CN101860707A

CN101860707A - 投影装置及投影像校正方法

Info

Publication number: CN101860707A
Application number: CN201010163736A
Authority: CN
Inventors: 彦坂健太郎
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2009-04-10
Filing date: 2010-04-12
Publication date: 2010-10-13
Anticipated expiration: 2030-04-12
Also published as: JP2010249860A; CN101860707B; JP5493438B2; US8382289B2; US20100265403A1

Abstract

本发明提供一种投影装置及投影像校正方法。该投影装置包括：投影部，向投影面投影图像；反射率分布检测部，检测投影面的反射率分布；浓度分布检测部，检测投影面的基底图案的浓度分布；平滑化部，将反射率分布及浓度分布平滑化；输入部，输入图像数据；校正部，根据平滑化后的反射率分布及平滑化后的浓度分布，校正输入的图像数据；和控制部，控制投影部以投影基于校正后的图像数据的图像。

Description

投影装置及投影像校正方法

技术领域

本发明涉及一种投影装置及投影像校正方法。

背景技术

通过投影设备的小型化，投影设备的携带搬运变得便利，向房屋的墙壁等屏幕以外的投影面投影图像的机会变多。但是，在投影面上带有颜色、图案时，若向该投影面投影图像，则受到投影面的颜色、图案的影响，投影的图像的可视性变差。在JP特开2008-67080号公报及JP特开2007-322671号公报中公开了如下技术：投影根据投影面的反射率分布进行了校正的图像，使得在投影的图像上看不到投影面的颜色、图案。

在上述现有技术中校正输入图像时存在以下的问题。在存在周边光(来自投影装置以外的光)时、在投影面上存在黑线、黑点等反射率极低的部位时，投影到投影面上的图像的亮度由于校正而显著降低。投影图像的亮度下降使投影图像的可视性恶化。

发明内容

根据本发明的第一方式，投影装置包括：投影部，向投影面投影图像；反射率分布检测部，检测投影面的反射率分布；浓度分布检测部，检测投影面的基底图案的浓度分布；平滑化部，将反射率分布及浓度分布平滑化；输入部，输入图像数据；校正部，根据平滑化后的反射率分布及平滑化后的浓度分布，校正输入的图像数据；和控制部，控制投影部以投影基于校正后的图像数据的图像。

根据本发明的第二方式，在第一方式的投影装置中优选，校正部，对浓度分布的数据尺寸进行尺寸变换而成为比投影部投影的图像的数据尺寸小的尺寸，并根据反射率分布及尺寸变换后的浓度分布，计算用于消除投影面的基底图案的校正信息。

根据本发明的第三方式，在第二方式的投影装置中优选，校正部还根据校正信息、从输入部输入的图像数据和反射率分布，生成表示消除的可否分布的可否分布图像，将可否分布图像的数据及输入的图像数据分别尺寸变换成比投影部投影的图像的数据尺寸小的尺寸，利用尺寸变换后的可否分布图像、尺寸变换后的输入图像、反射率分布和校正信息，进行对输入的图像数据的校正。

根据本发明的第四方式，在第二方式的投影装置中优选，校正部根据尺寸变换后的浓度分布，按照投影画面中的预定区域来计算校正信息。

根据本发明的第五方式，在第二方式的投影装置中优选，校正部根据尺寸变换后的浓度分布的最大值，在投影画面中使浓度分布均匀地一致，并根据该均匀的浓度分布按照投影画面中的预定区域来计算校正信息。

根据本发明的第六方式，在第三方式的投影装置中优选，校正部根据尺寸变换后的可否分布，按照投影画面中的预定区域来计算校正所需的运算。

根据本发明的第七方式，在第三方式的投影装置中优选，校正部根据尺寸变换后的可否分布的最小值，在投影画面中使可否分布均匀地一致，并根据该均匀的可否分布来进行校正所需的运算。

根据本发明的第八方式，投影像校正方法包括以下步骤：反射率分布检测步骤，检测投影面的反射率分布；浓度分布检测步骤，检测投影面的基底图案的浓度分布；平滑化步骤，将反射率分布及浓度分布平滑化；输入步骤，输入图像数据；校正步骤，根据平滑化后的反射率分布及平滑化后的浓度分布，校正输入的图像数据；和投影步骤，投影基于校正后的图像数据的图像。

