JP2013195865A - プロジェクタ、プロジェクタ制御方法及びプロジェクタ制御プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、投影画像の画質の劣化を抑制しつつ説明者の眩しさを軽減する。
【解決手段】プロジェクタ１は、プロジェクタ本体２から、画像データに基づいてスクリーン３に投影される投影画像を、撮影ユニット４で撮影して、顔位置検知部３５で人物の顔位置を検出するとともに、プロジェクタ本体２からスクリーン３までの投影距離と人物までの人物距離を距離測定ユニット５で測定して、該投影距離と該人物距離に基づいて、撮影画像の人物の顔位置を中心とする同心円パターンを、同心円パターン生成部３７で生成し、同心円パターンの同心円の領域毎に画像の輝度を輝度テーブル設定部４０で設定して、画像データにおいて該同心円パターンの同心円に対応する領域毎に、該画像データの輝度を、輝度テーブル設定部４０の設定した輝度に輝度補正部４２が補正して、補正後の画像データに基づいてプロジェクタ本体２が投影画像をスクリーン３に投影する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、プロジェクタ、プロジェクタ制御方法及びプロジェクタ制御プログラムに関し、詳細には、投影画像の画質の劣化を抑制しつつ説明者が受ける眩しさを軽減するプロジェクタ、プロジェクタ制御方法及びプロジェクタ制御プログラムに関する。

プロジェクタは、投影光をスクリーンに投光して、スクリーン上に画像を表示し、説明者がスクリーン上に表示されている画像を手やレーザビーム等を使用して指し示しながら、プレゼンテーションや会議等での説明に使用される。

ところが、プロジェクタは、プロジェクタからスクリーンへの投影光の光路上に説明者が入ると、説明者の目に投影光が入って、眩しく感じる。

そこで、従来、投影部から画像を投影する投影光の光路上に存在する人物を検出して、検出した人物の位置情報に基づいて、投影部から投影される投影光の輝度を変化させるプロジェクタが提案されている（特許文献１参照）。すなわち、この従来のプロジェクタは、投影光の光路上に人物が存在すると、投影部から投影する投影光全体の輝度を低減することで、説明者の目に入る投影光の輝度を低減させて、眩しさを軽減している。

しかしながら、上記公報記載の従来技術にあっては、投影光の光路上に人物が存在すると、投影部から投影する投影光全体の輝度を低減することで、説明者の目に入る投影光の輝度を低減させているため、説明者の眩しさを軽減することはできるが、投影光全体の輝度が低下して、本来の画像とは異なって投影されたり、投影画像全体が見難くなる等の画像品質が劣化するという問題があった。

そこで、本発明は、投影画像の画像品質の劣化を抑制しつつ、説明者の受ける眩しさを軽減することを目的としている。

上記目的を達成するために、請求項１記載のプロジェクタは、入力される画像データに基づいて投影面に投影画像を投影する投影手段と、前記投影面を撮影する撮影手段と、前記撮影手段の撮影した撮影画像から人物の顔位置を検出する顔位置検出手段と、前記投影手段から前記投影面までの投影距離と該投影手段から前記人物までの人物距離を測定する距離測定手段と、前記投影距離と前記人物距離に基づいて、前記撮影画像の前記人物の顔位置を中心とする同心円パターンを少なくとも１つ以上生成するパターン生成手段と、前記パターン生成手段の生成した前記同心円パターンの同心円の領域毎に画像の輝度を設定する輝度設定手段と、前記画像データにおいて前記同心円パターンの前記同心円に対応する領域毎に、該画像データの輝度を、前記輝度設定手段の設定した輝度に補正する輝度補正手段と、前記輝度補正手段の補正した前記画像データに基づいて前記投影手段に投影画像を前記投影面に投影させる投影制御手段と、を備えていることを特徴としている。

本発明によれば、投影画像の画像品質の劣化を抑制しつつ、説明者の受ける眩しさを軽減することができる。

本発明の一実施例を適用したプロジェクタのブロック構成図。 スクリーンに対するプロジェクタ本体、撮影ユニット及び距離ユニットの位置関係を示す図。 顔位置検知・画像処理の説明図。 変倍２値化部による変倍処理の説明図。 スクリーンまでの距離と人物までの距離の関係を示す図。 光学変換部による画像の投影状態の説明図。 図６の画像の投影状態を合成した図。 人物の位置と同心円パターンの一例を示す図。 輝度変換テーブルの一例を示す図。 同心円パターンの各領域に対する輝度変換テーブルの割り付けの一例を示す図。 スクリーン距離と人物距離の比率と同心円パターン及び輝度の関係を示す図。 図１１の同心円パターンの各領域に割り付ける輝度を示す図。 プロジェクト制御処理を示すフローチャート。

以下、本発明の好適な実施例を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に述べる実施例は、本発明の好適な実施例であるので、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明によって不当に限定されるものではなく、また、本実施の形態で説明される構成の全てが本発明の必須の構成要件ではない。

図１〜図１３は、本発明のプロジェクタ、プロジェクタ制御方法及びプロジェクタ制御プログラムの一実施例を示す図であり、図１は、本発明のプロジェクタ、プロジェクタ制御方法及びプロジェクタ制御プログラムの一実施例を適用したプロジェクタ１のブロック構成図である。

図１において、プロジェクタ１は、プロジェクタ本体２、スクリーン３、撮影ユニット４及び距離測定ユニット５を備えており、プロジェクタ本体２に、パーソナルコンピュータ等の画像データ提供装置６が接続される。

画像データ提供装置６は、プロジェクト用の画像データが予め作成されてハードディスク等のデータ蓄積部１１に保管されており、該画像データをＩ／Ｆ（インターフェイス）１２を介して接続されているプロジェクタ本体２に、ファイルとして送信する。

プロジェクタ本体２は、後述するように、スクリーン（撮影面）３上に、フレーム枠（投影枠）ＦＬを表示するとともに、該フレーム枠ＦＬ内に、画像データ提供装置１１から提供される画像データに基づいて投影画像を投影表示する。

