JP5866842B2 - 画像処理装置、画像表示装置及び画像処理方法 - Google Patents
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Description
本態様においては、第1の投射画像において第2の画素位置の輝度に対応する輝度を有する第1の投射画像内の非重畳領域内の第3の画素位置から重畳領域にかけてむらを補正するようにしたので、重畳領域における明るさの谷間等のむらを軽減することができる。
本態様によれば、第3の画素位置を基準とした色差が最小となるように、むらを補正するようにしたので、むらが補正される領域における色の変化を小さくし、タイリング表示された画像の画質を向上させることができるようになる。
本態様においては、第1のむら補正処理部による補正後の第1の画素位置と第2の投射画像内の輝度のピーク位置との色差に着目して、第1の投射画像及び第2の投射画像の各々についてむらを補正する。こうすることで、タイリング上で表示される両投射画像の重畳領域における輝度変化や色変化をより滑らかにし、タイリング表示された画像の画質を向上させることができる。
本態様においては、第1の投射画像内の輝度のピーク位置と第1のむら補正処理部による補正後の第1の画素位置との第1の色差と、第1のむら補正処理部による補正後の第1の画素位置と第2の投射画像内の輝度のピーク位置との第2の色差との和に着目して、第1の投射画像及び第2の投射画像の各々についてむらを補正する。こうすることで、タイリング上で表示される両投射画像の重畳領域における輝度変化や色変化をより滑らかにし、タイリング表示された画像の画質を向上させることができる。
本態様においては、第1の投射画像内の輝度のピーク位置と第2の投射画像内の輝度のピーク位置との間で明度の変化が単調変化となるように、第1の投射画像及び第2の投射画像の各々についてむらを補正する。こうすることで、タイリング上で表示される両投射画像の重畳領域における輝度変化や色変化をより滑らかにし、タイリング表示された画像の画質を向上させることができる。
なお、以下の実施形態では、2台のプロジェクターを用いてタイリング表示を行う例について説明するが、3台以上のプロジェクターを用いてタイリング表示を行う場合にも本発明を適用することができる。また、以下では、2台のプロジェクターを用いて水平方向に並べてタイリング表示を行う例について説明するが、垂直方向に並べてタイリング表示を行う場合にも本発明を同様に適用することができる。
図1に、本発明の第1の実施形態におけるマルチプロジェクションシステムの構成例のブロック図を示す。図1では、マルチプロジェクションシステムを構成する第1のプロジェクター(第1の画像表示装置)が第1の実施形態における画像処理装置としての画像処理部を備えている。そして、第1のプロジェクターがマスターとなり、第1のプロジェクターには第2のプロジェクター(第2の画像表示装置)がスレーブとして接続される。
むら補正LUT選択部120は、第1のむら補正LUT記憶部160に記憶される複数のむら補正LUTの1つを選択する。むら補正LUT選択部120は、画像信号供給装置20からの画像信号の種別(単体表示又はタイリング表示)やプロジェクターの配置に応じてむら補正LUTを選択したり、操作部300からの操作情報に基づいてむら補正LUTを選択したりする。また、むら補正LUT選択部120は、画像信号供給装置20からの画像信号自体に含まれる情報や、入力画像の解析結果に基づいて、むら補正LUTを選択するようにしてもよい。
むら補正LUT生成部140は、むら補正目標値演算部130により演算されたむら補正目標値に基づいて、第1のプロジェクターPJ1においてむら補正処理を行うためのむら補正値をテーブル化したむら補正LUTを生成する。
第1のむら補正LUT記憶部160は、むら補正LUT生成部140によって生成されたむら補正LUTを記憶する。このような第1のむら補正LUT記憶部160は、SRAM(Static Random Access Memory)等のメモリーと、該メモリーに対する書き込み制御及び読み出し制御を行う制御部とにより構成される。
次に、図2の画像処理部100によるむら補正処理について、詳細に説明する。