附图说明

图1是本发明的一个实施方式的投影装置的外观图。

图2是用于说明投影装置的构成的框图。

图3是用于说明投影处理的流程的流程图。

图4是用于说明把握投影环境的处理的流程图。

图5是用于说明计算周边光图案校正图像的处理的流程图。

图6是用于说明平滑化的图。

图7A、图7B是用于说明成块化的图，图7A表示成块化之前，图7B表示成块化之后。

图8A、图8B是用于说明膨胀处理的图，图8A表示实施膨胀处理之前，图8B表示实施膨胀处理之后。

图9是用于说明生成投影图像的处理的流程图。

图10A、图10B是用于说明收缩处理的图，图10A是实施收缩处理之前，图10B是实施收缩处理之后。

图11是用于说明生成不可校正分布图像的处理的流程图。

图12是示例输入图像的示意图。

图13是示例周边光图案分布图像的示意图。

图14是示例反射率分布图像的示意图。

图15是示例周边光图案分布图像的示意图。

图16是示例将周边光图案分布图像平滑化后的图像的示意图。

图17是示例将平滑周边光图案分布图像成块化后的图像的示意图。

图18是示例膨胀处理后的图像的示意图。

图19是示例再平滑化后的图像的示意图。

图20是示例目标周边光图案图像的示意图。

图21是示例周边光图案校正图像的示意图。

图22是示例不可校正分布图像的示意图。

图23是示例平滑化后的不可校正分布图像的示意图。

图24是示例成块化后的不可校正分布图像的示意图。

图25是示例收缩处理后的不可校正分布图像的示意图。

图26是示例再平滑化后的不可校正分布图像的示意图。

图27是示例亮度降低分布图像的示意图。

图28是示例目标投影图像的示意图。

图29是示例投影图像的示意图。

图30是示例在校正后投影到投影面上的投影像的示意图。

图31是示例未校正便投影到投影面上的投影像的示意图。

图32是用于说明变形例的计算周边光图案校正图像的处理的流程图。

图33是用于说明变形例的生成投影图像的处理的流程图。

图34是用于说明为了提供程序产品而使用的设备的整体构成的图。

具体实施方式

以下参照附图说明本发明的实施方式。本发明的投影装置为了提高投影的图像的美观性及可视性，根据投影面的状态校正输入图像。

图1是从前方看本发明的一个实施方式的投影装置1的图。如图1所示，在投影装置1的正面设置有构成投影光学系统111(参照图2)的投影透镜111A和构成摄像光学系统121(参照图2)的摄影透镜121A。投影装置1在载置于桌子上的状态下，朝向前方的屏幕等从内置的投射单元110(参照图2)投影图像等。

图2是用于说明投影装置1的构成例的框图。在图2中，投影装置1包括投射单元110、摄像单元120、控制电路101、存储器102、操作部103、外部接口(I/F)电路104和存储卡接口(I/F)105。可以在存储卡接口105中安装存储卡150。

控制电路101由微处理器及其周边电路构成。控制电路101根据内置的闪存101B中存储的控制程序，利用从投影装置内各部输入的信号进行预定的运算。并且，控制电路101将运算结果作为控制信号输出到投影装置内各部，控制投影装置1的投影动作及摄像动作。另外，闪存101B内的控制程序、数据，经由外部接口(I/F)电路104与外部设备之间进行通信，从而能够改写、追加存储。

在控制电路101的图像处理部101A中，对经由外部接口104取得的图像数据或从存储卡150取得的图像数据进行图像处理。在下文详细说明在图像处理部101A中进行的图像处理。

存储器102作为控制电路101的工作存储器使用。操作部103由按钮、开关等构成，将与操作的按钮、开关对应的操作信号输出到控制电路101。存储卡150可以根据控制电路101的指示进行数据的写入、保存及读出。

投射单元110包括投影光学系统111、液晶面板112、LED光源113和投射控制电路114。LED光源113以与供给电流对应的明亮度对液晶面板112照明。液晶面板112根据来自投射控制电路114的驱动信号而生成光像。投影光学系统111投射从液晶面板112射出的光像。投射控制电路114根据来自控制电路101的指示，向LED光源113及液晶面板112输出控制信号。

投射单元110投影从控制电路101指示的图像。投射单元110除了可以投影保存在存储卡150内的图像数据的图像之外，还可以投影经外部接口电路104从外部设备供给的图像数据的图像。保存在存储卡150内的图像数据的图像或经外部接口电路104从外部设备供给的图像数据的图像，在本说明书中称为输入图像。

摄像单元120具有摄像光学系统121、摄像元件122及摄像控制电路123，根据来自控制电路101的指示对投影面摄像。摄像光学系统121使被拍摄体像在摄像元件122的摄像面上成像。摄像元件122将被拍摄体像转换为电信号。作为摄像元件122使用CCD、CMOS摄像元件等。摄像控制电路123根据来自控制电路101的指示驱动控制摄像元件122，并且对从摄像元件122输出的电信号进行预定的信号处理。

接下来对投影装置1进行的输入图像的校正处理进行说明。该校正处理是当在投影面上投影了输入图像时以在投影的图像(投影图像)上使得投影面的基底图案、污迹、投影面上的因周边光引起的照明不均等不显眼为目的进行的处理。控制电路101根据由摄像单元120拍摄的投影面的图像进行该校正处理。

<投影处理>

图3是用于说明控制电路101进行的投影处理的流程的流程图。控制电路101在使投影装置1进行投影指示时，起动进行图3的处理的程序。

在图3的步骤S21中，控制电路101进行投影环境的把握。具体地说，控制电路101通过摄像单元120对投影面摄像，控制电路101计算浓度分布图像以及表示该投影面的反射率分布的图像。浓度分布图像表示投影面的基底图案、污迹、投影面上的因周边光引起的照明不均。在下文对该处理详细说明。

在步骤S22中，控制电路101计算周边光图案校正图像。周边光图案校正图像是用于从投影图像消除通过周边光(来自投影装置1以外的其他光源的光)照明的投影面的基底图案、污迹的图像(例如具有与基底图案的明暗反相的明暗的图像)。在下文对该处理详细说明。

在步骤S23中，控制电路101经由外部接口电路104或从存储卡150读入输入图像的图像数据，并存储到存储器102中。图12是示例输入图像的示意图。

在步骤S24中，控制电路101校正输入图像并进行投影图像的计算。具体地说，首先控制电路101制作不可校正部分图像。不可校正部分图像是表示以下部分的图像：如现有技术那样即使根据投影面的反射率对输入图像进行校正并投影图像，也难以从投影图像消除该投影面的基底图案及污迹等的影响的部分。难以从投影图像消除该投影面的基底图案及污迹等的影响的部分，起因于投影面的反射率低而产生。接下来，控制电路101将该不可校正分布图像平滑化，并根据平滑化后的不可校正分布图像及表示投影面的反射率的图像，对在步骤S23中读入的输入图像进行校正。控制电路101还通过在校正后的输入图像上加上在步骤S22中计算出的周边光图案校正图像，来进行对周边光带来的影响的校正。另外，在下文对该处理详细说明。

