JP4760098B2 - 画像表示装置の補正値作成方法、画像表示装置の補正値作成プログラム、画像表示装置、及び補正処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像表示装置の補正値作成方法、この方法をコンピュータに実行させるプログラム、このプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体、及び画像表示装置に関する。

プロジェクタ、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ等の固定画素型の画像表示装置においては、表示画面に画像を表示したときに、画面の一部に輝度出力値や色出力値等の出力特性値に分布を生じることがあり、このようなバラツキは表示画面の輝度ムラや色ムラとして認識される。このような輝度ムラ、色ムラ等は、画素を構成する素子の製造誤差等に起因するものであると考えられている。
このような輝度ムラ、色ムラ等は、出力特性値の分布を画素単位に与える電気信号を補正することにより解消できるので、従来、種々の補正方法が提案されている。

例えば、画面の分割領域毎に表示させたい輝度分布と実際の輝度分布を比較して、補正値を作成する過程をフィードバック処理することにより、最適な補正値を設定する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
また、画面を複数領域に分割し、各分割領域で異なるγ補正を実施する方法も提案されている。このγ補正曲線は、「２^ｎ＋１個の点で表される折れ線＋オフセット量」で補間されている（例えば、特許文献２参照）。
さらに、表示画面を複数の三角形領域に分割し、各三角形領域の頂点で補正値を設定する方法も提案されている。この方法における各三角形要素領域内の補正値は、各三角形領域の頂点での補正値から線形補間して求めている（例えば、特許文献３参照）。
そして、画面を複数に分割して補正量を与えるときに、分割領域境界線上の複数点での補正量から分割領域内の補正量を非線形関数で与えている技術も提案されている（例えば、特許文献４参照）。

特開平６−１０５１８５号公報 特開２０００−２９８４５０号公報 特開２０００−３１６１７０号公報（図２、〔００６８〕段落） 特開２００２−１０８２９８号公報

しかしながら、前記特許文献１乃至特許文献３に記載された方法では、画面の分割領域毎に補正値を設定するために、輝度ムラ・色ムラ処理による不自然な輝度差・色差が発生する可能性があるという問題がある。
一方、前記特許文献４に記載された方法では、滑らかな補正値が設定されるが、連続関数を設定した領域内での急峻な輝度差・色差が生じた部分での補正処理結果が不自然になってしまうという問題がある。

本発明の目的は、出力特性値の分布の状態によらず、画面全体に滑らかに出力特性値の分布の補正をすることができ、画像表示装置に高品質の画像を表示させることのできる、画像表示装置の補正値作成方法、プログラム、記録媒体、及び画像表示装置を提供することにある。

本発明は、画像表示装置の表示画面を複数の要素領域に分割し、要素領域毎に、要素領域内の出力特性値の分布を補正する多項式関数からなる出力特性値の補正値を設定することにより、前記目的を達成するものである。
具体的には、本発明に係る画像表示装置の補正値作成方法は、
表示画面内で出力特性値に分布がある画像表示手段と、入力された画像信号を前記出力特性値の分布に応じた補正値によって補正して前記画像表示手段に出力する補正手段とを備えた画像表示装置の前記補正値を作成する画像表示装置の補正値作成方法であって、
前記表示画面に表示された画像の出力特性値の分布を検出する分布検出ステップと、
検出された出力特性値の分布を分割して複数の要素領域を設定する分割要素設定ステップと、
設定された要素領域毎に、要素領域内の極値の個数を変数として次数が設定された多項式関数からなる出力特性値の補正値を設定する補正値設定ステップとを備えていることを特徴とする。

この発明によれば、要素領域毎に補正値が設定され、その補正値が要素領域内の極値の個数を変数として次数が設定された多項式関数で設定されているため、特性値のムラの目立つ部分とそうでない部分とを分けて補正値を設定することが可能となり、特にムラの目立つ部分の出力特性値の分布を重点的に補正することができ、画面全体で滑らかな補正を行って、画像表示装置に高い画質の画像を表示させることができる。
また、補正値が多項式関数として設定されることにより、最小二乗法等で求めた連続関数の未知数として補正値を格納することができるため、補正値のデータ容量を小さくすることができる。
さらに、分割された要素領域に応じて補正値である連続関数の次数が設定されるため、その領域内に存在する出力特性値の分布の極値の総数に応じて最適化した補正値を設定することができる。

本発明では、分割要素ステップの後に、各要素領域内の出力特性値の分布の極値を取る画素を選択する極値選択ステップと、
各要素領域を画成する領域節点を選択する領域節点選択ステップとを備え、
補正値設定ステップは、前記領域節点選択ステップ及び前記極値選択ステップで選択された領域節点の数と極値との和の平方根より小さい値で前記多項式関数の各変数の次数を設定するのが好ましい。