撮影ユニット（撮影手段）４及び距離測定ユニット５は、例えば、図２に示すように、プロジェクタ本体２に近接するとともに、撮影ユニット４の撮影部や距離測定ユニット５の測定部が、スクリーン３に対してプロジェクタ本体２の投影部の位置（図２に破線で表示）と同じ位置になるように配置されている。

撮影ユニット４は、スクリーン３に映像として投影表示された画像を撮影し、撮影した画像データ（撮影データ）を、映像信号としてプロジェクタ本体２に出力する。

距離測定ユニット（距離測定手段）５は、プロジェクタ本体２からスクリーン３までの距離及びスクリーン３の前で投影されている画像を利用して説明やプレゼンテーションを行なっている説明者（人物）までの距離を測定し、測定距離情報をプロジェクタ本体２に出力する。

プロジェクタ本体（投影手段）２は、Ｉ／Ｆ２１、ＡＤＣ（アナログ／デジタル・コンバータ）２２、セレクタ２３、信号検知部２４、画像変換部２５、光学変換部２６及び画像制御部２７等を備えており、画像制御部２７は、Ｉ／Ｆ３１、ＡＤＣ３２、第１メモリ３３、フレーム枠検知部３４、顔位置検知部３５、変倍２値化部３６、同心円パターン生成部３７、比率演算部３８、第２メモリ３９、輝度テーブル設定部４０、輝度テーブル記憶部４１、輝度補正部４２、YPbPr変換部４３、輝度合成部４４及び逆変換部４５等を備えている。

Ｉ／Ｆ２１は、画像データ提供装置６のＩ／Ｆ１２と接続され、画像データ提供装置６からアナログビデオ信号によって送信されてくる画像データのファイルを受け取ってＡＤＣ２２に出力する。

ＡＤＣ２２は、Ｉ／Ｆ２１から渡される、例えば、ＲＧＢ（赤（Red）、緑（Green）、青（Blue））のアナログビデオ信号を、デジタルの画像データ（デジタル信号）に変換し、変換したデジタル画像データをセレクタ２３及び画像制御部２のYPbPr変換部４３に出力する。

セレクタ（投影制御手段）２３には、ＡＤＣ２２からの画像データと画像制御部２からの画像データが入力され、ＡＤＣ２２からの画像データと画像制御部２からの画像データのうち、いずれか一方の画像データを信号検知部２４に出力する。

信号検知部２４は、セレクタ２３から入力される画像データ（デジタル信号）の画像サイズを検知し、検知した画像サイズと画像データを画像変換部２５に出力する。

画像変換部２５は、信号検知部２４からの画像データを、信号検知部２４の検知した画像サイズに基づいて、光学変換部２６の仕様に合わせたデータ変換を行なって、光学変換部２６に出力する。また、画像変換部２５は、画像の色再現領域が各プロジェクタによって異なるため、入力された画像の色領域と投影する画像の色領域が同等になるように色変換を行う。画像変換部２５は、最適な色変換を行なったデジタル画像データを、光学変換部２６出力する。

光学変換部２６は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device ）等の画像展開部、該画像展開部に展開している画像に投影光を照射する光源、画像を含んだ投影光をスクリーン３のフレーム枠ＦＬ面に投影させるレンズ等の光学系等を備えており、画像変換部２５からの画像をスクリーン３のフレーム枠ＦＬ内に投影する。

画像制御部２のＩ／Ｆ３１は、撮影ユニット４に接続され、撮影ユニット４で撮影された映像信号を受信して、ＡＤＣ３２に出力する。

ＡＤＣ３２は、撮影ユニット４の撮影したスクリーン３のアナログのビデオ信号（映像信号）をデジタル信号に変換し、第１メモリ３３に一定の時間間隔で保管する。なお、この格納間隔は、少なくとも後段の回路がこの時間間隔の間に一連の処理が完了する時間間隔が設定されている。

フレーム枠検知部（投影枠検出手段）３４は、第１メモリ３３に格納された撮影画像データからプロジェクタ本体２の光学変換部２６によってスクリーン３に映し出されたフレーム枠ＦＬを検知し、検知したフレーム枠情報を変倍２値化部３６に出力する。すなわち、フレーム枠検知部３４は、スクリーン３に映像が映し出された映像部の地肌レベルと、映像範囲外の地肌レベルの差分を検知し、それらの四隅の境界ラインを求めて、該境界ラインをフレーム枠ＦＬと認識する。なお、プロジェクタ本体２は、フレーム枠検知部３４がフレーム枠検知を行っている間、スクリーン３に対して輝度の高い白画像を投影することで、効率的にフレーム枠ＦＬの検知を行う。フレーム枠ＦＬは、投影画像と撮影画像の画像サイズの合わせ込み処理のときにその基準データとして使用される。

顔位置検知部（顔位置検出手段）３５は、例えば、図３（ａ）に示すように、撮影ユニット４で撮影された画像に映っているスクリーン３の前にいる人物Ｈ（説明者）の顔を認識する。具体的には、顔位置検知部３５は、第１メモリ３３に格納されている画像データから人物Ｈの顔の位置を認識し、認識結果を変倍２値化部３６に出力する。

変倍２値化部（変倍手段）３６は、フレーム枠検知部３４が検知したフレーム枠ＦＬと投影画像との画像サイズの合わせ込みを行うとともに、顔位置検知部３５が検知した顔領域を２値化して、同心円パターン生成部３７に出力する。すなわち、変倍２値化部３６は、第１メモリ３３から取得した元の投影画像の画像サイズ情報と、フレーム枠検知部３４から入力されるフレーム枠情報を比較して、比率を算出し、投影画像と同じサイズに撮影画像を変倍（拡大または縮小）する。例えば、図４（ａ）がプロジェクタ本体２からスクリーン３に白画像を投影したときの投影画像であって、図４（ｂ）が撮影ユニット４によって撮影された撮影画像であるとすると、変倍２値化部３６は、これらの投影画像と撮影画像のフレーム枠ＦＬを検知し、これらのフレーム枠ＦＬを比較して、図４（ｃ）に示すように、投影画像のフレーム枠ＦＬと撮影画像のフレーム枠ＦＬが同じサイズになるように変倍処理（図４の場合には、拡大処理）する。

