JP2010039160A - 画像処理装置、画像表示装置、画像処理方法、画像表示方法及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】モアレの発生を抑えながら、１画素を構成するサブ画素に対応した表示サブ画素の表示位置のずれに起因する表示画像の画質の低下を抑える画像処理装置等を提供する。
【解決手段】１画素を構成するサブ画素に対応した画像信号を補正する画像処理装置は、表示画像内の所与の基準位置を基準として、表示画素を構成する前記サブ画素に対応した表示サブ画素の表示位置のずれ量を記憶するずれ量記憶部と、入力画像の空間周波数を解析し、解析結果を出力する周波数解析部と、前記解析結果及び前記ずれ量に基づいて、前記入力画像の各画素を構成する前記サブ画素に対応した画像信号の補正処理を行う画像信号補正部とを含み、前記画像信号補正部が、前記空間周波数に応じて異なる補正処理を行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、画像処理装置、画像表示装置、画像処理方法、画像表示方法及びプログラムに関する。

近年、大画面テレビジョンやプロジェクタ等の高性能な画像表示装置が広く普及しており、これらの画像表示装置においては、表示画像の高画質化がより一層重要となっている。特に、設置の自由度が高い画像表示装置としてのプロジェクタについては、コンテンツ自体の高画質化により、表示画像の高画質化に対する要求が強まっている。

このようなプロジェクタに関し、例えば特許文献１には、ライトバルブとして透過型のマトリックス形液晶表示装置を用いたプロジェクタが開示されている。このプロジェクタは、複数のダイクロイックミラーを備え、光源からの光を複数のダイクロイックミラーによりＲ、Ｇ、Ｂの３原色に分離し、それぞれの光を液晶表示装置に透過させた後に、投射レンズを介してスクリーンに投射する。このとき、ミラー等の光学的手段によって２次元的な画素配置が一致するように液晶表示装置の透過光を合成させる。

この種のプロジェクタでは、例えばマトリックス形液晶表示装置の画素数を増加させてコンテンツに対応した画像信号に基づく光変調を行って画像表示を行うことで、表示画像の高画質化を図ることができる。

特開昭６１−１５０４８７号公報

しかしながら、プロジェクタの光学系の色収差や、光学系の構成部材の位置調整手段の調整精度等に起因して、スクリーン上において、１画素を構成するサブ画素に対応した表示サブ画素の表示位置のずれが生じる。このため、例えばスクリーンの表示画像のエッジ部分や最端部において、解像感の低下や偽色の発生を伴い、表示画像の画質の劣化を招くという問題がある。このようなサブ画素に対応した表示サブ画素の表示位置のずれ量は、表示画素数が少ないときは無視できる程度であったが、表示画素数の増大に伴い表示位置のずれが目立つようになっている。今後、スクリーン上における表示サブ画素の表示位置のずれに起因した画質の劣化を招きやすくなる傾向にある。

そこで、この画質の劣化を改善するために、サブ画素に対応した画像信号を補正し、補正後の画像信号に基づいて画像を表示することが考えられる。ところが、入力画像によっては、補正後の画像信号により表示させた画像にはモアレが発生してしまい、却って画質の劣化を招くことがある。

本発明は、以上のような技術的課題に鑑みてなされたものであり、その目的の１つは、モアレの発生を抑えながら、１画素を構成するサブ画素に対応した表示サブ画素の表示位置のずれに起因する表示画像の画質の低下を抑えることができる画像処理装置、画像表示装置、画像処理方法、画像表示方法及びプログラムを提供することにある。

上記課題を解決するために本発明は、１画素を構成するサブ画素に対応した画像信号を補正する画像処理装置であって、表示画像内の所与の基準位置を基準として、表示画素を構成する前記サブ画素に対応した表示サブ画素の表示位置のずれ量を記憶するずれ量記憶部と、入力画像の空間周波数を解析し、解析結果を出力する周波数解析部と、前記解析結果及び前記ずれ量に基づいて、前記入力画像の各画素を構成する前記サブ画素に対応した画像信号の補正処理を行う画像信号補正部とを含み、前記画像信号補正部が、前記空間周波数に応じて異なる補正処理を行う画像処理装置に関係する。

本発明によれば、表示画素を構成する表示サブ画素に対応した画像信号を補正するようにしたので、表示サブ画素の表示位置のずれが生じた場合であっても、表示画像の最端部やエッジ付近の偽色の発生や解像感の劣化を抑えることができるようになる。更に、入力画像の空間周波数に応じて、画像信号の補正処理を異ならせるようにしたので、ずれ量に基づく画像信号の補正によって、却って画質が劣化する事態を回避でき、例えばモアレの発生を抑えた画像を表示させることができるようになる。

また本発明に係る画像処理装置では、前記画像信号補正部は、前記入力画像が所与の閾値以上の周波数成分を有するとき、前記補正処理を省略すると共に、前記入力画像が前記閾値以上の周波数成分を有しないとき、前記補正処理を行うことができる。

本発明によれば、表示画素を構成する表示サブ画素の表示位置のずれ量に基づく画像信号の補正によって画質が劣化する事態を、簡素な制御で確実に回避できるようになる。

また本発明に係る画像処理装置では、前記周波数解析部の解析結果に基づいて前記ずれ量記憶部からのずれ量を変更することで、前記画像信号補正部の前記補正処理を異ならせることができる。

本発明によれば、表示画素を構成する表示サブ画素の表示位置のずれ量に基づく画像信号の補正によって画質が劣化する場合でも、通常の画像信号の補正処理の例外処理を行う必要がなく、処理負荷をかけないでモアレの発生を抑えた画像を表示させることができるようになる。

また本発明に係る画像処理装置では、前記周波数解析部は、前記入力画像の水平方向の空間周波数を解析する水平方向周波数解析部を含み、前記画像信号補正部は、前記入力画像の水平方向に第１の閾値以上の周波数成分を有するとき、前記入力画像の水平方向に並ぶサブ画素に対応した画像信号の補正処理を省略すると共に、前記入力画像の水平方向に前記第１の閾値以上の周波数成分を有しないとき、前記入力画像の水平方向に並ぶサブ画素に対応した画像信号の補正処理を行うことができる。

本発明によれば、水平方向の画像信号の補正処理のオン・オフ制御を行うことができるので、垂直方向の画質に影響を与えることなく、水平方向の画質を向上させることができるようになる。

また本発明に係る画像処理装置では、前記周波数解析部は、前記入力画像の垂直方向の空間周波数を解析する垂直方向周波数解析部を含み、前記画像信号補正部は、前記入力画像の垂直方向に第２の閾値以上の周波数成分を有するとき、前記入力画像の垂直方向に並ぶサブ画素に対応した画像信号の補正処理を省略すると共に、前記入力画像の垂直方向に前記第２の閾値以上の周波数成分を有しないとき、前記入力画像の垂直方向に並ぶサブ画素に対応した画像信号の補正処理を行うことができる。

本発明によれば、垂直方向の画像信号の補正処理のオン・オフ制御を行うことができるので、水平方向の画質に影響を与えることなく、垂直方向の画質を向上させることができるようになる。

また本発明に係る画像処理装置では、前記画像信号補正部は、前記入力画像の各画素を構成する第１の色成分のサブ画素の少なくとも一部に所与の閾値以上の周波数成分を有することを条件に、前記第１の色成分の全サブ画素に対して前記補正処理を省略することができる。

本発明によれば、第１の色成分のサブ画素に対応した表示サブ画素のモアレの発生を抑えることができるようになる。

また本発明に係る画像処理装置では、前記周波数解析部は、前記入力画像を分割した複数の分割画像を構成する分割画像毎に、各分割画像の空間周波数を解析し、前記画像信号補正部は、所与の閾値以上の周波数成分を有する分割画像内の各画素を構成するサブ画素に対応した画像信号に対して、前記ずれ量に基づく補正処理を省略すると共に、前記閾値以上の周波数成分を有しない分割画像内の各画素を構成するサブ画素に対応した画像信号に対して、前記ずれ量に基づく補正処理を行うことができる。

本発明によれば、入力画像を分割した分割画像毎の空間周波数の解析結果に応じて、各分割画像の画像信号の補正処理をそれぞれ独立に異ならせるようにしたので、モアレの発生する可能性のある分割画像に対してのみモアレを抑える制御を行って、その他の分割画像については、最端部やエッジ付近の偽色の発生や解像感の劣化を抑えることができるようになる。

また本発明に係る画像処理装置では、前記ずれ量記憶部に記憶されたずれ量に基づいて、当該サブ画素位置におけるずれ量を算出するずれ量算出部を含み、前記画像信号補正部が、前記ずれ量算出部によって算出されたずれ量に基づいて、当該サブ画素位置に対応した画像信号に対して前記補正処理を行うことができる。

本発明によれば、記憶すべきずれ量の記憶容量を削減できるようになる。

また本発明は、１画素を構成するサブ画素に対応した画像信号に基づいて画像表示を行う画像表示装置であって、上記のいずれか記載の画像処理装置と、前記画像処理装置によって補正された前記サブ画素に対応した画像信号に基づいて画像を表示する画像表示部とを含む画像表示装置に関係する。

本発明によれば、表示画素を構成する表示サブ画素に対応した画像信号を補正するようにしたので、表示サブ画素の表示位置のずれが生じた場合であっても、表示画像の最端部やエッジ付近の偽色の発生や解像感の劣化を抑えることができるようになる。更に、入力画像の空間周波数に応じて、画像信号の補正処理を異ならせるようにしたので、ずれ量に基づく画像信号の補正によって、却って画質が劣化する事態を回避でき、例えばモアレの発生を抑えた画像を表示させることができるようになる。

また本発明は、１画素を構成するサブ画素に対応した画像信号に基づいて画像表示を行う画像表示装置であって、入力画像の空間周波数に応じて、表示画素を構成する前記サブ画素に対応した表示サブ画素のずれ量に基づいて該サブ画素に対応した画像信号を補正する画像信号補正部と、前記画像信号補正部によって補正された前記サブ画素の画像信号に基づいて画像を表示する画像表示部とを含み、前記画像表示部が、前記空間周波数にかかわらずモアレの発生が抑制された画像を表示する画像表示装置に関係する。

本発明によれば、入力画像の空間周波数に応じて、画像信号の補正処理を異ならせるようにしたので、ずれ量に基づく画像信号の補正によってモアレが発生して、却って画質を劣化させる事態を回避できるようになり、画質を向上させることができるようになる。

また本発明は、１画素を構成するサブ画素に対応した画像信号を補正する画像処理方法であって、入力画像に対応した画像信号を取得する画像信号取得ステップと、表示画素を構成する前記サブ画素に対応した表示サブ画素の表示位置のずれ量に基づいて、前記入力画像の各画素を構成する前記サブ画素に対応した画像信号の補正処理を行う画像信号補正ステップと、前記入力画像の空間周波数を解析する周波数解析ステップとを含み、前記画像信号補正ステップが、前記空間周波数に応じて異なる補正処理を行う画像処理方法に関係する。

本発明によれば、表示画素を構成する表示サブ画素に対応した画像信号を補正するようにしたので、表示サブ画素の表示位置のずれが生じた場合であっても、表示画像の最端部やエッジ付近の偽色の発生や解像感の劣化を抑えることができるようになる。更に、入力画像の空間周波数に応じて、画像信号の補正処理を異ならせるようにしたので、ずれ量に基づく画像信号の補正によって、却って画質が劣化する事態を回避できるようになる。

また本発明に係る画像処理方法では、前記画像信号補正ステップは、前記入力画像が所与の閾値以上の周波数成分を有するとき、前記補正処理を省略すると共に、前記入力画像が前記閾値以上の周波数成分を有しないとき、前記補正処理を行うことができる。

本発明によれば、表示画素を構成する表示サブ画素の表示位置のずれ量に基づく画像信号の補正によって画質が劣化する事態を、簡素な制御で確実に回避できるようになる。

また本発明に係る画像処理方法では、前記周波数解析ステップの解析結果に基づいて前記ずれ量を変更することで、前記画像信号補正ステップにおける前記補正処理を異ならせることができる。

本発明によれば、表示画素を構成する表示サブ画素の表示位置のずれ量に基づく画像信号の補正によって画質が劣化する場合でも、通常の画像信号の補正処理の例外処理を行う必要がなく、処理負荷をかけないでモアレの発生を抑えた画像を表示させることができるようになる。

