WO2016158490A1 - 投影システム、プロジェクター装置、撮像装置、および、プログラム - Google Patents

投影システム、プロジェクター装置、撮像装置、および、プログラム Download PDF

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WO2016158490A1
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projection
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橋本　直己
千春 小針
雄基 原口
史也 新宮
基康 田中
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株式会社メガチップス
国立大学法人電気通信大学
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Definitions

  • the present invention relates to a technique for appropriately displaying an image (video) projected by a projection type projector apparatus.
  • a technology for reducing luminance unevenness and color unevenness of an image (video) projected on a projection surface by a projection type projector apparatus has been developed.
  • Patent Document 1 discloses that an image (video) when a video is projected by a projection-type projector device is corrected in consideration of the reflection characteristics of the projection surface, whereby brightness unevenness of the projected image (video) is corrected.
  • a technique for reducing color unevenness is disclosed.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 2012-28877
  • the luminance value of each color component for each pixel of the captured image obtained by imaging the projected image is measured, and each measured color component for each pixel is measured.
  • a light distribution map indicating the rate of change of the luminance with respect to the luminance of the reference point in the video is calculated.
  • the measured luminance value of each color component for each pixel is normalized using a light distribution map, a response function is calculated, and the luminance value of each color component for each pixel of the input video signal is calculated. Is corrected using a response function and a light distribution map, and a corrected video signal is obtained.
  • the corrected video signal is projected onto a projection plane.
  • the above technique in order to calculate a light distribution map and a response function with high accuracy, it is necessary to capture the projected image with a high-performance imaging device. That is, the above technique requires a high-performance imaging device that has a high imaging sensitivity and can acquire a captured image (captured video) with a good S / N ratio.
  • the above technique is premised on a wide dynamic range of the projected image, and a projector device with high illuminance is required. For this reason, it is difficult to apply the above technique to a low-illuminance projector apparatus having a narrow dynamic range of a projected image.
  • the present invention eliminates uneven brightness and color unevenness of an image (video) projected on a projection plane by a projection type projector device even when a projector device with high illuminance (high brightness) or a high-performance imaging device is not used.
  • An object of the present invention is to realize a projection system, a projector apparatus, and a program that can be appropriately reduced.
  • a first invention is a projection system that projects an image obtained by performing a predetermined process on an input image, the projection unit, an imaging unit, a gamma characteristic acquisition unit, A pixel association unit, a response characteristic acquisition unit, a coefficient setting unit, a target image acquisition unit, and a correction unit are provided.
  • the projection unit projects the image onto the projection target.
  • the imaging unit acquires the image projected by the projection unit as a captured image.
  • the gamma characteristic acquisition unit acquires the gamma characteristic determined by the optical system of the projection unit and the optical system of the imaging unit.
  • the pixel association unit is configured to detect a pixel on the captured image and a captured image corresponding to the pixel on the captured image based on the projection image that is an image projected from the projection unit and the captured image acquired by the imaging unit. Pixel association data in which the upper pixel is associated is acquired.
  • the response characteristic acquisition unit captures, for each pixel, a white value that is a pixel value of a captured image acquired by capturing the W100% image projected by the projection unit by the imaging unit, and a W0% image projected by the projection unit.
  • a black value that is a pixel value of a captured image acquired by capturing in the unit, a representative white value that is a representative value derived from the acquired white value, and a representative value derived from the acquired black value Get a representative black value.
  • the coefficient setting unit sets the first coefficient.
  • the target image acquisition unit acquires a target image from the input image based on the gamma characteristic acquired by the gamma characteristic acquisition unit and the first coefficient.
  • the correction unit acquires a corrected image by executing a correction process based on the gamma characteristic acquired by the gamma characteristic acquisition unit, the white value, and the black value for the target image.
  • the target image acquisition unit acquires the target image so that, when the projection unit projects the corrected image, in the image predicted to be captured by the imaging unit, the number of pixels whose pixel values are saturated decreases.
  • a target image for reducing the number of pixels saturated when projected is acquired based on the gamma characteristic of the entire system of the projection system by the first coefficient.
  • correction processing is executed on the acquired target image based on the gamma characteristic, white value, and black value of the entire system of the projection system.
  • this projection system can reduce the number of saturated pixels in the projected image, so that even if the dynamic range of the entire system is narrow, the user who viewed the projected image (or captured image) It is possible to realize image projection processing that does not cause discomfort.
  • W100% image refers to an image in which the pixel values of all the pixels forming the image are the upper limit of the range of pixel values. For example, when the pixel value is 8-bit data and takes a value of 0 to 255, the pixel value of the pixel of “W100% image” is “255”.
  • “W0% image” refers to an image in which the pixel values of all the pixels forming the image are the lower limit of the range of pixel values. For example, when the pixel value is 8-bit data and takes a value of 0 to 255, the pixel value of the pixel of “W0% image” is “0”.
  • the “target image” is, for example, an image obtained by adjusting an input image based on gamma characteristics determined by the optical system of the projection unit and the optical system of the imaging unit, and the pixel value of the pixels forming the image is The image is gain-adjusted and offset-adjusted so that it falls within a predetermined range.
  • the second invention is the first invention, wherein the input image and the target image are N-bit images (N: natural number), and the pixel values Px of the pixels of the input image and the target image are 0 ⁇ Px ⁇ 2 ⁇ N-1 is satisfied, the first coefficient is Br, 0 ⁇ Br ⁇ 1, the pixel value of coordinates (u, v) on the image of the input image is I u, v , and the target image
  • the pixel value of coordinates (u, v) on the image is T u, v
  • the gamma value for determining the gamma characteristic is ⁇
  • the representative white value is Wave
  • the representative black value is Bmax
  • the target image acquisition unit Or
  • the target image is acquired by acquiring the pixel value Tu, v of the target image.
  • a target image that reduces the number of pixels that are saturated when projected by the coefficient Br (0 ⁇ Br ⁇ 1) is acquired based on the gamma characteristic of the entire system of the projection system.
  • correction processing is executed on the acquired target image based on the gamma characteristic of the entire system of the projection system and the white value.
  • this projection system can reduce the number of saturated pixels in the projected image, so that even if the dynamic range of the entire system is narrow, the user who viewed the projected image (or captured image) It is possible to realize image projection processing that does not cause discomfort.
  • the coefficient Br for example, when the luminance (illuminance) of light emitted from the projection unit is low (for example, a projector device with low illuminance (low luminance) is used as the projection unit).
  • the luminance (illuminance) of light emitted from the projection unit is low (for example, a projector device with low illuminance (low luminance) is used as the projection unit).
  • the number of saturated pixels in the image can be reduced. Therefore, in this projection system, even when a low-illuminance (low-brightness) projection unit (for example, a projector device) is used, an image that does not cause discomfort to the user who viewed the projection image (or captured image) Projection processing can be realized.
  • a low-illuminance (low-brightness) projection unit for example, a projector device
  • the third invention is the second invention, and the representative black value Bmax is “0”.
  • the target image can be acquired with the representative black value Bmax set to “0”.
  • a fourth invention is any one of the first to third inventions, wherein the target image and the corrected image are N-bit images (N: natural number), and the pixel value Px of the pixels of the input image and the target image Satisfy 0 ⁇ Px ⁇ 2 ⁇ N ⁇ 1, the pixel value of the coordinates (u, v) on the image of the target image is T u, v, and the coordinates (u, v) on the image of the corrected image Is set to P u, v , the gamma value for determining the gamma characteristic is set to ⁇ , and the white value of the pixel Px (x, y) on the captured image corresponding to the pixel Px (u, v) of the projection image is The value W u, v is the black value of the pixel Px (x, y) on the captured image corresponding to the pixel Px (u, v) of the projection image, and the value B u, v is the first coefficient for black value adjustment.
  • the corrected image is acquired by acquiring the pixel value Pu, v of the corrected image.
  • a target image that reduces the number of pixels that are saturated when projected by a coefficient Br (0 ⁇ Br ⁇ 1) is acquired based on the gamma characteristics of the entire system of the projection system.
  • a corrected image is acquired by adjusting the black value with the first coefficient for black value adjustment and the second coefficient for black value adjustment with respect to the acquired target image, and using the adjusted black value. To do.
  • a corrected image is acquired by the same processing as when the black value is reduced with respect to the target image. For this reason, in this projection system, the dynamic range of the corrected image can be widened.
  • the luminance (illuminance) of light emitted from the projection unit is low (for example, when a projector device with low illuminance (low luminance) is used as the projection unit)
  • a wide dynamic range of the projected image can be ensured, and an image projection process that does not cause discomfort to the user who viewed the projected image (or captured image) can be realized.
  • the fifth invention is the fourth invention, wherein the first coefficient k1 for black value adjustment is “0”, and the second coefficient k2 for black value adjustment is “0”.
  • the corrected image is acquired for the target image by the same process as when the black value is set to “0”. For this reason, in this projection system, the dynamic range of the corrected image can be widened.
  • the luminance (illuminance) of light emitted from the projection unit is low (for example, when a projector device with low illuminance (low luminance) is used as the projection unit)
  • a wide dynamic range of the projected image can be ensured, and an image projection process that does not cause discomfort to the user who viewed the projected image (or captured image) can be realized.
  • the sixth invention is a projector apparatus used in the projection system according to any one of the first to fifth inventions.
  • the projector device includes a projection unit, a gamma characteristic acquisition unit, a pixel association unit, a response characteristic acquisition unit, a coefficient setting unit, a target image acquisition unit, and a correction unit.
  • the seventh invention is an imaging apparatus used in the projection system according to any one of the first to fifth inventions, and includes an imaging unit.
  • the eighth invention is a program for causing a computer to execute a projection method that is used in a projection system including a projection unit and an imaging unit, and projects an image obtained by performing a predetermined process on an input image.
  • the projection method includes a projection step, an imaging step, a gamma characteristic acquisition step, a step, a pixel association step, a response characteristic acquisition step, a coefficient setting step, a target image acquisition step, and a correction step. .
  • Projection step projects an image onto a projection target.
  • the imaging step acquires the image projected by the projecting step as a captured image.
  • the gamma characteristic acquisition step the gamma characteristic determined by the optical system of the projection unit and the optical system of the imaging unit is acquired.
  • the pixel associating step includes a pixel on the captured image and a captured image corresponding to the pixel on the captured image based on the projection image that is an image projected from the projection unit and the captured image acquired by the imaging unit. Pixel association data in which the upper pixel is associated is acquired.
  • the response characteristic acquisition step captures, for each pixel, a white value that is a pixel value of a captured image acquired by capturing the W100% image projected by the projection unit with the imaging unit, and a W0% image projected by the projection unit.
  • a black value that is a pixel value of a captured image acquired by capturing in the unit, a representative white value that is a representative value derived from the acquired white value, and a representative value derived from the acquired black value Get a representative black value.
  • the coefficient setting step sets the first coefficient.
  • the gamma characteristic acquisition step is performed so that the image that is predicted to be acquired when the image obtained by projecting the input image by the projection unit is captured by the imaging unit is reduced in the number of pixels in which the pixel value is saturated.
  • the target image is acquired from the input image based on the gamma characteristic acquired by the above and the first coefficient.
  • the correction step acquires a corrected image by executing a correction process based on the gamma characteristic acquired by the gamma characteristic acquisition step, the white value, and the black value for the target image.