在步骤S25中，控制电路101对在步骤S24中计算(校正)的投影图像(即校正了输入图像后的图像)进行模拟转换，并从投射单元110投影转换后的图像。在步骤S26中，控制电路101判定是否具有接下来要投影的输入图像。在具有接下来要投影的输入图像时，对步骤S26进行肯定判定，并返回步骤S23。在没有接下来要投影的图像时，对步骤S26进行否定判定，结束图3的处理。

<把握投影环境的处理>

参照图4示例的流程图，详细说明上述步骤S21(图3)的把握投影环境的处理。在本例中，以输入图像具有RGB各8比特的数据、像素尺寸为1024(横)×768(纵)像素的情况为例进行说明。数据的比特长不限于8比特，也可适当变更。在此，从投射单元110投影由(R，G，B)_i赋予第i个像素值的图像时，将投影面的摄影像中与第i个像素值对应的像素值设为(R_P，G_P，B_P)_i进行说明。

在图4的步骤S31中，控制电路101从投射单元110向投影面投影黑色图像((R，G，B)_i＝(0，0，0)_i)。在步骤S32中，控制电路101通过摄像单元120对投影了黑色图像的投影面进行摄影。另外，在从投射单元110投影了黑色图像时，其输出也不是0。在本说明书中，将这种输出称为来自投射单元110的意图外的输出。在以后的说明中，作为在上述周边光中包含来自该投射单元110的意图外的输出的情况进行说明。

在步骤S33中，控制电路101利用在步骤S32中由摄像单元120拍摄的图像，计算图像(称为周边光图案分布图像A01)。这是通过周边光、即来自投影装置1以外的其他光源的光以及来自上述投射单元110的意图外的输出，对投影面的基底图案、污迹等进行照明而显现的图像。因此，周边光图案分布图像A01相当于浓度分布图像。将周边光图案分布图像A01的像素值设为(R_P，G_P，B_P)_i＝(R_A01，G_A01，B_A01)_i。图13是示例周边光图案分布图像A01的示意图。图13示出了在周边光图案分布图像A01中显现由周边光照明的投影面的基底图案、污迹即浓度分布的情形。在图13中，用点表示的符号r1～r8表示投影面的基底图案，符号r9表示投影面的污迹。此外，用斜线表示的符号rx表示因周边光的照明不均而被较暗地照明的区域，符号ry表示因周边光的照明不均而被较亮地照明的区域。另外，在图13中，为了表示基底图案r1、r2、r5、r6、r8的边界比r3、r4、r7的边界显眼的情形，而用实线示出了图案r1、r2、r5、r6、r8的边界。

在步骤S34中，控制电路101从投射单元110向投影面投影白色图像((R，G，B)_i＝(255，255，255)_i)。“255”相当于8比特数据的最大值。在步骤S35中，通过摄像单元120对投影了白色图像的投影面进行摄影。此时的摄影图像A02的像素值设为(R_P，G_P，B_P)_i＝(R_A02，G_A02，B_A02)_i。该情况下，在对投影了白色图像的投影面摄像而得到的摄影图像A02中，显现由投射单元110照明的投影面的基底图案、污迹以及由来自投影装置1以外的其他光源的光照明的投影面的基底图案、污迹。更严密的说，摄影图像A02包含通过来自投射单元110的意图的输出而照明的投影面的基底图案、污迹、以及通过周边光即来自投影装置1以外的其他光源的光和来自投射单元110的意图外的输出而照明的投影面的基底图案、污迹。

在步骤S36中，控制电路101根据摄影图像A02和周边光图案分布图像A01的差分来计算表示投影面的反射率的图像(称为反射率分布图像A03)。具体地说，控制电路101计算(R_A03，G_A03，B_A03)_i＝(R_A02-R_A01，G_A02-G_A01，B_A02-B_A01)_i的图像。其结果，该反射率分布图像A03表示以下图像：表示通过来自投射单元110的意图的输出而照明的投影面的基底图案、污迹的图像，即消除了周边光的照明的影响的图像。该反射率分布图像A03成为除了投影面的反射率之外还包含了从投射单元110输出的光的光量不均的影响的图像。并且，算出反射率分布图像A03后，控制电路101结束图4的处理。图14是示例反射率分布图像A03的示意图。根据图14，存在线状的反射率低的部位r9(例如投射面的污迹)、基底图案r1～r8。在以后的处理中，利用也考虑了来自上述投射单元110的光量不均的影响的反射率分布图像A03而生成用于校正的各种图像，从而不进行特殊的处理便可校正投射单元110的光量不均的影响。

<计算周边光图案校正图像的处理>

参照图5示例的流程图，详细说明上述步骤S22(图3)的计算周边光图案校正图像的处理。

在图5的步骤S41中，控制电路101对周边光图案分布图像A01进行像素间隔剔除。在周边光图案分布图像A01的像素尺寸为1024(横)×768(纵)像素时，控制电路101例如将纵横分别间隔剔除为1/4的尺寸，而获得256×192像素的缩小了的周边光图案分布图像a01。图15是示例周边光图案分布图像a01的示意图。在周边光图案分布图像a01中也与图13所示的周边光图案分布图像A01同样地，显现投影面的基底图案r1～r8和污迹r9、因周边光的照明不均而被较暗地照明的区域rx、因周边光的照明不均而被较亮地照明的区域ry。然而，由于纵横分别被间隔剔除为1/4，因此污迹r9与周边光图案分布图像A01的情况不同，而成为不连续的线并显现。因此，在图15中，通过虚线示意地表示污迹r9。