この発明によれば、領域節点を用いて多項式関数を設定することにより、隣接する要素領域のそれぞれで設定された多項式関数が選択された領域節点の部分で連続することとなるため、画面全体に滑らかに補正を行うことのできる補正値とすることができる。
また、極値を与える位置の画素を用いて多項式を設定することにより、要素領域内の出力特性値の分布を高精度に補正する適切な多項式関数を補正値として設定することができる。
さらに、補正値設定ステップで多項式関数の各変数の次数を領域節点選択ステップ及び極値選択ステップで選択された領域節点の数と極値の数との和の平方根の値より小さくすることにより、必要以上に補正値を与える係数情報が増加することがなく、補正値のデータ量を増大させることがない。

本発明では、極値選択ステップ及び領域節点選択ステップの前に、画像表示装置から該画像表示装置の画像表示手段上の画素欠陥情報を取得し、欠陥画素を前記各選択ステップの選択対象から除外する欠陥画素除外ステップを備えているのが好ましい。
この発明によれば、補正を行っても補正することのできない欠陥画素を除外して補正値を作成することができるため、設定された補正値が欠陥画素の影響を受けることなく、表示画面全体に滑らかに補正することのできる補正値を作成することができる。

本発明は、前述した画像表示装置の補正値作成方法をコンピュータに実行させるプログラム、及び、このプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体として構成することもでき、前記と同様の作用及び効果を享受することができる。
また、本発明をこのようなプログラム及び記録媒体として構成することにより、一般的なコンピュータを用いて画像表示装置の補正値作成方法を実施させることができるため、画像表示装置の補正値作成装置の汎用性が拡大する。

本発明は、さらに、前述した補正値のデータ構造を備えた画像表示装置としても構成することができる。具体的には、本発明に係る画像表示装置は、
表示画面内で出力特性値に分布がある画像表示手段と、入力された画像信号を前記出力特性値の分布に応じた補正値によって補正して前記画像表示手段に出力する補正手段とを備えた画像表示装置であって、
前記補正手段は、
前記表示画面内の出力特性値の分布を多角形状の要素領域に分割した要素分割情報を格納した要素分割情報格納部と、
分割された各要素領域に応じて設定され、要素領域内の極値の個数を変数として次数が設定された多項式関数からなる出力特性値の補正値を格納した補正値格納部と、
前記要素分割情報格納部及び前記補正値格納部により、前記要素領域毎に前記入力された画像信号の補正を行う補正処理部とを備えていることを特徴とする。

この発明によれば、分割された複数の要素領域毎に補正値が格納されているため、要素領域内の出力特性値の分布に応じた滑らかな補正を行って高画質の画像を表示することのできるプロジェクタとすることができる。
また、補正値が多項式関数の係数として格納されているので、データ量が大きくならず、補正値を格納するメモリ等の記憶領域を大きくする必要がない。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
■１．補正データ作成装置１の構成
（１）全体構成
図１には、本発明の実施形態に係るプロジェクタの補正データ作成装置１の模式図が示され、この補正データ作成装置１は、スクリーン２、ＣＣＤカメラ３、及びコンピュータ４を備え、補正データ作成対称となるプロジェクタ１００の投射画像の出力特性値の分布を補正する補正値を作成する装置である。
スクリーン２は、補正値作成対象となるプロジェクタ１００の投射画像が投影される部分であり、ＣＣＤカメラ３は、スクリーン２に投射された投射画像を撮像する撮像装置として機能し、このＣＣＤカメラ３によって撮像された投射画像は、電気信号に変換されてコンピュータ４に出力される。

コンピュータ４は、ＣＣＤカメラ３で撮像された画像を取り込んで、画像処理を行って、プロジェクタ１００の補正値を作成する部分である。
このコンピュータ４で生成された補正値は、プロジェクタ１００に設けられるメモリ等の補正値記憶手段１０１に格納され、詳しくは後述するが、プロジェクタ１００で投射画像を投射する際、この補正値記憶手段１０１に格納された要素分割情報記憶部１０１Ａに記録された要素分割情報及び補正値記憶部１０１Ｂに記録された補正値に基づいて、画像信号を補正し、投射画像が形成される。

コンピュータ４は、ＣＰＵ４１及び記憶装置４２を備えた汎用のコンピュータであり、ＣＣＤカメラ３から出力された投射画像を撮像した電気信号は、デジタル画像データに変換されて処理される。
ＣＰＵ４１は、演算領域上で展開されるプログラムとしての特性値検出手段４３、特性値分析手段４４、及び補正値生成手段４５を備えて構成される。また記憶装置４２には、これらの検出値分析値を記録保存するために、特性値分布記憶部４６、要素分割情報記憶部４７、特性値選定情報記憶部４８が記憶領域の一部に確保されている他、投射画像として理想的な出力特性値の分布を記憶した理想特性値分布記憶部４９が記憶領域の一部に確保されている。

