み量算出部によって算出された各特徴点における歪み量が複数段階のどの段階に属するかを判定し、その判定結果に基づいて適切な画像補正方法を選択して、選択された画像補正方法を用いて画像補正を行う。なお、各段階ごとの画像補正方法は、各特徴点における歪み量が大きいほど高精度な画像補正を可能とする画像補正方法が設定される。
このように、歪み量の大きさを複数段階のひずみ量の大きさとして判定し、判定された歪み量に適した画像補正方法を選択して画像補正を行うので、歪み量の大きさに応じて適切な画像補正を行うことができ、このような画像補正処理を行った上で、各特徴点における歪み量に応じたエッジ強調処理に加えて各特徴点における歪み量に応じた画像補正方法を用いて投射画像に対し局所的な画像補正を行うことにより、補正後の投射画像は、投射画像全体において見た目に、より一層均一化された解像感を有する画像となる。
本発明の画像補正装置においては、前記複数段階は、前記各特徴点における歪み量が所定値以上であるか否かの2段階であり、前記補正精度の異なる複数種類の画像補正方法は、高精度な補正が可能な第1画像補正方法および前記第1画像補正方法よりも低い精度での補正を行う第2画像補正方法の2種類の画像補正方法であって、前記各特徴点のある特徴点における歪み量が前記所定値以上であると判定した場合には、当該特徴点に対しては前記第1画像補正方法を選択し、前記各特徴点のある特徴点における歪み量が前記所定値未満であると判定した場合には、当該特徴点に対しては前記第2画像補正方法を選択することが好ましい。
これは、各特徴点における歪み量の大きさが所定値以上であるか所定値未満であるかを判定し、その判定結果によって第1画像補正方法および前記第1画像補正方法のいずれかを選択して、選択された画像補正方法によって画像補正を行うものであり、これによれば、少ない演算量で投射面の局所的歪みの歪み量に応じた画像補正を行うことができる。
本発明の画像補正装置においては、前記プロジェクタは、前記投射面の近接位置に設置され、かつ、投射光が前記投射面に対して鋭角に入射されるように設置されていることが好ましい。
このように、プロジェクタが投射面の近接位置に設置され、かつ、投射光が投射面に対して鋭角に投射されるように設置された場合、投射面に対し垂直方向を視線方向とすると、投射面の局所的歪みによる投射画像の歪みが視聴者に視認されやすくなる。したがって、投射面に対し垂直方向を視線方向とした場合、投射画像全体において解像感を見た目に均一化するような補正を行うことが必須であり、このような補正を行う際に、本発明はきわめて有効なものとなる。
本発明の画像補正方法は、プロジェクタで投射すべき画像を投射面の局所的歪みに基づいて補正する画像補正方法であって、前記投射面に投射された複数の特徴点を有する歪み量算出用画像を撮像して得られた撮像画像に基づいて、前記複数の特徴点の各特徴点における歪み量を算出する歪み量算出ステップと、前記歪み量算出部で算出された前記各特徴点における歪み量に基づいて前記投射すべき画像を補正する画像補正処理ステップと、前記画像補正処理部で補正された前記投射すべき画像に対し、前記歪み量算出部で算出された各特徴点における歪み量に応じたエッジ強調方法によって前記投射すべき画像の所定領域についてエッジ強調処理を行うエッジ強調処理ステップとを有することを特徴とする。
このような処理ステップを実行することによって補正された投射画像は、投射画像全体において見た目に均一な解像感を有する画像となる。なお、本発明の画像補正方法においても、前記本発明の画像補正装置が有するそれぞれの特徴を有することが好ましい。
本発明のプロジェクタは、投射すべき画像を投射面の局所的歪みに基づいて補正する画像補正装置を有するプロジェクタであって、前記画像補正装置は、前記投射面に投射された複数の特徴点を有する歪み量算出用画像を撮像して得られた撮像画像に基づいて、前記複数の特徴点の各特徴点における歪み量を算出する歪み量算出部と、前記歪み量算出部で算出された前記各特徴点における歪み量に基づいて前記投射すべき画像を補正する画像補正処理部と、前記画像補正処理部で補正された前記投射すべき画像に対し、前記歪み量算出部で算出された各特徴点における歪み量に応じたエッジ強調方法によって前記投射すべき画像の所定領域についてエッジ強調処理を行うエッジ強調処理部とを有することを特徴とする。
プロジェクタにこのような画像補正装置を搭載することによって、前記本発明の画像補正装置で述べた効果を得ることができる。なお、本発明のプロジェクタにおいても、前記本発明の画像補正装置が有するそれぞれの特徴を有することが好ましい。
本発明のプロジェクションシステムは、投射面に画像を投射するプロジェクタと、前記プロジェクタで投射すべき画像を前記投射面の局所的歪みに基づいて補正する画像補正装置とを有するプロジェクションシステムであって、前記画像補正装置は、前記投射面に投射された複数の特徴点を有する歪み量算出用画像を撮像して得られた撮像画像に基づいて、前記複数の特徴点の各特徴点における歪み量を算出する歪み量算出部と、前記歪み量算出部で算出された前記各特徴点における歪み量に基づいて前記投射すべき画像を補正する画像補正処理部と、前記画像補正処理部で補正された前記投射すべき画像に対し、前記歪み量算出部で算出された各特徴点における歪み量に応じたエッジ強調方法によって前記投射すべき画像の所定領域についてエッジ強調処理を行うエッジ強調処理部とを有することを特徴とする。