在步骤S42中，控制电路101适用低通滤波器处理(例如移动平均处理)，进行缩小了的周边光图案分布图像a01的平滑化。参照图6，以例如通过3×3的核心(用于加权平均计算的局部区域)进行的平滑化为例进行说明。在图6中，3×3的像素的中心的像素为注目像素，注目像素中的周边光图案分布值为0.3。另外，周边光图案分布值是指缩小了的周边光图案分布图像a1的像素值。与注目像素相邻的像素的周边光图案分布值为1.0、0.8、1.0、0.6、0.5、0.5、0.7和0.9。控制电路101对注目像素的周边光图案分布值和与注目像素相邻的像素的周边光图案分布值进行加权平均计算。也就是说，控制电路101对注目像素的周边光图案分布值和与注目像素相邻的像素的周边光图案分布值进行1/9的加权，并相加计算。其结果，由控制电路101算出平滑化后的注目像素的周边光图案分布值，其值为0.7。图16是示例周边光图案分布图像a01被平滑化后的图像的图。通过进行平滑化处理，投影面的与基底图案、污迹对应的区域的边界变得不再显眼。在图16中，用单点划线表示基底图案r1、r2、r5、r6、r8的边界，用点表示污迹r9，从而示意地示出边界不显眼的情形。

另外，核心的大小可以根据对校正了的输入图像投影时的观看方式而适当选择。例如，也可以为9×9，也可以为13×13。此外，控制电路101也可以通过中值滤波器进行平滑化的处理，以代替通过低通滤波器进行平滑化的处理。

在步骤S43中，控制电路101进行平滑化了的周边光图案分布图像的成块化。以下，将平滑化了的周边光图案分布图像称为平滑周边光图案分布图像。在平滑周边光图案分布图像的成块化中，控制电路101首先通过预定的区域来划分平滑周边光图案分布图像。并且，控制电路101在包含于1个划分的区域(1个块)中的像素的平滑周边光图案分布值中，将值最大的平滑周边光图案分布值作为该区域(块)中包含的像素的平滑周边光图案分布值。另外，平滑周边光图案分布值表示平滑周边光图案分布图像中的像素值。

参照图7A及图7B，说明将例如4×4的像素作为1个块时的成块化的处理。如图7A所示，在4×4的像素中、也就是在1个块中，值最大的平滑周边光图案分布值为1.0。因此，若进行成块化的处理，则如图7B所示，1个块中包含的像素的平滑周边光图案分布值均为1.0。通过该成块化，平滑周边光图案分布图像的尺寸为64×48像素。图17是示例将平滑周边光图案分布图像成块化后的图像的示意图。在图17中示出了通过成块化而使投影面的与基底图案、污迹对应的图像上的区域的形状变形、在通过上述平滑化处理而变得不再显眼的边界产生了变化的情形。如图17所示，用与区域ry相同的点表示基底图案r3、r4、r7和污迹r9，从而示意地示出了边界变得不再显眼的情形。此外，基底图案r1、r2、r5、r6、r8的边界从图16所示的情况变得显眼。在图17中，用双点划线表示r1、r2、r5、r6、r8的边界，从而示意地示出在边界产生了变化的情形。

在步骤S44中，控制电路101对成块化的平滑周边光图案分布图像进行膨胀处理。在膨胀处理中，控制电路101首先以平滑周边光图案分布图像的注目像素为中心而设定预定范围的核心。然后，控制电路101将核心中包含的各像素的周边光图案分布值变更为该核心中周边光图案分布值最大的值。参照图8A及图8B，对控制电路101例如设定了3×3的核心(像素范围)时的膨胀处理进行说明。如图8A所示，与3×3的核心中最大的像素值一致时，如图8B所示，得到膨胀处理后的平滑周边光图案分布图像。在本实施方式中，控制电路101反复进行2次膨胀处理。图18是示例膨胀处理后的图像的示意图。通过实施膨胀处理，图像上与最大值对应的范围扩大。在图18中，用点表示基底图案r1、r2、r5、r6、r8的边界，从而示意地表示膨胀处理的结果。

在步骤S45中，控制电路101对膨胀处理后的平滑周边光图案分布图像再度进行平滑化。控制电路101通过例如在9×9的核心进行的移动平均而进行平滑化。图19是示例再平滑化后的图像的示意图。通过实施再平滑化处理，因膨胀处理而再次变得显眼的投影面的与基底图案对应的区域的边界变得不再显眼。在图19中，用间隔比图18所示的情况大的点表示基底图案r1、r2、r5、r6、r8的边界，从而示意地示出边界不再显眼的情形。在步骤S46中，控制电路101进行放大处理而生成目标周边光图案图像。具体地说，控制电路101通过双线性方法放大平滑化后的64×48像素的图像，得到1024×768像素的图像(称为目标周边光图案图像E01)。如上生成的目标周边光图案图像E01是提取出周边光图案分布图像A01中含有的低频成分后的图像。图20是示例目标周边光图案图像E01的图。

在步骤S47中，控制电路101从目标周边光图案图像E01减去周边光图案分布图像A01而计算出周边光图案校正图像D01。具体地说，控制电路101计算(R_D01，G_D01，B_D01)_i＝(R_E01-R_A01，G_E01-G_A01，B_E01-B_A01)_i的图像。其结果，周边光图案校正图像D01成为从周边光图案分布图像A01提取出高频成分而成的图像。该周边光图案校正图像D01表示，观察者为了观察不受投影面上的基底图案、污迹的影响的投影图像而需要的投影面上的光量。也就是说，该周边光图案校正图像D01是被观察者观察的光量。

在步骤S48中，控制电路101用周边光图案校正图像D01除以反射率分布图像A03，而计算反射率校正后的周边光图案校正图像F01。具体地说，控制电路101计算(R_F01，G_F01，B_F01)_i＝(R_D01/R_A03，G_D01/G_A03，B_D01/B_A03)_i的图像，结束图5的处理。图21是示例周边光图案校正图像F01的图。

