CN101322402A - 图像投影装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的图像投影装置是投影对应投影面的校正图像的图像投影装置，包括：摄像被投影的图像的摄像部(110)、根据被摄像的图像，计算校正起因于投影面的图像的失真的校正参数的校正参数计算部(107)、通过使用所述校正参数来校正图像而生成校正图像的校正部(108)、计算针对原图像的校正图像的再现程度的再现程度计算部(109)、生成有关再现程度的向导图像的图像生成部(111)、控制向导图像的投影的控制部(100)。

Description

图像投影装置
技术领域
本发明涉及一种将对应于投影面的形状以及颜色的至少一方的校正图像进行投影的图像投影装置。
背景技术
在专利文献1等之中，作为以往的图像投影装置(投影仪装置)，公开了按照投影面的形状进行图像的失真校正，对于凹凸不平的面或曲面的投影面也进行显示图像的失真校正的投影仪装置。
而且，在非专利文献1等之中，公开了按照投影面的颜色或形状来校正图像，并通过投影校正图像而得到更接近原图像的投影结果的投影仪装置。这种投影仪装置不仅使用白色屏幕，并且可以使带图案的窗帘、不同色的墙壁、墙角等房间中的任意场所作为投影面来利用。
专利文献1：日本特开2001-61121号公报
专利文献2：日本特开2002-71315号公报
非专利文献1：Oliver Bimber，Andreas Emmerling，ThomasKlemmer“Embeded Entertainment with Smart Projectors”(IEEEComputer January，2005 pp48-55)
但是，依据以往的图像投影装置，通过按照投影面的颜色或形状进行图像校正，而能够投影接近原图像的图像，可是对于用户来说不知道能得到接近原图像到何种程度的图像，即使想得到更接近原图像得图像也不知该如何是好。例如，在对有图案的墙壁进行投影的情况、对有图案的窗帘进行投影的情况、对跨越有图案的墙壁和有图案的窗帘进行投影的情况下，用户很难知道哪个是能得到最接近原图像的图像的情况，从而很难确实利用更接近原图像的校正图像。
发明内容
本发明以向用户提供易于利用更接近原图像的图像投影装置、方法为目的。
为了解决上述问题，本发明的图像投影装置包括：摄像单元，摄像被投影的图像；计算单元，计算对于被摄像的图像的原图像的再现程度；以及控制单元，根据所述再现程度来控制图像的投影。
依据这样的构成，因为根据针对原图像而摄像的图像的再现程度来控制图像的投影，所以能够易于利用更接近原图像的图像。换言之，使再现程度高的投影区域的使用变得容易。
而且，本发明的图像投影装置，投影对应投影面的校正图像，包括：摄像单元，摄像被投影的图像；第一计算单元，计算校正参数，所述校正参数用于校正基于被摄像的图像的、由投影面所引起的图像的失真；校正单元，使用所述校正参数进行图像校正，从而生成校正图像；第二计算单元，计算关于由校正单元所生成的校正图像及通过投影和摄像而得到的校正图像的一方的、相对于原图像的再现程度；以及控制单元，根据所述再现程度来控制图像的投影。
依据这样的构成，因为根据针对原图像而摄像的校正图像的再现程度来控制图像的投影，所以能够易于利用更接近原图像的校正图像。换言之，使再现程度高的投影区域的使用变得容易。
在此也可以为，所述图像投影装置还包括图像生成单元，生成有关所述再现程度的向导图像；所述控制部控制所述向导图像的投影。
依据这样的构成，因为用户能够通过向导图像得到有关再现程度的信息，所以能够利用更接近原图像的校正图像。
在此也可以为，所述图像生成单元按照所述再现程度来判断对投影面的投影的适当与否，并生成表示判断结果的向导图像。
依据这样的构成，因为用户能够通过向导图像得知投影的适当与否，所以能够确实利用更接近原图像的校正图像。
在此也可以为，所述图像生成单元选择在所述适当与否的判断中的与用途相符的阈值，并使用所选择的阈值。
依据这样的构成，能够按照投影的适当与否来适当地进行判断。
在此也可以为，所述第二计算单元按每个包含在投影面里的投影区域的多个部分区域，计算所述再现程度；所述向导生成单元按照所述再现程度，对每个所述部分区域的投影的适当与否进行判断，并生成表示每个区域的判断结果的向导图像。
依据这样的构成，用户能够得知在每个部分区域的投影的适当与否。
在此也可以为，所述第二计算单元按每个包含在投影面里的投影区域的多个部分区域，计算所述再现程度；所述向导生成单元生成与每个区域的所述再现程度有关的向导图像。
依据这样的构成，用户能够得知在每个部分区域的有关再现程度的信息。
在此也可以为，所述控制单元在所述再现程度比规定的值大的时候，进行控制，以便校正图像并进行投影。
依据这样的构成，在再现程度比阈值大的情况下，即只有在再现程度好的情况下才能够投影。
在此也可以为，所述第二计算单元通过在校正图像和原图像之间对彼此对应的像素进行比较，来计算所述再现程度。
依据这样的构成，因为计算与摄像了被投影的校正图像的图像有关的再现程度，所以能够得到兼具颜色的再现性和形状的再现性的双方的再现程度。因此，在投影面的形状相当复杂的情况下，或是墙角的情况下等有效。