  • the present invention even when a projector device with high illuminance (high luminance) or a high-performance imaging device is not used, luminance unevenness or color of an image (video) projected on the projection plane by the projection type projector device. It is possible to realize a projection system, a projector apparatus, and a program that appropriately reduce unevenness.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a projection system 1000 according to a first embodiment.
  • 10 is a flowchart showing processing of the projection system 1000.
  • FIG. 6 is a diagram showing an example of an image Img0 (8-bit image) input to the projection system 1000. The figure which shows the image of the object (projection object) projected with the projection system 1000.
  • FIG. The figure which shows the picked-up image when image Img0 of FIG. 3 is projected on the projection object of FIG. 4 without performing the process in the target image acquisition part 2 and the process in the correction
  • FIG. 5 is a diagram showing a captured image when the image Img0 in FIG. 3 is projected on the projection target in FIG. 4 by executing processing in the target image acquisition unit 2 and processing in the correction unit 3;
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a projection system 1000 according to the first embodiment.
  • the projection system 1000 includes a coefficient setting unit 1, a target image acquisition unit 2, a correction unit 3, a test image generation unit 4, a selector SEL 1, a projection unit 5, and an imaging unit 6. , A gamma characteristic acquisition unit 7, a pixel association unit 8, and a response characteristic acquisition unit 9.
  • the coefficient setting unit 1 sets the coefficient Br to a predetermined value and outputs the set coefficient Br to the target image acquisition unit 2.
  • the target image acquisition unit 2 includes an image signal Din (image Img0) input to the projection system 1000, a coefficient Br output from the coefficient setting unit 1, and a gamma value ⁇ (gamma value) output from the gamma characteristic acquisition unit 7.
  • Information ⁇ ) and information on the target image black value (for example, Bmax) and the target image white value (for example, Wave) output from the response characteristic acquisition unit 9 are input.
  • the target image acquisition unit 2 generates a target image Img_T from the image signal Din (image Img0) based on the coefficient Br, the gamma value ⁇ , the target image black value Bmax, and the target image white value Wave, and generates the generated target An image signal forming the image Img_T is output to the correction unit 3 as an image signal D1.
  • the correction unit 3 includes an image signal D1 output from the target image acquisition unit 2, a gamma value ⁇ (information ⁇ regarding the gamma value) output from the gamma characteristic acquisition unit 7, and a white output from the response characteristic acquisition unit 9.
  • the black value (the white value of the pixel at the coordinate (u, v) on the image is expressed as W u, v ) and the black value (the black value of the pixel at the coordinate (u, v) on the image as B u, v ) ).
  • the correction unit 3 performs correction processing on the image signal D1 using the gamma value ⁇ , the white value, and the black value output from the response characteristic acquisition unit 9. Then, the correction unit 3 outputs the processed image signal (image signal forming the image Img_P) to the selector SEL1 as the image signal D2.
  • the test image generation unit 4 generates the following test images (1) to (4), uses the image signal forming the generated image as the image signal D0, the selector SEL1, the gamma characteristic acquisition unit 7, and the pixel correspondence And output to the attachment unit 8.
  • Test image Img_for_gamma for acquiring the gamma value of the entire optical system of the projection system 1000
  • Test image Img_for_map for associating pixels between the projection image projected from the projection unit 5 and the captured image acquired by capturing the captured image by the imaging unit 6
  • the “W 100% image” refers to an image in which the pixel values of all the pixels forming the image are the upper limit of the range of pixel values. For example, when the pixel value is 8-bit data and takes a value of 0 to 255, the pixel value of the pixel of “W100% image” is “255”.
  • “W0% image” refers to an image in which the pixel values of all the pixels forming the image are the lower limit of the range of pixel values. For example, when the pixel value is 8-bit data and takes a value of 0 to 255, the pixel value of the pixel of “W0% image” is “0”.
  • the selector SEL1 inputs the image signal D0 output from the test image generation unit 4, the image signal D2 output from the correction unit 3, and the selection signal sel1.
  • the selection signal sel1 is generated by a control unit (not shown).
  • the selector SEL1 selects either the image signal D0 or the image signal D2 in accordance with the selection signal sel1, and outputs the selected image signal as the image signal D3 to the projection unit 5.
  • the projection unit 5 has an optical system for projecting an image.
  • the projection unit 5 receives the image signal D3 output from the selector SEL1, and projects the input image signal D3 onto a projection target.
  • the imaging unit 6 has an optical system for capturing an image projected by the projection unit 5.
  • the imaging unit 6 captures the image projected by the projection unit 5, acquires the captured image, and sets an image signal forming the acquired captured image as an image signal D4, and a gamma characteristic acquisition unit 7 and a pixel association unit 8 and the response characteristic acquisition unit 9.
  • the gamma characteristic acquisition unit 7 receives the image signal D4 output from the imaging unit 6 and the image signal D0 output from the test image generation unit 4.
  • the gamma characteristic acquisition unit 7 determines (estimates) the gamma characteristic of the entire system of the projection system 1000 (the optical system of the projection unit 5 and the optical system of the imaging unit 6) based on the image signal D4 and the image signal D0. Then, the gamma characteristic acquisition unit 7 acquires the gamma value ⁇ from the determined gamma characteristic, and outputs the acquired gamma value ⁇ to the target image acquisition unit 2 and the correction unit 3.
  • the pixel association unit 8 receives the image signal D4 output from the imaging unit 6 and the image signal D0 output from the test image generation unit 4. The pixel association unit 8 performs pixel association by determining which pixel of the image formed by the image signal D4 corresponds to the pixel of the image formed by the image signal D0. Then, the pixel associating unit 8 acquires map information Map including information regarding the association of all the pixels, and outputs the acquired map information Map to the response characteristic acquiring unit 9.
  • the response characteristic acquisition unit 9 receives the image signal D4 output from the imaging unit 6 and the map information Map output from the pixel association unit 8.
  • the response characteristic acquisition unit 9 acquires the target image white value (for example, Wave) from the image signal D4 that forms the captured image when the W100% image is projected, and acquires the acquired target image white value (for example, Wave). , Wave) is output to the target image acquisition unit 2. Further, the response characteristic acquisition unit 9 acquires a target image black value (for example, Bmax) from the image signal D4 that forms a captured image when the W0% image is projected, and acquires the acquired target image black value. (For example, Bmax) is output to the target image acquisition unit 2.
  • a target image black value for example, Bmax
  • the response characteristic acquisition unit 9 projects the projected image based on the map information Map.
  • the pixel Px (x, y) on the captured image corresponding to the pixel Px (u, v) is specified.
  • the response characteristic acquisition unit 9 outputs the white value (W100% image of the captured image when the W100% image is projected) of the pixel Px (x, y) on the captured image corresponding to the pixel Px (u, v) of the projected image.
  • the response characteristic acquisition unit 9 captures the black value (W0% image of the captured image when the W0% image is projected) of the pixel Px (x, y) on the captured image corresponding to the pixel Px (u, v) of the projected image. pixel Px (x, y) of the pixel value) of the black value B u, as v, and outputs the acquired acquired black value B u, v in the correction unit 3.
  • FIG. 2 is a flowchart showing the processing of the projection system 1000.
  • Step S1 In step S1, a process of determining (estimating) gamma characteristics of the entire system of the projection system 1000 (the optical system of the projection unit 5 and the optical system of the imaging unit 6) is executed.
  • the test image generation unit 4 generates a test image Img_for_gamma for acquiring the gamma value of the entire optical system of the projection system 1000, and outputs an image signal D0 that forms the generated test image Img_for_gamma to the selector SEL1.
  • the control unit generates a selection signal sel1 for selecting the terminal 0 of the selector SEL1, and outputs it to the selector SEL1.
  • the selector SEL1 selects the terminal 0 according to the selection signal sel1, and outputs the image signal D0 that forms the test image Img_for_gamma output from the test image generation unit 4 to the projection unit 5.
  • the projection unit 5 projects the test image Img_for_gamma onto the projection target.
  • test image Img_for_gamma is an 8-bit image, and the pixel value of the image takes 0 to 255.
  • the test image generation unit 4 generates a test image having only the above R component, and the generated test image is projected by the projection unit 5.
  • the imaging unit 6 outputs to the gamma characteristic acquisition unit 7 an image signal D4 that forms a captured image obtained by imaging the test image having only the R component projected by the projection unit 5.
  • the gamma characteristic acquisition unit 7 performs a process of determining the gamma characteristic based on the image signal D4 output from the imaging unit 6.
  • the gamma characteristic is determined (estimated) by the gamma characteristic acquisition unit 7 by repeatedly executing the above process while changing the value of the R component value A1 of the pixel Px (u, v) of the test image Img_for_gamma.
  • the R component value of the pixel of the projection image obtained by projecting the test image Img_for_gamma by the projection unit 5 is xR_prj
  • the R component value of the pixel of the captured image of the projection image is yR_cap
  • yR_cap ⁇ ⁇ (xR_prj / 255) ⁇ ⁇ + ⁇ ⁇ , ⁇ : constants. That is, the above formula is a formula showing the gamma characteristic of the entire system of the projection system 1000 (the optical system of the projection unit 5 and the optical system of the imaging unit 6).
  • the R component value A1 of the pixel Px (u, v) of the test image Img_for_gamma is changed and repeatedly projected, and the gamma characteristic acquisition unit 7 and the R component value xR_prj of the pixel of the projection image and the captured image of the projection image Is determined (estimated) from the R component value yR_cap of each of the pixels, the numerical value ⁇ indicating the gamma characteristics of the entire system of the projection system 1000 (the optical system of the projection unit 5 and the optical system of the imaging unit 6).
  • the gamma value ⁇ (gamma value for R component) acquired in this way is output from the gamma characteristic acquisition unit 7 to the target image acquisition unit 2 and the correction unit 3.
  • the test image Img_for_gamma is treated as an image having only the G component having the same value for all the pixels, and the same processing as described above is executed to obtain the gamma value ⁇ (gamma value for the G component).
  • the acquired gamma value ⁇ (gamma value for G component) is output from the gamma characteristic acquisition unit 7 to the target image acquisition unit 2 and the correction unit 3.
  • the test image Img_for_gamma is treated as an image having only the B component having the same value for all the pixels, and the same processing as described above is executed to obtain the gamma value ⁇ (gamma value for the B component).
  • the acquired gamma value (B component gamma value) is output from the gamma characteristic acquisition unit 7 to the target image acquisition unit 2 and the correction unit 3.
  • Step S2 In step S2, a pixel association process between the projected image and the captured image is executed.
  • the test image generation unit 4 generates a test image Img_for_map for performing pixel association between the projection image projected from the projection unit 5 and the captured image acquired by capturing the captured image by the imaging unit 6.
  • the image signal D0 for forming the generated test image Img_for_map is output to the selector SEL1.
  • the control unit generates a selection signal sel1 for selecting the terminal 0 of the selector SEL1, and outputs it to the selector SEL1.
  • the selector SEL1 selects the terminal 0 according to the selection signal sel1, and outputs the image signal D0 that forms the test image Img_for_map output from the test image generation unit 4 to the projection unit 5.
  • the projection unit 5 projects the test image Img_for_map onto the projection target.