また本発明は、１画素を構成するサブ画素に対応した画像信号に基づいて画像表示を行う画像表示方法であって、入力画像に対応した画像信号を取得する画像信号取得ステップと、前記入力画像の空間周波数に応じて、表示画素を構成する前記サブ画素に対応した表示サブ画素の表示位置のずれ量に基づいて該サブ画素に対応した画像信号を補正する画像信号補正ステップと、前記画像信号補正ステップにおいて補正された前記サブ画素の画像信号に基づいて画像を表示する画像表示ステップとを含み、前記画像表示ステップが、前記空間周波数にかかわらずモアレの発生が抑制された画像を表示する画像表示方法に関係する。

本発明によれば、入力画像の空間周波数に応じて、画像信号の補正処理を異ならせるようにしたので、ずれ量に基づく画像信号の補正によってモアレが発生して画質を劣化させる事態を回避できるようになり、画質を向上させることができるようになる。

また本発明は、入力画像に対応した画像信号を取得する画像信号取得部と、表示画素を構成するサブ画素に対応した表示サブ画素の表示位置のずれ量に基づいて、前記入力画像の各画素を構成するサブ画素に対応した画像信号の補正処理を行う画像信号補正部と、前記入力画像の空間周波数を解析する周波数解析部としてコンピュータを機能させ、前記画像信号補正部が、前記入力画像の空間周波数に応じて異なる補正処理を行うプログラムに関係する。

本発明によれば、表示画素を構成する表示サブ画素に対応した画像信号を補正するようにしたので、表示サブ画素の表示位置のずれが生じた場合であっても、表示画像の最端部やエッジ付近の偽色の発生や解像感の劣化を抑えるプログラムを提供できるようになる。更に、入力画像の空間周波数に応じて、画像信号の補正処理を異ならせるようにしたので、ずれ量に基づく画像信号の補正によって画質が劣化する事態を回避できるプログラムを提供できるようになる。

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また以下で説明される構成のすべてが本発明の必須構成要件であるとは限らない。

以下では、本発明に係る画像表示装置としてプロジェクタを例に説明するが、本発明に係る画像表示装置がプロジェクタに限定されるものではない。即ち、サブ画素に対応した表示サブ画素の表示位置のずれに起因した画質の低下は、プロジェクタに限らず種々の画像表示装置でも起こり得る現象であると考えられるため、本発明に係る画像表示装置はプロジェクタに限定されるものではない。

〔第１の実施形態〕
図１に、本発明に係る第１の実施形態における画像表示装置としてのプロジェクタの構成例のブロック図を示す。

第１の実施形態における画像表示装置としてのプロジェクタ１０は、１画素を構成する複数のサブ画素に対応した画像信号に基づいて変調された光をスクリーンＳＣＲに投射することで画像表示を行う。ここで、スクリーンＳＣＲに投射された表示画像を構成する表示画素は、１画素を構成するサブ画素に対応した表示サブ画素により構成される。

プロジェクタ１０は、画像処理装置としての画像処理部２０と、画像表示部としての投射部１００とを含む。

画像処理部２０は、各サブ画素の画素値に対応した入力画像信号に対して、スクリーンＳＣＲに投射された表示画像の各表示画素を構成する表示サブ画素の表示位置のずれ量に応じた補正処理を行う。この入力画像信号は、図示しない画像信号生成装置によって生成され、画像処理部２０に供給される。

この画像処理部２０は、ずれ量記憶部２２、ずれ量算出部２４、画像信号補正部２６、周波数解析部２８、処理切替制御部３０を含むことができる。ずれ量記憶部２２は、表示画像内の所与の基準位置を基準として、表示画素を構成するサブ画素に対応した表示サブ画素の表示位置のずれ量（広義には補正パラメータ）を記憶する。ずれ量算出部２４は、表示画像の１画面の代表点としてずれ量記憶部２２に記憶された複数の表示サブ画素のずれ量を用いた補間処理により、当該サブ画素位置におけるずれ量を算出することができる。これにより、ずれ量算出部２４は、１画面の全画素について、表示サブ画素のずれ量を算出することができる。

画像信号補正部２６は、ずれ量記憶部２２に記憶されたずれ量又はずれ量算出部２４によって算出されたずれ量に基づいて、入力画像の各画素を構成するサブ画素に対応した画像信号の補正処理を行う。そして、この画像信号補正部２６は、入力画像の空間周波数に応じて異なる補正処理を行うことができる。

このため、周波数解析部２８は、入力画像の空間周波数を解析し、その解析結果を出力することができるようになっている。周波数解析部２８の解析結果は処理切替制御部３０に送られ、処理切替制御部３０は、周波数解析部２８の解析結果に応じて、ずれ量記憶部２２に記憶されたずれ量を書き換えたり、ずれ量記憶部２２からのずれ量を変更したりすることができるようになっている。これにより、画像信号補正部２６は、周波数解析部２８の解析結果に応じて変更されたずれ量に基づいて画像信号を補正することができ、周波数解析部２８の解析結果に応じて、画像信号の補正処理を異ならせることができるようになっている。

投射部１００には、画像処理部２０によって補正処理が行われた画像信号が供給される。この投射部１００は、例えば複数の液晶パネルを含み、１画素を構成するサブ画素の画像信号に基づいてスクリーンＳＣＲに画像を投射する。より具体的には、投射部１００は、画像処理部２０によって補正された画像信号に基づいて、図示しない光源からの光を変調し、変調後の光を用いてスクリーンＳＣＲに投射する。

図２に、図１の投射部１００の構成例を示す。図２では、第１の実施形態におけるプロジェクタ１０が、いわゆる３板式の液晶プロジェクタであるものとして説明するが、本発明に係る画像表示装置がいわゆる３板式の液晶プロジェクタにより構成されるものに限定されるものではない。

投射部１００は、光源１１０、インテグレータレンズ１１２、１１４、偏光変換素子１１６、重畳レンズ１１８、Ｒ用ダイクロイックミラー１２０Ｒ、Ｇ用ダイクロイックミラー１２０Ｇ、反射ミラー１２２、Ｒ用フィールドレンズ１２４Ｒ、Ｇ用フィールドレンズ１２４Ｇ、Ｒ用液晶パネル１３０Ｒ（第１の光変調素子）、Ｇ用液晶パネル１３０Ｇ（第２の光変調素子）、Ｂ用液晶パネル１３０Ｂ（第３の光変調素子）、リレー光学系１４０、クロスダイクロイックプリズム１６０、投射レンズ１７０を含む。Ｒ用液晶パネル１３０Ｒ、Ｇ用液晶パネル１３０Ｇ及びＢ用液晶パネル１３０Ｂとして用いられる液晶パネルは、透過型の液晶表示装置である。リレー光学系１４０は、リレーレンズ１４２、１４４、１４６、反射ミラー１４８、１５０を含む。

光源１１０は、例えば超高圧水銀ランプにより構成され、少なくともＲ成分の光、Ｇ成分の光及びＢ成分の光を含む光を射出する。インテグレータレンズ１１２は、光源１１０からの光を複数の部分光に分割するための複数の小レンズを有する。インテグレータレンズ１１４は、インテグレータレンズ１１２の複数の小レンズに対応する複数の小レンズを有する。重畳レンズ１１８は、インテグレータレンズ１１２の複数の小レンズから射出される部分光を液晶パネル上で重畳する。

また偏光変換素子１１６は、偏光ビームスプリッタアレイとλ／２板とを有し、光源１１０からの光を略一種類の偏光光に変換する。偏光ビームスプリッタアレイは、インテグレータレンズ１１２により分割された部分光をｐ偏光とｓ偏光に分離する偏光分離膜と、偏光分離膜からの光の向きを変える反射膜とを、交互に配列した構造を有する。偏光分離膜で分離された２種類の偏光光は、λ／２板によって偏光方向が揃えられる。この偏光変換素子１１６によって略一種類の偏光光に変換された光が、重畳レンズ１１８に照射される。

重畳レンズ１１８からの光は、Ｒ用ダイクロイックミラー１２０Ｒに入射される。Ｒ用ダイクロイックミラー１２０Ｒは、Ｒ成分の光を反射して、Ｇ成分及びＢ成分の光を透過させる機能を有する。Ｒ用ダイクロイックミラー１２０Ｒを透過した光は、Ｇ用ダイクロイックミラー１２０Ｇに照射され、Ｒ用ダイクロイックミラー１２０Ｒにより反射した光は反射ミラー１２２により反射されてＲ用フィールドレンズ１２４Ｒに導かれる。

Ｇ用ダイクロイックミラー１２０Ｇは、Ｇ成分の光を反射して、Ｂ成分の光を透過させる機能を有する。Ｇ用ダイクロイックミラー１２０Ｇを透過した光は、リレー光学系１４０に入射され、Ｇ用ダイクロイックミラー１２０Ｇにより反射した光はＧ用フィールドレンズ１２４Ｇに導かれる。

リレー光学系１４０では、Ｇ用ダイクロイックミラー１２０Ｇを透過したＢ成分の光の光路長と他のＲ成分及びＧ成分の光の光路長との違いをできるだけ小さくするために、リレーレンズ１４２、１４４、１４６を用いて光路長の違いを補正する。リレーレンズ１４２を透過した光は、反射ミラー１４８によりリレーレンズ１４４に導かれる。リレーレンズ１４４を透過した光は、反射ミラー１５０によりリレーレンズ１４６に導かれる。リレーレンズ１４６を透過した光は、Ｂ用液晶パネル１３０Ｂに照射される。

Ｒ用フィールドレンズ１２４Ｒに照射された光は、平行光に変換されてＲ用液晶パネル１３０Ｒに入射される。Ｒ用液晶パネル１３０Ｒは、光変調素子（光変調部）として機能し、Ｒ用画像信号に基づいて透過率（通過率、変調率）が変化するようになっている。従って、Ｒ用液晶パネル１３０Ｒに入射された光（第１の色成分の光）は、画像処理部２０によって補正されたＲ用の画像信号に基づいて変調され、変調後の光がクロスダイクロイックプリズム１６０に入射される。

Ｇ用フィールドレンズ１２４Ｇに照射された光は、平行光に変換されてＧ用液晶パネル１３０Ｇに入射される。Ｇ用液晶パネル１３０Ｇは、光変調素子（光変調部）として機能し、Ｇ用画像信号に基づいて透過率（通過率、変調率）が変化するようになっている。従って、Ｇ用液晶パネル１３０Ｇに入射された光（第２の色成分の光）は、画像処理部２０によって補正されたＧ用の画像信号に基づいて変調され、変調後の光がクロスダイクロイックプリズム１６０に入射される。

リレーレンズ１４２、１４４、１４６で平行光に変換された光が照射されるＢ用液晶パネル１３０Ｂは、光変調素子（光変調部）として機能し、Ｂ用画像信号に基づいて透過率（通過率、変調率）が変化するようになっている。従って、Ｂ用液晶パネル１３０Ｂに入射された光（第３の色成分の光）は、画像処理部２０によって補正されたＢ用の画像信号に基づいて変調され、変調後の光がクロスダイクロイックプリズム１６０に入射される。

Ｒ用液晶パネル１３０Ｒ、Ｇ用液晶パネル１３０Ｇ及びＢ用液晶パネル１３０Ｂは、それぞれ同様の構成を有している。各液晶パネルは、電気光学物質である液晶を一対の透明なガラス基板に密閉封入したものであり、例えばポリシリコン薄膜トランジスタをスイッチング素子として、各サブ画素の画像信号に対応して各色光の通過率を変調する。

クロスダイクロイックプリズム１６０は、Ｒ用液晶パネル１３０Ｒ、Ｇ用液晶パネル１３０Ｇ及びＢ用液晶パネル１３０Ｂからの入射光を合成した合成光を出射光として出力する機能を有する。投射レンズ１７０は、出力画像をスクリーンＳＣＲ上に拡大して結像させるレンズであり、ズーム倍率に応じて画像を拡大又は縮小させる機能を有する。

図３に、図２の投射部１００によりスクリーンＳＣＲに投射された表示画像を構成する表示画素を模式的に示す。

スクリーンＳＣＲに投射された表示画像を構成する表示画素ＰＸは、プロジェクタ１０が有する光変調素子（光変調部）の画素のスクリーンＳＣＲ上の像である輝点を有し、表示画素ＰＸは、光変調素子の画素に対応付けられる。そして、投射部１００は、Ｒ用液晶パネル１３０Ｒの画素に対応したＲ成分の表示サブ画素ＰＲ、Ｇ用液晶パネル１３０Ｇの画素に対応したＧ成分の表示サブ画素ＰＧ、及びＢ用液晶パネル１３０Ｂの画素に対応したＢ成分の表示サブ画素ＰＢの各表示サブ画素の輝点が重なるように投射する。このように、表示画素ＰＸは、表示サブ画素ＰＲ、ＰＧ、ＰＢにより構成される。