また、変倍２値化部３６は、検知した顔領域の部分だけを２値化する処理を行う。例えば、図３（ａ）に示したように、スクリーン３の前に人物Ｈを検出して顔位置検知部３５が検知した顔領域を、図３（ｂ）に示すように２値化処理して、同心円パターン生成部３７に出力することで、後段の同心円パターン生成部３７の処理の負荷を軽減して回路を簡単化する。

同心円パターン生成部（パターン生成手段）３７は、変倍２値化部３６が２値化した顔領域を中心として、同心円上のパターンを生成する。例えば、図３（ｂ）の顔領域に対して、図３（ｃ）に示すような同心円上のパターンを生成して、生成したパターンデータを第２メモリ３９及び輝度テーブル設定部４０に出力する。

比率演算部３８には、図５に示すように、距離測定ユニット５からスクリーン３までの投影距離Ｌと、人物Ｈまでの人物距離Ｍが入力され、比率演算部３８は、スクリーン３までの投影距離Ｌとプロジェクタ本体２からスクリーン３の前いる人物Ｈまでの人物距離Ｍの距離の比率（Ｍ／Ｌ）を求める。この比率演算部３８の算出する比率は、「１」に近いほど、人物Ｈがスクリーン３に近い場所に位置し、比率の値が小さくなるほど、人物Ｈがスクリーン３から離れた場所に位置していることを示している。なお、比率演算部３８は、パターン生成手段の一部として機能している。

すなわち、プロジェクタ本体２は、図６に示すように、光学変換部２６において、投影画像データを、投射元画像部２６ａからレンズ２６ｂを通してスクリーン３に投影光を照射して投影画像を投影している。レンズ２６ｂは、図６では簡略化して示されているが、一般的に、レンズ２６ｂの曲面に工夫が施されていたり、複数のレンズを何枚か重ねられているものがある。いま、光学変換部２６からスクリーン３への画像の投影においては、図６（ａ）に示すように、投射元画像部２６ａの比較的中心にある投影画像の画素をスクリーン３に投影する場合、図６（ｂ）に示すように、投影元光源部２６ａの比較的右端にある投影画像の画素をスクリーン３に投影する場合、図６（ｃ）に示すように、投影元光源部２６ａの比較的左端にある投影画像の画素をスクリーン３に投影する場合等があり、これらを合成して示すと、図７のように示すことができる。

プロジェクタ本体２は、光学変換部２６によって、スクリーン３上で画像が結合するように調整され、図７の場合、光学変換部２６のレンズ２６ｂや投射元画像部２６ａからスクリーン３までの距離Ｌに合わせて光学変換部２６の調整が行われるが、光学変換部２６からの距離が、距離Ｌよりも短いと、例えば、距離Ｍであると、プロジェクタ本体２からの投影光は結像せずに結像すべき光の周辺の光も混ざり合って、より広い範囲の光が重なりあった状態、すなわち、画像がぼけた状態となる。このようにスクリーン３面から離れれてプロジェクタ本体２側に近づけば近づくほど、画像の光軸が広がって、図６（ａ）〜（ｃ）に示した広範囲の光が重なり合う。

そこで、プロジェクタ本体２は、比率演算部３８によりプロジェクタ本体２からスクリーン３までの投影距離Ｌと人物Ｈまでの人物距離Ｍの比率（Ｍ／Ｌ）を求めることにより、ある一点に対して向かってくる光の重なりあう度合いを検知し、人物Ｈの立つ位置に応じて、人物Ｈの目に入る光量の変化量を求めている。すなわち、比率演算部３８は、この人物Ｈの目に入る光による眩しさを軽減するために、人物Ｈの位置と眩しさの度合いを関係付ける係数として、投影距離Ｌと人物距離Ｍの比率（Ｍ／Ｌ）を求めている。

そして、同心円パターン生成部３７は、比率演算部３８が求めた比率に応じて、人物Ｈが受ける光の影響度を抑える同心円パターンを生成する。すなわち、同心円パターン生成部３７は、図８に示すように、人物Ｈがスクリーン３に最も近い位置（図８（ａ））から少しスクリーン３から離れた位置（図８（ｂ））、さらに、スクリーン３から離れた位置（図８（ｃ））、そして、スクリーン３から最も離れた位置（図８（ｄ））等のように複数の人物Ｈの位置を設定して、それぞれの位置における光軸の広がりに応じて同心円パターンの数を多くする同心円パターンを生成する。

すなわち、図８（ａ）で示すように人物Ｈがスクリーン３に最も近い位置にいるときには、同心円パターンＥ１は、１重で人物Ｈの目に入る光量を抑制することができるが、人物Ｈが、図８（ｂ）から図８（ｄ）へとスクリーン３から離れてプロジェクタ本体２に近い方の位置にいるときには、プロジェクタ本体２からの投影光の影響を受ける光軸の広がりが広くなるため、同心円パターン生成部３７は、例えば、図８（ｂ）の場合は、２重同心円パターンＥ２、図８（ｃ）の場合は、３重同心円パターンＥ３、図８（ｄ）の場合は、４重同心円パターンＥ４というように、同心円パターンの範囲を広げて、投影光が人物Ｈの目に入る影響度を抑制できる同心円パターンを生成する。

同心円パターン生成部３７は、生成した同心円パターンを第２メモリ３９及び輝度テーブル設定部４０に出力する。

第２メモリ３９は、同心円パターン生成部３７の生成した同心円パターンを格納し、輝度テーブル設定部４０は、第２メモリ３９に同心円パターンを格納するときに、それぞれの同心円パターン毎に輝度情報を付加する。輝度テーブル記憶部（輝度テーブル記憶手段）４１は、画像データの輝度と変換後の輝度とを対応させた輝度情報が予め格納されており、輝度情報としては、図９（ａ）〜（ｈ）に示すように、例えば、８段階の輝度変換テーブルが格納されている。