（２）コンピュータ４内部の機能的手段の構成
(2-1)特性値検出手段４３の構成
特性値検出手段４３は、プロジェクタ１００から投射された投射画像を撮像したＣＣＤカメラ３からの出力に基づいて、出力特性値の分布を検出する部分であり、具体的には、図２及び図３の処理を実行する。
まず、特性値検出手段４３は、特性値検出用投影画像データＴＰを、補正値作成対象とあるプロジェクタ１００に画像信号として入力し、プロジェクタ１００からこの画像データに応じた投射画像をスクリーン２上の投影面上に投射させる（処理Ｓ１）。尚、この際の特性値検出用投影画像データＴＰは、一定階調の単色画像を表示させるものである。

次に、特性値検出手段４３は、投影面上に投射された投射画像を、撮像装置としてのＣＣＤカメラ３で撮影し、撮影データＡ１をデジタルデータとして取り込む（処理Ｓ２）。
最後に、撮影データＡ１にノイズ除去、歪み除去等の画像処理を行った後、画素値演算及び特性値の測定を行って、出力特性値の分布Ａ２を取得する（処理Ｓ３）。取得された出力特性値の分布は、投射される画像の画素位置と、その画素位置での出力特性値とを対応させたテーブルＴ１として取得され、特性値分布記憶部４６に記録される（処理Ｓ４：分布検出ステップ）。尚、この処理において取得される出力特性値の分布としては、輝度ムラ分布、色ムラ分布等の特性値分布が考えられる。

(2-2)特性値分析手段４４の構成
特性値分析手段４４は、特性値検出手段４３により得られた出力特性値の分布を分析する部分であり、要素領域設定手段４４１、画素欠陥情報取得手段４４２、及び特性値選定手段４４３を備えて構成され、図４に示される一連の処理を実行する。
要素領域設定手段４４１は、特性値分布記憶部４６に記録された画像Ａ３に示されるような出力特性値の分布を読み出して、表示される画像を、画像Ａ４のように、複数の要素領域に分割する。分割された各要素領域の形状や位置の情報は、記憶装置４２内の要素分割情報記憶部４７に記録保存されるとともに、補正値作成対象となるプロジェクタ１００の補正値記憶手段１０１の要素分割情報記憶部１０１Ａにも格納される。

要素分割情報記憶部１０１Ａに格納される要素分割情報は、例えば、図５に示されるように、要素領域(i)、要素領域(ii)…のように複数の矩形状の要素領域が設定されているとすると、図６に示されるように、各要素領域(i)、要素領域(ii)…間の境界を規定する節点の位置座標（Ｘa,Ｙa)、（Ｘb，Ｙb）、（Ｘc，Ｙc）、（Ｘd，Ｙd）…が要素領域毎に記録されたテーブルＴ２となっている。尚、本実施形態では、投射画像の横方向にＸ、縦方向にＹを変数として与えている。

画素欠陥情報取得手段４４２は、プロジェクタ１００を構成する液晶パネル等の光変調装置において、電圧を印加しても輝度変化を起こさない輝点や暗点等の情報をプロジェクタ１００の補正値記憶手段１０１の画素欠陥情報記憶部１０１Ｃから取得する部分である。プロジェクタ１００の補正値記憶手段１０１への画素欠陥情報の書き込みは、予めプロジェクタ１００から画像を投影し、このような欠陥画素の有無を検査して、該当する欠陥画素が見つかったら、その位置座標を書き込むことにより行われる。
この画素欠陥情報取得手段４４２は、取得した画素欠陥情報に基づいて、後述する特性値の選定に際して、このような欠陥画素を選択対象から除外する（欠陥画素除外ステップ）。

特性値選定手段４４３は、図４に示されるように、画像Ａ５からグラフＧ１のような出力特性の分布が得られたら、要素領域内で出力特性値の傾きがゼロになる極大値Ｈ１及び極小値Ｌ１等の極値を選定する部分である。尚、図４においては、説明の便宜のため、変数ＸのみでグラフＧ１及び極大値Ｈ１、極小値Ｌ１の選定を行っているが、実際には、投射画像はＸ方向及びＹ方向の二次元的拡がりを有するので、出力特性値は、変数Ｘ、変数Ｙという画素位置の関数で与えられる。以下、特性値選定手段４４３についてより詳細に説明する。

特性値選定手段４４３は、図７のフローチャートに示される処理を実行する。
まず、特性値選定手段４４３は、特性値分布記憶部４６から、例えば、画像Ａ６のようなある要素領域における出力特性値の分布を取得する（処理Ｓ５）。
次に、特性値選定手段４４３は、得られた出力特性値の分布において、画像Ａ７のように出力特性値の分布の勾配の絶対値がゼロになる点を抽出し、これに基づいて、極値を取る画素位置と、その部分の極値の大きさ（出力特性値）とを対応付けたテーブルＴ３を生成する（処理Ｓ６）。
そして、テーブルＴ３に基づいて、特性値選定手段４４３は、補正値生成に用いる極値の選定を行う（処理Ｓ７：極値選択ステップ）。