これは、画像補正装置をプロジェクタとは別の構成要素とした場合であり、画像補正装置が有する機能をパーソナルコンピュータなどの情報処理装置に組み込んだ場合などがその一例である。このように、プロジェクタと画像補正装置とによってプロジェクションシステムを構成した場合であっても、本発明の画像補正装置で述べた効果を得ることができる。なお、本発明のプロジェクションシステムにおいても、前記本発明の画像補正装置が有するそれぞれの特徴を有することが好ましい。
以下、本発明の実施形態について説明する。
[実施形態1]
図1は実施形態1に係るプロジェクタの構成を示す図である。実施形態1に係るプロジ
ェクタ(プロジェクタPJ1とする)は、図1に示すように、画像投射部100、撮像装置200、画像処理装置300を有している。
図1は実施形態1に係るプロジェクタの構成を示す図である。実施形態1に係るプロジ
ェクタ(プロジェクタPJ1とする)は、図1に示すように、画像投射部100、撮像装置200、画像処理装置300を有している。
画像投射部100は、投射制御部110、液晶パネルなどの光変調素子120、光源130、投射光学系140などを有し、画像処理装置300によって画像処理された画像データに基づく画像光を投射光学系によって射出するものである。なお、画像投射部100は、これらの構成の他に、各種の光学系などを有しているが、これらは、一般的なプロジェクタが有する公知の構成要素であるので図示を省略する。
撮像装置200は、撮像光学系210、撮像素子220、撮像素子220からの出力信号の取得など撮像素子220を制御するための撮像素子制御部230を有している。なお、撮像素子220の解像度は、光変調素子120の解像度よりも高い解像を有するものとする。
画像処理装置300は、CPU310、記憶装置320、画像補正装置330を有している。画像補正装置330は、投射画像の補正(台形歪み補正やスクリーンの局所的歪みによって生じる投射画像の歪み補正などの各種補正)を含む各種の画像補正を行うものである。なお、スクリーンの局所的歪みによって生じる投射画像の歪みを補正する処理については後述する。
図1に示すプロジェクタPJ1をスクリーンに近接配置して近接投射型のプロジェクションシステムを構成した場合、図12で説明したように、スクリーンSCRに存在する局所的な凹凸(図12では凸部h)などによるスクリーンSCRの局所的歪みの影響を受けて、当該凸部hにおいて投射画像に歪みが生じる。本発明は、このようなスクリーンの局所的歪みによる投射画像の歪みを適切に補正するものである。
図2は図1に示した画像補正装置330の構成を示す図である。画像補正装置330は、図2に示すように、歪み量算出用画像(詳細については図3により後述する)を生成する歪み量算出用画像生成部331、スクリーンに投射された歪み量算出用画像を撮像装置200によって撮像して得られた撮像画像データ(撮像画像という)に基づいて、歪み量算出用画像の各特徴点(図3におけるP11,P12,・・・、P21,P22,・・・)における歪み量を算出する歪み量算出部332、算出された各特徴点における歪み量に基づいてプロジェクタPJ1が投射すべき画像に対し画像補正を行う画像補正処理部334と、各特徴点における歪み量に応じたエッジ強調方法を選択するエッジ強調方法選択部336、画像補正処理された画像(補正済み画像という)に対し、選択されたエッジ強調方法によってエッジ強調処理を行うエッジ強調処理部337と、撮像装置200およびプロジェクタPJ1に対する制御を行う制御部335を有している。
エッジ強調方法選択部336は、各特徴点における歪み量の大きさを複数段階の歪み量の大きさとして判定する機能と、複数段階の各段階ごとに設定されたエッジ強調度の異なる複数種類のエッジ強調方法の中から各特徴点における歪み量に対応するエッジ強調方法を選択する機能とを有する。
なお、実施形態1に係るプロジェクタPJ1においては、各特徴点における歪み量の大きさの判定は、各特徴点における歪み量が所定値(歪み量判定用閾値TH1とする)以上であるか否かの2段階で行い、また、補正精度の異なる複数種類のエッジ強調方法は、補正エッジ強調度の高いエッジ強調処理が可能な第1エッジ強調方法および第1エッジ強調方法よりもエッジ強調度の低いエッジ強調処理を行う第2エッジ強調方法の2種類の画像補正方法が設定されているものとする。
そして、各特徴点のうちのある特徴点における歪み量が歪み量判定用閾値TH1以上であると判定した場合には、当該特徴点に対しては第1エッジ強調方法を選択し、各特徴点のうちのある特徴点における歪み量が歪み量判定用閾値TH1未満であると判定した場合には、当該特徴点に対しては第2エッジ強調方法を選択する。
図3はスクリーンに投射される歪み量算出用画像と該歪み量算出用画像を撮像して得られた撮像画像の一例を示す図である。歪み量算出用画像は、図3(a)に示すように、歪み量算出位置を示す特徴点P11,P12,・・・、P21,P22,・・・が縦方向および横方向に等間隔に配列された画像であるとする。なお、以下の説明においては、特徴点P11,P12,・・・、P21,P22,・・・は、個々の特徴点について説明する場合を除いて、その符号「P11,P12,・・・、P21,P22,・・・」は省略する。
