JP6016068B2 - 画像投影装置及びその制御方法並びにプログラム - Google Patents
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Description
DLPプロジェクタでは、カラーホイールの回転と入力される画像信号とに同期するように、DMDの各マイクロミラーの光反射面の傾きを前述の点灯状態と消灯状態との間で切り換える制御(以下、「点灯・消灯制御」という。)を時分割で行うことにより、投影画像の色再現を行っている。そして、投影画像における色の濃淡を表現する階調表現については、狙いの画像濃度に応じて各マイクロミラーの点灯・消灯制御を時分割処理することによって擬似的に階調を表現する時分割階調表現がとられている。この「時分割階調表現」とは、例えば、スクリーンに投影される1つの画像(1フレームの画像)を出力している1フレーム出力時間を、マイクロミラーを点灯状態にする点灯時間と消灯状態にする消灯時間とに分割し、点灯時間及び消灯時間の配分によって階調を表現するものである。例えば、1フレーム出力時間の前半を白になるように点灯時間に配分し後半を黒になるように消灯時間に配分すると、投影画像の濃度は中間の灰色の濃度になる。
ところが、DLPプロジェクタで上記時分割階調表現の制御を行うと、明るさや色等がなめらかに変化する部分に、元の画像に存在しなかった等高線状の輪郭のような線(以下、「偽輪郭」という。)ができることがある。この偽輪郭は、疑似輪郭やアーティファクトとも呼ばれ、上記特許文献1に開示されているような従来の色補正方法では、解消することはできない。
前記画像撮影手段によって撮影された前記テストパターンの投影画像の画像データにおける三原色に相当する画素部分の彩度の変化を分析して偽輪郭を検出し、前記三原色に相当する画素部分のすべてについて偽輪郭が検出されたとき、前記カラーホイールの回転タイミングの設定値を補正することを特徴とするものである。
図1は、本発明の一実施形態に係るプロジェクタを用いて画像を投影する画像投影システムの全体構成の一例を示す概略構成図である。図1に示すように、画像投影システムは、プロジェクタ1と、プロジェクタ1からの画像が投影される画像投影面を有するスクリーン2と、プロジェクタ1に投影対象の画像データ又は画像信号を出力するパソコンなどの信号発生機3とを備えている。プロジェクタ1は、スクリーン2に投影された投影画像を撮影するCCDあるいはCMOS等の固体撮像素子を搭載した画像撮影手段としてのカメラモジュール10を備えている。このカメラモジュール10としては、例えば画像を数m秒(例えば、2/1000[s])程度の一定のシャッター速度で撮影できるハイスピードタイプのカメラモジュールが望ましい。
図3は本実施形態のプロジェクタにおけるキャリブレーションモードの一例を示すフローチャートであり、図4はスクリーンに投影される画像調整用の色相−彩度面テストパターンの一例を示す説明図である。
まず、H(色相)は、MAX=Rのとき、次式(1)で算出することができる。
H=60×(G−B)/(MAX−MIN)+0 ・・・(1)
同様に、MAX=Gのとき、次式(2)で算出することができる。
H=60×(B−R)/(MAX−MIN)+120 ・・・(2)
また、MAX=Bのとき、次式(3)で算出することができる。
H=60×(R−G)/(MAX−MIN)+240 ・・・(3)
ただし、H<0のときは、H=H+360とする。
S=(MAX−MIN)/MAX ・・・(4)
V=MAX ・・・(5)
まず、CWIndexDelay調整の制御が開始した時点で、CWIndexDelayの現状の設定値を基準値に設定する(ステップ11)。例えば、現状のCWIndexDelayの設定値が「360」であれば、基準値に「360」を設定する。
以上がCWIndexDelayの調整制御である。
Image1[0−179][n×k/255][R]
Image1[0−179][n×k/255][G]
Image1[0−179][n×k/255][B]
Image2[0−179][n×k/255][R]
Image2[0−179][n×k/255][G]
Image2[0−179][n×k/255][B]
dImage[0−179][n×k/255][R]
dImage[0−179][n×k/255][G]
dImage[0−179][n×k/255][B]
C_num=dImage[116−119] ・・・(6)