ところが、投射部１００は図２のような構成を有しており、光学系の色収差や、光学系の構成部材の位置調整手段の調整精度等に起因して、スクリーン上における表示サブ画素の表示位置のずれが生じる。そこで、第１の実施形態では、例えば表示画素を構成するＧ成分の表示サブ画素ＰＧの表示位置を基準として、当該表示画素を構成するＲ成分の表示サブ画素ＰＲの表示位置のずれ量、及びＢ成分の表示サブ画素ＰＢの表示位置のずれ量が記憶される。そして、このずれ量に基づいて、サブ画素の画像信号が補正される。

これにより、表示サブ画素の表示位置のずれが生じた場合であっても、例えば表示画像のエッジ部分や最端部において、解像感の低下や偽色の発生を抑えて、表示画像の画質の低下を抑えることができる。

その一方、画像信号の補正処理の結果として、入力画像が高周波成分を有する場合には、表示画像にモアレが発生することがある。そこで、第１の実施形態では、入力画像が所与の閾値以上の周波数成分を有するとき、上記の画像信号の補正処理を異ならせることでモアレの発生を抑えることができるようになっている。

以上のような構成を有する第１の実施形態におけるプロジェクタ１０では、まずサブ画素のずれ量の取得処理が行われる。この取得処理は、例えばプロジェクタ１０の製造時の検査工程で行われる。

図４に、第１の実施形態におけるプロジェクタ１０の表示サブ画素位置のずれ量を測定する測定システムの構成例のブロック図を示す。図４において、図１と同一部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。

この測定システム２００は、プロジェクタ１０と、サブ画素位置測定部２１０と、パターン画像記憶部２２０とを含む。なお、プロジェクタ１０が、サブ画素位置測定部２１０とパターン画像記憶部２２０とを含んでもよい。

サブ画素位置測定部２１０は、デジタルスチルカメラ等の撮像装置を含み、投射部１００によって投射されたスクリーンＳＣＲ上の表示画素を構成する表示サブ画素の表示位置を測定する。パターン画像記憶部２２０は、スクリーンＳＣＲへの投射画像（表示画像）の表示サブ画素の位置を測定するためのパターン画像を記憶する。サブ画素位置測定部２１０は、パターン画像記憶部２２０に記憶されたパターン画像を用いて投射部１００がスクリーンＳＣＲに投射した画像を撮像し、この撮像データを画像情報として各表示画素を構成する表示サブ画素の表示位置を測定する。サブ画素位置測定部２１０によって測定された表示サブ画素の表示位置のずれ量が、画像処理部２０のずれ量記憶部２２に格納される。

図５に、図４の測定システム２００における表示サブ画素位置のずれ量の取得処理例のフロー図を示す。

まず、プロジェクタ１０では、パターン画像記憶部２２０に記憶されたパターン画像に対応した画像情報を読み出し、投射部１００が、該パターン画像をスクリーンＳＣＲに投射する（ステップＳ１０）。そして、パターン画像を投射した後、プロジェクタ１０では、サブ画素位置測定部２１０が、スクリーンＳＣＲへの表示画像を撮影する（ステップＳ１２）。サブ画素位置測定部２１０は、スクリーンＳＣＲへの表示画像の画素数よりも多い撮像画素数で、表示画像を撮影する。即ち、サブ画素位置測定部２１０は、スクリーンＳＣＲへの表示画像の１画素分の表示画素を、１画素よりも多い撮像画素数で該表示画素を撮影して取り込む。

続いて、サブ画素位置測定部２１０は、表示サブ画素の表示位置を決定する（ステップＳ１４）。そして、サブ画素位置測定部２１０又は画像処理部２０は、表示画像内の所与の基準位置を基準として、ステップＳ１４で決定した表示サブ画素の表示位置のずれ量を求めて（ステップＳ１６）、ずれ量記憶部２２に保存し（ステップＳ１８）、一連の処理を終了する（エンド）。

図６に、第１の実施形態におけるパターン画像の撮像処理の一例を示す。図６において、図４と同一部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。

図６では第１の実施形態におけるパターン画像をスクリーンＳＣＲに投射したとき、１画素を構成するサブ画素に対応した表示サブ画素の表示位置が、互いにずれている。本来は、表示画素を構成する表示サブ画素の表示位置が一致するようにプロジェクタ１０の光学系が調整されているが、光学系の収差等に起因して、１表示画素を構成する表示サブ画素の表示位置を完全に一致させることは容易ではない。

パターン画像記憶部２２０に記憶されるパターン画像は、スクリーンＳＣＲへの投射領域ＰＡの四隅の４画素を有する。各画素は、Ｒ成分の表示サブ画素、Ｇ成分の表示サブ画素及びＢ成分の表示サブ画素を有する。なお、各表示サブ画素は、模式的に矩形の形状を有しているものとして示しているが、実際にはレンズの歪曲収差等に起因して表示画素の形状が矩形にはならない。

図５のステップＳ１２では、１画素を構成する全サブ画素を一度に投射し、サブ画素位置測定部２１０は、Ｒ成分のカラーフィルタＦＲを介して、スクリーンＳＣＲの表示画像を撮像する。同様に、サブ画素位置測定部２１０は、Ｇ成分のカラーフィルタＦＧを介してスクリーンＳＣＲの表示画像を撮像した後、Ｂ成分のカラーフィルタＦＢを介してスクリーンＳＣＲの表示画像を撮像する。これにより、Ｒ成分のサブ画素に対応した表示サブ画素、Ｇ成分のサブ画素に対応した表示サブ画素、及びＢ成分のサブ画素に対応した表示サブ画素を取り込むことができる。

なお、表示サブ画素を取り込む方法は、図６で説明したものに限定されるものではなく、例えばサブ画素を表示して、カラーフィルタを介さずに、表示サブ画素を撮像することを色成分毎に繰り返してもよい。

図５のステップＳ１２では、サブ画素位置測定部２１０又は画像処理部２０は、サブ画素位置測定部２１０による撮像により、Ｇ成分のサブ画素に対応した表示サブ画素ＤＧ１〜ＤＧ４の撮像データを取得する。その後、図５のステップＳ１４において、Ｇ成分のサブ画素に対応した表示サブ画素ＤＧ１〜ＤＧ４の各表示サブ画素の領域の中からＧ成分のサブ画素に対応した表示サブ画素のサブ画素位置を決定する。

この決定処理としては、画素値が最大の画素をサブ画素位置として決定することができ、例えば各表示画素の領域の輝度ヒストグラムを算出し、最高輝度の画素を画素値が最大の画素として特定することができる。或いは、各表示画素の領域の輝度ヒストグラムを算出し、所定の閾値以上の画素の重心位置をサブ画素位置として決定することができる。

また、同様に、Ｒ成分及びＢ成分についてもサブ画素に対応した表示サブ画素ＤＲ１〜ＤＲ４、ＤＢ１〜ＤＢ４に対応するサブ画素位置が決定される。この結果、Ｒ成分、Ｇ成分及びＢ成分の各表示サブ画素のサブ画素位置が決定され、例えばＧ成分のサブ画素に対応した表示サブ画素のサブ画素位置を基準としたＲ成分及びＢ成分のサブ画素に対応した表示サブ画素のサブ画素位置のずれ量がずれ量記憶部２２に保存される。

即ち、第１の実施形態では、ずれ量は、Ｇ成分のサブ画素に対応した表示サブ画素の表示位置を基準としたＲ成分のサブ画素に対応した表示サブ画素の表示位置のずれ量と、Ｇ成分のサブ画素に対応した表示サブ画素の表示位置を基準としたＢ成分のサブ画素に対応した表示サブ画素の表示位置のずれ量とからなる。このように、基準位置は、画素を構成するＧ成分のサブ画素に対応する表示サブ画素の表示位置である。これにより、表示画素を構成する１つの表示サブ画素の表示位置を基準に、他の表示サブ画素の表示位置のずれ量を定義することで、保存すべきずれ量の容量を大幅に削減できるようになる。また、表示画素を構成する複数の色成分の表示サブ画素のうち、Ｇ成分のサブ画素に対応した表示サブ画素の表示位置を基準位置とすることで、人間の眼に認識しやすい色成分の表示サブ画素を基準に他の色成分の表示サブ画素に対応した画像信号を補正することができ、画質の低下を防止できるようになる。

このようにサブ画素位置測定部２１０を備えてプロジェクタ１０で投影された表示サブ画素を撮像してサブ画素の表示位置のずれ量を算出するようにすることで、表示サブ画素の表示位置のずれにプロジェクタの個体差があっても画質の低下を防止できるようになる。

続いて、図１の画像処理部２０の各部の動作について説明する。

図７に、図１のずれ量算出部２４の動作説明図を示す。

図７は、投射部１００によって投射された表示画像（水平方向の画素数がＷ、垂直方向の画素数がＨ）の投射領域ＰＡを表している。ずれ量記憶部２２は、表示画像の四隅又は四隅付近の表示画素を構成する表示サブ画素の表示位置のずれ量を記憶している。

なお、図７では、例えばＲ成分の表示サブ画素ＰＲ１〜ＰＲ４の表示位置のずれ量を模式的に表している。このずれ量は、水平方向であるｘ方向のずれ量ｄｘ、垂直方向であるｙ方向のずれ量ｄｙからなる。即ち、ずれ量記憶部２２は、例えば表示サブ画素ＰＲ１の表示位置のずれ量について、ｘ方向のずれ量ｄｘ［０］、ｙ方向のずれ量ｄｙ［０］を記憶する。

ここで、表示サブ画素の表示位置のずれ量は、以下のように正規化されていることが望ましい。

図８に、第１の実施形態における表示サブ画素の表示位置のずれ量の説明図を示す。図８において、図７と同一部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。

プロジェクタ１０の投射部１００により投射された表示画像の投射領域ＰＡのサイズは、一意に定まる。そこで、投射領域ＰＡの水平方向の長さをＤＬＥＮ、水平方向の画素数Ｄをとすると、ＤＬＥＮ／Ｄを１単位としたずれ量を求めることで、ｘ方向のずれ量の数値が何画素分に相当するかを特定できる。同様に、投射領域ＰＡの垂直方向の長さをＨＬＥＮ、垂直方向の画素数をＨとすると、ＨＬＥＮ／Ｈを１単位としたずれ量を求めることで、ｙ方向のずれ量の数値が何画素分に相当するかを特定できる。

このように正規化された表示サブ画素ＰＲ１のずれ量ｄｘ［０］、ｄｙ［０］、表示サブ画素ＰＲ２のずれ量ｄｘ［１］、ｄｙ［１］、表示サブ画素ＰＲ３のずれ量ｄｘ［２］、ｄｙ［２］、及び表示サブ画素ＰＲ４のずれ量ｄｘ［３］、ｄｙ［３］を用いて、ずれ量算出部２４は、投射領域ＰＡの表示サブ画素ＰＲＥのｘ方向のずれ量ｘ＿ｓｈｉｆｔ、ｙ方向のずれ量ｙ＿ｓｈｉｆｔを算出する。

より具体的には、ずれ量算出部２４は、ずれ量ｄｘ［０］〜ｄｘ［３］に基づいて、投射領域ＰＡの左上隅を原点とする座標（ｘ，ｙ）に位置する表示サブ画素ＰＲＥのｘ方向のずれ量ｘ＿ｓｈｉｆｔ（ｘ，ｙ）を算出する。このとき、ずれ量算出部２４は、次式で示すように、線形補間処理によってずれ量ｘ＿ｓｈｉｆｔ（ｘ，ｙ）を算出する。

同様に、ずれ量算出部２４は、ずれ量ｄｙ［０］〜ｄｙ［３］に基づいて、投射領域ＰＡの左上隅を原点とする座標（ｘ，ｙ）に位置する表示サブ画素ＰＲＥのｙ方向のずれ量ｙ＿ｓｈｉｆｔ（ｘ，ｙ）を算出する。