歪み量算出用画像の各特徴点は、プロジェクタPJ1における光変調素子120(例えば液晶パネル)の各画素のうちの離散的な位置の画素に対応して設定される。具体的には、光変調素子の縦方向及び横方向における画素のうち、所定画素数ごとの画素に対応するように歪み量算出位置が設定されるものとする。図3(a)に示す歪み量算出用画像は、各特徴点が縦方向および横方向において、それぞれ光変調素子の10画素分の間隔をおいて設定された例が示されている。
図3(b)は図3(a)に示す歪み量算出用画像(元となる歪み量算出用画像という)がスクリーン上に投射されたときの歪み量算出用画像(投射歪み量算出用画像という)を示すものである。図3(b)に示す投射歪み量算出用画像は、スクリーンの局所的歪みに対応する特徴点(例えば、特徴点P22,P24)の位置が図3(a)に示す元となる歪み量算出用画像と比べて「ずれ」が生じている。
このような投射歪み量算出用画像を撮像装置200によって撮像すると、その撮像画像は当然のことながら、図3(a)に示す元となる歪み量算出用画像に対して、スクリーンの局所的歪みに対応する特徴点に「ずれ」が生じたものとなる。例えば、スクリーンに図12(b)に示すような局所的歪みが存在すると、撮像画像は、元となる歪み量算出用画像に対して、スクリーンの局所的歪みに対応する部分で当該局所的歪みにおける歪み量に応じて特徴点に「ずれ」が生じたものとなる。
この「ずれ」は、スクリーンの局所的歪みにおける歪み量に比例するので、撮像装置200から出力される撮像画像と元となる歪み量算出用画像とから、それぞれ対応する特徴点の「ずれ」を算出することによって、スクリーンの局所的歪みにおける歪み量を算出することができる。なお、本発明の実施形態ではスクリーンの局所的歪みにおける歪み量は、歪み量算出用画像の各特徴点における歪み量として表すものとする。
図4は画像補正装置330が行う全体的な処理手順を説明するフローチャートである。まず、歪み量算出用画像生成部331によって歪み量算出用画像を生成し(ステップS1)、生成した歪み量算出用画像を制御部335により画像投射部100に与えるとともに、画像投射部100に対する歪み量算出用画像の投射指示を出力する(ステップS2)。これにより、画像投射部100では歪み量算出用画像をスクリーンに投射する。
また、撮像装置200に対しては、スクリーンに投射された歪み量算出用画像を撮像するための撮像指示を制御部335により出力する(ステップS3)。これにより、撮像装置200はスクリーンSCRに投射された歪み量算出用画像を撮像する。そして、撮像装置200から出力される撮像画像を歪み量算出部332が制御部335を介して受け取り、歪み量算出用画像の各特徴点における歪み量を算出する(ステップS4)。
続いて、算出された歪み量に基づいて、投射すべき画像に対し画像補正処理部334が所定の画像補正方法による画像補正を行う(ステップS5)。なお、画像補正処理部334が行う画像補正方法は、実施形態1に係るプロジェクタPJ1においては特に限定されるものではなく、例えば、撮像画像に基づいて、逆の歪みを与えるための補正データを生成し、生成した補正データによって画像補正を行うといった一般的な画像補正方法を用いることが可能である。そして、エッジ強調方法選択部336は、各特徴点における歪み量に応じたエッジ強調方法を選択する(ステップS6)。その後、エッジ強調処理部337は、画像補正処理部334によって画像補正された補正済み画像に対し、エッジ強調方法選択部336で選択されたエッジ強調方法によるエッジ強調処理を行う(ステップS7)。
図5は各特徴点における歪み量算出の処理手順を説明するフローチャートである。歪み量算出用画像の各特徴点における歪み量は、図5に示すように、まず、投射歪み量算出用画像(図3(a)参照)を撮像して得られた撮像画像に基づいて、撮像画像における各特徴点の座標(撮像装置系座標という)を算出し(ステップS11)、算出された各特徴点の撮像装置系座標と元となる歪み量算出用画像(図3(a)参照)における各特徴点の座標(プロジェクタ系座標という)とを照合することによって算出する(ステップS12)。
ここで、スクリーンに局所的歪みがなければ、それぞれ対応する特徴点の撮像装置系座標とプロジェクタ系座標とは一致するが、スクリーンに局所的歪みが存在すると、その局所的歪みに対応する部分でそれぞれ対応する特徴点の撮像装置系座標とプロジェクタ系座標とに「ずれ」が生じる。なお、スクリーンの局所的歪みにおける歪み量が大きいほど対応する特徴点の「ずれ」が大きくなる。
図6は図5のステップS11における各特徴点の撮像装置系座標の算出処理について説明するフローチャートである。各特徴点の撮像装置系座標の算出処理は、図6に示すように、撮像画像を2値化し(ステップS21)、2値化された撮像画像をラベリングし(ステップS22)、そのラベリング結果から各特徴点の撮像装置系座標を算出する(ステップS23)。
ここで、ステップS21における撮像画像の2値化は、画素値に閾値TH2(例えば、撮像画像の画素値の最大値と最小値の中間値とする)を設定し、各画素の画素値が当該閾値TH2(2値化用閾値TH2という)以上であるか未満であるかによって2値化を行う。例えば、2値化用閾値TH2以上の画素値を有する画素には‘1’を与え、2値化用閾値TH2未満の画素値を有する画素には‘0’を与えるものとする。
また、ステップS22におけるラベリング処理は、2値化された結果から、この場合、‘1’が連続する領域が特徴点に対応する画素の集合であるとして、‘1’が連続する領域に対してラベリングを行う。