B_num=dImage[120−122,124−128] ・・・(7)
C_d=ΣdImage[116−119][n×k/255][R,G,B] ・・・(8)
B_d=ΣdImage[120−122,124−128][n×k/255][R,G,B] ・・・(9)
C_ave=C_d/C_num ・・・(10)
B_ave=B_d/B_num ・・・(11)
Cに関するγ係数(γ_c)は、次式(12)で表すことができる。ここで、(αは1以下の補正係数であり、例えばα=0.01である。
γ_c=1+C_ave×α ・・・(12)
γ_b=1+C_ave×β ・・・(13)
平均値判定の条件は、各色相における差分の平均値が規定以下になったときに画像補正を終了する条件である。ここで、例えば、C,B色相に対する閾値をそれぞれc_min、b_minとすると、画素データの差分量の平均値が次式(14)及び(15)の条件を満たすようになったときに各色相におけるγ補正を終了する。
C_ave≦c_min(c_min≧0) ・・・(14)
B_ave≦b_min(b_min≧0) ・・・(15)
画素数判定の条件は、差分の発生している画素群が減少していることで画像補正を終了する条件である。ここで、「画素群」とは隣接色相を含めた画素数である。R,Y,G,C,B,Mの色相順に並べたとき、各色相に隣接する色相はそれぞれ次のとおりである。
R:MY
Y:RG
G:YC
C:GB
B:CM
M:BR
CB_num=C_num+B_num(+G_num+M_num) ・・・(16)
また、Y色相においても画素データに差分が発生している場合には、上記判定によって関連する色相群毎に条件判断ができる。
CB_num0=C_num0+B_num0 ・・・(17)
CB_num1=C_num1+B_num1 ・・・(18)
(態様A)
光源110と、光反射面の傾きが制御可能なDMDなどの多数のミラーを光源110の光が照射されるようにマトリックス状に配置した投影画像出力部130などの投影画像出力手段と、投影対象の画像の画像データと時分割階調表現の制御パラメータの設定値とに基づいて、投影画像出力手段の各ミラーの光反射面の傾きを時分割階調表現によって制御可能な制御部100などの制御手段と、を備えた画像投影装置であって、投影画像出力手段で出力された投影画像を撮影するカメラモジュール10などの画像撮影手段と、時分割階調制御の制御パラメータの設定値を補正する制御部100などの補正手段と、を備え、補正手段は、投影画像出力手段によって画像調整用のテストパターンの画像を投影させ、画像撮影手段によって撮影されたテストパターンの投影画像の撮影画像データに基づいて偽輪郭を検出し、偽輪郭の検出結果に基づいて、偽輪郭の発生を抑制するようにパラメータの設定値を補正する。これよれば、上記実施形態1について説明したように、マトリックス状に配置された多数のマイクロミラーを時分割階調表現によって制御することにより画像調整用のテストパターンの画像を投影し、そのテストパターンの投影画像を撮影した画像データに基づいて偽輪郭を検出する。その偽輪郭の検出結果に基づいて、時分割階調表現の制御パラメータの値を補正することにより、マトリックス状に配置された多数のマイクロミラーを時分割階調表現によって制御するときの偽輪郭を低減することができる。
(態様B)
上記態様Aにおいて、投影画像出力手段は、三原色それぞれに対応する3色のフィルタが周方向に配置された回転駆動可能なカラーホイール120を有し、補正手段は、投影画像出力手段のカラーホイール120を、光源110の光が3色のフィルタを順次透過するように回転駆動し、ミラーに三原色の光を順次照射することにより、カラー画像からなるテストパターンの画像を投影させ、画像撮影手段によって撮影されたテストパターンの投影画像の画像データにおける三原色に相当する画素部分の彩度の変化を分析して偽輪郭を検出し、三原色に相当する画素部分のすべてについて偽輪郭が検出されたとき、カラーホイール120の回転タイミングの設定値を補正するこれによれば、上記実施形態について説明したように、三原色に相当する画素部分のすべてについて偽輪郭が検出されたときは、カラーホイール120の同期が取れていないおそれがあるので、カラーホイール120の回転タイミング設定値を補正して同期を取ることにより偽輪郭を低減することができる。
(態様C)