なお、図７及び図８では、投射領域ＰＡ内のＲ成分の表示サブ画素のずれ量を算出するものとして説明したが、投射領域ＰＡ内のＢ成分の表示サブ画素のずれ量も同様に算出できる。このように、ずれ量記憶部２２が、例えば投射領域ＰＡの四隅のずれ量のみを保存していても、ずれ量算出部２４は、投射領域ＰＡ内のＧ成分を除く他の色成分の全表示サブ画素のずれ量を算出することができる。

図９に、図１の画像信号補正部２６の動作説明図を示す。

図９は、例えばＲ成分の表示サブ画素に対応したサブ画素Ｒ（ｉ，ｊ）の画素値ＩＭＧｓ［ｉ］［ｊ］の補正処理の説明図を表す。図９では、例えば投射領域の左上隅を原点とする座標系で定義されるＲ成分のサブ画素Ｒ（ｉ，ｊ）の周囲のＲ成分のサブ画素が模式的に示されている。ここで、例えばＲ成分のサブ画素Ｒ（ｉ−１，ｊ−１）は、画素値ｉｍｇ［ｉ−１］［ｊ−１］を有し、Ｒ成分のサブ画素Ｒ（ｉ，ｊ＋１）は、画素値ｉｍｇ［ｉ］［ｊ＋１］を有しているものとする。

図９のサブ画素Ｒ（ｉ，ｊ）に対応した表示サブ画素の表示位置は、Ｇ成分のサブ画素に対応した表示サブ画素の表示位置を基準に、ｘ方向にｘ＿ｓｈｉｆｔ、ｙ方向にｙ＿ｓｈｉｆｔだけずれているものとする。このずれ量は、ずれ量記憶部２２から読み出されたり、図７及び図８で説明したずれ量算出部２４により算出される。

画像信号補正部２６は、このずれ量に基づいて、当該サブ画素Ｒ（ｉ，ｊ）の周囲のサブ画素（ｘ方向に隣接するサブ画素、ｙ方向に隣接するサブ画素）の画素値を用いた面積階調法により、当該サブ画素Ｒ（ｉ，ｊ）の画素値ＩＭＧｓ［ｉ］［ｊ］を求め、この画素値ＩＭＧｓ［ｉ］［ｊ］を補正後の画像信号として投射部１００に出力する。

第１の実施形態では、このような画像信号補正部２６の補正処理を入力画像の空間周波数に応じて異ならせるために、処理切替制御部３０が、周波数解析部２８の解析結果に基づいて、補正処理の切替制御を行う。

図１０に、図１の処理切替制御部３０の構成例のブロック図を示す。

処理切替制御部３０は、ヒストグラム算出部６０、閾値記憶部６２、切替判定部６４を含む。ヒストグラム算出部６０には、周波数解析部２８において入力画像の各画素を構成するサブ画素のすべてに対して行われた解析結果（例えばフーリエ変換処理結果や特徴抽出フィルタ処理結果）が入力される。ヒストグラム算出部６０は、周波数解析部２８の解析結果に基づいてヒストグラムを算出する。切替判定部６４は、ヒストグラム算出部６０によって算出されたヒストグラムに基づいて、閾値記憶部６２に記憶された閾値を基準に、画像信号補正部２６の補正処理を異ならせるか否かを判定する。この切替判定部６４の判定結果は、処理切替制御信号として出力される。

なお、図１０では、ヒストグラム算出部６０を処理切替制御部３０が内蔵するものとして説明したが、ヒストグラム算出部６０は周波数解析部２８に内蔵されていてもよい。

図１１（Ａ）、図１１（Ｂ）に、周波数解析部２８及び処理切替制御部３０の動作説明図を示す。図１１（Ａ）は、周波数解析部２８の動作例の説明図を表す。図１１（Ｂ）は、図１１（Ａ）の周波数解析部２８の解析結果に基づいて切替判定を行う処理切替制御部３０の動作例の説明図を表す。

入力画像が入力された周波数解析部２８は、例えば２次元離散フーリエ変換（Discrete Fourier Transform：ＤＦＴ）処理によって入力画像の空間周波数を解析する。この結果、図１１（Ａ）に示すように、例えば中心位置の周波数成分が０で、外側に行くほど周波数成分が高くなる２次元の座標系にマッピングされる。ここでは、白い部分ほど周波数成分の要素が多くマッピングされたことを意味する。そして、ヒストグラム算出部６０は、周波数解析部２８の解析結果として得られた上記の座標系のうち例えば領域ＡＲをヒストグラム化する。

ヒストグラム算出部６０によって算出されたヒストグラムは、例えば図１１（Ｂ）に示すようになる。ここで、閾値記憶部６２から閾値Ｆｎが読み出され、処理切替制御部３０は、入力画像の解析の結果、閾値Ｆｎ以上の周波数成分を含むか否かを判定する。切替判定部６４は、閾値Ｆｎ以上の周波数成分を含むと判定したときは、入力画像が高周波画像を有すると判断して、画像信号補正部２６による補正処理をオフするように制御する。一方、切替判定部６４は、閾値Ｆｎ以上の周波数成分を含まないと判定したときは、入力画像が高周波画像を有しないと判断して、画像信号補正部２６による補正処理をオンするように制御する。このように、処理切替制御部３０は、閾値Ｆｎを基準に、入力画像の周波数解析結果に応じて画像信号補正部２６による補正処理を異ならせる。

例えば図１１（Ｂ）では、入力画像ＩＭＧ１に対しては、閾値Ｆｎ以上の周波数成分を含まないため、処理切替制御部３０は、入力画像ＩＭＧ１が低周波画像であると判断して、画像信号補正部２６による補正処理をオンする制御を行う。これに対し、入力画像ＩＭＧ２に対しては、閾値Ｆｎ以上の周波数成分を含むため、処理切替制御部３０は、入力画像ＩＭＧ２が高周波画像であると判断して、画像信号補正部２６による補正処理をオフする制御を行って、該補正処理を省略するように制御する。

第１の実施形態では、ずれ量記憶部２２に記憶されるずれ量又はずれ量記憶部２２から読み出されるずれ量（ｘ成分、ｙ成分とも）のすべてを強制的に０に設定することで、画像信号補正部２６による補正処理をオフにする。このため、処理切替制御部３０により画像信号補正部２６による補正処理をオフすると判定されたとき、例えば処理切替制御信号により、ずれ量記憶部２２に記憶されるずれ量、又はずれ量記憶部２２から読み出されるずれ量を０に設定する。こうすることで、画像信号補正部２６を直接制御することなく、簡素な制御で画像信号補正部２６の補正処理をオン・オフ制御することができるようになる。このように、第１の実施形態では、入力画像の各画素を構成する第１の色成分のサブ画素の少なくとも一部に所与の閾値以上の周波数成分を有することを条件に、入力画像を構成する第１の色成分の全サブ画素に対して補正処理を省略する。

図１２に、第１の実施形態における画像処理部２０の動作説明図を示す。図１２では、上記の閾値Ｆｎ以上の周波数成分を含まない画像を低周波画像、閾値Ｆｎ以上の周波数成分を含む画像を高周波画像としている。そして、図１２は、入力画像が低周波画像のときのプロジェクタ１０による表示画像と、該入力画像が高周波画像のときのプロジェクタ１０による表示画像とを模式的に表す。

図１２では、Ｒ成分、Ｇ成分、及びＢ成分の表示サブ画素が、水平方向に１／３画素ずつずれているものとする。ここで、例えば水平方向に２サブ画素毎に白、黒、白と並ぶ空間周波数が低い入力画像が入力されたとき、画像処理部２０では、ずれ量に基づいて入力画像の画像信号に対して補正処理が行われる。その結果、図１２に示すように、エッジ部分の偽色の発生や解像感の劣化を抑える画像を表示させることができる（Ｆ１、Ｆ２）。

これに対し、例えば水平方向に１サブ画素毎に白、黒、白と並ぶ空間周波数が高い入力画像が入力されたとき、画像処理部２０では、ずれ量に基づいて入力画像の画像信号に対して補正処理が行われると、エッジ部分等にモアレが発生してしまい画質を低下させてしまうことがある。そこで、第１の実施形態では、画像処理部２０は、この高周波画像に対しては、ずれ量に基づく入力画像の画像信号に対する補正処理をオフし、エッジ部分のモアレの発生を抑えた画像を表示させる（Ｆ３、Ｆ４）。

以上のように、第１の実施形態によれば、入力画像の空間周波数にかかわらずモアレの発生を抑制した画像を表示することができるようになる。

上記のように画像信号補正部２６の補正処理をオン・オフ制御する画像処理部２０の機能は、ハードウェアで実現されてもよいし、ソフトウェア処理で実現されてもよい。

図１３に、第１の実施形態における画像処理部２０のハードウェア構成例のブロック図を示す。

画像処理部２０は、中央演算処理装置（Central Processing Unit：ＣＰＵ)８０、読み出し専用メモリ（Read Only Memory：ＲＯＭ)８２、ランダムアクセスメモリ（Random Access Memory：ＲＡＭ)８４、インターフェース（Interface：Ｉ／Ｆ）回路８６を含む。ＣＰＵ８０、ＲＯＭ８２、ＲＡＭ８４及びＩ／Ｆ回路８６は、バス８８を介して接続されている。

ＲＯＭ８２には、プログラムが格納されており、バス８８を介してプログラムを読み込んだＣＰＵ８０が、該プログラムに対応した処理を実行することができる。ＲＡＭ８４は、ＣＰＵ８０が処理を実行するための作業用メモリとなったり、ＣＰＵ８０が読み込むプログラムが一時的に格納されたりする。Ｉ／Ｆ回路８６は、外部からの入力画像信号のインターフェース処理を行う。

図１のずれ量記憶部２２の機能は、ＲＯＭ８２又はＲＡＭ８４により実現される。図１のずれ量算出部２４、画像信号補正部２６、周波数解析部２８、及び処理切替制御部３０の機能は、ＲＯＭ８２又はＲＡＭ８４に格納されたプログラムをバス８８を介して読み込んで実行するＣＰＵ８０により実現される。なお、図１には図示されない画像信号取得部は、外部から供給される入力画像信号をバッファリングする機能を有し、例えば図１３のＲＡＭ８４やＩ／Ｆ回路８６によりその機能が実現される。

図１４に、第１の実施形態における画像処理部２０の処理例のフロー図を示す。

例えば、ＲＯＭ８２には、予め図１４に示す処理を実現するためのプログラムが格納されており、ＣＰＵ８０がＲＯＭ８２に格納されたプログラムを読み出して該プログラムに対応した処理を実行することで、図１４に示す処理をソフトウェア処理により実現できる。

まず、画像処理部２０は、入力画像信号取得ステップとして、図示しない画像信号生成装置から、入力画像の各画素を構成するサブ画素に対応した入力画像信号を取得する（ステップＳ２０）。

続いて、画像処理部２０は、周波数解析部２８において、周波数解析ステップとして、入力画像の空間周波数を解析する（ステップＳ２２）。そして、画像処理部２０は、周波数解析部２８又は処理切替制御部３０において、ヒストグラム算出ステップとして、ステップＳ２２で解析された入力画像の空間周波数の解析結果に基づいてヒストグラムを算出する（ステップＳ２４）。

次に、画像処理部２０は、処理切替制御部３０において、閾値Ｆｎ以上の周波数成分を含むか否かを判定し（ステップＳ２６）、閾値Ｆｎ以上の周波数成分を含むと判定したとき（ステップＳ２６：Ｙ）、ずれ量記憶部２２に記憶されるずれ量のｘ成分、ｙ成分、又はずれ量記憶部２２から読み出されるずれ量のｘ成分、ｙ成分を０に設定する（ステップＳ２８）。

ステップＳ２６において閾値Ｆｎ以上の周波数成分を含まないと判定されたとき（ステップＳ２６：Ｎ）、又はステップＳ２８に続いて、画像処理部２０は、ずれ量算出部２４において、ずれ量取得ステップとして、ずれ量記憶部２２からのずれ量、又はステップＳ２８で０に設定されたずれ量を取得する（ステップＳ３０）。そして、画像処理部２０は、ずれ量算出部２４において、ずれ量算出ステップとして、図７及び図８で説明したように、ステップＳ３０で取得されたずれ量に基づいて、表示画像のＲ成分及びＢ成分の全サブ画素のずれ量を算出する（ステップＳ３２）。