在此也可以为，所述控制单元使所述摄像单元摄像投影于投影面的校正图像；所述第二计算单元通过在摄像图像和原图像之间对彼此对应的像素进行比较，来计算所述再现程度，所述摄像图像是通过摄像单元从校正图像得到的。
依据这样的构成，与摄像被投影的校正图像的情况相比，能够缩短到再现程度的计算完成为止的时间。而且，被逆变换的校正图像的再现程度主要显示颜色的再现性，只要投影面的形状不是很复杂，就是充分实用的。
在此也可以为，所述图像投影单元还包括改变单元，以改变投影方向；所述控制单元决定用于得到放大区域的多个投影方向；所述放大区域由与所述多个投影方向相对应的多个投影区域而形成；所述第二计算单元计算多个投影区域的每个投影区域的再现程度；并根据每个投影区域的所述再现程度计算所述放大区域的再现程度。
依据这样的构成，因为能够得到对于比投影区域还广大的放大区域的再现程度，所以能够更确实地搜索再现程度高的投影区域。
在此也可以为，所述控制单元还根据用户操作选择部分区域，并进行控制，以使图像投影于被选择的部分区域。
依据这样的构成，能够促使用户选择再现程度最高的投影区域。
而且，因为关于本发明的控制方法、半导体装置、程序也是和上述同样地被构成，所以省略对此的说明。
依据本发明的图像投影装置，能够使更接近原图像的校正图像易于利用。换言之，使再现程度高的投影区域的利用变得容易。
附图说明
图1是表示在本发明的实施例1中的图像投影装置的构成的框图。
图2(a)～(c)是表示被投影对象的例子的说明图。
图3(a)～(d)是用于说明依据校正部108的校正的说明图。
图4(a)～(d)是表示有关再现程度的向导图像的例子的说明图。
图5A是表示再现程度取得提示处理的流程图。
图5B是表示再现程度取得提示处理的其他例子的流程图。
图6是表示再现程度计算处理的细节的流程图。
图7是表示向导图像生成处理的细节的流程图。
图8是表示校正参数取得处理的细节的流程图。
图9(a)～(c)是表示测试模式图像的例子的说明图。
图10是表示校正参数计算处理的细节的流程图。
图11(a)～(c)是确定投影框的说明图。
图12(a)～(c)是表示测试模式图像的例子的图。
图13是表示变换表的一个例子的图。
图14是表示在实施例2中的图像投影装置的构成的框图。
图15(a)～(f)是放大区域的说明图。
图16是表示校正及再现程度的放大处理的流程图。
附图标记说明
1、2图像投影装置
100、200控制部
101投影部
102摄像部
103图像存储器
104模式图像生成部
105a～105c开关
106图像处理部
107校正参数计算部
108校正部
109再现程度计算部
110校正参数存储部
111向导图像生成部
201摇头部
具体实施方式
(实施例1)
图1是表示在本发明的实施例1中的图像投影装置的构成的框图。该图的图像投影装置1是将与投影面的形状及颜色相对应的校正图像进行投影的图像投影装置，具备控制部100、投影部101、摄像部102、图像存储器103、模式图像生成部104、开关105a、105b、105c、图像处理部106、校正参数计算部107、校正部108、再现程度计算部109、校正参数存储部110及向导图像生成部111，根据再现程度计算部109所计算的再现程度来控制图像的投影。
控制部100进行图像投影装置1整体的控制，并控制以下的处理等。(a)取得用于按照投影面的形状及颜色进行图像校正的校正参数的处理，(b)使用校正参数来生成校正图像的校正处理，(c)取得对原图像的校正图像的再现程度的处理，(d)关于再现程度的向导图像的生成处理及投影处理。本发明主要与上述(c)、(d)相关。上述(a)、(b)既可以和现有技术同样，也可以和后述的本实施例同样。
在此，原图像为没有被校正的图像，即为没有被输入到校正部108的图像，例如，所谓被输入到开关105c的从模式图像生成部104输出的模式图像，包含于来自外部的影像信号中的图像，从向导图像生成部111输出的向导图像等。校正图像是所谓为了抑制图像的失真(形状的失真和颜色的失真)而被校正的图像，该图像的失真起因于投影面的形状及颜色。而且，再现程度表示对于原图像的、与被投影的校正图像的一致程度，即，表示被投影的校正图像在多大程度上再现了原图像。例如，再现程度以百分率来显示，在原图像和校正图像完全一致的情况下为百分之百。
投影部101具有液晶透射式或微镜反射式等的投影器，投影来自图像处理部106的图像。本实施例中，在从外部被输入的影像信号之外，具有依据模式图像生成部104生成的、在上述(a)中被使用的测试模式图像，或从校正部108被输出的、在上述(c)中被使用的被校正的测试模式图像，或在向导图像生成部111所生成的、在上述(d)中被使用的向导图像等。
图2(a)～(c)是表示投影部101的成为被投影对象的投影面的例子的图。图2(a)表示向房间的侧壁W1和W2之间的隅角投影的情况。在此情况下，虽然夹在侧壁W1和W2的隅角的投影区域发生失真，但是此形状失真通过校正部108而能够校正。图2(b)表示向房间的侧壁W3和家具F1投影的情况。在侧壁W3和家具F1形成的隅角的部分产生形状失真，虽然由于侧壁W3和家具F1之间的色调的差、侧壁W3的图案、家具F1的图案而产生颜色失真，但是这些失真能够通过校正部108来校正。图2(c)表示向房间的窗帘C1投影的情况。虽然由于窗帘C1的形状而产生形状失真和由于图案而产生颜色失真，但是这些失真也能够通过校正部108来校正。