  • the test image Img_for_map is, for example, an image based on a gray code (a pattern of “0” or “1”) or a phase pattern image (a pattern image based on a sine wave having a predetermined period and phase).
  • the imaging unit 6 outputs an image signal D4 that forms a captured image obtained by imaging the test image Img_for_map projected by the projection unit 5 to the pixel association unit 8.
  • the pixel association unit 8 performs pixel association by determining which pixel of the image formed by the image signal D4 corresponds to the pixel of the image formed by the image signal D0. Then, the pixel associating unit 8 acquires map information Map including information regarding the association of all the pixels, and outputs the acquired map information Map to the response characteristic acquiring unit 9.
  • Step S3 In step S3, processing for acquiring response characteristics is executed.
  • the test image generation unit 4 generates a W100% image Img_w100 as a test image, and outputs an image signal D0 that forms the generated test image Img_w100 to the selector SEL1.
  • the control unit generates a selection signal sel1 for selecting the terminal 0 of the selector SEL1, and outputs it to the selector SEL1.
  • the selector SEL1 selects the terminal 0 according to the selection signal sel1, and outputs the image signal D0 that forms the test image Img_w100 output from the test image generation unit 4 to the projection unit 5.
  • Projection unit 5 projects test image Img_w100 onto the projection target.
  • the imaging unit 6 outputs to the response characteristic acquisition unit 9 an image signal D4 that forms a captured image obtained by imaging the test image Img_w100 projected by the projection unit 5.
  • the response characteristic acquisition unit 9 calculates the average value of the pixel values of each pixel of the captured image when the W100% image is projected. Then, the response characteristic acquisition unit 9 acquires the calculated value as the target image white value Wave. The response characteristic acquisition unit 9 outputs the acquired target image white value Wave to the target image acquisition unit 2.
  • the response characteristic acquisition unit 9 holds the value of each pixel of the captured image when the W100% image is projected. Specifically, the response characteristic acquisition unit 9 determines from the map information Map the pixel P (u, v) of the projected image corresponding to the pixel Px (x, y) of the captured image when the W100% image is projected. And the pixel value of the pixel Px (x, y) of the captured image when the W100% image is projected is held as the white value Wu, v . Then, in response to a request from the correction unit 3, the response characteristic acquisition unit 9 outputs the retained white value W u, v to the correction unit 3.
  • the response characteristic acquisition unit 9 holds the value of each pixel of the captured image when the W0% image is projected. Specifically, the response characteristic acquisition unit 9 calculates from the map information Map the pixel P (u, v) of the projection image corresponding to the pixel Px (x, y) of the captured image when the W0% image is projected. And the pixel value of the pixel Px (x, y) of the captured image when the W0% image is projected is held as the black value Bu, v . Then, in response to a request from the correction unit 3, the response characteristic acquisition unit 9 outputs the held black value B u, v to the correction unit 3.
  • test image generation unit 4 generates a W0% image Img_w0 as a test image, and outputs an image signal D0 that forms the generated test image Img_w0 to the selector SEL1.
  • the control unit generates a selection signal sel1 for selecting the terminal 0 of the selector SEL1, and outputs it to the selector SEL1.
  • the selector SEL1 selects the terminal 0 according to the selection signal sel1, and outputs the image signal D0 that forms the test image Img_w0 output from the test image generation unit 4 to the projection unit 5.
  • Projection unit 5 projects test image Img_w0 onto the projection target.
  • the imaging unit 6 outputs an image signal D4 that forms a captured image obtained by imaging the test image Img_w0 projected by the projection unit 5 to the response characteristic acquisition unit 9.
  • the response characteristic acquisition unit 9 obtains the maximum value among the pixel values of each pixel of the captured image when the W0% image is projected. Then, the response characteristic acquisition unit 9 acquires the obtained value as the target image black value Bmax. The response characteristic acquisition unit 9 outputs the acquired target image black value Bmax to the target image acquisition unit 2.
  • the response characteristic acquisition process is executed.
  • Step S4 In step S4, the coefficient Br is set by the coefficient setting unit 1 as a value satisfying 0 ⁇ Br ⁇ 1. Then, the set coefficient Br is output from the coefficient setting unit 1 to the target image acquisition unit 2.
  • Step S5 the target image acquisition unit 2 generates a target image Img_T from the image signal Din (image Img0) based on the coefficient Br, the gamma value ⁇ , the target image black value Bmax, and the target image white value Wave. .
  • the target image acquisition unit 2 sets the pixel values of the pixels (u, v) on the image of the input image Img0 as I u, v, and coordinates (u, v) on the image of the target image Img_T.
  • the target image Img_T is generated by executing processing corresponding to the following (Equation 4) or (Equation 5).
  • the above processing is performed for the R component gamma value, the G component pixel value, and the B component pixel value of the image Img0 and image Img_T, respectively. It is executed using the gamma value of.
  • the value Wave is an example and may be another value.
  • the value Wave may be replaced with a value such as an upper limit value, a lower limit value, or an intermediate value of the pixel value of each pixel of the captured image when a W100% image is projected.
  • the target image acquisition unit 2 may generate the target image Img_T by executing processes corresponding to the following (Equation 6) and (Equation 7).
  • the value Wave and the value Bmax are examples, and may be other values.
  • the value Wave may be replaced with a value such as an upper limit value, a lower limit value, or an intermediate value of the pixel value of each pixel of the captured image when a W100% image is projected.
  • the value Bmax may be replaced with a value such as an average value, an upper limit value, or an intermediate value of the pixel values of each pixel of the captured image when the W0% image is projected.
  • the image signal D1 that forms the target image Img_T generated in this way is output from the target image acquisition unit 2 to the correction unit 3.
  • Step S6 the correction unit 3 corrects the image signal D1 using the gamma value ⁇ output from the gamma characteristic acquisition unit 7 and the white value W u, v output from the response characteristic acquisition unit 9.
  • the process is executed to obtain the corrected image Img_P.
  • the correction unit 3 executes processing corresponding to the following (Equation 8) when the pixel value of the pixel at the coordinate (u, v) on the image of the image Img_P is P u, v. Then, the corrected image Img_P is acquired.
  • k1 first coefficient k1 for black value adjustment (0 ⁇ k1 ⁇ 1)
  • k2 first coefficient k2 for black value adjustment (0 ⁇ k2 ⁇ 1)
  • the black value adjusting first coefficient k1 and the black value adjusting second coefficient k2 are set by a control unit (not shown), for example.
  • the correction unit 3 executes a process corresponding to the above (Formula 8) to acquire the image Img_P after the correction process.
  • the image signal D2 that forms the corrected image Img_P generated in this way is output from the correction unit 3 to the selector SEL1.
  • Step S7 the control unit generates a selection signal sel1 for selecting the terminal 1 of the selector SEL1, and according to the selection signal sel1, the selector SEL1 selects the terminal 1 and outputs the image signal D2 output from the correction unit 3. Output to the projection unit 5.
  • the projection unit 5 projects the image signal D2 (image Img_P) onto the projection target.
  • the projection system 1000 performs processing.
  • FIG. 3 is an example of an image Img0 (8-bit image) input to the projection system 1000.
  • the image Img0 is composed of eight patterns, and the eight patterns (single color patterns) are designated as pattern 1, pattern 2, pattern 3, and pattern 4 from the left in the upper part of FIG. If the pattern 5, the pattern 6, the pattern 7, and the pattern 8 are from the left, the colors (R component value, G component value, B component value) of the eight patterns are as follows.
  • FIG. 5 is a captured image when the image Img0 in FIG. 3 is projected onto the projection target in FIG. 4 without performing the processing in the target image acquisition unit 2 and the processing in the correction unit 3 (as they are). .
  • FIG. 6 is a captured image when the image Img0 of FIG. 3 is projected onto the projection target of FIG. 4 by executing the processing in the target image acquisition unit 2 and the processing in the correction unit 3.
  • the portion of the board to be projected (the boundary between the board and the background) can be clearly recognized.
  • the portion of the plate to be projected (the boundary between the plate and the background) is inconspicuous, and it can be seen that a good correction process has been performed.
  • the target image Img_T that reduces the number of pixels saturated when projected by the coefficient Br (0 ⁇ Br ⁇ 1) is obtained based on the gamma characteristics of the entire system of the projection system 1000. get. Then, the projection system 1000 obtains a projection image Img_P by setting the black value B u, v to “0” in the conversion formula based on the gamma characteristic of the entire system of the projection system 1000 with respect to the obtained target image Img_T. To do.
  • the projection system 1000 the number of saturated pixels of the projected image is reduced, and even if the S / N ratio of the captured image acquired by capturing the projected image is poor, the projected image ( Alternatively, it is possible to realize an image projection process that does not cause the user who has viewed the captured image) to feel uncomfortable.
  • the projection system 1000 by adjusting the coefficient Br, for example, the luminance (illuminance) of light emitted from the projection unit 5 is low (for example, the projection unit 5 has low illuminance (low luminance)).
  • the number of pixels saturated in the image can be reduced. Therefore, in the projection system 1000, even when the projection unit 5 (for example, a projector device) with low illuminance (low brightness) is used, the user who viewed the projection image (or the captured image) does not feel uncomfortable. Image projection processing can be realized.
  • the projection system 1000 acquires a corrected image by the same processing as that for setting the black value to “0” for the target image. For this reason, in the projection system 1000, the dynamic range of the corrected image can be widened. As a result, in the projection system 1000, for example, even when the luminance (illuminance) of light emitted from the projection unit 5 is low (for example, a projector device with low illuminance (low luminance) is used as the projection unit 5). Even in this case, a wide dynamic range of the projected image can be ensured, and an image projection process that does not cause discomfort to the user who viewed the projected image (or captured image) can be realized.
  • the projection system 1000 even when a projector device with high illuminance (high luminance) or a high-performance imaging device is not used, uneven luminance and uneven color of the projected image (video) are appropriately obtained. This makes it possible to realize a good image (video) projection process.
  • the projection system of the above embodiment may be realized as one device, or a part of each functional unit may be realized as another device.
  • the imaging unit 6 may be provided in the imaging device, and functional units other than the imaging unit 6 may be provided in the projector device, and the projection system may be realized by the imaging device and the projector device.
  • each block may be individually made into one chip by a semiconductor device such as an LSI, or may be made into one chip so as to include a part or the whole.
  • LSI LSI
  • IC system LSI
  • super LSI ultra LSI depending on the degree of integration
  • the method of circuit integration is not limited to LSI, and may be realized by a dedicated circuit or a general-purpose processor.
  • An FPGA Field Programmable Gate Array
  • a reconfigurable processor that can reconfigure the connection and setting of circuit cells inside the LSI may be used.
  • part or all of the processing of each functional block in each of the above embodiments may be realized by a program.
  • a part or all of the processing of each functional block in each of the above embodiments is performed by a central processing unit (CPU) in the computer.
  • a program for performing each processing is stored in a storage device such as a hard disk or a ROM, and is read out and executed in the ROM or the RAM.
  • each process of the above embodiment may be realized by hardware, or may be realized by software (including a case where it is realized together with an OS (operating system), middleware, or a predetermined library). Further, it may be realized by mixed processing of software and hardware.
  • OS operating system
  • middleware middleware
  • predetermined library predetermined library
  • execution order of the processing methods in the above embodiment is not necessarily limited to the description of the above embodiment, and the execution order can be changed without departing from the gist of the invention.
