JP2021010162A - 投影システム及びその投影方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、投影システム及びその投影方法を提供する。【解決手段】投影システムは、投影装置、記憶器、映像キャプチャ装置及び処理器を含み、記憶器は、複数のテストパターンと複数組の映像キャプチャパラメータとの間の対応関係を記憶している。投影装置が投影領域に複数のテストパターンを投射し、処理器は、記憶器に記憶されている対応関係に基づいて、映像キャプチャ装置が複数組の映像キャプチャパラメータを以て投影領域に対して撮影を行うことで複数のテストパターンに対応する複数の第一参照映像を得るように制御し、また、複数のテストパターン及び対応する複数の第一参照映像に基づいて、投影装置が投影映像を投影するように制御する。【選択図】図１

Description

本発明は、投影技術に関し、特に、正確に自動修正を行うことができる投影システム及びその投影方法に関する。

投影機の自動修正分野では、しばしば、摂影機を用いて投影機に対しての修正を補助することがある。詳細に言えば、投影機がテストパターン（test pattern）を投射し、摂影機は、投影された画面に対して撮影して画像を取得した後に、映像処理及びアルゴリズムに基づく計算により、投影機に対して、例えば、プリワープ（pre-warp）などの修正を行うことができる。摂影機が良好な撮影状態にあるときに、クリアなテストパターンを撮影することができるため、後続の映像処理及びアルゴリズムに基づく計算もスムーズに行うことができる。言い換えると、摂影機がクリアなテストパターンを撮ることができるかどうかは、投影機の自動修正の正確性に大きな影響を与える。

しかし、全ての状況で摂影機がクリアなテストパターンを取得し得るとは言えない。例を挙げて言うと、投影機が複数のテストパターンを連続して投射するときに、テストパターンの切り替え速度が速すぎることが原因で、摂影機が自動焦点合わせ、自動ホワイトバランス、自動露光などの操作の実行に間に合わず、摂影機が取得した映像がぼんやりしているようになる恐れがある。また、例えば、投影機の輝度が高すぎるときに、摂影機は、露光し過ぎることにより、クリアなテストパターンを得ることができない可能性もある。

なお、この「背景技術」の部分は、本発明の内容への理解を助けるためだけのものであるため、この「背景技術」の部分に開示されている内容は、当業者に知られていない技術を含む可能性がある。よって、この「背景技術」の部分に開示されている内容は、該内容、又は、本発明の１つ又は複数の実施例が解決しようとする課題が本発明の出願前に既に当業者に周知されていることを意味しない。

本発明の目的は、投影機が複数のテストパターンを連続して投射するときに、摂影機に、クリアなテストパターン映像を取得させることにより、投影機の自動修正の正確度を向上させることができる投影システム及びその投影方法を提供することにある。

本発明の他の目的及び利点は、本発明に開示される技術的特徴からさらに理解することができる。

上述の１つ又は一部又は全部の目的或いは他の目的を達成するために、本発明の一実施例によれば、投影システムが提供され、それは、投影装置、記憶器、映像キャプチャ装置及び処理器を含む。投影装置は、投影領域に複数のテストパターンを投射するために用いられる。記憶器は、複数のテストパターンと、複数組の映像キャプチャパラメータとの間の対応関係を記憶するために用いられる。映像キャプチャ装置は、投影領域に対して撮影することで、複数のテストパターンに対応する複数の第一参照映像を得るために用いられる。処理器は、記憶器、投影装置及び映像キャプチャ装置に接続され、前記対応関係に基づいて、映像キャプチャ装置が複数組の映像キャプチャパラメータを以て撮影を行うことで複数の第一参照映像を取得するように制御するために用いられ、また、処理器は、複数のテストパターン及び対応する複数の第一参照映像に基づいて、投影装置が投影映像を投射するように制御するために用いられる。

上述の１つ又は一部又は全部の目的或いは他の目的を達成するために、本発明の一実施例によれば、投影システムに用いられる投影方法が提供され、そのうち、投影システムは、投影装置、映像キャプチャ装置、記憶器及び処理器を含む。投影方法は、次のようなステップを含み、即ち、投影装置が投影領域に複数のテストパターンを投射し；処理器が記憶器に記憶されている、複数のテストパターンと複数組の映像キャプチャパラメータとの間の対応関係を取得し；映像キャプチャ装置が、前記対応関係に基づいて、複数組の映像キャプチャパラメータを以て投影領域に対して撮影を行うことで、複数のテストパターンに対応する複数の第一参照映像を取得し；及び、投影装置が複数のテストパターン及び対応する複数の第一参照映像に基づいて投影映像を投射するステップである。

上述により、本発明の実施例における投影システム及び投影方法は、映像キャプチャ装置を用いて投影装置に対しての修正を補助する前に、予め、投影装置修正時に用いられる複数のテストパターンに対応する複数の映像キャプチャパラメータを取得し、そして、複数のテストパターンと複数組の映像キャプチャパラメータとの対応関係を記憶器に記憶することができる。これにより、投影装置を実際に修正するときに、記憶器に記憶されている対応関係に基づいてテストパターンに対して撮影することで、よりクリアなテストパターンの映像を取得し、良好な修正結果を得ることができるため、投影システムの投影品質を向上させることができる。