ここで、処理Ｓ７における極値の選定方法については、次のような方法を採用することができる。
(a)予め補正値作成に用いる極値の数を設定する方法
予め補正値作成に用いる極値の数を設定して極値の選定を行う場合、特性値選定手段４４３は、図８のフローチャートに示される処理を実行する。
まず、予め、特性値の大きさの順で上位から選定される極値の数ｂ及び下位から選定される極値の数ｃを設定した後、特性値選定手段４４３は、前記のテーブルＴ３の極値のうち、既に選定された極値であるかどうかを表す選定フラグが設定されていない極値のうち、特性値の大きさの順で最上位の極値を取得する（処理Ｓ８）。

次に、特性値選定手段４４３は、取得した特性値の大きさの順で最上位である極値の距離Ｒ以内の領域に既に選定フラグが設定された極値があるかないかを判定する（処理Ｓ９）。選定フラグが設定された極値があった場合、選定不可フラグ、例えば、「×」のようなフラグ設定を行い（処理Ｓ１０）、処理Ｓ８からを実行する。
距離Ｒ以内の領域に選定フラグ設定された極値がないと判定された場合、特性値選定手段４４３は、その極値に例えば、「特性値の大きさの順で上位から選定された第１番目の極値」を意味する「Ｈ１」といった選定フラグを設定する（処理Ｓ１１：極値選択ステップ）。
特性値選定手段４４３は、最初に設定した特性値の大きさの順で上位から選定される極値の数ｂまで選定フラグが設定されたか否かを判定する（処理Ｓ１２）。その数に至らない場合は、特性値選定手段４４３は、処理Ｓ８からの処理を繰り返す。

特性値の大きさの順で上位から選定される極値の選定が終了したら、特性値選定手段４４３は、前記テーブルＴ３の中から、選定フラグが設定されていない極値のうち、特性値の大きさの順で最下位の極値を取得する（処理Ｓ１３）。
次に、特性値選定手段４４３は、最上位の場合と同様に、距離Ｒ内に既に選定フラグが設定された極値があるかないかを判定し（処理Ｓ１４）、選定フラグが設定された極値がある場合、取得した極値に対して選定不可フラグ設定を行い（処理Ｓ１５）、処理Ｓ１３からを実行する。
距離Ｒ以内の領域に選定フラグが設定された極値がないと判定された場合、特性値選定手段４４３は、その極値に例えば、「特性値の大きさの順で下位から選定された第１番目の極値」を意味する「Ｌ１」といった選定フラグを設定する（処理Ｓ１６：極値選択ステップ）。
最後に、特性値選定手段４４３は、特性値の大きさの順で下位から選定される極値の数ｃまで選定フラグが設定されているか否かを判定し（処理Ｓ１７）、特性値の大きさの順で下位から選定される極値の数がｃになるまで、処理Ｓ１３以降の処理を繰り返す。

特性値選定手段４４３によるこのような一連の処理により、図９に示されるように、テーブルＴ４のような特性値の大きさの順で上位から選定される極値の数ｂ及び下位から選定される極値の数ｃ、及び距離Ｒを選定条件として指定することにより、テーブルＴ５の選定フラグにＨ１、Ｌ１〜Ｌ３が付されたレコードが補正値を生成するための出力特性値として選択されることとなる。尚、これら選択条件の指定は、特性値選定手段４４３がコンピュータの画面上に入力項目を表示して、操作者に指定条件の入力を促すことにより実現することができる。
このような選択方法によれば、補正値を表す関数の次数を予め設定することとなるので、高次・低次関数のいずれを採用するかによって補正値の容量を自在に調節することが可能となる。

(b)極値の特性値の大きさで閾値を設定し、極値を選定する方法
他の方法としては、極値の特性値の大きさで閾値を設定し、補正値生成用の極値の選定を行う方法が考えられ、この場合、特性値選定手段４４３は、図１０のフローチャートに示される処理を実行する。
まず、予め、極値の特性値の大きさに関する上位側の閾値Ｖmax、下位側の閾値Ｖminを設定した後、特性値選定手段４４３は、フラグ設定されていない極値のうち、特性値の大きさの順で最上位の極値を取得する（処理Ｓ１８）。
次に、特性値選定手段４４３は、取得した特性値の大きさの順で最上位である極値の距離Ｒ以内の領域に既に選定フラグが設定された極値があるかないかを判定する（処理Ｓ１９）。選定フラグが設定された極値があった場合、選定不可フラグ、例えば、「×」のような選択不可フラグ設定を行い（処理Ｓ２０）、処理Ｓ１８からを実行する。