輝度テーブル設定部（輝度設定手段）４０は、同心円パターン生成部３７からの同心円パターンに基づいて、輝度テーブル記憶部４１の８段階の輝度変換テーブルのうち、どの輝度変換テーブルを使用するかを決定して、該輝度変換テーブルを示す輝度変換情報を第２メモリ３９の同心円パターンに付加する。なお、図９では、図９（ａ）が、元の輝度値の値にかかわらず、変換後の輝度を「０」とする変換テーブル、図９（ｈ）が、元の輝度値と同じ輝度値を変換後の輝度値とする輝度変換テーブル、すなわち、輝度を変換しない輝度変換テーブルであって、図９（ａ）から図９（ｈ）までの輝度変換度合いをリニアに変化させて生成されているのが、図９（ｂ）〜図９（ｇ）の輝度変換テーブルである。すなわち、図９（ａ）に近い輝度変換テーブルほど、元の輝度値を低減する度合いが大きい輝度変換テーブルとなっている。

そして、輝度テーブル設定部４０は、同心円パターン生成部３７から受け取った同心円パターンに対して、上記８種類の輝度変換テーブルのうち、どの輝度変換テーブルを適用するかの関連付けを行う。例えば、図８に示すよう、同心円パターンの一番内側の領域Ｅ１には、輝度テーブル設定部４０は、矢印Ｅ１で示すように、図９の８段階ある輝度変換テーブルのうち、図９（ａ）に示す１番目の輝度変換テーブルを割り付ける。

すなわち、人物Ｈの顔の中央である同心円パターンの１番内側はどのような画像が入ってきても輝度を「０」とするようなテーブルを割り付ける。次に、輝度テーブル設定部４０は、図１０の同心円パターンの内側から２つ目の領域Ｅ２には、矢印Ｅ２で示すように、図９（ｂ）に示す２番目の輝度変換テーブルを割り付け、同心円パターンの内側から３つ目の領域Ｅ３には矢印Ｅ３で示すように、図９（ｄ）に示す４番目の輝度変換テーブルを割り付ける。さらに、輝度テーブル設定部４０は、図１０の同心円パターンの内側から４つ目の領域Ｅ４には矢印Ｅ４で示すように、図９（ｆ）の６番目の輝度変換テーブルを割り付け、最も外側の領域Ｅ５には、矢印Ｅ５で示すように、輝度を変更しない図９（ｈ）に示す８番目の輝度変換テーブルを割り付ける。

このように、輝度テーブル設定部４０は、人物Ｈの目への影響度が大きい領域ほど投影光の輝度を下げるように輝度変換テーブルを割り付け、第２メモリ３９上に輝度テーブル情報を付加した同心円パターンを生成する。

輝度テーブル設定部４０は、図１０に示したような同心円パターンに対しては、図１１に示すように、同心円パターンの１番中央の同心円パターン領域Ｅ１が、輝度「０」であり、同心円パターン領域Ｅ１〜Ｅ５が外側にいくにつれて輝度値が順に上がって、最も外側の同心円パターン領域Ｅ５で、輝度値は元々の輝度値と同じになって、最も自然で画像への違和感が最小限に抑えられた輝度制御となっている。

そして、この同心円パターンの輝度値は、図１２に示すように、プロジェクタ本体２からスクリーン３までの投影距離Ｌと人物Ｈまでの人物距離Ｍの比率（Ｍ／Ｌ）によって変わる。

図１２（ａ）は、Ｌ：Ｍ＝１００：９９のときの同心円パターンの大きさ（顔の幅）と輝度が示されており、例えば、プロジェクタ本体２からスクリーン３までの投影距離Ｌが１０ｍで、スクリーン３から１０ｃｍ離れたところに人物Ｈがいる場合（ほとんど、スクリーン３に密着している状態）であって、この場合の輝度値のグラフは顔の幅分のみで、輝度値を「０」にすることで、人物Ｈの目に入る光を軽減している。

図１２（ｂ）は、Ｌ：Ｍ＝１００：９８のときの同心円パターンの大きさと輝度が示されており、例えば、投影距離Ｌは、図１２（ａ）と同じで、人物Ｈがスクリーン３から２０ｃｍ離れたところにいる場合であって、輝度値のグラフが、人物Ｈの顔の幅分に顔周囲の輝度調整を行なう範囲を加えて、横から入ってくる光にも輝度を低減できるようにしている。

同様に、図１２（ｃ）は、Ｌ：Ｍ＝１００：９７のときにおける同心円パターンの大きさと輝度が示されており、例えば、投影距離Ｌは、図１２（ａ）と同じで、人物Ｈがスクリーン３から３０ｃｍ離れたところにいる場合であって、輝度値のグラフが、人物Ｈの顔の幅分に顔周囲の輝度調整を行なう範囲を加えて、横から入ってくる光にも輝度を低減できるようにしている。

図１２（ｄ）は、Ｌ：Ｍ＝１００：９６のときにおける同心円パターンの大きさと輝度が示されており、例えば、投影距離Ｌは、図１２（ａ）と同じで、人物Ｈがスクリーン３から４０ｃｍ離れたところにいる場合であって、輝度値のグラフが、人物Ｈの顔の幅分に顔周囲の輝度調整を行なう範囲を加えて、横から入ってくる光にも輝度を低減できるようにしている。

図１２（ｅ）は、Ｌ：Ｍ＝１００：９７のときにおける同心円パターンの大きさと輝度が示されており、例えば、投影距離Ｌは、図１２（ａ）と同じで、人物Ｈがスクリーン３から５０ｃｍ離れたところにいる場合であって、輝度値のグラフが、人物Ｈの顔の幅分に顔周囲の輝度調整を行なう範囲を加えて、横から入ってくる光にも輝度を低減できるようにしている。

次に、YPbPr変換部４３には、画像データ提供装置６からＩ／Ｆ２１が受け取ってＡＤＣ２２がデジタル化した投影用の画像データが入力され、YPbPr変換部４３は、該投影用画像データをYPbPrフォーマットに変換して、輝度値であるＹ成分を輝度補正部４２での輝度補正時に扱い安いフォーマットに変換して輝度補正部４２に出力するとともに、PbPr成分のデータを輝度合成部４４に出力する。