その後、画像処理部２０は、画像信号補正部２６において、画像信号補正ステップとして、図９で説明したように、サブ画素毎に、ステップＳ３２で算出されたずれ量に基づいて、当該サブ画素位置の画像信号を補正し（ステップＳ３４）、一連の処理を終了する（エンド）。画像信号補正ステップにおいて、０以外のずれ量を用いて画像信号を補正した場合には、ずれ量に応じて画像信号が補間されるが、ステップＳ２８で０に設定されたずれ量を用いて図９に示すように画像信号を補正しても、補正処理は実質的にオフとなり該補正処理は省略される。従って、画像信号の補正処理を例外なく行っても、補正処理のオン・オフを制御できることを意味する。

このように画像処理部２０によって補正された画像信号は、投射部１００に入力される。投射部１００は、画像表示ステップとして、この画像処理部２０によって補正された画像信号に基づいて変調された光をスクリーンＳＣＲに投射して、画像を表示する。

図１５に、図１４のステップＳ３２、ステップＳ３４の詳細の処理例のフロー図を示す。例えば、ＲＯＭ８２には、予め図１５に示す処理を実現するためのプログラムが格納されており、ＣＰＵ８０がＲＯＭ８２に格納されたプログラムを読み出して該プログラムに対応した処理を実行することで、図１５に示す処理をソフトウェア処理により実現できる。

図１４のステップＳ３２のずれ量算出ステップでは、ずれ量算出部２４が、Ｒ成分の全サブ画素のずれ量を算出する（ステップＳ４０）。より具体的には、ずれ量算出部２４は、ずれ量記憶部２２に記憶された表示サブ画素のずれ量、又は０に設定されたずれ量を用いて、表示画像内のＲ成分の全サブ画素のずれ量を補間処理により求める。図７及び図８では、バイリニア法により求める例について説明したが、ずれ量算出部２４は、ニアレストネイバー法、バイキュービック法等で、全サブ画素のずれ量を算出するようにしてもよい。

同様に、ずれ量算出部２４は、Ｂ成分の全サブ画素のずれ量を算出する（ステップＳ４２）。ステップＳ４２においても、ずれ量算出部２４は、ずれ量記憶部２２に記憶された表示サブ画素のずれ量又は０に設定されたずれ量を用いて、表示画像内のＢ成分の全サブ画素のずれ量を補間処理により求める。

次に、画像信号補正部２６は、入力画像信号の有無を判別する（ステップＳ４４）。ステップＳ４４において、入力画像信号がないと判別されたとき（ステップＳ４４：Ｎ）、画像信号補正部２６は、入力画像信号の入力を待つ。

ステップＳ４４において、入力画像信号があると判別されたとき（ステップＳ４４：Ｙ）、画像信号補正部２６は、入力画像信号のうちＲ成分の入力画像信号に対して、ステップＳ４０で算出されたずれ量を用いて補正処理を行う（ステップＳ４６）。続いて、画像信号補正部２６は、入力画像信号のうちＢ成分の入力画像信号に対して、ステップＳ４２で算出されたずれ量を用いて補正処理を行う（ステップＳ４８）。

表示画像内のＲ成分及びＢ成分の全サブ画素について補正処理が終了するまで（ステップＳ５０：Ｎ）、ステップＳ４６に戻って画像内の各サブ画素の補正処理を行う。一方、表示画像内のＲ成分及びＢ成分の全サブ画素について補正処理が終了したとき（ステップＳ５０：Ｙ）、ずれ量に応じた補正処理を終了しないときは（ステップＳ５２：Ｎ）、ステップＳ４４に戻って処理を継続し、ずれ量に応じた補正処理を終了するとき（ステップＳ５２：Ｙ）、一連の処理を終了する（エンド）。

以上のように、第１の実施形態によれば、表示画素を構成する表示サブ画素のずれが生じた場合であっても、表示画像の最端部やエッジ付近の偽色の発生や解像感の劣化を抑えることができるようになる。また、入力画像の空間周波数の解析結果に応じて画像信号の補正処理を異ならせるようにしたので、例えば高周波画像に対して補正処理を行ったときに表示画像に発生するモアレを抑えることができるようになる。

〔第２の実施形態〕
第１の実施形態では、入力画像が高周波画像であるとき、ずれ量記憶部２２からのずれ量をｘ成分、ｙ成分ともに０に設定して、水平方向の画像信号と垂直方向の画像信号に対して同じように補正処理をオン・オフ制御するものとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。第２の実施形態では、水平方向の画像信号、垂直方向の画像信号のそれぞれに個別に、補正処理のオン・オフ制御を行う。

本発明に係る第２の実施形態におけるプロジェクタの構成は、図１と同様であるため、図示及び詳細な説明を省略する。第２の実施形態におけるプロジェクタの画像処理部と第１の実施形態における画像処理部２０とが異なる点は、周波数解析部と処理切替制御部の構成及び動作である。

図１６に、第２の実施形態における画像処理部の構成要部の構成例を示す。図１６は、第２の実施形態における画像処理部の周波数解析部と処理切替制御部の構成例のブロック図を表す。第２の実施形態における画像処理部を構成する他のブロックは、第１の実施形態における画像処理部２０と同様であるため、図示及び説明を省略する。

第２の実施形態における画像処理部は、ずれ量記憶部２２、ずれ量算出部２４、及び画像信号補正部２６の他に、周波数解析部３００、処理切替制御部３１０を含む。周波数解析部３００は、入力画像の水平方向に並ぶサブ画素の空間周波数を解析すると共に、該入力画像の垂直方向に並ぶサブ画素の空間周波数を解析する。処理切替制御部３１０は、周波数解析部３００によって解析された、入力画像の水平方向及び垂直方向の空間周波数に基づいて、水平方向と垂直方向とで個別に画像信号の補正処理のオン・オフ制御を行う。

このような画像処理部の周波数解析部３００は、水平方向周波数解析部３０２と、垂直方向周波数解析部３０４とを含む。水平方向周波数解析部３０２は、入力画像の水平方向に並ぶサブ画素の空間周波数を解析する。垂直方向周波数解析部３０４は、入力画像の垂直方向に並ぶサブ画素の空間周波数を解析する。

また、処理切替制御部３１０は、ヒストグラム算出部３２０と、閾値記憶部３３０と、切替判定部３４０とを含む。ヒストグラム算出部３２０は、水平方向ヒストグラム算出部３２２と、垂直方向ヒストグラム算出部３２４とを含む。閾値記憶部３３０は、水平方向閾値記憶部３３２と、垂直方向閾値記憶部３３４とを含む。切替判定部３４０は、水平方向切替判定部３４２と、垂直方向切替判定部３４４とを含む。

水平方向周波数解析部３０２の解析結果は、水平方向ヒストグラム算出部３２２に供給される。水平方向ヒストグラム算出部３２２は、この解析結果に基づいてヒストグラムを算出する。水平方向切替判定部３４２は、水平方向ヒストグラム算出部３２２によって算出されたヒストグラムに基づいて、水平方向閾値記憶部３３２に記憶された閾値を基準に、画像信号補正部２６が行う水平方向の画像信号の補正処理のオン又はオフを判定する。画像信号補正部２６は、水平方向切替判定部３４２からの処理切替制御信号ＰＳＷＣＨに基づいて、水平方向の画像信号の補正処理のオン・オフ制御が行われる。

同様に、垂直方向周波数解析部３０４の解析結果は、垂直方向ヒストグラム算出部３２４に供給される。垂直方向ヒストグラム算出部３２４は、この解析結果に基づいてヒストグラムを算出する。垂直方向切替判定部３４４は、垂直方向ヒストグラム算出部３２４によって算出されたヒストグラムに基づいて、垂直方向閾値記憶部３３４に記憶された閾値を基準に、画像信号補正部２６が行う垂直方向の画像信号の補正処理のオン又はオフを判定する。画像信号補正部２６は、垂直方向切替判定部３４４からの処理切替制御信号ＰＳＷＣＶに基づいて、垂直方向の画像信号の補正処理のオン・オフ制御が行われる。

なお、図１６では、ヒストグラム算出部３２０を処理切替制御部３１０が内蔵するものとして説明したが、ヒストグラム算出部３２０は周波数解析部３００に内蔵されていてもよい。

図１７（Ａ）、図１７（Ｂ）に、水平方向の処理切替制御の説明図を示す。図１７（Ａ）は、図１６の水平方向周波数解析部３０２及び水平方向ヒストグラム算出部３２２の動作説明図を表す。図１７（Ｂ）は、図１６の水平方向切替判定部３４２の動作例の説明図を表す。

入力画像が入力された水平方向周波数解析部３０２は、例えば特徴抽出フィルタ（図１７（Ａ）では水平方向のエッジ検出フィルタ）処理によって入力画像の水平方向の空間周波数を解析する。より具体的には、水平方向周波数解析部３０２は、入力画像の各サブ画素と、図１７（Ａ）に示すフィルタ係数を有する行列との畳み込み演算を行う。その演算結果は利得して得られるため、水平方向ヒストグラム算出部３２２は、横軸に利得、縦軸に頻度を示すヒストグラムを生成することができる。

水平方向ヒストグラム算出部３２２によって算出されたヒストグラムは、例えば図１７（Ｂ）に示すようになる。ここで、水平方向閾値記憶部３３２から閾値Ｆｈが読み出され、水平方向切替判定部３４２は、入力画像の解析の結果、閾値Ｆｈ以上の利得を有するか否かを判定する。閾値Ｆｈは、水平方向に第１の閾値以上の周波数成分を有する画像に対する上記の畳み込み演算結果に対応する利得である。水平方向切替判定部３４２は、閾値Ｆｈ以上の利得を有すると判定したときは、入力画像の水平方向に第１の閾値以上の周波数成分を有すると判断して、画像信号補正部２６による水平方向の補正処理をオフするように制御する。一方、水平方向切替判定部３４２は、閾値Ｆｈ以上の利得を有しないと判定したときは、入力画像の水平方向に第１の閾値以上の周波数成分を有しないと判断して、画像信号補正部２６による水平方向の補正処理をオンするように制御する。このように、処理切替制御部３１０は、閾値Ｆｈを基準に、入力画像の周波数解析結果に応じて画像信号補正部２６による水平方向の補正処理を異ならせる。

例えば図１７（Ｂ）では、入力画像ＩＭＧ３に対しては、閾値Ｆｈ以上の利得を有するため、処理切替制御部３１０は、入力画像ＩＭＧ３が高周波画像であると判断して、画像信号補正部２６による水平方向の補正処理をオフする制御を行う。これに対し、入力画像ＩＭＧ４に対しては、閾値Ｆｈ以上の利得を有しないため、処理切替制御部３１０は、入力画像ＩＭＧ４が低周波画像であると判断して、画像信号補正部２６による水平方向の補正処理をオンする制御を行う。

図１８（Ａ）、図１８（Ｂ）に、垂直方向の処理切替制御の説明図を示す。図１８（Ａ）は、図１６の垂直方向周波数解析部３０４及び垂直方向ヒストグラム算出部３２４の動作説明図を表す。図１８（Ｂ）は、図１６の垂直方向切替判定部３４４の動作例の説明図を表す。

入力画像が入力された垂直方向周波数解析部３０４は、例えば特徴抽出フィルタ（図１８（Ａ）では垂直方向のエッジ検出フィルタ）処理によって入力画像の垂直方向の空間周波数を解析する。より具体的には、垂直方向周波数解析部３０４は、入力画像の各サブ画素と、図１８（Ａ）に示すフィルタ係数を有する行列との畳み込み演算を行う。その演算結果は利得して得られるため、垂直方向ヒストグラム算出部３２４は、横軸に利得、縦軸に頻度を示すヒストグラムを生成することができる。

垂直方向ヒストグラム算出部３２４によって算出されたヒストグラムは、例えば図１８（Ｂ）に示すようになる。ここで、垂直方向閾値記憶部３３４から閾値Ｆｖが読み出され、垂直方向切替判定部３４４は、入力画像の解析の結果、閾値Ｆｖ以上の利得を有するか否かを判定する。閾値Ｆｖは、垂直方向に第２の閾値以上の周波数成分を有する画像に対する上記の畳み込み演算結果に対応する利得である。垂直方向切替判定部３４４は、閾値Ｆｖ以上の利得を有すると判定したときは、入力画像の垂直方向に第２の閾値以上の周波数成分を有すると判断して、画像信号補正部２６による垂直方向の補正処理をオフするように制御する。一方、垂直方向切替判定部３４４は、閾値Ｆｖ以上の利得を有しないと判定したときは、入力画像の垂直方向に第２の閾値以上の周波数成分を有しないと判断して、画像信号補正部２６による垂直方向の補正処理をオンするように制御する。このように、処理切替制御部３１０は、閾値Ｆｖを基準に、入力画像の周波数解析結果に応じて画像信号補正部２６による垂直方向の補正処理を異ならせる。