摄像部102是具有MOS或者CCD固体摄像元件的摄相机，进行通过投影部101而被投影的所述图像的摄像。摄像部102的摄像区域被设定为，在图像投影装置1的通常的使用范围内，以便充裕包含投影部101的投影区域。
图像存储器103是用于通过摄像部102来保持摄像图像的存储器。
模式图像生成部104生成在上述(a)及(c)被使用的多个种类的测试模式图像。
开关105a、105b在通过控制部100被控制，并都与A端子相连接的情况下，模式图像生成部104中生成的原图像通过校正部108输出到图像处理部106，在都与B端子相连接的情况下，原图像按原样输出到图像处理部106。
开关105c选择原图像的来源。具体而言，在控制部100的控制之下开关105c选择从上述(a)及(c)中的模式图像生成部104输出的模式图像，并选择从上述(d)的向导图像生成部111输出的向导图像，还选择在上述(a)～(d)结束后从外部输入的影像信号。
图像处理部106对从开关105b输入的图像进行变换为适合于投影部101的形式的处理，并将被变换的图像信号输出到投影部101。变换处理包括，例如，图像的分辨率变换或YUV信号-RGB信号变换等。
校正参数计算部107计算上述(a)中的校正参数。校正参数以原图像(从开关105a被输入到校正部108的图像)的每个坐标的坐标校正参数和颜色校正参数来显示。例如，如果原图像的坐标为(x，y)、校正图像的坐标为(x′，y′)，则坐标校正参数以(x，y)、(x′，y′)来显示。颜色校正参数以作为相对于原图像的像素值的被减数的(R，G，B)来显示。
校正部108使用校正参数来校正原图像，并将校正图像通过开关105b输出到图像处理部106。
图3(a)～(d)是用于说明依据校正部108的校正的说明图。图3(a)的图像T1表示测试模式图像中的一幅，是表示网格的图像。图3(b)的图像T2表示，不校正图像T1，如图2(a)那样，将从投影部101向房间的隅角的稍微向上倾斜而被投影的投影图像，通过摄像部102摄像的摄像图像。投影图像以隅角为中心产生很大的形状失真。图3(c)的图像T3表示投影区域已被确定的情况。图中白色的区域是图像T2中的与投影图像内接的最大的矩形区域，其纵横比被设定为与图像T1的纵横比相等。图3(d)的图像T4显示对于图像T1应有的校正图像。这个图像T4通过对图像T1进行：(i)从图像T1向图像T2变换的T12的相反的变换(即从图像T2向图像T1的变换T21)；(ii)图像T3内的矩形区域的按比例缩放而生成。通过按每个格子(网格的交叉点)来求出实现此(i)和(ii)的坐标变换，而能够得到形状校正参数(x，y)、(x′，y′)。
再现程度计算部109根据将通过投影部101而被摄像的校正图像和原图像之间的相对应的像素进行比较，来计算被摄像的校正图像的再现程度。例如，再现程度作为被摄像的校正图像的全部像素之中的、与对应于原图像的像素相一致的像素的比例，即作为一致度被计算。但是，这种情况下的一致也可以作为，被摄像的校正图像的像素和原图像所对应的像素的差分比规定值小的情况。此规定值表示作为误差所容许的范围。而且，再现程度计算部109，不仅计算被摄像的校正图像整体的再现程度，还计算每个投影面中的包含在投影区域里的多个部分区域的所述再现程度。因此，在投影区域整体的再现程度不好的情况下，通过在再现程度良好的部分区域进行缩小投影，能够得到更加接近原图的图像。
校正参数存储部110存储在校正参数计算部107被计算的校正参数。校正参数在图像投影装置1的设置场所被固定的情况下，初次起动时校正参数计算部107计算校正参数，在下次之后的起动时，能够反复应用校正参数存储部110中存储的校正参数。而且在投影面是像窗帘那样的形状的容易变形的物体的情况下，能够将校正参数存储部110中存储的校正参数作为在下次之后的起动时的校正参数的初始值来使用。因此，能够缩短为了求出校正参数而花费的时间。
向导图像生成部111生成与从再现程度计算部109输出的再现程度有关的向导图像。此时，向导图像生成部111，判断按照图像整体的再现程度的投影的适当与否，按照每个部分区域的再现程度的每个部分区域的投影的适当与否，并生成表示此判断结果的向导图像。
图4(a)～(d)是表示向导图像的例子的说明图。
图4(a)的向导图像D1包括所谓“再现程度是90％。可以在这里投影吗？”的消息。这是在被摄像的校正图像整体的再现程度良好的情况下的向导图像的例子，在显示再现程度的同时显示促使现状的投影的消息。
图4(b)的向导图像D2包括，表示部分区域D3和部分区域D4的框(图中为虚线框)和，部分区域D3内的所谓“再现程度是85％”的消息，部分区域D4内的“再现程度是40％”的消息和，部分区域D3内的推荐投影框D5(图中为粗线框)。这是在虽然被摄像的校正图像整体的再现程度不好，但是存在再现程度良好的部分区域的情况下的向导图像的例子，促使表示推荐投影框D5。
图4(c)的向导图像D6包括所谓“在此不能准确清晰地再现图像。请改变为其他的场所。”的消息。这是在被摄像的校正图像整体的再现程度不好，并且也不存在良好的部分区域的情况下的向导图像的例子，显示促使改变为良好的投影场所的消息。