距離Ｒ以内の領域に選定フラグ設定された極値がないと判定された場合、特性値選定手段４４３は、その極値に例えば、「特性値の大きさの順で上位から選定された第１番目の極値」を意味する「Ｈ１」といった選定フラグを設定する（処理Ｓ２１：極値選択ステップ）。
特性値選定手段４４３は、最初に設定した閾値Ｖmaxより特性値が大きな極値すべてについて、上記処理Ｓ１８〜処理Ｓ２１の処理を行ったか否かを判定し（処理Ｓ２２）、閾値Ｖmaxよりも特性値が大きな極値すべてについて上記処理を行うまで繰り返す。
すべてについて処理を行ったら、特性値選定手段４４３は、特性値の大きさの順で上位から選定された極値の数ｂをカウントし、メモリ上にストアする（処理Ｓ２３）。

上位側極値の選定が終了したら、特性値選定手段４４３は、選定フラグが設定されていない極値のうち、特性値の大きさの順で最下位の極値を取得する（処理Ｓ２４）。
次に、上位側極値選定の場合と同様に、距離Ｒ以内の領域に選定フラグが設定された極値があるか否かを判定し（処理Ｓ２５）、選定フラグが設定された極値がある場合、取得した極値に対して選択不可フラグ「×」等の設定を行い（処理Ｓ２６）、処理Ｓ２４からを実行する。
距離Ｒ以内の領域に選定フラグが設定された極値がないと判定された場合、特性値選定手段４４３は、選定フラグを設定し（処理Ｓ２７：極値選択ステップ）、閾値Ｖminよりも特性値が小さな極値すべてについて処理を実行したか否かを判定する（処理Ｓ２８）。
特性値が閾値Ｖmin以下のすべての極値に関して上記処理Ｓ２４〜処理Ｓ２８が実行されたら、選定フラグが設定された特性値の大きさの順で下位から選定された極値の数cをカウントしメモリ上にストアする（処理Ｓ２９）。

特性値選定手段４４３によるこのような一連の処理によって、図１１に示されるように、テーブルＴ６のような極値の特性値の大きさに関する上位側の閾値Ｖmax、極値の特性値の大きさに関する下位側の閾値Ｖmin、及び距離Ｒを選定条件として指定することにより、テーブルＴ７の選定フラグにＨ１、Ｌ１〜Ｌ３が付されたレコードが補正値を生成するための出力特性値として選択されることとなり、その際の補正値生成に用いる特性値の大きさの順で上位から選定された極値の数ｂ、特性値の大きさの順で下位から選定された極値の数ｃを取得することができる。
このような選択方法によれば、補正値を与える関数の精密さを、閾値の設定の仕方によって調整することが可能となる。

以上のような処理によって特性値選定手段４４３により得られた補正値生成用の極値の選定後、図１２に示されるように、特性値選定手段４４３は、選定フラグＨ１、Ｌ１〜Ｌ３と、その極値の位置座標及び出力特性値とを対応させたテーブルＴ９を、各要素領域で生成する。
加えて、特性値選定手段４４３は、このテーブルＴ９に各要素領域を画成する境界節点のフラグＢ１〜Ｂ４と、その境界節点の位置座標及び出力特性値とを対応させたレコードを加え（領域節点選択ステップ）、補正値作成用のテーブルとして、記憶装置４２の特性値選定情報記憶部４８に格納する。

(2-3)補正値生成手段４５の構成
補正値生成手段４５は、前述した特性値選定手段４４３で選定された極値及び領域節点に基づいて、出力特性値の分布を補正する補正値を与える関数を生成する部分であり、具体的には、図１３のフローチャートに示される処理を実行する。
まず、補正値生成手段４５は、特性値選定情報記憶部４８より、選定済み特性値に関する情報を取得する（処理Ｓ３０）。尚、選定済み特性値に関する情報は、各要素領域のグラフＧ２を与える領域節点Ｂ１、Ｂ２及び極値Ｈ１、Ｌ１の位置情報及び出力特性値である。
次に、補正値生成手段４５は、要素分割情報記憶部４７より、表示画面を分割した各要素領域の位置情報を取得する（処理Ｓ３１）。

そして、補正値生成手段４５は、理想特性値分布記憶部４９から理想的な出力特性値の分布を取得し（処理Ｓ３２）、これに基づいて、補正値を与える関数Ｇ３の演算を行う（処理Ｓ３３：補正値設定ステップ）。補正値を与える関数Ｇ３は、領域節点Ｂ１、Ｂ２及び極値Ｈ１、Ｌ１で与えられる出力特性値の分布Ｇ２を相殺して理想的な出力特性値の分布に近づけるような関数として設定することができ、領域節点の数と極値の数との和の平方根より小さい値で多項式関数の各変数の次数が設定され、最小二乗法により補正値を与える多項式関数の各項の係数が算出される。
最後に、補正値生成手段４５は、設定された関数を、プロジェクタ１００の補正値記憶手段１０１の補正値記憶部１０１Ｂに書き込んで補正値を記録保存する（処理Ｓ３４）。