  • a computer program that causes a computer to execute the above-described method and a computer-readable recording medium that records the program are included in the scope of the present invention.
  • the computer-readable recording medium include a flexible disk, hard disk, CD-ROM, MO, DVD, DVD-ROM, DVD-RAM, large-capacity DVD, next-generation DVD, and semiconductor memory. .
  • the computer program is not limited to the one recorded on the recording medium, but may be transmitted via a telecommunication line, a wireless or wired communication line, a network represented by the Internet, or the like.
  • circuit may be realized in whole or in part by hardware, software, or a mixture of hardware and software.

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Abstract

高性能な撮像装置を用いない場合であっても、投影型プロジェクター装置により投影面に投影された画像（映像）の輝度むらや色むらを、適切に低減させる。投影システム（１０００）では、係数設定部（１）により設定された係数Ｂｒ（０≦Ｂｒ≦１）により、投影したときに飽和する画素数を低減させる目標画像を、投影システムの系全体のガンマ特性に基づいて、取得する。そして、投影システム（１０００）では、取得した目標画像に対して、投影システムの系全体のガンマ特性と、ホワイト値とに基づいて、補正処理が実行される。これにより、投影システム（１０００）では、投影される画像の飽和する画素数を低減させるとともに、投影画像を撮像して取得した撮像画像のＳ／Ｎ比が悪い場合等であっても、投影画像を見たユーザーに不快感を抱かせない画像投影処理を実現することができる。

Description

投影システム、プロジェクター装置、撮像装置、および、プログラム
　本発明は、投影型プロジェクター装置で投影される画像（映像）を適切に表示するための技術に関する。
　投影型プロジェクター装置により投影面に投影された画像（映像）の輝度むらや色むらを低減する技術が開発されている。
　例えば、特許文献１には、投影型プロジェクター装置で映像を投影する場合における画像（映像）を、投影面の反射特性を考慮して補正することで、投影された画像（映像）の輝度むらや色むらを低減する技術が開示されている。
　特許文献１（特開２０１２－２８８７７号公報）の技術では、投影された映像を撮像して得られた撮像映像の画素ごとの各色成分の輝度値を計測し、計測された画素ごとの各色成分の輝度値に基づいて、映像中の基準点の輝度に対する輝度の変化率を示す配光マップを算出する。そして、特許文献１の技術では、計測された画素ごとの各色成分の輝度値を、配光マップを用いて正規化して、応答関数を算出し、入力映像信号の画素ごとの各色成分の輝度値を、応答関数及び配光マップを利用して補正し、補正された映像信号を取得する。そして、特許文献１の技術では、その補正された映像信号を投影面に投影する。
　上記技術では、精度の高い配光マップ、応答関数を算出するために、投影された映像を、高性能な撮像装置で撮像する必要がある。つまり、上記技術は、撮像感度が良く、Ｓ／Ｎ比の良い撮像画像（撮像映像）を取得することができる高性能な撮像装置を必要とする。また、上記技術は、投影画像のダイナミックレンジが広いことが前提とされており、高照度のプロジェクター装置が必要とされる。このため、上記技術を、投影画像のダイナミックレンジが狭い低照度のプロジェクター装置に適用するのは困難である。
　本発明は、高照度（高輝度）のプロジェクター装置や高性能な撮像装置を用いない場合であっても、投影型プロジェクター装置により投影面に投影された画像（映像）の輝度むらや色むらを、適切に低減させる投影システム、プロジェクター装置、および、プログラムを実現することを目的とする。
　上記課題を解決するために、第１の発明は、入力画像に対して、所定の処理を実行した画像を投影する投影システムであって、投影部と、撮像部と、ガンマ特性取得部と、画素対応付け部と、応答特性取得部と、係数設定部と、目標画像取得部と、補正部と、を備える。
　投影部は、画像を投影対象に投影する。
　撮像部は、投影部により投影された画像を撮像画像として取得する。
　ガンマ特性取得部は、投影部の光学系および撮像部の光学系により決定されるガンマ特性を取得する。
　画素対応付け部は、投影部から投影される画像である投影画像と、撮像部により取得された撮像画像とに基づいて、撮像画像上の画素と、撮像画像上の当該画素に対応する撮像画像上の画素とを対応付けた画素対応付けデータを取得する。
　応答特性取得部は、画素ごとに、投影部により投影されたＷ１００％画像を撮像部で撮像して取得した撮像画像の画素値であるホワイト値と、投影部により投影されたＷ０％画像を撮像部で撮像して取得した撮像画像の画素値であるブラック値と、取得するとともに、取得したホワイト値から導出される代表値である代表ホワイト値と、取得したブラック値から導出される代表値である代表ブラック値とを取得する。
　係数設定部は、第１係数を設定する。
　目標画像取得部は、ガンマ特性取得部により取得されたガンマ特性と、第１係数とに基づいて、入力画像から目標画像を取得する。
　補正部は、目標画像に対して、ガンマ特性取得部により取得されたガンマ特性と、ホワイト値と、ブラック値とに基づく補正処理を実行することで補正画像を取得する。
　そして、目標画像取得部は、投影部が補正画像を投影したときに、撮像部により撮像されると予測される画像において、画素値が飽和する画素が少なくなるように、目標画像を取得する。
　この投影システムでは、第１係数により、投影したときに飽和する画素数を低減させる目標画像を、投影システムの系全体のガンマ特性に基づいて、取得する。そして、この投影システムでは、取得した目標画像に対して、投影システムの系全体のガンマ特性と、ホワイト値と、ブラック値とに基づいて、補正処理が実行される。
　これにより、この投影システムでは、投影される画像の飽和する画素数を低減させることができるので、系全体のダイナミックレンジが狭い場合であっても、投影画像（あるいは撮像画像）を見たユーザーに不快感を抱かせない画像投影処理を実現することができる。
　したがって、この投影システムでは、高照度（高輝度）のプロジェクター装置や高性能な撮像装置を用いない場合であっても、投影された画像（映像）の輝度むらや色むら等を適切に低減させ、良好な画像（映像）投影処理を実現することができる。
　なお、「Ｗ１００％画像」とは、当該画像を形成する全ての画素の画素値が、画素値の取り得る範囲の上限値である画像のことをいう。例えば、画素値が８ビットデータであり、０～２５５の値をとる場合、「Ｗ１００％画像」の画素の画素値は、「２５５」である。
　「Ｗ０％画像」とは、当該画像を形成する全ての画素の画素値が、画素値の取り得る範囲の下限値である画像のことをいう。例えば、画素値が８ビットデータであり、０～２５５の値をとる場合、「Ｗ０％画像」の画素の画素値は、「０」である。
　「目標画像」とは、例えば、入力画像を、投影部の光学系および撮像部の光学系により決定されるガンマ特性に基づいて調整した画像であって、当該画像を形成する画素の画素値が所定の範囲内となるように、ゲイン調整およびオフセット調整がなされた画像である。
　第２の発明は、第１の発明であって、入力画像および目標画像がＮビット画像（Ｎ：自然数）であり、入力画像および目標画像の画素の画素値Ｐｘは、０≦Ｐｘ≦２＾Ｎ－１を満たすものとし、第１係数をＢｒとし、０≦Ｂｒ≦１を満たすものとし、入力画像の画像上の座標（ｕ，ｖ）の画素値をＩｕ，ｖとし、目標画像の画像上の座標（ｕ，ｖ）の画素値をＴｕ，ｖとし、ガンマ特性を決定するガンマ値をγとし、代表ホワイト値をＷａｖｅとし、代表ブラック値をＢｍａｘとしたとき、
　目標画像取得部は、
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
または、
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005
により、前記目標画像の画素値Ｔｕ，ｖを取得することで、前記目標画像を取得する。
　この投影システムでは、係数Ｂｒ（０≦Ｂｒ≦１）により、投影したときに飽和する画素数を低減させる目標画像を、投影システムの系全体のガンマ特性に基づいて、取得する。そして、この投影システムでは、取得した目標画像に対して、投影システムの系全体のガンマ特性と、ホワイト値とに基づいて、補正処理が実行される。
　これにより、この投影システムでは、投影される画像の飽和する画素数を低減させることができるので、系全体のダイナミックレンジが狭い場合であっても、投影画像（あるいは撮像画像）を見たユーザーに不快感を抱かせない画像投影処理を実現することができる。
　この投影システムでは、係数Ｂｒを調整することで、例えば、投影部から照射される光の輝度（照度）が低い場合であって（例えば、投影部として、低照度（低輝度）のプロジェクター装置を用いた場合であって）、当該投影部からＷ１００％画像を投影した場合において、当該画像の飽和する画素数を低減させることができる。したがって、この投影システムでは、低照度（低輝度）の投影部（例えば、プロジェクター装置）を用いた場合であっても、投影画像（あるいは撮像画像）を見たユーザーに不快感を抱かせない画像投影処理を実現することができる。
　第３の発明は、第２の発明であって、代表ブラック値Ｂｍａｘは、「０」である。
　これにより、この投影システムでは、代表ブラック値Ｂｍａｘを「０」として、目標画像を取得することができる。
　第４の発明は、第１から第３のいずれかの発明であって、目標画像、および、補正画像がＮビット画像（Ｎ：自然数）であり、入力画像および目標画像の画素の画素値Ｐｘは、０≦Ｐｘ≦２＾Ｎ－１を満たすものとし、目標画像の画像上の座標（ｕ，ｖ）の画素値をＴｕ，ｖとし、補正画像の画像上の座標（ｕ，ｖ）の画素値をＰｕ，ｖとし、ガンマ特性を決定するガンマ値をγとし、投影画像の画素Ｐｘ（ｕ，ｖ）に対応する撮像画像上の画素Ｐｘ（ｘ，ｙ）のホワイト値を、値Ｗｕ，ｖとし、投影画像の画素Ｐｘ（ｕ，ｖ）に対応する撮像画像上の画素Ｐｘ（ｘ，ｙ）のブラック値を、値Ｂｕ，ｖとし、ブラック値調整用第１係数をｋ１（０≦ｋ１≦１）とし、ブラック値調整用第２係数をｋ２（０≦ｋ２≦１）としたとき、