图4(d)的向导图像D7包括推荐投影框D8和，推荐投影框D8内的所谓“这里是上次的投影场所。再现率是80％。”的消息。例如，此向导图像D7被投影到图4(c)的向导图像D6的后面或者被交替地投影，是将存储在向导图像生成部111内部的存储部中的过去的向导图像进行整理了的向导图像。因此，显示极力促使改变为更好的投影场所的消息。而且，上述存储部在表示良好的投影区域的向导图像(例如，向导图像D1、D2)被投影之时，将通过摄像部102被摄像的该向导图像(投影面的图像或者投影面及其周围部分的图像)与背景图像一起存储。在向导图像生成部111像图4(c)那样的现在的投影场所的再现程度不好的情况下，对存储部内的过去的向导图像和其背景图像进行改编，并生成促使改变的向导图像。
图5A是表示根据控制部100的控制的再现程度取得及出示处理的流程图。在此图中，前半部分(到S510为止)表示计算对于原图像的被摄像的校正图像的再现程度的处理，后半部分(S512以后)表示根据再现程度来控制图像的投影的处理。此图的处理在校正参数的取得之后被执行。
首先，控制部100使模式图像生成部104生成一幅测试模式图像(以下，简称模式图像。)(S500)，使开关105c选择模式图像，使105a及105b都与A端子相连接，并使校正部108校正该模式图像(S502)。在校正后的模式图像(以下简称校正图像。)通过图像处理部106被变换为适合投影部101的形式的情况下，控制部100使变换后的校正图像从投影部101向投影面进行投影(S504)，使摄像部102对投影面进行摄像(S506)，并将被摄像的校正图像保存在图像存储器103。进而，控制部100使有关根据模式图象生成部104而生成的多个种类的模式图像的全部图像在从上述S500到S506之间反复。
在此被使用的多幅模式图像，无论种类如何可以为自然图像，最好边缘的分布或颜色的分布不同。而且，模式图像生成部104也可以在每个领域生成包含于该领域的多幅图像。例如，也可以是与棒球转播里经常出现的场面相对应的多幅图像、电影里经常出现的场面或人物图像、与网球转播里经常出现的场面相对应的多幅图像、与动画片的场面相对应的多幅图像、与电视剧的场面相对应的多幅图像、个人电脑的屏幕所显示的视窗和菜单等的多幅图像等。因此，能够表示每个领域中不同的再现率。并且，在本实施例中，设将在校正参数取得处理中被使用的测试模式图像为挪用到再现程度取得及出示处理中的情况。而且，模式图像即使不是多幅而是一幅也可以。
在关于模式图像的全部图像的摄像完成之后，控制部100使再现程度计算部109执行再现程度计算处理(S510)，使向导图像生成部111执行向导图像生成处理(S512)，以控制向导图像的投影(S514)。
并且，没有必要必须对全部的校正模式图像进行从S500到S506的处理。例如，可以只对代表性的校正模式图像进行。因此虽然再现程度的精度会降低，但是能够缩短用于摄像的时间。
而且，投影校正模式图像(S504)，代替摄像处理(S506)，还有在图像投影装置的内部模拟此处理的方法。图5B显示在此情况下的流程图。在图5B中，代替S504、S506，S505的处理被施行。在S505中，对于在S504中生成的校正图像施行逆校正。这里所谓逆校正，是表示例如图3(a)的图像成为图3(b)的变化的情况，与进行在校正参数计算部107求出的校正参数的逆变换相对应。在校正参数计算部107求出用于逆变换的参数，通过图像处理部106进行逆校正，并将被逆校正的校正模式图像保存在图像存储器103中。因此，能够削减用于计算再现程度所必需的、进行图像摄像的时间。另外，上述逆变换(S505)也可以是校正部108代替图像处理部106来进行。在此情况下，校正部108可以将校正图像暂且保存在图像存储器103中，并且，从图像存储器103读出校正图像，对于读出了的校正图像根据逆校正参数施行逆校正，并作为逆校正图像保存在图像存储器103中。
图6是表示图5A中的再现程度计算处理S510的细节的流程图。在此图中，前半部分(到S606为止)是，关于全部的摄像图像(将摄像部102被投影的校正模式图像进行摄像的图像)中的全部像素，根据以原图像中的对应的像素和像素单位进行比较来进行一致性判断的处理，后半部分(S608以后)是计算再现程度的处理。
首先，再现程度计算部109取得处理对象的摄像图像的像素值Pc(S600)，并取得原图像所对应的像素值Po(S602)，判断像素值Pc和像素值Po是否一致(S604)。在这个一致性判断，如已经进行了的说明所述，是根据差分d(＝Pc-Po)是否比规定值小来判断。此规定值表示作为误差所容许的范围。再现程度计算部109进行，关于在S600～S604中的处理对象的摄像图像中所包含的全部的像素，进行一致性判断，其结果是，生成由每个像素的表示是否一致的一致标记组成的位图数据。
在关于全部的摄像图像的一致性判断完成的情况下，再现程度计算部109计算一幅图像整体的再现程度Ra(S608)。再现程度Ra作为在位图数据中的、表示一致性的标记的比例的再现程度来计算。与多幅的摄像图像相对应的多个位图数据，以其整体将表示对全部的位的一致性的标记的比例作为再现程度来计算。另外，也可以取得多个位图数据中的相同像素位置的一致性标记彼此之间的逻辑和，以做成新的位图数据，并将在新的位图数据中表示一致性的标记的比例作为再现程度进行计算。