なお、YPbPr変換部４３は、例えば、次式によってＲＧＢ画像データをＹPbPr画像データに変換する。

＜ＲＧＢ→ＹPbPr＞
Ｙ＝０．２１２６・Ｒ＋０．７１５２・Ｇ＋０．０７２２・Ｂ
Ｐｂ＝−０．１１４６・Ｒ−０．３８５４・Ｇ＋０．５０００・Ｂ
Ｐｒ＝０．５０００・Ｒ−０．４５４２・Ｇ−０．０４５８・Ｂ
輝度補正部（輝度補正手段）４２は、YPbPr変換部４３から入力されるＹ成分を入力画像データとして、輝度テーブル設定部４０によって第２メモリ３９に生成された同心円パターンに割り付けられた輝度変換テーブル情報に基づいて、該入力画像データの輝度を変換し、輝度補正後のＹ’成分を輝度合成部４４に出力する。

輝度合成部４４は、YPbPr変換部４３から入力されるPbPr成分のデータと輝度補正部４２から入力される輝度補正後のＹ’成分の信号を、画素がずれないようにタイミングを合わせて合成し、輝度補正部４２により輝度補正のかけられた領域だけに対して、輝度補正を行なった画像データを生成する。輝度合成部４４は、輝度合成したYPbPr画像データを逆変換部４５に出力する。

逆変換部４５は、輝度合成部４４からYPbPr画像データを元のビデオフォーマット（ＲＧＢフォーマット）に逆変換し、プロジェクタ本体２のセレクタ２３を通して信号検知部２４へ戻す。

なお、逆変換部４５は、次式によってＹPbPr画像データをＲＧＢ画像データに逆変換する。

＜ＹPbPr→ＲＧＢ＞
Ｒ＝Ｙ＋１．５７４８・Ｐｒ
Ｇ＝Ｙ−０．１８７３・Ｐｂ−０．４６８１・Ｐｒ
Ｂ＝Ｙ＋１．８５５６・Ｐｂ
なお、プロジェクタ１は、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory ）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory ）、フラッシュメモリ、フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc Read Only Memory ）、ＣＤ−ＲＷ（Compact Disc Rewritable ）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）、ＳＤ（Secure Digital）カード、ＭＯ（Magneto-Optical Disc）等のコンピュータが読み取り可能な記録媒体に記録されている本発明のプロジェクト制御方法を実行するプロジェクト制御プログラムを読み込んで図示しないＲＯＭやハードディスク等に導入することで、後述する説明者である人物Ｈの眩しさを軽減した投影を行なうプロジェクト制御方法を実行するプロジェクタとして構築されている。このプロジェクト制御プログラムは、アセンブラ、Ｃ、Ｃ＋＋、Ｃ＃、Ｊａｖａ（登録商標）等のレガシープログラミング言語やオブジェクト指向ブログラミング言語等で記述されたコンピュータ実行可能なプログラムであり、上記記録媒体に格納して頒布することができる。

次に、本実施例の作用を説明する。本実施例のプロジェクタ１は、投影画像の画像品質の劣化を抑制しつつ、説明者の受ける眩しさを軽減する。

すなわち、プロジェクタ１は、図１３に示すように、プロジェクタ１の電源がオンされると、距離測定ユニット５によって、プロジェクタ本体２からスクリーン３までの距離（スクリーン距離）Ｌを測定して、画像制御部２内または比率演算部３８内の所定のレジスタまたはメモリに格納する（ステップＳ１０１）。次に、プロジェクタ１は、プロジェクタ本体２からスクリーン３に対して輝度の高い白画像を投影して、このときに、撮影ユニット４が撮影してＡＤＣ３２がデジタル変換して第１メモリ３３に格納した撮影画像データからフレーム枠検知部３４によるフレーム枠ＦＬの検知を行う(ステップＳ１０２）。

プロジェクタ１は、変倍２値化部３６が、検知したフレーム枠ＦＬと第１メモリ３３の投影元画像のサイズを比較して、検知したフレーム枠ＦＬと投影元画像のサイズとの比率を演算し、演算結果のサイズ比率を、所定のレジスタまたはメモリに格納する(ステ１０３）。

次に、プロジェクタ１は、画像データ提供装置１１から入力される投影用画像データをＡＤＣ２２でデジタル変換し、セレクタ２３を通して信号検知部２４で画像データ（デジタル信号）の画像サイズを検知して、検知した画像サイズと画像データを画像変換部２５に出力する。そして、画像変換部２５が、信号検知部２４からの画像データを、信号検知部２４の検知した画像サイズに基づいて、光学変換部２６の仕様に合わせたデータ変換及び色変換を行なって、光学変換部２６に出力し、光学変換部２６が、画像変換部２５からの画像をスクリーン３のフレーム枠ＦＬ内に投影する(ステップＳ１０４）。

プロジェクタ１は、画像の投影を開始すると、同時に撮影ユニット４でスクリーン３の画像を読み込んで、リアルタイムに、スクリーン３のフレーム枠ＦＬ内に人物Ｈの顔があるかどうかを検知する顔位置検知処理を行って（ステップＳ１０５）、スクリーン３のフレーム枠ＦＬ内に人物Ｈの顔があるか否か判定する(ステップＳ１０６）。

ステップＳ１０６で、人物Ｈの顔がスクリーン３のフレーム枠ＦＬ内にないとき（ステップＳ１０６で、無のとき）には、プロジェクタ１は、現在のページの画像表示を継続するかチェックし（ステップＳ１１４）、現在のページの画像表示を継続するとき（ステップＳ１１４で、ＹＥＳのとき）には、ステップＳ１０４に戻って該ページの画像をスクリーン３へ継続して投影する処理から上記同様の処理を行なう（ステップＳ１０４〜Ｓ１０６、Ｓ１１４）。