本発明の上述の特徴及び利点をより明らかにするために、以下、実施例を挙げて、添付した図面を参照することにより、詳細に説明する。

本発明の一実施例における投影システムを示す図である。 本発明の一実施例におけるテストパターンを示す図である。 本発明の一実施例におけるテストパターンを示す図である。 本発明の一実施例におけるテストパターンを示す図である。 本発明の一実施例におけるテストパターンを示す図である。 本発明の一実施例における投影方法のフローチャートである。 本発明の一実施例における映像キャプチャパラメータ取得段階のフローチャートである。 本発明の一実施例においてストパターンに対応する映像キャプチャパラメータを取得することを示す図である。

本発明の上述及び他の技術的内容、特徴、機能及び効果は、添付した図面に基づく以下の好ましい実施例における詳細な説明により明確になる。なお、以下の実施例に言及びされる方向についての用語、例えば、上、下、左、右、前、後などは、添付した図面の方向に過ぎない。よって、使用される方向の用語は、本発明を説明するためだけのものであり、本発明を限定するためのものではない。

図1は、本発明の一実施例における投影システムを示す図である。図1に示すように、投影システムは、投影装置110、映像キャプチャ装置120、処理器130及び記憶器140を含み、そのうち、処理器130は、投影装置110、映像キャプチャ装置120及び記憶器140に接続され、投影システム全体の動作を制御するために用いられる。使用者が、投影映像を投射する必要のあるときに、投影システムを用いて投影装置110により投影領域PAに投影映像を投射することができる。本文では、投影映像という用語とは、使用者が投影システムに実際に投射させる映像（例えば、映画、写真などのマルチメディアファイル）であり、投影システム自身の素子（例えば、投影装置110、映像キャプチャ装置120）に対して修正を行うときに投影する必要のある映像又はテストパターン（test pattern）でない。即ち、投影システムが投影映像を投射する前に、投影装置は、先に修正を行って投影パラメータを調整することで、投影装置により投射される投影映像の品質を確保することができる。修正される投影パラメータを取得するプロセスが、本文では、投影装置修正段階と称され、また、投影装置修正段階が終わったら、投影装置の投影パラメータが調整されており、且つ投影システムが投影映像を投影し得ることを表すため、本文では、この段階を放映段階と称する。

本実施例では、投影装置110は、処理器130からの映像信号を受信し、その後、この映像信号に基づいて、対応する映像を投影領域PAに投影映像として投射することができる。投影装置110は、例えば、光源、ライトバルブ、投影レンズなどの複数の素子を含む。光源は、複数の可視光発光素子、複数の不可視光発光素子又はこの２種類の発光素子の組み合わせを含んでも良い。発光素子は、発光ダイオード(Light-emitting Diode，LED)又はレーザーダイオード(Laser diode，LD)であっても良いが、これに限定されない。ライトバルブは、１つ又は複数の光変調器であっても良く、光変調器は、例えば、デジタルマイクロミラーデバイス(Digital Micro-mirror Device，DMD)、LCOS(Liquid Crystal on Silicon)、液晶表示パネル(Liquid Crystal Display Panel，LCD panel)、透過型液晶パネル、又は他の空間光変調器であっても良いが、これに限られない。投影レンズは、屈折力を有する１つ又は複数の光学レンズを含む組み合わせであっても良く、光学レンズは、例えば、両凹レンズ、両凸レンズ、凹凸レンズ、凸凹レンズ、平凸レンズ、平凹レンズなどの非平面レンズ又はその各種の組み合わせを含んでも良い。なお、本発明は、投影レンズ220の形態及びその種類について限定しない。

本実施例では、映像キャプチャ装置120は、例えば、カメラ、摂影機などの電子装置であり、映像キャプチャ装置120は、１組の映像キャプチャパラメータに基づいて、投影領域PAの映像を撮影することができ、また、映像キャプチャ装置120が撮影時に使用する映像キャプチャパラメータは、調整可能なものである。本実施例では、１組の映像キャプチャパラメータが焦点距離パラメータ、ホワイトバランスパラメータ、露光パラメータなどを含むが、本発明は、これに限定されない。

本実施例では、処理器130は、投影システム全体の動作を担当し、各種の計算を行い、投影装置110と映像キャプチャ装置120の制御信号を生成し、及び映像信号を投影装置110に送信することなどを含む。処理器130は、例えば、中央処理装置（Central Processing Unit、CPU）、又は、他のプログラム可能な一般用途又は特殊用途のマイクロプロセッサ（Microprocessor）、デジタル信号処理器（Digital Signal Processor、DSP）、特定用途向け集積回路（Application Specific Integrated Circuits、ASIC）、プログラム可能な論理装置（Programmable Logic Device、PLD）、システムチップ（System on Chip，SoC）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（Field Programmable Gate Array、FPGA）、又はその類似装置、或いは、これらの装置の組み合わせにより実現することができるが、本発明は、これに限定されない。

本実施例では、記憶器140は、データを保存し、特に、複数のテストパターンと複数の映像キャプチャパラメータとの間の対応関係を格納するために用いられる。記憶器140は、例えば、RAM（Random Access Memory）、ROM（Read-Only Memory）、フレッシュメモリ（flash memory）、又は類似素子、或いは、これらの素子の組み合わせであっても良いが、本発明は、これに限られない。