例えば図１８（Ｂ）では、入力画像ＩＭＧ５、ＩＭＧ６に対しては、閾値Ｆｖ以上の利得を有しないため、処理切替制御部３１０は、入力画像ＩＭＧ５、ＩＭＧ６が低周波画像であると判断して、画像信号補正部２６による垂直方向の補正処理をオンする制御を行う。なお、閾値Ｆｖ以上の利得を有する入力画像に対して、処理切替制御部３１０は、画像信号補正部２６による垂直方向の補正処理をオンする制御を行う。

図１９に、第２の実施形態における処理切替制御信号の説明図を示す。

第２の実施形態では、第１の実施形態と同様に、ずれ量記憶部２２に記憶されるずれ量又はずれ量記憶部２２から読み出されるずれ量を強制的に０に設定することで、画像信号補正部２６による補正処理をオフにする。例えば水平方向切替判定部３４２により画像信号補正部２６による水平方向の補正処理をオフすると判定されたとき、処理切替制御信号ＰＳＷＣＨ（＝「１」）により、ずれ量記憶部２２に記憶されるｘ成分のずれ量又はずれ量記憶部２２から読み出されるｘ成分のずれ量を強制的に０に設定する。また、例えば垂直方向切替判定部３４４により画像信号補正部２６による垂直方向の補正処理をオフすると判定されたとき、処理切替制御信号ＰＳＷＣＶ（＝「１」）により、ずれ量記憶部２２に記憶されるｙ成分のずれ量又はずれ量記憶部２２から読み出されるｙ成分のずれ量を強制的に０に設定する。こうすることで、画像信号補正部２６を直接制御することなく、簡素な制御で画像信号補正部２６の各方向の補正処理を独立してオン・オフ制御することができるようになる。

このような第２の実施形態における画像信号補正部２６の各方向の補正処理をオン・オフ制御する画像処理部の機能は、ハードウェアで実現されてもよいし、ソフトウェア処理で実現されてもよい。第２の実施形態における画像処理部のハードウェア構成は、第１の実施形態と同様であるため説明を省略する。

図２０に、第２の実施形態における画像処理部の処理例のフロー図を示す。

例えば、ＲＯＭ８２には、予め図２０に示す処理を実現するためのプログラムが格納されており、ＣＰＵ８０がＲＯＭ８２に格納されたプログラムを読み出して該プログラムに対応した処理を実行することで、図２０に示す処理をソフトウェア処理により実現できる。

まず、第２の実施形態における画像処理部は、入力画像信号取得ステップとして、図示しない画像信号生成装置から、入力画像の各画素を構成するサブ画素に対応した入力画像信号を取得する（ステップＳ６０）。

続いて、この画像処理部は、周波数解析部３００の水平方向周波数解析部３０２において、水平方向周波数解析ステップとして、入力画像の水平方向の空間周波数を解析する（ステップＳ６２）。そして、画像処理部は、処理切替制御部３１０の水平方向ヒストグラム算出部３２２において、水平方向ヒストグラム算出ステップとして、ステップＳ６２で解析された入力画像の水平方向の空間周波数の解析結果に基づいてヒストグラムを算出する（ステップＳ６４）。

次に、画像処理部は、切替判定部３４０の水平方向切替判定部３４２において、閾値Ｆｈ以上の利得を有するか否かを判定し（ステップＳ６６）、閾値Ｆｈ以上の利得を有すると判定したとき（ステップＳ６６：Ｙ）、ずれ量記憶部２２に記憶されるずれ量のｘ成分、又はずれ量記憶部２２から読み出されるずれ量のｘ成分を０に設定する（ステップＳ６８）。

ステップＳ６６において閾値Ｆｈ以上の利得を有しないと判定されたとき（ステップＳ６６：Ｎ）、又はステップＳ６８に続いて、画像処理部は、周波数解析部３００の垂直方向周波数解析部３０４において、垂直方向周波数解析ステップとして、入力画像の垂直方向の空間周波数を解析する（ステップＳ７０）。そして、画像処理部は、処理切替制御部３１０の垂直方向ヒストグラム算出部３２４において、垂直方向ヒストグラム算出ステップとして、ステップＳ７０で解析された入力画像の垂直方向の空間周波数の解析結果に基づいてヒストグラムを算出する（ステップＳ７２）。

次に、画像処理部は、切替判定部３４０の垂直方向切替判定部３４４において、閾値Ｆｖ以上の利得を有するか否かを判定し（ステップＳ７４）、閾値Ｆｖ以上の利得を有すると判定したとき（ステップＳ７４：Ｙ）、ずれ量記憶部２２に記憶されるずれ量のｙ成分、又はずれ量記憶部２２から読み出されるずれ量のｙ成分を０に設定する（ステップＳ７６）。

ステップＳ７４において閾値Ｆｖ以上の利得を有しないと判定されたとき（ステップＳ７４：Ｎ）、又はステップＳ７６に続いて、画像処理部は、ずれ量算出部２４において、ずれ量取得ステップとして、ずれ量記憶部２２からのずれ量、又はｘ方向又はｙ方向のいずれかが０に設定されたずれ量を取得する（ステップＳ７８）。そして、画像処理部は、ずれ量算出部２４において、ずれ量算出ステップとして、図７及び図８で説明したように、ステップＳ７８で取得されたずれ量に基づいて、表示画像のＲ成分及びＢ成分の全サブ画素のずれ量を算出する（ステップＳ８０）。

その後、画像処理部は、画像信号補正部２６において、画像信号補正ステップとして、図９で説明したように、サブ画素毎に、ステップＳ８０で算出されたずれ量に基づいて、当該サブ画素位置の画像信号を補正し（ステップＳ８２）、一連の処理を終了する（エンド）。画像信号補正ステップにおいて、０以外のずれ量を用いて画像信号を補正した場合には、ずれ量に応じて画像信号が補間されるが、０に設定されたずれ量を用いて図９に示すように画像信号を補正しても、補正処理は実質的にオフとなる。従って、画像信号の補正処理を例外なく行っても、各方向について独立に補正処理のオン・オフを制御できることを意味する。

このように画像処理部によって補正された画像信号は、投射部１００に入力される。投射部１００は、画像表示ステップとして、この画像処理部によって補正された画像信号に基づいて変調された光をスクリーンＳＣＲに投射して、画像を表示する。

図２０のステップＳ８０、ステップＳ８２は、図１５と同様であるため、説明を省略する。なお、図２０では、水平方向の周波数解析及びヒストグラム算出を行った後に、垂直方向の周波数解析を開始するものとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、垂直方向の周波数解析及びヒストグラム算出を行った後に、水平方向の周波数解析を開始してもよい。ステップＳ８２の画像信号補正ステップに先立って、高周波画像の画像信号の場合にずれ量がｘ方向及びｙ方向の少なくとも１つの方向に０が設定されていればよい。

以上のように、第２の実施形態によれば、表示画素を構成する表示サブ画素のずれが生じた場合であっても、表示画像の最端部やエッジ付近の偽色の発生や解像感の劣化を抑えることができるようになる。また、入力画像の水平方向及び垂直方向の空間周波数の解析結果に応じて画像信号の補正処理を各方向について独立に異ならせるようにしたので、例えば高周波画像に対して補正処理を行ったときに表示画像に発生するモアレを抑えることがきるようになる。

〔第３の実施形態〕
第１及び第２の実施形態では、入力画像が高周波画像である場合に、該入力画像全体の補正処理をオフするように制御していたが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明に係る第３の実施形態では、入力画像を分割した複数の分割画像を構成する各分割画像毎に周波数を解析して、分割画像毎にその解析結果に応じて補正処理を異ならせる。

以下では、入力画像を４分割する例について説明するが、本発明は入力画像の分割数に限定されるものではない。

本発明に係る第３の実施形態におけるプロジェクタの構成は、図１と同様である。但し、第３の実施形態では、ずれ量記憶部には、入力画像を分割した各分割画像の表示領域内の複数のずれ量が記憶されており、周波数解析部が、各分割画像毎に周波数を解析すると共に、処理切替制御部が、各分割画像毎に画像信号補正部の補正処理をオン・オフ制御するようになっている。

図２１（Ａ）、図２１（Ｂ）に、第３の実施形態におけるずれ量の説明図を示す。図２１（Ａ）は、ずれ量記憶部に記憶されるずれ量の一例を表す。図２１（Ｂ）は、ずれ量記憶部に記憶されるずれ量の別の例を表す。

第３の実施形態におけるずれ量記憶部には、例えば図２１（Ａ）に示すように、投射領域ＰＡの表示画像の水平方向の縁部に沿って１６×２個のずれ量、投射領域ＰＡの表示画像の垂直方向の縁部に沿って１６×２個のずれ量が記憶される。従って、投射領域ＰＡの表示画像を４分割した各分割画像毎に、ずれ量記憶部には、複数のずれ量が記憶される。従って、各分割画像の各画素を構成するサブ画素に対応する表示サブ画素の表示位置のずれ量は、ずれ量記憶部に記憶された複数のずれ量に基づいて算出することができる。

また、第３の実施形態におけるずれ量記憶部には、例えば図２１（Ｂ）に示すように、投射領域ＰＡの表示画像の四隅と、各辺の中央部と、中心部の９個のずれ量が記憶されてもよい。この場合でも、投射領域ＰＡの表示画像を４分割した各分割画像毎に、ずれ量記憶部には、実質的に、複数のずれ量が記憶される。従って、各分割画像の各画素を構成するサブ画素に対応する表示サブ画素の表示位置のずれ量は、ずれ量記憶部に記憶された複数のずれ量に基づいて算出することができる。

図２２に、第３の実施形態における周波数解析部の動作説明図を示す。なお、図２２では、周波数解析部の解析結果を用いてヒストグラムを算出するヒストグラム算出部の動作説明図についても示している。
図２３（Ａ）、図２３（Ｂ）、図２３（Ｃ）、図２３（Ｄ）に、第３の実施形態における処理切替制御部の動作説明図を示す。図２３（Ａ）は、入力画像を４分割した分割画像のうち、第１の分割画像ＩＭＧａに対する処理切替制御部の動作説明図を表す。図２３（Ｂ）は、入力画像を４分割した分割画像のうち、第２の分割画像ＩＭＧｂに対する処理切替制御部の動作説明図を表す。図２３（Ｃ）は、入力画像を４分割した分割画像のうち、第３の分割画像ＩＭＧｃに対する処理切替制御部の動作説明図を表す。図２３（Ｄ）は、入力画像を４分割した分割画像のうち、第４の分割画像ＩＭＧｄに対する処理切替制御部の動作説明図を表す。

入力画像が入力された周波数解析部は、入力画像を４分割した分割画像毎に、例えば特徴抽出フィルタ（図２２ではエッジ検出フィルタ）処理によって入力画像の空間周波数を解析する。より具体的には、周波数解析部は、分割画像毎に、各分割画像の各サブ画素と、図２２に示すフィルタ係数を有する行列との畳み込み演算を行う。その演算結果は、利得して得られるため、処理切替制御部のヒストグラム算出部は、分割画像毎に、横軸に利得、縦軸に頻度を示すヒストグラムを生成することができる。

ヒストグラム算出部によって算出されたヒストグラムは、例えば図２３（Ａ）〜図２３（Ｄ）に示すようになる。ここで、第１の分割画像ＩＭＧａについては、閾値記憶部から閾値Ｆａが読み出され、切替判定部は、閾値Ｆａ以上の利得を有するか否かを判定する。閾値Ｆａは、所与の第３の閾値以上の周波数成分を有する画像に対する上記の畳み込み演算結果に対応する利得である。切替判定部は、閾値Ｆａ以上の利得を有すると判定したときは、第１の分割画像ＩＭＧａが高周波画像を有すると判断して、画像信号補正部２６による第１の分割画像ＩＭＧａに対する補正処理をオフするように制御する。一方、切替判定部は、閾値Ｆａ以上の利得を有しないと判定したときは、第１の分割画像ＩＭＧａが高周波画像を有しないと判断して、画像信号補正部２６による第１の分割画像ＩＭＧａに対する補正処理をオンするように制御する。このように、処理切替制御部は、閾値Ｆａを基準に、第１の分割画像ＩＭＧａの周波数解析結果に応じて画像信号補正部２６による第１の分割画像ＩＭＧａに対する補正処理を異ならせる。