図3に、図2の画像処理部100の処理例のフロー図を示す。
まず、画像処理部100は、第1のむら補正LUT記憶部160に記憶される複数のむら補正LUTの中から、むら補正LUT選択部120により1つのむら補正LUTを選択する(ステップS10)。このとき、むら補正LUT選択部120は、画像信号供給装置20からの画像信号又は操作部300からの操作情報に基づいて、むら補正LUTを選択する。第1のむら補正LUT記憶部160には、単体表示やタイリング表示、プロジェクターの配置に応じた複数のむら補正LUTが記憶されている。
画像信号の入力が終了したとき(ステップS20:Y)、画像処理部100は、一連の処理を終了し(エンド)、画像信号の入力が終了しないとき(ステップS20:N)、画像処理部100は、ステップS12に戻る。
図4に、むら補正LUTの準備処理の一例のフロー図を示す。図4に示すむら補正LUTの準備処理は、第1のむら補正処理部162によるむら補正処理に先立って行われる。
まず、画像処理部100は、ユーザーに対して、操作部300を介した重畳領域の指定を促す処理(例えば画面表示)を行う。ユーザーが操作部300を操作して各投射画像における重畳領域の範囲(例えば、各投射画像の25%)を指定すると、画像処理部100は、指定された重畳領域に対応する操作情報を受け付ける(ステップS30)。その後、画像処理部100は、指定された重畳領域に基づいて、該重畳領域をガイドとしてスクリーンSCR上に表示する処理を行って、ユーザーが、第1のプロジェクターPJ1及び第2のプロジェクターPJ2の設置位置を調整できるようにすることが望ましい。このとき、画像処理部100は、指定された重畳領域に応じて、スクリーンSCR上に重畳領域の色を変えて表示したり、境界を線で表示したりしてもよい。
その後、画像処理部100は、むら補正LUT生成部140等においてむら補正LUT作成処理を行う(ステップS34)。ステップS34では、むら測定装置30により測定した第1のプロジェクターPJ1及び第2のプロジェクターPJ2のむら測定値に基づいてむら補正目標値を演算し、該むら補正目標値に基づいてむら補正LUTが生成される。そして、このむら補正LUTが、第1のむら補正LUT記憶部160に保存される。
図6に、むら特性測定処理の一例のフロー図を示す。図6に示すむら特性測定処理は、図5のステップS40において行われる。
図7に、むら補正LUT生成処理の一例のフロー図を示す。図7に示すむら補正LUT生成処理は、図5のステップS44において行われる。
全測定が終了したとき(ステップS54:Y)、画像処理部100は、一連のむら特性測定処理を終了し(エンド)、全測定が終了しないとき(ステップS54:N)、ステップS50に戻る。
図8に、図5のステップS42におけるむら補正目標値演算処理の一例のフロー図を示す。
まず、むら補正目標値演算部130は、目標色空間及び各プロジェクターの色特性値を取得する(ステップS70)。そして、むら補正目標値演算部130は、各プロジェクター(各プロジェクターの投射画像)の色特性値に基づいて、目標色空間における各プロジェクターの白色目標値を演算する(ステップS72)。その後、むら補正目標値演算部130は、ステップS72で演算した各プロジェクターの白色目標値を用いて、各プロジェクターの中間調目標値を演算し(ステップS74)、一連の処理を終了する(エンド)。
図9に、第1の実施形態におけるタイリング表示される第1の投射画像IMG1及び第2の投射画像IMG2の説明図を示す。図9は、タイリング表示された白色べた画像における水平方向の輝度の変化の一例を表したものである。
図9では、第1のプロジェクターPJ1による第1の投射画像IMG1と第2のプロジェクターPJ2による第2の投射画像IMG2とが、重畳領域を設けて隣接して水平方向に配置される。このとき、第1の投射画像IMG1の輝度のピーク位置をC1、第2の投射画像IMG2の輝度のピーク位置をC2、重畳領域の境界位置をB1,B2とする。また、ピーク位置C1における輝度をYc1、ピーク位置C2における輝度をYc2、境界位置B1における輝度をYb1、境界位置B2における輝度をYb2とする。ここで、ピーク位置C1,C2、境界位置B1,B2について、Yc1>Yb1<Yb2<Yc2とする。