なお、本発明は、投影システムにおける各素子の具体的なパッケージ方式について限定しない。幾つかの実施例では、投影装置110、映像キャプチャ装置120、処理器130及び記憶器140は、統合されて１台の投影機の形式で実現されても良い。幾つかの実施例では、投影装置110及び映像キャプチャ装置120は、別々で、２つの独立したものにより実現することもできる。

投影装置110により投影される投影映像の、投影領域PAにおける表示がより正確で且つ変形せず、歪められないようにさせるために、放映段階の前に、投影システムは、投影装置修正段階で、映像キャプチャ装置120により投影装置110に対して修正を行うことができる。よって、本実施例における投影システムでは、処理器130により、投影装置110が投影領域PAに複数のテストパターンを投射するように制御することができる。そして、処理器130は、記憶器140に記録されている、複数のテストパターンと複数組の映像キャプチャパラメータとの間の対応関係を取得し、映像キャプチャ装置120が対応関係に基づいて複数組の映像キャプチャパラメータを以て投影領域PAに対して撮影を行うことで、複数のテストパターンに対応する複数の参照映像を得るように制御することができる。最後に、処理器130は、複数のテストパターン及び対応する複数の参照映像に基づいて投影映像を投射するように制御することができる。

このようして、処理器130は、既知の複数のテストパターン及び対応する複数の参照映像に基づいて、如何に投影装置110を修正すべきかを計算（確定）し、例えば、投影装置110が投影映像を投射するときに使用する投影パラメータの調整（例えば、焦点距離、転正などの調整）又は投影映像の映像内容の調整（例えば、輝度、投影映像に対してのプリワープなどの調整）を行うことで、投影装置110が投影領域PAにおいてより正確で且つ変形せず、歪められない投影映像を投射するようにさせることができる。なお、当業者が、既知のテストパターン及び上述の参照映像に基づいて投影装置110を修正する方式、また、ニーズに応じて異なる方式で実現し得ることを理解し得るはずであるため、ここでは、その詳細な説明を省略する。

図2A乃至図2Dは、本発明の一実施例におけるテストパターンを示す図である。図2A乃至図2Dを参照する。本実施例では、投影装置修正段階に必要な複数のテストパターンが記憶器140に記憶され、例えば、複数のコーナーポイントを有する第一パターンPTN1、グリッドを有する第二パターンPTN2、市松模様を有する第三パターンPTN3、複数の色のスクエアを有する第四パターンPTN4などのテストパターンである。なお、本発明は、複数のテストパターンの具体的な数量及び内容について限定せず、当業者がニーズに応じてそれらを適切に実現しても良い。

特に、投影装置修正段階にあるときに、映像キャプチャ装置120が撮影した映像のクリアさは、修正段階の修正結果に影響することがある。よって、投影システムが修正段階にあるときに、映像キャプチャ装置120がクリアなテストパターンを撮るようにさせるために、映像キャプチャ装置120が投影領域PAに対して撮影を行って複数のテストパターンに対応する複数の参照映像を取得する前に、処理器130は、投影装置110及び映像キャプチャ装置120が対応関係を取得し、そして、対応関係を記憶器140に保存するように制御することができる。よって、本文では、本実施例における投影システムが投影装置修正段階の前に、複数のテストパターンと複数組の映像キャプチャパラメータとの間の対応関係を得るプロセスを、映像キャプチャパラメータ取得段階と称する。例えば、記憶器140は、第一パターンPTN1が第一組映像キャプチャパラメータに対応し、第二パターンPTN2が第二組映像キャプチャパラメータに対応し、第三パターンPTN3が第三組映像キャプチャパラメータに対応し、及び第四パターンPTN4が第四組映像キャプチャパラメータに対応することを記憶することができる。これにより、映像キャプチャ装置120は、投影装置修正段階で、第一組映像キャプチャパラメータを用いて第一パターンPTN1、第二組映像キャプチャパラメータを用いて第二パターンPTN2、第三組映像キャプチャパラメータを用いて第三パターンPTN3、及び第四組映像キャプチャパラメータを用いて第四パターンPTN4に対して撮影することができる。このようにして、映像キャプチャ装置120が撮影する映像のクリアさを有効に改善することができる。