　補正部は、
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000006
により、前記補正画像の画素値Ｐｕ，ｖを取得することで、前記補正画像を取得する。
　この投影システムでは、係数Ｂｒ（０≦Ｂｒ≦１）により、投影したときに飽和する画素数を低減させる目標画像を、投影システムの系全体のガンマ特性に基づいて、取得する。そして、この投影システムでは、取得した目標画像に対して、ブラック値調整用第１係数およびブラック値調整用第２係数によりブラック値を調整し、調整したブラック値を用いることで、補正画像を取得する。
　これにより、この投影システムでは、投影される画像の飽和する画素数を低減させるとともに、投影画像を撮像して取得される撮像画像のＳ／Ｎ比が悪い場合等であっても、投影画像（あるいは撮像画像）を見たユーザーに不快感を抱かせない画像投影処理を実現することができる。
　また、この投影システムでは、目標画像に対して、ブラック値の値を小さくしたときと同様の処理で、補正画像を取得する。このため、この投影システムでは、補正画像のダイナミックレンジを広くすることができる。その結果、この投影システムでは、例えば、投影部から照射される光の輝度（照度）が低い場合であっても（例えば、投影部として、低照度（低輝度）のプロジェクター装置を用いた場合であっても）、投影画像のダイナミックレンジを広く確保することができ、投影画像（あるいは撮像画像）を見たユーザーに不快感を抱かせない画像投影処理を実現することができる。
　したがって、この投影システムでは、高照度（高輝度）のプロジェクター装置や高性能な撮像装置を用いない場合であっても、投影された画像（映像）の輝度むらや色むら等を適切に低減させ、良好な画像（映像）投影処理を実現することができる。
　第５の発明は、第４の発明であって、ブラック値調整用第１係数ｋ１は、「０」であり、ブラック値調整用第２係数ｋ２は、「０」である。
　これにより、この投影システムでは、目標画像に対して、ブラック値の値を「０」にしたときと同様の処理で、補正画像を取得する。このため、この投影システムでは、補正画像のダイナミックレンジを広くすることができる。その結果、この投影システムでは、例えば、投影部から照射される光の輝度（照度）が低い場合であっても（例えば、投影部として、低照度（低輝度）のプロジェクター装置を用いた場合であっても）、投影画像のダイナミックレンジを広く確保することができ、投影画像（あるいは撮像画像）を見たユーザーに不快感を抱かせない画像投影処理を実現することができる。
　したがって、この投影システムでは、高照度（高輝度）のプロジェクター装置や高性能な撮像装置を用いない場合であっても、投影された画像（映像）の輝度むらや色むら等を適切に低減させ、良好な画像（映像）投影処理を実現することができる。
　第６の発明は、第１から第５のいずれかの発明である投影システムに用いられるプロジェクター装置である。
　プロジェクター装置は、投影部と、ガンマ特性取得部と、画素対応付け部と、応答特性取得部と、係数設定部と、目標画像取得部と、補正部と、を備える。
　これにより、第１から第５のいずれかの発明である投影システムに用いられるプロジェクター装置を実現することができる。
　第７の発明は、第１から第５のいずれかの発明である投影システムに用いられる撮像装置であって、撮像部を備える。
　これにより、第１から第５のいずれかの発明である投影システムに用いられる撮像装置を実現することができる。
　第８の発明は、投影部と撮像部とを備える投影システムに用いられ、入力画像に対して、所定の処理を実行した画像を投影する投影方法をコンピュータに実行させるためのプログラムである。投影方法は、投影ステップと、撮像ステップと、ガンマ特性取得ステップと、ステップと、画素対応付けステップと、応答特性取得ステップと、係数設定ステップと、目標画像取得ステップと、補正ステップと、を備える。
　投影ステップは、画像を投影対象に投影する。
　撮像ステップは、投影ステップにより投影された画像を撮像画像として取得する。
　ガンマ特性取得ステップは、投影部の光学系および撮像部の光学系により決定されるガンマ特性を取得する。
　画素対応付けステップは、投影部から投影される画像である投影画像と、撮像部により取得された撮像画像とに基づいて、撮像画像上の画素と、撮像画像上の当該画素に対応する撮像画像上の画素とを対応付けた画素対応付けデータを取得する。
　応答特性取得ステップは、画素ごとに、投影部により投影されたＷ１００％画像を撮像部で撮像して取得した撮像画像の画素値であるホワイト値と、投影部により投影されたＷ０％画像を撮像部で撮像して取得した撮像画像の画素値であるブラック値と、取得するとともに、取得したホワイト値から導出される代表値である代表ホワイト値と、取得したブラック値から導出される代表値である代表ブラック値とを取得する。
　係数設定ステップは、第１係数を設定する。
　目標画像取得ステップは、投影部により入力画像を投影した画像を、撮像部により撮像したときに取得されると予測される画像において、画素値が飽和する画素が少なくなるように、ガンマ特性取得ステップにより取得されたガンマ特性と、第１係数とに基づいて、入力画像から目標画像を取得する。
　補正ステップは、目標画像に対して、ガンマ特性取得ステップにより取得されたガンマ特性と、ホワイト値と、ブラック値とに基づく補正処理を実行することで補正画像を取得する。
　これにより、第１の発明と同様の効果を奏する投影方法をコンピュータに実行させるためのプログラムを実現することができる。
　本発明によれば、高照度（高輝度）のプロジェクター装置や高性能な撮像装置を用いない場合であっても、投影型プロジェクター装置により投影面に投影された画像（映像）の輝度むらや色むらを、適切に低減させる投影システム、プロジェクター装置、および、プログラムを実現することができる。
第１実施形態に係る投影システム１０００の概略構成図。 投影システム１０００の処理を示すフローチャート。 投影システム１０００に入力される画像Ｉｍｇ０（８ビット画像）の一例を示す図。 投影システム１０００で投影する対象（投影対象）の画像を示す図。 図３の画像Ｉｍｇ０を、図４の投影対象に、目標画像取得部２での処理、補正部３での処理を実行せずに（そのまま）、投影したときの撮像画像を示す図。 図３の画像Ｉｍｇ０を、図４の投影対象に、目標画像取得部２での処理、補正部３での処理を実行して、投影したときの撮像画像を示す図。
　［第１実施形態］
　第１実施形態について、図面を参照しながら、以下、説明する。
　＜１．１：投影システムの構成＞
　図１は、第１実施形態に係る投影システム１０００の概略構成図である。
　投影システム１０００は、図１に示すように、係数設定部１と、目標画像取得部２と、補正部３と、テスト画像生成部４と、セレクタＳＥＬ１と、投影部５と、撮像部６と、ガンマ特性取得部７と、画素対応付け部８と、応答特性取得部９とを備える。
　係数設定部１は、係数Ｂｒを所定の値に設定し、設定した係数Ｂｒを目標画像取得部２に出力する。
　目標画像取得部２は、投影システム１０００に入力される画像信号Ｄｉｎ（画像Ｉｍｇ０）と、係数設定部１から出力される係数Ｂｒと、ガンマ特性取得部７から出力されるガンマ値γ（ガンマ値に関する情報γ）と、応答特性取得部９から出力される目標画像用ブラック値（例えば、Ｂｍａｘ）および目標画像用ホワイト値（例えば、Ｗａｖｅ）に関する情報と、を入力する。目標画像取得部２は、画像信号Ｄｉｎ（画像Ｉｍｇ０）から、係数Ｂｒ、ガンマ値γ、目標画像用ブラック値Ｂｍａｘおよび目標画像用ホワイト値Ｗａｖｅに基づいて、目標画像Ｉｍｇ＿Ｔを生成し、生成した目標画像Ｉｍｇ＿Ｔを形成する画像信号を、画像信号Ｄ１として、補正部３に出力する。
　補正部３は、目標画像取得部２から出力される画像信号Ｄ１と、ガンマ特性取得部７から出力されるガンマ値γ（ガンマ値に関する情報γ）と、応答特性取得部９から出力されるホワイト値（画像上の座標（ｕ，ｖ）の画素のホワイト値をＷｕ，ｖと表記する。）およびブラック値（画像上の座標（ｕ，ｖ）の画素のブラック値をＢｕ，ｖと表記する。）と、を入力する。補正部３は、ガンマ値γ、応答特性取得部９から出力されるホワイト値、ブラック値を用いて、画像信号Ｄ１に対して補正処理を実行する。そして、補正部３は、処理後の画像信号（画像Ｉｍｇ＿Ｐを形成する画像信号）を、画像信号Ｄ２としてセレクタＳＥＬ１に出力する。
　テスト画像生成部４は、以下の（１）～（４）のテスト画像を生成し、生成した画像を形成する画像信号を画像信号Ｄ０として、セレクタＳＥＬ１と、ガンマ特性取得部７と、画素対応付け部８と、に出力する。
（１）投影システム１０００の光学系の系全体のガンマ値を取得するためのテスト画像Ｉｍｇ＿ｆｏｒ＿ｇａｍｍａ
（２）投影部５から投影される投影画像と、当該撮像画像を撮像部６により撮像することで取得される撮像画像との画素対応付けを行うためのテスト画像Ｉｍｇ＿ｆｏｒ＿ｍａｐ
（３）Ｗ１００％画像Ｉｍｇ＿ｗ１００
（４）Ｗ０％画像Ｉｍｇ＿ｗ０
　なお、「Ｗ１００％画像」とは、当該画像を形成する全ての画素の画素値が、画素値の取り得る範囲の上限値である画像のことをいう。例えば、画素値が８ビットデータであり、０～２５５の値をとる場合、「Ｗ１００％画像」の画素の画素値は、「２５５」である。
　「Ｗ０％画像」とは、当該画像を形成する全ての画素の画素値が、画素値の取り得る範囲の下限値である画像のことをいう。例えば、画素値が８ビットデータであり、０～２５５の値をとる場合、「Ｗ０％画像」の画素の画素値は、「０」である。
　セレクタＳＥＬ１は、テスト画像生成部４から出力される画像信号Ｄ０と、補正部３から出力される画像信号Ｄ２と、選択信号ｓｅｌ１とを入力する。選択信号ｓｅｌ１は、制御部（不図示）により生成される。セレクタＳＥＬ１は、選択信号ｓｅｌ１に従い、画像信号Ｄ０および画像信号Ｄ２のいずれか一方を選択し、選択した画像信号を画像信号Ｄ３として、投影部５に出力する。
　投影部５は、画像を投影するための光学系を有している。投影部５は、セレクタＳＥＬ１から出力される画像信号Ｄ３を入力し、入力した画像信号Ｄ３を、投影対象に投影する。
　撮像部６は、投影部５により投影された画像を撮像するための光学系を有している。撮像部６は、投影部５により投影された画像を撮像し、撮像画像を取得し、取得した撮像画像を形成する画像信号を、画像信号Ｄ４として、ガンマ特性取得部７と、画素対応付け部８と、応答特性取得部９とに出力する。