図10では、第1のプロジェクターPJ1について、ピーク位置C1におけるピーク色域CP1及び重畳領域の境界位置(境界位置B1を含む)における境界色域CB1を表している。また、図10では、第2のプロジェクターPJ2について、ピーク位置C2におけるピーク色域CP2及び重畳領域の境界位置(境界位置B2を含む)における境界色域CB2を表している。図10において、ピーク位置C1における明度をL*c1、ピーク位置C2における明度をL*c2、境界位置B1における明度をL*b1、境界位置B2における明度をL*b2とする。
第1に、第1の実施形態におけるむら補正処理では、境界位置B1(第1の画素位置)における輝度Yb1及び境界位置B2(第2の画素位置)における輝度Yb2のうち、低い方の輝度に対応するプロジェクターをむら補正処理対象とする。図11に示す場合、Yb1<Yb2であるため、第1の実施形態では、輝度Yb1に対応する第1のプロジェクターPJ1を、むら補正処理対象とする。これにより、第1のプロジェクターPJ1の境界位置B1における輝度を上げることで、境界位置B1,B2における明るさの谷を目立たなくすることができる。
図12に、第1の実施形態におけるむら補正処理に関する第2の説明図を示す。図12は、図10におけるグレイ軸付近の拡大図を表す。図12において、画素位置A1における明度をL*a1、境界位置B1におけるむら補正処理後の明度をL*b1´と表している。
具体的には、第1のむら補正処理部162は、第1の投射画像IMG1において境界位置B2の輝度に対応する輝度を有する画素位置A1(第1の投射画像IMG1内の非重畳領域内の第3の画素位置)から重畳領域内の第1の投射画像端にかけて、むらを補正する。第1のむら補正処理部162は、画素位置A1を基準とした色差が最小となるように、むらを補正することが望ましい。
図13に、第1の実施形態における重畳領域の境界位置の説明図を示す。図13は、第1の投射画像IMG1及び第2の投射画像IMG2を、重畳領域を設けてスクリーンSCRに並べて配置した様子を模式的に表す。
上述の境界位置B1は、第1の投射画像IMG1の非重畳領域と重畳領域との境界部AR1における画素位置であればよい。境界部AR1は、第1の投射画像IMG1の非重畳領域と重畳領域との境界とその近傍領域を含む領域である。
同様に、上述の境界位置B2は、第2の投射画像IMG2の非重畳領域と重畳領域との境界部AR2における画素位置であればよい。境界部AR2は、第2の投射画像IMG2の非重畳領域と重畳領域との境界とその近傍領域を含む領域である。
むら補正目標値演算部130は、例えば境界位置B1におけるむら補正処理後の白色の明度L*b1´と、境界位置B1における元の黒色の明度L*bbとを、直線若しくは曲線で結び、この2点間を例えば均等に分割して、中間調目標値を定める。
第1の実施形態では、第1の投射画像IMG1及び第2の投射画像IMG2によりタイリング画像を表示する場合に、第1の投射画像IMG1を投射する第1のプロジェクターPJ1がむら補正処理を行うものとして説明した。しかしながら、本発明に係る実施形態は、これに限定されるものではない。本発明に係る第2の実施形態では、第1のプロジェクターPJ1及び第2のプロジェクターPJ2の両方がむら補正処理を行う。
マルチプロジェクションシステム10aは、第1のプロジェクターPJ1aと、第2のプロジェクターPJ2と、画像信号供給装置20と、むら測定装置30と、画像処理装置100aと、操作部300aとを備えている。第1のプロジェクターPJ1aは、図1の画像形成部200を備えている。画像処理装置100aは、図1の画像処理部100と同様の機能を有する。操作部300aは、図1の操作部300と同様の機能を有する。第2の実施形態では、第1のプロジェクターPJ1aによる第1の投射画像IMG1と第2のプロジェクターPJ2による第2の投射画像IMG2とをスクリーンSCRにおいて重畳領域を設けて並べて表示する。