図3は、本発明の一実施例における投影方法のフローチャートである。図3を参照する。投影システムが予め、複数のテストパターンと複数組の映像キャプチャパラメータとの間の対応関係を取得し、記憶器140に記憶することができる。よって、投影装置修正段階で、投影装置110が投影領域PAに複数のテストパターンを投射する（ステップS310）。処理器130が記憶器140に記録されている、複数のテストパターンと複数組の映像キャプチャパラメータとの間の対応関係を取得し（ステップS320）、その後、映像キャプチャ装置120が対応関係に基づいて複数組の映像キャプチャパラメータを以て投影領域PAに対して撮影を行い、複数のテストパターンに対応する複数の参照映像を得る（ステップS330）。最後に、処理器130は、複数のテストパターン及び対応する複数の参照映像に基づいて、投影装置110が投影映像を投射するように制御する（ステップS340）。本実施例では、投影装置修正段階で、処理器130は、複数のテストパターンと複数組の映像キャプチャパラメータとの間の対応関係に基づいて、映像キャプチャ装置120が複数のテストパターンに対応する複数の参照映像を取得するように制御し、そして、複数のテストパターン及び対応する複数の参照映像に基づいて、投影装置110が投影映像を投射するように制御する。投影装置110が例えば、先に投影領域PAに第一パターンPTN1を投射し、処理器130が記憶器140から第一パターンPTN1に対応する第一組映像キャプチャパラメータを取得し、その後、制御映像キャプチャ装置120は、第一組映像キャプチャパラメータを用いて、投影装置110が第一パターンPTN1を投影する期間内で投影領域PAに対して撮影を行い、第一パターンPTN1に対応する参照映像を得ることができる。投影装置110が例えば、続いて投影領域PAに第二パターンPTN2を投射し、処理器130が記憶器140から第二パターンPTN2に対応する第二組映像キャプチャパラメータを取得し、その後、映像キャプチャ装置120は、第二組映像キャプチャパラメータを用いて、投影装置110が第二パターンPTN2を投影する期間内で投影領域PAに対して撮影を行い、第二パターンPTN2に対応する参照映像を得ることができる。これに基づいて類推して、処理器130は、それぞれ、第一パターンPTN1、第二パターンPTN2、第三パターンPTN3及び第四パターンPTN4に対応する参照映像を取得することができる。

これにより、放映段階で、処理器130は、複数のテストパターン及びその対応する参照映像に基づいて、投影装置110が投影映像を投影するように制御し、例えば、投影装置110の投影パラメータを調整し、そして、投影装置110が調整後の投影パラメータを用いて投影映像を投影するように制御し、即ち、処理器130は、投影装置110が投影映像を投影するときに使用する投影パラメータを調整するように制御し、或いは、投影映像の映像内容を調整し、そして、投影装置110が調整後の投影映像などを投影するように制御することができる。なお、投影映像の映像内容に対しての調整は、輝度、色調（Colour Tone）、台形の修正などを含んでも良いが、本発明は、これに限定されない。

図3の実施例に紹介される投影方法により、投影装置110は、より正確に修正され得るため、放映段階で、より正確で且つ変形せず、歪められない投影映像を投射することができる。

本発明による投影システムでは、投影装置110がより正確に修正されるようにさせるため、先に映像キャプチャパラメータ取得段階で複数のテストパターンと複数組の映像キャプチャパラメータとの間の対応関係を計算し、そして、対応関係に基づいて映像キャプチャ装置120に対して修正を行っても良い。映像キャプチャパラメータ取得段階で、映像キャプチャ装置120が投影領域PAに対して撮影を行い、各テストパターンに対応する１つ又は複数の第一キャプチャ参照映像を取得し、処理器130は、各テストパターン及びその対応する１つ又は複数の第一キャプチャ参照映像に基づいて、対応関係を計算し、そのうち、対応関係とは、各テストパターンにそれぞれ対応する１組の映像キャプチャパラメータを指す。さらに言えば、複数の第一キャプチャ参照映像は、さらに、異なるテストパターンに対応する複数の第二キャプチャ参照映像を含んでも良い。

以下、実施例を挙げて複数のテストパターンと複数組の映像キャプチャパラメータとの間の対応関係の取得方式を詳細に説明する。なお、以下の実施例は、例示に過ぎず、上述の対応関係の具体的な取得方式について限定するものでない。

図4は、本発明の一実施例における映像キャプチャパラメータ取得段階のフローチャートである。映像キャプチャパラメータ取得段階が投影装置修正段階の前に発生し、映像キャプチャパラメータ取得段階は、例えば、ステップS310とS320との間に発生する。まず、投影装置110が投影領域PAに複数のテストパターンのうちの１つのテストパターンを投射し（ステップS410）、例を挙げて言えば、投影装置110は、投影領域PAに複数のテストパターンのうちの第一パターンPTN1を投射する。続いて、映像キャプチャ装置120は、少なくとも１組の映像キャプチャパラメータを用いて投影領域PAに対して撮影を行い、このテストパターンに対応する少なくとも１つのキャプチャ参照映像を取得することができる（ステップS420）。例えば、映像キャプチャ装置120は、複数組の第一映像キャプチャパラメータに基づいて、投影領域PAに対して撮影を行い、第一パターンPTN1に対応する複数の第二キャプチャ参照映像を取得し、そのうち、複数の第二キャプチャ参照映像は、第一パターンに対応する複数の第一キャプチャ参照映像である。その後、処理器130は、得られる少なくとも１つのキャプチャ参照映像及び使用される少なくとも１組の映像キャプチャパラメータに基づいて、このテストパターンに対応する１組の映像キャプチャパラメータを計算することができる（ステップS430）。例を挙げて言うと、処理器130は、各第二キャプチャ参照映像の面積情報及び複数組の第一映像キャプチャパラメータに基づいて、第一パターンPTN1に対応する１組の映像キャプチャパラメータを計算する。続いて、処理器130は、このテストパターンに対応する１組の映像キャプチャパラメータを記憶器に記録し、換言すると、処理器130は、算出した1組の映像キャプチャパラメータを記憶器140に記憶する（ステップS440）。その後、処理器130は、記録待ちの他の対応する映像キャプチャパラメータのテストパターンがあるかを判断する（ステップS450）。ある場合、ステップS410に戻り、ない場合、映像キャプチャパラメータ取得段階（ステップS460）を終了する。