并且，再现程度计算部109在图像整体的再现程度Ra比第一阈值Th1大的情况下，不计算部分区域的再现程度，而结束再现程度计算处理(S610：是)。例如第一阈值是80％。这种情况下的图像整体的再现程度Ra为良好。因此，图像整体的现在的投影区域可以就照原样地作为投影面。而且，第一阈值也可以是因用途而异的值。例如，也可以使对于TV收视的第一阈值是75％，对于电影观看的第一阈值是85％。
而且，再现程度计算部109在图像整体的再现程度Ra比第一阈值Th1小的情况下，搜索使再现程度变得比第二阈值Th2大的部分区域(S612)，在找到了的情况下，计算该部分区域的再现程度Rb(S614，S616)。例如，第二阈值是以初始值90％、以刻度A并减少至终值B的变数。例如，A是10％、B是50％左右就可以。
并且再现程度计算部109在没有找到部分区域的时候，或者在计算了部分区域的再现程度Rb的时候，如果第二阈值Th2不小于终值B(S618)，则第二阈值Th2＝Th2-A进行更新(S620)，并再次进行部分区域的搜索。
因此，在图像整体的再现程度不好的情况下，能够搜索再现程度良好的部分区域和不好的部分区域。
在此，在代替图5A而使用图5B的处理方法的情况下，可以代替取得S600中的摄像图像的像素值Pc，而取得被逆校正的校正模式图像的像素值。
图7是表示图5A及图5B中的向导图像生成处理S512的细节的流程图。在此图中向导图像生成部111在图像整体的再现程度Ra比第一阈值Th1大的情况下，生成像图4(a)的向导图像D1那样的、促使在现状下投影的第一向导图像(S702)。
而且，在图像整体的再现程度Ra不大于第一阈值Th1的情况下，向导图像生成部111让面积的大小和再现程度Rb优先，以选择一个以上的部分区域(S704)。在此被选择的一个以上的部分区域可以是重叠的，或是嵌套的，并且可以是排在前面的五个固定个数。
而且，在每个被选择的部分区域中向导图像生成部111进行以下处理。向导图像生成部111生成表示该部分区域框的图像(S706)，按照该部分区域的再现程度Rb判断投影的可否(S708)，并生成表示判断结果的消息(S710)。关于投影的可否的判断，例如如果再现程度Rb为80％以上则可以投影，如果在此之下则判断为不可以投影。
如果关于被选择的部分区域的全部的上述处理完成(S712)，则向导图像生成部111判断在被选择的部分区域中的最高再现程度maxRb是否比第三阈值(例如80％)小(S714)，在最高再现程度maxRb不比第三阈值小的情况下，则像图4(b)的D4框那样，在保持有最高再现程度maxRb的部分区域框内设定推荐显示框(S716)，并生成包括部分区域框、投影的适当与否、消息、推荐显示框等的向导图像(S718)，在最高再现程度maxRb比第三阈值小的情况下，生成像图4(c)的向导图像D6那样的、促使投影区域的改变的第二向导图像(720)，进而，参照内部的存储部，生成像图4(d)的向导图像D7那样的、表示以前的投影区域的向导图像(S722)。
如此向导图像生成部111按照再现程度Rb在每个部分区域里判断投影的适当与否，并生成表示每个区域的判断结果的消息、包括关于每个区域的再现程度的消息等的向导图像、促使投影区域的改变的向导图像、促使在现状下的投影的向导图像、表示以前的投影区域的向导图像等。因此使用户改变成再现程度更好的投影区域之事变得容易。
接着，关于校正参数取得处理进行说明。
图8是表示根据控制部100的控制的校正参数取得处理的流程图。在此图中，控制部100使模式图像生成部104生成一幅模式图像(S800)，使投影部101投影没有校正的模式图像(S802)，并使摄像部102摄像被投影在投影面的图像(S804)。被摄像了的图像被保存在图像存储器103中。图9(a)～(c)是表示通过模式图像生成部104所生成的测试模式图像的例子的说明图。图9(a)的图像T1是白色的模式图像。此图像T1在投影面的颜色及图案的检测或，投影图像的形状失真的情况下，用于确定应该投影校正图像的投影区域。图9(b)的图像T2是表示一条水平直线Lh的模式图像。此图像T2是在使水平直线Lh的位置改变一个像素单位或者N个像素单位的多个水平直线图像之中的一个。而且，图9(c)的图像T3是表示一条垂直直线Lv的模式图像。此图像T3是在使垂直直线Lv的位置按每一个像素或者按每N个像素改变的多个的垂直直线图像之中的一个。一幅水平直线图像和一幅垂直直线图像的组合，用于检测原图像和投影图像之间的坐标的对应关系。
对于全部的模式图像，控制部100反复进行图8所示的S800～S804(S806)。在全部的模式图像的摄像完成的情况下，控制部100控制校正参数计算处理(808)，并且使校正参数存储部110存储校正参数(S810)。
图10是表示图8中的校正参数计算处理S808的细节处理的流程图。首先，校正参数计算部107使用白色图像T1的摄像图像来确定校正图像的投影框(S1000)。图11(a)～(c)是关于确定投影框的说明图。在投影面像图2(a)那样包含房间的隅角的情况下，图11(a)的摄像图像I1是被投影的白色图像T1的摄像图像。与原来的白色图像T1相比，摄像图像I1的外形有很大的失真。校正参数计算部107，通过二值化图11(a)的摄像图像I1而得到图11(b)的图像I2。并且，校正参数计算部107是，与被二值化的图像I2中的投影图像内接的最大的矩形区域，并确定投影框，以便使其纵横比和原图像的纵横比相等。图11(c)表示被确定的投影框。