周边光图案校正图像F01表示用于投射单元110对投影图像投影的输出、即光量。但是，来自投射单元110的光量对应于投影面的反射率而变化，并被观察者观察，因此来自投射单元110的光量并不是被观察者观察的光量。也就是说，来自投射单元110的光量与投影面的反射率相乘的结果才是被观察者观察的光量。如上所述，投影面的反射率由反射率分布图像A03表示，被观察者观察的光量由周边光图案校正图像D01表示。因此，控制电路101通过用周边光图案校正图像D01除以反射率分布图像A03，而计算出表示从投射单元110输出的光量的周边光图案校正图像F01。

<投影图像的生成处理>

参照图9示例的流程图，详细说明上述步骤S24(图3)的生成投影图像的处理。

在图9的步骤S51中，控制电路101得到将输入图像(1024×768像素)的像素值分别线形化而成的图像(设为线形化图像C01)。控制电路101例如参照查阅表(LUT)以像素顺序进行逆γ变换，从而得到线形值。LUT被存储于闪存101B内。

在步骤S52中，控制电路101对线形化图像C01进行像素间隔剔除。即，控制电路101将像素尺寸(1024×768)纵横分别间隔剔除为1/4，而获得256×192像素的缩小了的线形化图像c01。

在步骤S53中控制电路101制作不可校正分布图像B03，并进入步骤S54。在下文详细说明不可校正分布图像B03的制作处理。另外，不可校正分布图像B03如上所述，起因于投影面的反射率低，是表示难以从投影图像消除投影面的基底图案、污迹的区域的分布的图像。

在步骤S54中，控制电路101将不可校正分布图像B03纵横分别间隔剔除为1/4，进行像素间隔剔除，得到256×192像素的缩小了的不可校正分布图像b03，并且对不可校正分布图像b03进行平滑化。图22是示例不可校正分布图像b03的图。在图22中用符号r9～r14表示若不降低亮度就无法校正的区域。图22中，区域r9～r14的点越细，则表示无法校正的程度越强。也就是说，图22所示的区域r10～r13表示无法校正的程度较强。

图23是示例平滑化后的不可校正分布图像的示意图。另外，控制电路101通过以例如3×3的核心进行的移动平均来进行平滑化。在图23中，示意地示出了若不降低亮度就无法校正的区域r10～r14的边界变得不再显眼的情形。此外，关于图22中线状表示的区域r9，在图23中用点表示，从而表示进行了平滑化。

在步骤S55中，控制电路101进行平滑化后的不可校正图像的成块化。在成块化中，控制电路101例如在平滑化后的不可校正分布图像中使4×4的像素为1个块时，将块中包含的像素中最大的像素值作为块的不可校正分布值。通过该成块化，不可校正分布图像成为64×48像素。图24是示例成块化后的不可校正分布图像的示意图。在图24中，示意地示出了通过成块化而使区域r9～r14的形状变化了的情形。此外，在图24中，通过成块化使各区域r9～r14的形状变化，从而区域r9和r10结合而基本成为同一区域。

在步骤S56中，控制电路101对成块化的不可校正分布图像进行收缩处理。在收缩处理中，控制电路101首先以成块化的不可校正分布图像中的注目像素为中心而设定预定范围的核心。然后，控制电路101将核心中包含的像素值中最小的值在该核心内设定为不可校正分布值。参照图10A及图10B，对控制电路101例如设定了3×3的核心(像素范围)时的收缩处理进行说明。如图10A所示，与3×3的核心中最小的像素值一致时，如图10B所示，得到收缩处理后的不可校正分布图像。在本实施方式中反复进行2次收缩处理。图25是示例收缩处理后的不可校正图像的示意图。在收缩处理中，图像上最小值的范围扩大。在图25中，通过使区域r9～r14的形状从图24所示的区域r9～r14的形状变形，而示意地表示收缩处理的结果。

在步骤S57中，控制电路101通过对收缩处理后的不可校正分布图像进行再度的平滑化处理和放大处理，而获得亮度下降分布图像。控制电路101例如通过以9×9的核心进行的移动平均来进行平滑化。图26是示例再平滑化后的不可校正分布图像的示意图。在平滑化处理中，通过成块化而再次变得显眼的图像上的区域r9～r14的边界变得不再显眼。在图26中从图25所示的区域r9～r14的形状变形而示出区域r9～r14的形状，从而示意地示出收缩处理的结果。

在放大处理中，控制电路101通过双线性方法来放大再度平滑化后的64×48像素的图像，获得1024×768像素的图像(称为亮度下降分布图像H01)。通过上述处理生成的亮度下降分布图像H01是提取出不可校正分布图像B03中包含的低频成分而成的图像。图27是示例亮度下降分布图像H01的示意图。在图27中，通过从图26所示的区域r9～r14的形状变形而示出区域r9～r14，从而示意地示出放大处理的结果。亮度下降分布图像H01是表示投影面上非均匀的低亮度的部位(即基底图案、污迹)的分布的图像。

在步骤S58中，控制电路101使线形化图像C01乘以亮度下降分布图像H01而计算目标投影图像J01，并进入步骤S59。图28是示例目标投影图像J01的示意图。在图28中，在线形化图像C01上重叠示出图27所示的亮度下降分布图像H01，从而示意地示出目标投影图像J01。

通过观察者观察的投影图像是从投射单元110输出的投影图像受到了与投影面的反射率对应的影响的图像、即乘以反射率分布图像A03的图像。线形化图像C01若直接再现到投影面上，则能够作为不受投影面的基底图案、污迹等的影响的投影图像进行观察。换言之，当对线形化图像C01进行了预定的校正的图像(校正后图像)乘以了反射率的图像为线形化图像C01时，观察到不受投影面的基底图案、污迹等的影响的投影图像。因此，通过用线形化图像C01除以反射率分布图像A03，可以生成校正后图像。该校正后图像在外观上消除投影面上的基底图案、污迹等的影响，因此成为投射单元110应输出的投影图像。该校正后图像示出了：与投影面的反射率低的部位(基底图案、污迹等的影响较大的部位)对应的区域，对应于低反射率而被较亮地(高亮度地)投影。