具体的に言えば、本実施例では、処理器130は、先に、投影装置110が投影領域PAに第一パターンPTN1を投射するように制御することができる。続いて、処理器130は、映像キャプチャ装置120が投影領域PAに対して少なくとも一回撮影を行うように制御し、そのうち、毎回、１組の映像キャプチャパラメータを使用して、第一パターンPTN1に対応する１つのキャプチャ参照映像を取得する。その後、取得されるキャプチャ参照映像及び使用される映像キャプチャパラメータに基づいて、映像キャプチャ装置120が第一パターンPTN1を撮るのに適した１組の映像キャプチャパラメータを、第一パターンPTN1に対応する１組の映像キャプチャパラメータとして計算する。映像キャプチャ装置120が第一パターンPTN1を撮るのに適した１組の映像キャプチャパラメータとは、例えば、映像キャプチャ装置120がこの組の映像キャプチャパラメータを用いて第一パターンPTN1を撮影すれば、所定基準（例えば、十分にクリアであり、解像度が十分に高いなど）を満たす映像を得ることができるということを指す。その後、処理器130は、計算した第一パターンPTN1に対応する１組の映像キャプチャパラメータを記憶器140に格納することができる。以上のステップを繰り返すことで、処理器130は、順に、第一パターンPTN1、第二パターンPTN2、第三パターンPTN3及び第四パターンPTN4にそれぞれ対応する１組の映像キャプチャパラメータを、後続の投影装置修正段階の使用のために記憶器140に記憶することができる。

一実施例では、映像キャプチャパラメータ取得段階及び投影装置修正段階が前後して実行されても良く、投影装置110は、例えば、先に、映像キャプチャパラメータ取得段階を行い、投影領域PAに複数のテストパターンを順次投射してそれぞれ対応する１組の映像キャプチャパラメータを取得し、そして、処理器130により、後続の投影装置修正段階の使用のために記憶器140に記憶することができる。この実施例では、投影装置110は、例えば、映像キャプチャパラメータ取得段階で、投影領域PAに第一パターンPTN1、第二パターンPTN2、第三パターンPTN3及び第四パターンPTN4を順に投射して第一キャプチャ参照映像を取得し、また、投影装置修正段階でも、投影領域PAに、第一パターンPTN1、第二パターンPTN2、第三パターンPTN3及び第四パターンPTN4を順に投射して参照映像を取得することができる。

もう１つの実施例では、映像キャプチャパラメータ取得段階及び投影装置修正段階が交互に行われても良く、投影装置110は、例えば、先に、映像キャプチャパラメータ取得段階を行い、投影領域PAに第一パターンPTN1を投射して第一パターンPTN1に対応する１組の映像キャプチャパラメータを取得し、そして、処理器130により記憶器140を記憶した後に、第一パターンPTN1に対応する投影装置修正段階を行うことができる。その後、このプロセスは、他のテストパターンに対して映像キャプチャパラメータ取得段階及び投影装置修正段階を完成するまで繰り返すことができる。この実施例では、投影装置110は、例えば、先に、投影領域PAに第一パターンPTNを投射して映像キャプチャパラメータ取得段階及び投影装置修正段階を行い、その後、投影領域PAに第二パターンPTN2、第三パターンPTN3及び第四パターンPTN4を順に投射することができ、即ち、投影装置110は、異なる段階でそれぞれ同じテストパターンを投射する必要がない。

幾つかの実施例では、処理器130は、キャプチャ参照映像におけるテストパターンの面積情報、例えば、特徴面積（characteristic area）に基づいて、このキャプチャ参照映像を撮影するために用いられる１組の映像キャプチャパラメータが適切かどうかを判断することができ、そのうち、映像キャプチャパラメータは、少なくとも、焦点距離の値を含み、また、特徴面積とは、テストパターンの複数の特徴点により形成される面積を指す。図2Bにおける第二パターンPTN2を例とすると、処理器130は、第二パターンPTN2を含むキャプチャ参照映像を分析することで、面積情報のうち、第二パターンPTN2の複数の特徴点p1、p2、p3、p4を得ることができ、その後、キャプチャ参照映像におけるこれらの特徴点p1、p2、p3、p4により囲まれた面積を特徴面積として計算する。映像キャプチャ装置120が異なる映像キャプチャパラメータを用いて同じテストパターンに対して撮影するときに、得られたキャプチャ参照映像におけるこのテストパターンの特徴面積が異なるようなることがあり、また、特徴面積が小さいほど、通常、映像がクリアである。よって、幾つかの実施例では、処理器130は、特徴面積を最も小さくする１組の映像キャプチャパラメータを、このテストパターンに対応する該組の映像キャプチャパラメータとして見つけることができる。

図5は、本発明の一実施例においてテストパターンに対応する映像キャプチャパラメータを得ることを示す図である。図5に示すように、縦軸が特徴面積の大小であり、横軸が各組の映像キャプチャパラメータに含まれる焦点距離パラメータの大小である。映像キャプチャ装置120が異なる組映像キャプチャパラメータに含まれる異なる大小の焦点距離パラメータを用いて、投影領域PAに投射されるテストパターンに対して撮影するときに、得られたキャプチャ参照映像における特徴面積の大小が例えば曲線Cの傾向にあり、処理器130は、曲線Cの最も低い点minに対応する焦点距離の値を、このテストパターンに対応する焦点距離パラメータとすることができる。