并且，校正参数计算部107，关于水平直线图像和垂直直线图像的全部的组合，即，关于作为水平直线和垂直直线的交点所确定的格子坐标(Xg，Yg)的全部，进行以下的处理。首先，校正参数计算部107取得摄像图像的格子坐标(Xg，Yg)(S1002)。图12(a)～(c)是表示被摄像的测试模式图像和格子坐标的例子的说明图。图12(a)的图像I4表示一幅水平直线图像的摄像结果，图12(b)的图像I5表示一幅垂直直线图像的摄像结果。这个摄像结果与图3(b)的图像T2同样存在失真。例如，图12(c)的图像I6是将图像I4和图像I5的两者进行二值化之后，取得的相对应的像素彼此之间的AND(逻辑积)的结果，表示图像I4的水平直线和图像I5的垂直直线的交点。这个交点的坐标是格子坐标(Xg，Yg)，与原图像的水平直线图像和垂直直线图像的交点(X，Y)相对应。
取得格子坐标之后，校正参数计算部107取得对应原图像的坐标(X，Y)(S1004)，并依据这两个坐标计算与校正图像对应的坐标(X′，Y′)(S1006)。具体而言，对应原图像的坐标(X，Y)相当于图3(a)的图像T1的坐标。摄像图像的格子坐标(Xg，Yg)相当于图3(b)的图像T2的坐标。另一方面，未知的校正图像的坐标(X′，Y′)相当于图3(d)的图像T4的坐标。设从图像T1到图像T2的转移函数为f，坐标(X，Y)和坐标(Xg，Yg)的关系表示为(公式1)。
f(X，Y)＝(Xg，Yg)---------(公式1)
而且，为了将图像T4作为校正图像，并且由于从图像T4到图像T1的转移函数也必须是f，所以坐标(X′，Y′)和坐标(X，Y)的关系必须是(公式2)。
f(X′，Y′)＝(X，Y)---------(公式2)
校正参数计算部107根据这两个公式计算未知的(X′，Y′)(S1006)。此时，校正参数计算部107为了使(X，Y)成为和图像T1不同样大的网格，而成为容纳在图像T3的投影框里的网格，进行按比例缩放(S1008)。这样做来计算对应坐标(X，Y)的(X′，Y′)的值。此(X，Y)和(X′，Y′)成为对于一个坐标的形状校正参数。
并且，校正参数计算部107取得格子坐标(Xg，Yg)的颜色(像素值)(S1010)，并将所取得的每个颜色成分的值(R，G，B)作为此坐标中的颜色校正参数，与形状校正参数一起写入变换表中(S1012)。
如果关于全部格子坐标的校正参数的计算完成(S1014)，则校正参数计算部107将格子坐标以外的坐标的校正参数，使用已经计算完的校正参数根据插值法来计算(S1016)，并写入变换表中。图13是表示变换表的一个例子的图。此图的变换表中记载了每个原图像的坐标(X，Y)的形状校正参数(x′、y′)和颜色校正参数(R，G，B)。
如以上所进行的说明，依据在本实施例中的图像投影装置，由于控制根据针对原图像而被摄像的校正图像的再现程度的图像的投影，所以能够易于利用更接近原图像的校正图像。换言之，能够让用户使用再现程度高的投影区域。
而且，因为用户能够通过向导图像得到有关再现程度的信息，所以能够利用更接近原图像的校正图像。因为用户能够通过向导图像得知投影的适当与否，所以能够确实利用更接近原图像的校正图像。投影的适当与否能够按照用途来适当地进行判断。
用户不仅能够得知整个投影区域的投影的适当与否，也能以按每个部分区域来得知。并且，用户能够以每个部分区域来得知有关再现程度的信息。
在再现程度比阈值大的情况下，即只有在再现程度好的情况下才能够投影。
由于计算与摄像了被投影的校正图像的图像有关的再现程度，所以能够得到兼具颜色的再现性和形状的再现性的双方的再现程度。因此，在投影面的形状相当复杂的情况下，或是墙角的情况下等有效。
还有，图3(a)所示的格子的间隔也可以是一个像素(即全部像素是格子)。
(实施例2)
图14是表示在实施例2中的图像投影装置的构成的框图。此图的图像投影装置2与图1相比较，其不同点为，摇头部201被追加和代替控制部100而具备控制部200。以下省略与图1相同点的说明，以不同点为中心进行说明。而且，设摄像部102的摄像范围与实施例1相比为广角的情况。
摇头机构201是改变投影部101的投影方向的机构，由横向改变投影部101的投影方向的水平摇头机构、纵向改变投影部101的投影方向的垂直摇头机构组成。水平摇头机构、垂直摇头机构全都以电动机驱动，依据来自控制部200的控制静止在任意的摇头角度。
控制部200包括图1的控制部100的功能，并进行(A)由对应多个投影方向的多个投影区域形成的放大区域的设定；(B)放大区域的再现程度计算处理的控制；(C)放大区域的向导图像的提示的控制。通过在放大区域中搜索部分区域，能够更确实地设定再现程度良好的部分区域。