ここで、補正値生成手段４５による補正値となる多項式関数の設定方法をより詳細に説明すると、次のようになる。
まず、図１４に示されるように、矩形状の要素領域において、４つの領域境界節点Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄが選択され、要素領域内部で特性値の大きさで上位から選定された極値である点Ｅ、Ｆ、Ｇが選択され、特性値の大きさで下位から選定された極値である点Ｈ、Ｉが特性値選定手段４４３によって選択されたとすると、領域境界節点数ａ＝４、特性値の大きさで上位から選定された極値である点の数ｂ＝３、特性値の大きさで下位から選定された極値である点の数ｃ＝２となる。
境界節点数ａ、極値を取る点の数ｂ＋ｃに基づいて、多項式関数の次数ｄを下記式（１）となるように設定したとする。

この場合に要素領域内で任意の出力特性値を補正する関数は、未知係数Ｃijを含む式（２）で与えられる。

そして、補正値を与える関数は、図１４の各点Ａ〜Ｉにおける位置座標Ｘ、Ｙと出力特性値Ｖを式（２）に代入して得られる連立方程式から未知係数Ｃijを求めることにより得ることができる。
しかしながら、上記式（１）の等号、不等号の状態によっては、未知係数の取り扱いに相違が生じる。
まず、式（１）の等号が成立している場合、すなわち、ｄ＝２の場合ａ＋ｂ＋ｃ＝９なので等号が成立し、未知係数Ｃijは、次の式（３）によって求めることができる。

一方、式（１）の等号が成立していない場合、例えば、点Ａ〜Ｚという極値の数があり、各点の値を代入した式の数に対して、求めるべきＣijの数が少ない場合、まず、以下の式（４）によって未知係数Ｃijを求める。

次に、求められた未知係数Ｃijに対して、境界上の出力特性値の値から未知係数の増分δＣijを算出して未知係数Ｃijを補正する。例えば、４つの未知係数Ｃ00〜Ｃ11が式（４）によって算出されたら、要素領域の境界上の出力特性値に基づいて、δＣ00〜Ｃ11を求め、式（５）に示されるように、補正後のＣ”00〜Ｃ”11を補正値とする。
このように式（１）の関係が不等号の場合、得られた補正値を与える関数の関数値が要素領域毎に個別に設定され、要素領域の境界部分でそれぞれの補正値にギャップが生じないように配慮する必要があるからである。

以上のようにして求められた補正値を与える関数の係数は、図１５に示されるように、各要素領域の要素領域番号(i)、(ii)…毎に多項式関数の係数が設定され、プロジェクタ１００の補正値記憶手段１０１の補正値記憶部１０１Ｂに格納される。
このような補正値を関数の係数として格納することにより、従来の画素毎に補正値を格納した場合よりも、補正値のデータ量を大幅に削減することができ、かつ要素領域の出力特性値の分布に応じた関数により補正することができるため、投射画像を滑らかに補正することが可能となる。

■２．補正データ作成装置１の作用
次に、前述した各処理を実行する機能的手段を備えた補正データ作成装置１の作用について、図１６に示されるフローチャートに基づいて説明する。
まず、特性値検出手段４３は、スクリーン２上に投影されたパターン画像をＣＣＤカメラ３に撮影させ、この撮像データに画像処理を施して投射画像の出力特性値の分布を検出し（処理Ｓ３５：分布検出ステップ）、特性値分布記憶部４６に記録保存する。
次に、要素領域設定手段４４１は、取得された出力特性値の分布を複数の要素領域に分割し（処理Ｓ３６：分割要素設定ステップ）、分割された要素領域情報を、コンピュータ４の記憶装置４２の要素分割情報記憶部４７、及びプロジェクタ１００の要素分割情報記憶部１０１Ａに記録保存する（処理Ｓ３７）。

要素分割情報の記録保存が終了したら、画素欠陥情報取得手段４４２は、プロジェクタ１００の画素欠陥情報記憶部１０１Ｃに格納された画素欠陥情報を取得し（処理Ｓ３８）、欠陥画素については、特性値選定手段４４３による選択対象から除外する（処理Ｓ３９：欠陥画素除外ステップ）。
次に、特性値選定手段４４３は、補正値生成に利用するために、要素領域内の極値の位置及び出力特性値を取得し（処理Ｓ４１：極値選択ステップ）、さらに、各要素領域を画成する領域節点の位置及び出力特性値を取得し（処理Ｓ４２：領域節点選択ステップ）、これらの特性値選定情報を特性値選定情報記憶部４８に格納する。