但是，在输入图像(或线形化图像C01)的像素值较大时、投影面的反射率较小时，上述校正后图像的像素值可能超过投射单元110的最大输出。这种情况下，控制电路101降低线形化图像C01的明亮度，以便能够通过投射单元110的最大输出来校正在投影图像上观察的投影面的基底图案、污迹。此时，通过使线形化图像C01的图像整体的明亮度均匀地降低，而防止连不必要的部位(基底图案、污迹的影响小的部位)都变暗，因此控制电路101使线形化图像C01乘以亮度下降分布图像H01。其结果，生成的目标投影图像J01为被调整成线形化图像C01中与投影面的基底图案、污迹的影响大的部位对应的区域的明亮度(亮度)变低的图像。该目标投影图像J01成为由观察者观察的不受投影面的基底图案、污迹等的影响的投影图像。

在步骤S59中，控制电路101用目标投影图像J01除以反射率分布图像A03来计算反射率校正后的目标投影图像K01，并进入步骤S60。具体地说，控制电路101计算(R_K01，G_K01，B_K01)_i＝(R_J01/R_A03，G_J01/G_A03，B_J01/B_A03)_i的图像。

目标投影图像K01表示投射单元110输出的投影图像。但是，从投射单元110输出的投影图像根据投影面的反射率而变化并由观察者观察，因此从投射单元110输出的投影图像不会成为由观察者观察的投影图像。即，来自投射单元110的投影图像乘以投影面的反射率后的图像才是由观察者观察的投影图像。如上所述，投影面的反射率通过反射率分布图像A03表示，由观察者观察的图像通过目标投影图像J01表示。因此，控制电路101通过用目标投影图像J01除以反射率分布图像A03，而计算出作为从投射单元110输出的投影图像的目标投影图像K01。

在步骤S60中，控制电路101在反射率校正后的目标投影图像K01上加上周边光图案校正图像F01而计算投影图像L01，并进入步骤S61。具体地说，控制电路101计算(R_L01，G_L01，B_L01)_i＝(R_K01+R_F01，G_K01+G_F01，B_K01+B_F01)_i的图像。图29是示例投影图像L01的示意图。

在步骤S61中，控制电路101对投影图像L01进行γ变换，从而获得返回到非线形的实际的投影图像L02。γ变换用的LUT被存储在闪存101B内。

<不可校正分布图像的制作处理>

参照图11示例的流程图，详细说明上述步骤S53(图9)的生成不可校正分布图像B03的处理。在图11的步骤S71中，控制电路101计算能够用于输入图像的校正的投射单元110的输出(光量)。具体地说，控制电路101将投射单元110的输出设为以8比特数据表示时的最大输出值255，从该值减去周边光图案校正图像F01的像素值，而计算(R_M1，G_M1，B_M1)_i＝(255-R_F01，255-G_F01，255-B_F01)_i。从投射单元110输出的光量，具有用于从投影像消除投影面的基底图案、污迹等的光量以及用于投影图像的光量。换言之，用于投影图像的光量被限制成没有用于消除投影面的基底图案、污迹等的光量。因此，控制电路101从最大输出值减去了与用于消除投影面的基底图案、污迹等的光量对应的周边光图案校正图像F01的像素值。这样计算出的(R_M1，G_M1，B_M1)_i的值作为用于投影图像的光量，而称为可投影的光量。

在步骤S72中，控制电路101计算为了在外观上消除投影面的基底图案、污迹等而应输出的光量。具体地说，控制电路101用线形化图像C01除以反射率分布图像A03，而计算(R_N1，G_N1，B_N1)_i＝(R_C01/R_A03，G_C01/G_A03，B_C01/B_A03)_i。如上所述，用线形化图像C01除以反射率分布图像A03而得到的图像为从投射单元110输出的投影图像。即，从投射单元110对应于低反射率而较亮(高亮度)地投影与投影面的反射率低的部位(基底图案、污迹等的影响大的部位)对应的区域。其结果，上述(R_N1，G_N1，B_N1)_i成为为了在外观上消除投影面的基底图案、污迹等而应从投射单元110输出的光量。该(R_N1，G_N1，B_N1)_i的值被称为投影所需的光量。

在步骤S73中，控制电路101以像素顺序对可投影的光量和投影所需的光量进行比较。控制电路101在“可投影的光量”>“投影所需的光量”时，即(R_M1，G_M1，B_M1)_i＞(R_N1，G_N1，B_N1)_i成立时，对步骤S73肯定判定，并进入步骤S74A。控制电路101在不是“可投影的光量”＞“投影所需的光量”时，即(R_M1，G_M1，B_M1)_i＞(R_N1，G_N1，B_N1)_i不成立时，对步骤S73否定判定，并进入步骤S74B。

在步骤S74A中，控制电路101使不可校正分布值(R_B01，G_B01，B_B01)_i＝(255，255，255)，并进入步骤S75。在步骤S74B中，控制电路101使不可校正分布值(R_B01，G_B01，B_B01)_i＝(R_M1/R_N1，G_M1/G_N1，B_M1/B_N1)_i×255，并进入步骤S75。

在步骤S75中，控制电路101对于输入图像的全部像素判定是否步骤S73的比较已结束。对于输入图像的全部像素，步骤S73的比较已经结束时，对步骤S75肯定判定，结束图11的不可校正分布的计算处理。在输入图像的全部像素中，步骤S73的比较尚未结束时，对步骤S75否定判定，并返回到步骤S73。