　ガンマ特性取得部７は、撮像部６から出力される画像信号Ｄ４と、テスト画像生成部４から出力される画像信号Ｄ０とを入力する。ガンマ特性取得部７は、画像信号Ｄ４と画像信号Ｄ０とに基づいて、投影システム１０００の系全体（投影部５の光学系と撮像部６の光学系）のガンマ特性を決定（推定）する。そして、ガンマ特性取得部７は、決定したガンマ特性からガンマ値γを取得し、取得したガンマ値γを、目標画像取得部２と、補正部３とに出力する。
　画素対応付け部８は、撮像部６から出力される画像信号Ｄ４と、テスト画像生成部４から出力される画像信号Ｄ０とを入力する。画素対応付け部８は、画像信号Ｄ０により形成される画像の画素が、画像信号Ｄ４により形成される画像のどの画素に対応するのかを決定することで、画素対応付けを行う。そして、画素対応付け部８は、すべての画素の対応付けについての情報を含むマップ情報Ｍａｐを取得し、取得したマップ情報Ｍａｐを応答特性取得部９に出力する。
　応答特性取得部９は、撮像部６から出力される画像信号Ｄ４と、画素対応付け部８から出力されるマップ情報Ｍａｐとを入力する。
　応答特性取得部９は、Ｗ１００％画像が投影されているときの撮像画像を形成する画像信号Ｄ４から、目標画像用ホワイト値（例えば、Ｗａｖｅ）を取得し、取得した目標画像用ホワイト値（例えば、Ｗａｖｅ）を目標画像取得部２に出力する。また、応答特性取得部９は、Ｗ０％画像が投影されているときの撮像画像を形成する画像信号Ｄ４から、目標画像用ブラック値（例えば、Ｂｍａｘ）を取得し、取得した目標画像用ブラック値（例えば、Ｂｍａｘ）を目標画像取得部２に出力する。
　また、応答特性取得部９は、補正部３において、画像上の座標が（ｕ，ｖ）である画素Ｐｘ（ｕ，ｖ）を処理対象画素とするとき、マップ情報Ｍａｐに基づいて、投影画像の画素Ｐｘ（ｕ，ｖ）に対応する撮像画像上の画素Ｐｘ（ｘ，ｙ）を特定する。そして、応答特性取得部９は、投影画像の画素Ｐｘ（ｕ，ｖ）に対応する撮像画像上の画素Ｐｘ（ｘ，ｙ）のホワイト値（Ｗ１００％画像が投影されているときの撮像画像の画素Ｐｘ（ｘ，ｙ）の画素値）を、ホワイト値Ｗｕ，ｖとして、取得し、取得したホワイト値Ｗｕ，ｖを補正部３に出力する。
　また、応答特性取得部９は、投影画像の画素Ｐｘ（ｕ，ｖ）に対応する撮像画像上の画素Ｐｘ（ｘ，ｙ）のブラック値（Ｗ０％画像が投影されているときの撮像画像の画素Ｐｘ（ｘ，ｙ）の画素値）を、ブラック値Ｂｕ，ｖとして、取得し、取得したブラック値Ｂｕ，ｖを補正部３に出力する。
　＜１．２：投影システムの動作＞
　以上のように構成された投影システム１０００の動作について、以下、説明する。
　図２は、投影システム１０００の処理を示すフローチャートである。
　以下では、図２のフローチャートを参照しながら、投影システム１０００の動作について、説明する。
　なお、投影システム１０００では、画像信号として、ＲＧＢ色空間の画像信号に対して処理が実行されるものとして、以下、説明する。
　（ステップＳ１）：
　ステップＳ１では、投影システム１０００の系全体（投影部５の光学系と撮像部６の光学系）のガンマ特性を決定（推定）する処理が実行される。
　テスト画像生成部４は、投影システム１０００の光学系の系全体のガンマ値を取得するためのテスト画像Ｉｍｇ＿ｆｏｒ＿ｇａｍｍａを生成し、生成したテスト画像Ｉｍｇ＿ｆｏｒ＿ｇａｍｍａを形成する画像信号Ｄ０をセレクタＳＥＬ１に出力する。
　制御部は、セレクタＳＥＬ１の端子０を選択するための選択信号ｓｅｌ１を生成し、セレクタＳＥＬ１に出力する。
　セレクタＳＥＬ１は、選択信号ｓｅｌ１に従い、端子０を選択し、テスト画像生成部４から出力されるテスト画像Ｉｍｇ＿ｆｏｒ＿ｇａｍｍａを形成する画像信号Ｄ０を投影部５に出力する。
　投影部５は、テスト画像Ｉｍｇ＿ｆｏｒ＿ｇａｍｍａを投影対象に投影する。
　テスト画像Ｉｍｇ＿ｆｏｒ＿ｇａｍｍａは、例えば、全ての画素が同一の値であるＲ成分のみを有する画像である。つまり、テスト画像Ｉｍｇ＿ｆｏｒ＿ｇａｍｍａの画素Ｐｘ（ｕ，ｖ）のＲ成分値をＲ（Ｐｘ（ｕ，ｖ））とし、Ｇ成分値をＧ（Ｐｘ（ｕ，ｖ））とし、Ｂ成分値をＢ（Ｐｘ（ｕ，ｖ））とすると、
　　Ｒ（Ｐｘ（ｕ，ｖ））＝Ａ１　（０≦Ａ１≦２５５）
　　Ｇ（Ｐｘ（ｕ，ｖ））＝０
　　Ｂ（Ｐｘ（ｕ，ｖ））＝０
となる画像である。
　なお、テスト画像Ｉｍｇ＿ｆｏｒ＿ｇａｍｍａは、８ビットの画像であり、当該画像の画素値は、０～２５５をとるものとする。
　テスト画像生成部４は、上記のＲ成分のみを有するテスト画像を生成し、生成したテスト画像は、投影部５により投影される。
　そして、撮像部６は、投影部５により投影されている上記Ｒ成分のみを有するテスト画像を撮像した撮像画像を形成する画像信号Ｄ４をガンマ特性取得部７に出力する。
　ガンマ特性取得部７は、撮像部６から出力される画像信号Ｄ４に基づいて、ガンマ特性を決定する処理を行う。
　上記処理を、テスト画像Ｉｍｇ＿ｆｏｒ＿ｇａｍｍａの画素Ｐｘ（ｕ，ｖ）のＲ成分値Ａ１の値を変化させて繰り返し実行することで、ガンマ特性取得部７により、ガンマ特性が決定（推定）される。
　つまり、投影部５から投影される投影画像の画素のＲ成分値を０～２５５の範囲で変化させた場合、撮像画像の画素の画素値がどのような値になるかを調べることで、ガンマ特性が決定（推定）される。
　テスト画像Ｉｍｇ＿ｆｏｒ＿ｇａｍｍａを投影部５が投影した投影画像の画素のＲ成分値をｘＲ＿ｐｒｊとし、当該投影画像の撮像画像の画素のＲ成分値をｙＲ＿ｃａｐとすると、
　　ｙＲ＿ｃａｐ＝α×（ｘＲ＿ｐｒｊ／２５５）＾γ＋β
　　α、β：定数
となる。つまり、上記数式が、投影システム１０００の系全体（投影部５の光学系と撮像部６の光学系）のガンマ特性を示す数式である。
　テスト画像Ｉｍｇ＿ｆｏｒ＿ｇａｍｍａの画素Ｐｘ（ｕ，ｖ）のＲ成分値Ａ１の値を変化させて繰り返し投影し、ガンマ特性取得部７は、投影画像の画素のＲ成分値ｘＲ＿ｐｒｊと、当該投影画像の撮像画像の画素のＲ成分値ｙＲ＿ｃａｐとから、上記投影システム１０００の系全体（投影部５の光学系と撮像部６の光学系）のガンマ特性を示す数式の値γを決定（推定）する。
　このようにして取得されたガンマ値γ（Ｒ成分用のガンマ値）は、ガンマ特性取得部７から目標画像取得部２および補正部３に出力される。
　なお、投影システム１０００では、テスト画像Ｉｍｇ＿ｆｏｒ＿ｇａｍｍａを、全ての画素が同一の値であるＧ成分のみを有する画像として、上記と同様の処理を実行し、ガンマ値γ（Ｇ成分用のガンマ値）を取得し、取得した当該ガンマ値γ（Ｇ成分用のガンマ値）は、ガンマ特性取得部７から目標画像取得部２および補正部３に出力される。
　また、投影システム１０００では、テスト画像Ｉｍｇ＿ｆｏｒ＿ｇａｍｍａを、全ての画素が同一の値であるＢ成分のみを有する画像として、上記と同様の処理を実行し、ガンマ値γ（Ｂ成分用のガンマ値）を取得し、取得した当該ガンマ値（Ｂ成分用のガンマ値）は、ガンマ特性取得部７から目標画像取得部２および補正部３に出力される。
　（ステップＳ２）：
　ステップＳ２では、投影画像と撮像画像との画素対応付け処理が実行される。
　テスト画像生成部４は、投影部５から投影される投影画像と、当該撮像画像を撮像部６により撮像することで取得される撮像画像との画素対応付けを行うためのテスト画像Ｉｍｇ＿ｆｏｒ＿ｍａｐを生成し、生成したテスト画像Ｉｍｇ＿ｆｏｒ＿ｍａｐを形成する画像信号Ｄ０をセレクタＳＥＬ１に出力する。
　制御部は、セレクタＳＥＬ１の端子０を選択するための選択信号ｓｅｌ１を生成し、セレクタＳＥＬ１に出力する。
　セレクタＳＥＬ１は、選択信号ｓｅｌ１に従い、端子０を選択し、テスト画像生成部４から出力されるテスト画像Ｉｍｇ＿ｆｏｒ＿ｍａｐを形成する画像信号Ｄ０を投影部５に出力する。
　投影部５は、テスト画像Ｉｍｇ＿ｆｏｒ＿ｍａｐを投影対象に投影する。
　テスト画像Ｉｍｇ＿ｆｏｒ＿ｍａｐは、例えば、グレイコード（「０」、「１」のパターン）による画像や、位相パターン画像（所定の周期、位相の正弦波によるパターン画像）である。
　撮像部６は、投影部５により投影されているテスト画像Ｉｍｇ＿ｆｏｒ＿ｍａｐを撮像した撮像画像を形成する画像信号Ｄ４を画素対応付け部８に出力する。
　画素対応付け部８は、画像信号Ｄ０により形成される画像の画素が、画像信号Ｄ４により形成される画像のどの画素に対応するのかを決定することで、画素対応付けを行う。そして、画素対応付け部８は、すべての画素の対応付けについての情報を含むマップ情報Ｍａｐを取得し、取得したマップ情報Ｍａｐを応答特性取得部９に出力する。
　（ステップＳ３）：
　ステップＳ３では、応答特性を取得する処理が実行される。
　テスト画像生成部４は、テスト画像として、Ｗ１００％画像Ｉｍｇ＿ｗ１００を生成し、生成したテスト画像Ｉｍｇ＿ｗ１００を形成する画像信号Ｄ０をセレクタＳＥＬ１に出力する。
　制御部は、セレクタＳＥＬ１の端子０を選択するための選択信号ｓｅｌ１を生成し、セレクタＳＥＬ１に出力する。
　セレクタＳＥＬ１は、選択信号ｓｅｌ１に従い、端子０を選択し、テスト画像生成部４から出力されるテスト画像Ｉｍｇ＿ｗ１００を形成する画像信号Ｄ０を投影部５に出力する。
　投影部５は、テスト画像Ｉｍｇ＿ｗ１００を投影対象に投影する。
　撮像部６は、投影部５により投影されているテスト画像Ｉｍｇ＿ｗ１００を撮像した撮像画像を形成する画像信号Ｄ４を応答特性取得部９に出力する。
　応答特性取得部９は、Ｗ１００％画像が投影されているときの撮像画像の各画素の画素値の平均値を算出する。そして、応答特性取得部９は、算出した値を、目標画像用ホワイト値Ｗａｖｅとして取得する。応答特性取得部９は、取得した目標画像用ホワイト値Ｗａｖｅを目標画像取得部２に出力する。
　また、応答特性取得部９は、Ｗ１００％画像が投影されているときの撮像画像の各画素の値を保持する。具体的には、応答特性取得部９は、マップ情報Ｍａｐから、Ｗ１００％画像が投影されているときの撮像画像の画素Ｐｘ（ｘ，ｙ）に対応する投影画像の画素Ｐ（ｕ，ｖ）を特定するとともに、Ｗ１００％画像が投影されているときの撮像画像の画素Ｐｘ（ｘ，ｙ）の画素値をホワイト値Ｗｕ，ｖとして保持する。そして、応答特性取得部９は、補正部３からの要求に応じて、保持しているホワイト値Ｗｕ，ｖを補正部３に出力する。
　また、応答特性取得部９は、Ｗ０％画像が投影されているときの撮像画像の各画素の値を保持する。具体的には、応答特性取得部９は、マップ情報Ｍａｐから、Ｗ０％画像が投影されているときの撮像画像の画素Ｐｘ（ｘ，ｙ）に対応する投影画像の画素Ｐ（ｕ，ｖ）を特定するとともに、Ｗ０％画像が投影されているときの撮像画像の画素Ｐｘ（ｘ，ｙ）の画素値をブラック値Ｂｕ，ｖとして保持する。そして、応答特性取得部９は、補正部３からの要求に応じて、保持しているブラック値Ｂｕ，ｖを補正部３に出力する。
　次に、テスト画像生成部４は、テスト画像として、Ｗ０％画像Ｉｍｇ＿ｗ０を生成し、生成したテスト画像Ｉｍｇ＿ｗ０を形成する画像信号Ｄ０をセレクタＳＥＬ１に出力する。
　制御部は、セレクタＳＥＬ１の端子０を選択するための選択信号ｓｅｌ１を生成し、セレクタＳＥＬ１に出力する。