一実施例では、処理器130は、映像キャプチャ装置120が先に焦点距離の値F_iを用いてテストパターンに対応する１つのキャプチャ参照映像R_iを取得し、その後、次の１つの焦点距離の値F_i+1を用いてテストパターンに対応するもう１つのキャプチャ参照映像R_i+1を取得するように制御することができる。続いて、処理器130は、この２つのキャプチャ参照映像R_i、R_i+1におけるテストパターンの特徴面積の差を計算することができる。この差が所定閾値よりも小さければ、この２つの焦点距離の値F_i、F_i+1が曲線Cの最も低い点minに対応する焦点距離の値にかなり接近していることを表するので、処理器130は、この２つの焦点距離の値F_i、F_i+1のうちの１つを、テストパターンに対応する焦点距離パラメータとして選択することができる。逆に、この差が所定閾値よりも大きければ、処理器130は、次の１つの焦点距離の値F_i+2を決定して対応するキャプチャ参照映像R_i+2を取得し、また、上述のステップを、連続した２つのキャプチャ参照映像におけるテストパターンの特徴面積の差が所定閾値よりも小さくなるまで繰り返すことができる。このように、処理器130により計算されるテストパターンに対応する１組の映像キャプチャパラメータが、複数組の映像キャプチャパラメータのうちの１つである。

例を挙げて言うと、焦点距離の値F_i+1が焦点距離の値Fよりも大きいときに、キャプチャ参照映像R_i+1におけるテストパターンの特徴面積がキャプチャ参照映像R_iにおけるテストパターンの特徴面積よりも小さく、焦点距離の値F_i+1を用いて取得するキャプチャ参照映像R_i+1が焦点距離の値Fを用いて取得するキャプチャ参照映像R_iよりもクリアであることを表す。このときに、２つのキャプチャ参照映像R_i、R_i+1におけるテストパターンの特徴面積の差が所定閾値よりも小さければ、処理器130は、例えば、焦点距離の値F_i+1をこのテストパターンに対応する焦点距離パラメータとして選択する。逆に、２つのキャプチャ参照映像R_i、R_i+1におけるテストパターンの特徴面積の差が所定閾値よりも大きければ、焦点距離の値の調整方向が正確であるが、所定基準を未だに満たさないことを表するので、処理器130は、焦点距離の値F_i+1よりも大きい焦点距離の値F_i+2を決定し、そして、焦点距離の値F_i+2に対応するキャプチャ参照映像R_i+2におけるテストパターンの特徴面積と、焦点距離の値F_i+2に対応するキャプチャ参照映像R_i+2におけるテストパターンの特徴面積とを継続して比較し、これに基づいて類推して、テストパターンに対応する焦点距離パラメータを見つけるまで、このような処理を行うことができる。

幾つかの実施例では、処理器130は、曲線Cが特定の傾向を満たすと仮定することができ、また、複数の焦点距離の値を用いて、対応する複数のキャプチャ参照映像及び複数のキャプチャ参照映像におけるテストパターンの複数の特徴面積を得た後に、直接、複数の焦点距離の値と複数の特徴面積とに対してフィッティングを行うことで、曲線Cの関数を得ることができる。このようにして、処理器130は、曲線Cの関数に基づいて、最も低い点minに対応する焦点距離の値を計算することができる。

例を挙げて言うと、処理器130により仮定される曲線Cが放物線であるとする。よって、処理器130は、映像キャプチャ装置120が少なくとも３つの焦点距離の値を用いて対応する少なくとも３つのキャプチャ参照映像、及びこの少なくとも３つのキャプチャ参照映像におけるテストパターンの少なくとも３つの特徴面積を得るように制御する。これにより、処理器130は、直接、上述の少なくとも３つの焦点距離の値と、少なくとも３つの特徴面積とに対してフィッティングを行うことで、曲線Cの放物線関数を取得し、そして、最も低い点minに対応する焦点距離の値を得ることができる。

なお、以上、１組の映像キャプチャパラメータのうちの焦点距離パラメータを例としたが、他の映像特徴を用いて分析を行い、映像キャプチャパラメータのうちの他のパラメータ、例えば、露光パラメータ、対比パラメータ、ホワイトバランスパラメータなどのパラメータ値を取得しても良い。但し、上述の実施例に説明された方法は、１組の映像キャプチャパラメータのうちの全てのパラメータに適用することができる。

図4及び図5の実施例に紹介された方式により、投影システムは、投影装置110及び映像キャプチャ装置120により、投影装置修正段階前の映像キャプチャパラメータ修正段階で、先に、複数のテストパターンに対応する複数組の映像キャプチャパラメータを取得し、そして、複数のテストパターンと複数組の映像キャプチャパラメータとの間の対応関係を、投影装置修正段階の使用のために予め記憶器140に記憶することができる。