また、ステップS23における各特徴点の撮像装置系座標の算出処理は、2値化された画像データを用いる場合は、ラベリングされた領域の重心となる画素の位置を当該特徴点の座標位置であるとする。また、2値化される前の画像データを用いる場合には、ラベリングされた領域の中で最大の画素値を有する画素の位置を当該特徴点の座標位置とする。
撮像画像から各特徴点の座標位置が算出されると、算出された各特徴点の撮像装置系座標と、元となる歪み量算出用画像における各特徴点のプロジェクタ系座標とを照合する(図5のステップS12)。各特徴点の撮像装置系座標と各特徴点のプロジェクタ系座標と
の照合は、例えば、最小二乗法などを用いることによって行うことができる。
の照合は、例えば、最小二乗法などを用いることによって行うことができる。
ここで、スクリーンに局所的歪みが存在しなければ、それぞれ対応する特徴点の撮像装置系座標とプロジェクタ系座標とは一致するが、スクリーンに局所的歪みが存在すると、その局所的歪み部分でそれぞれ対応する特徴点の撮像装置系座標とプロジェクタ系座標とに「ずれ」が生じる。したがって、各特徴点の撮像装置系座標と各特徴点のプロジェクタ系座標とを照合することにより、その照合結果から、歪み量算出用画像の各特徴点における歪み量を算出することができる。
なお、算出された歪み量算出用画像の各特徴点における歪み量は、スクリーンの局所的歪みによって生じるものであるので、算出された歪み量算出用画像の各特徴点における歪み量は、スクリーンの対応する局所的歪みにおける歪み量を反映したものとなる。
ところで、実施形態1に係るプロジェクタPJ1においては、画像補正処理部334によって画像補正された補正済み画像に対し、歪み量算出部332で算出された歪み量に応じたエッジ強調方法を用いてエッジ強調処理を行うものである。具体的には、エッジ強調方法選択部336は、各特徴点における歪み量が歪み量判定用閾値TH1以上であるか否かを判定し、各特徴点における歪み量が当該歪み量判定用閾値TH1以上である場合には、当該特徴点に対しては、エッジ強調度の高い第1エッジ強調正方法を選択し、各特徴点における歪み量が当該歪み量判定用閾値TH1未満である場合には、当該特徴点に対してはエッジ強調度の低い第2エッジ強調方法を選択する。
そして、エッジ強調処理部337は、エッジ強調方法選択部336で選択されたエッジ強調方法を用いてエッジ強調処理を行う。なお、エッジ強調処理の対象となる画素は、撮像装置系座標とプロジェクタ系座標とに所定の「ずれ」が存在する特徴点(補正対象特徴点という)を含む局所的な領域(局所的領域という)内とする。
図7はエッジ強調処理対象となる局所的領域の設定例について説明する図である。エッジ強調処理対象となる局所的領域は、図7に示すように、歪み量算出用画像(図3(a)に示す歪み量算出用画像と同じものである)において、個々の特徴点を中心とする矩形の領域(破線で囲まれる領域)としている。そして、局所的領域内に存在する画素をエッジ強調処理対象の画素とする。例えば、特徴点P22が補正対象特徴点であるとすれば、特徴点P22を含む局所的領域AP22(灰色で示す領域)を設定し、投射すべき画像において、当該局所的領域AP22に存在する画素をエッジ強調処理対象の画素とする。
なお、個々の特徴点を含んで設定される局所的領域は、投射画像全体からみれば、きわめて狭い領域である。また、図7においては、各局所的領域は、隣り合う局所的領域同士が重複しないように設定された例がして示されているが、多少の画素が重複するように設定されてもよく、逆に、隣り合う局所的領域は接していなくてもよく、多少の画素の間隔があってもよい。
ここで、図3(a),(b)の例においては、特徴点P22および特徴点P24がそれぞれのプロジェクタ系座標と撮像装置系座標とにそれぞれ「ずれ」が生じている。そして、特徴点P22におけるプロジェクタ系座標と撮像装置系座標との照合を行った結果、算出された特徴点P22における歪み量(WP22とする)が、歪み量判定用閾値TH1以上(WP22≧TH1)であったとすると、エッジ強調方法選択部336では、第1エッジ強調方法を選択する。これにより、エッジ強調処理部337は、特徴点P22を含む局所的領域AP22内の画素については、第1エッジ強調方法によるエッジ強調処理を行う。
同様に、特徴点P24のプロジェクタ系座標と撮像装置系座標との照合を行った結果、算出された特徴点P24の歪み量WP24が、歪み量判定用閾値TH1未満(WP24<TH1)であったとすると、エッジ強調方法選択部336では、第2エッジ強調方法を選択する。これにより、エッジ強調処理部337は、特徴点P24を含む局所的領域AP24内の画素については、第2エッジ強調方法によるエッジ強調処理を行う。
なお、エッジ強調処理は、ラプラシアンフィルタによるエッジ強調処理など公知のエッジ強調処理を用いることができる。また、エッジ強調度は、フィルタ係数を適切な値とすることによって設定することができる。すなわち、高周波成分の強調度を高くするようなフィルタ係数を設定すれば、エッジ強調度を高くすることができ、高周波成分の強調度をあまり高くしないようなフィルタ係数を設定すれば、エッジ強調度を低くすることができる。
このように、実施形態1に係るプロジェクタPJ1においては、歪み量算出用画像の各特徴点において算出された歪み量に基づいて、まずは、一般的な画像補正方法などによって投射すべき画像に対して画像補正を行い、その補正済み画像に対して、各特徴点における歪み量に応じたエッジ強調処理を行うようにしている。このような処理を行った画像をプロジェクタによってスクリーンに投射することにより、スクリーン上の投射画像は投射画像全体において見た目に均一な解像感を有するものとなる。