ステップＳ１０６で、人物Ｈの顔がフレーム枠ＦＬ内に存在すると（ステップＳ１０６で、有のとき）には、プロジェクタ１は、距離測定ユニット５による人物Ｈまでの距離（人物距離Ｍ）を測定して比率演算部３８に出力し（ステップＳ１０７）、変倍２値化部３６が、フレーム枠検知部３４の検知したフレーム枠ＦＬと投影画像との画像サイズの合わせ込みを行うとともに、顔位置検知部３５が検知した顔領域を２値化して、同心円パターン生成部３７に出力する顔領域変倍処理及び顔領域の２値化処理を行う(ステップＳ１０９、Ｓ１０９）。

次に、プロジェクタ１は、比率演算部３８が、距離測定ユニット５の測定した人物距離ＭとステップＳ１０１で測定してメモリ等の格納されている投影距離Ｌに基づいて、人物距離Ｍと投影距離Ｌの比率（Ｍ／Ｌ）を求めて、同心円パターン生成部３７が、該比率と顔領域の２値化データに基づいて、人物距離Ｍに応じて顔周辺の同心円パターンを生成して第２メモリ３９及び輝度テーブル設定部４０に出力する(ステップＳ１１０）。

プロジェクタ１は、輝度テーブル設定部４０が、同心円パターン生成部３７からの同心円パターンに基づいて、輝度テーブル記憶部４１の８段階の輝度変換テーブルのうち、どの輝度変換テーブルを使用するかを決定、すなわち、人物距離Ｍに応じて、該輝度変換テーブルを示す輝度変換情報を第２メモリ３９の同心円パターンに付加し（ステップＳ１１１）、輝度補正部４２が、第２メモリ３９に生成された同心円パターンに割り付けられた輝度変換テーブル情報に基づいて、該入力画像データの輝度（Ｙ成分）を変換して、輝度補正後のＹ’成分を輝度合成部４４に出力する。輝度合成部４４は、YPbPr変換部４３から入力されるPbPr成分のデータと輝度補正部４２から入力される輝度補正後のＹ’成分の信号を、画素がずれないようにタイミングを合わせて合成して、輝度合成したYPbPr画像データを逆変換部４５に出力し、逆変換部４５が、輝度合成部４４からYPbPr画像データを元のビデオフォーマット（ＲＧＢフォーマット）に逆変換して、プロジェクタ映像データに反映させる（ステップＳ１１２）。

プロジェクタ１は、セレクタ２３が、画像制御部２７の逆変換部４５からの映像データを選択して信号検知部２４に出力し、信号検知部２４、画像変換部２５及び光学変換部２６を介してスクリーン３のフレーム枠ＦＬ内に画像を投影する（ステップＳ１１３）。この投影画像は、人物Ｈの顔部分の輝度が、図８、図１０〜図１２に示したように、プロジェクタ本体２から人物Ｈまでの人物距離Ｍに応じた同心円パターンに基づいて低下されているため、投影画像の劣化を抑制しつつ、人物Ｈの目に入る光量が低減されていて眩しくないようになっている。

プロジェクタ１は、人物Ｈの顔部分の輝度を低減させた投影画像をスクリーン３のフレーム枠ＦＬ内に投影すると、現在のページの画像表示を継続するかチェックし（ステップＳ１１４）、継続するときには、ステップＳ１０５に戻って、上記同様の処理を行なう（ステップＳ１０５〜Ｓ１１４）。

ステップＳ１１４で、現在のページの画像表示を継続しないとき（ステップＳ１１４で、ＮＯのとき）には、プロジェクタ１は、画像データ提供装置６から次のページの画像データが入力されたか、すなわち、次のページのプロジェクタ出力データがあるかチェックし（ステップＳ１１５）、次のページの画像データがあるとき（ステップＳ１１５で、有のとき）には、ステップＳ１０４に戻って、次のページの画像データの投影から上記同様に処理を行なう（ステップＳ１０４〜Ｓ１１５）。

ステップＳ１１５で、次の投影画像がないとき（ステップＳ１１５で、無のとき）には、プロジェクタ１は、プロジェクト制御処理を終了する。

このように、本実施例のプロジェクタ１は、入力される画像データに基づいてスクリーン（投影面）３に投影画像を投影するプロジェクタ本体（投影手段）２と、スクリーン３を撮影する撮影ユニット（撮影手段）４と、撮影ユニット４の撮影した撮影画像から人物Ｈの顔位置を検出する顔位置検知部（顔位置検出手段）３５と、プロジェクタ本体２からスクリーン３までの投影距離Ｌとプロジェクタ本体２から人物Ｈまでの人物距離Ｍを測定する距離測定ユニット（距離測定手段）５と、前記投影距離Ｌと前記人物距離Ｍに基づいて、撮影画像の人物Ｈの顔位置を中心とする同心円パターンを少なくとも１つ以上生成する同心円パターン生成部（パターン生成手段）３７と、同心円パターン生成部３７の生成した同心円パターンの同心円の領域毎に画像の輝度を設定する輝度テーブル設定部（輝度設定手段）４０と、前記画像データにおいて該同心円パターンの同心円に対応する領域毎に、該画像データの輝度を、輝度テーブル設定部４０の設定した輝度に補正する輝度補正部（輝度補正手段）４２と、輝度補正部４２の補正した前記画像データに基づいてプロジェクタ本体２に投影画像をスクリーン３に投影させるセレクタ（投影制御手段）２３と、を備えている。

したがって、プロジェクタ１から投影画像の投影されるスクリーン３の前にいる人物Ｈの顔部分の輝度のみを補正した投影画像を投影することができ、投影画像の画像品質の劣化を抑制しつつ、説明者の受ける眩しさを軽減することができる。