图15(a)～(f)是放大区域的说明图。图15(a)中的图像A1是被摄像部102摄像了的图像，投影区域D11表示摇头机构201的摇头角度在第一角度(例如将左右的摇头中心作为0度+10度)的投影区域。图15(b)中的图像A2是被摄像部102摄像了的图像，投影区域D12表示摇头机构201的摇头角度在第二角度(例如0度)的投影区域。图15(c)中的图像A3是被摄像部102摄像了的图像，投影区域D13表示摇头机构201的摇头角度在第三角度(例如-10度)的投影区域。
图16是表示依据控制部200的控制的放大区域的设定、校正参数取得处理、再现程度取得处理及提示处理的一个例子的流程图。在此图中，首先控制部200判断，作为上述(A)，对应多个投影方向的多个投影区域(例如，D11、D12、D13)是否为连续的，连续的情况下，如图1～图5(c)所示的，为了作为放大区域使用，而存储第一～第三角度，并为了在各个角度设定摇头机构201而存储设定值。因此成为将连续区域作为放大区域来设定。而且，此时的投影图像可以例如是白色图像模式。
进而，控制部200对多个投影区域个别地控制校正参数取得处理(S1602)，并控制再现程度计算/提示处理(S1604)。在此，步骤S1602可以和图8相同。步骤S1604可以和图5A的从S500～S510为止相同。在关于对应多个投影区域的全部的角度的情况下，控制部200以放大区域为对象，进行再现程度计算处理(S1608)。这个再现程度计算处理从投影区域个别地被计算的每个像素的一致性判断标记，做成如图15(e)所示的、对应放大区域的一个位图数据，以放大区域为对象进行部分区域的搜索。这个步骤S1608可以和图6的步骤710～S720相同。
控制部200在上述S1608的再现程度计算处理中，搜索放大区域内的再现程度良好的部分区域。其结果，在图15(f)中的部分区域R1、R2、R3之中，部分区域R1、R2是跨越投影区域和投影区域的边界的区域，虽然是在单独的投影区域里无法搜索的区域，但是通过设定放大区域能够容易地搜索部分区域。
而且，控制部200控制以放大区域为对象的向导图像生成处理(S1610)，并投影向导图像(S1612)，为了使投影方向朝向被选择的部分区域，按照用户操作设定摇头机构201的角度及投影区域(S1614)。由此开始对被用户选择的部分区域的投影。
如以上所进行的说明，依据在本实施例中的图像投影装置2，由于能够得到对于比投影区域还广大的放大区域的再现程度，所以能够更确实地搜索再现程度高的部分区域。而且，能够促使用户选择再现程度最高的投影区域。
还有，在实施例2中，控制部200也可以以摇头机构201进行摇头来设定成为连续区域的投影区域的角度，以便设定放大区域。
而且，摇头机构201也可以由上下回转的镜片和左右回转的镜片组合而构成，并作为投影光线的反射方向能够在上下、左右改变的构成。
而且，也可以连同图像投影装置2的主体来具备使其旋转的旋转机构，以代替摇头机构201。
而且，在图像投影装置2具备LCD等显示部的情况下，也可以在该显示部显示上述向导图像。例如，将上述实施例1或2中的图像投影装置小型化的投影仪被装配在便携终端设备(移动电话机或PDA或笔记本电脑)上的情况下，上述向导图像也可以由显示部和投影的至少一方来显示。
并且，摄像部102也可以是不摄像彩色图像，而是摄像黑白图像的构成。在此情况下，投影部101可以将测试模式图像分成红、绿、蓝的三回进行投影，并通过摄像部102将与红、绿、蓝相对应的三个黑白图像作为三个颜色成分图像来合成。
进而，图1、图14所示的框图的各个功能块作为典型的集成电路装置，即LSI而被实现。此LSI可以被单片化，也可以被做成多个芯片。例如，也可以将图像存储器103等的存储器以外的功能块单片化。在此是作为LSI，但是，根据集成度的差异，也有被称为IC、系统LSI、超级LSI、极超级LSI的情况。
集成电路化的方法不只限于LSI，也可以以专线或者通用处理器来实现。在制造LSI以后，也可以利用可编程的FPGA(FieldProgrammable Gate Array：现场可编程门阵列)或，利用能够将LSI内部的电路单元的连接或设定重构的可重构处理器。
并且，如果由于半导体技术的进步或者派生其他的技术而出现替换LSI的集成电路化的技术，当然也可以使用该技术进行功能块的集成化。也可能有适用于生物技术等的可能性。
而且，在各个功能块之中，也可以只将保存数据的单元不进行单片化，而是作为其他的构成。
而且，在图1、图14所示的框图的各个功能块及图5A～图8、图10、图16所示的流程图中，包含控制部109的中心的部分通过微处理器及程序而被实现。因此，本发明也可以作为程序来构成。
本发明适合于将图像投影到屏幕上的图像投影装置。

Claims (25)

1、一种图像投影装置，投影图像，其特征在于，包括：
摄像单元，摄像被投影的图像；
计算单元，计算对于被摄像的图像的原图像的再现程度；以及
控制单元，根据所述再现程度来控制图像的投影。
2、如权利要求1所述的图像投影装置，其特征在于，
所述图像投影装置还包括图像生成单元，生成有关所述再现程度的向导图像，
所述控制部控制所述向导图像的投影。
3、如权利要求2所述的图像投影装置，其特征在于，
所述图像生成单元按照所述再现程度来判断对投影面的投影的适当与否，并生成表示判断结果的向导图像。
4、一种图像投影装置，投影对应投影面的校正图像，其特征在于，包括：
摄像单元，摄像被投影的图像；