以上のことから、本発明の実施例における投影システム及び投影方法により、映像キャプチャ装置を用いて投影装置の修正を補助する前に、予め、投影装置修正時に用いられる複数のテストパターンに対応する複数の映像キャプチャパラメータを取得し、そして、複数のテストパターンと複数組の映像キャプチャパラメータとの対応関係を記憶器に保存することができる。これにより、実際に投影装置を修正するときに、記憶器に格納されている対応関係に基づいてテストパターンを撮影することで、よりクリアなテストパターンの映像を取得し、良好な修正結果を得ることができるため、投影システムの投影品質を向上させることができる。

本発明は、前述した好適な実施例に基づいて以上のように開示されたが、前述した好適な実施例は、本発明を限定するためのものでなく、当業者は、本発明の技術思想と範囲を離脱しない限り、本発明に対して些細な変更と潤色を行うことができるので、本発明の保護範囲は、添付した特許請求の範囲に定まったものを基準とする。また、本発明の何れの実施例又は特許請求の範囲は、本発明に開示された全ての目的又は利点又は特徴を達成する必要がない。また、要約の一部と発明の名称は、文献の検索を助けるためのみのものであり、本発明の技術的範囲を限定するものでない。また、本明細書又は特許請求の範囲に言及びされている「第一」、「第二」などの用語は、要素（element）に名前を付け、又は、他の実施例又は範囲を区別するためのものみであり、要素の数上での上限又は下限を限定するためのものでない。

110：投影装置
120：映像キャプチャ装置
130：処理器
140：記憶器
C：曲線
min：最も低い点
p1、p2、p3、p4：特徴点
R_i、R_i+1：キャプチャ参照映像
F_i、F_i+1：焦点距離の値
PA：投影領域
PTN1：第一パターン
PTN2：第二パターン
PTN3：第三パターン
PTN4：第四パターン
S310、S320、S330、S340：投影方法のステップ
S410、S420、S430、S440、S450、S460：複数のテストパターンと複数組の映像キャプチャパラメータとの間の対応関係を取得するステップ

Claims (20)