また、本実施例のプロジェクタ１は、入力される画像データに基づいてプロジェクタ本体２からスクリーン３に投影画像を投影する投影処理ステップと、スクリーン３を撮影する撮影処理ステップと、該撮影処理ステップで撮影された撮影画像から人物Ｈの顔位置を検出する顔位置検出処理ステップと、プロジェクタ本体２からスクリーン３までの投影距離Ｌとプロジェクタ本体２から人物Ｈまでの人物距離Ｍを測定する距離測定処理ステップと、該投影距離Ｌと該人物距離Ｍに基づいて、撮影画像の人物Ｈの顔位置を中心とする同心円パターンを少なくとも１つ以上生成するパターン生成処理ステップと、該パターン生成処理ステップで生成された同心円パターンの同心円の領域毎に画像の輝度を設定する輝度設定処理ステップと、前記画像データにおいて該同心円パターンの該同心円に対応する領域毎に、該画像データの輝度を、前記輝度設定処理ステップで設定された輝度に補正する輝度補正処理ステップと、該輝度補正処理ステップで補正された前記画像データに基づいて、前記投影処理ステップでプロジェクタ本体２に投影画像をスクリーン３に投影させる投影制御処理ステップと、を有しているプロジェクタ制御方法を実行している。

したがって、プロジェクタ１から投影画像の投影されるスクリーン３の前にいる人物Ｈの顔部分の輝度のみを補正した投影画像を投影することができ、投影画像の画像品質の劣化を抑制しつつ、説明者の受ける眩しさを軽減することができる。

さらに、本実施例のプロジェクタ１は、コンピュータに、入力される画像データに基づいてプロジェクタ本体２からスクリーン３に投影画像を投影する投影処理と、スクリーン３を撮影する撮影処理と、該撮影処理で撮影された撮影画像から人物Ｈの顔位置を検出する顔位置検出処理と、プロジェクタ本体２からスクリーン３までの投影距離Ｌとプロジェクタ本体２から人物Ｈまでの人物距離Ｍを測定する距離測定処理と、該投影距離Ｌと該人物距離Ｍに基づいて、撮影画像の人物Ｈの顔位置を中心とする同心円パターンを少なくとも１つ以上生成するパターン生成処理と、該パターン生成処理で生成された同心円パターンの同心円の領域毎に画像の輝度を設定する輝度設定処理と、前記画像データにおいて該同心円パターンの該同心円に対応する領域毎に、該画像データの輝度を、前記輝度設定処理で設定された輝度に補正する輝度補正処理と、該輝度補正処理で補正された前記画像データに基づいて、前記投影処理でプロジェクタ本体２に投影画像をスクリーン３に投影させる投影制御処理と、実行させるプロジェクタ制御プログラムを搭載している。

したがって、プロジェクタ１から投影画像の投影されるスクリーン３の前にいる人物Ｈの顔部分の輝度のみを補正した投影画像を投影することができ、投影画像の画像品質の劣化を抑制しつつ、説明者の受ける眩しさを軽減することができる。

また、本実施例のプロジェクタ１は、撮影ユニット４の撮影した撮影画像から、プロジェクタ本体２がスクリーン３に投影画像を投影する範囲を規定するために投影するフレーム枠（投影枠）ＦＬを検出するフレーム枠検知部（投影枠検出手段）３４と、撮影ユニット４の撮影した撮影画像とフレーム枠検知部３４の検出したフレーム枠ＦＬに基づいて該撮影画像を変倍する変倍２値化部（変倍手段）３６と、を備え、同心円パターン生成部（パターン生成手段）３７が、変倍２値化部３６で変倍された撮影画像の人物Ｈの顔位置を中心とする同心円パターンを少なくとも１つ以上生成している。

したがって、撮影ユニット４の撮影倍率を適切に補正して人物Ｈの顔部分の同心円パターンを生成して、人物Ｈの顔部分の輝度のみをより正確に補正した投影画像を投影することができ、投影画像の画像品質の劣化をより一層抑制しつつ、説明者の受ける眩しさをより一層適切に軽減することができる。

さらに、本実施例のプロジェクタ１は、比率演算部３８が、投影距離Ｌと人物距離Ｍの比率（Ｍ／Ｌ）を演算し、同心円パターン生成部３７が、該比率に基づいて、撮影画像の人物Ｈの顔位置を中心とする同心円パターンを少なくとも１つ以上生成している。

したがって、人物Ｈの顔部分の輝度のみをより正確に補正した投影画像を投影することができ、投影画像の画像品質の劣化をより一層抑制しつつ、説明者の受ける眩しさをより一層適切に軽減することができる。

また、本実施例のプロジェクタ１は、同心円パターン生成部３７が、人物Ｈがスクリーン３に最も近い位置に位置すると、同心円パターンとして、該人物Ｈの少なくとも顔全体を含む中心円領域のみの同心円パターンを生成し、該人物Ｈがプロジェクタ本体２に近い位置に位置するほど、該中心円領域の外側に所定幅のドーナツ状の同心円領域を有する同心円パターンを順次増やした同心円パターンを生成している。

したがって、説明者がスクリーン３の前のどの位置に移動しても、人物Ｈの位置に応じて、人物Ｈの顔部分の輝度のみをより適切に補正した投影画像を投影することができ、投影画像の画像品質の劣化をより一層抑制しつつ、説明者の受ける眩しさをより一層適切に軽減することができる。

さらに、本実施例のプロジェクタ１は、画像データの輝度と変換後の輝度とを対応させた複数の輝度変換テーブルを記憶する輝度テーブル記憶部（輝度変換テーブル記憶手段）４１を備え、輝度テーブル設定部（輝度設定手段）４０が、前記同心円パターンの同心円の領域毎に該輝度変換テーブルを割り付け、輝度補正部４２が、前記画像データの前記同心円パターンの同心円に対応する領域毎に、該同心円に割り付けられた該輝度変換テーブルを使用して、該画像データの輝度を変換補正している。

したがって、人物Ｈの顔部分の輝度のみをより正確にかつ容易に補正した投影画像を投影することができ、投影画像の画像品質の劣化をより一層抑制しつつ、説明者の受ける眩しさをより一層適切にかつ安価に軽減することができる。

以上、本発明者によってなされた発明を好適な実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施例で説明したものに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。