图30是示例以上说明的投影装置1的在校正后投影到投影面上的投影像的图。投影面的图案被抑制。图31是比较用图像，是示例输入图像被直接(未进行上述校正)投影到投影面上时的投影像的图。与图30相比，在图31的投影像中显现了投影面的基底图案。

根据以上说明的实施方式，获得以下的作用效果。

(1)投影装置1包括向投影面投影图像的投射单元110、输入图像数据的存储卡I/F 105以及控制电路101。控制电路101检测投影面的反射率分布图像A03，并检测投影面的周边光图案分布图像A01。控制电路101将反射率分布图像A03以及周边光图案分布图像A01平滑化，并根据平滑化后的反射率分布以及平滑化后的周边光图案分布图像，校正输入的图像数据C01。并且，控制电路101控制投射单元110以投影基于校正后的图像数据的图像。从而，不会显著降低投影像的可视性，便可进行输入图像的校正以消除投影面的颜色、污迹、基底图案。通过平滑化可以进行校正以使校正部分变得不再显眼。

(2)控制电路101对周边光图案分布图像A01的数据尺寸进行尺寸变换，而成为比投射单元110投影的图像的数据尺寸小的尺寸。并且，控制电路101根据反射率分布以及尺寸变换后的周边光图案分布图像，计算用于从投影图像消除投影面的基底图案的校正信息(周边光图案校正图像)。从而，与不进行尺寸变换时相比，可以减轻计算处理的负担，并在短时间内进行处理。

(3)控制电路101根据校正信息(周边光图案校正图像)F01、输入的图像数据C01以及反射率分布A03，生成表示消除的可否分布的亮度下降分布图像H01。控制电路101将亮度下降分布图像H01的数据以及输入的图像数据C01分别尺寸变换为比投射单元110投影的图像的数据尺寸小的尺寸。并且，控制电路101利用尺寸变换后的亮度下降分布图像、尺寸变换后的输入图像、反射率分布以及校正信息(周边光图案校正图像)，进行对输入的图像数据C01的校正。从而，与不进行尺寸变换时相比，可以减轻计算处理的负担，并在短时间内进行处理。

(4)控制电路101根据尺寸变换后的浓度分布，按照投影画面中的预定区域计算校正信息(周边光图案校正图像)，因此在例如按照像素计算时，能够以像素单位进行对投影图像的校正。

(5)控制电路101根据尺寸变换后的亮度降低分布，按照投影画面中的预定区域进行校正所需的运算，因此在例如按照像素计算时，能够以像素单位进行对投影图像的校正。

(变形例1)

通过计算表示投影面的反射率分布的图像，检测了投影面的反射率分布，但只要能够检测投影面的反射率分布即可，不限于上述实施方式。例如，控制电路101可以根据从投射单元110投射的光的强度和由摄像单元120检测出的投影面的反射光的强度，来检测反射率分布。

(变形例2)

在上述实施方式中，以能在画面内设定不同的校正量为例进行了说明，但也可以使对整个画面的校正量一致地均匀校正。此时的控制电路101进行图32示例的流程图的处理以代替图5的流程图，并且进行图33示例的流程图的处理以代替图9的流程图。

<计算周边光图案校正图像的处理>

参照图32示例的流程图，详细说明上述步骤S22(图3)的计算周边光图案校正图像的处理。

在图32的步骤S81中，控制电路101对周边光图案分布图像A01进行像素间隔剔除。例如，在周边光图案分布图像A01的像素尺寸为1024(横)×768(纵)像素时，控制电路101例如将纵横分别间隔剔除为1/4的尺寸，而获得256×192像素的缩小了的周边光图案分布图像a01。图15是示例周边光图案分布图像a01的示意图。

在步骤S82中，控制电路101适用低通滤波器处理(例如移动平均处理)，进行缩小了的周边光图案分布图像a01的平滑化。图16是示例周边光图案分布图像a01被平滑化后的图像的图。

另外，核心的大小可适当选择这一点以及可以通过中值滤波器进行平滑化的处理以代替通过低通滤波器进行平滑化的处理这一点，与上述实施方式相同。

在步骤S83中，控制电路101计算平滑化了的周边光图案分布的最大值。也就是说，控制电路101获得在图像整个区域中最大的平滑周边光图案分布值。在步骤S84中，控制电路101从上述最大值减去周边光图案分布图像A01而计算出周边光图案校正图像DD01。具体地说，控制电路101计算(R_DD01，G_DD01，B_DD01)_i＝(R_max-R_A01，G_max-G_A01，B_max-B_A01)_i的图像。其中，将上述最大值设为(R_max，G_max，B_max)。

在步骤S85中，控制电路101用周边光图案校正图像DD01除以反射率分布图像A03，而计算反射率校正后的周边光图案校正图像FF01。具体地说，控制电路101计算(R_FF01，G_FF01，B_FF01)_i＝(R_DD01/R_A03，G_DD01/G_A03，B_DD01/B_A03)_i的图像，结束图32的处理。

<投影图像的生成处理>

参照图33示例的流程图，详细说明上述步骤S24(图3)的生成投影图像的处理。

在图33的步骤S91中，控制电路101得到将输入图像(例如1024×768像素)的像素值分别线形化而成的图像(设为线形化图像C01)。控制电路101例如参照查阅表(LUT)以像素顺序进行逆γ变换，从而得到线形值。LUT被存储于闪存101B内。

在步骤S92中，控制电路101对线形化图像C01进行像素间隔剔除。控制电路101将像素尺寸(1024×768)纵横分别间隔剔除为1/4，而获得256×192像素的缩小了的线形化图像c01。

在步骤S93中控制电路101制作不可校正分布图像B03，并进入步骤S94。不可校正分布图像B03的制作处理如上所述。

在步骤S94中，控制电路101将不可校正分布图像B03纵横分别间隔剔除为1/4，进行像素间隔剔除。控制电路101得到256×192像素的缩小了的不可校正分布图像b03，并且检测不可校正分布图像b03的最小值。也就是说，控制电路101获得在图像整个区域中最小的不可校正分布值。