むら補正LUT選択部120aは、画像信号供給装置20からの画像信号の種別やプロジェクターの配置に応じて、第1のむら補正LUT記憶部160に記憶されるむら補正LUTの1つを選択する。また、むら補正LUT選択部120aは、画像信号供給装置20からの画像信号の種別やプロジェクターの配置に応じて、第2のむら補正LUT記憶部170に記憶されるむら補正LUTの1つを選択する。
第2のむら補正LUT記憶部170は、むら補正LUT生成部140aによって生成されたむら補正LUTを記憶する。このような第2のむら補正LUT記憶部170は、第1のむら補正LUT記憶部160と同様に、SRAM等のメモリーと、該メモリーに対する書き込み制御及び読み出し制御を行う制御部とにより構成される。
第2の実施形態におけるむら補正処理では、ピーク位置C1,C2からの色差であるΔEができるだけ小さくなるように、重畳領域の境界位置B1,B2における輝度を上げる。その結果、図17では、境界位置B1における輝度がYb1´´、境界位置B2における輝度がYb2´になる。このように、第1の投射画像IMG1及び第2の投射画像IMG2の非重畳領域の少なくとも一部についてもむら補正処理を行うことで、より一層、重畳領域における輝度変化を滑らかにすることができるようになる。
第2の実施形態におけるむら補正処理では、ピーク位置C1から境界位置B1までの色差が最小となるように、境界位置B1における明度L*b1´´を定める。そして、ピーク位置C2から境界位置B1までの色差が最小となるように直線を結び、該直線が境界色域CB2と交差する位置を境界位置B2における明度L*b2´と定める。即ち、第2のむら補正処理部172は、第1のむら補正処理部162による補正後の境界位置B1と第2の投射画像IMG2内の輝度のピーク位置C2との色差が最小となるように、重畳領域と第2の投射画像IMG2の非重畳領域についてむらを補正する。
こうして、各プロジェクターについてむら補正目標値を定めると、むら補正LUT生成部140aは、公知の方法でむら補正LUTを生成する。なお、むら補正目標値演算部130aにおいて、第1のプロジェクターPJ1及び第2のプロジェクターPJ2の明るさの差が大きいと判断される場合、通知処理部150は、タイリング画像の表示条件の変更を促す画面を表示する処理を行ってもよい。
第2の実施形態では、重畳領域における境界位置B1,B2における輝度を上げてむら補正処理を行っていたが、重畳領域において明るさの谷間が解消されない場合もある。そのため、第2の実施形態の第1の変形例では、重畳領域における明度の変化が単調変化(単調増加又は単調減少)となるように、重畳領域における境界位置B1,B2における輝度(明度)を定める。
第1の変形例では、ピーク位置C1と同一明度となるように境界位置B1における明度L*b1´´を定める。そして、ピーク位置C2から境界位置B1までの色差が最小となるように直線を結び、該直線が境界色域CB2と交差する位置を境界位置B2における明度L*b2´と定める。即ち、第1のむら補正処理部162及び第2のむら補正処理部172は、輝度のピーク位置C1と輝度のピーク位置C2との間で明度の変化が単調変化となるように、重畳領域及び各投射画像の非重畳領域についてむらを補正する。
第2の実施形態の第1の変形例では、ピーク位置C1と同一明度となるように境界位置B1における明度を定めていたが、これに限定されるものではない。第2の変形例では、ピーク位置C1,C2からの色差の和が最小となるように境界位置B1における明度L*b1´´を定める。
第2の変形例では、ピーク位置C1,C2からの色差が最小となるように境界位置B1における明度L*b1´´を定める。即ち、ピーク位置C1と境界位置B1との色差と、ピーク位置C2から境界位置B1との色差との和が最小となるように、境界位置B1における明度L*b1´´を定める。そして、ピーク位置C2から境界位置B1までの色差が最小となるように直線を結び、該直線が境界色域CB2と交差する位置を境界位置B2における明度L*b2´と定める。即ち、第1のむら補正処理部162及び第2のむら補正処理部172は、輝度のピーク位置C1と第1のむら補正処理部162による補正後の境界位置B1との第1の色差と、第1のむら補正処理部162による補正後の境界位置B1とピーク位置C2との第2の色差との和が最小となるように、重畳領域及び各投射画像の非重畳領域についてむらを補正する。