同様に、第２の分割画像ＩＭＧｂについては、閾値記憶部から閾値Ｆｂ（所与の第４の閾値以上の周波数成分を有する画像に対する上記の畳み込み演算結果に対応する利得）を読み出し、処理切替制御部は、閾値Ｆｂを基準に、第２の分割画像ＩＭＧｂの周波数解析結果に応じて画像信号補正部２６による第２の分割画像ＩＭＧｂに対する補正処理を異ならせる。また、第３の分割画像ＩＭＧｃについては、閾値記憶部から閾値Ｆｃ（所与の第５の閾値以上の周波数成分を有する画像に対する上記の畳み込み演算結果に対応する利得）を読み出し、処理切替制御部は、閾値Ｆｃを基準に、第３の分割画像ＩＭＧｃの周波数解析結果に応じて画像信号補正部２６による第３の分割画像ＩＭＧｃに対する補正処理を異ならせる。更に、第４の分割画像ＩＭＧｄについては、閾値記憶部から閾値Ｆｄ（所与の第６の閾値以上の周波数成分を有する画像に対する上記の畳み込み演算結果に対応する利得）を読み出し、処理切替制御部は、閾値Ｆｄを基準に、第４の分割画像ＩＭＧｄの周波数解析結果に応じて画像信号補正部２６による第４の分割画像ＩＭＧｄに対する補正処理を異ならせる。

このような第３の実施形態における画像信号補正部２６の分割画像毎の補正処理をオン・オフ制御する画像処理部の機能は、ハードウェアで実現されてもよいし、ソフトウェア処理で実現されてもよい。第３の実施形態における画像処理部のハードウェア構成は、第１の実施形態と同様であるため説明を省略する。

図２４に、第３の実施形態における画像処理部の処理例のフロー図を示す。

例えば、ＲＯＭ８２には、予め図２４に示す処理を実現するためのプログラムが格納されており、ＣＰＵ８０がＲＯＭ８２に格納されたプログラムを読み出して該プログラムに対応した処理を実行することで、図２４に示す処理をソフトウェア処理により実現できる。

まず、第３の実施形態における画像処理部は、入力画像信号取得ステップとして、図示しない画像信号生成装置から、入力画像の各画素を構成するサブ画素に対応した入力画像信号を取得する（ステップＳ９０）。

続いて、この画像処理部は、周波数解析部において、周波数解析ステップとして、入力画像を分割した分割画像毎に空間周波数を解析する（ステップＳ９２）。そして、画像処理部は、処理切替制御部のヒストグラム算出部において、ヒストグラム算出ステップとして、ステップＳ９２で解析された分割画像毎の空間周波数の解析結果に基づいてヒストグラムを算出する（ステップＳ９４）。

次に、画像処理部は、切替判定部において、各分割画像に対応した閾値以上の利得を有するか否かを判定し（ステップＳ９６）、閾値以上の利得を有する分割画像があると判定したとき（ステップＳ９６：Ｙ）、閾値以上の利得を有する分割画像内でずれ量記憶部２２に記憶されるずれ量又はずれ量記憶部２２から読み出されるずれ量を０に設定する（ステップＳ９８）。

ステップＳ９６において、閾値以上の利得を有する分割画像がないと判定されたとき（ステップＳ９６：Ｎ）、又はステップＳ９８に続いて、画像処理部は、ずれ量算出部２４において、ずれ量取得ステップとして、ずれ量記憶部２２からのずれ量、又は０に設定されたずれ量を取得する（ステップＳ１００）。そして、画像処理部は、ずれ量算出部２４において、ずれ量算出ステップとして、図７及び図８で説明したように、ステップＳ１００で取得されたずれ量に基づいて、表示画像のＲ成分及びＢ成分の全サブ画素のずれ量を算出する（ステップＳ１０２）。

その後、画像処理部は、画像信号補正部２６において、画像信号補正ステップとして、図９で説明したように、サブ画素毎に、ステップＳ１０２で算出されたずれ量に基づいて、当該サブ画素位置の画像信号を補正し（ステップＳ１０４）、一連の処理を終了する（エンド）。画像信号補正ステップにおいて、０以外のずれ量を用いて画像信号を補正した場合には、ずれ量に応じて画像信号が補間されるが、０に設定されたずれ量を用いて図９に示すように画像信号を補正しても、補正処理は実質的にオフとなる。従って、画像信号の補正処理を例外なく行っても、分割画像毎に補正処理のオン・オフを制御できることを意味する。

このように画像処理部によって補正された画像信号は、投射部１００に入力される。投射部１００は、画像表示ステップとして、この画像処理部によって補正された画像信号に基づいて変調された光をスクリーンＳＣＲに投射して、画像を表示する。

図２４のステップＳ１０２、ステップＳ１０４は、図１５と同様であるため、説明を省略する。

なお、第３の実施形態では、分割画像毎に異なる閾値を基準に高周波画像であるか否かを判定していたが、各分割画像が共通の閾値を基準に高周波画像であるか否かを判定するようにしてもよい。

以上のように、第３の実施形態では、入力画像を分割した分割画像毎の空間周波数の解析結果に応じて、各分割画像の画像信号の補正処理をそれぞれ独立に異ならせるようにした。即ち、所与の閾値以上の周波数成分を有する分割画像内の各画素を構成するサブ画素に対応した画像信号に対して、ずれ量に基づく補正処理を省略すると共に、閾値以上の周波数成分を有しない分割画像内の各画素を構成するサブ画素に対応した画像信号に対して、ずれ量に基づく補正処理を行うようにしている。従って、第３の実施形態によれば、モアレの発生する可能性のある分割画像に対してのみモアレを抑える制御を行って、その他の分割画像については、最端部やエッジ付近の偽色の発生や解像感の劣化を抑えることができるようになる。

〔第４の実施形態〕
第１〜第３の実施形態では、画像信号補正部の補正処理をオフする場合に、ずれ量を強制的に０に設定していたが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明に係る第４の実施形態では、画像信号補正部に対し、直接、処理のイネーブル制御を行うことで、画像信号補正部の補正処理のオン・オフ制御を行う。

図２５に、本発明に係る第４の実施形態における画像表示装置としてのプロジェクタの構成例のブロック図を示す。図２５において、図１と同様の部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。

第４の実施形態におけるプロジェクタ４００は、画像処理部４１０と、投射部１００を含む。第４の実施形態における画像処理部４１０が、第１の実施形態における画像処理部２０と異なる点は、処理切替制御部３０からの処理切替制御信号により、画像信号補正部の補正処理を直接的にオン・オフできる点である。このため、画像処理部４１０が含む画像信号補正部４１２は、処理切替制御信号により補正処理をオフするとき、ずれ量算出部２４からのずれ量を０に設定してもよいし、処理切替制御信号により画像信号補正部４１２の補正処理をそのままスキップして省略してもよい。以下では、処理切替制御信号により画像信号補正部４１２の補正処理をそのままスキップして省略することで、画像信号補正部４１２の補正処理をオフするものとする。

このような第４の実施形態における画像信号補正部４１２の補正処理をオン・オフ制御する画像処理部４１０の機能は、ハードウェアで実現されてもよいし、ソフトウェア処理で実現されてもよい。第４の実施形態における画像処理部のハードウェア構成は、第１の実施形態と同様であるため説明を省略する。

図２６に、第４の実施形態における画像処理部４１０の処理例のフロー図を示す。

例えば、ＲＯＭ８２には、予め図２６に示す処理を実現するためのプログラムが格納されており、ＣＰＵ８０がＲＯＭ８２に格納されたプログラムを読み出して該プログラムに対応した処理を実行することで、図２６に示す処理をソフトウェア処理により実現できる。

まず、第４の実施形態における画像処理部４１０は、入力画像信号取得ステップとして、図示しない画像信号生成装置から、入力画像の各画素を構成するサブ画素に対応した入力画像信号を取得する（ステップＳ１１０）。

続いて、画像処理部４１０は、周波数解析部２８において、周波数解析ステップとして、入力画像の空間周波数を解析する（ステップＳ１１２）。そして、画像処理部４１０は、処理切替制御部のヒストグラム算出部において、ヒストグラム算出ステップとして、ステップＳ１１２で解析された入力画像の空間周波数の解析結果に基づいてヒストグラムを算出する（ステップＳ１１４）。

次に、画像処理部４１０は、ずれ量算出部２４において、ずれ量取得ステップとして、ずれ量記憶部２２からのずれ量を取得する（ステップＳ１１６）。そして、画像処理部４１０は、ずれ量算出部２４において、ずれ量算出ステップとして、図７及び図８で説明したように、ステップＳ１１６で取得されたずれ量に基づいて、表示画像のＲ成分及びＢ成分の全サブ画素のずれ量を算出する（ステップＳ１１８）。

そして、画像処理部４１０は、処理切替制御部３０において、閾値以上の周波数成分を有するか否かを判定し（ステップＳ１２０）、閾値以上の周波数成分を有しないと判定されたとき（ステップＳ１２０：Ｙ）、入力画像が低周波画像であると判断して、画像信号補正部４１２において、画像信号補正ステップとして、ステップＳ１１８で算出されたずれ量に基づいて、入力画像の画像信号の補正処理を行い（ステップＳ１１２）、一連の処理を終了する（エンド）。

一方、ステップＳ１２０において、閾値以上の周波数成分を有すると判定されたとき（ステップＳ１２０：Ｎ）、入力画像が高周波画像であると判断して、画像信号補正部４１２の補正処理をスキップして、該補正処理を省略する制御を行い、一連の処理を終了する（エンド）。

以上のように、第４の実施形態によれば、上記の実施形態と同様に、表示画素を構成する表示サブ画素のずれが生じた場合であっても、表示画像の最端部やエッジ付近の偽色の発生や解像感の劣化を抑えることができるようになる。更に、第４の実施形態によれば、非常に簡素な制御で、画像信号補正部４１２の補正処理をオン・オフ制御することができるようになる。

以上説明したように、第１〜第４の実施形態によれば、表示サブ画素の表示位置のずれが生じる場合に、入力画像の空間周波数に応じて画像信号の補正処理を異ならせることで、表示画像の最端部やエッジ付近の偽色の発生や解像感の劣化を抑える一方で、モアレの発生を抑えた画像を表示することができるようになる。このような実施形態を採用することで、例えば、空間周波数が次第に高くなるように連続的に入力画像を与えた場合に、閾値付近の空間周波数を有する入力画像を表示するときに画像信号の補正処理が変更され、画像がシフトするように見える。

以上、本発明に係る画像処理装置、画像表示装置、画像処理方法、画像表示方法及びプログラムを上記の各実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記の各実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。

（１）上記の各実施形態では、２次元ＤＦＴ処理やエッジ検出処理を行って入力画像の空間周波数を解析するようにしていたが、本発明は、画像の周波数の解析方法に限定されるものではない。入力画像が閾値以上の周波数成分を有するか否かを判別できればよい。

（２）上記の各実施形態では、例えば水平方向と垂直方向とを独立に補正処理を異ならせたり、入力画像を分割した分割画像毎に独立に補正処理を異ならせたりしていたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、入力画像を分割した分割画像毎に、水平方向と垂直方向とを独立に補正処理を異ならせるようにしてもよい。また、例えば、ある分割画像では、水平方向と垂直方向とを独立に補正処理を異ならせ、別の分割画像では、水平方向と垂直方向とを同時に補正処理を異ならせるようにしてもよい。

（３）上記の各実施形態では、ずれ量記憶部が、表示画像内の全画素のうち代表点としてサンプリングされた複数のサブ画素のずれ量を記憶しておき、ずれ量算出部で任意のサブ画素のずれ量を算出するものとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、ずれ量記憶部は、１画面全体のずれ量を記憶しておき、ずれ量算出部を省略してもよい。

（４）上記の各実施形態では、Ｇ成分の表示サブ画素の表示位置を基準に、Ｒ成分の表示サブ画素の表示位置のずれ量及びＢ成分の表示サブ画素の表示位置のずれ量を保存していたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、Ｒ成分の表示サブ画素の表示位置を基準に、Ｇ成分の表示サブ画素の表示位置のずれ量及びＢ成分の表示サブ画素の表示位置のずれ量を保存してもよいし、Ｂ成分の表示サブ画素の表示位置を基準に、Ｒ成分の表示サブ画素の表示位置のずれ量及びＧ成分の表示サブ画素の表示位置のずれ量を保存していてもよい。