上記態様Bにおいて、補正手段は、カラーホイール120を複数回回転させることにより、1つのテストパターンについて複数フレームの画像を投影させ、画像撮影手段によって撮影されたテストパターンの投影画像の複数フレーム間の画素数の差分を分析して偽輪郭が生じている色相領域を特定し、偽輪郭が生じている色相領域についてγ特性に関連する制御パラメータの設定値を補正する。これよれば、上記実施形態1について説明したように、1つのテストパターンについて複数フレームの画像を投影させ、撮影されたテストパターンの投影画像の複数フレーム間の画素数の差分を分析することにより偽輪郭が生じている色相領域が特定される。そして、特定された色相領域についてγ特性に関連する制御パラメータの設定値を補正することにより、コントラストが補正され、偽輪郭を低減することができる。
(態様D)
上記態様A乃至Cのいずれかにおいて、補正手段は、投影画像出力手段によって互いに異なる複数種類のテストパターンの画像を撮影させる。これよれば、上記実施形態1について説明したように、投影画像出力手段からより詳細なテストパターンが出力され、偽輪郭の検出精度が向上し、より正確な時分割階調特性の補正を行うことができる。
(態様E)
上記態様Dにおいて、複数種類のテストパターンとして、色相と彩度との関係を示すテストパターンの画像と、明度と色相との関係を示すテストパターンの画像とを投影する。これによれば、上記実施形態1について説明したように、画像撮影手段は、色相と彩度との関係を示すテストパターンの画像と、明度と色相との関係を示すテストパターンの画像とを同時に撮影でき、階調特性補正手段による補正速度の向上を図ることができる。
(態様F)
上記態様A乃至Eのいずれかにおいて、補正手段は、偽輪郭を検出したとき、投影画像出力手段によって偽輪郭の部分を拡大したテストパターンの画像を投影させる。これによれば、上記実施形態について説明したように、偽輪郭の部分が拡大投影されるので、画像撮影手段による撮影した画像の分解能が向上し、結果的に時分割階調補正の補正精度を向上させることができる。
2 スクリーン
3 信号発生機
10 カメラモジュール
100 制御部
101 CPU
102 ROM
103 RAM
104 I/Oインターフェース部
110 光源
111 光源の駆動部
120 カラーホイール
121 カラーホイールの回転駆動部
130 投影画像出力部
131 ミラー駆動部
Claims (11)
- 光源と、光反射面の傾きが制御可能な多数のミラーを該光源の光が照射されるようにマトリックス状に配置した投影画像出力手段と、投影対象の画像の画像データと時分割階調表現の制御パラメータの設定値とに基づいて、該投影画像出力手段の各ミラーの光反射面の傾きを時分割階調表現によって制御可能な制御手段と、を備えた画像投影装置であって、
投影画像出力手段で出力された投影画像を撮影する画像撮影手段と、
前記時分割階調制御の制御パラメータの設定値を補正する補正手段と、を備え、
前記補正手段は、
前記投影画像出力手段によって画像調整用のテストパターンの画像を投影させ、
前記画像撮影手段によって撮影された前記テストパターンの投影画像の撮影画像データに基づいて偽輪郭を検出し、
前記偽輪郭の検出結果に基づいて、該偽輪郭の発生を抑制するように前記パラメータの設定値を補正し、
前記投影画像出力手段は、三原色それぞれに対応する3色のフィルタが周方向に配置された回転駆動可能なカラーホイールを有し、
前記補正手段は、
前記投影画像出力手段のカラーホイールを、前記光源の光が該3色のフィルタを順次透過するように回転駆動し、前記ミラーに三原色の光を順次照射することにより、カラー画像からなるテストパターンの画像を投影させ、
前記画像撮影手段によって撮影された前記テストパターンの投影画像の画像データにおける三原色に相当する画素部分の彩度の変化を分析して偽輪郭を検出し、
前記三原色に相当する画素部分のすべてについて偽輪郭が検出されたとき、前記カラーホイールの回転タイミングの設定値を補正することを特徴とする画像投影装置。 - 請求項1の画像投影装置において、
前記補正手段は、
前記カラーホイールを複数回回転させることにより、1つのテストパターンについて複数フレームの画像を投影させ、
前記画像撮影手段によって撮影された前記テストパターンの投影画像の前記複数フレーム間の画素数の差分を分析して偽輪郭が生じている色相領域を特定し、
前記偽輪郭が生じている色相領域についてγ特性に関連する制御パラメータの設定値を補正することを特徴とする画像投影装置。 - 光源と、光反射面の傾きが制御可能な多数のミラーを該光源の光が照射されるようにマトリックス状に配置した投影画像出力手段と、投影対象の画像の画像データと時分割階調表現の制御パラメータの設定値とに基づいて、該投影画像出力手段の各ミラーの光反射面の傾きを時分割階調表現によって制御可能な制御手段と、を備えた画像投影装置であって、