[実施形態2]
実施形態1に係るプロジェクタPJ1においては、画像補正処理部334が行う画像補正は、一般的な画像処理手段を用いた画像補正としたが、この画像補正も歪み量算出部332で算出された歪み量に応じた画像補正方法を用いて画像補正するようにしてもよい。実施形態2に係るプロジェクタ(プロジェクタPJ2とする)における全体的な構成は図1と同様であり、実施形態2に係るプロジェクタPJ2が実施形態1に係るプロジェクタPJ1と異なるのは、画像補正装置330の構成である。
実施形態1に係るプロジェクタPJ1においては、画像補正処理部334が行う画像補正は、一般的な画像処理手段を用いた画像補正としたが、この画像補正も歪み量算出部332で算出された歪み量に応じた画像補正方法を用いて画像補正するようにしてもよい。実施形態2に係るプロジェクタ(プロジェクタPJ2とする)における全体的な構成は図1と同様であり、実施形態2に係るプロジェクタPJ2が実施形態1に係るプロジェクタPJ1と異なるのは、画像補正装置330の構成である。
図8は実施形態2に係るプロジェクタPJ2における画像補正装置330の構成を示す図である。図8に示す画像補正装置330は、画像補正処理部334の入力側に画像補正方法選択部333が設けられている点が図2と異なるだけであり、図2と同じ構成要素には同一符号が付されている。
画像補正方法選択部333は、各特徴点における歪み量に応じた画像補正方法を選択するもので、各特徴点における歪み量の大きさを複数段階の歪み量の大きさとして判定する機能と、前記複数段階の各段階ごとに設定された補正精度の異なる複数種類の画像補正方法の中から各特徴点における歪み量に対応する画像補正方法を選択する機能とを有する。
なお、実施形態2に係るプロジェクタPJ2においては、各特徴点における歪み量の大きさの判定は、各特徴点における歪み量が所定値(歪み量判定用閾値TH1とする)以上であるか否かの2段階で行い、また、補正精度の異なる複数種類の画像補正方法は、補正精度の高い画像補正が可能な第1画像補正方法および第1画像補正方法よりも補正精度の低い画像補正を行う第2画像補正方法の2種類の画像補正方法が設定されているものとする。
そして、各特徴点のうちのある特徴点における歪み量が歪み量判定用閾値TH1であると判定した場合には、当該特徴点に対しては第1画像補正方法を選択し、各特徴点のうちのある特徴点における歪み量が歪み量判定用閾値TH1未満であると判定した場合には、当該特徴点に対しては第2画像補正方法を選択する。なお、第1画像補正方法は、バイキュービックによる補間方法を用いた画像補正方法であって、第2画像補正方法は、バイリ
ニアによる補間方法を用いた画像補正方法であるとする。
また、画像補正処理部334は、画像補正方法選択部333で選択された画像補正方法を用いてプロジェクタPJ2が投射すべき画像に対して画像補正を行う。
ニアによる補間方法を用いた画像補正方法であるとする。
また、画像補正処理部334は、画像補正方法選択部333で選択された画像補正方法を用いてプロジェクタPJ2が投射すべき画像に対して画像補正を行う。
図9は実施形態2に係るプロジェクタPJ2の画像補正装置330が行う全体的な処理手順を説明するフローチャートである。図9におけるステップS31〜S34までの処理は、図4におけるステップS1〜S4と同じであるので、ステップS35以降の処理について説明する。画像補正方法選択部333は、各特徴点における歪み量に応じた画像補正方法を選択する(ステップS35)。そして、画像補正処理部334は、画像補正方法選択部333で選択された画像補正方法を用いて投射すべき画像に対して局所的な画像補正を行う(ステップS36)。
続いて、エッジ強調方法選択部336は、各特徴点における歪み量に応じたエッジ強調方法を選択する(ステップS37)。そして、エッジ強調処理部337は、画像補正処理部334によって画像補正された補正済み画像の局所的な領域に対し、エッジ強調方法選択部336で選択されたエッジ強調方法によるエッジ強調処理を行う(ステップS38)。このエッジ強調処理については、実施形態1に係るプロジェクタPJ1で説明したので、その説明は省略する。
なお、ステップS36における画像補正方法選択部333は、各特徴点における歪み量が歪み量判定用閾値TH1以上であるか否かを判定し、各特徴点における歪み量が当該歪み量判定用閾値TH1以上である場合には、バイキュービックによる画像補間を用いた画像補正方法を選択し、各特徴点における歪み量が当該歪み量判定用閾値TH1未満である場合には、バイリニアによる画像補間を用いた画像補正方法を選択する。そして、画像補正処理部334は、画像補正方法選択部333で選択された画像補正方法を用いて画像補正を行う。なお、画像補正対象となる画素は、補正対象特徴点を含む局所的領域(図7参照)内とする。
図10は選択された画像補正方法による画像補正処理の一例を説明する図である。図10は図3(b)に示す撮像画像の画像補正結果を示すものであり、図3(b)に示す位置にある特徴点P22(図10においては灰色の丸で示す)はバイキュービックによる補間方法によって画像補正され、図3(b)に示す位置にある特徴点P24(図10においては灰色の丸で示す)がバイリニアによる補間方法によって画像補正された例である。