1. 投影装置、記憶器、映像キャプチャ装置及び処理器を含む投影システムであって、
   前記投影装置は、投影領域に複数のテストパターンを投射し、
   前記記憶器は、前記複数のテストパターンと、複数組の映像キャプチャパラメータとの間の対応関係を記憶するために用いられ、
   前記映像キャプチャ装置は、前記投影領域に対して撮影を行い、前記複数のテストパターンに対応する複数の参照映像を取得し、
   前記処理器は、前記記憶器、前記投影装置及び前記映像キャプチャ装置に接続され、前記処理器は、前記対応関係に基づいて、前記映像キャプチャ装置が前記複数組の映像キャプチャパラメータを以て撮影を行うことで前記複数の参照映像を得るように制御し、また、前記処理器は、前記複数のテストパターン及び対応する前記複数の参照映像に基づいて、前記投影装置が投影映像を投影するように制御する、投影システム。
2. 請求項1に記載の投影システムであって、
   前記映像キャプチャ装置が前記投影領域に対して撮影を行い、前記複数のテストパターンに対応する前記複数の参照映像を得る前に、前記処理器は、前記投影装置及び前記映像キャプチャ装置により前記対応関係を取得し、前記対応関係を前記記憶器に記憶する、投影システム。
3. 請求項2に記載の投影システムであって、
   前記処理器が前記投影装置及び前記映像キャプチャ装置により前記対応関係を得るときに、
   前記映像キャプチャ装置は、前記投影領域に対して撮影を行い、各前記テストパターンに対応する少なくとも１つの第一キャプチャ参照映像を取得し、
   前記処理器は、各前記テストパターン及びその対応する前記少なくとも１つの第一キャプチャ参照映像に基づいて、前記対応関係を計算し、
   前記対応関係は、各前記テストパターンに対応する１組の映像キャプチャパラメータを示す、投影システム。
4. 請求項3に記載の投影システムであって、
   前記処理器が前記投影装置及び前記映像キャプチャ装置により前記対応関係を得るときに、
   前記投影装置は、前記投影領域に前記複数のテストパターンのうちの１つの第一パターンを投影し、
   前記映像キャプチャ装置は、複数組の第一映像キャプチャパラメータに基づいて前記投影領域に対して撮影を行い、複数の第二キャプチャ参照映像を取得し、前記複数の第二キャプチャ参照映像は、前記第一パターンに対応する少なくとも１つの前記第一キャプチャ参照映像であり、
   前記処理器は、各前記第二キャプチャ参照映像における面積情報及び前記複数組の第一映像キャプチャパラメータに基づいて、前記第一パターンに対応する１組の映像キャプチャパラメータを計算する、投影システム。
5. 請求項4に記載の投影システムであって、
   前記面積情報は、前記第一パターンの複数の特徴点により形成される特徴面積を含む、投影システム。
6. 請求項5に記載の投影システムであって、
   前記処理器により計算される前記第一パターンに対応する１組の映像キャプチャパラメータが、前記複数組の第一映像キャプチャパラメータのうちの1つである、投影システム。
7. 請求項6に記載の投影システムであって、
   前記処理器が前記第一パターンに対応する１組の映像キャプチャパラメータに基づいて得る前記第二キャプチャ参照映像における特徴面積が、前記複数の第二キャプチャ参照映像の複数の特徴面積のうちの最も小さいものである、投影システム。
8. 請求項1に記載の投影システムであって、
   １組の映像キャプチャパラメータが、焦点距離パラメータ、ホワイトバランスパラメータ、及び露光パラメータのうちの少なくとも１つを含む、投影システム。
9. 請求項1に記載の投影システムであって、
   前記処理器は、前記複数のテストパターン及び対応する前記複数の参照映像に基づいて、前記投影装置が前記投影映像を投影するときに使用する投影パラメータを調整する、投影システム。
10. 請求項1に記載の投影システムであって、
    前記処理器により、前記複数のテストパターン及び対応する前記複数の参照映像に基づいて、前記投影装置が前記投影映像を投影するように制御するときに、
    前記複数のテストパターン及び対応する前記複数の参照映像に基づいて、前記投影映像の映像内容を調整し、
    前記投影装置が調整後の前記投影映像を投影するように調整する、投影システム。
11. 投影システムに用いる投影方法であって、
    前記投影システムは、投影装置、映像キャプチャ装置、記憶器及び処理器を含み、
    前記投影方法は、
    前記投影装置が投影領域に複数のテストパターンを投影し；
    前記処理器が前記記憶器に記憶されている、前記複数のテストパターンと複数組の映像キャプチャパラメータとの間の対応関係を取得し；
    前記映像キャプチャ装置が前記対応関係に基づいて、前記複数組の映像キャプチャパラメータを以て前記投影領域に対して撮影を行うことで、前記複数のテストパターンに対応する複数の参照映像を取得し、及び
    前記投影装置が前記複数のテストパターン及び対応する前記複数の参照映像に基づいて投影映像を投影するステップを含む、投影方法。
12. 請求項11に記載の投影方法であって、
    前記映像キャプチャ装置が前記対応関係に基づいて、前記複数組の映像キャプチャパラメータを以て前記投影領域に対して撮影を行うことで、前記複数のテストパターンに対応する前記複数の参照映像を取得するステップの前に、前記投影方法は、
    前記投影装置及び前記映像キャプチャ装置が前記対応関係を取得し；及び
    前記処理器が前記対応関係を前記記憶器に記憶するステップをさらに含む、投影方法。
13. 請求項12に記載の投影方法であって、
    前記投影装置及び前記映像キャプチャ装置が前記対応関係を取得するステップは、
    前記映像キャプチャ装置が前記投影領域に対して撮影を行い、各前記テストパターンに対応する少なくとも１つの第一キャプチャ参照映像を取得し；及び
    前記処理器が各前記テストパターン及びその対応する前記少なくとも１つの第一キャプチャ参照映像に基づいて、前記対応関係を計算するステップを含み、
    前記対応関係は、前記複数のテストパターンにそれぞれ対応する１組の映像キャプチャパラメータを示す、投影方法。
14. 請求項13に記載の投影方法であって、
    前記投影装置及び前記映像キャプチャ装置が前記対応関係を取得するステップは、
    前記投影装置が前記投影領域に前記複数のテストパターンのうちの第一パターンを投射し；
    前記映像キャプチャ装置が複数組の第一映像キャプチャパラメータに基づいて前記投影領域に対して撮影を行い、複数の第二キャプチャ参照映像を取得し、前記複数の第二キャプチャ参照映像が前記第一パターンに対応する少なくとも１つの前記第一キャプチャ参照映像であり；及び
    前記処理器が各前記第二キャプチャ参照映像における面積情報及び前記複数組の第一映像キャプチャパラメータに基づいて、前記第一パターンに対応する１組の映像キャプチャパラメータを計算するステップを含む、投影方法。
15. 請求項14に記載の投影方法であって、
    前記面積情報は、前記第一パターンの複数の特徴点により形成される特徴面積を含む、投影方法。
16. 請求項15に記載の投影方法であって、
    前記処理器が計算する前記第一パターンに対応する１組の映像キャプチャパラメータが、前記複数組の第一映像キャプチャパラメータのうちの１つである、投影方法。
17. 請求項16に記載の投影方法であって、
    前記処理器が前記第一パターンに対応する１組の映像キャプチャパラメータに基づいて得る前記第二キャプチャ参照映像における特徴面積が、前記複数の第二キャプチャ参照映像の複数の特徴面積のうちの最も小さいものである、投影方法。
18. 請求項11に記載の投影方法であって、
    １組の映像キャプチャパラメータが、焦点距離パラメータ、ホワイトバランスパラメータ、及び露光パラメータのうちの少なくとも１つを含む、投影方法。
19. 請求項11に記載の投影方法であって、
    前記投影装置が前記複数のテストパターン及び対応する前記複数の参照映像に基づいて前記投影映像を投影するステップは、
    前記処理器が、前記複数のテストパターン及び対応する前記複数の参照映像に基づいて、前記投影装置が前記投影映像を投影するときに使用する投影パラメータを調整するステップを含む、投影方法。
20. 請求項11に記載の投影方法であって、
    前記投影装置が前記複数のテストパターン及び対応する前記複数の参照映像に基づいて前記投影映像を投影するステップは、
    前記処理器が前記複数のテストパターン及び対応する前記複数の参照映像に基づいて、前記投影映像の映像内容を調整し；及び
    前記投影装置が調整後の前記投影映像を投影するステップを含む、投影方法。