投影画像出力手段で出力された投影画像を撮影する画像撮影手段と、
前記時分割階調制御の制御パラメータの設定値を補正する補正手段と、を備え、
前記補正手段は、
前記投影画像出力手段によって画像調整用のテストパターンの画像を投影させ、
前記画像撮影手段によって撮影された前記テストパターンの投影画像の撮影画像データに基づいて偽輪郭を検出し、
前記偽輪郭の検出結果に基づいて、該偽輪郭の発生を抑制するように前記パラメータの設定値を補正し、
前記補正手段は、前記投影画像出力手段によって互いに異なる複数種類のテストパターンの画像を投影させることを特徴とする画像投影装置。 - 請求項3の画像投影装置において、
前記複数種類のテストパターンとして、色相と彩度との関係を示すテストパターンの画像と、明度と色相との関係を示すテストパターンの画像とを投影することを特徴とする画像投影装置。 - 光源と、光反射面の傾きが制御可能な多数のミラーを該光源の光が照射されるようにマトリックス状に配置した投影画像出力手段と、投影対象の画像の画像データと時分割階調表現の制御パラメータの設定値とに基づいて、該投影画像出力手段の各ミラーの光反射面の傾きを時分割階調表現によって制御可能な制御手段と、を備えた画像投影装置であって、
投影画像出力手段で出力された投影画像を撮影する画像撮影手段と、
前記時分割階調制御の制御パラメータの設定値を補正する補正手段と、を備え、
前記補正手段は、
前記投影画像出力手段によって画像調整用のテストパターンの画像を投影させ、
前記画像撮影手段によって撮影された前記テストパターンの投影画像の撮影画像データに基づいて偽輪郭を検出し、
前記偽輪郭の検出結果に基づいて、該偽輪郭の発生を抑制するように前記パラメータの設定値を補正し、
前記補正手段は、前記偽輪郭を検出したとき、前記投影画像出力手段によって該偽輪郭の部分を拡大したテストパターンの画像を投影させることを特徴とする画像投影装置。 - 光反射面の傾きが制御可能な多数のミラーを光源の光が照射されるようにマトリックス状に配置し、投影対象の画像の画像データと時分割階調表現の制御パラメータの設定値とに基づいて、各ミラーの光反射面の傾きを時分割階調表現によって制御可能な画像投影装置の制御方法であって、
画像調整用のテストパターンの画像を投影するステップと、
前記テストパターンの投影画像を撮影するステップと、
前記テストパターンの投影画像の撮影画像データに基づいて偽輪郭を検出するステップと、
前記偽輪郭の検出結果に基づいて、該偽輪郭の発生を抑制するように前記制御パラメータの設定値を補正するステップと、を含み、
前記制御パラメータの設定値を補正するステップは、
三原色それぞれに対応する3色のフィルタが周方向に配置された回転駆動可能なカラーホイールを、前記光源の光が該3色のフィルタを順次透過するように回転駆動し、前記ミラーに三原色の光を順次照射することにより、カラー画像からなるテストパターンの画像を投影させるステップと、
前記テストパターンの投影画像を撮影するステップによって撮影された前記テストパターンの投影画像の画像データにおける三原色に相当する画素部分の彩度の変化を分析して偽輪郭を検出するステップと、
前記三原色に相当する画素部分のすべてについて偽輪郭が検出されたとき、前記カラーホイールの回転タイミングの設定値を補正するステップと、を含むことを特徴とする画像投影装置の制御方法。 - 光反射面の傾きが制御可能な多数のミラーを光源の光が照射されるようにマトリックス状に配置し、投影対象の画像の画像データと時分割階調表現の制御パラメータの設定値とに基づいて、各ミラーの光反射面の傾きを時分割階調表現によって制御可能な画像投影装置の制御方法であって、
画像調整用のテストパターンの画像を投影するステップと、
前記テストパターンの投影画像を撮影するステップと、
前記テストパターンの投影画像の撮影画像データに基づいて偽輪郭を検出するステップと、
前記偽輪郭の検出結果に基づいて、該偽輪郭の発生を抑制するように前記制御パラメータの設定値を補正するステップと、を含み、