以上説明したように、実施形態2に係るプロジェクタPJ2においては、各特徴点における歪み量に応じた画像補正方法を用いて画像補正を行ったのち、画像補正された補正済み画像に対し、当該歪み量に応じたエッジ強調処理を行うようにしている。このように、実施形態2に係るプロジェクタPJ2においては、投射すべき画像に対し、スクリーンの局所的歪みにおける歪み量に対応した画像補正とエッジ強調処理とを行うようにしているので、画像補正とエッジ強調処理された画像をプロジェクタによってスクリーンに投射することにより、スクリーン上の投射画像は、投射画像全体において見た目に、より一層均一な解像感を有するものとなる。
[実施形態3]
前述の実施形態1及び実施形態2では、画像補正装置330は、プロジェクタPJ1,PJ2に組み込まれている場合を例示したが、画像補正装置330をプロジェクタPJ1,PJ2とは別の構成要素として設け、プロジェクタPJ1またはプロジェクタPJ2と画像補正装置330とでプロジェクションシステムを構成するようにしてもよい。なお、実施形態3に係るプロジェクションシステムでは、画像補正装置330は実施形態1に係るプロジェクタPJ1の画像補正装置330とした場合を例にとって説明する。
前述の実施形態1及び実施形態2では、画像補正装置330は、プロジェクタPJ1,PJ2に組み込まれている場合を例示したが、画像補正装置330をプロジェクタPJ1,PJ2とは別の構成要素として設け、プロジェクタPJ1またはプロジェクタPJ2と画像補正装置330とでプロジェクションシステムを構成するようにしてもよい。なお、実施形態3に係るプロジェクションシステムでは、画像補正装置330は実施形態1に係るプロジェクタPJ1の画像補正装置330とした場合を例にとって説明する。
図11は実施形態3に係るプロジェクションシステムの構成を示す図である。実施形態3に係るプロジェクションシステムは、プロジェクタPJ1をスクリーンSCRに近接配置した近接投射型のプロジェクションシステムであり、図11に示すように、プロジェクタPJ1と、撮像装置200と、画像補正装置330と、接続ケーブル500とを有する。
画像補正装置330は、情報処理装置(パーソナルコンピュータなど)にその機能を持たせることによって実現することができる。また、画像補正装置330は、歪み量算出用画像生成部331、歪み量算出部332、エッジ強調方法選択部336、画像補正処理部334、エッジ強調処理部337、制御部335を有している(図2参照)。なお、画像補正装置330が行う処理については、実施形態1に係るプロジェクタPJ1において説明したので、ここではその説明は省略する。
また、図11に示す例では、画像補正装置330を構成する構成要素として、歪み量算出用画像生成部331、歪み量算出部332、エッジ強調方法選択部336、画像補正処理部334、エッジ強調処理部337、制御部335などをプロジェクタPJ1とは別の構成としたが、これらの構成要素のうち一部は、プロジェクタPJ1側に持たせるようにすることもできる。
なお、実施形態3に係るプロジェクションシステムでは、画像補正装置330は実施形態1に係るプロジェクタPJ1の画像補正装置330とした場合を例にしたが、実施形態2に係るプロジェクタPJ2の構成としてもよい。
なお、本発明は前述の各実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で下記(1)〜(6)に示すような変形実施も可能である。
(1)前述の各実施形態では、各特徴点における歪み量が所定値(歪み量判定用閾値TH1)以上であるか否かによって、2種類のエッジ強調方法のいずれかを選択するようにしたが、これに限られるものではない。例えば、各特徴点における歪み量の大きさを判定するための閾値を2個以上設定し、歪み量の大きさを3段階以上に分けて判定するようにしてもよい。
この場合、それぞれの段階ごとにエッジ強調度の異なるエッジ強調方法を設定しておき、各特徴点における歪み量が複数段階のどの段階に属するかを判定し、その判定結果に基づいてエッジ強調方法を選択して、選択されたエッジ強調方法を用いてエッジ強調処理を行う。なお、各段階ごとのエッジ強調処理方法は、各特徴点における歪み量が大きいほどエッジ強調度の高いエッジ強調処理を可能とするエッジ強調処理方法が設定される。このように、各特徴点における歪み量の大きさを複数段階の歪み量の大きさとして判定し、判定された歪み量に適したエッジ強調方法を選択してエッジ強調処理を行うので、各特徴点における歪み量の大きさに応じて適切なエッジ強調処理を行うことができる。
(2)前述の各実施形態では、各特徴点における歪み量に応じてエッジ強調度の異なるエッジ強調処理方法を選択するようにしたが、各特徴点における歪み量が所定値以上であると判定した場合のみに所定のエッジ強調方法によってエッジ強調処理を行うというようにすることもできる。
この場合、各特徴点における歪み量が所定値以上であるか否かを判定する機能をエッジ強調処理部337が有するようにすれば、図2で示したエッジ強調方法選択部336は特に設ける必要はない。そして、エッジ強調処理部337は、各特徴点における歪み量が所
定値以上であると判定した場合のみに所定のエッジ強調方法によってエッジ強調処理を行うようにする。すなわち、算出された歪み量がある閾値未満である場合にはエッジ強調処理は行わないということである。このような構成としても、スクリーン上の投射画像全体の解像感が見た目に不均一となるのを改善する効果を得ることができる。