（５）上記の各実施形態では、１画素を３つの色成分のサブ画素で構成されるものとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。１画素を構成する色成分数が２、又は４以上であってもよい。

（６）上記の各実施形態では、各表示画素を構成する表示サブ画素のうちの１つの表示サブ画素の表示位置を基準位置として採用するものとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、スクリーン座標系の所定位置や各液晶パネルのパネル座標系の所定位置を基準位置としてもよい。

（７）上記の各実施形態では、光変調素子としてライトバルブを用いるものとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。光変調素子として、例えばＤＬＰ（Digital Light Processing)（登録商標）、ＬＣＯＳ（Liquid Crystal On Silicon)等を採用してもよい。

（８）上記の各実施形態では、光変調素子として、いわゆる３板式の透過型の液晶パネルを用いたライトバルブを例に説明したが、４板式以上の透過型の液晶パネルを用いたライトバルブを採用してもよい。

（９）上記の各実施形態では、全サブ画素のずれ量の補間処理方法や画像信号の補正処理方法として、バイリニア法、ニアレストネイバー法、バイキュービック法や面積階調法を例に挙げたが、本発明はこれらの処理方法に限定されるものではない。

（１０）上記の各実施形態において、本発明を、画像処理装置、画像表示装置、画像処理方法、画像表示方法、及びプログラムとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、本発明を実現するための画像表示方法の処理手順が記述されたプログラムが記録された記録媒体であってもよい。

本発明に係る第１の実施形態における画像表示装置としてのプロジェクタの構成例のブロック図。 図１の投射部の構成例を示す図。 図２の投射部によりスクリーンに投射された表示画像を構成する表示画素を模式的に示す図。 第１の実施形態におけるプロジェクタの表示サブ画素位置のずれ量を測定する測定システムの構成例のブロック図。 図４の測定システムにおける表示サブ画素位置のずれ量の取得処理例のフロー図。 第１の実施形態におけるパターン画像のパターン画像の撮像処理の一例を示す図。 図１のずれ量算出部の動作説明図。 第１の実施形態における表示サブ画素の表示位置のずれ量の説明図。 図１の画像信号補正部の動作説明図。 図１の処理切替制御部の構成例のブロック図。 図１１（Ａ）、図１１（Ｂ）は周波数解析部及び処理切替制御部の動作説明図。 第１の実施形態における画像処理部の動作説明図。 第１の実施形態における画像処理部のハードウェア構成例のブロック図。 第１の実施形態における画像処理部の処理例のフロー図。 図１４のステップＳ３２、ステップＳ３４の詳細の処理例のフロー図。 本発明に係る第２の実施形態における画像処理部の構成要部の構成例のブロック図。 図１７（Ａ）、図１７（Ｂ）は水平方向の処理切替制御の説明図。 図１８（Ａ）、図１８（Ｂ）は垂直方向の処理切替制御の説明図。 第２の実施形態における処理切替制御信号の説明図。 第２の実施形態における画像処理部の処理例のフロー図。 図２１（Ａ）、図２１（Ｂ）は第３の実施形態におけるずれ量の説明図。 第３の実施形態における周波数解析部の動作説明図。 図２３（Ａ）〜図２３（Ｄ）は第３の実施形態における処理切替制御部の動作説明図。 第３の実施形態における画像処理部の処理例のフロー図。 本発明に係る第４の実施形態における画像表示装置としてのプロジェクタの構成例のブロック図。 第４の実施形態における画像処理部の処理例のフロー図。

符号の説明

１０，４００…プロジェクタ、 ２０，４１０…画像処理部、 ２２…ずれ量記憶部、
２４…ずれ量算出部、 ２６，４１２…画像信号補正部、
２８，３００…周波数解析部、 ３０，３１０…処理切替制御部、
６０，３２０…ヒストグラム算出部、 ６２，３３０…閾値記憶部、
６４，３４０…切替判定部、 ８０…ＣＰＵ、 ８２…ＲＯＭ、 ８４…ＲＡＭ、
８６…Ｉ／Ｆ回路、 ８８…バス、 １００…投射部、 １１０…光源、
１１２，１１４…インテグレータレンズ、 １１６…偏光変換素子、
１１８…重畳レンズ、 １２０Ｒ…Ｒ用ダイクロイックミラー、
１２０Ｇ…Ｇ用ダイクロイックミラー、 １２２，１４８，１５０…反射ミラー、
１２４Ｒ…Ｒ用フィールドレンズ、 １２４Ｇ…Ｇ用フィールドレンズ、
１３０Ｒ…Ｒ用液晶パネル、 １３０Ｇ…Ｇ用液晶パネル、
１３０Ｂ…Ｂ用液晶パネル、 １４０…リレー光学系、
１４２，１４４，１４６…リレーレンズ、 １６０…クロスダイクロイックプリズム、
１７０…投射レンズ、 ２００…測定システム、 ２１０…サブ画素位置測定部、
２２０…パターン画像記憶部、 ３０２…水平方向周波数解析部、
３０４…垂直方向周波数解析部、 ３２２…水平方向ヒストグラム算出部、
３２４…垂直方向ヒストグラム算出部、 ３３２…水平方向閾値記憶部、
３３４…垂直方向閾値記憶部、 ３４２…水平方向切替判定部、
３４４…垂直方向切替判定部、 ＳＣＲ…スクリーン

Claims (15)

1. １画素を構成するサブ画素に対応した画像信号を補正する画像処理装置であって、
   表示画像内の所与の基準位置を基準として、表示画素を構成する前記サブ画素に対応した表示サブ画素の表示位置のずれ量を記憶するずれ量記憶部と、
   入力画像の空間周波数を解析し、解析結果を出力する周波数解析部と、
   前記解析結果及び前記ずれ量に基づいて、前記入力画像の各画素を構成する前記サブ画素に対応した画像信号の補正処理を行う画像信号補正部とを含み、
   前記画像信号補正部が、
   前記空間周波数に応じて異なる補正処理を行うことを特徴とする画像処理装置。
2. 請求項１において、
   前記画像信号補正部は、
   前記入力画像が所与の閾値以上の周波数成分を有するとき、前記補正処理を省略すると共に、
   前記入力画像が前記閾値以上の周波数成分を有しないとき、前記補正処理を行うことを特徴とする画像処理装置。
3. 請求項１において、
   前記周波数解析部の解析結果に基づいて前記ずれ量記憶部からのずれ量を変更することで、前記画像信号補正部の前記補正処理を異ならせることを特徴とする画像処理装置。
4. 請求項１乃至３のいずれかにおいて、
   前記周波数解析部は、
   前記入力画像の水平方向の空間周波数を解析する水平方向周波数解析部を含み、
   前記画像信号補正部は、
   前記入力画像の水平方向に第１の閾値以上の周波数成分を有するとき、前記入力画像の水平方向に並ぶサブ画素に対応した画像信号の補正処理を省略すると共に、
   前記入力画像の水平方向に前記第１の閾値以上の周波数成分を有しないとき、前記入力画像の水平方向に並ぶサブ画素に対応した画像信号の補正処理を行うことを特徴とする画像処理装置。
5. 請求項１乃至４のいずれかにおいて、
   前記周波数解析部は、
   前記入力画像の垂直方向の空間周波数を解析する垂直方向周波数解析部を含み、
   前記画像信号補正部は、
   前記入力画像の垂直方向に第２の閾値以上の周波数成分を有するとき、前記入力画像の垂直方向に並ぶサブ画素に対応した画像信号の補正処理を省略すると共に、
   前記入力画像の垂直方向に前記第２の閾値以上の周波数成分を有しないとき、前記入力画像の垂直方向に並ぶサブ画素に対応した画像信号の補正処理を行うことを特徴とする画像処理装置。
6. 請求項１乃至５のいずれかにおいて、
   前記画像信号補正部は、
   前記入力画像の各画素を構成する第１の色成分のサブ画素の少なくとも一部に所与の閾値以上の周波数成分を有することを条件に、前記第１の色成分の全サブ画素に対して前記補正処理を省略することを特徴とする画像処理装置。
7. 請求項１乃至６のいずれかにおいて、
   前記周波数解析部は、
   前記入力画像を分割した複数の分割画像を構成する分割画像毎に、各分割画像の空間周波数を解析し、
   前記画像信号補正部は、
   所与の閾値以上の周波数成分を有する分割画像内の各画素を構成するサブ画素に対応した画像信号に対して、前記ずれ量に基づく補正処理を省略すると共に、
   前記閾値以上の周波数成分を有しない分割画像内の各画素を構成するサブ画素に対応した画像信号に対して、前記ずれ量に基づく補正処理を行うことを特徴とする画像処理装置。
8. 請求項１乃至７のいずれかにおいて、
   前記ずれ量記憶部に記憶されたずれ量に基づいて、当該サブ画素位置におけるずれ量を算出するずれ量算出部を含み、
   前記画像信号補正部が、
   前記ずれ量算出部によって算出されたずれ量に基づいて、当該サブ画素位置に対応した画像信号に対して前記補正処理を行うことを特徴とする画像処理装置。
9. １画素を構成するサブ画素に対応した画像信号に基づいて画像表示を行う画像表示装置であって、
   請求項１乃至８のいずれか記載の画像処理装置と、
   前記画像処理装置によって補正された前記サブ画素に対応した画像信号に基づいて画像を表示する画像表示部とを含むことを特徴とする画像表示装置。
10. １画素を構成するサブ画素に対応した画像信号に基づいて画像表示を行う画像表示装置であって、
    入力画像の空間周波数に応じて、表示画素を構成する前記サブ画素に対応した表示サブ画素のずれ量に基づいて該サブ画素に対応した画像信号を補正する画像信号補正部と、
    前記画像信号補正部によって補正された前記サブ画素の画像信号に基づいて画像を表示する画像表示部とを含み、
    前記画像表示部が、
    前記空間周波数にかかわらずモアレの発生が抑制された画像を表示することを特徴とする画像表示装置。
11. １画素を構成するサブ画素に対応した画像信号を補正する画像処理方法であって、
    入力画像に対応した画像信号を取得する画像信号取得ステップと、
    表示画素を構成する前記サブ画素に対応した表示サブ画素の表示位置のずれ量に基づいて、前記入力画像の各画素を構成する前記サブ画素に対応した画像信号の補正処理を行う画像信号補正ステップと、
    前記入力画像の空間周波数を解析する周波数解析ステップとを含み、
    前記画像信号補正ステップが、
    前記空間周波数に応じて異なる補正処理を行うことを特徴とする画像処理方法。
12. 請求項１１において、
    前記画像信号補正ステップは、
    前記入力画像が所与の閾値以上の周波数成分を有するとき、前記補正処理を省略すると共に、
    前記入力画像が前記閾値以上の周波数成分を有しないとき、前記補正処理を行うことを特徴とする画像処理方法。
13. 請求項１１において、
    前記周波数解析ステップの解析結果に基づいて前記ずれ量を変更することで、前記画像信号補正ステップにおける前記補正処理を異ならせることを特徴とする画像処理方法。
14. １画素を構成するサブ画素に対応した画像信号に基づいて画像表示を行う画像表示方法であって、
    入力画像に対応した画像信号を取得する画像信号取得ステップと、
    前記入力画像の空間周波数に応じて、表示画素を構成する前記サブ画素に対応した表示サブ画素の表示位置のずれ量に基づいて該サブ画素に対応した画像信号を補正する画像信号補正ステップと、
    前記画像信号補正ステップにおいて補正された前記サブ画素の画像信号に基づいて画像を表示する画像表示ステップとを含み、
    前記画像表示ステップが、
    前記空間周波数にかかわらずモアレの発生が抑制された画像を表示することを特徴とする画像表示方法。
15. 入力画像に対応した画像信号を取得する画像信号取得部と、
    表示画素を構成するサブ画素に対応した表示サブ画素の表示位置のずれ量に基づいて、前記入力画像の各画素を構成するサブ画素に対応した画像信号の補正処理を行う画像信号補正部と、
    前記入力画像の空間周波数を解析する周波数解析部としてコンピュータを機能させ、
    前記画像信号補正部が、
    前記入力画像の空間周波数に応じて異なる補正処理を行うことを特徴とするプログラム。