　セレクタＳＥＬ１は、選択信号ｓｅｌ１に従い、端子０を選択し、テスト画像生成部４から出力されるテスト画像Ｉｍｇ＿ｗ０を形成する画像信号Ｄ０を投影部５に出力する。
　投影部５は、テスト画像Ｉｍｇ＿ｗ０を投影対象に投影する。
　撮像部６は、投影部５により投影されているテスト画像Ｉｍｇ＿ｗ０を撮像した撮像画像を形成する画像信号Ｄ４を応答特性取得部９に出力する。
　応答特性取得部９は、Ｗ０％画像が投影されているときの撮像画像の各画素の画素値の中で最大値を求める。そして、応答特性取得部９は、求めた値を、目標画像用ブラック値Ｂｍａｘとして取得する。応答特性取得部９は、取得した目標画像用ブラック値Ｂｍａｘを目標画像取得部２に出力する。
　以上のようにして、投影システム１０００では、応答特性の取得処理が実行される。
　（ステップＳ４）：
　ステップＳ４では、係数設定部１により係数Ｂｒが、０≦Ｂｒ≦１を満たす値として設定される。そして、設定された係数Ｂｒは、係数設定部１から目標画像取得部２に出力される。
　（ステップＳ５）：
　ステップＳ５では、目標画像取得部２は、画像信号Ｄｉｎ（画像Ｉｍｇ０）から、係数Ｂｒ、ガンマ値γ、目標画像用ブラック値Ｂｍａｘおよび目標画像用ホワイト値Ｗａｖｅに基づいて、目標画像Ｉｍｇ＿Ｔを生成する。具体的には、目標画像取得部２は、入力される画像Ｉｍｇ０の画像上の座標（ｕ，ｖ）の画素の画素値をＩｕ，ｖとし、目標画像Ｉｍｇ＿Ｔの画像上の座標（ｕ，ｖ）の画素の画素値をＴｕ，ｖとすると、以下の（数式４）または（数式５）に相当する処理を実行することで、目標画像Ｉｍｇ＿Ｔを生成する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000007
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000008
　なお、上記処理は、画像Ｉｍｇ０、画像Ｉｍｇ＿ＴのＲ成分の画素値、Ｇ成分の画素値、Ｂ成分の画素値について、それぞれ、Ｒ成分用のガンマ値、Ｇ成分用のガンマ値、Ｂ成分用のガンマ値を用いて実行される。
　上記処理において、Ｂｒが０≦Ｂｒ≦１を満たす値に設定されているので、目標画像Ｉｍｇ＿Ｔの各画素の画素値を小さくすることができる。これにより、投影部５から投影した画像において、飽和する画素を少なくすることができ、良好な画像投影を実現することができる。
　また、値Ｗａｖｅは、一例であり、他の値としてもよい。例えば、値Ｗａｖｅを、Ｗ１００％画像が投影されているときの撮像画像の各画素の画素値の上限値や下限値や中間値等の値に代替させてもよい。
　なお、目標画像取得部２は、以下の（数式６）、（数式７）に相当する処理を実行することで、目標画像Ｉｍｇ＿Ｔを生成するようにしてもよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000009
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000010
　上記（数式６）、（数式７）において、値Ｗａｖｅ、値Ｂｍａｘは、一例であり、他の値としてもよい。例えば、値Ｗａｖｅを、Ｗ１００％画像が投影されているときの撮像画像の各画素の画素値の上限値や下限値や中間値等の値に代替させてもよい。また、値Ｂｍａｘを、Ｗ０％画像が投影されているときの撮像画像の各画素の画素値の平均値、上限値、あるいは、中間値等の値に代替させてもよい。
　なお、（数式４）、（数式５）は、それぞれ、（数式６）、（数式７）において、Ｂｍａｘ＝０とした数式に相当する。このため、目標画像取得部２において、（数式４）、（数式５）に相当する処理が実行されることで、目標画像のダイナミックレンジを広げる効果を得ることができる。
　このようにして生成された目標画像Ｉｍｇ＿Ｔを形成する画像信号Ｄ１は、目標画像取得部２から補正部３に出力される。
　（ステップＳ６）：
　ステップＳ６では、補正部３は、ガンマ特性取得部７から出力されるガンマ値γと、応答特性取得部９から出力されるホワイト値Ｗｕ，ｖとを用いて、画像信号Ｄ１に対して補正処理を実行して、補正処理後の画像Ｉｍｇ＿Ｐを取得する。具体的には、補正部３は、画像Ｉｍｇ＿Ｐの画像上の座標（ｕ，ｖ）の画素の画素値をＰｕ，ｖとすると、以下の（数式８）に相当する処理を実行することで、補正処理後の画像Ｉｍｇ＿Ｐを取得する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000011
　　ｋ１：ブラック値調整用第１係数ｋ１（０≦ｋ１≦１）
　　ｋ２：ブラック値調整用第１係数ｋ２（０≦ｋ２≦１）
　なお、ブラック値調整用第１係数ｋ１、および、ブラック値調整用第２係数ｋ２は、例えば、制御部（不図示）により、設定される。
　なお、ｋ１＝ｋ２＝０として、補正部３は、上記（数式８）に相当する処理を実行し、補正処理後の画像Ｉｍｇ＿Ｐを取得することが好ましい。
　なお、以下の（数式９）に相当する処理を実行することで、補正処理後の画像Ｉｍｇ＿Ｐを取得することも考えられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000012
　Ｂｕ，ｖ：投影画像の画素Ｐｘ（ｕ，ｖ）に対応する撮像画像上の画素Ｐｘ（ｘ，ｙ）のブラック値（Ｗ０％画像が投影されているときの撮像画像の画素Ｐｘ（ｘ，ｙ）の画素値）
　上記（数式９）に相当する処理を実行する場合、投影部５、撮像部６等の性能が高い場合、良好な結果が得られるが、投影部５に投影された画像を撮像部６により撮像して取得された画像のＳ／Ｎ比が悪い場合等には、上記（数式９）による処理よりも、上記（数式８）による処理を行った方が、ユーザーが、投影されている画像（あるいは撮像画像）を見たときに不快感を抱かないことが、本願発明者らによって見出された。
　したがって、投影システム１０００の補正部３は、良好な投影画像（撮像画像）を取得するために、上記（数式８）による処理（Ｂｕ，ｖ＝０とする処理（ｋ１＝ｋ２＝０とする処理））を実行する。
　なお、上記（数式８）による処理は、画像Ｉｍｇ＿Ｔ、画像Ｉｍｇ＿ＰのＲ成分の画素値、Ｇ成分の画素値、Ｂ成分の画素値について、それぞれ、Ｒ成分用のガンマ値、Ｇ成分用のガンマ値、Ｂ成分用のガンマ値を用いて実行される。
　このようにして生成された補正処理後の画像Ｉｍｇ＿Ｐを形成する画像信号Ｄ２は、補正部３からセレクタＳＥＬ１に出力される。
　（ステップＳ７）：
　ステップＳ７では、制御部がセレクタＳＥＬ１の端子１を選択する選択信号ｓｅｌ１を生成し、当該選択信号ｓｅｌ１に従い、セレクタＳＥＬ１は、端子１を選択して、補正部３から出力される画像信号Ｄ２を投影部５に出力する。
　投影部５は、画像信号Ｄ２（画像Ｉｍｇ＿Ｐ）を投影対象に投影する。
　以上のようにして、投影システム１０００では、処理が実行される。
　ここで、実際に投影システム１０００において処理された画像を図に示す。
　図３は、投影システム１０００に入力される画像Ｉｍｇ０（８ビット画像）の一例である。具体的には、画像Ｉｍｇ０は、８つのパターンからなり、８つのパターン（単一色のパターン）を、図３の上段の左からパターン１、パターン２、パターン３、パターン４とし、図３の下段の左からパターン５、パターン６、パターン７、パターン８とすると、８つのパターンの色（Ｒ成分値、Ｇ成分値、Ｂ成分値）は、下記の通りである。
　　パターン１：Ｒ＝１５０；Ｇ＝１２０；Ｂ＝　３０；
　　パターン２：Ｒ＝　８０；Ｇ＝　９０；Ｂ＝１２０；
　　パターン３：Ｒ＝１２０；Ｇ＝１８０；Ｂ＝２１０；
　　パターン４：Ｒ＝１５０；Ｇ＝　５０；Ｂ＝１００；
　　パターン５：Ｒ＝　　０；Ｇ＝１５０；Ｂ＝１１０；
　　パターン６：Ｒ＝　５０；Ｇ＝１２０；Ｂ＝２００；
　　パターン７：Ｒ＝　２０；Ｇ＝２００；Ｂ＝１００；
　　パターン８：Ｒ＝１２０；Ｇ＝１５０；Ｂ＝　９０；
　図４は、投影システム１０００で投影する対象（投影対象）の画像である。
　図５は、図３の画像Ｉｍｇ０を、図４の投影対象に、目標画像取得部２での処理、補正部３での処理を実行せずに（そのまま）、投影したときの撮像画像である。
　図６は、図３の画像Ｉｍｇ０を、図４の投影対象に、目標画像取得部２での処理、補正部３での処理を実行して、投影したときの撮像画像である。
　図５の撮像画像では、投影対象の板の部分（板と背景との境界）がはっきり認識できる。一方、図６の撮像画像では、投影対象の板の部分（板と背景との境界）が目立たない状態となっており、良好な補正処理がなされていることが分かる。
　以上のように、投影システム１０００では、係数Ｂｒ（０≦Ｂｒ≦１）により、投影したときに飽和する画素数を低減させる目標画像Ｉｍｇ＿Ｔを、投影システム１０００の系全体のガンマ特性に基づいて、取得する。そして、投影システム１０００では、取得した目標画像Ｉｍｇ＿Ｔに対して、投影システム１０００の系全体のガンマ特性に基づく変換式において、ブラック値Ｂｕ，ｖを「０」として、投影用の画像Ｉｍｇ＿Ｐを取得する。
　これにより、投影システム１０００では、投影される画像の飽和する画素数を低減させるとともに、投影画像を撮像して取得される撮像画像のＳ／Ｎ比が悪い場合等であっても、投影画像（あるいは撮像画像）を見たユーザーに不快感を抱かせない画像投影処理を実現することができる。
　また、投影システム１０００では、係数Ｂｒを調整することで、例えば、投影部５から照射される光の輝度（照度）が低い場合であって（例えば、投影部５として、低照度（低輝度）のプロジェクター装置を用いた場合であって）、投影部５からＷ１００％画像を投影した場合において、当該画像の飽和する画素数を低減させることができる。したがって、投影システム１０００では、低照度（低輝度）の投影部５（例えば、プロジェクター装置）を用いた場合であっても、投影画像（あるいは撮像画像）を見たユーザーに不快感を抱かせない画像投影処理を実現することができる。
　また、投影システム１０００では、目標画像に対して、ブラック値を「０」としたのと同様の処理で、補正画像を取得する。このため、投影システム１０００では、補正画像のダイナミックレンジを広くすることができる。その結果、投影システム１０００では、例えば、投影部５から照射される光の輝度（照度）が低い場合であっても（例えば、投影部５として、低照度（低輝度）のプロジェクター装置を用いた場合であっても）、投影画像のダイナミックレンジを広く確保することができ、投影画像（あるいは撮像画像）を見たユーザーに不快感を抱かせない画像投影処理を実現することができる。
　このように、投影システム１０００では、高照度（高輝度）のプロジェクター装置や高性能な撮像装置を用いない場合であっても、投影された画像（映像）の輝度むらや色むら等を適切に低減させ、良好な画像（映像）投影処理を実現することができる。
　［他の実施形態］