第一计算单元，计算校正参数，所述校正参数用于校正基于被摄像的图像的、由投影面所引起的图像的失真；
校正单元，使用所述校正参数进行图像校正，从而生成校正图像；
第二计算单元，计算关于由校正单元所生成的校正图像及通过投影和摄像而得到的校正图像的一方的、相对于原图像的再现程度；以及
控制单元，根据所述再现程度来控制图像的投影。
5、如权利要求4所述的图像投影装置，其特征在于，
所述图像投影装置还包括图像生成单元，生成有关所述再现程度的向导图像，
所述控制部控制所述向导图像的投影。
6、如权利要求5所述的图像投影装置，其特征在于，
所述图像生成单元按照所述再现程度来判断对投影面的投影的适当与否，并生成表示判断结果的向导图像。
7、如权利要求6所述的图像投影装置，其特征在于，
所述图像生成单元选择在所述适当与否的判断中的与用途相符的阈值，并使用所选择的阈值。
8、如权利要求5所述的图像投影装置，其特征在于，
所述第二计算单元按每个包含在投影面里的投影区域的多个部分区域，计算所述再现程度，
所述向导生成单元按照所述再现程度，对每个所述部分区域的投影的适当与否进行判断，并生成表示每个区域的判断结果的向导图像。
9、如权利要求5所述的图像投影装置，其特征在于，
所述第二计算单元按每个包含在投影面里的投影区域的多个部分区域，计算所述再现程度，
所述向导生成单元生成与每个区域的所述再现程度有关的向导图像。
10、如权利要求1所述的图像投影装置，其特征在于，
所述控制单元在所述再现程度比规定的值大的时候，进行控制，以便校正图像并进行投影。
11、如权利要求4所述的图像投影装置，其特征在于，
所述第二计算单元通过在校正图像和原图像之间对彼此对应的像素进行比较，来计算所述再现程度。
12、如权利要求11所述的图像投影装置，其特征在于，
所述控制单元使所述摄像单元摄像投影于投影面的校正图像，
所述第二计算单元通过在摄像图像和原图像之间对彼此对应的像素进行比较，来计算所述再现程度，所述摄像图像是通过摄像单元从校正图像得到的。
13、如权利要求11所述的图像投影装置，其特征在于，
所述第一计算单元还计算表示由所述校正参数进行校正的逆变换的逆校正参数，
所述校正单元还依据逆校正参数逆变换校正图像，
所述第二计算单元通过在被逆变换的校正图像和原图像之间对彼此对应的像素进行比较，来计算所述再现程度。
14、如权利要求11所述的图像投影装置，其特征在于，
所述图像投影装置还包括图像生成单元，生成有关所述再现程度的向导图像，
所述控制部控制所述向导图像的投影。
15、如权利要求14所述的图像投影装置，其特征在于，
所述图像生成单元按照所述再现程度来判断对投影面的投影的适当与否，并生成表示判断结果的向导图像。
16、如权利要求15所述的图像投影装置，其特征在于，
所述图像生成单元选择在所述适当与否的判断中的与用途相符的阈值，并使用所选择的阈值。
17、如权利要求14所述的图像投影装置，其特征在于，
所述第二计算单元按每个包含在投影面里的投影区域的多个部分区域，计算所述再现程度，
所述向导生成单元按照所述再现程度，对每个所述部分区域的投影的适当与否进行判断，并生成表示每个区域的判断结果的向导图像。
18、如权利要求14所述的图像投影装置，其特征在于，
所述第二计算单元按每个包含在投影面里的投影区域的多个部分区域，计算所述再现程度，
所述向导生成单元生成与每个区域的所述再现程度有关的向导图像。
19、如权利要求4所述的图像投影装置，其特征在于，
所述图像投影单元还包括改变单元，以改变投影方向，
所述控制单元决定用于得到放大区域的多个投影方向，
所述放大区域由与所述多个投影方向相对应的多个投影区域而形成，
所述第二计算单元计算多个投影区域的每个投影区域的再现程度，并根据每个投影区域的所述再现程度计算所述放大区域的再现程度。
20、如权利要求19所述的图像投影装置，其特征在于，
所述第二计算单元按每个包含在所述放大区域里的多个部分区域，计算所述再现程度，
所述向导生成单元按照所述再现程度，对每个所述部分区域的投影的适当与否进行判断，并生成表示每个区域的判断结果的向导图像。
21、如权利要求20所述的图像投影装置，其特征在于，
所述控制单元还根据用户操作选择部分区域，并进行控制，以使图像投影于被选择的部分区域。
22、如权利要求19所述的图像投影装置，其特征在于，
所述第二计算单元按每个包含在所述放大区域里的多个部分区域，计算所述再现程度，
所述向导生成单元生成与每个区域的所述再现程度有关的向导图像。
23、一种控制方法，用于控制投影图像的图像投影装置，
摄像被投影的图像；
计算对于被摄像的图像的原图像的再现程度；以及
根据所述再现程度来控制图像的投影。
24、一种半导体装置，用于控制投影图像的图像投影装置，
摄像单元，摄像被投影的图像；
计算单元，计算对于被摄像的图像的原图像的再现程度；以及
控制单元，根据所述再现程度来控制图像的投影。
25、一种程序，是投影图像的图像投影装置所包括的计算机能够读取的程序，
摄像被投影的图像；
计算对于被摄像的图像的原图像的再现程度；以及
根据所述再现程度来控制图像的投影。
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