そして、補正値生成手段４５は、特性値選定情報記憶部４８に格納された特性値選定情報に基づいて、選定された特性値の個数、すなわち、領域節点の数及び極値の数に基づいて、多項式関数の次数を設定し（処理Ｓ４２）、これに基づいて、最小二乗法等の方法によって補正値を与える多項式関数の演算を行って未知係数Ｃijを求める（処理Ｓ４３：補正値設定ステップ）。
最後に、補正値生成手段４５は、求められた道係数Ｃijを図１５に示されるようなテーブルＴ１０のような形でプロジェクタ１００の補正値記憶手段１０１の補正値記憶部１０１Ｂに格納する（処理Ｓ４４）。
尚、この補正データ作成装置１による出力特性値の分布の補正値は、輝度ムラ、色ムラ等出力特性値の種類に応じて作成され、前記テーブルＴ１０も出力特性値の種類に応じた補正値が補正値記憶部１０１Ｂに格納されることとなる。

■３．プロジェクタ１００の構成
前述した補正データ作成装置１によって補正値が作成されたプロジェクタ１００の画像処理回路は、図１７に示されるように、Ａ／Ｄ変換器１０２、変換処理部１０３、Ｄ／Ａ変換器１０４、及び液晶表示装置駆動回路１０５を備えて構成され、ＲＧＢ端子１０６から入力される画像信号は、この画像処理回路によって処理されて液晶表示装置上に光学像が形成される。
Ａ／Ｄ変換器１０２は、アナログ信号として入力される画像信号をデジタル変換する部分であり、デジタル化された画像信号は、変換処理部１０３に出力される。

補正処理部としての変換処理部１０３は、前述した補正データ作成装置１によって作成された補正値記憶手段１０１を備えている。変換処理部１０３は、入力される画像信号をこの補正値記憶手段１０１に基づいて変換し、画像信号に対応する出力特性値となるように画像信号を補正する。
この補正値記憶手段１０１には、輝度ムラ、色ムラ等の出力特性の相違や、階調の相違に応じた複数の補正値テーブルが格納されている。変換処理部１０３は、入力される画像信号の階調に応じて、輝度ムラ、色ムラ等の補正値を記録したそれぞれのテーブルを参照して画像信号の補正を行う。尚、入力画像信号の階調判定は、フレーム単位で行われ、画面全体の階調を平均化したり、最も面積の広い部分の画像の階調に基づいて行うことができる。

Ｄ／Ａ変換器１０４は、変換処理部１０３によって補正された画像信号をアナログ変換して液晶表示装置駆動回路１０５に出力する部分である。
液晶表示装置駆動回路１０５は、Ｄ／Ａ変換器１０４を介して入力される補正された画像信号に基づいて、液晶表示装置を駆動し、出力特性の分布が解消された投射画像がスクリーン上に投射されることとなる。

■４．実施形態の変形
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
前述した実施形態では、式（１）による補正値を与える多項式関数の次数の設定を行っているが、要するに、多項式関数の次数ｄは、選定された極値の数ｂ及びｃと、補正値を算出する際に用いる領域節点の数ａとの和の平方根よりも小さければよく、次数ｄが高ければ高い程、より高精度の補正値を得ることができる一方、次数ｄを低く設定すれば、補正処理手段による画像処理演算が簡単化され、プロジェクタの画像処理手段の負担を軽減することができる。

また、前記実施形態では、プロジェクタ１００の投射画像を補正するために、要素分割情報、補正値を生成していたが、本発明はこれに限られない。すなわち、薄型の液晶表示装置や、ＰＤＰ、有機ＥＬディスプレイ等の自己発光型の画像表示装置に本発明を適用してもよい。
その他、本発明の実施の際の具体的な構造及び形状等は、本発明の目的を達成できる範囲で他の構造等としてもよい。

本発明は、プロジェクタに適用できる他、ＰＤＰ、有機ＥＬディスプレイ等の画像表示装置に好適に用いることができる。

本発明の実施形態に係る補正データ作成装置の構成を表す模式図。 前記実施形態における特性値検出手段による出力特性値の検出方法を表す模式図。 前記実施形態における特性値検出手段の作用を表すフローチャート。 前記実施形態における特性値分析手段の分析手順を表す模式図。 前記実施形態における要素領域設定手段による要素分割を説明するための模式図。 前記実施形態における要素領域設定手段による要素分割情報の構造を表す模式図。 前記実施形態における特性値選定手段の作用を表すフローチャート。 前記実施形態における特性値選定手段の作用を表すフローチャート。 前記実施形態における特性値選定手段の作用を説明するための模式図。 前記実施形態における特性値選定手段の作用を表すフローチャート。 前記実施形態における特性値選定手段の作用を説明するための模式図。 前記実施形態における特性値選定手段による特性値選定情報の構造を表す模式図。 前記実施形態における補正値生成手段による補正値生成の手順を表すフローチャート。 前記実施形態における補正値生成手段による補正値生成を説明するための模式図。 前記実施形態における補正値生成手段により生成された補正値を与える関数を格納したデータ構造を表す模式図。 前記実施形態における補正値作成方法の手順を表すフローチャート。 前記実施形態における補正データ作成装置により作成された補正値が格納された補正値記憶手段を備えたプロジェクタの画像処理回路の模式図。