１ プロジェクタ
２ プロジェクタ本体
３ スクリーン
４ 撮影ユニット
５ 距離測定ユニット
６ 画像データ提供装置
１１ データ蓄積部
１２ Ｉ／Ｆ
２１ Ｉ／Ｆ
２２ ＡＤＣ
２３ セレクタ
２４ 信号検知部
２５ 画像変換部
２６ 光学変換部
２６ａ 投影元画像部
２６ｂ レンズ
２７ 画像制御部
３１ Ｉ／Ｆ
３２ ＡＤＣ
３３ 第１メモリ
３４ フレーム枠検知部
３５ 顔位置検知部
３６ 変倍２値化部
３７ 同心円パターン生成部
３８ 比率演算部
３９ 第２メモリ
４０ 輝度テーブル設定部
４１ 輝度テーブル記憶部
４２ 輝度補正部
４３ YPbPr変換部
４４ 輝度合成部
４５ 逆変換部
Ｌ スクリーン距離
Ｈ 人物
Ｍ 人物距離

特開２０１０−２１７７５６号公報

Claims (7)

1. 入力される画像データに基づいて投影面に投影画像を投影する投影手段と、
   前記投影面を撮影する撮影手段と、
   前記撮影手段の撮影した撮影画像から人物の顔位置を検出する顔位置検出手段と、
   前記投影手段から前記投影面までの投影距離と該投影手段から前記人物までの人物距離を測定する距離測定手段と、
   前記投影距離と前記人物距離に基づいて、前記撮影画像の前記人物の顔位置を中心とする同心円パターンを少なくとも１つ以上生成するパターン生成手段と、
   前記パターン生成手段の生成した前記同心円パターンの同心円の領域毎に画像の輝度を設定する輝度設定手段と、
   前記画像データにおいて前記同心円パターンの前記同心円に対応する領域毎に、該画像データの輝度を、前記輝度設定手段の設定した輝度に補正する輝度補正手段と、
   前記輝度補正手段の補正した前記画像データに基づいて前記投影手段に投影画像を前記投影面に投影させる投影制御手段と、
   を備えていることを特徴とするプロジェクタ。
2. 前記プロジェクタは、
   前記撮影手段の撮影した撮影画像から、前記投影手段が前記投影面に投影画像を投影する範囲を規定するために投影する投影枠を検出する投影枠検出手段と、
   前記撮影手段の撮影した撮影画像と前記投影枠検出手段の検出した前記投影枠に基づいて該撮影画像を変倍する変倍手段と、
   を備え、
   前記パターン生成手段は、
   前記変倍手段で変倍された前記撮影画像の前記人物の顔位置を中心とする同心円パターンを少なくとも１つ以上生成することを特徴とする請求項１記載のプロジェクタ。
3. 前記パターン生成手段は、
   前記投影距離と前記人物距離の比率を演算し、該比率に基づいて、前記撮影画像の前記人物の顔位置を中心とする同心円パターンを少なくとも１つ以上生成することを特徴とする請求項１または請求項２記載のプロジェクタ。
4. 前記パターン生成手段は、
   前記人物が前記投影面に最も近い位置に位置すると、前記同心円パターンとして、該人物の少なくとも顔全体を含む中心円領域のみの同心円パターンを生成し、該人物が前記投影手段に近い位置に位置するほど、該中心円領域の外側に所定幅のドーナツ状の同心円領域を有する同心円パターンを順次増やした同心円パターンを生成することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載のプロジェクタ。
5. 前記プロジェクタは、
   画像データの輝度と変換後の輝度とを対応させた複数の輝度変換テーブルを記憶する輝度変換テーブル記憶手段を備え、
   前記輝度設定手段は、
   前記同心円パターンの前記同心円の領域毎に前記輝度変換テーブルを割り付け、
   前記輝度補正手段は、
   前記画像データの前記同心円パターンの前記同心円に対応する領域毎に、該同心円に割り付けられた前記輝度変換テーブルを使用して、該画像データの輝度を変換補正することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載のプロジェクタ。
6. 入力される画像データに基づいて投影手段から投影面に投影画像を投影する投影処理ステップと、
   前記投影面を撮影する撮影処理ステップと、
   前記撮影処理ステップで撮影された撮影画像から人物の顔位置を検出する顔位置検出処理ステップと、
   前記投影手段から前記投影面までの投影距離と該投影手段から前記人物までの人物距離を測定する距離測定処理ステップと、
   前記投影距離と前記人物距離に基づいて、前記撮影画像の前記人物の顔位置を中心とする同心円パターンを少なくとも１つ以上生成するパターン生成処理ステップと、
   前記パターン生成処理ステップで生成された前記同心円パターンの同心円の領域毎に画像の輝度を設定する輝度設定処理ステップと、
   前記画像データにおいて前記同心円パターンの前記同心円に対応する領域毎に、該画像データの輝度を、前記輝度設定処理ステップで設定された輝度に補正する輝度補正処理ステップと、
   前記輝度補正処理ステップで補正された前記画像データに基づいて、前記投影処理ステップで前記投影手段に投影画像を前記投影面に投影させる投影制御処理ステップと、
   を有していることを特徴とするプロジェクタ制御方法。
7. コンピュータに、
   入力される画像データに基づいて投影手段から投影面に投影画像を投影する投影処理と、
   前記投影面を撮影する撮影処理と、
   前記撮影処理で撮影された撮影画像から人物の顔位置を検出する顔位置検出処理と、
   前記投影手段から前記投影面までの投影距離と該投影手段から前記人物までの人物距離を測定する距離測定処理と、
   前記投影距離と前記人物距離に基づいて、前記撮影画像の前記人物の顔位置を中心とする同心円パターンを少なくとも１つ以上生成するパターン生成処理と、
   前記パターン生成処理で生成された前記同心円パターンの同心円の領域毎に画像の輝度を設定する輝度設定処理と、
   前記画像データにおいて前記同心円パターンの前記同心円に対応する領域毎に、該画像データの輝度を、前記輝度設定処理で設定された輝度に補正する輝度補正処理と、
   前記輝度補正処理で補正された前記画像データに基づいて、前記投影処理で前記投影手段に投影画像を前記投影面に投影させる投影制御処理と、
   を実行させることを特徴とするプロジェクタ制御プログラム。

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