前記制御パラメータの設定値を補正するステップは、前記テストパターンの投影画像を撮影するステップによって互いに異なる複数種類のテストパターンの画像を投影させるステップを含むことを特徴とする画像投影装置の制御方法。 - 光反射面の傾きが制御可能な多数のミラーを光源の光が照射されるようにマトリックス状に配置し、投影対象の画像の画像データと時分割階調表現の制御パラメータの設定値とに基づいて、各ミラーの光反射面の傾きを時分割階調表現によって制御可能な画像投影装置の制御方法であって、
画像調整用のテストパターンの画像を投影するステップと、
前記テストパターンの投影画像を撮影するステップと、
前記テストパターンの投影画像の撮影画像データに基づいて偽輪郭を検出するステップと、
前記偽輪郭の検出結果に基づいて、該偽輪郭の発生を抑制するように前記制御パラメータの設定値を補正するステップと、を含み、
前記制御パラメータの設定値を補正するステップは、前記偽輪郭を検出したとき、前記画像調整用のテストパターンの画像を投影するステップによって該偽輪郭の部分を拡大したテストパターンの画像を投影させるステップを含むことを特徴とする画像投影装置の制御方法。 - 光反射面の傾きが制御可能な多数のミラーを光源の光が照射されるようにマトリックス状に配置し、投影対象の画像の画像データと時分割階調表現の制御パラメータの設定値とに基づいて、各ミラーの光反射面の傾きを時分割階調表現によって制御可能な画像投影装置に設けられたコンピュータで実行可能なプログラムであって、
画像調整用のテストパターンの画像を投影するステップと、
前記テストパターンの投影画像を撮影するステップと、
前記テストパターンの投影画像の撮影画像データに基づいて偽輪郭を検出するステップと、
前記偽輪郭の検出結果に基づいて、該偽輪郭の発生を抑制するように前記制御パラメータの設定値を補正するステップと、を実行させ、
前記制御パラメータの設定値を補正するステップは、
三原色それぞれに対応する3色のフィルタが周方向に配置された回転駆動可能なカラーホイールを、前記光源の光が該3色のフィルタを順次透過するように回転駆動し、前記ミラーに三原色の光を順次照射することにより、カラー画像からなるテストパターンの画像を投影させるステップと、
前記テストパターンの投影画像を撮影するステップによって撮影された前記テストパターンの投影画像の画像データにおける三原色に相当する画素部分の彩度の変化を分析して偽輪郭を検出するステップと、
前記三原色に相当する画素部分のすべてについて偽輪郭が検出されたとき、前記カラーホイールの回転タイミングの設定値を補正するステップと、を実行させることを特徴とするプログラム。 - 光反射面の傾きが制御可能な多数のミラーを光源の光が照射されるようにマトリックス状に配置し、投影対象の画像の画像データと時分割階調表現の制御パラメータの設定値とに基づいて、各ミラーの光反射面の傾きを時分割階調表現によって制御可能な画像投影装置に設けられたコンピュータで実行可能なプログラムであって、
画像調整用のテストパターンの画像を投影するステップと、
前記テストパターンの投影画像を撮影するステップと、
前記テストパターンの投影画像の撮影画像データに基づいて偽輪郭を検出するステップと、
前記偽輪郭の検出結果に基づいて、該偽輪郭の発生を抑制するように前記制御パラメータの設定値を補正するステップと、を実行させ、
前記制御パラメータの設定値を補正するステップは、前記テストパターンの投影画像を撮影するステップによって互いに異なる複数種類のテストパターンの画像を投影させるステップを実行させることを特徴とするプログラム。 - 光反射面の傾きが制御可能な多数のミラーを光源の光が照射されるようにマトリックス状に配置し、投影対象の画像の画像データと時分割階調表現の制御パラメータの設定値とに基づいて、各ミラーの光反射面の傾きを時分割階調表現によって制御可能な画像投影装置に設けられたコンピュータで実行可能なプログラムであって、
画像調整用のテストパターンの画像を投影するステップと、
前記テストパターンの投影画像を撮影するステップと、
前記テストパターンの投影画像の撮影画像データに基づいて偽輪郭を検出するステップと、
前記偽輪郭の検出結果に基づいて、該偽輪郭の発生を抑制するように前記制御パラメータの設定値を補正するステップと、を実行させ、
前記制御パラメータの設定値を補正するステップは、前記偽輪郭を検出したとき、前記画像調整用のテストパターンの画像を投影するステップによって該偽輪郭の部分を拡大したテストパターンの画像を投影させるステップを実行させることを特徴とするプログラム。
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