定値以上であると判定した場合のみに所定のエッジ強調方法によってエッジ強調処理を行うようにする。すなわち、算出された歪み量がある閾値未満である場合にはエッジ強調処理は行わないということである。このような構成としても、スクリーン上の投射画像全体の解像感が見た目に不均一となるのを改善する効果を得ることができる。
(3)撮像装置200は、プロジェクタPJ1と一体的に設けた例が示されているが(図11参照)、撮像装置200はプロジェクタPJ1とは別の構成要素とし、プロジェクタPJ1とは別の位置に設置するようにしてもよい。
(4)前述の各実施形態では、画像補正装置330は、歪み量算出用画像生成部331を有し、この歪み量算出用画像生成部331で歪み量算出用画像を生成するようにしたが、これに限らず、歪み量算出用画像に対応する歪み量算出用画像を記憶部などに記憶させておき、必要に応じて歪み量算出用画像を記憶部から読み出してプロジェクタによって投射するようにしてもよい。
(5)前述の各実施形態で用いた歪み量算出用画像は、歪み量算出位置としての特徴点を縦方向および横方向に等間隔で並べたものとしたが、これに限られるものではなく、撮像画像において特徴点が特定できるのであればよい。例えば、縦方向及び横方向に等間隔で格子状に線が描かれたものであってもよく、この場合は、縦方向及び横方向の各線の交差する位置(格子点)を特徴点として、その特徴点で歪み量算出を行うようにすればよい。
(6)実施形態2においては、各特徴点の歪み量が所定値(歪み量判定用閾値TH1)以上であるか否かによって、2種類の画像補正方法のいずれかを選択するようにしたが、これに限られるものではない。エッジ強調方法と同様、例えば、各特徴点における歪み量の大きさを判定するための閾値を2個以上設定し、歪み量の大きさを3段階以上に分けて判定して、判定結果に基づいて、最適な画像補正方法を選択するようにしてもよい。また、2種類の画像補正方法としてバイキュービックまたはバイリニアによる補間方法を用いた場合を例示したが、画像補正方法はこれに限られるものではなく、他の画像補正方法を用いてもよい。
100・・・画像投射部、200・・・撮像装置、300・・・画像処理部、330・・・画像補正装置、331・・・歪み量算出用画像生成部、332・・・歪み量算出部、333・・・画像補正方法選択部、334・・・画像補正処理部、336・・・エッジ強調方法選択部、337・・・エッジ強調処理部、PJ1,PJ2・・・プロジェクタ、P11,P21,・・・、P11,P21,・・・特徴点
Claims (14)
- プロジェクタで投射すべき画像を投射面の局所的歪みに基づいて補正する画像補正装置であって、
前記投射面に投射された複数の特徴点を有する歪み量算出用画像を撮像して得られた撮像画像に基づいて、前記複数の特徴点の各特徴点における歪み量を算出する歪み量算出部と、
前記歪み量算出部で算出された前記各特徴点における歪み量に基づいて前記投射すべき画像を補正する画像補正処理部と、
前記画像補正処理部で補正された前記投射すべき画像に対し、前記歪み量算出部で算出された各特徴点における歪み量に応じたエッジ強調方法によって前記投射すべき画像の所定領域についてエッジ強調処理を行うエッジ強調処理部と、
を有することを特徴とする画像補正装置。 - 請求項1に記載の画像補正装置において、
前記各特徴点は、前記プロジェクタにおける光変調素子の各画素のうち離散的な位置の複数の画素に対応してそれぞれ設定されていることを特徴とする画像補正装置。 - 請求項1または2に記載の画像補正装置において、
前記歪み量算出部は、前記歪み量算出用画像における前記各特徴点の座標と、前記歪み量算出用画像を撮像して得られる撮像画像における前記各特徴点の座標とに基づいて、前記各特徴点における歪み量を算出することを特徴とする画像補正装置。 - 請求項1〜3のいずれかに記載の画像補正装置において、
前記画像補正処理部で補正された前記投射すべき画像に対し、前記歪み量算出部で算出された各特徴点における歪み量に応じたエッジ強調方法を選択するエッジ強調方法選択部を有し、
前記エッジ強調方法選択部は、前記各特徴点における歪み量の大きさを複数段階のひずみ量の大きさとして判定する機能と、前記複数段階の各段階ごとに設定されたエッジ強調度の異なる複数種類のエッジ強調方法の中から前記各特徴点における歪み量に対応するエッジ強調方法を選択する機能とを有することを特徴とする画像補正装置。 - 請求項4に記載の画像補正装置において、
前記複数段階は、前記各特徴点における歪み量が所定値以上であるか否かの2段階であり、前記エッジ強調度の異なる複数種類のエッジ強調方法は、エッジ強調度の高いエッジ強調処理が可能な第1エッジ強調方法および前記第1エッジ強調方法よりもエッジ強調度の低いエッジ強調処理を行う第2エッジ強調方法の2種類のエッジ強調方法であって、
前記各特徴点のある特徴点における歪み量が前記所定値以上であると判定した場合には、当該特徴点に対しては前記第1エッジ強調方法を選択し、前記各特徴点のある特徴点における歪み量が前記所定値未満であると判定した場合には、当該特徴点に対しては前記第2エッジ強調方法を選択することを特徴とする画像補正装置。 - 請求項1〜3のいずれかに記載の画像補正装置において、