在步骤S95中，控制电路101使线形化图像C01乘以上述最小值而计算目标投影图像JJ01，并进入步骤S96。具体地说，控制电路101计算(R_JJ01，G_JJ01，B_JJ01)_i＝(R_C01×R_min，G_C01×G_min，B_C01×B_min)_i的图像。其中，将上述最小值设为(R_min，G_min，B_min)。

在步骤S96中，控制电路101用目标投影图像JJ01除以反射率分布图像A03来计算反射率校正后的目标投影图像KK01，并进入步骤S97。具体地说，控制电路101计算(R_KK01，G_KK01，B_KK01)_i＝(R_JJ01/R_A03，G_JJ01/G_A03，B_JJ01/B_A03)_i的图像。

在步骤S97中，控制电路101在反射率校正后的目标投影图像KK01上加上周边光图案校正图像FF01而计算投影图像LL01，并进入步骤S98。具体地说，控制电路101计算(_RLL01，G_LL01，B_LL01)_i＝(R_KK01+R_FF01，G_KK01+G_FF01，B_KK01+B_FF01)_i的图像。

在步骤S98中，控制电路101对投影图像LL01进行γ变换，从而获得返回到非线形的实际的投影图像LL02。γ变换用的LUT被存储在闪存101B内。

根据以上说明的变形例2，获得以下的作用效果。

(1)控制电路101根据尺寸变换后的周边光图案分布的最大值，在投影画面内使周边光图案分布均匀地一致，根据该均匀的分布值按照投影画面中的预定区域计算校正信息(周边光图案校正图像)。通过均匀地一致，与不一致时相比可以减轻计算处理的负担，并在短时间内进行处理。

(2)控制电路101根据尺寸变换后的亮度下降分布的最小值，在投影画面内使亮度降低分布均匀地一致，根据该均匀的亮度下降分布进行校正所需的运算。通过均匀地一致，与不一致时相比可以减轻计算处理的负担，并在短时间内进行处理。

也可以构成为，将如上所述进行校正输入图像的处理的程序，作为记录到存储卡150等记录介质上的提供、经过通信线路并经由了外部接口(I/F)电路104的提供等各种方式的计算机程序产品，而供给到投影装置1。

与上述控制相关的程序可以通过CD-ROM等记录介质、因特网等的数据信号而提供。图34是表示其情形的图。重放装置200经CD-ROM300接受程序的提供。此外，重放装置200具有与通信线路310连接的功能。计算机400是提供上述程序的服务器计算机，在硬盘等记录介质中存储程序。通信线路310是因特网、个人电脑等的通信线路、或专用通信线路等。计算机400使用硬盘读出程序，并经通信线路310将程序发送到重放装置200。即，将程序作为数据信号由载波传送，经通信线路310发送。这样一来，程序能够作为记录介质、载波等各种方式的可计算机读入的计算机程序产品供给。

上述实施方式是可以在不脱离本发明的范围内实施的实施例和变形例。

Claims

1.一种投影装置，包括：

投影部，向投影面投影图像；

反射率分布检测部，检测上述投影面的反射率分布；

浓度分布检测部，检测上述投影面的基底图案的浓度分布；

平滑化部，将上述反射率分布及上述浓度分布平滑化；

输入部，输入图像数据；

校正部，根据上述平滑化后的反射率分布及上述平滑化后的浓度分布，校正上述输入的图像数据；和

控制部，控制上述投影部以投影基于上述校正后的图像数据的图像。

2.根据权利要求1所述的投影装置，其中，

上述校正部，对上述浓度分布的数据尺寸进行尺寸变换而成为比上述投影部投影的图像的数据尺寸小的尺寸，并根据上述反射率分布及上述尺寸变换后的浓度分布，计算用于消除上述投影面的基底图案的校正信息。

3.根据权利要求2所述的投影装置，其中，

上述校正部还根据上述校正信息、从上述输入部输入的图像数据和上述反射率分布，生成表示上述消除的可否分布的可否分布图像，

将上述可否分布图像的数据及上述输入的图像数据分别尺寸变换成比上述投影部投影的图像的数据尺寸小的尺寸，

利用上述尺寸变换后的可否分布图像、上述尺寸变换后的输入图像、上述反射率分布和上述校正信息，进行对上述输入的图像数据的校正。

4.根据权利要求2所述的投影装置，其中，

上述校正部根据上述尺寸变换后的浓度分布，按照投影画面中的预定区域来计算上述校正信息。

5.根据权利要求2所述的投影装置，其中，

上述校正部根据上述尺寸变换后的浓度分布的最大值，在投影画面中使上述浓度分布均匀地一致，并根据该均匀的浓度分布按照投影画面中的预定区域来计算上述校正信息。

6.根据权利要求3所述的投影装置，其中，

上述校正部根据上述尺寸变换后的可否分布，按照投影画面中的预定区域来计算上述校正所需的运算。

7.根据权利要求3所述的投影装置，其中，

上述校正部根据上述尺寸变换后的可否分布的最小值，在投影画面中使上述可否分布均匀地一致，并根据该均匀的可否分布来进行上述校正所需的运算。

8.一种投影像校正方法，包括以下步骤：

反射率分布检测步骤，检测投影面的反射率分布；

浓度分布检测步骤，检测上述投影面的基底图案的浓度分布；

平滑化步骤，将上述反射率分布及上述浓度分布平滑化；

输入步骤，输入图像数据；

校正步骤，根据上述平滑化后的反射率分布及上述平滑化后的浓度分布，校正上述输入的图像数据；和

投影步骤，投影基于上述校正后的图像数据的图像。