符号の説明

１…補正データ作成装置、４３…特性値検出手段、４４…特性値分析手段、４５…補正値生成手段、１００…プロジェクタ、１０１…補正値記憶手段、１０１Ａ…補正値記憶部、４４１…要素領域設定手段、４４２…画素欠陥情報取得手段、４４３…特性値選定手段、Ｓ４、Ｓ３５…分布検出ステップ、Ｓ７、Ｓ１１、Ｓ１６、Ｓ２１、Ｓ２７、Ｓ４１…極値選択ステップ、Ｓ３３、Ｓ４３…補正値設定ステップ、Ｓ３６…分割要素設定ステップ、Ｓ３９…欠陥画素除外ステップ、Ｓ４２…領域節点選択ステップ

Claims (5)

1. 表示画面に画像を表示するための画像信号の補正値を生成する画像表示装置の補正値作成方法であって、
   前記表示画面に表示された画像の出力特性値の分布を検出する分布検出ステップと、
   前記表示画面を分割して複数の領域を設定する分割領域設定ステップと、
   前記各領域内の前記出力特性値の分布の極値を取る画素を選択する極値選択ステップと、
   前記各領域を構成する領域節点を選択する領域節点選択ステップと、
   多項式関数からなり、前記出力特性値の分布を相殺して理想的な出力特性値の分布に近づけるための出力特性値の補正値を、前記分割領域設定ステップにて設定された領域毎に設定する補正値設定ステップとを有し、
   前記補正値設定ステップは、前記極値選択ステップで選択された極値の数と、前記領域節点選択ステップで選択された領域節点の数との和の平方根より小さな値となるように、前記多項式関数の各変数の次数を設定することを特徴とする画像表示装置の補正値作成方法。
2. 請求項１に記載の画像表示装置の補正値作成方法において、
   前記極値選択ステップ及び領域節点選択ステップの前に、前記画像表示装置から該画像表示装置の画像表示手段上の画素欠陥情報を取得し、前記画素欠陥情報に基づき欠陥画素を特定し、前記特定された欠陥画素を前記各選択ステップの選択対象から除外する欠陥画素除外ステップを有していることを特徴とする画像表示装置の補正値作成方法。
3. コンピュータに、表示画面に表示する画像に対応した画像信号の補正値を作成させる画像表示装置の補正値作成プログラムであって、
   コンピュータに、
   前記表示画面に表示された画像の出力特性値の分布を検出する分布検出ステップと、
   前記表示画面を分割して複数の領域を設定する分割領域設定ステップと、
   前記各領域内の前記出力特性値の分布の極値を取る画素を選択する極値選択ステップと、
   前記各領域を構成する領域節点を選択する領域節点選択ステップと、
   前記分割領域設定ステップにて設定された領域毎に、前記領域内の出力特性値の分布の極値の個数を変数として次数が設定された多項式関数からなり、前記出力特性値の分布を相殺して理想的な出力特性値の分布に近づけるための出力特性値の補正値を、前記分割領域設定ステップにて設定された領域毎に作成する補正値作成ステップとを実行させ、
   前記補正値設定ステップは、前記極値選択ステップで選択された極値の数と、前記領域節点選択ステップで選択された領域節点の数との和の平方根より小さな値となるように、前記多項式関数の各変数の次数を設定することを特徴とする画像表示装置の補正値作成プログラム。
4. 表示画面内に表示される画像の出力特性値に分布がある画像表示手段と、入力された画像信号を前記出力特性値の分布に応じた補正値によって補正して前記画像表示手段に出力する補正手段とを備えた画像表示装置であって、
   前記補正手段は、
   前記表示画面を多角形状の領域に分割した領域分割情報を格納した領域分割情報格納部と、
   前記分割された各領域に応じて設定された多項式関数からなり、前記出力特性値の分布を相殺して理想的な出力特性値の分布に近づけるための出力特性値の補正値を格納した補正値格納部と、
   前記補正値に基づき、前記入力された画像信号の補正を行う補正処理部とを有し、
   前記多項式関数は、前記各領域内の前記出力特性値の分布の極値の数と、前記各領域を構成する領域節点の数との和の平方根より小さな値となるように、各変数の次数が設定されていることを特徴とする画像表示装置。
5. 画像を表示する表示画面内の出力特性値の分布を取得する分布取得部と、
   前記表示画面を多角形状の領域に分割した分割情報を格納する領域分割情報格納部と、
   前記分割した各領域に応じて設定された多項式関数からなり、前記出力特性値の分布を相殺して理想的な出力特性値の分布に近づけるための出力特性値の補正値を格納した補正値格納部と、
   前記補正値に基づき、前記入力された画像信号の補正を行う補正処理部とを有し、
   前記多項式関数は、前記各領域内の前記出力特性値の分布の極値の数と、前記各領域を構成する領域節点の数との和の平方根より小さな値となるように、各変数の次数が設定されていることを特徴とする補正処理装置。

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