前記エッジ強調処理部は、前記各特徴点における歪み量が所定値以上であるか否かを判定する機能を有し、前記各特徴点における歪み量が所定値以上であると判定した場合のみに所定のエッジ強調方法によってエッジ強調処理を行うことを特徴とする画像補正装置。 - 請求項1〜6のいずれかに記載の画像補正装置において、
前記エッジ強調処理を行う前記投射すべき画像の所定領域は、前記各特徴点に対応する前記投射すべき画像の画素を含む局所的な領域であることを特徴とする画像補正装置。 - 請求項1〜7のいずれかに記載の画像補正装置において、
前記歪み量算出部で算出された前記各特徴点における歪み量に応じた画像補正方法を選択する画像補正方法選択部をさらに有し、
前記画像補正処理部は、前記画像補正方法選択部で選択された画像補正方法によって前記投射すべき画像の所定領域を補正することを特徴とする画像補正装置。 - 請求項8に記載の画像補正装置において、
前記画像補正方法選択部は、前記各特徴点における歪み量の大きさを複数段階のひずみ量の大きさとして判定する機能と、前記複数段階の各段階ごとに設定された補正精度の異なる複数種類の画像補正方法の中から前記各特徴点における歪み量に対応する画像補正方法を選択する機能とを有することを特徴とする画像補正装置。 - 請求項8または9に記載の画像補正装置において、
前記複数段階は、前記各特徴点における歪み量が所定値以上であるか否かの2段階であり、前記補正精度の異なる複数種類の画像補正方法は、高精度な補正が可能な第1画像補正方法および前記第1画像補正方法よりも低い精度での補正を行う第2画像補正方法の2種類の画像補正方法であって、
前記各特徴点のある特徴点における歪み量が前記所定値以上であると判定した場合には、当該特徴点に対しては前記第1画像補正方法を選択し、前記各特徴点のある特徴点における歪み量が前記所定値未満であると判定した場合には、当該特徴点に対しては前記第2画像補正方法を選択することを特徴とする画像補正装置。 - 請求項1〜10のいずれかに記載の画像補正装置において、
前記プロジェクタは、前記投射面の近接位置に設置され、かつ、投射光が前記投射面に対して鋭角に入射されるように設置されていることを特徴とする画像補正装置。 - プロジェクタで投射すべき画像を投射面の局所的歪みに基づいて補正する画像補正方法であって、
前記投射面に投射された複数の特徴点を有する歪み量算出用画像を撮像して得られた撮像画像に基づいて、前記複数の特徴点の各特徴点における歪み量を算出する歪み量算出ステップと、
前記歪み量算出部で算出された前記各特徴点における歪み量に基づいて前記投射すべき画像を補正する画像補正処理ステップと、
前記画像補正処理部で補正された前記投射すべき画像に対し、前記歪み量算出部で算出された各特徴点における歪み量に応じたエッジ強調方法によって前記投射すべき画像の所定領域についてエッジ強調処理を行うエッジ強調処理ステップと、
を有することを特徴とする画像補正方法。 - 投射すべき画像を投射面の局所的歪みに基づいて補正する画像補正装置を有するプロジェクタであって、
前記画像補正装置は、
前記投射面に投射された複数の特徴点を有する歪み量算出用画像を撮像して得られた撮像画像に基づいて、前記複数の特徴点の各特徴点における歪み量を算出する歪み量算出部と、
前記歪み量算出部で算出された前記各特徴点における歪み量に基づいて前記投射すべき画像を補正する画像補正処理部と、
前記画像補正処理部で補正された前記投射すべき画像に対し、前記歪み量算出部で算出された各特徴点における歪み量に応じたエッジ強調方法によって前記投射すべき画像の所定領域についてエッジ強調処理を行うエッジ強調処理部と、
を有することを特徴とするプロジェクタ。 - 投射面に画像を投射するプロジェクタと、前記プロジェクタで投射すべき画像を前記投射面の局所的歪みに基づいて補正する画像補正装置とを有するプロジェクションシステムであって、
前記画像補正装置は、
前記投射面に投射された複数の特徴点を有する歪み量算出用画像を撮像して得られた撮像画像に基づいて、前記複数の特徴点の各特徴点における歪み量を算出する歪み量算出部と、
前記歪み量算出部で算出された前記各特徴点における歪み量に基づいて前記投射すべき画像を補正する画像補正処理部と、
前記画像補正処理部で補正された前記投射すべき画像に対し、前記歪み量算出部で算出された各特徴点における歪み量に応じたエッジ強調方法によって前記投射すべき画像の所定領域についてエッジ強調処理を行うエッジ強調処理部と、
を有することを特徴とするプロジェクションシステム。
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JP2008186837A JP2010026202A (ja) | 2008-07-18 | 2008-07-18 | 画像補正装置、画像補正方法、プロジェクタおよびプロジェクションシステム |
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JP2011257622A (ja) * | 2010-06-10 | 2011-12-22 | Seiko Epson Corp | 画像表示装置、画像供給装置、画像処理方法、及び、プログラム |
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2008
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