　上記実施形態の投影システムは、１つの装置として実現されるものであってもよいし、また、各機能部の一部を別の装置として実現されるものであってもよい。例えば、撮像部６は、撮像装置に設けられ、撮像部６以外の機能部が、プロジェクター装置に設けられ、撮像装置とプロジェクター装置により、投影システムが実現されるものであってもよい。
　上記実施形態で説明した投影システムにおいて、各ブロックは、ＬＳＩなどの半導体装置により個別に１チップ化されても良いし、一部又は全部を含むように１チップ化されても良い。
　なお、ここでは、ＬＳＩとしたが、集積度の違いにより、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと呼称されることもある。
　また、集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路又は汎用プロセサで実現してもよい。ＬＳＩ製造後に、プログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ　Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｇａｔｅ　Ａｒｒａｙ）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサーを利用しても良い。
　また、上記各実施形態の各機能ブロックの処理の一部または全部は、プログラムにより実現されるものであってもよい。そして、上記各実施形態の各機能ブロックの処理の一部または全部は、コンピュータにおいて、中央演算装置（ＣＰＵ）により行われる。また、それぞれの処理を行うためのプログラムは、ハードディスク、ＲＯＭなどの記憶装置に格納されており、ＲＯＭにおいて、あるいはＲＡＭに読み出されて実行される。
　また、上記実施形態の各処理をハードウェアにより実現してもよいし、ソフトウェア（ＯＳ（オペレーティングシステム）、ミドルウェア、あるいは、所定のライブラリとともに実現される場合を含む。）により実現してもよい。さらに、ソフトウェアおよびハードウェアの混在処理により実現しても良い。
　また、上記実施形態における処理方法の実行順序は、必ずしも、上記実施形態の記載に制限されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で、実行順序を入れ替えることができるものである。
　前述した方法をコンピュータに実行させるコンピュータプログラム及びそ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は、本発明の範囲に含まれる。ここで、コンピュータ読み取り可能な記録媒体としては、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、ＣＤ－ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤ、ＤＶＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ－ＲＡＭ、大容量ＤＶＤ、次世代ＤＶＤ、半導体メモリを挙げることができる。
　上記コンピュータプログラムは、上記記録媒体に記録されたものに限られず、電気通信回線、無線又は有線通信回線、インターネットを代表とするネットワーク等を経由して伝送されるものであってもよい。
　また、文言「部」は、「サーキトリー（ｃｉｒｃｕｉｔｒｙ）」を含む概念であってもよい。サーキトリーは、ハードウェア、ソフトウェア、あるいは、ハードウェアおよびソフトウェアの混在により、その全部または一部が、実現されるものであってもよい。
　なお、本発明の具体的な構成は、前述の実施形態に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更および修正が可能である。
１０００　投影システム
１　係数設定部
２　目標画像取得部
３　補正部
４　テスト画像生成部
５　投影部
６　撮像部
７　ガンマ特性取得部
８　画素対応付け部
９　応答特性取得部

Claims (8)

  1. 　入力画像に対して、所定の処理を実行した画像を投影する投影システムであって、
    　画像を投影対象に投影する投影部と、
    　投影部により投影された画像を撮像画像として取得する撮像部と、
    　前記投影部の光学系および前記撮像部の光学系により決定されるガンマ特性を取得するガンマ特性取得部と、
    　前記投影部から投影される画像である投影画像と、前記撮像部により取得された撮像画像とに基づいて、前記撮像画像上の画素と、前記撮像画像上の当該画素に対応する前記撮像画像上の画素とを対応付けた画素対応付けデータを取得する画素対応付け部と、
    　画素ごとに、前記投影部により投影されたＷ１００％画像を前記撮像部で撮像して取得した撮像画像の画素値であるホワイト値と、前記投影部により投影されたＷ０％画像を前記撮像部で撮像して取得した撮像画像の画素値であるブラック値と、取得するとともに、取得した前記ホワイト値から導出される代表値である代表ホワイト値と、取得した前記ブラック値から導出される代表値である代表ブラック値とを取得する応答特性取得部と、
    　第１係数を設定する係数設定部と、
    　前記ガンマ特性取得部により取得された前記ガンマ特性と、前記第１係数とに基づいて、前記入力画像から目標画像を取得する目標画像取得部と、
    　前記目標画像に対して、前記ガンマ特性取得部により取得された前記ガンマ特性と、前記ホワイト値と、前記ブラック値とに基づく補正処理を実行することで補正画像を取得する補正部と、
    を備え、
    　前記目標画像取得部は、
    　前記投影部が前記補正画像を投影したときに、前記撮像部により撮像されると予測される画像において、画素値が飽和する画素が少なくなるように、前記目標画像を取得する、
    　投影システム。
  2. 　前記入力画像および前記目標画像がＮビット画像（Ｎ：自然数）であり、前記入力画像および前記目標画像の画素の画素値Ｐｘは、０≦Ｐｘ≦２＾Ｎ－１を満たすものとし、
    　前記第１係数をＢｒとし、０≦Ｂｒ≦１を満たすものとし、
    　前記入力画像の画像上の座標（ｕ，ｖ）の画素値をＩｕ，ｖとし、
    　前記目標画像の画像上の座標（ｕ，ｖ）の画素値をＴｕ，ｖとし、
    　前記ガンマ特性を決定するガンマ値をγとし、
    　前記代表ホワイト値をＷａｖｅとし、
    　前記代表ブラック値をＢｍａｘとしたとき、
    　前記目標画像取得部は、
    Figure JPOXMLDOC01-appb-I000001
    または、
    Figure JPOXMLDOC01-appb-I000002

    により、前記目標画像の画素値Ｔｕ，ｖを取得することで、前記目標画像を取得する、
    　請求項１に記載の投影システム。
  3. 　前記代表ブラック値Ｂｍａｘは、「０」である、
    　請求項２に記載の投影システム。
  4. 　前記目標画像、および、前記補正画像がＮビット画像（Ｎ：自然数）であり、前記入力画像および前記目標画像の画素の画素値Ｐｘは、０≦Ｐｘ≦２＾Ｎ－１を満たすものとし、
    　前記目標画像の画像上の座標（ｕ，ｖ）の画素値をＴｕ，ｖとし、
    　前記補正画像の画像上の座標（ｕ，ｖ）の画素値をＰｕ，ｖとし、
    　前記ガンマ特性を決定するガンマ値をγとし、
    　前記投影画像の画素Ｐｘ（ｕ，ｖ）に対応する前記撮像画像上の画素Ｐｘ（ｘ，ｙ）の前記ホワイト値を、値Ｗｕ，ｖとし、
    　前記投影画像の画素Ｐｘ（ｕ，ｖ）に対応する前記撮像画像上の画素Ｐｘ（ｘ，ｙ）の前記ブラック値を、値Ｂｕ，ｖとし、
    　ブラック値調整用第１係数をｋ１（０≦ｋ１≦１）とし、
    　ブラック値調整用第２係数をｋ２（０≦ｋ２≦１）としたとき、
    　前記補正部は、
    Figure JPOXMLDOC01-appb-I000003

    により、前記補正画像の画素値Ｐｕ，ｖを取得することで、前記補正画像を取得する、
    　請求項１から３のいずれかに記載の投影システム。
  5. 　前記ブラック値調整用第１係数ｋ１は、「０」であり、
    　前記ブラック値調整用第２係数ｋ２は、「０」である、
    　請求項４に記載の投影システム。
  6. 　請求項１から５のいずれかに記載の投影システムに用いられるプロジェクター装置であって、
    　前記投影部と、前記ガンマ特性取得部と、前記画素対応付け部と、前記応答特性取得部と、前記係数設定部と、前記目標画像取得部と、前記補正部と、を備える、
    　プロジェクター装置。
  7. 　請求項１から５のいずれかに記載の投影システムに用いられる撮像装置であって、
    　前記撮像部を備える、
    　撮像装置。
  8. 　投影部と撮像部とを備える投影システムに用いられ、入力画像に対して、所定の処理を実行した画像を投影する投影方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
    　画像を投影対象に投影する投影ステップと、
    　投影ステップにより投影された画像を撮像画像として取得する撮像ステップと、
    　前記投影部の光学系および前記撮像部の光学系により決定されるガンマ特性を取得するガンマ特性取得ステップと、
    　前記投影部から投影される画像である投影画像と、前記撮像部により取得された撮像画像とに基づいて、前記撮像画像上の画素と、前記撮像画像上の当該画素に対応する前記撮像画像上の画素とを対応付けた画素対応付けデータを取得する画素対応付けステップと、
    　画素ごとに、前記投影部により投影されたＷ１００％画像を前記撮像部で撮像して取得した撮像画像の画素値であるホワイト値と、前記投影部により投影されたＷ０％画像を前記撮像部で撮像して取得した撮像画像の画素値であるブラック値と、取得するとともに、取得した前記ホワイト値から導出される代表値である代表ホワイト値と、取得した前記ブラック値から導出される代表値である代表ブラック値とを取得する応答特性取得ステップと、
    　第１係数を設定する係数設定ステップと、
    　前記投影部により前記入力画像を投影した画像を、前記撮像部により撮像したときに取得されると予測される画像において、画素値が飽和する画素が少なくなるように、前記ガンマ特性取得ステップにより取得された前記ガンマ特性と、前記第１係数とに基づいて、前記入力画像から目標画像を取得する目標画像取得ステップと、
    　前記目標画像に対して、前記ガンマ特性取得ステップにより取得された前記ガンマ特性と、前記ホワイト値と、ブラック値とに基づく補正処理を実行することで補正画像を取得する補正ステップと、
    を備える投影システムをコンピュータに実行させるためのプログラム。
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