Crystal On Silicon)等を採用したり、これらが混在した構成を採用したりしてもよい。
20…画像信号供給装置、 30…むら測定装置、
100…画像処理部(画像処理装置)、 100a…画像処理装置、
110…画像分割処理部、 120,120a…むら補正LUT選択部、
130,130a…むら補正目標値演算部、140,140a…むら補正LUT生成部、
150…通知処理部、
160…第1のむら補正LUT記憶部(第1のむら補正値記憶部)、
162…第1のむら補正処理部、
170…第2のむら補正LUT記憶部(第2のむら補正値記憶部)、
172…第2のむら補正処理部、 200…画像形成部、 300,300a…操作部、
A1…画素位置(第3の画素位置)、 AR1,AR2…境界部、
B1…境界位置(第1の画素位置)、 B2…境界位置(第2の画素位置)、
C1,C2…ピーク位置、 CB1…第1のプロジェクターの境界色域、
CB2…第2のプロジェクターの境界色域、
CP1…第1のプロジェクターのピーク色域、
CP2…第2のプロジェクターのピーク色域、 IMG1…第1の投射画像、
IMG2…第2の投射画像、
L*a1,L*b1,L*b1´L*b1´´,L*b2,L*c1,L*c2…明度、
PJ1,PJ1a…第1のプロジェクター(第1の画像表示装置)、
PJ2…第2のプロジェクター(第2の画像表示装置) SCR…スクリーン、
Yb1,Yb1´,Yb1´´,Yb2,Yb2´,Yc1,Yc2…輝度
Claims (4)
- 第1の投射画像及び第2の投射画像が重畳領域を設けて配置されるタイリング画像のむら補正を行う画像処理装置であって、
前記第1の投射画像の輝度むらを補正するための補正値を記憶する第1のむら補正記憶部と、
前記第1のむら補正記憶部に記憶された補正値を用いて前記第1の投射画像の輝度むらを補正する第1のむら補正処理部とを含み、
前記第1の投射画像及び前記第2の投射画像が、全画素が同一画素値の画像であって、前記第1の投射画像の非重畳領域と前記重畳領域との境界部における第1の画素位置の輝度が、前記第2の投射画像の非重畳領域と前記重畳領域との境界部における第2の画素位置の輝度より低い場合に、前記第1のむら補正処理部は、前記第1の投射画像の非重畳領域及び前記重畳領域において、前記第2の画素位置の輝度に基づいて輝度むらを補正し、
前記第1のむら補正処理部は、
前記第1の投射画像の非重畳領域内において前記第2の画素位置の輝度と等しい輝度を有する第3の画素位置が存在する場合に、前記第3の画素位置より前記重畳領域側であって、前記第3の画素位置と前記第2の投射画像の非重畳領域との境界である前記第1の投射画像端とを端部として含む面内において、輝度むらを補正することを特徴とする画像処理装置。 - 請求項1において、
前記第1のむら補正処理部は、
所定の色空間において、前記第3の画素位置の明度及び色度に対応する点と、前記面内の画素位置の明度及び色度に対応する点との距離が最小となるように、輝度むらを補正することを特徴とする画像処理装置。 - 請求項1又は2に記載の画像処理装置を含むことを特徴とする画像表示装置。
- 第1の投射画像及び第2の投射画像が重畳領域を設けて配置されるタイリング画像の輝度むら補正を行う画像処理方法であって、
前記第1の投射画像及び前記第2の投射画像が、全画素が同一画素値の画像であって、前記第1の投射画像内の非重畳領域と前記重畳領域との境界部における第1の画素位置の輝度が、前記第2の投射画像内の非重畳領域と前記重畳領域との境界部における第2の画素位置の輝度より低い場合に、前記第2の画素位置の輝度に基づいて、前記第1の投射画像の非重畳領域及び前記重畳領域において、輝度むらを補正し、
前記第1の投射画像の非重畳領域内において前記第2の画素位置の輝度と等しい輝度を有する第3の画素位置が存在する場合に、前記第3の画素位置より前記重畳領域側であって、前記第3の画素位置と前記第2の投射画像の非重畳領域との境界である前記第1の投射画像端とを端部として含む面内において、輝度むらを補正することを特徴とする画像処理方法。
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